照明装置
【課題】広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】照明装置１であって、一対の開口部Ｈを有するフレーム２と、一対の開口部Ｈ内のそれぞれに設けられた、開口部Ｈ外に光を照射する複数の半導体発光装置３と、フレーム２に設けられた、一対の開口部Ｈを覆う光透過性基板４と、光透過性基板４に設けられ、フレーム２外であって且つ断面視して一対の開口部Ｈによって挟まれる領域に配置された、半導体発光装置３からの光をフレーム２外にて反射する反射体５と、を備えている。フレーム２の外にて半導体発光素子３３の光の進行方向を変化させるとともに、フレーム２の外部に取り出された光を拡散させることができるので、広範囲を照らすことが可能となる。
【解決手段】照明装置１であって、一対の開口部Ｈを有するフレーム２と、一対の開口部Ｈ内のそれぞれに設けられた、開口部Ｈ外に光を照射する複数の半導体発光装置３と、フレーム２に設けられた、一対の開口部Ｈを覆う光透過性基板４と、光透過性基板４に設けられ、フレーム２外であって且つ断面視して一対の開口部Ｈによって挟まれる領域に配置された、半導体発光装置３からの光をフレーム２外にて反射する反射体５と、を備えている。フレーム２の外にて半導体発光素子３３の光の進行方向を変化させるとともに、フレーム２の外部に取り出された光を拡散させることができるので、広範囲を照らすことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置を含む照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とする半導体発光装置および照明装置の開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。半導体発光装置を有する発光装置は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。この半導体発光装置は、指向性が優れているが、例えば住宅用照明分野などにおいては、広範囲を照らす技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る照明装置は、一対の開口部を有するフレームと、前記一対の開口部内のそれぞれに設けられた、前記開口部外に光を照射する複数の半導体発光素子と、前記フレームに設けられた、前記一対の開口部を覆う光透過性基板と、前記光透過性基板に設けられ、前記フレーム外であって且つ断面視して前記一対の開口部によって挟まれる領域に配置された、前記半導体発光素子からの光を前記フレーム外にて反射する反射体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る照明装置の平面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る照明装置の一部を拡大した平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る照明装置の断面図である。
【図４】図４は、図３に示す照明装置のフレームを示した断面図である。
【図５】図５は、図３に示す照明装置の一部を拡大した半導体発光装置の断面図である。
【図６】図６は、半導体発光装置を構成する半導体発光素子の概観斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す半導体発光素子の断面図である。
【図８】図８は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【図９】図９は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【図１０】図１０は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【図１１】図１１は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる照明装置の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものとする。図１は、照明装置を平面視した平面図であって、一対の直線状にそれぞれ半導体発光装置の光源（複数の半導体発光素子）が並んでいる。図２は、図１の照明装置の一部を拡大した平面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’に沿って切断した照明装置の断面図である。図４は、図２のＸ−Ｘ’に沿って切断したフレームの断面図であって、図３から半導体発光装置、光透過性基板および反射体を取り除いた状態を示している。図５は、半導体発光装置の断面図である。図６は、半導体発光装置を構成する半導体発光素子の断面斜視図である。図７は、図６のＹ−Ｙ’に沿って切断した半導体発光素子の断面図である。
【０００９】
＜照明装置の構成＞
照明装置１は、天井または壁等の室内に直接取り付けるか、あるいは、屋外にて使用するものである。そして、照明装置１から発せられる光は、室内または屋外を照らすことができる。
【００１０】
照明装置１は、一対の開口部Ｈを有するフレーム２と、一対の開口部Ｈ内にそれぞれ設けられ、開口部Ｈ外に光を照射する複数の半導体発光素子３３と、フレーム２に設けられ、一対の開口部Ｈを覆う光透過性基板４と、光透過性基板４に設けられ、フレーム外であって且つ断面視して一対の開口部Ｈによって挟まれる領域に配置され、半導体発光素子３３からの光をフレーム２外にて反射する反射体５を備えている。
【００１１】
フレーム２は、複数の半導体発光素子３３を有する半導体発光装置３を保持する機能と、半導体発光装置３が有する複数の半導体発光素子３３の発する熱を外部に放散させる機能とを有している。フレーム２は、例えば、アルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成される。フレーム２は、平面視において直方体形状であって、一対の開口部Ｈを有している。そして、一対の開口部Ｈのそれぞれに、複数の半導体発光装置３を実装することができる。
【００１２】
フレーム２は、半導体発光装置３の発する熱を効率よく外部に放散する。また、フレーム２は、半導体発光装置３の傾斜角度が変化するのを低減することによって、外部に取り出される光の指向性を良好に維持することができる。フレーム２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。
【００１３】
フレーム２は、開口部Ｈに、半導体発光装置３を螺子またはボルト等の固定部材６を介して固定する螺子孔２１と、半導体発光装置３と当接して支持する当接部２２と、半導体発光装置３を構成するリフレクターの端部が嵌合する嵌合部２３と、半導体発光装置３を構成する駆動部を嵌め込まれる空洞部２４と、光透過性基板４の端部を保持する保持部２５とが設けられている。
【００１４】
螺子孔２１は、フレーム２の開口部Ｈの内壁面に設けられている。螺子孔２１は、半導体発光装置３を固定する固定部材を通過させることができる程度の大きさの孔であって、固定部材で締めて半導体発光装置３を固定することができる。当接部２２は、フレーム２の開口部Ｈに設けられ、半導体発光装置３を構成する基板３１の端部が当接して、半導体発光装置３を位置決めすることができる。嵌合部２３は、フレーム２の開口部Ｈの内壁面に設けられている。嵌合部２３は、開口部Ｈにて半導体発光装置３を構成するリフレクター３２の端部を嵌め込むものである。半導体発光装置３は、リフレクター３２の端部を嵌合部２３に嵌め込むことで、リフレクター３２の傾斜角度を位置決めすることができる。空洞部２４は、半導体発光装置３の半導体発光素子３３を駆動する駆動部３４を配置することができる大きさの空洞であって、熱が発生する駆動部３４を配置することができる。保持部２５は、フレーム２の内壁面の縁に沿って設けられており、光透過性基板４の端部を嵌め込むことができる大きさに形成されている。
【００１５】
フレーム２には、一対の支持体２６が設けられている。支持体２６は、フレーム２の開口縁に接続されており、開口縁からフレーム２の底面の高さ位置まで傾斜するように形成されている。そして、支持体２６の内壁面とフレーム２の側面との間には隙間Ｄが設けられている。
【００１６】
隙間Ｄは、通気孔としての機能を奏する。隙間Ｄは、半導体発光装置３の半導体発光素子３３が発する熱を外部に向かって放散する。半導体発光素子３３が発光する際には、駆動部３４から半導体発光素子３３に入力される電気エネルギーの一部は光に変換されずに熱に変換されて半導体発光素子３３の温度が上昇する。半導体発光素子３３の温度が上昇することによって、フレーム２内の温度は上昇する。そこで、フレーム２の側面と支持体２６との間に隙間Ｄを設けて、フレーム２内の温度が熱平衡によってフレーム２外の温度に近づくように調整することができ、フレーム２内の温度が上昇するのを抑制することができる。なお、支持体２６の端部には、螺子またはボルト等にて固定する貫通孔２６ａが設けられており、貫通孔２６ａに螺子またはボルト等を通して、支持体２６が外部と接続される。
【００１７】
支持体２６の外表面には、複数の段差が設けられている。支持体２６の外表面に設けられた複数の段差によって、支持体２６の外表面の面積を大きくすることができ、半導体発光装置３の熱を外部に放散させやすくすることができる。
【００１８】
＜半導体発光装置の構成＞
半導体発光装置３は、基板３１と、基板３１に実装される複数の半導体発光素子３３と、半導体発光素子３３の発する光を反射して外部に取り出すリフレクター３２と、半導体発光素子３３を駆動する駆動部３４と、リフレクター３２の出射口側に設けられる光透過性部材３５とを備えている。基板３１は、直方体形状であって、その長手方向寸法がフレーム２の開口部Ｈと略同じ長さを有した長尺の板体である。基板３１は、例えば、樹脂からなるプリント配線基板等の樹脂基板、あるいはガラス基板、あるいはアルミ基板等の金属板が用いられる。なお、基板３１には、固定部材６を通すための螺子孔が設けられている。
【００１９】
本実施形態において、基板３１には、複数の半導体発光素子３３が等間隔に実装されている。また、基板３１には、駆動部３４が実装されている。半導体発光素子３３と駆動部３４は、基板３１に対して、それぞれ異なる基板３１の主面に設けられている。そして、基板３１に設けられるビア導体を介して駆動部３４と半導体発光素子３３とが電気的に接続される。なお、複数の半導体発光素子３３が配列される間隔は、等間隔に限定されるものではない。
【００２０】
駆動部３４は、半導体発光装置３の半導体発光素子３３と電気的に接続されている。駆動部３４は、外部電源と電気的に接続されており、外部電源から電気が供給される。なお、駆動部３４の設けられる箇所は、半導体発光装置３の半導体発光素子３３と電気的に接続されるのであれば、基板３１に対して半導体発光素子３３と同じ面に設けられる構造であってもよい。
【００２１】
リフレクター３２は、半導体発光素子３３の側面を取り囲むように設けられている。リフレクター３２は、半導体発光素子３３から出射された光を反射させるものであり、例えば、アルミ二ウム、銅またはステンレス等の熱伝導性の優れた熱の良導体から構成されている。また、リフレクター３２は、金型によって成型されたポリカーボネート樹脂から成るリフレクター３２の内壁面に、アルミニウムを蒸着することによって構成されてもよい。リフレクター３２は、各半導体発光素子３３を取り囲む態様で配置されている。なお、リフレクター３２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。
【００２２】
リフレクター３２は、半導体発光素子３３からリフレクター３２の出射口に向かうにつれて広がって形成されている。リフレクター３２は、いわゆるパラボラ形状の円筒体である。リフレクター３２で囲まれる領域が、リフレクター３２の出射口に向かうにつれて大きくなることで、リフレクター３２によって半導体発光素子３３の発する光を遮りにくくすることができ、半導体発光素子３３の発する光の照射面を広くすることができる。
【００２３】
リフレクター３２は、リフレクター３２の出射口の縁から、基板３１に向かって折れ曲がって形成されている。そして、リフレクター３２の端部は、基板３１に向かって折れ曲がった先にあり、その端部をフレーム２の嵌合部２３に嵌め込むことができる。
【００２４】
リフレクター３２で囲まれる領域には、光透過性部材３５を設けることができる。本実施形態において、光透過性部材３５は、半導体発光素子３３から発せられる光が透過する樹脂材料を有する。光透過性部材３５は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコーン樹脂等を用いることができる。また、光透過性部材３５の代わりに、ガラスを用いることもできる。光透過性部材３５によって、リフレクター３２と半導体発光素子３３との接着強度を向上させることができる。なお、リフレクター３２で囲まれる領域に、光透過性部材３５を設けない構造であってもよい。
【００２５】
＜半導体発光素子の構成＞
半導体発光素子３３は、実装基板３３１と、実装基板３３１上に設けられる光半導体素子３３２と、光半導体素子３３２を取り囲む枠体３３３と、枠体３３３で囲まれる領域に設けられる封止樹脂３３４と、枠体３３３によって支持され、接着樹脂３３５を介して枠体３３３に接続される波長変換部３３６を備えている。
【００２６】
半導体発光素子３３は、例えば、発光ダイオードであって、光半導体素子３３２内のｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、光半導体素子３３２から外部に向かって光として放出される。なお、光半導体素子３３２は、指向性が優れている。
【００２７】
実装基板３３１には、基板３１上に設けられる。基板３１と実装基板３３１とは、半田または導電性接着剤を介して電気的に導通されるように接合される。実装基板３３１は、例えば、アルミナ、ムライトまたはガラスセラミック等のセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から構成することができる。また、実装基板３３１は、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
【００２８】
実装基板３３１の表面が拡散面である場合、光半導体素子３３２から発せられる光が、実装基板３３１の表面にて照射されて拡散反射する。そして、光半導体素子３３２が発する光を拡散反射によって多方向に放射し、光半導体素子３３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。
【００２９】
ここで、実装基板３３１には、配線導体が設けられており、配線導体を介して基板３１と電気的に接続されている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、実装基板３３１に所定パターンで印刷することにより得られる。
【００３０】
光半導体素子３３２は、実装基板３３１上であって実装領域Ｒに実装される。具体的には、光半導体素子３３２は、実装基板３３１上に形成される配線導体上に、例えば、半田または導電性接着剤等の接着材料、あるいはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
【００３１】
光半導体素子３３２は、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等の基体に有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、半導体層を成長させることによって作製される。なお、光半導体素子３３２の厚みは、例えば３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００３２】
光半導体素子３３２は、第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層と、から構成されている。
【００３３】
第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。発光層の厚みは、例えば、２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。第２半導体層の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された光半導体素子３３２では、例えば、３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。
【００３４】
実装基板３３１上には、光半導体素子３３２を取り囲むように枠状の枠体３３３が設けられている。枠体３３３は、実装基板３３１上に例えば半田または接着剤を介して接続される。枠体３３３は、セラミック材料であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の多孔質材料からなる。枠体３３３は、多孔質材料からなり、枠体３３３の表面は微細な孔が多数形成される。
【００３５】
枠体３３３は、光半導体素子３３２と間を空けて、光半導体素子３３２の周りを取り囲むように形成されている。また、枠体３３３は、傾斜する内壁面が下端から上端に従い外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体３３３の内壁面が、光半導体素子３３２から発せられる励起光の反射面として機能する。また、枠体３３３の内壁面が拡散面である場合には、光半導体素子３３２から発せられる光が、枠体３３３の内壁面にて拡散反射する。そして、光半導体素子３３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。
【００３６】
また、枠体３３３の傾斜する内壁面は、例えば、タングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成る鍍金金属層を形成してもよい。この鍍金金属層は、光半導体素子３３２の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体３３３の内壁面の傾斜角度は、実装基板３３１の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
【００３７】
枠体３３３で囲まれる領域には、封止樹脂３３４が充填されている。封止樹脂３３４は、光半導体素子３３２を封止するとともに、光半導体素子３３２から発せられる光が透過する機能を備えている。封止樹脂３３４は、枠体３３３の内方に光半導体素子３３２を収容した状態で、枠体３３３で囲まれる領域であるなお、封止樹脂３３４は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂が用いられる。
【００３８】
波長変換部３３６は、枠体３３３に支持されるとともに、光半導体素子３３２と間を空けて対向するように設けられる。つまり、波長変換部３３６は、光半導体素子３３２を封止する封止樹脂３３４と空隙を介して枠体３３３に設けられる。
【００３９】
波長変換部３３６は、接着樹脂３３５を介して枠体３３６に接合されている。接着樹脂３３５は、波長変換部３３６の下面の端部から波長変換部３３６の側面、さらに波長変換部３３６の上面の端部にかけて被着している。
【００４０】
接着樹脂３３５は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。また、接着樹脂３３５は、例えば、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することができる。
【００４１】
接着樹脂３３５の材料は、枠体３３３の熱膨張率と波長変換部３３６の熱膨張率との間の大きさの熱膨張率の材料を選択される。接着樹脂３３５の材料として、このような材料を選択することで、枠体３３３と波長変換部３３６とが熱膨張するときに、両者の熱膨張率の差に起因して、両者が剥離しようとするのを抑制することができ、両者を良好に繋ぎ止めることができる。
【００４２】
接着樹脂３３５が、波長変換部３３６の下面の端部にまで被着することで、接着樹脂３３５が被着する面積を大きくし、枠体３３３と波長変換部３３６とを強固に接続することができる。その結果、枠体３３３と波長変換部３３６の接続強度を向上させることができ、波長変換部３３６の撓みが抑制される。そして、光半導体素子３３２と波長変換部３３６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。
【００４３】
波長変換部３３６は、半導体発光素子３３から発せられる励起光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体が励起されて、光を発するものである。ここで、波長変換部３３６には、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等から成り、その樹脂中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体が含有されている。なお、蛍光体は、波長変換部３３６中に均一に分散するように含有されている。なお、波長変換部３３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００４４】
また、波長変換部３３６の端部の厚みは一定に設定されている。波長変換部３３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。ここで、厚みが一定とは、厚みの誤差が０．１ｍｍ以下のものを含む。波長変換部３３６の厚みを一定にすることにより、波長変換部３３６にて励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部３３６における輝度むらを抑制することができる。
【００４５】
光透過性基板４は、フレーム２の開口縁に設けられる。フレーム２の開口部Ｈに半導体発光装置３を実装した状態で、光透過性基板４をフレーム２に設けることで、フレーム２内に半導体発光装置３を外部から保護することができる。
【００４６】
光透過性基板４は、半導体発光装置３から発せられる光が透過する材料からなり、例えば樹脂またはガラス等の光透光性の材料から構成される板体である。光透過性基板４は、フレーム２の保持部２５にて保持される。光透過性基板４は保持部２５にて挟持して保持されることで、光透過性基板４が落下するのを防止することができる。
【００４７】
反射体５は、光透過性基板４の外表面に設けられる。反射体５は、半導体発光装置３からの光を反射する機能を有している。反射体５は、フレーム２の外であって且つ断面視において一対の開口部Ｈによって挟まれる領域に配置される。また、反射体５は、図２に示すように、平面視してフレーム２の一端から他端にまで連続して設けられている。一対の開口部Ｈ内に設けられた複数の半導体発光素子３３は、一対の開口部Ｈ内のそれぞれにおいて所定の直線状に配置されており、反射体５は、前記所定の直線状に配置されている複数の半導体発光素子３３に沿って設けられている。反射体５をこのように設けることで、反射体５にて反射する光の照射面を大きく２つに分けて、それぞれの照射面の照度を向上させることができ、広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することができる。
【００４８】
反射体５は、図３に示すように、上下方向の幅が、例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、反射体５は、図３に示すように、左右方向の幅が、例えば５ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定されている。
【００４９】
反射体５は、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはイットリア等からなる無機粒子からなる反射材を含有する樹脂、あるいは金属材料からなる。反射体５は、反射材を含有した樹脂を用いた場合であれば、樹脂と反射材との屈折率差に起因して光の反射が生じるため、受けた光を拡散することができる。反射体５を樹脂とすることで、角度によっては半導体発光装置３の光源（すなわち、半導体発光素子３３）を、直接反射体５を介して視認することができ、照らされる領域を大きくすることができる。ここで、無機粒子は、屈折率が１．４以上２．０以下のものが好ましい。なお、反射体５に反射材を含有させずに、反射体５の表面をブラスト加工することによって、反射体５の表面の光反射性を向上させてもよい。
【００５０】
発光ダイオードは、特に、配向分布においてサイドローブの光の強度が小さく配向分布の中央部に集中するため、指向性が優れている。そのため、発光ダイオードを用いた照明を店舗内に使用した場合は、店舗内では照明が光っていることを認識することができるが、店舗外から店舗内を見たときは、発光ダイオードの光は店舗内から店舗外に漏れにくくなるため、店舗内が暗く見えてしまう。
【００５１】
本実施形態によれば、フレーム２の外の光透過性基板に反射体５を設け、フレーム２内からの半導体発光素子３３の光を反射体５にて反射させて、フレーム２の外にて半導体発光素子３３の光の進行方向を変化させるとともに、フレーム２の外部に取り出された光を拡散させることができる。その結果、照明装置１は、店舗外から店舗内を見たときも、店舗を明るくすることができ、広範囲を照らすことができる。なお、照明装置１は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５２】
＜変形例＞
以下、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、本発明の実施形態の変形例に係る照明装置１のうち、本発明の実施形態に係る照明装置１と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。図８から図１１は、一変形例に係る照明装置１を示す図であって、図８から図１１は図３に相当する。
【００５３】
上述した実施形態に係る照明装置１は、一対の半導体発光装置３の傾斜角度をそれぞれ、左右対称になるように設けたが、これに限られない。例えば、図８または図９に示すように、一対の半導体発光装置３のうち、一方の半導体発光装置３の傾斜角度と他方の半導体発光装置３の傾斜角度とを異ならせて設けてもよい。
【００５４】
一対の半導体発光装置３の傾斜角度を左右非対称にすることで、反射体５にて反射する光の量を反射体５の両側面にて異ならせることができ、反射体５にて反射した光の照らす領域に相当する照射面を所望する態様にすることができる。その結果、本変形例に係る照明装置を店舗内に用いた場合は、店舗内を照らす光と店舗外を照らす光とを調整することができ、店舗内での光と店舗外から店舗内を見たときの光との両方を向上させることもできる。
【００５５】
また、上述した実施形態に係る照明装置１は、反射体５の傾斜角度は、光透過性基板４の下面に対して垂直となるように設定したが、これに限られない。例えば、図１０に示すように、反射体５ａの傾斜角度を、光透過性基板４の下面に対して垂直とならないように傾斜させてもよい。なお、反射体５ａの傾斜角度θは、光透過性基板４の下面と直交する平面に対して、例えば１０度以上６０度以下に設定されている。
【００５６】
反射体５ａの傾斜角度を光透過性基板４の下面に対して傾斜させることで、反射体５ａにて反射する光の量を反射体５ａの両側面にて異ならせることができ、反射体５ａにて反射した光の照らす領域に相当する照射面を所望する態様にすることができる。さらに、上述した実施形態に係る照明装置１は、反射体５の両側面を平坦に形成したが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、反射体５ｂの側面に凹部５Ｐを設けてもよい。
【００５７】
反射体５ｂの側面に凹部５Ｐを設けることで、反射体５ｂにて反射する光の量を反射体５ｂの両側面にて異ならせることができ、反射体５ｂにて反射した光の照らす領域に相当する照射面を所望する態様にすることができる。
【００５８】
＜照明装置の製造方法＞
図１に示す照明装置の製造方法を説明する。まず、図６に示す半導体発光素子３３を準備する。実装基板３３１および枠体３３３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウムの原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。
【００５９】
実装基板３３１は、混合物がシート状のセラミックグリーンシートに成形され、枠体３３３は、型枠内に混合物が充填されて乾燥され、焼結前の実装基板３３１および枠体３３３が取り出される。
【００６０】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出した実装基板３３１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層するとともに焼成され、所定の形状に切断される。また、枠体３３３は、所望の温度で焼結されることにより形成される。
【００６１】
次に、実装基板３３１上の配線パターンに光半導体素子３３２を、半田を介して電気的に接続した後、光半導体素子３３２を取囲むように枠体３３３を基板上にアクリル樹脂等の接着剤を介して接着する。そして、枠体３３３で囲まれた領域に、例えばシリコーン樹脂を充填して、シリコーン樹脂を硬化させることで、封止樹脂３３４を形成する。
【００６２】
次に、波長変換部３３６を準備する。波長変換部３３６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えば、ドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて、作製することができる。例えば、波長変換部３３６は、未硬化の波長変換部３３６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによって、得ることができる。そして、準備した波長変換部３３６を枠体３３３上に、例えば樹脂からなる接着樹脂３３５を介して接着することで、半導体発光素子３３を作製することができる。
【００６３】
次に、フレーム２を準備する。フレーム２は、例えば、押出成形法によって一体に成形されている。しかしながら必ずしも一体成形で形成する必要はなく、各部材を別個に製造して、これらをネジ等の締結手段で締結してもよく、また、各部材を接着剤で接着して一体化させてもよい。
【００６４】
さらに、基板３１を準備する。基板３１は、例えばプリント配線基板を用いることができる。そして、基板３１に半導体発光素子３３を、半田を介して電気的に実装するとともに、リフレクター３２を取り付ける。また、基板３１の他主面に駆動部３４を実装し、このようにして、半導体発光装置３を作製することができる。次に、半導体発光装置３をフレーム２内に収容し、固定部材６を介して基板３１をフレーム２に固定する。そして、フレーム２に光透過性基板４を取り付けて、光透過性基板４に反射体５を設けることで、照明装置１を作製することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 照明装置
２ フレーム
２１ 螺子孔
２２ 当接部
２３ 嵌合部
２４ 空洞部
２５ 保持部
２６ 支持体
２６ａ 貫通孔
３ 半導体発光装置
３１ 基板
３２ リフレクター
３３ 半導体発光素子
３３１ 実装基板
３３２ 光半導体素子
３３３ 枠体
３３４ 封止樹脂
３３５ 接着樹脂
３３６ 波長変換部
３４ 駆動部
３５ 封止樹脂
４ 光透過性基板
５ 反射体
６ 固定部材
Ｈ 開口部
Ｄ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置を含む照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とする半導体発光装置および照明装置の開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。半導体発光装置を有する発光装置は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。この半導体発光装置は、指向性が優れているが、例えば住宅用照明分野などにおいては、広範囲を照らす技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る照明装置は、一対の開口部を有するフレームと、前記一対の開口部内のそれぞれに設けられた、前記開口部外に光を照射する複数の半導体発光素子と、前記フレームに設けられた、前記一対の開口部を覆う光透過性基板と、前記光透過性基板に設けられ、前記フレーム外であって且つ断面視して前記一対の開口部によって挟まれる領域に配置された、前記半導体発光素子からの光を前記フレーム外にて反射する反射体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る照明装置の平面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る照明装置の一部を拡大した平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る照明装置の断面図である。
【図４】図４は、図３に示す照明装置のフレームを示した断面図である。
【図５】図５は、図３に示す照明装置の一部を拡大した半導体発光装置の断面図である。
【図６】図６は、半導体発光装置を構成する半導体発光素子の概観斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す半導体発光素子の断面図である。
【図８】図８は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【図９】図９は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【図１０】図１０は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【図１１】図１１は、一変形例に係る照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる照明装置の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものとする。図１は、照明装置を平面視した平面図であって、一対の直線状にそれぞれ半導体発光装置の光源（複数の半導体発光素子）が並んでいる。図２は、図１の照明装置の一部を拡大した平面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’に沿って切断した照明装置の断面図である。図４は、図２のＸ−Ｘ’に沿って切断したフレームの断面図であって、図３から半導体発光装置、光透過性基板および反射体を取り除いた状態を示している。図５は、半導体発光装置の断面図である。図６は、半導体発光装置を構成する半導体発光素子の断面斜視図である。図７は、図６のＹ−Ｙ’に沿って切断した半導体発光素子の断面図である。
【０００９】
＜照明装置の構成＞
照明装置１は、天井または壁等の室内に直接取り付けるか、あるいは、屋外にて使用するものである。そして、照明装置１から発せられる光は、室内または屋外を照らすことができる。
【００１０】
照明装置１は、一対の開口部Ｈを有するフレーム２と、一対の開口部Ｈ内にそれぞれ設けられ、開口部Ｈ外に光を照射する複数の半導体発光素子３３と、フレーム２に設けられ、一対の開口部Ｈを覆う光透過性基板４と、光透過性基板４に設けられ、フレーム外であって且つ断面視して一対の開口部Ｈによって挟まれる領域に配置され、半導体発光素子３３からの光をフレーム２外にて反射する反射体５を備えている。
【００１１】
フレーム２は、複数の半導体発光素子３３を有する半導体発光装置３を保持する機能と、半導体発光装置３が有する複数の半導体発光素子３３の発する熱を外部に放散させる機能とを有している。フレーム２は、例えば、アルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成される。フレーム２は、平面視において直方体形状であって、一対の開口部Ｈを有している。そして、一対の開口部Ｈのそれぞれに、複数の半導体発光装置３を実装することができる。
【００１２】
フレーム２は、半導体発光装置３の発する熱を効率よく外部に放散する。また、フレーム２は、半導体発光装置３の傾斜角度が変化するのを低減することによって、外部に取り出される光の指向性を良好に維持することができる。フレーム２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。
【００１３】
フレーム２は、開口部Ｈに、半導体発光装置３を螺子またはボルト等の固定部材６を介して固定する螺子孔２１と、半導体発光装置３と当接して支持する当接部２２と、半導体発光装置３を構成するリフレクターの端部が嵌合する嵌合部２３と、半導体発光装置３を構成する駆動部を嵌め込まれる空洞部２４と、光透過性基板４の端部を保持する保持部２５とが設けられている。
【００１４】
螺子孔２１は、フレーム２の開口部Ｈの内壁面に設けられている。螺子孔２１は、半導体発光装置３を固定する固定部材を通過させることができる程度の大きさの孔であって、固定部材で締めて半導体発光装置３を固定することができる。当接部２２は、フレーム２の開口部Ｈに設けられ、半導体発光装置３を構成する基板３１の端部が当接して、半導体発光装置３を位置決めすることができる。嵌合部２３は、フレーム２の開口部Ｈの内壁面に設けられている。嵌合部２３は、開口部Ｈにて半導体発光装置３を構成するリフレクター３２の端部を嵌め込むものである。半導体発光装置３は、リフレクター３２の端部を嵌合部２３に嵌め込むことで、リフレクター３２の傾斜角度を位置決めすることができる。空洞部２４は、半導体発光装置３の半導体発光素子３３を駆動する駆動部３４を配置することができる大きさの空洞であって、熱が発生する駆動部３４を配置することができる。保持部２５は、フレーム２の内壁面の縁に沿って設けられており、光透過性基板４の端部を嵌め込むことができる大きさに形成されている。
【００１５】
フレーム２には、一対の支持体２６が設けられている。支持体２６は、フレーム２の開口縁に接続されており、開口縁からフレーム２の底面の高さ位置まで傾斜するように形成されている。そして、支持体２６の内壁面とフレーム２の側面との間には隙間Ｄが設けられている。
【００１６】
隙間Ｄは、通気孔としての機能を奏する。隙間Ｄは、半導体発光装置３の半導体発光素子３３が発する熱を外部に向かって放散する。半導体発光素子３３が発光する際には、駆動部３４から半導体発光素子３３に入力される電気エネルギーの一部は光に変換されずに熱に変換されて半導体発光素子３３の温度が上昇する。半導体発光素子３３の温度が上昇することによって、フレーム２内の温度は上昇する。そこで、フレーム２の側面と支持体２６との間に隙間Ｄを設けて、フレーム２内の温度が熱平衡によってフレーム２外の温度に近づくように調整することができ、フレーム２内の温度が上昇するのを抑制することができる。なお、支持体２６の端部には、螺子またはボルト等にて固定する貫通孔２６ａが設けられており、貫通孔２６ａに螺子またはボルト等を通して、支持体２６が外部と接続される。
【００１７】
支持体２６の外表面には、複数の段差が設けられている。支持体２６の外表面に設けられた複数の段差によって、支持体２６の外表面の面積を大きくすることができ、半導体発光装置３の熱を外部に放散させやすくすることができる。
【００１８】
＜半導体発光装置の構成＞
半導体発光装置３は、基板３１と、基板３１に実装される複数の半導体発光素子３３と、半導体発光素子３３の発する光を反射して外部に取り出すリフレクター３２と、半導体発光素子３３を駆動する駆動部３４と、リフレクター３２の出射口側に設けられる光透過性部材３５とを備えている。基板３１は、直方体形状であって、その長手方向寸法がフレーム２の開口部Ｈと略同じ長さを有した長尺の板体である。基板３１は、例えば、樹脂からなるプリント配線基板等の樹脂基板、あるいはガラス基板、あるいはアルミ基板等の金属板が用いられる。なお、基板３１には、固定部材６を通すための螺子孔が設けられている。
【００１９】
本実施形態において、基板３１には、複数の半導体発光素子３３が等間隔に実装されている。また、基板３１には、駆動部３４が実装されている。半導体発光素子３３と駆動部３４は、基板３１に対して、それぞれ異なる基板３１の主面に設けられている。そして、基板３１に設けられるビア導体を介して駆動部３４と半導体発光素子３３とが電気的に接続される。なお、複数の半導体発光素子３３が配列される間隔は、等間隔に限定されるものではない。
【００２０】
駆動部３４は、半導体発光装置３の半導体発光素子３３と電気的に接続されている。駆動部３４は、外部電源と電気的に接続されており、外部電源から電気が供給される。なお、駆動部３４の設けられる箇所は、半導体発光装置３の半導体発光素子３３と電気的に接続されるのであれば、基板３１に対して半導体発光素子３３と同じ面に設けられる構造であってもよい。
【００２１】
リフレクター３２は、半導体発光素子３３の側面を取り囲むように設けられている。リフレクター３２は、半導体発光素子３３から出射された光を反射させるものであり、例えば、アルミ二ウム、銅またはステンレス等の熱伝導性の優れた熱の良導体から構成されている。また、リフレクター３２は、金型によって成型されたポリカーボネート樹脂から成るリフレクター３２の内壁面に、アルミニウムを蒸着することによって構成されてもよい。リフレクター３２は、各半導体発光素子３３を取り囲む態様で配置されている。なお、リフレクター３２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。
【００２２】
リフレクター３２は、半導体発光素子３３からリフレクター３２の出射口に向かうにつれて広がって形成されている。リフレクター３２は、いわゆるパラボラ形状の円筒体である。リフレクター３２で囲まれる領域が、リフレクター３２の出射口に向かうにつれて大きくなることで、リフレクター３２によって半導体発光素子３３の発する光を遮りにくくすることができ、半導体発光素子３３の発する光の照射面を広くすることができる。
【００２３】
リフレクター３２は、リフレクター３２の出射口の縁から、基板３１に向かって折れ曲がって形成されている。そして、リフレクター３２の端部は、基板３１に向かって折れ曲がった先にあり、その端部をフレーム２の嵌合部２３に嵌め込むことができる。
【００２４】
リフレクター３２で囲まれる領域には、光透過性部材３５を設けることができる。本実施形態において、光透過性部材３５は、半導体発光素子３３から発せられる光が透過する樹脂材料を有する。光透過性部材３５は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコーン樹脂等を用いることができる。また、光透過性部材３５の代わりに、ガラスを用いることもできる。光透過性部材３５によって、リフレクター３２と半導体発光素子３３との接着強度を向上させることができる。なお、リフレクター３２で囲まれる領域に、光透過性部材３５を設けない構造であってもよい。
【００２５】
＜半導体発光素子の構成＞
半導体発光素子３３は、実装基板３３１と、実装基板３３１上に設けられる光半導体素子３３２と、光半導体素子３３２を取り囲む枠体３３３と、枠体３３３で囲まれる領域に設けられる封止樹脂３３４と、枠体３３３によって支持され、接着樹脂３３５を介して枠体３３３に接続される波長変換部３３６を備えている。
【００２６】
半導体発光素子３３は、例えば、発光ダイオードであって、光半導体素子３３２内のｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、光半導体素子３３２から外部に向かって光として放出される。なお、光半導体素子３３２は、指向性が優れている。
【００２７】
実装基板３３１には、基板３１上に設けられる。基板３１と実装基板３３１とは、半田または導電性接着剤を介して電気的に導通されるように接合される。実装基板３３１は、例えば、アルミナ、ムライトまたはガラスセラミック等のセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から構成することができる。また、実装基板３３１は、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
【００２８】
実装基板３３１の表面が拡散面である場合、光半導体素子３３２から発せられる光が、実装基板３３１の表面にて照射されて拡散反射する。そして、光半導体素子３３２が発する光を拡散反射によって多方向に放射し、光半導体素子３３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。
【００２９】
ここで、実装基板３３１には、配線導体が設けられており、配線導体を介して基板３１と電気的に接続されている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、実装基板３３１に所定パターンで印刷することにより得られる。
【００３０】
光半導体素子３３２は、実装基板３３１上であって実装領域Ｒに実装される。具体的には、光半導体素子３３２は、実装基板３３１上に形成される配線導体上に、例えば、半田または導電性接着剤等の接着材料、あるいはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
【００３１】
光半導体素子３３２は、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等の基体に有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、半導体層を成長させることによって作製される。なお、光半導体素子３３２の厚みは、例えば３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００３２】
光半導体素子３３２は、第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層と、から構成されている。
【００３３】
第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。発光層の厚みは、例えば、２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。第２半導体層の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された光半導体素子３３２では、例えば、３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。
【００３４】
実装基板３３１上には、光半導体素子３３２を取り囲むように枠状の枠体３３３が設けられている。枠体３３３は、実装基板３３１上に例えば半田または接着剤を介して接続される。枠体３３３は、セラミック材料であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の多孔質材料からなる。枠体３３３は、多孔質材料からなり、枠体３３３の表面は微細な孔が多数形成される。
【００３５】
枠体３３３は、光半導体素子３３２と間を空けて、光半導体素子３３２の周りを取り囲むように形成されている。また、枠体３３３は、傾斜する内壁面が下端から上端に従い外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体３３３の内壁面が、光半導体素子３３２から発せられる励起光の反射面として機能する。また、枠体３３３の内壁面が拡散面である場合には、光半導体素子３３２から発せられる光が、枠体３３３の内壁面にて拡散反射する。そして、光半導体素子３３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。
【００３６】
また、枠体３３３の傾斜する内壁面は、例えば、タングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成る鍍金金属層を形成してもよい。この鍍金金属層は、光半導体素子３３２の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体３３３の内壁面の傾斜角度は、実装基板３３１の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
【００３７】
枠体３３３で囲まれる領域には、封止樹脂３３４が充填されている。封止樹脂３３４は、光半導体素子３３２を封止するとともに、光半導体素子３３２から発せられる光が透過する機能を備えている。封止樹脂３３４は、枠体３３３の内方に光半導体素子３３２を収容した状態で、枠体３３３で囲まれる領域であるなお、封止樹脂３３４は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂が用いられる。
【００３８】
波長変換部３３６は、枠体３３３に支持されるとともに、光半導体素子３３２と間を空けて対向するように設けられる。つまり、波長変換部３３６は、光半導体素子３３２を封止する封止樹脂３３４と空隙を介して枠体３３３に設けられる。
【００３９】
波長変換部３３６は、接着樹脂３３５を介して枠体３３６に接合されている。接着樹脂３３５は、波長変換部３３６の下面の端部から波長変換部３３６の側面、さらに波長変換部３３６の上面の端部にかけて被着している。
【００４０】
接着樹脂３３５は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。また、接着樹脂３３５は、例えば、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することができる。
【００４１】
接着樹脂３３５の材料は、枠体３３３の熱膨張率と波長変換部３３６の熱膨張率との間の大きさの熱膨張率の材料を選択される。接着樹脂３３５の材料として、このような材料を選択することで、枠体３３３と波長変換部３３６とが熱膨張するときに、両者の熱膨張率の差に起因して、両者が剥離しようとするのを抑制することができ、両者を良好に繋ぎ止めることができる。
【００４２】
接着樹脂３３５が、波長変換部３３６の下面の端部にまで被着することで、接着樹脂３３５が被着する面積を大きくし、枠体３３３と波長変換部３３６とを強固に接続することができる。その結果、枠体３３３と波長変換部３３６の接続強度を向上させることができ、波長変換部３３６の撓みが抑制される。そして、光半導体素子３３２と波長変換部３３６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。
【００４３】
波長変換部３３６は、半導体発光素子３３から発せられる励起光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体が励起されて、光を発するものである。ここで、波長変換部３３６には、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等から成り、その樹脂中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体が含有されている。なお、蛍光体は、波長変換部３３６中に均一に分散するように含有されている。なお、波長変換部３３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００４４】
また、波長変換部３３６の端部の厚みは一定に設定されている。波長変換部３３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。ここで、厚みが一定とは、厚みの誤差が０．１ｍｍ以下のものを含む。波長変換部３３６の厚みを一定にすることにより、波長変換部３３６にて励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部３３６における輝度むらを抑制することができる。
【００４５】
光透過性基板４は、フレーム２の開口縁に設けられる。フレーム２の開口部Ｈに半導体発光装置３を実装した状態で、光透過性基板４をフレーム２に設けることで、フレーム２内に半導体発光装置３を外部から保護することができる。
【００４６】
光透過性基板４は、半導体発光装置３から発せられる光が透過する材料からなり、例えば樹脂またはガラス等の光透光性の材料から構成される板体である。光透過性基板４は、フレーム２の保持部２５にて保持される。光透過性基板４は保持部２５にて挟持して保持されることで、光透過性基板４が落下するのを防止することができる。
【００４７】
反射体５は、光透過性基板４の外表面に設けられる。反射体５は、半導体発光装置３からの光を反射する機能を有している。反射体５は、フレーム２の外であって且つ断面視において一対の開口部Ｈによって挟まれる領域に配置される。また、反射体５は、図２に示すように、平面視してフレーム２の一端から他端にまで連続して設けられている。一対の開口部Ｈ内に設けられた複数の半導体発光素子３３は、一対の開口部Ｈ内のそれぞれにおいて所定の直線状に配置されており、反射体５は、前記所定の直線状に配置されている複数の半導体発光素子３３に沿って設けられている。反射体５をこのように設けることで、反射体５にて反射する光の照射面を大きく２つに分けて、それぞれの照射面の照度を向上させることができ、広範囲を照らすことが可能な照明装置を提供することができる。
【００４８】
反射体５は、図３に示すように、上下方向の幅が、例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、反射体５は、図３に示すように、左右方向の幅が、例えば５ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定されている。
【００４９】
反射体５は、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはイットリア等からなる無機粒子からなる反射材を含有する樹脂、あるいは金属材料からなる。反射体５は、反射材を含有した樹脂を用いた場合であれば、樹脂と反射材との屈折率差に起因して光の反射が生じるため、受けた光を拡散することができる。反射体５を樹脂とすることで、角度によっては半導体発光装置３の光源（すなわち、半導体発光素子３３）を、直接反射体５を介して視認することができ、照らされる領域を大きくすることができる。ここで、無機粒子は、屈折率が１．４以上２．０以下のものが好ましい。なお、反射体５に反射材を含有させずに、反射体５の表面をブラスト加工することによって、反射体５の表面の光反射性を向上させてもよい。
【００５０】
発光ダイオードは、特に、配向分布においてサイドローブの光の強度が小さく配向分布の中央部に集中するため、指向性が優れている。そのため、発光ダイオードを用いた照明を店舗内に使用した場合は、店舗内では照明が光っていることを認識することができるが、店舗外から店舗内を見たときは、発光ダイオードの光は店舗内から店舗外に漏れにくくなるため、店舗内が暗く見えてしまう。
【００５１】
本実施形態によれば、フレーム２の外の光透過性基板に反射体５を設け、フレーム２内からの半導体発光素子３３の光を反射体５にて反射させて、フレーム２の外にて半導体発光素子３３の光の進行方向を変化させるとともに、フレーム２の外部に取り出された光を拡散させることができる。その結果、照明装置１は、店舗外から店舗内を見たときも、店舗を明るくすることができ、広範囲を照らすことができる。なお、照明装置１は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５２】
＜変形例＞
以下、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、本発明の実施形態の変形例に係る照明装置１のうち、本発明の実施形態に係る照明装置１と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。図８から図１１は、一変形例に係る照明装置１を示す図であって、図８から図１１は図３に相当する。
【００５３】
上述した実施形態に係る照明装置１は、一対の半導体発光装置３の傾斜角度をそれぞれ、左右対称になるように設けたが、これに限られない。例えば、図８または図９に示すように、一対の半導体発光装置３のうち、一方の半導体発光装置３の傾斜角度と他方の半導体発光装置３の傾斜角度とを異ならせて設けてもよい。
【００５４】
一対の半導体発光装置３の傾斜角度を左右非対称にすることで、反射体５にて反射する光の量を反射体５の両側面にて異ならせることができ、反射体５にて反射した光の照らす領域に相当する照射面を所望する態様にすることができる。その結果、本変形例に係る照明装置を店舗内に用いた場合は、店舗内を照らす光と店舗外を照らす光とを調整することができ、店舗内での光と店舗外から店舗内を見たときの光との両方を向上させることもできる。
【００５５】
また、上述した実施形態に係る照明装置１は、反射体５の傾斜角度は、光透過性基板４の下面に対して垂直となるように設定したが、これに限られない。例えば、図１０に示すように、反射体５ａの傾斜角度を、光透過性基板４の下面に対して垂直とならないように傾斜させてもよい。なお、反射体５ａの傾斜角度θは、光透過性基板４の下面と直交する平面に対して、例えば１０度以上６０度以下に設定されている。
【００５６】
反射体５ａの傾斜角度を光透過性基板４の下面に対して傾斜させることで、反射体５ａにて反射する光の量を反射体５ａの両側面にて異ならせることができ、反射体５ａにて反射した光の照らす領域に相当する照射面を所望する態様にすることができる。さらに、上述した実施形態に係る照明装置１は、反射体５の両側面を平坦に形成したが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、反射体５ｂの側面に凹部５Ｐを設けてもよい。
【００５７】
反射体５ｂの側面に凹部５Ｐを設けることで、反射体５ｂにて反射する光の量を反射体５ｂの両側面にて異ならせることができ、反射体５ｂにて反射した光の照らす領域に相当する照射面を所望する態様にすることができる。
【００５８】
＜照明装置の製造方法＞
図１に示す照明装置の製造方法を説明する。まず、図６に示す半導体発光素子３３を準備する。実装基板３３１および枠体３３３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウムの原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。
【００５９】
実装基板３３１は、混合物がシート状のセラミックグリーンシートに成形され、枠体３３３は、型枠内に混合物が充填されて乾燥され、焼結前の実装基板３３１および枠体３３３が取り出される。
【００６０】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出した実装基板３３１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層するとともに焼成され、所定の形状に切断される。また、枠体３３３は、所望の温度で焼結されることにより形成される。
【００６１】
次に、実装基板３３１上の配線パターンに光半導体素子３３２を、半田を介して電気的に接続した後、光半導体素子３３２を取囲むように枠体３３３を基板上にアクリル樹脂等の接着剤を介して接着する。そして、枠体３３３で囲まれた領域に、例えばシリコーン樹脂を充填して、シリコーン樹脂を硬化させることで、封止樹脂３３４を形成する。
【００６２】
次に、波長変換部３３６を準備する。波長変換部３３６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えば、ドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて、作製することができる。例えば、波長変換部３３６は、未硬化の波長変換部３３６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによって、得ることができる。そして、準備した波長変換部３３６を枠体３３３上に、例えば樹脂からなる接着樹脂３３５を介して接着することで、半導体発光素子３３を作製することができる。
【００６３】
次に、フレーム２を準備する。フレーム２は、例えば、押出成形法によって一体に成形されている。しかしながら必ずしも一体成形で形成する必要はなく、各部材を別個に製造して、これらをネジ等の締結手段で締結してもよく、また、各部材を接着剤で接着して一体化させてもよい。
【００６４】
さらに、基板３１を準備する。基板３１は、例えばプリント配線基板を用いることができる。そして、基板３１に半導体発光素子３３を、半田を介して電気的に実装するとともに、リフレクター３２を取り付ける。また、基板３１の他主面に駆動部３４を実装し、このようにして、半導体発光装置３を作製することができる。次に、半導体発光装置３をフレーム２内に収容し、固定部材６を介して基板３１をフレーム２に固定する。そして、フレーム２に光透過性基板４を取り付けて、光透過性基板４に反射体５を設けることで、照明装置１を作製することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 照明装置
２ フレーム
２１ 螺子孔
２２ 当接部
２３ 嵌合部
２４ 空洞部
２５ 保持部
２６ 支持体
２６ａ 貫通孔
３ 半導体発光装置
３１ 基板
３２ リフレクター
３３ 半導体発光素子
３３１ 実装基板
３３２ 光半導体素子
３３３ 枠体
３３４ 封止樹脂
３３５ 接着樹脂
３３６ 波長変換部
３４ 駆動部
３５ 封止樹脂
４ 光透過性基板
５ 反射体
６ 固定部材
Ｈ 開口部
Ｄ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の開口部を有するフレームと、
前記一対の開口部内のそれぞれに設けられた、前記開口部外に光を照射する複数の半導体発光素子と、
前記フレームに設けられた、前記一対の開口部を覆う光透過性基板と、
前記光透過性基板に設けられ、前記フレーム外であって且つ断面視して前記一対の開口部によって挟まれる領域に配置された、前記半導体発光素子からの光を前記フレーム外にて反射する反射体と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置であって、
前記一対の開口部内に設けられた複数の半導体発光素子は、前記一対の開口部内のそれぞれにおいて直線状に配置されており、
前記反射体は、前記直線状に配置されている前記複数の半導体発光素子に沿って設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置であって、
前記反射体の側面には、凹部が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明装置であって、
前記反射体は、光を反射する反射材を含有した樹脂体であることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
一対の開口部を有するフレームと、
前記一対の開口部内のそれぞれに設けられた、前記開口部外に光を照射する複数の半導体発光素子と、
前記フレームに設けられた、前記一対の開口部を覆う光透過性基板と、
前記光透過性基板に設けられ、前記フレーム外であって且つ断面視して前記一対の開口部によって挟まれる領域に配置された、前記半導体発光素子からの光を前記フレーム外にて反射する反射体と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置であって、
前記一対の開口部内に設けられた複数の半導体発光素子は、前記一対の開口部内のそれぞれにおいて直線状に配置されており、
前記反射体は、前記直線状に配置されている前記複数の半導体発光素子に沿って設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置であって、
前記反射体の側面には、凹部が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明装置であって、
前記反射体は、光を反射する反射材を含有した樹脂体であることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６０２６３（Ｐ２０１２−１６０２６３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２５８（Ｐ２０１１−１７２５８）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（５９４１３５７３７）株式会社キルトプランニングオフィス (11)
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（５９４１３５７３７）株式会社キルトプランニングオフィス (11)
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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