発光装置及びそれを用いた照明装置
【課題】固体発光素子（ＬＥＤ）を用いた発光装置において、生産性を低下させることなく色ムラを少なくする。
【解決手段】発光装置１は、ＬＥＤ２と、基板３と、ＬＥＤ２からの光を波長変換する波長変換部材４と、基板３の配線パターン３１とＬＥＤ２とを接続するワイヤ３２とを備える。波長変換部材４は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、ＬＥＤ２の発光面を被覆する。また、隣り合うＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２のうち、少なくとも１つは、他のワイヤ３２とは異なる方向に導出される。この構成によれば、波長変換部材４が塗布により形成されると、その厚みがワイヤ３２の導出方向に応じて変化する。ここに、波長変換部材４の厚みが厚い箇所からの出射光と、波長変換部材４の厚みが薄い箇所からの出射光とが混光されるようにワイヤ３２の導出方向が設定されることにより、各出射光の色味の差が打ち消されて、色ムラを少なくすることができる。
【解決手段】発光装置１は、ＬＥＤ２と、基板３と、ＬＥＤ２からの光を波長変換する波長変換部材４と、基板３の配線パターン３１とＬＥＤ２とを接続するワイヤ３２とを備える。波長変換部材４は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、ＬＥＤ２の発光面を被覆する。また、隣り合うＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２のうち、少なくとも１つは、他のワイヤ３２とは異なる方向に導出される。この構成によれば、波長変換部材４が塗布により形成されると、その厚みがワイヤ３２の導出方向に応じて変化する。ここに、波長変換部材４の厚みが厚い箇所からの出射光と、波長変換部材４の厚みが薄い箇所からの出射光とが混光されるようにワイヤ３２の導出方向が設定されることにより、各出射光の色味の差が打ち消されて、色ムラを少なくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として複数の固体発光素子を用いた発光装置及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）は、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代替する照明装置用の光源として注目されている。しかし、ＬＥＤ単体では、蛍光灯等に比べて光量が少ないので、ＬＥＤを光源とする一般的な照明装置では、複数のＬＥＤを備えた発光装置が用いられている。
【０００３】
この種の発光装置として、基板上に配設された複数のＬＥＤを、各ＬＥＤを個別に被覆する透光層と共に覆う波長変換部材を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この発光装置は、青色光を出射する青色ＬＥＤを用い、波長変換部材を構成する樹脂層に青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体を分散させ、青色光と黄色光を混光させて白色光を出射する。また、波長変換部材が、各ＬＥＤ及び透明層を一様に覆うので、ＬＥＤに対する蛍光体の量のばらつきが少なくなり、各ＬＥＤから放射される光色が均一化され、色ムラを少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２９６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発光装置においては、波長変換部材が、各ＬＥＤ及び透明層を一様に覆うことができるように、所定の形状に形成されており、基板上に実装されるＬＥＤの個数や配置は、波長変換部材の形状に適合するように設定される。通常、このような波長変換部材は、金型等を用いて、蛍光体を含有する樹脂を成形することによって作製されるので、設計上の自由度が低い。これに対して、流動性のある樹脂に蛍光体を含有させ、これをＬＥＤ上に塗布することで波長変換部材を形成すれば、金型を用いて成形する方法に比べて、装置設計上の自由度を高くすることができ、しかも生産性を良くすることができる。
【０００６】
ところが、塗布によって波長変換部材を形成する場合、その形状を安定化することが容易でなく、波長変換部材の被覆厚さが不均一となることがある。特に、ＬＥＤをワイヤボンディングにより基板上に実装する場合、ワイヤの影響により、塗布時の樹脂の流れが不均一になり易いので、波長変換部材の厚みを均一に形成することが容易でない。混光波長変換部材の厚みが不均一になると、各ＬＥＤからの放射状に出射された光と、蛍光体から出射された光の混光割合が局所的に変化し、色ムラを発生させる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、複数の固体発光素子と、これらを被覆する波長変換部材を備えた発光装置において、生産性を低下することなく色ムラを少なくした発光装置及びこの発光装置を用いた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る発光装置は、複数の固体発光素子と、前記固体発光素子が実装される基板と、前記固体発光素子からの光を波長変換する波長変換部材と、前記基板に設けられた配線パターンと前記固体発光素子とを電気的に接続するワイヤと、を備え、前記波長変換部材は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、前記固体発光素子の発光面を被覆し、隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは異なる方向に導出されることを特徴とする。
【０００９】
上記発光装置において、隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは直交する方向に導出されることが好ましい。
【００１０】
上記発光装置において、前記波長変換部材は、アレイ状に配された複数の前記固体発光素子を被覆していることが好ましい。
【００１１】
上記発光装置は、照明装置に用いられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光装置によれば、隣り合う固体発光素子のワイヤの導出方向の一部が異なるので、固体発光素子を被覆する波長変換部材が塗布によって形成されたとき、波長変換部材の厚みがワイヤの導出方向に応じて変わる。このため、波長変換部材の厚みが厚い箇所からの出射光と、厚みが薄い箇所からの出射光とが混光されるように、各個体発光素子のワイヤの導出方向が設定されることにより、波長変換部材の厚みに起因する各出射光の色味の差が打ち消されて、色ムラを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のＡ領域の拡大図、（ｂ）は図１（ｂ）のＡ領域の拡大図、（ｃ）は同Ａ領域における発光色を示す図、（ｄ）は図１（ａ）のＢ領域の拡大図、（ｅ）は図１（ｂ）のＢ領域の拡大図、（ｆ）は同Ｂ領域における発光色を示す図。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、同発光装置における波長変換部材の形成手順を示す側面図。
【図４】（ａ）は同発光装置を組み込んだ照明装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図５】同照明装置の変形例を示す側断面図。
【図６】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る発光装置の一部を拡大した側断面図、（ｂ）は上面図。
【図７】（ａ）は同発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図８】（ａ）は同照明装置の変形例を示す側断面図、（ｂ）は別の変形例を示す側断面図。
【図９】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る発光装置の一部を拡大した側断面図、（ｂ）は上面図。
【図１０】（ａ）は同発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図１１】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図１２】同発光装置における波長変換部材の形成手順を示す側面図。
【図１３】図１１（ｂ）に示すＣ領域の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態に係る発光装置及びそれを用いた照明装置について、図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態の発光装置１は、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）乃至（ｆ）に示すように、固体発光素子としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）２と、ＬＥＤ２が実装される配線基板（以下、基板）３と、ＬＥＤ２からの光を波長変換する波長変換部材４と、を備える。波長変換部材４は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、ＬＥＤ２の発光面を被覆する。この被覆は、蛍光体含有樹脂をＬＥＤ２上に塗布することにより成される。また、波長変換部材４は、ＬＥＤ２毎にドット状に設けられ、ＬＥＤ２の光導出方向に頂点部を有するドーム形状に形成されている。以下の説明において、ＬＥＤ２の発光面の中心を通る法線を光導出軸Ｌという（図２（ａ）（ｄ））。
【００１５】
また、発光装置１は、基板３に設けられた配線パターン３１とＬＥＤ２とを電気的に接続するワイヤ３２を備える。そして、隣り合うＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２のうち、少なくとも１つのワイヤ３２は、他のワイヤ３２とは異なる方向に導出される。本例においては、１つのＬＥＤ２から互いに正反対方向に一対のワイヤ３２が夫々導出され、これら一対のワイヤ３２の導出方向が、隣り合うＬＥＤ２と互いに直交している。
【００１６】
発光装置１は、図１（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ２及び波長変換部材４が基板３上にマトリックス状に実装されることが好ましい。なお、図示したマトリックス状に限らず、複数のＬＥＤ２及び波長変換部材４は、例えば、基板３上にハニカム状に、又は放射状に実装されていてもよい（不図示）。また、複数のＬＥＤ２が、長尺矩形の基板３上にアレイ状に実装されていてもよい（不図示）。
【００１７】
ＬＥＤ２は、発光装置１として所望の光色の発光を可能とする光源であれば特に限定されないが、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップが好適に用いられる。ＬＥＤ２の大きさも、特に限定されないが、□０．３ｍｍサイズのものが好ましい。本実施形態において、ＬＥＤ２には、素子上面に陽極及び陰極の各電極が設けられた、いわゆるフェイスアップ型の素子が用いられる。ＬＥＤ２の実装方法としては、ＬＥＤ２が基板３上に、ダイボンド材３３によって接合され、ＬＥＤ２の素子上面に設けられた各電極を、基板３上に設けられた配線パターン３１に、ワイヤ３２を用いて結線させる（図２（ａ）（ｄ）参照）。これにより、ＬＥＤ２と配線パターン３１とが電気的に接続される。ダイボンド材３３としては、例えば、シリコーン系樹脂、銀ペースト、その他高耐熱のエポキシ系樹脂材等が用いられる。
【００１８】
基板３は、母材として、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の汎用の基板用板材が好適に用いられる。アルミナや窒化アルミ等のセラミック基板、表面に絶縁層が設けられた金属基板であってもよい。この基板３上に、ＬＥＤ２に給電するための配線パターン３１が設けられている。基板３の形状は、ＬＥＤ２及び波長変換部材４等の搭載部材を搭載できるサイズ及び形状であればよく、厚みは、取り扱い時に撓み等の変形を生じない強度を有する程度であればよい。なお、上述した□０．３ｍｍサイズのＬＥＤ２を用いる場合、一つのＬＥＤ２及び波長変換部材４から成る一ユニットあたり、４０ｍｍ×４０ｍｍの矩形状の基板３が用いられる。
【００１９】
基板３上に形成された配線パターン３１は、例えば、Ａｕ表面でメッキ法により形成される。メッキ法は、Ａｕに限られず、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等であってもよい。また、各パターン部の表面のＡｕは、基板３との接着力を向上させるために、例えば、Ａｕ／Ｎｉ／Ａｇといった積層構造とされてもよい。なお、配線パターン３１は、その表面に光反射処理が施され、ＬＥＤ２からの基板３側へ出射された光を反射するように構成されていてもよい。また、基板３及び配線パターン３１の表面は、ワイヤ３２の結線やＬＥＤ２の実装に必要な領域を除き、白色レジストによって覆われていることが好ましい。この白色レジストは、例えば、リフトオフ法等により形成される。こうすれば、白色レジストによって各パターン部が保護されるので、配線の安定性が向上し、しかも、発光装置１を照明装置に組み込む際の取り扱いが容易となり、装置の製造効率が良くなる。
【００２０】
ワイヤ３２には、例えば、汎用の金ワイヤが用いられる。また、アルミワイヤ、銀ワイヤ又は銅ワイヤ等であってもよい。ワイヤ３２は、熱接合又は超音波接合等の公知の接合方法により、ＬＥＤ２の各電極及び配線パターン３１に接合される。
【００２１】
波長変換部材４は、縦長の凸形状であって、縦断面が高さ方向に長径を有する半楕円形状となるように形成されている。長径及び短径の比は、例えば、２：１とされるが、この限りではない。また、波長変換部材４の形状は、横長の凸形状であって、縦断面が平面方向に長径を有する半楕円形状であっても良い。更に、波長変換部材４の形状は、略半円錐形状であっても良い。この波長変換部材４は、透光性を有する樹脂材料（例えば、シリコーン樹脂）に、ＬＥＤ２から出射された青色光によって励起され、黄色光を放射する粒子状の黄色蛍光体を分散させた混合材料を、上述した形状に形成加工して作製された光学部材である。透光性を有する樹脂材料は、例えば、屈折率が１．２〜１．５のシリコーン樹脂が用いられる。
【００２２】
蛍光体には、ＬＥＤ２から出射された青色光の一部を吸収して励起され、波長５００〜６５０ｎｍの波長域にピーク波長を有する周知の黄色蛍光体が好適に用いられる。この黄色蛍光体は、発光ピーク波長が黄色波長域内にあり、且つ、発光波長域が赤色波長域を含むものである。黄色蛍光体としては、イットリウム（Yttrium）とアルミニウム（Aluminum）の複合酸化物のガーネット（Garnet）構造の結晶から成る、いわゆるＹＡＧ系蛍光体が挙げられるが、これに限られない。例えば、色温度や演色性を調整するため等に、複数色の蛍光体を混色させて用いてもよく、赤色蛍光体と緑色蛍光体を適宜に混合させることにより、演色性の高い白色光を得ることができる。なお、波長変換部材４を構成する樹脂材料には、上記蛍光体に加えて、例えば、光拡散材又はフィラー等が添加されてもよい。
【００２３】
次に、波長変換部材４の形成方法について、図３（ａ）乃至（ｄ）を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ２が実装された基板３上に実装されたＬＥＤ２の発光面の略中央領域にディスペンサ４０が配される。次に、図３（ｂ）に示すように、ディスペンサ４０から、ＬＥＤ２上に蛍光体を含有する樹脂４１が塗布される。このとき、樹脂４１は、塗布開始位置から同心円状に流れ広がり、半楕円形状を形成するが、ワイヤ３２近傍では、この樹脂４１の流れが阻害されるために流動量が小さくなり、その分、樹脂はワイヤ３２の無い方向により大きく広がる。その結果、波長変換部材４は、上記図２（ｂ）（ｅ）に示すように、ワイヤ３２の近傍の厚みが薄く、ワイヤ３２から離れた箇所の厚みが厚くなる。本実施形態においては、１つのＬＥＤ２から互いに正反対方向に一対のワイヤ３２が夫々導出されているので、波長変換部材４は、ワイヤ３２の導出方向の直径が短く、これと直交する方向の直径が長くなり、上面視において楕円形状となるように形成される。１つのＬＥＤ２に対する樹脂４１の塗布が終了すると、図３（ｃ）に示すように、ディスペンサ４０は持ち上げられ、図３（ｄ）に示すように、別のＬＥＤ２１の上方へ移動させられる。各ＬＥＤ２上へは、いずれも均一量の樹脂が塗布される。こうすれば、側面視における波長変換部材４の基板３からの突出高さは、いずれの波長変換部材４においても等しくなる。このように、波長変換部材４を塗布により形成すれば、金型成形等に比べて生産性を良くすることができる。
【００２４】
ＬＥＤ２から発せられた光は、光導出軸Ｌを中心として放射状に出射される。そして、光の一部は、波長変換部材４に含まれる蛍光体に当たり、基底状態にある蛍光体を励起状態に遷移させる。励起状態となった蛍光体は、ＬＥＤ２からの光とは波長が異なる光を放出して基底状態に戻る。これにより、蛍光体は、ＬＥＤ２からの光の波長を変換した光を放射することができる。蛍光体によって波長変換された光は、光導出軸Ｌの方向に限らず、蛍光体から放射状に出射される。つまり、ＬＥＤ２から放射された光は、蛍光体によって、波長変換されるだけでなく、ＬＥＤ２から放射されたときの光の直進方向通りには進まず、放射状に拡散される。また、波長変換された光は、他の蛍光体の表面においても更に拡散され得る。
【００２５】
図２（ｂ）（ｅ）に示すように、本実施形態においては、波長変換部材４は、ワイヤ３２の導出方向の直径が短く、これと直交する方向の直径が長くなるように形成されている。従って、発光装置１の上面視において、ＬＥＤ２から放射された光のうち、ワイヤ３２の導出方向に進む光は、波長変換部材４内の短い距離を通る。この光のスペクトルは、波長変換部材４内を通る距離（光路）が短いだけ、蛍光体に当たる確率が低くなるので、蛍光体による黄色光成分の発光強度が小さく、ＬＥＤ２の青色光成分の発光強度が高くなる。一方、ワイヤ３２の導出方向と直交する方向に進む光は、波長変換部材４内の長い距離を通る。この光のスペクトルは、波長変換部材４内を通る光路が長いだけ、蛍光体に当たる確率が高くなるので、蛍光体による黄色光成分の発光強度が高く、ＬＥＤ２の青色光成分の発光強度が小さくなる。つまり、図２（ｃ）（ｆ）に示すように、このような楕円形状の波長変換部材４から出射される光は、上面視において、楕円の短径方向に青味ががり、楕円の長径方向に黄味がかる。
【００２６】
本実施形態の発光装置１においては、上記図１（ｂ）に示したように、各ＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２の導出方向を、隣り合うＬＥＤ２と互いに直交させている。そのため、一のＬＥＤ２を被覆する波長変換部材４の短径方向は、隣り合う波長変換部材４の短径方向と互いに直交する。つまり、図例のＡ領域にある波長変換部材４の短径方向（ワイヤ３２の導出方向）には、青味がかった光が出射され、この方向には、Ａ領域に隣り合うＢ領域の波長変換部材４から黄味がかった光が出射される。その結果、本実施形態の発光装置１は、Ａ領域とＢ領域との間には、青味がかった光及び黄味がかった光が互いに打ち消されて、全体としては色ムラの少ない白色光を生成することができる。なお、各波長変換部材４の基板３からの突出高さは等しいので、光導出方向Ｌには、いずれも色ムラの無い白色光が出射される。
【００２７】
本実施形態では、ＬＥＤ２から一対のワイヤ３２が反対方向に導出され、それらの導出方向を、隣り合うＬＥＤ２と互いに直交させているが、ワイヤ３２の導出方向は、必ずしもこの構成に限られない。例えば、各ＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２の導出方向が一方向に揃っていると、この導出方向には、いずれの波長変換部材４からも青味がかった光が出射され、これと直交する方向には、いずれも黄味がかった光が出射される。その結果、発光装置全体としては、青味がかり及び黄味がかりが殆ど打ち消されることがないので、色ムラを生じる。
【００２８】
これに対して、隣り合うＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２のうち、少なくとも１つのワイヤ３２が、他のワイヤ３２とは異なる方向に導出されていれば、波長変換部材４が塗布によって形成されたとき、その厚みが、ワイヤ３２の導出方向に応じて変化する。このため、波長変換部材４の厚みが厚い箇所からの出射光と、波長変換部材４の厚みが薄い箇所からの出射光とが混光されるようにワイヤ３２の導出方向を設定することにより、各出射光の色味を打ち消し合わせて、色ムラの少ない光を出射することができる。
【００２９】
次に、図４（ａ）（ｂ）を参照して、複数のＬＥＤ２及び波長変換部材４を備えた発光装置１を組み込んだ照明装置１０について説明する。照明装置１０は、本体部５と、発光装置１を本体部５に固定するための取付板６と、発光装置１の光導出方向に設けられる光拡散透過パネル（以下、光拡散パネル）７と、発光装置１から放射される光を光拡散パネル７の方向へ反射させる反射板８と、を備える。なお、本実施形態において、照明装置１０は、正方矩形状のベースライトを想定して例示されているが、長尺矩形状であってもよく、また、円形状のダウンライト等であってもよく、その形状等は特に限定されない。
【００３０】
本体部５は、発光装置１が固定される底面を有する取付枠５１と、この取付枠５１の開口側に取り付けされ、光拡散パネル７を保持する開口枠５２とを備える。取付枠５１は、前面が開口した缶形状の構造部材であり、発光装置１を収納可能なように、基板３より大きな矩形状の底面部と、この底面部の四方に立設された側面部とを備える。取付枠５１の側面部は、開口側の外周縁が薄くなるよう形成されて被嵌込部として構成されている。この被嵌込部に開口枠５２の側面部が嵌め込まれて、外側からネジ５３が挿通されることにより、取付枠５１と開口枠５２とが固定される。開口枠５２は、光を放射するために中央が開口した枠状部材であり、光拡散パネル７を保持するため、開口部の周縁部が内側に突出している。また、開口枠５２の開口部は、基板３のサイズよりも大きく、また、光導出方向に従って開口面積が広くなるように形成されている。これら取付枠５１及び開口枠５２は、例えば、所定の剛性を有するアルミニウム板又は鋼板等の板材を、所定形状にプレス加工したものである。取付枠５１の内側面は、白色塗料等によりコーティングされていてもよい。
【００３１】
取付板６は、発光装置１の基板３と取付枠５１の底面との間に隙間ができるように、発光装置１を保持する部材であり、所定の剛性を有するアルミニウム板又は鋼板等の板材を、上記形状にプレス加工したものである。発光装置１の基板３と取付板６とは、それらを貫通するネジ６１によって固定される。取付板６は、ネジ（不図示）又は接着等により、取付枠５１に固定される。また、例えば、所定の樹脂板又は止め具を用いて、基板３の端部と取付板６とを挟み込むように固定してもよい（不図示）。取付板６は、発光装置１からの熱を効率的に放熱できるように、熱伝導性のよい材料から構成されていることが望ましく、また、取付枠５１の底面と対向する面に放熱フィンが形成されていてもよい。基板３と取付枠５１の底面との間には、発光装置１を点灯駆動するための電源部や配線等（不図示）が収納される。なお、電源別置の場合、発光装置１の取付構造は、この限りではなく、取付板６を介さず取付枠５１の底面に発光装置１を直接的に固定することもできる。
【００３２】
光拡散パネル７は、アクリル樹脂等の透光性樹脂に酸化チタン等の拡散粒子を添加した乳白色材料を、開口枠５２の内寸形状と略同形状に形成加工した矩形板状部材である。なお、光拡散パネル７は、透明なガラス板又は樹脂板の表面又は裏面に、サンドブラスト処理を施して粗面としたもの、又はシボ加工を施したもの等であってもよい。
【００３３】
反射板８は、反射性を有する屈曲した板材が、基板３上にマトリックス状に配置されたＬＥＤ２及び波長変換部材４の四方を囲うように、且つ光導出軸Ｌに対して傾斜するように配置されたものである。この反射板８は、例えば、前記形状に形成された樹脂構造体に、高反射性の白色塗料を塗装して作製された光拡散反射板が好適に用いられる。なお、照明装置１０が、例えば、ダウンライトとして用いられる場合、反射板８は、碗形状に形成され、その表面に、より反射率の高い銀又はアルミニウムが蒸着されたものであってもよい。
【００３４】
このように構成された照明装置１０において、発光装置１から放射された光は、直接又は反射板８で反射されて光拡散パネル７に入射し、照明装置１０外に出射される。このとき、光拡散パネル７が発光装置１に近接して配置された場合であっても、発光装置１からは、色ムラの少ない白色光が出射されるので、光拡散パネル７の輝度分布を均一とすることができる。また、光拡散パネル７を発光装置１に近接して配置することができるので、照明装置１０を薄型化することができる。
【００３５】
本実施形態の照明装置１０の変形例を、図５を参照して説明する。この変形例は、照明装置１０の種類及び用途に応じた反射板８を備えたものであり、ここでは、ダウンライト用照明を想定して、上述した実施形態より光導出方向に大きな反射板８を備えた構成を示す。この構成によれば、発光装置１の外周縁方向へ照射された光が、反射板８によって多重反射され、拡散されるので、色ムラの少ない白色光を照射することができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る発光装置について、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態の発光装置１においては、図６（ａ）（ｂ）に示すように、一対のワイヤ３２が、１つのＬＥＤ２から互いに略９０度に導出されている。このように、一対のワイヤ３２がＬ字形状を模るようにすれば、これらワイヤ３２の近傍においては、蛍光体含有樹脂を塗布したときに、これと反対側の部分に比べて樹脂の流動性が小さくなる。その結果、ワイヤ３２の近傍の波長変換部材４の厚みが薄くなるので、この領域から出射される光は青味が強くなり、これとは反対側の部分の厚みが厚くなるので、この領域から出射される光は黄味が強くなる。
【００３７】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の発光装置１は、隣接するＬＥＤ２のワイヤ３２の導出方向が、９０度回転の関係になるように設定される。こうすれば、斜め隣に配置された互いの波長変換部材４から、夫々青味が強く光及び黄味が強い光が、対向する方向に出射されるように、波長変換部材４が形成される。こうすれば、最外周に配置された波長変換部材４同士によって、青味がかり及び黄味がかりが互いに打ち消されるので、発光装置１の端部における色ムラを抑制することができる。
【００３８】
本実施形態の発光装置１の変形例を、図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。この変形例においては、複数のＬＥＤ２によってＬＥＤ群２０が形成され、一のＬＥＤ群２０におけるワイヤ３２の導出方向が同じであり、隣接するＬＥＤ群２０のワイヤ３２の導出方向が、９０度回転の関係になるように設定される。この変形例においても、隣接するＬＥＤ群単位で、青味がかり及び黄味がかりが互いに打ち消されるので、発光装置１の色ムラを抑制することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る発光装置について、図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態の発光装置１においては、図９（ａ）（ｂ）に示すように、一対のワイヤ３２が、１つのＬＥＤ２から平行に導出されている。ＬＥＤ２には、例えば、０．２５ｍｍ×０．６ｍｍの長方形状のものが用いられる。
【００４０】
本実施形態においても、ワイヤ３２の近傍においては、蛍光体含有樹脂を塗布したときに、これと反対側の部分に比べて樹脂の流動量が小さくなる。その結果、ワイヤ３２の近傍の波長変換部材４の厚みが薄くなるので、この領域から出射される光は青味が強くなり、これとは反対側の部分の厚みが厚くなるので、この領域から出射される光は黄味が強くなる。
【００４１】
また、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の発光装置１は、隣接するＬＥＤ２のワイヤ３２の導出方向が、９０度回転の関係になるように設定される。こうすれば、青味が強く光及び黄味が強い光が、夫々異なる方向に出射されるので、発光装置１全体としての色ムラを抑制することができる。また、上述した第１の実施形態のように、青味が強く光及び黄味が強い光が夫々対向させるように波長変換部材４及びワイヤ３２の導出方向が設定されてもよい。
【００４２】
次に、本発明の第４の実施形態に係る発光装置について、図１１乃至図１３を参照して説明する。本実施形態の発光装置１においては、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、波長変換部材４が、アレイ状に配された複数のＬＥＤ２を被覆している。また、ワイヤ３２の導出は、上記第２の実施形態と同様である。本実施形態は、図１２に示すように、ディスペンサ４０から一端部のＬＥＤ２上に樹脂４１が塗布された後、ディスペンサ４０が水平に移動され、他端部のＬＥＤ２までが一括して樹脂４１が塗布される。この塗布方法によれば、各ＬＥＤ２上への樹脂４１の塗布量を容易に均一化することができ、また、ディスペンサ４０の動作が単純なので、生産性を良くすることができる。
【００４３】
本実施形態においても、ワイヤ３２の近傍においては、蛍光体含有樹脂を塗布したときに、これと反対側の部分に比べて樹脂の流動量が小さくなる。その結果、図１３に示すように、ワイヤ３２の近傍の波長変換部材４の厚みが薄くなるので、この領域から出射される光は青味が強くなり、これとは反対側の部分の厚みが厚くなるので、この領域から出射される光は黄味が強くなる。そして、隣り合う列の波長変換部材４同士によって、青味がかり及び黄味がかりが互いに打ち消されるので、発光装置１の端部における色ムラを抑制することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、基板３の中央領域に、一対のワイヤ３２が正反対方向に導出されたＬＥＤ２（図１（ｂ）参照）を配置し、基板３の周縁領域に、一対のワイヤ３２がＬＥＤ２から互いに略９０度に導出されたＬＥＤ２（図７（ｂ）参照）を配置してもよい。また、波長変換部材４の更に外側に、配光を調整する別途の光学部材が設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 発光装置
１０ 照明装置
２ ＬＥＤ（固体発光素子）
３ 基板
３１ 配線パターン
３２ ワイヤ
４ 波長変換部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として複数の固体発光素子を用いた発光装置及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）は、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代替する照明装置用の光源として注目されている。しかし、ＬＥＤ単体では、蛍光灯等に比べて光量が少ないので、ＬＥＤを光源とする一般的な照明装置では、複数のＬＥＤを備えた発光装置が用いられている。
【０００３】
この種の発光装置として、基板上に配設された複数のＬＥＤを、各ＬＥＤを個別に被覆する透光層と共に覆う波長変換部材を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この発光装置は、青色光を出射する青色ＬＥＤを用い、波長変換部材を構成する樹脂層に青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体を分散させ、青色光と黄色光を混光させて白色光を出射する。また、波長変換部材が、各ＬＥＤ及び透明層を一様に覆うので、ＬＥＤに対する蛍光体の量のばらつきが少なくなり、各ＬＥＤから放射される光色が均一化され、色ムラを少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２９６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発光装置においては、波長変換部材が、各ＬＥＤ及び透明層を一様に覆うことができるように、所定の形状に形成されており、基板上に実装されるＬＥＤの個数や配置は、波長変換部材の形状に適合するように設定される。通常、このような波長変換部材は、金型等を用いて、蛍光体を含有する樹脂を成形することによって作製されるので、設計上の自由度が低い。これに対して、流動性のある樹脂に蛍光体を含有させ、これをＬＥＤ上に塗布することで波長変換部材を形成すれば、金型を用いて成形する方法に比べて、装置設計上の自由度を高くすることができ、しかも生産性を良くすることができる。
【０００６】
ところが、塗布によって波長変換部材を形成する場合、その形状を安定化することが容易でなく、波長変換部材の被覆厚さが不均一となることがある。特に、ＬＥＤをワイヤボンディングにより基板上に実装する場合、ワイヤの影響により、塗布時の樹脂の流れが不均一になり易いので、波長変換部材の厚みを均一に形成することが容易でない。混光波長変換部材の厚みが不均一になると、各ＬＥＤからの放射状に出射された光と、蛍光体から出射された光の混光割合が局所的に変化し、色ムラを発生させる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、複数の固体発光素子と、これらを被覆する波長変換部材を備えた発光装置において、生産性を低下することなく色ムラを少なくした発光装置及びこの発光装置を用いた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る発光装置は、複数の固体発光素子と、前記固体発光素子が実装される基板と、前記固体発光素子からの光を波長変換する波長変換部材と、前記基板に設けられた配線パターンと前記固体発光素子とを電気的に接続するワイヤと、を備え、前記波長変換部材は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、前記固体発光素子の発光面を被覆し、隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは異なる方向に導出されることを特徴とする。
【０００９】
上記発光装置において、隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは直交する方向に導出されることが好ましい。
【００１０】
上記発光装置において、前記波長変換部材は、アレイ状に配された複数の前記固体発光素子を被覆していることが好ましい。
【００１１】
上記発光装置は、照明装置に用いられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光装置によれば、隣り合う固体発光素子のワイヤの導出方向の一部が異なるので、固体発光素子を被覆する波長変換部材が塗布によって形成されたとき、波長変換部材の厚みがワイヤの導出方向に応じて変わる。このため、波長変換部材の厚みが厚い箇所からの出射光と、厚みが薄い箇所からの出射光とが混光されるように、各個体発光素子のワイヤの導出方向が設定されることにより、波長変換部材の厚みに起因する各出射光の色味の差が打ち消されて、色ムラを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のＡ領域の拡大図、（ｂ）は図１（ｂ）のＡ領域の拡大図、（ｃ）は同Ａ領域における発光色を示す図、（ｄ）は図１（ａ）のＢ領域の拡大図、（ｅ）は図１（ｂ）のＢ領域の拡大図、（ｆ）は同Ｂ領域における発光色を示す図。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、同発光装置における波長変換部材の形成手順を示す側面図。
【図４】（ａ）は同発光装置を組み込んだ照明装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図５】同照明装置の変形例を示す側断面図。
【図６】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る発光装置の一部を拡大した側断面図、（ｂ）は上面図。
【図７】（ａ）は同発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図８】（ａ）は同照明装置の変形例を示す側断面図、（ｂ）は別の変形例を示す側断面図。
【図９】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る発光装置の一部を拡大した側断面図、（ｂ）は上面図。
【図１０】（ａ）は同発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図１１】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る発光装置の側断面図、（ｂ）は上面図。
【図１２】同発光装置における波長変換部材の形成手順を示す側面図。
【図１３】図１１（ｂ）に示すＣ領域の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態に係る発光装置及びそれを用いた照明装置について、図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態の発光装置１は、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）乃至（ｆ）に示すように、固体発光素子としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）２と、ＬＥＤ２が実装される配線基板（以下、基板）３と、ＬＥＤ２からの光を波長変換する波長変換部材４と、を備える。波長変換部材４は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、ＬＥＤ２の発光面を被覆する。この被覆は、蛍光体含有樹脂をＬＥＤ２上に塗布することにより成される。また、波長変換部材４は、ＬＥＤ２毎にドット状に設けられ、ＬＥＤ２の光導出方向に頂点部を有するドーム形状に形成されている。以下の説明において、ＬＥＤ２の発光面の中心を通る法線を光導出軸Ｌという（図２（ａ）（ｄ））。
【００１５】
また、発光装置１は、基板３に設けられた配線パターン３１とＬＥＤ２とを電気的に接続するワイヤ３２を備える。そして、隣り合うＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２のうち、少なくとも１つのワイヤ３２は、他のワイヤ３２とは異なる方向に導出される。本例においては、１つのＬＥＤ２から互いに正反対方向に一対のワイヤ３２が夫々導出され、これら一対のワイヤ３２の導出方向が、隣り合うＬＥＤ２と互いに直交している。
【００１６】
発光装置１は、図１（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ２及び波長変換部材４が基板３上にマトリックス状に実装されることが好ましい。なお、図示したマトリックス状に限らず、複数のＬＥＤ２及び波長変換部材４は、例えば、基板３上にハニカム状に、又は放射状に実装されていてもよい（不図示）。また、複数のＬＥＤ２が、長尺矩形の基板３上にアレイ状に実装されていてもよい（不図示）。
【００１７】
ＬＥＤ２は、発光装置１として所望の光色の発光を可能とする光源であれば特に限定されないが、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップが好適に用いられる。ＬＥＤ２の大きさも、特に限定されないが、□０．３ｍｍサイズのものが好ましい。本実施形態において、ＬＥＤ２には、素子上面に陽極及び陰極の各電極が設けられた、いわゆるフェイスアップ型の素子が用いられる。ＬＥＤ２の実装方法としては、ＬＥＤ２が基板３上に、ダイボンド材３３によって接合され、ＬＥＤ２の素子上面に設けられた各電極を、基板３上に設けられた配線パターン３１に、ワイヤ３２を用いて結線させる（図２（ａ）（ｄ）参照）。これにより、ＬＥＤ２と配線パターン３１とが電気的に接続される。ダイボンド材３３としては、例えば、シリコーン系樹脂、銀ペースト、その他高耐熱のエポキシ系樹脂材等が用いられる。
【００１８】
基板３は、母材として、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の汎用の基板用板材が好適に用いられる。アルミナや窒化アルミ等のセラミック基板、表面に絶縁層が設けられた金属基板であってもよい。この基板３上に、ＬＥＤ２に給電するための配線パターン３１が設けられている。基板３の形状は、ＬＥＤ２及び波長変換部材４等の搭載部材を搭載できるサイズ及び形状であればよく、厚みは、取り扱い時に撓み等の変形を生じない強度を有する程度であればよい。なお、上述した□０．３ｍｍサイズのＬＥＤ２を用いる場合、一つのＬＥＤ２及び波長変換部材４から成る一ユニットあたり、４０ｍｍ×４０ｍｍの矩形状の基板３が用いられる。
【００１９】
基板３上に形成された配線パターン３１は、例えば、Ａｕ表面でメッキ法により形成される。メッキ法は、Ａｕに限られず、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等であってもよい。また、各パターン部の表面のＡｕは、基板３との接着力を向上させるために、例えば、Ａｕ／Ｎｉ／Ａｇといった積層構造とされてもよい。なお、配線パターン３１は、その表面に光反射処理が施され、ＬＥＤ２からの基板３側へ出射された光を反射するように構成されていてもよい。また、基板３及び配線パターン３１の表面は、ワイヤ３２の結線やＬＥＤ２の実装に必要な領域を除き、白色レジストによって覆われていることが好ましい。この白色レジストは、例えば、リフトオフ法等により形成される。こうすれば、白色レジストによって各パターン部が保護されるので、配線の安定性が向上し、しかも、発光装置１を照明装置に組み込む際の取り扱いが容易となり、装置の製造効率が良くなる。
【００２０】
ワイヤ３２には、例えば、汎用の金ワイヤが用いられる。また、アルミワイヤ、銀ワイヤ又は銅ワイヤ等であってもよい。ワイヤ３２は、熱接合又は超音波接合等の公知の接合方法により、ＬＥＤ２の各電極及び配線パターン３１に接合される。
【００２１】
波長変換部材４は、縦長の凸形状であって、縦断面が高さ方向に長径を有する半楕円形状となるように形成されている。長径及び短径の比は、例えば、２：１とされるが、この限りではない。また、波長変換部材４の形状は、横長の凸形状であって、縦断面が平面方向に長径を有する半楕円形状であっても良い。更に、波長変換部材４の形状は、略半円錐形状であっても良い。この波長変換部材４は、透光性を有する樹脂材料（例えば、シリコーン樹脂）に、ＬＥＤ２から出射された青色光によって励起され、黄色光を放射する粒子状の黄色蛍光体を分散させた混合材料を、上述した形状に形成加工して作製された光学部材である。透光性を有する樹脂材料は、例えば、屈折率が１．２〜１．５のシリコーン樹脂が用いられる。
【００２２】
蛍光体には、ＬＥＤ２から出射された青色光の一部を吸収して励起され、波長５００〜６５０ｎｍの波長域にピーク波長を有する周知の黄色蛍光体が好適に用いられる。この黄色蛍光体は、発光ピーク波長が黄色波長域内にあり、且つ、発光波長域が赤色波長域を含むものである。黄色蛍光体としては、イットリウム（Yttrium）とアルミニウム（Aluminum）の複合酸化物のガーネット（Garnet）構造の結晶から成る、いわゆるＹＡＧ系蛍光体が挙げられるが、これに限られない。例えば、色温度や演色性を調整するため等に、複数色の蛍光体を混色させて用いてもよく、赤色蛍光体と緑色蛍光体を適宜に混合させることにより、演色性の高い白色光を得ることができる。なお、波長変換部材４を構成する樹脂材料には、上記蛍光体に加えて、例えば、光拡散材又はフィラー等が添加されてもよい。
【００２３】
次に、波長変換部材４の形成方法について、図３（ａ）乃至（ｄ）を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ２が実装された基板３上に実装されたＬＥＤ２の発光面の略中央領域にディスペンサ４０が配される。次に、図３（ｂ）に示すように、ディスペンサ４０から、ＬＥＤ２上に蛍光体を含有する樹脂４１が塗布される。このとき、樹脂４１は、塗布開始位置から同心円状に流れ広がり、半楕円形状を形成するが、ワイヤ３２近傍では、この樹脂４１の流れが阻害されるために流動量が小さくなり、その分、樹脂はワイヤ３２の無い方向により大きく広がる。その結果、波長変換部材４は、上記図２（ｂ）（ｅ）に示すように、ワイヤ３２の近傍の厚みが薄く、ワイヤ３２から離れた箇所の厚みが厚くなる。本実施形態においては、１つのＬＥＤ２から互いに正反対方向に一対のワイヤ３２が夫々導出されているので、波長変換部材４は、ワイヤ３２の導出方向の直径が短く、これと直交する方向の直径が長くなり、上面視において楕円形状となるように形成される。１つのＬＥＤ２に対する樹脂４１の塗布が終了すると、図３（ｃ）に示すように、ディスペンサ４０は持ち上げられ、図３（ｄ）に示すように、別のＬＥＤ２１の上方へ移動させられる。各ＬＥＤ２上へは、いずれも均一量の樹脂が塗布される。こうすれば、側面視における波長変換部材４の基板３からの突出高さは、いずれの波長変換部材４においても等しくなる。このように、波長変換部材４を塗布により形成すれば、金型成形等に比べて生産性を良くすることができる。
【００２４】
ＬＥＤ２から発せられた光は、光導出軸Ｌを中心として放射状に出射される。そして、光の一部は、波長変換部材４に含まれる蛍光体に当たり、基底状態にある蛍光体を励起状態に遷移させる。励起状態となった蛍光体は、ＬＥＤ２からの光とは波長が異なる光を放出して基底状態に戻る。これにより、蛍光体は、ＬＥＤ２からの光の波長を変換した光を放射することができる。蛍光体によって波長変換された光は、光導出軸Ｌの方向に限らず、蛍光体から放射状に出射される。つまり、ＬＥＤ２から放射された光は、蛍光体によって、波長変換されるだけでなく、ＬＥＤ２から放射されたときの光の直進方向通りには進まず、放射状に拡散される。また、波長変換された光は、他の蛍光体の表面においても更に拡散され得る。
【００２５】
図２（ｂ）（ｅ）に示すように、本実施形態においては、波長変換部材４は、ワイヤ３２の導出方向の直径が短く、これと直交する方向の直径が長くなるように形成されている。従って、発光装置１の上面視において、ＬＥＤ２から放射された光のうち、ワイヤ３２の導出方向に進む光は、波長変換部材４内の短い距離を通る。この光のスペクトルは、波長変換部材４内を通る距離（光路）が短いだけ、蛍光体に当たる確率が低くなるので、蛍光体による黄色光成分の発光強度が小さく、ＬＥＤ２の青色光成分の発光強度が高くなる。一方、ワイヤ３２の導出方向と直交する方向に進む光は、波長変換部材４内の長い距離を通る。この光のスペクトルは、波長変換部材４内を通る光路が長いだけ、蛍光体に当たる確率が高くなるので、蛍光体による黄色光成分の発光強度が高く、ＬＥＤ２の青色光成分の発光強度が小さくなる。つまり、図２（ｃ）（ｆ）に示すように、このような楕円形状の波長変換部材４から出射される光は、上面視において、楕円の短径方向に青味ががり、楕円の長径方向に黄味がかる。
【００２６】
本実施形態の発光装置１においては、上記図１（ｂ）に示したように、各ＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２の導出方向を、隣り合うＬＥＤ２と互いに直交させている。そのため、一のＬＥＤ２を被覆する波長変換部材４の短径方向は、隣り合う波長変換部材４の短径方向と互いに直交する。つまり、図例のＡ領域にある波長変換部材４の短径方向（ワイヤ３２の導出方向）には、青味がかった光が出射され、この方向には、Ａ領域に隣り合うＢ領域の波長変換部材４から黄味がかった光が出射される。その結果、本実施形態の発光装置１は、Ａ領域とＢ領域との間には、青味がかった光及び黄味がかった光が互いに打ち消されて、全体としては色ムラの少ない白色光を生成することができる。なお、各波長変換部材４の基板３からの突出高さは等しいので、光導出方向Ｌには、いずれも色ムラの無い白色光が出射される。
【００２７】
本実施形態では、ＬＥＤ２から一対のワイヤ３２が反対方向に導出され、それらの導出方向を、隣り合うＬＥＤ２と互いに直交させているが、ワイヤ３２の導出方向は、必ずしもこの構成に限られない。例えば、各ＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２の導出方向が一方向に揃っていると、この導出方向には、いずれの波長変換部材４からも青味がかった光が出射され、これと直交する方向には、いずれも黄味がかった光が出射される。その結果、発光装置全体としては、青味がかり及び黄味がかりが殆ど打ち消されることがないので、色ムラを生じる。
【００２８】
これに対して、隣り合うＬＥＤ２から導出されるワイヤ３２のうち、少なくとも１つのワイヤ３２が、他のワイヤ３２とは異なる方向に導出されていれば、波長変換部材４が塗布によって形成されたとき、その厚みが、ワイヤ３２の導出方向に応じて変化する。このため、波長変換部材４の厚みが厚い箇所からの出射光と、波長変換部材４の厚みが薄い箇所からの出射光とが混光されるようにワイヤ３２の導出方向を設定することにより、各出射光の色味を打ち消し合わせて、色ムラの少ない光を出射することができる。
【００２９】
次に、図４（ａ）（ｂ）を参照して、複数のＬＥＤ２及び波長変換部材４を備えた発光装置１を組み込んだ照明装置１０について説明する。照明装置１０は、本体部５と、発光装置１を本体部５に固定するための取付板６と、発光装置１の光導出方向に設けられる光拡散透過パネル（以下、光拡散パネル）７と、発光装置１から放射される光を光拡散パネル７の方向へ反射させる反射板８と、を備える。なお、本実施形態において、照明装置１０は、正方矩形状のベースライトを想定して例示されているが、長尺矩形状であってもよく、また、円形状のダウンライト等であってもよく、その形状等は特に限定されない。
【００３０】
本体部５は、発光装置１が固定される底面を有する取付枠５１と、この取付枠５１の開口側に取り付けされ、光拡散パネル７を保持する開口枠５２とを備える。取付枠５１は、前面が開口した缶形状の構造部材であり、発光装置１を収納可能なように、基板３より大きな矩形状の底面部と、この底面部の四方に立設された側面部とを備える。取付枠５１の側面部は、開口側の外周縁が薄くなるよう形成されて被嵌込部として構成されている。この被嵌込部に開口枠５２の側面部が嵌め込まれて、外側からネジ５３が挿通されることにより、取付枠５１と開口枠５２とが固定される。開口枠５２は、光を放射するために中央が開口した枠状部材であり、光拡散パネル７を保持するため、開口部の周縁部が内側に突出している。また、開口枠５２の開口部は、基板３のサイズよりも大きく、また、光導出方向に従って開口面積が広くなるように形成されている。これら取付枠５１及び開口枠５２は、例えば、所定の剛性を有するアルミニウム板又は鋼板等の板材を、所定形状にプレス加工したものである。取付枠５１の内側面は、白色塗料等によりコーティングされていてもよい。
【００３１】
取付板６は、発光装置１の基板３と取付枠５１の底面との間に隙間ができるように、発光装置１を保持する部材であり、所定の剛性を有するアルミニウム板又は鋼板等の板材を、上記形状にプレス加工したものである。発光装置１の基板３と取付板６とは、それらを貫通するネジ６１によって固定される。取付板６は、ネジ（不図示）又は接着等により、取付枠５１に固定される。また、例えば、所定の樹脂板又は止め具を用いて、基板３の端部と取付板６とを挟み込むように固定してもよい（不図示）。取付板６は、発光装置１からの熱を効率的に放熱できるように、熱伝導性のよい材料から構成されていることが望ましく、また、取付枠５１の底面と対向する面に放熱フィンが形成されていてもよい。基板３と取付枠５１の底面との間には、発光装置１を点灯駆動するための電源部や配線等（不図示）が収納される。なお、電源別置の場合、発光装置１の取付構造は、この限りではなく、取付板６を介さず取付枠５１の底面に発光装置１を直接的に固定することもできる。
【００３２】
光拡散パネル７は、アクリル樹脂等の透光性樹脂に酸化チタン等の拡散粒子を添加した乳白色材料を、開口枠５２の内寸形状と略同形状に形成加工した矩形板状部材である。なお、光拡散パネル７は、透明なガラス板又は樹脂板の表面又は裏面に、サンドブラスト処理を施して粗面としたもの、又はシボ加工を施したもの等であってもよい。
【００３３】
反射板８は、反射性を有する屈曲した板材が、基板３上にマトリックス状に配置されたＬＥＤ２及び波長変換部材４の四方を囲うように、且つ光導出軸Ｌに対して傾斜するように配置されたものである。この反射板８は、例えば、前記形状に形成された樹脂構造体に、高反射性の白色塗料を塗装して作製された光拡散反射板が好適に用いられる。なお、照明装置１０が、例えば、ダウンライトとして用いられる場合、反射板８は、碗形状に形成され、その表面に、より反射率の高い銀又はアルミニウムが蒸着されたものであってもよい。
【００３４】
このように構成された照明装置１０において、発光装置１から放射された光は、直接又は反射板８で反射されて光拡散パネル７に入射し、照明装置１０外に出射される。このとき、光拡散パネル７が発光装置１に近接して配置された場合であっても、発光装置１からは、色ムラの少ない白色光が出射されるので、光拡散パネル７の輝度分布を均一とすることができる。また、光拡散パネル７を発光装置１に近接して配置することができるので、照明装置１０を薄型化することができる。
【００３５】
本実施形態の照明装置１０の変形例を、図５を参照して説明する。この変形例は、照明装置１０の種類及び用途に応じた反射板８を備えたものであり、ここでは、ダウンライト用照明を想定して、上述した実施形態より光導出方向に大きな反射板８を備えた構成を示す。この構成によれば、発光装置１の外周縁方向へ照射された光が、反射板８によって多重反射され、拡散されるので、色ムラの少ない白色光を照射することができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る発光装置について、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態の発光装置１においては、図６（ａ）（ｂ）に示すように、一対のワイヤ３２が、１つのＬＥＤ２から互いに略９０度に導出されている。このように、一対のワイヤ３２がＬ字形状を模るようにすれば、これらワイヤ３２の近傍においては、蛍光体含有樹脂を塗布したときに、これと反対側の部分に比べて樹脂の流動性が小さくなる。その結果、ワイヤ３２の近傍の波長変換部材４の厚みが薄くなるので、この領域から出射される光は青味が強くなり、これとは反対側の部分の厚みが厚くなるので、この領域から出射される光は黄味が強くなる。
【００３７】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の発光装置１は、隣接するＬＥＤ２のワイヤ３２の導出方向が、９０度回転の関係になるように設定される。こうすれば、斜め隣に配置された互いの波長変換部材４から、夫々青味が強く光及び黄味が強い光が、対向する方向に出射されるように、波長変換部材４が形成される。こうすれば、最外周に配置された波長変換部材４同士によって、青味がかり及び黄味がかりが互いに打ち消されるので、発光装置１の端部における色ムラを抑制することができる。
【００３８】
本実施形態の発光装置１の変形例を、図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。この変形例においては、複数のＬＥＤ２によってＬＥＤ群２０が形成され、一のＬＥＤ群２０におけるワイヤ３２の導出方向が同じであり、隣接するＬＥＤ群２０のワイヤ３２の導出方向が、９０度回転の関係になるように設定される。この変形例においても、隣接するＬＥＤ群単位で、青味がかり及び黄味がかりが互いに打ち消されるので、発光装置１の色ムラを抑制することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る発光装置について、図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態の発光装置１においては、図９（ａ）（ｂ）に示すように、一対のワイヤ３２が、１つのＬＥＤ２から平行に導出されている。ＬＥＤ２には、例えば、０．２５ｍｍ×０．６ｍｍの長方形状のものが用いられる。
【００４０】
本実施形態においても、ワイヤ３２の近傍においては、蛍光体含有樹脂を塗布したときに、これと反対側の部分に比べて樹脂の流動量が小さくなる。その結果、ワイヤ３２の近傍の波長変換部材４の厚みが薄くなるので、この領域から出射される光は青味が強くなり、これとは反対側の部分の厚みが厚くなるので、この領域から出射される光は黄味が強くなる。
【００４１】
また、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の発光装置１は、隣接するＬＥＤ２のワイヤ３２の導出方向が、９０度回転の関係になるように設定される。こうすれば、青味が強く光及び黄味が強い光が、夫々異なる方向に出射されるので、発光装置１全体としての色ムラを抑制することができる。また、上述した第１の実施形態のように、青味が強く光及び黄味が強い光が夫々対向させるように波長変換部材４及びワイヤ３２の導出方向が設定されてもよい。
【００４２】
次に、本発明の第４の実施形態に係る発光装置について、図１１乃至図１３を参照して説明する。本実施形態の発光装置１においては、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、波長変換部材４が、アレイ状に配された複数のＬＥＤ２を被覆している。また、ワイヤ３２の導出は、上記第２の実施形態と同様である。本実施形態は、図１２に示すように、ディスペンサ４０から一端部のＬＥＤ２上に樹脂４１が塗布された後、ディスペンサ４０が水平に移動され、他端部のＬＥＤ２までが一括して樹脂４１が塗布される。この塗布方法によれば、各ＬＥＤ２上への樹脂４１の塗布量を容易に均一化することができ、また、ディスペンサ４０の動作が単純なので、生産性を良くすることができる。
【００４３】
本実施形態においても、ワイヤ３２の近傍においては、蛍光体含有樹脂を塗布したときに、これと反対側の部分に比べて樹脂の流動量が小さくなる。その結果、図１３に示すように、ワイヤ３２の近傍の波長変換部材４の厚みが薄くなるので、この領域から出射される光は青味が強くなり、これとは反対側の部分の厚みが厚くなるので、この領域から出射される光は黄味が強くなる。そして、隣り合う列の波長変換部材４同士によって、青味がかり及び黄味がかりが互いに打ち消されるので、発光装置１の端部における色ムラを抑制することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、基板３の中央領域に、一対のワイヤ３２が正反対方向に導出されたＬＥＤ２（図１（ｂ）参照）を配置し、基板３の周縁領域に、一対のワイヤ３２がＬＥＤ２から互いに略９０度に導出されたＬＥＤ２（図７（ｂ）参照）を配置してもよい。また、波長変換部材４の更に外側に、配光を調整する別途の光学部材が設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 発光装置
１０ 照明装置
２ ＬＥＤ（固体発光素子）
３ 基板
３１ 配線パターン
３２ ワイヤ
４ 波長変換部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体発光素子と、前記固体発光素子が実装される基板と、前記固体発光素子からの光を波長変換する波長変換部材と、前記基板に設けられた配線パターンと前記固体発光素子とを電気的に接続するワイヤと、を備え、
前記波長変換部材は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、前記固体発光素子の発光面を被覆し、
隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは異なる方向に導出されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは直交する方向に導出されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記波長変換部材は、アレイ状に配された複数の前記固体発光素子を被覆していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置を用いた照明装置。
【請求項１】
複数の固体発光素子と、前記固体発光素子が実装される基板と、前記固体発光素子からの光を波長変換する波長変換部材と、前記基板に設けられた配線パターンと前記固体発光素子とを電気的に接続するワイヤと、を備え、
前記波長変換部材は、蛍光体を含有する透明樹脂部材から成り、前記固体発光素子の発光面を被覆し、
隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは異なる方向に導出されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
隣り合う前記固体発光素子から導出される前記ワイヤのうち、少なくとも１つのワイヤは、他のワイヤとは直交する方向に導出されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記波長変換部材は、アレイ状に配された複数の前記固体発光素子を被覆していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置を用いた照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−８７５４（Ｐ２０１３−８７５４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８９００（Ｐ２０１１−１３８９００）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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