(57)【要約】【課題】十分な放熱性能を発揮させ、装置の小型化を図ることのできる発光装置を提供する。【解決手段】線状に並べられた複数の発光素子と、各発光素子を上面に搭載し下面に放熱パターンが形成されるセラミック基板と、セラミック基板の前記上面にて各発光素子を一括して封止する封止部と、を有する線状光源部２と、線状光源部の放熱パターンに接続される接続区間を有する長尺なヒートパイプ３と、線状光源部２に接続され、線状光源部２からヒートパイプ３の非接続区間をヒートパイプ３に沿って延びるフレキシブル基板４と、ヒートパイプ３の接続区間における線状光源部２と反対側に設けられる金属製の補強部材５と、を備え、放熱効率が良好でコンパクトな発光装置１を実現した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状に並べられた複数の発光素子と、前記各発光素子を上面に搭載し下面に放熱パターンが形成されるセラミック基板と、前記セラミック基板の前記上面にて前記各発光素子を一括して封止する封止部と、を有する線状光源部と、
前記線状光源部の前記放熱パターンに接続される接続区間を有する長尺なヒートパイプと、
前記線状光源部に接続され、前記線状光源部から前記ヒートパイプの非接続区間を前記ヒートパイプに沿って延びるフレキシブル基板と、
前記ヒートパイプの接続区間における前記線状光源部と反対側に設けられる金属製の補強部材と、を備える発光装置。
【請求項２】
前記封止部は、ガラスからなる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記補強部材は、前記ヒートパイプの前記接続区間と接触する補強部と、前記補強部と連続的に形成され前記線状光源部から出射する光を反射する反射部と、を有する請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記線状光源部から出射する光を反射する反射部材を備え、
前記反射部材は、前記ヒートパイプと前記補強部材により挟み込まれる固定部を有する請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記補強部材は、前記ヒートパイプの幅方向に分割された複数の部材を接合して形成されている請求項２から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記補強部材及び前記反射部材は、前記ヒートパイプの幅方向に分割された複数の部材を接合して形成されている請求項４に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板の上面にて複数の発光素子を一括して封止する封止部を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶バックライトの光源として、複数個の発光ダイオードを実装した第１配線基板と第１ヒートパイプとを組み合わせた第１発光モジュール体と、複数個の発光ダイオードを実装した第２配線基板と第２ヒートパイプとを組み合わせた第２発光モジュール体とを、液晶パネルのサイズに応じて適宜に組み合わせて発光アレイを構成したものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
第１発光モジュール体は、各発光ダイオードの発光バルブが樹脂ホルダによって保持され、樹脂ホルダから一対の端子が突出される。第１配線基板には、２５個の発光ダイオードが、同一軸線上に位置して互いに等間隔を以って長さ方向に配列されて実装される。第１放熱プレートは、第１主面に第１配線基板を嵌合して取り付けるための基板嵌合凹部が形成され、嵌合された第１配線基板の底面と幅方向の両側縁部とを保持する。第１放熱プレートには、第１主面と対向する第２主面側に第１ヒートパイプが嵌合されるヒートパイプ嵌合凹部が形成されている。ヒートパイプ嵌合凹部は、幅方向の略中央部に位置して長さ方向の全域に亘って開口する断面が略アーチ型形状の凹溝からなる。
【特許文献１】特開２００６−５３３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された第１発光モジュール体では、放熱プレート及びヒートパイプと比べて熱伝導率が劣る配線基板を介してから、各発光ダイオードにて生じた熱が放熱プレート及びヒートパイプへ伝達されるため、十分な放熱性能を発揮させることができない。また、特許文献１の第１発光モジュール体は、複数の発光ダイオードを、別個に配線基板に実装しているため装置が大型となる。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、十分な放熱性能を発揮させ、装置の小型化を図ることのできる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、線状に並べられた複数の発光素子と、前記各発光素子を上面に搭載し下面に放熱パターンが形成されるセラミック基板と、前記セラミック基板の前記上面にて前記各発光素子を一括して封止する封止部と、を有する線状光源部と、前記線状光源部の前記放熱パターンに接続される接続区間を有する長尺なヒートパイプと、前記線状光源部に接続され、前記線状光源部から前記ヒートパイプの非接続区間を前記ヒートパイプに沿って延びるフレキシブル基板と、前記ヒートパイプの接続区間における前記線状光源部と反対側に設けられる金属製の補強部材と、を備える発光装置が提供される。
【０００７】
上記発光装置において、前記封止部は、ガラスからなる構成としてもよい。
【０００８】
上記発光装置において、前記補強部材は、前記ヒートパイプの前記接続区間と接触する補強部と、前記補強部と連続的に形成され前記線状光源部から出射する光を反射する反射部と、を有する構成としてもよい。
【０００９】
上記発光装置において、前記線状光源部から出射する光を反射する反射部材を備え、前記反射部材は、前記ヒートパイプと前記補強部材により挟み込まれる固定部を有する構成としてもよい。
【００１０】
上記発光装置において、前記補強部材は、前記ヒートパイプの幅方向に分割された複数の部材を接合して形成されている構成としてもよい。
【００１１】
上記発光装置において、前記補強部材及び前記反射部材は、前記ヒートパイプの幅方向に分割された複数の部材を接合して形成されている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、十分な放熱性能を発揮させ、装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１から図１１は本発明の第１の実施形態を示し、図１は発光装置の外観斜視図、図２は発光装置の側面断面図である。
【００１４】
図１に示すように、発光装置１は、ＬＥＤ装置２が搭載されるヒートパイプ３と、ヒートパイプ３に沿って延びＬＥＤ装置２と電気的に接続されるフレキシブル基板４と、ヒートパイプ３におけるＬＥＤ装置２の搭載部と反対側に設けられる補強部材５と、を備えている。
【００１５】
図２に示すように、ヒートパイプ３は、両端を閉塞した円筒状に形成され、後述するＬＥＤ装置２の放熱パターンが接続される接続区間３１を一端側に有し、接続区間３１より長い区間の非接続区間３２を他端側に有している。そして、フレキシブル基板４は、接続区間３１にてＬＥＤ装置２と電気的に接続され、ＬＥＤ装置２から非接続区間３２をヒートパイプ３に沿って延びている。以下、ヒートパイプ３の長尺方向を長手方向、ヒートパイプ３からみてＬＥＤ装置２の搭載側を上方向、長手方向及び上方向と直交する方向を幅方向として説明する。
【００１６】
ヒートパイプ３は、熱伝導率が良好な金属からなる円筒部３３と、円筒部３３内に充填される冷媒３４と、を有する。本実施形態においては、円筒部３３は銅からなり、冷媒３４は水である。ここで、ヒートパイプ３の外径寸法は４ｍｍであり、長手方向寸法は３００ｍｍであり、接続区間３１の長さは２０ｍｍであり、非接続区間３２の長さは２８０ｍｍである。
【００１７】
フレキシブル基板４は、樹脂材をベースとした可撓性を有するフィルム状の基板であり、本実施形態においてはポリイミドをベースとしている。フレキシブル基板４は、厚さが例えば０．１ｍｍに形成され、ヒートパイプ３の非接続区間３２の上部に沿って他端側へ延びている。
【００１８】
図３は、発光装置の正面断面図である。
図３に示すように、補強部材５は、熱伝導率が良好な金属からなり、接続区間３１にてヒートパイプ３を抱持する補強部５１と、補強部５１の上端と連続的に形成されＬＥＤ装置２から出射した光を反射する反射部５２と、を有している。本実施形態においては、補強部材５は、アルミニウムからなる。
【００１９】
補強部５１は、ヒートパイプ３の幅方向両側に一対に設けられ、ヒートパイプ３の幅方向両側から下側を覆うよう湾曲して形成される。各補強部５１の下端は離隔しており、各補強部５１の間に間隙５３が形成されている。
【００２０】
図４は曲げ加工前の補強部材の外観斜視図であり、図５は曲げ加工前の補強部材の正面断面図である。
発光装置１を製造するにあたり、図４に示すように、補強部材５を各補強部５１が上下に延びるよう形成しておく。そして、図５に示すように、ヒートパイプ３への組み付け時に各補強部５１に曲げ加工を施すことにより、補強部材５がヒートパイプ３を抱持するようになっている。このように補強部材５にヒートパイプ３を抱持させることで両者は固定されるが、さらに、ヒートパイプ３と補強部材５をはんだ接合、超音波接合等により接合してもよい。
【００２１】
図６は発光装置の平面図であり、図７は発光装置の正面図である。
図６に示すように、反射部５２は、平面視にてＬＥＤ装置２を包囲するよう形成され、ＬＥＤ装置２の幅方向外側に配置される一対の第１壁部５４と、ＬＥＤ装置２の長手方向外側に配置される一対の第２壁部５５と、を有している。本実施形態においては、反射部５２は、平面視にて長手方向へ長尺な長方形状を呈している。各壁部５４，５５は、外面が上方へ延びる平坦面をなし、内面が上方へ向かってＬＥＤ装置２から離隔する側へ傾斜する傾斜面をなしている。図７に示すように、正面視では、第２壁部５５によりＬＥＤ装置２が隠蔽された状態となっている。
【００２２】
図８は発光装置におけるＬＥＤ装置付近の模式拡大断面図である。尚、図８中では、説明のために、各ＬＥＤ素子のアノード電極及びカソード電極がＬＥＤ装置の長手方向について対向配置される図としているが、実際には各ＬＥＤ素子のアノード電極及びカソード電極はＬＥＤ装置の幅方向について対向配置されている。
【００２３】
ＬＥＤ装置２は、長手方向へ延びる細長い直方体状に形成される。線状光源部としてのＬＥＤ装置２は、フリップチップ型のＧａＮ系半導体材料からなるＬＥＤ素子２２と、ＬＥＤ素子２２を搭載するセラミック基板２１と、セラミック基板２１に形成されＬＥＤ素子２２へ電力へ供給するための回路パターン２４と、ＬＥＤ素子２２をセラミック基板２１上にて封止するガラス封止部２３と、を備えている。
【００２４】
ＬＥＤ素子２２は、ＧａＮからなる成長基板の表面に、III族窒化物系半導体をエピタキシャル成長させることにより、ｎ型層と、ＭＱＷ層と、ｐ型層とがこの順で形成されている。このＬＥＤ素子２２は、７００℃以上でエピタキシャル成長され、その耐熱温度は６００℃以上であり、低融点の熱融着ガラスを用いた封止加工における加工温度に対して安定である。また、ＬＥＤ素子２２は、ｐ型層の表面に設けられるｐ側電極２２ａを有するとともに、ｐ型層からｎ型層にわたって一部をエッチングすることにより露出したｎ型層に形成されるｎ側電極２２ｂを有する。ｐ側電極２２ａとｎ側電極２２ｂには、それぞれバンプが形成される。本実施形態においては、ＬＥＤ素子２２は、成長基板としてサファイア基板が用いられ、ｐ側電極２２ａはＡｇからなり、厚さ２５０μｍで３４６μｍ角に形成される。尚、ＬＥＤ素子２２の構成は任意であり、例えば、ｐ側電極がＲｈからなるものであったり、ｐ側電極にＩＴＯが用いられたフェイスアップ型であってもよい。
【００２５】
セラミック基板２１は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多結晶焼結材料からなり、厚さ方向（上下方向）寸法が０．２５ｍｍ、長手方向（前後方向）寸法が１４．０ｍｍ、幅方向（左右方向）寸法が０．７５ｍｍに形成される。尚、この基板として、ＡｌＮやＳｉを用いることもできる。回路パターン２４は、セラミック基板２１の上面に形成されてＬＥＤ素子２２と電気的に接続される上面パターン２４ａと、セラミック基板２１の下面に形成されてフレキシブル基板５と電気的に接続される電極パターン２４ｂと、上面パターン２４ａと電極パターン２４ｂを電気的に接続するビアパターン２４ｃと、を有している。また、セラミック基板２１の下面における各電極パターン２４ｂの間には、放熱パターン２６が形成される。上面パターン２４ａ、電極パターン２４ｂ及び放熱パターン２６は、セラミック基板２１の表面に形成されるＷ層と、Ｗ層の表面を覆う薄膜状のＮｉメッキ層と、Ｎｉメッキ層の表面を覆う薄膜状のＡｇメッキ層と、を含んでいる。ビアパターン２４ｃは、Ｗからなり、セラミック基板２１を厚さ方向に貫通するビアホールに設けられる。電極パターン２４ｂはセラミック基板２１の長手方向両端に形成され、一方がアノード電極、他方がカソード電極をなす。
【００２６】
ガラス封止部２３は、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ系の熱融着ガラスからなる。尚、ガラスの組成はこれに限定されるものではなく、例えば、熱融着ガラスは、Ｌｉ２Ｏを含有していなくてもよいし、任意成分としてＺｒＯ２、ＴｉＯ２等を含んでいてもよい。さらに、ガラス封止部２３は、熱融着ガラスに限らず、金属アルコキシドを出発原料としたゾルゲルガラスであってもよい。さらには、封止部をガラスでなくシリコーン等の樹脂とすることも可能である。図６に示すように、ガラス封止部２３は、セラミック基板２１上に直方体状に形成され、セラミック基板２１の上面にて各ＬＥＤ素子２２を一括して封止する。本実施形態においては、ガラス封止部２３におけるセラミック基板２１の上面からの高さは０．５ｍｍとなっている。ガラス封止部２３の側面は、ホットプレス加工によってセラミック基板２１と接着された板ガラスが、セラミック基板２１とともにダイサー(dicer)でカットされることにより形成される。また、ガラス封止部２３の上面は、ホットプレス加工によってセラミック基板２１と接着された板ガラスの一面である。この熱融着ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４９０℃、屈伏点（Ａｔ）が５２０℃、１００℃〜３００℃における熱膨張率（α）が６×１０−６／℃、屈折率が１．７となっている。
【００２７】
また、ガラス封止部２３には蛍光体２３ａが分散されている。蛍光体２３ａは、ＭＱＷ層から発せられる青色光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体である。本実施形態においては、蛍光体２３ａとしてＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体が用いられる。尚、蛍光体２３ａは、珪酸塩蛍光体や、ＹＡＧと珪酸塩蛍光体を所定の割合で混合したもの等であってもよい。
【００２８】
フレキシブル基板４は、ＬＥＤ装置２の放熱パターン２６を挿通する孔部４１を有し、孔部４１の長手方向両側にＬＥＤ装置２の電極パターンと接続される電極部４２が形成される。第１ポリイミド層４３、回路パターン層４４、第２ポリイミド層４５を下側からこの順に有している。第１ポリイミド層４３はヒートパイプ３の上端と接触するが、ヒートパイプ３が円筒状に形成されていることから接触面積が比較的小さくなっている。回路パターン層４４は、例えば銅からなり、ＬＥＤ装置２の電極パターン２４ｂとはんだ材７１を介して接続される。尚、ＬＥＤ装置２の放熱パターン２６は、フレキシブル基板４の孔部４１を通じてヒートパイプ３とはんだ材７２を介して接続されている。第２ポリイミド層４５は、回路パターン層４４が露出する各電極部４２を除き、回路パターン層４４を被覆する。尚、フレキシブル基板４は、ポリイミド以外を主成分としたものであってもよく、例えば、ＢＴレジン、液晶ポリマー等を主成分とするものであってもよい。
【００２９】
図９は、ＬＥＤ装置の模式断面図であり、図８と異なる方向の縦断面である。
図９に示すように、封止材としてのガラス封止部２３は、ＬＥＤ素子２２から上面までの第１距離ａが、ＬＥＤ素子２２から最も近接する側面までの第２距離ｂよりも大きい直方体状をなしている。ガラス封止部２３の上面からは黄色の割合が多い光が発せられ、ガラス封止部２３の側面からは青色の割合が多い光が発せられる。封止材が直方体状に形成される場合、第１距離ａと第２距離ｂとの関係が、
√２≦ａ／ｂ
の関係を満たすと、ＬＥＤ素子２２の発光時に、ガラス封止部２３における上面と側面との色度や輝度の違いが明確に視認されるようになる。本実施形態においては、第１距離ａが０．４８ｍｍであり、第２距離ｂが０．１８ｍｍであることから、上記式の関係を満たしている。尚、
２≦ａ／ｂ
の関係を満たすと、上面と側面との色度や輝度の違いが顕著となる。
【００３０】
図１０はＬＥＤ装置のセラミック基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は下面図である。
図１０（ａ）に示すように、セラミック基板２１は、上面パターン２４ａが複数のＬＥＤ素子２２を電気的に直列に接続するよう形成されている。本実施形態においては、計２４のＬＥＤ装置２が電気的に直列に実装されている。各ＬＥＤ素子２２は、順方向電圧が４．０Ｖ、順方向電流が１００ｍＡの場合に、ピーク波長が４６０ｎｍの光を発する。このように、計２４個のＬＥＤ素子２２が直列に接続されていることから、家庭用のＡＣ１００Ｖの電源を利用すると、各ＬＥＤ素子２２に約４．０Ｖの順方向電圧が印加され、各ＬＥＤ素子２２が所期の動作をするようになっている。
【００３１】
本実施形態においては、上面パターン２４ａは、セラミック基板２１の長手方向両端で、ビアパターン２４ｃと接続される。上面パターン２４ａは、セラミック基板２１の幅方向一方で所定のＬＥＤ素子２２のｐ側電極２２ａと接続され、セラミック基板２１の幅方向他方で当該ＬＥＤ素子２２と隣接するＬＥＤ素子２２のｎ側電極２２ｂと接続される。従って、上面パターン２４ａは、各ＬＥＤ素子２２間で、セラミック基板２１の長手方向に対して幅方向に傾斜して斜めに形成されている。
【００３２】
また、図１０（ｂ）に示すように、電極パターン２４ｂは、カソード電極とアノード電極とが左右方向に離隔して配置され、セラミック基板２１の前後方向両側に左右方向へ延びるよう形成されている。本実施形態においては、電極パターン２４ｂ及び放熱パターン２６は、平面視にて矩形状に形成される。各電極パターン２４ｂは、セラミック基板２１の長手方向に０．４ｍｍ、セラミック基板２１の幅方向に０．６５ｍｍの寸法となるよう形成される。また、放熱パターン２６は、セラミック基板２１の長手方向に１２．８ｍｍ、セラミック基板２１の幅方向に０．６５ｍｍの寸法となるよう形成される。各電極パターン２４ｂと放熱パターン２６は、セラミック基板２１の長手方向に０．２ｍｍ離れて形成されている。本実施形態においては、放熱パターン２６は、平面視にて各ＬＥＤ素子２２と重なるように、各ＬＥＤ素子２２の真下に形成されている。
【００３３】
以下、本実施形態の発光装置１の製造方法の一例を説明する。まず、リフロー処理によりＬＥＤ装置２をフレキシブル基板４に実装するとともに、ＬＥＤ装置２とヒートパイプ３とを接合する。次いで、この接合体に、曲げ加工前の補強部材５を組み付ける。そして、補強部材５に曲げ加工を施して、かしめにより補強部材５をヒートパイプ３に固定する。
【００３４】
以上のように構成された発光装置１では、フレキシブル基板４を通じてＬＥＤ装置２に電圧を印加すると、ＬＥＤ装置２から青色及び黄色の混合光が発せられる。ＬＥＤ装置２は、ＬＥＤ素子２２がガラスにより封止されることから、従来の樹脂封止のように封止材の劣化を考慮することなく、ＬＥＤ素子２２の発光量を大きくすることができる。一方、ＬＥＤ素子２２の発光量が大きくなれば、ＬＥＤ素子２２の発熱量も大きくなるので、放熱に関して新たな課題が生じ、ＬＥＤ装置２にて生じた熱を的確に放熱させる必要がある。特に、本実施形態では、ＬＥＤ装置２には複数のＬＥＤ素子２２が一括して搭載されているので、従来と比較して、ＬＥＤ装置２の大きさの割に発熱量が大きい。
【００３５】
本実施形態の発光装置１では、ＬＥＤ装置２の各ＬＥＤ素子２２は、熱抵抗が大きなフレキシブル基板４を介さずヒートパイプ３と接合されているので、各ＬＥＤ素子２２にて生じた熱は的確に放熱パターン２６からヒートパイプ３へ伝達され、ヒートパイプ３の非接続区間３２の表面から空気中に放散されるとともに、気化する冷媒３４により吸収することができる。また、補強部材５が、熱伝導率の比較的高いアルミニウムからなり、ヒートパイプ３を半包囲していることから、ＬＥＤ装置２からの熱がヒートパイプ３の全周へ伝達されることを助長することができる。ここで、非接続区間３２は、接続区間３１より長く形成されているので、ヒートパイプ３の表面積を大きくするとともに、冷媒３４の容量を大きくして、ヒートパイプ３における放熱性能を向上させることができ、また、放熱パターン２６は、各ＬＥＤ素子２２の真下に形成されているので、各ＬＥＤ素子２２にて生じた熱をヒートパイプ３の接続区間３１へスムースに伝達することができる。
【００３６】
また、本実施形態の発光装置１では、各ＬＥＤ素子２２のｐ側電極２２ａ及びｎ側電極２２ｂが幅方向に並べられ、セラミック基板２１に対して幅方向の２点で接触するようにしたので、長手方向の２点で接触する場合に比べて、各ＬＥＤ素子２２からセラミック基板２１へ効率良く熱を伝達することができる
【００３７】
また、フレキシブル基板４は、放熱パターン２６を挿通する孔部４１が形成されているので、各ＬＥＤ素子２２からの熱が直接的に伝わることがないし、上側が湾曲形成されたヒートパイプ３との接触面積が比較的小さいことから、熱によるフレキシブル基板４の劣化を抑制することができる。また、フレキシブル基板４をヒートパイプ３に沿って配置することにより、省スペース化を図ることができ、実用に際して極めて有利である。
【００３８】
これまで、従来における樹脂封止の大光量のＬＥＤ装置は、光源部については白熱電球及び蛍光灯より小さくすることが可能であるが、放熱フィンなどの放熱部が大型となるのでデザイン性を損なっていた。このようなＬＥＤ装置に対し、本実施形態のＬＥＤ装置２は、ヒートパイプ３の先端を他の放熱部材に接続し、他の放熱部材を目立たない場所に設置することも可能となり、デザイン性を損なうことがない。特に、本実施形態のＬＥＤ装置２はガラス封止であるので、樹脂封止のＬＥＤ装置よりも光源部自体を小型とし、放熱経路となるヒートパイプ３として比較的細い径のものを選択することができる。
【００３９】
また、本実施形態の発光装置１によれば、補強部材５によりヒートパイプ３の接続区間３１の下側が補強されているので、ヒートパイプ３に接続区間３１に剛性を付与して強度を向上することができる。これにより、比較的割れや欠けが生じやすいセラミック基板２１を用い、比較的曲がりやすい細径のヒートパイプ３を用いているにも拘わらず、接続区間３１におけるヒートパイプ３の変形を防止し、セラミック基板２１の破損を防ぐことができる。特に、本実施形態においては、デザイン性を強調するために、細長い直方体形状のＬＥＤ装置２が細径のヒートパイプ３の長手方向に設置されているが、この発光装置１においても容易に破損することを防ぐことができる。
【００４０】
また、本実施形態の発光装置１によれば、補強部材５が接続区間３１にてヒートパイプ３と接触していることから、補強部材５に熱を伝達して放熱部材として機能させることができる。特に、補強部材５が補強部５１と連続的に反射部５２を有しているので、補強部材５の表面積が大きく、補強部材５から熱を空気中へ効率良く放散させることができる。
【００４１】
また、セラミック基板２１、ＬＥＤ素子２２及びガラス封止部２３が同等の熱膨張率であり、ＬＥＤ素子２２を一列に複数配列しているので、ＬＥＤ装置２を幅方向に狭くしてＬＥＤ装置２の小型化を図ることができる。これに加え、直径５ｍｍ以下の比較的細い径の目立たないヒートパイプ３を採用することにより、ＬＥＤ装置２の小型化を効果的に行うことができる。例えば、シリコン樹脂を封止部材とした場合には、セラミック基板２１やＬＥＤ素子２２に対して封止部材の熱膨張率が１０倍以上となるので、封止部材のセラミック基板２１からの剥離が生じやすくなる。また、封止部材が軟らかく変形しやすいので保持用の枠等が必要となり、装置の幅がＬＥＤ素子サイズのおよそ３倍以上となって小型化は困難である。そして、本実施形態のＬＥＤ装置２を用いるとともに、ヒートパイプ３の補強に必要な補強部材５に、光学制御に必要な反射部５２を一体的に形成したので、従来のものと比べて装置を格段に小型とすることができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の発光装置１では、ガラス封止部２３の側方から出射された光を上方へ反射させる反射部５２を設けたので、ガラス封止部２３が直方体形状であるにもかかわらず、ＬＥＤ装置２から発せられた光を上方向へ光学制御することができる。すなわち、本実施形態の発光装置１は、ガラス封止部２３を直方体形状としホットプレス加工及びダイシングにより歩留まりよく製造されるＬＥＤ装置２の課題を解決したものである。
【００４３】
また、本実施形態の発光装置１によれば、ＬＥＤ装置２に電圧を印加すると、ＬＥＤ装置２から青色及び黄色の混合光が発せられる。このとき、ＬＥＤ素子２２から出射した光のうち、ガラス封止部２３の表面に対して垂直な成分を除いては、ガラス封止部２３の表面と空気との界面で屈折する。本実施形態のＬＥＤ装置２では、ガラス封止部２３が直方体状に形成されていることから、ＬＥＤ素子２２から出射した光の殆どがガラス封止部２３の表面にて屈折することとなる。
【００４４】
ＬＥＤ素子２２から側方へ放射される光は、第２距離ｂが第１距離ａよりも小さく、さらに散乱距離が短く光の散乱度も大きくならないことから、セラミック基板２１及び回路パターン２４へは殆ど入射せず、高い確率でガラス封止部２３の側面に直接的に達する。これにより、光の吸収要因となるセラミック基板２１及び回路パターン２４へ入射する光が減じられ、ＬＥＤ装置２から放射される光量が格段に向上する。
【００４５】
一方、第１距離ａが第２距離ｂよりも大きいため、ガラス封止部２３の側面から出射する光は蛍光体２３ａによる波長変換割合が低く青みがかり、ガラス封止部２３の上面から出射する光は波長変換割合が高く黄みがかる。また、ガラス封止部２３の側面から出射する光は輝度が比較的小さく、ガラス封止部２３の上面から出射する光は単位面積あたりの輝度が比較的大きくなる。光エネルギーとしては側面から出射する光の方が大きいが、上面から出射する光の方が蛍光体により青色から黄色に変換される割合が高く、視感度がより大きくなるためである。従って、ＬＥＤ装置２から光接続部材４へ放射される光は、放射角度によって色度及び輝度にムラが生じる。
【００４６】
しかしながら、平面視にてＬＥＤ装置２側を見ると、ＬＥＤ装置２の実光源とともに、反射部５２の内面に映り込んだＬＥＤ装置２の鏡映光源が存在している。これにより、ＬＥＤ装置２の実光源では光軸側（本実施形態では上側）で黄色光の成分が多く光軸に垂直な側（本実施形態では左右側）で青色成分が多くなっているが、反射部５２に映り込んだ鏡映光源では、逆に、光軸側で青色光の成分が多く光軸に垂直な側で黄色光の成分が多くなる。
【００４７】
尚、光軸とは、図９中のＬＥＤ装置２の中心軸を指している。また、ここでいう光軸側とは光軸に対するなす角が０°〜４５°の範囲を指し、光軸に垂直な側とは光軸に対するなす角が４５°〜９０°の範囲を指す。厳密には、光軸に垂直な方向はＬＥＤ素子２２からの放射配光が小さいのに対し、蛍光体２３ａによる散乱光の割合が大きいため、光軸に垂直な側にて青色成分が多くなる角度が限られる場合がある。本実施形態においては、光軸に垂直な側で実際に青色成分が多くなるのは、光軸に対し４５°〜７５°の方向である。そして、発光装置１から出射する光は、実光源と、反射部５２によって光軸側へ反射する鏡映光源と、の重ね合わせとなることから、ガラス封止部２３の上面から出射される光の配光特性と、ガラス封止部２３の側面から出射される光の配光特性が重ね合わせられ、両者の光がよく混合された状態となる。
【００４８】
また、本実施形態に発光装置１によれば、第２距離ｂが第１距離ａよりも小さいことから、発光装置１を左右方向に小さくすることができる。つまり、光源に対し集光光学系を備える場合、集光光学系は光源とのサイズの比が一定であるときに同一の放射特性を得ることができ、本実施形態においては、光源であるＬＥＤ装置２のサイズを小さくできた分だけ、反射部５２のサイズを小さくすることができる。ここで、第１距離ａを第２距離ｂよりも大きくすることで、ＬＥＤ装置２は、光軸方向と光軸に垂直な方向との色度が異なるという問題点を生じるが、外部放射効率が高く、かつ、光軸に垂直な方向の寸法が小さくなっている。従って、小型化により色度差が生じるという問題点を克服した高効率で小型の発光装置１とすることができる。
【００４９】
また、封止材として熱膨張率がＬＥＤ素子２２の２倍以内の無機材料（本実施形態ではガラス）を用い、さらに、基板として熱膨張率がＬＥＤ素子２２の２倍以内の多結晶材を用いたことから、封止材として熱膨張率がＬＥＤ素子２２の１０倍以上の樹脂材料を用いた場合のように、封止材と基板の間で熱膨張率差に起因する剥離、クラック等が生じることはない。また、基板における多結晶の粒界の凹凸に封止材が入り込み、アンカー効果をもって、封止材と基板は強固に接合される。本実施形態においては、封止材として熱融着ガラスを用いているので、セラミック基板２１との化学結合力も生じ、さらに結合力が高くなっている。これにより、第２距離ｂを０．３ｍｍ以下としても、熱ストレスによって、ＬＥＤ素子２２とガラス封止部２３、あるいは、ガラス封止部２３とセラミック基板２１との接合面の剥離が生じない高信頼性パッケージが実現されている。
【００５０】
尚、本実施形態で例示した無機封止材料やセラミック基板に限らず、熱膨張率がＬＥＤ素子２２の７×１０−６／℃に対して、ガラス封止部２３に熱膨張率が１２×１０−６／℃のリン酸系ガラスを用いたり、セラミック基板２１に熱膨張率が１３×１０−６／℃のガラス含有アルミナを用いたりしてもよい。このとき、封止材の熱膨張率がＬＥＤ素子２２の２倍を超えると、封止材の剥離、クラック等が生じやすくなるため、ＬＥＤ素子２２と封止材との熱膨張率の差は２倍以内とすることが望ましい。
【００５１】
また、前記実施形態においては、ガラス封止ＬＥＤ２としてガラス封止部２３の内部に蛍光体２３ａが分散されたものを示したが、例えば図１１に示すように、ガラス封止部２３の内部に蛍光体２３ａを分散させず、ガラス封止部２３の上面に蛍光体２３ａが分散された樹脂、ガラス等の透明材からなる蛍光層２５を形成してもよい。この蛍光層２５は、アルコキシドを出発原料とするゾルゲルガラスに蛍光体２３ａを分散させたものであり、熱を利用してガラス封止部２３の上面に焼き付けることにより作製される。このとき、例えば、蛍光体２３ａをホットプレスのガラス封止にて生じる熱を利用して焼き付けたものであってもよい。これにより、作業性が向上することは勿論、プレスにより蛍光体２３ａの粒子がガラス封止部２３に半ば埋まった状態となり、蛍光体２３ａとガラス封止部２３との接合を強固にすることができる。
【００５２】
さらには、ガラス封止部２３の内部に蛍光体を分散させるとともに、ガラス封止部２３の上面に蛍光体と異なる発光波長の蛍光体が分散された透明材からなる蛍光層を形成してもよい。この場合、ＬＥＤ素子２２の発光波長を紫外領域とし、ガラス封止部２３の内部の蛍光体を紫外光により励起される青色蛍光体及び赤色蛍光体とし、蛍光層の蛍光体を紫外光により励起される緑色蛍光体とすることができる。
【００５３】
また、発光装置１は、図１２に示すように、導光板８を取り付けられたものであってもよい。この場合、導光板８へ入射した光は、導光板８内で多重反射することから、ガラス封止部２３の上面から出射した光と側面から出射した光の混合が促進される。ここで、ガラス封止部２３の側面から出射される光についても、セラミック基板２１に近い下側では青色成分が多くなり、セラミック基板２１から遠くガラス封止部２３の上面に近い上側では黄色成分が多くなる。これについても、導光板８内で多重反射することから、青色成分が多い光と黄色成分が多い光の混合が促進される。従って、導光板８の発光面においては色度及び輝度にムラが生じず、均一な色度及び輝度による面発光が実現される。尚、例えば、黄色蛍光体に加えて赤色蛍光体をさらに加えたものや、紫外発光のＬＥＤ素子と赤色蛍光体及び緑色蛍光体を分散したガラスとを用いるとともにガラス上面に青色蛍光体の蛍光体層を形成したもののように、放射される光の色度が位置、方向等によって異なる３色以上のＬＥＤ装置であっても同様である。
【００５４】
また、例えば図１３に示すように、補強部材５の長手方向外側にヒートパイプ３を固定する固定具９を取り付けてもよい。図１３の固定具９は、例えば銅からなり、上部を切り欠いたＣ字状に形成されている。また、図１３においては、固定具９は、補強部材５の長手方向両端に隣接して設けられている。尚、図１３の発光装置１においては、補強部材５に間隙５３は形成されておらず、補強部材５がヒートパイプ３の下側を全て覆うようになっている。
【００５５】
図１４から図１７は本発明の第２の実施形態を示すもので、図１４は発光装置の外観斜視図である。
【００５６】
図１４に示すように、この発光装置１０１は、ＬＥＤ装置２（図１４中不図示）が搭載されるヒートパイプ１０３と、ヒートパイプ１０３に沿って延びＬＥＤ装置２と電気的に接続されるフレキシブル基板４（図１４中不図示）と、ヒートパイプ１０３におけるＬＥＤ装置２の搭載部と反対側を補強する補強部材１０５と、を備えている。
【００５７】
図１５は発光装置の側面断面図である。
図１５に示すように、ヒートパイプ１０３は、両端を閉塞した四角筒状に形成され、ＬＥＤ装置２の放熱パターン２６が接続される接続区間１３１を一端側に有し、接続区間１３１より長い区間の非接続区間１３２を他端側に有している。ヒートパイプ１０３は、熱伝導率が良好な金属からなる四角筒部１３３と、四角筒部１３３内に充填される冷媒３４と、を有する。本実施形態においては、四角筒部１３３は銅からなり、冷媒３４は水である。ここで、ヒートパイプ１０３の上下寸法は５ｍｍであり、幅方向寸法は２ｍｍであり、長手方向寸法は３００ｍｍであり、接続区間１３１の長さは２６ｍｍであり、非接続区間１３２の長さは２７４ｍｍである。尚、ＬＥＤ装置２及びフレキシブル基板４は、第１の実施形態と同様であるのでここでは詳述しない。
【００５８】
図１６は、発光装置の正面断面図である。
図１６に示すように、補強部材１０５は、熱伝導率が良好な金属からなり、接続区間１３１にてヒートパイプ１０３を幅方向両側から挟持する補強部１５１と、補強部１５１の上端と連続的に形成されＬＥＤ装置２から出射した光を反射する反射部１５２と、を有している。本実施形態においては、補強部材１０５は、アルミニウムからなる。
【００５９】
補強部１５１は、ヒートパイプ１０３の幅方向両側に一対に設けられ、ヒートパイプ１０３の幅方向両側の側面と密着している。また、補強部１５１の下端から、ヒートパイプ１０３の下面を覆う抱持部１５６が突出している。本実施形態においては、抱持部１５６は、長手方向に間隔をおいて複数設けられ、幅方向両側の補強部１５１の下端から下方へ延びる延在部（図１６中破線）を、ヒートパイプ１０３の下側へ折り曲げることにより形成される。
【００６０】
図１７は発光装置の平面図である。
図１７に示すように、反射部１５２は、平面視にてＬＥＤ装置２を包囲するよう形成され、ＬＥＤ装置２の幅方向外側に配置される一対の第１壁部１５４と、ＬＥＤ装置２の長手方向外側に配置される一対の第２壁部１５５と、を有している。各壁部１５４，１５５は、外面が上方へ延びる平坦面をなし、内面が上方へ向かってＬＥＤ装置２から離隔する側へ２段階で傾斜する傾斜面をなしている。
【００６１】
以上のように構成された発光装置１０１では、ＬＥＤ装置２の各ＬＥＤ素子２２は、熱抵抗が大きなフレキシブル基板４を介さずヒートパイプ１０３と接合されているので、各ＬＥＤ素子２２にて生じた熱は的確に放熱パターン２６からヒートパイプ１０３へ伝達され、ヒートパイプ１０３の非接続区間１３２の表面から空気中に放散されるとともに、気化する冷媒３４により吸収することができる。また、補強部材１０５が、熱伝導率の比較的高いアルミニウムからなり、ヒートパイプ１０３を半包囲していることから、ＬＥＤ装置２からの熱がヒートパイプ１０３の全周へ伝達されることを助長することができる。また、フレキシブル基板４は、放熱パターン２６を挿通する孔部４１が形成されているので、各ＬＥＤ素子２２からの熱が直接的に伝わることがないし、熱によるフレキシブル基板４の劣化を抑制することができる。また、フレキシブル基板４をヒートパイプ１０３に沿って配置することにより、省スペース化を図ることができ、実用に際して極めて有利である。
【００６２】
また、本実施形態の発光装置１０１によれば、補強部材１０５によりヒートパイプ１０３の接続区間１３１の下側が補強されているので、ヒートパイプ１０３の接続区間１３１に剛性を付与して強度を向上することができる。本実施形態においては、ヒートパイプ１０３が幅方向に偏平とされているので上下方向には曲がりにくく、比較的曲がりやすい幅方向については補強部材１０５で挟み込まれている。これにより、比較的割れや欠けが生じやすいセラミック基板２１を用い、比較的曲がりやすい細径のヒートパイプ１０３を用いているにも拘わらず、接続区間１３１におけるヒートパイプ１０３の変形を防止し、セラミック基板２１の破損を防ぐことができる。
【００６３】
また、本実施形態の発光装置１０１によれば、補強部材１０５が接続区間１３１にてヒートパイプ１０３と接触していることから、補強部材１０５に熱を伝達して放熱部材として機能させることができる。特に、補強部材１０５が補強部１５１と連続的に反射部１５２を有しているので、補強部材１０５の表面積が大きく、補強部材１０５から熱を空気中へ効率良く放散させることができる。
【００６４】
図１８から図２２は本発明の第３の実施形態を示すもので、図１８は発光装置の外観斜視図である。
【００６５】
図１８に示すように、この発光装置２０１は、ＬＥＤ装置２（図１８中不図示）が搭載されるヒートパイプ２０３と、ヒートパイプ２０３に沿って延びＬＥＤ装置２と電気的に接続されるフレキシブル基板４（図１４中不図示）と、ヒートパイプ２０３におけるＬＥＤ装置２の搭載部と反対側を補強する補強部材２０５と、を備えている。
【００６６】
図１９は発光装置の側面断面図である。
図１９に示すように、ヒートパイプ２０３は、一端側と他端側とで異なる断面を呈している。具体的には、ヒートパイプ２０３は、一端側の四角筒部２３５と他端側の円筒部２３３を連続的に有し、内部に充填される冷媒３４を有する。本実施形態においては、ＬＥＤ装置２の放熱パターン２６が接続される接続区間２３１が四角筒状に形成され、非接続区間２３２が円筒状に形成されている。本実施形態においては、ヒートパイプ２０３の一端は、補強部材２０５の当接部２５９と当接し、ヒートパイプ２０３と補強部材２０５が互いに位置決めされるようになっている。尚、ヒートパイプ２０３の一端側を例えば八角筒のような四角筒以外の多角筒としてもよい。本実施形態においては、円筒部２３３及び四角筒部２３５は銅からなり、冷媒３４は水である。尚、ＬＥＤ装置２及びフレキシブル基板４は、第１の実施形態と同様であるのでここでは詳述しない。
【００６７】
図２０は、発光装置の下面断面図である。
図２０に示すように、ヒートパイプ２０３の四角筒部２３５には、幅方向内側へ凹となる凹部２３６が形成される。本実施形態においては、凹部２３６は上下方向へ延びる突条をなし、幅方向一対の凹部２３６が長手方向に間隔をおいて複数箇所設けられている。また、補強部材２０５には、ヒートパイプ２０３の各凹部２３６と嵌合する各凸部２５７が形成されている。これにより、発光装置２０１の製造時に、補強部材２０５とヒートパイプ２０３の位置決めを的確に行うことができる。この構成は、補強部材２０５とヒートパイプ２０３を超音波接合する場合に好適である。
【００６８】
図２１は、発光装置の正面断面図である。
図２１に示すように、補強部材２０５は、熱伝導率が良好な金属からなり、接続区間２３１にてヒートパイプ２０３の両側面及び下面と接合される補強部２５２と、補強部２５１の上端と連続的に形成されＬＥＤ装置２から出射した光を反射する反射部２５２と、を有している。本実施形態においては、補強部材２０５は、アルミニウムからなる。
【００６９】
図２２は発光装置の平面図である。
図２２に示すように、反射部２５２は、平面視にてＬＥＤ装置２を包囲するよう形成され、ＬＥＤ装置２の幅方向外側に配置される一対の第１壁部２５４と、ＬＥＤ装置２の長手方向外側に配置される一対の第２壁部２５５と、を有している。各壁部２５４，２５５は、上方へ向かってＬＥＤ装置２から離隔する側へ傾斜するよう形成される。
【００７０】
以上のように構成された発光装置２０１では、各ＬＥＤ素子２２にて生じた熱は的確に放熱パターン２６からヒートパイプ２０３へ伝達され、ヒートパイプ２０３の非接続区間２３２の表面から空気中に放散されるとともに、気化する冷媒３４により吸収することができるし、熱によるフレキシブル基板４の劣化を抑制することができる。また、フレキシブル基板４をヒートパイプ２０３に沿って配置することにより、省スペース化を図ることができ、実用に際して極めて有利である。
【００７１】
また、本実施形態の発光装置２０１によれば、ヒートパイプ２０３に接続区間２３１に剛性を付与して強度を向上することができ、接続区間２３１におけるヒートパイプ２０３の変形を防止し、セラミック基板２１の破損を防ぐことができる。また、補強部材２０５が接続区間２３１にてヒートパイプ２０３と接触していることから、補強部材２０５に熱を伝達して放熱部材として機能させることができる。
【００７２】
図２３から図２７は本発明の第４の実施形態を示すもので、図２３は発光装置の外観斜視図である。
【００７３】
図２３に示すように、この発光装置３０１は、複数のＬＥＤ装置３０２が搭載されるヒートパイプ３０３と、ヒートパイプ３０３に沿って延び各ＬＥＤ装置３０２と電気的に接続されるフレキシブル基板３０４と、ヒートパイプ３０３における各ＬＥＤ装置３０２の搭載部と反対側を補強する補強部材３０５と、各ＬＥＤ装置３０２から出射された光を反射する反射部材３０６と、を備えている。本実施形態のＬＥＤ装置３０２は、３個のＬＥＤ素子２２を一括して封止して形成され、長手方向に間隔をおいて４つ並べられている。
【００７４】
ヒートパイプ３０３は、両端を閉塞した四角筒状に形成され、各ＬＥＤ装置３０２の放熱パターンが接続される接続区間３３１を一端側に有し、接続区間３３１より長い区間の非接続区間３３２を他端側に有している。ヒートパイプ３０３は、熱伝導率が良好な金属からなる四角筒部と、四角筒部内に充填される冷媒（図２３中不図示）と、を有する。本実施形態においては、四角筒部は銅からなり、冷媒は水である。
【００７５】
補強部材３０５は、熱伝導率が良好な金属からなり、接続区間３３１にてヒートパイプ３０３の幅方向両側の側面及び下面と接合される。本実施形態においては、各ＬＥＤ装置３０２から出射した光を反射する反射部材３０６は、補強部材３０５と別個に設けられている。
【００７６】
反射部材３０６は、内面が反射鏡をなす反射部３６１と、ヒートパイプ３０３と補強部材３０５の間に固定される固定部３６２と、を有している。本実施形態においては、固定部３６２は、補強部材３０５に形成された凹状の受容部３５７に受容されている。本実施形態においては、補強部材３０５及び反射部材３０６は、アルミニウムからなる。
【００７７】
図２４は、発光装置の正面断面図である。
図２４に示すように、補強部材３０５は、正面断面にて、ヒートパイプ３０３の両側面及び下面を覆うよう形成され、ヒートパイプ３０３とともに四角形状を呈している。また、反射部材３０６の固定部３６２は、ヒートパイプ３０３の外縁に沿って形成されている。
【００７８】
図２５は発光装置の平面図である。
図２５に示すように、反射部材３０６の反射部３６１は、平面視にて各ＬＥＤ装置３０２を包囲するよう形成され、各ＬＥＤ装置３０２の幅方向外側に配置される一対の第１壁部３６３と、各ＬＥＤ装置３０２の長手方向外側に配置される一対の第２壁部３６４と、を有している。各壁部３６３，３６４は、上方へ向かってＬＥＤ装置２から離隔する側へ２段階で傾斜して形成されている。
【００７９】
図２６は反射部材の外観斜視図、図２７は反射部材の展開図である。
図２６に示すように、反射部材３０６は、反射部３６１の各第２壁部３６４から下方へ延びる延在部３６５を有し、各延在部３６５の下端に幅方向へ延びる固定部３６２が連続的に形成されている。図２７に示すように、この反射部材３０６は、１枚の金属板を折り曲げることにより形成することができる。図２７では、反射部材３０６の各第１壁部３６４が分割され、各第１壁部３６３と各第２壁部３６４の間に一部切れ目が入っている。
【００８０】
以下、本実施形態の発光装置３０１の製造方法の一例を説明する。まず、比較的高い融点のはんだを用いて、各ＬＥＤ装置３０２をフレキシブル基板３０４に実装する。一方、反射部材３０６を組み上げ、ヒートパイプ３０３と反射部材３０６を比較的低い融点のはんだを介して固定する。そして、各ＬＥＤ装置３０２が実装されたフレキシブル基板３０４を、ヒートパイプ３０３と反射部材３０６に組み込んで、比較的低い融点のはんだを介して固定する。この後、リフロー処理で、高融点のはんだを溶融させず、低融点のはんだを溶融させることにより、発光装置３０１の各部が固定される。
【００８１】
以上のように構成された発光装置３０１では、反射部材３０６が板材により形成されているので、軽量化及び低コスト化を図ることができる。また、反射部３６１、固定部３６２、第１壁部３６３、第２壁部３６４、延在部３６５等が一体に成形されているため、他部材への取り付けや組み上げが簡単容易である。また、固定部３６２をヒートパイプ３０３及び補強部材３０５で挟み込むことにより、反射部材３０６の位置決めも容易に行うことができる。
【００８２】
また、各ＬＥＤ装置３０２にて生じた熱は的確にヒートパイプ３０３へ伝達され、ヒートパイプ３０３の非接続区間３３２の表面から空気中に放散されるとともに、気化する冷媒３４により吸収することができるし、熱によるフレキシブル基板３０４の劣化を抑制することができる。また、フレキシブル基板３０４をヒートパイプ３０３に沿って配置することにより、省スペース化を図ることができ、実用に際して極めて有利である。
【００８３】
また、本実施形態の発光装置３０１によれば、補強部材３０５によりヒートパイプ３０３に接続区間３３１に剛性を付与して強度を向上することができ、接続区間３３１におけるヒートパイプ３０３の変形を防止し、セラミック基板２１の破損を防ぐことができる。また、補強部材３０５が接続区間３３１にてヒートパイプ３０３と接触していることから、補強部材３０５に熱を伝達して放熱部材として機能させることができる。
【００８４】
図２８から図３１は本発明の第５の実施形態を示すもので、図２８は発光装置の側面断面図である。尚、各図においては、説明のため、ヒートパイプ３の内部は省略して図示している。
【００８５】
図２８に示すように、この発光装置４０１は、ＬＥＤ装置２が搭載されるヒートパイプ３と、ヒートパイプ３に沿って延びＬＥＤ装置２と電気的に接続されるフレキシブル基板４と、ヒートパイプ３におけるＬＥＤ装置２の搭載部と反対側を補強する補強部材４０５と、ＬＥＤ装置２から出射された光を反射する反射部材４０６と、を備えている。本実施形態のＬＥＤ装置２、ヒートパイプ３及びフレキシブル基板４は、第１の実施形態のものと同様である。
【００８６】
補強部材４０５は、熱伝導率が良好な金属からなり、接続区間３１にてヒートパイプ３の幅方向両側の側面から下面にかけて接合される。本実施形態においては、ヒートパイプ３の一端は、補強部材４０５の当接部４５９と当接し、ヒートパイプ３と補強部材４０５が互いに位置決めされるようになっている。また、ＬＥＤ装置２から出射した光を反射する反射部材４０６は、補強部材４０５と別個に設けられている。
【００８７】
反射部材４０６は、内面が反射鏡をなす反射部４６１と、ヒートパイプ３と補強部材４０５の間に固定される固定部４６２と、を有している。本実施形態においては、固定部４６２は、補強部材４０５に形成された凹状の受容部４５７に受容されている。本実施形態においては、補強部材４０５は銅合金、反射部材４０６はアルミニウム合金からなる。
【００８８】
図２９は、発光装置の正面断面図である。
図２９に示すように、補強部材４０５は、正面断面にて、ヒートパイプ３の両側面から下面にかけて覆うよう形成される。補強部材４０５は、上方を開放し長手方向へ延びる円筒状を呈している。本実施形態においては、補強部材４０５は、幅方向に分割された２つの部材をはんだ等により接合することにより形成されている。また、反射部材４０６の固定部４６２は、ヒートパイプ３の下側外縁に沿って形成されている。
【００８９】
図３０は発光装置の平面図である。
図３０に示すように、反射部材４０６の反射部４６１は、平面視にてＬＥＤ装置２を包囲するよう形成され、ＬＥＤ装置２の幅方向外側に配置される一対の第１壁部４６３と、ＬＥＤ装置２の長手方向外側に配置される一対の第２壁部４６４と、を有している。各壁部４６３，４６４は、上方へ向かってＬＥＤ装置２から離隔する側へ傾斜して形成されている。
【００９０】
図３１は補強部材及び反射部材の外観斜視図である。
図３１に示すように、反射部材４０６は、反射部４６１の各第２壁部４６４から下方へ延びる延在部４６５を有し、各延在部４６５の下端に幅方向へ延びる固定部４６２が連続的に形成されている。図３１に示すように、反射部材４０６は、幅方向に分割された２つの部材をはんだ等を用いて接合することにより形成されている。
【００９１】
以上のように構成された発光装置４０１では、補強部材４０５及び反射部材４０６を幅方向に分割しておき、ヒートパイプ３に組み付ける際にはんだ等により接合すればよいので、補強部材４０５及び反射部材４０６をヒートパイプ３に密着させた形状とすることができる。また、固定部４６２をヒートパイプ３及び補強部材４０５で挟み込むことにより、反射部材４０６の位置決めも容易に行うことができる。
【００９２】
図３２から図３５は本発明の第６の実施形態を示すもので、図３２は発光装置の側面断面図である。尚、各図においては、説明のため、ヒートパイプ３の内部は省略して図示している。
【００９３】
図３２に示すように、この発光装置５０１は、ＬＥＤ装置２が搭載されるヒートパイプ３と、ヒートパイプ３に沿って延びＬＥＤ装置２と電気的に接続されるフレキシブル基板４と、ヒートパイプ３におけるＬＥＤ装置２の搭載部と反対側を補強する補強部材５０５と、を備えている。本実施形態のＬＥＤ装置２、ヒートパイプ３及びフレキシブル基板４は、第１の実施形態のものと同様である。補強部材５０５には、導光板５０８を取り付けるための取付部５５８が形成されており、導光板５０８を取り付け可能となっている。
【００９４】
補強部材５０５は、熱伝導率が良好な金属からなり、接続区間３１にてヒートパイプ３の幅方向両側の側面から下面にかけて接合される。本実施形態においては、補強部材５０５は、アルミニウムからなる。また、ヒートパイプ３の一端は、補強部材５０５の当接部５５９と当接し、ヒートパイプ３と補強部材５０５が互いに位置決めされるようになっている。
【００９５】
図３３は、発光装置の正面断面図である。
図３３に示すように、補強部材５０５は、正面断面にて、ヒートパイプ３の両側面から下面にかけて覆うよう形成される。本実施形態においては、ＬＥＤ装置２及びフレキシブル基板４の設置箇所を除いて、ヒートパイプ３の表面が補強部材５０５によりほぼ覆われている。補強部材５０５は、ヒートパイプ３とフレキシブル基板４の間に入り込み、フレキシブル基板４を載置する載置部５５７を有している。
【００９６】
図３４は発光装置の平面図であり、図３５は補強部材の外観斜視図である。
図３４に示すように、補強部材５０５の載置部５５７は、幅方向に一対に設けられ、載置部５５７の間隙によりＬＥＤ装置２とヒートパイプ３の接触が許容されるようになっている。図３５に示すように、補強部材５０５は、幅方向に分割された２つの部材をはんだ等により接合することにより形成されている。
【００９７】
以上のように構成された発光装置５０１では、補強部材５０５を幅方向に分割しておき、ヒートパイプ３に組み付ける際にはんだ等により接合すればよいので、補強部材５０５をヒートパイプ３に密着させた形状とすることができる。また、補強部材５０５の載置部５５７を利用してフレキシブル基板４の位置決めを行うことができ、フレキシブル基板４の捻り方向の負荷を低減することができる。
【００９８】
尚、前記実施形態においては、ＬＥＤ装置２のセラミック基板２１の下面が平坦に形成されたものを示したが、例えば、図３６に示すように、セラミック基板２１の下面の外縁が他部分より窪むよう形成し、この窪み部分２１ａに各電極パターン２４ｂを形成し、他部分に放熱パターン２６を形成したものであってもよい。図２２のＬＥＤ装置２は、多層構造のセラミック基板２１の外縁側と中央側とを段状に形成し、放熱パターン２６と各電極パターン２４ｂとに段差がついている。これにより、ＬＥＤ装置２のヒートパイプ３への搭載等に放熱パターン２６と各電極パターン２４ｂが短絡することを的確に防止することができる。また、放熱パターン２６が各電極パターン２４ｂより下方へ突出するため、放熱パターン２６のはんだ材７２を薄くすることができ、放熱パターン２６からヒートパイプ３への熱伝達効率を向上させることができる。
【００９９】
また、前記実施形態においては、ＬＥＤ装置２としてガラス封止部２３の内部に蛍光体２３ａが分散されたものを示したが、ガラス封止部２３の内部に蛍光体２３ａを分散させず、ガラス封止部２３の上面に蛍光体２３ａが分散された樹脂、ガラス等の透明材からなる蛍光層を形成してもよい。また、波長変換を行う蛍光体２３ａを使用せずに、ＬＥＤ素子２２の発光色で発光するＬＥＤ装置としてもよい。前記実施形態では、青色で発光するＬＥＤ素子２２を例示しているが、紫色、緑色、赤色等で発光するＬＥＤ素子を用いてもよいことは勿論である。
【０１００】
また、前記実施形態においては、ポリイミドをベースとしたフレキシブル基板４を示したが、例えば液晶ポリマーをベースとしたフレキシブル基板を用いてもよい。ここで、耐熱性だけであれば、ポリイミドで対応することができるが、高温高湿度での安定性は液晶ポリマーの方が優れている。また、ヒートパイプとして銅を用いたものを示したが、例えば、ヒートパイプをアルミニウム等の他の金属としてもよい。また、ヒートパイプ内部に充填される冷媒として水を用いたものを示したが、例えば、アルコール、フロン等を用いてもよいし、ペンタン、ヘキサン等のフロン代替材を用いてもよい。ここで、０℃より高い環境での使用だけであれば水で対応することができるが、０℃より低温となると冷媒の水が凍結し体積の膨張によりヒートパイプが破損するおそれがある。これに対し、冷媒としてアルコール、フロン等を使用することで、冷媒の凍結を防止して、０℃よりも低い環境での使用が可能となる。また、反射部材としてアルミニウムを用いたものを示したが、例えば、反射部材を銅等の他の金属としてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態を示す発光装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、発光装置の側面断面図である。
【図３】図３は、発光装置の正面断面図である。
【図４】図４は、曲げ加工前の補強部材の外観斜視図である。
【図５】図５は、曲げ加工前の補強部材の正面断面図である。
【図６】図６は、発光装置の平面図である。
【図７】図７は、発光装置の正面図である。
【図８】図８は、発光装置におけるＬＥＤ装置付近の模式拡大断面図である。
【図９】図９は、ＬＥＤ装置の模式断面図であり、図８と異なる方向の縦断面である。
【図１０】図１０はＬＥＤ装置のセラミック基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は下面図である。
【図１１】図１１は、変形例を示すＬＥＤ装置の模式断面図である。
【図１２】図１２は、変形例を示す発光装置の外観斜視図である。
【図１３】図１３は、変形例を示す発光装置の外観斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態を示す発光装置の外観斜視図である。
【図１５】図１５は、発光装置の側面断面図である。
【図１６】図１６は、発光装置の正面断面図である。
【図１７】図１７は、発光装置の平面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第３の実施形態を示す発光装置の外観斜視図である。
【図１９】図１９は、発光装置の側面断面図である。
【図２０】図２０は、発光装置の平面断面図である。
【図２１】図２１は、発光装置の正面断面図である。
【図２２】図２２は、発光装置の平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の第４の実施形態を示す発光装置の側面断面図である。
【図２４】図２４は、発光装置の正面断面図である。
【図２５】図２５は、発光装置の平面図である。
【図２６】図２６は、反射部材の外観斜視図である。
【図２７】図２７は、反射部材の展開図である。
【図２８】図２８は、本発明の第５の実施形態を示す発光装置の側面断面図である。
【図２９】図２９は、発光装置の正面断面図である。
【図３０】図３０は、発光装置の平面図である。
【図３１】図３１は、補強部材及び反射部材の外観斜視図である。
【図３２】図３２は、本発明の第６の実施形態を示す発光装置の側面断面図である。
【図３３】図３３は、発光装置の正面断面図である。
【図３４】図３４は、発光装置の平面図である。
【図３５】図３５は、補強部材の外観斜視図である。
【図３６】図３６は、変形例を示す発光装置におけるＬＥＤ装置付近の模式拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…発光装置、２…ＬＥＤ装置、３…ヒートパイプ、４…フレキシブル基板、５…補強部材、１０１…発光装置、１０３…ヒートパイプ、１０５…補強部材、２０１…発光装置、２０３…ヒートパイプ、２０５…補強部材、３０１…発光装置、３０２…ＬＥＤ装置、３０３…ヒートパイプ、３０４…フレキシブル基板、３０５…補強部材、３０６…反射部材、４０１…発光装置、４０５…補強部材、４０６…反射部材、５０１…発光装置、５０５…補強部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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