(57)【要約】【課題】擬似的に１つとみなされる光源から、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を得ることができるＬＥＤモジュールを製造する。【解決手段】１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する窒化アルミニウム基板上に、複数のＬＥＤチップを仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域に分配配置する。これにより、疑似的に１つと見なされる光源から、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を発するＬＥＤモジュールを得られる。【選択図】図３
2014132537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム基板上に、４Ｗ／ｃｍ２以上の電力を消費するＬＥＤチップを配置したＬＥＤモジュール。
【請求項２】
複数のＬＥＤチップが、基板上の仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域に分配配置されているＬＥＤモジュール。
【請求項３】
複数のＬＥＤチップが、基板上の仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域に分配配置されているとともに、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を結んでできる多角形が５角形以上の多角形であるＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記基板が、窒化アルミニウム基板である請求項２又は請求項３に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記窒化アルミニウム基板が、１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有している請求項１又は請求項４に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュールは、それが設置されている筐体の内部において前記筐体の取付基体とその上に取り付けられる固定部材との間に挟持されているＬＥＤ照明器具。
【請求項７】
前記筐体は、ＬＥＤチップから放射される光を反射する反射部材を有する請求項６記載のＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤチップからなる光源を擬似的に１つの光源とみなすことができる高出力のＬＥＤモジュール及びＬＥＤ照明器具に関する。
【０００２】
近年、従来の白熱電球やＨＩＤ照明に代わり、電力消費の少ないＬＥＤ照明器具が普及している。このようなＬＥＤ照明器具に用いられるＬＥＤモジュールは、従来のランプ型光源の代替として、従来の光源同様の、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を有する１つの光源が求められている。なぜなら、上述した光源でなければ、従来から用いられている反射部材やレンズ等によって、効率よく光を集中又は分散させることができなくなるからである。しかしながら、ＬＥＤモジュールで、従来同様の均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を１つの光源から得ることは困難であった。
【０００３】
このような問題を解決するため、ＬＥＤチップを高密度に配置する発光装置の技術が開示されている（特許文献１）。このような構成にすることによって、均一な光を得ることが可能になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０１８６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、複数のＬＥＤチップを基板上に高密度配置することで面状光源部が形成されている一方、ＬＥＤチップ１個当たりの駆動電流を抑制しているため、高出力の光を得ることはできない。これは、高密度にＬＥＤチップを配置すると、ＬＥＤチップからの発熱によって、ＬＥＤチップが劣化してしまうという問題が内在しているからである。
【０００６】
そこで本発明者等は、上記問題を解決するべくＬＥＤモジュールの構成を鋭意研究を重ねた結果、放熱性の良い窒化アルミニウム基板上にＬＥＤチップを特定の領域に限定して高密度に配置したＬＥＤモジュールを製造すれば、擬似的に１つとみなせる光源から、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を得ることができるとともに、ＬＥＤモジュールを筐体に組み込む方法を工夫することにより、上述した光をより効率よく高出力にすることができるという知見に達した。したがって、本発明の課題は、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を得ることができるＬＥＤモジュール及び高出力ＬＥＤ照明器具を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、窒化アルミニウム基板上に、４Ｗ／ｃｍ２以上の電力を消費するＬＥＤチップを配置したＬＥＤモジュールを採用する。高熱電率の窒化アルミニウム基板を採用することによって、前記電力を消費するＬＥＤチップを配置することが可能になるため、高出力の光を得ることができる。
【０００８】
複数のＬＥＤチップが、基板上の仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域に分配配置されているＬＥＤモジュールを採用する。この構成にすることによって、擬似的に１つとみなせる光源を円形にすることが可能である。
【０００９】
上述の構成よりも円形の光源とするために、好ましくは、複数のＬＥＤチップが、基板上の仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域に分配配置されているとともに、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を結んでできる多角形が５角形以上であるＬＥＤモジュールを採用する。
【００１０】
前記基板が、窒化アルミニウム基板であるＬＥＤモジュールを採用することによって、高出力の光を得ることができる。
【００１１】
さらに、より高出力の光を実現するために、前記窒化アルミニウム基板が、１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有しているＬＥＤモジュールを採用する。
【００１２】
ＬＥＤモジュールが設置されている筐体の内部において、前記筐体の取付基体とその上に取り付けられる固定部材との間に挟持されているＬＥＤ照明器具を採用する。この構成によって、ＬＥＤモジュールと筐体とが直接接するため、より効率よく放熱できる。
【００１３】
前記ＬＥＤモジュールの周囲に反射部材を有するＬＥＤ照明器具を採用する。この構成によって、ＬＥＤモジュールを利用した光をより効率よく集中させた高出力ＬＥＤ照明器具で実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、擬似的に１つとみなすことができる光源からの光が、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光であるＬＥＤモジュールを製造できるとともに、そのＬＥＤモジュールを利用した光をより効率よく集中させた高出力ＬＥＤ照明器具を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２】ＬＥＤモジュールの正面図である。
【図３】四角形領域Ａと擬環状領域Ｂを示すＬＥＤモジュールの正面図である。
【図４】格子状に四角くＬＥＤチップを配置して発光させたときの光の照度分布である。
【図５】四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップを分配配置して発光させたときの光の照度分布である。
【図６】四角形Ｃの正面図である。
【図７】八角形Ｄの正面図である。
【図８】照明器具の正面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ´矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面にしたがって、本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、窒化アルミニウム基板を用意する。窒化アルミニウム基板は、公知のドクターブレード法で成形されたグリーンシートを焼結した熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを用いる。窒化アルミニウム基板の熱伝導率を１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とするのは、ＬＥＤモジュールを駆動させたときに窒化アルミニウム基板の熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ未満であると、後述する工程で配置するＬＥＤチップの熱を放熱できずにＬＥＤチップが劣化し、高出力の光が得られないためである。好ましくは、熱伝導率が１７０〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋの窒化アルミニウム基板を採用する。
【００１７】
窒化アルミニウム基板の厚みは、０．２〜２．０ｍｍであり、大きさは、照明器具によって選択されるが、４Ｗ／ｃｍ２以上の電力を消費するＬＥＤチップを配置できる面積と、その面積と同じ又はそれ以上の、ＬＥＤチップが配置されていない面積とが確保できるように窒化アルミニウム基板の大きさを調整する。ＬＥＤチップが配置されていない面積が確保されることによって、ＬＥＤモジュールを駆動させたとき、ＬＥＤチップの熱を放熱しやすくなる。窒化アルミニウム基板の形状は、正方形、長方形などの方形、台形又は円形などがある。
【００１８】
このような窒化アルミニウム基板に配線導体を形成する。好ましくは、後述するＬＥＤチップを配置する工程で、複数のＬＥＤチップを四角形領域とその周辺の擬環状領域とに分配配置できるようにパターン形成する。
【００１９】
次に、ＬＥＤチップを用意する。ＬＥＤチップは、照明器具によって選択されるが、好ましくは、１個あたりの駆動電流が３５０ｍＡ以上のパッケージ製品を用いる。パッケージの大きさは一辺の長さが４ｍｍ以下であることが好ましい。このようなＬＥＤチップを用いると、後述する配置工程で、４Ｗ／ｃｍ２以上の電力を消費するＬＥＤチップ２を配置できる。
【００２０】
次に、ＬＥＤチップ配置工程について説明する。図１、図２に示すように、窒化アルミニウム基板１上に用意した４Ｗ／ｃｍ２以上の電力を消費するＬＥＤチップ２を集中して配置し、ＬＥＤモジュール３とする。好ましくは、４〜１０Ｗ／ｃｍ２の電力を消費するＬＥＤチップ２を配置する。具体的には、縦横４．５ｃｍ×４．５ｃｍの窒化アルミニウム基板の中心に４０個のＬＥＤチップ（７００ｍＡ）を配置すると、４．４Ｗ／ｃｍ２の電力を消費するＬＥＤチップを配置できる。３５０ｍＡ以上のＬＥＤチップ２は、ＬＥＤチップ２の電極と窒化アルミニウム基板１の電極とをはんだを用いて接続する。窒化アルミニウム基板１を使用することによって、ＬＥＤチップ２を発光させたとき、ＬＥＤチップ２から窒化アルミニウム基板１へ十分に放熱し、ＬＥＤチップ２の劣化を抑えられるため、長時間発光させても明るさが低下しない高出力のＬＥＤモジュール３を得ることができる。また、４Ｗ／ｃｍ２以上の電力を消費するＬＥＤチップ２を集中して窒化アルミニウム基板１に配置することによって、ＬＥＤチップ２を発光させたとき、各ＬＥＤチップ２から照射される光が近距離で重なるため、擬似的に１つの光源とみなすことができる。
【００２１】
さらに、図３に示すように、窒化アルミニウム基板１上にＬＥＤチップ２を配置するとき、ＬＥＤチップ２を窒化アルミニウム基板１上に仮想的に描かれる四角形領域Ａとその周辺に仮想的に描かれる擬環状領域Ｂとに分配配置する。擬環状領域Ｂとは、四角形領域Ａの各辺の周辺に広がる環状に近い領域を意味する。四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップ２を複数集中して分配配置することによって、ＬＥＤチップが配置されている領域を限りなく円形に近づけることができるとともに、ＬＥＤチップを発光させると均一かつ円錐形状に広がる光を得ることができる。
【００２２】
ここで、ＬＥＤモジュールを発光させたとき、四角形のＬＥＤチップが格子状に配置された場合と、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップが分配配置された場合とで、光がどのように異なるかについて、照度分布を用いて以下に具体的に説明する。照度分布とは、光の照度を等高線状に示した分布である。光が均一かつ円錐形状に光るためには、照度分布はより真円に近くなければならない。したがって、光源付近の照度を正確に測るため、ＬＥＤモジュールを発光させたとき、被光照射体から０．５ｃｍ離した地点で、被光照射体の縦横１０×１０ｃｍの範囲における照度を計測した。
【００２３】
図４に示すように、格子状に四角くＬＥＤチップが配置された場合は、照度分布Ｓ１がいびつな円形状となるのに対して、図５に示すように、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップが分配配置された場合は、照度分布Ｓ２がより真円に近くなることがわかる。このことから、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップが分配配置されると、均一かつ円錐形状に広がる光を得ることができると言える。
【００２４】
さらに、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を順に直線で結んでできる多角形が５角形以上の多角形、好ましくは８角形となるように配置すると、より均一かつ円錐形状に広がる光を得ることができる。
すなわち、図７に示すように、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップを分配配置した場合、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部を順に直線で結んでできる多角形Ｄは、非等辺８角形で、図５に示すように、照度分布Ｓ２が真円に近づくことがわかる。したがって、多角形は５角形以上で、多角形の頂点が多ければ多いほど、ＬＥＤモジュールを発光させたとき円錐形状に広がる光を得ることができると言える。さらに好ましくは、その多角形が図形の中心線に対して線対称であるとより真円に近い照度分布を得ることができる。
しかしながら、図６に示すように、格子状に四角くＬＥＤチップを配置した場合、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を順に直線で結んでできる多角形Ｃは、４角形であり、このような配置では、図４に示すようにいびつな照度分布Ｓ１となる。
【００２５】
さらに、四角形領域Ａ及び擬環状領域Ｂ内にＬＥＤチップを千鳥状又は格子状に一定間隔に分配配置するとより均一な光を得ることができる。ＬＥＤチップ間の隙間は、０．５〜１．０ｍｍで一定であるのが好ましい。
【００２６】
以上述べたように、本発明によると、複数のＬＥＤチップが集中していても、ＬＥＤチップを熱伝導率の良い窒化アルミニウム基板に直接配置しているため、ＬＥＤチップから窒化アルミニウム基板に効率よく放熱し、ＬＥＤチップの劣化を防ぐことができるとともに高出力の光を実現することができる。また、ＬＥＤチップが配置される領域を限定することによって、擬似的に１つとみなせる光を得ることができ、さらには、均一かつ円錐形状に広がる光を実現できる。
【００２７】
次に、前述したＬＥＤモジュールを用いた照明器具について説明する。図８に示すように、本発明に係る照明器具は、ＬＥＤモジュール３と、それがアルミニウムをダイキャストした切頭四角錐面状の筐体４に組み込まれた構造をなしている。筐体４の中央部の底部（見方によっては天井部）にはそれと一体的になっている又は別体になっているＬＥＤモジュール３を設置するための取付基体４ａがある。本発明の照明器具においては、図９に示すように、ＬＥＤモジュール３を構成する窒化アルミニウム基板１の一対のコーナー部が、前記取付基体４ａとそれに所定間隔をおいて取着されている固定部材５とに挟持されている。
【００２８】
このような構造にすることによって、窒化アルミニウム基板１が固定部材５により取付基体４ａ側に押さえつけられることにより、ＬＥＤモジュール３が筐体にとりつけられるとともに、窒化アルミニウム基板１が直接筐体４に接触するので、筐体４が大きなヒートシンクとなり、窒化アルミニウム基板１から筐体４へ効率よく放熱させることができる。また、固定部材５を、好ましくは、高熱伝導部材にしたとき、本発明に係る照明器具は、窒化アルミニウム基板１のヒートシンク機能と相まってＬＥＤモジュール３から発生する熱を相乗的に放熱できる。ここで、ＬＥＤモジュール３から発生する熱をより効率よく筐体４に伝えられるように、ＬＥＤモジュール３と筐体４の間に熱伝導ペーストを少量塗布してもよい。
【００２９】
また、ＬＥＤチップ２を前述した領域に分配配置したことによって、ＬＥＤモジュール３は、擬似的に１つとみなせる光源となり、そのＬＥＤモジュール３を筐体内部の取付基体４ａに設置するとともに、反射部材６を周辺に設置すると、ＬＥＤモジュール３を従来使用していた点光源であるランプ型光源の代替とすることができる。
【００３０】
このような照明器具は、看板照明、スポットライト、高天井照明、ダウンライト照明などの照明器具に適している。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、ここで示したのは一実施例であり、その技術的思想を踏まえたうえで、発明の効果を著しく損なわない程度において、前記実施形態の一部を変更して実施することができると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を必要とする照明器具の分野に幅広く利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１：窒化アルミニウム基板、２：ＬＥＤチップ、３：ＬＥＤモジュール、４：筐体、４ａ：取付基体、５：固定部材、６：反射部材、７：照明器具。
【図１】
2014132537.tif 000003
【図２】
2014132537.tif 000004
【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】
2014132537.tif 000009
【図８】
2014132537.tif 000010
【図９】
2014132537.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月13日(2014.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である窒化アルミニウム基板上に、複数のＬＥＤチップが配置されるＬＥＤモジュールにおいて、ＬＥＤチップの配置領域が、四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域からなるＬＥＤモジュール。
【請求項２】
熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である窒化アルミニウム基板上に、複数のＬＥＤチップが配置されるＬＥＤモジュールにおいて、ＬＥＤチップの配置領域が、基板上の仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域であるとともに、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を結んでできる多角形が５角形以上の多角形であるＬＥＤモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤチップからなる光源を擬似的に１つの光源とみなすことができる高出力のＬＥＤモジュールに関する。
【０００２】
近年、従来の白熱電球やＨＩＤ照明に代わり、電力消費の少ないＬＥＤ照明器具が普及している。このようなＬＥＤ照明器具に用いられるＬＥＤモジュールは、従来のランプ型光源の代替として、従来の光源同様の、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を有する１つの光源が求められている。なぜなら、上述した光源でなければ、従来から用いられている反射部材やレンズ等によって、効率よく光を集中させることができなくなるからである。しかしながら、ＬＥＤモジュールで、従来同様の均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を１つの光源から得ることは困難であった。
【０００３】
このような問題を解決するため、ＬＥＤチップを高密度に配置する発光装置の技術が開示されている（特許文献１）。このような構成にすることによって、均一な光を得ることが可能になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０１８６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、複数のＬＥＤチップを基板上に高密度配置することで面状光源部が形成されている一方、ＬＥＤチップ１個当たりの駆動電流を抑制しているため、高出力の光を得ることはできない。これは、高密度にＬＥＤチップを配置すると、ＬＥＤチップからの発熱によって、ＬＥＤチップが劣化してしまうという問題が内在しているからである。
【０００６】
そこで本発明者等は、上記問題を解決するべくＬＥＤモジュールの構成を鋭意研究を重ねた結果、放熱性の良い窒化アルミニウム基板上にＬＥＤチップを特定の領域に限定して高密度に配置したＬＥＤモジュールを製造すれば、擬似的に１つとみなされる光源から、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を得ることができるとともに、効率よく高出力にすることができるという知見に達した。したがって、本発明の課題は、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を得ることができるＬＥＤモジュールを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、ＬＥＤモジュールを、熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である窒化アルミニウム基板を用いるとともに、その基板の上に複数のＬＥＤチップを四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域からなるＬＥＤの配置領域を有するＬＥＤモジュールとするという手段を採用する。
【０００８】
この構成にすることによって、擬似的に１つとみなされる光源を円形にすることが可能である。また、ＬＥＤチップの熱による劣化を防ぐことができる。
【０００９】
さらに、前記の課題をより効率的に解決するため、ＬＥＤモジュールを、熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である窒化アルミニウム基板を用いるとともに、その基板の上に複数のＬＥＤチップを基板上の仮想的に描かれる四角形領域及びその周辺に広がる擬環状領域に分配配置するとともに、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を結んでできる多角形が５角形以上の多角形をなすＬＥＤの配置領域を有するＬＥＤモジュールとするという手段を採用する。
【００１０】
この構成にすることによって、擬似的に１つとみなされる光源をさらに円形にすることが可能である。また、ＬＥＤチップの熱による劣化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、放熱性が高い窒化アルミニウムの基板を用いることにより、熱によってＬＥＤモジュールが劣化しないという効果が得られるとともに、擬似的に１つとみなすことができる光源からの光が、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光であるＬＥＤモジュールを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２】ＬＥＤモジュールの正面図である。
【図３】四角形領域Ａと擬環状領域Ｂを示すＬＥＤモジュールの正面図である。
【図４】格子状に四角くＬＥＤチップを配置して発光させたときの光の照度分布である。
【図５】四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップを分配配置して発光させたときの光の照度分布である。
【図６】四角形Ｃの正面図である。
【図７】八角形Ｄの正面図である。
【図８】照明器具の正面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ´矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面にしたがって、本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、窒化アルミニウム基板を用意する。窒化アルミニウム基板は、公知のドクターブレード法で成形されたグリーンシートを焼結した熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを用いる。窒化アルミニウム基板の熱伝導率を１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とするのは、ＬＥＤモジュールを駆動させたときに窒化アルミニウム基板の熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ未満であると、後述する工程で配置するＬＥＤチップの熱を放熱できずにＬＥＤチップが劣化し、高出力の光が得られないためである。好ましくは、熱伝導率が１７０〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋの窒化アルミニウム基板を採用する。
【００１４】
窒化アルミニウム基板の厚みは、０．２〜２．０ｍｍであり、大きさは、照明器具によって選択されるが、ＬＥＤチップを配置できる面積と、その面積と同じ又はそれ以上の、ＬＥＤチップが配置されていない面積とが確保できるように窒化アルミニウム基板の大きさを調整する。ＬＥＤチップが配置されていない面積が確保されることによって、ＬＥＤモジュールを駆動させたとき、ＬＥＤチップの熱を放熱しやすくなる。窒化アルミニウム基板の形状は、正方形、長方形などの方形、台形又は円形などがある。
【００１５】
前記ＬＥＤが集中配置される領域は、好ましくは、後述するＬＥＤチップを配置する工程で、複数のＬＥＤチップを四角形領域とその周辺の擬環状領域とに分配配置できるようにパターン形成する。
【００１６】
次に、ＬＥＤモジュールの製造工程について説明する。まず、ＬＥＤチップを用意する。ＬＥＤチップは、照明器具によって選択されるが、好ましくは、１個あたりの駆動電流が３５０ｍＡ以上のパッケージ製品を用いる。パッケージの大きさは一辺の長さが４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
次に、ＬＥＤチップ配置工程について説明する。図１、図２に示すように、窒化アルミニウム基板１上に用意したＬＥＤチップ２を集中して配置し、ＬＥＤモジュール３とする。具体的には、縦横４．５ｃｍ×４．５ｃｍの窒化アルミニウム基板の中心に４０個のＬＥＤチップ（７００ｍＡ）を配置する。３５０ｍＡ以上のＬＥＤチップ２は、ＬＥＤチップ２の電極と窒化アルミニウム基板１の電極とをはんだを用いて接続する。窒化アルミニウム基板１を使用することによって、ＬＥＤチップ２を発光させたとき、ＬＥＤチップ２から窒化アルミニウム基板１へ十分に放熱し、ＬＥＤチップ２の劣化を抑えられるため、長時間発光させても明るさが低下しない高出力のＬＥＤモジュール３を得ることができる。また、ＬＥＤチップ２を集中して窒化アルミニウム基板１に配置することによって、ＬＥＤチップ２を発光させたとき、各ＬＥＤチップ２から照射される光が近距離で重なるため、擬似的に１つの光源とみなすことができる。
【００１８】
さらに、図３に示すように、窒化アルミニウム基板１上にＬＥＤチップ２を配置するとき、ＬＥＤチップ２を窒化アルミニウム基板１上に仮想的に描かれる四角形領域Ａとその周辺に仮想的に描かれる擬環状領域Ｂとに分配配置する。擬環状領域Ｂとは、四角形領域Ａの各辺の周辺に広がる環状に近い領域を意味する。四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップ２を複数集中して分配配置することによって、ＬＥＤチップが配置されている領域を限りなく円形に近づけることができるとともに、ＬＥＤチップを発光させると均一かつ円錐形状に広がる光を得ることができる。
【００１９】
ここで、ＬＥＤモジュールを発光させたとき、図６に示す四角形のＬＥＤチップが格子状に配置された場合と、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップが分配配置された場合とで、光がどのように異なるかについて、照度分布を用いて以下に具体的に説明する。照度分布とは、光の照度を等高線状に示した分布である。光が均一かつ円錐形状に光るためには、照度分布はより真円に近くなければならない。したがって、光源付近の照度を正確に測るため、ＬＥＤモジュールを発光させたとき、被光照射体から０．５ｃｍ離した地点で、被光照射体の縦横１０×１０ｃｍの範囲における照度を計測した。
【００２０】
図４に示すように、格子状に四角にＬＥＤチップが配置された場合は、照度分布Ｓ１がいびつな円形状となるのに対して、図５に示すように、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップが分配配置された場合は、照度分布Ｓ２がより真円に近くなることがわかる。このことから、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップが分配配置されると、より円錐形状に広がる光を得ることができると言える。
【００２１】
さらに、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を順に直線で結んでできる多角形が５角形以上の多角形、好ましくは８角形となるように配置すると、より均一かつ円錐形状に広がる光を得ることができる。
すなわち、図７に示すように、四角形領域Ａと擬環状領域ＢとにＬＥＤチップを分配配置した場合、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部を順に直線で結んでできる多角形Ｄは、非等辺８角形で、図５に示すように、照度分布Ｓ２が真円に近づくことがわかる。したがって、多角形は５角形以上で、多角形の頂点が多ければ多いほど、ＬＥＤモジュールを発光させたとき円錐形状に広がる光を得ることができると言える。さらに好ましくは、その多角形が図形の中心線に対して線対称であるとより真円に近い照度分布を得ることができる。
しかしながら、図６に示すように、格子状に四角にＬＥＤチップを配置した場合、最も外側に配置された複数のＬＥＤチップの光源部分を順に直線で結んでできる多角形Ｃは、４角形であり、このような配置では、図４に示すようにいびつな照度分布Ｓ１となる。
【００２２】
さらに、四角形領域Ａ及び擬環状領域Ｂ内にＬＥＤチップを千鳥状又は格子状に一定間隔に分配配置するとより均一な光を得ることができる。ＬＥＤチップ間の隙間は、０．５〜１．０ｍｍで一定であるのが好ましい。
【００２３】
以上述べたように、本発明によると、複数のＬＥＤチップが集中していても、ＬＥＤチップを熱伝導率の良い窒化アルミニウム基板に直接配置しているため、ＬＥＤチップから窒化アルミニウム基板に効率よく放熱し、ＬＥＤチップの劣化を防ぐことができるとともに高出力の光を実現することができる。また、ＬＥＤチップが配置される領域を限定することによって、擬似的に１つとみなされる光を得ることができ、さらには、均一かつ円錐形状に広がる光を実現できる。
【００２４】
次に、前述したＬＥＤモジュールを用いた照明器具について説明する。図８に示すように、本発明に係る照明器具は、ＬＥＤモジュール３と、それがアルミニウムをダイキャストした切頭四角錐面状の筐体４に組み込まれた構造をなしている。筐体４の中央部の底部（見方によっては天井部）にはそれと一体的になっている又は別体になっているＬＥＤモジュール３を設置するための取付基体４ａがある。本発明の照明器具においては、図９に示すように、ＬＥＤモジュール３を構成する窒化アルミニウム基板１の一対のコーナー部が、前記取付基体４ａとそれに所定間隔をおいて取着されている固定部材５とに挟持されている。
【００２５】
このような構造にすることによって、窒化アルミニウム基板１が固定部材５により取付基体４ａ側に押さえつけられることにより、ＬＥＤモジュール３が筐体にとりつけられるとともに、窒化アルミニウム基板１が直接筐体４に接触するので、筐体４が大きなヒートシンクとなり、窒化アルミニウム基板１から筐体４へ効率よく放熱させることができる。また、固定部材５を、好ましくは、高熱伝導部材にしたとき、本発明に係る照明器具は、窒化アルミニウム基板１のヒートシンク機能と相まってＬＥＤモジュール３から発生する熱を相乗的に放熱できる。ここで、ＬＥＤモジュール３から発生する熱をより効率よく筐体４に伝えられるように、ＬＥＤモジュール３と筐体４の間に熱伝導ペーストを少量塗布してもよい。
【００２６】
また、ＬＥＤチップ２を前述した領域に分配配置したことによって、ＬＥＤモジュール３は、擬似的に１つとみなされる光源となり、そのＬＥＤモジュール３を筐体内部の取付基体４ａに設置するとともに、反射部材６を周辺に設置すると、ＬＥＤモジュール３を従来使用していた点光源であるランプ型光源の代替とすることができる。
【００２７】
このような照明器具は、看板照明、スポットライト、高天井照明、ダウンライト照明などの照明器具に適している。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、ここで示したのは一実施例であり、その技術的思想を踏まえたうえで、発明の効果を著しく損なわない程度において、前記実施形態の一部を変更して実施することができると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、均一かつ円錐形状に広がる高出力の光を必要とする照明器具の分野に幅広く利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１：窒化アルミニウム基板、２：ＬＥＤチップ、３：ＬＥＤモジュール、４：筐体、４ａ：取付基体、５：固定部材、６：反射部材、７：照明器具。