(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅基板と、
前記銅基板の上の少なくとも所定の領域以外に設けられるニッケル鍍金層と、
前記所定の領域の外側の前記ニッケル鍍金層の表面に貼り付けられるフレキシブル配線基板と、
前記所定の領域に取り付けられ前記銅基板の方向に向かう光を反射させるアルミニウムでなる反射板と、
前記所定の領域に塗布され前記銅基板と前記反射板とを隙間なく密着し前記銅基板と前記反射板との間の熱膨張差を吸収する柔軟なアルミニウムの微粉末が混入されたシリコンペーストと、
前記反射板の反射面側の表面全面に設けられるアルミニウムまたは銀の蒸着薄膜と、
前記蒸着薄膜の表面全面に設けられ前記反射板の反射面側の表面を実質的に透過させる厚さ数百ｎｍから数μｍの酸化チタン薄膜と、
前記酸化チタン薄膜上に配設され電気絶縁状態で固着される複数の発光ダイオード素子と、
を含んでなる発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュール。
【請求項２】
前記酸化チタン薄膜の膜厚は、数百ｎｍから数μｍである請求項１記載の発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュール。
【請求項３】
蛍光体を含む光透過性樹脂によって前記反射板と共に前記複数の発光ダイオード素子を前記銅基板の上で封入するパッケージを含んでなる請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュール。
【請求項４】
前記発光ダイオード素子は前記反射板にボンディング材によって固着され、前記ボンディング材は熱伝導性を有する微粉末を含有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュール。
【請求項５】
前記銅基板の非発光面側に設けられるアルミニウムでなるヒートシンクと、前記銅基板と前記ヒートシンクとの間に設けられるグラファイトシートをさらに備え、前記銅基板と前記ヒートシンクとは前記グラファイトシートを介在して隙間なく密着している請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュール。
【請求項６】
前記鍍金層は、前記銅基板の前記所定の領域以外にのみ設けられる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光ダイオード素子を１枚の基板上に集積するように近接して配設してなる発光ダイオードモジュールに関する。特に、本発明は、比較的出力電力の大きい大光量の発光ダイオード式照明器具の光源に適する発光ダイオードモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ，Light Emitting Diode）の技術の進歩にともなって、より高い照度が要求される照明の光源に発光ダイオードが利用されるようになってきている。本発明では、物体に照射された平面上の光の実質的な明るさを照度という。明るさの度合いが人の感覚的な影響を受けることから、必要に応じて客観的に定量的に明るさを示すために、照度を単位面積当たりに入射する全光束の量で表わす。
【０００３】
厳密な意味で白色の発光ダイオード素子が存在しないので、２色または３色の発光ダイオード素子を組み合わせたり、青色の発光ダイオード素子に黄色の蛍光体を組み合わせることによって、白色光を得るようにされている。もっとも、発光ダイオード素子単体では、照明の光源として使用できる十分な光量を有していない。
【０００４】
そこで、発光ダイオードを照明の光源にする場合には、複数の発光ダイオード素子によって所要の光量の光を得るようにする。ただし、発光ダイオードが放射する光が指向性を有しているとともに、複数の発光ダイオード素子の個体間において同じ電流量で得ることができる光量にばらつきがある。
【０００５】
隣接する発光ダイオード素子同士が離れすぎると、供給する電流を大きくして光源の出力電力を増大させても、光源にまとまりがなく、体感的には照明として必要な明るさを得ることが難しい。複数の発光ダイオード素子で所要の照度を得る光源を形成するためには、発光ダイオード素子の構造は、砲弾型よりもチップ型が有利である。
【０００６】
チップ型の発光ダイオード式照明器具では、例えば、ダイボンディングによって発光ダイオード素子をプリント配線基板または絶縁層を有する金属基板にマウントし、蛍光体、透光部位、あるいは反射部材を含めて発光ダイオード素子をパッケージ化して照明器具の本体に取り付けるようにされている。
【０００７】
特に、本発明では、複数の発光ダイオード素子を１枚の基板上に集積するように近接して配設し、複数の発光ダイオード素子を封入する光透過性樹脂と、光透過性樹脂に含まれる蛍光体と、配線と、端子とを含めて一体化した光源のユニットを発光ダイオードモジュールという。発光ダイオードモジュールは、スイッチング素子や抵抗素子のような回路素子、放熱部材、あるいは反射部材を含むことがある。
【０００８】
発光ダイオードは、半導体であるので発熱する。温度がおよそ８０℃を超えるような高温の環境下で点灯したまま発光ダイオードが放置されると、半導体が損壊する。特に、モジュールの構造である場合は、光源の温度が高くなることによって、多数の発光ダイオード素子が一斉に破損したり、配線が溶断または短絡したりすることによって、実質的に発光ダイオードモジュールが全損するおそれがある。
【０００９】
また、発光ダイオード素子の温度が高くなるほど、電気エネルギを光に変換する発光効率が急激に低下して、設計上予定されている光量を得ることができなくなる。発光ダイオード素子に供給する電流を大きくすると発熱量が増大する。したがって、光源としてより多くの光量を得るためには、発光ダイオード素子の数を増やして、各発光ダイオード素子にかかる負担を大きくしないことが要求される。
【００１０】
発光ダイオード素子の数を多くして光源全体としての出力電力を大きくするようにする場合、各発光ダイオード素子の発熱量が変わるわけではないので、光源の周囲の温度を下げることはできない。発光ダイオードモジュールにおいては、隣接する発光ダイオード素子同士が離れすぎないように近接して設けているので、発光ダイオード素子の数が多いほど光源の周囲の放熱効果が低下して発光ダイオード素子の温度が上昇するという悪循環に陥る。
【００１１】
殆どの発光ダイオード式照明器具では、複数の放熱フィンを備えるアルミニウムのヒートシンクが設けられている。ヒートシンクによって多数の発光ダイオード素子から発せられる熱を速やかに大気中に放熱させることによって、光源の温度の上昇が抑えられる。また、反射板（リフレクタ）によって光の取出し効率を向上させることによって、出力電力を増大せずに照度を高くして、可能な限り光源の周囲の温度が上昇しないように図られている。
【００１２】
比較的高い照度が要求される照明器具では、より多くの発光ダイオード素子が要求されるので、１枚の基板上に配設される複数の発光ダイオード素子の密度が高くなり、出力電力も相応に大きい。例えば、屋外の競技施設に設置される投光器のように、比較的出力電力が大きい大光量の照明器具の場合、気温が高い時期には、期待される放熱効果を得ることができないかも知れない。屋外に設置される大光量の照明器具では、空気の対流による自然の放熱のみで光源の温度の上昇を抑えることは、相当困難である。
【００１３】
送風ファンのような動力源を有し能動的に発光ダイオード素子を冷却する冷却装置を設けることによって、発光ダイオード素子の温度の上昇を抑えることが期待できる。しかしながら、動力源が要求される冷却装置を設けることは、消費電力をより多くし、照明器具の生産効率を低下させて生産コストを上げ、照明器具の重量をより大きくする。
【００１４】
とりわけ、屋外に設置される照明器具の場合は、冷却装置も太陽光と風雪雨に曝されるため、冷却装置がより損傷しやすい。冷却装置が故障して動作が停止した状態で照明灯を点灯し続けると、光源の温度が急激に上昇して発光ダイオードモジュールが損傷する。そのため、照明器具の点検、修理、あるいは部品の交換といった維持管理に要する作業と費用の負担もより大きくなる。
【００１５】
このようなことから、屋外の競技施設で使用できるような遠く離れた場所に要求される明るさを与えることができるほどのより大光量の発光ダイオード式投光器を実現するためには、これまでのようなヒートシンクによる放熱効率の向上とリフレクタによる光の取出し効率の向上、および発光ダイオード素子自体の発光効率の向上だけでは十分ではない。
【００１６】
発光ダイオード素子の光の取出し効率を向上させることによって発光効率を向上させる基本的な技術思想は、反射する特性を有する材料でなる微粉末を混入した光の拡散層または光を反射する反射層を設けることである。高い反射率を得ることができる有用な材料を“光拡散材”という。光拡散材として、例えば、アルミナ（アルミニウム）またはチタニア（酸化チタン）が知られている。なお、アルミニウムまたは酸化チタンは、化学式での表記Ａｌ２Ｏ３およびＴｉＯ２（二酸化チタン）であるときを含む。
【００１７】
発光ダイオード素子の半導体パッケージまたは発光ダイオードモジュールにおいては、発光ダイオード素子を取り付ける基板の表面に光の反射層を形成したり、半導体パッケージの筐体の側壁の内面に光の反射被膜を形成するようにされている。また、透光部位（光透過性樹脂）に光拡散材の微粉末を混入するようにされている。なお、光透過性樹脂に混入される微粉末は、フィラーと称されることがある。
【００１８】
具体的に、特許文献１および特許文献２は、発光ダイオード素子を取り付ける基板に光の反射層を形成する方法を開示している。特許文献３は、半導体パッケージの側壁の内面に光の反射被膜を形成する方法を開示している。特許文献４は、半導体パッケージの透光部位に光拡散材を適量混入する方法を開示している。上記特許文献に示される方法は、代表的な事例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００８−１９９０００号公報（段落０００６）
【特許文献２】特開２００８−１５３６６９号公報（段落０１１１）
【特許文献３】特開２００５−１９９１９号公報（段落００１１）
【特許文献４】特開平１０−２１５００１号公報（段落００２８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
光の反射層または拡散層を設けることは、光の取出し効率を向上させる上で有効である。特に、所望の照射方向に対して反対の方向に散乱する光を照射方向に反射させることは、光の取出し効率をより向上させるために重要である。要求される光量が大きい発光ダイオード式照明器具においては、１つの光源として設けることができる発光ダイオード素子の数が限界近くに達しているので、たとえ数％であっても、可能な限り光の反射率を向上させることが望まれている。
【００２１】
例えば、光源の出力電力が３００Ｗを超えるような大容量の出力電力の既存の発光ダイオード式投光器では、多数の発光ダイオード素子がそれぞれ発する光を見掛け上１つの光源の光であるようにするために、数十ｍｍないし百数十ｍｍ角程度の基板上に数百個の発光ダイオード素子を配設している。そのため、熱伝導率の低い基板の全面に反射層を形成させると、必要な放熱効果を得ることができなくなって発光ダイオードモジュールを損傷させる確率がより高くなる。
【００２２】
本発明は、上記課題に鑑みて、放熱効果と耐久性能の低下を十分に抑えて、光の取出し効率をより高くすることができる改良された発光ダイオードモジュールを提供することを主たる目的とする。本発明の発光ダイオードモジュールによって得ることができる利益は、実施の形態の説明において詳しく示される。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の発光ダイオード式投光器用の発光ダイオードモジュールは、上記課題を解決するために、銅基板（３）と、銅基板（３）の上の少なくとも所定の領域（α）以外に設けられるニッケル鍍金層（４）と、所定の領域（α）の外側のニッケル鍍金層（４）の表面に貼り付けられるフレキシブル配線基板（９）と、所定の領域（α）に塗布されるアルミニウムの微粉末が混入された柔軟なシリコンペースト（６）と、所定の領域（α）にシリコンペースト（６）によって全面が密着するように取り付けられ銅基板（３）の方向に向かう光を反射させるアルミニウムでなる反射板（５）と、反射板（５）の反射面側の表面全面に設けられるアルミニウムまたは銀の蒸着薄膜と、蒸着薄膜の表面全面に設けられ反射板（５）の反射面側の表面を実質的に透過させる厚さの酸化チタン薄膜（７）と、酸化チタン薄膜（７）上に配設され電気絶縁状態で固着される複数の発光ダイオード素子（２）と、蛍光体を含む光透過性樹脂によって反射板（５）と共に複数の発光ダイオード素子（２）を銅基板（３）の上で封入するパッケージ（１１）と、を含んでなるようにする。
【００２４】
好ましくは、アルミニウムでなる反射板（５）は、反射面側の表面全面に真空蒸着によってアルミニウム薄膜を形成され鏡面性を付与されることが望ましい。
【００２５】
また、好ましい発光ダイオードモジュール（１）は、適量のアルミニウムの微粉末を混入したシリコンペーストによって反射板（５）を銅基板（３）に接着してなる。また、発光ダイオードモジュール（１）は、銅基板（３）の少なくとも所定の領域（α）以外に鍍金層（４）を有する。その鍍金層（４）は、ニッケル鍍金層であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の発光ダイオードモジュールは、酸化チタン薄膜が形成されている反射板を銅基板に密着して取り付けてなる。そのため、発光ダイオード素子が発する熱は、短時間にダイオードモジュールの外に伝達され、放熱効果の低下を抑える。真空蒸着による酸化チタンの薄膜は、もとの反射板の表面を実質的に通過させるので、発光ダイオード素子の銅基板側に向かう可視光をより高効率で照射方向に反転させる。酸化チタンの薄膜は、例えば、アルミニウムの反射板では十分な反射率を得ることができない特定の波長の光を反射させる。
【００２７】
本発明の発光ダイオードモジュールは、基板側に向かう可視光の反射率をより高くして光の取出し効率を向上させる。また、反射率が高くなることにともなって光源の周囲の温度の上昇が抑制される。その結果、多くの発光ダイオード素子が１枚の基板上に集積するように近接して配置されて１つの光源を形成し、光源における出力電力が比較的大きい大容量の発光ダイオード式照明器具において、照度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の発光ダイオードモジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の発光ダイオードモジュールの概容を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の発光ダイオードモジュールの適する実施の形態を示す。図１は、実施の形態の発光ダイオードモジュールの縦断面を模式的に示す。図１は、基本的に全ての重要な部位を図面に示すために、各部位の大きさを正確に反映していない。図２は、図１に示す実施の形態の発光ダイオードモジュールの外観を示す。図２は、光源の出力電力が３６０Ｗの発光ダイオード式投光器に適用することを想定して設計されている実施の形態の発光ダイオードモジュールを示す。以下に、図に示される実施の形態のモジュールの構成を具体的に説明する。
【００３０】
実施の形態の発光ダイオードモジュール１では、複数の発光ダイオード素子２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）が銅基板３の上の所定の領域αに所定の間隔Ｌで並べて配設されている。図１に示される発光ダイオード素子２は、サファイアの絶縁基板の上に各半導体層と電極を積層したよく知られている一般的な構成を有する。したがって、実施の形態の発光ダイオードモジュール１は、チップオンボード（ＣＯＢ，Chip On Board）の構造を有する。
【００３１】
複数の発光ダイオード素子２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）は、見掛け上、１つの光源になるような長さＬの間隔で配置される。図１に示される実施の形態の発光ダイオードモジュール１では、全ての発光ダイオード素子２が等間隔で配設されている。発光ダイオード素子２の平面形状によって、各発光ダイオード素子２の縦方向の配列における間隔と、横方向の配列における間隔が異なることがある。
【００３２】
図２に示される実施の形態の発光ダイオードモジュール１では、１４０ｍｍ×１４０ｍｍの銅基板３の上の所定の領域αに４００個のチップ型発光ダイオード素子２を配設している。電気的には、数個の発光ダイオード素子２を直列に接続した直列回路をそれぞれ並列に接続している。
【００３３】
銅基板３の発光面側の表面には、銅基板３を腐蝕から保護するための金属鍍金が施されている。以下の説明では、銅基板３の発光ダイオード素子２が取り付けられる側の面を発光面として、発光面の反対側の面を非発光面という。金属鍍金で形成される鍍金層４は、銅基板３の発光面における少なくとも所定の領域α以外の表面に均一に設けられる。実施の形態の発光ダイオードモジュール１では、銅基板３の発光面側の表面全面に鍍金層４が設けられている。
【００３４】
鍍金層４の鍍金材料は、ニッケルである。鍍金層４は、電気鍍金法によって形成されている。実施の形態のニッケル鍍金層４の鍍金厚は、約２０μｍである。鍍金層４の鍍金材料は、ニッケル以外に銅基板３の保護に有効である銅に対する鍍金性能が高い金属が適用できるが、発光ダイオードモジュール１が比較的光量の大きい光源を形成することを想定しているので、熱伝導性が良好な金属が選択される。
【００３５】
反射板５は、発光ダイオード素子２の光のうち銅基板２の方向に向かう光を正規の照射方向に反射させる。以下の説明では、反射板５の発光ダイオード素子２が取り付けられる側の面を反射面として、反射面の反対側の面を非反射面という。反射板５は、銅基板３の発光面側の所定の領域αに全面が密着するように取り付けられて固着される。反射板５の反射面側の表面上には、複数の発光ダイオード素子２がマウントされ、電気絶縁状態で固着される。
【００３６】
反射板５の材質は、９０％以上の反射率を達成できる材料が選択される。また、発光ダイオードモジュール１が比較的光量の大きい光源を形成し得ることを想定しているので、反射板５の材質は、熱伝導性が比較的良好である材料が選択される。
【００３７】
実施の形態の発光ダイオードモジュール１における反射板５は、アルミニウム板である。後記の酸化チタン薄膜７との関係で、アルミニウム反射板５が適当である。反射板５の可視光の反射率を向上させるために、アルミニウム反射板５の反射面側の表面全面に真空蒸着によってアルミニウムまたは銀の粒子を均一に付着させ鏡面性を有するようにすることができる。
【００３８】
本発明において、アルミニウム以外の反射板５に適用できる金属材料として、例えば、銀がある。ただし、銀は、硫化して変質による変色を生じ、可視光の反射率を低下させることがある。反射板の反射面に変質しやすい材質を適用するときは、変質に対する対策が必要になることがある。
【００３９】
アルミニウム反射板５は、銅基板３の表面に形成されているニッケル鍍金層４を介在させて比較的高い熱伝導率を有するアルミニウムの微粉末を適量混入したシリコンペースト６によって接着されている。銅基板３と反射板５の間がアルミニウムの微粉末を含む柔軟なシリコンペースト６によって隙間なく密着されているので、銅基板３と反射板５との間の接触面積を最大にして、可能な限り高い熱伝導性が付与される。
【００４０】
ニッケル鍍金層４は、熱伝導率がそれほど高くはない。しかしながら、ニッケルは、少なくとも熱絶縁性の材料ではなく、鍍金厚が十数μｍ程度であることから、光源の放熱効果にそれほど重要な影響を与えない。ただし、銅基板３において発光面側でシリコンペースト６を介在させて反射板５と密接する所定の領域αにおける鍍金層４を限定的に除くことが可能である。銅基板３がアルミニウム反射板５と直接接触することによって、僅かであっても熱伝導率をより高くすることが期待できる。
【００４１】
柔軟なシリコンペースト６は、銅基板３とアルミニウム反射板５との間の熱膨張差を吸収する。比較的基板の表面積が大きい実施の形態の発光ダイオードモジュール１において、７０℃に達する可能性がある銅基板３とアルミニウム反射板５の熱変位にともなう銅基板３との間の接着の崩壊あるいは発光ダイオードモジュール１の変形を防ぐことができる。
【００４２】
アルミニウム反射板５の反射面側の表面全面に真空蒸着によって形成される膜厚が数百ｎｍから数μｍの酸化チタン薄膜７が設けられる。したがって、酸化チタン薄膜７は、微視的にアルミニウム反射板５を被覆しておらず、アルミニウム反射板５の反射面側の表面を実質的に透過させる。したがって、真空蒸着による酸化チタン薄膜７は、アルミニウム反射板５の可視光を反射させる作用を失わせない。
【００４３】
真空蒸着による酸化チタン薄膜７を有するアルミニウム反射板５は、高い反射率で銅基板３の方向に進行する可視光を正規の照射方向に反射させる。発光ダイオード素子２が発する光の波長は、約４００ｎｍ−８００ｎｍであるが、アルミニウム反射板５は、約７００ｎｍ−８００ｎｍの特定の波長の光を高い反射率で反射させることができない。酸化チタン薄膜７は、アルミニウム反射板５で十分に反射させることができない特定の波長の光を散乱させる。その結果、反射板５の全体としては、最大９７％の高い反射率を得ることができる。
【００４４】
実施の形態の発光ダイオードモジュール１では、真空蒸着による酸化チタン薄膜（真空蒸着膜）は、例えば、光透過性樹脂に酸化チタン（二酸化チタン）の微粉末を混入した樹脂層（光透過性樹脂膜）に実質的に置き換えることができない。
【００４５】
真空蒸着膜は、透過性樹脂膜よりも僅かでも高い反射率を得る。僅かな反射率の差が光源の性能に大きな影響を及ぼす。また、光透過性樹脂膜は、基本的に熱絶縁性であるため、熱伝導率を低下させる。比較的光量が大きく発熱による損傷のおそれがより高い発光ダイオードモジュールにおいて、発光ダイオード素子と銅基板との間の熱伝導性の低下は、無視することができない放熱効果の低下を招き、発光ダイオード素子を損傷させる可能性がある。
【００４６】
図１に示されるように、複数の発光ダイオード素子２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）は、アルミニウム反射板５を介在させて銅基板３の上の所定の領域αに配設されている。各発光ダイオード素子２は、アルミニウム反射板５の上にダイボンディングによって固着される。ボンディング材８を被覆層と見做すと、銅基板３および反射板５に対して電気的に絶縁する材料であることが望ましい。ボンディング材８は、例えば、エポキシ樹脂のような熱絶縁性の熱硬化樹脂を適用することができる。
【００４７】
すでに説明されているように、発光ダイオード素子２は、チップ型の構成を有し、絶縁性のサファイア基板の上に各層と電極が積層されている。そのため、仮にボンディング材８が導線性を有していたとしても、発光ダイオード素子２と銅基板３および反射板５との間は、電気的に絶縁されている。
【００４８】
そのため、ボンディング材８は、電気的絶縁性を有する材料であることがより安全であるものの、厳密に電気的絶縁性が求められるものではなく、ボンディング材８に熱伝導性を有する微粉末を混入したり、熱伝導性を優先する物質を選択することができる。とりわけ、より発熱量が多い大光量の光源を形成する場合には、同時に可能な限り高い放熱効果を得るために、可能な範囲で熱伝導性を有する接着剤で発光ダイオード素子２をアルミニウム反射板５に固定することが望ましい。
【００４９】
銅基板３の発光面側において、アルミニウム反射板５が設けられる所定の領域αの外側の表面上には、ポリイミドやポリエステルでなるフレキシブル配線基板９が貼り付けられる。フレキシブル配線基板９には、予め複数の発光ダイオード素子２にそれぞれ電流を供給する適する配線がプリントされている。
【００５０】
実施の形態の発光ダイオードモジュール１では、図２に示されるように、投光器の本体器具に光源として発光ダイオードモジュール１をより簡単に取付固定するために、図示しないアルミニウムのヒートシンクに銅基板３を取り付ける基板取付部位の周辺において、鍍金層４が設けられている銅基板３の発光面側の表面が部分的に露出されている。ただし、発光ダイオードモジュール１における発光面は、太陽光を直接受ける可能性があるので、銅基板３を敢えて露出させなくてもよい。
【００５１】
図２に示されるように、銅基板３の発光面側の表面における所定の領域αの上に配設される全ての発光ダイオード素子２は、ベースに相当するアルミニウム反射板５と共に蛍光体を含む光透過性樹脂で形成される透光部位１３によって１個のパッケージ１１の中に封入される。全ての発光ダイオード素子２を収容するパッケージ１１は、本質的に外枠のみで構成される。外枠は、フレキシブル配線基板９の上に設けられる。見掛け上、発光ダイオードモジュール１は、１つの光源１０を形成する。
【００５２】
各発光ダイオード素子２では、ワイヤボンディングによって金線または銅線でなる導線１２による配線が施される。導線１２は、パッケージ１１の中においてフレキシブル配線基板９のプリント配線と接続する。導線１２は、アルミニウム反射板５と複数の発光ダイオード素子２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と共にパッケージ１１に収容される。
【００５３】
光透過性樹脂で形成される透光部位１３には、所望の光の色具合を考慮して適当な量の黄色の蛍光体が混合されている。実施の形態の発光ダイオードモジュールの透光部位１３は、シリコン樹脂にサイアロン系の蛍光体を混合してなる。そのため、図２に示される発光ダイオードモジュール１では、発光ダイオード素子２を発光させていないとき、外見上、光源１０の全体が黄色のように見える。
【００５４】
銅基板３は、例えば、図示しない多数の大きなフィンを有するアルミニウムのヒートシンクに取り付けられる。銅基板３とヒートシンクとの間にグラファイトシートのような高い熱伝導性を有する薄い弾性体を介在させて、銅基板３をヒートシンクに対して隙間なく密着させている。したがって、発光ダイオード素子２が発する光源の熱は、比較的短時間にヒートシンクに伝わって大気中に放熱される。
【００５５】
実施の形態の発光ダイオードモジュール１の場合、酸化チタン薄膜７が設けられているアルミニウム反射板５を具備し、４００個の発光ダイオード素子２を有し出力電力３６０Ｗとして、同じ出力電力の従前の発光ダイオードモジュールの全光束が３０，２９７ｌｍであるときに、全光束が４３，８７４ｌｍであって、照度が４４．８１％向上する結果を得た。参考として、実施の形態の発光ダイオードモジュール１は、色温度が５３６０Ｋで、演色性が５３Ｒａである。
【００５６】
以上のように構成される実施の形態の発光ダイオードモジュールは、チップオンボードの構造で多数の発光ダイオード素子を集積するように配設することができ、見掛け上、光源を１つにする。実施の形態の発光ダイオードモジュールは、比較的光量が大きい照明器具の光源として使用することができる。このとき、１枚の基板上に多数の発光ダイオード素子を配設しているので、出力電力を大きくすると、発光ダイオードモジュールが破損するおそれがある。
【００５７】
実施の形態の発光ダイオードモジュールは、表面に真空蒸着による酸化チタン薄膜が設けられた反射板によってより高い反射率を得ることができ、出力電圧を大きくしないでより高い照度を得ることができる。そのため、発熱量が増大しない。また、可視光の反射率の向上は、光源の周囲の温度の低下を促進する。その結果、発光ダイオードモジュールの破損を防ぐことができる。
【００５８】
発光ダイオード素子が発する熱は、比較的熱伝導率の高い反射板から銅基板に速やかに伝達する。銅基板に伝達した熱は、ヒートシンクに伝達され、大気中に放熱される。反射板を設けることによって、発光ダイオード素子の熱を直接銅基板に伝える場合に比べて熱伝導率が低下するために、発光ダイオード素子の損傷のおそれが高くなるが、実施の形態のモジュールでは、反射板を設けても熱伝導率の低下が十分に抑えられ、発光ダイオード素子が損傷しない。
【００５９】
本発明の発光ダイオードモジュールは、本発明の技術思想に反しない限り、実施の形態の発光ダイオードモジュールと同じ構成に限定されない。すでにいくつかの例が示されているが、変形したり、置換したり、あるいは他の発明と組み合わせて実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、発光ダイオード式照明器具に適用できる。特に、屋外施設で使用する大型の発光ダイオード式投光器のような大光量の発光ダイオード式照明器具に適する。水銀灯式照明器具と同等の性能を発光ダイオード式照明器具に与えることが期待でき、水銀灯照明器具に比べて消費電力が少なく有害物質を使用しない発光ダイオード式照明器具の普及を促進し、社会の発展に貢献する。
【符号の説明】
【００６１】
１  発光ダイオードモジュール
２  発光ダイオード素子
３  銅基板
４  鍍金層
５  反射板
６  シリコンペースト
７  酸化チタン薄膜（真空蒸着膜）
８  ボンディング材
９  フレキシブル配線基板
１０  光源
１１  パッケージ
１２  導線
１３  透光部位
【図１】
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【図２】
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