(57)【要約】【課題】本発明は、金属製基板の上に樹脂製反射手段を配設する構成であっても剥がれ、反りを抑制することができる照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】請求項１の発明は、金属製基板22、金属製基板上に配設された絶縁層23、絶縁層の上に配設された回路パターン25、等間隔に形成された複数の発光ダイオード配設部21aおよび隣り合う発光ダイオード配設部の中央部分に形成された貫通孔21bを有してなる基体と；前記発光ダイオード配設部に配設された発光ダイオード素子21と；前記発光ダイオード素子からの光を反射する反射部28aおよび前記貫通孔21bに貫通して配設される支持部28bを有してなり、前記基体上に配設される樹脂製反射手段28と；を具備していることを特徴とする。【選択図】図３
2006100565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製基板、金属製基板上に配設された絶縁層、絶縁層の上に配設された回路パターン、等間隔に形成された複数の発光ダイオード配設部および隣り合う発光ダイオード配設部の中央部分に形成された貫通孔を有してなる基体と；
前記発光ダイオード配設部に配設された発光ダイオード素子と；
前記発光ダイオード素子からの光を反射する反射部および前記貫通孔に貫通して配設される支持部を有してなり、前記基体上に配設される樹脂製反射手段と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記反射部で形成される収容部に設けられた可視光変換樹脂層と；
前記樹脂製反射手段上に配設されるレンズと；
を具備していることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
可視光変換樹脂層は、蛍光体をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂および変性エポキシ樹脂のいずれか１つに分散してなることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード素子を光源とする照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子として例えば固体発光素子である発光ダイオードを光源とする照明装置では、基板の表面に複数の収容部を形成し、これら収容部の内面に金属膜を形成し、各収容部には発光ダイオードを配置するとともにこの発光ダイオードを被覆するように透明樹脂層を充填している。
【０００３】
図４は、従来の発光ダイオードを光源とする照明装置の断面図である。LED光源部においては、基板７上に、複数の単色のLED８と、１個の光検出素子９が実装され、透明樹脂層１０によって覆われることにより、一体化されている。光検出素子９は、透明樹脂層１０を伝播してくる光を検出するので、複数のLED８に対して１個配置すれば、発光強度を適切に検出することができる。
【０００４】
基板７は、LED８の発熱を効率よく拡散し放熱するために金属製基板が望ましいが、エポキシ樹脂やそれにアルミナを含ませたコンポジット基板でもよい。基板７には窪み７ａが形成され、各LED８は窪み７ａの底面部にベアチップ実装されている。窪み７ａの傾斜部および底面部に金属メッキ１１を施すことにより、LED８の発光を効率よく前面に向けて放射することができる。
【０００５】
さらに、基板７の上面全面に金属メッキ１１を施すことにより、透明樹脂層１０により内部に反射された光を再び外部に向けて反射させることができ、LED８の発光の外部への取り出し効率を高めることができるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３４４０３１号公報（第４−５頁、図２Ａ−５Ｂ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、基板７には、LED８の発熱を効率よく拡散し放熱するために金属製基板、またはエポキシ樹脂やそれにアルミナを含ませたコンポジット基板が適し、この場合には、窪み７ａの傾斜部および底面部に金属メッキ１１を施すことにより、LED８の発光を効率よく前面に向けて放射することができるものとしている。
【０００７】
しかし、金属製基板またはコンポジット基板に金属メッキ１１を施して反射効率を高めるためには、斜面に金属メッキを均等にしなければならず、製造上困難性を有する。また、熱的影響、長期使用等によりメッキに劣化が発生すると所定の反射効率を得ることができないという問題が生ずる。そこで、金属製基板の上に耐熱性および反射効率の良い樹脂製反射板を配設することも考えられる。
【０００８】
しかしながら、金属性基板の上に樹脂製反射板を配設する場合には接着剤等で固定する方法も考えられるが、この場合には、熱、長期使用等により剥がれ、反り等の問題が生ずることが考えられる。
【０００９】
本発明は、金属製基板の上に樹脂製反射手段を配設する構成であっても剥がれ、反りを抑制することができる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】
【００１０】
請求項１の発明は、金属製基板、金属製基板上に配設された絶縁層、絶縁層の上に配設された回路パターン、等間隔に形成された複数の発光ダイオード配設部および隣り合う発光ダイオード配設部の中央部分に形成された貫通孔を有してなる基体と；前記発光ダイオード配設部に配設された発光ダイオード素子と；前記発光ダイオード素子からの光を反射する反射部および前記貫通孔に貫通して配設される支持部を有してなり、前記基体上に配設される樹脂製反射手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１１】
金属製基板は、アルミニウム等の熱伝導性の良好なものが望ましい。発光ダイオード素子からの熱を伝導して放熱することができるからである。発光ダイオード素子は、熱の影響により発光効率の低下、色温度の変化が見られるため、放熱性を良くすると、この問題を低減することができる。回路パターンは、例えば銅箔のパターンが一般的である。
【００１２】
貫通孔は、隣り合う発光ダイオード配設部のほぼ中央部に形成するのが好適である。貫通孔に配設される樹脂製反射手段の支持部を全体として均等に支持することができるようになるからである。また、貫通孔は、全ての隣り合う発光ダイオード配設部のほぼ中央部に形成されるものでなくてもよい。形成される貫通孔の数の半分以上が隣り合う発光ダイオード配設部のほぼ中央部に形成されれば、効果を奏するものと考えられる。
【００１３】
樹脂製反射手段の支持部は一体に成形しても良いし、別体でも良い。一体成形の場合には、貫通孔に樹脂を流し込むことにより、結果的に支持部を成形することになり、製造しやすいものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の照明装置において、前記反射部で形成される収容部に設けられた可視光変換樹脂層と；前記樹脂製反射手段上に配設されるレンズと；を具備していることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の照明装置において、可視光変換樹脂層は、蛍光体をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂および変性エポキシ樹脂のいずれか１つに分散してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の照明装置によれば、金属製基板を有する基体の貫通孔は、隣り合う発光ダイオード配設部の中央部分に形成され、樹脂製反射手段は、この貫通孔に貫通して配設される支持部により支持されるため、放熱性を向上させることができるとともに、樹脂製反射手段の剥がれ、反りを抑制することができるため、光学特性を維持できる。
【００１７】
請求項２記載の照明装置によれば、可視光変換樹脂層が反射部で形成される収容部に設けられ、レンズが樹脂製反射手段上に配設されているため、可視光変換樹脂層に含有した蛍光体がほぼ均一可視光領域の光を放射するとともに、放射された光をレンズにより配光制御するので、所望の光量を得られるとともに配光制御できる。
【００１８】
請求項３記載の照明装置によれば、請求項１記載の照明装置の効果に加えて、可視光変換樹脂層は、可視光変換物質をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂および変性エポキシ樹脂のいずれか１つに分散したもので、蛍光体をほぼ均一に含有させることができるとともに、可視光変換樹脂層を発光ダイオード素子に対して所定の位置に配設する固着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図３の図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す照明装置の正面図、図２は同じく要部正面図、図３は同じく要部断面である。
【００２０】
図において、照明装置11は、四角形で薄形に形成された器具本体12を有し、この器具本体12の表面に四角形の開口部13が形成され、この開口部13内に四角形の複数の発光モジュール14がマトリクス状に配列され、これら複数の発光
【００２１】
モジュール14によって発光面15が形成されている。
【００２２】
各発光モジュール14は、発光ダイオード素子21を有しており、これら複数の発光ダイオード素子21が、例えば、アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどの高熱伝導性を有する材料で形成された金属製基板22の一面である表面の実装面にマトリクス状に実装されている。
【００２３】
金属製基板22の実装面には、弾性率がエポキシ樹脂より低くエンジニアリングプラスチックより高いとともに絶縁性および熱伝導性を有する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂である絶縁層23を介して、例えば銅、金およびニッケル等によって回路パターン25が形成され、この回路パターン25上に発光ダイオード素子21マトリクス状に実装している。各実装位置においては、発光ダイオード素子21の一方の電極が回路パターン25の一方の極パターンに接続層としての銀ペーストによるダイボンディングによって接続され、他方の電極が回路パターン25の他方の極パターンにワイヤボンディングによるワイヤ27によって接続されている。
【００２４】
金属製基板22の実装面側には、例えばガラスエポキシ樹脂、アクリル樹脂などの材料で形成された樹脂製反射手段としての反射板28が配置されている。
【００２５】
基体は、金属製基板22、金属製基板22上に配設された絶縁層23、絶縁層23の上に配設された回路パターン25、回路パターン25に等間隔に形成された複数の発光ダイオード配設部21aおよび隣り合う発光ダイオード配設部21aの中央部分に形成された貫通孔21bを有している。
【００２６】
反射板28は、発光ダイオード素子21からの光を反射する反射部28aおよび前記貫通孔21bに貫通して配設される支持部28bを有してなり、前記基体上に配設される。基体の貫通孔21bは、隣り合う発光ダイオード配設部21aの中央部分に形成され、反射板28は、この貫通孔21bに貫通して配設される支持部28bにより支持されるため、放熱性を向上させることができるとともに、反射板28の剥がれ、反りを抑制することができるため、光学特性を維持できる。
【００２７】
また、反射板28には、各実装位置対応して各発光ダイオード素子21がそれぞれ収容配置される複数の収容部29が開口形成されている。各収容部29は、金属製基板22側に対して反対のレンズ33側つまり表面側の開口が、金属製基板22側つまり裏面側の開口より大きく、金属製基板22側からレンズ33側つまり裏面側から表面側へ向けて拡開されており、収容部29内に臨んで傾斜した反射面が形成されている。反射面には、例えば白色の酸化チタン、銅、ニッケル、アルミニウムなどの光反射率の高い反射膜が形成されている。
【００２８】
収容部29には、発光ダイオード素子21を被覆するように可視光変換樹脂層32が充填形成されている。この可視光変換樹脂層32は、発光ダイオード素子21からの紫外線を可視光に変換する蛍光体などの可視光変換物質を例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂および変性エポキシ樹脂などに分散されて形成されている。
【００２９】
反射板28の表面側には、接着剤23を介して、例えばポリカーボネートおよびアクリル樹脂などの透光性樹脂で形成されたレンズ33が配置されている。
【００３０】
レンズ33は、各発光ダイオード素子21に対応してレンズ形状に形成されたレンズ部を有する。
【００３１】
そして、発光ダイオード素子21を点灯させることにより、発光ダイオード素子21の光が可視光変換樹脂層32に入射し、この可視光変換樹脂層32に入射した光が収容部29からレンズ33に入射して発光面15から出射する。
【００３２】
この発光ダイオード素子21の点灯時、発光ダイオード素子21の発熱が金属製基板22、反射板28、レンズ33などに伝わるが、これら金属製基板22、反射板28、レンズ33の材料の違いによって熱膨脹差が生じる。しかしながら、貫通孔21bに貫通して配設される支持部28bにより支持されるため、放熱性を向上させることができるとともに、反射板28の剥がれ、反りを抑制することができるため、光学特性を維持できるものである。
【００３３】
なお、前記実施の形態において、照明装置11は、複数の発光モジュール14をマトリクス状に配列して構成したが、これら発光モジュール14を一体に形成した１つの発光モジュールで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す照明装置の正面図。
【図２】同じく要部正面図。
【図３】同じく要部断面図。
【図４】従来の照明装置の断面図。
【符号の説明】
【００３５】
11照明装置、21発光ダイオード素子、22金属製基板、23絶縁層、28反射板、29収容部、32可視光変換樹脂層、33レンズ。
【図１】
2006100565.tif 000003
【図２】
2006100565.tif 000004
【図３】
2006100565.tif 000005
【図４】
2006100565.tif 000006