(57)【要約】【課題】基体に実装されたＬＥＤの放熱が十分に行われて温度上昇が抑制されるＬＥＤ装置およびＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ装置３は、複数のＬＥＤ８と、一方および他方の面７ａ，７ｂにそれぞれの占有率が略同等となるように銅箔１０が形成され、かつ一方の面７ａに回路パターン１１ａ，１１ｂの銅箔１０が形成されてＬＥＤ８を実装している基体７と、基体７の他方の面７ｂの銅箔１０に接触させて配設された放熱手段９とを具備している。【選択図】図２
2005109228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤと；
一方および他方の面にそれぞれの占有率が略同等となるように銅箔が形成され、かつ一方の面に回路パターンの銅箔が形成されてＬＥＤを実装している基体と；
基体の他方の面の銅箔に接触させて配設された放熱手段と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ装置。
【請求項２】
基体の一方および他方の面のそれぞれの表面面積に対するそれぞれの銅箔面積の占有率がともに７０％以上であり、かつ当該占有率の差が５％以下であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のＬＥＤ装置と；
ＬＥＤ装置を配設しているＬＥＤ照明装置本体と；
ＬＥＤを点灯させる点灯装置と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを基体に実装しているＬＥＤ装置およびＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板に実装されている複数のＬＥＤを同時に点灯させると、多くの熱が発生する。この熱により、ＬＥＤは温度上昇し、樹脂の劣化による短寿命になりやすい。また、ＬＥＤは温度上昇すると、光束が減少するようになる。そこで、一般に、放熱手段を設けてＬＥＤの熱を放熱させることが行われている。例えば、金属ベース板のＬＥＤが実装されていない裏面を照明装置の一部に接触させて放熱させているＬＥＤ照明装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１２４５２８号公報（第６頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１は、一般の回路基板ではなく、金属ベース板上に絶縁層を介してＬＥＤを形成するものであるので、高価になるという欠点を有する。
【０００４】
本発明は、基体に実装されたＬＥＤの放熱が十分に行われて温度上昇が抑制されるＬＥＤ装置およびＬＥＤ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】
【０００５】
請求項１に記載のＬＥＤ装置の発明は、複数のＬＥＤと；一方および他方の面にそれぞれの占有率が略同等となるように銅箔が形成され、かつ一方の面に回路パターンの銅箔が形成されてＬＥＤを実装している基体と；基体の他方の面の銅箔に接触させて配設された放熱手段と；を具備していることを特徴とする。
【０００６】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【０００７】
ＬＥＤは、基体に面実装される面実装形または基体にリードフレームが取り付けられる砲弾形のいずれであってもよい。
【０００８】
銅箔のそれぞれの占有率が略同等とは、当該占有率の差が５％を許容するものである。
【０００９】
回路パターンは、複数のＬＥＤのそれぞれに電流を供給する電流路である。
【００１０】
本発明によれば、ＬＥＤの熱は、基体の一方の面の銅箔から基体に直ちに伝熱し、基体から他方の面の銅箔に伝熱され、さらに放熱手段に伝熱されて放熱される。したがって、ＬＥＤの温度上昇が抑制され、ＬＥＤの樹脂の劣化または光束の減少が抑制される。
【００１１】
請求項２に記載のＬＥＤ装置の発明は、請求項１記載のＬＥＤ装置において、基体の一方および他方の面のそれぞれの表面面積に対するそれぞれの銅箔面積の占有率がともに７０％以上であり、かつ当該占有率の差が５％以下であることを特徴とする。
【００１２】
前記占有率が７０％以上であると、銅箔面積が大きくなるので、ＬＥＤの熱が一方の面の銅箔に伝熱しやすくなり、他方の面の銅箔から伝熱または放熱しやすくなる。すなわち、基体の一方の面から他方の面への熱抵抗が低減される。そして、前記占有率の差が５％以下であると、一方の面の銅箔からの伝熱量と、他方の面からの放熱量が略釣合うので、伝熱しやすくなるとともに、基体の一方の面と他方の面との温度差が小さくなり、基体の反りが防止される。そして、前記占有率が７０％以上、前記占有率の差が５％以下の条件は、ＬＥＤの温度上昇の抑制に対して、実験的に良好となることが確認された。
【００１３】
本発明によれば、基体の一方および他方の面のそれぞれの表面面積に対するそれぞれの銅箔面積の占有率がともに７０％以上であり、かつ当該占有率の差が５％以下とすることにより、ＬＥＤの熱が放熱手段により良好に放熱されるとともに、基体の反りが生じないことが確認された。
【００１４】
請求項３に記載のＬＥＤ装置の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ装置と；ＬＥＤ装置を配設しているＬＥＤ照明装置本体と；ＬＥＤを点灯させる点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００１５】
点灯装置は、ＬＥＤを発光（点灯）させるＡＣ−ＤＣ変換装置や電圧調整装置などにより構成され、ＬＥＤ照明装置本体内に設けてもよく、ＬＥＤ照明装置本体と別置であってもよい。
【００１６】
本発明によれば、請求項１または２記載のＬＥＤ装置を具備するので、ＬＥＤの温度上昇が抑制され、光束の減少が抑制されるＬＥＤ照明装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、ＬＥＤの熱を基体の一方および他方の銅箔を介して放熱手段により放熱させるので、ＬＥＤの温度上昇を所定値以下に抑制することができて、ＬＥＤの樹脂の劣化または光束の減少を抑制することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、基体の一方および他方の面のそれぞれの表面面積に対するそれぞれの銅箔面積の占有率がともに７０％以上であり、かつ当該占有率の差が５％以下とすることにより、ＬＥＤの熱を放熱手段により良好に放熱させることができるとともに、基体の一方および他方の面の温度差による基体の反りを防止することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項１または２記載のＬＥＤ装置を具備するので、ＬＥＤの温度上昇が抑制され、光束の減少が抑制されるＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１〜図２は、本発明の一実施の形態を示し、図１はＬＥＤ照明装置であり、（ａ）は一部切り欠き概略正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ方向の上面図、図２はＬＥＤ装置の一部断面図である。
【００２１】
図１に示すＬＥＤ照明装置１は、天井面２に配設される直付け照明器具であり、ＬＥＤ装置３、ＬＥＤ照明装置本体としての照明器具本体４、点灯装置５およびアダプタ６を有して構成されている。
【００２２】
ＬＥＤ装置（ＬＥＤモジュール）３は、基体７、面実装形のＬＥＤ８および放熱手段としての金属台９を有して構成されている。
【００２３】
基体７は、例えば略平面状のガラスエポキシからなり、その外形が例えば２０×２０ｍｍ、厚さＢが約１．１ｍｍに形成されている。そして、図２に示すように、一方の面７ａおよび他方の面７ｂに銅箔１０が形成され、一方の面７ａの銅箔１０にＬＥＤ８に通電させる回路パターン１１ａ，１１ｂが形成されている。銅箔１０の厚さＣは、０．０３５ｍｍにされている。そして、回路パターン１１ａ，１１ｂ間にＬＥＤ８が実装されている。
【００２４】
そして、基体７の一方および他方の面７ａ，７ｂのそれぞれの表面面積に対するそれぞれの銅箔１０の面積の占有率がともに７０％以上となるように、かつ、それぞれの占有率の差が５％以下となるように、基体７の表面上に銅箔１０が形成されている。
【００２５】
ＬＥＤ８は、例えば白色光を放射するものであり、周知の構成により形成されている。そして、回路パターン１１ａ，１１ｂ間の３．５Ｖの印加電圧により、例えば２０ｍＡの電流が流れて発光する。すなわち、ＬＥＤ８の１個当りの電力Ｐは、０．０７Ｗとなっている。そして、ＬＥＤ８，８間の距離ｄが４ｍｍとなるようにして、ＬＥＤ８は、基体７の一方の面７ａに実装されている。このＬＥＤ８，８間の距離ｄは、実験式（条件式）ｄ≧１４×Ｂ＾０．５２×Ｃ＾（−０．１）×Ｐ＾０．６３より導かれたものである。実験式において、記号＾は、べき乗を表わしている。また、記号Ｂ，Ｃ，Ｐは、それぞれ上述した基体７の厚さ、銅箔１０の厚さ、ＬＥＤ８の１個当りの電力を示している。
【００２６】
金属台９は、例えばアルミニウムからなり、外形の大きさが基体７の大きさと略同等に形成され、厚さが例えば３ｍｍに形成されている。そして、金属体９は、基体７の他方の面７ｂの銅箔１０に接触（密着）するようにして配設されている。また、図１（ｃ）に示すように、中央部付近から一端部に亘ってリード線１２，１２を沿わせる凹部１３が形成されている。
【００２７】
上述のようにして、ＬＥＤ装置３が形成されている。そして、図１において、照明器具本体４は、上面および下面に開口１４，１４を有して枠状に形成され、内部にＬＥＤ装置３を配設している。すなわち、ＬＥＤ装置３の縁部は、照明器具本体４に支持され、金属台９が上面の開口１４を閉塞し、基体７の一方の面７ａおよびＬＥＤ８が下面の開口１４に臨んでいる。そして、金属体９の上面が金属からなる所定長の連結管１５，１５に連結されている取付板１６にねじ止めされることにより、照明器具本体４は、アダプタ６に支持されている。
【００２８】
アダプタ６は、略円柱状に形成され、内部に点灯装置５を収納している。そして、上面側に一対の電極刃（図示しない。）が設けられている。この電極刃は、天井面２に配設された引掛シーリング１７の電極刃挿入穴（図示しない。）に挿入され、アダプタ６が回動されることにより、引掛シーリング１７の電源極（図示しない。）に載置されて電気的に接続される。引掛シーリング１７の電源極は、天井面２の裏側に配線された電源コード（図示しない。）により商用交流電源に電気的に接続されている。
【００２９】
そして、アダプタ６の電極刃は、点灯装置５の入力端子に電気的に接続されている。また、点灯装置５の出力端子からリード線１２，１２が導出され、このリード線１２，１２は、連結管１５，１５の内部および金属台９の凹部１３を挿通して基体６の共通入力部に接続されている。
【００３０】
点灯装置５は、ＡＣ−ＤＣ変換装置や電圧調整装置などにより構成され、各ＬＥＤ８に例えば２０ｍＡの電流を通電させてＬＥＤ８を点灯（発光）させる。そして、ＬＥＤ８が点灯すると、照明器具本体４の下面の開口１４から白色光が出射される。
【００３１】
次に、本発明の一実施の形態の作用について述べる。
【００３２】
点灯装置５からＬＥＤ装置３の共通入力部に給電されると、それぞれのＬＥＤ８が点灯（発光）する。
【００３３】
ＬＥＤ８が点灯（発光）すると、ＬＥＤ８からの熱は、基体７の一方の面７ａの銅箔１０に拡散して伝熱される（ヒートスプレッダー効果）。そして、基体７を介して基体７の他方の面７ｂの銅箔１０に伝熱される。他方の面７ｂには、金属台９が銅箔１０に接触するように配設されているので、他方の面７ｂの銅箔１０に伝熱した熱は、金属台９に伝熱し、主として金属台９の表面および金属製の取付板１６より放熱される。ここで、銅箔１０と金属台９とは、必ずしも完全に密着している必要はなく、銅箔１０がヒートスプレッダー効果を奏するので、部分的接触があれば所要の放熱特性を得ることができる。以上のようにして、ＬＥＤ８の熱が放熱され、ＬＥＤ８の温度上昇が抑制される。この結果、ＬＥＤ８からの光束の減少が抑制され、被覆樹脂の劣化が防止されて長寿命化されるようになる。
【００３４】
そして、基体７の一方の面７ａの銅箔１０および他方の面７ｂの銅箔１０は、それぞれの基体７の表面面積に対して７０％以上の占有率となるように形成され、かつ、それぞれの占有率の差が５％以下となるように形成されている。したがって、ＬＥＤ８の熱量を多く伝熱させ、放熱させるので、ＬＥＤ８の温度上昇が所定値以下に抑制される。また、基体７の一方の面７ａおよび他方の面７ｂの温度差が小さいので、基体７に反りなどが生じることが防止される。これらは、実験において確認された。この結果、基体７の他方の面７ｂの銅箔１０に、金属台９などの放熱手段を容易に接触させることができ、ＬＥＤ装置３またはＬＥＤ照明装置１が安価に形成される。
【００３５】
また、ＬＥＤ８，８間の距離ｄが上述した実験式（条件式）ｄ≧１４×Ｂ＾０．５２×Ｃ＾（−０．１）×Ｐ＾０．６３であると、ＬＥＤ８の温度上昇が所定値以下に抑制され、かつ、基体７の一方の面７ａおよび他方の面７ｂにおける温度差が１０℃以下となることが確認された。
【００３６】
そして、ＬＥＤ照明装置１は、上述したＬＥＤ装置３を具備するので、ＬＥＤ８の温度上昇が抑制され、光束の減少が抑制される。
【００３７】
なお、放熱手段は、金属台９に限らず、放熱フィンなどの放熱器であってもよく、照明器具本体４を天井面２などに直付けするときの取付体やシャーシなどでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態を示すＬＥＤ照明装置であり、（ａ）は一部切り欠き概略正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ方向の上面図。
【図２】同じく、ＬＥＤ装置の一部断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…ＬＥＤ照明装置
３…ＬＥＤ装置
４…ＬＥＤ照明装置本体としての照明器具本体
５…点灯装置
６…基体
８…ＬＥＤ
９…放熱手段としての金属台
【図１】
2005109228.tif 000003
【図２】
2005109228.tif 000004