(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の大きさを有するほぼ矩形状のプリント基板に赤色、青色、緑色等の単色の発光ダイオードチップの多数又は該複数種類の単色の発光ダイオードチップを組み合わせてなる複数種類の発光ダイオードチップの多数又はマルチカラー発光ダイオードチップの多数を取り付けてなる発光ダイオードモジュールユニットの複数個を、所定の大きさに形成されたベース基板に取り付けて所定の大きさの発光パネル体を構成し、
前記ベース基板の裏面に、発光ダイオードチップの電流制限用抵抗素子及び熱伝導性を有する固形又は半固形あるいは液状の材を配置し、
前記材に伝達された熱を放出するための金属製のケーシング内に前記複数個の発光ダイオードモジュールユニットを配設し、
前記発光ダイオードチップに接続されるピンと前記電流制限用抵抗素子とを、前記熱伝導性を有する材に接触させたことを特徴とする発光パネル装置。
【請求項２】
前記熱伝導性を有する材は、酸化アルミニウムの粒子を充填した柔らかいシリコーンエストラマーに熱伝導性の強化材を張り合わせて構成したシリコーン放熱シートからなる請求項１記載の発光パネル装置。
【請求項３】
前記プリント基板の表面側に配置された多数の発光ダイオードチップを特定個数毎に区画し、かつ、所定角度に集光させるためのリフレクターを備えさせてなる請求項１又は２記載の発光パネル装置。
【請求項４】
前記リフレクターは、白色の合成樹脂でなり、平面視正方形状に形成されると共に前記プリント基板の横側部を覆うための外枠部と、前記各発光ダイオードチップからの光を集光させるためにほぼ４５度の角度に形成された４つの偏平な反射面を備えた反射部とを備えてなる請求項３記載の発光パネル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や基板等のワークの傷検査や形状検査、寸法測定等を行う場合に有利な発光パネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記発光パネル装置では、ワークの大きさ等に応じてサイズの異なるものを必要としている。そして、従来では、必要となるサイズの発光パネル装置を作製する場合には、まず、必要となるサイズのプリント基板を用意し、このプリント基板に必要数の発光ダイオードチップを取り付けて発光パネル装置の作製を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成によれば、サイズが異なる都度、そのサイズに合致したプリント基板に必要となる個数の発光ダイオードチップの全てを一々取り付ける作業を行わなければならない。そのため、サイズが大きくなればなるほど発光ダイオードチップの個数が多くなり、発光ダイオードチップの取り付け作業に多くの時間を要するものであり、改善の余地があった。
【０００４】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、サイズの異なる発光パネル装置を迅速に作製することができるようにする点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光パネル装置は、前述の課題解決のために、所定の大きさを有するほぼ矩形状のプリント基板に赤色、青色、緑色等の単色の発光ダイオードチップの多数又は該複数種類の単色の発光ダイオードチップを組み合わせてなる複数種類の発光ダイオードチップの多数又はマルチカラー発光ダイオードチップの多数を取り付けてなる発光ダイオードモジュールユニットの複数個を、所定の大きさに形成されたベース基板に取り付けて所定の大きさの発光パネル体を構成し、前記ベース基板の裏面に、発光ダイオードチップの電流制限用抵抗素子及び熱伝導性を有する固形又は半固形あるいは液状の材を配置し、前記材に伝達された熱を放出するための金属製のケーシング内に前記複数個の発光ダイオードモジュールユニットを配設し、前記発光ダイオードチップに接続されるピンと前記電流制限用抵抗素子とを、前記熱伝導性を有する材に接触させたことを特徴としている。
従って、サイズの異なる発光パネル装置を作製する場合には、発光ダイオードチップが多数取り付けられてなる発光ダイオードモジュールユニットの複数個（所定数）をベース基板に取り付けるだけで発光パネル体を構成することができ、発光パネル装置を迅速に作製することができる。前記発光ダイオードモジュールユニットは、大きさが同一の一種類のみを作製する他、大きさが異なる複数種類を作製することができる。前記大きさの異なる複数のユニットを組み合わせて発光パネル装置を作製することによって、大きさの異なる多種類の発光パネル装置を作製することができる。
また、上記のように、ベース基板の裏面に、発光ダイオードチップの点灯時に必要不可欠な電流制限用抵抗素子を配置し、電流制限用抵抗素子から発生する熱を熱伝導性を有する固形又は半固形あるいは液状の材を介して金属製のケーシングに伝達し、外部に放出することができる。前記熱伝導性を有する固形材としては、シート状に構成されたものを用い、半固形材としては、ゲル状に構成されたものを用い、液状材としては、グリス等を用いることになる。
【０００６】
前記熱伝導性を有する材を、酸化アルミニウムの粒子を充填した柔らかいシリコーンエストラマーに熱伝導性の強化材を張り合わせて構成したシリコーン放熱シートから構成してもよい。
【０００７】
前記プリント基板の表面側に配置された多数の発光ダイオードチップを特定個数毎に区画し、かつ、所定角度に集光させるためのリフレクターを備えさせることによって、外側に漏れる光をも取り込んで前方側への光量を増大させることができる。又、発光ダイオードチップ同士の間隔が広いと、チップ同士の隙間、つまり隣り合う各チップからの光の境界線付近に生じる隙間が他の部分に比べて暗くなり、均一な発光状態とならないのであるが、前記リフレクターを設けることで、このような現象を防止できる。
【０００８】
前記リフレクターは、白色の合成樹脂でなり、平面視正方形状に形成されると共に前記プリント基板の横側部を覆うための外枠部と、前記各発光ダイオードチップからの光を集光させるためにほぼ４５度の角度に形成された４つの偏平な反射面を備えた反射部とを備えてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、縦横共にほぼ２５ｍｍの寸法に形成された正方形の発光ダイオードモジュールユニット５の４個を備えてなる発光パネル装置が示されている。この発光パネル装置は、電子部品や基板等のワークに照射して形状や寸法検査あるいは表面の傷の検査等に使用する場合に最適なものを示しているが、植物の育成用として使用することもできる。具体的には、図２及び図３（ａ），（ｂ）に示すように、プリント基板１に単色の赤色発光ダイオードチップ２の３６個（発光ダイオードチップの個数に限定されない）を縦横に所定間隔を置いてマトリクス（格子）状に整列させて取り付け、各発光ダイオードチップ２を区画し、かつ、所定角度に集光させるためのリフレクター３を前記プリント基板１の上面に載置し、前記リフレクター３にて囲まれたプリント基板１の各上面を無色透明なエポキシ樹脂にて封止した封止部４を備えて、発光ダイオードモジュールユニット５を構成している。ここでは、赤色の発光ダイオードチップを用いているが、緑色や青色等の他の単色の発光ダイオードチップを用いてもよいし、又、異なる複数種類の単色の発光ダイオードチップを前記区画内に配置したものでもよいし、又、マルチカラー発光ダイオードチップを用いてもよい。
【００１０】
そして、図１及び図２に示すように、前記発光ダイオードモジュールユニット５の複数個（ここでは４個）を所定の大きさに構成されたベース基板６に取り付け固定することにより、所定の大きさの発光パネル体を構成することができる。そして、前記ベース基板６の裏面に熱伝導性を有する固形材であるシリコーン放熱シート７を備えさせ、前記発光ダイオードモジュールユニット５の表面に透明なアクリル板等からなる拡散板（場合によっては省略してもよい）８を備えさせ、これらを金属製の枠体９に収納させることにより、ベース基板６の裏面側に伝達される熱をシリコーン放熱シート７、枠体９を介して外部に放出することができると共に、拡散板８により均一な光を照射することができる発光パネル装置を構成している。ここでは、熱伝導性を有する材として固形材を示しているが、半固形材のゲル状のものを使用してもよいし、グリス等の液状材であってもよい。前記枠体９は、図１に示すように、発光ダイオードモジュールユニット５の四隅を取り囲む矩形状で板状の枠部９Ａと、両端に一対のボルト貫通孔９Ｋ，９Ｋが形成されたフランジ部９Ｂ，９Ｂを備え、かつ、前記発光ダイオードモジュールユニット５を受け止め支持するための板状の支持部９Ｃとからなっているが、他の形状であってもよい。前記発光パネル装置のサイズが例えば１００ｍｍ×１００ｍｍである場合には、前記発光ダイオードモジュールユニット５の１６個（縦横に４列ずつ）をベース基板６に取り付けることになり、又、発光パネル装置のサイズが５０ｍｍ×５０ｍｍである場合には、図１に示すように、発光ダイオードモジュールユニット５の４個（縦横に２列ずつ）をベース基板６に取り付けることになる。ここでは、同一寸法の発光ダイオードモジュールユニット５の複数を取り付ける場合を示しているが、寸法の異なる発光ダイオードモジュールユニット５の複数を組み合わせてベース基板６に取り付けてもよい。尚、図２に示す１５は、ベース基板６と発光ダイオードモジュールユニット５の間に塗布されたシリコーン放熱グリスであり、発光ダイオードチップ２から発生する熱等を前記シリコーン放熱シート７に確実に伝達することができるようにしているが、無くてもよい。
【００１１】
前記シリコーン放熱シート７は、酸化アルミニウムの粒子を充填した柔らかいシリコーンエラストマーに、耐久性を良くし、取扱性を向上させるための熱伝導性の強化材（ファイバーグラス）を張り合わせて構成したものであるが、各種の熱伝導性を有する材を用いて実施することができる。前記ベース基板６の裏面側に放出される熱を他の場所へ移動させるための吸気ファン等を設けて実施することによって、更に放熱効果を高めることもできる。
【００１２】
前記リフレクター３は、白色の合成樹脂でなり、図３（ａ），（ｂ）に示すように、平面視正方形状に形成されると共に前記基板１の横側部を覆うための外枠部３Ａと、前記各発光ダイオードチップ２からの光を集光させるためにほぼ４５度（使用目的等に応じて変更可能）の角度に形成された４つの偏平な（曲面等でもよい）反射面３Ｂを備えた反射部３Ｃとを備え、反射面３Ｂの上端（先端）が尖った形状になっており、隣り合う発光ダイオードチップ２，２からの光の境界線付近において暗くなることがなく、どの部分においてもより一層均一な発光状態にすることができる。前記反射面３Ｂにアルミ等を蒸着して実施することもできる。図２及び図３（ｂ）に示すＴは、前記リフレクター３の下面（底面）に下方に突出する突出部であり、基板１に形成の凹部に嵌合して両者を固定することができるようにしているが、接着剤等を用いてリフレクター３と基板１とを固定してもよい。
【００１３】
前記発光ダイオードモジュールユニット５の裏面側には、図３（ｂ）及び図４に示すように、多数の発光ダイオードチップ２からのプラス側の配線が集約されて接続され、かつ、電源のプラス端子に接続されるピン１０と、多数の発光ダイオードチップ２からのマイナス側の配線が集約されて接続され、かつ、電源のマイナス端子に接続される３本のピン１１，１２，１３とが突出している。そして、図５に示すように、１２個の発光ダイオードチップ２を直列に接続した発光ダイオードチップ群の３列を並列にし、前記ピン１０に３列の発光ダイオードチップ群のプラス側を接続し、前記３列の発光ダイオードチップ群のマイナス側それぞれを前記ピン１１，１２，１３に接続している。
【００１４】
図２に示すように、前記ピン１０〜１３の先端が前記ベース基板６に形成の孔６Ａを介して前記シリコーン放熱シート７に接触するように該ピン１０〜１３の長さを設定すると共に、前記発光ダイオードチップ２の電流制限用抵抗素子１４を前記ベース基板６の裏面に取り付けることにより該電流制限用抵抗素子１４が前記シリコーン放熱シート７に接触させてあり、発光ダイオードチップ２の配線で発生する熱や電流制限用抵抗素子１４で発生する熱をシリコーン放熱シート７に伝達し、前記枠体９を介して外部に放出することができるようにしている。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードチップが多数取り付けられてなる発光ダイオードモジュールユニットの複数個（所定数）をベース基板に取り付けるだけでサイズの異なる発光パネル装置を迅速に作製することができ、製造面において有利になる。
【００１６】
請求項１の発明によれば、ベース基板の裏面に、発光ダイオードモジュールユニット５の点灯時に必要不可欠な電流制限用抵抗素子を配置し、電流制限用抵抗素子から発生する熱を熱伝導性を有する材を介して金属製のケーシングに伝達し、外部に放出することができる。その結果、発光ダイオードチップの温度上昇を最小限に抑えることができ、発光ダイオードチップの光度や寿命の低下等の熱による悪影響を回避することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、プリント基板の表面側に配置された多数の発光ダイオードチップを特定個数毎に区画し、かつ、所定角度に集光させるためのリフレクターを備えさせることによって、外側に漏れる光をも取り込んで前方側への光量を増大させることができる。又、隣り合う発光ダイオードチップからの光の境界線付近において暗くなることがなく、どの部分においても均一な発光状態にすることができ、検査や測定等を行うために使用する発光パネル装置において有利になる。
【００１８】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードチップのピンが熱伝導性を有する材に接触するようにピンの長さを設定することによって、発光ダイオードチップの配線で発生する熱を外部に放出することができ、請求項１で述べた熱による悪影響をより一層回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発光パネル装置の一部省略した分解斜視図である。
【図２】発光パネル装置の縦断面図である。
【図３】発光ダイオードモジュールユニットを示し、（ａ）はそれの正面図、（ｂ）はそれの縦断面図である。
【図４】発光ダイオードモジュールユニットの背面図である。
【図５】発光ダイオードチップの配線図である。
【符号の説明】
１  基板                ２  発光ダイオードチップ
３  リフレクター        ３Ａ  外枠部
３Ｂ  反射面            ３Ｃ  反射部
４  封止部
５  発光ダイオードモジュールユニット
６  ベース基板          ６Ａ  孔
７  シリコーン放熱シート
８  拡散板              ９  枠体
１０〜１３  ピン        １４  電流制限用抵抗素子
Ｔ  突出部
【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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