(57)【要約】【課題】基板の熱抵抗を低くし、比較的小型の冷却構造を採用可能な光照射モジュールを提供すること。【解決手段】基板と、基板の表面に載置され、基板の表面に直交する方向に紫外光を出射する複数のＬＥＤチップと、基板の裏面に密着するように配置され、ＬＥＤチップにおいて発生する熱を外部に放熱する放熱部材と、を備える光照射モジュールが、基板は、表面に複数のＬＥＤチップが載置されて、ＬＥＤチップの裏面に形成された第１の電極と電気的に接続され、第１の電極に電力を供給する板状のメタルベースと、メタルベースの裏面側に密着して設けられた絶縁部とを有し、メタルベース上には、各ＬＥＤチップの表面に形成された第２の電極と電気的に接続され、第２の電極に電力を供給する配線基板が配置され、メタルベースの厚みは１．０〜２．０ｍｍであり、絶縁部の厚みが、メタルベースの厚みよりも薄くなるように構成されている。【選択図】図１
2016195177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の表面に載置され、前記基板の表面に直交する方向に紫外光を出射する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップと、前記基板の裏面に密着するように配置され、前記ＬＥＤチップにおいて発生する熱を外部に放熱する放熱部材と、を備える光照射モジュールにおいて、
前記基板は、
表面に前記複数のＬＥＤチップが載置されて、該ＬＥＤチップの裏面に形成された第１の電極と電気的に接続され、該第１の電極に電力を供給する板状のメタルベースと、
前記メタルベースの裏面側に密着して設けられた絶縁部と、
を有し、
前記メタルベース上には、前記各ＬＥＤチップの表面に形成された第２の電極と電気的に接続され、該第２の電極に電力を供給する配線基板が配置され、
前記メタルベースの厚みは１．０〜２．０ｍｍであり、
前記絶縁部の厚みが、前記メタルベースの厚みよりも薄いことを特徴とする光照射モジュール。
【請求項２】
前記絶縁部の厚みが、１００〜６００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光照射モジュール。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤチップが、並列接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射モジュール。
【請求項４】
前記基板は、平面視矩形であり、
前記複数のＬＥＤチップが、前記基板の平行な２辺に沿って一列に並んで配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項５】
複数の光照射モジュールを前記複数のＬＥＤチップの並び方向に連結可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の光照射モジュール。
【請求項６】
前記メタルベースは、前記複数のＬＥＤチップの並び方向の一端部において、表面が露出する露出部を有し、
複数の光照射モジュールを連結したときに、隣接する一方の光照射モジュールの配線基板と他の光照射モジュールの露出部が近接して配置され、該配線基板と該露出部が電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の光照射モジュール。
【請求項７】
前記基板は、平面視矩形であり、
前記複数のＬＥＤチップが、前記基板上に２次元マトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項８】
前記配線基板が、前記各ＬＥＤチップの周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光照射モジュール。
【請求項９】
複数の光照射モジュールを前記複数のＬＥＤチップの一方の並び方向に連結可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の光照射モジュール。
【請求項１０】
前記メタルベースは、前記複数のＬＥＤチップの一方の並び方向の一端部において、表面が露出する露出部を有し、
複数の光照射モジュールを連結したときに、隣接する一方の光照射モジュールの配線基板と他の光照射モジュールの露出部が近接して配置され、該配線基板と該露出部が電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の光照射モジュール。
【請求項１１】
前記基板は、平面視矩形であり、
前記複数のＬＥＤチップが、前記基板の平行な２辺に沿ってＮ列（Ｎは１以上の整数）に並んで配置され、
前記メタルベースは、前記複数のＬＥＤチップの並び方向と直交する方向に複数に分割されており、
前記配線基板は、分割された各メタルベース上に載置されている前記各ＬＥＤチップを１グループとして、グループ毎に前記第２の電極を電気的に接続し、
隣接する一方のメタルベース上の配線基板と他のメタルベースとが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項１２】
前記分割された各メタルベース間に絶縁部材を備えることを特徴とする請求項１１に記載の光照射モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、紫外線照射装置等に搭載される光照射モジュールに関し、特に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を用いた光照射モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＰＤ（Flat Panel Display）周りの接着剤として用いられる紫外線硬化樹脂や、オフセット枚葉印刷用のインキとして用いられる紫外線硬化型インキを硬化させるために、紫外光照射装置が用いられている。
【０００３】
紫外光照射装置としては、従来、高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ等を光源とするランプ型照射装置が知られているが、近年、消費電力の削減、長寿命化、装置サイズのコンパクト化の要請から、従来の放電ランプに替えて、紫外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源として利用した紫外光照射装置が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載の紫外光照射装置は、基板（基体）と、基板上に２次元に配置された多数の紫外ＬＥＤとを備えており、これによって強い照射強度の紫外光を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５５８２９６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成のように、光源として紫外ＬＥＤを用いる場合、投入した電力の大半が熱となることから、紫外ＬＥＤ自身が発熱する熱によって、発光効率と寿命が低下するといった問題が発生する。また、かかる問題は、特許文献１の構成のように、基板上に多数の紫外ＬＥＤが搭載された装置の場合、熱源となる紫外ＬＥＤが増えることから、さらに深刻なものとなる。このため、紫外ＬＥＤを光源として用いる光照射装置においては、一般に、基板の裏面側にヒートシンク等の冷却構造を設け、紫外ＬＥＤの発熱を抑える構成を採っている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、絶縁層からなる基板上に紫外ＬＥＤを配置する場合、基板の熱抵抗が大きく、紫外ＬＥＤを十分に冷却するためには、冷却能力の高い大型の冷却構造が必要となり、装置自体が大型化するといった問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板の熱抵抗を低くし、比較的小型の冷却構造を採用可能な光照射モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の光照射モジュールは、基板と、基板の表面に載置され、基板の表面に直交する方向に紫外光を出射する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップと、基板の裏面に密着するように配置され、ＬＥＤチップにおいて発生する熱を外部に放熱する放熱部材と、を備える光照射モジュールであって、基板は、表面に複数のＬＥＤチップが載置されて、ＬＥＤチップの裏面に形成された第１の電極と電気的に接続され、第１の電極に電力を供給する板状のメタルベースと、メタルベースの裏面側に密着して設けられた絶縁部と、を有し、メタルベース上には、各ＬＥＤチップの表面に形成された第２の電極と電気的に接続され、第２の電極に電力を供給する配線基板が配置され、
前記メタルベースの厚みは１．０〜２．０ｍｍであり、絶縁部の厚みが、メタルベースの厚みよりも薄いことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、ＬＥＤチップの直下に、熱抵抗の低いメタルベースが配置されているため、ＬＥＤチップの冷却能力が高まるため、比較的小型の放熱部材を採用することが可能となる。
【００１１】
また、絶縁部の厚みが、１００〜６００μｍであることが望ましい。
【００１２】
また、複数のＬＥＤチップが、並列接続されていることが望ましい。
【００１３】
また、基板は、平面視矩形であり、複数のＬＥＤチップが、基板の平行な２辺に沿って一列に並んで配置するように構成することができる。また、この場合、複数の光照射モジュールを複数のＬＥＤチップの並び方向に連結可能に構成されていることが望ましい。また、この場合、メタルベースは、複数のＬＥＤチップの並び方向の一端部において、表面が露出する露出部を有し、複数の光照射モジュールを連結したときに、隣接する一方の光照射モジュールの配線基板と他の光照射モジュールの露出部が近接して配置され、配線基板と露出部が電気的に接続されていることが望ましい。
【００１４】
また、基板は、平面視矩形であり、複数のＬＥＤチップが、基板上に２次元マトリックス状に配置されるように構成することができる。また、この場合、配線基板が、各ＬＥＤチップの周囲を取り囲むように配置されていることが望ましい。また、この場合、複数の光照射モジュールを複数のＬＥＤチップの一方の並び方向に連結可能に構成することができる。また、この場合、メタルベースは、複数のＬＥＤチップの一方の並び方向の一端部において、表面が露出する露出部を有し、複数の光照射モジュールを連結したときに、隣接する一方の光照射モジュールの配線基板と他の光照射モジュールの露出部が近接して配置され、配線基板と露出部が電気的に接続されていることが望ましい。
【００１５】
また、基板は、平面視矩形であり、複数のＬＥＤチップが、基板の平行な２辺に沿ってＮ列（Ｎは１以上の整数）に並んで配置され、メタルベースは、複数のＬＥＤチップの並び方向と直交する方向に複数に分割されており、配線基板は、分割された各メタルベース上に載置されている各ＬＥＤチップを１グループとして、グループ毎に第２の電極を電気的に接続し、隣接する一方のメタルベース上の配線基板と他のメタルベースとが電気的に接続されていることが望ましい。また、この場合、分割された各メタルベース間に絶縁部材を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、基板の熱抵抗が低くなるため、比較的小型の冷却構造を採用可能な光照射モジュールが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光照射モジュールの概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光照射モジュールを２つ連結した構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光照射モジュールの概略構成を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光照射モジュールを２つ連結した構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る光照射モジュールの概略構成を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光照射モジュールのメタルベースの製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射モジュール１００の概略構成を説明する図である。図１（ａ）は、光照射モジュール１００の平面図であり、図１（ｂ）は、光照射モジュール１００の側面図であり、図１（ｃ）は、光照射モジュール１００の等価回路図である。本実施形態の光照射モジュール１００は、紫外光照射装置等に搭載されて紫外光を発する装置である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の光照射モジュール１００は、基板１１０と、基板１１０の表面に載置された複数（図１においては５個）のＬＥＤチップ１２０と、基板１１０の表面にＬＥＤチップ１２０に沿って配置された配線基板１３０と、基板１１０の裏面に配置されたヒートシンク１５０と、を備えている。なお、本明細書においては、光照射モジュール１００から出射される紫外光の進行方向をＺ軸方向とし、ＬＥＤチップ１２０の並び方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と定義して説明する。
【００２１】
基板１１０は、薄板状のメタルベース１１２と、絶縁部１１４によって構成された２層構造の基板である。メタルベース１１２は、導電性を有する金属材料（例えば、銅、アルミ）からなる薄板状（例えば、厚さ１．０〜２．０ｍｍ）の部材であり、表面には５個のＬＥＤチップ１２０がＸ軸方向に沿って載置されている。本実施形態のメタルベース１１２は、不図示のＬＥＤ駆動回路と電気的に接続されており、ＬＥＤ駆動回路から供給される電力をＬＥＤチップ１２０のアノード端子（不図示）に供給する機能を備えている。
【００２２】
絶縁部１１４は、絶縁性を有する基材（例えば、セラミック（窒化アルミ、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素など））からなる薄板状の部材であり、メタルベース１１２の裏面側に密着した状態で、接着等によって固定されている。詳細は後述するが、本実施形態の絶縁部１１４は、メタルベース１１２の厚さよりも薄く（例えば、厚さ１００〜６００μｍ）構成されている。なお、別の実施形態としては、絶縁部１１４は、メタルベース１１２の裏面に塗膜を形成することによって構成してもよい。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態においては、５個のＬＥＤチップ１２０が、Ｚ軸方向に光軸を揃え、Ｘ軸方向に沿って近接して配置されている。ＬＥＤチップ１２０は、例えば、１．０ｍｍ（Ｘ軸方向長さ）×１．０ｍｍ（Ｙ軸方向長さ）の平面視矩形状の外形を有し（図１（ａ））、上面（つまり、出射面１２０ａ）にカソード端子（不図示）を備え、下面にアノード端子（不図示）を備えている。そして、アノード端子とカソード端子間に電流が印加されると、発光層（不図示）において紫外光（例えば、波長３８５ｎｍの光）が発生し、出射面１２０ａから出射される。本実施形態においては、ＬＥＤチップ１２０は、下面（つまり、アノード端子）をメタルベース１１２に向けて、メタルベース１１２上に載置され、ダイボンド剤（不図示）を介してメタルベース１１２に接合されている。ダイボンド剤は、ＬＥＤチップ１２０とメタルベース１１２とを機械的及び電気的に接合するための部材であり、例えば、導電性を有する銀（Ａｇ）ペーストが用いられている。
【００２４】
配線基板１３０は、表面に配線パターン１３０ａが形成された、絶縁性を有する基材（例えば、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂、セラミックスなど）からなる薄板状の部材である。配線パターン１３０ａは、各ＬＥＤチップ１２０のカソード端子に電力を供給するための共通のメタルパターンであり、各ＬＥＤチップ１２０のカソード端子と一対のボンディングワイヤ１２５を介して接続されている。また、本実施形態の配線基板１３０は、不図示のＬＥＤ駆動回路と電気的に接続されており、ＬＥＤ駆動回路から供給される電力をＬＥＤチップ１２０のカソード端子に供給する機能を備えている。
【００２５】
ヒートシンク１５０は、複数の放熱フィン１５０ａを備えた金属（例えば、銅、アルミニュウム）製の放熱部材であり、例えば放熱グリスを介して絶縁部１１４の裏面に密着して固定されている。このように、基板１１０の裏面にヒートシンク１５０を設けることにより、各ＬＥＤチップ１２０において発生する熱を効率よく空気中に放熱することができる。
【００２６】
上述のように、本実施形態の５個のＬＥＤチップ１２０は、アノード端子がメタルベース１１２に接合され、カソード端子が配線パターン１３０ａに接続されている。従って、図１（ｃ）に示すように、５個のＬＥＤチップ１２０は並列接続されることとなる。ＬＥＤ駆動回路からメタルベース１１２及び配線パターン１３０ａに電力が供給されると、５個のＬＥＤチップ１２０が発光し、光照射モジュール１００からはＸ軸方向に沿って延びる紫外光が出射される。
【００２７】
各ＬＥＤチップ１２０が発光すると、各ＬＥＤチップ１２０が発熱するという問題がある。かかる発熱の問題は、本実施形態のように紫外光を発光するＬＥＤチップ１２０を用いる場合、供給する電力（例えば、２．５Ｗ）の約２／３が熱に変わってしまうことから、特に顕著となる。
【００２８】
そこで、この点につき、本願発明者は、鋭意検討を行った。その結果、従来、ガラスエポキシ基板等の絶縁性基板上に配置されていたＬＥＤチップを、熱伝導性のよい金属製基板上に直接配置し、金属製基板の裏面側に絶縁層を設ける構成とすれば、ＬＥＤチップ１２０の熱を効率よく伝導させることができるのではないかとの着想を得た。そして、本願発明者は、さらに鋭意検討を重ね、金属製基板の厚み及び絶縁層の厚みを最適化することによって、効率のよい冷却を行うことができるとの知見に至った。
【００２９】
以下、本願発明者が行ったシミュレーションを説明し、金属製基板（つまり、メタルベース１１２）の厚み及び絶縁層（つまり、絶縁部１１４）の厚みの条件について説明する。
【００３０】
表１は、上記した本実施形態の光照射モジュール１００において、メタルベース１１２と絶縁部１１４の厚みを変えて、ＬＥＤチップ１２０の動作温度をシミュレーションした結果を示す表である。また、表２は、本実施形態の光照射モジュール１００に対する比較例を示すものであり、ＬＥＤチップを絶縁性基板上に配置した従来構成において（つまり、本実施形態のメタルベース１１２と絶縁部１１４の配置を反転させた構成において）、絶縁性基板とその裏面に配置したメタルベースの厚みを変えて、ＬＥＤチップの動作温度をシミュレーションした結果を示す表である。
【００３１】
【表１】
2016195177.tif 000003
【００３２】
【表２】
2016195177.tif 000004
【００３３】
なお、シミュレーションの条件は、以下のとおりである。
（１）ＬＥＤ：１ｍｍ角
（２）メタルベース材質：銅
（３）絶縁部（絶縁性基板）：１０Ｗ／ｍＫ品
（４）投入電力：２．５Ｗ
（５）放熱グリス：１０Ｗ／ｍＫ品、０．０５ｍｍ厚
（６）ヒートシンク：アルミ製２５ｍｍ角ピン型ヒートシンク（高さ２５ｍｍ）
（７）冷却方式：自然空冷（ＬＥＤ下向き）
（８）外気温：２５℃
【００３４】
表１と表２を比較すると分かるように、メタルベース及び絶縁部（絶縁性基板）の厚みがそれぞれ同じであっても、ＬＥＤチップ１２０の直下にメタルベース１１２を配置する構成（つまり、本実施形態の光照射モジュール１００の構成）とした方が、ＬＥＤチップの直下に絶縁部（絶縁性基板）を配置する構成（つまり、従来構成）に比較して、ＬＥＤチップ１２０の動作温度を８〜９℃程度低くできることがわかる。これは、ＬＥＤチップ１２０の直下に配置される構成の材料に起因し、メタルベース１１２の熱抵抗の方が、絶縁部（絶縁性基板）の熱抵抗に比較して小さいことによるものと思われる。
【００３５】
また、表１より、メタルベース１１２を１．０ｍｍから２．０ｍｍまで厚くすると、ＬＥＤチップ１２０の動作温度を０．６〜０．７℃程度低くできることがわかる。また、絶縁部１１４を６００μｍから１００μｍまで薄くすると、ＬＥＤチップ１２０の動作温度を１．３〜１．５℃程度低くできることがわかる。しかし、メタルベース１１２の厚さの調整及び絶縁部１１４の厚さの調整によるＬＥＤチップ１２０の動作温度の低下量は、メタルベース１１２と絶縁部１１４の配置の変更による効果と比較して格段に少ない。このことから、ＬＥＤチップ１２０の直下にメタルベース１１２を配置すると、ＬＥＤチップ１２０の熱がメタルベース１１２内において瞬時に拡がっているものと推察される。
【００３６】
以上のシミュレーション結果から、本実施形態においては、ＬＥＤチップ１２０の直下にメタルベース１１２を配置し、その厚みを１．０〜２．０ｍｍの範囲に設定している。また、ＬＥＤチップ１２０の直下にメタルベース１１２を配置すると、ＬＥＤチップ１２０に対する給電の必要性から、メタルベース１１２に対して電力を供給する必要が生じる。このため、本実施形態においては、メタルベース１１２から各ＬＥＤチップ１２０への電力の供給を安定、かつ確実に行うため、メタルベース１１２とヒートシンク１５０との間に絶縁部１１４を設けている。なお、絶縁部１１４の厚みについては、本願発明者の他のシミュレーションによって、メタルベース１１２の厚みよりも薄ければ十分効果があることがわかっており、好ましくは１００〜６００μｍである。
【００３７】
また、本実施形態の光照射モジュール１００においては、Ｘ軸方向に沿って複数の光照射モジュール１００を連結可能に構成されている。そして、本実施形態の光照射モジュール１００には、５個のＬＥＤチップ１２０のアノード端子と接合されたメタルベース１１２が、ＬＥＤチップ１２０の出射面１２０ａと同じ側に露出しているため、これを利用して、連結された複数の光照射モジュール１００を電気的に接続することが可能となっている。具体的には、図１に示すように、配線基板１３０のＸ軸方向の長さが、基板１１０のＸ軸方向の長さよりも短くなっており、配線基板１３０の外側（図１（ａ）、（ｂ）において左側）のメタルベース１１２上に、接合部１１２ａ（露出部）が形成されており、これによって連結された複数の光照射モジュール１００を電気的に接続することができるようになっている。
【００３８】
図２は、２つの光照射モジュール１００Ａ、１００Ｂを連結した構成を示す図である。図２（ａ）は、連結された光照射モジュール１００Ａ、１００Ｂの平面図であり、図２（ｃ）は、連結された光照射モジュール１００Ａ、１００Ｂの等価回路図である。なお、図２においては、説明の便宜上、左側の光照射モジュール１００に対し「１００Ａ」の符号を付し、右側の光照射モジュール１００に対し「１００Ｂ」の符号を付しているが、光照射モジュール１００Ａ及び光照射モジュール１００Ｂの構成は、上述した本実施形態の光照射モジュール１００と全く同じである。
【００３９】
図２に示すように、光照射モジュール１００Ａと光照射モジュール１００Ｂは、Ｘ軸方向に連続するように密着して配置され、不図示の支持部材で連結して支持されている。そして、光照射モジュール１００Ａと光照射モジュール１００Ｂが連結されたとき、光照射モジュール１００Ａの配線パターン１３０ａと光照射モジュール１００Ｂの接合部１１２ａが近接して配置され、継ぎ目部分に接合部材１６０を配置することによって、両者が電気的に接続されるようになっている。接合部材１６０は、導電性を有する金属（例えば、銅、アルミニュウム等）からなる細長の部材であり、一端部が光照射モジュール１００Ａの配線パターン１３０ａとハンダ等によって接続され、他端部が光照射モジュール１００Ｂのメタルベース１１２とハンダ等によって接続されている。従って、図２（ｃ）に示すように、光照射モジュール１００Ａと光照射モジュール１００Ｂは、接合部材１６０を介して、電気的には直列に接続される。このように、複数の光照射モジュール１００を直列に接続すると、高いＬＥＤ駆動電圧が必要となるものの、消費電流が上昇することはない。
【００４０】
このように、本実施形態の光照射モジュール１００は、Ｘ軸方向に沿って容易に連結することが可能になっており、これによって、所望のライン長の紫外光を容易に得ることができるようになっている。なお、本実施形態においては、光照射モジュール１００のＸ軸方向一端部側（（図１（ａ）、（ｂ）において左側）に接合部１１２ａを設ける構成としたが、Ｙ軸方向一端部側に接合部１１２ａを設けることもでき、この場合、光照射モジュール１００をＹ軸方向に沿って連結することが可能となる。
【００４１】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【００４２】
例えば、本実施形態においては、光照射モジュール１００が５個のＬＥＤチップ１２０を備えるものとしたが、ＬＥＤチップ１２０の個数に制限はなく、光照射モジュール１００は、少なくとも２個のＬＥＤチップ１２０を備えていればよい。
【００４３】
また、本実施形態のＬＥＤチップ１２０は、紫外光を発するものとして説明したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤチップ１２０は、可視域または赤外域の光を発するものであってもよい。
【００４４】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光照射モジュール２００の概略構成を説明する図である。図３（ａ）は、光照射モジュール２００の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｃ）は、光照射モジュール２００の等価回路図である。本実施形態の光照射モジュール２００は、ＬＥＤチップ２２０が基板２１０上に３個（Ｘ軸方向）×３個（Ｙ軸方向）の態様で２次元マトリックス状に配置されている点で、第１の実施形態の光照射モジュール１００と異なる。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態の光照射モジュール２００は、基板２１０と、基板２１０の表面に載置された複数（図２においては９個）のＬＥＤチップ２２０と、基板２１０の表面にＬＥＤチップ２２０を取り囲むように配置された配線基板２３０と、基板２１０の裏面に配置されたヒートシンク２５０と、を備えている。
【００４６】
基板２１０は、第１の実施形態の基板１１０と同様の基板であり、薄板状のメタルベース２１２と、絶縁部２１４によって構成された２層構造の基板である。メタルベース２１２の表面には９個のＬＥＤチップ２２０が、３個（Ｘ軸方向）×３個（Ｙ軸方向）の態様で２次元マトリックス状に配置されている。
【００４７】
絶縁部２１４は、第１の実施形態の絶縁部１１４と同様の部材であり、メタルベース２１２の裏面側に密着した状態で、接着等によって固定されている。
【００４８】
ＬＥＤチップ２２０は、第１の実施形態のＬＥＤチップ１２０と同様の素子であり、下面（つまり、アノード端子）がメタルベース２１２の表面を向くように、メタルベース２１２上に載置され、ダイボンド剤（不図示）を介してメタルベース２１２に接合されている。
【００４９】
配線基板２３０は、絶縁性を有する基材（例えば、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂、セラミックスなど）からなる薄板状の部材である。本実施形態の配線基板２３０は、９個のＬＥＤチップ２２０をそれぞれ収容する９個の開口部２３１〜２３９を備えている。配線基板２３０は、配線基板２３０の表面全体を覆うように形成された配線パターン２３０ａを備えている。配線パターン２３０ａは、各ＬＥＤチップ２２０のカソード端子に電力を供給するための共通のメタルパターンであり、各ＬＥＤチップ２２０のカソード端子と一対のボンディングワイヤ２２５を介して接続されている。
【００５０】
ヒートシンク２５０は、複数の放熱フィン２５０ａを備えた、第１の実施形態のヒートシンク１５０と同様の部材である。
【００５１】
本実施形態の９個のＬＥＤチップ２２０は、アノード端子がメタルベース２１２に接合され、カソード端子が配線パターン２３０ａに接続されている。従って、図３（ｃ）に示すように、９個のＬＥＤチップ１２０は並列接続されることとなる。従って、不図示のＬＥＤ駆動回路からメタルベース２１２及び配線パターン２３０ａに電力が供給されると、９個のＬＥＤチップ２２０が発光し、光照射モジュール２００からはＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って拡がる紫外光が出射される。
【００５２】
また、本実施形態の光照射モジュール２００においては、配線基板２３０の一部に切欠部２３０ｂが形成されており、メタルベース２１２の一部がＬＥＤチップ１２０の出射面１２０ａと同じ側に露出し、接合部２１２ａ（露出部）が形成されている。このため、本実施形態の光照射モジュール２００においても、本実施形態の光照射モジュール１００と同様、複数の光照射モジュール２００をＸ軸方向に連結することができる。
【００５３】
図４は、２つの光照射モジュール２００Ａ、２００Ｂを連結した構成を示す図である。図４（ａ）は、連結された光照射モジュール２００Ａ、２００Ｂの平面図であり、図４（ｃ）は、連結された光照射モジュール２００Ａ、２００Ｂの等価回路図である。なお、図４においては、説明の便宜上、左側の光照射モジュール２００に対し「２００Ａ」の符号を付し、右側の光照射モジュール２００に対し「２００Ｂ」の符号を付しているが、光照射モジュール２００Ａ及び光照射モジュール２００Ｂの構成は、上述した本実施形態の光照射モジュール２００と全く同じである。
【００５４】
図４に示すように、光照射モジュール２００Ａと光照射モジュール２００Ｂは、Ｘ軸方向に連続するように密着して配置され、不図示の支持部材で連結して支持されている。そして、光照射モジュール２００Ａと光照射モジュール２００Ｂが連結されたとき、光照射モジュール２００Ａの配線パターン２３０ａと光照射モジュール２００Ｂの接合部２１２ａが近接して配置され、継ぎ目部分に接合部材２６０を配置することによって、両者が電気的に接続されるようになっている。接合部材２６０は、第１の実施形態の接合部材１６０と同様であり、一端部が光照射モジュール２００Ａの配線パターン２３０ａとハンダ等によって接続され、他端部が光照射モジュール２００Ｂのメタルベース２１２とハンダ等によって接続されている。従って、図４（ｂ）に示すように、光照射モジュール２００Ａと光照射モジュール２００Ｂは、接合部材２６０を介して、電気的には直列に接続される。このように、複数の光照射モジュール２００を直列に接続すると、高いＬＥＤ駆動電圧が必要となるものの、消費電流が上昇することはない。
【００５５】
このように、本実施形態の光照射モジュール２００も、第１の実施形態の光照射モジュール１００と同様、Ｘ軸方向に沿って容易に連結することが可能になっており、これによって、所望のライン長の紫外光を容易に得ることができるようになっている。なお、本実施形態においては、光照射モジュール２００の一辺に接合部材２６０を設ける構成としたが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿う四辺にそれぞれ接続部２３０ｂを設けることにより、両方向に光照射モジュール２００を連結することが可能となる。
【００５６】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光照射モジュール３００の概略構成を説明する図である。図５（ａ）は、光照射モジュール３００の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図５（ｃ）は、光照射モジュール３００の等価回路図である。本実施形態の光照射モジュール３００は、メタルベース３１２がＸ軸方向に沿って３つのメタルベース３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに分割されている点で、第１の実施形態の光照射モジュール１００及び第２の実施形態の光照射モジュール２００と異なる。
【００５７】
図５に示すように、本実施形態の光照射モジュール３００は、基板３１０と、基板３１０の表面に載置された複数（図５においては１２個）のＬＥＤチップ３２０と、基板３１０の表面にＬＥＤチップ３２０に沿って配置された２枚の配線基板３３０と、基板３１０の裏面に配置されたヒートシンク３５０と、を備えている。
【００５８】
基板３１０は、薄板状のメタルベース３１２と、絶縁部３１４によって構成された２層構造の基板である。本実施形態のメタルベース３１２は、絶縁部材３４０を挟んで、３つのメタルベース３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに分割されている。絶縁部材３４０は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である。このような構成のメタルベース３１２は、例えば、図６に示すように、３枚の銅板（図６中、「Ｃｕ」で示す部材）と、２枚のアルミナ基材（図６中、「Ａｌ２Ｏ３」で示す部材）をＸ軸方向に交互に積層して接着し、積層方向（Ｘ軸方向）と平行な方向にスライスすることで得られる。
【００５９】
絶縁部３１４は、第１の実施形態の絶縁部１１４と同様の部材であり、メタルベース３１２の裏面側に密着した状態で、接着等によって固定されている。
【００６０】
ＬＥＤチップ３２０は、第１の実施形態のＬＥＤチップ１２０と同様の素子であり、下面（つまり、アノード端子）がメタルベース３１２の表面を向くように、メタルベース３１２上に載置され、ダイボンド剤（不図示）を介してメタルベース３１２に接合されている。なお、図５（ａ）に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ３２０は、絶縁部材３４０と配線基板３３０とで仕切られた６つの矩形領域のそれぞれに２個ずつ配置されている。
【００６１】
配線基板３３０は、絶縁性を有する基材（例えば、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂、セラミックスなど）からなる薄板状の部材である。本実施形態の配線基板３３０は、図５（ａ）中、上側の６個のＬＥＤチップ３２０と接続される配線基板３３１と、下側の６個のＬＥＤチップ３２０と接続される配線基板３３２で構成されている。配線基板３３１の表面には、メタルベース３１２ａに配置された２個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子とボンディングワイヤ３２５を介して接続される配線パターン３３１ａと、メタルベース３１２ｂに配置された２個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子とボンディングワイヤ３２５を介して接続される配線パターン３３１ｂと、メタルベース３１２ｃに配置された２個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子とボンディングワイヤ３２５を介して接続される配線パターン３３１ｃが形成されている。また、配線基板３３２の表面には、メタルベース３１２ａに配置された２個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子とボンディングワイヤ３２５を介して接続される配線パターン３３２ａと、メタルベース３１２ｂに配置された２個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子とボンディングワイヤ３２５を介して接続される配線パターン３３２ｂと、メタルベース３１２ｃに配置された２個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子とボンディングワイヤ３２５を介して接続される配線パターン３３２ｃが形成されている。
【００６２】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の光照射モジュール３００は、配線基板３３１と、配線基板３３２を跨ぐように配置されたバスバー３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃを備えている。バスバー３５０ａは、配線パターン３３１ａと配線パターン３３２ａとを電気的に接続する部材である。バスバー３５０ａによって、配線パターン３３１ａと配線パターン３３２ａとが電気的に接続されることにより、メタルベース３１２ａ上に配置された４個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子が電気的に接続することになる。バスバー３５０ｂは、配線パターン３３１ｂと配線パターン３３２ｂとを電気的に接続する部材である。バスバー３５０ｂによって、配線パターン３３１ｂと配線パターン３３２ｂとが電気的に接続されることにより、メタルベース３１２ｂ上に配置された４個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子が電気的に接続することになる。バスバー３５０ｃは、配線パターン３３１ｃと配線パターン３３２ｃとを電気的に接続する部材である。バスバー３５０ｃによって、配線パターン３３１ｃと配線パターン３３２ｃとが電気的に接続されることにより、メタルベース３１２ｃ上に配置された４個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子が電気的に接続することになる。
【００６３】
また、本実施形態のバスバー３５０ａは、ワイヤー３６０ａによって、メタルベース３１２ｂに接続されている。また、本実施形態のバスバー３５０ｂは、ワイヤー３６０ｂによって、メタルベース３１２ｃに接続されている。
【００６４】
このように、本実施形態の１２個のＬＥＤチップ３２０は、３つのメタルベース３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃによって、Ｘ軸方向に３つのグループに分けられている。そして、メタルベース３１２ａ上の４個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子が配線パターン３３１ａ、配線パターン３３２ａ及びバスバー３５０ａによって接続されるため、これら４個のＬＥＤチップ３２０は並列に接続される（図５（ｃ））。また、メタルベース３１２ｂ上の４個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子が配線パターン３３１ｂ、配線パターン３３２ｂ及びバスバー３５０ｂによって接続されるため、これら４個のＬＥＤチップ３２０は並列に接続される（図５（ｃ））。また、メタルベース３１２ｃ上の４個のＬＥＤチップ３２０のカソード端子が配線パターン３３１ｃ、配線パターン３３２ｃ及びバスバー３５０ｃによって接続されるため、これら４個のＬＥＤチップ３２０は並列に接続される（図５（ｃ））。また、ワイヤー３６０ａによって、バスバー３５０ａとメタルベース３１２ｂが接続され、ワイヤー３６０ｂによって、バスバー３５０ｂとメタルベース３１２ｃが接続されるため、各メタルベース３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの４個のＬＥＤチップ３２０は、図５（ｃ）に示すように直列接続となる。
【００６５】
このように、本実施形態においては、メタルベース３１２をＸ軸方向に分割することで、並列接続されるＬＥＤチップ３２０をグループ化し、グループ化した各ＬＥＤチップ３２０を直列に接続している。図６に示すように、メタルベース３１２の分割数は銅板と、アルミナ基材の積層枚数で決定されるため、積層枚数を調整することで、一枚の基板３１０上で、直列接続されるＬＥＤチップ３２０の段数を自由に設定できる。つまり、本実施形態の構成によれば、第１の実施形態の光照射モジュール１００や第２の実施形態の光照射モジュール２００のように、複数の光照射モジュールを連結することなく、ＬＥＤチップ３２０を直列に接続することが可能となる。
【００６６】
なお、本実施形態においては、１２個のＬＥＤチップ３２０が、Ｙ軸方向に沿って２列に分かれて配置されているが、このような構成に限定されるものではなく、複数のＬＥＤチップ３２０が、Ｎ列（Ｎは１以上の整数）に並んで配置されていればよい。
【００６７】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１００、２００、３００  光照射モジュール
１１０、２１０、３１０  基板
１１２、２１２、３１２、３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ  メタルベース
１１２ａ、２１２ａ  接合部
１１４、２１４、３１４  絶縁部
１２０、２２０、３２０  ＬＥＤチップ
１２０ａ  出射面
１２５、２２５、３２５  ボンディングワイヤ
１３０、２３０、３３０、３３１、３３２  配線基板
１３０ａ、２３０ａ  配線パターン
１５０、２５０  ヒートシンク
１５０ａ、２５０ａ  放熱フィン
１６０  接合部材
２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９  開口部
３５０ａ、３５０ｂ  バスバー
３６０ａ、３６０ｂ  ワイヤー
【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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【図６】
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