(57)【要約】【課題】温度による信頼性低下の抑制を図る。【解決手段】複数個のＬＥＤ１３のうち、基板１０の長手方向の端付近に実装されている１個又は複数個のＬＥＤ１３の熱抵抗の平均値が、基板１０の長手方向の中央付近に実装されている１個又は複数個のＬＥＤ１３の熱抵抗の平均値よりも小さい。そのため、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、基板１０に実装されている複数個のＬＥＤ１３同士の温度差を低減し、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の基板と、前記基板の第１面に、前記基板の長手方向に沿って並ぶように実装されている複数個のＬＥＤとを有し、前記複数個のＬＥＤのうち、前記基板の長手方向の端付近に実装されている１個又は複数個の前記ＬＥＤの熱抵抗の平均値が、前記基板の長手方向の中央付近に実装されている１個又は複数個の前記ＬＥＤの熱抵抗の平均値よりも小さいことを特徴とすることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記複数個のＬＥＤは、ＬＥＤチップがパッケージされて構成され、さらに、前記ＬＥＤチップのサイズが相対的に大きい前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤチップのサイズが相対的に大きくない前記ＬＥＤよりも、前記基板の長手方向の端付近に多く実装されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
請求項１又は２記載の１つ又は複数のＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤモジュールが固定される被固定部材とを有することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュール及び照明装置に関し、より詳細には複数個のＬＥＤが基板に実装されて構成されるＬＥＤモジュール、及び、当該ＬＥＤモジュールを備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、特許文献１記載の発光装置を例示する。この発光装置は、基板と、基板の表面に実装される多数のチップＬＥＤとを有する。基板の裏面には、放熱用の熱伝導膜が形成されている。この熱伝導膜は、例えば、基板の裏面の全体に形成された銅はくをパターニングすることにより、所要の離隔寸法を有して複数設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１記載の従来例において、長尺の基板の中央と両端では、１つのチップＬＥＤに対して有効に作用する熱伝導膜の面積が異なる。そのため、基板の両端付近に実装されているチップＬＥＤと、基板の中央付近に実装されているチップＬＥＤとの温度差が大きくなりやすい。そして、同じ基板に実装されているチップＬＥＤの温度差が大きくなると、結果的に、より高温となるチップＬＥＤの信頼性が低下することで発光装置そのものの信頼性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされており、温度による信頼性低下の抑制を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＬＥＤモジュールは、長尺の基板と、前記基板の第１面に、前記基板の長手方向に沿って並ぶように実装されている複数個のＬＥＤとを有し、前記複数個のＬＥＤのうち、前記基板の長手方向の端付近に実装されている１個又は複数個の前記ＬＥＤの熱抵抗の平均値が、前記基板の長手方向の中央付近に実装されている１個又は複数個の前記ＬＥＤの熱抵抗の平均値よりも小さいことを特徴とする。
【０００７】
本発明の照明装置は、１つ又は複数のＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤモジュールが固定される被固定部材とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＬＥＤモジュール及び照明装置は、温度による信頼性低下の抑制を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るＬＥＤモジュールの側面図である。
【図２】実施形態に係るＬＥＤモジュールの正面図である。
【図３】実施形態に係るＬＥＤモジュールの側面図である。
【図４】実施形態に係る照明装置の分解斜視図である。
【図５】実施形態に係る照明装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１、並びに本実施形態に係る照明装置Ｘを詳細に説明する。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、図１及び図２に示すように、基板１０と、複数個（図示例では１２個）のＬＥＤ１３とを備える。基板１０は、例えは、ガラス布基材エポキシ樹脂を材料とする両面金属張基板で構成されることが好ましい。基板１０は、一方の長辺側における長手方向の中央と、他方の長辺側における長手方向の両端近傍とに、それぞれ半長円形状の切欠からなる、合計３つの固定部１０１が設けられている（図２参照）。つまり、基板１０は、後述するように、これら３つの固定部１０１に挿通される固定ねじ２２により、本体２に固定されることが好ましい。
【００１２】
ＬＥＤ１３は、ＬＥＤチップがアノード電極及びカソード電極とともに、扁平な直方体形状にパッケージされて構成されている。なお、このような構造のＬＥＤは、通常、ＬＥＤパッケージと呼ばれる。ＬＥＤ１３は、基板１０の第１面１００に、基板１０の長手方向に沿って１列及び等間隔に並ぶように実装されている。また、基板１０の第１面１００における長手方向の両端には、それぞれコネクタ１４が実装されている。さらに、基板１０の第１面１００には、複数個のＬＥＤ１３のアノード及びカソードとコネクタ１４とを電気的に接続するための導体が形成（印刷形成）されている。ただし、基板１０の第１面１００は、ＬＥＤ１３及びコネクタ１４を除いて白色のレジストで覆われることが好ましい。また、基板１０の第２面（第１面１００と反対側の面）には、ＬＥＤ１３が発する熱を放熱するための放熱部材（銅はく）が設けられることが好ましい。
【００１３】
ところで、ＬＥＤは、チップ内の発光層の温度（接合温度）が高い状態で長期間使用されると、寿命の短縮や故障率の増加などの信頼性の低下が生じる可能性が高くなる。したがって、ＬＥＤの信頼性の低下を抑えるには、ＬＥＤチップの接合温度の上昇を抑えることが重要である。例えば、ＬＥＤパッケージの重要な特性に熱抵抗（単位：℃／Ｗ）がある。例えば、ＬＥＤパッケージにおいて、ＬＥＤチップからカソード側はんだ接合部温度（Ｔｓ）までの熱抵抗Ｒthj-sから、以下の式によってＬＥＤチップの接合温度Ｔｊを算出することができる。
【００１４】
Ｔｊ＝Ｔｓ＋Ｒthj-s×Ｗ  Ｗ：投入電力＝順電流×順電圧
なお、熱抵抗Ｒthj-sを測定する方法としては、例えば、米国のＪＥＤＥＣ（Joint Electron Device Engineering Council：電子機器技術評議会）で認定されている「一次元放熱経路を持つパッケージの熱抵抗測定法（ＪＥＳＤ５１−１４）」がある。ただし、これ以外の測定方法で測定された熱抵抗Ｒthj-sであってもよい。
【００１５】
ところで、長尺の基板においては、長手方向の両端の放熱性が、長手方向の中央の放熱性よりも低下する傾向にある。したがって、ＬＥＤ１３の熱抵抗がほぼ同じ値である場合、基板１０の長手方向の中央に実装されているＬＥＤ１３に比較して、基板１０の長手方向の両端近傍に実装されているＬＥＤ１３の温度が高くなる可能性が高い。そして、同じ基板１０に実装されている複数個のＬＥＤ１３の温度差が大きくなると、結果的に、より高温となるＬＥＤ１３の信頼性が低下することでＬＥＤモジュール１そのものの信頼性が低下してしまう。したがって、ＬＥＤモジュール１の信頼性の低下を抑えるには、個々のＬＥＤ１３の温度上昇を抑えるだけでなく、複数個のＬＥＤ１３同士の温度差を小さくすることが好ましい。
【００１６】
そこで、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、熱抵抗が相対的に小さいＬＥＤ１３が基板１０の長手方向の両端近傍に実装され、熱抵抗が相対的に大きいＬＥＤ１３が基板１０の長手方向の中央付近に実装されている。本実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されると、複数個のＬＥＤ１３同士の温度差を低減し、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。
【００１７】
ここで、熱抵抗に差が生じる要因の１つにＬＥＤチップのサイズがある。つまり、ＬＥＤチップの材料となる半導体（例えば、窒化ガリウムなど）の熱伝導率は、パッケージを形成している合成樹脂の熱伝導率よりも十分に高いため、ＬＥＤチップ自体の表面積が熱伝導に大きく寄与している。そのため、ＬＥＤチップのサイズが大きいほど、ＬＥＤパッケージ（ＬＥＤ１３）の熱抵抗が小さくなると推定される。さらに、ＬＥＤチップのサイズほどではないが、パッケージのサイズが大きいほど、ＬＥＤパッケージ（ＬＥＤ１３）の熱抵抗が小さくなると推定される。
【００１８】
そこで、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、図１に示すように、ＬＥＤチップ及びパッケージのサイズが相対的に大きい第１のＬＥＤ１３Ａが基板１０の長手方向の両端付近に実装されることが好ましい。また、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、図１に示すように、ＬＥＤチップ及びパッケージのサイズが相対的に小さい第２のＬＥＤ１３Ｂが基板１０の長手方向の中央付近（両端付近を除く範囲）に実装されることが好ましい。ただし、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、第１のＬＥＤ１３Ａは、第２のＬＥＤ１３Ｂよりも、基板１０の長手方向に沿って中心から遠方の位置に実装されている必要はない。たとえば、２つの第１のＬＥＤ１３Ａの間に第２のＬＥＤ１３Ｂが実装されても構わない。
【００１９】
ところで、ＬＥＤチップ及びパッケージのサイズが同じであっても、パッケージの構造の違いや製造ばらつきなどの要因によっても熱抵抗に差が生じると考えられる。そこで、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、図３に示すように、熱抵抗が相対的に小さいＬＥＤ１３（第３のＬＥＤ１３Ｃともいう）が基板１０の長手方向の両端付近に実装されてもよい。また、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、図３に示すように、熱抵抗が相対的に大きいＬＥＤ１３（第４のＬＥＤ１３Ｄともいう）が基板１０の長手方向の中央付近に実装されてもよい。ただし、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、第３のＬＥＤ１３Ｃは、第４のＬＥＤ１３Ｄよりも、基板１０の長手方向に沿って中心から遠方の位置に実装されている必要はない。たとえば、２つの第３のＬＥＤ１３Ｃの間に第４のＬＥＤ１３Ｄが実装されても構わない。
【００２０】
つまり、複数個のＬＥＤ１３のうち、基板１０の長手方向の端付近に実装されている１個又は複数個のＬＥＤ１３の熱抵抗の平均値が、基板１０の長手方向の中央付近に実装されているＬＥＤ１３の熱抵抗の平均値よりも小さければよい。本実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、基板１０に実装されている複数個のＬＥＤ１３同士の温度差を低減し、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。
【００２１】
次に、本実施形態に係る照明装置Ｘを説明する。なお、以下の説明では特に断りがない限り、図４において前後・左右・上下の各方向を規定する。したがって、本実施形態では、ＬＥＤモジュール１の基板１０の長手方向が前後方向、基板１０の短手方向が左右方向、基板１０の厚み方向が上下方向となる。
【００２２】
本実施形態に係る照明装置Ｘは、図４及び図５に示すように、ＬＥＤモジュール１と、本体２とを備える。また、本実施形態に係る照明装置Ｘは、電源ユニット３、カバー４、取付板６、一対のエンドキャップ５、ケース７、端子台８０、８１をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
電源ユニット３は、商用の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する電源回路を有する。この電源回路は、プリント配線板３０に種々の電子部品３１が実装されて構成されている。
【００２４】
本体２は、前後方向に長い矩形板状の底板２０と、底板２０の左右方向における両端からそれぞれ上向きに突出する一対の側板２１とを有し、前後方向から見てＵ字状に形成されている。また、底板２０の左右方向における両端近傍には、それぞれ差込溝２０１が全長に亘って設けられている。本体２は、アルミの押し出し材により、底板２０と一対の側板２１とが一体に形成されることが好ましい。ＬＥＤモジュール１は、底板２０の下面に取り付けられる。底板２０には、ＬＥＤモジュール１が重ねられた状態において、基板１０の３つの固定部１０１と重なる位置に、それぞれねじ孔２００が設けられている。つまり、ＬＥＤモジュール１は、底板２０の下面に重ねられた状態で３つの固定部１０１にそれぞれ挿通される固定ねじ２２がねじ孔２００にねじ込まれることにより、本体２の底板２０に固定される。
【００２５】
カバー４は、おおよそ半円筒形の曲面部４０と、曲面部４０の左右方向における両端から上向きに突出する一対の取付部４１とを有する。カバー４は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって、曲面部４０と一対の取付部４１とが一体に形成されることが好ましい。ただし、カバー４は、シリコーン樹脂やアクリル樹脂の微粒子などからなる拡散材が混入されることが好ましい。一対の取付部４１は、前後方向から見ておおよそＣ字状に形成されている。カバー４は、本体２に対して前後方向にスライドされ、一対の取付部４１が一対の差込溝２０１にそれぞれ差し込まれることにより、本体２に取り付けられる。ＬＥＤモジュール１の下面は、本体２に取り付けられたカバー４の曲面部４０で覆われる。したがって、ＬＥＤモジュール１（のＬＥＤ１３）から放射される光は、曲面部４０で拡散されて照明空間に照射される。
【００２６】
一対のエンドキャップ５は、例えば、カバー４と同じ合成樹脂材料により、おおよそ矩形の平板状に形成されることが好ましい。また、エンドキャップ５は、下端部に２つのねじ挿通孔が左右方向に並べて設けられている。そして、これら一対のエンドキャップ５は、２つのねじ挿通孔に挿通される各ねじ２３が、底板２０の前端及び後端にそれぞれ設けられているねじ孔２０２にねじ込まれることで本体２に取り付けられる（図４及び図５参照）。
【００２７】
取付板６は、前後方向に長い矩形板状の主部６０と、主部６０の前後方向における両端部にそれぞれ設けられた一対の取付片６１とを有する。なお、取付板６は、亜鉛鋼板などの金属板が加工されることにより、主部６０と一対の取付片６１とが一体に形成されることが好ましい。一対の取付片６１は、長孔からなる取付孔６１０がそれぞれ設けられている。また、主部６０は、長手方向の両端近傍に矩形の開口部６００がそれぞれ設けられている。これらの開口部６００には給電用の電線が挿通される。
【００２８】
ケース７は、前後方向に長い矩形板状に形成された底板７０と、底板７０の前後方向における両端から上向きに突出する一対の第１側板７１と、底板７０の右端から上向きに突出する第２側板７３とで、左側面及び上面が開口する箱状に形成されている。一対の第１側板７１は、一部が切り起こされることで矩形の取付片７２がそれぞれ一体に設けられている。これらの取付片７２は、ねじ挿通孔７２０が設けられている。つまり、ケース７は、電源ユニット３を内部に収容した状態で、一対の取付片７２のねじ挿通孔７２０に挿通されるねじにより、本体２にねじ止めされる。
【００２９】
端子台８０（８１）は、直方体状に形成された基体８００（８１０）を有し、基体８００（８１０）の内部には、いわゆる速結端子構造の接続端子が収容されている。また、基体８００（８１０）の前面及び後面には、左右方向に並べて配置された一対の電線挿入孔８０１（８１１）がそれぞれ設けられている。接続端子は、基体８００（８１０）の内部において、前面の電線挿入孔８０１（８１１）に挿入される電線（の導体）と後面の電線挿入孔に挿入される電線（の導体）とを電気的に接続するように構成されている。そして、これら２つの端子台８０、８１は、電源ユニット３の交流入力端子と電気的に接続され、いずれか一方の端子台８０又は８１が送り配線用の端子台に利用される。なお、これら２つの端子台８０、８１は、それぞれ一対のエンドキャップ５に支持された状態で本体２内に収容される。
【００３０】
本実施形態に係る照明装置Ｘは、コープ照明やコーニス照明などの間接照明に利用されることが好ましい。ここで、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、３つの固定部１０１において被固定部材（本体２）にねじ止めされている。したがって、いずれか２つの固定部１０１に挟まれていない部分、言い換えると、基板１０の長手方向における両端の２つの固定部１０１よりも外側の部分では、ＬＥＤ１３の発熱に伴って基板１０に反りが生じて底板２０との間に隙間が生じやすい。このことからも、長尺の基板１０では、長手方向の両端において放熱性が低下し、ＬＥＤ１３の温度が上昇し易いと考えられる。
【００３１】
これに対して、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、基板１０に実装されている複数個のＬＥＤ１３同士の温度差を低減し、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。その結果、本実施形態に係る照明装置Ｘにおいても、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。
【００３２】
上述のように本実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、長尺の基板１０と、基板１０の第１面１００に、基板１０の長手方向に沿って並ぶように実装されている複数個のＬＥＤ１３とを有する。複数個のＬＥＤ１３のうち、基板１０の長手方向の端付近に実装されている１個又は複数個のＬＥＤ１３の熱抵抗の平均値が、基板１０の長手方向の中央付近に実装されている１個又は複数個のＬＥＤ１３の熱抵抗の平均値よりも小さい。
【００３３】
本実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、基板１０に実装されている複数個のＬＥＤ１３同士の温度差を低減し、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、複数個のＬＥＤ１３は、ＬＥＤチップがパッケージされて構成されることが好ましい。さらに、ＬＥＤチップのサイズが相対的に大きいＬＥＤ１３Ａは、ＬＥＤチップのサイズが相対的に大きくないＬＥＤ１３Ｂよりも、基板１０の長手方向の端付近に多く実装されていることが好ましい。
【００３５】
本実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、基板１０に実装されている複数個のＬＥＤ１３Ａ、１３Ｂ同士の温度差を低減し、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。
【００３６】
本実施形態に係る照明装置Ｘは、１つ又は複数のＬＥＤモジュール１と、ＬＥＤモジュール１が固定される被固定部材（本体２）とを有する。
【００３７】
本実施形態に係る照明装置Ｘが上述のように構成されれば、温度による信頼性低下の抑制を図ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｘ  照明装置
１  ＬＥＤモジュール
２  本体（被固定部材）
１０  基板
１３  ＬＥＤ
１００  第１面
【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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