(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光素子と、該発光素子が実装された基板と、放熱手段とを有する発光モジュールであって、
前記基板と前記放熱手段とが１つの取付用部材によって接続されており、
前記基板の外縁部の周囲には空間部が形成されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記取付用部材が、前記基板の中央部近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記放熱手段は少なくとも１つのボスを有し、
前記基板の前記外縁部には切り込み部が形成されており、
前記ボスは前記切り込み部に設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記取付用部材と前記ボスとを結ぶ直線上において、前記基板と前記ボスとの間には空間部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱手段を有する発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置や情報表示板などにおける照明として様々なものが製品化及び研究されている。例えば特許文献１では、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す。）を用いた表示器が記載されている。特許文献１の表示器は複数のＬＥＤを集積させてモジュール化させた発光部を有する。
【０００３】
また特許文献２には、例えばＬＥＤのような発光素子を有する発光モジュールが記載されている。特許文献２に記載の発光モジュールは発光素子が実装されたホーロー基板を有する。ホーロー基板はコア金属をホーロー層で被覆してなる基板であり、良好な放熱性が得られ、多数のＬＥＤを実装することが可能である。また、このホーロー基板の一辺以上に折り曲げ部を形成することで、コア金属をホーロー層で被覆する際のホーロー基板の反りが低減されることが記載されている。ホーロー基板の４隅には取付穴が形成されており、この取付穴によって、ホーロー基板と照明器具本体とがネジ締めされる。
【特許文献１】特開平６−１６１３５９号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤのような発光素子は、発光するとともに発熱する。特に特許文献１，２のように、複数のＬＥＤを有するものでは、ＬＥＤの数が多くなるほど発熱量が大きくなる。このように発生した熱により基板が高温になった場合、基板が変形するという課題がある。そのため、発光時に生じる熱を、放熱性の高い照明器具本体やヒートシンクなど（以下、放熱手段という。）へ効率よく放熱することが望まれる。
【０００５】
図５は、ヒートシンクを有する発光モジュールの模式的正面図である。また図６（ａ）は図５のＣ−Ｃ線に沿った発光モジュールの断面図である。発光モジュールは、発光部３９が格子状に設置された基板３０を有する。発光部３９には発光素子３２が形成されている。基板３０には電源供給部３３が設置されている。さらに基板３０には回路が形成されており、電源供給部３３と発光素子３２とを電気的に接続している。
【０００６】
また、特許文献２に記載された基板と同様に、基板３０の４隅には取付穴３１が形成されている。ヒートシンク３４は底面が平らな凹部が形成されており、この凹部底面に基板３０が取り付けられている。そして、４つの取付穴３１にネジ３５を取り付けることで、基板３０とヒートシンク３４とを接続し、発光素子３２の発熱をヒートシンク３４に放熱させることが可能となる。
【０００７】
しかし基板３０とヒートシンク３４とが異なる部材で構成されている限り、両部材の線膨張率は異なる。したがって基板３０には、膨張または収縮に応じて、ヒートシンク３４からの応力が生じる。ヒートシンク３４よりも基板３０の線膨張率が大きい場合、図６（ｂ）のように、温度上昇とともに、基板３０の中央部が反る。そして、基板３０とヒートシンク３４との間に隙間が開き、空気層３７が形成される。この空気層３７は基板３０からヒートシンク３４への熱伝導効率を低下させる。また基板３０よりヒートシンク３４の線膨張率が大きい場合、温度上昇とともに基板３０は四方に引っ張られ、発光部３９と基板３０との接合部や、基板３０に形成された回路にクラックが発生する可能性がある。
【０００８】
図７はヒートシンクを有する別の発光モジュールの模式的断面図である。発光モジュールは、図６の発光モジュールとほぼ同様の構成である。図７における発光モジュールは基板５０の中央部に取付穴が形成されており、基板５０はネジ５５によってヒートシンク５４と接続されている。また、基板５０の外縁部に接して外殻部５８（ヒートシンク５４の凹部の側壁を形成する部分。）が形成されている。このような外殻部５８は基板５０の熱膨張を妨げるため、基板５０には反りが発生してしまう。このように、発光時の熱によって基板５０に反りが生じた場合、基板５０とヒートシンク５４との間には空気層５７が形成される。このような空気層５７は、放熱効率を低減させる要因となる。
【０００９】
本発明の目的は上記背景技術の課題に鑑み、発光時の熱による基板の反りが低減され、放熱効率の低下を緩和することができる発光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】
【００１０】
上記の課題の少なくとも１つを解決するため、本発明の発光モジュールは、少なくとも１つの発光素子と、該発光素子が実装された基板と、放熱手段とを有する。そして、基板と放熱手段とが１つの取付用部材によって接続されており、基板の外縁部の周囲には空間部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板の反りを低減し、発光モジュールの放熱効率の低下を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
［実施形態１］
図１は本発明の一実施形態に係わる発光モジュールの模式的正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った発光モジュールの模式的断面図である。ただし図２では、発光部が省略して描かれている。発光モジュールは、基板１０と、基板１０に格子状に実装された複数の発光部１９と、放熱手段であるヒートシンク１４とを有する。発光部１９は、例えば発光ダイオードのような発光素子１２を有する。
【００１４】
基板１０は多層板からなり、導電性の配線層２４が形成された絶縁体を有する。配線層２４は回路を形成し、配線層２４の表面は絶縁層で覆われている。発光部１９において、例えば切削加工によって、基板１０はすり鉢形状に成形されている。このすり鉢形状の底面には、配線層２４が露出している。また発光素子１２はすり鉢形状の底面に実装されており、例えば金ワイヤのような導電性ワイヤによって配線層２４と接続されている。また発光モジュールの信頼性を向上させるために、発光部１９を透明な樹脂で覆っても良い。
【００１５】
基板１０には電源供給部１３が設置されている。配線層からなる回路は発光素子１２と電源供給部１３とを電気的に接続している。これにより発光素子１２に電力を供給することで、発光素子１２を発光させることができる。発光部１９の構成は上述の構成に限定されず、種々の公知の構成を利用することが出来る。また発光素子１２は発光ダイオードに限定されない。
【００１６】
基板１０には、１つの取付穴１１が形成されている。ヒートシンク１４は底面が平らな凹部が形成されており、この凹部底面に基板１０が設置される。基板１０の取付穴１１とヒートシンク１４に形成された取付穴に、取付用部材であるネジ１５を取り付けることで、基板１０とヒートシンク１４とを密着した状態で接続することができる。取付穴１１は基板１０のどこに形成されていても良いが、基板１０とヒートシンク１４との密着性を高めるため、基板１０の中央部近傍に形成されることが好ましい。
【００１７】
また、基板１０の外縁部の周囲は隙間を有し、その周りには外殻部１８としてヒートシンク１４の凹部の側壁を形成する部分が位置している。このように基板１０の外縁部は外殻部１８と接しておらず、その周囲には空間部１６が形成されている。これにより基板１０は自由に膨張可能である。空間部１６は、発光時における基板１０の熱膨張を妨げない程度の大きさを有していれば良い。
【００１８】
さらに基板１０に取り付けられるネジ１５は１つであるため、基板１０が膨張した場合においても、基板１０は取り付けられた箇所を中心に外側に向かって膨張する。つまり基板１０とヒートシンク１４との線膨張率が異なる場合においても、基板１０の熱膨張は妨げられない。したがって、熱膨張時の基板１０の反りが大幅に低減され、基板１０とヒートシンク１４とが密着された状態を保つことができる。これにより、発光モジュールの放熱効率が低下せず、信頼性の低下を防ぐことが可能となる。
【００１９】
［実施形態２］
図３は本発明の一実施形態に係わる発光モジュールの模式的正面図である。また図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った発光モジュールの断面図である。ただし図４では、発光部が省略して描かれている。本実施形態に係わる発光モジュールは実施形態１の発光モジュールとほぼ同様の構成であり、基板１０と、基板１０に格子状に実装された複数の発光部１９と、放熱手段であるヒートシンク１４とを有する。発光部１９は、例えば発光ダイオードのような発光素子１２を有する。基板１０には電源供給部１３が設置されている。また基板１０には配線層２４からなる回路が形成されており、回路は発光素子１２と電源供給部１３とを電気的に接続している。
【００２０】
基板１０の中央部には、１つの取付穴１１が形成されている。この取付穴１１とヒートシンク１４に形成された取付穴とに取付用部材であるネジ１５を取り付けることで、基板１０とヒートシンク１４とが密着した状態で接続されている。また、基板１０の外縁部の周囲は隙間を有し、その周りには外殻部１８としてヒートシンク１４の一部が位置している。このように基板１０の外縁部は外殻部１８と接しておらず、その周囲には空間部１６が形成されている。
【００２１】
本実施形態に係わる発光モジュールは、基板１０の外縁部の一部分に切り込み部２１が形成されている。図のように、切り込み部２１にはヒートシンク１４に形成されたボス２２が設置されている。また基板１０に取り付けられたネジ１５とボス２２とを結ぶ直線上において、基板１０とボス２２との間には空間部２３が形成されている。このようにボス２２を設置することで、取付穴１１にネジ１５を取り付ける際に、基板１０がネジ１５の回転方向に回転することを防止することが出来る。
【００２２】
基板１０の温度が上昇した際、基板１０はネジ１５を中心に放射方向に膨張する。ボス２２と基板１０との間には空間部２３が形成されているため、基板１０の熱膨張は妨げられない。このようにして、基板１０の回転防止用のボス２２を設置した場合においても、基板１０の反りを大幅に緩和し、放熱効率の低下を緩和することが出来る。
【００２３】
また必要であるならば、基板１０にネジ１５を取り付けた後、ボス２２を取り除いても良い。そうすることで、熱膨張による基板１０の反りをより緩和することが出来る。
【００２４】
本実施形態では基板１０の回転防止用のボス２２を１つ設置したが、熱膨張における基板の反りが増大しなければ、ボスをいくつ設置しても構わない。またボス２２の設置箇所は、基板１０の外縁部であればどこであっても良い。
【００２５】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。例えば発光部１９の数や設置位置は上述の実施形態に限定されない。上述の実施形態では、外殻部１８がヒートシンク１４の一部であったが、外殻部１８は照明装置本体が有する任意の部材で良い。ヒートシンク１４の形状は上述の実施形態における形状に限定されない。本発明の発光モジュールは基板１０の外縁部の周囲に空間部１６が形成されていれば良い。さらに上述の実施形態では、放熱手段としてヒートシンク１４が用いられているが、放熱手段は発光モジュールが実装された照明装置の本体であっても良い。
【００２６】
また基板及び発光部の構成は上述の実施形態の構成に限定されず、種々の公知な構成を用いることが出来る。本明細書における「基板」とは、モールド樹脂であっても良い。この場合発光モジュールは、例えば発光部や回路などをモールド成形することで製造される。つまりモールド樹脂には発光部や回路などが実装されている。そして、モールド樹脂は放熱手段と１つのネジによって接続されており、モールド樹脂の外縁部には空間部が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った発光モジュールの断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの正面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った発光モジュールの断面図。
【図５】従来例に係わる発光モジュールの正面図。
【図６】（ａ）は図５のＣ−Ｃ線に沿った発光モジュールの断面図であり、（ｂ）は（ａ）における基板が熱膨張した際の様子を示す断面図である。
【図７】（ａ）は別の従来例に係わる発光モジュールの断面図であり、（ｂ）は（ａ）における基板が熱膨張した際の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０、３０、５０    基板
１１、３１    取付穴
１２、３２    発光素子
１３、３３    電源供給部
１４、３４、５４    ヒートシンク
１５、３５、５５    ネジ
１６、２３    空間部
１８、５８    外殻部
１９、３９    発光部
２１    切り込み部
２２    ボス
２４    配線層
３７、５７    空気層
【図１】
0004985422.tif 000002
【図２】
0004985422.tif 000003
【図３】
0004985422.tif 000004
【図４】
0004985422.tif 000005
【図５】
0004985422.tif 000006
【図６】
0004985422.tif 000007
【図７】
0004985422.tif 000008