JP2009245643A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子が発する熱を、効率よく放熱する照明装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device that efficiently dissipates heat generated by a light emitting element.
近年、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)チップを光源とする照明装置の開発がおこなわれており、LEDチップの高出力化が図られている。 In recent years, lighting devices using LED (Light Emitting Diode) chips as light sources have been developed, and high output of LED chips has been achieved.
また、青色、赤色、および緑色の3原色のLEDの製造が可能になったことから、これら3原色のLEDを組み合わせることによって、白色光源を形成する開発が行われている。また、白色光源を形成する他の構成として、LEDと、該LEDからの出射光により励起されて、該出射光とは異なる波長の光を放射する蛍光体とを組み合わせて、白色光を生成する方法も開発されている。例えば、青色光あるいは紫外光を放射するLEDチップと、蛍光体とを組み合わせて白色光を生成する、白色発光装置の商品化もなされている。これら、LEDによって形成される白色光源は、近年の高出力化に伴い、電球や蛍光灯の代替としての照明用途や、液晶ディスプレイのパックライトの光源用途への利用が開始されている。 In addition, since it is possible to manufacture LEDs of three primary colors of blue, red, and green, development of forming a white light source by combining these three primary colors of LEDs has been performed. As another configuration for forming a white light source, white light is generated by combining an LED and a phosphor that is excited by light emitted from the LED and emits light having a wavelength different from that of the emitted light. A method has also been developed. For example, a white light emitting device that generates white light by combining a LED chip that emits blue light or ultraviolet light and a phosphor has been commercialized. These white light sources formed by LEDs have started to be used for lighting applications as substitutes for light bulbs and fluorescent lamps and for light sources of pack lights for liquid crystal displays, in accordance with recent increases in output.
このLEDチップは、ジャンクション温度が高温になると、電気エネルギーを光出力に変換する変換効率が低下する特性を有する。このため、LEDチップにおいて、高い変換効率を得るためには、LEDチップの発光部において発生する熱を、効率よく外部に放出(放熱)することが必要になる。 This LED chip has a characteristic that, when the junction temperature becomes high, the conversion efficiency for converting electric energy into light output decreases. For this reason, in order to obtain high conversion efficiency in the LED chip, it is necessary to efficiently release (heat radiation) the heat generated in the light emitting portion of the LED chip to the outside.
ここで、LEDチップの熱を放熱する従来技術が、いくつか知られている。例えば、特許文献1〜4には、金属からなるシャーシ上に、絶縁性のある熱伝導シートを介して、LEDチップおよびLEDチップの電極を配置することにより、LEDチップからの熱が、熱伝導シートを介してシャーシに伝導し、このシャーシより熱を放出する構成が開示されている。 Here, several conventional techniques for dissipating the heat of the LED chip are known. For example, in Patent Documents 1 to 4, by disposing an LED chip and an electrode of the LED chip on a chassis made of metal via an insulating heat conductive sheet, heat from the LED chip is thermally conducted. A configuration is disclosed in which heat is conducted to the chassis through the sheet and heat is released from the chassis.
この特許文献1〜4に開示された構成を、図9を参照して、以下により詳細に説明する。図9は、特許文献1〜4に開示された照明装置100の放熱構造を示す断面図である。
The configurations disclosed in Patent Documents 1 to 4 will be described in more detail below with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation structure of the
図9に示すように、照明装置100は、LEDパッケージ120、回路基板106、絶縁性を有する熱伝導シート110、金属からなるシャーシ111を備えている。また、LEDパッケージ120は、保護カバー121、LEDチップ122、配線123、電極124および125を備えている。さらに、LEDパッケージ120は、金属からなるシャーシ111上に、絶縁性を有する熱伝導シート110を介して、配置されている。このLEDパッケージ120の電極124および125は、ガラスエポキシを基材とする回路基板106上に配線された配線パターン107に、半田108および109によって半田付けされることによって、電気的に接続している。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、LEDパッケージ120が、熱伝導シート110を介して、シャーシ111上に配置されていることによって、LEDチップ122が発する熱は、電極124および125に伝わり、さらに、熱伝導シート110を介して、シャーシ111に伝わり、シャーシ111によって放熱される。
しかしながら、図9に示した従来技術の照明装置においては、以下に示す問題点がある。すなわち、LEDチップ122が発した熱は、電極124および125に伝わり、さらに、放熱シート110を介して、シャーシ111に伝わるが、全ての熱がこの経路を伝導するわけではない。つまり、LEDチップ122が発した熱は、電極124および125に伝わり、半田108および109を介して、配線パターン107にも伝導する。なお、保護カバー121を介して、直接空気にも放熱されるが、この熱量は少量であり、LEDチップ122が発する熱の大半は、シャーシ111への経路と、配線パターン107への経路との、2つの経路に伝導する。
However, the conventional illumination device shown in FIG. 9 has the following problems. That is, the heat generated by the
上記の2経路それぞれに伝導する各熱量は、放熱シート110と、半田108および109との熱伝導率、および、熱源からの距離(厚さ)によって決定される。ここで、放熱シート110は、放熱を目的として採用されたものであるため、熱伝導性のよいシートではあるが、その熱伝導率は10[W/mK]以下程度であり、熱伝導率が70〜80[W/mk]程度である半田108および109に比べると低い。
Each amount of heat conducted to each of the two paths is determined by the thermal conductivity between the
また、熱源からの距離としては、熱源であるLEDチップ122の直下にある放熱シート110の方が、半田108および109よりも短い。しかしながら、放熱シート110と半田108および109との熱伝導率の差を鑑みると、LEDチップ122が発した熱の相当量は、半田108および109を介して、配線パターン107に伝導することがわかる。
In addition, the distance from the heat source is shorter than the
このとき、配線パターン107に伝導した熱は、基板106の基材であるガラスエポキシにはほとんど伝導しない。これは、ガラスエポキシの熱伝導率が1[W/mK]程度と、放熱シート110の熱伝導率よりも低く、また、一般的に、配線パターン107は銅によって構成されており、銅の熱伝導率は400[W/mK]程度と、カラスエポキシに比べ、非常に大きいためである。このため、配線パターン107に伝導した熱は、回路基板には伝わらず、配線パターン107から空気へ放熱されることになる。
At this time, the heat conducted to the
ここで、図9に示すように、従来技術の照明装置100においては、配線パターン107は、回路基板106における、LEDパッケージ120から光の照射方向側の基板面106aに配置されている。通常、照明装置においては、LEDパッケージ120より照射される光の利用効率の向上を目的として、基板面106aには、反射率の高いシート(以下、反射シートとする)が設けられる。一般的に、この反射シートは、ポリカーボネイト等の樹脂によって構成されるが、その熱伝導率は、1[W/mk]以下と非常に小さい値である。したがって、配線パターン107に伝導した熱は、反射シートにも、回路基板106にも伝導されず、配線パターン107自体の温度が上昇する。結果、配線パターン107の温度上昇に伴い、LEDパッケージ100内のLEDチップ122の温度が上昇することになる。つまり、LEDチップ122における、電気エネルギーを光出力に変換する変換効率が低下することになる。
Here, as shown in FIG. 9, in the
また、図9に示した従来技術の照明装置100を、電球や蛍光灯の代替としての照明用途に用いる場合、LEDパッケージ120の周りに反射板(リフレクタ)を設置して、LEDパッケージ120から出射する光の配光特性を制御し、所望の特性とすることが行われる。ここで、この反射板(リフレクタ)は樹脂で構成されることが多いため、上述した反射シートを設置した場合と同様の状況となり、結果、LEDチップ122の変換効率が低下することになる。さらに、樹脂製の反射板が配線パターン107に接触している場合、配線パターン107が高熱となることにより、反射板を構成する樹脂が変色、変形をすることも考えられる。
In addition, when the
また、図9に示した従来技術の照明装置100において、反射シートまたは反射板を設置しない場合であっても、配線パターン107側は光が照射される側であるため、配線パターン107にヒートシンクや放熱フィンといった放熱部材を取り付けることが難しい。これは、配線パターン107に放熱部材を取り付けると、LEDパッケージ120から照射される光を遮ることになるためである。このため、放熱部材に接していない配線パターン107は、LEDチップ122より伝導された熱を、空気に十分放熱できない。
Further, in the prior
つまり、LEDチップ122が発した熱を十分に放熱するためには、この熱を表面積の広いシャーシ111に伝えることが必須であるが、従来の照明装置100の構成は、LEDチップ122が発した熱を十分にこのシャーシ111に伝える構成にはなっておらず、結果として、LEDチップ122において、高い変換効率が得られていないという問題を有している。
That is, in order to sufficiently dissipate the heat generated by the
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、発光素子が発した熱を、より効率的に放熱することが可能な、照明装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lighting device capable of more efficiently dissipating heat generated by a light emitting element. .
本発明に照明装置は、上記の課題を解決するために、
発光素子と該発光素子に電気的に接続された電極とを有する発光体ユニットと、上記電極に接続される接続部と、当該接続部に接続されている配線パターンとを同じ面に有する回路基板と、絶縁性材料を表面に有する放熱部材と、を備え、上記発光体ユニットは、上記放熱部材上に上記絶縁性材料を介して配置されており、上記回路基板における上記接続部が配置されている面と、上記放熱部材における上記発光体ユニットが配置されている面とは、互いに対向しており、上記配線パターンの少なくとも一部は、上記放熱部材上の上記絶縁性材料に接していることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the lighting device according to the present invention
A circuit board having a light emitting unit having a light emitting element and an electrode electrically connected to the light emitting element, a connecting portion connected to the electrode, and a wiring pattern connected to the connecting portion on the same surface And a heat radiating member having an insulating material on the surface, the light emitting unit is disposed on the heat radiating member via the insulating material, and the connection portion on the circuit board is disposed. And the surface of the heat dissipation member on which the luminous body unit is disposed are opposed to each other, and at least a part of the wiring pattern is in contact with the insulating material on the heat dissipation member. It is characterized by.
上記構成によれば、発光素子が発した熱は、発光体ユニットが有する電極に伝導する。さらに、電極に伝導した熱は、上記接続部を介して配線パターンに伝導するとともに、この電極から直接に絶縁性材料を介して放熱部材にも伝導する。 According to the above configuration, the heat generated by the light emitting element is conducted to the electrode of the light emitter unit. Further, the heat conducted to the electrode is conducted to the wiring pattern through the connection portion, and is also conducted from the electrode directly to the heat radiating member through the insulating material.
ここで、本発明の照明装置においては、回路基板における接続部が配置されている面と、放熱部材における発光体ユニットが配置されている面とが、互いに対向し、かつ、配線パターンの少なくとも一部は、放熱部材上の絶縁性材料に接している。したがって、配線パターンに伝導した熱は、絶縁性材料を介して放熱部材に伝導することになる。つまり、本発明の照明装置においては、発光素子が発した熱が、電極から直接に絶縁性材料を介して放熱部材に伝導する経路だけでなく、配線パターンに伝導した熱も、放熱部材に伝導する経路の、2つの経路を有することになる。これにより、発光素子が発した熱は、この2つの経路を介して、効率よく放熱部材に伝導し、結果、この放熱部材によって、空気中に効率よく放熱されることになる。 Here, in the lighting device of the present invention, the surface of the circuit board on which the connection portion is disposed and the surface of the heat dissipation member on which the light emitting unit is disposed are opposed to each other and at least one of the wiring patterns. The portion is in contact with the insulating material on the heat dissipation member. Therefore, the heat conducted to the wiring pattern is conducted to the heat radiating member through the insulating material. In other words, in the lighting device according to the present invention, not only the path in which the heat generated by the light emitting element is conducted directly from the electrode to the heat radiating member through the insulating material, but also the heat conducted to the wiring pattern is conducted to the heat radiating member. Will have two paths. Thereby, the heat generated by the light emitting element is efficiently conducted to the heat radiating member through these two paths, and as a result, the heat radiating member efficiently radiates heat into the air.
以上により、本発明の照明装置は、発光素子が発した熱を、より効率的に放熱することが可能となる効果を奏する。 As described above, the illuminating device of the present invention has an effect that the heat generated by the light emitting element can be radiated more efficiently.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記発光素子は、発光ダイオードであることが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
The light emitting element is preferably a light emitting diode.
上記構成によれば、照明装置は、電球や蛍光灯などの発光素子に比べ、長寿命かつ低消費電力という優れた特徴を有する発光ダイオードを、発光素子として用いている。したがって、上記構成を備えた本発明の照明装置は、長寿命かつ低消費電力になるという効果を奏する。 According to the above configuration, the lighting device uses, as a light emitting element, a light emitting diode having excellent characteristics such as long life and low power consumption as compared with a light emitting element such as a light bulb or a fluorescent lamp. Therefore, the lighting device of the present invention having the above-described configuration has an effect of having a long life and low power consumption.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記配線パターンは、上記回路基板における、上記接続部を有する面にのみ配置されていることが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
It is preferable that the wiring pattern is disposed only on the surface of the circuit board having the connection portion.
上記構成を備えたことにより、配線パターンは、回路基板における、接続部を有する面とは反対側の面(以下、回路基板の反対面と称する)には、配置されない。さらに、回路基板の基材には、一般的に、ガラスエポキシなどの熱伝導率が低い材料が用いられる。このことから、配線パターンに伝導した熱は、回路基板の反対面には伝導し難く、絶縁性材料を介して放熱部材に伝導する。したがって、回路基板の反対面に、熱伝導率の低い樹脂製の部材を、例えば、発光体ユニットからの出射光の配光特性を制御するための反射板や反射シートを配置したとしても、照明装置の放熱には影響しない。さらに、この樹脂製の部材が、耐熱温度の低い樹脂より構成されていたとしても、回路基板の反対面には、発光素子が発した熱は伝導し難いため、この樹脂製の部材が、熱によって、変形および変色することはない。 With the above configuration, the wiring pattern is not arranged on the surface of the circuit board opposite to the surface having the connection portion (hereinafter referred to as the opposite surface of the circuit board). Furthermore, a material having low thermal conductivity such as glass epoxy is generally used for the base material of the circuit board. For this reason, the heat conducted to the wiring pattern is not easily conducted to the opposite surface of the circuit board, but is conducted to the heat radiating member through the insulating material. Therefore, even if a resin member having low thermal conductivity is disposed on the opposite surface of the circuit board, for example, a reflector or a reflector sheet for controlling the light distribution characteristics of the emitted light from the light emitter unit, It does not affect the heat dissipation of the device. Furthermore, even if the resin member is made of a resin having a low heat resistance temperature, the heat generated by the light emitting element is difficult to conduct on the opposite surface of the circuit board. Therefore, there is no deformation or discoloration.
以上のように、上記構成を備えたことにより、本発明の照明装置は、自身の放熱効率に影響を及ぼすことなく、樹脂製の部材を、回路基板の反対面に配置することができる。 As described above, by providing the above configuration, the lighting device of the present invention can dispose the resin member on the opposite surface of the circuit board without affecting the heat dissipation efficiency of the lighting device.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記配線パターンは、上記回路基板の両面に配置されており、上記回路基板における、上記接続部を有する面に配置されている配線パターンの面積は、上記接続部を有する面とは反対側の面に配置されている配線パターンの面積よりも、大きいことが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
The wiring pattern is arranged on both surfaces of the circuit board, and the area of the wiring pattern arranged on the surface having the connection portion in the circuit board is a surface opposite to the surface having the connection portion. It is preferable that it is larger than the area of the wiring pattern arrange | positioned in this.
上記構成を備えたことにより、発光素子から配線パターンに伝導した熱は、回路基板の反対面よりも、回路基板における接続部を有する面に多く伝導する。つまり、配線パターンに伝導した熱の大半は、絶縁性材料を介して放熱部材に伝導する。したがって、回路基板の反対面に、熱伝導率の低い樹脂製の部材を、例えば、発光体ユニットからの出射光の配光特性を制御するための反射板や反射シートを配置したとしても、照明装置の放熱効率が低下することを抑制できる。 With the above configuration, the heat conducted from the light emitting element to the wiring pattern is more conducted to the surface having the connection portion in the circuit board than to the opposite surface of the circuit board. That is, most of the heat conducted to the wiring pattern is conducted to the heat radiating member through the insulating material. Therefore, even if a resin member having low thermal conductivity is disposed on the opposite surface of the circuit board, for example, a reflector or a reflector sheet for controlling the light distribution characteristics of the emitted light from the light emitter unit, It can suppress that the thermal radiation efficiency of an apparatus falls.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記放熱部材および上記回路基板は共に、ネジを挿入するためのネジ穴を有しており、上記回路基板は、上記放熱部材に、上記ネジによって固定されていることが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
Both the heat dissipation member and the circuit board have screw holes for inserting screws, and the circuit board is preferably fixed to the heat dissipation member with the screws.
上記構成を備えたことにより、ネジによって、放熱部材と回路基板とは、互いに対向する方向に圧力が印加される。また、放熱部材と回路基板との間には、絶縁性材料が配置されている。このことから、ネジによって放熱部材と回路基板とが固定されることにより、回路基板と絶縁性材料との密着度が高まり、回路基板上の配線パターンと、絶縁性材料との接触面積が大きくなる。結果、発光素子から配線パターンに伝導した熱は、絶縁性材料を介して、放熱部材により効率よく伝導する。つまり、本発明の照明装置は、より効率よく、発光素子が発した熱を放熱できるという効果を奏する。 With the above-described configuration, pressure is applied to the heat radiating member and the circuit board by the screws in a direction facing each other. An insulating material is disposed between the heat dissipation member and the circuit board. For this reason, the heat radiation member and the circuit board are fixed by screws, so that the degree of adhesion between the circuit board and the insulating material is increased, and the contact area between the wiring pattern on the circuit board and the insulating material is increased. . As a result, the heat conducted from the light emitting element to the wiring pattern is efficiently conducted by the heat radiating member through the insulating material. That is, the lighting device of the present invention has an effect that heat generated by the light emitting element can be radiated more efficiently.
また、本発明に係る照明装置は、さらに、
上記放熱部材において、上記記発光体ユニットを配置する領域が窪んでいることが好ましい。
Moreover, the illumination device according to the present invention further includes:
In the heat radiating member, it is preferable that a region where the light emitting unit is disposed is recessed.
上記構成を備えたことにより、放熱部材が窪みを有しない場合に比べ、放熱部材の表面積は大きくなる。これにより、放熱部材によって放熱される熱量が増加し、結果、本発明の照明装置における放熱特性が向上するという効果を奏する。 By providing the said structure, the surface area of a heat radiating member becomes large compared with the case where a heat radiating member does not have a hollow. Thereby, the quantity of heat dissipated by the heat radiating member is increased, and as a result, the heat radiating characteristics of the lighting device of the present invention are improved.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記放熱部材は、上記発光体ユニットを配置する面とは反対側の面に、少なくとも1つ以上の凸部を有していることが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
It is preferable that the heat radiating member has at least one convex portion on a surface opposite to a surface on which the light emitting unit is disposed.
上記構成を備えたことにより、放熱部材が凸部を有しない場合に比べ、放熱部材の表面積は大きくなる。これにより、放熱部材によって放熱される熱量が増加し、結果、本発明の照明装置における放熱特性が向上するという効果を奏する。 By providing the said structure, the surface area of a heat radiating member becomes large compared with the case where a heat radiating member does not have a convex part. Thereby, the quantity of heat dissipated by the heat radiating member is increased, and as a result, the heat radiating characteristics of the lighting device of the present invention are improved.
さらに、上記構成を備えたことにより、放熱部材の曲げ応力に対する強度が高まり、結果、本発明の照明装置の強度が高まるという効果を奏する。 Furthermore, by providing the said structure, the intensity | strength with respect to the bending stress of a heat radiating member increases, As a result, there exists an effect that the intensity | strength of the illuminating device of this invention increases.
また、本発明に係る照明装置は、さらに、
上記発光素子からの出射光の配光特性を変化させる光学素子を、さらに備え、上記光学素子は、上記放熱部材上に配置された発光素子を覆うように配置されていることが好ましい。
Moreover, the illumination device according to the present invention further includes:
It is preferable that an optical element for changing the light distribution characteristic of the light emitted from the light emitting element is further provided, and the optical element is disposed so as to cover the light emitting element disposed on the heat dissipation member.
上記構成のように、光学素子を備えたことにより、本発明の照明装置は、光学素子によって、発光素子が発する出射光の配光特性を、所望の配光特性に変化させることができ、結果、所望の配光特性となる光を、外部に照射することができる。 By providing the optical element as in the above configuration, the illumination device of the present invention can change the light distribution characteristic of the emitted light emitted from the light emitting element to a desired light distribution characteristic by the optical element. The light having desired light distribution characteristics can be irradiated to the outside.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記光学素子は、上記発光素子からの出射光を透過または反射させることにより、当該出射光を拡散または集光することが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
The optical element preferably diffuses or condenses the emitted light by transmitting or reflecting the emitted light from the light emitting element.
上記構成によれば、光学素子は、発光素子からの出射光を透過または反射させて、この出射光を拡散または集光できる。つまり、光学素子は、発光素子からの出射光の配光特性を変化させることができる。これにより、本発明の照明装置は、発光素子が発する出射光の配光特性を、所望の配光特性に変化させることができ、結果、所望の配光特性となる光を、外部に照射することができる。 According to the above configuration, the optical element can diffuse or condense the emitted light by transmitting or reflecting the emitted light from the light emitting element. That is, the optical element can change the light distribution characteristic of the light emitted from the light emitting element. Thereby, the illuminating device of this invention can change the light distribution characteristic of the emitted light which a light emitting element emits into a desired light distribution characteristic, and, as a result, irradiates the light which becomes a desired light distribution characteristic outside be able to.
また、本発明に係る照明装置においては、さらに、
上記光学素子は、上記回路基板との接触箇所に突起部を備え、上記回路基板は、上記突起部を挿入するための挿入孔を備えていることが好ましい。
In the lighting device according to the present invention,
It is preferable that the optical element includes a protrusion at a contact point with the circuit board, and the circuit board includes an insertion hole for inserting the protrusion.
上記構成によれば、光学素子を回路基板上に配置する際、この突起部を挿入孔に挿入するだけで、光学素子を回路基板上の所望の位置に配置できる。したがって、本発明の照明装置を製造するにあたり、光学素子を回路基板に配置する工程における作業を、簡略化できるという効果を奏する。 According to the above configuration, when the optical element is disposed on the circuit board, the optical element can be disposed at a desired position on the circuit board simply by inserting the protrusion into the insertion hole. Therefore, when manufacturing the illumination device of the present invention, the work in the step of arranging the optical element on the circuit board can be simplified.
本発明の照明装置は、以上のように、発光素子と該発光素子に電気的に接続された電極とを有する発光体ユニットと、上記電極に接続される接続部と、当該接続部に接続されている配線パターンとを同じ面に有する回路基板と、絶縁性材料を表面に有する放熱部材と、を備え、上記発光体ユニットは、上記放熱部材上に上記絶縁性材料を介して配置されており、上記回路基板における上記接続部が配置されている面と、上記放熱部材における上記発光体ユニットが配置されている面とが、互いに対向するように、上記回路基板および上記放熱部材が配置されており、上記配線パターンの少なくとも一部は、上記放熱部材上の上記絶縁性材料に接している。 As described above, the lighting device of the present invention includes a light emitting unit having a light emitting element and an electrode electrically connected to the light emitting element, a connection portion connected to the electrode, and a connection portion connected to the connection portion. A circuit board having a wiring pattern on the same surface, and a heat radiating member having an insulating material on the surface, and the light emitter unit is disposed on the heat radiating member via the insulating material. The circuit board and the heat dissipating member are disposed such that the surface of the circuit board on which the connecting portion is disposed and the surface of the heat dissipating member on which the light emitter unit is disposed are opposed to each other. In addition, at least a part of the wiring pattern is in contact with the insulating material on the heat dissipation member.
したがって、本発明の照明装置は、発光素子が発した熱を、より効率的に放熱することが可能な、照明装置を提供できる。 Therefore, the illuminating device of the present invention can provide an illuminating device that can more efficiently dissipate heat generated by the light emitting element.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1について、図1を参照して、以下に説明する。図1は、本実施形態に係る照明装置1aの放熱構造を示す断面図である。なお、本発明は、光源となるLEDチップ22が発する熱を、効率よく放熱することを目的としている。したがって、図1においては、照明装置1における放熱構造を示すために、LEDパッケージ20の近傍の構成のみ図示し、その他のLEDパッケージ20に電力を供給する電源部など、その他の構成については図示を省略する。
Embodiment 1
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure of the lighting device 1a according to this embodiment. The present invention aims to efficiently dissipate heat generated by the
まず、図1に示すように、照明装置1aは、LEDパッケージ20(発光ユニット)、配線パターン7を有する回路基板6、絶縁性かつ高い熱伝導率を有する放熱シート10a(絶縁性材料)、および金属により構成されるシャーシ11a(放熱部材)を備えている。また、LEDパッケージ20は、保護カバー21、LEDチップ22(発光素子)、配線23、電極24および25を備えている。さらに、LEDパッケージ20は、金属からなるシャーシ11a上に、絶縁性を有する熱伝導シート10aを介して、配置されている。なお、本実施形態における回路基板6は、基板面6aに配線パターン7を有している構成である。
First, as shown in FIG. 1, the lighting device 1a includes an LED package 20 (light emitting unit), a
ここで、配線パターン7は、半田8および9を介して、電極24および25と電気的に接続するための電極パターン(接続部)を有している。より具体的には、配線パターン7は、銅箔により構成されており、この銅箔がレジストにより覆われている領域と、レジストが施されていない当該銅箔が露出した領域である電極パターン(接続部)とを有している。
Here, the
また、回路基板6における上記電極パターンが配置されている基板面6aと、シャーシ11aにおけるLEDパッケージ20が配置されている面とが、互いに対向するように、回路基板6およびシャーシ11aは配置され、さらに、配線パターン7の少なくとも一部は、シャーシ11a上の放熱シート10aに接している。
The
また、回路基板6は、LEDパッケージ20を挿通させることを目的としたLED貫通穴5を有している。LEDパッケージ20は、このLED貫通穴5に、回路基板6の基板面6a側から基板面6b側に挿通することにより、シャーシ11aからみて回路基板6方向に、言い換えれば、図1上における上方向に、LEDチップ22が発した光を出射できる。
The
なお、LEDパッケージ20が備える保護カバー21は、LEDチップ22を保護するためのカバーであるが、この保護カバー22が、LEDチップ22からの出射光の配光特性を変化させる、レンズのような光学特性を有していてもよい。
The
また、配線パターン7の一部である電極パターンと、電極24および25は、半田8および9によって、電気的に接続される。より具体的には、LEDパッケージ20を回路基板6に実装するにあたり、配線パターン7の電極パターン、または、電極24および25にクリーム状の半田を塗布し、周囲温度を上昇させるリフロー工程を行うことによって、配線パターン7と、電極24および25は、電気的に接続される。
The electrode pattern which is a part of the
回路基板6上の配線パターン7とシャーシ11aとの間に設置された放熱シート10aは、電気的な絶縁性および高効率の熱伝導性を有している。これにより、LEDチップ22が発した熱が、電極24および25を介して、配線パターン7に伝導しても、配線パターン7に伝導した熱は、放熱シート10aを介してシャーシ11aに伝わり、シャーシ11aによって放熱される。
The
また、放熱シート10aは、弾性を有する材料により構成されることが好ましい。放熱シート10aが弾性を有することにより、電極24、電極25、および配線パターン7と、放熱シート10aとの密着性が高まり、電極24、電極25、および配線パターン7から放熱シート10aへの熱の伝導が、高効率に行われることになる。
Moreover, it is preferable that the
さらに、放熱シート10aは、シャーシ11a上において、LEDパッケージ20が占める面積よりも、十分大きい面積である。上述したように、LEDチップ22が発した熱は、電極24および25を介して、配線パターン7にも伝導する。したがって、シャーシ11aにおける、放熱シート10aが占める面積を、LEDパッケージ1が占める面積よりも十分大きくする(例えば、LEDパッケージ20が示す面積に対して、10倍以上の面積)ことにより、放熱シート10aは、電極24および25のみならず、配線パターン7に伝導した熱を、シャーシ11aに逃すことが可能となる。このように、放熱シート10aを、弾性のある材料により構成し、かつ、LEDパッケージ20のサイズよりも十分大きくすることにより、LEDチップ2が発する熱は、効率よくシャーシ11aに伝導し、シャーシ11aによって放熱されることになる。
Furthermore, the
以上に説明したように、本実施形態に係る照明装置1aにおいては、LEDチップ22が発した熱は、電極24および25を介して放熱シート10aに伝導する経路と、電極24および24を介して配線パターン7に伝導し、さらに、配線パターン7から放熱シート10aに伝導する経路との、2つの経路を介して、シャーシ11aに伝わる。したがって、配線パターン7に伝導した熱が放熱できないという、従来技術における問題は生じない。結果として、照明装置1aにおいては、LEDチップ22が発した熱は、シャーシ11aに効率よく伝わり、シャーシ11aによって放熱されるため、LEDチップ22のジャンクション温度の上昇を防ぐことが可能となる効果を奏する。さらに、LEDチップ22のジャンクション温度の上昇を防ぐことは、LEDチップ22の光変換効率を向上させることになり、結果、照明装置1aの低消費電力化に寄与することになる。
As described above, in the lighting device 1a according to the present embodiment, the heat generated by the
また、本実施形態においては、回路基板6の基板面6bは、熱伝導率が低いガラスエポキシとなっており、基板面6bに反射シートや反射板を設けたとしても、LEDチップ22が発する熱の放熱には、何ら影響しない。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態において、回路基板6は、片面(基板面6a)のみに配線パターン7を有する片面基板となるため、両面基板や多層基板を用いた場合に比べ、低コストかつ放熱性能の高い照明装置となる。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、回路基板6は、基板面6aに配線パターン7を有している構成であるが、本発明はこれに限るものではなく、基板面6aだけではなく、回路基板6における基板面6aとは反対側の基板面6bにも、配線パターン7を備える構成であってもよい。この場合においても、LEDチップ22から配線パターン7に伝導した熱は、放熱シート10aを介して、シャーシ11aに伝導するため、基板面6aにのみ配線パターン7を有した場合と、同様の放熱性能を有することになる。
In the present embodiment, the
なお、回路基板の両面に、具体的には、基板面6aと基板面6bの両方に、配線パターン7を配置している場合、基板面6a側に配置される配線パターン7の面積を、基板面6b側に配置される配線パターン7の面積よりも、大きくすることが好ましい。具体的には、基板面6a側の配線パターン7の面積を、基板面6b側の配線パターン7の面積よりも大きくすることにより、発光素子からの熱は、基板面6b側よりも基板面6a側の配線パターン7に多く伝導することになり、結果、配線パターン7に伝導する熱の大半は、シャーシ11aに伝導し、シャーシ11aによって放熱されることになる。
When wiring
さらに、本実施形態においては、放熱シート10aの大きさを十分大きくとしたが、回路基板6と同じ大きさとして、回路基板6の基板面6aの全面に接していてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the size of the
本実施形態においては、光源として、LEDチップを用いているが、本発明はこれに限るものではなく、電気エネルギーを光出力に変換する機能を有する発光素子であれば、本発明の照明装置が備える光源として適用してもよい。 In this embodiment, an LED chip is used as a light source. However, the present invention is not limited to this, and the lighting device of the present invention can be used as long as it is a light emitting element having a function of converting electrical energy into light output. You may apply as a provided light source.
以下、実施形態2から6に示す構成は、実施形態1の変形例であり、以下の実施形態2から6においては、上記の実施形態1と異なる箇所について説明し、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。 Hereinafter, the configuration shown in the second to sixth embodiments is a modification of the first embodiment. In the following second to sixth embodiments, different parts from the first embodiment will be described, and the same functions and operations will be shown. About the member, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について、図2を参照して、以下に説明する。図2は、本実施形態に係る照明装置1bの放熱構造を示す断面図である。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation structure of the lighting device 1b according to the present embodiment.
図2に示す照明装置1bにおいて、実施形態1の照明装置1aと異なる点は、シャーシ11bの形状が、シャーシ11aの形状と異なることである。具体的には、図2に示すように、照明装置1bが備えるシャーシ11bは、LEDパッケージ20を配置する領域が窪んでいる。このように、シャーシ11bが窪みを有することにより、シャーシ11bの表面積は増大し、これにより、窪みを有しないシャーシ11a(図1参照)よりも、放熱する熱量は増大する。結果、照明装置1bは、シャーシ11bに窪みを備えたことにより、LEDチップ22が発する熱を、より効率的に放熱できるという効果を奏する。
The illumination device 1b shown in FIG. 2 is different from the illumination device 1a of Embodiment 1 in that the shape of the
また、図2に示すように、シャーシ11bは、LEDパッケージ20を配置する面とは反対側の面が突き出た形状、言い換えれば、LEDパッケージ20を配置する面とは反対側の面に凸部を有している。このように、シャーシ11bが凸部を有することにより、シャーシ11bの表面積が増大し、結果、窪みを有する場合と同様の効果を奏する。さらに、シャーシ11bが凸部を有することによって、照明装置1bの曲げ応力に対する強度が上がるという、さらなる効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態においては、シャーシ11bは1つの凸部を有する構成であるが、本発明はこれに限るものではなく、シャーシ11bが複数の凸部を有する構成であってもよい。
In the present embodiment, the
〔実施形態3〕
本発明の実施形態3について、図3を参照して、以下に説明する。図3は、本実施形態に係る照明装置1cの放熱構造を示す断面図である。
[Embodiment 3]
Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the heat dissipation structure of the lighting device 1c according to this embodiment.
図3に示す照明装置1cにおいて、実施形態1の照明装置1aと異なる点は、ネジ12によって、回路基板6がシャーシ11cに固定されていることである。具体的には、図3に示すように、回路基板6およびシャーシ11cは、ネジ12を挿入するためのネジ穴を有しており、このネジ穴にネジ12が挿入されることにより、回路基板6は、シャーシ11cに固定される。
The illumination device 1c shown in FIG. 3 is different from the illumination device 1a of the first embodiment in that the
このように、ネジ12によって、回路基板6がシャーシ11cが固定されることにより、言い換えれば、回路基板6とシャーシ11cが、互いに対向する方向に圧力が印加されることにより、回路基板6とシャーシ11cとの間に挟まれた放熱シート10cにおいて、回路基板6が有する配線パターン7およびシャーシ11cに対する密着度が高まることになる。これにより、放熱シート10cと、電極24、電極25、および配線パターン7との接触面積がより大きくなり、結果、電極24、電極25、および配線パターン7から、放熱シート10cへの熱抵抗の低下に伴い、LEDチップ22から放熱シート10cへ、より効率よく熱が伝導することになる。さらに、放熱シート10cと、シャーシ11cとの接触面積もより大きくなることから、放熱シート10cからシャーシ11cへの熱抵抗が低下し、結果、放熱シート10cからシャーシ11cへ、より効率よく熱が伝導することになる。
Thus, the
以上のことから、照明装置1cは、ネジ12を用いて回路基板6をシャーシ11cに固定することにより、LEDチップ22が発する熱は、シャーシ11cにより効率よく伝導し、結果、LEDチップ2における、電気エネルギーを光出力に変換する変換効率が低下することを防止できるという効果を奏する。
From the above, the lighting device 1c fixes the
なお、本実施形態においては、1つのLEDパッケージ20に対して、2つのネジを用いて回路基板6をシャーシ11cに固定しているが、本発明はこれに限るものではなく、照明装置1cの仕様に応じて、ネジの本数を適宜変更してもよい。
In the present embodiment, the
〔実施形態4〕
本発明の実施形態4について、図4を参照して、以下に説明する。図4は、本実施形態に係る照明装置1dの放熱構造を示す断面図である。
[Embodiment 4]
Embodiment 4 of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure of the
図4に示す照明装置1dにおいて、実施形態1の照明装置1aと異なる点は、シャーシ11aにヒートシンク13を取り付けたことである。具体的には、図4に示すように、シャーシ11aにおける、LEDパッケージ20を配置する面とは反対側の面に、ヒートシンク13が取り付けられている。このヒートシンク13は、金属等の熱伝導率が高い材料により構成されており、さらに、シャーシ11aと接する面以外の面に凹凸を有している。熱伝導率の高い材料によって構成されたヒートシンク13を、シャーシ11aに取り付けることにより、LEDが発した熱は、シャーシ11aに伝導した後、さらに、シャーシ11aからヒートシンク13に、効率よく伝導する。また、ヒートシンク13が表面に凹凸を有することにより、ヒートシンク13の表面積が増大し、これにより、ヒートシンク13から放熱される熱量はより増大する。
The
以上のように、照明装置1dにおいては、シャーシ11aにヒートシンク13を取り付けたことにより、LEDチップ22が発する熱を、より効率よく放熱できるという効果を奏する。
As described above, the
〔実施形態5〕
本発明の実施形態5について、図5〜図7を参照して、以下に説明する。なお、実施形態5に示す照明装置1eは、実施形態3に示した照明装置1cの変形例であり、以下の実施形態5においては、上記の実施形態3と異なる箇所について説明し、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
[Embodiment 5]
まず、本実施形態に示す照明装置1eにおいて、実施形態3の照明装置1cと異なる点は、LEDパッケージ20からの出射光を、所望の配光特性に変換するレンズ光学素子14を備えていることである。
First, the
図5を参照して、光源を5つ備えた照明装置1eの概略構成を説明する。図5は、本実施形態に係る照明装置1eを、照明装置1eから光が照射される側からみた模式図である。
With reference to FIG. 5, the schematic structure of the illuminating
図5に示すように、回路基板6上に、5つのレンズ光学素子14が配置されている。このレンズ光学素子14それぞれの内部には、LEDパッケージ20が配置されている。ここで、レンズ光学素子14は、LEDパッケージ20からの出射光を拡散または集光することにより、照明装置1eが照射する光を、所望の配光特性にするものである。なお、図5においては、回路基板6をシャーシ11c(図5においては図示しない)に固定するためのネジ12が、LEDパッケージ20毎に2つずつ用いられている。
As shown in FIG. 5, five lens
次に、図6を参照して、照明装置1eにおける、レンズ光学素子14の詳細な配置構成について説明する。図6は、図5に示すA−A’における断面図である。
Next, with reference to FIG. 6, the detailed arrangement configuration of the lens
図6に示すように、レンズ光学素子14は、半球形状であり、さらに、シャーシ11c上に配置されたLEDパッケージ20を覆うように配置されている。これにより、レンズ光学素子14は、自身の内部にあるLEDパッケージ20からの出射光を拡散または集光することにより、所望の配光特性に変換し、図面上における上方向に光を照射する。
As shown in FIG. 6, the lens
また、レンズ光学素子14は、回路基板6に固定されるためのピン14a(突起部)を備えており、一方、回路基板6は、ピン14aを挿入するための固定穴(挿入孔)を備えている。このピン14aが、回路基板6が備える上記挿入孔に挿入され、さらに、このピン14aが溶着または接着剤により接着されるにより、レンズ光学素子14は、回路基板6に固定される。
The lens
また、レンズ光学素子14は、ポリメタクリル酸メチル樹脂(以下、PMMAとする)やポリカーボネイト(以下、PCとする)等の光学特性に優れた樹脂により構成されている。このPMMAやPCは、透過性に優れた樹脂であり、レンズ等の光学素子として一般的に用いられるものである。この樹脂製のレンズは、ガラス製のレンズに比べ、低コストで作製できるというメリットがある。しかしながら、これらの樹脂は、ガラスに比べ耐熱温度が低く、例えば、比較的耐熱温度の高いPCにおいては、耐熱温度は約150℃であり、耐熱性能がPCよりも一般的に劣るPMMAにおいては、耐熱温度は約100℃である。レンズ光学素子14が所望の光学特性を得るためには、上記の耐熱温度以下の環境において使用される必要がある。
The lens
ここで、図5に示す本実施形態の照明装置1eにおいては、回路基板6の基板面6a上に配線パターン7が配置されており、この配線パターン7は、放熱シート10に接している。また、レンズ光学素子14は、回路基板6の基板面6aとは反対側の基板面6bに設置される。また、本実施形態においては、回路基板6の基板面6bには配線パターン7は存在しないため、レンズ光学素子14は、回路基板6に直接、言い換えれば、回路基板6を構成するガラスエポキシ上に設置されることになる。このガラスエポキシは、既に説明したように、配線パターン7に用いられる銅箔等よりも、熱伝導率が極端に低いため、LEDチップ22が発した熱は、基板面6a側の配線パターン7に伝導したとしても、基板面6b側にはほとんど伝導しない。このため、仮に配線パターン7の温度が、レンズ光学素子14の耐熱温度以上になったとしても、基板面6b側には、配線パターン7の熱は伝導せず、レンズ光学素子14の温度が、耐熱温度以上になることはない。つまり、照明装置1eにおいて、レンズ光学素子14が耐熱温度が低い樹脂によって構成されたとしても、LEDチップ22が発する熱によって、レンズ光学素子14の光学特性が変化することはない。
Here, in the illuminating
次に、図7を参照して、回路基板6が有する配線パターン7の形状について、以下に説明する。図7は、本実施形態の照明装置1eが備える回路基板6の構成を示す模式図であり、より詳細には、配線パターン7を有する回路基板6の基板面6a(図6参照)を示す模式図である。
Next, the shape of the
図7に示すように、回路基板6は、LEDパッケージ20が挿通するLED貫通穴5と、配線パターン7と、レンズ光学素子14のピン14aが挿入される固定穴76および77と、ネジ12が挿入されるネジ穴78および79を備えている。また、配線パターン7は、電極24(図6参照)と電気的に接続する電極パターン75(接続部)と、電極パターン75に接続している配線パターン74と、電極25(図6参照)と電気的に接続する電極パターン73(接続部)と、電極パターン73に接続している配線パターン72とより、構成されている。
As shown in FIG. 7, the
ここで、LED貫通穴5の大きさは、LEDパッケージ20の電極24および25を除いた部分の、言い換えれば、保護カバー21の投影面積(図6における図面上方向から回路基板6に対して垂直に投影した場合の投影面積)よりも大きい。したがって、回路基板6にLEDパッケージ20を実装した場合、回路基板6におけるLED貫通穴5のエッジと、LEDパッケージ20が備える保護カバー21との間には、隙間が生じる。これにより、LED貫通穴5からレンズ光学素子14の内部に空気は出入りできる。
Here, the size of the LED through
このように、LED貫通穴5から空気が出入りできるため、LEDパッケージ20は、レンズ光学素子14により密閉されることはない。つまり、レンズ光学素子14内において、LEDパッケージ20によって熱せられた空気は、LED貫通穴5から出て行くことができる。結果、照明装置1eは、レンズ光学素子14内の空気の温度上昇を抑制でき、LEDチップ22の温度上昇を抑制できる効果を奏する。
Thus, since air can enter and exit from the LED through
また、配線パターン7は銅箔により構成されており、配線パターン7において、表面がレジストにより絶縁されている領域が、配線パターン72および74に相当し、表面がレジストにより絶縁されていない領域が、電極パターン73および75に相当する。この電極パターン73および75に、LEDパッケージ20の電極24および25が実装されることにより、LEDパッケージ20と配線パターン7とが電気的に接続することになる。なお、配線パターン72および74は、固定穴76および77の周囲には設置されていない。
The
また、回路基板6は、ネジ穴78および79を有しており、このネジ穴78および79にネジ12を挿入されることにより、図6に示すように、回路基板6は、放熱シート10cを介してシャーシ11cに固定される。このように、ネジ12によって回路基板6、放熱シート10cおよびシャーシ11cを、互いに固定することにより、互いの密着度が高まり、結果、照明装置1eにおいて、LEDチップ22が発した熱を、より効率よく放熱できる。
The
以上のように、本実施形態に係る照明装置1eにおいては、LEDチップ22が発する熱は、電極24および25に伝導した後、放熱シート10cを介してシャーシ11cに伝導する経路と、半田8および9から配線パターン7へ、さらに、配線パターン7から放熱シート10cを介してシャーシ11cに伝導する経路との、両方の経路によって、効率よくシャーシ11cに伝導する。これにより、回路基板6の配線パターン7に伝わった熱が放熱できないという、従来技術が有する問題は生じない。結果、照明装置1eは、LEDチップ22におけるジャンクション温度の上昇を、より抑制できる効果を奏する。
As described above, in the
さらに、回路基板6が備えるLED貫通穴5は、LEDパッケージ20の保護カバー21の投影面積よりも大きいため、LED貫通穴5のエッジと保護カバー21との隙間を通して、レンズ光学素子14内の空気は、外部に対して出入り可能となる。これにより、レンズ光学素子14内部の空気の温度の上方を抑制することになり、結果、照明装置1eは、LEDチップ22のジャンクション温度の上昇を、より抑制できる効果を奏する。このように、LEDチップ22のジャンクション温度の上昇を抑制できるため、LEDチップ22における光変換効率が高まり、結果、照明装置は、装置全体の低消費電力化を実現できる。
Further, since the LED through
さらに、照明装置1eにおいては、回路基板6の基板面6bに、言い換えれば、回路基板6の配線パターン7を有していない基板面に、レンズ光学装置14を配置しているため、レンズ光学素子14として、耐熱温度が低い樹脂によって作製されたレンズ光学素子を用いることが可能となる。これにより、照明装置1eを製造するにあたり、低コスト化を実現できる。
Further, in the
なお、本実施形態においては、回路基板6は基板面6aのみに配線パターン7を有する片面基板として説明を行ったが、基板面6b上に配線パターン7が一部配置されていてもよい。例えば、基板面6a側の配線パターン7と、基板面6b側の配線パターン7とが熱的に結合されていない場合や、熱的に結合しているとしても、レンズ光学素子14に熱的な影響を与えない範囲において、基板面6bに配線パターン7を有する場合においては、照明装置1eと同様の効果を有することは言うまでもない。
In the present embodiment, the
〔実施形態6〕
本発明の実施形態6について、図8を参照して、以下に説明する。図8は、本実施形態に係る照明装置1fの放熱構造を示す断面図である。なお、実施形態6に示す照明装置1fは、実施形態5に示した照明装置1eの変形例であり、以下の実施形態6においては、上記の実施形態6と異なる箇所について説明し、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
[Embodiment 6]
まず、本実施形態に示す照明装置1fにおいて、実施形態5の照明装置1eと異なる点は、レンズ光学素子14と回路基板6との間に隙間を形成するためのスペーサ15および16を備えていることである。
First, the illumination device 1f shown in the present embodiment is different from the
図8に示すように、ピン14aは回路基板6に挿入され、レンズ光学素子14は、回路基板6に固定されている。ここで、照明装置1fにおいては、ピン14aの周囲を囲むように、2つのピン14aそれぞれに対して、スペーサ15および16が配置されている。これにより、このスペーサ15および16の高さ分、回路基板6とレンズ光学素子14との間に空隙が生じた状態で、レンズ光学素子14は回路基板6に固定される。
As shown in FIG. 8, the pin 14 a is inserted into the
このように、回路基板6とレンズ光学素子14との間に、空隙を設けることにより、レンズ光学素子14内部の空気は、この空隙を通して、レンズ光学素子14の外部の空気と循環しやすくなる。したがって、スペーサ15および16を備えた照明装置1fは、レンズ光学素子14内部の空気の温度上昇を抑制することが可能となり、結果、LEDチップ22のジャンクション温度の上昇を抑制できる効果を奏する。なお、LEDチップ22のジャンクション温度の上昇を抑制することによる効果は、すでに述べたとおりである。
Thus, by providing a gap between the
なお、本実施形態においては、スペーサ15および16を、レンズ光学素子14とは異なる部材として構成しているが、レンズ光学素子14を、スペーサ15および16と一体となる形状としてもよい。この場合においても、スペーサ15および16を、レンズ光学素子14とは異なる部材として構成した場合と、同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
なお、本発明の照明装置を以下のように構成してもよい。 In addition, you may comprise the illuminating device of this invention as follows.
(第1構成)
内部に発光素子を有し、該発光素子の電極が電気的に接続されたリード端子を有するパッケージと、該パッケージを挿通させて配置するための貫通穴と、該パッケージのリード端子が接続される配線パターンとを有する回路基板と、該リード端子と該配線パターンの接続部がある該回路基板の主面側に絶縁性材料を介して設けられた放熱部材とを有することを特徴とする照明装置。
(First configuration)
A package having a light emitting element inside and having a lead terminal to which an electrode of the light emitting element is electrically connected, a through hole for inserting and disposing the package, and a lead terminal of the package are connected An illuminating device comprising: a circuit board having a wiring pattern; and a heat radiating member provided via an insulating material on a main surface side of the circuit board where the lead terminal and the connection part of the wiring pattern are provided .
(第2構成)
前記発光素子とは、発光ダイオードであることを特徴とする第1の構成に記載の照明装置。
(Second configuration)
The lighting device according to the first configuration, wherein the light emitting element is a light emitting diode.
(第3構成)
前記回路基板は、主面側と反対側の面には配線パターンが設置されていない、あるいは、主面側に設置される配線パターンの面積の方が、主面と反対側の面に設置される配線パターンの面積よりも大きいことを特徴とする、第1の構成または第2の構成に記載の照明装置。
(Third configuration)
The circuit board has no wiring pattern installed on the surface opposite to the main surface, or the area of the wiring pattern installed on the main surface is installed on the surface opposite to the main surface. The illumination device according to the first configuration or the second configuration, wherein the illumination device is larger than an area of the wiring pattern.
(第4構成)
前記放熱部材とは金属から構成される筐体であり、該筐体と、前記回路基板、および前記絶縁性材料とは、ねじを介して固定されていることを特徴とする、第1の構成から第3の構成までのいずれか1つの構成に記載の照明装置。
(Fourth configuration)
The heat dissipating member is a housing made of metal, and the housing, the circuit board, and the insulating material are fixed via screws. The illuminating device as described in any one structure from a 3rd structure to 3rd structure.
(第5構成)
前記筐体には、発光ダイオードを設置する部分に窪みがついていることを特徴とする、第1の構成から第4の構成までのいずれか1つの構成に記載の照明装置。
(Fifth configuration)
The lighting device according to any one of the first to fourth configurations, wherein the housing has a recess in a portion where the light emitting diode is installed.
(第6構成)
内部に発光素子を有し、該発光素子の電極が電気的に接続されたリード端子を有するパッケージと、該パッケージを挿通させて配置するための貫通穴と、該パッケージのリード端子が接続される配線パターンとを有する回路基板と、該リード端子と該配線パターンの接続部がある該回路基板の主面側に絶縁性材料を介して設けられた放熱部材と、前記発光素子の出射光の配光特性を変化することを目的として、前記発光素子の上側に位置して、前記回路基板に取り付けられる光学素子とを有することを特徴とする照明装置。
(Sixth configuration)
A package having a light emitting element inside and having a lead terminal to which an electrode of the light emitting element is electrically connected, a through hole for inserting and disposing the package, and a lead terminal of the package are connected A circuit board having a wiring pattern; a heat dissipating member provided via an insulating material on the main surface side of the circuit board where the lead terminal and the connection part of the wiring pattern are provided; and a distribution of emitted light from the light emitting element. An illuminating device comprising: an optical element that is positioned above the light emitting element and attached to the circuit board for the purpose of changing light characteristics.
(第7構成)
前記光学素子は樹脂から構成され、前記発光素子の出射光を透過あるいは反射させることで、拡散、あるいは集光することを特徴とする、第6の構成に記載の照明装置。
(Seventh configuration)
The illumination device according to the sixth configuration, wherein the optical element is made of resin, and diffuses or collects light by transmitting or reflecting light emitted from the light emitting element.
(第8構成)
前記光学素子には前記回路基板に位置決めするための位置決めピンを設けてあり、前記回路基板には、該光学素子の該ピンを挿通させるための貫通穴が設けてあることを特徴とする、第6の構成または第7の構成に記載の照明装置。
(Eighth configuration)
The optical element is provided with a positioning pin for positioning on the circuit board, and the circuit board is provided with a through hole for inserting the pin of the optical element. The illumination device according to the sixth configuration or the seventh configuration.
本発明は、発光素子が発する熱を効率よく放熱できる照明装置を提供するものであり、特に、電球や蛍光灯の代替としての照明用途や、液晶ディスプレイのパックライトにおいて利用することが可能である。 The present invention provides an illumination device that can efficiently dissipate heat generated by a light-emitting element, and can be used particularly in illumination applications as an alternative to light bulbs and fluorescent lamps and in pack lights of liquid crystal displays. .
1a 照明装置
1b 照明装置
1c 照明装置
1d 照明装置
1e 照明装置
1f 照明装置
6 回路基板
7 配線パターン
10a 放熱シート(絶縁性材料)
10b 放熱シート(絶縁性材料)
10c 放熱シート(絶縁性材料)
11a シャーシ(放熱部材)
11b シャーシ(放熱部材)
11c シャーシ(放熱部材)
12 ネジ
14 レンズ光学素子(光学素子)
14a ピン(突起部)
20 LEDパッケージ(発光体ユニット)
22 LEDチップ(発光素子)
24 電極
25 電極
72 配線パターン
73 電極パターン(接続部)
74 配線パターン
75 電極パターン(接続部)
76 固定穴(挿入孔)
77 固定穴(挿入孔)
78 ネジ穴
79 ネジ穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Illuminating device 1b Illuminating device
10b Heat dissipation sheet (insulating material)
10c Heat dissipation sheet (insulating material)
11a Chassis (heat dissipation member)
11b Chassis (heat dissipation member)
11c Chassis (heat dissipation member)
12
14a pin (protrusion)
20 LED package (light emitting unit)
22 LED chip (light emitting device)
24
74
76 Fixing hole (insertion hole)
77 Fixing hole (insertion hole)
78
Claims (10)
上記電極に接続される接続部と、当該接続部に接続されている配線パターンとを同じ面に有する回路基板と、
絶縁性材料を表面に有する放熱部材と、を備え、
上記発光体ユニットは、上記放熱部材上に上記絶縁性材料を介して配置されており、
上記回路基板における上記接続部が配置されている面と、上記放熱部材における上記発光体ユニットが配置されている面とは、互いに対向しており、
上記配線パターンの少なくとも一部は、上記放熱部材上の上記絶縁性材料に接していることを特徴とする、照明装置。 A light emitting unit having a light emitting element and an electrode electrically connected to the light emitting element;
A circuit board having a connection portion connected to the electrode and a wiring pattern connected to the connection portion on the same surface;
A heat dissipating member having an insulating material on the surface,
The luminous body unit is disposed on the heat dissipation member via the insulating material,
The surface of the circuit board on which the connecting portion is disposed and the surface of the heat dissipation member on which the light emitting unit is disposed are opposed to each other.
At least one part of the said wiring pattern is in contact with the said insulating material on the said heat radiating member, The illuminating device characterized by the above-mentioned.
上記回路基板における、上記接続部を有する面に配置されている配線パターンの面積は、上記接続部を有する面とは反対側の面に配置されている配線パターンの面積よりも、大きいことを特徴とする、請求項1または2に記載の照明装置。 The wiring pattern is disposed on both sides of the circuit board,
In the circuit board, the area of the wiring pattern disposed on the surface having the connection portion is larger than the area of the wiring pattern disposed on the surface opposite to the surface having the connection portion. The lighting device according to claim 1 or 2.
上記回路基板は、上記放熱部材に、上記ネジによって固定されていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の照明装置。 Both the heat dissipation member and the circuit board have screw holes for inserting screws,
5. The lighting device according to claim 1, wherein the circuit board is fixed to the heat dissipation member with the screws. 6.
上記光学素子は、上記放熱部材上に配置された発光素子を覆うように配置されていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の照明装置。 An optical element that changes the light distribution characteristics of the light emitted from the light emitting element,
The illumination device according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical element is disposed so as to cover a light emitting element disposed on the heat dissipation member.
上記回路基板は、上記突起部を挿入するための挿入孔を備えていることを特徴とする、請求項8または9に記載の照明装置。 The optical element includes a protrusion at a contact portion with the circuit board,
The lighting device according to claim 8 or 9, wherein the circuit board includes an insertion hole for inserting the protrusion.
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JP2008088027A JP2009245643A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Lighting system |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2008
- 2008-03-28 JP JP2008088027A patent/JP2009245643A/en active Pending
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