JP2012146552A - Lighting device - Google Patents

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Masao Toya
正雄 戸屋
Shigemi Asai
重美 浅井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device with high luminance in which light emitted from an LED element is not prevented, heat from the LED element is discharged efficiently, and light distribution of an LED bulb is improved.SOLUTION: The lighting device is composed of a light emitting element emitting light, a substrate on which the light emitting element is mounted, a heat radiation plate on which the substrate is mounted and radiates the heat generated from the light emitting element, and a globe which covers the light emitting element, the substrate, and the heat radiation plate and transmits the light emitted from the light emitting element. The heat radiation plate contacts an inner wall of the globe at least at a region other than an edge part.

Description

本発明は、発光素子を用いた照明装置に関するものである。   The present invention relates to a lighting device using a light emitting element.

近年、従来型の白熱電球もしくは電球形蛍光灯の代替を目的として、発光ダイオード(以下、LEDと記載)や有機ELのような、低消費電力にて駆動可能な発光素子によるLED電球などは、発光効率の向上・小型化・長寿命化等研究開発が進んでいる。   In recent years, for the purpose of replacing conventional incandescent bulbs or bulb-type fluorescent lamps, LED bulbs using light-emitting elements that can be driven with low power consumption, such as light-emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) and organic EL, Research and development are progressing, such as improving luminous efficiency, downsizing, and extending life.

図9は、現在市販のLED電球900の全体構成を示す概略断面図である。LED電球900は、グローブ91、LEDパッケージ92、LEDパッケージ実装基板93、LEDパッケージ実装基板を取り付ける台94、ヒートシンク95、絶縁リング96、電源基板97、封止樹脂98、口金99、導線、およびリード線とを有する。LEDパッケージを収納するグローブ91は、LEDパッケージ実装基板を取り付ける台94と端部で接合されており、LEDパッケージ92は、LEDパッケージ実装基板93に実装され、LEDパッケージ実装基板を取り付ける台94のほぼ中心に配置されている。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a commercially available LED bulb 900. The LED bulb 900 includes a globe 91, an LED package 92, an LED package mounting board 93, a base 94 for mounting the LED package mounting board, a heat sink 95, an insulating ring 96, a power supply board 97, a sealing resin 98, a base 99, a lead, and leads. With lines. The globe 91 that houses the LED package is joined to the base 94 to which the LED package mounting board is attached at the end, and the LED package 92 is mounted on the LED package mounting board 93 and is almost the same as the base 94 to which the LED package mounting board is attached. Located in the center.

LED電球900により従来型の白熱電球と同等の全光束を確保しようとすると、LED素子への投入電力が大きくなり、点灯時のLED素子の温度が過度に高くなる。この温度上昇により、LED素子の発光効率が低下し、この低下した分を補うためにさらにLED素子への投入電力を増加させ、LED素子の温度がさらに上がるという悪循環を引き起こす。   If the LED light bulb 900 attempts to secure a total luminous flux equivalent to that of a conventional incandescent light bulb, the input power to the LED element increases, and the temperature of the LED element during lighting becomes excessively high. Due to this temperature rise, the luminous efficiency of the LED element is lowered, and in order to compensate for the lowered amount, the input power to the LED element is further increased, and a vicious cycle is caused in which the temperature of the LED element further rises.

そこで、この問題を解決するには、LED素子から発せられた熱を効率よくヒートシンク95に伝え、ヒートシンク95から放熱する方法がある。しかし、LED電球900自体の高輝度化が進む中、ヒートシンク95からだけでは放熱が間に合わなくなる。LED電球900はヒートシンク95以外にもグローブ91、または口金99も熱を伝える経路として考えられるが、金属で形成されている口金99に対して、グローブ91として使用されている材料は熱伝導率が低いため、放熱部材としては、さほど機能していないという現状がある。   Therefore, in order to solve this problem, there is a method of efficiently transferring the heat generated from the LED element to the heat sink 95 and dissipating the heat from the heat sink 95. However, as the brightness of the LED bulb 900 itself increases, heat dissipation cannot be achieved in time only from the heat sink 95. In addition to the heat sink 95, the LED bulb 900 can be considered as a path for the heat transfer of the globe 91 or the base 99, but the material used as the globe 91 has a thermal conductivity with respect to the base 99 formed of metal. Since it is low, there is the present condition that it does not function so much as a heat dissipation member.

この課題に対し、例えば特許文献1には、グローブの内面に、グローブの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する透光性材料によって構成された透光性層を形成し、透光性層の熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する伝熱材料によって構成された伝熱部を介してヒートシンクに接続するというランプが開示されている。   In response to this problem, for example, in Patent Document 1, a translucent layer made of a translucent material having a thermal conductivity higher than that of the globe is formed on the inner surface of the globe, and the translucent layer is formed. There is disclosed a lamp that is connected to a heat sink through a heat transfer portion made of a heat transfer material having a thermal conductivity equal to or higher than that of the heat transfer.

また、特許文献2には、LEDを囲む枠体の開口部に、蛍光体を含有する透光部材を配設し、この遮光部材に熱伝導部材を埋め込み、放熱させる照明装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses an illumination device in which a translucent member containing a phosphor is disposed in an opening of a frame surrounding an LED, and a heat conducting member is embedded in the light shielding member to dissipate heat. .

特開2010−16223号公報(平成22年1月21日公開)JP 2010-16223 A (published January 21, 2010) 特開2010−141171号公報(平成22年6月24日公開)JP 2010-141171 A (released on June 24, 2010)

しかしながら、特許文献1に示されたランプでは、グローブの内面に透光性層を形成して熱伝導率を向上させるためには、金属に匹敵する熱伝導率の材料を用いて、50μm程度の厚膜に形成しなければならないが、そのような材料は一般的に透光性が低く、さらに厚膜のため、光の透過率が激減し、全光束が小さくなるという課題がある。また、特許文献2に示された照明装置では、LED素子からの発熱は熱伝導部材から放熱されても、LED電球のグローブ内で熱がこもってしまう。   However, in the lamp disclosed in Patent Document 1, in order to improve the thermal conductivity by forming a translucent layer on the inner surface of the globe, a material having a thermal conductivity comparable to that of metal is used. Although it is necessary to form a thick film, such a material generally has low translucency, and the thick film has a problem that the light transmittance is drastically reduced and the total luminous flux is reduced. Moreover, in the illuminating device shown by patent document 2, even if the heat_generation | fever from a LED element is thermally radiated from a heat conductive member, heat will remain in the globe of an LED bulb.

そこで、本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、LED素子から発する光を妨げることなく、LED素子からの熱を効率良く放出し、なおかつLED電球の配光特性を改善した高輝度な照明装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and does not interfere with the light emitted from the LED element, efficiently releases heat from the LED element, and further improves the light distribution characteristics of the LED bulb. An object of the present invention is to provide a simple lighting device.

本発明に係る照明装置は、光を発する発光素子と、前記発光素子が実装される基板と、前記基板を積載し前記発光素子から発する熱を放熱する放熱板と、前記発光素子および前記基板および前記放熱板を覆い、前記発光素子から発する光を透過するグローブからなる照明装置であって、前記放熱板は、少なくとも端部以外の領域で前記グローブの内壁に接していることを特徴とする。   A lighting device according to the present invention includes a light emitting element that emits light, a substrate on which the light emitting element is mounted, a heat sink that carries the substrate and dissipates heat generated from the light emitting element, the light emitting element, the substrate, The illumination device includes a glove that covers the heat radiating plate and transmits light emitted from the light emitting element, and the heat radiating plate is in contact with the inner wall of the globe at least in a region other than the end.

また、本発明に係る照明装置は、前記放熱板は、多面体形状であり、前記放熱板の、前記グローブと対向する側に前記基板を積載するための平面部を1つ以上有することを特徴とする。   Moreover, the lighting device according to the present invention is characterized in that the heat dissipation plate has a polyhedral shape, and has one or more flat portions for loading the substrate on a side of the heat dissipation plate facing the globe. To do.

また、本発明に係る照明装置は、前記放熱板は、前記平面部以外の領域が熱伝導部材を介して前記グローブに内接し、接着されていることを特徴とする。   Moreover, the illuminating device according to the present invention is characterized in that the heat radiating plate has a region other than the planar portion inscribed in the glove via a heat conducting member and bonded thereto.

また、本発明に係る照明装置は、前記平面部に対面する前記グローブ内壁及び/または外壁の一部、もしくはすべての領域に、光を拡散させるためのパターンが施されていることを特徴とする。   Further, the lighting device according to the present invention is characterized in that a pattern for diffusing light is applied to a part or all of the inner wall and / or outer wall of the globe facing the flat portion. .

また、本発明に係る照明装置は、前記平面部に対面する前記グローブ内壁及び/または外壁の一部、もしくはすべての領域に、光を拡散させるための粗面化処理が施されていることを特徴とする。   Further, in the lighting device according to the present invention, a roughening process for diffusing light is performed on a part or all of the inner wall and / or outer wall of the globe facing the flat surface. Features.

また、本発明に係る照明装置は、前記グローブは、光を拡散させる拡散材料からなることを特徴とする。   In the illumination device according to the present invention, the globe is made of a diffusing material that diffuses light.

また、本発明に係る電子機器は、上記のいずれかに記載の照明装置を備えたことを特徴とする。   An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the above illumination devices.

本発明によれば、LED素子から発する光を妨げることなく、LED素子からの熱を効率良く放出することで発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率を向上させることができる。さらに、LED電球の配光を改善した、高輝度な照明装置を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature rise of a light emitting element can be suppressed and the luminous efficiency can be improved by discharging | emitting the heat from an LED element efficiently, without disturbing the light emitted from an LED element. Furthermore, it is possible to realize a high-luminance lighting device that improves the light distribution of the LED bulb.

実施の形態に係るLED電球の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the LED light bulb which concerns on embodiment. 実施の形態におけるLED電球のグローブと、多面体形状の放熱板との接触部近傍の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the contact part vicinity of the globe of the LED bulb in embodiment, and the polyhedron-shaped heat sink. 実施の形態におけるLED電球のグローブと、多面体形状の放熱板との接触部近傍の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the contact part vicinity of the globe of the LED bulb in embodiment, and the polyhedron-shaped heat sink. 実施の形態におけるLED電球のグローブと、多面体形状の放熱板との接触部近傍の構成及び光の方向を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the contact part vicinity of the globe of the LED bulb in embodiment, and the heat sink of a polyhedron shape, and the direction of light. 実施の形態における多面体形状の放熱板の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat sink of a polyhedron shape in embodiment. 実施の形態における他の多面体形状の放熱板の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the other polyhedral-shaped heat sink in embodiment. 実施の形態における他の多面体形状の放熱板の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the other polyhedral-shaped heat sink in embodiment. 実施の形態におけるLED電球の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the LED bulb in embodiment. 従来のLED電球の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the conventional LED bulb.

以下、本発明の実施形態に係る照明装置100について、LED電球を例にして、図1〜図7に基づいて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。   Hereinafter, an illumination device 100 according to an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.

<照明装置の構成>
図1は、LED電球100の全体構成を示す断面図である。本実施形態におけるLED電球100は、グローブ1、LEDパッケージ2、LEDパッケージ実装基板3、放熱板12、ヒートシンク5、絶縁リング6、電源基板7、封止樹脂8、口金9、導線10、リード線11と、グローブ1と放熱板12を接続する接着剤4とから構成されている。
<Configuration of lighting device>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the LED bulb 100. The LED bulb 100 in this embodiment includes a globe 1, an LED package 2, an LED package mounting substrate 3, a heat sink 12, a heat sink 5, an insulating ring 6, a power supply substrate 7, a sealing resin 8, a base 9, a lead wire 10, and a lead wire. 11 and an adhesive 4 that connects the globe 1 and the heat sink 12.

グローブ1は、透光性のあるPC(ポリカーボネート)によりドーム形状に形成されている。グローブ1の材質は透光性を持つ材料であればこれに限らず、例えばガラス、アクリルといった材質も使用できる。グローブ1は後述するヒートシンク5上に配置されており、接着剤、ねじ等の公知の方法により固定されている。   The globe 1 is formed in a dome shape by translucent PC (polycarbonate). The material of the globe 1 is not limited to this as long as the material has translucency, and for example, a material such as glass or acrylic can be used. The globe 1 is disposed on a heat sink 5 described later, and is fixed by a known method such as an adhesive or a screw.

図2〜図4には、グローブ1に施された拡散パターン14が示されている。詳細は後述するが、グローブ1の内面側または外面側には、このような光を拡散させる形状(拡散パターン)が施されており、LEDパッケージ2から発する光が拡散される。また、グローブ1の内面側には後述する放熱板12が、接着剤4を介して取り付けられている。   2 to 4 show a diffusion pattern 14 applied to the globe 1. Although details will be described later, the shape (diffusion pattern) for diffusing such light is applied to the inner surface side or the outer surface side of the globe 1, and the light emitted from the LED package 2 is diffused. Further, a heat radiating plate 12 described later is attached to the inner surface side of the globe 1 with an adhesive 4.

グローブ1に施される拡散パターン14の形状であれば、LEDパッケージ性能やグローブ間との距離などにより適宜設計されることは言うまでも無い。また、LEDパッケージ2が対向するグローブ内壁および/または外壁の全面に拡散パターン14が施されていても良い。なお、本願におけるグローブ1の端部とは、グローブ1がヒートシンク5に接している端面に加え、その近傍を含んでおり、たとえば、端面から外壁および内壁側におよそ3mm以内の範囲を言う。なお、グローブ1の端部は、この範囲に限定されるものではない。   Needless to say, the shape of the diffusion pattern 14 applied to the globe 1 is appropriately designed depending on the LED package performance and the distance between the globes. Further, the diffusion pattern 14 may be provided on the entire inner wall and / or outer wall of the globe facing the LED package 2. In addition, in addition to the end surface where the globe 1 is in contact with the heat sink 5, the end portion of the globe 1 in the present application includes the vicinity thereof, for example, a range within about 3 mm from the end surface to the outer wall and the inner wall side. In addition, the edge part of the globe 1 is not limited to this range.

LEDパッケージ2は、複数のLED素子と、LED素子を実装する実装基板と、LED素子を封止する封止材とからなる。LED素子は、絶縁基板であるサファイア(Al)基板を下にして窒化ガリウム(GaN)からなる半導体発光層を上に積層し、電極層(ITO層)が上面に形成されたものである。LED素子はワイヤーによって実装基板上にワイヤーボンド実装されている。実装基板には配線があって、LED素子は実装基板上の配線と電気的に接続されている。樹脂からなる封止材(図示せず)は、複数のLED素子を覆っており、蛍光塗料が含まれ、LED素子が発する光の色を所望の色に変換すると共に、素子を劣化しにくくさせる効果も有する。 The LED package 2 includes a plurality of LED elements, a mounting substrate on which the LED elements are mounted, and a sealing material that seals the LED elements. The LED element has a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, which is an insulating substrate, and a semiconductor light emitting layer made of gallium nitride (GaN) stacked on top, and an electrode layer (ITO layer) formed on the upper surface. is there. The LED element is wire-bonded and mounted on the mounting substrate with a wire. The mounting substrate has wiring, and the LED element is electrically connected to the wiring on the mounting substrate. A sealing material (not shown) made of resin covers a plurality of LED elements, includes a fluorescent paint, converts the color of light emitted from the LED elements into a desired color, and makes the elements difficult to deteriorate. It also has an effect.

LEDパッケージ実装基板3は、LEDパッケージ2を積載するための基台である。LEDパッケージ2から発する熱を放熱板12に伝えるため、材質はアルミニウム(A6063)としている。LEDパッケージ実装基板3の材質はこれに限られるものではなく、熱伝導率の高い材質、例えば鉄、銅、アルミニウム等の金属およびその合金など様々な材質が使用できる。LEDパッケージ2が、LEDパッケージの裏側で接続される表面実装用電極を有し、LEDパッケージ実装基板3とはんだ接続される場合には、LEDパッケージ実装基板3は、金属と絶縁体とでパターニングされた基板を用いることができる。   The LED package mounting substrate 3 is a base on which the LED package 2 is mounted. In order to transmit the heat generated from the LED package 2 to the heat sink 12, the material is aluminum (A6063). The material of the LED package mounting substrate 3 is not limited to this, and various materials such as a material having high thermal conductivity, such as a metal such as iron, copper, and aluminum, and alloys thereof can be used. When the LED package 2 has an electrode for surface mounting connected on the back side of the LED package and is solder-connected to the LED package mounting substrate 3, the LED package mounting substrate 3 is patterned with a metal and an insulator. Substrates can be used.

図5は放熱板12の構成を示す図である。放熱板12は、LEDパッケージ実装基板3が積載される領域は平面部13を有し、この平面部13は、LEDパッケージと同数設けられており、前記平面部13以外の領域は、グローブ1の内壁と接触するような球状面をもつ構造である。LEDパッケージ2が実装される平面の領域が狭いほど、グローブ内壁と接触する面積が大きくなり、熱をグローブ1に伝える効果が大きくなる。グローブ1に伝わった熱はそのままグローブ1の表面から放熱される。LED電球の温度をどの程度下げるかにより、図6、図7に示すように平面部13の形状や面積を調整する。また、放熱板12の形状はこれらに限られるものではなく、さまざまな形態をとることができる。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the heat sink 12. The heat sink 12 has an area on which the LED package mounting substrate 3 is stacked having a flat part 13, and the flat part 13 is provided in the same number as the LED package, and the area other than the flat part 13 is an area of the globe 1. The structure has a spherical surface that comes into contact with the inner wall. The smaller the area of the plane on which the LED package 2 is mounted, the larger the area in contact with the inner wall of the globe and the greater the effect of transferring heat to the globe 1. The heat transmitted to the globe 1 is radiated from the surface of the globe 1 as it is. Depending on how much the temperature of the LED bulb is lowered, the shape and area of the flat portion 13 are adjusted as shown in FIGS. Moreover, the shape of the heat sink 12 is not limited to these, and can take various forms.

他の実施形態として、図6の放熱板12を用いた際のLED電球の断面図を図8に示す。   As another embodiment, FIG. 8 shows a cross-sectional view of an LED bulb when the heat sink 12 of FIG. 6 is used.

放熱板12は、グローブ1の内面側に接着剤4によって取り付けられており、熱的に接続されている。接着剤4の熱伝導率は高いほどよい。また、放熱板12は、ヒートシンク5に、ねじまたは接着剤によって熱的に接続されており、これによってLEDパッケージ2の発熱は、LEDパッケージ実装基板3を介して放熱板12へと伝わり、その熱がさらにグローブ1へと伝わって放熱する。放熱板12の取り付け方法はグローブ1にインサート成形する等様々な手段を用いることができる。   The heat sink 12 is attached to the inner surface side of the globe 1 by an adhesive 4 and is thermally connected. The higher the thermal conductivity of the adhesive 4, the better. Further, the heat sink 12 is thermally connected to the heat sink 5 by screws or an adhesive, whereby the heat generated by the LED package 2 is transmitted to the heat sink 12 via the LED package mounting substrate 3, and the heat Is further transmitted to globe 1 to dissipate heat. As a method of attaching the heat sink 12, various means such as insert molding on the globe 1 can be used.

放熱板12の材質はアルミニウム(A6063)であり、熱伝導率は210W/m・Kと高いため伝熱効果が高い。また、放熱板12の材質はこれに限られるものではなく、熱伝導率の高い材質、例えば鉄、銅、アルミニウム等の金属およびその合金など様々な材質が使用できる。その中でも、熱伝導率が100W/m・K以上となる材質が、熱をより伝えやすいため望ましい。   The material of the heat sink 12 is aluminum (A6063), and the heat conductivity is as high as 210 W / m · K, so the heat transfer effect is high. Moreover, the material of the heat sink 12 is not limited to this, and various materials such as a material having high thermal conductivity, for example, a metal such as iron, copper, and aluminum, and an alloy thereof can be used. Among them, a material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more is preferable because it easily conducts heat.

ヒートシンク5には、側面部に複数の図示しない放熱フィンがヒートシンク5の中心から外側に向けて放射状に設けられており、LEDパッケージ2から発せられ、放熱板12を経由して伝わった熱を放熱する。ヒートシンク5は放熱板12に接着剤、ねじ、かしめ等の公知の方法により固定される。LEDパッケージ2から放熱板12を介して伝わった熱をヒートシンク5全体に効率よく伝えるため、ヒートシンク5の材質はアルミニウム(A6063)としている。ヒートシンク5の材質はこれに限られるものではなく、熱伝導率の高い材質、例えば鉄、銅、アルミニウム等の金属およびその合金など様々な材質が使用できる。   The heat sink 5 is provided with a plurality of heat radiating fins (not shown) on the side surface radially from the center of the heat sink 5 to the outside, and radiates heat generated from the LED package 2 and transmitted through the heat radiating plate 12. To do. The heat sink 5 is fixed to the heat radiating plate 12 by a known method such as an adhesive, a screw, and caulking. In order to efficiently transfer the heat transferred from the LED package 2 through the heat sink 12 to the entire heat sink 5, the material of the heat sink 5 is aluminum (A6063). The material of the heat sink 5 is not limited to this, and various materials such as a material having high thermal conductivity, such as a metal such as iron, copper, and aluminum, and alloys thereof can be used.

また、ヒートシンク5の表面はアルマイト処理が施されており、放射率が通常のアルミニウムに比べ高くなるため効果的に放熱ができる。表面処理はこれに限られるものではなく、放射塗料を塗布するなど放射率が向上する様々な手段を用いることができる。   Moreover, since the surface of the heat sink 5 is anodized and the emissivity is higher than that of normal aluminum, heat can be effectively radiated. The surface treatment is not limited to this, and various means for improving the emissivity, such as applying a radiation paint, can be used.

絶縁リング6は、ヒートシンク5と口金9が電気的に接触しないように絶縁するための部材であり、材質はPBT(ポリブチレンテレフタラート)である。絶縁リング6の材質はこれに限られるものではなく、絶縁性の高い材質、例えばPCや、絶縁性を保持しながら高い熱伝導率を有するPPS(ポリフェニレンサルファイド)などが使用できる。絶縁リング6はヒートシンク5に接着剤、ねじ等の公知の方法により固定される。   The insulating ring 6 is a member for insulating the heat sink 5 and the base 9 so as not to be in electrical contact, and the material is PBT (polybutylene terephthalate). The material of the insulating ring 6 is not limited to this, and a highly insulating material such as PC or PPS (polyphenylene sulfide) having high thermal conductivity while maintaining insulation can be used. The insulating ring 6 is fixed to the heat sink 5 by a known method such as an adhesive or a screw.

電源基板7は、図示しない複数の電子部品(例えば、商業電源から供給された交流電力を直流電力に整流する整流回路、この整流回路により整流された直流電力の電圧値を調整する電圧調整回路等)が基板上に実装された、LEDパッケージ2を発光させるための回路基板である。電源基板7は絶縁リング6に、係止手段、固着手段等の公知の方法により固定される。   The power supply board 7 includes a plurality of electronic components (not shown) (for example, a rectifier circuit that rectifies AC power supplied from a commercial power source into DC power, a voltage adjustment circuit that adjusts the voltage value of the DC power rectified by the rectifier circuit, etc. ) Is a circuit board mounted on the substrate for causing the LED package 2 to emit light. The power supply substrate 7 is fixed to the insulating ring 6 by a known method such as locking means or fixing means.

封止樹脂8は、絶縁リング6および口金9内部に充填されており、電源基板7を覆っている。封止樹脂8の材質は絶縁性が高く、熱伝導率が高い樹脂であり、電源基板7から発する熱を絶縁リング6および口金9に伝導する役目を持つ。   The sealing resin 8 is filled in the insulating ring 6 and the base 9 and covers the power supply substrate 7. The material of the sealing resin 8 is a resin having high insulating properties and high thermal conductivity, and has a function of conducting heat generated from the power supply substrate 7 to the insulating ring 6 and the base 9.

口金9は、例えばエジソンタイプのE26形の口金であって、ねじ山を備えた筒状に形成された金属性のシェル部を有している。口金9は、このシェル部の一端側の頂部に絶縁部(図示せず)を介して金属製のアイレット部を有し、他端側が絶縁リング6に装着されている。   The base 9 is, for example, an Edison type E26 base, and has a metallic shell portion formed in a cylindrical shape with a thread. The base 9 has a metal eyelet part at the top of one end side of the shell part via an insulating part (not shown), and the other end side is attached to the insulating ring 6.

導線10は、電源基板7と口金9とを電気的に接続するための配線である。導線10は電源基板7と口金9のアイレット部の内側面に接続されており、また図示しない導線が電源基板7と口金9のシェル部の内側面に接続されており、図示しない灯具内の電極と接触して、電源基板7に灯具から供給される電力を伝える役目を持つ。   The conducting wire 10 is a wiring for electrically connecting the power supply substrate 7 and the base 9. The conducting wire 10 is connected to the inner surface of the eyelet portion of the power supply substrate 7 and the base 9, and the not-shown conductive wire is connected to the inner surface of the shell portion of the power supply substrate 7 and the base 9, In contact with the power supply board 7 to transmit the power supplied from the lamp.

<放熱経路>
次に、本実施形態における放熱回路について説明する。電源基板7上の電子部品の発熱は主に、電源基板7および封止樹脂8を介して、または導線10を介して口金9へと伝わり、そこから図示しない灯具へ伝わって、LED電球の外部へ放射と対流、熱伝導によって放熱する。また、電源基板7上の電子部品の発熱の一部は電源基板7および封止樹脂8を介して絶縁リング6へと伝わり、LED電球の外部へ放射と対流によって放熱する。さらにその中の一部の熱はヒートシンク5へと伝わりLED電球の外部へ放射と対流によって放熱する。
<Heat dissipation path>
Next, the heat dissipation circuit in this embodiment will be described. The heat generated by the electronic components on the power supply board 7 is mainly transmitted to the base 9 through the power supply board 7 and the sealing resin 8 or through the conductive wire 10 and from there to a lamp (not shown) to be external to the LED bulb. Heat is released by radiation, convection, and heat conduction. A part of the heat generated by the electronic components on the power supply board 7 is transmitted to the insulating ring 6 through the power supply board 7 and the sealing resin 8, and is radiated to the outside of the LED bulb by radiation and convection. Further, a part of the heat is transferred to the heat sink 5 and radiated to the outside of the LED bulb by radiation and convection.

LEDパッケージ2の発熱は、放熱板12を介してヒートシンク5へと伝わり、LED電球100の外部へ放射と対流によって放熱する。従来のLED電球のように、放熱板12がない場合には、熱伝導率が1W/m・K以下と低いグローブには、LEDパッケージ実装基板を取り付ける台と接する部分から数mmの位置までしか熱は伝わらない。そのためグローブ全体にはほとんど熱は伝わらず、グローブからの放熱はごく微量であるため、放熱経路は主にヒートシンクのみであった。グローブはLED電球の表面積の約1/3を占めるため、本実施形態の構成をとることにより、LEDパッケージ2の発熱が放熱板12を介してヒートシンク5に伝わるので、高い放熱効果を得ることができる。   The heat generated by the LED package 2 is transmitted to the heat sink 5 through the heat radiating plate 12 and is radiated to the outside of the LED bulb 100 by radiation and convection. When there is no heat sink 12 like a conventional LED bulb, the globe with a low thermal conductivity of 1 W / m · K or less is only a few millimeters from the part in contact with the base for mounting the LED package mounting board. Heat is not transmitted. For this reason, almost no heat is transmitted to the entire globe, and the heat radiation from the globe is very small. Since the globe occupies about 1/3 of the surface area of the LED bulb, the heat generation of the LED package 2 is transmitted to the heat sink 5 through the heat radiating plate 12 by adopting the configuration of this embodiment, so that a high heat dissipation effect can be obtained. it can.

本実施形態では放熱板12がグローブ1内面側と熱的に接触しているので、LEDパッケージ2の発熱は、LEDパッケージ実装基板3を介して放熱板12へと伝わり、その熱がさらに接着剤4を介してグローブ1内面側へと伝わる。グローブ1内面側へと伝わった熱は、グローブ1外面側へと伝わる。グローブ1の熱伝導率は1W/m・K以下と低いが、厚さが1mm程度のため、グローブ1外面側まで熱が伝わる。放熱板12とグローブ1とが熱的に接触している部分からグローブ1全体へと熱が伝わり、グローブ1の温度が上昇する。グローブ1の熱伝導率は低いが、放熱板12上の、LEDパッケージ2が実装されている平面以外は、グローブ1と接触しているため、接触箇所におけるグローブ1の温度は十分に高まり、グローブ1から放射と対流によって放熱する量が大幅に増加する。これによりLEDパッケージ2から発する熱をグローブ1からも効率良く放出でき、LEDパッケージ2の温度上昇が抑制されるので、LEDパッケージ2の発光効率が向上する。   In this embodiment, since the heat sink 12 is in thermal contact with the inner surface side of the globe 1, the heat generated by the LED package 2 is transmitted to the heat sink 12 via the LED package mounting substrate 3, and the heat is further added to the adhesive. 4 is transmitted to the inner surface side of the globe 1. The heat transmitted to the inner surface side of the globe 1 is transmitted to the outer surface side of the globe 1. The thermal conductivity of the globe 1 is as low as 1 W / m · K or less, but since the thickness is about 1 mm, heat is transmitted to the outer surface side of the globe 1. Heat is transmitted from the portion where the heat radiating plate 12 and the globe 1 are in thermal contact to the entire globe 1 and the temperature of the globe 1 rises. Although the heat conductivity of the globe 1 is low, since the surface of the globe 1 is in contact with the globe 1 except for the plane on which the LED package 2 is mounted on the heat sink 12, the temperature of the globe 1 at the contact point is sufficiently increased, The amount of heat released from 1 by radiation and convection is greatly increased. Thereby, the heat generated from the LED package 2 can be efficiently released from the globe 1 and the temperature rise of the LED package 2 is suppressed, so that the light emission efficiency of the LED package 2 is improved.

<出射経路>
次に、本実施形態における光の出射経路について説明する。LEDパッケージ2から発する光は、主にグローブ1内の空気中を介して、グローブ1内部を通り、LED電球100の外部へ出射する。また、LEDパッケージ2から発する光の一部は、グローブ1内の空気中を介して放熱板12の表面に当たり、反射してグローブ12内部を通り、LED電球の外部へ出射する。
<Exit path>
Next, the light emission path in the present embodiment will be described. Light emitted from the LED package 2 is emitted to the outside of the LED bulb 100 through the inside of the globe 1 mainly through the air in the globe 1. A part of the light emitted from the LED package 2 hits the surface of the heat sink 12 through the air in the globe 1, is reflected, passes through the inside of the globe 12, and is emitted to the outside of the LED bulb.

現状のLED電球に用いられているグローブと、本発明の放熱板12とを接触させた場合、その接触部では光の外部への透過が妨げられることになり、グローブの球面内で光を透過する部分と、透過しない部分で発光むらが生じることになる。しかし、本発明のグローブ1では、多面体形状の放熱板12と接触する近傍に、図2〜図4に示すような拡散パターン14を施してある。   When the globe used in the current LED bulb and the heat sink 12 of the present invention are brought into contact with each other, the contact portion prevents light from being transmitted to the outside and transmits light within the globe surface. The uneven light emission occurs at the portion where the light is transmitted and the portion where the light is not transmitted. However, in the globe 1 of the present invention, a diffusion pattern 14 as shown in FIGS. 2 to 4 is provided in the vicinity of contact with the polyhedral heat sink 12.

図2に示すような内部に拡散パターン14が施されたグローブ1に、発光素子から発せられた光が入光した場合、グローブ内壁面に施された凹凸形状によって、光があらゆる方向に拡散し、発光むらを低減することができる。   When the light emitted from the light emitting element enters the globe 1 having the diffusion pattern 14 inside as shown in FIG. 2, the light is diffused in all directions by the uneven shape formed on the inner wall surface of the globe. Uneven light emission can be reduced.

また、図3に示すような外部に拡散パターン14が施されたグローブ1に、発光素子から発せられた光が入光した場合、グローブ外壁面に施された凹凸形状によって、光があらゆる方向に拡散し、発光むらを低減することができる。   In addition, when the light emitted from the light emitting element is incident on the globe 1 having the diffusion pattern 14 on the outside as shown in FIG. 3, the light is transmitted in all directions due to the uneven shape formed on the outer wall surface of the globe. It diffuses and light emission unevenness can be reduced.

また、図4に示すようなプリズム形状の拡散パターン14を施せば、図中に示した点線の矢印のように光がグローブ1と放熱板12との接触面側に屈折し、発光むらを低減することができる。拡散パターン14は、上記に示したものだけでなく、光を拡散させる範囲や光の強度などにより、その形状、位置、大きさなど、適宜設定すればよい。   Further, if a prism-shaped diffusion pattern 14 as shown in FIG. 4 is applied, the light is refracted to the contact surface side between the globe 1 and the heat sink 12 as shown by the dotted arrows in the figure, thereby reducing uneven emission. can do. The diffusion pattern 14 is not limited to the one described above, and the shape, position, size, and the like may be set as appropriate depending on the light diffusion range, light intensity, and the like.

また、図9に示したような従来のLED電球の場合、LEDパッケージから発せられた光は、LEDパッケージ実装基板を取り付ける台からグローブ側へ広がることになるのに対して、本発明のLED電球の場合、LEDパッケージ2は立体的に配置されているため、口金9側へも光が放たれることになり配光が改善される。   Further, in the case of the conventional LED bulb as shown in FIG. 9, the light emitted from the LED package spreads from the base on which the LED package mounting substrate is attached to the globe side, whereas the LED bulb of the present invention. In this case, since the LED package 2 is three-dimensionally arranged, light is emitted also to the base 9 side, and the light distribution is improved.

以上のように多面体形状の放熱板12を拡散パターン14を施したグローブ1内面側に取り付けることにより、グローブ1からも放熱し、これによりLEDパッケージ2から発する熱を効率良く放出でき、LEDパッケージ2の温度上昇が抑制されるので、LEDパッケージ2の発光効率が向上する。また、グローブ1に拡散パターン14を施すことで、光の発光むらを低減することができる。さらに、LEDパッケージ2を立体的に実装することにより、既存のLED電球と比較して配光特性が改善される。   As described above, the polyhedral heat sink 12 is attached to the inner surface side of the globe 1 with the diffusion pattern 14 so that the heat is also radiated from the globe 1, thereby efficiently releasing the heat generated from the LED package 2. Therefore, the luminous efficiency of the LED package 2 is improved. In addition, by applying the diffusion pattern 14 to the globe 1, unevenness of light emission can be reduced. Furthermore, by mounting the LED package 2 three-dimensionally, the light distribution characteristics are improved as compared with existing LED bulbs.

本発明の照明装置は、LEDを用いたLED電球だけではなく、あらゆる照明装置に適用できる用途の広いものである。   The lighting device of the present invention has a wide range of applications that can be applied not only to LED bulbs using LEDs but also to all lighting devices.

1、91 グローブ
2、92 LEDパッケージ
3、93 LEDパッケージ実装基板
4 接着剤
5、95 ヒートシンク
6、96 絶縁リング
7、97 電源基板
8、98 封止樹脂
9、99 口金
10 導線
11 リード線
12 放熱板
13 平面部
14 拡散パターン
94 LEDパッケージ実装基板を取り付ける台
100、100´ LED電球
900 従来のLED電球
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,91 Globe 2,92 LED package 3,93 LED package mounting board 4 Adhesive 5,95 Heat sink 6,96 Insulation ring 7,97 Power supply board 8,98 Sealing resin 9,99 Base 10 Lead wire 11 Lead wire 12 Heat dissipation Plate 13 Plane portion 14 Diffusion pattern 94 Stand for mounting LED package mounting board 100, 100 'LED bulb 900 Conventional LED bulb

Claims (7)

発光素子と、
前記発光素子が実装される基板と、
前記基板を積載する放熱板と、
前記発光素子、前記基板及び前記放熱板を覆い、前記発光素子から発する光を透過するグローブからなる照明装置であって、
前記放熱板は、少なくとも端部以外の領域で前記グローブの内壁に接していることを特徴とする照明装置。
A light emitting element;
A substrate on which the light emitting element is mounted;
A heat sink on which the substrate is loaded;
An illumination device comprising a globe that covers the light emitting element, the substrate, and the heat radiating plate and transmits light emitted from the light emitting element,
The heat radiating plate is in contact with the inner wall of the globe at least in a region other than the end portion.
前記放熱板は、多面体形状であり、前記放熱板の、前記グローブと対向する側に前記基板を積載するための平面部を1つ以上有することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   2. The lighting device according to claim 1, wherein the heat radiating plate has a polyhedral shape, and has at least one flat portion for loading the substrate on a side of the heat radiating plate facing the globe. 前記放熱板は、前記平面部以外の領域が熱伝導部材を介して前記グローブに内接し、接着されていることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。   3. The lighting device according to claim 1, wherein a region other than the flat portion of the heat radiating plate is inscribed and bonded to the globe via a heat conductive member. 前記平面部に対面する前記グローブ内壁及び/または外壁の一部、もしくはすべての領域に、光を拡散させるためのパターンが施されていることを特徴とする請求項1から3に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein a pattern for diffusing light is applied to a part or all of the inner wall and / or outer wall of the globe facing the flat portion. . 前記平面部に対面する前記グローブ内壁及び/または外壁の一部、もしくはすべての領域に、光を拡散させるための粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項1から3に記載の照明装置。   The roughening process for diffusing light is given to the one part or all area | region of the said globe inner wall and / or outer wall which face the said plane part, The Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Lighting equipment. 前記グローブは、光を拡散させる拡散材料からなることを特徴とする請求項1から3に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the globe is made of a diffusion material that diffuses light. 請求項1から6のいずれかに記載の照明装置を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the lighting device according to claim 1.
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