JP2015207383A - Led照明装置及びled照明装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】配光角を容易かつ確実に高めることができるLED照明装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の実施形態に係るLED照明装置は、部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置であって、LEDモジュールが、複数の発光ダイオードを実装したフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板を敷設する金属製支持基台とを備え、支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、グローブの中心軸と一対の直角錐台部の中心軸とが略一致するよう配設されており、1又は複数の発光ダイオードが、支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設されている。【選択図】図1
Description
本発明は、LED照明装置及びLED照明装置の製造方法に関する。
近年、従来の蛍光灯に代わって、エネルギー消費が小さくかつ高寿命である発光ダイオード(LED)を光源としたLED照明装置が普及しつつある。
発光ダイオードは素子1つ当たりの発光量が小さいため、LED照明装置では複数の発光ダイオードが通常プリント配線板に実装される。この複数の発光ダイオードは、一般的にはプリント配線板上に平面的に並置される。しかし、このようにプリント配線板上に平面的に複数の発光ダイオードが並置されたLED照明装置では、この複数の発光ダイオードで形成される光源が指向性を有する。つまり、従来のLED照明装置では、発光ダイオード実装面の正面(法線方向)の光度は高いが、発光ダイオード実装面の正面に対する角度が大きくなる位置ほど、光度が低下する。
このような不都合に対し、(1)複数の発光ダイオードを支持基板の前面側と背面側とに配設し、配光角(最大光度の方向に対して、光度が最大光度の1/2となる方向のなす角度)を大きくしたLED照明装置(特開2012−181969号公報参照)、(2)グローブ内にレンズを配置し配光角を大きくしたLED照明装置(特開2011−249236号公報参照)、(3)角錐台状の支持基台の側面及び上面に発光ダイオードを配設し配光角を大きくしたLED照明装置(特開2010−135308号公報参照)等が提案されている。
上記(1)のLED照明装置では、支持基板と平行な方向(発光ダイオードの発光面の法線と垂直方向)に対する光度が不十分である。また、上記(2)のLED照明装置は、レンズによる影の発生により光度が低下する領域がある。さらに、上記(3)のLED照明装置では、支持基台の底面側の光度が不十分である。従って、従来のLED照明装置には配光角について改善の余地がある。
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、配光角を容易かつ確実に高めることができるLED照明装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るLED照明装置は、部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置であって、上記LEDモジュールが、複数の発光ダイオードを実装したフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板を敷設する金属製支持基台とを備え、上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とが略一致するよう配設されており、1又は複数の上記発光ダイオードが、上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設されている。
別の本発明の一態様に係るLED照明装置の製造方法は、部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置の製造方法であって、1枚のフレキシブルプリント配線板を切断する工程、1枚のフレキシブルプリント配線板の表面に複数の発光ダイオードを実装する工程、発光ダイオードを実装した上記フレキシブルプリント配線板の裏面に接着剤を積層する工程、接着剤を積層したフレキシブルプリント配線板の曲折及び金属製支持基台への敷設によりLEDモジュールを形成する工程、及び上記LEDモジュールをグローブ内に配設する工程を備え、上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、上記LEDモジュール形成工程で、1又は複数の上記発光ダイオードを上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設し、上記LEDモジュール配設工程で、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とを略一致させる。
本発明の実施形態に係るLED照明装置は、配光角を容易かつ確実に高めることができる。また、本発明の実施形態に係るLED照明装置の製造方法は、このようなLED照明装置を低コストで製造することができる。
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一実施形態に係るLED照明装置は、部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置であって、上記LEDモジュールが、複数の発光ダイオードを実装したフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板を敷設する金属製支持基台とを備え、上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とが略一致するよう配設されており、1又は複数の上記発光ダイオードが、上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設されている。
本発明の一実施形態に係るLED照明装置は、部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置であって、上記LEDモジュールが、複数の発光ダイオードを実装したフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板を敷設する金属製支持基台とを備え、上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とが略一致するよう配設されており、1又は複数の上記発光ダイオードが、上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設されている。
当該LED照明装置は、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状の支持基台を有し、この支持基台の一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に発光ダイオードを配設することで、光度の均一性を高めつつ、高い配光角を容易かつ確実に実現することができる。また、当該LED照明装置は、フレキシブルプリント配線板を用いてLEDモジュールを形成するため、複数の発光ダイオードの配設を容易かつ確実に行うことができる。さらに、当該LED照明装置は、発光ダイオードを実装したフレキシブルプリント配線板を金属製支持基台に敷設しているため、放熱性にも優れる。なお、「部分球状」とは、球体の一部からなる形状を意味し、この球体として厳密な球体のみならず曲率が部分的に変化する球体も含む概念である。「略一致する」とは、中心軸同士の成す角度が5°以内、かつ中心軸の最小距離が1mm以内であることを意味する。
先端側直角錐台部の中心軸に対する側面の傾斜角θ1と基底側直角錐台部の中心軸に対する側面の傾斜角θ2が下記式(1)を満たすとよい。このように傾斜角θ1と傾斜角θ2とが下記式(1)を満たすことで、配光角の向上を促進しつつ、グローブの中心軸方向の光度の均一性を高めることができる。
θ1≧θ2 ・・・(1)
θ1≧θ2 ・・・(1)
上記傾斜角θ1としては10°以上60°以下が好ましく、上記傾斜角θ2としては0°超30°以下が好ましい。このように傾斜角θ1及び傾斜角θ2をそれぞれ上記範囲とすることで、配光角及びグローブの中心軸方向の光度の均一性をさらに高めることができる。
上記一対の直角錐台部の底面が5角形以上の多角形であるとよい。本発明者らは、発光ダイオードを直角錐台の側面に配設する場合、この直角錐台の底面の角数が5以上のとき、直角錐台の中心軸周りの光度の均一性を顕著に高められることを見出した。従って、このように直角錐台部の底面を5角形以上の多角形とすることで、配光角の向上を促進しつつ、グローブの中心軸周りの光度の均一性を高めることができる。
上記基底側直角錐台部の天面に放熱部と連結する金属製柱状体をさらに備えるとよい。このような金属製柱状体を備えることで、放熱性をさらに向上できると共に、放熱部と支持基台とを離間して配光角の向上をさらに促進することができる。
上記フレキシブルプリント配線板が、1枚のフレキシブルプリント配線板を切断かつ曲折することで形成されているとよい。このように1枚のフレキシブルプリント配線板を用いてLEDモジュールを形成することで、部品点数を低減できると共に配線作業や支持基台への敷設作業が軽減できるため、配光角を高めつつ生産コストを著しく低減することができる。
上記フレキシブルプリント配線板が2種以上の接着剤を介して上記支持基台に敷設されているとよい。このように2種以上の接着剤を用いることで、フレキシブルプリント配線板のLEDモジュールが実装された領域に伝熱性の高い接着剤を選択的に積層することができるため、フレキシブルプリント配線板と支持基台との接続強度を維持しつつ、LEDモジュールの放熱性をより高めて光度の低下を防止することができる。
上記接着剤のうち少なくとも1種がセラミックス製の熱伝導性フィラーを含有するとよい。このように接着剤がセラミックス製の熱伝導性フィラーを含有することで、LEDモジュールの放熱性をさらに高めて光度の低下をより効果的に防止することができる。
また、別の本発明の一態様に係るLED照明装置の製造方法は、部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置の製造方法であって、1枚のフレキシブルプリント配線板を切断する工程、1枚のフレキシブルプリント配線板の表面に複数の発光ダイオードを実装する工程、発光ダイオードを実装した上記フレキシブルプリント配線板の裏面に接着剤を積層する工程、接着剤を積層したフレキシブルプリント配線板の曲折及び金属製支持基台への敷設によりLEDモジュールを形成する工程、及び上記LEDモジュールをグローブ内に配設する工程を備え、上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、上記LEDモジュール形成工程で、1又は複数の上記発光ダイオードを上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設し、上記LEDモジュール配設工程で、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とを略一致させる。
当該LED照明装置の製造方法は、高い配光角を有するLED照明装置を低コストで容易かつ確実に製造することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係るLED照明装置の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。なお、LEDモジュールにおける「表裏」は、フレキシブルプリント配線板のベースフィルムの厚さ方向のうち、発光ダイオード積層側を表、発光ダイオード積層側と反対側を裏とする方向を意味し、LEDモジュール又はLED照明装置の使用状態における表裏を意味するものではない。
以下、本発明に係るLED照明装置の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。なお、LEDモジュールにおける「表裏」は、フレキシブルプリント配線板のベースフィルムの厚さ方向のうち、発光ダイオード積層側を表、発光ダイオード積層側と反対側を裏とする方向を意味し、LEDモジュール又はLED照明装置の使用状態における表裏を意味するものではない。
図1〜図4に示すLED照明装置は、部分球状のグローブ1と、このグローブ1の開口部から突設される円錐台状の放熱部2と、この放熱部2から伸びる口金部3と、上記グローブ1内に配設されかつ放熱部2に突設されるLEDモジュール4と、放熱部2とLEDモジュール4とを連結する金属製柱状体5と、LEDモジュール4に電力を供給する電源回路(図示せず)とを主に備える。
<グローブ>
グローブ1は、LEDモジュール4を保護すると共に発光ダイオード4aから発する光を透過させる部分球状(部分回転体)のカバーである。グローブ1の中心軸(回転軸)は後述する支持基台4cの中心軸と略一致する。グローブ1は、例えば透明又は半透明の樹脂やガラス等を用いて形成することができる。また、グローブ1には光拡散機能を付与してもよい。光拡散機能を付与する方法としては、例えばグローブ内面に拡散剤を分散付着させる方法が挙げられる。
グローブ1は、LEDモジュール4を保護すると共に発光ダイオード4aから発する光を透過させる部分球状(部分回転体)のカバーである。グローブ1の中心軸(回転軸)は後述する支持基台4cの中心軸と略一致する。グローブ1は、例えば透明又は半透明の樹脂やガラス等を用いて形成することができる。また、グローブ1には光拡散機能を付与してもよい。光拡散機能を付与する方法としては、例えばグローブ内面に拡散剤を分散付着させる方法が挙げられる。
<放熱部>
放熱部2は、LEDモジュール4を支持し、またLEDモジュール4の発光ダイオード4aの熱を外部へと伝える機能を果たす。放熱部2は、LEDモジュール4が柱状体5を介して突設され、グローブ1が取付けられる円柱部2aと、この円柱部2aのLEDモジュール4と反対側に接続され、LEDモジュール4と反対側に向かって縮径する円錐台部2bとを有する。また、放熱部2の円錐台部2bのLEDモジュール4と反対側の端部には口金部3が取付けられる。
放熱部2は、LEDモジュール4を支持し、またLEDモジュール4の発光ダイオード4aの熱を外部へと伝える機能を果たす。放熱部2は、LEDモジュール4が柱状体5を介して突設され、グローブ1が取付けられる円柱部2aと、この円柱部2aのLEDモジュール4と反対側に接続され、LEDモジュール4と反対側に向かって縮径する円錐台部2bとを有する。また、放熱部2の円錐台部2bのLEDモジュール4と反対側の端部には口金部3が取付けられる。
放熱部2の材質としては、伝熱性の高いものであれば特に限定されないが、軽量性及び加工性の観点からアルミニウムを好適に用いることができる。
<口金部>
口金部3は、電球用ソケットに接続するための部位であり、アルミニウム等の公知の材質で形成される。
口金部3は、電球用ソケットに接続するための部位であり、アルミニウム等の公知の材質で形成される。
<LEDモジュール>
LEDモジュール4は、図2、図3及び図4に示すように、複数の発光ダイオード4aを実装したフレキシブルプリント配線板4bと、このフレキシブルプリント配線板4bを敷設する金属製支持基台4cとを備える。
LEDモジュール4は、図2、図3及び図4に示すように、複数の発光ダイオード4aを実装したフレキシブルプリント配線板4bと、このフレキシブルプリント配線板4bを敷設する金属製支持基台4cとを備える。
(発光ダイオード)
発光ダイオード4aは、後述するフレキシブルプリント配線板4bのランド部に実装されている。この発光ダイオード4aとしては、多色発光タイプ又は単色発光タイプで、チップ型又は合成樹脂等でパッケージされた表面実装型の発光ダイオードを用いることができる。また、本発明の効果を高める観点から、レンズを備えていない発光ダイオードを用いることが好ましい。発光ダイオード4aのフレキシブルプリント配線板4bのランド部への接続方法としては、例えば導電性ペーストを用いたダイボンディングや、金属線を用いたワイヤボンディング、半田によるパッケージの実装等を用いることができる。
発光ダイオード4aは、後述するフレキシブルプリント配線板4bのランド部に実装されている。この発光ダイオード4aとしては、多色発光タイプ又は単色発光タイプで、チップ型又は合成樹脂等でパッケージされた表面実装型の発光ダイオードを用いることができる。また、本発明の効果を高める観点から、レンズを備えていない発光ダイオードを用いることが好ましい。発光ダイオード4aのフレキシブルプリント配線板4bのランド部への接続方法としては、例えば導電性ペーストを用いたダイボンディングや、金属線を用いたワイヤボンディング、半田によるパッケージの実装等を用いることができる。
(フレキシブルプリント配線板)
フレキシブルプリント配線板4bは、可撓性及び絶縁性を有するベースフィルムと、ベースフィルムの表面に積層される導電パターンとを有する。この導電パターンは、図5Aに示すように、一対のパッド電極4eと、複数のランド部4fと、パッド電極4e及びランド部4fに接続される配線(図示せず)とを有し、上記ランド部4fには発光ダイオード4aが電気的に接続されるように配設(実装)されている。また、フレキシブルプリント配線板4bは接着剤6を介して支持基台4cに敷設されている。この接着剤6としては、当該LED照明装置の製造方法の説明で詳述するように2種以上の接着剤を用いることが好ましい。
フレキシブルプリント配線板4bは、可撓性及び絶縁性を有するベースフィルムと、ベースフィルムの表面に積層される導電パターンとを有する。この導電パターンは、図5Aに示すように、一対のパッド電極4eと、複数のランド部4fと、パッド電極4e及びランド部4fに接続される配線(図示せず)とを有し、上記ランド部4fには発光ダイオード4aが電気的に接続されるように配設(実装)されている。また、フレキシブルプリント配線板4bは接着剤6を介して支持基台4cに敷設されている。この接着剤6としては、当該LED照明装置の製造方法の説明で詳述するように2種以上の接着剤を用いることが好ましい。
上記フレキシブルプリント配線板4bを構成するベースフィルムは、絶縁性及び可撓性を有するシート状部材で構成されている。このベースフィルムを構成するシート状部材としては、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が好適に用いられる。なお、ベースフィルムは、充填材、添加剤等を含んでもよい。
フレキシブルプリント配線板4bのベースフィルムは1枚のフィルムから構成され、図5Aに示すように、中心の正6角形部の各辺から中心から離れる側に向かって拡幅する6つの台形状の第1台形部の上底が接続されている。さらに、これら6つの第1台形部の下底には長方形状の長方形部の一辺がそれぞれ接続され、この長方形部の一辺と対向する辺を下底とし第1台形部とは逆向きに拡幅する台形状の第2台形部が上記長方形部にそれぞれ接続されている。このベースフィルムは、正6角形部、第1台形部、長方形部、及び第2台形部の境界で折り曲げることで、図1等に示すような20面体状の立体形状を構成する。この立体形状は、後述する支持基台4cの外形に沿った形状であり、具体的には、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部X1,X2と、この一対の直角錐台部X1,X2を接続する直角柱部X3とからなる形状から、一方(基底側)の直角錐台部X2の天面を除いた形状である。上記立体形状において、他方(先端側)の直角錐台部X1の天面に該当するベースフィルムの領域には配線用孔4d及びパッド電極4eが形成されている。また、発光ダイオード4aは、上記立体形状の一対の直角錐台部X1,X2の一対の天面を除く面に配設される。
なお、ベースフィルムは、支持基台4cに沿って配設された際に、隣接する第1台形部、長方形部及び第2台形部の側辺同士が当接するような形状を有することが好ましい。ベースフィルムをこのような形状とすることで、支持基台4cの表面がベースフィルム間から表出することを防いで、当該LED照明装置の光度の均一性及び意匠性を高めることができる。
上記ベースフィルムの平均厚さの下限としては、9μmが好ましく、12μmがより好ましい。一方、ベースフィルムの平均厚さの上限としては、50μmが好ましく、38μmがより好ましい。ベースフィルムの平均厚さが上記下限未満の場合、ベースフィルムの強度が不十分となるおそれがある。逆に、ベースフィルムの平均厚さが上記上限を超える場合、ベースフィルムを支持基台4cに沿って多面体状に折り曲げることが困難になるおそれがある。
フレキシブルプリント配線板4bの導電パターンは、一対のパッド電極4eと、複数のランド部4fと、パッド電極4e及びランド部4fに接続される配線とを有しており、ベースフィルムの表面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。パッド電極4eは、上述のように配線用孔4dの近辺に設けられており、複数のランド部4fは、ベースフィルムの上述した第1台形部、長方形部及び第2台形部に1セットずつ設けられ、発光ダイオード4aがそれぞれのランド部4fに実装されている。配線は、これらの複数のパッド電極4e及びランド部4fを直列又は並列に接続するように形成されている。
また、ベースフィルムのランド部4fが積層される放熱領域4gにはベースフィルムが除去された開口が形成され、裏面にランド部4f(導電パターン)が露出している。この放熱領域4gに熱伝導性の高い接着剤を積層し、金属製支持基台4cとランド部4f又は発光ダイオード4aとを接続することで、発光ダイオード4aの放熱性を高めることができる。この放熱領域4gは、例えばランド部4fの投影領域を少なくとも覆い、発光ダイオード4aの投影領域と重複するとよい。
放熱領域4gの占有面積の上限としては、発光ダイオード4aの投影面積の2倍が好ましく、1.8倍が好ましく、1.5倍がさらに好ましい。放熱領域4gの占有面積が上記上限を超える場合、ベースフィルムの除去領域が大きくなり、フレキシブルプリント配線板4bと支持基台4cとの絶縁性が低下するおそれがある。
一対のパッド電極4eは、複数の発光ダイオード4aを当該LED照明装置が有する電源回路と電気的に接続するための部材である。これらのパッド電極4eには、LEDモジュール4の内部から配線用孔4dを貫通したリード線(図示せず)が接続され、発光ダイオード4aに点灯用の電力を供給する。
上記導電パターンは、導電性を有する材料で形成可能であるが、一般的には例えば銅によって形成される。
上記導電パターンの平均厚さの下限としては、5μmが好ましく、8μmがより好ましい。導電パターンの平均厚さが上記下限未満の場合、導通性が不十分となるおそれがある。一方、導電パターンの平均厚さの上限としては、50μmが好ましく、35μmがより好ましい。導電パターンの平均厚さが上記上限を超える場合、フレキシブルプリント配線板4bのフレキシブル性を損なうおそれがある。
フレキシブルプリント配線板4bの表面のパッド電極4e及び発光ダイオード4aが実装される部分(ランド部4f)を除いた部分には、カバーレイ(図示せず)が積層される。このカバーレイは絶縁機能及び接着機能を有し、ベースフィルム及び導電パターンの表面に接着される。カバーレイが絶縁層と接着層とを有する場合、絶縁層としては、ベースフィルムと同じ材質を用いることができ、平均厚さもベースフィルムと同様とすることができる。また、カバーレイの接着層を構成する接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤等が好適に用いられる。接着層の平均厚さは、特に限定されるものではないが、12.5μm以上50μm以下が好ましい。
上記カバーレイの表面は、白色に着色されることが好ましい。カバーレイの表面に白色層を形成することで、発光ダイオード4aのフレキシブルプリント配線板4b側への出射光を反射し、光線の利用効率を高めることができる。また、当該LED照明装置の意匠性を高めることができる。この白色層は、例えば白色顔料の塗工等により形成することができる。
(支持基台)
支持基台4cは、金属製の部材であり、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部X1,X2を有する多面体状に形成されている。この支持基台4cは、グローブ1の中心軸と上記一対の直角錐台部X1,X2の中心軸とが略一致するよう配設される。
支持基台4cは、金属製の部材であり、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部X1,X2を有する多面体状に形成されている。この支持基台4cは、グローブ1の中心軸と上記一対の直角錐台部X1,X2の中心軸とが略一致するよう配設される。
支持基台4cの内部は中実でも中空でもよいが、放熱性を考慮して中実(バルク状)とすることが好ましい。支持基台4cを形成する金属としては、例えばアルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、ニッケル、モリブデン、タングステン等を用いることができる。これらの中でも伝熱性、加工性及び軽量性に優れるアルミニウムが特に好ましい。なお、支持基台4cを中実とする場合、電源回路とフレキシブルプリント配線板4bとを接続するリード線を挿通可能な通路4hが内部に形成される。
支持基台4cは、上述したように図1に示すような多面体状の立体形状を有する。この立体形状は、放熱部2と反対側から順に、底面が正6角形の先端側直角錐台部X1と、この先端側直角錐台部X1の底面に接続する底面が正6角形の直角柱部X3と、この直角柱部X3の底面に接続する基底側直角錐台部X2とから構成される。
上記先端側直角錐台部X1の中心軸に対する側面の傾斜角θ1と基底側直角錐台部X2の中心軸に対する側面の傾斜角θ2とが下記式(1)を満たすとよい。これにより、当該LED照明装置の配光角の向上を促進しつつ、グローブ1の中心軸方向(先端側)の光度の均一性を高めることができる。
θ1≧θ2 ・・・(1)
θ1≧θ2 ・・・(1)
上記傾斜角θ1の下限としては、10°が好ましく、15°がより好ましい。一方、傾斜角θ1の上限としては、60°が好ましく、45°がより好ましい。傾斜角θ1が上記下限未満の場合、グローブ1の中心軸方向(先端側)の光度が低下するおそれがある。逆に、傾斜角θ1が上記上限を超える場合、当該LED照明装置の配光角が不十分となるおそれがある。
また、上記傾斜角θ2としては、0°超が好ましく、5°以上がより好ましい。一方、傾斜角θ2の上限としては、30°が好ましく、25°がより好ましい。傾斜角θ2が小さすぎると、当該LED照明装置の配光角が不十分となるおそれがある。逆に、傾斜角θ2が上記上限を超えると、グローブ1の中心軸方向(先端側)及びグローブ1の中心軸と垂直方向の光度が低下するおそれがある。
支持基台4cの上記先端側直角錐台部X1及び基底側直角錐台部X2の底面は、図1等では正6角形であるが、支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の底面の形状は正6角に限定されない。ただし、光度の均一性向上の観点から直角錐台部X1,X2の底面は正多角形とすることが好ましい。
また、直角錐台部X1,X2の底面の正多角形の角数の下限としては、5角が好ましく、7角がより好ましい。直角錐台部X1,X2の底面の正多角形の角数が5角未満の場合、つまり正多角形が5回対称未満の場合、当該LED照明装置の明るさ(光度)のムラが目立つおそれがある。
一方、直角錐台部X1,X2の底面の正多角形の角数の上限としては、特に限定されないが、20角が好ましい。直角錐台部X1,X2の底面の正多角形の角数が上記上限を超える場合、直角錐台部X1,X2の側面積が小さくなって発光ダイオード4aの配設が困難になるおそれがある。
また、当該LED照明装置は、一対の直角錐台部X1,X2の底面の形状が全ての内角が等しい5角以上の多角形であればその機能が効果的に奏される。そのため、直角錐台部X1,X2の底面の形状として、例えば一対の向かい合った辺の長さが他の辺の長さと異なる5角形等を採用することも可能である。ただし、光度の変動を効果的に抑制するには、直角錐台部X1,X2の底面の形状は正多角形とすることが好ましい。
支持基台4cの高さ(放熱部2及び柱状体5の軸方向長さ)としては、当該LED照明装置の照度、大きさ等に合わせて適宜設計することができ、例えば10mm以上100mm以下とすることができる。
また、一対の直角錐台部X1,X2の底面の外接円の直径としては、例えば20mm以上100mm以下とすることができる。直角錐台部X1,X2の天面の外接円の直径としては、例えば10mm以上80mm以下とすることができる。1つの直角錐台部の高さとしては、例えば5mm以上30mm以下とすることができる。
上記複数の発光ダイオード4aは、支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2及び直角柱部X3の側面上にのみ1つずつ配設され、直角錐台部X1,X2の一対の天面には配設されない。また、複数の発光ダイオード4aは、発光面が支持基台4cの側面と略平行となるように配設されている。
支持基台4cの各側面における発光ダイオード4aの配設数は図1等では1としているが、発光ダイオード4aの配設数は、当該LED照明装置の照度、大きさ等に合わせて適宜設計することができ、2以上としてもよい。なお、各側面における発光ダイオード4aの配設数は、方向による光度の変動が抑えられるように同一とすることが好ましい。
また、発光ダイオード4aは支持基台4cの各側面において同じ位置に配設することが好ましい。つまり、隣接する発光ダイオード4aの発光面の法線の一対の直角錐台部X1,X2の底面への投影線の成す角を全て等しくすることが好ましい。なお、支持基台4cの1つの側面に複数の発光ダイオード4aが配設される場合、「発光面の法線」とは、1つの側面に配設される複数の発光ダイオードの幾何学的重心を通る直角錐台部の側面の法線を意味する。このように発光ダイオード4aを各側面において同じ位置に配設することで、中心軸周りに発光ダイオード4aを等間隔で配設できるため、光度の変動をより効果的に抑えることができる。
<柱状体>
柱状体5は、支持基台4cの基底側直角錐台部X2の天面と放熱部2とを連結する金属製の支柱である。柱状体5の中心軸は、支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の中心軸と略一致する。柱状体5は、支持基台4c又は放熱部2と一体形成されていてもよい。柱状体5を支持基台4c又は放熱部2と一体形成することで、部品点数を減らして当該LED照明装置の製造コストを低減することができる。一方で、柱状体5を支持基台4c又は放熱部2と別体とすることで、任意の形状及び大きさの支持基台4cと放熱部2とを容易に組み合わせることができる。
柱状体5は、支持基台4cの基底側直角錐台部X2の天面と放熱部2とを連結する金属製の支柱である。柱状体5の中心軸は、支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の中心軸と略一致する。柱状体5は、支持基台4c又は放熱部2と一体形成されていてもよい。柱状体5を支持基台4c又は放熱部2と一体形成することで、部品点数を減らして当該LED照明装置の製造コストを低減することができる。一方で、柱状体5を支持基台4c又は放熱部2と別体とすることで、任意の形状及び大きさの支持基台4cと放熱部2とを容易に組み合わせることができる。
柱状体5の材質としては、支持基台4cと同様のものを用いることができる。柱状体5の平均径としては、例えば10mm以上80mm以下とすることができる。また、柱状体5の連結長さ(放熱部2から支持基台4cまでの距離)としては、例えば5mm以上80mm以下とすることができる。
<電源回路>
上記電源回路は、放熱部2の内部に格納され上記口金部3と電気的に接続される。また、この電源回路は、LEDモジュール4のパッド電極4eとリード線を介して接続され、口金部3から供給される電力を複数の発光ダイオード4aに供給しこれらを点灯させる。
上記電源回路は、放熱部2の内部に格納され上記口金部3と電気的に接続される。また、この電源回路は、LEDモジュール4のパッド電極4eとリード線を介して接続され、口金部3から供給される電力を複数の発光ダイオード4aに供給しこれらを点灯させる。
<LED照明装置の製造方法>
当該LED照明装置は、例えば1枚のフレキシブルプリント配線板を切断する工程、1枚のフレキシブルプリント配線板の表面に複数の発光ダイオードを実装する工程、発光ダイオードを実装した上記フレキシブルプリント配線板の裏面に接着剤を積層する工程、接着剤を積層したフレキシブルプリント配線板の曲折及び金属製支持基台への敷設によりLEDモジュールを形成する工程、及び上記LEDモジュールをグローブ内に配設する工程を備える製造方法を用いて容易かつ確実に製造することができる。
当該LED照明装置は、例えば1枚のフレキシブルプリント配線板を切断する工程、1枚のフレキシブルプリント配線板の表面に複数の発光ダイオードを実装する工程、発光ダイオードを実装した上記フレキシブルプリント配線板の裏面に接着剤を積層する工程、接着剤を積層したフレキシブルプリント配線板の曲折及び金属製支持基台への敷設によりLEDモジュールを形成する工程、及び上記LEDモジュールをグローブ内に配設する工程を備える製造方法を用いて容易かつ確実に製造することができる。
(切断工程)
切断工程において、一対のパッド電極4e及び複数のランド部4fを含む導電パターンを形成した1枚のフレキシブルプリント配線板4bを図5Aに示す上述した形状に切断する。このとき、配線用孔4dも同時に形成する。
切断工程において、一対のパッド電極4e及び複数のランド部4fを含む導電パターンを形成した1枚のフレキシブルプリント配線板4bを図5Aに示す上述した形状に切断する。このとき、配線用孔4dも同時に形成する。
(発光ダイオード実装工程)
発光ダイオード実装工程において、図5Bに示すように切断したフレキシブルプリント配線板4bの表面の複数のランド部4fに発光ダイオード4aを実装する。なお、発光ダイオード4aを実装してから、上記切断工程を行ってもよい。
発光ダイオード実装工程において、図5Bに示すように切断したフレキシブルプリント配線板4bの表面の複数のランド部4fに発光ダイオード4aを実装する。なお、発光ダイオード4aを実装してから、上記切断工程を行ってもよい。
(接着剤積層工程)
接着剤積層工程において、まず図5Cに示すようにフレキシブルプリント配線板4bの裏面の放熱領域4g以外の領域に第1接着剤6aを積層する。この第1接着剤6aとしては、熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、アクリル、ウレタン等を主成分とする接着剤を用いることができる。また、第1接着剤6aの積層方法としては、スクリーン印刷等の公知の塗工方法や、Bステージ状態にした接着剤シートを積層する方法などを用いることができる。
接着剤積層工程において、まず図5Cに示すようにフレキシブルプリント配線板4bの裏面の放熱領域4g以外の領域に第1接着剤6aを積層する。この第1接着剤6aとしては、熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、アクリル、ウレタン等を主成分とする接着剤を用いることができる。また、第1接着剤6aの積層方法としては、スクリーン印刷等の公知の塗工方法や、Bステージ状態にした接着剤シートを積層する方法などを用いることができる。
第1接着剤6aの平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、15μmがより好ましい。一方、第1接着剤6aの平均厚さの上限としては、100μmが好ましく、50μmがより好ましい。第1接着剤6aの平均厚さが上記下限未満の場合、フレキシブルプリント配線板4bと支持基台4cとの接着強度が不十分となるおそれがある。逆に、第1接着剤6aの平均厚さが上記上限を超える場合、フレキシブルプリント配線板4bの支持基台4cへの敷設時にズレが発生しやすくなるおそれがある。
次に、図5Dに示すようにフレキシブルプリント配線板4bの裏面の複数の放熱領域4g(導電パターン及び発光ダイオード4aの露出部分)に第2接着剤6bを積層する。この第2接着剤6bは、熱硬化性樹脂と熱伝導性フィラーとを含有することが好ましい。この熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド等を挙げることができる。これらの中でも、熱伝導性フィラーの接合力に優れるエポキシ樹脂が好ましい。また、エポキシ樹脂の中でも、熱伝導性フィラーの混合性の観点から、流動性に優れるビスフェノールA型エポキシ又はビスフェノールF型エポキシがより好ましい。
上記熱伝導性フィラーとしては、セラミックス製フィラーが好ましく、例えば金属酸化物、金属窒化物等のフィラーを用いることができる。上記金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム等を用いることができる。これらの中でも、電気絶縁性、熱伝導性、価格等の観点から酸化アルミニウムが好ましい。また、上記金属窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素等を用いることができる。これらの中でも、電気絶縁性、熱伝導性、低誘電率の観点から窒化ホウ素が好ましい。なお、上記金属酸化物及び金属窒化物は、2種以上を混合して用いることができる。
第2接着剤6bにおける熱伝導性フィラーの含有量の下限としては、40体積%が好ましく、45体積%がより好ましい。一方、熱伝導性フィラーの含有量の上限としては、85体積%が好ましく、80体積%がより好ましい。熱伝導性フィラーの含有量が上記下限未満の場合、第2接着剤6bの熱伝導性が不十分となるおそれがある。逆に、熱伝導性フィラーの含有量が上記上限を超える場合、上記熱硬化性樹脂と熱伝導性フィラーとの混合時に気泡が入り易くなり、接着強度が低下するおそれがある。なお、第2接着剤6bは、熱伝導性フィラー以外に硬化剤等の添加剤を含有してもよい。
第2接着剤6bの熱伝導率の下限としては、1W/mKが好ましく、3W/mKがより好ましい。一方、第2接着剤6bの熱伝導率の上限としては、20W/mKが好ましい。第2接着剤6bの熱伝導率が上記下限未満の場合、放熱効果が不十分となるおそれがある。逆に、第2接着剤6bの熱伝導率が上記上限を超える場合、熱伝導性フィラーの含有量が過多となり、上記熱硬化性樹脂と熱伝導性フィラーとの混合時に気泡が入り易くなって接着強度が低下するおそれや、コストが過大となるおそれがある。
第2接着剤6bは高絶縁性であることが好ましい。具体的には、第2接着剤6bの体積抵抗率の下限としては、1×108Ωcmが好ましく、1×1010Ωcmがより好ましい。第2接着剤6bの体積抵抗率が上記下限未満の場合、第2接着剤6bの絶縁性が低下し、フレキシブルプリント配線板4bの導電パターンが支持基台4cと導通してしまうおそれがある。なお、体積抵抗率とは、JIS−C2139(2008)に準拠して測定される値である。
第2接着剤6bの積層方法としては、例えばスクリーン印刷等の公知の塗工方法を用いることができる。また、第2接着剤6bの平均厚さは、上記第1接着剤6aの平均厚さにベースフィルムの平均厚さを加えたものとすることができる。
このようにフレキシブルプリント配線板4bの支持基台4cへの敷設に2種の接着剤を用いることで、発光ダイオード4aが実装された領域に対応する放熱領域4gに伝熱性の高い接着剤を選択的に積層することができるため、フレキシブルプリント配線板4bと支持基台4cとの接続強度を維持しつつ、LEDモジュール4の放熱性をより高めて光度の低下を防止することができる。また、接着剤のコストを下げてLED照明装置の製造コストを低減できる。なお、複数の放熱領域4gに第2接着剤6bを先に積層してから、その他の領域に第1接着剤6aを積層してもよい。また、第1接着剤6aが熱伝導性フィラーを含有してもよい。
(LEDモジュール形成工程)
曲折及び敷設工程において、図5E及び5Fに示すように、接着剤を裏面に塗工したフレキシブルプリント配線板4bを支持基台4cの形状に沿って曲折し、支持基台4cへ敷設することで、LEDモジュール4を形成する。具体的には、例えばフレキシブルプリント配線板4bの中心部分(正6角形部)を支持基台4cの先端側直角錐台部X1の天面に載置後、他の部分を支持基台4cの表面に沿って折り曲げることで支持基台4cにフレキシブルプリント配線板4bを積層する。このとき、1の発光ダイオード4aが支持基台4cを構成する複数の面のうち一対の直角錐台部X1,X2の一対の天面を除く面に配設される。フレキシブルプリント配線板4bの積層後、この積層体を加熱することで接着剤を固化し、LEDモジュール4を得る。
曲折及び敷設工程において、図5E及び5Fに示すように、接着剤を裏面に塗工したフレキシブルプリント配線板4bを支持基台4cの形状に沿って曲折し、支持基台4cへ敷設することで、LEDモジュール4を形成する。具体的には、例えばフレキシブルプリント配線板4bの中心部分(正6角形部)を支持基台4cの先端側直角錐台部X1の天面に載置後、他の部分を支持基台4cの表面に沿って折り曲げることで支持基台4cにフレキシブルプリント配線板4bを積層する。このとき、1の発光ダイオード4aが支持基台4cを構成する複数の面のうち一対の直角錐台部X1,X2の一対の天面を除く面に配設される。フレキシブルプリント配線板4bの積層後、この積層体を加熱することで接着剤を固化し、LEDモジュール4を得る。
(LEDモジュール配設工程)
LEDモジュール配設工程において、得られたLEDモジュール4を柱状体5を介して放熱部2に接続し、これらにグローブ1を被覆することで、LEDモジュール4をグローブ1内に配設する。このとき、グローブ1の中心軸と支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の中心軸とを略一致させる。また、LEDモジュール4の配線用孔4dにリード線を通しパッド電極4eに接続することで、複数の発光ダイオード4aと電源回路とを電気的に接続する。
LEDモジュール配設工程において、得られたLEDモジュール4を柱状体5を介して放熱部2に接続し、これらにグローブ1を被覆することで、LEDモジュール4をグローブ1内に配設する。このとき、グローブ1の中心軸と支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の中心軸とを略一致させる。また、LEDモジュール4の配線用孔4dにリード線を通しパッド電極4eに接続することで、複数の発光ダイオード4aと電源回路とを電気的に接続する。
<利点>
当該LED照明装置は、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部X1,X2を有する多面体状の支持基台4cを有し、この支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の一対の天面を除く面に1又は複数の発光ダイオード4aを配設することで、光度の均一性を高めつつ、高い配光角を容易かつ確実に実現することができる。また、当該LED照明装置は、フレキシブルプリント配線板4bを用いてLEDモジュール4を形成するため、複数の発光ダイオード4aの配設を容易かつ確実に行うことができる。さらに、当該LED照明装置は、発光ダイオード4aを実装したフレキシブルプリント配線板4bを金属製支持基台4cに敷設しているため、放熱性にも優れる。
当該LED照明装置は、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部X1,X2を有する多面体状の支持基台4cを有し、この支持基台4cの一対の直角錐台部X1,X2の一対の天面を除く面に1又は複数の発光ダイオード4aを配設することで、光度の均一性を高めつつ、高い配光角を容易かつ確実に実現することができる。また、当該LED照明装置は、フレキシブルプリント配線板4bを用いてLEDモジュール4を形成するため、複数の発光ダイオード4aの配設を容易かつ確実に行うことができる。さらに、当該LED照明装置は、発光ダイオード4aを実装したフレキシブルプリント配線板4bを金属製支持基台4cに敷設しているため、放熱性にも優れる。
また、当該LED照明装置は、上記基底側直角錐台部X2の天面に放熱部2と連結する金属製柱状体5を備えるため、放熱性により優れると共に、放熱部2と支持基台4cとを離間して配光角をさらに向上できる。
さらに、当該LED照明装置は、1枚のフレキシブルプリント配線板4bを用いてLEDモジュール4を形成するため、部品点数を低減できると共に配線作業や支持基台への敷設作業が軽減でき、配光角を高めつつ生産コストを著しく低減することができる。
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
上記実施形態では、LEDモジュールの支持基台を一対の直角錐台部と、この一対の直角錐台部を接続する直角柱部とからなる形状を有するものとしたが、この直角柱部は省略することができる。つまり、図6に示すLEDモジュール14のように一対の直角錐台部を接続する直角柱部を有せず、一対の直角錐台部が底面を共有する形で直接接続された多面体形状の支持基台を有するLED照明装置も本発明の意図する範囲内である。
また、当該LED照明装置は、図7に示すような放熱部側に円柱状の拡径部15aを有する柱状体15を用いてもよい。この柱状体15は、拡径部15aを放熱部内に装入することで、LEDモジュールを放熱部に対して容易に固定することができる。
さらに、当該LED照明装置のLEDモジュールは、複数のフレキシブルプリント配線板を用いて形成してもよい。ただし、複数のフレキシブルプリント配線板を用いると、配線等の作業が煩雑になるため、上記実施形態のように1枚のフレキシブルプリント配線板を用いることが好ましい。さらに、金属板の表面にフレキシブルプリント配線板を積層し、金属板ごとこの積層体を曲折することでLEDモジュールを形成することもできる。ただしこの場合、LEDモジュールを立体形状に変形した時に隙間ができやすく、この隙間に発光ダイオードの発射光が侵入し、グローブから放出されるまでの反射回数が増加する。その結果、LED照明装置の光度が低下し易いため、予め立体形状に形成した支持基台にフレキシブルプリント配線板を敷設することが好ましい。
なお、LEDモジュール形成時にフレキシブルプリント配線板に積層する接着剤は1種類でもよく、また3種類以上を用いてもよい。また、フレキシブルプリント配線板の放熱領域は必須の構成ではなく、省略することも可能である。
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[No.1]
まず、図1のLED照明装置において一対の直角錐台部の底面を正8角形とした支持基台(直角柱部を有するもの)に敷設可能な形状の1枚のフレキシブルプリント配線板を準備する。このフレキシブルプリント配線板の支持基台の各側面に対応する領域の同じ位置に、それぞれ1つずつ表面実装型の白色発光ダイオードを実装する。なお、このフレキシブルプリント配線板は、発光ダイオードの裏側に放熱領域を有さない。次に、このフレキシブルプリント配線板に外形が同一で平均厚さ20μmのBステージ状態のエポキシ接着シートを用意する。さらに、一対の直角錐台部の底面を正8角形とした26面体状のアルミニウム製の支持基台を準備する。この支持基台の傾斜角θ1は30°、傾斜角θ2は15°とする。そして、上記フレキシブルプリント配線板の裏面に上記エポキシ接着シートの一方の面をそのタック性を利用して仮貼りした後、エポキシ接着シートの他方の面を上記支持基台の先端側直角錐台部の天面に対してのみ同じくタック性を利用して仮貼りを行う。次に、シリコーンゴム加圧膜をフレキシブルプリント配線板の表面側から押し付けるようにして、フレキシブルプリント配線板全体を支持基台に対してタック性を利用して仮貼りする。この仮貼りした積層体を150℃に昇温した加熱炉に1時間投入し、エポキシ接着剤を硬化する。接着剤の硬化後、取り出したフレキシブルプリント配線板の電極パッドに給電用のリードを結線し、LEDモジュールを放熱部に配設する。その後、散乱剤が内側に塗布されたガラスグローブでこのLEDモジュールを被覆し、LED照明装置の配向特性を評価したところ、330度の配光角が確認できる。
まず、図1のLED照明装置において一対の直角錐台部の底面を正8角形とした支持基台(直角柱部を有するもの)に敷設可能な形状の1枚のフレキシブルプリント配線板を準備する。このフレキシブルプリント配線板の支持基台の各側面に対応する領域の同じ位置に、それぞれ1つずつ表面実装型の白色発光ダイオードを実装する。なお、このフレキシブルプリント配線板は、発光ダイオードの裏側に放熱領域を有さない。次に、このフレキシブルプリント配線板に外形が同一で平均厚さ20μmのBステージ状態のエポキシ接着シートを用意する。さらに、一対の直角錐台部の底面を正8角形とした26面体状のアルミニウム製の支持基台を準備する。この支持基台の傾斜角θ1は30°、傾斜角θ2は15°とする。そして、上記フレキシブルプリント配線板の裏面に上記エポキシ接着シートの一方の面をそのタック性を利用して仮貼りした後、エポキシ接着シートの他方の面を上記支持基台の先端側直角錐台部の天面に対してのみ同じくタック性を利用して仮貼りを行う。次に、シリコーンゴム加圧膜をフレキシブルプリント配線板の表面側から押し付けるようにして、フレキシブルプリント配線板全体を支持基台に対してタック性を利用して仮貼りする。この仮貼りした積層体を150℃に昇温した加熱炉に1時間投入し、エポキシ接着剤を硬化する。接着剤の硬化後、取り出したフレキシブルプリント配線板の電極パッドに給電用のリードを結線し、LEDモジュールを放熱部に配設する。その後、散乱剤が内側に塗布されたガラスグローブでこのLEDモジュールを被覆し、LED照明装置の配向特性を評価したところ、330度の配光角が確認できる。
[No.2]
まず、図1のLED照明装置において一対の直角錐台部の底面を正10角形とした支持基台(直角柱部を有するもの)に敷設可能な形状の1枚のフレキシブルプリント配線板を準備する。このフレキシブルプリント配線板は、発光ダイオードを実装するランド部の裏側のベースフィルムが除去され、裏面側に導電パターンが露出する放熱領域を有する。このフレキシブルプリント配線板の支持基台の各側面に対応する領域の同じ位置に、それぞれ1つずつ表面実装型の白色発光ダイオードを実装する。次に、このフレキシブルプリント配線板に外形が同一で放熱領域に対応する位置に開口を有する平均厚さ20μmのBステージ状態のエポキシ接着シートを用意する。さらに、一対の直角錐台部の底面を正10角形とした32面体状のアルミニウム製の支持基台を準備する。この支持基台の傾斜角θ1は25°、傾斜角θ2は10°とする。そして、上記フレキシブルプリント配線板の裏面に上記エポキシ接着シートの一方の面をそのタック性を利用して仮貼りした後、各放熱領域にセラミックス製フィラーを含有する熱伝導率2.2W/mKの接着剤を塗布し、エポキシ接着シートの他方の面を上記支持基台の先端側直角錐台部の天面に対してのみ同じくタック性を利用して仮貼りを行う。次に、シリコーンゴム加圧膜をフレキシブルプリント配線板の表面側から押し付けるようにして、フレキシブルプリント配線板全体を支持基台に対してタック性を利用して仮貼りする。この仮貼りした積層体を100℃に昇温した加熱炉に1.5時間投入後、さらに150℃で3時間加熱し、エポキシ接着剤を硬化する。接着剤の硬化後、取り出したフレキシブルプリント配線板の電極パッドに給電用のリードを結線し、LEDモジュールを放熱部に配設する。その後、散乱剤が内側に塗布されたガラスグローブでこのLEDモジュールを被覆し、LED照明装置の配向特性を評価したところ、300度の配光角が確認できる。
まず、図1のLED照明装置において一対の直角錐台部の底面を正10角形とした支持基台(直角柱部を有するもの)に敷設可能な形状の1枚のフレキシブルプリント配線板を準備する。このフレキシブルプリント配線板は、発光ダイオードを実装するランド部の裏側のベースフィルムが除去され、裏面側に導電パターンが露出する放熱領域を有する。このフレキシブルプリント配線板の支持基台の各側面に対応する領域の同じ位置に、それぞれ1つずつ表面実装型の白色発光ダイオードを実装する。次に、このフレキシブルプリント配線板に外形が同一で放熱領域に対応する位置に開口を有する平均厚さ20μmのBステージ状態のエポキシ接着シートを用意する。さらに、一対の直角錐台部の底面を正10角形とした32面体状のアルミニウム製の支持基台を準備する。この支持基台の傾斜角θ1は25°、傾斜角θ2は10°とする。そして、上記フレキシブルプリント配線板の裏面に上記エポキシ接着シートの一方の面をそのタック性を利用して仮貼りした後、各放熱領域にセラミックス製フィラーを含有する熱伝導率2.2W/mKの接着剤を塗布し、エポキシ接着シートの他方の面を上記支持基台の先端側直角錐台部の天面に対してのみ同じくタック性を利用して仮貼りを行う。次に、シリコーンゴム加圧膜をフレキシブルプリント配線板の表面側から押し付けるようにして、フレキシブルプリント配線板全体を支持基台に対してタック性を利用して仮貼りする。この仮貼りした積層体を100℃に昇温した加熱炉に1.5時間投入後、さらに150℃で3時間加熱し、エポキシ接着剤を硬化する。接着剤の硬化後、取り出したフレキシブルプリント配線板の電極パッドに給電用のリードを結線し、LEDモジュールを放熱部に配設する。その後、散乱剤が内側に塗布されたガラスグローブでこのLEDモジュールを被覆し、LED照明装置の配向特性を評価したところ、300度の配光角が確認できる。
[No.3]
まず、一対の直角錐台部の底面を正9角形とした図6に示す支持基台(直角柱部を有しないもの)に敷設可能な形状の1枚のフレキシブルプリント配線板を準備する。このフレキシブルプリント配線板は、発光ダイオードを実装するランド部の裏側のベースフィルムが除去され、裏面側に導電パターンが露出する放熱領域を有する。このフレキシブルプリント配線板の支持基台の各側面に対応する領域の同じ位置に、それぞれ2つずつ表面実装型の白色発光ダイオードを実装する。次に、このフレキシブルプリント配線板に外形が同一で放熱領域に対応する位置に開口を有する平均厚さ20μmのBステージ状態のエポキシ接着シートを用意する。さらに、一対の直角錐台部の底面を正9角形とした20面体状のアルミニウム製の支持基台を準備する。この支持基台の傾斜角θ1は35°、傾斜角θ2は15°とする。そして、上記フレキシブルプリント配線板の裏面に上記エポキシ接着シートの一方の面をそのタック性を利用して仮貼りした後、各放熱領域にセラミックス製フィラーを含有する熱伝導率3W/mKの接着剤を塗布し、エポキシ接着シートの他方の面を上記支持基台の先端側直角錐台部の天面に対してのみ同じくタック性を利用して仮貼りを行う。次に、シリコーンゴム加圧膜をフレキシブルプリント配線板の表面側から押し付けるようにして、フレキシブルプリント配線板全体を支持基台に対してタック性を利用して仮貼りする。この仮貼りした積層体を100℃に昇温した加熱炉に1.5時間投入後、さらに150℃で3時間加熱し、エポキシ接着剤を硬化する。接着剤の硬化後、取り出したフレキシブルプリント配線板の電極パッドに給電用のリードを結線し、LEDモジュールを放熱部に配設する。その後、散乱剤が内側に塗布されたガラスグローブでこのLEDモジュールを被覆しLED照明装置の配向特性を評価したところ、300度の配光角が確認できる。
まず、一対の直角錐台部の底面を正9角形とした図6に示す支持基台(直角柱部を有しないもの)に敷設可能な形状の1枚のフレキシブルプリント配線板を準備する。このフレキシブルプリント配線板は、発光ダイオードを実装するランド部の裏側のベースフィルムが除去され、裏面側に導電パターンが露出する放熱領域を有する。このフレキシブルプリント配線板の支持基台の各側面に対応する領域の同じ位置に、それぞれ2つずつ表面実装型の白色発光ダイオードを実装する。次に、このフレキシブルプリント配線板に外形が同一で放熱領域に対応する位置に開口を有する平均厚さ20μmのBステージ状態のエポキシ接着シートを用意する。さらに、一対の直角錐台部の底面を正9角形とした20面体状のアルミニウム製の支持基台を準備する。この支持基台の傾斜角θ1は35°、傾斜角θ2は15°とする。そして、上記フレキシブルプリント配線板の裏面に上記エポキシ接着シートの一方の面をそのタック性を利用して仮貼りした後、各放熱領域にセラミックス製フィラーを含有する熱伝導率3W/mKの接着剤を塗布し、エポキシ接着シートの他方の面を上記支持基台の先端側直角錐台部の天面に対してのみ同じくタック性を利用して仮貼りを行う。次に、シリコーンゴム加圧膜をフレキシブルプリント配線板の表面側から押し付けるようにして、フレキシブルプリント配線板全体を支持基台に対してタック性を利用して仮貼りする。この仮貼りした積層体を100℃に昇温した加熱炉に1.5時間投入後、さらに150℃で3時間加熱し、エポキシ接着剤を硬化する。接着剤の硬化後、取り出したフレキシブルプリント配線板の電極パッドに給電用のリードを結線し、LEDモジュールを放熱部に配設する。その後、散乱剤が内側に塗布されたガラスグローブでこのLEDモジュールを被覆しLED照明装置の配向特性を評価したところ、300度の配光角が確認できる。
以上のように、本発明のLED照明装置は、配光角を容易かつ確実に高めることができ、電球として好適に用いることができる。
1 グローブ
2 放熱部
2a 円柱部
2b 円錐台部
3 口金部
4、14 LEDモジュール
4a 発光ダイオード
4b フレキシブルプリント配線板
4c 支持基台
4d 配線用孔
4e パッド電極
4f ランド部
4g 放熱領域
4h 通路
5 柱状体
6 接着剤
6a 第1接着剤
6b 第2接着剤
15 柱状体
15a 拡径部
X1 先端側直角錐台部
X2 基底側直角錐台部
X3 直角柱部
2 放熱部
2a 円柱部
2b 円錐台部
3 口金部
4、14 LEDモジュール
4a 発光ダイオード
4b フレキシブルプリント配線板
4c 支持基台
4d 配線用孔
4e パッド電極
4f ランド部
4g 放熱領域
4h 通路
5 柱状体
6 接着剤
6a 第1接着剤
6b 第2接着剤
15 柱状体
15a 拡径部
X1 先端側直角錐台部
X2 基底側直角錐台部
X3 直角柱部
Claims (9)
- 部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置であって、
上記LEDモジュールが、複数の発光ダイオードを実装したフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板を敷設する金属製支持基台とを備え、
上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とが略一致するよう配設されており、
1又は複数の上記発光ダイオードが、上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設されているLED照明装置。 - 先端側直角錐台部の中心軸に対する側面の傾斜角θ1と基底側直角錐台部の中心軸に対する側面の傾斜角θ2が下記式(1)を満たす請求項1に記載のLED照明装置。
θ1≧θ2 ・・・(1) - 上記傾斜角θ1が10°以上60°以下であり、上記傾斜角θ2が0°超30°以下である請求項2に記載のLED照明装置。
- 上記一対の直角錐台部の底面が5角形以上の多角形である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のLED照明装置。
- 上記基底側直角錐台部の天面に放熱部と連結する金属製柱状体をさらに備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のLED照明装置。
- 上記フレキシブルプリント配線板が、1枚のフレキシブルプリント配線板を切断かつ曲折することで形成されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のLED照明装置。
- 上記フレキシブルプリント配線板が2種以上の接着剤を介して上記支持基台に敷設されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のLED照明装置。
- 上記接着剤のうち少なくとも1種がセラミックス製の熱伝導性フィラーを含有する請求項7に記載のLED照明装置。
- 部分球状のグローブと、このグローブの開口部から突設される円錐台状の放熱部と、この放熱部から伸びる口金部と、上記グローブ内に配設されかつ放熱部に突設されるLEDモジュールとを備えるLED照明装置の製造方法であって、
1枚のフレキシブルプリント配線板を切断する工程、
1枚のフレキシブルプリント配線板の表面に複数の発光ダイオードを実装する工程、
発光ダイオードを実装した上記フレキシブルプリント配線板の裏面に接着剤を積層する工程、
接着剤を積層したフレキシブルプリント配線板の曲折及び金属製支持基台への敷設によりLEDモジュールを形成する工程、及び
上記LEDモジュールをグローブ内に配設する工程
を備え、
上記支持基台が、互いの中心軸が略一致しかつ互いの底面が対向配設される一対の直角錐台部を有する多面体状に形成され、
上記LEDモジュール形成工程で、1又は複数の上記発光ダイオードを上記支持基台を構成する複数の面のうち一対の直角錐台部の一対の天面を除く面に配設し、
上記LEDモジュール配設工程で、上記グローブの中心軸と上記一対の直角錐台部の中心軸とを略一致させるLED照明装置の製造方法。
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