JP2018121038A - 実装基板、発光装置、及び、照明装置 - Google Patents

実装基板、発光装置、及び、照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】実装済みの複数の発光素子の電気的な接続関係を変更することができる実装基板を提供する。
【解決手段】実装基板11は、基板11eと、第一領域11aに配置された、第一端子21、第五端子25及び第六端子26と、第二領域11bに配置された第二端子22と、第三領域11cに配置された、第三端子23及び第七端子27と、第四領域11dに配置された第四端子24とを備える。実装基板11は、第五端子25及び第二端子22を電気的に接続する第一接続配線41と、第六端子26及び第三端子23を電気的に接続する第二接続配線42と、第七端子27及び第四端子24を電気的に接続する第三接続配線43とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、実装基板、実装基板を備える発光装置、及び、発光装置を備える照明装置に関する。
特許文献1には、基板に実装されたLED(Light Emitting Diode)チップが蛍光体を含有する樹脂で形成された封止部材によって封止されたCOB(Chip On Board)型の発光装置(発光モジュール)が開示されている。
特開2015−122377号公報
ところで、発光装置において、基板に実装された複数のLEDチップの電気的な接続関係は、基板に形成された配線パターンによって定められる。したがって、基板に実装済みの複数のLEDチップの電気的な接続関係を変更することはできない。
本発明は、実装済みの複数の発光素子の電気的な接続関係を変更することができる実装基板、発光装置、及び照明装置を提供する。
本発明の一態様に係る実装基板は、第一発光素子群及び第二発光素子群が実装される実装基板であって、第一領域、第二領域、第三領域、及び第四領域を含む主面であって、前記第一領域及び前記第三領域が第一方向に沿って並び、前記第二領域及び前記第四領域が前記第一方向と交差する第二方向に沿って並んだ主面を有する基板と、前記第一領域に配置された、前記第一発光素子群の一方の電極が電気的に接続される第一端子と、前記第二領域に配置された、前記第二発光素子群の一方の電極が電気的に接続される第二端子と、前記第三領域に配置された、前記第二発光素子群の他方の電極が電気的に接続される第三端子と、前記第四領域に配置された、前記第一発光素子群の他方の電極が電気的に接続される第四端子と、前記第一領域に配置された、第五端子及び第六端子と、前記第三領域に配置された第七端子と、前記主面に配置された、前記第五端子及び前記第二端子を電気的に接続する第一接続配線と、前記主面に配置された、前記第六端子及び前記第三端子を電気的に接続する第二接続配線と、前記主面に配置された、前記第七端子及び前記第四端子を電気的に接続する第三接続配線とを備える。
本発明の一態様に係る発光装置は、前記実装基板と、前記実装基板に実装された、前記第一発光素子群及び前記第二発光素子群とを備える。
本発明の一態様に係る照明装置は、前記発光装置と、前記発光装置が載置されるベース部材と、第一押圧端子、第二押圧端子、及び、第三押圧端子を有し、前記発光装置を前記ベース部材に固定するホルダと、前記第一押圧端子及び前記第二押圧端子間に前記発光装置を発光させるための電力を供給する電源回路を構成する回路素子とを備え、前記発光装置が第一の姿勢で載置されている場合、前記第一押圧端子は、前記第一端子及び前記第五端子を一括して押さえ、前記第二押圧端子は、前記第三端子及び前記第七端子を一括して押さえ、前記第三押圧端子は、前記第二端子を押さえ、前記発光装置が前記第一の姿勢から光軸回りに90度回転した第二の姿勢で載置されている場合、前記第一押圧端子は、前記第四端子を押さえ、前記第二押圧端子は、前記第二端子を押さえ、前記第三押圧端子は、前記第一端子及び前記第六端子を一括して押さえる。
本発明によれば、実装済みの複数の発光素子の電気的な接続関係を変更することができる実装基板、発光装置、及び照明装置が実現される。
図1は、実施の形態1に係る発光装置の外観斜視図である。 図2は、実施の形態1に係る発光装置の平面図である。 図3は、実施の形態1に係る発光装置の内部構造を示す平面図である。 図4は、図2のIV−IV線における模式断面図である。 図5は、ベース部材に第一の姿勢で載置された発光装置を示す図である。 図6は、ベース部材に固定された発光装置を示す図である。 図7は、発光装置が第一の姿勢で載置されている場合の第一発光素子群及び第二発光素子群の電気的な接続関係を示す図である。 図8は、ベース部材に第二の姿勢で載置された発光装置を示す図である。 図9は、発光装置が第二の姿勢で載置されている場合の第一発光素子群及び第二発光素子群の電気的な接続関係を示す図である。 図10は、実施の形態2に係る照明装置の外観斜視図である。 図11は、実施の形態2に係る照明装置の模式断面図である。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。また、以下の実施の形態において、「略」または「約」とは、製造誤差や寸法公差等を含むという意味である。
また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。座標軸におけるZ軸方向は、例えば、鉛直方向であり、Z軸+側は、上側(上方)と表現され、Z軸−側は、下側(下方)と表現される。Z軸方向は、言い換えれば、発光装置が備える基板に垂直な方向である。また、X軸方向及びY軸方向は、Z軸方向に垂直な平面(水平面)上において、互いに直交する方向である。X−Y平面は、発光装置が備える基板の主面に平行な平面である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視」とは、Z軸方向から見ることを意味する。
(実施の形態1)
[発光装置の構成]
まず、実施の形態1に係る発光装置の構成について図面を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る発光装置の外観斜視図である。図2は、実施の形態1に係る発光装置の平面図である。図3は、実施の形態1に係る発光装置の内部構造を示す平面図である。図4は、図2のIV−IV線における模式断面図である。なお、上記の図3は、図2において封止部材13及び環状壁15などを取り除き、LEDチップ12の配列及び配線パターンなどの内部の構造を示した平面図である。
図1〜図4に示されるように、実施の形態1に係る発光装置10は、実装基板11と、複数のLEDチップ12と、封止部材13と、環状壁15と、複数のボンディングワイヤ17とを備える。複数のLEDチップ12は、複数の第一発光素子群12a、及び、複数の第二発光素子群12bに区分される。発光装置10は、実装基板11に複数のLEDチップ12が直接実装された、いわゆるCOB型のLEDモジュールであり、白色光を発する。なお、発光装置10は、第一発光素子群12a、及び、第二発光素子群12bを少なくとも1つずつ備えればよい。
[実装基板]
まず、実装基板11の構成について説明する。実装基板11は、基板11e(基板本体)と、複数の端子と、複数の配線とを備える。
基板11eは、複数のLEDチップ12が配置される基板である。基板11eは、例えば、メタルベース基板またはセラミック基板である。また、基板11eは、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。
セラミック基板としては、酸化アルミニウム(アルミナ)からなるアルミナ基板または窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板または銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。
なお、基板11eとして、例えば光反射率が高い(例えば光反射率が90%以上の)基板が採用されてもよい。基板11eとして光反射率の高い基板が採用されることで、LEDチップ12が発する光を基板11eの表面で反射させることができる。この結果、発光装置10の光の取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えばアルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
また、基板11eとして、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナや窒化アルミニウムからなる透光性セラミック基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板または透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。
なお、基板11eの平面視形状は、矩形(正方形)であるが、円形などその他の形状であってもよい。
また、図3に示されるように、基板11eの主面は、第一領域11a、第二領域11b、第三領域11c、及び第四領域11dを含む。第一領域11aは、基板11eの主面をX軸に沿う仮想線及びY軸に沿う仮想線で4つの領域に等分した場合、4つの領域のうちX軸−側であってかつY軸+側の領域である。同様に、第二領域11bは、4つの領域のうちX軸+側であってかつY軸+側の領域であり、第三領域11cは、4つの領域のうちX軸+側であってかつY軸−側の領域であり、第四領域11dは、4つの領域のうちX軸−側であってかつY軸−側の領域である。
第一領域11a及び第三領域11cは、第一方向に沿って並び、第二領域11b及び第四領域11dは、第一方向と交差する第二方向に沿って並んでいる。なお、第一方向は、Y=−Xで示される直線に沿う方向であり、第二方向は、Y=Xで示される直線に沿う方向である。このように、第一方向及び第二方向は、具体的には、直交する。
なお、このような4つの領域の配置は一例である。4つの領域は、第一領域11a及び第三領域11cが第一方向に沿って並び、第二領域11b及び第四領域11dが第一方向と交差する第二方向に沿って並ぶように配置されればよい。
[端子]
次に、基板11eの主面に配置された端子(端子電極)について主として図2及び図3を参照しながら説明する。実装基板11は、第一端子21と、第二端子22と、第三端子23と、第四端子24と、第五端子25と、第六端子26と、第七端子27とを備える。これらの端子の平面視形状は、矩形(正方形)であるが、端子の平面視形状は、特に限定されない。また、以下の端子の配置は、一例であり、端子の配置についても適宜変更されてよい。また、これらの端子及びボンディングワイヤ17は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、または銅(Cu)等の金属材料によって形成される。まず、第一端子21、第二端子22、第三端子23、及び第四端子24について説明する。
第一端子21は、基板11eの主面の第一領域11aに配置される。第一端子21は、具体的には、第一領域11aに含まれる第一角部11a1に配置されている。第一端子21は、第一配線31及びボンディングワイヤ17によって第一発光素子群12aの一方の電極(例えば、正極(アノード))に電気的に接続される。実施の形態では、第一発光素子群12aの一方の電極は、正極(アノード)であるとして説明されるが、負極(カソード)であってもよい。
第二端子22は、基板11eの主面の第二領域11bに配置される。第二端子22は、具体的には、第二領域11bに含まれる第二角部11b1に配置されている。第二端子22は、第二配線32及びボンディングワイヤ17によって第二発光素子群12bの一方の電極に電気的に接続される。実施の形態では、第二発光素子群12bの一方の電極は、正極であるとして説明されるが、負極であってもよい。
第三端子23は、基板11eの主面の第三領域11cに配置される。第三端子23は、具体的には、第三領域11cに含まれる第三角部11c1に配置されている。第三端子23は、第三配線33及びボンディングワイヤ17によって第二発光素子群12bの他方の電極に電気的に接続される。実施の形態では、第二発光素子群12bの他方の電極は、負極であるとして説明されるが、正極であってもよい。
第四端子24は、基板11eの主面の第四領域11dに配置される。第四端子24は、具体的には、第四領域11dに含まれる第四角部11d1に配置されている。第四端子24は、第四配線34及びボンディングワイヤ17によって第一発光素子群12aの他方の電極に電気的に接続される。実施の形態では、第一発光素子群12aの他方の電極は、負極であるとして説明されるが、正極であってもよい。
以上説明した第一端子21、第二端子22、第三端子23、及び第四端子24の位置関係は、下記のようになる。なお、以下の実施の形態において、端子間の距離は、一の端子の中心位置から他の端子の中心位置までの平面視における距離を意味する。
第一端子21及び第三端子23を結ぶ仮想線VL1は、第二端子22及び第四端子24を結ぶ仮想線VL2と同じ長さで、かつ、仮想線VL2と直交する。第一端子21から第二端子22までの距離、第二端子22から第三端子23までの距離、第三端子23から第四端子24までの距離、及び、第四端子24から第一端子21までの距離は等しい。つまり、第一端子21、第二端子22、第三端子23、及び第四端子24の4つの端子は、基板11eの主面において、正方形の頂点の位置に配置されている。
次に、第五端子25、第六端子26、及び第七端子27について説明する。第五端子25は、基板11eの主面の第一領域11aに配置される。第五端子25は、具体的には、第一端子21よりもややX軸+側の位置に配置されている。第五端子25は、第一接続配線41及び第二配線32によって第二端子22に電気的に接続される。
第六端子26は、基板11eの主面の第一領域11aに配置される。第六端子26は、具体的には、第一端子21よりもややY軸−側の位置に配置されている。第六端子26は、第二接続配線42及び第三配線33によって第三端子23に電気的に接続される。
第七端子27は、基板11eの主面の第三領域11cに配置される。第七端子27は、具体的には、第三端子23よりもややX軸−側の位置に配置されている。第七端子27は、第三接続配線43及び第四配線34によって第四端子24に電気的に接続される。
以上説明した第五端子25、第六端子26、及び第七端子27の位置関係は、下記のようになる。
平面視において、第五端子25は、第一端子21及び第二端子22を結ぶ仮想線VL3上に位置する。平面視において、第六端子26は、第一端子21及び第四端子24を結ぶ仮想線VL4上に位置する。平面視において、第七端子27は、第三端子23及び第四端子24を結ぶ仮想線VL5上に位置する。
また、第一端子21から第五端子25までの距離、第一端子21から第六端子26までの距離、及び、第三端子23から第七端子27までの距離は等しい。
[配線]
次に、基板11eの主面に配置された配線について主として図2及び図3を参照しながら説明する。実装基板11は、第一配線31と、第二配線32と、第三配線33と、第四配線34と、第一接続配線41と、第二接続配線42と、第三接続配線43とを備える。これらの配線は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、または銅(Cu)等の金属材料によって形成される。
なお、以下の配線の説明における、「形状」の用語は、特に断りのない限り平面視形状を意味する。また、以下の配線の形状は、一例であり、配線の形状は適宜変更されてよい。まず、第一配線31、第二配線32、第三配線33、及び、第四配線34について説明する。
第一配線31は、第一領域11aに配置され、第一発光素子群12aの一方の電極及び第一端子21を電気的に接続する。第一配線31は、第一発光素子群12aを第一配線31に電気的に接続するためのボンディングワイヤ17がボンディングされる円弧状の部分と、当該円弧状の部分と第一端子21とを電気的に接続する直線状の部分とを含む。この直線状の部分は、上記第一方向に沿っている。第一配線31は、例えば、第一端子21と一体的にパターン形成される。
第二配線32は、第二領域11bに配置され、第二発光素子群12bの一方の電極及び第二端子22を電気的に接続する。第二配線32は、第二発光素子群12bを第二配線32に電気的に接続するためのボンディングワイヤ17がボンディングされる円弧状の部分と、当該円弧状の部分と第二端子22とを電気的に接続する直線状の部分とを含む。この直線状の部分は、上記第二方向に沿っている。第二配線32は、例えば、第二端子22と一体的にパターン形成される。
第三配線33は、第三領域11cに配置され、第一発光素子群12aの他方の電極及び第三端子23を電気的に接続する。第三配線33は、第一発光素子群12aを第三配線33に電気的に接続するためのボンディングワイヤ17がボンディングされる円弧状の部分と、当該円弧状の部分と第三端子23とを電気的に接続する直線状の部分とを含む。この直線状の部分は、上記第一方向に沿っている。第三配線33は、例えば、第三端子23と一体的にパターン形成される。
第四配線34は、第四領域11dに配置され、第二発光素子群12bの他方の電極及び第四端子24を電気的に接続する。第四配線34は、第二発光素子群12bを第四配線34に電気的に接続するためのボンディングワイヤ17がボンディングされる円弧状の部分と、当該円弧状の部分と第四端子24とを電気的に接続する直線状の部分とを含む。この直線状の部分は、上記第二方向に沿っている。第四配線34は、例えば、第四端子24と一体的にパターン形成される。
以上説明した第一配線31の円弧状の部分、第二配線32の円弧状の部分、第三配線33の円弧状の部分、及び第四配線34の円弧状の部分は、一の円周に沿っている。つまり、第一配線31、第二配線32、第三配線33、及び第四配線34のそれぞれは、一の円周に沿う円弧状の部分を有する。この円周は、発光装置10の発光中心(光軸J)を中心とした円周である。
次に、第一接続配線41、第二接続配線42、及び第三接続配線43について説明する。
第一接続配線41は、基板11eの主面に配置され、第五端子25及び第二端子22を電気的に接続する。第一接続配線41の一端は、第五端子25に接続され、第一接続配線41の他端は、第二配線32の円弧状の部分に接続される。第一接続配線41は、平面視において、第一配線31及び第二配線32よりも外側に位置し、第一領域11a及び第二領域11bにまたがって配置される。第一接続配線41は、第一配線31の円弧状の部分(第二配線32の円弧状の部分)に沿う、略円弧状である。
第二接続配線42は、基板11eの主面に配置され、第六端子26及び第三端子23を電気的に接続する。第二接続配線42の一端は、第六端子26に接続され、第二接続配線42の他端は、第三配線33の円弧状の部分に接続される。第二接続配線42は、第六端子26に接続された、第一配線31の外側に位置する円弧状の部分と、第三配線33に接続された、第四配線34の内側に位置する円弧状の部分とを有する。第二接続配線42は、第一領域11a、第四領域11d、及び第三領域11cにまたがって配置される。なお、第一発光素子群12aと第四配線34とを電気的に接続するボンディングワイヤ17は、第二接続配線42をまたいでいる。
第三接続配線43は、基板11eの主面に配置され、第七端子27及び第四端子24を電気的に接続する。第三接続配線43の一端は、第七端子27に接続され、第三接続配線43の他端は、第四配線34の円弧状の部分に接続される。第三接続配線43は、平面視において、第三配線33及び第四配線34よりも外側に位置し、第三領域11c及び第四領域11dにまたがって配置される。第三接続配線43は、第三配線33の円弧状の部分(第四配線34の円弧状の部分)に沿う、略円弧状である。
[発光素子群]
次に、第一発光素子群12a、及び、第二発光素子群12bについて説明する。第一発光素子群12a、及び、第二発光素子群12bのそれぞれは、複数のLEDチップ12がボンディングワイヤ17によってChip To Chipで直列接続されることによって形成される。なお、第一発光素子群12a、及び、第二発光素子群12bのそれぞれは、少なくとも1つのLEDチップ12を含めばよい。
LEDチップ12は、発光素子の一例であって、基板11eの主面に配置(実装)されている。LEDチップ12は、例えば、InGaN系の材料によって構成された、中心波長(発光スペクトルのピーク波長)が430nm以上480nm以下の青色LEDチップである。つまり、LEDチップ12は、青色光を発する。基板11eの主面に配置された複数のLEDチップ12のそれぞれは、主として上方(Z軸+方向)に向けて光を発する。
第一発光素子群12aは、基板11eの主面の第一領域11a及び第四領域11dにまたがって配置されている。第一発光素子群12aは、複数のLEDチップ12がY軸方向に沿って並べられた発光素子列を含む。第一発光素子群12aの一方の電極は、ボンディングワイヤ17によって第一配線31に電気的に接続されている。また、第一発光素子群12aの他方の電極は、第二接続配線42をまたぐボンディングワイヤ17によって第四配線34に電気的に接続されている。
第二発光素子群12bは、基板11eの主面の第二領域11b及び第三領域11cにまたがって配置されている。第二発光素子群12bは、複数のLEDチップ12がY軸方向に沿って並べられた発光素子列を含む。第二発光素子群12bの一方の電極は、ボンディングワイヤ17によって第二配線32に電気的に接続されている。また、第二発光素子群12bの他方の電極は、ボンディングワイヤ17によって第三配線33に電気的に接続されている。
[封止部材]
次に、封止部材13について説明する。封止部材13は、第一発光素子群12a、第二発光素子群12b、及び、ボンディングワイヤ17を封止する。封止部材13は、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの上方に配置されている。
封止部材13は、第一発光素子群12a、第二発光素子群12b、及び、ボンディングワイヤ17を塵芥、水分、外力等から保護する機能を有する。
封止部材13は、蛍光体を含む透光性樹脂材料(基材)からなる。封止部材13の基材は、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。
封止部材13には、例えば、緑色蛍光体14g及び赤色蛍光体14rが含まれる。緑色蛍光体14gは、具体的には、例えば、発光ピーク波長が550nm以上570nm以下の、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系の蛍光体、または、発光ピーク波長が540nm以上550nm以下のLuAl12:Ce3+蛍光体などである。赤色蛍光体14rは、具体的には、例えば、発光ピーク波長が610nm以上620nm以下の、CaAlSiN:Eu2+蛍光体、または、(Sr,Ca)AlSiN:Eu2+蛍光体などである。
封止部材13に含まれる蛍光体は、特に限定されない。封止部材13には、LEDチップ12が発する光によって励起されて発光する蛍光体が含まれればよい。また、封止部材13には、フィラーが含まれてもよい。フィラーは、例えば、粒径が10nm程度のシリカである。フィラーが含まれることにより、フィラーが抵抗となって蛍光体が沈降しにくい。このため、封止部材13内において、蛍光体を均一に分散して配置することができる。
第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bに含まれるLEDチップ12が青色光を発すると、発せられた青色光の一部は、封止部材13に含まれる緑色蛍光体14gによって黄色光に波長変換される。また、発せられた青色光の一部は、封止部材13に含まれる赤色蛍光体14rによって赤色光に波長変換される。そして、緑色蛍光体14g及び赤色蛍光体14rに吸収されなかった青色光と、緑色蛍光体14gによって波長変換された黄色光と、赤色蛍光体14rによって波長変換された赤色光とは、封止部材13中で拡散及び混合される。これにより、封止部材13からは、白色光が出射される。
白色光の色温度は、封止部材13に含まれる緑色蛍光体14g及び赤色蛍光体14rの量(封止部材13の緑色蛍光体14g及び赤色蛍光体14rの含有率)が調整されることにより定められる。白色光の色温度は、例えば、2700K以上8000K以下の範囲に属する。
[環状壁]
次に、環状壁15について説明する。環状壁15は、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bを外側から囲む。環状壁15は、基板11eの主面と、当該主面に配置された配線(第一配線31、第二配線32、第三配線33、及び第四配線34)とにまたがって配置されている。つまり、第一配線31、第二配線32、第三配線33、及び第四配線34のそれぞれは、少なくとも一部が基板11e上の環状壁15の下方の位置に配置されている。環状壁15の平面視形状は、発光装置10の発光中心(光軸)を中心とした円環状である。なお、環状壁15の形状は、特に限定されない。例えば、環状壁15は、矩形の環状に形成されてもよい。
また、環状壁15は、封止部材13をせき止めるためのダム材としても機能する。つまり、環状壁15に囲まれた領域には、封止部材13が配置される。環状壁15には、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、環状壁15には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはポリフタルアミド(PPA)樹脂などが用いられる。
環状壁15は、発光装置10の光の取り出し効率を高めるために、光反射性を有することが望ましい。そこで、環状壁15には、白色の樹脂(いわゆる白樹脂)が用いられる。なお、環状壁15の光反射性を高めるために、環状壁15の中には、TiO、Al、ZrO、及びMgO等の粒子が含まれてもよい。
[発光装置の姿勢と発光素子群の電気的な接続状態]
発光装置10は、例えば、ベース部材に載置され、ホルダによってベース部材に固定される。図5は、ベース部材に載置された発光装置10を示す図である。図6は、ベース部材に固定された発光装置10を示す図である。
図5及び図6に示されるように、発光装置10は、ベース部材50に載置された状態で、ホルダ60によって固定される。発光装置10の実装基板11の縁の部分(環状壁15よりも外側の部分)がベース部材50及びホルダ60に挟まれた状態で、ホルダ60がベース部材50にねじ止めされる。
ベース部材50は、発光装置10が載置される略円形板状の部材である。ベース部材50は、発光装置10で発生する熱を放熱するヒートシンクとしても機能する。ベース部材50は、例えば、アルミニウム等の金属材料または熱伝導率の高い樹脂材料によって形成される。
ホルダ60は、ベース部材50に発光装置10を固定するための部材である。ホルダ60は、主としてポリブチレンテレフタレート樹脂などの絶縁性を有する樹脂材料によって形成される。
また、ホルダ60は、給電用のリード線を発光装置10に電気的に接続するためにも用いられる。ホルダ60は、具体的には、第一押圧端子61、第二押圧端子62、及び、第三押圧端子63を有する。第一押圧端子61は、発光装置10への給電用の押圧端子であって、リード線挿通孔64に挿通された給電用のリード線と接続される。また、第二押圧端子62は、発光装置10への給電用の押圧端子であって、リード線挿通孔65に挿通された給電用のリード線と接続される。第三押圧端子63は、複数の端子を一括して押さえることにより、当該複数の端子を短絡させるための端子である。第三押圧端子63には、給電用のリード線は接続されない。
ホルダ60がねじ止めされると、ホルダ60が備える第一押圧端子61、第二押圧端子62、及び、第三押圧端子63は、発光装置10が備える端子を押さえる。これにより、リード線挿通孔64に挿通された給電用のリード線、及び、第一押圧端子61によって押圧された発光装置10の端子が電気的に接続され、リード線挿通孔65に挿通された給電用のリード線、及び、第二押圧端子62によって押圧された発光装置10の端子が電気的に接続される。
ここで、ユーザは、発光装置10の取り付け姿勢を変更することにより、発光装置10が備える第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続状態を容易に変更することができる。
例えば、図5に示されるように、発光装置10が第一の姿勢でベース部材50に載置されている場合、一つの破線で囲まれた領域が一つの押圧端子によって押さえられる。具体的には、第一押圧端子61は、第一端子21及び第五端子25を一括して押さえ、第二押圧端子62は、第三端子23及び第七端子27を一括して押さえ、第三押圧端子63は、第二端子22を押さえる。この結果、第一端子21及び第五端子25は、短絡し、第三端子23及び第七端子27は、短絡する。
この場合、図7に示されるように、複数の第一発光素子群12aと複数の第二発光素子群12bとは並列接続される。図7は、発光装置10が第一の姿勢で載置されている場合の第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係を示す図である。図7に示されるように、発光装置10が第一の姿勢で載置されている場合、直列接続された8個のLEDチップ12の群が、6つ並列接続される(8直6並)。
一方で、図8では、発光装置10が第一の姿勢と異なる第二の姿勢で配置されている。図8は、ベース部材50に第二の姿勢で載置された発光装置10を示す図である。第二の姿勢は、第一の姿勢の発光装置10が光軸J回りに90度(上方から見て時計回りに90度)回転された姿勢である。
発光装置10が第二の姿勢でベース部材50に載置されている場合、一の破線で囲まれた領域が一の押圧端子によって押圧される。具体的には、第一押圧端子61は、第四端子24を押さえ、第二押圧端子62は、第二端子22を押さえ、第三押圧端子63は、第一端子21及び第六端子26を一括して押さえる。この結果、第一端子21及び第六端子26は、短絡する。
この場合、図9に示されるように、複数の第一発光素子群12aと複数の第二発光素子群12bとは直列接続される。図9は、発光装置10が第二の姿勢で載置されている場合の第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係を示す図である。図9に示されるように、発光装置10が第二の姿勢で載置されている場合、複数のLEDチップ12の電気的な接続状態は、直列接続された16個のLEDチップ12の群が3つ並列接続されている状態(16直3並)とほぼ同様の状態である。
[効果等]
以上説明したように、実装基板11は、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bが実装される実装基板である。実装基板11は、第一領域11a、第二領域11b、第三領域11c、及び第四領域11dを含む主面であって、第一領域11a及び第三領域11cが第一方向に沿って並び、第二領域11b及び第四領域11dが第一方向と交差する第二方向に沿って並んだ主面を有する基板11eと、第一領域11aに配置された、第一発光素子群12aの一方の電極が電気的に接続される第一端子21と、第二領域11bに配置された、第二発光素子群12bの一方の電極が電気的に接続される第二端子22と、第三領域11cに配置された、第二発光素子群12bの他方の電極が電気的に接続される第三端子23と、第四領域11dに配置された、第一発光素子群12aの他方の電極が電気的に接続される第四端子24と、第一領域11aに配置された、第五端子25及び第六端子26と、第三領域11cに配置された第七端子27と、主面に配置された、第五端子25及び第二端子22を電気的に接続する第一接続配線41と、主面に配置された、第六端子26及び第三端子23を電気的に接続する第二接続配線42と、主面に配置された、第七端子27及び第四端子24を電気的に接続する第三接続配線43とを備える。
これにより、第一端子21〜第七端子27の電気的な接続状態(例えば、一の端子が同じ領域に配置された他の端子と短絡されるか否か)が変更されれば、実装基板11は、実装済みの第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係を変更することができる。
また、平面視において、第一端子21及び第三端子23を結ぶ仮想線VL1は、第二端子22及び第四端子24を結ぶ仮想線VL2と同じ長さで、かつ、当該仮想線VL2と直交してもよい。第一端子21から第二端子22までの距離、第二端子22から第三端子23までの距離、第三端子23から第四端子24までの距離、及び、第四端子24から第一端子21までの距離は等しくてもよい。
これにより、発光装置10の姿勢を90度回転させても、第一端子21〜第四端子24の4つ端子の配置が変わらない。このため、上記のようなホルダ60が備える押圧端子の押圧位置を利用した、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係の変更が容易となる。
また、平面視において、第五端子25は、第一端子21及び第二端子22を結ぶ仮想線VL3上に位置し、第六端子26は、第一端子21及び第四端子24を結ぶ仮想線VL4上に位置し、第七端子27は、第三端子23及び第四端子24を結ぶ仮想線VL5上に位置してもよい。
これにより、上記のようなホルダ60が備える押圧端子の押圧位置を利用した、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係の変更が容易となる。
また、第一端子21から第五端子25までの距離、第一端子21から第六端子26までの距離、及び、第三端子23から第七端子27までの距離は等しくてもよい。
これにより、上記のようなホルダ60が備える押圧端子の押圧位置を利用した、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係の変更が容易となる。
また、基板11eの平面視形状は、矩形であり、第一端子21は、第一領域11aに含まれる第一角部11a1に配置され、第二端子22は、第二領域11bに含まれる第二角部11b1に配置されてもよい。第三端子23は、第三領域11cに含まれる、第一角部11a1の対角に位置する第三角部11c1に配置され、第四端子24は、第四領域11dに含まれる、第二角部11b1の対角に位置する第四角部11d1に配置されてもよい。
これにより、第一端子21〜第四端子24が押圧が容易な基板11eの角部に配置されるため、第一端子21〜第四端子24を押さえる構造(例えば、押圧端子)を簡素化することができる。また、第一端子21〜第四端子24を押さえる構造(例えば、押圧端子)が発光部から発せられる光を遮ってしまうことを抑制することができる。
また、実装基板11は、さらに、第一領域11aに配置された、第一発光素子群12aの一方の電極及び第一端子21を電気的に接続する第一配線31と、第二領域11bに配置された、第二発光素子群12bの一方の電極及び第二端子22を電気的に接続する第二配線32とを備えてもよい。実装基板11は、第三領域11cに配置された、第二発光素子群12bの他方の電極及び第三端子23を電気的に接続する第三配線33と、第四領域11dに配置された、第一発光素子群12aの他方の電極及び第四端子24を電気的に接続する第四配線34とを備えてもよい。
これにより、端子が配線によって発光素子群と接続されるため、端子を発光部(発光素子群が実装される領域)から離れた位置に配置することができる。したがって、第一端子21〜第四端子24を押さえる構造(例えば、押圧端子)が発光部から発せられる光を遮ってしまうことを抑制することができる。
また、第一配線31、第二配線32、第三配線33、及び第四配線34のそれぞれは、一の円周に沿う円弧状の部分を有してもよい。
これにより、発光部(発光素子群が実装される領域)の形状を円形にすることが容易になる。
また、発光装置10は、上記いずれかの態様の実装基板11と、実装基板11に実装された、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bとを備える。
これにより、第一端子21〜第七端子27の電気的な接続状態が変更されれば、発光装置10は、実装済みの第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bの電気的な接続関係を変更することができる。
また、発光装置10は、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bをそれぞれ複数備えてもよい。
これにより、第一端子21〜第七端子27の電気的な接続状態が変更されれば、発光装置10は、実装済みの複数の第一発光素子群12a及び複数の第二発光素子群12bの電気的な接続関係を変更することができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2では、発光装置10を備える照明装置について説明する。図10は、実施の形態2に係る照明装置の外観斜視図である。図11は、実施の形態2に係る照明装置の模式断面図である。
図10及び図11に示される照明装置100は、例えば、ダウンライトまたはスポットライトとして用いられる。照明装置100は、発光装置10、ベース部材50及びホルダ60に加えて、透光パネル110と、筐体120と、反射部材130と、電源モジュール140と、熱伝導シート150とを備える。
透光パネル110は、発光装置10が発する光を外部に取り出すために透光性材料によって形成された、キャップ状(蓋状)の光学部材である。透光パネル110の平面視形状は、略円形である。なお、透光パネル110は、フレネルレンズとして機能するなど、特定の光学特性を有してもよい。
筐体120は、発光装置10および電源モジュール140を収容する略円筒状の部材である。筐体120は、光出射側に形成された第一開口と、光出射側とは反対側に形成された第二開口とを有する。第一開口には、反射部材130の出射口部分が配置され、第二開口には、反射部材130の入射口部分が配置される。筐体120は、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の絶縁性を有する樹脂材料によって形成されるが、アルミニウムなどの金属によって形成されてもよい。
反射部材130は、反射機能を有する部材であって、発光装置10が発する光が入射する開口である入射口と、入射口から入射した光が出射される開口である出射口とを有する。反射部材130は、内径が入射口から出射口に向かって漸次大きくなるように構成された円錐台筒状である。反射部材130は、言い換えれば、ラッパ状(漏斗状)である。
反射部材130の内面は、発光装置10が発する光を反射する反射面となっている。反射面は、入射口から入射した光を反射して出射口に出射する。つまり、発光装置10が発する光は反射部材130によって透光パネル110に導かれる。
反射部材130は、例えば、絶縁性を有する白色樹脂材料によって形成される。反射部材130の内面は、銀またはアルミニウム等の金属材料からなる金属蒸着膜(金属反射膜)によってコーティングされていてもよい。また、反射部材130は、アルミニウム等、樹脂材料よりも反射率の高い金属材料を用いて形成されてもよい。
電源モジュール140は、発光装置10を発光させるための電力を供給するためのモジュールである。電源モジュール140は、基板140aに複数の回路素子140bが実装されることによって構成される。
基板140aは、略円環状(ドーナツ形状)の基板である。基板140aは、筐体120の内方であって、かつ、反射部材130の外方に配置されている。基板140aには、複数の回路素子140bを電気的に接続するための配線がパターン形成されている。基板140aは、具体的には、セラミック基板、樹脂基板、またはメタルベース基板などである。
複数の回路素子140bは、第一押圧端子61及び第二押圧端子62間に発光装置10を発光させるための電力を供給する電源回路を構成する。電源回路には、筐体120の挿通孔120aに挿通される電線(図示せず)が電気的に接続される。また、電源回路には、実施の形態1で説明したホルダ60のリード線挿通孔64に挿通される給電用のリード線、及び、リード線挿通孔65に挿通される給電用のリード線も電気的に接続される。
電源回路は、例えば、挿通孔120aに挿通される電線を介して照明装置100の外部から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を給電用のリード線に出力する。つまり、電源回路は、ホルダ60が備える第一押圧端子61及び第二押圧端子62間に発光装置10を発光させるための電力を供給する。
回路素子140bは、例えば、電解コンデンサもしくはセラミックコンデンサ等の容量素子、抵抗素子、コイル素子、チョークコイル(チョークトランス)、ノイズフィルタ、ダイオード、または集積回路素子などである。
熱伝導シート150は、平面視形状が矩形のシートであって、発光装置10とベース部材50との間に配置される。熱伝導シート150は、発光装置10において発生した熱をベース部材50に逃がすためのシートである。熱伝導シート150は、具体的には、樹脂材料によって形成された熱伝導率の高いシートであり、例えば、シリコンシートまたはアクリルシートである。
[実施の形態2の効果等]
以上説明したように、照明装置100は、発光装置10と、発光装置10が載置されるベース部材50と、第一押圧端子61、第二押圧端子62、及び、第三押圧端子63を有し、発光装置10をベース部材50に固定するホルダ60と、第一押圧端子61及び第二押圧端子62間に発光装置を発光させるための電力を供給する電源回路を構成する回路素子140bとを備える。図5に示されるように、発光装置10が第一の姿勢で載置されている場合、第一押圧端子61は、第一端子21及び第五端子25を一括して押さえ、第二押圧端子62は、第三端子23及び第七端子27を一括して押さえ、第三押圧端子63は、第二端子22を押さえる。図8に示されるように、発光装置10が第一の姿勢から光軸J回りに90度回転した第二の姿勢で載置されている場合、第一押圧端子61は、第四端子24を押さえ、第二押圧端子62は、第二端子22を押さえ、第三押圧端子63は、第一端子21及び第六端子26を一括して押さえる。
これにより、発光装置10は、発光装置10の取り付け姿勢が変更されることにより、第一発光素子群12a及び第二発光素子群12bを直列接続するか並列接続するかを切り替えることができる。
なお、実施の形態2では、照明装置100は、ダウンライトまたはスポットライトとして実現されたが、本発明は、発光装置10を備える他の態様の照明装置として実現されてもよい。
(他の実施の形態)
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、発光装置は、青色光を発するLEDチップと緑色蛍光体及び赤色蛍光体との組み合わせによって白色光を放出したが、白色光を放出するための構成はこれに限らない。
例えば、青色光を発するLEDチップと、黄色蛍光体とが組み合わされてもよい。つまり、封止部材は、黄色蛍光体を含んでもよい。あるいは、青色光を発するLEDチップよりも短波長である紫外光を放出する紫外LEDチップと、主に紫外光により励起されることで青色光、緑色光及び赤色光を発する、青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体とが組み合わされてもよい。つまり、LEDチップは、紫外光を発し、封止部材は、青色蛍光体、緑色蛍光体、及び、赤色蛍光体を含んでもよい。
また、発光装置は、白色以外の色の光を発してもよい。例えば、発光装置が青色光を発する場合には、封止部材には蛍光体が含まれなくてもよい。
また、上記実施の形態では、基板に実装されたLEDチップは、他のLEDチップとボンディングワイヤによって、Chip To Chipで接続された。しかしながら、LEDチップは、ボンディングワイヤによって基板上に設けられた配線(金属膜)に接続され、当該配線を介して他のLEDチップと電気的に接続されてもよい。
また、上記実施の形態では、発光装置に用いる発光素子としてLEDチップが例示された。しかしながら、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機EL(Electro Luminescence)もしくは無機EL等のEL素子等の他の種類の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。
また、上記実施の形態では、発光装置は、COB型であったが、SMD(Surface Mount Device)型であってもよい。つまり、基板の主面には、LEDチップに代えて表面実装型のLED素子が発光素子として実装されていてもよい。表面実装型のLED素子とは、樹脂成型されたキャビティの中にLEDチップを実装して当該キャビティ内に蛍光体含有樹脂を封入したパッケージ型の素子である。SMD型の発光装置においては、封止部材及び環状壁などは省略される。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
10 発光装置
11 実装基板
11a 第一領域
11a1 第一角部
11b 第二領域
11b1 第二角部
11c 第三領域
11c1 第三角部
11d 第四領域
11d1 第四角部
11e 基板
12a 第一発光素子群
12b 第二発光素子群
21 第一端子
22 第二端子
23 第三端子
24 第四端子
25 第五端子
26 第六端子
27 第七端子
31 第一配線
32 第二配線
33 第三配線
34 第四配線
41 第一接続配線
42 第二接続配線
43 第三接続配線
50 ベース部材
60 ホルダ
61 第一押圧端子
62 第二押圧端子
63 第三押圧端子
100 照明装置
140b 回路素子
J 光軸
VL1 仮想線
VL2 仮想線
VL3 仮想線
VL4 仮想線
VL5 仮想線

Claims (10)

  1. 第一発光素子群及び第二発光素子群が実装される実装基板であって、
    第一領域、第二領域、第三領域、及び第四領域を含む主面であって、前記第一領域及び前記第三領域が第一方向に沿って並び、前記第二領域及び前記第四領域が前記第一方向と交差する第二方向に沿って並んだ主面を有する基板と、
    前記第一領域に配置された、前記第一発光素子群の一方の電極が電気的に接続される第一端子と、
    前記第二領域に配置された、前記第二発光素子群の一方の電極が電気的に接続される第二端子と、
    前記第三領域に配置された、前記第二発光素子群の他方の電極が電気的に接続される第三端子と、
    前記第四領域に配置された、前記第一発光素子群の他方の電極が電気的に接続される第四端子と、
    前記第一領域に配置された、第五端子及び第六端子と、
    前記第三領域に配置された第七端子と、
    前記主面に配置された、前記第五端子及び前記第二端子を電気的に接続する第一接続配線と、
    前記主面に配置された、前記第六端子及び前記第三端子を電気的に接続する第二接続配線と、
    前記主面に配置された、前記第七端子及び前記第四端子を電気的に接続する第三接続配線とを備える
    実装基板。
  2. 平面視において、前記第一端子及び前記第三端子を結ぶ仮想線は、前記第二端子及び前記第四端子を結ぶ仮想線と同じ長さで、かつ、当該仮想線と直交し、
    前記第一端子から前記第二端子までの距離、前記第二端子から前記第三端子までの距離、前記第三端子から前記第四端子までの距離、及び、前記第四端子から前記第一端子までの距離は等しい
    請求項1に記載の実装基板。
  3. 平面視において、
    前記第五端子は、前記第一端子及び前記第二端子を結ぶ仮想線上に位置し、
    前記第六端子は、前記第一端子及び前記第四端子を結ぶ仮想線上に位置し、
    前記第七端子は、前記第三端子及び前記第四端子を結ぶ仮想線上に位置する
    請求項2に記載の実装基板。
  4. 前記第一端子から前記第五端子までの距離、前記第一端子から前記第六端子までの距離、及び、前記第三端子から前記第七端子までの距離は等しい
    請求項3に記載の実装基板。
  5. 前記基板の平面視形状は、矩形であり、
    前記第一端子は、前記第一領域に含まれる第一角部に配置され、
    前記第二端子は、前記第二領域に含まれる第二角部に配置され、
    前記第三端子は、前記第三領域に含まれる、前記第一角部の対角に位置する第三角部に配置され、
    前記第四端子は、前記第四領域に含まれる、前記第二角部の対角に位置する第四角部に配置される
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の実装基板。
  6. さらに、
    前記第一領域に配置された、前記第一発光素子群の一方の電極及び前記第一端子を電気的に接続する第一配線と、
    前記第二領域に配置された、前記第二発光素子群の一方の電極及び前記第二端子を電気的に接続する第二配線と、
    前記第三領域に配置された、前記第二発光素子群の他方の電極及び前記第三端子を電気的に接続する第三配線と、
    前記第四領域に配置された、前記第一発光素子群の他方の電極及び前記第四端子を電気的に接続する第四配線とを備える
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の実装基板。
  7. 前記第一配線、前記第二配線、前記第三配線、及び前記第四配線のそれぞれは、一の円周に沿う円弧状の部分を有する
    請求項6に記載の実装基板。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の実装基板と、
    前記実装基板に実装された、前記第一発光素子群及び前記第二発光素子群とを備える
    発光装置。
  9. 前記発光装置は、前記第一発光素子群及び前記第二発光素子群をそれぞれ複数備える
    請求項8に記載の発光装置。
  10. 請求項8または9に記載の発光装置と、
    前記発光装置が載置されるベース部材と、
    第一押圧端子、第二押圧端子、及び、第三押圧端子を有し、前記発光装置を前記ベース部材に固定するホルダと、
    前記第一押圧端子及び前記第二押圧端子間に前記発光装置を発光させるための電力を供給する電源回路を構成する回路素子とを備え、
    前記発光装置が第一の姿勢で載置されている場合、
    前記第一押圧端子は、前記第一端子及び前記第五端子を一括して押さえ、
    前記第二押圧端子は、前記第三端子及び前記第七端子を一括して押さえ、
    前記第三押圧端子は、前記第二端子を押さえ、
    前記発光装置が前記第一の姿勢から光軸回りに90度回転した第二の姿勢で載置されている場合、
    前記第一押圧端子は、前記第四端子を押さえ、
    前記第二押圧端子は、前記第二端子を押さえ、
    前記第三押圧端子は、前記第一端子及び前記第六端子を一括して押さえる
    照明装置。
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