JP4274032B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置、特に発光ダイオード等の光源を用いて構成された照明装置に関する。

従来、発光装置の放熱性を向上させることを目的として、ＬＥＤ等の発光素子を放熱板に固定し、該放熱板の一方の主面側に接合される回路基板に施された導電性パターンとＬＥＤの電極とを電気的に接続した発光装置がある（例えば、特許文献１参照。）。本特許文献１に開示される発光装置において、基板に施された導電性パターンは、発光装置の発光観測面方向である一方の主面から基板の側面を経て、放熱板が接合される他方の主面にかけて施されている。また、該発光装置を構成部材とした照明装置において、発光装置の基板と外部の配線基板との電気的接続は、発光装置の基板における導電性パターンによりなされている。

実用新案登録第３０８３５５７号公報。

しかしながら、上記特許文献１に開示される発光装置において、該発光装置の基板と外部の配線基板との電気的接続および固定は、半田付けあるいはリードフレームの加締め等の方法によって行われる。従って、該発光装置を利用した照明装置は、発光装置から外部の配線基板への放熱が半田付けの部分あるいはリードフレームを介して行われるため、熱移動量に限界があり放熱性を十分確保することができない。そのため、照明装置に大電流を投入することができず、高輝度な照明装置とすることができない。

また、従来の発光装置は、一旦外部の配線基板との半田付けあるいは加締めにより照明装置の一部に組み込まれると、発光装置の部分だけを取り外してリペアすることが困難となる。

さらに、発光装置の主面に設けた導電性パターンの一部を外部の配線基板と半田付けあるいは加締めしてなる従来の照明装置は、発光装置が外部からの機械的振動による悪影響を受けやすい。即ち、加締めすると発光装置が照明装置内で転動することによる光学特性の変化が生じやすくなり、半田付けすると発光装置と外部の電気回路基板との電気的接続不良が生じやすくなる。

そこで、本発明は、放熱性を向上させ信頼性の高い照明装置であり、従来の電球、蛍光灯等に置き換えることが可能な照明装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために本発明に係る照明装置は、正負一対の導電性部材が互いに絶縁分離されて配されてなる基板と、上記導電性部材と電気的に接続する発光素子と、該発光素子からの光を集光する透光性部材とを有する発光装置と、該発光装置の前記導電性部材に給電する少なくとも正負一対の端子とを備える照明装置であって、上記端子は、上記発光装置を側方から支持する第一の端子、および／又は上記発光装置を上記一方の主面側から支持する第二の端子を有し上記第一の端子および第二の端子のうち少なくとも一方は発光装置の基板を挟み付けることを特徴とする照明装置である。

このように構成すると、端子が、発光装置の基板に設けた導電性部材の少なくとも主面側及び／または側方端面に接触して発光装置を強固に支持できるため、発光装置に給電を行いながら発光装置の転動を防ぐことができる。さらに、従来と比較して発光装置の基板と端子との接触面積が大きくなるため、照明装置の放熱性を向上させることができる。また、発光装置の基板の主面あるいは側面はバネ片によって挟み付けられており、バネ片の弾性を適宜調整することにより発光装置の装脱着が容易である。従って、照明装置のうち、発光装置の部分だけのリペアが容易に行える。

また、本発明の照明装置は、発光装置を背面側から支持する板材と、該板材の少なくとも一部が嵌合し、端子が固定される支持基板とをさらに有することができる。さらに、本発明の照明装置は、上記支持基板と板材とを挟み付ける弾性部材を有する。これにより、発光装置のリペアが可能な照明装置とすることができる。

また、上記発光装置は、他方の主面側から熱伝達ユニットによって支持される。このように構成すると、発光装置の放熱性が更に向上するため、高輝度な照明装置とすることができる。

また、上記発光装置の発光観測面側は、反射面に対向されている。このように構成すると、発光装置からの光を所望の方向に照射可能な照明装置とすることができる。

また、上記反射面は、金属材料からなる。このように構成すると、反射面における反射率をさらに向上させることができる。

また、上記反射面は、上記熱伝達ユニットによって伝達された熱を放熱する。このように構成すると、照明装置の放熱性をさらに向上することができる。

本発明にかかる照明装置は、放熱性に優れるため、高輝度に照射することができる。また、外部からの機械的振動にも強いため、信頼性の高い照明装置とすることができる。

本発明の実施の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための照明装置を例示するものであって、本発明は照明装置を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。

少なくとも一方の主面から側面にかけて正負一対の導電性部材が互いに絶縁分離されて配されてなる基板と、該基板の主面に、上記導電性部材と電気的に接続される発光素子と、該発光素子からの光を集光する透光性部材とを有する発光装置と、該発光装置の上記導電性部材に接触し発光装置へ給電を行う少なくとも正負一対の端子とを備える照明装置において、本発明は、上述した課題を解決するために種々の検討を行った。その結果、本発明者は、上記端子が、上記発光装置を側方から支持する第一の端子、および／又は上記発光装置を一方の主面側から支持する第二の端子を有し、上記第一の端子および第二の端子のうち少なくとも一方は、上記発光装置の基板を挟み付けるバネ片であることを特徴とすることにより上述したような課題を解決するに至った。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態にかかる発光装置１００の模式的な斜視図を示す。本発明にかかる発光装置１００は、正負一対の導電性パターンが互いに絶縁分離されて施された基板の主面上に発光素子が固定され、該発光素子の電極と導電性パターンが電気的に接続されている。ここで、発光素子と導電性パターンとの電気的接続は、例えば、Ａｕを材料とする導電性ワイヤにより行われるが、発光素子の同一面側に設けられた正負一対の電極と、導電性パターンとを対向させ導電性部材を介して直接接合してもよい。また、導電性パターンは、基板の一方の主面である発光観測面側から基板の側面にかけて、導電性部材が正負互いに絶縁分離されて配されてなる。さらに、発光素子からの光を集光し発光装置の配光性を制御するための半球状の透光性部材が、発光素子が載置された基板の主面に対し装着されている。なお、本明細書中における「主面」とは、発光装置、特に基板については発光観測面方向あるいは発光装置の実装面をいい、平板状の端子については幅広に形成されている方の面をいうものとする。

図２は、本実施の形態にかかる端子２００ａ、２００ｂの模式的な斜視図を示す。本実施の形態にかかる端子２００ａ、２００ｂは、発光装置１００の導電性部材に接触し、発光装置１００に電力を供給するための少なくとも正負一対の導電性材料からなる端子である。さらに、端子２００ａ、２００ｂは、発光装置１００の基板を側方から挟み付けるバネ片である第一の端子２０１ａ、２０１ｂと、発光装置を一方の主面側から支持する第二の端子２０２ａ、２０２ｂとを少なくとも有する。より詳細には、第一の端子２０１ａ、２０１ｂ及び第二の端子２０２ａ、２０２ｂは、端子２００ａ、２００ｂのベース部２０５ａ、２０５ｂにおいて分岐し、装着された発光装置１００の方向に各ベース部２０５ａ、２０５ｂからそれぞれ延伸している。このような構成とすることにより、発光装置１００に電力を供給するとともに発光装置１００を強固に固定することができる。また、本実施の形態における端子は、発光装置１００が装着される端子を一方の端部に有し、外部の電極と接続する端子２０３ａ、２０３ｂを他方の端部に有する。外部の電極と接続する端子部分２０３ａ、２０３ｂは、例えばソケットのような外部電極の形状に対応するように一方の端子とは形状を変えて設けられる。即ち、図２に示されるように外部の電極と接続する端子部分２０３ａ、２０３ｂは、発光装置１００の主面に対して垂直方向に幅広であるような形状としたが、発光装置１００の主面に対して水平方向に幅広であるような形状としてもよい。また、端子２００ａ、２００ｂは、発光装置が装着方向において位置決め可能となるような形状２０４ａ、２０４ｂを端子の一部分、例えば、図２に示されるようにベース部２０５ａ、２０５ｂ近傍の部分に有する。

図３は、本実施の形態にかかる端子２００ａ、２００ｂに発光装置１００を装着した状態を模式的に斜視図で示す。本実施の形態における発光装置は、図２に示されるように正負一対の端子２００ａ、２００ｂ間に装着される。バネ片である第一の端子２０１ａ、２０１ｂは、発光装置１００を挟み付ける方向に対して弾性を有し、発光装置１００の基板を側方から強固に挟み付ける。また、発光装置１００は、板状の熱伝達ユニット３０１に載置されており、発光装置１００の裏面側から放熱されるようになっている。ここで、発光装置１００は、熱伝導性基板を介して熱伝達ユニットに載置されていることが好ましい。さらに、熱伝達ユニット３０１は、照明装置４００の背面において、反射ユニット等の放熱手段の方向へ放熱が行えるように折り曲げられていることが好ましい。このようにすることにより照明装置の放熱性を向上させることができる。

図４は、本実施の形態にかかる照明装置４００を正面方向から見た模式的な斜視図を示す。また、図５は、本実施の形態にかかる照明装置４００を背面方向から見た模式的な斜視図を示す。本実施の形態にかかる照明装置４００は、端子の一部および発光装置１００の基板が、成型樹脂等のパッケージ４０１によって被覆される。図４および図５に示されるような照明装置４００は、さらに反射ユニットと組み合わされた照明装置として利用される。また、図５に示されるように照明装置４００の背面において熱伝達ユニット３０１の一部が露出され、外部に設けられる反射ユニットと接続することにより反射ユニットの反射面において放熱させることができる。

実施の形態２．
図６および図７は、本実施の形態にかかる照明装置６００、７００の模式的な斜視図を示す。本実施の形態における照明装置６００、７００は、端子の構成が異なる他は上述した実施の形態１と同様な照明装置とする。即ち、本実施の形態にかかる端子は、発光装置１００の基板の主面側、あるいは側面側のいずれかの方向から発光装置を支持し給電を行う端子とする。

図６に示されるように、本実施の形態にかかる照明装置６００は、正負一対の端子を有し、発光装置１００の基板が両端子により側方から挟み込まれる。特に、本実施の形態にかかる正負一対の端子それぞれは、ベース部６０５ａ、６０５ｂから発光装置の基板側面および該側面に隣接する側面に沿ってバネ片６０１ａ、６０１ｂおよび留め部６０４ａ、６０４ｂがそれぞれ延伸し、さらに留め部６０４ａ、６０４ｂに連続して、外部電極端子と接続可能な端子部分６０３ａ、６０３ｂを有する形状とされている。外部電極端子と接続可能な端子部分６０３ａ、６０３ｂの延伸方向は、発光装置の基板側面に対してほぼ垂直である。ここで、正負一対の端子の一部は、発光装置１００を挟み込む方向に弾性を有するような形状であるバネ片６０１ａ、６０１ｂとされ、両端子間に発光装置の基板が嵌め込まれる。また、正の端子は発光装置の基板側面に設けた正電極１０２に接触し、一方負の端子は負電極１０３に接触する。また、端子のそれぞれは、発光装置１００の基板側面に対する接触面積が大きくとれるように、該側面に平行な方向に幅広な形状となっている。また、端子のそれぞれは、上述した実施の形態１と同様に外部電極と接続可能な端子部分６０３ａ、６０３ｂを有し、該端子部分は、発光装置１００の基板主面に垂直な方向に幅広となっている。

図７に示されるように、本実施の形態にかかる別の照明装置７００は、発光装置１００の基板を主面側から支持し、発光装置１００に給電を行う正負一対の端子を有する。より詳細に説明すると、発光装置１００の基板は、正負一対の両端子の主面と、発光装置が載置される部材（例えば、熱伝達ユニット）の実装面とにより主面方向から挟み込まれる。特に、本実施の形態にかかる正負一対の端子それぞれは、ベース部７０５ａ、７０５ｂから発光装置の基板主面に沿って支持部７０２ａ、７０２ｂがそれぞれ延伸し、さらに発光装置の基板側面に沿って留め部７０４ａ、７０４ｂが延伸している。さらに、留め部７０４ａ、７０４ｂに連続して、外部電極端子と接続可能な端子部分７０３ａ、７０３ｂが形成されている。外部電極端子と接続可能な端子部分７０３ａ、７０３ｂの延伸方向は、発光装置の基板側面に対してほぼ垂直である。ここで、正負一対の端子は、発光装置１００の基板を挟み込む方向に弾性を有するようなバネ形状とされ、両端子間に発光装置１００の透光性部材１０４が位置するように嵌め込まれる。例えば、正負一対の端子は、それぞれの金属平板の一部が発光装置の基板主面方向に折り曲げられてなるバネ片７０１ａ、７０１ｂを有し、バネ片７０１ａ、７０１ｂは、それぞれ互い違いの方向に延伸している。また、正の端子に設けられるバネ片７０１ａは発光装置の基板に設けた主面側の正電極１０２に接触し、一方、負の端子に設けられるバネ片７０１ｂは同じ主面側の負電極１０３に接触する。また、端子のそれぞれは、発光装置１００の基板に対する接触面積が大きくとれるように、該主面に平行な方向に幅広な形状となっている。また、端子のそれぞれは、上述した実施の形態１と同様に外部電極と接続可能な端子部分７０３ａ、７０３ｂを有し、該端子部分は、発光装置１００の基板主面に平行な方向に幅広となっている。以下、本発明の実施の形態における各構成について詳述する。

（発光装置１００）
本実施の形態における発光装置は、発光素子を利用した発光装置である。本実施の形態における発光素子は、導電性部材により導電性パターンを施した絶縁性基板に対し、直接またはサブマウントとしての熱伝導性基板を介して実装される。ここで、導電性部材としては、例えば、金、銀、銅等が使用され、金属メッキにより絶縁性基板上へ導電性パターンとして形成される。絶縁性基板としては、窒化アルミニウム、アルミナのようなセラミック製基板やガラスエポキシ樹脂基板が主に利用される。また、本実施の形態における発光装置の基板は、正負一対対向された金属平板が絶縁分離されるように絶縁性樹脂で接合したものとすることもできる。

本実施の形態において使用される発光素子は、ＬＥＤチップである。本実施の形態におけるＬＥＤチップは、発光装置の出力に合わせて複数用いてもよいし、所望の光学特性が得られるように種々の形状および配置とすることができる。

ここで、本実施の形態においてＬＥＤチップは特に限定されないが、蛍光物質を共に用いた場合、該蛍光物質を励起可能な波長を発光できる活性層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子として、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。前記窒化物半導体は、所望に応じてボロンやリンを含有させることもできる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。

窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。例えば、サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。また基板は、半導層を積層した後、取り除くことも可能である。

窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。電極形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。また、パターニングにより、各電極のボンディング部のみを露出させ素子全体を覆うようにＳｉＯ２等からなる絶縁性保護膜を形成すると、小型化発光装置を信頼性高く形成することができる。本発明の発光装置において白色系の混色光を発光させる場合は、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることもできる。

本実施の形態における発光装置は、発光装置からの出光の配光性を制御するための透光性部材１０４を有する。透光性部材の材料は透光性であれば特に限定されず、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、および、それらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた透光性樹脂を用いることができる。また、透光性部材は有機物に限られず、ガラス、シリカゲルなどの耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、本実施の形態において透光性部材は、粘度増量剤、光拡散剤、顔料、蛍光物質等、使用用途に応じてあらゆる部材を添加することができる。光拡散剤として例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、および、それらを少なくとも一種以上含む混合物等を挙げることができる。更にまた、透光性部材の発光観測面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができ、ＬＥＤチップからの発光を集束させたりすることができる。具体的には、凹凸レンズ形状、さらに発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた形状とすることができる。

（端子２００ａ、２００ｂ）
本実施の形態にかかる端子は、発光装置の基板側面および基板主面の導電性パターンに接触し、発光装置に電力を供給するとともに該発光装置を強固に支持する導電性材料からなる部材である。さらに端子は、正負一対設けられ、正の端子および負の端子のそれぞれは、発光装置の基板を側面方向から挟み付けるように弾性を持たせたバネ片である第一の端子と、発光装置を一方の主面側から支持する第二の端子とを少なくとも有する。あるいは、端子は正負一対設けられ、正の端子および負の端子のそれぞれは、発光装置の基板を側面方向から挟み付けて支持するように弾性を持たせたバネ片を有する第一の端子である。あるいは、端子は正負一対設けられ、正の端子および負の端子のそれぞれは、発光装置の基板を主面方向から挟み付けて支持するように弾性を持たせたバネ片を有する第二の端子である。このように発光装置が主面方向および／または側面方向から支持されることにより、発光装置は強固に固定され、外部からの振動による転動を防止することができる。ここで、第一の端子だけでなく第二の端子にも弾性を持たせ、該第二の端子と、発光装置が載置される熱伝達ユニットあるいは熱伝導性基板とにより、発光装置がその主面方向から挟み付けられるような構成とすることができる。このような構成とすることにより、発光装置が更に強固に固定され、外部からの振動による転動を防止することができる。

また、本実施の形態における端子は、発光装置が装着される端子を一方の端部に有し、外部の電極と接続する端子を他方の端部に有する。外部の電極と接続する端子は、外部の電極の形状に対応するように一方の端子とは形状を変えて設けられている。また、端子は、発光装置が装着方向において位置決め可能となるような形状を端子の一部に有する。例えば、正負一対の端子のそれぞれは発光装置の基板の側面に沿うような留め部２０４ａ、２０４ｂ、６０４ａ、６０４ｂ、７０４ａ、７０４ｂを有し、発光装置がこれ以上装着方向に移動しないように固定および支持される。このような形状は、例えば、金属平板の打ち抜き加工および折り曲げ加工により形成される。

端子は、放熱性、電気伝導性および弾性を考慮して、種々の材料が選択され、種々の大きさに形成させることができる。このような端子の材料としては、銅が単独で用いられる他、銅やりん青銅板表面に銀、パラジュウム或いは銀、金などの金属メッキなどを施したものが好適に用いられる。このように金属メッキした場合にあっては、発光装置から出光した光の反射率が高くなり、照明装置の光取り出し効率が向上するため好ましい。

（熱伝達ユニット３０１）
本実施の形態における熱伝達ユニットは、発光装置が直接あるいは熱伝導性基板を介して載置され、発光装置から発生する熱を発光装置の裏面側から放熱方向へ伝達させる部材である。熱伝達ユニットは、例えば、銅やアルミニウム等の金属平板や、ヒートパイプとすることができる。特に、本実施の形態において、熱伝達ユニットとして使用することができるヒートパイプは、例えば、銅やアルミニウム等の金属材料からなる金属管の中に、水、フロン、代替フロン、フロリナート等の熱輸送用の作動液を封入したものであって、入熱部（高温部）で作動液が加熱されて蒸気となり、その蒸気が放熱部（低温側）に移動して液化することによって放熱し、その液化した作動液が毛細管現象により入熱部に戻るという動作を繰り返すことにより、極めて高い熱伝導性を実現した熱伝達部材である。

本実施の形態において、熱伝達ユニットの形状は、放熱される方向や放熱効果を考慮して種々の形状および大きさとすることができる。例えば、図３に示されるように、平板状とされた熱伝達ユニット３０１は、発光装置１００の裏面に対向する位置から外部電極端子と接続可能な端子部分２０３ａ、２０３ｂの方向へ延伸し、途中で放熱方向へ直角に折り曲げられる。あるいは、図９に示されるように、平板状とされた熱伝達ユニット３０１は、発光装置１００の裏面に対向する位置で１８０度折り曲げられる。

（反射ユニット）
本実施の形態における照明装置おいて、反射面として使用することが可能な表面を有する反射ユニットは、その反射面が発光装置の発光観測面に対向して設けられ、該発光装置から照射される光を反射面にて所望の方向に反射させる。反射ユニットの反射面は、凹面形状に加工し、例えばアルミニウムを材料とする反射面や、表面に銀メッキ等の金属メッキを施すことが好ましい。銀メッキを施すことにより光の反射率を向上させることが可能である。また、発光装置から熱伝達ユニットを介して放出される熱を、照明装置の背後から照明装置の外部に放熱させる機能を有する。

反射ユニットは、放熱性、反射面における反射率および発光装置の大きさや出力などを考慮して、種々の材料が選択され、種々の大きさに形成させることができる。即ち、発光装置が高出力なほど、反射ユニットも大きくすることができる。反射ユニットは、熱伝達ユニットの端部が接続され、発光装置から放出された熱を外部に効率よく放熱させるため熱伝導性がよいことが好ましい。このような反射ユニットの具体的な熱伝導度は、０．０１ｃａｌ／(ｓ)(ｃｍ^２)(℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは、０．５ｃａｌ／(ｓ)(ｃｍ^２)(℃／ｃｍ）以上である。

反射ユニットの材料としては、アルミニウムが単独で用いられる他、銅、アルミニウムやりん青銅板表面に銀、パラジュウム或いは銀、金などの金属メッキや半田メッキなどを施したものが好適に用いられる。このように銀メッキした場合にあっては、発光装置から出光した光の反射率が高くなり、照明装置の光取り出し効率が向上するため好ましい。

（熱伝導性基板）
本実施の形態における熱伝導性基板は、発光装置を載置することが可能であり、発光装置から発生する熱を熱伝達ユニットに伝える機能を有する。熱伝導性基板は、放熱性、光源の出力などを考慮して種々の大きさに形成させることができる。発光装置は、熱伝導性基板を介して、熱伝達ユニットに接続される。従って、熱伝導性基板は、発光装置から放出された熱を熱伝達ユニット側に効率よく放熱させるため熱伝導性がよいことが好ましい。具体的な熱伝導度は、０．０１ｃａｌ／(ｓ)(ｃｍ^２)(℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは ０．５ｃａｌ／(ｓ)(ｃｍ^２)(℃／ｃｍ）以上である。

このような熱伝導性基板の材料としては、セラミックス、銅、アルミニウムやりん青銅板が単独で用いられる他、それらの表面に銀、パラジュウム或いは銀、金などの金属メッキや半田メッキなどを施したものが好適に用いられる。

（パッケージ４０１）
本実施の形態で用いられるパッケージの成形材料は特に限定されず、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等、従来から知られているあらゆる熱可塑性樹脂を用いることができる。また、発光素子チップからの光を効率よく反射させるために、パッケージ成形部材中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。

以下、本発明に係る照明装置の一実施例について図面を参照しながら詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。

図１は、本実施例における発光装置１００を示す模式的な斜視図である。図２は、本実施例における端子を示す模式的な斜視図である。図３は、本実施例において、発光装置１００を端子に装着した状態を示す模式的な斜視図である。図４は、本実施例における照明装置４００を正面方向から見た模式的な斜視図である。図５は、本実施例における照明装置４００を背面方向から見た模式的な斜視図である。

本実施例における発光装置１００は、導電性パターンを有する絶縁性基板にＬＥＤチップが主面側に載置され、さらに同じ主面側にＬＥＤチップの発光を光学制御するための透光性部材１０４が装着されている。基板上に配される導電性パターンは、発光装置の正電極１０２および負電極１０３として設けられ、正電極１０２および負電極１０３は絶縁分離部１０１にて互いに絶縁分離されている。ここで、正電極１０２および負電極１０３は、ＬＥＤチップが載置される基板の主面側から側面側にかけて連続して金属メッキにより形成されている。さらに、正電極１０２および負電極１０３は、Ａｕを主材料とする導電性ワイヤを介してＬＥＤチップの正負両電極とそれぞれ接続されている。また、透光性部材は、硬質性シリコーン樹脂が半球状に成型されてなる。

本実施例における端子２００ａ、２００ｂは、銅板の打ち抜き加工により形成され、発光装置の正電極１０２と接続する正の端子２００ａと、発光装置の負電極１０３と接続する負の端子２００ｂとからなる。さらに、正負の端子２００ａ、２００ｂのそれぞれは、発光装置１００の基板を側方から挟み込むように弾性を持たせたバネ片２０１ａ、２０１ｂと、発光装置１００の基板を主面側から支持する支持部２０２ａ、２０２ｂと、発光装置の位置決めを行う留め部２０４ａ、２０４ｂと、ソケット等の外部電極端子と接続可能な部分２０３ａ、２０３ｂとを有する。ここで、バネ片２０１ａ、２０１ｂと、支持部２０２ａ、２０２ｂとは、ベース部２０５ａ、２０５ｂにおいて分岐して発光装置１００の方向に延伸する端子の部分であり、該発光装置の基板の表面、特に正電極１０２および負電極１０３に対して直に密着するように形成される。また、バネ片２０１ａ、２０１ｂは、端子のベース部２０５ａ、２０５ｂ近傍において段差が設けられ、発光装置１００の基板を挟み込む方向に弾性を持たせてある。また、留め部２０４ａ、２０４ｂは、発光装置１００の装着方向に対してほぼ直角方向に折り曲げ加工されてなり、発光装置１００の装着時、発光装置１００が端子に対して最適な配置となるようにしている。また、外部電極端子と接続可能な部分２０３ａ、２０３ｂは、バネ片２０１ａ、２０１ｂと、支持部２０２ａ、２０２ｂが形成される端部と異なる他端部に設けられ、外部電極端子の形状に対応するような大きさおよび形状とされている。また、バネ片２０１ａ、２０１ｂと、支持部２０２ａ、２０２ｂは、両方または何れか一方の先端部が曲げられており、発光装置１００を装着する際、発光装置の基板が先端部に引っ掛かることなく、発光装置が滑らかに装着方向へ移動することができるようになっている。

本実施例における熱伝達ユニット３０１は、銅板からなり、発光装置１００を基板の裏面側から支えるように、また、支持部２０２ａ、２０２ｂと熱伝達ユニット３０１とで基板を挟み込むように配置される。また、熱伝達ユニット３０１は、その放熱方向、即ち反射ユニット等の外部放熱手段に向かう方向に、ほぼ直角に折り曲げられている。

図４および図５に示されるように、本実施例にかかる照明装置４００は、発光装置１００の基板、外部電極端子と接続可能な部分２０３ａ、２０３ｂを除く端子部分および熱伝達ユニット３０１の一部が成型樹脂からなるパッケージ４０１により被覆されている。また、本実施例にかかる照明装置４００は、その背面において、外部電極端子と接続可能な端子部分２０３ａ、２０３ｂを突出させている。また、図５に示されるように同じ背面において、放熱ユニット３０１の表面が露出されており、該熱伝達ユニット３０１は、照明装置４００が取り付けられる部分に設けられる反射ユニットに接続して該反射ユニット方向に発光装置１００からの熱を伝達させるように構成されている。このように構成することによって、反射ユニットの反射面は、熱伝達ユニット３０１によって伝達された熱を効率よく放熱することができる。

図１２は、本実施例にかかる照明装置５００の模式的な斜視図であり、図９から図１１は、本実施例にかかる照明装置５００の形成工程を示す模式的な斜視図である。以下、図面を参照しながら、本実施例にかかる照明装置５００の各構成部材および照明装置の形成方法について説明する。

本実施例にかかる照明装置５００は、発光装置１００をその背面から支持する板材であるプレート５０１と、該プレート５０１が固定され照明装置５００の機械的強度を保持するための支持基板５０４と、発光装置１００の基板の主面あるいは側面に露出されている導電性部材に電気的に接続し、かつ発光装置１００の基板を挟持する端子３００ａ、３００ｂと、上記支持基板５０４とプレート５０１とを挟み付ける弾性部材５０３とを有する。さらに、照明装置５００は、コネクタ５０５を有することができる。

プレート５０１は、発光装置１００からの放熱性および照明装置５００の機械的強度を向上させるため、熱伝導性のよい金属材料とすることが好ましい。また、プレート５０１は、支持基板５０４との固定のため、その端部に、Ｓ字形状の端子５０２を複数有する。一方、支持基板５０４は、Ｓ字形状の端子５０２が嵌合する第一の貫通孔５０６ａを複数有する。さらに、支持基板５０４は、発光装置１００の発光観測面側の部位を挿通させる第二の貫通孔５０６ｂを有する。端子３００ａ、３００ｂは、良導電性の金属材料であり、発光装置１００の外部に露出されている正負一対の電極に対して、正負一対設けられ、第二の貫通孔５０６ｂの開口部側壁上面に半田付けされる。ここで、端子３００ａ、３００ｂは、発光装置１００を上記第二の貫通孔５０６ｂに嵌め込んだとき、発光装置１００の基板が端子に引っ掛かり、嵌め込んだ方向に支持基板５０４から抜けないような位置に半田付けされる。

本実施例にかかる照明装置５００の形成方法は、まず、図１０に示されるように、プレート５０１のＳ字端子５０２を支持基板５０４の第一の貫通孔５０６ａに挿入して引っ掛け、さらに発光装置１００の背面をプレート５０１に対向させる。さらに、発光装置１００の発光観測面側を第二の貫通孔５０６ｂに挿通させ、発光装置１００の基板を支持基板５０４とプレート５０１とにより挟む。次に、図１１に示されるように、プレートと照明装置の支持基板とを加圧しながら挟むことができる弾性部材５０３にて、それらの側方から固定する。ここで、本実施例における弾性部材５０３は、プレート５０１と支持基板５０４の側面の形状に対応するように、コの字型をした部材であり、コの字の内側方向に弾性が加わるようになっている。このような弾性部材５０３は、例えば、金属製のバネ片である。これにより、発光装置１００は、支持基板５０４に対し、強固に固定される。

本実施例における照明装置５００において、発光装置１００は、その基板が端子３００ａ、３００ｂとプレート５０１とにより挟持され、さらに端子３００ａ、３００ｂにより外部から電力が供給される。さらに、発光装置１００のリペアは、弾性部材５０３を取り外すことによって容易に行うことができる。

図１６は、本実施例にかかる照明装置６００を発光観測方向から見た模式的な斜視図であり、図１７は、本実施例にかかる照明装置６００を背面方向から見た模式的な斜視図である。また、図１３から図１５は、本実施例にかかる照明装置６００の形成工程を示す模式的な斜視図である。以下、本実施例にかかる照明装置６００の各構成部材および照明装置の形成方法について説明する。

本実施例にかかる照明装置６００は、発光装置１００をその背面から支持するプレート６０２と、照明装置６００の機械的強度を保持するための支持基板６０１と、発光装置１００に電力を供給し、かつ発光装置１００の基板を挟持する端子４００ａ、４００ｂとを有する。プレート６０２は、発光装置１００からの放熱性および照明装置６００の機械的強度を向上させるため、金属材料とすることが好ましい。本実施例における支持基板６０１は、射出成型により種々の形状に加工可能な樹脂製のパッケージ６０１であり、端子４００ａ、４００ｂの一部が嵌合する第一の貫通孔５０７ａを有する。この第一の貫通孔５０７ａは、第二の貫通孔５０７ｂの開口部側壁上端部において、パッケージ６０１の主面に平行な方向に貫通されており、端子４００ａ、４００ｂの凸部が嵌め込まれる。これにより、端子４００ａ、４００ｂがパッケージ６０１に装着される。なお、第二の貫通孔５０７ｂとは、発光装置１００の発光観測面側の部分が挿通するように、パッケージ６０１に形成されるものである。また、端子４００ａ、４００ｂの凸部の形状や大きさ、および該凸部が嵌合する第一の貫通孔５０７ａ開口部の形状および大きさは、適宜調節される。これにより、端子４００ａ、４００ｂは、発光装置１００を上記第二の貫通孔５０７ｂに嵌め込んだとき、発光装置１００の基板が端子４００ａ、４００ｂに引っ掛かり、嵌め込んだ方向にパッケージ６０１から抜けないような位置に配置される。発光装置１００は、その背面がプレート６０２に対向され、さらに発光装置の基板がプレート６０２と端子４００ａ、４００ｂとにより挟持される。プレート６０２は、その側方に凹凸形状を有し、パッケージ６０１は、プレート６０２の装着面側に、上記凹凸形状と嵌合するような溝を有する。

本実施例にかかる照明装置６００の形成方法は、図１３および図１４に示されるように、まず、パッケージ６０１に正負一対の端子４００ａ、４００ｂを装着させた後、その端子装着面の反対側から、発光装置１００の発光観測面側部位を第二の貫通孔５０７ｂに挿入する。さらに、図１５に示されるように、パッケージ６０１の背面側にて、プレート６０２の挿入方向に形成された溝とプレート６０２の凹凸形状とを対応させ、プレート６０２をスライドさせて挿入する。

本実施例における照明装置６００において、発光装置１００は、その基板が端子４００ａ、４００ｂとプレート６０２とにより挟持され、端子４００ａ、４００ｂにより外部から電力が供給される。さらに、発光装置１００のリペアは、プレート６０２をスライドさせることによって容易に行うことができる。

本発明にかかる照明装置は、放熱性および信頼性に優れ、外部からの機械的振動にも強いため、一般の照明として、および車のライト等の車載用照明として利用可能である。

図１は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図２は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図３は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図４は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図５は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図６は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図７は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図８は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図９は、本発明の一実施例にかかる照明装置の形成工程を示す模式的な斜視図である。 図１０は、本発明の一実施例にかかる照明装置の形成工程を示す模式的な斜視図である。 図１１は、本発明の一実施例にかかる照明装置の形成工程を示す模式的な斜視図である。 図１２は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図１３は、本発明の一実施例にかかる照明装置の形成工程を示す模式的な斜視図である。 図１４は、本発明の一実施例にかかる照明装置の形成工程を示す模式的な斜視図である。 図１５は、本発明の一実施例にかかる照明装置の形成工程を示す模式的な斜視図である。 図１６は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 図１７は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。

符号の説明

１００・・・発光装置
１０１・・・絶縁分離部
１０２・・・発光装置の正電極
１０３・・・発光装置の負電極
１０４・・・透光性部材
２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ、４００ａ、４００ｂ・・・端子
２０１ａ、２０１ｂ、６０１ａ、６０１ｂ、７０１ａ、７０１ｂ・・・バネ片
２０２ａ、２０２ｂ・・・支持部
２０３ａ、２０３ｂ、６０３ａ、６０３ｂ、７０３ａ、７０３ｂ・・・外部電極端子と接続可能な端子部分
２０４ａ、２０４ｂ、６０４ａ、６０４ｂ、７０４ａ、７０４ｂ・・・留め部
２０５ａ、２０５ｂ、６０５ａ、６０５ｂ、７０５ａ、７０５ｂ・・・端子のベース部
３０１・・・熱伝達ユニット
４００、５００、６００・・・照明装置
４０１、６０１・・・パッケージ
５０１、６０２・・・プレート
５０２・・・Ｓ字端子
５０３・・・弾性部材
５０４・・・支持基板
５０５・・・コネクタ
５０６ａ、５０７ａ・・・第一の貫通孔
５０６ｂ、５０７ｂ・・・第二の貫通孔

Claims (7)

1. 正負一対の導電性部材が互いに絶縁分離されて配されてなる基板と、前記導電性部材と電気的に接続する発光素子と、該発光素子からの光を集光する透光性部材とを有する発光装置と、該発光装置に給電する少なくとも正負一対の端子とを備える照明装置であって、
   前記端子は、前記発光装置を側方から支持する第一の端子、および／又は前記発光装置を前記一方の主面側から支持する第二の端子を有し、前記第一の端子および第二の端子のうち少なくとも一方は、前記発光装置の基板を挟み付けることを特徴とする照明装置。
2. 前記発光装置を背面側から支持する板材と、該板材の少なくとも一部が嵌合し、前記端子が固定される支持基板とをさらに有する請求項１に記載の照明装置。
3. 前記支持基板と前記板材とを挟み付ける弾性部材をさらに有する請求項２に記載の照明装置。
4. 前記発光装置は、背面側から熱伝達ユニットによって支持される請求項１に記載の照明装置。
5. 前記発光装置の発光観測面側は、反射面に対向されている請求項１乃至４に記載の照明装置。
6. 前記反射面は、金属材料からなる請求項５に記載の照明装置。
7. 前記反射面は、前記熱伝達ユニットによって伝達された熱を放熱する請求項５または６に記載の照明装置。
   

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