JP5492758B2 - Lighting device for plant cultivation and plant cultivation device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光素子を用いた植物栽培用の照明装置および植物栽培装置に関する。   The present invention relates to an illumination device for plant cultivation and a plant cultivation device using a semiconductor light emitting element.

近年、自然条件の変動に左右されない農業環境づくりとして、栽培環境の光、温度、湿度、炭酸ガス濃度など、植物成長に影響を及ぼすあらゆる条件を制御して農作物などを生産する植物工場、野菜工場などが実用化されつつある。
これらの植物工場には、完全人工光型と太陽光併用型とがあるが、両者とも人工光を照射する照明装置を設置することが必須となっている。そして、照明装置からは、赤色光と青色光とを植物に照射することが必要とされている。これらの照明装置の光源には、半導体発光素子(LED:Light Emitting Diode)が用いられるようになってきている。
In recent years, plant factories and vegetable factories that produce crops by controlling all conditions that affect plant growth, such as light, temperature, humidity, and carbon dioxide concentration in the cultivation environment, as an agricultural environment that is not affected by changes in natural conditions Etc. are being put to practical use.
In these plant factories, there are a complete artificial light type and a solar combined type, and it is essential to install an illuminating device that irradiates artificial light. And it is required from an illuminating device to irradiate a plant with red light and blue light. A semiconductor light emitting element (LED) has been used as a light source of these lighting devices.

特許文献1には、可撓性プリント基板に多数のLED素子を実装すると共に、該可撓性プリント基板の表面に硬質の透明樹脂層を被着して、該可撓性プリント基板を該透明樹脂層によって湾曲形状に保持せしめたLED基板を含んで構成されたLED表示装置において、複数の前記LED素子を複数の直線上に配列することによって複数のLED素子列を形成すると共に、それぞれのLED素子列において、各LED素子の給電部位を前記可撓性プリント基板上の電極に接続するボンディングワイヤを該LED素子の配列線上に配線する一方、それら複数のLED素子列におけるLED素子の配列方向を複数方向に異ならせたLED表示装置が記載されている。   In Patent Document 1, a large number of LED elements are mounted on a flexible printed circuit board, and a hard transparent resin layer is attached to the surface of the flexible printed circuit board so that the flexible printed circuit board is transparent. In an LED display device including an LED substrate held in a curved shape by a resin layer, a plurality of LED element arrays are formed by arranging a plurality of the LED elements on a plurality of straight lines, and each LED In the element row, a bonding wire for connecting a power feeding portion of each LED element to the electrode on the flexible printed board is wired on the arrangement line of the LED element, while the arrangement direction of the LED elements in the plurality of LED element rows is set. An LED display device having different directions is described.

特開2002−333847号公報JP 2002-333847 A

ところで、植物栽培用の照明装置では、照明装置に搭載された半導体発光素子からの光が、効率よく栽培対象である植物に照射されることが好ましい。このため、植物栽培用の照明装置は、植物に近接して配置できることが求められる。
また、半導体発光素子が高輝度になると、半導体発光素子に流れる電流が大きくなって、半導体発光素子の発熱量が大きくなる。このため、高輝度な半導体発光素子を用いた植物栽培用の照明装置では、半導体発光素子から発生する熱を効率よく放熱できることが求められる。しかし、可撓性プリント基板の材質が、ガラス布基材エポキシ樹脂や紙基材フェノール樹脂等の有機絶縁物系、またはポリエステルやポリイミド等のフレキシブル有機絶縁物系などである場合、これらの材質は銅、アルミニウムまたはそれらの合金などの金属に比べ熱伝導率が小さいため、半導体発光素子から発生する熱を効率よく放熱することができないという問題があった。
さらに、植物栽培用の照明装置は、湿度の高い環境に配置されるため、耐湿性に優れるとともに、安価に製造できる構造であることが好ましい。
本発明の目的は、半導体発光素子の発熱を効率よく放熱できるとともに、安価に製造できる植物栽培用の照明装置および植物栽培装置を提供することにある。
By the way, in the lighting device for plant cultivation, it is preferable that the light from the semiconductor light emitting element mounted on the lighting device is efficiently irradiated to the plant to be cultivated. For this reason, it is calculated | required that the illuminating device for plant cultivation can be arrange | positioned close to a plant.
Further, when the semiconductor light emitting element has high brightness, the current flowing through the semiconductor light emitting element increases, and the amount of heat generated by the semiconductor light emitting element increases. For this reason, in the illuminating device for plant cultivation using the high-intensity semiconductor light-emitting device, it is required that the heat generated from the semiconductor light-emitting device can be efficiently dissipated. However, when the material of the flexible printed circuit board is an organic insulator system such as a glass cloth base epoxy resin or a paper base phenol resin, or a flexible organic insulator system such as polyester or polyimide, these materials are There is a problem that heat generated from the semiconductor light emitting element cannot be efficiently radiated because the thermal conductivity is small compared to metals such as copper, aluminum or alloys thereof.
Furthermore, since the lighting device for plant cultivation is arranged in a high humidity environment, it is preferable to have a structure that is excellent in moisture resistance and can be manufactured at low cost.
The objective of this invention is providing the illuminating device for plant cultivation, and the plant cultivation apparatus which can be thermally radiated while being able to thermally radiate the heat | fever of a semiconductor light-emitting device efficiently.

かかる目的のもと、本発明が適用される植物栽培用の照明装置は、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、発光ユニットの長手方向が、外表面上に軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体とを備えている。
このような植物栽培用の照明装置において、熱伝導性基板は、金属材料で構成されていることを特徴とすることができる。
そして、保持体は、金属材料で構成されていることを特徴とすることができる。
さらに、保持体の外表面は、軸に対して傾斜面を有することを特徴とすることができる。
また、保持体は、外表面が軸に対して傾斜面を有するとともに、軸に対して直交するように設けた切断面の面積が、上端部側が下端部側に比べて大きいことを特徴とすることができる。
さらにまた、保持体は、外表面または内表面の少なくとも1つの面に放熱のための凹部または凸部を備えることを特徴とすることができる。
そして、保持体は、表面に空気を取り入れる穴または切り込みを備えることを特徴とすることができる。
For this purpose, a lighting device for plant cultivation to which the present invention is applied includes a heat conductive substrate having a rectangular surface shape, and a plurality of light emitting components that are arranged and mounted in the longitudinal direction of the heat conductive substrate. And a holding body that is rotatable around an axis and is attached to the outer surface at an angle with respect to the direction of the axis.
In such an illuminating device for plant cultivation, the heat conductive substrate may be made of a metal material.
And the holding body can be characterized by being comprised with the metal material.
Furthermore, the outer surface of the holding body may be characterized by having an inclined surface with respect to the axis.
The holding body is characterized in that the outer surface has an inclined surface with respect to the axis, and the area of the cut surface provided to be orthogonal to the axis is larger on the upper end side than on the lower end side. be able to.
Furthermore, the holding body may be characterized by including a concave portion or a convex portion for heat dissipation on at least one surface of the outer surface or the inner surface.
And a holding body can be equipped with the hole or notch which takes in air on the surface, It can be characterized by the above-mentioned.

さらに、このような植物栽培用の照明装置において、複数の発光部品は、青色光を発光する半導体発光素子と赤色光を発光する半導体発光素子とを含むことを特徴とすることができる。
そして、複数の発光部品に含まれる青色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長420nm〜480nmのInGaN発光層を有し、赤色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長650nm〜690nmのAlGaInP発光層を有することを特徴とすることができる。
さらにまた、複数の発光部品に含まれる青色光を発光する半導体発光素子および赤色光を発光する半導体発光素子は、青色光を発光する半導体発光素子および赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの一方の面にP電極およびN電極を有し、青色光を発光する半導体発光素子および赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの他方の面にはP電極またはN電極のいずれをも有しないことを特徴とすることができる。
Furthermore, in such an illumination device for plant cultivation, the plurality of light emitting components may include a semiconductor light emitting element that emits blue light and a semiconductor light emitting element that emits red light.
The semiconductor light emitting element that emits blue light included in the plurality of light emitting components has an InGaN light emitting layer having a peak wavelength of 420 nm to 480 nm, and the semiconductor light emitting element that emits red light emits AlGaInP light having a peak wavelength of 650 nm to 690 nm. It can be characterized by having a layer.
Furthermore, the semiconductor light-emitting element that emits blue light and the semiconductor light-emitting element that emits red light included in the plurality of light-emitting components are one of a semiconductor light-emitting element that emits blue light and a semiconductor light-emitting element that emits red light, respectively. Having a P-electrode and an N-electrode on the surface, and having no P-electrode or N-electrode on the other surface of each of the semiconductor light-emitting element emitting blue light and the semiconductor light-emitting element emitting red light Can be a feature.

さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される植物栽培装置は、栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、発光ユニットの長手方向が、外表面上に軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体とを備え、複数の発光部品の発する光を植物の側方から照射する照明装置とを備えている。
また、本発明が適用される植物栽培装置は、栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、発光ユニットの長手方向が、外表面上に軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体と、風力により保持体を回転させる送風装置とを備え、複数の発光部品の発する光を植物に照射する照明装置とを備えている。
Furthermore, from another viewpoint, the plant cultivation device to which the present invention is applied is provided so as to face a cultivation container that accommodates a plurality of plants to be cultivated and a plurality of plants that grow, and has a surface shape. A light-emitting unit comprising a heat conductive substrate having a rectangular shape and a plurality of light-emitting components arranged and mounted in the longitudinal direction of the heat-conductive substrate; However, it is provided with the holding | maintenance body attached diagonally with respect to the direction of an axis | shaft on an outer surface, and the illuminating device which irradiates the light which a several light emitting component emits from the side of a plant.
Moreover, the plant cultivation apparatus to which the present invention is applied is provided with a cultivation container that accommodates a plurality of plants to be cultivated, and a plurality of growing plants, and has a rectangular surface shape. A light-emitting unit comprising a substrate and a plurality of light-emitting components arranged and mounted in the longitudinal direction of the thermally conductive substrate, and rotatable about an axis, the longitudinal direction of the light-emitting unit being an axis on the outer surface And a lighting device that irradiates a plant with light emitted from a plurality of light-emitting components.

本発明によれば、半導体発光素子の発熱を効率よく放熱できるとともに、安価に製造できる植物栽培用の照明装置および植物栽培装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to thermally radiate the heat | fever of a semiconductor light-emitting device efficiently, the illuminating device for plant cultivation and plant cultivation apparatus which can be manufactured cheaply can be provided.

第1の実施の形態が適用される植物栽培装置の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the plant cultivation apparatus with which 1st Embodiment is applied. 放熱性を改善した保持体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the holding body which improved heat dissipation. 植物栽培装置の他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the plant cultivation apparatus. 第1の実施の形態が適用される照明装置の一例を示した拡大図である。It is the enlarged view which showed an example of the illuminating device to which 1st Embodiment is applied. 第1の実施の形態が適用される照明装置の発光ユニットの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the light emission unit of the illuminating device to which 1st Embodiment is applied. 青色発光チップの構成の一例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of a structure of a blue light emitting chip. 青色発光チップの上面図である。It is a top view of a blue light emitting chip. 赤色発光チップの構成の一例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of a structure of a red light emitting chip. 赤色発光チップの上面図である。It is a top view of a red light emitting chip. 2個の発光ユニットから構成される発光ユニットを示した図である。It is the figure which showed the light emission unit comprised from two light emission units. 第2の実施の形態が適用される照明装置の発光部の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the light emission part of the illuminating device to which 2nd Embodiment is applied. 発光素子パッケージの構成の一例を示した図である。It is a figure showing an example of composition of a light emitting element package. 第3の実施の形態が適用される照明装置の発光ユニットの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the light emission unit of the illuminating device to which 3rd Embodiment is applied. 第4の実施の形態が適用される植物栽培装置を示す図である。It is a figure which shows the plant cultivation apparatus with which 4th Embodiment is applied.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態が適用される植物栽培装置1の一例を示した図である。
植物栽培装置1は、底板15と、底板15の少なくとも四隅に設けられた支柱16と、支柱16により支えられた天板17と、底板15上に設けられた植物2を育成する栽培容器3と、天板17側から吊り下げられた複数の照明装置10とを備えている。
そして、照明装置10は、発光ユニット11と、発光ユニット11が取り付けられる円筒状の保持体12とを備えている。
照明装置10は、円筒状の保持体12の軸上に回転軸13を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a plant cultivation apparatus 1 to which the first exemplary embodiment is applied.
The plant cultivation apparatus 1 includes a bottom plate 15, support columns 16 provided at at least four corners of the bottom plate 15, a top plate 17 supported by the support columns 16, and a cultivation container 3 for growing the plant 2 provided on the bottom plate 15. And a plurality of lighting devices 10 suspended from the top plate 17 side.
And the illuminating device 10 is equipped with the light emission unit 11 and the cylindrical holding body 12 to which the light emission unit 11 is attached.
The lighting device 10 includes a rotation shaft 13 on the axis of a cylindrical holding body 12.

植物栽培装置1は、照明装置10に搭載された半導体発光素子チップ64に電流を供給する電力供給ライン18を備えている。電力供給ライン18は、天板17の裏面を伝って、植物栽培装置1の外部に引き出され、植物栽培装置1の外部に置かれた電源19に接続されている。   The plant cultivation device 1 includes a power supply line 18 that supplies a current to the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the lighting device 10. The power supply line 18 is drawn to the outside of the plant cultivation apparatus 1 along the back surface of the top plate 17 and connected to a power source 19 placed outside the plant cultivation apparatus 1.

また、植物栽培装置1は、照明装置10を回転させるためのモータなどを備えた回転制御部14を備えている。照明装置10の回転軸13は、回転制御部14に接続されている。
すなわち、植物栽培装置1は天板17上に回転制御部14を備え、回転制御部14が回転軸13を介して照明装置10を支持している。
Moreover, the plant cultivation apparatus 1 is provided with the rotation control part 14 provided with the motor for rotating the illuminating device 10, etc. The rotation shaft 13 of the illumination device 10 is connected to the rotation control unit 14.
That is, the plant cultivation device 1 includes a rotation control unit 14 on the top plate 17, and the rotation control unit 14 supports the lighting device 10 via the rotation shaft 13.

底板15は、栽培容器3を載置する構造材である。底板15は、栽培容器3を保持できればよく、どのような材質から構成されてもよい。
栽培容器3は、栽培する植物2を保持できればよく、後述するように、植物2を育成するための培養液を循環させるように、培養液の供給口と排出口とを備えていてもよい。培養液を循環させる場合は、植物栽培装置1の外部に、培養液を循環させるための図示しない循環部が設けられる。
本実施の形態において、栽培される植物2は、特に制限されないが、ジャガイモ、大豆、紫蘇など、草丈のあるものであってもよい。
The bottom plate 15 is a structural material on which the cultivation container 3 is placed. The bottom plate 15 only needs to hold the cultivation container 3 and may be made of any material.
The cultivation container 3 should just hold | maintain the plant 2 to grow, and may provide the supply port and discharge port of a culture solution so that the culture solution for growing the plant 2 may be circulated so that it may mention later. When circulating the culture solution, a circulation unit (not shown) for circulating the culture solution is provided outside the plant cultivation apparatus 1.
In the present embodiment, the plant 2 to be cultivated is not particularly limited, but may be one having plant height such as potato, soybean, shiso.

天板17は、複数の照明装置10を支持できる強度を有するものであることが好ましい。そして、回転制御部14が回転軸13を回転させることにより、円筒状の保持体12が矢印Aの方向に回転可能なように、天板17には、照明装置10の回転軸13が貫通する貫通孔が設けられている。   It is preferable that the top plate 17 has a strength capable of supporting the plurality of lighting devices 10. The rotation control unit 14 rotates the rotation shaft 13, so that the rotation shaft 13 of the lighting device 10 penetrates the top plate 17 so that the cylindrical holding body 12 can rotate in the direction of arrow A. A through hole is provided.

本実施の形態における照明装置10の発光ユニット11は、後述するように、熱伝導性に優れた表面形状が矩形の熱伝導性基板21に複数の発光部品の一例としての半導体発光素子チップ64が列状に搭載されて構成されている(後述する図4、5参照)。   As will be described later, the light emitting unit 11 of the lighting device 10 according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element chip 64 as an example of a plurality of light emitting components on a heat conductive substrate 21 having a rectangular surface shape excellent in thermal conductivity. They are mounted in rows (see FIGS. 4 and 5 described later).

照明装置10の保持体12には、発光ユニット11が円筒状の保持体12の軸に対して斜めまたはらせん状に巻きつくように取り付けられている。すなわち、発光ユニット11は保持体12の軸の方向に対して斜めに取り付けられている。
照明装置10の保持体12は、発光ユニット11に搭載された半導体発光素子チップ64の発する熱を熱伝導により放熱できるように、熱伝導性に優れた材質、例えばアルミニウム、銅またはそれらの合金、ステンレス鋼(SUS)などの金属などで構成されていることが好ましい。また、AlNなど、熱伝導の良好なセラミックスも好ましい。
さらに、光を有効に利用するため、保持体12の表面は、アルミニウム、銀、白色樹脂材料、赤色に対しては金など、反射率の高い材質で構成されていることが望ましい。また、腐食対策や、さらなる反射率の向上のため、保持体12の最表面にガラス樹脂(透明)などを被服することも望ましい。
The light emitting unit 11 is attached to the holding body 12 of the lighting device 10 so as to be wound obliquely or spirally with respect to the axis of the cylindrical holding body 12. That is, the light emitting unit 11 is attached obliquely with respect to the axial direction of the holding body 12.
The holding body 12 of the lighting device 10 is made of a material having excellent heat conductivity, such as aluminum, copper or an alloy thereof, so that heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the light emitting unit 11 can be dissipated by heat conduction. It is preferably made of a metal such as stainless steel (SUS). Moreover, ceramics with good thermal conductivity such as AlN are also preferable.
Furthermore, in order to effectively use light, the surface of the holding body 12 is preferably made of a material having high reflectance such as aluminum, silver, a white resin material, and gold for red. It is also desirable to wear glass resin (transparent) or the like on the outermost surface of the holding body 12 in order to prevent corrosion and further improve the reflectance.

そして、保持体12は、半導体発光素子チップ64の発する熱を放熱しやすくするために、気体による冷却(空冷)または液体による冷却(液冷)により冷却されてもよい。例えば、保持体12は、回転軸13から放射状に延びたスポークにより保持された中空の円筒形状が望ましい。
また、保持体12の中空の内部は管路として、冷却用の冷媒を流通させてもよい。または、保持体12の中空の内側に冷却用のパイプを設けて、パイプに液状の冷媒を流通させてもよい。冷媒としては水、エチレングリコールなどが使用できる。
なお、保持体12を回転させるとともに液状の冷媒で冷却する場合には、冷媒が漏洩しないように、冷媒の供給部(不図示)と保持体12とをOリングなどの回転可能なシール部材で結合すればよい。
The holder 12 may be cooled by gas cooling (air cooling) or liquid cooling (liquid cooling) in order to easily dissipate heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64. For example, the holding body 12 preferably has a hollow cylindrical shape held by spokes that extend radially from the rotary shaft 13.
Further, the hollow inside of the holding body 12 may be used as a conduit for circulating a cooling refrigerant. Alternatively, a cooling pipe may be provided inside the hollow of the holding body 12, and a liquid refrigerant may be circulated through the pipe. As the refrigerant, water, ethylene glycol or the like can be used.
When the holder 12 is rotated and cooled with a liquid refrigerant, the refrigerant supply unit (not shown) and the holder 12 are connected with a rotatable seal member such as an O-ring so that the refrigerant does not leak. What is necessary is just to combine.

そして、照明装置10には、前述したように、保持体12の軸上に回転軸13が設けられている。そして、保持体12は、回転軸13を介して回転制御部14により回転される。
保持体12を回転させる場合には、保持体12上に熱伝導性基板21を介して搭載された半導体発光素子チップ64への電力の供給を、ブラシなどの摺動機構または電磁誘導などを介して行なうようにする。
And as above-mentioned, the rotating shaft 13 is provided in the illuminating device 10 on the axis | shaft of the holding body 12. As shown in FIG. The holding body 12 is rotated by the rotation control unit 14 via the rotation shaft 13.
When the holder 12 is rotated, power is supplied to the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the holder 12 via the thermally conductive substrate 21 via a sliding mechanism such as a brush or electromagnetic induction. To do.

なお、照明装置10は、天板17から吊り下げられているとして説明したが、底板15など床上に置かれる構成であってもよい。床上に置かれる構成の場合、図1に示した照明装置10と回転制御部14との位置関係が逆転する。すなわち、回転制御部14が底板15上に置かれ、回転制御部14から上方に回転軸13が伸び、照明装置10を支えるとともに、回転させることになる。また、壁に設置すれば、照明装置10を横向きとしても利用できる。   In addition, although the illuminating device 10 was demonstrated as hanging from the top plate 17, the structure put on floors, such as the baseplate 15, may be sufficient. In the case of the configuration placed on the floor, the positional relationship between the lighting device 10 and the rotation control unit 14 shown in FIG. 1 is reversed. That is, the rotation control unit 14 is placed on the bottom plate 15, and the rotation shaft 13 extends upward from the rotation control unit 14 to support and rotate the lighting device 10. Moreover, if it installs in a wall, the illuminating device 10 can be utilized also as sideways.

照明装置10は、成長すると草丈が大きくなる植物2の間となる位置に配置される。そして、照明装置10は、植物2の側面から光を照射することで、植物2への光の照射の効率を高め、植物2の育成をより促進する。
なお、照明装置10は、植物2が林立して、照明装置10を取り囲むように配置されてもよい。そして、植物2は、照明装置10を一重に取り囲むように配置されてもよく、多重に取り囲むように配置されてもよい。
The illuminating device 10 is arrange | positioned in the position which becomes between the plants 2 whose plant height becomes large when growing. And the illuminating device 10 raises the efficiency of the light irradiation to the plant 2 by irradiating light from the side surface of the plant 2, and promotes the growth of the plant 2 more.
In addition, the illuminating device 10 may be arrange | positioned so that the plant 2 may stand and surround the illuminating device 10. FIG. And the plant 2 may be arrange | positioned so that the illuminating device 10 may be surrounded by single, and may be arrange | positioned so that it may surround in multiple.

図2は、放熱性を改善した保持体12の一例を示す図である。
図2(a)は、表面に複数の穴12aを設けた保持体12の一例を示す図である。空気が、保持体12の周囲から保持体12の内部に、または保持体12の内部から保持体12の周囲に穴12aを介して流れることにより、保持体12の放熱が促進される。
保持体12に設けられる穴12aは、円形であってもよく、矩形等の他の形状であってもよい。また、保持体12に穴12aを設ける位置および穴12aの数、大きさは、特に限定されず、発光ユニット11が設置される位置を考慮して設ければよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the holding body 12 with improved heat dissipation.
Fig.2 (a) is a figure which shows an example of the holding body 12 which provided the several hole 12a in the surface. The air flows from the periphery of the holding body 12 to the inside of the holding body 12 or from the inside of the holding body 12 to the periphery of the holding body 12 through the holes 12a, whereby heat dissipation of the holding body 12 is promoted.
The hole 12a provided in the holding body 12 may be circular or other shape such as a rectangle. Further, the positions where the holes 12a are provided in the holding body 12, and the number and size of the holes 12a are not particularly limited, and may be provided in consideration of the positions where the light emitting units 11 are installed.

図2(b)は、表面に複数の切り込み12bを設けた保持体12の一例を示す図である。切り込み12bは、保持体12の表面を円弧状に切り欠き、円弧の部分が保持体12の内部に曲げられて構成されている。
保持体12の回転(図1に示す矢印A)により、切り込み12bが保持体12の外部から強制的に空気を、保持体12の内部に誘導し、保持体12の放熱がより促進される。
保持体12に設けられる切り込み12bは、外周部が円弧状であっても、矩形状等の他の形状であってもよい。また、保持体12に切り込み12bを設ける位置および切り込み12bの数、大きさは、特に限定されず、発光ユニット11が設置される位置を考慮して設ければよい。
FIG.2 (b) is a figure which shows an example of the holding body 12 which provided the some notch 12b in the surface. The notch 12 b is configured by cutting the surface of the holding body 12 into an arc shape and bending the arc portion into the holding body 12.
By the rotation of the holding body 12 (arrow A shown in FIG. 1), the notch 12b forcibly guides air from the outside of the holding body 12 to the inside of the holding body 12, and the heat dissipation of the holding body 12 is further promoted.
The notch 12b provided in the holding body 12 may have an arcuate outer peripheral portion or another shape such as a rectangular shape. Further, the positions where the notches 12b are provided in the holding body 12, and the number and size of the notches 12b are not particularly limited, and may be provided in consideration of the positions where the light emitting units 11 are installed.

図2(c)は、内表面に複数の凸部12cを設けた保持体12の一例を示す図である。それぞれの凸部12cは、円筒状の保持体12の内側に、断面形状が三角形状に設けられている。凸部12cにより保持体12の内部を流れる空気との接触面積が増加し、保持体12の放熱がより促進される。
保持体12に設けられる凸部12cは、断面形状が三角形状に限らず、保持体12の内側の表面積が増加する構造のものであればよい。また、保持体12の内側に凸部12cを設ける位置および凸部12cの数、大きさは、特に限定されず、放熱が促進される構成を選択すればよい。
なお、凸部12cの代わりに凹部であってもよい。
FIG.2 (c) is a figure which shows an example of the holding body 12 which provided the some convex part 12c in the inner surface. Each convex part 12c is provided with a triangular cross section inside the cylindrical holder 12. The contact area with the air flowing through the inside of the holding body 12 is increased by the convex portion 12c, and the heat dissipation of the holding body 12 is further promoted.
The convex part 12c provided in the holding body 12 is not limited to a triangular cross-sectional shape, and may have a structure in which the surface area inside the holding body 12 increases. Further, the positions where the convex portions 12c are provided inside the holding body 12, and the number and size of the convex portions 12c are not particularly limited, and a configuration that promotes heat dissipation may be selected.
A concave portion may be used instead of the convex portion 12c.

図2(d)は、外表面に複数のフィン(ひれ)状の凸部12dを設けた保持体12の一例を示す図である。それぞれの凸部12dは、円筒状の保持体12の外側に、板状に飛び出すように設けられている。凸部12dにより保持体12の周囲を流れる空気との接触面積が増加し、保持体12の放熱がより促進される。
保持体12に設けられる凸部12dは、板状に限らず、保持体12の外側の表面積が増加する構造のものであればよい。また、保持体12の外側に凸部12dを設ける位置および凸部12dの数、大きさは、特に限定されず、発光ユニット11が設置される位置を考慮して設ければよい。
なお、保持体12の外表面において、発光ユニット11の設置を妨げないように、突起11dを保持体12の軸方向に分割して設けてもよい。
FIG. 2D is a diagram showing an example of the holding body 12 provided with a plurality of fin-shaped protrusions 12d on the outer surface. Each convex part 12d is provided outside the cylindrical holding body 12 so as to protrude in a plate shape. The contact area with the air flowing around the holding body 12 is increased by the convex portion 12d, and heat dissipation of the holding body 12 is further promoted.
The convex portion 12d provided on the holding body 12 is not limited to a plate shape, and may have any structure that increases the surface area outside the holding body 12. Further, the positions where the convex portions 12d are provided on the outside of the holding body 12, and the number and size of the convex portions 12d are not particularly limited, and may be provided in consideration of the positions where the light emitting units 11 are installed.
Note that the protrusion 11 d may be provided on the outer surface of the holding body 12 so as to be divided in the axial direction of the holding body 12 so as not to disturb the installation of the light emitting unit 11.

図2(e)は、軸方向の端部にフィン(ひれ)状の凸部12eを設けた保持体12の一例を示す図である。板状の凸部12eが、円筒状の保持体12の軸方向の端部に、端部から保持体12の外側に飛び出すように設けられている。凸部12eにより保持体12の周囲を流れる空気との接触面積が増加し、保持体12の放熱がより促進される。
図2(e)では、凸部12eは保持体12の外周上に2個設けられているが、2個に限らず、3個以上であってもよく、保持体12の外周を取り巻くように設けられてもよい。
また、図2(e)では、凸部12eは、保持体12の軸方向の一方の端に設けられているが、他方の端に設けられてもよく、中間に設けられてもよい。また、凸部12eは保持体12の外周の複数の箇所(例えば、軸方向の両端部または軸方向の複数の位置)に設けられてもよい。
さらに、図2(a)から(e)で説明した構成を、複数組み合わせて用いてもよく、前述した冷媒による冷却法と併用してもよい。
なお、保持体12は、円筒状としたが、円筒状に限らず、四角柱、六角柱、八角柱などの角柱状であってもよい。
FIG.2 (e) is a figure which shows an example of the holding body 12 which provided the fin (fin) -shaped convex part 12e in the edge part of the axial direction. A plate-like convex portion 12 e is provided at an end portion in the axial direction of the cylindrical holding body 12 so as to protrude from the end portion to the outside of the holding body 12. The contact area with the air flowing around the holding body 12 is increased by the convex portion 12e, and heat dissipation of the holding body 12 is further promoted.
In FIG. 2 (e), two convex portions 12 e are provided on the outer periphery of the holding body 12, but the number is not limited to two, and may be three or more, so as to surround the outer periphery of the holding body 12. It may be provided.
Moreover, in FIG.2 (e), although the convex part 12e is provided in one end of the axial direction of the holding body 12, it may be provided in the other end and may be provided in the middle. Moreover, the convex part 12e may be provided in several places (for example, the both ends of an axial direction, or several positions of an axial direction) of the outer periphery of the holding body 12. FIG.
Furthermore, a plurality of configurations described in FIGS. 2A to 2E may be used in combination, or may be used in combination with the cooling method using the refrigerant described above.
The holding body 12 is cylindrical, but is not limited to a cylindrical shape, and may be a prismatic shape such as a quadrangular column, a hexagonal column, or an octagonal column.

図3は、植物栽培装置1の他の一例を示した図である。図1では、保持体12は円筒状としたが、図2では、保持体12の形状を、植物2と照明装置10との位置関係(例えば、植物2の高さが低い場合)に応じて、植物2に斜め上から照射できるように、例えば上端部(上面)の面積が下端部(下面)の面積に比べて大きい円錐台の形状(円錐台状)とした場合を示している。このことにより、植物2の受ける光照射量が増加して望ましい。円錐台の角度は、植物2の大きさと照明装置10の高さにより、最適化できる。また、円錐台でなくても、円錐、角錐、角錐台、半球などの形状も望ましい。保持体12の上端部(上面)の面積を下端部(下面)の面線に比べ大きくする場合においては、加工のしやすさ、発光ユニット11の取り付けやすさから、円錐台が最も望ましい。
以上説明したように、保持体12は、図1に示したように、軸に対して直交するように設けた切断面の面積が、上端部側(円筒状の保持体12の上面)と下端部側(円筒状の保持体12の下面)とで同じであってもよく、図3に示したように、上端部側(円錐台状の保持体12の上面)が下端部側(円錐台状の保持体12の下面)に比べて大きくともよく、図示しないが、上端部側(上面)が下端部側(下面)に比べて小さくともよい。
なお、保持体12の上面および下面が軸に対して直交する面でない場合であっても、上端部および下端部において、軸に対して直交する面を想定すればよいことから、軸に対して直交するように設けた切断面とした。
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the plant cultivation apparatus 1. In FIG. 1, the holding body 12 is cylindrical, but in FIG. 2, the shape of the holding body 12 depends on the positional relationship between the plant 2 and the lighting device 10 (for example, when the height of the plant 2 is low). For example, a case where the area of the upper end portion (upper surface) is larger than the area of the lower end portion (lower surface) so that the plant 2 can be irradiated obliquely from above is shown. This is desirable because the amount of light irradiation received by the plant 2 is increased. The angle of the truncated cone can be optimized by the size of the plant 2 and the height of the lighting device 10. Moreover, even if it is not a truncated cone, shapes such as a cone, a pyramid, a truncated pyramid, and a hemisphere are also desirable. When the area of the upper end (upper surface) of the holding body 12 is made larger than the surface line of the lower end (lower surface), the truncated cone is most desirable from the viewpoint of ease of processing and ease of mounting of the light emitting unit 11.
As described above, as shown in FIG. 1, in the holding body 12, the area of the cut surface provided so as to be orthogonal to the axis is the upper end side (upper surface of the cylindrical holding body 12) and the lower end. As shown in FIG. 3, the upper end side (the upper surface of the truncated cone-shaped holding body 12) is the lower end side (the truncated cone). (Not shown), the upper end side (upper surface) may be smaller than the lower end side (lower surface).
Even if the upper surface and the lower surface of the holding body 12 are not surfaces orthogonal to the axis, it is only necessary to assume surfaces orthogonal to the axis at the upper end portion and the lower end portion. It was set as the cut surface provided so that it might orthogonally cross.

図4は第1の実施の形態が適用される照明装置10の一例を示した拡大図である。
照明装置10は、保持体12に、発光ユニット11が斜めまたはらせん状に巻きつくように構成されている。すなわち、発光ユニット11は、表面形状が矩形であって、その長手方向が保持体12の軸方向に対して斜めになっている。
発光ユニット11は、熱伝導性基板21と、熱伝導性基板21の表面の中央部上に設けられた複数の半導体発光素子チップ64と、熱伝導性基板21の表面上に、半導体発光素子チップ64を挟むように両側に設けられた配線基板22a、22bとを備えている。
そして、半導体発光素子チップ64のp電極、n電極と、配線基板22a、22bに設けられた導体パターン23b、23c、23d(後述する図5参照)とがボンディングワイヤ65により接続されている。複数の半導体発光素子チップ64は、青色光または赤色光を発する半導体発光素子チップであってもよく、青色光または赤色光を発する半導体発光素子チップが混在したものであってよい。
なお、「半導体発光素子チップ64」の用語は、後述する図6、7に示す青色発光チップ641と図8、9に示す赤色発光チップ642とをそれぞれ区別しないときに用いる。また、「p電極」の用語は、後述する図6、7に示す青色発光チップ641における第1p電極210および、後述する図8、9に示す赤色発光チップ642における第2p電極410をそれぞれ区別しないときに用いる。同様に、「n電極」の用語は、後述する図6、7に示す青色発光チップ641における第1n電極240および、後述する図8、9に示す赤色発光チップ642における第2n電極400をそれぞれ区別しないときに用いる。
FIG. 4 is an enlarged view showing an example of the illumination device 10 to which the first embodiment is applied.
The illumination device 10 is configured such that the light emitting unit 11 is wound around the holding body 12 in an oblique or spiral manner. That is, the light emitting unit 11 has a rectangular surface shape, and its longitudinal direction is inclined with respect to the axial direction of the holding body 12.
The light emitting unit 11 includes a heat conductive substrate 21, a plurality of semiconductor light emitting device chips 64 provided on the center of the surface of the heat conductive substrate 21, and a semiconductor light emitting device chip on the surface of the heat conductive substrate 21. 64, wiring boards 22a and 22b provided on both sides so as to sandwich 64.
Then, the p electrode and the n electrode of the semiconductor light emitting element chip 64 are connected to the conductor patterns 23b, 23c, and 23d (see FIG. 5 described later) provided on the wiring boards 22a and 22b by the bonding wires 65. The plurality of semiconductor light emitting element chips 64 may be semiconductor light emitting element chips that emit blue light or red light, or may be a mixture of semiconductor light emitting element chips that emit blue light or red light.
The term “semiconductor light emitting element chip 64” is used when a blue light emitting chip 641 shown in FIGS. 6 and 7 and a red light emitting chip 642 shown in FIGS. Further, the term “p electrode” does not distinguish between a first p electrode 210 in a blue light emitting chip 641 shown in FIGS. 6 and 7 described later and a second p electrode 410 in a red light emitting chip 642 shown in FIGS. Sometimes used. Similarly, the term “n electrode” distinguishes a first n electrode 240 in a blue light emitting chip 641 shown in FIGS. 6 and 7 described later and a second n electrode 400 in a red light emitting chip 642 shown in FIGS. Use when not.

そして、円筒状の保持体12に発光ユニット11を斜めまたはらせん状に巻きつけたとき、ボンディングワイヤ65に応力がかかることを抑制するため、半導体発光素子チップ64のp電極およびn電極と配線基板22a、22bに設けられた導体パターン23b、23c、23dとを接続するボンディングワイヤ65は、保持体12の軸方向(B−B線方向)に向くように設けられている。
すなわち、ボンディングワイヤ65は、保持体12の軸方向(B−B線方向)に向いて設けられているので、発光ユニット11を保持体12にらせん状に巻きつけても延び縮みしない。これにより、半導体発光素子チップ64と配線基板22aおよび22bとの電気的な接続の信頼性が損なわれることが抑制される。
In order to suppress the stress on the bonding wire 65 when the light emitting unit 11 is wound obliquely or spirally around the cylindrical holding body 12, the p electrode and the n electrode of the semiconductor light emitting element chip 64 and the wiring substrate are suppressed. The bonding wires 65 that connect the conductor patterns 23b, 23c, and 23d provided on 22a and 22b are provided so as to face the axial direction (BB line direction) of the holding body 12.
That is, since the bonding wire 65 is provided in the axial direction (BB line direction) of the holding body 12, the bonding wire 65 does not extend or contract even if the light emitting unit 11 is wound around the holding body 12 in a spiral shape. Thereby, it is suppressed that the reliability of the electrical connection between the semiconductor light emitting element chip 64 and the wiring boards 22a and 22b is impaired.

照明装置10が回転しない場合、植物2には、植物2に対向する位置の半導体発光素子チップ64から発する光のみが照射される。これに対して、照明装置10が回転する場合、発光ユニット11に搭載された複数の半導体発光素子チップ64から発する光が、植物2に均等に照射されることになる。特に、それぞれが、赤色光、青色光など、異なる発光波長の光を発する複数の半導体発光素子チップ64を混在して用いる場合には、異なる発光波長の光が偏ることなく植物2に照射される。
なお、照明装置10は、回転軸13を中心として回転するとして説明したが、回転させないで用いられてもよい。
When the illumination device 10 does not rotate, the plant 2 is irradiated only with light emitted from the semiconductor light emitting element chip 64 at a position facing the plant 2. On the other hand, when the illuminating device 10 rotates, the light emitted from the plurality of semiconductor light emitting element chips 64 mounted on the light emitting unit 11 is evenly applied to the plant 2. In particular, when a plurality of semiconductor light emitting element chips 64 that emit light of different emission wavelengths such as red light and blue light are used in combination, the light of different emission wavelengths is irradiated to the plant 2 without being biased. .
In addition, although the illuminating device 10 was demonstrated as rotating on the rotating shaft 13, you may use it without rotating.

ここでは詳細に説明しないが、植物栽培装置1は、温度および湿度が制御された環境に設けられていてもよい。   Although not described in detail here, the plant cultivation apparatus 1 may be provided in an environment in which temperature and humidity are controlled.

次に、植物栽培装置1の動作を説明する。
植物栽培が培地を用いない水耕栽培である場合は、植物栽培装置1の栽培容器3には、植物2とともに、植物2の根に養分を与える培養液が蓄えられている。培養液は、栽培容器3の一端部から供給され、他端部から流れ出すようにして、循環させてもよい。
植物栽培が培地を用いた固形培地耕である場合は、植物栽培装置1の栽培容器3には、植物2とともに、土などの培地が蓄えられている。そして、栽培容器3に、水に肥料を溶かした液肥を施すことで、灌水と施肥とを同時に行う。
Next, operation | movement of the plant cultivation apparatus 1 is demonstrated.
When plant cultivation is hydroponics that does not use a medium, the cultivation container 3 of the plant cultivation apparatus 1 stores a culture solution that provides nutrients to the roots of the plant 2 together with the plant 2. The culture solution may be circulated by being supplied from one end of the cultivation container 3 and flowing out from the other end.
When plant cultivation is solid medium cultivation using a culture medium, a culture medium such as soil is stored in the cultivation container 3 of the plant cultivation apparatus 1 together with the plant 2. And irrigation and fertilization are performed simultaneously by giving the cultivation container 3 the liquid fertilizer which melt | dissolved the fertilizer in water.

そして、照明装置10に電源19から電力が供給されることにより、照明装置10の半導体発光素子チップ64から発した光が、植物2に照射される。照明装置10を回転させることで、植物2に対して、照明装置10から発した光が、植物2と照明装置10の半導体発光素子チップ64との位置関係に依存せず照射される。植物2は、これらの光により光合成を行うことで成長する。
なお、植物2に照射される光の波長は、照明装置10に搭載された半導体発光素子チップ64の発光波長で決められる。赤と青との光が、植物2の育成に優れた効果を有することが知られている。
また、植物2に光が照射される時間は、照明装置10の点灯時間によって決められる。この点灯期間は、図示しない制御部によって、コントロールされてもよい。
Then, when the power is supplied from the power source 19 to the lighting device 10, the light emitted from the semiconductor light emitting element chip 64 of the lighting device 10 is irradiated to the plant 2. By rotating the illumination device 10, the light emitted from the illumination device 10 is irradiated to the plant 2 without depending on the positional relationship between the plant 2 and the semiconductor light emitting element chip 64 of the illumination device 10. The plant 2 grows by performing photosynthesis with these lights.
In addition, the wavelength of the light irradiated to the plant 2 is determined by the light emission wavelength of the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the illumination device 10. It is known that red and blue light has an excellent effect on the growth of the plant 2.
The time for which the plant 2 is irradiated with light is determined by the lighting time of the lighting device 10. This lighting period may be controlled by a control unit (not shown).

次に、発光ユニット11について詳細に説明する。
<発光ユニット11>
図5は、第1の実施の形態が適用される照明装置10の発光ユニット11の一例を示した図である。図5(a)は、発光ユニット11を上面から見た平面図を示し、図5(b)は、発光ユニット11のVB−VB線での断面図を示している。
発光ユニット11は、図5(b)に示すように、一方の表面に、一体に形成された凸部21aを有する表面形状が矩形の熱伝導性基板21と、凸部21aの表面21bに設けられた複数の半導体発光素子チップ64と、熱伝導性基板21の凸部21a以外の表面21cに接着層24を介して設けられた配線基板22aおよび22bとを備えている。配線基板22aおよび22bには、半導体発光素子チップ64に電流を供給する配線が設けられている。
図5(a)に示す熱伝導性基板21には、9個の半導体発光素子チップ64が搭載されている。9個の半導体発光素子チップ64をそれぞれ区別するときは、半導体発光素子チップ64−1〜64−9と表記する。
第1の実施の形態は、ベアチップである半導体発光素子チップ64が熱伝導性基板21の凸部21aに搭載された、いわゆるCOB(Chip on Board)実装である。
Next, the light emitting unit 11 will be described in detail.
<Light emitting unit 11>
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the light emitting unit 11 of the illumination device 10 to which the first embodiment is applied. FIG. 5A shows a plan view of the light emitting unit 11 as viewed from above, and FIG. 5B shows a cross-sectional view of the light emitting unit 11 taken along the line VB-VB.
As shown in FIG. 5 (b), the light emitting unit 11 is provided on one surface with a heat conductive substrate 21 having a convex portion 21a integrally formed on one surface and a surface 21b of the convex portion 21a. The plurality of semiconductor light emitting element chips 64 and wiring boards 22a and 22b provided on the surface 21c of the heat conductive substrate 21 other than the convex portions 21a via the adhesive layer 24 are provided. Wirings 22 a and 22 b are provided with wiring for supplying current to the semiconductor light emitting element chip 64.
Nine semiconductor light emitting element chips 64 are mounted on the heat conductive substrate 21 shown in FIG. When the nine semiconductor light emitting element chips 64 are distinguished from each other, they are expressed as semiconductor light emitting element chips 64-1 to 64-9.
The first embodiment is a so-called COB (Chip on Board) mounting in which a semiconductor light emitting element chip 64 that is a bare chip is mounted on a convex portion 21 a of a thermally conductive substrate 21.

まず、熱伝導性基板21について説明する。
(熱伝導性基板21)
熱伝導性基板21は、例えば上面から見た表面形状が矩形であって、熱伝導性に優れた材料により構成されている。そして、熱伝導性基板21と一体に形成された凸部21aは、熱伝導性基板21の長手方向に連続して構成され、その表面21bは、半導体発光素子チップ64が搭載可能な幅を有している。
熱伝導性基板21には、熱伝導性に優れた金属、例えば銅、アルミニウムまたはそれらの合金などを用いることができる。アルミニウムの場合には、表面がアルマイト加工されていてもよい。
熱伝導性基板21は、例えば銅であって、長さが150mm、幅が10mmとすることができる。そして、凸部21aの表面21bの幅は、半導体発光素子チップ64を搭載することができればよい。例えば、半導体発光素子チップ64が350μm×350μmであれば、凸部21aの表面21bの幅(熱伝導性基板21の短手方向に計測した長さ)を半導体発光素子チップ64の一辺長である350μmより長い1mmとすることができる。
また、熱伝導性基板21の厚さは、凸部21aの部分で、例えば0.3mmとすることができる。また、凸部21aの高さは、例えば0.15mmとすることができる。
First, the thermally conductive substrate 21 will be described.
(Thermal conductive substrate 21)
The heat conductive substrate 21 has a rectangular shape when viewed from the top, for example, and is made of a material having excellent heat conductivity. The convex portion 21a formed integrally with the heat conductive substrate 21 is continuously formed in the longitudinal direction of the heat conductive substrate 21, and the surface 21b has a width that allows the semiconductor light emitting element chip 64 to be mounted. doing.
For the thermally conductive substrate 21, a metal having excellent thermal conductivity, such as copper, aluminum, or an alloy thereof can be used. In the case of aluminum, the surface may be anodized.
The thermally conductive substrate 21 is, for example, copper, and can have a length of 150 mm and a width of 10 mm. And the width | variety of the surface 21b of the convex part 21a should just be able to mount the semiconductor light-emitting element chip | tip 64. FIG. For example, if the semiconductor light emitting element chip 64 is 350 μm × 350 μm, the width of the surface 21 b of the convex portion 21 a (the length measured in the short direction of the thermally conductive substrate 21) is one side length of the semiconductor light emitting element chip 64. It can be 1 mm longer than 350 μm.
Moreover, the thickness of the heat conductive substrate 21 can be 0.3 mm in the part of the convex part 21a, for example. Moreover, the height of the convex part 21a can be 0.15 mm, for example.

そして、凸部21aの両側面に、熱伝導性基板21の長手方向に連なってスリット21dが設けられている。このスリット21dに、配線基板22aおよび22bの一部が差し込まれている。よって、スリット21dの幅は、配線基板22aおよび22bの厚さと同程度であって、スリット21dに配線基板22aおよび22bの一部が差し込めればよい。よって、後述するように、例えば配線基板22aおよび22bの厚さが0.15mmの場合、スリット21dの幅は、0.17mmとすることができる。
また、スリット21dの深さは、半導体発光素子チップ64が発生する熱の熱伝導性基板21への熱伝導による放熱を妨げなければよく、例えば0.2mmとできる。
なお、スリット21dは、配線基板22aおよび22bを熱伝導性基板21に固定しやすくするために設けられている。しかし、図5(b)に示すように、配線基板22aおよび22bは、熱伝導性基板21の表面21cに接着層24で固定される。このことから、配線基板22aおよび22bは、必ずしもスリット21dに差し込んで固定されることを要しない。よって、熱伝導性基板21にスリット21dを設けなくともよい。
なお、熱伝導性基板21は、柔軟性を有する銅などで構成されているため、発光ユニット11を熱伝導性基板21の厚さ方向に変形させて(曲げて)、保持体12に取り付けることができる。
And the slit 21d is provided in the both sides | surfaces of the convex part 21a in a row in the longitudinal direction of the heat conductive board | substrate 21. As shown in FIG. A part of the wiring boards 22a and 22b is inserted into the slit 21d. Therefore, the width of the slit 21d is approximately the same as the thickness of the wiring boards 22a and 22b, and it is only necessary that a part of the wiring boards 22a and 22b is inserted into the slit 21d. Therefore, as described later, for example, when the thickness of the wiring boards 22a and 22b is 0.15 mm, the width of the slit 21d can be 0.17 mm.
Further, the depth of the slit 21d may be 0.2 mm, for example, as long as it does not hinder heat dissipation by heat conduction to the heat conductive substrate 21 generated by the semiconductor light emitting element chip 64.
The slits 21d are provided to make it easy to fix the wiring boards 22a and 22b to the thermally conductive board 21. However, as shown in FIG. 5B, the wiring boards 22 a and 22 b are fixed to the surface 21 c of the heat conductive board 21 with the adhesive layer 24. For this reason, the wiring boards 22a and 22b do not necessarily need to be inserted into the slit 21d and fixed. Therefore, it is not necessary to provide the slit 21d in the heat conductive substrate 21.
In addition, since the heat conductive substrate 21 is composed of flexible copper or the like, the light emitting unit 11 is deformed (bent) in the thickness direction of the heat conductive substrate 21 and attached to the holding body 12. Can do.

熱伝導性基板21の製造方法について説明する。
熱伝導性基板21は、銅を圧延することにより、長手方向に連続的に、いわゆるロールツーロールで形成できる。これにより、発光ユニット11が安価に構成できる。
また、凸部21aを備えた熱伝導性基板21を、いわゆるロールツーロールで形成できれば、熱伝導性基板21の長さを可変として、発光ユニット11を用途に合わせた長さに構成しうる。
その後、熱伝導性基板21の凸部21aの両側面にスリット21dを形成する。
さらに、熱伝導性基板21は、発光ユニット11を保持体12に固定するためのボルトを貫通させる孔27が設けられる。
A method for manufacturing the thermally conductive substrate 21 will be described.
The heat conductive substrate 21 can be continuously formed in the longitudinal direction by rolling copper, so-called roll-to-roll. Thereby, the light emission unit 11 can be comprised cheaply.
Moreover, if the heat conductive board | substrate 21 provided with the convex part 21a can be formed by what is called roll-to-roll, the length of the heat conductive board | substrate 21 can be made variable, and the light emission unit 11 can be comprised in the length according to the use.
Thereafter, slits 21 d are formed on both side surfaces of the convex portion 21 a of the heat conductive substrate 21.
Further, the heat conductive substrate 21 is provided with a hole 27 through which a bolt for fixing the light emitting unit 11 to the holding body 12 passes.

次に、配線基板22aおよび22bについて説明する。
(配線基板22aおよび22b)
配線基板22aおよび22bは、例えば短冊状の平板である。配線基板22bは、配線基板22aと同じ構成であって、向きを変えて用いられる。よって、配線基板22aについてのみ説明する。
配線基板22aは、基体25と、基体25の一方の表面に設けられた導体パターン23a、23b、23c、23dと、導体パターン23a、23b、23c、23dの表面および基体25の一方の表面の導体パターン23a、23b、23c、23dが設けられていない表面を覆うレジスト膜26とを備えている。
配線基板22aの基体25の他方の面が接着層24を介して熱伝導性基板21の表面21cに接着されている。なお、配線基板22aの一部は、熱伝導性基板21の凸部21aの側面に設けられたスリット(隙間)21dに差し込まれている。
Next, the wiring boards 22a and 22b will be described.
(Wiring boards 22a and 22b)
The wiring boards 22a and 22b are, for example, strip-shaped flat plates. The wiring board 22b has the same configuration as the wiring board 22a and is used with its orientation changed. Therefore, only the wiring board 22a will be described.
The wiring board 22a includes a base body 25, conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d provided on one surface of the base body 25, conductor surfaces 23a, 23b, 23c, and 23d, and a conductor on one surface of the base body 25. And a resist film 26 covering the surface on which the patterns 23a, 23b, 23c, and 23d are not provided.
The other surface of the base body 25 of the wiring board 22a is bonded to the surface 21c of the heat conductive substrate 21 through the adhesive layer 24. A part of the wiring substrate 22a is inserted into a slit (gap) 21d provided on the side surface of the convex portion 21a of the thermally conductive substrate 21.

配線基板22aの導体パターン23aは、帯状であって、配線基板22aの長手方向に沿って、配線基板22aの一端部から他端部まで繋がって設けられている。一方、短冊状の導体パターン23bが、導体パターン23aと並行するように、相互に接続されることなく、列状に複数設けられている。そして、列状に設けられた複数の導体パターン23bの両端部に、それぞれが短冊状の導体パターン23cおよび23dが設けられている。導体パターン23cおよび23dも長手方向が、導体パターン23aに並行するように、設けられている。
すなわち、配線基板22aの長辺側に沿って、複数の導体パターン23bが列状に並ぶとともに、その両端は導体パターン23cおよび23dで挟まれている。
The conductor pattern 23a of the wiring board 22a has a strip shape and is provided from one end of the wiring board 22a to the other end along the longitudinal direction of the wiring board 22a. On the other hand, a plurality of strip-like conductor patterns 23b are provided in a row without being connected to each other so as to be parallel to the conductor pattern 23a. Then, strip-like conductor patterns 23c and 23d are respectively provided at both ends of the plurality of conductor patterns 23b provided in a row. The conductor patterns 23c and 23d are also provided so that the longitudinal direction thereof is parallel to the conductor pattern 23a.
That is, a plurality of conductor patterns 23b are arranged in a line along the long side of the wiring board 22a, and both ends thereof are sandwiched between the conductor patterns 23c and 23d.

配線基板22aの導体パターン23a、23b、23c、23dの表面および配線基板22aの導体パターン23a、23b、23c、23dが設けられていない部分を覆うレジスト膜26には、導体パターン23a、23b、23c、23dの表面の一部を露出させるための開口26a、26b、26c、26d、26e、26f、26gが設けられている。
具体的に説明すると、導体パターン23aの両端部には、開口26aおよび26bが設けられている。導体パターン23bには、長手方向に沿って、配線基板22aの一長辺に近い側に、開口26eが設けられている。
導体パターン23cの長手方向の一方の端部(配線基板22aの長手方向の一端部)に開口26cが設けられ、長手方向に沿って、配線基板22aの一長辺に近い側に、開口26fが設けられている。
導体パターン23dの長手方向の一方の端部(配線基板22aの長手方向の一端部)に開口26dが設けられ、長手方向に沿って、配線基板22aの一長辺に近い側に、開口26gが設けられている。
Conductive patterns 23a, 23b, and 23c are formed on the resist film 26 that covers the surfaces of the conductive patterns 23a, 23b, 23c, and 23d of the wiring board 22a and the portions of the wiring board 22a where the conductive patterns 23a, 23b, 23c, and 23d are not provided. , 23d are exposed to openings 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, and 26g.
More specifically, openings 26a and 26b are provided at both ends of the conductor pattern 23a. The conductor pattern 23b is provided with an opening 26e on the side close to one long side of the wiring board 22a along the longitudinal direction.
An opening 26c is provided at one end in the longitudinal direction of the conductor pattern 23c (one end in the longitudinal direction of the wiring board 22a), and an opening 26f is formed on the side close to one long side of the wiring board 22a along the longitudinal direction. Is provided.
An opening 26d is provided at one end in the longitudinal direction of the conductor pattern 23d (one end in the longitudinal direction of the wiring board 22a), and an opening 26g is formed on the side close to one long side of the wiring board 22a along the longitudinal direction. Is provided.

そして、配線基板22aは、開口26e、26f、26gが設けられた側が、熱伝導性基板21の凸部21b側に対向するように、熱伝導性基板21の表面21c上に接着層24を介して接着固定されている。   The wiring substrate 22a is provided with an adhesive layer 24 on the surface 21c of the heat conductive substrate 21 so that the side provided with the openings 26e, 26f, and 26g faces the convex portion 21b side of the heat conductive substrate 21. Are fixed by bonding.

配線基板22bは、配線基板22aを180°回転させた構成である。そして、配線基板22bは、配線基板22aと同様に、熱伝導性基板21の表面21c上に接着固定されている。
なお、導体パターン23a、23b、23c、23dは、発光ユニット11および半導体発光素子チップ64との接続関係に基づいて定めればよく、図5(a)に示したパターンに限定されない。
The wiring board 22b is configured by rotating the wiring board 22a by 180 °. And the wiring board 22b is adhesively fixed on the surface 21c of the heat conductive board | substrate 21 similarly to the wiring board 22a.
The conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d may be determined based on the connection relationship between the light emitting unit 11 and the semiconductor light emitting element chip 64, and are not limited to the pattern shown in FIG.

次に、配線基板22aの製造方法を説明する。
配線基板22aの基体25は、例えばガラスエポキシ板を用いることができる。ガラスエポキシ板の基体25の厚さは、0.1mmとすることができる。このように薄い基体25を用いることで、発光ユニット11を厚さ方向に曲げて使用することができる。
Next, a method for manufacturing the wiring board 22a will be described.
As the base 25 of the wiring board 22a, for example, a glass epoxy plate can be used. The thickness of the substrate 25 of the glass epoxy plate can be 0.1 mm. By using such a thin substrate 25, the light emitting unit 11 can be bent and used in the thickness direction.

基体25には、一方の表面には銅箔が貼り付けられている。そして、銅箔は、従来公知のフォトリソグラフィにより、導体パターン23a、23b、23c、23dに加工される。そして、導体パターン23a、23b、23c、23dおよび基体25の導体パターン23a、23b、23c、23d以外の表面がソルダレジストで覆われる。その後、従来公知のフォトリソグラフィにより、導体パターン23a、23b、23c、23d上の一部に、導体パターン23a、23b、23c、23dを露出させるようソルダレジストに開口26a、26b、26c、26d、26e、26f、26gが形成され、レジスト膜26となる。なお、レジスト膜26は、半導体発光素子チップ64からの光を反射させることができる白色のソルダレジストによって形成されることが好ましい。   A copper foil is attached to one surface of the base body 25. And copper foil is processed into conductor pattern 23a, 23b, 23c, 23d by conventionally well-known photolithography. The surfaces other than the conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d and the conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d of the base body 25 are covered with a solder resist. Thereafter, openings 26a, 26b, 26c, 26d, and 26e are formed in the solder resist so as to expose the conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d on a part of the conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d by conventionally known photolithography. , 26f, and 26g are formed to form the resist film 26. The resist film 26 is preferably formed of a white solder resist that can reflect light from the semiconductor light emitting element chip 64.

配線基板22aおよび22bでは、開口26a、26b、26c、26dにおいて、導体パターン23a、23c、23dが、植物栽培装置1の外部に設けられた電源19(図1参照)や他の照明装置10の配線基板22aおよび22bなどと接続される。
また、配線基板22aおよび22bでは、開口26e、26f、26gにおいて、導体パターン23b、23c、23dと半導体発光素子チップ64とが接続される。すなわち、導体パターン23b、23c、23dと半導体発光素子チップ64のp電極、n電極とが
ボンディングワイヤ65により接続されている。
なお、前述したように、ボンディングワイヤ65は、発光ユニット11を保持体12に巻きつけたとき、応力がかからないように、ボンディングワイヤ65の方向が保持体12の軸に平行になるように、図5(a)中において、上下方向からやや傾いて(斜めに)設けられている。
In the wiring boards 22a and 22b, the conductor patterns 23a, 23c, and 23d are provided in the openings 26a, 26b, 26c, and 26d, and the power source 19 (see FIG. 1) provided outside the plant cultivation apparatus 1 and other lighting apparatuses 10 Connected to the wiring boards 22a and 22b.
In the wiring boards 22a and 22b, the conductor patterns 23b, 23c, and 23d and the semiconductor light emitting element chip 64 are connected in the openings 26e, 26f, and 26g. That is, the conductor patterns 23 b, 23 c, and 23 d are connected to the p electrode and the n electrode of the semiconductor light emitting element chip 64 by the bonding wires 65.
As described above, the bonding wire 65 is arranged so that the direction of the bonding wire 65 is parallel to the axis of the holding body 12 so that no stress is applied when the light emitting unit 11 is wound around the holding body 12. In 5 (a), it is provided with a slight inclination (obliquely) from the vertical direction.

そして、図5(a)に示すように、9個の半導体発光素子チップ64が、p電極(図5(a)では「p」と表記する。)およびn電極(同じく「n」と表記する。)の向きが、隣接する半導体発光素子チップ64間で互い違いになるように配列されている。   As shown in FIG. 5A, the nine semiconductor light emitting element chips 64 have a p-electrode (denoted as “p” in FIG. 5A) and an n-electrode (also denoted as “n”). .) Are arranged so as to alternate between adjacent semiconductor light emitting element chips 64.

次に、第1封止樹脂31および第2封止樹脂32について説明する。
(第1封止樹脂31および第2封止樹脂32)
発光ユニット11は、半導体発光素子チップ64およびボンディングワイヤ65を覆うように、第1封止樹脂31が設けられている。さらに、第1封止樹脂31と開口26e、26f、26gを覆うように、第2封止樹脂32が設けられている。
第1封止樹脂31は、半導体発光素子チップ64の表面を覆って、外気および湿気等の侵入により半導体発光素子チップ64が劣化することを防止するとともに、ボンディングワイヤ65を覆って、ボンディングワイヤ65を固定し、ボンディングワイヤ65が半導体発光素子チップ64のp電極およびn電極から剥れるのを防止する。
一方、第2封止樹脂32は開口26e、26f、26gを覆って、外気および湿気等との接触により、導体パターン23b、23c、23dが腐食するのを防止する。
なお、第2封止樹脂32は、開口26e、26f、26gが露出しないように覆えば、第1封止樹脂31を覆わなくともよく、隣接する第1封止樹脂31の間にあってもよい。
また、第1封止樹脂31が、開口26e、26f、26gが露出しないように覆えば、第2封止樹脂32を省略してもよい。
すなわち、植物栽培用の照明装置10は、高い湿度の環境に設置されるため、耐湿性を確保することが必要である。よって、第1の実施の形態では、第1封止樹脂31および第2封止樹脂32により半導体発光素子チップ64を覆うことで、湿気の浸入を抑制している。
Next, the first sealing resin 31 and the second sealing resin 32 will be described.
(First sealing resin 31 and second sealing resin 32)
The light emitting unit 11 is provided with a first sealing resin 31 so as to cover the semiconductor light emitting element chip 64 and the bonding wire 65. Further, a second sealing resin 32 is provided so as to cover the first sealing resin 31 and the openings 26e, 26f, and 26g.
The first sealing resin 31 covers the surface of the semiconductor light emitting element chip 64 to prevent the semiconductor light emitting element chip 64 from being deteriorated due to intrusion of outside air, moisture, and the like, and covers the bonding wire 65 to cover the bonding wire 65. And the bonding wire 65 is prevented from being peeled off from the p-electrode and the n-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64.
On the other hand, the second sealing resin 32 covers the openings 26e, 26f, and 26g, and prevents the conductor patterns 23b, 23c, and 23d from corroding due to contact with outside air and moisture.
The second sealing resin 32 may not be covered with the first sealing resin 31 as long as the openings 26e, 26f, and 26g are not exposed, and may be between the adjacent first sealing resins 31.
Further, the second sealing resin 32 may be omitted if the first sealing resin 31 covers the openings 26e, 26f, and 26g so as not to be exposed.
That is, since the lighting device 10 for plant cultivation is installed in a high humidity environment, it is necessary to ensure moisture resistance. Therefore, in the first embodiment, the semiconductor light-emitting element chip 64 is covered with the first sealing resin 31 and the second sealing resin 32 to suppress moisture intrusion.

ここで、熱伝導性基板21の凸部21aに搭載される半導体発光素子チップ64について説明する。第1の実施の形態では、半導体発光素子チップ64を直接、熱伝導性基板21の凸部21aにCOB(Chip on Board)実装する。
半導体発光素子チップ64は、赤、緑、青または赤外、紫外のいずれの光を発するものであってよい。また、発光ユニット11において、複数の半導体発光素子チップ64として、発光波長が異なるものを混合して用いてもよい。
Here, the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the convex portion 21a of the thermally conductive substrate 21 will be described. In the first embodiment, the semiconductor light emitting element chip 64 is directly mounted on the convex portion 21a of the thermally conductive substrate 21 by COB (Chip on Board).
The semiconductor light emitting element chip 64 may emit any light of red, green, blue, infrared, and ultraviolet. In the light emitting unit 11, a plurality of semiconductor light emitting element chips 64 having different emission wavelengths may be mixed and used.

次に、半導体発光素子チップ64について説明する。第1の実施の形態では、一例として、半導体発光素子チップ64として、青色光を発する半導体発光素子チップ(以下では青色発光チップ641と表記する。)と、赤色光を発する半導体発光素子チップ(以下では赤色発光チップ642と表記する。)とを用いている。
青色発光チップ641および赤色発光チップ642は、1つの発光ユニット11の複数の半導体発光素子チップ64において、混在して用いられてもよい。また、照明装置10が複数の発光ユニット11を備える場合には、発光ユニット11を単位として、青色発光チップ641のみを搭載した発光ユニット11と、赤色発光チップ642のみを搭載した発光ユニット11とを用いてもよい。
また、青色光のみを必要とするときは、青色発光チップ641を搭載した発光ユニット11のみを用いればよく、赤色光のみを必要とするときは赤色発光チップ642を搭載した発光ユニット11のみを用いればよい。
さらに、植物育成や栽培環境の改善に適する他の色、例えば、緑色、黄色、赤外などの光を発光する半導体発光素子を用いてもよい。
Next, the semiconductor light emitting element chip 64 will be described. In the first embodiment, as an example, as the semiconductor light emitting element chip 64, a semiconductor light emitting element chip that emits blue light (hereinafter referred to as a blue light emitting chip 641) and a semiconductor light emitting element chip that emits red light (hereinafter referred to as a blue light emitting chip 641). In this case, the red light emitting chip 642 is used).
The blue light emitting chip 641 and the red light emitting chip 642 may be mixedly used in the plurality of semiconductor light emitting element chips 64 of one light emitting unit 11. When the lighting device 10 includes a plurality of light emitting units 11, the light emitting unit 11 including only the blue light emitting chip 641 and the light emitting unit 11 including only the red light emitting chip 642 are used. It may be used.
When only blue light is required, only the light emitting unit 11 having the blue light emitting chip 641 is used. When only red light is required, only the light emitting unit 11 having the red light emitting chip 642 is used. That's fine.
Furthermore, you may use the semiconductor light emitting element which light-emits light of other colors suitable for plant growth or cultivation environment improvement, for example, green, yellow, infrared rays, etc.

次に、青色発光チップ641および赤色発光チップ642の一例を説明する。
(青色発光チップ641)
図6は青色発光チップ641の構成の一例を説明するための断面図である。図7は青色発光チップ641の上面図である。ここでは、発光ピーク波長が450nmの青色発光チップ641について説明する。なお、図6に示す青色発光チップ641の断面図は、図7における上面図のVI−VI線での断面図にあたる。
青色発光チップ641は化合物半導体にて構成されている。以下では、III族窒化物化合物半導体を有する青色発光チップ641を例として説明する。
Next, an example of the blue light emitting chip 641 and the red light emitting chip 642 will be described.
(Blue light emitting chip 641)
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an example of the configuration of the blue light emitting chip 641. FIG. 7 is a top view of the blue light emitting chip 641. Here, the blue light emitting chip 641 having an emission peak wavelength of 450 nm will be described. Note that the cross-sectional view of the blue light emitting chip 641 shown in FIG. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along line VI-VI of the top view in FIG.
The blue light emitting chip 641 is composed of a compound semiconductor. Hereinafter, a blue light emitting chip 641 having a group III nitride compound semiconductor will be described as an example.

第1基板110は、III族窒化物半導体とは異なる材料から構成され、第1基板110上にIII族窒化物半導体結晶がエピタキシャル成長される。第1基板110を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化珪素(シリコンカーバイド:SiC)、酸化亜鉛(ZnO)、シリコン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、溶融石英(石英)などのガラス等が挙げられる。ここでは、第1基板110は、一例として、透明で、良好な結晶が得られるサファイアであるとして説明する。   The first substrate 110 is made of a material different from the group III nitride semiconductor, and the group III nitride semiconductor crystal is epitaxially grown on the first substrate 110. Examples of the material constituting the first substrate 110 include sapphire, silicon carbide (silicon carbide: SiC), zinc oxide (ZnO), silicon, magnesium oxide, manganese oxide, zirconium oxide, manganese zinc iron oxide, magnesium aluminum oxide, Zirconium boride, gallium oxide, indium oxide, lithium gallium oxide, lithium aluminum oxide, neodymium gallium oxide, lanthanum strontium aluminum tantalum oxide, strontium titanium oxide, titanium oxide, hafnium oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, fused quartz (quartz), etc. The glass etc. are mentioned. Here, as an example, the first substrate 110 will be described as being sapphire that is transparent and from which good crystals can be obtained.

この青色発光チップ641は、サファイア製の第1基板110と、第1基板110上に積層される中間層120と、中間層120上に積層される下地層130と、下地層130上に積層される第1n型半導体層140と、第1n型半導体層140上に積層される第1発光層150と、第1発光層150上に積層される第1p型半導体層160とを備えている。
ここで、第1n型半導体層140は、下地層130側に設けられる第1n型コンタクト層140aと第1発光層150側に設けられる第1n型クラッド層140bとを有している。また、第1発光層150は、障壁層150aと井戸層150bとが交互に積層され、2つの障壁層150aによって1つの井戸層150bを挟み込んだ構造を有している。さらに、第1p型半導体層160は、第1発光層150側に設けられる第1p型クラッド層160aと最上層に設けられる第1p型コンタクト層160bとを有する。なお、以下の説明においては、第1n型半導体層140、第1発光層150および第1p型半導体層160を、まとめて第1積層半導体層100と表記する。
The blue light emitting chip 641 is laminated on the first substrate 110 made of sapphire, the intermediate layer 120 laminated on the first substrate 110, the underlayer 130 laminated on the intermediate layer 120, and the underlayer 130. A first n-type semiconductor layer 140, a first light-emitting layer 150 stacked on the first n-type semiconductor layer 140, and a first p-type semiconductor layer 160 stacked on the first light-emitting layer 150.
Here, the first n-type semiconductor layer 140 includes a first n-type contact layer 140a provided on the base layer 130 side and a first n-type cladding layer 140b provided on the first light emitting layer 150 side. The first light-emitting layer 150 has a structure in which barrier layers 150a and well layers 150b are alternately stacked, and one well layer 150b is sandwiched between the two barrier layers 150a. Further, the first p-type semiconductor layer 160 includes a first p-type cladding layer 160a provided on the first light emitting layer 150 side and a first p-type contact layer 160b provided on the uppermost layer. In the following description, the first n-type semiconductor layer 140, the first light emitting layer 150, and the first p-type semiconductor layer 160 are collectively referred to as a first stacked semiconductor layer 100.

青色発光チップ641においては、第1p型半導体層160の第1p型コンタクト層160b上に透明正極170が積層され、透明正極170の上面170cに第1p電極210が形成されている。さらに、第1n型半導体層140の第1n型コンタクト層140aに形成された半導体層露出面140cに第1n電極240が積層されている。
さらにまた、青色発光チップ641は、第1p電極210および第1n電極240のそれぞれの表面の一部を除いて、透明正極170の表面、第1積層半導体層100の表面および側面、下地層130および中間層120の側面を覆う第1保護層180を備える。
In the blue light emitting chip 641, the transparent positive electrode 170 is stacked on the first p-type contact layer 160 b of the first p-type semiconductor layer 160, and the first p electrode 210 is formed on the upper surface 170 c of the transparent positive electrode 170. Further, the first n-electrode 240 is stacked on the semiconductor layer exposed surface 140 c formed on the first n-type contact layer 140 a of the first n-type semiconductor layer 140.
Furthermore, the blue light emitting chip 641 is configured such that the surface of the transparent positive electrode 170, the surface and side surfaces of the first stacked semiconductor layer 100, the underlayer 130, and the first p electrode 210 and the first n electrode 240 are excluded. The 1st protective layer 180 which covers the side surface of the intermediate | middle layer 120 is provided.

この青色発光チップ641においては、第1p電極210と第1n電極240とを介して第1積層半導体層100(より具体的には第1p型半導体層160、第1発光層150および第1n型半導体層140)に電流を流すことで、第1発光層150が青色光を発するようになっている。なお、第1発光層150は、透明正極170側に加えて、第1基板110側および青色発光チップ641の側方(第1発光層150の層方向)にも青色光を発する。   In the blue light emitting chip 641, the first stacked semiconductor layer 100 (more specifically, the first p-type semiconductor layer 160, the first light-emitting layer 150, and the first n-type semiconductor is interposed via the first p electrode 210 and the first n electrode 240. The first light emitting layer 150 emits blue light by passing a current through the layer 140). In addition to the transparent positive electrode 170 side, the first light emitting layer 150 emits blue light also on the first substrate 110 side and the side of the blue light emitting chip 641 (layer direction of the first light emitting layer 150).

青色発光チップ641の製造方法を説明する。
まず、予め定められた直径と厚さとを有するサファイア製の第1基板110を、スパッタリング装置にて、第1基板110上に、中間層120を形成する。
続いて、中間層120が形成された第1基板110上に、MOCVD装置により、下地層130、第1n型コンタクト層140aを形成し、第1n型コンタクト層140aの上に第1n型クラッド層140bを形成する。さらに、第1n型クラッド層140bの上に第1発光層150すなわち障壁層150aと井戸層150bとを交互に形成し、第1発光層150の上に第1p型クラッド層160aを形成し、第1p型クラッド層160aの上に第1p型コンタクト層160bを形成する。
さらに、第1p型コンタクト層160bの表面160c上に透明正極170を積層する。また、エッチング等を用いて第1n型コンタクト層140aに半導体層露出面140cを形成する。そして、透明正極170の上面170cに第1p電極210を、半導体層露出面140c上に第1n電極240を設ける。次に、第1保護層180を形成する。
その後、第1基板110の下地層130の形成面とは反対の面を、予め定められた厚さになるまで研削及び研磨する。
そして、第1基板110の厚さが調整されたウェハを、例えば350μm角の正方形に切断することにより、青色発光チップ641を得る。
なお、第1基板110上に結晶性に優れた下地層130が直接形成できる場合には、中間層120を設けなくともよい。
A method for manufacturing the blue light emitting chip 641 will be described.
First, an intermediate layer 120 is formed on a first substrate 110 made of sapphire having a predetermined diameter and thickness using a sputtering apparatus.
Subsequently, the base layer 130 and the first n-type contact layer 140a are formed on the first substrate 110 on which the intermediate layer 120 is formed by the MOCVD apparatus, and the first n-type cladding layer 140b is formed on the first n-type contact layer 140a. Form. Further, the first light emitting layers 150, that is, the barrier layers 150a and the well layers 150b are alternately formed on the first n-type cladding layer 140b, and the first p-type cladding layer 160a is formed on the first light emitting layer 150. A first p-type contact layer 160b is formed on the 1p-type cladding layer 160a.
Further, the transparent positive electrode 170 is laminated on the surface 160c of the first p-type contact layer 160b. Further, the semiconductor layer exposed surface 140c is formed on the first n-type contact layer 140a by etching or the like. Then, the first p electrode 210 is provided on the upper surface 170c of the transparent positive electrode 170, and the first n electrode 240 is provided on the semiconductor layer exposed surface 140c. Next, the first protective layer 180 is formed.
Thereafter, the surface of the first substrate 110 opposite to the surface on which the base layer 130 is formed is ground and polished until it reaches a predetermined thickness.
Then, the blue light emitting chip 641 is obtained by cutting the wafer whose thickness of the first substrate 110 is adjusted into, for example, a 350 μm square.
Note that the intermediate layer 120 is not necessarily provided when the base layer 130 with excellent crystallinity can be directly formed on the first substrate 110.

(赤色発光チップ642)
図8は赤色発光チップ642の構成の一例を説明するための断面図である。図9は赤色発光チップ642の上面図である。ここでは、高効率のAlGaInP発光層を有する発光ピーク波長が660nmの赤色発光チップ642について説明する。なお、図8に示す赤色発光チップ642の断面図は、図9における上面図のVIII−VIII線での断面図にあたる。
(Red light emitting chip 642)
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining an example of the configuration of the red light emitting chip 642. FIG. 9 is a top view of the red light emitting chip 642. Here, a red light-emitting chip 642 having a high-efficiency AlGaInP light-emitting layer and having an emission peak wavelength of 660 nm will be described. Note that the cross-sectional view of the red light emitting chip 642 shown in FIG. 8 corresponds to a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in the top view of FIG.

図8に示すように、赤色発光チップ642は、第2積層半導体層300と第2基板310とが接合されて構成されている。そして、第2積層半導体層300は、第2p型コンタクト層320、下部クラッド層として働く第2p型半導体層330、第2発光層340、上部クラッド層として働く第2n型半導体層350が、順に積層されて構成されている。
そして、赤色発光チップ642は、第2n型半導体層350の上面350cに形成された第2n電極400と、第2積層半導体層300の第2n型半導体層350、第2発光層340、第2p型半導体層330の一部を切り欠くことによって露出した第2p型コンタクト層320の上面320cに形成された第2p電極410とを備える。
なお、図9に示すように、第2n電極400は、第2n型半導体層350上に、例えば格子状に形成された配線401と接続されている。配線401は、第2n電極400と同一材料により、第2n型半導体層350からの光の取り出しに影響を与えないよう、細線にて形成されている。これにより、第2n型半導体層350の電位分布を、配線401を設けない場合に比べ、より均一にし、第2発光層340からの発光の分布を均一化している。
As shown in FIG. 8, the red light emitting chip 642 is configured by bonding the second stacked semiconductor layer 300 and the second substrate 310. The second stacked semiconductor layer 300 includes a second p-type contact layer 320, a second p-type semiconductor layer 330 that functions as a lower cladding layer, a second light emitting layer 340, and a second n-type semiconductor layer 350 that functions as an upper cladding layer. Has been configured.
The red light emitting chip 642 includes the second n electrode 400 formed on the upper surface 350c of the second n-type semiconductor layer 350, the second n-type semiconductor layer 350, the second light-emitting layer 340, and the second p-type of the second stacked semiconductor layer 300. A second p-electrode 410 formed on the upper surface 320c of the second p-type contact layer 320 exposed by cutting a part of the semiconductor layer 330;
As shown in FIG. 9, the second n-electrode 400 is connected to the wiring 401 formed on the second n-type semiconductor layer 350 in a lattice shape, for example. The wiring 401 is formed of a thin line with the same material as the second n-electrode 400 so as not to affect the extraction of light from the second n-type semiconductor layer 350. Thereby, the potential distribution of the second n-type semiconductor layer 350 is made more uniform than the case where the wiring 401 is not provided, and the distribution of light emission from the second light emitting layer 340 is made uniform.

さらに、赤色発光チップ642は、第2n電極400および第2p電極410の表面の一部を除いて、第2p型コンタクト層320、第2p型半導体層330、第2発光層340、第2n型半導体層350を覆う第2保護層360を備えている。   Further, the red light emitting chip 642 has the second p-type contact layer 320, the second p-type semiconductor layer 330, the second light-emitting layer 340, and the second n-type semiconductor except for a part of the surfaces of the second n-electrode 400 and the second p-electrode 410. A second protective layer 360 covering the layer 350 is provided.

この赤色発光チップ642においては、第2n電極400を負極、第2p電極410を正極とし、両者を介して第2積層半導体層300(より具体的には第2p型コンタクト層320、第2p型半導体層330、第2発光層340および第2n型半導体層350)に電流を流すことで、第2発光層340が発光するようになっている。そして、発生した光は、第2n電極400および配線401が設けられていない第2n型半導体層350の上面350cや、第2基板310の側面より、赤色発光チップ642の外部に取り出される。   In the red light emitting chip 642, the second n-electrode 400 is a negative electrode, the second p-electrode 410 is a positive electrode, and the second stacked semiconductor layer 300 (more specifically, the second p-type contact layer 320, the second p-type semiconductor is interposed therebetween). The second light emitting layer 340 emits light by passing a current through the layer 330, the second light emitting layer 340, and the second n-type semiconductor layer 350). The generated light is extracted to the outside of the red light emitting chip 642 from the upper surface 350c of the second n-type semiconductor layer 350 where the second n-electrode 400 and the wiring 401 are not provided and the side surface of the second substrate 310.

図8に示すように、第2基板310の側面は、第2積層半導体層300に近い側において、光取り出し面である第2n型半導体層350の上面に対して略垂直である垂直面310aを構成し、第2積層半導体層300に遠い側において、第2基板310の内側に傾斜した傾斜面310bを構成している。これにより、第2発光層340から第2基板310側に放出された光を効率よく外部に取り出すことができる。   As shown in FIG. 8, the side surface of the second substrate 310 has a vertical surface 310 a that is substantially perpendicular to the upper surface of the second n-type semiconductor layer 350, which is a light extraction surface, on the side close to the second stacked semiconductor layer 300. The inclined surface 310b is formed on the inner side of the second substrate 310 on the side far from the second stacked semiconductor layer 300. Thereby, the light emitted from the second light emitting layer 340 to the second substrate 310 side can be efficiently extracted to the outside.

上記した青色発光チップ641および赤色発光チップ642は、一例であって、これ以外の構造の半導体発光素子チップ、これら以外の発光ピーク波長を有する半導体発光素子チップを用いうることは明らかである。
なお、前述したように、青色発光チップ641と赤色発光チップ642とを用途に対応させて用いればよい。よって、青色発光チップ641と赤色発光チップ642とをそれぞれ区別しないときは、半導体発光素子チップ64と表記し、青色発光チップ641における第1p電極210および、赤色発光チップ642における第2p電極410をそれぞれ区別しないときはp電極と、青色発光チップ641における第1n電極240および、赤色発光チップ642における第2n電極400をそれぞれ区別しないときはn電極と表記している。
The blue light-emitting chip 641 and the red light-emitting chip 642 described above are examples, and it is obvious that semiconductor light-emitting element chips having other structures and semiconductor light-emitting element chips having other light emission peak wavelengths can be used.
As described above, the blue light-emitting chip 641 and the red light-emitting chip 642 may be used in accordance with the application. Therefore, when the blue light emitting chip 641 and the red light emitting chip 642 are not distinguished from each other, they are expressed as the semiconductor light emitting element chip 64, and the first p electrode 210 in the blue light emitting chip 641 and the second p electrode 410 in the red light emitting chip 642 are respectively represented. When not distinguished, the p electrode, the first n electrode 240 in the blue light emitting chip 641, and the second n electrode 400 in the red light emitting chip 642 are denoted as n electrodes when not distinguished from each other.

次に、図5(a)および(b)を参照しつつ、発光ユニット11の製造方法および動作を説明する。
<発光ユニット11の製造方法および発光ユニット11の動作>
凸部21aが設けられた熱伝導性基板21の表面21c上に、配線基板22aおよび22bが接着層24を介して接着される。このとき、配線基板22aおよび22bの一部が、熱伝導性基板21のスリット21dに差し込まれる。
Next, a manufacturing method and operation of the light emitting unit 11 will be described with reference to FIGS.
<Manufacturing method of light emitting unit 11 and operation of light emitting unit 11>
The wiring boards 22a and 22b are bonded via the adhesive layer 24 on the surface 21c of the heat conductive substrate 21 provided with the convex portions 21a. At this time, part of the wiring boards 22 a and 22 b is inserted into the slits 21 d of the heat conductive board 21.

接着層24としては、熱伝導性に優れた接着剤であるのが好ましい。また、熱伝導性基板21は、金属等であれば、熱伝導性を有すると同時に、電気伝導性も有する。配線基板22aおよび22bの基体25は、ガラスエポキシ板であれば、電気的な絶縁性を有している。よって、接着層24が電気的な絶縁性を有しなくとも配線基板22aおよび22bの導体パターン23a、23b、23c、23dと、熱伝導性基板21とが短絡することはない。しかし、接着層24が電気的な絶縁性を有しているのが好ましい。   The adhesive layer 24 is preferably an adhesive having excellent thermal conductivity. Moreover, if the heat conductive board | substrate 21 is a metal etc., it will also have electrical conductivity while having thermal conductivity. If the substrate 25 of the wiring boards 22a and 22b is a glass epoxy plate, it has electrical insulation. Therefore, even if the adhesive layer 24 does not have electrical insulation, the conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d of the wiring boards 22a and 22b do not short-circuit with the thermally conductive board 21. However, it is preferable that the adhesive layer 24 has electrical insulation.

次に、熱伝導性基板21の凸部21aの表面21bに、半導体発光素子チップ64(青色発光チップ641または/および赤色発光チップ642)が接着固定される。半導体発光素子チップ64の凸部21aへの接着固定には、エポキシ樹脂系またはシリコーン樹脂系の接着剤、銀ペーストなどのダイボンド材料を用いうる。
そして、青色発光チップ641の第1p電極210および第1n電極240または赤色発光チップ642の第2p電極410および第2n電極400は、ボンディングワイヤ65により、配線基板22aおよび22bの開口26e、26f、26gを介して導体パターン23b、23c、23dと接続される。このため、青色発光チップ641または赤色発光チップ642は、配線基板22aおよび22bの開口26e、26f、26gに対応して、熱伝導性基板21の凸部21aの予め定められた位置に接着固定される。
Next, the semiconductor light emitting element chip 64 (blue light emitting chip 641 and / or red light emitting chip 642) is bonded and fixed to the surface 21b of the convex portion 21a of the heat conductive substrate 21. For bonding and fixing the semiconductor light emitting element chip 64 to the convex portion 21a, an epoxy resin-based or silicone resin-based adhesive, or a die bond material such as silver paste can be used.
The first p electrode 210 and the first n electrode 240 of the blue light emitting chip 641 or the second p electrode 410 and the second n electrode 400 of the red light emitting chip 642 are connected to the openings 26e, 26f, and 26g of the wiring boards 22a and 22b by the bonding wires 65. Are connected to the conductor patterns 23b, 23c, and 23d. For this reason, the blue light emitting chip 641 or the red light emitting chip 642 is adhesively fixed to a predetermined position of the convex portion 21a of the heat conductive substrate 21 corresponding to the openings 26e, 26f, and 26g of the wiring substrates 22a and 22b. The

その後、第1封止樹脂31により青色発光チップ641または赤色発光チップ642およびボンディングワイヤ65が封止される。さらに、第2封止樹脂32で開口26e、26f、26gが封止される。
第1封止樹脂31および第2封止樹脂32は、青色発光チップ641または赤色発光チップ642の発光波長に対して透明な各種樹脂を適用して差し支えない。
また、第1封止樹脂31および第2封止樹脂32は、青色発光チップ641が発する光を吸収してより長波長の光を発する蛍光体を均一に分散させた透明樹脂であってもよい。例えば、青色発光チップ641が発する青色光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光体と、青色発光チップ641が発する青色光を吸収して赤色光を発する赤色蛍光体とを含んでもよい。青色発光チップ641が発する青色光と、透明樹脂に含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく透明樹脂に含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃う。これにより、第1封止樹脂31および/または第2封止樹脂32の上面から、白色光が出射されるようになっていてもよい。また、上記赤色蛍光体および緑色蛍光体の代わりに黄色蛍光体を使っても良い。
Thereafter, the blue light emitting chip 641 or the red light emitting chip 642 and the bonding wire 65 are sealed with the first sealing resin 31. Further, the openings 26e, 26f, and 26g are sealed with the second sealing resin 32.
As the first sealing resin 31 and the second sealing resin 32, various resins that are transparent with respect to the emission wavelength of the blue light emitting chip 641 or the red light emitting chip 642 may be applied.
The first sealing resin 31 and the second sealing resin 32 may be transparent resins in which phosphors that absorb light emitted from the blue light emitting chip 641 and emit light having a longer wavelength are uniformly dispersed. . For example, a green phosphor that emits green light by absorbing blue light emitted by the blue light emitting chip 641 and a red phosphor that absorbs blue light emitted by the blue light emitting chip 641 and emits red light may be included. The blue light emitted from the blue light emitting chip 641, the green light emitted from the green phosphor contained in the transparent resin, and the red light emitted from the red phosphor contained in the transparent resin are aligned in the three primary colors of blue, green, and red. . Thereby, white light may be emitted from the upper surface of the first sealing resin 31 and / or the second sealing resin 32. Further, a yellow phosphor may be used instead of the red phosphor and the green phosphor.

第1封止樹脂31は、未硬化状態の透明樹脂ペースト(蛍光体を含んでもよい)を、吐出装置を用いたポッティング法で、熱伝導性基板21の凸部21aの半導体発光素子チップ64が接着固定された位置に、半導体発光素子チップ64およびボンディングワイヤ65を覆うようにポッティング(滴下)される。次に、未硬化状態の透明樹脂ペーストを硬化させて第1封止樹脂31を形成する。硬化の処理は、例えば、加熱または紫外線照射等で行えばよい。第1封止樹脂31としては、剛性に優れたエポキシ樹脂系の封止材料を用いることができる。
さらに、第2封止樹脂32で、第1封止樹脂31で覆われなかった開口26e、26f、26gを封止する。第2封止樹脂32としては、柔軟性に優れたシリコーン樹脂系の封止材料を用いることができる。
第2封止樹脂32は、第1封止樹脂31と同様に形成すればよい。なお、未硬化の第1封止樹脂31と、未硬化の第2封止樹脂32とが混合するのを抑制するため、第2封止樹脂32の形成は、第2の第1封止樹脂31を硬化させたのちに行うのが好ましい。
The first sealing resin 31 is made of an uncured transparent resin paste (which may include a phosphor) by a potting method using a discharge device, so that the semiconductor light emitting element chip 64 on the convex portion 21a of the thermally conductive substrate 21 is formed. Potting (dropping) is performed so as to cover the semiconductor light emitting element chip 64 and the bonding wire 65 at the position where the adhesive is fixed. Next, the first sealing resin 31 is formed by curing the uncured transparent resin paste. The curing process may be performed by heating or ultraviolet irradiation, for example. As the first sealing resin 31, an epoxy resin-based sealing material having excellent rigidity can be used.
Further, the openings 26e, 26f, and 26g that are not covered with the first sealing resin 31 are sealed with the second sealing resin 32. As the second sealing resin 32, a silicone resin-based sealing material having excellent flexibility can be used.
The second sealing resin 32 may be formed in the same manner as the first sealing resin 31. In order to prevent the uncured first sealing resin 31 and the uncured second sealing resin 32 from mixing, the second sealing resin 32 is formed by the second first sealing resin. It is preferable to carry out after 31 is cured.

ここで、第1封止樹脂31および第2封止樹脂32を用いる理由を説明する。
熱伝導性基板21は、例えば厚さが1mm未満の銅であれば、容易に厚さ方向に曲げることができるとともに、熱伝導においても良好で最適な材質である。同様にアルミニウム合金も望ましい材料である。このため、熱伝導性基板21を変形させ、円筒状の保持体12に密着させることができる。
そこで、熱伝導性基板21を変形させた場合でも、剛性に優れた第1封止樹脂31で、半導体発光素子チップ64とボンディングワイヤ65とを固定しているので、半導体発光素子チップ64およびボンディングワイヤ65に応力がかかることが抑制される。一方、柔軟性に優れた第2封止樹脂32で封止された半導体発光素子チップ64の間は、熱伝導性基板21の変形に追随して、変形させることができる。
すなわち、熱伝導性基板21を変形して(曲げて)保持体12に密着させても、剛性に優れた第1封止樹脂31で覆われている半導体発光素子チップ64およびボンディングワイヤ65は変形しない。よって、半導体発光素子チップ64と配線基板22aおよび22bとの電気的な接続が損なわれることが抑制される。これにより、半導体発光素子チップ64が安定に動作する。これに対して、第2封止樹脂32は、熱伝導性基板21の変形(曲げ)に柔軟に追随するため、熱伝導性基板21を曲げることに対する妨げにならない。
このように、熱伝導性基板21を柔軟に曲げて使用することができるので、照明装置10を熱伝導性基板21の厚さ方向に変形させて(曲げて)、保持体12に取り付けることができる。
Here, the reason for using the first sealing resin 31 and the second sealing resin 32 will be described.
If the heat conductive substrate 21 is, for example, copper having a thickness of less than 1 mm, the heat conductive substrate 21 can be easily bent in the thickness direction, and is also a good and optimum material for heat conduction. Similarly, aluminum alloys are desirable materials. For this reason, the heat conductive substrate 21 can be deformed and brought into close contact with the cylindrical holder 12.
Therefore, even when the heat conductive substrate 21 is deformed, the semiconductor light emitting element chip 64 and the bonding wire 65 are fixed by the first sealing resin 31 having excellent rigidity. It is suppressed that stress is applied to the wire 65. On the other hand, the space between the semiconductor light emitting element chips 64 sealed with the second sealing resin 32 excellent in flexibility can be deformed following the deformation of the heat conductive substrate 21.
That is, even if the thermally conductive substrate 21 is deformed (bent) and brought into close contact with the holding body 12, the semiconductor light emitting element chip 64 and the bonding wire 65 covered with the first sealing resin 31 having excellent rigidity are deformed. do not do. Therefore, it is suppressed that the electrical connection between the semiconductor light emitting element chip 64 and the wiring boards 22a and 22b is impaired. Thereby, the semiconductor light emitting element chip 64 operates stably. On the other hand, since the second sealing resin 32 flexibly follows the deformation (bending) of the heat conductive substrate 21, it does not hinder the bending of the heat conductive substrate 21.
As described above, since the heat conductive substrate 21 can be flexibly used, the lighting device 10 can be deformed (bent) in the thickness direction of the heat conductive substrate 21 and attached to the holding body 12. it can.

図5(b)に示したように、第1の実施の形態において、半導体発光素子チップ64は、熱伝導性基板21の凸部21a上にある。そして、配線基板22aおよび22bの厚さは、凸部21aの高さより小さい。よって、凸部21a上に設けられた半導体発光素子チップ64から側方に発する光は、配線基板22aおよび22bによって妨げられることが抑制される。すなわち、凸部21aの表面は、配線基板22aおよび22bの表面を含む面と同じまたは配線基板22aおよび22bの表面を含む面から突出していることが好ましい。
なお、配線基板22aおよび22bによって妨げられる光の量が少ないときには、熱伝導性基板21が凸部21aを有しなくともよい。
As shown in FIG. 5B, in the first embodiment, the semiconductor light emitting element chip 64 is on the convex portion 21 a of the thermally conductive substrate 21. And the thickness of wiring board 22a and 22b is smaller than the height of the convex part 21a. Therefore, it is suppressed that the light emitted to the side from the semiconductor light emitting element chip 64 provided on the convex portion 21a is obstructed by the wiring boards 22a and 22b. That is, the surface of the convex portion 21a is preferably the same as the surface including the surfaces of the wiring substrates 22a and 22b or protrudes from the surface including the surfaces of the wiring substrates 22a and 22b.
When the amount of light hindered by the wiring boards 22a and 22b is small, the heat conductive substrate 21 does not have to have the convex portion 21a.

次に、図5(a)を参照しつつ、発光ユニット11の動作を説明する。
発光ユニット11において、熱伝導性基板21の凸部21aの表面21b上に搭載された複数の半導体発光素子チップ64は、配線基板22aおよび22bの導体パターン23b、23c、23dを介して直列に接続されている。例えば、図5(a)において、半導体発光素子チップ64−1のp電極(「p」)は、配線基板22aの導体パターン23cに接続され、n電極(「n」)は、配線基板22bの導体パターン23dに接続されている。そして、配線基板22bの導体パターン23dには、半導体発光素子チップ64−2のp電極(「p」)が接続されている。半導体発光素子チップ64−2のn電極(「n」)は導体パターン23bに接続されている。導体パターン23bには、半導体発光素子チップ64−3のp電極(「p」)が接続されている。このように、半導体発光素子チップ64−1〜64−9は、p電極とn電極とを互いに接続されている。すなわち、半導体発光素子チップ64−1〜64−9は直列に接続されている。
これにより、配線基板22aの導体パターン23cの開口26cを正とし、配線基板22bの開口26cを負として、電源19(図1参照)に接続すると、半導体発光素子チップ64−1〜64−9に対して同じ値の順方向電流が流れる。
ここでは、発光ユニット11の複数の半導体発光素子チップ64が直列に接続されているとしたが、複数の半導体発光素子チップ64がそれぞれ、半導体発光素子チップ64を並列に複数設けたものであってもよい。このとき、各半導体発光素子チップ64に流れる電流は、配線基板22aの開口26cから、配線基板22bの開口26cへと流れる電流値を、並列に設けた半導体発光素子チップ64の数で割った値となる。
Next, the operation of the light emitting unit 11 will be described with reference to FIG.
In the light emitting unit 11, a plurality of semiconductor light emitting element chips 64 mounted on the surface 21b of the convex portion 21a of the thermally conductive substrate 21 are connected in series via the conductor patterns 23b, 23c, and 23d of the wiring substrates 22a and 22b. Has been. For example, in FIG. 5A, the p electrode (“p”) of the semiconductor light emitting element chip 64-1 is connected to the conductor pattern 23c of the wiring board 22a, and the n electrode (“n”) is connected to the wiring board 22b. It is connected to the conductor pattern 23d. The p-electrode (“p”) of the semiconductor light-emitting element chip 64-2 is connected to the conductor pattern 23d of the wiring board 22b. The n electrode (“n”) of the semiconductor light emitting element chip 64-2 is connected to the conductor pattern 23b. A p-electrode (“p”) of the semiconductor light emitting element chip 64-3 is connected to the conductor pattern 23b. As described above, in the semiconductor light emitting element chips 64-1 to 64-9, the p electrode and the n electrode are connected to each other. That is, the semiconductor light emitting element chips 64-1 to 64-9 are connected in series.
Thus, when the opening 26c of the conductor pattern 23c of the wiring board 22a is positive and the opening 26c of the wiring board 22b is negative and connected to the power source 19 (see FIG. 1), the semiconductor light emitting element chips 64-1 to 64-9 are connected. On the other hand, the forward current of the same value flows.
Here, the plurality of semiconductor light emitting element chips 64 of the light emitting unit 11 are connected in series. However, each of the plurality of semiconductor light emitting element chips 64 includes a plurality of semiconductor light emitting element chips 64 provided in parallel. Also good. At this time, the current flowing through each semiconductor light emitting element chip 64 is a value obtained by dividing the value of the current flowing from the opening 26c of the wiring substrate 22a into the opening 26c of the wiring substrate 22b by the number of semiconductor light emitting element chips 64 provided in parallel. It becomes.

次に、配線基板22aおよび22bの使用方法についてさらに説明する。
熱伝導性基板21の長手方向の大きさは、例えば150mmである。前述したように、熱伝導性基板21はロールツーロールで形成できるので、150mmを超える長さの熱伝導性基板21を製造することができる。しかし、長尺の照明装置10を実現するには、図5(a)および(b)に示した発光ユニット11を複数用いてもよい。このとき、複数の発光ユニット11により容易により長尺の発光ユニット11が構成できることが好ましい。これには、発光ユニット11の配線基板22aおよび22bが、簡易な方法で、相互に電気的に接続されることが好ましい。
Next, how to use the wiring boards 22a and 22b will be further described.
The size of the heat conductive substrate 21 in the longitudinal direction is, for example, 150 mm. As described above, since the heat conductive substrate 21 can be formed by roll-to-roll, the heat conductive substrate 21 having a length exceeding 150 mm can be manufactured. However, in order to realize the long illuminating device 10, a plurality of light emitting units 11 shown in FIGS. 5A and 5B may be used. At this time, it is preferable that a plurality of light emitting units 11 can easily form a longer light emitting unit 11. For this purpose, it is preferable that the wiring boards 22a and 22b of the light emitting unit 11 are electrically connected to each other by a simple method.

図10は、2個の発光ユニット11aおよび11bから構成される発光ユニット11を示した図である。ここでは、図中右側を発光ユニット11aとし、左側を発光ユニット11bとする。発光ユニット11aおよび11bは、図5(a)および(b)に示した発光ユニット11であるとする。よって、発光ユニット11aおよび11bのそれぞれについては詳細な説明を省略し、発光ユニット11aおよび11bの電気的な接続関係を説明する。   FIG. 10 is a diagram showing a light emitting unit 11 composed of two light emitting units 11a and 11b. Here, the right side in the figure is the light emitting unit 11a, and the left side is the light emitting unit 11b. The light emitting units 11a and 11b are assumed to be the light emitting units 11 shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Therefore, detailed description of each of the light emitting units 11a and 11b is omitted, and an electrical connection relationship between the light emitting units 11a and 11b will be described.

まず、発光ユニット11aおよび11bのそれぞれの配線基板22aおよび22bについて説明する。
発光ユニット11aの配線基板22aの導体パターン23aと導体パターン23cとは、それぞれ開口26aと開口26cとを介して接続配線28aで接続されている。発光ユニット11aの配線基板22bについても同様である。さらに、発光ユニット11bの配線基板22aおよび22bにおいても同様である。
次に、発光ユニット11aと発光ユニット11bとの接続について説明する。
発光ユニット11aの配線基板22aの導体パターン23aと発光ユニット11bの配線基板22aの導体パターン23aとは、発光ユニット11aの配線基板22aの開口26bと、発光ユニット11bの配線基板22aの開口26aとを介して、接続配線28bで接続されている。
同様に、発光ユニット11aの配線基板22bの導体パターン23aと発光ユニット11bの配線基板22aの導体パターン23aとは、発光ユニット11aの配線基板22bの開口26aと、発光ユニット11bの配線基板22bの開口26bとを介して、接続配線28cで接続されている。
すなわち、発光ユニット11aおよび発光ユニット11bのそれぞれの配線基板22aの導体パターン23aは同電位になるように接続されている。同様に、発光ユニット11aおよび発光ユニット11bのそれぞれの配線基板22bの導体パターン23aも同電位になるように接続されている。
First, the wiring boards 22a and 22b of the light emitting units 11a and 11b will be described.
The conductor pattern 23a and the conductor pattern 23c of the wiring board 22a of the light emitting unit 11a are connected by a connection wiring 28a through the opening 26a and the opening 26c, respectively. The same applies to the wiring board 22b of the light emitting unit 11a. The same applies to the wiring boards 22a and 22b of the light emitting unit 11b.
Next, connection between the light emitting unit 11a and the light emitting unit 11b will be described.
The conductor pattern 23a of the wiring board 22a of the light emitting unit 11a and the conductor pattern 23a of the wiring board 22a of the light emitting unit 11b include an opening 26b of the wiring board 22a of the light emitting unit 11a and an opening 26a of the wiring board 22a of the light emitting unit 11b. Through the connection wiring 28b.
Similarly, the conductor pattern 23a of the wiring board 22b of the light emitting unit 11a and the conductor pattern 23a of the wiring board 22a of the light emitting unit 11b are the opening 26a of the wiring board 22b of the light emitting unit 11a and the opening of the wiring board 22b of the light emitting unit 11b. It is connected by connection wiring 28c via 26b.
That is, the conductor patterns 23a of the wiring boards 22a of the light emitting unit 11a and the light emitting unit 11b are connected so as to have the same potential. Similarly, the conductor pattern 23a of each wiring board 22b of the light emitting unit 11a and the light emitting unit 11b is also connected to have the same potential.

接続配線28a、28b、28cは、開口26a、26b、26cにおいて、導体パターン23a、23cに、銅などの板状または棒状の金属片をハンダなどで固定したものであってよい。また、接続配線28a、28b、28cは、ボンディングワイヤであってもよい。   The connection wirings 28a, 28b, and 28c may be formed by fixing plate-like or bar-like metal pieces such as copper to the conductor patterns 23a and 23c with solder or the like in the openings 26a, 26b, and 26c. Further, the connection wirings 28a, 28b, and 28c may be bonding wires.

発光ユニット11aの配線基板22aの導体パターン23aに、開口26aを介して電源19(図1参照)の正の端子に接続し、発光ユニット11bの配線基板22bの導体パターン23aに、開口26aを介して電源19の負の端子に接続する。電源19から、発光ユニット11aに搭載された複数の半導体発光素子チップ64に直列に電流が供給される。同時に、電源19から発光ユニット11bに搭載された複数の半導体発光素子チップ64に直列に電流が供給される。すなわち、発光ユニット11aおよび発光ユニット11bは並列に駆動される。
例えば、半導体発光素子チップ64に20mA通電するための順方向電圧(Vf)が2Vであって、直列に接続した半導体発光素子チップ64の数を23とすれば、電源19は46Vを供給すればよい。
電源19が供給する電流は、半導体発光素子チップ64に流す電流による。例えば、1個の半導体発光素子チップ64に流れる電流が100mAであって、発光ユニット11が並列に駆動される発光ユニット11aと11bの2個からなる場合は、200mAとなる。
なお、発光ユニット11は発光ユニット11aおよび発光ユニット11bの2個で構成されるとしたが、3個以上であってもよい。
また、発光ユニット11aおよび発光ユニット11bは並列に駆動されるとしたが、直列に接続して駆動してもよい。導体パターン23a、23b、23c、23dの接続の関係を変えることにより、多様な組み合わせに対応できる。
また、発光ユニット(発光ユニット11aおよび/または11b)に、使用条件、使用環境に対応して、過電流を制限するための抵抗やノイズ対策のコンデンサ、制御用のスイッチ、タイマー等の公知の回路部品、制御部品を付加できる。
上記の電気的接続の説明から、半導体発光素子チップ64の裏面が、nおよびp電極に対して絶縁または、高抵抗である場合、半導体発光素子チップ64および発光ユニット(発光ユニット11aおよび/または11b)の直列、並列の自由度が増加するため、望ましい。自由度が増加すると、電源電圧、定格電流の選択が広がり、汎用的な電源を使用しやすくなる利点がある。また、電気回路と熱伝導性基板21とが、独立することになり、冷却方法に関して、電気回路による制約がなくなる利点もある。
The conductor pattern 23a of the wiring board 22a of the light emitting unit 11a is connected to the positive terminal of the power source 19 (see FIG. 1) through the opening 26a, and the conductor pattern 23a of the wiring board 22b of the light emitting unit 11b is connected to the conductor pattern 23a through the opening 26a. To the negative terminal of the power source 19. A current is supplied in series from the power source 19 to the plurality of semiconductor light emitting element chips 64 mounted on the light emitting unit 11a. At the same time, current is supplied in series from the power supply 19 to the plurality of semiconductor light emitting element chips 64 mounted on the light emitting unit 11b. That is, the light emitting unit 11a and the light emitting unit 11b are driven in parallel.
For example, if the forward voltage (Vf) for energizing the semiconductor light emitting element chip 64 with 20 mA is 2 V and the number of semiconductor light emitting element chips 64 connected in series is 23, the power supply 19 supplies 46 V. Good.
The current supplied from the power source 19 depends on the current flowing through the semiconductor light emitting element chip 64. For example, when the current flowing through one semiconductor light emitting element chip 64 is 100 mA and the light emitting unit 11 includes two light emitting units 11a and 11b that are driven in parallel, the current is 200 mA.
The light emitting unit 11 is composed of two light emitting units 11a and 11b, but may be three or more.
Although the light emitting unit 11a and the light emitting unit 11b are driven in parallel, they may be connected in series and driven. By changing the connection relationship of the conductor patterns 23a, 23b, 23c, and 23d, various combinations can be handled.
In addition, the light emitting unit (light emitting unit 11a and / or 11b) has a known circuit such as a resistor for limiting overcurrent, a capacitor for noise suppression, a control switch, a timer, or the like corresponding to the use condition and use environment. Parts and control parts can be added.
From the above description of the electrical connection, when the back surface of the semiconductor light emitting element chip 64 is insulated or has high resistance with respect to the n and p electrodes, the semiconductor light emitting element chip 64 and the light emitting unit (light emitting units 11a and / or 11b). ) Is desirable because it increases the degree of freedom in series and parallel. When the degree of freedom increases, there is an advantage that selection of a power supply voltage and a rated current is widened, and a general-purpose power supply can be easily used. In addition, the electric circuit and the thermally conductive substrate 21 are independent, and there is an advantage that there is no restriction on the cooling method due to the electric circuit.

配線基板22aおよび22bは、図5(a)に示したように、配線基板22aおよび22bの長手方向に沿って設けられた導体パターン23aを有することから、複数の照明装置10を簡易に接続することができる。   Since the wiring boards 22a and 22b have conductor patterns 23a provided along the longitudinal direction of the wiring boards 22a and 22b as shown in FIG. 5A, the plurality of lighting devices 10 are simply connected. be able to.

次に、照明装置10について説明する。
<照明装置10>
照明装置10は、図1に示したように、保持体12に発光ユニット11を巻きつけるように取り付けて構成されている。熱伝導性基板21が柔軟性を有する銅などで構成されているので、発光ユニット11を熱伝導性基板21の厚さ方向に変形させて(曲げて)、保持体12に密着させて取り付けることができる。
なお、照明装置10は、熱伝導性基板21に設けられた貫通させるための孔27にボルトを貫通させ、保持体12に固定してもよい。保持体12にも、熱伝導性基板21に設けられた貫通させるための孔27に対応した孔を設けておけばよい。
Next, the illumination device 10 will be described.
<Lighting device 10>
As shown in FIG. 1, the illuminating device 10 is configured by attaching the light emitting unit 11 around the holding body 12. Since the heat conductive substrate 21 is made of flexible copper or the like, the light emitting unit 11 is deformed (bent) in the thickness direction of the heat conductive substrate 21 and attached in close contact with the holding body 12. Can do.
The lighting device 10 may be fixed to the holding body 12 by passing a bolt through a hole 27 provided in the thermally conductive substrate 21 for passing through. The holding body 12 may be provided with holes corresponding to the holes 27 provided in the heat conductive substrate 21 for passing through.

上述したように、半導体発光素子チップ64は、熱伝導性に優れた熱伝導性基板21上に接着固定されている。よって、半導体発光素子チップ64が発した熱は、まず熱伝導性基板21に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ64が発した熱は、熱伝導性基板21から保持体12に熱伝導により放熱される。保持体12は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、発光ユニット11の発生する熱を放熱できる。また、前述したように、保持体12を空冷または液冷することで、発光ユニット11の放熱をより促進できる。
すなわち、第1の実施の形態では、照明装置10に搭載された半導体発光素子チップ64の発熱を効率よく放熱し、照明装置10の温度の上昇を抑制できる。また、照明装置10を回転させることにより、照明装置10が発する光が照明装置10を取り囲んで配置された植物2に均等に照射することができる。
また、熱伝導性基板21は連続して製造することができるので、照明装置10を安価に実現できる。
As described above, the semiconductor light emitting element chip 64 is bonded and fixed on the heat conductive substrate 21 having excellent heat conductivity. Therefore, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 is first dissipated to the heat conductive substrate 21 by heat conduction. Next, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 is dissipated from the heat conductive substrate 21 to the holding body 12 by heat conduction. Since the holding body 12 is excellent in thermal conductivity and has a large heat capacity, it can dissipate heat generated by the light emitting unit 11. Further, as described above, the heat radiation of the light emitting unit 11 can be further promoted by air-cooling or liquid-cooling the holding body 12.
That is, in the first embodiment, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the lighting device 10 can be efficiently dissipated, and an increase in the temperature of the lighting device 10 can be suppressed. Further, by rotating the lighting device 10, the light emitted from the lighting device 10 can be evenly applied to the plants 2 arranged surrounding the lighting device 10.
Moreover, since the heat conductive board | substrate 21 can be manufactured continuously, the illuminating device 10 is realizable at low cost.

[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、第1の実施の形態と、発光ユニット11の構成が異なっている。すなわち、第1の実施の形態では、ベアチップである半導体発光素子チップ64を熱伝導性基板21の凸部21aに搭載した。第2の実施の形態では、それぞれが半導体発光素子チップ64を搭載した複数の発光素子パッケージ20を熱伝導性基板21の凸部21aに搭載している。第2の実施の形態においても、半導体発光素子チップ64は、青色発光チップ641または赤色発光チップ642のいずれであってもよい。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the light emitting unit 11. In other words, in the first embodiment, the semiconductor light emitting element chip 64 that is a bare chip is mounted on the convex portion 21 a of the thermally conductive substrate 21. In the second embodiment, a plurality of light emitting device packages 20 each mounting a semiconductor light emitting device chip 64 are mounted on the convex portion 21 a of the thermally conductive substrate 21. Also in the second embodiment, the semiconductor light emitting element chip 64 may be either the blue light emitting chip 641 or the red light emitting chip 642.

図11は、第2の実施の形態が適用される照明装置10の発光ユニット11の一例を示した図である。発光ユニット11は、第1の実施の形態における発光ユニット11と同様に、一方の表面に、一体に形成された凸部21aを有する熱伝導性基板21と、凸部21aの表面21bに設けられた複数の発光部品の一例としての発光素子パッケージ20と、熱伝導性基板21の凸部21a以外の表面21cに接着層24を介して設けられた配線基板22aおよび22bとを備えている。発光素子パッケージ20は、後述する図12に示すように複数の半導体発光素子チップ64を搭載している。そして、熱伝導性基板21と一体に形成された凸部21aは、熱伝導性基板21の長手方向に連続して構成され、その表面21bは、発光素子パッケージ20が搭載可能な幅を有している。なお、本実施の形態における熱伝導性基板21では、凸部21aの側面にスリットを設けていない。
以下では、第2の実施の形態が適用される照明装置10の発光ユニット11において、第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分は、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the light emitting unit 11 of the illumination device 10 to which the second embodiment is applied. As with the light emitting unit 11 in the first embodiment, the light emitting unit 11 is provided on one surface with a thermally conductive substrate 21 having a convex portion 21a formed integrally with the surface 21b of the convex portion 21a. The light emitting device package 20 as an example of a plurality of light emitting components, and wiring boards 22 a and 22 b provided on the surface 21 c of the thermally conductive substrate 21 other than the convex portions 21 a via the adhesive layer 24 are provided. The light emitting element package 20 has a plurality of semiconductor light emitting element chips 64 mounted thereon as shown in FIG. And the convex part 21a formed integrally with the heat conductive board | substrate 21 is comprised continuously in the longitudinal direction of the heat conductive board | substrate 21, and the surface 21b has the width | variety in which the light emitting element package 20 can be mounted. ing. In addition, in the heat conductive substrate 21 in this Embodiment, the slit is not provided in the side surface of the convex part 21a.
In the following, in the light emitting unit 11 of the lighting device 10 to which the second embodiment is applied, a description will be given centering on portions that are different from the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed. The detailed explanation is omitted.

熱伝導性基板21は、例えば平面形状が矩形の板状であって、熱伝導性に優れた材料により構成されている。そして、熱伝導性基板21と一体に形成された凸部21aの表面21bは、発光素子パッケージ20において、半導体発光素子チップ64が接着固定される搭載部63(後述する図12参照)が搭載可能な幅を有している。他の構成は、第1の実施の形態における熱伝導性基板21と同様である。   The heat conductive substrate 21 is, for example, a plate having a rectangular planar shape, and is made of a material having excellent heat conductivity. The surface 21b of the convex portion 21a formed integrally with the heat conductive substrate 21 can be mounted with a mounting portion 63 (see FIG. 12 described later) to which the semiconductor light emitting element chip 64 is bonded and fixed in the light emitting element package 20. Have a wide width. Other configurations are the same as those of the thermally conductive substrate 21 in the first embodiment.

配線基板22aおよび22bは、第1の実施の形態における配線基板22aおよび22bと同様に、例えば短冊状である。本実施の形態でも、配線基板22aおよび配線基板22bは、同じ構成であるので、以下では配線基板22aについて説明する。
配線基板22aは、導体パターン23a、23b、23c、23d、23eを備えている。
導体パターン23aは、帯状であって、配線基板22aの長辺側に沿って、配線基板22aの一端部から他端部まで繋がって設けられている。一方、E字状の導体パターン23bと23eとが、横にした「E」が互いにかみ合うように交互に、相互に接続されることなく、導体パターン23aの長手方向と並行するように、列状に複数設けられている。なお、列状に設けられた複数の導体パターン23bおよび23eの列の両端部は、ともに導体パターン23bとなっている。
さらに、複数の導体パターン23bおよび23eの列を挟むように、それぞれの一端部がコ字状となった短冊状の導体パターン23cおよび23dが設けられている。導体パターン23cおよび23dも長手方向が、導体パターン23aの長手方向に並行するように、設けられている。
The wiring boards 22a and 22b are, for example, strips like the wiring boards 22a and 22b in the first embodiment. Also in this embodiment, since the wiring board 22a and the wiring board 22b have the same configuration, the wiring board 22a will be described below.
The wiring board 22a includes conductor patterns 23a, 23b, 23c, 23d, and 23e.
The conductor pattern 23a has a strip shape and is provided from one end to the other end of the wiring board 22a along the long side of the wiring board 22a. On the other hand, the E-shaped conductor patterns 23b and 23e are arranged in a row so as to be parallel to the longitudinal direction of the conductor pattern 23a without being connected to each other alternately so that the horizontal "E" meshes with each other. Are provided in plurality. Note that both end portions of the row of the plurality of conductor patterns 23b and 23e provided in a row form conductor patterns 23b.
Further, strip-like conductor patterns 23c and 23d each having one end in a U-shape are provided so as to sandwich the row of the plurality of conductor patterns 23b and 23e. The conductor patterns 23c and 23d are also provided so that the longitudinal direction thereof is parallel to the longitudinal direction of the conductor pattern 23a.

配線基板22aの導体パターン23a、23b、23c、23d、23eの表面および配線基板22aの導体パターン23a、23b、23c、23d、23eが設けられていない部分は、図示しないレジスト膜26で覆われている。
そして、レジスト膜26には、導体パターン23a、23c、23dの一部を露出させた開口26a、26b、26c、26dが設けられている。さらに、レジスト膜26には、発光素子パッケージ20のリード部62a、62b、62c、62d、62e、62f(後述する図12参照)と、導体パターン23b、23c、23d、23eとを接続するために、図示しない開口が設けられている。
具体的に説明すると、導体パターン23aの両端部に開口26aおよび26bが設けられている。導体パターン23cの長手方向の一端部に開口26cが設けられ、導体パターン23dの長手方向の一端部に開口26dが設けられている。
The surface of the conductor patterns 23a, 23b, 23c, 23d, 23e of the wiring board 22a and the portion of the wiring board 22a where the conductor patterns 23a, 23b, 23c, 23d, 23e are not provided are covered with a resist film 26 (not shown). Yes.
The resist film 26 is provided with openings 26a, 26b, 26c, and 26d that expose portions of the conductor patterns 23a, 23c, and 23d. Further, the resist film 26 is connected to lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, and 62f (see FIG. 12 described later) of the light emitting element package 20 and conductor patterns 23b, 23c, 23d, and 23e. An opening (not shown) is provided.
More specifically, openings 26a and 26b are provided at both ends of the conductor pattern 23a. An opening 26c is provided at one end in the longitudinal direction of the conductor pattern 23c, and an opening 26d is provided at one end in the longitudinal direction of the conductor pattern 23d.

発光素子パッケージ20は、半導体発光素子チップ64を搭載する搭載部63において、熱伝導性基板21の凸部21aに接着固定されている。そして、発光素子パッケージ20のリード部62a、62b、62c、62d、62e、62fが、導体パターン23b、23c、23d、23eと接続されている。
発光素子パッケージの20のリード部62a、62b、62c、62d、62e、62fは、搭載された半導体発光素子チップ64のp電極およびn電極との接続関係により、p側(図11では「p」と記載する。)、n側(図11では「n」と記載する。)が定められている。
The light emitting device package 20 is bonded and fixed to the convex portion 21 a of the thermally conductive substrate 21 in the mounting portion 63 on which the semiconductor light emitting device chip 64 is mounted. The lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, and 62f of the light emitting element package 20 are connected to the conductor patterns 23b, 23c, 23d, and 23e.
The lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, and 62f of the light emitting element package 20 are connected to the p side (“p” in FIG. 11) depending on the connection relationship between the p electrode and the n electrode of the mounted semiconductor light emitting element chip 64. And n side (indicated as “n” in FIG. 11).

図12は、発光素子パッケージ20の構成の一例を示した図である。図12(a)は発光素子パッケージ20の上面図、図12(b)は発光素子パッケージ20の図12(a)のXIIB−XIIB線での断面図を示している。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the configuration of the light emitting element package 20. 12A is a top view of the light-emitting element package 20, and FIG. 12B is a cross-sectional view of the light-emitting element package 20 taken along the line XIIB-XIIB in FIG.

この発光素子パッケージ20は、平面状に形成された開口部71に凹部61aが形成された樹脂容器61、樹脂容器61と一体化した6個のリード部62a、62b、62c、62d、62e、62fおよび搭載部63と、搭載部63に搭載された4個の半導体発光素子チップ64a、64b、64c、64dとを備えている。半導体発光素子チップ64a、64b、64c、64dは、青色発光チップ641または赤色発光チップ642のいずれであってもよい。   The light-emitting element package 20 includes a resin container 61 in which a recess 61a is formed in a planar opening 71, and six lead parts 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, and 62f integrated with the resin container 61. And a mounting portion 63 and four semiconductor light emitting element chips 64a, 64b, 64c, and 64d mounted on the mounting portion 63. The semiconductor light emitting element chips 64a, 64b, 64c, and 64d may be either the blue light emitting chip 641 or the red light emitting chip 642.

樹脂容器61は、リード部62a、62b、62c、62d、62e、62fおよび搭載部63に、白色顔料が含有された熱可塑性樹脂(以下の説明では白色樹脂と呼ぶ)を射出成型することによって形成されている。
また、ハンダリフローなどの温度がかかる工程に対応できるよう、白色樹脂は、耐熱性が十分考慮された材質が選定されている。基材となる樹脂としてはPPA(polyphthalamide)が最も一般的であるが、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどでもよい。中でも、本実施の形態では、PPAとして、ジアミンとイソフタル酸またはテレフタル酸との共重合体であるナイロン4T、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロン9T、ナイロンM5Tが特に好ましく用いることができる。
The resin container 61 is formed by injection molding a thermoplastic resin (referred to as white resin in the following description) containing a white pigment in the lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f and the mounting portion 63. Has been.
In addition, a material with sufficient heat resistance is selected for the white resin so that it can cope with a process requiring high temperature such as solder reflow. PPA (polyphthalamide) is most commonly used as the base resin, but may be a liquid crystal polymer, an epoxy resin, polystyrene, or the like. Among these, in this embodiment, nylon 4T, nylon 6T, nylon 6I, nylon 9T, and nylon M5T, which are copolymers of diamine and isophthalic acid or terephthalic acid, can be particularly preferably used as PPA.

樹脂容器61に設けられる凹部61aは、矩形を有する底面70と、同じく矩形状を有する開口部71と、底面70の周縁から開口部71に向けて立ち上がる壁面80とを備えている。ここで、底面70は、凹部61aに露出するリード部62a、62b、62c、62d、62e、62fおよび搭載部63との間の隙間の樹脂容器61の白色樹脂とによって構成されている。一方、壁面80は、樹脂容器61を構成する白色樹脂によって構成されている。なお、底面70の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形のいずれでもよい。また、開口部71の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形のいずれでもよく、底面形状と同一でもよい。   The recess 61 a provided in the resin container 61 includes a bottom surface 70 having a rectangular shape, an opening portion 71 having a rectangular shape, and a wall surface 80 rising from the periphery of the bottom surface 70 toward the opening portion 71. Here, the bottom surface 70 is composed of the lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f exposed to the recess 61a and the white resin of the resin container 61 in the gap between the mounting portion 63. On the other hand, the wall surface 80 is made of a white resin constituting the resin container 61. The shape of the bottom surface 70 may be any of a circle, a rectangle, an ellipse, and a polygon. The shape of the opening 71 may be any of a circle, a rectangle, an ellipse, and a polygon, and may be the same as the bottom shape.

半導体発光素子チップ64a、64b、64c、64dは、凹部61aの底面70に配設された搭載部63に、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂からなるダイボンド材料で接着され、固定されている。
そして、発光素子パッケージ20は、図12(a)に示すように、半導体発光素子チップ64aのp電極が、「p」と記載するリード部62aに、半導体発光素子チップ64aのn電極が、「n」と記載するリード部62bに、ボンディングワイヤ65により接続されている。同様に、半導体発光素子チップ64bのp電極が、「p」と記載するリード部62cに、半導体発光素子チップ64bのn電極が、「n」と記載するリード部62bに、ボンディングワイヤ65により接続されている。半導体発光素子チップ64cのp電極が、「p」と記載するリード部62eに、半導体発光素子チップ64cのn電極が、「n」と記載するリード部62dに、ボンディングワイヤ65により接続されている。半導体発光素子チップ64dのp電極が、「p」と記載するリード部62eに、半導体発光素子チップ64dのn電極が、「n」と記載するリード部62fに、ボンディングワイヤ65により接続されている。
すなわち、リード部62bは、半導体発光素子チップ64a、64bのn電極が共通に接続される。リード部62eは、半導体発光素子チップ64c、64dのp電極が共通に接続される。
すなわち、発光素子パッケージ20は、図12(a)の左側に示すリード部62a、62b、62cが「p」「n」「p」の順になっているのに対し、図12(a)の右側のリード部62d、62e、62fが、「n」「p」「n」の順になっていて、「p」と「n」との関係が逆になっている。
The semiconductor light emitting element chips 64a, 64b, 64c, and 64d are bonded and fixed to the mounting portion 63 disposed on the bottom surface 70 of the recess 61a with a die bond material made of silicone resin or epoxy resin.
12A, the p-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64a has the lead electrode 62a described as “p”, the n-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64a has “ A lead wire 62b described as “n” is connected by a bonding wire 65. Similarly, the p-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64b is connected to the lead part 62c described as “p”, and the n-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64b is connected to the lead part 62b described as “n” by the bonding wire 65. Has been. The p-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64c is connected to the lead part 62e described as “p”, and the n-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64c is connected to the lead part 62d described as “n” by the bonding wire 65. . The p-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64d is connected to the lead part 62e indicated by “p”, and the n-electrode of the semiconductor light-emitting element chip 64d is connected to the lead part 62f indicated by “n” by the bonding wire 65. .
That is, the lead part 62b is connected to the n electrodes of the semiconductor light emitting element chips 64a and 64b in common. The lead part 62e is connected to the p electrodes of the semiconductor light emitting element chips 64c and 64d in common.
That is, in the light emitting device package 20, the lead portions 62a, 62b, and 62c shown on the left side of FIG. 12A are in the order of “p”, “n”, and “p”, whereas the right side of FIG. Lead portions 62d, 62e, and 62f are in the order of “n”, “p”, and “n”, and the relationship between “p” and “n” is reversed.

ここで、リード部62a、62b、62c、62d、62e、62fおよび搭載部63は、0.1〜0.5mm程度の厚みをもつ金属板であり、銅合金等の金属をベースとし、その表面には銀メッキが施されることによって銀メッキ層が形成されている。すなわち、搭載部63は熱伝導性に優れた金属で構成されている。   Here, the lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f and the mounting portion 63 are metal plates having a thickness of about 0.1 to 0.5 mm, and are based on a metal such as a copper alloy, and the surface thereof. A silver plating layer is formed by silver plating. That is, the mounting portion 63 is made of a metal having excellent thermal conductivity.

なお、半導体発光素子チップ64の数は、4個に限定されることなく、4個より少なくてもよく、4個より多くてもよい。   The number of semiconductor light emitting element chips 64 is not limited to four, and may be less than four or more than four.

発光素子パッケージ20の樹脂容器61の開口部71は、樹脂容器61の表面61bに設けたシール層66に接着された透明部材67で覆われている。透明部材67は、半導体発光素子チップ64の発する光の透過性が高いものであればよく、ガラス、アクリル樹脂などを用いることができる。
なお、シール層66を介して透明部材67で開口部71を覆う代わりに、第1の実施の形態における第1封止樹脂31または/および第2封止樹脂32により、半導体発光素子チップ64およびボンディングワイヤ65を覆って封止してもよい。
The opening 71 of the resin container 61 of the light emitting device package 20 is covered with a transparent member 67 bonded to a seal layer 66 provided on the surface 61 b of the resin container 61. The transparent member 67 may be any member as long as it has a high transmittance of light emitted from the semiconductor light emitting element chip 64, and glass, acrylic resin, or the like can be used.
Instead of covering the opening 71 with the transparent member 67 via the sealing layer 66, the semiconductor light emitting element chip 64 and the first sealing resin 31 or / and the second sealing resin 32 in the first embodiment are used. The bonding wire 65 may be covered and sealed.

ここで、図11および12により、発光ユニット11の製造方法と動作を説明する。
配線基板22aの開口26cを正に、開口26dを負に設定することで、複数の発光素子パッケージ20に搭載された半導体発光素子チップ64に直列に電流が流れるようになっている。
以下では、具体的に説明する。
第2の実施の形態では、図11に示すように、複数(図11では8個)の発光素子パッケージ20が、隣接する発光素子パッケージ20間で向きが互い違いになるように配列されている。なお、以下において、8個の発光素子パッケージ20を区別するときは、発光素子パッケージ20−1〜20−8と表記する。
すなわち、図11に示すように、照明装置10の8個の発光素子パッケージ20−1〜20−8は、図11中右から順に、リード部62a、62b、62c、62d、62e、62fの向きを交互に変えて配列されている。
これにより、配線基板22aの導体パターン23cは、発光素子パッケージ20−1のリード部62e(「p」)に接続され、半導体発光素子チップ64cおよび64dのそれぞれのp電極に接続される。半導体発光素子チップ64cおよび64dのそれぞれのn電極は、リード部62dおよび62f(「n」)に接続され、配線基板22aの導体パターン23bを介して、発光素子パッケージ20−2のリード部62aおよび62c(「p」)に接続され、発光素子パッケージ20−2の半導体発光素子チップ64aおよび64bのp電極に接続されている。そして、発光素子パッケージ20−2の半導体発光素子チップ64aおよび64bのn電極が、配線基板22aの導体パターン23eを介して、発光素子パッケージ20−3の半導体発光素子チップ64cおよび64dのp電極に接続されている。
そして、発光素子パッケージ20−8の半導体発光素子チップ64aおよび64bのそれぞれのn電極が接続されたリード部62bが、配線基板22aの導体パターン23dに接続される。
よって、配線基板22aの導体パターン23cを正とし、配線基板22aの導体パターン23dを負とするように電源19(図1参照)に接続すれば、発光素子パッケージ20−1〜20−8の半導体発光素子チップ64を順方向に電流が流れ、半導体発光素子チップ64が発光する。
Here, the manufacturing method and operation of the light emitting unit 11 will be described with reference to FIGS.
By setting the opening 26c of the wiring board 22a to be positive and the opening 26d to be negative, a current flows in series to the semiconductor light emitting element chips 64 mounted on the plurality of light emitting element packages 20.
Below, it demonstrates concretely.
In the second embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality (eight in FIG. 11) of light emitting element packages 20 are arranged so that the directions of light emitting element packages 20 are adjacent to each other. In the following description, when the eight light emitting element packages 20 are distinguished, they are expressed as light emitting element packages 20-1 to 20-8.
That is, as shown in FIG. 11, the eight light emitting device packages 20-1 to 20-8 of the lighting device 10 are in the direction of the lead portions 62 a, 62 b, 62 c, 62 d, 62 e, 62 f in order from the right in FIG. Are alternately arranged.
Thereby, the conductor pattern 23c of the wiring board 22a is connected to the lead portion 62e (“p”) of the light emitting element package 20-1, and is connected to the p electrodes of the semiconductor light emitting element chips 64c and 64d. The n electrodes of the semiconductor light emitting device chips 64c and 64d are connected to the lead portions 62d and 62f (“n”), and the lead portions 62a and 62a of the light emitting device package 20-2 are connected via the conductor pattern 23b of the wiring board 22a. 62c ("p") and connected to the p electrodes of the semiconductor light emitting device chips 64a and 64b of the light emitting device package 20-2. Then, the n electrodes of the semiconductor light emitting device chips 64a and 64b of the light emitting device package 20-2 are connected to the p electrodes of the semiconductor light emitting device chips 64c and 64d of the light emitting device package 20-3 through the conductor pattern 23e of the wiring board 22a. It is connected.
The lead portions 62b to which the n electrodes of the semiconductor light emitting element chips 64a and 64b of the light emitting element package 20-8 are connected are connected to the conductor pattern 23d of the wiring board 22a.
Therefore, if the power supply 19 (see FIG. 1) is connected so that the conductor pattern 23c of the wiring board 22a is positive and the conductor pattern 23d of the wiring board 22a is negative, the semiconductor of the light emitting element packages 20-1 to 20-8. A current flows through the light emitting element chip 64 in the forward direction, and the semiconductor light emitting element chip 64 emits light.

すなわち、発光素子パッケージ20−1の半導体発光素子チップ64cと64dとが並列に接続され、発光素子パッケージ20−2の半導体発光素子チップ64aと64bとが並列に接続されている。そして、発光素子パッケージ20−1の並列に接続された半導体発光素子チップ64cと64dと、発光素子パッケージ20−2の並列に接続された半導体発光素子チップ64aと64bとが、直列に接続されている。
このようにして、発光素子パッケージ20−1〜20−8のそれぞれの並列に接続された半導体発光素子チップ64aと64bとのペアまたは64cと64dとのペアが、直列に接続されている。2個の半導体発光素子チップ64aおよび64b(64cおよび64d)のペアが8段直列に接続されていることになる。
That is, the semiconductor light emitting element chips 64c and 64d of the light emitting element package 20-1 are connected in parallel, and the semiconductor light emitting element chips 64a and 64b of the light emitting element package 20-2 are connected in parallel. The semiconductor light emitting element chips 64c and 64d connected in parallel to the light emitting element package 20-1 and the semiconductor light emitting element chips 64a and 64b connected in parallel to the light emitting element package 20-2 are connected in series. Yes.
In this manner, the pair of semiconductor light emitting element chips 64a and 64b or the pair of 64c and 64d connected in parallel to each of the light emitting element packages 20-1 to 20-8 is connected in series. Two pairs of semiconductor light emitting element chips 64a and 64b (64c and 64d) are connected in series in eight stages.

発光素子パッケージ20の搭載部63は、ハンダなどにより熱伝導性基板21の凸部21aに接着固定される。また、発光素子パッケージ20のリード部62a、62b、62c、62d、62e、62fは、ハンダなどにより配線基板22aおよび22bの導体パターン23b、23c、23d、23eが、レジスト膜26に設けられた開口を介して接続される。なお、発光素子パッケージ20の搭載部63と熱伝導性基板21の凸部21aとは、電気的な接続を要しないので、発光素子パッケージ20の搭載部63は、エポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系などのダイボンド材料により、熱伝導性基板21の凸部21aに接着固定してもよい。
上述したように、発光素子パッケージ20は搭載部63により熱伝導性基板21の凸部21aに搭載されるため、搭載部63の凸部21aに接する面は、リード部62a、62b、62c、62d、62e、62fが配線基板22aおよび22bの導体パターン23b、23c、23d、23eに接する面より、奥側、すなわち発光素子パッケージ20の透明部材67側に設けられている。
The mounting portion 63 of the light emitting element package 20 is bonded and fixed to the convex portion 21a of the heat conductive substrate 21 by solder or the like. The lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, and 62f of the light emitting device package 20 are openings in which the conductor patterns 23b, 23c, 23d, and 23e of the wiring boards 22a and 22b are provided in the resist film 26 by soldering or the like. Connected through. In addition, since the mounting part 63 of the light emitting element package 20 and the convex part 21a of the heat conductive substrate 21 do not require electrical connection, the mounting part 63 of the light emitting element package 20 includes an epoxy resin system, a silicone resin system, or the like. The die bonding material may be bonded and fixed to the convex portion 21a of the thermally conductive substrate 21.
As described above, since the light emitting element package 20 is mounted on the convex portion 21a of the heat conductive substrate 21 by the mounting portion 63, the surfaces in contact with the convex portion 21a of the mounting portion 63 are the lead portions 62a, 62b, 62c, 62d. 62e and 62f are provided on the back side, that is, on the transparent member 67 side of the light emitting element package 20, from the surfaces contacting the conductor patterns 23b, 23c, 23d and 23e of the wiring boards 22a and 22b.

なお、第2の実施の形態においては、図11に示すように、発光素子パッケージ20の向きを、熱伝導性基板21の短辺方向に対して、傾けて配置していない。これは、発光素子パッケージ20のリード部62a、62b、62c、62d、62e、62fと配線基板22aおよび22bの導体パターン23b、23c、23d、23eとが、ハンダなどにより接続され、保持体12の表面に沿って、熱伝導性基板21を曲げても、接続が不良になりにくいためである。   In the second embodiment, as shown in FIG. 11, the direction of the light emitting element package 20 is not inclined with respect to the short side direction of the thermally conductive substrate 21. This is because the lead portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f of the light emitting device package 20 and the conductor patterns 23b, 23c, 23d, 23e of the wiring boards 22a and 22b are connected by solder or the like, and the holding body 12 This is because even if the heat conductive substrate 21 is bent along the surface, the connection is not likely to be defective.

配線基板22bにおいても同様であって、発光素子パッケージ20−1の半導体発光素子チップ64aと64bとが並列に接続され、発光素子パッケージ20−2の半導体発光素子チップ64cと64dとが並列に接続されている。そして、発光素子パッケージ20−1の並列に接続された半導体発光素子チップ64aと64bと、発光素子パッケージ20−2の並列に接続された半導体発光素子チップ64cと64dとが、直列に接続されている。
すなわち、配線基板22aにおいて、接続されなかった半導体発光素子チップ64aと64bとのペアまたは64cと64dとのペアがそれぞれ直列に接続されることになる。
なお、照明装置10の構成は、第1の実施の形態と同様である。すなわち、照明装置10は、図1に示したように、発光ユニット11を保持体12に取り付けて構成されている。熱伝導性基板21が柔軟性を有する銅などで構成されていて、発光ユニット11を熱伝導性基板21の厚さ方向に変形させて(曲げて)、保持体12に密着させて取り付けることができる。
なお、照明装置10は、熱伝導性基板21に設けられた貫通させるための孔27にボルトを貫通させ、保持体12に固定してもよい。保持体12にも、熱伝導性基板21に設けられた貫通させるための孔27に対応した孔を設けておけばよい。
The same applies to the wiring board 22b, in which the semiconductor light emitting element chips 64a and 64b of the light emitting element package 20-1 are connected in parallel, and the semiconductor light emitting element chips 64c and 64d of the light emitting element package 20-2 are connected in parallel. Has been. The semiconductor light emitting element chips 64a and 64b connected in parallel to the light emitting element package 20-1 and the semiconductor light emitting element chips 64c and 64d connected in parallel to the light emitting element package 20-2 are connected in series. Yes.
That is, in the wiring board 22a, the pair of the semiconductor light emitting element chips 64a and 64b or the pair of 64c and 64d that are not connected are respectively connected in series.
In addition, the structure of the illuminating device 10 is the same as that of 1st Embodiment. That is, the illuminating device 10 is configured by attaching the light emitting unit 11 to the holding body 12 as shown in FIG. The thermally conductive substrate 21 is made of flexible copper or the like, and the light emitting unit 11 is deformed (bent) in the thickness direction of the thermally conductive substrate 21 and attached to the holding body 12 in close contact. it can.
The lighting device 10 may be fixed to the holding body 12 by passing a bolt through a hole 27 provided in the thermally conductive substrate 21 for passing through. The holding body 12 may be provided with holes corresponding to the holes 27 provided in the heat conductive substrate 21 for passing through.

上述したように、半導体発光素子チップ64a、64b、64c、64dは、熱伝導性に優れた発光素子パッケージ20の搭載部63に搭載され、搭載部63は熱伝導性基板21上に接着固定されている。これにより、半導体発光素子チップ64a、64b、64c、64dが発した熱は、搭載部63を介して熱伝導性基板21に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ64a、64b、64c、64dが発した熱は、熱伝導性基板21から、保持体12に熱伝導により放熱される。保持体12は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、発光ユニット11の発生する熱を放熱できる。また、前述したように、保持体12を空冷または液冷することで、発光ユニット11の放熱をより促進できる。
すなわち、第2の実施の形態では、照明装置10に搭載された半導体発光素子チップ64の発熱を効率よく放熱し、照明装置10の温度の上昇を抑制できる。また、照明装置10を回転させることにより、照明装置10が発する光を、栽培対象である植物2に均等に照射することができる。
また、熱伝導性基板21は連続して製造することができるので、照明装置10を安価に実現できる。
なお、第2の実施の形態において、熱伝導性基板21に凸部21aを設けたが、凸部21aを設けなくともよい。
As described above, the semiconductor light emitting element chips 64a, 64b, 64c, and 64d are mounted on the mounting part 63 of the light emitting element package 20 having excellent thermal conductivity, and the mounting part 63 is bonded and fixed onto the thermal conductive substrate 21. ing. Thereby, the heat generated by the semiconductor light emitting element chips 64a, 64b, 64c, and 64d is radiated to the thermally conductive substrate 21 through the mounting portion 63 by heat conduction. Next, heat generated by the semiconductor light emitting element chips 64a, 64b, 64c, and 64d is radiated from the heat conductive substrate 21 to the holding body 12 by heat conduction. Since the holding body 12 is excellent in thermal conductivity and has a large heat capacity, it can dissipate heat generated by the light emitting unit 11. Further, as described above, the heat radiation of the light emitting unit 11 can be further promoted by air-cooling or liquid-cooling the holding body 12.
That is, in the second embodiment, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the lighting device 10 can be efficiently dissipated, and an increase in the temperature of the lighting device 10 can be suppressed. Moreover, the light which the illuminating device 10 emits by rotating the illuminating device 10 can be equally irradiated to the plant 2 which is a cultivation object.
Moreover, since the heat conductive board | substrate 21 can be manufactured continuously, the illuminating device 10 is realizable at low cost.
In the second embodiment, the convex portion 21a is provided on the thermally conductive substrate 21, but the convex portion 21a may not be provided.

第2の実施の形態においても、複数の発光ユニット11を、第1の実施の形態において示したと同様、相互に接続することにより、熱伝導性基板21の長手方向の大きさによって制限されないで照明装置10を構成することができる。   In the second embodiment as well, the plurality of light emitting units 11 are connected to each other as in the first embodiment, so that illumination is not limited by the size of the heat conductive substrate 21 in the longitudinal direction. The apparatus 10 can be configured.

なお、配線基板22aおよび22bの導体パターン23a、23b、23c、23d、23eの形状は、図11に示した形状に限定されず、変更して用いることができる。
さらに、照明装置10に搭載する発光素子パッケージ20の個数は8個に限定されず、変更して用いることができる。
In addition, the shape of the conductor patterns 23a, 23b, 23c, 23d, and 23e of the wiring boards 22a and 22b is not limited to the shape shown in FIG. 11, and can be changed and used.
Furthermore, the number of the light emitting element packages 20 mounted on the lighting device 10 is not limited to eight, and can be changed and used.

[第3の実施の形態]
第3の実施の形態では、発光ユニット11の構成が第1の実施の形態および第2の実施の形態と異なっている。第1および第2の実施の形態では、配線基板22aおよび22bを用いていた。第3の実施の形態では、配線基板22aおよび22bを用いる代わりに、熱伝導性基板21上に、銅箔付き絶縁体シート(RCC:Resin Coated Copper Foil)を貼り付けている。
銅箔付き絶縁体シートは、絶縁体に銅箔が設けられていて、絶縁体側を熱伝導性基板21に熱圧着すると、絶縁体が溶融し、熱伝導性基板21に固着される。
図13は、第3の実施の形態が適用される照明装置10の発光ユニット11の一例を示した図である。図11(a)は、発光ユニット11を上面から見た平面図を示し、図13(b)は、発光ユニット11のXIIIB−XIIIB線での断面図を示している。
以下では、第1の実施の形態と異なる熱伝導性基板21について説明し、同様なものは同じ符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
In 3rd Embodiment, the structure of the light emission unit 11 differs from 1st Embodiment and 2nd Embodiment. In the first and second embodiments, the wiring boards 22a and 22b are used. In the third embodiment, instead of using the wiring boards 22a and 22b, an insulating sheet with copper foil (RCC: Resin Coated Copper Foil) is pasted on the heat conductive board 21.
The insulator sheet with copper foil is provided with a copper foil, and when the insulator side is thermocompression bonded to the heat conductive substrate 21, the insulator is melted and fixed to the heat conductive substrate 21.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the light emitting unit 11 of the illumination device 10 to which the third embodiment is applied. FIG. 11A shows a plan view of the light emitting unit 11 as viewed from above, and FIG. 13B shows a cross-sectional view of the light emitting unit 11 taken along line XIIIB-XIIIB.
Below, the thermally conductive board | substrate 21 different from 1st Embodiment is demonstrated, the same thing attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits description.

第3の実施の形態における熱伝導性基板21は、第1および第2の実施の形態と異なり、凸部21aを設けていない。よって、熱伝導性基板21は短冊状の平板である。
そして、導体パターン23a、23b、23c、23dが、熱伝導性基板21上に絶縁層29を介して設けられている。なお、第1の実施の形態における凸部21aにあたる部分にも、導体パターン23fが設けられている。
Unlike the first and second embodiments, the thermally conductive substrate 21 in the third embodiment is not provided with a convex portion 21a. Therefore, the heat conductive substrate 21 is a strip-shaped flat plate.
Conductive patterns 23a, 23b, 23c, and 23d are provided on the heat conductive substrate 21 with an insulating layer 29 interposed therebetween. In addition, the conductor pattern 23f is provided also in the part corresponding to the convex part 21a in 1st Embodiment.

次に、熱伝導性基板21上に導体パターン23a、23b、23c、23d、23fを形成する方法を説明する。
熱伝導性基板21は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、表面がアルマイト加工されている。すなわち、熱伝導性基板21の表面は電気的に絶縁性を有するアルミニウム酸化膜で覆われている。
次に、銅箔付き絶縁体シートを熱伝導性基板21の一方の面に貼り付け、熱圧着する。
そして、従来公知のフォトリソグラフィにより、銅箔を導体パターン23a、23b、23c、23d、23fに加工する。その後、ソルダレジストを塗布し、従来公知のフォトリソグラフィにより、開口26a、26b、26c、26d、26e、26f、26gを設ける。ソルダレジストは、熱硬化によりレジスト膜26とする。これにより、熱伝導性基板21上に、銅箔付き絶縁体シートにより、導体パターン23a、23b、23c、23d、23fを形成できる。
この後、第1の実施の形態と同様に、半導体発光素子チップ64を搭載することで、発光ユニット11が構成される。
Next, a method for forming the conductor patterns 23a, 23b, 23c, 23d, and 23f on the heat conductive substrate 21 will be described.
The heat conductive substrate 21 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy, and the surface thereof is anodized. That is, the surface of the heat conductive substrate 21 is covered with an electrically insulating aluminum oxide film.
Next, an insulator sheet with a copper foil is attached to one surface of the thermally conductive substrate 21 and thermocompression bonded.
Then, the copper foil is processed into conductor patterns 23a, 23b, 23c, 23d, and 23f by conventionally known photolithography. Thereafter, a solder resist is applied, and openings 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, and 26g are provided by conventionally known photolithography. The solder resist is made into a resist film 26 by thermosetting. Thereby, conductor pattern 23a, 23b, 23c, 23d, and 23f can be formed on the heat conductive board | substrate 21 with an insulator sheet with copper foil.
After that, as in the first embodiment, the light emitting unit 11 is configured by mounting the semiconductor light emitting element chip 64.

第3の実施の形態においても、半導体発光素子チップ64は、熱伝導性に優れた熱伝導性基板21上に接着固定されている。よって、半導体発光素子チップ64が発した熱は、まず熱伝導性基板21に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ64が発した熱は、熱伝導性基板21から保持体12に熱伝導により放熱される。保持体12は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、発光ユニット11の発生する熱を放熱できる。また、前述したように、保持体12を空冷または液冷することで、発光ユニット11の放熱をより促進できる。
すなわち、第3の実施の形態では、照明装置10に搭載された半導体発光素子チップ64の発熱を効率よく放熱し、照明装置10の温度の上昇を抑制できる。また、照明装置10を回転させることにより、照明装置10が発する光を、栽培対象である植物2に均等に照射することができる。
また、熱伝導性基板21は短冊状の平板であるので、照明装置10を安価に実現できる。
Also in the third embodiment, the semiconductor light emitting element chip 64 is bonded and fixed on the heat conductive substrate 21 having excellent heat conductivity. Therefore, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 is first dissipated to the heat conductive substrate 21 by heat conduction. Next, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 is dissipated from the heat conductive substrate 21 to the holding body 12 by heat conduction. Since the holding body 12 is excellent in thermal conductivity and has a large heat capacity, it can dissipate heat generated by the light emitting unit 11. Further, as described above, the heat radiation of the light emitting unit 11 can be further promoted by air-cooling or liquid-cooling the holding body 12.
That is, in the third embodiment, the heat generated by the semiconductor light emitting element chip 64 mounted on the lighting device 10 can be efficiently radiated, and the temperature rise of the lighting device 10 can be suppressed. Moreover, the light which the illuminating device 10 emits by rotating the illuminating device 10 can be equally irradiated to the plant 2 which is a cultivation object.
Moreover, since the heat conductive board | substrate 21 is a strip-shaped flat plate, the illuminating device 10 is realizable at low cost.

さらに、第3の実施の形態において、半導体発光素子チップ64の代わりに、第2の実施の形態において示した発光素子パッケージ20を用いてもよい。   Furthermore, in the third embodiment, the light emitting device package 20 shown in the second embodiment may be used instead of the semiconductor light emitting device chip 64.

[第4の実施の形態]
第4の実施の形態では、保持体12を風力で回転できる構成が第1実施の形態と異なっている。第1の形態では、回転制御部14から回転軸13により保持体12を回転させていた。
図14は、第4の実施の形態が適用される植物栽培装置1を示す図である。
第4の実施の形態では、回転制御部14を、送風装置の一例として、下向き風力を発生させる電動ファンなどにより構成される装置とし、保持体12の上部に、風力により回転力をえるプロペラ状の羽構造12fを設置した。
回転制御部14の電動ファンによって作られる矢印C方向の風力により、保持体12に設けられた羽構造12fにより、保持体12を回転させている。電動ファンから、温度および湿度調整された空気を送り込むことで、植物育成環境を均一化できると同時に光照射の均一化および保持体12の放熱が促進される。省エネルギータイプの植物栽培装置1となる。
また、電動ファンは、壁に取り付け、それに応じた羽構造12fを保持体12に付加しても良い。
一方、太陽光併用の場合、電動ファンでなく、自然の風により保持体12を回転さても良い。
[Fourth Embodiment]
In 4th Embodiment, the structure which can rotate the holding body 12 with a wind force differs from 1st Embodiment. In the first embodiment, the holding body 12 is rotated by the rotation shaft 13 from the rotation control unit 14.
FIG. 14 is a diagram showing a plant cultivation apparatus 1 to which the fourth embodiment is applied.
In the fourth embodiment, the rotation control unit 14 is an apparatus configured by an electric fan or the like that generates a downward wind force as an example of a blower device, and a propeller-like shape that gives a rotational force by wind force on the holding body 12. The wing structure 12f was installed.
The holding body 12 is rotated by the wing structure 12 f provided on the holding body 12 by wind power in the direction of arrow C created by the electric fan of the rotation control unit 14. By sending air whose temperature and humidity are adjusted from the electric fan, the plant growth environment can be made uniform, and at the same time, the light irradiation is made uniform and the heat release from the holding body 12 is promoted. It becomes the energy-saving type plant cultivation apparatus 1.
In addition, the electric fan may be attached to a wall and a wing structure 12f corresponding to the electric fan may be added to the holding body 12.
On the other hand, in the case of combined use with sunlight, the holder 12 may be rotated by natural wind instead of the electric fan.

1…植物栽培装置、2…植物、10…照明装置、11…発光ユニット、12…保持体、15…底板、16…支柱、17…天板、18…電力供給ライン、19…電源、20…発光素子パッケージ、21…熱伝導性基板、21a…凸部、22a、22b…配線基板、23a、23b、23c、23d、23e、23f…導体パターン、24…接着層、26…レジスト膜、26a、26b、26c、26d、26e、26f、26g…開口、27…孔、28a、28b、28c…接続配線、29…絶縁層、31…第1封止樹脂、32…第2封止樹脂、61…樹脂容器、62a、62b、62c、62d、62e、62f…リード部、64、64a、64b、64c、64d…半導体発光素子チップ、65…ボンディングワイヤ、100…第1積層半導体層、110…第1基板、140…第1n型半導体層、140c…半導体層露出面、150…第1発光層、160…第1p型半導体層、170…透明正極、180…第1保護層、210…第1p電極、240…第1n電極、310…第2基板、320…第2p型コンタクト層、330…第2p型半導体層、340…第2発光層、350…第2n型半導体層、360…第2保護層、400…第2n電極、410…第2p電極、641…青色発光チップ、642…赤色発光チップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plant cultivation apparatus, 2 ... Plant, 10 ... Illumination device, 11 ... Light-emitting unit, 12 ... Holding body, 15 ... Bottom plate, 16 ... Support | pillar, 17 ... Top plate, 18 ... Power supply line, 19 ... Power supply, 20 ... Light emitting element package, 21 ... Thermally conductive substrate, 21a ... Projection, 22a, 22b ... Wiring substrate, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f ... Conductor pattern, 24 ... Adhesive layer, 26 ... Resist film, 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g ... opening, 27 ... hole, 28a, 28b, 28c ... connection wiring, 29 ... insulating layer, 31 ... first sealing resin, 32 ... second sealing resin, 61 ... Resin container, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f ... lead portion, 64, 64a, 64b, 64c, 64d ... semiconductor light emitting element chip, 65 ... bonding wire, 100 ... first laminated half Body layer 110 ... first substrate 140 ... first n-type semiconductor layer 140c ... exposed surface of semiconductor layer 150 ... first light emitting layer 160 ... first p-type semiconductor layer 170 ... transparent positive electrode 180 ... first protective layer , 210 ... first p electrode, 240 ... first n electrode, 310 ... second substrate, 320 ... second p-type contact layer, 330 ... second p-type semiconductor layer, 340 ... second light emitting layer, 350 ... second n-type semiconductor layer, 360 ... second protective layer, 400 ... second n electrode, 410 ... second p electrode, 641 ... blue light emitting chip, 642 ... red light emitting chip

Claims (12)

植物に光を照射する植物栽培用の照明装置であって、
表面形状が矩形である熱伝導性基板と、当該熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、
軸の周りに回転可能であって、前記発光ユニットの長手方向が、外表面上に当該軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体と
を備える植物栽培用の照明装置。
A lighting device for plant cultivation that irradiates light to a plant,
A light emitting unit comprising a heat conductive substrate having a rectangular surface shape, and a plurality of light emitting components arranged and mounted in the longitudinal direction of the heat conductive substrate;
An illuminating device for plant cultivation, comprising: a holder that is rotatable about an axis, and whose longitudinal direction of the light emitting unit is attached obliquely to the direction of the axis on the outer surface.
前記熱伝導性基板は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の植物栽培用の照明装置。   The lighting device for plant cultivation according to claim 1, wherein the thermally conductive substrate is made of a metal material. 前記保持体は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の植物栽培用の照明装置。   The said holding body is comprised with the metal material, The illuminating device for plant cultivation of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記保持体の外表面は、前記軸に対して傾斜面を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の植物栽培用の照明装置。   The lighting device for plant cultivation according to any one of claims 1 to 3, wherein an outer surface of the holding body has an inclined surface with respect to the axis. 前記保持体は、外表面が前記軸に対して傾斜面を有するとともに、当該軸に対して直交するように設けた切断面の面積が、上端部側が下端部側に比べて大きいことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の植物栽培用の照明装置。   The holding body has an outer surface having an inclined surface with respect to the axis, and an area of a cut surface provided so as to be orthogonal to the axis is larger on the upper end side than on the lower end side. The lighting device for plant cultivation according to any one of claims 1 to 4. 前記保持体は、外表面または内表面の少なくとも1つの面に放熱のための凹部または凸部を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の植物栽培用の照明装置。   The lighting device for plant cultivation according to any one of claims 1 to 5, wherein the holding body includes a concave portion or a convex portion for heat dissipation on at least one surface of an outer surface or an inner surface. . 前記保持体は、表面に空気を取り入れる穴または切り込みを備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の植物栽培用の照明装置。   The lighting device for plant cultivation according to any one of claims 1 to 5, wherein the holding body includes a hole or a notch for taking air into the surface. 前記複数の発光部品は、青色光を発光する半導体発光素子と赤色光を発光する半導体発光素子とを含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の植物栽培用の照明装置。   The lighting for plant cultivation according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of light emitting components include a semiconductor light emitting element that emits blue light and a semiconductor light emitting element that emits red light. apparatus. 前記複数の発光部品に含まれる前記青色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長420nm〜480nmのInGaN発光層を有し、前記赤色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長650nm〜690nmのAlGaInP発光層を有することを特徴とする請求項8に記載の植物栽培用の照明装置。   The semiconductor light emitting device emitting blue light included in the plurality of light emitting components has an InGaN light emitting layer having a peak wavelength of 420 nm to 480 nm, and the semiconductor light emitting device emitting red light is an AlGaInP having a peak wavelength of 650 nm to 690 nm. The lighting device for plant cultivation according to claim 8, comprising a light emitting layer. 前記複数の発光部品に含まれる前記青色光を発光する半導体発光素子および前記赤色光を発光する半導体発光素子は、当該青色光を発光する半導体発光素子および当該赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの一方の面にP電極およびN電極を有し、当該青色光を発光する半導体発光素子および当該赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの他方の面にはP電極またはN電極のいずれをも有しないことを特徴とする請求項8または9に記載の植物栽培用の照明装置。   The semiconductor light emitting element that emits blue light and the semiconductor light emitting element that emits red light included in the plurality of light emitting components are a semiconductor light emitting element that emits blue light and a semiconductor light emitting element that emits red light, respectively. The P electrode and the N electrode are provided on one surface of each of the semiconductor light emitting devices, and the semiconductor light emitting device that emits blue light and the semiconductor light emitting device that emits red light each have either a P electrode or an N electrode. It does not have, The illuminating device for plant cultivation of Claim 8 or 9 characterized by the above-mentioned. 栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、
成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、当該熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、当該発光ユニットの長手方向が、外表面上に当該軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体とを備え、当該複数の発光部品の発する光を植物に照射する照明装置と
を備える植物栽培装置。
A cultivation container for accommodating a plurality of plants to be cultivated;
A light emitting unit including a thermally conductive substrate having a rectangular surface shape and a plurality of light emitting components arranged and mounted in the longitudinal direction of the thermally conductive substrate, so as to face a plurality of growing plants. And a holder that is rotatable about an axis, and whose longitudinal direction of the light emitting unit is attached to the outer surface at an angle with respect to the direction of the axis, and which emits light from the plurality of light emitting components A plant cultivation apparatus provided with the illuminating device which irradiates a plant.
栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、
成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、当該熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、当該発光ユニットの長手方向が、外表面上に当該軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体と、風力により当該保持体を回転させる送風装置とを備え、当該複数の発光部品の発する光を植物に照射する照明装置と
を備える植物栽培装置。
A cultivation container for accommodating a plurality of plants to be cultivated;
A light emitting unit including a thermally conductive substrate having a rectangular surface shape and a plurality of light emitting components arranged and mounted in the longitudinal direction of the thermally conductive substrate, so as to face a plurality of growing plants. A holding body that is rotatable around an axis and whose longitudinal direction of the light emitting unit is obliquely mounted on the outer surface with respect to the direction of the axis, and a blower that rotates the holding body by wind power And a lighting device that irradiates the plant with light emitted from the plurality of light-emitting components.
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