WO2020250821A1 - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
絶縁基板、前記絶縁基板の一面に配置されている回路パターン層、及び、前記回路パターン層に接合されている少なくとも1つの発光素子を有する発光基板と、
前記少なくとも1つの発光素子の発光に伴い昇温する前記発光基板から熱を奪うフラットヒートパイプ機構と、
前記フラットヒートパイプ機構を冷却する冷却部と、
を備える。
絶縁基板、前記絶縁基板の一面に配置されている回路パターン層、前記回路パターン層に接合されている少なくとも1つの発光素子、及び、前記絶縁基板の一面側に配置され、前記少なくとも1つの発光素子の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む蛍光体層を有する発光基板と、
前記少なくとも1つの発光素子の発光に伴い昇温する前記発光基板から熱を奪うフラットヒートパイプ機構と、
前記フラットヒートパイプ機構を冷却する冷却部と、
を備える。
前記発光装置において、
前記フラットヒートパイプ機構の熱を放熱するヒートシンク、
をさらに備える。
前記発光装置において、
前記冷却部は、前記ヒートシンクに空気流を当てて前記ヒートシンクを冷却する。
前記発光装置において、
前記ヒートシンクは、前記フラットヒートパイプ機構を挟んで前記発光基板の反対側に配置され、前記フラットヒートパイプ機構が前記発光基板から奪った熱を放熱する。
前記発光装置において、
前記少なくとも1つの発光素子は、複数個の発光素子である。
前記発光装置において、
前記蛍光体層は、前記絶縁基板の一面のうち80%以上の部分を覆っている。
前記発光装置において、
前記発光基板及び前記フラットヒートパイプ機構を収容している収容部、
を備える。
前記発光装置において、
前記収容部は、さらに前記冷却部を収容している。
前記発光装置において、
前記フラットヒートパイプ機構は、熱入力部である第1平板部分及び熱出力部である第2平板部分を有するL字状のフラットヒートパイプであり、
前記フラットヒートパイプは、前記第1平板部分を前記絶縁基板の他面側に向けた状態で配置され、
前記冷却部は、前記第2平板部分に空気流を当てて前記フラットヒートパイプを冷却する。
前記発光装置において、
前記ヒートシンクは、前記第2平板部分と、前記冷却部との間に配置されている。
前記発光装置において、
前記フラットヒートパイプ機構は、第1フラットヒートパイプ及び第2フラットヒートパイプを有し、
前記第1フラットヒートパイプ及び前記第2フラットヒートパイプは、それぞれ、L字状で、熱入力部である第1平板部分及び熱出力部である第2平板部分を有し、
前記第1フラットヒートパイプは、その第1平板部分を前記絶縁基板の他面側に向けた状態で配置され、
前記第2フラットヒートパイプは、その第1平板部分を前記第1フラットヒートパイプの第1平板部分に重ねて配置されている。
前記発光装置において、
前記第1フラットヒートパイプと前記第2フラットヒートパイプとは、それぞれの前記第2平板部分が互いに反対側に延びた状態で配置されている。
前記発光装置において、
前記フラットヒートパイプ機構は、平板状で、互いに重なり合っている第1フラットヒートパイプ及び第2フラットヒートパイプを有し、かつ、前記絶縁基板の他面側で前記絶縁基板に重なって配置されている。
前記発光装置において、
前記冷却部は、前記フラットヒートパイプ機構を挟んで前記発光基板の反対側に配置されている。
前記発光装置において、
前記第1フラットヒートパイプ及び前記第2フラットヒートパイプは、それぞれ、複数のパイプが並べられて構成されており、
前記第1フラットヒートパイプを構成する前記複数のパイプの並び方向と、前記第2フラットヒートパイプを構成する前記複数のパイプの並び方向とは、互いに交差する方向になっている。
以下、本発明の一例である第1~第6実施形態についてこれらの記載順で説明する。また、以下の説明で参照するすべての図面において、同様な構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
以下、第1実施形態について図1A~図4を参照しながら説明する。まず、本実施形態の発光装置100の機能及び構成について図1A及び図1Bを参照しながら説明する。次いで、本実施形態の発光装置100の発光動作について図3を参照しながら説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態の発光装置100は、発光基板10を発光させることにより発光する機能を有する。例えば、発光装置100は、照明装置として利用される。
発光装置100は、発光基板10と、フラットヒートパイプ40(フラットヒートパイプ機構の一例)と、冷却ファン50(冷却部の一例)と、ハウジング60(収容部の一例)と、電源(図示省略)と、スイッチ(図示省略)とを備えている。
次に、本実施形態の発光基板10について、主に図2A及び図2Bを参照しながら説明する。
発光基板10は、表面31側及び裏面33側から見て、すなわち、板厚方向から見て、一例として矩形である。また、発光基板10は、複数の発光素子20と、蛍光体基板30と、コネクタ、ドライバIC等の電子部品(図示省略)とを有し、蛍光体基板30に、複数の発光素子20及び上記電子部品が搭載されたものである。そして、発光基板10は、コネクタを介して電源(図示省略)から給電されると、複数の発光素子20を発光させるように構成されている(図3参照)。
なお、発光基板10は、図1A及び図1Bに示されるように、ハウジング60の一部を構成する板66の表面66Aにその裏面33を接触させて、板66に固定されている。
複数の発光素子20は、それぞれ、一例として、フリップチップLED(図示省略)が組み込まれたCSP(Chip Scale Package)である。複数の発光素子20は、図1Aに示されるように、蛍光体基板30の表面31の全体に亘って規則的に並べられた状態で、蛍光体基板30に搭載されている。各発光素子20が発光する光の相関色温度は、一例として3,018Kである。なお、本実施形態では、フラットヒートパイプ40及び冷却ファン50により、複数の発光素子20の発光動作時に、蛍光体基板30を一例として常温~100℃以下となるように放熱(冷却)されるようになっている。
蛍光体基板30は、絶縁基板32と、回路パターン層34と、蛍光体層36と、裏面パターン層(省略)とを有する(図2A及び図2B参照)。ここで、図2Bでは蛍光体層36が省略されているが、蛍光体層36は、図2Aに示されるように、一例として、絶縁基板32及び回路パターン層34の表面31における、後述する複数の電極対34A以外の部分に配置されている。
絶縁基板32は、一例として、以下のような特徴を有する。
形状は、前述のとおり、一例として表面31側及び裏面33側から見て矩形である。
材質は、一例としてビスマレイミド樹脂及びガラスクロスを含む絶縁材である。
厚みは、一例として100μmである。
縦方向及び横方向の熱膨張係数(CTE)は、それぞれ、一例として、50℃~100℃の範囲において10ppm/℃以下である。また、別の見方をすると、縦方向及び横方向の熱膨張係数(CTE)は、それぞれ、一例として、6ppm/Kである。この値は、本実施形態の発光素子20の場合とほぼ同等(90%~110%、すなわち±10%以内)である。
ガラス転移温度は、一例として、300℃よりも高い。
貯蔵弾性率は、一例として、100℃~300℃の範囲において、1.0×1010Paよりも大きく1.0×1011Paよりも小さい。
縦方向及び横方向の曲げ弾性率は、一例として、それぞれ、常態において35GPa及び34GPaである。
縦方向及び横方向の熱間曲げ弾性率は、一例として、250℃において19GPaである。
吸水率は、一例として、23℃の温度環境で24時間放置した場合に0.13%である。
比誘電率は、一例として、1MHz常態において4.6である。
誘電正接は、一例として、1MHz常態において、0.010である。
回路パターン層34は、絶縁基板32の表面31側に設けられた金属層(一例として銅箔層)であり、コネクタ(図示省略)に接合される端子37と導通している。そして、回路パターン層34は、コネクタを介して電源(図示省略)から給電された電力を、複数の発光素子20に供給する機能を有する。そのため、回路パターン層34の一部は、複数の発光素子20がそれぞれ接合される複数の電極対34Aとなっている。すなわち、回路パターン層34は、各発光素子20に接続されている。
絶縁基板32の表面31における回路パターン層34が配置されている領域(回路パターン層34の専有面積)は、一例として、絶縁基板32の表面31の60%以上の領域(面積)である(図2A参照)。
本実施形態の蛍光体層36は、一例として、蛍光体層36は、絶縁基板32及び回路パターン層34の表面31における、複数の電極対34A以外の部分に配置されている(図2A参照)。そして、本実施形態では、絶縁基板32の表面31における蛍光体層36が配置されている領域は、一例として、絶縁基板32の表面31における80%以上の領域である。別言すると、蛍光体層36は、絶縁基板32の表面31のうち80%以上の部分を覆っている。
なお、蛍光体層36における絶縁基板32の厚み方向の外側の面(外表面)は、一例として、回路パターン層34における絶縁基板32の厚み方向の外側の面(外表面)よりも当該厚み方向の外側に位置している。
裏面パターン層(図示省略)は、絶縁基板32の裏面33側に配置され、パターンを有する金属層(一例として銅箔層)である。また、裏面パターン層は、一例として、独立フローティング層である。裏面パターン層は、一例として、絶縁基板32の厚み方向において表面31に配置されている回路パターン層34の80%以上の領域と重なっている。絶縁基板32の裏面33における裏面パターン層が配置されている領域(裏面パターン層の専有面積)は、一例として、絶縁基板32の裏面33の80%以上の領域(面積)である。
次に、本実施形態のフラットヒートパイプ40について図1A及び図2Aを参照しながら説明する。
フラットヒートパイプ40は、発光装置100の発光動作時に、複数の発光素子20の発光に伴い昇温する発光基板10から熱を奪う機能を有する。
フラットヒートパイプ40は、平板をL字状に曲げたような形状となっている。フラットヒートパイプ40は、屈曲部分42と、第1平板部分44と、第2平板部分46とを有し、第1平板部分44と第2平板部分46とは、屈曲部分42を介して繋がっている。そして、フラットヒートパイプ40は、第1平板部分44を発光基板10(又は絶縁基板32)の裏面33側に向けた状態で配置されている。この場合、第2平板部分46は、第1平板部分44の板厚方向における、発光基板10が配置されている側と反対側に延びた状態となっている。具体的には、フラットヒートパイプ40は、図1A及び図1Bに示されるように、ハウジング60の一部を構成する板66の裏面66Bにその裏面44Bを接触させて、板66に固定されている。
フラットヒートパイプ40は、その幅方向に沿って並べられた複数のパイプ(図示省略)を有している。各パイプは、フラットヒートパイプ40の長手方向に沿って配置されている。各パイプはそれぞれ密閉空間を形成しており、当該密閉空間には作動液(図示省略)が収容されている。作動液は、減圧された状態で当該密閉空間に封入されている。
なお、フラットヒートパイプ40の熱に対する作用については、後述する。
次に、本実施形態の冷却ファン50について図1Aを参照しながら説明する。
冷却ファン50は、発光装置100の発光動作時に、フラットヒートパイプ40を冷却する機能を有する。冷却ファン50は、ハウジング60に隣接して配置されている。具体的には、冷却ファン50は、発光基板10の長手方向の一端側に配置されている。
なお、冷却ファン50は、発光装置100の発光動作時に、電源(図示省略)から給電されて発生させた空気流を、フラットヒートパイプ40の第2平板部分46に当てるようになっている。
次に、本実施形態のハウジング60、電源(図示省略)及びスイッチ(図示省略)について説明する。
ハウジング60は、図1A及び図2Aに示されるように、一例として円筒状の有底であり、発光基板10及びフラットヒートパイプ40を収容する機能を有する。ハウジング60は、図1Aに示されるように、周壁62と、2つの底壁64と、板66とを有する。ここで、板66は、熱伝導性のよいものが好ましく、一例として金属製の板(アルミ製の板)である。
ハウジング60の複数の箇所には、それぞれ開口(図示省略)が形成されている。すなわち、ハウジング60には、複数の開口が形成されている。
複数の開口のうちの一部の開口は、2つの底壁64にそれぞれ形成されている。これにより、冷却ファン50が発生させた空気流は、ハウジング60の一方の底壁64から流入し、他方の底壁64から流出するようになっている。また、複数の開口のうちの一部の開口は、周壁62のうち発光基板10の表面31側が対向する部分に形成されている。これにより、発光基板10の複数の発光素子20が発光させる光は、ハウジング60の外部に照射されるようになっている。
次に、本実施形態の発光装置100の発光動作について主に図1A及び図3を参照しながら説明する。
以下、発光基板10による発光動作について説明し、次いで、フラットヒートパイプ40による冷却動作について説明する。
複数の発光素子20は光L(図3参照)を放射状に発散出射し、その光Lの一部は蛍光体基板30の表面31に到達する。以下、出射された光Lの進行方向に分けて光Lの挙動について説明する。
これに対して、蛍光体層36に含まれる蛍光体の発光波長と、発光素子20(CSP)におけるフリップチップLEDを封止した(又は覆う)蛍光体の発光波長とが同じ場合(同じ相関色温度の場合)、本実施形態の発光基板10は、各発光素子20が出射した際の光Lの束を、各発光素子20が出射した際の光Lの波長と同じ波長の光Lを含む光Lの束として上記励起光とともに照射する。
また、本実施形態の場合(図3参照)、蛍光体層36がない場合(図4参照)と異なり、蛍光体層36からも光が照射されるため、照射される光のグレアが低減される。
次に、フラットヒートパイプ40による発光基板10の冷却動作について図1A等を参考にしながら説明する。
発光基板10による発光動作に伴い、発光基板10は発熱して昇温される。そして、昇温された発光基板10の熱は、その裏面33から板66に伝搬され、更に板66からフラットヒートパイプ40の第1平板部分44に伝搬される。これに対して、第2平板部分46は、冷却ファン50からの空気流が当たること及び板66に接触していないことにから、第1平板部分44よりも低い温度の状態を維持する。
以上のような条件下で、第1平板部分44に熱が伝搬されると、第1平板部分44内の作動液が沸騰する(以下、第1段階という。)。
次いで、第1平板部分44内の作動液は沸騰して蒸気となり、当該密閉空間においてより低温側である第2平板部分46内に向けて蒸気流となって流れる(以下、第2段階という。)。すなわち、第1平板部分44は、発光基板10からの熱が入力される熱入力部として機能する。
次いで、第2平板部分46内に到達した蒸気は第1平板部分44よりも低温である第2平板部分46に自身の熱を奪われる。その結果、第2平板部分46内で熱を奪われた蒸気は凝縮する(以下、第3段階という。)。すなわち、第2平板部分46は、発光基板10からの熱を出力する熱出力部として機能する。
次いで、第2平板部分46で凝縮した作動液は、毛細管現象、自励振動現象等により、第1平板部分44側に戻る(以下、第4段階という)。
以上のようにして、発光基板10による発光動作の期間中、フラットヒートパイプ40は、発光基板10により加熱されつつ冷却ファン50により冷却されることにより、発光基板10の温度が一定の温度以上にならないようにする。別言すると、フラットヒートパイプ40は、冷却ファン50とで、発光動作を行う発光基板10の温度を一定の温度以下に維持する。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態の発光装置100は、発光基板10と、フラットヒートパイプ40と、冷却ファン50とを備える(図1A参照)。
ここで、発光基板10は、絶縁基板32の表面31に配置され、複数の発光素子20から入射した光を励起して発光する蛍光体層36を有する(図2A及び図3参照)。
しかしながら、本実施形態の発光装置100は、フラットヒートパイプ40と、冷却ファン50とを備える(図1A参照)。そのため、フラットヒートパイプ40は、発光基板10による発光動作の期間中、発光基板10により加熱されつつ冷却ファン50により冷却されることにより、発光基板10の温度が一定の温度以上にならないようにすることができる。ここで、一定の温度とは、発光素子20が故障しない温度の上限の温度を意味する。
以上より、本実施形態の発光装置100は、複数の発光素子20及び蛍光体層36の発光に伴い昇温した発光基板10の熱を適切に奪うことが可能となる。
また、本実施形態の発光装置100では、発光基板10がハウジング60に収容されている(図1A及び図1B参照)。すなわち、本実施形態の発光装置100は、発光基板10の発光動作に伴い発生する熱がハウジング60に溜まり易いともいえる。しかしながら、ハウジング60には、冷却ファン50からの空気流(冷却風)が効率よく流れる。
本実施形態のフラットヒートパイプ40は、L字状であって、熱入力部として機能する第1平板部分44と、熱出力部として機能する第2平板部分46とを有する(図1A参照)。そして、フラットヒートパイプ40は、第1平板部分44を発光基板10の裏面33側に向けて、第2平板部分46を冷却ファン50からの空気流が当たるように配置されている。
したがって、本実施形態の発光装置100は、フラットヒートパイプ40の形状を工夫することで、複数の発光素子20及び蛍光体層36の発光に伴い昇温した発光基板10の熱を適切に奪うことが可能となる。
次に、第2実施形態について図5A及び図5Bを参照しながら説明する。以下、本実施形態における、第1実施形態(図1A、図1B等参照)と異なる部分のみについて説明する。
本実施形態の発光装置100Aは、第1実施形態の発光装置100を基本構成としたうえで、さらにヒートシンク70を備える。
ここで、ヒートシンク70は、フラットヒートパイプ40が発光基板10から奪った熱の一部を放熱する機能を有する。ヒートシンク70は、フラットヒートパイプ40を挟んで発光基板10の反対側に配置され、フラットヒートパイプ40の第1平板部分44に接触している。ヒートシンク70は、一例として、複数の板で構成され、第2平板部分46と同じように第1平板部分44の板厚方向に突出しつつ第1平板部分44の幅方向に並べられている。
本実施形態の発光装置100Aの機能及び構成において、第1実施形態の場合と異なる点は以上である。
また、本実施形態の発光装置100Aの発光動作は、第1平板部分44からの熱の一部をヒートシンク70が放熱する点以外は、第1実施形態の場合と同じである。
以上が第2実施形態の発光装置100Aの機能及び構成並びに発光動作についての説明である。
前述のとおり、本実施形態の発光装置100Aは、第1実施形態の発光装置100を基本構成としたうえで、第1平板部分44からの熱の一部を放熱するヒートシンク70を備える。
したがって、本実施形態の発光装置100Aは、第1実施形態の発光装置100に比べて、発光装置100Aの発光動作時に発光装置100Aの温度をより低温に維持することができる。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態の場合と同じである。
次に、第2実施形態について図6A及び図6Bを参照しながら説明する。以下、本実施形態における、第2実施形態(図5A及び図5B等参照)と異なる部分のみについて説明する。
本実施形態の発光装置100Bは、第2実施形態の発光装置100Aと同じように、第1実施形態の発光装置100を基本構成としたうえで、さらにヒートシンク70を備える。
ただし、本実施形態の場合、フラットヒートパイプ40を板66に取り付ける姿勢が、第2実施形態の場合と異なる。具体的には、本実施形態のフラットヒートパイプ40は、第2平板部分46が冷却ファン50側と反対側に位置するように、板66に取り付けられている。そのため、本実施形態では、ヒートシンク70は、第2平板部分46と、冷却ファン50との間に配置されている。
本実施形態の発光装置100Bの機能及び構成並びに発光動作において、第2実施形態の場合と異なる点は以上である。
前述のとおり、本実施形態の発光装置100Bは、第2実施形態の発光装置100Aと異なり、フラットヒートパイプ40の第2平板部分46が冷却ファン50側と反対側に位置する。別言すると、本実施形態の発光装置100Bでは、ヒートシンク70は、第2平板部分46と、冷却ファン50との間に配置されている。そのため、本実施形態の場合、第2実施形態の場合と異なり、冷却ファン50が発生させた空気流はヒートシンク70にも当たる。
したがって、本実施形態の発光装置100Bは、第2実施形態の発光装置100Aに比べて、発光装置100Bの発光動作時に発光装置100Bの温度をより低温に維持することができる。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態及び第2実施形態の場合と同じである。
次に、第4実施形態について図7A及び図7Bを参照しながら説明する。以下、本実施形態における、第2実施形態(図5A及び図5B等参照)と異なる部分のみについて説明する。
本実施形態の発光装置100Cは、第2実施形態の発光装置100Aと同じように、第1実施形態の発光装置100を基本構成としたうえで、さらにヒートシンク70を備える。
ただし、本実施形態の場合、フラットヒートパイプ40を板66に取り付ける姿勢が、第2実施形態の場合と異なる。具体的には、本実施形態のフラットヒートパイプ40は、第2平板部分46が第1平板部分44の板厚方向において発光基板10側に突出するように板66に取り付けられている。
本実施形態の発光装置100Cの機能及び構成並びに発光動作において、第2実施形態の場合と異なる点は以上である。
前述のとおり、本実施形態の発光装置100Cは、第2実施形態の発光装置100Aと異なり、フラットヒートパイプ40の第2平板部分46が第1平板部分44の長手方向から見てヒートシンク70と重なっていない。そのため、本実施形態の場合、第2実施形態の場合と異なり、冷却ファン50が発生させた空気流はヒートシンク70にも当たる。
したがって、本実施形態の発光装置100Cは、第2実施形態の発光装置100Aに比べて、発光装置100Cの発光動作時に発光装置100Cの温度をより低温に維持することができる。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態及び第2実施形態の場合と同じである。
なお、本実施形態の場合に第2平板部分46に当たる空気流は、第3実施形態の場合(図6A及び図6B参照)と異なり、ヒートシンク70の配置領域を通過したものではない。そのため、本実施形態の発光装置100Cは、第3実施形態の場合に比べて、発光装置100Cの発光動作時に発光装置100Cの温度をより低温に維持することができる。
次に、第5実施形態について図8A及び図8Bを参照しながら説明する。以下、本実施形態における、第1実施形態(図1A、図1B等参照)と異なる部分のみについて説明する。
本実施形態の発光装置100Dは、第1実施形態の発光装置100のフラットヒートパイプ40が、2枚のフラットヒートパイプ40D(フラットヒートパイプ機構の他の一例)に変更されている。フラットヒートパイプ40Dは、第1フラットヒートパイプ40D1と、第2フラットヒートパイプ40D2とを有し、それぞれ第1実施形態のフラットヒートパイプ40と同じ構成である。
第1フラットヒートパイプ40D1は、第1平板部分44を発光基板10側(絶縁基板32の裏面33側)に向けた状態で配置されている。また、第2フラットヒートパイプ40D2は、第1平板部分44を第1フラットヒートパイプ40D1の第1平板部分44に重ねて配置されている。そして、第1フラットヒートパイプ40D1の第2平板部分46と第2フラットヒートパイプ40D2の第2平板部分46とは、互いに反対側に延びた状態で配置されている。
本実施形態の発光装置100Dの機能及び構成において、第1実施形態の場合と異なる点は以上である。
また、本実施形態の発光装置100Dの発光動作は、2枚のフラットヒートパイプ40D(第1フラットヒートパイプ40D1及び第2フラットヒートパイプ40D2)と、冷却ファン50とで、発光動作を行う発光基板10の温度を一定の温度以下に維持する点以外は、第1実施形態の場合と同じである。
以上が第5実施形態の発光装置100Dの機能及び構成並びに発光動作についての説明である。
前述のとおり、本実施形態の発光装置100Dは、第1実施形態の発光装置100と異なり、2つのフラットヒートパイプ40D(第1フラットヒートパイプ40D1及び第2フラットヒートパイプ40D2)で構成されている。
したがって、本実施形態の発光装置100Dは、第1実施形態の発光装置100に比べて、発光装置100Aの発光動作時に発光装置100Aの温度をより低温に維持することができる。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態の場合と同じである。
次に、第6実施形態について図9A~図9Cを参照しながら説明する。以下、本実施形態における、第1実施形態(図1A、図1B等参照)と異なる部分のみについて説明する。
本実施形態の発光装置100Eは、第1実施形態の発光装置100と異なり、全体として円錐状に構成されている。
発光装置100Eは、発光基板10Eと、2枚のフラットヒートパイプ40E(フラットヒートパイプ機構の一例)と、冷却ファン50(冷却部の一例)と、ハウジング60E(収容部の一例)と、電源(図示省略)と、スイッチ(図示省略)とを備えている。
発光基板10Eは、一例として正方形状であるが、その他の構成は第1実施形態の発光基板10と同じである。また、発光基板10Eは、上壁66Eの外面に配置されている。
2枚のフラットヒートパイプ40Eは、第1フラットヒートパイプ40E1と、第2フラットヒートパイプ40E2とで構成され、それぞれ平板状である。ここで、第1フラットヒートパイプ40E1及び第2フラットヒートパイプ40E2の内部構造について説明する。第1フラットヒートパイプ40E1と第2フラットヒートパイプ40E2とは、同じ構造である。2枚のフラットヒートパイプ40Eは、上壁66Eの内面であって、上壁66Eを挟んで発光基板10Eの反対側の部分に配置されている。
第1フラットヒートパイプ40E1は、定められた方向に並ぶ複数のパイプ40E11を有している。各パイプ40E11は、それぞれ密閉空間を形成しており、当該密閉空間には作動液(図示省略)が収容されている。作動液は、減圧された状態で当該密閉空間に封入されている。第2フラットヒートパイプ40E2は、第1フラットヒートパイプ40E1を挟んで上壁66Eの反対側に配置されている。また、第2フラットヒートパイプ40E2の複数のパイプ40E21の並び方向は、第1フラットヒートパイプ40E1の場合と異なる方向(本実施形態の場合は一例として直交方向)となっている。
冷却ファン50は、第1実施形態の場合と異なり、ハウジング60Eの内部であって、2枚のフラットヒートパイプ40Eを挟んで発光基板10Eの反対側に、配置されている。
本実施形態の発光装置100Eの機能及び構成並びに発光動作において、第1実施形態の場合と異なる点は以上である。
前述のとおり、本実施形態の発光装置100Eでは、第1フラットヒートパイプ40E1の複数のパイプ40E11の並び方向と、第2フラットヒートパイプ40E2の複数のパイプ40E21の並び方向とは交差する方向になっている。そのため、第1フラットヒートパイプ40E1と第2フラットヒートパイプ40E2とでは、それぞれの内部の作動液の循環方向が交差する方向となる。
したがって、本実施形態の発光装置100Eは、第1フラットヒートパイプ40E1及び第2フラットヒートパイプ40E2の一方がない場合に比べて、発光基板10Eの温度勾配を小さくすることができる。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態の場合と同じである。
しかしながら、例えば、絶縁基板32及び複数の発光素子20を有し、蛍光体層36を有さない点で、各実施形態の場合と異なる発光基板(図示省略)を備える発光装置としてもよい。本変形例の場合であっても、フラットヒートパイプ40等は、各発光素子20の発光に伴い昇温する発光基板から熱を奪うため、各実施形態の効果についての説明の中で説明した効果を奏する。
なお、本変形例の発光基板は、複数の発光素子20を有するとしたが、例えば、発光素子20の数量は1つであってもよい。すなわち、本変形例の発光基板は、少なくとも1つの発光素子20を有すればよい。
10E 発光基板
20 発光素子
30 蛍光体基板
31 表面
32 絶縁基板
33 裏面
34 回路パターン層
34A 電極対
34B 配線部分
36 蛍光体層
37 端子
39 貫通孔
40 フラットヒートパイプ(フラットヒートパイプ機構の一例)
40A 第1フラットヒートパイプ
40B 第2フラットヒートパイプ
40D フラットヒートパイプ(フラットヒートパイプ機構の一例)
40E フラットヒートパイプ(フラットヒートパイプ機構の一例)
40E1 第1フラットヒートパイプ
40E2 第2フラットヒートパイプ
40E11 パイプ
40E21 パイプ
42 屈曲部分
44 第1平板部分
46 第2平板部分
50 冷却ファン(冷却部の一例)
60 ハウジング
60E ハウジング
62 周壁
62E 周壁
64 底壁
66 板
66A 表面
66B 裏面
66E 上壁
70 ヒートシンク
100 発光装置
100A 発光装置
100B 発光装置
100C 発光装置
100D 発光装置
100E 発光装置
L 光
Claims (20)
- 絶縁基板、前記絶縁基板の一面に配置されている回路パターン層、及び、前記回路パターン層に接合されている少なくとも1つの発光素子を有する発光基板と、
前記少なくとも1つの発光素子の発光に伴い昇温する前記発光基板から熱を奪うフラットヒートパイプ機構と、
前記フラットヒートパイプ機構を冷却する冷却部と、
を備える発光装置。 - 前記フラットヒートパイプ機構の熱を放熱するヒートシンク、
をさらに備える請求項1に記載の発光装置。 - 前記冷却部は、前記ヒートシンクに空気流を当てて前記ヒートシンクを冷却する、
請求項2に記載の発光装置。 - 前記ヒートシンクは、前記フラットヒートパイプ機構を挟んで前記発光基板の反対側に配置され、前記フラットヒートパイプ機構が前記発光基板から奪った熱を放熱する、
請求項2又は3に記載の発光装置。 - 前記少なくとも1つの発光素子は、複数個の発光素子である、
請求項1~4のいずれか1項に記載の発光装置。 - 絶縁基板、前記絶縁基板の一面に配置されている回路パターン層、前記回路パターン層に接合されている少なくとも1つの発光素子、及び、前記絶縁基板の一面側に配置され、前記少なくとも1つの発光素子の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む蛍光体層を有する発光基板と、
前記少なくとも1つの発光素子の発光に伴い昇温する前記発光基板から熱を奪うフラットヒートパイプ機構と、
前記フラットヒートパイプ機構を冷却する冷却部と、
を備える発光装置。 - 前記フラットヒートパイプ機構の熱を放熱するヒートシンク、
をさらに備える請求項6に記載の発光装置。 - 前記冷却部は、前記ヒートシンクに空気流を当てて前記ヒートシンクを冷却する、
請求項7に記載の発光装置。 - 前記ヒートシンクは、前記フラットヒートパイプ機構を挟んで前記発光基板の反対側に配置され、前記フラットヒートパイプ機構が前記発光基板から奪った熱を放熱する、
請求項7又は8に記載の発光装置。 - 前記少なくとも1つの発光素子は、複数個の発光素子である、
請求項6~9のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記蛍光体層は、前記絶縁基板の一面のうち80%以上の部分を覆っている、
請求項6~10のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記発光基板及び前記フラットヒートパイプ機構を収容している収容部、
を備える請求項1~11のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記収容部は、さらに前記冷却部を収容している、
請求項12に記載の発光装置。 - 前記フラットヒートパイプ機構は、熱入力部である第1平板部分及び熱出力部である第2平板部分を有するL字状のフラットヒートパイプであり、
前記フラットヒートパイプは、前記第1平板部分を前記絶縁基板の他面側に向けた状態で配置され、
前記冷却部は、前記第2平板部分に空気流を当てて前記フラットヒートパイプを冷却する、
請求項1~13のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記ヒートシンクは、前記第2平板部分と、前記冷却部との間に配置されている、
少なくとも請求項9を引用する請求項14に記載の発光装置。 - 前記フラットヒートパイプ機構は、第1フラットヒートパイプ及び第2フラットヒートパイプを有し、
前記第1フラットヒートパイプ及び前記第2フラットヒートパイプは、それぞれ、L字状で、熱入力部である第1平板部分及び熱出力部である第2平板部分を有し、
前記第1フラットヒートパイプは、その第1平板部分を前記絶縁基板の他面側に向けた状態で配置され、
前記第2フラットヒートパイプは、その第1平板部分を前記第1フラットヒートパイプの第1平板部分に重ねて配置されている、
請求項1~15のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記第1フラットヒートパイプと前記第2フラットヒートパイプとは、それぞれの前記第2平板部分が互いに反対側に延びた状態で配置されている、
請求項16に記載の発光装置。 - 前記フラットヒートパイプ機構は、平板状で、互いに重なり合っている第1フラットヒートパイプ及び第2フラットヒートパイプを有し、かつ、前記絶縁基板の他面側で前記絶縁基板に重なって配置されている、
請求項1~13のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記冷却部は、前記フラットヒートパイプ機構を挟んで前記発光基板の反対側に配置されている、
請求項18に記載の発光装置。 - 前記第1フラットヒートパイプ及び前記第2フラットヒートパイプは、それぞれ、複数のパイプが並べられて構成されており、
前記第1フラットヒートパイプを構成する前記複数のパイプの並び方向と、前記第2フラットヒートパイプを構成する前記複数のパイプの並び方向とは、互いに交差する方向になっている、
請求項18又は19に記載の発光装置。
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