WO2021230242A1 - Ｌｅｄ発光装置及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

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WO2021230242A1
WO2021230242A1 PCT/JP2021/017905 JP2021017905W WO2021230242A1 WO 2021230242 A1 WO2021230242 A1 WO 2021230242A1 JP 2021017905 W JP2021017905 W JP 2021017905W WO 2021230242 A1 WO2021230242 A1 WO 2021230242A1
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circuit board
emitting device
led light
cob module
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PCT/JP2021/017905
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安昭 萱沼
達郎 山田
圭亮 堺
隆博 堀
聡 後藤
賢治 草野
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シチズン電子株式会社
シチズン時計株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED light emitting device in which a COB module is mounted on a circuit board and a lighting fixture using the LED light emitting device.
  • An LED light emitting device in which a plurality of COB (Chip on board) modules are mounted on the upper surface of one circuit board is known.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-206708 (FIGS. 1 to 5) describes an LED light emitting device in which a COB module is mounted for each of a plurality of openings penetrated through a circuit board.
  • a COB module is arranged below the circuit board, and the power supply electrode (power supply electrode) provided on the lower surface of the circuit board and the upper surface of the submount board on which the light emitting portion of the COB module is mounted. It is connected to the provided power supply electrode and emits light from the light emitting portion upward through the opening of the circuit board.
  • the LED light emitting device described in JP-A-2018-206708 (FIGS. 1 to 5) is provided with a lens above the opening and a heat sink (heat sink) below the COB module. Further, in order to improve the color mixing property, this LED light emitting device adopts a COB module having a plurality of regions having different light emitting colors in the light emitting portion, and further, the azimuth angle of one COB module is changed to the azimuth angle of another COB module. It is different from.
  • the optical axis of each COB module is limited to the direction perpendicular to the circuit board. Further, the height position of the light emitting surface is fixed near the bottom surface of the circuit board. Therefore, when the COB module is mounted on the circuit board, the angle of the optical axis and the height position of the light emitting surface cannot be easily finely adjusted.
  • the present invention provides an LED light emitting device capable of easily finely adjusting the angle of the optical axis and the height position of the light emitting surface when the COB module is mounted on one circuit board. It is an object of the present invention to provide the used lighting equipment.
  • the LED light emitting device disclosed in the present application has a circuit board having at least one opening, a COB module arranged in the openings, and a flexible conductor connecting the COB module and the circuit board.
  • a member and a COB module are supported by the circuit board via a flexible conductive member to allow movement with respect to the circuit board.
  • the lighting fixture disclosed in the present application includes the LED light emitting device and a heat sink in contact with the bottom surface of the COB module included in the LED light emitting device.
  • the optical axis angle of the COB module and the height position of the light emitting surface should be finely adjusted. Can be done.
  • the lighting fixture disclosed in the present application includes a heat sink in contact with the bottom surface of the COB module, the lighting fixture can be irradiated by changing the inclination angle and height position of the contact surface of the heat sink in contact with the bottom surface of the COB module.
  • the range can be easily fine-tuned.
  • FIG. 3 is a plan view of a main part of the LED light emitting device shown in FIG. 1. It is a top view of the COB module used for the LED light emitting device of this application. It is a main part plan view of the LED light emitting device which concerns on 2nd Embodiment of this application. It is a main part plan view of the LED light emitting device which concerns on 3rd Embodiment of this application. It is a main part plan view which shows the modification of the LED light emitting device which concerns on 3rd Embodiment of this application.
  • FIG. 7 shows one aspect of the fixing means by an elastic adhesive.
  • FIG. 8 shows the other aspect of the fixing means by an elastic adhesive.
  • FIG. 8 shows another aspect of the fixing means by an elastic adhesive.
  • FIG. 11 shows the modification of the screw hole.
  • 11 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in FIG. It is sectional drawing of the main part of the luminaire which concerns on 5th Embodiment of this application.
  • the LED light emitting device 10 includes a circuit board 11 having a plurality of rectangular openings 11a, a COB module 12 arranged inside each opening 11a, a COB module 12, and a circuit board 11. It includes a pair of flexible conductive members 13 to be connected.
  • the circuit board 11 is formed into a rectangular planar shape using a material such as aluminum, and an electrical wiring (not shown) for energizing the COB module 12 is provided on the surface of the board that has been subjected to the insulation treatment. Has been done.
  • the circuit board 11 may be a resin substrate such as a glass epoxy board or a glass composite substrate. Further, the circuit board 11 is provided with a pair of power supply electrodes 11c arranged to face each other in the vicinity of each of the inner sides 11d of the two opposing left and right sides among the four inner sides of each opening 11a. There is.
  • the pair of power supply electrodes 11c are a part of the electric wiring, one on the + side and the other on the ⁇ side. In this embodiment, the pair of power supply electrodes 11c are provided around the intermediate position of the length of each of the left and right inner sides 11d of the opening 11a, but the setting location is not particularly limited.
  • the flexible conductive member 13 described later may be lengthened without expanding the occupied area of the power supply electrode 11c. can.
  • four openings 11a having the same rectangular shape are provided at the four corners of the circuit board 11, but the opening positions and numbers of the openings 11a with respect to the circuit board 11 are not particularly limited.
  • it may be at least one opening 11a provided in the central portion of the circuit board 11.
  • semicircular screw holes 11b are formed at the two diagonally facing corners.
  • the COB module 12 is smaller than the size of the opening 11a so as to fit inside each opening 11a provided on the circuit board 11, and is formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the opening 11a. Therefore, as shown in FIG. 2, when arranged inside the opening 11a, a gap 14 is formed between the inner side 11d of the opening 11a along the entire outer side 12f of the COB module 12. The presence of the gap 14 allows the COB module 12 to move within the opening 11a. To enable the movement of the COB module 12 is that the COB module 12 rotates horizontally with respect to the circuit board 11 or has a vertical and horizontal movement in the opening 11a, or is perpendicular to the circuit board 11. To have movement in the direction. As for the width of the gap 14, for example, as shown in FIG.
  • the distance between the left and right inner sides 11d of the opening 11a of the circuit board 11 is D
  • the distance between the left and right outer sides 12f of the COB module 12 is L.
  • the COB module 12 has a submount board 12a having an outer side 12f facing the inner side 11d of the opening 11a of the circuit board 11 and a central portion of the submount board 12a. It is provided with a circular light emitting unit 12d provided in the above.
  • the submount substrate 12a is made of a ceramic material such as alumina, and metal wiring (not shown) is provided on the surface thereof.
  • the submount substrate 12a may be a resin substrate such as a glass epoxy substrate or a glass composite substrate, or may be a substrate made of a material having excellent thermal conductivity such as aluminum.
  • a triangular power supply electrode 12b is provided at each of the two diagonally facing corners of the submount substrate 12a, forming a pair of power supply electrodes 12b.
  • a quadrangular notch 12e is formed at the other two diagonally opposite corners.
  • a light emitting portion 12d surrounded by an annular dam 12c is provided in the central portion of the submount substrate 12a.
  • the dam 12c is formed of, for example, a white silicone resin kneaded with fine particles of titanium oxide, and has, for example, a dome-shaped ring having a width of 0.7 to 1.3 mm and a height of about 0.5 to 0.8 mm. Consists of.
  • the light emitting unit 12d arranges a plurality of LED chips 15 vertically and horizontally in the inner region of the dam 12c, and connects these LED chips 15 with a gold wire or the like so as to emit high output light having a high light emission density. It was done.
  • the LED chips 15 and gold wires arranged in the light emitting unit 12d are sealed with a silicone resin or the like containing phosphor particles filled inside the dam 12c.
  • the flexible conductive member 13 that connects the COB module 12 and the circuit board 11 is, for example, a lead wire that electrically connects the two.
  • One end of the flexible conductive member 13 is soldered to the power supply electrode 12b provided on the submount substrate 12a of the COB module 12 (not shown), and the power supply electrode 11c of the electric circuit provided on the surface of the circuit board 11 The other end is soldered to (not shown), and two flexible conductive members 13 facing each other support the COB module 12 in a pair. Since the flexible conductive member 13 has flexibility, it follows the movement of the COB module 12. Further, the flexible conductive member 13 is covered with an insulating coating.
  • the flexible conductive member 13 is not limited to general lead wires such as vinyl wires, tin-plated wires, and enamel wires, and has electrical conductivity and flexibility such as metal spiral springs and leaf springs. It may be a member having both springiness and the like.
  • each of the flexible conductive members 13 is arranged on the COB module 12, the gap 14, and the circuit board 11, and is arranged from the power electrode 12b of the COB module 12 to the outer side 12f of the submount substrate 12a.
  • the end portion is connected to the power supply electrode 11c in a state of extending linearly to the power supply electrode 11c of the circuit board 11 across the inner side 11d of the opening portion 11a diagonally.
  • the flexible conductive member 13 may be wired in a straight line with some allowance. In this way, the power supply electrode 12b of the COB module 12 and the power supply electrode 11c of the circuit board 11 are provided at positions shifted from each other, and are connected by a flexible conductive member 13 extending diagonally between them.
  • the length of the member 13 can be secured to some extent, and the flexible conductive member 13 can be made to follow the movement of the COB module 12 in the opening 11a. That is, since the COB module 12 is connected to and supported by the circuit board 11 only by the flexible conductive member 13, the COB module 12 can move. For example, by pushing the COB module 12 vertically from the opening 11a of the circuit board 11, the optical axis angle of the COB module 12 and the height position of the light emitting surface can be easily finely adjusted. Further, in the first embodiment, since the four COB modules 12 are arranged on one circuit board 11, the optical axis of each COB module 12 and the height position of the light emitting surface can be finely adjusted individually. , It is possible to finely adjust the light emission.
  • the size of the opening 11a of the circuit board 11 is made smaller than that of the first embodiment, so that the inside side 11d of the opening 11a and the outer side 12f of the submount board 12a are formed.
  • the width of the gap 14 is narrowed. This is to suppress the horizontal rotation of the COB module 12 that tends to occur when the COB module 12 and the circuit board 11 are screwed to the heat sink (see FIG. 13).
  • the outer side 12f of the submount substrate 12a to be rotated is applied to the inner side 11d of the opening 11a, and the rotation is restricted to suppress the rotation in the horizontal direction. be able to.
  • the width of the gap 14 is, for example, a value calculated by a formula of L ⁇ D ⁇ L + 0.5 mm, preferably a value calculated by a formula of L ⁇ D ⁇ L + 0.3 mm.
  • power supply electrodes 11c are provided in the vicinity of the upper and lower inner sides 11d of the opening 11a of the circuit board 11 to form a pair.
  • the distance between the power supply electrode 11c and the power supply electrode 12b on the COB module 12 side is shorter than that of the first embodiment, but the distance between the power supply electrodes 11c and 12b is curved at least in a plan view.
  • the flexible conductive member 13 is hung. By bending the flexible conductive member 13 at least in a plan view, the flexibility and springiness are enhanced while ensuring the length of the flexible conductive member 13.
  • FIG. 5 shows a main part of the LED light emitting device according to the third embodiment of the present application.
  • the closing member is arranged in the gap 14 formed between the outer side 12f of the COB module 12 and the inner side 11d of the opening 11a of the circuit board 11. Except for this, it has the same configuration as the LED light emitting device according to the first embodiment. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals for the same configuration.
  • the closing member is a protrusion protruding from each of the two inner sides 11d located above and below the opening 11a toward each of the two outer sides 12f located above and below the submount substrate 12a of the COB module 12. It consists of 11e. By abutting the tip of the protrusion 11e against the outer side 12f of the submount substrate 12a, the horizontal rotation of the COB module 12 can be suppressed. Horizontal rotation is likely to occur when the COB module 12 and the circuit board 11 are screwed to the heat sink (see FIG. 13).
  • the protrusions 11e are arranged diagonally opposite to each other on the inner side 11d facing the protrusions 11e.
  • the position of the protrusion 11e is not particularly limited, and may be provided at a position facing the power supply electrode 12b of the COB module 12, for example, as shown in FIG.
  • LED light emitting device 7 and 8 show the main parts of the LED light emitting device according to the fourth embodiment of the present application.
  • the COB module 12 and the circuit board 11 are fixed by a flexible adhesive 16 connecting the two, and the COB module 12 is supported by the circuit board 11.
  • It has the same configuration as the LED light emitting device 10 according to the first embodiment, except that it includes a screw fixing hole 18a and a washer hole 18b. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals for the same configuration.
  • the flexible adhesive 16 includes a power supply electrode 12b provided on the submount substrate 12a of the COB module 12, one end of a flexible conductive member 13 connected to the power supply electrode 12b, a solder 17 and the like. Is covered. Further, a part or all of the flexible conductive member 13 may be covered with the flexible adhesive 16.
  • the flexible adhesive 16 is made of an elastic silicone adhesive or the like, and is applied over the power electrode 12b and the solder 17. It may also be applied to the flexible conductive member 13. As shown in FIG. 8, for example, the flexible adhesive 16 includes a case where the flexible adhesive 16 is spread between the submount substrate 12a and the circuit board 11 across the gap 14 while covering the gap 14 of the opening 11a. Not only that, as shown in FIG. 9, when the gap 14 of the opening 11a is also filled, the fixing of both is made more reliable. Further, as shown in FIG. 10, the COB module 12 is fixed to the circuit board 11 even when the flexible adhesive 16 is filled only in the gap 14 of the opening 11a.
  • the COB module 12 is supported on the circuit board 11 by the flexible adhesive 16 together with the flexible conductive member 13, so that the first Although the movement of the COB module 12 is slightly restricted as compared with the LED light emitting device 10 in the embodiment, the position shift of the COB module 12 and the flexible conductive member 13 are concerned about when the LED light emitting device 40 is transported or handled. It is possible to prevent disconnection of the LED.
  • the flexible adhesive 16 since the flexible adhesive 16 has elasticity and flexibility, the COB module 12 and the flexible conductive member 13 are not fixed to the circuit board 11 so as not to move at all, and the circuit board is not fixed. It allows the COB module 12 to move to some extent within the opening 11a of 11.
  • the case where the flexible adhesive 16 is applied onto the solder 17 piled up on the power supply electrode 12b of the COB module 12 has been described, but in addition to the application to the power supply electrode 12b, FIG. 5
  • the protrusion 11e as a closing member is arranged in the gap 14 of the opening 11a as in the LED light emitting device 30 shown in FIG. 6, at least a part of the protrusion 11e, for example, a submount substrate.
  • the COB module 12 and the circuit board 11 can be fixed by applying the flexible adhesive 16 so as to be in contact with the tip portion of the protrusion 11e near the outer side 12f of the 12a. As shown in FIG.
  • the adhesive application process can be simplified.
  • the place where the flexible adhesive 16 is applied is not limited to the power supply electrode 12b as described above.
  • a flexible adhesive 16 may be applied to fix the COB module 12 and the circuit board 11 at a location different from the power supply electrode 12b. It is not necessary to fix the COB module 12 and the circuit board 11 at two places, but it is sufficient if they are fixed at at least one place.
  • screwing holes 18a are provided at two diagonally facing corners, and the screwing holes 18a are the first embodiment.
  • one washer hole 18b is provided on each of the left and right sides of the corner portion of the submount substrate 12a.
  • the screw fixing holes 18a have washer holes 18b on the left and right, as shown in FIGS. 11 and 12, the COB module 12 and the circuit board 11 are screwed to the heat sink (see FIG. 13). Even if there is a slight height deviation between the COB module 12 and the circuit board 11 when fixing with a washer, a part of the washer is diagonally arranged inside the washer hole 18b. Both can be securely fixed.
  • the washer may be a combination of a flat washer 19a and a spring washer 19b.
  • FIG. 13 shows a main part of a lighting fixture 50 using the LED light emitting device 10 according to the first embodiment.
  • the lighting fixture 50 according to the fifth embodiment includes the above-mentioned LED light emitting device 10 and a heat sink 51 in contact with the bottom surface of the submount substrate 12a of the COB module 12.
  • the heat sink 51 has a convex portion in a portion corresponding to the opening portion 11a of the circuit board 11. Within the two adjacent openings 11a, one opening 11a is formed with a convex portion 51a, and the other opening 11a is formed with a pair of convex portions 51b.
  • These convex portions 51a and 51b are planar rectangular protrusions substantially corresponding to the shape of the opening portion 11a.
  • the upper surfaces of the convex portions 51a and 51b are flat so as to be in contact with the bottom surface of the submount substrate 12a as a whole, but are inclined in one direction.
  • the upper surfaces of the convex portions 51a and 51b are inclined in different directions, and the upper surface of the convex portion 51a on the left side in FIG. 13 is inclined to the left side (normal line A).
  • the upper surface of the convex portion 51b of the above is inclined to the right side (normal line A').
  • the direction A of the upper surface of the upper surface of one convex portion 51a and the normal direction A'of the upper surface of the other convex portion 51b are different.
  • the COB module 12 When the heat sink 51 described above is arranged on the back surface side of the LED light emitting device 10, the COB module 12 is pushed by the convex portions 51a and 51b of the heat sink 51, respectively. At that time, the flexible conductive member 13 connecting the COB module 12 and the circuit board 11 bends, so that the COB module 12 is pushed out from the opening 11a. As a result, the COB module 12 is arranged according to the inclination of the upper surfaces of the corresponding convex portions 51a and 51b.
  • the COB module 12 mounted on the upper surface of the convex portion 51a on the left side is arranged so that the optical axis of the light emitting portion 12d coincides with the normal A direction, and is mounted on the upper surface of the convex portion 51b on the right side.
  • the placed COB module 12 is arranged so that the optical axis of the light emitting unit 12d coincides with the normal A'direction.
  • the luminaire 50 in this embodiment can irradiate a wide range by directing the light emitted from the adjacent COB module 12 slightly outward.
  • one opening 11a is formed with a convex portion 51a
  • the other opening 11a is formed with a pair of convex portions 51b.
  • the circuit board 11 is When a plurality of openings 11a are provided and the heat sink 51 has a convex portion in a portion corresponding to the plurality of openings 11a of the circuit board 11, one or two or more of the plurality of convex portions are provided.
  • It can include a heat sink formed so that the normal direction of the upper surface of the convex portion of the above is different from the normal direction of the upper surface of one or more other convex portions. That is, when the heat sink has a plurality of convex portions, the normal directions of the upper surfaces of the plurality of convex portions may be in the same direction as each other and in different directions.
  • FIG. 14 shows a main part of the lighting fixture 60 according to the sixth embodiment of the present application.
  • the luminaire 60 according to this embodiment has the same configuration as the luminaire 50 according to the fifth embodiment, except that the shape of the heat sink 61 is different and the lens 62 is provided for each COB module 12. .. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals for the same configuration.
  • As the lens 62 a TIR (Total Internal Reflection) lens can be used as the lens 62.
  • the convex portion 61a of the heat sink 61 is provided only for the right COB module 12. Further, the upper surface of the convex portion 61a is a horizontal plane. Therefore, with respect to the light emitting surface of the COB module 12 on the right side mounted on the upper surface of the convex portion 61a, the upper surface of the light emitting portion 12d of the COB module 12 on the left side mounted on the upper surface of the heat sink 61 having no convex portion is , It is lowered by the height of the convex portion 61a. Further, the light emitting surface of the COB module 12 mounted on the upper surface of the convex portion 61a faces directly upward.
  • a lens 62 is arranged above each COB module 12.
  • This lens 62 is, for example, a TIR lens.
  • the TIR lens is arranged so that the emission surface 62a is at the same height as the COB module 12 mounted on the heat sink 61.
  • the light ray B'emitted at a low angle from the COB module 12 on the right side mounted on the upper surface of the convex portion 61a of the heat sink 61 is emitted through the lens 62.
  • the light ray B emitted from the COB module 12 on the left side at a low angle is emitted without passing through the lens 62, so that the light ray B'condensed by the lens 62 is not the only luminaire. Therefore, it is possible to avoid the problem that the peripheral part becomes dark.
  • the convex portion 61a of the heat sink 61 is provided only for the right COB module 12 among the two COB modules 12 adjacent to the left and right has been described.
  • the convex portions 61a of the heat sink 61 are used as the plurality of COB modules.
  • a case where it is provided for 12 and not provided for the remaining plurality of COB modules 12 is also included.
  • the left COB module 12 is provided with a convex portion having a height different from that of the convex portion 61a of the heat sink 60. You can also.
  • the plurality of convex portions are provided.
  • the portion includes a heat sink formed so that the height position of the upper surface of one or more convex portions is different from the height position of the upper surface of the other one or more convex portions. be able to. That is, when the heat sink has a plurality of convex portions, there are a plurality of convex portions having different height positions on the upper surface.
  • FIG. 15 shows a main part of the lighting fixture 70 according to the 7th embodiment of the present application.
  • the luminaire 70 according to this embodiment relates to the fifth embodiment except that the shape of the heat sink 71 is different and the heat conductive members 71a and 71b are arranged between the COB module 12 and the heat sink 71. It has the same configuration as the lighting fixture 50. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals for the same configuration.
  • the upper surface of the heat sink 71 according to the seventh embodiment is flat. Then, sheet-shaped heat conductive members 71a and 71b are arranged between the flat upper surface and the bottom surface of the COB module 12.
  • the heat conductive members 71a and 71b are, for example, made of gel-type silicone having an asker C (ASKER C) of 20 or less, and are sheet-like members having a thickness of about 0.3 mm.
  • ASKER C asker C
  • the heat conductive members 71a and 71b are alternately arranged for each COB module 12, and the entire lower surface of the submount substrate 12a of each COB module 12 is mounted on the heat conductive members 71a and 71b.
  • the heat conductive members 71a and 71b are not limited to the sheet shape, but may be a paste shape arranged for each COB module 12.
  • the heat conductive members 71a and 71b are arranged between the COB module 12 and the heat sink 71, the heat generated from the COB module 12 can be efficiently transmitted to the heat sink 71. .. Further, since the heat conductive members 71a and 71b are arranged only on the lower surface of the COB module 12, the heat conduction effect is large even though the material is small. Further, when fixing the COB module 12 and the heat sink 71 via the heat conductive members 71a and 71b, even if there is a difference in the thickness of the heat conductive members 71a and 71b, the COB module 12 and the circuit board 11 are connected. By bending the flexible conductive member 13, the COB module 12 and the heat sink 71 can be satisfactorily fixed via the heat conductive members 71a and 71b.
  • FIG. 16 shows a main part of the lighting fixture according to the eighth embodiment of the present application.
  • the lighting fixture 80 according to this embodiment uses the LED light emitting device 40 according to the fourth embodiment, and the upper surfaces of the pair of convex portions 81a and 81b provided on the heat sink 81 are both flat surfaces. Except for this, it has the same configuration as the lighting fixture 50 according to the fifth embodiment. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals for the same configuration.
  • the left and right convex portions 81a and 81b provided on the heat sink 81 have the same height, and the upper surface thereof is a flat surface.
  • a lens (not shown) arranged above by placing the COB module 12 on the upper surfaces of the convex portions 81a and 81b and raising the COB module 12 from the upper surface of the circuit board 11 to raise the position of the light emitting portion 12d (not shown). The efficiency of incident on the lens is improved.
  • the submount substrate 12a of the COB module 12 is fixed to the circuit board 11 by the flexible adhesive 16.
  • the flexible adhesive 16 has elasticity and flexibility
  • the flexible conductive member 13 is used for the movement of placing the COB module 12 on the upper surfaces of the convex portions 81a and 81b of the heat sink 81 and for the movement. It is possible to follow.
  • one COB module 12 is arranged in each of the openings 11a provided in the circuit board 11, but in the LED light emitting device and the lighting fixture disclosed in the present application, one COB module 12 is arranged. It is also possible to arrange a plurality of COB modules in one opening. For example, it is possible to provide a rectangular opening in the circuit board and arrange a plurality of COB modules in a row along the long side of the opening. At this time, each power supply electrode of each COB module and each power supply electrode provided along the long side of the opening of the circuit board are connected by a flexible conductive member.
  • COB modules having different characteristics can be mounted on one circuit board. That is, the characteristics may be changed for each COB module mounted on the circuit board.
  • COB modules having different emission colors can be arranged for each opening provided on the circuit board of the LED light emitting device. In this way, a luminaire that exhibits an intermediate emission color can be obtained.
  • Vf forward voltage
  • the two COB modules are connected in series on the circuit board in order.
  • the LED light emitting device 10 having a directional voltage (Vf) of 12, 16 or 20 stages can be easily configured. Further, the size of the COB module may be different for each opening. By doing so, the light distribution angle of the irradiation surface can be adjusted. Further, some of the plurality of openings provided in the circuit board may not have the COB module arranged.

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Abstract

ＬＥＤ装置（１０）は、開口部（１１ａ）を有する回路基板（１１）と、開口部（１１ａ）に配置されるＣＯＢモジュール（１２）と、ＣＯＢモジュール（１２）と回路基板（１１）とを接続する可撓性導電部材（１３）と、を備え、ＣＯＢモジュール（１２）が可撓性導電部材（１３）を介して回路基板に支持されていて、回路基板に対して動きを可能とする。

Description

ＬＥＤ発光装置及びそれを用いた照明器具
　本発明は、回路基板にＣＯＢモジュールが実装されたＬＥＤ発光装置及びそれを用いた照明器具に関する。
　一枚の回路基板の上面に複数のＣＯＢ（Chip on board）モジュールを実装したＬＥＤ発光装置が知られている。
　例えば、特開２０１８－２０６７０８号公報（図１～図５）には、回路基板に貫通された複数の開口部ごとにＣＯＢモジュールを実装したＬＥＤ発光装置が記載されている。このＬＥＤ発光装置は、回路基板の下方にＣＯＢモジュールを配し、回路基板の下面に設けられた電源電極（電力供給用電極）と、ＣＯＢモジュールの発光部が実装されるサブマウント基板の上面に設けられた電源電極とを接続し、発光部から発光を回路基板の開口部を通して上方に放射している。
　なお、特開２０１８－２０６７０８号公報（図１～図５）に記載されたＬＥＤ発光装置は、開口部の上方にレンズを、ＣＯＢモジュールの下方にヒートシンク（放熱基板）をそれぞれ備えている。また、このＬＥＤ発光装置は、混色性を高めるため、発光部に発光色の異なる複数の領域を備えたＣＯＢモジュールを採用し、さらに、一のＣＯＢモジュールの方位角を他のＣＯＢモジュールの方位角と異ならせている。
　特開２０１８－２０６７０８号公報（図１～図５）に記載されたＬＥＤ発光装置では、それぞれのＣＯＢモジュールが有する光軸は、回路基板に対し垂直な方向に限定されている。さらに、発光面の高さ位置が回路基板の底面近傍に固定されている。そのため、回路基板にＣＯＢモジュールを実装したとき、光軸の角度や発光面の高さ位置を容易に微調整することができない。
　上記課題を解決すべく、本発明は、一枚の回路基板にＣＯＢモジュールを実装したとき、光軸の角度や発光面の高さ位置を容易に微調整することができるＬＥＤ発光装置及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本願に開示のＬＥＤ発光装置は、少なくとも一つの開口部を有する回路基板と、開口部に配置されるＣＯＢモジュールと、ＣＯＢモジュールと回路基板とを接続する可撓性導電部材と、を備え、ＣＯＢモジュールが可撓性導電部材を介して前記回路基板に支持されていて、回路基板に対して動きを可能とする。
　また、本願に開示の照明器具は、前記ＬＥＤ発光装置と、ＬＥＤ発光装置に含まれるＣＯＢモジュールの底面に接するヒートシンクとを備える。
　本願に開示のＬＥＤ発光装置によれば、ＣＯＢモジュールが回路基板に対して動きを可能とする構造で支持されているので、ＣＯＢモジュールの光軸角度や発光面の高さ位置を微調整することができる。
　また、本願に開示の照明器具は、ＣＯＢモジュールの底面に接するヒートシンクを備えているので、ＣＯＢモジュールの底面に接するヒートシンクの当接面の傾斜角度や高さ位置を変えることで、照明器具の照射範囲を容易に微調整することができる。
本願の第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の要部平面図である。 本願のＬＥＤ発光装置に用いられるＣＯＢモジュールの平面図である。 本願の第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の要部平面図である。 本願の第３実施形態に係るＬＥＤ発光装置の要部平面図である。 本願の第３実施形態に係るＬＥＤ発光装置の変形例を示す要部平面図である。 本願の第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の要部平面図である。 弾力性接着剤による固定手段の一態様を示す図７中VIII－VIII線断面図である。 弾力性接着剤による固定手段の他態様を示す図８と同様の断面図である。 弾力性接着剤による固定手段の別態様を示す図８と同様の断面図である。 ネジ止め孔の変形例を示す平面図である。 図１１中XII－XII線断面図である。 本願の第５実施形態に係る照明器具の要部断面図である。 本願の第６実施形態に係る照明器具の要部断面図である。 本願の第７実施形態に係る照明器具の要部断面図である。 本願の第８実施形態に係る照明器具の要部断面図である。
　以下、本願において開示されるＬＥＤ発光装置及び照明器具について、添付の図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、図面はＬＥＤ発光装置及び照明器具の各構成部材を模式的に表したものであり、実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、特にことわらない限り、本明細書では便宜上、図２に示すＬＥＤ発光装置の向きを基準に左右上下、内側外側等の方向を表す。さらに、重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付することがある。
　（第１実施形態：ＬＥＤ発光装置）
　図１及び図２には、本願に開示されるＬＥＤ発光装置の第１実施形態が示されている。第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１０は、矩形状の開口部１１ａを複数有する回路基板１１と、各開口部１１ａの内側に配置されるＣＯＢモジュール１２と、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１とを接続する一対の可撓性導電部材１３とを備えている。この実施形態において前記回路基板１１は、アルミニウムなどの材料を用いて平面形状が矩形に形成され、絶縁処理が施された基板表面にはＣＯＢモジュール１２に通電する電気配線（図示せず）が設けられている。なお、回路基板１１は、ガラスエポキシ基板やガラスコンポジット基板などの樹脂基板であってもよい。また、回路基板１１には各開口部１１ａの内側辺４辺のうち、対向する左右２辺の内側辺１１ｄのそれぞれの近傍に、互いに対向して配置される一対の電源電極１１ｃが設けられている。一対の電源電極１１ｃは前記電気配線の一部分であり、一方が＋側、他方が－側となる。この実施形態において、一対の電源電極１１ｃは、開口部１１ａの左右の内側辺１１ｄそれぞれの辺の長さの中間位置辺りに設けられているが、設定箇所は特に限定されない。例えば、内側辺１１ｄの辺の長さの範囲内に設けてあればよく、そのような場合には電源電極１１ｃの占有領域を拡げることなく、後述する可撓性導電部材１３を長くとることもできる。また、この実施形態にあっては、同一矩形の４つの開口部１１ａが回路基板１１の四隅にそれぞれ設けられているが、回路基板１１に対する開口部１１ａの開口位置や数などは特に限定されない。例えば、回路基板１１の中央部に設けられる少なくとも１つの開口部１１ａであってもよい。なお、開口部１１ａにおいて、対角線上で向かい合う２つの角部には半円状のネジ止め孔１１ｂが形成されている。
　ＣＯＢモジュール１２は、回路基板１１に設けられた各開口部１１ａの内側に収まるように、開口部１１ａの大きさより小さく、且つ開口部１１ａの形状に対応して矩形状に形成されている。そのため、図２に示したように、開口部１１ａの内側に配置した時に、ＣＯＢモジュールの１２の外側辺１２ｆ全体に沿って開口部１１ａの内側辺１１ｄとの間に隙間１４が生じている。この隙間１４があることで、開口部１１ａ内におけるＣＯＢモジュール１２の動きを可能としている。ＣＯＢモジュール１２の動きを可能とするとは、ＣＯＢモジュール１２が開口部１１ａ内で回路基板１１に対して水平方向に回動又は上下左右に動きを持つことであり、あるいは回路基板１１に対して垂直方向に動きを持つことである。前記隙間１４の幅は、例えば図２に示したように、回路基板１１の開口部１１ａの左右の内側辺１１ｄ間の距離をＤ、ＣＯＢモジュール１２の左右の外側辺１２ｆ間の距離をＬとしたときに、Ｌ＜Ｄ＜４Ｌ／３の計算式によって算出される値が望ましい。
　ＣＯＢモジュール１２は、一例では図２及び図３に示されるように、回路基板１１の開口部１１ａの内側辺１１ｄと対向する外側辺１２ｆを有するサブマウント基板１２ａと、サブマウント基板１２ａの中央部に設けられる円形の発光部１２ｄとを備えている。サブマウント基板１２ａは、アルミナなどのセラミック材からなり、その表面に金属配線（図示せず）が設けられている。サブマウント基板１２ａは、ガラスエポキシ基板やガラスコンポジット基板などの樹脂基板であってもよく、またアルミニウムなどの熱伝導性に優れた材料からなる基板であってもよい。また、サブマウント基板１２ａにおいて対角線上で向かい合う２つの角部には、それぞれ三角形状の電源電極１２ｂが設けられ、一対の電源電極１２ｂとなっている。対角線上で向かい合う別の２つの角部には四半円形状の切欠き１２ｅが形成されている。回路基板１１の開口部１１ａ内にＣＯＢモジュール１２を配置する際、前記切欠き１２ｅが回路基板１１のネジ止め部１１ｂと向かい合うように配置される。前記一対の電源電極１２ｂは前記金属配線の一部分であり、一方が＋側、他方が－側となる。
　サブマウント基板１２ａの中央部には円環状のダム１２ｃに囲まれた発光部１２ｄが設けられている。ダム１２ｃは、例えば、酸化チタンの微粒子を混練した白色シリコーン樹脂によって形成され、例えば、幅が０．７～１．３ｍｍ、高さが０．５～０．８ｍｍ程度の断面ドーム形の円環からなる。発光部１２ｄは、ダム１２ｃの内側の領域において、複数のＬＥＤチップ１５を縦横に配列し、これらのＬＥＤチップ１５を金線などで接続することによって、発光密度の高い高出力光を出せるようにしたものである。発光部１２ｄに配列されたＬＥＤチップ１５や金線などは、ダム１２ｃの内側に充填された蛍光体粒子を含むシリコーン樹脂などによって封止されている。
　ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１とを接続する可撓性導電部材１３は、例えば両者間を電気的に接続するリード線である。可撓性導電部材１３は、ＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａに設けられた電源電極１２ｂに一端が半田付けされ（図示せず）、回路基板１１の表面に設けられた電気回路の電源電極１１ｃに他端が半田付けされていて（図示せず）、対向する２つの可撓性導電部材１３が一対となってＣＯＢモジュール１２を支持している。なお、可撓性導電部材１３は柔軟性を有しているため、ＣＯＢモジュール１２の動きに追従する。また、可撓性導電部材１３は絶縁性被膜によって被覆されている。なお、可撓性導電部材１３は、ビニール線、すずめっき線、エナメル線等の一般的なリード線に限定されることなく、金属製のつるまきバネや板バネなど電気伝導性と柔軟性、バネ性などを兼ね備えた部材であっても良い。
　前記それぞれの可撓性導電部材１３は、図２に示されるように、ＣＯＢモジュール１２、隙間１４、回路基板１１上に配置され、ＣＯＢモジュール１２の電源電極１２ｂからサブマウント基板１２ａの外側辺１２ｆ及び開口部１１ａの内側辺１１ｄを斜めに横切って回路基板１１の電源電極１１ｃまで直線状に延びた状態で、電源電極１１ｃに端部が接続されている。なお、可撓性導電部材１３は多少のゆとりを持った状態で直線状に配線されていてもよい。このように、ＣＯＢモジュール１２の電源電極１２ｂと回路基板１１の電源電極１１ｃとを互いにずらせた位置に設け、その間を斜めに延びる可撓性導電部材１３により接続しているので、可撓性導電部材１３の長さをある程度長く確保することが可能となり、開口部１１ａ内でのＣＯＢモジュール１２の動きに応じて可撓性導電部材１３を追従させることができる。すなわち、ＣＯＢモジュール１２は前記可撓性導電部材１３のみによって回路基板１１に接続され且つ支持されることになるため、ＣＯＢモジュール１２の動きが可能となる。例えば、ＣＯＢモジュール１２を回路基板１１の開口部１１ａから垂直方向に押し出すことによって、ＣＯＢモジュール１２の光軸角度や発光面の高さ位置などを容易に微調整することができる。また、第１実施形態では一枚の回路基板１１に４個のＣＯＢモジュール１２が配置されているので、それぞれのＣＯＢモジュール１２の光軸や発光面の高さ位置を個別に微調整することで、よりきめの細かい発光調整が可能となる。
　（第２実施形態：ＬＥＤ発光装置）
　図４には、本願の第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の要部が示されている。この実施形態に係るＬＥＤ発光装置２０は、回路基板１１の開口部１１ａの内側辺１１ｄとＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａの外側辺１２ｆとの間の隙間１４の幅が第１実施形態のものより狭く形成されていること、また回路基板１１の開口部１１ａ付近に設けられる電源電極１１ｃの位置及び可撓性導電部材１３が湾曲状に配線されていることを除いて、第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１０と同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。
　第２実施形態では、前記回路基板１１の開口部１１ａの大きさを第１実施形態のものより小さく形成することで、開口部１１ａの内側辺１１ｄとサブマウント基板１２ａの外側辺１２ｆとの間の隙間１４の幅を狭くしている。これは、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１をヒートシンク（図１３参照）にネジ止めする際に生じ易いＣＯＢモジュール１２の水平方向の回転を抑制するためである。前記隙間１４の幅を狭くすることによって、回転しようとするサブマウント基板１２ａの外側辺１２ｆを開口部１１ａの内側辺１１ｄに当てて、その回転を規制することによって、水平方向の回転を抑制することができる。なお、前記隙間１４の幅は、例えば、Ｌ＜Ｄ＜Ｌ＋０．５ｍｍの計算式によって算出される値であり、好ましくはＬ＜Ｄ＜Ｌ＋０．３ｍｍの計算式によって算出される値である。

　また、第２実施形態では、回路基板１１の開口部１１ａの上下の内側辺１１ｄ近傍それぞれに電源電極１１ｃが設けられ、一対となっている。この電源電極１１ｃとＣＯＢモジュール１２側の電源電極１２ｂとの間の距離は、第１実施形態のものより短くなるが、両方の電源電極１１ｃ、１２ｂの間に少なくとも平面視において湾曲させた状態の可撓性導電部材１３が掛け渡される。可撓性導電部材１３を少なくとも平面視において湾曲させることで、可撓性導電部材１３の長さを確保しながら柔軟性やバネ性が高められる。

　（第３実施形態：ＬＥＤ発光装置）

　図５には、本願の第３実施形態に係るＬＥＤ発光装置の要部が示されている。この実施形態に係るＬＥＤ発光装置３０は、ＣＯＢモジュールの１２の外側辺１２ｆと回路基板１１の開口部１１ａの内側辺１１ｄとの間に形成される隙間１４に閉塞部材が配置されている点を除いて、第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置と同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。　

　この実施形態において、上記閉塞部材は、開口部１１ａの上下に位置する２つの内側辺１１ｄそれぞれからＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａの上下に位置する２つの外側辺１２ｆそれぞれに向かって突出する突起１１ｅからなる。突起１１ｅの先端をサブマウント基板１２ａの外側辺１２ｆに突き当てることで、ＣＯＢモジュール１２の水平方向の回転を抑制することができる。水平方向の回転は、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１をヒートシンク（図１３参照）にネジ止めする際に生じやすい。突起１１ｅの配置は、突起１１ｅと対向する内側辺１１ｄにおいて、互いに斜向かいの位置になっている。なお、前記突起１１ｅの位置は特に限定されるものではなく、例えば図６に示されるように、ＣＯＢモジュール１２の電源電極１２ｂと対向する位置に設けることもできる。

　（第４実施形態：ＬＥＤ発光装置）

　図７及び図８には、本願の第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の要部が示されている。この実施形態に係るＬＥＤ発光装置４０は、前記ＣＯＢモジュール１２と前記回路基板１１とが、両者間をつなぐ柔軟性接着剤１６によって固定されて、ＣＯＢモジュール１２が回路基板１１に支持される点と、ネジ止め孔１８ａとワッシャ孔１８ｂ備える点を除いて、第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１０と同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。　

　第４実施形態において、前記柔軟性接着剤１６は、ＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａに設けられた電源電極１２ｂ、この電源電極１２ｂに接続する可撓性導電部材１３の一端部及び半田１７などを被覆している。また、可撓性導電部材１３の一部又は全部を柔軟性接着剤１６で被覆してもよい。柔軟性接着剤１６は弾力性を有するシリコーン接着剤などからなり、電源電極１２ｂ及び半田１７の上から塗布される。また、可撓性導電部材１３にも塗布されることがある。この柔軟性接着剤１６は、例えば図８に示されるように、開口部１１ａの隙間１４上も覆いながら隙間１４を跨いでサブマウント基板１２ａと回路基板１１との間に掛け渡される場合を含むだけでなく、図９に示されるように、開口部１１ａの隙間１４にも充填された場合には両者の固定をより確実にする。また、図１０に示されるように、柔軟性接着剤１６が開口部１１ａの隙間１４のみに充填される場合であっても、ＣＯＢモジュール１２は回路基板１１に固定される。　

　このように、第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置４０にあっては、ＣＯＢモジュール１２が可撓性導電部材１３と共に柔軟性接着剤１６によって回路基板１１に支持されることになるので、第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０に比べてＣＯＢモジュール１２の動きがやや制限されるものの、その分ＬＥＤ発光装置４０の搬送時や取り扱い時に懸念されるＣＯＢモジュール１２の位置ずれや可撓性導電部材１３の断線などを防ぐことができる。一方、柔軟性接着剤１６は弾力性や柔軟性を備えているので、回路基板１１に対してＣＯＢモジュール１２や可撓性導電部材１３が全く動かないように固定されることがなく、回路基板１１の開口部１１ａ内でのＣＯＢモジュール１２のある程度の動きを可能としている。　

　なお、第４実施形態ではＣＯＢモジュール１２の電源電極１２ｂに盛られた半田１７の上に柔軟性接着剤１６を塗布した場合について説明したが、電源電極１２ｂへの塗布に加えて、さらに図５及び図６に示したＬＥＤ発光装置３０のように、開口部１１ａの隙間１４に閉塞部材としての突起１１ｅが配置されているような場合には、この突起１１ｅの少なくとも一部、例えばサブマウント基板１２ａの外側辺１２ｆ近傍の突起１１ｅの先端部分にも柔軟性接着剤１６が接するように塗布することで、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１とを固定することができる。なお、図６に示したように、突起１１ｅがＣＯＢモジュール１２の電源電極１２ｂと対向する位置に設けられている場合には、柔軟性接着剤１６を電源電極１２ｂに塗布する際に突起１１ｅの少なくとも先端部分が一緒に塗布されるので、接着剤の塗布工程を簡略化できる。柔軟性接着剤１６が塗布される箇所は、前述のような電源電極１２ｂに限定されない。例えば、電源電極１２ｂとは異なる箇所で、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１を固定するために、柔軟性接着剤１６を塗布することもできる。ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１を２箇所で固定する必要はなく、少なくとも１箇所で固定されていればよい。　
　さらに、第４実施形態では、前記回路基板１１の開口部１１ａにおいて、対角線上で向かい合う２つの角部にネジ止め孔１８ａが設けられているが、このネジ止め孔１８ａは、前記第１実施形態のネジ止め孔１１ｂとは異なり、サブマウント基板１２ａの角部の左右両側にそれぞれ１つのワッシャ孔１８ｂを備えている。このように、ネジ止め孔１８ａは左右にワッシャ孔１８ｂを有していることから、図１１及び図１２に示されるように、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１をヒートシンク（図１３参照）にネジ１９とワッシャで固定する際に、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１との間に多少の高さずれなどがあったとしても、ワッシャ孔１８ｂの内側にワッシャの一部が斜めに配置されることで、両者を確実に固定することができる。なお、図１２に示されるように、ワッシャは、平ワッシャ１９ａとスプリングワッシャ１９ｂの組み合わせであってもよい。

　（第５実施形態：照明器具）　図１３には、第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１０を用いた照明器具５０の要部が示されている。第５実施形態に係る照明器具５０は、前述のＬＥＤ発光装置１０と、ＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａの底面に接するヒートシンク５１とを備えている。ヒートシンク５１は、回路基板１１の開口部１１ａに対応する部分に凸部を有している。隣接する２つの開口部１１ａ内において、一方の開口部１１ａには凸部５１ａが、他方の開口部１１ａには凸部５１ｂが一対のように形成されている。これらの凸部５１ａ，５１ｂは、開口部１１ａの形状にほぼ対応した平面矩形状の突起である。凸部５１ａ，５１ｂの上面はサブマウント基板１２ａの底面に全体で接するように平面となっているが、一方向に傾斜している。この実施形態において、凸部５１ａ，５１ｂは上面の傾斜する方向が互いに異なっており、図１３において左側の凸部５１ａは、上面が左側（法線Ａ）に傾斜しており、図１３において右側の凸部５１ｂは、上面が右側（法線Ａ’）に傾斜している。このように、一方の凸部５１ａの上面の法線Ａ方向と、他方の凸部５１ｂの上面の法線Ａ’方向とが異なっている。

　上述したヒートシンク５１をＬＥＤ発光装置１０の裏面側に配置する際、ＣＯＢモジュール１２はそれぞれ、ヒートシンク５１の凸部５１ａ，５１ｂによって押される。その際、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１とを接続している可撓性導電部材１３が撓むことで、ＣＯＢモジュール１２が開口部１１ａから押し出される。その結果、ＣＯＢモジュール１２は、対応する凸部５１ａ、５１ｂの上面の傾斜に合わせて配置されることになる。具体的には、左側の凸部５１ａの上面に載置されたＣＯＢモジュール１２は、発光部１２ｄの光軸が法線Ａ方向と一致するように配置され、右側の凸部５１ｂの上面に載置されたＣＯＢモジュール１２は、発光部１２ｄの光軸が法線Ａ’方向と一致するように配置される。その結果、この実施形態における照明器具５０は、隣接するＣＯＢモジュール１２から出射する光がやや外側に向けられることで広範囲を照射することが可能となる。　

　なお、第５実施形態の照明器具５０では、隣接する２つの開口部１１ａ内において、一方の開口部１１ａには凸部５１ａが、他方の開口部１１ａには凸部５１ｂが一対のように形成され、一方の凸部５１ａの上面の法線Ａ方向と、他方の凸部５１ｂの上面の法線Ａ’方向とが異なっている場合について説明したが、本願の照明器具では、回路基板１１が複数の開口部１１ａを備え、ヒートシンク５１が回路基板１１の複数の開口部１１ａに対応する部分に凸部を有している場合には、複数の凸部のうち、ある１つ又は２つ以上の凸部の上面の法線方向と、他の１つ又は２つ以上の凸部の上面の法線方向が異なるように形成されたヒートシンクを含むことができる。すなわち、ヒートシンクが複数の凸部を有している場合には、複数の凸部の上面の法線方向は、互いに同方向であるものと異方向であるものが存在する。　

　（第６実施形態：照明器具）　図１４には、本願の第６実施形態に係る照明器具６０の要部が示されている。この実施形態に係る照明器具６０は、ヒートシンク６１の形状が異なる点、及びＣＯＢモジュール１２ごとにレンズ６２を備えている点を除いて、第５実施形態に係る照明器具５０と同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。なお、レンズ６２は、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）レンズを用いることができる。

　第６実施形態では、図１４において左右に隣接する２つのＣＯＢモジュール１２のうち、右側のＣＯＢモジュール１２に対してのみヒートシンク６１の凸部６１ａが設けられている。また、凸部６１ａの上面は水平面となっている。そのため、凸部６１ａの上面に載置された右側のＣＯＢモジュール１２の発光面に対して、凸部を有しないヒートシンク６１の上面に載置された左側のＣＯＢモジュール１２の発光部１２ｄの上面は、凸部６１ａの高さ分だけ低くなっている。また、凸部６１ａの上面に載置されたＣＯＢモジュール１２の発光面は真上を向いている。さらに、各ＣＯＢモジュール１２の上方にはレンズ６２が配置されている。このレンズ６２は一例ではＴＩＲレンズである。ＴＩＲレンズは、ヒートシンク６１上に載置されたＣＯＢモジュール１２に対して、出射面６２ａが同一高さとなるように配置されている。　

　上述の特徴により、第６実施形態に係る照明器具６０では、ヒートシンク６１の凸部６１ａの上面に載置された右側のＣＯＢモジュール１２から低い角度で放射される光線Ｂ’はレンズ６２を通して出射される一方、左側のＣＯＢモジュール１２から低い角度で放射された光線Ｂは、レンズ６２を通過することなく出射されることになるので、レンズ６２によって集光された光線Ｂ’だけの照明器具に比べて、周辺部が暗くなってしまうという不具合を避けられる。

　なお、第６実施形態の照明器具６０では、左右に隣接する２つのＣＯＢモジュール１２のうち、右側のＣＯＢモジュール１２に対してのみヒートシンク６１の凸部６１ａが設けられている場合について説明したが、本願の照明器具では、回路基板１１に複数の開口部１１ａが設けられ、それぞれの開口部１１ａにＣＯＢモジュール１２が配置されているような場合には、ヒートシンク６１の凸部６１ａを複数のＣＯＢモジュール１２に対して設け、残りの複数のＣＯＢモジュール１２に対して設けない場合も含まれる。　

　また、第６実施形態の照明器具６０において、左右に隣接する２つのＣＯＢモジュール１２のうち、左側のＣＯＢモジュール１２に対して、ヒートシンク６０の凸部６１ａとは高さの異なる凸部を設けることもできる。さらに本願の照明器具では、回路基板１１が複数の開口部１１ａを備え、ヒートシンク６０が回路基板１１の複数の開口部１１ａに対応する部分に凸部を有している場合には、複数の凸部のうち、ある１つ又は２つ以上の凸部の上面の高さ位置と、他の１つ又は２つ以上の凸部の上面の高さ位置とが異なるように形成されたヒートシンクを含むことができる。すなわち、ヒートシンクが複数の凸部を有している場合に、上面の高さ位置が異なる凸部が複数存在する。　

　（第７実施形態：照明器具）　図１５には、本願の第７実施形態に係る照明器具７０の要部が示されている。この実施形態に係る照明器具７０は、ヒートシンク７１の形状が異なる点、及びＣＯＢモジュール１２とヒートシンク７１の間に熱伝導部材７１ａ，７１ｂが配置されている点を除いて、第５実施形態に係る照明器具５０と同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。　

　第７実施形態に係るヒートシンク７１は、上面が平坦である。そして、平坦な上面とＣＯＢモジュール１２の底面との間にシート状の熱伝導部材７１ａ，７１ｂが配置されている。この熱伝導部材７１ａ，７１ｂは、例えばアスカーＣ（ＡＳＫＥＲ　Ｃ）が２０以下であるゲルタイプのシリコーンからなり、厚さが０．３ｍｍ程度のシート状部材である。熱伝導部材７１ａ、７１ｂは、ＣＯＢモジュール１２ごとに、熱伝導部材７１ａ，７１ｂが交互に配置され、各ＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａの下面全体が載っている。ヒートシンク７１と熱伝導部材７１ａ，７１ｂ、及びＣＯＢモジュール１２と熱伝導部材７１ａ，７１ｂを密着させ、両者の間に空気層を生じさせない構造とすることで、熱伝達効率の低下を防ぐことができる。なお、熱伝導部材７１ａ，７１ｂは、シート状のものに限定されることなく、ＣＯＢモジュール１２ごとに配置されるペースト状のものであっても良い。

　第７実施形態に係る照明器具７０は、ＣＯＢモジュール１２とヒートシンク７１との間に熱伝導部材７１ａ，７１ｂを配置しているので、ＣＯＢモジュール１２からの発熱を効率よくヒートシンク７１に伝えることができる。また、熱伝導部材７１ａ，７１ｂは、ＣＯＢモジュール１２の下面のみに配置されているので、少ない材料でありながら熱伝導効果が大きい。また、熱伝導部材７１ａ，７１ｂを介してＣＯＢモジュール１２とヒートシンク７１とを固定する際、熱伝導部材７１ａ，７１ｂの厚みに差があったとしても、ＣＯＢモジュール１２と回路基板１１とを接続している可撓性導電部材１３が撓むことで、熱伝導部材７１ａ，７１ｂを介してＣＯＢモジュール１２とヒートシンク７１とを良好に固定することもできる。

　（第８実施形態：照明器具）　図１６には、本願の第８実施形態に係る照明器具の要部が示されている。この実施形態に係る照明器具８０は、第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置４０を用いている点、及びヒートシンク８１に設けられる一対の凸部８１ａ，８１ｂの上面がいずれも平坦面である点を除いて、第５実施形態に係る照明器具５０と同一の構成からなる。したがって、同一の構成には同一の符号を用いることで詳細な説明を省略する。　

　第８実施形態では、図１６において、ヒートシンク８１に設けられる左右の凸部８１ａ，８１ｂは高さが同一であり、また上面がいずれも平坦面である。凸部８１ａ，８１ｂの上面にＣＯＢモジュール１２を載置し、回路基板１１の上面からＣＯＢモジュール１２を浮き上がらせて発光部１２ｄの位置を高くすることで、上方に配置したレンズ（図示せず）への入射効率が良くなる。また、この実施形態のＬＥＤ発光装置４０ではＣＯＢモジュール１２のサブマウント基板１２ａが柔軟性接着剤１６によって回路基板１１に固定されている。しかし、柔軟性接着剤１６が弾力性や柔軟性を備えているので、ＣＯＢモジュール１２をヒートシンク８１の凸部８１ａ，８１ｂの上面に載置させる動きや、その動きに可撓性導電部材１３を追従させることが可能である。　

　上述したいずれのＬＥＤ発光装置及び照明器具おいて、回路基板１１に設けられた開口部１１ａの一つひとつに１個のＣＯＢモジュール１２を配置しているが、本願に開示のＬＥＤ発光装置及び照明器具では、１つの開口部に複数のＣＯＢモジュールを配置することも可能である。例えば、回路基板に長方形の開口部を設け、開口部の長辺に沿って複数のＣＯＢモジュールを一列に配置することも可能である。このとき、各ＣＯＢモジュールの各電源電極と回路基板の開口部の長辺に沿って設けられた各電源電極とが、それぞれ可撓性導電部材によって接続される。

　また、本願に開示のＬＥＤ発光装置及びこのＬＥＤ発光装置を用いた照明器具では、特性の異なる数種類のＣＯＢモジュールを一つの回路基板に実装することもできる。つまり、回路基板に実装するＣＯＢモジュールごとにその特性を変えても良い。例えば、ＬＥＤ発光装置の回路基板に設けられる開口部単位で発光色の異なるＣＯＢモジュールを配置することができる。このようにすると、中間的な発光色を呈する照明器具が得られる。また、ＣＯＢモジュールの順方向電圧（Ｖｆ）を開口部単位で異なるものとすることも可能である。すなわち、直列段数が６段のＣＯＢモジュールと１０段のＣＯＢモジュールを利用する場合（順方向電圧をＬＥＤチップの直列段数で表す。）、回路基板上で２つのＣＯＢモジュールを直列接続して、順方向電圧（Ｖｆ）が、１２段、１６段又は２０段となるＬＥＤ発光装置１０を簡単に構成できる。また、ＣＯＢモジュールのサイズを開口部単位で違ったものとしても良い。このようにすると、照射面の配光角度を調整できる。また、回路基板に設けられた複数の開口部の中にはＣＯＢモジュールが配置されないものがあってもよい。 
 

Claims (16)

  1. 　開口部を有する回路基板と、
    　開口部に配置されるＣＯＢモジュールと、
    　ＣＯＢモジュールと回路基板とを接続する可撓性導電部材と、
    を備え、
    　ＣＯＢモジュールが可撓性導電部材を介して回路基板に支持されていて、回路基板に対して動きを可能とするＬＥＤ発光装置。
  2. 　ＣＯＢモジュールは、回路基板の開口部の内側辺と対向する外側辺を有するサブマウント基板と、サブマウント基板の上面に設けられる発光部とを備え、
    　可撓性導電部材がＣＯＢモジュールに設けられる電源電極からサブマウント基板の外側辺を斜めに横切って回路基板に設けられる電源電極まで延びている請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
  3. 　可撓性導電部材は、ＣＯＢモジュールに設けられる電源電極と、回路基板に設けられる電源電極との間で直線状に延びた状態で配設され、又は湾曲した状態で配設される請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光装置。
  4. 　サブマウント基板は、回路基板の開口部の内側辺によって水平方向の回転が抑制される請求項２に記載のＬＥＤ発光装置。
  5. 　開口部の内側辺と、サブマウント基板の外側辺との間には所定の隙間が設けられ、この隙間に配置された閉塞部材によってサブマウント基板の水平方向の回転が抑制される請求項２に記載のＬＥＤ発光装置。
  6. 　閉塞部材は、開口部の内側辺からサブマウント基板の外側辺に向かって突出する突起である請求項５に記載のＬＥＤ発光装置。
  7. 　回路基板と、回路基板の開口部に配置されたＣＯＢモジュールとが、両者間をつなぐ柔軟性接着剤によって固定される請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
  8. 　柔軟性接着剤は、可撓性導電部材が接続されるＣＯＢモジュールの電源電極を被覆する請求項７に記載のＬＥＤ発光装置。
  9. 　柔軟性接着剤は、開口部の内側辺とサブマウント基板の外側辺との間の隙間に配置された閉塞部材の少なくとも一部に接する請求項５又は６に記載のＬＥＤ発光装置。
  10. 　回路基板の開口部が矩形状に設けられ、開口部において対角線上で向い合う２つの角部にはネジ止め孔が設けられ、このネジ止め孔は隣接するワッシャ孔を備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  11. 　回路基板には複数の開口部が設けられ、各開口部にＣＯＢモジュールが配置され、各ＣＯＢモジュールと回路基板とが可撓性導電部材によって接続されている請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のＬＥＤ発光装置と、
    　ＬＥＤ発光装置に含まれるＣＯＢモジュールの底面に接するヒートシンクとを備える照明器具。
  13. 　ヒートシンクは、複数の開口部にそれぞれ配置されたＣＯＢモジュールのうち、少なくとも１つのＣＯＢモジュールの底面に接する部分に凸部が設けられている請求項１２に記載の照明器具。
  14. 　ヒートシンクは複数の凸部を備え、
    　複数の凸部のうち、ある１つ又は２つ以上の凸部の上面の法線方向と、他の１つ又は２つ以上の凸部の上面の法線方向とが異なっている請求項１３に記載の照明器具。
  15. 　ヒートシンクは複数の凸部を備え、
    　複数の凸部のうち、ある１つ又は２つ以上の凸部の上面の高さ位置と、他の１つ又は２つ以上の凸部の上面の高さ位置とが異なっている請求項１３に記載の照明器具。
  16. 　ヒートシンクとＣＯＢモジュールの間に熱伝導部材が配置されている請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の照明器具
     
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