JP2006310138A - 発光ユニット、照明装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 屋外での使用にも耐えうる新規な構成の発光ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】 照明装置は、発光ユニット１０を備える。この発光ユニット１０は、発光部１０１と当該発光部１０１に電気的に接続された受電端子１１３−１とを有するＬＥＤモジュール１０３と、前記ＬＥＤモジュール１０３を装着する装着面を底面とする装着凹入部１１１を有するヒートシンク１０５と、前記装着面に取着された前記ＬＥＤモジュール１０３の受電部１１３−１と接続して、外部から前記発光部１０１に給電する接続端子１７７−１と、前記装着凹入部１１１に充填された埋込樹脂体１０９とを備える。ここで、前記受電端子１１３−１と接続端子１７７−１との接続部分が前記埋込樹脂体１０９により被覆されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、発光部を有する発光モジュールを用いた発光ユニット、当該発光ユニットを用いた照明装置及び表示装置に関する。

発明者らは、ＬＥＤ素子を用いた次世代の照明装置として、例えば、基板の表面に発光部が形成されているＬＥＤ（発光）モジュールと、ヒートシンクと、前記ＬＥＤモジュールを前記ヒートシンクに装着するための固定具とを備える発光ユニットを用いたものを既に提案している（例えば、特許文献１、２）。
ＬＥＤモジュールの基板は、例えば、絶縁層と金属層（熱伝導板）とを積層した構成を有し、また発光部は、絶縁層の表面の中央域に実装されている複数のＬＥＤ素子から構成されている。複数のＬＥＤ素子は、同じく前記発光部に併設して設けられている受電端子に電気的に接続属されている。なお、金属層は、ＬＥＤモジュールの剛性を確保すると共に、発光部、つまりＬＥＤ素子の発光時に発生する熱をヒートシンク側に伝える作用を有している。

一方、前記固定具は、ＬＥＤモジュールを表側から覆ってヒートシンクの装着面に装着している。固定具の内面には、ＬＥＤモジュールを覆ったときに、ＬＥＤモジュールの受電端子と接触して電気的に接続する接続端子が形成されている。この接続端子は、発光ユニットがその外部から給電を受けるためのものである。
特開２００４−２６５６２６号公報 特開２００４−２６５６１９号公報

しかしながら、従来のＬＥＤモジュールを固定具に装着するような発光ユニットでは屋外で使用できないという問題がある。
つまり、従来のＬＥＤモジュールは、その受電端子が別部材である固定具の接続端子に接触することで、固定具側から給電を受けるようになっている。このようにＬＥＤモジュールを固定具に装置して屋外で使用すると、ＬＥＤモジュールの受電端子と固定具の接続端子との接続部分で、例えば、そこに浸入した水分によって結露等が発生し、やがて、この接続部分が腐食してしまうのである。

特に、発明者らが提案しているＬＥＤモジュールは小型化が図られているため、受電端子間が狭く、上記の結露によってショートするということも考えられる。
なお、発明者らは、上記課題を解決するために、ＬＥＤモジュールと固定具との間の水分が浸入する部分にパッキン用のゴム部材を設けたが、水分の浸入を防ぐことができず、また、受電端子と接続端子との接続部分を絶縁性の樹脂で被覆しようとしたが、樹脂が周辺部に流れてしまい、作業性が悪く、しかも意匠性に劣るため、実用的ではなかった。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、屋外での使用にも耐えうる新規な構成の発光ユニット及び当該照明ユニットを利用した照明装置又は表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発光ユニットは、発光部と受電端子とを有する発光モジュールが、当該受電端子が外部から給電を受ける接続端子に接続する状態で、基台に装着されてなる発光ユニットであって、前記基台は、前記発光モジュールの装着予定部位に凹入部を有し、前記発光モジュールが前記凹入部の底面に装着される共に、前記受電端子と前記接続端子との接続部分が、前記凹入部内に注入された絶縁性の樹脂により被覆されていることを特徴としている。

この構成によると、受電端子と接続端子との接続部分が絶縁材料の樹脂で被覆されるため、その接続部分に水分等の浸入を防ぐことができる。また、接続部分を被覆するための樹脂は、基台に凹入部内に貯留する。
また、前記凹入部は、前記樹脂により充満されていることを特徴とし、前記凹入部の底面には、前記発光モジュールを固定するための固定具が設けられ、前記固定具は前記接続端子を備えていることを特徴としている。

さらに、前記発光モジュールは、絶縁層と金属層とからなる基板を備え、前記発光部と前記受電端子とが前記絶縁層に設けられていると共に、前記基台は、前記凹入部の底面に対応する部分が金属材料で構成され、前記発光モジュールの金属層の少なくとも一部分が前記底面に接触していることを特徴としている。
この構成によると、発光モジュールの発光部が発光したときに発生する熱を、金属層から凹入部の底面の金属材料へと伝えることができる。

一方、本発明に係る照明装置は、上記発光ユニットを備えている。この構成によると、発光モジュールの受電端子と接続端子との接続部分が絶縁性の樹脂により被覆された発光ユニットを使用できる。このため、上記の接続部分に水分等が浸入するのを防ぐことができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記発光ユニットを備えている。この構成によると、発光モジュールの受電端子と接続端子との接続部分が絶縁性の樹脂により被覆された発光ユニットを使用できる。このため、上記の接続部分に水分等が浸入するのを防ぐことができる。

本発明に係る発光ユニットは、この構成によると、受電端子と接続端子との接続部分が絶縁性の樹脂で被覆されるため、この接続部分に水分等が浸入するのを防ぐことができる。このため、屋外で使用しても、接続部分でショートしたり、接続部分が腐食したりすることを無くすことができる。

本発明に係る発光ユニット及び当該発光ユニットを用いた照明装置について説明する。
１．照明装置の構成
図１は、実施の形態における照明装置の概略斜視図である。
照明装置１は、図１に示すように、本発明に係る発光ユニット１０と、当該発光ユニットが装着されるベース部（本発明の「本体部」に相当し、この部分がヒートシンクになっている。）２０と、前記発光ユニット１０を発光させるための発光回路（図示省略）と、前記発光回路を被覆するケース３０と、このケースの一端に固着された口金４０とを備える。なお、ここでは、口金４０は、ねじ込み式（Ｅタイプ）が用いられているが、他のタイプ、例えば、Ｂ型、Ｒ型等が用いられていても良い。

２．発光ユニットの構成
図２は、実施の形態における発光ユニットの概略斜視図であり、図３は、発光ユニットの分解状態を示す斜視図である。図４は、図２のＸ−Ｘ線を含む垂直面での断面を矢印方向から見た図である。
発光ユニット１０は、図２に示すように、発光部１０１を表側に備えるＬＥＤモジュール（本発明の「発光モジュール」に相当する。）１０３と、ヒートシンク（本発明の「基台」に相当する。）１０５と、ＬＥＤモジュール１０３をヒートシンク１０５に固定する固定具１０７と、ヒートシンク１０５に装着されたＬＥＤモジュール１０３の発光部１０１が表側に露現するようにＬＥＤモジュール１０３と固定具１０７を埋め込んだ埋込樹脂体（本発明の「絶縁性の樹脂」に相当する。）１０９とを備える。

ヒートシンク１０５は、金属が用いられ、図２〜図４に示すように、ブロック状をしている。ヒートシンク１０５の表側には、図３及び図４に示すように、ＬＥＤモジュール１０３を装着するための装着面１３５を底面に有する装着凹入部（本発明の「凹入部」に相当する。）１１１が設けられている。
装着凹入部１１１は、図２及び図４にも示すように、ＬＥＤモジュール１０３だけを収納するだけでなく、当該ＬＥＤモジュール１０３をヒートシンク１０５に装着するための固定具１０７も収納できる大きさとなっている。

ＬＥＤモジュール１０３のヒートシンク１０５への装着は、図３からも分かるように、ＬＥＤモジュール１０３をその表側から固定具１０７で被覆し、当該固定具１０７をヒートシンク１０５に装着することで行われる。
ここでは、発光ユニット１０は、図２に示すように、ヒートシンク１０５を厚み方向に貫通する取付孔１８３，１８５，１８７，１８９を利用して、ベース部２０に螺着されている。このため、例えば、発光ユニット１０の交換が必要になったときは、発光ユニット１０のみを交換すれば良いことになる。

（１）ＬＥＤモジュールの詳細な構成
図５の（ａ）はＬＥＤモジュールの縦断面図であり、図５の（ｂ）は図５（ａ）の破線部分の拡大図である。
ＬＥＤモジュール１０３は、特に図５（ａ）に示すように、主に、発光部１０１と受電部１１３が表側に形成された絶縁層１１５と、放熱効果を高める目的で、前記絶縁層１１５の裏側に設けられた金属層１１７とを備える。

ここで、絶縁層１１５及び金属層１１７とを積層構成にし、絶縁層１１５に発光部１０１と電気的に接続している配線パターン（受電部１１３を含む。）が形成されたものを基板１１９（所謂、「金属ベース基板」である。）とする。
絶縁層１１５は、図５の（ｂ）に示すように、２層の絶縁板１１５ａ、１１５ｂからなる。このように絶縁層１１５を複数の層構造とすることで、配線パターンを各層に分けることができ（各層に分かれた配線パターンは、例えば、ビア等を介して電気的に接続される。）、ＬＥＤ素子を絶縁層１１５に高密度で実装できるという効果が得られる。

発光部１０１は、図３及び図５に示すように、基板１１９における発光部１０１に相当する部分に形成された配線パターン（不図示）に実装されたＬＥＤ素子１２１と、当該ＬＥＤ素子１２１を被覆する樹脂体１２３と、各ＬＥＤ素子１２１に対応する部分に反射孔１２５を有する反射板１２７と、当該反射板１２７の反射孔１２５に対応した部分がレンズ部１２９となっているレンズ部材１３１とを備える。

ＬＥＤ素子１２１は、図３から分かるように、ここでは、略正方形の８×８配列で計６４個実装され、また、各ＬＥＤ素子１２１を被覆する樹脂体１２３には、各ＬＥＤ素子１２１から発せられた光を所望の光色に変換する蛍光体粒子が含まれている。
反射板１２７は、ＬＥＤ素子１２１から発せられた光を所望方向に反射させるためのものであり、ここでは、表側（レンズ部材１３１が位置する側）が広くなるラッパ状の反射孔１２５を有している。なお、反射孔１２５の形状をラッパ状としているのは、ＬＥＤ素子１２１から発せられた光を表側に効率良く反射させるためである。

レンズ部１２９は、ここでは、反射板１２７の反射孔１２５を埋めると共に、反射板１２７の表面からさらに半球状に突出する形状をし、レンズ部１２９を含めたレンズ部材１３１は、例えば、透光性に優れた樹脂から構成されている。なお、上記構成のＬＥＤモジュール１０３の詳細な構成については特開２００３-１２４５２８号公報に記載されている。

発光部１０１は、ＬＥＤ素子１２１が、上述したように、８行８列で配されているため、平面視形状が略正方形をしている。一方、基板１１９は、発光部１０１の一辺を短辺する、平面視形状、長方形をしており、図３に示すように、基板１１９の長手方向における発光部１０１の隣の領域に受電部１１３が形成されている。
ＬＥＤ素子１２１は、ここでは、８個が直列に接続されており、各列に給電が行えるように、受電部１１３は、１６個の受電端子１１３−ｎ（ｎは、１から１６までの自然数である。）を備える。受電端子１１３−ｎは、絶縁層に形成された、例えば、銅製の配線パターンの一部で構成されている。

（２）ヒートシンクの構成
ヒートシンク１０５は、熱伝導性に優れた金属（例えば、アルミニウム材料）からなる。ヒートシンク１０５は、ここでは、単なる、ブロック状をしているが、例えば、ＬＥＤモジュール１０３を装着する側と反対側には多数の櫛歯状フィンを形成して、放熱効果を高めるようにしても良い。

ＬＥＤモジュール１０３が装着される装着面１３５は、図３に示すように、固定具１０７を固定するためのビス１３７，１３９，１４１，１４３のためのビス穴（図面の関係で、１個しか表れていないが、合計で４個ある。）１４５が設けられている。
そして、ＬＥＤモジュール１０３は、ヒートシンク１０５の装着面１３５上であって、各ビス穴（１４５）間に載置された状態で、固定具１０７によりヒートシンク１０５に固定される。

（３）固定具の構成
図６は、固定具の裏側の構成を示す図である。
固定具１０７は、図３、図４及び図６に示すように、固定具本体１５５と、接続部１５６とを組み合わせてなる。固定具本体１５５は、例えば、ステンレス鋼鈑をプレス加工して形成されたものであって、ＬＥＤモジュール１０３の発光部１０１のサイズに合わせた開口１５７が設けられた天壁１５９と、天壁１５９の一短辺を除いて他の３辺から延伸する側壁１６１，１６３，１６５とを備える。

側壁１６３，１６１，１６５の内、天壁１５９の長辺にあたる側壁１６１、１６３は、天壁１５９との付け根部分で略直角に屈曲しており、そのあと、付け根部分から先端部分に至るまでの中間部分で天壁１５９の外側へと直角に屈曲している。一方、側壁１６５は、天壁１５９との付け根部分の１箇所で略直角に屈曲しており、天壁１５９に対して直交して延伸している。

側壁１６３，１６１の内、天壁１５９と並行に延伸する部分には、ヒートシンク１０５のビス穴１４５に対応して、貫通孔１４７，１４９，１５１，１５３が設けられている。
なお、固定具本体１５５の材料としては、ステンレス鋼鈑の他に黄銅等の放熱特性に優れるものを用いることができる。
固定具１０７の開口１５７の縁には、図３及び図６、特に図６に示すように、４個の押圧部１６７，１６９，１７１，１７３が形成されている。この押圧部１６７，１６９，１７１，１７３は、固定具本体１５５と一体成形されたばね構造をしている。

これらの押圧部１６７，１６９，１７１，１７３は、例えば、開口１５７を打ち抜き加工する際に、開口１５７の周縁と繋がるＴ字状をしたＴ字部を残しておき、このＴ字部をその後折り曲げて形成される。
なお、固定具１０７の厚み方向の高さは、押圧部１６７，１６９，１７１，１７３によってＬＥＤモジュール１０３を確実にヒートシンク１０５の装着面１３５に押圧するために、押圧部１６７，１６９，１７１，１７３の高さとＬＥＤモジュール１０３の高さとの和よりも若干小さくなるように設計されている。

接続部１５６は、固定具本体１５５の天壁１５９の内面であって側壁のない辺側に設けられている。この接続部１５６の位置は、ＬＥＤモジュール１０３の受電部１１３に対応する位置である。
この接続部１５６は、図６に示すように、液晶ポリマー、または耐熱性難燃材料等である樹脂材料からなる保持部材１７５（絶縁ハウジング）に、電気伝導性、挿抜（挿入抜去）耐久性に優れるリン青銅からなる接続端子１７７−ｎ（ｎは、１〜１６の整数であり、ＬＥＤモジュール６０の受電端子１１３−ｎの「ｎ」に対応している。）が保持され、各接続端子１７７−ｎに接続したケーブル１７９（１７９ａ，１７９ｂ）が保持部材１７５における接続端子１７７−ｎと反対側から延出している。なお、このケーブル１７９は、ケース３０内の発光回路に接続される。

接続端子１７７−ｎの内、保持部材１７５から開口１５７側に延伸する部分は、固定具１０７の厚み方向であって天壁１５９と反対側が凸となるように反る形状をしており、ＬＥＤモジュール１０３の受電端子１１３−ｎと確実に接触（電気的に接続）するようになっている。
なお、ヒートシンク１０５の装着凹入部１１１の底面には、上記のケーブル１７９を発光回路側に導出する導出孔１８１が形成されている。

（４）埋込樹脂体について
埋込樹脂体１０９は、主に、ＬＥＤモジュール１０３の受電部１１３と、固定具１０７の接続部１５６との接続部分に水分が侵入するのを防ぐためのものである。従って、樹脂体１０９は、隣接する端子（１１３−ｎ、１７７−ｎ）間をまとめて埋め込むため、その樹脂は絶縁特性を必要とし、また、ＬＥＤモジュール１０３は発光時に発熱するため、耐熱性を必要とする。さらには、後述する、発光ユニット１０の製造工程で説明するが、液体状の樹脂をヒートシンク１０５の装着凹入部１１１に充填するため、流動特性に優れた方が良い。ここでは、埋込樹脂体１０９に、上記の理由から、エポキシ樹脂材料を使用している。

３．発光ユニットの製造について
図７及び図８は、発光ユニットの製造方法を説明する概略図である。
先ず、図７の（ａ）に示すように、ヒートシンク１０５を用意する。このヒートシンク１０５には、言うまでも無く、装着凹入部１１１が形成されている。
ＬＥＤモジュール１０３を、図７の（ｂ）に示すように、ヒートシンク１０５の装着凹入部１１１の底面（装着面１３５）に載置する。このとき、ＬＥＤモジュール１０３は、発光部１０１を表側、つまり、金属層１１７が装着凹入部１１１の底面となるように、前記装着面１３５に載置される。

そして、装着凹入部１１１の所定位置に配されたＬＥＤモジュール１０３に固定具１０７を被せる。このとき、固定具１０７のケーブル１７９がヒートシンク１０５の装着凹入部１１１に形成されている導出孔１８１に通すと共に、ＬＥＤモジュール１０３の発光部１０１を固定具１０７の開口１５７に嵌め合わせる。
この状態で、固定具１０７の貫通孔１４７，１４９，１５１，１５３とヒートシンク１０５のビス穴１４５，１４５ａとを位置合せして、図７の（ｃ）に示すように、ビス１３７，１３９，１４１，１４３を用いてＬＥＤモジュール１０３を被覆する固定具１０７をヒートシンク１０５に固定する。

このとき、固定具１０７には、ＬＥＤモジュール１０３を押圧する押圧部１６７，１６９，１７１，１７３があるので、ＬＥＤモジュール１０３の金属層１１７を確実にヒートシンク１０５に接触させることができる（接触面積を広くできる。）。
また、固定具１０７の接続端子１７７−ｎは、弾性変形可能で、ＬＥＤモジュール１０３の受電端子１１３−ｎを押し付けることができるので、ＬＥＤモジュール１０３と固定具１０７とを確実に電気的に接続できる。

次に、ＬＥＤモジュール１０３が固定具１０７を介してヒートシンク１０５に固定された状態で、図８の（ａ）に示すように、ヒートシンク１０５の装着凹入部１１１に、埋込樹脂体１０９用の樹脂１０９ａを注入する。本実施の形態では、ディスペンサを利用して行う。つまり、図８の（ａ）に示すように、ディスペンサノズル５０から樹脂１０９ａを注入している。

この注入された樹脂１０９ａは、装着凹入部１１１の内部を徐々に充填していき、ＬＥＤモジュール１０３と固定具１０７と間の隙間を埋め、やがて、固定具１０７の接続端子１７７−ｎとＬＥＤモジュール１０３の受電端子１１３−ｎとの接続部分も埋める。
なお、樹脂１０９ａの注入は、固定具１０７の天壁１５９の表面が残る程度で、ＬＥＤモジュール１０３の発光部１０１が埋没しないところまで行われる。

このとき、ヒートシンク１０５には、装着凹入部１１１が形成されているので、注入した樹脂１０９ａを貯留することができ、外部に漏出するようなことを無くすことができると共に、固定具１０７の接続端子１７７−ｎとＬＥＤモジュール１０３の受電端子１１３−ｎとの接続部分を容易に埋めることができる。
なお、樹脂１０９ａの注入時は、樹脂１０９ａ内にエアが残存しないように、減圧下で行うのが好ましい。

最後に、ヒートシンク１０５の装着凹入部１１１に注入された樹脂１０９ａを硬化させて、図８の（ｂ）に示すような発光ユニット１０が完成する。
上記工程を経て製造された発光ユニット１０は、埋込樹脂体１０９により、固定具１０７の接続端子１７７−ｎとＬＥＤモジュール１０３の受電端子１１３−ｎとの接続部分が埋設（封止）された状態となるので、例えば、発光ユニット１０が屋外で使用されても、ＬＥＤモジュール１０３と固定具１０７との間に水分が浸入するようなことを無くすことができる。

また、本発光ユニット１０は、発明者らが、従来から検討してきた、ＬＥＤモジュール及び固定具をそのまま使用することもできる。
４．実施例
ＬＥＤモジュール１０３の寸法は、例えば、短手方向の寸法が２３．５（ｍｍ）で、長手方向の寸法は２８．５（ｍｍ）である。基板１１９を構成する金属層１１７には、厚さ約１（ｍｍ）のアルミニウム板が用いられ、絶縁層１１５は、フィラー入りの熱硬化性樹脂からなる絶縁板１１５ａ，１１５ｂにより構成され、その絶縁板１１５ａ，１１５ｂの１枚の厚みが０．１（ｍｍ）である。絶縁層１１５には、１０（μｍ）の厚みの銅箔を用いてエッチング等により配線パターン（受電端子を含む）が形成されている。絶縁層１１５用の樹脂には、エポキシ樹脂が用いられている。

基板１１９に実装されるＬＥＤ素子１２１は、底面が０．３（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）の正方形で、高さが０．１（ｍｍ）の略直方体形状をしており、ＩｎＧａＮ系のものが使用されている。このＬＥＤ素子１２１は、Ｐ型電極とＮ型電極の両電極を下面に有し、絶縁層１１５の表側に形成されている配線パターンにバンプを介してフリップチップ実装されている。なお、ＬＥＤ素子１２１には、青色発光のものを用い、蛍光体は、黄色発光のものを使用して、白色光に変換している。

反射板１２７は、厚さ１（ｍｍ）のアルミニウム板が用いられている。反射板１２７の基板１１９への取着は、白色のエポキシ樹脂層を用いて行わる。ここで、樹脂層を白色にしている理由は、ＬＥＤ素子１２１から発せられた光を効率良く外部（表側）に取り出すためである。
なお、反射板１２７には、アルミニウム等の金属材料以外に、他の金属材料や、白色の樹脂、さらには表面（特に、反射孔を構成する周面）がメッキされた樹脂等を用いることができる。また、反射板１２７にアルミニウム材料を用いた場合、例えば、アルマイト処理により酸化膜を、反射孔１２５を構成する周面に形成すると、反射板１２７の反射率を向上させることができると共に、電気的な絶縁性も確保できる。

レンズ部材１３１は、透光性を有する樹脂、具体的には、エポキシ樹脂により形成されている。なお、エポキシ樹脂以外に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の樹脂、さらにはガラス等を用いることができる。また、ここでは、レンズ部１２９は、半球状の凸レンズをしているが、その用途によって、他の形状にしても良い。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。

１．発光モジュール
発光（ＬＥＤ）モジュールは、上記実施の形態で説明した構成に限定するものではなく、以下のようなモジュールでも良い。
（１）レンズ部
実施の形態では、反射板１２７の反射孔１２５に対応する部分に半球状に突出するレンズ部１２９を備え、隣接するレンズ部１２９同士が当該レンズ部１２９と同じ樹脂で連結された構成のレンズ部材１３１を用いたが、例えば、隣接するレンズ部を連結させずに各レンズ部を独立して設けても良い。

この場合、レンズ部を構成する樹脂を成形したときに、隣接するレンズ部が連結していないため、基板とレンズ部との熱膨張係数の違いによって発生する反り量が少なくなるという効果がある。なお、レンズ部を独立させる成形方法としては、１個ずつのレンズ部を予め成形しておき、個々に接着剤等で固着しても良い。さらには、粘度の高い樹脂を用いて、所定量の液体状の樹脂を反射板の反射孔に直接滴下させた後硬化させても良い。

なお、実施の形態でのＬＥＤモジュール１０３は、レンズ部材１３１を有していたが、発光モジュールはレンズ部材を有しなくても良い。
（２）反射板
実施の形態では反射板１２７を備えていたが、反射板はなくても良い。しかしながら、反射板を備えないで、レンズ部材を設ける場合は、レンズ部材を例えば、トランスファーモールド法で基板上に直接形成しても良いし、例えば、射出成形等で予め成形しておき、その後基板に接着剤等を利用して貼着しても良い。

（３）基板
実施に形態における基板１１９（金属ベース基板）は、樹脂部材からなる絶縁層１１５と、金属層１１７からなる熱伝導板とを一体にしているが、例えば、絶縁層だけによって基板を構成しても良い。
また、実施の形態での絶縁層は、フィラー入りの熱硬化性樹脂により構成されていたが、他の材料、例えば、ガラスエポキシにより構成しても良い。当然、絶縁層を構成する層は、実施の形態で説明した２層に限定するものでなく、１層でも良いし、３層以上の多層であっても良い。また、多層構造の絶縁層を用いた場合、当該絶縁層の配線パターンは、表層に形成しても良いし、全層に亘って形成しても良いし、多層の内、複数の層に形成しても良い。

実施の形態では、熱伝導板として金属層に、具体的には、アルミニウム板を用いたが、他の材料、例えば、銅、スチール、マグネシウム等であっても良い。さらには、金属層以外の材料、例えば、セラミック材料、樹脂材料を用いても良い。但し、セラミック材料を用いる場合は、前記セラミックの高い熱伝導率を放熱効果に生かすためには絶縁層もセラミックとすることが好ましい。

また、絶縁層と熱伝導板とは、実施の形態では略同じ大きさであったが、特に大きさは限定するものではなく、絶縁層と熱伝導板との大きさが異なってもいても良い。
（４）発光部
実施の形態での発光部は、発光体の一例であるＬＥＤ素子を絶縁層表面の配線パターンに実装して構成されていたが、他の発光体を用いても良い。このような発光体としては、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）素子等がある。但し、レーザダイオード素子から発せられる光は、指向性が強いために、例えば、その光を拡散するための拡散レンズ等が必要となる場合も生じる。

また、実施の形態では、発光部は、ＬＥＤ素子を８行８列の６４個使用しているが、ＬＥＤ素子の個数、その配置等は、特に限定するものではない。但し、発光ユニットを後述の表示装置として使用する場合には、文字等を表示できる個数及び配置が必要となる。
さらに、発光体として発光素子が基板に予め実装された、所謂、サブマウントであっても良い。

図９は、発光体としてサブマウントを用いた例を示す図である。なお、実施の形態と同じ構成については同じ符号を用い、その説明を省略する。
サブマウント５０１は、例えば、シリコン基板（以下、「Ｓｉ基板」という。）５０３と、このＳｉ基板５０３の上面に実装された発光素子、例えば、ＬＥＤ素子１２１と、ＬＥＤ素子１２１を封入する樹脂体１２３とを備える。

なお、Ｓｉ基板５０３の下面には、ＬＥＤ素子１２１の一方の電極に電気的に接続された第１の端子が、Ｓｉ基板５０３の上面には、ＬＥＤ素子１２１の他方の電極に電気的に接続された第２の端子がそれぞれ形成されている。
サブマウント５０１の基板５０５への実装は、例えば、銀ペースト５０７を用いてダイボンドされ、Ｓｉ基板５０３の下面の第１の端子が絶縁層５０９の表面の配線パターンに前記銀ペースト５０７を介して接続され、また、Ｓｉ基板５０３の上面の第２の端子がワイヤ５１１を介して絶縁層５０９の配線パターンにワイヤボンディングされる。

なお、サブマウント５０１は、図９に示すように、Ｓｉ基板５０３に予めＬＥＤ素子１２１を実装しているため、実装されたＬＥＤ素子１２１が正常に点灯するか等の検査を、サブマウント５０１を基板５０５に実装する前に行うことができる。
このため、例えば、検査済みのサブマウント５０１を基板５０５に実装することができ、ＬＥＤモジュールとしての製造歩留まりを向上させることができる等の効果が得られる。また、サブマウント５０１から発せられる光色にバラツキがある場合、色の近いサブマウント５０１を選別して使用したり、より要望に見合った色の光を出すものを集めて実装したりできるメリットがある。

なお、ＬＥＤ素子１２１の基板１１９或いはＳｉ基板５０３への実装方法はフリップチップ実装に限定されず、例えば、ワイヤボンド実装、ダイボンド実装であっても良い。ＬＥＤ素子１２１についても、ＩｎＧａＮ系に限定されず、例えば、ＩｎＧａＡｌＰ系等であっても良い。さらに、発光部１０１から発せられる光色についても、白色に限定されず、例えば、青、赤、緑色の単色を用いても良いし、これらを適宜組み合わせても良く、このような場合、例えば、演出用に利用することができる。また、ＬＥＤ素子はＳＭＤや砲弾型であっても良い。

２．固定具について
実施の形態における固定具１０７は、ＬＥＤモジュール１０３（発光モジュール）を被覆したときに、発光部１０１から発せられた光を通過させる光通過部、具体的には、開口１５７が発光部１０１に対応して設けられた構造をしている。
しかしながら、固定具は、発光モジュールの受電部（受電端子）と電気的に接続する接続部（端子）を備え、発光モジュールを基台に固定したときに、発光モジュールと電気的に接続できれば良い。

図１０は、構造の異なる固定具を用いた発光ユニットの斜視図である。
同図に示すように、固定具６０１は、ヒートシンク（基台）１０５の装着凹入部１１１に取着されるベース部６０３と、当該ベース６０３に軸支された回動部６０５と、回動部６０５に設けられ且つＬＥＤモジュール６０７の受電部（端子）６０９に接続する接続部（端子）６１１と、ベース部６０３に設けられ、且つ回動部６０５を固定する固定部６１３とを備える。

一方、ＬＥＤモジュール６０７は、基板６１５に発光部６１７と受電部６０９とを有している。ここでは、発光部６１７は、ＬＥＤ素子が５行５列に配列されている。このＬＥＤモジュール６０７は、固定具６０１に対して、回動部６０５の主面と平行な方向からスライドさせて回動部６０５に取着される。
図１０に示す変形例の固定具６０１を設けた場合であっても、固定具６０１を介してＬＥＤモジュール６０７がヒートシンク１０５の装着面１３５に装着された状態、つまり、固定具６０１の接続部（端子）６１１と，ＬＥＤモジュール６０７の受電部（端子）６０９とが接触した状態のまま、装着凹入部１１１の内部に埋込樹脂体が形成されている。言うまでも無く、この埋込樹脂体により、固定具６０１の接続部（端子）６１１とＬＥＤモジュール６０７の受電部（端子）６０９との接続部分が被覆され、外部からの水分の浸入を防ぐことができる。

さらに、実施の形態及び上記変形例では、固定具を介して装着面にＬＥＤモジュールを装着していたが、発光モジュールを直接装着面に、例えば、ねじ等により取着しても良い。この場合、発光モジュールの受電端子に接続する接続端子を含んだ接続体が別途必要となる。なお、接続体を装着面側（つまり、ヒートシンク側）に設けることも可能である。
３．絶縁性の樹脂（凹入部に注入されている樹脂）について
実施の形態では、凹入部に注入されている樹脂に、エポキシ樹脂を使用したが、他の樹脂を用いても良い。他の樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂等がある。

なお、発光部から発せられた光の表側への反射率を考慮すると、凹入部に注入される樹脂は、白色或いは淡い色を有する方が好ましい。
また、実施の形態では、基台における凹入部が形成されている面（凹入部は除く）と、凹入部内の樹脂の表面とが略面一状となっていたが、樹脂が凹入部から張り出す（表面張力を利用できる範囲内で）ようにしても良いし、凹入部内に凹入していても良い。

４．基台について
（１）材料等について
実施の形態では、発光モジュールを装着する基台がヒートシンクとなっていたが、基台となるものは、ヒートシンクでなくても良い。例えば、基台を樹脂材料で構成し、完成した発光ユニットを当該樹脂に装着するようにしても良い。

なお、基台を樹脂材料で構成した場合、ＬＥＤ素子の発光時の熱を考慮すると、樹脂材料に金属フィラー等を混入させて熱伝導特性を改善したものを利用する方が好ましい。
さらに、当然、基台は、樹脂と金属とを組み合わせたもの、セラミック材料を単独、或いは他の材料と組み合わせたもの等であっても良い。
（２）凹入部について
実施の形態における基台の凹入部は、深さ方向に同じ形状・寸法で凹入している。つまり、凹入部の周壁が、深さの浅い位置と深い位置とで、その断面形状及び断面積が同じであったが、凹入部は、底に移るに従ってその断面積が大きくなる、つまり、底広がり状に構成しても良い。このように底広がり状にすることで、例えば、凹入部内の樹脂と凹入部の壁面との界面で剥離が生じたとしても、発光モジュール及び絶縁性の樹脂（埋込樹脂体）が凹入部から外れるというようなことを防ぐことができる。また、上記形状にすると、例えば、発光時の熱により樹脂が膨張しても、その膨張が抑制されて、発光モジュールが凹入部から浮き出るようなことを無くすことができる。

また、凹入部内の樹脂と凹入部の壁面との接着性を向上させる場合には、凹入部の壁面を凹凸状にする目粗し加工を行う方が好ましい。
（３）その他
実施の形態における基台には、２次光学系を取り付けていなかったが、当然、基台に２次光学系を装着させても良い。この場合、基台に２次光学系を装着させるための構造、例えば、溝、ネジ穴等を設けることで実施できる。さらに、基台と２次光学系とを一体化させた構造としても良い。このように各種の目的に対応する２次光学系を用いることで、様々な配光を持つ照明装置、さらには、後述の表示装置を容易に実現できる。

５．その他
（１）発光ユニット等の形状について
実施の形態では、発光部は、平面視正方形状をし、発光モジュール（ＬＥＤモジュール）は、平面視長方形状をしている。これに合わせて、固定具も平面視長方形状をしている。このため、ヒートシンクの装着凹入部も、平面視すると長方形をしている（長方形状のまま凹入している。）。

しかしながら、これは、発光部及び発光モジュールの平面視が、正方形及び長方形であったためである。また、発光部は、特に平面視正方形をしていなくても良く、例えば、６角形等の多角形或いは、円状であっても良い。そして、当該発光部の形状に合わせて、発光モジュールも、平面視多角形状や円形状にしても良い。このようにすることにより、ヒートシンクの装着凹入部の平面視の形状も、上述の多角形や円形状としても良い。

（２）表示装置について
実施の形態におけるＬＥＤモジュール１０３（発光モジュール）を８行８列の表示装置として使用することも可能である。但し、この場合、各ＬＥＤ素子（発光体）を個別に点灯させるように配線パターンを変更すると共に、個別にＬＥＤ素子を点灯させて文字、記号等を表示する公知の点灯制御回路等が必要となる。

なお、ここでは、８行８列の表示装置について説明したが、ＬＥＤ素子（発光体）の実装形態は８行８列の形態に限定するものではなく、また、実施の形態で説明した基板に複数個（実施の形態では６４個）のＬＥＤ素子（発光体）を実装したものを表示装置の１つの発光源として利用しても良い。
また、信号灯をはじめとする交通用表示装置や商業用途で用いられているＬＥＤ表示装置、さらには、液晶表示装置のバックライトやプロジェクタ用の光源として使用しても良い。

（３）発光ユニットの装着について
実施の形態では、発光ユニットとベース部（照明装置又は表示装置）との装着にねじを用いたが、このとき、発光ユニットの基台（ヒートシンク）とベース部との間に伝熱シート、具体的には、放熱グリースを介在させることで、基台からベース部への伝わる熱量を多くすることができる。

また、発光ユニットのベース部への装着は、発光ユニットを着脱可能とする場合には、例えば、実施の形態での固定具１０７に相当する部材をベース部に設け、この部材に発光ユニットを装着するようにしても良い。
さらに、発光ユニットの着脱を考慮しない場合には、発光ユニットを接着剤等により固着しても良い。

（４）照明装置
本発明に係る照明装置は、屋外や水或いは粉塵のかかる場所に使用できるようになるため、街路灯、トンネル灯、さらには、床面・壁面に埋め込んで使用する用途や浴場用途、各種の演出を行う用途の照明として使用しても良い。

本発明は、ヒートシンクに固定具により装着される発光モジュール、当該発光モジュールを固定具によりヒートシンクに装着してなる照明装置及び表示装置において、放熱特性を改善するのに利用できる。

実施の形態における照明装置の概略斜視図である。 実施の形態における発光ユニットの概略斜視図である。 発光ユニットの分解状態を示す斜視図である。 図２のＸ−Ｘ線を含む垂直面での断面を矢印方向から見た図である。 （ａ）はＬＥＤモジュールの縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の破線部分の拡大図である。 固定具の裏側の構成を示す図である。 発光ユニットの製造方法を説明する概略図である。 発光ユニットの製造方法を説明する概略図である。 発光体としてサブマウントを用いた例を示す図である。 構造の異なる固定具を用いた発光ユニットの斜視図である。

符号の説明

１ 照明装置
１０ 発光ユニット
１０１ 発光部
１０３ ＬＥＤモジュール
１０５ ヒートシンク
１０７ 固定具
１０９ 埋込樹脂体

Claims (8)

1. 発光部と受電端子とを有する発光モジュールが、当該受電端子が外部から給電を受ける接続端子に接続する状態で、基台に装着されてなる発光ユニットであって、
   前記基台は、前記発光モジュールの装着予定部位に凹入部を有し、
   前記発光モジュールが前記凹入部の底面に装着される共に、前記受電端子と前記接続端子との接続部分が、前記凹入部内に注入された絶縁性の樹脂により被覆されていることを特徴とする発光ユニット。
2. 前記凹入部は、前記樹脂により充満されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ユニット。
3. 前記凹入部の底面には、前記発光モジュールを固定するための固定具が設けられ、前記固定具は前記接続端子を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ユニット。
4. 前記発光モジュールは、絶縁層と金属層とからなる基板を備え、前記発光部と前記受電端子とが前記絶縁層に設けられていると共に、前記基台は、前記凹入部の底面に対応する部分が金属材料で構成され、
   前記発光モジュールの金属層の少なくとも一部分が前記底面に接触していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光ユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光ユニットを発光光源として本体部に備えることを特徴とする照明装置。
6. 前記発光ユニットは、前記本体部に対して着脱自在であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記本体部は、前記発光ユニットを装着する部分がヒートシンクになっていることを特徴とする請求項５又は６に記載の照明装置。
8. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光ユニットの発光部を表示部の光源として本体部に備えることを特徴とする表示装置。

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