JP2014120544A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム等の金属基板を用いた光源をはじめ、汎用の大光束ＬＥＤ−ＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）光源を発光装置に組み込み使用する場合に、充電部を保護するとともに、絶縁性及び放熱性に優れたＬＥＤ光源取付け構造を有する発光装置を提供すること。
【解決手段】本発明の発光装置は、ＬＥＤ光源１を挟み込むように固定する、絶縁性を有する下側支持体１１及び上側支持体２０を備え、下側支持体１１は、光源配置凹部１５と上側支持体配置凹部１４とを有し、上側支持体２０の内側に、ＬＥＤ光源１の電極５に電気接続可能にする導電端子を有し、下側支持体１１の光源配置凹部１５の、ＬＥＤ光源１の背面のエッジに相対する位置に、ＬＥＤ光源１の背面のバリ７を落とし込むバリ避け溝１２を設け、かつ、光源配置凹部１５のうち、バリ避け溝１２で囲まれた領域を、ＬＥＤ光源１の背面に接触可能な平坦面としたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源とする発光装置に関するもので、特にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプのＬＥＤを光源とする発光装置の特に光源固定構造に係わるものである。

ＬＥＤ光源の大光束化に伴い、ＬＥＤ素子の本来有する発光性能を引き出すため、ＬＥＤ自身が発する熱の放熱性を高めることが不可欠になっている。そのため、近年、市販されている大光束ＬＥＤ光源（数Ｗ〜数十Ｗの電気入力）は、アルミニウムやセラミックスの放熱性基板に複数のＬＥＤチップを集積する構造とするものが多く、サイズも従来のＬＥＤ光源より大型化傾向にある。また、それを用いる発光装置や照明器具としても被光源設置部にヒートシンクを適用するなど、装置としても放熱性を高める設計がなされている。

一方で、上記のような汎用大光束ＬＥＤ光源基板は、その表面の端部付近に電気接続用の電極を設けた平板状のものが多い。そこで、発光装置あるいは照明器具メーカでは、絶縁性や組立性を考慮し、個々のＬＥＤ光源に対応した汎用樹脂固定具（ソケット）等を用い装置内固定する場合が多くなっている。

特許文献１の発明は、比較的投入電力が低いものの、それと同様の構成をとる星形ＬＥＤ光源（ＬＥＤパッケージを予め電極付き星形基板に実装したもの）の固定構造に係わる発明である。星形ＬＥＤ光源を、内部に接合電極を有する樹脂ハウジング殻で覆い、それをアルミニウム製電灯保持体（背面設置台）にねじ固定する構成とし、ろう付け無しで電気ケーブルを接続することで組立性を簡易化しようとするものである。

その際、ねじは、樹脂ハウジング上から、ＬＥＤ実装基板側面のねじ固定用円弧状凹所の側面に接するように位置決めされ、電灯保持体で止められる。星形ＬＥＤ実装基板は、同文献の背景技術に記載されているとおり、放熱性を考慮した例えばアルミニウム基板タイプ等であり、通常はその基板背面及び側面は絶縁処理がされていない（市販品として例えばルミレッズ社製ＬＸＨＬ−ＭＷＧＣ）。

また、特許文献２の発明は、上記大光束ＬＥＤ−ＣＯＢ光源を用いた他の光源固定構造に係わるＬＥＤモジュールについての発明である。基板上にＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ部材を、金属製のベース板に載置し、さらに、ＬＥＤ部材を固定収納する突出付勢部を設けた樹脂ハウジングで押さえた構成としている。その構成により、固定信頼性が低下せず、良好な放熱性を維持し、さらに高い絶縁耐性が得られるなどの効果を奏するとしている。

その他に、汎用の大光束ＬＥＤ−ＣＯＢ光源を発光装置に組込み固定するために、上述したような汎用樹脂ソケットを利用し、光源を固定するような装置構造とする場合がある。そのような市販の樹脂ソケット製品としては、Ｍｏｌｅｘ社製ＬＥＤアレイホルダー、ＢＪＢ社製ＬＥＤコネクタ／ＬＥＤソケットなどがある。

特開２００９−１７６７３３号公報 特開２０１２−９４５６６号公報

特許文献１の従来装置では、ＬＥＤアルミ基板を直接、アルミ背面設置台の上にねじ固定するが、アルミ基板の電極部からアルミ背面設置台までの絶縁距離を十分に確保できないといった問題がある。また、ねじ固定の際、ＬＥＤ基板に設けた円弧状凹部側面とねじが接触する構成であるため、ねじ及び円弧状凹部を介して電気的絶縁性が低下してしまう問題がある。また、絶縁性を考慮してＬＥＤ基板とアルミ背面設置台との間に絶縁性シートを挟みこむ場合もあるが、その場合にはシートの熱伝導率の低さから十分な放熱効果が得られないといった欠点が生じる。さらには、樹脂ハウジング殻は、その材料選定次第では耐光性、あるいは、放熱性（あるいは耐熱性）が良好ではなく、結果として装置の発光特性の低下を招くような問題もある。

特許文献２の従来装置では、ベース板にアルミニウムを用い、その表面に塗装などによる絶縁層を設けた構成としている。その絶縁層は数十〜数百μｍ程度の場合が多く、光源の電極位置（充電部位置）にもよるが、ベース板の端部の側面から近距離に充電部が位置するような場合には、それが絶縁距離として必ずしも十分であるとはいえない。例えばベース板の光源充電部に近い領域の絶縁層にピンホール等が生じた場合、あるいは加工時にたまたまアルミ領域に届く傷がついた場合には、導電路として形成され、絶縁性が低下してしまう恐れがある。さらに、絶縁膜は、熱伝導率が低く（通常１Ｗ／ｍＫに満たない）、僅かな厚みであっても放熱性には不利であり、光源の本来もつ光性能を十分に発揮できないといった課題がある。なお、本明細書中で、「充電部」とは、電気用品安全法における充電部である。

また、上記の汎用樹脂ソケットを用いる場合には、ここではその具体的構造例は示さないが、その仕様によっては絶縁距離の確保が難しい、充電部保護が十分でない（充電部が露出している）、光源固定時の位置決めが容易ではない、放熱性が不十分、ソケット自体での光反射損失が多いなど、安全性、組立性（装着性）、特性面で問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、特に絶縁性での配慮が必要になる、アルミニウム等の金属基板を用いた光源をはじめ、汎用の大光束ＬＥＤ−ＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）光源を発光装置に組み込み使用する場合に、充電部を保護するとともに、絶縁性及び放熱性に優れたＬＥＤ光源取付け構造を有する発光装置や照明器具を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、基板と、基板にＬＥＤベアチップを実装・樹脂封止した発光部と、発光部の発光領域外の基板表面に設けられた給電用の電極とを有するＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源を挟み込むように固定する、絶縁性を有する下側支持体及び上側支持体と、を備え、下側支持体は、ＬＥＤ光源が配置される光源配置凹部と、上側支持体が配置される上側支持体配置凹部とを有し、上側支持体の内側に、ＬＥＤ光源の電極に電気接続可能にする導電端子を有し、導電端子は、外部のリード線に繋がり、下側支持体の光源配置凹部の、ＬＥＤ光源の背面のエッジに相対する位置に、ＬＥＤ光源の背面のバリを落とし込むバリ避け溝を設け、かつ、光源配置凹部のうち、バリ避け溝で囲まれた領域を、ＬＥＤ光源の背面に接触可能な平坦面としたものである。

本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。絶縁性材料を用いた上側支持体及び下側支持体によりＬＥＤ光源を固定するので、ＬＥＤ光源の基板が金属製であったとしても、ＬＥＤ光源から装置筐体（金属）までの絶縁距離を、ＪＩＳ基準（Ｃ ８１４７−１）と比較しても、十分に確保することができる。また、ＬＥＤ光源を直接ねじ固定する必要がないため、ねじを介して筐体に漏電するようなこともない。さらに、上側支持体の導電端子は、ＬＥＤ光源の表面電極の上側から、絶縁処理がされていないＬＥＤ光源の基板側面に接触することがないよう押圧固定するため、ＬＥＤ光源がショートし不具合を起こすことがない。

また、上側支持体の導電端子及びそれと接合するＬＥＤ光源の基板上の電極（電源端子）は、外殻になる上側支持体及び下側支持体の内側に位置する構成となるため、人体が直接触れることがないよう充電部を保護することができる。また、上側支持体及び下側支持体のうち少なくとも下側支持体をアルミナのような高熱伝導性材料で構成することで、ＬＥＤ光源の発する熱を効果的に外部に放散することが可能となる。さらに、支持体や固定具をねじ固定する際、その固定部位を下側支持体の肉厚領域や筐体（光源設置台）とするので、材料割れのリスクを極力抑えることができる。

以上のように、組立時の部品損壊リスクを低減させ、絶縁性確保や充電部保護といった安全性面での性能を向上させる効果を有する。さらに、上側支持体及び下側支持体の材料選定により放熱性及び光損失の少ない光源固定構造を有する発光装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１の発光装置に組込むＬＥＤ光源の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１の発光装置を示す、組立前の側面図（断面図）である。 本発明の実施の形態１の発光装置を示す、組立完成時の側面図（断面図）である。 上側支持体の側面図（断面図）である。 本発明の実施の形態１の発光装置を示す上面図である。 本発明の実施の形態１の発光装置を示す上面図である。 上側支持体の他の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の発光装置を示す立体的外観図（分解斜視図）である。 本発明の実施の形態１の発光装置を示す立体的外観図（分解斜視図）である。 本発明の実施の形態２の発光装置を示す側面図（断面図）である。 本発明の実施の形態２の発光装置を示す上面図である。 本発明の実施の形態３の発光装置を示す側面図（断面図）である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の発光装置に組込むＬＥＤ光源１の構成例を示す図である。図１に示すＬＥＤ光源１は、基本的には、必要な導電パタンが形成された放熱性の光源基板２の上に複数（数十〜数百個）の青系ＬＥＤベアチップを実装し、黄色系蛍光封止樹脂３で封止した発光部を有するもので、駆動時に発光部が白色発光するものである。また、ＬＥＤ光源１は、表面の少なくとも封止樹脂領域を確保し、樹脂流動を防止する白色樹脂のダム材４と、表面電極５とを備えている。また、ＬＥＤ光源１は、ダム材４の外側の表面電極５以外の領域には、絶縁性を保つために薄い白色レジスト絶縁層６を備えている。このようなＬＥＤ光源１は、一般にＬＥＤ−ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプと呼ばれることが多く、本明細書中でもそのように呼ぶこととする。

通常、ＣＯＢタイプのＬＥＤ光源１の放熱性基板２としては、アルミナなどのセラミックス系材料やアルミニウムなどの金属系材料が用いられる。そのうち、本実施例では、後者のアルミ基板を用いた市販ＣＯＢ光源を対象にして説明を行う（例えばシチズン電子製ＣＬＬ０＊０シリーズ）。そのようなアルミ基板２は、基板２の切り出し後、基板２端面すなわち側面、及び背面を絶縁処理しないものが少なくなく、それを用いた光源装置では絶縁性など十分安全面に配慮した構成が必要になる。また、ＬＥＤ光源１の背面のエッジには、基板２を分割加工する際に生じた、高さ約数十〜数百μｍ程度のバリ７がある場合が少なくない。

さらに、図１のＬＥＤ光源１では、表面電極５が基板２の端部に基板２の側面からかなり短距離（約１ｍｍ以下）で配置されている。そのため、そのＬＥＤ光源１を装置の金属筐体に直接取り付けるような場合は、ＬＥＤ光源１と金属筐体との間で十分な絶縁距離（沿面距離、空間距離）を確保できないといった欠点がある。

図２および図３は、そのようなＬＥＤ光源１を安全に組込む構成の発光装置の一実施例であり、本発明の実施の形態１の発光装置を示す図である。図２は、固定前の側面図（断面図）を示し、図３は、固定後の側面図（断面図）を示す。図２および図３に示す発光装置は、下側支持体１１と上側支持体２０とでＬＥＤ光源１を挟み込むように取付ける構成のものである。絶縁、かつ、放熱性の下側支持体１１は、ＬＥＤ光源１とほぼ同じサイズの光源配置凹部１５と、上側支持体２０の嵌合配置を可能とする上側支持体配置凹部１４とを有する。光源配置凹部１５内にＬＥＤ光源１が配置される。

上側支持体２０は、絶縁材料で構成される。上側支持体２０の内部（接合端子収納部２２）には、例えば板ばね状の導電性（金属製）の接合端子２６（導電端子）が備えられる。接合端子２６は、外部からの電源供給線（リード線２７）と繋がる。下側支持体１１の所定位置に固定されたＬＥＤ光源１の表面電極５と、接合端子２６の先端である接合端子先端２３とが電気的に接続する。この際、外部電源供給線との接続については、図４に示すように接合端子２６に外部電源供給線挿入部２５（リード線挿入部）を設けておき、外部から差込み固定するような構造を有するもの、あるいは、予め接合端子２６にはんだ付けする構造でもかまわない。リード線２７を挿入する構成とする場合には、一度挿入したリード線２７の抜けるのを防止するストッパーや爪を設けることで、組立時や使用時に誤ってリード線２７が抜け電源供給が断たれるようなことを避けることができる。なお、接合端子２６自体は、上側支持体２０の接合端子収納部２２に固定するように組込んで、上側支持体２０の構成材料中に埋め込む形態でもよい。

上側支持体２０は、下側支持体１１側から伸びる固定具２１で押圧固定する構成とし、表面電極５と接合端子２６とが電気的に接合する。図４は、上側支持体２０の側面図（断面図）を示す。図４に示すように、上側支持体２０は、その下方裏側の接合端子収納部２２に、外部電源供給線挿入部（外部端子挿入部）２５を備え、外部電源供給線挿入部（外部端子挿入部）２５には、外部からリード線２７が挿入される。

下側支持体１１の光源配置凹部１５上に置かれたＬＥＤ光源１の固定は、ＬＥＤ光源１の上側に上側支持体２０を配置した後、例えば金属製の固定具２１により、上側支持体２０の表面から押付けて行われる。固定具２１は、ねじ２４により固定される。ねじ２４は、下側支持体１１に形成された取付けねじ穴１３を通り、設置台４０（放熱性設置部）に形成されたねじ穴に挿入して締結される。これにより、固定具２１及び下側支持体１１が共にねじ２４により設置台４０に固定される。なお、設置台４０とは、例えば、装置筐体の放熱性部位、あるいは金属製とした装置筐体、また、ＬＥＤ光源１の放熱のために設けたヒートシンク、あるいはそれら筐体やヒートシンクに繋がるアルミニウムなどの基台である。

このような構成により、上側支持体２０が押圧固定されることで、接合端子先端２３は、ＬＥＤ光源１の表面電極５に押圧接続される。固定具２１による固定箇所数は、図５（上面図）に示すように、ＬＥＤ光源１の対角の２箇所、あるいは図６（上面図）に示すようにＬＥＤ光源１の各辺に位置する４箇所などとする。図５及び図６は、あくまでも押圧固定の方法の一例であり、電気接続可能とするものであれば固定具取付け位置や、上側支持体２０の押圧部位などはそれらに限るものではない。

図１に示すＬＥＤ光源１は、表面電極５が基板２の端部に基板２の側面からかなり短距離（１ｍｍ以下）で配置されている。そのため、ＬＥＤ光源１を装置の金属筐体に直接取り付けるような場合は、ＬＥＤ光源１と金属筐体との間で十分な絶縁距離（沿面距離、空間距離）を確保する必要がある。そこで、絶縁性確保（ＬＥＤ光源１と筐体との絶縁距離確保）を考慮すると、少なくとも下側支持体１１を絶縁樹脂やセラミックスなどの絶縁材料で構成するのがよい。ただし、装置の発光効率向上には、ＬＥＤ光源１の発する熱の放熱性を高める必要性があり、その点から絶縁材料の中でも熱伝導率の高い、例えば窒化アルミニウムやアルミナなどのセラミックス材料を用いるとよい。

本実施形態では、そのうち、加工性が良く比較的安価なアルミナ材料を用いて下側支持体１１を構成した。アルミナ材料は、熱伝導率が比較的高く、高い放射率を有する（汎用材料でアルミナ純度９２％〜９８％で１５〜３０Ｗ／ｍＫ、純度９９．９％以上で熱伝導率３５〜４５Ｗ／ｍＫのものなど。放射率は放射率０．９程度）。この点で、従来の樹脂ソケット（例えば耐熱性樹脂のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で０．２７Ｗ／ｍＫ）と異なり、支持体形状によらずその光源の発する熱の放熱促進に対しては有効な部材である。

一方、上側支持体２０は、支持機能と充電部保護機能のみを考慮すれば、上記ＰＢＴやポリカーボネート、ポリエステル、エポキシ、ナイロンなどを基材とする耐熱性樹脂材料で構成して構わない。しかしながら、後述するように放熱性効果や光反射効果を高める場合には、上側支持体２０もアルミナ材料で構成することが好ましい。アルミナ材料で構成すれば光反射性能を高めることもできるため（反射率９０％台）、耐熱性、耐光性にも優れるため高い発光効率を得ることができる。

また、ねじ固定の際、下側支持体１１については、図２および図３に示したように、下側支持体１１の肉厚部分でねじ２４の固定を行う構造とすることで、ねじ固定の際の衝撃による割れを無くすことができる。さらに、ＬＥＤ光源１を直接ねじ固定する必要はなく、ＬＥＤ光源１から設置台４０まで繋がる導電部も持たないため所望の絶縁距離を設けることができる。また、ＬＥＤ光源１の表面電極５の上部を上側支持体２０が覆うため、充電部に人体が触れることを防止できる。

ＬＥＤ光源１を下側支持体１１へ設置する際、下側支持体１１を高い熱放射特性（同様に熱吸収特性も高い）を有するアルミナ材料とすることで、ＬＥＤ光源１の背面を下側支持体１１の表面に広い面で接触配置させ、ＬＥＤ光源１の発する熱を効果的に下側支持体１１に放熱させることができる。しかしながら、ＬＥＤ光源１の背面のエッジには、基板２を分割加工する際に生じた、高さ約数十〜数百μｍ程度のバリ７がある場合が少なくなく、そのまま下側支持体１１に配置するとＬＥＤ光源１の背面の中心部が浮いてしまい（中間に空気層ができ）、放熱効果がかなり失われてしまうことが多い。

そこで、下側支持体１１の光源配置凹部１５の、ＬＥＤ光源１の背面のエッジに相対する位置に、バリ７が挿入可能なバリ避け溝（バリ避け凹部）１２を設け、かつ、バリ避け溝１２で囲まれた領域は、ＬＥＤ光源１の背面と接触可能な平坦面であるように構成する。このような構成により、ＬＥＤ光源１の背面のエッジにバリ７がある場合にも、バリ７を避けて、ＬＥＤ光源１の背面と下側支持体１１と広い面積で接触させ、熱抵抗を下げる構成とすることができる。その結果として、装置の放熱性を高めることができ、発光効率の高い発光装置を得ることができる。

図５及び図６に示すように、下側支持体１１には、上側支持体２０に備えられた接合端子２６に接続する電源供給線（リード線２７）が挿入する電源線引き出し溝（電源線引き出し凹部）３０が設けられている。電源線引き出し溝３０は、下側支持体１１からＬＥＤ光源１へ向けて伸びる固定具２１と重ならない位置にすることが好ましい。例えば、固定具２１が上側支持体２０に接触する固定端と固定具２１の取付けねじであるねじ２４とをむすぶ方向が、電源線引き出し溝３０の伸びる方向に対して略垂直になることが好ましい。このような構成により、電源供給線（及び接点周辺）を外部に引き出す際に、固定具２１がその障害となって電源供給線を大きく曲げねばならないなどの不都合を解消し、組立て性を高めることができる。

また、図５及び図６に示すように、固定具２１が上側支持体２０に接触する固定端が、上側支持体２０を介して表面電極５の上部に位置する（できるだけ近くに位置する）ように構成することが好ましい。このような構成とすることで、ＬＥＤ光源１の表面電極５に、上側支持体２０に備えられた接合端子２６の接合端子先端２３を強く押付けることができ、電極間の接続性を高めることができる。

また、下側支持体１１がアルミナ材料等で構成される場合には、ねじ２４の固定位置が下側支持体１１の薄い領域であると、ねじ２４の固定時に材料が割れてしまう場合がある。それに対し、本実施形態では、上側支持体配置凹部１４の外側の、下側支持体１１の厚みのある場所でねじ２４の固定を行うことにより、組立時の材料割れを確実に防ぐことができる。なお、ねじ２４の固定の際、図示していないが、設置台４０の背面側にナットを設け、このナットをねじ２４に螺合させて締結しても良い。

また、本実施形態では、下側支持体１１と設置台４０との固定と同時に固定具２１の固定を行うため、それらを別々に固定する場合に比べて、材料が割れるリスクを極力低く抑えることができる。したがって、組立時の材料損壊がなく、また組立性が良好な装置を得ることができる。なお、各図から明らかなように、ＬＥＤ光源１と固定具２１とは完全に絶縁されているため、固定用のねじ２４を介して通電するようなことはなく、絶縁性にも優れた装置を得ることができる。

ここで、アルミナ材料を用いる場合には、上側支持体２０、下側支持体１１に必要な特性により、上側支持体２０と下側支持体１１とでアルミナ素材を異なるものとしてもよい。例えば、ＬＥＤ光源１からの光放射方向を考慮すると、上側支持体２０の材料として、下側支持体１１の材料に比べて反射率（可視光反射率）の高い材料を用いることが好ましい。上側支持体２０の可視光反射率が下側支持体１１の可視光反射率に比べて同等以上であることにより、光反射効果を高め、発光効率の高い発光装置を得ることができる。また、ＬＥＤ光源１の発する熱の放熱性を高めるには、下側支持体１１の材料として、上側支持体２０の材料に比べて熱伝導率の高い材料を用いるのが理想である。下側支持体１１の熱伝導率が上側支持体２０の熱伝導率に比べて同等以上であることにより、放熱性を高めることができ、発光効率の高い発光装置を得ることができる。

高熱伝導性を有するアルミナ材料には、熱伝導性フィラーなどを混入したもの（外観的にクリーム色、灰色、黒色）があるが、これを下側支持体１１の構成材料とする場合には、それ自体が殆ど直接ＬＥＤ光源１の放射光が照射されることがないため、非常に有効に用いることができる。また、本発光装置を照明装置として、特に床面に向け光放射する向きで使用する器具では、ＬＥＤ光源１の熱の大半が下側支持体１１を介して設置台４０側へ放熱される一方で、上側支持体２０の特に内側側面にはＬＥＤ光源１の放射光が直接照射される。そのため、上側支持体２０の構成材料としては、熱伝導率が低くても、反射率の高い材料を選定するとよい。

そのことにより、ＬＥＤ光源１の固定部周辺での光取り出し効率及び放熱効果（光源温度上昇を抑える効果）をともに高めることができ、本発光装置の発光効率を効果的に高めることができる。さらに、上側支持体２０及び下側支持体１１のそれぞれを、反射率と放熱効果との両者を両立させる特性良好な同材料の部材として構成する必要がなく、材料単価も抑えることができる。その結果、上側支持体２０自体、下側支持体１１自体、及び本発光装置を安価に構成することができる。

また、図３に示すように、上側支持体２０の表面のうち、ＬＥＤ光源１の発光部（発光面）側に向く側面は、発光部から光照射方向へ向けて開口面積が広がるような斜面を有するように構成する。上側支持体２０は、内部に接合端子２６を備えているため、接合端子２６を収納するだけの厚みが必要となる。一方、ＬＥＤ光源１の放射光が上側支持体２０の表面に直接入射する割合が高くなるほど、装置としての光取り出し量が減る。上記のような斜面を上側支持体２０の表面に設けることで、上側支持体２０に必要な厚みを持たせても、ＬＥＤ光源１の放射光が上側支持体２０の表面に直接入射する割合を低くすることができるので、装置の光取り出し量を高く保つことができる。

なお、上側支持体２０の他の構成例として、図７に示すように、上側支持体２０のうち、接合端子２６を収納し肉厚にしなくてはならない領域（肉厚領域５０）以外の部分は、上側支持体２０自体をＬＥＤ光源１の発光部の外側で薄く形成するような構成（平坦面のような薄肉領域５１）としてもかまわない。このような構成にすることで、やはり上側支持体２０表面へ直接照射される光量が少なくなるため、装置の発光効率を高めることができる。

図８及び図９は、図２、図３及び図５に示す本実施の形態１の発光装置の立体的外観図（分解斜視図）である。図８と図９とは、観察方向が互いに異なる図である。図８及び図９に示すように、本実施形態の発光装置は、下側支持体１１、ＬＥＤ光源１、上側支持体２０、その上面に配置する固定具２１、上側支持体２０内に組み込まれる接合端子２６などを備え、これまで説明したように、ＬＥＤ光源１を下側支持体１１と上側支持体２０とで挟み込むように固定する。少なくとも下側支持体１１に熱伝導率の高いアルミナ材料を用いてＬＥＤ光源１と筐体（設置台４０）との間の絶縁性を確保し、上述したように上側支持体２０にも高反射率のアルミナ材料を用いて構成する。このような下側支持体１１は、例えば汎用に用いられる耐熱性樹脂（ＰＢＴなど）に比べて十分に高い熱伝導率及び高放射率特性を備えるため、光源駆動時の激しい発熱に対しても周囲への放熱性を高め、極端な温度上昇を抑制することが可能である。以上のように、絶縁性と放熱性を考慮したＬＥＤ光源１の取付け構造により、発光効率が良好で安全性に優れた発光装置を得ることができる。また、さらに上側支持体２０も熱伝導性で高反射率材料とすることで、やはり発光効率が良好な装置を得ることができる。

また、図２及び図３に示すように、ＬＥＤ光源１の背面と下側支持体１１との間に、例えばシリコーンなどを基材とする熱伝導性グリス、あるいは、熱伝導性シートなどの薄い軟質放熱性材料８を備えるように構成してもよい。これにより、ＬＥＤ光源１の背面と下側支持体１１との接触面における接触熱抵抗を抑え放熱性を高めることができる。また、下側支持体１１と設置台（筐体）４０との間に、同様の薄い軟質放熱性材料（図示省略）を備えるように構成してもよい。これにより、下側支持体１１と設置台（筐体）４０との接触面における接触熱抵抗を抑え放熱性を高めることができる。

実施の形態２．
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図１０は、本発明の実施の形態２の発光装置を示す側面図（断面図）である。図１１は、本発明の実施の形態２の発光装置を示す上面図である。

図１０及び図１１に示す本実施の形態２の発光装置では、固定具２１を、設置台（筐体）４０から下側支持体１１の表面以上の高さに突出させた固定具取付け部４１を設け、この固定具取付け部４１にねじ４３により固定具２１を固定する構成としている。下側支持体１１と、設置台４０との固定は、別途、例えばねじ４２で固定するようにする。本実施の形態２の発光装置によれば、固定具２１は、強固な設置台４０（例えばアルミ製）に固定できる。また、セラミックス製の下側支持体１１は、十分な厚み部分で設置台４０と固定される。そのため、さらにセラミックス材料が割れにくい構成とすることができる。

また、図１１に示すように、セラミックス製の下側支持体１１を、予め設置台４０の固定具取付け部４１に嵌合するような形状としておくことで、設置台４０と下側支持体１１との組合せの際、位置ずれがなく相互に固定することができ、組立時や使用時に部品が損壊することのない、組立性のよい装置を得ることができる。

実施の形態３．
次に、図１２を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図１２は、本発明の実施の形態３の発光装置を示す側面図（断面図）である。

以上で説明した実施の形態によりＬＥＤ光源１と設置台（筐体）４０との絶縁性を十分に確保できるが、本実施の形態３では、ＬＥＤ光源１の側面周辺に対する絶縁性をさらに上げる構成例を示す。図１２に示す本実施の形態３の発光装置では、下側支持体１１のバリ避け溝１２を、少なくともＬＥＤ光源１の幅より広めに設けるよう構成しておく。すなわち、バリ避け溝１２または光源配置凹部１５の内壁の側面と、ＬＥＤ光源１（基板２）の側面すなわち端面との間に隙間が形成されるように構成する。そして、バリ避け溝１２で囲まれる光源配置凹部１５の平坦部（光源裏面領域）に例えばディスペンサから滴下する方法などで熱伝導性グリス９の層（軟性樹脂層）を設ける。

この際、予めグリス粘度を調整しておきグリス充填量を多めに設定することで、熱伝導性グリス９は、光源配置凹部１５のバリ避け溝１２に充填されるとともにＬＥＤ光源１の基板２の側面すなわち端面を包み込む状態となる。このようにして、ＬＥＤ光源１の基板２の側面すなわち端面が熱伝導性グリス９で覆われた状態で、ＬＥＤ光源１を固定することが可能である。このような方法をとることにより、ＬＥＤ光源１と設置台（筐体）４０との間の絶縁距離を十分保つことができるとともに、ＬＥＤ光源１の基板２の端面の絶縁性を高めることができるため、特に、基板２の側面でアルミ材料が露出するような構成のＬＥＤ光源１を用いる場合に、ＬＥＤ光源１の周囲の絶縁性をさらに高めることができる。また、互いに近傍に位置するＬＥＤ光源１の表面電極５と、ＬＥＤ光源１の基板２の側面とが、何らかの要因により通電することを確実に防ぐことができ、結果としてＬＥＤ光源１の故障（例えば短絡故障）なども確実に防ぐことができる。

１ ＬＥＤ光源、２ 基板、３ 黄色系蛍光封止樹脂、４ ダム材、５ 表面電極、６ 白色レジスト絶縁層、７ バリ、８ 軟質放熱性材料、９ 熱伝導性グリス、１１ 下側支持体、１２ バリ避け溝、１３ 取付けねじ穴、１４ 上側支持体配置凹部、１５ 光源配置凹部、２０ 上側支持体、２１ 固定具、２２ 接合端子収納部、２３ 接合端子先端、２４，４２，４３ ねじ、２５ 外部電源供給線挿入部、２６ 接合端子、２７ リード線、３０ 電源線引き出し溝、４０ 設置台（筐体）、４１ 固定具取付け部、５０ 肉厚領域、５１ 薄肉領域

本発明に係る発光装置は、基板と、基板にＬＥＤベアチップを実装・樹脂封止した発光部と、発光部の発光領域外の基板表面に設けられた給電用の電極とを有するＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源の下側を支持する、絶縁性を有する下側支持体と、を備え、下側支持体は、ＬＥＤ光源の基板背面のエッジに生じたバリを落とし込むことができるバリ避け溝を有し、かつ、バリ避け溝で囲まれた領域に、ＬＥＤ光源の背面と面接触する平坦面を有するものである。

本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。絶縁性材料を用いた下側支持体によりＬＥＤ光源を固定するので、ＬＥＤ光源の基板が金属製であったとしても、ＬＥＤ光源から装置筐体（金属）までの絶縁距離を、ＪＩＳ基準（Ｃ ８１４７−１）と比較しても、十分に確保することができる。また、ＬＥＤ光源を直接ねじ固定する必要がないため、ねじを介して筐体に漏電するようなこともない。さらに、上側支持体の導電端子は、ＬＥＤ光源の表面電極の上側から、絶縁処理がされていないＬＥＤ光源の基板側面に接触することがないよう押圧固定するため、ＬＥＤ光源がショートし不具合を起こすことがない。

Claims (13)

1. 基板と、前記基板にＬＥＤベアチップを実装・樹脂封止した発光部と、前記発光部の発光領域外の基板表面に設けられた給電用の電極とを有するＬＥＤ光源と、
   前記ＬＥＤ光源を挟み込むように固定する、絶縁性を有する下側支持体及び上側支持体と、
   を備え、
   前記下側支持体は、前記ＬＥＤ光源が配置される光源配置凹部と、前記上側支持体が配置される上側支持体配置凹部とを有し、
   前記上側支持体の内側に、前記ＬＥＤ光源の前記電極に電気接続可能にする導電端子を有し、
   前記導電端子は、外部のリード線に繋がり、
   前記下側支持体の前記光源配置凹部の、前記ＬＥＤ光源の背面のエッジに相対する位置に、前記ＬＥＤ光源の背面のバリを落とし込むバリ避け溝を設け、かつ、前記光源配置凹部のうち、前記バリ避け溝で囲まれた領域を、前記ＬＥＤ光源の背面に接触可能な平坦面とした発光装置。
2. 前記上側支持体の前記導電端子と、前記ＬＥＤ光源の前記電極とが接合するように、前記下側支持体側から伸びる固定具で前記上側支持体を固定する請求項１記載の発光装置。
3. 前記下側支持体は、前記リード線で構成される電源線を引き出す電源線引き出し溝を有する請求項１または２記載の発光装置。
4. 前記下側支持体は、前記リード線で構成される電源線を引き出す電源線引き出し溝を有し、
   前記固定具が前記上側支持体に接触する固定端と前記固定具の取付けねじとをむすぶ方向が、前記電源線引き出し溝の伸びる方向に対して略垂直であり、
   前記固定具の前記固定端が前記上側支持体を介して前記ＬＥＤ光源の前記電極の上部に位置する請求項２記載の発光装置。
5. 前記下側支持体の背面側に放熱性設置部を備え、
   前記固定具と前記下側支持体とを通るねじにより前記固定具及び前記下側支持体を前記放熱性設置部に固定しつつ、前記上側支持体の前記導電端子を前記ＬＥＤ光源の前記電極に押圧する請求項２または４記載の発光装置。
6. 前記放熱性設置部は、前記下側支持体の表面以上の高さに突出させた固定具取付け部を有し、
   前記固定具を前記固定具取付け部に固定し、
   前記下側支持体を前記放熱性設置部に固定した請求項１乃至５の何れか１項記載の発光装置。
7. 前記下側支持体の構成材料がアルミナ材料である請求項１乃至６の何れか１項記載の発光装置。
8. 前記上側支持体の構成材料がアルミナ材料である請求項１乃至７の何れか１項記載の発光装置。
9. 前記上側支持体の可視光反射率が前記下側支持体の可視光反射率に比較し同等以上であり、かつ、前記下側支持体の熱伝導率が前記上側支持体の熱伝導率に比較し同等以上である請求項１乃至８の何れか１項記載の発光装置。
10. 前記ＬＥＤ光源の前記基板は、金属基板である請求項１乃至９の何れか１項記載の発光装置。
11. 前記上側支持体の表面のうち、前記ＬＥＤ光源の前記発光部側に向く面は、前記発光部から照射方向へ向け開口面積が広がる斜面を有する請求項１乃至１０の何れか１項記載の発光装置。
12. 前記ＬＥＤ光源の背面と、前記下側支持体との間に、ゲル状またはシート状の軟質放熱性材料を備える請求項１乃至１１の何れか１項記載の発光装置。
13. 前記バリ避け溝を前記ＬＥＤ光源より広めに設け、前記ＬＥＤ光源と前記光源配置凹部との間に軟性樹脂層を有し、前記光源配置凹部内に前記ＬＥＤ光源を配設する際、前記ＬＥＤ光源の前記基板の側面が軟性樹脂に覆われる構成とした請求項１乃至１２の何れか１項記載の発光装置。

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