JP4180576B2 - Ｌｅｄ照明装置およびカード型ｌｅｄ照明光源 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置およびカード型ＬＥＤ照明光源に関する。より詳細には、複数のＬＥＤが実装されたカード型ＬＥＤ照明光源を用いるＬＥＤ照明装置と、このＬＥＤ照明装置に好適に用いられるカード型ＬＥＤ照明光源とに関している。

照明器具や看板の光源として、従来から白熱電球、蛍光ランプ、高圧放電ランプなどが使用されている。これらの光源に変わる新しい照明光源として、ＬＥＤ照明光源の研究が進められている。このＬＥＤ照明光源は、上記の光源と比べて寿命が長いという優れた利点があり、次世代の照明光源としての期待は大きい。しかし、１個のＬＥＤ素子では、光束が小さいため、白熱電球、蛍光ランプと同程度の光束を得るためには、複数のＬＥＤ素子を配置してＬＥＤ照明光源を構成する必要がある。

以下、図面を参照しながら、従来のＬＥＤ照明光源を説明する。

図１（ａ）および（ｂ）は、従来のＬＥＤ照明光源の構成を示し、図２（ａ）および（ｂ）は、そのＬＥＤ照明光源におけるＬＥＤの断面構成を示している。

このＬＥＤ照明光源は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、基板２１を備えており、その基板２１の上に複数のＬＥＤベアチップ２２が実装されている。本明細書において、「ＬＥＤベアチップ」とは、基板２１に実装する前の段階において、ＬＥＤが樹脂などによってモールドされていないものを意味するものとする。また、実装前の段階でＬＥＤがモールドされており、発光部などが露出していない状態にあるＬＥＤを「ＬＥＤ素子」と呼んで区別することにする。図１（ａ）に示す基板２１の上には、ＬＥＤベアチップ２２から出た光を透過する孔２３ａが開けられ板２３が設けられている。一方、図１（ｂ）に示す基板２１の上には、ＬＥＤベアチップ２２から出た光を透過する層状の樹脂２４が形成されており、ＬＥＤベアチップ２２は樹脂２４で覆われている。

これらのＬＥＤ照明光源では、図２（ａ）および（ｂ）に示されるようにしてベアチップ状態のＬＥＤベアチップ２２が基板２１の上に実装されている。ＬＥＤベアチップ２２は、サファイアやＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ等の素子基板３１と、素子基板３１上に形成された発光部とを有しており、発光部は、ＧａＮ系等のｎ型半導体層３２、活性層３３、およびｐ型半導体層３４を積層することによって構成されている。ｎ型半導体層３２の電極３２ａおよびｐ型半導体層３４の電極３４ａは、それぞれ、金製のワイヤ４１および４２によって基板２１上の配線パターン２１ａと電気的に接続されている。なお、上記発光部の構成は一例に過ぎず、ＬＥＤは、量子井戸、プラッグ反射層、共振器構造などを備えていてもよい。

図１（ａ）および図２（ａ）に示される構成において、ＬＥＤベアチップ２２で発生した光は、板２３に設けられた孔（開口部）２３ｂの内周面に相当する反射面２３ａで反射され、素子外へ出射する。板２３の孔２３ｂには、ＬＥＤベアチップ２２とワイヤ４１および４２とをモールドするように樹脂２４が充填されている。また、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示される構成においては、ＬＥＤベアチップ２２で発生した光はモールド樹脂２４を介して素子外へ出射する。

ＬＥＤベアチップ２２におけるｎ型半導体層３２の電極３２ａとｐ型半導体層３４の電極３４ａとの間に順方向のバイアス電圧を印加すると、電子および正孔が半導体層内に注入され、再結合する。この再結合により、活性層３３で光が発生し、活性層３３から光が出射される。ＬＥＤ照明光源では、基板上に実装された複数のＬＥＤベアチップ２２から出射された光を照明光として利用する。

しかしながら、上記構成のＬＥＤ照明光源では、発光に伴ってＬＥＤベアチップ２２が多量の熱を発生する。発生した熱は、素子基板３１を介して基板２１から放散することが意図されている。しかし、このようなＬＥＤ照明装置の実用化にあたっては、以下のような解決すべき課題が残っている。

上述したように、各ＬＥＤベアチップ２２からの光束は小さいため、所望の明るさを得るためには、相当な数のＬＥＤベアチップ２２を基板２１上に配列する必要がある。このため、多数のＬＥＤベアチップ２２を設けても基板のサイズが大型化しないように、実装するＬＥＤベアチップ２２の高密度化を図らなければならない。

また、各ＬＥＤベアチップ２２の光束をできる限り増加させるために、照明以外の通常用途における電流（例えば２０ｍＡ程度；０．３ｍｍ角のＬＥＤベアチップを想定すると単位面積当たりの電流密度は約２２２．２［ｍＡ／ｍｍ²］）よりも大きな電流（過電流：例えば４０ｍＡ程度；前記に同じく単位面積当たりの電流密度は約４４４．４［ｍＡ／ｍｍ²］）を各ＬＥＤベアチップ２２に流す必要がある。各ＬＥＤベアチップ２２に大きな電流を流した場合には、ＬＥＤベアチップ２２からの発熱量が大きくなるため、ＬＥＤベアチップ２２の温度（ベアチップ温度）が高温に上昇する。ベアチップ温度はＬＥＤベアチップの寿命に大きな影響をもたらす。具体的には、ベアチップ温度が１０℃上昇すると、ＬＥＤベアチップ２２を組み込んだＬＥＤ装置の寿命は半減するといわれている。

このため、一般にＬＥＤの寿命は長いと考えられているが、ＬＥＤを照明用途に用いる場合は、その常識は通用しなくなる。また、発熱量の増加に伴ってベアチップ温度が高くなると、ＬＥＤベアチップ２２の発光効率も低下するという問題もある。

以上の理由から、多数のＬＥＤベアチップ２２を高密度で実装したＬＥＤ照明装置を実用化するには、従来以上に高い放熱性を実現し、ベアチップ温度を低く抑えなければならない。また、ＬＥＤベアチップ２２から発する光をできる限り無駄なく照明光として使用できるように、光の利用効率を高くする必要もある。

このような課題を解決するため、従来から種々のＬＥＤベアチップを集積したＬＥＤ照明光源の提案がなされてはいるが、それらのすべての課題に十分に対応できるＬＥＤ照明光源の出現は見られていない。

以下、図１（ａ）および（ｂ）や図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら、従来のＬＥＤ照明光源の問題を説明する。まず、ＬＥＤの連続した点灯により、集積された多数のＬＥＤ基板の中央部が熱くなり、ＬＥＤ基板の周辺部との温度差が大きくなるという問題がある。例えば、図１（ａ）および図２（ａ）に示す構成は、ＬＥＤのドットマトリクスディスプレイに採用されている。ＬＥＤディスプレイでは、板２３が各ＬＥＤの発光と非発光の部分のコントラストを上げるように機能する。ディスプレイの場合、全てのＬＥＤが常に大出力で点灯状態になることはなく、発熱は大きな問題にならないが、照明装置として使用する場合には、全ＬＥＤが長時間点灯状態を維持するため、発熱の問題が顕在化する。

上記従来の構成例では、基板２１および板２３の材料に樹脂が用いられ、一体化される。このため、基板２１および板２３の各熱膨張率は略等しいが、通常の樹脂材料の熱伝導率は低く、熱がこもりやすくなるので、大出力で常時点灯される照明装置には適していない。

また、一体化される基板２１と板２３の基板中央部と周囲部には温度差があるため、材質の熱膨張率差により基板周囲部に大きな応力が発生する。照明装置にＬＥＤを応用する場合、ＬＥＤの点灯・消灯を繰り返すたびに加熱による応力が発生するため、ついにはＬＥＤの電極３２ａや電極３４ａの断線につながる。

更に、板２３を個別に構成せずに、熱伝導率の高い基板材料と同程度の熱伝導率を示す材料を用いて板２３に相当する厚さの部分を基板自身に形成し、その基板にＬＥＤベアチップを実装する凹部を設けた場合でも、基板材料の熱伝導率に放熱と均熱化の能力が律則される。

また、上記の構成を採用した場合、基板自身を厚くする必要があることと、ＬＥＤベアチップ２２が実装される基板を薄くすることができないことから、熱伝導率が高くとも、基板に熱が蓄積される。このため、照明装置のように、大きな電流で通電点灯状態が長時間連続すると、基板中央に実装されたＬＥＤベアチップの温度が特に上昇し、基板中央と周囲との間で大きな温度差が発生する。従って、高い熱伝導率を有する基板材料の特性が活かせず、放熱の問題を解決できない。更に、基板表面に形成する凹部を大きくしなければ、ＬＥＤベアチップ２２を実装し、かつ、ＬＥＤベアチップ２２をワイヤボンドにより配線するスペースを確保できず、光学系が大型化してしまうという問題もある。更には、凹部内にＬＥＤベアチップ２２を実装することは各種ボンダーのキャピラリーやコレットのサイズの観点から、困難である。キャピラリーやコレットを凹部内に挿入可能とするには、凹部と光学系（光出射領域）のサイズを大きくすることが必要となる。

一方、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示す構成によれば、モールド樹脂２４が基板２１の片面を覆うため、モールド樹脂２４の硬化時に中央と周囲に硬化反応の時間差が生じ、樹脂内部に大きな残留応力が発生する。更に、ＬＥＤベアチップ２２から発した光が、他のＬＥＤベアチップ２２によって吸収されるため（ＬＥＤによる自己吸収）、ＬＥＤ全体からの光取り出し効率が低下する。更に、モールド樹脂２４は保熱材料として働くため、基板中央部と周囲部には温度差が発生し、材質の熱膨張率差に起因して基板周囲部にモールド樹脂２４の応力が伝播する。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、先述の課題のうちＬＥＤの点灯・消灯の繰り返しによる応力発生で生じる断線を解決できるＬＥＤ照明光源を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ照明光源は、少なくとも配線パターンと、無機フィラーと樹脂組成物とを含むコンポジット材料から形成されている絶縁層が形成されている金属ベース基板と、前記金属ベース基板の片面に実装された複数のＬＥＤベアチップと、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されている基板面に設けられた光学反射板と、前記金属ベース基板と前記光学反射板との間に応力緩和手段とを備えている。

好ましい実施形態において、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されていない基板裏面と前記ＬＥＤベアチップとの間の熱抵抗が１０℃／Ｗ以下である。

好ましい実施形態において、前記熱抵抗が５℃／Ｗ以下である。

好ましい実施形態において、前記熱抵抗が２℃／Ｗ以下である。

好ましい実施形態において、前記無機フィラーは、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄およびＡｌＮから選択された少なくとも１種類の材料から形成される。

好ましい実施形態において、前記ＬＥＤベアチップは、フリップチップボンディングにより、前記金属ベース基板の配線パターンに直接実装されている。

好ましい実施形態において、前記ＬＥＤベアチップは、面実装素子（ＳＭＤ：サーフェス・マウント・デバイス）またはチップ型素子として組み込まれる。

好ましい実施形態において、前記光学反射板の前記孔に光学レンズが配置されている。

好ましい実施形態において、前記絶縁層は白色である。

好ましい実施形態において、絶縁層を介して積層された２層以上の配線層を備えており、前記絶縁層の所定位置において前記２層以上の配線層を相互接続する構造を有している。

本発明による他のＬＥＤ照明装置は、基板の片面にＬＥＤが実装された着脱可能なカード型ＬＥＤ照明光源に接続される少なくとも１つのコネクタと、前記コネクタを介して前記カード型ＬＥＤ照明光源と電気的に接続される点灯回路とを備えている。

好ましい実施形態において、前記基板は、前記ＬＥＤが実装されている面に絶縁層および導電性配線パターンが設けられた金属ベース基板である。

好ましい実施形態において、前記ＬＥＤは、ベアチップ状態で前記基板に実装されている。

好ましい実施形態では、前記基板のうち前記ＬＥＤが実装されている基板面の一端側に給電電極が形成されており、前記基板において前記ＬＥＤが実装されている光出射領域の中心位置が前記基板の中心位置からずれている。

好ましい実施形態では、前記基板のうち前記ＬＥＤが実装されていない基板裏面と熱的に接触し、前記基板裏面から熱を受け取る熱伝導部材を備えている。

好ましい実施形態において、前記基板裏面と前記熱伝導部材との間の接触面積は、前記基板において前記ＬＥＤが実装されている光出射領域の面積に等しいか、それ以上である。

好ましい実施形態では、前記点灯回路に対して外部から電気エネルギーを供給するための給電ソケットを更に有している。

好ましい実施形態において、前記給電ソケットは、電球用口金である。

好ましい実施形態では、前記コネクタに接続された状態の前記カード型ＬＥＤ照明光源から出た光を透過するカバーを備えている。このカバーは、光の反射、屈折、拡散を行うように種々の光学的特性を備えていてもよい。

好ましい実施形態では、前記カード型ＬＥＤ照明光源の固定および取り外しが可能な受容部と、前記カード型ＬＥＤが前記受容部から外れることを防止する脱落防止手段とを備えており、前記脱落防止手段は、人間の指によって前記受容部から前記カード型ＬＥＤ照明光源を取り外すことが可能なように動作する。

好ましい実施形態において、前記基板のうち前記ＬＥＤが実装されている基板面の形状は略長方形であり、前記受容部は、前記カード型ＬＥＤ照明光源をスライドさせるように案内するガイドを有しており、前記受容部に固定された前記カード型ＬＥＤ照明光源は前記コネクタからの給電を受けるとともに、前記カード型ＬＥＤ照明光源の前記基板裏面が前記受容部と熱的に接触する。

好ましい実施形態では、前記カード型ＬＥＤ照明光源を前記受容部に固定する固定部を有する可動機構を備え、前記受容部に固定された前記カード型ＬＥＤ照明光源は前記コネクタからの給電を受けるとともに、前記カード型ＬＥＤ照明光源の前記基板裏面が前記受容部と熱的に接触する。

好ましい実施形態では、前記カード型ＬＥＤ照明光源のＬＥＤが実装されていない基板裏面と前記ＬＥＤとの間の熱抵抗が１０℃／Ｗ以下である。

好ましい実施形態では、前記基板のうち前記ＬＥＤが実装されていない基板裏面からの熱を放熱させる手段を備えている。

本発明のカード型ＬＥＤ照明光源は、金属ベース基板と、前記金属ベース基板の片面に実装された複数のＬＥＤベアチップとを備えたカード型ＬＥＤ照明光源であって、コネクタおよび点灯回路を備えた照明装置に着脱可能に支持され、かつ、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されていない基板裏面が前記照明装置の一部に熱的に接触し、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されている前記基板片面に給電端子が設けられている。

好ましい実施形態では、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されている基板面に、各ＬＥＤベアチップを取り囲む孔の開いた光学反射板が設けられ、かつ、各ＬＥＤベアチップが封止されている。

好ましい実施形態では、前記光学反射板の前記孔に光学レンズが配置されている。

好ましい実施形態では、前記金属ベース基板と前記光学反射板との間に応力緩和手段が配置されている。

好ましい実施形態において、前記金属ベース基板の中心位置は、前記金属ベース基板において前記ＬＥＤベアチップが実装されている光出射領域の中心位置からずれている。

好ましい実施形態では、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されていない基板裏面と前記ＬＥＤベアチップとの間の熱抵抗が１０℃／Ｗ以下である。

好ましい実施形態において、前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されている基板面には絶縁層および導電性配線パターンが形成されており、前記絶縁層は、少なくとも無機フィラーおよび樹脂組成物を含むコンポジット材料から形成されている。

好ましい実施形態において、前記絶縁層は白色である。

好ましい実施形態では、絶縁層を介して積層された２層以上の配線層を備えており、前記絶縁層の所定位置において前記２層以上の配線層を相互接続する構造を有している。

好ましい実施形態において、前記複数のＬＥＤベアチップの少なくとも一部は、フリップチップボンディングにより、前記金属ベース基板の配線パターンに接続されている。

好ましい実施形態では、前記ＬＥＤベアチップから出た光の少なくとも一部を受け、可視光を発する蛍光体が前記金属ベース基板上に設けられている。

本発明の装置は、上記いずれかのカード型ＬＥＤ照明光源を給電するコネクタを備えている。

本発明による他のカード型ＬＥＤ照明光源は、各々が素子基板上に発光部を有する複数のＬＥＤベアチップが放熱基板上に設けられているカード型ＬＥＤ照明光源であって、前記ＬＥＤベアチップは、前記発光部と前記放熱基板との距離が前記素子基板と前記放熱基板との距離よりも小さくなるようにして前記放熱基板上に設けられ、前記ＬＥＤベアチップの前記素子基板の光出射表面は、辺縁部が中央部に比べて低背になるような傾斜面状を形成している。

好ましい実施形態において、前記ＬＥＤベアチップは、前記放熱基板に直接フリップチップボンディングされている。

好ましい実施形態において、前記放熱基板は、コンポジット基板である。

好ましい実施形態では、前記ＬＥＤベアチップの各々を囲むように配置され、前記ＬＥＤベアチップからの光の方向を制御する光学反射板が前記放熱基板上に設けられている。

本発明のＬＥＤ照明光源によれば、光学反射板と金属ベース基板との間に応力緩和層を設けることにより、点滅試験の熱衝撃による応力が加えられている過酷な条件のもとでも、不点灯や信頼性低下を抑制することができる。

本発明のＬＥＤ照明装置は、着脱可能なカード型ＬＥＤ照明光源に電気的に接続されるコネクタと、このコネクタを介してカード型ＬＥＤ照明光源と電気的に接続される点灯回路とを備えており、カード型ＬＥＤ照明光源を装着することにより、照明光を放射することができる。カード型ＬＥＤ照明光源は、後に詳しく説明するように、複数のＬＥＤが放熱性に優れた基板の片面に実装された構成を有している。

従来のＬＥＤ照明光源について説明したように、多数のＬＥＤ素子を基板上に高密度で実装し、かつ、各ＬＥＤ素子に大きな電流を流した場合、ＬＥＤの発熱量が過大なレベルに達し、ＬＥＤの寿命が短縮されるという問題があり、このことがＬＥＤ照明装置の実用化を阻んでいた。

本発明では、照明装置の光源部分を着脱可能なカード状構造物によって構成し、各ＬＥＤで発生した熱をスムーズに放熱させる効果を高めるとともに、寿命の尽きた光源だけを新しい光源と取替え可能とすることにより、ＬＥＤ照明装置の光源以外の構造体を長期間使用できるようにしている。

放熱性向上の観点からは、ＬＥＤはベアチップとして基板の片面に実装されている方が好ましい。これは、ＬＥＤで発生した熱が基板に直接的に伝達され、より高い放熱性が発揮されるからである。

ＬＥＤおよび給電電極を基板の一主要面である片面に集中させることにより、その主要面と対をなす他面（裏面）を、広く放熱用の熱伝導面として機能させることが可能となる。このため、ＬＥＤ照明装置における熱伝導部材と接触する面積をＬＥＤが実装されている光出射領域の面積に等しいか、それ以上とすることが可能となる。熱伝導を促進するには、ＬＥＤが実装されていない基板裏面を金属から形成することが好ましい。

カード型ＬＥＤ照明光源のサイズや給電電極の位置を規格化することにより、多様な照明装置におけるカード型ＬＥＤ照明光源の利用を可能とし、カード型ＬＥＤ照明光源の量産化によるコストダウンが可能となる。

給電電極のピッチは、電極間の絶縁性と他の機器の電極との整合の観点から、例えば、０．３、０．５、０．８、１．２５、１．２７、１．５、２．５４ｍｍに設定される。カード型ＬＥＤ照明光源の基板を大量生産する際には、大きな基板の原板を分割して多数のカード型ＬＥＤ照明光源の基板を作製することが好ましいが、切断には加工誤差が存在する。カード型ＬＥＤ照明光源が着脱されるＬＥＤ照明装置のコネクタの寸法についても、機械的製造誤差が発生する。このため、電極間ピッチを小さくしすぎると、ＬＥＤ照明装置のコネクタ部で、給電電極どうしがショートする可能性がある。以上のことから、電極間ピッチは０．８ｍｍ以上の大きさに設定されることが好ましい。

また、ＬＥＤは高温において順方向電圧が低下するため、動作安定性の観点からは、定電圧駆動よりも定電流駆動を採用することが好ましい。定電流駆動を行う場合、カード型ＬＥＤ光源には定電流駆動のための駆動経路の数だけのグランドラインが必要となる。好ましくは、電気的に独立した複数のグランド給電電極が基板上に形成される。従って、このようなカード型ＬＥＤ照明光源に対応するＬＥＤ照明装置においても、複数のグランド電極コネクタを設けることが好ましい。前記カード型ＬＥＤ光源に多数の給電電極を配置する場合、電極間ピッチは２ｍｍ以下に設定することが好ましく、１．２５ｍｍ以下に設定することが更に好ましい。

後述するように、本発明のカード型ＬＥＤ光源およびＬＥＤ照明装置を用い、青、緑（青緑）、黄（橙）、赤、白のＬＥＤを個別に駆動することによって照明を行う場合は、各色のＬＥＤについて２つの電極（計１０個の電極）を設けることが好ましい。

本発明のカード型ＬＥＤ光源は、定電圧駆動のみならず定電流駆動に対応するように設計されても良いし、電気的に独立した多経路の駆動を行うようにしてもよい。これらの場合、カード型ＬＥＤ光源は、絶縁層を介して積層された２層以上の配線層を備え、前記２層以上の配線層を相互接続する構造を有することが望ましい。

２層以上の配線層を相互接続する構造としてビア構造を採用する場合、ビアの直径は、例えば１００μｍから３５０μｍの間で任意に設定可能である。ビアの穴あけ誤差を考えると、カード型ＬＥＤ光源の給電電極の幅は、ビアの直径の２倍から３倍の大きさを有することが好ましく、例えば、２００μｍ〜１０５０μｍの大きさを有する。

給電電極の長さは、ＬＥＤ照明装置のコネクタがビアと直接接触することがないように設定されることが好ましい。故に、給電電極の長さは、例えば１ｍｍ以上に設定されることが好ましい。ただし、カード型ＬＥＤ光源を小型化するためには、給電電極の長さを５ｍｍ以下に抑えることが好ましい。

以下、図面を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明装置の実施形態を最初に説明する。

（実施形態１）
図３（ａ）は、本発明によるＬＥＤ照明装置の一部を示す斜視図であり、着脱可能な複数のカード型ＬＥＤ照明光源１０が嵌め込まれるヒートシンク１９を示している。

カード型ＬＥＤ照明光源１０は、ヒートシンク１９の側面に設けられたスロットを通じて所定位置まで挿入される。ヒートシンク１９は、装着されたカード型ＬＥＤ照明光源１０の裏面と熱的に接触し、カード型ＬＥＤ照明光源１０の基板裏面から熱を外部に放散する。

ヒートシンク１９の中に挿入されたカード型ＬＥＤ照明光源１０は、ヒートシンク１９内に設けられているコネクタ（不図示）と電気的に接続される。カード型ＬＥＤ照明光源１０は、このコネクタを介して不図示の点灯回路と電気的に接続される。なお、本明細書において、「コネクタ」の文言は、着脱可能な機構により、カード型ＬＥＤ照明光源との電気的接続を行う部材・部品を広くカバーするものとする。コネクタとしては、各種メモリカードなどが着脱される多様な構成を有するものが存在しているが、本発明では、それら既存のコネクタと略同様の構成を有するコネクタを採用することができる。

このようなヒートシンク１９と点灯回路とを備えたＬＥＤ照明装置は、薄型化が容易であるため、面光源として好適に利用される。また、複数のカード型ＬＥＤ照明光源１０のいずれかが故障した場合、故障したカード型ＬＥＤ照明光源１０をヒートシンク１９から取り外し、新しい（故障または劣化していない）カード型ＬＥＤ照明光源１０を装着すれば、照明装置としての使用を継続することができる。

本発明の好ましい実施形態では、特別の道具・器具を用いずにカード型ＬＥＤ照明光源１０の着脱が簡単に行えるように、カード型ＬＥＤ照明光源１０の表面に給電電極を設けており、カード型ＬＥＤ照明光源１０をコネクタに接続するだけで給電電極とコネクタとの電気的接触および接続を実現できる。このようなカード型ＬＥＤ照明光源１０の構造として好ましい具体例は、後に詳しく説明する。

上述したように、図３（ａ）の例では、ヒートシンク１９がカード型ＬＥＤ照明光源１０の基板裏面（ＬＥＤが実装されていない側）に熱的に接触する。従って、このヒートシンク１９が、カード型ＬＥＤ照明光源の基板裏面から熱を受け取る熱伝導部材として機能するが、熱伝導部材としては、シリコングリースやゲルなどから形成した放熱シートを用いても良いし、これらの放熱シートとヒートシンクの組み合わせや、ヒートパイプやファンなどとの組み合わせを用いても良い。また、ＬＥＤ照明装置の筐体それ自体を熱伝導部材として用いても良い。

次に、図３（ｂ）を参照する。

図３（ｂ）に示すＬＥＤ照明装置は、公知の白熱電球と置き換え可能な照明装置であり、カード型ＬＥＤ照明光源を着脱可能に支持するアダプタ２０と、装着された状態のカード型ＬＥＤ照明光源を覆う光透過カバー２０ａとを備えている。アダプタ２０の内部には不図示の点灯回路が設けられている。アダプタ２０の下部には、外部から内部の点灯回路に電気エネルギーを供給するための給電ソケット（スクリューソケット）が設けられている。この給電ソケットの形状およびサイズは、通常の白熱電球に設けられた給電ソケットの形状およびサイズと等しい。このため、図３（ｂ）のＬＥＤ照明装置は、白熱電球がはめ込まれる既存の電気器具にそのまま装着されて使用され得る。なお、スクリュー型ソケットに代えて、ピン型ソケットを採用してもよい。

図３（ｂ）に示されているＬＥＤ照明装置のアダプタ２０には、カード型ＬＥＤ照明光源１０を挿入するためのスロットが設けられている。スロットの奥には、不図示のコネクタが配置されており、このコネクタを介してカード型ＬＥＤ照明光源１０と点灯回路との電気的接続が行われる。なお、図示されている例では、アダプタ２０にスロットが設けられ、このスロットを介してカード型ＬＥＤ照明光源１０の着脱が行われるが、着脱の形式はこれに限定されない。スロットを設けないタイプの実施形態については、後に説明する。 上述のように、図３（ｂ）のカード型ＬＥＤ照明光源１０は、コネクタに対して簡単に抜き差しが行える機構を有しているため、照明器具との間で容易に取り外し交換が可能となる。このようにカード型ＬＥＤ照明光源１０の取り外しが容易なため、以下に述べる利点がある。

まず、第１に、ＬＥＤの実装密度が異なるカード型ＬＥＤ照明光源１０を差し替えることにより、発光光量が異なる照明器具を容易に提供できる。第２に、カード型ＬＥＤ照明光源１０が短期間で劣化して光源としての寿命は短くなっても、通常の電球、蛍光灯の交換と同様に、カード型ＬＥＤ照明光源１０のみを差し替えるだけで光源部のみの交換を行うことができる。

第３に、カード型ＬＥＤ照明光源１０に実装されるＬＥＤを、相関色温度が低い光色用または相関色温度が高い光色用や青、赤、緑、黄など個別の光色を有するものとすることができる。このようなカード型ＬＥＤ照明光源１０から適切なものを選択すれば、対応するＬＥＤ照明装置に装着すれば、ＬＥＤ照明装置の発光光色を切り替えや制御することができる。

更に、多発光色（２種以上の光色）のＬＥＤをカード型ＬＥＤ照明光源１０に実装することにより、相関色温度が低い光色から相関色温度が高い光色まで、１枚のカード型のカード型ＬＥＤ照明光源１０によって発光光色を制御できる。この場合、２種の光色を用いた２波長タイプのときには演色性は低いが高効率な光源が実現可能であり、相関色温度が低いときには赤と青緑（緑）発光の組合せ、相関色温度が高いときには青と黄（橙）発光の組合せを採用することが望ましい。なお、青と赤との発光のＬＥＤの組合せに青で励起されこの中間の波長に発光ピークのある蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体など）を加えた場合は、高効率かつ平均演色評価数が８０以上の光源を実現できる。更に、３種の光色を用いた３波長タイプの場合は青と青緑（緑）と赤発光の組合せ、４種の光色を用いた４波長タイプの場合は青と青緑（緑）と黄（橙）と赤発光の組合せが望ましく、特に４波長タイプのときには平均演色評価数が９０を超える高演色な光源を実現できる。なお、実装されるＬＥＤベアチップが単色または紫外線を放射する場合や、ＬＥＤベアチップで蛍光体や燐光材を励起することによって白色発光する場合にも本発明を適用できる。また、蛍光体や燐光材を基板に含有させてもよい。更に、青発光のＬＥＤと青色光で励起される蛍光体や燐光材と赤発光ＬＥＤを組み合わせ、高効率・高演色を同時に満足させることもできる。

上述のカード型ＬＥＤ照明光源１０は、正方形のカード型形状を有しているが、本発明は、これに限定されない。給電用の電極（給電電極）は、カード型ＬＥＤ照明光源１０の基板上において、ＬＥＤが配列されている領域の周辺部に形成されることが好ましい。より望ましい態様では、基板周辺の一端（一辺）の近傍に複数の給電電極が配列される。給電電極の数が多い場合、基板の一辺を長くした長方形状を採用してもよい。この場合、ＬＥＤのクラスター中心（ＬＥＤが配列された光出射領域の中心）と基板の中心とがずれるため、曲げストレスが光学系を有する光出射領域の中心に加わらないため、曲げストレスに強くなる。また、長方形形状の角を丸めることで人間の指でカード型ＬＥＤを取り出す際に基板角部でＬＥＤ照明器具をスクラッチしてしまう可能性を減らすことができる。

なお、基板の一部に切り欠き、マーク、または凹凸を設けることによってカード型ＬＥＤ照明光源１０の方向を明確にしてもよい。こうすれば、カード型ＬＥＤ照明光源１０を照明装置に装着するとき、照明装置に対するカード型ＬＥＤ照明光源１０の位置決めを正確かつ容易に行うことができる。

上記の例では、カード型ＬＥＤ照明光源上に給電電極を設け、コネクタ電極と接続する構成を採用しているが、以下のような構成を採用することも可能である。

構成例１．面実装型のケーブルコネクタ部品をカード型ＬＥＤ照明光源の電極上に実装し、カード形ＬＥＤ照明光源自体に給電ケーブルをぬきさしできるようにする。

構成例２．カード型ＬＥＤ光源に直接給電ケーブルを接合し、カード形ＬＥＤ光源に接合されていない一端でケーブルを抜き挿しできるようにする。

以上の構成を採用する場合、給電ケーブルはフレキシビリティを有するフラットケーブルであることが好ましい。

（実施形態２）
次に、本発明によるカード型ＬＥＤ照明光源の実施形態を説明する。

図４（ａ）および（ｂ）は、本実施形態におけるカード型ＬＥＤ照明光源の構成を示している。本実施形態のカード型ＬＥＤ照明光源は、図３の照明装置に対して好適に用いられる。

本実施形態のカード型ＬＥＤ照明光源では、図４（ａ）に示すように、放熱基板１の片面に複数のＬＥＤベアチップ２が実装されている。図の例では、ＬＥＤベアチップ２が行および列からなるマトリクス状に配列されているが、本発明はこれに限定されず、ＬＥＤベアチップ２の配列パターンは任意である。

ＬＥＤベアチップ２が実装された放熱基板１に対して、更に、図４（ａ）の光学反射板３が組み合わせられ、図４（ｂ）に示すカード型ＬＥＤ照明光源が構成されている。光学反射板３には、放熱基板１上に配列されたＬＥＤベアチップ２に対応する開口部（孔）３ｂが形成されている。このため、光学反射板３の開口部３ｂを介してＬＥＤベアチップ２からの光が外部に取り出される。なお、光学反射板の開口部（孔）は、光取り出し効率を高めるため、放熱基板側よりも放熱基板と反対側の光出射部で径が大きくなるようにすることが好ましい。

本実施形態では、カード型ＬＥＤ照明光源の放熱基板１として、高い熱伝導率（３．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）を有するアルミナコンポジット基板を用いている。アルミナコンポジット製の放熱基板１は、ベースとなる金属板（厚さ：例えば０．５〜３．０μｍ）と、金属板上に設けられた絶縁層とを備えた金属ベース基板である。基板厚さは、熱によるそりや曲げ強度の観点からは０．７ｍｍ以上であることが好ましく、基板の切り出しの観点からは２．０ｍｍ以下であることが好ましい。放熱性を高めるという観点から、カード型ＬＥＤ照明光源のＬＥＤベアチップが実装されていない基板裏面と、ＬＥＤベアチップとの間の熱抵抗が１０℃／Ｗ以下に設定されることが好ましい。

次に、図５（ａ）および（ｂ）参照しながら、カード型ＬＥＤ照明光源の断面構成を詳細に説明する。図５（ａ）は、絶縁層を単層構成（絶縁層１ｃ）とした例の一部断面を示し、図５（ｂ）は絶縁層１ｃを複層（絶縁層１ｃおよび１ｅの２層）構成とした他の例の一部断面を示している。

図５（ａ）および（ｂ）からわかるように、本実施形態の放熱基板１は、金属板１ｂと、金属板１ｂ上に貼り付けられた絶縁層１ｃ（および絶縁層１ｅ）とを備えている。絶縁層１ｃ、１ｅは、無機フィラーおよび樹脂組成物を含むコンポジット材料から形成されていることが好ましく、絶縁層１ｃ、１ｅの厚さは、合計で、例えば１００〜４００μｍに設定される。図５（ｂ）は、絶縁層の２層化の一例を示しているが、更なる多層化も可能である。

無機フィラーとしては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄およびＡｌＮから選ばれた少なくとも一種類のフィラーを用いることが好ましい。充填率および熱伝導性を高めるという観点から、無機フィラーの粒形は球状であることが好ましい。無機フィラーが分散される樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂から選ばれた少なくとも一種類を含み、更には、前記無機フィラー７０〜９５重量％と前記樹脂組成物５〜３０重量％の混合から形成されることが好ましい。

金属板１ｂは、放熱基板１の機械的強度を保つとともに、放熱基板１の均熱化に寄与する。また、金属板１ｂは、裏面が平坦であるため、図示されていないヒートシンク部材などの熱伝導性に優れた部材と熱的に接触することにより、高い放熱効果を実現することができる。

他の実施例としては放熱基板１のベースメタルである金属板１ｂの真上の絶縁層１ｅについて上記の構成を持つものの代わりに、コンポジット材料よりも熱伝導率が低い低温焼成ガラス・セラミック基板を用いても良い。また、より高価であるが、熱伝導率が高いセラミック基板、ホーロー基板、窒化アルミニウム基板、酸化ベリリウム基板などを機材として用いてもよい。ただ、放熱性と機械強度を考えると、金属板を放熱基板１のベースメタルとして用いることが最も好ましい。この絶縁層として上記のセラミックス基板などの基板を選択し、金属板に貼り付けても良い。この場合、金属板に貼り付ける絶縁性基板の厚さは薄く、かつ、貼り付け可能なだけの強度を有することが好ましく、例えば８０μｍ〜１０００μｍの範囲に設定される。こうして、材質や組成の異なる絶縁層をベースメタル上に積層することも可能になる。

放熱基板１上には、配線パターン１ａ（および１ｄ）が形成されており、この配線パターン１ａ（および１ｄ）は、コンポジット材料から形成された絶縁層１ｃ（および１ｅ）により、金属板１ｂから電気的に絶縁されている。

図５（ｂ）の例では、１層目の絶縁層１ｃに形成したビア１ｆを介して、２層目の絶縁層１ｃ上に形成された配線パターン１ａと２層目の絶縁層１ｅ上に形成された配線パターン１ｄとが電気的に接続されている。

図５（ａ）に示す放熱基板１では、多色（例えば２〜４色）発光のために複数のＬＥＤを同一基板上に並べた場合、発光色毎に、図６（ａ）および（ｂ）に示すような単純な直並列接続かラダー接続を採用することになる。このようなラダー形の接続を採用することにより、ＬＥＤの電流電圧特性のバラツキを抑えながら点灯させることができる。また、１つのＬＥＤが断線した場合、図６（ａ）の回路では、その断線したＬＥＤと直列に接続する全てのＬＥＤが不点灯になるが、図６（ｂ）の回路ではその断線したＬＥＤのみが不点灯になるだけである。これに対して、図５（ｂ）のような多層構成の放熱基板１によれば、図１５に示すような電気的に異なる系のＬＥＤを隣接させる配置が可能となり、回路系事に不点や輝度ばらつきを更に感じにくくすることができる。また、多色のＬＥＤの混光にも有利となる。ラダー形の接続が可能となる。

本実施形態では、ベアチップ状態のＬＥＤ（「ＬＥＤベアチップ」）２を放熱基板１の上に直接搭載している。このＬＥＤベアチップ２は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、サファイアからなる素子基板１１上に発光部１５を備えており、発光部１５は、ＧａＮ系のｎ型半導体層１２、活性層１３、およびｐ型半導体層１４が積層された構造を有している。

本実施形態では、図１に示す従来例とは異なり、素子基板１１よりも発光部１５を放熱基板１に近い側に向けてＬＥＤベアチップ２を実装している。つまり、フリップチップボンディングにより、ｐ型半導体層１４の電極１４ａが放熱基板１の配線パターン１ａ上に直接接続されている。ｎ型半導体層１２の電極１２ａもワイヤを介さずに放熱基板１の配線パターン１ａにバンプ１６により接続されている。なお、電極１２ａおよび電極１４ａがいずれも各種のバンプ接合されることも可能であり、配線パターン１ａに金属接合されるＬＥＤベアチップ２のこれらの電極１２ａ、１４ａの面積が大きくなればなるほど、放熱には有利となる。この点からも、素子基板１１側から光を取り出し、発光部１５側に大きな金属コンタクト面積を取れる本実施形態の構成が有利である。

各ＬＥＤベアチップ２のサイズは、ＬＥＤベアチップの現状を考えた場合、縦および横が２５０〜３５０μｍ程度、厚さが９０〜３５０μｍ程度とすることが現実的であるが、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施形態のように、フリップチップ接続によってＬＥＤベアチップ２を配線パターンと接続し、ＬＥＤベアチップ２を縦および横１ｍｍ程度またはそれ以上に大きくし、１個のＬＥＤベアチップ２から取り出す光量を増加させる際にいくつかの利点が生じる。

ＬＥＤベアチップが５００μｍ以上に大型化した場合、電極と接合されて給電されるｐ型半導体、ｎ型半導体の抵抗およびその電流密度分布が原因となって、電極近傍では強く発光するが電極から遠いところでは発光が弱くなるという問題がある。本発明のように大型のＬＥＤベアチップをフリップチップ構成として、そのＬＥＤベアチップの電極を素子面積の５０％以上に大型化することにより、この問題は解決できる。この解決は、ＬＥＤベアチップの光とり出し面と給電面とが反対側になっている本発明の特有の構成から生じるものである。なお、ＬＥＤベアチップの電極をｐ型、ｎ型の一対にするのではなくて多数にすることにより、ＬＥＤベアチップ内の電流密度ムラを抑えることも可能である。この多数対の構成を従来のワイヤボンディングにて行う場合には、ワイヤの取り回しが長くなる、ワイヤボンディングの回数が増加する等の問題がある。

なお、本実施形態では、素子基板１１つまりＬＥＤベアチップの基板の表面（光出射側表面）が完全な平面ではなく、中央部が高くて周縁部に向かって低くなる形状（一例としてドーム状）をなしている。

ＬＥＤベアチップ２で発生した光の進行方向を制御する反射面３ａを各ＬＥＤベアチップ２を取り囲む位置に有し、各ＬＥＤベアチップ２の設置位置には孔３ｂが開いている金属（アルミニウム）製の光学反射板３が、放熱基板１に設けられている。そして、この孔３ｂには、ＬＥＤベアチップ２をモールドするように樹脂４（エポキシ、レジン、シリコーン、またはこれらの組み合せ）が充填されている。この充填された樹脂４は、レンズとして機能する。

このような構成により、電極１２ａ、電極１４ａ間に順方向のバイアス電圧を印加させた場合、ｎ型半導体層１２に注入された電子とｐ型半導体層１４に注入された正孔との再結合によって、活性層１３から光が出射され、この出射光を照明として利用する。また、図５（ａ）、（ｂ）の横方向に出射された光を光学反射板３の反射面３ａにて上方に反射させて光利用効率の向上を図っている。

本実施形態の場合でも、ＬＥＤベアチップ２の発光動作に伴って多量の熱が発生するが、この発生した熱は、発光部１５から直に放熱基板１へ放散される。また同時に、金属製の光学反射板３は、放熱基板１の均熱化にも寄与し、放熱基板１中央部への熱集中を抑制する効果も果たす。

本実施形態のＬＥＤベアチップ２は、例えば、次のような工程により作製される。

まず、直径２インチ程度のサファイア基板上に、ＧａＮ系のｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を例えばＣＶＤ法により順次積層形成し、更に電極１２ａ、１４ａを形成して半導体ウェハを製造する。そして、製造した半導体ウェハにサンドブラスト処理とダイシング処理とを組み合わせて各ＬＥＤベアチップ２を作製する。

サファイア基板側を上にした半導体ウェハに細かいセラミック粒または金属粒を吹き付けて、素子毎の分離溝をサファイア基板側から形成した後、その分離溝を更にダイシングして複数のＬＥＤベアチップ２に切り分ける。このようにすることにより、素子基板１１の光出射側表面がドーム状をなした複数のＬＥＤベアチップ２を作製する。ここで、吹き付けるセラミック粒または金属粒の流量、流速を制御することにより、素子基板１１の表面形状を制御できる。この他、ダイシング用ブレードの刃の形の異なるものを組み合わせ、まず傾斜部を切削形成してから、別の刃型を有するダイシング用ブレードで完全に個別に切り分けることでも実現可能である。

本実施形態では、従来のＬＥＤベアチップの上下に電極を構成した場合と異なり、フリップチップ構成を採用するとともに、ＬＥＤベアチップの上面が下面より小さくなっている。このため、上述した加工を行う際に、上面電極の大きさや損傷を気にする必要がなくなる。また、ＬＥＤベアチップの上面にワイヤがないため、ワイヤによる放射のけられ（妨害）をなくすことができ、ワイヤによる配光の乱れや光出力の低下を避けることができる。

本実施例ではサファイア基板を例にとったが、ＳｉＣ基板やＧａＮ基板などを用いも良い。重要な点は、可視光に限らず、ＬＥＤが輻射する光を透過する基板を用いれば良い。また、ＬＥＤベアチップを従来のスルーホール素子（砲弾形素子など）や面実装素子（ＳＭＤ（サーフェス・マウント・デバイス）やチップ型素子など）などの素子に組み込んで用いてもよい。

このようにして作製した複数のＬＥＤベアチップ２を、放熱基板１の配線パターン１ａ、１ａに電極１２ａ、１４ａを接続させて、マトリクス状に放熱基板１上に配設する。そして、光学反射板３を被せた後に、樹脂４にて各ＬＥＤベアチップ２をモールドする。なお、この光学反射板３の孔３ｂに樹脂４を封入する際に、印刷手法での樹脂封止を行うようにする場合には、一度に大量の樹脂レンズの形成が可能であって、量産効果を高くできる。

本発明のカード型ＬＥＤ照明光源では、発光部１５を放熱基板１側にして各ＬＥＤベアチップ２を設けているので、図１に示す従来例に見られるような給電用のワイヤを設ける必要がなく、ワイヤボンディングに要する領域も不要となるので、隣り合って設置されるＬＥＤベアチップ２、２の間隔を狭くでき、ＬＥＤベアチップ２の高集積化を図ることができる。なお、この点は発光色の異なる多数のＬＥＤベアチップ２（またはベアチップ）を使用しての混光にも有利である。

また、発光部１５にて発生した熱は、熱伝導率が高い放熱基板１を介して外部に効率良く放散される。この際、各ＬＥＤベアチップ２では熱を発生する発光部１５が放熱基板１に直接接続されているので、図１に示した従来例のように素子基板を介して熱が放散されるのではなく、発光部１５にて発生した熱が直接放熱基板１を介して外部に放散されることになり、その放熱性は優れている。よって、放熱性に優れていて、多量の熱が発生してもその発生した熱を容易に放散させてＬＥＤベアチップ２の温度上昇を抑制することができるため、各ＬＥＤベアチップ２に強い電流を流すことができ、大きい光束を得ることが可能となる。

なお、ＬＥＤベアチップ２の素子基板１１（サファイア）の屈折率と、樹脂４（エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂）の屈折率とは異なるので、素子基板１１の光出射側表面において、発光部１５から発せられた光の一部は各々の屈折率の差によって全反射する。この全反射された光はＬＥＤベアチップ２側に進むので、照明用としては寄与しない。従って、生じた光を有効に利用するためには、この全反射をできる限り抑制することが必要である。

本実施形態では、各ＬＥＤベアチップ２の素子基板１１の光出射側表面の形状を、発光面に対して水平ではなくドーム状に加工成形している。こうすることにより、発光部１５から発せられた光の全反射の割合を低くするようにしている。図７（ａ）は、光出射側表面がドーム状をなす本発明における光の進路を示す図であり、図７（ｂ）は光出射側表面が水平面をなす比較例における光の進路を示す図である。

光出射側表面が水平面をなす場合に、その周縁部にあっては入射角が大きくなって臨界角に達する光（図７（ｂ）のＢ）の割合も多くなり、全反射が起こり易くなる。これに対して、光出射側表面がドーム状をなす場合では、その周縁部にあっても光の入射角が臨界角に達する割合は少なくなり、発光部１５から発せられた大部分の光（図７（ａ）のＡ）は全反射されることなく外部に出射される。

素子基板１１の光出射側表面の形状をドーム状に加工成形したＬＥＤベアチップ２（本発明例）と、素子基板１１の光出射側表面が水平形状であるＬＥＤベアチップ２（比較例）とにおける光の出射光束のシミュレーション結果を図８（ａ）、（ｂ）に示す。図８（ａ）、（ｂ）を比較すると、本発明例では比較例に比べて照明光として寄与できる上方への光束が増大しており、光の外部取り出しを有効に行えていることがわかる。本発明者の測定によれば、本発明例では比較例に比べて光取り出し効率を１．６倍に向上できている。

このように、本発明のカード型ＬＥＤ照明光源では、素子基板１１の光出射側表面をドーム形状としたので、発生した光を外部へ無駄なく取り出すことができ、発生光における照明光への利用効率を非常に高くすることが可能となる。

なお、上述した例では、素子基板１１の光出射側表面の形状をドーム状としたが、全反射が起こりにくいような形状（中央部が高くて周縁部が低くなるような傾斜面状）であれば、任意の形状に設定することができる。例えば、図９（ａ）に示すように上記例と逆であって発光部１５側に凸状に傾斜面が形成された形状、図９（ｂ）に示すような傾斜角が一定である傾斜面（テーパ面）が形成された形状を用いるようにしても良い。

ただし、傾斜面が曲面でなく、平面または多面体である場合は、この効果が低下する。傾斜面はドーム状が好ましく、この場合にはＬＥＤベアチップ２自体にレンズが形成された効果を生じる。ＬＥＤベアチップ２自体がレンズ効果を有するため、ＬＥＤベアチップ２自体の配光がレンズ前面に集中し、ＬＥＤベアチップ２側方に出射される光量が低下する。これにより、ＬＥＤベアチップ２が組み込まれる光学系の迷光成分が減少し、その結果、カード型ＬＥＤ照明光源全体としての光利用効率が向上する。

上述した例では、ＧａＮ系半導体層／サファイア素子基板構成で青色光を発するＬＥＤベアチップ２を用いた青色光のカード型ＬＥＤ照明光源について説明したが、他の赤色光を発するＬＥＤベアチップ、緑色光を発するＬＥＤベアチップまたは黄色光を発するＬＥＤベアチップを用いるカード型ＬＥＤ照明光源であっても、本発明を同様に適用できることは勿論である。また、これらの４種のＬＥＤ素子を混在配置させ、それらの発色光を配光制御して白色光や可変色光を提供する白色カード型ＬＥＤ照明光源でも、本発明が適用可能であることは勿論である。

他の実施の形態としては、青色発光、緑（青緑）色発光を示すＳｉＣ基板、ＧａＮ基板などの異なる素子基板上に構成したＧａＮ系のＬＥＤが存在するが、この場合には素子基板自体が導電性を有するため、図５（ａ）および（ｂ）における活性層１３を挟んだｎ型、ｐ型半導体層１２、１４に電極を形成する他に、一方の電極を素子基板自体とする構成も可能である。

この他、黄（橙）色、赤色の発光を示すＡｌＩｎＧａＰ系のＬＥＤベアチップ（素子）の場合には、素子基板としてこれらの発光色に対して透過率が高いＧａＰ基板を使用して同様の構成をとることができる。

なお、ＡｌＩｎＧａＰ系のＬＥＤベアチップの発光部を、透明電極が形成されたサファイア基板、ガラス基板等の透明基板にウエファボンドすることでも同様の構成をとり得る。

更に、図１０に示すように、光学的な開口部を有した金属電極１８が形成されたサファイア基板、ガラス基板等の透明な素子基板１１に、同じく光学的な開口部を有した金属電極が形成されたＡｌＩｎＧａＰ系のＬＥＤベアチップ（素子）の発光部１５を金属接合（例えば超音波接合などを用いての金属接合）することでも同様の構成をとり得る。この場合、ウエファボンドの接合部は種々の形状をとることが可能であり、その一例を図１１（ａ）〜（ｄ）に示す。

ＡｌＩｎＧａＰ系ＬＥＤベアチップの場合、成長基板を除去しない状態で、まず、ベアチップの開口部を有した金属電極とウエファボンドされる透明な素子基板１１に開口部を有した金属電極とを金属接合してもよい。この場合、金属接合の後、ＬＥＤベアチップの成長基板を取り除く工程を行うことになる。素子基板１１の形状加工は、ウエファボンド工程の前後いずれの時点で行ってもよく、ＬＥＤベアチップの成長基板を取り除く工程の前後いずれの時点で行ってもよい。

なお、光学的に透明な接着手段を使用しても透明基板とＬＥＤベアチップの発光部とのウエファボンドが可能である。

上述した例では、サンドブラスト処理により素子基板１１の表面形状を形成したが、ウォータジェットによる加工または選択的な化学エッチング処理によりその表面形状を形成すること、ＬＥＤ素子基板１１と同等の屈折率を有する光学レンズを張り合わせるようにしても良い。また、ＧａＮ系のＬＥＤべアチップの加工について述べたように、ダイシングブレードの刃先を用いる切削によっても素子基板１１の表面形状を得ることが可能である。なお、これらの加工が施されたフリップチップ用ベアチップを従来の砲弾形やＳＭＤなどの素子に組み込んでも使用しても良い。

上記構成は、ワイヤボンドを不用とするため、光学系の小形化と高効率化に寄与する。

ＡｌＩｎＧａＰ系ＬＥＤを用いる場合でも、ＬＥＤベアチップが実装される基板（放熱基板）に近い側に位置するＬＥＤ電極の面積を大きくすることにより、実装用基板に向う光を反射させ、光取り出し効率が向上する。

なお、放熱基板１は、図５（ａ）、（ｂ）に示すような金属板ベース基板以外にも、金属コア基板等で作製することが可能である。ただし、金属ベース基板である場合には、基板下面が金属であるとともに、基板上にも金属製の光学反射板を配することが可能なため、基板の上面および下面からの両面放熱が可能となり、放熱効果はより大きくなる。

（実施形態３）
次に、本発明によるカード型ＬＥＤ照明光源の他の実施形態を説明する。

まず、図１２を参照しながら、本実施形態のカード型ＬＥＤ照明光源を説明する。

本実施形態のカード型ＬＥＤ照明光源は、図１２に示すように、金属板５０と、多層配線基板５１と、金属製の光学反射板５２とを備えている。金属板５０および多層配線基板５１は、全体として１つの「カード型ＬＥＤ照明光源」を構成している。

金属板５０は、放熱基板のベースメタルである。金属板５０および光学反射板５２は、アルミ、銅、ステンレス、鉄、または、これらの合金から作製され得る。金属板５０と光学反射板５２の材料は異なっていても良い。熱伝導率の観点から好ましい材料を並べると、銅、アルミニウム、鉄、ステンレスの順となる。一方、熱膨張率の観点から好ましい材料を並べると、ステンレス、鉄、銅、アルミの順となる。防錆処理などの使い勝手の良さからアルミニウム系材料が好ましく、熱膨張に起因する信頼性劣化を避ける観点からは、ステンレス系材料が好ましい。

金属板５０の裏面は、平坦であり、熱伝導性に優れた部材（不図示）の平坦な面と接触することができる。

金属板５０に対して、電解研磨、アルマイト処理、無電解メッキ、または電着などで絶縁処理を施しておけば、金属板５０が配線パターンに直接接触しても電気的ショートが発生しない。

なお、金属板５０の表面において、少なくともＬＥＤベアチップから放射された光を反射する部分に対して、反射率を向上させるための処理を行うことが好ましい。反射率向上のための処理には、屈折率の異なる物質層を多数積層する増反射処理や、金属板５０の表面における鏡面性を向上させる処理が含まれる。

多層配線基板５１は、実施形態２と同様に、無機フィラーと樹脂組成物との混合物からなる第１絶縁層と第２絶縁層の２層構造を有している。第１絶縁層と第２絶縁層との間には下層配線が形成されており、第２絶縁層の上には上層配線が形成されている。第２絶縁層に設けられたビアを介して上層配線と下層配線とが電気的に接続されている。

光学反射板５２の孔にＬＥＤ封止樹脂を充填し、樹脂からなる凹レンズまたは凸レンズを形成することも可能であるし、また、樹脂で孔部分を埋めることによって平坦化することも可能である。しかし、光学反射板５２の面積は多層配線基板５１の面積より小さいため、光学反射板５２の全体を樹脂でモールドすることも可能である。光学反射板５２を樹脂で完全に覆えば、封止性が向上する。

照明装置側に設けられるコネクタは、例えば、図１３に示されるように、カード型ＬＥＤ照明光源をスライドさせながら案内するガイド部を有する本体５５と、カード型ＬＥＤ照明光源と電気的に接続する複数のコネクタ電極５６と、熱伝導性に優れた金属プレート（底板）５７と、コネクタ電極を回路（点灯回路など）に接続する配線コード５８とを備えている。

コネクタに差し込まれたカード型ＬＥＤ照明光源の給電電極５４は、対応するコネクタ電極５６と接触し、導通する。放熱性の観点からは、コネクタにカード型ＬＥＤ照明光源を差し込んだとき、金属板５０の裏面の全部または１部がコネクタの金属プレート５７と熱的に接触することが好ましい。

本実施形態では、図１２に示すように、給電電極５４が多層配線基板５１の上面における４つの辺のうちの１つの辺の側に集中的に配列されているため、カード型ＬＥＤ照明光源は、図中の矢印Ａの方向に押されて、コネクタに差し込まれることになる。

図１２からわかるように、給電電極５４が設けられる領域の広さだけ、多層配線基板５１のサイズは光学反射板５２のサイズよりも大きくなる。このため、本実施形態では、ＬＥＤベアチップ５３がマトリックス状に実装されている領域（光出射領域またはＬＥＤクラスタ領域）の中心位置（光学中心）と基板の中心位置とが一致せず、カード型ＬＥＤ照明光源の曲げの応力中心が、もろい光学系の中心と一致せず、強度が向上している。また、給電電極５４を基板の一端に集中させることにより、多層配線基板５１の上面における他の３つの辺に対応する端部は、必ずしもコネクタの内部に完全に嵌め込まれる必要がなくなり、形状などの設計自由度が向上する。

多層配線基板５１（および金属板５０）の長辺方向サイズ（矢印Ａに平行な辺のサイズ）を適切に設定することにより、光学中心の位置を任意に調節することができる。

光学反射板５２は、基本的には、図４（ａ）に示す光学反射板３と同様の構成を有しており、ＬＥＤベアチップ５３の配列に対応する複数の開口部を有している。光学反射板５２の開口部には、樹脂レンズが形成されることが好ましく、この樹脂レンズによってＬＥＤベアチップ５３が封止されるため、ＬＥＤベアチップ５３と多層配線基板５１との接続がより強固なものとなる。このようにＬＥＤベアチップ５３と多層配線基板５１との接続が強固になると、カード型ＬＥＤ照明光源を放熱用部材にネジ止めする目的で、カード型ＬＥＤ照明光源のカードにネジ止め用の穴を設けたり、カードの基板のエッジ辺の一部にネジ止め用の円弧を設けることが可能となる。

図１４（ａ）および図１４（ｂ）を参照して、本実施形態のカード型ＬＥＤ照明光源の構成を更に詳細に説明する。図１４（ａ）は、活生層がフェイスダウンの状態でフリップチップ実装されたＬＥＤベアチップ５３を示している。後述するように、本実施形態では、ＬＥＤベアチップ５３の種類に応じて異なる実装方式を採用している。

ＬＥＤベアチップ５３は、多層配線基板５１の配線パターン５９と接続され、かつ、多層配線基板５１上に固定されるように実装されている。金属製の光学反射板５２は、ＬＥＤベアチップ５３が多層配線基板５１上に実装された後、多層配線基板５１上に貼り付けられている。

多層配線基板５１には、２層の配線パターン５９が形成されており、異なる層における配線パターン５９がビア６３によって接続されている。最上層における配線パターン５９は、Ａｕバンプ６１を介してＬＥＤベアチップ５３の電極と接続されている。配線パターン５９は、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、または、これらの金属を主成分とする合金から形成した配線パターンによって構成される。

このような多層配線基板５１では、前述のように、絶縁性を有する樹脂組成物と無機フィラーとの混合物からなる絶縁層を含んでおり、この混合物は、好ましくは熱硬化性樹脂を含んでいる。絶縁層を構成する樹脂組成物および無機フィラーの種類・量を適切に選択することにより、絶縁層の熱伝導性、線膨張係数、誘電率などを調節することができる。絶縁層の好ましい熱伝導率は、１〜１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。絶縁層は白色であることが好ましい。白色の絶縁層を採用することにより、絶縁層の露出部分による可視光反射率が高まり、光の利用効率が更に改善される。

無機フィラーとしては、熱伝導性に優れるＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、およびＡｌＮからなる群から選択された少なくとも１種類のフィラーを用いることが好ましい。無機フィラーの平均粒径は、０．１〜１００μｍの範囲から設定されることが好ましい。平均粒径が、この範囲を外れると、フィラーの充填性や基板の放熱性が低下するからである。

熱硬化樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびシアネート樹脂からなる群から選択された少なくとも１種類の樹脂を用いることが好ましい。これらの樹脂が硬化後に示す電気絶縁性、機械的強度、耐熱性が他の樹脂硬化物よりも優れているからである。樹脂組成物には、必要に応じて、カップリング剤、分散剤、着色剤、離型剤などの添加剤が加えられていても良い。

アルミナフィラーのコンポジット材料からなる厚さ１６０μｍのシートを用い、合計３２０μｍの絶縁層を有する２層配線の多層配線基板を用意し、アルミニウムメタルベースに貼り付ける方法でカード型ＬＥＤ照明光源の試作品を作製した。前記アルミニウムメタルベースのアルミナコンポジット２層基板の上にＬＥＤベアチップを直接実装し、ＬＥＤベアチップとベースメタル間の熱抵抗を測定したところ、約１［℃／Ｗ］という熱抵抗が得られた。

前記試作品に対して無風状態でヒートシンクによる自然放熱を行う場合、約０．３ｍｍ角のＬＥＤベアチップ（６４個）を４０ｍＡ（定格の２倍の電流、電流密度は約４４４［ｍＡ／ｍｍ²］）で駆動しようとすると、ＬＥＤベアチップの温度を約８０℃に保持するためには、約３００［ｃｍ²］のヒートシンク表面積が要求される。また、自然空冷を行う場合において、このように大きな電流で動作させようとする場合、ＬＥＤベアチップとベースメタル間の熱抵抗は約１０［℃／Ｗ］以下に設定する必要がある。

自然空冷を行う場合、ＬＥＤベアチップの温度が８０〜１２０℃を超えるようになると、ＬＥＤベアチップの封止樹脂（エポキシやシリコーンなどの樹脂）の熱劣化および光劣化が激しくなるため、好ましくない。

熱抵抗が約５［℃/Ｗ］以下であれば、理想的に大きな面積を有するヒートシンクではなく、現実的な有限の面積を有するヒートシンクを用いた場合であっても、自然空冷による充分な放熱が可能である。更に、熱抵抗が約2〜1［℃/Ｗ］以下であれば、小型のヒートシンクでも充分な放熱が可能となる。

また、絶縁層厚みを薄くしたり、更には約２〜４［Ｗ／ｍＫ］の熱伝導率を有するアルミナコンポジット材の絶縁層ではなく、約３から５［Ｗ／ｍＫ］の熱伝導率を有するボロン系のコンポジット材の絶縁層を用いるなど１［℃/Ｗ］以下の熱抵抗を有する系も実現可能であり、この場合はさらにヒートシンク面積を小型化しても同様の効果が得られる。

また、１〜２．５［Ｗ・ｍｋ］の熱伝導率を有するシリカコンポジット材の絶縁層を用いた場合も、熱伝導率がより高い絶縁層を用いた場合と比較して絶縁層を薄くすることにより、上記範囲の熱抵抗を実現することができる。

多層配線基板５１の配線パターン５９は、例えば、有機フィルムなどの離型キャリア上に配線パターンを形成し、その後、離型キャリアから上記の絶縁層上に配線パターンを転写することによって形成することができる。離型キャリアの配線パターンは、銅箔などの金属箔を接着剤を介して離型キャリアに接着させたり、更に、その金属箔上に電解メッキまたは無電解メッキで膜状に金属層を堆積した後、化学エッチングなどにより金属をパターニングして作製され得る。ただし、金属箔から配線パターンを形成する場合、金属箔の接着強度を高めるため、絶縁層の表面は粗面化されていることが好ましい。

上記の配線パターン５９は他の方法で作製されていてもよい。また、配線パターン５９は、絶縁層中に埋没されていてもよいし、平坦な絶縁層表面に付着した状態にあってもよい。なお、異なる層における配線パターン５９を接続するビア６３は、絶縁層に形成した孔（ビアホールまたはスルーホール）の内部にめっきや導電性樹脂組成部を設けることによって作製される。

このような構成を有する多層配線基板５１の上面の大半は光学反射板５２で覆われているが、一部は露出している。多層配線基板５１上の露出領域には複数の給電電極５４が形成されている。この給電電極５４は、カード型ＬＥＤ照明光源が差し込まれるコネクタを介して照明装置の点灯回路に電気的に接続される。

光学反射板５２と多層配線基板５１との間にはアンダーフィル（応力緩和層）６０が設けられている。このアンダーフィル６０により、金属製の光学反射板５２と多層配線基板５１との間にある熱膨張差に起因する応力が緩和されるとともに、光学反射板５２と多層配線基板５１上の上層配線との間の電気的絶縁も確保される。

光学反射板３の全体が金属から形成されていることが好ましい。絶縁層（基板絶縁層）を基板ベースメタルと金属反射板で挟みこむことにより、基板両側からの放熱が可能になり、また、発熱体であるＬＥＤの実装側の中央部の熱を周辺部に対して均熱化できること等の効果が得られる。また、基板絶縁層の両側から互いの金属板のそりを押さえ込む効果も副次的に期待できる。

更に、樹脂組成物および無機フィラーからなるコンポジット材料から基板絶縁層を形成すれば、このようなコンポジット材料の持つ弾性により、両方の金属の応力緩和を図ることができる。その結果、高温高出力で点灯される照明装置としての信頼性を向上させることができる。

また、応力を更に緩和し、信頼性を更に向上させるため、光学反射板と基板絶縁層の間に、これらの材質とは異なる材質からなる応力緩和層を設けることが好ましい。絶縁層上の配線の上にバンプを形成したり、配線のほかにバンプ用のランドを設けることにより、絶縁層と光学反射板との間に空隙を設け、この空隙内に上述のアンダーフィルや、ＬＥＤのモールドに用いる樹脂（エポキシやシリコーン）を充填しても応力を緩和することが可能である。このような応力緩和手段を設けると、点滅試験の熱衝撃による応力が加えられている過酷な条件のもとでも、不点灯や信頼性低下を抑制することができる。

光学反射板５２の開口部には、モールドされた樹脂６２によってレンズが形成されている。放熱性向上の観点から、光学反射板５２はアルミニウムなどの金属プレートから形成されていることが好ましいが、他の絶縁性材料から形成されたプレートを用いてもよい。その場合、開口部の内周壁面の少なくとも一部（好ましくは全部）に、絶縁性プレートよりも反射率の高い材料、例えば、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌなどの金属、または、これらの金属を主成分とする合金から形成した反射膜を設けることが望ましい。こうすることにより、ＬＥＤから側方に出た光が、反射膜によって適切に反射され、光の利用効率を向上させることが可能である。

裏面に貼り付けられる金属板５０の材料は、アルミニウムに限られず、銅でもよい。金属板５０の裏面は、コネクタなどに設けた熱伝導性の良い部材と接触して放熱性を高めるように平坦であることが好ましいが、裏面の一部に放熱のためのフィンや線状凹凸を設けても良い。その場合、金属板５０の裏面と接触する部材の表面には、フィンや線状凹凸に対応する凹凸形状が設けられることが好ましい。カード型ＬＥＤ照明光源をスライドさせてコネクタに接続する構成を採用する場合、金属板の裏面に設けるフィンや線状凹凸は、スライドを阻害しないように、スライド方向に沿って延びていることが好ましい。このようにする場合、フィンや線状凹凸自身がガイドとして機能するともに、接触面積が増加する効果が得られる。

熱伝導材部材とカード型ＬＥＤ照明光源との熱的接触を高めるにためには、熱伝導材部材をカード型ＬＥＤ照明光源に対して押圧する機構を採用することが好ましい。このような押圧はバネ性を有した給電端子で行うことが可能である。しかし、これだけで充分な押圧力を得るためには給電端子のバネ性を充分に強くする必要が生じる。給電端子との電気的コンタクトのために必要な機械的押圧力が端子当たり５０〜１００ｇ程度の場合、これよりも強い押圧力を付与する押圧手段を追加的に設けることが好ましい。このような押圧手段として、カード型ＬＥＤ照明光源における給電端子以外の部分に対して２００ｇ以上の加圧を行うバネ性部材を配置することができる。このような押圧手段を複数個設けても良い。

上記の押圧手段を設ければ、給電端子への機械的押圧をあまり大きくする必要がなくなるので、カード型ＬＥＤ照明光源の着脱を人間の指によって行うことが容易になる。ユーザは、カード型ＬＥＤ照明光源をＬＥＤ照明装置のコネクタに装着した後、上記押圧手段によってカード型ＬＥＤ照明光源の基板裏面を熱伝導部材に強固に押し付けることができる。このような押し付けにより、カード型ＬＥＤ照明光源はＬＥＤ照明装置に一種のロックされた状態になり、不用意にカード型ＬＥＤ照明光源が装置から抜け落ちることが防止される。

図１４（ｂ）は、コネクタと接続された状態にあるカード型ＬＥＤ照明光源の端部断面を示している。図中、コネクタは破線で示されている。便宜上、図１４（ｂ）のカード型ＬＥＤ照明光源は、図１４（ａ）に示すカード型ＬＥＤ照明光源よりも薄く記載している。

図１４（ｂ）からわかるように、多層配線基板５１のコネクタ側端部には給電電極５４が形成されており、給電電極５４は配線パターン５９と直接的に、またはビアを介して電気的に接続されている。多層配線基板５１のうち給電電極５４が形成されている領域は、光学反射板５２によって覆われていないため、コネクタ電極５６は給電電極５４と容易に接触することができる。

コネクタ電極５６と給電電極５４との電気的接続／非接続は、カード型ＬＥＤ照明光源をコネクタに対して抜き差しすることにより簡単に実行できる。カード型ＬＥＤ照明光源の抜き差しを検知するスイッチをカード型ＬＥＤ照明光源がさし込まれるコネクタ側に設置し、カード型ＬＥＤ照明光源が挿入されていない時の通電を防止すれば安全性が向上する。この場合、スイッチはカードの下面、側面、および上面のいずれの位置に設けてもよい。

なお、図１３において、コネクタ電極５６が外部から見えるように図示されているが、現実のコネクタ電極５６は、図１４（ｂ）に示すように、人間の指が触れないように設計されることが好ましい。

なお、本実施形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および黄色（Ｙ）の光を発する４種類のＬＥＤベアチップをそれぞれ１６個づつ、１つの基板上に配列している。基板サイズは、例えば、長辺２８．５ｍｍ×短辺２３．５ｍｍ×厚さ１．３ｍｍであり、６４個のＬＥＤが配列された矩形領域のサイズは、例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍ×厚さ１ｍｍである。この例において、ＬＥＤが配置される領域（反射板が存在する領域）が約２ｃｍ角のサイズを有する理由は、低ワットの小型電球の中で一般的な小丸電球やミニクリプトン電球のバルブサイズと同等の発光部面積を与えることにより、これら既存の低ワット電球と代替可能とするためである。なお、小丸電球によれば、約５から１０Ｗの電力で約２０から５０ｌｍの全光束が得られ、ミニクリプトン電球によれば、約２２から３８Ｗの電力で、約２５０から５００ｌｍの全光束が得られる。

本発明者の実験によれば、白色ＬＥＤを用いた実施形態において、自然空冷で室温が２５℃の場合、約１００〜３００ｌｍの光束が得られ、小型電球と同等の発光部サイズで同等の光量が得られた。また、カード型ＬＥＤ照明光源をビーム電球相当の筐体に組みこみ、ビーム型のダイクロイックハロゲン電球相当の径の中に収める場合、反射板が設けられた光出射領域（発光領域）の中心を電球の光軸中心と一致させようとすれば、前記発光部中心から略四角形のカードの長辺の端面（給電電極側）までの距離は、以下のようになる。

径３５ｍｍの場合： 約１３ｍｍ。

径４０ｍｍの場合： 約１５ｍｍ。

径５０ｍｍの場合： 約２３ｍｍ。

また、基板周辺部には前記ガイド部と接触しうる平坦な部分を確保することが好ましい。また、反射板の全体を樹脂封止するためには、基板周辺部にＬＥＤを設けない領域を配置することが好ましい。このような領域は、約２ｃｍ角サイズの光出射領域の両側に設けられ、それぞれの領域の幅は、例えば１〜３ｍｍに設定される。この領域（余白部）をより大きく設定する場合、発光部中心から前記端面までの距離が縮小する必要がある。

カード差込みタイプの利用形式やカードを設置して押圧するタイプの利用形式で、照明器具およびランプの両方の用途に対応する場合、カード型ＬＥＤ照明光源の片面に給電電極が集中していることが、各種方式の抜き差しに対応する観点からも望ましく、反射鏡板（光出射領域）が基板の幾何中心からずれるように配置されることが更に望ましい。

なお、カード型ＬＥＤ照明光源の基板裏面からの放熱を有効に行うため、給電電極は基板の光出射側面に集中して設置されていることが好ましいが、更に、基板裏面の広範囲な面にわたる熱伝導部材（放熱手段）との熱的接触を確保するため、給電端子による押し当てだけではなく、他の押圧手段による押し当てを行うことが好ましい。このような押圧を行うためのスペースを基板主面上に余白部として設けておくことが望ましい。

前記発光部中心から給電電極の存在しない基板端面までの距離は、給電電極の存在する側の距離より短く設定できる。この距離を光出射領域の両側における余白部の幅と一致させれば、例えば４つのカード型ＬＥＤ照明光源を２辺ずつが接するように密接配置されるとき、反射鏡板（光出射領域）の間隔を等距離で、かつ可能な限り短く設定することが可能となる。

以上説明した観点から、カード型ＬＥＤ照明光源における光出射領域の中心（発光部中心）から基板端面（給電電極側の端面）までの距離を約１６．５ｍｍ、上記発光部中心から基板端面（給電電極側とは反対の端面）までの距離を約１２ｍｍとする試作品を作製した。給電電極と反対側のスペース（幅）を充分な大きさに設定することにより、反射板（光出射領域）の外側（基板の余白部）において、下層配線層とのビア接続が可能となる。この場合、本部分を部分単層とすることで、ビアを用いなくとも上下層のワイヤリングなどによって導通をとることも可能である。また逆に、給電電極側を部分単層とすることも可能である。更に、基板上の一部のみにおいて、更なる部分多層化を行い、配線のジャンパの自由度を高めることも可能である。この場合、上記余白部は有効なスペースとなる。

本実施形態において、給電電極は、コネクタ電極との接触についての機械的誤差や、ビアの製造誤差を考慮し、略四角形の形状を持つように設計し、幅０．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍ、給電電極間の中心と中心の距離１．２５ｍｍに設定している。カード型ＬＥＤ照明光源の基板上において、できるだけ多くの独立した回路を形成するには、給電電極の数は多い方が好ましい。本実施形態の構成例では、１６個の給電電極を設けることが可能である。

定電流駆動用に、同数のアノード側電極およびカソード側電極を設ける場合、青、緑（青緑）、黄（橙）、赤、および白の各々に給電電極に割り当てた上で、６個（３経路）の予備端子を設けることが可能となる。

本実施形態では、給電電極とメタルベース基板との間の最小絶縁距離を確保するため、給電電極のエッジと基板端面との距離を最小で２ｍｍに設定している。この絶縁性を更に向上させるためには、給電電極の間を平面ではなく立体的にし、絶縁層でリブを形成することも可能である。

１枚のカード型ＬＥＤ照明光源に設けた６４個のＬＥＤベアチップの相互接続状態を表す等価回路を図１５に示す。図１５において、Ｒ（＋）は、赤色光を出すＬＥＤベアチップのアノード側を意味し、Ｒ（−）は、赤色光を出すＬＥＤベアチップのカソード側を意味している。他の色（Ｙ、Ｇ、Ｂ）についても、同様である。

図１６は、ＬＥＤ点灯回路の構成例を示すブロック図である。図示されている構成例では、カード型ＬＥＤ照明光源の点灯回路７０が整流／平滑回路７１、電圧降下回路７２、および定電流回路７３を備えている。整流／平滑回路７１は、ＡＣ１００Ｖの電源に接続され、交流を直流化する機能を有する公知の回路である。なお、電源はＡＣ１００Ｖに限られず、ＤＣ電源を用いても良い。ＤＣ電源を用いる場合、平滑回路と降圧回路の組み合わせた整流／平滑回路７１を用いる代わりに、電圧変換回路（降圧・昇圧回路）を用いれば良い。

電圧降下回路７２は、直流化された電圧をＬＥＤの発光に適した電圧（例えば１８Ｖ）に低下させる。定電流回路７３は、青色、緑色、黄色、および赤色のためのＬＥＤコントロール定電流回路から構成されている。ＬＥＤコントロール定電流回路は、カード型ＬＥＤ照明光源７５における各色のＬＥＤ群７６に供給する電流を一定値に調節する機能を有している。定電流回路７３と各ＬＥＤ群７６との間の電気的接続は、カード型ＬＥＤ照明光源７５を照明装置のコネクタにはめ込むことによって達成される。具体的には、カード型ＬＥＤ照明光源７５の基板上に形成された給電電極が、コネクタ内の対応する給電電極と接触することにより、電気的に導通する。

このような点灯回路７０は、回路要素の一部として電解コンデンサを含んでいる。電解コンデンサの温度は約１００℃程度で寿命が著しく短くなるため、電解コンデンサの近傍における温度は１００℃を充分に下回る必要がある。本実施形態によれば、カード型ＬＥＤ照明光源７５で発生した熱がカード型ＬＥＤ照明光源７５の金属板を介して照明装置内の放熱部材を通じて放熱手段から放熱されるため、点灯回路の電解コンデンサの近傍温度は８０℃程度以下に維持され、点灯回路の長寿命化も果たされる。

本実施形態では、青色、緑（青緑）色、黄（橙）色、および赤色の各々のＬＥＤ群７６について定電流駆動を行うため、別々にグランド電位を与えている。このため、本実施形態におけるカード型ＬＥＤ照明光源７５の給電電極数は８個である。８個の給電電極のうちの半分はアノード電極として機能し、他の半分はカソード電極として機能する。

以下、図１７および図１８を参照しながら、本実施形態におけるカード型ＬＥＤ照明光源の多層配線パターンを説明する。図１７は、多層配線基板における上層配線パターンのレイアウトを示し、図１８は、下層配線パターンのレイアウトを示している。

図１７および図１８において、配線パターン７８の上に示されている小さな円形領域７９は、上下配線パターンを接続するビアの位置を示している。なお、図１７および図１８では、簡単化のため、参照符号「７８」および「７９」をそれぞれ各図において一箇所にしか示していないが、現実には多数の配線パターンとビアとが形成されていることは言うまでもない。

図１７において、代表的に示される破線で囲まれた領域８５ａおよび８５ｂにＬＥＤベアチップが実装される。図１９（ａ）および（ｂ）は、領域８５ａおよび８５ｂを拡大して示している。図１９（ａ）に示す部分には、フリップチップ（ＦＣ）実装形式でＬＥＤベアチップが実装される。一方、図１９（ｂ）に示す部分には、ワイヤボンド（ＷＢ）実装形式でＬＥＤベアチップが実装される。図１９（ｃ）は、ＦＣ実装されたＬＥＤベアチップの断面を示し、図１９（ｄ）は、ＷＢ実装されたＬＥＤベアチップの断面を示している。

本実施形態では、青色または緑（青緑）色の光を発するＬＥＤベアチップについては、ＦＣ実装を行い、黄（橙）色または赤色の光を発するＬＥＤベアチップについては、ＷＢ実装を行っている。

赤色または黄（橙）色の光（相対的に波長が長い光）を発するＬＥＤベアチップ（素子）は、通常、発光層を含む積層構造がＧａＡｓ基板上に形成されている。ＧａＡｓ基板は、赤色や黄色の光を透過しにくいため、発光層の下方に位置するように実装される。このため、このようなＬＥＤベアチップは、フェイスダウン状態で実装することができない。

図１９（ｃ）に示すＦＣ実装の場合は、ＬＥＤベアチップの発光層が存在する側にｎ電極およびｐ電極が形成され、それらの電極と多層配線基板上の配線（上層配線）との接続は金バンプを介して行われている。

なお、本実施形態では、基板上の配線パターンは、銅箔の上にニッケルメッキを行い、その上に金めっきを行うことによって作製されている。上記の銅箔の厚さを３５μｍ以下に設定することにより、フリップチップ実装に必要な横方向サイズが５０μｍ以下となる部分ファインパターンを形成している。部分ファインパターンを形成することにより、基板全面のパターン設計ルールにおけるラインアンドスペースを大きな値に維持したまま、フリップチップ実装がなされる箇所における電極間隔を短縮することが可能となる。このため、配線パターンを効率的に作製でき、基板の製造歩留まりが向上する。

また、配線パターンは基板上において離散的に存在しているため、ある条件では、無電解メッキで形成した。試作品では、ニッケルメッキの厚さを約６μｍに設定し、その上に形成した金メッキの厚さを０．６μｍに設定した。このように金メッキの厚さを十分大きく設定することにより、ＬＥＤベアチップと金属接合する際に生じる金のくわれによる接合強度不足を補うことが可能となる。

なお、ＬＥＤベアチップが実装されない領域での反射率を上げるため、配線パターンや基板表面の上に反射率の高い材料からなる層または部材を配置してもよい。

一方、青色または緑（青緑）色の光（相対的に波長が短い光）を発するＬＥＤベアチップ（素子）では、通常、発光層を含む積層構造がサファイア基板上に形成される。サファイア基板は、青色や緑色の光を透過するため、発光層の下方でも上方でも任意の配置で実装され得る。ＦＣ実装の方が、高密度化に適しているため、本実施形態では、青色ＬＥＤベアチップおよび緑色ＬＥＤベアチップを、ＦＣ実装により基板に搭載している。図１９（ｄ）に示すＷＢ実装の場合は、基板裏面およびＬＥＤベアチップの発光層が存在する側に、それぞれ、ｎ電極およびｐ電極が形成され、ｐ電極が多層配線基板上の配線（上層配線）とボンディングワイヤを介して接続される。ｎ電極は、導電性ペースト、ハンダ、金属接合、異方性導電性接着剤などを介して、多層配線基板上の配線（上層配線）と接続される。また、これらを更に強固に接続するため、アンダーフィル材を用いても良い。

なお、各色のＬＥＤの構造や実装形式は、本実施形態におけるものに限定されるわけではない。１つの基板上における全てのＬＥＤが１種類の実装形式で搭載されていてもよいし、３種類以上の実装形式で搭載されていても良い。採用するＬＥＤの構造に応じて最適な実装形式で各ＬＥＤを搭載することが望ましい。また、素子との接合信頼性を高める観点から、基板の配線パターンの少なくとも表面は金層から形成されていることが望ましい。金に対する金属接合を確実にするためには、金層の厚さを０．５μｍ以上に設定することが好ましく、１μｍ以上に設定することが更に好ましい。

異なる種類のＬＥＤを同一基板上に配列したり、あるいは、複数の種類の実装方法でＬＥＤを同一基板上に配列する場合、ＬＥＤによって発光層の位置が変化する。このため、ＬＥＤごとに設けるレンズの幾何学的形状（焦点位置や開口率）をＬＥＤの発光位置や発光色によって生じる色収差に応じて最適化することが好ましい。

図１７および図１８を参照して、配線のレイアウトを説明する。

図１７に示す電極８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、および８０ｄは、それぞれ、例えば、赤色、青色、緑色、および黄色の各ＬＥＤ群に対してアノード電位を与える給電電極である。一方、電極９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、および９０ｄは、それぞれ、例えば、赤色、青色、緑色、および黄色の各ＬＥＤ群に対してカソード電位（グラウンド電位）を与える給電電極である。

電極８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、および８０ｄは、それぞれ、ビアを介して、図１８に示す配線８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、および８１ｄと接続されている。一方、図１７に示す電極９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、および９０ｄは、それぞれ、ビアを介して、図１８に示す配線９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、および９２ｄと接続されている。

図１７および図１８に示す多層配線構成により、図１５の回路と実質的に等しい回路が形成されているが、配線パターンのレイアウトは、任意であり、図１７および図１８に示す構成に限定されないことは言うまでもない。

本実施形態では、図１７の下方に示す領域に全ての給電電極（アノード電極およびカソード電極）８０ａ〜８０ｄ、９０ａ〜９０ｄを１直線状に配列し、基板の一辺近傍に給電電極を集中させているため、カード型ＬＥＤ照明光源とコネクタとの接続が容易になる。このように、異なる色を発するＬＥＤ群ごとにグランドラインも分離しつつ、給電電極を基板の一辺側に集中させることができる理由は、上述のような多層配線構造を採用しているためである。

以上説明してきたように、本実施形態では、カード型ＬＥＤ照明光源の金属板の裏面に給電電極が存在せず、金属板裏面が平坦である。このため、この金属板と熱伝導性に優れる部材（照明装置に設けられる）との接触面積を広く確保し、カード型ＬＥＤ照明光源から外部への熱の放散を促進することができる。この接触面積は、ＬＥＤが配列された領域（光出射領域またはＬＥＤクラスタ領域）の面積以上の大きさをもつことが好ましい。

本実施形態では、１つの基板上に異なる波長の光を発する４種類のＬＥＤベアチップを配列しているが、本発明はこれに限定されない。発する光の色（波長帯域）は、１〜３種類でも５種類以上であってもよい。また、各々が複数の光を発するＬＥＤベアチップや、蛍光体を添加することで白色光を発するＬＥＤベアチップを用いてもよい。なお、白色光を放射するＬＥＤベアチップを用いない限り、一般的には、白色発光のためにＬＥＤベアチップの周囲を蛍光体で覆う必要がある。この場合、基板と反射板とによって形成される空間内に蛍光体を封入すれば、ＬＥＤによる蛍光体励起を実現できる。このようにする代わりに、蛍光体を分散させたシートを反射板の上面に張りつけてもよい。また、前記蛍光体を分散させたシート自体を更に透明な樹脂材料でカード型ＬＥＤ光源と一体に形成しても良い。

（実施形態４）
以下、図２０から図３１を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明装置の種々の実施形態を説明する。

まず、図２０を参照する。図２０は、電球型のＬＥＤ照明装置を示している。このＬＥＤ照明装置は、基本的には、図３に示すＬＥＤ照明装置と同様の構成を有しているが、カード型ＬＥＤ照明光源を照明装置に組み込む方式が異なっている。図２０のＬＥＤ照明装置は、照明装置本体９６に光透過性カバー９７が組み合わされて使用されるが、カード型ＬＥＤ照明光源９５の取り外しは、光透過性カバー９７を本体９６から一時的に外した状態で行う。本体９６の上面には、カード型ＬＥＤ照明光源９６が嵌め込まれる受容部９８が設けられており、本体９６は、受容部９８に嵌め込まれたカード型ＬＥＤ照明光源９６を上面から押さえる固定蓋９９を備えている。固定蓋９９は、その一端の近傍を回動軸として開閉するように支持されており、カード型ＬＥＤ照明光源９５上の給電電極９５ａと接触するコネクタ電極９９ａを有している。このコネクタ電極９９ａは、本体９６内の点灯回路（不図示）と接続されている。固定蓋９９ａおよび受容部９８は、その組合せにより、１つの「コネクタ」として機能する。

固定蓋９９は、受容部９８に収められたカード型ＬＥＤ照明光源９５の光出射領域を開放しつつ、給電電極９５ａやその他の部分を押さえる構造を有している。固定蓋９９を閉めた状態において、カード型ＬＥＤ照明光源９５の基板裏面は、受容部９８の底面と熱的に接触する。受容部９８の底面は、熱伝導性の優れた材料（例えばアルミニウムなどの金属材料）から形成されていることが好ましい。この熱伝導性に優れた材料は、ヒートシンクとして機能し、カード型ＬＥＤ照明光源９５で発生した熱を放散し、過度の昇温を抑えることができる。

好ましい実施形態では、光透過性カバー９７の取り外しや固定蓋９９の開閉は、特別の道具を用いることなく、人の手や指によって簡単に行うことができるように構成されている。このため、カード型ＬＥＤ照明光源９５の取り替え（着脱）は容易に行える。なお、光透過性カバー９７は、光拡散性を有していてもよい。なお、光透過性カバー９７に代えて、着色材、蛍光材、リン光材から作製した他のカバー９７ａを用いても良い。また、レンチキュラーレンズ９７ｂや光拡散カバー９７ｃを採用してもよい。あるいは、複レンズや反射材、または、上記した各種の光学部材を複合させた機能を有するカバーを採用してもよい。

図２０の照明装置では、１枚のカード型ＬＥＤ照明光源９５が着脱されるが、１つの照明装置に対して着脱されるカード型ＬＥＤ照明光源の枚数は複数であってもよい。図２１は、複数枚のカード型ＬＥＤ照明光源が装着される電球型のＬＥＤ照明装置を示している。カード型ＬＥＤ照明光源は、開閉可能な一対の固定蓋によって抑えつけられ、固定される。

図２０および図２１では、電球型ランプと置き換え可能なＬＥＤ照明装置が示されているが、直管蛍光ランプや丸管蛍光ランプと置き換え可能なＬＥＤ照明光源を本発明のカード型ＬＥＤ照明光源を用いて実現することも可能である。直管蛍光ランプや丸管蛍光ランプと同様の形態を有するＬＥＤ照明光源を作製すれば、既存の装置に対して直管または丸管の蛍光ランプの代わりに本発明によるＬＥＤ照明光源を取り付けて使用することができる。

図２２は、スタンド型のＬＥＤ照明装置を示している。図２２に示されている照明装置本体９６には、カード型ＬＥＤ照明光源９５を収容するための受容部９８が設けられている。この受容部９８は、カード型ＬＥＤ照明光源９５をスライドさせるように案内するガイドを有している。給電電極９５ａが設けられている部分を先端としてカード型ＬＥＤ照明光源９５を照明装置の受容部９８に挿入すれば、カード型ＬＥＤ照明光源９５が装着された状態で給電電極９５ａとコネクタ電極との接続が完了する。装着されたカード型ＬＥＤ照明光源９５は、摩擦力によって固定され、不用意には外れない。また、カード型ＬＥＤ照明光源９５の基板裏面は受容部９８と熱的に接触するため、この接触部分は熱伝導性に優れた材料から形成しておくことが好ましい。

図２２のスタンド型照明装置では、１枚のカード型ＬＥＤ照明光源９５が着脱されるが、１つの照明装置に対して着脱されるカード型ＬＥＤ照明光源の枚数は複数であってもよい。図２３は、２枚のカード型ＬＥＤ照明光源が着脱される構成のスタンド型ＬＥＤ照明装置を示している。

図２４は、スタンド型ＬＥＤ照明装置の他の実施形態を示している。このＬＥＤ照明装置では、図２１に示すタイプのコネクタが採用されている。固定蓋によってカード型ＬＥＤ照明光源が照明装置に固定されている。この固定蓋の開閉は、人の指によって簡単に実行できる。

図２５は、懐中電灯やペンライトとして携帯可能なＬＥＤ照明装置を示している。この照明装置には、カード型ＬＥＤ照明光源９５を着脱するためのスロット１００が設けられている。ただし、カード型ＬＥＤ照明光源９５の着脱は、スロットを設けずに行う構成を採用しても良い。図２５のＬＥＤ照明装置は、乾電池や充電池によってカード型ＬＥＤ照明光源を動作させることができ、持ち運び可能な構成を有している。

図２６は、従来の直管蛍光ランプを用いる照明装置に置き換わるＬＥＤ照明装置を示している。このＬＥＤ照明装置の本体１０１には、複数のカード型ＬＥＤ照明光源９５を着脱することのできるコネクタが設けられており、本体１０１のスロット１００を介してカード型ＬＥＤ照明光源９５の着脱が行われる。

図２６の照明光源は、直管蛍光ランプそのものと置き換え可能なＬＥＤ照明光源ではなく、直管蛍光ランプを用いたスタンド型照明装置と置き換えられるＬＥＤ照明光源である。

図２７は、従来の丸管蛍光ランプを用いる照明装置に置き換わるＬＥＤ照明装置を示している。ＬＥＤ照明装置の本体１０２には、複数のカード型ＬＥＤ照明光源９５を着脱することのできるコネクタが設けられており、本体１０２のスロット１００を介してカード型ＬＥＤ照明光源９５の着脱が行われる。

図２８は、ダウンライト型のＬＥＤ照明光源を示している。本発明のＬＥＤ照明装置は薄型化しやすいため、ダウンライトとして部屋や車の天井に配設することが容易である。

図２９は、光軸可変型のＬＥＤ照明装置を示している。カード型ＬＥＤ照明光源が装着されている部分を特定軸（１つ軸に限定されず、多軸を含む）を中心に任意の角度だけ回転することにより、光出射方向を所望の方位に設定することが容易である。

図３０は、カード型のＬＥＤ照明装置を示している。電源としてボタン電池などの薄型電池を採用し、照明装置自体を薄型化している。このようなＬＥＤ照明装置は、薄型・軽量化により、携帯しやすい。

図３１は、キーホルダー型のＬＥＤ照明装置を示している。このＬＥＤ照明装置も、ボタン電池などの薄型電池で動作し、小型軽量化されているため、持ち運びに便利である。

以上、図２０から図３１を参照しながら本発明によるＬＥＤ照明装置の種々の実施形態を説明してきたが、本発明の実施形態は、これらに限定されず、多様な形態をとり得る。

上記実施形態の説明からも明らかなように、１つの照明装置に対して１枚または複数枚のカード型ＬＥＤ照明光源を用いるように各照明装置を設計する場合、規格化された所定のカード型ＬＥＤ照明光源が普及しやすい。例えば、図２１の照明装置の場合、１枚の大面積カード型ＬＥＤ照明光源を用いるより、図２０の照明装置に対しても着脱可能なカード型ＬＥＤ照明光源をそのまま複数枚使用できるように構成する方が好ましい。そうすれば、カード型ＬＥＤ照明光源の量産効果により、単体の価格を低下させやすいという重要な効果が得られる。また、照明装置の種類や生産メーカの違いによって使用可能なカード型ＬＥＤ照明光源が異なると、互換性が悪く、ユーザの不満が強まるため、カード型ＬＥＤ照明光源の主要部分については、規格化された機能や寸法を持つことが好ましい。

なお、上記実施形態におけるカード型ＬＥＤ照明光源では、いずれも、ＬＥＤベアチップが実装されたものを用いているが、有機ＥＬ膜が形成されたカード型ＬＥＤ照明光源を採用しても良い。本明細書における「基板の片面にＬＥＤが実装された着脱可能なカード型ＬＥＤ照明光源」は、放熱基板上に有機ＥＬを設けたカード型ＬＥＤ照明光源をも広く含むものとする。

以上説明してきたように、本発明によるＬＥＤ照明装置は、カード型ＬＥＤ照明光源を簡単に着脱できる部材として用いることにより、照明装置としての寿命が延び、既存の照明装置と置き換えられ得るようになる。このようなＬＥＤ照明装置には、図１２に示す構成のカード型ＬＥＤ照明光源が好適に使用されるが、本発明のＬＥＤ照明装置に用いるカード型ＬＥＤ照明光源は、前述した実施形態に制限されるわけではない。

このように、本発明のＬＥＤ照明装置に着脱するカード型ＬＥＤ照明光源としては、種々の構成を有するものを採用することが可能であり、図面を参照して説明したカード型ＬＥＤ照明光源の実施形態に限定されない。

また、本発明のカード型ＬＥＤ照明光源は、照明装置以外の装置に採用することも可能である。例えば、照明装置と同様に輝度の高い光の出射が必要な機器や、その他の装置の光源部分は、本発明による着脱可能なカード型ＬＥＤ照明光源を用いても良い。

なお、基板上にＬＥＤベアチップを直接実装する代わりに、ＬＥＤベアチップがモールドされた状態のＬＥＤ素子（好ましくは面実装型）を基板に接合してもよい。この場合、ＬＥＤがモールドされた状態で別途作製されるので、ＬＥＤベアチップを直接実装する場合に比べて、基板とＬＥＤベアチップとの間の熱抵抗は高くなる。しかし、前述した基板構成を採用すれば、ＬＥＤ素子を基板上に設置した場合でも、従来よりも優れた放熱性を実現することができ、ＬＥＤ素子の集積時の放熱性を向上させることが可能である。

本発明のＬＥＤ照明装置によれば、光源部分を着脱可能なカード状構造物によって構成することにより、光源における各ＬＥＤ素子で発生した熱をスムーズに放熱させる効果を高めるとともに、寿命の尽きた光源だけを新しい光源と取替え可能とすることによって照明装置の光源以外の構造体を長期間使用できるようになる。

（ａ）は、従来のＬＥＤ照明光源の斜視図であり、（ｂ）は、従来の他のＬＥＤ照明光源の斜視図である。 （ａ）は、図１（ａ）のＬＥＤ照明光源におけるＬＥＤの部分断面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）のＬＥＤ照明光源におけるＬＥＤの部分断面図である。 （ａ）は、本発明による平面型のＬＥＤ照明装置の一部を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明による電球型のＬＥＤ照明装置を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明のカード型ＬＥＤ照明光源の一実施形態における分解斜視図であり、（ｂ）は、そのＬＥＤ照明光源の斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明のカード型ＬＥＤ照明光源の実施形態におけるＬＥＤの断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、カード型ＬＥＤ照明光源における複数のＬＥＤの接続例を示す等価回路図である。 （ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤから出た光の進路を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤから出た光の出射光束についてのシミュレーション結果を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤにおける素子基板の光出射側表面の他の形状例を示す断面図である。 ＬＥＤの他の構成例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１０に示すＬＥＤにおけるウエファボンドの接合部の構成例を示す平面レイアウト図である。 本発明のカード型ＬＥＤ照明光源の他の実施形態を示す分解斜視図である。 本発明のＬＥＤ照明光源に用いられ得るコネクタを示す図である。 （ａ）は、図１２のカード型ＬＥＤ照明光源におけるＬＥＤが設けられている領域の断面図であり、（ｂ）は、給電電極が設けられている領域の断面図である。 図１２のカード型ＬＥＤ照明光源におけるＬＥＤの接続構成を示す等価回路図である。 図１２のカード型ＬＥＤ照明光源が装着されるＬＥＤ照明装置の点灯回路の構成を示すブロック図である。 図１２のカード型ＬＥＤ照明光源における上層配線パターンを示す平面レイアウト図である。 図１２のカード型ＬＥＤ照明光源における下層配線パターンを示す平面レイアウト図である。 フリップチップ（ＦＣ）実装される部分の配線パターンを示す平面図、（ｂ）は、ワイヤボンド（ＷＢ）実装される部分の配線パターンを示す平面図、（ｃ）は、ＦＣ実装されたＬＥＤベアチップの断面図、（ｄ）は、ＷＢ実装されたＬＥＤベアチップの断面図である。 本発明のＬＥＤ照明光源の他の実施形態を示す図であり、電球型のＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、複数枚のカード型ＬＥＤ照明光源が装着される電球型のＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、スタンド型のＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、２枚のカード型ＬＥＤ照明光源が着脱される構成のスタンド型ＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、スタンド型ＬＥＤ照明装置の他の実施形態を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、懐中電灯やペンライトのＬＥＤ照明装置を示している。 従来の直管蛍光ランプを用いる照明装置に置き換わるＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、従来の丸管蛍光ランプを用いる照明装置に置き換わるＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、ダウンライト型のＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、光軸可変型のＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、カード型のＬＥＤ照明装置を示している。 本発明のＬＥＤ照明光源の更に他の実施形態を示す図であり、キーホルダー型のＬＥＤ照明装置を示している。

符号の説明

１ 放熱基板
１ａ 配線パターン
１ｂ 金属板
１ｃ 絶縁層
１ｄ 配線パターン
１ｅ 絶縁層
２ ＬＥＤベアチップ
３ 光学反射板
３ａ 反射面
３ｂ 光学反射板の孔（開口部）
４ 樹脂
１０ カード型ＬＥＤ照明光源
１１ ＬＥＤの素子基板
１２ ＧａＮ系のｎ型半導体層
１３ 活性層
１４ ｐ型半導体層
１５ 発光部
１６ バンプ
１９ ヒートシンク
２０ アダプタ
２１ 基板
２１ａ 配線パターン
２２ ＬＥＤベアチップ
２３ 板
２３ａ 板２３の反射面
２３ｂ 板２３の孔（開口部）
２４ 樹脂（モールド樹脂）
３１ 素子基板
３２ ｎ型半導体層
３３ 活性層
３４ ｐ型半導体層
３４ａ 電極
４１ 金製のワイヤ
４２ 金製のワイヤ
５０ 金属板
５１ 多層配線基板
５２ 金属製光学反射板
５３ ＬＥＤ
５４ 給電電極
５５ コネクタ本体
５６ コネクタ電極
５７ 金属プレート（底板）
５８ 配線コード
５９ 配線パターン
６０ アンダーフィル
６１ Ａｕバンプ
６２ 樹脂
６３ ビア

Claims (3)

1. 無機フィラーと樹脂組成物とを含むコンポジット材料から形成されている絶縁層を含む配線基板が形成されている金属ベース基板と、
   前記配線基板の裏面に接触する金属ベース基板と、
   前記配線基板の上に設けられた配線パターンと、
   前記配線パターンに接続され、かつ、前記配線基板に実装された複数のＬＥＤベアチップと、
   前記金属ベース基板のうち前記ＬＥＤベアチップが実装されている前記配線基板の面に設けられた金属製の光学反射板と、
   前記配線基板と前記光学反射板との間に配置された応力緩和手段と、
   を備えたＬＥＤ照明光源。
2. 前記ＬＥＤベアチップは、フリップチップボンディングにより、前記金属ベース基板の配線パターンに実装されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明光源。
3. 前記ＬＥＤベアチップは、面実装素子またはチップ型素子として組み込まれる、請求項１に記載のＬＥＤ照明光源。

Images