JP4427704B2

JP4427704B2 - Solid-state light source device

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Publication number: JP4427704B2
Application number: JP2001004753A
Authority: JP
Inventors: 丈夫安田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: JP2002208301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードを用いた固体形光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−８３７０９号公報には、角筒状の側面発光部と、側面発光部の前面に配設された前面発光部と、側面発光部の背面側に配設されたバヨネット形の口金とを具備した発光ユニットが開示されている。この発光ユニットは、交通信号灯などの信号灯器用として白熱電球に代替させることを目的としている。信号灯器は、発光ユニットごとに赤色、黄色または青色（緑色）の信号光を発生させる。そして、反射体と組み合わせて効率よく前方へ投光するように特別な配置により構成されている。すなわち、側面発光部に配設される発光ダイオードは、専ら反射鏡の軸に対して直角な方向へ光を出射する。また、前面発光部に配設される発光ダイオードは、専ら反射鏡の軸方向へ光を出射する。さらに、発光ダイオードは、レンズ形でその配光特性が狭角である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の発光ユニットを一般照明用として流用することが考えられるとしても、その場合には以下に示す問題がある。
【０００４】
１配光特性の問題
一般照明用の白熱電球は、真球状のバルブ部を備えたガラスバルブの内面に光拡散膜を形成したボール形すなわちＧ形の形状を備えたガラスバルブの場合、水平配光特性が真円形であり、鉛直配光特性が口金側すなわち１８０°で光度が０になるが、その他の多くの角度範囲では円形に近い。このため、種々の一般照明用の照明器具に適合する。また、一般照明用として最も多く使用されているＰＳ形のガラスバルブを備えた白熱電球もＧ形におけるとの類似した配光特性を有している。
【０００５】
これに対して、従来技術においては、上記の発光部の構成のために、鉛直配光特性が左右９０°および０°の３方向にシャープに突出した特異なものとなり、一般照明用の各種照明器具に用いても、照明器具としての所望の配光特性を得ることができない。このことは、従来技術を一般照明に用いたとしても、快適な照明を行う目的に対して使い物にならないことを意味する。
【０００６】
２重量が大きすぎる問題
レンズ形の発光ダイオードが用いられているために、全体として一般照明用の白熱電球に比較すると、著しく重くなり、取り扱いにくくなる。
【０００７】
３外観に違和感がある問題
基本形状が角筒状をなしているとともに、レンズ形の発光ダイオードが露出しているため、外観が特異であり、一般照明用として違和感が大きすぎる。
【０００８】
４一般照明用電球のランプソケットに装着できない問題
従来技術に用いられている口金は、バヨネット形であるのに対して、一般照明用電球の口金はＥ２６形ねじ口金であるから、一般照明用電球のランプソケットに適合しない。
【０００９】
本発明は、一般照明に用いるのに好適な配光特性を有する固体光源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、外観に違和感が少ない固体光源装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、比較的質量が小さい固体光源装置を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を達成するための手段】
請求項１の固体形光源装置は、ねじ口金と；バルブ部およびネック部を備え、ネック部がねじ口金に装着されている中空基体と；中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の外面に分散し、かつ、底面が中空基体の外面にほぼ当接して配設されたそれぞれが白色発光ダイオードである多数のチップ状の発光ダイオードと；発光ダイオードを所要に配線するとともに口金に接続する回路手段と；中空基体の外面に設けられ、発光ダイオードを覆う光拡散性の透光性絶縁被覆と；を具備していることを特徴としている。
【００１３】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１４】
＜ねじ口金について＞
ねじ口金は、Ｅ２６形またはＥ１７形のねじ口金を用いるのがよい。これらの口金は、一般照明用の白熱電球に用いられているから、そのランプソケットに装着して使用することが可能になる。上記のねじ口金は、一般に１００Ｖまたは１２０Ｖの低圧商用交流電源に接続するように用いられるのが一般的である。
【００１５】
＜中空基体について＞
中空基体は、バルブ部およびネック部を備えている。
【００１６】
バルブ部は、一般照明用の白熱電球のガラスバルブや電球形蛍光ランプのグローブの形状またはそれらに類似した形状および大きさであることが好ましいが、要すればたとえばサッカーボールのように六角形の平面部を繋ぎ合せたような多面体形状であってもよい。なお、多面体形状の場合には、一般照明用の白熱電球のガラスバルブや電球形蛍光ランプのグローブの輪郭形状にほぼ内接する形状および大きさであることが好ましい。一般照明用の白熱電球におけるガラスバルブの形状としては、Ｇ形およびＰＳ形が主に用いられている。また、電球形蛍光ランプのグローブの形状としては、Ｇ形、Ａ形およびＴ形が主に用いられている。これらの形状は、一般照明用光源の業界においては、周知である。さらに、バルブ部は、口金から露出している部分の中空基体の軸方向に沿った長さの１／２の位置を中心としてバルブの先端から軸の周囲に１３５°をなす部位までを主要部という。なお、これは一般照明においては、バルブ部の上記により定義される主要部から放射される光が主に有効に利用される、換言すれば効率よく照明を行えることから規定している。また、中空基体のバルブ部の主要部とその他の部分とを分離可能に形成してもよい。
【００１７】
ネック部は、中空基体とねじ口金とを結合する部分であるから、バルブ部に比べると細くなっている。ネック部の先端をねじ口金の内部に挿入してねじ口金を加締めたり、接着したりすることによって両者を結合するように構成することができる。
【００１８】
また、中空基体は、絶縁性材料たとえばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、プリント配線基板材料たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂などの合成樹脂やセラミックス、ガラスなどを用いて形成することができる。中空基体の外面の色は、材料固有色および塗装色のいずれでもよいが、所望により任意に選択すればよく、たとえば白色系や外面を鏡面にして反射性を付与したり、透明にして内部が透視できるスケルトン仕様にしたりすることができる。
【００１９】
さらに、中空基体には、発光ダイオードを回路手段に接続する態様に応じてプリント配線およびまたはリード線挿入孔が形成される。これらについては後述する。
【００２０】
さらにまた、中空基体は、その成形、組み立て、プリント配線の形成または発光ダイオードの実装を容易にするために、必要に応じて複数に分割された部品を組み立てて形成することができる。分割は、縦割り、横割りなど適当に構成することができる。組み立ては、接着、嵌合など既知の結合手段を適宜採用することができる。
【００２１】
さらにまた、中空基体の適所に内部に発生した熱を外部へ放散させる放熱手段たとえば放熱孔、放熱フィンなどを配設することができる。
【００２２】
＜発光ダイオードについて＞
発光ダイオードは、一般に発光部およびリード部から構成されている。
【００２３】
発光部は、本発明において、その形状を大別してレンズ形およびチップ形に分類する。なお、「レンズ形」とは、発光部の高さが幅および奥行きのいずれかに対して大きいものをいい、その多くは発光ダイオードの配光を所望に制御するために、全体または多くの部分がレンズ作用を呈するように形成されている。これに対して、「チップ形」とは、発光部が薄形で、高さが幅および奥行きのいずれか大きい方に対して同等以下のものをいう。なお、「幅」とは、リード部が左右に見える位置における発光部のリード部方向の寸法である。また、「奥行き」とは、薄形を構成している発光部の平面内において、幅と直交する部分の寸法である。
【００２４】
また、発光部の構造は、一般的にはレンズ形とチップ形とで異なるが、しかし、これは決定的なものではない。レンズ形は、リードフレーム、リードフレームにボンディングした発光ダイオードチップ、ボンディングワイヤおよびこれらの部品を埋設してレンズ状に成形した透光性樹脂シール部からなるものが多い。これに対して、チップ形は、一般的にはセラミックス基板、セラミックス基板上に配設したリードフレーム、リードフレームにボンディングした発光ダイオードチップ、ボンディングワイヤおよびこれらの部品を埋設してセラミックス基板上に成形した透光性樹脂シール部によって構成することができる。また、セラミックス基板上に形成した一対の導電膜、一方の導電膜に配設した発光ダイオードチップ、発光ダイオードチップと他方の導電膜の間を接続するボンディングワイヤおよびこれらの部品を埋設してセラミックス基板上に成形した透光性樹脂シール部によって構成することもできる。
【００２５】
次に、リード部は、発光ダイオードチップから導出した外部接続部であり、細長い金属線、細長いリードフレームまたはチップ形発光部のセラミックス基板の主として底面に形成した導電膜や発光部から側方へ突出した舌片状のリードフレームなどからなる。レンズ形においては、発光部の底面から軸方向に一対の金属線またはリードフレームが平行に延在する構成である。これに対して、チップ形においては、発光部から側方へ細長い金属線、細長いリードフレームまたは舌片状のリードフレームが延在するか、あるいはセラミックス基板の底面およびまたは側面に導電膜が被着している構成が多い。しかし、本発明においてはリード部の構成は特に限定されない。
【００２６】
さらに、発光ダイオードの発光色は、一般に赤系、橙系、黄系、緑系、青系および白系に別れる。白系は、青系の発光ダイオードチップと黄色発光蛍光体とを組み合わせた構成、３原色発光または２色発光となるそれぞれの発光色の発光ダイオードチップを集合して白色発光を行うようにした構成などでもよい。
【００２７】
本発明において用いる発光ダイオードは、発光部がチップ形であるとともに、その幅寸法が４ｍｍ以下のものをいい、また、発光色は白色発光タイプである。
【００２８】
さらにまた、発光ダイオードは、その多数が中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の外面に分散し、かつ、発光部の底面が中空基体の外面にほぼ当接して配設される。なお、「多数の発光ダイオード」とは、少なくとも５０個以上であることを意味し、好ましくは１５０個以上である。「分散し」とは、均一に分散している態様および不均一に分散している態様を含む意味である。不均一の場合、たとえばバルブ部の先端側の配置密度を相対的に高くし、ネック側を相対的に疎に配置することで配光特性を所望に補正することもできる。「ほぼ当接」するとは、当接しているように見える程度であればよく、多少浮いていてもよい。
【００２９】
さらにまた、発光ダイオードのリード部の一部またはプリント基板およびはんだなどの充電部が中空基体の外面に露出する場合には、当該充電部のみを絶縁被覆するか、中空基体の全体を発光ダイオードの上から透光性合成樹脂で絶縁被覆すれば、充電部は隠蔽される。
【００３０】
さらにまた、発光ダイオードの発光の色温度は、２０００〜１００００Ｋの範囲であることを許容する。
【００３１】
＜回路接続手段について＞
回路接続手段は、発光ダイオードと口金との間を所要に接続して、発光ダイオードを点灯するための手段であり、発光ダイオードの駆動方式を決定するとともに、発光ダイオードの配線手段を含む。
【００３２】
まず、駆動方式について説明する。発光ダイオードは、その順方向に電流すなわち順電流を流すことにより発光すなわち点灯する。発光ダイオードを点灯するには、交流電流をそのまま２個以上の発光ダイオードに通流する交流駆動方式と、直流電流を通流する直流駆動方式と、パルス電流を通流して点灯するパルス駆動方式とがあり、本発明においてはそのいずれであってもよい。
【００３３】
交流駆動方式は、交流電圧が正の半波のときに順電流が流れる発光ダイオードと、負の半波のときに順電流が流れる発光ダイオードとを並列すなわち対の発光ダイオードを逆並列に接続すればよい。所与の交流電圧に適合させるために、または所望の光量を得るために、複数の発光ダイオードを直列接続する場合、複数の発光ダイオードを直列接続したものを逆並列接続してもよいし、一対の発光ダイオードを逆並列接続したものを複数組直列接続してもよい。要するに、交流駆動とは、電源側から見た場合のことであって、発光ダイオード側から見れば直流駆動であるが、商用交流電源のように正弦波電圧をそのまま発光ダイオードに印加すれば、順電流も正弦波状に変化する。
【００３４】
直流駆動方式は、駆動電源が直流であり、したがって発光ダイオードのアノードが直流電源の正極側に、カソードが負極側に、それぞれ接続される。このため、口金が低圧交流電源に接続する場合には、整流手段またはおよび平滑コンデンサを発光ダイオードの前段に介在させる。この場合の整流手段またはおよび平滑コンデンサは、回路手段の一部をなす。
【００３５】
パルス駆動方式は、パルス電流を発光ダイオードに通流してパルス点灯する方式である。電流依存性の強い発光ダイオードを用い、かつ、ピーク値の大きなパルス電流を通量すれば、人の目の残像現象を利用して直流駆動のときよりも明るくすることができる。したがって、残像現象を生じるようにパルス電流の繰り返し周波数を比較的高く設定する。この方式におけるパルス駆動回路は、回路手段の一部をなす。
【００３６】
上記のいずれの駆動方式においても所定の順電流を流すために、電流制限要素を発光ダイオードと直列に接続したり、定電流回路を用いたりすることができる。この場合の電流制限要素や定電流回路は、回路手段の一部をなす。なお、「電流制限要素」とは、抵抗器およびリアクタンス素子をいい、後者はコンデンサおよびインダクタを含み、交流回路において用いられる。また、逆耐圧の問題が生じないように発光ダイオードと同極性にダイオードを直列接続したり、発光ダイオードにツエナーダイオードを並列接続したりすることができる。
【００３７】
次に、配線手段について説明する。以下、配線手段を、多数の発光ダイオードを中空基体に実装して所要に接続する第１の配線手段と、電流制限要素や定電流回路あるいはおよび整流回路などを実装する第２の配線手段と、所要に接続された多数の発光ダイオードを電流制限抵抗器や定電流回路あるいはおよび整流回路などに接続するとともに、これらを口金に接続する第３の配線手段とに分けて説明する。
【００３８】
第１の配線手段は、中空基体の内面または外面にプリント配線を形成することによって配設することができる。中空基体の内面にプリント配線を形成する場合は、中空基体に発光ダイオードに細長いリード線を備えたものを用いて、そのリード線を挿通する透孔をプリント配線に合わせて形成する。そして、中空基体の内面側でリード線をプリント配線にはんだ付けする。これに対して、中空基体の外面にプリント配線を形成する場合は、発光ダイオードにセラミックス基板の底面に導電膜を備えるか、発光部の左右に舌片状のリードフレームを突出したものを用いて、それらを中基体の外面側ではんだ付け、または導電性接着剤を用いて接続する。しかし、本発明は、中空基体にプリント配線を形成しないで、中空基体にリード線挿通孔を形成して発光ダイオードのリード線を外側から挿通し、中空基体の内部でリード線同士を接続して所要の接続を得てもよい。
【００３９】
第２の配線手段は、特に限定されないが、たとえば中空基体の外面に加えて内面にもプリント配線を形成するか、中空基体とは別にプリント配線基板を設けて実装し、かつ中空基体の内部に配設して実装することができる。
【００４０】
第３の配線手段は、特に限定されないが、たとえば適当な導体を用いることにより構成することができる。
【００４１】
＜本発明の作用について＞
本発明においては、中空基体の外面に多数のチップ形の発光ダイオードを分散して配設しているので、中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の全体から白色光が均一に放射され、その結果、一般照明用の白熱電球に近い配光特性が得られる。
【００４２】
また、チップ形の発光ダイオードは、発光部が薄いので、中空基体からの突出高さを小さくでき、したがって固体形光源装置の発光部分の外形が中空基体の形状により支配的に決定される。このため、固体形光源装置の外観が一般照明用の白熱電球の光拡散形ガラスバルブか電球形蛍光ランプのグローブに近い形状になり、外観に違和感がない。
【００４３】
さらに、チップ形の発光ダイオードは、発光部が相対的に小さいので、固体形光源装置の質量が小さくなる。
【００４４】
請求項２の発明の固体形光源装置は、請求項１記載の固体形光源装置において、回路手段は、中空基体の少なくともバルブ部に形成した第１のプリント配線基板を備えており；発光ダイオードは、第１のプリント配線に実装されることにより配設されている；ことを特徴としている。
【００４５】
本発明は、第１のプリント配線は、中空基体の内外両面のいずれであってもよい。外面に第１のプリント配線を形成すれば、発光ダイオードを表面実装することができる。
【００４６】
そうして、本発明においては、発光ダイオードの配設が容易になる。
【００４７】
請求項３の発明の固体形光源装置は、請求項１または２記載の固体形光源装置において、回路手段は、中空基体の内部に収納された第２のプリント配線基板および第２のプリント配線基板に実装された電流制限要素または定電流回路を備えていることを特徴としている。
【００４８】
電流制限要素は、抵抗器だけでなく、リアクタンス素子たとえばコンデンサまたはインダクタなどであってもよい。なお、リアクタンス素子は、交流回路部分に挿入されることにより、電流制限作用を呈する。
【００４９】
定電流回路は、どのような構成であってもよい。
【００５０】
また、直流駆動の場合、交流を整流して得た直流を電流源として用いる場合、整流回路を第２のプリント配線基板に実装することができる。
【００５１】
第２のプリント配線基板は、どのような構成であってもよく、たとえばリード線を配線孔に挿通してはんだ付けする汎用の配線基板、表面実装配線基板、フレキシブル配線基板などを用いることができる。また、第２のプリント配線基板は、中空基体の内部に収納されていれば、その支持手段を問わない。たとえば、中空基体の内面に接着したり、ねじ口金に固定したりしてもよい。中空基体の内面に第１のプリント配線を形成する場合、第２のプリント配線基板に端子片を突出して設け、この端子片を第１のプリント配線の所定の位置にはんだ付けすることによって、所要の接続と固定とを同時に行うように構成してもよい。
【００５２】
そうして、本発明においては、電流制限要素または定電流回路を第２のプリント配線基板に実装して中空基体の内部に収納したことにより、固体形光源装置の外観が簡素になるとともに、発光ダイオードの実装と電流制限要素または定電流回路の実装とを別に行うことができ、組み立てが容易になる。
【００５３】
上記固体形光源装置において、中空基体は、バルブ部がほぼ真球状をなしていることを特徴としている。
【００５４】
本発明は、中空基体のバルブ部の配光特性上好適な形状を規定している。すなわち、中空基体のバルブ部が真球状をなしていると、鉛直方向の配光特性がボール形の白熱電球のように良好な円状になるので、一般照明用の照明器具に用いたときに適合性が向上する。
【００５６】
本発明は、一般照明用として用いることができる光束で発光する固体形光源装置を規定している。すなわち、一般照明用として市場で入手できる定格電圧１００Ｖの白熱電球は、最も小さいワットの区分が２０Ｗ形であり、その全光束が光拡散性のもので１７０ｌｍ程度であるから、この光束値より概ね１０％程度低い１５０ｌｍ以上あれば、一般照明用として遜色なく置換可能になる。そこで、本発明においては、実装されている全ての発光ダイオードの定格光束の総和を１５０ｌｍ以上と規定している。なお、「定格光束」とは、実際に規定されているといないとにかかわらず、単一の発光ダイオードについての標準光度および標準半値幅に基づいて計算により求めた光束値をいう。また、「総和」とは、単一の発光ダイオードの定格光束と使用数との積により求めた値をいう。
【００５７】
そうして、本発明によれば、所要の明るさで一般照明を行うことができる。たとえば、発光ダイオードの発光効率が１５ｌｍ／Ｗ程度で、１個の発光ダイオードの定格消費電力が０．１Ｗであるとすると、１００個の発光ダイオードを用いれば、定格光束の総和が１５０ｌｍとなる。
【００５８】
上記固体形光源装置において、発光ダイオードの上から中空基体の外面に被着した透光性絶縁被覆を具備していることを特徴としている。
【００５９】
本発明は、絶縁性能を向上した固体形光源装置の好適な構成を規定している。すなわち、中空基体の外面に発光ダイオードの上から透光性絶縁被覆を被着している。絶縁被覆は、たとえば透光性シリコーン樹脂、透光性フッ素樹脂などの合成樹脂を用いることができる。透光性絶縁被覆を形成するには、ディッピング、吹き付け、静電塗装などの既知の被着手段を用いることができる。
【００６０】
そうして、本発明においては、発光ダイオードを中空基体の外面および内面のいずれで実装する構成であったとしても、リード部の外部露出部分やプリント配線部分が透光性絶縁被覆により覆われるので、絶縁の問題は生じないとともに、外観が優美になる。
【００６１】
また、透光性絶縁被覆として透明性物質を用いることにより、光透過率を高い状態に維持することができる。
【００６２】
さらに、光拡散性物質を用いることにより、中空基体の表面の輝度分布を均整化するとともに、外観が一層良好になる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００６４】
図１は、本発明の固体形光源装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【００６５】
図２は、同じく発光ダイオードの要部を示す一部切欠拡大平面図である。
【００６６】
図３は、同じく発光ダイオードの要部を示す一部切欠拡大正面図である。
【００６７】
図４は、同じく発光ダイオードの駆動回路を示す回路図である。
【００６８】
各図において、１はねじ口金、２は中空基体、３は発光ダイオード、４は回路手段である。
【００６９】
ねじ口金１は、Ｅ２６形ねじ口金である。
【００７０】
中空基体２は、白色のＰＢＴを成形して形成され、バルブ部２ａおよびネック部２ｂからなる。バルブ部２ａは、バルブ主要部２ａ１およびバルブ基体部２ａ２からなる。バルブ主要部２ａ１は、図示を省略しているが、複数に分割して成形されているが、接着されて真球の主要部を構成している。また、図示を省略しているが、バルブ主要部２ａ１には多数の配線孔がほぼ一定のピッチで形成され、また内面に配線孔を所要に接続するプリント配線が形成されている。バルブ基体部２ａ２は、バルブ主要部２ａ１と別に成形されているが、バルブ主要部２ａ１と嵌合され、かつ、接着されることにより、ほぼ真球状をなすバルブ部２ａを構成する。ネック部２ｂは、バルブ基体部２ａ２と一体に成形されていて、ねじ口金１に挿入してねじ口金１の開口端近傍を部分的に加締めて両者を結合している。
【００７１】
発光ダイオード３は、図２および図３に示すように、発光部３ａおよびリードフレームを延長して形成した一対のリード線３ｂからなる。発光部３ａは、セラミックス基板３ａ１、透光性樹脂シール部３ａ２および透光性樹脂シール部３ａ２内に埋設された図示を省略している埋設部品からなる。埋設部品は、リードフレーム、発光ダイオードチップおよびボンディングワイヤである。一対のリード線３ｂは、ともに基板面に対して直角に折曲されていて、中空基体２の図示しない配線孔に挿入され、中空基体２の内面側ではんだ付けされている。発光ダイオード３の一例としては、順電圧３．６Ｖ、順電流２０ｍＡ、定格光度１５６０ｍｃｄ、半値幅５０°であり、発光効率は約１５ｌｍ／Ｗである。この発光ダイオード３を全部で１８０個用いることにより、消費電力約１３Ｗ、定格光束の総和が１９４ｌｍとなり、一般照明用の２０Ｗ形白熱電球相当の固体形光源装置が得られることになる。
【００７２】
回路手段４は、図４に示すように、主として第１のプリント配線基板４ａおよび第２のプリント配線基板４ｂを備えている。第１のプリント配線基板４ａは、中空基体の内面に形成され、多数の発光ダイオード３を実装して直並列接続回路を形成している。直並列接続回としては、たとえば３０個の発光ダイオードを直列接続してなる直列回路を６つ並列接続して発光ダイオード群を構成する。第２のプリント配線基板４ｂは、第１のプリント配線基板４ａとは分離していて、電流制限要素４ｂ１および整流回路４ｂ２を実装している。電流制限要素４ｂ１は、抵抗器からなり、その一端が整流回路４ｂ２の直流出力端の正極に接続している。また、第２のプリント配線基板４ｂは、整流回路４ｂ２の直流出力の正極が電流制限要素４ｂ１および導線ｗ１を介して第１のプリント配線基板４ａの発光ダイオード群のアノード側へ接続し、負極が導線ｗ２を介して同じく発光ダイオード群のカソード側へ直接接続している。さらに、第２のプリント配線基板４ｂは、整流回路４ｂ２の交流入力端極が導線ｗ３、ｗ４を介してねじ口金１に接続しているとともに、支持されている。ねじ口金１は、１００Ｖ交流電源ＡＣに接続する。
【００７３】
そうして、本実施形態によれば、ボール形の光拡散ガラスバルブを備えた一般照明用の白熱電球と基本的な輪郭が類似した固体形光源装置が得られる。
【００７４】
なお、図示を省略しているが、中空基体２の外面に露出している発光ダイオード３のリード線３ｂの充電部は、部分的に被着された絶縁塗料により被覆されている。
【００７５】
図５は、本発明の固体形光源装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【００７６】
図６は、同じく発光ダイオードを示す拡大平面図である。
【００７７】
図７は、同じく発光ダイオードを示す拡大正面図である。
【００７８】
図８は、同じく発光ダイオードを示す拡大底面図である。
【００７９】
各図において、図１ないし図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、発光ダイオード３´が表面実装されるとともに、透明絶縁被覆５を具備している点で異なる。
【００８０】
すなわち、発光ダイオード３´は、図６ないし図８に示すように、発光部３ａ´および導電膜のリード部３ｂ´からなる。発光部３ａ´は、セラミックス基板の上面に被着した導電膜に発光ダイオードチップをボンディングワイヤ（いずれも図示しない。）を介して接続し、また上記導電膜はスルーホール（図示しない。）を介して後述するリード部３ｂ´に接続している。リード部３ｂ´は、その一対がセラミックス基板３ａ１の底面に離間して形成されている。
【００８１】
回路手段４´は、第１のプリント配線基板４ａ´が中空基体２の外面に形成されている。
【００８２】
透明絶縁被覆５は、透明シリコーン樹脂からなり、発光ダイオード３´およびその他の所要の配線を形成した後に、中空基体２のバルブ部２ａの主要部をシリコーン樹脂液にディップし、固化させて形成されている。したがって、第１のプリント配線基板４ａ´の充電部は、透明絶縁被覆５により被覆されるので、絶縁の問題はない。
【００８３】
図９は、本発明の固体形光源装置の第３の実施形態における要部を示す正面図である。
【００８４】
図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、中空基体２がＰＳ形を呈している点で異なる。
【００８５】
そうして、本実施形態によれば、ＰＳ形の光拡散ガラスバルブを備えた一般照明用の白熱電球と基本的な輪郭が類似した固体形光源装置が得られる。
【００８６】
図１０は、本発明の固体形光源装置の第４の実施形態における要部を示す正面図である。
【００８７】
図において、図９と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、中空基体２がＴ形を呈している点で異なる。
【００８８】
そうして、本実施形態によれば、Ｔ形の光拡散ガラスバルブを備えた電球形蛍光ランプと基本的な輪郭が類似した固体形光源装置が得られる。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、バルブ部およびネック部を備え、ネック部がねじ口金に装着されている中空基体の少なくとも主要部の外面に分散し、かつ、底面が中空基体の外面にほぼ当接して多数のチップ状で白色発光タイプの発光ダイオードを配設するとともに、発光ダイオードを所要に配線し、かつ、口金に接続する回路手段を備え、さらに、中空基体の外面に発光ダイオードを覆って光拡散性の透光性絶縁被覆を設けたことにより、一般照明用の白熱電球に近い配光特性が得られるとともに、発光ダイオードの中空基体からの突出高さが小さくて発光部の外形が中空基体の形状により支配的に決定されるため、外観が一般照明用の白熱電球の光拡散形ガラスバルブか電球形蛍光ランプのグローブに近い形状になって、外観に違和感がなく、さらに、光拡散性の透光性絶縁被覆により、充電部を遮蔽できるとともに、中空基体の表面の輝度分布を均整化することができ、しかも比較的質量が小さい固体形光源装置を提供することができる。
【００９０】
請求項２の発明によれば、加えて回路手段が中空基体の少なくともバルブ部に形成した第１のプリント配線基板を備えていて、発光ダイオードが第１のプリント配線に実装されていることにより、発光ダイオードの中空基体への配設が容易な固体形光源装置を提供することができる。
【００９１】
請求項３の発明によれば、加えて回路手段が中空基体の内部に収納された第２のプリント配線基板および第２のプリント配線基板に実装された電流制限要素または定電流回路を備えていることにより、外観が簡素になるとともに、発光ダイオードの実装と電流制限要素または定電流回路の実装とを別に行うことができて、組み立てが容易固体形光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体形光源装置の第１の実施形態を示す断面図
【図２】同じく発光ダイオードの要部を示す一部切欠拡大平面図
【図３】同じく発光ダイオードの要部を示す一部切欠拡大正面図
【図４】同じく発光ダイオードの駆動回路を示す回路図
【図５】本発明の固体形光源装置の第２の実施形態を示す断面図
【図６】同じく発光ダイオードを示す拡大平面図
【図７】同じく発光ダイオードを示す拡大正面図
【図８】同じく発光ダイオードを示す拡大底面図
【図９】本発明の固体形光源装置の第３の実施形態における要部を示す正面図
【図１０】本発明の固体形光源装置の第４の実施形態における要部を示す正面図
【符号の説明】
１…ねじ口金
２…中空基体
２ａ…バルブ部
２ａ１…バルブ主要部
２ａ２…バルブ基体部
２ｂ…ネック部
３´…発光ダイオード
４´…回路手段
４ａ´…第１のプリント配線基板
４ｂ…第２のプリント配線基板
４ｂ１…電流制限要素
４ｂ２…整流回路
５…透明絶縁被覆[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state light source device using a light emitting diode.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-83709 discloses a rectangular tube-shaped side light emitting part, a front light emitting part disposed on the front surface of the side light emitting part, and a bayonet-shaped base disposed on the back side of the side light emitting part. There is disclosed a light emitting unit comprising: This light-emitting unit is intended to be replaced with an incandescent bulb for a signal lamp such as a traffic signal lamp. The signal lamp generates red, yellow, or blue (green) signal light for each light emitting unit. And it is comprised by the special arrangement | positioning so that it may project efficiently ahead combining with a reflector. That is, the light emitting diodes disposed in the side light emitting portions emit light in a direction perpendicular to the axis of the reflecting mirror. Further, the light emitting diode disposed in the front light emitting section emits light exclusively in the axial direction of the reflecting mirror. Furthermore, the light-emitting diode is a lens and has a narrow light distribution characteristic.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Even if it can be considered that the above light emitting unit is used for general illumination, in this case, there are the following problems.
[0004]
1. Problems with light distribution characteristics
An incandescent lamp for general lighting is a glass bulb having a ball-shaped or G-shaped shape in which a light diffusion film is formed on the inner surface of a glass bulb having a spherical bulb portion. Yes, the vertical light distribution characteristic is 0 on the base side, that is, 180 °, but it is nearly circular in many other angle ranges. For this reason, it adapts to the lighting fixture for various general illuminations. An incandescent lamp equipped with a PS-type glass bulb, which is most often used for general illumination, has light distribution characteristics similar to those in the G-type.
[0005]
On the other hand, in the prior art, due to the configuration of the light emitting unit described above, the vertical light distribution characteristic is a peculiar one that protrudes sharply in three directions of 90 ° and 0 ° left and right, and various illuminations for general illumination Even if it is used in a fixture, the desired light distribution characteristics as a lighting fixture cannot be obtained. This means that even if the conventional technique is used for general illumination, it is not useful for the purpose of providing comfortable illumination.
[0006]
2 The problem is too heavy
Since a lens-shaped light emitting diode is used, it is significantly heavier and difficult to handle as compared with an incandescent light bulb for general illumination as a whole.
[0007]
3 Problems with the appearance
Since the basic shape is a square tube shape and the lens-shaped light emitting diode is exposed, the appearance is unique and the feeling of discomfort is too great for general illumination.
[0008]
4. Problems that cannot be installed in the lamp socket of a general lighting bulb
The base used in the prior art is a bayonet type, whereas the base of a general lighting bulb is an E26 type screw base, so it is not suitable for a lamp socket of a general lighting bulb.
[0009]
An object of this invention is to provide the solid light source device which has a light distribution characteristic suitable for using for general illumination.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a solid-state light source device that is less uncomfortable in appearance.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a solid state light source device having a relatively small mass.
[0012]
[Means for achieving the object]
The solid-state light source device according to claim 1 includes: a screw base; a hollow base including a bulb part and a neck part, the neck part being attached to the screw base; and dispersed on an outer surface of at least a main part of the bulb part of the hollow base. And the bottom surface of the hollow substrate On the outside A number of chip-like light emitting diodes, each of which is a white light emitting diode, arranged substantially in contact with each other; circuit means for wiring the light emitting diodes and connecting them to the base; A light diffusing translucent insulating coating provided on the outer surface of the hollow substrate and covering the light emitting diode; It is characterized by comprising.
[0013]
In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
[0014]
<About screw cap>
As the screw cap, an E26 or E17 screw cap is preferably used. Since these caps are used for incandescent bulbs for general lighting, they can be used by being mounted on the lamp socket. The above screw cap is generally used to connect to a 100V or 120V low voltage commercial AC power supply.
[0015]
<About hollow substrate>
The hollow substrate includes a valve portion and a neck portion.
[0016]
The bulb portion is preferably in the shape of a glass bulb of an incandescent light bulb for general lighting or a globe shape of a bulb-type fluorescent lamp or a shape and size similar to them, but if necessary, it has a hexagonal shape such as a soccer ball. It may be a polyhedron shape in which plane portions are connected. In the case of a polyhedral shape, it is preferable that the shape and size be substantially inscribed in the contour shape of a glass bulb of an incandescent light bulb for general illumination or a globe of a light bulb shaped fluorescent lamp. As the shape of the glass bulb in the incandescent light bulb for general lighting, G type and PS type are mainly used. Further, as the shape of the globe of the bulb-type fluorescent lamp, G type, A type and T type are mainly used. These shapes are well known in the general lighting light source industry. Further, the valve portion is a main portion from the tip of the valve to a portion forming 135 ° around the shaft centering on a position half the length along the axial direction of the hollow base of the portion exposed from the base. That's it. This is defined in general illumination because light emitted from the main part defined above of the bulb part is mainly used effectively, in other words, illumination can be performed efficiently. Moreover, you may form so that the main part and other part of the valve | bulb part of a hollow base | substrate are separable.
[0017]
Since the neck portion is a portion that joins the hollow base and the screw cap, it is thinner than the valve portion. By inserting the tip of the neck portion into the inside of the screw base and caulking or bonding the screw base, the two can be coupled.
[0018]
The hollow substrate can be formed using an insulating material such as a polybutylene terephthalate (PBT) resin, a polycarbonate resin, a printed wiring board material such as a synthetic resin such as a glass fiber reinforced epoxy resin, ceramics, glass, or the like. The color of the outer surface of the hollow substrate may be either a material-specific color or a paint color, but it may be arbitrarily selected as desired.For example, the white base or the outer surface is used as a mirror surface to provide reflectivity, or the inner surface is made transparent. It can be a skeleton specification that can be seen through.
[0019]
Furthermore, a printed wiring and / or a lead wire insertion hole are formed in the hollow substrate in accordance with the mode in which the light emitting diode is connected to the circuit means. These will be described later.
[0020]
Furthermore, the hollow substrate can be formed by assembling parts divided into a plurality of parts as necessary in order to facilitate the molding, assembly, formation of printed wiring, or mounting of light emitting diodes. The division can be appropriately configured such as vertically or horizontally. For the assembly, known coupling means such as adhesion and fitting can be appropriately employed.
[0021]
Furthermore, heat radiating means such as a heat radiating hole and a heat radiating fin for radiating the heat generated inside to the outside can be disposed at an appropriate position of the hollow substrate.
[0022]
<About light emitting diodes>
A light emitting diode generally includes a light emitting portion and a lead portion.
[0023]
In the present invention, the light emitting portion is roughly classified into a lens shape and a chip shape. The “lens shape” means that the height of the light emitting part is larger than either the width or the depth, and most of them are the whole or many parts in order to control the light distribution of the light emitting diode as desired. Is formed so as to exhibit a lens action. On the other hand, the “chip shape” refers to a light emitting part having a thin shape and a height equal to or less than the larger one of the width and the depth. The “width” is a dimension in the lead portion direction of the light emitting portion at a position where the lead portion can be seen to the left and right. “Depth” is the dimension of a portion orthogonal to the width in the plane of the light emitting portion constituting the thin shape.
[0024]
In addition, the structure of the light emitting portion is generally different between a lens shape and a chip shape, but this is not critical. Many of the lens shapes include a lead frame, a light emitting diode chip bonded to the lead frame, a bonding wire, and a translucent resin seal portion in which these components are embedded and molded into a lens shape. On the other hand, the chip type is generally formed on a ceramic substrate by embedding a ceramic substrate, a lead frame disposed on the ceramic substrate, a light-emitting diode chip bonded to the lead frame, a bonding wire and these components. It can comprise by the translucent resin seal part which was made. Also, a pair of conductive films formed on a ceramic substrate, a light emitting diode chip disposed on one conductive film, a bonding wire connecting between the light emitting diode chip and the other conductive film, and a ceramic substrate in which these components are embedded It can also be comprised by the translucent resin seal part shape | molded on the top.
[0025]
Next, the lead portion is an external connection portion derived from the light emitting diode chip, and protrudes sideways from the elongated metal wire, the elongated lead frame or the conductive film formed mainly on the bottom surface of the ceramic substrate of the chip-shaped light emitting portion or the light emitting portion. It consists of a tongue-shaped lead frame. In the lens shape, a pair of metal wires or lead frames extend in parallel in the axial direction from the bottom surface of the light emitting unit. On the other hand, in the chip type, an elongated metal wire, an elongated lead frame or a tongue-shaped lead frame extends laterally from the light emitting portion, or a conductive film is deposited on the bottom surface and / or side surface of the ceramic substrate. There are many configurations. However, the configuration of the lead portion is not particularly limited in the present invention.
[0026]
Furthermore, the light emission color of the light emitting diode is generally divided into red, orange, yellow, green, blue and white. The white system includes a combination of a blue light emitting diode chip and a yellow light emitting phosphor, and a configuration in which light emitting diode chips having respective emission colors of three primary colors or two colors are assembled to emit white light. But you can.
[0027]
The light-emitting diode used in the present invention has a light-emitting portion of a chip shape and a width dimension of 4 mm or less, and the emission color is a white light-emitting type.
[0028]
Furthermore, many of the light emitting diodes are dispersed on the outer surface of at least the main portion of the bulb portion of the hollow base, and the bottom surface of the light emitting portion is disposed so as to substantially contact the outer surface of the hollow base. The “multiple light emitting diodes” means at least 50 or more, preferably 150 or more. “Dispersed” means to include a uniformly dispersed embodiment and a non-uniformly dispersed embodiment. In the case of non-uniformity, for example, the light distribution characteristic can be corrected as desired by relatively increasing the arrangement density on the tip side of the bulb portion and relatively sparsely arranging the neck side. The phrase “substantially abut” is sufficient if it appears to abut and may be slightly floating.
[0029]
Furthermore, when a part of the lead part of the light emitting diode or a charging part such as a printed circuit board and solder is exposed on the outer surface of the hollow base, only the charging part is covered with insulation, or the entire hollow base is covered with the light emitting diode. If the insulation coating is performed from above with translucent synthetic resin, the charging part is concealed.
[0030]
Furthermore, the color temperature of light emission of the light emitting diode is allowed to be in the range of 2000 to 10000K.
[0031]
<About circuit connection means>
The circuit connecting means is a means for lighting the light emitting diode by connecting the light emitting diode and the base as required, and determines a driving method of the light emitting diode and includes a wiring means for the light emitting diode.
[0032]
First, the driving method will be described. The light emitting diode emits light, that is, lights up by passing a current, that is, a forward current in the forward direction. To light up a light emitting diode, an AC driving method in which an alternating current is directly passed through two or more light emitting diodes, a DC driving method in which a direct current is passed, and a pulse driving method in which a pulsed current is lit. And any of them may be used in the present invention.
[0033]
In the AC drive method, a light-emitting diode in which a forward current flows when the AC voltage is a positive half-wave and a light-emitting diode in which a forward current flows when the AC voltage is a negative half-wave are connected in parallel, that is, a pair of light-emitting diodes are connected in reverse parallel. That's fine. When a plurality of light emitting diodes are connected in series in order to adapt to a given AC voltage or to obtain a desired light amount, a plurality of light emitting diodes connected in series may be connected in reverse parallel or in pairs. A plurality of light emitting diodes connected in reverse parallel may be connected in series. In short, AC drive is when viewed from the power source side and is DC drive when viewed from the light emitting diode side, but if a sinusoidal voltage is applied to the light emitting diode as it is as in a commercial AC power source, the AC drive is forward. The current also changes sinusoidally.
[0034]
In the direct current drive system, the drive power supply is direct current, and therefore the anode of the light emitting diode is connected to the positive side of the direct current power source and the cathode is connected to the negative side. For this reason, when the base is connected to the low-voltage AC power source, the rectifying means or the smoothing capacitor is interposed in front of the light emitting diode. The rectifying means or the smoothing capacitor in this case forms part of the circuit means.
[0035]
The pulse driving method is a method in which a pulse current is passed through a light emitting diode to perform pulse lighting. If a light-emitting diode having a strong current dependency is used and a pulse current having a large peak value is passed, the afterglow phenomenon of the human eye can be utilized to make it brighter than in the case of direct current drive. Therefore, the repetition frequency of the pulse current is set to be relatively high so as to cause an afterimage phenomenon. The pulse drive circuit in this system forms part of the circuit means.
[0036]
In any of the above-described driving methods, a current limiting element can be connected in series with the light emitting diode or a constant current circuit can be used to flow a predetermined forward current. The current limiting element and the constant current circuit in this case form part of the circuit means. The “current limiting element” refers to a resistor and a reactance element, and the latter includes a capacitor and an inductor, and is used in an AC circuit. In addition, a diode can be connected in series with the same polarity as the light emitting diode, or a Zener diode can be connected in parallel to the light emitting diode so that the problem of reverse breakdown voltage does not occur.
[0037]
Next, the wiring means will be described. Hereinafter, the wiring means is a first wiring means for mounting a large number of light emitting diodes on the hollow substrate and connecting as required, a second wiring means for mounting a current limiting element, a constant current circuit, and a rectifier circuit, A number of light-emitting diodes that are connected as required are connected to a current limiting resistor, a constant current circuit, a rectifier circuit, and the like, and these are divided into third wiring means that connects to a base.
[0038]
The first wiring means can be arranged by forming a printed wiring on the inner surface or outer surface of the hollow base. When forming a printed wiring on the inner surface of the hollow base, a hollow base provided with a light-emitting diode and an elongated lead wire is used, and a through hole through which the lead wire is inserted is formed in accordance with the printed wiring. Then, the lead wire is soldered to the printed wiring on the inner surface side of the hollow substrate. On the other hand, when forming a printed wiring on the outer surface of the hollow substrate, the light emitting diode is provided with a conductive film on the bottom surface of the ceramic substrate, or a tongue-shaped lead frame protruding from the left and right of the light emitting part is used. They are soldered on the outer surface side of the middle substrate or connected using a conductive adhesive. However, the present invention does not form a printed wiring on the hollow substrate, but forms a lead wire insertion hole in the hollow substrate, inserts the lead wire of the light emitting diode from the outside, and connects the lead wires inside the hollow substrate. The required connection may be obtained.
[0039]
The second wiring means is not particularly limited. For example, a printed wiring is formed on the inner surface in addition to the outer surface of the hollow base, or a printed wiring board is provided separately from the hollow base, and mounted inside the hollow base. It can be arranged and mounted.
[0040]
The third wiring unit is not particularly limited, but can be configured by using an appropriate conductor, for example.
[0041]
<About the effect | action of this invention>
In the present invention, since a large number of chip-shaped light emitting diodes are dispersed and arranged on the outer surface of the hollow substrate, white light is uniformly emitted from at least the main part of the bulb portion of the hollow substrate, and as a result. The light distribution characteristic close to that of an incandescent light bulb for general lighting can be obtained.
[0042]
Further, since the light emitting part of the chip-type light emitting diode is thin, the protruding height from the hollow base can be reduced, and therefore the outer shape of the light emitting part of the solid-state light source device is determined predominantly by the shape of the hollow base. For this reason, the external appearance of the solid-state light source device has a shape close to that of a light diffusing glass bulb of an incandescent light bulb for general illumination or a globe of a light bulb-type fluorescent lamp, and the external appearance is not uncomfortable.
[0043]
Furthermore, since the light emitting part of the chip-type light emitting diode is relatively small, the mass of the solid-state light source device is reduced.
[0044]
A solid-state light source device according to a second aspect of the present invention is the solid-state light source device according to the first aspect, wherein the circuit means includes a first printed wiring board formed on at least the bulb portion of the hollow substrate; The first printed wiring is disposed by being mounted on the first printed wiring.
[0045]
In the present invention, the first printed wiring may be on both the inside and outside of the hollow substrate. If the first printed wiring is formed on the outer surface, the light emitting diode can be surface-mounted.
[0046]
Thus, in the present invention, the light emitting diode can be easily arranged.
[0047]
A solid-state light source device according to a third aspect of the present invention is the solid-state light source device according to the first or second aspect, wherein the circuit means is a second printed wiring board and a second printed wiring board housed in the hollow base. And a current limiting element or a constant current circuit.
[0048]
The current limiting element may be not only a resistor but also a reactance element such as a capacitor or an inductor. Note that the reactance element exhibits a current limiting action by being inserted into the AC circuit portion.
[0049]
The constant current circuit may have any configuration.
[0050]
In the case of direct current drive, when a direct current obtained by rectifying alternating current is used as a current source, the rectifier circuit can be mounted on the second printed wiring board.
[0051]
The second printed wiring board may have any configuration. For example, a general-purpose wiring board, a surface mounting wiring board, a flexible wiring board, or the like in which a lead wire is inserted into a wiring hole and soldered can be used. . Further, the second printed wiring board may be any supporting means as long as it is housed inside the hollow base. For example, you may adhere | attach on the inner surface of a hollow base | substrate, or you may fix to a screw cap. When forming the first printed wiring on the inner surface of the hollow substrate, a terminal piece protrudes from the second printed wiring board and is soldered to a predetermined position of the first printed wiring. The connection and fixing may be performed at the same time.
[0052]
Thus, in the present invention, since the current limiting element or the constant current circuit is mounted on the second printed wiring board and accommodated in the hollow base, the appearance of the solid-state light source device is simplified and the light emission is performed. The mounting of the diode and the mounting of the current limiting element or the constant current circuit can be performed separately, which facilitates assembly.
[0053]
In the solid-state light source device, The hollow substrate is characterized in that the valve portion has a substantially spherical shape.
[0054]
The present invention defines a shape suitable for light distribution characteristics of the bulb portion of the hollow substrate. That is, when the bulb portion of the hollow base body is spherical, the light distribution characteristic in the vertical direction becomes a good circular shape like a ball-shaped incandescent bulb, so when used in a lighting fixture for general lighting Compatibility is improved.
[0056]
The present invention defines a solid-state light source device that emits light with a light beam that can be used for general illumination. That is, an incandescent bulb with a rated voltage of 100 V available on the market for general lighting is a 20 W type with the smallest watt category, and its total luminous flux is of a light diffusing type and is about 170 lm. If it is 150 lm or more, which is about 10% lower, it will be possible to replace it for the general illumination. Therefore, in the present invention, the total sum of the rated luminous fluxes of all the mounted light emitting diodes is defined as 150 lm or more. Note that the “rated luminous flux” refers to a luminous flux value obtained by calculation based on the standard luminous intensity and the standard half-value width of a single light-emitting diode, regardless of whether they are actually defined. The “sum” is a value obtained by multiplying the rated luminous flux of a single light-emitting diode by the number of uses.
[0057]
And according to this invention, general illumination can be performed with required brightness. For example, if the luminous efficiency of a light emitting diode is about 15 lm / W and the rated power consumption of one light emitting diode is 0.1 W, the total sum of rated luminous flux is 150 lm when 100 light emitting diodes are used.
[0058]
In the solid-state light source device, A light-transmitting insulating coating is provided on the outer surface of the hollow substrate from above the light emitting diode.
[0059]
The present invention defines a preferred configuration of a solid-state light source device with improved insulation performance. That is, a translucent insulating coating is applied to the outer surface of the hollow substrate from above the light emitting diode. For the insulating coating, for example, a synthetic resin such as a translucent silicone resin or a translucent fluororesin can be used. In order to form the translucent insulating coating, known deposition means such as dipping, spraying or electrostatic coating can be used.
[0060]
Thus, in the present invention, even if the light emitting diode is mounted on either the outer surface or the inner surface of the hollow substrate, the externally exposed portion of the lead portion and the printed wiring portion are covered with the translucent insulating coating. Insulation problems do not occur and the appearance is graceful.
[0061]
Moreover, the light transmittance can be maintained at a high level by using a transparent material as the light-transmitting insulating coating.
[0062]
Furthermore, by using the light diffusing substance, the luminance distribution on the surface of the hollow substrate is leveled and the appearance is further improved.
[0063]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0064]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a solid-state light source device of the present invention.
[0065]
FIG. 2 is a partially cutout enlarged plan view showing the main part of the light emitting diode.
[0066]
FIG. 3 is a partially cutaway enlarged front view showing the main part of the light emitting diode.
[0067]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a drive circuit for the light emitting diode.
[0068]
In each figure, 1 is a screw cap, 2 is a hollow substrate, 3 is a light emitting diode, and 4 is a circuit means.
[0069]
The screw cap 1 is an E26 type screw cap.
[0070]
The hollow substrate 2 is formed by molding white PBT and includes a valve portion 2a and a neck portion 2b. The valve portion 2a includes a valve main portion 2a1 and a valve base portion 2a2. Although the valve main part 2a1 is not illustrated, it is divided into a plurality of parts, but is bonded to form a main part of a true sphere. Although not shown in the drawing, a large number of wiring holes are formed in the valve main portion 2a1 at a substantially constant pitch, and a printed wiring for connecting the wiring holes as necessary is formed on the inner surface. The valve base portion 2a2 is formed separately from the valve main portion 2a1, but constitutes a substantially spherical shape by fitting and adhering to the valve main portion 2a1. The neck portion 2b is formed integrally with the valve base portion 2a2, and is inserted into the screw base 1 and partially crimped near the opening end of the screw base 1 to couple them together.
[0071]
As shown in FIGS. 2 and 3, the light emitting diode 3 includes a light emitting portion 3a and a pair of lead wires 3b formed by extending a lead frame. The light emitting part 3a is composed of a ceramic substrate 3a1, a translucent resin seal part 3a2, and an embedded part (not shown) embedded in the translucent resin seal part 3a2. The embedded parts are a lead frame, a light emitting diode chip, and a bonding wire. The pair of lead wires 3b are both bent at right angles to the substrate surface, inserted into a wiring hole (not shown) of the hollow base body 2, and soldered on the inner surface side of the hollow base body 2. As an example of the light emitting diode 3, the forward voltage is 3.6 V, the forward current is 20 mA, the rated luminous intensity is 1560 mcd, the half-value width is 50 °, and the luminous efficiency is about 15 lm / W. By using 180 light emitting diodes 3 in total, the power consumption is about 13 W and the total sum of the rated luminous flux is 194 lm, and a solid-state light source device equivalent to a 20 W type incandescent bulb for general illumination can be obtained.
[0072]
As shown in FIG. 4, the circuit means 4 mainly includes a first printed wiring board 4a and a second printed wiring board 4b. The first printed wiring board 4a is formed on the inner surface of the hollow base, and a large number of light emitting diodes 3 are mounted to form a series-parallel connection circuit. As the series-parallel connection circuit, for example, six series circuits formed by connecting 30 light emitting diodes in series are connected in parallel to form a light emitting diode group. The second printed wiring board 4b is separated from the first printed wiring board 4a, and the current limiting element 4b1 and the rectifier circuit 4b2 are mounted thereon. The current limiting element 4b1 is composed of a resistor, and one end thereof is connected to the positive electrode of the DC output end of the rectifier circuit 4b2. In the second printed wiring board 4b, the positive electrode of the DC output of the rectifier circuit 4b2 is connected to the anode side of the light emitting diode group of the first printed wiring board 4a via the current limiting element 4b1 and the conductive wire w1, and the negative electrode is Similarly, it is directly connected to the cathode side of the group of light emitting diodes via the lead wire w2. Further, the second printed wiring board 4b is supported while the AC input terminal of the rectifier circuit 4b2 is connected to the screw cap 1 via the conductive wires w3 and w4. The screw cap 1 is connected to a 100V AC power supply AC.
[0073]
Thus, according to the present embodiment, a solid-state light source device having a basic outline similar to that of a general lighting incandescent lamp having a ball-shaped light diffusion glass bulb can be obtained.
[0074]
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the charging part of the lead wire 3b of the light emitting diode 3 exposed to the outer surface of the hollow base | substrate 2 is coat | covered with the insulating coating applied partially.
[0075]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the solid-state light source device of the present invention.
[0076]
FIG. 6 is an enlarged plan view showing the light emitting diode.
[0077]
FIG. 7 is an enlarged front view showing the light emitting diode.
[0078]
FIG. 8 is an enlarged bottom view showing the light emitting diode.
[0079]
In each figure, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. This embodiment is different in that the light-emitting diode 3 ′ is surface-mounted and has a transparent insulating coating 5.
[0080]
That is, the light emitting diode 3 'includes a light emitting portion 3a' and a conductive film lead portion 3b 'as shown in FIGS. The light emitting unit 3a ′ connects a light emitting diode chip to a conductive film deposited on the upper surface of the ceramic substrate via a bonding wire (none is shown), and the conductive film is through a through hole (not shown). And connected to a lead portion 3b 'to be described later. A pair of lead portions 3b 'are formed apart from the bottom surface of the ceramic substrate 3a1.
[0081]
In the circuit means 4 ′, a first printed wiring board 4 a ′ is formed on the outer surface of the hollow base 2.
[0082]
The transparent insulating coating 5 is made of a transparent silicone resin, and is formed by forming the light emitting diode 3 ′ and other necessary wirings, and then dipping the main part of the bulb portion 2 a of the hollow base 2 into a silicone resin liquid and solidifying it. ing. Therefore, since the charging part of the first printed wiring board 4a ′ is covered with the transparent insulating coating 5, there is no problem of insulation.
[0083]
FIG. 9 is a front view showing an essential part in the third embodiment of the solid-state light source device of the present invention.
[0084]
In the figure, the same parts as those in FIG. This embodiment is different in that the hollow substrate 2 has a PS shape.
[0085]
Thus, according to the present embodiment, a solid-state light source device having a basic outline similar to that of a general lighting incandescent lamp having a PS-type light diffusion glass bulb can be obtained.
[0086]
FIG. 10: is a front view which shows the principal part in 4th Embodiment of the solid-state light source device of this invention.
[0087]
In the figure, the same parts as those in FIG. This embodiment is different in that the hollow substrate 2 has a T shape.
[0088]
Thus, according to the present embodiment, a solid-state light source device having a basic outline similar to that of a bulb-type fluorescent lamp provided with a T-shaped light diffusion glass bulb can be obtained.
[0089]
【The invention's effect】
Claim 1 invention According to the present invention, a plurality of chips having a valve portion and a neck portion, the neck portion being dispersed on the outer surface of at least the main part of the hollow base body mounted on the screw cap, and the bottom face substantially contacting the outer surface of the hollow base body. A white light-emitting type light emitting diode is provided, and circuit means for wiring the light emitting diode as required and connecting to the base In addition, a light-diffusing translucent insulating coating is provided on the outer surface of the hollow substrate so as to cover the light-emitting diode. As a result, light distribution characteristics close to that of an incandescent light bulb for general lighting are obtained, and the protrusion height of the light emitting diode from the hollow base is small, and the outer shape of the light emitting part is dominantly determined by the shape of the hollow base. The appearance is similar to the light-diffusing glass bulb of an incandescent bulb for general lighting or the globe of a bulb-type fluorescent lamp, and there is no sense of incongruity in the appearance Furthermore, the light-diffusing translucent insulating coating can shield the charged part and can level the luminance distribution on the surface of the hollow substrate. In addition, a solid-state light source device having a relatively small mass can be provided.
[0090]
According to the invention of claim 2, in addition, the circuit means includes a first printed wiring board formed on at least the bulb portion of the hollow base, and the light emitting diode is mounted on the first printed wiring. It is possible to provide a solid-state light source device in which the light-emitting diode can be easily disposed on the hollow substrate.
[0091]
According to the invention of claim 3, in addition, the circuit means includes a second printed wiring board housed in the hollow base and a current limiting element or a constant current circuit mounted on the second printed wiring board. As a result, the appearance can be simplified, the mounting of the light emitting diode and the mounting of the current limiting element or the constant current circuit can be performed separately, and a solid-state light source device that can be easily assembled can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a solid-state light source device of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway enlarged plan view showing the main part of the light emitting diode.
FIG. 3 is a partially cutaway enlarged front view showing the main part of the light emitting diode.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a driving circuit for a light emitting diode;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the solid-state light source device of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged plan view showing the same light emitting diode.
FIG. 7 is an enlarged front view showing the light emitting diode.
FIG. 8 is an enlarged bottom view showing the same light emitting diode.
FIG. 9 is a front view showing a main part of a solid-state light source device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front view showing a main part of a solid-state light source device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Screw cap
2 ... Hollow substrate
2a ... Valve part
2a1 ... Valve main part
2a2 ... Valve base part
2b ... Neck
3 '... Light-emitting diode
4 '... Circuit means
4a '... 1st printed wiring board
4b ... Second printed wiring board
4b1 ... Current limiting element
4b2 ... Rectifier circuit
5 ... Transparent insulation coating

Claims

ねじ口金と；
バルブ部およびネック部を備え、ネック部がねじ口金に装着されている中空基体と；
中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の外面に分散し、かつ、底面が中空基体の外面にほぼ当接して配設されたそれぞれが白色発光ダイオードである多数のチップ状の発光ダイオードと；
発光ダイオードを所要に配線するとともに口金に接続する回路手段と；
中空基体の外面に設けられ、発光ダイオードを覆う光拡散性の透光性絶縁被覆と；
を具備していることを特徴とする固体形光源装置。With screw cap;
A hollow substrate comprising a valve portion and a neck portion, the neck portion being attached to a screw cap;
A large number of chip-like light emitting diodes, each of which is a white light emitting diode, each dispersed on the outer surface of at least the main part of the bulb portion of the hollow base body and having a bottom surface substantially in contact with the outer face of the hollow base body;
Circuit means for wiring the light emitting diodes as required and connecting them to the base;
A light diffusing translucent insulating coating provided on the outer surface of the hollow substrate and covering the light emitting diode;
A solid-state light source device comprising:

回路手段は、中空基体の少なくともバルブ部に形成した第１のプリント配線基板を備えており；発光ダイオードは、第１のプリント配線板に実装されることにより配設されている；ことを特徴とする請求項１記載の固体形光源装置。The circuit means includes a first printed wiring board formed on at least the bulb portion of the hollow substrate; and the light emitting diode is disposed by being mounted on the first printed wiring board. The solid-state light source device according to claim 1.

回路手段は、中空基体の内部に収納された第２のプリント配線基板および第２のプリント配線基板に実装された電流制限要素または定電流回路を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の固体形光源装置。 3. The circuit means comprises a second printed wiring board housed in a hollow substrate and a current limiting element or a constant current circuit mounted on the second printed wiring board. The solid-state light source device described.