JP5103175B2 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンクに装着される発光モジュールをソケットによってヒートシンクに装着してなる照明装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、基板の表面に発光部が形成されているＬＥＤ（発光）モジュールと、ヒートシンクと、前記ＬＥＤモジュールを前記ヒートシンクに装着するためのソケットとを備える照明装置を既に提案している（例えば、特許文献１、２）。
ＬＥＤモジュールの基板は、絶縁板と金属板（熱伝導板）とを積層した構成を有し、発光部は、絶縁板の表面の中央域に実装されている複数のＬＥＤ素子から構成される。なお、金属板は、ＬＥＤモジュールの剛性を確保すると共に、発光部、つまりＬＥＤ素子の発光時に発生する熱をヒートシンク側に伝える作用を有している。
【０００３】
一方、前記ソケットは、ＬＥＤモジュールを表側から覆ってヒートシンクの平坦面に装着している。この装着状態では、ソケットは絶縁板の端部部分を押圧部で押圧しており、ＬＥＤモジュール、つまり金属板にはヒートシンクに押し付けられる力が作用している。
【特許文献１】
特開２００４−２６５６２６号公報
【特許文献２】
特開２００４−２６５６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の照明装置では、ＬＥＤモジュールをヒートシンクに押し付けるように装着しているにも拘わらず、発光部の発光時に発生した熱がヒートシンクに十分に伝わらない、つまり、十分な放熱特性が得られないという問題を有する。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、発光時の放熱特性を向上させることができる照明装置及び表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
なお、発光モジュールは、点灯時に熱が発生するため、何らかの放熱対策（放熱器）が必要となる。放熱器としては、一般的なヒートシンクの他、照明装置あるいは表示装置の筐体がヒートシンクの働きをすることも想定されるが、本明細書ではその全てを含めてヒートシンクと呼ぶこととする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は従来の照明装置について調査・分析を行った結果、ＬＥＤモジュールがヒートシンクに装着されていない状態では、基板の中央部が絶縁板側（装着したときにヒートシンクと反対側になる）に張り出すようにＬＥＤモジュールが反っているのが判明した。これにより、ＬＥＤモジュールをヒートシンクに装着しても、基板の端縁（ソケットの押圧部により押圧される部分）がヒートシンクに接触し、発光部のある中央部の裏面が、基板の反りによってヒートシンクと接触しないのである。
【０００７】
なお、ＬＥＤモジュールの基板は、当該基板と同じ構成の大判の材料から打ち抜き加工により得られており、この打ち抜き加工時に反りが発生することが発明者の更なる調査により判明した。
上記目的を達成するために、本発明に係る発光モジュールは、ヒートシンクに装着されて使用される発光モジュールであって、絶縁板と熱伝導板とを重ねて構成されている基板と、前記絶縁板の中央域に設けられている発光部とを備え、前記発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、前記発光部が設けられている基板は、前記発光部の略中央に対応する部分が最も熱伝導板側である前記ヒートシンク側に突出する状態で反っていることを特徴としている。
【０００８】
このため、例えば、当該発光モジュールをヒートシンク側に装着すると、熱伝導板における中央部、若しくは、中央部付近が必ずヒートシンクに接触することになる。一方、発光モジュールの発光部が発光した際は、発光部の中央部が最も高温になりやすく、しかも、絶縁板の縁部を除く中央域に発光部があるので、発光時に高温となる箇所と、発光モジュールを装着した際にヒートシンクに接触する箇所とが近接することになり、発光時に生じた熱を熱伝導板からヒートシンクに効率良く伝えることができる。
【０００９】
一方、本発明に係る照明装置は、ヒートシンクと、絶縁板と熱伝導部材とから基板が構成され、前記絶縁板の中央域に発光部が設けられている発光モジュールと、前記発光モジュールを、前記発光部を表側として前記ヒートシンクに装着するソケットとを備える照明装置であって、前記発光モジュールの発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、前記発光部の略中央に対応する部分が最も前記ヒートシンク側に突出するように反っていることを特徴としている。
【００１０】
また、前記ヒートシンクの少なくとも前記発光モジュールの装着予定領域の略中央部が、前記発光モジュール側に突出するように反っていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る表示装置は、ヒートシンクと、絶縁板と熱伝導部材とから基板が構成され、前記絶縁板の中央域に発光部が設けられている発光モジュールと、前記発光モジュールを、前記発光部を表側として前記ヒートシンクに装着するソケットとを備える表示装置であって、前記発光モジュールの発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、前記発光部の略中央に対応する部分が最も前記ヒートシンク側に突出するように反っていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る発光モジュールは、例えば、絶縁板における発光部を表側にしてヒートシンクに装着すると、熱伝導板における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導板を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
また、本発明に係る照明装置は、基板の中央部がヒートシンク側に突出するように反っている発光モジュールをソケットによってヒートシンクに装着すると、発光モジュールの熱伝導部材における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導部材を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る照明装置は、中央部が発光モジュール側に突出するように反っているヒートシンクに発光モジュールをソケットによって装着すると、発光モジュールの熱伝導部材における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導部材を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る表示装置は、基板の中央部がヒートシンク側に突出するように反っている発光モジュールをソケットによってヒートシンクに装着すると、発光モジュールの熱伝導部材における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導部材を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る発光モジュール及び当該発光モジュールを用いた照明装置について、発光素子としてＬＥＤ素子を用いた場合の実施の形態について以下説明する。
１．照明装置の構成
図１は、実施の形態における照明装置の分解状態を示す斜視図である。
照明装置１は、図１に示すように、ＬＥＤモジュール（本発明の「発光モジュール」に相当する。）６０と、ヒートシンク７０と、ＬＥＤモジュール６０をヒートシンクに装着するソケット１０とを備える。
【００１６】
ＬＥＤモジュール６０は、その詳細については後述するが、その表面の発光部から光が発せられ、裏面側が、発光時の熱をヒートシンク７０に伝える熱伝導性の優れた金属板（本発明の「熱伝導板」に相当する。）となっている。ＬＥＤモジュール６０のヒートシンク７０への装着は、ＬＥＤモジュール６０をその表面側からソケット１０で被覆した状態で、当該ソケット１０をヒートシンク７０に装着することで行われる。
【００１７】
（１）ＬＥＤモジュールの構成
図２（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ線での断面を矢印Ａ方向から見た図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＹ−Ｙ線での断面を矢印Ｂ方向から見た図である。また、図３（ａ）はＬＥＤモジュールの縦断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の破線部分の拡大図である。
【００１８】
ＬＥＤモジュール６０は、図１〜図３、特に図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、主に、発光部６２と給電部６１が表側に形成された絶縁板６３２と、放熱効果を高める目的で、前記絶縁板６３２の裏側に設けられた金属板６３１とを備える。なお、絶縁板６３２及び金属板６３１とを積層構成にし、絶縁板６３２の表面に発光部６２へ給電するための配線パターンが形成されたものを金属ベース基板（本発明の「基板」に相当する。）６３という。
【００１９】
発光部６２は、図３（ａ）の断面図及び図３（ｂ）の拡大図に示すように、絶縁板６３２における発光部６２に相当する部分に形成された配線パターン（不図示）に実装されたＬＥＤ素子６０１０と、当該ＬＥＤ素子６０１０を被覆する樹脂体６０２０と、各ＬＥＤ素子６０１０に対応する部分に反射孔６０３を有する反射板６０２と、当該反射板６０２の反射孔６０３に対応した部分がレンズ部６０４となっているレンズ部材６０１とを備える。
【００２０】
ＬＥＤ素子６０１０は、ここでは、図２（ａ）から分かるように、略正方形の８×８配列で計６４個実装され、また、各ＬＥＤ素子６０１０を被覆する樹脂体６０２０には、各ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を所望の光色に変換する蛍光体が含まれている。
反射板６０２は、ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を所望方向に反射させるためのものであり、ここでは、表側（絶縁板６３２と反対側）が広くなるラッパ状の反射孔６０３を有している。なお、反射孔６０３の形状をラッパ状としているのは、ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を表側に効率良く反射させるためである。
【００２１】
レンズ部６０４は、ここでは、反射板６０２の反射孔６０３を埋めると共に、反射板６０２の表面からさらに半球状に突出する形状をし、レンズ部６０４を含めたレンズ部材６０１は、例えば、透光性に優れた樹脂から構成されている。なお、上記構成のＬＥＤモジュール６０の詳細な構成については特開２００３-１２４５２８号公報に記載されている。
【００２２】
絶縁板６３２の幅及び長さは発光部６２の幅及び長さより広くなっており、発光部６２の周囲に余白部分が確保されている。つまり、絶縁板６３２の縁部６５を除く中央域に発光部６２が形成されている。
なお、ここでは、図２（ａ）に示すように、発光モジュール６０は、平面視長方形状をし、また、発光部６２も平面視略正方形をしているので、発光部６２の４辺に対応して４つの縁部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄが絶縁板６３２の表面にあり、特に、縁部を場所に関係なく説明する際には、図面に現れていないが、符号６５を用いる。
【００２３】
給電部６１は、各ＬＥＤ素子６０１０に給電するためのものである。ここでは、各ＬＥＤ素子６０１０は、互いに適宜直列・並列に配列されており、各行に対応する給電端子６１−ｎ（ｎは、１〜１６までの整数である。）と不図示の配線パターンにより電気的に接続される。なお、給電部６１は、ソケット１０の給電端子ユニット１６から給電を受ける。
【００２４】
また、ＬＥＤモジュール６０は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、裏面側の中央部６３１ｂが凸となるように湾曲している。つまり、金属ベース基板６３が、矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向の夫々から見たときに、金属板６３１の中央部６３１ｂが、発光部６２と反対側が凸となるように反っている。なお、金属板６３１の中央部６３１ｂは、金属ベース基板６３の中央部でもあり、金属ベース基板６３の中央部を示すときも、符号「６３１ａ」を用いる。
【００２５】
（２）ヒートシンクの構成
ヒートシンク７０は、伝熱性に優れる直方体の金属部材（例えば、アルミニウム部材）からなる。ヒートシンク７０におけるＬＥＤモジュール６０を装着する側と反対側には多数の櫛歯状フィン７２が形成され、放熱効果を高めている。
ＬＥＤモジュール６０が装着される平坦面７１は、図１に示すように、ソケット１０を固定するビス８００，８０１，８０２，８０３のためのビス穴７１０，７１１，７１２，７１３（７１３は不図示）が穿設されている。
【００２６】
そして、ＬＥＤモジュール６０は、ヒートシンク７０の平坦面７１であって、ビス穴７１０とビス穴７１１とを結ぶ線分と、ビス穴７１２とビス穴７１３とを結ぶ線分との間に位置する領域７３に載置・装着される。
（３）ソケットの構成
図４はソケットの裏側の構成を示す図である。
【００２７】
ソケット１０は、図１および図４に示すように、ソケット本体１１と、外部端子１６とを組み合わせてなる。ソケット本体１１は、例えば、ステンレス鋼鈑をプレス加工して形成されたものであって、ＬＥＤモジュール６０の発光部６２のサイズに合わせた開口１１０が設けられた天壁１２と、天壁１２の一短辺を除いて他の３辺から延伸する側壁１３Ｒ，１３Ｌ，１３Ｔとを備える。
【００２８】
側壁１３Ｒ，１３Ｌ，１３Ｔの内、天壁１２の長辺にあたる側壁１３Ｒ、１３Ｌは、天壁１２との付け根部分で略直角に屈曲しており、そのあと、付け根部分から先端部分に至るまでの中間部分で天壁１２の外側へと直角に屈曲している。一方、側壁１３Ｔは、天壁１２との付け根部分の１箇所で略直角に屈曲しており、天壁１２に対して直交して延伸している。
【００２９】
側壁１３Ｒ，１３Ｌの内、天壁１２と並行に延伸する部分には、ヒートシンク７０のビス穴７１０，７１１，７１２，７１３に対応して、貫通孔１３０Ｒ，１３１Ｒ，１３０Ｌ，１３１Ｌが設けられている。
なお、ソケット本体１１の材料としては、ステンレス鋼鈑の他に黄銅等の放熱特性に優れるものを用いることができる。
【００３０】
ソケット１０の開口１１０の縁には、図１及び図４に示すように、４個の押圧部（本発明の「押圧手段」に相当する。）１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄが形成されている。この押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄは、ソケット本体１１と一体成形されたばね構造をしている。
これらの押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄは、開口１１０を打ち抜き加工する際に、開口周縁と繋がるＴ字状をしたＴ字部を残しておき、このＴ字部をその後折り曲げて形成される。押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄは、立設バー１４０Ｒ,１４０Ｌ，１４０Ｔ，１４０Ｄ（１４０Ｌは不図示）と、これら立設バーに支持される横設バー１４１Ｒ，１４１Ｌ，１４１Ｔ，１４１Ｄと、これら横設バーの各両端を円弧状に整えてなる押圧接触部１４２Ｒ，１４３Ｒ，１４２Ｌ，１４３Ｌ，１４２Ｔ，１４３Ｔ，１４２Ｄ，１４３Ｄとから構成される。
【００３１】
ここでソケット１０の厚み方向の高さは、押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４ＤによってＬＥＤモジュール６０を確実にヒートシンク７０の平坦面７１に押圧するために、押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄの高さとＬＥＤモジュール６０の高さとの和よりも若干小さくなるように設計されている。
一方、ソケット本体１１の天壁１２の内面であって側壁がない辺側には、ＬＥＤモジュール６０の給電端子６１に対応する箇所に給電端子ユニット１６が設けられている。この給電端子ユニット１６は、図４に示すように、液晶ポリマー、または耐熱性難燃材料等である樹脂材料からなる端子保持部材１５０（絶縁ハウジング）に、電気伝導性、挿抜（挿入抜去）耐久性に優れるリン青銅からなる外部端子１６−ｎ（ｎは、１〜１６の整数であり、発光モジュール６０の給電端子６１−ｎの「ｎ」に対応している。）が保持された構成を持つ。
【００３２】
外部端子１６−ｎの内、端子保持部材１５０から開口１１０側に延伸する部分は、ソケット１０の厚み方向であって天壁１２と反対側が凸となるように反る形状の接触部１６２−ｎ（ｎは、１〜１６の整数であり、発光モジュール６０の給電端子６１−ｎの「ｎ」に対応している。）となっている。なお、接触部１６２−ｎの形状をこのようにしているのは、ＬＥＤモジュール６０の給電端子６１−ｎと確実に接触（電気的に接続）させるためである。
【００３３】
一方、外部端子１６−ｎの内、端子保持部材１５０から開口１１０と反対側に延伸する部分は外部からの電源供給を受けるための外部接触部となっている。この外部接触部は、不図示のコネクタを介して公知のＬＥＤ駆動回路が接続され、電力供給を受けるるとともに適宜駆動される。
なお、ＬＥＤモジュール６０の取り外し・交換は、図１に示すように前記ビス８００，８０１，８０２，８０３を取り外すことで行う。
【００３４】
２．ＬＥＤモジュールの装着について
図５は、ＬＥＤモジュールの装着を説明するための図である。
上記構成のＬＥＤモジュール６０を、図５のＡ工程に示すように、ヒートシンク７０の平坦面７１に載置する。そして、ソケット１０の押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄ（１４Ｒは図には現れていない）をＬＥＤモジュール６０の側にして、ＬＥＤモジュール６０の上方からソケット１０を下降させる。この状態のＬＥＤモジュール６０は、金属ベース基板６３の中央部６３１ｂがヒートシンク側に突出するように金属ベース基板６３が反っており、金属板６３１の略中央部６３１ｂでヒートシンク７０と接触している。
【００３５】
次に、Ｂ工程で示すように、ソケット１０をさらに下降させて、ＬＥＤモジュール６０の発光部６２がソケット１０の開口１１０に嵌るように、ソケット１０をＬＥＤモジュール６０に被せる。そして、ソケット１０をさらにヒートシンク７０側に押し付けた状態で、ビス８００，８０１，８０２，８０３（図１参照）によりソケット１０をヒートシンク７０に螺着する。
【００３６】
ＬＥＤモジュール６０は、ヒートシンク７０側に押圧されていない状態では、金属ベース基板６３の中央部６３１ｂがヒートシンク７０側に突出するように金属ベース基板６３が反っているが、ヒートシンク７０に装着された状態では、絶縁板６３２の縁部６５がソケット１０の押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄにより押圧されるので、発光時に発熱中心となる金属ベース基板６３の中央部（若しくは、この中央部付近）が確実にヒートシンクに接触する。
【００３７】
以上の工程を経て、ＬＥＤモジュール６０のソケット１０によるヒートシンク７０への装着が完了する。
３．実施例
ＬＥＤモジュール６０の寸法は、図２（ａ）に示すように、短手方向の寸法Ｌ１が２３．５（ｍｍ）で、長手方向の寸法Ｌ２は２８．５（ｍｍ）である。金属ベース基板６３を構成する金属板６３１には、厚さ１（ｍｍ）のアルミニウム板が用いられ、一方の絶縁板６３２は、フィラー入りの熱硬化性樹脂により構成され、その厚みが０．１（ｍｍ）である。絶縁板６３２には、１０（μｍ）の厚みの銅箔を用いてエッチング等により配線パターンが形成されている。樹脂には、エポキシ樹脂が用いられている。
【００３８】
金属ベース基板６３に実装されるＬＥＤ素子６０１０は、底面が０．３（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）の正方形で、高さが０．１（ｍｍ）の略直方体形状をしており、ＩｎＧａＮ系のものが使用されている。このＬＥＤ素子６０１０は、Ｐ型電極とＮ型電極の両電極を下面に有し、絶縁板６３２の表側に形成されている配線パターンにバンプを介してフリップチップ実装されている。なお、ＬＥＤ素子６０１０には、青色発光のものを用い、蛍光体は、黄色発光のものを使用して、白色光に変換している。
【００３９】
反射板６０２は、厚さ１（ｍｍ）のアルミニウム板が用いられている。反射板６０２の金属ベース基板６３への取着は、白色のエポキシ樹脂層を用いて行わる。ここで、樹脂層を白色にしている理由は、ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を効率良く外部（表側）に取り出すためである。
なお、反射板６０２には、アルミニウム等の金属板以外に、他の材料の金属板や、白色の樹脂、さらには表面（特に、反射孔を構成する周面）がメッキされた樹脂等を用いることができる。また、反射板６０２にアルミニウム材料を用いた場合、例えば、アルマイト処理により酸化膜を、反射孔６０３を構成する周面に形成すると、反射板６０２の反射率を向上させることができると共に、電気的な絶縁性も確保できる。
【００４０】
レンズ部材６０１は、透光性を有する樹脂、具体的には、エポキシ樹脂により形成されている。なお、エポキシ樹脂以外に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の樹脂、さらにはガラス等を用いることができる。また、ここでは、レンズ部６０４は、半球状の凸レンズをしているが、その用途によって、他の形状にしても良い。
図６は、ＬＥＤモジュールの反り量の測定結果を示す図である。
【００４１】
図６（ａ）は図２（ｃ）の反りＺ１を示し、図６（ｂ）は図２（ｂ）の反りＺ２を示す。
ＬＥＤモジュール６０の反り、つまり、金属ベース基板６３の金属板６３１の面（絶縁板６３２と反対側の面）における短手方向及び長手方向に対する厚み方向Ｚ１、Ｚ２の変位は、中央部６３１ｂを基準にした場合、短手方向及び長手方向に移動するにしたがって、徐々に凹入している。つまり、ＬＥＤモジュール６０は、図２（ａ）に示す矢印Ａ方向、Ｂ方向の両方向から見ても、金属ベース基板６３の略中央部６３１ｂが絶縁板６３２と反対側に、２次放物線状に突出するような形状の凸曲面を有している。
【００４２】
４．ＬＥＤモジュールの製造について
図７は、ＬＥＤモジュールの製造工程を説明する図である。
先ず、金属ベース基板６３を用意する。この金属ベース基板６３は、図７（ａ）に示すように、金属板６３１の中央部６３１ｂが絶縁板６３２と反対側に突出するように、既に反った形状をしている。金属ベース基板６３が反っている理由について説明する。
【００４３】
図８は、金属ベース基板の製造工程を説明する図である。
ＬＥＤモジュール６０に使用する金属ベース基板６３は、図８（ａ）に示すような大判の元基板６３ａを打ち抜き加工して得られる。この元基板６３ａは、長方形をしており、例えば、金属ベース基板６３が、長手方向に５個、短手方向に４個の合計２０個得られる大きさをしている。
【００４４】
元基板６３ａは、金属ベース基板６３に用いられている金属板６３１と同じ材質及び厚みの大判の元金属板６３１ａに、絶縁板６３２と同じ材質及び厚みの大判の元絶縁板６３２ａが配された一体化したものである。
ここで、元金属板６３１ａと元絶縁板６３２ａとの一体化は、元絶縁板６３２ａを構成する樹脂が硬化する前の段階のものを元金属板６３１ａの表面に張り合わせ、硬化前の樹脂を過熱・加圧して硬化させることにより行う。これにより、元絶縁板６３２ａの成形と元金属板６３１ａへの固着が同時に行える。
【００４５】
なお、元絶縁板６３２ａの樹脂を加熱（例えば、１３０℃）して硬化させた後に、室温にまで降温させるが、このときの成形後における元絶縁板６３２ａの収縮力が、元金属板６３１ａの剛性よりも低く、元絶縁板６３２ａの樹脂を成形して得られたもの（配線パターンがまだ形成されていない金属ベース基板である）は、その反り量は少ない。
元絶縁板６３２ａにおける各金属ベース基板６３に相当する位置には、各金属ベース基板６３の配線パターンと同じパターンが形成されている。この配線パターンの形成は、元絶縁板６３２ａに銅箔を貼着し、この銅箔をパターン形状にエッチングすることで行う。なお、ここで説明した元基板６３ａ、配線パターンの形成は、一例であり、他の方法を用いても実施できる。
【００４６】
次に、配線パターンが形成されてなる元基板６３ａから２０個の金属ベース基板６３を打ち抜く。この打ち抜きは、打ち抜き加工機を用いる。この打ち抜き加工機は、図８（ａ）に示す、元基板６３ａの打抜領域６３３、つまり、各金属ベース基板６３の周縁を打ち抜く。
打ち抜き加工機は、上型６５０と下型６６０とがあり、例えば、下型６６０には、元基板６３ａの打抜領域６３３に相当する部分が凹入する凹入部６６１があり、逆に上型６５０には、打抜領域６３３に相当する部分が凸出する凸出部６５１がある。そして、例えば、上型６５０は上下方向に移動可能であり、上型６５０を下降させたときに、凸出部６５１が下型６６０の凹入部６６１に進入するようになっている。
【００４７】
図８（ｂ）に示すように、元絶縁板６３２ａが下型６６０に当接するように、上記元基板６３ａを下型６６０にセットし、上型６５０を下降させると、図８（ｃ）に示すように、各金属ベース基板６３間等の打抜領域６３３が打ち抜かれる。
次に、図８（ｄ）に示すように、上型６５０を上昇させて、凹入部６６１に進入していた凸出部６５１を抜く。これにより、大判の元基板６３ａから２０個の金属ベース基板６３が得られる。この打ち抜かれた金属ベース基板６３は、図８（ｄ）に示すように、上に凸状に湾曲している。つまり、金属ベース基板６３は、この時点で、金属板６３１の中央部６３１ｂが絶縁板６３２と反対側に突出するように反っているのである。
【００４８】
次に、図７に戻って、金属ベース基板６３の絶縁板６３２の所定位置にＬＥＤ素子６０１０を実装する。この実装は、例えば、ＬＥＤ素子実装装置のコレットの先端でＬＥＤ素子６０１０を吸着し、吸着したＬＥＤ素子６０１０を絶縁板６３２に形成されている配線パターン上のバンプに搭載させて、超音波を印加してＬＥＤ素子６０１０とバンプとを結合させる。
【００４９】
その後、ＬＥＤ素子６０１０を樹脂体６０２０で被覆する（図７（ｂ））。この被覆は、例えば、ＬＥＤ素子６０１０に対応する部分が貫通している平板状の型をＬＥＤ素子６０１０が実装された金属ベース基板６３に被せ、前記貫通している孔に樹脂体６０２０用の樹脂を充填し、その後加熱させて樹脂を硬化することで行う。
次に、反射板６０２を、図７（ｃ）に示すように、その反射孔６０３が樹脂体６０２０（ＬＥＤ素子）に対応するように、樹脂体６０２０が形成されている金属ベース基板６３に取り付ける。反射板６０２の取り付けは、上述のように、白色のエポキシ樹脂層（樹脂シート）を利用して反射板６０２と金属ベース基板６３とを貼着する。
【００５０】
最後に、金属ベース基板６３に貼着されている反射板６０２にレンズ部材６０１を形成して、図７（ｅ）に示すような、ＬＥＤモジュール６０が完成する。レンズ部材６０１の形成は、図７の（ｄ）に示す、金型６０５内にレンズ部材６０１用の樹脂を注入させる、所謂、トランスファーモールド法を利用して行う。この金型６０５は、例えば、上型６１０・下型６２０の割型方式であり、下型６２０のレンズ部６０４に相当する部分６２１が半球状に窪んでいる。
【００５１】
５．効果
上記構成のＬＥＤモジュール６０を発光させたときに、発光部６２の略中央位置が高温になる傾向にある。本発明に係るＬＥＤモジュール６０では、金属板６３１における前記高温となる部分に近い中央部６３１ｂがヒートシンク７０に接触しているため、金属ベース基板の縁部で接触していた従来のＬＥＤモジュールよりもヒートシンク側に伝わる熱量が多い。
【００５２】
当然、この状態でＬＥＤモジュール６０を発光させると、発光時の熱が金属板６３１を通ってヒートシンク７０に伝わる。この熱の伝導量は金属板６３１とヒートシンク７０との接触面積が広いほど多く、従来に比べて放熱特性を効果的に改善できる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
【００５３】
１．発光モジュールと反りについて
発光（ＬＥＤ）モジュールは、上記実施の形態で説明した構成に限定するものではなく、以下のようなモジュールでも良い。
（１）レンズ部
実施の形態では、反射板６０２の反射孔６０３に対応する部分に半球状に突出するレンズ部６０４を備え、隣接するレンズ部６０４同士が当該レンズ部６０４と同じ樹脂で連結された構想のレンズ部材６０１を用いたが、例えば、隣接するレンズ部を連結させずに各レンズ部を独立して設けても良い。
【００５４】
この場合、レンズ部を構成する樹脂を成形したときに、隣接するレンズ部が連結していないため、金属ベース基板とレンズ部との熱膨張係数の違いによって発生する反り量は少なくなる。したがって、ＬＥＤモジュールを実施の形態のように反らせるには、金属ベース基板を打ち抜く際に、金属ベース基板の中央部が絶縁板と反対側に突出するように反らせる必要がある。
【００５５】
逆に、実施の形態で説明したレンズ部６０４を連結するようなレンズ部材６０１を形成した場合に、レンズ部材６０１の樹脂成形による反り量が大きくなりすぎるときには、金属ベース基板の打ち抜く方向（具体例としては、実施の形態で説明した元基板の表裏を反対にして下型にセットする）を実施の形態と反対にすれば良い。
（２）反射板
実施の形態では反射板６０２を備えていたが、反射板はなくても良い。しかしながら、反射板を備えない場合は、レンズ部材を成形する前の状態である金属ベース基板の剛性が低いため、実施の形態で説明したレンズ部材をトランスファーモールド法で形成すると、その金属ベース基板とレンズ部材の樹脂との熱膨張係数の違いによって発生する反りの量が大きくなる可能性がある。
【００５６】
したがって、反射板を備えず且つ例えばトランスファーモールド法によって成形されたレンズ部材を備える発光モジュールであって金属ベース基板の反りが大きくなるような場合、反り量を少なくするために、例えば、金属ベース基板を実施の形態で説明したような打ち抜き加工を行い、既に形成されているレンズ部材を、発光体を実装する金属ベース基板に、例えば、樹脂層（接着シート）を用いて貼着したり、或いは反射板を設けずにレンズ部を各発光体に対して独立して形成したりしても良いし、また、レンズ部を隣接する反射板の反射孔ごとに独立して設けても良い。
【００５７】
２．発光モジュールについて
（１）基板
実施に形態における基板（金属ベース基板）は、樹脂部材からなる絶縁板と、金属板からなる熱伝導板とを一体成形（半硬化状態の絶縁板の成形と熱伝導板への貼着とを同時に行っている）しているが、絶縁板を構成する樹脂を予め硬化しておき、硬化した絶縁板を熱伝導板に貼着しても良い。
【００５８】
（２）絶縁板
実施の形態における絶縁板は、フィラー入りの熱硬化性樹脂により構成されていたが、他の材料、例えば、ガラスエポキシにより構成しても良い。当然、絶縁板を構成する層は、実施の形態で説明した１層に限定するものでなく、多層であっても良い。また、多層構造の絶縁板を用いた場合、当該絶縁板の配線パターンは、表層に形成しても良いし、全層に亘って形成しても良いし、多層の内、複数の層に形成しても良い。
【００５９】
（３）熱伝導板
実施の形態では、熱伝導板として金属板に、具体的には、アルミニウム板を用いたが、他の材料、例えば、銅、スチール、マグネシウム等であっても良い。さらには、金属板以外の材料、例えば、セラミック材料、樹脂材料を用いても良い。但し、セラミック材料を用いる場合は、前記セラミックの高い熱伝導率を放熱効果に生かすためには絶縁板もセラミックとすることが好ましい。
【００６０】
また、絶縁板と熱伝導板とは、実施の形態では略同じ大きさであったが、特に大きさは限定するものではなく、絶縁板と熱伝導板との大きさが異なってもいても良い。
（４）発光部
実施の形態での発光部は、発光素子の一例であるＬＥＤ素子を絶縁板表面の配線パターンに実装して構成されていたが、他の発光素子を用いても良い。このような発光素子としては、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）等がある。但し、レーザダイオードから発せられる光は、指向性が強いために、例えば、その光を拡散するための拡散レンズ等が必要となる場合も生じる。
【００６１】
さらに、発光体は、発光素子が基板に予め実装された、所謂、サブマウントであっても良い。
図９は、発光体としてサブマウントを用いた例を示す図である。なお、第１の実施の形態と同じ部分については同じ符号を用い、その説明を省略する。
サブマウント６１２０は、例えば、シリコン基板（以下、「Ｓｉ基板」という。）６１２１と、このＳｉ基板６１２１の上面に実装された発光素子、例えば、ＬＥＤ素子６０１０と、ＬＥＤ素子６０１０を封入する樹脂体６０２１とを備える。
【００６２】
なお、Ｓｉ基板６１２１の下面には、ＬＥＤ素子６０１０の一方の電極に電気的に接続された第１の端子が、Ｓｉ基板６１２１の上面には、ＬＥＤ素子６０１０の他方の電極に電気的に接続された第２の端子がそれぞれ形成されている。
サブマウント６１２０の金属ベース基板６３への実装は、例えば、銀ペースト６１２５を用いてダイボンドされ、Ｓｉ基板６１２１の下面の第１の端子が絶縁板６３２の表面の配線パターンに前記銀ペースト６１２５を介して接続され、また、Ｓｉ基板６１２１の上面の第２の端子がワイヤ６１２６を介して絶縁板６３２の配線パターンにワイヤボンディングされる。
【００６３】
なお、サブマウント６１２０は、図９に示すように、Ｓｉ基板６１２１に予めＬＥＤ素子６０１０を実装しているため、実装されたＬＥＤ素子６０１０が正常に点灯するか等の検査を、サブマウント６１２０を金属ベース基板６３に実装する前に行うことができる。
このため、例えば、検査済みのサブマウント６１２０を金属ベース基板６３に実装することができ、ＬＥＤモジュールとしての製造歩留まりを向上させることができる等の効果が得られる。また、サブマウント６１２０から発せられる光色にバラツキがある場合、色の近いサブマウント６１２０を選別して使用したり、より要望に見合った色の光を出すものを集めて実装したりできるメリットがある。
【００６４】
実施の形態においてはＬＥＤ素子とその周辺に蛍光体を含む樹脂体が形成されているが、、これは、青色ＬＥＤと黄色蛍光体、あるいは、ＵＶＬＥＤとＲＧＢ蛍光体等の組み合わせによって白色発光を現実するものであっても良いし、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の単色ＬＥＤであっても構わない。
また、ＬＥＤ素子に関しては、ベアチップの他、砲弾型ＬＥＤや所謂ＳＭＤタイプのＬＥＤ、モジュール化されたＬＥＤであっても良い。なお、これらのＬＥＤ素子についての実装方法についても、フリップチップ実装の他、ダイスボンド実装、ワイヤボンド実装、さらには、ダイスボンドとワイヤボンドとを組み合わせた実装等であっても構わない。
【００６５】
３．ソケットについて
実施の形態におけるソケット１０は、ＬＥＤモジュール６０（発光モジュール）を被覆したときに、発光部６２から発せられた光を通過させる光通過部、具体的には、開口１１０が発光部６２に対応して設けられた構造をしている。しかしながら、発光モジュールにおける絶縁板の発光部６２の両側に位置する縁部（少なくとも発光部を挟んで対向する縁部）をヒートシンク側に相対的に押圧できる構造であれば、他の構造であっても良い。
【００６６】
図１０は、ソケットの変形例を示す斜視図である。
本変形例におけるソケット９１０は、同図に示すように、発光モジュール（６０）をヒートシンク７０の平坦面７１に沿って移動させることにより、ヒートシンク７０に押し付けるようにして装着する点で、実施の形態と大きく異なる。
ソケット９１０の形状は、基本的には、実施の形態で説明したソケット１０の形状を有しているが、ここでは、スライドする発光モジュール（６０）を受け入れるための受入口９２０が設けられている。この受入口９２０は、実施の形態のソケット１０における給電端子ユニット１６に対向する部分、つまり、ソケットの短辺であって給電端子ユニット１６と反対側に形成されている。
【００６７】
ソケット９１０の上壁９１５であって光通過部を構成する切欠き部９２５の各辺（一対の対向する長辺と、給電端子ユニット１６側の短辺の合計３ヶ所）には、挿入される発光モジュール（６０）をヒートシンク７０側に押圧する押圧部が設けられている。
このような構成を持つソケット９１０でも実施の形態と略同様の効果が奏される。つまり、本例でも、押圧部でソケット１０をヒートシンク７０に押し付けているため、発光モジュール（６０）における裏面の金属板の中央部がヒートシンク７０に接触する。
【００６８】
したがって、従来のような、発光モジュールがその中央部が絶縁板側に張り出すように反っているものに比べて、発光モジュールとヒートシンクとの接触部分が発光時の発熱中心に近くなり、発光時の熱を効率良くヒートシンクに伝えることができる。つまり、従来品に対して放熱特性を向上させることができる。
４．押圧手段
実施の形態における押圧手段は、弾性変形可能なばね構造としていたが、弾性変形しないようなものであっても良い。つまり、押圧手段は、発光モジュールをヒートシンクに装着した際に、発光モジュールをヒートシンクに押圧できれば良く、その形状・構造等を特に限定するものではない。
【００６９】
また、押圧手段の数についても特に限定するものではない。但し、発光モジュールをヒートシンクに押圧する箇所は、発光部の両側であって少なくとも対向する位置にある（一対である）のが好ましい。これは、発光モジュールの発光部の両側に位置し且つ互いに対向する位置を押圧するのが、発光モジュールのヒートシンクへの押圧力を大きくするのに効果的であり、また、発光部両側で押圧力のバランスが取れ、発光モジュールを、ヒートシンクの平坦面に対して略平行な状態（これにより発光モジュールの中央に近い箇所がヒートシンクに接触する）で、ヒートシンクに接触させることができるからである。なお、実施の形態では、対向する２組の位置に４個の押圧手段を備え、発光モジュールの長手方向及び短手方向について、発光モジュールの反りを少なくしている。
【００７０】
５．照明装置について
実施の形態における照明装置は、ヒートシンクにおける発光モジュール装着面が平坦で、発光モジュールがその中央部がヒートシンク側に突出するように反っていたが、逆の構成を有していても良い。つまり、発光モジュールにおけるヒートシンクとの接触面が平坦で、ヒートシンクがその中央部が発光モジュール側に突出するように反っていてもよい。
【００７１】
図１１は、照明装置の変形例を示す概略図である。なお、図１１は、本変形例の特徴部分である、ヒートシンクと発光モジュールのみを示し、発光モジュールをヒートシンクに装着するためのソケットの図示は省略している。
本変形例における照明装置は、同図に示すように、ヒートシンク９５０と、発光モジュール９６０と、図示省略しているソケットとを備える。
【００７２】
ヒートシンク９５０は、図１１に示すように、発光モジュール９６０を装着する面の略中央部９５２が発光モジュール９６０側に突出するように反っている。なお、ヒートシンク９５０における発光モジュール９６０を装着する面の略中央部は、発光モジュール９６０の発光部９６２の略中央に相当する部分である。
一方、発光モジュール９６０は、基本的には、第１の実施の形態で説明したＬＥＤモジュール６０と同じ構成をしているが、ヒートシンク９５０に装着される側の面（金属ベース基板９６４）が、本変形例では平坦になっている点で、実施の形態と大きく異なる。
【００７３】
このような構成を持つ照明装置でも実施の形態と略同様の効果が奏される。つまり、実施の形態では、ＬＥＤモジュールがその発光部の中央部が突出するように反って、ヒートシンクに発光部の中央が接触するようにしていたが、本変形例では、発光モジュールが平坦で、ヒートシンクにおける発光部の中央に相当する部分が突出するように反って、発光モジュールの発光部の中央と接触するようにしている。
【００７４】
したがって、本変形例も、実施の形態と同様に、発光モジュールの発光部の中央がヒートシンクに確実に接触するので、発光モジュールとヒートシンクとの接触部分が発光時の発熱中心に近くなり、発光時の熱を効率良くヒートシンクに伝えることができる。
６．その他
（１）発光モジュールの反り量について
反り量としては、発光モジュールの所定方向の寸法（長さ）１ｍｍ当たり、０．５（μｍ）〜１０（μｍ）の範囲内、さらに好ましくは、１（μｍ）〜５（μｍ）の範囲内が良い。これは、実現が比較的容易で、比較的高い放熱効果が得られるからである。
【００７５】
なお、反り量の定義としては、最も突出した箇所と、最も凹入した箇所（但し、発光モジュールの外周縁のダレは除く。）との差とする。
（２）ヒートシンクの反り量について
反り量としては、ヒートシンクの所定方向の寸法（長さ）１ｍｍ当たり、０．５（μｍ）〜１０（μｍ）の範囲内、さらに好ましくは、１（μｍ）〜５（μｍ）の範囲内が良い。これは、実現が比較的容易で、比較的高い放熱効果が得られるからである。
【００７６】
（３）ソケットとヒートシンクについて
実施の形態及び変形例では、ヒートシンクの方がソケットより大きく、ソケットがヒートシンクに取り付けられる構造を有し、発光モジュールがソケットによってヒートシンクに押圧される構造となっている。
しかしながら、例えば、ソケットが照明装置の装置本体に取着されており、ヒートシンクが装置本体に装着されるような構造の場合、ヒートシンクがソケットに保持された発光モジュールを裏側（熱伝導板側）から押圧することなる。このような場合、発光モジュールは相対的に押圧されることになり、実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもない。この場合、発光モジュールとヒートシンクとを密着させるための押圧手段は、ソケット側になくても良く、例えば、装置本体側にあっても良い。
【００７７】
また、実施の形態では、発光モジュールは、その中央部が熱伝導板側に張り出すように反っていたが、逆に、ヒートシンクにおける発光モジュール装着予定領域の略中央が張り出すように反った形状をしていても良い（図１１参照）。さらに、発光モジュール及びヒートシンクの発光モジュール装着予定領域の略中央が互いに張り出すように反っていても良い。
【００７８】
なお、言うまでもなく、理想の放熱特性を得るには、発光モジュールとヒートシンクとが共に平面であり、発光モジュールの熱伝導板の全範囲でヒートシンクと接触することである。
（４）発光モジュールの形状
実施形態及び変形例における発光モジュールの平面視形状は、矩形状であったが、他の形状、例えば、正方形状、楕円形状、円形状、５角形状等の多角形状であっても良い。このような場合においても、押圧手段は、発光モジュールを平面視したときに、発光部を挟むようにその両側を押圧するようにソケット或いはその他の部位に設けられておれば良い。
【００７９】
（５）表示装置について
実施の形態におけるＬＥＤモジュール６０（発光モジュール）を８行８列の表示装置として使用することも可能である。但し、この場合、各ＬＥＤ素子（発光体）を個別に点灯させるように配線パターンを変更すると共に、個別にＬＥＤ素子を点灯させて文字、記号等を表示する公知の点灯制御回路等が必要となる。
【００８０】
なお、ここでは、８行８列の表示装置について説明したが、ＬＥＤ素子（発光体）の実装形態は８行８列の形態に限定するものではなく、また、実施の形態で説明した基板に複数個（実施の形態では６４個）のＬＥＤ素子（発光体）を実装したものを表示装置の１つの発光源として利用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、ヒートシンクにソケットにより装着される発光モジュール、当該発光モジュールをソケットによりヒートシンクに装着してなる照明装置及び表示装置において、放熱特性を改善するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施の形態における照明装置の分解状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ線での断面を矢印Ａ方向から見た図であり、（ｃ）は、図２（ａ）のＹ−Ｙ線での断面を矢印Ｂ方向から見た図である。
【図３】（ａ）はＬＥＤモジュールの縦断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）の破線部分の拡大図である。
【図４】ソケットの裏側の構成を示す図である。
【図５】ＬＥＤモジュールの組込を説明するための図である。
【図６】ＬＥＤモジュールの反り量の測定結果を示す図である。
【図７】ＬＥＤモジュールの製造工程を説明する図である。
【図８】金属ベース基板の製造工程を説明する図である。
【図９】発光体としてサブマウントを用いた例を示す図である。
【図１０】ソケットの変形例を示す斜視図である。
【図１１】照明装置の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 照明装置
１０ ソケット
１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｄ，１４Ｔ 押圧部
６０ ＬＥＤモジュール
６２ 発光部
７０ ヒートシンク
７１ 主面
【０００１】
本発明は、ヒートシンクに装着される発光モジュールをソケットによってヒートシンクに装着してなる照明装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、基板の表面に発光部が形成されているＬＥＤ（発光）モジュールと、ヒートシンクと、前記ＬＥＤモジュールを前記ヒートシンクに装着するためのソケットとを備える照明装置を既に提案している（例えば、特許文献１、２）。
ＬＥＤモジュールの基板は、絶縁板と金属板（熱伝導板）とを積層した構成を有し、発光部は、絶縁板の表面の中央域に実装されている複数のＬＥＤ素子から構成される。なお、金属板は、ＬＥＤモジュールの剛性を確保すると共に、発光部、つまりＬＥＤ素子の発光時に発生する熱をヒートシンク側に伝える作用を有している。
【０００３】
一方、前記ソケットは、ＬＥＤモジュールを表側から覆ってヒートシンクの平坦面に装着している。この装着状態では、ソケットは絶縁板の端部部分を押圧部で押圧しており、ＬＥＤモジュール、つまり金属板にはヒートシンクに押し付けられる力が作用している。
【特許文献１】
特開２００４−２６５６２６号公報
【特許文献２】
特開２００４−２６５６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の照明装置では、ＬＥＤモジュールをヒートシンクに押し付けるように装着しているにも拘わらず、発光部の発光時に発生した熱がヒートシンクに十分に伝わらない、つまり、十分な放熱特性が得られないという問題を有する。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、発光時の放熱特性を向上させることができる照明装置及び表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
なお、発光モジュールは、点灯時に熱が発生するため、何らかの放熱対策（放熱器）が必要となる。放熱器としては、一般的なヒートシンクの他、照明装置あるいは表示装置の筐体がヒートシンクの働きをすることも想定されるが、本明細書ではその全てを含めてヒートシンクと呼ぶこととする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は従来の照明装置について調査・分析を行った結果、ＬＥＤモジュールがヒートシンクに装着されていない状態では、基板の中央部が絶縁板側（装着したときにヒートシンクと反対側になる）に張り出すようにＬＥＤモジュールが反っているのが判明した。これにより、ＬＥＤモジュールをヒートシンクに装着しても、基板の端縁（ソケットの押圧部により押圧される部分）がヒートシンクに接触し、発光部のある中央部の裏面が、基板の反りによってヒートシンクと接触しないのである。
【０００７】
なお、ＬＥＤモジュールの基板は、当該基板と同じ構成の大判の材料から打ち抜き加工により得られており、この打ち抜き加工時に反りが発生することが発明者の更なる調査により判明した。
上記目的を達成するために、本発明に係る発光モジュールは、ヒートシンクに装着されて使用される発光モジュールであって、絶縁板と熱伝導板とを重ねて構成されている基板と、前記絶縁板の中央域に設けられている発光部とを備え、前記発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、前記発光部が設けられている基板は、前記発光部の略中央に対応する部分が最も熱伝導板側である前記ヒートシンク側に突出する状態で反っていることを特徴としている。
【０００８】
このため、例えば、当該発光モジュールをヒートシンク側に装着すると、熱伝導板における中央部、若しくは、中央部付近が必ずヒートシンクに接触することになる。一方、発光モジュールの発光部が発光した際は、発光部の中央部が最も高温になりやすく、しかも、絶縁板の縁部を除く中央域に発光部があるので、発光時に高温となる箇所と、発光モジュールを装着した際にヒートシンクに接触する箇所とが近接することになり、発光時に生じた熱を熱伝導板からヒートシンクに効率良く伝えることができる。
【０００９】
一方、本発明に係る照明装置は、ヒートシンクと、絶縁板と熱伝導部材とから基板が構成され、前記絶縁板の中央域に発光部が設けられている発光モジュールと、前記発光モジュールを、前記発光部を表側として前記ヒートシンクに装着するソケットとを備える照明装置であって、前記発光モジュールの発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、前記発光部の略中央に対応する部分が最も前記ヒートシンク側に突出するように反っていることを特徴としている。
【００１０】
また、前記ヒートシンクの少なくとも前記発光モジュールの装着予定領域の略中央部が、前記発光モジュール側に突出するように反っていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る表示装置は、ヒートシンクと、絶縁板と熱伝導部材とから基板が構成され、前記絶縁板の中央域に発光部が設けられている発光モジュールと、前記発光モジュールを、前記発光部を表側として前記ヒートシンクに装着するソケットとを備える表示装置であって、前記発光モジュールの発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、前記発光部の略中央に対応する部分が最も前記ヒートシンク側に突出するように反っていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る発光モジュールは、例えば、絶縁板における発光部を表側にしてヒートシンクに装着すると、熱伝導板における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導板を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
また、本発明に係る照明装置は、基板の中央部がヒートシンク側に突出するように反っている発光モジュールをソケットによってヒートシンクに装着すると、発光モジュールの熱伝導部材における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導部材を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る照明装置は、中央部が発光モジュール側に突出するように反っているヒートシンクに発光モジュールをソケットによって装着すると、発光モジュールの熱伝導部材における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導部材を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る表示装置は、基板の中央部がヒートシンク側に突出するように反っている発光モジュールをソケットによってヒートシンクに装着すると、発光モジュールの熱伝導部材における発光時に高温となる部分（の近傍）がヒートシンクと接触するので、発光時の熱が熱伝導部材を介してヒートシンクに効率良く伝わり、発光モジュールの放熱特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る発光モジュール及び当該発光モジュールを用いた照明装置について、発光素子としてＬＥＤ素子を用いた場合の実施の形態について以下説明する。
１．照明装置の構成
図１は、実施の形態における照明装置の分解状態を示す斜視図である。
照明装置１は、図１に示すように、ＬＥＤモジュール（本発明の「発光モジュール」に相当する。）６０と、ヒートシンク７０と、ＬＥＤモジュール６０をヒートシンクに装着するソケット１０とを備える。
【００１６】
ＬＥＤモジュール６０は、その詳細については後述するが、その表面の発光部から光が発せられ、裏面側が、発光時の熱をヒートシンク７０に伝える熱伝導性の優れた金属板（本発明の「熱伝導板」に相当する。）となっている。ＬＥＤモジュール６０のヒートシンク７０への装着は、ＬＥＤモジュール６０をその表面側からソケット１０で被覆した状態で、当該ソケット１０をヒートシンク７０に装着することで行われる。
【００１７】
（１）ＬＥＤモジュールの構成
図２（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ線での断面を矢印Ａ方向から見た図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＹ−Ｙ線での断面を矢印Ｂ方向から見た図である。また、図３（ａ）はＬＥＤモジュールの縦断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の破線部分の拡大図である。
【００１８】
ＬＥＤモジュール６０は、図１〜図３、特に図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、主に、発光部６２と給電部６１が表側に形成された絶縁板６３２と、放熱効果を高める目的で、前記絶縁板６３２の裏側に設けられた金属板６３１とを備える。なお、絶縁板６３２及び金属板６３１とを積層構成にし、絶縁板６３２の表面に発光部６２へ給電するための配線パターンが形成されたものを金属ベース基板（本発明の「基板」に相当する。）６３という。
【００１９】
発光部６２は、図３（ａ）の断面図及び図３（ｂ）の拡大図に示すように、絶縁板６３２における発光部６２に相当する部分に形成された配線パターン（不図示）に実装されたＬＥＤ素子６０１０と、当該ＬＥＤ素子６０１０を被覆する樹脂体６０２０と、各ＬＥＤ素子６０１０に対応する部分に反射孔６０３を有する反射板６０２と、当該反射板６０２の反射孔６０３に対応した部分がレンズ部６０４となっているレンズ部材６０１とを備える。
【００２０】
ＬＥＤ素子６０１０は、ここでは、図２（ａ）から分かるように、略正方形の８×８配列で計６４個実装され、また、各ＬＥＤ素子６０１０を被覆する樹脂体６０２０には、各ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を所望の光色に変換する蛍光体が含まれている。
反射板６０２は、ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を所望方向に反射させるためのものであり、ここでは、表側（絶縁板６３２と反対側）が広くなるラッパ状の反射孔６０３を有している。なお、反射孔６０３の形状をラッパ状としているのは、ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を表側に効率良く反射させるためである。
【００２１】
レンズ部６０４は、ここでは、反射板６０２の反射孔６０３を埋めると共に、反射板６０２の表面からさらに半球状に突出する形状をし、レンズ部６０４を含めたレンズ部材６０１は、例えば、透光性に優れた樹脂から構成されている。なお、上記構成のＬＥＤモジュール６０の詳細な構成については特開２００３-１２４５２８号公報に記載されている。
【００２２】
絶縁板６３２の幅及び長さは発光部６２の幅及び長さより広くなっており、発光部６２の周囲に余白部分が確保されている。つまり、絶縁板６３２の縁部６５を除く中央域に発光部６２が形成されている。
なお、ここでは、図２（ａ）に示すように、発光モジュール６０は、平面視長方形状をし、また、発光部６２も平面視略正方形をしているので、発光部６２の４辺に対応して４つの縁部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄが絶縁板６３２の表面にあり、特に、縁部を場所に関係なく説明する際には、図面に現れていないが、符号６５を用いる。
【００２３】
給電部６１は、各ＬＥＤ素子６０１０に給電するためのものである。ここでは、各ＬＥＤ素子６０１０は、互いに適宜直列・並列に配列されており、各行に対応する給電端子６１−ｎ（ｎは、１〜１６までの整数である。）と不図示の配線パターンにより電気的に接続される。なお、給電部６１は、ソケット１０の給電端子ユニット１６から給電を受ける。
【００２４】
また、ＬＥＤモジュール６０は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、裏面側の中央部６３１ｂが凸となるように湾曲している。つまり、金属ベース基板６３が、矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向の夫々から見たときに、金属板６３１の中央部６３１ｂが、発光部６２と反対側が凸となるように反っている。なお、金属板６３１の中央部６３１ｂは、金属ベース基板６３の中央部でもあり、金属ベース基板６３の中央部を示すときも、符号「６３１ａ」を用いる。
【００２５】
（２）ヒートシンクの構成
ヒートシンク７０は、伝熱性に優れる直方体の金属部材（例えば、アルミニウム部材）からなる。ヒートシンク７０におけるＬＥＤモジュール６０を装着する側と反対側には多数の櫛歯状フィン７２が形成され、放熱効果を高めている。
ＬＥＤモジュール６０が装着される平坦面７１は、図１に示すように、ソケット１０を固定するビス８００，８０１，８０２，８０３のためのビス穴７１０，７１１，７１２，７１３（７１３は不図示）が穿設されている。
【００２６】
そして、ＬＥＤモジュール６０は、ヒートシンク７０の平坦面７１であって、ビス穴７１０とビス穴７１１とを結ぶ線分と、ビス穴７１２とビス穴７１３とを結ぶ線分との間に位置する領域７３に載置・装着される。
（３）ソケットの構成
図４はソケットの裏側の構成を示す図である。
【００２７】
ソケット１０は、図１および図４に示すように、ソケット本体１１と、外部端子１６とを組み合わせてなる。ソケット本体１１は、例えば、ステンレス鋼鈑をプレス加工して形成されたものであって、ＬＥＤモジュール６０の発光部６２のサイズに合わせた開口１１０が設けられた天壁１２と、天壁１２の一短辺を除いて他の３辺から延伸する側壁１３Ｒ，１３Ｌ，１３Ｔとを備える。
【００２８】
側壁１３Ｒ，１３Ｌ，１３Ｔの内、天壁１２の長辺にあたる側壁１３Ｒ、１３Ｌは、天壁１２との付け根部分で略直角に屈曲しており、そのあと、付け根部分から先端部分に至るまでの中間部分で天壁１２の外側へと直角に屈曲している。一方、側壁１３Ｔは、天壁１２との付け根部分の１箇所で略直角に屈曲しており、天壁１２に対して直交して延伸している。
【００２９】
側壁１３Ｒ，１３Ｌの内、天壁１２と並行に延伸する部分には、ヒートシンク７０のビス穴７１０，７１１，７１２，７１３に対応して、貫通孔１３０Ｒ，１３１Ｒ，１３０Ｌ，１３１Ｌが設けられている。
なお、ソケット本体１１の材料としては、ステンレス鋼鈑の他に黄銅等の放熱特性に優れるものを用いることができる。
【００３０】
ソケット１０の開口１１０の縁には、図１及び図４に示すように、４個の押圧部（本発明の「押圧手段」に相当する。）１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄが形成されている。この押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄは、ソケット本体１１と一体成形されたばね構造をしている。
これらの押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄは、開口１１０を打ち抜き加工する際に、開口周縁と繋がるＴ字状をしたＴ字部を残しておき、このＴ字部をその後折り曲げて形成される。押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄは、立設バー１４０Ｒ,１４０Ｌ，１４０Ｔ，１４０Ｄ（１４０Ｌは不図示）と、これら立設バーに支持される横設バー１４１Ｒ，１４１Ｌ，１４１Ｔ，１４１Ｄと、これら横設バーの各両端を円弧状に整えてなる押圧接触部１４２Ｒ，１４３Ｒ，１４２Ｌ，１４３Ｌ，１４２Ｔ，１４３Ｔ，１４２Ｄ，１４３Ｄとから構成される。
【００３１】
ここでソケット１０の厚み方向の高さは、押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４ＤによってＬＥＤモジュール６０を確実にヒートシンク７０の平坦面７１に押圧するために、押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄの高さとＬＥＤモジュール６０の高さとの和よりも若干小さくなるように設計されている。
一方、ソケット本体１１の天壁１２の内面であって側壁がない辺側には、ＬＥＤモジュール６０の給電端子６１に対応する箇所に給電端子ユニット１６が設けられている。この給電端子ユニット１６は、図４に示すように、液晶ポリマー、または耐熱性難燃材料等である樹脂材料からなる端子保持部材１５０（絶縁ハウジング）に、電気伝導性、挿抜（挿入抜去）耐久性に優れるリン青銅からなる外部端子１６−ｎ（ｎは、１〜１６の整数であり、発光モジュール６０の給電端子６１−ｎの「ｎ」に対応している。）が保持された構成を持つ。
【００３２】
外部端子１６−ｎの内、端子保持部材１５０から開口１１０側に延伸する部分は、ソケット１０の厚み方向であって天壁１２と反対側が凸となるように反る形状の接触部１６２−ｎ（ｎは、１〜１６の整数であり、発光モジュール６０の給電端子６１−ｎの「ｎ」に対応している。）となっている。なお、接触部１６２−ｎの形状をこのようにしているのは、ＬＥＤモジュール６０の給電端子６１−ｎと確実に接触（電気的に接続）させるためである。
【００３３】
一方、外部端子１６−ｎの内、端子保持部材１５０から開口１１０と反対側に延伸する部分は外部からの電源供給を受けるための外部接触部となっている。この外部接触部は、不図示のコネクタを介して公知のＬＥＤ駆動回路が接続され、電力供給を受けるるとともに適宜駆動される。
なお、ＬＥＤモジュール６０の取り外し・交換は、図１に示すように前記ビス８００，８０１，８０２，８０３を取り外すことで行う。
【００３４】
２．ＬＥＤモジュールの装着について
図５は、ＬＥＤモジュールの装着を説明するための図である。
上記構成のＬＥＤモジュール６０を、図５のＡ工程に示すように、ヒートシンク７０の平坦面７１に載置する。そして、ソケット１０の押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄ（１４Ｒは図には現れていない）をＬＥＤモジュール６０の側にして、ＬＥＤモジュール６０の上方からソケット１０を下降させる。この状態のＬＥＤモジュール６０は、金属ベース基板６３の中央部６３１ｂがヒートシンク側に突出するように金属ベース基板６３が反っており、金属板６３１の略中央部６３１ｂでヒートシンク７０と接触している。
【００３５】
次に、Ｂ工程で示すように、ソケット１０をさらに下降させて、ＬＥＤモジュール６０の発光部６２がソケット１０の開口１１０に嵌るように、ソケット１０をＬＥＤモジュール６０に被せる。そして、ソケット１０をさらにヒートシンク７０側に押し付けた状態で、ビス８００，８０１，８０２，８０３（図１参照）によりソケット１０をヒートシンク７０に螺着する。
【００３６】
ＬＥＤモジュール６０は、ヒートシンク７０側に押圧されていない状態では、金属ベース基板６３の中央部６３１ｂがヒートシンク７０側に突出するように金属ベース基板６３が反っているが、ヒートシンク７０に装着された状態では、絶縁板６３２の縁部６５がソケット１０の押圧部１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｔ，１４Ｄにより押圧されるので、発光時に発熱中心となる金属ベース基板６３の中央部（若しくは、この中央部付近）が確実にヒートシンクに接触する。
【００３７】
以上の工程を経て、ＬＥＤモジュール６０のソケット１０によるヒートシンク７０への装着が完了する。
３．実施例
ＬＥＤモジュール６０の寸法は、図２（ａ）に示すように、短手方向の寸法Ｌ１が２３．５（ｍｍ）で、長手方向の寸法Ｌ２は２８．５（ｍｍ）である。金属ベース基板６３を構成する金属板６３１には、厚さ１（ｍｍ）のアルミニウム板が用いられ、一方の絶縁板６３２は、フィラー入りの熱硬化性樹脂により構成され、その厚みが０．１（ｍｍ）である。絶縁板６３２には、１０（μｍ）の厚みの銅箔を用いてエッチング等により配線パターンが形成されている。樹脂には、エポキシ樹脂が用いられている。
【００３８】
金属ベース基板６３に実装されるＬＥＤ素子６０１０は、底面が０．３（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）の正方形で、高さが０．１（ｍｍ）の略直方体形状をしており、ＩｎＧａＮ系のものが使用されている。このＬＥＤ素子６０１０は、Ｐ型電極とＮ型電極の両電極を下面に有し、絶縁板６３２の表側に形成されている配線パターンにバンプを介してフリップチップ実装されている。なお、ＬＥＤ素子６０１０には、青色発光のものを用い、蛍光体は、黄色発光のものを使用して、白色光に変換している。
【００３９】
反射板６０２は、厚さ１（ｍｍ）のアルミニウム板が用いられている。反射板６０２の金属ベース基板６３への取着は、白色のエポキシ樹脂層を用いて行わる。ここで、樹脂層を白色にしている理由は、ＬＥＤ素子６０１０から発せられた光を効率良く外部（表側）に取り出すためである。
なお、反射板６０２には、アルミニウム等の金属板以外に、他の材料の金属板や、白色の樹脂、さらには表面（特に、反射孔を構成する周面）がメッキされた樹脂等を用いることができる。また、反射板６０２にアルミニウム材料を用いた場合、例えば、アルマイト処理により酸化膜を、反射孔６０３を構成する周面に形成すると、反射板６０２の反射率を向上させることができると共に、電気的な絶縁性も確保できる。
【００４０】
レンズ部材６０１は、透光性を有する樹脂、具体的には、エポキシ樹脂により形成されている。なお、エポキシ樹脂以外に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の樹脂、さらにはガラス等を用いることができる。また、ここでは、レンズ部６０４は、半球状の凸レンズをしているが、その用途によって、他の形状にしても良い。
図６は、ＬＥＤモジュールの反り量の測定結果を示す図である。
【００４１】
図６（ａ）は図２（ｃ）の反りＺ１を示し、図６（ｂ）は図２（ｂ）の反りＺ２を示す。
ＬＥＤモジュール６０の反り、つまり、金属ベース基板６３の金属板６３１の面（絶縁板６３２と反対側の面）における短手方向及び長手方向に対する厚み方向Ｚ１、Ｚ２の変位は、中央部６３１ｂを基準にした場合、短手方向及び長手方向に移動するにしたがって、徐々に凹入している。つまり、ＬＥＤモジュール６０は、図２（ａ）に示す矢印Ａ方向、Ｂ方向の両方向から見ても、金属ベース基板６３の略中央部６３１ｂが絶縁板６３２と反対側に、２次放物線状に突出するような形状の凸曲面を有している。
【００４２】
４．ＬＥＤモジュールの製造について
図７は、ＬＥＤモジュールの製造工程を説明する図である。
先ず、金属ベース基板６３を用意する。この金属ベース基板６３は、図７（ａ）に示すように、金属板６３１の中央部６３１ｂが絶縁板６３２と反対側に突出するように、既に反った形状をしている。金属ベース基板６３が反っている理由について説明する。
【００４３】
図８は、金属ベース基板の製造工程を説明する図である。
ＬＥＤモジュール６０に使用する金属ベース基板６３は、図８（ａ）に示すような大判の元基板６３ａを打ち抜き加工して得られる。この元基板６３ａは、長方形をしており、例えば、金属ベース基板６３が、長手方向に５個、短手方向に４個の合計２０個得られる大きさをしている。
【００４４】
元基板６３ａは、金属ベース基板６３に用いられている金属板６３１と同じ材質及び厚みの大判の元金属板６３１ａに、絶縁板６３２と同じ材質及び厚みの大判の元絶縁板６３２ａが配された一体化したものである。
ここで、元金属板６３１ａと元絶縁板６３２ａとの一体化は、元絶縁板６３２ａを構成する樹脂が硬化する前の段階のものを元金属板６３１ａの表面に張り合わせ、硬化前の樹脂を過熱・加圧して硬化させることにより行う。これにより、元絶縁板６３２ａの成形と元金属板６３１ａへの固着が同時に行える。
【００４５】
なお、元絶縁板６３２ａの樹脂を加熱（例えば、１３０℃）して硬化させた後に、室温にまで降温させるが、このときの成形後における元絶縁板６３２ａの収縮力が、元金属板６３１ａの剛性よりも低く、元絶縁板６３２ａの樹脂を成形して得られたもの（配線パターンがまだ形成されていない金属ベース基板である）は、その反り量は少ない。
元絶縁板６３２ａにおける各金属ベース基板６３に相当する位置には、各金属ベース基板６３の配線パターンと同じパターンが形成されている。この配線パターンの形成は、元絶縁板６３２ａに銅箔を貼着し、この銅箔をパターン形状にエッチングすることで行う。なお、ここで説明した元基板６３ａ、配線パターンの形成は、一例であり、他の方法を用いても実施できる。
【００４６】
次に、配線パターンが形成されてなる元基板６３ａから２０個の金属ベース基板６３を打ち抜く。この打ち抜きは、打ち抜き加工機を用いる。この打ち抜き加工機は、図８（ａ）に示す、元基板６３ａの打抜領域６３３、つまり、各金属ベース基板６３の周縁を打ち抜く。
打ち抜き加工機は、上型６５０と下型６６０とがあり、例えば、下型６６０には、元基板６３ａの打抜領域６３３に相当する部分が凹入する凹入部６６１があり、逆に上型６５０には、打抜領域６３３に相当する部分が凸出する凸出部６５１がある。そして、例えば、上型６５０は上下方向に移動可能であり、上型６５０を下降させたときに、凸出部６５１が下型６６０の凹入部６６１に進入するようになっている。
【００４７】
図８（ｂ）に示すように、元絶縁板６３２ａが下型６６０に当接するように、上記元基板６３ａを下型６６０にセットし、上型６５０を下降させると、図８（ｃ）に示すように、各金属ベース基板６３間等の打抜領域６３３が打ち抜かれる。
次に、図８（ｄ）に示すように、上型６５０を上昇させて、凹入部６６１に進入していた凸出部６５１を抜く。これにより、大判の元基板６３ａから２０個の金属ベース基板６３が得られる。この打ち抜かれた金属ベース基板６３は、図８（ｄ）に示すように、上に凸状に湾曲している。つまり、金属ベース基板６３は、この時点で、金属板６３１の中央部６３１ｂが絶縁板６３２と反対側に突出するように反っているのである。
【００４８】
次に、図７に戻って、金属ベース基板６３の絶縁板６３２の所定位置にＬＥＤ素子６０１０を実装する。この実装は、例えば、ＬＥＤ素子実装装置のコレットの先端でＬＥＤ素子６０１０を吸着し、吸着したＬＥＤ素子６０１０を絶縁板６３２に形成されている配線パターン上のバンプに搭載させて、超音波を印加してＬＥＤ素子６０１０とバンプとを結合させる。
【００４９】
その後、ＬＥＤ素子６０１０を樹脂体６０２０で被覆する（図７（ｂ））。この被覆は、例えば、ＬＥＤ素子６０１０に対応する部分が貫通している平板状の型をＬＥＤ素子６０１０が実装された金属ベース基板６３に被せ、前記貫通している孔に樹脂体６０２０用の樹脂を充填し、その後加熱させて樹脂を硬化することで行う。
次に、反射板６０２を、図７（ｃ）に示すように、その反射孔６０３が樹脂体６０２０（ＬＥＤ素子）に対応するように、樹脂体６０２０が形成されている金属ベース基板６３に取り付ける。反射板６０２の取り付けは、上述のように、白色のエポキシ樹脂層（樹脂シート）を利用して反射板６０２と金属ベース基板６３とを貼着する。
【００５０】
最後に、金属ベース基板６３に貼着されている反射板６０２にレンズ部材６０１を形成して、図７（ｅ）に示すような、ＬＥＤモジュール６０が完成する。レンズ部材６０１の形成は、図７の（ｄ）に示す、金型６０５内にレンズ部材６０１用の樹脂を注入させる、所謂、トランスファーモールド法を利用して行う。この金型６０５は、例えば、上型６１０・下型６２０の割型方式であり、下型６２０のレンズ部６０４に相当する部分６２１が半球状に窪んでいる。
【００５１】
５．効果
上記構成のＬＥＤモジュール６０を発光させたときに、発光部６２の略中央位置が高温になる傾向にある。本発明に係るＬＥＤモジュール６０では、金属板６３１における前記高温となる部分に近い中央部６３１ｂがヒートシンク７０に接触しているため、金属ベース基板の縁部で接触していた従来のＬＥＤモジュールよりもヒートシンク側に伝わる熱量が多い。
【００５２】
当然、この状態でＬＥＤモジュール６０を発光させると、発光時の熱が金属板６３１を通ってヒートシンク７０に伝わる。この熱の伝導量は金属板６３１とヒートシンク７０との接触面積が広いほど多く、従来に比べて放熱特性を効果的に改善できる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
【００５３】
１．発光モジュールと反りについて
発光（ＬＥＤ）モジュールは、上記実施の形態で説明した構成に限定するものではなく、以下のようなモジュールでも良い。
（１）レンズ部
実施の形態では、反射板６０２の反射孔６０３に対応する部分に半球状に突出するレンズ部６０４を備え、隣接するレンズ部６０４同士が当該レンズ部６０４と同じ樹脂で連結された構想のレンズ部材６０１を用いたが、例えば、隣接するレンズ部を連結させずに各レンズ部を独立して設けても良い。
【００５４】
この場合、レンズ部を構成する樹脂を成形したときに、隣接するレンズ部が連結していないため、金属ベース基板とレンズ部との熱膨張係数の違いによって発生する反り量は少なくなる。したがって、ＬＥＤモジュールを実施の形態のように反らせるには、金属ベース基板を打ち抜く際に、金属ベース基板の中央部が絶縁板と反対側に突出するように反らせる必要がある。
【００５５】
逆に、実施の形態で説明したレンズ部６０４を連結するようなレンズ部材６０１を形成した場合に、レンズ部材６０１の樹脂成形による反り量が大きくなりすぎるときには、金属ベース基板の打ち抜く方向（具体例としては、実施の形態で説明した元基板の表裏を反対にして下型にセットする）を実施の形態と反対にすれば良い。
（２）反射板
実施の形態では反射板６０２を備えていたが、反射板はなくても良い。しかしながら、反射板を備えない場合は、レンズ部材を成形する前の状態である金属ベース基板の剛性が低いため、実施の形態で説明したレンズ部材をトランスファーモールド法で形成すると、その金属ベース基板とレンズ部材の樹脂との熱膨張係数の違いによって発生する反りの量が大きくなる可能性がある。
【００５６】
したがって、反射板を備えず且つ例えばトランスファーモールド法によって成形されたレンズ部材を備える発光モジュールであって金属ベース基板の反りが大きくなるような場合、反り量を少なくするために、例えば、金属ベース基板を実施の形態で説明したような打ち抜き加工を行い、既に形成されているレンズ部材を、発光体を実装する金属ベース基板に、例えば、樹脂層（接着シート）を用いて貼着したり、或いは反射板を設けずにレンズ部を各発光体に対して独立して形成したりしても良いし、また、レンズ部を隣接する反射板の反射孔ごとに独立して設けても良い。
【００５７】
２．発光モジュールについて
（１）基板
実施に形態における基板（金属ベース基板）は、樹脂部材からなる絶縁板と、金属板からなる熱伝導板とを一体成形（半硬化状態の絶縁板の成形と熱伝導板への貼着とを同時に行っている）しているが、絶縁板を構成する樹脂を予め硬化しておき、硬化した絶縁板を熱伝導板に貼着しても良い。
【００５８】
（２）絶縁板
実施の形態における絶縁板は、フィラー入りの熱硬化性樹脂により構成されていたが、他の材料、例えば、ガラスエポキシにより構成しても良い。当然、絶縁板を構成する層は、実施の形態で説明した１層に限定するものでなく、多層であっても良い。また、多層構造の絶縁板を用いた場合、当該絶縁板の配線パターンは、表層に形成しても良いし、全層に亘って形成しても良いし、多層の内、複数の層に形成しても良い。
【００５９】
（３）熱伝導板
実施の形態では、熱伝導板として金属板に、具体的には、アルミニウム板を用いたが、他の材料、例えば、銅、スチール、マグネシウム等であっても良い。さらには、金属板以外の材料、例えば、セラミック材料、樹脂材料を用いても良い。但し、セラミック材料を用いる場合は、前記セラミックの高い熱伝導率を放熱効果に生かすためには絶縁板もセラミックとすることが好ましい。
【００６０】
また、絶縁板と熱伝導板とは、実施の形態では略同じ大きさであったが、特に大きさは限定するものではなく、絶縁板と熱伝導板との大きさが異なってもいても良い。
（４）発光部
実施の形態での発光部は、発光素子の一例であるＬＥＤ素子を絶縁板表面の配線パターンに実装して構成されていたが、他の発光素子を用いても良い。このような発光素子としては、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）等がある。但し、レーザダイオードから発せられる光は、指向性が強いために、例えば、その光を拡散するための拡散レンズ等が必要となる場合も生じる。
【００６１】
さらに、発光体は、発光素子が基板に予め実装された、所謂、サブマウントであっても良い。
図９は、発光体としてサブマウントを用いた例を示す図である。なお、第１の実施の形態と同じ部分については同じ符号を用い、その説明を省略する。
サブマウント６１２０は、例えば、シリコン基板（以下、「Ｓｉ基板」という。）６１２１と、このＳｉ基板６１２１の上面に実装された発光素子、例えば、ＬＥＤ素子６０１０と、ＬＥＤ素子６０１０を封入する樹脂体６０２１とを備える。
【００６２】
なお、Ｓｉ基板６１２１の下面には、ＬＥＤ素子６０１０の一方の電極に電気的に接続された第１の端子が、Ｓｉ基板６１２１の上面には、ＬＥＤ素子６０１０の他方の電極に電気的に接続された第２の端子がそれぞれ形成されている。
サブマウント６１２０の金属ベース基板６３への実装は、例えば、銀ペースト６１２５を用いてダイボンドされ、Ｓｉ基板６１２１の下面の第１の端子が絶縁板６３２の表面の配線パターンに前記銀ペースト６１２５を介して接続され、また、Ｓｉ基板６１２１の上面の第２の端子がワイヤ６１２６を介して絶縁板６３２の配線パターンにワイヤボンディングされる。
【００６３】
なお、サブマウント６１２０は、図９に示すように、Ｓｉ基板６１２１に予めＬＥＤ素子６０１０を実装しているため、実装されたＬＥＤ素子６０１０が正常に点灯するか等の検査を、サブマウント６１２０を金属ベース基板６３に実装する前に行うことができる。
このため、例えば、検査済みのサブマウント６１２０を金属ベース基板６３に実装することができ、ＬＥＤモジュールとしての製造歩留まりを向上させることができる等の効果が得られる。また、サブマウント６１２０から発せられる光色にバラツキがある場合、色の近いサブマウント６１２０を選別して使用したり、より要望に見合った色の光を出すものを集めて実装したりできるメリットがある。
【００６４】
実施の形態においてはＬＥＤ素子とその周辺に蛍光体を含む樹脂体が形成されているが、、これは、青色ＬＥＤと黄色蛍光体、あるいは、ＵＶＬＥＤとＲＧＢ蛍光体等の組み合わせによって白色発光を現実するものであっても良いし、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の単色ＬＥＤであっても構わない。
また、ＬＥＤ素子に関しては、ベアチップの他、砲弾型ＬＥＤや所謂ＳＭＤタイプのＬＥＤ、モジュール化されたＬＥＤであっても良い。なお、これらのＬＥＤ素子についての実装方法についても、フリップチップ実装の他、ダイスボンド実装、ワイヤボンド実装、さらには、ダイスボンドとワイヤボンドとを組み合わせた実装等であっても構わない。
【００６５】
３．ソケットについて
実施の形態におけるソケット１０は、ＬＥＤモジュール６０（発光モジュール）を被覆したときに、発光部６２から発せられた光を通過させる光通過部、具体的には、開口１１０が発光部６２に対応して設けられた構造をしている。しかしながら、発光モジュールにおける絶縁板の発光部６２の両側に位置する縁部（少なくとも発光部を挟んで対向する縁部）をヒートシンク側に相対的に押圧できる構造であれば、他の構造であっても良い。
【００６６】
図１０は、ソケットの変形例を示す斜視図である。
本変形例におけるソケット９１０は、同図に示すように、発光モジュール（６０）をヒートシンク７０の平坦面７１に沿って移動させることにより、ヒートシンク７０に押し付けるようにして装着する点で、実施の形態と大きく異なる。
ソケット９１０の形状は、基本的には、実施の形態で説明したソケット１０の形状を有しているが、ここでは、スライドする発光モジュール（６０）を受け入れるための受入口９２０が設けられている。この受入口９２０は、実施の形態のソケット１０における給電端子ユニット１６に対向する部分、つまり、ソケットの短辺であって給電端子ユニット１６と反対側に形成されている。
【００６７】
ソケット９１０の上壁９１５であって光通過部を構成する切欠き部９２５の各辺（一対の対向する長辺と、給電端子ユニット１６側の短辺の合計３ヶ所）には、挿入される発光モジュール（６０）をヒートシンク７０側に押圧する押圧部が設けられている。
このような構成を持つソケット９１０でも実施の形態と略同様の効果が奏される。つまり、本例でも、押圧部でソケット１０をヒートシンク７０に押し付けているため、発光モジュール（６０）における裏面の金属板の中央部がヒートシンク７０に接触する。
【００６８】
したがって、従来のような、発光モジュールがその中央部が絶縁板側に張り出すように反っているものに比べて、発光モジュールとヒートシンクとの接触部分が発光時の発熱中心に近くなり、発光時の熱を効率良くヒートシンクに伝えることができる。つまり、従来品に対して放熱特性を向上させることができる。
４．押圧手段
実施の形態における押圧手段は、弾性変形可能なばね構造としていたが、弾性変形しないようなものであっても良い。つまり、押圧手段は、発光モジュールをヒートシンクに装着した際に、発光モジュールをヒートシンクに押圧できれば良く、その形状・構造等を特に限定するものではない。
【００６９】
また、押圧手段の数についても特に限定するものではない。但し、発光モジュールをヒートシンクに押圧する箇所は、発光部の両側であって少なくとも対向する位置にある（一対である）のが好ましい。これは、発光モジュールの発光部の両側に位置し且つ互いに対向する位置を押圧するのが、発光モジュールのヒートシンクへの押圧力を大きくするのに効果的であり、また、発光部両側で押圧力のバランスが取れ、発光モジュールを、ヒートシンクの平坦面に対して略平行な状態（これにより発光モジュールの中央に近い箇所がヒートシンクに接触する）で、ヒートシンクに接触させることができるからである。なお、実施の形態では、対向する２組の位置に４個の押圧手段を備え、発光モジュールの長手方向及び短手方向について、発光モジュールの反りを少なくしている。
【００７０】
５．照明装置について
実施の形態における照明装置は、ヒートシンクにおける発光モジュール装着面が平坦で、発光モジュールがその中央部がヒートシンク側に突出するように反っていたが、逆の構成を有していても良い。つまり、発光モジュールにおけるヒートシンクとの接触面が平坦で、ヒートシンクがその中央部が発光モジュール側に突出するように反っていてもよい。
【００７１】
図１１は、照明装置の変形例を示す概略図である。なお、図１１は、本変形例の特徴部分である、ヒートシンクと発光モジュールのみを示し、発光モジュールをヒートシンクに装着するためのソケットの図示は省略している。
本変形例における照明装置は、同図に示すように、ヒートシンク９５０と、発光モジュール９６０と、図示省略しているソケットとを備える。
【００７２】
ヒートシンク９５０は、図１１に示すように、発光モジュール９６０を装着する面の略中央部９５２が発光モジュール９６０側に突出するように反っている。なお、ヒートシンク９５０における発光モジュール９６０を装着する面の略中央部は、発光モジュール９６０の発光部９６２の略中央に相当する部分である。
一方、発光モジュール９６０は、基本的には、第１の実施の形態で説明したＬＥＤモジュール６０と同じ構成をしているが、ヒートシンク９５０に装着される側の面（金属ベース基板９６４）が、本変形例では平坦になっている点で、実施の形態と大きく異なる。
【００７３】
このような構成を持つ照明装置でも実施の形態と略同様の効果が奏される。つまり、実施の形態では、ＬＥＤモジュールがその発光部の中央部が突出するように反って、ヒートシンクに発光部の中央が接触するようにしていたが、本変形例では、発光モジュールが平坦で、ヒートシンクにおける発光部の中央に相当する部分が突出するように反って、発光モジュールの発光部の中央と接触するようにしている。
【００７４】
したがって、本変形例も、実施の形態と同様に、発光モジュールの発光部の中央がヒートシンクに確実に接触するので、発光モジュールとヒートシンクとの接触部分が発光時の発熱中心に近くなり、発光時の熱を効率良くヒートシンクに伝えることができる。
６．その他
（１）発光モジュールの反り量について
反り量としては、発光モジュールの所定方向の寸法（長さ）１ｍｍ当たり、０．５（μｍ）〜１０（μｍ）の範囲内、さらに好ましくは、１（μｍ）〜５（μｍ）の範囲内が良い。これは、実現が比較的容易で、比較的高い放熱効果が得られるからである。
【００７５】
なお、反り量の定義としては、最も突出した箇所と、最も凹入した箇所（但し、発光モジュールの外周縁のダレは除く。）との差とする。
（２）ヒートシンクの反り量について
反り量としては、ヒートシンクの所定方向の寸法（長さ）１ｍｍ当たり、０．５（μｍ）〜１０（μｍ）の範囲内、さらに好ましくは、１（μｍ）〜５（μｍ）の範囲内が良い。これは、実現が比較的容易で、比較的高い放熱効果が得られるからである。
【００７６】
（３）ソケットとヒートシンクについて
実施の形態及び変形例では、ヒートシンクの方がソケットより大きく、ソケットがヒートシンクに取り付けられる構造を有し、発光モジュールがソケットによってヒートシンクに押圧される構造となっている。
しかしながら、例えば、ソケットが照明装置の装置本体に取着されており、ヒートシンクが装置本体に装着されるような構造の場合、ヒートシンクがソケットに保持された発光モジュールを裏側（熱伝導板側）から押圧することなる。このような場合、発光モジュールは相対的に押圧されることになり、実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもない。この場合、発光モジュールとヒートシンクとを密着させるための押圧手段は、ソケット側になくても良く、例えば、装置本体側にあっても良い。
【００７７】
また、実施の形態では、発光モジュールは、その中央部が熱伝導板側に張り出すように反っていたが、逆に、ヒートシンクにおける発光モジュール装着予定領域の略中央が張り出すように反った形状をしていても良い（図１１参照）。さらに、発光モジュール及びヒートシンクの発光モジュール装着予定領域の略中央が互いに張り出すように反っていても良い。
【００７８】
なお、言うまでもなく、理想の放熱特性を得るには、発光モジュールとヒートシンクとが共に平面であり、発光モジュールの熱伝導板の全範囲でヒートシンクと接触することである。
（４）発光モジュールの形状
実施形態及び変形例における発光モジュールの平面視形状は、矩形状であったが、他の形状、例えば、正方形状、楕円形状、円形状、５角形状等の多角形状であっても良い。このような場合においても、押圧手段は、発光モジュールを平面視したときに、発光部を挟むようにその両側を押圧するようにソケット或いはその他の部位に設けられておれば良い。
【００７９】
（５）表示装置について
実施の形態におけるＬＥＤモジュール６０（発光モジュール）を８行８列の表示装置として使用することも可能である。但し、この場合、各ＬＥＤ素子（発光体）を個別に点灯させるように配線パターンを変更すると共に、個別にＬＥＤ素子を点灯させて文字、記号等を表示する公知の点灯制御回路等が必要となる。
【００８０】
なお、ここでは、８行８列の表示装置について説明したが、ＬＥＤ素子（発光体）の実装形態は８行８列の形態に限定するものではなく、また、実施の形態で説明した基板に複数個（実施の形態では６４個）のＬＥＤ素子（発光体）を実装したものを表示装置の１つの発光源として利用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、ヒートシンクにソケットにより装着される発光モジュール、当該発光モジュールをソケットによりヒートシンクに装着してなる照明装置及び表示装置において、放熱特性を改善するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施の形態における照明装置の分解状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ線での断面を矢印Ａ方向から見た図であり、（ｃ）は、図２（ａ）のＹ−Ｙ線での断面を矢印Ｂ方向から見た図である。
【図３】（ａ）はＬＥＤモジュールの縦断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）の破線部分の拡大図である。
【図４】ソケットの裏側の構成を示す図である。
【図５】ＬＥＤモジュールの組込を説明するための図である。
【図６】ＬＥＤモジュールの反り量の測定結果を示す図である。
【図７】ＬＥＤモジュールの製造工程を説明する図である。
【図８】金属ベース基板の製造工程を説明する図である。
【図９】発光体としてサブマウントを用いた例を示す図である。
【図１０】ソケットの変形例を示す斜視図である。
【図１１】照明装置の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 照明装置
１０ ソケット
１４Ｒ，１４Ｌ，１４Ｄ，１４Ｔ 押圧部
６０ ＬＥＤモジュール
６２ 発光部
７０ ヒートシンク
７１ 主面
Claims (5)
- ヒートシンクと、
絶縁板と金属製の熱伝導部材とから矩形状の基板が構成され、前記絶縁板の中央域に発光部が設けられている発光モジュールと、
前記発光モジュールを、前記発光部を表側として前記ヒートシンクに装着するソケットとを備える照明装置であって、
前記発光モジュールの発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、
前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、長手方向及び短手方向の中央部分が前記ヒートシンク側に突出するように反っており、当該中央部分のみが前記ヒートシンクと接触している
ことを特徴とする照明装置。 - 前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、前記基板の裏面が凸曲面をし、
前記熱伝導板の裏面において、最も突出した箇所と、最も凹入した箇所との基板の厚み方向の変位の差を反り量としたとき、発光モジュールの１ｍｍ当たりの反り量が、０．５μｍより大きく、１０μｍ未満である
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 - 前記ソケットは、前記絶縁板を押圧する押圧手段を備え、
前記基板は、略矩形状をし、前記押圧手段は、前記矩形状の対向する２辺に隣接する縁部を少なくとも押圧している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。 - 前記ヒートシンクの少なくとも前記発光モジュールの装着予定領域の略中央部が、前記発光モジュール側に突出するように反っている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 - ヒートシンクと、
絶縁板と金属製の熱伝導部材とから矩形状の基板が構成され、前記絶縁板の中央域に発光部が設けられている発光モジュールと、
前記発光モジュールを、前記発光部を表側として前記ヒートシンクに装着するソケットとを備える表示装置であって、
前記発光モジュールの発光部は、前記絶縁板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれを被覆する樹脂体とから構成され、
前記発光モジュールは、前記ヒートシンクに装着された状態で、長手方向及び短手方向の中央部分が最も前記ヒートシンク側に突出するように反っており、当該中央部分のみが前記ヒートシンクと接触している
ことを特徴とする表示装置。
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