JP6047769B2 - 照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数のＬＥＤ素子を実装したモジュール基板と、ＬＥＤ素子が発する熱を放散する放熱部材とを有する照明装置に関する。
ＬＥＤ素子を使った照明器具が普及してきている。このような中で電気スタンドやランプなどの照明器具の設計手順を短くするためには光源部をモジュール化すると良い。例えば特許文献１の図１には、複数の発光素子３（パッケージ化したＬＥＤ素子）、点灯回路４及びコネクタ５を基板２（モジュール基板）の表面に実装した発光モジュール１が示されている。
図１１は、特許文献１に記載の発光モジュール１の表面を示す平面図である。
図１１に示す発光モジュール１は、円板状の基板２、基板２上に実装された発光素子３、点灯回路部品４、及び電源接続用のコネクタ５から構成されている。基板２は、アルミニウム製で円板状に形成され、板厚約１．５ｍｍ、直径約７０ｍｍである。基板２の表面２ａが部品実装面であり、裏面２ｂが平坦状の放熱面となっている。また、基板２の表面２ａには絶縁層が形成されており、絶縁層上に図示しない配線パターンが形成されている。
部品実装面の中央部では８個の発光素子３が各々所定の間隔を空けて実装されている。発光素子３は、外形寸法が縦３．５ｍｍ、横３．５ｍｍ、高さ１．５ｍｍ程度で、各素子あたり４個のＬＥＤダイを含む表面実装型のＬＥＤ素子である。部品実装面の外周縁側には点灯回路部品４が実装配設されている。点灯回路部品４は、ＬＥＤチップを点灯制御するための部品であり、ヒューズＦ、コンデンサＣ、整流器ＲＥＣ、定電圧ダイオードＺＤ、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２及びトランジスタＱを備えている。発光素子３の周囲には、商用電源と接続するためのコネクタ５が配設されている。なお、基板２の部品実装面には、反射率の高い白色レジストが印刷されており、取り付け用のねじ貫通孔６が３箇所形成されている。
図１２は、特許文献１に記載の発光装置１を用いた照明装置１０の概略の構成図である。
発光素子３（ＬＥＤ素子）は発光すると発熱するので、この熱を照明装置の外部に効率よく放散する必要がある。特許文献１の図４では基板２を介して発光素子３が放熱体１２（放熱部材）に取り付けられた様子が示されている。図１２に示す照明装置１０は、ダウンライトであり、器具本体１１を有し、天井に固定されている。器具本体１１内には放熱フィンを有する金属製の放熱体１２が配置され、放熱体１２に発光モジュール１及び反射体１３が取り付けられている。発光モジュール１は、基板２の裏面２ｂの放熱面がシリコーンラバーシート（図示せず）を介して放熱体１２に密着するようにして、器具本体１１にねじ止めされている。反射体１３は緩やかな曲面をなす椀状に形成されており、上端縁を取り付け開口部１３ａとし、下端縁を照射開口部１３ｂとしている。
特開２００９−２１８２０４号公報 （図１、図４）
放熱部材は熱伝導性を高くするためアルミ等の金属又は導電性の樹脂とすることがある。放熱部材に隣接するモジュール基板に高い電圧を印加する場合、モジュール基板は充分な絶縁耐圧を確保する必要がある。絶縁耐圧を高くするひとつの方策として、モジュール基板の電力供給端子から、モジュール基板の縁面までの距離を大きくすることがある。しかしながら、この手法はモジュール基板の大型化を招いてしまう。これに対して、絶縁耐圧を確保する別の手法として、モジュール基板と放熱部材の間に絶縁シートを配置するものがあり、図１２に関連して説明したシリコーンラバーシートが絶縁シートに相当する。また、シリコーンラバーシートは、密着性を向上し熱伝導を安定化させる機能もある。しかしながら、絶縁シートにより絶縁耐圧を高くしようとすると、絶縁シートを厚くせざるを得ず、放熱性を損なう結果になる。
本発明は、複数のＬＥＤ素子を実装したモジュール基板と、ＬＥＤ素子が発する熱を放散する放熱部材とを備えている場合に、モジュール基板を小型化しても放熱性を維持しながら充分な絶縁耐圧が確保できる照明装置を提供することを目的としている。
本発明に係る照明装置は、複数のＬＥＤ素子を上面に実装したモジュール基板と、凸部を有し且つ複数のＬＥＤ素子が発する熱を放散する放熱部材と、開口部を有し且つモジュール基板の下面の一部と放熱部材との間に配置された絶縁シートを有し、凸部が開口部を介してモジュール基板における複数のＬＥＤ素子が実装された領域の下面に近接するように配置されていることを特徴とする。
また、照明装置では、凸部は前記モジュール基板において複数のＬＥＤ素子が実装された領域の下面に接触していることが好ましい。
また、照明装置では、モジュール基板の下面と凸部との間に熱伝導性樹脂層が配置されていることが好ましい。
また、照明装置では、絶縁シートが前記凸部より厚いことが好ましく、また、絶縁シートが箱型に形成されていることが好ましい。
また、照明装置では、モジュール基板には、複数のＬＥＤ素子を囲むダム材が設けられ、ＬＥＤ素子が蛍光樹脂で被覆されていることが好ましい。
また、照明装置では、モジュール基板には、ダム材の外側の領域に点灯回路の一部分が実装され、点灯回路が蛍光樹脂で被覆されていることが好ましい。
また、照明装置では、ダム材の一部と、点灯回路の一部分を囲むダム材の一部が共通化していることが好ましい。
また、照明装置では、複数のＬＥＤ素子が樹脂で被覆されパッケージ化していることが好ましい。
また、照明装置では、モジュール基板には、複数のＬＥＤ素子の点灯回路の一部分が実装されていることが好ましい。
また、照明装置では、点灯回路は、ダイオードブリッジ回路と、バイパス回路と、前記複数のＬＥＤ素子が直列接続したＬＥＤ列とを含み、ダイオードブリッジ回路は商用交流電源との接続端子を備え、バイパス回路は第１電流入力端子と第２電流入力端子と電流出力端子を備え、ＬＥＤ列は複数の部分ＬＥＤ列から構成され、部分ＬＥＤ列同士の接続部にバイパス回路の前記第１電流入力端子が接続し、第２電流入力端子に入力する電流に応じて第１電流入力端子に入力する電流のオンオフ制御を行われることが好ましい。
また、照明装置では、バイパス回路がディプレッション型のＦＥＴを含み、ＦＥＴのドレインが第１電流入力端子に接続し、ＦＥＴのソースが前記第２電流入力端子に接続していることが好ましい。
また、照明装置では、モジュール基板がセラミックをベース材料としていることが好ましい。
また、照明装置では、セラミックが白色であることが好ましい。
また、照明装置では、バネ接点を有し且つ前記モジュール基板を固定するホルダーを更に有し、バネ接点は、モジュール基板の電力供給端子を押圧し且つ電力供給端子と外部回路との電気的接続をとることが好ましい。
上記の照明装置では、放熱部材上に絶縁シート及びモジュール基板が積層している。しかしながら、発熱源となるＬＥＤ素子の実装領域の直下だけは絶縁シートが開口し、この開口を介してモジュール基板と放熱部材が直接的に接触している。すなわち、電力供給を受けるための端子の直下及びモジュール基板の周辺部には、モジュール基板と放熱部材の間に絶縁シートがあるため高い絶縁耐圧を維持できる。一方、ＬＥＤ素子の実装領域近傍におけるモジュール基板と放熱部材の直接的な接触により効率の良い放熱経路を確保できる。したがって、上記の照明装置では、絶縁シートを用いることによりモジュール基板を小型化しても、放熱性を維持しながら充分な絶縁耐圧を確保できる。
（ａ）はモジュール基板２０の平面図、（ｂ）はモジュール基板２０の正面図である。 （ａ）は絶縁シート２６の平面図であり、（ｂ）は絶縁シート２６の正面図である。 （ａ）は放熱部材２８の一部分を示す平面図であり、（ｂ）が放熱部材２８の一部分を示す正面図である。 図１〜図３で示したモジュール基板２０、絶縁シート２６及び放熱部材２８の組み立て図である。 照明装置の光源部１００の断面図である。 モジュール基板２０に含まれる点灯回路３００の一例を示す回路図である。 （ａ）は上方に強い配光分布を持つパッケージＬＥＤ（ＬＥＤ素子）７０の断面図であり、（ｂ）は側方にも配光分布を持つパッケージＬＥＤ（ＬＥＤ素子）７１の断面図である。 照明装置の他の光源部１１０の断面図である。 照明装置９０の斜視図である。 図９のＡＡ´断面図である。 特許文献１に記載の発光モジュール１の表面を示す平面図である。 特許文献１に記載の発光装置１を用いた照明装置１０の概略の構成図である。
以下図面を参照して、照明装置について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１（ａ）はモジュール基板２０の平面図、図１（ｂ）はモジュール基板２０の正面図である。
図１に示す様に、モジュール基板２０の上面の中央部には円形のダム材２４があり、ダム材２４の外部にダム材２４と接続する矩形状のダム材２３がある。ダム材２４により囲まれる領域、及びダム材２４の一部とダム材２３により囲まれる領域には蛍光樹脂２５が充填されている。端子配線２２は、ダム材２３の下部を通り左右方向に延出し、端部で電力供給端子２１に接続している。なお、後述する様に（図５参照）、ダム材２４により囲まれる領域にはＬＥＤダイ５１が実装されており、ダム材２４の一部とダム材２３により囲まれる領域には電子部品５２が実装されている。電子部品５２は、後述する点灯回路３００（図６参照）においてＬＥＤダイ５１以外の電子部品に相当し、点灯回路３００の一部分を構成している。また、図１（ｂ）では端子配線２２及び電力供給端子２１は図示していない。
モジュール基板２０は、ベース材がＡｌＯ2からなる白色のセラミクスであり、厚さが３００〜１０００μｍ程度である。白色のセラミクスは、絶縁体であり、高い反射性と熱伝導性を有しているためモジュール基板２０の小型化に有利である。なお、モジュール基板２０は、仕様に応じて様々な材料を選択でき、ベ−ス材を窒化アルミとしその表面に反射処理したものや、ベ−ス材をアルミニウムとしその表面に絶縁層を備えたものであっても良い。ダム材２３、２４はシリコーン樹脂からなり、太さが０．７〜１．０ｍｍであり、高さが０．５〜０．８ｍｍである。蛍光樹脂２５は蛍光体を含有したシリコーン樹脂であり、厚さが４００〜７００μｍ程度である。端子配線２２及び電力供給端子２１はＣｕ上にＮｉ、Ａｕを積層したものである。
図２（ａ）は絶縁シート２６の平面図であり、図２（ｂ）は絶縁シート２６の正面図である。
図２に示す様に、絶縁シート２６は、平面サイズが図１（ａ）で示したモジュール基板２０の平面サイズよりも若干大きく、中央部に開口２７を有している。絶縁シート２６は絶縁性の樹脂であり、例えばＰＩ（ポリイミド）やＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）等の樹脂から構成される。絶縁シート２６をＰＩ樹脂で構成する場合には、４ｋＶの絶縁耐圧を確保するために、その厚さを０．１ｍｍ程度にすることが好ましい。
図３（ａ）は放熱部材２８の一部分を示す平面図であり、図３（ｂ）が放熱部材２８の一部分を示す正面図である。
図３に示す様に、放熱部材２８は平坦な上面に凸部２９を有する。放熱部材２８は、アルミダイキャスト、熱伝導率の高い樹脂などから構成される。放熱部材２８を樹脂で構成する場合には、熱伝導性を高めるために炭素を混在させることから電気伝導性をもつので、適切な絶縁対策を施す必要がある。勿論、放熱部材２８をアルミダイキャストで構成する場合にも、適切な絶縁対策を施す必要がある。
図４は、図１〜図３で示したモジュール基板２０、絶縁シート２６及び放熱部材２８の組み立て図である。
照明装置の光源部では、放熱部材２８上に絶縁シート２６とモジュール基板２０が積層される。このとき、放熱部材２８の凸部２９が絶縁シート２６の開口２７と勘合する。なお、図４では放熱部材２８の凸部２９が目立つように図３に対し放熱部材２８のハッチングを変えている。
図５は、照明装置の光源部１００の断面図である。
図５は、図４に示したモジュール基板２０、絶縁シート２６及び放熱部材２８を組み立てた照明装置の光源部１００の断面を示している。放熱部材２８の凸部２９の上面にはシリコーンからなる熱伝導性樹脂層５５が存在し、熱伝導性樹脂層５５を介して凸部２９の上面とモジュール基板２０の下面が接続している。熱伝導性樹脂層５５は、放熱部材２８とモジュール基板２０の密着性を改善し、熱伝導の円滑化を図っている。モジュール基板２０は、ホルダー５４により放熱部材２８に固定されている。なお、熱伝導性樹脂層５５を介さずに、凸部２９が直接モジュール基板２０の下面と接触しても良い。即ち、凸部２９とモジュール基板２０とは、良好な熱伝導が行われるように近接していることが重要である。
モジュール基板２０上には、ＬＥＤダイ５１（ＬＥＤ素子）がダイボンディングされ、各ＬＥＤダイ５１間はワイヤ５３で接続されている。また、左右の端にあるＬＥＤダイ５１は、端子配線２２（図５には図示していない）とワイヤ５３により接続されている。ＬＥＤダイ５１は、ダム材２４により囲まれ、蛍光樹脂２５で被覆されている。ダム材２４とダム材２３に囲まれた領域では、ＬＥＤダイ５１以外の電子部品５２が、ダイボンディングされ且つ蛍光樹脂２５により被覆されている。電子部品５２は、図示していない配線とワイヤ５３により接続されている。なお、電力供給端子２１に接続する電力供給用の給電配線は図示していない。ＬＥＤダイ５１の平面サイズは、例えば５００μｍ×２９０μｍ程度である。なお、図５では、断面に現れるＬＥＤダイ５１の数を４個とし、電子部品５２に接続するワイヤも１本としているが、これは一例であって、他の構成とすることも可能である。
図５に示した様に照明装置の光源部１００は、ＬＥＤダイ５１の実装領域の直下において放熱部材２８とモジュール基板２０が熱伝導性樹脂層５５を介して接触しているので高い放熱効率が得られる。また、電力供給端子２１の直下には、絶縁シート２６が存在するため、高い絶縁耐圧を有している。
図６は、モジュール基板２０に含まれる点灯回路３００の一例を示す回路図である。
点灯回路３００は、ダイオードブリッジ回路３０５、部分ＬＥＤ列３１０、部分ＬＥＤ列３３０、バイパス回路３２０、電流制限回路３４０からなる。なお、図６では、点灯回路３００と、商用交流電源３０６及びヒューズ３０７が接続されている状況を示している。すなわち、点灯回路３００はヒューズ３０７等の安全対策用の素子を付加するだけで商用交流電源３０６に接続できる。また、点灯回路３００は、後述するように交流電圧に応じて点灯するＬＥＤ素子の個数が変化するので、非点灯期間が短くなり、ちらつきが目立たなくなり且つ高周波ノイズが少ないという特徴がある。さらに、点灯回路３００は、ＬＥＤ素子以外の電子部品の数が少ないのでモジュール基板２０（図１、５参照）の小型化に適している。
ダイオードブリッジ回路３０５は、４個のダイオード３０１、３０２、３０３、３０４からなり、全波整流波形の出力端子Ａ、基準電圧を与える端子Ｂ、電力供給端子Ｃ及びＤを有している。電力供給端子Ｃ及びＤが、図１の電力供給端子２１に相当する。商用交流電源３０６は、端子Ｄ、及びヒューズ３０７を介して端子Ｃと接続している。
点灯回路３００全体に含まれるＬＥＤ列は、部分ＬＥＤ列３１０と部分ＬＥＤ列３３０とが直列接続したものである。部分ＬＥＤ列３１０内ではＬＥＤダイ３１０ａ、３１０ｂを含む多数のＬＥＤダイ５１（図５参照）が直列接続している。同様に部分ＬＥＤ列３３０内でもＬＥＤダイ３３０ａ、３３０ｂを含む多数のＬＥＤダイ５１（図５参照）が直列接続している。部分ＬＥＤ列３１０のアノードはダイオードブリッジ回路３０５のＡ端子に接続し、部分ＬＥＤ列３１０のカソードは部分ＬＥＤ列３３０のアノードに接続している。部分ＬＥＤ列３１０、３３０の接続部はバイパス回路３２０の電流入力端子３２１（第１電流入力端子）と接続されている。部分ＬＥＤ列３３０のカソードは電流制限回路３４０の電流入力端子３４１と接続されている。
バイパス回路３２０は、電流入力端子３２１（第１電流入力端子）、電流入力端子３２２（第２電流入力端子）、電流出力端子３２３を備えている。電流入力端子３２２は電流制限回路３４０の電流出力端子３４３と接続され、電流出力端子３２３はダイオードブリッジ回路３０５のＢ端子に接続されている。バイパス回路３２０は、ディプレッション型のＦＥＴ３２４及び抵抗３２５からなり、電流入力端子３２１にＦＥＴ３２４のドレインが接続し、電流入力端子３２２にＦＥＴ３２４のソースと抵抗３２５の一端が接続し、電流出力端子３２３にＦＥＴ３２４のゲートと抵抗３２５の他端が接続している。またバイパス回路３２０は、電流入力端子３２２から流入する電流により電流入力端子３２１から流入する電流を制限する。
電流制限回路３４０は、バイパス回路３２０と略同じ回路構成であり、相違点はバイパス回路３２０の電流入力端子３２２に相当するものがないことだけである。ＦＥＴ３４４、抵抗３４５の結線もバイパス回路３２０と等しい。なお、抵抗３４５は、抵抗３２５よりも値が小さく、抵抗３４５と抵抗３２５の抵抗値の比は１：２に設定されている。
以下に、点灯回路３００の点灯方法について説明する。
全波整流波形の電圧が０Ｖから上昇し始め、部分ＬＥＤ列３１０の閾値を越えると、部分ＬＥＤ列３１０とバイパス回路３２０に電流が流れ、部分ＬＥＤ列３１０が点灯する。このとき、抵抗３２５からＦＥＴ３２４のソースにフィードバックが掛かり、バイパス回路３２０は定電流動作する。なお、ＬＥＤダイ（３１０ａ等）の順方向電圧降下量が３Ｖ程度なので、例えば、部分ＬＥＤ列３１０においてＬＥＤダイ（３１０ａ等）が２０個直列接続しているとすると、部分ＬＥＤ列３１０の閾値は約６０Ｖとなる。同様に、部分ＬＥＤ列３３０においてＬＥＤダイ（３３０ａ等）が２０個直列接続しているとすると、部分ＬＥＤ列３３０の閾値は約６０Ｖとなる。部分ＬＥＤ列３１０及び部分ＬＥＤ列３３０において、それぞれ２０個のＬＥＤダイを直列接続する構成を有すると、点灯回路３００は実効値が１００Ｖの商用交流電源３０６に効率よく対応できる。
さらに、全波整流波形の電圧が上昇し、全波整流波形の電圧が部分ＬＥＤ列３１０の閾値と部分ＬＥＤ列３３０の閾値の和よりも大きくなると、部分ＬＥＤ列３３０及び電流制限回路３４０にも電流が流れ始める。電流入力端子３２２に入力する電流が所定値を超えると、ＦＥＴ３２４は、ソース電圧が上昇して、ソース−ゲート間の電圧が広がるためカットオフする。このとき、抵抗３４５からＦＥＴ３４４にフィードバックが掛かり、電流制限回路３４０は定電流動作する。したがって、部分ＬＥＤ列３１０及び部分ＬＥＤ列３３０が点灯する。なお、全波整流波形の電圧が下降する期間では、全波整流波形の電圧が上昇する期間の逆の過程を辿る。
点灯回路３００は接続関係が対称的で単純であるため、図１において、例えばダム材２４の右側の電子部品実装領域（ダム材２３、２４で囲まれる領域）にダイオード３０１、３０２、及びバイパス回路３２０を実装する。さらに、ダム材２４の左側の電子部品実装領域（ダム材２３、２４で囲まれる領域）にダイオード３０３、３０４、及び電流制限回路３４０を実装する。前記のように実装することによって、モジュール基板２０（図１、５参照）の上面だけの配線によって、ＬＥＤダイ５１（図５参照）及びその他の電子部品５２（図５参照）を、電力供給端子２１（図５参照）と接続できる。なお、ダイオード３０１〜３０４を一方の電子部品実装領域に実装する場合は、一箇所だけワイヤ５３（図５参照）でモジュール基板２０上の配線を跨ぐ必要がある。
図６に示す点灯回路３００では、部分ＬＥＤ列３１０、３３０は２個であったが、点灯回路３００を拡張しＬＥＤ列に含まれる部分ＬＥＤ列を３個以上することができる。このとき、各部分ＬＥＤ列の接続部毎にバイパス回路を設け、接続部とバイパス回路の第１電流入力端子を接続する。さらに、当該バイパス回路の第２電流入力端子にはダイオードブリッジ回路からみて下段のバイパス回路（下段にバイパス回路がない場合は電流制限回路）の電流出力端子を接続（カスケード接続）する。
図６に示す点灯回路３００では、バイパス回路３２０はディプレッション型のＦＥＴ３２４及び抵抗３２５で構成されていた。しかしながら、バイパス回路３２０を、２個の抵抗、エンハンスメント型のＦＥＴ、及びＮＰＮバイポーラ型のトランジタで構成しても良い。この場合、電流入力端子（第１電流入力端子）に抵抗及びＦＥＴのドレインを接続し、この抵抗の他端をＦＥＴのゲートとトランジスタのコレクタに接続する。そして、他の抵抗、ＦＥＴのソース、及びトランジスタのベースを第２電流入力端子に接続する。さらに、他の抵抗の他端及びトランジスタのエミッタを電流出力端子に接続する。これで、第２電流入力端子に入力する電流により、第１電流入力端子に入力する電流を制限するバイパス回路が構成できる。また、このバイパス回路は、第２電流入力端子をフローティングにすれば電流制限回路となる。
図５で示した照明装置の光源部１００では、ＬＥＤダイ５１及び電子部品５２がモジュール基板２０上にダイボンディングされ、ワイヤ５３で接続されていた。しかしながら。ＬＥＤ素子はベアチップのＬＥＤダイに限られず、ＬＥＤダイを樹脂等で被覆することによりパッケージ化したＬＥＤ素子（以下パッケージＬＥＤと呼ぶ）であっても良い。また、電子部品の実装方法は、ダイボンディング及びワイヤ接続に限られず、ハンダ接続による表面実装であっても良い。そこで、以下に、パッケージＬＥＤを使用し、電子部品をハンダで実装した他の光源部１１０について説明する。
図７（ａ）は上方に強い配光分布を持つパッケージＬＥＤ（ＬＥＤ素子）７０の断面図であり、図７（ｂ）は側方にも配光分布を持つパッケージＬＥＤ（ＬＥＤ素子）７１の断面図である。
図７（ａ）において、ＬＥＤダイは、サファイヤ基板７３、半導体層７４、及び突起電極７５を含み、サファイヤ基板７３の下面に半導体層７４が形成され、半導体層７４に２個の突起電極７５が付着している。ＬＥＤダイの側面と突起電極部を除く底面は反射部材７６で被覆されており、ＬＥＤダイの上面は蛍光体シート７２で被覆されている。反射部材７６は、シリコーン樹脂に酸化Ｔｉ等の反射性微粒子を混練したもので、側面部の厚さが１００μｍ程度である。底面部の反射部材７６は、ＬＥＤダイの底面を保護する目的で設けられたもので、厚さが１０μｍ程度である。蛍光体シート７２は、シリコーン樹脂に蛍光体粒子を混練したもので、厚さが１００μｍ程度である。パッケージＬＥＤ７０は、ＬＥＤダイのサイズにほぼ近いチップサイズパッケージ（ＣＳＰと呼ばれる）である。
図７（ｂ）において、ＬＥＤダイは図７（ａ）と同じものを使用する。ＬＥＤダイの上面、側面、及び突起電極部を除く底面は、蛍光部材７７で被覆されている。蛍光部材７７は、シリコーン樹脂に蛍光体粒子を混練したもので、側面及び上面の厚さが１００μｍ程度である。底面部の蛍光部材７７は、ＬＥＤダイの底面を保護する目的で設けられたもので、厚さが１０μｍ程度である。パッケージＬＥＤ７１もチップサイズパッケージである。パッケージＬＥＤ７０は反射部材７６があるため上方に強い配光分布を持つのに対し、パッケージＬＥＤ７１は側部が蛍光部材７７で被覆されているため側方にも配光分布を持つ。
図８は、照明装置の他の光源部１１０の断面図である。
図８に示す他の光源部１１０では、図５に示す光源部１００と同様に、放熱部材２８上に絶縁シート２６とモジュール基板２０が積層し、放熱部材２８の凸部２９が絶縁シート２６の開口２７と勘合している。放熱部材２８の凸部２９の上面にはシリコーンからなる熱伝導性樹脂層５５が存在し、熱伝導性樹脂層５５を介して凸部２９の上面とモジュール基板２０の下面が直接的に接続している。モジュール基板２０はホルダー５４により放熱部材２８に固定される。
モジュール基板２０上には、パッケージＬＥＤ７０及び７１（ＬＥＤ素子）が、所定の配線（不図示）上にフリップチップ実装されている。このとき、各パッケージＬＥＤ７０及び７１は、所定の配線（不図示）にハンダにより接続されている。ダイオード、抵抗、及びＦＥＴなどの電子部品８１（図６参照）も、所定の配線（不図示）にハンダ８２により接続されている。パッケージＬＥＤ７０及び７１と、表面実装用の電子部品８１とを利用することで、ワイヤボンダー及びディスペンサー（ダム材２３、２４（図１、５参照）の形成及び蛍光樹脂２５（図１、５参照）の充填に用いる）が不要になり、製造工程が単純化する。なお、他の光源部１１０では、ＬＥＤ素子の実装領域の周辺部にパッケージＬＥＤ７１を配置し、中央部にパッケージＬＥＤ７０を配置することにより配光分布を広げている。
他の光源部１１０においても、パッケージＬＥＤ７０及び７１の実装領域の直下において、放熱部材２８とモジュール基板２０が直接的に接触しているので、高い放熱効率が得られる。さらに、他の光源部１１０では、電力供給端子２１の直下に絶縁シート２６が存在するため高い絶縁耐圧が得られる。なお、他の光源部１１０において、モジュール基板２０上に実装する点灯回路の回路図は図６で示したものと同じものである。
光源部１００ではＬＥＤダイ５１及び電子部品５２をモジュール基板２０上に搭載しており（図５参照）、他の光源部１１０ではパッケージＬＥＤ７０、７１及び電子部品８１をモジュール基板２０上に搭載していた（図８参照）。しかしながら、光源部では、モジュール基板上にＬＥＤ素子（ＬＥＤダイ５１又はパッケージＬＥＤ７０、７１）以外の部品を搭載しなくても良い。例えば、光源部として、モジュール基板の中央部にＬＥＤダイを実装し、その周囲をダム材で囲み、ＬＥＤダイを蛍光樹脂で被覆した、いわゆるＣＯＢ（チップオンボード）モジュールを使用しても良い。ＣＯＢモジュールは、モジュール基板中央で発熱し且つモジュール基板の小型化が要請されているので、放熱と耐圧確保を両立させるために、上述した光源部の構成が有効である。
光源部１００及び光源部１１０では、モジュール基板２０をセラミクスとしていた。しかしながら、セラミクスは割れ易いという性質があるので、放熱部材２８の凸部２９より絶縁シート２６を５０μｍ程度厚めにしておいても良い。このとき、モジュール基板２０の底面と凸部２９の上部の間にはシリコーン等の熱伝導性樹脂が充填される。
光源部１００及び光源部１１０におけるホルダー５４をモジュール基板２０の中央に向かって広げ、ホルダー５４にバネ接点を設けても良い。バネ接点は、モジュール基板２０を押圧固定するとともに、モジュール基板２０上の電力供給端子と外部回路との電気的接続をとる。これでセラミックからなるモジュール基板２０の割れを防止するとともに電気的接続構造を簡素化できる。
図９は照明装置９０の斜視図であり、図１０は図９のＡＡ´断面図である。
照明装置９０は、前述した光源部１００（図５参照）を利用した照明装置の一例であり、光源部１００からの発光を拡散させる拡散カバー９１及び多数の放熱フィン９４を有する放熱部材２８を有している。また、拡散カバー９１からは、図９に示す様に、水平方向に給電用端子９２と２個の固定部９３が突き出ている。給電用端子９２は、拡散カバー９１の内側に収納された回路基板９６に、照明及び後述する調光制御用の電力を供給する。固定部９３は、放熱部材２８の一部分であり、放熱部材２８と一体的に形成されている。固定部９３及び給電用端子９２は、照明器具や天井等へ照明装置９０を固定するのに用いられる。
放熱部材２８は、放熱フィン９４及び凸部２９を有する。凸部２９の側部に配置された絶縁シート２６は、その端部が図の下方に折れ曲がっている。すなわち絶縁シート２６は、上面の中央部に開口を有するとともに下面部が開いた箱状をなし、金型によって成型されたものである。絶縁シート２８の折れ曲がった部分は、モジュール基板２０と放熱部材２８との間の絶縁耐圧を向上させている。凸部２９上には、モジュール基板２０と蛍光樹脂２５を含む光源部１００（図５参照）が搭載されている。光源部１００はホルダー９６によって固定され、回路基板９６はホルダー９６上に固定されている。回路基板９６上には、光源部１００の明るさを調整するためのコントローラなどの電子部品（不図示）が搭載されている。
拡散カバー９１は、放熱部材２８に固定され、放熱部材２８の上部、光源部１００、ホルダー９５及び回路基板９５を収納している。なお図中、絶縁シート２６、ホルダー９５及び回路基板９６が図の左右で分離しているが、これは作図上の問題であり実際にはそれぞれは一体物である。また、図９及び図１０では、光源部１００を収納した照明装置９０を示したが、照明装置９０は前述した光源部１１０(図８参照）を収納するように構成されても良い。
２０ モジュール基板
２１ 電力供給端子
２２ 端子配線
２３、２４ ダム材
２５ 蛍光樹脂
２６ 絶縁シート
２７ 開口
２８ 放熱部材
２９ 凸部
５１ ＬＥＤダイ（ＬＥＤ素子）
５２、８１ 電子部品
５３ ワイヤ
５４ ホルダー
５５ 熱伝導性樹脂層
７０、７１ パッケージＬＥＤ（ＬＥＤ素子）
７２ 蛍光体シート
７３ サファイヤ基板
７４ 半導体層
７５ 突起電極
７６ 反射部材
７７ 蛍光部材
８２ ハンダ
９０ 照明装置
１００、１１０ 光源部
３００ 点灯回路
３０１、３０２、３０３、３０４ ダイオード
３０５ ダイオードブリッジ回路
３０６ 商用交流電源
３０７ ヒューズ
３１０、３３０ 部分ＬＥＤ列
３１０ａ、３１０ｂ、３３０ａ、３３０ｂ ＬＥＤダイ（ＬＥＤ素子）
３２０ バイパス回路
３２１ 第１電流入力端子
３２２ 第２電流入力端子、
３２３、３４３ 電流出力端子
３２４、３４４ ＦＥＴ
３２５、３４５ 抵抗

Claims (15)

  1. 複数のＬＥＤ素子を上面に実装したモジュール基板と、
    凸部を有し且つ前記複数のＬＥＤ素子が発する熱を放散する放熱部材と、
    開口部を有し且つ前記モジュール基板の下面の一部と前記放熱部材との間に配置された絶縁シートと、を有し、
    前記凸部が前記開口部を介して前記モジュール基板において前記複数のＬＥＤ素子が実装された領域の下面に近接するように配置されている、
    ことを特徴とする照明装置。
  2. 前記凸部は前記モジュール基板において前記複数のＬＥＤ素子が実装された領域の下面に接触している、請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記モジュール基板の下面と前記凸部との間に熱伝導性樹脂層が配置されている、請求項１に記載の照明装置。
  4. 前記絶縁シートが前記凸部より厚い、請求項１又は３に記載の照明装置。
  5. 前記絶縁シートが箱型に形成されている、請求項１〜４の何れか一項に記載の照明装置。
  6. 前記モジュール基板には、前記複数のＬＥＤ素子を囲むダム材が設けられ、前記ＬＥＤ素子が蛍光樹脂で被覆されている、請求項１〜５の何れか一項に記載の照明装置。
  7. 前記モジュール基板には、前記ダム材の外側の領域に点灯回路の一部分が実装され、前記点灯回路の一部分が前記蛍光樹脂で被覆されている、請求項６に記載の照明装置。
  8. 前記ダム材の一部と、前記点灯回路の一部分を囲むダム材の一部が共通化している、請求項７に記載の照明装置。
  9. 前記複数のＬＥＤ素子が樹脂で被覆されパッケージ化している、請求項１〜５の何れか一項に記載の照明装置。
  10. 前記モジュール基板には、前記複数のＬＥＤ素子の点灯回路の一部分が実装されている、請求項９に記載の照明装置。
  11. 前記点灯回路は、ダイオードブリッジ回路と、バイパス回路と、前記複数のＬＥＤ素子が直列接続したＬＥＤ列とを含み、
    前記ダイオードブリッジ回路は商用交流電源との接続端子を備え、
    前記バイパス回路は第１電流入力端子と第２電流入力端子と電流出力端子を備え、
    前記ＬＥＤ列は複数の部分ＬＥＤ列から構成され、
    前記部分ＬＥＤ列同士の接続部に前記バイパス回路の前記第１電流入力端子が接続し、前記第２電流入力端子に入力する電流に応じて前記第１電流入力端子に入力する電流のオンオフ制御を行われる、請求項７、８及び１０の何れか一項に記載の照明装置。
  12. 前記バイパス回路がディプレッション型のＦＥＴを含み、前記ＦＥＴのドレインが前記第１電流入力端子に接続し、前記ＦＥＴのソースが前記第２電流入力端子に接続している、請求項１１に記載の照明装置。
  13. 前記モジュール基板がセラミックをベース材料としている、請求項１〜１２の何れか一項に記載の照明装置。
  14. 前記セラミックが白色である、請求項１３に記載の照明装置。
  15. バネ接点を有し且つ前記モジュール基板を固定するホルダーを更に有し、
    前記バネ接点は、前記モジュール基板の電力供給端子を押圧し且つ前記電力供給端子と外部回路との電気的接続をとる、請求項１〜１４の何れか一項に記載の照明装置。
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