JPH11163412A

JPH11163412A - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JPH11163412A
Application number: JP32262697A
Authority: JP
Inventors: Sakuo Kamata; 策雄鎌田; Shoichi Koyama; 昇一小山; Nobuyuki Asahi; 信行朝日; Toshiyuki Suzuki; 俊之鈴木; Eiji Shiohama; 英二塩浜; Masaru Sugimoto; 勝杉本; Shohei Yamamoto; 正平山本; Jiro Hashizume; 二郎橋爪; Yasushi Akiba; 泰史秋庭; Koji Tanaka; 孝司田中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】任意の配光が容易に得られるとともに薄型化が
可能なＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】矩形板状のＭＩＤ（立体回路成形品）基板
１０の片面に多数の凹部１１が縦横に配設され、その凹
部１１の底面に３個のＬＥＤチップ１が実装されてい
る。而して、複数個のＬＥＤチップ１を凹部１１内に実
装してＭＩＤの基板１０に立体的に配置するため、基板
１０の形状に応じて任意の配光特性が容易に得られると
ともに、モジュールの薄型化が可能となる。また、実装
するＬＥＤチップ１に発光色の異なる１種類以上、望ま
しくは赤、青、緑の３種類を少なくとも含む複数種のＬ
ＥＤチップ１を実装するようにすれば、各ＬＥＤチップ
１の発光色を混色させて、モジュール全体の光に蛍光灯
における白色や昼光色のような微妙な色差を実現するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に複数個の発
光ダイオード素子を配設して成るＬＥＤ照明装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光源に白熱灯や蛍光灯を用いた照
明装置では可視光以外に赤外線や紫外線も放射されてお
り、このような可視光以外の光が被照射物（例えば、美
術品や食品等）に良くない影響を与えていることが多か
った。また、このような照明装置では光源（ランプ）に
寿命があり、交換が必要である。

【０００３】一方、最近では高輝度の発光ダイオード
（以下、「ＬＥＤ」と略す。）が開発され、このような
単体のＬＥＤ（ＬＥＤディスクリート）５０を図２５及
び図２６に示すように基板５１上に複数個実装してモジ
ュール化することにより、赤外線や紫外線等の有害光線
が放射されない照明装置が使用されてきている。このよ
うなＬＥＤ照明装置では、白熱灯や蛍光灯のような光源
に比較して、寿命が長く、ランプ交換等のメンテナンス
が不要となって使い勝手が良いという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に種々の利点を有するＬＥＤ照明装置ではあるが、以下
に述べるような問題を有している。すなわち、ＬＥＤ５
０は単波長（単色）であるために白色光が得られず、且
つ光の指向性が強いために波長（発光色）の異なるＬＥ
Ｄ５０を混在して基板５１に実装しても各色の光が完全
に混じらずに白色光源を得ることが難しく、特に被照射
物の影が虹色に見えてしまう。よって、蛍光灯を光源と
する照明装置のように昼光色と白色のような微妙な色差
を実現させることが不可能である。また、ＬＥＤ５０を
基板５１に高密度で実装すると各ＬＥＤ５０からの発熱
で温度が上昇し、発光効率及び輝度が低下してしまうと
ともに、各ＬＥＤ５０の寿命が短くなってしまう。さら
に、ＬＥＤ５０の高さ寸法が大きいために薄型化が困難
である。

【０００５】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、請求項１及び請求項１２〜１４の発明の目的とす
るところは、任意の配光が容易に得られるとともに薄型
化が可能なＬＥＤ照明装置を提供することにあり、ま
た、請求項２及び請求項１５，１６の発明の目的とする
ところは、白色や昼光色のような微妙な色差が実現可能
なＬＥＤ照明装置を提供することにあり、さらに、請求
項４〜１１の発明の目的とするところは、温度上昇を抑
えて発光効率及び輝度の低下を防止し発光ダイオード素
子の寿命も長くできるＬＥＤ照明装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、基板に凹部又は凸部の少なくと
も一方を複数形成するとともに、上記各凹部又は凸部に
各々１乃至複数の発光ダイオード素子を配設したことを
特徴とし、任意の配光が容易に得られるとともに薄型化
が可能となる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記複数の発光ダイオード素子に発光色の異なる１
乃至複数種の発光ダイオード素子を含むことを特徴と
し、白色や昼光色のような微妙な色差が実現可能とな
る。請求項３の発明は、請求項１又は２の発明におい
て、上記凹部又は凸部に上記発光ダイオード素子からの
光を反射する反射手段を設けたことを特徴とし、高輝度
並びに高効率化が図れる。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記基板の少なくとも一部に複数の発光ダイオード
素子のグランドとなる金属板を設け、該金属板に上記発
光ダイオード素子を接触させて成ることを特徴とし、発
光ダイオード素子が発する熱を金属板により効率良く放
熱することができ、温度上昇を抑えて発光効率や輝度の
低下が防止できるとともに発光ダイオード素子の寿命が
延ばせる。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、少なくとも上記基板の凹部又は凸部の発光ダイオー
ド素子の周りに当該発光ダイオード素子からの光を反射
する金属製の放熱体を配設したことを特徴とし、発光ダ
イオード素子が発する熱を金属製の放熱体により効率良
く放熱することができ、温度上昇を抑えて発光効率や輝
度の低下が防止できるとともに発光ダイオード素子の寿
命が延ばせる。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、上記基板に銅張金属基板を一体に形成し、該銅張金
属基板の一方の面に形成された銅張部分に上記発光ダイ
オード素子を実装してグランドとし、上記発光ダイオー
ド素子の発光を制御する制御手段を構成する回路素子を
上記銅張金属基板の他方の面に実装したことを特徴と
し、小型化が図れるとともに制御手段のノイズに対する
シールドも可能になる。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１の発明におい
て、上記発光ダイオード素子から発する熱を放熱する放
熱体を備え、該放熱体に複数の凹凸部を設けたことを特
徴とし、発光ダイオード素子が発する熱を放熱体により
効率良く放熱することができ、特に凹凸部を設けること
で放熱体の表面積を増加させて効率良く放熱することが
でき、温度上昇を抑えて発光効率や輝度の低下が防止で
きるとともに発光ダイオード素子の寿命が延ばせる。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、上記発光ダイオード素子の少なくとも一部分に接触
する放熱フィンを備えたことを特徴とし、発光ダイオー
ド素子が発する熱を放熱フィンにより効率良く放熱する
ことができ、温度上昇を抑えて発光効率や輝度の低下が
防止できるとともに発光ダイオード素子の寿命が延ばせ
る。

【００１３】請求項９の発明は、請求項１の発明におい
て、上記発光ダイオード素子と少なくとも一部で接触す
る放熱ピンを上記基板内に埋設したことを特徴とし、発
光ダイオード素子が発する熱を放熱ピンにより効率良く
放熱することができ、温度上昇を抑えて発光効率や輝度
の低下が防止できるとともに発光ダイオード素子の寿命
が延ばせる。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項１の発明にお
いて、上記基板の凸部を多層に形成したことを特徴と
し、発光ダイオード素子が発する熱を空気の対流で発散
させ、発光ダイオード素子の温度上昇を抑えて発光効率
や輝度の低下が防止できるとともに発光ダイオード素子
の寿命が延ばせる。請求項１１の発明は、請求項１の発
明において、上記発光ダイオード素子近傍の上記基板に
通風用の貫通孔を設けたことを特徴とし、貫通孔を通る
空気の対流で発光ダイオード素子からの熱を発散させ、
発光ダイオード素子の温度上昇を抑えて発光効率や輝度
の低下が防止できるとともに発光ダイオード素子の寿命
が延ばせる。

【００１５】請求項１２の発明は、請求項１の発明にお
いて、上記発光ダイオード素子を、当該発光ダイオード
素子のＰ型半導体とＮ型半導体とが上記基板の実装面に
対して略平行に並ぶように配設したことを特徴とし、発
光ダイオード素子の実装にワイヤボンディングを使用せ
ずに済み、発光効率を増大できるとともにワイヤの影が
生じるのを防ぎ、配光特性の設計自由度を拡げることが
できる。

【００１６】請求項１３の発明は、請求項１の発明にお
いて、上記複数の発光ダイオード素子の発光方向に規則
性を持たせるように上記基板を形成したことを特徴と
し、基板の形状に応じて容易に配光特性を制御すること
ができる。請求項１４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記基板の両面に凹部又は凸部の少なくとも一方を
形成するとともに、上記各凹部又は凸部に各々１乃至複
数の発光ダイオード素子を配設したことを特徴とし、光
の照射範囲を基板周囲の略全方向に拡げることができ
る。

【００１７】請求項１５の発明は、請求項１の発明にお
いて、１乃至複数の上記凹部又は凸部を有し該凹部又は
凸部に発光色の異なる複数種の発光ダイオード素子を配
設してセルを構成し、該セルを複数個用いて形成される
ことを特徴とし、製造工程で発生した不良あるいは経年
劣化により一部の発光ダイオード素子が不点灯になった
場合、当該不点灯となった発光ダイオード素子が含まれ
るセルのみを交換することで安価に復旧させることがで
きる。また、混色あるいは配光特性の異なるセルを組み
合わせるようにすれば、装飾用のＬＥＤ照明装置が簡単
な構成で実現できる。

【００１８】請求項１６の発明は、請求項１の発明にお
いて、上記発光ダイオード素子を微振動させる手段を上
記基板に設けたことを特徴とし、特定の発光ダイオード
素子を振動させることで任意の混色及び配光特性を得る
ことができ、また振動を制御することで人に不快感を与
える光のちらつき特性を改善することができる。請求項
１７の発明は、請求項１の発明において、上記基板を撓
み自在に形成したことを特徴とし、基板を自在に曲げる
ことができて配光特性を容易に変えることが可能とな
り、しかも基板の弾性を利用してねじ等を使わずにハウ
ジング等に容易に取り付けることができる。

【００１９】請求項１８の発明は、請求項１の発明にお
いて、所定個数の上記発光ダイオード素子が含まれる寸
法単位に上記基板を切断自在としたことを特徴とし、必
要な照度が得られるような寸法に基板を切断して使用す
ることができて効率的であり、しかも基板を大きな単位
で作成することが可能でコストダウンが図れる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明の実
施形態１を示す要部側面断面図、図２は同じく斜視図で
ある。図２に示すように矩形板状のＭＩＤ（立体回路成
形品）基板１０の片面に多数の凹部１１が縦横に配設さ
れ、その凹部１１の底面に３個の発光ダイオード素子
（以下、「ＬＥＤチップ」と略す。）１が実装されてい
る。

【００２１】次に上記ＭＩＤ基板（以下、単に「基板」
と呼ぶ。）１０の製造工程について説明する。ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリマ等の
電気絶縁性材料を用い、射出成形によって絶縁性基材を
形成する。そして、ＬＥＤチップ１の実装箇所に凹部１
１を設ける等して３次元の立体形状の絶縁性基材を形成
する。

【００２２】この絶縁性基材をアルカリ脱脂した後、そ
の表面をプラズマ処理して表面の活性化及び微細な粗面
化を行う。その後、絶縁性基材の表面にスパッタリング
や真空蒸着等により、銅、銀、金、ニッケル、白金又は
パラジウム等の金属膜（めっき下地層）を形成する。こ
の金属層の厚みは０．１〜２〔μｍ〕程度が望ましい。

【００２３】そして、レーザ等の電磁波を照射して上記
金属膜を除去する。このレーザとしては第２高調波ＹＡ
Ｇレーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等が好まし
く、ガルバノミラーでレーザ光を走査することにより、
絶縁性基材の表面のうち回路を形成する箇所である回路
部１２以外の部分、すなわち回路部１２間の絶縁スペー
スとなる非回路部１３において照射されるものであり、
非回路部１３の少なくとも回路部１２との境界領域に非
回路部１３のパターンに沿って照射することにより、非
回路部１３の回路部１２との境界領域の金属膜を除去す
るものである。

【００２４】次に、回路部１２に給電を行ない、例えば
硫酸銅めっき浴（硫酸銅８０ｇ／ｌ、硫酸１８０ｇ／
ｌ、塩素、光沢剤）で電気銅めっきを行ない、例えばワ
ット浴（硫酸ニッケル２７０ｇ／ｌ、塩化ニッケル５０
ｇ／ｌ、ホウ酸４０ｇ／ｌ、光沢剤）で電気ニッケルめ
っき、電気金めっき（例えば、ＥＥＪＡ社製：商品名テ
ンペレックス４０１）等を行って所定厚の金属膜を形成
した回路基板（基板１０）を得る。非回路部１３の残存
した金属膜は、必要に応じてソフトエッチング等で除去
してもよい。

【００２５】上記方法により得られた基板１０の凹部１
１にＬＥＤチップ１を実装し、回路部１２とＬＥＤチッ
プ１を導電性接着剤で電気的に接合する（ダイボン
ド）。その後にＬＥＤチップ１の上部電極と回路部１２
とを金線１４で接合する（ワイボンド）。なお、ＬＥＤ
チップ１が実装される凹部１１の内面１１ａを鏡面に仕
上げて反射板を兼ねる構造とすることで、高輝度及び高
効率化を図ることができる。その次に凹部１１内に透明
樹脂を充填してＬＥＤチップ１を封止する。このとき上
記透明樹脂が凹部１１の外に流れ出ないように、基板１
０に堰を設けることが望ましい。最後に基板１０の表面
（実装面）に透明樹脂等から成る拡散板１５を取り付け
て、本実施形態のＬＥＤ照明装置のモジュールが完成す
る。

【００２６】上述のように複数個のＬＥＤチップ１を凹
部１１内に実装してＭＩＤの基板１０に立体的に配置す
るため、基板１０の形状に応じて任意の配光特性が容易
に得られるとともに、ディスクリート型の発光ダイオー
ドを基板上に多数配設した従来例に比較してモジュール
の薄型化が可能となる。また、実装するＬＥＤチップ１
に発光色の異なる１種類以上、望ましくは赤、青、緑の
３種類を少なくとも含む複数種のＬＥＤチップ１を実装
するようにすれば、各ＬＥＤチップ１の発光色を混色さ
せて、モジュール全体の光に蛍光灯における白色や昼光
色のような微妙な色差を実現することができる。

【００２７】なお、本実施形態では基板１０に凹部１１
を設けて３次元形状を形成したが、これに限定する主旨
ではなく、例えば基板１０に凸部を設けて該凸部にＬＥ
Ｄチップ１を実装したり、その他の種々の３次元形状に
基板１０を形成することでＬＥＤチップ１を立体的に配
置するようにすればよい。（実施形態２）図３は本発明の実施形態２を示す側面断
面図である。本実施形態は、基板１０の裏面（反実装
面）にＬＥＤチップ１を含む回路のグランドとなる金属
板１６を設け、凹部１１の底面に露出させた金属板１６
上にＬＥＤチップ１を実装して、ＬＥＤチップ１が発す
る熱を金属板１６により効率良く放熱させるようにした
点に特徴がある。なお、その他の構成については実施形
態１と共通であるから、共通する部分に同一の符号を付
して説明を省略する。

【００２８】次に本実施形態の基板１０の製造工程につ
いて、実施形態１と異なる点のみを説明する。適当な大
きさ、形状の金属板（例えば、銅板）１６を金型の中に
入れてインサート射出成形によって絶縁性基材を形成す
る。電気絶縁性材料には実施形態１と同様にポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリマ等を
用いる。金属板１６は予め板金加工、機械加工、科学的
なエッチング等によって立体形状に形成してもよい。

【００２９】ここで、成形と同時にＬＥＤチップ１が実
装される凹部１１の底面から金属板１６を露出させる
か、あるいは成形後にレーザ又はホーニングにより成形
樹脂を取り除くことで上記底面から金属板１６を露出さ
せる。その絶縁性基材をアルカリ脱脂した後、金属板１
６を活性化するために表面を化学エッチングする。その
次に絶縁性基材の表面をプラズマ処理して表面の活性化
及び微細な粗面化を行う。以下実施形態１と同様に、金
属層を形成し回路部１２並びに非回路部１３を形成し
て、最終的に凹部１１内にＬＥＤチップ１を実装し且つ
透明樹脂で封止して、基板１０の実装面に拡散板１５を
取り付けることでＬＥＤ照明装置のモジュールが完成す
る。

【００３０】上述のように本実施形態によれば、金属板
１６を回路の共通のグランドとすることで金属板１６に
ＬＥＤチップ１を実装して金属板１６とＬＥＤチップ１
とを直接接触させ、ＬＥＤチップ１から発生する熱を金
属板１６によって効率良く放熱し取り除くことができ
る。そのため、ＬＥＤチップ１の温度上昇が防げ、発光
効率や輝度の低下を抑えることができ、また、ＬＥＤチ
ップ１の寿命も延ばすことができる。

【００３１】（実施形態３）図４は本発明の実施形態３
を示す要部側面断面図、図５は同じく平面図である。本
実施形態は、基板１０に実装されたＬＥＤチップ１の周
囲に金属等から成り光を反射する放熱体１７を配設し、
ＬＥＤチップ１の放熱用の放熱板１７を反射板に兼用し
た点に特徴がある。なお、その他の構成については実施
形態１と共通であるから、共通する部分に同一の符号を
付して説明を省略する。

【００３２】次に本実施形態の基板１０の製造工程につ
いて、実施形態１と異なる点のみを説明する。適当な大
きさ、形状の放熱板（例えば、銅板）１７を金型の中に
入れてインサート射出成形によって絶縁性基材を形成す
る。電気絶縁性材料には実施形態１と同様にポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリマ等を
用いる。放熱板１７は予め板金加工、機械加工、科学的
なエッチング等によって反射板と成るような立体形状
（具体的にはＬＥＤチップ１が実装される凹部１７ａが
多数配設された形状）に形成してある。

【００３３】その絶縁性基材をアルカリ脱脂した後、放
熱板１７を活性化するために表面を化学エッチングす
る。その次に絶縁性基材の表面をプラズマ処理して表面
の活性化及び微細な粗面化を行う。以下、金属層を形成
し回路部１２並びに非回路部１３を形成して、最終的に
放熱板１７の凹部１７ａ内にＬＥＤチップ１を実装し且
つ透明樹脂で封止して、基板１０の実装面に拡散板１５
を取り付けることでＬＥＤ照明装置のモジュールが完成
する。

【００３４】上述のように本実施形態によれば、反射板
を兼ねる放熱板１７をＬＥＤチップ１の周りに配設した
ことにより、放熱板１７とＬＥＤチップ１とを直接接触
させ、ＬＥＤチップ１から発生する熱を放熱板１７によ
って効率良く放熱し取り除くことができる。そのため、
ＬＥＤチップ１の温度上昇が防げ、発光効率や輝度の低
下を抑えることができ、また、ＬＥＤチップ１の寿命も
延ばすことができる。

【００３５】（実施形態４）図６は本発明の実施形態３
を示す要部側面断面図である。本実施形態は、基板１０
の凹部１１内面に光を反射する金属膜（例えば、銅膜）
を形成し、この金属膜をＬＥＤチップ１の放熱を行う放
熱体１８と反射板とに兼用した点に特徴がある。なお、
その他の構成については実施形態１と共通であるから、
共通する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

【００３６】次に本実施形態の基板１０の製造工程につ
いて、実施形態１と異なる点のみを説明する。ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリマ等の
電気絶縁性材料を用い、射出成形によって絶縁性基材を
形成する。そして、ＬＥＤチップ１の実装箇所に凹部１
１を設ける等して３次元の立体形状の絶縁性基材を形成
する。この絶縁性基材をアルカリ脱脂した後、その表面
をプラズマ処理して表面の活性化及び微細な粗面化を行
う。その後、絶縁性基材の表面にスパッタリングや真空
蒸着等により、銅、銀、金、ニッケル、白金又はパラジ
ウム等の金属膜（めっき下地層）を形成する。

【００３７】そして、レーザ等の電磁波を照射して上記
金属膜を除去して配線パターンを形成する（レーザパタ
ーニング）のであるが、この時凹部１１の内面に形成さ
れている金属膜（放熱体１８）の全体が回路部１２を構
成するように金属膜を除去する。以下、放熱体１８が形
成された凹部１１の底面にＬＥＤチップ１を実装し且つ
透明樹脂で封止して、基板１０の実装面に拡散板１５を
取り付けることでＬＥＤ照明装置のモジュールが完成す
る。

【００３８】上述のように本実施形態においても、金属
膜（金属めっき）を放熱体１８と反射板とに兼用してＬ
ＥＤチップ１の周りに配設したことにより、放熱体１８
とＬＥＤチップ１とを直接接触させ、ＬＥＤチップ１か
ら発生する熱を放熱体１８によって効率良く放熱し取り
除くことができる。そのため、ＬＥＤチップ１の温度上
昇が防げ、発光効率や輝度の低下を抑えることができ、
また、ＬＥＤチップ１の寿命も延ばすことができる。

【００３９】（実施形態５）図７は本発明の実施形態５
を示す要部側面断面図である。本実施形態では、多数の
凹部１１が片面に形成されたＭＩＤ基板１０の反対側の
面に銅張金属基板（以下、単に「金属基板」と呼ぶ。）
１９を設け、この金属基板１９の導電層１９ａをＬＥＤ
チップ１のグランドとするとともに、ＬＥＤチップ１の
発光を制御する制御回路を構成するＩＣ、抵抗、コンデ
ンサ等の回路素子（チップ部品）２０を金属基板１９の
絶縁層１９ｂに実装した点に特徴がある。なお、その他
の構成については実施形態１と共通であるから、共通す
る部分に同一の符号を付して説明を省略する。

【００４０】次に本実施形態の基板１０の製造工程につ
いて簡単に説明する。まず金属基板１９を金型の中に入
れてインサート射出成形によって絶縁性基材を形成す
る。電気絶縁性材料には実施形態１と同様にポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリマ等を
用いる。その絶縁性基材をアルカリ脱脂した後、絶縁性
基材の表面をプラズマ処理して表面の活性化及び微細な
粗面化を行う。その後は、金属層を形成し回路部１２並
びに非回路部１３を形成した後、基板１０の凹部１１底
面に露出した金属基板１９の導電層１９ａ上にＬＥＤチ
ップ１を実装し且つ透明樹脂で封止する。

【００４１】ここで、本実施形態では凹部１１に実装さ
れたＬＥＤチップ１を透明樹脂で封止した後に、金属基
板１９の絶縁層１９ｂに制御回路を形成するための回路
（配線）パターンを形成する。このパターン形成方法
は、プリント基板の一般的な形成方法である露光・エッ
チング法でもレーザパターニング法の何れでもよい。そ
して、上記回路パターン形成後にＩＣ、抵抗、コンデン
サ等の回路素子（チップ部品）２０を半田実装すること
でＬＥＤ照明装置のモジュールが完成する。

【００４２】上述のように本実施形態によれば、基板１
０にインサート成形された銅張金属板１９の導電層１９
ａにＬＥＤチップ１を実装してグランドとすることによ
り、金属基板１９とＬＥＤチップ１とを直接接触させて
ＬＥＤチップ１から発する熱を金属基板１９により効率
良く放熱し取り除くことができる。そのため、ＬＥＤチ
ップ１の温度上昇が防げ、発光効率や輝度の低下を抑え
ることができ、また、ＬＥＤチップ１の寿命も延ばすこ
とができる。しかも、金属基板１９の絶縁層１９ｂにＬ
ＥＤチップ１の発光を制御する制御回路等の回路素子２
０を実装するようにしたため、モジュールの小型化が可
能になるとともにノイズに対する回路素子２０のシール
ドも図れるという利点がある。

【００４３】（実施形態６）図８は本発明の実施形態６
を示す要部側面断面図である。本実施形態は、表面に凹
凸を設けた放熱体（金属板）２１の片面にＭＩＤ基板１
０を形成し、この基板１０の表面に形成された凹部１１
内の底面及び側面にＬＥＤチップ１を実装した点に特徴
がある。

【００４４】次に本実施形態の基板１０の製造工程につ
いて簡単に説明する。表面に凹凸を形成した金属板（例
えば、銅板）２１を金型の中に入れてインサート射出成
形によって基板１０を形成する。電気絶縁性材料には実
施形態１と同様にポリイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リアミド、液晶ポリマ等を用いる。金属板２１は予め板
金加工、機械加工、科学的なエッチング等によって凹凸
を有する立体形成（具体的にはＬＥＤチップ１が実装さ
れる凹部１１に対応した凹部２１ａが多数形成してあ
る。

【００４５】その成形基板をアルカリ脱脂した後、金属
板２１を活性化するために表面を化学エッチングする。
その次に絶縁性基材の表面をプラズマ処理して表面の活
性化及び微細な粗面化を行う。以下、金属層を形成し回
路部１２並びに非回路部１３を形成する。そして、最終
的には基板１０の凹部１１内にＬＥＤチップ１を実装し
且つ透明樹脂で封止して、基板１０の実装面に拡散板１
５を取り付けることでＬＥＤ照明装置のモジュールが完
成する。

【００４６】上述のように本実施形態によれば、表面に
凹凸を設けることで金属板２１の表面積を増やしたこと
により、ＬＥＤチップ１から発生する熱を効率良く放熱
し取り除くことができる。そのため、ＬＥＤチップ１の
温度上昇が防げ、発光効率や輝度の低下を抑えることが
でき、また、ＬＥＤチップ１の寿命も延ばすことができ
る。

【００４７】（実施形態７）図９は本発明の実施形態７
を示す要部側面断面図である。本実施形態は、ＬＥＤチ
ップ１の少なくとも一部分に接触する放熱フィン２２を
備えた点に特徴がある。放熱フィン２２はアルミダイカ
スト製であって、金型の中に入れてインサート射出成形
により基板１０と一体に形成される。電気絶縁性材料に
は実施形態１と同様にポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリアミド、液晶ポリマ等を用いる。その成形基板
をアルカリ脱脂した後、放熱フィン２２を活性化するた
めに表面を化学エッチングする。その次に絶縁性基材の
表面をプラズマ処理して表面の活性化及び微細な粗面化
を行う。以下、金属層を形成し回路部１２並びに非回路
部１３を形成する。そして、最終的に基板１０の凹部１
１内にＬＥＤチップ１を実装し且つ透明樹脂で封止し
て、基板１０の実装面に拡散板１５を取り付けることで
ＬＥＤ照明装置のモジュールが完成する。ここで、凹部
１１内に実装したＬＥＤチップ１の一部が放熱フィン２
２と接触させてある。

【００４８】上述のように本実施形態によれば、ＬＥＤ
チップ１の少なくとも一部に接触する放熱フィン２２を
基板１０と一体成形したことにより、ＬＥＤチップ１か
ら発生する熱を放熱フィン２２により効率良く放熱し取
り除くことができる。そのため、ＬＥＤチップ１の温度
上昇が防げ、発光効率や輝度の低下を抑えることがで
き、また、ＬＥＤチップ１の寿命も延ばすことができ
る。

【００４９】（実施形態８）図１０は本発明の実施形態
８を示す要部側面断面図である。ＭＩＤの基板２３の片
面に多数の凸部２４が縦横に配設され、その凸部２４の
頂点にＬＥＤチップ１が実装してある。上記基板２３の
製造工程について簡単に説明する。ポリイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリアミド、液晶ポリマ等の電気絶縁性
材料を用い、射出成形によって絶縁性基材を形成する。
そして、ＬＥＤチップ１の実装箇所に凸部２４を形成す
るとともに凸部２４内にスルーホール２５を形成する。

【００５０】この絶縁性基材をアルカリ脱脂した後、そ
の表面をプラズマ処理して表面の活性化及び微細な粗面
化を行う。その後、絶縁性基材の表面にスパッタリング
や真空蒸着等により、銅、銀、金、ニッケル、白金又は
パラジウム等の金属膜（めっき下地層）を形成する。そ
して、レーザ等の電磁波を照射して非回路部の回路部と
の境界領域の金属膜を除去する。次に、回路部に給電を
行ない、例えば硫酸銅めっき浴で電気銅めっきを行なて
所定厚の金属膜を形成した回路基板（基板２３）を得
る。そして、凸部２４に形成したスルーホール２５内に
放熱ピン２６を圧入する。

【００５１】上記方法により得られた基板２３の凸部２
４にＬＥＤチップ１を実装し、回路部（放熱ピン２６を
含む）とＬＥＤチップ１を導電性接着剤で電気的に接合
する（ダイボンド）。その後にＬＥＤチップ１の上部電
極と回路部とを金線で接合する（ワイボンド）。なお、
ＬＥＤチップ１が実装される凸部２４の周囲斜面２４ａ
を鏡面に仕上げて反射板を兼ねる構造とすることで、高
輝度及び高効率化を図ることができる。その次に透明樹
脂によりＬＥＤチップ１を封止する。最後に基板１０の
表面（実装面）に透明樹脂等から成る拡散板を取り付け
て、本実施形態のＬＥＤ照明装置のモジュールが完成す
る。

【００５２】上述のように本実施形態によれば、ＬＥＤ
チップ１の下の基板２４内に少なくともＬＥＤチップ１
の一部に接触する放熱ピン２６を設けたことにより、Ｌ
ＥＤチップ１から発生する熱を放熱ピン２６により効率
良く放熱し取り除くことができる。そのため、ＬＥＤチ
ップ１の温度上昇が防げ、発光効率や輝度の低下を抑え
ることができ、また、ＬＥＤチップ１の寿命も延ばすこ
とができる。

【００５３】（実施形態９）図１１は本発明の実施形態
９を示す要部側面図である。本実施形態は、ＭＩＤの基
板２７に多層の凸部２８を形成して基板２７全体を所謂
タワー形状（螺旋形状）とし、この凸部２８の各層に各
々複数個のＬＥＤチップ１を配設するようにした点に特
徴がある。

【００５４】基板２７はタワー形状に形成された金型を
用いて射出成形される。なお、以降の工程については実
施形態１と共通するので説明を省略する。但し、基板２
７にＬＥＤチップ１を実装した後で合成樹脂による封止
は行わない。ところで、通電によりＬＥＤチップ１の温
度が上昇するとＬＥＤチップ１の近傍の空気が温められ
て上昇気流が発生し、基板２７の凸部２８に沿って空気
が上昇するとともに、基板２７の下方からは温度の低い
空気が流れ込むことでＬＥＤチップ１の熱が奪われて冷
却される。

【００５５】上述のように本実施形態では、ＭＩＤの基
板２７に多層の凸部２８を形成して基板２７全体を所謂
タワー形状（螺旋形状）とし、この凸部２８の各層に各
々複数個のＬＥＤチップ１を配設するようにしたことに
より、ＬＥＤチップ１から発する熱を空気の気流（対
流）で発散させてＬＥＤチップ１の温度上昇を防ぐこと
ができる。そのため、ＬＥＤチップ１の発光効率や輝度
の低下を抑えることができ、また、寿命も延ばすことが
できる。

【００５６】（実施形態１０）図１２は本発明の実施形
態１０を示す要部側面図である。本実施形態は、片面に
多数の凹部３０が形成された基板２９に対し、ＬＥＤチ
ップ１が実装される上記凹部３０と基板２９の裏面側と
を貫通する通風用の貫通孔（スルーホール）３１を設け
た点に特徴がある。

【００５７】ＭＩＤの基板２９の成形時に貫通孔３１を
形成する。なお、以降の工程については実施形態１と共
通するので説明を省略する。但し、基板２９の凹部３０
にＬＥＤチップ１を実装した後で合成樹脂による封止は
行わない。而して、通電によりＬＥＤチップ１の温度が
上昇するとＬＥＤチップ１の近傍の空気が温められて上
昇気流が発生する。そのため、貫通孔３１を通して基板
２９の反対側から温度の低い空気が流れ込み、ＬＥＤチ
ップ１の熱が奪われて冷却される。

【００５８】上述のように本実施形態では、ＬＥＤチッ
プ１が実装される凹部３０と基板２９の裏面側とを貫通
する通風用の貫通孔３１を設けたことにより、ＬＥＤチ
ップ１から発する熱を空気の気流（対流）で発散させて
ＬＥＤチップ１の温度上昇を防ぐことができる。そのた
め、ＬＥＤチップ１の発光効率や輝度の低下を抑えるこ
とができ、また、寿命も延ばすことができる。

【００５９】（実施形態１１）ところで、図１５に示す
ようにＬＥＤチップ１はＰ型半導体１ａとＮ型半導体１
ｂとの接合界面における電子の移動時に発光し、接合界
面を含む平面内で全方向に光が照射されるが、基板１０
へのＬＥＤチップ１の実装方向や金線（ワイヤ）１４に
光が遮られて光の照射方向が制約を受けたり、影ができ
てしまう。

【００６０】そこで、本実施形態では、図１３に示すよ
うにＬＥＤチップ１をＰ型半導体１ａとＮ型半導体１ｂ
とが基板１０の実装面に対して略平行に並ぶように配設
した点に特徴があり、その他の構成は実施形態１と共通
であるので説明は省略する。図１３に示すようにＬＥＤ
チップ１が実装される部分は周囲より一段高く形成され
ており、その両側にパッド３２が形成してあって、これ
らパッド３２とＬＥＤチップ１のＰ型半導体１ａ及びＮ
型半導体１ｂとの接続は半田や導電性接着剤３３により
行われる。ここでＬＥＤチップ１を１段高く形成された
部分に実装しているため、上記接続時の短絡事故が防止
できる。なお、ＬＥＤチップ１は例えば０．３〔ｍｍ〕
の立方体のものが望ましい。

【００６１】上述のように本実施形態によれば、ＬＥＤ
チップ１をＰ型半導体１ａとＮ型半導体１ｂとが基板１
０の実装面に対して略平行に並ぶように配設したことに
より、両者の接合面が基板１０の表面と略直交すること
になり、ＬＥＤチップ１から発する光を基板１０に対し
て垂直な方向に照射するため、金線（ワイヤ）１４で光
が遮られて影ができることもなく、ＬＥＤチップ１の発
光効率を高めることができる。

【００６２】なお、図１４に示すようにフィレット部分
に凹所３３を設け、この凹所３３内で導電性接着剤等に
よりＬＥＤチップ１を接合するようにしても、電気的な
接続時における上記短絡の発生が防止できる。上述のよ
うに本実施形態によれば、ＬＥＤチップ１をＰ型半導体
１ａとＮ型半導体１ｂとが基板１０の実装面に対して略
平行に並ぶように配設したことにより、ＬＥＤチップ１
の発光方向が基板１０に対して略平行とすることがで
き、ワイヤ（金線）１４の影がなくなってＬＥＤチップ
１の発光効率を増大させることができる。

【００６３】（実施形態１２）図１６は本発明の実施形
態１２を示す要部側面断面図である。本実施形態では、
複数のＬＥＤチップ１のの発光方向に規則性を持たせる
ように基板を形成した点に特徴があり、図１６に示すよ
うに基板３４の片面（実装面）を断面鋸歯状に形成し、
各々の斜面３４ａにＬＥＤチップ１が実装してある。

【００６４】一般にＬＥＤチップ１の基板３４に対する
実装向きと発光方向とには規則性があるが、ＭＩＤの基
板３４を任意の立体形状に形成することにより、所望の
配光や集光特性を得ることができる。そして、完成した
モジュールを、実装されたＬＥＤチップ１の方向が規則
正しく一方向を向くように形成してあるので、光が一方
向の配光になり発光効率がよくなるという利点がある。

【００６５】上述のように本実施形態によれば、複数の
ＬＥＤチップ１の発光方向に規則性を持たせるように基
板３４を形成したので、基板３４の形状に応じて容易に
配光特性を制御することができ、しかもモジュール全体
を考慮した集配光で利用率がよいという利点がある。さ
らに、基板３４の形状によって配光制御が可能であるた
め、別途レンズ等の光学手段を設ける必要がないという
利点がある。

【００６６】（実施形態１３）ところで、従来からある
ディスクリート型の発光ダイオードでは、例えばＬＥＤ
チップを封止するエポキシ樹脂を砲弾形に形成すること
でレンズの役割を担っており、ほぼ３６０度の全方向に
光を照射することができるが、基板に複数の発光ダイオ
ードを実装する場合には基板に遮られて全周囲方向に光
を照射することが困難になる。

【００６７】そこで、本実施形態では、図１７に示すよ
うにＭＩＤの基板３５の表裏両面に各々凹部３６を複数
形成し、各凹部３６の底面にＬＥＤチップ１を実装した
点に特徴があり、これにより基板３５の周囲のほぼ全方
向に光を照射することができる。なお、基板３５の製造
方法は実施形態１と共通であるから説明は省略する。上
述のように本実施形態によれば、基板３５の表裏両面に
各々凹部３６を複数形成し、各凹部３６の底面にＬＥＤ
チップ１を実装したことにより、略全方向に光を照射す
ることができ、従来の蛍光灯や白熱灯と同じように使用
することができる。また、基板３５に対するＬＥＤチッ
プ１の実装密度を増大させて全体の輝度を向上させるこ
とができ、さらには配光設計の自由度が大きくなるとい
う利点がある。

【００６８】（実施形態１４）ところで上記実施形態１
〜１３においては、１枚の基板１０に多数のＬＥＤチッ
プ１が実装されており、例えば製造工程上で発生する不
良や経年劣化によって一部のＬＥＤチップ１が点灯しな
くなった場合でも、当該不点灯のＬＥＤチップ１が含ま
れる基板１０全体を交換する必要があり、不便である。

【００６９】そこで、本実施形態では、数色の単色ＬＥ
Ｄチップ（例えば、赤・緑・青・黄）１ａ〜１ｄの組み
合わせを１つの単位とするモジュールを１セルＳとし、
このセルＳを複数個組み合わせることでＬＥＤ照明装置
を構成するようにした点に特徴がある。図１８に示すよ
うに実施形態１と同様の方法で形成されたシート状の基
板１０の凹部１１には、上記４色のＬＥＤチップ１ａ〜
１ｄをマトリクス状に配置して実装してある（図１９
（ａ）参照）。このように４色のＬＥＤチップ１ａ〜１
ｄが実装された１つの凹部１１を１セルＳとし、図１８
における破線部分で各セル毎にダイシングソーで切断す
る。そして、切断された１セルＳを再度プリント基板等
に実装することで新たにモジュールが構成される（図１
９（ｂ）参照）。上述のように本実施形態によれば、同
一の凹部１１内に実装された４個のＬＥＤチップ１を含
む１セルＳを１つの単位とし、このセルＳを複数個組み
合わせることでＬＥＤ照明装置を構成するようにしたこ
とにより、製造工程で発生した不良あるいは経年劣化に
より一部のＬＥＤチップ１が不点灯になった場合、当該
不点灯となったＬＥＤチップ１が含まれるセルＳのみを
良品と交換することでＬＥＤ照明装置を安価に復旧させ
ることができる。また、混色あるいは配光特性の異なる
セルＳを組み合わせるようにすれば、装飾用のＬＥＤ照
明装置が簡単な構成で実現できるという利点もある。

【００７０】（実施形態１５）図２０は本発明の実施形
態１５を示す要部斜視図である。本実施形態は、ＭＩＤ
の基板３７にＬＥＤチップ１を微振動させる手段（マイ
クロマシン部３８）を設けた点に特徴がある。マイクロ
マシン部３８は一端が片持ち支持された３つの梁部３８
ａと、その梁部３８ａの上に設けられた水晶板３８ｂと
によって構成され、各梁部３８ａの自由端近傍にそれぞ
れＬＥＤチップ１が配設される。なお、ＬＥＤチップ１
の前方にはレンズ３９を設けることが望ましい。

【００７１】次に本実施形態の基板３７の製造工程を、
実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。基板３
７はセラミックから成るＭＩＤ基板であり、例えばアル
ミナ粉に滑剤と樹脂を混練したものを射出成形し、所定
の形状をつくり、さらに脱脂乾燥、焼結させてセラミッ
ク成形品（成形基板）を作成する。その後、この成形基
板をアルカリ脱脂した後、セラミックの表面をプラズマ
処理して表面の活性化及び微細な粗面化を行う。次にセ
ラミックの表面にスパッタリング、真空蒸着等の適宜の
方法で銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム等の金
属膜（めっき下地層）を形成する。この金属膜の厚みは
０．１〜２〔μｍ〕程度が好ましい。以下、実施形態１
と同様にしてパターニングを行って梁部３８ａの上に水
晶の薄板３８ｂを実装し、さらにその上にＬＥＤチップ
１の実装を行ってＬＥＤ照明装置のモジュールが完成す
る。

【００７２】そして、マイクロマシン部３８に電圧を印
加することにより、水晶の逆圧電効果で梁部３８ａを揺
動させることができ、梁部３８ａの上に実装されている
ＬＥＤチップ１を微振動させることができる。而して、
特定のＬＥＤチップ１に微振動を与えることにより、任
意の混色や配光特性を得ることができ、また、印加する
電圧の周波数やレベルに応じて任意の振動をＬＥＤチッ
プ１に与えるように制御すれば、人に不快感を与えるち
らつき特性を改善することができる。

【００７３】（実施形態１６）図２１は本発明の実施形
態１６を示す斜視図、図２２は側面断面図である。本実
施形態は、ＬＥＤチップ１が立体的に実装されるＭＩＤ
の基板４０とフレキシブル基板４１とを一体に形成し、
撓み（曲げ）自在の基板４２を構成した点に特徴があ
る。

【００７４】ここで、本実施形態の基板３７の製造工程
を、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。予
め回路形成したポリイミド製のフレキシブル基板４１を
金型の中に入れ射出成形によってフレキシブル基板４１
を成形品に転写する。また、ＬＥＤチップ１が実装され
る部分に成形品の厚肉部（凸部）４３を形成する。な
お、曲げを考慮して上記厚肉部４３の間はフレキシブル
基板４１のまま残す。また、樹脂の封止もＬＥＤチップ
１周辺のみで行ない、フレキシブル基板４１を曲げた際
に封止剤が直接曲がらないように考慮し、基板全体とし
て曲げ易いようにしてある。その成形基板をアルカリ脱
脂した後は実施形態１と同様の工程で基板４２を形成す
る。

【００７５】上述のように本実施形態によれば、ＬＥＤ
チップ１が立体的に実装されるＭＩＤの基板４０とフレ
キシブル基板４１とを一体に形成し、撓み（曲げ）自在
の基板４２を構成したことにより、基板４１を自在に曲
げることができて配光特性を容易に変えることが可能と
なり、しかも基板４１の弾性を利用してねじ等を使わず
に（照明器具の）ハウジング等に容易に取り付けること
ができる。

【００７６】（実施形態１７）図２３は本発明の実施形
態１７を示す斜視図である。本実施形態は、実施形態１
のように複数の凹部１１に各々複数個のＬＥＤチップ１
が実装された基板１０を、所定個数のＬＥＤチップ１が
含まれる寸法単位で切断自在とした点に特徴がある。な
お、基板１０等の基本的な構成は実施形態１と共通であ
るので、共通する部分には同一の符号を付して説明を省
略する。

【００７７】図２４に示すように本実施形態の回路は、
基板１０に実装されるＬＥＤチップ１を所定の個数ずつ
直列に接続するとともに、各直列回路を抵抗Ｒ₁…を介
して電源ラインＬ₁とスイッチング素子Ｑ₁のコレクタ
との間に接続し、このスイッチング素子Ｑ₁のエミッタ
を抵抗Ｒ₂を介してグランドラインＬ₂に接続し、さら
に電源ラインＬ₁とグランドラインＬ₂とに各々抵抗Ｒ
₃，Ｒ₄を介してスイッチング素子Ｑ₁のベースを接続
して構成してある。なお、電源ラインＬ₁−グランドラ
インＬ₂間には直流電圧ＤＣが印加される。

【００７８】そして、上記ＬＥＤチップ１の直列回路の
間の適当な切断箇所イで基板１０が切断自在となってお
り、必要な個数のＬＥＤチップ１でユニット化できるよ
うにしてある。ここで、ユニット化するＬＥＤチップ１
の個数は、蛍光灯が出力（１０、１５、２０、３０Ｗ）
に応じた管球で形成されるように、出力に対応する個数
とすれば取扱が便利になる。また、切断し易いように基
板１０に溝を設けることが望ましい。なお、基板１０の
製造方法については実施形態１と共通であるから説明は
省略する。

【００７９】上述のように本実施形態によれば、所定個
数のＬＥＤチップ１が含まれる寸法単位で切断自在とし
たことにより、必要な照度が得られるような寸法に基板
１０を切断して使用することができて効率的であり、し
かも基板１０を大きな単位で作成することが可能でコス
トダウンが図れるという利点がある。

【００８０】

【発明の効果】請求項１の発明は、基板に凹部又は凸部
の少なくとも一方を複数形成するとともに、上記各凹部
又は凸部に各々１乃至複数の発光ダイオード素子を配設
したので、任意の配光が容易に得られるとともに薄型化
が可能となるという効果がある。

【００８１】請求項２の発明は、上記複数の発光ダイオ
ード素子に発光色の異なる１乃至複数種の発光ダイオー
ド素子を含むので、白色や昼光色のような微妙な色差が
実現可能となるという効果がある。請求項３の発明は、
請求項１又は２の発明において、上記凹部又は凸部に上
記発光ダイオード素子からの光を反射する反射手段を設
けたので、高輝度並びに高効率化が図れるという効果が
ある。

【００８２】請求項４の発明は、上記基板の少なくとも
一部に複数の発光ダイオード素子のグランドとなる金属
板を設け、該金属板に上記発光ダイオード素子を接触さ
せて成るので、発光ダイオード素子が発する熱を金属板
により効率良く放熱することができ、温度上昇を抑えて
発光効率や輝度の低下が防止できるとともに発光ダイオ
ード素子の寿命が延ばせるという効果がある。

【００８３】請求項５の発明は、少なくとも上記基板の
凹部又は凸部の発光ダイオード素子の周りに当該発光ダ
イオード素子からの光を反射する金属製の放熱体を配設
したので、発光ダイオード素子が発する熱を金属製の放
熱体により効率良く放熱することができ、温度上昇を抑
えて発光効率や輝度の低下が防止できるとともに発光ダ
イオード素子の寿命が延ばせるという効果がある。

【００８４】請求項６の発明は、上記基板に銅張金属基
板を一体に形成し、該銅張金属基板の一方の面に形成さ
れた銅張部分に上記発光ダイオード素子を実装してグラ
ンドとし、上記発光ダイオード素子の発光を制御する制
御手段を構成する回路素子を上記銅張金属基板の他方の
面に実装したので、小型化が図れるとともに制御手段の
ノイズに対するシールドも可能になるという効果があ
る。

【００８５】請求項７の発明は、上記発光ダイオード素
子から発する熱を放熱する放熱体を備え、該放熱体に複
数の凹凸部を設けたので、発光ダイオード素子が発する
熱を放熱体により効率良く放熱することができ、特に凹
凸部を設けることで放熱体の表面積を増加させて効率良
く放熱することができ、温度上昇を抑えて発光効率や輝
度の低下が防止できるとともに発光ダイオード素子の寿
命が延ばせるという効果がある。

【００８６】請求項８の発明は、上記発光ダイオード素
子の少なくとも一部分に接触する放熱フィンを備えたの
で、発光ダイオード素子が発する熱を放熱フィンにより
効率良く放熱することができ、温度上昇を抑えて発光効
率や輝度の低下が防止できるとともに発光ダイオード素
子の寿命が延ばせるという効果がある。請求項９の発明
は、上記発光ダイオード素子と少なくとも一部で接触す
る放熱ピンを上記基板内に埋設したので、発光ダイオー
ド素子が発する熱を放熱ピンにより効率良く放熱するこ
とができ、温度上昇を抑えて発光効率や輝度の低下が防
止できるとともに発光ダイオード素子の寿命が延ばせる
という効果がある。

【００８７】請求項１０の発明は、上記基板の凸部を多
層に形成したので、発光ダイオード素子が発する熱を空
気の対流で発散させ、発光ダイオード素子の温度上昇を
抑えて発光効率や輝度の低下が防止できるとともに発光
ダイオード素子の寿命が延ばせるという効果がある。請
求項１１の発明は、上記発光ダイオード素子近傍の上記
基板に通風用の貫通孔を設けたので、貫通孔を通る空気
の対流で発光ダイオード素子からの熱を発散させ、発光
ダイオード素子の温度上昇を抑えて発光効率や輝度の低
下が防止できるとともに発光ダイオード素子の寿命が延
ばせるという効果がある。

【００８８】請求項１２の発明は、上記発光ダイオード
素子を、当該発光ダイオード素子のＰ型半導体とＮ型半
導体とが上記基板の実装面に対して略平行に並ぶように
配設したので、発光ダイオード素子の実装にワイヤボン
ディングを使用せずに済み、発光効率を増大できるとと
もにワイヤの影が生じるのを防ぎ、配光特性の設計自由
度を拡げることができるという効果がある。

【００８９】請求項１３の発明は、上記複数の発光ダイ
オード素子の発光方向に規則性を持たせるように上記基
板を形成したので、基板の形状に応じて容易に配光特性
を制御することができるという効果がある。請求項１４
の発明は、上記基板の両面に凹部又は凸部の少なくとも
一方を形成するとともに、上記各凹部又は凸部に各々１
乃至複数の発光ダイオード素子を配設したので、光の照
射範囲を基板周囲の略全方向に拡げることができるとい
う効果がある。

【００９０】請求項１５の発明は、１乃至複数の上記凹
部又は凸部を有し該凹部又は凸部に発光色の異なる複数
種の発光ダイオード素子を配設してセルを構成し、該セ
ルを複数個用いて形成されるので、製造工程で発生した
不良あるいは経年劣化により一部の発光ダイオード素子
が不点灯になった場合、当該不点灯となった発光ダイオ
ード素子が含まれるセルのみを交換することで安価に復
旧させることができるという効果がある。また、混色あ
るいは配光特性の異なるセルを組み合わせるようにすれ
ば、装飾用のＬＥＤ照明装置が簡単な構成で実現できる
という効果がある。

【００９１】請求項１６の発明は、上記発光ダイオード
素子を微振動させる手段を上記基板に設けたので、特定
の発光ダイオード素子を振動させることで任意の混色及
び配光特性を得ることができ、また振動を制御すること
で人に不快感を与える光のちらつき特性を改善すること
ができるという効果がある。請求項１７の発明は、上記
基板を撓み自在に形成したので、基板を自在に曲げるこ
とができて配光特性を容易に変えることが可能となり、
しかも基板の弾性を利用してねじ等を使わずにハウジン
グ等に容易に取り付けることができるという効果があ
る。

【００９２】請求項１８の発明は、所定個数の上記発光
ダイオード素子が含まれる寸法単位に上記基板を切断自
在としたので、必要な照度が得られるような寸法に基板
を切断して使用することができて効率的であり、しかも
基板を大きな単位で作成することが可能でコストダウン
が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の要部を示す側面断面図である。

【図２】同上を示す斜視図である。

【図３】実施形態２の要部を示す側面断面図である。

【図４】実施形態３の要部を示す側面断面図である。

【図５】同上を示す平面図である。

【図６】実施形態４の要部を示す側面断面図である。

【図７】実施形態５の要部を示す側面断面図である。

【図８】実施形態６の要部を示す側面断面図である。

【図９】実施形態７の要部を示す側面断面図である。

【図１０】実施形態８の要部を示す側面断面図である。

【図１１】実施形態９の要部を示す側面図である。

【図１２】実施形態１０の要部を示す側面断面図であ
る。

【図１３】実施形態１１を示し、（ａ）は要部側面断面
図、（ｂ）は要部斜視図である。

【図１４】同上の他の構成を示し、（ａ）は要部側面断
面図、（ｂ）は要部斜視図である。

【図１５】同上に対する従来の構成を示す要部側面断面
図である。

【図１６】実施形態１２の要部を示す側面図である。

【図１７】実施形態１３の要部を示す側面図である。

【図１８】実施形態１４の斜視図である。

【図１９】同上を示し、（ａ）は１セルの構成図、
（ｂ）は複数セルから成るモジュールの構成図である。

【図２０】実施形態１５の要部斜視図である。

【図２１】実施形態１６の斜視図である。

【図２２】同上の要部を示す側面図である。

【図２３】実施形態１７の斜視図である。

【図２４】同上の要部回路構成図である。

【図２５】従来例を示す側面図である。

【図２６】同上の斜視図である。

【符号の説明】

１ＬＥＤチップ１０基板１１凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木俊之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者塩浜英二大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者杉本勝大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者山本正平大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者橋爪二郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者秋庭泰史大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者田中孝司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に凹部又は凸部の少なくとも一方を
複数形成するとともに、上記各凹部又は凸部に各々１乃
至複数の発光ダイオード素子を配設したことを特徴とす
るＬＥＤ照明装置。
【請求項２】上記複数の発光ダイオード素子に発光色
の異なる１乃至複数種の発光ダイオード素子を含むこと
を特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】上記凹部又は凸部に上記発光ダイオード
素子からの光を反射する反射手段を設けたことを特徴と
する請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】上記基板の少なくとも一部に複数の発光
ダイオード素子のグランドとなる金属板を設け、該金属
板に上記発光ダイオード素子を接触させて成ることを特
徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】少なくとも上記基板の凹部又は凸部の発
光ダイオード素子の周りに当該発光ダイオード素子から
の光を反射する金属製の放熱体を配設したことを特徴と
する請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】上記基板に銅張金属基板を一体に形成
し、該銅張金属基板の一方の面に形成された銅張部分に
上記発光ダイオード素子を実装してグランドとし、上記
発光ダイオード素子の発光を制御する制御手段を構成す
る回路素子を上記銅張金属基板の他方の面に実装したこ
とを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】上記発光ダイオード素子から発する熱を
放熱する放熱体を備え、該放熱体に複数の凹凸部を設け
たことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】上記発光ダイオード素子の少なくとも一
部分に接触する放熱フィンを備えたこと特徴とする請求
項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】上記発光ダイオード素子と少なくとも一
部で接触する放熱ピンを上記基板内に埋設したことを特
徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】上記基板の凸部を多層に形成したこと
を特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】上記発光ダイオード素子近傍の上記基
板に通風用の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１
記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】上記発光ダイオード素子を、当該発光
ダイオード素子のＰ型半導体とＮ型半導体とが上記基板
の実装面に対して略平行に並ぶように配設したことを特
徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】上記複数の発光ダイオード素子の発光
方向に規則性を持たせるように上記基板を形成したこと
を特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】上記基板の両面に凹部又は凸部の少な
くとも一方を形成するとともに、上記各凹部又は凸部に
各々１乃至複数の発光ダイオード素子を配設したことを
特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】１乃至複数の上記凹部又は凸部を有し
該凹部又は凸部に発光色の異なる複数種の発光ダイオー
ド素子を配設してセルを構成し、該セルを複数個用いて
形成されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明
装置。
【請求項１６】上記発光ダイオード素子を微振動させ
る手段を上記基板に設けたことを特徴とする請求項１記
載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１７】上記基板を撓み自在に形成したことを
特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１８】所定個数の上記発光ダイオード素子が
含まれる寸法単位に上記基板を切断自在としたことを特
徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。