光源ユニット
【課題】放熱効果を向上する光源ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明は、複数のLEDチップ６が実装された前面側に対して反対側である裏面側に熱伝導層であるベース板２ａを備える基板２と、ベース板２ａと熱的に接続される基板２の裏面側に設けられた放熱部材４と、基板２の側面を覆うとともに外部に露出するように放熱部材４と熱的に結合されて設けられた化粧カバー３とを有する放熱体を備える光源ユニットである。
【解決手段】
本発明は、複数のLEDチップ６が実装された前面側に対して反対側である裏面側に熱伝導層であるベース板２ａを備える基板２と、ベース板２ａと熱的に接続される基板２の裏面側に設けられた放熱部材４と、基板２の側面を覆うとともに外部に露出するように放熱部材４と熱的に結合されて設けられた化粧カバー３とを有する放熱体を備える光源ユニットである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた光源ユニット及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光出力の低下、特性の変動とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする光源ユニットでは、寿命、効率の諸特性を改善するために発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。従来、この種、照明装置において、基体に複数のＬＥＤを集合して配設し、各ＬＥＤの放熱が十分に行われて温度上昇が抑制されるように、基体に多数の貫通孔を形成したものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９５６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にはＬＥＤの熱を放熱し、温度上昇を抑制する構成は示されてはいるものの、この形態を実際に光源ユニットや照明装置として商品化するには、その放熱構造、外観及び機能等において満足できるものではない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、放熱効果を向上し、独立して光源ユニットとして構成でき、また、この光源ユニットを複数所望の態様で配設することにより多様化が可能となる光源ユニット及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ、無機ＥＬ等である。発光素子の配設は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、配設方式は特に限定されず、例えば、砲弾型のＬＥＤを用いて基板に配設してもよい。また、発光素子の配設個数には特段制限はない。回路パターン領域とは、発光素子が配設され、配線が施された電気的導電性を有する領域を意味する。
【０００７】
基板には、いわゆる熱伝導性を有する金属基板やセラミック基板、また、ガラスエポキシ基板に銅箔等を挟んだ基板が適用できる。基板を包囲とは、例えば、光源ユニットの使用状態において、基板の側周囲がそのまま露出することなく、外部から視認し難いようにカバーする場合等を含み、要は、機能部品等を見え難くして外観デザインの向上を図る主旨である。基板に面接触して熱的に結合されるとは、基板に化粧カバーが直接的に接触するのみならず、間接的に接触する場合も許容する。例えば、基板と化粧カバーとの間に、熱伝導性の良好な部材を介在させたり、接着剤を介在させたりしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、基板の裏面側の熱伝導層と放熱体とが熱的に接続しているので、光源ユニットとしての放熱性を向上し、単体の光源ユニットが熱による不具合を生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源ユニットを示す斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図５】同じく斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図７】同第３の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図８】同第４の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図９】同第５の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１０】同じく第５の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１１】同第６の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１２】同じく第６の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１３】同第７の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図１４】同じく第７の実施形態に係る光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である（実施例１）。
【図１５】同じく第７の実施形態に係る光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である（実施例２）。
【図１６】同第８の実施形態に係る光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態に係る光源ユニットについて図１乃至図３を参照して説明する。図１は、光源ユニットを示す斜視図、図２は、同平面図、図３（ａ）は、同断面図、（ｂ）は、基板を取出して示す断面図である。図１及び図２において、光源ユニット１は、外観上、縦・横約７０ｍｍ、高さ約２５ｍｍの略直方体形状をなし、光源となる発光素子が配設された基板２と、化粧カバー３と、放熱部材４及び反射体５とを備えている。
【００１１】
基板２には、発光素子としてＬＥＤチップ６・・・がチップ・オン・ボード方式で実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ６・・・を基板２の表面上に、所定の間隔をおいてマトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。なお、ＬＥＤチップ６・・・の配設個数は、製品仕様、設計に応じ適宜決定すればよい。
【００１２】
図３に示すように、基板２は、ベース板２ａ、電気絶縁層２ｂ及び回路パターン層から構成されている。熱伝導層であるベース板２ａは、金属、例えば、熱伝導性が良好で放熱性に優れたアルミニウム製の略正方形の平板からなる。ベース板２ａの一面には、エポキシ樹脂等からなる合成樹脂製の電気絶縁層２ｂが形成されている。電気絶縁層２ｂの上には、回路パターン層が形成されている。回路パターン層は、ＬＥＤチップ６・・・に電源からの電力を供給するために、銅箔等の導電性の材料で形成されている。基板２のベース板２ａは、金属又は絶縁材で構成でき、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００１３】
また、基板２のＬＥＤチップ６・・・が実装されている表面側であって、基板２の周縁側には点灯回路が配設され、点灯回路部品７が実装されている。点灯回路部品７は、コンデンサ、抵抗素子やスイッチング素子等の部品であり、ＬＥＤチップ６・・・を点灯制御するものである。
【００１４】
側面金属部を形成する化粧カバー３は、光源ユニット１の外観を構成するもので、アルミニウム製であり、概略直方体で、短筒状をなしている。化粧カバー３の外周面の全周には、放熱面積の増大のため、放熱フィン３ａが一体的に形成されている。この放熱フィン３ａは、横方向、つまり、水平方向に形成されており、したがって、当該方向に溝を形成している。また、化粧カバー３の外周面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。そして、化粧カバー３の内周面には、基板２の少なくとも表面側と面接触する、すなわち、基板２のベース板２ａの表面側であって、その周縁部と面接触する当接部３ｂが形成されている。さらに、化粧カバー３の開口端側には、内周方向に向かうフランジ３ｃが形成されている。
【００１５】
平板状金属部を形成する放熱部材４は、アルミニウム製であり、略正方形の平板状に形成されている。この放熱部材４は、基板２の裏面側、すなわち、基板２のベース板２ａの裏面側と面接触するように構成されている。なお、この面接触は、全面的な接触ではなく、部分的な接触であってもよい。
【００１６】
反射体５は、アルミニウム製であり、概略直方体で、筒状をなし、外周面の全周には、放熱面積の増大のため、放熱フィン５ａ・・・が前記化粧カバー３の放熱フィン３ａと連続するように水平方向に形成されており、当該方向に溝を形成している。一方、反射体５の内周面は、照射開口部５ｂ方向に拡開した傾斜状の反射面５ｃをなしており、所望の配光特性を得、グレアを防止するため、その傾斜角度が調整されている。また、反射体５の内外周面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。なお、前記化粧カバー３、放熱部材４及び反射体５の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。
【００１７】
次に、図３を参照して、基板２、化粧カバー３、放熱部材４及び反射体５の組立て状態について説明する。放熱部材４の上面には、基板２のベース板２ａの裏面側が面接触して熱的に結合し配置されている。なお、この放熱部材４の上面とベース板２ａの裏面側との間に接着剤を介在させ結合するようにしてもよい。この場合、接着剤には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。
【００１８】
化粧カバー３は、当接部３ｂが基板２のベース板２ａの表面側に面接触して熱的に結合し配置されるとともに、その階段状部３ｄがベース板２ａの側面部、放熱部材４の周縁部に接触するように配置されている。また、基板２の周縁側に実装されている点灯回路部品７は、フランジ３ｃによって覆われるようにカバーされている。そして、反射体５は、化粧カバー３の上面に面接触して配置され、これら放熱部材４、化粧カバー３及び反射体５は、これらに形成されたねじ貫通孔に放熱部材４の裏側からねじ込まれるねじ８によって共締めされ結合されている。この状態では、基板２は、放熱部材４と化粧カバー３との間に挟持されて固定されることとなる。また、化粧カバー３は、基板２を包囲するようにカバーしており、基板２の側周囲を外部から見え難くしているとともに、光源ユニット１としての外観デザインを向上する役目を果たしている。
【００１９】
以上のように構成された光源ユニット１の作用について説明する。光源ユニット１に通電が行われると、基板２に電力が供給され点灯回路が動作してＬＥＤチップ６・・・が発光する。ＬＥＤチップ６・・・から出射された光の多くは化粧カバー３の開口端側を通過し、反射体５の照射開口部５ｂから直接前方に照射され、一部の光は反射板５の反射面５ｃに反射されて前方に照射される。ここで、点灯回路部品７は、フランジ３ｃによってカバーされているので、前方から視認した場合、ＬＥＤチップ６・・・が配設された発光する部分と、点灯回路部品７が配設された発光しない部分との明暗差を感じることがなく、視覚デザイン的に良好な状態となる。
【００２０】
一方、これに伴いＬＥＤチップ６・・・から発生する熱は、主として、基板２のベース板２ａの裏面の略全面から放熱部材４へ伝わる。さらに、当該熱は、ベース板２ａの表面側から化粧カバー３の当接部３ｂを経由して化粧カバー３へと伝導され放熱される。このように、基板２の表裏両面から面接触により熱伝導され、放熱されるので、放熱効果を向上でき、基板２の温度上昇を抑制することが可能となる。換言すれば、基板２の表裏両面から放熱されるので、これにより放熱機能を充足でき、光源ユニット１としての放熱が完結できる。加えて、化粧カバー３は、ベース板２ａの側面部、放熱部材４の周縁部に接触しているので、この部分においても熱伝導がなされ、さらに、化粧カバー３から反射体５へ熱伝導がなされ放熱が促進される。また、化粧カバー３及び反射体５には、その外周面の表面積を大きくする放熱フィン３ａ、５ａ・・・が形成されているので、ここにおいても効率よく放熱される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板２の温度上昇を抑制することができる。また、同時に点灯回路から発生する熱も放熱される。
【００２１】
以上のように本実施形態によれば、基板２の表裏両面から放熱されるので、これにより放熱機能を充足でき、光源ユニット１単体で高い放熱性を有するので、単体の光源ユニット１が熱による不具合を生じることを抑制できる。また、光源ユニット１単体としての放熱を完結することが可能となり、独立して光源ユニット１を構成できる。化粧カバー３は、基板２の側面部及び放熱部材４の周縁部に接触しているので、この部分においても放熱が促進される。さらに、化粧カバー３から反射体５へ熱伝導、また、放熱フィン３ａ、５ａ・・・によって効率よく放熱できる。さらにまた、点灯回路部品７は、化粧カバー３のフランジ３ｃによってカバーされているので、視覚デザイン的に良好な状態となる。
【００２２】
なお、反射体５はＡＢＳ樹脂等で形成してもよく、また、本実施形態では、反射体５を備えたものについて説明したが、本発明の光源ユニット１にとって反射体５を備えることは必須ではなく、反射体５は、必要に応じて設ければよい。さらに、基板２の周縁側に実装されている点灯回路部品７をフランジ３ｃによってカバーすることも必須ではない。また、点灯回路は、基板２の電気絶縁層２ｂ内に封止配設することや光源ユニット１の外部に設けることをも許容する。さらにまた、本実施形態では、化粧カバー３の当接部３ｂが基板２のベース板２ａの表面側に面接触する構成について説明したが、当接部３ｂが基板２の電気絶縁層２ｂに面接触し熱伝導が行われ、放熱する構成をも許容する。要は、基板２の表面側と面接触し、熱伝導、放熱が行われればよい。
【００２３】
次に、本発明の照明装置の実施形態について図４及び図５の斜視図を参照して説明する。
【００２４】
（実施例１）図４において、この照明装置は、天井面に取付けられて使用するいわゆる、ベース照明装置１０を示している。ベース照明装置１０は、ベース１１と、このベース１１に配設された複数の光源ユニット１・・・とを備えている。ベース１１は、アルミニウム製であり、一辺を約２５０ｍｍとする略正方形の平板状に形作られている。光源ユニット１は、ベース１１面に縦３個×横３個の合計９個が相互に所定の間隔（約１０ｍｍ）を空けてマトリクス状に配設されている。
【００２５】
（実施例２）図５に示す照明装置１０は、実施例１に対し、光源ユニット１の個数、配設方法を変更したものである。直角状に折曲されたベース１１面に光源ユニット１を５個所定の間隔（約１０ｍｍ）を空けて配設している。
【００２６】
なお、ベース１１の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。また、照明装置１０を構成するにあたって、ベース１１を用いることなく、天井面に直付けの形式で光源ユニット１・・・を配設してもよい。この場合は、複数の光源ユニット１・・・の集合体が照明装置１０を構成することとなる。
【００２７】
上記のような照明装置の構成によれば、各光源ユニット１の放熱が行われる一方、各光源ユニット１は、相互に所定の間隔を空けて配設されているため、この間隔が連通して放熱流通路１２が形成されるようになっている。具体的には、各光源ユニット１間の間隔が相互に連通状態となって放熱流通路１２を形成している。したがって、個々の光源ユニット１の放熱はもとより、この放熱流通路１２によっても、この流通路１２に沿った放熱気流の流れが促進され、一層放熱効果が高まる。また、放熱フィン３ａ、５ａ・・・がベース１１面に対し、水平方向に形成されているので、この構成によっても放熱気流の流れが助長される。
【００２８】
以上のように本実施形態によれば、光源ユニット１単体で高い放熱性を有するので、単体の光源ユニット１が熱による不具合を生じることを抑制でき、また、光源ユニット１単体としての放熱を完結することも可能で独立して光源ユニット１を構成できるので、この複数の光源ユニット１をベース１１又は天井面等に、実施例１及び実施例２に示したように任意に配設することができ、光源ユニット１として共通化が可能である。したがって、品種の異なる照明装置を設計する際の放熱設計の簡素化が期待できる。さらに、大きさの異なるベース１１を数種類用意して、これらベース１１に対応して光源ユニット１の配設個数を変えて、用途に応じた構成とし、多品種、多様化を図ることも可能であり、組合せの自由度が広がり、商品性の向上を期待できるものである。また、光源ユニット１の構成と、ベース１１への光源ユニット１の配設の仕方との双方の構成により、発光素子が配設された基板２の温度上昇を効果的に抑制できるものであり、これにより、多くの光源ユニット１をベース１１に配設することが可能になるので、高出力の照明装置を実現し易くなる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光源ユニットについて図６を参照して説明する。図６は、光源ユニットを示す断面図である。なお、以降の各実施形態において、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、その重複した説明は省略する。本実施形態では、反射体５をＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で形成したものであり、放熱フィンは設けられていない。そして、その反射面５ｃには反射効率を上げるため、クロムめっきが施されている。したがって、基板２の熱は、主として、基板２のベース板２ａの裏面の略全面から放熱部材４へ伝わり、さらに、ベース板２ａの表面側から化粧カバー３の当接部３ｂを経由して放熱される。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、基板２の表裏両面から放熱できるので、光源ユニット１単体としての放熱を完結することが可能となり、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施形態に係る光源ユニットについて図７を参照して説明する。図３（ａ）は、光源ユニットを示す断面図、（ｂ）は、基板を取出して示す断面図である。本実施形態では、反射体５をＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で形成したものであり、第１の実施形態とは、基板２の構成が異なる。基板２は、ベース板２ａ、電気絶縁層２ｂ及び回路パターン層から構成されているが、ベース板２ａの周縁に起立壁２ａ-1が形成されている。したがって、この起立壁２ａ-1によりベース板２ａには凹部２ａ-2が形成され、この凹部２ａ-2に電気絶縁層２ｂが形成されている。光源ユニット１には、このような基板２を適用することもできる。この場合、化粧カバー３の当接部３ｂは、起立壁２ａ-1の上面に接触し、熱伝導が行われる。
【００３２】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３３】
次に、本発明の第４の実施形態に係る光源ユニットについて図８を参照して説明する。図８は、光源ユニットを示す断面図である。本実施形態においては、図８（ａ）は、反射体５を備えていない形式の光源ユニット１を示している。反射体５を備えていない場合にも光源ユニット１として成立し得る。勿論、適宜反射体５を付加することを妨げるものではない。図８（ｂ）は、化粧カバー３のフランジ３ｃを備えていない形式の光源ユニット１を示している。
【００３４】
本実施形態によっても、基板２の表裏両面から放熱できるので、光源ユニット１単体としての放熱を完結することが可能となり、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３５】
本発明の第５の実施形態に係る光源ユニットについて図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０は、光源ユニットの右半分を断面して示す側面図である。本実施形態では、図９に示すように、化粧カバー３と反射体５とを一体的に熱伝導性のアルミニウム等で構成しているものである。換言すれば、化粧カバー３-1が反射体をも兼用しているものである。また、放熱部材４の外周部を延出して延出部４ｅを構成している。この延出部４ｅは、光源ユニット１のベース１１等への取付けに利用することが可能である。図１０に示すものは、反射体５にその傾斜状に沿った反射板５-1を取付けたものである。反射板５-1は、ＡＢＳ樹脂からなり、反射効率を上げるため、表面の反射面にはクロムめっきが施されている。
【００３６】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３７】
次に、本発明の第６の実施形態に係る光源ユニットについて図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、光源ユニットの右半分を断面して示す側面図である。本実施形態では、熱伝導性のアルミニウム製等の化粧カバー３と反射体５とを別体に構成したものであり、反射体５にその傾斜状に沿った反射板５-1を取付けたものである。そして、図１１に示すものは、化粧カバー３にフランジ３ｃを設けているのに対し、図１２に示すものは、化粧カバー３にフランジ３ｃを設けず、フランジの役目を反射体５の照射開口部５ｂと反対側の端縁５ｄで担うものである。
【００３８】
本実施形態によっても、基板２の表裏両面から放熱できるので、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３９】
次に、本発明の第７の実施形態に係る光源ユニットについて図１３乃至図１５を参照して、基板の詳細構造を示しながら説明する。図１３は、光源ユニットを示す断面図、図１４は、実施例１の光源ユニットの一部を拡大して示す断面図、図１５は、実施例２の光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である。
【００４０】
本実施形態は、基本的には、第１の実施形態における光源ユニットと同様な構成である。図１３に示すように、基板２には、複数のＬＥＤチップ６・・・がマトリクス状にチップ・オン・ボード方式で実装されている。基板２は、熱伝導層としてのベース板２ａ、電気絶縁層及び回路パターン層から構成されており、また、基板２の表面上には、その周縁に沿って樹脂製枠体２ｄが固着されている。
【００４１】
複数のＬＥＤチップ６・・・が配設された樹脂製枠体２ｄ内には、コーティング材である封止部材２ｅが形成されている。封止部材２ｅは、ＬＥＤチップ６・・・等の保護のため、外気から遮断して封止するもので、熱硬化性のエポキシ系やシリコーン系の透明又は半透明の透光性樹脂が用いられる。そして、必要に応じこれらの樹脂に蛍光体を混練したものが使用される。本実施形態では、ＬＥＤチップ６・・・の青色発光により励起されて黄色に発光する蛍光体を用いており、この場合、黄色発光と青色発光とが合成されて白色光を放射するようになっている。
【００４２】
そして、化粧カバー３の内周面には、基板２の少なくとも表面側と面接触する当接部３ｂが形成されている。この当接部３ｂは、基板２におけるＬＥＤチップ６・・・が電気的に接続されて配設された領域、換言すれば、回路パターン領域の周囲に電気的に絶縁されて面接触するようになっている。
【００４３】
（実施例１）図１４に示すように、熱伝導層としてのベース板２ａは、熱伝導性が良好で放熱性に優れたアルミニウム製の平板からなる。板厚寸法は、約１ｍｍである。このベース板２ａの一面には、エポキシ樹脂等からなる合成樹脂製の電気絶縁層２ｂが約８０μｍの厚さ寸法で形成されている。さらに、電気絶縁層２ｂの上には、ＬＥＤチップ６・・・の配線のための回路パターン領域を構成する回路パターン層２ｃが周縁部、すなわち、周囲を残して形成されている。この回路パターン層２ｃが周囲を残して形成されているのは、化粧カバー３の当接部３ｂを回路パターン領域と絶縁性を確保して基板２に当接させるためである。回路パターン層２ｃは、ＬＥＤチップ６・・・に電源からの電力を供給するため銅箔等の導電性の材料にＮｉ及びＡｇのめっき処理を施して形成されている。具体的には、銅箔等の厚さ寸法は、約３５μｍであり、この上に厚さ寸法３．０〜５．０μｍのＮｉめっき処理が施され、さらに、その上に厚さ寸法０．３〜０．７μｍのＡｇめっき処理が施されている。
【００４４】
ＬＥＤチップ６・・・は、基板２の回路パターン層２ｃ上にシリコーン樹脂系の接着剤を用いて接着されている。ＬＥＤチップ６・・・は、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。これら、電極は、ボンディングワイヤ６ａにより回路パターン層２ｃに電気的に接続されている。ボンディングワイヤ６ａは、金線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤチップ６・・・の損傷低減のためＡｕを主成分とするバンプを介して接続されている。
【００４５】
このような構成によれば、化粧カバー３の当接部３ｂは、基板２の表面側であって、回路パターン領域の周囲に当接される。具体的には、ベース板２ａの周囲と電気絶縁層２ｂを介して熱的に結合される。したがって、上記各実施形態と同様に、複数のＬＥＤチップ６・・・から発生する熱は、主として、基板２のベース板２ａの裏面の略全面から放熱部材４へ伝わり、さらに、当該熱は、ＬＥＤチップ６・・・が配設された中央部の回路パターン領域から外周方向の領域へ拡散して周囲に伝導され、化粧カバー３の当接部３ｂを経由して化粧カバー３へと伝導され放熱される。このように、基板２の表裏両面から放熱されるので、光源ユニット１としての放熱効果を向上することができる。また、この場合、化粧カバー３の当接部３ｂは、基板２の周囲に当接されるようになっているので、回路パターン領域との電気的絶縁性の確保が容易となる。
【００４６】
以上のように本実施例によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができ、回路パターン領域との電気的絶縁性を確保しつつ、放熱効果を高めることができる。
【００４７】
（実施例２）図１５に示すように、本実施例では、基板２におけるベース板２ａの一面に、電気絶縁層２ｂ及び回路パターン領域を構成する回路パターン層２ｃを周囲を残して形成したものである。したがって、ベース板２ａの周囲は、表面側に露出しており、化粧カバー３の当接部３ｂは、ベース板２ａの周囲と直接的に熱的に結合される。
【００４８】
以上のように本実施例によっても実施例１と同様な効果を奏することができる。また、化粧カバー３の当接部３は、ベース板２ａと直接的に熱的に結合されるので、効率よく熱伝導が行なわれる。なお、当接部３とベース板２ａとの間に接着剤を介在させることを妨げるものではない。
【００４９】
次に、本発明の第８の実施形態に係る光源ユニットについて図１６を参照して説明する。図１６は、第７の実施形態と同様に、光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である。本実施形態は、前記第７の実施形態とは、基板２の構成が異なるものである。概略的には、ガラスエポキシ基板に熱伝導性の良好な銅箔等を挟んで構成し、熱伝導性を確保するものである。図に示すように、基板２の表面側及び裏面側は、ガラスエポキシ樹脂からなる電気絶縁層２ｂが形成されており、表面側の電気絶縁層２ｂには、回路パターン層２ｃが形成され、その上にＬＥＤチップ６・・・が配設されている。そして、電気絶縁層２ｂ間には、銅箔等の熱伝導層２ｆが介在して形成されている。
【００５０】
以上のように本実施形態によれば、複数のＬＥＤチップ６・・・から発生する熱は、ＬＥＤチップ６・・・が配設された中央部の回路パターン領域から、主として熱伝導層２ｆを伝導し、外周方向の領域へ拡散して周囲に伝導され、化粧カバー３の当接部３ｂを経由して化粧カバー３へと伝導され放熱される。したがって、第１の実施形態と同様な効果を奏することができ、回路パターン領域との電気的絶縁性を確保しつつ、放熱効果を高めることができる。
【００５１】
なお、第７の実施形態の実施例２と同様に、銅箔等の熱伝導層２ｆの周囲を表面側に露出させ、化粧カバー３の当接部３ｂと、熱伝導層２ｆの周囲とが直接的に熱的に結合されるようにしてもよい。
【００５２】
本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。本発明は、熱伝導性を有する基板の表面側に熱伝導性の化粧カバーを熱的に結合させたものであり、基板の裏面側に放熱部材を設けることが好ましいが、放熱部材は必ずしも必要ではない。また、基板は、熱伝導性を確保するために、セラミック基板等を適用してもよい。さらに、光源ユニットの照射開口部に乳白色等の透光性カバーを設けるようにしてもよい。さらにまた、放熱フィンは、ベース面に対して、水平、垂直あるいは斜め方向に形成してもよく、階段状に形成してもよく、形成方向、形状には限定されない。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・光源ユニット、 ２・・・基板、 ３・・・化粧カバー、４・・・放熱部材、６・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、１０・・・照明装置、１２・・・放熱流通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた光源ユニット及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光出力の低下、特性の変動とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする光源ユニットでは、寿命、効率の諸特性を改善するために発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。従来、この種、照明装置において、基体に複数のＬＥＤを集合して配設し、各ＬＥＤの放熱が十分に行われて温度上昇が抑制されるように、基体に多数の貫通孔を形成したものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９５６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にはＬＥＤの熱を放熱し、温度上昇を抑制する構成は示されてはいるものの、この形態を実際に光源ユニットや照明装置として商品化するには、その放熱構造、外観及び機能等において満足できるものではない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、放熱効果を向上し、独立して光源ユニットとして構成でき、また、この光源ユニットを複数所望の態様で配設することにより多様化が可能となる光源ユニット及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ、無機ＥＬ等である。発光素子の配設は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、配設方式は特に限定されず、例えば、砲弾型のＬＥＤを用いて基板に配設してもよい。また、発光素子の配設個数には特段制限はない。回路パターン領域とは、発光素子が配設され、配線が施された電気的導電性を有する領域を意味する。
【０００７】
基板には、いわゆる熱伝導性を有する金属基板やセラミック基板、また、ガラスエポキシ基板に銅箔等を挟んだ基板が適用できる。基板を包囲とは、例えば、光源ユニットの使用状態において、基板の側周囲がそのまま露出することなく、外部から視認し難いようにカバーする場合等を含み、要は、機能部品等を見え難くして外観デザインの向上を図る主旨である。基板に面接触して熱的に結合されるとは、基板に化粧カバーが直接的に接触するのみならず、間接的に接触する場合も許容する。例えば、基板と化粧カバーとの間に、熱伝導性の良好な部材を介在させたり、接着剤を介在させたりしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、基板の裏面側の熱伝導層と放熱体とが熱的に接続しているので、光源ユニットとしての放熱性を向上し、単体の光源ユニットが熱による不具合を生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源ユニットを示す斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図５】同じく斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図７】同第３の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図８】同第４の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図９】同第５の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１０】同じく第５の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１１】同第６の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１２】同じく第６の実施形態に係る光源ユニットを示す側面図である。
【図１３】同第７の実施形態に係る光源ユニットを示す断面図である。
【図１４】同じく第７の実施形態に係る光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である（実施例１）。
【図１５】同じく第７の実施形態に係る光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である（実施例２）。
【図１６】同第８の実施形態に係る光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態に係る光源ユニットについて図１乃至図３を参照して説明する。図１は、光源ユニットを示す斜視図、図２は、同平面図、図３（ａ）は、同断面図、（ｂ）は、基板を取出して示す断面図である。図１及び図２において、光源ユニット１は、外観上、縦・横約７０ｍｍ、高さ約２５ｍｍの略直方体形状をなし、光源となる発光素子が配設された基板２と、化粧カバー３と、放熱部材４及び反射体５とを備えている。
【００１１】
基板２には、発光素子としてＬＥＤチップ６・・・がチップ・オン・ボード方式で実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ６・・・を基板２の表面上に、所定の間隔をおいてマトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。なお、ＬＥＤチップ６・・・の配設個数は、製品仕様、設計に応じ適宜決定すればよい。
【００１２】
図３に示すように、基板２は、ベース板２ａ、電気絶縁層２ｂ及び回路パターン層から構成されている。熱伝導層であるベース板２ａは、金属、例えば、熱伝導性が良好で放熱性に優れたアルミニウム製の略正方形の平板からなる。ベース板２ａの一面には、エポキシ樹脂等からなる合成樹脂製の電気絶縁層２ｂが形成されている。電気絶縁層２ｂの上には、回路パターン層が形成されている。回路パターン層は、ＬＥＤチップ６・・・に電源からの電力を供給するために、銅箔等の導電性の材料で形成されている。基板２のベース板２ａは、金属又は絶縁材で構成でき、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００１３】
また、基板２のＬＥＤチップ６・・・が実装されている表面側であって、基板２の周縁側には点灯回路が配設され、点灯回路部品７が実装されている。点灯回路部品７は、コンデンサ、抵抗素子やスイッチング素子等の部品であり、ＬＥＤチップ６・・・を点灯制御するものである。
【００１４】
側面金属部を形成する化粧カバー３は、光源ユニット１の外観を構成するもので、アルミニウム製であり、概略直方体で、短筒状をなしている。化粧カバー３の外周面の全周には、放熱面積の増大のため、放熱フィン３ａが一体的に形成されている。この放熱フィン３ａは、横方向、つまり、水平方向に形成されており、したがって、当該方向に溝を形成している。また、化粧カバー３の外周面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。そして、化粧カバー３の内周面には、基板２の少なくとも表面側と面接触する、すなわち、基板２のベース板２ａの表面側であって、その周縁部と面接触する当接部３ｂが形成されている。さらに、化粧カバー３の開口端側には、内周方向に向かうフランジ３ｃが形成されている。
【００１５】
平板状金属部を形成する放熱部材４は、アルミニウム製であり、略正方形の平板状に形成されている。この放熱部材４は、基板２の裏面側、すなわち、基板２のベース板２ａの裏面側と面接触するように構成されている。なお、この面接触は、全面的な接触ではなく、部分的な接触であってもよい。
【００１６】
反射体５は、アルミニウム製であり、概略直方体で、筒状をなし、外周面の全周には、放熱面積の増大のため、放熱フィン５ａ・・・が前記化粧カバー３の放熱フィン３ａと連続するように水平方向に形成されており、当該方向に溝を形成している。一方、反射体５の内周面は、照射開口部５ｂ方向に拡開した傾斜状の反射面５ｃをなしており、所望の配光特性を得、グレアを防止するため、その傾斜角度が調整されている。また、反射体５の内外周面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。なお、前記化粧カバー３、放熱部材４及び反射体５の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。
【００１７】
次に、図３を参照して、基板２、化粧カバー３、放熱部材４及び反射体５の組立て状態について説明する。放熱部材４の上面には、基板２のベース板２ａの裏面側が面接触して熱的に結合し配置されている。なお、この放熱部材４の上面とベース板２ａの裏面側との間に接着剤を介在させ結合するようにしてもよい。この場合、接着剤には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。
【００１８】
化粧カバー３は、当接部３ｂが基板２のベース板２ａの表面側に面接触して熱的に結合し配置されるとともに、その階段状部３ｄがベース板２ａの側面部、放熱部材４の周縁部に接触するように配置されている。また、基板２の周縁側に実装されている点灯回路部品７は、フランジ３ｃによって覆われるようにカバーされている。そして、反射体５は、化粧カバー３の上面に面接触して配置され、これら放熱部材４、化粧カバー３及び反射体５は、これらに形成されたねじ貫通孔に放熱部材４の裏側からねじ込まれるねじ８によって共締めされ結合されている。この状態では、基板２は、放熱部材４と化粧カバー３との間に挟持されて固定されることとなる。また、化粧カバー３は、基板２を包囲するようにカバーしており、基板２の側周囲を外部から見え難くしているとともに、光源ユニット１としての外観デザインを向上する役目を果たしている。
【００１９】
以上のように構成された光源ユニット１の作用について説明する。光源ユニット１に通電が行われると、基板２に電力が供給され点灯回路が動作してＬＥＤチップ６・・・が発光する。ＬＥＤチップ６・・・から出射された光の多くは化粧カバー３の開口端側を通過し、反射体５の照射開口部５ｂから直接前方に照射され、一部の光は反射板５の反射面５ｃに反射されて前方に照射される。ここで、点灯回路部品７は、フランジ３ｃによってカバーされているので、前方から視認した場合、ＬＥＤチップ６・・・が配設された発光する部分と、点灯回路部品７が配設された発光しない部分との明暗差を感じることがなく、視覚デザイン的に良好な状態となる。
【００２０】
一方、これに伴いＬＥＤチップ６・・・から発生する熱は、主として、基板２のベース板２ａの裏面の略全面から放熱部材４へ伝わる。さらに、当該熱は、ベース板２ａの表面側から化粧カバー３の当接部３ｂを経由して化粧カバー３へと伝導され放熱される。このように、基板２の表裏両面から面接触により熱伝導され、放熱されるので、放熱効果を向上でき、基板２の温度上昇を抑制することが可能となる。換言すれば、基板２の表裏両面から放熱されるので、これにより放熱機能を充足でき、光源ユニット１としての放熱が完結できる。加えて、化粧カバー３は、ベース板２ａの側面部、放熱部材４の周縁部に接触しているので、この部分においても熱伝導がなされ、さらに、化粧カバー３から反射体５へ熱伝導がなされ放熱が促進される。また、化粧カバー３及び反射体５には、その外周面の表面積を大きくする放熱フィン３ａ、５ａ・・・が形成されているので、ここにおいても効率よく放熱される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板２の温度上昇を抑制することができる。また、同時に点灯回路から発生する熱も放熱される。
【００２１】
以上のように本実施形態によれば、基板２の表裏両面から放熱されるので、これにより放熱機能を充足でき、光源ユニット１単体で高い放熱性を有するので、単体の光源ユニット１が熱による不具合を生じることを抑制できる。また、光源ユニット１単体としての放熱を完結することが可能となり、独立して光源ユニット１を構成できる。化粧カバー３は、基板２の側面部及び放熱部材４の周縁部に接触しているので、この部分においても放熱が促進される。さらに、化粧カバー３から反射体５へ熱伝導、また、放熱フィン３ａ、５ａ・・・によって効率よく放熱できる。さらにまた、点灯回路部品７は、化粧カバー３のフランジ３ｃによってカバーされているので、視覚デザイン的に良好な状態となる。
【００２２】
なお、反射体５はＡＢＳ樹脂等で形成してもよく、また、本実施形態では、反射体５を備えたものについて説明したが、本発明の光源ユニット１にとって反射体５を備えることは必須ではなく、反射体５は、必要に応じて設ければよい。さらに、基板２の周縁側に実装されている点灯回路部品７をフランジ３ｃによってカバーすることも必須ではない。また、点灯回路は、基板２の電気絶縁層２ｂ内に封止配設することや光源ユニット１の外部に設けることをも許容する。さらにまた、本実施形態では、化粧カバー３の当接部３ｂが基板２のベース板２ａの表面側に面接触する構成について説明したが、当接部３ｂが基板２の電気絶縁層２ｂに面接触し熱伝導が行われ、放熱する構成をも許容する。要は、基板２の表面側と面接触し、熱伝導、放熱が行われればよい。
【００２３】
次に、本発明の照明装置の実施形態について図４及び図５の斜視図を参照して説明する。
【００２４】
（実施例１）図４において、この照明装置は、天井面に取付けられて使用するいわゆる、ベース照明装置１０を示している。ベース照明装置１０は、ベース１１と、このベース１１に配設された複数の光源ユニット１・・・とを備えている。ベース１１は、アルミニウム製であり、一辺を約２５０ｍｍとする略正方形の平板状に形作られている。光源ユニット１は、ベース１１面に縦３個×横３個の合計９個が相互に所定の間隔（約１０ｍｍ）を空けてマトリクス状に配設されている。
【００２５】
（実施例２）図５に示す照明装置１０は、実施例１に対し、光源ユニット１の個数、配設方法を変更したものである。直角状に折曲されたベース１１面に光源ユニット１を５個所定の間隔（約１０ｍｍ）を空けて配設している。
【００２６】
なお、ベース１１の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。また、照明装置１０を構成するにあたって、ベース１１を用いることなく、天井面に直付けの形式で光源ユニット１・・・を配設してもよい。この場合は、複数の光源ユニット１・・・の集合体が照明装置１０を構成することとなる。
【００２７】
上記のような照明装置の構成によれば、各光源ユニット１の放熱が行われる一方、各光源ユニット１は、相互に所定の間隔を空けて配設されているため、この間隔が連通して放熱流通路１２が形成されるようになっている。具体的には、各光源ユニット１間の間隔が相互に連通状態となって放熱流通路１２を形成している。したがって、個々の光源ユニット１の放熱はもとより、この放熱流通路１２によっても、この流通路１２に沿った放熱気流の流れが促進され、一層放熱効果が高まる。また、放熱フィン３ａ、５ａ・・・がベース１１面に対し、水平方向に形成されているので、この構成によっても放熱気流の流れが助長される。
【００２８】
以上のように本実施形態によれば、光源ユニット１単体で高い放熱性を有するので、単体の光源ユニット１が熱による不具合を生じることを抑制でき、また、光源ユニット１単体としての放熱を完結することも可能で独立して光源ユニット１を構成できるので、この複数の光源ユニット１をベース１１又は天井面等に、実施例１及び実施例２に示したように任意に配設することができ、光源ユニット１として共通化が可能である。したがって、品種の異なる照明装置を設計する際の放熱設計の簡素化が期待できる。さらに、大きさの異なるベース１１を数種類用意して、これらベース１１に対応して光源ユニット１の配設個数を変えて、用途に応じた構成とし、多品種、多様化を図ることも可能であり、組合せの自由度が広がり、商品性の向上を期待できるものである。また、光源ユニット１の構成と、ベース１１への光源ユニット１の配設の仕方との双方の構成により、発光素子が配設された基板２の温度上昇を効果的に抑制できるものであり、これにより、多くの光源ユニット１をベース１１に配設することが可能になるので、高出力の照明装置を実現し易くなる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光源ユニットについて図６を参照して説明する。図６は、光源ユニットを示す断面図である。なお、以降の各実施形態において、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、その重複した説明は省略する。本実施形態では、反射体５をＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で形成したものであり、放熱フィンは設けられていない。そして、その反射面５ｃには反射効率を上げるため、クロムめっきが施されている。したがって、基板２の熱は、主として、基板２のベース板２ａの裏面の略全面から放熱部材４へ伝わり、さらに、ベース板２ａの表面側から化粧カバー３の当接部３ｂを経由して放熱される。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、基板２の表裏両面から放熱できるので、光源ユニット１単体としての放熱を完結することが可能となり、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施形態に係る光源ユニットについて図７を参照して説明する。図３（ａ）は、光源ユニットを示す断面図、（ｂ）は、基板を取出して示す断面図である。本実施形態では、反射体５をＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で形成したものであり、第１の実施形態とは、基板２の構成が異なる。基板２は、ベース板２ａ、電気絶縁層２ｂ及び回路パターン層から構成されているが、ベース板２ａの周縁に起立壁２ａ-1が形成されている。したがって、この起立壁２ａ-1によりベース板２ａには凹部２ａ-2が形成され、この凹部２ａ-2に電気絶縁層２ｂが形成されている。光源ユニット１には、このような基板２を適用することもできる。この場合、化粧カバー３の当接部３ｂは、起立壁２ａ-1の上面に接触し、熱伝導が行われる。
【００３２】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３３】
次に、本発明の第４の実施形態に係る光源ユニットについて図８を参照して説明する。図８は、光源ユニットを示す断面図である。本実施形態においては、図８（ａ）は、反射体５を備えていない形式の光源ユニット１を示している。反射体５を備えていない場合にも光源ユニット１として成立し得る。勿論、適宜反射体５を付加することを妨げるものではない。図８（ｂ）は、化粧カバー３のフランジ３ｃを備えていない形式の光源ユニット１を示している。
【００３４】
本実施形態によっても、基板２の表裏両面から放熱できるので、光源ユニット１単体としての放熱を完結することが可能となり、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３５】
本発明の第５の実施形態に係る光源ユニットについて図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０は、光源ユニットの右半分を断面して示す側面図である。本実施形態では、図９に示すように、化粧カバー３と反射体５とを一体的に熱伝導性のアルミニウム等で構成しているものである。換言すれば、化粧カバー３-1が反射体をも兼用しているものである。また、放熱部材４の外周部を延出して延出部４ｅを構成している。この延出部４ｅは、光源ユニット１のベース１１等への取付けに利用することが可能である。図１０に示すものは、反射体５にその傾斜状に沿った反射板５-1を取付けたものである。反射板５-1は、ＡＢＳ樹脂からなり、反射効率を上げるため、表面の反射面にはクロムめっきが施されている。
【００３６】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３７】
次に、本発明の第６の実施形態に係る光源ユニットについて図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、光源ユニットの右半分を断面して示す側面図である。本実施形態では、熱伝導性のアルミニウム製等の化粧カバー３と反射体５とを別体に構成したものであり、反射体５にその傾斜状に沿った反射板５-1を取付けたものである。そして、図１１に示すものは、化粧カバー３にフランジ３ｃを設けているのに対し、図１２に示すものは、化粧カバー３にフランジ３ｃを設けず、フランジの役目を反射体５の照射開口部５ｂと反対側の端縁５ｄで担うものである。
【００３８】
本実施形態によっても、基板２の表裏両面から放熱できるので、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３９】
次に、本発明の第７の実施形態に係る光源ユニットについて図１３乃至図１５を参照して、基板の詳細構造を示しながら説明する。図１３は、光源ユニットを示す断面図、図１４は、実施例１の光源ユニットの一部を拡大して示す断面図、図１５は、実施例２の光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である。
【００４０】
本実施形態は、基本的には、第１の実施形態における光源ユニットと同様な構成である。図１３に示すように、基板２には、複数のＬＥＤチップ６・・・がマトリクス状にチップ・オン・ボード方式で実装されている。基板２は、熱伝導層としてのベース板２ａ、電気絶縁層及び回路パターン層から構成されており、また、基板２の表面上には、その周縁に沿って樹脂製枠体２ｄが固着されている。
【００４１】
複数のＬＥＤチップ６・・・が配設された樹脂製枠体２ｄ内には、コーティング材である封止部材２ｅが形成されている。封止部材２ｅは、ＬＥＤチップ６・・・等の保護のため、外気から遮断して封止するもので、熱硬化性のエポキシ系やシリコーン系の透明又は半透明の透光性樹脂が用いられる。そして、必要に応じこれらの樹脂に蛍光体を混練したものが使用される。本実施形態では、ＬＥＤチップ６・・・の青色発光により励起されて黄色に発光する蛍光体を用いており、この場合、黄色発光と青色発光とが合成されて白色光を放射するようになっている。
【００４２】
そして、化粧カバー３の内周面には、基板２の少なくとも表面側と面接触する当接部３ｂが形成されている。この当接部３ｂは、基板２におけるＬＥＤチップ６・・・が電気的に接続されて配設された領域、換言すれば、回路パターン領域の周囲に電気的に絶縁されて面接触するようになっている。
【００４３】
（実施例１）図１４に示すように、熱伝導層としてのベース板２ａは、熱伝導性が良好で放熱性に優れたアルミニウム製の平板からなる。板厚寸法は、約１ｍｍである。このベース板２ａの一面には、エポキシ樹脂等からなる合成樹脂製の電気絶縁層２ｂが約８０μｍの厚さ寸法で形成されている。さらに、電気絶縁層２ｂの上には、ＬＥＤチップ６・・・の配線のための回路パターン領域を構成する回路パターン層２ｃが周縁部、すなわち、周囲を残して形成されている。この回路パターン層２ｃが周囲を残して形成されているのは、化粧カバー３の当接部３ｂを回路パターン領域と絶縁性を確保して基板２に当接させるためである。回路パターン層２ｃは、ＬＥＤチップ６・・・に電源からの電力を供給するため銅箔等の導電性の材料にＮｉ及びＡｇのめっき処理を施して形成されている。具体的には、銅箔等の厚さ寸法は、約３５μｍであり、この上に厚さ寸法３．０〜５．０μｍのＮｉめっき処理が施され、さらに、その上に厚さ寸法０．３〜０．７μｍのＡｇめっき処理が施されている。
【００４４】
ＬＥＤチップ６・・・は、基板２の回路パターン層２ｃ上にシリコーン樹脂系の接着剤を用いて接着されている。ＬＥＤチップ６・・・は、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。これら、電極は、ボンディングワイヤ６ａにより回路パターン層２ｃに電気的に接続されている。ボンディングワイヤ６ａは、金線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤチップ６・・・の損傷低減のためＡｕを主成分とするバンプを介して接続されている。
【００４５】
このような構成によれば、化粧カバー３の当接部３ｂは、基板２の表面側であって、回路パターン領域の周囲に当接される。具体的には、ベース板２ａの周囲と電気絶縁層２ｂを介して熱的に結合される。したがって、上記各実施形態と同様に、複数のＬＥＤチップ６・・・から発生する熱は、主として、基板２のベース板２ａの裏面の略全面から放熱部材４へ伝わり、さらに、当該熱は、ＬＥＤチップ６・・・が配設された中央部の回路パターン領域から外周方向の領域へ拡散して周囲に伝導され、化粧カバー３の当接部３ｂを経由して化粧カバー３へと伝導され放熱される。このように、基板２の表裏両面から放熱されるので、光源ユニット１としての放熱効果を向上することができる。また、この場合、化粧カバー３の当接部３ｂは、基板２の周囲に当接されるようになっているので、回路パターン領域との電気的絶縁性の確保が容易となる。
【００４６】
以上のように本実施例によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができ、回路パターン領域との電気的絶縁性を確保しつつ、放熱効果を高めることができる。
【００４７】
（実施例２）図１５に示すように、本実施例では、基板２におけるベース板２ａの一面に、電気絶縁層２ｂ及び回路パターン領域を構成する回路パターン層２ｃを周囲を残して形成したものである。したがって、ベース板２ａの周囲は、表面側に露出しており、化粧カバー３の当接部３ｂは、ベース板２ａの周囲と直接的に熱的に結合される。
【００４８】
以上のように本実施例によっても実施例１と同様な効果を奏することができる。また、化粧カバー３の当接部３は、ベース板２ａと直接的に熱的に結合されるので、効率よく熱伝導が行なわれる。なお、当接部３とベース板２ａとの間に接着剤を介在させることを妨げるものではない。
【００４９】
次に、本発明の第８の実施形態に係る光源ユニットについて図１６を参照して説明する。図１６は、第７の実施形態と同様に、光源ユニットの一部を拡大して示す断面図である。本実施形態は、前記第７の実施形態とは、基板２の構成が異なるものである。概略的には、ガラスエポキシ基板に熱伝導性の良好な銅箔等を挟んで構成し、熱伝導性を確保するものである。図に示すように、基板２の表面側及び裏面側は、ガラスエポキシ樹脂からなる電気絶縁層２ｂが形成されており、表面側の電気絶縁層２ｂには、回路パターン層２ｃが形成され、その上にＬＥＤチップ６・・・が配設されている。そして、電気絶縁層２ｂ間には、銅箔等の熱伝導層２ｆが介在して形成されている。
【００５０】
以上のように本実施形態によれば、複数のＬＥＤチップ６・・・から発生する熱は、ＬＥＤチップ６・・・が配設された中央部の回路パターン領域から、主として熱伝導層２ｆを伝導し、外周方向の領域へ拡散して周囲に伝導され、化粧カバー３の当接部３ｂを経由して化粧カバー３へと伝導され放熱される。したがって、第１の実施形態と同様な効果を奏することができ、回路パターン領域との電気的絶縁性を確保しつつ、放熱効果を高めることができる。
【００５１】
なお、第７の実施形態の実施例２と同様に、銅箔等の熱伝導層２ｆの周囲を表面側に露出させ、化粧カバー３の当接部３ｂと、熱伝導層２ｆの周囲とが直接的に熱的に結合されるようにしてもよい。
【００５２】
本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。本発明は、熱伝導性を有する基板の表面側に熱伝導性の化粧カバーを熱的に結合させたものであり、基板の裏面側に放熱部材を設けることが好ましいが、放熱部材は必ずしも必要ではない。また、基板は、熱伝導性を確保するために、セラミック基板等を適用してもよい。さらに、光源ユニットの照射開口部に乳白色等の透光性カバーを設けるようにしてもよい。さらにまた、放熱フィンは、ベース面に対して、水平、垂直あるいは斜め方向に形成してもよく、階段状に形成してもよく、形成方向、形状には限定されない。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・光源ユニット、 ２・・・基板、 ３・・・化粧カバー、４・・・放熱部材、６・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、１０・・・照明装置、１２・・・放熱流通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が前面側に実装されるとともに、前記前面側に対して反対側である裏面側に熱伝導層を備える基板と；
前記熱伝導層と熱的に接続される前記基板の裏面側に設けられた平板状金属部と、前記基板の側面を覆うとともに外部に露出するように前記平板状金属部と熱的に結合されて設けられた側面金属部とを有する放熱体と；
を具備することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記側面金属部の外側面には基板の前面と平行である水平方向に溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項１】
複数の発光素子が前面側に実装されるとともに、前記前面側に対して反対側である裏面側に熱伝導層を備える基板と；
前記熱伝導層と熱的に接続される前記基板の裏面側に設けられた平板状金属部と、前記基板の側面を覆うとともに外部に露出するように前記平板状金属部と熱的に結合されて設けられた側面金属部とを有する放熱体と；
を具備することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記側面金属部の外側面には基板の前面と平行である水平方向に溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１０１９５１（Ｐ２０１３−１０１９５１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−４７５（Ｐ２０１３−４７５）
【出願日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【分割の表示】特願２００９−６１９１０（Ｐ２００９−６１９１０）の分割
【原出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【分割の表示】特願２００９−６１９１０（Ｐ２００９−６１９１０）の分割
【原出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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