植物育成用ＬＥＤ光源装置及び照明装置
【課題】光源基板全体を透明な防湿フィルムで脱気封止することによって、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな植物育成用ＬＥＤ光源を得ることができるようにする。
【解決手段】第１の基板の第１の面に形成された複数個の開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、複数個の開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された複数個の発光ダイオードのベアチップと、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、第１の基板は複合フィルムの袋の中に収容され、制御配線における端子部分に接続されていない側は複合フィルムの袋から外に延出し、複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されている。
【解決手段】第１の基板の第１の面に形成された複数個の開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、複数個の開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された複数個の発光ダイオードのベアチップと、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、第１の基板は複合フィルムの袋の中に収容され、制御配線における端子部分に接続されていない側は複合フィルムの袋から外に延出し、複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成用ＬＥＤ光源装置及び照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜等の植物のハウス栽培では、所望の時期に出荷することができるよう、栽培時期を調節するために日照時間を制御したり、すべての植物を均一に育成したりすることを目的として、照明装置からの光を植物に照射するようになっている。このような植物育成用照明装置の光源として、寿命が長く、消費電力も抑えられることから、近年ではＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用されている。そして、植物の育成に必要な高湿条件下でも連続的に動作させることができるように、防湿対策を施してＬＥＤを保護した植物育成用照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような植物育成用照明装置は、個別にモールドされたＬＥＤを適当な距離を設けて複数個配置したベースと、該ベースとの間に空間を形成するように配設された透光性のカバーとを備え、乾燥空気、不活性ガス等のガスを封入し、ベース及びカバーをシール材で密封したパネル状の構造を有する。
【０００４】
また、プリント基板上にＬＥＤを適当な距離を設けて複数個配置してダイボンディングによって固定するとともに、前記ＬＥＤをプリント基板上の電源供給配線とワイヤボンドにより接続し、ＬＥＤ及びワイヤを透光性の防湿材で気密に封止した構造の植物育成用照明装置も提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２０７９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の植物育成用照明装置においては、個別にモールドされたＬＥＤが配置されたベース及び透光性のカバーの露出部分に個別の耐湿対策を施すことが必要になってしまう。さらに、前記ベースとカバーとの間に空間を形成するために、全体の厚さが厚くなってしまう。
【０００６】
また、ＬＥＤ及びワイヤを透光性の防湿材で気密に封止した構造の植物育成用照明装置は、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下における耐久性が不十分である。
【０００７】
本発明は、前記従来の植物育成用照明装置の問題点を解決して、電気伝導性及び熱伝導性の高い金属ベースを備える光源基板上に発光ダイオードのベアチップを実装し、その実装表面を透明樹脂で被覆し、光源基板全体を透明な防湿フィルムで脱気封止することによって、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな植物育成用ＬＥＤ光源装置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】
【０００８】
そのために、本発明の植物育成用ＬＥＤ光源装置においては、熱伝導性を備える第１の基板と、該第１の基板の第１の面に形成された複数個の開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、前記複数個の開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された複数個の発光ダイオードのベアチップと、前記発光ダイオードのベアチップのそれぞれに形成されたアノード電極及びカソード電極と前記電気的配線とをワイヤボンド接続するワイヤ配線と、すべての前記発光ダイオードのベアチップと前記ワイヤ配線とを被覆する透明樹脂と、前記電気的配線の端子部分に電気的に接続され、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、前記第１の基板は前記複合フィルムの袋の中に収容され、前記制御配線における前記端子部分に接続されていない側は前記複合フィルムの袋から外に延出し、前記複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、植物育成用ＬＥＤ光源装置においては、電気伝導性及び熱伝導性の金属ベースを備える光源基板上に発光ダイオードのベアチップを実装し、その実装表面を透明樹脂で被覆し、光源部全体を透明な防湿フィルムで脱気封止する。これにより、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな植物育成用ＬＥＤ光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【００１２】
図において、１００は、本実施の形態における植物育成用照明装置の植物育成用ＬＥＤ光源装置としての光源ユニットであり、発光エリア２０を備える第１の基板としての光源基板１０と、該光源基板１０を収容する複合フィルムとしての防湿フィルム２５と、前記光源基板１０に接続された制御配線であるフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）４０とを有する。
【００１３】
また、２００は本実施の形態における植物育成用照明装置の制御ユニットであり、前記光源ユニット１００に電流を供給する電源６０と、前記光源ユニット１００の動作を制御する外部回路としての制御回路を備える制御基板５０と、該制御基板５０と電源６０とを接続する電源配線６１とを有し、前記光源ユニット１００を定電流駆動する。
【００１４】
本実施の形態における植物育成用照明装置は、好適には、野菜、果実、樹木等の植物を栽培するハウス、温室等の閉鎖した空間において、植物に光を照射するために使用されるものであるが、他の用途の照明装置として使用されてもよい。
【００１５】
そして、光源ユニット１００は、光源基板１０上の発光エリア２０に対応する部分に実装された複数個の発光ダイオードのベアチップとしてのＬＥＤ素子２１を備え、該ＬＥＤ素子２１が発光することによって光を照射する。複数のＬＥＤ素子２１は、図２に示されるように、光源基板１０の第１の面としての上面に配列されてアレイとなっている。図に示される例においては、説明の都合上、電気的に直列接続された３個のＬＥＤ素子２１の列がライン状に並ぶように、すなわち、３行３列となるようにＬＥＤ素子２１が配列されているが、光源ユニット１００に要求される発光エリア２０の輝度や面積に応じて、ＬＥＤ素子２１を任意の数及び形態で配列することができる。
【００１６】
また、前記防湿フィルム２５は、耐湿性及び透光性を備え袋状に加工されている。図において、２６は熱接着部であり、２枚の防湿フィルム２５を熱接着によって接着することによって形成され、前記光源基板１０を収容する袋の周縁を形成する。また、２７はＦＰＣ被覆接着部であり、防湿フィルム２５の内方から外方へ延出するＦＰＣ４０と防湿フィルム２５とを封着する部分である。なお、図２においては、図示が省略されているが、前記ＦＰＣ４０は矢印で示される方向に延出して制御基板５０に接続される。
【００１７】
次に、前記光源ユニット１００を組み立てる工程について説明する。
【００１８】
図３は本発明の第１の実施の形態における光源基板の斜視図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子を実装した光源基板の斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子をワイヤボンドした光源基板の斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子及びワイヤを透明樹脂で被覆した光源基板の斜視図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【００１９】
図３に示されるように、光源基板１０は、銅、アルミニウム等の電気伝導性及び熱伝導性の高い金属材料で形成された第１の基板としての板状の金属ベース１１と、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、低融点ガラス等の絶縁性を有するレジスト材から成り、前記金属ベース１１の第１の面としての上面に形成された絶縁層１２とを備える。そして、該絶縁層１２には、縦方向又は横方向にそれぞれ複数個の開口部１３が形成される。
【００２０】
また、前記絶縁層１２上には、電気的配線としての電極１４、配線１５及び取り出し端子１６が、銅によって、又は、銅若しくはニッケルと金等の金属材料とを薄膜積層することによって、形成される。そして、縦方向に並んだ複数個（図に示される例においては、３個）の開口部１３で構成される列のそれぞれに対して１個の配線１５が配設される。
【００２１】
一方、前記電極１４は、縦方向に並んだ開口部１３の各列内において、隣接する２個の開口部１３に挟まれて配設される。前記電極１４は浮島状に形成され、電気的配線の端子部分である取り出し端子１６に近接して配置される電極１４は、取り出し端子１６と電気的に接続して形成され、該取り出し端子１６から最も離れた電極１４は、配線１５と電気的に接続して形成される。
【００２２】
そして、前記開口部１３では金属ベース１１の表面が露出しており、図４に示されるように、ダイボンド樹脂２２を介してＬＥＤ素子２１が前記開口部１３内に取り付けられる。好適には、前記ダイボンド樹脂２２として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の主剤にアルミナ、銀等の熱伝導性の高い粒子が、接着不具合が発生しない程度の量だけ、混入されているものを使用する。
【００２３】
ＬＥＤ素子２１は、ガリウム砒（ひ）素、窒化ガリウム、サファイヤ等の材質から成る母材上に、ＭＯＣＶＤ法等の気相成長法によって、アルミガリウム砒素、インジュウムアルミガリウム砒素、アルミガリウムインジュウムリン、ガリウムリン、窒化ガリウム、窒化インジュウムガリウム、窒化アルミガリウム、窒化アルミ等の無機材料をエピタキシャル成長して積層し、ヘテロ構造又はダブルヘテロ構造にしたチップである。
【００２４】
なお、前記ＬＥＤ素子２１は、波長７１０〜８００ナノメートルに発光域を有する赤外に発光するものであっても、波長６２０〜７１０ナノメートルに発光域を有する赤に発光するものであっても、波長５００〜５８０ナノメートルに発光域を有する緑に発光するものであっても、波長４５０〜５００ナノメートルに発光域を有する青に発光するものであっても、波長２８０〜４５０ナノメートルに発光域を有する紫外に発光するものであってもよい。また、前記ＬＥＤ素子２１は、ガリウム砒素、窒化ガリウム、サファイヤ等の材質から成る母材上に、ＭＯＣＶＤ法等の気相成長法によってアルミガリウム砒素、インジュウムアルミガリウム砒素、アルミガリウムインジュウムリン、ガリウムリン、窒化ガリウム、窒化インジュウムガリウム、窒化アルミガリウム、窒化アルミ等の無機材料をエピタキシャル成長して積層し、ヘテロ構造又はダブルヘテロ構造にしたものであるが、前記発光域を有する材料であれば前記材料に限定されるものではない。
【００２５】
また、前記ＬＥＤ素子２１の上面部には、図５に示されるように、金若しくはアルミニウムから成る金属電極、又は、金若しくはアルミニウムとニッケル、チタン等の金属材料とを薄膜積層して形成された金属電極であるアノード電極２１ａ及びカソード電極２１ｃが形成される。
【００２６】
そして、縦方向に並んだ開口部１３のそれぞれの列に配設されたＬＥＤ素子２１が電気的に直列接続されるように、近接する電極１４と前記アノード電極２１ａ及びカソード電極２１ｃとが、ワイヤ配線としての金ワイヤ２３によって、ワイヤボンド接続される。
【００２７】
続いて、図６に示されるように、すべてのＬＥＤ素子２１及び金ワイヤ２３は、前記ＬＥＤ素子２１が発光する波長の光を透過する透明シリコーン樹脂、透明エポキシ樹脂等の材料で形成された透明樹脂２４で被覆されることによって、保護される。
【００２８】
そして、光源基板１０の取り出し端子１６は、液晶ポリマーシート、ポリイミドシート等の基材上に銅によって、又は、銅若しくはニッケルと金等の金属材料とを薄膜積層することによって形成された電気配線を備えるＦＰＣ４０の電気配線と、異方性導電フィルムとしてのＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）４１を介して、接続される。
【００２９】
続いて、ＦＰＣ４０が接続された光源基板１０は、該光源基板１０が入る大きさに袋状に加工された耐湿性を有する透明な防湿フィルム２５内に収容される。なお、該防湿フィルム２５とＦＰＣ４０とが接触する部分には、ＦＰＣ被覆接着部２７が配設される。そして、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら、防湿フィルム２５の開口部が加熱封着される。
【００３０】
ここで、防湿フィルム２５は、１５０〔℃〕程度の加熱によって封着することができる透明積層シートであり、例えば、ポリエステルフィルムをポリ塩化ビニリデン等でコーティングして防湿性を向上し、シリカ等の蒸着によって帯電防止効果を施し、ナイロン、ポリエチレン等を積層することによって、ヒートシール性を施した複合フィルムである。
【００３１】
また、ＦＰＣ被覆接着部２７は、１５０〔℃〕程度の加熱によってＦＰＣ４０と防湿フィルム２５とを封着することができる樹脂材料から成り、例えば、エポキシ系接着剤又はエポキシ系接着シートから成る。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、説明の都合上、ＦＰＣ４０の電気配線を光源基板１０の取り出し端子１６に接続する手段としてＡＣＦ４１を使用した例についてのみ説明したが、ＦＰＣ４０の電気配線と取り出し端子１６とを電気的に接続することができる手段であれば、導電接着剤、はんだ材料等による合金接合等、いかなる接続手段を使用してもよい。
【００３３】
また、ＦＰＣ４０の基材は、前記材料から成るものに限定される必要はなく、可撓（とう）性、耐熱性及び耐湿性に優れ、電極配線可能なプラスチックシートであれば、いかなる材料から成るものであってよい。同様に、防湿フィルム２５も前記材料から成るものに限定される必要はなく、透光性及び防湿性を有し、静電気対策を施した環境の下で封着可能なものであれば、いかなる材料から成るものであってよい。さらに、ＦＰＣ被覆接着部２７も、前記材料から成るものに限定される必要はなく、ＦＰＣ４０と防湿フィルム２５とを封着可能なものであれば、いかなる材料から成るものであってよい。
【００３４】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の回路構成について説明する。
【００３５】
図８は本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の回路構成を示す図である。
【００３６】
ここでは、説明の都合上、光源ユニット１００の発光エリア２０が、３行３列となるように配列された９個のＬＥＤ素子２１を有する場合の回路構成について説明する。
【００３７】
制御ユニット２００の電源６０はトランス６３、整流素子６４及びコンデンサ６５を備える。そして、前記トランス６３の１次コイル側は電源端子６２を介して、一般の商用電源で使用される、例えば、ＡＣ１００〔Ｖ〕の図示されないＡＣ電源に電気的に接続される。また、前記トランス６３の２次コイル側は、４個のダイオードを含むブリッジ素子から成る整流素子６４のＡＣ電圧入力部に電気的に接続される。さらに、前記整流素子６４のＤＣ電圧出力部には、コンデンサ６５が電気的に接続される。
【００３８】
これにより、前記電源６０は、ＡＣ電源に接続されてＡＣ電圧が入力されると、所望の電圧のＤＣ電圧を出力して制御基板５０に供給することができる。
【００３９】
該制御基板５０は、トランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用固定抵抗器５４、電流調整用可変抵抗器５５、第１保護抵抗器５６、第２保護抵抗器５７及びヒューズ５８を備える。そして、前述のように、制御基板５０と電源６０とは電源配線６１によって接続されているので、電源６０が出力したＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。なお、ＤＣ電圧のプラス側の電圧の一部は、ＬＥＤ素子２１の電流供給源として、ＦＰＣ４０を介して光源ユニット１００に直接供給される。具体的には、図に示されるように、制御基板５０の入力側におけるプラス側のラインから分岐した１本のラインが、制御基板５０の他の回路をバイパスし、ＦＰＣ４０を通って、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端、すなわち、３列の配線１５の各々の取り出し端子１６に接続される。
【００４０】
また、ＤＣ電圧のプラス側の電圧の他の一部は、駆動回路用電源として、第２保護抵抗器５７を介して定電流ダイオード５３に供給される。一方、ＤＣ電圧のマイナス側の電圧は、回路保護用のヒューズ５８を介して、電流調整用可変抵抗器５５、及び、３系統のトランジスタ５２の各エミッタ端子に供給される。
【００４１】
前記トランジスタ５２は、設定された値の一定電流を吸い込むための駆動素子であり、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に対して１個ずつ配設されている。また、各トランジスタ５２のベース端子に一端が接続された電流調整用固定抵抗器５４の他端は、相互に連結されるとともに、定電流ダイオード５３及び電流調整用可変抵抗器５５に接続されている。
【００４２】
これにより、各電流調整用固定抵抗器５４と電流調整用可変抵抗器５５とで電圧が調整された電流が各トランジスタ５２のそれぞれのベース端子に供給される。
【００４３】
また、前記トランジスタ５２のコレクタ端子に接続された３系統のラインの各々は、各々に対応する第１保護抵抗器５６を介し、更にＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端、すなわち、電極１４と直接接続された各取り出し端子１６に接続される。
【００４４】
次に、前記構成の植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００４５】
電源６０の電源端子６２に、例えば、１００〔Ｖ〕のＡＣ電圧が供給されると、該ＡＣ電圧は、トランス６３によって所定のレベルに変換され、続いて、整流素子６４及びコンデンサ６５によって、全波整流された一定のＤＣ電圧に変換される。
【００４６】
ここで、変換されたＤＣ電圧は、制御基板５０の各トランジスタ５２を介して、光源ユニット１００の３行３列のＬＥＤ素子２１、すなわち、各列内において直列接続された３個のＬＥＤ素子２１を動作させることができる電圧であり、所望する電流を供給することができる。したがって、ＬＥＤ素子２１を所定の輝度で発光させることができる電流値及び電圧値をｌｐ及びＶｐとし、前記トランジスタ５２のコレクタ−エミッタ間に発生する電圧をＶｃｅとすると、前記ＤＣ電圧の電圧値は、Ｖｐ×３＋Ｖｃｅよりも高い値に設定される。
【００４７】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０の定電流回路、すなわち、トランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００４８】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００４９】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００５０】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、トランジスタ５２によって吸い込まれる電流の大きさ、すなわち、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００５１】
なお、ここでは、説明の都合上、電気的に直列接続された３個のＬＥＤ素子２１の列がライン状に並ぶように、すなわち、３行３列となるようにＬＥＤ素子２１が配列されている光源ユニット１００を動作させる場合についてのみ説明したが、光源ユニット１００に要求される発光エリア２０の輝度や面積に応じてＬＥＤ素子２１の数及び配列の形態を変更する場合には、それに対応する吸い込み電流の電流値を発揮するような構成に制御ユニット２００の構成を変更することができる。
【００５２】
このように、本実施の形態においては、電気伝導性及び熱伝導性の高い金属ベース１１を備える光源基板１０上にＬＥＤ素子２１を実装し、その実装表面を透明樹脂２４で被覆し、光源基板１０全体を透明な防湿フィルム２５で脱気封止する。これにより、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな光源ユニット１００及び植物育成用照明装置を提供することができる。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００５４】
図９は本発明の第２の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【００５５】
本実施の形態において、ＦＰＣ４０は、一端が光源基板１０に接続され、他端が中継基板４３に接続されている。そして、該中継基板４３におけるＦＰＣ４０と反対側の端には制御配線ケーブル４４の一端が接続され、該制御配線ケーブル４４の他端は制御基板５０に接続されている。つまり、本実施の形態における光源ユニット１００の光源基板１０は、ＦＰＣ４０、中継基板４３及び制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。
【００５６】
そのため、例えば、植物育成用のビニルハウス内に複数の光源ユニット１００を配設し、すべての光源ユニット１００を集中管理して使用するような場合であって、各光源ユニット１００と制御ユニット２００とを離して配設する場合、高価格で耐環境性の低い材料で形成されたＦＰＣ４０を短くすることができるとともに、光源ユニット１００と制御ユニット２００との間の配線の大部分に、低価格であって、しかも、屋外でも使用することができるように塩化ビニル、ポリウレタン等で被覆コートされた耐環境性の高い制御配線ケーブル４４を使用することができる。
【００５７】
ここで、ＦＰＣ４０と中継基板４３との電気的な接続手段、及び、制御配線ケーブル４４と中継基板４３との間の電気的な接続手段は、電気配線同士を電気的に接続することができる手段であれば、ＡＣＦ、導電接着剤、はんだ材料等による合金接合等、いかなる種類の接続手段であってもよい。
【００５８】
なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５９】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００６０】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００６１】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０、中継基板４３及び制御配線ケーブル４４を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００６２】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００６３】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、光源ユニット１００の光源基板１０がＦＰＣ４０、中継基板４３及び制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。これにより、光源ユニット１００と制御ユニット２００とを離して配設する場合に、高価格で耐環境性の低い材料で形成されたＦＰＣ４０を短くすることができるとともに、光源ユニット１００と制御ユニット２００との間の配線の大部分に、低価格で耐環境性の高い制御配線ケーブル４４を使用することができる。したがって、より低価格でより耐環境性に優れた植物育成用照明装置を提供することができる。
【００６５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００６６】
図１０は本発明の第３の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図、図１１は本発明の第３の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【００６７】
本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。すなわち、ＦＰＣ４０及び中継基板４３は省略されており、制御配線ケーブル４４の一端が光源基板１０に接続されている。
【００６８】
そして、制御配線ケーブル４４の被覆コートの先端から延出する各電気配線４５は、はんだ材料等による合金接合又は導電接着剤等から成る電気接続部４６によって取り出し端子１６に電気的に接続されている。また、防湿フィルム２５と制御配線ケーブル４４とが接触する部分に異形熱接着部２８が配設され、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら開口部が加熱封着されている。
【００６９】
ここで、前記異形熱接着部２８は、制御配線ケーブル４４の断面形状と同じ形状及び大きさに形成された逃げ部分を備え、該逃げ部分には、１５０〔℃〕の加熱によって制御配線ケーブル４４と防湿フィルム２５とを封着することができる樹脂材料、例えば、エポキシ系接着剤等が塗布されている。
【００７０】
なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００７１】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００７２】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００７３】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、制御配線ケーブル４４を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００７４】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００７５】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００７６】
このように、本実施の形態においては、光源ユニット１００の光源基板１０が制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。これにより、高価格で耐環境性の低い材料で形成されたＦＰＣ４０を使用することなく、光源ユニット１００と制御ユニット２００との接続に、低価格で耐環境性の高い制御配線ケーブル４４を使用することができる。したがって、更に低価格で更に耐環境性に優れた植物育成用照明装置を提供することができる。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００７８】
図１２は本発明の第４の実施の形態における光源ユニットの斜視図、図１３は本発明の第４の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【００７９】
本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、金属ベース１１の下、すなわち、ＬＥＤ素子２１が配設された面と反対側の面である第２の面に、熱伝導接着剤層３１を介して固着された第２の基板としての磁性補強板３０を有する。該磁性補強板３０は、鋼材等の磁性及び優れた強度を備える金属材料によって形成される。なお、前記熱伝導接着剤層３１は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の主剤にアルミナ、銀等の熱伝導性の高い粒子が、接着不具合が発生しない程度の量だけ混入された熱伝導接着剤から成るものであることが望ましい。
【００８０】
そして、ＦＰＣ４０が接続された光源基板１０は、該光源基板１０が入る大きさに袋状に加工された耐湿性を有する透明な防湿フィルム２５内に収容される。なお、該防湿フィルム２５とＦＰＣ４０とが接触する部分には、ＦＰＣ被覆接着部２７が配設される。そして、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら、防湿フィルム２５の開口部が加熱封着される。
【００８１】
なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００８２】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００８３】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００８４】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００８５】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００８６】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００８７】
また、光源ユニット１００の発光面の裏面には、磁性及び優れた強度を備える磁性補強板３０が配設されているので、光源ユニット１００を任意の場所に磁石等で簡単に固定することができる。
【００８８】
このように、本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、金属ベース１１に熱伝導接着剤層３１を介して固着された磁性補強板３０を有する。これにより、強度に優れた光源ユニット１００を提供することができる。また、光源ユニット１００を任意の場所に磁石等で簡単に固定することができるので、汎（はん）用性に優れた植物育成用照明装置を提供することができる。
【００８９】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００９０】
図１４は本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの斜視図、図１５は本発明の第５の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【００９１】
本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、金属ベース１１の下、すなわち、ＬＥＤ素子２１が配設された面と反対側の面である第２の面に、熱伝導接着剤層３１を介して固着された第２の基板としての凹型磁性補強板３２を有する。該凹型磁性補強板３２は、第１の面が凸形状となるコの字型の形状を備え、鋼材等の磁性及び優れた強度を備える金属材料によって形成される。なお、前記熱伝導接着剤層３１は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の主剤にアルミナ、銀等の熱伝導性の高い粒子が、接着不具合が発生しない程度の量だけ混入された熱伝導接着剤から成るものであることが望ましい。
【００９２】
そして、ＦＰＣ４０が接続された光源基板１０は、該光源基板１０が入る大きさに袋状に加工された耐湿性を有する透明な防湿フィルム２５内に収容される。なお、該防湿フィルム２５とＦＰＣ４０とが接触する部分には、ＦＰＣ被覆接着部２７が配設される。そして、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら、防湿フィルム２５の開口部が加熱封着される。
【００９３】
なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００９４】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００９５】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００９６】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００９７】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００９８】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００９９】
次に、本実施の形態における光源ユニット１００の配置態様について説明する。
【０１００】
図１６は本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの配置態様を示す図である。
【０１０１】
図において、９０は植物育成用のビニルハウス内において育成される植物であり、光源ユニット１００の光を照射する対象物である。また、８１〜８３は、前記ビニルハウス内の様々な位置に配設された第１〜第３の支柱である。なお、該第１〜第３の支柱８１〜８３の側面には、フェライト材料、ネオジウム材料等で形成された磁石７０が取り付けられている。そのため、凹型磁性補強板３２の任意の部分を磁石７０に吸着させることによって、第１〜第３の支柱８１〜８３の側面に光源ユニット１００を任意の姿勢で簡単に固定することができる。これにより、矢印Ａ〜Ｃで示されるように、植物９０に対して、任意の方向から光源ユニット１００の光を照射することができる。
【０１０２】
このように、本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、裏面に熱伝導接着剤層３１を介して固着された凹型磁性補強板３２を有する。これにより、強度に優れた光源ユニット１００を提供することができる。また、光源ユニット１００を任意の場所に任意の姿勢で磁石７０で簡単に固定することができるので、汎用性に優れた自由度の高い植物育成用照明装置を提供することができる。
【０１０３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における光源基板の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子を実装した光源基板の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子をワイヤボンドした光源基板の斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子及びワイヤを透明樹脂で被覆した光源基板の斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の回路構成を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの配置態様を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０ 光源基板
１１ 金属ベース
１２ 絶縁層
１３ 開口部
１４ 電極
１５ 配線
１６ 取り出し端子
２１ ＬＥＤ素子
２１ａ アノード電極
２１ｃ カソード電極
２２ ダイボンド樹脂
２３ 金ワイヤ
２４ 透明樹脂
２５ 防湿フィルム
３０ 磁性補強板
３２ 凹型磁性補強板
４０ ＦＰＣ
５０ 制御基板
６０ 電源
１００ 光源ユニット
２００ 制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成用ＬＥＤ光源装置及び照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜等の植物のハウス栽培では、所望の時期に出荷することができるよう、栽培時期を調節するために日照時間を制御したり、すべての植物を均一に育成したりすることを目的として、照明装置からの光を植物に照射するようになっている。このような植物育成用照明装置の光源として、寿命が長く、消費電力も抑えられることから、近年ではＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用されている。そして、植物の育成に必要な高湿条件下でも連続的に動作させることができるように、防湿対策を施してＬＥＤを保護した植物育成用照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような植物育成用照明装置は、個別にモールドされたＬＥＤを適当な距離を設けて複数個配置したベースと、該ベースとの間に空間を形成するように配設された透光性のカバーとを備え、乾燥空気、不活性ガス等のガスを封入し、ベース及びカバーをシール材で密封したパネル状の構造を有する。
【０００４】
また、プリント基板上にＬＥＤを適当な距離を設けて複数個配置してダイボンディングによって固定するとともに、前記ＬＥＤをプリント基板上の電源供給配線とワイヤボンドにより接続し、ＬＥＤ及びワイヤを透光性の防湿材で気密に封止した構造の植物育成用照明装置も提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２０７９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の植物育成用照明装置においては、個別にモールドされたＬＥＤが配置されたベース及び透光性のカバーの露出部分に個別の耐湿対策を施すことが必要になってしまう。さらに、前記ベースとカバーとの間に空間を形成するために、全体の厚さが厚くなってしまう。
【０００６】
また、ＬＥＤ及びワイヤを透光性の防湿材で気密に封止した構造の植物育成用照明装置は、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下における耐久性が不十分である。
【０００７】
本発明は、前記従来の植物育成用照明装置の問題点を解決して、電気伝導性及び熱伝導性の高い金属ベースを備える光源基板上に発光ダイオードのベアチップを実装し、その実装表面を透明樹脂で被覆し、光源基板全体を透明な防湿フィルムで脱気封止することによって、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな植物育成用ＬＥＤ光源装置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】
【０００８】
そのために、本発明の植物育成用ＬＥＤ光源装置においては、熱伝導性を備える第１の基板と、該第１の基板の第１の面に形成された複数個の開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、前記複数個の開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された複数個の発光ダイオードのベアチップと、前記発光ダイオードのベアチップのそれぞれに形成されたアノード電極及びカソード電極と前記電気的配線とをワイヤボンド接続するワイヤ配線と、すべての前記発光ダイオードのベアチップと前記ワイヤ配線とを被覆する透明樹脂と、前記電気的配線の端子部分に電気的に接続され、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、前記第１の基板は前記複合フィルムの袋の中に収容され、前記制御配線における前記端子部分に接続されていない側は前記複合フィルムの袋から外に延出し、前記複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、植物育成用ＬＥＤ光源装置においては、電気伝導性及び熱伝導性の金属ベースを備える光源基板上に発光ダイオードのベアチップを実装し、その実装表面を透明樹脂で被覆し、光源部全体を透明な防湿フィルムで脱気封止する。これにより、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな植物育成用ＬＥＤ光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【００１２】
図において、１００は、本実施の形態における植物育成用照明装置の植物育成用ＬＥＤ光源装置としての光源ユニットであり、発光エリア２０を備える第１の基板としての光源基板１０と、該光源基板１０を収容する複合フィルムとしての防湿フィルム２５と、前記光源基板１０に接続された制御配線であるフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）４０とを有する。
【００１３】
また、２００は本実施の形態における植物育成用照明装置の制御ユニットであり、前記光源ユニット１００に電流を供給する電源６０と、前記光源ユニット１００の動作を制御する外部回路としての制御回路を備える制御基板５０と、該制御基板５０と電源６０とを接続する電源配線６１とを有し、前記光源ユニット１００を定電流駆動する。
【００１４】
本実施の形態における植物育成用照明装置は、好適には、野菜、果実、樹木等の植物を栽培するハウス、温室等の閉鎖した空間において、植物に光を照射するために使用されるものであるが、他の用途の照明装置として使用されてもよい。
【００１５】
そして、光源ユニット１００は、光源基板１０上の発光エリア２０に対応する部分に実装された複数個の発光ダイオードのベアチップとしてのＬＥＤ素子２１を備え、該ＬＥＤ素子２１が発光することによって光を照射する。複数のＬＥＤ素子２１は、図２に示されるように、光源基板１０の第１の面としての上面に配列されてアレイとなっている。図に示される例においては、説明の都合上、電気的に直列接続された３個のＬＥＤ素子２１の列がライン状に並ぶように、すなわち、３行３列となるようにＬＥＤ素子２１が配列されているが、光源ユニット１００に要求される発光エリア２０の輝度や面積に応じて、ＬＥＤ素子２１を任意の数及び形態で配列することができる。
【００１６】
また、前記防湿フィルム２５は、耐湿性及び透光性を備え袋状に加工されている。図において、２６は熱接着部であり、２枚の防湿フィルム２５を熱接着によって接着することによって形成され、前記光源基板１０を収容する袋の周縁を形成する。また、２７はＦＰＣ被覆接着部であり、防湿フィルム２５の内方から外方へ延出するＦＰＣ４０と防湿フィルム２５とを封着する部分である。なお、図２においては、図示が省略されているが、前記ＦＰＣ４０は矢印で示される方向に延出して制御基板５０に接続される。
【００１７】
次に、前記光源ユニット１００を組み立てる工程について説明する。
【００１８】
図３は本発明の第１の実施の形態における光源基板の斜視図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子を実装した光源基板の斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子をワイヤボンドした光源基板の斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子及びワイヤを透明樹脂で被覆した光源基板の斜視図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【００１９】
図３に示されるように、光源基板１０は、銅、アルミニウム等の電気伝導性及び熱伝導性の高い金属材料で形成された第１の基板としての板状の金属ベース１１と、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、低融点ガラス等の絶縁性を有するレジスト材から成り、前記金属ベース１１の第１の面としての上面に形成された絶縁層１２とを備える。そして、該絶縁層１２には、縦方向又は横方向にそれぞれ複数個の開口部１３が形成される。
【００２０】
また、前記絶縁層１２上には、電気的配線としての電極１４、配線１５及び取り出し端子１６が、銅によって、又は、銅若しくはニッケルと金等の金属材料とを薄膜積層することによって、形成される。そして、縦方向に並んだ複数個（図に示される例においては、３個）の開口部１３で構成される列のそれぞれに対して１個の配線１５が配設される。
【００２１】
一方、前記電極１４は、縦方向に並んだ開口部１３の各列内において、隣接する２個の開口部１３に挟まれて配設される。前記電極１４は浮島状に形成され、電気的配線の端子部分である取り出し端子１６に近接して配置される電極１４は、取り出し端子１６と電気的に接続して形成され、該取り出し端子１６から最も離れた電極１４は、配線１５と電気的に接続して形成される。
【００２２】
そして、前記開口部１３では金属ベース１１の表面が露出しており、図４に示されるように、ダイボンド樹脂２２を介してＬＥＤ素子２１が前記開口部１３内に取り付けられる。好適には、前記ダイボンド樹脂２２として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の主剤にアルミナ、銀等の熱伝導性の高い粒子が、接着不具合が発生しない程度の量だけ、混入されているものを使用する。
【００２３】
ＬＥＤ素子２１は、ガリウム砒（ひ）素、窒化ガリウム、サファイヤ等の材質から成る母材上に、ＭＯＣＶＤ法等の気相成長法によって、アルミガリウム砒素、インジュウムアルミガリウム砒素、アルミガリウムインジュウムリン、ガリウムリン、窒化ガリウム、窒化インジュウムガリウム、窒化アルミガリウム、窒化アルミ等の無機材料をエピタキシャル成長して積層し、ヘテロ構造又はダブルヘテロ構造にしたチップである。
【００２４】
なお、前記ＬＥＤ素子２１は、波長７１０〜８００ナノメートルに発光域を有する赤外に発光するものであっても、波長６２０〜７１０ナノメートルに発光域を有する赤に発光するものであっても、波長５００〜５８０ナノメートルに発光域を有する緑に発光するものであっても、波長４５０〜５００ナノメートルに発光域を有する青に発光するものであっても、波長２８０〜４５０ナノメートルに発光域を有する紫外に発光するものであってもよい。また、前記ＬＥＤ素子２１は、ガリウム砒素、窒化ガリウム、サファイヤ等の材質から成る母材上に、ＭＯＣＶＤ法等の気相成長法によってアルミガリウム砒素、インジュウムアルミガリウム砒素、アルミガリウムインジュウムリン、ガリウムリン、窒化ガリウム、窒化インジュウムガリウム、窒化アルミガリウム、窒化アルミ等の無機材料をエピタキシャル成長して積層し、ヘテロ構造又はダブルヘテロ構造にしたものであるが、前記発光域を有する材料であれば前記材料に限定されるものではない。
【００２５】
また、前記ＬＥＤ素子２１の上面部には、図５に示されるように、金若しくはアルミニウムから成る金属電極、又は、金若しくはアルミニウムとニッケル、チタン等の金属材料とを薄膜積層して形成された金属電極であるアノード電極２１ａ及びカソード電極２１ｃが形成される。
【００２６】
そして、縦方向に並んだ開口部１３のそれぞれの列に配設されたＬＥＤ素子２１が電気的に直列接続されるように、近接する電極１４と前記アノード電極２１ａ及びカソード電極２１ｃとが、ワイヤ配線としての金ワイヤ２３によって、ワイヤボンド接続される。
【００２７】
続いて、図６に示されるように、すべてのＬＥＤ素子２１及び金ワイヤ２３は、前記ＬＥＤ素子２１が発光する波長の光を透過する透明シリコーン樹脂、透明エポキシ樹脂等の材料で形成された透明樹脂２４で被覆されることによって、保護される。
【００２８】
そして、光源基板１０の取り出し端子１６は、液晶ポリマーシート、ポリイミドシート等の基材上に銅によって、又は、銅若しくはニッケルと金等の金属材料とを薄膜積層することによって形成された電気配線を備えるＦＰＣ４０の電気配線と、異方性導電フィルムとしてのＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）４１を介して、接続される。
【００２９】
続いて、ＦＰＣ４０が接続された光源基板１０は、該光源基板１０が入る大きさに袋状に加工された耐湿性を有する透明な防湿フィルム２５内に収容される。なお、該防湿フィルム２５とＦＰＣ４０とが接触する部分には、ＦＰＣ被覆接着部２７が配設される。そして、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら、防湿フィルム２５の開口部が加熱封着される。
【００３０】
ここで、防湿フィルム２５は、１５０〔℃〕程度の加熱によって封着することができる透明積層シートであり、例えば、ポリエステルフィルムをポリ塩化ビニリデン等でコーティングして防湿性を向上し、シリカ等の蒸着によって帯電防止効果を施し、ナイロン、ポリエチレン等を積層することによって、ヒートシール性を施した複合フィルムである。
【００３１】
また、ＦＰＣ被覆接着部２７は、１５０〔℃〕程度の加熱によってＦＰＣ４０と防湿フィルム２５とを封着することができる樹脂材料から成り、例えば、エポキシ系接着剤又はエポキシ系接着シートから成る。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、説明の都合上、ＦＰＣ４０の電気配線を光源基板１０の取り出し端子１６に接続する手段としてＡＣＦ４１を使用した例についてのみ説明したが、ＦＰＣ４０の電気配線と取り出し端子１６とを電気的に接続することができる手段であれば、導電接着剤、はんだ材料等による合金接合等、いかなる接続手段を使用してもよい。
【００３３】
また、ＦＰＣ４０の基材は、前記材料から成るものに限定される必要はなく、可撓（とう）性、耐熱性及び耐湿性に優れ、電極配線可能なプラスチックシートであれば、いかなる材料から成るものであってよい。同様に、防湿フィルム２５も前記材料から成るものに限定される必要はなく、透光性及び防湿性を有し、静電気対策を施した環境の下で封着可能なものであれば、いかなる材料から成るものであってよい。さらに、ＦＰＣ被覆接着部２７も、前記材料から成るものに限定される必要はなく、ＦＰＣ４０と防湿フィルム２５とを封着可能なものであれば、いかなる材料から成るものであってよい。
【００３４】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の回路構成について説明する。
【００３５】
図８は本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の回路構成を示す図である。
【００３６】
ここでは、説明の都合上、光源ユニット１００の発光エリア２０が、３行３列となるように配列された９個のＬＥＤ素子２１を有する場合の回路構成について説明する。
【００３７】
制御ユニット２００の電源６０はトランス６３、整流素子６４及びコンデンサ６５を備える。そして、前記トランス６３の１次コイル側は電源端子６２を介して、一般の商用電源で使用される、例えば、ＡＣ１００〔Ｖ〕の図示されないＡＣ電源に電気的に接続される。また、前記トランス６３の２次コイル側は、４個のダイオードを含むブリッジ素子から成る整流素子６４のＡＣ電圧入力部に電気的に接続される。さらに、前記整流素子６４のＤＣ電圧出力部には、コンデンサ６５が電気的に接続される。
【００３８】
これにより、前記電源６０は、ＡＣ電源に接続されてＡＣ電圧が入力されると、所望の電圧のＤＣ電圧を出力して制御基板５０に供給することができる。
【００３９】
該制御基板５０は、トランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用固定抵抗器５４、電流調整用可変抵抗器５５、第１保護抵抗器５６、第２保護抵抗器５７及びヒューズ５８を備える。そして、前述のように、制御基板５０と電源６０とは電源配線６１によって接続されているので、電源６０が出力したＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。なお、ＤＣ電圧のプラス側の電圧の一部は、ＬＥＤ素子２１の電流供給源として、ＦＰＣ４０を介して光源ユニット１００に直接供給される。具体的には、図に示されるように、制御基板５０の入力側におけるプラス側のラインから分岐した１本のラインが、制御基板５０の他の回路をバイパスし、ＦＰＣ４０を通って、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端、すなわち、３列の配線１５の各々の取り出し端子１６に接続される。
【００４０】
また、ＤＣ電圧のプラス側の電圧の他の一部は、駆動回路用電源として、第２保護抵抗器５７を介して定電流ダイオード５３に供給される。一方、ＤＣ電圧のマイナス側の電圧は、回路保護用のヒューズ５８を介して、電流調整用可変抵抗器５５、及び、３系統のトランジスタ５２の各エミッタ端子に供給される。
【００４１】
前記トランジスタ５２は、設定された値の一定電流を吸い込むための駆動素子であり、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に対して１個ずつ配設されている。また、各トランジスタ５２のベース端子に一端が接続された電流調整用固定抵抗器５４の他端は、相互に連結されるとともに、定電流ダイオード５３及び電流調整用可変抵抗器５５に接続されている。
【００４２】
これにより、各電流調整用固定抵抗器５４と電流調整用可変抵抗器５５とで電圧が調整された電流が各トランジスタ５２のそれぞれのベース端子に供給される。
【００４３】
また、前記トランジスタ５２のコレクタ端子に接続された３系統のラインの各々は、各々に対応する第１保護抵抗器５６を介し、更にＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端、すなわち、電極１４と直接接続された各取り出し端子１６に接続される。
【００４４】
次に、前記構成の植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００４５】
電源６０の電源端子６２に、例えば、１００〔Ｖ〕のＡＣ電圧が供給されると、該ＡＣ電圧は、トランス６３によって所定のレベルに変換され、続いて、整流素子６４及びコンデンサ６５によって、全波整流された一定のＤＣ電圧に変換される。
【００４６】
ここで、変換されたＤＣ電圧は、制御基板５０の各トランジスタ５２を介して、光源ユニット１００の３行３列のＬＥＤ素子２１、すなわち、各列内において直列接続された３個のＬＥＤ素子２１を動作させることができる電圧であり、所望する電流を供給することができる。したがって、ＬＥＤ素子２１を所定の輝度で発光させることができる電流値及び電圧値をｌｐ及びＶｐとし、前記トランジスタ５２のコレクタ−エミッタ間に発生する電圧をＶｃｅとすると、前記ＤＣ電圧の電圧値は、Ｖｐ×３＋Ｖｃｅよりも高い値に設定される。
【００４７】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０の定電流回路、すなわち、トランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００４８】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００４９】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００５０】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、トランジスタ５２によって吸い込まれる電流の大きさ、すなわち、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００５１】
なお、ここでは、説明の都合上、電気的に直列接続された３個のＬＥＤ素子２１の列がライン状に並ぶように、すなわち、３行３列となるようにＬＥＤ素子２１が配列されている光源ユニット１００を動作させる場合についてのみ説明したが、光源ユニット１００に要求される発光エリア２０の輝度や面積に応じてＬＥＤ素子２１の数及び配列の形態を変更する場合には、それに対応する吸い込み電流の電流値を発揮するような構成に制御ユニット２００の構成を変更することができる。
【００５２】
このように、本実施の形態においては、電気伝導性及び熱伝導性の高い金属ベース１１を備える光源基板１０上にＬＥＤ素子２１を実装し、その実装表面を透明樹脂２４で被覆し、光源基板１０全体を透明な防湿フィルム２５で脱気封止する。これにより、植物育成に必要な液肥を使用する高湿条件下でも十分な耐久性があり、かつ、低価格でコンパクトな光源ユニット１００及び植物育成用照明装置を提供することができる。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００５４】
図９は本発明の第２の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【００５５】
本実施の形態において、ＦＰＣ４０は、一端が光源基板１０に接続され、他端が中継基板４３に接続されている。そして、該中継基板４３におけるＦＰＣ４０と反対側の端には制御配線ケーブル４４の一端が接続され、該制御配線ケーブル４４の他端は制御基板５０に接続されている。つまり、本実施の形態における光源ユニット１００の光源基板１０は、ＦＰＣ４０、中継基板４３及び制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。
【００５６】
そのため、例えば、植物育成用のビニルハウス内に複数の光源ユニット１００を配設し、すべての光源ユニット１００を集中管理して使用するような場合であって、各光源ユニット１００と制御ユニット２００とを離して配設する場合、高価格で耐環境性の低い材料で形成されたＦＰＣ４０を短くすることができるとともに、光源ユニット１００と制御ユニット２００との間の配線の大部分に、低価格であって、しかも、屋外でも使用することができるように塩化ビニル、ポリウレタン等で被覆コートされた耐環境性の高い制御配線ケーブル４４を使用することができる。
【００５７】
ここで、ＦＰＣ４０と中継基板４３との電気的な接続手段、及び、制御配線ケーブル４４と中継基板４３との間の電気的な接続手段は、電気配線同士を電気的に接続することができる手段であれば、ＡＣＦ、導電接着剤、はんだ材料等による合金接合等、いかなる種類の接続手段であってもよい。
【００５８】
なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５９】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００６０】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００６１】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０、中継基板４３及び制御配線ケーブル４４を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００６２】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００６３】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、光源ユニット１００の光源基板１０がＦＰＣ４０、中継基板４３及び制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。これにより、光源ユニット１００と制御ユニット２００とを離して配設する場合に、高価格で耐環境性の低い材料で形成されたＦＰＣ４０を短くすることができるとともに、光源ユニット１００と制御ユニット２００との間の配線の大部分に、低価格で耐環境性の高い制御配線ケーブル４４を使用することができる。したがって、より低価格でより耐環境性に優れた植物育成用照明装置を提供することができる。
【００６５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００６６】
図１０は本発明の第３の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図、図１１は本発明の第３の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【００６７】
本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。すなわち、ＦＰＣ４０及び中継基板４３は省略されており、制御配線ケーブル４４の一端が光源基板１０に接続されている。
【００６８】
そして、制御配線ケーブル４４の被覆コートの先端から延出する各電気配線４５は、はんだ材料等による合金接合又は導電接着剤等から成る電気接続部４６によって取り出し端子１６に電気的に接続されている。また、防湿フィルム２５と制御配線ケーブル４４とが接触する部分に異形熱接着部２８が配設され、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら開口部が加熱封着されている。
【００６９】
ここで、前記異形熱接着部２８は、制御配線ケーブル４４の断面形状と同じ形状及び大きさに形成された逃げ部分を備え、該逃げ部分には、１５０〔℃〕の加熱によって制御配線ケーブル４４と防湿フィルム２５とを封着することができる樹脂材料、例えば、エポキシ系接着剤等が塗布されている。
【００７０】
なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００７１】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００７２】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００７３】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、制御配線ケーブル４４を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００７４】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００７５】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００７６】
このように、本実施の形態においては、光源ユニット１００の光源基板１０が制御配線ケーブル４４を介して、制御ユニット２００の制御基板５０に接続されている。これにより、高価格で耐環境性の低い材料で形成されたＦＰＣ４０を使用することなく、光源ユニット１００と制御ユニット２００との接続に、低価格で耐環境性の高い制御配線ケーブル４４を使用することができる。したがって、更に低価格で更に耐環境性に優れた植物育成用照明装置を提供することができる。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００７８】
図１２は本発明の第４の実施の形態における光源ユニットの斜視図、図１３は本発明の第４の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【００７９】
本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、金属ベース１１の下、すなわち、ＬＥＤ素子２１が配設された面と反対側の面である第２の面に、熱伝導接着剤層３１を介して固着された第２の基板としての磁性補強板３０を有する。該磁性補強板３０は、鋼材等の磁性及び優れた強度を備える金属材料によって形成される。なお、前記熱伝導接着剤層３１は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の主剤にアルミナ、銀等の熱伝導性の高い粒子が、接着不具合が発生しない程度の量だけ混入された熱伝導接着剤から成るものであることが望ましい。
【００８０】
そして、ＦＰＣ４０が接続された光源基板１０は、該光源基板１０が入る大きさに袋状に加工された耐湿性を有する透明な防湿フィルム２５内に収容される。なお、該防湿フィルム２５とＦＰＣ４０とが接触する部分には、ＦＰＣ被覆接着部２７が配設される。そして、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら、防湿フィルム２５の開口部が加熱封着される。
【００８１】
なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００８２】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００８３】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００８４】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００８５】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００８６】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００８７】
また、光源ユニット１００の発光面の裏面には、磁性及び優れた強度を備える磁性補強板３０が配設されているので、光源ユニット１００を任意の場所に磁石等で簡単に固定することができる。
【００８８】
このように、本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、金属ベース１１に熱伝導接着剤層３１を介して固着された磁性補強板３０を有する。これにより、強度に優れた光源ユニット１００を提供することができる。また、光源ユニット１００を任意の場所に磁石等で簡単に固定することができるので、汎（はん）用性に優れた植物育成用照明装置を提供することができる。
【００８９】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００９０】
図１４は本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの斜視図、図１５は本発明の第５の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【００９１】
本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、金属ベース１１の下、すなわち、ＬＥＤ素子２１が配設された面と反対側の面である第２の面に、熱伝導接着剤層３１を介して固着された第２の基板としての凹型磁性補強板３２を有する。該凹型磁性補強板３２は、第１の面が凸形状となるコの字型の形状を備え、鋼材等の磁性及び優れた強度を備える金属材料によって形成される。なお、前記熱伝導接着剤層３１は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の主剤にアルミナ、銀等の熱伝導性の高い粒子が、接着不具合が発生しない程度の量だけ混入された熱伝導接着剤から成るものであることが望ましい。
【００９２】
そして、ＦＰＣ４０が接続された光源基板１０は、該光源基板１０が入る大きさに袋状に加工された耐湿性を有する透明な防湿フィルム２５内に収容される。なお、該防湿フィルム２５とＦＰＣ４０とが接触する部分には、ＦＰＣ被覆接着部２７が配設される。そして、防湿フィルム２５の内部を除湿又は脱気しながら、防湿フィルム２５の開口部が加熱封着される。
【００９３】
なお、その他の点の構成については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００９４】
次に、本実施の形態における植物育成用照明装置の動作について説明する。
【００９５】
電源６０によって変換されたＤＣ電圧は、電源配線６１を介して制御基板５０に供給される。そして、該制御基板５０のトランジスタ５２、定電流ダイオード５３、電流調整用可変抵抗器５５及び電流調整用固定抵抗器５４を備える定電流回路によって、一定の電流値の電流を吸い込む３系統のラインが形成される。
【００９６】
ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインと電流を吸い込む３系統のラインとは、ＦＰＣ４０を介して、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列に接続される。
【００９７】
具体的には、ＤＣ電圧のプラス側に接続された１本のラインは、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の一端に接続され、プラスのＤＣ電圧を供給する。これにより、各列の最上流に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａにプラスのＤＣ電圧が供給される。この場合、各列内においてはＬＥＤ素子２１が直列に接続されているので、下流側に位置するＬＥＤ素子２１のアノード電極２１ａは、上流側に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃから電圧を供給され、ＬＥＤ素子２１で発生した電流を吸い込むこととなる。
【００９８】
一方、電流を吸い込む３系統のラインの各々は、光源ユニット１００のＬＥＤ素子２１の各列の他端に接続され、電流を吸い込む。これにより、各列の最下流に位置するＬＥＤ素子２１のカソード電極２１ｃからの電流が、対応するトランジスタ５２によって、そのコレクタ端子から吸い込まれる。なお、トランジスタ５２によって吸い込まれた電流は、そのエミッタ端子から排出される。また、吸い込み電流の電流値は、各トランジスタ５２のベース端子に供給される電圧値を変えることによって、調整することができる。
【００９９】
次に、本実施の形態における光源ユニット１００の配置態様について説明する。
【０１００】
図１６は本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの配置態様を示す図である。
【０１０１】
図において、９０は植物育成用のビニルハウス内において育成される植物であり、光源ユニット１００の光を照射する対象物である。また、８１〜８３は、前記ビニルハウス内の様々な位置に配設された第１〜第３の支柱である。なお、該第１〜第３の支柱８１〜８３の側面には、フェライト材料、ネオジウム材料等で形成された磁石７０が取り付けられている。そのため、凹型磁性補強板３２の任意の部分を磁石７０に吸着させることによって、第１〜第３の支柱８１〜８３の側面に光源ユニット１００を任意の姿勢で簡単に固定することができる。これにより、矢印Ａ〜Ｃで示されるように、植物９０に対して、任意の方向から光源ユニット１００の光を照射することができる。
【０１０２】
このように、本実施の形態において、光源ユニット１００の光源基板１０は、裏面に熱伝導接着剤層３１を介して固着された凹型磁性補強板３２を有する。これにより、強度に優れた光源ユニット１００を提供することができる。また、光源ユニット１００を任意の場所に任意の姿勢で磁石７０で簡単に固定することができるので、汎用性に優れた自由度の高い植物育成用照明装置を提供することができる。
【０１０３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における光源基板の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子を実装した光源基板の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子をワイヤボンドした光源基板の斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ素子及びワイヤを透明樹脂で被覆した光源基板の斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における植物育成用照明装置の回路構成を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における植物育成用照明装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの斜視図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態におけるＦＰＣを接続した光源基板の斜視図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態における光源ユニットの配置態様を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０ 光源基板
１１ 金属ベース
１２ 絶縁層
１３ 開口部
１４ 電極
１５ 配線
１６ 取り出し端子
２１ ＬＥＤ素子
２１ａ アノード電極
２１ｃ カソード電極
２２ ダイボンド樹脂
２３ 金ワイヤ
２４ 透明樹脂
２５ 防湿フィルム
３０ 磁性補強板
３２ 凹型磁性補強板
４０ ＦＰＣ
５０ 制御基板
６０ 電源
１００ 光源ユニット
２００ 制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）熱伝導性を備える第１の基板と、
（ｂ）該第１の基板の第１の面に形成された複数個の開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、
（ｃ）前記複数個の開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された複数個の発光ダイオードのベアチップと、
（ｄ）該発光ダイオードのベアチップのそれぞれに形成されたアノード電極及びカソード電極と前記電気的配線とをワイヤボンド接続するワイヤ配線と、
（ｅ）すべての前記発光ダイオードのベアチップと前記ワイヤ配線とを被覆する透明樹脂と、
（ｆ）前記電気的配線の端子部分に電気的に接続され、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、
（ｇ）耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、
（ｈ）前記第１の基板は前記複合フィルムの袋の中に収容され、前記制御配線における前記端子部分に接続されていない側は前記複合フィルムの袋から外に延出し、前記複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されていることを特徴とする植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記複数個の発光ダイオードのベアチップは、波長７１０〜８００ナノメートルである赤外色に発光する発光ダイオード、波長６２０〜７１０ナノメートルである赤色に発光する発光ダイオード、波長５００〜５８０ナノメートルである緑色に発光する発光ダイオード、波長４５０〜５００ナノメートルである青色に発光する発光ダイオード、又は、波長２８０〜４５０ナノメートルである紫外色に発光する発光ダイオードのベアチップである請求項１に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記複数個の発光ダイオードのベアチップは、すべて同じ発光色の発光ダイオードのベアチップである請求項２に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
前記複数個の開口部は、行列方向に間隔を空けて配列される請求項１に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
前記複数個の開口部内に固着され、列方向に間隔を空けて並んだ前記複数個の発光ダイオードのベアチップは、電気的に直列接続される請求項４に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
（ａ）熱伝導性を備える第１の基板と、
（ｂ）該第１の基板の第１の面に形成された開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、
（ｃ）前記開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された発光ダイオードのベアチップと、
（ｄ）前記発光ダイオードのベアチップに形成されたアノード電極及びカソード電極と前記電気的配線とをワイヤボンド接続するワイヤ配線と、
（ｅ）前記発光ダイオードのベアチップと前記ワイヤ配線とを被覆する透明樹脂と、
（ｆ）前記電気的配線の端子部分に電気的に接続され、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、
（ｇ）磁性及び剛性を備える第２の基板と、
（ｈ）耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、
（ｉ）前記第１の基板及び第２の基板は、前記第１の基板の第２の面と第２の基板の第１の面とが熱伝導性を備える接着剤で固着されて前記複合フィルムの袋の中に収容され、前記制御配線における前記端子部分に接続されていない側は前記複合フィルムの袋から外に延出し、前記複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されていることを特徴とする植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項７】
前記第２の基板は、第１の面が凸形状となるコの字型の形状を備える請求項６に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードのベアチップは、波長７１０〜８００ナノメートルである赤外色に発光する発光ダイオード、波長６２０〜７１０ナノメートルである赤色に発光する発光ダイオード、波長５００〜５８０ナノメートルである緑色に発光する発光ダイオード、波長４５０〜５００ナノメートルである青色に発光する発光ダイオード、又は、波長２８０〜４５０ナノメートルである紫外色に発光する発光ダイオードのベアチップである請求項６に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項９】
前記発光ダイオードのベアチップは、すべて同じ発光色の発光ダイオードのベアチップである請求項８に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項１０】
前記開口部は、複数個であり、行列方向に間隔を空けて配列される請求項６に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項１１】
前記複数個の開口部内の各々に固着され、列方向に間隔を空けて並んだ前記発光ダイオードのベアチップは、電気的に直列接続される請求項１０に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置と、
該植物育成用ＬＥＤ光源装置に前記制御配線を介して接続され、電源及び制御回路を備え、前記植物育成用ＬＥＤ光源装置を定電流駆動する制御ユニットとを有することを特徴とする植物育成用照明装置。
【請求項１】
（ａ）熱伝導性を備える第１の基板と、
（ｂ）該第１の基板の第１の面に形成された複数個の開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、
（ｃ）前記複数個の開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された複数個の発光ダイオードのベアチップと、
（ｄ）該発光ダイオードのベアチップのそれぞれに形成されたアノード電極及びカソード電極と前記電気的配線とをワイヤボンド接続するワイヤ配線と、
（ｅ）すべての前記発光ダイオードのベアチップと前記ワイヤ配線とを被覆する透明樹脂と、
（ｆ）前記電気的配線の端子部分に電気的に接続され、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、
（ｇ）耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、
（ｈ）前記第１の基板は前記複合フィルムの袋の中に収容され、前記制御配線における前記端子部分に接続されていない側は前記複合フィルムの袋から外に延出し、前記複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されていることを特徴とする植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記複数個の発光ダイオードのベアチップは、波長７１０〜８００ナノメートルである赤外色に発光する発光ダイオード、波長６２０〜７１０ナノメートルである赤色に発光する発光ダイオード、波長５００〜５８０ナノメートルである緑色に発光する発光ダイオード、波長４５０〜５００ナノメートルである青色に発光する発光ダイオード、又は、波長２８０〜４５０ナノメートルである紫外色に発光する発光ダイオードのベアチップである請求項１に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記複数個の発光ダイオードのベアチップは、すべて同じ発光色の発光ダイオードのベアチップである請求項２に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
前記複数個の開口部は、行列方向に間隔を空けて配列される請求項１に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
前記複数個の開口部内に固着され、列方向に間隔を空けて並んだ前記複数個の発光ダイオードのベアチップは、電気的に直列接続される請求項４に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
（ａ）熱伝導性を備える第１の基板と、
（ｂ）該第１の基板の第１の面に形成された開口部を備える絶縁層及び導体パターンから成る電気的配線と、
（ｃ）前記開口部内に熱伝導性を備えるダイボンド樹脂で固着された発光ダイオードのベアチップと、
（ｄ）前記発光ダイオードのベアチップに形成されたアノード電極及びカソード電極と前記電気的配線とをワイヤボンド接続するワイヤ配線と、
（ｅ）前記発光ダイオードのベアチップと前記ワイヤ配線とを被覆する透明樹脂と、
（ｆ）前記電気的配線の端子部分に電気的に接続され、外部回路からの電流及び制御信号を供給する制御配線と、
（ｇ）磁性及び剛性を備える第２の基板と、
（ｈ）耐湿性及び透光性を備え、袋状に加工された複合フィルムとを有し、
（ｉ）前記第１の基板及び第２の基板は、前記第１の基板の第２の面と第２の基板の第１の面とが熱伝導性を備える接着剤で固着されて前記複合フィルムの袋の中に収容され、前記制御配線における前記端子部分に接続されていない側は前記複合フィルムの袋から外に延出し、前記複合フィルムの袋は、内部が脱気されて周囲が封着されていることを特徴とする植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項７】
前記第２の基板は、第１の面が凸形状となるコの字型の形状を備える請求項６に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードのベアチップは、波長７１０〜８００ナノメートルである赤外色に発光する発光ダイオード、波長６２０〜７１０ナノメートルである赤色に発光する発光ダイオード、波長５００〜５８０ナノメートルである緑色に発光する発光ダイオード、波長４５０〜５００ナノメートルである青色に発光する発光ダイオード、又は、波長２８０〜４５０ナノメートルである紫外色に発光する発光ダイオードのベアチップである請求項６に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項９】
前記発光ダイオードのベアチップは、すべて同じ発光色の発光ダイオードのベアチップである請求項８に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項１０】
前記開口部は、複数個であり、行列方向に間隔を空けて配列される請求項６に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項１１】
前記複数個の開口部内の各々に固着され、列方向に間隔を空けて並んだ前記発光ダイオードのベアチップは、電気的に直列接続される請求項１０に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の植物育成用ＬＥＤ光源装置と、
該植物育成用ＬＥＤ光源装置に前記制御配線を介して接続され、電源及び制御回路を備え、前記植物育成用ＬＥＤ光源装置を定電流駆動する制御ユニットとを有することを特徴とする植物育成用照明装置。
【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２０１０−１２９３８９（Ｐ２０１０−１２９３８９Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０３１１２（Ｐ２００８−３０３１１２）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【出願人】（５００００２５７１）株式会社沖デジタルイメージング (186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【出願人】（５００００２５７１）株式会社沖デジタルイメージング (186)
【Ｆターム（参考）】
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