説明

発光装置及び発光モジュール

【課題】基板に発光装置を実装する発光モジュール等において、基板に対する発光装置の着脱を容易にする。
【解決手段】孔33を有する基板30に取り付けられるLEDパッケージ20は、発光するLEDチップ21と、弾性変形する板状の部材によって構成され、LEDチップ21の一方の電極に接続して給電経路を形成するアノード用リード部40と、弾性変形する板状の部材によって構成され、LEDチップ21の他方の電極に接続して給電経路を形成するとともに、アノード用リード部40に対向しながらアノード用リード部40と同方向に延びて設けられるカソード用リード部50と、LEDチップ21、アノード用リード部40及びカソード用リード部50を保持する容器23とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置及び発光モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の発光素子を光源として用いた発光装置が種々実用化されてきている。このような発光装置は、照明装置や、液晶表示装置等における液晶パネルのバックライト等として広く利用されている。
この種の照明装置等に用いられる発光装置として、容器の底にLEDを配置した所謂パッケージタイプのものが知られている。また、このようなパッケージタイプの発光装置では、容器に保持されるとともに、LEDへの給電経路となるリードフレームが一般的に用いられる(例えば特許文献1参照)。そして、例えば特許文献1では、発光装置に設けられるリードフレームと、発光装置が実装される実装基板に形成された配線とを半田付けによって接続している。これにより、発光装置が実装基板に固定されるとともに、発光装置に設けられるLEDと実装基板とが電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−201028号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1のように、半田付けによる発光装置の基板への実装作業は、作業が煩雑になることが考えられる。また、半田付けの際に生じる熱による発光装置への影響も小さくない。さらに、基板に発光装置を半田付けによって取り付けると、例えばメンテナンス等の際に発光装置を基板から取り外す場合には、半田を一旦溶かす作業等が必要となるため作業効率の低下につながる。
【0005】
本発明は、基板に発光装置を実装する発光モジュール等において、基板に対する着脱が容易な発光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】
かかる目的のもと、本発明は、開口部を有する基板に取り付けられる発光装置であって、発光する発光素子と、弾性変形する板状の部材によって構成され、発光素子の一方の電極に接続して発光素子に対する給電経路を形成する第1電極部材と、弾性変形する板状の部材によって構成され、発光素子の他方の電極に接続して発光素子に対する給電経路を形成するとともに、第1電極部材に対向しながら第1電極部材と同方向に延びて設けられる第2電極部材と、発光素子、第1電極部材及び第2電極部材を保持する保持部材と、を備え、第1電極部材及び第2電極部材は、基板の同一の開口部に挿入された際に、開口部の内側に位置する第1領域と、基板の保持部材が設けられる側の反対側に位置する第2領域とを有し、第1領域における第1電極部材の外側と第2電極部材の外側との間隔である電極間隔が基板の開口部の径以下であり、第2領域における電極間隔が開口部の径よりも広いことを特徴とする発光装置である。
【0007】
このような発光装置において、第1電極部材及び第2電極部材における第1領域は、保持部材から離れるに従って電極間隔が次第に広くなることを特徴とすることができる。
また、第1電極部材及び第2電極部材の末端部には、電極間隔が開口部の径よりも小さくなる第3領域が設けられることを特徴とすることができる。
さらに、第1電極部材及び第2電極部材は、第2領域の保持部材とは反対側において、保持部材から遠ざかるに従って電極間隔が狭まり、その後電極間隔が広がり、再び電極間隔が狭まる第4領域を有していることを特徴とすることができる。
【0008】
他の観点から捉えると、開口部を有する基板に取り付けられる発光装置であって、発光する発光素子と、弾性変形する板状の部材によって構成され、発光素子の一方の電極に接続して発光素子に対する給電経路を形成する第1電極部材と、弾性変形する板状の部材によって構成され、発光素子の他方の電極に接続して発光素子に対する給電経路を形成するとともに、第1電極部材に対向しながら第1電極部材と同方向に延びて設けられる第2電極部材と、発光素子、第1電極部材及び第2電極部材を保持する保持部材と、を備え、第1電極部材及び第2電極部材は、基板の開口部に挿入された際に、開口部の内側に嵌る嵌り部と、開口部の保持部材が設けられる側の反対側に掛かる掛かり部とをそれぞれ有していることを特徴とする発光装置である。
【0009】
このような発光装置において、第1電極部材及び第2電極部材は、基板への掛かり部の掛かりを解除するための力を受ける受け部をさらに有することを特徴とすることができる。
【0010】
また、他の観点から捉えると、本発明は、開口部を有する基板と、発光する発光素子と、弾性変形する板状の部材によって構成され、発光素子の一方の電極に接続して発光素子に対する給電経路を形成する第1電極部材と、弾性変形する板状の部材によって構成され、発光素子の他方の電極に接続して発光素子に対する給電経路を形成するとともに、第1電極部材に対向しながら第1電極部材と同方向に延びて設けられる第2電極部材と、発光素子、第1電極部材及び第2電極部材を保持する保持部材と、を備え、第1電極部材及び第2電極部材は、基板の開口部に挿入された際に、開口部の内側に嵌る嵌り部と、開口部の保持部材が設けられる側の反対側に掛かる掛かり部とをそれぞれ有していることを特徴とする発光モジュールである。
【0011】
このような発光モジュールにおいて、第2電極部材の末端部の幅は、第1電極部材の末端部と比較して広く形成され、基板の開口部は、第2電極部材が挿入される側に対応して設けられる長辺と、第1電極部が挿入される側に対応して設けられる長辺よりも短い短辺とを有していることを特徴とすることができる。
また、基板は、発光素子への給電経路を形成する配線を有し、基板の開口部の内側には、配線と電気的に接続する導電層が形成され、第1電極部材及び第2電極部材は、基板の開口部に挿入された際に第1電極部材及び第2電極部材の嵌り部が導電層に接触することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、基板に発光装置を実装する発光モジュール等において、基板に対する着脱が容易な発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】照明装置の構成の一例を説明するための図である。
【図2】LEDパッケージの斜視図である。
【図3】LEDパッケージの構造を説明するための図である。
【図4】基板について説明するための図である。
【図5】LEDパッケージを基板に取り付ける動作を説明するための図である。
【図6】基板からLEDパッケージを取り外す動作を説明するための図である。
【図7】第1の変形例のLEDパッケージの断面図である。
【図8】第2の変形例のLEDパッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、照明装置10の構成の一例を説明するための図である。ここで、図1(a)は照明装置10を被照射側からみた正面図であり、図1(b)は照明装置10の側面図である。
照明装置10は、発光モジュール11と、発光モジュール11が取り付けられるように構成されたシェード12とを備えている。また、発光モジュール11は、配線やスルーホール等が形成された基板30と、基板30の表面(以下、基板表面31aと呼ぶ)に取り付けられた複数のLEDパッケージ20とを有している。発光モジュール11は、ネジ13によってシェード12に取り付けられ、固定されている。このため、基板30には、ネジ13の取り付け位置に対応したネジ穴(図4参照)が形成されている。
【0015】
そして、図1(a)に示すように、基板30の基板表面31aには、複数(この例では42個)のLEDパッケージ20が実装されている。なお、本実施形態において、複数のLEDパッケージ20は、基板30の短手方向に3列かつ長手方向に14列配置されている。
また、図1(b)に示すように、基板30とシェード12との間には隙間が形成されている。基板30にLEDパッケージ20を取り付けると、LEDパッケージ20におけるリード部22(後述)の一部が基板30からシェード12側へと突出する。そこで、本実施形態の照明装置10では、基板30から突出したリード部22がシェード12に接触しないように基板30とシェード12との間に隙間を設けている。
なお、照明装置10には、必要に応じて、LEDパッケージ20から出射される光を均一にするための拡散レンズ等を設けるようにしても良い。
【0016】
シェード12は、例えば折り曲げ加工された金属板で構成されており、その凹部内側は白色に塗装されている。本実施形態の照明装置10では、シェード12を設けることによって、発光モジュール11から発せられる光を所定の方向に向けて効率的に照射している。なお、シェード12の凹部内側には、白色塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしても良い。
【0017】
図2(a)及び(b)は、LEDパッケージ20の斜視図である。
図2(a)に示すように、発光装置の一例としてのLEDパッケージ20は、凹部231を有する保持部材の一例としての容器23と、凹部231の内側(底面)に設けられる発光素子の一例としてのLEDチップ21と、容器23に保持されるとともに、LEDチップ21の給電経路となるリード部22とを備えている。また、本実施形態では、凹部231の内側を埋めるようにしてLEDチップ21を封止する封止樹脂24が形成されている。
また、本実施形態では、後述するように基板30に設けられる孔33にLEDパッケージ20のリード部22を貫通させ、リード部22によってLEDパッケージ20が基板30に固定されるように構成している。
【0018】
リード部22は、LEDチップ21のアノード電極と電気的に接続される板形状を有する第1電極部材の一例としてのアノード用リード部40と、LEDチップ21のカソード電極と電気的に接続される板形状を有する第2電極部材の一例としてのカソード用リード部50とを備えている。アノード用リード部40とカソード用リード部50は、0.1〜0.5mm程度の厚みをもつ金属板である。そして、図2(a)に示すように、アノード用リード部40とカソード用リード部50とは、本実施形態では容器23における凹部231が設けられる側とは逆側の面(以下、裏面という)にて同方向に延びて突出している。また、アノード用リード部40とカソード用リード部50とは、互いに主面が対向するように設けられている。
【0019】
なお、本実施形態のリード部22におけるアノード用リード部40とカソード用リード部50は、上述のように容器23の裏面から突出するように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、リード部22におけるアノード用リード部40とカソード用リード部50とが、それぞれ容器23の側面から突出し、容器23の裏面側に向けて曲げられた形状を有していても構わない。さらに、例えば、リード部22におけるアノード用リード部40とカソード用リード部50とが、容器23の側面からそれぞれ突出し、対向しながら同方向に延びていても構わない。
【0020】
アノード用リード部40及びカソード用リード部50を構成する材料としては、弾性変形するものであることが好ましく、例えば金属材料を用いることができる。金属としては、加工性、熱伝導性に優れたものが好ましく、例えば鉄/銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μm積層して構成されている。なお、本実施形態のリード部22には、上記金属を材料とする金属板を打ち抜き加工等することにより作成したものを用いることができる。
【0021】
また、図2(b)に示すように、カソード用リード部50の幅B1は、アノード用リード部40の幅B2と比較して大きく形成されている。これは、リード部22を構成する2本のリード部材のうち、どちらがアノード側であるかカソード側であるのかを識別できるようにするためである。また、後述のように、本実施形態において、LEDチップ21は、アノード用リード部40と比較して幅の大きいカソード用リード部50に載せて設けられている(図3参照)。これは、LEDチップ21から発生する熱の放熱経路の幅(面積)をできるだけ広くとるためである。
【0022】
図3は、LEDパッケージ20の構造を説明するための図である。
図3(a)はLEDパッケージ20の上面図(凹部231が設けられる側から見た図)である。図3(b)は、図3(a)に示すIIIb−IIIb断面の断面図である。
図3(a)に示すように、アノード用リード部40と、カソード用リード部50とは、容器23の凹部231の内側にて一部が露出している。そして、本実施形態では、ダイボンディングペースト等を用いて、カソード用リード部50にLEDチップ21が取り付けられる。また、LEDチップ21におけるアノード電極とアノード用リード部40とがボンディングワイヤによって電気的に接続される。同様に、LEDチップ21におけるカソード電極とカソード用リード部50とがボンディングワイヤによって電気的に接続される。
なお、図2に示すLEDチップ21の例は、所謂フェースアップタイプのものである。この他に、LEDチップ21として、例えばフリップチップタイプや両面電極タイプ等のものを用いることが可能である。
【0023】
図3(b)に示すように、アノード用リード部40の一端側は、容器23における凹部231にて一部が露出し、LEDチップ21と電気的に接続する。そして、アノード用リード部40の他端側は、容器23の裏面側(凹部231が設けられる側と逆側)に突出している。一方のカソード用リード部50の一端側は、容器23における凹部231にて一部が露出し、LEDチップ21と電気的に接続する。そして、カソード用リード部50の他端側は、容器23の裏面側に突出している。
【0024】
そして、図3(b)に示すように、容器23の裏面側に突出するリード部22において、アノード用リード部40とカソード用リード部50とによって、基板30から給電を受ける給電部61と、LEDパッケージ20を基板30に保持させる掛かり部62と、LEDパッケージ20のリード部22を基板30の孔33に通す際に導入の役割を果たす導入部63とが形成されている。なお、導入部63は、LEDパッケージ20を基板30から取り外す際の「つまみ」としても機能する。
本実施形態のLEDパッケージ20では、リード部22におけるアノード用リード部40の外側とカソード用リード部50の外側との間隔(以下、リード間隔と呼ぶ)を異ならせることで上記の給電部61、掛かり部62及び導入部63をそれぞれ形成している。
【0025】
第1領域及び嵌り部の一例としての給電部61は、LEDパッケージ20のリード部22を基板30の孔33に挿入した際に、孔33の内側に嵌る部分であり、孔33の内側に位置する部分である。そして、給電部61は、孔33の内側に形成される金属層34に接触することで基板30の配線パターン32に電気的に接続する(図5参照)。従って、LEDパッケージ20の取り付け先となる基板30に設けられる孔33の長辺側L1と短辺側L2との間の距離(以下、孔径Wと呼ぶ。図4(a)参照)に応じてリード間隔が設定されている。なお、本実施形態の給電部61のリード間隔は、孔33の孔径W以下に設定されている。
【0026】
第2領域及び掛かり部の一例としての掛かり部62は、給電部61を間に挟んで、容器23から給電部61よりも遠い側に形成している。LEDパッケージ20のリード部22を基板30の孔33に挿入した際に、基板30の基板裏面31b側に位置する部分である。そして、掛かり部62は、LEDパッケージ20のリード部22を基板30の孔33に挿入して給電部61が孔33に挟まれるまで押し込まれた状態にて、基板30の基板裏面31bに引っ掛かる部位である。本実施形態では、容器23の裏面とリード部22との間に基板30の一部を挟み込むことで、LEDパッケージ20が基板30に保持される。
掛かり部62は、図3(b)に示すように、基板30の孔33の孔径Wよりもリード間隔が広くなる部分を有している。なお、本実施形態では、掛かり部62は、図3(b)に示すように、容器23から離れるに従って、次第にリード間隔が広がるように形成されている。
【0027】
導入部63は、リード部22の末端部(容器23側とは反対側の端部)に設けられる。導入部63は、基板30の孔33にアノード用リード部40とカソード用リード部50とを挿入させてLEDパッケージ20を基板30に対して着脱する際における作業性を向上させる部位である。
導入部63のリード間隔は、図3(b)に示すように、基板30の孔33の孔径Wと比較して小さく設定されている。従って、導入部63は、LEDパッケージ20のリード部22を孔33に挿入する際に、最初に孔33に挿入される部位となる。そこで、リード部22の末端となる導入部63においては、リード間隔を孔33の孔径Wよりも小さくし、リード部22を孔33へと導入し易くしている。
【0028】
また、導入部63は、後述のように、LEDパッケージ20を基板30から取り外す際に、工具等によって「つままれる部分」(受け部)としての機能を有している。従って、導入部63は、工具等によって挟んだ際に、その力が逃げにくい形状をしていることが好ましい。
【0029】
続いて、本実施形態のリード部22の形状について説明する。
図3(b)に示すように、容器23の裏面側にて突出するアノード用リード部40の突出部分には、容器23から離れる方向に向けて順に、アノード側第1形状部41、アノード側第2形状部42、アノード側第3形状部43及びアノード側第4形状部44が形成されている。本実施形態においては、アノード用リード部40を折り曲げ加工することによってこれら形状を形成している。
【0030】
アノード側第1形状部41は、容器23の裏面側から容器23から離れる方向に延びている。そして、本実施形態のアノード側第1形状部41は、容器23の裏面の略直角方向に沿って立ち上がっている。アノード側第1形状部41の長さHは、基板30の厚みと略同程度となっている(後述する図5(c)参照)。アノード側第2形状部42は、容器23から離れるに従って、カソード用リード部50から離れる方向に延びている。
アノード側第3形状部43は、容器23から離れるに従って、カソード用リード部50に近づく方向に延びている。アノード側第4形状部44は、容器23から離れるに従って、アノード側第1形状部41と同様に、容器23の裏面の略直角方向に沿って延びている。
【0031】
一方、図3(b)に示すように、容器23の裏面側にて突出するカソード用リード部50の突出部分には、容器23から離れる方向に向けて順に、カソード側第1形状部51、カソード側第2形状部52、カソード側第3形状部53及びカソード側第4形状部54が形成されている。本実施形態においては、カソード用リード部50を折り曲げ加工することによってこれらの形状を形成している。
【0032】
カソード側第1形状部51は、容器23の裏面側から容器23から離れる方向に延びている。本実施形態のカソード側第1形状部51は、容器23の裏面の略直角方向に沿って立ち上がっている。また、カソード側第1形状部51の長さは、後述する基板30の厚みに対応している。カソード側第2形状部52は、容器23から離れるに従って、アノード用リード部40から離れる方向に延びている。
カソード側第3形状部53は、容器23から離れるに従って、アノード用リード部40に近づく方向に延びている。カソード側第4形状部54は、容器23から離れるに従って、カソード側第1形状部51と同様に、容器23の裏面の略直角方向に沿って延びている。
【0033】
そして、図3(b)に示すように、アノード側第1形状部41とカソード側第1形状部51とが対向して給電部61を形成する。給電部61を形成するアノード側第1形状部41及びカソード側第1形状部51の容器23の裏面からの長さHは、基板30の厚み以上に設定される。
なお、本実施形態では、アノード側第1形状部41及びカソード側第1形状部51の容器23の裏面からの長さHは、基板30の厚みと略同じにしている。これによって、給電部61に連続して設けられる掛かり部62と容器23の裏面側との間に基板30を挟み込んだ際に、両者の間に隙間が無くなりガタツキが無い状態でLEDパッケージ20を基板30に取り付けることができる。
【0034】
そして、給電部61におけるリード間隔(以下、給電部リード間隔D1と呼ぶ)は、基板30における孔33の孔径W以下に設定する。このように、給電部リード間隔D1を孔径W以下に設定することで、基板30の孔33にアノード側第1形状部41とカソード側第1形状部51とを挿入して嵌ることができるようにしている。
図3(b)に示すように、本実施形態のLEDパッケージ20では、給電部リード間隔D1は、基板30の孔径Wと同じ長さに設定しており、また、容器23の裏面における付け根から給電部61の終端部(給電部61と掛かり部62との接続部)まで同じ間隔を維持するようにしている。
【0035】
そして、アノード側第2形状部42とカソード側第2形状部52とが対向して掛かり部62を形成する。掛かり部62におけるリード間隔(以下、掛かり部リード間隔D2)は、基板30の孔33の孔径Wよりも広くしている。
上述のとおり、給電部61の長さHが基板30の厚み以上に設定されるため、LEDパッケージ20が基板30に取り付けられた状態にて、給電部61よりも末端部側に形成される掛かり部62は基板30の基板裏面31bにて突出する。そして、掛かり部62は、掛かり部リード間隔D2が孔33の孔径Wよりも広く設定されているため、掛かり部62が基板30に引っ掛かる。これによって、LEDパッケージ20は、基板30に保持される。
【0036】
なお、本実施形態のLEDパッケージ20では、掛かり部リード間隔D2は、後述するように導入部63の末端部を構成するアノード側第4形状部44とカソード側第4形状部54とを最も接近させた状態にて、基板30の孔33よりも幅が小さくなるように設定されている(後述の図6(b)参照)。このように掛かり部リード間隔D2の最大幅を設定することで、後述するように、LEDパッケージ20を基板30から取り外す際における作業性を向上させている。
【0037】
さらに、アノード側第3形状部43とカソード側第3形状部53とが対向し、アノード側第4形状部44とカソード側第4形状部54とが対向して導入部63を形成する。
本実施形態が適用されるリード部22の末端に位置するアノード側第4形状部44の末端部とカソード側第4形状部54の末端部とのリード間隔(以下、末端部間隔D3)は、基板30における孔33の孔径Wよりも狭く設定されている。このように、末端部間隔D3を孔33の孔径Wよりも狭く設定することによって、LEDパッケージ20のリード部22を孔33に挿入しようとする際に、リード部22の末端部(アノード側第4形状部44とカソード側第4形状部54)を孔33へと導き入れ易くしている。
【0038】
さらに、LEDパッケージ20のリード部22には、アノード側第4形状部44及びカソード側第4形状部54と、掛かり部62を構成するアノード側第2形状部42及びカソード側第2形状部52とにそれぞれ接続して設けられるアノード側第3形状部43及びカソード側第3形状部53が設けられている。
上述したように、掛かり部62の掛かり部リード間隔D2は、孔33の孔径Wよりも広く設定されている。一方で、導入部63の末端部間隔D3は、孔33の孔径Wよりも小さく設定されている。このようにリード間隔が異なる2つの部分を緩やかに接続し、LEDパッケージ20を基板30に着脱する際の作業性を向上させるために、本実施形態では、アノード側第3形状部43及びカソード側第3形状部53を設けている。
【0039】
アノード側第3形状部43及びカソード側第3形状部53は、図3(b)に示すように、リード部22の末端部から容器23側に向けて、次第にリード間隔が広がる形状を有している。LEDパッケージ20を基板30に取り付ける際には、リード部22の末端部側から孔33に差し入る。そのため、リード部22の末端部側から容器23側に向けて次第にリード間隔が広がるように構成することによって、孔33にリード部22を差し込み易くし、LEDパッケージ20を基板30に取り付けの際の作業性を向上させている。
【0040】
同様の観点で、アノード側第2形状部42及びカソード側第2形状部52は、図3(b)に示すように、リード部22の容器23側から末端部に向けて、次第にリード間隔が広がる形状を有している。LEDパッケージ20を基板30から取り外す際には、孔33に対して給電部61、掛かり部62、導入部63の順に引き抜かれる。この際に、掛かり部62を構成するアノード側第2形状部42及びカソード側第2形状部52がリード部22の容器23側から末端部側に向けて次第にリード間隔が広がるように構成することによって、孔33からリード部22を引き抜き易くし、LEDパッケージ20を基板30から取り外す際の作業性を向上させている。
【0041】
なお、図3(b)に示すように、本実施形態では、リード部22において、給電部61、掛かり部62及び導入部63を構成するにあたって、アノード側第1形状部41、アノード側第2形状部42、アノード側第3形状部43及びアノード側第4形状部44の成す角度や長さと、カソード側第1形状部51、カソード側第2形状部52、カソード側第3形状部53及びカソード側第4形状部54の成す角度や長さは、それぞれ同じに形成している。このように、本実施形態のLEDパッケージ20のリード部22において、アノード用リード部40とカソード用リード部50とは線対称となる形状を有しているが、これに限定されるものではない。
ただし、本実施形態のLEDパッケージ20では、アノード用リード部40とカソード用リード部50とが線対称となる形状にして、例えば導入部63を構成するアノード側第4形状部44とカソード側第4形状部54との位置が対向するように構成することで、後述するように導入部63をつまみ易くするなどLEDパッケージ20を取り扱う際の扱い易さを向上させている。
【0042】
図4は、基板30について説明するための図である。なお、図4(a)は、基板30の基板表面31aを示し。図4(b)は、基板30における基板表面31aの裏側(以下、基板裏面31bと呼ぶ)を示す。図4(c)は、図4(b)に示すIVc−IVc断面を示す。
基板30は、例えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板(ガラエポ基板)等で構成され、長方形状の形状を有している。そして、本実施形態の基板30には、複数の孔33が設けられている。なお、本実施形態では、基板30に42個のLEDパッケージ20を実装するため、基板30には42箇所の孔33を設けている。
【0043】
基板30の基板表面31aは、LEDパッケージ20が実装される面である。また、基板表面31aには、白色レジスト膜が塗布形成されている。本実施形態では、LEDパッケージ20が実装される側の基板表面31aに白色レジスト膜を塗布形成することで、LEDパッケージ20から発せられる光を効率良く照射対象側へと向けて反射している。
【0044】
基板裏面31bには、図4(b)に示すように、銅層を露出させることによりLEDパッケージ20への給電経路となる配線パターン32が形成されている。なお、本実施形態においては、基板裏面31bには4本のライン状の配線パターン32が形成される。
【0045】
さらに、図4(c)に示すように、開口部の一例としての孔33は基板30において基板表面31aから基板裏面31bまで貫通して形成されている。また、孔33の内壁には、銅メッキ等によって導電層の一例としての金属層34が形成される。即ち、孔33は所謂スルーホールとなっている。そして、孔33の内壁に形成される金属層34は、図4(c)に示すように、基板裏面31bに形成される配線パターン32に電気的に接続している。
そして、本実施形態では、この1つの孔33に1つのLEDパッケージ20が取り付けられる、すなわち、同一の孔33にLEDパッケージ20のリード部22を構成するアノード用リード部40及びカソード用リード部50が挿入される。
【0046】
また、図4(a)に拡大して示すように、基板30に設けられる孔33は、台形状となっている。このように孔33の形状を台形としたのは、図2を参照しながら説明したように、リード部22におけるアノード用リード部40の幅B2と、カソード用リード部50の幅B1とを異ならせたことに伴っている。本実施形態の発光モジュール11では、リード部22におけるアノード用リード部40の幅B2と孔33の短辺側の幅L1と、カソード用リード部50の幅B1と孔33の長辺側の幅L2とを対応させることで、例えばLEDパッケージ20を基板30に実装する際の電極の差し間違えを防止している。
【0047】
以上のように構成される基板30において、基板30における複数の孔33にそれぞれLEDパッケージ20を取り付けると、各LEDパッケージ20は、孔33に設けられた金属層34を介して、基板裏面31bに形成される配線パターン32と電気的に接続する。そして、基板30に実装される複数のLEDパッケージ20のうち、長手方向に並ぶLEDパッケージ20は電気的に並列接続され、短手方向には電気的に直列接続された関係となる。そのため、例えば複数のLEDパッケージ20のうちいずれかのLEDパッケージ20に点灯不良が発生した場合であっても、それに伴って全てのLEDパッケージ20が点灯しないという状態を避けることができるように構成されている。
なお、図4では、長方形状の基板30を一例として図示したが、基板30の形状としては、適用される照明装置に合せて円形状や楕円状など任意の形状を選択することができる。
【0048】
図5は、LEDパッケージ20を基板30に取り付ける動作を説明するための図である。
図5(a)に示すように、LEDパッケージ20のリード部22と基板30の孔33との位置合わせを行う。そして、リード部22における導入部63を孔33の内側へと挿入する。
さらに、図5(b)に示すように、LEDパッケージ20を基板30側へと押し込むと、リード部22における掛かり部62が孔33の内壁に接触する。すると、リード部22が金属によって構成されているため、その弾性によってアノード用リード部40とカソード用リード部50とが互いに近づくように変形する。なお、このとき、掛かり部62が容器23から離れるに従ってリード間隔が次第に狭まるように形成された部分を有するため、LEDパッケージ20のおけるリード部22の孔33への挿入をスムーズに行うことができる。
【0049】
そして、図5(c)に示すように、容器23の裏面側と基板表面31aとが接触するまでLEDパッケージ20が基板30側に押し込まれると、リード部22の掛かり部62が基板裏面31b側へと突き抜ける。そうすると、リード部22の有する弾性によって、アノード用リード部40とカソード用リード部50とが差し込む前の形状に戻る。これにより、リード部22の給電部61が孔33における金属層34に接触する。また、リード部22において、孔33の孔径Wよりもリード間隔が大きく形成された掛かり部62が基板裏面31bに引っ掛かる。さらに、本実施形態の給電部61の長さは、基板30の厚みに対応しているため、容器23の裏面と掛かり部62とによって基板30が挟み込まれる状態となる。以上のようにして、LEDパッケージ20は基板30に取り付けられる。
【0050】
図6は、基板30からLEDパッケージ20を取り外す動作を説明するための図である。
図6(a)に示すように、基板30の孔33にLEDパッケージ20が固定された状態から、図6(b)に示すように、ペンチ等の工具や手などによって、リード部22の末端に形成される導入部63をつまむ。すると、リード部22の有する弾性によって、アノード用リード部40とカソード用リード部50とが互いに近づくように変位する。つまり、リード部22による基板30の孔33への掛かりが解除される。また、これに伴って、掛かり部62のリード間隔が一時的に孔33の孔径Wよりも小さくなる。
【0051】
そして、図6(c)に示すように、LEDパッケージ20を基板30から引き抜くことにより、LEDパッケージ20を基板30の孔33から取り外すことができる。
なお、掛かり部62は容器23から離れるに従ってリード間隔が次第に広くなるように形成された部分を有するため、LEDパッケージ20におけるリード部22を孔33からスムーズに引き抜くことができる。
【0052】
次に、本実施形態の照明装置10の発光動作について説明する。
図示しない電源により、基板30の基板裏面31bに形成される配線パターン32に電圧がかけられると、配線パターン32を介して各LEDチップ21のリード部22に電流が流れる。これにより、発光モジュール11における各LEDパッケージ20が発光する。
各LEDパッケージ20から発せられた光のうち一部は、照明装置10による照射対象方向へと直接進行する。一方、各LEDパッケージ20から発せられた光のうちシェード12側へと向かう光は、シェード12で反射して、照明装置10による照射対象方向へと進行する。
【0053】
本実施形態において、LEDチップ21は、カソード用リード部50に取り付けられている(図3参照)。従って、LEDチップ21の発光に伴って生じる熱は、カソード用リード部50を介して基板裏面31bに形成された配線パターン32へと流れる。そして、基板裏面31bに形成される配線パターン32からその熱が放出される。
【0054】
なお、本実施形態においては、一定の厚みを有するリード部22の形状を折り曲げ加工することによってリード部22の間隔を異ならせ、掛かり部62を形成している。ここで、リード部22に掛かり部62を形成するには、基板30に形成される孔33の孔径Wと比較してリード部22におけるリード間隔が大きくなる部分が形成されていれば構わない。従って、例えばリード部22の一部の厚みを厚くすることにより、掛かり部62等をリード部22に形成しても良い。
【0055】
また、LEDパッケージ20に設けられるLEDチップ21は、2個以上であっても構わない。また、封止樹脂24にLEDチップ21から発せられる光の波長を変換する単一又は複数の蛍光体を添加しても構わない。
さらに、上記の実施形態においては、基板30の基板裏面31b側に配線パターン32を形成しているが、基板30の基板表面31a側に配線パターン32を形成しても構わない。
【0056】
本実施形態の発光モジュールでは、LEDパッケージ20自体に基板30と接続する構造を設けた。従って、基板30側に例えばLEDパッケージ20を積極的に保持する部材を設けることが必須にはならない。このように、本実施形態が適用される発光装置や発光モジュールによって、基板30の構成が複雑になることを抑制することができる。
【0057】
続いて、第1の変形例のLEDパッケージ120及び第2の変形例のLEDパッケージ220について説明する。
(第1の変形例)
図7は、第1の変形例のLEDパッケージ120の断面図である。
第1の変形例のLEDパッケージ120では、給電部61を構成するアノード側第1形状部41とカソード側第1形状部51とにおける給電部リード間隔D1が、容器23の裏面から離れるに従って次第に広がるように構成している。本実施形態では、図7に示すように、容器23の裏面における付け根の部分における給電部リード間隔D1は、基板30の孔33の孔径Wと同じになるように設定している。そして、容器23の裏面における付け根から給電部61の終端部(給電部61と掛かり部62との接続部)に向かうに従ってリード間隔が次第に広がるように設定している。なお、第1の変形例のLEDパッケージ120における給電部リード間隔D1の最も広がった部分の長さは、基板30の孔33の孔径Wを大きく超えない程度に設定している。
【0058】
以上のように構成される第1の変形例のLEDパッケージ120を基板30に取り付ける際には、基板30の孔33にリード部22を挿入する。そして、リード部22における給電部61が基板30の孔33に嵌め込まれる(図5(c)参照)。このとき、嵌め込まれる前の状態においては孔33の孔径Wよりも給電部リード間隔D1が広く設定されていたので、孔33に嵌め込まれることによってアノード側第1形状部41及びカソード側第1形状部51には弾性力(復元力)により外側へ向かう力が生じる。この力によって、給電部61を構成するアノード側第1形状部41及びカソード側第1形状部51と孔33における金属層34との密着度がより高まる。
【0059】
(第2の変形例)
図8は、第2の変形例のLEDパッケージ220の断面図である。
第2の変形例のLEDパッケージ220では、リード部22において、給電部61、掛かり部62及び導入部63に加えてさらに放熱部64を設けている。
第4領域の一例としての放熱部64は、図8に示すように、掛かり部62と導入部63との間に設けられる。放熱部64におけるリード間隔(以下、放熱部リード間隔D4)は、容器23から遠ざかるに従って放熱部リード間隔D4が狭まくなり、その後に一旦広がり、再び狭くなるようになっている。このように、放熱部64においては、アノード用リード部40とカソード用リード部50を複数回屈曲させたジグザク形状になっている。そして、第2の変形例のLEDパッケージ220では、放熱部64として、所定の領域における単位体積あたりの放熱面積が高めた部分を設けている。
なお、放熱部64におけるリード間隔の最大幅は、掛かり部リード間隔D2よりも小さく設定される。これは、第2の変形例のLEDパッケージ220を基板30に取り付ける際や取り外す際に、基板30の孔33に放熱部64が引っ掛かることで作業性を低下させないためである。
【0060】
本実施形態では、図8に示すように、カソード用リード部50にLEDチップ21を直接載せる構成としている。そのため、LEDチップ21にて発生した熱は、カソード用リード部50に伝達されやすい。そこで、第2の変形例のLEDパッケージ220では、カソード用リード部50において放熱部64を形成することによって効率的に放熱を行う。なお、LEDチップ21にて発生した熱は、例えば配線パターン32を経由してアノード用リード部40にも伝達する。このアノード用リード部40に伝わった熱についても、アノード用リード部40に形成される放熱部64によって外気へと放出される。
以上のように、第2の変形例のLEDパッケージ220では、リード部22自体にLEDチップ21にて発生した熱を放出するヒートシンクの機能を持たせることで、さらに効率的な放熱を行うように構成している。
【符号の説明】
【0061】
10…照明装置、11…発光モジュール、20…LEDパッケージ、21…LEDチップ、22…リード部、30…基板、40…アノード用リード部、50…カソード用リード部、61…給電部、62…掛かり部、63…導入部、64…放熱部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
開口部を有する基板に取り付けられる発光装置であって、
発光する発光素子と、
弾性変形する板状の部材によって構成され、前記発光素子の一方の電極に接続して当該発光素子に対する給電経路を形成する第1電極部材と、
弾性変形する板状の部材によって構成され、前記発光素子の他方の電極に接続して当該発光素子に対する給電経路を形成するとともに、前記第1電極部材に対向しながら当該第1電極部材と同方向に延びて設けられる第2電極部材と、
前記発光素子、前記第1電極部材及び前記第2電極部材を保持する保持部材と、を備え、
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記基板の同一の前記開口部に挿入された際に、当該開口部の内側に位置する第1領域と、当該基板の前記保持部材が設けられる側の反対側に位置する第2領域とを有し、
前記第1領域における前記第1電極部材の外側と前記第2電極部材の外側との間隔である電極間隔が前記基板の前記開口部の径以下であり、前記第2領域における当該電極間隔が当該開口部の径よりも広いことを特徴とする発光装置。
【請求項2】
前記第1電極部材及び前記第2電極部材における前記第1領域は、前記保持部材から離れるに従って前記電極間隔が次第に広くなることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
【請求項3】
前記第1電極部材及び前記第2電極部材の末端部には、前記電極間隔が前記開口部の径よりも小さくなる第3領域が設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
【請求項4】
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記第2領域の前記保持部材の反対側において、前記保持部材から遠ざかるに従って当該電極間隔が狭まり、その後当該電極間隔が広がり、再び当該電極間隔が狭まる第4領域を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項5】
開口部を有する基板に取り付けられる発光装置であって、
発光する発光素子と、
弾性変形する板状の部材によって構成され、前記発光素子の一方の電極に接続して当該発光素子に対する給電経路を形成する第1電極部材と、
弾性変形する板状の部材によって構成され、前記発光素子の他方の電極に接続して当該発光素子に対する給電経路を形成するとともに、前記第1電極部材に対向しながら当該第1電極部材と同方向に延びて設けられる第2電極部材と、
前記発光素子、前記第1電極部材及び前記第2電極部材を保持する保持部材と、を備え、
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記基板の前記開口部に挿入された際に、当該開口部の内側に嵌る嵌り部と、当該開口部の前記保持部材が設けられる側の反対側に掛かる掛かり部とをそれぞれ有していることを特徴とする発光装置。
【請求項6】
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記基板への前記掛かり部の掛かりを解除するための力を受ける受け部をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
【請求項7】
開口部を有する基板と、
発光する発光素子と、
弾性変形する板状の部材によって構成され、前記発光素子の一方の電極に接続して当該発光素子に対する給電経路を形成する第1電極部材と、
弾性変形する板状の部材によって構成され、前記発光素子の他方の電極に接続して当該発光素子に対する給電経路を形成するとともに、前記第1電極部材に対向しながら当該第1電極部材と同方向に延びて設けられる第2電極部材と、
前記発光素子、前記第1電極部材及び前記第2電極部材を保持する保持部材と、を備え、
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記基板の前記開口部に挿入された際に、当該開口部の内側に嵌る嵌り部と、当該開口部の当該保持部材が設けられる側の反対側に掛かる掛かり部とをそれぞれ有していることを特徴とする発光モジュール。
【請求項8】
前記第2電極部材の末端部の幅は、前記第1電極部材の末端部と比較して広く形成され、
前記基板の開口部は、前記第2電極部材が挿入される側に対応して設けられる長辺と、前記第1電極部が挿入される側に対応して設けられる当該長辺よりも短い短辺とを有していることを特徴とする請求項7に記載の発光モジュール。
【請求項9】
前記基板は、前記発光素子への給電経路を形成する配線を有し、
前記基板の前記開口部の内側には、前記配線と電気的に接続する導電層が形成され、
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記基板の前記開口部に挿入された際に当該第1電極部材及び当該第2電極部材の前記嵌り部が前記導電層に接触することを特徴とする請求項7又は8に記載の発光モジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−21071(P2013−21071A)
【公開日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−152028(P2011−152028)
【出願日】平成23年7月8日(2011.7.8)
【出願人】(000002004)昭和電工株式会社 (3,251)
【Fターム(参考)】