JPH11162231A

JPH11162231A - Ｌｅｄ照明モジュール

Info

Publication number: JPH11162231A
Application number: JP9323550A
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
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JP3454123B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＥＤチップの配光を所望の配光に制御できる
ＬＥＤ照明モジュールを提供する。【解決手段】基板１には複数のＬＥＤチップが配設され
ている。また基板１自体に、ＬＥＤチップの配光を制御
するための光制御手段１４が設けられており、ＬＥＤチ
ップの配光を所望の配光に制御している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個のＬＥＤチ
ップを基板上に実装したＬＥＤ照明モジュールに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）は主と
して表示用に用いられているが、近年ＬＥＤを白熱電球
や蛍光灯にかわる光源として照明用途に使用することが
研究されており、照明に必要な輝度を確保するために複
数個のＬＥＤを基板上に並設して形成されたＬＥＤ照明
モジュールが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常ＬＥＤは１個のベ
アチップをエポキシ樹脂で封止し、封止材の形状を略砲
弾型に形成することにより、ＬＥＤチップの発光を封止
材で屈折して、ＬＥＤ前面の全ての方向に発光するよう
に形成されている。このようなＬＥＤを基板上に複数個
配設し、ＬＥＤ照明モジュールを形成した場合、個々の
ＬＥＤが前面の全ての方向に発光するため、ＬＥＤの光
が分散して放射され、装置全体として発光の利用効率が
悪いという問題があった。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、個々のＬＥＤチップ
の発光方向を制御して、装置全体として発光の利用効率
を高めたＬＥＤ照明モジュールを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、複数個のＬＥＤチップと、複
数個のＬＥＤチップが実装された基板とから構成され、
各ＬＥＤチップの配光を制御する光制御手段を基板自体
に設けているので、ＬＥＤチップの配光を所望の配光に
制御することができ、ＬＥＤチップの光の利用効率を高
めることができる。しかも、基板自体が光制御手段を備
えているので、ＬＥＤチップの配光を制御するためにレ
ンズなどの光学部材を別途設ける必要がなく、部品点数
を削減するとともに、組立の手間を減らすことができ
る。

【０００６】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、光制御手段は、ＬＥＤチップが実装される部位の
基板表面の立体形状であるので、基板表面を所望の立体
形状に形成することにより、ＬＥＤチップの配光を所望
の配光に制御することができる。請求項３の発明では、
請求項１の発明において、光制御手段は、基板上に形成
されたＬＥＤチップからの発光を反射する反射部材であ
るので、ＬＥＤチップから放射される直接光とともに、
反射部材による反射光を利用することができる。

【０００７】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、基板表面に立体的に形成されたＬＥＤチップの点
灯回路の配線パターンが反射部材を兼用しているので、
反射部材を別途設ける必要がなく、配線パターンと反射
部材との接触を考慮することなく回路設計を行うことが
できる。しかも、配線パターンが立体的に形成されてい
るので、ＬＥＤチップの発光を所望の方向に反射するこ
とができる。

【０００８】請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、光制御手段は、ＬＥＤチップが表裏両面に実装さ
れた基板自体から構成されており、ＬＥＤチップを基板
の表裏両面に実装しているので、ＬＥＤチップの実装密
度を高くして、ＬＥＤ照明モジュール全体の輝度を明る
くすることができる。また、基板の表裏両面にＬＥＤチ
ップが実装されているので、ＬＥＤチップの発光を基板
の表裏両面に放射させることができる。

【０００９】請求項６の発明では、請求項１の発明にお
いて、光制御手段は、透光性材料から形成された基板自
体から構成されており、ＬＥＤチップの発光が基板を透
過して、基板の裏面側に放射されるので、ＬＥＤチップ
の発光を有効に利用することができる。請求項７の発明
では、請求項６の発明において、ＬＥＤチップに給電す
るための電極部が透明導電体から構成されているので、
ＬＥＤチップの発光が電極部によって遮られることがな
く、ＬＥＤチップの発光の利用効率を高めることができ
る。

【００１０】請求項８の発明では、請求項１の発明にお
いて、光制御手段は基板に形成された基板の表裏を貫通
する貫通孔からなり、ＬＥＤチップの一部は、基板表面
の貫通孔が形成された部位に、貫通孔を介して基板の裏
面側へ光を放射する向きに配設され、ＬＥＤチップの残
りは基板表面に基板の表面側へ光を放射する向きに配設
されているので、ＬＥＤチップの実装の向きを変えるこ
とにより、基板の表面側及び裏面側にＬＥＤチップの発
光を放射させることができる。

【００１１】請求項９の発明では、請求項１の発明にお
いて、光制御手段は、弾性材料から形成された基板自体
から構成されているので、基板を曲げることによって、
ＬＥＤチップの配光を所望の方向に変化させることがで
きる。したがって、ＬＥＤ照明モジュールを配設する際
に、基板の曲げ具合を調節することにより、ＬＥＤ照明
モジュールの配光を調節しながら、ＬＥＤ照明モジュー
ルを取り付けることができる。

【００１２】請求項１０の発明では、請求項１の発明に
おいて、光制御手段は、所定個数のＬＥＤチップよりな
るグループ単位でＬＥＤチップの点灯回路が実装された
基板から構成されているので、任意の部位で基板を切断
することにより、使用するＬＥＤチップのグループ数を
所望の数に選択することができ、所望の光出力を得るこ
とができる。

【００１３】請求項１１の発明では、請求項１の発明に
おいて、少なくともＬＥＤチップが実装される基板の部
位に蛍光体が塗布されているので、ＬＥＤチップの発光
と、蛍光体の発光とを混色することができ、ＬＥＤチッ
プ自体の色と異なる色を発光することができる。請求項
１２の発明では、請求項１の発明において、基板表面に
形成された配線パターンにＬＥＤチップが直接実装され
ており、ＬＥＤチップと配線パターンとを接続するボン
ディングワイヤが不要になるので、ＬＥＤチップの発光
がボンディングワイヤによって遮られることはなく、光
の利用効率を向上することができる。

【００１４】請求項１３の発明では、請求項１乃至１２
の発明において、基板は樹脂成形基板からなっており、
樹脂成形で基板が形成されるので、基板の高密度実装
化、小型化を図ることができ、しかも所望の立体形状を
容易に製作することができ、ＬＥＤチップの配光を所望
の配光に制御することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のＬＥＤ照明モジュールの
基本構成を図１に示す。このＬＥＤ照明モジュールで
は、複数のＬＥＤチップ２が配設された基板１自体が、
各ＬＥＤチップ２の配光を制御するための光制御手段１
４を備えているので、基板１以外に別途光学手段を設け
ることなく、ＬＥＤチップ２の配光を所望の配光に制御
することができ、ＬＥＤチップ２の光の利用効率が向上
する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。（実施形態１）本実施形態のＬＥＤ照明モ
ジュールは、図２に示すように、外径寸法が共に略５０
ｍｍの基板１を備えており、基板１の表面は研磨され、
光制御手段たる放物曲面１ａが形成されている。基板１
の放物曲面１ａ上には、放物曲面１ａに対してｐｎ接合
面（ｐ型半導体とｎ型半導体の界面）が略垂直になるよ
うに複数個のＬＥＤチップ２が実装されている。ここ
に、ＬＥＤチップ２はｐｎ接合面内の全ての方向に発光
するので、ＬＥＤチップ２からは放物曲面１ａに対して
略垂直な方向に光が放射され、ＬＥＤチップ２の発光が
空間上の一点に集中するように放物曲面１ａが形成され
ている。

【００１７】また、図３に示すように、基板１の表面に
光制御手段たる鋸歯状の突部１ｂを複数形成しても良
く、ＬＥＤチップ２は、ｐｎ接合面が突部１ｂ表面に対
して略垂直になるように、突部１ｂに実装されている。
ＬＥＤチップ２はｐｎ接合面内の全ての方向に光を放射
するので、ＬＥＤチップ２から放射される光は突部１ｂ
表面に対して略垂直となる。ここで、突部１ｂの表面は
互いに平行になるように形成されているので、複数のＬ
ＥＤチップ２の発光は互いに平行になり、ＬＥＤ照明モ
ジュールから平行な光を放射することができ、光の利用
効率が向上する。

【００１８】このように、ＬＥＤチップ２を複数個配設
した場合の配光を考慮して、ＬＥＤチップ２が実装され
る部位の基板表面を放物曲面や鋸歯状などの立体形状に
形成しているので、ＬＥＤチップ２の配光を制御するた
めの光学手段を別途設ける必要がなく、ＬＥＤチップ２
の光を効率良く利用することができる。（実施形態２）
本実施形態のＬＥＤ照明モジュールは、図４に示すよう
に、基板１と、基板１の表面にマトリクス状に実装され
た複数個のＬＥＤチップ２と、隣接するＬＥＤチップ２
の間の基板１表面に形成された例えばアルミニウム膜よ
りなる反射部材たる反射板３とから構成される。尚、本
実施形態では、反射板３に反射効率の良いアルミニウム
膜を用いているが、反射板３をアルミニウム膜に限定す
る趣旨のものではなく、アルミニウム膜以外の銀などの
高反射率の金属材料を用いても良いことは言うまでもな
い。また、反射板３の材料として絶縁物を用いれば、Ｌ
ＥＤチップ２やＬＥＤチップ２の点灯回路を構成する配
線パターン（図示せず）と反射板３とが短絡する危険性
を無くすことができる。

【００１９】ところで、ＬＥＤチップ２は、ｐｎ接合に
順方向電流を流すことにより、ｐｎ接合面で電子が移動
する際に発光し、その発光方向はｐｎ接合面内の全ての
方向となる。したがって、ｐｎ接合面が基板１の表面に
対して略垂直になるように、ＬＥＤチップ２が基板１に
配設された場合、ＬＥＤチップ２からは基板１の前面側
だけではなく、基板１と平行な方向や、基板１の裏面に
向かう方向へも光が放射される。そのため、実施形態１
のように基板１の立体形状のみを改良するだけでは、Ｌ
ＥＤチップ２の発光を有効に利用するのには限界があ
る。そこで、ＬＥＤチップ２から基板１と略平行な方向
に放射された光を光制御手段としての反射板３によって
所望の方向に反射することにより、ＬＥＤチップ２から
基板１の前面側に放射される直接光だけではなく、ＬＥ
Ｄチップ２から基板１と略平行な方向に放射される光も
利用することができ、ＬＥＤチップ２の発光の利用効率
を高めて、ＬＥＤ照明モジュールの輝度を高めている。

【００２０】尚、ＬＥＤチップ２からの光を所望の方向
に反射できるように、反射板３を立体的に形成しても良
い。また、ＬＥＤチップ２から基板１の前面側に放射さ
れる直接光と、反射板３による反射光とが夫々異なる方
向に放射されるように、反射板３を形成しても良く、Ｌ
ＥＤ照明モジュールの配光のバリエーションを増やすこ
とが出来る。

【００２１】（実施形態３）実施形態２では、ＬＥＤチ
ップ２の発光を所望の方向に反射する反射板３を基板１
の表面に形成したが、本実施形態では、図５（ａ）乃至
（ｄ）に示すように、基板１の表面に形成されたＬＥＤ
チップ２の点灯回路の配線パターンで反射板３を兼用し
ている。

【００２２】本実施形態のＬＥＤ照明モジュールでは、
図５（ａ）に示すように、基板１の表面に、ＬＥＤチッ
プ２の点灯回路の配線パターンを構成するニッケルめっ
き層４，４が形成されている。ニッケルめっき層４，４
の端部には金めっきからなる端子部５，５が形成され、
ＬＥＤチップ２のｐ型半導体、ｎ型半導体はそれぞれ端
子部５，５に半田や導電性ペーストを用いて実装され
る。さらに、図５（ｂ）に示すように、３個のＬＥＤチ
ップ２がニッケルめっき層４を介して順方向に直列接続
されており、この３個のＬＥＤチップ２からなるユニッ
ト１０が３組設けられている。そして、各ユニット１０
両端のニッケルめっき層４が短絡部１２を介して互いに
短絡されており、直列接続された３個のＬＥＤチップ２
を互いに並列接続した回路が形成されている。

【００２３】ここで、ＬＥＤチップ２は、ｐｎ接合面が
基板１の表面と略直交するように実装されており、ＬＥ
Ｄチップ２が実装される基板１の周囲には、ＬＥＤチッ
プ２から遠ざかるにつれて基板１の前面側に突出するに
傾斜した突起１ｃが形成されており、突起１ｃの表面に
形成されたニッケルめっき層４がＬＥＤチップ２の発光
を所望の方向に反射している。

【００２４】このように、本実施形態のＬＥＤ照明モジ
ュールでは、配線パターンを構成するニッケルめっき層
４により反射板を兼用しているので、反射板を別途形成
する必要がなく、反射板と配線パターンとの接触を考慮
することなく回路設計を行うことができ、設計の自由度
が高くなる。尚、ＬＥＤ照明モジュール全体としてニッ
ケルめっき層４によって反射される反射光を増やすため
には、基板１表面の非導通部１３の面積を最小限の面積
とし、ニッケルめっき層４の面積を増やせばよい。

【００２５】（実施形態４）従来の発光ダイオードは、
ＬＥＤチップ２を略砲弾状のエポキシ樹脂でポッティン
グして形成されており、このエポキシ樹脂がレンズの役
割を果たすことにより、ＬＥＤチップ２の前面側の全方
向に発光させている。しかしながら、複数個のＬＥＤチ
ップ２をｐｎ接合面が基板と略直交するようにして基板
１上に実装すると、基板１に遮光されるＬＥＤチップ２
の光が増えて、ＬＥＤチップ２の発光を全周に放射させ
ることが困難になる。

【００２６】そこで本実施形態のＬＥＤ照明モジュール
では、図６に示すように、基板１の表裏両面に凹所１
ｄ，１ｄを設け、凹所１ｄ，１ｄにＬＥＤチップ２，２
を配設している。尚、ＬＥＤチップ２，２は、それぞ
れ、ｐｎ接合面が基板１の表面及び裏面に対して略直交
するように配設されているので、ＬＥＤチップ２，２か
らの発光は基板１の表面及び裏面に対して略直交する面
内に放射されている。本実施形態では、ＬＥＤチップ
２，２が表裏両面に配設された基板１自体から光制御手
段を構成しているので、基板１の裏面側に配設されたＬ
ＥＤチップ２によって基板１の裏面側にも光を放射させ
て、基板１の表面及び裏面に直交する面内の全ての方向
に光を放射することができ、このＬＥＤ照明モジュール
を蛍光灯や白熱灯と同様に使用することができる。

【００２７】また、基板１の表裏両面にＬＥＤチップ
２，２を実装することにより、ＬＥＤチップ２，２の実
装密度を高くして、ＬＥＤ照明モジュール全体の輝度を
高めることができる。また、ＬＥＤチップ２を基板１の
表裏両面に実装しているので、ＬＥＤチップ２を基板１
の一面のみに実装した場合に比べて、配光のバリエーシ
ョンを増やすことができる。

【００２８】（実施形態５）ところで、ＬＥＤチップ２
はｐｎ接合面内の全ての方向に発光するので、ｐｎ接合
面が基板１の表面と略直交するように、ＬＥＤチップ２
を基板１上に配設した場合、基板１の形状やＬＥＤチッ
プ２の実装方向を種々検討したとしても、ＬＥＤチップ
２から基板１側に向かう光が基板１によって遮られるの
で、ＬＥＤチップ２の発光を全て利用することは困難で
ある。そこで、本実施形態ではＬＥＤチップ２を実装す
る基板１の材料に透光性樹脂を用い、ＬＥＤチップ２か
ら基板１側に放射される光を基板１の裏面側に透過させ
て利用している。

【００２９】本実施形態のＬＥＤ照明モジュールは、図
７に示すように、透明なアクリル樹脂から形成された基
板１と、ｐｎ接合面が基板１の表面に対して略直交する
ように基板１上に配設されたＬＥＤチップ２と、ＬＥＤ
チップ２を保護するために基板１の表面に形成された透
明な封止材６とから構成される。尚、本実施形態では基
板１の材料にアクリル樹脂を用いているが、基板１の材
料をアクリル樹脂に限定する趣旨のものではなく、アク
リル樹脂以外のポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂を
用いても良い。

【００３０】上述のように、基板１及び封止材６は透光
性を有する材料から形成されているので、ＬＥＤチップ
２から基板１側に放射された光は基板１を透過して、基
板１の裏面側から外部に放射され、ＬＥＤチップ２から
基板１の前面側（すなわち、封止材６側）に放射された
光は、封止材６を透過して外部に放射される。したがっ
て、光制御手段を透光性材料から形成された基板１自体
で構成することにより、ＬＥＤチップ２から基板１の前
面側に放射される光はもちろんのこと、基板１側に放射
される光も利用することができ、ＬＥＤチップ２の光の
利用効率を高めることができる。尚、本実施形態では基
板１全体を透明樹脂から形成しているが、ＬＥＤチップ
２が実装される基板１の部位のみを透明樹脂から形成し
ても良い。

【００３１】（実施形態６）ところで、基板１上に実装
されたＬＥＤチップ２と、基板１に形成された配線パタ
ーンとを電気的に接続するためには、ＬＥＤチップ２に
例えばアルミニウムなどの金属材料からなる電極部を設
け、この電極部と基板１の配線パターンとをボンディン
グワイヤで接続する必要があるが、ＬＥＤチップ２に形
成された電極部は光を透過しないため、この電極部によ
ってＬＥＤチップ２の発光が遮され、影が発生するとい
う問題があった。そこで、本実施形態のＬＥＤ照明モジ
ュールでは、ＬＥＤチップ２に給電するための電極部に
透光性を有する透明導電体を用い、ＬＥＤチップ２の発
光が遮られるのを防止している。

【００３２】本実施形態のＬＥＤ照明モジュールは、図
８に示すように、光を透過しない樹脂製の基板１と、基
板１の表面に形成された電極部７ａと、電極部７ａ上に
実装された複数のＬＥＤチップ２と、複数のＬＥＤチッ
プ２の上面に設けられた電極部７ｂとから構成され、電
極部７ａ，７ｂは共に透明導電体たるＩＴＯ（Indium-T
in oxide）から形成される。ここで、複数のＬＥＤチッ
プ２のｎ型半導体２₁はそれぞれ一方の電極部７ａに電
気的に接続され、ｐ型半導体２₂はそれぞれ他方の電極
部７ｂに電気的に接続される。また、電極部７ａは基板
１に形成された配線パターン（図示せず）に電気的に接
続され、電極部７ｂはボンディングワイヤ（図示せず）
を介して、基板１に形成された別の配線パターンに電気
的に接続されており、ＬＥＤチップ２は電極部７ａ，７
ｂを介して配線パターンに電気的に接続される。また、
隣接するＬＥＤチップ２の間の基板１には突起１ｃが形
成されており、ＬＥＤチップ２のｐｎ接合界面から放射
された光は基板１の突起１ｃによって反射され、所望の
配光方向に放射される。

【００３３】ここで、ＬＥＤチップ２と配線パターンと
を電気的に接続するための電極部に電極部７ａ，７ｂを
用いているので、ＬＥＤチップ２の発光が電極部７ａ，
７ｂに遮られることがなく、ＬＥＤチップ２の光の利用
効率が向上し、発光の損失が低減される。尚、本実施形
態では電極部７ａ，７ｂにＩＴＯを用いているが、電極
部７ａ，７ｂをＩＴＯに限定する趣旨のものではなく、
ＩＴＯ以外のＣＴＯ（Cadmium-Tin oxide ）などの透明
導電体を用いても良い。また、基板１に透光性を有する
基板を用いることにより、ＬＥＤチップ２の発光が基板
１によって遮光されるのを防止でき、ＬＥＤチップ２の
発光の利用効率がさらに向上する。

【００３４】（実施形態７）本実施形態のＬＥＤ照明モ
ジュールは、図９に示すように、基板１と、基板１の表
面に形成された凹所１ｄに配設されたＬＥＤチップ２と
から構成され、凹所１ｄが形成された基板１の部位に
は、基板１の表裏を貫通する光制御手段たる貫通孔１ｅ
が形成されている。

【００３５】ＬＥＤチップ２はｐｎ接合面が基板１の表
面に対して略直交するように配置されており、ＬＥＤチ
ップ２のｎ型半導体２₁、ｐ型半導体２₂は、それぞ
れ、基板１に形成された配線パターン（図示せず）に電
気的に接続されている。ＬＥＤチップ２からはｐｎ接合
面内の全ての方向に光が放射されるので、ＬＥＤチップ
２の発光の一部は基板１の表面側に放射され、ＬＥＤチ
ップ２の発光の残りは貫通孔１ｅを介して基板１の裏面
側に放射されるので、基板１の表裏両面に光を放射する
ことができる。

【００３６】ここで、ｐｎ接合面が基板１の表面と略平
行になるように基板１の表面に配設され、ｐｎ接合面か
らの発光が基板１に反射されて基板１の前面側に放射さ
れるＬＥＤチップ（図示せず）と、図９に示す向きに基
板１に実装され、基板１の裏面側に光を放射するＬＥＤ
チップ２とを組み合わせて用いることにより、基板１の
表裏両面に光を放射することができる。

【００３７】尚、貫通孔１ｅの内壁には反射材を塗布し
て、ＬＥＤチップ２からの光が基板１に吸収されるのを
防いでいる。（実施形態８）本実施形態のＬＥＤ照明モジュールは、
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、例えば塩化ビニルか
ら形成された弾性を有するフレキシブル基板１’と、フ
レキシブル基板１’の表面に実装された複数のＬＥＤチ
ップ２とから構成される。

【００３８】フレキシブル基板１’は弾性を有してお
り、容易に曲げることができるので、フレキシブル基板
１’を曲げて、ＬＥＤチップ２の光を所望の方向に向け
ることができる。したがって、このＬＥＤ照明モジュー
ルを照明器具に取り付ける際に、光制御手段としてのフ
レキシブル基板１’の曲げ具合を調節することにより、
ＬＥＤ照明モジュールの配光を調節しながら、ＬＥＤ照
明モジュールを取り付けることができる。

【００３９】尚、本実施形態では、フレキシブル基板
１’を塩化ビニルから形成しているが、フレキシブル基
板１’の材質を塩化ビニルに限定する趣旨のものではな
く、エポキシ樹脂から形成しても良い。また、フレキシ
ブル基板１’を全体として曲げやすくするために、フレ
キシブル基板１’に形成したＬＥＤチップ２の点灯回路
の配線には極力銅線を用い、ＬＥＤチップ２を封止する
封止材はＬＥＤチップ２の周辺部のみに形成し、封止材
自体が直接曲がらないようにしている。

【００４０】（実施形態９）本実施形態のＬＥＤ照明モ
ジュールは、図１１に示すように、複数のＬＥＤチップ
２が直列接続されたユニット１０を複数並列接続し、ト
ランジスタＴｒを介して各ユニット１０を直流電源ＤＣ
に接続して点灯回路を構成しており、トランジスタＴｒ
がオン・オフすることによって、各ＬＥＤチップ２が点
灯、消灯する。ここで、各ユニット１０はユニット単位
で切断できるように基板上に配設されており、基板１を
所望の部位（例えば図１１の点線Ａ）で切断することに
より、ＬＥＤチップ２の個数を切り換えることができ
る。ここで、各ユニット１０を構成するＬＥＤチップ２
の個数を、定格出力が１０Ｗ、１５Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ
などの蛍光ランプと略同じ光量を得ることができるよう
な個数に設計すれば、使用するユニット１０の個数を変
更することによって、ＬＥＤ照明モジュールの光出力を
所望の値に容易に選択することができる。

【００４１】なお、ユニット単位で基板を容易に切断で
きるように、各ユニット１０の境界に対応する基板表面
の部位に溝を形成しても良く、この溝を目印にして所望
の数のユニット１０を切り離すことができる。また、使
用するユニット１０の個数に応じて、電源電圧ＤＣの電
圧値が変化するように電源が構成されている。（実施形態１０）ＬＥＤチップ２の発光は単色光である
ので、太陽光のような白色光を得るためには、複数の発
光色を混色する必要があり、本実施形態では、蛍光体の
発光を利用し、ＬＥＤチップ２の発光と蛍光体の発光と
を混色することにより、白色光を得ている。

【００４２】本実施形態のＬＥＤ照明モジュールは、図
１２（ａ）に示すように、基板１と、基板１の表面に形
成された凹所１ｄと、凹所１ｄの表面に塗布された蛍光
体９と、凹所１ｄ内に実装されたＬＥＤチップ２とから
構成される。図１２（ｂ）に示すように、蛍光体９の発
光スペクトル〔図１２（ｂ）のロ〕は、ＬＥＤチップ２
の発光スペクトル〔図１２（ｂ）のイ〕と同一の発光ス
ペクトルではなく、両者の発光スペクトルが異なってい
るので、ＬＥＤチップ２が実装される基板１の部位に蛍
光体９を塗布することによって、ＬＥＤチップ２の光と
蛍光体９の光とを混色して、ＬＥＤチップ２の光と異な
る光を得ることができ、蛍光体９の光によっては白色光
を得ることができる。但し、ＬＥＤチップ２と蛍光体９
の発光輝度は異なっているので、両者の発光輝度を調整
するためのフィルター（図示せず）をＬＥＤチップ２の
表面に設けてもよい。また、ＬＥＤチップ２の発光色と
蛍光体９の発光色との間には密接な関係があるので、Ｌ
ＥＤ照明モジュール全体として発光色を制御するため
に、ＬＥＤチップ２に紫外線を発光するものや赤外線を
発光するものを用いれば良い。

【００４３】（実施形態１１）図１３（ａ）に示すよう
に、基板１に形成された配線パターン１１ａの表面に、
例えばｎ型半導体２₁を基板１側にしてＬＥＤチップ２
が半田や導電性ペーストなどにより実装され、ＬＥＤチ
ップ２のｐ型半導体２₂がボンディングワイヤ８により
別の配線パターン１１ｂに配線された場合、ＬＥＤチッ
プ２はｐｎ接合面内の全ての方向に発光するため、ボデ
ンディングワイヤ８によってＬＥＤチップ２の発光が遮
られてしまう。

【００４４】そこで、本実施形態のＬＥＤ照明モジュー
ルでは、ｐｎ接合面が基板１の表面に対して略垂直とな
るように基板１上に配設し、ｎ型半導体２₁が一方の配
線パターン１１ａに半田や導電性ペーストにより実装さ
れ、ｐ型半導体２₂が他方の配線パターン１１ｂに半田
や導電性ペーストにより実装される。尚、ＬＥＤチップ
２は各辺が略０．３ｍｍの立方体形状に形成されてお
り、配線パターン１１ａと１１ｂとの間には、幅が略
０．１５ｍｍの隙間を設けている。

【００４５】このように、ＬＥＤチップ２のｐｎ接合面
は基板１の表面と略直交しており、ＬＥＤチップ２は配
線パターン１１ａ，１１ｂにそれぞれ直接実装されてい
るので、ＬＥＤチップ２と配線パターンとを電気的に接
続するボンディングワイヤが不要になり、ＬＥＤチップ
２からの発光がボンディングワイヤによって遮られるの
を防止して、ＬＥＤチップ２の発光の利用効率を向上さ
せることができる。

【００４６】ところで、上述した各実施形態の基板１，
１’に立体回路成形品ＭＩＤ（Molded Interconnection
Device ）からなる樹脂成形基板を用いれば所望の３次
元形状を容易に形成することができ、ＬＥＤチップ２の
配光を所望の方向に配光することができる。尚、ＭＩＤ
材料にはどのような樹脂でも使用することができるが、
電気的特性や放熱性などの種々の特性に優れた材料（例
えば液晶ポリマー）が望ましい。

【００４７】尚、各実施形態のＬＥＤ照明モジュールに
実装するＬＥＤチップ２は単一色のものでも良いし、複
数色のＬＥＤチップ２を用いても良い。

【００４８】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、複数
個のＬＥＤチップと、複数個のＬＥＤチップが実装され
た基板とから構成され、各ＬＥＤチップの配光を制御す
る光制御手段を基板自体に設けているので、ＬＥＤチッ
プの配光を所望の配光に制御することができ、ＬＥＤチ
ップの光の利用効率を高めることができるという効果が
ある。しかも、基板自体が光制御手段を備えているの
で、ＬＥＤチップの配光を制御するためにレンズなどの
光学部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減する
とともに、組立の手間を減らすことができるという効果
もある。

【００４９】請求項２の発明は、光制御手段は、ＬＥＤ
チップが実装される部位の基板表面の立体形状であるの
で、基板表面を所望の立体形状に形成することにより、
ＬＥＤチップの配光を制御する光学部材を別途設けるこ
となく、ＬＥＤチップの配光を所望の配光に制御できる
という効果がある。請求項３の発明は、光制御手段は、
基板上に形成されたＬＥＤチップからの発光を反射する
反射部材であるので、ＬＥＤチップから放射される直接
光とともに、反射部材による反射光を利用できる。した
がって、ＬＥＤチップの発光の利用効率が高くなり、Ｌ
ＥＤ照明モジュール全体の輝度が明るくなるという効果
がある。

【００５０】請求項４の発明は、基板表面に立体的に形
成されたＬＥＤチップの点灯回路の配線パターンが反射
部材を兼用しているので、反射部材を別途設ける必要が
なく、配線パターンと反射部材との接触を考慮すること
なく回路設計を行うことができ、回路設計の自由度が向
上するという効果がある。しかも、配線パターンが立体
的に形成されているので、ＬＥＤチップの発光を所望の
方向に反射することができ、ＬＥＤチップの配光をより
精密に制御できるという効果がある。

【００５１】請求項５の発明は、光制御手段は、ＬＥＤ
チップが表裏両面に実装された基板自体から構成されて
おり、ＬＥＤチップを基板の表裏両面に実装しているの
で、ＬＥＤチップの実装密度が高くなり、ＬＥＤ照明モ
ジュール全体の輝度が明るくなるという効果がある。ま
た、基板の表裏両面にＬＥＤチップが実装されているの
で、ＬＥＤチップの発光を基板の表裏両面に放射させる
ことができるという効果もある。

【００５２】請求項６の発明は、光制御手段は、透光性
材料から形成された基板自体から構成されており、ＬＥ
Ｄチップの発光が基板を透過して、基板の裏面側に放射
されるので、ＬＥＤチップの発光を有効に利用すること
ができる。したがって、ＬＥＤチップの発光の利用効率
が高くなり、ＬＥＤ照明モジュール全体として輝度が明
るくなるという効果がある。

【００５３】請求項７の発明は、ＬＥＤチップに給電す
るための電極部が透明導電体から構成されているので、
ＬＥＤチップの発光が電極部によって遮られることがな
く、ＬＥＤチップの発光の利用効率を高めることがで
き、ＬＥＤ照明モジュール全体として輝度が明るくなる
という効果がある。請求項８の発明は、光制御手段は基
板に形成された基板の表裏を貫通する貫通孔からなり、
ＬＥＤチップの一部は、基板表面の貫通孔が形成された
部位に、貫通孔を介して基板の裏面側へ光を放射する向
きに配設され、ＬＥＤチップの残りは基板表面に基板の
表面側へ光を放射する向きに配設されているので、ＬＥ
Ｄチップの実装の向きを変えることにより、基板の表面
側及び裏面側にＬＥＤチップの発光を放射させることが
できるという効果がある。

【００５４】請求項９の発明は、光制御手段は、弾性材
料から形成された基板自体から構成されているので、基
板を曲げることによって、ＬＥＤチップの配光を所望の
方向に変化させることができるという効果がある。した
がって、ＬＥＤ照明モジュールを配設する際に、基板の
曲げ具合を調節することにより、ＬＥＤ照明モジュール
の配光を調節しながら、ＬＥＤ照明モジュールを取り付
けることができるという効果もある。

【００５５】請求項１０の発明は、光制御手段は、所定
個数のＬＥＤチップよりなるグループ単位でＬＥＤチッ
プの点灯回路が実装された基板から構成されているの
で、任意の部位で基板を切断することにより、使用する
ＬＥＤチップのグループ数を所望の数に選択することが
でき、所望の光出力を得ることができるという効果があ
る。しかも、１枚の基板を切断することによって、各出
力のＬＥＤ照明モジュールを形成しているので、出力毎
に異なるＬＥＤ照明モジュールを製作する必要がなく、
ＬＥＤ照明モジュールの品種を少なくできるという効果
もある。

【００５６】請求項１１の発明は、少なくともＬＥＤチ
ップが実装される基板の部位に蛍光体が塗布されている
ので、ＬＥＤチップの発光と、蛍光体の発光とを混色す
ることができ、ＬＥＤチップ自体の色と異なる色を発光
することができるという効果がある。請求項１２の発明
は、基板表面に形成された配線パターンにＬＥＤチップ
が直接実装されており、ＬＥＤチップと配線パターンと
を接続するボンディングワイヤが不要になるので、ＬＥ
Ｄチップの発光がボンディングワイヤによって遮られる
ことはなく、光の利用効率が高くなるという効果があ
る。

【００５７】請求項１３の発明は、基板は樹脂成形基板
からなっており、樹脂成形で基板が形成されるので、基
板の高密度実装化、小型化を図ることができるという効
果がある。しかも所望の立体形状を容易に製作すること
ができ、ＬＥＤチップの配光を所望の配光に制御できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＥＤ照明モジュールの基本構成を示
す図である。

【図２】実施形態１のＬＥＤ照明モジュールを示す断面
図である。

【図３】同上の別のＬＥＤ照明モジュールを示す断面図
である。

【図４】実施形態２のＬＥＤ照明モジュールを示す上面
図である。

【図５】実施形態３のＬＥＤ照明モジュールを示し、
（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下
側から見た断面図、（ｄ）は右側から見た断面図であ
る。

【図６】実施形態４のＬＥＤ照明モジュールを示す断面
図である。

【図７】実施形態５のＬＥＤ照明モジュールを示す断面
図である。

【図８】実施形態６のＬＥＤ照明モジュールを示す断面
図である。

【図９】実施形態７のＬＥＤ照明モジュールを示す断面
図である。

【図１０】実施形態８のＬＥＤ照明モジュールを示し、
（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図１１】実施形態９のＬＥＤ照明モジュールを示す回
路図である。

【図１２】実施形態１０のＬＥＤ照明モジュールを示
し、（ａ）は断面図、（ｂ）は光の波長と強度の関係を
示す図である。

【図１３】（ａ）（ｂ）は実施形態１１のＬＥＤ照明モ
ジュールを示す斜視図である。

【符号の説明】

１基板１４光制御手段

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】複数個のＬＥＤチップと、複数個のＬＥＤ
チップが実装された基板とから構成され、各ＬＥＤチッ
プの配光を制御する光制御手段を基板自体に設けて成る
ことを特徴とするＬＥＤ照明モジュール。
【請求項２】光制御手段は、ＬＥＤチップが実装される
部位の基板表面の立体形状であることを特徴とする請求
項１記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項３】光制御手段は、基板上に形成されたＬＥＤ
チップからの発光を反射する反射部材であることを特徴
とする請求項１記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項４】基板表面に立体的に形成されたＬＥＤチッ
プの点灯回路の配線パターンが反射部材を兼用すること
を特徴とする請求項３記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項５】光制御手段は、ＬＥＤチップが表裏両面に
実装された基板自体から構成されることを特徴とする請
求項１記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項６】光制御手段は、透光性材料から形成された
基板自体から構成されることを特徴とする請求項１記載
のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項７】ＬＥＤチップに給電するための電極部が透
明導電体からなることを特徴とする請求項６記載のＬＥ
Ｄ照明モジュール。
【請求項８】光制御手段は基板に形成された基板の表裏
を貫通する貫通孔からなり、ＬＥＤチップの一部は、基
板表面の貫通孔が形成された部位に、貫通孔を介して基
板の裏面側へ光を放射する向きに配設され、ＬＥＤチッ
プの残りは基板表面に基板の表面側へ光を放射する向き
に配設されたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照
明モジュール。
【請求項９】光制御手段は、弾性材料から形成された基
板自体から構成されることを特徴とする請求項１記載の
ＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１０】光制御手段は、所定個数のＬＥＤチップ
よりなるグループ単位でＬＥＤチップの点灯回路が実装
された基板から構成されることを特徴とする請求項１記
載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１１】少なくともＬＥＤチップが実装される基
板の部位に蛍光体が塗布されたことを特徴とする請求項
１記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１２】基板表面に形成された配線パターンにＬ
ＥＤチップが直接実装されたことを特徴とする請求項１
記載のＬＥＤ照明モジュール。
【請求項１３】上記基板が樹脂成形基板からなることを
特徴とする請求項１乃至１２記載のＬＥＤ照明モジュー
ル。