JP2007080867A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＥＤチップで発生した熱をベース部材から本体へ効率よく伝導して放熱させる。
【解決手段】ＬＥＤチップ２で発生した熱がサブマウント部材４を介してベース部材３に伝わり、さらにベース部材３から絶縁層１２を介して本体１０に伝導して放熱される。このとき、本体１０に設けた凹部１１とベース部材３に設けた凸部３ａとによってベース部材３と本体１０との絶縁層１２を介した対向面積が広くなるので、ＬＥＤチップ２で発生した熱をベース部材３から本体１０へ効率よく伝導して放熱させることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】ＬＥＤチップ２で発生した熱がサブマウント部材４を介してベース部材３に伝わり、さらにベース部材３から絶縁層１２を介して本体１０に伝導して放熱される。このとき、本体１０に設けた凹部１１とベース部材３に設けた凸部３ａとによってベース部材３と本体１０との絶縁層１２を介した対向面積が広くなるので、ＬＥＤチップ２で発生した熱をベース部材３から本体１０へ効率よく伝導して放熱させることができる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を利用した発光装置に関するものである。
従来、ＬＥＤチップとＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる発光色の光を放射する波長変換材料としての蛍光体（蛍光顔料、蛍光染料など）とを組み合わせてＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を発する発光装置の研究が各所で行われている。この種の発光装置としては、例えば、青色光あるいは紫外光を放射するＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせて白色の光（白色光の発光スペクトル）を得る白色発光装置（一般的に白色ＬＥＤと呼ばれている）の商品化がなされている。
また、かかる発光装置では、光出力の高出力化のために入力電力を大きくする必要があるが、そのためにはＬＥＤチップのジャンクション温度の上昇を抑制しなければならない。そこで従来は、熱の良導体である金属製の本体表面にシート状の絶縁層を介して金属製のベース部材を設け、このベース部材の上にＬＥＤチップを搭載することによって、ＬＥＤチップで発生した熱をベース部材から絶縁層を介して本体に放熱する構造が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１６８８２９号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示されている放熱構造においては、ベース部材の平坦な底面が絶縁層を介して本体に接触しており、ベース部材と本体との絶縁層を介した対向面積が狭いために効率よく熱を伝導することができなかった。
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、ＬＥＤチップで発生した熱をベース部材から本体へ効率よく伝導して放熱させることができる発光装置を提供することにある。
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、熱の良導体からなる本体と、本体表面に電気的な絶縁層を介して搭載される発光ダイオードとを備え、発光ダイオードは、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが発する熱を絶縁層を介して本体に伝導する金属製のベース部材とを具備し、本体に凹部が設けられるとともに該凹部と嵌合する凸部がベース部材に設けられたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、請求項１の発光装置において、凹部に代えて本体に貫通孔が設けられるとともに、ベース部材に設けられる凸部が貫通孔に嵌合し且つ凸部の先端に放熱フィンが設けられたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、本体の凹部又は貫通孔の周面が凹凸形状に形成されるとともに該凹凸形状の周面と嵌合する凹凸形状が凸部の周面に形成されたことを特徴とする。
本発明によれば、本体に凹部又は貫通孔を設けるとともに凹部又は貫通孔に嵌合する凸部をベース部材に設けることでベース部材と本体との絶縁層を介した対向面積が広くなるので、ＬＥＤチップで発生した熱をベース部材から本体へ効率よく伝導して放熱させることができるという効果がある。
（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように熱の良導体からなる本体１０と、本体１０表面に電気的な絶縁層１２を介して搭載される発光ダイオード１とを備える。
本実施形態の発光装置は、図１に示すように熱の良導体からなる本体１０と、本体１０表面に電気的な絶縁層１２を介して搭載される発光ダイオード１とを備える。
本体１０は熱伝導率が高い金属（例えば、アルミや銅など）製の板材からなり、表面には球面形状の凹部１１が設けられている。本体１０表面の凹部１１とその周囲にグリーンシートからなる絶縁層１２を介して発光ダイオード１が実装される。但し、絶縁層１２はグリーンシートのようなシート状に形成したセラミックスの未焼結体に限らず、例えば、熱伝導性のよい熱硬化性の固着材（シリコーン樹脂など）を用いてもよい。
発光ダイオード１は、ＬＥＤチップ２と、ＬＥＤチップ２が発する熱を絶縁層１２を介して本体に伝導する金属製のベース部材３とを具備する。ＬＥＤチップ２は、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップであり、サファイア基板からなる結晶成長用基板の主表面側にＧａＮ系化合物半導体材料により形成されて、例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部がエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長させてある。
また、ＬＥＤチップ２は、ＬＥＤチップ２のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されたサブマウント部材４を介してベース部材３上に搭載されており、図示しないアノード電極並びにカソード電極がそれぞれボンディングワイヤ５を介してベース部材３上に形成されている導体パターン６，６と電気的に接続されている。ここで、サブマウント部材４は、熱伝導率が比較的に高く且つ絶縁性を有する材料（例えば、ＡｌＮや複合ＳｉＣなど）によって形成されている。なお、ＬＥＤチップ２とサブマウント部材４とは、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田を用いて接合されている。
そして、ベース部材３上にはＬＥＤチップ２から放射される光を反射する反射部材（リフレクタ）７が搭載され、リフレクタ７の出射口が色変換部材８によって閉塞されている。色変換部材８は、シリコーン樹脂のような透明材料とＬＥＤチップ２から放射される青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体からなる蛍光材料とを混合した混合物の成形品によって平板状に構成されている。したがって、ＬＥＤチップ２から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光との混色光が色変換部材８から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
ベース部材３は、熱の良導体（例えば、アルミや銅などの金属）によって構成され、本体１０の凹部１１と嵌合する半球状の凸部３ａが中央から突出する矩形平板状に形成され、絶縁層１２を介して本体１０表面に結合される。
而して、ＬＥＤチップ２で発生した熱がサブマウント部材４を介してベース部材３に伝わり、さらにベース部材３から絶縁層１２を介して本体１０に伝導して放熱されるのである。このとき、本体１０に設けた凹部１１とベース部材３に設けた凸部３ａとによってベース部材３と本体１０との絶縁層１２を介した対向面積が広くなるので、ＬＥＤチップ２で発生した熱をベース部材３から本体１０へ効率よく伝導して放熱させることができる。その結果、ＬＥＤチップ２のジャンクション温度の上昇を抑制して入力電力を大きくすることによって光出力の高出力化が図れる。
（実施形態２）
本実施形態の発光装置は、図２に示すように凹部１１に代えて本体１０に貫通孔１３が設けられるとともに、ベース部材３に設けられる凸部３ａが貫通孔１３に嵌合し且つ凸部３ａの先端に放熱フィン３ｂが設けられた点に特徴がある。但し、その他の構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置は、図２に示すように凹部１１に代えて本体１０に貫通孔１３が設けられるとともに、ベース部材３に設けられる凸部３ａが貫通孔１３に嵌合し且つ凸部３ａの先端に放熱フィン３ｂが設けられた点に特徴がある。但し、その他の構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
貫通孔１３並びに凸部３ａは、円錐台形状若しくは角錐台形状に形成され、貫通孔１３に凸部３ａを挿通した状態で絶縁層１２を介して両者が嵌合している。また、凸部３ａの先端面には複数の放熱フィン３ｂが設けられている。
而して、本体１０に設けた貫通孔１３にベース部材３の凸部３ａを貫通させるとともに凸部３ａの先端に放熱フィン３ｂが設けられているので、実施形態１に比較してさらに効率よくＬＥＤチップ２の熱を放熱することができる。なお、図３に示すように本体１０の貫通孔１３の周面を凹凸形状に形成するとともに該凹凸形状の周面と嵌合する凹凸形状を凸部３ａの周面に形成しても同様に放熱の効率が向上できる。また、このような凹凸形状は実施形態１の凹部１１に設けてもよいし、凹凸形状と放熱フィン３ｂの双方を設けても構わない。
１ 発光ダイオード
２ ＬＥＤチップ
３ ベース部材
３ａ 凸部
１０ 本体
１１ 凹部
１２ 絶縁層
２ ＬＥＤチップ
３ ベース部材
３ａ 凸部
１０ 本体
１１ 凹部
１２ 絶縁層
Claims (3)
- 熱の良導体からなる本体と、本体表面に電気的な絶縁層を介して搭載される発光ダイオードとを備え、発光ダイオードは、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが発する熱を絶縁層を介して本体に伝導する金属製のベース部材とを具備し、本体に凹部が設けられるとともに該凹部と嵌合する凸部がベース部材に設けられたことを特徴とする発光装置。
- 請求項１の発光装置において、凹部に代えて本体に貫通孔が設けられるとともに、ベース部材に設けられる凸部が貫通孔に嵌合し且つ凸部の先端に放熱フィンが設けられたことを特徴とする発光装置。
- 本体の凹部又は貫通孔の周面が凹凸形状に形成されるとともに該凹凸形状の周面と嵌合する凹凸形状が凸部の周面に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2005262929A JP2007080867A (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2007080867A true JP2007080867A (ja) | 2007-03-29 |
Family
ID=37940899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005262929A Pending JP2007080867A (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 発光装置 |
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| Country | Link |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO2011045968A1 (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｌｅｄ光源装置 |
| JP2011146611A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Stanley Electric Co Ltd | 発光素子パッケージ、及びこれを用いた線状発光装置、面状発光装置 |
| KR101346801B1 (ko) | 2012-06-26 | 2014-01-03 | 서울반도체 주식회사 | 발광 효율이 개선된 발광 다이오드 |
| JP2016162860A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | シチズン電子株式会社 | Ｌｅｄ発光装置 |
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2005
- 2005-09-09 JP JP2005262929A patent/JP2007080867A/ja active Pending
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