JP2010238971A - 発光体および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】基板にＬＥＤベアチップを高密度で実装でき、かつ光の取出し効率が向上される発光体およびそれを具備した照明器具を提供する。
【解決手段】発光体１は、基板２と、基板２の一面２ａ側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッド３と、パッド３の表面３ａ側に実装されたＬＥＤベアチップ４と、パッド３の表面３ａよりも突出するようにパッド３，３間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層５と、白色樹脂層５、ＬＥＤベアチップ４およびパッド３を気密封止するように基板２の一面２ａ側に設けられた透光性樹脂６とを具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）ベアチップを光源とする発光体およびこの発光体を配設している照明器具に関する。

この種の発光体は、基板上に複数のＬＥＤベアチップが電気的に直列に接続されている。例えば、ＬＥＤベアチップとパッドとを互いに隣接して交互に配置し、ＬＥＤベアチップの電極をパッドにボンディングワイヤで接続している照明装置が提案されている（特許文献１参照。）。この従来技術の照明装置は、基板がアルミニウム（Ａｌ）製の金属ベースと、銀（Ａｇ）製の光反射層と、コーティング層で形成され、光反射層が金属べースの一面にその全面にわたり例えばメッキ処理により積層されているものである。

しかし、ＬＥＤベアチップとパッドとを交互に配置すると、基板上に実装されるＬＥＤベアチップの数量が制限されて実装密度が低下するので、パッドにＬＥＤベアチップを実装することが行われている。

特開２００８−２４４１６５号（第４−６頁、第３図）

パッドは、ＬＥＤベアチップのボンディングワイヤが接続されるので、互いに絶縁される。これにより、パッド間には隙間が形成され、この隙間に入射した光が吸収等されて照明装置の出射光に寄与しないという問題がある。ここで、特許文献１の照明装置のように、基板の一面に光反射層が形成されたものであっても、隙間の内側で反射を繰り返し、光反射層に吸収されるなどして、隙間に入射した光が隙間の外側に十分に反射されないものであった。この結果、光の取出し効率が向上しにくいものであった。

本発明は、基板にＬＥＤベアチップを高密度で実装でき、かつ光の取出し効率が向上される発光体およびこの発光体を具備する照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発光体の発明は、絶縁性および伝熱性を有する基板と；この基板の一面側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッドと；このパッドの表面側に実装されたＬＥＤベアチップと；前記パッドの表面よりも突出するように前記パット間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層と；この白色樹脂層、前記ＬＥＤベアチップおよび前記パッドを気密封止するように前記基板の一面側に設けられた透光性樹脂と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

基板は、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属で形成することができる。金属の場合、基板の一面に伝熱性を有する絶縁層が形成されて、ＬＥＤベアチップが実装される。また、基板は、そのものが絶縁性を有するセラミック板などで形成することができる。

「列状に」とは、パッドが一列または複数列に設けられることを意味する。

白色樹脂層は、絶縁性および耐熱性を有し、表面側で光を反射するものであればよく、例えばシリコーンシーラントなどを用いることができる。

本発明によれば、基板の一面側に列状に複数のパッドが設けられ、このパッドの表面側にＬＥＤベアチップが設けられるので、基板の一面側にＬＥＤベアチップを高密度で実装可能となる。そして、白色樹脂層がパッドの表面よりも突出するようにパッド間に充填されているので、パッド間に入射される光が透光性樹脂の表面側に乱反射される。

そして、白色樹脂層の表面をパッドの表面からＬＥＤチップの発光層の間に突出させることにより、凸条に形成しても、発光面での輝度むらが生じにくく、逆に輝度均斉度が向上される。

請求項２に記載の照明器具の発明は、請求項１記載の発光体と；この発光体を配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、請求項１記載の発光体から出射された光により照明が行える照明器具が提供される。

請求項１の発明によれば、基板の一面側にＬＥＤベアチップを高密度で実装できるので、発光体からの出射光の光量が増加され、被照射面側を明るく照明することができるとともに、パッド間に入射する光が透光性樹脂の表面側に反射されて出射光となるので、光の取出し効率を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、出射光の光量が増加され、光の取出し効率が向上する発光体を具備するので、被照射面側を明るく照明することのできる照明器具を提供することができる。

本発明の実施例１を示す発光体の概略上面図。 同じく、発光体の一部概略断面図。 本発明の実施例２を示す照明器具の一部切り欠き概略側面図。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

本発明は、基板の一面側に設けた複数のパッドにＬＥＤベアチップを実装するとともに、絶縁性を有する白色樹脂層でパッド間を充填したものである。

図１は、本発明の実施例１を示す発光体の概略上面図、図２は、同じく発光体の一部概略断面図である。

図２において、発光体１は、基板２、パッド３、ＬＥＤベアチップ４、白色樹脂層５および透光性樹脂６を有して構成されている。

基板２は、例えば、厚さ１ｍｍのアルミニウム（Ａｌ）板からなり、その一面２ａに厚さ８０μｍの絶縁層７が形成されている。絶縁層７は、例えばエポキシ材および無機フィラー材からなり、高熱伝導性を有している。そして、絶縁層７の表面に、例えば厚さ１０μｍの複数個のパッド３が設けられている。パッド３は、例えば銅（Ｃｕ）の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキされ、さらに銀（Ａｇ）メッキされた導電材からなっている。

パッド３は、図１に示すように、正四角形に形成され、一定間隔Ｌ１例えば３ｍｍを有して４個が列状に設けられている。パッド３は、基板２の一面２ａ側に４列で設けられている。一定間隔Ｌ１は、導電性のパッド３同志を電気的に絶縁している。

そして、列状のパッド３の両端側には、パッド３と一定間隔Ｌ１以上を有して、一対の配線パターンＡ１，Ａ１が形成されている。配線パターンＡ１，Ａ１は、例えば厚さ１０μｍの銅（Ｃｕ）箔からなり、パッド３同様、絶縁層７の表面に形成されている。

ＬＥＤベアチップ４は、図２に示すように、パッド３の表面３ａ側の中心位置に実装されている。そして、ＬＥＤベアチップ３は、長方体状に形成されたサファイア８の表面に発光層９が形成され、この発光層９の表面に電極１０，１１が設けられたものである。サファイア８は、銀メッキ層の表面に図示しない透明シリコーンにより接着されている。発光層９は、例えば、紫外光から青色光の領域の光を放射する発光材料例えばＩｎＧａＮを有して形成され、通電により青色光を放射する。

そして、一方の電極１０は、自己のＬＥＤベアチップ４が実装されているパッド３の表面３ａにワイヤボンディングされ、他方の電極１１は、隣接するパッド３の表面３ａにワイヤボンディングされている。すなわち、一方の電極１０は、ボンディングワイヤ１２により自己のＬＥＤベアチップ４が実装されているパッド３に接続され、他方の電極１１は、ボンディングワイヤ１３により隣接するパッド３に接続されている。

そして、ボンディングワイヤ１２，１３は、図１に示すように、複数個のパッド３が列状に設けられている列状方向にワイヤボンディングされている。この列状方向の両側のボンディングワイヤ１２，１３は、一列毎に、それぞれ配線パターンＡ１，Ａ１に接続されている。

そして、基板２の一面２ａに形成された絶縁層７上には、基板２と同程度の大きさに形成され、四角形状の収納部１４および略矩形状の切り欠き部１５，１５を有する絶縁性の被覆板１６が貼り付けられている。被覆板１６は、例えば、厚さ４ｍｍのセラミック板からなっている。パッド３およびＬＥＤベアチップ４は、収納部１４内の基板２の一面２ａ側に設けられている。

また、切り欠き部１５，１５の絶縁層７の表面には、リード線が接続されて直流電源が供給される電源端子１７がそれぞれ設けられている。電源端子１７，１７は、配線パターンＡ１，Ａ１に接続され、ＬＥＤベアチップ３と電気接続されている。

図２において、白色樹脂層５は、絶縁性を有する例えばシリコーンシーラントからなり、パッド３，３間に充填され、その表面５ａがパッド３の表面よりも突出するように設けられている。また、白色樹脂層５は、パッド３の縁部を覆っている。白色樹脂層５の表面５ａは、ＬＥＤベアチップ３よりも透光性樹脂６の表面６ａ側に突出していてもよいが、透光性樹脂６の内部で異なる色調の光を交じり合わせる点からして、パッド３の表面３ａからＬＥＤベアチップ４の電極１０，１１の間に突出していることが好ましい。

透光性樹脂６は、例えば透光性のシリコーン樹脂からなり、被覆板１６の収納部１４内に注入され、基板２の一面２ａ側においてパッド３、ＬＥＤベアチップ４および白色樹脂層５などを気密封止している。そして、透光性樹脂６の表面６ａは、平坦状に形成されている。また、透光性樹脂６には、青色光を所定の光例えば黄色光に波長変換するＹＡＧ系蛍光体５Ａが混合されている。

次に、本発明の実施例１の作用について述べる。

発光体１の電源端子１７，１７に直流電源が供給されると、ＬＥＤベアチップ４は、発熱し、発光層９から青色光を放射する。青色光は、その一部が透光性樹脂６を透過して透光性樹脂６の表面６ａから外方に出射される。また、青色光の一部は、透光性樹脂６に混合されたＹＡＧ蛍光体５Ａにより黄色光に波長変換されて、透光性樹脂６の表面６ａから外方に出射される。そして、透光性樹脂６の表面６ａから出射される青色光と黄色光が混合（混色）することにより、白色光が得られる。すなわち、発光体１から白色光が出射される。

そして、パッド３は、基板２の一面２ａ側に一定間隔Ｌ１を有して列状に設けられているので、基板２の一面２ａ側に高密度で設けることができる。これにより、基板２の一面２ａ側にＬＥＤベアチップ４も高密度で実装できるので、多数個のＬＥＤベアチップ４からの放射光によって高密度の白色光が発生する。この結果、透光性樹脂６の表面６ａすなわち発光体１からの出射光の光量を大きくすることができて、被照射面側を明るく照明することができる。

また、透光性樹脂６の表面６ａ側やＹＡＧ蛍光体５Ａなどで反射され、パッド３，３間に入射しようとする光は、白色樹脂層５の突出した表面５ａで透光性樹脂６の内部へ乱反射される。この乱反射された光の一部は、透光性樹脂６の表面６ａから出射光として被照射面側に出射される。この結果、ＬＥＤベアチップ３から放射された光に対する取出し効率が向上する。すなわち、光の取出し効率が向上する発光体１を提供することができる。

なお、ＬＥＤベアチップ３は、一つのパッド３の表面３ａ側に複数個が実装され、隣り合うＬＥＤベアチップ３の一方の電極１０と、他方の電極１１とがワイヤボンディングされていてもよい。

図３は、本発明の実施例２を示す照明器具の一部切り欠き概略側面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図３に示す照明器具２０は、天井面等に埋設されるダウンライトであり、略円筒状の器具本体２１の下端側に円形の化粧枠２２が設けられ、この化粧枠２２に透光性カバー２３が配設されている。そして、器具本体２１は、左右両側に器具本体２１を天井面等に固定するための一対の取付けばね２４，２４を取り付けている。

また、器具本体２１は、下端側内部に図１に示す発光体１を回転対称に４個配設している。また、器具本体２１の内部には、電源ユニット２５が配設されている。電源ユニット２５には、電源回路などが収納されている。電源回路は、交流電源を直流電源に変換し、発光体１のＬＥＤベアチップ４に定電流を供給するものである。そして、器具本体２１の上面側には、交流電源からの図示しない電源線を接続する端子台２６が配設されている。

照明器具２０は、出射光の光量が増加され、かつ光の取出し効率が向上する発光体１を具備しているので、被照射面側を明るく照明することができる。

本発明は、一般用または産業用の照明器具、電球用ソケットに装着される電球型器具やＬＥＤ電球などに利用することができる。

１…発光体、 ２…基板、 ３…パッド、 ４…ＬＥＤベアチップ、 ５…白色樹脂層、 ６…透光性樹脂、 ２０…照明器具、 ２１…器具本体

Claims (2)

1. 絶縁性および伝熱性を有する基板と； この基板の一面側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッドと； このパッドの表面側に実装されたＬＥＤベアチップと； 前記パッドの表面よりも突出するように前記パッド間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層と； この白色樹脂層、前記ＬＥＤベアチップおよび前記パッドを気密封止するように前記基板の一面側に設けられた透光性樹脂と；を具備していることを特徴とする発光体。
2. 請求項１記載の発光体と； この発光体を配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする照明器具。

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