JP2015032740A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置10は、放熱用基板11と、放熱用基板11に貼着固定されて貫通孔12aが形成された配線用基板12と、配線用基板12の貫通孔12aから露出した放熱用基板12の表面上に実装されたLEDチップ13と、配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12b全体を被覆する光反射部材16とを備える。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献2の技術では、発光ダイオード素子の側面と絶縁板の貫通穴の内周壁面とが対向するため、発光ダイオード素子の側面側から放射された光が、絶縁板の貫通穴の内周壁面によって吸収されることから、光取り出し効率が低下するという問題がある。
第1の局面は、
放熱用基板と、
放熱用基板に貼着固定され、貫通孔が形成された配線用基板と、
配線用基板の貫通孔から露出している放熱用基板の表面上に実装された半導体発光素子と、
配線用基板の貫通孔の内周壁面にて、少なくとも半導体発光素子の側面に正対して対向する部分を被覆する光反射部材と
を備えた発光装置である。
そのため、第1の局面によれば、半導体発光素子の側面側から放射された光が、配線板の貫通孔の内周壁面によって吸収されるのを防止可能であり、光取り出し効率を向上させることができる。
しかし、配線用基板の貫通孔の内周壁面にて、半導体発光素子の側面に正対して対向していない部分には、半導体発光素子の側面側から放射された光が直接照射されることはない。
そのため、第1の局面のように、配線用基板の貫通孔の内周壁面にて、少なくとも半導体発光素子の側面に正対して対向する部分を光反射部材で被覆しておけば、半導体発光素子の側面側から放射された光が、貫通孔の内周壁面における光反射部材から露出した部分にはほとんど吸収されず、十分な光取り出し効率を得ることができる。
第2の局面は、第1の局面において、光反射部材の内部には、光反射性の高い材料の微粒子が分散配置されている。
第2の局面によれば、光反射部材の光反射性を容易に高めることが可能であり、第1の局面の作用・効果を確実に得ることができる。
第3の局面は、第1の局面または第2の局面において、光反射部材の内部には、熱伝導性の高い材料の微粒子が分散配置されている。
第3の局面によれば、光反射部材の熱伝導性を容易に高めることが可能であり、半導体発光素子から照射された光によって光反射部材に発生した熱が効率的に放熱されるため、光反射部材の過熱による発光装置の構成部材の劣化を防止できる。
第4の局面は、第1〜第3の局面において、光反射部材の表面は、配線用基板の貫通孔の開口側に向けて広がる形状の傾斜面になっている。
第4の局面では、光反射部材がリフレクタとして機能し、半導体発光素子の放射光を、配線基板の貫通孔の開口側から一方向に照射することが可能であり、光取り出し効率を更に高めることができる。
第5の局面は、第1〜第4の局面において、光反射部材は、配線基板の表面上にて貫通孔を囲繞するように配置形成されている。
第5の局面では、光反射部材により囲繞された部分の内部に封止体を注入充填することにより、半導体発光素子を封止体に封止させることができる。
すなわち、第5の局面では、光反射部材を封止体の注入充填用の枠体と兼用させることが可能になるため、枠体と光反射部材とを別個に形成する必要がないことから、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
第6の局面は、第1〜第4の局面において、配線用基板の貫通孔から露出している放熱用基板の表面上にて、貫通孔の内周壁面に対向し、光反射部材と隣接する箇所に配置形成された突起部材を備えている。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは異なっている。
図1に示すように、第1実施形態の発光装置10は、放熱用基板11、配線用基板12(貫通孔12a、内周壁面12b)、LED(Light Emitting Diode)チップ13、枠体14、封止体15、光反射部材16、光放射面10aを備える。
放熱用基板(支持体、基台)11は、熱伝導性の高い金属材料(例えば、アルミニウム合金、純銅、銅系合金など)の平板材によって形成されている。
尚、配線用基板12は、絶縁性の高い合成樹脂材料(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など)と基材(例えば、ガラス繊維、紙など)との複合基板(例えば、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板など)や、セラミックス材料(例えば、窒化アルミニウムなど)の平板材などによって形成されている。
尚、図1では、3個のLEDチップ13のみを図示してある。
また、各LEDチップ13は、相互にボンディングワイヤ(図示略)によって配線・接続されると共に、配線用基板12の配線パターン(図示略)に対してボンディングワイヤ(図示略)を介して配線・接続されている。
尚、枠体14は、光反射性の微粒子(例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、窒化ボロン、窒化アルミニウム、硫酸バリウムなど)が内部に分散配置された白色の合成樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)、光反射性のセラミックス材料(例えば、酸化アルミニウムなど)、光反射性の金属材料(例えば、アルミニウム合金など)などによって形成されている。
尚、封止体15は、蛍光体(例えば、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)系など)を含有する透明な合成樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂など)によって形成されている。
そして、封止体15の表面が発光装置10の光放射面(光放射領域、発光領域、発光部)10aになる。
そして、光反射部材16の表面は、貫通孔12aの開口側に向けて広がる形状の傾斜面になっている。
尚、光反射部材16は、光反射性の高い材料(例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、窒化ボロン、窒化アルミニウム、硫酸バリウムなど)の微粒子と熱伝導率の高い材料(例えば、アルミニウム、銀 銅など)の微粒子とが内部に分散配置された熱膨張性が小さな白色の合成樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)によって形成されている。
ちなみに、スクリーン印刷法を用いる場合には、光反射部材16を形成した後に、各LEDチップ13を放熱用基板11に実装する必要がある。
第1実施形態の発光装置10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
そのため、図2の矢印αに示すように、各LEDチップ13の側面側から放射された光が、配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bによって吸収されてしまい、光取り出し効率が低下するという問題があった。
そのため、発光装置10によれば、各LEDチップ13の側面側から放射された光が、配線板の貫通孔12aの内周壁面12bによって吸収されるのを防止可能であり、光取り出し効率を向上させることができる。
図3に示すように、第2実施形態の発光装置20は、放熱用基板11、配線用基板12(貫通孔12a、内周壁面12b)、LEDチップ13、枠体14、封止体15、光放射面10a、光反射部材21を備える。
第2実施形態の発光装置20において、第1実施形態の発光装置10と異なるのは、発光装置10における枠体14と光反射部材16を一体化した光反射部材21を備えている点だけである。
そして、光反射部材21によって囲繞された部分の内部には、封止体15が注入充填されている。
また、光反射部材21の内周壁面は、光反射部材21の開口側に向けて広がる形状の傾斜面になっている。
尚、光反射部材21の材質および形成方法は、第1実施形態の光反射部材16と同じである。
そして、第2実施形態では、光反射部材21が第1実施形態の枠体14を兼用するため、第1実施形態のように枠体14と光反射部材16とを別個に形成する必要がないことから、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
図4(A)に示すように、第3実施形態の発光装置30は、放熱用基板11、配線用基板12(貫通孔12a、内周壁面12b)、LEDチップ13、枠体14、封止体15、光反射部材16、光放射面10a、突起部材31を備える。
従って、第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
そして、突起部材31は、配線用基板12の貫通孔12aから露出している放熱用基板11の表面上において、配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bに対向し、光反射部材16と隣接する箇所に配置形成されている。
図5に示すように、第4実施形態の発光装置40は、放熱用基板11、配線用基板12(貫通孔12a、内周壁面12b)、LEDチップ13、枠体14、封止体15、光反射部材16、光放射面10a、光反射部材16の切れ目部16a,16bを備える。
第4実施形態の発光装置40において、第1実施形態の発光装置10と異なるのは、光反射部材16が2個の切れ目部16a,16bを備えている点だけである。
各LEDチップ13は、配線用基板12の貫通孔12aから露出している放熱用基板11の表面上に、間隔を空けて碁盤目状に並べて配設されている。
第4実施形態の光反射部材16はスクリーン印刷法を用いて形成されており、光反射部材16には、スクリーン版の繋ぎ目に対応する箇所に2個の切れ目部16a,16bが形成されている。
すなわち、光反射部材16の各切れ目部16a,16bには光反射部材16が形成されておらず、各切れ目部16a,16bからは配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bが露出している。
すなわち、光反射部材16は、配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bにて、少なくとも各LEDチップ13の側面に正対して対向する部分を被覆している。
ここで、配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bにて、各LEDチップ13の側面に正対して対向していない部分には、各LEDチップ13の側面側から放射された光が直接照射されることはない。
従って、第4実施形態においても、第1実施形態の前記[1]の作用・効果が阻害されることはなく、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
図6に示すように、第5実施形態の発光装置50は、放熱用基板11、配線用基板12(貫通孔12a、内周壁面12b)、LEDチップ13、枠体14、封止体15、光反射部材16、光放射面10a、光反射部材16の切れ目部16a,16bを備える。
第5実施形態の発光装置50において、第4実施形態の発光装置40と異なるのは、光反射部材16の各切れ目部16a,16bと、各LEDチップ13との位置関係だけである。
すなわち、光反射部材16は、配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bにて、少なくとも各LEDチップ13の側面に正対して対向する部分を被覆している。
そのため、第5実施形態においても、各LEDチップ13の側面側から放射された光は、光反射部材16の各切れ目部16a,16bには直接照射されず、各切れ目部16a,16bから露出している配線用基板12の貫通孔12aの内周壁面12bにはほとんど吸収されないことから、第4実施形態と同様の作用・効果が得られる。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
10a…光放射面
11…放熱用基板
12…配線用基板
12a…貫通孔
12b…内周壁面
13…LEDチップ(半導体発光素子)
14…枠体
15…封止体
16,21…光反射部材
16a,16b…切り目部
31…突起部材
Claims (6)
- 放熱用基板と、
前記放熱用基板に貼着固定され、貫通孔が形成された配線用基板と、
前記配線用基板の前記貫通孔から露出している前記放熱用基板の表面上に実装された半導体発光素子と、
前記配線用基板の前記貫通孔の内周壁面にて、少なくとも前記半導体発光素子の側面に正対して対向する部分を被覆する光反射部材と
を備えた発光装置。 - 前記光反射部材の内部には、光反射性の高い材料の微粒子が分散配置されている、請求項1に記載の発光装置。
- 前記光反射部材の内部には、熱伝導性の高い材料の微粒子が分散配置されている、請求項1または請求項2に記載の発光装置。
- 前記光反射部材の表面は、前記配線用基板の前記貫通孔の開口側に向けて広がる形状の傾斜面になっている、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記光反射部材は、前記配線基板の表面上にて前記貫通孔を囲繞するように配置形成されている、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記配線用基板の前記貫通孔から露出している前記放熱用基板の表面上にて、前記貫通孔の前記内周壁面に対向し、前記光反射部材と隣接する箇所に配置形成された突起部材を備えた、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光装置。
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