JP2015146437A - 発光装置、および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも2つの発光部の一方が、色温度が暖色系の発光部になると共に、少なくとも2つの発光部の他方が、色温度が寒色系の発光部になるように、第1蛍光体含有樹脂層(201)および第2蛍光体含有樹脂層(202)の各々の蛍光体が配合される。
【選択図】図33
Description
(発光装置の構成)
図1は、本実施の形態の発光装置100の一構成例を示す平面図である。図2は、発光装置100におけるLEDチップ102の回路構成を示す図である。図3〜図6は、発光装置100の製造過程における構成を示す平面図である。図3は、基板101に電極配線パターンや印刷抵抗素子104を形成したときの構成を示す。図4は、LEDチップ102を実装したときの構成を示す。図5は、第1樹脂ダム105および第2樹脂ダム106を形成したときの構成を示す。図6は、第1蛍光体含有樹脂層107を形成したときの構成を示す。
次に、上記構成を有する発光装置100の製造方法について説明する。
まず、図3に明示するように、基板101の上面に、配線109a〜109dおよび電極ランド110〜113を形成する。具体的には、所定の大きさの基板101(外形サイズ:24mm×20mm、厚み:1mm)を準備する。そして、基板101の上面に、印刷配線によって金(Au)からなる導電体パターンを形成することで、配線109a〜109d(幅:300μm,厚み:10μm)を形成する。その後、同じ面に、印刷配線によって銀(Ag)−白金(Pt)からなる導電体パターンを形成することで、電極ランド110〜113(長さ:3.5mm,幅:1.4mm,厚み:20μm)を形成する。これにより、配線109a〜109dおよび電極ランド110〜113が、所定の位置に形成される。
続いて、図3に明示するように、印刷抵抗素子104を、基板101の上面に形成する。具体的には、抵抗成分を含むペーストをスクリーン印刷した後、その基板101を電気炉で焼いてペーストを定着させることにより、印刷抵抗素子104(幅:0.2μm,厚さ:10μm,抵抗値:1MΩ)を形成する。上記ペーストは、酸化ルテニウム(RuO2)を主成分として構成される。これにより、印刷抵抗素子104が、所定の位置に形成される。図3は、印刷抵抗素子形成工程完了後の様子を示している。
続いて、図4に明示するように、LEDチップ102を、基板101の上面に実装する。具体的には、まず、52個のLEDチップ102を、それぞれ所定の位置に(外側から中心に向けて)、例えばシリコーン樹脂を用いてダイボンディングする。LEDチップ102は、平面視長方形の形状(幅:360μm,長さ:440μm,高さ:80μm)を有している。LEDチップ102の長方形の上面には、アノード用およびカソード用の2つのチップ電極が設けられている。
続いて、図5に明示するように、第1樹脂ダム105および第2樹脂ダム106を、基板101の上面に形成する。具体的には、例えばディスペンサーを用いて、液状の白色シリコーン樹脂(光拡散フィラーTiO2を含有)を所定の位置に描画する。すなわち、第1樹脂ダム105の形成位置に描画した後、第2樹脂ダム106の形成位置に描画する。このとき、第2樹脂ダム106形成の始点は第1樹脂ダム105に接触し、その終点も第1樹脂ダム105に接触することを特徴としている。第2樹脂ダム106は、LEDチップ102に接触させない。
続いて、図6に明示するように、第1蛍光体含有樹脂層107を、基板101の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂に第1粒子状蛍光体を分散させたものである蛍光粒子入り樹脂を、第1樹脂ダム105および第2樹脂ダム106により囲まれた一方の領域を満たすよう注入する。蛍光粒子入り樹脂を注入した後は、温度:150℃、時間:30分の条件で熱硬化させることにより、第1蛍光体含有樹脂層107を形成する。なお、上記の温度および時間は一例であり、これに限定されない。
続いて、図1に明示するように、第2蛍光体含有樹脂層108を、基板101の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂に第2粒子状蛍光体を分散させたものである蛍光粒子入り樹脂を、第1樹脂ダム105および第2樹脂ダム106により囲まれた他方の領域を満たすよう注入する。蛍光粒子入り樹脂を注入した後は、温度:150℃、時間:5時間の条件で熱硬化させることにより、第2蛍光体含有樹脂層108を形成する。
図8は、本実施の形態の発光装置200の一構成例を示す平面図である。図9は、発光装置200におけるLEDチップ102の回路構成を示す図である。図10〜図13は、発光装置200の製造過程における構成を示す平面図である。図10は、基板101に電極配線パターンを形成したときの構成を示す。図11は、LEDチップ102を実装したときの構成を示す。図12は、第1樹脂ダム105を形成したときの構成を示す。図13は、第1蛍光体含有樹脂層201を形成したときの構成を示す。
上記構成を有する発光装置200は、図7を用いて説明した前記実施の形態1の発光装置100の製造方法と、同様の順序で行うことができる。
まず、図10に明示するように、基板101の上面に、配線109a〜109cおよび電極ランド110〜113を形成する。これにより、基板101(外形サイズ:24mm×20mm、厚み:1mm)の上面に、配線109a〜109c(幅:300μm,厚み:10μm)および電極ランド110〜113(長さ:3.5mm,幅:1.4mm,厚み:20μm)が、所定の位置に形成される。図10は、電極配線パターン形成工程完了後の様子を示している。
続いて、図11に明示するように、LEDチップ102を、基板101の上面に実装する。具体的には、まず、84個のLEDチップ102を、それぞれ所定の位置に、例えばシリコーン樹脂を用いてダイボンディングする。
続いて、図12に明示するように、第1樹脂ダム105を、基板101の上面に形成する。これにより、円環状の第1樹脂ダム105(幅:1mm,リング径:16mm)が、所定の位置に形成される。図12は、第1樹脂ダム形成工程完了後の様子を示している。
続いて、図13に明示するように、第1蛍光体含有樹脂層201を、基板101の上面に形成する。具体的には、透明のシリコーン樹脂に赤色蛍光体を分散させたものである蛍光粒子入り樹脂を、所定の位置に載せることにより、第1蛍光体含有樹脂層201を形成する。
続いて、図8に明示するように、第2蛍光体含有樹脂層202を、基板101の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂に第2粒子状蛍光体を分散させたものである蛍光粒子入り樹脂を、第1樹脂ダム105および第1蛍光体含有樹脂層201により囲まれた領域(計4箇所)を満たすよう注入する。蛍光粒子入り樹脂を注入した後は、温度:150℃、時間:5時間の条件で熱硬化させることにより、第2蛍光体含有樹脂層202を形成する。この際、第1蛍光体含有樹脂層201の硬化も同時に行うこととなる。
図14は、本実施の形態の発光装置300の一構成例を示す平面図である。図15は、発光装置300におけるLEDチップ102の回路構成を示す図である。図16は、発光装置300の製造過程において、LEDチップ102を実装したときの構成を示す平面図である。
図17は、本実施の形態の発光装置400の一構成例を示す平面図である。図18は、発光装置400におけるLEDチップ102の回路構成を示す図である。図19は、発光装置400の製造過程において、LEDチップ102を実装したときの構成を示す平面図である。
図20は、本実施の形態の発光装置500の一構成例を示す平面図である。図21は、発光装置500におけるLEDチップ102の回路構成を示す図である。図22は、発光装置500の製造過程において、LEDチップ102を実装したときの構成を示す平面図である。
図24は、本実施の形態の発光装置600の一構成例を示す平面図である。図25は、図24の発光装置600のA−A線断面図である。
図26は、本参考の形態の発光装置700の一構成例を示す平面図である。図26に示すように、発光装置700は、基板101、環状の第1樹脂ダム105、少なくとも一つ以上の低背樹脂ダム706、LEDチップ102、第1蛍光体含有樹脂層201、第2蛍光体含有樹脂層202、アノード電極として機能する電極ランド111、113、カソード電極として機能する電極ランド110、112、等を少なくとも備えている。
第1樹脂ダム105は、白色の樹脂からなるリング状の樹脂ダムであり、ディスペンサーを用いて形成される。第1樹脂ダム105は配線パターンの少なくとも一部を覆うように形成されることが望ましい。
低背樹脂ダム706は、ディスペンサーを用いて、第1樹脂ダム105に囲まれた領域を横切るようにほぼ直線状に形成される。なお、低背樹脂ダム706は連続的に形成しなくてもよい。また、低背樹脂ダム706は配線パターンの少なくとも一部を覆うように形成されることが望ましい。
赤系蛍光体と封止材料であるシリコーン樹脂とを混合することにより第1樹脂横縞である第1蛍光体含有樹脂層201を形成した。ここで、第1蛍光体含有樹脂層201のシリコーン樹脂は、チクソ性が高く流動性がない樹脂を使用した。
第1蛍光体含有樹脂層201の次に第2樹脂横縞である第2蛍光体含有樹脂層202(緑色系蛍光体、赤色系蛍光体)を形成する。低背樹脂ダム706が形成されているため、第1蛍光体含有樹脂層201の光が隣接する第2蛍光体含有樹脂202へ放射することを抑えることができる。このため、蛍光体含有樹脂層間での混色を抑えることができる。
図28は、本参考の形態の発光装置800の一構成例を示す平面図である。図28に示すように、発光装置800は、セラミック基板101、第1樹脂ダム105、低背樹脂ダム806、LEDチップ102、第1蛍光体含有樹脂層201、第2蛍光体含有樹脂層202、アノード電極として機能する電極ランド111、113、カソード電極として機能する電極ランド110、等を少なくとも備えている。
図30は、本参考の形態の発光装置900の一構成例を示す平面図である。図30に示すように、発光装置900は、セラミック基板101、環状の第1樹脂ダム105、環状低背樹脂ダム906、LEDチップ102、第1蛍光体含有樹脂層201、第2蛍光体含有樹脂層202、アノード電極として機能する電極ランド111、カソード電極として機能する電極ランド110、渡し電極114等を少なくとも備えている。
本実施の形態では、広配光特性を有し、調色可能なLED電球(LED照明装置、LED照明機器)の一例について説明する。
本実施の形態では、配光角度が小さい(例えば、35°以下)スポット照明装置として使用されるLED照明装置の例について説明する。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の発光装置は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板の上面に、互いに隣接して形成された複数の発光部とを備え、上記各発光部は、電気的に互いに接続された複数の発光素子と、該複数の発光素子を封止した樹脂層とにより構成され、個別に駆動することが可能であり、上記各発光部のうち少なくとも2つの発光部は、互いに異なる色を少なくとも1色発光し、上記基板の上面に垂直な方向から見て該上面における上記複数の発光部の形成領域の中心を基準点とするとき、上記基準点を通る該上面に垂直な一断面において、上記各発光部の樹脂層は、異なる発光部の樹脂層と隣接するように、複数箇所に配置されており、上記複数の発光部を囲むように、上記基板の上面に形成された樹脂性枠をさらに備えており、上記各発光部を個別に駆動するために、上記基板の隅部に、上記各発光部に対応するアノード電極およびカソード電極が対向して配置されており、上記基板の上面には、上記各アノード電極および上記各カソード電極を、対応する上記発光部の複数の発光素子と電気的に接続するための配線パターンが形成されており、上記配線パターンは、上記樹脂性枠に覆われていることを特徴としている。
いて構成されている樹脂層の表面は、上記第2樹脂を用いて構成されている樹脂層の表面よりも高い位置に形成されていることを特徴としている。
本発明の態様1に係る発光装置は、基板と、上記基板の上面に、互いに隣接して形成された複数の発光部とを備え、上記発光部は、電気的に互いに接続された複数の発光素子と、該複数の発光素子を封止した樹脂層とにより構成され、上記複数の発光部を囲むように、上記基板の上面に形成された樹脂性枠をさらに備えており、上記基板の隅部に、アノード電極およびカソード電極が対向して配置されており、上記基板の上面には、上記各アノード電極および上記各カソード電極を、対応する上記発光部の複数の発光素子と電気的に接続するための配線パターンが形成されており、上記配線パターンは、上記樹脂性枠に覆われている発光装置であって、少なくとも2つの上記発光部の一方が、色温度が暖色系の発光部になると共に、少なくとも2つの上記発光部の他方が、色温度が寒色系の発光部になるように、蛍光体が配合される。
101 基板
102 LEDチップ(発光素子)
104 印刷抵抗素子(保護素子)
105 第1樹脂ダム(樹脂性枠)
106 第2樹脂ダム(樹脂性隔壁)
107 第1蛍光体含有樹脂層(樹脂層)
108 第2蛍光体含有樹脂層(樹脂層)
109 配線(配線パターン)
109a 配線(配線パターン、電極用配線パターン)
109b 配線(配線パターン、中継用配線パターン)
109c 配線(配線パターン、中継用配線パターン)
110〜113 電極ランド(アノード電極,カソード電極)
114 渡し電極
201 第1蛍光体含有樹脂層(樹脂層)
202 第2蛍光体含有樹脂層(樹脂層)
600 発光装置
601 第1蛍光体含有樹脂層(樹脂層)
602 第2蛍光体含有樹脂層(樹脂層)
700 発光装置
706 低背樹脂ダム(樹脂性隔壁)
800 発光装置
806 低背樹脂ダム(樹脂性隔壁)
900 発光装置
906 環状低背樹脂ダム(樹脂性隔壁)
1000 LED電球(照明装置)
1001 ヒートシンク
1002 筐体基板
1003 グローブ部(光学部材)
1004 口金
1100 スポット照明装置(照明装置)
1101 ケース部
1102 筐体基板
1103 リフレクター部(光学部材、リフレクター部材)
1104 窓カバー
1105 LANポート
Claims (5)
- 基板と、
上記基板の上面に、互いに隣接して形成された複数の発光部とを備え、
上記発光部は、電気的に互いに接続された複数の発光素子と、該複数の発光素子を封止した樹脂層とにより構成され、
上記複数の発光部を囲むように、上記基板の上面に形成された樹脂性枠をさらに備えており、
上記基板の隅部に、アノード電極およびカソード電極が対向して配置されており、
上記基板の上面には、上記各アノード電極および上記各カソード電極を、対応する上記発光部の複数の発光素子と電気的に接続するための配線パターンが形成されており、
上記配線パターンは、上記樹脂性枠に覆われている発光装置であって、
少なくとも2つの上記発光部の一方が、色温度が暖色系の発光部になると共に、少なくとも2つの上記発光部の他方が、色温度が寒色系の発光部になるように、蛍光体が配合されることを特徴とする発光装置。 - 上記少なくとも2つの発光部の駆動電流比を直流駆動で連続的に変化させて調色させていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- パルス幅変調駆動によって上記少なくとも2つの発光部のパルス電流強度比を適宜調整することにより調色させていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 少なくとも1つの上記発光部に対応して設けられ、該対応する発光部の複数の発光素子に並列に接続され、上記樹脂性枠で覆われた保護素子をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置を光源として備えていることを特徴とする照明装置。
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