JP6256305B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。

従来の発光装置として、複数の孔を有する板を基板上に積層し、基板上の孔内に発光素子を搭載したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発光装置によれば、発光素子から発せられた光が、孔の内周面で反射され、射出される。

また、従来の発光装置として、基板上に複数の発光素子が搭載され、それら複数の発光素子の各々が封止材により封止されたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の発光装置によれば、封止材ごとに含有する蛍光体の蛍光色を異なるものとすることができる。

また、従来の発光装置として、基板上に複数の発光素子が搭載されたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

国際公開第０３／０１６７８２号 国際公開第２０１４／０８０５６７号 特許第５４５９５５５号公報

本発明の目的の一つは、周囲を壁に囲まれた複数の独立した素子搭載領域にそれぞれ発光素子が搭載された構造を有する発光装置を簡易かつ安価に得ることにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［６］の発光装置、及び［７］〜［１２］の発光装置の製造方法を提供する。

［１］外周部に切込み部を有するベース基板と、前記ベース基板上に積層され、前記切込み部に対応する位置に設けられた突起部を前記切込み部内で前記ベース基板側に折り曲げることにより前記ベース基板に固定された、複数の孔を有する板状のアウターカバーと、前記ベース基板上の前記複数の孔内に露出した複数の領域上にそれぞれ搭載された発光素子と、を有する、発光装置。

［２］前記切込み部が、少なくとも前記ベース基板の平行でない２辺に設けられている、前記［１］に記載の発光装置。

［３］前記アウターカバーが金属層を含む、前記［１］又は［２］に記載の発光装置。

［４］前記複数の孔が六角形である、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光装置。

［５］前記複数の孔の各々に前記発光素子を封止する封止材が充填された、前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光装置。

［６］前記複数の孔の各々に充填された前記封止材のうちの隣接する２つの封止材が、濃度又は色の異なる蛍光体を含む、前記［５］に記載の発光装置。

［７］外周部に切込み部を有するベース基板上に、前記切込み部に対応する位置に設けられた突起部、及び複数の孔を有する板状のアウターカバーを積層し、前記突起部を前記切込み部内で前記ベース基板側に折り曲げることにより、前記アウターカバーを前記ベース基板上に固定する工程と、前記アウターカバーを前記ベース基板上に固定する前又は後に、前記ベース基板上の前記複数の孔内に露出する複数の素子搭載領域上にそれぞれ発光素子を搭載する工程と、を含む、発光装置の製造方法。

［８］前記切込み部が、少なくとも前記ベース基板の平行でない２辺に設けられている、前記［７］に記載の発光装置の製造方法。

［９］前記アウターカバーが金属層を含む、前記［７］又は［８］に記載の発光装置の製造方法。

［１０］前記複数の孔が六角形である、前記［７］〜［９］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。

［１１］前記発光素子を搭載した後、前記複数の孔の各々に前記発光素子を封止する封止材を充填する工程をさらに含む、前記［７］〜［１０］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。

［１２］前記複数の孔の各々に充填された前記封止材のうちの隣接する２つの封止材が、濃度又は色の異なる蛍光体を含む、前記［１１］に記載の発光装置の製造方法。

本発明によれば、周囲を壁に囲まれた複数の独立した素子搭載領域にそれぞれ発光素子が搭載された構造を有する発光装置を簡易に得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置の斜視図である。 図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係る発光装置の上面図である。図２（ｂ）は、アウターカバーの図示を省略した発光装置の上面図である。図２（ｃ）は、突起部を折り曲げる前の状態におけるアウターカバーの上面図である。 図３は、図１の線分Ａ−Ａにおける発光装置の垂直断面図である。

〔実施の形態〕
図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置１０の斜視図である。

発光装置１は、外周部に切込み部１７（図１に示される例では１７ａ〜１７ｃ）を有するベース基板１０と、ベース基板１０上に積層され、切込み部１７に対応する位置に設けられた突起部１８（図１に示される例では１８ａ〜１８ｃ）を切込み部１７内でベース基板１０側に折り曲げることによりベース基板１０に固定された、複数の孔１６を有する板状のアウターカバー１５と、ベース基板１０上の複数の孔１６内に露出した複数の素子搭載領域２０上にそれぞれ搭載された発光素子１４と、を有する。

図２（ａ）は、発光装置１０の上面図である。図２（ｂ）は、アウターカバー１５の図示を省略した発光装置１０の上面図である。図２（ｃ）は、突起部１８（１８ａ〜１８ｃ）を折り曲げる前の状態におけるアウターカバー１５の上面図である。

ベース基板１０は、例えば、ＦＲ−４、ＣＥＭ−３等のガラスエポキシからなるガラスエポキシ系基板、Ａｌ等の金属からなる金属系基板、又はＡｌＮ等のセラミックからなるセラミック系基板である。

ベース基板１０は、外部電源が接続される端子１２、ワイヤーボンディングにより発光素子１４と接続される端子１３、及び端子１２と端子１３を接続する配線を有する。端子１２はアウターカバー１５の外側に設けられ、端子１３はアウターカバー１５の孔１６内に設けられる。

図１、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、ベース基板１０の表面は、白色のレジスト１１に覆われていてもよい。レジスト１１は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂材料からなる。レジスト１１は、発光素子１４から発せられた光を反射する機能や、ベース基板１０の配線の酸化や湿度による腐食を抑える機能を有する。レジスト１１は、端子１２と端子１３を露出させるための孔を有する。

発光素子１４は、例えばＬＥＤ（Light-Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）のチップである。発光素子１４は、アウターカバー１５の複数の孔１６により区画されたベース基板１０上の素子搭載領域２０に搭載される。すなわち、素子搭載領域２０は、複数の孔１６の内周面からなる壁に囲まれており、この壁が反射材として機能することにより、光取出効率が向上する。

なお、発光素子１４は、アウターカバー１５がベース基板１０上に固定される前に搭載されてもよいし、アウターカバー１５がベース基板１０上に固定された後に搭載されてもよい。

アウターカバー１５は、Ａｌ等の金属からなる金属層を含み、例えば、Ａｌ等の金属からなる金属基板、ＦＲ−４、ＣＥＭ−３等のガラスエポキシからなるガラスエポキシ系基板の両面を金属板で挟んだ積層基板である。

アウターカバー１５が金属層を含むのは、突起部１８を折り曲げた状態で固定するためである。例えば、ガラスエポキシのみからなる板をアウターカバー１５として用いた場合は、突起部１８を折り曲げようとすると折れてしまうため、アウターカバー１５をベース基板１０上に固定することができない。

ベース基板１０の切込み部１７とアウターカバー１５の突起部１８により、簡易にアウターカバー１５をベース基板１０に固定することができる。突起部１８は、その先端の位置がベース基板１０の裏面（発光素子１４が搭載される面と反対側の面）よりも若干下側になるまで折り曲げられて、切込み部１７に嵌め込まれる。

ベース基板１０の切込み部１７は、少なくともベース基板１０の平行でない２辺に設けられていることが好ましい。この場合、切込み部１７と突起部１８により、ベース基板１０とアウターカバー１５が少なくともベース基板１０の平行でない２辺上の２点で固定されるため、ベース基板１０の面内方向の並進運動及び回転運動によるアウターカバー１５のずれ、並びにアウターカバー１５のベース基板１０からの剥がれを防止することができる。

図１、図２（ａ）〜（ｃ）に示される例では、切込み部１７ａと切込み部１７ｂ、又は切込み部１７ｂと切込み部１７ｃが、ベース基板１０の平行でない２辺に設けられた２つの切込み部１７に該当する。

アウターカバー１５の有する複数の孔１６は、六角形であることが好ましい。孔１６が六角形である場合、図１、図２（ａ）に示されるように、六角形の素子搭載領域２０の中心を含む長方形の領域上に複数の発光素子１４を配置し、残った隙間に端子１３を配置することができる。また、六角形の孔１６をハニカム状に並べることにより、孔１６間の隙間が小さくなるように効率的に配置することができる。このため、孔１６が六角形である場合、発光装置１０を小型化することができる。

また、発光素子１４の動作時には、複数の孔１６のうちの中心に位置する孔１６内の発光素子１４に熱が集中しやすいため、中心に位置する孔１６内に搭載される発光素子１４の数が、他の孔１６内に搭載される発光素子１４の数よりも少ないことが好ましい。中心に位置する孔１６内で隣接する発光素子１４の数を減らすことにより、熱の集中を抑えることができる。また、この場合、発光素子１４の搭載数に合わせ、中心に位置する孔１６の面積を他の孔１６の面積よりも小さくすることが好ましい。

図３は、図１の線分Ａ−Ａにおける発光装置１の垂直断面図である。図３に示されるように、アウターカバー１５の複数の孔１６には、発光素子１４を封止する封止材１９が充填されていることが好ましい。

発光装置１においては、複数の孔１６により封止材１９が充填される素子搭載領域２０が複数に分けられているため、封止材１９の体積は、１つの広い素子搭載領域に一括して充填される封止材の体積よりも小さい。このため、封止材１９内に生じる応力は比較的小さく、発光素子１４や、発光素子１４に接続される図示しないボンディングワイヤーに損傷を与えにくい。

また、隣接する素子搭載領域２０がアウターカバー１５によって隔てられているため、隣接する封止材１９同士が混ざり合うことがない。このため、隣接する封止材１９が濃度の異なる蛍光体を含む場合（一方のみが蛍光体を含む場合を含む）や、色の異なる蛍光体を含む場合に、封止材１９同士が混ざり合うことによる発光色のずれを防ぐことができる。

（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、周囲を壁に囲まれた複数の独立した素子搭載領域にそれぞれ発光素子が搭載された構造を有する発光装置を簡易に得ることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１ 発光装置
１０ ベース基板
１４ 発光素子
１５ アウターカバー
１６ 孔
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 切込み部
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 突起部
１９ 封止材

Claims (12)

1. 外周部に切込み部を有するベース基板と、
   前記ベース基板上に積層され、前記切込み部に対応する位置に設けられた突起部を前記切込み部内で前記ベース基板側に折り曲げることにより前記ベース基板に固定された、複数の孔を有する板状のアウターカバーと、
   前記ベース基板上の前記複数の孔内に露出した複数の素子搭載領域上にそれぞれ搭載された発光素子と、
   を有する、発光装置。
2. 前記切込み部が、少なくとも前記ベース基板の平行でない２辺に設けられている、
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記アウターカバーが金属層を含む、
   請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記複数の孔が六角形である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記複数の孔の各々に前記発光素子を封止する封止材が充填された、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記複数の孔の各々に充填された前記封止材のうちの隣接する２つの封止材が、濃度又は色の異なる蛍光体を含む、
   請求項５に記載の発光装置。
7. 外周部に切込み部を有するベース基板上に、前記切込み部に対応する位置に設けられた突起部、及び複数の孔を有する板状のアウターカバーを積層し、前記突起部を前記切込み部内で前記ベース基板側に折り曲げることにより、前記アウターカバーを前記ベース基板上に固定する工程と、
   前記アウターカバーを前記ベース基板上に固定する前又は後に、前記ベース基板上の前記複数の孔内に露出する複数の素子搭載領域上にそれぞれ発光素子を搭載する工程と、
   を含む、発光装置の製造方法。
8. 前記切込み部が、少なくとも前記ベース基板の平行でない２辺に設けられている、
   請求項７に記載の発光装置の製造方法。
9. 前記アウターカバーが金属層を含む、
   請求項７又は８に記載の発光装置の製造方法。
10. 前記複数の孔が六角形である、
    請求項７〜９のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
11. 前記発光素子を搭載した後、前記複数の孔の各々に前記発光素子を封止する封止材を充填する工程をさらに含む、
    請求項７〜１０のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
12. 前記複数の孔の各々に充填された前記封止材のうちの隣接する２つの封止材が、濃度又は色の異なる蛍光体を含む、
    請求項１１に記載の発光装置の製造方法。

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