JP7427514B2

JP7427514B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP7427514B2
Application number: JP2020074220A
Authority: JP
Inventors: 勝司廣瀬; 旭彦程原
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2024-02-05
Anticipated expiration: 2040-04-17
Also published as: JP2021174781A

Description

本発明は、発光装置に関する。

共通基板上に形成された複数の発光部のそれぞれ対応する複数組の検査用端子を共通基板上に設けることで、各発光部を個別に点灯させて、各発光部の発光動作を確認する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、複数の発光部のそれぞれに対応して、複数のレンズのうちその発光部に対応するレンズの主面の径内である基板上の位置に、複数の発光部で共通の間隔を空けて形成された複数組の検査用端子を配置した発光装置が記載されている。

特開２０１７－５０１０６号公報

しかしながら、特許文献１には、レンズを搭載する発光装置におけるレンズと検査用端子との配置関係は開示されるが、リフレクタを搭載する発光装置におけるリフレクタと検査用端子との配置関係は記載されていない。

本発明は、検査用端子が配置される基板にリフレクタを搭載するときに、発光効率の低下を抑制するように、リフレクタ及び検査用端子を配置する発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、基板と、基板に配置された複数の発光部と、円形状の第１開口部、第１開口部よりも径が大きい円形状の第２開口部、及び第１開口部の外縁から第２開口部の外縁に向けて延伸する反射面をそれぞれが有する複数のリフレクタと、複数の発光部のそれぞれを挟むように配置された複数の検査用端子対とを有し、複数のリフレクタのそれぞれは、第１開口部が複数の発光部の何れか１つに対向し、且つ、第２開口部側から平面視したときに第１開口部が対向する発光部を挟む検査用端子対の全体が第１開口部の外側且つ第２開口部の内側に位置するように配置される。

さらに、本発明に係る発光装置では、一対の検査用端子の間の距離は、第１開口部の径よりも長く、且つ、第２開口部の径よりも短いことが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、複数の発光部は、第１発光部、第２発光部、第３発光部及び第４発光部を含み、第１発光部は、基板の第１の角の近傍に配置され、第２発光部は、第１の角から延伸する第１の辺の他方の角である第２の角の近傍に配置され、第３発光部は、第１の角から第１の辺に直交する方向に延伸する第２の辺の他方の角である第３の角の近傍に配置され、第４発光部は、第３の角から第１の辺に平行する方向に延伸する第３の辺の他方の角である第４の角の近傍に配置されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、基板は、矩形の平面形状を有し、一対の検査用端子の配列方向が基板の辺の延伸方向に対して傾斜するように配置されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、基板は、正方形状の平面形状を有し、基板の辺の延伸方向と配列方向との間の角度は、４５度であることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、一対の検査用端子の少なくとも一方は、第１発光部、第２発光部、第３発光部及び第４発光部の間を接続する配線パターン上に配置されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、第１発光部と第１の角との間に第１発光部を挟む一対の検査用端子の一方の検査用端子が配置され、第４発光部と第４の角との間に第４発光部を挟む一対の検査用端子の一方の検査用端子が配置され、第２発光部と第２の角との間、及び第３発光部と第３の角の間とに一対の第１貫通孔対が形成されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、基板は、第１発光部と第２発光部とを接続する第１配線パターン、第２発光部と第３発光部とを接続する第２配線パターン及び第３発光部と第４発光部とを接続する第３配線パターンが配置され、第１配線パターンと第２配線パターンとの間、及び第２配線パターンと第３配線パターンとの間に一対の第２貫通孔が形成されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、一対の第２貫通孔対は、一対の第２貫通孔対の配列方向が第１の角と第４の角とを結ぶ対角線の延伸方向と一致しないように形成されることが好ましい。

本発明に係る発光装置は、検査用端子が配置される基板にリフレクタを搭載するときに、発光効率の低下を抑制することができる。

（ａ）は実施形態に係る発光装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置の正面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。図１（ａ）に示す基板の平面図である。図１（ａ）に示す基板のより詳細な平面図である。（ａ）は図１（ａ）に示すリフレクタの斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すリフレクタの平面図である。（ａ）は図１（ａ）に示す第１発光部を含む部分平面拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線に沿う断面図であり、（ｃ）は図５（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。図１（ａ）に示す発光装置の回路ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る発光装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

（実施形態に係る発光装置の構成および機能）
図１（ａ）は実施形態に係る発光装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す発光装置の正面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。

発光装置１は、基板２と、複数のリフレクタ３を有する光学部材４と、ヒートシンク材５とを有する。基板２には、光を出射する円形状の平面形状を有する第１発光部１１～第４発光部１４が配置される。第１発光部１１～第４発光部１４から出射された光は、対応して配置されるリフレクタ３の第１開口部６１に入射し、反射面６３に反射しながら第２開口部６２から出射する。第２開口部６２側から平面視したときの第１開口部６１の外側且つ第２開口部６２の内側、すなわち反射面６３の下側には、銀等の反射率が低い導体で形成される発光検査用の第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８が配置される。

発光装置１は、反射率が低い導体で形成される第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８を反射面６３の下側に配置することで、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８に光が入射することを防止し、光発光効率の低下を抑制することができる。

図２は、基板２の平面図である。

第１検査用端子対１５は第１検査用アノード２１と第１検査用カソード２２とを含み、第２検査用端子対１６は第２検査用アノード２３と第２検査用カソード２４とを含む。第３検査用端子対１７は第３検査用アノード２５と第３検査用カソード２６とを含み、第４検査用端子対１８は第４検査用アノード２７と第４検査用カソード２８とを含む。

第１検査用アノード２１～第４検査用カソード２８のそれぞれは、銀等の反射率が低い導体で形成された配線パターンである。第１検査用アノード２１及び第１検査用カソード２２は、第１発光部１１の発光の検査に使用される。第２検査用アノード２３及び第２検査用カソード２４は、第２発光部１２の発光の検査に使用される。第３検査用アノード２５及び第３検査用カソード２６は、第３発光部１３の発光の検査に使用される。第４検査用アノード２７及び第４検査用カソード２８は、第４発光部１４の発光の検査に使用される。第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８のそれぞれに含まれる検査用アノードと検査用カソードとの間の間隔は、同一である。

また、基板２は、第１の角３１と、第２の角３２と、第３の角３３と、第４の角３４と、第１の辺３５と、第２の辺３６と、第３の辺３７と、第４の辺３８とを有する。基板２は、矩形の平面形状を有する。より具体的には、基板２は、第１の辺３５、第２の辺３６、第３の辺３７及び第４の辺３８の長さが等しく、且つ、第１の角３１、第２の角３２、第３の角３３及び第４の角３４が丸みを有する正方形状の平面形状を有する。

第１検査用端子対１５の一方の検査用端子である第１検査用アノード２１は、第１発光部１１と第１の角３１の間に配置される。第１検査用端子対１５の他方の検査用端子である第１検査用カソード２２は、第１検査用アノード２１と共に第１発光部１１を挟むように配置される。第１検査用端子対１５に含まれる第１検査用アノード２１及び第１検査用カソード２２の配列方向は、第１の角３１と第４の角３４とを結ぶ対角線の延伸方向と一致し、第１の辺３５～第４の辺３８の延伸方向と４５度の角度を成す。

第２検査用端子対１６に含まれる第２検査用アノード２３及び第２検査用カソード２４は、第２発光部１２を挟むように配置される。第２検査用アノード２３及び第２検査用カソード２４の配列方向は、第１検査用アノード２１及び第１検査用カソード２２の配列方向と同様に、第１の辺３５～第４の辺３８の延伸方向と４５度の角度を成す。

第３検査用端子対１７に含まれる第３検査用アノード２５及び第３検査用カソード２６は、第３発光部１３を挟むように配置される。第３検査用アノード２５及び第３検査用カソード２６の配列方向は、第１検査用アノード２１及び第１検査用カソード２２の配列方向と同様に、第１の辺３５～第４の辺３８の延伸方向と４５度の角度を成す。

第４検査用端子対１８の一方の検査用端子である第４検査用アノード２７は、第４発光部１４と第４の角３４の間に配置される。第４検査用端子対１８の他方の検査用端子である第４検査用カソード２８は、第４検査用アノード２７と共に第４発光部１４を挟むように配置される。第４検査用端子対１８の他方の検査用端子である第４検査用カソード２８の配列方向は、第１検査用アノード２１及び第１検査用カソード２２の配列方向と同様に、第１の辺３５～第４の辺３８の延伸方向と４５度の角度を成す。

図３は、基板２のより詳細な平面図である。

基板２には、第１配線パターン４１と、第２配線パターン４２と、第３配線パターン４３と、第４配線パターン４４と、第５配線パターン４５と、第６配線パターン４６と、第７配線パターン４７とが更に配置される。第１配線パターン４１は第１発光部１１と第２発光部１２とを接続し、第２配線パターン４２は第２発光部１２と第３発光部１３とを接続し、第３配線パターン４３は第３発光部１３と第４発光部１４とを接続する。第１配線パターン４１は、第１検査用カソード２２及び第２検査用アノード２３が配置される。第２配線パターン４２は、第２検査用カソード２４及び第３検査用アノード２５が配置される。第３配線パターン４３は、第３検査用カソード２６及び第４検査用アノード２７が配置される。

第４配線パターン４４は、第１発光部１１と第１の角３１の間に配置され、第１検査用アノード２１が配置される。第５配線パターン４５は、第１発光部１１から第２発光部１２の方向に延伸し、基板２の裏面に貫通する貫通孔に配置される第１ビア導体４８を介して基板２の裏面に配置される不図示のアノード電極に接続される。第６配線パターン４６は、第４発光部１４と第４の角３４の間に配置され、第４検査用カソード２８が配置される。第７配線パターン４７は、第４発光部１４から第３発光部１３の方向に延伸し、基板２の裏面に貫通する貫通孔に配置される第２ビア導体４９を介して基板２の裏面に配置される不図示のアノード電極に接続される。

基板２は、第１貫通孔５１と、第２貫通孔５２と、第３貫通孔５３と、第４貫通孔５４とが形成される。第１貫通孔５１は第２発光部１２と第２の角３２の間に形成され、第２貫通孔５２は第３発光部１３と第３の角３３の間に形成される。第１貫通孔５１及び第２貫通孔５２は、第１検査用アノード２１及び第４検査用カソード２８が配置されない第２の角３２及び第３の角３３に形成される第１貫通孔対である。また、第３貫通孔５３及び第４貫通孔５４は、配列方向が第１の角３１と第４の角３４とを結ぶ対角線の延伸方向と一致しないように形成される第２貫通孔対である。

光学部材４は、４つのリフレクタ３と、４つのリフレクタ３の上部に連結され且つ正方形状の平面形状を有する基部６と、基部６の辺の中央に位置し且つ上部が基部６に接続され、下部がヒートシンク材５に接合された４つの支持部７とを有する。４つの支持部７のそれぞれの下部は、一例ではネジである締結部材９によってヒートシンク材５に螺合される。また、光学部材４は、４つのリフレクタ３の間である基部６の中央部に開口部８が形成される。

図４（ａ）はリフレクタ３の斜視図であり、図４（ｂ）はリフレクタ３の平面図である。

リフレクタ３は、第１開口部６１と、第２開口部６２と、反射面６３とを有する。第１開口部６１は、径がＤ₁の円形の形状を有し、第１発光部１１～第４発光部１４のそれぞれに対向するように配置される。第１開口部６１の径Ｄ₁は、第１発光部１１～第４発光部１４のそれぞれの径にほぼ等しい。第２開口部６２は、径がＤ₂の円形状の形状を有し、第１開口部６１に対向するように配置される。第２開口部６２の径Ｄ₂は、第１開口部６１の径Ｄ₁よりも大きい。反射面６３は、アルミニウム等の光を反射する反射された面であり、第１開口部６１の外縁から第２開口部６２の外縁に向けて延伸する。

図５（ａ）は第１発光部１１を含む部分平面拡大図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ線に沿う断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

第１発光部１１は、発光素子７０と、ダム材７１と、封止材７２とを有する。発光素子７０は、青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ダイであり、アルミニウム等の高導電性材料により形成される実装基板７５に実装される。発光素子７０は、第１発光部１１に１６個配置される。第１発光部１１は、ボンディングワイヤによって接続される。第１発光部１１は、直列接続された４個の発光素子７０により形成された４列の発光素子列が並列接続される。

ダム材７１は、例えば酸化チタンを含有するシリコーン樹脂で形成される白色樹脂であり、回路基板７６の上に配置される。ダム材７１は、封止材７２を収容すると共に、発光素子７０から出射された光を反射する。ダム材７１の内壁は、第１発光部１１の外縁を形成する。

封止材７２は、例えばシリコーン樹脂で形成される透明樹脂であり、発光素子７０及び発光素子７０を接続するボンディングワイヤを封止する。封止材７２は、例えばＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）等の発光素子７０から出射される青色光を吸収して黄色光を出射する黄色蛍光体７３を含有する。

第１検査用アノード２１と第１検査用カソード２２との間の距離は、第１開口部６１の径よりも長く、且つ、第２開口部６２の径よりも短い。また、第１発光部１１と第１検査用アノード２１との間の距離は、第１発光部１１と第１検査用カソード２２との間の距離と同一である。第２検査用端子対１６～第４検査用端子対１８のそれぞれに含まれる検査用アノードと検査用カソードとの間の距離は、第１検査用アノード２１と第１検査用カソード２２との間の距離と同様に、第１開口部６１の径よりも長く且つ第２開口部６２の径よりも短い。

図５（ａ）において破線で示されるリフレクタ３は、第１開口部６１が第１発光部１１に対向するように配置される。リフレクタ３は、第２開口部６２側から平面視したときに、第１発光部１１を挟む第１検査用アノード２１及び第１検査用カソード２２の全体が第１開口部６１の外側且つ第２開口部６２の内側に位置するように配置される。

図６は、発光装置１の回路ブロック図である。

第１発光部１１、第２発光部１２、第３発光部１３及び第４発光部１４は、アノード電極８１とカソード電極８２との間に直列接続される。第１発光部１１は、アノード電極８１側に第１検査用アノード２１が接続され、カソード電極８２側に第１検査用カソード２２が接続される。第２発光部１２は、アノード電極８１側に第２検査用アノード２３が接続され、カソード電極８２側に第２検査用カソード２４が接続される。第３発光部１３は、アノード電極８１側に第３検査用アノード２５が接続され、カソード電極８２側に第３検査用カソード２６が接続される。第４発光部１４は、アノード電極８１側に第４検査用アノード２７が接続され、カソード電極８２側に第４検査用カソード２８が接続される。

（実施形態に係る発光装置の作用効果）
発光装置１は、反射率が低い導体で形成される第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８を第２開口部６２の内側に配置するので、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８に光が入射することを防止し、光発光効率の低下を抑制することができる。

また、発光装置１では、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８の間の距離が第１開口部６１の径よりも長く且つ第２開口部６２の径よりも短いので、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８を第２開口部６２の内側に配置することができる。

また、発光装置１では、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８の配列方向を基板２の辺の延伸方向から傾斜して配置するので、基板２の辺の延伸方向と平行に配列するときよりも、第１発光部１１～第４発光部１４と基板２の辺との間の距離を短くできる。発光装置１では、第１発光部１１～第４発光部１４と基板２の辺との間の距離が短くなるので、基板２の大きさを小さくして製造コストを抑制することができる。

また、発光装置１では、第１発光部１１～第４発光部１４を基板２の第１の角３１～第４の角３４のそれぞれの近傍に配置するので、基板２の面積に応じた面積を有する均一な光を出射することができる。

また、発光装置１では、基板２が正方形状の平面形状を有し、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８の配列方向と基板２の辺の延伸方向との間の角度が４５度であるので、第１発光部１１～第４発光部１４と基板２の辺との間の距離を最小化できる。発光装置１では、第１発光部１１～第４発光部１４と基板２の辺との間の距離を最小化できるので、基板２の大きさを最小化することができる。

また、発光装置１では、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８に含まれる検査用アノード及び検査用カソードは、同一方向且つ同一間隔で配列されるので、同一の測定治具を移動することにより検査を順次実行することができる。

また、発光装置１では、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８の少なくとも一方が第１発光部１１～第４発光部１４の間を接続する配線パターン上に配置されるので、検査用端子対を配線パターンに配置しない場合よりも配線設計を容易にできる。

また、発光装置１では、第１貫通孔５１及び第２貫通孔５２が検査用端子が配置されない角に形成されるので、基板２の検査用端子が配置されない領域を有効に使用することができる。

また、発光装置１では、第１配線パターン４１と第２配線パターンとの間に第３貫通孔５３が形成され、第２配線パターンと前記第３配線パターンとの間に第４貫通孔５４が形成されるので、発光部及び配線パターンが配置されない領域を有効に使用できる。

また、発光装置１では、第３貫通孔５３及び第４貫通孔５４の配列方向が第１の角３１と第４の角３４とを結ぶ対角線の延伸方向と一致しないように形成されるので、第３貫通孔５３及び第４貫通孔５４を発光装置１の方向を視認するときの標識として使用できる。

（実施形態に係る発光装置の変形例）
発光装置１は、第１発光部１１～第４発光部１４の４つの発光部を有するが、実施形態に係る発光装置は、複数の発光部を有していればよい。また、発光装置１では、第１発光部１１～第４発光部１４は、同時に発光するが、実施形態に係る発光装置では、複数の発光部は、別個に発光可能であってもよい。また、発光装置１では、第１発光部１１～第４発光部１４は、直列接続されるが、実施形態に係る発光装置では、複数の発光部は、並列接続されてもよい。

また、発光装置１では、基板２は、正方形状の平面形状を有するが、実施形態に係る発光装置では、長方形状の平面形状であってもよく、円形又は多角形状の平面形状を有してもよい。また、発光装置１では、第１発光部１１～第４発光部１４は、角の近傍に配置されるが、実施形態に係る発光装置では、複数の発光部は、基板の中央部等の角の近傍以外の領域に配置されてもよい。

また、発光装置１では、第１検査用端子対１５～第４検査用端子対１８は、第１の辺３５～第４の辺３８の延伸方向と４５度の角度を成すように配列されるが、基板の平面形状が長方形状であるとき、検査用端子対は基板の対角線に平行に配列されてもよい。また、実施形態に係る発光装置では、検査用端子対は基板の辺に対して傾斜して配列されてもよく、検査用端子対は基板の一対の辺に対して平行に配列されてもよい。

１発光装置
２基板
３リフレクタ
１１～１４発光部
１５～１８検査用端子対
６１第１開口部
６２第２開口部
６３反射面

Claims

基板と、
前記基板に配置された複数の発光部と、
円形状の第１開口部、前記第１開口部よりも径が大きい円形状の第２開口部、及び前記第１開口部の外縁から前記第２開口部の外縁に向けて延伸する反射面をそれぞれが有する複数のリフレクタと、
前記複数の発光部のそれぞれを挟むように配置された複数の検査用端子対と、を有し、
前記複数のリフレクタのそれぞれは、前記第１開口部が前記複数の発光部の何れか１つに対向し、且つ、前記第２開口部側から平面視したときに前記第１開口部が対向する発光部を挟む検査用端子対の全体が前記第１開口部の外側且つ前記第２開口部の内側に位置するように配置される、ことを特徴とする発光装置。
前記一対の検査用端子の間の距離は、前記第１開口部の径よりも長く、且つ、前記第２開口部の径よりも短い、請求項１に記載の発光装置。
前記複数の発光部は、第１発光部、第２発光部、第３発光部及び第４発光部を含み、
前記第１発光部は、前記基板の第１の角の近傍に配置され、
前記第２発光部は、前記第１の角から延伸する第１の辺の他方の角である第２の角の近傍に配置され、
前記第３発光部は、前記第１の角から前記第１の辺に直交する方向に延伸する第２の辺の他方の角である第３の角の近傍に配置され、
前記第４発光部は、前記第３の角から前記第１の辺に平行する方向に延伸する第３の辺の他方の角である第４の角の近傍に配置される、請求項１又は２に記載の発光装置。
前記基板は、矩形の平面形状を有し、
前記一対の検査用端子の配列方向が前記基板の辺の延伸方向に対して傾斜するように配置される、請求項３に記載の発光装置。
前記基板は、正方形状の平面形状を有し、
前記基板の辺の延伸方向と前記配列方向との間の角度は、４５度である、請求項４に記載の発光装置。
前記一対の検査用端子の少なくとも一方は、第１発光部、第２発光部、第３発光部及び第４発光部の間を接続する配線パターン上に配置される、請求項５に記載の発光装置。
前記第１発光部と前記第１の角との間に前記第１発光部を挟む一対の検査用端子の一方の検査用端子が配置され、
前記第４発光部と前記第４の角との間に前記第４発光部を挟む一対の検査用端子の一方の検査用端子が配置され、
前記第２発光部と前記第２の角との間、及び前記第３発光部と前記第３の角の間とに一対の第１貫通孔対が形成される、請求項６に記載の発光装置。
前記基板は、前記第１発光部と前記第２発光部とを接続する第１配線パターン、前記第２発光部と前記第３発光部とを接続する第２配線パターン及び前記第３発光部と前記第４発光部とを接続する第３配線パターンが配置され、
前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとの間、及び前記第２配線パターンと前記第３配線パターンとの間に一対の第２貫通孔が形成される、請求項７に記載の発光装置。
前記一対の第２貫通孔対は、前記一対の第２貫通孔対の配列方向が前記第１の角と前記第４の角とを結ぶ対角線の延伸方向と一致しないように形成される、請求項８に記載の発光装置。