JPWO2020137760A1 - 蛍光体基板、発光基板及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、「蛍光体の相関色温度」とは、当該蛍光体の発光色の相関色温度という意味である(以下、同じ)。
以下、本実施形態の発光基板10の構成及び機能について図1A〜図1C、図2A、図2Bを参照しながら説明する。次いで、本実施形態の発光基板10の製造方法について図3A〜図3Eを参照しながら説明する。次いで、本実施形態の発光基板10の発光動作について図4を参照しながら説明する。次いで、本実施形態の効果について図4〜図7等を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照するすべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図1Aは本実施形態の発光基板10の平面図(表面31から見た図)、図1Bは本実施形態の発光基板10の底面図(裏面33から見た図)である。図1Cは、図1Aの1C−1C切断線により切断した発光基板10の部分断面図である。
本実施形態の発光基板10は、表面31及び裏面33から見て、一例として矩形とされている。また、本実施形態の発光基板10は、複数の発光素子20と、蛍光体基板30と、コネクタ、ドライバIC等の電子部品(図示省略)とを備えている。すなわち、本実施形態の発光基板10は、蛍光体基板30に、複数の発光素子20及び上記電子部品が搭載されたものとされている。
本実施形態の発光基板10は、リード線の直付けにより又はコネクタを介して外部電源(図示省略)から給電されると、発光する機能を有する。そのため、本実施形態の発光基板10は、例えば照明装置(図示省略)等における主要な光学部品として利用される。
複数の発光素子20は、それぞれ、一例として、フリップチップLED22(以下、LED22という。)が組み込まれたCSP(Chip Scale Package)とされている(図1C参照)。CSPとして、図1Cに示すように、LED22の底面を除く全周囲(5面)が蛍光体封止層24により覆われていることが好ましい。蛍光体封止層24には蛍光体が含まれ、LED22の光は蛍光体封止層24の蛍光体により色変換されて外部に出射する。複数の発光素子20は、図1Aに示されるように、蛍光体基板30の表面31(一面の一例)に、表面31の全体に亘って規則的に並べられた状態で、蛍光体基板30に搭載されている。なお、本実施形態の各発光素子20が発光する光の相関色温度は、一例として3,018Kとされている。また、複数の発光素子20は、発光動作時に、ヒートシンク(図示省略)や冷却ファン(図示省略)を用いることで、蛍光体基板30を一例として常温から50℃〜100℃に収まるように放熱(冷却)されるようになっている。ここで、本明細書で数値範囲に使用する「〜」の意味について補足すると、例えば「50℃〜100℃」は「50℃以上100℃以下」を意味する。そして、本明細書で数値範囲に使用する「〜」は、「『〜』の前の記載部分以上『〜』の後の記載部分以下」を意味する。
図2Aは、本実施形態の蛍光体基板30の図であって、蛍光体層36を省略して図示した平面図(表面31から見た図)である。図2Bは、本実施形態の蛍光体基板30の平面図(表面31から見た図)である。なお、本実施形態の蛍光体基板30の底面図は、発光基板10を裏面33から見た図と同じである。また、本実施形態の蛍光体基板30の部分断面図は、図1Cの部分断面図から発光素子20を除いた場合の図と同じである。すなわち、本実施形態の蛍光体基板30は、表面31及び裏面33から見て、一例として矩形とされている。
以下、本実施形態の絶縁層32の主な特徴について説明する。
形状は、前述のとおり、一例として表面31及び裏面33から見て矩形である。
材質は、一例としてビスマレイミド樹脂及びガラスクロスを含む絶縁材である。
厚みは、一例として100μm〜200μmである。
縦方向及び横方向の熱膨張係数(CTE)は、それぞれ、一例として、50℃〜100℃の範囲において10ppm/℃以下である。また、別の見方をすると、縦方向及び横方向の熱膨張係数(CTE)は、それぞれ、一例として、6ppm/Kである。この値は、本実施形態の発光素子20の場合とほぼ同等(90%〜110%、すなわち±10%以内)である。
ガラス転移温度は、一例として、300℃よりも高い。
貯蔵弾性率は、一例として、100℃〜300℃の範囲において、1.0×1010Paよりも大きく1.0×1011Paよりも小さい。
本実施形態の電極層34は、絶縁層32の表面31側に設けられた金属層とされている。本実施形態の電極層34は一例として銅箔層(Cu製の層)とされている。別言すれば、本実施形態の電極層34は、少なくともその表面が銅を含んで形成されている。
電極層34は、絶縁層32に設けられたパターンとされ、コネクタ(図示省略)が接合される端子(図示省略)と導通している。そして、電極層34は、コネクタを介して外部電源(図示省略)から給電された電力を、発光基板10の構成時の複数の発光素子20に供給するようになっている。そのため、電極層34の一部は、複数の発光素子20がそれぞれ接合される複数の電極対34Aとされている。また、前述のとおり、本実施形態の発光基板10における複数の発光素子20は表面31の全体に亘って規則的に並べられていることから、複数の電極対34Aも表面31の全体に亘って規則的に並べられている(図2A参照)。電極層34における複数の電極対34A以外の部分を、配線部分34Bという。本実施形態では、図1Cに示されるように、一例として、複数の電極対34Aは、配線部分34Bよりも絶縁層32(蛍光体基板30)の厚み方向外側に突出している。
なお、絶縁層32の表面31における電極層34が配置されている領域(電極層34の専有面積)は、一例として、絶縁層32の表面31の60%以上の領域(面積)とされている(図2A参照)。
本実施形態の蛍光体層36は、図2Bに示されるように、一例として、絶縁層32及び電極層34の表面31における、複数の電極対34A以外の部分に配置されている。すなわち、蛍光体層36は、電極層34における複数の電極対34A以外の領域に配置されている。そして、本実施形態では、絶縁層32の表面31における蛍光体層36が配置されている領域は、一例として、絶縁層32の表面31における80%以上の領域とされている。
ここで、本実施形態の蛍光体層36に含まれる蛍光体は、一例として、Euを含有するα型サイアロン蛍光体、Euを含有するβ型サイアロン蛍光体、Euを含有するCASN蛍光体及びEuを含有するSCASN蛍光体からなる群から選ばれる少なくとも一種以上の蛍光体とされている。なお、前述の蛍光体は、本実施形態の一例であり、YAG、LuAG、BOSその他の可視光励起の蛍光体のように、前述の蛍光体以外の蛍光体であってもよい。
本実施形態の裏面パターン層38は、絶縁層32の裏面33側に設けられた金属層とされている。本実施形態の裏面パターン層38は一例として銅箔層(Cu製の層)とされている。
裏面パターン層38は、図1Bに示されるように、絶縁層32の長手方向に沿って直線状に並べられている複数の矩形部分の塊が短手方向において位相をずらしたよう隣接して並べられている層とされている。
なお、裏面パターン層38は、一例として、独立フローティング層とされている。また、裏面パターン層38は、絶縁層32(蛍光体基板30)の厚み方向において、一例として、表面31に配置されている電極層34の80%以上の領域と重なっている。
次に、本実施形態の発光基板10の製造方法について図3A〜図3Eを参照しながら説明する。本実施形態の発光基板10の製造方法は第1工程、第2工程、第3工程、第4工程及び第5工程を含んでおり、各工程はこれらの記載順で行われる。
図3Aは、第1工程の開始時及び終了時を示す図である。第1工程は、マザーボードMBの表面31に厚み方向から見て電極層34と同じパターン34Cを、裏面33に裏面パターン層38を形成する工程である。本工程は、例えばマスクパターン(図示省略)を用いたエッチングにより行われる。
図3Bは、第2工程の開始時及び終了時を示す図である。第2工程は、パターン34Cの一部をハーフハッチ(厚み方向の途中までエッチング)する工程である。本工程が終了すると、結果的に、複数の電極対34Aと配線部分34Bとを有する電極層34が形成される。本工程は、例えばマスクパターン(図示省略)を用いたエッチングにより行われる。
図3Cは、第3工程の開始時及び終了時を示す図である。第3工程は、絶縁層32の表面31、すなわち電極層34が形成された面の全面に蛍光体塗料36Cを塗布する工程である。本工程では、例えば、印刷により蛍光体塗料36Cを塗布する。この場合、蛍光体塗料36Cをすべての電極対34Aよりも厚く塗布する。
図3Dは、第4工程の開始時及び終了時を示す図である。第4工程は、蛍光体塗料36Cが硬化した蛍光体層36の一部を除去して、すべての電極対34Aの上面を露出させる工程である。蛍光体塗料36Cのバインダーが例えば熱硬化性樹脂である場合は、加熱により蛍光体塗料36Cを硬化させた後に蛍光体層36の表面を研磨する。蛍光体塗料36Cのバインダーが例えばUV硬化性樹脂(感光性樹脂)である場合、各接合面34A1と重なる部分(塗料開口部)にマスクパターンをかけて、UV光を露光し、当該マスクパターン以外をUV硬化させ、非露光部(未硬化部)を樹脂除去液により取り除くことで、各接合面34A1を露出させる。その後、一般的には、熱をかけてアフターキュアを行う(写真現像法)。以上の結果、本実施形態の蛍光体基板30が製造される。
図3Eは、第5工程の開始時及び終了時を示す図である。第5工程は、蛍光体基板30に複数の発光素子20を搭載する工程である。本工程は、蛍光体基板30の複数の電極対34Aの各上面にはんだペーストSPを印刷し、複数の電極対34Aの各上面に複数の発光素子20の各電極を位置合わせした状態ではんだペーストSPを溶かす。その後、はんだペーストSPが冷却された固化すると、各電極対34Aに各発光素子20が接合される。すなわち、本工程は、一例としてリフロー工程により行われる。
次に、本実施形態の発光基板10の発光動作について図4を参照しながら説明する。ここで、図4は、本実施形態の発光基板10の発光動作を説明するための図である。
これに対して、蛍光体層36に含まれる蛍光体の発光波長と、発光素子20(CSP)におけるLED22を封止した(又は覆う)蛍光体(蛍光体封止層24)の発光波長とが同じ場合(同じ相関色温度の場合)、本実施形態の発光基板10は、各発光素子20が出射した際の光Lの束を、各発光素子20が出射した際の光Lの波長と同じ波長の光Lを含む光Lの束として上記励起光とともに照射する。
次に、本実施形態の効果について図面を参照しながら説明する。
第1の効果については、本実施形態を以下に説明する比較形態(図5参照)と比較して説明する。ここで、比較形態の説明において、本実施形態と同じ構成要素等を用いる場合は、その構成要素等に本実施形態の場合と同じ名称、符号等を用いることとする。図5は、比較形態の発光基板10Aの発光動作を説明するための図である。比較形態の発光基板10A(複数の発光素子20を搭載する基板30A)は、蛍光体層36を備えていない点以外は、本実施形態の発光基板10(蛍光体基板30)と同じ構成とされている。
第1試験は、相関色温度が2200K〜2300K相当である複数の発光素子20を備えた発光基板10に給電して発光させた場合における、複数の発光素子20に電流(mA)と、相関色温度(K)との関係を調べて結果である。ここで、HE(1)及びHE(2)は電極層34の構造が本実施形態と同じ構造の場合を示し、FLT(1)及びFLT(2)は、電極層34における一対の電極対34Aと配線部分34Bとの厚みが同じ場合(変形例)を示す。図6の結果のとおり、いずれの場合であっても、発光基板10が発光する光Lの相関色温度は、複数の発光素子20の相関色温度よりも低くなっている。すなわち、本実施形態(上記変形例も含む)の場合、蛍光体層36を備えることで相関色温度をシフトさせることができていた。
また、第2試験は、相関色温度が2900K〜3000K相当である複数の発光素子20を備えた発光基板10に給電して発光させた場合における、複数の発光素子20に電流(mA)と、相関色温度(K)との関係を調べて結果である。ここで、HE(1)は電極層34の構造が本実施形態と同じ構造の場合を示し、FLT(1)及びFLT(2)は、電極層34における一対の電極対34Aと配線部分34Bとの厚みが同じ場合(変形例)を示す。図7の結果のとおり、いずれの場合であっても、発光基板10が発光する光Lの相関色温度は、複数の発光素子20の相関色温度よりも低くなっている。すなわち、本実施形態(上記変形例も含む)の場合、蛍光体層36を備えることで相関色温度をシフトさせることができていた。
なお、蛍光体層36に含まれる蛍光体の発光波長と、発光素子20(CSP)におけるLED22を封止した(又は覆う)蛍光体(蛍光体封止層24)の発光波長とが同じ場合(同じ相関色温度の場合)、本実施形態の発光基板10は、各発光素子20が出射した際の光Lの束を、各発光素子20が出射した際の光Lの波長と同じ波長の光Lを含む光Lの束として上記励起光とともに照射する。この場合、搭載される発光素子20の色度ばらつきを蛍光体層36により緩和する効果も発現できる。
比較形態の場合、図5に示されるように、各発光素子20の配置間隔に起因して外部に照射される光Lに斑が発生する。ここで、光Lの斑が大きいほど、グレアが大きいという。
これに対して、本実施形態の場合、図2Bに示されるように、隣接する発光素子20同士の間に蛍光体層36が設けられている。そのため、蛍光体層36からも励起光が発光される。
したがって、本実施形態によれば、比較形態に比べて、グレアを小さくすることができる。
特に、本効果は、蛍光体層36が絶縁層32の全面に亘って設けられている場合、具体的には、絶縁層32の表面31における蛍光体層36が配置されている領域が表面13の80%以上の領域のような場合に有効である。
また、本実施形態では、前述の説明のとおり、隣接する発光素子20同士の間に蛍光体層36が設けられている(図2B参照)。また、蛍光体層36のバインダーは、例えばソルダーレジストに含まれるバインダーと同等の絶縁性を有する。すなわち、本実施形態の場合、蛍光体層36がソルダーレジストの機能を果たす。
また、本実施形態の場合、例えば、蛍光体層36に含まれる蛍光体をEuを含有するCASN蛍光体とし、蛍光体層36をCu製の配線部分34B上に設けている。そのため、例えば、各発光素子20が白色系の光Lを出射した場合に、蛍光体層36に含まれるCASN蛍光体からの励起光は、下層電極を構成しているCuによる反射により発光効率が向上している(本実施形態の構成では、Cuの光反射効果がある)。そして、本実施形態では、当該効果により、白色系の光Lをより暖かい色系の光(相関色温度が低温側にシフトした色)に調整することができる(図6及び図7参照)。この場合、発光素子20の白色系光に暖色系光を加味することができ、特殊演色係数R9値を上げることができる。本効果は、YAG系白色光(黄色蛍光体)を用いた擬似白色に特に有効となる。
また、前述の説明のとおり、複数の発光素子20は、発光動作時に、ヒートシンク(図示省略)や冷却ファン(図示省略)を用いることで、蛍光体基板30を一例として常温から50℃〜100℃に収まるように放熱(冷却)される。そのため、LED22の発光の際の発熱を、基板全体に拡散させ筐体への熱引き効果を上げる。そして、本実施形態の場合、絶縁層32の表面31における電極層34が配置されている領域(電極層34の専有面積)は、一例として、絶縁層32の表面31の60%以上の領域(面積)とされている(図2A参照)。
したがって、本実施形態の電極層34(配線部分34B)は、給電のための電気経路としての機能以外に、複数の発光素子20から発生する熱の放熱板として機能する。そのため、発光素子20(LED22)は、熱の影響を受け難い状況で安定して光Lを発光することができる。
Claims (15)
- 一面に少なくとも1つの発光素子が搭載される蛍光体基板であって、
絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に配置され、前記発光素子に接合される、少なくとも1つの電極対と、
前記絶縁基板の一面に配置され、前記発光素子の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む蛍光体層と、
を備える蛍光体基板。 - 一面に複数の発光素子が搭載される蛍光体基板であって、
絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に配置され、前記複数の発光素子にそれぞれ接合される、複数の電極対と、
前記絶縁基板の一面に配置され、前記複数の発光素子の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む蛍光体層と、
を備える蛍光体基板。 - 前記複数の電極対は、それぞれ、前記絶縁基板の一面に配置されている電極層の一部とされ、
前記絶縁基板の一面における前記電極層が配置されている領域は、前記絶縁基板の一面の60%以上の領域とされている、
請求項2に記載の蛍光体基板。 - 前記蛍光体層の少なくとも一部は、前記絶縁基板の一面における前記複数の電極対が配置されている領域以外の領域に配置されている、
請求項3に記載の蛍光体基板。 - 前記蛍光体層の少なくとも一部は、前記電極層における前記複数の電極対以外の領域に配置されている、
請求項3又は4に記載の蛍光体基板。 - 前記絶縁基板の一面における前記蛍光体層が配置されている領域は、前記絶縁基板の一面の80%以上の領域とされている、
請求項2〜5のいずれか一項に記載の蛍光体基板。 - 前記蛍光体層は、Euを含有するCASN蛍光体とされ、
前記少なくとも1つの電極対は、少なくとも表面が銅を含んで形成されている、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の蛍光体基板。 - 前記発光素子は、LEDが組み込まれ、チップサイズにパッケージされたCSPとされている、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の蛍光体基板。 - 前記蛍光体の相関色温度は、前記CSPに含まれる蛍光体の相関色温度と異なる相関色温度とされている、
請求項8に記載の蛍光体基板。 - 前記蛍光体の相関色温度は、前記CSPに含まれる蛍光体の相関色温度と同じ相関色温度とされている、
請求項8に記載の蛍光体基板。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の蛍光体基板と、
少なくとも1つの前記電極対に接合する少なくとも1つの発光素子と、
を備える発光基板。 - 前記発光素子は、LEDが組み込まれ、チップサイズにパッケージされたCSPとされている、
請求項11に記載の発光基板。 - 前記蛍光体の相関色温度は、前記CSPに含まれる蛍光体の相関色温度と異なる相関色温度とされている、
請求項12に記載の発光基板。 - 前記蛍光体の相関色温度は、前記CSPに含まれる蛍光体の相関色温度と同じ相関色温度とされている、
請求項12に記載の発光基板。 - 請求項11〜14のいずれか一項に記載の発光基板と、
前記発光素子を発光させるための電力を供給する電源と、
を備える照明装置。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006049799A (ja) * | 2004-04-27 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光装置 |
JP2009071264A (ja) * | 2007-09-17 | 2009-04-02 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 発光ダイオードパッケージおよびその製造方法 |
JP2012094578A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Citizen Holdings Co Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
JP2012186274A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Sharp Corp | 発光装置、ledチップ、ledウェハ、およびパッケージ基板 |
JP2014003065A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Konica Minolta Inc | Led装置、及びその製造方法 |
JP2014220431A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | 日東電工株式会社 | 回路基板、光半導体装置およびその製造方法 |
US20150008462A1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-08 | Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited | Flip-chip light emitting diode package module and manufacturing method thereof |
JP2016525798A (ja) * | 2013-07-10 | 2016-08-25 | ゴールデンアイ,インコーポレイテッド | 自冷式光源 |
US20170054063A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Bright Led Electronics Corp. | Light-emitting diode structure |
JP2017058635A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 大日本印刷株式会社 | 融雪機能付led情報表示パネル及びled情報表示装置 |
JP2017175118A (ja) * | 2016-02-05 | 2017-09-28 | マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドMaven Optronics Co., Ltd. | ビーム成形構造体を備えた発光素子およびその製造方法 |
JP2018191006A (ja) * | 2013-10-23 | 2018-11-29 | 株式会社光波 | 発光装置 |
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006049799A (ja) * | 2004-04-27 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光装置 |
JP2009071264A (ja) * | 2007-09-17 | 2009-04-02 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 発光ダイオードパッケージおよびその製造方法 |
JP2012094578A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Citizen Holdings Co Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
JP2012186274A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Sharp Corp | 発光装置、ledチップ、ledウェハ、およびパッケージ基板 |
JP2014003065A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Konica Minolta Inc | Led装置、及びその製造方法 |
JP2014220431A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | 日東電工株式会社 | 回路基板、光半導体装置およびその製造方法 |
US20150008462A1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-08 | Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited | Flip-chip light emitting diode package module and manufacturing method thereof |
JP2016525798A (ja) * | 2013-07-10 | 2016-08-25 | ゴールデンアイ,インコーポレイテッド | 自冷式光源 |
JP2018191006A (ja) * | 2013-10-23 | 2018-11-29 | 株式会社光波 | 発光装置 |
US20170054063A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Bright Led Electronics Corp. | Light-emitting diode structure |
JP2017058635A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 大日本印刷株式会社 | 融雪機能付led情報表示パネル及びled情報表示装置 |
JP2017175118A (ja) * | 2016-02-05 | 2017-09-28 | マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドMaven Optronics Co., Ltd. | ビーム成形構造体を備えた発光素子およびその製造方法 |
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