WO2011122531A1 - 発光装置、発光装置モジュール及び発光装置の製造方法 - Google Patents

発光装置、発光装置モジュール及び発光装置の製造方法 Download PDF

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light
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政紀 本郷
高木　秀樹
志水　大助
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Tuner Industries Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device in which a light emitting element is sealed in a substrate and a method for manufacturing the same.
  • the present invention also relates to a light-emitting device module in which light-emitting devices in which light-emitting elements are sealed in a base are arranged in parallel in one direction.
  • Patent Document 1 A conventional light emitting device is disclosed in Patent Document 1.
  • This light-emitting device includes a base body having a bottomed truncated cone-shaped filling hole in the upper part, and a light-emitting element such as an LED is installed on the bottom surface of the filling hole.
  • the filling hole is filled with a sealing material made of a transparent resin, and the light emitting element is sealed.
  • the light emitted from the light emitting element is guided upward and laterally inside the sealing material, and the light traveling in the lateral direction is reflected by the inner peripheral wall of the filling hole made of the inclined surface and travels upward. Thereby, light is emitted from the upper surface of the filling hole at a predetermined directivity angle corresponding to the inclination angle of the inner peripheral wall of the filling hole.
  • Patent Document 2 discloses a light emitting device in which a sealing material protrudes above the filling hole. Light emission of the light emitting element is guided through the inside of the sealing material and emitted from the upper surface and the peripheral surface of the sealing material above the filling hole. Thereby, the directivity angle of the emitted light of the light emitting device can be widened.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-253404 pages 6 to 10 and FIG. 5
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2006-60253 page 3 to page 4, FIG. 1
  • FIG. 18 is a perspective view showing an edge light type backlight used in a liquid crystal display device or the like.
  • the backlight 50 includes a light emitting device module 40 having a plurality of light emitting devices 1 and a light guide plate 51.
  • a plurality of light emitting devices 1 are mounted on a substrate 41, and the light emitting devices 1 are linearly arranged in one direction.
  • the flat light guide plate 51 has an emission surface 51a facing a display panel (not shown).
  • the light emitting device module 40 is disposed so as to face the incident surface 51b formed from one side surface of the light guide plate 51, and the upper surface of the light emitting device 1 faces the incident surface 51b.
  • the light emitting device 1 emits light in the direction of the incident surface 51b (X direction). Light incident on the light guide plate 51 from the incident surface 51b is guided through the light guide plate 51 and emitted from the output surface 51a. Thereby, the display panel is illuminated.
  • each light emitting device 1 is arranged in the juxtaposed direction (Y direction) of the light emitting device 1 and the direction perpendicular to the juxtaposed direction (Z direction) by the inclination of the inner peripheral wall of the filling hole. It has a predetermined directivity angle. For this reason, when the space
  • a light emitting device of the present invention includes a base body in which a filling groove having an open surface on two surfaces facing in one direction is recessed, a light emitting element installed on the bottom surface of the filling groove, And a sealing material made of a transparent resin that fills the filling groove and seals the light emitting element.
  • the light emitting element is arranged on the bottom surface of the filling groove recessed in the base body, and the light emitting element is sealed by filling the filling groove with the sealing material.
  • the filling groove has two open surfaces that face in one direction, and light emitted from the light emitting element is emitted from the upper surface of the filling groove while being guided through the sealing material, and from the open surface facing the side surface.
  • the directivity angle of the emitted light of the light emitting device is small in the direction in which the side walls of the filling groove face each other, and increases in the direction in which the open surface faces.
  • the present invention is characterized in that, in the light emitting device having the above configuration, the base is formed of ceramic.
  • the present invention is characterized in that, in the light emitting device having the above configuration, a step portion lower than a lower end of the open surface is formed on the bottom surface of the filling groove, and the light emitting element is arranged in the step portion. According to this configuration, a part of the light emitted from the light emitting element is blocked by the wall surface of the stepped portion, and the amount of emitted light from the open surface and the directivity angle in the direction in which the open surface is opposed are suppressed. Further, since the sealing material is in contact with the wall surface of the stepped portion, the contact area with the substrate is increased, and the adhesion strength of the sealing material is improved.
  • the present invention is characterized in that, in the light emitting device having the above configuration, opposing sidewalls of the filling groove are formed non-parallel at both ends.
  • the light-emitting device module of the present invention is characterized in that a plurality of light-emitting devices having the above-described configuration are arranged side by side, and the open surfaces of the adjacent light-emitting devices are arranged to face each other.
  • the light emitting device manufacturing method of the present invention includes an element installation step of installing a light emitting element on a bottom surface of a concave portion provided in a base material, and a sealing material made of a transparent resin filled in the concave portion. And a sealing material filling step for cutting the two opposing surfaces of the sealing material together with the first side wall and the second side wall across the first side wall and the second side wall facing each other in the recess. And a cutting step.
  • a concave portion having an annular inner wall or an inner wall with two opposite surfaces opened is recessed in the base material, and the light emitting element is installed on the bottom surface of the recess by bonding or the like in the element installation step.
  • the sealing material filling step the recess is filled with the sealing material, and the light emitting element is sealed.
  • the sealing material cutting step two opposing surfaces of the sealing material intersecting the first side wall and the second side wall facing the recess are cut by dicing or the like. Thereby, the two opposing surfaces of the recess filled with the sealing material are cut to form a filling groove having an open surface opened by the cut surface of the sealing material.
  • the recess in the method of manufacturing a light emitting device having the above-described configuration, has an annular inner peripheral wall in which the first side wall and the second side wall are connected by a connecting portion, and the connecting portion is cut in the sealing material cutting step. It is characterized by having been removed.
  • the base material is provided with a recess having an annular inner wall.
  • the sealing material cutting step the sealing material is cut so as to intersect with the first side wall and the second side wall that face each other, and the connecting portion that connects the first side wall and the second side wall is removed.
  • the present invention is characterized in that, in the method for manufacturing a light emitting device having the above-described configuration, the depth of cut in the sealing material cutting step is shallower than the depth of the recess. According to this configuration, the sealing material is cut while leaving the lower portion of the recess in the sealing material cutting step, and the open surface of the filling groove that fills the sealing material is formed by the cut surface. Thereby, the step part lower than the lower end of an open surface is formed in the bottom face of a filling groove.
  • the present invention is characterized in that, in the method of manufacturing a light emitting device having the above-described configuration, the first side wall and the second side wall are formed non-parallel near the cutting position in the sealing material cutting step. According to this configuration, the opening area of the open surface is varied depending on the cutting position in the sealing material cutting step. Therefore, the amount of light emitted from the open surface can be adjusted by the cutting position.
  • the filling groove that is recessed in the base and filled with the sealing material has the open surfaces on the two surfaces facing in one direction, so that the light emission of the light emitting element guides the sealing material.
  • the light is emitted from the upper surface and the open surface.
  • the directivity angle of the emitted light of the light emitting device can be reduced in the direction in which the side walls of the filling groove face each other, and can be increased in the direction in which the open surface faces. Therefore, the interval between the light emitting devices can be increased in a device in which a plurality of light emitting devices are arranged in one direction, so that the cost of the device equipped with the light emitting device can be reduced and the light use efficiency can be improved.
  • a plurality of light emitting devices having open surfaces on two surfaces that are recessed in the base and filled with the sealing material in one direction are arranged side by side. Since the open surfaces are opposed to each other, the interval between the light emitting devices can be increased. Therefore, it is possible to reduce the cost of the light emitting device module and improve the light use efficiency.
  • the sealing material cutting is performed by cutting the two opposing surfaces of the sealing material together with the first side wall and the second side wall so as to intersect the first side wall and the second side wall facing the recess. Since the process is provided, it is possible to easily realize a filling groove that is filled with a sealing material and has open surfaces on two surfaces facing in one direction.
  • AA sectional view of FIG. The top view which shows the base material of the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • BB sectional view of FIG. The top view which shows the element installation process of the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • the top view which shows the slice process of the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • the front view which shows the light-emitting device module which mounts the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • the top view which shows the light-emitting device module which mounts the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • the top view which shows the other aspect of the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • Sectional drawing which shows the further another aspect of the light-emitting device of 1st Embodiment of this invention.
  • the perspective view which shows the light-emitting device of 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views showing the light emitting device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the light emitting device 1 includes a base body 10 having a filling groove 11 provided in a concave shape on the upper surface.
  • the filling groove 11 has side walls 11b and 11c that extend in one direction and are opposed to each other, and has open surfaces 11a that are opened on two opposed surfaces at both ends of the side walls 11b and 11c.
  • the substrate 10 is formed by laminating ceramic sheets 12.
  • the base 10 is provided with a heat radiating via 18 and an electrode via 19 extending downward from the bottom surface of the filling groove 11 and penetrating therethrough.
  • a heat transfer portion 14 is formed on the upper surface of the heat dissipation via 18, and a heat dissipation portion 16 is formed on the lower surface.
  • the light emitting element 2 made of LED is fixed on the heat transfer section 14 by adhesion or the like. This The light emitting element 2 is installed on the bottom surface of the filling groove 11. The heat generated by the light emitting element 2 is transmitted from the heat transfer section 14 to the heat dissipation section 16 through the heat dissipation via 18 to dissipate heat.
  • a terminal 13 is formed on the upper surface of the electrode via 19 and an electrode 17 is formed on the lower surface.
  • the terminal 13 and the electrode 17 are electrically connected by the electrode via 19.
  • the light emitting element 2 is connected to the terminal 13 by a wire 4.
  • the filling groove 11 is filled with a sealing material 3 made of a transparent resin containing dispersed phosphor particles.
  • the light emitting element 2 is sealed by the sealing material 3.
  • the light emitted from the light emitting element 2 is guided through the sealing material 3 and is converted in wavelength when it reaches the phosphor. Then, the wavelength-converted light and the light that does not reach the phosphor are mixed and emitted from the upper surface of the filling groove 11 and emitted from the open surface 11a facing the side surface. Thereby, the directivity angle of the emitted light of the light emitting device 1 is small in the direction in which the side walls 11b and 11c of the filling groove 11 face each other, and increases in the direction in which the open surface 11a faces.
  • the manufacturing process of the light emitting device 1 includes a base material forming process, an element installation process, a sealing material filling process, a sealing material cutting process, and a slicing process.
  • FIG. 4 is a plan view showing the base material 30 formed in the base material forming step.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • a plurality of ceramic sheets 12 having a thickness of about 0.1 mm are laminated. Thereby, the base material 30 is formed.
  • Each lower ceramic sheet 12 is provided with a hole 12a.
  • the heat radiation via 18 and the electrode via 19 are formed by the hole 12a.
  • the heat radiating via 18 and the electrode via 19 are filled with a conductive material.
  • Each upper ceramic sheet 12 is provided with a hole 12b.
  • a plurality of recesses 31 are formed in the matrix by being recessed in the upper surface of the base material 30 by the holes 12b.
  • the concave portion 31 is formed in a substantially rectangular shape in plan view having an annular inner peripheral wall, and curved surface portions 31e are provided at four corners.
  • the recessed part 31 has the 1st, 2nd side wall 31a, 31b which the both ends are mutually non-parallel, and it connects with the connection part 31c which the both ends of the 1st side wall 31a and the 2nd side wall 31b mutually opposed. Is done.
  • the base material 30 is obtained by firing and integrating at about 1000 ° C. in a firing furnace.
  • the terminal 13, the electrode 17, the heat transfer part 14, and the heat dissipation part 16 may be formed by firing simultaneously with the ceramic sheet 12, or may be formed after firing. Thereafter, the terminal 13, the electrode 17, the heat transfer unit 14, and the heat dissipation unit 16 are plated.
  • FIG. 6 is a plan view showing an element installation process.
  • the light emitting element 2 is bonded onto the heat transfer section 14 with a resin having a good thermal conductivity or a metal material having a good thermal conductivity.
  • the light emitting element 2 is disposed on the bottom surface of the recess 31.
  • the terminal part (not shown) of the light emitting element 2 and the terminal 13 are connected by the wire 4.
  • FIG. 7 is a plan view showing a sealing material filling step.
  • the sealing material 3 is filled into the recess 31.
  • the light emitting element 2 is sealed by curing the sealing material 3.
  • FIG. 8 is a plan view showing a sealing material cutting step.
  • the sealing material cutting step the sealing material 3 is cut across the first and second side walls 31a and 31b of the recess 31 by dicing using a rotating grindstone or the like.
  • D indicates the cutting position of the rotating grindstone.
  • the cutting depth of the rotating grindstone is the same as that of the concave portion 31, and the sealing material 3 is cut by grooving with the rotating grindstone.
  • the first and second side walls 31a and 31b of the recess 31 are simultaneously cut, and the connecting portion 31c of the recess 31 is removed.
  • the sealing material 3 is exposed laterally at both ends of the first and second side walls 31a and 31b, and an open surface 11a (see FIG. 1) of the filling groove 11 is formed.
  • the side walls 11b and 11c (see FIG. 1) of the filling groove 11 are formed by the first and second side walls 31a and 31b.
  • FIG. 9 is a plan view showing a slicing step.
  • the substrate material 30 is fully cut at a predetermined position around the recess 31 by dicing using a rotating grindstone or the like.
  • E and F indicate cutting positions of the rotating grindstone.
  • a plurality of bases 10 (refer to Drawing 1) are cut out from base material 30, and light-emitting device 1 is obtained.
  • FIGS. 10 and 11 are a front view and a top view showing a light emitting device module 40 in which a plurality of the above light emitting devices 1 are arranged side by side.
  • the light emitting device module 40 is used in the backlight 50 shown in FIG.
  • the light emitting device 1 is mounted on a substrate 41 extending in one direction, and a plurality of light emitting devices 1 are arranged in parallel in one direction. Moreover, the open surface 11a of the adjacent light-emitting device 1 is opposingly arranged.
  • the substrate 41 exposes a resin or metal main material having a high surface reflectance.
  • the emitted light of the light emitting device 1 is emitted from the upper surface and the open surface 11a as indicated by an arrow G. Since the directivity angle of the emitted light is large in the direction in which the open surface 11a faces (Y direction), the interval between the light emitting devices 1 can be increased. Further, since the directivity angle of the emitted light of the light emitting device 1 is small in the direction in which the side walls 11b and 11c of the filling groove 11 face each other, the light traveling on the outside of the incident surface 51b (see FIG. 18) of the light guide plate 51 and the incident surface 51b The light reflected by can be reduced. Therefore, the cost of the light emitting device module 40 can be reduced and the light use efficiency can be improved.
  • FIG. 12 is a plan view showing the light emitting device 1 formed thereby. Since the first side wall 31a and the second side wall 31b are formed non-parallel at both ends by the curved surface portion 31e, the opening area of the open surface 11a can be varied depending on the cutting position. Thereby, the light quantity of the emitted light from the open surface 11a can be adjusted with a cutting position.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the light emitting device 1 formed thereby, and shows the same cross section as that of FIG. Since the cutting depth for cutting the sealing material 3 is shallower than the depth of the recess 31, a stepped portion 20 lower than the lower end of the open surface 11 a is formed at the bottom of the filling groove 11.
  • a part of the light emitted from the light emitting element 2 arranged in the stepped portion 20 is blocked by the wall surface of the stepped portion 20, and the amount of light emitted from the open surface 11a and the directivity angle in the direction in which the open surface 11a faces are suppressed. Is done. Thereby, the directivity angle can be adjusted by changing the cutting depth. Further, since the sealing material 3 is in contact with the wall surface of the stepped portion 20, the contact area with the base 10 is increased, and the adhesion strength of the sealing material 3 can be improved.
  • the filling groove 11 that is recessed in the base 10 and filled with the sealing material 3 has the open surfaces 11a on the two surfaces facing in one direction.
  • the light is guided and emitted from the upper surface and the open surface 11a.
  • the directivity angle of the emitted light of the light emitting device 1 can be reduced in the direction in which the side walls 11b and 11c of the filling groove 11 face each other, and can be increased in the direction in which the open surface 11a faces.
  • the interval between the light emitting devices 1 can be increased in a device such as the light emitting device module 40 in which a plurality of light emitting devices 1 are arranged in one direction, thereby reducing the cost of the device equipped with the light emitting device 1 and using light. Efficiency can be improved.
  • the step part 20 lower than the lower end of the open surface 11a is formed on the bottom surface of the filling groove 11 and the light emitting element 2 is arranged in the step part 20, the contact area between the sealing material 3 and the substrate 10 increases. The adhesion strength of the sealing material 3 can be improved.
  • the two opposing surfaces of the sealing material 3 are cut together with the first side wall 31a and the second side wall 31b so as to intersect the first side wall 31a and the second side wall 31b facing each other of the recess 31 provided in the base material 30. Since the sealing material cutting step is provided, it is possible to easily realize the filling groove 11 having the open surfaces 11a on the two surfaces that are filled with the sealing material 3 and face in one direction.
  • the stepped portion 20 can be easily formed at the bottom of the filling groove 11. Thereby, the light quantity and directivity angle of the emitted light from the open surface 11a can be adjusted easily.
  • the opening area of the open surface 11a can be varied depending on the cutting position. Thereby, the light quantity of the emitted light from the open surface 11a can be adjusted with a cutting position.
  • FIG. 14 shows a perspective view of the light emitting device 1 of the second embodiment.
  • the base material 30 is fully cut in the sealing material cutting step to cut out the base 10. Thereby, it can serve as a sealing material cutting process and a slicing process. Accordingly, the number of manufacturing steps for the light emitting device 1 can be reduced.
  • the stepped portion 20 shown in FIG. 13 can be formed by narrowing the opening area of the holes 12b (see FIG. 5) of some ceramic sheets 12. Thereby, the depth of the stepped portion 20 is determined when the base material 30 is formed in the base material forming process.
  • the depth of the stepped portion 20 is changed by changing the cutting depth of the sealing material cutting step after the sealing agent 3 is filled. Can be varied. Therefore, when the light-emitting device 1 in which the depth of the stepped portion 20 is different for a plurality of models is required, the work-in-process can be made common if the sealing material cutting step and the slicing step are separated.
  • the recess 31 provided in the base material 30 has a first side wall 31a and a second side wall 31b formed in a substantially rectangular shape in a plan view, but the first side wall 31a and the second side wall facing each other.
  • the side wall 31b may be formed by a curved surface.
  • the 1st side wall 31a and the 2nd side wall 31b can be formed non-parallel in the cutting position vicinity of a sealing material cutting process.
  • the connecting portion 31c that connects the first side wall 31a and the second side wall 31b is formed in an oval shape or a circle that is integral with the first side wall 31a and the second side wall 31b in plan view. May be.
  • the recess 31 of the base material 30 may be formed in a groove shape extending in one direction as shown in FIGS. 16 shows a plan view of the base material 30, and FIG. 17 shows a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • a light-emitting device 1 similar to that shown in FIGS. 1 and 14 can be obtained according to the cutting depth in the sealing material cutting step.
  • the first side wall 31a and the second side wall 31b opposed to the recess 31 may be viewed in a plan view to have a wave shape.
  • the 1st side wall 31a and the 2nd side wall 31b can be formed non-parallel in the cutting position vicinity of a sealing material cutting process.
  • the present invention can be used for an edge light type backlight mounted with a light emitting device module in which light emitting elements are arranged in one direction, a light source for a scanner, LED illumination, and the like.

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Abstract

【課題】発光装置を搭載した機器のコストを削減するとともに光の利用効率を向上できる発光装置を提供する。 【解決手段】一方向に対向する二面に開放面１１ａを有した充填溝１１が凹設される基体１０と、充填溝１１の底面に設置される発光素子２と、充填溝１１に充填して発光素子２を封止する透明樹脂から成る封止材３とを備えた。

Description

発光装置、発光装置モジュール及び発光装置の製造方法
　本発明は、基体内に発光素子を封止した発光装置及びその製造方法に関する。また本発明は、基体内に発光素子を封止した発光装置を一方向に並設した発光装置モジュールに関する。
　従来の発光装置は特許文献１に開示されている。この発光装置は上部に有底の円錐台形状の充填孔を凹設した基体を備え、充填孔の底面にＬＥＤ等の発光素子が設置される。充填孔内には透明樹脂から成る封止材が充填され、発光素子が封止される。
　発光素子の発光は封止材の内部を上方及び側方に導光し、側方に進行した光は傾斜面から成る充填孔の内周壁で反射して上方に進行する。これにより、充填孔の上面から充填孔の内周壁の傾斜角度に応じた所定の指向角で光が出射される。
　また、特許文献２には充填孔よりも上方に封止材を突出させた発光装置が開示されている。発光素子の発光は封止材の内部を導光し、充填孔よりも上方の封止材の上面及び周面から出射される。これにより、発光装置の出射光の指向角を広くすることができる。
特開２００４－２５３４０４号公報（第６頁－第１０頁、第５図） 特開２００６－６０２５３号公報（第３頁－第４頁、第１図）
　図１８は液晶表示装置等に用いられるエッジライト型のバックライトを示す斜視図である。バックライト５０は複数の発光装置１を有する発光装置モジュール４０と、導光板５１とを備えている。発光装置モジュール４０は基板４１上に複数の発光装置１を実装し、発光装置１が直線状に一方向に並設される。平板状の導光板５１は表示パネル（不図示）に対向して出射面５１ａが配置される。導光板５１の一側面から成る入射面５１ｂに対向して発光装置モジュール４０が配置され、発光装置１の上面が入射面５１ｂに対向する。
　発光装置１は入射面５１ｂの方向（Ｘ方向）に光を出射する。入射面５１ｂから導光板５１に入射した光は導光板５１内を導光して出射面５１ａから出射される。これにより、表示パネルが照明される。
　上記特許文献１に開示された発光装置によると、各発光装置１は充填孔の内周壁の傾斜によって発光装置１の並設方向（Ｙ方向）及び並設方向に垂直な方向（Ｚ方向）に所定の指向角を有する。このため、発光装置１の間隔が大きくなると、発光装置１間の領域に光量が不足して暗部が形成され、輝度ムラが発生する。従って、暗部が形成されないように発光装置１の間隔を小さくする必要があるため、発光装置１を多く必要として発光装置モジュール４０のコストがかかる問題があった。
　上記特許文献２に開示された発光装置によると、Ｙ方向の指向角が広くなるため、発光装置１の間隔を大きくすることができる。従って、発光装置モジュール４０のコストを削減することができる。しかしながら、Ｚ方向の指向角も広くなるため、入射面５１ａの外側に進行する光や入射面５１ａで反射する光が増加する。従って、発光装置１の出射光の利用効率が低下する問題があった。
　本発明は、発光装置を搭載した機器のコストを削減するとともに光の利用効率を向上できる発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、コストを削減するとともに光の利用効率を向上できる発光装置モジュールを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明の発光装置は、一方向に対向する二面に開放面を有した充填溝が凹設される基体と、前記充填溝の底面に設置される発光素子と、前記充填溝に充填して前記発光素子を封止する透明樹脂から成る封止材とを備えたことを特徴としている。
　この構成によると、基体に凹設された充填溝の底面に発光素子が配され、充填溝内に封止材を充填して発光素子が封止される。充填溝は一方向に対向する二面に開放面が形成され、発光素子の発光は封止材を導光して充填溝の上面から出射されるとともに側面に対向する開放面から出射される。これにより、発光装置の出射光の指向角は充填溝の側壁が対向する方向に小さく、開放面が対向する方向に大きくなる。
　また本発明は、上記構成の発光装置において、前記基体がセラミックにより形成されることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成の発光装置において、前記充填溝の底面に前記開放面の下端よりも低い段部を形成し、前記発光素子を前記段部内に配したことを特徴としている。この構成によると、発光素子で発光した光の一部が段部の壁面によって遮られ、開放面からの出射光の光量及び開放面が対向する方向の指向角が抑制される。また、封止材が段部の壁面と接するため基体との接触面積が増加し、封止材の付着強度が向上する。
　また本発明は、上記構成の発光装置において、前記充填溝の対向する側壁が両端部で非平行に形成されることを特徴としている。
　また本発明の発光装置モジュールは、上記構成の発光装置を複数並設し、隣接する前記発光装置の前記開放面が対向配置されることを特徴としている。
　また本発明の発光装置の製造方法は、基体素材に凹設された凹部の底面に発光素子を設置する素子設置工程と、前記凹部内に透明樹脂から成る封止材を充填して前記発光素子を封止する封止材充填工程と、前記凹部の対向する第１側壁及び第２側壁に交差して前記封止材の対向する二面を第１側壁及び第２側壁とともに切断する封止材切断工程とを備えたことを特徴としている。
　この構成によると、環状の内壁または対向する二面が開放された内壁を有する凹部が基体素材に凹設され、素子設置工程で凹部の底面に発光素子が接着等により設置される。封止材充填工程では凹部内に封止材が充填され、発光素子が封止される。封止材切断工程では凹部の対向する第１側壁及び第２側壁に交差して封止材の対向する二面がダイシング加工等によって切断される。これにより、封止材を充填した凹部の対向する二面が切断され、封止材の切断面で開放される開放面を有した充填溝が形成される。
　また本発明は、上記構成の発光装置の製造方法において、前記凹部が第１側壁と第２側壁とを連結部で連結した環状の内周壁を有し、前記封止材切断工程で前記連結部を除去したことを特徴としている。この構成によると、基体素材には環状の内壁を有する凹部が凹設される。封止材切断工程で封止材は対向する第１側壁及び第２側壁に交差して切断され、第１側壁と第２側壁とを連結する連結部が除去される。
　また本発明は、上記構成の発光装置の製造方法において、前記封止材切断工程の切り込み深さが前記凹部の深さよりも浅いことを特徴としている。この構成によると、封止材切断工程で凹部の下部を残して封止材が切断され、切断面によって封止材を充填する充填溝の開放面が形成される。これにより、開放面の下端よりも低い段部が充填溝の底面に形成される。
　また本発明は、上記構成の発光装置の製造方法において、第１側壁及び第２側壁が前記封止材切断工程の切断位置近傍で非平行に形成されることを特徴としている。この構成によると、封止材切断工程の切断位置によって開放面の開口面積が可変される。従って、開放面の出射光の光量を切断位置によって調整することができる。
　本発明の発光装置によると、基体に凹設して封止材を充填した充填溝が一方向に対向する二面に開放面を有するので、発光素子の発光は封止材を導光して上面及び開放面から出射される。これにより、発光装置の出射光の指向角を充填溝の側壁が対向する方向に小さく、開放面が対向する方向に大きくすることができる。従って、複数の発光装置を一方向に並設した機器において発光装置の間隔を大きくすることができ、発光装置を搭載した機器のコストを削減するとともに光の利用効率を向上することができる。
　また本発明の発光装置モジュールによると、基体に凹設して封止材を充填した充填溝が一方向に対向する二面に開放面を有する発光装置を複数並設し、隣接する発光装置の開放面が対向配置されるので、発光装置の間隔を大きくすることができる。従って、発光装置モジュールのコストを削減するとともに光の利用効率を向上することができる。
　また本発明の発光装置の製造方法によると、凹部の対向する第１側壁及び第２側壁に交差して封止材の対向する二面を第１側壁及び第２側壁とともに切断する封止材切断工程を備えるので、封止材を充填して一方向に対向する二面に開放面を有する充填溝を容易に実現することができる。
本発明の第１実施形態の発光装置を示す斜視図 本発明の第１実施形態の発光装置を示す上面図 図１のＡ－Ａ断面図 本発明の第１実施形態の発光装置の基体素材を示す平面図 図４のＢ－Ｂ断面図 本発明の第１実施形態の発光装置の素子設置工程を示す平面図 本発明の第１実施形態の発光装置の封止材充填工程を示す平面図 本発明の第１実施形態の発光装置の封止材切断工程を示す平面図 本発明の第１実施形態の発光装置のスライス工程を示す平面図 本発明の第１実施形態の発光装置を搭載した発光装置モジュールを示す正面図 本発明の第１実施形態の発光装置を搭載した発光装置モジュールを示す上面図 本発明の第１実施形態の発光装置の他の態様を示す平面図 本発明の第１実施形態の発光装置の更に他の態様を示す断面図 本発明の第２実施形態の発光装置を示す斜視図 本発明の第１、第２実施形態の発光装置の他の基体素材を示す平面図 本発明の第１、第２実施形態の発光装置の他の基体素材を示す平面図 図１６のＣ－Ｃ断面図 エッジライト型のバックライトを示す斜視図
　以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は第１実施形態の発光装置を示す斜視図である。また、図３は図１のＡ－Ａ断面図を示している。発光装置１は上面に充填溝１１を凹設した基体１０を備えている。充填溝１１は一方向に延びて対向する側壁１１ｂ、１１ｃを有し、側壁１１ｂ、１１ｃの両端の対向する二面に開放された開放面１１ａを有している。
　基体１０はセラミックシート１２を積層して形成される。基体１０には充填溝１１の底面から下方に延びて貫通する放熱ビア１８及び電極ビア１９が設けられる。放熱ビア１８の上面には伝熱部１４が形成され、下面には放熱部１６が形成される。
　伝熱部１４上にはＬＥＤから成る発光素子２が接着等により固着される。これにより、
発光素子２が充填溝１１の底面に設置される。発光素子２の発熱は放熱ビア１８を介して
伝熱部１４から放熱部１６に伝えられて放熱する。
　電極ビア１９の上面には端子１３が形成され、下面には電極１７が形成される。電極ビア１９によって端子１３と電極１７とが導通する。発光素子２はワイヤー４によって端子１３に接続される。
　充填溝１１内には蛍光体の粒子を分散して含有した透明樹脂から成る封止材３が充填される。封止材３によって発光素子２が封止される。
　発光素子２の発光は封止材３を導光し、蛍光体に到達すると波長変換される。そして、波長変換された光と蛍光体に到達しない光とが混合して充填溝１１の上面から出射されるとともに側面の対向する開放面１１ａから出射される。これにより、発光装置１の出射光の指向角は充填溝１１の側壁１１ｂ、１１ｃが対向する方向に小さく、開放面１１ａが対向する方向に大きくなる。
　次に、発光装置１の製造方法を説明する。発光装置１の製造工程は基体素材形成工程、素子設置工程、封止材充填工程、封止材切断工程及びスライス工程を備えている。図４は基体素材形成工程で形成される基体素材３０を示す平面図である。また、図５は図４のＢ－Ｂ断面図を示している。
　基体素材形成工程では厚さが約０．１ｍｍの複数のセラミックシート１２を積層する。これにより、基体素材３０が形成される。下部の各セラミックシート１２には孔部１２ａが設けられる。孔部１２ａによって放熱ビア１８及び電極ビア１９（図３参照）が形成される。放熱ビア１８及び電極ビア１９には導電性材料が充填される。
　上部の各セラミックシート１２には孔部１２ｂが設けられる。孔部１２ｂによって基体素材３０の上面に凹設してマトリクス状に配置される複数の凹部３１が形成される。凹部３１は環状の内周壁を有した平面視略矩形に形成され、四隅に曲面部３１ｅが設けられる。これにより、凹部３１は互いに対向して両端部が非平行な第１、第２側壁３１ａ、３１ｂを有し、第１側壁３１ａと第２側壁３１ｂとの両端が互いに対向した連結部３１ｃにより連結される。
　セラミックシート１２が積層されると焼成炉により約１０００℃で焼成して一体化され、基体素材３０が得られる。この時、端子１３、電極１７、伝熱部１４及び放熱部１６（いずれも図３参照）をセラミックシート１２と同時に焼成して形成してもよく、焼成後に形成してもよい。その後、端子１３、電極１７、伝熱部１４及び放熱部１６にはメッキが施される。
　次に、図６は素子設置工程を示す平面図である。素子設置工程では熱伝導性の良い樹脂または熱伝導性の良い金属材料等により伝熱部１４上に発光素子２が接着される。これにより、凹部３１の底面に発光素子２が配される。そして、ワイヤー４により発光素子２の端子部（不図示）と端子１３とが接続される。
　次に、図７は封止材充填工程を示す平面図である。封止材充填工程では凹部３１内に封止材３が充填される。封止材３の硬化によって発光素子２が封止される。
　次に、図８は封止材切断工程を示す平面図である。封止材切断工程では回転砥石を用いたダイシング加工等によって封止材３が凹部３１の第１、第２側壁３１ａ、３１ｂに交差して切断される。図中、Ｄは回転砥石の切断位置を示している。回転砥石の切り込み深さは凹部３１と同じ深さになっており、回転砥石により溝加工して封止材３が切断される。
　この時、凹部３１の第１、第２側壁３１ａ、３１ｂが同時に切断され、凹部３１の連結部３１ｃが除去される。これにより、第１、第２側壁３１ａ、３１ｂの両端で封止材３が側方に面して露出し、充填溝１１の開放面１１ａ（図１参照）が形成される。また、第１、第２側壁３１ａ、３１ｂにより充填溝１１の側壁１１ｂ、１１ｃ（図１参照）が形成される。
　次に、図９はスライス工程を示す平面図である。スライス工程では回転砥石を用いたダイシング加工等によって凹部３１の周囲の所定位置で基体素材３０がフルカットされる。図中、Ｅ、Ｆは回転砥石の切断位置を示している。これにより、基体素材３０から複数の基体１０（図１参照）が切り出され、発光装置１が得られる。
　図１０、図１１は上記の発光装置１を複数並設した発光装置モジュール４０を示す正面図及び上面図である。発光装置モジュール４０は前述の図１８に示すバックライト５０等に用いられる。発光装置１は一方向に延びる基板４１上に実装され、複数の発光装置１が直線状に一方向に並設される。また、隣接する発光装置１の開放面１１ａが対向配置される。基板４１は表面の反射率を高くした樹脂または金属の主材を露出する。
　発光装置１の出射光は矢印Ｇに示すように上面及び開放面１１ａから出射される。出射光の指向角は開放面１１ａが対向する方向（Ｙ方向）に大きいため、発光装置１の間隔を大きくすることができる。また、発光装置１の出射光の指向角は充填溝１１の側壁１１ｂ、１１ｃが対向する方向に小さいため、導光板５１の入射面５１ｂ（図１８参照）の外側に進行する光や入射面５１ｂで反射する光を減少させることができる。従って、発光装置モジュール４０のコストを削減できるとともに光の利用効率を向上することができる。
　また、基板４１の反射率が高いため、開放面１１ａから出射して基板４１に到達した光（矢印Ｇ０）は基板４１で反射して入射面５１ｂの方向（Ｘ方向）に進行する。従って、光の利用効率をより向上することができる。
　尚、前述の図７に示す封止材切断工程で凹部３１の曲面部３１ｅ上を切断してもよい。図１２はこれにより形成した発光装置１を示す平面図である。曲面部３１ｅによって第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂが両端部で非平行に形成されるため、切断位置によって開放面１１ａの開口面積を可変することができる。これにより、開放面１１ａからの出射光の光量を切断位置によって調整することができる。
　また、封止材切断工程の切り込み深さを凹部３１の深さよりも浅くしてもよい。図１３はこれにより形成した発光装置１を示す断面図であり、前述の図３と同じ断面を示している。凹部３１の深さよりも封止材３を切断する切り込み深さが浅いため、充填溝１１の底部には開放面１１ａの下端よりも低い段部２０が形成される。
　段部２０内に配される発光素子２で発光した光の一部は段部２０の壁面によって遮られ、開放面１１ａからの出射光の光量及び開放面１１ａが対向する方向の指向角が抑制される。これにより、切り込み深さを可変することによって指向角を調整することができる。また、封止材３が段部２０の壁面と接するため基体１０との接触面積が増加し、封止材３の付着強度を向上することができる。
　本実施形態によると、基体１０に凹設して封止材３を充填した充填溝１１が一方向に対向する二面に開放面１１ａを有するので、発光素子２の発光は封止材３を導光して上面及び開放面１１ａから出射される。これにより、発光装置１の出射光の指向角を充填溝１１の側壁１１ｂ、１１ｃが対向する方向に小さく、開放面１１ａが対向する方向に大きくすることができる。従って、複数の発光装置１を一方向に並設した発光装置モジュール４０等の機器において発光装置１の間隔を大きくすることができ、発光装置１を搭載した機器のコストを削減するとともに光の利用効率を向上することができる。
　また、充填溝１１の底面に開放面１１ａの下端よりも低い段部２０を形成して発光素子２を段部２０内に配したので、封止材３と基体１０との接触面積が増加し、封止材３の付着強度を向上することができる。
　また、基材素材３０に凹設した凹部３１の対向する第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂに交差して封止材３の対向する二面を第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂとともに切断する封止材切断工程を備えるので、封止材３を充填して一方向に対向する二面に開放面１１ａを有する充填溝１１を容易に実現することができる。
　また、封止材切断工程の切り込み深さが凹部３１の深さよりも浅いので、充填溝１１の底部に容易に段部２０を形成することができる。これにより、開放面１１ａからの出射光の光量及び指向角を容易に調整することができる。
　また、凹部３１の第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂが封止材切断工程の切断位置近傍で非平行に形成されるので、切断位置によって開放面１１ａの開口面積を可変することができる。これにより、開放面１１ａからの出射光の光量を切断位置によって調整することができる。
　次に、図１４は第２実施形態の発光装置１の斜視図を示している。説明の便宜上、前述の図１～図９に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は、封止材切断工程で基体素材３０をフルカットして基体１０を切り出している。これにより、封止材切断工程とスライス工程とを兼ねることができる。従って、発光装置１の製造工数を削減することができる。
　この時、前述の図１３に示す段部２０は一部のセラミックシート１２の孔部１２ｂ（図５参照）の開口面積を狭くすることにより形成することができる。これにより、段部２０の深さは基体素材３０を基体素材形成工程で形成した際に決められる。
　第１実施形態に示すように封止材切断工程とスライス工程とを別工程で行うと、封止剤３の充填後に封止材切断工程の切り込み深さを可変して段部２０の深さを可変することができる。従って、複数の機種に対して段部２０の深さが異なる発光装置１を必要とする場合は、封止材切断工程とスライス工程とを別工程にすると仕掛品を共通化することができる。
　第１、第２実施形態において、基体素材３０に設けた凹部３１は第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂが略平面の平面視略矩形に形成されるが、対向する第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂを曲面により形成してもよい。これにより、第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂを封止材切断工程の切断位置近傍で非平行に形成することができる。この時、図１５に示すように、第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂを連結する連結部３１ｃを平面的に見て第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂと一体の楕円形や円形に形成してもよい。
　また、基材素材３０の凹部３１を図１６、図１７に示すように一方向に延びる溝形状に形成してもよい。図１６は基材素材３０の平面図を示し、図１７は図１６のＣ－Ｃ断面図を示している。封止材切断工程の切断深さに応じて前述の図１、図１４と同様の発光装置１を得ることができる。
　この時、凹部３１の対向する第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂを平面的に見て波形状にしてもよい。これにより、第１側壁３１ａ及び第２側壁３１ｂを封止材切断工程の切断位置近傍で非平行に形成することができる。
　本発明によると、発光素子を一方向に並設した発光装置モジュールを搭載するエッジライト型バックライト、スキャナ用光源、ＬＥＤ照明等に利用することができる。
　　　１　　発光装置
　　　２　　発光素子
　　　３　　封止材
　　　４　　ワイヤー
　　１０　　基体
　　１１　　充填溝
　　１１ａ　開放面
　　１１ｂ、１１ｃ　側壁
　　１２　　セラミックシート
　　１２ａ　孔部
　　１３　　端子
　　１４　　伝熱部
　　１６　　放熱部
　　１７　　電極
　　１８　　放熱ビア
　　１９　　電極ビア
　　２０　　段部
　　３０　　基体素材
　　３１　　凹部
　　３１ａ　第１側壁
　　３１ｂ　第２側壁
　　３１ｃ　連結部
　　３２　　溝部
　　４０　　発光装置モジュール
　　４１　　基板

Claims (9)

  1. 　一方向に対向する二面に開放面を有した充填溝が凹設される基体と、前記充填溝の底面に設置される発光素子と、前記充填溝に充填して前記発光素子を封止する透明樹脂から成る封止材とを備えたことを特徴とする発光装置。
  2. 　前記基体がセラミックにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記充填溝の底面に前記開放面の下端よりも低い段部を形成し、前記発光素子を前記段部内に配したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
  4. 　前記充填溝の対向する側壁が両端部で非平行に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  5. 　請求項１に記載の発光装置を複数並設し、隣接する前記発光装置の前記開放面が対向配置されることを特徴とする発光装置モジュール。
  6. 　基体素材に凹設された凹部の底面に発光素子を設置する素子設置工程と、前記凹部内に透明樹脂から成る封止材を充填して前記発光素子を封止する封止材充填工程と、前記凹部の対向する第１側壁及び第２側壁に交差して前記封止材の対向する二面を第１側壁及び第２側壁とともに切断する封止材切断工程とを備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。
  7. 　前記凹部が第１側壁と第２側壁とを連結部で連結した環状の内周壁を有し、前記封止材切断工程で前記連結部を除去したことを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
  8. 　前記封止材切断工程の切り込み深さが前記凹部の深さよりも浅いことを特徴とする請求項７に記載の発光装置の製造方法。
  9. 　第１側壁及び第２側壁が前記封止材切断工程の切断位置近傍で非平行に形成されることを特徴とする請求項６～請求項８のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
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