(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子と電子部品とが基板上に混載されたＬＥＤ発光装置において、装置全体を小型化し、かつＬＥＤ素子の実装密度を向上する。【解決手段】基板と、前記基板の表面に設定されたＬＥＤ素子搭載領域に搭載されているＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子搭載領域の周囲に間欠的に搭載された電子部品と、互いに隣り合う前記電子部品の間を埋めるように設けられたダムと、前記ダムの内側に充填された封止部材とを備えるＬＥＤ発光装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に設定されたＬＥＤ素子搭載領域に搭載されているＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子搭載領域の周囲に間欠的に搭載された電子部品と、
互いに隣り合う前記電子部品の間を埋めるように設けられたダムと、
前記ダムの内側に充填された封止部材とを備えるＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
前記ダムの幅寸法が、前記電子部品の幅寸法よりも小さい請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
前記ダムが、前記電子部品間にのみ設けられている請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
前記ダムが前記電子部品の上にも設けられており、
前記電子部品間における前記ダムの高さと、前記電子部品上における前記ダムの高さとが同じである、請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
前記ダムの前記ＬＥＤ素子搭載領域側の側面と、前記電子部品の前記ＬＥＤ素子搭載領域側の側面とが面一である請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項６】
前記電子部品が抵抗素子を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面にＬＥＤ素子を多数実装した所謂チップオンボード型のＬＥＤ発光装置として、例えば特許文献１に示すように、封止樹脂を堰き止めるためのダムが複数のＬＥＤ素子を取り囲むようにして基板上に設けられているものが知られている。
【０００３】
ところでチップオンボード型のＬＥＤ発光装置では、定電圧電源に接続された場合にＬＥＤ素子に流れる電流が所定値以下に制限されるよう、ＬＥＤ素子と電気的に接続される抵抗素子を設ける必要がある。しかしながら、これを当該ＬＥＤ発光装置と定電圧電源との間に設置した抵抗ボックスにより実施するとコスト上昇を招くため、近年では、複数の抵抗素子を基板上に搭載することが多い。そして、このようなＬＥＤ素子と抵抗素子とを備えるＬＥＤ発光装置では、例えば特許文献２に示すように、ＬＥＤ素子と抵抗素子の両方を取り囲むようにダムが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１８２８５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１９２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に示すような、ＬＥＤ素子と抵抗素子の両方を取り囲むようにダムが形成されるものでは、抵抗素子が占める面積の分だけＬＥＤ発光装置が大きくなってしまう。
またダムの内側にＬＥＤ素子と抵抗素子とが混載しているため、照度ムラを低減すべくＬＥＤ素子間のピッチ長さを一定にし、ＬＥＤ素子の実装密度を高めるべくピッチ長さを短くしようとしても、抵抗素子の存在が障壁となりＬＥＤ素子の実装密度の向上が頭打ちとなってしまう。
【０００６】
そこで本発明は、ＬＥＤ素子と、抵抗素子等の電子部品とが基板上に搭載されるＬＥＤ発光装置において、装置全体を小型化し、かつＬＥＤ素子の実装密度を向上することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係るＬＥＤ発光装置は、基板と、前記基板の表面に設定されたＬＥＤ素子搭載領域に搭載されているＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子搭載領域の周囲に間欠的に搭載された電子部品と、互いに隣り合う前記電子部品の間を埋めるように設けられたダムと、前記ダムの内側に充填された封止部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成であれば、ＬＥＤ素子搭載領域の周囲に間欠的に搭載された抵抗素子等の電子部品の間を埋めるようにダムが設けられているので、ダムと電子部品とによってＬＥＤ素子搭載領域を隙間なく取り囲むことができる。これにより、製造工程でＬＥＤ搭載領域に封止部材を流し込んだ際には、ダムと電子部品とによって封止部材を堰き止めることができる。このように、ＬＥＤ素子搭載領域を取り囲む一連の壁を形成するように電子部品と同じ位置にダムを配置することで、ＬＥＤ素子と電子部品の両方を取り囲むようにダムを別途設ける必要がなくなるので、ＬＥＤ発光装置を小型化することができる。
また、ダムの内側の領域から抵抗素子等の電子部品を無くすことができるので、電子部品が障壁になることなく、ＬＥＤ素子間のピッチ長さを一定にしたまま、そのピッチ長さを短くできる。これにより、ダムの内側に電子部品が存在するものに比べて、照度ムラを低減したまま、ＬＥＤ素子の実装密度をより向上することができる。
さらに、少なくとも電子部品の間を埋めるようにダムを設ければよいので、ＬＥＤ素子及び電子部品を取り囲むように環状のダムを設けるものに比べて、ダムを構成するダム材の使用量を低減でき、製造コストを低減することができる。
【０００９】
前記ＬＥＤ発光装置では、前記ダムの幅寸法が前記電子部品の幅寸法よりも小さいことが好ましい。
このような構成であれな、ダム材の使用量をより低減することができるので、製造コストをより低減できる。
【００１０】
前記ＬＥＤ発光装置の好ましい態様として、ダムが電子部品間にのみ設けられているものを挙げることができる。
このような構成であれば、使用するダム材の量をより一層低減でき、製造コストをより一層低減できる。
【００１１】
前記ＬＥＤ発光装置の別の好ましい態様として、ダムが電子部品の間及び電子部品の上に設けられているものを挙げることができる。この場合、前記電子部品間における前記ダムの高さと、前記電子部品上における前記ダムの高さとが同じであることが好ましい。
このような構成であれば、電子部品よりも高い位置にダムを設けることで、製造工程において封止部材を安定して堰き止めることができる。なおここでいう“ダムの高さ”とは、基板の表面を基準位置とするダムの頂部の高さ位置を意味する。
【００１２】
前記ＬＥＤ発光装置において、前記ダムの前記ＬＥＤ素子搭載領域側の側面と前記電子部品の前記ＬＥＤ素子搭載領域側の側面とが面一であることが好ましい。
ＬＥＤ素子を覆う封止部材の表面はＬＥＤ発光装置の発光面として機能するところ、このような構成であれば、充填された封止部材の外周側面を凹凸なく真っすぐに形成することができる。そのため、発光面の外周部における照度ムラを低減することができる。
【００１３】
前記ＬＥＤ発光装置の態様として、前記電子部品が抵抗素子を含むものを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成した本発明によれば、ＬＥＤ素子と、抵抗素子等の電子部品とが基板上に混載されたＬＥＤ発光装置において、装置全体を小型化し、かつＬＥＤ素子の実装密度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のＬＥＤ発光装置の全体構成を模式的に示す斜視図。
【図２】同実施形態のＬＥＤ発光装置の全体構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２のＣ−Ｃ’線断面を模式的に示す図。
【図４】図１におけるＡ部の拡大図。
【図５】図２のＤ−Ｄ’線断面を模式的に示す図。
【図６】図２におけるＢ部の拡大図。
【図７】他の実施形態のＬＥＤ発光装置の全体構成を模式的に示す斜視図。
【図８】図７のＥ−Ｅ’線断面を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明に係るＬＥＤ発光装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明するＬＥＤ発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また一の実施形態において説明する内容は、他の実施形態にも適用可能である。また各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。
【００１７】
本実施形態のＬＥＤ発光装置１００は、複数のＬＥＤ素子が基板に実装された所謂チップオンボード型のものであり、例えば、均一性が求められる面発光照明等に用いられるものである。具体的にこのＬＥＤ発光装置１００は、図１に示すように、基板１と、基板１の上面１１に搭載されたＬＥＤ素子２及び電子部品３（本例では抵抗素子）と、ＬＥＤ素子２の周囲に設けられたダム４と、ダム４の内側に充填されてＬＥＤ素子２を覆う封止部材５とを具備している。
【００１８】
図１及び図２に示すように、基板１は平面視して概略矩形状をなす平板状のものであり、例えばアルミニウム等の熱伝導率が高い金属から構成されている。前記基板１の上面１１には、ＬＥＤ素子２が搭載される矩形状のＬＥＤ素子搭載領域Ｒが設定されている。
【００１９】
ＬＥＤ素子２は紫外光を発するものであり、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒ内に複数個搭載されている。各ＬＥＤ素子２は平面視矩形状をなす同一規格のものであり、図２に示すように、所定のピッチで縦横マトリックス状に等間隔に配置されている。なお、ＬＥＤ素子２の数や、ＬＥＤ素子２間のピッチ長さは、ＬＥＤ発光装置１００の目的及び用途に応じて適宜変更されてよい。各ＬＥＤ素子２は、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂及びそれらの共重合体等の絶縁膜を介して基板１の上面１１に搭載されている。この絶縁膜を構成する樹脂には、適宜、高い放熱性を有する無機フィラーや硬化剤、その他添加材などが混入されてもよい。
【００２０】
なお、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒには図示しない複数の金属配線層が設けられており、ＬＥＤ素子２と金属配線層は、ワイヤボンディングにより電気的に直列に接続されている。
【００２１】
抵抗素子３は、ＬＥＤ素子及び金属配線層に電気的に直列に接続されてＬＥＤ素子に流れる電流を所定値以下に制限するものである。本実施形態のＬＥＤ発光装置１００では、平面視矩形状をなす同一規格である複数の抵抗素子３が、基板１の上面１１に搭載されている。
【００２２】
ダム４は、製造工程においてＬＥＤ素子搭載領域Ｒに充填された封止部材５を堰き止めるためのものである。ダム４は、基板１の上面１１においてＬＥＤ素子搭載領域Ｒの外周に沿って設けられている。
【００２３】
ダム４は任意の材料により構成されてよい。例えば、ポリフタルアミド、液晶ポリマー、ポリイミド等の熱可塑性樹脂、又はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂により構成されてもよい。ダム４は光反射性を有していることが好ましく、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等の光反射材料を含有していてもよい。その他、着色剤等を含有してもよい。
【００２４】
封止部材５は透光性のある樹脂からなるものであり、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂やフッ素系樹脂である。この封止部材５は、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒに亘ってＬＥＤ素子２を覆うようにダム４の内側に充填されており、その上面５１がＬＥＤ発光装置１００の発光面として機能する。なお封止部材５は樹脂に限らず、低融点ガラスなどであってもよい。
【００２５】
封止部材５は、蛍光体等の波長変換部材を含有していることが好ましい。この蛍光体等の波長変換部材がＬＥＤ素子２からの紫外光により励起されて、上面（発光面）５１から例えば白色光等の任意の色調の光が射出されるようにしてよい。
【００２６】
しかして本実施形態のＬＥＤ発光装置１００は、複数の抵抗素子３がＬＥＤ素子搭載領域Ｒの周囲に間欠的に搭載されており、少なくとも互いに隣り合う抵抗素子３の間を埋めるようにダム４が設けられていることを特徴としている。
【００２７】
具体的には図２に示すように、複数の抵抗素子３はＬＥＤ素子搭載領域Ｒを取り囲むように、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に沿って等間隔で配置されている。ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に沿って配置された一列の抵抗素子３は、その列方向がＬＥＤ素子搭載領域Ｒの辺と平行になるように配置されている。
【００２８】
図２及び３に示すように、ダム４は、互いに隣り合う抵抗素子３の間を埋めるようにして、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒを取り囲んで設けられている。ここで、「互いに隣り合う抵抗素子３の間」とは、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に沿って配置されている２つの抵抗素子３の間と、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの隣り合う２辺の頂点（交点）を挟んで配置される２つの抵抗素子３の間とを含む意味である。ダム４は、基板１の上面１１に平行な方向から視て、少なくとも互いに隣り合う抵抗素子３のそれぞれの下端部間を隙間なく埋めるように設けられている。ここではダム４は、互いに隣り合う抵抗素子３のそれぞれの下端部間から上端部間までを隙間なく埋めるように設けられている。
【００２９】
図３に示すように、ダム４は抵抗素子３の上にも設けられており、抵抗素子３上におけるダム４の高さｈ１と、抵抗素子３間におけるダム４の高さｈ２とが同じになるようにしている。抵抗素子３上に設けられたダム４と抵抗素子３間に設けられたダム４とは連続するように設けられており、それらの上面が面一になっている。なお図３では、説明を簡略にするため封止部材５を図示していない。
【００３０】
図４に示すように、ダム４のＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側の側面４１と、抵抗素子３のＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側に露出する側面３１とは面一になっている。具体的には、抵抗素子３間及び抵抗素子３上のそれぞれに設けられたダム４のＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側の側面４１は面一であり、これらの側面４１と、抵抗素子３のＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側の側面３１とが面一になっている。
【００３１】
図５に示すように、ダム４の側面４１及び抵抗素子３の側面３１は、封止部材５の外周側面５２と接している。ダム４の側面４１及び抵抗素子３の側面３１が上記したように面一に形成されていることによって、封止部材５の外周側面５２は、平面視して凹凸なく、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に沿って直線状になるように形成されている。
【００３２】
ダム４の幅寸法ｗＤは抵抗素子３の幅寸法ｗＲよりも小さくなるようにしている。具体的には図６に示すように、ダム４の幅寸法ｗＤは、抵抗素子３間及び抵抗素子３上のいずれにおいても、抵抗素子３の幅寸法ｗＲよりも小さくなっている。ここでダム４の幅寸法ｗＤ及び抵抗素子３の幅寸法ｗＲとは、平面視して、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に垂直な方向における寸法を意味する。
【００３３】
ダム４の幅寸法ｗＤは、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒの外周に沿って一定の寸法になるようにしている。より具体的には、抵抗素子３間におけるダムの幅寸法ｗＤと、抵抗素子３上におけるダムの幅寸法ｗＤとが同じになるようにしている。
【００３４】
このように構成された本実施形態のＬＥＤ発光装置１００によれば、複数の抵抗素子３がＬＥＤ素子搭載領域Ｒの周囲に間欠的に搭載されるとともに、抵抗素子３の間を埋めるようにダム４が設けられているので、製造工程でＬＥＤ搭載領域に封止部材を流し込んだ際には、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒを取り囲むダムと抵抗素子３とによって封止部材を堰き止めることができる。このように、ＬＥＤ素子搭載領域Ｒを取り囲む一連の壁を形成するように抵抗素子３と同じ位置にダム４を設けることで、ＬＥＤ素子２と抵抗素子３の両方を外側から取り囲むようにダムを別途設ける必要がない。そのため、ダム４の内側に抵抗素子３が存在するものに比べて、ＬＥＤ発光装置１００を小型化することができる。
【００３５】
また、ダム４の内側の領域から抵抗素子３を無くすことができるので、抵抗素子３が障壁になることなく、ＬＥＤ素子２間のピッチ長さを一定にしたまま、そのピッチ長さを短くできる。これにより、ダム４の内側に抵抗素子３が存在するものに比べて、照度ムラを低減したまま、ＬＥＤ素子２の実装密度をより向上することができる。
【００３６】
さらに、封止部材５を封止する機能の一端を抵抗素子３が担うので、ダム４は少なくとも抵抗素子３の間を埋めるように設ければよい。そのため、ＬＥＤ素子２及び抵抗素子３を取り囲むように環状のダムを設けるものに比べて、ダム４を構成するダム材の量を低減でき、製造コストを低減することができる。
【００３７】
また本実施形態では、ダム４の幅寸法を抵抗素子３の幅寸法よりも小さくすることにより、使用するダム材の量をより一層低減することができる。
【００３８】
また、ダム４及び抵抗素子３のそれぞれのＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側の側面４１，３１が面一となるようにしているので、充填した封止部材５の外周側面５２を凹凸なく真っすぐに形成することができる。これにより発光面５１の外周部における照度ムラを低減することができる。
【００３９】
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４０】
前記実施形態において、ダム４は抵抗素子３の上にも設けられていたがこれに限定されない。他の実施形態では、図７に示すように、ダム４は抵抗素子３の間にのみ設けられていてもよい。この場合ダム４の高さは、図８に示すように抵抗素子３の高さと同じであってもよく、抵抗素子３の高さよりも低くてもよい。
【００４１】
前記実施形態において、抵抗素子３はＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に沿って互いに等間隔で配置されていたがこれに限定されない。他の実施形態において、抵抗素子３はＬＥＤ素子搭載領域Ｒの各辺に沿って異なる間隔で配置されていてもよい。
【００４２】
前記実施形態においてダム４の幅寸法は抵抗素子３の幅寸法よりも小さいものであったが、これに限定されない。他の実施形態では、ダム４の幅寸法は抵抗素子３の幅寸法よりも大きくてもよい。この場合、ダム４が、抵抗素子３全体を覆って封止するように形成されていてもよい。
【００４３】
前記実施形態において、ダム４の幅寸法はＬＥＤ素子搭載領域Ｒの外周に沿って一定であったがこれに限定されない。他の実施形態ではダム４の幅寸法は、設けられる位置によって異なっていてもよい。例えば、抵抗素子３間におけるダム４の幅寸法と、抵抗素子３上におけるダム４の幅寸法とは異なっていてもよい。
【００４４】
前記実施形態では、ダム４のＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側の側面４１と、抵抗素子３のＬＥＤ搭載領域側の側面３１とは面一となっていたが、これに限定されない。他の実施形態では、抵抗素子３の側面３１がダム４の側面４１よりもＬＥＤ素子搭載領域Ｒ側に位置していてもよく、その逆であってもよい。
【００４５】
前記実施形態では、複数の電子部品３はいずれも抵抗素子であったが、これに限定されず、抵抗素子の他に、サーミスタ、ノイズクリッピングダイオード、コンデンサ又は静電対策用ツェナーダイオード等の実装素子の１種以上を含む組合せであってもよい。
【００４６】
前記実施形態のＬＥＤ素子２は紫外光を射出するものであったが、これに限らず例えば青色光等の任意の波長の光を発するものであってもよい。
【００４７】
前記実施形態において基板１はアルミニウム等の金属板であったが、これに限らず、例えばセラミック基板であってもよい。
【００４８】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１００・・・ＬＥＤ発光装置
１    ・・・金属基板
１１  ・・・上面
２    ・・・ＬＥＤ素子
３    ・・・抵抗素子
４    ・・・ダム
５    ・・・封止部材
５１  ・・・上面（発光面）
Ｒ    ・・・ＬＥＤ素子搭載領域
【図１】
2020184585.tif 000003
【図２】
2020184585.tif 000004
【図３】
2020184585.tif 000005
【図４】
2020184585.tif 000006
【図５】
2020184585.tif 000007
【図６】
2020184585.tif 000008
【図７】
2020184585.tif 000009
【図８】
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