(57)【要約】【課題】  基板を大型化するあるいは基板のパターンを複雑化することなく、赤、緑及び青の発光色の混色性を高めた発光装置を提供することにある。【解決手段】  金属基板１３上に、赤色光を出射する第1の発光素子１６Ｒと緑色光を出射する第２の発光素子１６Ｇと青色光を出射する第３の発光素子１６Ｂを近接配置して封止樹脂で封止した素子集合ユニット１２を、樹脂基板に複数裏面実装したものとなっている。素子集合ユニット１２は、各色の発光素子を近接配置しているため、良好な混色性を有している。従って、この素子集合ユニット１２を樹脂基板に複数裏面実装することで、混色性に優れた発光装置を提供することができる。また、同一構造の素子集合ユニット１２を樹脂基板に複数裏面実装しているため、隣接する素子集合ユニット１２同士を樹脂基板の電極パターンで接続することが可能になり、電極パターンを大幅に削減又は簡素化することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の端部に電極を有し前記電極から中央に向かって導電パターンが設けられた金属基板と、
前記金属基板の中央に近接配置されてボンディングされ、前記導電パターンにそれぞれ接続された赤色光を出射する第1の発光素子と緑色光を出射する第２の発光素子と青色光を出射する第３の発光素子と、
前記第１乃至第３の発光素子を封止する封止樹脂と、
を備えた素子集合ユニットと、
前記素子集合ユニットの第１乃至第３の発光素子に対応する貫通孔を複数有し、前記貫通孔の裏面側周囲に前記金属基板の電極に接続される電極パターンを有する樹脂基板と、
を備え、複数の前記素子集合ユニットを前記樹脂基板に裏面実装したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記樹脂基板に実装された前記素子集合ユニットは、隣接する素子集合ユニットの対応する電極同士が前記樹脂基板の前記電極パターンによって接続されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の発光素子は、青色発光素子の上又は紫外光発光素子の上に赤色光に変換する蛍光体を混入した蛍光体樹脂を設けた素子からなり、
前記第２の発光素子は、青色発光素子の上又は紫外光発光素子の上に緑色光に変換する蛍光体を混入した蛍光体樹脂を設けた素子からなり、
前記第３の発光素子は、青色発光素子又は紫外光発光素子の上に青色光に変換する蛍光体を混入した蛍光体樹脂を設けた素子からなる請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２の発光素子は、青色発光素子又は紫外光発光素子を２個以上接続した素子からなる請求項１又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３の発光素子は、縦横２列以上に近接配置され、前記第１乃至第３の発光素子を囲うダム材が設けられ、その内側に前記封止樹脂が設けられている請求項１又は３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記金属基板は、矩形状をなし、一方の対辺の間隔が前記ダム材の一辺の長さにほぼ等しく、他方の対辺の間隔が前記一方の対辺の間隔よりも長く設定され、前記他方の対辺近傍に前記電極が設けられている請求項５に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源、照明、投光器、イルミネーション等に用いる発光装置に関するものであり、特に、発光色の混色性に優れたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発光する発光素子を多数搭載した発光装置では、図９に示すように、基板１の表面を赤、緑及び青の発光色毎に発光領域２，３，４を分け、多数の発光素子を各発光領域に配置すると共に発光領域毎に蛍光体を混入した封止樹脂で多数の発光素子をそれぞれ一括して覆うことにより構成されていた（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３１９５１号公報
【特許文献２】特開２０１８−４６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の発光装置では、それぞれ発光する発光領域２，３，４が離れているため、混色性が良くないという問題があった。また、図９に示すように、封止樹脂をそれぞれの発光領域２，３，４内に塗布するため、発光領域２，３，４を土手となるダム材５で区切っていたので、このダム材５が暗部になり、より明確に各発光領域が分割され、混色の妨げとなっていた。
【０００５】
また、混色性を良くするために、発光色が異なる発光素子を分散して基板に実装すると、発光色毎にそれぞれ別々に基板に配線することが必要となり、配線パターンが複雑化したり、配線パターンを設けるスペースを確保するために基板外形が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、基板を大型化するあるいは基板のパターンを複雑化することなく、赤、緑及び青の発光色の混色性を高めた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、表面の端部に電極を有し前記電極から中央に向かって導電パターンが設けられた金属基板と、前記金属基板の中央に近接配置されてボンディングされ、前記導電パターンにそれぞれ接続された赤色光を出射する第１の発光素子と緑色光を出射する第２の発光素子と青色光を出射する第３の発光素子と、前記第１乃至第３の発光素子を封止する封止樹脂と、を備えた素子集合ユニットと、前記素子集合ユニットの第１乃至第３の発光素子に対応する貫通孔を複数有し、前記貫通孔の裏面側周囲に前記金属基板の電極に接続される電極パターンを有する樹脂基板と、を備え、複数の前記素子集合ユニットを前記樹脂基板に裏面実装したものである。この発光装置では、混色性に優れた素子集合ユニットを複数設けているため、発光装置の混色性も優れたものとなっている。
【０００８】
また、この発光装置における前記樹脂基板に実装された前記素子集合ユニットは、隣接する素子集合ユニットの対応する電極同士が前記樹脂基板の前記電極パターンによって接続されたものとなっている。このように隣接する素子集合ユニットの電極同士を接続することで、樹脂基板の電極パターンを削減あるいは簡素にすることができる。更に、素子集合ユニットとほぼ重なるように樹脂基板の電極パターンを配置して裏面実装するため、素子集合ユニットを多数設けた場合でも、樹脂基板の電極パターンの占める領域を極端に増加する必要がなくなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光装置では、金属基板上に、赤色光を出射する第1の発光素子と緑色光を出射する第２の発光素子と青色光を出射する第３の発光素子を近接配置して封止樹脂で封止した素子集合ユニットを、樹脂基板に複数裏面実装したものとなっている。このように、各色の発光素子を近接配置することで、良好な混色性を有する素子集合ユニットを形成することができる。従って、この素子集合ユニットを樹脂基板に複数裏面実装することで、混色性に優れた発光装置を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の発光装置では、同一構造の素子集合ユニットを樹脂基板に複数裏面実装しているため、隣接する素子集合ユニット同士を樹脂基板の電極パターンで接続することが可能になり、そのように素子集合ユニットを連結することで、発光色が異なる発光素子を複数実装する場合に比べて、樹脂基板上の電極パターンを大幅に削減又は簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の素子集合ユニットを示す平面図である。
【図２】図１に示す素子集合ユニットの要部断面図である。
【図３】図１に示す発光素子周辺の要部拡大断面図である。
【図４】図３に示す金属基板の仕様を変更した場合の発光素子周辺の要部拡大断面図である。
【図５】図１に示す素子集合ユニットを樹脂基板に多数裏面実装した発光装置を示す平面図である。
【図６】図５に示す発光装置の要部断面図である。
【図７】図１に示す素子集合ユニットを複数近接配置したときの樹脂基板の電極パターンの配置の一例を示す説明図である。
【図８】図１に示す素子集合ユニットを複数近接配置したときの樹脂基板の電極パターンの配置の他の例を示す説明図である。
【図９】従来の発光装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態における発光装置１０は、図５及び図６に示すように、樹脂基板１１と、樹脂基板１１に裏面から複数実装された素子集合ユニット１２とを備えている。
【００１３】
樹脂基板１１は、白色の樹脂からなり、素子集合ユニット１２における発光素子が設けられた部分に対応する貫通孔１１ａを複数有している。また、この樹脂基板１１における貫通孔１１ａの裏面側周囲には、素子集合ユニット１２の電極に接続される電極パターン２７が設けられている。
【００１４】
素子集合ユニット１２は、図１及び図２に示すように、細長矩形状をなすアルミ等の金属基板１３を備えている。この金属基板１３の表面には長手方向の両端部にアノード側の電極１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、カソード側の電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂがそれぞれ設けられている。また、アノード側の電極１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂからは、それぞれ金属基板１３の中央に向かって素子接続用の導電パターン１４ｒ，１４ｇ，１４ｂが引き出され、カソード側の電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂからは、それぞれ金属基板１３の中央に向かって素子接続用の導電パターン１５ｒ，１５ｇ，１５ｂが引き出されている。
【００１５】
上記金属基板１３の中央には、赤色光を出射する第1の発光素子１６Ｒと、緑色光を出射する第２の発光素子１６Ｇと、青色光を出射する第３の発光素子１６Ｂが近接配置されている。本実施形態における第１の発光素子１６Ｒは、図３に示すように、青色発光素子１７の上に赤色光に変換する蛍光体を混入した蛍光体樹脂１８を設けた素子からなる。また、第２の発光素子１６Ｇは、青色発光素子１７の上に緑色光に変換する蛍光体を混入した蛍光体樹脂１９を設けた素子からなる。更に、第３の発光素子１６Ｂは、青色発光素子１７からなる。なお、青色発光素子１７に換えて紫外光発光素子を用いることも可能であり、その際に、第３の発光素子１６Ｂとして紫外光発光素子の上に青色光に変換する蛍光体を混入した蛍光体樹脂を設けることが望ましい。
【００１６】
また、本実施形態における第２の発光素子１６Ｇは、緑色光の発光強度が弱いことを考慮して、図１に示すように、発光素子を２個又は２個以上接続した素子で構成している。
【００１７】
また、上記第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、図１に示すように、金属基板１３の中央に縦横２列以上に近接配置され、図１及び図３に示すように、白色のダイボンディングペースト２０によって金属基板１３上に実装されている。
【００１８】
このように金属基板１３上に実装された第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、図１及び図２に示すように、それらに接近した状態で金属基板１３上に設けられる矩形枠状のダム材２１で囲まれ、ダム材２１の内側に充填される封止樹脂２２により封止されている。この封止樹脂２２には光を拡散させるフィラーが混入されていても良い。
【００１９】
前述した金属基板１３は、図１に示したように、一方の対辺１３ａ，１３ｂの間隔がダム材２１の一辺の長さにほぼ等しく、アノード側の電極１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ及びカソード側の電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを設けるため、他方の対辺１３ｃ，１３ｄの間隔が対辺１３ａ，１３ｂの間隔よりも長くなるように設定されている。
【００２０】
また、図４に示すように、アルミ等の金属基板１３の表面に光の反射を良くするために銀を蒸着させる等の表面処理層２５が設けられている場合、その表面処理層２５を保護するため、第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと共に金属基板１３の表面を全て透明な樹脂からなるトップコート２６で覆うことが好ましい。
【００２１】
図５及び図６に示すように、上記構成からなる素子集合ユニット１２を、その第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと共に、ダム材２１及び封止樹脂２２が貫通孔１１ａに適合して表面側に露出するように、樹脂基板１１の裏面から樹脂基板１１に多数裏面実装すると、このときに素子集合ユニット１２のアノード側の電極１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ及びカソード側の電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが、樹脂基板１１の電極パターン２７に当接して接合等により接続される。
【００２２】
この素子集合ユニット１２は、図７に示すように、樹脂基板１１の正面方向から透視すると、隣接する素子集合ユニット１２の金属基板１３の対辺１３ａ，１３ｂが接近すると共に、第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが設けられている中央部分が互い違いに並ぶように近接配置される。このように素子集合ユニット１２が配置されると、素子集合ユニット１２で囲まれる電極部分Ｔ１，Ｔ２に電極パターン２７を引き回すことが難しくなるが、図中左右方向に並ぶ素子集合ユニット１２のアノード側の電極１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ及びカソード側の電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ同士が接近することで、その対応する電極同士を樹脂基板１１に設けられた電極パターン２７によってそれぞれ接続することが可能となり、容易に接続することができる。従って、素子集合ユニット１２を密集させても、電極パターン２７は極めて簡素であり、大きく引き回す必要もない。なお、図７においては、電極パターン２７を、その位置のみ二点鎖線で示しており、隣接するアノード側の電極１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ及びカソード側の電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの対応する電極同士がそれぞれ接続されていることを省略図示している。
【００２３】
また、図８に示すように、樹脂基板１１の正面方向から透視したときに、隣接する素子集合ユニット１２の金属基板１３の対辺１３ａ，１３ｂが接近すると共に、第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが設けられている中央部分が図中上下に並ぶように素子集合ユニット１２を近接配置すると、素子集合ユニット１２で囲まれる電極部分Ｔ３は、図中左右に隣接する素子集合ユニット１２の電極あるいは図中上下に隣接する素子集合ユニット１２の電極に電極パターン２７によって接続することが可能となり、容易に接続することができる。
【００２４】
上記のように素子集合ユニット１２を樹脂基板１１に裏面実装すると、第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは既に近接配置されて良好な混色性を有する状態になっているため、どのように素子集合ユニット１２を実装したとしても混色性を良好に保つことができる。
【００２５】
また、樹脂基板１１に素子集合ユニット１２を適宜配置して実装することで、一枚の大型金属基板上に多数の発光素子を実装した発光装置に比べて軽量化することができる。特に、樹脂基板１１に貫通孔１１ａを多数設け、素子集合ユニット１２を裏面側から実装することで、貫通孔１１ａの分だけ更に樹脂基板１１を軽量化することができる。
【００２６】
また、第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂからの熱は、その殆どが第１乃至第３の発光素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが配置されている金属基板１３の中央部分から直下の裏面側に放熱されることが確認されている。このため、放熱性を高めるために金属基板１３を側方に引き延ばす必要はない。従って、素子集合ユニット１２は、放熱性を良好に保ったまま最小限の大きさで優れた混色性を有することになる。
【００２７】
また、樹脂基板１１に素子集合ユニット１２を実装することで、一枚の大型金属基板を用いる場合に比べて金属基板部分を削減することができ、コストを大幅に削減することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板
２，３，４  発光領域
５  ダム材
１０  発光装置
１１  樹脂基板
１１ａ  貫通孔
１２  素子集合ユニット
１３  金属基板
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ  アノード側の電極
１４ｒ，１４ｇ，１４ｂ  導電パターン
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ  カソード側の電極
１５ｒ，１４ｇ，１４ｂ  導電パターン
１６Ｒ  第１の発光素子
１６Ｇ  第２の発光素子
１６Ｂ  第３の発光素子
１７  青色発光素子
１８  蛍光体樹脂
１９  蛍光体樹脂
２０  ダイボンディングペースト
２１  ダム材
２２  封止樹脂
２５  表面処理層
２６  トップコート
２７  電極パターン
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３  電極部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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