(57)【要約】【課題】発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑える。【解決手段】基板１１上には、仮想直線Ｌ上に間隔をあけて複数のＬＥＤ２０が配置されている。複数のボンディングパッド１５は、隣り合うＬＥＤ２０の間に、仮想直線Ｌを挟んでジグザグ状に並んでそれぞれ配置されている。複数のボンディングワイヤ２５は、複数のＬＥＤ２０のうち１つのＬＥＤ２０と、複数のボンディングパッド１５のうち１つのＬＥＤ２０の隣にある１つのボンディングパッド１５とを電気的に接続している。複数のＬＥＤ２０、複数のボンディングパッド１５、及び複数のボンディングワイヤ２５は、封止材３０で封止されている。封止材３０は、ボンディングワイヤ２５の配索方向に沿って曲線状に延びている。【選択図】図２
2020035787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上において、仮想直線上に間隔をあけて配置された複数の発光素子と、
前記基板上において、前記複数の発光素子のうち隣り合う２つの発光素子の間に、前記仮想直線を挟んでジグザグ状に並んで、それぞれ配置された複数のボンディングパッドと、
前記複数の発光素子のうち１つの発光素子と、前記複数のボンディングパッドのうち前記１つの発光素子の隣にある１つのボンディングパッドとをそれぞれ電気的に接続する複数のボンディングワイヤと、
前記複数の発光素子、前記複数のボンディングパッド、及び前記複数のボンディングワイヤを封止するとともに、前記複数のボンディングワイヤのそれぞれの配索方向に沿って曲線状に延びる封止材と、を備えた
発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記封止材には、蛍光材が含まれている発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記複数の発光素子のそれぞれは、前記ボンディングワイヤの前記配索方向に沿って傾けて配置されている発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板上に一直線状に配置された複数の発光素子（ＬＥＤチップ）とボンディングパッドとをボンディングワイヤで接続した後で、発光素子、ボンディングパッド、及びボンディングワイヤを封止材で封止するようにした発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、ディスペンサの吐出ノズルを、複数の発光素子の中心部を連続して通過するように移動させながら封止材を吐出することで、発光素子、ボンディングパッド、及びボンディングワイヤに対して封止材を塗布するようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１４４１２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、吐出ノズルと基板との位置ずれや誤差などに起因して、吐出ノズルから吐出される封止材の吐出位置が、発光素子の中心部よりも幅方向にずれてしまうことがある。この場合には、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じてしまい、特に、封止材の厚みが薄くなっている部分では、発光素子を十分に保護できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、発光装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、第１の発明は、基板と、前記基板上において、仮想直線上に間隔をあけて配置された複数の発光素子と、前記基板上において、前記複数の発光素子のうち隣り合う２つの発光素子の間に、前記仮想直線を挟んでジグザグ状に並んで、それぞれ配置された複数のボンディングパッドと、前記複数の発光素子のうち１つの発光素子と前記複数のボンディングパッドのうち前記１つの発光素子の隣にある１つのボンディングパッドとをそれぞれ電気的に接続する複数のボンディングワイヤと、前記複数の発光素子、前記複数のボンディングパッド、及び前記複数のボンディングワイヤを封止するとともに、前記複数のボンディングワイヤのそれぞれの配索方向に沿って曲線状に延びる封止材と、を備えたものである。
【０００９】
第１の発明では、複数の発光素子のうち１つの発光素子と、ジグザグ状に配置された複数のボンディングパッドのうち、１つの発光素子の隣りにある１つのボンディングパッドとがボンディングワイヤで電気的に接続されており、複数の発光素子、複数のボンディングパッド、及び複数のボンディングワイヤは、封止材で封止されている。封止材は、ボンディングワイヤのそれぞれの配索方向に沿って曲線状に延びている。
【００１０】
このような構成とすれば、封止材の幅方向の略中央位置に複数の発光素子や複数のボンディングワイヤを配置して、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑えることができる。
【００１１】
具体的に、ディスペンサを用いて封止材を塗布する場合、封止材は、表面張力によって、ボンディングワイヤのそれぞれの配索方向に沿って流動し易くなっている。
【００１２】
そこで、ボンディングワイヤをジグザグ状に配索することで、複数の発光素子が並ぶ仮想直線に対してずれた位置に封止材が吐出された場合でも、ジグザグ状のボンディングワイヤに沿って封止材が流動して、封止材が曲線状に補正されるようにしている。
【００１３】
これにより、ボンディングワイヤや、ボンディングワイヤの配索経路上に配置されている発光素子が、曲線状に延びる封止材の幅方向の略中央位置に配置されることとなり、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑え、発光素子やボンディングワイヤを十分に保護することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記封止材には、蛍光材が含まれているものである。
【００１５】
第２の発明では、封止材に蛍光材が含まれている。そして、発光素子に対する封止材の偏りを解消することで、発光素子が点灯したときの色ムラを抑えることができる。
【００１６】
具体的に、封止材の幅方向の中央位置よりも外側に発光素子がずれて配置されていると、発光素子を覆っている封止材の厚みが、ずれて配置された側では薄くなり、反対側では厚くなっている。そのため、封止材の厚みが薄い側から照射される光は青みがかった色となり、反対側から照射される光は黄色がかった色となるので、全体として色ムラが生じてしまう。
【００１７】
これに対し、本発明では、封止材の幅方向の略中央位置に発光素子を配置しているので、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑え、発光素子が点灯したときの色ムラを解消することができる。
【００１８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記複数の発光素子のそれぞれは、前記ボンディングワイヤの前記配索方向に沿って傾けて配置されているものである。
【００１９】
第３の発明では、ボンディングワイヤの配索方向に沿って、複数の発光素子のそれぞれが傾けて配置されている。例えば、発光素子が矩形状の場合、発光素子の対向する二辺が、ボンディングワイヤの配索方向と略平行となるように傾けて配置する。
【００２０】
これにより、発光素子を傾けないで配置した場合に比べて、封止材の幅方向の略中央位置に発光素子全体を配置することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態１に係る発光装置の構成を示す平面図である。
【図２】発光装置の構成を一部拡大して示す平面図である。
【図３】発光装置の構成を示す側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】封止材の形成方法を説明するための側面図である。
【図６】封止材の形成方法を説明するための平面図である。
【図７】本実施形態２に係る発光装置の構成を示す平面図である。
【図８】本実施形態３に係る発光装置を備えた照明装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２４】
《実施形態１》
図１に示すように、発光装置１０は、ライン状（線状）に光を発するライン状光源であって、長尺状の基板１１上にライン状に実装された複数のＬＥＤ２０（発光素子）を、蛍光体を含む蛍光体含有樹脂で構成された封止材３０によって封止するＣＯＢ型（Chip On Board）の発光装置である。
【００２５】
発光装置１０は、基板１１と、複数のＬＥＤ２０と、複数のボンディングパッド１５と、第１電極１６及び第２電極１７と、複数のボンディングワイヤ２５と、封止材３０とを備えている。
【００２６】
図２〜図４に示すように、基板１１は、ＬＥＤ２０を実装するための実装基板であって、長尺状で矩形形状の基板である。基板１１としては、アルミナ又は透光性の窒化アルミニウムからなるセラミックス基板、アルミニウム合金からなるアルミニウム基板、透明なガラス基板又は樹脂からなる可撓性のフレキシブル基板（ＦＰＣ）等を用いることができる。
【００２７】
本実施形態では、基板１１として、長手方向の長さが２８０ｍｍ、短手方向の長さが１５ｍｍ、厚さが１．０ｍｍの矩形形状のアルミナからなるセラミックス基板を用いた。
【００２８】
ＬＥＤ２０は、半導体発光素子の一例であって、基板１１上に直接実装される。複数のＬＥＤ２０は、基板１１上において、長手方向に延びる仮想直線Ｌ上に間隔をあけて配置されている。複数のＬＥＤ２０は、同一のピッチで配列されており、隣り合うＬＥＤ２０間の距離が同じになるように構成されている。
【００２９】
ＬＥＤ２０は、単色の可視光を発するベアチップを用いることができ、ダイアタッチ材（ダイボンド材）によって基板１１上にダイボンディングされている。ＬＥＤ２０としては、例えば、青色光を発光する青色ＬＥＤチップが用いられる。青色ＬＥＤチップとしては、例えば、ＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。なお、本実施形態では、ＬＥＤ２０として、矩形状のＬＥＤチップを用いている。
【００３０】
ボンディングパッド１５は、基板１１上において、矩形状にパターン形成された導電部材によって構成されている。複数のボンディングパッド１５は、隣り合うＬＥＤ２０の間に、仮想直線Ｌを挟んでジグザグ状に並んで、それぞれ配置されている。基板１１の長手方向の両端部に配置されたボンディングパッド１５は、第１電極１６及び第２電極１７と電気的に接続されている（図１参照）。
【００３１】
第１電極１６及び第２電極１７は、発光装置１０の外部電源と接続するための電極端子（給電部）であり、ボンディングパッド１５に電気的に接続される。
【００３２】
外部電源から第１電極１６及び第２電極１７に対して電力が供給されることにより、ボンディングパッド１５及びボンディングワイヤ２５を介して各ＬＥＤ２０に電力が供給される。
【００３３】
例えば、第１電極１６及び第２電極１７に直流電源を接続することにより、各ＬＥＤ２０に直流電流を供給することができる。これにより、ＬＥＤ２０が発光し、ＬＥＤ２０から所望の光が放出される。なお、本実施形態において、第１電極１６及び第２電極１７は、金（Ａｕ）によって構成されている。
【００３４】
ボンディングワイヤ２５は、ボンディングパッド１５とＬＥＤ２０とを電気的に接続するための電線であり、例えば、金ワイヤで構成されている。なお、ボンディングワイヤ２５として、金（Ａｕ）等からなるメッキが被膜されたタングステン（Ｗ）又は銅（Ｃｕ）等の金属配線を用いてもよい。
【００３５】
ＬＥＤ２０のチップ上面には、電流を供給するためのｐ側電極及びｎ側電極が形成されており、ｐ側電極及びｎ側電極のそれぞれとボンディングパッド１５とが、ボンディングワイヤ２５によってワイヤボンディングされている。
【００３６】
具体的に、ボンディングワイヤ２５は、複数のＬＥＤ２０のうち１つのＬＥＤ２０と、複数のボンディングパッド１５のうち、１つのＬＥＤ２０の隣りにある１つのボンディングパッド１５とをそれぞれ電気的に接続している。これにより、ＬＥＤ２０に接続される全てのボンディングワイヤ２５は、平面視で基板１１の長手方向に沿ってジグザグ状に配索されている。
【００３７】
封止材３０は、光波長変換体である蛍光体を含む蛍光体含有樹脂であって、ＬＥＤ２０からの光を波長変換するとともに、基板１１上の全てのＬＥＤ２０、ボンディングパッド１５、及びボンディングワイヤ２５を一括封止して、ＬＥＤ２０、ボンディングパッド１５、及びボンディングワイヤ２５を保護する。
【００３８】
封止材３０は、複数のボンディングワイヤ２５のそれぞれの配索方向に沿って延びる曲線状に形成されている。また、封止材３０の断面形状は、略半円形に形成されており、発光装置１０を見る角度にかかわらず、輝度ムラ及び色度ムラを抑制することができる（図４参照）。
【００３９】
また、封止材３０は、基板１１の長手方向の両端縁付近まで形成されている。すなわち、封止材３０は、基板１１の長手方向の一端部から他端部にかけて途切れることなく形成されている（図１参照）。
【００４０】
なお、封止材３０としては、例えば、ＬＥＤ２０が青色ＬＥＤである場合、白色光を得るために、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。
【００４１】
本実施形態では、ＬＥＤ２０として青色ＬＥＤチップが用いられ、封止材３０として黄色蛍光体粒子が含有された蛍光体含有樹脂が用いられる。これにより、黄色蛍光体粒子は青色ＬＥＤチップの青色光によって励起されて黄色光を放出するので、封止材３０からは、励起された黄色光と青色ＬＥＤチップの青色光とによって白色光が放出される。
【００４２】
図５及び図６に示すように、封止材３０は、ディスペンサ４０を用いて塗布形成するようにしている。具体的に、基板１１上の所定位置に対してディスペンサ４０の吐出ノズル４１を対向配置し、吐出ノズル４１から封止材材料（蛍光体含有樹脂）を吐出しながら吐出ノズル４１を基板１１の長手方向に沿って駆動する。このとき、封止材材料は、ＬＥＤ２０とともに、ボンディングパッド１５及びボンディングワイヤ２５を覆うようにして吐出される。
【００４３】
ところで、吐出ノズル４１から吐出された封止材材料は、表面張力によって、複数のボンディングワイヤ２５のそれぞれの配索方向に沿って流動し易くなっている。そのため、本実施形態のように、ボンディングワイヤ２５をジグザグ状に配索させた場合には、吐出ノズル４１を仮想直線Ｌに沿って一直線状に移動させたとしても、封止材３０は、図６に仮想線で示すような直線状とはならず、ジグザグ状のボンディングワイヤ２５に沿って封止材材料が流動して、封止材３０が曲線状に補正されることとなる。
【００４４】
そのため、例えば、複数のＬＥＤ２０が並ぶ仮想直線Ｌに対して幅方向にずれた位置に封止材材料が吐出された場合でも、ジグザグ状のボンディングワイヤ２５に沿って封止材３０が曲線状に補正されることとなる。
【００４５】
これにより、ボンディングワイヤ２５や、ボンディングワイヤ２５の配索経路上に配置されているＬＥＤ２０が、曲線状に延びる封止材３０の幅方向の略中央位置に配置され、ＬＥＤ２０を覆う封止材３０の厚みにばらつきが生じるのを抑えることができる。その結果、ＬＥＤ２０やボンディングワイヤ２５を十分に保護するとともに、ＬＥＤ２０が点灯したときの色ムラを抑えることができる。
【００４６】
なお、本実施形態において、封止材材料は、基板１１の長手方向の一端部から他端部にかけて１回の塗布動作で塗布される。封止材材料を塗布した後は、所定の方法によって封止材材料を硬化させる。これにより、ジグザグ状のボンディングワイヤ２５の配索方向に沿って曲線状に延びる封止材３０を形成することができる。
【００４７】
《実施形態２》
図７は、本実施形態２に係る発光装置の構成を示す平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【００４８】
図７に示すように、基板１１上には、複数のＬＥＤ２０が仮想直線Ｌ上に間隔をあけて配置されている。複数のボンディングパッド１５は、仮想直線Ｌを挟んでジグザグ状に並ぶように、隣り合うＬＥＤ２０の間にそれぞれ配置されている。
【００４９】
ボンディングワイヤ２５は、複数のＬＥＤ２０のうち１つのＬＥＤ２０と、複数のボンディングパッド１５のうち、１つのＬＥＤ２０の隣りにある１つのボンディングパッド１５とをそれぞれ電気的に接続している。これにより、ＬＥＤ２０に接続される全てのボンディングワイヤ２５は、平面視で基板１１の長手方向に沿ってジグザグ状に配索されている。
【００５０】
基板１１上の全てのＬＥＤ２０、ボンディングパッド１５、及びボンディングワイヤ２５は、封止材３０で封止されている。封止材３０は、複数のボンディングワイヤ２５のそれぞれの配索方向に沿って曲線状に延びている。
【００５１】
ここで、複数のＬＥＤ２０のそれぞれは、ボンディングワイヤ２５の配索方向に沿って傾けて配置されている。具体的に、矩形状のＬＥＤ２０は、ＬＥＤ２０の対向する二辺が、ボンディングワイヤ２５の配索方向と略平行となるように傾けて配置されている。
【００５２】
これにより、ＬＥＤ２０を傾けないで配置した場合に比べて、封止材３０の幅方向の略中央位置にＬＥＤ２０全体を配置することができる。
【００５３】
《実施形態３》
図８は、本実施形態３に係る発光装置を備えた照明装置の構成を示す斜視図である。図８に示すように、照明装置５０は、ベースライトであって、発光装置１０と、照明器具５１と、照明器具５１と発光装置１０とを取り付けるための取付部材５５とを備えている。発光装置１０は、取付部材５５とともに照明器具５１に直付けされている。
【００５４】
照明器具５１には、発光装置１０の点灯を制御するための点灯回路５２が内蔵されている。また、照明器具５１は、取付部材５５の貫通孔に対応するように設けられたネジ孔を有する。すなわち、取付部材５５の貫通孔の位置と照明器具５１のネジ孔の位置とは一致する。照明器具５１は、例えば、アルミ鋼板をプレス加工等することによって成形することができ、天井等に直付けされる。
【００５５】
取付部材５５は、長尺状の基板であり、例えば、長尺状のアルミニウム基板等からなるメタルベース基板を用いることができる。取付部材５５には、複数の貫通孔が設けられており、取付部材５５と照明器具５１とを固定する場合、取付部材５５の貫通孔と照明器具５１のネジ孔とを一致させて貫通孔にネジ５６を通して、ネジ５６と貫通孔及びネジ孔とを螺合させる。
【００５６】
なお、本実施形態では、発光装置１０を取付部材５５に固定したものをモジュールとして照明器具５１に取り付けたが、取付部材５５そのものを発光装置１０の基板１１として用いても構わない。つまり、発光装置１０の基板１１が取付部材５５の機能を兼ねるように構成し、取付部材５５を用いることなく、発光装置１０を照明器具５１に直接取り付けても構わない。この場合、ネジ止め固定するために、発光装置１０の基板１１に取り付け用の貫通孔や切り欠きを設ければよい。
【００５７】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５８】
本実施形態では、発光装置１０は、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色ＬＥＤと組み合わせることによりに白色光を放出するように構成しても構わない。また、青色以外の色を発光するＬＥＤを用いても構わない。
【００５９】
また、本実施形態では、発光装置１０に用いる半導体発光素子はＬＥＤとしたが、半導体レーザ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）又は無機ＥＬ等の発光素子を用いてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、発光装置１０は、ＬＥＤ等の半導体発光素子を光源とする発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置、直管蛍光ランプ等の照明装置、誘導灯、看板装置、又は複写機等の電子機器、あるいは、検査用ライン光源のような産業用途などにおいて広く利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、発光素子を覆う封止材の厚みにばらつきが生じるのを抑えることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００６２】
１０    発光装置
１１    基板
１５    ボンディングパッド
２０    ＬＥＤ（発光素子）
２５    ボンディングワイヤ
３０    封止材
Ｌ    仮想直線
【図１】
2020035787.tif 000003
【図２】
2020035787.tif 000004
【図３】
2020035787.tif 000005
【図４】
2020035787.tif 000006
【図５】
2020035787.tif 000007
【図６】
2020035787.tif 000008
【図７】
2020035787.tif 000009
【図８】
2020035787.tif 000010