(57)【要約】      （修正有）【課題】変形や反りが生じやすい長尺状の実装基板が変形するのを抑える。【解決手段】長尺状の実装基板１１と、実装基板１１の長手方向に沿って延びる長尺状の素子基板２１と素子基板上で長手方向に並ぶ複数の発光素子２２とを有する発光素子列２０とを備え、発光素子列２０は、実装基板上において、実装基板１１の長手方向に間隔をあけて複数配置することにより、長尺状の実装基板１１における発光素子２２が実装されていない領域を減らして剛性を高め、実装基板１１が変形するのを抑える。【選択図】図３
2020035637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の実装基板と、
前記実装基板の長手方向に沿って延びる長尺状の素子基板と、該素子基板上で長手方向に並ぶ複数の発光素子とを有する発光素子列とを備え、
前記発光素子列は、前記実装基板上において、該実装基板の長手方向に間隔をあけて複数配置されている発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の発光素子列は、前記実装基板の長手方向に一直線状に配置されている発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記実装基板上において、前記発光素子列を挟んで配置された第１及び第２のボンディングパッドと、
前記第１のボンディングパッドと、前記発光素子列の第１素子端子とを接続する第１のボンディングワイヤと、
前記第２のボンディングパッドと、前記発光素子列の第２素子端子とを接続する第２のボンディングワイヤとを、さらに備え、
前記第１及び第２のボンディングパッドは、前記実装基板の長手方向に間隔をあけて複数設けられるとともに、該第１及び第２のボンディングパッドを結ぶ仮想線が、前記複数の発光素子列のうち隣り合う該発光素子列の隙間を横切るように配置されている発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１つに記載の発光装置と、
前記発光装置の点灯を制御するための点灯回路とを備える照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及びそれを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、長尺状の基板上に、複数の発光素子（ＬＥＤ）を一直線状に並べて配列して、発光素子同士を配線によって直列接続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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−４６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、長尺状の基板は、変形や反りが生じ易く、特に、基板における発光素子が実装されていない領域、つまり、隣り合う発光素子の隙間で基板が撓むこととなる。そのため、発光素子同士を直列接続している配線が、基板の撓みに伴って変形してしまい、断線するおそれがある。
【０００５】
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、長尺状の実装基板が変形するのを抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
すなわち、第１の発明は、長尺状の実装基板と、前記実装基板の長手方向に沿って延びる長尺状の素子基板と該素子基板上で長手方向に並ぶ複数の発光素子とを有する発光素子列とを備え、前記発光素子列は、前記実装基板上において、該実装基板の長手方向に間隔をあけて複数配置されているものである。
【０００８】
第１の発明では、複数の発光素子を素子基板上に並べて発光素子列を構成し、複数の発光素子列を実装基板上に配置するようにしている。これにより、長尺状の実装基板における発光素子が実装されていない領域を減らして剛性を高め、実装基板が変形するのを抑えることができる。
【０００９】
具体的に、複数の発光素子を実装基板上に間隔をあけて配置した場合には、発光素子が実装されていない領域、つまり、隣り合う発光素子の隙間の数が多くなる。そのため、実装基板の剛性を十分に確保できず、実装基板が変形し易くなる。
【００１０】
これに対し、本発明では、複数の発光素子を１つの素子基板上に隙間無く配置して発光素子列を構成するとともに、複数の発光素子列を実装基板上に配置するようにしている。これにより、実装基板における発光素子が実装されていない領域を減らすとともに、実装基板上に配置された素子基板によって、実装基板の剛性を高めることができる。
【００１１】
また、複数の発光素子を１つの素子基板上に隙間無く配置した発光素子列を用いることで、輝度ムラや色ムラが生じるのを抑えることができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記複数の発光素子列は、前記実装基板の長手方向に一直線状に配置されているものである。
【００１３】
第２の発明では、複数の発光素子列を実装基板上に一直線状に配置することで、複数の発光素子列が実装基板の幅方向にばらつくのを抑えるようにしている。
【００１４】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記実装基板上において、前記発光素子列を挟んで配置された第１及び第２のボンディングパッドと、前記第１のボンディングパッドと前記発光素子列の第１素子端子とを接続する第１のボンディングワイヤと、前記第２のボンディングパッドと前記発光素子列の第２素子端子とを接続する第２のボンディングワイヤとを、さらに備え、前記第１及び第２のボンディングパッドは、前記実装基板の長手方向に間隔をあけて複数設けられるとともに、該第１及び第２のボンディングパッドを結ぶ仮想線が、前記複数の発光素子列のうち隣り合う該発光素子列の隙間を横切るように配置されているものである。
【００１５】
第３の発明では、第１及び第２のボンディングパッドを結ぶ仮想線が、複数の発光素子列のうち隣り合う発光素子列の隙間を横切る位置に、第１及び第２のボンディングパッドが配置される。第１のボンディングパッドは、第１のボンディングワイヤによって、隣り合う発光素子列の一方の第１素子端子と接続されている。第２のボンディングパッドは、第２のボンディングワイヤによって、隣り合う発光素子列の他方の第２素子端子と接続されている。
【００１６】
これにより、実装基板が変形した場合でも、第１及び第２のボンディングワイヤが変形したり断線するのを抑えることができる。
【００１７】
具体的に、隣り合う発光素子列同士をボンディングワイヤで接続した場合には、実装基板が、隣り合う発光素子列の隙間で変形して撓むと、それに伴い、ボンディングワイヤが変形して断線するおそれがある。
【００１８】
これに対し、本発明では、実装基板の変形の影響を受け難い方向、つまり、実装基板の幅方向に延びるように第１及び第２のボンディングワイヤを配索するようにしている。そのため、実装基板が変形して撓んだ場合でも、その影響が第１及び第２のボンディングワイヤに及ばずに断線し難くなるので、発光素子を安定して点灯させることができる。
【００１９】
第４の発明は、照明装置を対象とし、第１乃至第３の発明のうち何れか１つに記載の発光装置と、前記発光装置の点灯を制御するための点灯回路とを備えるものである。
【００２０】
第４の発明では、上述した発光装置と点灯回路とを備えた照明装置であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、長尺状の実装基板が変形す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】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】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６】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、長尺状の実装基板１１上にライン状に実装された複数の発光素子列２０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、実装基板１１と、発光素子列２０と、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５と、第１配線１２及び第２配線１３と、第１電極１６及び第２電極１７と、第１のボンディングワイヤ２４及び第２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、実装基板１１は、発光素子列２０を実装するための長尺状で矩形形状の基板である。実装基板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、実装基板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】
発光素子列２０は、長尺状の素子基板２１と、素子基板２１上で長手方向に並ぶ複数の発光素子２２とを有する。素子基板２１は、例えば、サファイア基板で構成されている。発光素子列２０は、実装基板１１の長手方向と発光素子列２０の長手方向とを同一方向に揃えた状態で、実装基板１１の長手方向に一直線状に並ぶように、間隔をあけて複数配置されている。複数の発光素子列２０は、同一のピッチで配列されており、隣り合う発光素子列２０間の距離が同じになるように構成されている。
【００２９】
発光素子２２は、単色の可視光、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。
【００３０】
本実施形態では、発光素子２２は、素子基板２１上に形成された薄膜状のＬＥＤチップで構成されている。素子基板２１上には、素子基板２１の長手方向に並んで３つの発光素子２２が設けられている。隣り合う発光素子２２同士は、金（Ａｕ）によってパターン形成されたパターン配線２３によって直列接続されている。また、発光素子列２０のチップ上面における長手方向の両端部には、第１素子端子２０ａ及び第２素子端子２０ｂが設けられている。
【００３１】
このように、本実施形態では、複数の発光素子２２を１つの素子基板２１上に隙間無く配置して発光素子列２０を構成するとともに、複数の発光素子列２０を実装基板１１上に配置するようにしている。これにより、実装基板１１における発光素子２２が実装されていない領域を減らすとともに、実装基板１１上に配置された素子基板２１によって、実装基板１１の剛性を高めることができる。
【００３２】
また、複数の発光素子２２を１つの素子基板２１上に隙間無く配置した発光素子列２０を用いることで、輝度ムラや色ムラが生じるのを抑えることができる。
【００３３】
第１配線１２及び第２配線１３は、第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５を介して複数の発光素子列２０を並列接続するように、実装基板１１上にパターン形成されている。第１配線１２及び第２配線１３は、発光素子列２０を挟んで対向配置されており、実装基板１１の長手方向に沿って延びている。第１配線１２には、第１電極１６と、第１のボンディングパッド１４とが電気的に接続されている。第２配線１３には、第２電極１７と、第２のボンディングパッド１５とが電気的に接続されている。
【００３４】
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）である。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、第１配線１２及び第２配線１３、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５、第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５を介して各発光素子列２０に電力が供給される。
【００３５】
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、各発光素子列２０に直流電流を供給することができる。これにより、発光素子２２が発光し、発光素子２２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。
【００３６】
第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５は、実装基板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。
【００３７】
第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５は、実装基板１１の長手方向に間隔をあけて複数設けられる。ここで、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５は、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５を結ぶ仮想線Ｌが、隣り合う発光素子列２０の隙間を横切るように、隣り合う発光素子列２０の隙間を挟んで対向配置されている。
【００３８】
第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５は、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５と発光素子列２０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、第１のボンディングワイヤ２４及び第２の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。
【００３９】
第１のボンディングパッド１４と、隣り合う発光素子列２０の一方の第１素子端子２０ａとは、第１のボンディングワイヤ２４によって電気的に接続されている。
【００４０】
第２のボンディングパッド１５と、隣り合う発光素子列２０の他方の第２素子端子２０ｂとは、第２のボンディングワイヤ２５によって電気的に接続されている。
【００４１】
このように、第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５を、実装基板１１の幅方向に延びるように配索することで、実装基板１１の変形の影響を受け難くなる。そのため、実装基板１１が変形して撓んだ場合でも、第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５が断線し難くなるので、発光素子２２を安定して点灯させることができる。
【００４２】
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、発光素子２２からの光を波長変換するとともに、実装基板１１上の全ての発光素子列２０、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５、第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５を一括封止して保護する。
【００４３】
封止材３０は、実装基板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、実装基板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）。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）。
【００４４】
なお、封止材３０としては、例えば、発光素子２２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。
【００４５】
本実施形態では、発光素子２２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。
【００４６】
《実施形態２》
図５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。
【００４７】
図５に示すように、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５は、実装基板１１の長手方向に間隔をあけて複数設けられる。ここで、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５は、第１のボンディングパッド１４及び第２のボンディングパッド１５を結ぶ仮想線Ｌが、隣り合う発光素子列２０の隙間を横切るように対向配置されている。
【００４８】
第１のボンディングパッド１４は、隣り合う発光素子列２０の一方の第１素子端子２０ａに対向するように配置され、第１のボンディングワイヤ２４によって電気的に接続されている。
【００４９】
第２のボンディングパッド１５は、隣り合う発光素子列２０の他方の第２素子端子２０ｂに対向するように配置され、第２のボンディングワイヤ２５によって電気的に接続されている。
【００５０】
これにより、第１のボンディングワイヤ２４及び第２のボンディングワイヤ２５を、実装基板１１の幅方向に向かって真っ直ぐに配索して、ワイヤの全長を短くすることができる。
【００５１】
《実施形態３》
図６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６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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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の実装基板１１として用いても構わない。つまり、発光装置１０の実装基板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の実装基板１１に取り付け用の貫通孔や切り欠きを設ければよい。
【００５５】
《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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
また、本実施形態では、複数の発光素子列２０を、実装基板１１の長手方向に沿って一直線状に並ぶように配置したが、例えば、発光素子列２０同士が、実装基板１１の幅方向に若干ずれて配置されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上説明したように、本発明は、長尺状の実装基板が変形す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】
【００６１】
１０    発光装置
１１    実装基板
１４    第１のボンディングパッド
１５    第２のボンディングパッド
２０    発光素子列
２０ａ  第１素子端子
２０ｂ  第２素子端子
２１    素子基板
２２    発光素子
２４    第１のボンディングワイヤ
２５    第２のボンディングワイヤ
５０    照明装置
５２    点灯回路
Ｌ    仮想線
【図１】
2020035637.tif 000003
【図２】
2020035637.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020035637.tif 000006
【図５】
2020035637.tif 000007
【図６】
2020035637.tif 000008