(57)【要約】【課題】  エネルギー効率を向上させるとともに、発光強度を高くする。【解決手段】  本発明に係る発光装置１は、基体部３ａ、及び基体部３ａ上に形成され、複数の開口部３ｃを備えた光反射部３ｂを有する支持基板と、複数の開口部３ｃ内に配置され、アノード電極１３及びカソード電極１５を有する発光素子５と、基体部３ａと光反射部３ｂとの間に帯状に延び、発光素子５に電流を供給するための複数の電極配線７と、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体部、及び該基体部上に形成され、複数の開口部を備えた光反射部を有する支持基板と、
前記複数の開口部内に配置され、アノード電極及びカソード電極を有する発光素子と、
前記基体部と前記光反射部との間に帯状に延び、前記発光素子に電流を供給するための複数の電極配線と、
を備え、
前記複数の開口部は、前記各電極配線の一方側の周縁部及び他方側の周縁部のそれぞれに沿って配列され、
前記各電極配線の一方側の周縁部は、該各電極配線の一方側の周縁部に沿って配列された前記開口部から露出し、前記各電極配線の他方側の周縁部は、該各電極配線の他方側の周縁部に沿って配列された前記開口部から露出しており、
前記各電極配線の一方側の周縁部に沿って配列された前記開口部内の前記発光素子における前記アノード電極又は前記カソード電極は、前記開口部から露出した前記電極配線の一方側の周縁部に接続され、
前記各電極配線の他方側の周縁部に沿って配列された前記開口部内の前記発光素子における前記アノード電極又は前記カソード電極は、前記開口部から露出した前記電極配線の他方側の周縁部に接続されていることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記電極配線は、少なくとも１つの屈曲部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電極配線は、複数の屈曲部を備える波形形状を有することを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の開口部は、前記電極配線の前記屈曲部に対応する位置に配置されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の開口部は、千鳥状に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数の開口部は、２次元的に最密充填配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、フリップチップ接続されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２次元的に配列された複数の発光素子を備える発光装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、基板の主面に複数の凹部を形成し、各凹部内に発光素子を配置して構成された発光装置が開示されている。この発光装置では、発光素子が配置された凹部の内面によって光を反射させることで、発光素子から発せられた光の指向性を向上させ、発光装置の発光強度を高めている。また、発光素子に電流を供給するための複数の電極配線が、基板の主面上の隣接する凹部間に帯状に延び、複数の発光素子を並列に接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６６０３６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、特許文献１の発光装置では、発光強度を高くするために、発光素子が配置される凹部を密に配置している。そのため、基板の主面における隣接する凹部間のスペースが小さくなっており、この凹部間に帯状に延びる電極配線の幅が細くなっている。その結果、電極配線の抵抗が大きくなり、電極配線における電圧降下が大きくなるため、エネルギー効率が悪くなるという問題があった。
【０００５】
一方、電極配線の幅を太くすると、発光素子が配置される凹部間の間隔が広がり、発光素子を密に配置することができない。そのため、発光装置の単位面積当たりの発光強度が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、エネルギー効率を向上させるとともに、単位面積当たりの発光強度を高めることができる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、基体部、及び該基体部上に形成され、複数の開口部を備えた光反射部を有する支持基板と、前記複数の開口部内に配置され、アノード電極及びカソード電極を有する発光素子と、前記基体部と前記光反射部との間に帯状に延び、前記発光素子に電流を供給するための複数の電極配線と、を備えている。そして、前記複数の開口部は、前記各電極配線の一方側の周縁部及び他方側の周縁部のそれぞれに沿って配列され、前記各電極配線の一方側の周縁部は、該各電極配線の一方側の周縁部に沿って配列された前記開口部から露出し、前記各電極配線の他方側の周縁部は、該各電極配線の他方側の周縁部に沿って配列された前記開口部から露出している。さらに、前記各電極配線の一方側の周縁部に沿って配列された前記開口部内の前記発光素子における前記アノード電極又は前記カソード電極は、前記開口部から露出した前記電極配線の一方側の周縁部に接続されている。前記各電極配線の他方側の周縁部に沿って配列された前記開口部内の前記発光素子における前記アノード電極又は前記カソード電極は、前記開口部から露出した前記電極配線の他方側の周縁部に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る発光装置によれば、エネルギー効率を向上させるとともに、単位面積当たりの発光強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の平面図である。
【図２】図１の発光装置のII−II断面図である。
【図３】図１の発光装置の変形例を示す平面図である。
【図４】図１の発光装置の変形例を示す平面図である。
【図５】図１の発光装置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る発光装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る発光装置１は、平面視矩形状の支持基板３と、支持基板３上に配置された複数の発光素子５と、各発光素子５に接続された複数の電極配線７（７ａ〜７ｆ）とを備えている。
【００１２】
支持基板３は、平板状の基体部３ａと、基体部３ａ上に形成され、複数の開口部３ｃを有する板状の光反射部３ｂとを備えている。基体部３ａ及び光反射部３ｂは、電気絶縁性を有しており、例えば、アルミナやガラスセラミックス等のセラミックスで形成されている。
【００１３】
図２に示すように、基体部３ａと光反射部３ｂとの間には、複数（図示例では、６本）の電極配線７が形成されている。各電極配線７は、図１に示すように、複数（図示例では、５箇所）の屈曲部を備えた平面視波形形状を有しており、図１の上下方向に帯状に延びている。そして、電極配線７ａ〜７ｆは、図１の左右方向に互いに離間した状態で近接して配置されている。また、電極配線７ａ〜７ｆは、図示しない外部の駆動回路に接続されており、後述するように、発光素子５のアノード電極１３とカソード電極１５との間に順方向電圧が印加されるようになっている。なお、本実施形態では、後述するように、電極配線７ａ〜７ｆのうち電極配線７ｂ，７ｄ，７ｆに、各発光素子５におけるアノード電極１３が接続され、電極配線７ａ〜７ｆのうち電極配線７ａ，７ｃ，７ｅに、各発光素子５におけるカソード電極１５が接続されている。
【００１４】
電極配線７ａ〜７ｆは、例えば、基体部３ａとなるセラミックグリーンシート上に、電極配線７ａ〜７ｆとなる銀、銅等の導電体ペーストをスクリーン印刷法等により印刷し、さらに、光反射部３ｂとなるセラミックグリーンシートを積層した後、この積層体を焼成することによって、支持基板３と一体的に形成することができる。
【００１５】
光反射部３ｂの複数の開口部３ｃは、図１に示すように、波形形状を有する各電極配線７ａ〜７ｆの屈曲部に対応する位置に配置されるとともに、各電極配線７ａ〜７ｆの周縁部に沿って配列されることにより、千鳥状に配置されている。
【００１６】
より詳細には、図1の左右方向の両端に位置する電極配線７ａ，７ｆを除いた４本の各電極配線７ｂ〜７ｅにおける左側（一方側）の周縁部及び右側（他方側）の周縁部のそれぞれに沿って、複数の開口部３ｃが配列されている。この４本の各電極配線７ｂ〜７ｅの左側の周縁部は、各電極配線７ｂ〜７ｅの左側の周縁部に沿って配列された開口部３ｃから露出している。一方、この４本の各電極配線７ｂ〜７ｅの右側の周縁部は、各電極配線７ｂ〜７ｅの右側の周縁部に沿って配列された開口部３ｃから露出している。なお、図１では、説明の便宜上、後述する封止体１７を図示せず、各開口部３ｃから露出した電極配線７ａ〜７ｆの周縁部をクロスハッチングによって図示している。
【００１７】
また、図１の左右方向の左端に位置する電極配線７ａは、右側の周縁部のみに沿って開口部３ｃが配置され、この開口部３ｃから右側の周縁部が露出している。一方、図１の右端に位置する電極配線７ｆは、左側の周縁部のみに沿って開口部３ｃが配置され、この開口部３ｃから左側の周縁部が露出している。
【００１８】
光反射部３ｂの各開口部３ｃは、図１に示すように平面視円形状であり、図２に示すように、光反射部３ｂの上面から下面に向かってその内周面３ｄが内側に傾斜するように形成されている。こうすることで、後述するように各発光素子５から放射状に発せられる光をこの内周面３ｄで反射させ、発光装置１から放射される光の指向性を高めている。
【００１９】
光反射部３ｂの各開口部３ｃ内には、発光素子５が配置されている。図２に示すように、各発光素子５は、サファイア等からなる透光性の結晶成長用基板９と、結晶成長用基板９上にｎ型半導体層１１ｎ及びｐ型半導体層１１ｐを順次積層して形成された半導体積層部１１と、ｐ型半導体層１１ｐに接続されたアノード電極１３と、ｎ型半導体層１１ｎに接続されたカソード電極１５とを備えている。
【００２０】
半導体積層部１１は、ｐ型半導体層１１ｐとｎ型半導体層１１ｎとによって形成されるｐｎ接合領域を有しており、後述するように順方向電流が供給されることによってこのｐｎ接合領域が発光するようになっている。ｎ型半導体層１１ｎ及びｐ型半導体層１１ｐは、例えば、ＧａＮ等の半導体をエピタキシャル成長させることによって形成されている。なお、この半導体積層部１１は、所望の発光波長に応じて適宜構成すればよく、例えば、ＧａＡｓ，ＡｌＧａＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体によって形成してもよい。なお、発光素子５として、アノード電極及びカソード電極を有する有機ＥＬ素子等の発光素子を用いてもよい。
【００２１】
各発光素子５は、いわゆるフリップチップ接続によって、電極配線７に接続されている。より詳細には、各発光素子５におけるアノード電極１３は、開口部３ｃから露出した電極配線７ｂ，７ｄの左右両側の周縁部及び電極配線７ｆの左側の周縁部に接続されている。一方、各発光素子５におけるカソード電極１５は、開口部３ｃから露出した電極配線７ａの右側の周縁部及び電極配線７ｃ，７ｅの左右両側の周縁部に接続されている。したがって、電極配線７ａ〜７ｆのうちの隣接する２本の電極配線の一方には、各発光素子５におけるアノード電極１３が接続され、この隣接する２本の電極配線の他方には、各発光素子５におけるカソード電極１５が接続されている。そのため、隣接する２本の電極配線間に、順方向電圧を印加することにより、この２本の電極配線間に接続された各発光素子５に順方向電流を供給可能となっている。
【００２２】
光反射部３ｂの各開口部３ｃの内部には、透光性を有し、各開口部３ｃをそれぞれ封止する封止体１７が形成されている。この封止体１７は、例えば、シリコン樹脂等を各開口部３ｃに充填することで形成される。例えば、封止体１７をシリコン樹脂で形成した場合は、その屈折率が約１．４であり、結晶成長用基板９をサファイアで形成した場合には、結晶成長用基板９の屈折率が約１．７となる。そのため、発光装置１の外部雰囲気が空気（屈折率＝約１．０）の場合、封止体１７の屈折率が、空気の屈折率より結晶成長用基板９の屈折率に近い値となるため、結晶成長用基板９の内部から外部へ放出される光の全反射を低減し、発光装置１の外部への光の取り出し効率を向上させることができる。
【００２３】
以上のように構成された発光装置１は、各電極配線７ａ〜７ｆを、図示しない外部の駆動回路に接続し、電極配線７ａ〜７ｆの隣接する電極配線間に順方向電圧を印加することで、各発光素子５の半導体積層部１１におけるｐｎ接合領域に順方向電流が供給され、このｐｎ接合領域が発光する。このｐｎ接合領域から発せられた光は、結晶成長用基板９を介して封止体１７へ入射するか、直接、封止体１７へ入射し、封止体１７から外部へ放出される。このとき、光反射部３ｂの内周面３ｄに入射した光は、この内周面３ｄによって反射されて外部へ放出される。
【００２４】
本実施形態に係る発光装置１によれば、電極配線７ｂが帯状に延びており、電極配線７ｂの左側の周縁部に沿って配列された５個の発光素子５におけるアノード電極１３と、電極配線７ｂの右側の周縁部に沿って配列された５個の発光素子５におけるアノード電極１３とが、一括して１本の電極配線７ｂによって接続されている。また、電極配線７ｄも同様、左右両側の周縁部それぞれに沿って配列された発光素子５（左側５個、右側５個）におけるアノード電極１３を一括して接続している。一方、電極配線７ｃ，７ｅはそれぞれ、左右両側の周縁部それぞれに沿って配列された発光素子５（左側５個、右側５個）におけるカソード電極１５を一括して接続している。
【００２５】
したがって、電極配線７ｂ〜７ｅの幅を太くすることができ、電極配線７ｂ〜７ｅの電気抵抗を小さくすることができる。そのため、電極配線７ｂ〜７ｅにおける電圧降下が小さくなり、エネルギー効率を向上させることができる。
【００２６】
さらに、本実施形態によれば、この電極配線７ｂ〜７ｅが、支持基板３における基体部３ａと光反射部３ｂとの間に形成されているため、従来例のように開口部３ｃ間の間隔を広げずとも、上記のように左右に隣接するアノード電極１３又はカソード電極１５を一括して接続することによって電極配線７の幅を太くすることができる。したがって、本実施形態によれば、開口部３ｃの配置間隔を密にして発光素子５を高密度に配置しつつ、電極配線７の幅を太くすることが可能となる。そのため、発光装置１の単位面積当たりの発光強度を高くするとともに、エネルギー効率を向上させることができる。
【００２７】
また、本実施形態の発光装置１によれば、光反射部３ｂの複数の開口部３ｃが、各電極配線７の屈曲部に対応する位置に配置されることで、発光素子５が千鳥状に配置されている。特に、本実施形態では、複数の開口部３ｃが２次元的に最密充填配置されているため、発光素子５を高密度に配置することができ、発光装置１の単位面積当たりの発光強度を高めることができる。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、光反射部３ｂの開口部３ｃが、図１の左右方向に５個配列され、電極配線７の周縁部に沿って５個配列されているが、これに限定されるものではなく、それぞれ任意の数の開口部３ｃを配列してもよい。また、開口部３ｃの形状は、図１に示す平面視円形状に限定されず、四角形状、六角形状等の多角形状等、任意の形状に形成してもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、複数の発光素子５が電極配線７ａ〜７ｆによって並列に接続されているが、例えば、直列に接続してもよい。この場合、図３に示すように、電極配線７ｂの右側の周縁部に沿って配列された５個の発光素子５を１８０度回転させ、電極配線７ｂの右側の周縁部に発光素子５のカソード電極１５を接続し、電極配線７ｃの左側の周縁部に発光素子５のアノード電極１３を接続する。また、電極配線７ｄの右側の周縁部に沿って配列された５個の発光素子５も、同様に１８０度回転させ、電極配線７ｄの右側の周縁部に発光素子５のカソード電極１５を接続し、電極配線７ｅの左側の周縁部に発光素子５のアノード電極１３を接続する。こうすることで、図３の左右方向にそれぞれ一列に配列された５個の発光素子５からなる５つの発光素子列５１〜５５における各発光素子５が、６本の電極配線７ａ〜７ｆによって直列に接続される。そして、左右方向の両端に位置する電極配線７ａ，７ｆを、図示しない外部の駆動回路に接続し、順方向電圧を印加する。これにより、各発光素子５に順方向電流が供給され、半導体積層部１１のｐｎ接合領域が発光する。
【００３０】
また、図１に示す発光装置１では、電極配線７ａ〜７ｄをそれぞれ独立して形成しているが、例えば、電極配線７ａ，７ｃ，７ｅを基体部３上の一方（図１の上側）の端部で互いに接続するとともに、電極配線７ｂ，７ｄ，７ｆを基体部３上の他方（図１の下側）の端部で互いに接続してもよい。この場合、電極配線７ａ，７ｃ，７ｅと電極配線７ｂ，７ｄ，７ｆとの間に一括して電圧を印加することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、帯状に延びる各電極配線７が複数（図示例では５個）の屈曲部を有する波形形状に形成されているが、各電極配線７の屈曲部の数及び形状はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、各電極配線７の屈曲部の数を１つにしてもよい。また、例えば、図５に示すように、各電極配線７に屈曲部を形成せずに、各電極配線７を直線状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  発光装置
３  支持基板
３ａ  基体部
３ｂ  光反射部
３ｃ  開口部
３ｄ  内周面
５  発光素子
７  電極配線
１３  アノード電極
１５  カソード電極
１７  封止体
【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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