(57)【要約】【課題】  高輝度化を図ることが可能なＬＥＤ光源モジュールを提供すること。【解決手段】  ＬＥＤ光源モジュール１０１は、金属からなり主面２１１およびこの主面２１１よりも隆起した隆起部２１２を有する基材２１０、および基材２１０の主面２１１を覆うとともに、隆起部２１２の少なくとも一部を露出させる絶縁層２３０を具備する基板２００と、隆起部２１２に支持されたＬＥＤチップ３００と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する導通支持部材と、
上記主面に支持され、かつ上記導通支持部材を経由して電力が供給される第１および第２ＬＥＤチップと、を備えており、
上記第１ＬＥＤチップは、上記主面と対向する方向を向く第１下面電極およびこの第１下面電極とは反対側を向く第１上面電極を有しており、
上記第２ＬＥＤチップは、上記第１ＬＥＤの上記第１上面電極と同じ側を向く第２上面電極を有しており、
上記第１ＬＥＤチップの上記第１上面電極と上記第２ＬＥＤチップの上記第２上面電極とを接続するワイヤを備えることを特徴とする、ＬＥＤ光源モジュール。
【請求項２】
上記導通支持部材は、基材とこの基材上に形成された配線層とを有する、請求項１に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項３】
上記基材は、金属からなり、
上記導通支持部材は、上記基材と上記配線層との間に介在する絶縁層を有する、請求項２に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項４】
上記第２ＬＥＤチップは、上記第１ＬＥＤチップの上記第１下面電極と同じ側を向く第２下面電極を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項５】
上記第２ＬＥＤチップは、上記第２上面電極と同じ側を向く追加の第２上面電極を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項６】
上記主面に支持され、かつ上記導通支持部材を経由して電力が供給される第３ＬＥＤチップをさらに備えており、
上記第３ＬＥＤチップは、上記主面と対向する方向を向く第３下面電極およびこの第３下面電極とは反対側を向く第３上面電極を有しており、
上記第２ＬＥＤチップの上記追加の第２上面電極と上記第３ＬＥＤチップの上記第３上面電極とを接続する追加のワイヤを備えている、請求項５に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項７】
上記第２ＬＥＤチップと上記導通支持部材との間に介在するサブマウント基板を備える、請求項６に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項８】
上記第１および第２ＬＥＤチップを覆うとともに蛍光材料を含む封止樹脂をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項９】
上記第２ＬＥＤチップは、青色光を発する、請求項８に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１０】
上記第１ＬＥＤチップは、赤色光を発する、請求項９に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１１】
上記蛍光材料は、青色光によって励起されることにより緑色光を発する、請求項９または１０に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１２】
上記蛍光材料は、硫化物からなる、請求項１１に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１３】
上記導通支持部材に支持されており、かつ上記第１および第２ＬＥＤチップを囲む反射面を有するケースをさらに備えている、請求項１ないし１２のいずれかに記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１４】
上記導通支持部材のうち上記反射面に囲まれた領域である内部領域の少なくとも一部と、上記第１ＬＥＤの側面の少なくとも一部と、を覆う被覆樹脂を備える、請求項１３に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１５】
上記被覆樹脂は、上記配線層のうち上記内部領域において上記第１および上記第２ＬＥＤチップから露出した部分を覆っている、請求項１４に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１６】
上記被覆樹脂は、白色である、請求項１４または１５に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１７】
上記被覆樹脂と上記ケースとの接合部分のうち上記基材の上記主面から最も離間した部位は、上記第１および第２ＬＥＤチップのいずれの部位よりも上記主面から離間している、請求項１４ないし１６のいずれかに記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１８】
上記基材は、上記主面よりも隆起した隆起部を有しており、
上記絶縁層は、上記基材の上記主面を覆うとともに、上記隆起部の少なくとも一部を露出させており、
上記第２ＬＥＤチップは、上記隆起部に支持されている、請求項３に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項１９】
上記隆起部は、上記主面と平行である頂面と、この頂面および上記主面を繋ぐ傾斜面と、を有する、請求項１８に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項２０】
上記絶縁層は、上記隆起部のうち上記頂面を露出させている、請求項１９に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項２１】
上記基材は、その厚さ方向において上記隆起部の反対側に位置し、上記厚さ方向視において上記隆起部に重なる陥没部を有する、請求項２０に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項２２】
上記陥没部は、上記主面と平行である底面を有する、請求項２１に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【請求項２３】
上記底面は、上記厚さ方向視において上記隆起部に内包されている、請求項２２に記載のＬＥＤ光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２０は、従来のＬＥＤ光源モジュールの一例を示している。同図に示されたＬＥＤ光源モジュール９００は、基板９１、ＬＥＤチップ９５、サブマウント基板９６、ケース９７および封止樹脂９９を備えている。ＬＥＤ光源モジュール９００は、比較的小型のモジュールとして構成されることにより、電子機器の点光源として用いられるもの、細長い基板９１に複数のＬＥＤチップ９５が配置されることにより細長いバー状光源として用いられるもの、基板９１に複数のＬＥＤチップ９５がマトリクス状に配置されることにより、面状光源として用いられるもの、などがある。
【０００３】
基板９１は、基材９２および配線層９４からなる。基材９２は、たとえばアルミなどからなる金属板である。配線層９４は、ＬＥＤチップ９５への導通経路を形成している。基材９２と配線層９４との間には絶縁層が介在している。ＬＥＤチップ９５は、半導体からなる複数の層が積層された構造を有し、サブマウント基板９６上に搭載されている。ＬＥＤチップ９５と配線層９４とはワイヤ９３を介して接続されている。サブマウント基板９６は、たとえばＳｉからなり、絶縁層９３に接合されている。ケース９７は、ＬＥＤチップ９５を囲んでおり、反射面９８を有する。封止樹脂９９は、ＬＥＤチップ９５を覆っている。
【０００４】
ＬＥＤ光源モジュール９００においては、ワイヤ９３を基板９１の配線層９４にボンディングするためのスペースが必要である。たとえば、ＬＥＤ光源モジュール９００の高輝度化を目的として複数のＬＥＤチップ９５を備える構成とした場合、配線層９４に対するワイヤ９３のボンディング箇所が増加する。このため、ＬＥＤ光源モジュール９００の小型化が阻害されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図ることが可能なＬＥＤ光源モジュールを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供されるＬＥＤ光源モジュールは、主面を有する導通支持部材と、上記主面に支持され、かつ上記導通支持部材を経由して電力が供給される第１および第２ＬＥＤチップと、を備えており、上記第１ＬＥＤチップは、上記主面と対向する方向を向く第１下面電極およびこの第１下面電極とは反対側を向く第１上面電極を有しており、上記第２ＬＥＤチップは、上記第１ＬＥＤの上記第１上面電極と同じ側を向く第２上面電極を有しており、上記第１ＬＥＤチップの上記第１上面電極と上記第２ＬＥＤチップの上記第２上面電極とを接続するワイヤを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導通支持部材は、基材とこの基材上に形成された配線層とを有する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基材は、金属からなり、上記導通支持部材は、上記基材と上記配線層との間に介在する絶縁層を有する。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２ＬＥＤチップは、上記第１ＬＥＤチップの上記第１下面電極と同じ側を向く第２下面電極を有する。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２ＬＥＤチップは、上記第２上面電極と同じ側を向く追加の第２上面電極を有する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主面に支持され、かつ上記導通支持部材を経由して電力が供給される第３ＬＥＤチップをさらに備えており、上記第３ＬＥＤチップは、上記主面と対向する方向を向く第３下面電極およびこの第３下面電極とは反対側を向く第３上面電極を有しており、上記第２ＬＥＤチップの上記追加の第２上面電極と上記第３ＬＥＤチップの上記第３上面電極とを接続する追加のワイヤを備えている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２ＬＥＤチップと上記導通支持部材との間に介在するサブマウント基板を備える。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２ＬＥＤチップを覆うとともに蛍光材料を含む封止樹脂をさらに備える。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２ＬＥＤチップは、青色光を発する。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１ＬＥＤチップは、赤色光を発する。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記蛍光材料は、青色光によって励起されることにより緑色光を発する。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記蛍光材料は、硫化物からなる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導通支持部材に支持されており、かつ上記第１および第２ＬＥＤチップを囲む反射面を有するケースをさらに備えている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導通支持部材のうち上記反射面に囲まれた領域である内部領域の少なくとも一部と、上記第１ＬＥＤの側面の少なくとも一部と、を覆う被覆樹脂を備える。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記被覆樹脂は、上記配線層のうち上記内部領域において上記第１および上記第２ＬＥＤチップから露出した部分を覆っている。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記被覆樹脂は、白色である。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記被覆樹脂と上記ケースとの接合部分のうち上記基材の上記主面から最も離間した部位は、上記第１および第２ＬＥＤチップのいずれの部位よりも上記主面から離間している。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基材は、上記主面よりも隆起した隆起部を有しており、上記絶縁層は、上記基材の上記主面を覆うとともに、上記隆起部の少なくとも一部を露出させており、上記第２ＬＥＤチップは、上記隆起部に支持されている。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記隆起部は、上記主面と平行である頂面と、この頂面および上記主面を繋ぐ傾斜面と、を有する。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記絶縁層は、上記隆起部のうち上記頂面を露出させている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基材は、その厚さ方向において上記隆起部の反対側に位置し、上記厚さ方向視において上記隆起部に重なる陥没部を有する。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記陥没部は、上記主面と平行である底面を有する。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底面は、上記厚さ方向視において上記隆起部に内包されている。
【００３０】
このような構成によれば、上記ワイヤによって上記第１ＬＥＤチップの上記第１上面電極と上記第２ＬＥＤチップの上記第２上面電極とが互いに接続されている。このため、上記第１ＬＥＤチップの上記第１上面電極および上記第２ＬＥＤチップの上記第２上面電極から上記導通支持部材へと延びるワイヤは設ける必要がない。これにより、上記導通支持部材へとワイヤをボンディングする工程が不要であり、上記第１ＬＥＤチップおよび上記第２ＬＥＤチップの周囲に、ボンディングのためのキャピラリなどを進入させるスペースを設けずに済む。したがって、上記ＬＥＤ光源モジュールの小型化を図ることができる。
【００３１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す平面図である。
【図２】図１のＬＥＤ光源モジュールを示す要部平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図４】図１のＬＥＤ光源モジュールを示す要部拡大断面図である。
【図５】図１のＬＥＤ光源モジュールを示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す要部断面図である。
【図７】図６のＬＥＤ光源モジュールを示す要部拡大断面図である。
【図８】図６のＬＥＤ光源モジュールを示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す要部断面図である。
【図１０】図９のＬＥＤ光源モジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１１】図９のＬＥＤ光源モジュールの製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図１２】図９のＬＥＤ光源モジュールの製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図１３】図９のＬＥＤ光源モジュールの製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図１４】図９のＬＥＤ光源モジュールの製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図１５】図９のＬＥＤ光源モジュールの製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す要部断面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す要部断面図である。
【図１８】本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す要部断面図である。
【図１９】本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示す要部断面図である。
【図２０】従来のＬＥＤ光源モジュールの一例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００３４】
図１〜図５は、本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０１は、基板２００、第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０、ワイヤ３９１、被覆樹脂４１０、封止樹脂４２０およびケース５００を備えている。ＬＥＤ光源モジュール１０１は、細長い基板２００に複数の第１ＬＥＤチップ３１０および複数の第２ＬＥＤチップ３２０が配置されることにより細長いバー状光源として構成されている。このようなＬＥＤ光源モジュールは、平板状の導光板の側面に正対する位置に配置されることにより、この導光板から面状光を出射するために用いられる。この面状光は、たとえば液晶表示装置のバックライトとして利用される。なお、図２においては、理解の便宜上、被覆樹脂４１０および封止樹脂４２０を省略している。
【００３５】
基板２００は、全体としてｘ方向に長く延びる細長形状とされている。この長手方向に沿って、複数のケース５００が配置されている。本実施形態においては、それぞれのケース５００は同一形状であり、後述するケース５００の内部における構成も同一である。
【００３６】
基板２００のｘ方向一端寄り部分は、幅方向寸法が部分的に大となっている。この部分には、コネクタ７９０が搭載されている。コネクタ７９０は、ＬＥＤ光源モジュール１０１を、たとえば液晶表示装置に組み込む際に、電気的な接続をなすために用いられる。
【００３７】
基板２００は、基材２１０、絶縁層２３０、配線層２４０およびレジスト層２６０からなる。
【００３８】
基材２１０は、ｘ方向に長く延びる略帯状の金属板であり、たとえばＡｌ、Ｃｕ、Ｆｅなどからなる。本実施形態においては、基材２１０の材質としてＡｌが選択されており、基材２１０の厚さはたとえば１．０〜１．５ｍｍ程度である。基材２１０は、主面２１１および裏面２１５を有する。主面２１１および裏面２１５は、ｚ方向において互いに反対方向を向く。
【００３９】
絶縁層２３０は、基材２１０の主面２１１を覆っており、絶縁性樹脂あるいはＳｉＯ2などの絶縁材料からなる。絶縁層２３０の厚さは、たとえば１００μｍ程度である。
【００４０】
配線層２４０は、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０への導通経路を形成するものであり、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｕなどの金属からなる。配線層２４０は、絶縁層２３０上に形成されている。本実施形態においては、配線層２４０は、たとえばＣｕのみからなる。配線層２４０は、第１パッド２４１および第２パッド２４２を有する。第１パッド２４１および第２パッド２４２は、ｘ方向において離間配置されている。また、ケース５００の外側の領域においては、配線層２４０は、レジスト層２６０によって覆われている。レジスト層２６０は、たとえば白色である。
【００４１】
ケース５００は、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０を囲むように基板２００上に形成されており、たとえば白色樹脂からなる。ケース５００は、反射面５０１を有している。反射面５０１は、ｚ方向に対して傾斜しており、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０からｘ方向およびｙ方向に向かって発せられた光を反射することによりｚ方向上方に向かわせる機能を果たす。
【００４２】
図２および図３に示すように、ケース５００に囲まれた領域には、１つの第１ＬＥＤチップ３１０と１つの第２ＬＥＤチップ３２０が配置されている。
【００４３】
図３および図４に示すように、第１ＬＥＤチップ３１０は、下面電極３１１および上面電極３１２を有している。下面電極３１１は、基板２００の主面２１１と対向する方向であるｚ方向下方を向いており、たとえばＡｕメッキ層からなる。上面電極３１２は、下面電極３１１とは反対側であるｚ方向上方を向いており、たとえばＡｕメッキ層からなる。下面電極３１１は、本発明で言う第１下面電極に相当し、上面電極３１２は、本発明で言う第１上面電極に相当する。
【００４４】
第１ＬＥＤチップ３１０は、たとえば下面電極３１１の直上に位置するＳｉ基板と、このＳｉ基板と上面電極３１２との間に介在する半導体層とを有する。この半導体層は、たとえばＧａＡｓ系半導体からなる。また、下面電極３１１は、ｎ型電極として機能し、上面電極３１２は、ｐ型電極として機能する。このような構成により、第１ＬＥＤチップ３１０は、赤色光を主にｚ方向上方に向けて出射する。
【００４５】
下面電極３１１は、金属接合層３４１を介して配線層２４０の第１パッド２４１に接合されている。金属接合層３４１は、たとえばＡｇペーストからなる。あるいは、下面電極３１１と第１パッド２４１とを共晶接合することによって、金属接合層３４１が形成されてもよい。上面電極３１２は、平面視において偏った位置に設けられており、本実施形態においては、第２ＬＥＤチップ３２０寄りに偏っている。
【００４６】
図３および図５に示すように、第２ＬＥＤチップ３２０は、下面電極３２１および上面電極３２２を有している。下面電極３２１は、基板２００の主面２１１と対向する方向であるｚ方向下方を向いており、たとえばＡｕメッキ層からなる。上面電極３２２は、下面電極３２１とは反対側であるｚ方向上方を向いており、たとえばＡｕメッキ層からなる。下面電極３２１は、本発明で言う第２下面電極に相当し、上面電極３２２は、本発明で言う第２上面電極に相当する。
【００４７】
第２ＬＥＤチップ３２０は、たとえば下面電極３２１の直上に位置するＳｉ基板と、このＳｉ基板と上面電極３２２との間に介在する半導体層とを有する。この半導体層は、たとえばＧａＮ系半導体からなる。また、下面電極３２１は、ｐ型電極として機能し、上面電極３２２は、ｎ型電極として機能する。このような構成により、第２ＬＥＤチップ３２０は、青色光を主にｚ方向上方に向けて出射する。
【００４８】
下面電極３２１は、金属接合層３４１を介して配線層２４０の第２パッド２４２に接合されている。金属接合層３４１は、たとえばＡｇペーストからなる。あるいは、下面電極３２１と第２パッド２４２とを共晶接合することによって、金属接合層３４１が形成されてもよい。上面電極３２２は、平面視において偏った位置に設けられており、本実施形態においては、第１ＬＥＤチップ３１０寄りに偏っている。
【００４９】
ワイヤ３９１は、第１ＬＥＤチップ３１０の上面電極３１２と第２ＬＥＤチップ３２０の上面電極３２２とを接続しており、たとえばＡｕからなる。より具体的には、第２ＬＥＤチップ３２０の上面電極３２２には、ワイヤ３９１のファーストボンディング部が形成されている。一方、第１ＬＥＤチップ３１０の上面電極３１２には、予め形成されたＡｕバンプに対してワイヤ３９１のセカンドボンディング部が圧着されている。このような構成により、第１ＬＥＤチップ３１０と第２ＬＥＤチップ３２０とは、ワイヤ３９１を介して直列に接続されている。
【００５０】
被覆樹脂４１０は、第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０を除き、ケース５００によって囲まれた領域を覆っている。第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０それぞれの側面は、その大部分または全部が被覆樹脂４１０によって覆われている。被覆樹脂４１０の材質は特に限定されないが、本実施形態においては、たとえば酸化チタンが混入されたシリコーン樹脂などの白色樹脂からなる。
【００５１】
被覆樹脂４１０は、その外端縁がケース５００の反射面５０１に接している。本実施形態においては、被覆樹脂４１０とケース５００との接合部分のうち主面２１１からｚ方向上方に最も離間した部位は、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０のいずれの部位よりも主面２１１からｚ方向上方に離間している。被覆樹脂４１０は、反射面４１１を有している。反射面４１１は、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０の上面付近からケース５００の反射面５０１に向かうほどｚ方向において基材２１０から遠ざかるようになだらかに傾斜している。
【００５２】
封止樹脂４２０は、各ケース５００によって囲まれた領域において、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０を覆っている。封止樹脂４２０は、たとえば透明なエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などに蛍光材料が混入された材質からなる。この蛍光材料は、たとえば第２ＬＥＤチップ３２０からの青色光によって励起されることにより、緑色光を発する。
【００５３】
本実施形態においては、封止樹脂４２０に含まれる上記蛍光材料は、硫化物系の蛍光材料である。硫化物系の蛍光材料は、カルシウムサルファイド（ＣａＳ）、ジンクサルファイド（ＺｎＳ）、ストロンチウムサルファイド（ＳｒＳ）、ストロンチウムチオガレート（ＳｒＧａ２Ｓ４）、および、カルシウムチオガレート（ＣａＧａ２Ｓ４）からなる群より選択される１以上の硫化物を含む。蛍光体を構成する硫化物系の蛍光材料は、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｄｙ、およびＴｍのうちの少なくとも一元素がドーピングされた材料である。
【００５４】
赤色光を発する蛍光材料の場合、発せられる光の波長のピークは、６２５−７４０ｎｍである。赤色光を発する蛍光材料は、たとえば、ユーロピウムがドーピングされたカルシウムサルファイド（ＣａＳ：Ｅｕ）、ユーロピウムがドーピングされたジンクサルファイド（ＺｎＳ：Ｅｕ）、および、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウムサルファイド（ＳｒＳ：Ｅｕ）のいずれかよりなる。緑色光を発する蛍光材料の場合、発せられる光の波長のピークは、５００−５６５ｎｍである。緑色光を発する蛍光材料は、たとえば、ユーロピウムがドーピングされたストロンチウムチオガレート（ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ）、または、ユーロピウムがドーピングされたカルシウムチオガレート（ＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ）よりなる。赤色を発する蛍光材料や緑色光を発する蛍光材料にドーピングされる元素は、Ｅｕに限定されず、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｄｙ、およびＴｍのいずれかであってもよい。
【００５５】
次に、ＬＥＤ光源モジュール１０１の作用について説明する。
【００５６】
本実施形態によれば、図３〜図５に示すように、ワイヤ３９１によって第１ＬＥＤチップ３１０の上面電極３１２と第２ＬＥＤチップ３２０の上面電極３２２とが互いに接続されている。このため、第１ＬＥＤチップ３１０の上面電極３１２および第２ＬＥＤチップ３２０の上面電極３２２から配線層２４０へと延びるワイヤは設ける必要がない。これにより、配線層２４０へとワイヤをボンディングする工程が不要であり、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０の周囲に、ボンディングのためのキャピラリなどを進入させるスペースを設けずに済む。したがって、ＬＥＤ光源モジュール１０１の小型化を図ることができる。
【００５７】
配線層２４０にワイヤをボンディングしないため、配線層２４０の構造をワイヤボンディングに適した構造とする必要がない。このため、ワイヤボンディングに適した構造である表層を覆うＡｕメッキなどを設けずにすむ。これは、製造工程の簡略化とともにコスト低減に有利である。
【００５８】
また、被覆樹脂４１０により配線層２４０が覆われているため、被覆樹脂４１０が保護膜として機能する。これにより、たとえば硫化ガスなどが配線層２４０と反応するのを抑制できる。特に封止樹脂４２０が硫化物系の蛍光材料を含むため、封止樹脂４２０から生じた硫化ガスによって配線層２４０が劣化することを防止することができる。また、被覆樹脂４１０を白色とすることによって、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０の光を上方に反射することにより、ＬＥＤ光源モジュール１０１の輝度を向上することができる。さらに、硫化物系の蛍光材料を含む封止樹脂４２０を採用することにより、より鮮やかな白色光を発することができるという利点がある。
【００５９】
被覆樹脂４１０がケース５００の反射面５０１の上端付近まで到達していることにより、第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０からの光は、ケース５００には到達しにくい構成となっている。比較的高強度とすることが求められるケース５００の材質は、たとえばそれほど強度が求められない被覆樹脂４１０の材質と比べて、光を受けることによって劣化しやすい。この劣化を、被覆樹脂４１０によって抑制することができる。
【００６０】
図６〜図１９は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００６１】
図６〜図８は、本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０２は、各ケース５００に囲まれた領域に第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０および第３ＬＥＤチップ３３０とワイヤ３９１，３９２が配置されている。第１ＬＥＤチップ３１０は、上述したＬＥＤ光源モジュール１０１と同様の構成である。
【００６２】
本実施形態の第２ＬＥＤチップ３２０は、図７に示すように上面電極３２２および上面電極３２３を有している。上面電極３２３は、本発明で言う追加の第２上面電極に相当し、たとえばＡｕメッキ層によって形成されている。上面電極３２２は、ｎ型電極として機能し、上面電極３２３は、ｐ型電極として機能する。
【００６３】
また、本実施形態においては、基板２００と第２ＬＥＤチップ３２０との間にサブマウント基板３０１が設けられている。サブマウント基板３０１は、たとえばＳｉからなり、その厚さがたとえば３００μｍ程度である。本実施形態においては、第２ＬＥＤチップ３２０は、サブマウント基板３０１を介して基材２１０の主面２１１に間接的に支持されている。サブマウント基板３０１と配線層２４０の第２パッド２４２とは、金属接合層３４１を介して接合されている。本実施形態においては、金属接合層３４１は、たとえばＡｇからなる。また、第２ＬＥＤチップ３２０とサブマウント基板３０１とは、たとえばＳｉあるいはエポキシ樹脂からなる接合層３４２を介して接合されている。
【００６４】
図６および図８に示すように、第３ＬＥＤチップ３３０は、下面電極３３１および上面電極３３２を有している。下面電極３３１は、基板２００の主面２１１と対向する方向であるｚ方向下方を向いており、たとえばＡｕメッキ層からなる。上面電極３３２は、下面電極３３１とは反対側であるｚ方向上方を向いており、たとえばＡｕメッキ層からなる。下面電極３３１は、本発明で言う第３下面電極に相当し、上面電極３３２は、本発明で言う第３上面電極に相当する。
【００６５】
第３ＬＥＤチップ３３０は、たとえば下面電極３３１の直上に位置するＳｉ基板と、このＳｉ基板と上面電極３３２との間に介在する半導体層とを有する。この半導体層は、たとえばＧａＡｓ系半導体からなる。また、下面電極３３１は、ｐ型電極として機能し、上面電極３３２は、ｎ型電極として機能する。このような構成により、第３ＬＥＤチップ３３０は、赤色光を主にｚ方向上方に向けて出射する。
【００６６】
下面電極３３１は、金属接合層３４１を介して配線層２４０の第３パッド２４３に接合されている。金属接合層３４１は、たとえばＡｇペーストからなる。あるいは、下面電極３３１と第３パッド２４３とを共晶接合することによって、金属接合層３４１が形成されてもよい。上面電極３３２は、平面視において偏った位置に設けられており、本実施形態においては、第２ＬＥＤチップ３２０寄りに偏っている。
【００６７】
本実施形態においては、ワイヤ３９１は、第１ＬＥＤチップ３１０の上面電極３１２と第２ＬＥＤチップ３２０の上面電極３２２とを接続している。また、ワイヤ３９２は、本発明で言う追加のワイヤに相当し、第２ＬＥＤチップ３２０の上面電極３２３と第３ＬＥＤチップ３３０の上面電極３３２とを接続している。
【００６８】
配線層２４０は、第１パッド２４１、第２パッド２４２および第３パッド２４３を有している。このうち第１パッド２４１および第３パッド２４３は、第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０および第３ＬＥＤチップ３３０を点灯させるための電力供給経路の一部をなす。一方、第２パッド２４２は、電力供給経路をなしておらず、第２ＬＥＤチップ３２０が搭載されたサブマウント基板３０１を接合するための便宜として形成されている。
【００６９】
被覆樹脂４１０は、ケース５００に囲まれた領域のうち、第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０および第３ＬＥＤチップ３３０を除く部位を覆っている。また、被覆樹脂４１０は、第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０および第３ＬＥＤチップ３３０それぞれの側面のすべてまたは大部分を覆っている。
【００７０】
このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源モジュール１０２の小型化を図ることができる。青色光を発する第２ＬＥＤチップ３２０を挟んで赤色光を発する第１ＬＥＤチップ３１０と第３ＬＥＤチップ３３０とを配置することにより、赤色光の光量が相対的に不足することを回避できる。また、３つの第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０および第３ＬＥＤチップ３３０が１つのケース５００に囲まれた領域に配置されているにもかかわらず、ワイヤ３９１，３９２のいずれもが配線層２４０にはボンディングされていない。これは、多数のＬＥＤチップを備えることによって高輝度化を図りつつ、小型化を図ることができることを意味する。
【００７１】
図９および図１０は、本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０３においては、基材２１０には、隆起部２１２および陥没部２１６が形成されている。
【００７２】
隆起部２１２は、主面２１１よりもｚ方向上方に隆起した部位であり、本実施形態においては、頂面２１３および傾斜面２１４を有する。頂面２１３は、隆起部２１２のうちｚ方向上方にもっとも突出した部位の表面であり、主面２１１と平行である。本実施形態においては、頂面２１３は、矩形状である。傾斜面２１４は、主面２１１と頂面２１３とに繋がっており、ｘｙ平面に対して傾斜している。隆起部２１２の主面２１１からの隆起高さは、たとえば１５０〜２００μｍである。
【００７３】
陥没部２１６は、裏面２１５よりもｚ方向上方に凹んだ部位であり、ｚ方向視において隆起部２１２と重なっている。本実施形態においては、陥没部２１６は、底面２１７を有している。底面２１７は、裏面２１５と平行であり、本実施形態においては、矩形状である。ｚ方向視において、底面２１７は、隆起部２１２に内包されている。また底面２１７と頂面２１３とは、ｚ方向視においてそれぞれの外縁が互いにほとんど重なっているか、底面２１７の外縁が頂面２１３の外縁に対して若干内側に位置している。陥没部２１６の裏面２１５からの陥没深さは、たとえば１５０〜２００μｍである。
【００７４】
メッキ層２２０は、隆起部２１２の頂面２１３を覆っており、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｕなどの金属からなる。本実施形態においては、メッキ層２２０は、Ｃｕからなる。メッキ層２２０には、サブマウント基板３０１が接合されている。
【００７５】
配線層２４０は、メッキ層２５１およびメッキ層２５２が積層された構成とされている。メッキ層２５１は、上述したＬＥＤ光源モジュール１０１，１０２における配線層２４０を構成していた層と同様のものである。メッキ層２５２は、メッキ層２５１上に積層されており、メッキ層２２０と同一の材質によって構成されている。
【００７６】
絶縁層２３０は、基材２１０の主面２１１を覆っており、絶縁性樹脂あるいはＳｉＯ2などの絶縁材料からなる。絶縁層２３０には、開口２３１が形成されている。開口２３１は、隆起部２１２の少なくとも一部を露出させるために設けられており、本実施形態においては、隆起部２１２の頂面２１３を露出させている。一方、隆起部２１２の傾斜面２１４は、絶縁層２３０によって覆われている。絶縁層２３０の厚さは、たとえば１００μｍ程度である。
【００７７】
次に、ＬＥＤ光源モジュール１０３の製造方法の一例について、図１１〜図１５を参照しつつ以下に説明する。
【００７８】
まず、図１１に示すように金属板２１０’を用意する。金属板２１０’は、たとえばＡｌ、Ｃｕ、Ｆｅなどからなる。本実施形態においては、金属板２１０’の材質としてＡｌが選択されており、金属板２１０’の厚さはたとえば１．０〜１．５ｍｍ程度である。金属板２１０’は、ｚ方向において互いに反対方向を向く主面２１１’および裏面２１５’を有する。次いで、主面２１１’を覆うように絶縁層２３０’を形成する。絶縁層２３０’は、絶縁性樹脂あるいはＳｉＯ2などの絶縁材料からなる。絶縁層２３０’の厚さは、たとえば１００μｍ程度である。次いで、絶縁層２３０’を覆うようにメッキ層２５１’を形成する。メッキ層２４１’の形成は、たとえば絶縁層２３０’上に無電解メッキによってＣｕメッキ層を形成することによりなされる。
【００７９】
次いで、メッキ層２５１’にたとえばエッチングを用いたパターニングを施すことにより、図１２に示すようにメッキ層２５１を形成する。次いで、図１３に示すように、金型６１０，６２０を用いて金属板２１０’を加工する。金型６１０は、上面が矩形状である。金型６２０は、矩形状の凹部６２１を有している。凹部６２１は、ｚ方向視において金型６１０の上面よりも若干大となっている。金属板２１０’の裏面２１５’側に金型６１０を配置し、金属板２１０’の主面２１１’側に金型６２０を配置する。そして、金型６１０と金型６２０とを接近させることにより、金属板２１０’に金型６１０の上面を嵌入させる。これにより、隆起部２１２と陥没部２１６とを有する基材２１０が得られる。金型６１０の上面が接していた部位が陥没部２１６の底面２１７となる。また、金型６１０に対応して金型６２０の凹部６２１に進入した部位の表面が頂面２１３となる。この際、本実施形態においては、メッキ層２５１は、金型６２０のうち凹部６２１を避けた位置と当接しており、変形されない。絶縁層２３０’は、隆起部２１２に沿った形状に変形される。
【００８０】
次いで、絶縁層２３０’の一部を除去することにより、図１４に示すように絶縁層２３０を形成する。絶縁層２３０’の一部を除去する処理は、たとえばスキージ６３０を用いてなされる。スキージ６３０の下端縁は、ｙ方向に平行に長く延びている。このスキージ６３０の下端縁をｚ方向において頂面２１３と同じか、若干下方に位置させた状態で、スキージ６３０をｘ方向に移動させる。これにより、絶縁層２３０’のうち頂面２１３よりもｚ方向上方に位置する部分がスキージ６３０によって除去される。この結果、頂面２１３のみを露出させる開口２３１を有する絶縁層２３０が形成される。本実施形態においては、メッキ層２５１は、頂面２１３よりも十分にｚ方向下方に位置するため、スキージ６３０には接触しない。
【００８１】
次いで、図１５に示すように、メッキ層２２０およびメッキ層２５２を形成する。メッキ層２２０およびメッキ層２５２は、たとえば電解メッキによって形成される。このため、導電体である基材２１０の頂面２１３およびメッキ層２５１を覆うようにメッキ層２２０およびメッキ層２５１が形成され、絶縁層２３０上には形成されない。以上の工程を経ることにより、基材２１０、メッキ層２２０、絶縁層２３０および配線層２４０からなる基板２００が得られる。
【００８２】
この後は、ケース５００の形成、第１ＬＥＤチップ３１０、第２ＬＥＤチップ３２０、サブマウント基板３０１および第３ＬＥＤチップ３３０の搭載、ワイヤ３９１，３９２のボンディングおよび封止樹脂４２０の形成を経ることにより、ＬＥＤ光源モジュール１０３が得られる。
【００８３】
このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源モジュール１０３の小型化を図ることができる。また、第２ＬＥＤチップ３２０は、絶縁層２３０を介することなく隆起部２１２に支持されている。これにより、第２ＬＥＤチップ３２０からの伝熱が絶縁層２３０によって妨げられることがない。したがって、第２ＬＥＤチップ３２０からの放熱を促進することが可能であり、ＬＥＤ光源モジュール１０３の高輝度化を図ることができる。
【００８４】
図１６は、本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０４においては、上述したＬＥＤ光源モジュール１０３と比べて、メッキ層２２０を備えておらず、配線層２４０が単層とされている点が異なっている。すなわち、本実施形態においては、図１５を用いて説明したメッキ工程が省略されている。このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源モジュール１０４の小型化を図ることができる。
【００８５】
図１７は、本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０５は、上述したＬＥＤ光源モジュール１０３と比べてサブマウント基板３０１を備えていない点が異なっている。すなわち、第２ＬＥＤチップ３２０が、基材２１０の隆起部２１２の頂面２１３を覆う絶縁層２３０に接合されている。本実施形態においては、隆起部２１２の高さは、第１ＬＥＤチップ３１０および第３ＬＥＤチップ３３０の高さと略同一とされている。このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源モジュール１０５の小型化を図ることができる。
【００８６】
図１８は、本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０６は、第１ＬＥＤチップ３１０が赤色光を発し、第２ＬＥＤチップ３２０が青色光を発し、第３ＬＥＤチップ３３０が緑色光を発する。第３ＬＥＤチップ３３０は、たとえばＧａＮ系半導体からなる半導体層を有する。また、本実施形態においては、封止樹脂４２０は、透明な樹脂からなり、蛍光材料は混入されていない。このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源モジュール１０６の小型化を図ることができる。また、第１ＬＥＤチップ３１０からの赤色光、第２ＬＥＤチップ３２０からの青色光および第３ＬＥＤチップ３３０から緑色光によって、白色光を生成することができる。このため、封止樹脂４には、蛍光材料を混入する必要がない。本実施形態においては、高輝度化等の目的により被覆樹脂４１０を設けているが、封止樹脂４２０に起因する硫化ガスによる劣化のおそれがないため、この点において、被覆樹脂４１０を省略した構成としてもよい。
【００８７】
図１９は、本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤ光源モジュールを示している。本実施形態のＬＥＤ光源モジュール１０７は、比較的小型のモジュールとして構成されることにより、電子機器の点光源として用いられるものである。この点において、上述したＬＥＤ光源モジュール１０１〜１０８が、ｘ方向に長く延びるバー状光源として構成されている点と異なる。ＬＥＤ光源モジュール１０７が第１ＬＥＤチップ３１０および第２ＬＥＤチップ３２０を備える点は、上述したＬＥＤ光源モジュール１０１と類似しているが、ＬＥＤ光源モジュール１０７のような点光源として用いられる構成に、上述したＬＥＤ光源モジュール１０２〜１０８における構成を適宜適用しても良いことはもちろんである。
【００８８】
本実施形態においては、２つのリード２７０およびリード２８０によって本発明で言う導通支持部材が構成されている。リード２７０およびリード２８０は、金属からなり、たとえば母材としてのＣｕ板にＮｉやＡｕなどのメッキが施されている。
【００８９】
リード２７０は、主面２７１および端子部２７５を有している。主面２７１は、ｚ方向上方を向いており第１ＬＥＤチップ３１０を支持している。端子部２７５は、ＬＥＤ光源モジュール１０７を図示しない回路基板などに実装するために用いられる。
【００９０】
リード２８０は、主面２８１および端子部２８５を有している。主面２８１は、ｚ方向上方を向いており第２ＬＥＤチップ３２０を支持している。端子部２８５は、ＬＥＤ光源モジュール１０７を図示しない回路基板などに実装するために用いられる。このような実施形態によっても、ＬＥＤ光源モジュール１０７の小型化を図ることができる。
【００９１】
本発明に係るＬＥＤ光源モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤ光源モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００９２】
本発明に係るＬＥＤ光源モジュールは、比較的小型のモジュールとして構成されることにより、電子機器の点光源として用いられるもの、細長い導通支持部材に複数のＬＥＤチップが配置されることにより細長いバー状光源として用いられるもの、導通支持部材に複数のＬＥＤチップがマトリクス状に配置されることにより、面状光源として用いられるもの、などがある。上記バー状光源の具体的な用途の一例としては、平板状の導光板の側面に正対する位置にＬＥＤ光源モジュールが配置されることにより、この導光板から面状光を出射する構成が挙げられる。この導光板に重ねられた液晶パネルに上記面状光を透過させることにより、ＬＥＤ光源モジュールは、液晶表示装置の光源として機能する。また、上記面状光源の具体的な用途の一例としては、液晶パネルとＬＥＤ光源モジュールを重ねて配置することにより、ＬＥＤ光源モジュールは液晶表示装置のバックライトとして機能する。これらの用途はあくまで一例であり、本発明に係るＬＥＤ光源モジュールは、様々な用途に種々の形態によって用いられる。
【符号の説明】
【００９３】
１０１  ＬＥＤ光源モジュール
１０２  ＬＥＤ光源モジュール
１０３  ＬＥＤ光源モジュール
１０４  ＬＥＤ光源モジュール
１０５  ＬＥＤ光源モジュール
１０６  ＬＥＤ光源モジュール
１０７  ＬＥＤ光源モジュール
２００  基板
２１０  基材
２１０’  金属板
２１１  主面
２１２  隆起部
２１３  頂面
２１４  傾斜面
２１５  裏面
２１６  陥没部
２１７  底面
２２０  メッキ層
２３０，２３０’  絶縁層
２３１  開口
２４０  配線層
２４１  第１パッド
２４２  第２パッド
２４３  第３パッド
２４１’  金属層
２５１  メッキ層
２５２  メッキ層
２６０  レジスト層
２７０  リード
２７１  主面
２７５  端子部
２８０  リード
２８１  主面
２８５  端子部
３１０  第１ＬＥＤチップ
３１１  下面電極
３１２  上面電極
３０１  サブマウント基板
３２０  第２ＬＥＤチップ
３２１  下面電極
３２２  上面電極
３２３  上面電極
３３０  第３ＬＥＤチップ
３３１  下面電極
３３２  上面電極
３４１  金属接合層
３４２  接合層
３９１  ワイヤ
３９２  ワイヤ
４１０  被覆樹脂
４１１  反射面
４２０  封止樹脂
５００  ケース
５０１  反射面
６１０，６２０  金型
６３０  スキージ
７９０  コネクタ
【図１】
2015002317.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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