(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と両側面を有し上面が開口した長尺の金属製容器と、複数の発光素子とを有し、前記金属製容器の底面に複数の発光素子を所定の間隔て固着実装すると共に、前記金属製容器の両端部に接続端子基板を配置し、隣り合う発光素子と接続端子基板および発光素子同士をワイヤーボンディングすることにより、複数の発光素子を接続端子基板間に直列接続し、前記金属製容器の内部を、前記接続端子基板の接続電極の少なくとも一部を除いて透光性樹脂にて充填し、前記透光性樹脂は蛍光粒子を混入した蛍光体含有樹脂である発光装置において、
前記金属製容器の端部は底面に突出部を有し、前記突出部に前記接続端子基板が配置されていると共に、前記接続端子基板の一部が前記突出部の上面に位置し、残部は前記金属製容器の底面の端部に最外側の発光素子と隣接して装着され、シリコーン樹脂からなる透光性樹脂で前記接続端子基板の接続電極の発光素子とワイヤーによって接続されている部分のみを封止して、他の部分を露出させ、前記露出されている接続電極の一部に給電用配線を接続したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記透光性樹脂は、前記各発光素子の周囲に被覆された蛍光体含有樹脂と前記金属製容器の内部に充填された透明樹脂とにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記金属製容器の側壁の内側の側面と、側面との距離の値が底面から上方に向かって大きくなるように側面を斜面状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子同士の間にダミーチップを設け、前記隣り合う発光素子同士を前記ダミーチップを介してワイヤーボンディングすることにより、電気的に接続したことを特徴とする請求項１，２または３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ダミーチップはシリコーンまたはサファイアからなる基板と、該基板上に設けるダミー電極とを有することを特徴とする請求項４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し、特に複数の発光素子を線状に配置して液晶表示装置のバックライトや各種照明用の光源とした発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、青色系発光ダイオード（ＬＥＤ）の出現により、発光素子（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、その低消費電力および高寿命といった素子の特徴から、各種照明機器に用いられるとともに、携帯電話機器に代表される多くの電子機器や各種制御機器に搭載されている。このような各種照明機器の光源や電子機器のキー照明、バックライト光源等に用いられる発光素子は単個では光量が不足するので、複数個の発光素子を搭載して光源とした発光装置が採用されている。このような複数個の発光素子を用いて照明の輝度を大きくすると発光素子の発熱が大きくなり、その放熱を速やかに行う必要がある。そこで放熱特性を向上させることを目的とする高輝度の発光装置として複数の発光素子を直線状に配置した発光装置が開示されている。
【０００３】
図１４は第１の従来例における発光装置を示す斜視図である。図１４に示すように、従来例における発光装置１０は、長溝１ａを有する基板１の長溝１ａの底に発光素子２ａ、２ｂ、２ｃ及び配線基板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが交互に且つ線状に配置され、これらがボンディングワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって電気的に直列接続されている。また、最外側の配線基板３ａ、３ｄには給電用配線５ａ、５ｂが接続されている。なお、基板１の長溝１ａ内には透光体樹脂６が充填されており発光素子２ａ、２ｂ、２ｃ等が封止されている。
【０００４】
図１５は図１４における発光装置の断面図である。図１５に示すように３個の発光素子２ａ、２ｂ、２ｃが透明シリコーン接着層９によって基板１に装着されている。また、４個の配線基板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはプリント配線基板であり、絶縁基板８及びその上に形成された導電層７よりなり、シリコーンペースト（図示せず）等により基板１に装着されている。なお、基板１は高反射率かつ高熱伝導率のＡｌ基板等が用いられているため放熱性に優れ発光素子２ａ、２ｂ、２ｃの輝度を増加させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６１０５６号公報（第４−６頁、図１−４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来例における発光装置１０は、基板１の長溝１ａの底に各発光素子２ａ、２ｂ、２ｃが配線基板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの間に配置されているため、構造が複雑になるという問題があった。また、基板１と配線基板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの熱膨張係数の差によって熱処理時に基板１の反りが生じるおそれがあるという問題があった。さらに、最外側の配線基板３ａ、３ｄが蛍光体樹脂６によって封止されているため、封止工程の前に予め配線基板３ａ、３ｄに給電用配線５ａ、５ｂを接続しておく必要があり、配線の取り方が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
（目的）
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、熱膨張係数の差によって発生する金属製容器の反りを防止すると共に、放熱効果にも優れ、且つ構造が簡単で配線の取り出しが容易な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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の発光装置は、底面と両側面を有し上面が開口した長尺の金属製容器と、複数の発光素子とを有し、前記金属製容器の底面に複数の発光素子を所定の間隔て固着実装すると共に、前記金属製容器の両端部に接続端子基板を配置し、隣り合う発光素子と接続端子基板および発光素子同士をワイヤーボンディングすることにより、複数の発光素子を接続端子基板間に直列接続し、前記金属製容器の内部を、前記接続端子基板の接続電極の少なくとも一部を除いて透光性樹脂にて充填し、前記透光性樹脂は蛍光粒子を混入した蛍光体含有樹脂である発光装置において、
前記金属製容器の端部は底面に突出部を有し、前記突出部に前記接続端子基板が配置されていると共に、前記接続端子基板の一部が前記突出部の上面に位置し、残部は前記金属製容器の底面の端部に最外側の発光素子と隣接して装着され、シリコーン樹脂からなる透光性樹脂で前記接続端子基板の接続電極の発光素子とワイヤーによって接続されている部分のみを封止して、他の部分を露出させ、前記露出されている接続電極の一部に給電用配線を接続したことを特徴とする発光装置。
【００１１】
また、前記透光性樹脂は、前記各発光素子の周囲に被覆された蛍光体含有樹脂と前記金属製容器の内部に充填された透明樹脂とにより構成されたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記金属製容器の側壁の内側の側面と、側面との距離の値が底面から上方に向かって大きくなるように側面を斜面状に形成したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記発光素子同士の間にそれぞれダミーチップを設け、前記隣り合う発光素子同士を前記ダミーチップを介してワイヤーボンディングすることにより、電気的に接続したことを特徴とする。
【００１６】
前記ダミーチップはシリコーンまたはサファイアからなる基板と、該基板上に設けるダミー電極とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱膨張係数の差によって発生する金属製容器の反りを防止することができると共に放熱効果にも優れ、且つ構造が簡単で配線の取り出しが容易な発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態における発光装置を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は上面側からみた平面図である。
【図２】図１（ａ）における発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１（ａ）における発光装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１（ｂ）における発光装置の配線状態を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における発光装置の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における発光装置の金属製容器を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における発光装置の金属製容器の他の例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における発光装置を示す斜視図である。
【図９】図８における発光装置を上面側からみた平面図である。
【図１０】図８における発光装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における発光装置の金属製容器を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における発光装置を示す平面図である。
【図１３】図１２における発光装置の配線状態を示す部分拡大図である。
【図１４】従来例における発光装置を示す斜視図である。
【図１５】従来例における発光装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における発光装置を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は上面側からみた平面図である。また、図２は、図１における発光装置のＡ−Ａ断面図、図３は図１における発光装置のＢ−Ｂ断面図である。以下、図に基づいて具体的実施形態について説明する。
【００２０】
図１、図２、図３に示すように本実施形態における発光装置２０は、底部１４と底部１４の両側からそれぞれ立ち上がる側壁１２、１３とを有し、上方が開口されている長尺の金属製容器１１と、この金属製容器１１の底部１４の内側の底面１４ａに所定の間隔て固着実装される複数の発光素子１７と、金属製容器１１の両端部１１ａ、１１ｂにおける底面１４ａのそれぞれに配置されている接続端子基板１５、１６を備えている。また、隣接する発光素子１７同士及び発光素子１７と隣接する接続端子基板１５、１６とはワイヤー１８によってワイヤーボンディングされ電気的に接続されている。これによって複数の発光素子１７が接続端子基板１５、１６間に直列接続される。
【００２１】
複数の発光素子１７は金属製容器１１の底面１４ａに絶縁された状態で熱伝導性接着材（図示せず）で接着配置されている。また、一方の接続端子基板１５はプリント配線基板であり、絶縁基板１５ａ及びその上に形成された接続電極１５ｂよりなり、シリコーンペースト（図示せず）等により金属製容器１１の底面１４ａの一方の端部１１ａに最外側の発光素子１７と隣接して装着されている。なお、他方の接続端子基板１６も同様に絶縁基板１６ａ及び接続電極１６ｂよりなり金属製容器１１の底面１４ａの他方の端部１１ｂに装着されている。
【００２２】
図４は図１（ｂ）における発光装置の配線状態を示す部分拡大図である。図４に示すように発光素子１７はｐ側電極１７ａとｎ側電極１７ｂとを備えている。一方の接続端子基板１５と隣接する発光素子１７とは、一方の接続端子基板１５の接続電極１５ｂと、隣接する発光素子１７のｐ側電極１７ａとがワイヤー１８によって電気的に接続されている。また、発光素子１７のｎ側電極１１ｂは、隣接する他の発光素子１７のｐ側電極１７ａとワイヤー１８によって電気的に接続されている。同様にその他の複数の発光素子１７が互いに隣接する発光素子１７同士ワイヤー１８によってワイヤーボンディングされ電気的に直列接続されている。また、他方の接続端子基板１６と隣接する発光素子１７とは、他方の接続端子基板１６の接続電極１６ｂと隣接する発光素子１７のｎ側電極１７ｂとがワイヤー１８によって電気的に接続されている。
【００２３】
さらに、金属製容器１１の側壁１２、１３の内側の側面１２ａ、１３ａと底面１４ａとに囲まれた金属製容器１１の内部をシリコーン樹脂からなる透光性樹脂１９で充填する。これにより発光素子１７とワイヤー１８と接続端子基板１５、１６の接続電極１５ａ、１６ａの一部を除いて光性樹脂１９で封止する。即ち、一方の接続端子基板１５の接続電極１５ａの発光素子１７とワイヤー１８によって接続されている部分のみを封止して、他の部分を露出させる。他方の接続端子基板１６についても同様に接続電極１６ａの発光素子１７とワイヤー１８によって接続されている部分のみを封止して、他の部分を露出させる。この露出されている接続電極１５ａ、１６ａの一部に給電用配線を接続することが出来るため、配線の取り出しが容易となる。なお、接続電極１５ａ、１６ａ全部を露出しても良いが発光素子１７とワイヤー１８によって接続されている部分は封止した方が発光素子１７とワイヤー１８との接続を安定化出来るため好ましい。
【００２４】
また、金属製容器１１の内部を充填する材料としては、前述の透光性樹脂１９の他に必要に応じて蛍光粒子を混入した蛍光体含有樹脂を充填しても良い。
図５は、金属製容器の内部を充填する透光性樹脂の他の例を示す発光装置の断面図である。図５に示すように、発光装置３０は発光素子１７の周囲を覆うように蛍光体含有樹脂２７を形成して、その後、金属製容器１１の内部に拡散剤含有樹脂２９を充填した例である。なお、拡散剤含有樹脂２９の代わりに前述の透光性樹脂１９を用いても良い。
【００２５】
図６は金属製容器１１を示す斜視図である。図６に示すように金属製容器１１は、断面形状がＵ宇形状をしたアルミニユウム材からなる長尺の容器で底部１４の両側から立ち上がる側壁１２、１３を備えている。この側壁１２、１３の内側の側面１２ａ、１３ａは、底面１４ａに対してほぼ垂直となるように形成されている。
【００２６】
図７は金属製容器の他の例を示す断面図である。図７に示すように、金属製容器２１の側壁２２、２３の内側の側面２２ａと、側面２３ａとの距離ｂの値が底面１４ａから上方に向かって大きくなるように側面２２ａ、２３ａを斜面状に形成しても良い。なお、金属製容器１１の材料については、アルミニユウム材の他に熱伝導性の良い金属材料を用いることもできる。
【００２７】
以上のように本実施形態の発光装置２０は、金属製容器１１の底面１４ａに発光素子１７が直接実装固着されているので、放熱性が優れている。また、複数の発光素子１７を所定の間隔て底面１４ａに固着して発光素子１７同士を直列接続するとともに接続端子基板１５、１６が金属製容器１１の端部に配置されているため、構造が簡素化され、且つ熱膨張係数の差によって発生する金属製容器１１の反り防止を確実にすることができる。さらに、接続端子基板１５、１６が金属製容器１１の端部１１ａ、１１ｂに配置されており、且つ接続端子基板の接続電極１５ａ、１６ａの一部が透光性樹脂１９で封止されずに露出されているため配線の取り出しが容易となるという効果を有する。
【００２８】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態における発光装置の斜視図、図９は発光装置の上面側からみた平面図、図１０は図８における発光装置のＣ−Ｃ断面図である。第２の実施形態における発光装置は、接続端子基板の一部が、金属製容器の端部より突出して配置されている点が第１の実施形態と異なり、その他の点は第１の実施形態と同様である。したがって同一構成要素については同じ符号を付与し説明を省略する。以下、図に基づいて具体的実施形態について説明する。
【００２９】
まず第２の実施形態における発光装置の金属製容器について説明する。図１１は、第２の実施形態における発光装置の金属製容器を示す斜視図である。図１１に示すように、本実施形態における金属製容器３１は両端部３１ａ、３１ｂから底部１４が突出するように突出部３５、３６が設けられており、突出部３５、３６の上面３５ａ、３６ａと底部１４の底面１４ａとが同一平面上となるように形成されている。
【００３０】
次に第２の実施形態における発光装置について説明する。図８から図１０に示すように、本実施形態における発光装置４０は金属製容器３１の両端部３１ａ、３１ｂから突出する突出部３５、３６の上面３５ａ、３６ａに接続端子基板１５、１６がそれぞれ配置されている。この接続端子基板１５、１６は、その一部が突出部３５、３６の上面３５ａ、３６ａに位置し、残部は金属製容器３１の底面１４ａに位置するように配置されている。一方の接続端子基板１５と他方の接続端子基板１６との間に第１の実施形態と同様に複数の発光素子１７が直列接続され固着実装されている。また、金属製容器３１の内部はシリコーン樹脂からなる透光性樹脂１９で充填され発光素子１７等が封止されているが、突出部３５、３６の上面３５ａ、３６ａに位置する接続端子基板１５、１６の接続電極１５ａ、１６ａの一部は透光性樹脂１９によって封止されずに露出されている。その他の点については、第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００３１】
以上のように第２の実施形態における発光装置４０は、金属製容器３１の突出部３５、３６の上面３５ａ、３６ａに接続端子基板１５、１６が形成されており、接続電極１５ａ、１６ａの一部が透光性樹脂１９によって封止されずに露出されているため、配線の取り出し容易となる。なお、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（第３の実施形態）
図１２は本発明の第３の実施形態における発光装置の平面図、図１３は図１２における発光装置の配線状態を示す部分拡大図である。第３の実施形態における発光装置は、接続端子基板と隣接する発光素子との間および互いに隣接する発光素子同士の間にそれぞれダミーチップ配置されている点が第１の実施形態と異なり、その他の点は第１の実施形態と同様である。したがって同一構成要素については同じ符号を付与し説明を省略する。以下、図に基づいて具体的実施形態について説明する。
【００３３】
図１２に示すように本実施形態における発光装置５０は接続端子基板１５、１６と隣接する発光素子１７との間および互いに隣接する発光素子１７同士の間にそれぞれダミーチップ２４が配置されており、接続端子基板１５、１６と隣接する発光素子１７、及び互いに隣接する発光素子１７同士がダミーチップ２４を介してワイヤーボンディングされ電気的に直列接続されている。各ダミーチップ２４は発光素子１７と同様に金属製容器１１の底面１４ａに絶縁された状態で熱伝導性接着材（図示せず）で接着配置されている。
【００３４】
図１３は図１２における発光装置５０の配線状態を示す部分拡大図である。図１３に示すようにダミーチップ２４はシリコーン材からなるダミー基板２４ａ上に設けるダミー電極２４ｂを備えている。一方の接続端子基板１５とダミーチップ２４を介して配置されている発光素子１７とは、一方の接続端子基板１５の接続電極１５ｂと発光素子１７のｐ側電極１７ａとがダミーチップ２４のダミー電極２４ｂとワイヤー１８によって電気的に接続されている。さらに発光素子１７のｎ側電極１７ｂと他のダミーチップ２４を介して配置されている他の発光素子１７のｐ側電極１７ａとが他のダミーチップ２４のダミー電極２４ｂとワイヤー１８によって電気的に接続されている。同様にその他の複数の発光素子１７が互いに隣接する発光素子１７同士ダミーチップ２４を介してワイヤー１８によってワイヤーボンディングされ電気的に直列接続されている。また、他方の接続端子基板１６とダミーチップ２４を介して配置されている発光素子１７とは、他方の接続端子基板１６の接続電極１６ｂと発光素子１７のｎ側電極１７ｂとがダミーチップ２４のダミー電極２４ｂとワイヤー１８によって電気的に接続されている。
【００３５】
このように、本実施形態における発光装置５０は、接続端子基板１５、１６とそれぞれダミーチップ２４を介して配置される発光素子１７、およびダミーチップ２４を介して配置される発光素子１７同士をワイヤーボンディングすることにより、複数の発光素子１７がダミーチップ２４を介して接続端子基板１５、１６間に電気的に直列接続されている。
【００３６】
なお、ダミーチップ２４のダミー基板２４ａについてシリコーン材を例に説明したが、サファイア材を用いても良い。その他の点については、第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。また、本実施形態においては、接続端子基板１５、１６と隣接する発光素子１７との間にもダミーチップ２４を設けた例で説明したが、接続端子基板１５、１６と隣接する発光素子１７との間を第１の実施形態と同様に直接ワイヤーボンディングして電気的に接続しても良い。
【００３７】
以上のように第３の実施形態における発光装置５０は、複数の発光素子１７がダミーチップ２４を介してワイヤーボンディングされているため、複数の発光素子１７同士を直接ワイヤーボンディングする場合と比較してワイヤー１８の長さを小さくすることが出来る。これは、明るさがそれ程必要でなく、発光素子１７同士の間隔が大きくなる場合に有効である。また、ダミーチップ２４のダミー基板２４ａが発光素子１７と同様にシリコーン材またはサファイア材であるため熱膨張係数の差によって発生する金属製容器１１の反りを防止することができる。
【００３８】
また、接続端子基板１５、１６については、プリント配線基板を例として説明したが、ダミーチップ２４と同様にシリコ−ン基板またはサファイア基板に接続電極を形成しても良い。この場合は、金属製容器１１の底面１４ａに配置される基板の材質がすべてシリコーン材またはサファイア材であるため熱膨張係数の差によって発生する金属製容器１１の反り防止をより確実にすることができる。特に、外部との電気的接続がプローブピンやバネなどで接続される場合に有効である。なお、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお、各実施形態における発光素子については、特に説明しなかったが、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ等、適宜選択することができる。また、金属製容器の内部に充填する透光性樹脂についても選択された発光素子に対応して各種の蛍光体が含有されているシリコーン樹脂からなる蛍光体含有樹脂等も用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１１、２１、３１  金属製容器
１１ａ、１１ｂ、３１ａ、３１ｂ  金属製容器の端部
１２、１３、２２、２３  金属製容器の側壁部
１２ａ、１３ａ  ２２ａ、２３ａ側壁部内側の側面
１４  金属製容器の底部
１４ａ  底面
１５、１６  接続端子基板
１５ａ、１６ａ  絶縁基板
１５ｂ、１６ｂ  接続電極
１７  発光素子
１７ａ  ｐ側電極
１７ｂ  ｎ側電極
１８  ワイヤー
１９  透光性樹脂  
２０  ３０、４０  発光装置
２４  ダミーチップ
２４ａ  ダミー基板
２４ｂ  ダミー電極
２７  蛍光体含有樹脂
２９  拡散剤含有樹脂
３５、３６  突出部
３５ａ、３６ａ  突出部の上面
【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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【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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