(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する支持体と、
前記主面上に配置され、ワイヤパッドを有する給電用コネクタと、
前記支持体の前記主面に配置された発光素子と、
前記発光素子と、前記ワイヤパッドとを接続するワイヤと、
を備え、
前記給電用コネクタは、
前記主面に配置され、前記発光素子を囲むリング状の壁部および基部を有する本体と、
前記本体に設けられた穴と、
前記穴の内部に位置する外部端子と、
前記ワイヤパッドと前記外部端子とを電気的に接続する接続部と
を含み、
前記基部は、前記壁部内に位置する第１部分と、前記壁部の外側に位置する第２部分とを含み、前記第１部分に前記ワイヤパッドが位置し、前記第２部分に前記外部端子が位置している、発光装置。
【請求項２】
前記発光素子および前記ワイヤパッドを覆って前記支持体の前記主面における前記壁部内に配置された被覆部材をさらに備える請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記基部の高さは、前記壁部の高さと等しいかまたは小さい請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
主面を有する支持体と、
前記主面上に配置され、ワイヤパッドを有する給電用コネクタと、
前記支持体の前記主面に配置された発光素子と、
前記発光素子と、前記ワイヤパッドとを接続するワイヤと、
前記発光素子および前記ワイヤパッドを覆って前記支持体の前記主面に配置された被覆部材と、
を備え、
前記支持体は、前記主面から突出しており、前記発光素子を囲むリング状の隆起部を有し、
前記被覆部材は、前記隆起部内に配置されている、発光装置。
【請求項５】
前記給電用コネクタは、前記主面上の前記隆起部が囲む領域内に位置しており、前記被覆部材は、前記隆起部と前記給電用コネクタとの間に位置している、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】
本願は発光装置および発光装置用給電コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明分野において、白熱球および蛍光ランプに替わり、半導体発光素子が用いられるようになってきた。半導体発光素子の典型例は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。半導体発光素子を用いることにより、白熱球および蛍光ランプに比べて寿命が長く、低消費電力の照明装置を実現し得る。
【０００３】
一般に、半導体発光素子は、直流電力を供給することにより発光する。これに対し、従来の白熱球および蛍光ランプは交流電力によって発光する。このため、半導体発光素子を用いる照明装置は、一般に、発光素子が実装され、コネクタを備えた発光装置と、交流電力を直流電力に変換する電源回路および発光装置のコネクタに接続可能な端子またはコネクタを含む電源部とを含む構成を有する。例えば、特許文献１は、ヒートスプレッダと、ヒートスプレッダに設けられたコネクタおよびＬＥＤ素子が実装された配線基板を備えた発光モジュールを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１０５５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エネルギー消費の低減の観点では、白熱球および蛍光ランプに置き換え得る低消費電力の照明装置の普及は重要な課題である。このために、部品点数が少なく、製造コストが安い発光装置を実現することが望まれる。
【０００６】
本願の例示的な一実施形態は、部品点数が少なく製造コストを低減することができる発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の発光装置は、主面を有する支持体と、前記主面上に配置され、ワイヤパッドを有する給電用コネクタと、前記支持体の前記主面に配置された発光素子と、前記発光素子と、前記ワイヤパッドとを接続するワイヤとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な一実施形態によれば、部品点数が少なく製造コストを低減することができる発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、第１の実施形態の発光装置の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の１Ｂ−１Ｂ断面図である。（ｃ）は、発光素子の模式的な断面図である。
【図２】（ａ）は、第２の実施形態の発光装置の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の２Ｂ−２Ｂ断面図である。（ｃ）は、給電用コネクタの上面図である。
【図３】（ａ）は、第３の実施形態の発光装置の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の３Ｂ−３Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）は、第３の実施形態の発光装置に用いる支持体の他の例を示す上面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、その断面形状の一例である。（ｄ）は、給電用コネクタの一例を示す側面図である。
【図５】第４の実施形態の発光装置の一例を示す上面図である。
【図６】第５の実施形態の発光装置の一例を示す上面図である。
【図７】第５の実施形態の発光装置の他の例を示す上面図である。
【図８】第５の実施形態の発光装置の他の例を示す上面図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、第６の実施形態の発光装置の一例を示す上面図および断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、給電用コネクタの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発光装置の実施形態の一例を詳細に説明する。以下に示す実施形態は例示であって、本発明は実施形態により制限されない。また、以下の実施形態の説明において、分かり易さのため、あるいは不要な重複を避けるため、図面に参照符号を付し、同様の説明を省略する場合、あるいは、説明で参照しない構成要素に参照符号を付さない場合がある。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態の発光装置１０１の一例を示す斜視図である。発光装置１０１は、支持体１１と、給電用コネクタ２１と、発光素子３１と、ワイヤ４１とを備える。また、発光装置１０１は、好ましくは、発光素子３１を覆って支持体１１に配置された被覆部材５１をさらに備える。図１（ａ）及び以下の図面では、分かり易さのため、被覆部材５１は外形のみを示し、被覆部材５１に覆われた内部の構造も示している。
【００１２】
［支持体１１］
支持体１１は、主面１１ａを有し、給電用コネクタ２１および発光素子３１を支持する。発光素子３１で発生した熱を効率よく伝導し、放熱し得るように、支持体１１は、高い熱伝導性を備えていることが好ましい。支持体１１は、絶縁性を有していてもよいし、有していなくてもよい。絶縁性を有しない、つまり、導電性を有する支持体１１としては、アルミニウム、銅、チタン、ステンレス等の金属からなる板状部材を用いることができる。絶縁性を有する支持体１１としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ケイ素等の絶縁体によって形成された板状の部材を用いることができる。また、支持体１１として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂からなる板状部材を用いてもよい。樹脂製の板状部材を用いる場合には、樹脂よりも熱伝導性に優れるセラミックスあるいは金属の基板をさらに備えていてもよい。
【００１３】
さらに、支持体１１は、導電性を有する板状の部材の１つの主面または両主面に絶縁層を設けた構造を有していてもよい。具体的には、上述した導電性を有する板状部材の１つの主面または両主面に、上述した絶縁体または樹脂の層を設けた構造を有していてもよい。より具体的には、たとえば、導電性の板状部材の表面にスパッタリングによってアルミニウム層を形成し、大気中で酸化させることによって、透明なアルミナ層を設けてもよいし、無機材料、具体的には、酸化アルミニウム、酸化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素等をスパッタリング、原子層堆積法（ＡＬＤ）などによって形成してもよい。支持体１１の主面１１ａが絶縁性を有している場合、たとえば、ワイヤ４１と支持体１１との間の絶縁性を向上させ、発光装置１０１の信頼性を高めることができる。
【００１４】
また、発光装置１０１から出射する光の出射効率を高めるため、支持体１１の主面１１ａは高い反射性を備えていてもよい。例えば支持体１１の主面１１ａに高反射率を有する金属層を形成してもよい。また、支持体１１の主面１１ａのうち、発光素子３１を実装する部分にのみ高反射率の層や部材を設けてもよい。例えば、支持体１１をアルミニウムの板状部材で構成し、発光素子３１を実装する領域に、高反射率アルミニウムの板状部材を溶接等で配置してもよい。
【００１５】
支持体１１の厚さは、例えば、０．１ｍｍ程度以上１０ｍｍ程度以下である。支持体１１に用いた材料に応じて支持体として機能し得る十分な機械的強度、つまり、発光装置１０１の製造あるいは発光装置１０１を用いた照明装置等の製造において、変形による不具合のない強度を備えていればよい。
【００１６】
支持体１１は、用途に応じて任意の大きさを有し得る。例えば、家庭用に用いられる一般的な電球と同程度の外形であることが求められる場合には、支持体１１は、例えば、直径１ｃｍ程度以上１０ｃｍ程度以下の円形状、あるいは、これと同程度の大きさの矩形形状を有している。
【００１７】
支持体１１の加工の容易性および部品としてのコストの観点からは、支持体１１として、表面に電気絶縁性層が設けられた板状の金属部材を用いることが好ましい。
【００１８】
［給電用コネクタ２１］
図１（ｂ）は、支持体１１に支持された給電用コネクタ２１の断面を示す模式図である。給電用コネクタ２１は本体２２と、ワイヤパッド２３ａと、外部端子２３ｂ、２４ｂとを含む。給電用コネクタ２１は、電力が供給されるピンあるはコネクタと係合が可能であり、外部から供給される電力をワイヤパッド２３ａまで伝える配線として機能する。
【００１９】
本体２２は、上面２２ａおよび下面２２ｂを有し、下面２２ｂで支持体１１に固定されている。例えば、下面２２ｂと支持体１１の主面１１ａとの間に接着剤が配置され、支持体１１に接続されている。
【００２０】
本実施形態では、本体２２は、第１部分２２ｃおよび第２部分２２ｄを有する。第１部分２２ｃはワイヤパッド２３ａを含み、第２部分２２ｄは、電力が供給される外部のピンやコネクタと係合する部分を含む。具体的には、第１部分２２ｃにおける上面２２ａに一対のワイヤパッド２３ａが設けられている。第２部分２２ｄには、穴２２ｇが設けられている。本実施形態では２つの穴２２ｇが設けられている。各穴２２ｇの内部には、外部端子２３ｂおよび２４ｂが位置している。
【００２１】
穴２２ｇ内の外部端子２３ｂは、本体２２の内部に埋め込まれた接続部２３ｃを介してワイヤパッド２３ａに電気的に接続されている。同様に、外部端子２４ｂは本体２２の内部に埋め込まれた埋設部２４ｃと接続されている。ワイヤパッド２３ａ、接続部２３ｃおよび外部端子２３ｂ、ならびに、外部端子２４ｂおよび埋設部２４ｃは、それぞれ、一体的に成形された金属部材によって構成されていてもよい。あるいは、ワイヤパッド２３ａおよび外部端子２３ｂは独立した部材であり、導電性を有する接続部２３ｃによって、電気的に接続されていてもよい。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、支持体１１は、給電用コネクタ２１の本体２２に設けられた穴２２ｇに対応する位置に穴１１ｇを有する。給電用コネクタ２１の穴２２ｇの大きさと支持体１１の穴１１ｇとの大きさは同じであってもよいし、異なっていてもよい。外部から電力が供給される一対のピンが給電用コネクタ２１の穴２２ｇ内の少なくとも外部端子２３ｂと接触する限り、給電用コネクタ２１の穴２２ｇが支持体１１の穴１１ｇよりも大きくてもよいし、支持体１１の穴１１ｇよりも小さくてもよい。
【００２３】
ピンと低抵抗で外部端子２３ｂが接触するためには、ピンと外部端子２３ｂの接触面積が大きい方が好ましい。このため、穴２２ｇの伸びる方向に外部端子２３ｂがある程度の長さを有していることが好ましい。このために、本体２２の第２部分２２ｄの高さｈ２が大きい方が好ましい。一方、給電用コネクタ２１の第１部分２２ｃに位置するワイヤパッド２３ａには、ワイヤ４１の一端が接続される。ワイヤ４１にはワイヤパッド２３ａの表面から立ち上がる部分が形成されるため、ワイヤ４１の立ち上がり部分が、発光素子からの出射光の影とならないよう、ワイヤパッド２３ａの位置は、支持体１１の主面１１ａから低い方が好ましい。つまり、第１部分２２ｃの高さｈ１は小さい方が好ましい。例えば、ｈ１＜ｈ２の関係を満たしていることが好ましい。
【００２４】
［発光素子３１］
発光素子３１は半導体発光素子であることが好ましい。発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）など、種々の半導体材料によって構成される公知の発光素子を用いることができる。発光素子３１の発光波長帯域は任意に選択し得る。例えば、青色、緑色の光を出射するために、発光素子３１は、窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）から形成された半導体層を含んでいてもよい。また、赤色の光を出射するために、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰから形成された半導体層を含んでいていてもよい。これ以外の半導体材料から形成された発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の半導体組成、発光色、大きさおよび個数は目的に応じて適宜選択することができる。半導体層の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、発光素子３１が出射する光の波長帯域は、可視光に限られず、紫外線あるいは赤外線であってもよい。
【００２５】
図１（ｃ）は、発光素子３１の一例を示す模式的な断面図である。発光素子３１は、基板３２と、基板３２上に積層された半導体積層構造３３とを有する。半導体積層構造３３は、活性層３５と、活性層３５を挟むｎ側半導体層３４およびｐ側半導体層３６とを含む。発光素子３１はさらにｎ側半導体層３４およびｐ側半導体層３６にそれぞれ電気的に接続されたｎ電極３７およびｐ電極３８を有する。
【００２６】
半導体積層構造３３は上述した半導体層以外に、積層する半導体層の結晶品質向上のためのバッファ層、電子あるいはホールの活性層への注入効率を向上させるための半導体層、ｎ電極３７あるいはｐ電極３８に対するコンタクト抵抗を低減するための半導体層等、種々の他の半導体層を含んでいてもよい。
【００２７】
発光素子３１は、本実施形態ではフェイスアップ構造であり、ｎ電極３７およびｐ電極３８が設けられた側から光を出射する。出射効率を高めるために活性層３５と基板３２との間、あるいは、基板３２の裏面に反射層を含んでいてもよい。
【００２８】
発光素子３１は樹脂封止されたものであってもよいし、ベアチップであってもよい。製造コストを低減する観点では、発光素子３１は、ベアチップであることが好ましい。ここでベアチップとは、パッケージングされていないことを意味する。チップの表面には酸化膜あるいは窒化膜等の保護膜が形成されていてもよい。発光素子３１は、基板３２の裏面が支持体１１の主面１１ａと接するように支持体１１上に配置される。
【００２９】
［ワイヤ４１］
ワイヤ４１は、発光素子３１のｎ電極３７およびｐ電極３８と給電用コネクタ２１の２つのワイヤパッド２３ａとをそれぞれ電気的に接続する。具体的には、ワイヤ４１の一端がｎ電極３７またはｐ電極３８と電気的に接続され、ワイヤ４１の他端が、２つのワイヤパッド２３ａのいずれかと接続される。ワイヤ４１は、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム等またはそれらの合金の線材からなり、半導体製造技術で用いられる一般的なワイヤボンディング技術を用いて接続される。
【００３０】
［被覆部材５１］
被覆部材５１は、発光素子３１を覆って支持体１１に配置される。被覆部材５１は、発光素子３１を覆うことにより、発光素子３１を外部環境から保護する。より好ましくは、被覆部材５１は、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａを覆っている。これにより、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａも外部環境から保護することができ、発光装置１０１の信頼性を高めることができる。被覆部材５１は、また、発光素子３１が出射する光の配光特性を制御することもできる。
【００３１】
被覆部材５１の材料としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。これらのうち、耐光性および成形のしやすさを考慮して、シリコーン樹脂を選択することが好ましい。被覆部材５１は、発光素子３１から出射する光を吸収して、異なる波長の光を発する蛍光体等の波長変換部材、着色材等を含有していてもよい。また、発光素子３１から出射した光の均一性を高めるため、被覆部材５１は、光拡散材をさらに含有していてもよい。
【００３２】
上述したように、波長変換部材は、発光素子３１からの出射光を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウムおよび／またはクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2）系蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4）系蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系またはＳＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体などが挙げられる。さらに、前記した蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００３３】
また、波長変換部材は、例えば、いわゆるナノクリスタル、量子ドットと称される発光物質でもよい。これらの材料としては、半導体材料を用いることができ、例えばＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＶ−ＶＩ族半導体、具体的には、ＣｄＳｅ、コアシェル型のＣｄＳxＳｅ1-x／ＺｎＳ、ＧａＰ等のナノサイズの高分散粒子が挙げられる。
【００３４】
光拡散材としては、具体的には、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ（ＯＨ）3、ＭｇＣＯ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＳｒＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＴａＯ2、ＨｆＯ、ＳｅＯ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3などの酸化物、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯＮなどの窒化物、ＭｇＦ2のようなフッ化物などを用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。被覆部材５１において、上述した樹脂に光拡散材が分散した層を複数に分けて形成し、これらを積層させてもよい。
【００３５】
また、光拡散材として有機フィラーを用いてもよい。例えば粒子形状を有する各種樹脂を用いることができる。この場合、各種樹脂として、例えば、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シアナート樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ウレタン樹脂およびポリエステル樹脂などを用いることができる。光拡散材は、実質的に発光素子３１から出射する光を波長変換しない材料であることが好ましい。
【００３６】
光拡散材の含有量は、光が拡散される程度であればよく、例えば０．０１〜３０ｗｔ％程度、好ましくは２〜２０ｗｔ％程度である。また、光拡散材のサイズも同様に光が拡散される程度であればよく、例えば０．０１〜３０μｍ程度、好ましくは０．５〜１０μｍ程度である。形状は、球形状でも鱗片形状でもよいが、均一に拡散させるために球形状であることが好ましい。
【００３７】
被覆部材５１の形状は、発光装置１０１から出射する光の配光特性に影響する。以下において説明するように、被覆部材５１を形成する材料の粘度を調節したり、被覆部材５１の形成後、所望の形状を有する鋳型を押し当てて被覆部材５１を成形してもよい。
【００３８】
［発光装置１０１の製造方法］
発光装置１０１は、例えば以下の方法によって製造され得る。まず、支持体１１、給電用コネクタ２１および発光素子３１を用意する。支持体１１には穴１１ｇが設けられている。
【００３９】
支持体１１に発光素子３１および給電用コネクタ２１を接合する。接合には、種々の接着剤を用いることができる。発光素子３１の発光により熱が発生するため、耐熱性を有する接着剤で接合することが好ましい。給電用コネクタ２１は、給電用コネクタ２１の穴２２ｇが支持体１１の穴１１ｇと対応するように支持体１１の主面１１ａ上に配置する。また、発光素子３１は、基板３２側が支持体１１と接合され、発光素子３１のｎ電極３７およびｐ電極３８が上側になるように、フェイスアップで支持体１１の主面１１ａ上に配置する。
【００４０】
次に、発光素子３１のｎ電極３７およびｐ電極３８と２つのワイヤパッド２３ａとをワイヤ４１により接続する。ワイヤ４１の形成には、上述したように半導体装置製造における、熱、圧力、超音波等を用いたワイヤボンディング技術を利用することができる。
【００４１】
その後、未硬化の樹脂材料に波長変換部材、光拡散材などを分散させた被覆部材原料を調製し、発光素子３１、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａを被覆するように原料を押し出し、圧縮成型、射出成型、トランスファー成形等によって原料を硬化および成形する。あるいは、被覆部材５１の原料の粘度を調整して、発光素子３１、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａを被覆するように原料を滴下もしくは描画してもよい。原料自体の表面張力によって、調整された粘度に応じた曲面形状が得られるため、熱や紫外線などの硬化条件を用いて原料を硬化させることにより、被覆部材５１を形成することができる。この方法による場合、金型を必要とすることなく、より簡便に被覆部材５１を支持体１１上に形成することができる。この形成方法による被覆部材の材料の粘度の調整は、上述した樹脂の粘度の他、光拡散材、波長変換部材、着色材の形状や添加量を利用して行うことができる。これにより発光装置１０１が完成する。
【００４２】
発光装置１０１において、給電用コネクタ２１にはワイヤパッド２３ａが設けられているため、給電用コネクタ２１と発光素子３１とを直接電気的に接続することが可能であり、発光素子３１を実装する配線基板が不要である。支持体１１に給電用コネクタ２１と発光素子３１とを配置し、給電用コネクタ２１と発光素子３１とをワイヤ４１で接続することにより、給電用コネクタ２１と発光素子３１とを配線を介することなく、電気的に接続することができる。これにより、部品点数を減らし、製造コストを低減することができる。また、給電用コネクタ２１を設けることによって、電力を供給する回路にピンやコネクタを設け、これらと簡単にかつ確実に電気的接続を行うことができる。このため、発光装置１０１を含む照明装置等の組み立てを簡単にすることが可能となり、タクトタイムを短くしたり、製造時の不良率を低減したりすることが可能となる。
【００４３】
また、被覆部材５１で発光素子３１、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａを覆うため、発光素子３１および発光素子３１と給電用コネクタとの間の配線が保護される。このため発光装置１０１の信頼性を高めることができる。また発光素子３１としてベアチップを用いることができるため、パッケージングされた発光素子を用いる場合に比べて製造コストを更に低減することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の発光装置１０２の一例を示す斜視図および断面図である。発光装置１０２は、給電用コネクタ２１とは形状の異なる給電用コネクタ１２１を備えている点で第１の実施形態の発光装置１０１と異なる。図２（ｃ）は、給電用コネクタ１２１の平面図である。
【００４５】
給電用コネクタ１２１は、支持体１１の主面１１ａに配置された壁部２２ｈと基部２２ｉとを含む本体１２２を有する。
【００４６】
図２（ｃ）に示すように、壁部２２ｈは貫通孔を形成するリング形状を有する。このため、支持体１１の主面１１ａ上に給電用コネクタ１２１を配置する場合、壁部２２ｈは、主面１１ａ上において、発光素子３１を囲む。本実施形態では、上面視において（主面１１ａに垂直な方向から見て）、壁部２２ｈが規定する空間は円であるが、リング形状が規定する内部の空間は円以外の楕円等であってもよいし、三角形、四角形等の多角形であってもよい。
【００４７】
基部２２ｉは第１の実施形態で説明した第１部分２２ｃおよび第２部分２２ｄを含んでいる。壁部２２ｈは、概ね第１部分２２ｃと第２部分２２ｄとの境界で基部２２ｉと接続されている。このため、第１部分２２ｃはリング状の壁部２２ｈが囲む領域の内部に位置している。
【００４８】
基部２２ｉの高さ、特に、第２部分２２ｄの高さｈ２は、壁部２２ｈの高さｈ３と等しいかまたは小さいことが好ましい。基部２２ｉの高さを壁部２２ｈ以下に設定することにより、発光装置１０２から出射する光に、基部２２ｉの影が生じることがなく、均一な配光特性を実現することができる。
【００４９】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、被覆部材５１は壁部２２ｈが囲む領域内に位置している。壁部２２ｈは、被覆部材５１が位置する領域を規定する。特に第１の実施形態で説明したように、未硬化の被覆部材５１の原料を、発光素子３１、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａを被覆するように滴下または描画した場合、壁部２２ｈは、原料が支持体１１の主面１１ａ上で広がり過ぎることを抑制し、原料が所望の領域に留まるように原料の移動を制限する。これにより、原料が硬化し、被覆部材５１が形成された場合において、支持体１１と接する底面の形状および大きさを壁部２２ｈによって制御することができる。より具体的には、原料の量、粘度および壁部２２ｈが規定する大きさ及び形状を調整することより、被覆部材５１の表面形状および大きさを制御することがきる。
【００５０】
したがって、発光装置１０２によれば、被覆部材５１の原料を滴下あるいは描画し、表面張力によって被覆部材５１の外形を制御させる場合でも、所望の形状を有する被覆部材５１を形成しやすくなる。つまり、簡単な工程でありながら、成型性に優れた被覆部材５１を得ることが可能となる。
【００５１】
（第３の実施形態）
図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本実施形態の発光装置１０３の一例を示す斜視図および断面図である。第２の実施形態の発光装置１０２では、被覆部材５１が位置する領域を規定する壁部２２ｈを給電用コネクタ１２１が備えていた。これに対し、本実施形態の発光装置１０３では、支持体１１１が、凹部１１１ｒを有し、凹部１１１ｒが被覆部材５１の位置する領域を規定する。
【００５２】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、凹部１１１ｒは支持体１１１の主面１１１ａに設けられている。支持体１１１の上面視において、凹部１１１ｒは円形状を有する。凹部１１１ｒは側面１１１ｓと底面１１１ｔを有し、底面１１１ｔが被覆部材５１の位置する領域である。
【００５３】
給電用コネクタ２２１は、下面２２１ｂに段差２２１ｓを有する。段差２２１ｓは、凹部１１１ｒの側面１１１ｓに対応する高さを有し、段差２２１ｓによって第１部分２２２ｃと第２部分２２２ｄとに分けられている。第１部分２２２ｃは、凹部１１１ｒの底面１１１ｔと接しており、第２部分２２２ｄは、凹部１１１ｒの周囲の主面１１１ａ上に位置している。つまり、第1部分２２２ｃは凹部１１１ｒ内に位置している。
【００５４】
凹部１１１ｒを有する支持体１１１は、例えば、支持体１１１を金属板によって形成する場合、プレス加工等によって支持体１１１の主面１１１ａをプレスし、支持体１１１の一部を圧縮することによって形成できる。また、セラミックスで支持体１１１を形成する場合には、セラミックス板を用意し、凹部１１１ｒに対応する領域を研削してもよいし、凹部１１１ｒに対応する穴の開いたグリーンシートを積層して焼成することで形成してもよい。
【００５５】
第２の実施形態と同様、被覆部材５１は凹部１１１ｒ内に位置しており、凹部１１１ｒは、被覆部材５１が位置する領域を規定する。未硬化の被覆部材５１の原料を、発光素子３１、ワイヤ４１およびワイヤパッド２３ａを被覆するように滴下または描画した場合、原料は凹部１１１ｒ内に保持される。これにより、原料が硬化し、被覆部材５１が形成された場合において、被覆部材５１が支持体１１と接する領域である底面の形状および大きさを制御することができる。第２の実施形態と同様、原料の量、粘度および凹部１１１ｒの底面１１１ｔの大きさ及び形状を調整することより、被覆部材５１の表面形状および大きさを制御することがきる。
【００５６】
したがって、第２の実施形態と同様、発光装置１０３によれば、被覆部材５１の原料を滴下あるいは描画し、表面張力によって被覆部材５１の外形を制御させる場合でも、所望の形状を有する被覆部材５１を形成しやすくなる。つまり、簡単な工程でありながら、成型性に優れた被覆部材５１を得ることが可能となる。
【００５７】
支持体１１に設けられる被覆部材５１の位置する領域を規定する構造は凹部に限られない。例えば、支持体の主面から突出した隆起部であってもよい。図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ隆起部２１１ｅを有する支持体２１１の上面図および断面図である。支持体２１１において、隆起部２１１ｅはリング形状を有しており、主面２１１ａから突出している。図４（ａ）に示すように隆起部２１１ｅは領域２１１ｆには形成されておらず、領域２１１ｆにおいてリングは途切れている。領域２１１ｆには、例えば第１の実施形態の給電用コネクタ２１を配置することができる。これにより、隆起部２２１ｅの内部の領域が閉塞され、隆起部２２１ｅの内部に未硬化の被覆部材５１の原料を配置した場合に隆起部２２１ｅの外側へ流れ出ることがない。また、領域２１１ｆを設けることにより、給電用コネクタ２１の下面２２ｂが平坦であっても、支持体２１１の主面２１１ａに給電用コネクタ２１を配置することができる。
【００５８】
隆起部２２１ｅを有する支持体２１１の裏面２１１ｂは図４（ａ）に示すように、平坦であってもよいし、図４（ｃ）に示すように、裏面２１１ｂの隆起部２１１ｅに対応する位置にリング状の凹部２１１ｇを有していてもよい。図４（ｂ）に示す形状を有する支持体２１１は、例えば、平坦な金属板を用意し、隆起部２１１ｅ以外の領域を研削などにより除去することによって形成することができる。また、図４（ｃ）に示す形状を有する支持体２１１は、隆起部２１１ｅに対応する凸部および凹部を有する一対の金型を用意し、一対の金型で金属板を挟み、プレスすることにより、形成してもよい（プレス加工）。
【００５９】
また、図４（ａ）に示す支持体２１１では、給電用コネクタが配置される領域に隆起部２１１ｅは設けられていなかったが、支持体は、分断された領域２１１ｆを有さないリング状の隆起部２１１ｅを有していてもよい。この場合には、図４（ｄ）に示すように、給電用コネクタ２１’の下面２２ｂに隆起部２１１ｅを跨ぐ溝２２ｊを設け、溝２２ｊが隆起部２１１ｅに係合するように支持体の主面上に給電用コネクタ２１’を配置してもよい。溝２２ｊは第１部分２２ｃと第２部分２２ｄとの境界近傍に位置していることが好ましい。これにより、給電用コネクタ２１’を用いて発光装置を作製した場合、第１部分２２ｃをリング状の隆起部２１１ｅが囲む領域内に配置することができる。
【００６０】
（第４の実施形態）
図５は、本実施形態の発光装置１０４の一例を示す上面図である。第４の実施形態の発光装置１０４は、複数の発光素子３１を備えている点で、第２の実施形態の発光装置１０２と異なる。図５に示すように、発光装置１０４は、支持体１１の主面１１ａ上の壁部２２ｈが囲む領域内に位置する複数の発光素子３１を含む。図５では１６個の発光素子３１が示されているが、発光素子３１の数はこれに限られず、２以上の任意の値であってよい。複数の発光素子３１のそれぞれが、２つのワイヤパッド２３ａと電気的に接続されている。図５では、１６個の発光素子３１がワイヤ４２によって直列に接続され、両端の発光素子３１がワイヤパッド２３ａとワイヤ４１によって接続されている例を示している。しかし、発光素子３１の接続は直列接続に限られず、複数の発光素子３１がすべて並列接続されていてもよいし、所定の個数の単位で直列接続されたグループが並列に接続されていてもよい。
【００６１】
発光装置１０４が複数の発光素子３１を含んでいても、すべての発光素子３１は、給電用コネクタ１２１の壁部２２ｈが囲む領域に位置している。また、壁部２２ｈは、被覆部材５１が位置する領域を規定しており、被覆部材５１は壁部２２ｈが囲む領域内に位置している。このため、壁部２２ｈ内の被覆部材５１がすべての発光素子３１を覆っている。なお、図５では、被覆部材５１は、分かり易さのため、網掛けで示している。以降図面でも、上面図に被覆部材５１が示される場合には同様に網掛けで示している。
【００６２】
発光装置１０４によれば、複数の発光素子３１間のワイヤ４２、発光素子３１とワイヤパッド２３ａを接続するワイヤ４２およびワイヤパッド２３が被覆部材５１で覆われるため、発光素子３１および発光素子３１と給電用コネクタと間の配線が保護される。したがって高輝度で信頼性の高い発光装置１０４が実現する。
【００６３】
（第５の実施形態）
図６は、本実施形態の発光装置１０５の一例を示す上面図である。これまでの実施形態の発光装置は、上面にワイヤパッドを備えた給電用コネクタを含んでいた。これに対し、本実施形態の発光装置１０５は、面実装が可能な電極を有する給電用コネクタを備えている。
【００６４】
具体的には、発光装置１０５は、支持体３１１と、給電用コネクタ１２１’と、複数の発光素子３１’と、被覆部材５１とを含む。支持体３１１は主面３１１ａに導電性パターン３１２ａ〜３１２ｈを有する。
【００６５】
給電用コネクタ１２１’は、第２の実施形態と同様、壁部２２ｈおよび基部の第２部分２２ｄに位置する２つの穴２２ｇを有する。各穴２２ｇ内には、外部端子２３ｂ、２４ｂが位置している。給電用コネクタ１２１’は、下面に設けられた電極２３ｆ、２４ｆを有し、電極２３ｆ、２４ｆは、穴２２ｇ内に位置する外部端子２３ｂ、２４ｂとそれぞれ電気的に接続されている。一方の穴２２ｇの外部端子２３ｂ、２４ｂに接続された電極２３ｆ、２４ｆは、導電性パターン３１２ａと、電気的に接続されている。また、他方の穴２２ｇの外部端子２３ｂ、２４ｂに接続された電極２３ｆ、２４ｆは、導電性パターン３１２ｈと電気的に接続されている。
【００６６】
発光素子３１’は、表面実装が可能な、または、フリップチップ接合が可能な一対の電極を備えており、導電性パターン３１２ａ〜３１２ｈのいずれか２つと一対の電極とがそれぞれ、電気的に接続されている。発光素子３１’は、樹脂封止された発光素子であってもよいし、ベアチップであってもよい。
【００６７】
給電用コネクタ１２１’の下面に位置する電極２３ｆ、２４ｆ、および、発光素子３１’の電極は、フリップチップ接合、導電性接着剤、はんだリフローなどによって導電性パターン３１２ａ〜３１２ｈと電気的に接続されている。
【００６８】
第２の実施形態と同様、壁部２２ｈはリング形状を有し、支持体３１１の主面３１１ａにおいて、発光素子３１’を囲んでいる。支持体３１１の主面３１１ａ上であって、壁部２２ｈが囲む領域内には被覆部材５１が配置されている。
【００６９】
発光装置１０５において、給電用コネクタ１２１’の下面には、電極２３ｆ、２４ｆが設けられており、給電用コネクタ１２１’は、表面実装が可能である。したがって、支持体３１１の表面に導電性パターンを設けることによって、発光素子３１’と給電用コネクタの電極２３ｆ、２４ｆとを電気的に接続することが可能となる。また、給電用コネクタ１２１’は壁部２２ｈを有し、被覆部材５１は壁部２２ｈが囲む領域内に位置している。このため、第２の実施形態で説明したように、壁部２２ｈは、被覆部材５１が位置する領域を規定する。具体的には、未硬化の被覆部材５１の原料を、発光素子３１’を被覆するように滴下または描画した場合、原料が支持体３１１の主面３１１ａ上で広がり過ぎるのを抑制し、原料が所望の領域に留まるように原料の移動を制限する。これにより、原料が硬化し、被覆部材５１が形成された場合において、支持体３１１と接する底面の形状および大きさを壁部２２ｈによって制御することができる。より具体的には、原料の量、粘度および壁部２２ｈが規定する大きさ及び形状を調整することより、被覆部材５１の表面形状および大きさを制御することがきる。
【００７０】
したがって、発光装置１０５によれば、被覆部材５１の原料を滴下あるいは描画し、表面張力によって被覆部材５１の外形を制御させる場合でも、所望の形状を有する被覆部材５１を形成しやすくなる。つまり、簡単な工程でありながら、成型性に優れた被覆部材５１を得ることが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態では、給電用コネクタ１２１’は壁部２２ｈを有していた。しかし、被覆部材５１の形成の際、金型等を用いて成形を行う場合、あるいは被覆部材５１の成形が不要である場合には、給電用コネクタ１２１’は壁部２２ｈを有していなくてもよい。図７に示す発光装置１０５’において、給電用コネクタ１２１’は、壁部２２ｈを有していない。被覆部材５１は、発光素子３１’を覆って支持体３１１上に設けられている。
【００７２】
発光装置１０５’によれば、給電用コネクタ１２１’と発光素子とは、支持体３１１に設けられた導電性パターンで電気的に接続されるため、別途配線基板を備える必要がない。また、発光素子３１’が被覆部材５１により覆われるため、発光装置の信頼性を高めることができる。
【００７３】
また、発光素子は面実装されているが、給電用コネクタは、ワイヤによって発光素子と電気的に接続されてもよい。図８に示すように、発光装置１０５’’は、給電用コネクタ２１が面実装可能な電極を備えておらず、第１の実形態と同様、ワイヤパッド２３ａを備えている点で、発光装置１０５’と異なっている。給電用コネクタ２１は、第１の実施形態と同様、外部端子２３ｂに電気的に接続されたワイヤパッド２３ａを有しており、接着剤等によって、支持体３１１の主面３１１ａに配置されている。一対のワイヤパッド２３ａは、ワイヤ４１によって、導電性パターン３１２ａおよび３１２ｈと電気的に接続される。また、被覆部材５１は、複数の発光素子３１’、ワイヤパッド２３ａおよびワイヤ４１を覆って支持体３１１の主面３１１ａ上に設けられている。
【００７４】
発光装置１０５’’によれば、複数の発光素子３１’は、支持体３１１に設けられた導電性パターンで電気的に接続されるため、ワイヤで接続したり、別途配線基板を備える必要がない。また、発光素子３１’が被覆部材５１により覆われるため、発光装置の信頼性を高めることができる。
【００７５】
（第６の実施形態）  
図９（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本実施形態の発光装置１０６の上面図および断面図である。発光装置１０６は、支持体４１１と給電用コネクタ４２１と、発光素子３１と被覆部材５１とを備える。支持体４１１は円板形状を備え、主面４１１ａから突出した隆起部４１１ｅを有している。隆起部４１１ｅはリング形状を有しており、主面４１１ａに配置された発光素子３１を切れ目なく囲んでいる。支持体４１１の中心近傍には一対の穴４１１ｇが設けられている。
【００７６】
給電用コネクタ４２１は支持体４１１の主面４１１ａの中心に配置されている。給電用コネクタ４２１は、上面視において、円形状を有し、中心に配置された第２部分４２２ｄと、第２部分４２２ｄを囲んでおり、リング形状を有する第１部分４２２ｃとを含む。第２部分４２２ｃの中心近傍には、一対の穴４２２ｇが設けられており、穴４２２ｇと支持体４１１の穴４１１ｇとが位置合わせされている。穴４２２ｇ内には、外部端子４２３ｂ、４２４ｂが位置している。第１の実施形態と同様、第２部分４２２ｄの高さｈ２は第１部分４２２ｃの高さｈ１よりも大きい。
【００７７】
給電用コネクタ４２１の第１部分４２２ｃの上面４２２ａには、一対のワイヤパッド４２３ａが位置している。ワイヤパッド４２３ａは第１の実施形態で説明したように接続部によって、外部端子４２３ｂと電気的に接続されている。
【００７８】
発光素子３１は、隆起部４１１ｅに囲まれる領域内であって、給電用コネクタ４２１と隆起部４１１ｅとの間の主面４１１ａ上に配置されている。本実施形態では、１２個の発光素子３１が円周状にほぼ等間隔に配置されている。１２個の発光素子３１の電極はワイヤ４２によって直列に接続されている。また、直列に接続された１２個の発光素子３１のうち、両端に位置する発光素子３１は、ワイヤ４１によって、一対のワイヤパッド４２３ａと接続されている。
【００７９】
被覆部材５１は、隆起部４１１ｅと給電コネクタ４２１との間、より具体的には、主面４１１ａ上の隆起部４１１ｅが囲む領域内であって、給電用コネクタ４２１の第１部分４２２ｃ上に内縁が位置するようにリング状に配置されている。図９（ａ）に示すように、被覆部材５１は、発光素子３１、ワイヤ４１、ワイヤ４２およびワイヤパッド４２３ａを覆っている。
【００８０】
発光装置１０６によれば、隆起部４１１ｅがリング形状を有しているため、隆起部２２１ｅの内部の領域が閉塞され、隆起部４１１ｅの内部に未硬化の被覆部材５１の原料を配置した場合に被覆部材５１の原料が広がることなく、所定の領域内でとどまり、被覆部材５１を形成することができる。
【００８１】
また、給電用コネクタ４２１が、円形の主面４１１ａの中心に配置され、複数の発光素子３１が給電用コネクタ４２１の外側において、円周状に配置されている。このため、複数の発光素子３１からの光が給電コネクタ４２１の上方で重なることにより、給電用コネクタ４２１による出射光の影が生じにくくなる。特に、外部から挿入されるピンと安定した接続を確保するため、第２部分４２２ｄの高さは大きいが、第１部分４２２ｃよりも主面４１１ａの中心側に配置することによって、背の高い部分が低い部分より発光素子３１から遠くに配置されることにより、影が生じにくくなる。
【００８２】
さらに、給電用コネクタ４２１の形状および配置が、主面４１１ａの中心に垂直な軸ａｘに対して回転対称であるため、発光装置１０６から出射する光の強度および分布が軸ａｘ周りの任意の方位角においてほぼ等しい。よって均一な配光特性の照明を提供し得る。
【００８３】
（その他の形態、変形例）
上記実施形態では、給電用コネクタは、上面と下面とに開口を有する２つの穴を備え、各穴内部に外部端子が位置していた。この形態の給電用コネクタは、ピン状の端子と係合し、容易にかつ確実に他の回路等との電気的接続を確立する。本開示の発光装置は、上記実施形態で開示した給電用コネクタに限られず、他の構造や形態を備えていてもよい。
【００８４】
例えば図１０（ａ）に示す給電用コネクタ３２１は、側面に開口を有する凹部３２２ｇを有し、凹部３２２ｇ内に外部と接続する一対のピン３２２を有する。この給電用コネクタ３２１は、凹部３２２ｇに挿入される凸部を有し、ピン３２２に対応する穴と穴内部に設けられた端子とを含むコネクタと係合し得る。このように、給電用コネクタ３２１に取り付ける他のコネクタの端部は、側面から挿入するタイプであってもよい。
【００８５】
また図１０（ｂ）に示す給電用コネクタ３２１’は、側面および上面に開口を有する凹部２２ｍを有し、凹部２２ｍ内において、側面の開口に向かって伸びる一対のピン３２２を有する。給電用コネクタ３２１’に係合する他のコネクタは、凹部２２ｍに係合する凸部を有し、凸部のピン３２２に対応する位置に溝および溝の内部に設けられた端子を備えていてもよい。この形態によれば、上からコネクタを押し付けて凸部を凹部２２ｍ内に係合させることできる。このため、特にこの形態によれば、コネクタの挿入が容易であり、作業性が高い。
【００８６】
また、上記第１〜第６の実施形態で説明した構造上の特徴は他の実施形態の発光装置と組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本開示の実施形態による発光装置は、照明、ディスプレイ、液晶のバックライト等、種々の用途に使用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１１    支持体
１１ａ  主面
１１ｇ  穴
２１    給電用コネクタ
２２    本体
２２ａ  上面
２２ｂ  下面
２２ｃ  第１部分
２２ｄ  第２部分
２２ｇ  穴
２２ｈ  壁部
２２ｉ  基部
２２ｊ  溝
２２ｍ  凹部
２３ａ  ワイヤパッド
２３ｂ  外部端子
２３ｃ  接続部
２３ｆ  電極
２４ｂ  外部端子
２４ｃ  埋設部
２４ｆ  電極
３１    発光素子
３２    基板
３３    半導体積層構造
３４    ｎ側半導体層
３５    活性層
３６    ｐ側半導体層
３７    ｎ電極
３８    ｐ電極
４１、４２    ワイヤ
５１    被覆部材
１０１〜１０６  発光装置
【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】
0006459949.tif 000009
【図９】
0006459949.tif 000010
【図１０】
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