(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、互いに離間して配置される複数の電極からなる第１配線と、
前記基板上に実装され、前記第１配線と電気的に接続される複数の発光素子と、
前記発光素子の上方に設けられる第１透光性部材と、
前記第１透光性部材の下面に設けられ、前記第１配線の所定の前記電極間を電気的に接続する第２配線と、を備える発光装置。
【請求項２】
前記第２配線は更に前記第１透光性部材の側面に設けられる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に設けられ、互いに離間して配置される複数の電極からなる第１配線と、
前記基板上に実装され、前記第１配線と電気的に接続される複数の発光素子と、
前記発光素子の上方に設けられる第１透光性部材と、
前記第１透光性部材の側面に設けられ、前記第１配線の所定の前記電極間を電気的に接続する第２配線と、を備える発光装置。
【請求項４】
前記第２配線が、平面視で、前記発光素子の光軸を避けて配置される請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第２配線は透光性である請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２配線は、平面視で、前記発光素子と重なる領域を避けて配置される請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第２配線は、平面視で、前記複数の発光素子の実装領域の外側に配置される請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１配線及び前記第２配線と電気的に接続され、外部電源と接続されるための給電端子が前記基板上に設けられる請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記給電端子は正と負の電極を備えている請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１透光性部材は、レンズを有する請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記複数の発光素子は、平面視において、複数の列状に配置され、
前記レンズは、前記複数の列に対応し、一方向に延伸する半円筒状である請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記複数の発光素子は、平面視で、所定方向及び前記所定方向と直交する方向に沿って２次元に配列され、
前記レンズは、前記所定方向及び前記所定方向と直交する方向について、前記発光素子ごとに対応する凸レンズである請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子と前記第１透光性部材とは、上下方向に離間して設けられる請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記発光素子を封止する第２透光性部材を備え、前記第１透光性部材が前記発光素子と前記第２透光性部材とを被覆する請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記第２透光性部材は前記第１透光性部材と接している請求項１４に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板上に複数の発光素子を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に複数の発光素子を配置したＣＯＢ（Chip On Board）型の発光装置が種々開発されている（例えば、特許文献１参照）。ＣＯＢ型の発光装置では、基板上に配線が設けられ、複数の発光素子と当該配線とが電気的に接続される。また、ＣＯＢ型の発光装置は、基板上に多数の発光素子を配置することで、高い光出力を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６９８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたようなＣＯＢ型の発光装置において、更に高出力を得るために、発光素子を狭ピッチで配置したり、複数の発光装置を並列に配置して用いる場合は十分な沿面距離を確保する必要があるので、発光素子を基板の周縁の間際まで配置したりすると、基板上に配線のための領域を確保することが難しくなる。その対策として、例えば、実装基板として多層配線基板を用いることが考えられるが、多層配線基板は、多層配線の層間に比較的熱伝導性の低い絶縁材料が用いられるため、放熱性が悪くなる。このため、多層配線基板は、多数の発光素子が配置されて発熱量が多くなるＣＯＢ型の発光装置には不向きである。
【０００５】
本開示に係る実施形態は、複数の発光素子を高密度に配置可能な発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に設けられ、互いに離間して配置される複数の電極からなる第１配線と、前記基板上に実装され、前記第１配線と電気的に接続される複数の発光素子と、前記発光素子の上方に設けられる第１透光性部材と、前記第１透光性部材の下面に設けられ、前記第１配線の所定の前記電極間を電気的に接続する第２配線と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の実施形態に係る発光装置によれば、複数の発光素子を高密度に配置可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】第１実施形態に係る発光装置から第１透光性部材を除いた構成を示す平面図である。
【図２Ｂ】第１実施形態に係る発光装置における第１透光性部材の構成を示す平面図である。
【図２Ｃ】第１実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図１のＩＩＣ−ＩＩＣ線における断面を示す。
【図３Ａ】第１実施形態に係る発光装置において、第２配線の第１変形例を示す平面図である。
【図３Ｂ】第１実施形態に係る発光装置において、第２配線の第２変形例を示す平面図である。
【図３Ｃ】第１実施形態に係る発光装置において、第２配線の第３変形例を示す平面図である。
【図３Ｄ】第１実施形態に係る発光装置において、第２配線の第４変形例を示す平面図である。
【図３Ｅ】第１実施形態に係る発光装置において、第２配線の第５変形例を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係る発光装置において、第１透光性部材の変形例を示す斜視図である。
【図５Ａ】第２実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図５Ｂ】第２実施形態に係る発光装置において、第２透光性部材の変形例を示す断面図である。
【図６Ａ】第３実施形態に係る発光装置から第１透光性部材を除いた構成を示す平面図である。
【図６Ｂ】第３実施形態に係る発光装置における第１透光性部材の構成を示す平面図である。
【図７Ａ】第４実施形態に係る発光装置から第１透光性部材を除いた構成を示す平面図である。
【図７Ｂ】第４実施形態に係る発光装置における第１透光性部材の構成を示す平面図である。
【図８】第１実施形態に係る発光装置を用いた光源装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係る発光装置について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
【００１０】
また、説明の便宜上、各図においてＸＹＺ座標軸を用いて観察方向を示している。
ここで、実装基板の発光素子を実装する面をＸＹ平面に平行な面とし、発光素子が実装された面を上面とし、上方向をＺ軸の＋方向とするように座標軸を定めている。
なお、以下に説明する各実施形態及び変形例の構成は、他の実施形態及び変形例にも適用可能である。
【００１１】
＜第１実施形態＞
［発光装置の構成］
第１実施形態に係る発光装置の構成について、図１〜図２Ｃを参照して説明する。
なお、図２Ａ及び図２Ｂは平面図であるが、図２Ａにおいては、第１配線にハッチングを施して示しており、図２Ｂにおいては、第２配線にハッチングを施して示している。
【００１２】
本実施形態に係る発光装置１００は、平面視形状が略長方形の基体２１の上面に第１配線２２が設けられた実装基板２と、実装基板２の上面に実装された複数の発光素子１と、発光素子１が実装された領域の上方を覆うように設けられ、下面側に第２配線４を有する板状の第１透光性部材３と、を主な構成部材として備えている。
【００１３】
発光素子１は、第１配線２２と第２配線４とによって配線され、実装基板２の一方の端部に設けられたコネクタ（給電端子）２３から電力を供給されることで発光するように構成されている。また、第１透光性部材３は、支持部材５によって実装基板２に取り付けられており、第１配線２２と第２配線４とは、支持部材５を介して電気的に接続されている。また、実装基板２には、保護素子７が設けられている。
なお、実装基板２と第１透光性部材３との間の空間は空気層となっているが、当該空間に透光性部材を設けて発光素子１を被覆、好ましくは封止するようにしてもよい。実装基板２と第１透光性部材３との間が空気層となる場合は、実装基板２と第１透光性部材３は完全に密封されず、発光装置１００は非気密であることが好ましい。これにより、発光装置１００の中に僅かな水分があったとしても、実装基板２と第１透光性部材３とを接合し乾燥させる際の熱でその水分を蒸発させ、蒸発された水分を実装基板２と第１透光性部材３との隙間から外部に取り出すことができる。したがって、実装基板２の金属配線等が水分等によって腐食されることを防ぐことができ、信頼性の高い発光装置とすることができる。
以下、各構成について順次に詳細に説明する。
【００１４】
実装基板２は、平面視形状が略矩形である板状の基体２１と、基体２１の上面に設けられた第１配線２２と、基体２１の上面のＹ軸方向の一端に設けられたコネクタ２３とを備えている。
基体２１は、セラミックスや樹脂などの絶縁性材料、表面に絶縁膜が設けられた金属板などを用いることができる。基体２１は、平面視における矩形形状の三隅に、光源装置などの上位の装置の取付台などにネジ止めなどによって取り付けるための貫通孔２１ａ、切欠部２１ｂ，２１ｃを有している。
【００１５】
第１配線２２は、ＣｕやＡｌなどの導電性及び熱伝導性の良好な金属を好適に用いることができる。第１配線２２は、互いに離間して配置される複数の電極で構成されている。具体的には、第１配線２２は、Ｘ軸方向に長い長尺形状の電極２２１〜２２７と、電極２２７のＸ軸方向の上部及び下部に対向して配置される電極２２８及び電極２２９とを有している。これらの電極２２１〜２２９は、互いに離間して配置されている。電極２２１〜２２７は、基体２１のＸ軸方向の略全長に渡る長さを有している。また、電極２２７〜２２９は、互いに離間したまま基体２１の左端に設けられたコネクタ２３に向かって延伸し、それぞれコネクタ２３の対応する電極２３ａと電気的に接続されている。
例えば、電極２２７は正極（アノード）側の電極２３ａと接続され、電極２２８，２２９は負極（カソード）側の電極２３ａと接続されている。
【００１６】
電極２２２〜２２７には、それぞれに１８個の発光素子１がＸ軸方向に一列に配置されている。また、これらの発光素子１は、下面側の素子電極が半田などの導電性接合部材を用いて、電極２２２〜２２７と接合され、上面側の素子電極がワイヤ６を用いて、隣接する電極２２１〜２２６と電気的に接続されている。従って、同じ電極２２２〜２２７上に配置されている発光素子１同士は並列に電気接続され、異なる電極２２２〜２２７上に配置されている発光素子１同士は直列に電気接続されている。
【００１７】
第１配線２２のＹ軸方向の一端側に設けられた電極２２８，２２９上と、第１配線２２の他端側に設けられた電極２２１上とには、それぞれ導電性を有する支持部材５が設けられている。
また、第１配線２２の所定の電極間として、電極２２１と電極２２８，２２９との間が、第２配線４によって電気的に接続されている。具体的には、電極２２１は、電極２２１上に設けられた支持部材５、第１透光性部材３の下面に設けられた第２配線４及び電極２２８，２２９上に設けられた支持部材５を介して、電極２２８，２２９と電気的に接続されている。
また、電極２２７と電極２２８との間、及び電極２２７と電極２２９との間には、それぞれ保護素子７が設けられている。
【００１８】
コネクタ（給電端子）２３は、外部電源を接続して、第１配線２２、支持部材５、発光素子１、ワイヤ６、第２配線４からなる回路に電力を供給するための端子である。コネクタ２３の形状は特に限定されるものではない。また、給電端子として、コネクタ２３に代えて、電極２２７〜２２９のそれぞれに、例えば、半田付けなどによってリード線を接続するためのパッド領域を設けるようにしてもよい。
なお、本実施形態のコネクタ２３は、給電用の正と負の端子を備えているが、正極側の給電端子となるコネクタと、負極側の給電端子となるコネクタとを離間して設けるようにしてもよい。
また、コネクタ２３を、第１透光性部材３と隣接する位置に配置して、第１配線２２だけでなく、第２配線４とコネクタ２３の対応する電極２３ａとが直接に接続されるようにしてもよい。
【００１９】
また、本実施形態のように、一方向（Ｙ軸方向）に配列された複数の発光素子１が直列接続されている場合は、実装基板２の当該配列方向の一端側に正負の給電端子を設けるためには、他端側から一端側に配線を設ける必要がある。ここで、平面視で当該一方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に発光素子１が高密度に配置されている場合は、実装基板２の上面の発光素子１の間に配線を設けることが困難となる。本実施形態では、発光素子１の上方を覆う第１透光性部材３に、実装基板２の他端側と一端側とを接続する第２配線４を設けるため、発光素子１を高密度に配置することができる。
また、正負の給電端子を有するコネクタ２３を一箇所に設けることで、外部電源と接続するための配線を、実装基板２の一端にまとめることができるため、発光装置１００を光源装置などの上位の装置へ取り付けるのが容易となる。
【００２０】
発光素子１は、実装基板２の上面に複数個が２次元（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に配列するように実装されている。本実施形態では、Ｘ軸方向に１８個、Ｙ軸方向に６個が配列されている。発光素子１は、下面と上面とにそれぞれ異なる極性の素子電極が設けられており、下面側の素子電極が、当該発光素子１が配置されている第１配線２２と半田などの導電性接合部材を用いて電気的及び機械的に接合され、上面側の素子電極がワイヤ６を用いて、隣接して配置されている第１配線２２と電気的に接続されている。例えば、電極２２２上に配置されている発光素子１は、下面側の素子電極が、電極２２２と導電性接合部材を用いて接合され、上面側の素子電極が、電極２２１とワイヤ６を用いて接続されている。
【００２１】
発光素子１は、Ｘ軸方向に配列された１８個の素子列ごとに、電極２２２〜２２７の何れか１つの上面に配置され、電気的に並列接続されている。また、Ｙ軸方向に配列された６個の発光素子１同士は、それぞれ異なる電極２２２〜２２７上に配置され、電気的に直列接続されている。
また、前記したように、電極２２１と、電極２２８，２２９とは、支持部材５及び第２配線４を介して電気的に接続されているため、電極２２７と、電極２２８，２２９との間に電圧を印加することで、全ての発光素子１を発光させることができる。
【００２２】
なお、発光素子１は、正負の素子電極が上面側と下面側とに分かれて設けられたものに限定されず、一方の面側に正負の素子電極が設けられるものであってもよい。発光素子１の正負の素子電極が下面側に設けられている場合は、電極２２１〜２２７の互いに隣接して配置されている一対の電極間にフリップチップ型で実装することができる。また、発光素子１の正負の素子電極が上面側に設けられている場合は、電極２２１〜２２７の互いに隣接して配置されている一対の電極の一方に下面側をダイボンドするとともに、上面側に設けられた正負の素子電極と対応する極性の電極とをそれぞれワイヤを用いて、電気的に接続することができる。
【００２３】
発光素子１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光構造を有する半導体積層体を備える半導体発光素子を用いることができる。半導体積層体には、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰのように、半導体発光素子に適した材料を用いることができる。特に、可視光ないし近紫外領域の波長で発光可能な、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）で表されるＧａＮ系化合物半導体を好適に用いることができる。
【００２４】
第１透光性部材３は、発光素子１が配置された領域の上方全体を覆うように設けられるカバー部材であり、導電性を有する４個の支持部材５を用いて実装基板２に取り付けられている。また、第１透光性部材３の下面側には、Ｙ軸方向の両端に配置された支持部材５間が導通するように、第２配線４が設けられている。
本実施形態の第１透光性部材３は、上面側に、一方向（Ｘ軸方向）に延伸する６個の半円筒状（シリンドリカル）のレンズ３１が、複数の列状に配列して設けられている。また、第１透光性部材３のＹ軸方向の両端には、平坦部３２が設けられており、その上面及び下面が支持部材５に挟持されている。
第１透光性部材３としては、ガラスや樹脂などの絶縁性を有する透光性材料を用いることができる。第１透光性部材３は、発光素子１からの光を６０％以上透過するもの、さらに、９０％以上を透過するものが好ましい。これにより発光素子１からの光を第１透光性部材３を透過して効率良く取り出すことができる。
【００２５】
レンズ３１は、発光素子１の配光特性を調整するために設けられている。また、半円筒状の各レンズ３１は、Ｘ軸方向に配列された発光素子１の素子列ごとに対応して設けられており、当該発光素子１の配列方向と、レンズ３１の延伸軸とが平行で、かつ、レンズ３１の光軸３１ａが、対応する発光素子１の光軸、すなわち発光素子１のＹ軸方向の幅の中心軸と一致するように配置することが好ましい。この場合の発光素子１の「光軸」とは、発光素子１の中心を通り出射面に垂直な直線を指し、「一致」とはレンズ３１の光軸と発光素子１の光軸とが完全に一致する場合のほか、両光軸のずれが５０μｍ未満である場合、好ましくは１０μｍ未満である場合が含まれる。また、高さ方向（Ｚ軸方向）について、レンズ３１の焦点が、発光素子１の上面と一致するように配置することが好ましい。これによって、発光素子１の配光特性を良好に調整することができる。
なお、第１透光性部材３は、レンズ３１を有さない平板状であってもよい。
【００２６】
第２配線４は、第１透光性部材３の下面に設けられる配線パターンである。第２配線４は、電極２２１と電極２２８，２２９との間を、支持部材５を介して電気的に接続するために設けられている。
第２配線４は、第１透光性部材３を実装基板２に取り付けたときに、平面視で、発光素子１の光軸を避けて配置され、発光素子１が配置された領域と重なる領域を避けて配置することがより好ましい。このために、本実施形態の第２配線４は、平面視で、発光素子１が配置された領域と重なる領域に開口部４ａが設けられている。これによって、発光素子１からの光を第１透光性部材３を透過して効率よく外部に取り出すことができる。
【００２７】
第２配線４は、光取り出し効率を高めるために、透光性を有する導電材料を用いることが好ましいが、電気抵抗を低く抑えるために、透光性を有さない導電材料を用いることもできる。特に、平面視において、開口部４ａの面積が発光素子１の面積に比べて小さい場合には、第２配線４を透光性を有する導電材料で形成することが好ましい。
【００２８】
なお、第２配線４に用いられる透光性を有さない導電材料としては、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕなどの金属やこれらの金属を主成分とする合金を挙げることができる。金属材料を用いる場合は、スパッタリング法やメッキ法などによって、第１透光性部材３の下面に第２配線４を形成することができる。また、打ち抜き加工やエッチング加工を施すことによってパターニングした金属板ないし金属箔を、第１透光性部材３の下面に貼付することで、第２配線４を形成してもよい。
【００２９】
また、第２配線４に用いられる透光性を有する導電材料としては、金属薄膜や導電性金属酸化物を挙げることができる。更に、導電性金属酸化物としては、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ及びＴｉからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物が挙げられる。具体的には、ＺｎＯ、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ２Ｏ３）、ＳｎＯ２、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ２）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ２）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ２）、ＴｉＯ２などの導電性金属酸化物がある。なかでも、ＩＴＯは、可視光において高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから、第２配線４として好適な材料である。
このような材料を用いる場合は、例えば、スパッタリング法などによって第１透光性部材３の下面に成膜し、フォトリソグラフィ法によって形成したマスクを用いたエッチング法やリフトオフ法によってパターニングすることで、第２配線４を形成することができる。
【００３０】
支持部材５は、実装基板２の上面に設けられた第１配線２２のＹ軸方向の両端に配置された電極２２１及び電極２２８，２２９上に設けられ、第１透光性部材３を実装基板２に取り付けるための部材である。支持部材５は、ＣｕやＡｌなどの金属材料を用いて形成され、電極２２１及び電極２２８，２２９上に、半田などの導電性接合部材を用いて電気的及び機械的に接合される。また、支持部材５は、第１透光性部材３の平坦部３２を上下方向（Ｚ軸方向）に挟持し、当該第１透光性部材３を挟持した部分において、第１透光性部材３の下面に設けられた第２配線４と導通する。
【００３１】
なお、第２配線４を介して、Ｙ軸方向の両端を電気的に接続するためには、支持部材５は、各端部に少なくとも１個ずつ備えればよい。
また、支持部材５に代えて、第１透光性部材３のＹ軸方向の両端が下方に折れ曲がるように形成し、当該折れ曲がった端部で実装基板２と接合するようにしてもよい。この場合は、第２配線４と第１配線２２の対応する電極とが直接接合するようにすればよい。
【００３２】
ワイヤ６は、発光素子１と第１配線２２とを電気的に接続するための配線である。ワイヤ６としては、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌなどのワイヤボンディングに用いられる金属線を用いることができる。
【００３３】
保護素子７は、発光素子１を過電圧などから保護するために設けることが好ましい。保護素子７としては、ツェナーダイオードを好適に用いることができるが、バリスタやキャパシタなどを用いることもできる。
本実施形態では、保護素子７は、電極２２７と電極２２８との間、及び電極２２７と電極２２９との間に設けられている。
【００３４】
［発光装置の動作］
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の動作について、図１〜図２Ｃを参照して説明する。なお、第２配線４が透光性を有する場合について説明する。
発光装置１００は、コネクタ２３に外部電源が接続されると、発光素子１、第１配線２２、支持部材５、ワイヤ６及び第２配線４からなる回路に電力が供給され、発光素子１が発光する。発光素子１から発した光は、第２配線４及び第１透光性部材３を透過して、発光装置１００の外部に取り出される。このとき、発光素子１の直上領域においては、第２配線４の開口部４ａが設けられているため、開口部４ａに入射した光は、良好に外部に取り出される。
また、発光素子１から発した光は、第１透光性部材３のレンズ３１によって配光特性が調整されて発光装置１００から取り出される。
【００３５】
［発光装置の製造方法］
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図１〜図２Ｃ参照して説明する。
発光装置１００の製造方法は、実装基板準備工程と、第１透光性部材準備工程と、発光素子実装工程と、第１透光性部材取付工程と、を含んでいる。
【００３６】
実装基板準備工程は、実装基板２を準備する工程である。実装基板２は、貫通孔２１ａ、切欠部２１ｂ，２１ｃを形成した板状の基体２１の上面に、例えば、プリント基板の作製と同様の工法によって、第１配線２２を形成し、更にコネクタ２３を半田付けなどによって接合することで形成することができる。
【００３７】
第１透光性部材準備工程は、下面に第２配線４を設けた第１透光性部材３を準備する工程である。第１透光性部材３は、例えば、ガラスを用いて、射出成型法、圧縮成形法、トランスファーモールド法などによって形成することができる。
また、第２配線４は、第１透光性部材３の下面側に、例えば、ＩＴＯなどの透光性導電材料を用いて、スパッタリング法などによって形成することができる。
【００３８】
発光素子実装工程は、実装基板２に複数の発光素子１を実装する工程である。発光素子１は、まず、一方の電極が設けられた下面を第１配線２２と対向させて、半田などの導電性接合部材を用いて、第１配線２２の所定の電極２２２〜２２７にダイボンドする。次に、発光素子１の上面に設けられた他方の電極と、第１配線２２の対応する電極２２１〜２２６の何れかとワイヤ６を用いて電気的に接続する。これによって、発光素子１は実装基板２に実装される。
【００３９】
第１透光性部材取付工程は、下面に第２配線４が設けられた第１透光性部材３を、実装基板２に取り付ける工程である。
この工程では、まず、支持部材５が、第１透光性部材３の平坦部３２を挟持するように取り付ける。なお、支持部材５は、例えば、プレス加工などの板金加工によって形成することができる。また、支持部材５は、圧着などにより第１透光性部材３へ取り付けることができる。
次に、支持部材５を、第１配線２２に、半田などの導電性接合部材を用いて接合する。これによって、第１透光性部材３を実装基板２に取り付けることができる。
以上の工程を行うことで、発光装置１００を製造することができる。
【００４０】
＜変形例＞
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の各部材の変形例について説明する。
［第２配線の変形例］
第２配線の変形例について、図３Ａ〜図３Ｅを参照して説明する。
なお、図３Ａ〜図３Ｅは平面図であるが、第２配線にハッチングを施して示している。また、図３Ａでは、参考のため、発光素子１の大きさと配置される位置とを破線で示している。
【００４１】
（第１変形例）
図３Ａに示した第１変形例に係る第２配線４Ａは、発光素子１の光軸、すなわち平面視で発光素子１の中心とその近傍領域に、開口部４Ａａを設けるものである。発光素子１からの光量が特に多い光軸及びその近傍領域に開口部４Ａａを設けることで、第２配線４Ａによる光の吸収や反射で損失する光量を低減するとともに、第２配線４ＡのＸ軸方向の有効幅を広くできるため、配線抵抗を低減することができる。従って、特にＸ軸方向に発光素子１を高密度に配置した場合であっても、第２配線４Ａの配線幅が狭くなり過ぎず、良好な導電性を確保することができる。
なお、開口部４Ａａの幅は、発光素子１の幅よりも狭ければよく、例えば、発光素子１の幅の１／４以上の幅とすることが好ましい。このような幅とすることによって、発光素子１からの光を良好に第１透光性部材３を通して外部に取り出すことができる。
【００４２】
（第２変形例）
図３Ｂに示した第２変形例に係る第２配線４Ｂは、Ｘ軸方向について、発光素子１が配置された領域に開口部４Ｂａを設けている。従って、第２配線４Ｂは、Ｙ軸方向に延伸する縞状の配線パターンを有している。これによって、Ｙ軸方向に発散する光を、第２配線４Ｂの影響なく外部に取り出すことができる。
なお、開口部４ＢａのＸ軸方向の幅を、発光素子１の幅と同じではなく、第１変形例の第２配線４Ａの開口部４Ａａと同様に、発光素子１の光軸を含む狭い幅にしてもよい。
【００４３】
（第３変形例）
図３Ｃに示した第３変形例に係る第２配線４Ｃは、平面視において、複数の発光素子１のチップ間の領域も含めた実装領域である第１透光性部材３の中央領域に開口部４Ｃａが設けられている。言い換えれば、複数の発光素子１の実装領域の外側である第１透光性部材３の下面の端部のみに第２配線４Ｃが設けられている。このため、発光素子１からの光は、第２配線４Ｃの影響を殆ど受けることなく、第１透光性部材３を通して外部に取り出すことができる。また、第２配線４Ｃは、発光素子１の実装領域の端部に設けられるため、導電性の高い金属材料を用いることで、配線抵抗の低減と良好な光取り出し効率とを両立することができる。
【００４４】
（第４変形例）
図３Ｄに示した第４変形例に係る第２配線４Ｄは、第１透光性部材３の下面に代えて、第１透光性部材３の側面に設けられている。このため、発光素子１からの光は、第２配線４Ｄの影響を受けることなく、第１透光性部材３を通して外部に取り出すことができる。また、第２配線４Ｄとして、透光性を有さない金属材料を用いることで、配線抵抗の低減と良好な光取り出し効率とを両立することができる。
なお、本例において、支持部材５は、第１透光性部材３の平坦部３２のＸ軸方向の側面と接触して第２配線４Ｄと導通するように設けられている。
また、前記した第２配線４，４Ａ〜４Ｃにおいて、第１透光性部材３のＸ軸方向の側面に第２配線４Ｄと同じ配線パターンを付加してもよい。これによって、光取り出しに影響を与えることなく、配線抵抗を低減することができる。
【００４５】
（第５変形例）
図３Ｅに示した第５変形例に係る第２配線４Ｊは、第１透光性部材３の下面の略全体を被覆するように設けるものである。すなわち、第２配線４Ｊは、発光素子１の光軸を避けないで、平面視で発光素子１の中心を含む領域にも配置されている。発光素子１の光軸を避けないで第２配線４Ｊを配置することで、第２配線４Ｊによる吸収や反射によって発光素子１からの光の損失が増加するが、第１透光性部材３の下面の広範囲に配置することで、第２配線４Ｊの配線抵抗を低くすることができる。このため、投入する電力に対する発光装置１００の発光効率を高めることができる。
【００４６】
（その他の変形例）
また、例えば、図２Ｂに示した第２配線４のように第２配線が開口部を有する場合であっても、発光素子１の光軸を避けずに第２配線を配置するようにしてもよい。言い換えれば、発光素子１の光軸を避けて第２配線の開口部を配置するようにしてもよい。
【００４７】
［第１透光性部材の変形例］
次に、第１透光性部材の変形例について、図４を参照して説明する。
図４に示した変形例に係る第１透光性部材３Ｅは、図１に示した第１透光性部材３における半円筒状のレンズ３１に代えて、平面視においてＹ軸方向に細長い半楕円体状の凸レンズであるレンズ３１Ｅが２次元配列されたフライアイレンズを有するように構成したものである。レンズ３１Ｅの配列ピッチは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について発光素子１の配列ピッチと一致するように設けられている。すなわち、発光素子１ごとに１個のレンズ３１Ｅが対応しており、個々のレンズ３１Ｅの光軸は、対応する発光素子１の光軸と一致するように設けられている。
このように、第１透光性部材３Ｅに半楕円体状のレンズ３１Ｅを設けることで、発光素子１のＹ軸方向の配光特性に加えて、Ｘ軸方向の配光特性も調整することができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図５Ａを参照して説明する。
第２実施形態に係る発光装置１００Ｆは、第１実施形態に係る発光装置１００に対して、発光素子１を被覆する第２透光性部材８を更に備えるものである。
発光装置１００Ｆは、実装基板２と第１透光性部材３との間の空間に、第２透光性部材８を充填して、発光素子１を封止するように構成されている。
【００４９】
第２透光性部材８は、実装基板２の上面に設けられた発光素子１やワイヤ６などを封止し、塵芥、水分、ガス、外力などから保護するための透光性を有するものである。
第２透光性部材８の材料としては、良好な透光性、耐候性及び耐光性を有するものが好ましく、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などを好適に用いることができる。また、このような樹脂材料に、適宜に、波長変換物質（蛍光体）、着色剤、光拡散性物質、その他のフィラーを含有させてもよい。また、第２透光性部材８は樹脂材料に限定されず、ガラス、シリカゲルなどの耐光性に優れた無機材料を用いることもできる。
【００５０】
本実施形態の第１透光性部材３は、その下面が発光素子１と上下方向に離間するように設けられており、発光素子１の上面及び側面が、第２透光性部材８によって封止されている。また、発光素子１として、例えばフリップチップ型のように、上面側が平坦な発光素子を用いる場合には、第１透光性部材３を、その下面が発光素子１の上面と接するように配置し、発光素子１の側面を第２透光性部材８で被覆することで、発光素子１を封止するように構成してもよい。
【００５１】
発光装置１００Ｆは、第２透光性部材８と第１透光性部材３との間に空気層を有さないように構成されているが、発光素子１などの保護を目的とする場合は、第２透光性部材８は、発光素子１などを被覆するように、好ましくは封止するように設けられればよい。従って、第２透光性部材８と第１透光性部材３との間に隙間、すなわち空気層を有していてもよい。但し、実装基板２と第１透光性部材３との間に空気層を有さないように構成することが好ましい。また、実装基板２と第１透光性部材３との間に第２透光性部材８を注入する際に、発光装置１００Ｆは液状の樹脂材料が溢れ出しにくい構成を備えることが好ましい。液状の樹脂材料が溢れ出しにくい構成の例としては、実装基板２の上面のうち第１透光性部材３の周縁の下方に位置する領域に粗面化処理を施したり、樹脂溜まりのための凹部を形成する。このような構成を備えることにより、液状の樹脂材料が外部に流出することを抑制することができる。
【００５２】
異なる屈折率の媒体の界面があると、当該界面で光の一部が反射される。従って、第２透光性部材８と第１透光性部材３との間に空気層があると、発光素子１からの光の一部は、第２透光性部材８と当該隙間である空気層との界面、及び当該空気層と第１透光性部材３又は第２配線４との界面で反射される。界面で反射される光量は、界面の両側の媒体の屈折率差が大きいほど多くなる。
第２透光性部材８と第１透光性部材３又は第２配線４との間に空気層を有さないように構成することで、発光素子１からの光が透過すべき界面が１つ減少する。また、第２透光性部材８として用いられる樹脂やガラスなどの材料は、空気よりも第１透光性部材３及び第２配線４との屈折率差が小さいため、界面で反射される光量が低減される。従って、第２透光性部材８を、第１透光性部材３の下面又は／及び第２配線４の下面と接するように設けることで、光取り出し効率を高めることができる。
【００５３】
次に、第２実施形態に係る発光装置１００Ｆの製造方法について説明する。
発光装置１００Ｆは、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法において、第１透光性部材取付工程の後で、第２透光性部材８を形成する工程（第２透光性部材形成工程）を行うことで製造することができる。
【００５４】
すなわち、第１透光性部材３を実装基板２に取り付けた後に、第２透光性部材形成工程において、実装基板２と第１透光性部材３との間から、液状の樹脂材料を注入し、実装基板２と第１透光性部材３との間の空間に隙間なく充填する。このとき、余剰の液状の樹脂材料は実装基板２の樹脂溜まり用の凹部に収容される。そして、当該樹脂材料を硬化させることで第２透光性部材８を形成することができる。これによって、第２透光性部材８で、発光素子１やワイヤ６などが封止される。
また、第２透光性部材形成工程と第１透光性部材取付工程とを一体的に行うようにしてもよい。すなわち、液状の樹脂材料を実装基板２上に供給した後で、樹脂材料が液状のまま第１透光性部材３を取り付ける。このとき、樹脂材料が第１透光性部材３と接触するように、樹脂材料に適度な粘性を有するように処方して、当該樹脂材料が盛り上がるように配置する。そして、樹脂材料を硬化させることで、第２透光性部材８を形成することができる。
【００５５】
また、第２透光性部材８と第１透光性部材３との間に隙間を有するように、当該第２透光性部材８を設ける場合は、発光素子実装工程の後であって、第１透光性部材取付工程よりも前に、第２透光性部材形成工程を行うようにしてもよい。
この場合は、第２透光性部材８は、例えば、液状の樹脂材料をポッティング法などによって発光素子１などを被覆するように供給し、当該樹脂材料を硬化させることで形成することができる。
【００５６】
＜変形例＞
次に、第２透光性部材の変形例について、図５Ｂを参照して説明する。
図５Ｂに示した第２透光性部材８Ｇは、各発光素子１に対応して、凸レンズ機能を有するように形成されている。また、当該凸レンズの光軸は、対応する発光素子１の光軸と一致するように設けることが好ましい。これによって、第１透光性部材３に設けられるレンズと組み合わせることができ、発光装置１００Ｇの配光特性をより良好に調整することができる。
なお、第２透光性部材８Ｇとして形成されるレンズは、半円筒状や半球状、半楕円体状のレンズであってもよい。また、第１透光性部材３は、レンズを有さない平板状の部材とし、第２透光性部材８Ｇのレンズ機能によって発光素子１の配光特性を調整するようにしてもよい。
【００５７】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る発光装置について、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。
なお、図６Ａ及び図６Ｂは平面図であるが、図６Ａにおいては、第１配線にハッチングを施して示しており、図６Ｂにおいては、第２配線にハッチングを施して示している。
【００５８】
第３実施形態に係る発光装置１００Ｈは、実装基板２Ｈの第１配線２２Ｈ及び第２配線４Ｈを、Ｘ軸方向に２分割するものである。２分割した配線の系列をａ列Ｌａ及びｂ列Ｌｂとすると、ａ列Ｌａに配置された発光素子１と、ｂ列Ｌｂに配置された発光素子１とを独立して制御することができる。
このために、第１配線２２Ｈの電極２２１〜２２７は、Ｘ軸方向に２つに分割されている。また、第２配線４Ｈも、Ｘ軸方向に２つに分割されている。また、２つに分割された電極２２１のそれぞれの分割領域と、第２配線４Ｈの対応する分割領域とを接続するために２個の支持部材５が設けられ、電極２２８，２２９のそれぞれと、第２配線４Ｈの対応する分割領域とを接続するために２個の支持部材５が設けられている。
【００５９】
なお、発光素子１をａ列Ｌａ及びｂ列Ｌｂの２系統で制御するに際して、一方の電極、例えば、カソード側の電極は共通にしてもよい。この場合は、第２配線４Ｈを２分割せずに、第１実施形態における第２配線４と同じ構成にしてもよい。
【００６０】
発光装置１００Ｈは、複数の発光素子１を２系統に制御できること以外は、第１実施形態に係る発光装置１００と同様に動作するから、動作についての説明は省略する。
また、発光装置１００Ｈは、第１配線２２Ｈ及び第２配線４Ｈの形状が異なる以外は、発光装置１００と同様にして製造することができるから、製造方法についての説明は省略する。
【００６１】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る発光装置について、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。
なお、図７Ａ及び図７Ｂは平面図であるが、図７Ａにおいては、第１配線にハッチングを施して示しており、図７Ｂにおいては、第２配線にハッチングを施して示している。
【００６２】
第４実施形態に係る発光装置１００Ｉは、実装基板２Ｉの第１配線２２Ｉ及び第２配線４Ｉを、Ｘ軸方向に３分割するものである。３分割した配線の系列をａ列Ｌａ、ｂ列Ｌｂ及びｃ列Ｌｃとすると、ａ列Ｌａに配置された発光素子１と、ｂ列Ｌｂに配置された発光素子１と、ｃ列Ｌｃに配置された発光素子１とを、それぞれ独立して制御することができる。
このために、第１配線２２Ｉの電極２２１〜２２７は、Ｘ軸方向に３つに分割されている。また、第１配線２２Ｉのｂ列Ｌｂに対応するカソード電極として、電極２３０が設けられている。また、第２配線４Ｉも、Ｘ軸方向に３つに分割されている。また、３つに分割された電極２２１のそれぞれの分割領域と、第２配線４Ｉの対応する分割領域とを接続するために３個の支持部材５が設けられ、電極２２８，２２９，２３０のそれぞれと、第２配線４Ｉの対応する分割領域とを接続するために３個の支持部材５が設けられている。
【００６３】
なお、発光素子１をａ列Ｌａ〜ｃ列Ｌｃの３系統で制御するに際して、第３実施形態と同様に、一方の電極、例えば、カソード側の電極は共通にしてもよい。この場合は、第２配線４Ｉに代えて、第１実施形態における第２配線４を用いる構成にしてもよい。また、第１配線２２Ｉのカソード側の電極２２８，２２９，２３０も、３つ設ける必要はなく、１つ又は２つでもよい。
【００６４】
発光装置１００Ｉは、複数の発光素子１を３系統に制御できること以外は、第１実施形態に係る発光装置１００と同様に動作するから、動作についての説明は省略する。
また、発光装置１００Ｉは、第１配線２２Ｉ及び第２配線４Ｉの形状が異なる以外は、発光装置１００と同様にして製造することができるから、製造方法についての説明は省略する。
また、第１配線及び第２配線の分割数は４以上であってもよく、それぞれの分割領域に属する発光素子１の個数が異なるように第１配線及び第２配線を分割してもよい。
【００６５】
＜応用例＞
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の応用例について、図８を参照して説明する。
本応用例は、複数の発光装置１００を用いた光源装置である。
光源装置２００は、Ｘ軸方向に長い長尺形状の取付台９と、当該取付台９上に、一列に配列された複数（６個）の発光装置１００と、を備えて構成されている。
【００６６】
取付台９は、基体９１と、コネクタ９２と、コネクタ９４と、を備えている。基体９１は、発光装置１００を位置決めして取り付けるために、実装基板２に設けられた切欠部２１ｂ，２１ｃに嵌合する突起部９１ａ，９１ｂと、貫通孔２１ａに挿通されるネジ９５をネジ止めするネジ穴とが上面に設けられている。また、基体９１の上面には、各発光装置１００のコネクタ２３と接続するためのコネクタ９２が設けられ、対応するコネクタ間がケーブル９３で接続されている。更に、基体９１の長手方向であるＸ軸方向の一端には、外部電源と接続するためのコネクタ９４が設けられている。なお、基体９１には、コネクタ９２，９４を取り付けるため、及びこれらのコネクタ９２，９４間を接続するための配線パターンが設けられている。
【００６７】
発光装置１００は、実装基板２のＸ軸方向の端部近傍まで発光素子１が配置されている。このため、複数の発光装置１００をＸ軸方向に連結した光源装置２００は、発光装置１００間の境界において光量のムラを少なくすることができ、均一性の高いライン照明光を生成することができる。
また、発光装置１００は、正負の給電端子を有するコネクタ２３が、平面視で発光装置１００の配列方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）の一端に設けられている。これによって、各発光装置１００のコネクタ２３が取付台９の一端側に一列に並ぶため、光源装置２００において、各コネクタ２３からの配線が繁雑にならないように構成することができる。
【００６８】
光源装置２００は、発光装置１００に紫外光を発する発光素子１を搭載することで、例えば、紫外線硬化型樹脂を含有するインクを用いた印刷機のインク乾燥機として好適に用いることができる。
【００６９】
なお、第１実施形態に係る発光装置１００に代えて、その変形例に係る発光装置、又は第２実施形態〜第４実施形態に係る発光装置若しくはそれらの変形例に係る発光装置を用いることもできる。
【００７０】
また、第１実施形態〜第３実施形態に係る各発光装置の構成要素は、適宜に、互いに交換又は組み合わせることができる。
例えば、第１実施形態の変形例における第１透光性部材３Ｅは、他の実施形態又はその変形例に係る発光装置の第１透光性部材３に代えて用いることができる。第１配線２２〜２２Ｉ、第２配線４〜４Ｊなども同様である。また、第２実施形態における第２透光性部材８，８Ｇは、他の実施形態又はその変形例に係る発光装置にも適用することができる。
【００７１】
以上、本発明に係る発光装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７２】
１      発光素子
２，２Ｈ，２Ｉ  実装基板（基板）
２１    基体
２１ａ  貫通孔
２１ｂ，２１ｃ  切欠部
２２，２２Ｈ，２２Ｉ  第１配線
２２１〜２３０  電極
２３    コネクタ（給電端子）
２３ａ  電極
３，３Ｅ  第１透光性部材
３１    レンズ
３１ａ  光軸
３１Ｅ  レンズ
３２    平坦部
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｈ，４Ｉ，４Ｊ  第２配線
４ａ，４Ａａ，４Ｂａ，４Ｃａ  開口部
５      支持部材
６      ワイヤ
７      保護素子
８，８Ｇ  第２透光性部材
９      取付台
９１    基体
９１ａ，９１ｂ  突起部
９２    コネクタ
９３    ケーブル
９４    コネクタ
９５    ネジ
１００，１００Ａ〜１００Ｇ  発光装置
２００  光源装置
【図１】
0006269757.tif 000002
【図２Ａ】
0006269757.tif 000003
【図２Ｂ】
0006269757.tif 000004
【図２Ｃ】
0006269757.tif 000005
【図３Ａ】
0006269757.tif 000006
【図３Ｂ】
0006269757.tif 000007
【図３Ｃ】
0006269757.tif 000008
【図３Ｄ】
0006269757.tif 000009
【図３Ｅ】
0006269757.tif 000010
【図４】
0006269757.tif 000011
【図５Ａ】
0006269757.tif 000012
【図５Ｂ】
0006269757.tif 000013
【図６Ａ】
0006269757.tif 000014
【図６Ｂ】
0006269757.tif 000015
【図７Ａ】
0006269757.tif 000016
【図７Ｂ】
0006269757.tif 000017
【図８】
0006269757.tif 000018