(57)【要約】【課題】各点光源の発光条件を個別に決め、様々な応用分野のニーズを満たす光線を提供するＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を提供する。【解決手段】ＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤１００は、基板１及び複数のＣＯＢ光源体２を備える。基板１は、設置面１０を有する。ＣＯＢ光源体２は、基板１の少なくとも１つのＬＥＤチップ２０に接続され、封止部材２１により被覆されて基板１の設置面１０に形成され、ＣＯＢ光源体２から２種類以上の異なるスペクトルを有する光を出射させる。互いに隣接したＬＥＤチップ２０の間隔は、１つのＬＥＤチップのチップ幅より大きいが２０ｍｍより小さく、封止部材２１の基板１と接触されていない外表面２１０の部分が外部雰囲気と直接接触され、封止部材２１の中央部分が凝集力の作用により封止部材２１の周縁部分より高く突出され、ＣＯＢ光源体２による放熱を増やすとともに光を均一に混合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及び複数のＣＯＢ光源体を備えたＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤であって、
前記基板は、設置面を有し、
前記ＣＯＢ光源体は、前記基板の少なくとも１つのＬＥＤチップに接続され、封止部材により被覆されて前記基板の前記設置面に形成され、前記ＣＯＢ光源体から２種類以上の異なるスペクトルを有する光を出射させ、
互いに隣接した前記ＬＥＤチップの間隔は、前記１つのＬＥＤチップのチップ幅より大きいが２０ｍｍより小さく、前記封止部材の前記基板と接触されていない外表面の部分が外部雰囲気と直接接触され、前記封止部材の中央部分が凝集力の作用により前記封止部材の周縁部分より高く突出され、前記ＣＯＢ光源体による放熱を増やすとともに光を均一に混合することを特徴とするＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップから出射される光の波長は、紫外線領域の波長２００〜４１０ｎｍ、青色光領域の波長４１０〜５００ｎｍ、緑色光領域の波長５００〜５７０ｎｍ、黄色光領域の波長５７０〜５８０ｎｍ、アンバー色光領域の波長５８０〜５９０ｎｍ、赤色光領域の波長５９０〜６５０ｎｍ、深赤色光領域の波長６５０〜６８０ｎｍ及び赤外線領域の波長６８０〜９６０ｎｍからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項３】
前記ＣＯＢ光源体中の一部又は全部には、１種類以上の蛍光粉末が添加されることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項４】
前記蛍光粉末の波長は、ＣＩＥ１９３１表色系における色度ｘのｘ＝０．０９〜０．１７、ｘ＝０．１７〜０．３８、ｘ＝０．３８〜０．５４及びｘ＝０．５４〜０．７５の群から選択されることを特徴とする請求項３に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項５】
前記封止部材は、シリコン、エポキシ、アクリル、ガラス又はプラスチックからなることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項６】
前記封止部材の外表面は弧面状であることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項７】
前記ＣＯＢ光源体は、直線状又は平面状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【請求項８】
前記ＣＯＢ光源体は、前記封止部材を被覆するとともに中央部分が周縁部分より高い外封止部材を有することを特徴とする請求項１に記載のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ電光盤（ＬＥＤ  ｌｉｇｈｔ  ｂｏａｒｄ）に関し、特に、ＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、小型、高速反応、長寿命、少ない減衰、堅固な外表面、耐振動、フルカラー発光（非可視光を含む）、容易な指向設計、低電圧、低電流、低遷移損失（ｌｏｗ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｌｏｓｓ）、低熱放射率、容易な生産、無汚染などの長所を有するため、従来の照明装置を次第に代替している。
【０００３】
ＬＥＤは構造上、様々な応用上の必要性を満足させるために、多数のＬＥＤを直列接続して構成したり、回路基板上に配置して電光盤に製作されたりしている。その製造工程には様々な方式があり、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）はその一例である。ＣＯＢとは、配線工程及び封止工程を回路基板（ＰＣＢ）へ直接行う製造工程である。言い換えると、ＣＯＢでは、ダイ又はチップ（ベアチップ）を回路基板上へ接着し、ワイヤを回路基板のボンディングパッドへ接続してから、点塗布によりチップ及びワイヤを被覆して光源を形成する。ＣＯＢは、従来のＩＣ実装技術より工程数が少ないため、安価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のＣＯＢ型ＬＥＤ電光盤では、ＬＥＤチップの外周にサイドフレーム（接着剤フレーム）を設置し、１度に回路基板上の取り囲まれたエリア内の全てのＬＥＤチップを１つの封止部材により被覆して１つの平面型封止部材を形成しなければならなかった。しかし、このような方式は、回路基板上の各点光源により同じ封止部材を使用する条件において同じ平面の光取り出し角度に制限される場合、様々な分野に必要な特定スペクトル及び特定角度を有する光線を形成することは困難であった。
【０００５】
そのため、本発明の目的は、各点光源の発光条件を個別に決め、様々な応用分野のニーズを満たす光線を出射するＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、基板及び複数のＣＯＢ光源体を備えたＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤であって、前記基板は、設置面を有し、前記ＣＯＢ光源体は、前記基板の少なくとも１つのＬＥＤチップに接続され、封止部材により被覆されて前記基板の前記設置面に形成され、前記ＣＯＢ光源体から２種類以上の異なるスペクトルを有する光を出射させ、互いに隣接した前記ＬＥＤチップの間隔は、前記１つのＬＥＤチップのチップ幅より大きいが２０ｍｍより小さく、前記封止部材の前記基板と接触されていない外表面の部分が外部雰囲気と直接接触され、前記封止部材の中央部分が凝集力の作用により前記封止部材の周縁部分より高く突出され、前記ＣＯＢ光源体による放熱を増やすとともに光を均一に混合することを特徴とするＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤が提供される。
【０００７】
前記ＬＥＤチップから出射される光の波長は、紫外線領域の波長２００〜４１０ｎｍ、青色光領域の波長４１０〜５００ｎｍ、緑色光領域の波長５００〜５７０ｎｍ、黄色光領域の波長５７０〜５８０ｎｍ、アンバー色光領域の波長５８０〜５９０ｎｍ、赤色光領域の波長５９０〜６５０ｎｍ、深赤色光領域の波長６５０〜６８０ｎｍ及び赤外線領域の波長６８０〜９６０ｎｍからなる群から選ばれることが好ましい。
【０００８】
前記ＣＯＢ光源体中の一部又は全部には、１種類以上の蛍光粉末が添加されることが好ましい。
【０００９】
前記蛍光粉末の波長は、ＣＩＥ１９３１表色系における色度ｘのｘ＝０．０９〜０．１７、ｘ＝０．１７〜０．３８、ｘ＝０．３８〜０．５４及びｘ＝０．５４〜０．７５の群から選択されることが好ましい。
【００１０】
前記封止部材は、シリコン、エポキシ、アクリル、ガラス又はプラスチックからなることが好ましい。
【００１１】
前記封止部材の外表面は弧面状であることが好ましい。
【００１２】
前記ＣＯＢ光源体は、直線状又は平面状に配置されることが好ましい。
【００１３】
前記ＣＯＢ光源体は、前記封止部材を被覆するとともに中央部分が周縁部分より高い外封止部材を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤は、各点光源の発光条件を個別に決めることができる。各点光源の発光条件を調整し、混合される光に含まれる波長、各波長光線のエネルギ強度を正確に調整し、各種応用分野の必要に応じて色、色温度、スペクトル、波長エネルギを調整した光線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤の製造方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１及び図２を参照する。図１は、本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す側面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す平面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤１００は、少なくとも基板１及び複数のＣＯＢ光源体２から構成される。基板１は、設置面１０を有する。ＣＯＢ光源体２は、基板１の設置面１０に形成される。ＣＯＢ光源体２は、基板１の少なくとも１つのＬＥＤチップ２０に接続されて封止部材２１により被覆されるとともに基板１の設置面１０に形成された光源体である。
【００１９】
ＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤１００中において、個別のＣＯＢ光源体２のＬＥＤチップ２０には、同じか異なる光の波長を採用してもよい。例えば、紫外線領域の波長２００〜４１０ｎｍ、青色光領域の波長４１０〜５００ｎｍ、緑色光領域の波長５００〜５７０ｎｍ、黄色光領域の波長５７０〜５８０ｎｍ、アンバー色光領域の波長５８０〜５９０ｎｍ、赤色光領域の波長５９０〜６５０ｎｍ、深赤色光領域の波長６５０〜６８０ｎｍ、又は赤外線領域の波長６８０〜９６０ｎｍから波長を選択する。個別のＣＯＢ光源体２中のＬＥＤチップ２０の数は異なってもよいし、１つのＣＯＢ光源体２中の多数のＬＥＤチップ２０の発光波長は互いに異なってもよい。
【００２０】
また個別のＣＯＢ光源体２の封止部材２１は、透明封止部材、半透明封止部材又は有色封止部材でもよい。封止部材２１は、シリコン、エポキシ、アクリル、ガラス又はプラスチックからなってもよい。
【００２１】
個別のＣＯＢ光源体２中には、１種類又は多種類の蛍光粉末２２を選択的に添加してもよい。ＣＩＥ（国際照明委員会）１９３１（標準）表色系における色度ｘは、ｘ＝０．０９〜０．１７、ｘ＝０．１７〜０．３８、ｘ＝０．３８〜０．５４及びｘ＝０．５４〜０．７５の群から選択してもよい。
【００２２】
上述したように、個別のＣＯＢ光源体２の発光条件は、ＬＥＤチップ２０、封止部材２１及び蛍光粉末２２の組み合わせにより決められ、特定のスペクトルを有する光を出射し、複数のＣＯＢ光源体２から出射された光を組み合わせて２種類以上のスペクトルを得てもよい。
【００２３】
図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤を示す部分拡大図である。基板１上のＣＯＢ光源体２は、各種方式（例えば、直線状又は平面状）で配置されてもよい。個別のＣＯＢ光源体２の放熱を良好にして出射される光が均一に混合されるように、各ＬＥＤチップ２０の間隔を適宜調整する必要がある。ＬＥＤチップ２０の間隔が小さすぎる場合、発生する熱を拡散させることが難しいため発光性能に悪影響を与えることがある。一方、ＬＥＤチップ２０の間隔が大きすぎる場合、発光範囲を適宜重ねて均一に混合して所望のスペクトルを得ることが困難となることがある。そのため、本発明は、熱拡散抵抗（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）関係に基づいて適宜距離条件を算出するが、この条件とは、互いに隣接したＬＥＤチップ２０の間隔が１つのＬＥＤチップ２０のチップ幅より大きいが２０ｍｍより小さくする必要がある。例えば、ＬＥＤチップ２０の横向き及び縦向きのチップ幅がそれぞれＷ及びＷ’である条件下では、異なるＣＯＢ光源体２のＬＥＤチップ２０の横方向距離（Ｓ１）がＷ＜Ｓ１＜２０ｍｍを満たす必要がある。同じＣＯＢ光源体２のＬＥＤチップ２０の横方向距離Ｓ２は、Ｗ＜Ｓ２＜２０ｍｍを満たす必要がある。異なるＣＯＢ光源体２のＬＥＤチップ２０の縦方向距離Ｓ３は、Ｗ’＜Ｓ３＜２０ｍｍを満たす必要がある。この範囲条件において、ＣＯＢ光源体２間の距離が適宜形成されているため、放熱効果が好ましい上、それぞれから出射される光エネルギが交わって光を均一に混合することができる。
【００２４】
図１を再び参照する。図１に示すように、正確に光を混合して所望のスペクトルを得るために、距離条件以外には、個別のＣＯＢ光源体２の光線を特定の角度に調整することが好ましい。本実施形態において、ＣＯＢ光源体２の封止部材２１の外表面２１０は、基板１と接触されていない部分が外部雰囲気と直接接触され、封止部材２１の中央部分が凝集力の作用により突出されて封止部材２１の周縁部分より高くなっている。さらに詳細には、封止部材２１の外表面２１０は弧面状であり、封止部材２１の外表面２１０の弧度により個別のＣＯＢ光源体２の光取り出し角度を決めることができる。図４を参照する。図４は、本発明の他の実施形態に係るＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤１００ａを示す断面図である。図４に示すように、封止部材２１は外封止部材２３で被覆される。外封止部材２３の中央部分が外封止部材２３の周縁部分より高くなっているため、所望の光取り出し角度を調整することができる。
【００２５】
上述したように、ＣＯＢ光源体２の光取り出し角度を光色に応じて調整することができる上、１つの封止部材であるために平面の光取り出し角度が制限を受ける問題は存在しない。封止部材２１の弧度は、凝集力を利用して形成されるため、ＣＯＢ光源体２の構造は、接着剤フレーム（ｇｌｕｅ  ｆｒａｍｅ）が必要なく簡素である。また、ＣＯＢ光源体２を成形した後、後続の製造工程（例えば、カット）が全く必要ない上、レンズを設置する必要もないため、全体の製造工程を簡素化して付加的部品を少なくし、スループット及び製品の競争力を向上させることができる。
【００２６】
以下、図４及び図５に基づき、本発明のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤の製造方法を簡単に説明する。まず、底板１１を準備する（ステップ１１０）。底板１１は、例えば、アルミニウム基板、銅基板などの導電材料、又は黒鉛、ダイヤモンド、シリコン、ガラス繊維などの非導電性材料からなる。底板１１が導電性材料からなる場合、底板１１上に絶縁層１２を形成する（ステップ１１５）。絶縁層１２により底板１１と、後続工程で形成される配線層１３とを絶縁させることができるため、配線層１３の電気伝送に悪影響を与えることがない。底板１１が絶縁された状況にある場合、底板１１上に絶縁層１２を選択的に形成してもよい。
【００２７】
続いて、底板１１（又は絶縁層１２）上に配線層１３を形成する（ステップ１２０）。配線層１３は、銀、銅、銀ペーストなどの導電配線層でもよく、ＬＥＤチップを接続する回路パターンが形成されている。配線層１３上にはソルダーマスク層１４を形成することが好ましい（ステップ１２５）。ソルダーマスク層１４は、配線層１３の回路パターンを保護し、素子が不正確な位置に接続されることを防ぐために用いる絶縁用保護層である。ソルダーマスク層１４上には、各素子の設置位置を示すマークが印刷されたスクリーン印刷層（図示せず）を形成する。
【００２８】
その後、配線層１３（又はソルダーマスク層１４）上に薄膜１５を形成する（ステップ１３０）。さらに詳細には薄膜１５の厚さは、数ミリメートルの厚さを有する接着剤フレームと異なり、０．００５〜０．ｌｍｍである。薄膜１５を形成する方式は、迅速かつ正確に調整することができるように、印刷した後に露光工程、現像工程を行って所望の薄膜を製作することが好ましいが、勿論その他の方式を採用してもよい。薄膜１５は、基板１の表面の１つ又は複数の箇所に形成された少なくとも１つの貫通孔１５１を有する。
【００２９】
続いて、各貫通孔１５１中に少なくとも１つのＬＥＤチップ２０をそれぞれ設置する（ステップ１４０）。ＬＥＤチップ２０は、ワイヤ（金、銀、銅又は合金ワイヤ）を介して配線層１３と電気的に接続される。ＬＥＤチップ２０を設置した後、同じ貫通孔１５１に設けられた全てのＬＥＤチップ２０を封止部材２１により被覆する（ステップ１５０）。封止部材２１は、凝集力を利用して形成され、封止部材２１の中央部分が突出して周縁部分より高くなり、断面が弧形状である。ここで封止部材２１中には、１種類又は多種類の蛍光粉末２２が添加されてもよいが、勿論この蛍光粉末２２は全く添加しなくてもよい。封止部材２１を形成した後、外封止部材２３を形成して封止部材２１を被覆し（ステップ１５５）、光取り出し角度を変える。
【００３０】
上述したことから分かるように、本発明のＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤は、各点光源（ＣＯＢ光源体）の発光条件を個別に決めることができる。各点光源の発光条件を調整し、混合される光に含まれる波長、各波長光線のエネルギ強度を正確に調整し、各種応用分野の必要に応じて色、色温度、スペクトル、波長エネルギが調整された光線を形成することができる。
【００３１】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１  基板
２  ＣＯＢ光源体
１０  設置面
１１  底板
１２  絶縁層
１３  配線層
１４  ソルダーマスク層
１５  薄膜
２０  ＬＥＤチップ
２１  封止部材
２２  蛍光粉末
２３  外封止部材
１００  ＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤
１００ａ  ＣＯＢ型混光ＬＥＤ電光盤
１５１  貫通孔
２１０  外表面
【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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