(57)【要約】【課題】発光装置２２の放熱性を向上させつつ部品点数を低減させること。【解決手段】発光装置２２は、基体１００、枠部材２００および発光素子３００を有している。基体１００は、凹部を含む上面を有している。基体１００は、導体パターンと凹部の内側の側面に設けられた金属材料パターン１０９とを有している。枠部材２００は、金属材料パターン１０９に熱的接触された側面２０１を有しており、基体１００上に設けられている。発光素子３００は、枠部材２００の内側に配置されており、導体パターンに電気的に接続されている。発光素子３００は、基体１００の上面に実装されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を含む上面を有しているとともに、導体パターンと金属材料パターンとを有しており、前記金属材料パターンが前記凹部の内側の側面に設けられた基体と、
前記金属材料パターンに熱的接触された側面を有しており、前記基体上に設けられた枠部材と、
前記枠部材の内側に配置されているとともに、前記導体パターンに電気的に接続されており、前記基体の前記上面に実装された発光素子と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
前記基体が、前記金属材料パターンに熱的結合された端子パターンをさらに有しており、
前記端子パターンが前記導体パターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記端子パターンが、前記基体の下面に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子が、前記基体にフリップチップ実装されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子が、前記基体に設けられたビア導体を介して前記導体パターンに熱的結合されていることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
前記基体が、前記金属材料パターンに熱的結合された放熱パターンをさらに有していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
前記放熱パターンが、前記基体の下面に設けられていることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に実装された複数の発光装置と、
前記複数の発光装置を囲んでいる反射部材と、
を備えており、
前記複数の発光装置の各々が、基体と、枠部材と、発光素子とを備えており、
前記基体が、凹部を含む上面を有しているとともに、導体パターンと金属材料パターンとを有しており、前記金属材料パターンが前記凹部の内側の側面に設けられており、
前記枠部材が、前記金属材料パターンに熱的接触された側面を有しており、前記基体上に設けられており、
前記発光素子が、前記枠部材の内側に配置されているとともに、前記導体パターンに電気的に接続されており、前記基体の前記上面に実装されている照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置および照明ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば照明分野などにおいて、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。発光装置の開発において、高出力化が期待されている。発光装置の高出力化を図るに伴って、発光装置の発熱量が増大している。今後、発光装置は、放熱性の観点において改善が求められている。
【特許文献１】特開２００５−１２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
今後、放熱性の観点などにおいて改善を進めるにおいて、発光装置の低コスト化が求められている。低コスト化は、部品点数の低減、または、製造工程数の低減などによって実現される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの態様によれば、発光装置は、基体、枠部材および発光素子を有している。基体は、凹部を含む上面を有している。基体は、導体パターンと凹部の内側の側面に設けられた金属材料パターンとを有している。枠部材は、金属材料パターンに熱的接触された側面を有しており、基体上に設けられている。発光素子は、枠部材の内側に配置されており、導体パターンに電気的に接続されている。発光素子は、基体の上面に実装されている。
【０００５】
本発明の一つの態様によれば、照明ユニットは、基板と、基板上に実装された複数の発光装置と、複数の発光装置を囲んでいる反射部材とを有している。複数の発光装置の各々が、基体と、枠部材と、発光素子とを有している。基体は、凹部を含む上面を有しているとともに、導体パターンと金属材料パターンとを有しており、金属材料パターンが凹部の内側の側面に設けられている。枠部材は、金属材料パターンに熱的接触された側面を有しており、基体上に設けられている。発光素子は、枠部材の内側に配置されているとともに、導体パターンに電気的に接続されており、基体の上面に実装されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一つの態様によれば、発光装置は、基体および枠部材を有している。基体は、凹部の内側の側面に設けられた金属材料パターンを有している。枠部材は、金属材料パターンに熱的接触された側面を有している。発光装置は、このような構成により、放熱性に関して改善されているとともに、部品点数に関して低減されている。
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、照明ユニットは、複数の発光装置を有している。複数の発光装置の各々は、基体および枠部材を有している。基体は、凹部の内側の側面に設けられた金属材料パターンを有している。枠部材は、金属材料パターンに熱的接触された側面を有している。発光装置は、このような構成により、放熱性に関して改善されているとともに、部品点数に関して低減されている。照明ユニットは、このような構成により、放熱性に関して改善されているとともに、部品点数に関して低減されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一つの実施形態における照明ユニット１は、図１に示されているように、プレート部材１０、照明モジュール２０および反射部材３０を有している。照明ユニット１は、カバー部材４０をさらに有している。
【０００９】
照明モジュール２０は、プレート部材１０の上に設けられている。照明モジュール２０は、プリント基板２１および複数の発光装置２２を有している。複数の発光装置２２は、プリント基板２１に実装されている。発光装置２２は、表面実装型の発光ランプである。反射部材３０は、プレート部材１０の上に設けられており、複数の発光装置２２を囲んでいる。カバー部材４０は、反射部材３０の上に設けられており、透光性を有している。反射部材３０の透光性とは、複数の発光装置２０から放射された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。
【００１０】
本発明の一つの実施形態における発光装置２２は、図２から図４までに示されているように、基体１００、枠部材２００および発光素子３００を有している。発光装置２２は、図５および図６に示されているように、透光性材料層４００および発光部材５００をさらに有している。発光装置２２は、仮想のｘｙｚ空間のｘｙ平面に実装されている。
【００１１】
図７に示されているように、基体１００は、第１層１０１、第２層１０２および第３層１０３を含んでいる。第１層１０１から第３層１０３までは絶縁材料からなる。絶縁材料の例は、セラミックスである。第２層１０２は、第１層１０１の上に設けられている。第３層１０３は、第２層１０２の上に設けられている。第３層１０３は、第１部分１０３−１から第４部分１０３−４までを含んでいる。
【００１２】
図８に示されているように、基体１００は、上面１０４、下面１０５および側面１０６を有している。上面１０４は、凹部１０７を含んでいる。凹部１０７は、図７に示された第１部分１０３−１から第４部分１０３−４によって定められている。“凹部”とは、図８に示されているように、部分的に内側表面が途切れている構造も含まれる。
【００１３】
基体１００は、導体パターン１０８、金属材料パターン１０９および端子パターン１１０を有している。導体パターン１０８は、基体１００の内部に設けられている。導体パターン１０８は、第１層１０１の上面に形成されている。
【００１４】
金属材料パターン１０９は、凹部１０７の内側表面に設けられている。図７に示されているように、金属材料パターン１０９は、第１パターン１０９−１および第２パターン１０９−２を含んでいる。第１パターン１０９−１は、第２層１０２の上面に形成されている。第２パターン１０９−２は、第３層１０３の内側の側面に形成されている。
【００１５】
金属材料パターン１０９は、端子パターン１１０に熱的結合されている。“熱的結合”とは、比較的熱抵抗の小さな材料からなる部分によって結合されていることをいう。具体例としては、“熱的結合”とは、金属材料からなる部分によって結合されていることをいう。金属材料パターン１０９は、側面パターン１１１を介して端子パターン１１０に熱的結合されている。
【００１６】
端子パターン１１０は、基体１００の下面１０５に設けられている。“端子パターン”とは、発光装置２２に駆動電力を供給するためのパターンのことをいう。端子パターン１１０は、第１層１０１の下面に形成されている。端子パターン１１０は、導体パターン１０８に電気的に接続されている。
【００１７】
枠部材２００は、基体１００上に設けられている。枠部材２００は、絶縁材料からなる。絶縁材料の例は、セラミックスである。枠部材２００は、側面２０１を有している。側面２０１は、凹部１０７の内側の側面に設けられた金属材料パターン１０９に熱的接触されている。“熱的接触”とは、直接接している第１構造、または、比較的熱抵抗の小さい材料を介して結合されている第２構造を含む。第２構造の具体例として、枠部材２００の側面は、金属材料からなるろう材を介して第２パターン１０９−２に熱的接触されている。枠部材２００の下面２０２は、第１パターン１０９−１に熱的接触されている。下面２０２は、金属材料からなるろう材を介して第１パターン１０９−１に熱的接触されている。
【００１８】
発光素子３００は、基体１００の上面１０４に実装されており、導体パターン１０８に電気的に接続されている。発光素子３００は、枠部材２００の内側に配置されている。発光素子３００は、半導体材料からなる発光ダイオードである。発光素子３００は、端子パターン１１０に供給される駆動電力に応じて第１次光を放射する。
【００１９】
図９に示されているように、発光素子３００は、基体１００にフリップチップ実装（すなわち、フェースダウン実装）されている。発光素子３００は、ビア導体１１２を介して、導体パターン１０８に電気的に接続されているとともに、導体パターン１０８に熱的結合されている。
【００２０】
透光性材料層４００は、発光素子３００を封入している。層４００の透光性とは、発光素子３００から放射された第１次光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。層４００の材料例は、シリコーン樹脂である。封入層４００は、発光素子３００の上端および側面に付着されている。透光性材料層４００は、枠部材２００の内側表面に付着されている。
【００２１】
発光部材５００は、発光素子３００および透光性材料層４００の上方に配置されており、枠部材２００の上端に設けられている。発光部材５００は、マトリクス材料および蛍光材料を含んでいる。マトリクス材料は、透光性を有している。マトリクス材料の透光性とは、発光素子３００から放射された第１次光の少なくとも一部の波長が透過することをいう。マトリクス材料の例は、シリコーン樹脂である。
【００２２】
蛍光材料は、発光素子３００から放射された第１次光によって励起される。蛍光材料から放射された光の少なくとも一部はマトリクス材料を透過する。発光部材５００は、発光素子３００から放射された第１次光に応じて第２次光を放射する。
【００２３】
発光装置２２の放熱構造が、図１０および図１１に示されている。発光素子３００によって発生された熱は、発光素子３００に熱的結合されている導体パターン１０８を介して、端子パターン１１０に伝わる。熱は、端子パターン１１０から放散される。枠部材２００に溜まる熱の一部は、第１パターン１０９−１を介して、端子パターン１１０に伝わる。枠部材２００に溜まる熱の他の一部は、枠部材２００に熱的接触された第２パターン１０９−２を介して、第１パターン１０９−１または第３層１０３に伝わる。
【００２４】
発光装置２２は、放熱性の観点において改善されつつ、部品点数の観点において改善されている。
【００２５】
発光装置２２の製造方法が、図１２を参照して説明されている。製造段階Ａにおいて、発光素子３００が、基体１００に実装される。製造段階Ａにおいて得られる構造が、図１３に示されている。
【００２６】
製造段階Ｂにおいて、枠部材２００が、基体１００上に設けられる。枠部材２００は、ろう材によって金属材料パターンの第１パターン１９０−１および第２パターン１０９−２に固定される。枠部材２００は、ろう材を介して、金属材料パターンの第１パターン１９０−１および第２パターン１０９−２に熱的接触される。製造段階Ｂにおいて得られる構造が、図１４に示されている。
【００２７】
製造段階Ｃにおいて、発光素子３００が透光性材料層４００によって封入される。製造段階Ｄにおいて、発光部材５００が、枠部材２００に固定される。発光装置２２の製造方法は、製造工程数が低減されている。
【００２８】
図１５および図１６に示されているように、発光装置２２の他の実施形態は、放熱パターン１１２を有している。放熱パターン１１２は、金属材料パターンの第１パターン１０９−１および第２パターン１０９−２に熱的結合されている。放熱パターン１１２は、基体１００の下面１０５に設けられている。発光装置２２は、放熱性の観点において改善されつつ、部品点数の観点において低減されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一つの実施形態における照明装置１を示している。
【図２】図１に示された発光装置２２を示している。
【図３】発光装置２２の裏面を示している。
【図４】発光装置２２の分解構造を示している。
【図５】図２のＶ−Ｖ’線における断面図を示している。
【図６】図２のVI−VI’線における断面図を示している。
【図７】基体１００の分解構造を示している。
【図８】基体１００を示している。
【図９】発光素子３００の実装構造を示している。
【図１０】発光装置２２の放熱構造を示している。
【図１１】発光装置２２の放熱構造を示している。
【図１２】本発明の一つの実施形態における発光装置２２の製造方法を示している。
【図１３】製造段階Ａにおいて得られる構造を示している。
【図１４】製造段階Ｂにおいて得られる構造を示している。
【図１５】発光装置２２の他の実施形態を示している。
【図１６】図１５に示された基体１００の分解構造を示している。
【符号の説明】
【００３０】
２２  発光装置
１００  基体
１０９  金属材料パターン
２００  枠部材
２０１  側面
３００  発光素子
５００  発光部材
【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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【図１６】
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