(57)【要約】【課題】基板における発光素子の搭載面を傾斜させることなく、装置近傍で各発光素子から発せられた光が十分に混合された混合光を得る。【解決手段】主基板２と、主基板２に立設され主基板２の搭載面上の空間を複数に仕切る複数の第１仕切基板３及び第２仕切基板４と、第１仕切基板３及び第２仕切基板４により仕切られた搭載空間Ｓに配置され主基板２に搭載される第１発光素子と、搭載空間Ｓに配置され第１仕切基板３に搭載される第２発光素子１２と、を備え、第１発光素子と第２発光素子１２から発せられた光が搭載空間Ｓ内で混合されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主基板と、
前記主基板に立設され、第１方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を第２方向について複数に仕切る複数の第１仕切基板と、
前記主基板に立設され、前記第２方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を前記第１方向について複数に仕切る複数の第２仕切基板と、
前記主基板に搭載され、前記複数の第１仕切基板及び前記複数の第２仕切基板により前記第１方向及び前記第２方向に仕切られた複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第１発光素子と、
前記第１仕切基板に搭載され、前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第２発光素子と、を備える発光装置。
【請求項２】
前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第３発光素子を備える請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２発光素子は、前記第１仕切基板の一面に搭載され、
前記第３発光素子は、前記第１仕切基板の他面に搭載される請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第３発光素子は、前記第２仕切基板に搭載される請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１仕切基板及び前記第２仕切基板は、互いに直交する請求項２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記主基板、前記第１仕切基板及び前記第２仕切基板は、ベース部材が同じである請求項２から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に発光素子が搭載される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置のバックライト光源として、発光素子を基板に直接搭載するチップオンボード（ＣＯＢ）の発光装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１及び２に記載の発光装置では、基板に複数の傾斜面を形成し、各傾斜面に異なる波長の光を発するＬＥＤチップを搭載している。これにより、装置近傍であっても、各ＬＥＤチップから発せられた光が十分に混合されるようになっている。
【特許文献１】特開２００７−１５７３５４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の発光装置では、基板の傾斜面にＬＥＤチップを搭載するので、基板を支持するテーブルを搭載面が水平となるよう傾斜させる必要があり、発光装置の製造装置が大型となる。
【０００４】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板における発光素子の搭載面を傾斜させることなく、装置近傍で各発光素子から発せられた光が十分に混合された混合光を得ることのできる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明では、主基板と、前記主基板に立設され、第１方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を第２方向について複数に仕切る複数の第１仕切基板と、前記主基板に立設され、前記第２方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を前記第１方向について複数に仕切る複数の第２仕切基板と、前記主基板に搭載され、前記複数の第１仕切基板及び前記複数の第２仕切基板により前記第１方向及び前記第２方向に仕切られた複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第１発光素子と、前記第１仕切基板に搭載され、前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第２発光素子と、を備える発光装置が提供される。
【０００６】
また、上記発光装置において、前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第３発光素子を備えることが好ましい。
【０００７】
また、上記発光装置において、前記第２発光素子は、前記第１仕切基板の一面に搭載され、前記第３発光素子は、前記第１仕切基板の他面に搭載される構成とすることができる。
【０００８】
また、上記発光装置において、前記第３発光素子は、前記第２仕切基板に搭載される構成とすることができる。
【０００９】
また、上記発光装置において、前記第１仕切基板及び前記第２仕切基板は、互いに直交することが好ましい。
【００１０】
また、上記発光装置において、前記主基板、前記第１仕切基板及び前記第２仕切基板は、ベース部材が同じであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主基板及び第１仕切基板における第１発光素子及び第２発光素子の搭載面を傾斜させることなく、装置近傍で第１発光素子及び第２発光素子から発せられた光が十分に混合された混合光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１から図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は発光装置の概略外観斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、発光装置１は、複数の青色ＬＥＤチップ１１（図１中不図示）が搭載される主基板２と、主基板２に立設される複数の第１仕切基板３と、主基板２に立設される複数の第２仕切基板４と、を備えている。各第１仕切基板３及び各第２仕切基板４は、主基板２の搭載面からの高さが同じよう形成される。第１仕切基板３には複数の緑色ＬＥＤチップ１２及び複数の赤色ＬＥＤチップ１３（図１中不図示）が搭載され、各第１仕切基板３と各第２仕切基板４とに仕切られた主基板２上の複数の搭載空間Ｓに、第１発光素子としての青色ＬＥＤチップ１１、第２発光素子としての緑色ＬＥＤチップ１２及び第３発光素子としての赤色ＬＥＤチップ１３がそれぞれ１つずつ配置される。各搭載空間Ｓには、青色ＬＥＤチップ１１、緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３を封止する透明な封止材１４が充填されている。
【００１４】
図２は、発光装置の分解斜視図である。
図２に示すように、主基板２の搭載面には、各第１仕切基板３と係合する係合部としての複数の縦溝２１と、各第１仕切基板４と係合する係合部としての横溝２２とが一体的に形成されている。各縦溝２１及び各横溝２２は全体として格子状に形成され、各縦溝２１及び各横溝２２により包囲された領域に、各青色ＬＥＤチップ１１がそれぞれ搭載される。すなわち、各青色ＬＥＤチップ１１は、縦方向及び横方向に並んで主基板２に搭載されている。本実施形態においては、青色ＬＥＤチップ１１は、縦方向に４つ、横方向に４つ、それぞれ並べられている。
【００１５】
各第１仕切基板３は、縦方向へ延び、各縦溝２１に受容された状態で主基板２の搭載面上の空間を横方向について複数の空間に仕切る。各第１仕切基板３は、それぞれ平板状に形成され、各第２仕切基板４と係合する係合部としての複数の切欠３１を有している。各切欠３１は、各第１仕切基板３の上端から下方へ延びるよう形成され、各第２仕切基板４を受容する。
【００１６】
各第２仕切基板４は、横方向へ延び、各横溝２２に受容された状態で主基板２の搭載面上の空間を縦方向について複数の空間に仕切る。各第２仕切基板４は、それぞれ平板状に形成され、各第１仕切基板３と係合する係合部としての複数の切欠４１を有している。各切欠４１は、各第２仕切基板４の下端から上方へ延びるよう形成され、各第１仕切基板３を受容する。
【００１７】
各第１仕切基板３及び各第２仕切基板４は、主基板２に対して着脱自在であり、封止材１４が充填されていない状態であれば、各縦溝２１及び各横溝２２との係脱を支障なく行うことができる。本実施形態においては、各第１仕切基板３及び各第２仕切基板４に対して上下方向に力を加えることにより、各第１仕切基板３及び各第２仕切基板４を主基板２に対して着脱させることができる。各第１仕切基板３の下部には、主基板２の層間配線層と電気的に接続される端子が形成されており、各第１仕切基板３が主基板２と係合すると主基板２の層間配線層を通じて各第１仕切基板３に搭載された各緑色ＬＥＤチップ１２及び各赤色ＬＥＤチップ１３に電力を供給可能な状態となる。
【００１８】
図３は、発光装置の上面図である。
図３に示すように、横方向外側の各第１仕切基板３は緑色ＬＥＤチップ１２と赤色ＬＥＤチップ１３の一方が搭載される片面実装となっている。また、横方向中央側の各第１仕切基板３は、一面に緑色ＬＥＤチップ１２が搭載され、他面に赤色ＬＥＤチップ１３が搭載される両面実装となっている。本実施形態においては、各第２仕切基板４にはＬＥＤチップは搭載されていない。
【００１９】
図４は、図３の一部Ａ−Ａ断面図である。
図４に示すように、主基板２は、ガラスエポキシ樹脂を基材とする多層構造のＦＲ−４基板である。主基板２は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース部材としての第１層２３、第２層２４及び第３層２５と、第３層２５上に形成されるソルダーレジスト層２６とを有している。第１層２３、第２層２４、第３層２５及びソルダーレジスト層２６は、下方から上方へ向かってこの順で形成されている。本実施形態においては、ソルダーレジスト層２６は、例えばエポキシ樹脂からなり、最外層に位置し、酸化チタン、炭酸カルシウム、ワラストナイト、硫酸バリウム等の白色フィラーを含有させることで白色に着色されている。縦溝２１及び横溝２２は、第３層２５及びソルダーレジスト層２６を貫通するよう形成されている。
【００２０】
また、主基板２は、第１層２３及び第２層２４の間に形成される層間配線パターン２７と、第３層２５上に形成される電極配線パターン２８と、層間配線パターン２７及び電極配線パターン２８とを接続するビア配線パターン２９と、を有している。各配線パターン２７，２８，２９は、例えば表面が金により被覆された銅等の金属からなる。電極配線パターン２８は、主基板２の搭載面に露出しており、青色ＬＥＤチップ１１の電極とワイヤ５１により電気的に接続される。また、層間配線パターン２７は、縦方向に隣接する青色ＬＥＤチップ１１が電気的に直列に接続されるよう形成されている。
【００２１】
青色ＬＥＤチップ１１は、例えばＧａＮ系の発光層を有し、青色に発光する。青色ＬＥＤチップ１１は、例えばエポキシ系のダイボンドペーストにより主基板２に接着される。青色ＬＥＤチップ１１は、搭載空間Ｓの上面視中央に配置されており、その光軸が搭載空間Ｓの上面視中央における上下方向となっている。
【００２２】
また、第２仕切基板４は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース部材としてのガラスエポキシ層４２と、ガラスエポキシ層４２の一面及び他面に形成されるソルダーレジスト層４３とを有している。本実施形態においては、各ソルダーレジスト層４３は、例えばエポキシ樹脂からなり、酸化チタン、炭酸カルシウム、ワラストナイト、硫酸バリウム等の白色フィラーを含有させることで白色に着色されている。
【００２３】
図５は、図３の一部Ｂ−Ｂ断面図である。
図５に示すように、第１仕切基板３は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース部材としてのガラスエポキシ層３２と、ガラスエポキシ層３２の一面及び他面に形成されるソルダーレジスト層３３とを有している。本実施形態においては、ソルダーレジスト層３３は、例えばエポキシ樹脂からなり、酸化チタン、炭酸カルシウム、ワラストナイト、硫酸バリウム等の白色フィラーを含有させることで白色に着色されている。また、第１仕切基板３は、ガラスエポキシ層３２の一面上に形成される第１配線パターン３４と、ガラスエポキシ層３２の他面上に形成される第２配線パターン３５とを有している。各配線パターン３４，３５は、例えば表面が金により被覆された銅等の金属からなる。各配線パターン３４，３５は、第１仕切基板３の一面及び他面に露出しており、緑色ＬＥＤチップ１２の電極と配線パターン３４とはワイヤ５２により、赤色ＬＥＤチップ１３の電極と配線パターン３５とはワイヤ５３により電気的に接続される。各配線パターン３４，３５は、横方向に隣接する緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３が電気的に直列に接続されるよう形成されている。
【００２４】
緑色ＬＥＤチップ１２は、例えばＧａＮ系の発光層を有し、緑色に発光する。また、赤色ＬＥＤチップ１３は、例えばＧａＡｓ系の発光層を有し、赤色に発光する。緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３は、例えばエポキシ系のダイボンドペーストにより第１仕切基板３に接着される。緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３は、搭載空間Ｓの正面視中央に配置されており、それぞれ光軸が搭載空間Ｓの正面視中央における横方向となっている。これにより、青色ＬＥＤチップ１１、緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３の光軸が搭載空間Ｓの所定位置にて交わるようになっている。
【００２５】
封止材１４は、シリコーン等の樹脂からなり、青色ＬＥＤチップ１１、緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３を封止する。封止材１４は、各第１仕切基板３及び各第２仕切基板４が主基板２に組み付けられた状態で、各搭載空間Ｓに充填される。封止材１４の上面は、各第１仕切基板３及び各第２仕切基板４と面一に形成される。
【００２６】
以上のように構成された発光装置１では、主基板２、第１仕切基板３の各ＬＥＤチップ１１，１２の搭載面が平坦であるので、主基板２及び第１仕切基板３を水平すれば、各ＬＥＤチップ１１，１２を簡単容易に搭載することができる。従って、各ＬＥＤチップ１１，１２の搭載面が傾斜しているもののように、製造時に各基板を支持するテーブルを傾斜させる必要はなく、発光装置１の製造装置が大型となることはない。
【００２７】
また、本実施形態の発光装置１では、各ＬＥＤチップ１１，１２，１３が発光すると、搭載空間Ｓ内で青色光、緑色光及び赤色光が混合するので、装置近傍で各ＬＥＤチップ１１，１２，１３から発せられた光が十分に混合された混合光を得ることができる。本実施形態においては、各ＬＥＤチップ１１，１２，１３の光軸が搭載空間Ｓ内で交わっていることから、搭載空間Ｓ内で青色光、緑色光及び赤色光が効率よく混合し、封止材１４の上面から色ムラが抑制された白色光が放射される。これにより、従来のように、青色光、緑色光及び赤色光を十分に混合させるために、白色光の被照射体を装置と距離をおいて配置する必要はない。従って、例えば発光装置１と白色光が照射される被照射体を有する表示装置等において、発光装置１と被照射体との距離を小さくすることができ、表示装置を従来よりも薄型とすることができる。
【００２８】
また、緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３を第１仕切基板３に搭載した後、主基板２に取り付けるようにしたので、第１仕切基板３における緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３の点灯検査と、主基板２における青色ＬＥＤチップ１１の点灯検査とを別個に行うことができ、発光装置１の歩留まりが飛躍的に向上する。また、各第１仕切基板３は主基板２に対して着脱自在であるので、各第１仕切基板３を主基板２に取り付けた状態で通電状態等を検査した際に、不具合が生じた第１仕切基板３を取り外して良品に交換することができ、これによっても発光装置１の歩留まりが向上する。複数の発光素子が基板に直接搭載される表面実装型の発光装置では、発光素子を基板に搭載した後に不具合を発見しても、交換、修理等が極めて困難であるという課題を有しているが、本実施形態の発光装置１は、緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３を主基板２と別の基板に搭載することによりこの課題を解決したものである。
【００２９】
また、本実施形態の発光装置１では、主基板２、第１仕切基板３及び第２仕切基板４がそれぞれガラスエポキシ基板であるので、これらの熱膨張係数はほぼ等しく、各ＬＥＤチップ１１，１２，１３の発光時に生じる熱により、主基板２、第１仕切基板３及び第２仕切基板４に過大な応力が生じることはない。
【００３０】
尚、前記実施形態においては、搭載空間Ｓが縦方向に４つ、横方向に４つ並べられたものを示したが、搭載空間Ｓの縦方向及び横方向の個数を適宜に変更可能なことはいうまでもない。また、図６に示すように、前記実施形態の発光装置１を縦方向及び横方向に複数並べて大型の発光装置１０１を構成することもできる。
【００３１】
また、前記実施形態においては、第１仕切基板３と第２仕切基板４とが直交するものを示したが、これらが直交するものに限定されず、第１仕切基板３と第２仕切基板４とは互いに異なる方向に延びるものであればよい。
【００３２】
また、前記実施形態においては、第１仕切基板３に緑色ＬＥＤチップ１２及び赤色ＬＥＤチップ１３の両方が搭載されるものを示したが、例えば、図７に示すように、第１仕切基板３にこれらの一方を搭載し、第２仕切基板４にこれらの他方を搭載するようにしてもよい。図７の発光装置２０１は、第１仕切基板３に緑色ＬＥＤチップ１２が片面実装されるとともに、第２仕切基板４に赤色ＬＥＤチップ１３が片面実装されている。図８に示すように、この発光装置２０１は、緑色ＬＥＤチップ１２を第１仕切基板３に搭載し、赤色ＬＥＤチップ１３を第２仕切基板４に搭載した後、主基板２に取り付けるようにしたので、第１仕切基板３における緑色ＬＥＤチップ１２の点灯検査と、第２仕切基板４における赤色ＬＥＤチップ１３の点灯検査と、主基板２における青色ＬＥＤチップ１１の点灯検査とを別個に行うことができる。
【００３３】
さらに、図９に示すように、第１仕切基板３に緑色ＬＥＤチップ１２を両面実装し、第２仕切基板４に赤色ＬＥＤチップ１３を両面実装するようにしてもよい。両面実装とする場合、図９の発光装置３０１のように、第１仕切基板３及び第２仕切基板４を搭載空間Ｓ１つおきに各ＬＥＤチップ１２，１３が配置される構成とし、隣接する第１仕切基板３及び第２仕切基板４の各ＬＥＤチップ１２，１３の搭載位置が互い違いとなるようにすることが好ましい。尚、外側に配置される第１仕切基板３及び第２仕切基板４は、前記実施形態と同様に片面実装となる。
【００３４】
また、前記実施形態においては、青、緑、赤の各ＬＥＤチップ１１，１２，１３を、各搭載空間Ｓに１つずつ配置したものを示したが、例えば図１０に示すように、緑色ＬＥＤチップ１２を２つずつ配置したものであってもよく、各搭載空間Ｓに配置されるＬＥＤチップの発光波長及び個数は適宜に変更が可能である。図１０の発光装置４０１は、第１仕切基板３が緑色ＬＥＤチップ１２の両面実装であり、第２仕切基板４が赤色ＬＥＤチップ１３の片面実装となっている。これにより、視感度の高い緑色領域の発光強度を高くすることができ、実用に際して極めて有利である。
【００３５】
また、前記実施形態においては、主基板２に形成された縦溝２１及び横溝２２に第１仕切基板３及び第２仕切基板４が受容されるものを示したが、溝を設けずに第１仕切基板３及び第２仕切基板４を主基板２に取り付けるようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、はんだ１５のような導電性接着材を用いて第１仕切基板３及び第２仕切基板４を主基板２に固定するようにしてもよいし、図１２に示すように、主基板２に第１仕切基板３及び第２仕切基板４を支持する支持部として基板対基板のコネクタ１６を設けたりしてもよい。図１１は変形例を示し図３のＡ−Ａ断面図に相当する縦断面図である。図１１の断面には図示されていないが、所定位置にて、はんだ１５により主基板２の配線パターンと第１仕切基板３の配線パターンとが電気的に接続されるようになっている。図１２は変形例を示し図３のＢ−Ｂ断面図に相当する縦断面図である。図１２に示すように、コネクタ１６は主基板２の配線パターン２ａと第１仕切基板３の配線パターン３ａとを電気的に接続する接続端子１６ａを有している。
【００３６】
また、前記実施形態においては、主基板２、第１仕切基板３及び第２仕切基板４として難燃性がＦＲ−４のものを示したが、これらは、例えばＦＲ−５であってもよい。さらに、主基板２、第１仕切基板３及び第２仕切基板４のベース材は任意であり、例えばセラミック、金属等をベース材とすることもできる。また、主基板２、第１仕切基板３及び第２仕切基板４を、互いに異なるベース材の基板とすることもできる。
【００３７】
また、前記実施形態においては、白色光を発する発光装置１を示したが、各発光素子からの光を混合した光を得るものであれば、白色光に限定されるものではない。また、前記実施形態においては、搭載空間Ｓに３つの発光素子が配置されるものを示したが、２つ以上の発光素子が配置されるものであれば発光素子の数は３以外であってもよく、要は、主基板に第１発光素子が搭載され、第１仕切基板に第２発光素子が搭載されていればよい。また、発光素子としてＬＥＤチップでなく例えばＬＤチップを用いてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す発光装置の概略外観斜視図である。
【図２】図２は、発光装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、発光装置の上面図である。
【図４】図４は、図３の一部Ａ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図４の一部Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は、図３の発光装置を複数並べた大型の発光装置の上面図である。
【図７】図７は、変形例を示す発光装置の上面図である。
【図８】図８は、変形例を示す発光装置の分解斜視図である。
【図９】図９は、変形例を示す発光装置の上面図である。
【図１０】図１０は、変形例を示す発光装置の上面図である。
【図１１】図１１は、変形例を示す発光装置の一部縦断面図である。
【図１２】図１２は、変形例を示す発光装置の一部縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  発光装置
２  主基板
２ａ  配線パターン
３  第１仕切基板
３ａ  配線パターン
４  第２仕切基板
１１  青色ＬＥＤチップ
１２  緑色ＬＥＤチップ
１３  赤色ＬＥＤチップ
１４  封止材
１５  はんだ
１６  コネクタ
１６ａ 接続端子
２１  縦溝
２２  横溝
２３  第１層
２４  第２層
２５  第３層
２６  ソルダーレジスト層
２７  層間配線パターン
２８  電極配線パターン
２９  ビアパターン
３１  切欠
３２  ガラスエポキシ樹脂層
３３  ソルダーレジスト層
３４  第１配線パターン
３５  第２配線パターン
４１  切欠
４２  ガラスエポキシ樹脂層
４３  ソルダーレジスト層
５１  ワイヤ
５２  ワイヤ
５３  ワイヤ
１０１ 発光装置
２０１ 発光装置
３０１ 発光装置
４０１ 発光装置
【図１】
2009152321.tif 000003
【図２】
2009152321.tif 000004
【図３】
2009152321.tif 000005
【図４】
2009152321.tif 000006
【図５】
2009152321.tif 000007
【図６】
2009152321.tif 000008
【図７】
2009152321.tif 000009
【図８】
2009152321.tif 000010
【図９】
2009152321.tif 000011
【図１０】
2009152321.tif 000012
【図１１】
2009152321.tif 000013
【図１２】
2009152321.tif 000014