JP6019906B2

JP6019906B2 - 発光装置及びその製造方法

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Publication number: JP6019906B2
Application number: JP2012175475A
Authority: JP
Inventors: 祐太岡
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: JP2014036063A

Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。

従来、基板上に樹脂性枠を環状に設け、この樹脂性枠に囲まれた部分を樹脂性隔壁で２個以上の区域に仕切り、各区域に発光部をそれぞれ形成した発光装置が提案された（特許文献１参照）。

特開２０１２−４５１９号公報

しかしながら、従来の発光装置は、まだまだ大型である。

そこで、本発明は、従来よりも小型の発光装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。すなわち、基板と、前記基板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を囲む第１樹脂と、前記第１樹脂で囲まれた領域を仕切る仕切り部を有する第２樹脂と、を備える発光装置であって、前記第２樹脂は、前記仕切り部と繋がり且つ前記第１樹脂上で前記第１樹脂に沿って形成された終端部を有する、ことを特徴とする発光装置である。

本発明の第１実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。

以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０は、基板２０と、基板２０上に実装された複数の発光素子３０と（発光素子３０は、第２樹脂５０、第１封止部材６０及び第２封止部材７０によって被覆されているため、図１中には現れていない。）、複数の発光素子３０を囲む第１樹脂４０と、第１樹脂４０で囲まれた領域を仕切る仕切り部５０ａを有する第２樹脂５０と、複数の発光素子３０を被覆する第１封止部材６０及び第２封止部材７０と、基板２０上に設けられた複数の発光素子３０に接続される配線パターン８０と、を備えている。

ここで、第２樹脂５０は、終端部５０ｂを有している。この終端部５０ｂは、仕切り部５０ａと繋がり、且つ、第１樹脂４０上で第１樹脂４０に沿って形成されている。このような終端部５０ｂを本発明の第１実施形態に係る発光装置１０が有しているのは、次の理由による。

すなわち、一般に樹脂を塗布する場合には、ノズルから樹脂を吐出してこれを基板上に塗布することになる。しかしながら、樹脂は、一定の粘性を有するため、これを所定の位置に塗布し終えても、ノズルから直ちに切り離すことができない。つまり、ノズルからの樹脂の吐出を止めてもノズルと樹脂はつながっているので、ノズルと樹脂を切り離すにはノズルをさらに移動させて余分な樹脂を基板に付着させる必要がある。したがって、その分だけ、基板上の領域が無駄に使用されてしまう。

そこで、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０では、第１樹脂４０については、複数の発光素子３０を囲む形状に形成することにより、これを塗布し終えた際の余分な樹脂を第１樹脂４０そのものに付着させることとし（より具体的には、余分な樹脂を終端部４０ｂとして第１樹脂４０の始端部４０ａ上で第１樹脂４０の始端部４０ａに沿って付着させる。なお、第１樹脂４０の始端部４０ａと終端部４０ｂとについては図２Ａ乃至Ｆを参照。）、第２樹脂５０については、第１樹脂４０で囲まれた領域の内側から外側に向かって第１樹脂４０に達するまでこれを塗布して仕切り部５０ａとした後、その余分な樹脂を終端部５０ｂとして第１樹脂４０上で第１樹脂４０に沿って付着させることとした。

このようにすれば、第１樹脂４０及び第２樹脂５０の余分な樹脂が基板２０上に付着しないため、これらを付着させるための領域を基板２０上に確保する必要がなくなり、基板２０を小型化することができ、ひいては、従来よりも小型の発光装置を提供することが可能となる。

なお、第２樹脂５０を形成した後に第１樹脂４０を形成する形態によっても、小型の発光装置を得ることは可能である（つまり、第２樹脂５０の終端部５０ｂを第１樹脂４０の下に形成してもよい。）。しかし、この形態の場合、第１樹脂４０と第２樹脂５０が交差する部位において、第２樹脂５０が第１樹脂４０の形成方向に引っ張られてしまい、第２樹脂５０を所望の形状に保つことが難しい。したがって、本発明の第１実施形態のように、第１樹脂４０を形成した後に第２樹脂５０を形成する（つまり、第２樹脂５０の終端部５０ｂを第１樹脂４０上に形成する）ことが好ましい。

以下、各部材の構成について詳細に説明する。

［基板］
基板２０には、例えば、セラミックス（Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮなど）、あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂（ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅｔｒｉａｚｉｎｅｒｅｓｉｎ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂などを用いることができる。

［第１樹脂、第２樹脂］
第１樹脂４０には、例えば、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＭｇＯなどの反射部材を含有したフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＡ樹脂、またはシリコン樹脂などの光反射性樹脂を用いることができる。また、第２樹脂５０には、例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、またはユリア樹脂などの光反射性樹脂や透光性樹脂を用いることができる。第２樹脂５０には、着色剤や光拡散剤などを含有させてもよい。

第２樹脂５０に透光性樹脂を用いる場合、第２樹脂５０において、隣接する領域（後述する第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、第３領域２０ｃ、及び第４領域２０ｄ）の光を混色させることができる。また、複数の発光素子３０のうちの一部が透光性の第２樹脂５０で被覆されている場合、発光素子３０からの光は第２樹脂５０内を特に伝わり易い。

この時、第２樹脂５０が、第１樹脂４０の外側まで形成されていると、駆動時において、第１樹脂４０の外側で光っているように見えるので見た目を損ねてしまう。

しかし、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０では、第２樹脂５０の終端部５０ｂを仕切り部５０ａと一直線に形成するのではなく、仕切り部５０ａから曲げて第１樹脂４０と重ねて形成している。したがって、第１樹脂４０の外側で、第２樹脂５０内を伝わった光が放出されることがなく、見た目にも優れた発光装置とすることができる。

なお、第２樹脂５０が第１樹脂４０の下に形成される場合は、第２樹脂５０の終端部５０ｂが第１樹脂４０で被覆されていれば、駆動時において、第１樹脂４０の外側で光っているように見えることはない。

第２樹脂５０の太さは第１樹脂４０の太さよりも細くすることができる。こうすることで、第２樹脂５０が第１樹脂４０と重ねて形成される場合に、第２樹脂５０が第１樹脂４０の外側へ垂れる（第２樹脂５０が第１樹脂４０の下に形成される場合は、第１樹脂４０の外側にはみ出す）ことを抑制しやすくなる。第１樹脂４０の太さは、好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．８ｍｍ〜１．２ｍｍであり、第２樹脂５０の太さは、好ましくは０．４ｍｍ〜１．４ｍｍ、より好ましくは０．７ｍｍ〜１．１ｍｍである。

第１樹脂４０に囲まれた領域は、第２樹脂５０の仕切り部５０ａによって隔てられた第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、第３領域２０ｃ、及び第４領域２０ｄを有している。本発明の第１実施形態では、第１樹脂４０で囲まれた領域の形状を円形としているが、四角形、六角形、八角形などの多角形とすることもできる。また、本発明の第１実施形態では、４つの領域に隔てられる形態について説明するが、第１樹脂４０に囲まれた領域は、第２樹脂５０の仕切り部５０ａにより、２つの領域や３つの領域に隔てることもでき、また５つ以上の領域に隔てることもできる。

［発光素子］
発光素子３０は、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、第３領域２０ｃ、第４領域２０ｄ、及びこれらの領域間に生じた間隙（第２樹脂５０の仕切り部５０ａが設けられた領域）に実装されている。複数の発光素子３０の一部（各領域間に生じた間隙に実装された発光素子３０）は、第２樹脂５０の仕切り部５０ａによって被覆されている。発光素子３０には、例えば、青色、青緑色、緑色、赤色などの光を発する各種発光ダイオードを用いることができる。

本発明の第１実施形態では、第１領域２０ａ乃至第４領域２０ｄに実装された発光素子３０に青色の光を発する発光素子を用い、各領域間に生じた間隙（第２樹脂５０の仕切り部５０ａが設けられた領域）に実装された発光素子３０には青緑色の光を発する発光素子を用いている。

第１領域２０ａ及び第３領域２０ｃに実装された発光素子３０は第１封止部材６０に含まれる第１蛍光体（図示せず）を励起するためのものであり、第２領域２０ｂ及び第４領域２０ｄに実装された発光素子３０は第２封止部材７０に含まれる第２蛍光体（図示せず）を励起するためのものである。また、各領域間に生じた間隙（第２樹脂５０の仕切り部５０ａが設けられた領域）に実装された発光素子３０は演色性をさらに向上させるためのものである。

なお、上記は一例であって、どの領域に何色の光を発する発光素子を実装するかは、発光装置全体としての輝度や演色性などを総合的に考慮して決めればよい。

［蛍光体、封止部材］
第１領域２０ａ及び第３領域２０ｃに実装された発光素子３０は、第１蛍光体（図示せず）を含有する第１封止部材６０によって封止され、第２領域２０ｂ及び第４領域２０ｄに実装された発光素子３０は、第２蛍光体（図示せず）を含有する第２封止部材７０によって封止される。

なお、例えば、第１蛍光体（図示せず）としては黄色に発光するＹＡＧ系蛍光体を用い、第２蛍光体（図示せず）としては赤色に発光するＣＡＳＮ系蛍光体を用いることができる。このようにすれば、一領域に発光色の異なる複数の蛍光体を混在しないため、蛍光体の二重励起が抑制され、輝度の高い発光装置を提供することが可能となる。また、発光装置１０全体として発光色の異なる２種の蛍光体（黄色と赤色）を用いているので、一定以上の演色性を得ることができる。

第１封止部材６０や第２封止部材７０には、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、またはユリア樹脂などを用いることができる。また、第１封止部材６０や第２封止部材７０には、着色剤、光拡散剤などを含有させてもよい。なお、第１封止部材６０と第２封止部材７０とには、異なる種類の封止部材を用いてもよい。

なお、第１封止部材６０と第２封止部材７０とを被覆する被覆部材を設けてもよい。このような被覆部材は、例えば、第１樹脂４０の外縁よりも内側に設けられ、第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、第３領域２０ｃ、第４領域２０ｄ、及び第２樹脂５０の仕切り部５０ａが設けられた領域をすべて一体として被覆する。被覆部材の材料としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などを用いることができる。被覆部材には、着色剤、光拡散剤などを含有させてもよい。

［配線パターン］
配線パターン８０としては、Ａｕなどを用いることができる。

［製造方法］
図２Ａ乃至Ｆは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図であり、各図において、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）中のＡ-Ａ断面図である。

図２で示されるように、本発明の第１実施形態では、以下で説明する工程により、複数の発光素子３０が実装された基板２０上に第１樹脂４０及び第２樹脂５０を形成する。

（第１樹脂形成工程）
まず、図２Ａで示したように、第１ノズル１００ａから第１樹脂４０を吐出させることにより複数の発光素子３０を囲む第１樹脂４０を基板２０上に塗布する。

その後、図２Ｂで示したように、第１樹脂４０の吐出を止めて第１ノズル１００ａを第１樹脂４０に沿って移動させることにより第１ノズル１００ａから第１樹脂４０を切り離す。これにより、第１樹脂４０の始端部４０ａ上に第１樹脂４０の終端部４０ｂが形成される。このようにすれば、第１樹脂４０を塗布する際に余分な樹脂が基板２０に付着しない。

（第２樹脂形成工程）
次に、図２Ｃで示したように、第２ノズル１００ｂから第２樹脂５０を吐出させることにより第１樹脂４０で囲まれた領域の内側から外側に向かって基板２０上に第２樹脂５０を塗布する。

その後、図２Ｄで示したように、第２樹脂５０の吐出を止めて第２ノズル１００ｂを第１樹脂４０に沿って移動させることにより第２ノズル１００ｂから第２樹脂５０を切り離す。これにより、第１樹脂４０上に第２樹脂５０の終端部５０ｂが形成される。このようにすれば、第２樹脂５０を塗布する際に余分な樹脂が基板２０に付着しない。

（繰り返し）
次に、図２Ｅで示したように、第２樹脂形成工程を繰り返すことにより、第１樹脂４０で囲まれた領域を第２樹脂５０で仕切る。これにより、第２樹脂５０の仕切り部５０ａが形成され、第１樹脂４０に囲まれた領域が第１領域２０ａ、第２領域２０ｂ、第３領域２０ｃ、及び第４領域２０ｄに隔てられる。また、複数の発光素子３０の一部（各領域間に生じた間隙に実装された発光素子３０）が第２樹脂５０の仕切り部５０ａによって被覆される。なお、本発明の実施形態では、第２樹脂５０の始端部を重ねることにより４つの第２樹脂５０を繋げている。第２樹脂５０は一定の流動性があるので、重ねた部分であってもその表面はほぼ平坦となっている。

（封止工程）
そして、図２Ｆで示したように、第１領域２０ａ及び第３領域２０ｃに実装された発光素子３０を第１蛍光体（図示せず）を含有する第１封止部材６０によって封止し、第２領域２０ｂ及び第４領域２０ｄに実装された発光素子３０を第２蛍光体（図示せず）を含有する第２封止部材７０によって封止する。

図３は、本発明の第２実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。

図３に示すように、本発明の第２実施形態に係る発光装置１１０は、第２樹脂５０が２本隣接して形成されている点で、本発明の第１実施形態に係る発光装置と相違する。

上記したように、複数の発光素子３０の一部は、第２樹脂５０の仕切り部５０ａによって被覆されるところ、本発明の第２実施形態に係る発光装置によれば、複数の発光素子３０が多少ずれて配置されていても、これらを漏れ無く被覆することが可能となる。また、図３では、隣接する２本の第２樹脂５０の仕切り部５０ａが分離した状態を示しているが、隣接する２本の第２樹脂５０の仕切り部５０ａが部分的に重なってもよいことは言うまでもない。

なお、隣接して形成されている２本の第２樹脂５０は、その終端部５０ｂが、第１樹脂４０上で第１樹脂４０に沿って互いに反対方向に向けて付着されている。したがって、本発明の第２実施形態に係る発光装置１１０によれば、第２樹脂５０の終端部５０ｂが嵩張らず、小型の発光装置を提供することが可能となる。

第１樹脂４０上で第１樹脂４０に沿って互いに反対方向に向けて第２ノズル１００ｂを移動させれば、隣接して形成されている２本の第２樹脂５０の終端部５０ｂを、第１樹脂４０上で第１樹脂４０に沿って互いに反対方向に向けて付着させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

１０発光装置
２０基板
２０ａ第１領域
２０ｂ第２領域
２０ｃ第３領域
２０ｄ第４領域
３０発光素子
４０第１樹脂
４０ａ始端部
４０ｂ終端部
５０第２樹脂
５０ａ仕切り部
５０ｂ終端部
６０第１封止部材
７０第２封止部材
８０配線パターン
１００ａ第１ノズル
１００ｂ第２ノズル
１１０発光装置

Claims

基板と、前記基板上に実装された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を囲む第１樹脂と、前記第１樹脂で囲まれた領域を仕切る仕切り部を有する第２樹脂と、を備える発光装置であって、
前記第１樹脂は光反射性樹脂であり、
前記第２樹脂は、透光性樹脂であり、前記仕切り部と繋がり且つ前記第１樹脂上で前記第１樹脂に沿って形成された終端部を有する、
ことを特徴とする発光装置。
前記複数の発光素子の一部は前記第２樹脂の仕切り部によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記第２樹脂は２本隣接して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
前記隣接して形成されている２本の第２樹脂は、その終端部が、前記第１樹脂上で前記第１樹脂に沿って互いに反対方向に向かって形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
前記第１樹脂に囲まれた領域は、前記仕切り部によって隔てられた第１領域と第２領域とを有し、
前記第１領域に実装された発光素子は、第１蛍光体を含有する第１封止部材によって封止され、
前記第２領域に実装された発光素子は、第２蛍光体を含有する第２封止部材によって封止される、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
複数の発光素子が基板上に実装された発光装置の製造方法であって、
第１ノズルから第１樹脂を吐出させることにより前記複数の発光素子を囲む第１樹脂を前記基板上に塗布する第１樹脂形成工程と、
第２ノズルから第２樹脂を吐出させることにより前記第１樹脂で囲まれた領域の内側から外側に向かって前記基板上に前記第２樹脂を塗布した後、前記第２樹脂の吐出を止めて前記第２ノズルを前記第１樹脂に沿って移動させることにより前記第２ノズルから前記第２樹脂を切り離す第２樹脂形成工程と、
前記第２樹脂形成工程を繰り返すことにより、前記第１樹脂で囲まれた領域を前記第２樹脂で仕切る工程と、を有し、
前記第１樹脂は光反射性樹脂であり、
前記第２樹脂は透光性樹脂である、
ことを特徴とする発光装置の製造方法。
前記複数の発光素子の一部は前記第２樹脂によって被覆されることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
前記第２樹脂は２本隣接して塗布されることを特徴とする請求項６または７に記載の発光装置の製造方法。
前記隣接する２本の第２樹脂を塗布した際に、前記第１樹脂上で前記第１樹脂に沿って互いに反対方向に向けて前記第２ノズルを移動させることにより、それらの終端部を前記第１樹脂上で前記第１樹脂に沿って互いに反対方向に向けて付着させる、ことを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
前記第１樹脂に囲まれた領域は、前記第２樹脂によって隔てられた第１領域と第２領域とを有し、
前記第１領域に実装された発光素子を第１蛍光体を含有する第１封止部材によって封止する工程と、
前記第２領域に実装された発光素子を第２蛍光体を含有する第２封止部材によって封止する工程と、を有する、
ことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。