JP2010238971A - 発光体および照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板にLEDベアチップを高密度で実装でき、かつ光の取出し効率が向上される発光体およびそれを具備した照明器具を提供する。
【解決手段】発光体1は、基板2と、基板2の一面2a側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッド3と、パッド3の表面3a側に実装されたLEDベアチップ4と、パッド3の表面3aよりも突出するようにパッド3,3間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層5と、白色樹脂層5、LEDベアチップ4およびパッド3を気密封止するように基板2の一面2a側に設けられた透光性樹脂6とを具備している。
【選択図】図2
【解決手段】発光体1は、基板2と、基板2の一面2a側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッド3と、パッド3の表面3a側に実装されたLEDベアチップ4と、パッド3の表面3aよりも突出するようにパッド3,3間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層5と、白色樹脂層5、LEDベアチップ4およびパッド3を気密封止するように基板2の一面2a側に設けられた透光性樹脂6とを具備している。
【選択図】図2
Description
本発明は、複数のLED(発光ダイオード)ベアチップを光源とする発光体およびこの発光体を配設している照明器具に関する。
この種の発光体は、基板上に複数のLEDベアチップが電気的に直列に接続されている。例えば、LEDベアチップとパッドとを互いに隣接して交互に配置し、LEDベアチップの電極をパッドにボンディングワイヤで接続している照明装置が提案されている(特許文献1参照。)。この従来技術の照明装置は、基板がアルミニウム(Al)製の金属ベースと、銀(Ag)製の光反射層と、コーティング層で形成され、光反射層が金属べースの一面にその全面にわたり例えばメッキ処理により積層されているものである。
しかし、LEDベアチップとパッドとを交互に配置すると、基板上に実装されるLEDベアチップの数量が制限されて実装密度が低下するので、パッドにLEDベアチップを実装することが行われている。
パッドは、LEDベアチップのボンディングワイヤが接続されるので、互いに絶縁される。これにより、パッド間には隙間が形成され、この隙間に入射した光が吸収等されて照明装置の出射光に寄与しないという問題がある。ここで、特許文献1の照明装置のように、基板の一面に光反射層が形成されたものであっても、隙間の内側で反射を繰り返し、光反射層に吸収されるなどして、隙間に入射した光が隙間の外側に十分に反射されないものであった。この結果、光の取出し効率が向上しにくいものであった。
本発明は、基板にLEDベアチップを高密度で実装でき、かつ光の取出し効率が向上される発光体およびこの発光体を具備する照明器具を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発光体の発明は、絶縁性および伝熱性を有する基板と;この基板の一面側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッドと;このパッドの表面側に実装されたLEDベアチップと;前記パッドの表面よりも突出するように前記パット間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層と;この白色樹脂層、前記LEDベアチップおよび前記パッドを気密封止するように前記基板の一面側に設けられた透光性樹脂と;を具備していることを特徴とする。
本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
基板は、例えばアルミニウム(Al)などの金属で形成することができる。金属の場合、基板の一面に伝熱性を有する絶縁層が形成されて、LEDベアチップが実装される。また、基板は、そのものが絶縁性を有するセラミック板などで形成することができる。
「列状に」とは、パッドが一列または複数列に設けられることを意味する。
白色樹脂層は、絶縁性および耐熱性を有し、表面側で光を反射するものであればよく、例えばシリコーンシーラントなどを用いることができる。
本発明によれば、基板の一面側に列状に複数のパッドが設けられ、このパッドの表面側にLEDベアチップが設けられるので、基板の一面側にLEDベアチップを高密度で実装可能となる。そして、白色樹脂層がパッドの表面よりも突出するようにパッド間に充填されているので、パッド間に入射される光が透光性樹脂の表面側に乱反射される。
そして、白色樹脂層の表面をパッドの表面からLEDチップの発光層の間に突出させることにより、凸条に形成しても、発光面での輝度むらが生じにくく、逆に輝度均斉度が向上される。
請求項2に記載の照明器具の発明は、請求項1記載の発光体と;この発光体を配設している器具本体と;を具備していることを特徴とする。
本発明によれば、請求項1記載の発光体から出射された光により照明が行える照明器具が提供される。
請求項1の発明によれば、基板の一面側にLEDベアチップを高密度で実装できるので、発光体からの出射光の光量が増加され、被照射面側を明るく照明することができるとともに、パッド間に入射する光が透光性樹脂の表面側に反射されて出射光となるので、光の取出し効率を向上させることができる。
請求項2の発明によれば、出射光の光量が増加され、光の取出し効率が向上する発光体を具備するので、被照射面側を明るく照明することのできる照明器具を提供することができる。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明は、基板の一面側に設けた複数のパッドにLEDベアチップを実装するとともに、絶縁性を有する白色樹脂層でパッド間を充填したものである。
図1は、本発明の実施例1を示す発光体の概略上面図、図2は、同じく発光体の一部概略断面図である。
図2において、発光体1は、基板2、パッド3、LEDベアチップ4、白色樹脂層5および透光性樹脂6を有して構成されている。
基板2は、例えば、厚さ1mmのアルミニウム(Al)板からなり、その一面2aに厚さ80μmの絶縁層7が形成されている。絶縁層7は、例えばエポキシ材および無機フィラー材からなり、高熱伝導性を有している。そして、絶縁層7の表面に、例えば厚さ10μmの複数個のパッド3が設けられている。パッド3は、例えば銅(Cu)の表面にニッケル(Ni)メッキされ、さらに銀(Ag)メッキされた導電材からなっている。
パッド3は、図1に示すように、正四角形に形成され、一定間隔L1例えば3mmを有して4個が列状に設けられている。パッド3は、基板2の一面2a側に4列で設けられている。一定間隔L1は、導電性のパッド3同志を電気的に絶縁している。
そして、列状のパッド3の両端側には、パッド3と一定間隔L1以上を有して、一対の配線パターンA1,A1が形成されている。配線パターンA1,A1は、例えば厚さ10μmの銅(Cu)箔からなり、パッド3同様、絶縁層7の表面に形成されている。
LEDベアチップ4は、図2に示すように、パッド3の表面3a側の中心位置に実装されている。そして、LEDベアチップ3は、長方体状に形成されたサファイア8の表面に発光層9が形成され、この発光層9の表面に電極10,11が設けられたものである。サファイア8は、銀メッキ層の表面に図示しない透明シリコーンにより接着されている。発光層9は、例えば、紫外光から青色光の領域の光を放射する発光材料例えばInGaNを有して形成され、通電により青色光を放射する。
そして、一方の電極10は、自己のLEDベアチップ4が実装されているパッド3の表面3aにワイヤボンディングされ、他方の電極11は、隣接するパッド3の表面3aにワイヤボンディングされている。すなわち、一方の電極10は、ボンディングワイヤ12により自己のLEDベアチップ4が実装されているパッド3に接続され、他方の電極11は、ボンディングワイヤ13により隣接するパッド3に接続されている。
そして、ボンディングワイヤ12,13は、図1に示すように、複数個のパッド3が列状に設けられている列状方向にワイヤボンディングされている。この列状方向の両側のボンディングワイヤ12,13は、一列毎に、それぞれ配線パターンA1,A1に接続されている。
そして、基板2の一面2aに形成された絶縁層7上には、基板2と同程度の大きさに形成され、四角形状の収納部14および略矩形状の切り欠き部15,15を有する絶縁性の被覆板16が貼り付けられている。被覆板16は、例えば、厚さ4mmのセラミック板からなっている。パッド3およびLEDベアチップ4は、収納部14内の基板2の一面2a側に設けられている。
また、切り欠き部15,15の絶縁層7の表面には、リード線が接続されて直流電源が供給される電源端子17がそれぞれ設けられている。電源端子17,17は、配線パターンA1,A1に接続され、LEDベアチップ3と電気接続されている。
図2において、白色樹脂層5は、絶縁性を有する例えばシリコーンシーラントからなり、パッド3,3間に充填され、その表面5aがパッド3の表面よりも突出するように設けられている。また、白色樹脂層5は、パッド3の縁部を覆っている。白色樹脂層5の表面5aは、LEDベアチップ3よりも透光性樹脂6の表面6a側に突出していてもよいが、透光性樹脂6の内部で異なる色調の光を交じり合わせる点からして、パッド3の表面3aからLEDベアチップ4の電極10,11の間に突出していることが好ましい。
透光性樹脂6は、例えば透光性のシリコーン樹脂からなり、被覆板16の収納部14内に注入され、基板2の一面2a側においてパッド3、LEDベアチップ4および白色樹脂層5などを気密封止している。そして、透光性樹脂6の表面6aは、平坦状に形成されている。また、透光性樹脂6には、青色光を所定の光例えば黄色光に波長変換するYAG系蛍光体5Aが混合されている。
次に、本発明の実施例1の作用について述べる。
発光体1の電源端子17,17に直流電源が供給されると、LEDベアチップ4は、発熱し、発光層9から青色光を放射する。青色光は、その一部が透光性樹脂6を透過して透光性樹脂6の表面6aから外方に出射される。また、青色光の一部は、透光性樹脂6に混合されたYAG蛍光体5Aにより黄色光に波長変換されて、透光性樹脂6の表面6aから外方に出射される。そして、透光性樹脂6の表面6aから出射される青色光と黄色光が混合(混色)することにより、白色光が得られる。すなわち、発光体1から白色光が出射される。
そして、パッド3は、基板2の一面2a側に一定間隔L1を有して列状に設けられているので、基板2の一面2a側に高密度で設けることができる。これにより、基板2の一面2a側にLEDベアチップ4も高密度で実装できるので、多数個のLEDベアチップ4からの放射光によって高密度の白色光が発生する。この結果、透光性樹脂6の表面6aすなわち発光体1からの出射光の光量を大きくすることができて、被照射面側を明るく照明することができる。
また、透光性樹脂6の表面6a側やYAG蛍光体5Aなどで反射され、パッド3,3間に入射しようとする光は、白色樹脂層5の突出した表面5aで透光性樹脂6の内部へ乱反射される。この乱反射された光の一部は、透光性樹脂6の表面6aから出射光として被照射面側に出射される。この結果、LEDベアチップ3から放射された光に対する取出し効率が向上する。すなわち、光の取出し効率が向上する発光体1を提供することができる。
なお、LEDベアチップ3は、一つのパッド3の表面3a側に複数個が実装され、隣り合うLEDベアチップ3の一方の電極10と、他方の電極11とがワイヤボンディングされていてもよい。
図3は、本発明の実施例2を示す照明器具の一部切り欠き概略側面図である。なお、図1と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
図3に示す照明器具20は、天井面等に埋設されるダウンライトであり、略円筒状の器具本体21の下端側に円形の化粧枠22が設けられ、この化粧枠22に透光性カバー23が配設されている。そして、器具本体21は、左右両側に器具本体21を天井面等に固定するための一対の取付けばね24,24を取り付けている。
また、器具本体21は、下端側内部に図1に示す発光体1を回転対称に4個配設している。また、器具本体21の内部には、電源ユニット25が配設されている。電源ユニット25には、電源回路などが収納されている。電源回路は、交流電源を直流電源に変換し、発光体1のLEDベアチップ4に定電流を供給するものである。そして、器具本体21の上面側には、交流電源からの図示しない電源線を接続する端子台26が配設されている。
照明器具20は、出射光の光量が増加され、かつ光の取出し効率が向上する発光体1を具備しているので、被照射面側を明るく照明することができる。
本発明は、一般用または産業用の照明器具、電球用ソケットに装着される電球型器具やLED電球などに利用することができる。
1…発光体、 2…基板、 3…パッド、 4…LEDベアチップ、 5…白色樹脂層、 6…透光性樹脂、 20…照明器具、 21…器具本体
Claims (2)
- 絶縁性および伝熱性を有する基板と; この基板の一面側に、互いに絶縁されて列状に設けられた複数のパッドと; このパッドの表面側に実装されたLEDベアチップと; 前記パッドの表面よりも突出するように前記パッド間に充填された絶縁性を有する白色樹脂層と; この白色樹脂層、前記LEDベアチップおよび前記パッドを気密封止するように前記基板の一面側に設けられた透光性樹脂と;を具備していることを特徴とする発光体。
- 請求項1記載の発光体と; この発光体を配設している器具本体と;を具備していることを特徴とする照明器具。
Priority Applications (1)
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JP2009086257A JP2010238971A (ja) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | 発光体および照明器具 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015056428A (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-23 | ウシオ電機株式会社 | 発光モジュール装置 |
JP2016115710A (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | シチズン電子株式会社 | Led照明装置 |
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2009
- 2009-03-31 JP JP2009086257A patent/JP2010238971A/ja active Pending
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