JP2013140823A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の発光素子を基板上に配置した発光装置において、種々の容量の電源に適した発光装置を提供すること、また直列接続の数を増加させることのできる、光の取り出し効率が向上した発光装置を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板上の実装領域に配置された複数の発光素子からなる発光部と、それぞれがパッド部と配線部とを有し、当該配線部を介して前記発光部に電圧を印加する正極および負極と、少なくとも前記配線部を覆うように前記基板上に形成された光反射樹脂と、を備える発光装置であって、前記実装領域の周囲に沿って中継配線部が形成され、前記中継配線部が前記光反射樹脂に覆われていることを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】基板と、前記基板上の実装領域に配置された複数の発光素子からなる発光部と、それぞれがパッド部と配線部とを有し、当該配線部を介して前記発光部に電圧を印加する正極および負極と、少なくとも前記配線部を覆うように前記基板上に形成された光反射樹脂と、を備える発光装置であって、前記実装領域の周囲に沿って中継配線部が形成され、前記中継配線部が前記光反射樹脂に覆われていることを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、ＬＥＤ電球等の照明器具、表示装置、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用可能な発光装置に関する。
近年、白熱電球等の照明光源よりも発熱量、消費電力が少なく、長寿命な発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を発光素子として利用した発光装置が種々開発されている。
例えば、特許文献１では、複数の発光ダイオード素子が実装された基台と、基台上面に配設されたプリント基板と、プリント基板上において、複数の発光ダイオード素子が実装された領域を挟むように形成されたカソードおよびアノードからなる端子電極と、を備える発光ダイオード光源ユニットが提案されている。
また、特許文献２では、上部にガラス層が形成された基板と、ガラス層上に設置された複数のＬＥＤチップと、ガラス層上において、複数のＬＥＤチップを挟むように形成された正電極外部接続端子および負電極外部接続端子と、を備える発光装置が提案されている。
従来、発光装置の輝度向上のために、基板上に数十個の発光素子が配置された発光装置の開発が盛んに行われている。そして、このような複数の発光素子を実装した発光装置においては、発光装置に接続される電源の容量によって、発光装置を駆動できなかったり、電圧を昇圧する必要があったり、発光効率が悪くなったりする問題が発生する。例えば順方向電圧Ｖｆが３Ｖの発光素子が１０個直列に接続された発光装置では、容量が３０Ｖの電源を用いることが好ましく、容量が２０Ｖの電源を用いると、電圧を昇圧させて駆動させる必要があり、また６０Ｖの電源を用いると、発光効率が悪くなってしまう。つまりは発光装置に接続される電源の容量に適した発光装置であることが望まれており、複数の発光素子が配置された発光装置においては、発光素子をいくつ直列接続するかに依存することになる。しかしながら、輝度向上が求められるなか、発光装置の大きさにも限界があり、一定の大きさの発光装置に設ける直列接続される発光素子の数にも限界があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、種々の容量の電源に適した発光装置を提供すること、また直列接続の数を増加させることのできる、光の取り出し効率が向上した発光装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上の実装領域に配置された複数の発光素子からなる発光部と、それぞれがパッド部と配線部とを有し、当該配線部を介して前記発光部に電圧を印加する正極および負極と、少なくとも前記配線部を覆うように前記基板上に形成された光反射樹脂と、を備える発光装置であって、前記実装領域の周囲に沿って中継配線部が形成され、前記中継配線部が前記光反射樹脂に覆われている構成とする。
このような構成によれば、実装領域の限られた面積内において、直列接続される発光素子の数を増加させることができるとともに、出射光のロスを軽減することができ、光の取り出し効率が向上した発光装置を得ることができる。
また、前記複数の発光素子は、一側に形成されたｐ電極と、他側に形成されたｎ電極と、をそれぞれ備え、前記複数の発光素子は、前記中継配線部に対して、前記ｐ電極と接続される発光素子と、前記ｎ電極と接続される発光素子とを含む構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、正極から直列接続された発光素子と、負極に向けて直列接続された発光素子とを接続することができ、発光装置として直列接続される発光素子の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
また、前記正極の配線部と前記中継配線部との間において、前記ｐ電極が前記実装領域に対して一方向を向くように配列され、前記負極の配線部と前記中継配線部との間において、前記ｐ電極が前記実装領域に対して他方向を向くように配列された構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、実装領域の周囲に沿って中継配線部を形成し、かつ、当該中継配線部を境に向きが反転するように発光素子を配置することで、発光素子同士を接続する配線が複雑になることなく、実装領域の限られた面積内において、直列接続される発光素子の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
また、前記中継配線部を複数有し、前記複数の発光素子の一部が２つの前記中継配線部に挟まれてなる構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、発光素子同士を接続する配線が複雑になることなく、実装領域の限られた面積内において、さらに発光素子同士の直列接続の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
このような構成によれば、発光素子同士を接続する配線が複雑になることなく、実装領域の限られた面積内において、さらに発光素子同士の直列接続の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記複数の発光素子が、ワイヤによって互いに直列および並列に電気的に接続されている構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、複数の発光素子同士を直列のみならず並列に接続することで、仮に複数の発光素子ごとの順方向降下電圧にばらつきがある場合であっても、並列接続された発光素子の順方向降下電圧を等しくすることができる。これにより、発光素子間における順方向降下電圧のばらつきによる発光ムラを抑制することができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記反射性樹脂が、前記実装領域の周囲を囲うように形成された構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、実装領域の周囲を囲うように光反射樹脂を形成することで、基板の実装領域の周囲に向う光も光反射樹脂によって反射することができる。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記実装領域上に金属膜が形成され、当該金属膜を介して前記複数の発光素子が配置された構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、実装領域上に金属膜を形成してその上に複数の発光素子を配置することで、基板の実装領域側に向う光も金属膜によって反射することができる。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記光反射樹脂が、前記実装領域の周縁の一部を覆うように形成された構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、実装領域の周縁の一部を覆うように光反射樹脂を形成することで、配線部と実装領域上の金属膜との間に基板が露出した領域が形成されることがなくなる。従って、発光素子から出射された光を、光反射樹脂が形成された内部の領域において全て反射させることができるため、出射光のロスを最大限軽減することができ、発光装置の光の取り出し効率をより向上させることができる。
本発明に係る発光装置によれば、実装領域の限られた面積内において、直列接続される発光素子の数を増加させることができるとともに、出射光のロスを軽減することができ、光の取り出し効率が向上した発光装置を得ることができる。
以下、本発明の実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材のサイズや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、以下の説明で参照する図２、図５〜図７において、発光素子のｐ電極およびｎ電極（図３参照）は、各発光素子の向きを示すために実装領域上の４箇所または６箇所だけ図示し、実装領域上のその他の箇所では図示を省略している。
［第１実施形態］
第１実施形態に係る発光装置１０１について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、まず発光装置１０１の全体構成について説明した後に、各構成について説明する。なお、説明の便宜上、図２、図５における光反射樹脂６は、外形のみを線で示し、透過させた状態で図示している。他の実施形態で説明する図６、７についても同様に透過させた状態で図示している。
第１実施形態に係る発光装置１０１について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、まず発光装置１０１の全体構成について説明した後に、各構成について説明する。なお、説明の便宜上、図２、図５における光反射樹脂６は、外形のみを線で示し、透過させた状態で図示している。他の実施形態で説明する図６、７についても同様に透過させた状態で図示している。
＜全体構成＞
発光装置１０１は、ＬＥＤ電球等の照明器具、表示装置、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用される装置である。発光装置１０１は、図１、図２および図４に示すように、基板１と、基板１の実装領域１ａに複数配置された発光素子２と、基板１上に形成された正極３および負極４と、正極３および負極４とは別に形成された中継配線部８と、発光素子２等の電子部品と、正極３や負極４および中継配線部８と発光素子２を、さらに発光素子２同士を接続するワイヤＷと、基板１上に形成された光反射樹脂６と、を主な構成として備えている。また、発光装置１０１は、ここでは光反射樹脂６内に封止部材７が充填された構成としている。
発光装置１０１は、ＬＥＤ電球等の照明器具、表示装置、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用される装置である。発光装置１０１は、図１、図２および図４に示すように、基板１と、基板１の実装領域１ａに複数配置された発光素子２と、基板１上に形成された正極３および負極４と、正極３および負極４とは別に形成された中継配線部８と、発光素子２等の電子部品と、正極３や負極４および中継配線部８と発光素子２を、さらに発光素子２同士を接続するワイヤＷと、基板１上に形成された光反射樹脂６と、を主な構成として備えている。また、発光装置１０１は、ここでは光反射樹脂６内に封止部材７が充填された構成としている。
＜基板＞
基板１は、発光素子２等の電子部品を配置するためのものである。基板１は、図１および図２に示すように、矩形平板状に形成されている。また、基板１上には、図２に示すように複数の発光素子２を配置するための実装領域１ａが区画されている。なお、基板１のサイズは特に限定されず、発光素子２の数等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
基板１は、発光素子２等の電子部品を配置するためのものである。基板１は、図１および図２に示すように、矩形平板状に形成されている。また、基板１上には、図２に示すように複数の発光素子２を配置するための実装領域１ａが区画されている。なお、基板１のサイズは特に限定されず、発光素子２の数等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
基板１の材料としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子２から放出される光や外光等が透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、セラミックス（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂が挙げられる。
＜実装領域＞
実装領域１ａは、複数の発光素子２を配置するための領域である。実装領域１ａは、図２に示すように、基板１の中央の領域に区画されている。実装領域１ａは、互いに対向する辺を有する所定形状で形成されており、より具体的には、図２に示すように、角部を丸めた略矩形状に形成されている。なお、実装領域１ａのサイズは特に限定されず、発光素子２の数や配列間隔等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
実装領域１ａは、複数の発光素子２を配置するための領域である。実装領域１ａは、図２に示すように、基板１の中央の領域に区画されている。実装領域１ａは、互いに対向する辺を有する所定形状で形成されており、より具体的には、図２に示すように、角部を丸めた略矩形状に形成されている。なお、実装領域１ａのサイズは特に限定されず、発光素子２の数や配列間隔等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
実装領域１ａの周囲には、図２を正面視した場合において、実装領域１ａの左側の辺に沿って配線部３ｂの一部および配線部４ｂの一部が形成され、実装領域１ａの下側の辺に沿って配線部４ｂの一部が形成され、実装領域１ａの右側の辺に沿って中継配線部８が形成されている。なお、ここでの実装領域１ａの周囲とは、図２に示すように、実装領域１ａの周縁と所定の間隔を置いた周囲のことを意味している。
実装領域１ａは、複数の発光素子２を配置するために基板１上に区画した領域、すなわち基板１と同じ材料で構成された領域としてもよいが、例えば、実装領域１ａ上に光を反射する金属膜を形成し、当該金属膜を介して複数の発光素子２を配置することが好ましい。このように実装領域１ａ上に金属膜を形成してその上に複数の発光素子２を配置することで、発光素子２から出射された光のうち、基板１の実装領域１ａ側に向う光も金属膜によって反射することができる。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。
実装領域１ａ上に形成する金属膜は、電解めっきまたは無電解めっきで形成することが好ましい。金属膜の材料としては、めっきができるものであれば特に限定されないが、例えば、Ａｇ（銀）またはＡｕ（金）を用いることが好ましく、特にＡｇ（銀）を用いることが好ましい。Ａｕは光を吸収しやすい特性を備えているが、例えばＡｕめっきの表面にＴｉＯ２膜をさらに形成することで、光反射率を高めることができる。また、ＡｇはＡｕよりも光反射率が高いため、Ａｕ単独でめっきを行うよりも、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。なお、実装領域１ａ上に形成する金属膜の厚さは特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
なお本実施形態では、図１および図４に示すように、実装領域１ａの上部に後記する封止部材７が充填され、実装領域１ａ上の複数の発光素子２および、当該複数の発光素子２に接続されたワイヤＷが塵芥、水分、外力等から保護される構成となっている。
＜発光素子＞
発光素子２は、電圧を印加することで自発光する半導体素子である。発光素子２は、図２に示すように、基板１の実装領域１ａに複数配置され、当該複数の発光素子２が一体となって発光装置１０１の発光部２０を構成している。なお、発光素子２は、図示しない接合部材によって実装領域１ａに接合されており、その接合方法としては、例えば接合部材として樹脂や半田ペーストを用いる接合方法を用いることができる。なお、図示された発光部２０は単に発光素子２を載置させる領域を示すものであり、発光部における発光とは、発光素子２から出される光であることはいうまでもない。
発光素子２は、電圧を印加することで自発光する半導体素子である。発光素子２は、図２に示すように、基板１の実装領域１ａに複数配置され、当該複数の発光素子２が一体となって発光装置１０１の発光部２０を構成している。なお、発光素子２は、図示しない接合部材によって実装領域１ａに接合されており、その接合方法としては、例えば接合部材として樹脂や半田ペーストを用いる接合方法を用いることができる。なお、図示された発光部２０は単に発光素子２を載置させる領域を示すものであり、発光部における発光とは、発光素子２から出される光であることはいうまでもない。
発光素子２のそれぞれは、図３に示すように、矩形状に形成されている。また、発光素子２は、図３に示すように、その上面の一側にｐ電極２Ａが設けられ、発光素子２の他側にｎ電極２Ｂが設けられたフェースアップ（ＦＵ）素子である。本実施の形態では、発光素子２を載置する金属膜３０と正極３および負極４を構成する金属部材４０とを離間して配置するため、図３に示すように、ｐ電極とｎ電極が同一面側に形成された発光素子を用い、電極形成面と反対側の面を金属膜３０に接着することが好ましい。ｐ電極２Ａおよびｎ電極２Ｂは、図３に示すように、電極端子であるｐパッド電極２Ａａおよびｎパッド電極２Ｂａと、発光素子２に投入された電流を全体に拡散させるための補助電極である延伸導電部２Ａｂ，２Ｂｂと、をそれぞれ備えている。なお、発光素子は少なくともｐパッド電極２Ａａとｎパッド電極２Ｂａが同一面側にあればよく、延伸導電部２Ａｂ、２Ｂｂを設けなくてもよい。また、図示は省略したが、発光素子２は、側面視すると、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層からなる複数の半導体層が積層された構造を有している。
発光素子２としては、具体的には発光ダイオードを用いるのが好ましく、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの光）の発光素子２としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰ等を用いることができる。また、赤色（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの光）の発光素子２としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。
また、後記するように、封止部材７（図１参照）に蛍光物質を導入する場合は、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることが好ましい。ただし、発光素子２の成分組成や発光色、サイズ等は上記に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。また、発光素子２は、可視光領域の光だけではなく、紫外線や赤外線を出力する素子で構成することもできる。また、高出力化のためには、発光素子２の個数は、例えば１０個以上、２０〜１５０個の範囲内とすることが好ましい。
発光素子２は、図２に示すように、実装領域１ａ上において、縦方向および横方向にそれぞれ等間隔で配列されており、ここでは、縦８個×横５個の合計４０個配置されている。また、発光素子２は、図２に示すように、実装領域１ａに対して横方向に隣り合う発光素子２同士が導電性のワイヤＷによって電気的に接続され、直列接続されている。なお、ここでの直列接続とは、図２に示すように、隣り合う発光素子２におけるｐ電極２Ａとｎ電極２ＢとがワイヤＷによって電気的に接続された状態を意味している。
さらに発光素子２は、図２に示すように、実装領域１ａに対して横方向に隣り合う発光素子２同士が導電性のワイヤＷによって電気的に接続され、直列接続のみならず並列接続されていることが好ましい。なお、ここでの並列接続とは、図４に示すように、隣り合う発光素子２におけるｐ電極２Ａ同士またはｎ電極２Ｂ同士がワイヤＷによって電気的に接続された状態を意味している。
このように、複数の発光素子２同士を直列のみならず並列に接続することで、仮に複数の発光素子２ごとの順方向降下電圧（以下、Ｖｆという）にばらつきがある場合であっても、そのＶｆのばらつきを解消することができる。なお、Ｖｆとは、発光ダイオードに対して順方向に電流を流すために必要な電圧、すなわち発光ダイオードが光を照射するために必要な電圧のことをいう。
ここで、複数の発光素子２ごとのＶｆのばらつきがあると、Ｖｆの低い発光素子２に電流が流れやすくなり、発光素子２間に出力の違いが生じて発光ムラが発生しやすい。そこで、前記したように、複数の発光素子２同士を並列接続することにより、並列接続された発光素子２間のＶｆのばらつきによる各発光素子の出力差を軽減することができ、発光ムラを抑制することができる。
なお、前記したように複数の発光素子２を並列接続する場合は、図２に示すように、複数の発光素子２のうち、配線部３ｂ，４ｂおよび中継配線部８と直接接続される発光素子２同士は、並列接続を行わないことが好ましい。すなわち、発光装置１０１においては、配線部３ｂと直接接続される実装領域１ａ上の１行１列目、２行１列目の発光素子２のｐ電極２Ａ、配線部４ｂと直接接続される実装領域１ａ上の７行１列目、行１列目の発光素子２のｎ電極２Ｂ、中継配線部８と直接接続される１行５列目、２行５列目、３行５列目、４行５列目のｎ電極２Ｂ、中継配線部８と直接接続される５行５列目、６行５列目、７行５列目、８行５列目のｐ電極２Ａは、並列接続されていない。これによりワイヤによってかかる負荷を軽減することができる。
＜正極および負極＞
正極３および負極４は、基板１上の複数の発光素子２等の電子部品と、図示しない外部電源とを電気的に接続し、これらの電子部品に対して外部電源からの電圧を印加するためのものである。すなわち、正極３および負極４は、外部から通電させるための電極、またはその一部としての役割を担うものである。
正極３および負極４は、基板１上の複数の発光素子２等の電子部品と、図示しない外部電源とを電気的に接続し、これらの電子部品に対して外部電源からの電圧を印加するためのものである。すなわち、正極３および負極４は、外部から通電させるための電極、またはその一部としての役割を担うものである。
正極３および負極４は、図２に示すように、基板１上の金属膜で構成されている。正極３および負極４は、図２に示すように略矩形状のパッド部（給電部）３ａ，４ａと、線状の配線部３ｂ，４ｂと、を有しており、パッド部３ａ，４ａに印加された電圧が配線部３ｂ，４ｂを介して複数の発光素子２からなる発光部２０へと印加されるように構成されている。なお、負極４の配線部４ｂには、図２に示すように、カソードであることを示すカソードマークＣＭが形成されている。
パッド部３ａ，４ａは、外部電源からの電圧が印加されるためのものである。パッド部３ａ，４ａは、図２に示すように、基板１上の角部における対角線の位置に、一対で形成されている。そして、パッド部３ａ，４ａは、導電性のワイヤＷによって、図示しない外部電源と電気的に接続されている。
配線部３ｂ，４ｂは、外部電源からパッド部３ａ，４ａに印加された電圧を、実装領域１ａ上の発光素子２へと伝達するためのものである。配線部３ｂ，４ｂは、図２に示すように、パッド部３ａ，４ａから延出するように形成されるとともに、実装領域１ａの周囲に略Ｌ字状で形成されている。
正極３および負極４を構成する金属膜の素材は、Ａｕを用いることが好ましい。これは、後記するように、ワイヤＷの材料として熱伝導性に優れたＡｕを用いた場合に、同素材であるワイヤＷを強固に接合することができるためである。
正極３および負極４を構成する金属膜の形成方法としては、前記した実装領域１ａ上の金属膜の形成方法と同様に、電解めっきまたは無電解めっきで形成することが好ましい。なお、正極３および負極４を構成する金属膜の厚さは特に限定されず、ワイヤＷの数等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
ここで、配線部３ｂ，４ｂの一部は、図１および図２に示すように、後記する光反射樹脂６によって覆われている。そのため、配線部３ｂ，４ｂを、前記したように光を吸収しやすいＡｕで形成した場合であっても、発光素子２から出射された光が配線部３ｂ，４ｂには到達せずに光反射樹脂６によって反射される。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。
さらに、配線部３ｂ，４ｂの一部を光反射樹脂６によって覆うことにより、当該ワイヤＷを塵芥、水分、外力等から保護することができる。なお、ここでの配線部３ｂ，４ｂの一部とは、図２に示すように、配線部３ｂ，４ｂのうちで、実装領域１ａの周囲であって、実装領域１ａの辺に沿って形成された部分のことを意味している。
＜中継配線部＞
中継配線部８は、正極３と負極４の間における配線を中継するためのものである。つまり中継配線部８が、複数の発光素子２の少なくとも１つと、その発光素子２のｐ電極と接続され、複数の発光素子２の少なくとも１つと、その発光素子２のｎ電極と接続されることで、正極３と負極４との間の配線を中継する。中継配線部８は、図２に示すように、基板１上の金属部材で構成されている。中継配線部８は、図２に示すように、実装領域１ａの周囲において、当該実装領域１ａの一辺、すなわち右側の辺に沿って直線状に形成されている。
中継配線部８は、正極３と負極４の間における配線を中継するためのものである。つまり中継配線部８が、複数の発光素子２の少なくとも１つと、その発光素子２のｐ電極と接続され、複数の発光素子２の少なくとも１つと、その発光素子２のｎ電極と接続されることで、正極３と負極４との間の配線を中継する。中継配線部８は、図２に示すように、基板１上の金属部材で構成されている。中継配線部８は、図２に示すように、実装領域１ａの周囲において、当該実装領域１ａの一辺、すなわち右側の辺に沿って直線状に形成されている。
中継配線部８は、図２に示すように、後記する光反射樹脂６によって覆われている。そのため、後記するように、中継配線部８を構成する金属膜として光を吸収しやすいＡｕを用いた場合であっても、発光素子２から出射された光は中継配線部８には到達せずに光反射樹脂６によって反射される。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。さらに、中継配線部８を光反射樹脂６によって覆うことにより、当該中継配線部８を塵芥、水分、外力等から保護することができる。
中継配線部８を構成する金属膜の素材は、正極３および負極４と同様に、Ａｕを用いることが好ましい。これは、後記するように、ワイヤＷの材料として熱伝導性に優れたＡｕを用いた場合に、同素材であるワイヤＷを強固に接合することができるためである。
中継配線部８を構成する金属膜の形成方法としては、正極３および負極４と同様に、電解めっきまたは無電解めっきで形成することが好ましい。なお、中継配線部８を構成する金属膜の厚さは特に限定されず、ワイヤＷの数等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
実施形態に係る発光装置１０１においては、このように実装領域１ａの周囲に沿って中継配線部８を形成し、かつ、当該中継配線部８を境に向きが反転するように発光素子２を配置することで、実装領域１ａの限られた面積内において、直列接続される発光素子の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
実施形態に係る発光装置は、図２に示すように、発光素子２が、正極３の配線部３ｂと中継配線部８との間においては、複数の発光素子２のｐ電極２Ａが実装領域１ａの一方向である左側を向くように、あるいは、複数の発光素子２のｎ電極２Ｂが実装領域１ａの他方向である右側を向くように配列されている。
また、発光素子２は、図２に示すように、負極４の配線部４ｂと中継配線部８との間においては、複数の発光素子２のｐ電極２Ａが実装領域１ａの他方向である右側を向くように、かつ、複数の発光素子２のｎ電極２Ｂが実装領域１ａの一方向である左側を向くように、配列されている。すなわち、発光素子２は、図２を平面視した場合において、中継配線部８を境に向きが反転するように配置されている。
実施形態に係る発光装置１０１においては、このように実装領域１ａの周囲に沿って中継配線部８を形成し、かつ、当該中継配線部８を境に向きが反転するように発光素子２を配置することで、実装領域１ａの限られた面積内において、発光素子同士を接続する配線が複雑になることなく、直列接続される発光素子の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。なお、実施形態に係る発光装置１０１においては、図２に示すように、発光素子２が１０個直列接続されるとともに、当該直列接続が４列分形成されている。
配線部３ｂの一端部と、配線部４ｂの一端部とは、図２に示すように、実装領域１ａの周囲において互いに隣り合うように形成されている。このように、正極３および負極４の配線部３ｂ，４ｂを実装領域１ａの周囲に沿って形成し、かつ、その一端部を隣り合わせて形成することで、発光装置１０１のように複数の発光素子２を基板１上に配置した場合であっても、後記する保護素子５を適切な位置に配置することができる。従って、正負両電極間の電圧がツェナー電圧以上となることを防止することができ、過大な電圧が印加されることによる発光素子２の素子破壊や性能劣化の発生を適切に防止することができる。
配線部３ｂ，４ｂは、より具体的には、図２に示す略矩形状の実装領域１ａの一辺の範囲内において、その一端部が互いに隣り合うように形成されることが好ましい。このように、実装領域１ａの一辺の範囲内で隣り合うように配線部３ｂ，４ｂを形成することで、配線部３ｂ，４ｂと発光素子２とを電気的に接続するためのワイヤＷの設置面積を確保することができる。そのため、配線部３ｂ，４ｂと接続する発光素子２の数、すなわち直列接続の始点および終点となる発光素子２の数を増やすことができ、実装領域１ａ上における発光素子２の直列接続の列数を発光素子同士を接続する配線が複雑になることなく増加させることができる。そして、このように直列接続の列数を増加させることで、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
また配線部３ｂの一端部と、配線部４ｂの一端部とが、実装領域１ａの周囲において互いに隣り合うような形態としては、図５に示す発光装置１０２とすることもできる。図５に示すように、配線部３ｂ，４ｂの一端部が、略矩形状の実装領域１ａの角部において、互いに隣り合うように形成されている。すなわち、配線部３ｂは、パッド部３ａから実装領域１ａの角部まで延出するように略Ｌ字状に形成されている。また、配線部４ｂは、パッド部４ａから実装領域１ａの角部まで延出するように直線状に形成されている。なお図５に示す発光装置１０２において、発光装置１０１と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
＜光反射樹脂＞
光反射樹脂６は、発光素子２から出射された光を反射させるためのものである。光反射樹脂６は、図２に示すように、配線部３ｂ，４ｂの一部、中継配線部８、後記する保護素子５およびこれらに接続されるワイヤＷを覆うように形成される。そのため、配線部３ｂ，４ｂ、中継配線部８およびワイヤＷを、前記あるいは後記したように光を吸収しやすいＡｕで形成した場合であっても、発光素子２から出射された光が配線部３ｂ，４ｂ、中継配線部８およびワイヤＷには到達せずに光反射樹脂６によって反射される。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。さらに、配線部３ｂ，４ｂの一部、中継配線部８、保護素子５およびこれらに接続されるワイヤＷを光反射樹脂６によって覆うことによって、これらの部材を塵芥、水分、外力等から保護することができる。
光反射樹脂６は、発光素子２から出射された光を反射させるためのものである。光反射樹脂６は、図２に示すように、配線部３ｂ，４ｂの一部、中継配線部８、後記する保護素子５およびこれらに接続されるワイヤＷを覆うように形成される。そのため、配線部３ｂ，４ｂ、中継配線部８およびワイヤＷを、前記あるいは後記したように光を吸収しやすいＡｕで形成した場合であっても、発光素子２から出射された光が配線部３ｂ，４ｂ、中継配線部８およびワイヤＷには到達せずに光反射樹脂６によって反射される。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。さらに、配線部３ｂ，４ｂの一部、中継配線部８、保護素子５およびこれらに接続されるワイヤＷを光反射樹脂６によって覆うことによって、これらの部材を塵芥、水分、外力等から保護することができる。
光反射樹脂６は、図１および図２に示すように、基板１上において発光部２０が形成された実装領域１ａを囲うように四角枠状に形成されることが好ましい。このように実装領域１ａの周囲を囲うように光反射樹脂６を形成することで、例えば図４の左右両側に配置された発光素子２から出射された光のように、基板１の実装領域１ａの周囲に向う光も光反射樹脂６によって反射することができる。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。
また、光反射樹脂６は、図２に示すように、実装領域１ａの周縁の一部を覆うように形成することが好ましい。このように、実装領域１ａの周縁の一部を覆うように光反射樹脂６を形成することで、配線部３ｂ，４ｂと実装領域１ａ上の金属膜との間に基板１が露出した領域が形成されることがなくなる。従って、発光素子２から出射された光を、光反射樹脂６が形成された内部の領域において全て反射させることができるため、出射光のロスを最大限軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率をより向上させることができる。
光反射樹脂６の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を確保するために、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡやシリコン樹脂などが挙げられる。また、これらの母体となる樹脂に、発光素子２からの光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対する屈折率差の大きい反射部材（例えばＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＭｇＯ）等の粉末を分散することで、効率よく光を反射させることができる。なお、光反射樹脂６のサイズは特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。また、光反射樹脂６の位置に、樹脂と異なる材料からなる光反射部材を形成することもできる。
＜封止部材＞
封止部材７は、基板１に配置された発光素子２、保護素子５およびワイヤＷ等を、塵芥、水分、外力等から保護するための部材である。封止部材７は、図１、図２および図４に示すように、基板１上において、光反射樹脂６で囲った実装領域１ａ内に樹脂を充填することで形成される。
封止部材７は、基板１に配置された発光素子２、保護素子５およびワイヤＷ等を、塵芥、水分、外力等から保護するための部材である。封止部材７は、図１、図２および図４に示すように、基板１上において、光反射樹脂６で囲った実装領域１ａ内に樹脂を充填することで形成される。
封止部材７の材料としては、発光素子２からの光を透過可能な透光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を挙げることができる。また、このような材料に加えて、所望に応じて着色剤、光拡散剤、フィラー、蛍光部材等を含有させることもできる。
なお、封止部材７は、単一の部材で形成することもできるし、あるいは、２層以上の複数の層として形成することもできる。また、封止部材７の充填量は、光反射樹脂６で囲った実装領域１ａ内に配置される発光素子２、保護素子５、ワイヤＷ等が被覆される量であればよい。また、封止部材７にレンズ機能をもたせる場合は、封止部材７の表面を盛り上がらせて砲弾型形状や凸レンズ形状としてもよい。
＜蛍光部材＞
封止部材７中に、波長変換部材として発光素子２からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。蛍光部材としては、発光素子２からの光をより長波長に変換させるものが好ましい。また、蛍光部材は１種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、２種以上の蛍光物質等が混合されたものを単層として形成してもよい。あるいは、１種の蛍光物質等を含有する単層を２層以上積層させてもよいし、２種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を２層以上積層させてもよい。
封止部材７中に、波長変換部材として発光素子２からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。蛍光部材としては、発光素子２からの光をより長波長に変換させるものが好ましい。また、蛍光部材は１種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、２種以上の蛍光物質等が混合されたものを単層として形成してもよい。あるいは、１種の蛍光物質等を含有する単層を２層以上積層させてもよいし、２種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を２層以上積層させてもよい。
蛍光部材の材料としては、例えばイットリウム、アルミニウムおよびガーネットを混合したＹＡＧ系蛍光体、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体を用いることができる。
＜ワイヤ＞
ワイヤＷは、発光素子２や後記する保護素子５等の電子部品と、正極３、負極４および中継配線部８等を電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤＷの材料としては、Ａｕ、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属、および、それらの合金を用いたものが挙げられるが、特に、熱伝導率等に優れたＡｕを用いるのが好ましい。なお、ワイヤＷの径は特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
ワイヤＷは、発光素子２や後記する保護素子５等の電子部品と、正極３、負極４および中継配線部８等を電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤＷの材料としては、Ａｕ、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属、および、それらの合金を用いたものが挙げられるが、特に、熱伝導率等に優れたＡｕを用いるのが好ましい。なお、ワイヤＷの径は特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
ここで、ワイヤＷと、正極３、負極４および中継配線部８との接続部分は、図２（ａ）に示すように、光反射樹脂６によって覆われている。そのため、前記したように、ワイヤＷを構成する材料として光を吸収しやすいＡｕを用いた場合であっても、発光素子２から出射された光はワイヤＷには吸収されずに光反射樹脂６によって反射される。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１０１の光の取り出し効率を向上させることができる。さらに、ワイヤＷと、正極３、負極４および中継配線部８との接続部分を光反射樹脂６によって覆うことにより、当該ワイヤＷを塵芥、水分、外力等から保護することができる。
＜保護素子＞
保護素子５は、複数の発光素子２からなる発光部２０を、過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護するための素子として形成されている。保護素子５は、図２に示すように、正極３の配線部３ｂの一端部に配置され、負極４の配線部４ｂの一端部とワイヤで接続される。ただし、保護素子５は、負極４の配線部４ｂの一端部に配置され、正極３の配線部３ｂの一端部とワイヤで接続されていてもよい。
保護素子５は、複数の発光素子２からなる発光部２０を、過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護するための素子として形成されている。保護素子５は、図２に示すように、正極３の配線部３ｂの一端部に配置され、負極４の配線部４ｂの一端部とワイヤで接続される。ただし、保護素子５は、負極４の配線部４ｂの一端部に配置され、正極３の配線部３ｂの一端部とワイヤで接続されていてもよい。
保護素子５は、具体的には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード（Zener Diode）で構成される。保護素子５は、図示は省略したが、前記した発光素子２と同様にｐ電極とｎ電極とを有する半導体素子であり、発光素子２のｐ電極２Ａとｎ電極２Ｂに対して逆並列となるように、ワイヤＷによって負極４の配線部４ｂと電気的に接続される。なお、保護素子５が埋設された場所の近傍には発光素子２を配置することができない。従って、保護素子５に最も近い４行１列目の発光素子２は、図２に示すように、保護素子５が埋設された領域から離れた場所にワイヤＷによって接続される。
これにより、正極３と負極４との間に過大な電圧が印加されてその電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えたとしても、発光素子２の正負両電極間がツェナー電圧に保持され、このツェナー電圧以上になることがない。従って、保護素子５を備えることによって、正負両電極間の電圧がツェナー電圧以上となることを防止することができ、過大な電圧が印加されることによる発光素子２の素子破壊や性能劣化の発生を適切に防止することができる。
保護素子５は、図２に示すように、光反射樹脂６によって覆われている。従って、保護素子５および保護素子５に接続されるワイヤＷが、塵芥、水分、外力等から保護される。なお、保護素子５のサイズは特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
［発光装置の動作］
以上説明した発光装置１０１によれば、発光装置１０１を駆動した時に、発光素子２からあらゆる方向に進む光のうち、上方に進む光は発光装置１０１の上方の外部に取り出される。また、下方や横方向等に進む光は、基板１の実装領域１ａにおける底面や側面で反射して、発光装置１０１の上方に取り出されることになる。この時、基板１の底面、すなわち実装領域１ａには好ましくは金属膜が被覆され、実装領域１ａの周囲には光反射樹脂６が形成されているため、この部位による光の吸収が抑制されるとともに、金属膜や光反射樹脂６により光が反射される。これにより、発光素子２からの光が効率良く取り出される。
以上説明した発光装置１０１によれば、発光装置１０１を駆動した時に、発光素子２からあらゆる方向に進む光のうち、上方に進む光は発光装置１０１の上方の外部に取り出される。また、下方や横方向等に進む光は、基板１の実装領域１ａにおける底面や側面で反射して、発光装置１０１の上方に取り出されることになる。この時、基板１の底面、すなわち実装領域１ａには好ましくは金属膜が被覆され、実装領域１ａの周囲には光反射樹脂６が形成されているため、この部位による光の吸収が抑制されるとともに、金属膜や光反射樹脂６により光が反射される。これにより、発光素子２からの光が効率良く取り出される。
［発光装置の製造方法］
次に、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、簡単に説明する。発光装置１０１の製造方法は、基板作製工程と、めっき工程と、ダイボンディング工程と、ワイヤボンディング工程と、光反射樹脂形成工程と、を含む。また、光反射樹脂形成工程の後に、封止部材充填工程を含んでもよい。さらにここでは、保護素子接合工程を含む。以下、各工程について説明する。なお、発光装置１０１の構成については前記説明した通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
次に、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、簡単に説明する。発光装置１０１の製造方法は、基板作製工程と、めっき工程と、ダイボンディング工程と、ワイヤボンディング工程と、光反射樹脂形成工程と、を含む。また、光反射樹脂形成工程の後に、封止部材充填工程を含んでもよい。さらにここでは、保護素子接合工程を含む。以下、各工程について説明する。なお、発光装置１０１の構成については前記説明した通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
＜基板作製工程＞
基板作製工程は、めっき用配線が形成された基板１を作製する工程である。基板作製工程では、基板１上の実装領域１ａや、正極３および負極４となる部位を所定の形状にパターニングすることで形成する。また、基板作製工程では、電解めっきによって基板１上の実装領域１ａに金属膜を形成するためのめっき用配線を形成する。
基板作製工程は、めっき用配線が形成された基板１を作製する工程である。基板作製工程では、基板１上の実装領域１ａや、正極３および負極４となる部位を所定の形状にパターニングすることで形成する。また、基板作製工程では、電解めっきによって基板１上の実装領域１ａに金属膜を形成するためのめっき用配線を形成する。
＜めっき工程＞
めっき工程は、前記めっき配線が形成された基板１上に、少なくとも正極３、負極４および中継配線部８を構成する金属部材を形成する工程であり、好ましくは無電解めっきにより正極３および負極４を構成する金属部材を形成するとともに、基板１上の実装領域１ａ上に、電解めっきにより金属膜を形成する工程である。
めっき工程は、前記めっき配線が形成された基板１上に、少なくとも正極３、負極４および中継配線部８を構成する金属部材を形成する工程であり、好ましくは無電解めっきにより正極３および負極４を構成する金属部材を形成するとともに、基板１上の実装領域１ａ上に、電解めっきにより金属膜を形成する工程である。
めっきの具体的な方法としては、正極３、負極４および中継配線部８と実装領域１ａ上の金属膜の両方にＡｕめっきを行う方法、正極３、負極４および中継配線部８のみにＡｕめっきを行い、実装領域１ａ上の金属膜を形成しない方法、正極３、負極４および中継配線部８にＡｕめっきを行い、実装領域１ａ上にＡｇめっきを行う方法、などが挙げられる。また、実装領域１ａ上には、ＡｕめっきやＡｇめっきを行う場合はＡｕまたはＡｇの表面に、まためっきを行わない場合は直接基板表面に、さらにＴｉＯ２膜を形成することが好ましい。
＜ダイボンディング工程＞
ダイボンディング工程は、前記金属膜上に発光素子２を載置する工程である。ダイボンディング工程は、基板１上の金属膜に、接合部材を介して、発光素子２を載置する発光素子載置工程と、発光素子２を載置した後に、接合部材を加熱し、発光素子２を基板１上の金属膜上に接合する加熱工程と、を行う。
ダイボンディング工程は、前記金属膜上に発光素子２を載置する工程である。ダイボンディング工程は、基板１上の金属膜に、接合部材を介して、発光素子２を載置する発光素子載置工程と、発光素子２を載置した後に、接合部材を加熱し、発光素子２を基板１上の金属膜上に接合する加熱工程と、を行う。
＜保護素子接合工程＞
保護素子を設ける場合、保護素子接合工程は、前記正極３の配線部３ｂ上に保護素子５を載置して接合する工程である。保護素子５を載置、接合する方法は、前記ダイボンディング工程と同様であるので、ここでは説明を省略する。
保護素子を設ける場合、保護素子接合工程は、前記正極３の配線部３ｂ上に保護素子５を載置して接合する工程である。保護素子５を載置、接合する方法は、前記ダイボンディング工程と同様であるので、ここでは説明を省略する。
＜ワイヤボンディング工程＞
ワイヤボンディング工程は、前記ダイボンディング工程の後に、金属部材の正極３の配線部３ｂと、発光素子２上部にあるｐパッド電極２Ａａとを、ワイヤＷで電気的に接続する工程である。同じく、発光素子２上部にあるｎパッド電極２Ｂａと、金属部材の負極４の配線部４ｂと、をワイヤＷで電気的に接続する工程である。さらに、この工程では、複数の発光素子２をそれぞれｐパッド電極２Ａａおよびｎパッド電極２Ｂａを介して接続する。また、保護素子５と負極４との電気的な接続もこの工程で行えばよい。すなわち、保護素子５のｎ電極と、負極４の配線部４ｂとをワイヤＷで接続する。なお、ワイヤＷの接続方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる方法で行えばよい。
ワイヤボンディング工程は、前記ダイボンディング工程の後に、金属部材の正極３の配線部３ｂと、発光素子２上部にあるｐパッド電極２Ａａとを、ワイヤＷで電気的に接続する工程である。同じく、発光素子２上部にあるｎパッド電極２Ｂａと、金属部材の負極４の配線部４ｂと、をワイヤＷで電気的に接続する工程である。さらに、この工程では、複数の発光素子２をそれぞれｐパッド電極２Ａａおよびｎパッド電極２Ｂａを介して接続する。また、保護素子５と負極４との電気的な接続もこの工程で行えばよい。すなわち、保護素子５のｎ電極と、負極４の配線部４ｂとをワイヤＷで接続する。なお、ワイヤＷの接続方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる方法で行えばよい。
＜光反射樹脂形成工程＞
光反射樹脂形成工程は、前記ワイヤボンディング工程の後に、前記実装領域１ａの周縁に沿って、少なくとも配線部３ｂ，４ｂの一部および中継配線部８を覆うように光反射樹脂６を形成する工程である。光反射樹脂６の形成は、例えば、固定された基板１の上側において、基板１に対して上下方向あるいは水平方向などに移動（可動）させることができる樹脂吐出装置を用いて行うことができる（特開２００９−１８２３０７号公報参照）。
光反射樹脂形成工程は、前記ワイヤボンディング工程の後に、前記実装領域１ａの周縁に沿って、少なくとも配線部３ｂ，４ｂの一部および中継配線部８を覆うように光反射樹脂６を形成する工程である。光反射樹脂６の形成は、例えば、固定された基板１の上側において、基板１に対して上下方向あるいは水平方向などに移動（可動）させることができる樹脂吐出装置を用いて行うことができる（特開２００９−１８２３０７号公報参照）。
＜封止部材充填工程＞
封止部材充填工程は、前記光反射樹脂６の内側に、前記発光素子２および前記金属膜を被覆する透光性の封止部材７を充填する工程である。すなわち、発光素子２、保護素子５、実装領域１ａ上の金属膜およびワイヤＷ等を被覆する封止部材７を、基板１上に形成された光反射樹脂６からなる壁部の内部に溶融樹脂を注入し、その後加熱や光照射等によって硬化する工程である。
封止部材充填工程は、前記光反射樹脂６の内側に、前記発光素子２および前記金属膜を被覆する透光性の封止部材７を充填する工程である。すなわち、発光素子２、保護素子５、実装領域１ａ上の金属膜およびワイヤＷ等を被覆する封止部材７を、基板１上に形成された光反射樹脂６からなる壁部の内部に溶融樹脂を注入し、その後加熱や光照射等によって硬化する工程である。
［第２実施形態］
第２実施形態に係る発光装置１０３について、図６を参照しながら詳細に説明する。発光装置１０３は、図６に示すように、２つの中継配線部８ａ，８ｂを設け、実装領域１ａ内に発光素子２を適切に配置した以外は、前記した第１実施形態に係る発光装置１０１と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１０１と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、発光装置１０３は、前記した発光装置１０１と、全体構成（図１）および発光素子の構成（図３）が同じであるため、これらについても説明を省略する。
第２実施形態に係る発光装置１０３について、図６を参照しながら詳細に説明する。発光装置１０３は、図６に示すように、２つの中継配線部８ａ，８ｂを設け、実装領域１ａ内に発光素子２を適切に配置した以外は、前記した第１実施形態に係る発光装置１０１と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１０１と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、発光装置１０３は、前記した発光装置１０１と、全体構成（図１）および発光素子の構成（図３）が同じであるため、これらについても説明を省略する。
発光装置１０３は、中継配線部を２つ設けており、複数の発光素子２の一部が２つの中継配線部８ａ，８ｂに挟まれて配列されている。具体的には、正極３の配線部３ｂと中継配線部８ａ（以下、第１の中継配線部８ａと称することがある）との間（図６において、１１に示す領域）においては、複数の発光素子２のｐ電極２Ａが実装領域１ａの一方向である左側を向くように配列されており、中継配線部（第１の中継配線部）８ａと中継配線部８ａとは別の中継配線部８ｂ（以下、第２の中継配線部８ｂと称することがある）との間（図６において、１２に示す領域）においては、複数の発光素子２のｐ電極２Ａが実装領域１ａの他方向である右側を向くように配列されており、中継配線部（第２の中継配線部）８ｂと負極４の配線部４ｂとの間（図６において、１３に示す領域）においては、複数の発光素子２のｐ電極２Ａが実装領域１ａの一方向である左側を向くように配列されている。
すなわち、発光素子２は、図６を平面視した場合において、第１の中継配線部８ａを境に、さらに第２の中継配線部８ｂを境に向きが反転するように配置されている。
つまり、実装領域１ａ上において、配線部３ｂ，４ｂと中継配線部とが向かい合う領域１１，１３をそれぞれ１つ設け、中継配線部同士が向かい合う領域１２の数を増やすことで、実装領域１ａ内において、直列接続される発光素子の数を、さらには直列接続の列数を増加させることができる。
つまり、実装領域１ａ上において、配線部３ｂ，４ｂと中継配線部とが向かい合う領域１１，１３をそれぞれ１つ設け、中継配線部同士が向かい合う領域１２の数を増やすことで、実装領域１ａ内において、直列接続される発光素子の数を、さらには直列接続の列数を増加させることができる。
このように実装領域１ａの周囲に沿って、中継配線部を１つのみならず複数設けることで、実装領域１ａの限られた面積内において、直列接続される発光素子の数を増加させることができる。さらには、実装領域の限られた面積内において、複数の発光素子を密に配置することができ、一定の輝度に対して消費電力が向上した発光装置を、または一定の消費電力に対して発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
たとえば、配線部３ｂと第１の中継配線部８ａとの間で、６個の発光素子２が直列接続されるような実装領域１ａの場合、第１の中継配線部８ａと第２の中継配線部８ｂとの間にも６個の発光素子２が直列接続され、さらに第２の中継配線部８ｂと配線部４ｂとの間にも６個の発光素子２が直列接続されるようになり、発光装置全体でみて、１８個の発光素子２が直列接続されるようになる。つまり実装領域１ａの一辺方向に見て、Ｘ個の発光素子２が直列接続されるような実装領域１ａである場合、中継配線部の数Ｙ（少なくとも１つの中継配線部を有する、Ｙは正の整数）と発光装置全体での直列接続の数Ｚとの関係が、Ｚ＝Ｘ（Ｙ＋１）であらわされ、中継配線部の数Ｙを増やすほど、発光装置全体での直列接続の数Ｚを大きくすることができる。これにより、実装領域が一定の面積内において容易に直列接続される発光素子の数を増加させることが可能となる。
［第３実施形態］
第３実施形態に係る発光装置１０４について、図７を参照しながら詳細に説明する。発光装置１０４は、図７に示すように、保護素子５と保護素子を接続するための保護素子配線部９を備え、発光素子２の配列状態および発光素子２に接続するワイヤＷの接続状態以外は、前記した第２実施形態に係る発光装置１０３と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１０１および発光装置１０３と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、発光装置１０４は、前記した発光装置１０１と、全体構成（図１）および発光素子の構成（図２（ｂ））が同じであるため、これらについても説明を省略する。
第３実施形態に係る発光装置１０４について、図７を参照しながら詳細に説明する。発光装置１０４は、図７に示すように、保護素子５と保護素子を接続するための保護素子配線部９を備え、発光素子２の配列状態および発光素子２に接続するワイヤＷの接続状態以外は、前記した第２実施形態に係る発光装置１０３と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１０１および発光装置１０３と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、発光装置１０４は、前記した発光装置１０１と、全体構成（図１）および発光素子の構成（図２（ｂ））が同じであるため、これらについても説明を省略する。
発光装置１０４は、第２実施形態にかかる発光装置１０３に保護素子５を設けたものである。正極３の配線部３ｂにツェナーダイオードからなる保護素子５が形成され、実装領域１ａの周囲であって、さらに中継配線部８ａよりも外側に保護素子５を負極４と電気的に接続するための保護素子配線部９を備え、保護素子５と保護素子配線部９とがワイヤにより、さらに保護素子配線部９と負極４の配線部４ｂとがワイヤによりそれぞれ接続されている。このように保護素子配線部を設けることで、正極３と負極４が基板上で離れた発光装置において容易に保護素子を設けることが可能となる。
さらに保護素子５，保護素子配線部９およびこれらに接続されるワイヤＷは光反射性樹脂６に覆われていることが好ましい。これらも配線部３ｂ，４ｂや中継配線部８ａ，８ｂを覆う光反射性樹脂６で覆うことにより、これらの部材を塵芥、水分、外力等から保護することができる。
この保護素子配線部９は、正極３、負極４および中継配線部８ａ，８ｂと同じく金属材料で形成され、同じ金属材料で形成されていてもよく、また製造方法において同じ工程で設けられてもよい。
また保護素子５は負極４の配線部４ｂに設けられ、保護素子５と保護素子配線部９とがワイヤにより、さらに保護素子配線部９と正極３の配線部３ｂとがワイヤによりそれぞれ接続されてもよい。さらには、保護素子５が保護素子配線部９上に設けられ、正極３と負極４のそれぞれの配線部３ｂ，４ｂのいずれか一方が保護素子５と接続され、他方が保護素子配線部９と接続されていてもよい。
また保護素子配線部９は、配線部４ａ、４ｂ、保護素子５のいずれかとワイヤで接続される領域のみが露出され、他は基板１の内部に配線されていてもよい。図７の場合、正極３の配線部３ｂ上に設けられた保護素子５とワイヤで接続される領域９ａと負極４の配線部４ｂとワイヤで接続される領域９ｂとの保護素子配線部９が露出されていればよい。
複数の発光素子２は、図７に示すように、すべての発光素子２が、ｐ電極２Ａが実装領域１ａの一方向である上側を向くように、あるいは、ｎ電極２Ｂが実装領域１ａの他方向である下側を向くように配列されている。実施形態３の発光装置１０４は、発光素子のｐ電極２Ａが実装領域１ａの右側を向くように配列された領域１１と領域１３と発光素子のｐ電極２Ａが実装領域１ａの左側を向くように配列された領域１２とが混在するように設けられた形態であった実施形態２の発光装置１０３においての発光素子２の配列に対し、各発光素子２を実装領域１ａ上において９０度回転させた状態で配列されている。複数の発光素子２を直列接続のみならず、並列接続する場合には、実施形態２の発光装置１０３や実施形態１の発光装置１０１のように発光素子２を配列することが好ましいが、発光素子２同士を並列接続しない場合においては、本実施形態３のように発光素子２を配列することができる。ただし、配線部３ｂ，４ｂと中継配線部８ａ，８ｂの間には、１６個の発光素子２のうち、８個ずつの発光素子２が２列にわけて直列接続されており、この２列は並列接続されていることになる。
以上説明した実施形態１〜３の発光装置について、実施形態３における発光素子２の配列を実施形態１または２の発光装置に適用することも可能であるし、実施形態１または２における発光素子２の配列を実施形態３の発光装置に適用することも可能である。また実施形態３における保護素子配線部９を実施形態２の発光装置に適用することも可能である。本発明に係る発光装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
１ 基板
１ａ 実装領域
２ 発光素子
２Ａ ｐ電極
２Ａａ ｐパッド電極
２Ａｂ 延伸導電部
２Ｂ ｎ電極
２Ｂａ ｎパッド電極
２Ｂｂ 延伸導電部
３ 正極
３ａ パッド部
３ｂ 配線部
４ 負極
４ａ パッド部
４ｂ 配線部
５ 保護素子
６ 光反射樹脂
７ 封止部材
８ 中継配線部
９ 保護素子配線部
２０ 発光部
１０１，１０２，１０３，１０４ 発光装置
ＣＭ カソードマーク
Ｖｆ 順方向降下電圧
Ｗ ワイヤ
１ａ 実装領域
２ 発光素子
２Ａ ｐ電極
２Ａａ ｐパッド電極
２Ａｂ 延伸導電部
２Ｂ ｎ電極
２Ｂａ ｎパッド電極
２Ｂｂ 延伸導電部
３ 正極
３ａ パッド部
３ｂ 配線部
４ 負極
４ａ パッド部
４ｂ 配線部
５ 保護素子
６ 光反射樹脂
７ 封止部材
８ 中継配線部
９ 保護素子配線部
２０ 発光部
１０１，１０２，１０３，１０４ 発光装置
ＣＭ カソードマーク
Ｖｆ 順方向降下電圧
Ｗ ワイヤ
Claims (8)
- 基板と、
前記基板上の実装領域に配置された複数の発光素子からなる発光部と、
それぞれがパッド部と配線部とを有し、当該配線部を介して前記発光部に電圧を印加する正極および負極と、
少なくとも前記配線部を覆うように前記基板上に形成された光反射樹脂と、を備える発光装置であって、
前記実装領域の周囲に沿って中継配線部が形成され、
前記中継配線部が前記光反射樹脂に覆われていることを特徴とする発光装置。 - 前記複数の発光素子は、一側に形成されたｐ電極と、他側に形成されたｎ電極と、をそれぞれ備え、
前記複数の発光素子は、前記中継配線部に対して、前記ｐ電極と接続される発光素子と、前記ｎ電極と接続される発光素子とを含む請求項１に記載の発光装置。 - 前記正極の配線部と前記中継配線部との間において、前記ｐ電極が前記実装領域に対して一方向を向くように配列され、
前記負極の配線部と前記中継配線部との間において、前記ｐ電極が前記実装領域に対して他方向を向くように配列されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。 - 前記中継配線部を複数有し、前記複数の発光素子の一部が２つの前記中継配線部に挟まれてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子は、ワイヤによって互いに直列および並列に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記反射性樹脂は、前記実装領域の周囲を囲うように形成されたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記実装領域上に金属膜が形成され、当該金属膜を介して前記複数の発光素子が配置されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光反射樹脂は、前記実装領域の周縁の一部を覆うように形成されたことを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
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