JP2014022501A - 発光装置集合体および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光装置の小型化および低コスト化を図ることができる発光装置集合体、および、その発光装置集合体から得られる照明装置を提供すること。
【解決手段】複数の発光装置10を備える発光装置集合体1において、各発光装置10に、外部の電源に接続される一対の外部電極5を備え、外部電極5を介して電源からの電力が供給される回路基板4と、回路基板4の上に支持され、回路基板4に電気的に接続される発光ダイオード素子2と、回路基板4上において、発光ダイオード素子2を封止する封止層3とを備え、複数の発光装置10を、一方向に連続するように配置し、封止層3を、平面視において、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が接触するように配置する。また、照明装置に、発光装置集合体1の発光装置10を少なくとも1つ備える。
【選択図】図1
【解決手段】複数の発光装置10を備える発光装置集合体1において、各発光装置10に、外部の電源に接続される一対の外部電極5を備え、外部電極5を介して電源からの電力が供給される回路基板4と、回路基板4の上に支持され、回路基板4に電気的に接続される発光ダイオード素子2と、回路基板4上において、発光ダイオード素子2を封止する封止層3とを備え、複数の発光装置10を、一方向に連続するように配置し、封止層3を、平面視において、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が接触するように配置する。また、照明装置に、発光装置集合体1の発光装置10を少なくとも1つ備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光装置集合体および照明装置に関し、詳しくは、複数の発光装置が一方向に連続して配置される発光装置集合体、および、その発光装置集合体から得られる照明装置に関する。
発光ダイオード装置は、単数または複数の発光ダイオード素子(LED)を、基板上に配置するとともに、封止樹脂層によって封止することにより得られることが知られている。
具体的には、例えば、絶縁基板上に直線状の配線パターンが平行に配置されて複数形成され、その配線パターン間に複数個の発光素子が、配線パターンに電気的に接続された状態で搭載され、封止体で封止された発光部を備える発光装置が、提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
一方、このような発光装置には、小型化および低コスト化が要求されている。しかし、特許文献1に記載の発光装置では、発光部は、絶縁基板の周端縁よりも内側に区画されており、具体的には、平面視において封止体の周端縁と絶縁基板の周端縁とが接触しないように、発光部が、絶縁基板の内側に配置されている。
そして、その発光部よりも外側の領域において、絶縁基板には、一対の電極(正電極外部接続ランドおよび負電極外部接続ランド)が直接設けられており、この電極と電源との間が、接続配線により接続されている。そのため、小型化および低コスト化を図るには限度がある。
そこで、本発明の目的は、発光装置の小型化および低コスト化を図ることができる発光装置集合体、および、その発光装置集合体から得られる照明装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の発光装置集合体は、複数の発光装置を備える発光装置集合体であって、各前記発光装置は、外部の電源に接続される一対の電極を備え、前記電極を介して前記電源からの電力が供給される回路基板と、前記回路基板の上に支持され、前記回路基板に電気的に接続される半導体素子と、前記回路基板上において、前記半導体素子を封止する封止層とを備え、複数の前記発光装置は、一方向に連続するように配置されており、前記封止層は、平面視において、互いに隣り合う前記発光装置の前記封止層が、接触するように配置されていることを特徴としている。
このような発光装置集合体では、複数の発光装置が一方向に連続して配置されており、かつ、互いに隣り合う発光装置の封止層が、接触するように配置されている。
すなわち、このような発光装置集合体では、1つの発光装置における封止層の端縁の少なくとも一点が、その発光装置の回路基板の端縁に臨むように配置されており、これにより、互いに隣り合う発光装置の封止層が接触している。
そのため、例えば、封止層の端縁が、回路基板の端縁に臨まないように形成される場合に比べ、電極を形成するための領域、すなわち、回路基板における封止層の外側の領域を縮小することができる。
その結果、1つの発光装置に対する回路基板の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
また、本発明の発光装置集合体では、前記封止層が、平面視において、少なくとも一辺を有し、互いに隣り合う前記発光装置の前記封止層が、前記一辺で線接触するように配置されていることが好適である。
このような発光装置集合体では、1つの発光装置における封止層の端縁の一辺が、その発光装置の回路基板の端縁の一辺に臨むように配置されており、これにより、互いに隣り合う発光装置の封止層が、一辺で線接触している。
そのため、例えば、封止層の端縁が、回路基板の端縁に一点で臨むように形成される場合に比べ、電極を形成するための領域、すなわち、回路基板における封止層の外側の領域をより縮小することができる。
その結果、1つの発光装置に対する回路基板の面積(使用量)をさらに低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
また、本発明の発光装置集合体では、前記封止層が、平面視略多角形状であることが好適である。
封止層が平面視略多角形状であれば、封止層をシートから歩留まりよく切り抜いて形成することができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
また、本発明の発光装置集合体では、前記封止層が、平面視において、(4+2n)角形状(nは0を含む自然数)であることが好適である。
封止層が(4+2n)角形(nは0を含む自然数)であれば、封止層の対称性が高いので、優れた光指向性を確保することができる。
また、本発明の発光装置集合体では、前記封止層が、平面視略正六角形状であることが好適である。
封止層が平面視略正六角形状であれば、例えば、封止層が正四角形である場合などに比べ、1つの回路基板あたりに、封止層を効率良く配置することができる。そのため、封止層をシートから歩留まりよく切り抜いて形成することができる。その結果、より一層低コスト化を図ることができる。
また、本発明の照明装置は、上記した発光装置集合体の前記発光装置を少なくとも1つ備えることを特徴としている。
このような照明装置は、上記の発光装置集合体から得られるので、小型化および低コスト化を図ることができる。
本発明の発光装置集合体では、複数の発光装置が一方向に連続して配置されており、かつ、互いに隣り合う発光装置の封止層が、接触するように配置されているので、1つの発光装置に対する回路基板の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
また、本発明の照明装置は、本発明の発光装置集合体から得られるので、小型化および低コスト化を図ることができる。
図1は、本発明の発光装置集合体の一実施形態(封止層が平面視略正六角形状に形成される形態)の概略図であって、図1(a)は、封止層による封止前の平面図を、図1(b)は、封止層による封止後の平面図を、図1(c)は、図1(b)のA−A’線に沿う断面図を、それぞれ示す。
なお、図1(a)では、後述する封止層3が配置される位置を破線で示し、また、図1(b)および図1(c)では、後述するワイヤ6を省略して記載している。
図1において、発光装置集合体1は、複数(例えば、8つ)の発光装置10が一体的に連続することにより、形成されている。
なお、以下の説明において、方向について言及する場合には、発光装置集合体1を水平に載置した場合を基準とし、図1(a)における紙面上下方向を縦方向とし、図1(a)における紙面左右方向を横方向とする。なお、縦方向および横方向は、水平方向に含まれる。また、図1(c)における紙面上下方向を上下方向とする。
各発光装置10は、回路基板4と、回路基板4の上に支持され、回路基板4に電気的に接続される半導体素子としての発光ダイオード素子2と、回路基板4上において、発光ダイオード素子2を封止する封止層3とを備えている。
回路基板4は、各発光装置10に対応するように、縦方向および横方向に延びる平面視略矩形の平板形状で複数(8つ)設けられており、また、複数(8つ)の回路基板4は、横方向に互いに連続するように、一体的に形成されている。回路基板4は、例えば、アルミナなどのセラミック基板、例えば、ポリイミドなどの樹脂基板、コアに金属板を用いたメタルコア基板など、光半導体装置に一般に用いられる基板を用いればよい。
回路基板4は、その上面において、図示しない配線パターンと、外部の電源(図示せず)に接続される一対の電極としての外部電極5と、発光ダイオード素子2に電気的に接続される内部電極(図示せず)とを備えている。
外部電極5は、詳しくは後述するが、図1(b)に示されるように、回路基板4に積層される封止層3(後述)の外側の領域において複数(一対)設けられており、封止層3を挟むように対向配置されている。
そして、回路基板4(の配線パターン(図示せず))には、外部電極5を介して電源からの電力が供給され、電力が、内部電極(図示せず)を介して、発光ダイオード素子2に供給される。
発光ダイオード素子2は、平面視略矩形の平板形状に形成され、回路基板4の上面において、横方向に互いに間隔を隔てて、複数(3つ)並列配置され、また、縦方向に互いに間隔を隔てて、複数列(3列)並列配置されている。
このような発光ダイオード素子2は、横方向に互いに隣接する発光ダイオード素子2と、ワイヤ6を介して電気的に直列に接続されるとともに、図示しない内部電極に電気的に接続されている。このような発光ダイオード素子2は、回路基板4から電力が供給されることにより発光する。
発光ダイオード素子2の1辺の長さは、例えば、0.1〜5mmである。発光ダイオード素子2の厚みは、例えば、10〜1,000μmである。
発光ダイオード素子2の縦方向および横方向における間隔は、例えば、0.1〜20mm、好ましくは、0.5〜5mmである。
封止層3は、回路基板4上において発光ダイオード素子2を封止するための樹脂層であって、平面視において、封止層3の端縁の少なくとも一点が、回路基板4の端縁に臨む形状に形成されている。
このような封止層3は、図1(b)に示されるように、平面視において少なくとも一辺を有する形状、より具体的には、平面視略多角形状である平面視略正六角形状に、形成されている。
封止層3が平面視略多角形状であれば、封止層3をシートから歩留まりよく切り抜いて形成することができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
すなわち、発光装置集合体1の製造において、封止層3は、通常、大きなシートとして製造され、適宜のサイズに切り抜いて用いられる。
そのような場合において、封止層3を、例えば、平面視略円形状、平面視略半円形状などに形成すると、その円形状の外側部分において、封止層3として切り抜かれない部分、すなわち、ロスが生じる。
一方、封止層3を平面視多角形状に形成すれば、大きなシートから封止層3を隙間なく(例えば、ハニカム状に)取り出すことができるので、ロスを抑制して、無駄なく封止層3を使用することができ、低コスト化を図ることができる。
また、平面視正六角形状は、平面視における(4+2n)角形(nは0を含む自然数)、すなわち、対称形状の多角形状である。
封止層3が(4+2n)角形(nは0を含む自然数)であれば、封止層3の対称性が高いので、優れた光指向性を確保することができる。
より具体的には、封止層3が、平面視において奇数の角を有する多角形状(例えば、三角形状、五角形状、七角形状など)である場合、封止層3は、平面視において、一方向のみに対して対称形状とされる。
これに対して、封止層3が(4+2n)角形(nは0を含む自然数)、すなわち、平面視において偶数の角を有する多角形状(例えば、正六角形状)である場合、封止層3は、平面視において、一方向、および、その一方向と直交する方向の両方向(図1(b)における紙面縦横方向)に対して、それぞれ対称形状とされる。つまり、上記のような一方向のみに対して対称形状とされる場合に比べ、封止層3の対称性が高く、そのため、優れた光指向性を確保することができる。
なお、平面視において(4+2n)角形(nは0を含む自然数)、すなわち、対称形状の多角形には、図1(b)に示す正六角形状の他、例えば、平面視において、四角形状、六角形状(正六角形状とは異なる六角形状)、八角形状、十角形状、十二角形状などの多角形状が含まれる。
とりわけ、封止層3が平面視略正六角形状であれば、例えば、封止層3が正四角形である場合などに比べ、1つの回路基板4あたりに、封止層3を効率良く配置することができる。そのため、封止層3をシートから歩留まりよく切り抜いて形成することができる。その結果、より一層低コスト化を図ることができる。
また、封止層3が平面視正六角形状に形成され、回路基板4が平面視略矩形状に形成される場合には、図1(b)に示されるように、封止層3は、その最も長い対角線長さL1が、回路基板4の一辺(縦方向に延びる辺)の長さと同じになるように形成される。また、封止層3は、互いに対向する辺の間の距離L2が、回路基板4の他辺(横方向に延びる辺)の長さと同じになるように形成される。
そして、このような封止層3は、回路基板4の発光ダイオード素子2が実装される側の表面において、発光ダイオード素子2を被覆するように積層され、これにより、各発光装置10の回路基板4に対して、2点(縦方向に向かって屈曲する2つの角の頂点)と、2辺(縦方向に延びる2つの辺)とで内接するように配置される。
このように封止層3が配置されることにより、封止層3によって封止されない領域である露出部15が、封止層3の外側に区画される。
露出部15は、より具体的には、各回路基板4の縦方向両側および横方向両側における4つの隅部に、回路基板4の外周と、封止層3の一辺とに囲まれる平面視略三角形状に区画される。また、互いに隣り合う発光装置10の露出部15が、横方向に連続するように区画される。
そして、1つの発光装置10に区画される露出部15のうち、縦方向一方側かつ横方向一方側の露出部15と、縦方向他方側かつ横方向他方側の露出部15とには、封止層3を挟むように、2つの外部電極5が対向配置されている。
また、このような発光装置集合体1において、封止層3は、複数(8つ)の封止層3が互いに連続するように、一体的に形成されている。
そして、このような発光装置集合体1では、複数の発光装置10が一方向に連続して配置されており、かつ、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が、平面視において、少なくとも一点で接触するように、具体的には、一辺で線接触するように、配置されている。
すなわち、このような発光装置集合体1では、1つの発光装置10における封止層3の端縁の少なくとも一点が、その発光装置10の回路基板4の端縁に臨むように配置されており、これにより、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が、少なくとも1点で接触している。
そのため、例えば、封止層3の端縁が、回路基板4の端縁に臨まないように形成される場合に比べ、外部電極5を形成するための領域、すなわち、回路基板4における封止層3の外側の領域を縮小することができる。
その結果、1つの発光装置10に対する回路基板4の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
とりわけ、この発光装置集合体1では、1つの発光装置10における封止層3の端縁の一辺が、その発光装置10の回路基板4の端縁の一辺に臨むように配置されており、これにより、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が、一辺で線接触している。
そのため、例えば、封止層3の端縁が、回路基板4の端縁に一点で臨むように形成される場合に比べ、外部電極5を形成するための領域、すなわち、回路基板4における封止層3の外側の領域をより縮小することができる。
その結果、1つの発光装置10に対する回路基板4の面積(使用量)をさらに低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
図2は、図1に示す発光装置集合体の製造方法を示す製造工程図である。
なお、以降の各図面において、上記した各部に対応する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次いで、発光装置集合体1の製造方法を、図2を参照して説明する。
発光装置集合体1を製造するには、まず、図2(a)に示すように、上記した回路基板4に、複数の上記した発光ダイオード素子2を実装し、半導体基板9を製造する。
また、発光装置集合体1を製造するには、別途、封止シートとしての樹脂シート11を準備する。
樹脂シート11は、図2(a)に示すように、シート状に形成されており、剥離フィルム12と、剥離フィルム12に積層される、上記した封止層3と略同形状の封止樹脂層13とを備えている。
剥離フィルム12は、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、シリコーン樹脂フィルム、スチレン樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなどの樹脂フィルムから形成されている。なお、剥離フィルム12の表面は、離型処理が施されていてもよい。
剥離フィルム12の厚みは、例えば、20〜100μm、好ましくは、30〜50μmである。剥離フィルム12の厚みが上記の範囲内であれば、コストの増大を抑制しながら、良好なハンドリング性(剥離フィルム12を樹脂シート11から剥離させるときのハンドリング性)を実現することができる。
封止樹脂層13は、封止樹脂を含む封止樹脂組成物から、形成されている。
封止樹脂としては、例えば、加熱により可塑化する熱可塑性樹脂、例えば、加熱により硬化する熱硬化性樹脂、例えば、活性エネルギー線(例えば、紫外線、電子線など)の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂などが挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、塩化ビニル樹脂、EVA・塩化ビニル樹脂共重合体などが挙げられる。
熱硬化性樹脂および活性エネルギー線硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。
これら封止樹脂として、好ましくは、熱硬化性樹脂が挙げられ、より好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
また、封止樹脂としてシリコーン樹脂を含む封止樹脂組成物としては、例えば、2段階硬化型シリコーン樹脂組成物、1段階硬化型シリコーン樹脂組成物などの熱硬化性シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
2段階硬化型シリコーン樹脂組成物とは、2段階の反応機構を有しており、1段階目の反応でBステージ化(半硬化)し、2段階目の反応でCステージ化(最終硬化)する熱硬化性シリコーン樹脂組成物である。
なお、Bステージは、封止樹脂組成物が、溶剤に可溶なAステージと、最終硬化したCステージとの間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、溶剤に膨潤するが完全に溶解せず、加熱によって軟化するが溶融しない状態である。
2段階硬化型シリコーン樹脂組成物の未硬化体(1段階目の硬化前)としては、例えば、縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、加熱によって、縮合反応および付加反応することができる熱硬化性シリコーン樹脂組成物であって、より具体的には、加熱によって、縮合反応して、Bステージ(半硬化)となることができ、次いで、さらなる加熱によって、付加反応(具体的には、例えば、ヒドロシリル化反応)して、Cステージ(最終硬化)となることができる熱硬化性シリコーン樹脂組成物である。
このような縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物としては、例えば、シラノール両末端ポリシロキサン、アルケニル基含有トリアルコキシシラン、オルガノハイドロジェンシロキサン、縮合触媒およびヒドロシリル化触媒を含有する第1の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、シラノール基両末端ポリシロキサン、エチレン系不飽和炭化水素基含有ケイ素化合物(以下、エチレン系ケイ素化合物とする。)、エポキシ基含有ケイ素化合物、オルガノハイドロジェンシロキサン、縮合触媒および付加触媒(ヒドロシリル化触媒)を含有する第2の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、両末端シラノール型シリコーンオイル、アルケニル基含有ジアルコキシアルキルシラン、オルガノハイドロジェンシロキサン、縮合触媒およびヒドロシリル化触媒を含有する第3の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、1分子中に少なくとも2個のアルケニルシリル基を有するオルガノポリシロキサン、1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化触媒および硬化遅延剤を含有する第4の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、少なくとも2つのエチレン系不飽和炭化水素基と少なくとも2つのヒドロシリル基とを1分子中に併有する第1オルガノポリシロキサン、エチレン系不飽和炭化水素基を含まず、少なくとも2つのヒドロシリル基を1分子中に有する第2オルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化触媒およびヒドロシリル化抑制剤を含有する第5の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、少なくとも2つのエチレン系不飽和炭化水素基と少なくとも2つのシラノール基とを1分子中に併有する第1オルガノポリシロキサン、エチレン系不飽和炭化水素基を含まず、少なくとも2つのヒドロシリル基を1分子中に有する第2オルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化抑制剤、および、ヒドロシリル化触媒を含有する第6の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、ケイ素化合物、および、ホウ素化合物またはアルミニウム化合物を含有する第7の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、ポリアルミノシロキサンおよびシランカップリング剤を含有する第8の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
これら縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物として、好ましくは、第2の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
第2の縮合反応・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物において、シラノール基両末端ポリシロキサン、エチレン系ケイ素化合物およびエポキシ基含有ケイ素化合物は、縮合原料(縮合反応に供される原料)であり、エチレン系ケイ素化合物およびオルガノハイドロジェンシロキサンは、付加原料(付加反応に供される原料)である。
一方、1段階硬化型シリコーン樹脂組成物とは、1段階の反応機構を有しており、1段階目の反応で最終硬化する熱硬化性シリコーン樹脂組成物である。
1段階硬化型シリコーン樹脂組成物としては、例えば、付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、例えば、主剤となるエチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンと、架橋剤となるオルガノハイドロジェンシロキサンとを含有する。
エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンとしては、例えば、アルケニル基含有ポリジメチルシロキサン、アルケニル基含有ポリメチルフェニルシロキサン、アルケニル基含有ポリジフェニルシロキサンなどが挙げられる。
付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物では、通常、エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンと、オルガノハイドロジェンシロキサンとが、別々のパッケージで提供される。具体的には、主剤(エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサン)を含有するA液と、架橋剤(オルガノハイドロジェンシロキサン)を含有するB液との2液として提供される。なお、両者の付加反応に必要な公知の触媒は、エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンに添加されている。
このような付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、主剤(A液)と架橋剤(B液)とを混合して混合液を調製し、混合液から上記した封止樹脂層13の形状に成形する工程において、エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキサンとが付加反応して、付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物が硬化して、シリコーンエラストマー(硬化体)を形成する。
なお、封止樹脂組成物には、必要により、蛍光体、充填剤を適宜の割合で含有させることができる。
蛍光体としては、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体などが挙げられる。そのような蛍光体としては、例えば、複合金属酸化物や金属硫化物などに、例えば、セリウム(Ce)やユウロピウム(Eu)などの金属原子がドープされた蛍光体が挙げられる。
具体的には、蛍光体としては、例えば、Y3Al5O12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12:Ceなどのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu、Ca3Si2O7:Euなどのシリケート蛍光体、例えば、CaAl12O19:Mn、SrAl2O4:Euなどのアルミネート蛍光体、例えば、ZnS:Cu,Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Euなどの硫化物蛍光体、例えば、CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Ca−α−SiAlONなどの酸窒化物蛍光体、例えば、CaAlSiN3:Eu、CaSi5N8:Euなどの窒化物蛍光体、例えば、K2SiF6:Mn、K2TiF6:Mnなどのフッ化物系蛍光体などが挙げられる。好ましくは、ガーネット型蛍光体、さらに好ましくは、Y3Al5O12:Ceが挙げられる。
充填剤としては、例えば、シリコーン微粒子、ガラス、アルミナ、シリカ(溶融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカや疎水性超微粉シリカなど)、チタニア、ジルコニア、タルク、クレー、硫酸バリウムなどが挙げられ、これら充填剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。好ましくは、シリコーン微粒子、シリカが挙げられる。
また、封止樹脂組成物には、例えば、変性剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤などの公知の添加物を適宜の割合で添加することができる。
そして、封止樹脂層13は、例えば、最終硬化前または最終硬化後の熱硬化性シリコーン樹脂組成物からなり、好ましくは、最終硬化前の熱硬化性シリコーン樹脂組成物からなる。
さらに好ましくは、封止樹脂層13は、熱硬化性シリコーン樹脂組成物が2段階硬化型シリコーン樹脂組成物である場合には、2段階硬化型シリコーン樹脂組成物の1段階硬化体からなり、また、熱硬化性シリコーン樹脂組成物が1段階硬化型シリコーン樹脂組成物である場合には、1段階硬化型シリコーン樹脂組成物の未硬化体(硬化前)からなる。
とりわけ好ましくは、封止樹脂層13は、2段階硬化型シリコーン樹脂組成物の1段階硬化体である。
封止樹脂層13を形成するには、例えば、上記した封止樹脂組成物(必要により蛍光剤や充填剤などを含む)を、剥離フィルム12の上にキャスティング、スピンコーティング、ロールコーティングなどの方法により適当な厚さに塗工し、必要により加熱して乾燥する。これにより、シート状の封止樹脂層13を形成することができる。
封止樹脂層13の硬さは、その圧縮弾性率が、例えば、0.01MPa以上、好ましくは、0.01〜1.0MPa、より好ましくは、0.04〜0.2MPaとなるような硬さである。
また、封止樹脂層13は、複数の発光ダイオード素子2、および、複数のワイヤ6を一括して封止可能なサイズに形成されている。
また、樹脂シート11の厚みは、特に限定されないが、例えば、100〜2000μm、好ましくは、300〜1000μmである。
そして、発光装置集合体1を製造するには、図2(a)に示すように、樹脂シート11を、その封止樹脂層13が発光ダイオード素子2と上下方向に間隔を隔てて対向させ、次いで、図2(b)に示すように、樹脂シート11を降下させて(押下げて)、封止樹脂層13によって発光ダイオード素子2およびワイヤ(図示せず)を被覆する。
次いで、図2(c)に示すように、樹脂シート11を半導体基板9に対して圧着する。なお、圧着は、好ましくは、減圧環境下で実施する。
圧着は、封止樹脂層13が半導体基板9側(下側)へ押し込まれる(圧縮される)量を、適宜制御することにより実施する。
圧着の温度は、例えば、0〜40℃、好ましくは、15〜35℃である。
また、圧着では、必要により、樹脂シート11を押下げた(押込んだ)状態で保持する。
圧着における保持時間は、例えば、10秒〜10分、好ましくは、10秒〜5分である。
なお、圧着には、図示しないが、公知のプレス機が用いられる。
そして、発光装置集合体1を製造するには、図2(d)に示すように、必要により(例えば、樹脂シート11の封止樹脂層13が熱硬化性樹脂を含有する場合)、封止樹脂層13を、加熱により硬化させて、封止層3として形成する。
硬化条件は、上記した封止樹脂層13の熱硬化性樹脂が完全硬化する条件であって、封止樹脂層13が縮合・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物を含有する場合、付加反応(ヒドロシリル化反応)が進行する条件である。
具体的には、加熱温度が、例えば、80〜200℃、好ましくは、100〜180℃、加熱時間が、例えば、0.1〜20時間、好ましくは、1〜10時間である。
その後、剥離フィルム12を封止層3から剥離すると、発光装置集合体1の作製が完了する。
そして、このようにして得られる発光装置集合体1では、上記したように、複数の発光装置10が一方向に連続して配置されており、かつ、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が、一辺で線接触するように配置されているので、1つの発光装置10に対する回路基板4の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
図3は、図1に示される発光装置集合体が、複数連続して形成される形態の平面図である。
また、このような発光装置集合体1を、例えば、図3に示すように、縦方向において、複数(例えば、2つ)連続するように形成することができる。また、このような場合には、複数(例えば、8列×2行)の回路基板4を、互いに連続するように、一体的に形成することができる。
このような場合には、封止層3の外側に区画される露出部15は、各回路基板4の4つの隅部において平面視略三角形状に区画されるとともに、縦方向に隣り合う発光装置10の露出部15と、横方向に隣り合う発光装置10の露出部15とが、平面視略菱形状に連続している。
そして、1つの発光装置10に区画される露出部15のうち、縦方向一方側かつ横方向一方側の露出部15と、縦方向他方側かつ横方向他方側の露出部15とには、封止層3を挟むように、2つの外部電極5が対向配置されている。
図4は、本発明の発光装置集合体の他の実施形態(封止層が平面視略正八角形状に形成される形態)の平面図、図5は、本発明の発光装置集合体の他の実施形態(封止層が平面視略正十角形状に形成される形態)の平面図、図6は、本発明の発光装置集合体の他の実施形態(封止層が平面視略正十二角形状に形成される形態)の平面図である。
上記した説明では、封止層3を平面視略正六角形状として説明したが、封止層3の形状としては、互いに隣り合う発光装置10の封止層3が、少なくとも一点で接触できれば、特に制限されず、例えば、図4に示すように、平面視略正八角形状に形成することができ、また、例えば、図5に示すように、平面視略正十角形状に形成することができ、また、例えば、図6に示すように、平面視略正十二角形状に形成することができる。
このように封止層3が形成される場合にも、露出部15が、封止層3の外側、具体的には、各回路基板4の縦方向両側および横方向両側における4つの隅部に区画される。また、互いに隣り合う発光装置10の露出部15が、横方向に連続するように区画される。
そして、1つの発光装置10に区画される露出部15のうち、縦方向一方側かつ横方向一方側の露出部15と、縦方向他方側かつ横方向他方側の露出部15とには、封止層3を挟むように、2つの外部電極5が対向配置されている。
このような発光装置集合体1によっても、上記と同様、1つの発光装置に対する回路基板の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
図7は、本発明の発光装置集合体の他の実施形態(封止層が平面視略矩形状に形成され、封止層を挟むように外部電極が形成される形態)の平面図、図8は、図7に示される発光装置集合体が、複数連続して形成される形態の平面図である。
また、封止層3の形状としては、例えば、図7に示すように、平面視略矩形状に形成することができる。
このように封止層3が形成される場合には、露出部15が、封止層3の外側、具体的には、各回路基板4の縦方向両側に、平面視略矩形状に区画される。また、互いに隣り合う発光装置10の露出部15が、横方向に連続するように区画される。
そして、1つの発光装置10に区画される露出部15のうち、縦方向一方側の露出部15における横方向一方側と、縦方向他方側の露出部15における横方向他方側とには、封止層3を挟むように、2つの外部電極5が対向配置されている。
このような発光装置集合体1によっても、上記と同様、1つの発光装置に対する回路基板の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
さらに、例えば、図8に示すように、このような発光装置集合体1を、縦方向において、複数(例えば、2つ)連続するように形成することができる。
このような場合には、封止層3の外側に区画される露出部15は、各回路基板4の縦方向両側において平面視略矩形状に区画される。また、それら縦方向両側の露出部15に挟まれるように、回路基板4の縦方向中央部(2つの発光装置集合体1の連続する境界近傍)において、露出部15が平面視略矩形状に区画される。また、互いに隣り合う発光装置10の露出部15が、横方向に連続するように区画される。
そして、1つの発光装置10に区画される2つの露出部15のうち、縦方向一方側の露出部15における横方向一方側と、縦方向他方側の露出部15における横方向他方側とには、封止層3を挟むように、2つの外部電極5が対向配置されている。
このような発光装置集合体1によっても、上記と同様、1つの発光装置に対する回路基板の面積(使用量)を低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
図9は、本発明の発光装置集合体の他の実施形態(封止層が平面視略矩形状に形成され、封止層を挟まないように外部電極が形成される形態)の平面図である。
また、上記した説明では、一対の外部電極5を、その間に封止層3を挟むように形成しているが、例えば、図9に示すように、封止層3を平面視略矩形状に形成するとともに、一対の外部電極5を、その間に封止層3を挟まないように形成することもできる。
つまり、図9に示される発光装置集合体1では、封止層3の外側に区画される露出部15が、縦方向一方側(紙面上側)にのみ、平面視略矩形状に区画されており、また、外部電極5が、その縦方向一方側(紙面上側)において、横方向に間隔を隔てて配置されるように集約されている。
そのため、露出部15が、縦方向一方側(紙面上側)および他方側(紙面下側)の両側に区画される場合に比べ、1つの発光装置10に対する回路基板4の面積(使用量)をさらに低減することができ、小型化および低コスト化を図ることができる。
図10は、図9に示される発光装置集合体が、複数連続して形成される形態の概略平面図である。
また、例えば、図10に示すように、このような発光装置集合体1を、縦方向において、複数(例えば、2つ)連続するように形成することができる。
さらに、そのような場合において、縦方向一方側(紙面上側)の発光装置集合体1の露出部15を一方側(紙面上側)に形成し、外部電極5を一方側(紙面上側)において、横方向に間隔を隔てて配置されるように集約するとともに、縦方向他方側(紙面下側)の発光装置集合体1の露出部15を他方側(紙面下側)に形成し、外部電極5を他方側(紙面下側)において、横方向に間隔を隔てて配置されるように集約させることができる。
このような場合には、封止層3の外側に区画される露出部15は、各回路基板4の縦方向両側において平面視略矩形状に区画される。一方、回路基板4の縦方向中央部(2つの発光装置集合体1の連続する境界近傍)には、露出部15は区画されない。
そのため、このような場合には、封止層3による封止工程を簡略化し、歩留まりの向上を図ることができる。
すなわち、上記した図8に記載されるように、回路基板4の縦方向中央部(2つの発光装置集合体1の連続する境界近傍)に露出部15が区画される場合には、1つの封止層3を、1つの発光装置集合体1(1行×8列)に対して用いる必要がある。
一方、上記した図10に記載されるように、回路基板4の縦方向中央部(2つの発光装置集合体1の連続する境界近傍)に露出部15が区画されない場合には、1つの封止層3を、2つの発光装置集合体1(2行×8列)に対して用いることができるので、封止層3による封止工程を簡略化し、歩留まりの向上を図ることができる。
そして、本発明は、上記した発光装置集合体1を用いて得られる照明装置、具体的には、上記した発光装置10を少なくとも1つ備える照明装置を含んでいる。
つまり、例えば、複数の発光装置10を横方向に連続させた状態(例えば、図1参照)の発光装置集合体1を、照明装置としてそのまま用いることができ、また、複数の発光装置集合体1を縦方向に連続させた状態(例えば、図3参照)で、照明装置として用いることもできる。
さらに、例えば、図11に示すように、上記した発光装置集合体1の各発光装置10を個別に分割した状態で、照明装置として用いることができ、それに加えて、例えば、図12に示すように、発光装置10を複数個(例えば、4つ)毎に分割した状態で、照明装置として用いることもできる。
このような照明装置は、上記した発光装置集合体から得られるので、小型化および低コスト化を図ることができる。
なお、上記した説明では、1つの発光装置10に対して、複数の発光ダイオード素子2を用いたが、発光装置10の用途などによっては、発光ダイオード素子2の数は特に限定されず、例えば、1つの発光装置10に対して、単数の発光ダイオード素子2を用いてもよい。
1 発光装置集合体
2 発光ダイオード素子
3 封止層
4 回路基板
5 外部電極
10 発光装置
2 発光ダイオード素子
3 封止層
4 回路基板
5 外部電極
10 発光装置
Claims (6)
- 複数の発光装置を備える発光装置集合体であって、
各前記発光装置は、
外部の電源に接続される一対の電極を備え、前記電極を介して前記電源からの電力が供給される回路基板と、
前記回路基板の上に支持され、前記回路基板に電気的に接続される半導体素子と、
前記回路基板上において、前記半導体素子を封止する封止層とを備え、
複数の前記発光装置は、一方向に連続するように配置されており、
前記封止層は、平面視において、互いに隣り合う前記発光装置の前記封止層が、接触するように配置されている
ことを特徴とする、発光装置集合体。 - 前記封止層が、平面視において、少なくとも一辺を有し、互いに隣り合う前記発光装置の前記封止層が、前記一辺で線接触するように配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の発光装置集合体。
- 前記封止層が、平面視略多角形状であることを特徴とする、請求項1または2に記載の発光装置集合体。
- 前記封止層が、平面視において、(4+2n)角形状(nは0を含む自然数)であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光装置集合体。
- 前記封止層が、平面視略正六角形状であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置集合体。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光装置集合体の前記発光装置を少なくとも1つ備えることを特徴とする、照明装置。
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