發光裝置以及照明裝置的製作方法

2023-05-15 08:41:41 1

專利名稱：發光裝置以及照明裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用發光二極體(Light Emitting Diode, LED)等的發光元件的發光裝置以及照明裝置。
背景技術：
近來，開發出一種照明裝置，其將多個LED等的發光元件作為光源而配設於基板上，以獲得規定的光量。該照明裝置例如被用作直接安裝在天花板面等上的、所謂的直接安裝型的基礎(base)照明，在基板上，例如呈矩陣(matrix)狀地排列安裝著多個LED。[現有技術文獻][專利文獻][專利文獻1]日本專利特開2009-54989號公報但是，在如上所述的照明裝置中，並未考慮基板的有效長度尺寸或發光元件的配設圖案(pattern)。

發明內容
本發明是有鑑於此類問題而完成，其目的在於提供一種在操作上有利，並且可在整體上實現光的照射的均勻化的發光裝置以及照明裝置。本發明技術方案1的發光裝置包括基板，長度尺寸為250mm 300mm，且形成為大致長方形狀；以及發光元件，在該基板上，沿著與長度方向正交的方向排列有多個而形成多個列地安裝著。所述多個列中的鄰接的列間的隔離尺寸被設定為12mm 18mm。而且，本發明的發光裝置包括密封樹脂，覆蓋沿著與長度方向正交的方向而排列有多個的多個發光元件。依據本發明技術方案1的發光裝置，本發明技術方案2的發光裝置的特徵在於，在所述多個列的鄰接的列間，形成有所述基板安裝用的安裝孔。本發明技術方案3提供一種照明裝置，其包括裝置本體；以及根據技術方案1或2所述的發光裝置，配設於所述裝置本體上。(發明的效果)根據技術方案1所述的發明，能夠提供一種在基板的操作上有利，並且可在整體上實現光的照射的均勻化的發光裝置。根據技術方案2所述的發明，除了技術方案1所述的發明的效果以外，還可避免基板的大型化。根據技術方案3所述的發明，能夠提供一種起到上述技術方案所述的發明效果的照明裝置。


圖1是將本發明的實施方式的發光裝置切開一部分而表示的平面圖。圖2是表示所述基板上的配線圖案以及安裝焊墊(pad)的平面圖。圖3是將圖1中由A所包圍的區域放大而表示的平面圖。圖4是沿著圖1中的Y-Y線的示意剖面圖。圖5是表示所述發光元件的連接狀態的接線圖。圖6是表示配設有發光裝置的天花板直接安裝型照明裝置的立體圖。[符號的說明]1 發光裝置2 基板3 發光元件(LED晶片)4 密封樹脂(螢光體層)4a:凸狀螢光體層5 安裝孔6:銅箔20:照明裝置20a 本體盒20b 前表面罩21 配線圖案21a:供電導體21b:供電件21c:供電端子22 安裝焊墊23 抗蝕劑層24:連接圖案31 接合線51 螺絲A 第一層B 第二層C 第三層L 基板的長度尺寸Pl 發光元件列間的隔離尺寸P2 發光元件間的隔離尺寸W 基板的寬度尺寸Y-Y:線
具體實施例方式以下，參照圖1至圖6來說明本發明的實施方式。圖1至圖5表示發光裝置1，圖 6表示使用該發光裝置1的照明裝置20。另外，在各圖中，對於相同的部分標註相同的符號並省略重複的說明。
如圖1所示，發光裝置1具備基板2、多個發光元件3、以及覆蓋各發光元件3的作為密封樹脂的螢光體層4。圖1表示切開一部分的狀態(在圖示上，在右側表示去除了螢光體層4以及抗蝕劑(resist)層23的狀態)。基板2是由玻璃環氧樹脂等的材料而形成為細長的大致長方形狀。基板2的長度尺寸L為250mm 300mm，寬度尺寸W為30mm 40mm。本實施方式中，具體而言，長度尺寸 L形成為280mm，寬度尺寸W形成為32mm。基板2的厚度尺寸優選0. 5mm以上1. 8mm以下， 本實施方式中適用Imm的厚度。基板2的形狀例如也可為長度方向的兩端形成為R形狀。而且，對於基板2的材料，可適用陶瓷(ceramics)材料或其他的合成樹脂材料。進而，本發明也可適用在鋁等的導熱性良好且散熱性優異的基底板的一面層疊有絕緣層的金屬制的基底基板，以提高各發光元件3的散熱性。如圖2作為代表所示，在基板2上，形成有配線圖案21以及安裝焊墊22。配線圖案21由供電導體21a、供電件21b以及供電端子21c構成。供電導體21a沿著基板2的長度方向空開規定的間隔而形成有一對(正(Plus)側以及負(minus)側)，且呈直線狀地平行配置著。從這些供電導體21a分別朝向內側而連續形成有多個供電件21b。在圖示上，從上側的供電導體21a以等間隔而形成有大致L字狀的18個供電件 21b。另一方面，從下側的供電導體21a以與所述上側的供電件21b相向的方式，同樣以等間隔而形成有大致F字狀的18個供電件21b。大致L字狀的供電件21b具有一個電極端子，大致F字狀的供電件21b具有兩個電極端子。在上下的供電導體21a間，以與供電導體21a以及供電件21b隔開絕緣距離且在大致一面上形成多個區塊(block)的方式而設有安裝焊墊22。該安裝焊墊22並不電性連接，但為了進行後述的電解電鍍處理，各區塊以可電性導通的方式而連接著。供電端子21c連接於供電導體21a且配置於基板2的一端側。在該供電端子21c 上，連接有電源連接器(connector)。如圖4所示，配線圖案21以及安裝焊墊22為三層結構，在基板2的表面上，對銅 (Cu)進行電解電鍍處理以作為第一層A，並對鎳(Ni)進行電解電鍍處理以作為第二層B，在第三層C上，對反射率高的銀(Ag)進行電解電鍍處理。安裝焊墊22的第三層C，S卩，表層， 通過實施鍍銀(Ag)而形成反射層，因而全光線反射率高達90%。在該電解電鍍處理中，第二層B的鎳(Ni)的膜厚優選形成為5μπι以上，第三層C 的銀(Ag)的膜厚優選形成為1 μ m以上，通過採用此種膜厚尺寸，可實現均勻的膜厚形成而達成反射率的均勻化。而且，在基板2的表層，除了發光元件3的安裝區域或零件的安裝部分以外，在大致整個面上層疊有反射率高的白色的抗蝕劑層23。如圖1、圖3以及圖4所示，多個發光元件3由LED裸晶片(bare chip)構成。對於LED裸晶片，例如為了使發光部發出白色系的光，而使用發出藍色光的裸晶片。該LED裸晶片使用矽酮(silicone)樹脂系的絕緣性粘合劑而粘合在安裝焊墊22上。LED裸晶片例如為InGaN系的元件，在透光性的藍寶石(sapphire)元件基板上層疊有發光層，發光層是將η型氮化物半導體層、InGaN發光層及ρ型氮化物半導體層依序層疊而形成。並且，用於使電流流經發光層的電極是由在P型氮化物半導體層上由P型電極焊墊形成的正側電極和在η型氮化物半導體層上由η型電極焊墊形成的負側電極構成。這些電極通過接合線(bonding wire)31而電性連接。接合線31由金(Au)的細線構成，為了提高安裝強度和降低LED裸晶片的損傷，接合線31經由以金(Au)為主成分的凸塊(bump) 而連接著。多個發光元件3是在基板2的安裝焊墊22上，沿著與基板2的長度方向正交的方向排列有多個而形成多個列地安裝著。具體而言，在圖示上，從上側的各供電導體21a的供電件21b遍及下側的各供電導體21a的供電件21b而以大致等間隔配設有6個發光元件3。 因此，沿著與基板2的長度方向正交的方向，形成有18列發光元件列而構成發光元件3的配設圖案。而且，在各個發光元件列中，在該列所延伸的方向上鄰接的發光元件3的異極的電極之間，即，鄰接的發光元件3中的一個發光元件3的正側電極與鄰接的發光元件3中的另一個發光元件3的負側電極利用接合線31而依序連接。由此，構成各個發光元件列的多個發光元件3電性串聯連接著。因此，多個發光元件3在通電狀態下一齊發光。進而，在各個發光元件列中，配置在列的端部的一個發光元件3的電極通過接合線31而連接於上側的大致L字狀的供電件21b的電極端子，另一個發光元件3的電極連接於下側的大致F字狀的供電件21b中的兩個電極端子中的下方的電極端子。此處，在本實施方式中，由6個發光元件3形成一個發光元件列，但例如在由5個發光元件3形成一個發光元件列時，可採用將另一個發光元件3的電極連接於下側的大致F 字狀的供電件21b中的兩個電極端子中的上方的電極端子的結構。此時，可獲得即使將發光元件列中的發光元件3的個數變更為5個或6個也能夠共用基板2的效果。因此，通過將供電件21b的電極端子分支成多個而設置，可在同一基板上根據規格來適當選擇發光元件列中的發光元件3的個數。如圖3中代表性說明的那樣，更詳細而言，多個發光元件列中的鄰接的發光元件列間的隔離尺寸Pl設定為12mm 18mm，而且，發光元件列所延伸的方向上的各鄰接的發光元件3間的隔離尺寸P2設定為3mm 3. 5mm。通過將發光元件列間的隔離尺寸Pl設定為12mm 18mm，能夠在整體上實現光的照射的均勻化。例如，如果加大隔離尺寸P1，則可能會因亮度差而導致鄰接的發光元件列間的隔離部分的暗部容易變得顯眼。而且，如果隔離尺寸Pl過小，則發光元件3的密度會變得過高，從而產生溫度上升或效率的問題。本發明人對發光元件列間的隔離尺寸Pl進行各種變更並作了觀測的結果，獲得以下見解，即，優選將隔離尺寸Pl設定為12mm 18mm。而且獲得以下認識，即，通過將發光元件3間的隔離尺寸P2設定為3mm 3. 5mm, 能夠抑制各個發光元件3獨立發光而被看到的所謂的顆粒感，而且，能夠抑制發光元件3的過度的溫度上升。以上述方式連接的發光元件3成為圖5所示的連接狀態。即，串聯連接有6個發光元件3的18個串聯電路並聯連接著。因此，所述各發光元件列電性並聯設置，並通過配線圖案21而受到供電。因此，即使各發光元件列中的任一列有時因接合不良等而無法發光， 發光裝置1整體的發光也不會停止。而且，如圖1以及圖2所示，在基板2的靠兩端且鄰接的發光元件列間，形成有基
6板安裝用的一對安裝孔5。該安裝孔5被用於將發光裝置1安裝於照明裝置的本體等時。 具體而言，將作為固定機構的安裝螺絲51貫穿安裝孔5而螺入照明裝置的本體等，從而安裝發光裝置1。通常，該安裝孔5是設在基板2的兩端部，因此必須確保其空間(space)，從而基板2會相應地大型化。但是，根據上述結構，發光元件列間的隔離尺寸Pl被設定為12mm 18mm,因此可形成安裝孔5並通過安裝螺絲51來安裝，從而能夠避免大型化。而且，此時，當固定機構為金屬制時，能夠確保絕緣距離。進而，固定機構並非固定基板2的兩端部，而是固定長度方向的內側即基板2的中間部，因此能夠有效地抑制基板2的翹曲等的變形。另外，作為固定機構，也可使用合成樹脂制等的具有絕緣性的構件。進而，在基板2的另一端側，形成有3個連接圖案M。該連接圖案M連接於供電導體21a以及安裝焊墊22，因此被用於對配線圖案21以及安裝焊墊22進行電解電鍍處理時。即，當在第一層A的銅(Cu)圖案上對第二層B的鎳(Ni)、第三層C的銀(Ag)進行電解電鍍時，該連接圖案M作為用於使配線圖案21以及安裝焊墊22的部分成為同電位的連接路徑而發揮功能。如圖1、圖3以及圖4所示，螢光體層4為透光性合成樹脂例如透明矽酮樹脂制，且適量含有YAG:Ce等的螢光體。螢光體層4是由包覆各個發光元件3中的每個發光元件3 的多個凸狀螢光體層如的集合而構成。凸狀螢光體層如呈山形的形狀，並呈圓弧狀的凸狀，且以在其裙部與鄰接的凸狀螢光體層如相連的方式而形成。因此，螢光體層4沿著所述發光元件列而形成多個列，即形成為18列，且包覆並密封各發光元件3、接合線31。螢光體受到發光元件3發出的光激發，而放射出與發光元件3所發出的光的顏色為不同色的光。在發光元件3發出藍色光的本實施方式中，對於螢光體使用放射出與藍色光存在補色關係的黃色系的光的黃色螢光體，以能夠出射白色光。螢光體層4是在未固化的狀態下對應於各發光元件3、接合線31而塗布，隨後進行加熱固化或放置規定時間而固化地設置著。詳細而言，自未圖示的分配器(dispenser)，將粘度或量經調整的含有螢光體的透明矽酮樹脂材料在未固化的狀態下對應於各發光元件 3、接合線31而滴下以進行供給。另外，上述結構中，對利用凸狀螢光體層如來包覆各個發光元件3中的每個發光元件3的情況進行了說明，但例如也可形成為，包覆該多個發光元件3中的每2個或3個發光元件3。 如圖4所示，在基板2的背面側，遍及整個面而形成有散熱用的銅箔6的圖案。藉助此種結構，能夠實現基板2整體的均熱化，從而能夠提高散熱性能。另外，在銅箔6上層疊有抗蝕劑層。其次，參照圖6，對配設有上述發光裝置1的照明裝置20進行說明。在圖中，示出了天花板直接安裝型的照明裝置20，其設置於天花板面而使用且具有與一般的40W螢光燈型照明裝置同等的尺寸(size)。照明裝置20具備細長且大致長方體形狀的本體盒 (case) 20a,在該本體盒20a內，呈直線狀地連接而配設有4個所述發光裝置1。而且，在本體盒20a中內置有具備電源電路的電源單元(unit)。另外，在本體盒20a的下方開口部，安裝著具有擴散性的前表面罩(cover) 20b。當通過電源電路來對上述結構的發光裝置1進行通電時，各發光元件3—齊點燈，從發光元件3出射的光透過螢光體層4而放射，發光裝置1作為出射白色光的面狀光源而使用。在發光元件3的發光過程中，該安裝焊墊22作為對各發光元件3發出的熱進行擴散的散熱片而發揮功能。在發光裝置1的發光過程中，發光元件3放射出的光中的朝向基板2側的光主要被該安裝焊墊22的表層反射而朝向光的利用方向。因此，能夠使光的導出效率變得良好。除此以外，發光元件3放射出的光中的朝向橫向的光被反射率高的白色的抗蝕劑層23的表面反射而向前表面側放射。其次，基板2的長度尺寸L被設定為250mm 300mm。一般作為天花板直接安裝型的基礎照明而使用的40W螢光燈型照明裝置的長度尺寸為1200cm 1300cm。因此，要與該照明裝置取得匹配性，如果是所述長度尺寸的基板2，則可通過並列使用4塊基板2而在尺寸上相符以取得匹配性，從而容易配設。而且，所述長度尺寸並不過長，具有在製造上或操作上均有利的優點。而且，多個發光元件3是在基板2的安裝焊墊22上，沿著與基板2的長度方向正交的方向排列多個而形成發光元件列，因此可適當選擇該發光元件列的列數的增減而獲得所需的輸出。如上所述，根據本實施方式，將基板2的長度尺寸L設定為250mm 300mm，將發光元件列間的隔離尺寸Pl設定為12mm 18mm，因此可提供一種在基板2的操作上有利，並且能夠在整體上實現光的照射的均勻化的發光裝置1以及照明裝置20。而且，由於可在發光元件列間形成基板安裝用的安裝孔5並通過安裝螺絲51來安裝，因此可避免基板2的大型化。另外，本發明並不限定於上述各實施方式的結構，可在不脫離發明的主旨的範圍內進行各種變形。例如，發光元件為LED等的固態發光元件。而且，發光元件的安裝個數不受特別限定。作為照明裝置，可適用於在室內或室外使用的照明器具、顯示器(display)裝置 等。
權利要求
1.一種發光裝置，其特徵在於包括基板，長度尺寸為250mm 300mm，且形成為大致長方形狀；發光元件，在該基板上，沿著與長度方向正交的方向排列有多個而形成多個列，並且將該多個列中的鄰接的列間的隔離尺寸設定為12mm 18mm而安裝著；以及密封樹脂，覆蓋沿著與長度方向正交的方向而排列有多個的多個所述發光元件。
2.根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在於，在所述多個列的鄰接的列間，形成有所述基板安裝用的安裝孔。
3.一種照明裝置，其特徵在於包括 裝置本體；以及根據權利要求1或2所述的發光裝置，配設於所述裝置本體上。
全文摘要
本發明提供一種在操作上有利並且可整體上實現光的照射的均勻化的發光裝置以及照明裝置。本發明是發光裝置(1)，包括基板(2)，長度尺寸為250mm～300mm，且形成為大致長方形狀；發光元件(3)，在該基板(2)上，沿著與長度方向正交的方向排列有多個而形成多個列，並且將該多個列中的鄰接的列間的隔離尺寸設定為12mm～18mm而安裝著；以及密封樹脂(4)，覆蓋沿著與長度方向正交的方向而排列有多個的多個發光元件(3)。
文檔編號F21Y101/02GK102290407SQ20111016103
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月15日 優先權日2010年6月17日
發明者別田惣彥, 松田周平, 涉澤壯一, 熊谷昌俊, 西村潔 申請人:東芝照明技術株式會社