JP5991065B2

JP5991065B2 - 発光装置

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Publication number: JP5991065B2
Application number: JP2012170239A
Authority: JP
Inventors: 祐太岡; 柳本　達也; 達也柳本
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: JP2014029949A; US9484514B2; US20140034973A1

Description

本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置に関する。

一般に、発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率がよく、鮮やかな色を発光することで知られている。この発光装置に係る発光素子は半導体素子であるため、球切れなどの心配が少ないだけでなく、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点などの繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）などの発光素子を用いた発光装置は、各種の光源として利用されている。

発光装置は、主に、発光素子と、その発光素子を配置し発光素子と電気的に接続する導電配線を有する基材と、その基材上の発光素子を被覆する封止部材と、から構成されている。また、表面実装型のＣＯＢ（Chip on Board）のように、発光素子の周囲に樹脂枠を形成するタイプのものもある。

このようなＣＯＢでは、例えばエッジライト型のバックライトユニットや直管型ＬＥＤランプ等に応用するために、長尺状の基板の長手方向に複数の発光素子を設けたものが提案されている（例えば特許文献１）。この特許文献１には、金属基板の長手方向に沿って凹部状領域に配置され、導電パターンを経由して相互に接続された発光素子を備える発光モジュールが提案されている。

特開２０１２−９５８２号公報

しかしながら、特許文献１で提案された発光モジュールは、導電パターンが発光素子の両側に交互に１つずつしか形成されていないため、発光素子を直列接続以外の方法（例えば並列接続、直列並列が混在した直並列接続）で接続することができなかった。従って、特許文献１で提案された発光装置は、導電パターン自体を変更しなければＣＯＢを様々な回路設計に対応した駆動電流に合わせるなど、所望の用途に対応させることができず、汎用性に欠けていた。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、基板上に設置された発光素子の接続方法を自由に変更することができる汎用性に優れ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、長尺状の基板と、前記基板の長手方向に沿って、間隔をあけて前記基板上に設置された複数の発光素子と、前記発光素子のそれぞれの一側および他側において、前記基板に形成された導電配線部とを備える発光装置であって、前記導電配線部が、前記基板の長手方向に沿って断続的に形成されるとともに、前記発光素子１つあたりに、前記発光素子の一側および他側にそれぞれ２つ以上形成され、前記発光素子同士の電気的接続を中継する構成とした。

このような構成を備える発光装置は、発光素子の一側および他側に当該発光素子の一対の電極と接続される導電配線部がそれぞれ断続的に形成されているとともに、当該導電配線部が発光素子１つあたりに２つ以上形成されているため、複数の発光素子を基板上に設置した際に、発光素子と接続する導電配線部が隣の発光素子との間に２つ以上配置されることになり、この２つ以上の導電配線部の接続を自由に用いることができるため、当該発光素子同士を所望の接続方法（例えば直列接続、並列接続および直並列接続）で接続することができる。

また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子の一対の電極が、前記発光素子の一側および他側に形成された前記導電配線部とそれぞれワイヤによって接続されるとともに、前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されている構成としてもよい。

また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の異なる極性の電極と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されることで、前記複数の発光素子がそれぞれ直列接続されている構成としてもよい。

また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の同じ極性の電極と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されることで、前記複数の発光素子がそれぞれ並列接続されている構成としてもよい。

また、本発明に係る発光装置は、前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部の一部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の同じ極性の電極と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されることで、前記複数の発光素子の一部がそれぞれ並列接続されており、前記並列接続された発光素子からなる発光素子群が、１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する発光素子群と直列接続されている構成としてもよい。

このように、本発明に係る発光装置は、発光素子の一側および他側に形成された導電配線部を利用することで、複数の発光素子を直列接続、並列接続および直並列接続のいずれの方法によっても容易に接続することができる。

また、本発明に係る発光装置は、前記基板が、長手方向に溝部が形成された長尺状の第１基板と、この第１基板の溝部内に設置された第２基板とからなり、前記発光素子が、前記第１基板の溝部内に設置された前記第２基板の上面に複数設置されている構成とすることが好ましい。

このような構成を備える発光装置は、発光素子が設置されている領域とそれ以外の領域とで基板を２つに区分することで、例えば発光素子が設置されている第２基板は放熱性などに優れた素材を用い、それ以外の第１基板はコストの低い素材を用いるなど、基板ごとに最適な素材を選択して用いることができる。

また、本発明に係る発光装置は、前記第１基板が、ガラスエポキシまたはアルミニウムからなり、前記第２基板が、ガラスエポキシまたはセラミックスからなる構成としてもよい。

このような構成を備える発光装置は、例えば第１基板および第２基板の少なくとも一方をガラスエポキシで構成することで、第１基板および第２基板の両方をセラミックスで構成する場合と比較して、コストを抑えることができ、例えば第１基板をアルミニウムで構成するとともに第２基板をセラミックスで構成することで、第１基板をガラスエポキシで構成する場合と比較して、放熱性、耐熱性、耐光性、光反射性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、前記第１基板の溝部が、底面が銅箔により構成されているとともに、側壁が前記銅箔の上面に取り付けられ、かつ、互いに離間して設けられた第１長尺部および第２長尺部の対向する側面により構成され、前記第１長尺部および第２長尺部が、ガラスエポキシからなり、前記第２基板が、セラミックスからなり、前記導電配線部が、前記第１基板の両縁である前記第１長尺部および第２長尺部のそれぞれの上面の長手方向に沿って断続的に形成されている構成とすることが好ましい。

このような構成を備える発光装置は、セラミックスで構成された第２基板を設け、当該第２基板直下の溝部の底面を銅箔で構成することで、発光素子で発生した熱をセラミックス（第２基板）、銅箔の順に伝熱させて外部に放熱することができるため、放熱性をより向上させることができる。

また、本発明に係る発光装置は、前記銅箔の上面と前記第２基板の下面とが、金属膜を介して接合されている構成とすることが好ましい。

このような構成を備える発光装置は、セラミックスからなる第２基板と銅箔との間に金属膜が設けられているため、同種材料の接合となって第２基板と銅箔との接着性を向上させることができるとともに、放熱性をより一層向上させることができる。なお、第２基板と銅箔とを金属膜を介して接合する際には、例えば共晶接合などを利用することができる。

本発明に係る発光装置によれば、基板の長手方向に沿って断続的に形成された導電配線部を備えることで、基板上に設置された発光素子の接続方法を自由に変更することができるため、発光装置の汎用性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る発光装置の全体構成（樹脂部材を除く）を示す上面図であって、発光素子同士を直列接続した例を示す概略図である。本発明の実施形態に係る発光装置の全体構成を示す概略図であって、（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施形態に係る発光装置の全体構成（樹脂部材を除く）を示す上面図であって、発光素子同士を並列接続した例を示す概略図である。本発明の実施形態に係る発光装置の全体構成（樹脂部材を除く）を示す上面図であって、発光素子同士を直並列接続した例を示す概略図である。本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す概略図であって、（ａ）は、第１基板作成工程を示す図、（ｂ）は、導電配線部形成工程を示す図、（ｃ）は、第２基板設置工程を示す図、（ｄ）は、発光素子設置工程を示す図、（ｅ）は、ワイヤボンディング工程を示す図、（ｆ）は、光反射性樹脂形成工程を示す図、（ｇ）は、第１封止樹脂形成工程を示す図、（ｈ）は、第２封止樹脂形成工程を示す図、である。本発明の実施形態の第１変形例に係る発光装置の全体構成を示す概略図であって、図１のＡ−Ａ断面図に相当する図である。本発明の実施形態の第２変形例に係る発光装置の全体構成を示す概略図であって、図１のＡ−Ａ断面図に相当する図である。本発明の実施形態の第６変形例に係る発光装置の全体構成を示す概略図である。

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、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および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。

［発光装置］
本発明の実施形態に係る発光装置１の構成について、図１および図２を参照しながら詳細に説明する。発光装置１は、例えばエッジライト型のバックライトユニットや直管型ＬＥＤランプなどに利用できる装置である。発光装置１は、ここでは図１および図２に示すように、第１基板１０と、第２基板２０と、発光素子３０と、導電配線部４０と、光反射性樹脂５０と、第１封止樹脂７０と、第２封止樹脂８０と、を備えている。なお、本発明の構成を分かりやすく示すために、図１では、図２において図示している光反射性樹脂５０、第１封止樹脂７０および第２封止樹脂８０の図示を省略している。

第１基板１０および第２基板２０は、発光装置１を構成する各種部材を設置するためのものである。本発明は、図１および図２に示すように、基板１００を第１基板１０と第２基板２０とに分け、第１基板１０に対して第２基板２０を設置できるようにしている。従って、発光装置１の基板１００は、図１に示すように、第１基板１０と第２基板２０とから構成されている。

第１基板１０は、図１に示すように、第２基板２０を設置するためのものである。第１基板１０は、図１に示すように上面視すると、長尺状に形成されており、長手方向に溝部１１が形成されている。この溝部１１は、図１に示すように、第１基板１０の長手方向における一端から他端にかけて一定の深さで形成されている。また、第１基板１０は、図２に示すように断面視すると、前記した溝部１１により凹状にくぼんだ形状を呈している。そして、第１基板１０の溝部１１内には、図１に示すように、第２基板２０が設置されている。

第１基板１０は、具体的には図２に示すように、底面部１２と、当該底面部１２の上面に離間して設けられ、かつ、当該底面部１２の幅方向の両縁に設けられた第１長尺部１３および第２長尺部１４とから構成されている。これら底面部１２、第１長尺部１３および第２長尺部１４は、ここでは図１に示すように、同じ素材によって一体的に構成されている。そして、第１基板１０は、図１に示すように、底面部１２の上面によって前記した溝部１１の底面を構成し、互いに離間して設けられた第１長尺部１３および第２長尺部１４の対向する側面によって前記した溝部１１の側壁を構成している。

第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面には、図１に示すように、長手方向に沿って導電配線部４０が形成されるとともに、図２に示すように、当該導電配線部４０を覆うように、光反射性樹脂５０が凸状に形成されている。ここで、第１基板１０の具体的な素材としては、例えばガラスエポキシやアルミニウムを用いることができる。

第２基板２０は、図１に示すように、発光素子３０を設置するためのものである。第２基板２０は、図１に示すように上面視すると、長尺状に形成されており、図２に示すように断面視すると、第１基板１０の溝部１１に沿った形状に形成されている。そして、第２基板２０の上面には、図１に示すように、複数（ここでは１０個）の発光素子３０が設置されている。また、第２基板２０の上面には、図２に示すように、発光素子３０を覆うように、第１封止樹脂７０が凸状に形成されている。この第２基板２０は、図２に示すように、第１基板１０の溝部１１内に設置され、例えば接合用樹脂を用いて樹脂接合されている。

第２基板２０は、図１に示すように、第１基板１０の溝部１１に収まる幅で形成されているとともに、図２に示すように、当該溝部１１の深さと同じ厚さで形成されている。そして、第２基板２０は、第１基板１０の溝部１１の深さと同じ厚さで形成されているため、図２に示すように、当該第２基板２０が第１基板１０の溝部１１内に設置された状態において、第２基板２０の上面と、第１長尺部１３の上面および第２長尺部１４の上面との間に段差が生じないように構成されている。ここで、第２基板２０の具体的な素材としては、例えばガラスエポキシやセラミックスを用いることができる。

ここで、第１基板１０および第２基板２０からなる基板１００には、適宜、外部電源と繋ぐための端子電極を設けることができる。基板１００の左右端（幅方向の両端あるいは長手方向の両端）でそれぞれアノード電極とカソード電極を出しておけば、基板１００をいくつも繋げることが容易にできる。なお、左右のどちらかにアノード電極とカソード電極の両方を設けても構わない。

発光素子３０は、電圧を印加することで発光し、必要に応じて蛍光体を励起させるものである。発光素子３０は、図１に示すように、第２基板２０上に複数（ここでは１０個）設置され、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４の上面にそれぞれ形成された導電配線部４０とワイヤＷによって電気的に接続されている。その際、発光素子３０は、図１に示すように、第１長尺部１３および第２長尺部１４の上面に断続的に形成された複数の導電配線部４０のうち、当該発光素子３０と最も近い位置にある導電配線部４０とワイヤＷによって接続される。また、発光素子３０同士は、図１に示すように、当該発光素子３０が接続されている導電配線部４０同士がワイヤＷによって接続されることで、電気的に接続されている。なお、本発明における発光素子３０の具体的な接続方法については後記する。

発光素子３０は、具体的にはＬＥＤチップであり、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３０としては、窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることができる。また、発光素子３０は、ここでは図１に示すように、フェイスアップ実装型を用いている。なお、発光素子３０は、図２に示すように、第１封止樹脂７０によって上面および側面が覆われている。

導電配線部４０は、発光素子３０同士の電気的接続を中継するものである。導電配線部４０は、図１に示すように、発光素子３０の一側および他側において、第１基板１０の両縁、すなわち第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面に形成されている。また、導電配線部４０は、具体的には図１に示すように、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面の長手方向に沿って断続的に形成されている。これにより、発光装置１は、発光素子３０が第２基板２０のどの位置に設置されていても、当該発光素子３０と導電配線部４０とをワイヤＷで容易に接続することができる。

導電配線部４０は、ここでは図１に示すように、それぞれが長方形状に形成され、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面に破線状に形成されている。ただし、導電配線部４０の形状は特に限定されず、例えばそれぞれを円形状に形成し、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面に点線状に形成しても構わない。また、導電配線部４０の厚さも特に限定されない。さらに、導電配線部４０が形成される間隔も特に限定されないが、この間隔が短いほど発光素子１つあたりに割り振られる導電配線部４０の数が増加し、発光素子３０のレイアウト性が向上する。従って、導電配線部４０は、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面に、短絡が発生しない範囲において、可能な限り短い間隔で形成されることが好ましい。

導電配線部４０は、図１に示すように、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面において、発光素子１つあたりに、当該発光素子３０の一側および他側にそれぞれ２つ以上形成されていることが好ましい。すなわち、導電配線部４０は、ここでは図１に示すように、発光素子１つあたりに、当該発光素子３０の一側および他側にそれぞれ２〜３つ形成されている。これにより、発光装置１は、導電配線部４０を介して、所望の接続方法（例えば直列接続、並列接続および直並列接続）によって、発光素子３０同士を電気的に接続することができる。

なお、前記した「導電配線部４０が発光素子３０の一側および他側にそれぞれ２つ以上形成されている」状態とは、より具体的には、図１に示す発光素子３０と発光素子３０との中間地点を例えば仮想線によって分割した場合において、それぞれの仮想線の間に２つ以上の導電配線部４０が含まれているような状態を意味している。あるいは、それぞれの導電配線部４０を、当該導電配線部４０と最も距離の近い発光素子３０とワイヤＷで接続したと仮定した場合において、１つの発光素子３０に対して２つ以上の導電配線部４０がワイヤＷによって接続されるような状態を意味している。

導電配線部４０は、図１に示すように、発光素子３０の一対の電極（図示省略）とワイヤＷによって電気的に接続されている。また、導電配線部４０同士も、図１に示すように、互いにワイヤＷによって接続されている。なお、導電配線部４０は、図２に示すように、光反射性樹脂５０によって上面および側面が覆われている。ここで、導電配線部４０の具体例としては、銅、銀、金、アルミニウムなどの金属膜が挙げられる。

光反射性樹脂５０は、発光素子３０から出射された光を反射するためのものである。光反射性樹脂５０は、図２に示すように、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面において、導電配線部４０と、当該導電配線部４０から発光素子３０に延びるワイヤＷの一部とを覆うように凸状に形成されている。また、光反射性樹脂５０は、図示は省略したものの、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面において、当該第１基板１０の長手方向に連続して形成され、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面に断続的に形成された導電配線部４０の全てを覆うように形成されている。

光反射性樹脂５０の幅および厚さは特に限定されず、希望する反射特性に応じて任意の幅および厚さで形成することができる。例えば、発光素子３０から側方へ出射して外側へ向かう光を反射させるように、例えば発光素子３０の高さよりも高く形成するまた、光反射性樹脂５０の具体的な素材としては、絶縁材料を用いることが好ましく、所定の強度を確保するために、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることが好ましい。光反射性樹脂５０としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリフタルアミドなどにＴｉＯ_２，ＺｒＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２等を含有させたものを用いることができる。

第１封止樹脂７０は、第２基板２０に設置された部材を塵芥、水分、外力などから保護するためのものである。第１封止樹脂７０は、図２に示すように、第２基板２０の上面において、発光素子３０と、当該発光素子３０から導電配線部４０に延びるワイヤＷの一部と、第２基板２０の一部とを覆うように凸状に形成されている。また、第１封止樹脂７０は、図示は省略したものの、第２基板２０の上面において、第１基板１０の長手方向に連続して形成され、第２基板２０の上面に設置された発光素子３０の全てを覆うように構成されている。

第１封止樹脂７０の幅および厚さは特に限定されず、任意の幅および厚さで形成することができる。また、第１封止樹脂７０の具体的な素材としては、発光素子３０からの光を効率よく外部に放出するために、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの透光性の素材を用いることが好ましい。なお、第１封止樹脂７０は、図示しない蛍光体を含有してもよく、当該蛍光体を第１封止樹脂７０中に分散、あるいは、当該蛍光体を沈降させて発光素子３０の上面および側面に付着させる構成としても構わない。

第２封止樹脂８０は、前記した第１封止樹脂７０と同様に、第１基板１０および第２基板２０に設置された部材を塵芥、水分、外力などから保護するためのものである。第２封止樹脂８０は、図２に示すように、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４の間において、第１封止樹脂７０と、第２基板２０の一部と、ワイヤＷの一部と、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの一部と、光反射性樹脂５０の一部とを覆うように凸状に形成されている。また、第２封止樹脂８０は、図示は省略したものの、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４の間において、第１基板１０の長手方向に連続して形成され、第１封止樹脂７０の全てを覆うように構成されている。

第２封止樹脂８０の幅および厚さは特に限定されず、任意の幅および厚さで形成することができる。また、第２封止樹脂８０の具体的な素材としては、発光素子３０からの光を効率よく外部に放出するために、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの透光性の素材を用いることが好ましい。

以下、本発明における発光素子３０の具体的な接続方法について説明する。

（発光素子の接続方法：直列接続）
発光素子３０は、ここでは図１に示すように、それぞれ直列接続されている。すなわち、発光素子３０は、図１に示すように、当該発光素子３０の一対の電極（図示省略）が、当該発光素子３０の一側および他側に形成された導電配線部４０とそれぞれワイヤＷによって接続されている。また、このように発光素子３０の一対の電極の一方または他方と接続された導電配線部４０は、図１に示すように、基板１００の同じ側にある１つ以上の導電配線部４０を介して、隣接する発光素子３０の異なる極性の電極と接続された導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。

例えば、図１における右端の発光素子３０と接続された第１長尺部１３上の導電配線部４０は、１つの導電配線部４０を経由して、２つ左隣にある第１長尺部１３上の導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。また、例えば、図１における右から５番目の発光素子３０と接続された第１長尺部１３上の導電配線部４０は、２つの導電配線部４０を経由して、３つ左隣にある第１長尺部１３上の導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。これにより、図１に示すように、１０個の発光素子３０が直列接続される。なお、発光素子３０を直列接続する場合は、図１に示すように、第１長尺部１３および第２長尺部１４の間において、発光素子３０の正極側（図１において「＋」で図示）と負極側とを交互に配置すればよい。

（発光素子のその他の接続方法：並列接続）
また、発光素子３０は、例えば図３に示すように、それぞれ並列接続された構成としてもよい。すなわち、図３における発光素子３０は、当該発光素子３０の一対の電極（図示省略）が、当該発光素子３０の一側および他側に形成された導電配線部４０とそれぞれワイヤＷによって接続されている。また、このように発光素子３０の一対の電極の一方または他方と接続された導電配線部４０は、図３に示すように、基板１００の同じ側にある１つ以上の導電配線部４０を介して、隣接する発光素子３０の同じ極性の電極と接続された導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。

例えば、図３における右端の発光素子３０と接続された導電配線部４０は、１つの導電配線部４０を経由して、２つ左隣にある導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。また、例えば、図３における右から５番目の発光素子３０と接続された導電配線部４０は、２つの導電配線部４０を経由して、３つ左隣にある導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。これにより、図３に示すように、１０個の発光素子３０が並列接続される。なお、発光素子３０を並列接続する場合は、図３に示すように、第１長尺部１３および第２長尺部１４の間において、発光素子３０の正極側（図３において「＋」で図示）と負極側とを揃えて配置すればよい。

（発光素子のその他の接続方法：直並列接続）
さらに、発光素子３０は、例えば図４に示すように、それぞれ直並列接続された構成としてもよい。すなわち、図４における発光素子３０は、当該発光素子３０の一対の電極（図示省略）が、当該発光素子３０の一側および他側に形成された導電配線部４０とそれぞれワイヤＷによって接続されている。また、このように発光素子３０の一対の電極の一方または他方と接続された導電配線部４０は、その一部が、図４に示すように、基板１００の同じ側にある１つ以上の導電配線部４０を介して、隣接する発光素子３０の同じ極性の電極と接続された導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。

例えば、図４における右端の発光素子３０と接続された導電配線部４０は、２つの導電配線部４０を経由して、３つ左隣にある導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。また、例えば、図４における右から５番目の発光素子３０と接続された導電配線部４０は、１つの導電配線部４０を経由して、２つ左隣にある導電配線部４０とワイヤＷによって接続されている。なお、このように並列接続された複数の発光素子３０のことを、ここでは「発光素子群」と定義する。この発光素子群は、ここでは図４に示すように、３つ形成されている。

そして、これらの発光素子群は、図４に示すように、１つ以上の導電配線部４０を介して、隣接する発光素子群と直列接続されている。すなわち、具体的には、図４に示す右側に位置する発光素子群は、当該発光素子群の一端側（左端：図４の右から３番目）の発光素子３０の負極が、２つの導電配線部４０を経由して、隣接する発光素子群の他端側（右端：図４の右から４番目）の発光素子３０の正極とワイヤＷによって接続されている。また、図４に示す中央に位置する発光素子群は、当該発光素子群の一端側（左端：図４の右から６番目）の発光素子３０の負極が、１つの導電配線部４０を経由して、隣接する発光素子群の他端側（右端：図４の右から７番目）の発光素子３０の正極とワイヤＷによって接続されている。これにより、図４に示すように、９個の発光素子３０のうちの３つずつが並列接続され、並列接続された３つの発光素子群が直列接続される。なお、発光素子３０を直並列接続する場合は、図４に示すように、第１長尺部１３および第２長尺部１４の間において、並列接続するものは発光素子３０の正極側（図４において「＋」で図示）と負極側とを交互に配置し、直列接続するものは発光素子３０の正極側と負極側とを交互に配置すればよい。

このように、本発明に係る発光装置１は、発光素子３０の一側および他側に形成された導電配線部４０を利用することで、複数の発光素子３０を直列接続、並列接続および直並列接続のいずれの方法によっても容易に接続することができる。

以上のような構成を備える発光装置１は、発光素子３０の一側および他側に当該発光素子３０の一対の電極と接続される導電配線部４０がそれぞれ断続的に形成されているとともに、当該導電配線部４０が発光素子１つあたりに２つ以上形成されているため、複数の発光素子３０を基板１００上に設置した際に、発光素子３０と接続する導電配線部４０が隣の発光素子３０との間に２つ以上配置されることになり、この２つ以上の導電配線部４０の接続を自由に用いることができるため、当該発光素子３０同士を所望の接続方法（例えば直列接続、並列接続および直並列接続）で接続することができる。従って、発光装置１によれば、基板１００の長手方向に沿って断続的に形成された導電配線部４０によって基板１００上に設置された発光素子３０の接続方法を自由に変更することができるため、発光装置１の汎用性を向上させることができる。

また、発光装置１は、発光素子３０が設置されている領域とそれ以外の領域とで基板１００を２つに区分することで、例えば発光素子３０が設置されている第２基板２０は放熱性などに優れた素材を用い、それ以外の第１基板１０はコストの低い素材を用いるなど、基板ごとに最適な素材を選択して用いることができる。

さらに、発光装置１は、例えば第１基板１０および第２基板２０の少なくとも一方をガラスエポキシで構成することで、第１基板１０および第２基板２０の両方をセラミックスで構成する場合と比較して、コストを抑えることができ、例えば第１基板１０をアルミニウムで構成するとともに第２基板２０をセラミックスで構成することで、第１基板１０をガラスエポキシで構成する場合と比較して、放熱性、耐熱性、耐光性、光反射性を向上させることができる。

［発光装置の製造方法］
以下、本発明の実施形態に係る発光装置１の製造方法について、図５を参照（適宜図１および図２を参照）しながら説明する。発光装置１の製造方法は、ここでは第１基板作成工程と、導電配線部形成工程と、第２基板設置工程と、発光素子設置工程と、ワイヤボンディング工程と、光反射性樹脂形成工程と、第１封止樹脂形成工程と、第２封止樹脂形成とを行う。

第１基板作成工程は、第１基板１０を作成する工程である。この第１基板形成工程では、図５（ａ）に示すように、基板材料の一部を除去して溝部１１を形成し、第１基板１０を作成する。なお、第１基板１０の溝部１１を形成する前の基板材料は、ガラスエポキシやアルミニウムからなる薄い板状部材を所定枚数積層させることで作成することができる。また、第１基板１０は、板状部材を２層以上積層し、その上に溝部１１に相当する貫通孔が形成された板状部材を貼り付けて作成してもよい。あるいは、第１基板１０は、板状部材を２層以上積層し、その上の両端に、第１長尺部１３および第２長尺部１４に相当する板状部材を貼り付けて作成しても構わない。

導電配線部形成工程は、第１基板１０上に導電配線部４０を形成する工程である。この導電配線部形成工程では、図５（ｂ）に示すように、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上面に、めっきまたは蒸着などによって、銅などの金属膜からなる導電配線部４０を形成する。

第２基板設置工程は、第１基板１０に第２基板２０を設置する工程である。この第２基板設置工程では、図５（ｃ）に示すように、第２基板２０を第１基板１０の溝部１１内に設置する。

発光素子設置工程は、第２基板２０に発光素子３０を設置する工程である。この発光素子設置工程では、図５（ｄ）に示すように、第２基板２０の上面に複数の発光素子３０を設置する。なお、発光素子３０は、予め第２基板２０の上面に設置し、前記した第２基板設置工程において、当該第２基板２０とともに第１基板１０側に設置してもよい。

ワイヤボンディング工程は、発光素子３０と導電配線部４０とをワイヤＷで接続する工程である。ワイヤボンディング工程では、図５（ｅ）に示すように、ワイヤＷによって、発光素子３０の一対の電極（図示省略）と導電配線部４０とを電気的に接続する。また、ここでは図示は省略したものの、ワイヤボンディング工程では、所望の接続方法（例えば直列接続、並列接続および直並列接続）に応じて、導電配線部４０同士もワイヤＷによって接続する。ワイヤＷの素材としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム、またはこれらの合金などを用いることができる。

光反射性樹脂形成工程は、第１基板１０に光反射性樹脂５０を形成する工程である。光反射性樹脂形成工程では、光反射性樹脂５０用の樹脂材料を滴下する図示しない樹脂塗布装置を第１基板１０の長手方向に操作することで、図５（ｆ）に示すように、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４の上面において、導電配線部４０と、当該導電配線部４０から発光素子３０に延びるワイヤＷの一部とを覆うように光反射性樹脂５０を形成する。

第１封止樹脂形成工程は、第２基板２０に第１封止樹脂７０を形成する工程である。第１封止樹脂形成工程では、第１封止樹脂７０用の樹脂材料を滴下する図示しない樹脂塗布装置を第１基板１０の長手方向に操作することで、図５（ｇ）に示すように、第２基板２０の上面において、発光素子３０と、当該発光素子３０から導電配線部４０に延びるワイヤＷの一部とを覆うように第１封止樹脂７０を形成する。

第２封止樹脂形成工程は、第１基板１０に第２封止樹脂８０を形成する工程である。第２封止樹脂形成工程では、第２封止樹脂８０用の樹脂材料を滴下する図示しない樹脂塗布装置を第１基板１０の長手方向に操作することで、図５（ｈ）に示すように、第１基板１０の第１長尺部１３および第２長尺部１４の間において、第１封止樹脂７０と、第２基板２０の一部と、ワイヤＷの一部と、第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの一部と、光反射性樹脂５０の一部とを覆うように第２封止樹脂８０を形成する。以上のような手順を行うことにより、図１および図２に示すような発光装置１を製造することができる。

以上、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、改変など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。以下、本発明の実施形態に係る発光装置の変形例について説明する。

［第１変形例］
前記した発光装置１は、図２に示すように、底面部１２、第１長尺部１３および第２長尺部１４が同じ素材によって一体的に構成されていたが、底面部１２を第１長尺部１３および第２長尺部１４とは異なる素材で構成することも可能である。

すなわち、第１変形例に係る発光装置１Ａは、図６に示すように、底面部１２Ａが銅箔から構成されるとともに、第１長尺部１３および第２長尺部１４がガラスエポキシから構成され、かつ、第２基板２０がセラミックスから構成されている。また、発光装置１Ａの第１基板１０Ａは、図４に示すように、底面部１２Ａの上面によって溝部１１の底面を構成し、底面部１２Ａである銅箔の上面に取り付けられ、かつ、互いに離間して設けられた第１長尺部１３および第２長尺部１４の対向する側面によって溝部１１の側壁を構成している。

また、発光装置１Ａは、図６に示すように、第２基板２０と底面部１２Ａとの間に、金または銀などからなる金属膜９０を備えており、セラミックスからなる第２基板２０の下面と、銅箔からなる底面部１２Ａの上面とが、当該金属膜９０を介して接合されている。なお、この金属膜９０は、第２基板２０と底面部１２Ａとの間の全面に形成されていることが放熱性の観点からも好ましいが、部分的に形成されていてもよい。また、第２基板２０と銅箔からなる底面部１２Ａとを金属膜９０を介して接合する際には、例えば共晶接合などを利用することができる。

このような構成を備える発光装置１Ａは、セラミックスで構成された第２基板２０を設け、当該第２基板２０直下の溝部１１の底面を銅箔で構成することで、発光素子３０で発生した熱をセラミックス（第２基板２０）、銅箔の順に伝熱させて外部に放熱することができるため、放熱性をより向上させることができる。また、発光装置１Ａは、セラミックスからなる第２基板２０と銅箔との間に金属膜９０が設けられているため、同種材料の接合となって第２基板２０と銅箔との接着性を向上させることができるとともに、放熱性をより一層向上させることができる。

［第２変形例］
前記した発光装置１は、図２に示すように、基板１００が第１基板１０と第２基板２０の２つによって構成されていたが、これらが一体的に構成されていても構わない。

すなわち、第２変形例に係る発光装置１Ｂは、図７に示すように、基板１００Ｂが複数の基板から構成されておらず、同じ素材によって一体的に構成されている。このような構成を備える発光装置１Ｂは、当該発光装置１Ｂの製造工程において、第１基板作成工程（図５（ａ）参照）および第２基板設置工程（図５（ｃ）参照）が不要となるため、製造工程を簡略化することができる。基板１００Ｂは、例えばガラスエポキシやセラミックス、絶縁層を形成したアルミニウムなどの金属基板のほか、フレキシブル基板であってもよい。

［第３変形例］
発光装置１，１Ａ，１Ｂは、図２、図６および図７に示すように、いずれも発光素子３０がフェイスアップ実装型である場合を例として説明したが、当該発光素子３０は、フェイスダウン実装型であっても構わない。この場合は、例えば第２基板２０上あるいは基板１００Ｂ上に金属配線膜を形成し、発光素子３０の電極を下に向けて金属配線膜上にフェイスダウン実装した後、金属配線膜と導電配線部４０とをワイヤＷで接続する。

［第４変形例］
また、発光素子３０をフェイスダウン実装する場合は、基板１００，１００Ａ，１００Ｂ内部に這わせた配線を利用して発光素子３０の電極と導電配線部４０とを接続しても構わない。この場合は、例えば第２基板２０上あるいは基板１００Ｂ上に金属配線膜を形成するとともに、当該金属配線膜の下面と導電配線部４０の下面とを接続するように、基板１００，１００Ａ，１００Ｂの内部に配線を形成しておく。そして、発光素子３０の電極を下に向けて金属配線膜上にフェイスダウン実装し、発光素子３０と導電配線部４０とを電気的に接続する。また、図示は省略したが、この場合も発光装置１，１Ａ，１Ｂと同様に、隣接する導電配線部４０同士をワイヤＷによって接続する。

なお、このように基板１００，１００Ａ，１００Ｂの内部に配線を形成する場合、配線の形成経路は特に限定されず、例えば導電配線部４０の下面から、溝部１１の側壁を経由して前記した金属配線膜と接続するような経路で形成してもよく、あるいは、導電配線部４０の下面から、溝部１１の底面を経由して前記した金属配線膜と接続するような経路で形成してもよい。このように基板１００，１００Ａ，１００Ｂ内部に配線を這わせることで、発光素子３０と導電配線部４０とを接続するワイヤＷが外部に露出することがないため、第２封止樹脂８０を設ける必要がなくなり、製造工程を簡略化することができる。

［第５変形例］
発光装置１，１Ａ，１Ｂは、前記したように、第１封止樹脂７０が第１基板１０の長手方向に連続して形成されている場合を例として説明したが、当該第１封止樹脂７０は、発光素子３０のみを被覆する構成であっても構わない。この場合は、前記した第１封止樹脂形成工程において、図示しない樹脂塗布装置によって第１封止樹脂７０の樹脂材料を発光素子３０ごとに滴下し、当該発光素子３０を被覆する例えば半球状の第１封止樹脂７０を形成する。

［第６変形例］
前記した発光装置１は、図２に示すように、基板１００の第１長尺部１３および第２長尺部１４のそれぞれの上部に導電配線部４０を形成していたが、例えば図８に示すように、導電配線部４０がパターン形成されたプリント基板１２０を用いても構わない。

すなわち、第６変形例に係る発光装置１Ｃは、図８に示すように、銅合金などの金属基板からなる基台１１０上に導電配線部４０が形成されたプリント基板１２０と発光素子３０とが配置され、導電配線部４０と発光素子３０とがワイヤＷによって接続されている。また、発光装置１Ｃは、図８に示すように、発光素子３０、プリント基板１２０および基台１１０上に矩形状の封止樹脂１３０が形成されている。このように基台１１０上にプリント基板１２０を設けた構成とすることで、製造工程を簡略化することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ発光装置
１０，１０Ａ第１基板
１１溝部
１２，１２Ａ底面部
１３第１長尺部
１４第２長尺部
２０第２基板
３０発光素子
４０導電配線部
５０光反射性樹脂
７０第１封止樹脂
８０第２封止樹脂
９０金属膜
１００，１００Ａ，１００Ｂ基板
１１０基台
１２０プリント基板
１３０封止樹脂
Ｗワイヤ

Claims

長尺状の基板と、前記基板の長手方向に沿って、間隔をあけて前記基板上に設置された複数の発光素子と、前記発光素子のそれぞれの一側および他側において、前記基板に形成された導電配線部とを備える発光装置であって、
前記導電配線部は、前記基板の長手方向に沿って断続的に形成され、且つ、前記導電配線部同士がワイヤによって接続されるとともに、前記発光素子１つあたりに、前記発光素子の一側および他側にそれぞれ２つ以上形成され、前記発光素子同士の電気的接続を中継することを特徴とする発光装置。
前記発光素子の一対の電極が、前記発光素子の一側および他側に形成された前記導電配線部とそれぞれワイヤによって接続されるとともに、前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続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。
前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の異なる極性の電極と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されることで、前記複数の発光素子はそれぞれ直列接続されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の同じ極性の電極と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されることで、前記複数の発光素子はそれぞれ並列接続されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
前記発光素子の一対の電極の一方または他方と接続された前記導電配線部の一部が、前記基板の同じ側にある１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する前記発光素子の同じ極性の電極と接続された前記導電配線部とワイヤによって接続されることで、前記複数の発光素子の一部はそれぞれ並列接続されており、
前記並列接続された発光素子からなる発光素子群は、１つ以上の前記導電配線部を介して、隣接する発光素子群と直列接続されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
前記基板は、長手方向に溝部が形成された長尺状の第１基板と、前記第１基板の溝部内に設置された第２基板とからなり、
前記発光素子は、前記第１基板の溝部内に設置された前記第２基板の上面に複数設置されている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。
前記第１基板は、ガラスエポキシまたはアルミニウムからなり、
前記第２基板は、ガラスエポキシまたはセラミックスからなることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
前記第１基板の溝部は、底面が銅箔により構成されているとともに、側壁が前記銅箔の上面に取り付けられ、かつ、互いに離間して設けられた第１長尺部および第２長尺部の対向する側面により構成され、
前記第１長尺部および第２長尺部は、ガラスエポキシからなり、
前記第２基板は、セラミックスからなり、
前記導電配線部は、前記第１基板の両縁である前記第１長尺部および第２長尺部のそれぞれの上面の長手方向に沿って断続的に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
前記銅箔の上面と前記第２基板の下面とは、金属膜を介して接合されていることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
前記導電配線部と、前記導電配線部から前記発光素子に延びるワイヤの一部と、を覆う光反射性樹脂を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の発光装置。
前記発光素子を覆う第１封止樹脂を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発光装置。
前記発光素子を覆う第１封止樹脂と、前記光反射性樹脂の一部と、を覆う第２封止樹脂を備えることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。