説明

発光部材、発光装置、照明装置、バックライト装置および発光部材の製造方法

【課題】発光素子を保護するための保護部材とリードフレームとの密着性を高める。
【解決手段】LED(赤色LED66R、第1緑色LED66G1、第2緑色LED66G2、青色LED66B)と、LEDを支持する支持面と支持面と対向する対向面とを有し、対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部62aが形成されたリードフレーム(第1リード部62)と、リードフレームの凸状部62aに倣って形成されてリードフレームに保持され、LEDを保護する筐体61とを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子を用いた発光部材、発光装置、照明装置、バックライト装置および発光部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電球や蛍光ランプに代わり、高効率・長寿命が期待される例えば発光ダイオード(Light Emitting Diode)などの発光素子を用いた発光部材が、照明器具や液晶ディスプレイのバックライトなどに利用されている。このような発光部材においては、一般に、発光素子や発光素子を保護するための保護部材などが発光素子に電力を供給するリードフレーム上に一体に構成され、小型化・薄型化が図られている。
【0003】
例えば特許文献1には、発光素子が配置される部分が段差状に折り曲げて形成されたリードフレームを用いるとともに、発光素子が配置された段差部分にリードフレームと一体にハウジングが形成された半導体発光装置が記載されている。
【0004】
【特許文献1】特開2007−73575号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで一般に、発光部材の薄型化を図るために発光素子を保護する保護部材をリードフレーム上にて薄層に形成すると、保護部材とリードフレームとの厚さ方向の結合面積が小さくなる。そのため、保護部材とリードフレームとの密着性が低下して、小さな衝撃でも保護部材がリードフレームから離脱し易くなる。その結果、発光素子が損傷等を受けて発光部材の光量が低下したり、複数の発光素子により生成される光の色度に変動が生じる場合がある。
本発明は、発光素子を保護するための保護部材とリードフレームとの密着性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる目的のもと、本発明が適用される発光部材は、発光素子と、発光素子を支持する支持面と支持面と対向する対向面とを有し、対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、支持部材の凸状部が埋め込まれて支持部材に保持され、発光素子を保護する保護部材とを備えたことを特徴としている。
【0007】
このような発光部材において、発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、支持部材は、発光素子の他方の電極が接続されるとともに、電極部材よりも厚さが厚く構成されたことを特徴とすることができる。また、発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、電極部材は、支持部材の支持面と同一面に位置する第1面と、第1面に対して段差を持った第2面とが形成されたことを特徴とすることができる。さらに、支持部材は、支持面の側縁部に支持面の面積を広げる方向に凸状部が形成され、保護部材は、支持面の側縁部に形成された凸状部にさらに倣って形成されたことを特徴とすることができる。
【0008】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光装置は、発光素子と、発光素子を支持する支持面と支持面と対向する対向面とを有し、対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、支持部材の凸状部が埋め込まれて支持部材に保持され、発光素子を保護する保護部材とを有する発光部材と、複数の発光部材を電気的に接続して発光部材に電力を供給する回路が形成された回路部材とを備えたことを特徴としている。
【0009】
さらにまた、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光部材の製造方法は、発光素子が支持される支持面と対向する対向面の側縁部に対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成されたフレーム板金に、凸状部が埋め込まれるように発光素子を保護する保持部材を形成する工程と、フレーム板金の支持面に発光素子を載せる工程と、発光素子を支持面に固定する工程とを含むことを特徴としている。
【0010】
このような発光部材の製造方法において、フレーム板金の対向面に凸状部を形成する工程をさらに含むことを特徴とすることができる。また、保持部材を形成する工程は、発光素子の一方の電極が接続される領域が段差を持って形成されたフレーム板金に保持部材を形成することを特徴とすることができる。さらに、保持部材を形成する工程は、支持面の側縁部に支持面の面積を広げる方向に凸状部がさらに形成されたフレーム板金に保持部材を形成することを特徴とすることができる。加えて、保持部材を形成する工程は、支持面が発光素子の一方の電極が接続される領域よりも厚く形成されたフレーム板金に保持部材を形成することを特徴とすることができる。
【0011】
さらにまた、他の観点から捉えると、本発明が適用される照明装置は、基板と、基板の表面に取り付けられた前記発光装置と、凹字状の断面形状を有し凹部内側の底部に当該発光装置が取り付けられるように構成されたリフレクタとを備えたことを特徴としている。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるバックライト装置は、バックライトフレームと、バックライトフレームに配置された前記発光装置とを設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、発光素子を保護するための保護部材とリードフレームとの密着性を高めることができる。
さらに、本発明の発光部材は、前記支持部材は、前記支持面の側縁部に当該支持面の面積を広げる方向に凸状部が形成され、前記保護部材は、当該支持面の側縁部に形成された当該凸状部にさらに倣って形成されたことにより、発光部材に作用する上下方向の力への抑制力を生み出す効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<実施の形態1>
図1は本実施の形態が適用される発光装置11を備えた照明装置10の全体構成の一例を説明する図である。ここで、図1(a)は照明装置10を被照射側からみた正面図であり、(b)は照明装置10の側面図である。
図1に示した照明装置10は、配線やスルーホール等が形成された基板51と、基板51の表面に取り付けられた発光部材の一例としての複数の発光チップ52とを備えた発光装置11と、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に発光装置11が取り付けられるように構成されたリフレクタ12とを備えている。また、照明装置10は、発光装置11の基板51の裏面と、リフレクタ12の凹部内側の底部との間に挟まれるように配置された放熱部材13をさらに備えている。そして、発光装置11および放熱部材13は、金属製のねじ14によってリフレクタ12に取り付けられ、固定されている。このため、基板51には、ねじ14の取り付け位置に対応したねじ穴(不図示)が形成されている。なお、照明装置10には、必要に応じて、発光チップ52から出射される光を均一にするための拡散レンズ等を設けるように構成してもよい。
【0014】
基板51は、例えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板(ガラエポ基板)等で構成され、長方形の形状を有している。そして、基板51の内部には複数の発光チップ52を電気的に接続するための配線が形成され、その表面には白色レジスト膜が塗布形成されている。また、基板51は、放熱性を高めるために、表面、裏面ともにできる限り多くの面積部分に銅箔を残した配線が形成され、表面と裏面とはスルーホールを介して電気的・熱的に接続されている。なお、白色レジスト塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
【0015】
発光チップ52は、基板51の表面に、基板51の短手方向に3列、かつ長手方向に14列の合計42個が取り付けられている。
筐体および反射部材の一例としてのリフレクタ12は、例えば折り曲げ加工された金属板で構成されており、その凹部内側は白色に塗装されている。そして、リフレクタ12は、照明装置10を構成した際に、電気的に接地される。なお、リフレクタ12の凹部内側には、白色塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
【0016】
次の図2は、放熱部材13の構成を説明するための図である。ここで、図2(a)は放熱部材13の上面図、(b)は(a)のIX−IX断面図である。
放熱部材13は、リフレクタ12(図1参照)と接する側に設けられた第1放熱シート131と、第1放熱シート131上に設けられた導電シート132と、導電シート132上であって発光装置11の基板51(図1参照)の裏面と接する側に設けられた第2放熱シート133とを備えている。すなわち、放熱部材13は、第1放熱シート131と第2放熱シート133とによって導電シート132を挟み込んだ構成を有している。そして、第1放熱シート131および第2放熱シート133が絶縁部材としても機能している。具体的には、第1放熱シート131および第2放熱シート133は、例えばシート状熱伝導ゲル(株式会社タイカ製、COH−4000、厚さ1mm)など、熱伝導性が高く絶縁性も高い材料で構成されている。一方、導電シート132は、例えば銅箔やアルミ箔など、熱伝導性が高く導電性も高い材料で構成されている。
【0017】
また、放熱部材13には、対角の位置に2つの穿孔130が貫通するように形成されている。2つの穿孔130は、図1に示した発光装置11および放熱部材13をリフレクタ12に取り付ける際に、ねじ14が貫通する位置に形成されている。そして、穿孔130の直径はねじ14の径よりも大きく形成されている。それにより、導電シート132にねじ14が接触しない状態で、発光装置11および放熱部材13をリフレクタ12に取り付けている。なお、穿孔130の内壁に、樹脂等を用いた絶縁保護層を形成してもよい。
それにより、放熱部材13の導電シート132は、図1に示した照明装置10を構成した際に、ねじ14および接地されたリフレクタ12と電気的に絶縁され、非接地状態におかれる。一方、発光装置11の基板51は、ねじ14およびリフレクタ12を介して接地される。
【0018】
図3は、発光部材の一例としての発光チップ52の構成を説明する図である。ここで、図3(a)は発光チップ52の上面図、(b)は(a)のXA−XA断面図である。
図3に示した発光チップ52は、凹部61aが形成された発光素子を保護する保護部材の一例としての筐体61と、筐体61が一体成型されたリードフレームに形成された5つのリード部、すなわち第1リード部62と、第2リード部63Rと、第3リード部63G1と、第4リード部63Bと、第5リード部63G2とを備えている。さらに、発光チップ52は、凹部61aの底面に取り付けられた発光素子の一例としての例えば4つのLED(Light Emitting Diode)、すなわち例えば波長640nmの赤色(R)を発光する赤色LED66Rと、例えば波長530nmの緑色(G)を発光する第1緑色LED66G1および第2緑色LED66G2と、例えば波長450nmの青色(B)を発光する青色LED66Bとを備えている。またさらに、発光チップ52は、筐体61の凹部61aを覆うように設けられた封止部69を備えている。
なお、図3(a)においては、封止部69の記載を省略している。また、図3(a)では、第1緑色LED66G1と第2緑色LED66G2とが対角に配置される構成を採用した場合を示している。
【0019】
筐体61は、各リード部(第1リード部62、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2)が形成されたリードフレームに白色の熱可塑性樹脂を射出成型することによって、リードフレームと一体に構成されている。
リードフレームに形成された各リード部は、0.1〜0.5mm程度の厚みをもつ金属板で構成されている。この金属板としては、例えば加工性、熱伝導性に優れた鉄/銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μm積層して構成される。本実施の形態では、第1リード部62を例えば0.3mm程度の厚みとし、例えば0.15mm程度の厚みで形成された他の第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2よりも厚く形成している。加えて、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2には段差が形成され、後述するように(図4参照)、発光チップ52の薄型化を実現している。
また、各リード部それぞれの一部は、凹部61aの底面に露出するように形成されている。さらには、各リード部それぞれの一端部側は筐体61の外側に露出するように形成されている。
【0020】
リードフレームに形成された各リード部は、それぞれが筐体61を構成する熱可塑性樹脂で埋められた間隙64を隔てて相互に電気的に絶縁されている。また、第1リード部62は凹部61aの底面の中央部に形成されている。そして、凹部61aの底面中央部に相当する第1リード部62上の領域には、各LED(赤色LED66R、第1緑色LED66G1、第2緑色LED66G2、青色LED66B)が、例えば半田や樹脂接着剤等により、裏面(発光面とは反対側の面)を第1リード部62表面(支持面)に密着させて固定されている。したがって、第1リード部62および第1リード部62を形成するリードフレームは、各LEDを支持する支持部材としても機能する。
また、各LEDは、各LEDの上面に設けられたカソード電極(−極)が、金線によって第1リード部62に電気的に接続されている。一方、各LEDの上面に設けられたアノード電極(+極)が、凹部61aの底面中央部に到達しない位置に形成された第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2それぞれに、金線によって電気的に接続されている。
そして、赤色LED66Rには、第2リード部63Rと第1リード部62とから、例えば25℃環境下における順方向電圧Vとして+2.1Vが印加される。また、第1緑色LED66G1、第2緑色LED66G2、および青色LED66Bには、第3リード部63G1、第5リード部63G2、および第4リード部63Bと、第1リード部62とから、例えば25℃環境下における順方向電圧Vとして+3.2Vが印加される。それにより、各LEDに順方向電流Iを通電させて、発光チップ52の中央部からR、G、B各色を混合させた白色光を出射させる。
【0021】
また、図3(b)に示したように、本実施の形態の発光チップ52では、各LEDの裏面がリードフレームの第1リード部62の表面(支持面)に密着するように固定されている。それにより、各LEDの裏面から第1リード部62に熱が伝導するように構成され、各LEDの過度の昇温を抑制している。
【0022】
筐体61の凹部61aを覆う封止部69は、可視領域の波長において光透過率が高く、また屈折率が高い透明樹脂にて構成される。また、封止部69の表面(白色光の出射面)は平坦面で形成されている。この封止部69を構成する樹脂としては、高い耐熱性、耐候性、および機械的強度を有する例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂が用いられる。
【0023】
次に、発光チップ52に形成された筐体61とリードフレームとの結合について説明する。
図4は、発光チップ52において筐体61が形成された領域の断面図である。すなわち、図4は、図3(a)に示した発光チップ52のXB−XB断面図である。
図4に示したように、本実施の形態の発光チップ52に用いられるリードフレームは、各LEDのアノード電極が接続される電極部材の一例としての第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2の一端部(外側端部:図4のoutside)と他端部(内側端部:図4のinside)とが段差(step)を形成するように、外側端部(outside)と内側端部(inside)との間が折り曲げて構成されている。なお、図4では、第4リード部63Bおよび第5リード部63G2だけが示されているが、第2リード部63Rおよび第3リード部63G1においても同様である。
【0024】
各リード部(第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2)に段差が形成され、各リード部の外側端部(outside)が内側端部(inside)よりも一段低く形成されることで、各リード部の内側端部側には、筐体61を一体成型してリードフレームに結合させる空間(space)が構成される。それにより、この空間(space)を埋めるように筐体61を一体成型することで、筐体61がリードフレームに結合される。またその際に、筐体61の底面(base)と各リード部の外側端部側の底面(base)とが同一の平面内で平坦となるように形成することにより、リードフレームの段差分の厚さ(step)の範囲内で、各リード部の外側端部(outside)側を筐体61の外側に露出させることができる。
【0025】
このように、各リード部(第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2)が設定される部分に段差が形成されたリードフレームを用いることで、各リード部に形成された段差分の厚さ空間(space)内で、筐体61とリードフレームとの結合と、各リード部の外側端部(outside)の筐体61外側への露出とを共に実現することができる。それによって、発光チップ52が基板51(図1参照)上に搭載される際には、発光チップ52の厚さは、リードフレームの段差(step)と封止部69が形成される領域の厚さ分だけとなり、発光チップ52の小型化・薄型化が図られる。
【0026】
なお、ここでのリードフレームの段差(step)とは、各リード部の内側端部(inside)の上面(第1面)と外側端部(outside)の下面との間の距離をいう。また、内側端部の上面(第1面)と段差を持った外側端部の上面を第2面と称する。
【0027】
本実施の形態では、上記したように、第1リード部62の厚さは、リードフレームの段差(step)とほぼ同一となるように、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2よりも厚く形成されている。すなわち、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2の厚さが例えば0.15mmであるのに対して、第1リード部62の厚さは例えば0.3mmで構成されている。そしてこの場合に、リードフレームの段差(step)を0.3mmに構成すれば、筐体61の底面(base)と、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2の外側端部側の底面(base)と、第1リード部62の底面(base)とは同一の平面で平坦に形成される。そのため、発光チップ52が基板51上に搭載される際には、各リード部は基板51と同一の平面(base)で密着するので、基板51上での半田等による電気的な接合が容易かつ確実となる。また、基板51上にて発光チップ52が安定的に保持される。
さらには、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2の内側端部の上面(第1面)は、第1リード部62表面(支持面)と同一面に位置するように形成される。
【0028】
また、第1リード部62表面(支持面)には各LEDの裏面が密着するように固定される。それにより、各LEDの裏面から第1リード部62に熱が伝導するが、その場合に第1リード部62が厚く構成されているため、第1リード部62の熱容量は大きい。そのため、各LEDにて発生した熱が第1リード部62に伝導された際に、第1リード部62内部にて熱が拡散され易いので、各LEDの冷却効果を高めることとなる。
【0029】
加えて、本実施の形態の発光チップ52においては、第1リード部62の表面(支持面)と対向する対向面である図4の破線で示した底面(base)の側縁部に、第1リード部62の側面S1の法線方向(図4のX1、X2等の方向)に向けた凸状部62aが形成されている。すなわち、第1リード部62の底面(base)の面積を広げる方向に凸状部62aが形成されている。それにより、筐体61は、第1リード部62の底面(base)側縁部に形成された凸状部62aに倣って形成される。それによって、凸状部62aが筐体61の内側に向けて埋め込まれるようにリードフレームに結合される。そのため、例えば発光チップ52が下方向(Z1方向)への衝撃が受けて、筐体61に下方向の力が加わった場合に、筐体61は、第1リード部62の凸状部62aによりリードフレームからの離脱を抑制する力を受ける。それによって、筐体61が下方向(Z1方向)に力を受けた場合にも、筐体61はリードフレームから離脱し難い構造が実現されている。
【0030】
他方、筐体61が上方向(Z2方向)に力を受けた場合には、筐体61が結合される空間(space)の上部には第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2が位置している。それにより、筐体61に上方向(Z2方向)への力が加わった場合には、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2が、筐体61に対してリードフレームからの離脱を抑制する力を作用させる。それによって、筐体61が上方向(Z2方向)に力を受けた場合においても、筐体61はリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
【0031】
ここで、第1リード部62の底面(base)側縁部に凸状部62aが形成されていない従来の構成を考察する。上記したように、筐体61は、リードフレームに形成された段差分の厚さでリードフレームに結合されている。そのため、上下方(Z1方向、Z2方向)に関する筐体61とリードフレームとの結合面は、図4に示したように、第1リード部62の側面S1、および第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2の側面S2,S3だけとなる(なお、図4では第4リード部63Bおよび第5リード部63G2だけを示している)。それにより、筐体61に対して下方向(Z1方向)に力が加わると、それに対抗して筐体61に作用する抑制力は、第1リード部62の側面S1や、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2の側面S2,S3での筐体61とリードフレームとの結合力だけとなる。そのために、下方向(Z1方向)の力に対して筐体61はリードフレームから離脱し易い構造であったといえる。
【0032】
それに対して、本実施の形態の発光チップ52においては、第1リード部62の底面(base)側縁部に、第1リード部62の側面S1の法線方向(図4のX1、X2方向等)に向けた凸状部62aを形成している。そのため、第1リード部62の底面は、それ以外の第1リード部62の側面部よりも面積が広く形成される。また、第1リード部62の底面側縁部において筐体61が第1リード部62の凸状部62aに倣って形成され、凸状部62aが筐体61に埋め込まれて構成される。それにより、第1リード部62の底面側縁部の凸状部62aが筐体61を下方向(Z1方向)から支える構造が形成され、筐体61に作用する下方向(Z1方向)の力に対抗する力を生み出す。それにより、筐体61が下方向(Z1方向)の力を受けた場合にも、筐体61がリードフレームから離脱し難い。
【0033】
ところで、第1リード部62の底面(base)側縁部に形成される凸状部62aの断面形状(図3に示した発光チップ52のXB−XB断面)としては、筐体61に埋め込まれて筐体61に作用する下方(Z1方向)の力に対抗する抑制力を生み出す形状であれば、三角形状、四角形状、楕円等の曲面を含む形状、くさび形状等といった何れの形状であってもよい。すなわち、底面側縁部の凸状部62aにより第1リード部62の底面がそれ以外の第1リード部62の側面部よりも面積が広く形成されれば、凸状部62aの断面形状は何れの形状であってもよい。
【0034】
続いて、発光チップ52の製造方法について説明する。
発光チップ52を製造するに際しては、まず第1工程として、リードフレームとなる部分がマトリクス状に複数配列されたフレーム板金20を作製する。図5は、フレーム板金20の一例を示した平面図である。図5に示したように、フレーム板金20には、発光チップ52での第1リード部62や、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2となる部分が形成されるリードフレームの周囲を打ち抜いた打ち抜き部21が、マトリクス状に複数配列されている。また、フレーム板金20には、第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2部分に段差を形成する折り曲げ部C(図5中の破線部)が形成されている。この第1工程では、図5に例示したようなフレーム板金20を作製する。
【0035】
次の第2工程では、フレーム板金20のリードフレームとなる部分の中で第1リード部62を構成する部分の底面側縁部に、第1リード部62の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部62aを形成する。
図6は、第1リード部62に凸状部62aを形成する工程の一例を示した断面図である。図6では、図5に示したフレーム板金20のXI−XI断面を用いて説明する。まず、図6(a)は、第1リード部62に凸状部62aが形成される前の状態を示している。図6(b)に示したように、この第2工程では、図6(a)に示した状態の第1リード部62の上下面に対して上下方向から平板状の上金型100と下金型101とによってプレス(加圧)加工する。その際に、下金型101を上下動させることで、図6(c)に示したように、第1リード部62の底面側縁部(破線領域)には、第1リード部62の側面S1の法線方向(X1、X2方向等)に向けた凸状部62aが形成される。
ここでは下金型101を上下動させる方法を説明したが、その他に、下金型としてロール状の金型を回転させながらプレスする方法を用いてもよい。
【0036】
なお、フレーム板金20を作製する工程と、フレーム板金20の第1リード部62に凸状部62aを形成する工程とを発光チップ52の製造工程とは別工程として設定してもよい。その場合には、次の第3工程の前に、第1リード部62の底面側縁部に凸状部62aが形成されたフレーム板金20が前もって用意されることとなる。
【0037】
次の第3工程では、図7に示したように、このフレーム板金20にマトリクス状に複数配列されているリードフレームとなる部分に、それぞれ白色の熱可塑性樹脂を射出成型し、中央部に凹部61aを有する筐体61を形成する。図7は、中央部に凹部61aを有する筐体61がリードフレームとなる部分それぞれに成型されたフレーム板金20の一例を示した平面図である。この第3工程では、第1リード部62が形成される領域の底面側縁部において筐体61が凸状部62aに倣って形成され、凸状部62aが筐体61に埋め込まれて構成される。
【0038】
そして、次の第4工程では、フレーム板金20に一体成型された筐体61の凹部61aの中央部となる第1リード部62上の位置(図3(a)参照)に、各LED(赤色LED66R、第1緑色LED66G1、第2緑色LED66G2、青色LED66B)をダイボンディングする。
各LEDを第1リード部62表面にダイボンディングした後の第5工程では、各LEDの上面に設けられたカソード電極と第1リード部62とのワイヤーボンディングと、各LEDの上面に設けられたアノード電極と第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、および第5リード部63G2それぞれとのワイヤーボンディングとを行う。それにより、各LEDと第1リード部62とが電気的に接続され、各LEDと第2リード部63R、第3リード部63G1、第4リード部63B、第5リード部63G2それぞれとが電気的に接続される。
【0039】
次の第6工程では、筐体61の凹部61aを覆う封止部69に透明樹脂を充填する。
そして最後の第7工程にて、フレーム板金20を切断して、上記の図3に示した個々の発光チップ52とする。
上記のような第1工程から第7工程までの製造工程を経ることによって、複数の発光チップ52が一括して製造される。このような発光チップ52では、第2工程において、第1リード部62が形成される領域の底面側縁部に、第1リード部62の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部62aが形成される。そのため、第3工程において、第1リード部62が形成される領域の底面側縁部において筐体61が凸状部62aに倣って形成され、筐体61には凸状部62aが埋め込まれて構成される。それにより、第1リード部62の底面側縁部の凸状部62aが筐体61を下方向(図4のZ1方向)から支える構造が形成され、筐体61に作用する下方向の力に対抗する力を生み出す。それにより、発光チップ52は小型・薄型に構成されるとともに、筐体61は下方向の力を受けた場合にもリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
【0040】
本実施の形態の発光装置11においては、上記の製造工程を経て製造された発光チップ52が例えば42個使用され、回路部材の一例としての基板51の表面に配列される。そして、基板51上に構成された回路により各発光チップ52に電力が供給・制御され、照明装置10の光源部として機能する。
【0041】
なお、本実施の形態では、赤色LED66Rと、第1緑色LED66G1および第2緑色LED66G2と、青色LED66Bとを並列に接続して構成した発光チップ52について説明した。発光チップ52の構成としては、本実施の形態で示したものの他に、例えば1つの青色LEDを配置した形態や、複数の青色LEDを直列に接続した形態等を用いることもできる。その場合には、封止部69は、青色LEDから出射される青色光の一部を緑色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させた透明樹脂で構成される。また、透明樹脂に含有させる蛍光体としては、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体、あるいは、青色光の一部を黄色光および赤色光に変換する蛍光体を用いてもよい。
【0042】
以上説明したように、本実施の形態の発光装置11では、第1リード部62の底面側縁部に、第1リード部62の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部62aが形成される。そして、筐体61の内側に向けて第1リード部62の底面側縁部の凸状部62aが埋め込まれることで、第1リード部62が凸状部62aにより筐体61を下方向(図4のZ1方向)から支える構造が形成され、筐体61に作用する下方向の力に対抗する力を生み出す。それにより、発光チップ52は小型・薄型に構成されるとともに、筐体61は下方向の力を受けた場合にもリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
【0043】
<実施の形態2>
本実施の形態の発光チップ52では、第1リード部62の上面の側縁部にも、第1リード部62の側面S1の法線方向(図4のX1、X2方向等)に向けた凸部が形成された構成について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【0044】
図8に示したように、本実施の形態の発光チップ52においては、図8の破線で示した第1リード部62の底面(base)の側縁部に加えて、同じく破線で示した第1リード部62の上面(upper)の側縁部に第1リード部62の側面S1の法線方向(図4のX1、X2等の方向)に向けた凸状部62bが形成されている。それにより、筐体61には、第1リード部62の底面(base)側縁部に形成された凸状部62aと、上面(upper)側縁部に形成された凸状部62bとが埋め込まれて構成される。そのため、筐体61が下方向(Z1方向)に力を受けた場合に、筐体61は、第1リード部62の凸状部62aによりリードフレームからの離脱を抑制する力を受ける。また、筐体61が上方向(Z2方向)に力を受けた場合に、筐体61は、第1リード部62の凸状部62bによってもリードフレームからの離脱を抑制する力を受ける。それによって、筐体61が下方向(Z1方向)および上方向(Z2方向)の何れの力を受けた場合にも、筐体61は第1リード部62から離脱を抑制する力を受け、リードフレームから離脱し難い構造が実現される。
【0045】
このように、本実施の形態の発光チップ52では、第1リード部62の底面側縁部および上面側縁部に、第1リード部62の底面の面積を広げる方向に向けた凸状部62aと、上面の面積を広げる方向に向けた凸状部62bとが形成されている。それにより、筐体61が下方向(Z1方向)および上方向(Z2方向)の何れの力を受けた場合にも、筐体61はリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
【0046】
<実施の形態3>
実施の形態1では、発光装置11を照明装置10の光源部として用いる構成について説明した。本実施の形態では、発光装置11を液晶表示装置のバックライト装置80として用いる構成について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【0047】
図9は、本実施の形態のバックライト装置80の一部の構造を説明する図である。図9(a)は発光装置11が装着されたバックライト装置80の平面図であり、(b)は(a)のXII−XII断面図である。図9に示す例では、液晶表示装置の背面直下に発光装置11を配置する直下型のバックライト構造を採用している。そして、このバックライト構造では、液晶表示装置の背面の全体にほぼ均等に発光部材が配列されている。
【0048】
バックライト装置80の基板であるバックライトフレーム81は、例えばアルミニウムやマグネシウム、鉄、またはそれらを含む金属合金などで生成される筐体構造を形成している。そして、その筐体構造の内側に、例えば白色高反射の性能を有するポリエステルフィルムなどが貼られ、リフレクタとしても機能するように構成されている。この筐体構造としては、液晶表示装置の大きさに対応して設けられる背面部81a、この背面部81aの四隅を囲う側面部81bを備えている。そして、この背面部81a上には放熱部材88が配置される。
【0049】
図9に示したバックライト装置80では、発光装置11が複数(本実施の形態では8枚)設けられている。そして、各発光装置11は、それぞれ複数 (本実施の形態では1枚の発光装置11に対して2本)のネジ87により、例えば上記の図2に示したものと同様な構造の放熱部材88を介してバックライトフレーム81に固定されている。
このバックライトフレーム81に複数の発光装置11が配置されることで、バックライト構造の全体として、各色を発光する発光チップ83が均等に配置される。それにより、バックライトフレーム81に存在する各発光チップ83の全体を用いることで、輝度および色度の均一性を実現したバックライト装置80が構成される。なお、図9に示したバックライト装置80では、複数の発光装置11が設けられているが、バックライトの光源として用いられるすべての発光チップ83を1つの基板にまとめた単独の発光装置11として構成してもよい。
【0050】
この発光装置11は、回路部材の一例としての配線基板82と、この配線基板82に実装される発光部材の一例としての複数の発光チップ83とを備えている。本実施の形態の発光装置11に備えられた各発光チップ83は、実施の形態1で説明した図3の発光チップ52と同様に構成されている。すなわち、上記の図3に示したように、第1リード部62の底面側縁部に、第1リード部62の底面の面積を広げる方向に向けて凸状部62aが形成される。そして、筐体61の内側に向けて第1リード部62の底面側縁部の凸状部62aが埋め込まれることで、第1リード部62が凸状部62aにより筐体61を下方向(図4のZ1方向)から支える構造が形成され、筐体61に作用する下方向の力に対抗する力を生み出す。それにより、発光チップ83は小型・薄型に構成されるとともに、筐体61は下方向の力を受けた場合にもリードフレームから離脱し難い構造が実現される。
【0051】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】実施の形態1が適用される発光装置を備えた照明装置の全体構成の一例を説明する図である。
【図2】放熱部材の構成を説明するための図である。
【図3】発光チップの構成を説明するための図である。
【図4】発光チップにおいて筐体が形成された領域の断面図である。
【図5】フレーム板金の一例を示した平面図である。
【図6】第1リード部に凸状部を形成する工程の一例を示した断面図である。
【図7】中央部に凹部を有する筐体がリードフレームとなる部分それぞれに成型されたフレーム板金の一例を示した平面図である。
【図8】実施の形態2の発光チップにおいて筐体が形成された領域の断面図である。
【図9】実施の形態3のバックライト装置の一部の構造を説明する図である。
【符号の説明】
【0053】
10…照明装置、11…発光装置、12…リフレクタ、13…放熱部材、20…フレーム板金、51…基板、52,83…発光チップ、61…筐体、62…第1リード部、62a,62b…凸状部、63R…第2リード部、63G1…第3リード部、63B…第4リード部、63G2…第5リード部、66R…赤色LED、66G1…第1緑色LED、66G2…第2緑色LED、66B…青色LED、69…封止部、80…バックライト装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子と、
前記発光素子を支持する支持面と当該支持面と対向する対向面とを有し、当該対向面の側縁部に当該対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、
前記支持部材の前記凸状部が埋め込まれて当該支持部材に保持され、前記発光素子を保護する保護部材と
を備えたことを特徴とする発光部材。
【請求項2】
前記発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記発光素子の他方の電極が接続されるとともに、前記電極部材よりも厚さが厚く構成されたことを特徴とする請求項1記載の発光部材。
【請求項3】
前記発光素子の一方の電極が接続される電極部材をさらに備え、
前記電極部材は、前記支持部材の前記支持面と同一面に位置する第1面と、当該第1面に対して段差を持った第2面とが形成されたことを特徴とする請求項1記載の発光部材。
【請求項4】
前記支持部材は、前記支持面の側縁部に当該支持面の面積を広げる方向に凸状部が形成され、前記保護部材は、当該支持面の側縁部に形成された当該凸状部にさらに倣って形成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光部材。
【請求項5】
発光素子と、当該発光素子を支持する支持面と当該支持面と対向する対向面とを有し、当該対向面の側縁部に当該対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成された支持部材と、当該支持部材の当該凸状部が埋め込まれて当該支持部材に保持され、当該発光素子を保護する保護部材とを有する発光部材と、
複数の前記発光部材を電気的に接続して当該発光部材に電力を供給する回路が形成された回路部材と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項6】
発光素子が支持される支持面と対向する対向面の側縁部に当該対向面の面積を広げる方向に凸状部が形成されたフレーム板金に、当該凸状部が埋め込まれるように当該発光素子を保護する保持部材を形成する工程と、
前記フレーム板金の前記支持面に発光素子を載せる工程と、
前記発光素子を前記支持面に固定する工程と
を含むことを特徴とする発光部材の製造方法。
【請求項7】
前記フレーム板金の前記対向面に前記凸状部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項6記載の発光部材の製造方法。
【請求項8】
前記保持部材を形成する工程は、前記発光素子の一方の電極が接続される領域が段差を持って形成された前記フレーム板金に当該保持部材を形成することを特徴とする請求項6又は7に記載の発光部材の製造方法。
【請求項9】
前記保持部材を形成する工程は、前記支持面の側縁部に当該支持面の面積を広げる方向に凸状部がさらに形成された前記フレーム板金に当該保持部材を形成することを特徴とする請求項6又は7に記載の発光部材の製造方法。
【請求項10】
前記保持部材を形成する工程は、前記支持面が前記発光素子の一方の電極が接続される領域よりも厚く形成された前記フレーム板金に当該保持部材を形成することを特徴とする請求項6又は7に記載の発光部材の製造方法。
【請求項11】
基板と、基板の表面に取り付けられた請求項5に記載の発光装置と、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に当該発光装置が取り付けられるように構成されたリフレクタとを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項12】
バックライトフレームと、バックライトフレームに配置された請求項5に記載の発光装置とを設けたことを特徴とするバックライト装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−129923(P2010−129923A)
【公開日】平成22年6月10日(2010.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−305603(P2008−305603)
【出願日】平成20年11月28日(2008.11.28)
【出願人】(000002004)昭和電工株式会社 (3,251)
【Fターム(参考)】