照明用光源及照明装置的制造方法_2

文档序号:9970358阅读:来源:国知局
上芯片)结构。以下对LED模块20的各个构成要素进行详细说明。
[0054]首先对基板21进行说明。基板21是用于安装LED22的安装基板,该基板21具有作为安装LED22的面的第一主面(表面)以及与该第一主面相对的第二主面(背面)。如图4的(a)所示,基板21例如是平面视(从球形罩10的顶部看)时呈长方形的矩形板状的基板。
[0055]基板21与支柱30的一端连接。具体而言,基板21的第二主面和支柱30的第一固定面30a以表面接触的方式来连接。
[0056]作为基板21,能够采用针对从LED22发出的光的光透射率低的基板,例如全透射率是10%以下的白色氧化铝基板等的白色基板或者树脂膜包覆的金属基板(金属为底的基板)等。这样,采用光透射率低的基板,从而能够抑制光穿透基板21而从第二主面射出,因此能够抑制颜色的不均匀。并且,由于能够采用廉价的白色基板,因此能够实现低成本化。
[0057]另一方面,作为基板21能够采用光透射率高的透光性基板。通过采用透光性基板,LED22的光穿透基板21的内部,从没有安装LED22的面(背面)也射出。因此,即使LED22只安装在基板21的第一主面(表面)的情况下,也从第二主面(背面)射出光,所以能够容易地得出与白炽灯相似的配光特性。此外,能够从LED模块20向全方位放出光,所以能够实现全配光特性。
[0058]作为透光性基板例如能够采用如下基板:对于可见光的全透射率为80%以上的基板、或者对于可见光是透明的(即透射率极高,能够透过基板看见对面侧的状态的)透明基板。作为这种透光性基板,可以采用多晶的陶瓷或氮化铝构成的透光性陶瓷基板、由玻璃构成的透明玻璃基板、由水晶构成的水晶基板、由蓝宝石构成的蓝宝石基板或透明树脂材料构成的透明树脂基板等。
[0059]在本实施方式,作为具有透光性的基板21,可以采用由烧结氧化铝构成的白色的多晶陶瓷基板。例如,能够采用厚度为1_、光的反射率为94%的白色氧化铝基板,或者采用厚度为0.635mm、光的反射率为88%的白色氧化铝基板。
[0060]另外,作为基板21、也能采用树脂基板、柔性的基板,或者金属为底的基板。此外,作为基板21的形状,不仅限于长方形,也能采用长方形或者圆形等的其他形状。
[0061]此外,在基板21设置了两个贯通孔27a以及27b,以便与两条导线53a以及53b电连接。在导线53a (53b),先端部插通贯通孔27a (27b)与形成在基板21的端子26a (26b)焊接。
[0062]下面说明LED22。LED22是发光元件的一个例子,是由规定的电力来发光的半导体发光元件。在基板21上的多个LED22全部都采用相同的LED,LED22被选定为Vf特性全部相同。此外,各个LED22均为发出单色可见光的裸芯片。在本实施方式中,采用通电时发出蓝色光的蓝色LED芯片。作为蓝色LED芯片,例如能够采用由InGaN系的材料构成的、中心波长为440nm至470nm的氮化镓系的半导体发光元件。
[0063]并且,LED22仅被配置在基板21的第一主面(表面),在沿着基板21的长边方向上,以成为多个列的方式安装多个。在本实施方式中,为了实现相当于60W的亮度,将48个LED22以12列4行的方式连接,将一行由12个LED22构成的元件串,排列了 4行。
[0064]另外,在本实施方式中,安装了多个LED22,不过LED22的安装个数按照灯泡形灯的用途,可以适当地变更。例如,替代微型灯泡等低输出类型的LED灯的情况下,LED22可以是I个。另一方面,如果是高输出类型的LED灯的情况下,可以进一步增加I个元件串内的LED22的安装个数。并且,LED22的元件串可以不受4行所限,可以是I至3行,也可以是5行以上。
[0065]此外,在基板21上安装的多个LED22,其中的一部分可以配置在位于支柱30的正上方的位置。在这个情况下,优选的是多个LED22中的一半以上位于支柱30的正上方的位置。换言之,优选的是如图4的(a)所示,在平面看时LED22中的一半以上与支柱30重叠地配置。通过这样配置LED22,能够提高作为LED模块20整体的散热性。
[0066]在此,利用图5来说明本实施方式中使用的LED22。图5是在本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块的LED (LED芯片)周边的放大截面图。
[0067]如图5所示,LED22具有蓝宝石衬底22a、以及在该蓝宝石衬底22a上层叠的由相互不同的组成构成的多个氮化物半导体层22b。
[0068]在氮化物半导体层22b的上面的两端部,设有阴极电极22c和阳极电极22d。此夕卜,阴极电极22c和阳极电极22d的上面,分别设置了引线接合部22e和22f。
[0069]在彼此相邻的LED22中,一方的LED22的阴极电极22c和另一方的LED22的阳极电极22d的各自,由引线(wire) 25与金属布线24引线接合,从而连接。另外,如后所述,可以不经由金属布线24,而是直接由引线25来连接相邻的LED22的电极之间。
[0070]各LED22,以蓝宝石衬底22a侧的表面与基板21的第一主面相对的方式,由具有透光性的片接合部件22g安装在基板21上。片接合部件22g能够采用含有由氧化金属构成的填充料的硅酮树脂等。通过在片接合部件22g使用透光性材料,能够减少从LED22的侧面发出的光的损耗,能够抑制由片接合部件22g产生的阴影。
[0071]回到图4,下面说明密封部件23。密封部件23,例如由树脂构成,以覆盖LED22的方式在基板21上面形成。密封部件23被形成为将多个LED22的一行一并进行密封。在本实施方式中,由于LED22的元件串设置了 4行,所以形成了 4条密封部件23。4条密封部件23的每一条,沿着多个LED22的排列方向(行方向),以直线状而被设置在基板21的第一主面上。
[0072]密封部件23主要由透光性材料构成,而在需要将LED22的光的波长变换为规定的波长的情况下,将波长变换材料混入到透光性材料。
[0073]本实施方式中的密封部件23是作为波长变换材料包含荧光体的波长变换部件,是能够对LED22所发出的光的波长(颜色)进行变换的波长变换部件。作为这种密封部件23,例如能够由含有荧光体粒子的绝缘性的树脂材料(含荧光体树脂)构成。荧光体粒子由LED22发出的光所激励,而放出所希望的颜色(波长)的光。
[0074]作为构成密封部件23的树脂材料,例如能够采用硅树脂。此外,密封部件23可以分散光扩散材料。并且,密封部件23不必一定由树脂材料形成,除了氟系树脂等有机材料以外,还可以通过低熔点玻璃、溶胶凝胶玻璃等无机材料来形成。
[0075]作为密封部件23中所含有的荧光体粒子,例如LED22是发出蓝色光的蓝色LED的情况下,例如可以采用YAG系的黄色荧光体粒子,以便得到白色光。由此,LED22发出的蓝色光的一部分,由密封部件23所包含的黄色荧光体粒子而被波长变换为黄色光。而且,没有被黄色荧光体粒子吸收的蓝色光、以及被黄色荧光体粒子进行了波长变换的黄色光,通过在密封部件23中扩散及混合,从密封部件23成为白光而被射出。此外,作为光扩散材料,采用硅石等的粒子。
[0076]在本实施方式的密封部件23,作为在硅酮树脂分散了规定的荧光体粒子的含萤光体树脂,由分配器涂布到基板21的第一主面,使其硬化,从而形成密封部件23。在这个情况下,与密封部件23的长度方向垂直的截面的形状成为大致半圆形。
[0077]另外,密封部件23可以不形成为直线形,可以形成为平面看时成为矩形。在这个情况下,密封部件23可以形成为例如基板21上的全部的LED22 —并封装。或者,密封部件23可以形成为个别地覆盖各个LED22。在这个情况下,密封部件23例如能够形成为大致半球形。
[0078]并且,为了对朝向基板21的背面侧的光(漏出光)进行波长变换,也可以在LED22与基板21之间或者基板21的第二主面(背面),作为第二波长变换部件进一步形成由荧光体粒子与玻璃等无机接合材料(粘合剂)构成的烧结体膜等荧光体膜(荧光体层)或者与基板21的表面相同的含荧光体树脂。这样,通过在基板21的第二主面进一步形成第二波长变换部件,从而即使从第二主面露光的情况下,也能够从基板21的两个面放出白色光。
[0079]下面,对金属布线24进行说明。金属布线24是用于使LED22发光的电流流通的导电性布线,在基板21的表面上以规定的形状进行图案形成。如图4的(a)所示,金属布线24被形成在基板21的第一主面。通过金属布线24,从导线53a以及53b供给到LED模块20的电力被供给到各个LED22。
[0080]金属布线24被形成为各个LED元件串中的多个LED22彼此串联连接。例如,金属布线24在彼此相邻的LED22之间被形成为岛状。并且,金属布线24被形成为对各个元件串彼此进行并联连接。各个LED22经由引线25与金属布线24电连接。并且,可以不设置LED22之间的岛状的金属布线24。在这种情况下,彼此相邻的LED22通过chip-to_chip (芯片至芯片)而引线接合。
[0081]金属布线24例如能够通过对由金属材料形成的金属膜进行图案化、或者进行印刷来形成。作为金属布线24的金属材料,例如能够采用银(Ag)、钨(W)或铜(Cu)或者金(Au)等。
[0082]并且,对于从密封部件23露出的金属布线24而言,除了端子26a以及26b以外,最好是由玻璃材料构成的玻璃膜(玻璃涂层膜)或树脂材料构成的树脂膜(树脂涂层膜)包覆。由此,能够提高LED模块20的绝缘性,或者能够提高基板21的表面的反射率。
[0083]引线25是例如金引线等的电线。如图4的(b)所示,引线25连接LED22与金属布线24。如图5说明,通过引线25,在LED22的上表面设置的阴极电极22c (或阳极电极22d)和邻接于LED22的两侧而形成的金属布线24,经由引线接合部22e (或22f)被引线接合。
[0084]另外,在本实施方式中,引线25全部被埋入到密封部件23中,以便不从密封部件23露出。由此,能够防止光被露出的引线25吸收或者反射。
[0085]下面,对端子26a以及26b进行说明。端子26a以及26b是从LED模块20的外部接受用于使LED22发光的直流电的外部连接端子。在本实施方式,端子26a和26b与导线53a和53b焊接连接。
[0086]端子26a以及26b分别以包围贯通孔27a以及27b的方式,在基板21的第一主面上被形成为规定的形状。端子26a以及26b与金属布线24连续地形成,并且与金属布线24电连接。并且,端子26a以及26b米用与金属布线24相同的金属材料,与金
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