CN102637802A - 发光装置及其制造方法 - Google Patents
发光装置及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102637802A CN102637802A CN2012100318123A CN201210031812A CN102637802A CN 102637802 A CN102637802 A CN 102637802A CN 2012100318123 A CN2012100318123 A CN 2012100318123A CN 201210031812 A CN201210031812 A CN 201210031812A CN 102637802 A CN102637802 A CN 102637802A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- light
- optical layers
- semiconductor light
- emitting elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 130
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 86
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 86
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 208000034189 Sclerosis Diseases 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013036 cure process Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本发明提供一种发光装置及其制造方法,该发光装置的出射面积小,提高了发光密度。作为解决手段,具有搭载于基板(10)上的半导体发光元件(11)、配置于半导体发光元件(11)上的含荧光体层(13)、搭载于含荧光体层(13)上的板状光学层(14)。板状光学层(14)小于半导体发光元件(11)的上表面,含荧光体层(13)的侧面具备从半导体发光元件(11)的端部朝向板状光学层的端部的倾斜面(130)。倾斜面(130)是向外凸的弯曲面,倾斜面(130)和板状光学层(14)的侧面被光反射性材料覆盖。由此能够在含荧光体层(13)的端部凭借散射和反射使光聚集于板状光学层。
Description
技术领域
本发明涉及提高发光密度的半导体发光装置。
背景技术
在通过透镜等光学系统控制光束的光学装置中,为了以小型的光学系统有效地控制光,优选使用发光面积较小的发光装置(光源)。例如在专利文献1中,公开了为了缩小发光二极管的出射面积,构成为使用反射层覆盖发光二极管的出射面的一部分(参见专利文献1,尤其参见图3、图4)。此外还公开了在出射面上配置菲涅耳状的反射镜,使出射光的一部分返回发光二极管的构成(参见该图5);在出射面上搭载透明圆顶,以反射层覆盖透明圆顶的上表面的一部分的构成(参见图8);以及使用反射层覆盖出射面的一部分,以波长转换材料覆盖反射层的开口的构成(参见该图7)等。
另外,在专利文献2公开了一种发光装置,其构成为为了如车的前大灯或探照灯那样射出边缘清晰的对比度好的光,而在半导体发光元件的上表面整体上搭载透光部件,使用反射层覆盖半导体发光元件的侧面与透光部件的侧面,从而仅从透光部件的上表面射出光。
【专利文献1】日本特开2004-153277号公报
【专利文献2】日本特开2010-157638号公报
在专利文献1所述的使用反射层覆盖半导体发光元件的出射面的构成中,通过反射层反射出射光,使其返回到半导体发光元件的内侧,在元件内部反射1次以上,使其到达出射面的开口后射出。而且以菲涅耳型的反射镜或透明圆顶的表面的反射层来反射出射光的情况也是相同的。即,出射光的一部分会返回到半导体发光元件的内侧,只要不沿着厚度方向在多个半导体层中往返1次以上,就不会从狭小的出射面射出。因此存在返回光在多个半导体层内往返1次以上的期间其被吸收而衰减的问题。
另外,如专利文献1的图8所示,在半导体发光元件的出射面搭载透明圆顶的构成中,无法使用底面为圆形的圆顶完全覆盖住半导体发光元件的四边形的出射面,因此难以有效集中从半导体发光元件的四边形的角落射出的光。
另一方面,如专利文献2所述以反射层覆盖半导体发光元件的侧面的构成中,会使得从发光元件的侧面射出的光被反射层反射而返回到半导体发光元件内,从而被半导体吸收而衰减。另外,从半导体发光元件的上表面射出的光会直接通过透光部件,因而无法获得提高发光密度的效果。因此虽然能提高光束边缘的对比度,却无法获得提高光密度的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种出射面积较小且能够提高发光密度的发光装置。
为了达成上述目的,本发明的第一方面提供如下的发光装置。即,该发光装置具有:基板;搭载于基板上的半导体发光元件;配置于半导体发光元件上的含荧光体层;以及搭载于含荧光体层上的板状光学层,板状光学层小于半导体发光元件的上表面,含荧光体层的侧面具备从半导体发光元件的端部朝向板状光学层的端部的倾斜面。倾斜面是向外凸的弯曲面,倾斜面和板状光学层的侧面被光反射性材料覆盖。
半导体发光元件具有元件基板、搭载于元件基板上表面的具备发光结构的半导体层,半导体层可使用小于元件基板的上表面的结构。含荧光体层优选覆盖半导体层的上表面和侧面。
另外,根据本发明的第二方面,提供如下的发光装置。即,发光装置具有:基板;排列搭载于基板上的多个半导体发光元件;配置于半导体发光元件上的含荧光体层;以及搭载于含荧光体层上的板状光学层,板状光学层被配置成覆盖多个半导体发光元件全体,板状光学层的尺寸小于多个半导体发光元件全体的上表面。含荧光体层的侧面具备从排列的半导体发光元件的外周侧端部朝向板状光学层的端部的倾斜面。倾斜面是向外凸的弯曲面,倾斜面和板状光学层的侧面被光反射性材料覆盖。
另外,根据本发明的第三方面,提供如下的发光装置。即,发光装置具有:基板;搭载于基板上的半导体发光元件;配置于半导体发光元件上的含荧光体层;以及搭载于含荧光体层上的板状光学层,半导体发光元件具有元件基板、排列配置于元件基板上的多个发光区域。板状光学层配置成覆盖多个发光区域全体,板状光学层的尺寸小于多个发光区域全体的上表面。含荧光体层的侧面具备从元件基板的端部朝向板状光学层的端部的倾斜面。倾斜面是向外凸的弯曲面,倾斜面和板状光学层的侧面被光反射性材料覆盖。
另外,根据本发明的第四方面,提供如下的发光装置的制造方法。即,该制造方法具有:第1工序,将使荧光体分散于未硬化的树脂中而得到的物质涂布到配置于基板上的半导体发光元件的上表面;以及第2工序,将比半导体发光元件的上表面小的板状光学层搭载于树脂之上,使具有倾斜侧面的含荧光体树脂层形成为倾斜侧面凭借未硬化的树脂的表面张力而成为向外凸的弯曲面,其中倾斜侧面连结半导体发光元件的端部与板状光学层的端部。
对在上述第1工序中涂布的树脂量进行控制,从而能够控制在第2工序中形成的含荧光体树脂层的倾斜面的形状。还可以在第2工序中,在涂布了树脂之后并使其半硬化之后,将板状光学层搭载于树脂上。
还可以在上述第2工序后具有第3工序,使用光反射性材料覆盖倾斜面和上述板状光学层的侧面。
根据本发明,能够使用含荧光体树脂层将从半导体发光元件射出的光集中于板状光学层,因此能提供一种出射面积小、提高了发光密度的发光装置。
附图说明
图1是第1实施方式的发光装置的剖面图。
图2是用于图1的发光装置的半导体发光元件的立体图。
图3是在第1实施方式的发光装置中使倾斜面130成为平面状时的剖面图。
图4是图1的发光装置的倾斜面130附近的放大剖面图。
图5是对图1的发光装置使用珠115时的剖面图。
图6(a)~(e)是表示第1实施方式的发光装置的制造工序的剖面图。
图7是第2实施方式的半导体发光装置的(a)剖面图、(b)上表面图。
图8是用于图7的发光装置的半导体发光元件的立体图。
图9是第3实施方式的半导体发光装置的(a)剖面图、(b)上表面图。
标号说明
10子安装基板;11发光元件;13含荧光体树脂层;14板状光学层;15反射材料层;16外框;110发光结构层;111电极;112焊丝;113元件基板;114电极片;115珠;124电极;130倾斜面;131倾斜面。
具体实施方式
使用附图说明本发明一个实施方式的发光装置。
<第1实施方式>
图1示出第1实施方式的发光装置的剖面图。该发光装置在半导体发光元件11的上表面配置含荧光体树脂层13,在含荧光体树脂层13之上配置面积小于半导体发光元件11的上表面的板状光学层14。光从该板状光学层14向上方射出。在位于面积较小的板状光学层14的外侧区域的半导体发光元件11的上表面发出的光凭借在含荧光体树脂层13的倾斜的侧面的反射以及荧光体引起的散射而到达板状光学层14,从板状光学层14向上方射出。由此能够在减少去往半导体发光元件11的返回光的同时使光聚集向面积较小的板状光学层射出,因此能减少半导体对于返回光的吸收,提高出射光的光密度。
下面具体说明本实施方式的发光装置的结构。如图1所示,在上表面形成有一对电极111和布线的子安装基板10上搭载着半导体发光元件11。半导体发光元件11如图2所示具备元件基板113、配置于元件基板113上表面的发光结构层110、与发光结构层110连接的一对电极片(pad)114。发光结构层110具有外延成长的多个半导体层,通过从一对电极片114提供电流,从而发出预定波长的光。例如可以使用发出蓝色光的GaN类发光结构层110。发光结构层110的大小比元件基板113的上表面略小。
元件基板113对于发光结构层110发出的波长的光而言是不透明的。使用焊接等将元件基板113的背面侧芯片焊接到子安装基板10,从而半导体发光元件11被固定于子安装基板10。一对电极片114通过焊丝112与子安装基板111上的一对电极111连接。作为子安装基板10的材质例如可使用AlN陶瓷制的材质。
在半导体发光元件11的上表面配置有含荧光体树脂层13。含荧光体树脂层13是将被半导体发光元件11所发出的光激励而发出预定波长的荧光的荧光体(例如YAG荧光体)分散到对于半导体发光元件11发出的光和荧光透明的树脂(例如硅树脂)中而得到的。发光结构层110比半导体发光元件11的上表面小一些,因而含荧光体树脂层13不仅覆盖发光结构层110的上表面,还覆盖其侧面。由此就能够使从发光结构层110的上表面和侧面发出的光射入含荧光体树脂层13。并且,含荧光体树脂层13的基材不限于透明树脂,也可以使用玻璃等透明的无机材料。
在含荧光体树脂层13之上配置有比发光元件11的上表面小的板状光学层14。板状光学层14由对于发光元件11发出的光和荧光透明的材料构成。或者作为板状光学层14可采用发出被发光元件11发出的光激励的预定波长的荧光的荧光体板、荧光陶瓷以及荧光玻璃。板状光学层14的上表面是本实施方式的发光装置的光出射面。含荧光体树脂层13的侧面形成在比板状光学层14更位于外侧的区域140中将半导体发光元件11的元件基板113的端部与板状光学层14的下表面的端部连结起来的倾斜面130。
关于含荧光体树脂层13的倾斜面130的形状,相比图3所示的平面,更优选采用图4所示朝外凸的弯曲面。当倾斜面130为向外凸的弯曲面的情况下,能够赢得板状光学层14的外侧区域140的含荧光体树脂层13的膜厚,因此能够确保外侧区域140的荧光体量。由此在外侧区域140中,也能与板状光学层14正下方的含荧光体树脂层13同样地进行波长转换。另外,通过外侧区域140的荧光体粒子,使得外侧区域140的发光结构层110的发光和荧光如图4所示散射,产生使其朝向板状光学层14的方向的作用。进而,弯曲的倾斜面130对发光结构层110发出的光和荧光进行反射,能使其朝向板状光学层14。如上,通过采用弯曲的倾斜面130,能够凭借荧光的散射作用和弯曲的倾斜面130的反射作用,提高向板状光学层14的聚光效率。
如图4所示,倾斜面130的弯曲形状优选为在半导体发光元件11的端部处沿着半导体发光元件11的主平面的法线的形状。作为一个例子,若含荧光体树脂层13的厚度为t,则倾斜面的弯曲形状优选为从直线倾斜(曲率0)向外凸至曲率(1/t)的程度。这是由于当倾斜面130相对于法线大幅倾斜时,从半导体发光元件11射出的光被反射向半导体发光元件11而成为返回光。另外,还由于当倾斜面130相对于法线大幅倾斜时,无法确保含荧光体树脂层13的厚度,也难以保证外部区域140中的用于进行波长转换的荧光体量。关于倾斜面130的形状控制,能够通过板状光学层14的面积与半导体发光元件11的面积比、含荧光体树脂层13的厚度以及在后述的制造方法中形成含荧光体树脂层13的工序中所提供的含荧光体树脂的供给量进行控制。
在含荧光体树脂层13中除了分散有荧光体之外,还可以分散扩散材料、预定粒径的珠等。在分散有扩散材料的情况下,不仅能凭借荧光体,还能凭借扩散材料使发光结构层110射出的光和荧光散射。因而能更为有效地产生借助外侧区域140的含荧光体树脂层13使光散射、使其朝向板状光学层14的方向的作用。
在分散有珠的情况下,使用粒径大于荧光体最大粒径的珠。由此,如图5所示,珠115被夹在半导体发光元件11的上表面与板状光学层14之间而发挥隔器子的作用,起到确定含荧光体树脂层13的膜厚的作用。珠115的形状优选为圆球状,尤其优选粒径统一。关于珠的材质,使用对于半导体发光元件11射出的光和荧光透明的材质或在透明材料中以与含荧光体树脂层13同等的荧光浓度分散了荧光体的材料。例如,作为透明材料可从环氧树脂、硅树脂、玻璃等中适当进行选择。而且,可以将被夹在构成液晶面板的2块玻璃之间的隔离子优选用作珠115。
在半导体发光元件11的周围配置有框体16,发光元件11与框体16之间的空间被反射材料层15填充。反射材料层15覆盖发光元件11、含荧光体树脂层13、板状光学层14的外周侧面。
反射材料层15由分散了非导电性且反射率高的材料、例如氧化钛、氧化铝、氧化锌等反射性填料的树脂形成。框体16例如使用陶瓷环。
下面说明一下本发光装置的各部分的作用。当经由焊丝112对半导体发光元件11提供电流时,光从发光结构层110的上表面和侧面射出,射入含荧光体树脂层13。一部分入射光被荧光体吸收,发出荧光,并且一部分在荧光体散射,在含荧光体树脂层13内行进。在板状光学层14正下方的含荧光体树脂层13内行进的光的大部分到达板状光学层14的下表面,从板状光学层14的上表面朝外部射出。因此从板状光学层14射出半导体发光元件11的出射光与荧光的混合光。
从位于板状光学层14的外侧区域140的发光结构层110射出的光射入含荧光体树脂层13,一部分通过荧光体被转换为荧光,一部分如图4所示被荧光体散射后在含荧光体树脂层13内行进。散射光的一部分沿板状光学层14的方向行进,到达板状光学层14。另外,一部分光被倾斜面130反射,从而沿板状光学层14行进,从板状光学层14射出。如上,在处于外侧区域140的含荧光体树脂层13中,通过荧光体的散射与倾斜面130的反射这双方的作用,能够使光聚集于板状光学层14。因而,从板状光学层14不仅射出来自板状光学层14正下方的含荧光体树脂层13的光,还射出从外侧区域140的含荧光体树脂层13进行聚光后的光。
另外,在外侧区域140的含荧光体树脂层13中,一部分光通过荧光体的散射和倾斜面130中的反射,朝半导体发光元件11行进,返回到半导体发光元件11内。然后在半导体发光元件11内反射,重新从半导体发光元件11的上表面射出。返回光在通过半导体发光元件11的内部时会由于半导体对它的吸收而衰减,而本实施方式的发光装置不同于现有专利文献1的装置,不会使外侧区域140的较多的光返回到半导体发光元件11,能通过含荧光体树脂层13内的散射与倾斜面130的反射将光聚集于板状光学层14。
如上,本实施方式的发光装置不会使从位于板状光学层14的外侧区域140的发光结构层110射出的较多的光返回半导体层,能够使光到达板状光学层14后射出。因而,与现有专利文献1那样使外侧区域140的光全部返回到半导体发光元件内并在半导体发光元件内使其反射的发光装置相比,能够抑制光的衰减,增加向板状光学层14的聚光光量。由此能提供一种从面积较小的板状光学层提高发光密度而射出光的发光装置。
另外,发光结构层110不仅上表面就连侧面也被含荧光体树脂层13覆盖,由于不会直接接触反射材料层15,因而能高效地聚集从侧面发出的光。
另外,作为发光面的板状光学层14的上表面的面积较小,因而发光面积能变小,能提供小型的发光装置。因此与透镜等其他光学元件的耦合效率变高。
从本实施方式的发光装置的板状光学层14的上表面射出的光密度比半导体发光元件11的上表面的出射光密度增加的比率最大可表示为发光密度增加比率(最大值)=(半导体发光元件11的面积)/(板状光学层14的面积)。即,能够在不增加提供给半导体发光装置11的电流的情况下,按照面积比结构性增强发光元件的发光密度。例如当半导体发光元件11为1mm角、板状光学层14为0.8mm角的情况下,最大增加56%的发光密度。并且,若相对于半导体发光元件11的面积,板状光学层14的面积越小,则外侧区域140越大,向半导体发光元件11的返回光增加,因此向板状光学层14的聚光效率会低于上述算式。因而当实际设计发光装置的情况下应考虑到该情况进行设计。
另外,板状光学层14的上表面形状不限于四边形,还可以为圆形。当板状光学层14为圆形时,发光面也为圆形,因此能大幅提高将本发光装置与透镜等光学系统组合使用时的耦合效率。
接着,使用图6(a)~(e)说明本实施方式的发光装置的制造方法。首先,如图6(a)所示,将半导体发光元件11的背面焊接于子安装基板10的上表面。使用焊丝112将子安装基板10的电极111与半导体发光元件11的上表面的电极片114连接起来。
如图6(b)所示,通过分配器等仅在半导体发光元件11的上表面涂布(灌注或滴下)预定量的使荧光体分散后的荧光体分散树脂(未硬化)13’。能通过所涂布的荧光体分散树脂13’的量控制倾斜面130的曲率。在将未硬化的荧光体分散树脂13’涂布于半导体发光元件11的上表面时,使得涂布区域不会越过半导体发光元件11的上表面而扩散。
接着,如图6(c)所示,使用安装装置将板状光学层14缓慢接近荧光体分散树脂13’并搭载于其上。由此,板状光学层14的背面通过由荧光体分散树脂13’的表面张力而产生的自定位(self-alignment)效应而移动至半导体发光元件11的中心部,板状光学层14的位置得以确定。此时还能够在使未硬化的荧光体分散树脂13’半硬化之后搭载板状光学层14。由此就能防止未硬化的荧光体分散树脂13’上升至板状光学层14的上表面,还能获得控制倾斜面130的形状的效果。另外,通过提高未硬化的荧光体分散树脂13’的触变性也能获得同样的效果。
此后,通过预定的硬化处理使荧光体分散树脂13’硬化,形成含荧光体树脂层13。并且,在此后的工序中若含荧光体树脂层13的形状没有变化,则不进行完全硬化,可以在使其半硬化的条件进行硬化。
接着,如图6(d)所示,通过树脂等将框体16粘结于子安装基板10的上表面。如图6(e)所示,通过分配器等将反射材料(未硬化)注入到发光元件11、含荧光体树脂层13以板状光学层14与框体16之间。以使得反射材料(未硬化)毫无间隙地紧密贴合于含荧光体树脂层13的倾斜面130和板状光学层14的侧面上的方式进行填充。另外,调节注入量以使得反射材料不会盖住板状光学层14的上表面。最后通过预定的硬化处理使反射材料硬化,形成反射材料层15。以上就制造出了本实施方式的发光装置。
如上,根据本实施方式的制造方法,能够使用荧光体分散树脂13’的表面张力形成倾斜面130。因此无论板状光学层14是四边形还是圆形,都能在与半导体发光元件11的上表面之间形成倾斜面130。因而能够使得半导体发光元件11上表面的光全部射入含荧光体树脂层13,有效地使光聚集。
并且还可以在板状光学层14的上表面和下表面中的任一方或者双方上都设置粗糙面。在粗糙面产生光的散射,从而能进一步减少颜色不均。其中,在使板状光学层14的上表面为粗糙面的情况下,优选调整设置粗糙面的区域的尺寸、粗糙面的粗糙度、构成粗糙面的凹凸形状、密度等,使得在形成含荧光体树脂层13和反射材料层15的工序中未硬化树脂不会上升至板状光学层14的上表面。
另外,在上述制造方法中,使用基于荧光体分散树脂13’的表面张力的自定位效应,能够将板状光学层14配置于半导体发光元件11的中心。根据发明人的经验而言,为了有效地产生自定位,优选面积比=(半导体发光元件11上表面的面积)/(板状光学层14的面积)在1.5~4的范围内。然而还可以不使用自定位效应,通过基于安装装置的定位等将板状光学层14配置于半导体发光元件11的中心,因此本发明不限于上述范围的面积比。
如上所述,本发明的发光装置能够提供以较少的接通功率而射出高密度的光的点发光光源。因而如果与透镜光学系统进行组合,则能实现透镜的小型化,能提供一种节省空间且大光量的照明装置(例如白色照明装置)。
另外,作为本发明的其他效果,通过调整板状光学层14的大小,从而能校正半导体发光元件11的输出差异,制造出从板状光学层14射出预定范围的光量的发光装置。具体而言,预先准备多种板状光学层14的尺寸,按照半导体发光元件11的输出选择所搭载的板状光学层14的尺寸。如上所述,板状光学层14的尺寸相对于半导体发光元件11的面积越小,则外侧区域140就越大,向板状光学层14的聚光效率就越处于降低的倾向。据此,当半导体发光元件11的输出大于预定值的情况下,通过选择较小的板状光学层,能够使板状光学层14的出射光量收敛于预定范围。由此能制造出出射光量均匀的半导体发光元件。
当制造像将多个半导体发光装置排列并通过透镜投影的产品等要求均匀配光的产品时,以往将进行了明亮度甄别的产品进行排列,或者对每个元件进行电流调整,而如果使用本发明的发光装置,则无需进行明亮度甄别和电流调整,因此能抑制制造成本。
<第2实施方式>
使用图7(a)、(b)说明第2实施方式的发光装置。图7(a)是发光装置的剖面图,图7(b)是其俯视图。在图7(b)的俯视图中,为了便于理解附图,对含荧光体树脂层13附加了阴影。
第2实施方式的发光装置构成为排列多个半导体发光元件11,在多个半导体发光元件11全体上配置1个板状光学层14。与所配置的多个半导体发光元件11的发光结构层110的全体的大小相比,板状光学层14的上表面较小,含荧光体树脂层13的侧面成为倾斜面130。由此,在板状光学层14的外侧区域140,能够通过含荧光体树脂层13的散射和反射使得从发光结构层110射出的光聚集于板状光学层14,因此能提高发光密度。
并且,如图7(a)所示,在相邻的半导体发光装置11之间的区域中,含荧光体树脂层13呈桥状相连。桥状的含荧光体树脂层13构成从半导体发光元件11的端部向上方打开的倾斜面131。从发光结构层110的侧面向倾斜面131射出的光被倾斜面131反射,朝上方行进而射入板状光学层14。因而在半导体发光装置11之间的区域中,也能高效地使光从板状光学层14射出。
并且,桥状的含荧光体树脂层13是通过调节在形成含荧光体树脂层13时所涂布(滴下)的含荧光体树脂的量,通过表面张力而形成的。
其他结构与作用都与第1实施方式相同,因此省略说明。
<第3实施方式>
使用图8和图9(a)、(b)说明第3实施方式的发光装置。图8是在第3实施方式中使用的半导体发光元件的立体图,图9(a)是第3实施方式的发光装置的剖面图,图9(b)是其俯视图。其中,在图9(b)的俯视图中,为了便于理解附图,对含荧光体树脂层13也附加了阴影。
如图8所示,半导体发光元件构成为将多个发光结构层110搭载于1块子安装基板113上。在多个发光结构层110中,在上表面配置电极124,在下表面配置未图示的电极,从一对电极片114提供的电流被串联提供给多个发光结构层110。
在第3实施方式的发光装置中,板状光学层14小于多个发光结构层110全体的尺寸,含荧光体树脂层13的侧面成为倾斜面130。由此,在板状光学层14的外侧区域140,能够通过含荧光体树脂层13的散射和反射使得从发光结构层110射出的光聚集于板状光学层14,因此能提高发光密度。
并且,在相邻的发光结构层110之间的区域中,以均匀的厚度形成有含荧光体树脂层13。在相邻的发光结构层110之间的区域中从发光结构层110的侧面射出的光由于荧光体导致的散射而朝向上方,射入板状光学层14。因此在半导体发光装置11之间的区域中也能使光从板状光学层14射出。
其他结构与作用都与第1实施方式相同,因此省略说明。
本发明的发光装置例如可用作LCD背照灯、一般照明、路灯等照明灯所使用的LED光源。
Claims (8)
1.一种发光装置,其特征在于,具有:基板;搭载于该基板上的半导体发光元件;配置于上述半导体发光元件上的含荧光体层;以及搭载于上述含荧光体层上的板状光学层,
上述板状光学层小于上述半导体发光元件的上表面,上述含荧光体层的侧面具备从上述半导体发光元件的端部朝向上述板状光学层的端部的倾斜面,
上述倾斜面是向外凸的弯曲面,上述倾斜面和上述板状光学层的侧面被光反射性材料覆盖。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,上述半导体发光元件具有元件基板、搭载于上述元件基板的上表面的具备发光结构的半导体层,上述半导体层小于上述元件基板的上表面,
上述含荧光体层覆盖上述半导体层的上表面和侧面。
3.一种发光装置,其特征在于,具有:基板;排列搭载于该基板上的多个半导体发光元件;配置于上述半导体发光元件上的含荧光体层;以及搭载于上述含荧光体层上的板状光学层,
上述板状光学层被配置成覆盖上述多个半导体发光元件全体,上述板状光学层的尺寸小于上述多个半导体发光元件全体的上表面,
上述含荧光体层的侧面具备从排列的上述半导体发光元件的外周侧端部朝向上述板状光学层的端部的倾斜面,
上述倾斜面是向外凸的弯曲面,上述倾斜面和上述板状光学层的侧面被光反射性材料覆盖。
4.一种发光装置,其特征在于,具有:基板;搭载于该基板上的半导体发光元件;配置于上述半导体发光元件上的含荧光体层;以及搭载于上述含荧光体层上的板状光学层,
上述半导体发光元件具有元件基板、排列配置于上述元件基板上的多个发光区域,
上述板状光学层配置成覆盖上述多个发光区域全体,上述板状光学层的尺寸小于上述多个发光区域全体的上表面,
上述含荧光体层的侧面具备从上述元件基板的端部朝向上述板状光学层的端部的倾斜面,
上述倾斜面是向外凸的弯曲面,上述倾斜面和上述板状光学层的侧面被光反射性材料覆盖。
5.一种发光装置的制造方法,其特征在于,具有:
第1工序,将使荧光体分散于未硬化的树脂中而得到的物质涂布到配置于基板上的半导体发光元件的上表面;以及
第2工序,通过将比上述半导体发光元件的上表面小的板状光学层搭载于上述树脂上,使具有倾斜侧面的含荧光体树脂层形成为上述倾斜侧面凭借上述未硬化的树脂的表面张力而成为向外凸的弯曲面,其中上述倾斜侧面连结上述半导体发光元件的端部与上述板状光学层的端部。
6.根据权利要求5所述的发光装置的制造方法,其特征在于,对上述第1工序中所涂布的树脂量进行控制,从而控制在上述第2工序中形成的含荧光体树脂层的倾斜面的弯曲形状。
7.根据权利要求5或6所述的发光装置的制造方法,其特征在于,所述发光装置的制造方法还具有第3工序:使用光反射性材料覆盖上述倾斜面和上述板状光学层的侧面。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的发光装置的制造方法,其特征在于,在上述第2工序中,在涂布了上述树脂之后并使其半硬化之后,将上述板状光学层搭载于上述树脂上。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011028841A JP5647028B2 (ja) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | 発光装置およびその製造方法 |
JP2011-028841 | 2011-02-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102637802A true CN102637802A (zh) | 2012-08-15 |
CN102637802B CN102637802B (zh) | 2016-11-30 |
Family
ID=
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103872234A (zh) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 日东电工株式会社 | 发光装置、发光装置集合体以及带有电极的基板 |
CN104576882A (zh) * | 2013-10-16 | 2015-04-29 | 丰田合成株式会社 | 发光装置 |
CN104659172A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-27 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体发光装置及其制造方法 |
CN104781931A (zh) * | 2012-11-07 | 2015-07-15 | 皇家飞利浦有限公司 | 波长转换的发光设备 |
CN104904010A (zh) * | 2012-11-07 | 2015-09-09 | 皇家飞利浦有限公司 | 包括滤光器和保护层的发光器件 |
CN105593990A (zh) * | 2013-07-18 | 2016-05-18 | 西铁城电子株式会社 | 照明装置 |
CN106252489A (zh) * | 2013-05-13 | 2016-12-21 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管封装结构 |
CN104904010B (zh) * | 2012-11-07 | 2018-02-09 | 皇家飞利浦有限公司 | 包括滤光器和保护层的发光器件 |
CN109751564A (zh) * | 2017-11-03 | 2019-05-14 | Lg电子株式会社 | 荧光体模块 |
CN109904302A (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-18 | 三星电子株式会社 | 包括光反射图案和波长转换层的发光器件 |
CN110047989A (zh) * | 2018-01-16 | 2019-07-23 | 斯坦雷电气株式会社 | 发光装置 |
CN110277477A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-09-24 | 联京光电股份有限公司 | 光电封装体 |
CN111295768A (zh) * | 2018-08-24 | 2020-06-16 | 韩国烟草人参公社 | 发光元件及包括该发光元件的气溶胶生成装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10151794A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置及びその形成方法 |
JP2010219324A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Nichia Corp | 発光装置 |
CN101878540A (zh) * | 2007-11-29 | 2010-11-03 | 日亚化学工业株式会社 | 发光装置及其制造方法 |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10151794A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置及びその形成方法 |
CN101878540A (zh) * | 2007-11-29 | 2010-11-03 | 日亚化学工业株式会社 | 发光装置及其制造方法 |
JP2010219324A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Nichia Corp | 発光装置 |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104904010B (zh) * | 2012-11-07 | 2018-02-09 | 皇家飞利浦有限公司 | 包括滤光器和保护层的发光器件 |
CN104781931A (zh) * | 2012-11-07 | 2015-07-15 | 皇家飞利浦有限公司 | 波长转换的发光设备 |
CN104904010A (zh) * | 2012-11-07 | 2015-09-09 | 皇家飞利浦有限公司 | 包括滤光器和保护层的发光器件 |
US9935244B2 (en) | 2012-11-07 | 2018-04-03 | Koninklijke Philips N.V. | Light emitting device including a filter and a protective layer |
CN103872234A (zh) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 日东电工株式会社 | 发光装置、发光装置集合体以及带有电极的基板 |
CN106252489A (zh) * | 2013-05-13 | 2016-12-21 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管封装结构 |
CN105593990A (zh) * | 2013-07-18 | 2016-05-18 | 西铁城电子株式会社 | 照明装置 |
CN105593990B (zh) * | 2013-07-18 | 2018-09-14 | 西铁城电子株式会社 | 照明装置 |
CN104576882A (zh) * | 2013-10-16 | 2015-04-29 | 丰田合成株式会社 | 发光装置 |
CN104576882B (zh) * | 2013-10-16 | 2017-05-31 | 丰田合成株式会社 | 发光装置 |
CN104659172A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-27 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体发光装置及其制造方法 |
CN104659172B (zh) * | 2013-11-15 | 2019-04-02 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体发光装置及其制造方法 |
CN109751564A (zh) * | 2017-11-03 | 2019-05-14 | Lg电子株式会社 | 荧光体模块 |
CN109904302A (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-18 | 三星电子株式会社 | 包括光反射图案和波长转换层的发光器件 |
CN110047989A (zh) * | 2018-01-16 | 2019-07-23 | 斯坦雷电气株式会社 | 发光装置 |
CN110047989B (zh) * | 2018-01-16 | 2024-05-28 | 斯坦雷电气株式会社 | 发光装置 |
CN110277477A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-09-24 | 联京光电股份有限公司 | 光电封装体 |
CN111295768A (zh) * | 2018-08-24 | 2020-06-16 | 韩国烟草人参公社 | 发光元件及包括该发光元件的气溶胶生成装置 |
CN111295768B (zh) * | 2018-08-24 | 2023-10-20 | 韩国烟草人参公社 | 发光元件及包括该发光元件的气溶胶生成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120211774A1 (en) | 2012-08-23 |
JP5647028B2 (ja) | 2014-12-24 |
US8482016B2 (en) | 2013-07-09 |
JP2012169442A (ja) | 2012-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101410994B (zh) | 发光装置 | |
US7501656B2 (en) | Light emitting diode package with diffuser and method of manufacturing the same | |
KR100752586B1 (ko) | 발광장치 및 조명장치 | |
US8545083B2 (en) | Light-emitting device, light source and method of manufacturing the same | |
CN1272755C (zh) | 发光装置及车辆用显示装置 | |
TWI440208B (zh) | 低側面的側發光之發光二極體 | |
JP5899507B2 (ja) | 発光装置及びそれを用いた照明装置 | |
JP5899508B2 (ja) | 発光装置及びそれを用いた照明装置 | |
JP5647028B2 (ja) | 発光装置およびその製造方法 | |
US20080198597A1 (en) | Illumination Device | |
JP7082273B2 (ja) | 発光装置、集積型発光装置および発光モジュール | |
JP2007266356A (ja) | 発光装置およびそれを用いた照明装置 | |
JP2015512157A (ja) | ビーム発光型半導体素子、照明装置及び表示装置 | |
TW201133929A (en) | Light-emitting device and surface light source device using the same | |
JP2007035885A (ja) | 発光装置およびそれを用いた照明装置 | |
KR20190010478A (ko) | 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈 | |
CN101496189A (zh) | 照明装置 | |
CN102290500A (zh) | 发光装置及其制造方法 | |
KR20160034367A (ko) | 플립-칩 측면 방출 led | |
JP2022012079A (ja) | 発光モジュール、液晶表示装置 | |
CN112885943A (zh) | 发光装置及led封装 | |
JP5853441B2 (ja) | 発光装置 | |
CN106870966A (zh) | 四周发光的贴片式led及背光模组 | |
JP2004165541A (ja) | 発光ダイオードおよびledライト | |
JP2007258387A (ja) | 発光ダイオードおよび照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |