CN104380489B - 发光装置、照明装置以及显示装置用背光灯 - Google Patents

发光装置、照明装置以及显示装置用背光灯 Download PDF

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Abstract

LED芯片(3)被配置于通过折弯金属引线框(2)而形成的凹部(21p)内。反射器(4)具有树脂反射面(4a),凹部(21p)具有金属反射面(21a)。在将至少一个金属反射面(21a)的倾斜角设为θs2(°)时,树脂反射面(4a)具有以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1(°)倾斜的树脂倾斜面。在将从LED芯片(3)射出而入射至透光性树脂(5)和空气层的界面的光的临界角设为θc(°)时,针对存在θs1<θs2关系的树脂倾斜面以及金属反射面,同时满足条件式(1):45°‑θc/2<θs1<θc、以及条件式(2):35°≤θs2≤55°。

Description

发光装置、照明装置以及显示装置用背光灯
技术领域
本发明涉及具有例如LED(Light Emitting Diode:发光二极管)这样的发光元件的发光装置、和具备该发光装置的照明装置以及显示装置用背光灯。
背景技术
以往,作为具备LED的发光装置,例如有专利文献1所公开的发光装置。在该发光装置中,在埋入了LED的成型体(反射器),形成从该成型体的底面朝向上方扩展的第1反射面、和与该第1反射面连结且进一步朝向上方扩展的第2反射面,并用树脂来密封LED的周围。第2反射面的倾斜角被设定为:大于0°,且小于树脂和空气层的界面处的临界角。通过如此设定第2反射面的倾斜角,由此在上述界面被全反射之后在第2反射面被全反射,使得再次入射至上述界面的光之中可取出到外部的光增大,从而可谋求光的取出效率的提高。
但是,在专利文献1的构成中,由于成型体的第1反射面(内壁)位于LED的侧方附近,从LED射出的光直接(以短的距离)入射至内壁,因此存在内壁发生变色而导致封装体的寿命下降的顾虑。尤其是,在作为LED而使用亮度高的蓝色LED、且由高反射率的白色树脂构成了成型体的情况下,将使得白色树脂变黄,从而导致封装体的光输出显著下降,封装体的寿命显著下降。
为此,在专利文献2的发光装置中,将金属引线框折弯来形成凹部,其周围用反射器包围,并且在凹部的底面配置LED,用透明树脂进行密封。在该构成中,因从LED射出的光在凹部的侧面被反射,故能够使得直接入射至反射器的内壁的光的光量减少,所以能够缓和内壁的变色,从而延长封装体的寿命。
此外,在专利文献2中还公开了下述发光装置,即,在被相互分离地配置的多个金属引线框的一个金属引线框中配置LED,分别经由接合引线而将LED的极性不同的电极与不同的金属引线框电连接的构成中,在各金属引线框使翼部一体化。翼部在各金属引线框的底部的两侧被设置成与底部倾斜,来构成反射面。即便是使来自配置于金属引线框的底部的LED的光利用翼部进行反射的构成,也能够使得直接入射至反射器的内壁的光的光量减少,从而缓和内壁变色。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-62427号公报(参照权利要求1、第〔0018〕、〔0019〕段、图1、图2等)
专利文献2:日本特开2008-53726号公报(参照第〔0009〕、〔0026〕、〔0037〕段、图5、图8等)
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献2中,关于设置于LED的侧方的反射面的倾斜角的范围,却未做出任何规定。因而,在由于上述反射面的倾斜角而使得从LED向侧方射出的光经由上述反射面而入射至密封LED的树脂和空气层的界面之时,此处被反射的光的比例将增大,有时无法将入射至界面的光效率良好地取出到外部。
此外,在专利文献1的发光装置中,第2反射面的倾斜角的范围过宽,未必可以说能够使得光的取出效率充分地提高。例如,如果第2反射面的倾斜角接近于0°,则入射至树脂和空气层的界面的光的入射角越接近于90°,那么在上述界面被全反射并在第2反射面被反射之后,再次入射至上述界面的光越易于在此处被全反射,从而光的取出效率下降。
本发明正是为了解决上述问题点而完成的,其目的在于提供一种既能抑制封装体的内壁的变色又能使得发光元件发出的光向外部取出的取出效率充分地提高的发光装置、和具备该发光装置的照明装置以及显示装置用背光灯。
用于解决课题的手段
本发明的一方面所涉及的发光装置,具备:发光元件,被配置于相互分离地配置的多个金属引线框的任意一个;和反射器,被设置成一并包围所述多个金属引线框,且由光反射性树脂构成,所述发光装置是在将所述发光元件的极性不同的电极分别与不同的金属引线框电连接之后,利用透光性树脂对位于所述反射器的内侧的所述发光元件进行密封而得到的,所述发光元件被配置于通过折弯所述金属引线框而形成的凹部内,所述反射器位于所述金属引线框的所述凹部的外侧,并具有相对于所述凹部的底面而倾斜的树脂反射面,所述金属引线框的所述凹部将相对于所述底面而倾斜的多个侧面分别作为金属反射面来具有,在将至少一个所述金属反射面相对于所述底面的倾斜角设为θs2(°)时,所述树脂反射面具有相对于所述底面而以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1(°)进行倾斜的树脂倾斜面,在将从所述发光元件射出而入射至所述透光性树脂和空气层的界面的光的临界角设为θc(°)时,针对存在θs1<θs2关系的所述树脂倾斜面以及所述金属反射面,同时满足以下的条件式(1)以及(2)。即:
45°-θc/2<θs1<θc···(1)
35°≤θs2≤55°···(2)。
本发明的其他方面所涉及的照明装置是通过所述发光装置对照明对象进行照明的构成。
本发明的进一步的其他方面所涉及的显示装置用背光灯是具备所述发光装置、和在内部对来自所述发光装置的光进行导光而对液晶面板进行照明的导光板的构成。
发明效果
根据本发明,既能通过将发光元件配置在金属引线框的凹部内,从而抑制反射器的内壁的变色来谋求装置的长寿命化,又能通过满足条件式(1)以及(2),从而使得光向外部取出的取出效率充分地提高。
附图说明
图1A是作为本发明的实施方式所涉及的发光装置的LED封装体的俯视图。
图1B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图1C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图2是表示使来自LED芯片的光反射的反射器的形状的一例的说明图。
图3是表示上述反射器的形状的其他例的说明图。
图4是示意性地表示图3的反射器的外观的立体图。
图5是表示上述反射器的形状的进一步的其他例,并且示意性地表示使用了上述反射器的情况下的光的行进的样态的说明图。
图6是放大图5的反射器来进行表示的说明图。
图7是表示从LED芯片以给定的角度范围射出的光的行进的样态的说明图。
图8是表示从LED芯片以与上述不同的角度范围射出的光的行进的样态的说明图。
图9是表示从LED芯片以与上述进一步不同的角度范围射出的光的行进的样态的说明图。
图10是表示来自蓝色LED的顶面的发光所形成的配光图案的说明图。
图11是表示荧光体的发光所形成的配光图案的说明图。
图12是表示被树脂密封的光源的配光图案的说明图。
图13是表示能够从密封树脂向大气中直接逃脱的光的比例的图表。
图14是表示从LED芯片射出并以给定的角度范围入射至透光性树脂和空气层的界面的光的行进的样态的说明图。
图15是表示从LED芯片射出并以与上述不同的角度范围入射至上述界面的光的行进的样态的说明图。
图16是表示以上述给定角度入射至上述界面的光在此处被全反射,并经由反射器而取出到外部的情况下的光的行进的样态的说明图。
图17是表示在上述反射器的树脂反射面的倾斜角与临界角相等的情况下,以上述给定的角度范围入射至上述界面的光行进的样态的说明图。
图18是表示在上述反射器的树脂反射面的倾斜角大于临界角的情况下,以上述给定的角度范围入射至上述界面的光行进的样态的说明图。
图19是表示入射至上述界面的光在此处被全反射,在反射器的反射面被反射之后,再次入射至界面时的光的行进的样态的说明图。
图20是表示上述反射器的树脂反射面的倾斜角与临界角相比足够小的情况下的光的行进的样态的说明图。
图21是表示透光性树脂的折射率、和满足条件式(1)的上述倾斜角的关系的图表。
图22是表示在上述LED封装体中从LED芯片向侧方射出的光的行进的样态的说明图。
图23是放大图22的LED封装体的一部分来进行表示的说明图。
图24是表示从LED芯片的侧面出来的光自与上述侧面垂直的轴发生倾斜地行进的样态的说明图。
图25是表示从LED芯片的侧面出来的光在金属反射面被正反射至上侧(界面侧)的情况下的样态的说明图。
图26是表示从LED芯片的侧面出来的光在金属反射面被正反射至下侧的情况下的样态的说明图。
图27是表示从LED芯片的侧面向下倾斜20°地射出的光的行进的样态的说明图。
图28是表示从LED芯片的侧面向上倾斜20°地射出的光的行进的样态的说明图。
图29是上述LED封装体的简易剖视图。
图30A是表示上述LED封装体的其他构成的俯视图。
图30B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图30C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图31A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图31B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图31C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图32A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图32B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图32C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图33A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图33B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图33C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图34A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图34B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图34C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图35A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图35B是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图35C是与上述LED封装体的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
图36是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的剖视图,是与上述LED封装体的短边方向垂直的剖面处的剖视图。
图37A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图37B是上述LED封装体的剖视图。
图37C是上述LED封装体的、与图37B不同的剖面处的剖视图。
图38A是表示上述LED封装体的进一步的其他构成的俯视图。
图38B是上述LED封装体的剖视图。
图39是表示应用上述LED封装体的照明装置的简要构成的分解立体图。
图40是表示具备了应用上述LED封装体的显示装置用背光灯的液晶显示装置的简要构成的剖视图。
具体实施方式
关于本发明的实施方式,如果基于附图来进行说明,则如下所述。另外,在各附图中,省略了与安装基板电连接所需的引线部(外部引线、外引线)的图示。
〔发光装置的构成〕
图1A是作为本实施方式的发光装置的LED封装体1的俯视图,图1B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图1C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。另外,在图1A的俯视图中,为了使得后述的金属引线框2的区域明确化,方便起见,对上述区域赋予了与剖视图相同的阴影线(在以后的俯视图中也同样)。
LED封装体1在俯视的情况下为长方形状,在金属引线框2上配置作为发光元件的LED芯片3,用反射器4包围金属引线框2的周围,用透光性树脂5密封位于该反射器4的内侧(开口部4b)的LED芯片3,由此来构成。以下,将沿着LED封装体1的长边以及短边的方向也简单称为长边方向(在图1A中为左右方向)以及短边方向(在图1A中为上下方向)。
金属引线框2由在长边方向上被相互分离地配置、且与外部电源电连接的两个金属引线框21、22构成。这些金属引线框21、22一并被反射器4包围。LED芯片3被配置在一个金属引线框21上。在本实施方式中,作为LED芯片3的两个LED芯片31、32,在通过使金属引线框21折弯而形成的凹部21p内,在长边方向上排列配置。
凹部21p具有相对于在该凹部21p内配置有LED芯片3的底面21m而发生了倾斜的侧面来作为金属反射面21a。金属反射面21a由相对于底面21m而彼此位于相反的一侧、且沿着长边方向存在的两个金属反射面21a1、21a2、和相对于底面21m而彼此位于相反的一侧、且沿着短边方向存在的两个金属反射面21a3、21a4而构成。凹部21p的深度成为LED芯片31、32的厚度以上的深度。
LED芯片31、32分别由射出蓝色光的发光二极管构成。另一方面,在对LED芯片3进行密封的透光性树脂5中含有例如吸收蓝色光以发出黄色的荧光的黄色荧光体。由此,作为LED封装体1,通过蓝色光和黄色光的混色,从而能够射出白色光。此外,通过使透光性树脂5含有黄色荧光体,从而作为发光元件可以使用高亮度的蓝色LED芯片3,能够实现适于后述的液晶显示装置用背光灯、室内的照明装置的LED封装体1。
在LED芯片31的上表面形成有极性彼此不同的第1电极31a以及第2电极31b。此外,在LED芯片32的上表面形成有极性彼此不同的第1电极32a以及第2电极32b。在此,第1电极31a以及第1电极32a能够由阳极电极以及阴极电极的一方来构成,第2电极31b以及第2电极32b能够由阳极电极以及阴极电极的另一方来构成。LED芯片31的第1电极31a利用金属线6而与金属引线框22连接,LED芯片31的第2电极31b利用金属线6而与LED芯片32的第1电极32a连接。此外,LED芯片32的第2电极32b利用金属线6而与金属引线框21连接。由此,LED芯片31的极性彼此不同的电极分别至少经由金属线而与不同的金属引线框电连接。此外,关于LED芯片32也同样,极性彼此不同的电极分别至少经由金属线而与不同的金属引线框电连接。
反射器4由作为光反射性树脂的白色系树脂构成,并具有位于金属引线框21的凹部21p的外侧且相对于凹部21p的底面21m而倾斜的树脂反射面4a。在此,在将上述的4个金属反射面21a1~a4的至少一个相对于底面21m的倾斜角设为θs2(°)时,树脂反射面4a具有相对于底面21m以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1(°)倾斜的树脂倾斜面。更详细而言,树脂反射面4a具有相对于凹部21p而彼此位于相反的一侧且沿着长边方向存在的两个树脂倾斜面4a1、4a2、和相对于凹部21p而彼此位于相反的一侧且沿着短边方向存在的两个树脂倾斜面4a3、4a4。在由这4个树脂倾斜面4a1~4a4包围的空间内形成有反射器4的开口部4b,在该开口部4b内放入透光性树脂5。
〔关于树脂倾斜面的倾斜角〕
在本实施方式中,在将从LED芯片3射出而入射至透光性树脂5和空气层的界面B的光的临界角设为θc(°)时,针对存在θs1<θs2的关系的树脂倾斜面以及金属反射面,满足以下的条件式(1)。即,下式。
45°-θc/2<θs1<θc···(1)
在此,关于临界角θc,在光从透光性树脂5照向与之不同的媒质(包含空气以及空气以外的气体)时,将透光性树脂5的折射率设为n,将上述媒质的折射率设为n0,用
θc=sin-1(n0/n)
来表征。尤其是,在上述媒质为空气的情况下,设n0=1,用
θc=sin-1(1/n)
来表征。以下,关于设定了条件式(1)的理由来进行说明。另外,以下,为了方便起见,将树脂倾斜面4a1~4a4的倾斜统一设为树脂反射面4a的倾斜来进行说明。
图2以及图3是表示对反射器4的形状进行了模拟仿真的结果的说明图。另外,在此假设:反射器4的反射面为抛物线形状,LED芯片3的上表面中心位于抛物线的焦点的位置。此外,将从LED芯片3的上表面中心射出而入射至反射器4的反射面、与透光性树脂5和空气层的界面B之间的交点的光的、相对于与LED芯片3的上表面垂直的轴的角度设为θ0(°)。
在图2所示那样的成为θ0<θc的较深的反射器4中,从LED芯片3的上表面射出的光,直接入射至界面B而被取出到外部(大气中),或者在反射器4的反射面被反射之后经由界面B而被取出到外部。因此,在这种构造下,能够实现良好的光取出。
此时,在反射器4由含有白色的反射性物质的树脂反射器构成的情况下,如图3所示,用陡峭倾斜面来代替反射器4的树脂反射面4a,也能够实现大致良好的光取出。图4是示意性地表示由陡峭倾斜面构成了树脂反射面4a的反射器4的外观的立体图。这种反射器4能够用在中小型液晶面板的背光灯用薄型侧视(Side View)类型的发光器件中。
另一方面,图5是示意性地表示使用了与封装体的薄型化对应的较浅的反射器4的情况下的光的行进的样态的说明图,图6是放大图5的反射器4来进行表示的说明图。在成为θ0>θc的较浅的反射器4中,在与较深的反射器4同样的构造下无法实现良好的光取出。其理由参考下面内容可明确。
另外,为使说明易于理解,在成为θ0>θc的较浅的反射器4中将从LED芯片3的上表面中心射出的光划分为以下的(a)、(b)、(c)三种来考虑。另外,将从LED芯片3的上表面中心射出的光相对于与LED芯片3的上表面垂直的轴的角度设为θt(°)。
(a)以成为θc≤θt<θ0的角度θt射出的光
图7是表示从LED芯片3以(a)的角度范围射出的光的行进的样态的说明图。在该角度范围内,在透光性树脂5和空气层的界面B处光被全反射而被限制在封装体内部,一部分在封装体内成为杂散光,最终会被吸收。
(b)以成为0°≤θt<θc的角度θt射出的光
图8是表示从LED芯片3以(b)的角度范围射出的光的行进的样态的说明图。在该角度范围内,从LED芯片3射出的光不在界面B被全反射而取出到空气层侧。
(c)以成为θ0≤θt<90°的角度θt射出的光
图9是表示从LED芯片3以(c)的角度范围射出的光的行进的样态的说明图。在该角度范围内,从LED芯片3射出的光在反射器4被反射之后经由界面B而被取出到外部。
也就是说,从LED芯片3的上表面射出的光之中,对于以(a)的角度范围射出的光,无法取出到封装体的外部,这成为使来自封装体的光的取出效率下降的主要因素。因此,将这种光有效率地取出到外部这样的设计变得必要。
此外,在图8中,即便是以成为0°≤θt<θc的角度θt从LED芯片3射出的光经由界面B而被直接取出到空气层侧的情况,由于其比例也为一点点,因此将由于界面B处的全反射而被推回到封装体内部的光有效率地取出的设计变得愈发重要。以下,关于这一点来进行说明。
图10是表示从发出蓝色光的结在上型(junction-up type)的蓝色LED的顶面的发光所形成的配光图案的说明图。蓝色LED的配光图案如该图的粗实线所示那样,屡屡以朗伯型的配光图案来近似。此外,图11是表示荧光体的发光所形成的配光图案的说明图。荧光体的配光图案如该图的粗实线所示那样是在圆周方向上均匀的图案。在图10以及图11所示的半径r的极坐标下,蓝色LED的辐射强度用r·cosθa来表征,荧光体的辐射强度用r来表征。
图12表示被在二维方向上无限宽的树脂(折射率n)平面密封的光源(LED芯片3以及荧光体3’)的配光图案。如该图所示,能够将LED芯片3以及荧光体3’的各配光图案认为是与图10以及图11所示的各配光图案相同的配光图案。
其次,考虑从这种LED芯片3以及荧光体3’发出的光能够从密封树脂向大气中直接逃脱的比例。根据采用了斯内尔定律的简易估计,可知在折射率n的密封树脂中发出的光之中能向大气中直接逃脱的比例,
在(A)朗伯辐射的情况下,成为
(1-cos(2·θc))/2×100(%):
在(B)均匀的辐射的情况下,成为
(1-cosθc)/2×100(%)。
另外,在上述比例的导出中,虽然是理所当然的,但是绕着铅垂方向的轴旋转的方位角(0°~360°)方向也考虑在内。在此,θc为从密封树脂朝向大气的光的临界角。因此,在将密封树脂的折射率设为n、将大气的折射率设为1时,则为下式。
θc=sin-1(1/n)
图13是在朗伯辐射以及均匀辐射下分别在密封树脂的折射率n为1.4至1.6之间计算出能够从密封树脂向大气中直接逃脱的光的比例的结果的图表。例如,当密封树脂的折射率n为1.5时,能向大气中直接逃脱的光的比例,在朗伯辐射的情况下为不足45%,在均匀辐射的情况下为不足13%。这样,从密封树脂向大气中直接射出的光,即便最大程度进行估计,在理想的LED芯片的发光下也不足50%,在荧光体的发光下也不足15%。
鉴于以上,可知在使用了成为θ0>θc的较浅的反射器4的低矮封装体中,从LED射出的光之中由于密封树脂和空气层的界面处的全反射而被推回的光的比例变多。因此,将这种全反射光有效率地取出这样的光学设计变得不可或缺。
以上,以在抛物线的焦点配置光源(LED芯片3)并用树脂密封了光源的简单系统为例,对光的取出效率进行了阐述。在这种简单系统中,能够如上所述将从光源射出的光划分为(a)~(c)三种来进行考察。
另一方面,例如光源偏离封装体的中心部而配置的情况、或者配置有多个的情况、在密封光源的树脂中加入了荧光体的情况那样,在为复杂系统的情况下,为了以一般化的方式来考察从低矮封装体的光的取出效率的改善,只要考虑如下的两种则是充分的。另外,将从LED芯片3射出的光入射至透光性树脂5和空气层的界面B时的入射角设为θ(°)。
(d)以成为θ≥θc的角度θ入射至界面B的光
图14是表示从LED芯片3射出并以(d)的角度范围入射至界面B的光的行进的样态的说明图。在该角度范围内,从LED芯片3射出的光在界面B被全反射而被限制在封装体内部。
(e)以成为θ<θc的角度θ入射至界面B的光
图15是表示从LED芯片3射出并以(e)的角度范围入射至界面B的光的行进的样态的说明图。在该角度范围内,从LED芯片3射出的光经由界面B而被取出到空气层侧。
纵使从LED芯片3射出的光由封装体内部的反射器4进行了反射,其光也会到达界面B,因此满足上述(d)(e)的任一种条件。因此,在复杂系统中,能够分为上述两种情况来对光的取出效率进行论述。
另外,关于上述(e)的角度范围的光,因为经由界面B而被取出到封装体的外部,所以在此关于上述(d)的角度范围的光来考虑取出效率的改善即可。也就是说,如图16所示,如果能够使上述(d)的角度范围的光、即在透光性树脂5和空气层的界面B被全反射的光,利用反射器4有效果地进行反射而经由界面B取出到外部,则能够大幅地改善光的取出效率。
在此,以上述(d)的角度范围入射至界面B、用于使在此处被全反射的光利用反射器4有效地进行反射的条件,通过考察利用反射器4进行正反射的光线,从而明确了上述条件只要满足上述的条件式(1)即可。以下,关于这一点进行更详细的说明。
(关于条件式(1)的考察)
(关于θs1<θc)
首先,考虑作为临界条件的θs1=θc的情况。在此,考虑树脂反射面4a(相对于凹部21p的底面21m)以倾斜角θs1倾斜,使得相对于界面B而以临界角θc入射的光线(也称为临界角上的光线)在界面B被全反射之后相对于反射器4的树脂反射面4a垂直地入射的情况。
图17是表示在θs1=θc的情况下上述(d)的角度范围的光行进的样态的说明图。虽然以入射角θ入射至界面B的光在界面B被全反射之后在反射器4的树脂反射面4a被正反射而再次入射至界面B,但是此时相对于界面B的入射角却变得较小为2θc-θ。当前,在此因为最初入射至界面B的光仅考虑上述(d)的角度范围的光、即满足θ≥θc而在界面B进行全反射的光,所以再次入射至界面B的光的入射角(2θc-θ)始终成为θc以下,故能够从界面B向外部取出。
其中,关于成为θ=θc的临界角上的光线,由于在反射器4的反射面被正反射之后于相同的路径反向地返回,因此无法从封装体取出光。在除此之外的满足θ<θc的情况下(上述(e)的角度范围的光),如图15所示那样,可以在反射器4的反射面被反射之后全部取出到外部。
在此,也包含成为θ=θc的临界角上的光线在内,想要将再次入射至界面B的光全部取出到外部的情况下,使角度θs1比临界角θc略小而设为θs1<θc即可,这已经是显而易见(成为θ=θc的临界角上的光线,在反射器4的反射面被正反射之后不于相同的路径反向返回,而以临界角以下的角度入射至界面B的缘故)。
另外,为了参考,关于θs1>θc的情况进行考察。图18是表示在θs1>θc的情况下上述(d)的角度范围的光行进的样态的说明图。此外,图19表示入射至界面B的入射点1的光在此处被全反射,并在反射器4的树脂反射面4a上的反射点被反射之后,再次入射至界面B的入射点2时的光的行进的样态。以成为θ>θc的角度θ入射至入射点1的光,在反射点受到Δθ=2(θs1-θ)的偏移角,因此入射点2处的入射角θ’(°)成为θ+Δθ。即,成为下式:
θ’=θ+2(θs1-θ)
=2θs1-θ。
用于使以角度θ以及θ’入射至界面B的光在此处被全反射的条件为:
θ≥θc
θ’≥θc、即θ+2(θs1-θ)≥θc。
如果将它们进行整理,则成为:
θc≤θ≤2θs1-θc,
进而该式子能够变形为:
θc≤θ≤θc+2(θs1-θc)。
即,以这种角度范围最初入射至界面B的光,在反射器4的树脂反射面4a被正反射之后再次入射至界面B时,在界面B被全反射而无法取出到外部。
在前面阐述的θs1=θc的条件下,只有θ=θc的光因向界面B的再次入射而被再次全反射,相对于此,在树脂反射面4a的倾斜为陡峭的θs1>θc的情况下,处于临界角θc的附近的2(θs1-θc)的角度范围内的光也因向界面B的再次入射而被再次全反射。因而,该部分额外地被限制在封装体内,从而光的取出效率下降。
另外,虽然是多余的,但是以
θ>θc+2(θs1-θc)
的范围入射至界面B的光因反射器反射后向界面B的再次入射而能够取出到封装体的外部。
(关于θs1>45°-θc/2)
其次,离开反射器4的树脂反射面4a的倾斜角θs1为临界角θc的附近的情况下的考察,在θs1<<θc的区域中也进行同样的考察。图20是表示反射器4的树脂反射面4a的倾斜角θs1与临界角θc相比足够小的情况下的光的行进的样态的说明图。
截至目前为止,在反射器4的树脂反射面4a的倾斜角θs1为临界角θc的附近的情况下,如果满足θs1<θc,则在再次入射至界面B时,可以将再次入射的光全部取出到外部。但是,如图20所示,在使θs1接近于0°来进行的情况下,从具有接近于水平方向的入射角的光、即相对于界面B的入射角接近于90°的光起依序再次入射至界面B时也再次发生全反射(参照图20中用虚线包围的部分)。这种现象使得光的取出效率下降。以下,求出开始引起这种现象的边界条件。
根据图19所示的考察,可知在反射器4的树脂反射面4a正反射后再次入射至界面B的光的入射角θ’为下式。
θ’=2θs1-θ
沿着水平(θ=90°)方向行进的光在界面B被全反射,被反射器4正反射之后,在界面B被再次全反射的条件,以|θ’(θ=90°)|=θc来求出,则成为下式。
90°-2θs1=θc
也就是说,为下式。
θs1=(90°-θc)/2=45°-θc/2
因此,反射器4的树脂反射面4a的倾斜角θs1在45°-θc/2以下的范围内,当向界面B再次入射时将发生全反射。相反地,当
θs1>45°-θc/2
之时,能够将再次入射至界面B的光全部取出到大气中。
根据以上的考察,为使来自界面B的光的取出效率提高,将
θs1<θc
θs1>45°-θc/2
这两个式子进行整理,则可以得出如下结论,即:必须满足下述条件式。
45°-θc/2<θs1<θc(条件式(1))
其中,在实际的设计中,期望避免条件式(1)中的倾斜角θs1成为接近于上限的临界角θc的值,此外还避免成为接近于下限的45°-θc/2的值。例如,更优选倾斜角θs1设计为:成为处于条件式(1)的上限和下限的中间的22.5°+θc/4附近。这是由于考虑了:实际的光的反射在全反射的临界角的附近迅速变大;作为LED封装体1的反射器4的材料被广泛使用的白色树脂下的反射与正反射相比发生偏离而使得漫反射的比例变大等。也就是说,为了减轻这种原因的影响,而将光的取出效率提高一点,期望以具有富余的条件来制作LED封装体1。
(关于透光性树脂的折射率和倾斜角θs1的关系)
其次,使作为密封树脂的透光性树脂5的折射率发生变化,并调查了满足条件式(1)这样的反射器4的树脂反射面4a的倾斜角θs1。图21是表示透光性树脂5的折射率n、和满足条件式(1)的倾斜角θs1的关系的图表。
使透光性树脂5的折射率n从1.4变化至1.6,当求出满足此时的条件式(1)的理想倾斜角θs1的上限以及下限时,如下所述。
对于n=1.4,为θs1(下限)=22.0°、θs1(上限)=45.6°;
对于n=1.5,为θs1(下限)=24.1°、θs1(上限)=41.8°;
对于n=1.6,为θs1(下限)=25.7°、θs1(上限)=38.7°。
在最为理想的情况下,如上所述,期望倾斜角θs1为条件式(1)的上限和下限的中间的值,对于n=1.4、1.5、1.6的各个情况,期望倾斜角θs1设为33.9°、33.0°、32.2°、或其附近的角度。
〔关于凹部的金属反射面的倾斜角〕
其次,在LED封装体1中,关于配置LED芯片3的凹部21p的金属反射面21a的倾斜角进行说明。在本实施方式中,将金属反射面21a的倾斜角设为θs2(°),并进一步满足以下的条件式(2)。即:
35°≤θs2≤55°···(2)。
以下,关于其理由进行说明。
如前所述,在利用由白色树脂构成的反射器来对高输出的蓝色系LED芯片进行封装的构成中,如果光从LED芯片直接向白色树脂入射,则白色树脂变黄而使得封装体的光输出显著下降,封装体的寿命显著下降。为此,在本实施方式中,设为在金属引线框2形成凹部21p,并在该凹部21p内配置LED芯片3。通过该构成,从而(a)能够拉开从LED芯片3至反射器4的树脂反射面4a为止的距离,此外(b)能够使得从LED芯片3直接向反射器4入射的光的光量减少。基于这两个理由,不使每单位面积的明亮度极端亮的光向白色树脂照射,便能够缓和白色树脂的劣化而降低光输出的下降,能够延长封装体的寿命。因此,使用了亮度非常高的蓝色LED的本实施方式的LED封装体1适于需要明亮的照明光的、液晶电视机等的显示装置用背光灯、对照明对象进行照明的照明装置。
尤其是,通过将凹部21p的深度设定为LED芯片3的厚度以上的深度,从而能够使从LED芯片3向侧方射出的光几乎在凹部21p的金属反射面21a发生反射,而不会以较短的距离直接向反射器4入射,所以能够可靠地抑制反射器4的内壁的劣化。
在此,图22是表示在本实施方式的LED封装体1中从LED芯片3向侧方射出的光的行进的样态的说明图。由于LED芯片3的周围被金属引线框2的凹部21p的侧面(金属反射面21a)包围,因此沿着芯片侧面的方向辐射的多数光在金属反射面21a被反射而引导至前方。此时,通过适当地设定凹部21p的金属反射面21a的倾斜角,从而能够将光有效率地取出到透光性树脂5之外。
图23是放大图22中的LED封装体1的一部分来进行表示的说明图。为了将从LED芯片3的芯片侧面出来的光有效率地取出到透光性树脂5的外侧,只要设定金属反射面21a的倾斜角θs2,以使在光被金属引线框2反射之时尽量多的光进入以反射点为顶点的顶角2θc的圆锥区域即可。入射至上述圆锥区域的光,相对于界面B而以比临界角θc小的角度入射,因此不会在界面B被全反射而推回到封装体内部,从而能够将光取出到外部。
期望这种金属反射面21a的倾斜角θs2为45°。若这样设定倾斜角θs2,则相对于芯片侧面而沿着垂直方向(轴上方向)出来的光,由于在倾斜角45°的金属反射面21a发生的反射,行进方向将改变90°,相对于界面B而垂直地入射。进而,从芯片侧面以接近于垂直的角度出来的光,也相对于界面B而从垂直方向倾斜微小角度地入射。由此,在界面B几乎不发生反射,能够有效率地将光取出到封装体之外。
在此,当相对于芯片侧面而沿着垂直方向出来的光的强度较强的情况下,虽然θs2=45°最佳,但是一般由于芯片的厚度、背面的反射面等的芯片构造,有时从芯片侧面出来的光之中光的射出强度最大的方向会相对于与芯片侧面垂直的轴而发生倾斜。
图24是表示从芯片侧面出来的光从与芯片侧面垂直的轴发生倾斜地行进的样态的说明图。在此假设:从LED芯片3的侧面沿着相对于与侧面垂直的轴而倾斜角度θ0(°)的方向射出的光,相对于与界面B垂直的轴而成θ(°)的角度。此外,上述光在金属反射面21a的正反射时受到Δθ(°)的偏移角,正反射后的光相对于与界面B垂直的轴而成θ’(°)的角度。
在图24中,沿着相对于与界面B垂直的轴而成角度θ的方向,从LED芯片3的侧面射出的光,由于在金属反射面21a发生的正反射,将受到
Δθ=2(θs2-θ)
的偏移角,因此正反射后的角度θ’成为下式:
θ’=θ+Δθ。
即:θ’=θ+2(θs2-θ)
=2θs2-θ。
其中,按如下方式定义Δθ的正负。图25是表示从芯片侧面出来的光在金属反射面21a被正反射至上侧(界面B侧)的情况下的样态的说明图。入射光如图25那样被正反射的情形是θ>θs2的情形。此时,成为下式:
Δθ=2(θs2-θ)<0
,Δθ取负的值。
另一方面,图26是表示从芯片侧面出来的光在金属反射面21a被正反射至下侧的情况下的样态的说明图。入射光如图26那样被正反射的情形是θ<θs2的情形。此时,成为下式:
Δθ=2(θs2-θ)>0
,Δθ取正的值。
即便是从芯片侧面出来的光沿着相对于与芯片侧面垂直的轴而倾斜的方向行进的情况,也能够通过设定金属反射面21a的倾斜角θs2以使角度θ’成为0,由此使在金属反射面21a被正反射的光垂直地入射至界面B,从而能够将该光效率良好地取出到外部。
例如,如果从芯片侧面射出的光的射出方向(光的射出强度最大的方向)相对于芯片侧面的轴向而向下倾斜20°(θ0=20°),则将金属反射面21a的倾斜角θs2设为35°,相反地,如果向上倾斜20°(θ0=-20°),则将金属反射面21a的倾斜角θs2设为55°,由此使在金属反射面21a被正反射的光垂直地入射至界面B,从而能够将该光效率良好地取出到外部。关于这一点,使用附图来进行更详细地说明。
图27足表示从芯片侧面以θ0=20°射出的光的行进的样态的说明图。为使在金属反射面21a发生正反射后的角度θ’成为0°,只要设定倾斜角θs2以使
θ’=2θs2-θ=0°
即可。根据上式,导出下式:
θs2=θ/2。
此外,因为
θ=90°-θ0,
所以成为下式:
θs2=(90°-θ0)/2
=(90°-20°)/2
=35°。
其中,在此情况下,入射至金属反射面21a的光所受到的偏移角Δθ为下式:
Δθ=2(θs2-θ)
=2(θs2-(90°-θ0))
=2(35°-(90°-20°))
=-70°。
另一方面,图28是表示从芯片侧面以θθ=-20°射出的光的行进的样态的说明图。与θ0=20°的情况同样地考虑,则成为下式:
θs2=(90°-θ0)/2
=(90°-(-20°))/2
=55°。
其中,在此情况下,入射至金属反射面21a的光所受到的偏移角Δθ为:
Δθ=2(θs2-θ)
=2(θs2-(90°-θ0))
=2(55°-(90°-(-20°)))
=-110°。
如以上,根据LED芯片3的构造,如果考虑光的配光特性不同,则金属反射面21a的倾斜角θs2可在45°±10°的范围内发生变动。因此,考虑这种配光特性,来满足上述的条件式(2),从而能够使在芯片侧方射出的光经由金属反射面21a而大致垂直地入射至界面B,由此可以说能够在界面B不发生反射的情况下将光效率良好地取出到外部。
另外,为使LED封装体1相对于各种LED的配光特性而具有通用性,金属反射面21a的倾斜角θs2最期望设定为45°。
〔关于LED芯片和界面的距离〕
图29是上述的LED封装体1的简易剖视图。LED封装体1期望进一步满足以下的条件式(3)。即:
D>2·d·tanθc···(3)。
其中,
D:在反射器中透光性树脂和空气层的界面所处位置的开口部的、通过发光元件(LED芯片)的剖面内的最小宽度(mm);
d:从发光元件的上表面至透光性树脂和空气层的界面为止的距离(mm)。另外,当反射器4的开口部4b在俯视时为长方形状的情况下,上述的D是指其短边方向的宽度,当开口部4b在俯视时为圆形的情况下(参照图38),上述的D是指其直径。
如图29所示,在反射器4中界面B所处位置的开口部4b的最小宽度D大于2L=2(d·tanθc)的情况下,从LED芯片3的上表面中心出来的光之中,针对被辐射至顶角2θc的圆锥的内侧的光,能够使之在透光性树脂5和空气层的界面B不发生全反射而取出到外部,但是针对被辐射至上述圆锥的外侧的光,由于以临界角θc以上的入射角入射至上述界面B,因此在此处被全反射。因此,这种全反射光取出至外部的光的取出效率得以提高的本实施方式的构成(包含上述的条件式),在这种薄型的(d相对于D而非常小)LED封装体1中变得非常有效。
〔关于满足条件式的树脂倾斜面以及金属反射面〕
上述的条件式(1)只要构成树脂反射面4a的4个树脂倾斜面4a1~4a4(参照图1)至少一个满足,则能够获得光的取出效率得以提高的效果,但是所有树脂倾斜面4a1~4a4均满足能够获得最好的效果,因此优选。
此外,上述的条件式(2)只要构成金属反射面21a的4个金属反射面21a1~21a4(参照图1)的至少一个满足,则能够使在芯片侧方射出的光经由金属反射面21a而从界面B效率良好地将光取出到外部,但是所有金属反射面21a1~21a4均满足能够获得最好的效果,因此优选。
也就是说,期望4个树脂倾斜面4a1~4a4的各个面相对于4个金属反射面21a1~21a4的各个面而满足θs1<θs2,针对各树脂倾斜面4a1~4a4的每一个而满足条件式(1),针对各金属反射面21a1~21a4的每一个而满足条件式(2)。图1所示的LED封装体1成为满足了这种条件的设计。
此外,4个金属反射面21a1~21a4之中,沿着短边方向存在的2个金属反射面21a3·21a4的面积比沿着长边方向存在的2个金属反射面21a1·21a2小,来自LED芯片3的入射光量也小,因此对光的取出效率带来的影响小。如果考虑该情形,则只要至少4个树脂倾斜面4a1~4a4的每一个满足条件式(1),沿着长边方向而存在的2个金属反射面a1·21a2满足条件式(2),则可以说能够提高光向外部取出的取出效率。
此外,图30A是表示LED封装体1的其他构成的俯视图,图30B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图30C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。该LED封装体1被设计成:4个树脂倾斜面4a1~4a4之中沿着短边方向存在的2个树脂倾斜面4a3·4a4的各个面,相对于4个金属反射面21a1~21a4之中沿着长边方向存在的2个金属反射面21a1·21a2,满足θs1<θs2。而且,针对沿着短边方向所存在的2个树脂倾斜面4a3·4a4而满足条件式(1),针对沿着长边方向所存在的2个金属反射面21a1·21a2而满足条件式(2)。
此外,图31A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图31B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图31C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。该LED封装体1虽然是与图30同样的设计,但是短边方向的长度比图30的情况短。
当在后述的液晶显示装置200(参照图40)的背光灯210中适用本实施方式的LED封装体1的情况下,如果使背光灯210薄型化,则需要缩短与导光板213的厚度方向对应的LED封装体1的短边方向的长度。此时,对于沿着LED封装体1的短边方向存在的2个树脂倾斜面4a3·4a4,与沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面4a1·4a2相比,更易于实现倾斜角θs1变得小于倾斜角θs2这样的设计。其原因在于,为了对应背光灯210的薄型化,在LED封装体1的短边方向的长度受到某种程度的限制的条件下,减小树脂倾斜面4a1·4a2的倾斜角较为困难(减小树脂倾斜面4a1·4a2的倾斜角的方向,在随着树脂倾斜面4a1·4a2倾倒而使LED封装体1的短边方向的长度增大的方向上起作用的缘故)。另一方面,虽然减小树脂倾斜面4a3·4a4的倾斜角的方向会在延长LED封装体1的长边方向的长度的方向上起作用,但是该方向是与背光灯210的薄型化没关系的方向,没有任何限制。
因此,关于减小倾斜角的设计的自由度,树脂倾斜面4a3·4a4比树脂倾斜面4a1·4a2高,且满足条件式(1)的设计变得容易。因而,针对沿着短边方向所存在的2个树脂倾斜面4a3·4a4,通过满足条件式(1),从而能够以与薄型的背光灯210对应的构成而使得光的取出效率提高。
此外,由于4个金属反射面21a1~21a4之中沿着LED封装体1的长边方向所存在的2个金属反射面21a1·21a2的面积,比沿着短边方向所存在的2个金属反射面21a3·21a4大,因此来自LED芯片3的光更多地入射。因此,针对沿着长边方向所存在的2个金属反射面21a1·21a2,通过满足条件式(2),由此能够使从LED芯片3向侧方射出并经由金属反射面21a而入射至界面B的光效率良好地取出。
图32A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图32B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图32C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。该LED封装体1被设计成:4个树脂倾斜面4a1~4a4之中沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面4a1·4a2的各个面,相对于4个金属反射面21a1~21a4之中沿着长边方向所存在的2个金属反射面21a1·21a2,满足θs1<θs2。而且,针对沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面4a1·4a2而满足条件式(1),针对沿着长边方向所存在的2个金属反射面21a1·21a2而满足条件式(2)。
此外,图33A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图33B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图33C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。该LED封装体1除了将所使用的LED芯片3设为单数,并进一步缩短了封装体的长边方向的长度之外,是与图32同样的设计。
由于4个树脂倾斜面4a1~4a4之中沿着LED封装体1的长边方向所存在的2个树脂倾斜面4a1·4a2,与沿着短边方向所存在的2个树脂倾斜面4a3·4a4相比,面积大,因此来自LED芯片3的光更多地入射。因此,针对沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面4a1·4a2而满足条件式(1),从而能够将入射至界面B的光效率良好地取出。例如,在将LED封装体1适用于后述的照明装置100(参照图39)的情况下,因为在LED封装体1的短边方向的长度上没有制约,所以可以说图32或图33这样的设计的LED封装体1适于照明装置100。
此外,由于沿着LED封装体1的长边方向所存在的2个金属反射面21a1·21a2,与沿着短边方向所存在的2个金属反射面21a3·21a4相比,面积大,来自LED芯片3的光更多地入射,因此针对2个金属反射面21a1·21a2而满足条件式(2),由此能够使从LED芯片3向侧方射出并经由金属反射面21a而入射至界面B的光效率良好地取出。
此外,如图30~图32那样,如果LED芯片3在凹部21p内按照芯片长边沿着封装体长边方向的方式在封装体长边方向排列多个来配置,则在其长边方向上以比临界角θc大的入射角入射至透光性树脂5和空气层的界面B的光将增大,来自界面B的光的取出效率易于下降。因此,使得光的取出效率提高的本实施方式的构成,在如此将多个LED芯片3排列配置于长边方向上的情况下变得非常有效。
〔发光装置的变形例〕
图34A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图34B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图34C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
金属引线框2也可以由与外部电源电连接的3个金属引线框21~23构成。而且,LED芯片31·32也可以配置于不同的金属引线框21·23。在此情况下,能够构成为:LED芯片31的第1电极31a利用金属线6而与金属引线框21连接,LED芯片31的第2电极31b利用金属线6而与金属引线框22连接,LED芯片32的第1电极32a利用金属线6而与金属引线框22连接,LED芯片32的第2电极32b利用金属线6而与金属引线框23连接。
即便是这种构成,也能够通过在金属引线框21·23的各凹部21p·23p配置LED芯片31·32,由此来抑制反射器4的内壁的变色以谋求封装体的长寿命化,同时能够通过针对成为θs1<θs2的树脂倾斜面以及金属反射面而使其满足条件式(1)以及(2),由此使得光向外部取出的取出效率充分地提高。
图35A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图35B是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图,图35C是与上述LED封装体1的长边方向垂直的剖面处的剖视图。
LED封装体1所具有的LED芯片3也可以与图33同样为单数。在此情况下,能够构成为:LED芯片31的第1电极31a利用金属线6而与金属引线框22连接,LED芯片31的第2电极31b利用金属线6而与配置有LED芯片31的金属引线框21连接。
即便是这种构成,也能够通过在金属引线框21的凹部21p配置LED芯片31,由此来抑制反射器4的内壁的变色以谋求封装体的长寿命化,同时能够通过针对成为θs1<θs2的树脂倾斜面以及金属反射面而使其满足条件式(1)以及(2),由此使得光向外部取出的取出效率充分地提高。
图36是表示LED封装体1的进一步的其他构成的剖视图,是与上述LED封装体1的短边方向垂直的剖面处的剖视图。如该图的虚线部所示那样,反射器4的树脂反射面4a也可以部分地包括陡峭倾斜面41。也就是说,树脂反射面4a也可以包括:倾斜角为θs1的树脂倾斜面42、和倾斜角比该树脂倾斜面42大的陡峭倾斜面41。另外,陡峭倾斜面41的数目并未特别限定,既可以为1个,也可以如图36那样为2个,还可以为2个以上。在此情况下,在树脂反射面4a中针对陡峭倾斜面41以外的树脂倾斜面42而使其满足上述的条件式(1),从而能够获得光的取出效率得以提高的效果。也就是说,树脂反射面4a的至少一部分只要满足上述的条件式(1)即可。
图37A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图37B以及图37C是上述LED封装体1的不同剖面处的剖视图。如此,LED封装体1也可以在俯视时形成为正方形状。另外,金属引线框21·22的形状只要根据上述LED封装体1的平面形状来设定即可。也就是说,金属引线框21·22按照在相互分离地配置的状态下俯视时整体为E方形状的方式设定形状即可。
图38A是表示LED封装体1的进一步的其他构成的俯视图,图38B是上述LED封装体1的剖视图。如此,LED封装体1也可以在俯视时形成为圆形形状。另外,金属引线框21·22的形状只要根据上述LED封装体1的平面形状来设定即可。也就是说,金属引线框21·22按照在相互分离地配置的状态下俯视时整体为圆形形状的方式设定形状即可。另外,当LED封装体1在俯视时为圆形形状的情况下,树脂反射面4a在沿着封装体的外周的方向上由连续的树脂倾斜面构成。
这样,即便是图37以及图38的构成,也能够通过在金属引线框21的凹部21p配置LED芯片31,由此来抑制反射器4的内壁的变色以谋求封装体的长寿命化,同时能够通过针对成为θs1<θs2的树脂倾斜面以及金属反射面而使其满足条件式(1)以及(2),由此使得光向外部取出的取出效率充分地提高。
以上说明过的封装体中的光的取出效率的改善效果,较大程度依赖于具体的封装体的尺寸、所使用的反射器用树脂或金属框的反射特性、密封树脂的折射率、荧光体的有无、芯片尺寸以及特性等诸条件,但是一般能够期待4%至12%程度的改善效果。在所使用的反射器用树脂或金属框的反射率特别低的情况下,改善率变高,也有时会超过例如上述12%。
〔发光装置的应用例〕
图39是表示作为本实施方式的LED封装体1的应用例的照明装置100的简要构成的分解立体图。照明装置100被设置于例如室内或室外,对照明对象(例如空间或人物)进行照明,具有投射光的光源101、和内置有光源101的壳体102。另外,照明装置100也可以包括用于将光源101的热释放出的散热部。
光源101将多个LED封装体101a呈圆环状配置在基板102b而构成,且由未图示的底座被固定在壳体102上。各LED封装体101a由上述的本实施方式的LED封装体1构成。
壳体102具有与电插座(未图示)结合的插座结合部102a、和与插座结合部102a连结并内置有光源101的主体部102。
此外,图40是表示作为本实施方式的LED封装体1的其他应用例的具备显示装置用背光灯210的液晶显示装置200的简要构成的剖视图。液晶显示装置200具有背光灯210和液晶面板220。
背光灯210具有LED封装体211、安装基板212、和导光板213。LED封装体211由上述的本实施方式的LED封装体1构成,被安装于安装基板212,以便能够使光入射至与安装基板212平行配置的导光板213的端面。安装基板212被装置框体231支持。导光板213将从LED封装体211射出并经由端面而入射至内部的光在内部进行导光,并使之从导光板213的上表面射出,经由光学薄片232而对液晶面板220进行照明。液晶面板220根据图像数据来调制从导光板213射出的光,由此来显示图像。该液晶面板220通过隔着反射薄片234而与LED封装体211对置的框部233被固定于装置框体231。
根据本实施方式的LED封装体1,如上所述,即便是使用了高亮度的蓝色LED的情况下,也能够抑制白色树脂的劣化而抑制光输出的下降,从而能够延长封装体的寿命,此外还能够使得光向外部取出的取出效率提高。因此,通过将这种LED封装体1适用于照明装置100、液晶显示装置200的背光灯210,从而能够实现高亮度且长寿命的照明装置100以及背光灯210。
另外,当然也可以酌情组合基于各附图说明过的构成来构成LED封装体1,并将其适用于背光灯或照明装置。
另外,本实施方式所示的发光装置、照明装置以及显示装置用背光灯能够如下进行表现。
本发明的一实施方式所涉及的发光装置,具备:发光元件,被配置于相互分离地配置的多个金属引线框的任意一个;和反射器,被设置成一并包围所述多个金属引线框、且由光反射性树脂构成,所述发光装置是在将所述发光元件的极性不同的电极分别与不同的金属引线框电连接之后,利用透光性树脂对位于所述反射器的内侧的所述发光元件进行了密封而得到的,所述发光装置的特征在于,所述发光元件被配置于通过折弯所述金属引线框而形成的凹部内,所述反射器位于所述金属引线框的所述凹部的外侧,并具有相对于所述凹部的底面而倾斜的树脂反射面,所述金属引线框的所述凹部将相对于所述底面发生了倾斜的多个侧面分别作为金属反射面来具有,在将至少一个所述金属反射面相对于所述底面的倾斜角设为θs2(°)时,所述树脂反射面具有相对于所述底面而以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1(°)发生了倾斜的树脂倾斜面,在将从所述发光元件射出而入射至所述透光性树脂和空气层的界面的光的临界角设为θc(°)时,针对存在θs1<θs2关系的所述树脂倾斜面以及所述金属反射面,同时满足以下的条件式(1)以及(2)。即:
45°-θc/2<θs1<θc···(1)
35°≤θs2≤55°···(2)。
另外,当发光装置整体在俯视时为四边形状的情况下,树脂反射面也可以按照沿着该四边形的各边的方式配置在四处。此外,当发光装置整体在俯视时为圆形的情况下,树脂反射面也可由按照沿着该圆形的外周的方式配置的连续的反射面来构成。
由于发光元件被配置于通过折弯金属引线框而形成的凹部内,因此能够使从发光元件向侧方射出的光在凹部的侧面(金属反射面)发生反射之后向前方射出。由此,能够减少从发光元件以较短的距离直接向反射器(光反射性树脂)入射的光的光量来抑制反射器的内壁的变色,从而能够谋求装置的长寿命化。
此外,在反射器的树脂反射面所具有的树脂倾斜面的倾斜角θs1小于金属引线框的凹部的金属反射面的倾斜角θ2的构成中,入射至树脂和空气层的界面的光的入射角越接近于90°,在上述界面被全反射并在树脂倾斜面被反射之后,再次入射至上述界面的光越易于在此处被全反射,从而光的取出效率下降。但是,通过满足条件式(1)、即将树脂倾斜面的倾斜角θs1设为比45°-θc/2大且小于θc,从而能够使在上述界面被全反射而在树脂倾斜面被反射之后再次入射至上述界面的光,在上述界面不发生全反射地取出到外部,能够使得光的取出效率提高。
此外,通过满足条件式(2)、即将金属反射面的倾斜角θs2设定在45°±10°的范围内,由此能够使从发光元件向侧方射出的光在金属反射面发生反射而相对于上述界面几乎垂直地入射。由此,能够在上述界面不发生反射而效率良好地将光取出到外部。
也就是说,既能通过将发光元件设置在金属引线框的凹部内,由此来抑制反射器的内壁的变色来谋求装置的长寿命化,又能通过满足条件式(1)以及(2),由此使得光向外部取出的取出效率充分地提高。
在上述构成中,期望所述树脂倾斜面的倾斜角θs1为:
θs1=22.5°+θc/4。
由于树脂倾斜面的倾斜角θs1为条件式(1)的上限和下限的中间的值,因此能够以倾斜角θs1远离上限以及下限的具有富余的设计来提高光的取出效率。
上述构成的发光装置期望还满足以下的条件式(3)。即:
D>2·d·tanθc···(3)。
其中,
D:反射器中透光性树脂和空气层的界面所处的开口部的、通过发光元件的剖面内的最小宽度(mm);
d:从发光元件的上表面至透光性树脂和空气层的界面为止的距离(mm)。
在满足条件式(3)的情况下,在从发光元件的上表面中心射出的光之中,包含以临界角以上的入射角入射至透光性树脂和空气层的界面并在此被全反射这样的光。因而,使得从上述界面向外部的光的取出效率提高的上述的本发明的构成变得非常有效。
所述金属引线框的所述凹部的深度也可以为所述发光元件的厚度以上。在此情况下,能够使得从发光元件向侧方射出的光几乎在凹部的侧面发生反射而不会直接入射至反射器。由此,能够可靠地抑制反射器的内壁的劣化。
上述构成的发光装置也可在俯视时为长方形状,所述树脂倾斜面在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向分别设置,所述金属反射面在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向分别设置,4个所述树脂倾斜面的各个面相对于4个所述金属反射面的各个面而满足θs1<θs2,针对4个所述树脂倾斜面的各个面而满足条件式(1),针对4个所述金属反射面的各个面而满足条件式(2)。
当发光装置在俯视时为长方形状的情况下,通过针对反射器的4个树脂倾斜面的各个树脂倾斜面而满足条件式(1),针对金属引线框的凹部的4个金属反射面的各个金属反射面而满足条件式(2),从而能够最大限度地获得发光元件的光的取出效率的提高的效果。
也可上述构成的发光装置在俯视时为长方形状,所述树脂倾斜面在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向分别设置,所述金属反射面在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向分别设置,4个所述树脂倾斜面的各个面相对于4个所述金属反射面之中沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足θs1<θs2,针对4个所述树脂倾斜面的每一个而满足条件式(1),针对沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2)。
通过针对4个树脂倾斜面的各个树脂倾斜面而使其满足条件式(1),从而能够使得在各树脂倾斜面被反射而再次入射至界面的光的取出效率提高。
此外,金属引线框的凹部的4个金属反射面之中沿着发光装置的长边方向所存在的2个金属反射面的面积,大于沿着短边方向所存在的2个金属反射面的面积,来自LED的光更多地入射。因此,通过针对沿着长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2),从而能够效率良好地取出从发光元件向侧方射出并经由金属反射面而入射至上述界面的光。
也可上述构成的发光装置在俯视时为长方形状,所述树脂倾斜面在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向分别设置,所述金属反射面在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向分别设置,4个所述树脂倾斜面之中沿着所述短边方向所存在的2个树脂倾斜面的各个面,相对于4个所述金属反射面之中沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足θs1<θs2,针对沿着所述短边方向所存在的2个树脂倾斜面而满足条件式(1),针对沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2)。
金属引线框的凹部的4个金属反射面之中沿着发光装置的长边方向所存在的2个金属反射面,与沿着短边方向所存在的2个金属反射面相比,面积大,且来自LED的光更多地入射。因此,通过针对沿着长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2),从而能够效率良好地取出从发光元件向侧方射出并经由金属反射面而入射至上述界面的光。
此外,例如将本发明的发光装置适用于使用了导光板的边缘光(edge light)方式的薄型的背光灯的情况下,需要缩短与导光板的厚度方向对应的发光装置的短边方向的长度。在此情况下,针对沿着发光装置的短边方向所存在的2个树脂倾斜面,与沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面相比,更易于实现倾斜角θs1变得小于倾斜角θs2这样的设计(缩小沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面的倾斜角的方向对应于增大发光装置的短边方向的长度的方向的缘故)。因此,针对沿着发光装置的短边方向所存在的2个树脂倾斜面而满足条件式(1),从而即便是对应于薄型的背光灯而缩短发光装置的短边方向的长度的情况,也能够使得光的取出效率提高。
也可上述构成的发光装置在俯视时为长方形状,所述树脂倾斜面在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向分别设置,所述金属反射面在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向分别设置,4个所述树脂倾斜面之中沿着所述长边方向所存在的2个树脂倾斜面的各个面,相对于4个所述金属反射面之中沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足θs1<θs2,针对沿着所述长边方向所存在的2个树脂倾斜面而满足条件式(1),针对沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2)。
4个树脂倾斜面之中沿着发光装置的长边方向所存在的2个树脂倾斜面,与沿着短边方向所存在的2个树脂倾斜面相比,面积大,因此从发光元件射出并在界面被全反射的光更多地入射。因此,针对沿着长边方向所存在的2个树脂倾斜面而满足条件式(1),从而能够效率良好地取出再次入射至界面的光。
此外,由于沿着发光装置的长边方向所存在的2个金属反射面,与沿着短边方向所存在的2个金属反射面相比,面积大,从LED向侧方射出的光更多地入射,所以通过针对这2个金属反射面而满足条件式(2),从而能够效率良好地取出上述光。
在上述构成中,所述发光元件也可在所述凹部内沿着该发光装置的长边方向排列配置有多个。如果这样配置多个发光元件,则在发光装置的长边方向上,以比临界角大的入射角入射至界面的光将增大,来自界面的光的取出效率易于下降。因此,使得光的取出效率提高的本发明在如此将多个发光元件排列配置于长边方向的构成变得非常有效。
所述透光性树脂也可以含有荧光体。在此情况下,例如作为发光元件而使用射出蓝色光的LED,作为荧光体而使用吸收蓝色光发出黄色的荧光的荧光体,从而能够实现通过蓝色光和黄色光的混色而射出白色光的发光装置。
本发明的一实施方式所涉及的照明装置也可以是通过上述的发光装置来对照明对象进行照明的构成。在此情况下,能够实现高亮度且长寿命的照明装置。
本发明的一实施方式所涉及的显示装置用背光灯也可以具备上述的发光装置、和在内部对来自所述发光装置的光进行导光而对液晶面板进行照明的导光板。在此情况下,能够实现高亮度且长寿命的显示装置用背光灯。
产业上的可利用性
本发明的发光装置可以利用于例如照明装置、显示装置的背光灯。
符号说明:
1 LED模块(发光装置)
2 金属引线框
3 LED芯片(发光元件)
4 反射器
4a 树脂反射面
4a1 树脂倾斜面
4a2 树脂倾斜面
4a3 树脂倾斜面
4a4 树脂倾斜面
5 透光性树脂
21 金属引线框
21a 金属反射面
21a1 金属反射面
21a2 金属反射面
21a3 金属反射面
21a4 金属反射面
21m 底面
21p 凹部
23p 凹部
22 金属引线框
23 金属引线框
31 LED芯片(发光元件)
31a 第1电极
31b 第2电极
32 LED芯片(发光元件)
32a 第1电极
32b 第2电极
42 树脂倾斜面
100 照明装置
210 背光灯
213 导光板
220 液晶面板
B 界面

Claims (12)

1.一种发光装置,具备:
发光元件,被配置于相互分离地配置的多个金属引线框的任意一个;和
反射器,被设置成一并包围所述多个金属引线框,且由光反射性树脂构成,
所述发光装置是在将所述发光元件的极性不同的电极分别与不同的金属引线框电连接之后,利用透光性树脂对位于所述反射器的内侧的所述发光元件进行密封而得到的,
所述发光装置的特征在于,
所述发光元件被配置于通过折弯所述金属引线框而形成的凹部内,
所述反射器位于所述金属引线框的所述凹部的外侧,并具有相对于所述凹部的底面而倾斜的树脂反射面,
所述金属引线框的所述凹部具有相对于所述底面而倾斜的多个侧面分别作为金属反射面,
在将至少一个所述金属反射面相对于所述底面的倾斜角设为θs2时,所述树脂反射面具有相对于所述底面以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1进行倾斜的树脂倾斜面,其中该θs1、θs2的单位为度,
所述透光性树脂和空气层的界面是与所述凹部的底面平行的平面,
在将从所述发光元件射出而入射至所述透光性树脂和空气层的界面的光的临界角设为θc时,针对存在θs1<θs2关系的所述树脂倾斜面以及所述金属反射面,同时满足以下的条件式(1)以及(2),
45°-θc/2<θs1<θc ···(1)
35°≤θs2≤55° ···(2)
其中,该θc的单位为度,
该发光装置在俯视时为长方形状,
所述树脂倾斜面,在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向被分别设置,
所述金属反射面,在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向被分别设置,
4个所述树脂倾斜面的各个树脂倾斜面相对于4个所述金属反射面之中沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足θs1<θs2,
针对4个所述树脂倾斜面的每一个而满足条件式(1),
针对沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2)。
2.一种发光装置,具备:
发光元件,被配置于相互分离地配置的多个金属引线框的任意一个;和
反射器,被设置成一并包围所述多个金属引线框,且由光反射性树脂构成,
所述发光装置是在将所述发光元件的极性不同的电极分别与不同的金属引线框电连接之后,利用透光性树脂对位于所述反射器的内侧的所述发光元件进行密封而得到的,
所述发光装置的特征在于,
所述发光元件被配置于通过折弯所述金属引线框而形成的凹部内,
所述反射器位于所述金属引线框的所述凹部的外侧,并具有相对于所述凹部的底面而倾斜的树脂反射面,
所述金属引线框的所述凹部具有相对于所述底面而倾斜的多个侧面分别作为金属反射面,
在将至少一个所述金属反射面相对于所述底面的倾斜角设为θs2时,所述树脂反射面具有相对于所述底面以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1进行倾斜的树脂倾斜面,其中该θs1、θs2的单位为度,
所述透光性树脂和空气层的界面是与所述凹部的底面平行的平面,
在将从所述发光元件射出而入射至所述透光性树脂和空气层的界面的光的临界角设为θc时,针对存在θs1<θs2关系的所述树脂倾斜面以及所述金属反射面,同时满足以下的条件式(1)以及(2),
45°-θc/2<θs1<θc ···(1)
35°≤θs2≤55° ···(2)
其中,该θc的单位为度,
该发光装置在俯视时为长方形状,
所述树脂倾斜面,在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向被分别设置,
所述金属反射面,在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向被分别设置,
4个所述树脂倾斜面之中沿着所述短边方向所存在的2个树脂倾斜面的各个树脂倾斜面,相对于4个所述金属反射面之中沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足θs1<θs2,
针对沿着所述短边方向所存在的2个树脂倾斜面而满足条件式(1),
针对沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2)。
3.一利发光装置,具备:
发光元件,被配置于相互分离地配置的多个金属引线框的任意一个;和
反射器,被设置成一并包围所述多个金属引线框,且由光反射性树脂构成,
所述发光装置是在将所述发光元件的极性不同的电极分别与不同的金属引线框电连接之后,利用透光性树脂对位于所述反射器的内侧的所述发光元件进行密封而得到的,
所述发光装置的特征在于,
所述发光元件被配置于通过折弯所述金属引线框而形成的凹部内,
所述反射器位于所述金属引线框的所述凹部的外侧,并具有相对于所述凹部的底面而倾斜的树脂反射面,
所述金属引线框的所述凹部具有相对于所述底面而倾斜的多个侧面分别作为金属反射面,
在将至少一个所述金属反射面相对于所述底面的倾斜角设为θs2时,所述树脂反射面具有相对于所述底面以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1进行倾斜的树脂倾斜面,其中该θs1、θs2的单位为度,
所述透光性树脂和空气层的界面是与所述凹部的底面平行的平面,
在将从所述发光元件射出而入射至所述透光性树脂和空气层的界面的光的临界角设为θc时,针对存在θs1<θs2关系的所述树脂倾斜面以及所述金属反射面,同时满足以下的条件式(1)以及(2),
45°-θc/2<θs1<θc ···(1)
35°≤θs2≤55° ···(2)
其中,该θc的单位为度,
该发光装置在俯视时为长方形状,
所述树脂倾斜面,在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向被分别设置,
所述金属反射面,在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向被分别设置,
4个所述树脂倾斜面之中沿着所述长边方向所存在的2个树脂倾斜面的各个树脂倾斜面,相对于4个所述金属反射面之中沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足θs1<θs2,
针对沿着所述长边方向所存在的2个树脂倾斜面而满足条件式(1),
针对沿着所述长边方向所存在的2个金属反射面而满足条件式(2)。
4.一种发光装置,具备:
发光元件,被配置于相互分离地配置的多个金属引线框的任意一个;和
反射器,被设置成一并包围所述多个金属引线框,且由光反射性树脂构成,
所述发光装置是在将所述发光元件的极性不同的电极分别与不同的金属引线框电连接之后,利用透光性树脂对位于所述反射器的内侧的所述发光元件进行密封而得到的,
所述发光装置的特征在于,
所述发光元件被配置于通过折弯所述金属引线框而形成的凹部内,
所述反射器位于所述金属引线框的所述凹部的外侧,并具有相对于所述凹部的底面而倾斜的树脂反射面,
所述金属引线框的所述凹部具有相对于所述底面而倾斜的多个侧面分别作为金属反射面,
在将至少一个所述金属反射面相对于所述底面的倾斜角设为θs2时,所述树脂反射面具有相对于所述底面以比倾斜角θs2小的倾斜角θs1进行倾斜的树脂倾斜面,其中该θs1、θs2的单位为度,
所述透光性树脂和空气层的界面是与所述凹部的底面平行的平面,
在将从所述发光元件射出而入射至所述透光性树脂和空气层的界面的光的临界角设为θc时,针对存在θs1<θs2关系的所述树脂倾斜面以及所述金属反射面,满足以下的条件式(1),并且
如果将从所述发光元件的侧面射出的光的射出强度为最大的方向相对于与所述侧面垂直的轴的倾斜角度设为θ0,则在-20°≤θ0≤20°之时,满足以下的条件式(2),其中,该θc、θ0的单位为度,
45°-θc/2<θs1<θc ···(1)
35°≤θs2≤55° ···(2)。
5.根据权利要求4所述的发光装置,其特征在于,
该发光装置在俯视时为长方形状,
所述树脂倾斜面,在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部而彼此为相反的一侧的位置沿着该发光装置的短边方向被分别设置,
所述金属反射面,在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述长边方向被分别设置,并且在相对于所述凹部的所述底面而彼此为相反的一侧的位置沿着所述短边方向被分别设置,
4个所述树脂倾斜面的各个树脂倾斜面相对于4个所述金属反射面的各个金属反射面而满足θs1<θs2,
针对4个所述树脂倾斜面的每一个而满足条件式(1),
针对4个所述金属反射面的每一个而满足条件式(2)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述树脂倾斜面的倾斜角θs1为:
θs1=22.5°+θc/4。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述发光装置还满足以下的条件式(3),
D>2·d·tanθc ···(3)
其中,
D:反射器中透光性树脂和空气层的界面所处的开口部的最小宽度,其中上述最小宽度的单位为mm;
d:从发光元件的上表面至透光性树脂和空气层的界面为止的距离,其中上述距离的单位为mm。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述金属引线框的所述凹部的深度为所述发光元件的厚度以上。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述发光元件在所述凹部内沿着该发光装置的长边方向排列配置有多个。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述透光性树脂含有荧光体。
11.一种照明装置,其特征在于,由权利要求1至4中任一项所述的发光装置对照明对象进行照明。
12.一种显示装置用背光灯,其特征在于,具备:
权利要求1至4中任一项所述的发光装置;和
导光板,在内部对来自所述发光装置的光进行导光而对液晶面板进行照明。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103682019B (zh) * 2012-09-21 2017-04-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及其制造方法
DE102013100121A1 (de) * 2013-01-08 2014-07-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil
KR102020760B1 (ko) * 2014-01-29 2019-09-11 루미리즈 홀딩 비.브이. 캡슐화제로 채워지는 형광체-변환형 led 용의 얕은 반사기 컵
JP2017521702A (ja) * 2014-06-17 2017-08-03 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 蛍光体変換ledのための反射カップアレイを含むフラッシュモジュール
KR102385941B1 (ko) * 2015-06-15 2022-04-13 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 패키지
JP6874288B2 (ja) 2016-06-30 2021-05-19 日亜化学工業株式会社 発光装置及びバックライト光源
CN107221594B (zh) * 2017-05-26 2020-06-02 导装光电科技(深圳)有限公司 单面出光的陶瓷基板led灯及其制备方法
JP7089159B2 (ja) * 2018-03-22 2022-06-22 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN114270094A (zh) * 2019-08-27 2022-04-01 三菱电机株式会社 照明装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203393A (ja) * 2000-01-19 2001-07-27 Matsushita Electric Works Ltd 発光ダイオード
CN1380704A (zh) * 2001-04-09 2002-11-20 株式会社东芝 发光器件
CN1691361A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 夏普株式会社 半导体发光器件及其制作方法
CN101499506A (zh) * 2008-01-30 2009-08-05 旭丽电子(广州)有限公司 发光二极管元件
CN102185089A (zh) * 2010-01-15 2011-09-14 Lg伊诺特有限公司 发光装置及照明系统
CN102270630A (zh) * 2010-06-01 2011-12-07 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01121960U (zh) * 1988-02-12 1989-08-18
JP4397394B2 (ja) * 2003-01-24 2010-01-13 ディジタル・オプティクス・インターナショナル・コーポレイション 高密度照明システム
KR100772433B1 (ko) * 2006-08-23 2007-11-01 서울반도체 주식회사 반사면을 구비하는 리드단자를 채택한 발광 다이오드패키지
JP2010062427A (ja) 2008-09-05 2010-03-18 Toshiba Corp 発光装置
JP5304431B2 (ja) * 2009-05-19 2013-10-02 凸版印刷株式会社 リードフレーム及びその製造方法及びそれを用いた半導体発光装置
KR101245715B1 (ko) * 2010-01-18 2013-03-25 에스디아이 코퍼레이션 발광 장치 패키지 프레임
KR101103674B1 (ko) 2010-06-01 2012-01-11 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR101859149B1 (ko) 2011-04-14 2018-05-17 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지
KR101957884B1 (ko) * 2012-05-14 2019-03-13 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 조명 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203393A (ja) * 2000-01-19 2001-07-27 Matsushita Electric Works Ltd 発光ダイオード
CN1380704A (zh) * 2001-04-09 2002-11-20 株式会社东芝 发光器件
CN1691361A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 夏普株式会社 半导体发光器件及其制作方法
CN101499506A (zh) * 2008-01-30 2009-08-05 旭丽电子(广州)有限公司 发光二极管元件
CN102185089A (zh) * 2010-01-15 2011-09-14 Lg伊诺特有限公司 发光装置及照明系统
CN102270630A (zh) * 2010-06-01 2011-12-07 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装

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