CN107565009A - Led模块 - Google Patents

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Abstract

提供一种实现宽配光及高效率的LED模块。该LED模块具备基板和在基板上相互相邻地配置的多个LED装置，多个LED装置有第一LED装置及第二LED装置，第一LED装置及第二LED装置分别具备发光二极管元件、在发光二极管元件的侧方配置的反射部件、在发光二极管元件的上方配置的透光性部件，第一LED装置，其全部侧面与其他的LED装置相邻，在透光性部件的全部侧面具有反射部件，并且上表面为光输出面，第二LED装置，其具有与其他的LED装置相邻的侧面和不与其他的LED装置相邻的侧面，在透光性部件的侧面中的与其他的LED装置相邻的全部侧面具有反射部件，透光性部件的侧面中的不与其他的LED装置相邻的侧面为光输出面，并且上表面为光输出面。

Description

LED模块
技术领域
本发明涉及LED模块。
背景技术
已知有在基板上配置多个发光二极管(LED)装置的LED模块(例如，专利文献1)。在该LED模块中，LED装置的侧面由荧光部件或反射部件构成，并且以LED装置的荧光部件和另一LED装置的反射部件对置的方式配置多个LED装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2014-143246号公报
发明内容
但是，专利文献1的LED模块中，在LED装置的反射部件以位于LED模块的最外周的方式配置的情况下，来自LED装置内部的光由位于LED模块最外周的反射部件反射，LED模块的配光变窄。即，来自LED装置的光难以从LED模块的最外周向外侧扩展，配光变窄。这种LED模块不适合室内照明等要求宽配光的用途。另外，由一个LED装置的荧光部件构成的侧面面对着由相邻的另一LED装置的反射部件构成的侧面，故而，从一个LED装置的荧光部件射出的光在对置的LED装置的反射部件反射后，会射入另一LED装置的荧光部件而被吸收。由此，光的输出效率下降。
本说明书包括以下发明。一种LED模块，具备基板和在所述基板上相互相邻地配置的多个LED装置，其特征在于，所述多个LED装置有第一LED装置及第二LED装置，所述第一LED装置及所述第二LED装置分别具备：发光二极管元件、在所述发光二极管元件的侧方配置的反射部件、在所述发光二极管元件的上方配置的透光性部件，所述第一LED装置，其全部侧面与其他的LED装置相邻，在所述透光性部件的全部侧面具有反射部件，并且上表面为光输出面，所述第二LED装置，其具有与其他的LED装置相邻的侧面和不与其他的LED装置相邻的侧面，在所述透光性部件的侧面中的与所述其他的LED装置相邻的全部侧面具有反射部件，所述透光性部件的侧面中的不与所述其他的LED装置相邻的侧面为光输出面，并且上表面为光输出面。
通过具备上述结构，能够实现配光宽且效率高的LED模块。
附图说明
图1是表示实施方式的LED模块的平面示意图；
图2是图1中的第一LED装置的A－A＇线的剖面示意图；
图3是图1中的第二LED装置的B－B＇线的剖面示意图；
图4是表示第二LED装置的变形例的剖面示意图；
图5a～h是表示第一LED装置的制造方法的剖面示意图；
图6a～h是表示第二LED装置的制造方法的剖面示意图。
附图标记说明
100：LED模块
10：LED装置
10a：第一LED装置
10b：第二LED装置
11：发光二极管元件
12：反射部件
13：第一透光性部件
14：第二透光性部件
15：电极
15a：n侧电极
15b：p侧电极
20：基板
30：支承基板
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下表示的实施方式是例示用于将本发明的技术思想进行具体化的结构，而不是对本发明的限定。另外，在以下的说明中，相同名称、附图标记表示同一或相同的部件，并适当省略详细说明。
本实施方式的LED模块100中，如图1所示，在基板20上相互相邻地配置有多个LED装置10。而且，多个LED装置10分别具有发光二极管元件11，并在发光二极管元件11的侧方配置有反射部件12。进而，在各个发光二极管元件11的上方配置有第一透光性部件13。在此，第一透光性部件13中含有荧光体。而且，在这些多个LED装置10中，如图1及图2所示，第一LED装置10a的全部侧面与其他的LED装置相邻，在第一透光性部件13的全部侧面配置有反射部件12。另外，第一LED装置10a的上表面为光输出面。另一方面，如图1及图3所示，第二LED装置10b具有与其他的LED装置相邻的侧面和与其他的LED装置不相邻的侧面，在第一透光性部件13的侧面中与其他的LED装置相邻的全部侧面配置有反射部件12，与其他的LED装置不相邻的侧面为光输出面。进而，第二LED装置10b的上表面也是光输出面。由此，如图1所示，第二LED装置10b配置在LED模块100的最外周，第一LED装置10a配置在LED模块100的除最外周以外的部分。而且，第一LED装置10a的全部侧面被其他的LED装置所包围。在这种LED模块100中，光输出面在LED模块100的侧面，故而与在LED模块100的侧面没有光输出面的情况相比，能够形成宽配光。即，由于第二LED装置10b的光输出面位于LED模块100的侧面，故而能够向LED模块100的侧方射出光，形成宽配光。
另外，第一LED装置10a的第一透光性部件13在全部侧面具有反射部件12，因此，在第一LED装置10a的内部发出的光被反射部件12反射，向第一LED装置10a的上方输出。由此，能够降低在第一LED装置10a的内部发出的光射入其他的LED装置而被吸收的可能性。同样地，由于第二LED装置10b的第一透光性部件13的侧面中的与其他的LED装置相邻的全部侧面具有反射部件12，故而能够降低光射入其他的LED装置而被吸收的可能性。不仅如此，还能够降低来自第一LED装置10a及第二LED装置10b的光射入LED模块100的基板20而被吸收的可能性。优选地，在配置有反射部件12的第一透光性部件13的侧面，反射部件12以将第一透光性部件13的侧面完全覆盖的方式设置。此外，虽然第二LED装置10b在侧面具有光输出面，但成为光输出面的侧面不与其他的LED装置相邻，故而光射入其他的LED装置而被吸收的可能性低。其结果，能够抑制LED模块100的光输出效率的下降。
进一步地，第一LED装置10a及第二LED装置10b的第一透光性部件13在与其他的LED装置相邻的侧面具有反射部件12，因此，与没有反射部件12的情况相比，光在直到从LED模块100的上方输出为止能够行进的路径被缩短。由此，能够抑制光被基板20等吸收，故而能够抑制光输出效率的下降。即，在第一LED装置10a及第二LED装置10b的第一透光性部件13的侧面具有反射部件12的情况下，在LED装置10的内部发出的光立即照射至反射部件12并从LED装置10的上方输出。因此，能够在光输出效率下降前从LED模块100的上方输出光。
另外，如图2及图3所示，在发光二极管元件11的侧方配置有反射部件12，故而能够降低从发光二极管元件11产生的光被相邻的发光二极管元件吸收的可能性。即，对于在发光二极管元件11的发光层产生的光来说，该光所照射的材料的组成与发光层越相似，就越容易被吸收，但通过配置反射部件12，能够使光难以被相邻的发光二极管元件的发光层或其周边吸收。优选地，反射部件12在配置有反射部件12的发光二极管元件11的侧方以将发光二极管元件11的侧方完全覆盖的方式设置。
以下，说明LED模块100中的各部件。
(LED装置)
优选地，多个LED装置10以在发光二极管元件11的侧方配置反射部件12的CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)方式形成，而不是设置收纳发光二极管元件11的壳体。CSP式LED装置10中，也可以在发光二极管元件11的下方配置反射部件12。进一步优选地，CSP式LED装置10在发光二极管元件11的n侧电极15a及p侧电极15b设置金属凸块、柱形电极等外部连接用金属端子。由此，能够在基板20上密集配置LED装置10，故而在基板20上可配置的LED装置10的数量增加，可使LED模块100的发光强度提高。不仅如此，通过密集配置LED装置10，在从上表面观察LED模块100的情况下，能够使发光面更均匀地发光。另外，在LED装置10的数量相同的情况下，通过密集配置LED装置10，能够缩小基板20的尺寸，故而还能够降低部件成本。作为LED装置10，具体而言，可将一边设为俯视时约1mm～2mm的大致矩形状。考虑到在基板20上密集配置LED装置10时的装配精度，发光二极管元件11彼此的距离优选为约0.4mm～1.2mm，LED装置10彼此的距离优选为约0.2mm～1mm。
如图1所示，优选地，在俯视时，多个LED装置10排列成矩阵状。由此，容易对LED装置10进行装配，并且，也容易设计用于装配LED装置10的基板20的配线。不仅如此，多个LED装置10在俯视时为矩形，故而能够将LED装置10密集配置至基板20的最外周。另外，多个LED装置10优选串联连接。由此，多个LED装置10的电流值大致相同，故而来自多个LED装置10的发光也能够大致相同。另外，多个LED装置10优选地配置在基板20的上表面及下表面。由此，由于从LED模块100的下表面也能够发光，故而能够使LED模块100的配光更宽。
LED模块100中，通过组合配置第一LED装置10a及第二LED装置10b来形成希望的LED模块100。第一LED装置10a及第二LED装置10b可通过例如以下的方法制作。以下，以第二LED装置10b为例进行说明。
首先，如图5(a)所示，准备支承基板30，使发光二极管元件11的电极15侧朝上而将发光二极管元件11配置在支承基板30的上表面。然后，如图5(c)所示，用反射部件12填埋发光二极管元件11及发光二极管元件11的周围，并使发光二极管元件11的电极15从反射部件12的上表面露出。反射部件12例如由白色树脂构成。此外，如图5(b)所示，也可以在配置反射部件12之前，将后述的第二透光性部件14形成在发光二极管元件11的侧方。然后，如图5(d)及图5(e)所示，除去支承基板30，并在除去的区域配置第一透光性部件13。第一透光性部件13例如由荧光体片材构成。由此，在发光二极管元件11的发光面侧配置第一透光性部件13。接着，如图5(f)及图5(g)所示，将在发光二极管元件11的发光面侧配置的第一透光性部件13的一部分除去，并在除去的区域配置反射部件12。然后，如图5(h)所示，将第一透光性部件13及反射部件12切断，从而对发光二极管元件11实施单片化，由此，能够得到第二LED装置10b。
此时，俯视时，以将相邻两个发光二极管元件11包围的方式将第一透光性部件13的一部分除去而配置反射部件12，从而能够同时得到两个在一侧面具有光输出面的第二LED装置10b。同样地，俯视时，以将相邻四个发光二极管元件11包围的方式将第一透光性部件13的一部分除去而配置反射部件12，从而能够同时得到四个在相邻两个侧面具有光输出面的第二LED装置10b。此外，如图6(a)～(h)所示，可使用相同的方法得到第一LED装置10a。在该情况下，俯视时，以将一个发光二极管元件11包围的方式将第一透光性部件13的一部分除去而配置反射部件12，从而能够得到一个第一LED装置10a。
如图5(f)及图6(f)所示，在将第一透光性部件13的一部分除去时，优选将第一透光性部件13与反射部件12相接的区域附近的反射部件12也除去一部分。由此，能够降低想要进行局部除去的第一透光性部件13未被除去而残留的可能性。其结果，能够降低从第一LED装置10a及第二LED装置10b的第一透光性部件13的与其他的LED装置相邻的侧面射出光的可能性。另外，对反射部件12进行除去的深度优选小于反射部件12的厚度的一半。由此，反射部件12的大部分未被除去而残留，故而能够保持LED装置10的强度。
不仅如此，在将第一透光性部件13的一部分除去时，优选不除去第二透光性部件14。由此，第二透光性部件14能够保持后述的倾斜，故而能够使反射部件12更容易反射来自发光二极管元件11的光。
(发光二极管元件)
作为发光二极管元件11，可以使用半导体发光元件。半导体发光元件可包括透光性基板和在其上形成的半导体层积体。透光性基板中可以使用例如蓝宝石(Al2O3)之类的透光性绝缘材料、或使来自半导体层积体的发光透过的半导体(例如，氮化物类半导体)。半导体层积体例如包括：第一导电型半导体层(例如n型半导体层)、发光层、第二导电型半导体层(例如p型半导体层)。半导体层可以由例如III-V族化合物半导体等半导体材料形成。具体地，可使用InXAlYGa1-X-YN(0≦X，0≦Y，X+Y≦1)等氮化物类半导体(例如InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等)。
(反射部件)
反射部件12例如可以由金属层或白色树脂形成。优选地，在发光二极管元件11的侧方配置的反射部件12，其发光二极管元件11侧的面具有倾斜，距基板20越远，与发光二极管元件11的距离越宽。由此，来自发光二极管元件11的光照射到反射部件12的倾斜，主要向上方行进。其结果，与反射部件12不具有倾斜的情况相比，可使LED装置10的光输出效率提高。另外，通过将反射部件12的倾斜面设为曲面，能够容易地使来自发光二极管元件11的光向LED装置10的上方反射，进一步使LED装置10的光输出效率提高。
(第二透光性部件)
可在反射部件12和发光二极管元件11之间配置第二透光性部件14。由此，能够通过反射部件12使来自发光二极管元件11的光更容易地反射。作为这种材料，可举出有机硅树脂、环氧树脂等。优选地，第二透光性部件14中的反射部件12侧的面具有距基板20越远其与发光二极管元件11的距离越宽的倾斜。由此，能够沿着第二透光性部件14的倾斜形成反射部件12。
这种具有倾斜的第二透光性部件14例如可通过以下方法形成。首先，将发光二极管元件11以电极15侧朝上的方式配置在支承基板30上。然后，在第二透光性部件14由透光性树脂材料形成的情况下，使用分液器等，沿着发光二极管元件11与支承基板30的边界涂布成为第二透光性部件14的原材料的液状树脂材料。由此，液状树脂材料在支承基板30上扩散，并且借助表面张力上升到发光二极管元件11的侧面。之后，通过加热等使液状树脂材料固化，得到第二透光性部件14。其结果，能够得到具有倾斜的第二透光性部件14。反射部件12以覆盖这种第二透光性部件14的倾斜面的方式形成即可。
液状树脂材料在发光二极管元件11上升的距离可通过调节液状树脂材料的粘度及涂布量来进行控制。液状树脂材料的粘度可通过填料等的添加来进行调节。
(第一透光性部件)
LED装置10的光输出面由第一透光性部件13构成。第一透光性部件13例如可以仅由透光性材料构成，也可以包含透光性材料和荧光体。在第一透光性部件13含有荧光体的情况下，能够对来自发光二极管元件11的光进行转换，并将该转换光输出。第一透光性部件13优选设置于将从发光二极管元件11到LED装置10的光输出面的全部路径堵住的位置。另外，LED装置10的光输出面优选全部由第一透光性部件13构成。由此，能够将来自发光二极管元件11的光向外部输出的同时，保护发光二极管元件11免受外部影响。另外，在第一透光性部件13中含有荧光体或光散射剂的情况下，能够降低来自LED装置10的光的颜色不均。如图4所示，优选地，在第二LED装置10b的侧面中，在位于不与其他的LED装置10相邻的侧面的发光二极管元件11的侧方配置第一透光性部件13。由此，光还从发光二极管元件11的侧方射出，故而能够使LED模块100的配光更宽。作为透光性材料，可使用透光性树脂、玻璃等。作为透光性树脂，可使用有机硅树脂、有机硅改性树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲基戊烯树脂、聚降冰片烯树脂等热塑性树脂。特别地，优选耐光性、耐热性优异的有机硅树脂。
荧光体可使用能够由来自发光二极管元件11的发光激发的物质。例如，作为能够由蓝色光或紫外光激发的荧光体，可举出：由铈活化的钇铝石榴石类荧光体、由铈活化的镥铝石榴石类荧光体、由铕及/或铬活化的含氮硅铝酸钙类荧光体、由铕活化的硅酸盐类荧光体、β塞隆荧光体、CASN类荧光体、SCASN类荧光体等氮化物类荧光体、KSF类荧光体、硫化物类荧光体、量子点荧光体等。通过将这些荧光体和蓝色发光二极管元件11或紫外线发光二极管元件11组合，能够制造出各种颜色的LED装置10(例如白色系LED装置10)。为了调整粘度等，第一透光性部件13中也可以含有各种填料等。在将有机硅树脂用作第一透光性部件13的主材料的情况下，可以通过以粘性比有机硅树脂低的环氧树脂等作为主材料的涂膜覆盖第一透光性部件13。
(基板)
在基板20上装配多个LED装置10。优选地，在基板20的表面形成用于向多个LED装置10供给电流的配线图案。由此，将LED装置10配置在配线图案上，并将LED装置10的电极15通过金属凸块或导电性粘接剂等与配线图案连接，从而能够向LED装置10供给电流。作为基板20，具体而言，可使用铝基板、铜基板、AlN基板、SiC基板等。

Claims (5)

1.一种LED模块，具备基板和在所述基板上相互相邻地配置的多个LED装置，其特征在于，
所述多个LED装置有第一LED装置及第二LED装置，所述第一LED装置及所述第二LED装置分别具备：发光二极管元件、在所述发光二极管元件的侧方配置的反射部件、在所述发光二极管元件的上方配置的透光性部件，
所述第一LED装置，其全部侧面与其他的LED装置相邻，在所述透光性部件的全部侧面具有反射部件，并且上表面为光输出面，
所述第二LED装置，其具有与其他的LED装置相邻的侧面和不与其他的LED装置相邻的侧面，在所述透光性部件的侧面中的与所述其他的LED装置相邻的全部侧面具有反射部件，所述透光性部件的侧面中的不与所述其他的LED装置相邻的侧面为光输出面，并且上表面为光输出面。
2.如权利要求1所述的LED模块，其特征在于，
在所述发光二极管元件的侧方配置的反射部件中，发光二极管元件侧的面具有距所述基板越远与所述发光二极管元件间的距离越宽的倾斜。
3.如权利要求1或2所述的LED模块，其特征在于，
俯视时，所述多个LED装置排列成矩阵状。
4.如权利要求1～3中任一项所述的LED模块，其特征在于，
所述多个LED装置串联连接。
5.如权利要求1～4中任一项所述的LED模块，其特征在于，
所述多个LED装置配置在所述基板的上表面及下表面。
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