CN110010751A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供散热性高的发光装置。发光装置具备:基板,其具备基材、第一配线以及第二配线,所述基材具有正面、位于与所述正面相反的一侧的背面、与所述正面邻接且与所述正面正交的底面、以及位于与所述底面相反的一侧的上表面,所述第一配线配置于所述正面,所述第二配线配置于所述背面;至少一个发光元件,其与所述第一配线电连接,且载置在所述第一配线上;以及第一反射构件,其覆盖所述发光元件的侧面以及所述基板的正面,其中,所述基材具有在所述背面和所述底面开口的至少一个凹陷,所述基板具备覆盖所述凹陷的内壁且与所述第二配线电连接的第三配线、以及与所述第一配线、所述第二配线及所述第三配线相接的过孔。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
已知如下的发光装置,其具有经由通孔而与电极图案电连接的凹部电极,通过焊料而使凹部电极与主板的电极电连接,从而能够实现向主板的安装(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-124191号公报
发明内容
发明所要解决的课题
随着发光元件(LED元件)的高输出化而发热量增加,因此谋求散热性高的发光装置。于是,本发明所涉及的实施方式的目的在于提供散热性高的发光装置。
用于解决课题的方案
本发明的一方式所涉及的发光装置具备:基板,其具备基材、第一配线以及第二配线,所述基材具有沿长边方向即第一方向和短边方向即第二方向延长的正面、位于与所述正面相反的一侧的背面、与所述正面邻接且与所述正面正交的底面、以及位于与所述底面相反的一侧的上表面,所述第一配线配置于所述正面,所述第二配线配置于所述背面;至少一个发光元件,其与所述第一配线电连接,且载置在所述第一配线上;以及第一反射构件,其覆盖所述发光元件的侧面以及所述基板的正面,其中,所述基材具有在所述背面和所述底面开口的至少一个凹陷,所述基板具备覆盖所述凹陷的内壁且与所述第二配线电连接的第三配线、以及与所述第一配线、所述第二配线及所述第三配线相接的过孔。
发明效果
根据本发明所涉及的实施方式的发光装置,能够提供散热性高的发光装置。
附图说明
图1A是实施方式1所涉及的发光装置的概要立体图。
图1B是实施方式1所涉及的发光装置的概要立体图。
图1C是实施方式1所涉及的发光装置的概要主视图。
图2A是图1C的2A-2A线处的概要剖视图。
图2B是图1C的2B-2B线处的概要剖视图。
图3是实施方式1所涉及的发光装置的概要后视图。
图4A是实施方式1所涉及的基材、过孔以及第三配线的概要立体图。
图4B是实施方式1所涉及的基材、过孔以及第三配线的概要立体图。
图4C是实施方式1所涉及的基材、过孔以及第三配线的概要立体图。
图5是实施方式1所涉及的发光装置的概要仰视图。
图6A是实施方式1所涉及的发光装置的概要剖视图,并且是将虚线部内放大示出的放大图。
图6B是实施方式1所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图,并且是将虚线部内放大示出的放大图。
图7A是实施方式1所涉及的基板的概要主视图。
图7B是实施方式1所涉及的基板的变形例的概要主视图。
图7C是实施方式1所涉及的基板的变形例的概要主视图。
图8是实施方式1所涉及的发光装置的概要右视图。
图9A是实施方式2所涉及的发光装置的概要立体图。
图9B是实施方式2所涉及的发光装置的概要立体图。
图9C是实施方式2所涉及的发光装置的概要主视图。
图9D是实施方式2所涉及的发光装置的概要仰视图。
图10是图9C的10A-10A线处的概要剖视图。
图11是实施方式2所涉及的发光装置的概要后视图。
图12A是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要立体图。
图12B是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12C是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12D是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要后视图。
图12E是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12F是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12G是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12H是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12I是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12J是实施方式2所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图12K是实施方式2所涉及的基板的概要主视图。
图13A是实施方式3所涉及的发光装置的概要立体图。
图13B是实施方式3所涉及的发光装置的概要立体图。
图13C是实施方式1所涉及的发光装置的概要主视图。
图14A是图13C的14A-14A线处的概要剖视图。
图14B是实施方式3所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图14C是实施方式3所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图15是实施方式3所涉及的发光装置的概要后视图。
图16是实施方式3所涉及的发光装置的概要仰视图。
图17A是实施方式3所涉及的基板、第一发光元件、第二发光元件以及第三发光元件的概要主视图。
图17B是实施方式3所涉及的基板、第一发光元件、第二发光元件以及第三发光元件的变形例的概要主视图。
图17C是实施方式3所涉及的基板、第一发光元件、第二发光元件以及第三发光元件的变形例的概要主视图。
图18A是实施方式3所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图18B是实施方式3所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
图19是实施方式4所涉及的发光装置的变形例的概要剖视图。
附图标记说明
1000、1000A、2000、2000A、3000、3000A、3000B、3000C、3000D 发光装置;10基板;11基材;12第一配线;13第二配线;14第三配线;15过孔;151第四配线;152填充构件;16凹陷;18绝缘膜;20发光元件;30透光性构件;40第一反射构件;41第二反射构件;42第三反射构件;50导光构件;60导电性粘接构件。
具体实施方式
以下,适当参照附图对发明的实施方式进行说明。但是,以下说明的发光装置用于将本发明的技术思想具体化,在没有特定的记载的情况下,不将本发明限定于以下的实施方式。另外,在一个实施方式中说明的内容也可以应用于其他实施方式以及变形例。并且,为了使说明明确,附图所示的构件的大小、位置关系等存在夸张的情况。
<实施方式1>
根据图1A~图8对本发明的实施方式所涉及的发光装置1000进行说明。发光装置1000具备基板10、至少一个发光元件20、以及第一反射构件40。基板10具备基材11、第一配线12、第二配线13、第三配线14、以及过孔15。基材11具有:沿长边方向即第一方向和短边方向即第二方向延长的正面111、位于与正面相反的一侧的背面112、与正面111邻接且与正面111正交的底面113、以及位于与底面113相反的一侧的上表面114。基材11还具有至少一个凹陷16。第一配线12配置于基材11的正面111。第二配线13配置于基材11的背面112。发光元件20与第一配线12电连接,且配置在第一配线12上。第一反射构件40覆盖发光元件20的侧面 202以及基板的正面111。至少一个凹陷在背面112和底面113开口。第三配线14覆盖凹陷的内壁,且与第二配线12电连接。过孔15与第一配线12、第二配线13以及第三配线14相接。过孔15与第一配线12、第二配线13以及第三配线14电连接。另外,过孔15从基材11的正面111贯穿至背面112。需要说明的是,在本说明书中,正交是指90±3°。
过孔15与第一配线12、第二配线13以及第三配线14相接。由此,来自发光元件的热能够从第一配线12经由过孔15而向第二配线13以及/ 或者第三配线14传递,因此能够提高发光装置1000的散热性。在过孔15 与第二配线13以及第三配线14相接的情况下,如图3所示,在后视观察时过孔15与第二配线13以及第三配线14重叠。需要说明的是,在基板具备多个过孔的情况下,可以为多个过孔全部与第一配线、第二配线以及第三配线相接,也可以为多个过孔并非全部与第一配线、第二配线以及第三配线相接。例如,在基板具备多个过孔的情况下,可以为一方的过孔与第一配线、第二配线以及第三配线相接,另一方的过孔与第一配线、第二配线相接,但与第三配线分离。多个过孔中的一部分过孔与第一配线、第二配线以及第三配线相接,从而能够提高发光装置的散热性。过孔15优选在后视观察时呈圆形状。这样一来,能够更加容易地由钻头等形成。在过孔15在后视观察时呈圆形状的情况下,过孔的直径优选为100μm以上且150μm以下。过孔的直径为100μm以上,从而发光装置的散热性提高,过孔的直径为150μm以下,从而基板的强度降低减少。在本说明书中,圆形状不仅包括正圆,也包括近似正圆的形状(例如,也可以为椭圆形状、四边形的四角被较大地倒角为圆弧状而成的形状)。在后视观察时,优选过孔与第二配线13重叠的面积大于过孔与第三配线14重叠的面积。这样一来,能够增大过孔的体积,因此发光装置的散热性提高。另外,优选过孔在Y方向上位于基板的中央。这样一来,在Y方向上的从过孔的端部到基材的端部为止的基材的厚度中,能够减少基材的厚度变薄的部分,因此基材的强度提高。
如图4A~图4C所示,过孔15具有在从背面朝向正面的方向(Z方向) 上过孔15与第三配线14相接的部分D1。这样一来,不仅在X方向以及 Y方向上过孔15与第三配线14相接,过孔15与第三配线14还在从背面朝向正面的方向(Z方向)上相接,因此能够增大过孔15与第三配线14 的接触面积。由此,来自发光元件的热容易从第一配线12经由过孔15而向第三配线14传递,因此能够提高发光装置1000的散热性。需要说明的是,在本说明书中,也将从背面朝向正面的方向称作Z方向。
发光装置1000能够通过形成在凹陷16内的焊料等接合构件而固定于安装基板。可能会在覆盖凹陷16的内壁的第三配线上施加有由接合构件的热膨胀等产生的力。过孔15具有在Z方向上过孔15与第三配线14相接的部分D1,从而过孔15与第三配线14的接合强度提高。由此,即使在第三配线上施加有来自接合构件等的力,也能够抑制第三配线14从基材11剥离。
过孔15可以通过在基材的贯通孔内填充导电性材料而构成,也可以如图2A所示,具备覆盖基材的贯通孔的表面的第四配线151、以及填充于由第四配线151包围的区域的填充构件152。填充构件152可以为导电性也可以为绝缘性。填充构件152优选使用树脂材料。通常,固化前的树脂材料的流动性比固化前的金属材料的流动性高,因此容易填充在第四配线151内。因此,通过填充构件使用树脂材料,从而基板的制造变得容易。作为容易填充的树脂材料,例如可以列举环氧树脂。在使用树脂材料作为填充构件的情况下,为了降低线膨胀系数而优选含有添加构件。这样一来,与第四配线的线膨胀系数的差变小,因此能够抑制因来自发光元件的热而在第四配线与填充构件之间出现间隙的情况。作为添加构件,例如能够列举氧化硅。另外,在使用金属材料作为填充构件152的情况下,能够提高散热性。另外,在过孔15通过在基材的贯通孔内填充导电性材料而构成的情况下,优选使用导热性高的Ag、Cu等金属材料。
基板所具备的凹陷的数量可以为一个,也可以为多个。通过具有多个凹陷,能够提高发光装置1000与安装基板的接合强度。对于凹陷的深度而言,可以在上表面侧和底面侧为相同的深度,也可以在底面侧比在上表面侧深。如图2B所示,Z方向上的凹陷16的深度在底面侧比在上表面侧深,从而在Z方向上,能够使位于凹陷的上表面侧的基材的厚度W1比位于凹陷的底面侧的基材的厚度W2厚。由此,能够抑制基材的强度降低。另外,底面侧的凹陷的深度W3比上表面侧的凹陷的深度W4深,从而形成在凹陷内的接合构件的体积增加,因此能够提高发光装置1000与安装基板的接合强度。无论发光装置1000是以使基材11的背面112与安装基板对置的方式安装的上表面发光型(顶视型),还是以使基材11的底面113 与安装基板对置的方式安装的侧面发光型(侧视型),通过增加接合构件的体积,均能够提高与安装基板的接合强度。
发光装置1000与安装基板的接合强度尤其在侧面发光型的情况下能够得到提高。Z方向上的凹陷的深度在底面侧比在上表面侧深,从而能够增大底面的凹陷的开口部的面积。与安装基板对置的底面的凹陷的开口部的面积增大,从而还能够增大位于底面的接合构件的面积。由此,能够增大位于与安装基板对置的面的接合构件的面积,因此能够提高发光装置 1000与安装基板的接合强度。
Z方向上的凹陷的深度的最大值优选为Z方向上的基材的厚度的0.4 倍~0.9倍。凹陷的深度比基材的厚度的0.4倍深,从而形成在凹陷内的接合构件的体积增加,因此能够提高发光装置与安装基板的接合强度。凹陷的深度比基材的厚度的0.9倍浅,从而能够抑制基材的强度降低。
如图2B所示,优选凹陷16具备从背面112沿与底面113平行的方向 (Z方向)延伸的平行部161。通过具备平行部161,从而在Z方向上,能够增大过孔与第三配线相接的部分D1的面积,因此能够提高发光装置的散热性。另外,通过具备平行部161,从而即使背面的凹陷的开口部的面积相同,也能够增大凹陷的体积。通过增大凹陷的体积能够增大可形成在凹陷内的焊料等接合构件的量,因此能够提高发光装置1000与安装基板的接合强度。需要说明的是,在本说明书中,平行是指允许±3°左右的倾斜。另外,在剖视观察时,凹陷16具备从底面113向基材11的厚度变厚的方向倾斜的倾斜部162。倾斜部162可以是直线,也可以弯曲。
Y方向上的凹陷的高度的最大值优选为Y方向上的基材的厚度的0.3 倍~0.75倍。Y方向上的凹陷的深度比基材的厚度的0.3倍深,从而形成在凹陷内的接合构件的体积增加,因此能够提高发光装置与安装基板的接合强度。Y方向上的凹陷的长度比基材的厚度的0.75倍短,从而能够抑制基材的强度降低。
如图3所示,背面中的凹陷的开口形状优选为半圆形状。凹陷的开口形状为不存在角部的半圆形状,从而能够抑制施加于凹陷的应力集中,因此能够抑制基材破裂。在本说明书中,半圆形状不仅包括半正圆,还包括近似半正圆的形状(例如,半椭圆形状)。
如图3所示,在背面具有多个凹陷16的情况下,优选相对于与第二方向(Y方向)平行的基材的中心线3C而左右对称地配置。这样一来,在将发光装置经由接合构件安装于安装基板时有效地发挥自对准作用,能够将发光装置高精度地安装于安装范围内。
在底面中,Z方向上的凹陷的深度可以大致恒定,也可以为凹陷的深度在中央和端部不同。如图5所示,优选在底面中凹陷16的中央的深度D2为Z方向上的凹陷的深度的最大值。这样一来,在底面中能够在X方向的凹陷的端部处增厚Z方向上的基材的厚度D3,因此能够提高基材的强度。需要说明的是,在本说明书中,中央是指允许5μm左右的变动。凹陷16能够通过钻头、激光等公知的方法来形成。
如图5所示,优选相对于与第二方向(Y方向)平行的基材的中心线 5C,从第一反射构件40向发光装置的外侧面露出的第一配线12以偏向左右的任一方的方式配置。这样一来,能够通过从第一反射构件40向发光装置的外侧面露出的第一配线12的位置来识别发光装置的极性。另外,在相对于与第二方向(Y方向)平行的基材的中心线5C,在左右的任一方均配置有从第一反射构件40向发光装置的外侧面露出的第一配线12情况下,优选相对于中心线5C而配置在左侧且从第一反射构件40向发光装置的外侧面露出的第一配线12的形状与相对于中心线5C而配置在右侧且从第一反射构件40向发光装置的外侧面露出的第一配线12的形状不同。这样一来,能够通过从第一反射构件40向发光装置的外侧面露出的第一配线12的形状,来识别发光装置的极性。
可以如图6A所示,第一配线12、第二配线13以及/或者第三配线14 具有配线主部12A和形成在配线主部12A上的镀层12B。在本说明书中,配线是指第一配线12、第二配线13以及/或者第三配线14。作为配线主部 12A,可以使用铜等公知的材料。通过在配线主部12A上具有镀层12B,能够提高配线的表面的反射率、或抑制硫化。例如,可以在配线主部12A 上配置含磷的镍镀层120A。镍通过含有磷而硬度提高,因此通过在配线主部12A上配置含磷的镍镀层120A,从而配线的硬度提高。由此,能够抑制通过发光装置的单片化等将配线切断时配线产生毛刺的情况。含磷的镍镀层可以通过电镀法而形成,也可以通过化学镀法而形成。
如图6A所示,优选在镀层12B的最表面配置有金镀层120B。通过在镀层的最表面配置金镀层,从而能够抑制第一配线12、第二配线13以及/ 或者第三配线14的表面的氧化、腐蚀,得到良好的焊接性。能够提高反射率、或抑制硫化。配置在镀层12B的最表面的金镀层120B优选通过电镀法而形成。电镀法与化学镀法相比,能够减少硫等催化剂毒物的含量。在将使用了铂系催化剂的加成反应型硅酮树脂固化在与金镀层相接的位置的情况下,通过电镀法而形成的金镀层的硫的含量少,因此能够抑制硫与铂发生反应的情况。由此,能够抑制使用了铂系催化剂的加成反应型硅酮树脂发生固化不良的情况。在形成与含磷的镍镀层120A相接的金镀层 120B的情况下,优选含磷的镍镀层120A以及金镀层120B通过电镀法而形成。通过利用相同的方法来形成镀层,能够抑制发光装置的制造成本。需要说明的是,镍镀层含有镍即可,金镀层含有金即可,也可以含有其他的材料。
优选含磷的镍镀层的厚度比金镀层的厚度厚。含磷的镍镀层的厚度比金镀层的厚度厚,从而容易提高第一配线12、第二配线13以及/或者第三配线14的硬度。含磷的镍镀层的厚度优选为金镀层的厚度的5倍以上且 500倍以下,更优选为10倍以上且100倍以下。
可以如图6B所示的发光装置1000A那样,配线在配线主部12A上形成有镀层12B,该镀层12B通过含磷的镍镀层120C、钯镀层120D、第一金镀层120E以及第二金镀层120F层叠而成。通过层叠含磷的镍镀层 120C、钯镀层120D、第一金镀层120E以及第二金镀层120F,例如在配线主部12A使用铜的情况下能够抑制铜向镀层12B中扩散。由此,能够抑制镀层的各层的紧贴性的降低。也可以在配线主部12A上通过化学镀法形成含磷的镍镀层120C、钯镀层120D、第一金镀层120E,并通过电镀法形成第二金镀层120F。通过电镀法而形成的第二金镀层120F配置在最表面,从而能够抑制使用了铂系催化剂的加成反应型硅酮树脂的固化不良。
如图2A所示,发光元件20具备与基板10对置的载置面、以及位于与载置面相反的一侧的光导出面201。发光元件20至少包括半导体层叠体 23,在半导体层叠体23设置有正负电极21、22。优选正负电极21、22 形成于发光元件20的相同侧的面,发光元件20倒装安装于基板10。由此,不需要向发光元件的正负电极供给电力的线,因此能够使发光装置小型化。在倒装安装发光元件的情况下,将与配置有发光元件的正负电极的面即电极形成面203相反的一侧的面设为光导出面201。需要说明的是,在本实施方式中,发光元件20具有元件基板24,但也可以除去元件基板24。在发光元件20倒装安装于基板10的情况下,发光元件的正负电极21、22 经由导电性粘接构件60而与第一配线12连接。
在将发光元件20倒装安装于基板10的情况下,优选如图2A、图7A 所示,在主视观察时与发光元件20的正负电极21、22重叠的位置,第一配线12具备凸部121。由于第一配线12具备凸部121,从而在借助导电性粘接构件60将第一配线12与发光元件的正负电极21、22连接时,能够通过自对准效果而容易地进行发光元件与基板之间的对位。
可以如图7B所示,在主视观察时第一配线12具备沿X方向延伸的配线延伸部123,也可以如图7C所示,第一配线12不具备沿X方向延伸的配线延伸部123。配线延伸部123是指,在主视观察时,具有比与发光元件20重叠的第一配线12的宽度窄的宽度,并且从与发光元件20重叠的第一配线12的部分延伸出的第一配线12的一部分。在配线延伸部沿X 方向延伸的情况下,与发光元件重叠的第一配线的部分的宽度、以及配线延伸部的宽度是指Y方向上的宽度,在配线延伸部沿Y方向延伸的情况下,与发光元件重叠的第一配线的部分的宽度、以及配线延伸部的宽度是指X方向上的宽度。配线延伸部123可以在主视观察时延伸至基材的外缘,也可以与基材的外缘分离。在主视观察时,配线延伸部123通过从载置发光元件的预定的位置向X+方向以及/或者X-方向延伸而形成的情况下,在向基板载置发光元件时,能够将配线延伸部123作为标记而进行载置。 X轴上的X+方向设为在主视观察时从左朝向右的方向,X+方向的相反方向设为X-方向。由此,能够容易地向基板载置发光元件。第一配线12 可以仅具备一个配线延伸部123,也可以具备多个配线延伸部123。在具备多个配线延伸部123的情况下,优选在X方向上将配线延伸部123配置在发光元件的两侧。这样一来,能够将配置在发光元件的两侧的配线延伸部123作为标记,因此向基板载置发光元件的位置精度提高。另外,在向发光元件上载置透光性构件的情况下,在俯视观察时,由于配线延伸部从载置透光性构件的预定的位置延伸而形成,从而在向发光元件上载置透光性构件时也能够将配线延伸部作为标记而进行载置。由此,能够容易地向发光元件上载置透光性构件。在第一配线12不具备沿X方向延伸的配线延伸部123的情况下,能够在X方向上增大基材与反射构件的接触面积。由此,能够提高基材与反射构件的接合强度。另外,在第一配线12不具备沿X方向延伸的配线延伸部123的情况下,导电性粘接构件不会浸渗扩散至沿X方向延伸的配线延伸部123上。由此,能够缩小导电性粘接构件浸渗扩散的面积,因此容易控制导电性粘接构件的形状。
可以如图7A所示,第一配线12具备沿Y方向延伸的配线延伸部,也可以如图7B所示,第一配线12不具备沿Y方向延伸的配线延伸部。在第一配线12具备沿Y方向延伸的配线延伸部的情况下,能够将配线延伸部作为标记,因此向基板载置发光元件的Y方向的位置精度提高。在第一配线12不具备沿Y方向延伸的配线延伸部的情况下,能够在Y方向上增大基材与反射构件的接触面积,因此基材与反射构件的接合强度提高。另外,在第一配线不具备沿Y方向延伸的配线延伸部的情况下,能够使导电性粘接构件不浸渗扩散至沿Y方向延伸的配线延伸部上。由此,能够缩小导电性粘接构件浸渗扩散的面积,因此容易控制导电性粘接构件的形状。
在不具备沿Y方向延伸的配线延伸部的情况下,Y方向上的第一配线的长度L2优选为Y方向上的基材的长度L1的0.3倍以上且0.9倍以下。 Y方向上的第一配线的长度L2为Y方向上的基材的长度L1的0.3倍以上,从而第一配线的面积增加,因此容易载置发光元件。Y方向上的第一配线的长度L2为Y方向上的基材的长度L1的0.9倍以下,从而能够增大基材与反射构件的接触面积。另外,Y方向上的第一配线的长度L2为Y方向上的基材的长度L1的0.9倍以下,从而能够减小导电性粘接构件在第一配线上浸渗扩散的面积。需要说明的是,在具备沿Y方向延伸的配线延伸部的情况下,除沿Y方向延伸的配线延伸部以外的部分的Y方向上的第一配线12的长度优选为Y方向上的基材的长度的0.3倍以上且0.9倍以下。
发光装置1000可以具备覆盖发光元件20的透光性构件30。由于发光元件被透光性构件覆盖,从而能够保护发光元件20不受外部应力的影响。透光性构件30可以经由导光构件50而覆盖发光元件20。导光构件50可以仅位于发光元件的光导出面201与透光性构件30之间而将发光元件20 与透光性构件30固定,也可以从发光元件的光导出面201覆盖至发光元件的侧面202而将发光元件20与透光性构件30固定。导光构件50的对于来自发光元件20的光的透射率比第一反射构件40高。因此,导光构件 50覆盖至发光元件的侧面202,从而从发光元件20的侧面出射的光容易通过导光构件50而向发光装置的外侧导出,因此能够提高光导出效率。
在发光装置具备透光性构件30的情况下,优选透光性构件的侧面被第一反射构件40覆盖。这样一来,发光区域与非发光区域的对比度高,能够实现“划分性”良好的发光装置。
透光性构件30可以含有波长转换粒子32。波长转换粒子32是吸收发光元件20发出的一次光的至少一部分并发出波长与一次光的波长不同的二次光的构件。透光性构件30含有波长转换粒子32,从而能够输出发光元件20发出的一次光与波长转换粒子32发出的二次光混色而成的混色光。例如,若发光元件20使用蓝色LED,波长转换粒子32使用YAG等荧光体,则能够构成输出白光的发光装置,该白光通过使蓝色LED的蓝光与被该蓝光激励而使荧光体发出的黄光混合而得到。
波长转换粒子可以均匀地分散在透光性构件中,也可以与透光性构件 30的上表面相比使波长转换粒子偏置于发光元件的附近。与透光性构件 30的上表面相比,使波长转换粒子更偏置于发光元件的附近,从而即使使用不耐水分的波长转换粒子32,透光性构件30的母材31也作为保护层而发挥功能,因此能够抑制波长转换粒子32的劣化。另外,也可以如图2A 所示,透光性构件30具备含有波长转换粒子32的层、以及实质上不含有波长转换粒子的层33。在Z方向上,实质上不含有波长转换粒子的层33 位于比含有波长转换粒子32的层靠上侧的位置。这样一来,实质上不含有波长转换粒子的层33还作为保护层而发挥功能,因此能够抑制波长转换粒子32的劣化。作为不耐水分的波长转换粒子32,例如可以列举锰激活氟化物荧光体。锰激活氟化物系荧光体得到光谱线宽较窄的发光从而是基于颜色再现性的观点而优选的构件。“实质上不含有波长转换粒子”是指不排除不可避免地混入的波长转换粒子,波长转换粒子的含有率优选为 0.05重量%以下。
第一反射构件40覆盖发光元件的侧面以及基板的正面。第一反射构件40覆盖发光元件的侧面,从而第一反射构件能够反射从发光元件20沿 X方向以及/或者Y方向前进的光而增加沿Z方向前进的光。
如图5所示,优选第一反射构件40的短边方向的侧面405与基板10 的短边方向的侧面105实质上位于相同平面上。这样一来,能够缩短第一方向(X方向)上的宽度,因此能够使发光装置小型化。
如图8所示,优选位于底面113侧的第一反射构件40的长边方向的侧面403在Z方向上向发光装置1000的内侧倾斜。这样一来,在将发光装置1000安装于安装基板时,抑制了第一反射构件40的侧面403与安装基板的接触,发光装置1000的安装姿态容易稳定。优选位于上表面114 侧的第一反射构件40的长边方向的侧面404在Z方向上向发光装置1000 的内侧倾斜。这样一来,抑制了第一反射构件40的侧面与吸嘴(夹头) 的接触,从而能够抑制发光装置1000的吸附时的第一反射构件40的损伤。这样,优选位于底面113侧的第一反射构件40的长边方向的侧面403以及位于上表面114侧的第一反射构件40的长边方向的侧面404在从背面朝向正面的方向(Z方向)上向发光装置1000的内侧倾斜。第一反射构件40的倾斜角度θ能够适当选择,但基于这种效果的发挥容易度以及第一反射构件40的强度的观点,优选为0.3°以上且3°以下,更优选为0.5°以上且2°以下,进一步优选为0.7°以上且1.5°以下。另外,优选发光装置1000的右侧面和左侧面设为大致相同的形状。这样一来,能够使发光装置1000小型化。
<实施方式2>
图9A~图12所示的本发明的实施方式2所涉及的发光装置2000与实施方式1所涉及的发光装置1000的不同之处在于,载置在基板上的发光元件的数量、基材所具备的凹陷以及过孔的数量、具备绝缘膜。
如图10所示,过孔15与第一配线12、第二配线13以及第三配线14 相接,因此能够提高发光装置2000的散热性。可以为位于一个凹陷内的第三配线14与一个过孔15相接,也可以为位于一个凹陷内的第三配线14 与多个过孔15相接。第三配线14与多个过孔15相接,从而发光装置的散热性进一步提高。如图11所示,在与位于一个凹陷内的第三配线14相接的过孔为两个的情况下,可以相对于与第二方向(Y方向)平行的凹陷的中心线11C而将一方的过孔与另一方的过孔左右对称地配置。
也可以如图10所示,发光装置2000具备第一发光元件20A和第二发光元件20B。第一发光元件20A的发光峰值波长与第二发光元件20B的发光峰值波长可以相同,也可以不同。在第一发光元件20A的发光峰值波长与第二发光元件20B的发光峰值波长不同的情况下,优选第一发光元件 20A的发光峰值波长处于430nm以上且小于490nm的范围(蓝色区域的波长范围),第二发光元件20B的发光峰值波长处于490nm以上且570nm 以下的范围(绿色区域的波长范围)。这样一来,能够提高发光装置的颜色再现性。
在发光装置具备多个发光元件(第一发光元件20A和第二发光元件 20B)的情况下,优选多个发光元件沿第一方向(X方向)排列设置。这样一来,能够缩短发光装置2000的第二方向(Y方向)上的宽度,因此能够使发光装置薄型化。
可以如图10所示,第一发光元件20A以及第二发光元件20B由一个透光性构件30覆盖,也可以如图12A、图12B所示的发光装置2000A那样,第一发光元件20A和第二发光元件20B分别由不同的透光性构件覆盖。第一发光元件20A以及第二发光元件20B由一个透光性构件30覆盖,从而能够增大透光性构件30的大小,因此发光装置的光导出效率提高。第一发光元件20A和第二发光元件20B分别由不同的透光性构件覆盖,从而能够在一方的透光性构件与另一方的透光性构件之间形成第一反射构件。这样一来,能够形成“划分性”良好的发光装置。
也可以如图12C所示的发光装置2000B那样,透光性构件30具备与发光元件的光导出面对置的第一波长转换层31E、以及配置在第一波长转换层31E上的第二波长转换层31F。第一波长转换层31E包括母材312E 和第一波长转换粒子311E。第二波长转换层31F包括母材312F和第二波长转换粒子311F。来自被发光元件激励的第一波长转换粒子311E的光的峰值波长优选比来自被发光元件激励的第二波长转换粒子311F的光的峰值波长短。来自被发光元件激励的第一波长转换粒子311E的光的峰值波长比来自被发光元件激励的第二波长转换粒子311F的光的峰值波长短,从而能够通过来自被发光元件激励的第一波长转换粒子311E的光来激励第二波长转换粒子311F。由此,能够增加来自被激励的第二波长转换粒子311F的光。由于在第一波长转换层31E上配置有第二波长转换层31F,因此来自被发光元件激励的第一波长转换粒子311E的光容易向第二波长转换粒子311F出射。
优选来自被发光元件激励的第一波长转换粒子311E的光的峰值波长为500nm以上且570nm以下,来自被发光元件激励的第二波长转换粒子 311F的光的峰值波长为610nm以上且750nm以下。这样一来,能够形成颜色再现性高的发光装置。例如,作为第一波长转换粒子可以列举β硅铝氧氮系荧光体,作为第二波长转换粒子可以列举锰激活氟化珪酸钾的荧光体。在使用锰激活氟化珪酸钾的荧光体作为第二波长转换粒子的情况下,特别优选透光性构件30具备第一波长转换层31E和第二波长转换层31F。锰激活氟化物荧光体即第二波长转换粒子容易引起亮度饱和,但通过在第二波长转换层31F与发光元件之间配置第一波长转换层31E,能够抑制来自发光元件的光过度地照射至第二波长转换粒子。由此,能够抑制锰激活氟化物荧光体即第二波长转换粒子的劣化。需要说明的是,在第一波长转换粒子和第二波长转换粒子包含于同一波长转换层的情况下,优选第二波长转换粒子遍及波长转换层内的整体而分散地配置,第一波长转换粒子偏置于发光元件的光导出面侧。例如,可以为在波长转换层的发光元件的光导出面侧混合有第一波长转换粒子和第二波长转换粒子,并且在波长转换层的与发光元件的光导出面侧相反的面侧仅配置有第二波长转换粒子。在第二波长转换粒子遍及波长转换层内的整体而分散地配置、第一波长转换粒子偏置于发光元件的光导出面侧的情况下,大部分第一波长转换粒子位于比第二波长转换粒子更靠发光元件的光导出面侧的位置,因此容易通过来自被发光元件激励的第一波长转换粒子311E的光来激励第二波长转换粒子311F。由此,能够增加来自被激励的第二波长转换粒子311F的光。另外,在使用锰激活氟化珪酸钾的荧光体作为第二波长转换粒子的情况下,能够通过第一波长转换粒子抑制来自发光元件的光过度地照射至第二波长转换粒子。由此,能够抑制锰激活氟化物荧光体即第二波长转换粒子的劣化。
透光性构件可以仅含有一种发出绿光的波长转换粒子,也可以含有多种发出绿光的波长转换粒子。另外,可以仅含有一种发出红光的波长转换粒子,也可以含有多种发出红光的波长转换粒子。例如,可以在透光性构件30中含有CASN系荧光体、锰激活氟化珪酸钾的荧光体(例如K2SiF6: Mn),作为来自被发光元件激励的波长转换粒子的光的峰值波长为610nm 以上且750nm以下的波长转换粒子。一般而言,CASN系荧光体与锰激活氟化珪酸钾的荧光体相比,在停止激励光的照射后到波长转换粒子的发光停止为止的时间即余辉时间短。因此,透光性构件含有CASN系荧光体和锰激活氟化珪酸钾的荧光体,从而与透光性构件仅含有锰激活氟化珪酸钾的荧光体的情况相比,能够缩短余辉时间。另外,一般锰激活氟化珪酸钾具有半值宽度比CASN系荧光体窄的发光峰值,因此色纯度高且颜色再现性良好。因此,透光性构件含有CASN系荧光体和锰激活氟化珪酸钾的荧光体,从而与透光性构件仅含有CASN系荧光体的情况相比,颜色再现性良好。
例如,透光性构件所含有的锰激活氟化珪酸钾的荧光体的重量优选为 CASN系荧光体的荧光体的重量的0.5倍以上且6倍以下,更优选为1倍以上且5倍以下,进一步优选为2倍以上且4倍以下。通过增加锰激活氟化珪酸钾的荧光体的重量,从而发光装置的颜色再现性良好。通过增加 CASN系荧光体的荧光体的重量,从而能够缩短余辉时间。
锰激活氟化珪酸钾的荧光体的平均粒径优选为5μm以上且30μm以下。另外,CASN系荧光体的平均粒径优选为5μm以上且30μm以下。在透光性构件所含有的波长转换粒子的浓度相同的情况下,波长转换粒子的粒径较小,从而来自发光元件的光容易向波长转换粒子扩散,因此能够抑制发光装置的配光色度不均。另外,在透光性构件所含有的波长转换粒子的浓度相同的情况下,波长转换粒子的粒径较大,从而容易导出来自发光元件的光,因此发光装置的光导出效率提高。
CASN系荧光体和锰激活氟化珪酸钾的荧光体可以不包含于透光性构件的同一波长转换层,在透光性构件具备多个波长转换层的情况下,也可以包含于不同的波长转换层。在锰激活氟化珪酸钾的荧光体和CASN系荧光体包含于不同的波长转换层的情况下,在锰激活氟化珪酸钾的荧光体和 CASN系荧光体中,优选光的峰值波长短的波长转换粒子配置为接近发光元件。这样一来,能够通过来自光的峰值波长短的波长转换粒子的光激励光的峰值波长长的波长转换粒子。例如,在锰激活氟化珪酸钾的荧光体的光的峰值波长为631nm附近而CASN系荧光体的光的峰值波长为650nm 附近的情况下,优选锰激活氟化珪酸钾的荧光体接近发光元件。
透光性构件可以含有SCASN系荧光体和锰激活氟化珪酸钾的荧光体。通过透光性构件含有SCASN系荧光体,从而也能够缩短余辉时间。另外,透光性构件可以含有CASN系荧光体、锰激活氟化珪酸钾的荧光体、以及β硅铝氧氮系荧光体。这样一来,发光装置的颜色再现性良好。
也可以如图12C所示的发光装置2000B那样,具备与第一配线、第二配线及第三配线连接的过孔15A、以及与第一配线、第二配线连接而与第三配线分离的过孔15B。如图12D所示,在后视观察时,过孔15A与第二配线13以及第三配线14重叠,过孔15B与第二配线13重叠而不与第三配线重叠。
如图12C所示,导光构件50可以不覆盖透光性构件30的侧面,也可以覆盖透光性构件30的侧面。在透光性构件30具备与发光元件的光导出面对置的第一波长转换层31E、配置在第一波长转换层31E上的第二波长转换层31F、以及配置在第二波长转换层31上的实质上不含有波长转换粒子的层33的情况下,也可以如图12E所示的发光装置2000C那样,第一波长转换层31E的侧面被导光构件50覆盖,第二波长转换层31F的侧面以及实质上不含有波长转换粒子的层33的侧面从导光构件50露出。另外,也可以如图12F所示的发光装置2000D那样,第一波长转换层31E的侧面以及第二波长转换层31F的侧面被导光构件50覆盖,实质上不含有波长转换粒子的层33的侧面从导光构件50露出。也可以如图12G所示的发光装置2000E那样,第一波长转换层31E的侧面、第二波长转换层31F 的侧面以及实质上不含有波长转换粒子的层33的侧面被导光构件50覆盖。如图12G所示,在导光构件50覆盖第一波长转换层31E的侧面、第二波长转换层31F的侧面以及实质上不含有波长转换粒子的层33的侧面的情况下,导光构件50也可以从第一反射构件40露出。导光构件覆盖透光性构件的侧面的至少一部分,从而能够提高发光装置的光导出效率。如图12H所示的发光装置2000F那样,在透光性构件30的侧面具有凹凸的情况下,通过利用导光性构件50来覆盖位于透光性构件30的侧面的凹凸,能够提高发光装置的光导出效率。
优选如图12I所示的发光装置2000G那样,实质上不含有波长转换粒子的层33包括含有反射粒子的层33A、以及实质上不含有反射粒子的层33B。含有反射粒子的层33A位于第一波长转换层以及/或者第二波长转换层上,从而来自发光元件的光通过含有反射粒子的层33A而在透光性构件内扩散。由此,能够增加来自被发光元件的光激励的第一波长转换粒子以及/或者第二波长转换粒子的光。另外,通过在含有反射粒子的层33A上配置有实质上不含有反射粒子的层33B,实质上不含有反射粒子的层33B 能够实现作为含有反射粒子的层33A的保护层的功能。另外,在出于使发光装置薄型化等目的而对透光性构件30的上表面进行磨削的情况下,通过在含有反射粒子的层33A上配置有实质上不含有反射粒子的层33B,能够仅磨削实质上不含有反射粒子的层33B。由此,含有反射粒子的层33A 不被磨削,因此能够抑制透光性构件所含有的反射粒子的量的偏差。在实质上不含有波长转换粒子的层33仅为含有反射粒子的层这一层的情况下,优选反射粒子偏置于发光元件的光导出面侧。这样一来,实质上不含有波长转换粒子的层33的母材能够发挥作为保护层的功能。作为反射粒子,可以列举氧化钛、氧化锆、氧化铝、以及氧化硅等。对于反射粒子,特别优选为具有高折射率的氧化钛。实质上不含有波长转换粒子的层的反射粒子的含量能够适当选择,但基于光反射性以及液态时的粘度等观点,例如优选为0.05wt%以上且0.1wt%以下。
如图12J所示的发光装置2000H那样,在透光性构件含有波长转换粒子的情况下,也可以具备覆盖透光性构件30的上表面的被膜34。被膜34 是指作为纳米粒子的被膜粒子的凝聚体。需要说明的是,被膜可以仅包括被膜粒子,也可以包括被膜粒子以及树脂材料。被膜的折射率与位于最表面的透光性构件的母材的折射率不同,从而能够实现发光装置的发光色度的修正。位于最表面的透光性构件的母材是指,在透光性构件中形成与发光元件的光导出面侧的面相反的一面的层的母材。例如,在被膜34的折射率比位于最表面的透光性构件的母材的折射率大的情况下,被膜与空气的界面处的反射光分量同位于最表面的透光性构件的母材与空气的界面处的反射光分量相比而增大。因此,能够增加返回透光性构件中的反射光分量,因此容易激励波长转换粒子。由此,能够将发光装置的发光色度向长波长侧修正。另外,在被膜34的折射率比位于最表面的透光性构件的母材的折射率小的情况下,被膜与空气的界面处的反射光分量同透光构件的母材与空气的界面处的反射光分量相比而减少。由此,能够减少返回透光性构件中的反射光分量,因此难以激励波长转换粒子。由此,能够将发光装置的发光色度向短波长侧修正。例如,在使用苯基系硅酮树脂作为位于最表面的透光性构件的母材的情况下,作为将发光装置的发光色度向长波长侧修正的被膜粒子,可以列举氧化钛、氧化钛、以及氧化铝等。在位于最表面的透光性构件的母材使用苯基系硅酮树脂的情况下,作为将发光装置的发光色度向短波长侧修正的被膜粒子,可以列举氧化硅等。在发光装置具备多个透光性构件的情况下,也可以为,通过被膜覆盖一方的透光性构件的上表面,而不通过被膜覆盖另一方的透光性构件的上表面。能够与发光装置的发光色度的修正相应地形成或适当选择覆盖透光性构件的上表面的被膜。另外,在发光装置具备多个透光性构件的情况下,也可以为,通过具有比位于最表面的透光性构件的母材的折射率大的折射率的被膜来覆盖一方的透光性构件的上表面,且通过具有比位于最表面的透光性构件的母材的折射率小的折射率的被膜来覆盖另一方的透光性构件的上表面。能够与发光装置的发光色度的修正相应地适当选择覆盖透光性构件的被膜的材料。被膜能够通过基于分配器的浇铸、基于喷射器或者喷雾器的喷吹等公知的方法来形成。
优选如图12K所示的基板10那样,在主视观察时第一配线12具备Y 方向的长度较短的窄幅部、以及Y方向的长度较长的宽幅部。窄幅部的Y 方向的长度D4与宽幅部的Y方向的长度D5相比而长度较短。在主视观察时窄幅部配置于在X方向上与过孔15的中心分离、且在X方向上配置有发光元件的电极的部分。在主视观察时宽幅部配置在过孔15的中心。第一配线12具备窄幅部,从而能够减小将发光元件的电极与第一配线电连接的导电性粘接构件在第一配线上浸渗扩散的面积。由此,容易控制导电性粘接构件的形状。需要说明的是,第一配线的周缘部可以为角部被圆整的形状。
也可以如图10所示,导光构件50连续地覆盖第一发光元件20A的光导出面201A、第一发光元件20A的侧面202A、第二发光元件20B的光导出面201B、以及第二发光元件20B的侧面202B。这样一来,在第一发光元件20A的光导出面201A与第二发光元件20B的光导出面201B之间也能够导出第一发光元件20A以及/或者第二发光元件20B的光,因此能够抑制发光装置的亮度不均。另外,在第一发光元件20A的发光峰值波长与第二发光元件20B的发光峰值波长不同的情况下,能够在导光构件50内使来自第一发光元件20A的光与来自第二发光元件20B的光混合,因此能够抑制发光装置的颜色不均。
发光装置可以具备覆盖第二配线13的一部分的绝缘膜18。通过具备绝缘膜18,从而能够实现确保背面的绝缘性以及防止短路。另外,能够防止第二配线从基材剥离。
<实施方式3>
图13A~图18B所示的本发明的实施方式3所涉及的发光装置3000与实施方式2所涉及的发光装置2000的不同之处在于,载置在基板上的发光元件的数量、基材所具备的凹陷以及过孔的数量、基材的形状、凹陷的形状、透光性构件的结构、以及具备第二反射构件及第三反射构件。
如图14A所示,过孔15与第一配线12、第二配线13以及第三配线 14相接,因此能够提高发光装置3000的散热性。基材所具备的凹陷以及过孔的数量能够根据基板的大小等而适当变更。
也可以如图14A所示,基材11在正面111具备凹部111A。基材11 具备凹部111A,从而能够增加第一反射构件与基材11的接触面积。由此,能够提高第一反射构件与基材的接合强度。优选凹部111A位于正面111 的长边方向(X方向)的两端。这样一来,能够在基材的两端提高基材与第一反射构件的接合强度,因此能够抑制第一反射构件与基材剥离。
也可以如图15、图16所示,基板10具备在基材的背面和底面开口且与基材的侧面105分离的中央凹陷16A、以及在基材的背面、底面及侧面 105开口的端部凹陷16B。基材的侧面105位于基材的正面与背面之间。基板10具备端部凹陷16B,从而能够在发光装置的端部提高基板与安装基板的接合强度。在具备多个端部凹陷16B的情况下,优选在后视观察时端部凹陷位于基材的两端。这样一来,发光装置的安装基板的接合强度提高。基板10可以仅具备中央凹陷16A或者端部凹陷16B的任一方。需要说明的是,在本说明书中,凹陷是指中央凹陷以及/或者端部凹陷。也可以如图15所示,过孔15具有多个,且具备在后视观察中与中央凹陷16A重叠的过孔、以及与端部凹陷16B重叠的过孔。
也可以如图14A所示,发光装置3000具备第一发光元件20A、第二发光元件20B、以及第三发光元件20C。需要说明的是,发光装置可以具备四个以上的发光元件。在本说明书中,发光元件是指第一发光元件20A、第二发光元件20B以及/或者第三发光元件20C。如图17A所示,优选在主视观察时第一发光元件20A、第二发光元件20B、以及第三发光元件20C沿长边方向(X方向)排列配置。这样一来,能够在Y方向上使发光装置薄型化。在第一发光元件以及第二发光元件的光导出面呈长方形的情况下,优选第一发光元件的光导出面的短边2011A与第二发光元件的光导出面的短边2011B对置。在第二发光元件以及第三发光元件的光导出面呈长方形的情况下,优选第二发光元件的光导出面的短边2012B与第三发光元件的光导出面的短边2011C对置。这样一来,能够在Y方向上使发光装置薄型化。在本说明书中,长方形是指具备两个长边和两个短边、且四个内角为直角的四边形。另外,在本说明书中,直角是指90±3°。
第一发光元件20A的发光峰值波长、第二发光元件20B的发光峰值波长、以及第三发光元件20C的发光峰值波长可以相同也,可以不同。第一发光元件20A的发光峰值波长、第二发光元件20B的发光峰值波长、以及第三发光元件20C的发光峰值波长不同,从而能够形成颜色再现性高的发光装置。在第一发光元件20A、第二发光元件20B以及第三发光元件20C依次排列的情况下,也可以为,第一发光元件20A的发光峰值波长与第三发光元件20C的发光峰值波长相同,而第二发光元件20B的发光峰值波长与第一发光元件20A的发光峰值波长不同。这样一来,例如,在第一发光元件20A的输出不足的情况下,能够通过第三发光元件20C来补偿。另外,具有与第一发光元件20A的发光峰值波长以及第三发光元件20C 的发光峰值波长不同的发光峰值波长的第二发光元件20B位于第一发光元件20A与第三发光元件20C之间,从而能够提高发光装置的颜色再现性,并且减少颜色不均。需要说明的是,在本说明书中,发光峰值波长相同是指允许±10nm左右的变动。在第一发光元件20A的发光的峰值波长处于430nm以上且小于490nm的范围(蓝色区域的波长范围)的情况下,优选第三发光元件20C的发光峰值波长处于430nm以上且小于490nm的范围。这样一来,通过选择在430nm以上且小于490nm的范围内具有激励效率的峰值的波长转换粒子,能够提高波长转换粒子的激励效率。
如图14A所示,在Z方向上,第一发光元件20A的光导出面201A与第二发光元件20B的光导出面201B可以位于大致相同的高度,在Z方向上,第一发光元件20A的光导出面201A与第二发光元件20B的光导出面 201B也可以位于不同的高度。例如,也可以如图14B所示的发光装置 3000A那样,在Z方向上,第一发光元件20A的光导出面201A位于比第二发光元件20B的光导出面201B靠下侧的位置。通过在Z方向上使第一发光元件20A的光导出面201A位于比第二发光元件20B的光导出面201B 靠下侧的位置,从而来自第二发光元件20B的光容易在长边方向(X方向) 上扩散。另外,也可以如图14C所示的发光装置3000B那样,在Z方向上,第一发光元件20A的光导出面201A位于比第二发光元件20B的光导出面201B靠上侧的位置。通过在Z方向上使第一发光元件20A的光导出面201A位于比第二发光元件20B的光导出面201B靠上侧的位置,从而来自第一发光元件20A的光容易在长边方向(X方向)上扩散。
也可以如图17A所示,第一发光元件20A的光导出面201A的短边 2011A与第二发光元件20B的光导出面201B的短边2011B的长度大致相同,而第一发光元件20A的光导出面201A的短边2011A与第二发光元件 20B的光导出面201B的短边2011B的长度不同。例如,也可以如图17B 所示,第一发光元件20A的光导出面201A的短边2011A的长度比第二发光元件20B的光导出面201B的短边2011B的长度长。这样一来,来自第一发光元件20A的光容易在长边方向(X方向)上扩散。另外,也可以如图17C所示,第一发光元件20A的光导出面201A的短边2011A的长度比第二发光元件20B的光导出面201B的短边2011B的长度短。这样一来,来自第二发光元件20B的光容易在长边方向(X方向)上扩散。
也可以如图14A所示,透光构件30具备与发光元件的光导出面对置的第一透光层31A、以及配置在第一透光层31A上的波长转换层31B。第一透光层31A包括母材312A和第一扩散粒子311A。波长转换层31B包括母材312B和波长转换粒子32。透光性构件30具备与发光元件的光导出面对置的第一透光层31A,从而来自第一发光元件以及第二发光元件的光被第一透光层31A扩散。由此,能够使第一发光元件、第二发光元件以及/或者第三发光元件的光在第一透光层31A内混合,因此能够减少发光装置的亮度不均。在第一发光元件、第二发光元件以及/或者第三发光元件具有不同的发光峰值波长的情况下,能够使第一发光元件、第二发光元件以及/或者第三发光元件的光在第一透光层31A内混合,因此能够减少发光装置的颜色不均。
优选第一透光层31A实质上不含有波长转换粒子。在波长转换粒子被来自发光元件的光激励时,吸收来自发光元件的光的一部分。第一透光层 31A位于发光元件的光导出面与波长转换层之间,从而能够在发光元件的光被波长转换粒子吸收之前,对于第一发光元件、第二发光元件以及/或者第三发光元件的光,在第一透光层31A内使第一发光元件以及第二发光元件的光混合。由此,能够抑制发光装置的光导出效率降低的情况。
也可以如图14A所示,在波长转换层31B上配置有第二透光层31C。第二透光层31C是实质上不含有波长转换粒子的层。第二透光层31C可以包括母材312C和第二扩散粒子311C。第二透光层31C包括第二扩散粒子 311C,从而能够在第二透光层内使来自发光元件的光与来自被发光元件激励的波长转换粒子的光混合。由此,能够减少发光装置的颜色不均。例如,第二扩散粒子可以为折射率比第一扩散粒子低的材料。这样一来,被第二扩散粒子扩散的光减少,因此发光装置的光导出效率提高。作为使第二扩散粒子的折射率比第一扩散粒子低的材料,可以第一扩散粒子选择氧化钛,而第二扩散粒子选择氧化硅。
也可以如图14A所示,发光装置具备覆盖第一发光元件20A的电极形成面203A、第二发光元件20B的电极形成面203B以及/或者第三发光元件20C的电极形成面203C的第二反射构件41。发光装置具备第二反射构件41,从而能够抑制来自发光元件的光被基板10吸收的情况。另外,也可以如图2A、图10、图12B所示,第一反射构件覆盖发光元件的电极形成面。这样一来,也能够抑制来自发光元件的光被基板吸收的情况。另外,优选第二反射构件41具备随着远离发光元件而Z方向上的厚度变厚的倾斜部。第二反射构件41具备倾斜部,从而发光装置的光导出效率提高。
也可以如图14A所示,在导光构件50与第一反射构件之间具备第三反射构件42。第三反射构件42经由导光构件而覆盖发光元件的侧面。通过在形成第三反射构件42后通过浇铸等形成导光构件50,从而能够抑制导光构件50的形状偏差。优选与透光性构件30对置的第三反射构件42 的面平坦。这样一来,容易在形成第三反射构件42后形成透光性构件30。需要说明的是,在发光装置具备第三反射构件42的情况下,第一反射构件经由第三反射构件以及导光构件而覆盖第一元件侧面以及第二元件侧面。
也可以如图18A所示的发光装置3000C那样,具备覆盖发光元件的光导出面的覆盖构件。在覆盖构件31D包含扩散粒子311D的情况下,通过具备覆盖光导出面的覆盖构件31D,从而能够减少沿Z方向前进的来自发光元件的光,增加沿X方向以及/或者Y方向前进的光。由此,能够在导光构件内使来自发光元件的光扩散,因此能够抑制发光装置的亮度不均。需要说明的是,覆盖构件31D位于发光元件的光导出面与导光构件 50之间。优选包括扩散粒子311D的第一覆盖构件31D使发光元件的侧面的至少一部分露出,这样一来,能够抑制沿X方向以及/或者Y方向前进的来自发光元件的光减少。覆盖构件31D可以覆盖第一发光元件、第二发光元件以及第三发光元件各自的光导出面,也可以仅覆盖第一发光元件、第二发光元件或者第三发光元件的光导出面中的一个光导出面。
覆盖构件31D可以包括波长转换粒子。通过具备覆盖发光元件的光导出面且包括波长转换粒子的覆盖构件31D,从而发光装置的颜色调整变得容易。需要说明的是,覆盖构件31D所含有的波长转换粒子与波长转换层所含有的波长转换粒子可以相同,也可以不同。例如,在发光元件的发光的峰值波长处于490nm以上且570nm以下的范围(绿色区域的波长范围) 的情况下,优选波长转换粒子为由490nm以上且570nm以下的范围内的光激励的CASN系荧光体以及/或者SCASN系荧光体。此外,作为波长转换粒子,也可以使用(Sr、Ca)LiAl3N4:Eu的荧光体。
可以如图18A所示的发光装置3000C那样,一个覆盖构件31D覆盖一个发光元件的光导出面,也可以如图18B所示的发光装置3000D那样,多个覆盖构件31D覆盖一个发光元件的光导出面。如图18B所示,光导出面的一部分从覆盖构件31D露出,从而发光元件的光导出效率提高。
<实施方式4>
图19所示的本发明的实施方式4所涉及的发光装置4000与实施方式 2所涉及的发光装置2000的不同之处在于,透光性构件的结构。
发光装置4000的透光性构件30具备覆盖第一发光元件20A的第一透光性构件30A、以及覆盖第二发光元件20B的第二透光性构件30B。第一透光性构件30A与第二透光性构件30B的构成构件以及/或者构成构件的含量不同。例如,第一透光性构件30A与第二透光性构件30B所含有的波长转换粒子的种类以及/或者波长转换粒子的含量不同。这样一来,发光装置的颜色调整变得容易。也可以如图19所示,第一透光性构件30A含有波长转换粒子,而第二透光性构件30B实质上不含有波长转换粒子。这样一来,能够提高来自第二发光元件20B的光导出效率。例如也可以为,第一发光元件20A的发光峰值波长处于430nm以上且小于490nm的范围 (蓝色区域的波长范围),第二发光元件20B的发光峰值波长处于490nm 以上且570nm以下的范围(绿色区域的波长范围),第一透光性构件30A 含有发出绿光的波长转换粒子以及/或者发出红光波长转换粒子,第二透光性构件30B实质上不含有波长转换粒子。需要说明的是,第一透光性构件 30A以及第二透光性构件30B也可以实质上不含有波长转换粒子。另外,第一发光元件20A与第二发光元件的发光峰值波长可以相同,也可以不同。
以下,对本发明的一实施方式所涉及的发光装置的各构成要素进行说明。
(基板10)
基板10是载置发光元件的构件。基板10至少包括基材11、第一配线 12、第二配线13、第三配线14、以及过孔导通件15。
(基材11)
基材11能够使用树脂或者纤维强化树脂、陶瓷、玻璃等绝缘性构件而构成。作为树脂或者纤维强化树脂,可以列举环氧树脂、环氧玻璃、双马来酰亚胺三嗪(BT)、聚酰亚胺树脂等。作为陶瓷,可以列举氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化锆、氧化钛、氮化钛、或者它们的混合物等。优选使用上述基材中的、特别是具有与发光元件的线膨胀系数接近的物性的基材。基材的厚度的下限值能够适当选择,但基于基材的强度的观点,优选为0.05mm以上,更优选为0.2mm以上。另外,基于发光装置的厚度(进深)的观点,基材的厚度的上限值优选为0.5mm以下,更优选为0.4mm 以下。
(第一配线12、第二配线13、第三配线14)
第一配线配置于基板的正面,且与发光元件电连接。第二配线配置于基板的背面,且经由过孔而与第一配线电连接。第三配线覆盖凹陷的内壁,且与第二配线电连接。第一配线、第二配线以及第三配线能够由铜、铁、镍、钨、铬、铝、银、金、钛、钯、铑、或者它们的合金形成。可以为上述金属或者合金的单层也可以为它们的多层。特别是,基于散热性的观点而优选为铜或者铜合金。另外,基于导电性粘接构件的浸渗性以及/或者光反射性等观点,可以在第一配线以及/或者第二配线的表层设置有银、铂、铝、铑、金或者它们的合金等的层。
(过孔15)
过孔15是设置在贯通基材11的正面和背面的孔内并将第一配线与所述第二配线电连接的构件。过孔15可以包括覆盖基材的贯通孔的表面的第四配线151、以及填充在第四配线内151的填充构件152。第四配线151 能够使用与第一配线、第二配线以及第三配线同样的导电性构件。填充构件152可以使用导电性的构件,也可以使用绝缘性的构件。
(绝缘膜18)
绝缘膜18是实现确保背面的绝缘性以及防止短路的构件。绝缘膜可以由该领域中使用的任意材料形成。例如,可以列举热固性树脂或者热塑性树脂等。
(发光元件20)
发光元件20是通过施加电压而自身发光的半导体元件,能够应用由氮化物半导体等构成的已知的半导体元件。作为发光元件20,例如可以列举LED芯片。发光元件20至少具备半导体层叠体23,多数情况下还具备元件基板24。发光元件的俯视形状优选为矩形,尤其优选为正方形或者在一方向上长的长方形,但也可以为其他形状,例如若为六边形形状则也能够提高发光效率。发光元件的侧面相对于上表面可以垂直,也可以向内侧或者外侧倾斜。另外,发光元件具有正负电极。正负电极能够由金、银、锡、铂、铑、钛、铝、钨、钯、镍或者它们的合金构成。发光元件的发光峰值波长能够根据半导体材料、其混晶比而在从紫外区域到红外区域的范围内选择。作为半导体材料,优选使用能够发出可高效地激励波长转换粒子的短波长的光的材料即氮化物半导体。氮化物半导体主要以通式 InxAlyGa1-x-yN(0≤x,0≤y,x+y≤1)表示。基于发光效率、波长转换粒子的激励以及与波长转换粒子的发光的混色关系等观点,发光元件的发光峰值波长优选为400nm以上且530nm以下,更优选为420nm以上且490nm以下,进一步优选为450nm以上且475nm以下。此外,还可以使用InAlGaAs系半导体、InAlGaP系半导体、硫化锌、硒化锌、碳化硅等。发光元件的元件基板主要是能够使构成半导体层叠体的半导体的结晶生长的结晶生长用基板,但也可以是与从结晶生长用基板分离的半导体元件结构接合的接合用基板。元件基板具有透光性,从而容易采用倒装安装,另外容易提高光的导出效率。作为元件基板的母材,可以列举蓝宝石、氮化镓、氮化铝、硅、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、硫化锌、氧化锌、硒化锌、金刚石等。其中,优选蓝宝石。元件基板的厚度能够适当选择,例如为0.02mm以上且1mm以下,基于元件基板的强度以及/或者发光装置的厚度的观点,优选为0.05mm以上且0.3mm以下。
(透光性构件30)
透光性构件是设置在发光元件上且保护发光元件的构件。透光性构件至少由以下的母材构成。另外,透光性构件通过在母材中含有以下的波长转换粒子32,从而能够作为波长转换粒子而发挥功能。透光性构件的各层的母材以如下方式构成。各层的母材可以相同,也可以不同。透光性构件无需一定具有波长转换粒子。另外,透光性构件还可以使用波长转换粒子与例如氧化铝等无机物的烧结体、或者波长转换粒子的板状结晶等。
(透光性构件的母材31)
透光性构件的母材31只要对于从发光元件发出的光具有透光性即可。需要说明的是,“透光性”是指发光元件的发光峰值波长的光透射率优选为60%以上,更优选为70%以上,进一步优选为80%以上。透光性构件的母材可以使用硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者它们的改性树脂。透光性构件的母材也可以为玻璃。其中,硅酮树脂以及改性硅酮树脂由于耐热性以及耐光性优异,因而优选。作为具体的硅酮树脂,可以列举二甲基硅酮树脂、苯基甲基硅酮树脂、二苯基硅酮树脂。透光性构件能够通过将这些母材中的一种以单层层叠来构成,或通过将这些母材中的两种以上层叠来构成。需要说明的是,本说明书中的“改性树脂”包括混合树脂。另外,透光性构件的母材也包括第一透光层、波长转换层、以及第二透光层的母材。
透光性构件的母材还可以在上述树脂或者玻璃中含有各种扩散粒子。作为扩散粒子,可以列举氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锌等。扩散粒子可以将上述材料中的一种单独使用,或者将上述材料的两种以上组合而使用。尤其优选热膨胀系数小的氧化硅。另外,通过使用纳米粒子作为扩散粒子,还能够增大发光元件发出的光的散射、减少波长转换粒子的使用量。需要说明的是,纳米粒子是指粒径为1nm以上且100nm以下的粒子。另外,本说明书中的“粒径”例如由D50定义。
(波长转换粒子32)
波长转换粒子吸收发光元件发出的一次光的至少一部分并发出波长与一次光的波长不同的二次光。波长转换粒子可以将以下示出的具体例中的一种单独使用,或者将两种以上组合而使用。
作为发出绿光的波长转换粒子,可以列举钇·铝·石榴石系荧光体 (例如Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、镥·铝·石榴石系荧光体(例如Lu3(Al, Ga)5O12:Ce)、铽·铝·石榴石系荧光体(例如Tb3(Al,Ga)5O12:Ce) 系荧光体、硅酸盐系荧光体(例如(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、氯硅酸盐系荧光体(例如Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、β硅铝氧氮系荧光体(例如Si6-zAlzOzN8-z: Eu(0<z<4.2))、SGS系荧光体(例如SrGa2S4:Eu)、碱土类铝酸盐系荧光体(例如(Ba,Sr,Ca)MgxAl10O16+x:Eu,Mn(其中,0≤x≤1)) 等。作为发出黄光的波长转换粒子,可以列举α硅铝氧氮系荧光体(例如 Mz(Si,Al)12(O,N)16(其中,0<z≤2,M为Li、Mg、Ca、Y、以及除La和Ce以外的镧系元素)等。需要说明的是,在上述发出绿光的波长转换粒子中也具有发出黄光的波长转换粒子。另外,例如,钇·铝·石榴石系荧光体通过将Y的一部分置换为Gd而能够使发光峰值波长向长波长侧偏移,从而能够发出黄光。另外,在它们之中也具有能够发出橙光的波长转换粒子。作为发出红光的波长转换粒子,可以列举含氮铝珪酸钙 (CASN或者SCASN)系荧光体(例如(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)等。此外,可以列举锰激活氟化物系荧光体(由通式(I)A2[M1-aMnaF6]表示的荧光体(其中,在上述通式(I)中,A为从由K、Li、Na、Rb、Cs以及NH4构成的组中选出的至少一种,M为从由第4族元素以及第14族元素构成的组中选出的至少一种元素,a满足0<a<0.2))。作为该锰激活氟化物系荧光体的代表例,有锰激活氟化珪酸钾的荧光体(例如K2SiF6: Mn)。
(反射构件(第一反射构件、第二反射构件以及/或者第三反射构件))
反射构件是指第一反射构件、第二反射构件以及/或者第三反射构件。基于朝向Z方向的光导出效率的观点,反射构件对于发光元件的发光峰值波长的光反射率优选为70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。并且,反射构件优选为白色。由此,反射构件优选为在母材中含有白色颜料。反射构件在固化前经过液状的状态。反射构件能够通过传递成形、注射成形、压缩成形、浇铸等而形成。在发光装置具备第一反射构件、第二反射构件以及/或者第三反射构件的情况下,例如,可以通过描绘形成第三反射构件,通过浇铸形成第一反射构件以及第二反射构件。
(反射构件的母材)
反射构件的母材能够使用树脂,例如可以列举硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者它们的改性树脂。其中,硅酮树脂以及改性硅酮树脂由于耐热性以及耐光性优异,因而优选。作为具体的硅酮树脂,可以列举二甲基硅酮树脂、苯基甲基硅酮树脂、二苯基硅酮树脂。
(白色颜料)
白色颜料能够单独使用氧化钛、氧化锌、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、硅酸镁、钛酸钡、硫酸钡、氢氧化铝、氧化铝、氧化锆、氧化硅中的一种,或者将上述材料中的两种以上组合而使用。白色颜料的形状能够适当选择,可以为无定形或者破碎状,但基于流动性的观点优选为球状。另外,白色颜料的粒径例如可以列举0.1μm以上且0.5μm以下左右,但为了提高光反射、覆盖的效果而越小越优选。光反射性的反射构件中的白色颜料的含量能够适当选择,基于光反射性以及液态时的粘度等观点,例如优选为10wt%以上且80wt%以下,更优选为20wt%以上且70wt%以下,进一步优选为30wt%以上且60wt%以下。需要说明的是,“wt%”是重量百分比,表示该材料的重量相对于光反射性的反射构件的总重量的比率。
(覆盖构件31D)
覆盖构件覆盖发光元件的光导出面,使发光元件的光扩散,或将发光元件的光改变为峰值波长与发光元件的峰值波长的光不同的光。
(覆盖构件的母材)
覆盖构件的母材能够使用与透光性构件的母材同样的材料。
(覆盖构件的扩散粒子)
覆盖构件的扩散粒子能够使用与透光性构件的扩散粒子同样的材料。
(导光构件50)
导光构件是将发光元件与透光性构件粘接,并将来自发光元件的光向透光性构件引导的构件。导光构件的母材可以列举硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者它们的改性树脂。其中,硅酮树脂以及改性硅酮树脂由于耐热性以及耐光性优异,因而优选。作为具体的硅酮树脂,可以列举二甲基硅酮树脂、苯基甲基硅酮树脂、二苯基硅酮树脂。另外,导光构件的母材可以含有与上述的透光性构件同样的填料以及/或者波长转换粒子。另外,导光构件可以省略。
(导电性粘接构件60)
导电性粘接构件是指将发光元件的电极与第一配线电连接的构件。作为导电性粘接构件能够使用金、银、铜等的凸块;包含银、金、铜、铂、铝、钯等的金属粉末与树脂粘合剂的金属膏;锡-铋系、锡-铜系、锡-银系、金-锡系等的焊料;低融点金属等的钎料中的任一方。
产业上的可利用性
本发明的一实施方式所涉及的发光装置能够利用于液晶显示器的背光装置、各种照明器具、大型显示器、广告或目标地引导等的各种显示装置、投影装置、以及数码摄像机、传真机、复印机、扫描仪等中的图像读取装置等。
Claims (13)
1.一种发光装置,具备:
基板,其具备基材、第一配线以及第二配线,所述基材具有沿长边方向即第一方向和短边方向即第二方向延长的正面、位于与所述正面相反的一侧的背面、与所述正面邻接且与所述正面正交的底面、以及位于与所述底面相反的一侧的上表面,所述第一配线配置于所述正面,所述第二配线配置于所述背面;
至少一个发光元件,其与所述第一配线电连接,且载置在所述第一配线上;以及
第一反射构件,其覆盖所述发光元件的侧面以及所述基板的正面,
其中,
所述基材具有在所述背面和所述底面开口的至少一个凹陷,
所述基板具备覆盖所述凹陷的内壁且与所述第二配线电连接的第三配线、以及与所述第一配线、所述第二配线及所述第三配线相接的过孔。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
对于从所述背面朝向所述正面的方向上的所述凹陷的深度而言,在所述底面侧比所述上表面侧深。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
在所述底面中,所述凹陷的中央的深度最大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其中,
在所述背面中,所述凹陷呈半圆形状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其中,
所述凹陷的深度的最大值为所述基材的厚度的0.4倍至0.9倍。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置,其中,
所述凹陷具有多个,在所述背面中,多个所述凹陷相对于与第二方向平行的基材的中心线而左右对称地配置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其中,
所述发光装置具备覆盖所述发光元件的透光性构件。
8.根据权利要求7所述的发光装置,其中,
所述第一反射构件覆盖所述透光性构件的侧面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置,其中,
所述第一反射构件的短边方向的侧面与所述基板的短边方向的侧面实质上位于同一平面上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置,其中,
所述发光装置具备多个所述发光元件,多个所述发光元件沿第一方向排列设置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的发光装置,其中,
所述过孔具备第四配线和填充构件,所述填充构件是树脂材料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光装置,其中,
所述基材具备位于所述正面与所述背面之间的侧面,所述凹陷是在所述背面、所述底面以及所述侧面开口的端部凹陷。
13.根据权利要求12所述的发光装置,其中,
所述发光装置具备多个所述端部凹陷,在后视观察时所述端部凹陷位于基材的两端。
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