CN116507852A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
发光装置具有:基板,其具有矩形的平面形状;一个或多个发光元件,其安装在基板上;坝树脂,其具有框状的平面形状,以包围发光元件的方式配置在基板上,并具有随着从发光元件离开而高度变高的倾斜面;以及密封树脂,其配置在被坝树脂包围的区域,密封发光元件,坝树脂具有从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光装置。
背景技术
已知使用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)作为发光元件的发光装置。例如,在日本专利第5284006号公报中,记载了在由框体包围的基板的表面上安装发光元件,并且将密封发光元件的密封材料填充到由框体包围的空间中的发光装置。在日本专利第5284006号公报中记载的发光装置中,框体的内表面成为镜面,从发光元件出射的光在框体的内表面反射,由此能够提高反射效率。
另外,在将发光二极管用作发光元件的发光装置中,已知有用含有荧光体的密封树脂对安装在由也称为坝材的白色树脂包围的发光区域中的发光元件进行密封的技术。例如,在日本特开2014-241456号公报中,记载了以由白色树脂覆盖向安装在发光区域的发光元件供给电力的配线图案的方式进行配置,由此能够增大发光区域的面积相对于发光装置的面积的比率。
进而,在将发光二极管用作发光元件的发光装置中,已知有用密封树脂密封发光元件的技术,该发光元件安装在由也被称为坝材的白色树脂包围的发光区域中。例如,在日本特开2014-241456号公报中记载了如下的发光装置:多个发光元件以与白色树脂之间的间隔均等的方式配置,所以在多个发光元件具有相同的波长时,能够出射没有颜色不均的光。
发明内容
随着发光装置的用途的扩展,需要使包括发光效率、寿命和配光特性等各种特性提高的发光装置。
本发明是为了解决这样的课题而做出的,其目的在于提供一种发光效率、寿命以及配光特性中的至少一个特性高的发光装置。
本发明的发光装置具有:基板,其具有矩形的平面形状;一个或多个发光元件,其安装在所述基板上;坝树脂,其具有框状的平面形状,以包围所述发光元件的方式配置在所述基板上,具有随着从所述发光元件离开而高度变高的倾斜面;以及密封树脂,其配置在由所述坝树脂包围的区域,密封所述发光元件,所述坝树脂具有从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部。
进而,在本发明的发光装置中,优选所述坝树脂由含有白色颗粒的合成树脂材料形成,突出部是配置在所述发光元件与所述坝树脂之间的透明树脂。
进而,在本发明的发光装置中,优选形成所述密封树脂的合成树脂的透光率高于所述突出部的透光率。
进而,在本发明的发光装置中,优选密封树脂的折射率低于突出部的折射率。
进而,在本发明的发光装置中,优选发光元件具有矩形的平面形状,突出部与发光元件的至少一边接触。
进而,在本发明的发光装置中,优选在基板上还具有带台阶的设置物,坝树脂被带台阶的设置物卡止。
进而,在本发明的发光装置中,优选还具有:电极,其向所述发光元件供给电力;配线图案,其电连接所述发光元件和所述电极;以及接合线,其电连接所述配线图案和所述发光元件,接合线具有:第一部分,其埋设在所述坝树脂中;第二部分,其埋设在所述密封树脂中;以及第三部分,其配置在所述第一部分和所述第二部分之间,由从所述坝树脂沿着所述接合线的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂覆盖,突出部是锥体树脂。
进而,在本发明的发光装置中,优选锥体树脂的硬度比密封树脂的硬度低。
进而,本发明的发光装置中,优选锥体树脂的底面的直径为接合线的截面的直径的1.1倍以上且20倍以下。
进而,在本发明的发光装置中,优选第三部分的长度为锥体树脂的底面的直径的0.1倍以上且10倍以下。
进而,在本发明的发光装置中,优选接合线从坝树脂向密封树脂突出的边界点距发光元件的背面的高度比接合线连接于发光元件的发光元件的表面距发光元件的背面的高度更高。
进而,在本发明的发光装置中,优选的是,坝树脂具有与基板的一条边平行地延伸的第一边、与第一边相对配置的第三边、以及连接第一边和第三边的第二边和第四边,突出部是第四边与第一边之间的第一角的内壁,第一角的内壁的延伸距离与第一角以外的至少一个角的内壁的延伸距离不同。
进而,在本发明的发光装置中,优选第一角的内壁的延伸距离及第一边与第二边之间的第二角的内壁的延伸距离比第三边与第二边及第四边之间的第三角及第四角的内壁的延伸距离都长。
进而,在本发明的发光装置中,优选的是,多个发光元件包括:长边的长度为第一长度的矩形的第一发光元件、边的长度比第一长度短的矩形的第二发光元件、和具有比第一长度短的第三长度的第三发光元件,第一发光元件被配置为接近第一边并且长边与第一边平行,第二发光元件和第三发光元件被配置为接近第三边,并且第二发光元件和第三发光元件的一边与第三边平行。
进而,在本发明的发光装置中,发光元件与坝树脂之间的最小间隔距离优选为0.05mm以上且0.35mm以下。
根据本发明的发光装置,能够提高的发光效率、寿命和配光特性中的至少一个特性。
附图说明
图1的(a)是第一实施方式的发光装置的立体图,(b)是(a)所示的发光装置的俯视图。
图2是沿着图1的(a)所示的A-A线的剖视图。
图3是表示图1的(a)所示的发光装置的制造方法的图,(a)表示第一工序,(b)表示第二工序,(c)表示第三工序,(d)表示第四工序,(e)表示第五工序。
图4的(a)是第一变形例的立体图,(b)是(a)所示的发光装置的俯视图。
图5是沿图4的(a)所示的B-B线的剖视图。
图6是第二变形例的发光装置的剖视图。
图7的(a)是第三变形例的发光装置的剖视图,(b)是第四变形例的发光装置的剖视图。
图8是第五变形例的发光装置的剖视图。
图9是第六变形例的发光装置的俯视图。
图10是除去了第六变形例的发光装置的白色树脂、第一透明树脂及第二透明树脂的状态的俯视图。
图11是第六变形例的发光装置的试制品的立体图。
图12的(a)是沿图11所示的C-C线的剖视图,(b)是由(a)所示的虚线D包围的区域的放大图。
图13是第七变形例的发光装置的试制品的立体图。
图14的(a)是沿图13所示的E-E线的剖视图,(b)是由(a)所示的虚线F包围的区域的放大图。
图15是表示第二实施方式的发光装置的平面形状及发光元件、白色树脂及第一透明树脂之间的配置关系的图,(a)表示第一方式,(b)表示第二方式,(c)表示第三方式,(d)表示第四方式,(e)表示第五方式。
图16的(a)是第二实施方式的发光装置的立体图,(b)是(a)所示的发光装置的俯视图。
图17是沿着图16的(b)所示的A-A线的剖视图。
图18是放大了图17中箭头C所示的部分的放大剖视图。
图19是表示图16的(a)所示的发光装置的制造方法的图,(a)表示第一工序,(b)表示第二工序,(c)表示第三工序,(d)表示第四工序,(e)表示第五工序。
图20是第三实施方式的发光装置的俯视图。
图21是除去了第三实施方式的发光装置的白色树脂和密封树脂的状态的俯视图。
图22的(a)是表示第二实施方式的发光装置的接合线所具有的第三部分的形状和应力的关系的模拟中使用的模型的立体图,(b)是沿着(a)所示的F-F线的剖视图,是表示模拟中使用的模型中的锥体树脂的高度和底边的直径的图,(c)是表示模拟中使用的模型中的锥体树脂的高度和底边的直径的图。
图23的(a)是表示模拟结果的图(之一),(b)是表示模拟结果的图(之二)。
图24的(a)是第四实施方式的发光装置的俯视图,(b)是沿着的(a)所示的A-A线的剖视图。
图25是除去图24的(a)所示的发光装置的框部件料、白色树脂和密封树脂的状态的俯视图。
图26的(a)是表示图24的(a)所示的第一发光元件的尺寸的俯视图,(b)是表示图1的(a)所示的第二发光元件的尺寸的俯视图,(c)是表示图1的(a)所示的第三发光元件的尺寸的俯视图。
图27是用于说明规定白色树脂的角的内壁的延伸距离的方法的图。
图28是表示图24的(a)所示的发光装置的制造方法的一例的流程图。
图29是表示图28所示的基板准备工序的图。
图30是表示图28所示的发光元件安装工序的图。
图31是表示图28所示的框部件形成工序的图。
图32是表示图28所示的白色树脂形成工序的图(之一)。
图33是表示图28所示的白色树脂形成工序的图(之二)。
图34是表示图28所示的白色树脂形成工序的图(之三)。
图35的(a)是第八变形例的发光装置的俯视图,(b)是第九变形例的发光装置的俯视图,(c)是第十变形例的发光装置的俯视图,(d)是第十一变形例的发光装置的俯视图。
图36是表示模拟结果的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的发光装置进行说明。但是,本发明的技术范围并不限定于这些实施方式,要注意的是,本发明的技术范围涉及权利要求书所记载的发明及其等同物。
(实施方式的发光装置的概要)。
实施方式的发光装置具有:具有矩形的平面形状的基板、安装在基板上的一个或多个发光元件、具有框状的平面形状且以包围发光元件的方式配置在基板上且具有随着从发光元件离开而高度变高的倾斜面的坝树脂。实施方式的发光装置还具有密封树脂,该密封树脂配置在由坝树脂包围的区域中,用于密封发光元件。在实施方式的发光装置中,坝树脂具有从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部。实施方式的发光装置,由于坝树脂具有从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部,因此能够提高发光效率、寿命以及配光特性中的至少一个特性。
(第一实施方式的发光装置的构成和功能)
图1的(a)是第一实施方式的发光装置的立体图,图1的(b)是图1的(a)所示的发光装置的俯视图,图2是沿图1的(b)所示的A-A线的剖视图。
发光装置1具有基板10、发光元件11、白色树脂12、第一透明树脂13和第二透明树脂14,将从发光元件11出射的光从出射面15出射。
基板10是具有由玻璃环氧树脂等绝缘性树脂形成的矩形的平面形状的印刷基板(PrintedCircuitBoard,PCB)。基板10的一边的长度例如为3mm以下。在基板10的表面配置有阳极配线21和阴极配线22,在基板10的背面配置有阳极电极23和阴极电极24。阳极配线21和阳极电极23之间、以及阴极配线22和阴极电极24之间经由配置在也称为过孔的贯通孔中的未图示的贯通电极连接。
发光元件11是在经由接合线16、阳极配线21和阴极配线22连接的阳极电极23和阴极电极24之间施加正向电压而出射蓝色光的蓝色LED芯片,具有矩形的平面形状。从发光元件11出射的蓝色光的主波长在445nm和495nm之间的范围内,在一例中为450nm。发光元件11通过在作为透明基板的蓝宝石基板上层叠由氮化镓(GaN)层形成的PN接合层而形成。
白色树脂12也称为坝树脂,由含有氧化钛(TiO2)等白色颗粒的硅酮树脂等合成树脂材料形成,外缘与基板10的外缘接触,以包围发光元件11的方式配置,密封接合线16的一部分。白色树脂12的透光率大于0%且小于5%。白色树脂12具有作为倾斜面的反射面12a,该反射面12a随着从发光元件11向基板10的外缘离开而高度变高。从发光元件11出射的光的一部分被反射面12a反射而从出射面15出射。
第一透明树脂13是从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部的一例,由与形成含有少量氧化钛的白色树脂12的合成树脂材料相同的合成树脂材料形成,配置在发光元件11和白色树脂12之间。第一透明树脂13的透光率为20%以上且不足90%。第一透明树脂13的透光率优选为80%以上,更优选为85%以上。第一透明树脂13与发光元件11的全部四边接触,以覆盖侧面的一部分或全部的方式配置。另外,第一透明树脂13以不覆盖发光元件11的上表面的方式配置。
第二透明树脂14由硅树脂等透明的合成树脂材料形成,含有填料,配置在由白色树脂12包围的区域,密封发光元件11及接合线16的一部分。第二透明树脂14以覆盖白色树脂12的整个面且比白色树脂12的顶部高的方式配置。相对于第一透明树脂13含有少量的氧化钛,第二透明树脂14的氧化钛的含量更少或完全不含有氧化钛,因此第二透明树脂14的透光率高于第一透明树脂13的透光率。第二透明树脂14的透光率优选为90%以上且小于100%。
第二透明树脂14中含有的填料是使从发光元件11出射的光扩散的扩散材料,例如是二氧化硅(SiO2)。填料以大致均匀地分布于第二透明树脂14的方式配置。
第一透明树脂13及第二透明树脂14的透光率基于JIS K7375(塑料-全光线透过率及全光线反射率的求出方法)进行测定。
形成第二透明树脂14的合成树脂材料的耐热性和耐光性比形成白色树脂12和第一透明树脂13的合成树脂材料高,另一方面,与基板10的密合性和折射率比形成白色树脂12和第一透明树脂13的合成树脂材料低。
形成白色树脂12、第一透明树脂13及第二透明树脂14的合成树脂与基板10之间的密合性基于JIS K6848-1(粘接剂-粘接强度试验方法-)测定。另外,形成第一透明树脂13及第二透明树脂14的合成树脂的折射率基于JIS K0062(化学制品的折射率测定方法)进行测定。
(第一实施方式的发光装置的制造方法)
图3是表示发光装置1的制造方法的图,图3的(a)表示第一工序,图3的(b)表示第二工序,图3的(c)表示第三工序,图3的(d)表示第四工序,图3的(e)表示第五工序。在图3中,仅示出了单一的发光装置1,但发光装置1使用将多个基板10连结而成的集合基板来制造。
首先,在第一工序中,准备将表面形成有阳极配线21和阴极配线22的多个基板10连结而成的集合基板。接着,在第二工序中,发光元件11通过芯片接合材料粘接在多个基板10的各自的阳极配线21上。
接着,在第三工序中,在第二工序中粘接于阳极配线21上的多个发光元件11的各自的阳极和阳极配线21之间通过引线接合处理由接合线16连接。另外,多个发光元件11各自的阴极和阴极配线22之间通过引线接合处理由接合线16连接。
接着,在第四工序中,将白色树脂12和第一透明树脂13配置在多个基板10的表面。白色树脂12和第一透明树脂13的固化前的树脂材料以与发光元件11之间具有规定的间隔距离的方式配置。在配置白色树脂12和第一透明树脂13的固化前的树脂材料时,氧化钛的含有率非常低的第一透明树脂13的固化前的树脂材料流出到发光元件11和白色树脂12的固化前的树脂材料之间。在配置了白色树脂12和第一透明树脂13的固化前的树脂材料之后,通过加热基板10形成白色树脂12和第一透明树脂13。
接着,在第五工序中,将第二透明树脂14配置在多个基板10的各自的表面上。第二透明树脂14的固化前的树脂材料被配置为覆盖发光元件11、白色树脂12、第一透明树脂13及接合线16,且比白色树脂12的顶部高。在配置了第二透明树脂14的固化前的树脂材料之后,通过加热基板10形成第二透明树脂14。
然后,通过第六工序,切断多个基板10连结而成的集合基板,由此将多个基板10分别分离而制造发光装置1。
(第一实施方式的发光装置的作用效果)
在发光装置1中,由于隔着透光性比白色树脂12高的第一透明树脂13配置发光元件11和白色树脂12,所以不会因白色树脂12与发光元件的侧面接触而导致发光效率降低。发光装置1通过在发光元件11和白色树脂12之间配置第一透明树脂13,能够实现小型化且能够提高发光效率。
另外,在发光装置1中,与基板10的密合性比第二透明树脂14高的白色树脂12及第一透明树脂13与基板10接合。在发光装置1中,第二透明树脂14经由与基板10的密合性高的白色树脂12和第一透明树脂13与基板10接合,因此从基板10剥离的可能性降低,能够提高发光装置1的可靠性。
另外,在发光装置1中,以与发光元件11接触的方式配置折射率比第二透明树脂14高的第一透明树脂13,因此,来自发光元件11的光的取出效率提高,发光效率提高。
另外,在发光装置1中,由于在第一透明树脂13的上方配置折射率比第一透明树脂13低的第二透明树脂14,所以轴上效率提高,发光效率进一步提高。
(第一实施方式的发光装置的变形例)
在发光装置1中,第二透明树脂14配置成比白色树脂12的顶部高,但在实施方式的发光装置中,第二透明树脂14也可以形成为具有白色树脂12的顶部的高度以下的高度。
图4的(a)是第一变形例的发光装置的立体图,图4的(b)是图4的(a)所示的发光装置的俯视图,图5是沿图4的(b)所示的B-B线的剖视图。
发光装置2与发光装置1的不同之处在于,第二透明树脂14的高度与白色树脂12的顶部高度以下的高度一致。除第二透明树脂14的高度以外的发光装置2的构成和功能与标有相同符号的发光装置1的构成和功能相同,因此在此省略详细说明。
在发光装置1中,由于第二透明树脂14的高度比白色树脂12的顶部高,所以出射光的一部分向侧面方向泄漏,因此向正上方出射的光的光量有可能减少。在发光装置2中,由于第二透明树脂14的高度与白色树脂12的顶部一致,所以不会有出射光的一部分向侧面方向泄漏的可能性,能够使向正上方出射的光的光量比发光装置1增加。
另外,在发光装置1中,第二透明树脂14不含有荧光体,但在实施方式的发光装置中,第二透明树脂14也可以含有荧光体。
图6与图5所示的剖视图同样,是沿着图4的(b)所示的B-B线的第二变形例的发光装置的剖视图。
发光装置3与发光装置2的不同点在于,代替第二透明树脂14而具有第二透明树脂34。第二透明树脂34以外的发光装置3的构成要素的构成及功能与标注了相同符号的发光装置2的构成要素的构成及功能相同,因此在此省略详细的说明。
第二透明树脂34由与第二透明树脂14相同的合成树脂材料形成,并含有荧光体和填料。第二透明树脂34中含有的荧光体和填料均匀地配置在第二透明树脂34的整体上。形成第二透明树脂34的合成树脂的透光率高于第一透明树脂13的透光率。
第二透明树脂34中含有的荧光体对从发光元件11出射的蓝色光进行变换,放射与从发光元件11出射的蓝色光的波长不同的波长的黄色光。第二透明树脂34中含有的荧光体例如为钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet,YAG)。从第二透明树脂34中含有的荧光体放射的黄色光的主波长在525nm和575nm之间的范围内,在一例中为550nm。
第二透明树脂34中含有的填料是使从发光元件11出射的光和从第二透明树脂34中含有的荧光体放射的光扩散的扩散材料,与第二透明树脂14中含有的填料同样,例如是二氧化硅。发光装置3利用第二透明树脂34中含有的填料将从发光元件11出射的蓝色光和从第二透明树脂34中含有的荧光体放射的黄色光进行混色,从而出射白色光。
在发光装置3中,与发光装置2同样,不含有荧光体的第一透明树脂13以覆盖发光元件11的侧面的一部分或全部的方式配置,因此从发光元件11的侧面出射的光的一部分或全部不与荧光体接触。在发光装置3中,由于从发光元件11的侧面出射的光的一部分或全部不与荧光体接触,所以从发光元件11的侧面的一部分或全部以及上表面分别出射的光透过含有荧光体的第二透明树脂34的路径长度大致相同。在发光装置3中,由于从发光元件11的侧面的一部分或全部以及上表面分别出射的光透过第二透明树脂34的路径长度大致相同,所以从发光元件11的侧面的一部分或全部以及上表面分别出射的光与荧光体接触的光量大致相同。在发光装置3中,由于从发光元件11的侧面的一部分或全部以及上表面分别出射的光与荧光体接触的光量大致相同,所以能够降低产生色斑的可能性。
图7的(a)是第三变形例的发光装置的剖视图,图7的(b)是第四变形例的发光装置的剖视图。图7的(a)和图7的(b)分别与图5所示的剖视图同样,是沿着图4的(b)所示的B-B线的第三变形例和第四变形例的发光装置的剖视图。
发光装置4与发光装置2的不同点在于,代替第二透明树脂14而具有第二透明树脂44。由于第二透明树脂44以外的发光装置4的构成要素的构成及功能与标注了相同符号的发光装置2的构成要素的构成及功能相同,所以在此省略详细的说明。
第二透明树脂44由与第二透明树脂14相同的合成树脂材料形成,并含有荧光体和填料。第二透明树脂44具有含有荧光体和填料的第一层45和几乎不含有荧光体的透明的第二层46。形成第二透明树脂44的合成树脂的透光率高于第一透明树脂13的透光率。第一层45和第二层46是通过以覆盖发光元件11、白色树脂12和第一透明树脂13的方式涂布例如形成含有荧光体和填料的第二透明树脂44的固化前的合成树脂材料后,经过规定的沉降时间后固化而形成的。
第二透明树脂44中含有的荧光体和填料与第二透明树脂34中含有的荧光体和填料相同,因此在此省略详细说明。
发光装置5与发光装置2的不同点在于,代替第二透明树脂14而具有第二透明树脂47。由于第二透明树脂47以外的发光装置5的构成要素的构成及功能与标注了相同符号的发光装置2的构成要素的构成及功能相同,所以在此省略详细的说明。
第二透明树脂47由与第二透明树脂14相同的合成树脂材料形成,并含有荧光体和填料。第二透明树脂47具有含有荧光体和填料的第一层48和几乎不含有荧光体的透明的第二层49。形成第二透明树脂47的合成树脂的透光率高于第一透明树脂13的透光率。第一层48和第二层49是通过使例如形成含有荧光体和填料的第二透明树脂47的固化前的合成树脂材料在经过比形成第二透明树脂44时长的沉降时间后固化而形成的。
第二透明树脂47中含有的荧光体和填料与第二透明树脂34中含有的荧光体和填料相同,因此在此省略详细说明。
在发光装置4和5中,与发光装置3同样,不含有荧光体的第一透明树脂13以覆盖发光元件11的侧面的一部分或全部的方式配置,所以从发光元件11的侧面的一部分或全部出射的光与发光装置3同样不与荧光体接触。在发光装置4和5中,由于从发光元件11的侧面的一部分或全部出射的光不与荧光体接触,所以与发光装置3同样,能够降低产生色斑的可能性。
另外,在发光装置1~5中,白色树脂12以与基板10的外缘接触的方式配置,但在实施方式的发光装置中,也可以在白色树脂12的外侧配置框部件。
图8是第五变形例的发光装置的剖视图。图8与图2所示的剖视图同样,是沿着图1的(b)所示的A-A线的第五变形例的发光装置的剖视图。
发光装置6与发光装置1的不同之处在于,具有配置在白色树脂12的外侧的框部件17。框部件17以外的发光装置6的构成要素的构成及功能与标注了相同符号的发光装置1的构成要素的构成及功能相同,因此在此省略详细的说明。
框部件17由含有氧化钛等白色颗粒的硅酮树脂等合成树脂材料形成,是沿着基板10的外缘配置的框状的构件。框部件17的透光率为5%以上且小于20%。框部件17以包围发光元件11、白色树脂12、第一透明树脂13及第二透明树脂14的方式配置。框部件17的高度比白色树脂12的顶部的高度高。另外,框部件17也可以由聚酰亚胺树脂及氧化铝等刚性高且反射率高的树脂形成。
发光装置6通过在白色树脂12的外侧具有高度比白色树脂12的顶部的高度高的框部件17,相较于发光装置1能够提高发光效率。
另外,在发光装置6中,密封发光元件11的第二透明树脂14不含有荧光体,但实施方式的发光装置也可以代替第二透明树脂14而具有含有荧光体的第二透明树脂34、第二透明树脂44以及第二透明树脂47。
另外,在发光装置1~6中,仅安装单一的发光元件11,但在实施方式的发光装置中,也可以安装多个发光元件。
图9是第六变形例的发光装置的俯视图,图10是第六变形例的发光装置的除去了白色树脂、第一透明树脂及第二透明树脂的状态的俯视图。
发光装置7具有基板50、第一发光元件51、第二发光元件52、第三发光元件53、框部件54、白色树脂55、第一透明树脂56和第二透明树脂57。发光装置7将从第一发光元件51、第二发光元件52和第三发光元件53出射的光从出射面58出射。
基板50与基板10一样,具有由玻璃环氧树脂等绝缘性树脂形成的矩形的平面形状。在基板50的表面配置第一阳极配线61和第一阴极配线62、第二阳极配线63和第二阴极配线64、以及第三阳极配线65和第三阴极配线66。第一阳极配线61~第三阴极配线66分别与在基板50的背面形成的背面电极连接。
第一阳极配线61及第一阴极配线62配置在基板50的外缘与第一发光元件51之间。第一阳极配线61与第一发光元件51的阳极连接,第一阴极配线62与第一发光元件51的阴极连接。
第二阳极配线63配置在基板10的外缘和第二发光元件52之间。第二阴极配线64具有安装第一发光元件51~第三发光元件53的平板部、和配置在基板50的外缘与第二发光元件52之间的配线部。第二阳极配线63与第二发光元件52的阳极连接,第二阴极配线64与第二发光元件52的阴极连接。
第三阳极配线65和第三阴极配线66配置在基板50的外缘与第三发光元件53之间。第三阳极配线65与第三发光元件53的阳极连接,第三阴极配线66与第三发光元件53的阴极连接。
第一发光元件51与发光元件11同样,是具有矩形的平面形状的蓝色LED芯片。第一发光元件51在经由接合线59连接的第一阳极配线61和第一阴极配线62之间经由背面电极施加正向电压,从而出射蓝色光。
第二发光元件52是具有矩形平面形状的绿色LED芯片。第二发光元件52在经由接合线59连接的第二阳极配线63和第二阴极配线64之间经由背面电极施加正向电压,从而出射绿色光。从第二发光元件52出射的绿色光的主波长在500nm和570m之间的范围内,在一例中为550nm。第二发光元件52通过在作为透明基板的蓝宝石基板上层叠由氮化镓形成的PN接合层而形成。
第三发光元件53是具有矩形平面形状的红色LED芯片。第三发光元件53在经由接合线59连接的第三阳极配线65和第三阴极配线66之间经由背面电极施加正向电压,从而出射红色光。从第三发光元件53出射的红色光的主波长在600nm和680nm之间的范围内,在一例中为660nm。第三发光元件53通过在作为不透过光的基板的硅基板上配置由砷化镓铝(GaAlAs)层形成的PN接合层而形成。
框部件54与框部件17同样,由含有氧化钛等白色颗粒的硅酮树脂等合成树脂材料形成,是沿着基板50的外缘配置的框状的构件。框部件54也可以由聚酰亚胺树脂及氧化铝等刚性高且反射率高的树脂形成。
白色树脂55与白色树脂12同样,由含有氧化钛等白色颗粒的硅树脂等合成树脂材料形成,外缘与基板50的外缘接触,以包围第一发光元件51、第二发光元件52和第三发光元件53的方式配置,密封接合线59的一部分。
第一透明树脂56由与形成含有少量氧化钛的白色树脂55的合成树脂材料相同的合成树脂材料形成,配置在第一发光元件51~第三发光元件53和白色树脂55之间。第一透明树脂56配置成与第一发光元件51和第二发光元件52的接近基板50的外缘的两边接触,覆盖第一发光元件51和第二发光元件52的接近基板50的外缘的侧面。第一透明树脂56配置成与第三发光元件53的接近基板50的外缘的一边接触,覆盖第三发光元件53的接近基板50的外缘的侧面。
第二透明树脂57与第二透明树脂14同样,由硅树脂等透明的合成树脂材料形成,配置在被框构件54包围的区域,密封第一发光元件51~第三发光元件53及接合线59的一部分。相对于第一透明树脂56含有少量的氧化钛,第二透明树脂57的氧化钛的含量更少或完全不含有氧化钛,因此第二透明树脂57的透光率高于第一透明树脂56的透光率。
形成第二透明树脂57的合成树脂材料的耐热性和耐光性比形成白色树脂55和第一透明树脂56的合成树脂材料高,另一方面,与基板50的密合性和折射率比形成白色树脂55和第一透明树脂56的合成树脂材料低。
图11是表示发光装置7的试制品的照片,图12的(a)是沿着图11所示的C-C线的截面照片,图12的(b)是由图12的(a)所示的虚线D包围的区域的放大照片。
白色树脂55具有作为倾斜面的反射面55a,该反射面55a随着从第一发光元件51~第三发光元件53向配置在基板10的外缘的框部件54离开而高度变高。白色树脂55由第一阳极配线61和第二阴极配线64卡止。第一透明树脂56从由第一阳极配线61卡止的白色树脂55的端部向第二发光元件52的侧面延伸,并配置成与第二发光元件52的侧面接触。另外,第一透明树脂56从由第二阴极配线64卡止的白色树脂55的端部向第三发光元件53的侧面延伸,并配置成与第三发光元件53的侧面接触。
图13是表示第七变形例的发光装置的试制品的照片,图14的(a)是沿着图13所示的E-E线的截面照片,图14的(b)是图14的(a)所示的虚线F所包围的区域的放大照片。
发光装置8不具有框部件54,并且白色树脂55的截面形状与发光装置7不同。由于不具有框部件54以及白色树脂55的截面形状以外的发光装置8的构成以及功能与发光装置7的构成以及功能相同,所以在此省略详细的说明。
在发光装置8中,白色树脂55的顶部形成为平坦状。
另外,在发光装置1~8中,配置在发光元件和白色树脂之间的第一透明树脂以与发光元件的侧面接触的方式配置,但在实施方式的发光装置中,第一透明树脂也可以不与侧面接触而以与侧面接近的方式配置。
另外,在发光装置1~8中,第一透明树脂由与形成白色树脂的合成树脂材料相同的合成树脂材料形成,但在实施方式的发光装置中,第一透明树脂也可以由与形成白色树脂的合成树脂材料不同的合成树脂材料形成。第一透明树脂由与形成白色树脂的合成树脂材料不同的合成树脂材料形成时,在形成白色树脂后,通过在白色树脂和发光元件之间滴下第一透明树脂固化前的合成树脂而形成。
另外,在发光装置1~8中,第一透明树脂以与形成于蓝宝石基板的发光元件的两边或四边接触的方式配置,但在实施方式的发光装置中,第一透明树脂也可以以与形成于蓝宝石基板的发光元件的至少一边接触的方式配置。另外,在实施方式的发光装置中,第一透明树脂也可以与在蓝宝石基板以外的透明基板上形成的发光元件的至少一边接触。
另外,在发光装置7和8中,第一透明树脂配置成与在硅基板上形成的第三发光元件53的一边接触,但在实施方式的发光装置中,第一透明树脂也可以与在硅基板以外的不透明基板上形成的发光元件的一边接触。
另外,在发光装置7和8中,白色树脂55由第一阳极配线61和第二阴极配线64卡止,但在实施方式的发光装置中,白色树脂可以由也称为虚设配线的、不与发光元件连接的配线卡止,也可以被隔断等具有台阶的设置物卡止。
另外,实施方式的发光装置的平面形状以及发光元件、白色树脂以及第一透明树脂之间的配置关系不限于发光装置1~8所示的方式。
图15是表示实施方式的发光装置的平面形状以及发光元件、白色树脂和第一透明树脂之间的配置关系的图。图15的(a)表示第一实施方式,图15的(b)表示第二实施方式,图15的(c)表示第三实施方式,图15的(d)表示第四实施方式,图15的(e)表示第五实施方式。
第一方式的发光装置9a具有矩形的平面形状,具有第一发光元件91、白色树脂94a和第一透明树脂95a。第一发光元件91具有矩形的平面形状,配置在基板的中央部。白色树脂94a具有沿着基板的外缘配置的矩形框状的平面形状。第一透明树脂95a从白色树脂94a的内壁开始、以与第一发光元件91的四边接触的方式延伸。
第二方式的发光装置9b具有矩形状的平面形状,具有第一发光元件91、第二发光元件92、白色树脂94b和第一透明树脂95b。第一发光元件91和第二发光元件92具有矩形的平面形状。白色树脂94b具有沿着基板的外缘配置的矩形框状的平面形状。第一透明树脂95b从白色树脂94b的内壁开始、以与第一发光元件91和第二发光元件92的除了相对的边以外的三边接触的方式延伸。
第三方式的发光装置9c具有矩形的平面形状,具有第一发光元件91、第二发光元件92、第三发光元件93、白色树脂94c和第一透明树脂95c。第一发光元件91、第二发光元件92和第三发光元件93具有矩形的平面形状,排列在一条直线上。白色树脂94c具有沿着基板的外缘配置的矩形框状的平面形状。第一透明树脂95c从白色树脂94c的内壁开始、以与第一发光元件91和第三发光元件93的除了与第二发光元件92相对的边以外的三边接触的方式延伸。另外,第一透明树脂95c从白色树脂94c的内壁开始、以与除了和第一发光元件91和第三发光元件93相对的两边以外的第二发光元件92的两边接触的方式延伸。
第四方式的发光装置9d具有矩形的平面形状,具有第一发光元件91、第二发光元件92、第三发光元件93、白色树脂94d和第一透明树脂95d。第一发光元件91、第二发光元件92和第三发光元件93具有矩形的平面形状。第一发光元件91和第二发光元件92沿着基板的一侧配置。第三发光元件93配置在与排列第一发光元件91和第二发光元件92的边相对的边的中央部。白色树脂94d具有矩形的框状的平面形状。第一透明树脂95d从白色树脂94d的内壁开始、以与第一发光元件91和第二发光元件92的与基板的外缘接近的两边接触的方式延伸。另外,第一透明树脂95d从白色树脂94d的内壁开始、以与第三发光元件93的与基板的外缘接近的一边接触的方式延伸。
第五方式的发光装置9e具有矩形的平面形状,具有第一发光元件91、第二发光元件92、第三发光元件93、白色树脂94e、第一透明树脂95e。第一发光元件91、第二发光元件92和第三发光元件93具有矩形的平面形状。第一发光元件91和第二发光元件92沿着基板的一侧配置。第三发光元件93配置在与排列第一发光元件91和第二发光元件92的边相对的边的一端附近。白色树脂94e具有矩形的框状的平面形状。第一透明树脂95e从白色树脂94e的内壁开始、以与第一发光元件91、第二发光元件92和第三发光元件93的与基板的外缘接近的两边接触的方式延伸。
(第二实施方式的发光装置的构成和功能)
图16的(a)是第二实施方式的发光装置的立体图,图16的(b)是图16的(a)所示的发光装置的俯视图,图17是沿着图16的(b)所示的A-A线的剖视图。图18是将图17中箭头C所示的部分放大后的放大剖视图。
发光装置101具有基板110、发光元件111、一对接合线112、白色树脂113、密封树脂114,从外部电源向发光元件111供给电力,将从发光元件111出射的光从出射面115出射。
基板110是具有由玻璃环氧树脂等绝缘性树脂形成的矩形形状的平面形状的印刷基板。基板110的一边的长度例如为3mm以下。在基板110的表面配置阳极配线121和阴极配线122,在基板110的背面配置阳极电极123和阴极电极124。阳极配线121和阴极配线122是由铜等的导电性构件形成的配线图案。阳极电极123和阴极电极124具有矩形的平面形状,由铜等导电性构件形成。阳极配线121和阳极电极123之间、以及阴极配线122和阴极电极124之间,经由配置在也称为过孔(ビア)的贯通孔中的未图示的贯通电极连接。
发光元件111安装在基板110上,是对应于在阳极电极123和阴极电极124之间施加正向电压而出射蓝色光的蓝色LED芯片,具有矩形的平面形状。从发光元件111出射的蓝色光的主波长在445nm和495nm之间的范围内,在一例中为450nm。发光元件111通过在作为透明基板的蓝宝石基板上层叠由氮化镓层形成的PN接合层而形成。
一对接合线112是由金等导电性构件形成的线状构件,将发光元件111和阳极配线121及阴极配线122的各自之间电连接。一对接合线112与阳极配线121和阴极配线122的连接部被白色树脂113覆盖。另外,一对接合线112与发光元件111的连接部被密封树脂114覆盖。
一对接合线112分别在图17中箭头B所示的边界点B从白色树脂113向密封树脂114突出。边界点B距发光元件111的背面的高度Hb比一对接合线112分别与发光元件111连接的发光元件111的表面距发光元件111的背面的高度Hs高。通过使边界点B距发光元件111的背面的高度Hb比发光元件111的表面距发光元件111的背面的高度Hs高,能够使边界点B的一对接合线112的延伸方向接近水平方向。
白色树脂113也称为坝树脂,是在硅树脂等透明树脂中含有氧化钛等白色颗粒而形成的,以覆盖阳极配线121和阴极配线122的一部分的方式配置。白色树脂113的硬度低于密封树脂114的硬度。白色树脂113的外缘与基板10的外缘接触,以包围发光元件111的方式配置,密封接合线112的一部分。白色树脂113具有作为倾斜面的反射面113a,该反射面113a随着从发光元件111向基板110的外缘离开而高度变高。从发光元件111出射的光的一部分被反射面113a反射而从出射面115出射。
密封树脂114由硅树脂等透明树脂形成,含有荧光体和填料,配置在由白色树脂113包围的区域,密封发光元件111和接合线112的一部分。密封树脂114的硬度高于白色树脂113的硬度。
密封树脂114中含有的荧光体对从发光元件111出射的蓝色光进行变换,放射与从发光元件111出射的蓝色光的波长不同的波长的黄色光。密封树脂114中含有的荧光体例如为钇、铝、石榴石。从包含在密封树脂114中的荧光体发射的黄色光的主波长在525nm和575nm之间的范围内,在一个例子中是550nm。
密封树脂114中含有的填料是使从发光元件111出射的光扩散的扩散材料,例如是二氧化硅。填料以大致均匀地分布于密封树脂114的方式配置。
接合线112包括第一部分131、第二部分132和第三部分133。第一部分131是包含分别与阳极配线121和阴极配线122连接的接合线112的一端的、埋设在白色树脂113中的部分,在整体上被白色树脂113覆盖。第二部分132是包含分别与发光元件111的阳极和阴极连接的接合线112的另一端的、埋设在密封树脂114中的部分,在整体上被密封树脂114覆盖。
第三部分133配置在第一部分131和第二部分132之间,是由从白色树脂113沿着接合线112的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂130覆盖的部分。第三部分133是从至少一边向相对的边延伸的、突出的突出部的另一例。锥体树脂130是具有以白色树脂113的表面为底面的大致圆锥状或构成大致圆锥状的一部分的形状的构件,通过白色树脂113沿着接合线112的延伸方向延伸而形成。
一对接合线112分别从白色树脂113向密封树脂114突出的边界点B是一对接合线112分别与白色树脂113的表面交叉的交点。形成有锥体树脂130的白色树脂113的表面轮廓由未形成有锥体树脂130的白色树脂113的轮廓推定。例如,当锥体树脂130含有白色树脂113时,形成锥体树脂130的白色树脂113的表面轮廓的弯曲被推定为与夹着锥体树脂130的、未形成锥体树脂130的白色树脂113的轮廓的弯曲连续。
在发光装置101的截面中,第三部分133中的接合线112优选具有这样的部分,该部分是第三部分133中的接合线112的从第一部分131朝向第二部分132的延伸方向与基板110表面的延伸方向所成的角,即,图18中以直线Lb所示的基板110表面的延伸方向为基准的角θ为-45°以上、+45°以下。另外,角θ更优选为0°以下。接合线112的从第一部分131朝向第二部分132的延伸方向与基板110表面的延伸方向所成的角,以相对于直线Lb远离基板的方向为正方向,以相对于直线Lb接近基板的方向为负方向。
边界点B距发光元件111背面的高度Hb优选为发光元件111的表面距发光元件111背面的高度Hs以上。另外,边界点B距发光元件111的背面的高度Hb更优选为发光元件111的表面距发光元件111的背面的高度Hs的1.3倍以上。
角度θ越小,越容易形成锥体树脂30。
第三部分133中的接合线112的延伸方向是通过SEM等观察到的发光装置101的截面中、边界点B与锥体树脂130的顶点S之间的接合线112的切线Lw的延伸方向。另一方面,基板110表面的延伸方向是在发光装置101的截面中与基板110表面平行的直线Lb的延伸方向。
另外,锥体树脂130的底面的直径Ld优选为接合线112的截面的直径Wd的1.1倍以上、20倍以下,更优选为5倍以下。
锥体树脂130的底面的直径Ld是在发光装置101的截面中连结锥体树脂130的底面的一端E1和锥体树脂130的底面的另一端E2之间的直线的长度。发光装置101的截面中的锥体树脂130的底面的一端E1和E2分别是在发光装置01的截面中锥体树脂130从白色树脂113的轮廓立起的点。
当锥体树脂130的底面的直径Ld小于接合线112的截面的直径Wd的1.1倍时,锥体树脂130变得不容易通过SEM等观察。锥体树脂130的底面的直径Ld越大,由白色树脂113和密封树脂114的热膨胀率之差而产生的应力就越难施加在接合线112上。但是,如果使附着在接合线112上的白色树脂113的固化前的树脂材料的直径大于Wd的20倍,则白色树脂113容易从接合线112脱落,因此锥体树脂130的形成变得不容易。进而,若大于Wd的5倍,则白色树脂113的表面形状显著变化,因此成为使光学特性降低的主要原因。
另外,边界点B和锥体树脂310的顶点S之间的直线的长度、即第三部分133的长度L3优选为锥体树脂130的底面的直径Ld的0.1倍以上、10倍以下,更优选为2倍以下。
当第三部分133的长度L3小于锥体树脂130的底面的直径Ld的0.1倍时,锥体树脂130变得不容易通过SEM等观察。第三部分133的长度L3越长,由白色树脂113和密封树脂114的热膨胀率之差而产生的应力就越难施加在接合线112上。但是,如果使附着在接合线112上的白色树脂113的固化前的树脂材料的长度大于Ld的10倍,则白色树脂113容易从接合线112脱落,因此锥体树脂130的形成变得不容易,另外,白色树脂113从接合线112流入发光元件111而覆盖发光面,从而成为使光学特性降低的主要原因。进而,如果L3大于Ld的2倍,则白色树脂113的表面形状显著变化,因此成为使光学特性降低的主要原因。
(第二实施方式的发光装置的制造方法)
图19是表示发光装置101的制造方法的图,图19的(a)表示第一工序,图19的(b)表示第二工序,图19的(c)表示第三工序,图19的(d)表示第四工序,图19的(e)表示第五工序。在图19中,仅示出了单个发光装置101,但是发光装置101是使用将多个基板110连结而成的集合基板制造的。
首先,在第一工序中,准备将在表面上形成有阳极配线121和阴极配线122的多个基板110连结而成的集合基板。接着,在第二工序中,发光元件111通过芯片接合材料粘接在多个基板110各自的阳极配线121上。
接着,在第三工序中,在第二工序中粘接在阳极配线121上的多个发光元件111的各自的阳极和阳极配线121之间通过引线接合处理由接合线112连接。另外,多个发光元件111各自的阴极和阴极配线122之间通过引线接合处理由接合线112连接。
接着,在第四工序中,将白色树脂113配置在多个基板110各自的表面上。白色树脂113的固化前的树脂材料以与发光元件111之间具有规定的间隔距离的方式配置。在配置了白色树脂113的固化前的树脂材料之后,通过加热基板110形成白色树脂113。当形成白色树脂113时,在接合线112的周围形成埋设在白色树脂113中的第一部分131和由锥形树脂130覆盖的第三部分133。
接着,在第五工序中,将密封树脂114配置在多个基板110各自的表面上。密封树脂114的固化前的树脂材料以覆盖发光元件111、接合线112以及白色树脂113的方式配置。在配置了密封树脂114的固化前的树脂材料之后,通过加热基板110形成密封树脂114。在形成密封树脂114时,在接合线112的周围形成埋设在密封树脂114中的第二部分132。
然后,在第六工序中,通过切割多个基板110连结而成的集合基板来将多个基板110各自分离,从而制造发光装置101。
(第二实施方式的发光装置的作用效果)
在发光装置101中,接合线112具有第三部分133,该第三部分133配置在第一部分131和第二部分132之间,并被从白色树脂113沿着接合线112的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂130覆盖。在发光装置101中,接合线112具有被锥体状的锥体树脂130覆盖的第三部分133,由此,能够降低作用在白色树脂113与密封树脂114的界面附近的接合线112上的、因白色树脂与密封树脂之间的热膨胀率的差而产生的应力。在发光装置101中,能够降低作用在白色树脂113与密封树脂114的界面附近的接合线112上的、因白色树脂与密封树脂之间的热膨胀率的差而产生的应力,因此能够降低接合线112老化而产生连接不良的可能性。
另外,在发光装置101中,通过使边界点B的高度Hb比发光元件111的表面的高度Hs高,边界点B的一对接合线112的延伸方向接近水平方向,更容易形成锥体树脂130。
(第三实施方式的发光装置的构成和功能)
图20是第三实施方式的发光装置的俯视图,图21是第三实施方式的发光装置的除去了白色树脂和密封树脂的状态的俯视图。
发光装置102具有基板150、第一发光元件151、第二发光元件152、第三发光元件153、接合线154、框部件155、白色树脂156和密封树脂157。发光装置102将从第一发光元件151、第二发光元件152和第三发光元件153出射的光从出射面158出射。
基板150与基板110同样,具有由玻璃环氧树脂等绝缘性树脂形成的矩形的平面形状。在基板150的表面配置第一阳极配线161和第一阴极配线162、第二阳极配线163和第二阴极配线164、以及第三阳极配线165和第三阴极配线166。第一阳极配线161~第三阴极配线166分别与在基板150的背面形成的背面电极连接。
第一阳极配线161和第一阴极配线162设置在基板150的外缘和第一发光元件151之间。第一阳极配线161与第一发光元件151的阳极连接,第一阴极配线162与第一发光元件151的阴极连接。
第二阳极配线163配置在基板10的外缘和第二发光元件152之间。第二阴极配线164具有安装第一发光元件151~第三发光元件153的平板部、和配置在基板150的外缘与第二发光元件152之间的配线部。第二阳极配线163与第二发光元件152的阳极连接,第二阴极配线164与第二发光元件152的阴极连接。
第三阳极配线165和第三阴极配线166配置在基板150的外缘和第三发光元件153之间。第三阳极配线165与第三发光元件153的阳极连接,第三阴极配线166与第三发光元件153的阴极连接。
与发光元件111一样,第一发光元件151是具有矩形平面形状的蓝色LED芯片。第一发光元件151在经由接合线154连接的第一阳极配线161和第一阴极配线162之间经由背面电极施加正向电压,从而出射蓝色光。
第二发光元件152是具有矩形平面形状的绿色LED芯片。第二发光元件152在经由接合线154连接的第二阳极配线163和第二阴极配线164之间经由背面电极施加正向电压,从而出射绿色光。从第二发光元件152出射的绿色光的主波长在500nm和570nm之间的范围内,在一例中为550nm。第二发光元件152通过在作为透明基板的蓝宝石基板上层叠由氮化镓层形成的PN接合层而形成。
第三发光元件153是具有矩形平面形状的红色LED芯片。第三发光元件153在经由接合线154连接的第三阳极配线165和第三阴极配线166之间经由背面电极施加正向电压,从而出射红色光。从第三发光元件153出射的红色光的主波长在600nm和680nm之间的范围内,在一例中为660nm。第三发光元件53通过在作为不透过光的基板的硅基板上配置由砷化镓铝层形成的PN接合层而形成。
接合线154分别与一对接合线112同样,是由金等导电性构件形成的线状构件。接合线154分别电连接第一发光元件151、第二发光元件152和第三发光元件153以及第一阳极配线161~第三阴极配线166。
接合线154分别与一对接合线112同样,具有埋设在白色树脂156中的第一部分、埋设在密封树脂157中的第二部分、以及配置在第一部分和前第二部分之间的第三部分。接合线154各自具有的第三部分被从白色树脂156沿着接合线154的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂160覆盖。
框部件155是在硅树脂等透明树脂中含有氧化钛等白色颗粒而形成的、沿着基板150的外缘配置的框状的构件。框部件155也可以由聚酰亚胺树脂及氧化铝等刚性高且反射率高的树脂形成。
白色树脂156与白色树脂113同样,是在硅树脂等透明树脂中含有氧化钛等白色颗粒而形成的。白色树脂156的外缘与框部件155的内缘接触,以包围第一发光元件151、第二发光元件152和第三发光元件153的方式配置,密封接合线154的一部分。
密封树脂157与密封树脂114同样,由硅树脂等透明树脂形成,配置在被框部件155包围的区域,密封第一发光元件151~第三发光元件153及接合线154的一部分。
(第二实施方式及第三实施方式的发光装置的变形例)
在发光装置101和102中,锥体树脂130和160由白色树脂113和156形成,但在实施方式的发光装置中,锥体树脂的一部分和全部也可以由白色树脂113和156中含有的透明树脂形成。包含在白色树脂113和156中的不包含白色树脂的透明树脂沿着接合线112从白色树脂113和156固化之前的树脂材料延伸,从而锥体树脂的一部分和全部由包含在白色树脂113和156中的透明树脂形成。
另外,在实施方式的发光装置中,锥体树脂也可以由白色树脂113和156、以及白色树脂113和156中含有的透明树脂以外的合成树脂形成。当锥体树脂由白色树脂113和156、以及包含在白色树脂中的透明树脂以外的合成树脂形成时,在形成白色树脂之后,锥体树脂形成在从白色树脂突出的接合线的周围。
在发光装置101中,密封树脂114含有荧光体和填料,但在实施方式的发光装置中,密封树脂也可以不含有荧光体和填料,而仅含有荧光体和填料中的一方。
另外,发光装置101具有单一的发光元件111,发光装置102具有第一发光元件151、第二发光元件152和第三发光元件153这三个发光元件,但实施方式的发光装置也可以具有两个或四个以上的发光元件。实施方式的发光装置也可以是具有配置成阵列状的多个发光元件的COB型的发光装置。
另外,在发光装置101和102中,阳极电极和阴极电极配置在基板的背面,但在实施方式的发光装置中,阳极电极和阴极电极也可以配置在基板的表面或侧面。
另外,在发光装置101和102中,基板具有矩形的平面形状,但在实施方式的发光装置中,基板也可以具有圆形等矩形以外的平面形状。
另外,在发光装置101中,基板的侧面和白色树脂的侧面形成同一面,但在实施方式的发光装置中,基板的侧面和白色树脂的侧面也可以不形成同一面。
另外,在发光装置102中,基板的侧面和框部件的侧面形成同一面,但在实施方式的发光装置中,基板的侧面和框部件的侧面也可以不形成同一面。
(实施方式的发光装置的热应力模拟)
图22的(a)是表示实施方式的发光装置的接合线所具有的第三部分的形状和应力的关系的模拟中使用的模型的立体图,图22的(b)是沿着图22的(a)所示的F-F线的剖视图。图22的(c)是表示模拟中使用的模型中的锥体树脂的高度及底边的直径的图。
模型103具有基板170、发光元件171、接合线172、白色树脂173和密封树脂174。基板170在正面具有第一配线图案175和第二配线图案176,并且在背面具有第一电极177和第二电极178。另外,接合线172具有埋设在白色树脂173中的第一部分和埋设在密封树脂174中的第二部分。另外,接合线172配置在第一部分和第二部分之间,具有由从白色树脂173沿着接合线172的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂180覆盖的第三部分。
在实施例1中,锥体树脂180的高度为100μm,锥体树脂180的底边的直径为40μm,锥体树脂180极细。在实施例2中,锥体树脂180的高度为100μm,锥体树脂180的底边的直径为55μm,锥体树脂180细。在实施例3中,锥体树脂180的高度为100μm,锥体树脂180的底边的直径为70μm,锥体树脂180具有作为基准的高度和直径。
在实施例4中,锥体树脂180的高度为25μm,锥体树脂180的底边的直径为70μm,锥体树脂180极短。在实施例5中,锥体树脂180的高度为50μm,锥体树脂180的底边的直径为70μm,锥体树脂180短。在实施例6中,锥体树脂180的高度为150μm,锥体树脂180的底边的直径为70μm,锥体树脂180长。
在比较例1中,锥体树脂180的高度为0μm,锥体树脂180的底边的直径为0μm,不形成锥体树脂180。在比较例2中,锥体树脂180的高度为100μm,锥体树脂180的底边的直径为100μm,锥体树脂180粗。在比较例3中,锥体树脂180的高度为200μm,锥体树脂180的底边的直径为70μm,锥体树脂180极长。
在模拟中,在图22的(b)所示的模型的截面图中,在模型103以沿基板170的延伸方向和法线方向可移动的方式被支承的状态下,在整个模型103上均匀分布的热量从25℃升高到125℃。在模拟中使用的模拟器是ANSYS公司制造的ANSYS Mechanical。
基板170的线膨胀系数为82ppm/℃左右,发光元件71的线膨胀系数为7.7ppm/℃左右,接合线172的线膨胀系数为14ppm/℃左右,接合线172的截面直径为24.5μm,白色树脂173的线膨胀系数为240ppm/℃左右,密封树脂174的线膨胀系数为220ppm/℃左右。另外,第一配线图案175的线膨胀系数为16.6ppm/℃左右,第二配线图案176的线膨胀系数为16.6ppm/℃左右,第一电极177的线膨胀系数为14ppm/℃左右,第二电极178的线膨胀系数为14ppm/℃左右。
图23的(a)是表示模拟结果的图(之一),图23的(b)是表示模拟结果的图(之二)。在图23的(a)中,横轴是锥体树脂180的高度,纵轴是在接合线172上产生的应力。另外,在图23的(b)中,横轴是锥体树脂80的底面的直径,纵轴是在接合线72上产生的应力。
如图23的(a)所示,锥体树脂180的长度越长,在接合线172上产生的应力越小。另外,如图23的(b)所示,锥体树脂180的底面的直径越长,在接合线172上产生的应力越小。
锥体树脂180中产生的应力优选为400[MPa]以下。在锥体树脂180中产生的应力超过400[MPa]时,施加在接合线172上的应力过大,接合线172有可能断裂。另外,如果锥体树脂180的高度比170[μm]高,则锥体树脂180有可能破损。另外,如果锥体树脂180的底面的直径比80[μm]长,则锥体树脂180有可能破损。
如图23的(a)中双向箭头A所示,锥体树脂180的高度优选锥体树脂180产生的应力为400[MPa]以下的、20[μm]以上且170[μm]以下。另外,如图23的(b)中双向箭头B所示,锥体树脂180的底面的直径优选锥体树脂180产生的应力为400[MPa]以下的、15[μm]以上且80[μm]以下。
比较例1~3是高度及底面的直径的优选范围外,判定为“×”。实施例1~6在高度和底面的直径的优选范围内,判定为“○”。
(第四实施方式的发光装置的构成和功能)
图24的(a)是第四实施方式的发光装置的俯视图,图24的(b)是沿图24的(a)所示的A-A线的剖视图。
发光装置201具有基板210、第一发光元件211、第二发光元件212、第三发光元件213、接合线214、框部件215、白色树脂216和密封树脂217。发光装置201将从第一发光元件211、第二发光元件212和第三发光元件213出射的光从出射面218出射。
图25是除去了发光装置201的框部件215、白色树脂216及密封树脂217的状态的俯视图。
基板210具有由玻璃环氧树脂等绝缘性树脂形成的矩形的平面形状。在基板210的表面上设置第一阳极配线221和第一阴极配线222、第二阳极配线223和第二阴极配线224以及第三阳极配线225和第三阴极配线226。第一阳极配线221~第三阴极配线226分别与在基板210的背面形成的背面电极连接。
第一阳极配线221和第一阴极配线222配置在基板210的外缘和第一发光元件211之间。第一阳极配线221与第一发光元件211的阳极连接,第一阴极配线222与第一发光元件211的阴极连接。
第二阳极配线223设置在基板210的外缘和第二发光元件212之间。第二阴极配线224具有安装第一发光元件211~第三发光元件213的平板部、和配置在基板210的外缘与第二发光元件212之间的配线部。第二阳极配线223与第二发光元件212的阳极连接,第二阴极配线224与第二发光元件212的阴极连接。
第三阳极配线225和第三阴极配线226配置在基板210的外缘和第三发光元件213之间。第三阳极配线225与第三发光元件213的阳极连接,第三阴极配线226与第三发光元件213的阴极连接。
第一发光元件211是具有矩形平面形状的红色LED芯片。第一发光元件211在经由接合线214连接的第一阳极配线221和第一阴极配线222之间经由背面电极施加正向电压,从而出射红色光。从第一发光元件211出射的红色光的主波长在600nm和680nm之间的范围内,在一例中为660nm。第一发光元件211通过在作为不透过光的基板的硅基板上配置由砷化镓铝层形成的PN接合层而形成。
第二发光元件212是具有矩形平面形状的绿色LED芯片。第二发光元件212在经由接合线214连接的第二阳极配线223和第二阴极配线224之间经由背面电极施加正向电压,从而出射绿色光。从第二发光元件212出射的绿色光的主波长在500nm和570nm之间的范围内,在一例中为550nm。第二发光元件212通过在作为透明基板的蓝宝石基板上层叠由氮化镓层形成的PN接合层而形成。
第三发光元件213是具有矩形平面形状的蓝色LED芯片。第三发光元件213在经由接合线214连接的第三阳极配线225和第三阴极配线226之间经由背面电极施加正向电压,从而出射蓝色光。从第三发光元件213出射的蓝色光的主波长在445nm和495nm之间的范围内,在一例中为450nm。第三发光元件213通过在作为透明基板的蓝宝石基板上层叠由氮化镓层形成的PN接合层而形成。
图26的(a)是表示第一发光元件211的尺寸的俯视图,图26的(b)是表示第二发光元件212的尺寸的俯视图,图26的(c)是表示第三发光元件213的尺寸的俯视图。
第一发光元件211~第三发光元件213中的每一个具有矩形平面形状。在第一发光元件211中,沿长边方向延伸的一对边的长度即第一长度为L1l,沿短边方向延伸的一对边的长度即第四长度为L1s。在第二发光元件212中,作为四个边的长度的第二长度是L2。在第三发光元件213中,作为四个边的长度的第三长度是L3。
作为第二发光元件212的四边的长度的第二长度L2比作为第一发光元件211的长边的长度的第一长度L1短,并且比作为第一发光元件211的短边的长度的第四长度L1s长。作为第三发光元件213的四边的长度的第三长度L3比作为第一发光元件211的长边的长度的第一长度L1短,并且比作为第一发光元件211的短边的长度的第四长度L1s长。
作为第二发光元件212的四个边的长度的第二长度L2与作为第三发光元件213的四个边的长度的第三长度L3相同。
第一发光元件211被配置为接近第一边231并且长边与第一边231平行。第二发光元件212和第三发光元件213被配置为接近第三边233并且一边与第三边233平行。
各接合线214是由金等导电性构件形成的线状构件。接合线214分别电连接第一发光元件211、第二发光元件212和第三发光元件213以及第一阳极配线221~第三阴极配线226。
框部件215是在硅树脂等透明树脂中含有氧化钛等白色颗粒而形成的、沿着基板210的外缘配置的框状的构件。框部件215也可以由聚酰亚胺树脂及氧化铝等刚性高且反射率高的树脂形成。
白色树脂216也称为坝树脂,是在硅树脂等透明树脂中含有氧化钛等白色颗粒而形成的。白色树脂216的外缘与框部件215的内缘接触,以包围第一发光元件211、第二发光元件212和第三发光元件213的方式配置,密封接合线214的一部分。
白色树脂216具有第一边231、第二边232、第三边233和第四边234。第一边231被配置为接近第一阳极配线221和第一阴极配线222、并且与基板210的一条边平行地延伸,该基板210的一条边与第一阳极配线221和第一阴极配线222的延伸方向平行地延伸。图24中双向箭头B所示的第一发光元件211与白色树脂216之间的最小间隔距离Lm1为0.05mm以上且0.35mm以下。
第三边233与第一边231相对配置,被配置为接近第二阳极配线223和第三阴极配线226、并且与基板210的一条边平行地延伸,该基板210的一条边与第二阳极配线223和第三阴极配线226的延伸方向平行地延伸。
第二边232和第四边234在与第一边231和第三边233的延伸方向正交的方向上延伸,连接第一边231和第三边233。第二边232被配置为与第一阴极配线222、第二阴极配线224、第三阳极配线225以及第三阴极配线226接近。第四边234被配置为与第一阳极配线221、第二阳极配线223、第二阴极配线224以及第三阳极配线225接近。图24中双向箭头C所示的第二发光元件212和第三发光元件213与白色树脂216之间的最小间隔距离Lm2为0.05mm以上且0.35mm以下。
第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件间的最小距离为0.03mm以上且0.08mm以下。
第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件的上表面的面积的合计为被白色树脂216包围的基板210的上表面的面积的3%以上且50%以下。
白色树脂216还具有第一角236、第二角237、第三角238和第四角239。第一角236是第四边234和第一边231之间的角,第二角237是第一边231和第二边232之间的角。第三角238是第二边232和第三边233之间的角,第四角239是第三边233和第四边234之间的角。
与第三角238和第四角239相比,第一角236和第二角237向基板210的内侧、即对角的第三角238和第四角239各自的方向较长地延伸。第一角236和第二角237通过朝向第三角238和第四角239的方向延伸,从而延伸距离比第三角238和第四角239长。第一角236和第二角237是从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部的又一例。
图27是用于说明规定白色树脂216的角的内壁的延伸距离的方法的图。图27是与基板210的上表面平行、从基板210的上表面到白色树脂216的上端之间的、白色树脂216的剖视图之一,是在沿通过第一发光元件211~发光元件213的下表面和上表面之间的图24的(b)所示的D-D线的剖面中仅表示白色树脂216的剖视图。
延伸距离是在与基板210的上表面平行的白色树脂216的截面之一中,与白色树脂216的内壁外接的矩形即外接矩形的四个角、和外接矩形的一对对角线与白色树脂216的内壁交叉的四个交点中最接近外接矩形的各四个角的交点之间的距离。在图27所示的例子中,在俯视图中,白色树脂216的第一角的延伸距离表示为Le1,第二角的延伸距离表示为Le2,第三角的延伸距离表示为Le3,第四角的延伸距离表示为Le4。
在图27中,与白色树脂的内壁外接的矩形即外接矩形由第一切线Lt1、第二切线Lt2、第三切线Lt3以及第四切线Lt4形成。第一切线Lt1是与第一边231的延伸方向平行且与第一边231的内壁外接的切线,第二切线Lt2是与第二边232的延伸方向平行且与第二边232的内壁外接的切线。第三切线Lt3是与第三边233的延伸方向平行且与第三边233的内壁外接的切线,第四切线Lt4是与第四边234的延伸方向平行且与第四边234的内壁外接的切线。
与白色树脂的内壁外接的矩形即外接矩形的四个角是第一交点P1、第二交点P2、第三交点P3以及第四交点P4。第一交点P1是第四切线Lt4与第一切线Lt1的交点,第二交点P2是第一切线Lt1与第二切线Lt2的交点,第三交点P3是第二切线Lt2与第三切线Lt3的交点,第四交点P4是第三切线Lt3与第四切线Lt4的交点。
与白色树脂的内壁外接的矩形即外接矩形的一对对角线是第一对角线Ld1和第二对角线Ld2。第一对角线Ld1是作为对角的第一交点P1和第三交点P3之间的对角线,第二对角线Ld2是作为对角的第二交点P2和第四交点P4之间的对角线。
与白色树脂的内壁外接的矩形即外接矩形的一对对角线即第一对角线Ld1及第二对角线Ld2与白色树脂216的内壁交叉的四个交点是第五交点P5、第六交点P6、第七交点P7及第八交点P8。第五交点P5是第一对角线Ld1和接近第一角236的白色树脂216的内壁交叉的交点,第六交点P6是第二对角线Ld2和接近第二角237的白色树脂216的内壁交叉的交点。第七交点P7是第一对角线Ld1和接近第三角238的白色树脂216的内壁交叉的交点,第八交点P8是第二对角线Ld2和接近第四角239的白色树脂216的内壁交叉的交点。
第一角236的内壁的延伸距离Le1是最接近第一角236的外接矩形的角即第一交点P1、和外接矩形的对角线与白色树脂216的内壁交叉的四个交点中最接近第一交点P1的交点即第五交点P5之间的距离。第二角237的内壁的延伸距离Le2是最接近第二角237的外接矩形的角即第二交点P2、和外接矩形的对角线与白色树脂216的内壁交叉的四个交点中最接近第二交点P2的交点即第六交点P6之间的距离。第三角238的内壁的延伸距离Le3是最接近第三角238的外接矩形的角即第三交点P3、和外接矩形的对角线与白色树脂216的内壁交叉的四个交点中最接近第三交点P3的交点即第七交点P7之间的距离。第四角239的内壁的延伸距离Le4是最接近第四角239的外接矩形的角即第四交点P4与外接矩形的对角线与白色树脂216的内壁交叉的四个交点中最接近第四交点P4的交点即第八交点P8之间的距离。
密封树脂217由硅树脂等透明树脂形成,配置在被框部件215包围的区域,密封第一发光元件211~第三发光元件213及接合线214的一部分。
(第四实施方式的发光装置的制造方法)
图28是表示发光装置201的制造方法的一例的流程图。图29是表示基板准备工序的图,图30是表示发光元件安装工序的图,图31是表示框部件形成工序的图。图32是表示白色树脂形成工序的图(之一),图33是表示白色树脂形成工序的图(之二),图34是表示白色树脂形成工序的图(之三)。在图6至图11中,仅示出了单个发光装置201,但是发光装置201是使用将多个基板210连结而成的集合基板来制造的。
首先,在基板准备工序中,准备将表面分别形成有第一阳极配线221~第三阴极配线226的多个基板210连结而成的集合基板(S101)。接着,在发光元件安装工序中,第一发光元件211~第三发光元件213分别通过芯片接合材料粘接在多个基板210各自的第二阴极配线224上(S102)。
发光装置201中的发光元件以引线型的发光元件为例,但也可以是倒装芯片型的发光元件。在倒装芯片型的发光元件的情况下,在发光元件安装工序中,通过倒装芯片接合来粘接发光元件。
接着,如图25所示,在引线接合工序中,第一发光元件211~第三发光元件213各自的阳极和阴极与第一阳极配线221~第三阴极配线226之间通过接合线214连接(S103)。第一发光元件211的阳极通过接合线214与第一阳极配线221连接,并且第一发光元件211的阴极通过接合线214与第一阴极配线222连接。第二发光元件212的阳极通过接合线214与第二阳极配线223连接,并且第二发光元件212的阴极通过接合线214与第二阴极配线224连接。第三发光元件213的阳极通过接合线214与第三阳极配线225连接,第三发光元件213的阴极通过接合线214与第三阴极配线226连接。
作为发光装置201中的发光元件,列举了在阳极和阴极两者上进行引线连接的引线型的发光元件作为一例,但也可以是仅在阳极或阴极的一方上进行引线连接的引线型的发光元件,还可以是倒装芯片型的发光元件。
接着,在框部件形成工序中,沿着基板210的外缘形成框部件215。框部件215的固化前的树脂材料在沿着基板210的外缘配置之后被整形为具有直立的侧面和平滑的表面(S104)。在对框部件215的固化前的树脂材料进行整形后,通过加热基板210形成框部件215的固化前的树脂材料。
也可以不形成框部件215。在没有形成框部件215的情况下,省略框部件形成工序。
接着,在白色树脂形成工序中,在多个基板210的表面配置白色树脂216(S105)。首先,如图32所示,白色树脂216的固化前的树脂材料216a以包围第一发光元件211、第二发光元件212和第三发光元件213的方式配置。接着,如图33所示,在以包围第一发光元件211、第二发光元件212和第三发光元件213的方式配置的白色树脂216的固化前的树脂材料216a中,在与第一角236及第二角237对应的部分配置白色树脂216的固化前的树脂材料216b,在与第三角238及第四角239对应的部分配置白色树脂216的固化前的树脂材料216c。树脂材料216c比树脂材料216b量少,也可以有不设置树脂材料216c的工序。然后,如图34所示,在配置了白色树脂216的固化前的树脂材料之后,通过加热基板210形成白色树脂216。
接着,在密封树脂形成工序中,在多个基板210的表面形成密封树脂217(S106)。密封树脂217的固化前的树脂材料以覆盖第一发光元件211、第二发光元件212、第三发光元件213、接合线214以及白色树脂216的方式配置。在配置了密封树脂217的固化前的树脂材料之后,通过加热基板210形成密封树脂217。
然后,在基板切断工序中,通过切断多个基板210连结而成的集合基板(S107),将多个基板210分别分离而制造发光装置201。
(第四实施方式的发光装置的作用效果)
在发光装置201中,与长边的长度较长的第一发光元件211接近的第一角236和第二角237的内壁的延伸距离比与第一发光元件211离开的第三角238和第四角239的内壁的延伸距离长。通过延长第一角236和第二角237的内壁的延伸距离,第一发光元件211与白色树脂216之间的最小间隔距离Lm1与第二发光元件212和第三发光元件213与白色树脂216之间的最小间隔距离Lm2大致相等。通过使最小间隔距离Lm1和最小间隔距离Lm2大致相等,发光装置201能够出射均匀的光。
另外,发光装置201中,第一发光元件211~第三发光元件213与白色树脂216之间的最小间隔距离为0.05mm以上且0.35mm以下,因此能够提高发光效率。
另外,发光装置201中,第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件间的最小间隔距离为0.03mm以上。若第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件间的最小间隔距离为0.03mm以上,则能够以稳定的位置精度粘接在第二阴极配线224上,因此能够避免发光元件彼此的接触及过度接近,提高寿命。另外,发光装置201中,第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件间的最小间隔距离为0.08mm以下。若第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件间的最小间隔距离为0.09mm以下,则合成了从第一发光元件211~第三发光元件213出射的光的合成光的混色性变高,能够出射降低了色斑的配光特性良好的合成光。第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件间的最小间隔距离优选为0.08mm以下。
另外,发光装置201中,第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件的上表面的面积的合计是被白色树脂216包围的基板的上表面的面积的3%以上。由于第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件的上表面的面积的合计是被白色树脂216包围的基板的上表面的面积的3%以上,所以从出射面218出射的合成了从第一发光元件211~第三发光元件213出射的光的合成光的混色性变高,能够出射降低了色斑的配光特性良好的合成光。另外,发光装置201中,第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件的上表面的面积的合计是被白色树脂216包围的基板的上表面的面积的50%以下。由于第一发光元件211~第三发光元件213各个发光元件的上表面的面积的合计是被白色树脂216包围的基板的上表面的面积的50%以下,所以从出射面218出射的光的光束量变多,发光效率提高。
(第四实施方式的发光装置的变形例)
发光装置201包括出射红色光的第一发光元件211、出射绿色光的第二发光元件212和出射蓝色光的第三发光元件213,但实施方式的发光装置也可以具有出射相同颜色的发光元件。例如,实施方式的发光装置也可以具有出射蓝色光的多个发光元件。在实施方式的发光装置具有出射蓝色光的多个发光元件时,透明树脂可以含有吸收蓝色光并出射黄色光的钇铝石榴石等荧光体。
另外,发光装置201包括具有长方形的平面形状的第一发光元件211、具有正方形的平面形状且面积相同的第二发光元件212和第三发光元件213,但实施方式的发光装置也可以具有面积相互不同的多个发光元件。另外,实施方式的发光装置也可以具有面积彼此相等的多个发光元件。
图35的(a)是第八变形例的发光装置的俯视图。
发光装置202具有三个发光元件240来代替第一发光元件211~第三发光元件213,这与发光装置201不同。除了具有发光元件240来代替第一发光元件211~第三发光元件213以外,发光装置202的构成和功能与发光装置201的构成和功能相同,因此在此省略详细说明。
3个发光元件240分别是例如出射蓝色光的蓝色LED芯片,配置成与白色树脂216之间的最小间隔距离大致相同。
另外,发光装置201具有第一发光元件211~第三发光元件213,但实施方式的发光装置也可以具有1个、2个或4个以上的发光元件。
图35的(b)是第九变形例的发光装置的俯视图,图35的(c)是第十变形例的发光装置的俯视图。
发光装置203具有单一的发光元件241来代替第一发光元件211~第三发光元件213,这与发光装置201不同。除了具有发光元件241来代替第一发光元件211~第三发光元件213以外,发光装置203的构成和功能与发光装置201的构成和功能相同,因此在此省略详细说明。
发光元件241例如是出射蓝色光的蓝色LED芯片,配置在基板210的中央。在发光元件241中,从配置在基板210的中央的发光元件241出射的光被角的内壁的延伸距离不同的白色树脂216反射而从发光装置3出射,所以出射的光的分布变得不均匀。例如,发光装置203可以被配置为第一边231位于上方,并且可以用作向导光板的入光面来入射光的侧面发光装置。发光装置203通过增加经第一边231反射而入射到导光板的入射面的光量,能够作为发光效率高的侧面发光装置使用。
发光装置204具有第一发光元件242和第二发光元件243来代替第一发光元件211~第三发光元件213,这与发光装置201不同。除了具有第一发光元件242和第二发光元件243来代替第一发光元件211~第三发光元件213之外,发光装置204的构成和功能与发光装置201的构成和功能相同,因此在此省略对其的详细描述。
第一发光元件242例如是出射蓝色光的蓝色LED芯片,接近白色树脂216的第一边231而配置。第二发光元件243例如是出射红色光的红色LED芯片,接近白色树脂216的第二边232而配置。第一发光元件242和第二发光元件243分别被配置为其与白色树脂216之间的最小间隔基本相等。
另外,在发光装置201~204中,白色树脂216的第一角236和第二角237的内壁的延伸距离比第三角238和第四角239的内壁的延伸距离长。但是,在实施方式的发光装置中,白色树脂的第四边与第一边之间的第一角的内壁的延伸距离与第一角以外的至少一个角的内壁的延伸距离不同即可。例如,第四边与第一边之间的第一角的内壁的延伸距离可以比第一角以外的角的内壁的延伸距离长,也可以比第一角以外的角的内壁的延伸距离短。另外,也可以是第四边与第一边之间的第一角的内壁的延伸距离与第二边与第三边之间的第三角的内壁的延伸距离相等,第一边与第二边之间的第二角的内壁的延伸距离与第三边与第四边之间的第四角的内壁的延伸距离相等。
图35的(d)是第十一变形例的发光装置的俯视图。
发光装置205具有两个发光元件244来代替第一发光元件211~第三发光元件213,这与发光装置201不同。另外,发光装置205的白色树脂的形状与发光装置201不同。除了具有两个发光元件244来代替第一发光元件211~第三发光元件213以及白色树脂的形状以外的发光装置205的构成和功能与发光装置201的构成和功能相同,因此在此省略详细说明。
发光元件244例如是出射蓝色光的蓝色LED芯片,配置在基板210的对角线上。
白色树脂246具有第一边251、第二边252、第三边253和第四边254。另外,白色树脂246具有第一角256、第二角257、第三角258及第四角259。第一角256是第四边254与第一边251之间的角,第二角257是第一边251与第二边252之间的角。第三角258是第二边252和第三边253之间的角,第四角259是第三边253和第四边254之间的角。
第一角256的内壁的延伸距离与第三角258的内壁的延伸距离大致相等,第二角257的内壁的延伸距离与第四角259的内壁的延伸距离大致相等。第一角256和第三角258的内壁的延伸距离比第二角257和第四角259的内壁的延伸距离长。
(实施方式的发光装置的光学模拟)
图36是表示在具有单一的发光元件和具有矩形的平面形状的白色树脂的发光装置中,使发光元件和白色树脂之间的最小间隔距离变化时的模拟结果的图。在图36中,横轴是发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离,纵轴是从发光元件出射的光的最大光度与发光元件的中心正上方的光的光度的比率,也称为轴上光度比。在模拟中使用的模拟器是CYBERNET公司制造的LightTools。
在图36中,曲线L11表示白色树脂的高度为0.20mm时的轴上光度比,曲线L12表示白色树脂的高度为0.25mm时的轴上光度比,曲线L13表示白色树脂的高度为0.30mm时的轴上光度比。
白色树脂的高度为0.20mm时,轴上光度比在发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离为0.1mm时最大。
白色树脂的高度为0.25mm时,轴上光度比在发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离为0.1mm时最大。
白色树脂的高度为0.30mm时,轴上光度比在发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离在0.1mm以上0.2mm以下的范围时最大。
如图36中双向箭头A所示,发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离优选为0.05mm以上且0.35mm以下。另外,如图36中双向箭头B所示,发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离更优选为0.25mm以下。
本公开的发光装置可以是以下所示的方式。
(1)一种发光装置,其特征在于,具有:
基板;
发光元件,其安装在基板上;
白色树脂,其以包围发光元件的方式配置在基板上,具有随着从发光元件离开而高度变高的倾斜面;
第一透明树脂,其配置在发光元件和白色树脂之间;以及
第二透明树脂,其配置在被白色树脂包围的区域,密封发光元件,
白色树脂由包含白色颗粒的合成树脂材料形成。
(2)根据(1)所述的发光装置,其中,第一透明树脂由与形成白色树脂的合成树脂材料相同的合成树脂材料形成。
(3)根据(1)或(2)所述的发光装置,其中,形成第二透明树脂的合成树脂的透光率高于第一透明树脂的透光率。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的发光装置,其中,第二透明树脂的折射率比第一透明树脂的折射率低。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的发光装置,其中,第一透明树脂与基板的密合性高于第二透明树脂与基板的密合性。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的发光装置,其中,第二透明树脂含有对从发光元件出射的光进行变换而放射与从发光元件出射的光的波长不同的波长的光的荧光体。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的发光装置,其中,第二透明树脂含有使从发光元件出射的光扩散的扩散材料。
(8)根据(1)~(7)中任一项所述的发光装置,其中,发光元件具有矩形的平面形状,第一透明树脂与发光元件的至少一边接触。
(9)根据(8)所述的发光装置,其中,在基板上还具有带台阶的设置物,白色树脂被带台阶的设置物卡止。
(10)根据(8)或(9)所述的发光装置,其中,第一透明树脂与发光元件的全部四边接触。
(11)根据(8)~(10)中任一项所述的发光装置,其中,发光元件具备透明基板。
(12)根据(8)或(9)所述的发光装置,其中,
发光元件包括具备透明基板的发光元件和具备不透明基板的发光元件,
第一透明树脂与具备透明基板的发光元件的至少一边接触。
(13)根据(12)所述的发光装置,其中,第一透明树脂与具备不透明基板的发光元件的一边接触。
另外,本公开的发光装置也可以是以下所示的方式。
(1)一种发光装置,其特征在于,具有:
基板;
发光元件,其安装在基板上;
电极,其向发光元件供给电力;
配线图案,其电连接发光元件和电极;
接合线,其电连接配线图案和发光元件;
白色树脂,其以包围发光元件的方式配置在基板上;以及
密封树脂,其配置在被白色树脂包围的区域,密封发光元件,
所述接合线具有:
第一部分,其埋设在白色树脂中;
第二部分,其埋设在密封树脂中;以及
第三部分,其配置在第一部分和第二部分之间,由从白色树脂沿着接合线的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂覆盖。
(2)根据(1)所述的发光装置,其中,锥体树脂至少由白色树脂形成。
(3)根据(1)或(2)所述的发光装置,其中,锥体树脂至少由白色树脂中含有的透明树脂形成。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的发光装置,其中,锥体树脂的硬度比密封树脂的硬度低。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的发光装置,其中,锥体树脂的底面的直径为接合线的截面直径的1.1倍以上且20倍以下。
(6)根据(5)所述的发光装置,其中,锥体树脂的底面的直径为接合线的截面的直径的5倍以下。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的发光装置,其中,第三部分的长度为锥体树脂的底面的直径的0.1倍以上且10倍以下。
(8)根据(7)所述的发光装置,其中,第三部分的长度为锥体树脂的底面的直径的2倍以下。
(9)根据(1)~(8)中任一项所述的发光装置,其中,接合线的切线方向与基板表面的延伸方向所成的角度为-45°以上且45°以下。
(10)根据(9)所述的发光装置,其中,接合线的切线方向与基板的表面的延伸方向所成的角度为0°以下。
(11)根据(1)~(10)中任一项所述的发光装置,其中,接合线从白色树脂向密封树脂突出的边界点距发光元件的背面的高度比接合线连接于发光元件的发光元件的表面距发光元件的背面的高度高。
此外,本公开的发光装置可以是以下所示的方式。
(1)一种发光装置,其特征在于,具有:
矩形的基板;
一个或多个发光元件,其安装在基板上;
白色树脂,其具有与基板的一条边平行地延伸的第一边、与第一边相对配置的第三边、以及连接第一边和第三边的第二边和第四边,并以包围发光元件的方式配置在基板上;以及
密封树脂,其配置在被白色树脂包围的区域,密封发光元件,
第四边与第一边之间的第一角的内壁的延伸距离与第一角以外的至少一个角的内壁的延伸距离不同。
(2)根据(1)所述的发光装置,其中,延伸距离是俯视时与白色树脂的内壁外接的矩形即外接矩形的各四个角、和外接矩形的一对对角线与白色树脂的内壁交叉的四个交点中最接近外接矩形的各四个角的交点之间的距离。
(3)根据(1)或(2)所述的发光装置,其中,第一角的内壁的延伸距离及第一边与第二边之间的第二角的内壁的延伸距离均比第三边与第二边及第四边之间的第三角及第四角的内壁的延伸距离长。
(4)根据(3)所述的发光装置,其中,多个发光元件包括:长边的长度为第一长度的矩形的第一发光元件、以及边的长度比第一长度短的矩形的第二发光元件以及具有比第一长度短的第三长度的第三发光元件,
第一发光元件被配置为接近第一边并且长边与第一边平行,
第二发光元件和第三发光元件被配置为接近第三边并且一边与第三边平行。
(5)根据(4)所述的发光装置,其中,第一发光元件是出射红色光的红色LED芯片,
第二发光元件是出射绿色光的绿色LED芯片,
第三发光元件是出射蓝色光的蓝色LED芯片。
(6)根据(4)或(5)所述的发光装置,其中,第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件各个发光元件间的最小间隔距离为0.03mm以上且0.08mm以下。
(7)根据(4)~(6)中任一项所述的发光装置,其中,第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件各个发光元件的上表面的面积的合计为被白色树脂包围的基板的上表面的面积的3%以上且50%以下。
(8)根据(1)或(2)所述的发光装置,其中,第一角的内壁的延伸距离及第二边与第三边之间的第三角的内壁的延伸距离比第一边与第二边之间的第二角的内壁的延伸距离及第三边与第四边之间的第四角的内壁的延伸距离中的任一个都长。
(9)根据(1)~(8)中任一项所述的发光装置,其中,发光元件与白色树脂之间的最小间隔距离为0.05mm以上且0.35mm以下。
(10)根据(8)所述的发光装置,其中,最小间隔距离为0.25mm以下。
Claims (15)
1.一种发光装置,其特征在于,具有:
基板,其具有矩形的平面形状;
一个或多个发光元件,其安装在所述基板上;
坝树脂,其具有框状的平面形状,以包围所述发光元件的方式配置在所述基板上,具有随着从所述发光元件离开而高度变高的倾斜面;以及
密封树脂,其配置在由所述坝树脂包围的区域,密封所述发光元件,
所述坝树脂具有从至少一边向相对的边延伸的突出的突出部。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述坝树脂由含有白色颗粒的合成树脂材料形成,
所述突出部是配置在所述发光元件与所述坝树脂之间的透明树脂。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其特征在于,
形成所述密封树脂的合成树脂的透光率高于所述突出部的透光率。
4.根据权利要求2或3所述的发光装置,其特征在于,
所述密封树脂的折射率比所述突出部的折射率低。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述发光元件具有矩形的平面形状,
所述突出部与所述发光元件的至少一边接触。
6.根据权利要求5所述的发光装置,其特征在于,
在所述基板上还具有带台阶的设置物,
所述坝树脂被所述带台阶的设置物卡止。
7.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,还具有:
电极,其向所述发光元件供给电力;
配线图案,其电连接所述发光元件和所述电极;以及
接合线,其电连接所述配线图案和所述发光元件,
所述接合线具有:
第一部分,其埋设在所述坝树脂中;
第二部分,其埋设在所述密封树脂中;以及
第三部分,其配置在所述第一部分和所述第二部分之间,由从所述坝树脂沿着所述接合线的延伸方向延伸的锥体状的锥体树脂覆盖,
所述突出部是所述锥体树脂。
8.根据权利要求7所述的发光装置,其特征在于,
所述锥体树脂的硬度比所述密封树脂的硬度低。
9.根据权利要求7或8所述的发光装置,其特征在于,
所述锥体树脂的底面的直径为所述接合线的截面的直径的1.1倍以上且20倍以下。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述第三部分的长度为所述锥体树脂的底面的直径的0.1倍以上且10倍以下。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述接合线从所述坝树脂向所述密封树脂突出的边界点距发光元件的背面的高度比所述接合线连接于发光元件的所述发光元件的表面距发光元件的背面的高度更高。
12.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述坝树脂具有与所述基板的一条边平行地延伸的第一边、与所述第一边相对配置的第三边、以及连接所述第一边和所述第三边的第二边和第四边,
所述突出部是所述第四边与所述第一边之间的第一角的内壁,
所述第一角的内壁的延伸距离与所述第一角以外的至少一个角的内壁的延伸距离不同。
13.根据权利要求12所述的发光装置,其特征在于,
所述第一角的内壁的延伸距离及所述第一边与所述第二边之间的第二角的内壁的延伸距离比所述第三边与所述第二边及所述第四边之间的第三角及第四角的内壁的延伸距离都长。
14.根据权利要求13所述的发光装置,其特征在于,
所述多个发光元件包括:长边的长度为第一长度的矩形的第一发光元件、边的长度比所述第一长度短的矩形的第二发光元件、和具有比所述第一长度短的第三长度的第三发光元件,
所述第一发光元件被配置为接近所述第一边并且所述长边与所述第一边平行,
所述第二发光元件和所述第三发光元件被配置为接近所述第三边,并且所述第二发光元件和所述第三发光元件的一边与所述第三边平行。
15.根据权利要求11~14中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述发光元件与所述坝树脂之间的最小间隔距离为0.05mm以上且0.35mm以下。
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