JP2004193537A - Light emitting device and planar light source using it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To direct light in a wide range to an optical incidence surface of an optical waveguide while directing and thinning light emitted from a light emitting element entirely. <P>SOLUTION: The light emitting device has a light emitting element and a package molded item which has an opening for storing the light emitting element and is formed with a part of a major surface of a lead electrode, whereon the light emitting element is mounted, exposed from a bottom surface of the opening. The opening has a projection part (111) and an inner wall surface of the opening has an inner wall surface (101a) extending in a major axial direction of the major surface of the package molded item, a pair of inner wall surfaces (102) which extend in a minor axial direction and face with each other, an inner wall surface (101b) facing the inner wall surface (101a), an inner wall surface (101c) which faces the inner wall surface (101a) and is provided to the projection (111) and an inner wall surface (104) which is provided to the projection (111) continuously from the inner wall surface (101b) to the inner wall surface (101c). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶バックライト、パネルメーター、表示灯や面発光スイッチなどに用いられる発光装置および面状光源に関する。
【０００２】
【従来技術】
今日、ＲＧＢ各色を発光可能な発光ダイオードや、白色を高輝度に発光可能な発光ダイオードが開発された結果、複数の発光装置を配列して構成されるＬＥＤ表示灯が種々の分野にて利用されている。
【０００３】
例えば、面状光源として、入射された光を発光面から出光する導光板の発光面と垂直を成す端面側に複数の表面実装型発光装置を配置し、端面より光を入射して発光面から放射する面状光源が知られている。このような面状光源の構成部材として使用される表面実装型発光装置は、発光素子を収納するための開口部を実装面側に有するパッケージ成型体を備え、導電性パターンを施した基板との実装面に平行な方向に主に発光し、導光板の端面から発光を入射させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６４８４２号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導光板の薄型化と同様に発光装置の薄型化も求められている。上記開口部を有するパッケージ成型体を備える発光装置の薄型化を図ろうとした場合、開口部側壁と発光素子の側面との距離が発光素子の各側面方向によって異なり、発光素子の側面から距離の大きい側壁に進む光は、側壁に到達するまでに発光装置の正面方向に進むことなく、開口部内の充填物にて減衰あるいは散乱されて正面方向とは異なる方向に進行する。このような光は、導光板に入射することなく無駄となってしまう。また、開口部側壁を発光素子により近接させようとして、発光装置全体の大きさを小さくしてしまうと、発光素子に電力を供給する外部電極を設けることが困難となったり、導光板との強固な固定が困難となる場合がある。さらに、発光装置の数をできるだけ少なくして面状光源を形成しようとしたとき、導光板の光入射端面の長軸方向に広い範囲に渡って光を入射することが可能な発光装置が望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることが可能な発光装置およびそれを用いた面状光源を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え前記発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が前記開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体とを備える発光装置であって、前記開口部は、突出部（１１１）を有し、前記開口部の内壁面は、前記パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向し前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、前記内壁面（１０１ｂ）から前記内壁面（１０１ｃ）まで連続して前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置である。
【０００８】
このように構成すると、発光装置の光取り出し効率を向上させ、実装面方向に広範囲に出光することができる薄型の発光装置とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る請求項２記載の発明は、前記内壁面（１０４）は、前記発光素子の複数の側面に対向している請求項１に記載の発光装置である。
【００１０】
このように構成すると、発光素子の側面が開口部の他の内壁面と平行とならない位置関係で実装された場合であっても、発光装置の光取り出し効率を向上させ、広範囲に出光することができる薄型の発光装置とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る請求項３記載の発明は、前記パッケージ成型体は、側面に段差を有する請求項１または２に記載の発光装置である。
【００１２】
このように構成すると、導光板との位置合わせが容易であり、かつ導光板と強固に固定可能である。
【００１３】
また、本発明に係る請求項４記載の発明は、前記内壁面（１０１）に対向するパッケージ成型体の外壁面は、前記発光装置の実装面側において、前記リード電極の実装面とほぼ同一平面である請求項１乃至３に記載の発光装置である。
【００１４】
このように構成すると、実装面に対して発光装置を安定に実装することができ、発光装置の発光面を広範囲にすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る請求項５記載の発明は、請求項１乃至４に記載された発光装置と、該発光装置からの光を導光する面状導光板とを有し、前記面状導光板は、前記発光装置の側面形状と対応する凹凸を備えていることを特徴とする面状光源である。
【００１６】
このように構成すると、発光位置によって発光ムラのない均一発光が可能な面状光源を形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置および面状光源を例示するものであって、本発明は発光装置および面状光源を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。
【００１８】
本発明者は、種々の実験の結果、インサート型パッケージ成形体を利用した発光装置において、開口部がパッケージ成型体の外壁面側に突き出る突出部（１１１）を一部に含み、開口部の内壁面は、パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで所定の角度を付けて連続して突出部の内壁面として設けられる内壁面（１０４）とを有することにより発光素子からの光を無駄なく発光装置の外部に広範囲に取り出すことが可能となることを見出し本発明を成すに至った。
【００１９】
即ち、本願発明に係る実施の形態の発光装置は、以下のように構成される。
【００２０】
本実施の形態の発光装置において、パッケージ成形体は、例えば図１に示すように、正のリード電極と負のリード電極とが成形樹脂によって一体成形されて作成される。
【００２１】
詳細に説明すると、パッケージ成形体は、主面側に発光素子チップを収納することが可能な開口部を有し、その開口部底面には、正のリード電極の一端部と負のリード電極の一端部とが互いに分離されてそれぞれの一方の主面が露出するように設けられ、正のリード電極と負のリード電極の間に成形樹脂が充填されている。ここで本願明細書において主面とは、各部材において発光装置から光が出光する側の面のことをいう。また、本実施の形態の発光装置において正のリード電極および負のリード電極は、他端部がパッケージ端面より突き出すように挿入されている。その突きだしたリード電極部分は、上記パッケージの主面と反対側の内側に向かって、または前記主面と垂直を成す面に向かって折り曲げられている。本実施の形態の発光装置は、主面と垂直を成し且つ開口部の長手方向と平行を成す面を実装面とし、実装面に対して垂直な方向へ光を発光する側面発光型発光装置である。
【００２２】
本実施の形態の発光装置に用いられるパッケージ成形体は、パッケージ側面の一部に段差を有している。パッケージ側面の段差により、面状光源を形成する際に、導光板との位置決めが容易にできる。本願発明の発光装置は、輝度を向上させるためにレンズ等の光学部材を設けたり、面状光源とするために導光板等を設ける際、これらを発光装置の側面と接触することが可能な形状に加工することにより、容易に精度良く組み立てることができ、量産性および光学特性に優れた面状光源が得られる。
【００２３】
本実施の形態のパッケージ成形体は、発光素子を収納することが可能な開口部を主面側に有している。さらに、開口部は、パッケージ成型体の外壁面側、即ち発光装置の裏面を除く側面側に、突き出た突出部（例えば、図１において開口部の一部に網掛け領域として示される。）を一部に有している。本発明における開口部の内壁面は、パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する内壁面（１０２）と、長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで所定の角度を付けて連続して前記突出部に設けられる内壁面（１０４）とを有する。ここで、所定の角度とは、内壁面１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃと平行でも垂直でもでなく、かつ互いに対向する一対の内壁面１０２のうち少なくとも一方の内壁面と垂直でも平行でもない角度であり、開口部内に載置される発光素子の数、大きさ及び形状に合わせて発光素子からの光を効率よく発光装置の正面方向に反射可能なように調節された角度である。例えば、図１に示されるような開口部内壁面のうち、内壁面１０２側から発光素子の側面に徐々に近接する内壁面１０４と、該内壁面１０４と比較して発光素子の側面から遠くに配置される内壁面１０２を少なくとも有する。あるいは、図１に基づいて説明すれば発光装置の上面側から実装面方向に延伸する内壁面は、内壁面１０１ａ、該内壁面１０１ａにほぼ垂直な内壁面１０２、上面側の内壁面１０１ａにほぼ平行に対向する内壁面１０１ｂ、該内壁面１０１ｂから斜めに形成される内壁面１０４、実装面側の内壁面１０１ｃと連続している。さらに、内壁面１０４は、リード電極１０５に載置された発光素子１０７の任意の側面と、該側面に隣接する側面とに対向することもできる。また、本実施の形態では、内壁面１０４が内壁面１０１ｂあるいは内壁面１０１ｃに所定の角度で連続することとしたが、滑らかに曲面を形成して連続してもよく、さらに内壁面１０４が曲面であっても構わない。
【００２４】
内壁面１０４が存在しないパッケージ成型体を備える発光装置とした場合、発光装置から出光して内壁面１０２に進行する光は、開口部内の充填物にて途中で減衰あるいは散乱されることにより、発光装置の正面方向から出光することが少なかった。しかしながら、本発明のように発光素子の側面に内壁面１０２より近接させた内壁面１０４を設けることによって、発光素子から内壁面１０４に進行する光は、発光素子から出光した光が途中で散乱、あるいは減衰することなく、内壁面１０４にて発光装置の主面方向に直ちに反射されるため、発光装置の光取り出し効率を向上させることが可能である。また、発光素子をリード電極主面に載置する位置が所定の位置からずれた場合であっても、発光素子の側面のいずれかが内壁面１０４に対向し発光素子側面から内壁面までの距離が近接している確率が高くなり、発光装置の主面方向に反射される光の量を多くすることができる。さらに、開口部は内壁面１０２を一部に有することにより、開口部主面の長軸方向の広い範囲に渡って光を照射することが可能である。このように本発明は、発光装置の光取り出し効率の向上と広範囲光照射性を両立可能としたものである。
【００２５】
前記開口部の内壁面の形状は、開口側へ広がったリフレクタ形状とすることが好ましい。これにより、発光素子の端面から発光される光を効率よく正面方向へ反射させ取り出すことができる。また、光の反射率を高めるため、開口部内壁面に銀等の金属メッキを施すなど反射機能を有する層を形成してもよい。
【００２６】
前記内壁面１０１に対向するパッケージ成型体の外壁面は、発光装置の実装面側において、リード電極１０３の実装面とほぼ同一平面であることが好ましい。このように配置することによって、発光装置が実装面に対して安定に実装でき、発光面を広くとることにより、開口部主面の広範囲に渡って出光する発光装置とすることができる。
【００２７】
本実施の形態の発光装置は、以上のように構成されたパッケージ成形体の開口部内に、発光素子が設けられ、開口部内に発光素子チップを覆うように透光性樹脂が充填されて構成される。
【００２８】
次に、本実施の形態の発光装置の製造方法にそって各構成部材について詳述する。
［工程１：リード電極形成］
（リード電極１０５）
本実施の形態では、まず第一の工程として、０．１５ｍｍ厚の鉄入り銅からなる長尺金属板をプレスを用いた打ち抜き加工により各パッケージ成形体の正負のリード電極となる複数の部分を形成し、打ち抜き加工した長尺金属板にＡｇメッキを施した後、成形型内にセットする。
【００２９】
ここで、リード電極の材料は導電可能であれば特に限定されないが、半導体素子と電気的に接続する部材である導電性ワイヤや導電性バンプ等との接続性及び電気伝導性が良いことが求められる。また、リード電極の材料は、実装基板に設けられた導電性パターンとの接続に使用されるハンダ材料に対して接着性がよいことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が好適に挙げられる。
【００３０】
プレス加工後の長尺金属板の各パッケージ成形体に対応する部分において、正のリード電極は、成形後の開口部の底面においてその一端面が負のリード電極の一端面と対向するように負のリード電極とは分離されている。本実施形態では、開口部内で露出されるリード電極に特別加工を施していないが、開口部長手方向を軸とし左右に貫通孔を少なくとも１対設けるなどして成形樹脂との結合強度を強めることも可能である。
［工程２：成形樹脂部形成］
（パッケージ成型体１０６）
次に、上記長尺金属板を成形金型である凸型および凹型の間に配置させてこれらの金型を閉じる。上記金型の一方の開口部は、他方の金型の開口部に僅かだけ収まる大きさとすることが好ましい。このようにすることにより、成型時に金型同士がズレ動くことがなくなり、一定の厚みを有するパッケージ成型体が得られる。これらの金型を閉じることにより得られる空洞部に、凹型背面に設けられたゲートより成形材料を射出する。前記空洞部は、パッケージ成形部材の外形に対応している。成形樹脂部を成形するための成形型は、側面の一部に段差を有しており、内壁面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、内壁面１０２および内壁面１０４を有する開口部を備えたパッケージ成形体が得られるような形状に作製されている。また、成形金型において、プレス加工された長尺金属板は、プレスの打ち抜き方向と成形金型内に樹脂を注入する方向とが一致するように凸型金型と凹型金型の間に挿入配置することが好ましい。このように長尺金属板の配置方向を決定すると、正及び負のリード電極の一端面により形成される空間に隙間なく樹脂を充填することができ、注入される成形樹脂の一方の主面上への流出を阻止することができる。
【００３１】
本発明で用いられる成形材料は特に限定されず、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等、従来から知られているあらゆる熱硬化性樹脂を用いることができる。特に、ポリフタルアミド樹脂のように高融点結晶が含有されてなる半結晶性ポリマー樹脂を用いると、表面エネルギーが大きく、開口内部に設けることができる封止樹脂や後付することができる導光板等との密着性が良好なパッケージ成形体が得られる。これにより、封止樹脂を充填し硬化する工程において、冷却過程でのパッケージ成形体と封止樹脂との界面に剥離が発生することを抑制することができる。また、発光素子チップからの光を効率よく反射させるために、パッケージ成形部材中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。また、鉛フリーハンダのように従来のハンダ材料と比較して融点が高いハンダ材料にて、導電性パターンを施した外部基板に発光装置を実装する場合を考慮して、パッケージ成型体材料は、その硬化時において高融点ハンダ材料の融点に耐えられる材料である必要がある。
【００３２】
このようにして形成された成形部材を金型から取り外す。
［工程３：発光素子載置］
（発光素子１０７）
次に、パッケージ成形体開口部の底面に露出されたリード電極上に、発光素子チップを固定する。
【００３３】
ここで、本発明において発光素子は特に限定されないが、蛍光物質を共に用いた場合、該蛍光物質を励起可能な波長を発光できる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子として、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。前記窒化物半導体は、所望に応じてボロンやリンを含有させることもできる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
【００３４】
窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。例えば、サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。また基板は、半導層を積層した後、取り除くことも可能である。
【００３５】
窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。電極形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。また、パターニングにより、各電極のボンディング部のみを露出させ素子全体を覆うようにＳｉＯ２等からなる絶縁性保護膜を形成すると、小型化発光装置を信頼性高く形成することができる。本発明の発光ダイオードにおいて白色系を発光させる場合は、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることもできる。
（バンプ）
本実施の形態において発光素子チップは、同一面側に設けられた一対の電極をパッケージ成形体開口部より露出された一対のリード電極と対向させてなるフリップチップ方式にて実装すると、発光面側に光を遮るものが存在せず、均一な発光を得ることができる。バンプの材料は、導電性であれば特に限定されないが、発光素子の正負両電極および正負のリード電極に含まれる材料の少なくとも一種を有することが好ましい。本実施の形態では、各リード電極上にそれぞれＡｕからなるバンプを形成し、各バンプ上に発光素子の各電極を対向させ超音波にて接合する。
（導電性ワイヤ１０８）
一方、発光素子チップをエポキシ樹脂等にて一方のリード電極上にダイボンド固定した後、発光素子チップの各電極とリード電極とをそれぞれ導電性ワイヤにて接続してもよい。導電性ワイヤとしては、発光素子チップの電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤーの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。特に、蛍光物質が含有されたコーティング部と蛍光物質が含有されていないモールド部材との界面で導電性ワイヤーが断線しやすい。それぞれ同一材料を用いたとしても蛍光物質が入ることにより実質的な熱膨張量が異なるため断線しやすいと考えられる。そのため、導電性ワイヤーの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光面積や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。
［工程４：封止部材充填］
（封止部材１０９）
次に、パッケージ成形体開口部に、発光素子チップを外部から保護するため封止部材を設ける。封止部材は透光性であれば特に限定されず、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ハイブリッド樹脂、フッ素樹脂等、耐候性に優れた透光性樹脂等の従来から知られている樹脂を用いることができる。また、封止部材は有機物に限られず、ガラス、シリカゲルなどの無機物を用いることもできる。また、本実施の形態において封止部材は、粘度増量剤、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム等の光拡散剤、顔料、蛍光物質等、用途に応じてあらゆる部材を添加することができる。更にまた、封止部材の発光面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができ、発光素子チップからの発光を集束させたりすることができる。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた形状にすることができる。
（蛍光物質）
本発明では、パッケージ成型体１０６上や封止樹脂中１０９など、各構成部材に無機蛍光物質や有機蛍光物質等、種々の蛍光物質を含有させることが出来る。このような蛍光物質の一例として、無機蛍光物質である希土類元素を含有する蛍光物質がある。希土類元素含有蛍光物質として、具体的には、Ｙ、Ｌｕ，Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、およびＳｍの群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ、およびＩｎの群から選択される少なくとも１つの元素とを有するガーネット（ざくろ石）型蛍光物質が挙げられる。
（イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体）
本実施の形態の発光装置に用いた蛍光物質は、窒化物系半導体からを発光層とする半導体発光素子から発光された光を、励起させて異なる波長の光を発光できるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質をベースとしたものである。具体的なイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質としては、ＹＡｌＯ３：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ４Ａｌ２Ｏ９：Ｃｅ、更にはこれらの混合物などが挙げられる。イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質にＢａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎの少なくとも一種が含有されていてもよい。また、Ｓｉを含有させることによって、結晶成長の反応を抑制し蛍光物質の粒子を揃えることができる。本明細書において、Ｃｅで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質は特に広義に解釈するものとし、イットリウムの一部あるいは全体を、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素に置換され、あるいは、アルミニウムの一部あるいは全体をＢａ、Ｔｌ、Ｇａ、Ｉｎの何れが又は両方で置換され蛍光作用を有する蛍光物質を含む広い意味に使用する。
【００３６】
更に詳しくは、一般式（ＹｚＧｄ１−ｚ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（但し、０＜ｚ≦１）で示されるフォトルミネッセンス蛍光物質や一般式（Ｒｅ１−ａＳｍａ）３Ｒｅ’５Ｏ１２：Ｃｅ（但し、０≦ａ＜１、０≦ｂ≦１、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃから選択される少なくとも一種、Ｒｅ’は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される少なくとも一種である。）で示されるフォトルミネッセンス蛍光物質である。この蛍光物質は、ガーネット（ざくろ石型）構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークを４５０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピークも、５８０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまですそを引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００３７】
またフォトルミネッセンス蛍光物質は、結晶中にＧｄ（ガドリニウム）を含有することにより、４６０ｎｍ以上の長波長域の励起発光効率を高くすることができる。Ｇｄの含有量の増加により、発光ピーク波長が長波長に移動し全体の発光波長も長波長側にシフトする。すなわち、赤みの強い発光色が必要な場合、Ｇｄの置換量を多くすることで達成できる。一方、Ｇｄが増加すると共に、青色光によるフォトルミネッセンスの発光輝度は低下する傾向にある。さらに、所望に応じてＣｅに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕ、およびＰｒ等を含有させることもできる。
【００３８】
また、ガーネット構造を持ったイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光物質の組成のうち、Ａｌの一部をＧａで置換すると、発光波長は短波長側にシフトすることができる。一方、組成のＹの一部をＧｄで置換すると、発光波長が長波長側にシフトすることができる。Ｙの一部をＧｄで置換する場合、Ｇｄへの置換を１割未満にし、且つＣｅの含有（置換）を０．０３から１．０にすることが好ましい。Ｇｄへの置換が２割未満では緑色成分が大きく赤色成分が少なくなるが、Ｃｅの含有量を増やすことで赤色成分を補え、輝度を低下させることなく所望の色調を得ることができる。このような組成にすると蛍光物質自体の温度特性が良好となり発光ダイオードの信頼性を向上させることができる。また、赤色成分を多く有するように調整されたフォトルミネッセンス蛍光物質を使用すると、ピンク等の中間色を発光することが可能となり、演色性に優れた発光装置を形成することができる。
【００３９】
このようなフォトルミネッセンス蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ａｌ、及びＣｅの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化バリウムやフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得、つぎに焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。
【００４０】
また、上記焼成は、蛍光物質の原料を混合した混合原料とフラックスからなる混合物を、大気中又は弱還元雰囲気中にて行う第一焼成工程と、還元雰囲気中にて行う第二焼成工程とからなる、二段階で焼成することが好ましい。ここで、弱還元雰囲気とは、混合原料から所望の蛍光物質を形成する反応過程において必要な酸素量は少なくとも含むように設定された弱い還元雰囲気のことをいい、この弱還元雰囲気中において所望とする蛍光物質の構造形成が完了するまで第一焼成工程を行うことにより、蛍光物質の黒変を防止し、かつ光の吸収効率の低下を防止できる。また、第二焼成工程における還元雰囲気とは、弱還元雰囲気より強い還元雰囲気をいう。このように二段階で焼成すると、励起波長の吸収効率の高い蛍光物質が得られる。従って、このように形成された蛍光物質にて発光装置を形成した場合に、所望とする色調を得るために必要な蛍光物質量を減らすことができ、光取り出し効率の高い発光装置を形成することができる。
（シリコンナイトライド系蛍光物質）
また、発光素子から発光される可視光、紫外線、および他の蛍光物質からの可視光を吸収することによって励起され発光する蛍光物質を用いることもできる。具体的には、Ｍｎが添加されたＳｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ系シリコンナイトライド系蛍光物質を挙げることができる。この蛍光物質の基本構成元素は、一般式ＬＸＳｉＹＮ（２Ｘ／３＋４Ｙ／３）：Ｅｕ若しくはＬＸＳｉＹＯＺＮ（２Ｘ／３＋４Ｙ／３−２Ｚ／３）：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか。）で表される。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。
【００４１】
より具体的には、基本構成元素は、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＸＣａ１−ＸＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕで表される蛍光物質を使用することが好ましいが、この蛍光物質の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれかである。ＳｒとＣａは、所望により配合比を変えることができる。また、組成にＳｉを用いることにより安価で結晶性の良好な蛍光物質を提供することができる。
【００４２】
母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ２＋を付活剤として用いる場合、Ｅｕ２Ｏ３からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。但し、Ｍｎを添加した場合は、その限りではない。Ｍｎを添加すると、Ｅｕ２＋の拡散が促進され、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率が向上することができる。Ｍｎは原料中に含有させるか、又は、製造工程中にＭｎ単体若しくはＭｎ化合物を含有させ、原料と共に焼成する。但し、Ｍｎは、焼成後の基本構成元素中に含有されていないか、含有されていても当初含有量と比べて少量しか残存していない。これは、焼成工程において、Ｍｎが飛散したためであると思われる。
また、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を有していることにより、容易に大きな粒径を有する蛍光物質を形成できる他、発光輝度を高めたりすることができる。また、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＮｉは、残光を抑えることができるという作用を有している。
【００４３】
上記窒化物系蛍光物質は、青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。このような窒化物系蛍光物質と、黄色発光の蛍光物質、例えばＹＡＧ系蛍光物質と、青色の光を発光する発光素子とを組み合わせると、黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色に発光する発光装置が得られる。この白色系の混色光を発光する発光装置は、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９を４０付近まで高めることができる。
【００４４】
次に、本発明に係る蛍光物質（（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ）の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。上記蛍光物質には、Ｍｎ、Ｏが含有されている。
【００４５】
原料のＳｒ、Ｃａを粉砕する。原料のＳｒ、Ｃａは、単体を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物などの化合物を使用することもできる。また原料Ｓｒ、Ｃａには、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ２Ｏ３などを含有するものでもよい。原料のＳｒ、Ｃａは、アルゴン雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。粉砕により得られたＳｒ、Ｃａは、平均粒径が約０．１μｍから１５μｍであることが好ましいが、この範囲に限定されない。Ｓｒ、Ｃａの純度は、２Ｎ以上であることが好ましいが、これに限定されない。より混合状態を良くするため、金属Ｃａ、金属Ｓｒ、金属Ｅｕのうち少なくとも１以上を合金状態としたのち、窒化し、粉砕後、原料として用いることもできる。
【００４６】
原料のＳｉを粉砕する。原料のＳｉは、単体を使用することが好ましいが、窒化物化合物、イミド化合物、アミド化合物などを使用することもできる。例えば、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ（ＮＨ２）２、Ｍｇ２Ｓｉなどである。原料のＳｉの純度は、３Ｎ以上のものが好ましいが、Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ、金属ホウ化物（Ｃｏ３Ｂ、Ｎｉ３Ｂ、ＣｒＢ）、酸化マンガン、Ｈ３ＢＯ３、Ｂ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯなどの化合物が含有されていてもよい。Ｓｉも、原料のＳｒ、Ｃａと同様に、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。Ｓｉ化合物の平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００４７】
次に、原料のＳｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式１および式２にそれぞれ示す。
【００４８】
３Ｓｒ ＋ Ｎ２ → Ｓｒ３Ｎ２ ・・・（式１）
３Ｃａ ＋ Ｎ２ → Ｃａ３Ｎ２ ・・・（式２）
Ｓｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中、６００〜９００℃、約５時間、窒化する。Ｓｒ、Ｃａは、混合して窒化しても良いし、それぞれ個々に窒化しても良い。これにより、Ｓｒ、Ｃａの窒化物を得ることができる。Ｓｒ、Ｃａの窒化物は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００４９】
原料のＳｉを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式３に示す。
【００５０】
３Ｓｉ ＋ ２Ｎ２ → Ｓｉ３Ｎ４ ・・・（式３）
ケイ素Ｓｉも、窒素雰囲気中、８００〜１２００℃、約５時間、窒化する。これにより、窒化ケイ素を得る。本発明で使用する窒化ケイ素は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００５１】
Ｓｒ、Ｃａ若しくはＳｒ−Ｃａの窒化物を粉砕する。Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物を、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。
同様に、Ｓｉの窒化物を粉砕する。また、同様に、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を粉砕する。Ｅｕの化合物として、酸化ユウロピウムを使用するが、金属ユウロピウム、窒化ユウロピウムなども使用可能である。このほか、原料のＺは、イミド化合物、アミド化合物を用いることもできる。酸化ユウロピウムは、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。粉砕後のアルカリ土類金属の窒化物、窒化ケイ素及び酸化ユウロピウムの平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００５２】
上記原料中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。また、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ等の上記元素を以下の混合工程において、配合量を調節して混合することもできる。これらの化合物は、単独で原料中に添加することもできるが、通常、化合物の形態で添加される。この種の化合物には、Ｈ３ＢＯ３、Ｃｕ２Ｏ３、ＭｇＣｌ２、ＭｇＯ・ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、金属ホウ化物（ＣｒＢ、Ｍｇ３Ｂ２、ＡｌＢ２、ＭｎＢ）、Ｂ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯなどがある。
【００５３】
上記粉砕を行った後、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を混合し、Ｍｎを添加する。これらの混合物は、酸化されやすいため、Ａｒ雰囲気中、又は、窒素雰囲気中、グローブボックス内で、混合を行う。
【００５４】
最後に、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３の混合物をアンモニア雰囲気中で、焼成する。焼成により、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される蛍光物質を得ることができる。ただし、各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光物質の組成を変更することができる。
【００５５】
焼成は、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。焼成温度は、１２００から１７００℃の範囲で焼成を行うことができるが、１４００から１７００℃の焼成温度が好ましい。焼成は、徐々に昇温を行い１２００から１５００℃で数時間焼成を行う一段階焼成を使用することが好ましいが、８００から１０００℃で一段階目の焼成を行い、徐々に加熱して１２００から１５００℃で二段階目の焼成を行う二段階焼成（多段階焼成）を使用することもできる。蛍光物質の原料は、窒化ホウ素（ＢＮ）材質のるつぼ、ボートを用いて焼成を行うことが好ましい。窒化ホウ素材質のるつぼの他に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材質のるつぼを使用することもできる。
【００５６】
以上の製造方法を使用することにより、目的とする蛍光物質を得ることが可能である。
【００５７】
また、本実施の形態に用いることが可能な赤味を帯びた光を発光する蛍光物質は特に限定されず、例えば、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる。
（アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト系蛍光物質）
また、少なくともＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される１種を含むＭで代表される元素と、少なくともＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される１種を含むＭ'で代表される元素とを有するＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質を用いることができ、量産性良い白色系が高輝度に発光可能な発光装置が得られる。特に、少なくともＭｎ及び／又はＣｌを含むＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質は、耐光性や、耐環境性に優れている。また、窒化物半導体から放出された発光スペクトルを効率よく吸収することができる。さらに、白色領域を発光可能であると共に組成によってその領域を調整することができる。また、長波長の紫外領域を吸収して黄色や赤色を高輝度に発光可能である。そのため、演色性に優れた発光装置とすることができる。なお、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質例としてアルカリ土類金属クロルアパタイト蛍光物質が含まれることは言うまでもない。前記アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質において、一般式が（Ｍ１−ｘ−ｙＥｕｘＭ'ｙ）１０（ＰＯ４）６Ｑ２などで表される場合（ただし、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される少なくとも１種、Ｍ'はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される少なくとも１種、Ｑはハロゲン元素のＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩから選択される少なくとも１種、である。０．０００１≦ｘ≦０．５、０．０００１≦ｙ≦０．５である。）、量産性よく混色光が発光可能な発光装置が得られる。
【００５８】
また、前記アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質に加えて、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕから選択される少なくとも１種の蛍光物質を含有させると、より詳細な色調を調整可能であると共に比較的簡単な構成で演色性の高い白色光を得ることができる。さらに、上述の蛍光物質は所望に応じてＥｕに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、およびＰｒ等を含有させることもできる。
【００５９】
また、本発明で用いられる蛍光物質の粒径は１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは１５μｍ〜３０μｍである。１５μｍより小さい粒径を有する蛍光物質は、比較的凝集体を形成しやすく、液状樹脂中において密になって沈降されるため、光の透過効率を減少させてしまう。本発明では、このような蛍光物質を有しない蛍光物質を用いることにより蛍光物質による光の隠蔽を抑制し発光装置の出力を向上させる。また本発明の粒径範囲である蛍光物質は光の吸収率及び変換効率が高く且つ励起波長の幅が広い。このように、光学的に優れた特徴を有する大粒径蛍光物質を含有させることにより、発光素子の主波長周辺の光をも良好に変換し発光することができ、発光装置の量産性が向上される。
【００６０】
ここで本発明において、粒径とは、体積基準粒度分布曲線により得られる値である。前記体積基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に各物質を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し得られたものである。本明細書において、この体積基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値を中心粒径といい、本発明で用いられる蛍光物質の中心粒径は１５μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。また、この中心粒径値を有する蛍光物質が頻度高く含有されていることが好ましく、頻度値は２０％〜５０％が好ましい。このように粒径のバラツキが小さい蛍光物質を用いることにより色ムラが抑制され良好な色調を有する発光装置が得られる。また、蛍光物質は、本発明で用いられる拡散剤と類似の形状を有することが好ましい。本明細書において、類似の形状とは、各粒径の真円との近似程度を表す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。これにより、拡散剤による光の拡散と励起された蛍光物質からの光が、理想的な状態で混ざり合い、より均一な発光が得られる。
［工程５］
次に、打ち抜き金属板から各リード電極部分を切断し、パッケージ成型体を支持していたハンガーリードをパッケージ成型体から切り離し個々の発光装置に分離する。ハンガーリードは、発光装置の厚み方向に樹脂バリを発生させない方向からパッケージ成型体を支持するように配置される。このようにすることにより、発光装置の薄型化を図ることができる。
［工程６］
次に、パッケージ成形体の端面から突き出した正のリード電極と負のリード電極とを、パッケージ成形体の側面にそって折り曲げてＪ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型の正負の接続端子部を構成する。
【００６１】
本実施の形態において、パッケージ成型体の側面のうちリード電極が突出している側面は予め必要以上に角度を付けて成型され、９０度以上にリード電極を折り曲げることによりリード電極の弾性の影響を考慮して所望の角度にリード電極を配置させることが可能である。
【００６２】
また、本実施の形態において、正のリード電極と負のリード電極がパッケージ主面の短軸側端面から突出している場合、突出部は発光面と反対側の面に向かって折り曲げることが好ましく、これにより発光面側に悪影響を及ぼすことなく配線基板に実装することができる。また、正のリード電極と負のリード電極をパッケージ主面の長軸側端面から突出するように挿入し、その突出部を発光面と垂直を成す面に向かって折り曲げると、リード電極の接続端子部と配線基板との接合面積を大きくすることができ、実装精度を高めることができる。これにより、発光装置を配線基板に仮実装しリフロー工程を施す際に、発光装置が仮実装面から立ち上がってしまうことを防止することができる。このようにリードを折り曲げ接続端子部とする場合、実装面側の成形部材の壁面とリード電極の露出面とは略同一面上に位置していることが好ましい。尚、本発明の接続端子部の構造は、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型に限られるものではなく、ガルウィング型等の他の構造であってもよい。
【００６３】
以上のようなステップで本実施の形態の発光装置は作製される。
【００６４】
以上のようにして作成される実施の形態の発光装置を、基板上に外部電極が配線されてなる配線基板上に所定間隔を設けて配列し電気的導通を取る。配線基板の基板部材は、熱伝導性に優れていることが好ましく、アルミベース基板、セラミクスベース基板等を用いることができる。また、熱伝導性の悪い、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板上を用いる場合は、サーマルパッド、サーマルビア等の放熱対策を施すと好ましい。また、発光ダイオードと配線基板は、半田等の導電性部材にて導通を取ることができる。放熱性を考慮すると、銀ペーストを用いることが好ましい。
（面状光源）
本願発明の発光装置は、発光面側に、レンズや導光板等、剛性の透光性光学部材を精度良く設けることができる。
（導光板）
本実施の形態にかかる導光板は、複数の光源からの光をそれぞれ個別に導入する切掛部を有している。前記切掛部の内壁は、本願発明の発光装置の発光面と接する第一平面と、該第一の平面とパッケージ成形体の第二の主面と接する第二平面を少なくとも有している。このように、常にほぼ一定となり得る成形部材において導光板との位置決めを設けることにより、歩留まり良く面状光源を形成することができる。
【００６５】
導光板の材料は、光透過性、成形性に優れていることが好ましく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非結晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂等の有機部材や、ガラス等の無機部材を用いることができる。また、導光板の表面は、透過率・全反射光率を向上させるため、面精度Ｒａが２５μｍ（ＪＩＳ規格参照）以下が望ましい。
【００６６】
このような導光板を、各発光装置と各切掛部とが対向するように装着する。導光板の装着方法は、ねじ止め、接着、溶着等、位置決めが容易で 接合強度が確実に得られる方法を用いることができ、仕様や要求に応じて選定することができる。また、本願発明の面状発光光源は、上方に拡散シートを設けることができる。このように本願発明の面状発光光源は、上方に配置された拡散シート等の他の部材を照射する直下型バックライト光源として利用することもできる。拡散シートの選定は、導光板の膜厚、性能を左右する。そのため、仕様・要求に応じてその都度、検証を行い選定することが好ましい。本実施例では、耐熱性に優れたポリカーボネート製で膜厚が２０ｍｍの導光板に対し、ヘーズ値８８％〜９０％（ＪＩＳ規格参照）で膜厚１００μｍ程度の拡散シートを使用する。これにより、各光源のドット間がより緩和され、均一にな発光が得られる。このような拡散シートは、導光板に直接接着または溶着等により装着することが可能である。また上方にカバーレンズを設ける場合、該カバーレンズと導光板の間に挟み込むことにより固定することもできる。拡散シートと導光板との距離は、０ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、これらの界面は密着していることが最も好ましい。拡散シートの材質は、主にＰＥＴが用いられるが、発光ダイオードの発熱に対して変形や変質しない材料であれば特に限定されない。
【００６７】
このようにして得られらた面状発光光源は、発光面一面において均一性で且つ高輝度な発光が得ることができる。
【００６８】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
（実施例１）
図１は、本実施例にかかる表面実装（ＳＭＤ）型の発光装置を模式的に示す。図１に示すような表面実装（ＳＭＤ）型の発光装置１００は、ＬＥＤチップ１０７と、該ＬＥＤチップ１０７を収納する開口部を備えＬＥＤチップ１０７が載置されるリード電極１０５の主面の一部が開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体１０６とを備える発光装置である。さらに、開口部は突出部（１１１）を有し、開口部の内壁面は、パッケージ成型体１０６の主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、該内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）にかけて所定の角度を付けて連続して設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする。より詳細には、上記パッケージ成型体１０６主面の開口部は、発光装置１００と導電性パターンを施した外部の支持基板との実装面にほぼ垂直に設けられ、発光装置は実装面にほぼ平行な方向に発光素子からの光を出光する。さらにパッケージ成型体１０６は、実装面方向に開口部が一部突出した突出部（１１１）（図１において開口部の一部に網掛け領域として示される。）を有し、該突出部の内壁面は、対向する一対の内壁面１０４と内壁面１０１ｃである。該突出部（１１１）の底面にはリード電極１０５主面が延在し、ＬＥＤチップ１０７の一部分が載置されている。また、パッケージ成型体１０６の外壁側面から突出しているリード電極１０３の実装面側の面は、上記突出部（１１１）の外壁面とほぼ同一平面上となるように、該突出部（１１１）方向に折り曲げられている。このようにリード電極１０３を配置することによって、従来と比較して小型化が可能な発光装置とし、導光板の光入射面に高密度に装着することができる。
【００６９】
本実施例にかかるＬＥＤチップは、発光層として単色性発光ピークが可視光である４７５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ半導体を有する窒化物半導体素子を用いる。より具体的にはＬＥＤチップは、洗浄させたサファイア基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化物半導体を成膜させることにより形成させることができる。ドーパントガスとしてＳｉＨ４とＣｐ２Ｍｇを切り替えることによってｎ型窒化物半導体やｐ型窒化物半導体となる層を形成させる。
【００７０】
ＬＥＤチップの素子構造としてはサファイア基板上に、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、Ｓｉドープのｎ型電極が形成されｎ型コンタクト層となるＧａＮ層、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、次に発光層を構成するバリア層となるＧａＮ層、井戸層を構成するＩｎＧａＮ層、バリア層となるＧａＮ層を１セットとしＧａＮ層に挟まれたＩｎＧａＮ層を５層積層させた多重量子井戸構造としてある。発光層上にはＭｇがドープされたｐ型クラッド層としてＡｌＧａＮ層、Ｍｇがドープされたｐ型コンタクト層であるＧａＮ層を順次積層させた構成としてある。（なお、サファイア基板上には低温でＧａＮ層を形成させバッファ層とさせてある。また、ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
エッチングによりサファイア基板上の窒化物半導体に同一面側で、ｐｎ各コンタクト層表面を露出させる。各コンタクト層上に、スパッタリング法を用いて正負各台座電極をそれぞれ形成させた。なお、ｐ型窒化物半導体上の全面には金属薄膜を透光性電極として形成させた後に、透光性電極の一部に台座電極を形成させてある。出来上がった半導体ウエハーにスクライブラインを引いた後、外力により分割させ半導体発光素子であるＬＥＤチップ（光屈折率２．１）を形成させる。
【００７１】
次に、正及び負からなる一対のリード電極がインサートされて閉じられた金型内に、パッケージ成形体の下面側にあるゲートから溶融されたポリフタルアミド樹脂を流し込み硬化して、図１に示すパッケージを形成する。前記パッケージは、発光素子を収納可能な開口部を有し、該開口部底面から正及び負のリード電極が一方の主面が露出されるように一体成形されている。また、開口部内壁面には、内壁面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、内壁面１０２および内壁面１０４が形成されている。さらに、パッケージの外壁面の一部には、段差１１０を有している。また、パッケージ側面から露出された正及び負のリード電極の各アウタリード部は、発光面と反対側の面の両端部で内側に折り曲げられている。
【００７２】
このように形成されたパッケージの開口部底面に前記ＬＥＤチップをエポキシ樹脂にてＬＥＤチップをダイボンドする。ここでダイボンドに用いられる接合部材は特に限定されず、Ａｕ−Ｓｎ合金や導電性材料が含有された樹脂やガラス等を用いることができる。含有される導電性材料はＡｇが好ましく、含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性に優れて且つ接合後の応力が小さい発光装置が得られる。次に、ダイボンドされたＬＥＤチップの各電極と、パッケージ開口部底面から露出された各リード電極とをそれぞれＡｕワイヤにて電気的導通を取る。
【００７３】
次に、フェニルメチル系シリコーン樹脂組成物１００ｗｔ％（屈折率１．５３）に対して、拡散剤として平均粒径１．０μｍ、吸油量７０ｍｌ／１００ｇである軽質炭酸カルシウム（屈折率１．６２）を３ｗｔ％含有させ、自転公転ミキサーにて５分間攪拌を行う。次に攪拌処理により生じた熱を冷ますため、３０分間放置し樹脂を定温に戻し安定化させる。
【００７４】
こうして得られた硬化性組成物を前記パッケージ開口部内に、前記開口部の両端部上面と同一平面ラインまで充填させる。最後に、７０℃×３時間、及び１５０℃×１時間熱処理を施す。これにより、前記開口部の両端部上面から中央部にかけてほぼ左右対称の放物線状に凹みを有する発光面が得られる。また、前記硬化性組成物の硬化物からなる封止部材は、前記拡散剤の含有量の多い第一の層と、前記第一の層より前記拡散剤の含有量の少ないもしくは含有していない第二の層との２層に分離しており、前記ＬＥＤチップの表面は前記第一の層にて被覆されている。これにより、ＬＥＤチップから発光される光を効率良く外部へ取り出すことができると共に良好な光の均一性が得られる。前記第一の層は、前記開口部の底面から前記ＬＥＤチップの表面にかけて連続して形成されていることが好ましく、これにより、発光面の形状を滑らかな開口部とすることができる。
【００７５】
本実施例にかかる発光装置は、発光素子からの出光を無駄なく主面側から出光させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることができる。
（実施例２）
実施例１において、封止部材中に蛍光物質を含有させる以外は、同様にして発光装置を形成する。
【００７６】
蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させ、これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。さらにフラックスとしてフッ化バリウムを混合した後坩堝に詰め、空気中１４００℃の温度で３時間焼成することにより焼成品が得られる。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して中心粒径が８μｍである（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質を形成する。
【００７７】
蛍光体を含有させることにより、発光素子からの光と、該発光素子の光の一部が蛍光体により波長変換された光との混色光が得られる発光装置とすることができる。
（実施例３）
上記実施例により得られる発光装置と、導光板とを組み合わせて面状発光装置を形成する。本実施例では、パッケージ成形体の側面と導光板の端面とを接着剤にて接着固定する。導光板は、発光装置の側面に設けられた段差１１０と嵌合可能な凹凸を一部に有することにより、発光装置と導光板との位置決めが容易であり、両者が強固に固定される。
【００７８】
本実施例にかかる面状光源は、他の実施例にかかる発光装置と容易に位置決めして得ることができ、従来と比較して薄型化された面状光源とすることができる。また、導光板の光入射面に光を散乱させる切り欠き部分を設けるなどして、発光位置によって発光ムラの生じない面状光源とすることができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明により、発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることが可能な発光装置およびそれを用いた面状光源とすることができる。
【００８０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な側面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な上面図である。
【符号の説明】
１００・・・発光装置
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０２、１０４・・・開口部の内壁面
１０３、１０５・・・リード電極
１０６・・・パッケージ成型体
１０７・・・発光素子
１０８・・・導電性ワイヤ
１０９・・・封止部材
１１０・・・段差
１１１・・・突出部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting device and a planar light source used for a liquid crystal backlight, a panel meter, an indicator lamp, a surface emitting switch, and the like.
[0002]
[Prior art]
Today, as a result of the development of light-emitting diodes capable of emitting RGB colors and light-emitting diodes capable of emitting white light with high luminance, LED indicators formed by arranging a plurality of light-emitting devices have been used in various fields. ing.
[0003]
For example, as a planar light source, a plurality of surface-mounted light emitting devices are arranged on an end surface side perpendicular to the light emitting surface of the light guide plate that emits incident light from the light emitting surface, and light is incident from the end surface and from the light emitting surface. Emissive planar light sources are known. A surface-mounted light-emitting device used as a component of such a planar light source includes a package molded body having an opening for accommodating a light-emitting element on a mounting surface side, and a substrate provided with a conductive pattern. Light is mainly emitted in a direction parallel to the mounting surface, and light is incident from the end face of the light guide plate (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-264842.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as with the light guide plate, the thickness of the light emitting device is also required to be reduced. When an attempt is made to reduce the thickness of the light emitting device including the package molded body having the opening, the distance between the side wall of the opening and the side surface of the light emitting element differs depending on each side direction of the light emitting element, and the distance from the side surface of the light emitting element is large. The light traveling to the side wall does not travel in the front direction of the light emitting device before reaching the side wall, but is attenuated or scattered by the filler in the opening and travels in a direction different from the front direction. Such light is wasted without being incident on the light guide plate. Also, if the size of the entire light emitting device is reduced in order to bring the side wall of the opening closer to the light emitting element, it becomes difficult to provide an external electrode for supplying electric power to the light emitting element, or the light emitting element may be strongly connected to the light guide plate. May be difficult to fix properly. Furthermore, when the number of light emitting devices is reduced as much as possible to form a planar light source, a light emitting device capable of injecting light over a wide range in the long axis direction of the light incident end face of the light guide plate is desired. .
[0006]
Therefore, according to the present invention, light emitted from the light emitting element can be made incident on the light guide plate without waste, and light can be made incident on a light incident surface of the light guide plate in a wide range while being thinner than conventional ones. It is an object to provide a light emitting device and a planar light source using the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a light emitting device according to the present invention includes a light emitting element, an opening for accommodating the light emitting element, and a part of a main surface of a lead electrode on which the light emitting element is mounted, wherein the opening is A package molded body exposed from the bottom surface of the light emitting device, wherein the opening has a protrusion (111), and an inner wall surface of the opening is a major axis of the main surface of the package molded body. An inner wall surface (101a) extending in the direction, a pair of inner wall surfaces (102) extending in the short axis direction and facing each other, an inner wall surface (101b) facing the inner wall surface (101a), and the inner wall surface (101a). ) And an inner wall surface (101c) provided on the protruding portion (111) and an inner wall surface (104) provided on the protruding portion (111) continuously from the inner wall surface (101b) to the inner wall surface (101c). ) A light emitting device according to.
[0008]
With this configuration, it is possible to improve the light extraction efficiency of the light emitting device and to provide a thin light emitting device capable of emitting light over a wide area in the mounting surface direction.
[0009]
The invention according to claim 2 of the present invention is the light emitting device according to claim 1, wherein the inner wall surface (104) faces a plurality of side surfaces of the light emitting element.
[0010]
With this configuration, even when the side surface of the light emitting element is mounted in a positional relationship that is not parallel to the other inner wall surfaces of the opening, the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved, and light can be emitted over a wide range. It is possible to obtain a thin light emitting device.
[0011]
The invention according to claim 3 of the present invention is the light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the package molded body has a step on a side surface.
[0012]
With this configuration, the alignment with the light guide plate is easy, and the light guide plate can be firmly fixed.
[0013]
In the invention according to claim 4 of the present invention, the outer wall surface of the molded package facing the inner wall surface (101) is substantially flush with the mounting surface of the lead electrode on the mounting surface side of the light emitting device. The light emitting device according to claim 1, wherein:
[0014]
With this configuration, the light emitting device can be stably mounted on the mounting surface, and the light emitting surface of the light emitting device can be widened.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the light emitting device according to any one of the first to fourth aspects, and a planar light guide plate for guiding light from the light emitting device. The light plate is a planar light source having irregularities corresponding to the side surface shape of the light emitting device.
[0016]
With this configuration, it is possible to form a planar light source capable of uniform light emission without uneven light emission depending on the light emission position.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below illustrate a light emitting device and a planar light source for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention limits the light emitting device and the planar light source to the following. is not. In addition, the size, the positional relationship, and the like of the members illustrated in each drawing are exaggerated for clarity of description.
[0018]
As a result of various experiments, the present inventor has found that in a light emitting device using an insert-type package molded product, an opening partly includes a protruding portion (111) protruding toward the outer wall surface side of the package molded product. The wall surface includes an inner wall surface (101a) extending in the major axis direction of the main surface of the package molded body, a pair of inner wall surfaces (102) extending in the minor axis direction and facing each other, and an inner wall surface facing the inner wall surface (101a). (101b), an inner wall surface (101c) opposed to the inner wall surface (101a) and provided on the protrusion (111), and continuously projecting from the inner wall surface (101b) to the inner wall surface (101c) at a predetermined angle. It has been found that the light from the light emitting element can be widely extracted to the outside of the light emitting device without waste by having the inner wall surface (104) provided as the inner wall surface of the portion, and the present invention has been accomplished.
[0019]
That is, the light emitting device according to the embodiment of the present invention is configured as follows.
[0020]
In the light emitting device of the present embodiment, the package molded body is formed by integrally molding a positive lead electrode and a negative lead electrode with a molding resin as shown in FIG. 1, for example.
[0021]
More specifically, the package molded body has an opening capable of accommodating a light emitting element chip on a main surface side, and one end of a positive lead electrode and a negative lead electrode on the bottom of the opening. One end portion is provided so as to be separated from each other so that one main surface of each is exposed, and a molding resin is filled between the positive lead electrode and the negative lead electrode. Here, in the specification of the present application, the main surface refers to a surface of each member on the side where light is emitted from the light emitting device. Further, in the light emitting device of the present embodiment, the positive lead electrode and the negative lead electrode are inserted such that the other ends protrude from the package end surface. The protruding lead electrode portion is bent toward the inside opposite to the main surface of the package or toward a surface perpendicular to the main surface. The light emitting device of this embodiment is a side emission type light emitting device that emits light in a direction perpendicular to the main surface and parallel to the longitudinal direction of the opening as a mounting surface, and emits light in a direction perpendicular to the mounting surface. It is.
[0022]
The molded package used in the light emitting device of the present embodiment has a step on a part of the side surface of the package. The step on the side surface of the package facilitates positioning with the light guide plate when forming the planar light source. The light emitting device of the present invention has a shape capable of contacting a side surface of the light emitting device when providing an optical member such as a lens for improving luminance or providing a light guide plate or the like for forming a planar light source. By processing into a light source, it is possible to easily and accurately assemble, and to obtain a planar light source excellent in mass productivity and optical characteristics.
[0023]
The molded package of the present embodiment has an opening on the main surface side that can accommodate a light emitting element. Further, the opening has a protruding portion (for example, shown as a shaded area in a part of the opening in FIG. 1) on the outer wall surface side of the package molded body, that is, on the side surface except the back surface of the light emitting device. Some have. The inner wall surface of the opening in the present invention has an inner wall surface (101a) extending in the major axis direction of the main surface of the package molded body, an inner wall surface (102) extending in the short axis direction and facing each other, and extending in the major axis direction. An inner wall surface (101b) facing the inner wall surface (101a), an inner wall surface (101c) provided on the protruding portion opposite to the inner wall surface (101a), and a predetermined distance from the inner wall surface (101b) to the inner wall surface (101c). And an inner wall surface (104) continuously provided at an angle to the protrusion. Here, the predetermined angle is an angle that is neither parallel nor perpendicular to the inner wall surfaces 101a, 101b, and 101c, and that is neither perpendicular nor parallel to at least one of the pair of inner wall surfaces 102 facing each other, The angle is adjusted according to the number, size, and shape of the light emitting elements mounted in the opening so that light from the light emitting elements can be efficiently reflected in the front direction of the light emitting device. For example, among the inner wall surfaces of the opening as shown in FIG. 1, an inner wall surface 104 that gradually approaches the side surface of the light emitting element from the inner wall surface 102 side, and is disposed farther from the side surface of the light emitting element than the inner wall surface 104 At least an inner wall surface 102 to be formed. Alternatively, referring to FIG. 1, the inner wall surface extending from the upper surface side of the light emitting device in the mounting surface direction is substantially equal to the inner wall surface 101a, the inner wall surface 102 substantially perpendicular to the inner wall surface 101a, and the inner wall surface 101a on the upper surface side. An inner wall surface 101b opposed in parallel, an inner wall surface 104 formed obliquely from the inner wall surface 101b, and an inner wall surface 101c on the mounting surface side are continuous. Further, the inner wall surface 104 can also oppose an arbitrary side surface of the light emitting element 107 mounted on the lead electrode 105 and a side surface adjacent to the side surface. Further, in the present embodiment, the inner wall surface 104 is continuous with the inner wall surface 101b or the inner wall surface 101c at a predetermined angle. However, the inner wall surface 104 may be smoothly formed to be continuous, and the inner wall surface 104 may be further curved. It does not matter.
[0024]
In the case of a light-emitting device including a package molded body without the inner wall surface 104, light emitted from the light-emitting device and traveling to the inner wall surface 102 is attenuated or scattered in the middle of the filling in the opening, and thus emits light. Light was rarely emitted from the front of the device. However, by providing the inner wall surface 104 closer to the side surface of the light emitting element than the inner wall surface 102 as in the present invention, light traveling from the light emitting element to the inner wall surface 104 scatters light emitted from the light emitting element on the way. Alternatively, the light is immediately reflected on the inner wall surface 104 in the direction of the main surface of the light emitting device without attenuation, so that the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved. Further, even when the position where the light emitting element is mounted on the lead electrode main surface is deviated from a predetermined position, one of the side surfaces of the light emitting element faces the inner wall surface 104 and the distance from the light emitting element side surface to the inner wall surface. Is increased, and the amount of light reflected in the main surface direction of the light emitting device can be increased. Further, since the opening partly has the inner wall surface 102, light can be irradiated over a wide range in the major axis direction of the main surface of the opening. As described above, the present invention makes it possible to improve the light extraction efficiency of the light emitting device and achieve a wide range of light irradiation properties.
[0025]
It is preferable that the shape of the inner wall surface of the opening is a reflector shape spreading toward the opening. Thus, light emitted from the end face of the light emitting element can be efficiently reflected in the front direction and extracted. Further, in order to increase the light reflectance, a layer having a reflection function may be formed by plating the inner wall surface of the opening with a metal such as silver.
[0026]
It is preferable that the outer wall surface of the package molded body facing the inner wall surface 101 is substantially flush with the mounting surface of the lead electrode 103 on the mounting surface side of the light emitting device. With this arrangement, the light-emitting device can be mounted stably on the mounting surface, and the light-emitting device can emit light over a wide area of the opening main surface by making the light-emitting surface wide.
[0027]
The light emitting device of the present embodiment is configured such that the light emitting element is provided in the opening of the package molded body configured as described above, and the opening is filled with a translucent resin so as to cover the light emitting element chip. You.
[0028]
Next, each component will be described in detail according to the method for manufacturing the light emitting device of the present embodiment.
[Step 1: Lead electrode formation]
(Lead electrode 105)
In this embodiment, first, as a first step, a long metal plate made of copper containing iron having a thickness of 0.15 mm is punched using a press to form a plurality of portions serving as positive and negative lead electrodes of each package molded body. The formed and punched long metal plate is plated with Ag, and then set in a mold.
[0029]
Here, the material of the lead electrode is not particularly limited as long as the material can be conductive, but it is required that the lead electrode has good connectivity and electrical conductivity with a conductive wire, a conductive bump, or the like that is a member electrically connected to the semiconductor element. Can be Further, the material of the lead electrode is required to have good adhesiveness to the solder material used for connection with the conductive pattern provided on the mounting substrate. The specific electric resistance is preferably 300 μΩ-cm or less, and more preferably 3 μΩ-cm or less. Materials that satisfy these conditions include iron, copper, copper with iron, copper with tin, and aluminum, iron, and copper plated with copper, gold, and silver.
[0030]
In the portion corresponding to each package molded body of the long metal plate after the press working, the positive lead electrode is negative so that one end face of the bottom face of the formed opening faces the one end face of the negative lead electrode. Are separated from the lead electrodes. In the present embodiment, the lead electrode exposed in the opening is not specially processed, but the bonding strength with the molding resin is increased by providing at least one pair of through holes on the left and right with the opening longitudinal direction as an axis. Is also possible.
[Step 2: forming resin part]
(Package molded body 106)
Next, the long metal plate is disposed between a convex mold and a concave mold, and the molds are closed. It is preferable that one opening of the mold has a size that can be slightly accommodated in the opening of the other mold. By doing so, the molds do not shift during molding, and a molded package having a certain thickness can be obtained. A molding material is injected into a cavity obtained by closing these molds from a gate provided on the back surface of the concave mold. The cavity corresponds to the outer shape of the package forming member. The molding die for molding the molding resin portion has a step on a part of a side surface, and a package molded body having an opening having inner wall surfaces 101a, 101b, 101c, inner wall surfaces 102 and inner wall surfaces 104 is formed. It is made in a shape that can be obtained. In the molding die, the pressed metal plate is inserted between the convex die and the concave die so that the punching direction of the press and the direction of injecting the resin into the molding die coincide with each other. It is preferable to arrange them. When the direction in which the long metal plate is arranged is determined in this manner, the space formed by the one end surfaces of the positive and negative lead electrodes can be filled with the resin without any gap, and the resin can be filled on one main surface of the injected molding resin. Can be prevented.
[0031]
The molding material used in the present invention is not particularly limited, and any conventionally known thermosetting resins such as a liquid crystal polymer, a polyphthalamide resin, and polybutylene terephthalate (PBT) can be used. In particular, when a semi-crystalline polymer resin containing a high melting point crystal such as polyphthalamide resin is used, the surface energy is large, and a sealing resin that can be provided inside the opening or a light guide plate that can be retrofitted Thus, a package molded article having good adhesion to the like can be obtained. Thereby, in the step of filling and curing the sealing resin, it is possible to suppress the occurrence of peeling at the interface between the package molded body and the sealing resin during the cooling process. In order to efficiently reflect light from the light emitting element chip, a white pigment such as titanium oxide can be mixed into the package molding member. Also, in consideration of the case where the light emitting device is mounted on an external substrate provided with a conductive pattern using a solder material having a higher melting point than a conventional solder material such as lead-free solder, the package molding material is: The material must be able to withstand the melting point of the high melting point solder material during the curing.
[0032]
The formed member thus formed is removed from the mold.
[Step 3: mounting light emitting element]
(Light-emitting element 107)
Next, the light emitting element chip is fixed on the lead electrodes exposed on the bottom surface of the opening of the package molded body.
[0033]
Here, in the present invention, the light emitting element is not particularly limited, but when a fluorescent substance is used together, a semiconductor light emitting element having a light emitting layer capable of emitting a wavelength capable of exciting the fluorescent substance is preferable. As such a semiconductor light emitting device, various semiconductors such as ZnSe and GaN can be cited, and a nitride semiconductor (In) capable of emitting a short wavelength light capable of efficiently exciting a fluorescent substance can be used. X Al Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) are preferred. The nitride semiconductor may contain boron or phosphorus as desired. Examples of the semiconductor structure include a homostructure having a MIS junction, a PIN junction, and a pn junction, a heterostructure, and a double heterostructure. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal thereof. Further, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the semiconductor active layer is formed as a thin film in which a quantum effect occurs can be used.
[0034]
When a nitride semiconductor is used, a material such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, or GaN is preferably used for the semiconductor substrate. In order to form a nitride semiconductor with good crystallinity with high productivity, it is preferable to use a sapphire substrate. A nitride semiconductor can be formed on the sapphire substrate using MOCVD or the like. For example, a buffer layer such as GaN, AlN, or GaAIN is formed on a sapphire substrate, and a nitride semiconductor having a pn junction is formed thereon. The substrate can also be removed after the semiconductor layers are stacked.
[0035]
As an example of a light emitting device having a pn junction using a nitride semiconductor, a first contact layer formed of n-type gallium nitride, a first cladding layer formed of n-type aluminum / gallium nitride, A double hetero structure in which an active layer formed of indium gallium, a second cladding layer formed of p-type aluminum gallium nitride, and a second contact layer formed of p-type gallium nitride are sequentially stacked. A nitride semiconductor shows n-type conductivity without doping impurities. When a desired n-type nitride semiconductor is formed, for example, to improve luminous efficiency, it is preferable to appropriately introduce Si, Ge, Se, Te, C, or the like as an n-type dopant. On the other hand, in the case of forming a p-type nitride semiconductor, the p-type dopant such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, or Ba is doped. Since it is difficult to make a nitride semiconductor p-type only by doping it with a p-type dopant, it is preferable to lower the resistance by introducing a p-type dopant and then heating the furnace or irradiating plasma. After the electrodes are formed, a light emitting element made of a nitride semiconductor can be formed by cutting the semiconductor wafer into chips. Also, by patterning, only the bonding portion of each electrode is exposed to cover the entire device. 2 By forming an insulating protective film made of such as above, a miniaturized light emitting device can be formed with high reliability. In the case where a white light is emitted in the light emitting diode of the present invention, the emission wavelength of the light emitting element is preferably 400 nm or more and 530 nm or less, and 420 nm in consideration of a complementary color relationship with the emission wavelength from the fluorescent substance and deterioration of the light-transmitting resin. It is more preferably at least 490 nm. In order to further improve the excitation and luminous efficiency of the light emitting element and the fluorescent substance, respectively, the wavelength is more preferably 450 nm or more and 475 nm or less. Note that a light-emitting element having a main emission wavelength in an ultraviolet region shorter than 400 nm or a short wavelength region of visible light can be used in combination with a member that is relatively hard to be deteriorated by ultraviolet light.
(bump)
In the present embodiment, the light emitting element chip is mounted on a flip chip method in which a pair of electrodes provided on the same surface side are opposed to a pair of lead electrodes exposed from the opening of the package molded body. There is no object that blocks light, and uniform light emission can be obtained. The material of the bump is not particularly limited as long as it is conductive, but it is preferable that at least one of the materials included in the positive and negative electrodes and the positive and negative lead electrodes of the light emitting element is included. In the present embodiment, a bump made of Au is formed on each lead electrode, and the electrodes of the light emitting element are opposed to each other on each bump and are bonded by ultrasonic waves.
(Conductive wire 108)
On the other hand, after the light emitting element chip is die-bonded to one of the lead electrodes with an epoxy resin or the like, each electrode of the light emitting element chip and the lead electrode may be connected by a conductive wire. The conductive wire is required to have good ohmic properties, mechanical connectivity, electrical conductivity, and thermal conductivity with the electrodes of the light emitting element chip. The thermal conductivity is 0.01 cal / (s) (cm 2 ) (° C./cm) or more, more preferably 0.5 cal / (s) (cm 2 ) (° C./cm) or more. The diameter of the conductive wire is preferably Φ10 μm or more and Φ45 μm or less in consideration of workability and the like. In particular, the conductive wire is likely to break at the interface between the coating portion containing the fluorescent substance and the mold member not containing the fluorescent substance. It is considered that even if the same material is used, disconnection is likely to occur because the amount of thermal expansion is substantially different due to the entry of the fluorescent substance. Therefore, the diameter of the conductive wire is more preferably 25 μm or more, and more preferably 35 μm or less from the viewpoint of the light emitting area and ease of handling. Specific examples of such conductive wires include conductive wires using metals such as gold, copper, platinum, and aluminum, and alloys thereof.
[Step 4: filling of sealing member]
(Sealing member 109)
Next, a sealing member is provided in the opening of the molded package to protect the light emitting element chip from the outside. The sealing member is not particularly limited as long as it is translucent, and a conventionally known resin such as a silicone resin, an epoxy resin, a urea resin, a hybrid resin, a fluororesin, or a weather-resistant translucent resin is used. Can be used. Further, the sealing member is not limited to an organic substance, and an inorganic substance such as glass and silica gel can be used. Further, in the present embodiment, the sealing member includes a viscosity extender, a light diffusing agent such as barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, silicon dioxide, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, a pigment, and a fluorescent substance. For example, any member can be added according to the application. Furthermore, by forming the light emitting surface side of the sealing member into a desired shape, a lens effect can be provided, and light emitted from the light emitting element chip can be focused. Specifically, the shape can be a convex lens shape, a concave lens shape, an elliptical shape as viewed from the emission observation surface, or a shape obtained by combining a plurality of them.
(Fluorescent substance)
In the present invention, various fluorescent substances such as an inorganic fluorescent substance and an organic fluorescent substance can be contained in each constituent member such as on the package molded body 106 and in the sealing resin 109. An example of such a fluorescent substance is a fluorescent substance containing a rare earth element which is an inorganic fluorescent substance. As the rare earth element-containing fluorescent material, specifically, at least one element selected from the group consisting of Y, Lu, Sc, La, Gd, and Sm and at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, and In And a garnet (garnet) type fluorescent substance having two elements.
(Yttrium aluminum oxide phosphor)
The fluorescent substance used in the light-emitting device of this embodiment was activated with cerium, which can excite light emitted from a semiconductor light-emitting element having a nitride-based semiconductor as a light-emitting layer and emit light of different wavelengths. It is based on a yttrium / aluminum oxide fluorescent substance. As a specific yttrium / aluminum oxide fluorescent substance, YAlO 3 : Ce, Y 3 Al 5 O 12 : Ce (YAG: Ce) or Y 4 Al 2 O 9 : Ce, and mixtures thereof. The yttrium / aluminum oxide-based fluorescent material may contain at least one of Ba, Sr, Mg, Ca, and Zn. Further, by containing Si, the reaction of crystal growth can be suppressed and the particles of the fluorescent substance can be made uniform. In the present specification, the yttrium-aluminum oxide-based fluorescent material activated by Ce shall be interpreted in a broad sense, and a part or the whole of yttrium is selected from the group consisting of Lu, Sc, La, Gd and Sm. It is replaced with at least one element, or a part or the whole of aluminum is used in a broad sense including a fluorescent substance having a fluorescent action, which is replaced by any one or both of Ba, Tl, Ga and In.
[0036]
More specifically, the general formula (Y z Gd 1-z ) 3 Al 5 O 12 : Ce (where 0 <z ≦ 1), a photoluminescent fluorescent substance represented by the general formula (Re) 1-a Sm a ) 3 Re ' 5 O 12 : Ce (where 0 ≦ a <1, 0 ≦ b ≦ 1, Re is at least one selected from Y, Gd, La, Sc, and Re ′ is at least one selected from Al, Ga, In.) Is a photoluminescent fluorescent material represented by the formula: Since this fluorescent substance has a garnet (garnet) structure, it is resistant to heat, light and moisture, and can make the peak of the excitation spectrum near 450 nm. Also, the emission peak is near 580 nm and has a broad emission spectrum extending down to 700 nm.
[0037]
Further, the photoluminescence fluorescent substance can increase the excitation light emission efficiency in a long wavelength region of 460 nm or more by containing Gd (gadolinium) in the crystal. As the Gd content increases, the emission peak wavelength shifts to a longer wavelength, and the overall emission wavelength shifts to the longer wavelength side. That is, when a reddish luminescent color is required, it can be achieved by increasing the replacement amount of Gd. On the other hand, as Gd increases, the emission luminance of photoluminescence due to blue light tends to decrease. Further, Tb, Cu, Ag, Au, Fe, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, Ti, Eu, Pr, and the like can be contained in addition to Ce as required.
[0038]
In addition, when part of Al in the composition of the yttrium-aluminum-garnet fluorescent substance having a garnet structure is replaced with Ga, the emission wavelength can be shifted to a shorter wavelength side. On the other hand, when part of Y in the composition is replaced with Gd, the emission wavelength can be shifted to the longer wavelength side. When a part of Y is substituted with Gd, it is preferable that the substitution with Gd is less than 10% and the content (substitution) of Ce is 0.03 to 1.0. If the substitution with Gd is less than 20%, the green component is large and the red component is small, but by increasing the content of Ce, the red component can be supplemented and a desired color tone can be obtained without lowering the luminance. With such a composition, the temperature characteristics of the fluorescent substance itself are improved, and the reliability of the light emitting diode can be improved. In addition, when a photoluminescent fluorescent substance adjusted to have many red components is used, an intermediate color such as pink can be emitted, and a light-emitting device having excellent color rendering properties can be formed.
[0039]
Such a photoluminescent fluorescent material uses an oxide or a compound which easily becomes an oxide at a high temperature as a raw material of Y, Gd, Al, and Ce, and mixes them sufficiently in a stoichiometric ratio to obtain a raw material. Get. Alternatively, a mixed material obtained by mixing a coprecipitated oxide obtained by calcining a solution obtained by dissolving a rare earth element of Y, Gd, and Ce in an acid at a stoichiometric ratio with oxalic acid and aluminum oxide and aluminum oxide Get. An appropriate amount of a fluoride such as barium fluoride or ammonium fluoride is mixed as a flux into a crucible, and calcined in air at a temperature of 1350 to 1450 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a calcined product. Can be obtained by ball milling in water, washing, separating, drying and finally sieving.
[0040]
Further, the firing is a first firing step performed in the air or a weak reducing atmosphere, and a second firing step performed in a reducing atmosphere. It is preferable to perform firing in two stages. Here, the weak reducing atmosphere refers to a weak reducing atmosphere set to include at least an amount of oxygen necessary in a reaction process for forming a desired fluorescent substance from the mixed raw material. By performing the first firing step until the formation of the structure of the fluorescent substance is completed, blackening of the fluorescent substance can be prevented, and a decrease in light absorption efficiency can be prevented. Further, the reducing atmosphere in the second firing step refers to a reducing atmosphere that is stronger than a weak reducing atmosphere. By firing in two stages in this way, a fluorescent substance having high absorption efficiency of the excitation wavelength can be obtained. Therefore, when a light emitting device is formed using the fluorescent material thus formed, the amount of the fluorescent material required to obtain a desired color tone can be reduced, and a light emitting device with high light extraction efficiency can be formed. Can be.
(Silicon nitride fluorescent material)
Alternatively, a fluorescent substance which emits light by being excited by absorbing visible light, ultraviolet light emitted from a light-emitting element, and visible light from another fluorescent substance can be used. Specifically, Sr-Ca-Si-N: Eu, Ca-Si-N: Eu, Sr-Si-N: Eu, Sr-Ca-Si-ON: Eu, Ca- Si-ON: Eu and Sr-Si-ON: Eu-based silicon nitride-based fluorescent materials can be exemplified. The basic constituent elements of this fluorescent substance are represented by the general formula L X Si Y N (2X / 3 + 4Y / 3) : Eu or L X Si Y O Z N (2X / 3 + 4Y / 3-2Z / 3) : Eu (L is Sr, Ca, any of Sr and Ca). In the general formula, X and Y are preferably X = 2, Y = 5 or X = 1, Y = 7, but any one can be used.
[0041]
More specifically, as a basic constituent element, Mn is added (Sr X Ca 1-X ) 2 Si 5 N 8 : Eu, Sr 2 Si 5 N 8 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, Sr X Ca 1-X Si 7 N 10 : Eu, SrSi 7 N 10 : Eu, CaSi 7 N 10 : It is preferable to use a fluorescent material represented by Eu, but in the composition of the fluorescent material, a material selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr and Ni is used. At least one selected from the above may be contained. L is Sr, Ca, or any of Sr and Ca. The mixing ratio of Sr and Ca can be changed as desired. In addition, by using Si for the composition, an inexpensive fluorescent material having good crystallinity can be provided.
[0042]
Eu against the parent alkaline earth metal silicon nitride 2+ When Eu is used as an activator, Eu 2 O 3 It is preferable to use those obtained by removing O from the system to the outside. For example, it is preferable to use europium alone or europium nitride. However, this is not always the case when Mn is added. When Mn is added, Eu is added. 2+ Is promoted, and the light emission efficiency such as light emission luminance, energy efficiency, and quantum efficiency can be improved. Mn is contained in the raw material, or Mn alone or a Mn compound is contained in the manufacturing process, and is fired together with the raw material. However, Mn is not contained in the basic constituent elements after firing, or even if it is contained, only a small amount remains as compared with the initial content. This is probably because Mn was scattered in the firing step.
Further, by having at least one selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O and Ni, it easily has a large particle size. In addition to forming a fluorescent substance, emission luminance can be increased. In addition, B, Al, Mg, Cr and Ni have an effect of suppressing afterglow.
[0043]
The nitride-based fluorescent material absorbs a part of blue light and emits light in a yellow to red region. When such a nitride-based fluorescent material, a yellow-emitting fluorescent material, for example, a YAG-based fluorescent material, and a light-emitting element that emits blue light are combined, yellow to red light is mixed to emit warm white light. Light emitting device is obtained. The light-emitting device that emits white-colored mixed light can increase the special color rendering index R9 to around 40 at a color temperature Tcp of around 4600K.
[0044]
Next, the fluorescent substance ((Sr X Ca 1-X ) 2 Si 5 N 8 : Eu), but the present invention is not limited to this method. The fluorescent material contains Mn and O.
[0045]
Sr and Ca as raw materials are pulverized. Sr and Ca as raw materials are preferably used alone, but compounds such as imide compounds and amide compounds can also be used. The raw materials Sr and Ca include B, Al, Cu, Mg, Mn, Al 2 O 3 And the like may be contained. Raw materials Sr and Ca are pulverized in a glove box in an argon atmosphere. The average particle size of Sr and Ca obtained by the pulverization is preferably about 0.1 μm to 15 μm, but is not limited to this range. The purity of Sr and Ca is preferably 2N or more, but is not limited thereto. In order to further improve the mixing state, at least one of metal Ca, metal Sr, and metal Eu can be made into an alloy state, then nitrided, pulverized, and used as a raw material.
[0046]
The raw material Si is pulverized. As the raw material Si, it is preferable to use a simple substance, but a nitride compound, an imide compound, an amide compound, or the like can also be used. For example, Si 3 N 4 , Si (NH 2 ) 2 , Mg 2 Si or the like. The purity of the raw material Si is preferably 3N or more. 2 O 3 , Mg, metal borides (Co 3 B, Ni 3 B, CrB), manganese oxide, H 3 BO 3 , B 2 O 3 , Cu 2 Compounds such as O and CuO may be contained. Similar to the raw materials Sr and Ca, Si is also pulverized in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere in a glove box. The average particle size of the Si compound is preferably about 0.1 μm to 15 μm.
[0047]
Next, the raw materials Sr and Ca are nitrided in a nitrogen atmosphere. This reaction formula is shown in the following formulas 1 and 2, respectively.
[0048]
3Sr + N 2 → Sr 3 N 2 ... (Equation 1)
3Ca + N 2 → Ca 3 N 2 ... (Equation 2)
Sr and Ca are nitrided in a nitrogen atmosphere at 600 to 900 ° C. for about 5 hours. Sr and Ca may be mixed and nitrided, or may be individually nitrided. Thereby, nitrides of Sr and Ca can be obtained. The Sr and Ca nitrides are preferably of high purity, but commercially available ones can also be used.
[0049]
The raw material Si is nitrided in a nitrogen atmosphere. This reaction formula is shown in the following formula 3.
[0050]
3Si + 2N 2 → Si 3 N 4 ... (Equation 3)
Silicon Si is also nitrided in a nitrogen atmosphere at 800 to 1200 ° C. for about 5 hours. Thereby, silicon nitride is obtained. The silicon nitride used in the present invention preferably has a high purity, but a commercially available silicon nitride can also be used.
[0051]
Sr, Ca or Sr-Ca nitride is pulverized. The nitride of Sr, Ca and Sr-Ca is crushed in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere in a glove box.
Similarly, the nitride of Si is ground. Similarly, a compound Eu of Eu 2 O 3 Crush. Europium oxide is used as the Eu compound, but metal europium, europium nitride, and the like can also be used. In addition, as the raw material Z, an imide compound or an amide compound can be used. Europium oxide is preferably of high purity, but a commercially available one can also be used. It is preferable that the average particle diameter of the pulverized alkaline earth metal nitride, silicon nitride and europium oxide is about 0.1 μm to 15 μm.
[0052]
The raw material may contain at least one selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O and Ni. Further, the above elements such as Mg, Zn, and B can be mixed in the following mixing step by adjusting the blending amount. These compounds can be added alone to the raw material, but are usually added in the form of a compound. Compounds of this type include H 3 BO 3 , Cu 2 O 3 , MgCl 2 , MgO ・ CaO, Al 2 O 3 , Metal borides (CrB, Mg 3 B 2 , AlB 2 , MnB), B 2 O 3 , Cu 2 O, CuO and the like.
[0053]
After the above-mentioned pulverization, Sr, Ca, nitride of Sr-Ca, nitride of Si, compound Eu of Eu 2 O 3 And add Mn. Since these mixtures are easily oxidized, they are mixed in an Ar atmosphere or a nitrogen atmosphere in a glove box.
[0054]
Finally, nitrides of Sr, Ca, Sr-Ca, nitrides of Si, compounds of Eu 2 O 3 Is calcined in an ammonia atmosphere. By firing, Mn was added (Sr X Ca 1-X ) 2 Si 5 N 8 : A fluorescent substance represented by Eu can be obtained. However, the composition of the target fluorescent substance can be changed by changing the mixing ratio of each raw material.
[0055]
For firing, a tubular furnace, a small furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace, or the like can be used. The firing temperature can be in the range of 1200 to 1700 ° C., but a firing temperature of 1400 to 1700 ° C. is preferable. For firing, it is preferable to use a one-stage firing in which the temperature is gradually increased and firing is performed at 1200 to 1500 ° C. for several hours. However, the first-stage firing is performed at 800 to 1000 ° C., and gradually heating is performed. Two-stage firing (multi-stage firing) in which the second-stage firing is performed at 1500 ° C. can also be used. The raw material of the fluorescent substance is preferably fired using a crucible or boat made of boron nitride (BN). In addition to the crucible made of boron nitride, alumina (Al 2 O 3 ) A crucible made of a material can also be used.
[0056]
By using the above manufacturing method, it is possible to obtain a target fluorescent substance.
[0057]
In addition, a fluorescent substance that emits reddish light that can be used in this embodiment is not particularly limited. 2 O 2 S: Eu, La 2 O 2 S: Eu, CaS: Eu, SrS: Eu, ZnS: Mn, ZnCdS: Ag, Al, ZnCdS: Cu, Al and the like.
(Alkaline earth metal halogen apatite fluorescent material)
In addition, an element represented by M including at least one selected from Mg, Ca, Ba, Sr, and Zn, and an M ′ including at least one selected from Mn, Fe, Cr, and Sn. An alkaline earth metal halogenapatite fluorescent material activated by Eu containing an element can be used, and a light emitting device capable of emitting white light with high mass productivity and high luminance can be obtained. In particular, the alkaline earth metal halogen apatite fluorescent material activated with Eu containing at least Mn and / or Cl is excellent in light resistance and environmental resistance. Further, the emission spectrum emitted from the nitride semiconductor can be efficiently absorbed. Furthermore, the white region can emit light and the region can be adjusted by the composition. In addition, it can emit yellow or red light with high luminance by absorbing a long wavelength ultraviolet region. Therefore, a light emitting device having excellent color rendering properties can be obtained. Needless to say, an alkaline earth metal chlorapatite fluorescent substance is included as an example of the alkaline earth metal halogen apatite fluorescent substance. In the alkaline earth metal halogen apatite fluorescent substance, the general formula is (M 1-xy Eu x M ' y ) 10 (PO 4 ) 6 Q 2 (Where M is at least one selected from Mg, Ca, Ba, Sr and Zn, M 'is at least one selected from Mn, Fe, Cr and Sn, and Q is a halogen element At least one selected from the group consisting of F, Cl, Br, and I. 0.0001 ≦ x ≦ 0.5, and 0.0001 ≦ y ≦ 0.5. A light-emitting device capable of emitting light is obtained.
[0058]
Further, in addition to the alkaline earth metal halogen apatite fluorescent substance, 2 Al 16 O 27 : Eu, (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, SrAl 2 O 4 : Eu, ZnS: Cu, Zn 2 GeO 4 : Mn, BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, Mn, Zn 2 GeO 4 : Mn, Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 2 S: Eu, Gd 2 O 2 When at least one kind of fluorescent substance selected from S: Eu is contained, more detailed color tone can be adjusted and white light having high color rendering properties can be obtained with a relatively simple configuration. Further, the above-mentioned fluorescent substance may contain Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, Ti, Pr, etc., in addition to Eu, if desired.
[0059]
The particle size of the fluorescent substance used in the present invention is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, more preferably in the range of 10 μm to 50 μm, and still more preferably in the range of 15 μm to 30 μm. A fluorescent substance having a particle diameter of less than 15 μm relatively easily forms an aggregate, and is densely settled in the liquid resin, thereby reducing light transmission efficiency. In the present invention, by using such a fluorescent substance having no fluorescent substance, light hiding by the fluorescent substance is suppressed, and the output of the light emitting device is improved. In addition, the fluorescent substance having the particle size range according to the present invention has high light absorption and conversion efficiency, and has a wide excitation wavelength. As described above, by including a large-diameter fluorescent substance having excellent optical characteristics, light around the main wavelength of the light-emitting element can be well converted and emitted, thereby improving the mass productivity of the light-emitting device. Is done.
[0060]
Here, in the present invention, the particle size is a value obtained by a volume-based particle size distribution curve. The volume-based particle size distribution curve can be obtained by measuring the particle size distribution by a laser diffraction / scattering method. Specifically, under an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 70%, hexametaline having a concentration of 0.05% Each substance is dispersed in an aqueous solution of sodium acid and measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-2000A) in a particle size range of 0.03 μm to 700 μm. In the present specification, the particle size when the integrated value is 50% in this volume-based particle size distribution curve is referred to as the center particle size, and the center particle size of the fluorescent substance used in the present invention is in the range of 15 μm to 50 μm. Is preferred. Further, it is preferable that the fluorescent substance having the central particle diameter value is contained frequently, and the frequency value is preferably 20% to 50%. By using a fluorescent substance having a small variation in particle diameter, color unevenness is suppressed and a light-emitting device having a favorable color tone can be obtained. Further, the fluorescent substance preferably has a shape similar to that of the diffusing agent used in the present invention. In the present specification, the similar shape refers to a circularity representing the degree of approximation of each particle size to a perfect circle (circularity = perimeter of a perfect circle equal to the projected area of the particle / perimeter of the projection of the particle). Is less than 20%. Thereby, the diffusion of the light by the diffusing agent and the light from the excited fluorescent substance are mixed in an ideal state, and more uniform light emission can be obtained.
[Step 5]
Next, each lead electrode portion is cut from the stamped metal plate, and the hanger lead supporting the package molded body is cut off from the package molded body to be separated into individual light emitting devices. The hanger lead is arranged to support the molded package from a direction in which resin burrs are not generated in the thickness direction of the light emitting device. By doing so, the thickness of the light emitting device can be reduced.
[Step 6]
Next, the positive lead electrode and the negative lead electrode protruding from the end surface of the package molded body are bent along the side surface of the package molded body to form a J-Bend type positive / negative connection terminal portion.
[0061]
In the present embodiment, of the side surfaces of the molded package, the side surface on which the lead electrode protrudes is formed at an angle more than necessary in advance, and the influence of the elasticity of the lead electrode is considered by bending the lead electrode to 90 degrees or more. Thus, the lead electrode can be arranged at a desired angle.
[0062]
Further, in the present embodiment, when the positive lead electrode and the negative lead electrode protrude from the short-axis side end surface of the package main surface, the protruding portion is preferably bent toward the surface opposite to the light emitting surface, Thereby, it can be mounted on the wiring board without adversely affecting the light emitting surface side. When the positive lead electrode and the negative lead electrode are inserted so as to protrude from the long-axis end face of the package main surface, and the protruding portions are bent toward a surface perpendicular to the light emitting surface, the connection terminals of the lead electrodes are formed. The bonding area between the part and the wiring board can be increased, and the mounting accuracy can be improved. This makes it possible to prevent the light emitting device from rising from the temporary mounting surface when the light emitting device is temporarily mounted on the wiring board and subjected to the reflow process. When the lead is used as the bent connection terminal portion in this manner, it is preferable that the wall surface of the molding member on the mounting surface side and the exposed surface of the lead electrode are located substantially on the same plane. The structure of the connection terminal portion of the present invention is not limited to the J-bend type, but may be another structure such as a gull wing type.
[0063]
Through the steps described above, the light emitting device of this embodiment is manufactured.
[0064]
The light emitting devices according to the embodiment, which are manufactured as described above, are arranged at predetermined intervals on a wiring board in which external electrodes are wired on the board, and are electrically connected. The substrate member of the wiring board preferably has excellent thermal conductivity, and an aluminum base substrate, a ceramics base substrate, or the like can be used. When a glass epoxy substrate or a paper phenol substrate having poor heat conductivity is used, it is preferable to take measures against heat radiation such as a thermal pad and a thermal via. Further, the light emitting diode and the wiring board can be electrically connected by a conductive member such as solder. In consideration of heat dissipation, it is preferable to use a silver paste.
(Surface light source)
In the light emitting device of the present invention, a rigid translucent optical member such as a lens or a light guide plate can be accurately provided on the light emitting surface side.
(Light guide plate)
The light guide plate according to the present embodiment has notches for individually introducing light from a plurality of light sources. The inner wall of the notch has at least a first plane that is in contact with the light emitting surface of the light emitting device of the present invention, and a second plane that is in contact with the first plane and the second main surface of the molded package. As described above, by providing the positioning with the light guide plate in the molded member which can be almost always constant, the planar light source can be formed with high yield.
[0065]
The material of the light guide plate is preferably excellent in light transmittance and moldability, and an organic member such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, an amorphous polyolefin resin, or a polystyrene resin, or an inorganic member such as glass can be used. . The surface of the light guide plate desirably has a surface accuracy Ra of 25 μm or less (see JIS standard) or less in order to improve the transmittance and the total reflectance.
[0066]
Such a light guide plate is mounted so that each light emitting device and each notch portion face each other. The light guide plate can be mounted by any method such as screwing, bonding, welding, etc., which can be easily positioned and ensures the bonding strength, and can be selected according to specifications and requirements. Further, the surface light source of the present invention can be provided with a diffusion sheet above. As described above, the planar light source of the present invention can be used as a direct-type backlight source for irradiating another member such as a diffusion sheet disposed above. The choice of the diffusion sheet affects the thickness and performance of the light guide plate. Therefore, it is preferable to perform verification and selection each time according to specifications and requirements. In this embodiment, a diffusion sheet having a haze value of 88% to 90% (see the JIS standard) and a film thickness of about 100 μm is used for a light guide plate made of polycarbonate having excellent heat resistance and a film thickness of 20 mm. Thereby, the space between dots of each light source is further reduced, and uniform light emission is obtained. Such a diffusion sheet can be attached to the light guide plate directly by bonding or welding. When a cover lens is provided above, it can be fixed by being sandwiched between the cover lens and the light guide plate. The distance between the diffusion sheet and the light guide plate is preferably 0 mm to 10 mm, and it is most preferable that these interfaces are in close contact. As the material of the diffusion sheet, PET is mainly used, but there is no particular limitation as long as the material does not deform or deteriorate due to heat generation of the light emitting diode.
[0067]
The planar light source obtained in this manner can emit uniform and high-luminance light over the entire light-emitting surface.
[0068]
【Example】
Hereinafter, examples according to the present invention will be described in detail. It is needless to say that the present invention is not limited to only the examples described below.
(Example 1)
FIG. 1 schematically illustrates a surface mount (SMD) type light emitting device according to the present embodiment. A light emitting device 100 of a surface mount (SMD) type as shown in FIG. 1 has an LED chip 107 and an opening for accommodating the LED chip 107, and has a main surface of a lead electrode 105 on which the LED chip 107 is mounted. And a package molded body 106 whose part is exposed from the bottom surface of the opening. Further, the opening has a protruding portion (111), and the inner wall surface of the opening is opposed to the inner wall surface (101a) extending in the major axis direction of the main surface of the package molded body 106 in the minor axis direction. A pair of inner wall surfaces (102), an inner wall surface (101b) facing the inner wall surface (101a) extending in the longitudinal direction, and an inner wall surface (101) facing the inner wall surface (101a) and provided on the protruding portion (111). 101c) and an inner wall surface (104) continuously provided at a predetermined angle from the inner wall surface (101b) to the inner wall surface (101c). More specifically, the opening in the main surface of the package molded body 106 is provided substantially perpendicular to the mounting surface of the light emitting device 100 and the external supporting substrate provided with the conductive pattern, and the light emitting device is substantially parallel to the mounting surface. The light from the light emitting element is emitted in various directions. Further, the package molded body 106 has a protruding portion (111) (part of the opening is shown as a hatched area in FIG. 1) in which the opening protrudes partially in the mounting surface direction. The wall surfaces are a pair of opposed inner wall surfaces 104 and 101c. The main surface of the lead electrode 105 extends on the bottom surface of the protrusion (111), and a part of the LED chip 107 is mounted. The surface of the lead electrode 103 protruding from the outer wall side surface of the package molded body 106 on the mounting surface side is substantially flush with the outer wall surface of the protruding portion (111). It is bent. By arranging the lead electrodes 103 in this manner, a light emitting device that can be downsized compared to the related art can be mounted at a high density on the light incident surface of the light guide plate.
[0069]
The LED chip according to the present example has a 475 nm In monochromatic emission peak of visible light as a light emitting layer. 0.2 Ga 0.8 A nitride semiconductor element having an N semiconductor is used. More specifically, in the LED chip, a TMG (trimethyl gallium) gas, a TMI (trimethyl indium) gas, a nitrogen gas, and a dopant gas are flown together with a carrier gas on a cleaned sapphire substrate, and a nitride semiconductor is formed by MOCVD. This can be formed. SiH as dopant gas 4 And Cp 2 By switching Mg, a layer to be an n-type nitride semiconductor or a p-type nitride semiconductor is formed.
[0070]
As the device structure of the LED chip, an n-type GaN layer as an undoped nitride semiconductor, a GaN layer as an n-type contact layer formed by forming an Si-doped n-type electrode on a sapphire substrate, and n as an undoped nitride semiconductor GaN layer serving as a barrier layer constituting a light emitting layer, an InGaN layer constituting a well layer, and a GaN layer serving as a barrier layer were set as one set, and five InGaN layers sandwiched between GaN layers were laminated. It has a multiple quantum well structure. On the light emitting layer, an AlGaN layer as a Mg-doped p-type cladding layer and a GaN layer as a Mg-doped p-type contact layer are sequentially laminated. (Note that a GaN layer is formed on the sapphire substrate at a low temperature to serve as a buffer layer. The p-type semiconductor is annealed at 400 ° C. or higher after film formation.)
The surface of each pn contact layer is exposed on the same side of the nitride semiconductor on the sapphire substrate by etching. Positive and negative pedestal electrodes were formed on the respective contact layers using a sputtering method. A metal thin film is formed as a light-transmitting electrode on the entire surface of the p-type nitride semiconductor, and then a pedestal electrode is formed on a part of the light-transmitting electrode. After a scribe line is drawn on the completed semiconductor wafer, the wafer is divided by an external force to form an LED chip (light refractive index 2.1) which is a semiconductor light emitting element.
[0071]
Next, a molten polyphthalamide resin was poured from a gate on the lower surface side of the package molded body into a mold in which a pair of positive and negative lead electrodes were inserted and closed, and cured. Form the package shown. The package has an opening capable of accommodating a light emitting element, and positive and negative lead electrodes are integrally formed so that one main surface is exposed from the bottom of the opening. Further, on the inner wall surface of the opening, inner wall surfaces 101a, 101b, 101c, inner wall surface 102, and inner wall surface 104 are formed. Further, a part of the outer wall surface of the package has a step 110. The outer lead portions of the positive and negative lead electrodes exposed from the side surfaces of the package are bent inward at both ends of the surface opposite to the light emitting surface.
[0072]
The LED chip is die-bonded to the bottom surface of the opening of the package thus formed using epoxy resin. Here, the joining member used for die bonding is not particularly limited, and a resin or glass containing an Au-Sn alloy, a conductive material, or the like can be used. The conductive material to be contained is preferably Ag. If an Ag paste having a content of 80% to 90% is used, a light emitting device having excellent heat dissipation and small stress after bonding can be obtained. Next, each of the electrodes of the die-bonded LED chip and each of the lead electrodes exposed from the bottom surface of the package opening are electrically connected by an Au wire.
[0073]
Next, light calcium carbonate having an average particle size of 1.0 μm and an oil absorption of 70 ml / 100 g (refractive index 1.62) is used as a diffusing agent with respect to 100 wt% (refractive index 1.53) of the phenylmethyl silicone resin composition. , And stirred for 5 minutes with a rotation and revolution mixer. Next, in order to cool the heat generated by the stirring treatment, the resin is left for 30 minutes to return to a constant temperature and stabilized.
[0074]
The curable composition thus obtained is filled into the package opening up to a line flush with the upper surfaces of both ends of the opening. Finally, heat treatment is performed at 70 ° C. for 3 hours and at 150 ° C. for 1 hour. As a result, a light emitting surface having a parabolic depression substantially bilaterally symmetrical from the upper surface at both ends of the opening to the center is obtained. In addition, the sealing member made of a cured product of the curable composition has a first layer having a high content of the diffusing agent, and a low content or not containing the diffusing agent than the first layer. The LED chip is separated into a second layer and a second layer, and the surface of the LED chip is covered with the first layer. Thereby, light emitted from the LED chip can be efficiently extracted to the outside, and good light uniformity can be obtained. The first layer is preferably formed continuously from the bottom surface of the opening to the surface of the LED chip, whereby the shape of the light emitting surface can be a smooth opening.
[0075]
The light-emitting device according to the present embodiment can emit light from the light-emitting element from the main surface side without waste, and allows light to enter the light-incident surface of the light guide plate in a wide range while being thinner than in the related art. be able to.
(Example 2)
A light emitting device is formed in the same manner as in Example 1, except that a fluorescent substance is contained in the sealing member.
[0076]
The fluorescent substance is obtained by co-precipitating a solution obtained by dissolving rare earth elements of Y, Gd, and Ce in an stoichiometric ratio with an acid, co-precipitating the resulting solution with oxalic acid, and mixing aluminum oxide with aluminum oxide. To obtain a mixed raw material. Further, after mixing barium fluoride as a flux, the mixture is packed in a crucible and fired in air at 1400 ° C. for 3 hours to obtain a fired product. The calcined product is ball-milled in water, washed, separated, dried, and finally passed through a sieve to have a center particle size of 8 μm (Y 0.995 Gd 0.005 ) 2.750 Al 5 O 12 : Ce 0.250 Form fluorescent material.
[0077]
By including the phosphor, a light-emitting device can be obtained in which mixed light of light from the light-emitting element and light in which a part of the light of the light-emitting element is wavelength-converted by the phosphor is obtained.
(Example 3)
The planar light emitting device is formed by combining the light emitting device obtained by the above embodiment and the light guide plate. In this embodiment, the side surface of the package molded body and the end surface of the light guide plate are bonded and fixed with an adhesive. Since the light guide plate partially has unevenness that can be fitted to the step 110 provided on the side surface of the light emitting device, the light emitting device and the light guide plate are easily positioned, and both are firmly fixed.
[0078]
The planar light source according to the present embodiment can be easily positioned and obtained with the light emitting device according to another embodiment, and can be a thinner planar light source than the conventional one. Further, by providing a cutout portion for scattering light on the light incident surface of the light guide plate, a planar light source that does not cause uneven light emission depending on the light emitting position can be obtained.
[0079]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a light emitting device that can make light emitted from a light emitting element incident on a light guide plate without waste, and that can make light incident on a light incident surface of the light guide plate in a wide range while reducing the thickness compared to the related art. And a planar light source using the same.
[0080]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a light emitting device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a light emitting device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side view of a light emitting device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic top view of a light emitting device according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 light emitting device
101a, 101b, 101c, 102, 104 ... inner wall surfaces of openings
103, 105: Lead electrode
106 ・ ・ ・ Package molded body
107 Light-emitting element
108 ... conductive wire
109 ... sealing member
110 ... step
111 ... projecting part

Claims (5)

発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え前記発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が前記開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体とを備える発光装置であって、
前記開口部は、突出部（１１１）を有し、前記開口部の内壁面は、前記パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向し前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、前記内壁面（１０１ｂ）から前記内壁面（１０１ｃ）まで連続して前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置。A light emitting device comprising: a light emitting element; and a package molded body including an opening for accommodating the light emitting element and a part of a main surface of a lead electrode on which the light emitting element is mounted is exposed from a bottom surface of the opening. So,
The opening has a protrusion (111), and an inner wall surface of the opening is opposed to an inner wall surface (101a) extending in the major axis direction of the main surface of the package molded body in the minor axis direction. A pair of inner wall surfaces (102), an inner wall surface (101b) facing the inner wall surface (101a), and an inner wall surface (101c) facing the inner wall surface (101a) and provided on the protruding portion (111). An inner wall surface (104) provided on the protruding portion (111) continuously from the inner wall surface (101b) to the inner wall surface (101c). 前記内壁面（１０４）は、前記発光素子の複数の側面に対向する請求項１に記載の発光装置。The light emitting device according to claim 1, wherein the inner wall surface (104) faces a plurality of side surfaces of the light emitting element. 前記パッケージ成型体は、側面に段差を有する請求項１または２に記載の発光装置。The light emitting device according to claim 1, wherein the package molded body has a step on a side surface. 前記内壁面（１０１ｃ）に対向するパッケージ成型体の外壁面は、前記リード電極の実装面とほぼ同一平面である請求項１乃至３に記載の発光装置。The light emitting device according to claim 1, wherein an outer wall surface of the molded package facing the inner wall surface is substantially flush with a mounting surface of the lead electrode. 5. 請求項１乃至４に記載された発光装置と、該発光装置からの光を導光する面状導光板とを有し、
前記面状導光板は、前記発光装置の側面形状と対応する凹凸を備えていることを特徴とする面状光源。A light-emitting device according to claim 1, and a planar light guide plate for guiding light from the light-emitting device,
A planar light source, wherein the planar light guide plate has irregularities corresponding to a side shape of the light emitting device.
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