JP2005158949A

JP2005158949A - 発光装置

Info

Publication number: JP2005158949A
Application number: JP2003394230A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishioka; 浩二西岡; Masaru Sugimoto; 勝杉本; Hideyoshi Kimura; 秀吉木村; Ryoji Yokoya; 良二横谷; Yutaka Iwabori; 裕岩堀; Takuma Hashimoto; 拓磨橋本; Shinya Ishizaki; 真也石崎; Satoru Mori; 哲森; Eiji Shiohama; 英二塩濱
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: CN1886841A; JP4385741B2; CN100416874C

Abstract

【課題】発光装置において、光取り出し増大部の機能のバラツキを低減させ、発光装置ごとの光出力のバラツキを低減する。
【解決手段】実装基板１の凹部３に実装されたＬＥＤチップ２の光取り出し面側に光取り出し増大部５が設けられ、封止樹脂４が凹部壁面の頂部の高さに略等しくなるように充填され、光取り出し増大部５の頂部が凹部壁面の頂部よりも高くなるようにした。これにより、滴下される封止樹脂４を精密に制御することなく、封止樹脂４の高さを凹部３の上端位置に等しくすることができ、光取り出し増大部５の機能のバラツキを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明や表示等に用いられ、ＬＥＤチップの実装基板側の表面を樹脂により封止してなる発光装置に関する。

図６に従来の発光装置の構成を示す。この発光装置では、実装基板１に、ＬＥＤチップと空気層の屈折率差を小さくし、かつ空気層との界面での全反射を極力少なくする機能を持つ光取り出し増大部５を完全に入れることができる深い凹部３を形成し、この凹部３内にＬＥＤチップ２を実装して、その上にガラスやシリコーン樹脂のような透光性樹脂で成る光取り出し増大部５を配置して、ＬＥＤチップ２の光取り出し面から放射される光の取り出し効率を向上させていた。また、ＬＥＤチップ２と光取り出し増大部５の周囲をシリコーン樹脂のような透光性の樹脂４により封止して、ＬＥＤチップ２の特に活性層や電極部を保護し、光取り出し増大部５を固定していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１８４４８号公報

上記の従来技術では、ＬＥＤチップ２と光取り出し増大部５を封止するために、実装基板１に形成された凹部３に少量の封止樹脂４を滴下充填し硬化させているので、封止樹脂４の滴下量を制御することが困難であった。このため、光取り出し増大部５の裾部分を覆う封止樹脂４の高さが一定にならず、その結果、光取り出し増大部５の光取り出し増大機能にバラツキが生じ、発光装置ごとの光出力にバラツキを生じるという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、封止樹脂の高さを実装基板に設けられた凹部上端付近にすることで、光取り出し増大部の機能のバラツキを低減し、もって、発光装置ごとの光出力のバラツキを低減できる発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、凹部を有し、その底面に前記ＬＥＤチップを実装する実装基板と、少なくともＬＥＤチップの実装基板側の表面を封止する封止樹脂とからなる発光装置において、前記ＬＥＤチップは、光取り出し面側に、ＬＥＤチップと一体になりＬＥＤチップからの光の取り出し率を増大させる光取り出し増大部が設けられ、前記封止樹脂は、前記凹部壁面の頂部の高さに略等しくなるように充填され、前記光取り出し増大部は、その頂部が前記凹部壁面の頂部よりも高くなるように設けられたものである。

請求項２の発明は、請求項１記載の発光装置において、前記実装基板の凹部の周囲に樹脂材料が流れ込む第２の凹部を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の発光装置において、ＬＥＤチップから放射される電磁波を吸収してＬＥＤチップの電磁波とは異なる波長の電磁波を放射する波長変換材料を含む筒状ないしドーム状の波長変換部材を有し、前記波長変換部材は、開口部を凹部に対向させて前記凹部とその周囲とを覆うように、実装基板上に設置され、かつ、前記開口部の端部が前記第２の凹部に嵌合することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、封止樹脂を凹部の容積以上に注入した場合には、余分な量の封止樹脂は凹部の周囲に広がるために、封止樹脂の高さ制御を実装基板側に持たせることができ、封止樹脂の表面高さが実装基板凹部の頂部高さを大きく超えることはなくなる。これにより、発光部ごとの封止樹脂の表面高さの均一性を高めることができ、また、この高さは光取り出し増大部の高さより低いために、光取り出し増大部の機能を損なうことがなくなる。その結果、光取り出し増大部の効果による大きい光取り出し率を保ちつつ、発光装置ごとの光出力ばらつきを低減することができる。

請求項２の発明によれば、封止樹脂を凹部内に充填する際に、凹部の容積以上に注入した場合には、余分な量の封止樹脂は凹部周囲の第２の凹部に流れ込むために、その周囲には広がらない。従って、実装基板上の他の部品が封止樹脂の汚染により悪影響を受けることを防止でき、発光装置の信頼性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、波長変換部材の効果により、ＬＥＤチップとは異なる波長の電磁波を放射する発光装置となる上、第２の凹部に流れ込んだ樹脂が、波長変換部材を実装基板に固定する接着剤を兼ねることができ、材料費の低減と、量産性の向上が期待できる。

（実施例１−１）
図１は、本発明に係る発光装置の実施形態の一例を示す。この発光装置は、実装基板１と、ＬＥＤチップ２とを備える。実装基板1は、セラミックスで形成されたものであり、この実装基板１には凹部３が形成され、この凹部３の底面の配線（図示略）に金等でバンプ９を設け、ＬＥＤチップ２をバンプ９上にフリップチップ実装し電気的に接続している。また、ＬＥＤチップ２の光取り出し面側には、シリコーン樹脂製半球状の光取り出し率を増大させる光取り出し増大部５が設置され、凹部３はシリコーン樹脂などの封止樹脂４で充填され、光取り出し増大部５の一部を覆った状態になっている。ここに、凹部３の上端位置（壁面の頂部）はＬＥＤチップ２の光取り出し面より高く、光取り出し増大部５の頂部よりは低くなっている。

この構成により、凹部３に充填する封止樹脂４の内、余分な樹脂は凹部３外に流れ出し、封止樹脂４は、凹部３壁面の頂部の高さに略等しくなるように充填され、封止樹脂４の高さはバラツキなく、常に光取り出し増大部５の一定の高さまでを覆っている状態になる。このため、光取り出し増大部５の光取り出しの効果は一定となり、発光装置ごとの光出力のバラツキは低減される。

上記実装基板１は、セラミックスを用いたが、セラミックスに限定されるものではなく、プリント基板や金属基板等も使用することができる。また、光取り出し増大部５はシリコーン樹脂に限定されるものではなく、ガラス、アクリル樹脂などの透明樹脂でも同様の効果が得られる。また、光取り出し増大部５の形状は半球に限定されるものではなく、光取り出し増大部５と外側の媒質との界面での全反射を少なくする構造なら同様の効果が得られる。また、凹部３に充填される封止樹脂４は、シリコーンに限定されるものではなく、透明な高屈折率接着剤でも同様の効果が得られる。

（実施例１−２）
図２は、本発明に係る発光装置の実施形態の他の例を示す。この発光装置は、ＬＥＤチップ２の光取り出し面と光取り出し増大部６の構成が上記実施形態とは異なり、光取り出し面は、該面と外部との屈折率の違いによる全反射を低減するためにテーパ構造になり、それでもって光取り出し増大部６を形成している。その他の構成は上記と同等であり、凹部３に充填された封止樹脂４の高さはバラツキなく、常にＬＥＤチップ２の一定の高さまでを覆い、また、凹部３の上端位置はＬＥＤチップ２の光取り出し面である光取り出し増大部６より低くなっている。従って、この光取り出し増大部６により、上記と同等の光取り出し効果が得られる。

ＬＥＤチップ２の光取り出し面に形成された光増大部６はテーパ構造であるが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤチップ２の光取り出し面での全反射を低減する構造であれば同様の効果が得られる。

（実施例２）
図３は、本発明に係る発光装置の実施形態の一例を示す。この発光装置において、上記実施例１と相違する点は、実装基板１に凹部３と、その周囲に第２の凹部７が形成されていることであり、凹部３に封止樹脂４を充填したときに、余分な樹脂が、その周囲の第２の凹部７に流れ込み、実装基板１の外に漏れ出すことを防止できるようにした。これにより、実装基板１の外側に配置される部品や電気配線などを充填樹脂で汚染することがなくなる。その他の構成は、上記実施例１と同様であり、凹部３に充填された封止樹脂４の高さはバラツキなく、光取り出し増大部５の一定の高さまでを覆っているので、光取り出し効果は一定となり、発光装置ごとの光出力のバラツキが低減できる。

（実施例３−１）
図４は、本発明に係る発光装置の実施形態の一例を示す。この発光装置において、上記実施例２と相違する点は、実装基板１の第２の凹部７に、ドーム状の波長変換部材８が凹部３及び光取り出し増大部５を覆うように配置され、凹部３を充填して溢れてきたシリコーン樹脂などの封止樹脂４で固定されるようにしたことである。これにより、ＬＥＤチップ２から放射される電磁波を吸収してＬＥＤチップ２の電磁波とは異なる波長の電磁波を放射する機能を持たせることができる。その他の効果は、上記と同等である。
なお、波長変換部材８はドーム状になっているが、この形状に限定されるものではなく、同等の機能を備え、内部に光取り出し増大部５を納める空間を有していれば、直方体や砲弾型のような形状でもよい。

（実施例３−２）
図５は、本発明に係る発光装置の実施形態の一例を示す。この発光装置において、上記実施例３−１と相違する点は、実装基板１の第２の凹部７に、筒状の波長変換部材８が凹部３及び光取り出し増大部５を覆うように配置され、凹部３を充填して溢れてきた封止樹脂４で固定されるようにしたことである。ここに、波長変換部材８は、枠部８ｂと、その上部を覆うように配置された波長変換材料８aとで形成されている。この形態においても、上記実施形態３−１と同等の効果が得られる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能であり、実装基板に設けられた凹部の上端位置を光取り出し増大部の頂部より低くし、封止樹脂の高さ制御を実装基板側に持たせることにより、封止樹脂の高さを実装基板に設けられた凹部上端位置にするものであれば、どのような構成であっても構わない。

本発明の実施例の一例を示す断面図。本発明の実施例の一例を示す断面図。（ａ）（ｂ）は本発明の実施例の一例を示す上面図及び断面図。本発明の実施例の一例を示す断面図。本発明の実施例の一例を示す断面図。従来例を示す断面図。

符号の説明

１実装基板
２ＬＥＤチップ
３凹部
４封止樹脂
５光取り出し増大部
６ＬＥＤチップ上の光取り出し増大部
７第２の凹部
８波長変換部材

Claims

ＬＥＤチップと、凹部を有し、その底面に前記ＬＥＤチップを実装する実装基板と、少なくともＬＥＤチップの実装基板側の表面を封止する封止樹脂とからなる発光装置において、
前記ＬＥＤチップは、光取り出し面側に、ＬＥＤチップと一体になりＬＥＤチップからの光の取り出し率を増大させる光取り出し増大部が設けられ、
前記封止樹脂は、前記凹部壁面の頂部の高さに略等しくなるように充填され、
前記光取り出し増大部は、その頂部が前記凹部壁面の頂部よりも高くなるように設けられていることを特徴とする発光装置。
前記実装基板の凹部の周囲に樹脂材料が流れ込む第２の凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
ＬＥＤチップから放射される電磁波を吸収してＬＥＤチップの電磁波とは異なる波長の電磁波を放射する波長変換材料を含む波長変換部材を有し、
前記波長変換部材は、開口部を凹部に対向させて前記凹部とその周囲とを覆うように、実装基板上に設置され、かつ、前記開口部の端部が前記第２の凹部に嵌合することを特徴とする請求項２記載の発光装置。