JP2006179544A - Led light source - Google Patents

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Kiyoshi Takahashi
高橋  清
Tadashi Yano
正 矢野
Masanori Shimizu
正則 清水
Toshibumi Ogata
俊文 緒方
Noriyasu Tanimoto
憲保 谷本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED light source in which luminous flux lowers little even in case of an LED light source having relatively high power consumption per LED and a long lifetime is realized. <P>SOLUTION: In the LED light source mounting an LED chip on a substrate, the LED chip is covered with first translucent resin which is covered with second translucent resin. The first resin is silicon resin, the second resin has a glass transition point of 100°C or above, and power consumption per LED chip is 0.1 W or above. A small LED light source having a high luminous flux in which lifetime characteristics are improved can thereby be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はLED1個当たりの消費電力が比較的大きなLED光源においても、光束低下が少なく、長寿命を実現したLED光源に関するものである。   The present invention relates to an LED light source that realizes a long service life with little decrease in luminous flux even in an LED light source with relatively large power consumption per LED.

白色LEDは蛍光灯のように水銀を使用しないため、環境によりやさしい光源であることや、ガラスを用いないためガラス破損片が飛び散らないなどの理由のため、次世代照明光源として開発が進められている。従来のLED光源の例として、LED(GaNダイ)12の周辺部に蛍光層20を配置し、その上部にレンズ24を配置するものが知られている。また、レンズを構成する部材は、透光性エポキシ樹脂が一般的と紹介されている(例えば、特許文献1)。
特開2000−244021号公報(0004段落を参照)
Since white LEDs do not use mercury like fluorescent lamps, they are being developed as next-generation illumination light sources because they are a light source that is easier on the environment, and because glass is not used and glass fragments are not scattered. Yes. As an example of a conventional LED light source, one in which a fluorescent layer 20 is disposed in the periphery of an LED (GaN die) 12 and a lens 24 is disposed thereon is known. In addition, a translucent epoxy resin is generally introduced as a member constituting the lens (for example, Patent Document 1).
JP 2000-244021 A (see paragraph 0004)

上記のようなLEDは、一般的にLEDチップの大きさが約0.3mm角程度であり、LED1個当たり0.07W(=3.5V×0.02A)の消費電力となるように設計されている。ところが、大光量を得るためにLEDへの投入電力を増加させ、0.1W以上とすると、LEDの光束維持率が極端に低下することがわかった。その原因を、解析したところ、LED周辺部の樹脂が劣化し、黄変することが原因であることがわかった。   The LED as described above is generally designed so that the size of the LED chip is about 0.3 mm square and the power consumption is 0.07 W (= 3.5 V × 0.02 A) per LED. ing. However, it has been found that if the input power to the LED is increased in order to obtain a large amount of light and is 0.1 W or more, the luminous flux maintenance factor of the LED is extremely lowered. When the cause was analyzed, it was found that the resin around the LED deteriorates and turns yellow.

本発明は、上記課題を解決するためになされ、その目的とするところは、光束が大きくかつ、小型なLED光源において、寿命特性を改善したLED光源を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an LED light source that has a long luminous flux and has improved life characteristics.

上記従来の課題を解決するため、本発明に係るLED光源は、基板上にLEDチップが実装されたLED光源であって、前記LEDチップは第一の透光性樹脂で覆われており、前記第一の樹脂は第二の透光性樹脂で覆われており、前記第一の樹脂は、シリコーン樹脂であり、前記第二の樹脂のガラス転移点温度は、105℃以上であり、前記LEDチップ1個あたりの消費電力が0.1W以上である構成を有している。   In order to solve the above-described conventional problems, an LED light source according to the present invention is an LED light source in which an LED chip is mounted on a substrate, and the LED chip is covered with a first translucent resin, The first resin is covered with a second translucent resin, the first resin is a silicone resin, and the glass transition temperature of the second resin is 105 ° C. or higher, and the LED The power consumption per chip is 0.1 W or more.

好適な実施形態において、前記第一の樹脂の屈折率をn1とし、と前記第二の樹脂の屈折率をn2としたとき、n1<n2の関係が成り立つ構成を有している。   In a preferred embodiment, when the refractive index of the first resin is n1 and the refractive index of the second resin is n2, the relationship of n1 <n2 is satisfied.

好適な実施形態において、前記第二の樹脂は、エポキシ樹脂である構成を有している。   In a preferred embodiment, the second resin has a configuration that is an epoxy resin.

好適な実施形態において、基板上にLEDチップが実装されたLED光源であって、前記LEDチップは第一の透光性樹脂で覆われており、前記第一の樹脂は第二の透光性樹脂で覆われており、前記第二の樹脂は第三の透光性樹脂で覆われており、前記第一の樹脂は、シリコーン樹脂であり、前記第二の樹脂は、ガラス転移点温度が105℃以上の樹脂であり、前記LEDチップ1個あたりの消費電力が0.1W以上である構成を有している。   In a preferred embodiment, the LED light source has an LED chip mounted on a substrate, wherein the LED chip is covered with a first translucent resin, and the first resin is a second translucent resin. The second resin is covered with a third translucent resin, the first resin is a silicone resin, and the second resin has a glass transition temperature. The resin is 105 ° C. or higher, and the power consumption per LED chip is 0.1 W or higher.

好適な実施形態において、前記第一の樹脂の屈折率をn1とし、と前記第二の樹脂の屈折率をn2とし、前記第三の樹脂の屈折率をn3としたとき、n1<n2<n3の関係が成り立つ構成を有している。   In a preferred embodiment, when the refractive index of the first resin is n1, the refractive index of the second resin is n2, and the refractive index of the third resin is n3, n1 <n2 <n3 This relationship holds.

好適な実施形態において、前記第二の樹脂は、エポキシを主材料とした樹脂であること構成を有している。   In a preferred embodiment, the second resin has a configuration that is a resin whose main material is epoxy.

好適な実施形態において、前記第三の樹脂は、エポキシを主材料とした樹脂である構成を有している。   In a preferred embodiment, the third resin has a configuration that is a resin whose main material is epoxy.

好適な実施形態において、前記LEDチップ1個当たりの消費電力が1W以上であり、第三の樹脂のガラス転移点温度が105℃以上である構成を有している。   In a preferred embodiment, the power consumption per LED chip is 1 W or more, and the glass transition temperature of the third resin is 105 ° C. or more.

好適な実施形態において、前記第一の樹脂に、蛍光材料が含まれている構成を有している。   In a preferred embodiment, the first resin includes a fluorescent material.

好適な実施形態において、前記第一の樹脂の平均厚さは、0.05〜2mmである構成を有している。   In a preferred embodiment, the first resin has an average thickness of 0.05 to 2 mm.

好適な実施形態において、前記第一の樹脂の平均厚さは、0.5mm以下である構成を有している。   In a preferred embodiment, the average thickness of the first resin is 0.5 mm or less.

好適な実施形態において、前記LEDチップの発光中心波長は、350〜500nmであり、前記蛍光材料の発光と組み合わせて白色に点灯する構成を有している。   In a preferred embodiment, the light emission center wavelength of the LED chip is 350 to 500 nm, and the LED chip is configured to light white in combination with the light emission of the fluorescent material.

以上のように、本発明は、基板上にLEDチップが実装されたLED光源であって、前記LEDチップは第一の透光性樹脂で覆われており、前記第一の樹脂は第二の透光性樹脂で覆われており、前記第一の樹脂は、シリコーン樹脂であり、前記第二の樹脂のガラス転移点温度は、105℃以上であり、前記LEDチップ1個あたりの消費電力が0.1W以上である構成により、光束が大きくかつ、小型なLED光源において、寿命特性を改善したLED光源を提供することができる。   As described above, the present invention is an LED light source in which an LED chip is mounted on a substrate, the LED chip is covered with a first light-transmitting resin, and the first resin is a second light-transmitting resin. Covered with a translucent resin, the first resin is a silicone resin, the glass transition temperature of the second resin is 105 ° C. or more, and the power consumption per one LED chip is With the configuration of 0.1 W or more, it is possible to provide an LED light source with a large luminous flux and a small LED light source with improved life characteristics.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるLED光源104を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an LED light source 104 according to the first embodiment of the present invention.

図1において、基板101上にLED102が配列されている。LED102は、2×2cmの範囲内に8×8個、計64個並べられている。103はLED光源104に給電するための電極である。   In FIG. 1, LEDs 102 are arranged on a substrate 101. A total of 64 LEDs 102 are arranged in a range of 2 × 2 cm, 8 × 8. Reference numeral 103 denotes an electrode for supplying power to the LED light source 104.

このLED光源104のA−A‘面での断面拡大図を図2に示す。基板101上にLEDチップ201がフリップチップ実装され、LEDチップ201を覆うように第一の樹脂202が形成されている。また、第一の樹脂202を覆うように第二の樹脂203が形成されており、さらに、第二の樹脂203を覆うように第三の樹脂204が形成されている。   FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the LED light source 104 on the A-A ′ plane. An LED chip 201 is flip-chip mounted on the substrate 101, and a first resin 202 is formed so as to cover the LED chip 201. A second resin 203 is formed so as to cover the first resin 202, and a third resin 204 is formed so as to cover the second resin 203.

また、基板上のLED周辺部にはLEDチップを取り囲むように、図中の上部の光の出射方向に向けて光が取り出せるように反射板205が設置されている。   In addition, a reflection plate 205 is installed around the LED on the substrate so as to be able to extract light toward the light emitting direction at the top in the drawing so as to surround the LED chip.

LED素子201は、発光中心波長が350〜500nmであり、GaN系のLED素子である。発光面の大きさは0.3〜5mm角である。本実施の形態において、発光中心波長が460nmで、発光面の大きさが0.3mm角である。   The LED element 201 is a GaN-based LED element having a light emission center wavelength of 350 to 500 nm. The size of the light emitting surface is 0.3 to 5 mm square. In the present embodiment, the emission center wavelength is 460 nm, and the size of the light emitting surface is 0.3 mm square.

基板101は、アルミニウムを主原料とした基板であり、絶縁層を含むコンポジット層とAl層からできている。厚みはコンポジット層が0.01〜0.5mm程度、Al層が0.5〜5mm程度である。なお、本実施の形態の基板は、コンポジット層が0.3mm、Al層が1mmの厚みのものを用いた。この基板の20mm角の範囲に64個のLED201が等間隔で並べられている。第一の樹脂は、青色光を吸収し黄色光を発光する蛍光体を混入させたシリコーン樹脂である。樹脂厚み(平均厚さ)は、0.05〜2mmの範囲であり、本実施の形態においては、0.2mmである。この範囲に調整することによって、樹脂による光の吸収が比較的少なく、かつ蛍光体による波長変換が十分に行うことができるため好ましい。   The substrate 101 is a substrate mainly made of aluminum, and is made of a composite layer including an insulating layer and an Al layer. The thickness is about 0.01 to 0.5 mm for the composite layer and about 0.5 to 5 mm for the Al layer. In addition, the board | substrate of this Embodiment used the thing whose thickness of a composite layer is 0.3 mm, and Al layer is 1 mm. 64 LEDs 201 are arranged at equal intervals in a 20 mm square area of the substrate. The first resin is a silicone resin mixed with a phosphor that absorbs blue light and emits yellow light. The resin thickness (average thickness) is in the range of 0.05 to 2 mm, and is 0.2 mm in the present embodiment. Adjustment to this range is preferable because light absorption by the resin is relatively small and wavelength conversion by the phosphor can be sufficiently performed.

蛍光体は、例えばYAGの黄色蛍光体が用いられる。LEDの青色発光と蛍光体の黄色発光によって白色が出力されるLED光源である。   For example, YAG yellow phosphor is used as the phosphor. It is an LED light source that outputs white color by blue light emission of LED and yellow light emission of phosphor.

第二の樹脂203は、エポキシを主材料とした樹脂であり、ガラス転移点が105℃である。また、樹脂の厚みは、0.5〜5mmであり、本実施の形態では、0.8mmである。   The second resin 203 is a resin whose main material is epoxy, and has a glass transition point of 105 ° C. Moreover, the thickness of resin is 0.5-5 mm, and is 0.8 mm in this Embodiment.

第三の樹脂204は、エポキシを主材料とした樹脂であり、第二の樹脂とは組成が異なっている。また、レンズ形状となっている。特にこれらのエポキシ樹脂は、従来のエポキシ樹脂と異なり、ガラス転移点が105℃以上であることが特徴である。ガラス転移点の測定は、DSC法(=Differential Scanning Calorimetry)を用いた。   The third resin 204 is a resin whose main material is epoxy and has a composition different from that of the second resin. Moreover, it has a lens shape. In particular, these epoxy resins are characterized by having a glass transition point of 105 ° C. or higher, unlike conventional epoxy resins. The glass transition point was measured by the DSC method (= Differential Scanning Calibration).

反射板205は、表面が反射率の高いものであり、例えば、アルミニウム板、樹脂板などのベースに反射加工として金属メッキ、たとえば銀メッキしたものなどを用いることが出来る。本実施の形態の場合は、アルミニウム板である。反射板の厚みは、チップの大きさによって異なるが、チップサイズの10〜50倍程度が適当である。本実施の形態の反射板は、0.3mm角チップであるので、厚さが1mmのものを用いた。   The reflection plate 205 has a surface with high reflectivity, and for example, a metal plate, such as a silver plate, can be used as a reflection process on a base such as an aluminum plate or a resin plate. In the case of this embodiment, it is an aluminum plate. The thickness of the reflecting plate varies depending on the size of the chip, but about 10 to 50 times the chip size is appropriate. Since the reflector of this embodiment is a 0.3 mm square chip, a reflector having a thickness of 1 mm was used.

上記のように構成された、LEDチップは、図示しないが32個直列に接続され、2並列で計64個の構成であり、約100Vの直流電流で点灯するように設計されている。ここで、LED1個あたり、電圧3.5Vで80mAの電流を流すので、3.5V×0.04A=0.14Wの電力を投入する設計となっている。   Although not shown, 32 LED chips configured as described above are connected in series, and are configured in a total of 64 in 2 parallel, and are designed to light up with a direct current of about 100V. Here, since a current of 80 mA is supplied at a voltage of 3.5 V per LED, the power is designed to be supplied with a power of 3.5 V × 0.04 A = 0.14 W.

本実施の形態のLED光源104において、LEDが実装されている面とは反対側の基板面に、図示しないが10cm×10cm×15cmの大きさのAl製ヒートシンクを装着し、周囲温度60℃の環境下でライフ試験を行った。   In the LED light source 104 of the present embodiment, an Al heat sink having a size of 10 cm × 10 cm × 15 cm (not shown) is mounted on the substrate surface opposite to the surface on which the LEDs are mounted, and the ambient temperature is 60 ° C. Life test was conducted in the environment.

また、比較例として、従来のLED光源も数種類用意した。従来のLED光源は、本実施の形態1のLED光源と同様の構成であり、第二の樹脂203がエポキシ樹脂であり、ガラス転移点温度が105℃以下の、60〜95℃であることのみが異なっている。   Moreover, several types of conventional LED light sources were prepared as comparative examples. The conventional LED light source has the same configuration as the LED light source of the first embodiment, the second resin 203 is an epoxy resin, and the glass transition temperature is only 105 to 95 ° C., which is 60 to 95 ° C. Is different.

これらのLED光源を上記電力で連続点灯して、光束維持率を測定したところ、図4に示すように、従来のLED光源は、本実施の形態のLED光源と比較して、極端に光束維持率が低下することがわかった。また、詳細に調査していくと、第二の樹脂については、ガラス転移点温度が105℃以上の樹脂であれば良いことがわかった。エポキシ樹脂は、組成の異なるものが数多く開発、販売されており、熱膨張率、屈折率、比重、硬度、曲げ強度など数多くの特性がそれぞれ異なったものがある。エポキシ基にシリコーンを結合させ、シリコーン樹脂の特性に近づけたものなどが開発されている。ここで、エポキシ樹脂とは、エポキシを主材料とした樹脂であり、エポキシ基を持った樹脂全てを指す。また、ガラス転移点温度とは、樹脂の弾性率が急激に低下する温度である。これらの樹脂のガラス転移点温度は、数十℃のものから200℃近いものまで数多くあるが、従来は樹脂の光束維持率に関係するとは考えられていなかった。樹脂は、さまざまな原因で分子中の結合が切れるなど黄変し劣化する。しかし、本実施の結果より、ガラス転移点温度を規定することによって、より光束維持率の高いLED光源を得ることが出来ることがわかった。   When these LED light sources were continuously lit with the above power and the luminous flux maintenance factor was measured, as shown in FIG. 4, the conventional LED light source is extremely luminous flux-maintaining as compared with the LED light source of the present embodiment. It was found that the rate decreased. Further, in detail investigation, it was found that the second resin may be a resin having a glass transition temperature of 105 ° C. or higher. Many epoxy resins having different compositions have been developed and sold, and some have different properties such as thermal expansion coefficient, refractive index, specific gravity, hardness, and bending strength. Products that have silicones bonded to epoxy groups that are close to the properties of silicone resins have been developed. Here, the epoxy resin is a resin whose main material is epoxy, and refers to all resins having an epoxy group. Further, the glass transition temperature is a temperature at which the elastic modulus of the resin rapidly decreases. These resins have many glass transition point temperatures ranging from several tens of degrees Celsius to close to 200 degrees Celsius, but conventionally they have not been considered to be related to the luminous flux maintenance factor of the resins. The resin is yellowed and deteriorates, for example, the bond in the molecule is broken due to various causes. However, it has been found from the results of this embodiment that an LED light source with a higher luminous flux maintenance factor can be obtained by defining the glass transition temperature.

ここで、本実施の形態のLED光源の温度シミュレーションを行ったので以下に示す。   Here, since the temperature simulation of the LED light source of this Embodiment was performed, it shows below.

シミュレーション条件は、以下の通りである。各構成材料のサイズは、上記実施の形態通りである。第一の樹脂の202は、0.2mm厚で、第二の樹脂203は厚さ0.8mmで、反射板と同じ高さまで注入されている。第三の樹脂204は、反射板205の開口部の大きさと等しいレンズ形状となっている。   The simulation conditions are as follows. The size of each constituent material is as in the above embodiment. The first resin 202 has a thickness of 0.2 mm, and the second resin 203 has a thickness of 0.8 mm, and is injected to the same height as the reflector. The third resin 204 has a lens shape that is equal to the size of the opening of the reflecting plate 205.

また、物性値は表1に示すものを用いた。各樹脂の物性値は厳密には異なるが、他の構成材料(反射板、基板など)と比較すると相対的に差が小さいので、同一として扱った。   The physical properties shown in Table 1 were used. Although the physical property values of the respective resins are strictly different, since the differences are relatively small compared to other constituent materials (reflecting plates, substrates, etc.), they were treated as the same.

周囲温度は、60℃の空気であり、基板背面は、上記同様の大きさのAl製ヒートシンクに接続されている。LED1個当たり、3.5V×0.04A=0.14W投入し、そのうち90%が熱として放出されるとしてシミュレーション計算を行った。   The ambient temperature is 60 ° C. air, and the back surface of the substrate is connected to an Al heat sink having the same size as described above. Simulation calculation was performed assuming that 3.5V × 0.04A = 0.14W was charged per LED and 90% of the LED was released as heat.

Figure 2006179544
Figure 2006179544

図5に本実施の形態のLED光源の断面部の温度分布シミュレーション結果を示す。その結果、LEDを熱源として、LEDを中心に等温度線が現れ、第一の樹脂部分は、等温度線が70℃以上となっており、大半の部分が点灯中に70℃以上になっていることがわかる。また、第二の樹脂部分は、最高で70℃、最低で63℃を下回る程度の温度範囲となっていることがわかる。第三の樹脂は、63℃から周囲温度の60℃程度である。また、基板は熱伝導率が高いため、温度勾配が急(等温度線の間隔が狭い)である。   FIG. 5 shows the temperature distribution simulation result of the cross section of the LED light source of the present embodiment. As a result, with the LED as a heat source, an isothermal line appears around the LED, and the first resin part has an isothermal line of 70 ° C. or higher, and most of the portions become 70 ° C. or higher during lighting. I understand that. Further, it can be seen that the second resin portion has a temperature range of about 70 ° C. at the maximum and below 63 ° C. at the minimum. The third resin has a temperature of 63 ° C. to about 60 ° C. of the ambient temperature. Further, since the substrate has high thermal conductivity, the temperature gradient is steep (the interval between the isothermal lines is narrow).

以上の検討によって、第二の樹脂について、ガラス転移点が105℃以上樹脂であれば、樹脂の熱耐性が高くなり、寿命中の劣化が少なくなることを見出した。また、蛍光体を用いたLEDの場合、実質的に、第一の樹脂の厚みは、蛍光体の濃度から決定されるため、第二の樹脂温度が高くなり、第二の樹脂の種類がLEDの寿命を大きく決定することとなることがわかった。   As a result of the above studies, it has been found that if the glass transition point of the second resin is 105 ° C. or higher, the heat resistance of the resin is increased and the deterioration during the lifetime is reduced. In the case of an LED using a phosphor, since the thickness of the first resin is substantially determined from the concentration of the phosphor, the second resin temperature is increased, and the type of the second resin is the LED. It has been found that the lifespan will be greatly determined.

以上の検討より、定格点灯時の第二の樹脂温度が70℃以上となった場合に、LED光源に寿命に対する、第二の樹脂のガラス転移点温度の影響が大きくなる。   From the above examination, when the second resin temperature at the time of rated lighting becomes 70 ° C. or more, the influence of the glass transition temperature of the second resin on the lifetime of the LED light source becomes large.

第二の樹脂温度が70℃以上になるのは、LEDの消費電力が0.1W以上かつ第一の樹脂の厚みが、2mmより薄い場合である。また、第一の樹脂の厚みは、一般的な製造工程の精度などから少なくとも0.05mm程度は必要であるので、0.05mmから2mm程度が第一の樹脂の厚さ範囲として適当である。また、第一の樹脂中に蛍光体を含み、LEDからの発光を一部吸収し、波長変換した光と混ぜ合わせる構成の場合は、第一の樹脂厚は、0.5mm以下にすることによって、樹脂中での光吸収を少なく出来る効果を有するため、より好ましい。このような好ましい例として、LEDチップの発光中心波長が350〜500nmであり、第一の樹脂中に蛍光体を含み、白色点灯するものがある。   The second resin temperature becomes 70 ° C. or more when the power consumption of the LED is 0.1 W or more and the thickness of the first resin is less than 2 mm. Further, the thickness of the first resin is required to be at least about 0.05 mm from the accuracy of general manufacturing processes, and therefore, the thickness range of about 0.05 mm to 2 mm is suitable as the thickness range of the first resin. In the case where the first resin contains a phosphor, partially absorbs light emitted from the LED, and is mixed with the wavelength-converted light, the first resin thickness is set to 0.5 mm or less. It is more preferable because it has an effect of reducing light absorption in the resin. As such a preferable example, there is one in which the emission center wavelength of the LED chip is 350 to 500 nm, the phosphor is contained in the first resin, and is lit white.

LEDチップと蛍光体の組み合わせの例として、チップの発光波長が350〜400nm程度のものと、RGBの各色に発光する蛍光体を組み合わせたもの、もしくは、チップの発光波長が400〜500nm程度のものと、補色に当たる波長の蛍光を示す蛍光体との組み合わせ、もしくは、前記400〜500nm程度のチップと500〜800nmの発光をする1種以上の蛍光体である例などがある。   Examples of combinations of LED chips and phosphors are those in which the emission wavelength of the chip is about 350 to 400 nm and those in which phosphors that emit light in RGB colors are combined, or the emission wavelength of the chip is about 400 to 500 nm. And a combination with a phosphor exhibiting a fluorescence having a wavelength corresponding to a complementary color, or an example of one or more phosphors emitting light of 500 to 800 nm with the chip of about 400 to 500 nm.

本実施の形態では、第二の樹脂として、エポキシを主材料として含む樹脂の場合を説明したが、シリコーン樹脂であっても同様の効果が得られることを確認している。   In the present embodiment, the case of a resin containing epoxy as a main material has been described as the second resin, but it has been confirmed that the same effect can be obtained even with a silicone resin.

また、このような効果は、LED1個当たりの電力が0.1W以上の場合について起こることがわかっている。電力が0.1W以下の場合は、LEDからの光、熱エネルギーともに小さいので、光束維持率の減退は顕著ではない。しかし、0.1Wを超えると急激に光束維持率の減退が大きくなる。従来のLED光源は、0.1Wを超えると数百時間で黄変が始まり、光束劣化が始まったのに対し、本実施の形態のLED光源は、5000時間以上たっても黄変は見られなかった。   In addition, it has been found that such an effect occurs when the power per LED is 0.1 W or more. When the power is 0.1 W or less, since the light from the LED and the thermal energy are both small, the decrease in the luminous flux maintenance factor is not remarkable. However, when it exceeds 0.1 W, the decrease of the luminous flux maintenance factor increases rapidly. When the conventional LED light source exceeds 0.1 W, yellowing starts in several hundred hours and the luminous flux begins to deteriorate, whereas the LED light source according to the present embodiment does not show yellowing even after 5000 hours or more. It was.

また、第三の樹脂は、外力などに対応するために硬いことが望ましいので、エポキシ樹脂などが好適である。なお、好ましくは、第三の樹脂も、ガラス転移点温度を105℃以上のものを使用することが好ましい。なぜならば、LED1個当たり1W以上といった大きな出力を持つLEDの場合は、第三の樹脂も高温となるためガラス転移点温度を規定しなければ、第三の樹脂が黄変してしまうからである。   Moreover, since it is desirable that the third resin is hard in order to cope with an external force or the like, an epoxy resin or the like is preferable. Preferably, the third resin also has a glass transition temperature of 105 ° C. or higher. This is because in the case of an LED having a large output of 1 W or more per LED, the third resin also becomes high temperature, and the third resin will turn yellow unless the glass transition temperature is defined. .

なお、エポキシ樹脂が実現しうる、ガラス転移点温度は実質的に250℃程度が上限である。   The upper limit of the glass transition temperature that can be realized by the epoxy resin is substantially about 250 ° C.

なお、本実施の形態では、第三の樹脂にエポキシ樹脂の場合を記載したが、他の樹脂であってもかまわない。   In the present embodiment, the case where an epoxy resin is used as the third resin has been described, but other resins may be used.

なお、本実施の形態では、ガラス転移点測定法として、DSC法を用いたが、TMA法でも良い。また、どちらか1つの方法でも、本請求範囲に入っている場合は、同様に効果を有するものである。   In this embodiment, the DSC method is used as the glass transition point measurement method, but the TMA method may be used. Also, any one of the methods has the same effect if it falls within the scope of the present claims.

なお、本実施の形態において、第一の樹脂、第二の樹脂、第三の樹脂と3種の樹脂を使用する場合について説明したが、第三の樹脂が無い場合でも、同様の効果を得ることが出来る。ただし、各樹脂の屈折率が、第一の樹脂<第二の樹脂<第三の樹脂、となる場合においては、各樹脂間での屈折率差が小さくなるため、LEDチップからの光の取りだし効率が向上するため好ましい。また、本実施の形態の屈折率は、第一の樹脂:1.41、第二の樹脂:1.45、第三の樹脂:1.50となっており第一の樹脂と第三の樹脂の屈折率差のおよそ中間的な屈折率を第二の樹脂が持っているため、より好ましい。   In the present embodiment, the case where the first resin, the second resin, the third resin, and three kinds of resins are used has been described, but the same effect can be obtained even when there is no third resin. I can do it. However, in the case where the refractive index of each resin is the first resin <the second resin <the third resin, the difference in the refractive index between the resins is small, so that the light from the LED chip is taken out. It is preferable because efficiency is improved. The refractive indexes of the present embodiment are the first resin: 1.41, the second resin: 1.45, and the third resin: 1.50. The first resin and the third resin Since the second resin has a refractive index approximately in the middle of the refractive index difference, it is more preferable.

なお、本実施の形態ではLEDチップを基板にフリップチップ実装した場合を記載したが、他の基板とLEDの実装方法として、ワイヤボンドによって実装する方法もある。本実施の形態で示したように、フリップチップ実装の方が好ましいことがわかった。なぜならば、フリップチップ実装では、ワイヤがないため、ワイヤ切れの故障モードがないためである。種々の実験を行ったところ、特に第二の樹脂および第三の樹脂中がワイヤがある場合は、当該樹脂のガラス転移点が高い樹脂ほど、樹脂の熱による膨張収縮によって、ワイヤが切れる可能性があることがわかったからである。   In this embodiment, the case where the LED chip is flip-chip mounted on the substrate is described. However, as another method of mounting the LED on the other substrate, there is a method of mounting by wire bonding. As shown in this embodiment, it was found that flip chip mounting is preferable. This is because, in flip chip mounting, there is no wire, so there is no failure mode of wire breakage. When various experiments were conducted, especially when the second resin and the third resin had wires, the higher the glass transition point of the resin, the more likely the wire to break due to expansion and contraction due to the heat of the resin. Because it was found that there is.

本発明のLED光源は、高出力でありながら、光束維持率の良好なLED光源を得ることが出来るので、一般照明、アクセント照明などの照明用途として有用である。また、液晶などのバックライト光源、自動車用の各種光源などとしても使用できる。   Since the LED light source of the present invention can obtain an LED light source having a high luminous flux and a good luminous flux maintenance factor, it is useful for lighting applications such as general lighting and accent lighting. Further, it can also be used as a backlight light source such as a liquid crystal and various light sources for automobiles.

本発明の実施の形態1におけるLED光源の概略を示す図The figure which shows the outline of the LED light source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるLED光源の断面を示す図The figure which shows the cross section of the LED light source in Embodiment 1 of this invention. LED光源の光束維持率を示す図The figure which shows the luminous flux maintenance factor of the LED light source 従来のLEDを示す図Figure showing a conventional LED 本発明のLED光源の温度シミュレーション結果を示す図The figure which shows the temperature simulation result of the LED light source of this invention

符号の説明Explanation of symbols

101 基板
102 LED
103 電極
104 LED光源
201 LEDチップ
202 第一の樹脂
203 第二の樹脂
204 第三の樹脂
205 反射板
101 Substrate 102 LED
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Electrode 104 LED light source 201 LED chip 202 1st resin 203 2nd resin 204 3rd resin 205 Reflector

Claims (12)

基板上にLEDチップが実装されたLED光源であって、
前記LEDチップは第一の透光性樹脂で覆われており、
前記第一の樹脂は第二の透光性樹脂で覆われており、
前記第一の樹脂は、透光性のシリコーン樹脂であり、
前記第二の樹脂のガラス転移点温度は、105℃以上であり、
前記LEDチップ1個あたりの消費電力が0.1W以上である
ことを特徴とするLED光源。
An LED light source having an LED chip mounted on a substrate,
The LED chip is covered with a first translucent resin,
The first resin is covered with a second translucent resin;
The first resin is a translucent silicone resin,
The glass transition temperature of the second resin is 105 ° C. or higher,
The LED light source, wherein power consumption per LED chip is 0.1 W or more.
前記第一の樹脂の屈折率をn1とし、と前記第二の樹脂の屈折率をn2
としたとき、
n1<n2の関係が成り立つことを特徴とする請求項1記載のLED光源。
The refractive index of the first resin is n1, and the refractive index of the second resin is n2.
When
2. The LED light source according to claim 1, wherein a relationship of n1 <n2 is established.
前記第二の樹脂は、エポキシを主材料とした樹脂であることを特徴とする請求項1記載のLED光源。 The LED light source according to claim 1, wherein the second resin is a resin whose main material is epoxy. 基板上にLEDチップが実装されたLED光源であって、
前記LEDチップは第一の透光性樹脂で覆われており、
前記第一の樹脂は第二の透光性樹脂で覆われており、
前記第二の樹脂は第三の透光性樹脂で覆われており、
前記第一の樹脂は、シリコーン樹脂であり、
前記第二の樹脂は、ガラス転移点温度が105℃以上の樹脂であり、
前記LEDチップ1個あたりの消費電力が0.1W以上である
ことを特徴とするLED光源。
An LED light source having an LED chip mounted on a substrate,
The LED chip is covered with a first translucent resin,
The first resin is covered with a second translucent resin;
The second resin is covered with a third translucent resin,
The first resin is a silicone resin,
The second resin is a resin having a glass transition temperature of 105 ° C. or higher,
The LED light source, wherein power consumption per LED chip is 0.1 W or more.
前記第一の樹脂の屈折率をn1とし、と前記第二の樹脂の屈折率をn2
とし、前記第三の樹脂の屈折率をn3としたとき、
n1<n2<n3の関係が成り立つことを特徴とする請求項4記載のLED光源。
The refractive index of the first resin is n1, and the refractive index of the second resin is n2.
And when the refractive index of the third resin is n3,
5. The LED light source according to claim 4, wherein a relationship of n1 <n2 <n3 is established.
前記第二の樹脂は、エポキシを主材料とした樹脂であることを特徴とする請求項4から5記載のLED光源。 6. The LED light source according to claim 4, wherein the second resin is a resin whose main material is epoxy. 前記第三の樹脂は、エポキシを主材料とした樹脂であることを特徴とする請求項4から6記載のLED光源。 The LED light source according to claim 4, wherein the third resin is a resin whose main material is epoxy. 前記LEDチップ1個当たりの消費電力が1W以上であり、第三の樹脂のガラス転移点温度が105℃以上であることを特徴とする請求項4から7記載のLED光源。 8. The LED light source according to claim 4, wherein the power consumption per LED chip is 1 W or more, and the glass transition temperature of the third resin is 105 ° C. or more. 前記第一の樹脂に、蛍光材料が含まれていることを特徴とする請求項4から8記載のLED光源。 The LED light source according to claim 4, wherein the first resin contains a fluorescent material. 前記第一の樹脂の平均厚さは、0.05〜2mmであることを特徴とする請求項9記載のLED光源。 The LED light source according to claim 9, wherein the average thickness of the first resin is 0.05 to 2 mm. 前記第一の樹脂の平均厚さは、0.5mm以下であることを特徴とする請求項9記載のLED光源。 The LED light source according to claim 9, wherein an average thickness of the first resin is 0.5 mm or less. 前記LEDチップの発光中心波長は、350〜500nmであり、前記蛍光材料の発光と組み合わせて白色に点灯することを特徴とする請求項9から11記載のLED光源。 12. The LED light source according to claim 9, wherein a light emission center wavelength of the LED chip is 350 to 500 nm, and is lit in white in combination with light emission of the fluorescent material.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047851A (en) * 2006-07-18 2008-02-28 Nichia Chem Ind Ltd Linear light emitting device and surface light emitting device using it
WO2012038164A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Electronic component
JP2015029122A (en) * 2011-04-20 2015-02-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light emitting device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047851A (en) * 2006-07-18 2008-02-28 Nichia Chem Ind Ltd Linear light emitting device and surface light emitting device using it
WO2012038164A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Electronic component
CN103119737A (en) * 2010-09-21 2013-05-22 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 Electronic component
US20130256737A1 (en) * 2010-09-21 2013-10-03 Osram Opto Semiconductor Gmbh Electronic Component
US9029901B2 (en) 2010-09-21 2015-05-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Electronic component
JP2015029122A (en) * 2011-04-20 2015-02-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light emitting device
US9299743B2 (en) 2011-04-20 2016-03-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting apparatus, backlight unit, liquid crystal display apparatus, and illumination apparatus
US9601669B2 (en) 2011-04-20 2017-03-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting apparatus, backlight unit, liquid crystal display apparatus, and illumination apparatus
USRE47780E1 (en) 2011-04-20 2019-12-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting apparatus, backlight unit, liquid crystal display apparatus, and illumination apparatus

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