JP2007080867A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDチップ(発光ダイオードチップ)を利用した発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device using an LED chip (light emitting diode chip).
従来、LEDチップとLEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップとは異なる発光色の光を放射する波長変換材料としての蛍光体(蛍光顔料、蛍光染料など)とを組み合わせてLEDチップの発光色とは異なる色合いの光を発する発光装置の研究が各所で行われている。この種の発光装置としては、例えば、青色光あるいは紫外光を放射するLEDチップと蛍光体とを組み合わせて白色の光(白色光の発光スペクトル)を得る白色発光装置(一般的に白色LEDと呼ばれている)の商品化がなされている。 Conventionally, an LED chip is combined with a fluorescent substance (fluorescent pigment, fluorescent dye, etc.) as a wavelength conversion material that emits light of a light emission color different from that of the LED chip when excited by light emitted from the LED chip. Research on light-emitting devices that emit light of a color different from the emission color has been conducted in various places. As this type of light-emitting device, for example, a white light-emitting device (generally called a white LED) that obtains white light (white light emission spectrum) by combining an LED chip that emits blue light or ultraviolet light and a phosphor. Has been commercialized.
また、かかる発光装置では、光出力の高出力化のために入力電力を大きくする必要があるが、そのためにはLEDチップのジャンクション温度の上昇を抑制しなければならない。そこで従来は、熱の良導体である金属製の本体表面にシート状の絶縁層を介して金属製のベース部材を設け、このベース部材の上にLEDチップを搭載することによって、LEDチップで発生した熱をベース部材から絶縁層を介して本体に放熱する構造が提案されていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に開示されている放熱構造においては、ベース部材の平坦な底面が絶縁層を介して本体に接触しており、ベース部材と本体との絶縁層を介した対向面積が狭いために効率よく熱を伝導することができなかった。
However, in the heat dissipation structure disclosed in
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、LEDチップで発生した熱をベース部材から本体へ効率よく伝導して放熱させることができる発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a light-emitting device that can efficiently conduct and dissipate heat generated in an LED chip from a base member to a main body.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、熱の良導体からなる本体と、本体表面に電気的な絶縁層を介して搭載される発光ダイオードとを備え、発光ダイオードは、LEDチップと、LEDチップが発する熱を絶縁層を介して本体に伝導する金属製のベース部材とを具備し、本体に凹部が設けられるとともに該凹部と嵌合する凸部がベース部材に設けられたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、上記目的を達成するために、請求項1の発光装置において、凹部に代えて本体に貫通孔が設けられるとともに、ベース部材に設けられる凸部が貫通孔に嵌合し且つ凸部の先端に放熱フィンが設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the light emitting device of the first aspect, a through hole is provided in the main body instead of the concave portion, and a convex portion provided in the base member is fitted into the through hole. And the heat-radiation fin was provided in the front-end | tip of the convex part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、本体の凹部又は貫通孔の周面が凹凸形状に形成されるとともに該凹凸形状の周面と嵌合する凹凸形状が凸部の周面に形成されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the concave surface of the main body or the peripheral surface of the through-hole is formed in a concave-convex shape, and the concave-convex shape fitted to the peripheral surface of the concave-convex shape is the circumference of the convex portion. It is formed on a surface.
本発明によれば、本体に凹部又は貫通孔を設けるとともに凹部又は貫通孔に嵌合する凸部をベース部材に設けることでベース部材と本体との絶縁層を介した対向面積が広くなるので、LEDチップで発生した熱をベース部材から本体へ効率よく伝導して放熱させることができるという効果がある。 According to the present invention, the opposing area through the insulating layer between the base member and the main body is widened by providing the base member with the concave portion or the through hole in the main body and providing the convex portion that fits into the concave portion or the through hole. There is an effect that heat generated in the LED chip can be efficiently conducted from the base member to the main body to be dissipated.
(実施形態1)
本実施形態の発光装置は、図1に示すように熱の良導体からなる本体10と、本体10表面に電気的な絶縁層12を介して搭載される発光ダイオード1とを備える。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the light-emitting device of the present embodiment includes a
本体10は熱伝導率が高い金属(例えば、アルミや銅など)製の板材からなり、表面には球面形状の凹部11が設けられている。本体10表面の凹部11とその周囲にグリーンシートからなる絶縁層12を介して発光ダイオード1が実装される。但し、絶縁層12はグリーンシートのようなシート状に形成したセラミックスの未焼結体に限らず、例えば、熱伝導性のよい熱硬化性の固着材(シリコーン樹脂など)を用いてもよい。
The
発光ダイオード1は、LEDチップ2と、LEDチップ2が発する熱を絶縁層12を介して本体に伝導する金属製のベース部材3とを具備する。LEDチップ2は、青色光を放射するGaN系青色LEDチップであり、サファイア基板からなる結晶成長用基板の主表面側にGaN系化合物半導体材料により形成されて、例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部がエピタキシャル成長法(例えば、MOVPE法など)により成長させてある。
The
また、LEDチップ2は、LEDチップ2のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されたサブマウント部材4を介してベース部材3上に搭載されており、図示しないアノード電極並びにカソード電極がそれぞれボンディングワイヤ5を介してベース部材3上に形成されている導体パターン6,6と電気的に接続されている。ここで、サブマウント部材4は、熱伝導率が比較的に高く且つ絶縁性を有する材料(例えば、AlNや複合SiCなど)によって形成されている。なお、LEDチップ2とサブマウント部材4とは、AuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田を用いて接合されている。
The
そして、ベース部材3上にはLEDチップ2から放射される光を反射する反射部材(リフレクタ)7が搭載され、リフレクタ7の出射口が色変換部材8によって閉塞されている。色変換部材8は、シリコーン樹脂のような透明材料とLEDチップ2から放射される青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体からなる蛍光材料とを混合した混合物の成形品によって平板状に構成されている。したがって、LEDチップ2から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光との混色光が色変換部材8から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
A reflective member (reflector) 7 that reflects light emitted from the
ベース部材3は、熱の良導体(例えば、アルミや銅などの金属)によって構成され、本体10の凹部11と嵌合する半球状の凸部3aが中央から突出する矩形平板状に形成され、絶縁層12を介して本体10表面に結合される。
The
而して、LEDチップ2で発生した熱がサブマウント部材4を介してベース部材3に伝わり、さらにベース部材3から絶縁層12を介して本体10に伝導して放熱されるのである。このとき、本体10に設けた凹部11とベース部材3に設けた凸部3aとによってベース部材3と本体10との絶縁層12を介した対向面積が広くなるので、LEDチップ2で発生した熱をベース部材3から本体10へ効率よく伝導して放熱させることができる。その結果、LEDチップ2のジャンクション温度の上昇を抑制して入力電力を大きくすることによって光出力の高出力化が図れる。
Thus, the heat generated in the
(実施形態2)
本実施形態の発光装置は、図2に示すように凹部11に代えて本体10に貫通孔13が設けられるとともに、ベース部材3に設けられる凸部3aが貫通孔13に嵌合し且つ凸部3aの先端に放熱フィン3bが設けられた点に特徴がある。但し、その他の構成は実施形態1と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the light emitting device according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
貫通孔13並びに凸部3aは、円錐台形状若しくは角錐台形状に形成され、貫通孔13に凸部3aを挿通した状態で絶縁層12を介して両者が嵌合している。また、凸部3aの先端面には複数の放熱フィン3bが設けられている。
The through-
而して、本体10に設けた貫通孔13にベース部材3の凸部3aを貫通させるとともに凸部3aの先端に放熱フィン3bが設けられているので、実施形態1に比較してさらに効率よくLEDチップ2の熱を放熱することができる。なお、図3に示すように本体10の貫通孔13の周面を凹凸形状に形成するとともに該凹凸形状の周面と嵌合する凹凸形状を凸部3aの周面に形成しても同様に放熱の効率が向上できる。また、このような凹凸形状は実施形態1の凹部11に設けてもよいし、凹凸形状と放熱フィン3bの双方を設けても構わない。
Thus, since the
1 発光ダイオード
2 LEDチップ
3 ベース部材
3a 凸部
10 本体
11 凹部
12 絶縁層
DESCRIPTION OF
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-
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- 2005-09-09 JP JP2005262929A patent/JP2007080867A/en active Pending
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