JP2008270607A - Light emitting apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子が発する光を反射する反射部を有する発光装置及び発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device having a reflecting portion that reflects light emitted from a light emitting element, and a method for manufacturing the light emitting device.
発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)等の発光素子を備える発光装置において、発光素子を搭載するパッケージにセラミック製のパッケージを用いる形態について知られている。 2. Description of the Related Art In a light emitting device including a light emitting element such as a light emitting diode (LED), a form using a ceramic package as a package for mounting the light emitting element is known.
係るセラミック製のパッケージとして、発光素子を実装したベース体に形成したテーパ状の開口に下地剤を塗布して、塗布した下地剤の表面に反射性物質を更に塗布した発光ダイオード用のパッケージについて記載されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a ceramic package, a light emitting diode package in which a base material is applied to a tapered opening formed in a base body on which a light emitting element is mounted and a reflective material is further applied to the surface of the applied base material is described. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載のパッケージでは、下地剤の表面に反射面を設けることにより、発光ダイオードの輝度を向上させている。
しかしながら、特許文献1に記載のパッケージでは、下地剤と反射性物質とをそれぞれ塗布するので、製造工程が増加する。
また、発光素子が発した光を発光装置の外部に取り出す光取り出し効率は反射性物質の反射率に依存している。したがって、反射性物質が塗布された状態においては、セラミック製のベース体自体の反射特性を活用することが困難である。
ここで、反射部をなすベース体に下地剤及び反射性物質を塗布せずに、ベース体自体の反射特性を活かすことが考えられる。しかし、この構成では、パッケージに封止材を充填する際に、多孔質材であり粗面状であるセラミック表面の凹部に封止材が浸入するので、封止材の上面形状の制御が困難である。
However, in the package described in Patent Document 1, since the base agent and the reflective material are applied, the manufacturing process increases.
Further, the light extraction efficiency for extracting the light emitted from the light emitting element to the outside of the light emitting device depends on the reflectance of the reflective substance. Therefore, it is difficult to utilize the reflection characteristics of the ceramic base body itself in a state where the reflective substance is applied.
Here, it is conceivable to make use of the reflection characteristics of the base body itself without applying the base agent and the reflective material to the base body forming the reflective portion. However, in this configuration, when the package is filled with the sealing material, the sealing material enters the concave portion of the ceramic surface which is a porous material and has a rough surface, and thus it is difficult to control the top shape of the sealing material. It is.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反射部の光の反射特性を活用すると共に、発光素子を封止する封止材の上面形状を適切に制御することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to appropriately control the shape of the top surface of the sealing material that seals the light emitting element while utilizing the light reflection characteristics of the reflecting portion. There is to do.
上記目的を達成するために、本発明においては、表面が粗面である多孔質材から構成され貫通孔を有する反射部と、貫通孔の一端を塞ぎ発光素子を搭載する搭載部と、を備える発光装置を製造するにあたり、反射部の粗面に塗布物質を塗布し、粗面の凹部内に塗布物質を浸入させる塗布工程と、塗布工程において凹部内に浸入した塗布物質から、焼成により凹部内形成物を凹部内に生成する焼成工程と、焼成工程において焼成した反射部の貫通孔の一端が発光素子を搭載した搭載部によって塞がれることにより形成される窪みに、流動性を有する封止材を充填する封止工程とを備える発光装置の製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, the present invention includes a reflective portion having a through hole formed of a porous material having a rough surface, and a mounting portion on which one end of the through hole is closed and a light emitting element is mounted. In manufacturing a light emitting device, a coating material is applied to the rough surface of the reflective portion, and the coating material is infiltrated into the concave portion of the rough surface. A firing step for generating a formed product in the recess, and a fluid seal in a recess formed by closing one end of the through hole of the reflection portion fired in the firing step by the mounting portion on which the light emitting element is mounted. There is provided a method of manufacturing a light emitting device including a sealing step of filling a material.
また、塗布物質は、有機ケイ素化合物から構成されてもよい。そして、多孔質材は、セラミックであり、凹部は、セラミックの開気孔であってもよい。更に、塗布工程において凹部内に浸入する塗布物質が、シリコーンオイルであり、凹部内形成物がシリコーンオイルの焼成により生成される無機材であってもよい。そして、焼成工程は、シリコーンオイルを500℃から1000℃の温度で焼成することが好ましい。更には、封止工程は、窪みに充填された封止材を硬化する硬化工程を有してもよい。 Further, the coating substance may be composed of an organosilicon compound. The porous material may be ceramic, and the recess may be a ceramic open pore. Furthermore, the coating substance that penetrates into the recesses in the coating process may be silicone oil, and the formed material in the recesses may be an inorganic material generated by baking silicone oil. And it is preferable that a baking process bakes silicone oil at the temperature of 500 to 1000 degreeC. Furthermore, the sealing step may include a curing step for curing the sealing material filled in the depression.
また、本発明においては、表面が粗面である多孔質材から構成され、貫通孔を有する反射部と、貫通孔の一端を塞ぎ発光素子を搭載する搭載部と、反射部の粗面における凹部内に形成される凹部内形成物と、反射部の貫通孔内に充填され、発光素子を封止する封止部とを備える発光装置が提供される。 Further, in the present invention, the reflecting surface is formed of a porous material having a rough surface, has a through hole, a mounting portion that closes one end of the through hole and mounts the light emitting element, and a recess in the rough surface of the reflecting portion. There is provided a light emitting device including an in-recess formed product formed inside and a sealing portion that fills the through hole of the reflecting portion and seals the light emitting element.
ここで、多孔質材は、セラミックであり、凹部は、セラミックの開気孔であってよい。そして、凹部内形成物は、反射部に塗布された塗布物質が開気孔に浸入し、浸入した塗布物質の焼成により開気孔内に生成される無機材であってよい。更に、凹部内形成物は、発光素子が発する光に対して透過性を有していてもよい。 Here, the porous material may be ceramic, and the recess may be an open pore of ceramic. And the formation in a recessed part may be an inorganic material produced | generated in the open pores by baking the coating substance applied to the reflection part into the open pores and firing the penetrated coating substance. Further, the in-recess formed product may be transmissive to light emitted from the light emitting element.
本発明によれば、反射部の光の反射特性を活用できると共に、発光素子を封止する封止材の上面形状を適切に制御できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to utilize the reflective characteristic of the light of a reflection part, the upper surface shape of the sealing material which seals a light emitting element can be controlled appropriately.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。また、図2は、本発明の第1の実施の形態に係る反射面の一部を拡大した模式図を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 shows the schematic diagram which expanded a part of reflective surface which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
(発光装置10の構成)
発光装置10は、貫通孔101を有する反射部100と、反射部100の貫通孔101の一端に設けられる搭載部110と、搭載部110に搭載されるサブマウント162と、サブマウント162に搭載される発光素子120と、反射部100及び発光素子120を封止する封止部130と、封止部130内に分散される蛍光体140とを備える。また、サブマウント162は、発光素子120の一の電極と接合する第1電極パターン155と、発光素子120の他の電極と接合する第2電極パターン157とを有する。
(Configuration of Light Emitting Device 10)
The light emitting device 10 is mounted on the reflecting
更に、搭載部110は、第1ワイヤ154を介して第1電極パターン155と電気的に接続する第1ビアホール151と、第1ビアホール151と電気的に接続する第1電極150と、第2ワイヤ156を介して第2電極パターン157と電気的に接続する第2ビアホール153と、第2ビアホール153と電気的に接続する第2電極152と、サブマウント162と接する部分に設けられる放熱部160とを有する。
Further, the
反射部100は、貫通孔101と、貫通孔101の内周面である反射面102とを有する。本実施形態において、反射部100は、多孔質材としてのセラミックであるアルミナから主として構成される。アルミナの密度等の物性は、反射部100の形状を維持する強度を有すると共に、後述する反射面102の反射率が所定の反射率を維持する範囲で設定される。なお、セラミックは、チタニア、ジルコニア、又は酸化亜鉛等の白色のセラミックであってもよい。
The
表面が粗面である反射面102は、搭載部上面112の法線の方向に対して所定の角度で、貫通孔101の一端から貫通孔101の他端に向かって傾斜している。具体的には、反射面102は、貫通孔101の一端から貫通孔101の開口に向かって拡がった形状である。搭載部上面112と平行な断面における貫通孔101の形状は、円形状である。そして、反射部100の反射面102の表面には、アルミナの開気孔により凹部104が形成されている。なお、搭載部上面112と平行な断面における貫通孔101の形状は、楕円形状または多角形状であってもよい。
The
また、図2に示すように、凹部104は、その内部に無機材としての凹部内形成物106が形成されている。本実施形態において、凹部内形成物106は、シリコーンオイルを焼成することによりシリコーンオイルから生成される無機材としてのガラスである。なお、凹部104は、粗面であるアルミナ表面の開気孔及び開気孔以外の陥没した部分を含む。
Moreover, as shown in FIG. 2, the
搭載部110は、搭載部上面112から第1ビアホール151を介して搭載部下面114に至る第1電極150と、搭載部上面112から第2ビアホール153を介して搭載部下面114に至る第2電極152とを有する。搭載部110は、アルミナのセラミックから主として構成される。アルミナの密度等の物性は、搭載部110の形状及び強度を維持する範囲で設定される。なお、搭載部110を構成するセラミックも、反射部100と同様に、チタニア、ジルコニア、又は酸化亜鉛等の白色を有するセラミックであってもよい。また、搭載部110は樹脂であってもよい。
The
搭載部上面112と平行な断面における搭載部110の形状、すなわち、搭載部110の横断面の形状は略四角形状である。また、搭載部上面112と平行な断面における搭載部110の形状は、略円形状又は多角形状であってもよい。ここで、反射部100及び搭載部110はそれぞれ、金型成形により形成される。そして、反射部100と搭載部110とを接着させて一体化することにより、搭載部110は、貫通孔101の一端を塞ぐ。これにより、反射部100と搭載部110とで窪みが形成され、搭載部110は反射面102に囲まれた窪み内の搭載部上面112に、発光素子120を搭載する。
The shape of the
また、反射部100と搭載部110とを、グリーンシート積層法を用いて形成してもよい。例えば、所定の形状に打ち抜いたセラミックシートを積層して焼結する。そして、積層したセラミックシートを焼結して得られたセラミックを分断することにより、反射部100と搭載部110とを形成してもよい。更に、他の実施の形態においては、反射部100と搭載部110とを一体成形して、一体成形後に焼結してもよい。なお、反射部100と搭載部110とからなる発光装置10は、表面実装型、チップオンボード型、またはサイドビュー型のいずれであってもよい。
Moreover, you may form the
また、第1電極150及び第2電極152は、例えば、アルミニウム又は金等の金属から主として構成される。搭載部上面112に形成される第1電極150と搭載部下面114に形成される第1電極150とは、第1ビアホール151を介して電気的に接続される。また、搭載部上面112に形成される第2電極152と搭載部下面114に形成される第2電極152とは、第2ビアホール153を介して電気的に接続される。
The first electrode 150 and the second electrode 152 are mainly composed of a metal such as aluminum or gold, for example. The first electrode 150 formed on the mounting unit
また、搭載部110は、熱伝導率が搭載部110を構成する材料の熱伝導率より高い材料から構成される放熱部160を有する。放熱部160は、搭載部110の中央付近に設けられる。そして、放熱部160と搭載部上面112の表面とは、平坦面を形成する。放熱部160は、例えば、熱伝導率の高い窒化アルミニウムから主として構成される。また、放熱部160は、窒化珪素、炭化珪素等のセラミック、又は銅などの金属、若しくは銅などの金属とセラミックとの複合材料から主として構成されてもよい。
In addition, the mounting
サブマウント162は、発光素子120の電極と接合する第1電極パターン155及び第2電極パターン157を有する。サブマウント162は、電気絶縁性を有すると共に熱伝導率に優れる材料、例えば窒化アルミニウムから主として構成され、略直方体形状を有する。また、サブマウント162は、放熱部160と接した状態で搭載部上面112に搭載される。係る場合において、サブマウント162には発光素子120が予め搭載される。なお、サブマウント162は、電気絶縁性を有すると共に熱伝導性に優れる他のセラミックから主として構成されてもよい。
The
発光素子120は、近紫外領域(波長:300nmから400nm)の波長域の少なくとも一部を含む光を発する発光ダイオード(LED)である。本実施形態においては、発光素子120は、GaN系化合物半導体を有するLEDである。発光素子120は、具体的には、順電圧が3.5V、順電流が350mAの場合におけるピーク波長が405nm及び半値幅が12nmであるフリップチップ型のLEDである。なお、LEDのピーク波長は350nmから450nmの範囲であってもよい。そして、本実施形態においては、発光素子120の平面寸法は、例えば、縦寸法及び横寸法がそれぞれ1mmとなるよう設計される。なお、発光素子120の平面寸法はこれに限られない。例えば、発光素子120の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ350μmとなるよう設計されてもよい。
The
また、発光素子120は、青色領域の波長を含む光を発するGaN系化合物半導体を有するLEDであってもよい。また、LEDは、フェイスアップ型のLEDであってもよい。更に、他の実施の形態においてLEDは、緑色光領域、赤色光領域、又は赤外光領域の波長を含む光を発するGaP系化合物半導体、GaAs系化合物半導体、又はInP系化合物半導体であってもよい。また、更に他の実施の形態においては、複数のLEDが搭載部110に搭載されてもよい。
The
発光素子120は、フリップチップボンディングにより、サブマウント162が有する第1電極パターン155及び第2電極パターン157と電気的に接続された状態で搭載される。すなわち、発光素子120に設けられたp電極とn電極とが、それぞれの極性と適合する第1電極パターン155又は第2電極パターン157にそれぞれ電気的に接続される。第1電極パターン155及び第2電極パターン157は、それぞれアルミニウム又は金等の金属を含む材料から構成される。
The
そして、第1電極パターン155は、第1電極150と第1ワイヤ154を介して電気的に接続される。また、第2電極パターン157は、第2電極152と第2ワイヤ156を介して電気的に接続される。なお、第1ワイヤ154及び第2ワイヤ156は、例えば、直径が25μmの金ワイヤから主として構成される。
The first electrode pattern 155 is electrically connected to the first electrode 150 via the
封止部130は、所定の粒径の蛍光体140と蛍光体140を封止部130中に分散させる分散剤とを有する。本実施形態において、蛍光体140は、発光素子120から発せられる近紫外領域の光により励起されると、それぞれ赤色領域、緑色領域及び青色領域の可視光を発する3種の蛍光体である。例えば、赤色領域の可視光を発する蛍光体140は、La2O2S:Eu,Sm(YOS:Eu)である。また、緑色領域の可視光を発する蛍光体140は、3(Ba,Mg,Eu,Mn)O・8Al2O3 (BAM:Eu、Mn)である。また、青色領域の可視光を発する蛍光体140は、(Sr,Ca,Ba,Eu)10(PO4)6・Cl2である。また、蛍光体140は、例えば、YAG蛍光体、ケイ酸塩蛍光体、又は窒化物蛍光体であってもよい。更に、蛍光体140は、これらの蛍光体が、予め定められた比率で混合された混合物であってもよい。なお、蛍光体140は、封止部130の下部、すなわち搭載部110に搭載されている発光素子120の側に沈降させてもよい。
The sealing unit 130 includes a phosphor 140 having a predetermined particle size and a dispersant that disperses the phosphor 140 in the sealing unit 130. In the present embodiment, the phosphors 140 are three types of phosphors that emit visible light in the red region, the green region, and the blue region, respectively, when excited by light in the near ultraviolet region emitted from the
そして、封止部130は、反射部100の貫通孔101内に充填され、発光素子120を覆う。具体的には、搭載部110によって貫通孔101の一端が塞がれて形成された窪みに流動性を有する封止材としてのシリコーン樹脂を充填して、充填したシリコーン樹脂を所定の温度で硬化させて封止部130は形成される。
The sealing unit 130 is filled in the through hole 101 of the reflecting
(発光装置10の動作)
発光素子120には、第1電極150及び第2電極152を介して電力が供給される。例えば、直流電源装置(図示しない)の出力端子の極性と、発光素子120のp電極と電気的に接続されている第1電極パターン155及び発光素子120のn電極と電気的に接続されている第2電極パターン157のそれぞれの極性とを合わせて、発光素子120に電圧を印加する。そして、電圧が印加された発光素子120に電流が流れ、発光素子120は近紫外領域にピーク波長をもつ光を発する。
(Operation of the light emitting device 10)
Electric power is supplied to the
発光素子120から発せられた近紫外光の一部は、封止部130内の蛍光体140により青色領域から赤色領域の可視光に変換される。そして、封止部130の外部に発光素子120から発せられた光及び蛍光体140によって変換された光が出射される。このとき、反射面102は、発光素子120が発した光及び蛍光体140によって変換された光を反射する。
Part of the near-ultraviolet light emitted from the
そして、図2に示すように、凹部104の内部には、凹部内形成物106が存在する。なお、凹部内形成物106は、反射部100に塗布された塗布物質としてのシリコーンオイルが開気孔に浸入して、浸入したシリコーンオイルの焼成により開気孔内に生成した無機材である。具体的には、凹部内形成物106はガラスである。凹部内形成物106は、発光素子120が発光した光及び蛍光体140において変換された光に対して透過性を有する。そして、凹部内形成物106を透過した光は、凹部104の表面にて貫通孔の内側へ向かって反射される。
As shown in FIG. 2, an in-recess formed
図3の(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る反射部を構成するアルミナに照射した光の波長に対する光の反射率のグラフを示す。また、図3の(b)は、従来の反射部を構成する樹脂に照射した光の波長に対する光の反射率のグラフを示す。 FIG. 3A shows a graph of the reflectance of light with respect to the wavelength of light irradiated on alumina constituting the reflecting portion according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B shows a graph of the reflectance of light with respect to the wavelength of light irradiated on the resin constituting the conventional reflecting portion.
従来の反射部は、無機フィラーとして硫酸バリウムを含有する樹脂材料(具体的には、変性ナイロン)から構成されている。この樹脂材料から構成される反射部における光の反射率は、400nm以上の波長の光に比べて400nm以下の波長の光について大幅に低下する。図3の(b)に示すように、この樹脂材料においては、波長350nmの光の反射率は10%未満である。
一方、本実施形態の反射部100を構成するアルミナにおいては、図3の(a)に示すように、波長350nmから波長400nmの波長領域における反射率は90%以上である。また、波長300nmから波長350nmの波長領域における反射率についても、本実施形態のアルミナにおいては75%以上である。
The conventional reflection part is comprised from the resin material (specifically modified nylon) containing barium sulfate as an inorganic filler. The reflectance of light in the reflecting portion made of this resin material is significantly reduced for light having a wavelength of 400 nm or less compared to light having a wavelength of 400 nm or more. As shown in FIG. 3B, in this resin material, the reflectance of light having a wavelength of 350 nm is less than 10%.
On the other hand, in the alumina constituting the reflecting
図4は、反射面の一部のSEM写真であり、(a)は、塗布物質を塗布する前(処理前)におけるSEM写真を示す。また、(b)は、塗布物質を塗布して焼成した後(処理後)のSEM写真を示す。 FIG. 4 is an SEM photograph of a part of the reflecting surface, and (a) shows an SEM photograph before applying a coating substance (before processing). Moreover, (b) shows the SEM photograph after apply | coating a coating substance and baking (after process).
図4の(a)を参照すると、セラミックから構成される反射面102の表面は、粗面であり、開気孔が存在する。図4の(a)に示すように、0.5μmから2.0μm程度の大きさの開気孔が存在することが分かる。一方、図4の(b)を参照すると、反射面102に塗布物質108を塗布して焼成した後、粗面部分の開気孔に凹部内形成物106としてのガラスが存在していることが分かる。
Referring to (a) of FIG. 4, the surface of the reflecting
図5(a)は、搭載部と反射部とから形成される窪みにシリコーン樹脂を充填した場合の模式図を示す。図5(b)は、窪みにシリコーン樹脂を充填した場合における沈下量の表を示す。更に、図6は、窪みにシリコーン樹脂を充填した場合におけるシリコーン樹脂の上面の変位量のグラフを示す。なお、図5(a)においては、説明を簡略化するためワイヤ及び電極パターン等は省略している。 Fig.5 (a) shows the schematic diagram at the time of filling the hollow formed from a mounting part and a reflection part with a silicone resin. FIG.5 (b) shows the table | surface of the sinking amount in case a silicone resin is filled into a hollow. Furthermore, FIG. 6 shows a graph of the amount of displacement of the upper surface of the silicone resin when the depression is filled with silicone resin. In FIG. 5A, wires and electrode patterns are omitted for the sake of simplicity.
ここで、沈下量200は、窪みにシリコーン樹脂135を充填した時点のシリコーン樹脂135の上面204から、所定時間経過後のシリコーン樹脂135の上面204の最下部202までの距離として規定した。そして、窪みにシリコーン樹脂135を充填した時点を基準時「0分」として、所定の時間が経過するごとに沈下量200を測定した。
Here, the sinking
なお、窪みに充填したシリコーン樹脂135は、SCR−1011(信越化学社製)であり、粘度は0.8Pa・sである。そして、測定条件は、25℃、大気中である。また、反射部100はアルミナから構成されており、当該アルミナの気孔率は80%である。
In addition, the silicone resin 135 with which the hollow was filled is SCR-1011 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the viscosity is 0.8 Pa · s. And measurement conditions are 25 degreeC and the air | atmosphere. Moreover, the
図5(b)及び図6を参照すると、反射部100に塗布物質108を塗布して焼成した後(処理済:図6の(b))の場合は、反射部100に塗布物質108を塗布しない場合(未処理:図6(a))に比べて、沈下量200が抑制された結果が得られた。具体的には、反射部100が処理済みの場合におけるシリコーン樹脂135の沈下量200は、反射部100が未処理の場合におけるシリコーン樹脂135の沈下量200の、65分の1から75分の1の範囲内の沈下量200であった。
Referring to FIGS. 5B and 6, after applying the coating material 108 to the reflecting
これは、反射部100が未処理の場合、反射面102に存在する開気孔及び陥没部分が存在するので、シリコーン樹脂135が開気孔及び陥没部分に浸入していく。一方、反射部100が処理済の場合は、開気孔及び陥没部分が凹部内形成物106を含んでいるので、反射部100が未処理の場合に比べてシリコーン樹脂135が開気孔及び陥没部分に浸入する量が抑制される。したがって、処理済みの反射部100の方が、未処理の反射部100に比べて、沈下量200を抑制できる。
This is because, when the
(発光装置10の製造方法)
図7(a)から図7(d)は、第1の実施の形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す。
(Method for manufacturing light-emitting device 10)
FIG. 7A to FIG. 7D show the respective steps of the method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment.
(塗布工程)
まず、貫通孔101を有すると共に、セラミックであるアルミナから構成される反射部100と、貫通孔101の一端を塞いで発光素子120を搭載する搭載部110とをそれぞれ別個に準備する。そして、反射面102の凹部104としての開気孔に、塗布物質108としてシリコーンオイルを塗布する(図7(a))。なお、他の実施形態においては、反射部100と搭載部110とを一体として準備して、反射部100の反射面102と搭載部110の搭載部上面112とにシリコーンオイルを塗布してもよい。
(Coating process)
First, the
ここで、本実施形態において用いる塗布物質108は、有機ケイ素化合物である。有機ケイ素化合物としては、例えば、表面張力及び反射面102へ塗布性等の観点からシリコーンオイルを用いることが好ましい。すなわち、本実施形態においては、他の有機ケイ素化合物、例えば、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、及びゲル状シリコーン等が示す表面張力よりも小さい表面張力を示すシリコーンオイルを用いることが好ましい。これは、反射面102に対するシリコーンオイルの濡れ性の良さ、及び反射面102に塗布する時におけるシリコーンオイルの反射面102上での拡がり易さにより、シリコーンオイルが凹部104内へ浸入しやすくなるからである。
また、シリコーンオイルには、ストレートシリコーンオイル(例えば、ジメチル系シリコーンオイル、メチルフェニル系シリコーンオイル等)と、変性シリコーンオイル(例えば、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル等)とが存在する。本実施形態においては、所望の特性に応じてストレートシリコーンオイルと変性シリコーンオイルのいずれかを選択することができる。
Here, the coating material 108 used in the present embodiment is an organosilicon compound. As the organosilicon compound, for example, it is preferable to use silicone oil from the viewpoints of surface tension and coating properties on the reflecting
Silicone oil includes straight silicone oil (for example, dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, etc.) and modified silicone oil (for example, epoxy modified silicone oil, carboxy modified silicone oil, etc.). In the present embodiment, either straight silicone oil or modified silicone oil can be selected according to desired characteristics.
なお、他の実施の形態においては、塗布物質108は、焼成により無機材を生成する金属アルコキシドであってもよい。例えば、金属アルコキシドとして、焼成によりSiO2を生成するテトラエトキシシラン等を用いることができる。 In another embodiment, the coating substance 108 may be a metal alkoxide that generates an inorganic material by firing. For example, tetraethoxysilane that generates SiO 2 by firing can be used as the metal alkoxide.
(焼成工程)
次に、反射面102に塗布物質108を塗布した後、反射面102を含む反射部100を焼成することにより、凹部内形成物106を凹部104内に生成する(図7(b))。焼成は、大気雰囲気中、500℃から1000℃の温度で焼成する。好ましくは、850℃で反射部100を焼成する。これにより、凹部104内に凹部内形成物106としての無機材、すなわち、本実施形態においてはガラスが生成する。なお、塗布物質108として金属アルコキシドを用いる場合、大気雰囲気で、100℃から1400℃の温度、好ましくは800℃から1200℃の温度で焼成してもよい。
(Baking process)
Next, after applying the coating substance 108 on the
(洗浄工程)
ここで、塗布物質108に含まれる有機成分の焼成により生じた炭化成分及びデブリを反射面102から除去することを目的として、焼成後の反射部100を洗浄する。具体的には、焼成後の反射部100の表面を、酸・アルカリ洗浄し、又は有機洗浄する。なお、洗浄工程においては超音波洗浄を併用してもよい。
(Washing process)
Here, for the purpose of removing carbonized components and debris generated by firing of the organic component contained in the coating material 108 from the reflecting
(搭載工程)
続いて、搭載部110の所定の位置に、発光素子120が予め搭載されたサブマウント162を搭載する。そして、第1ワイヤ154を介して、発光素子120の電極と接合している第1電極パターン155と搭載部110の第1電極150とを電気的に接続する。同様にして、第2ワイヤ156を介して、発光素子120の電極と接合している第2電極パターン157と搭載部110の第2電極152とを電気的に接続する(図7(c))。
(Installation process)
Subsequently, the
(封止工程)
次に、反射部100の貫通孔101の一端が、発光素子120を搭載した搭載部110によって塞がれることにより形成される窪みを、流動性を有する封止材134に蛍光体140を分散させて封止する(図7(d))。封止材134は、本実施形態において、シリコーン樹脂135である。また、他の実施の形態においては、封止材134は、エポキシ樹脂又はガラスであってもよい。
(Sealing process)
Next, the phosphor 140 is dispersed in a fluid sealing material 134 in a recess formed by closing one end of the through hole 101 of the reflecting
(硬化工程)
続いて、窪みを封止した封止材134としてのシリコーン樹脂135を、所定の温度において所定の時間、所定の雰囲気下で加熱することにより硬化する。
(Curing process)
Subsequently, the silicone resin 135 as the sealing material 134 in which the depression is sealed is cured by heating at a predetermined temperature for a predetermined time in a predetermined atmosphere.
(第1の実施の形態の効果)
本発明の第1の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
反射面102に存在する開気孔及び陥没部分に凹部内形成物106が生成するので、窪みに充填するシリコーン樹脂135が開気孔及び陥没部分に浸入することを防止できる。これにより、封止部130の上面140の沈下量200を所定の範囲内に収めて封止部130の上面140の形状を適切に制御できるので、封止部130の上面140の形状に応じた発光装置10の光学設計に誤差が生じることを防止できる。
Since the in-recess formed
また、第1の実施の形態においては、シリコーンオイルを反射面102に存在する開気孔及び陥没部分に浸入させた上で、焼成により開気孔及び陥没部分のシリコーンオイルからガラスを生成するので、開気孔及び陥没部分の深部をガラスで封止することができる。これにより、反射部100を構成するセラミックの光の反射特性を活用することができる。従って、反射面102を構成するセラミックの表面における光の拡散反射を、発光装置10の発光効率の向上に寄与させることができる。
Further, in the first embodiment, since the silicone oil is infiltrated into the open pores and the depressed portion existing on the reflecting
また、凹部内形成物106は発光素子120が発する光に対して透過性を有するので、発光素子120が発した光は、凹部内形成物106が存在しない場合とほぼ同様に反射面102の粗面において反射される。これにより、反射部100を構成するセラミックの光の反射特性をほぼそのまま活用することができる。
In addition, since the in-recess formed
また、第1の実施の形態においては、反射部100をセラミックから主として構成しているので、無機フィラーを含有する樹脂材料が反射する光よりも広い波長範囲の光を、当該樹脂材料よりも高い反射率で反射することができる。これにより本実施形態に係る発光装置10は、演色性を大きく向上させることができる。
In the first embodiment, since the reflecting
[第2の実施の形態]
図8は、第2の実施の形態に係る発光装置の断面図を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment.
第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態における発光素子をフェイスアップ型としたものであり、その他の構成は第1の実施の形態と同様である。 In the second embodiment, the light-emitting element in the first embodiment shown in FIG. 1 is a face-up type, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
本実施形態に係る発光装置11に搭載される発光素子121は、フェイスアップ型のLEDである。例えば、発光素子121は、近紫外領域を含む光を発する。 The light emitting element 121 mounted on the light emitting device 11 according to the present embodiment is a face-up type LED. For example, the light emitting element 121 emits light including a near ultraviolet region.
発光素子121には、第1電極150及び第2電極152を介して電力が供給される。例えば、直流電源装置(図示しない)の出力端子の極性と、発光素子121のp電極に第1ワイヤ154を介して電気的に接続されている第1電極150、及び発光素子121のn電極に第2ワイヤ156を介して電気的に接続されている第2電極152のそれぞれの極性とを合わせて、発光素子121に電圧を印加する。そして、電圧が印加された発光素子121に電流が流れ、発光素子121は近紫外の波長領域を含む光を発する。
Electric power is supplied to the light emitting element 121 via the first electrode 150 and the second electrode 152. For example, the polarity of the output terminal of a DC power supply device (not shown), the first electrode 150 electrically connected to the p-electrode of the light-emitting element 121 via the
以上、発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Although the embodiments of the invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
10、11 発光装置
100 反射部
101 貫通孔
102 反射面
104 凹部
106 凹部内形成物
108 塗布物質
110 搭載部
112 搭載部上面
114 搭載部下面
120、121 発光素子
130 封止部
134 封止材
135 シリコーン樹脂
140 蛍光体
150 第1電極
151 第1ビアホール
152 第2電極
153 第2ビアホール
154 第1ワイヤ
155 第1電極パターン
156 第2ワイヤ
157 第2電極パターン
160 放熱部
162 サブマウント
200 沈下量
202 最下部
204 上面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11 Light-emitting
Claims (10)
前記反射部の前記粗面に塗布物質を塗布し、前記粗面の凹部内に塗布物質を浸入させる塗布工程と、
前記塗布工程において前記凹部内に浸入した前記塗布物質から、焼成により凹部内形成物を前記凹部内に生成する焼成工程と、
前記焼成工程において焼成した前記反射部の前記貫通孔の一端が前記発光素子を搭載した前記搭載部によって塞がれることにより形成される窪みに、流動性を有する封止材を充填する封止工程とを備える発光装置の製造方法。 In manufacturing a light emitting device comprising a reflective portion having a through-hole formed of a porous material having a rough surface, and a mounting portion that closes one end of the through-hole and mounts a light-emitting element,
An application step of applying a coating substance on the rough surface of the reflective portion, and intruding the coating substance into the concave portion of the rough surface;
From the coating material that has entered the recess in the coating step, a firing step of generating a formation in the recess in the recess by firing,
A sealing step of filling a recess formed by closing one end of the through hole of the reflecting portion fired in the firing step with the mounting portion on which the light emitting element is mounted, with a fluid sealing material. A method for manufacturing a light emitting device.
前記凹部は、前記セラミックの開気孔である請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法。 The porous material is ceramic;
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein the recess is an open pore of the ceramic.
前記凹部内形成物が前記シリコーンオイルの焼成により生成される無機材である請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 The application substance that enters the recess in the application step is silicone oil,
The method for manufacturing a light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the formation in the recess is an inorganic material generated by baking the silicone oil.
前記貫通孔の一端を塞ぎ発光素子を搭載する搭載部と、
前記反射部の前記粗面における凹部内に形成される凹部内形成物と、
前記反射部の前記貫通孔内に充填され、前記発光素子を封止する封止部とを備える発光装置。 A reflective part composed of a porous material having a rough surface, and having a through hole;
A mounting portion for closing one end of the through hole and mounting the light emitting element;
An in-recessed formation formed in a recess in the rough surface of the reflecting portion;
A light emitting device comprising: a sealing portion that fills the through hole of the reflecting portion and seals the light emitting element.
前記凹部は、前記セラミックの開気孔である請求項7に記載の発光装置。 The porous material is ceramic,
The light emitting device according to claim 7, wherein the recess is an open pore of the ceramic.
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