JP2009099823A - Light-emitting device - Google Patents

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Akihisa Matsumoto
章寿 松本
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Consumer Electronics Co Ltd
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting device excellent in heat dissipation property and having directivity. <P>SOLUTION: The light-emitting device 1 comprises a substrate 3 mounted with a light-emitting element 2, a reflective frame 7 provided on the substrate 3 to surround the light-emitting element 2 and having an inner circumferential surface being a reflective surface 7a, a frame 8 provided on the substrate 3 to surround the light-emitting element 2, and a phosphor layer 10 containing a phosphor 9 performing the wavelength conversion of light from the light-emitting element 2, and sealing the light-emitting element 2 at the inside of the frame 8. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光素子の周囲に蛍光体層を配した発光装置に関するものである。   The present invention relates to a light emitting device in which a phosphor layer is arranged around a light emitting element.

近年、発光ダイオード素子(LED)素子等の発光素子が搭載された発光装置が、携帯電話機やデジタルカメラのフラッシュ、医療用の照明、および、自動車のヘッドライト等の光源として利用されている。   In recent years, light-emitting devices equipped with light-emitting elements such as light-emitting diode elements (LEDs) have been used as light sources for mobile phones and digital camera flashes, medical lighting, and automobile headlights.

このような発光装置において白色発光を得る際には、発光素子の周囲に発光素子からの光を波長変換する蛍光体を配置して、発光素子の発光色と、蛍光体の発光色を混色することで白色発光を得る。上記した発光装置は、例えば、特許文献1に開示されている。   When white light emission is obtained in such a light-emitting device, a phosphor that converts the wavelength of light from the light-emitting element is arranged around the light-emitting element, and the emission color of the light-emitting element and the emission color of the phosphor are mixed. As a result, white light emission is obtained. The above-described light emitting device is disclosed in Patent Document 1, for example.

特許文献1に開示されている発光装置は、凹部を有する基体と、前記凹部内に配置された青色光を発する発光素子と、発光素子を覆うように凹部内に形成された、屈折率が1.4〜1.65の樹脂と、前記発光素子から発せられた青色光により励起されて黄色光ないし橙色光を発する黄色系蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂剤であって、凹部状の上面を有し、かつ該上面の最も低い位置における前記凹部の底面から高さが前記凹部に深さの60〜85%である蛍光体含有樹脂層と、を具備している。これにより、発光素子から発せられる青色光と、蛍光体から発せられる黄色系光との光路差を低減することができるので、角度色差が低減された発光装置が得られる。
特開2007−201444号公報
The light emitting device disclosed in Patent Document 1 has a base having a recess, a light emitting element that emits blue light disposed in the recess, and a refractive index of 1 formed in the recess so as to cover the light emitting element. A phosphor-containing resin agent comprising: a resin of 4 to 1.65; and a yellow phosphor that emits yellow light or orange light when excited by blue light emitted from the light emitting element. And a phosphor-containing resin layer having a height from the bottom surface of the concave portion at the lowest position of the upper surface to the concave portion of 60 to 85% of the depth. Thereby, since the optical path difference between the blue light emitted from the light emitting element and the yellow light emitted from the phosphor can be reduced, a light emitting device with a reduced angular color difference can be obtained.
JP 2007-201444 A

このような発光装置では、発光素子が発する光のエネルギを受けて、蛍光体が励起されて蛍光体の発光が起こる。このとき、蛍光体が励起されるエネルギ(E)は、蛍光体が発光するために必要なエネルギ(E)と同じである。   In such a light emitting device, upon receiving the energy of light emitted from the light emitting element, the phosphor is excited and the phosphor emits light. At this time, the energy (E) at which the phosphor is excited is the same as the energy (E) necessary for the phosphor to emit light.

しかし、発光素子が連続して発光すると、蛍光体は発光素子からの光のエネルギに曝されつづけることになる。これにより、蛍光体は、発光素子からの光のエネルギを過剰に受け取って、蛍光体が発光するために必要なエネルギ(E)よりも、さらに高エネルギ(E+ΔE)で励起をはじめる。そのため、蛍光体が励起されたエネルギ(E+ΔE)から、蛍光体が発光するために必要なエネルギ(E)を差し引いたエネルギ(ΔE)が余ることとなり、この余ったエネルギ(ΔE)が、蛍光体の内部で熱となって蛍光体が自己発熱を起こす。蛍光体の自己発熱は、蛍光体の温度上昇をひきおこし、蛍光体の光変換効率が低下して発光装置の寿命が縮まってしまうという問題が生じる。   However, when the light emitting element emits light continuously, the phosphor continues to be exposed to the energy of light from the light emitting element. As a result, the phosphor receives excessive energy of light from the light emitting element, and starts to be excited with energy (E + ΔE) higher than energy (E) necessary for the phosphor to emit light. Therefore, the energy (ΔE) obtained by subtracting the energy (E) necessary for the phosphor to emit light from the energy (E + ΔE) excited by the phosphor is left, and this surplus energy (ΔE) becomes the phosphor. The phosphor becomes heat inside and causes the phosphor to self-heat. The self-heating of the phosphor causes a temperature rise of the phosphor, which causes a problem that the light conversion efficiency of the phosphor is lowered and the life of the light emitting device is shortened.

また、従来の発光装置においては、上記した問題とは別に以下のような問題もある。   In addition to the above problems, the conventional light emitting device has the following problems.

上述したように、蛍光体は、発光素子からの光のエネルギを受けて励起されることによって発光が起こる。従来の発光装置において、蛍光体は、透光性部材の内部に点在しているので、蛍光体から発せられる光の一部は、反射枠体で反射されずに発光装置から出射する。そのため、発光装置から出射する光に一定の方向をもたせることができず、指向性が得られないという問題も生じる。   As described above, the phosphor emits light when excited by receiving the energy of light from the light emitting element. In the conventional light emitting device, since the phosphors are scattered inside the translucent member, a part of the light emitted from the phosphors is emitted from the light emitting device without being reflected by the reflecting frame. Therefore, there is a problem that the light emitted from the light emitting device cannot have a certain direction and the directivity cannot be obtained.

本発明は、放熱性に優れるとともに、高い指向性を有する発光装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the light-emitting device which is excellent in heat dissipation and has high directivity.

上記目的を達成するために本発明の発光装置は、発光素子が載置される基板と、発光素子を囲むように基板上に設けられ、内周面が反射面となる反射枠体と、発光素子を囲むように基板上に設けられた枠体と、発光素子からの光を波長変換する蛍光体を含むとともに、枠体の内側において発光素子を封止する蛍光体層とを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a light-emitting device of the present invention includes a substrate on which a light-emitting element is placed, a reflective frame that is provided on the substrate so as to surround the light-emitting element, and has an inner peripheral surface serving as a reflective surface, A frame body provided on a substrate so as to surround the element, and a phosphor layer that converts the wavelength of light from the light emitting element and includes a phosphor layer that seals the light emitting element inside the frame body. It is said.

また本発明は、上記構成の発光装置において、枠体は、金属材料から構成されていることを特徴としている。   According to the present invention, in the light emitting device configured as described above, the frame is made of a metal material.

また本発明は、上記構成の発光装置において、基板の上面には導体層が配置されて、枠体は、導電性接着剤によって導体層に接着されることを特徴としている。   According to the present invention, in the light emitting device having the above structure, a conductor layer is disposed on the upper surface of the substrate, and the frame body is bonded to the conductor layer with a conductive adhesive.

また本発明は、上記構成の発光装置において、反射枠体の内周面は、上方に向かって開口幅が広がるように傾斜していることを特徴としている。   According to the present invention, in the light emitting device having the above-described configuration, the inner peripheral surface of the reflection frame body is inclined so that the opening width widens upward.

また本発明は、上記構成の発光装置において、反射枠体の上面は、枠体よりも上方に位置するように構成されていることを特徴としている。   In the light emitting device having the above configuration, the present invention is characterized in that the upper surface of the reflection frame is positioned above the frame.

本発明によると、発光装置に枠体が設けられて、枠体の内部に蛍光体を含有した蛍光体層が配される。そのため、発光素子からの光のエネルギを受けて蛍光体が自己発熱を起こしても、蛍光体の熱を枠体で吸熱させることができる。これにより、蛍光体の自己発熱により発生する蛍光体の温度上昇を防ぐことで、蛍光体の光変換効率の低下や、発光装置の寿命が縮まることを防ぐことができる。   According to the present invention, the light emitting device is provided with the frame, and the phosphor layer containing the phosphor is disposed inside the frame. For this reason, even if the phosphor self-heats due to the light energy from the light emitting element, the heat of the phosphor can be absorbed by the frame. Thereby, it is possible to prevent a decrease in the light conversion efficiency of the phosphor and a shortening of the lifetime of the light emitting device by preventing the temperature rise of the phosphor caused by the self-heating of the phosphor.

また、発光素子からの光を受けて蛍光体が発光しても、枠体の内部に蛍光体を封止することで枠体の外側に蛍光体の発光領域が広がることを防ぐことができる。これにより、蛍光体の光も反射枠体で反射させて出射させることができるので、一定の方向に強い光量をもたせることができ、指向性をえることができる。   Further, even if the phosphor emits light upon receiving light from the light emitting element, it is possible to prevent the phosphor emission region from spreading outside the frame by sealing the phosphor inside the frame. Thereby, since the light of a fluorescent substance can also be reflected and emitted by a reflective frame, a strong light quantity can be given in a fixed direction, and directivity can be obtained.

また本発明によると、枠体は、金属材料から構成されている。そのため、より効果的に、蛍光体から発せられる熱を吸熱することができる。   According to the invention, the frame is made of a metal material. Therefore, the heat generated from the phosphor can be absorbed more effectively.

また本発明によると、基板の上面には導体層が配置されて、枠体は、導電性接着剤によって導体層に接着される。そのため、蛍光体から発せられる熱や、発光素子から発せられる熱を枠体と、導体層とで吸熱することができる。これにより、吸熱部材が増えることで、より効果的に熱を吸熱することができる。また、枠体が導電性接着剤によって、導体層に接着される。そのため、より容易に枠体が吸熱した熱を、導体層に伝熱することができる。   According to the invention, the conductor layer is disposed on the upper surface of the substrate, and the frame is bonded to the conductor layer with the conductive adhesive. Therefore, the heat generated from the phosphor and the heat generated from the light emitting element can be absorbed by the frame and the conductor layer. Thereby, heat can be absorbed more effectively by increasing the heat absorbing member. Further, the frame body is bonded to the conductor layer with a conductive adhesive. Therefore, the heat absorbed by the frame can be more easily transferred to the conductor layer.

また本発明によると、反射枠体の上面は、枠体よりも上方に位置するように構成される。そのため、枠体より出光した光をより多く反射枠体の反射面で反射させることができるので、より効果的に指向性をえることができる。   Moreover, according to this invention, the upper surface of a reflective frame is comprised so that it may be located above a frame. Therefore, more light emitted from the frame can be reflected by the reflecting surface of the reflecting frame, and thus the directivity can be more effectively obtained.

また本発明によると、反射枠体の内周面は、上方に向かって開口幅が広がるように傾斜している。そのため、反射面の傾斜角度をかえることによって指向性を変化させることができる。   Further, according to the present invention, the inner peripheral surface of the reflection frame body is inclined so that the opening width increases upward. Therefore, the directivity can be changed by changing the inclination angle of the reflecting surface.

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態における発光装置の全体斜視図を示す。図2は、本実施形態における発光装置の上面から見た平面図を示す。図3は、本実施形態における発光装置の下面から見た平面図を示す。図4は、図1で示すAB間を厚さ方向に切断した際における本実施形態の発光装置の断面図を示す。図5は、本実施形態における発光装置の枠体が配置される領域を拡大した断面図を示す。   FIG. 1 is an overall perspective view of the light emitting device according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view seen from the top surface of the light emitting device according to the present embodiment. FIG. 3 is a plan view seen from the bottom surface of the light emitting device according to this embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view of the light emitting device of the present embodiment when the section AB shown in FIG. 1 is cut in the thickness direction. FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of a region where the frame of the light emitting device in this embodiment is arranged.

本実施形態における発光装置1は、図1に示すように、発光素子2と、発光素子2を載置するための基板3と、基板3の両面に設けられて所定のパターンに形成された複数の配線層4a、4bと、発光装置1内の熱を吸熱する導体層5a、5bと、発光素子2と配線層4a、4bとを電気的に接続するためのボンディングワイヤ6a、6bと、発光素子2を囲むように基板3の上面上に設置されて内周面が反射面7aとなる反射枠体7と、発光素子2を囲むように基板3の上面上に設置されて反射枠体7の開口の内部に配置される円筒状の枠体8と、枠体8の内側を封止する蛍光体9が含有された蛍光体層10と、反射枠体7の内側に設けられて発光素子2を封止する透光性部材11(図4参照)とを備える。   As shown in FIG. 1, the light-emitting device 1 according to the present embodiment includes a light-emitting element 2, a substrate 3 on which the light-emitting element 2 is placed, and a plurality of light-emitting devices 1 provided on both surfaces of the substrate 3 and formed in a predetermined pattern. Wiring layers 4a and 4b, conductor layers 5a and 5b that absorb heat in the light emitting device 1, bonding wires 6a and 6b for electrically connecting the light emitting element 2 and the wiring layers 4a and 4b, and light emission A reflective frame 7 that is installed on the upper surface of the substrate 3 so as to surround the element 2 and whose inner peripheral surface is the reflective surface 7 a, and a reflective frame 7 that is installed on the upper surface of the substrate 3 so as to surround the light emitting element 2. A cylindrical frame 8 disposed inside the opening, a phosphor layer 10 containing a phosphor 9 that seals the inside of the frame 8, and a light emitting element provided inside the reflective frame 7 And a translucent member 11 (see FIG. 4).

基板3は、酸化アルミニウム等の焼結体、ガラスセラミックス等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂を用いた絶縁体からなる。   The substrate 3 is made of an insulator using a sintered body such as aluminum oxide, ceramics such as glass ceramics, or a resin such as epoxy resin.

基板3の両面には、配線層4a、4b、および導体層5a、5bを、接着剤等により固定する。配線層4a、4bと、導体層5a、5bとは、ともにフォトリソグラフィ技術、および、エッチング技術を用いて金属箔の所定領域を除去することにより、所定のパターンに形成する。   The wiring layers 4a and 4b and the conductor layers 5a and 5b are fixed to both surfaces of the substrate 3 with an adhesive or the like. The wiring layers 4a and 4b and the conductor layers 5a and 5b are both formed in a predetermined pattern by removing a predetermined region of the metal foil using a photolithography technique and an etching technique.

図2に示すように、基板3の上面に設けられた配線層4aを、枠体8の外周部と離間した位置に設ける。また、導体層5aを、配線層4aが設けられる領域を除いた基板3の上面の領域に設ける。配線層4aの外周部には、配線層4aの形状に沿って溝12を形成し、この溝12の内部は、レジスト等の絶縁材料13で封止する。そのため、配線層4aと、導体層5aとは電気的に絶縁されている。   As shown in FIG. 2, the wiring layer 4 a provided on the upper surface of the substrate 3 is provided at a position separated from the outer peripheral portion of the frame body 8. Further, the conductor layer 5a is provided in a region on the upper surface of the substrate 3 excluding a region where the wiring layer 4a is provided. A groove 12 is formed in the outer peripheral portion of the wiring layer 4a along the shape of the wiring layer 4a, and the inside of the groove 12 is sealed with an insulating material 13 such as a resist. Therefore, the wiring layer 4a and the conductor layer 5a are electrically insulated.

また図3に示すように、基板3の下面において導体層5bは、基板3の中央部に設けられるとともに、左右両端部において、それぞれ2方向に分岐している。基板3の下面において、一対の配線層4bが基板3の端部に平行に設けられている。配線層4bと、導体層5bとの間には、レジスト等の絶縁材料13が設けられている。それによって、配線層4bと、導体層5bとの間は電気的に絶縁されている。   As shown in FIG. 3, the conductor layer 5b is provided at the center of the substrate 3 on the lower surface of the substrate 3, and is branched in two directions at the left and right ends. On the lower surface of the substrate 3, a pair of wiring layers 4 b are provided in parallel to the end portions of the substrate 3. An insulating material 13 such as a resist is provided between the wiring layer 4b and the conductor layer 5b. Thereby, the wiring layer 4b and the conductor layer 5b are electrically insulated.

図4に示すように、基板3の上面に位置する配線層4aと、基板の下面に位置する配線層4bとは、基板3に設けられたスルホール15aによって電気的に接続する。スルホール15aは、基板3にレーザー等を用いて孔をあけた後、孔の内部にめっきを行うことで形成する。また、基板3の上面に位置する導体層5aと、基板3の下面に位置する導体層5bとは基板3に設けられたスルホール15bによって電気的に接続されている。   As shown in FIG. 4, the wiring layer 4 a located on the upper surface of the substrate 3 and the wiring layer 4 b located on the lower surface of the substrate are electrically connected by a through hole 15 a provided in the substrate 3. The through hole 15a is formed by making a hole in the substrate 3 using a laser or the like and then plating the inside of the hole. The conductor layer 5 a located on the upper surface of the substrate 3 and the conductor layer 5 b located on the lower surface of the substrate 3 are electrically connected by a through hole 15 b provided in the substrate 3.

発光素子2と配線層4aとは、金(Au)やアルミニウム(Al)などの金属細線からなるボンディングワイヤ6a、6bを介して電気的に接続する。ボンディングワイヤ6は、半田付け等により発光素子2や配線層4aと固定する。   The light emitting element 2 and the wiring layer 4a are electrically connected via bonding wires 6a and 6b made of fine metal wires such as gold (Au) and aluminum (Al). The bonding wire 6 is fixed to the light emitting element 2 and the wiring layer 4a by soldering or the like.

これにより、発光装置1の下部に配する外部電極(不図示)から配線層4bに電流が供給されることで、基板3に設けられたスルホール15aを伝って配線層4aに電流が供給される。配線層4aは、ボンディングワイヤ6を通して発光素子2と電気的に接続されているので、配線層4aに供給された電流が発光素子2に供給されて発光素子2を発光させることができる。   Thereby, a current is supplied to the wiring layer 4b from an external electrode (not shown) disposed under the light emitting device 1, whereby a current is supplied to the wiring layer 4a through the through hole 15a provided in the substrate 3. . Since the wiring layer 4a is electrically connected to the light emitting element 2 through the bonding wire 6, the current supplied to the wiring layer 4a is supplied to the light emitting element 2 so that the light emitting element 2 can emit light.

反射枠体7は、アルミニウム(Al)や鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金等の金属、酸化アルミニウム等の焼結体、ガラスセラミックス等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂よりなる。図2に示すように、反射枠体7は、基板3に設けられた発光素子2を囲むように基板3の上面に配する導体層5a上に接着剤等を介して固定する。そして、反射枠体7は内周面に反射面7aを有し、反射面7aは、光反射効率を高くするために、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の金属を用いてめっきや蒸着により金属被膜で覆う。また、図4に示すように、反射面7aは切削加工や金型成形等によって上方に向かって開口幅が広がるように傾斜している。そのため、反射面7aの傾斜角度をかえることによって指向性を変化させることができる。   The reflective frame 7 is made of a metal such as aluminum (Al) or iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy, a sintered body such as aluminum oxide, a ceramic such as glass ceramics, or a resin such as an epoxy resin. It becomes more. As shown in FIG. 2, the reflection frame 7 is fixed via an adhesive or the like on the conductor layer 5 a disposed on the upper surface of the substrate 3 so as to surround the light emitting element 2 provided on the substrate 3. The reflection frame 7 has a reflection surface 7a on the inner peripheral surface, and the reflection surface 7a is plated or vapor-deposited using a metal such as aluminum (Al) or copper (Cu) in order to increase the light reflection efficiency. Cover with a metal coating. Further, as shown in FIG. 4, the reflection surface 7a is inclined so that the opening width is widened upward by cutting or molding. Therefore, the directivity can be changed by changing the inclination angle of the reflecting surface 7a.

また、反射枠体7の内側は、透過率の高いシリコン樹脂やエポキシ樹脂またはガラス等からなる透光性部材11により封止する。これにより、発光素子2と配線層4aとを電気的に接続するボンディングワイヤ6を透光性部材11で封止することができるので、製品輸送時等の振動によるボンディングワイヤ6の接続箇所の外れやボンディングワイヤ6の断線を防ぐことができる。   Further, the inside of the reflection frame 7 is sealed with a translucent member 11 made of silicon resin, epoxy resin, glass or the like having high transmittance. Thereby, since the bonding wire 6 which electrically connects the light emitting element 2 and the wiring layer 4a can be sealed with the translucent member 11, the connection portion of the bonding wire 6 is disconnected due to vibration during product transportation. In addition, disconnection of the bonding wire 6 can be prevented.

枠体8は、銅(Cu)やアルミニウム(Al)などの金属等を用いた熱伝導性の良い材料からなる。図4に示すように、枠体8は円形状の筒状形状を有し、導体層5aの上面において発光素子2が中央部に配するように、銀ペースト等の導電性接着剤からなる接着層14を用いて枠体を接着固定する。なお、枠体8は、切削加工や金型成形等により形成される。また、枠体8の内側は、発光素子2からの光を波長変換する蛍光体9が含有された蛍光体層10により封止する。   The frame 8 is made of a material having good thermal conductivity using a metal such as copper (Cu) or aluminum (Al). As shown in FIG. 4, the frame body 8 has a circular cylindrical shape, and is made of an adhesive made of a conductive adhesive such as a silver paste so that the light emitting element 2 is arranged at the center on the upper surface of the conductor layer 5 a. The frame body is bonded and fixed using the layer 14. Note that the frame body 8 is formed by cutting or molding. The inside of the frame 8 is sealed with a phosphor layer 10 containing a phosphor 9 that converts the wavelength of light from the light emitting element 2.

ここで、反射枠体7の上面は、枠体8よりも上方に位置するように構成する。そのため、発光素子2から出光し、蛍光体層10により波長変換されて枠体8より出光した光をより多く反射枠体7の反射面7aで反射させることができる。これにより、より効果的に指向性を得ることができる。   Here, the upper surface of the reflection frame 7 is configured to be positioned above the frame 8. Therefore, more light emitted from the light emitting element 2, wavelength-converted by the phosphor layer 10, and emitted from the frame 8 can be reflected by the reflecting surface 7 a of the reflecting frame 7. Thereby, directivity can be obtained more effectively.

本実施形態における発光装置1は、白色発光の発光装置である。そのため、発光素子2は、窒化ガリウム(GaN)を材料に用いた青色発光ダイオードからなる。発光素子2は、接着層14を介して導体層5aと接着する。そして、枠体8の内側を封止する蛍光体層10に含まれる蛍光体9は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)からなる。これにより、発光素子2から発せられる青色発光が、発光素子2の周囲を覆う蛍光体9を励起させて黄色発光を起こして青色発光と黄色発光の混色により、白色光を得る。   The light emitting device 1 in the present embodiment is a white light emitting device. Therefore, the light emitting element 2 is a blue light emitting diode using gallium nitride (GaN) as a material. The light emitting element 2 is bonded to the conductor layer 5 a through the adhesive layer 14. And the fluorescent substance 9 contained in the fluorescent substance layer 10 which seals the inner side of the frame 8 consists of yttrium aluminum garnet (YAG). As a result, blue light emitted from the light emitting element 2 excites the phosphor 9 covering the periphery of the light emitting element 2 to cause yellow light emission, and white light is obtained by a mixture of blue light emission and yellow light emission.

また、本実施形態においては、枠体8の内側のみに蛍光体9を含有させる。そのため、蛍光体9の濃度の高い蛍光体層10を発光素子2の周囲に配することができる。これにより、波長変換効率が高くなるので、より白色に近づいた発光を得ることができる。また、蛍光体層10を枠体8の内側にのみ設けることで蛍光体9と発光素子2との距離(行路長)を均一に近づけることができるので、波長変換効率のばらつきを低減して輝度ムラを抑えることができる。   In the present embodiment, the phosphor 9 is contained only inside the frame body 8. Therefore, the phosphor layer 10 having a high concentration of the phosphor 9 can be disposed around the light emitting element 2. Thereby, since wavelength conversion efficiency becomes high, the light emission which approached white more can be obtained. In addition, since the phosphor layer 10 is provided only inside the frame body 8, the distance (path length) between the phosphor 9 and the light emitting element 2 can be made to be uniform, thereby reducing variations in wavelength conversion efficiency and luminance. Unevenness can be suppressed.

図5では、発光素子2、および、蛍光体9の熱が伝達されていく経路を実線の矢印で表している。なお、発光素子2も発光するエネルギによって温度上昇を起こして発光効率が低下するため、発光素子2に発光ダイオード(LED)を用いる発光装置においては、発光素子2の熱も放熱する必要がある。   In FIG. 5, the path through which heat of the light emitting element 2 and the phosphor 9 is transferred is indicated by solid arrows. Note that, since the light emitting element 2 also rises in temperature due to light emission energy and the light emission efficiency is lowered, in the light emitting device using the light emitting diode (LED) as the light emitting element 2, it is necessary to dissipate the heat of the light emitting element 2 as well.

発光素子2から放熱する熱は、接着層14を介して基板3の上面に配する導体層5aに吸熱される。導体層5aに吸熱された熱は、スルホール15bを通って、基板3の下面に配する導体層5bに伝熱される。そして、基板3の下面に配する導体層5bから発光装置1の外部に放熱される。   The heat radiated from the light emitting element 2 is absorbed by the conductor layer 5 a disposed on the upper surface of the substrate 3 through the adhesive layer 14. The heat absorbed by the conductor layer 5a is transferred to the conductor layer 5b disposed on the lower surface of the substrate 3 through the through hole 15b. Then, heat is radiated to the outside of the light emitting device 1 from the conductor layer 5 b disposed on the lower surface of the substrate 3.

蛍光体9から放熱される熱は、枠体8、もしくは、基板3の上面に配する導体層5aにより吸熱される。そのため、蛍光体9から発せられる熱や、発光素子2から発せられる熱を枠体8と、導体層5aとで吸熱することができる。これにより、導体層5aをさらに備えて吸熱部材を増やすことで、より効果的に熱を吸熱することができる。枠体8に吸熱された熱は、接着層14を介して基板3の上面に配する導体層5aに伝熱される。基板3の上面に配する導体層5aに伝熱された熱は、スルホール15bを通って、基板3の下面に配する導体層5bに伝熱される。そして、基板3の下面に配する導体層5bから発光装置1の外部に放熱される。   The heat radiated from the phosphor 9 is absorbed by the frame 8 or the conductor layer 5 a disposed on the upper surface of the substrate 3. Therefore, the heat generated from the phosphor 9 and the heat generated from the light emitting element 2 can be absorbed by the frame 8 and the conductor layer 5a. Thereby, by further providing the conductor layer 5a and increasing the heat absorbing member, it is possible to absorb heat more effectively. The heat absorbed by the frame 8 is transferred to the conductor layer 5 a disposed on the upper surface of the substrate 3 through the adhesive layer 14. The heat transferred to the conductor layer 5a disposed on the upper surface of the substrate 3 is transferred to the conductor layer 5b disposed on the lower surface of the substrate 3 through the through hole 15b. Then, heat is radiated to the outside of the light emitting device 1 from the conductor layer 5 b disposed on the lower surface of the substrate 3.

ここで、枠体8と、発光素子2とを導体層5aと接着する際の接着層14には、導電性接着剤を用いている。そのため、より容易に枠体8が吸熱した熱を、導体層5aに伝熱することができる。   Here, a conductive adhesive is used for the adhesive layer 14 when the frame 8 and the light emitting element 2 are bonded to the conductor layer 5a. Therefore, the heat absorbed by the frame body 8 can be more easily transferred to the conductor layer 5a.

また、枠体8が金属からなることで、より効果的に、蛍光体9から発せられる熱を吸熱することができる。   Further, since the frame body 8 is made of metal, the heat generated from the phosphor 9 can be absorbed more effectively.

なお、図示しないが、本実施形態の発光装置1においては、導体層5bの下部にヒートシンク等を設けることにより、放熱をより効率よく行うこともできる。   Although not shown, in the light emitting device 1 of the present embodiment, the heat radiation can be performed more efficiently by providing a heat sink or the like below the conductor layer 5b.

以上のことから、本実施形態における発光装置1は、配線層4aに電流が流れることによってボンディングワイヤ6a、6bを介して発光素子2に電流が供給されて、発光素子2の内部で正孔と電子の再結合が起こり、電子が励起される。励起された電子が基底状態に戻る際に、発光が起こり、発光素子2から光が発せられる。発光素子2から発せられる光は、発光素子2の周囲に配する枠体8の内側を封止する蛍光体9を励起させて、蛍光体9を発光させることにより、発光素子2の発光色と、蛍光体9の発光色とが混色して所定の発光色となる。枠体8の上部より出光した光は、反射枠体7の反射面7aで反射されて所定の方向を向いて発光装置1から出射する。   From the above, in the light emitting device 1 according to the present embodiment, when a current flows through the wiring layer 4a, a current is supplied to the light emitting element 2 via the bonding wires 6a and 6b. Electron recombination occurs and electrons are excited. When the excited electrons return to the ground state, light emission occurs, and light is emitted from the light emitting element 2. The light emitted from the light emitting element 2 excites the phosphor 9 that seals the inside of the frame body 8 arranged around the light emitting element 2 to emit the phosphor 9. The emission color of the phosphor 9 is mixed to obtain a predetermined emission color. The light emitted from the upper part of the frame body 8 is reflected by the reflection surface 7a of the reflection frame body 7 and is emitted from the light emitting device 1 in a predetermined direction.

本実施形態によると、発光装置1に枠体8が設けられて、枠体8の内部に蛍光体9を含有した蛍光体層10が配される。そのため、発光素子2からの光のエネルギを受けて蛍光体9が自己発熱を起こしても、蛍光体9の熱を枠体8で吸熱させることができる。これにより、蛍光体9の自己発熱により発生する蛍光体9の温度上昇を防ぐことで、蛍光体9の光変換効率の低下や、発光装置1の寿命が縮まることを防ぐことができる。   According to the present embodiment, the light emitting device 1 is provided with the frame 8, and the phosphor layer 10 containing the phosphor 9 is disposed inside the frame 8. For this reason, even if the phosphor 9 undergoes self-heating due to the light energy from the light emitting element 2, the heat of the phosphor 9 can be absorbed by the frame 8. Thereby, it is possible to prevent a decrease in the light conversion efficiency of the phosphor 9 and a shortening of the lifetime of the light emitting device 1 by preventing the temperature rise of the phosphor 9 caused by the self-heating of the phosphor 9.

また、発光素子2からの光を受けて蛍光体9が発光しても、枠体8の内部に蛍光体9を封止することで枠体8の外側に蛍光体9の発光領域が広がることを防ぐことができる。これにより、蛍光体9の光も反射枠体7で光を反射させて出射させることができるので、一定の方向に強い光量をもたせることができ、指向性をえることができる。   Further, even when the phosphor 9 emits light upon receiving light from the light emitting element 2, the phosphor 9 is sealed inside the frame 8, so that the light emitting region of the phosphor 9 is spread outside the frame 8. Can be prevented. Thereby, since the light of the fluorescent substance 9 can also be made to reflect and be emitted by the reflective frame 7, a strong light quantity can be given to a fixed direction and directivity can be obtained.

なお、本実施形態においては白色発光の発光装置を用いたが、本発明の発光装置は、白色発光に限らず、発光素子2の周囲に蛍光体9を含有する蛍光体層10を配する発光装置であれば、好適に実施できるものである。   In the present embodiment, a white light emitting device is used. However, the light emitting device of the present invention is not limited to white light emission, and light emission in which a phosphor layer 10 containing a phosphor 9 is arranged around the light emitting element 2. If it is an apparatus, it can implement suitably.

本発明は、放熱性に優れて指向性を有する発光装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a light emitting device having excellent heat dissipation and directivity.

本実施形態の発光装置における等角投影図である。It is an isometric view in the light-emitting device of this embodiment. 本実施形態の発光装置における上面から見た平面図である。It is the top view seen from the upper surface in the light-emitting device of this embodiment. 本実施形態の発光装置における下面から見た平面図である。It is the top view seen from the lower surface in the light-emitting device of this embodiment. 本実施形態の発光装置における断面図である。It is sectional drawing in the light-emitting device of this embodiment. 本実施形態の発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the light-emitting device of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光装置
2 発光素子
3 基板
4 配線層
5 導体層
6 ボンディングワイヤ
7 反射枠体
8 枠体
9 蛍光体
10 蛍光体層
11 透光性部材
12 溝
13 絶縁材料
14 接着層
14 スルホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting device 2 Light emitting element 3 Board | substrate 4 Wiring layer 5 Conductor layer 6 Bonding wire 7 Reflective frame 8 Frame 9 Phosphor 10 Phosphor layer 11 Translucent member 12 Groove 13 Insulating material 14 Adhesive layer 14 Through hole

Claims (5)

発光素子が載置された基板と、
前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられ、内周面が反射面となる反射枠体と、
前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた枠体と、
前記発光素子からの光を波長変換する蛍光体を含むとともに、前記枠体の内側において前記発光素子を封止する蛍光体層とを備えることを特徴とする発光装置。
A substrate on which a light emitting element is mounted;
A reflective frame provided on the substrate so as to surround the light emitting element, and having an inner peripheral surface as a reflective surface;
A frame provided on the substrate so as to surround the light emitting element;
A light emitting device comprising: a phosphor that converts the wavelength of light from the light emitting element; and a phosphor layer that seals the light emitting element inside the frame.
前記枠体は、金属材料から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein the frame is made of a metal material. 前記基板の上面には導体層が配置されて、前記枠体は、導電性接着剤によって前記導体層に接着されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein a conductor layer is disposed on an upper surface of the substrate, and the frame body is bonded to the conductor layer with a conductive adhesive. 前記反射枠体の上面は、前記枠体よりも上方に位置するように構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発光装置。   The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein an upper surface of the reflective frame is configured to be positioned above the frame. 前記反射枠体の内周面は、上方に向かって開口幅が広がるように傾斜していることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発光装置。   The light emitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner peripheral surface of the reflection frame body is inclined so that an opening width widens upward.
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