JP2009170825A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 銀メッキが表面に施されているリード21を持つベース部材20と、ベース部材に配置され、リード21と電気的に接続される発光素子10と、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、リード21のうち発光素子10からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、発光素子10の高さよりも膜厚の薄い被覆部材30と、被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、被覆部材を覆う透光性の封止部材40と、を有する発光装置に関する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有する発光装置に関する。これにより表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持することができる。
<発光装置>
第1の実施の形態に係る基板タイプの発光装置について説明する。第1の実施の形態を示す基板タイプの発光装置を示す断面図である。
「ベース部材」とは、ガラスエポキシやセラミックなどの基板タイプのものや、後述する熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いた表面実装タイプのものなどをいう。
「ベース部材に配置され」とは、発光素子はベース部材に直接配置されているだけでなく、ベース部材に設けられたリード上に配置されている場合も含む。
「透光性」とは、光を透過する性質を有しておればよく、光を100%透過する場合だけではない。
第2の実施の形態に係る基板タイプの発光装置について説明する。図2は、第2の実施の形態を示す基板タイプの発光装置を示す断面図である。
第3の実施の形態に係る表面実装タイプの発光装置について説明する。図3は、第3の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。
第4の実施の形態に係る表面実装タイプの発光装置について説明する。図4は、第4の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。図5は、第4の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の一部を拡大した断面図である。
第5の実施の形態に係る表面実装タイプの発光装置について説明する。図6は、第5の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。
(発光素子)
発光素子としては、窒化ガリウム(GaN)系半導体からなる青色発光のLEDチップや、紫外発光のLEDチップなどが用いられる。その他、例えば、MOCVD法等によって基板上にInN、AlN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等の窒化物半導体を発光層として形成させたものも使用できる。フェースアップ実装される発光素子や、フリップチップ実装される発光素子のいずれも使用することができる。また同一平面上にn側電極とp側電極を持つ発光素子を図示しているが、一方の面にn側電極、反対の面にp側電極を持つ発光素子も使用することができる。
ベース部材は、発光素子を配置させ、外部からの電流を発光素子に供給するリードが設けられるため、耐熱性や絶縁性を有するものが好適に用いられる。このようなベース部材の具体的材料としては、ビスマレイミドトリアジン樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を用いたパッケージやガラスエポキシ、セラミックなどを用いた基板が好適に挙げられる。また、発光素子からの光を効率よく反射させるためにパッケージを構成する樹脂に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。
ベース部材の形状は特に問わないが、基板タイプのような平板形状の他、底面と側壁を有するカップ形状のものを使用することができる。
リードは、パッケージのカップ形状の内側の底面において露出され、発光素子と電気的に接続されるものであり、例えば、パッケージにインサートされた板状のリードや、パッケージの表面に形成された導電パターンである。従って、発光素子と電気的に接続されて導電するという機能を果たすことができるものであれば、その材料は特に限定されないが、例えば、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。例えば、銅、アルミニウム、金、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅、鉄入り銅等の表面に銀若しくは銀を含有する合金が表面に施こされたものが挙げられる。また、銀単体、銀が含有された合金を用いてもよい。
リードの表面に露出されている銀が腐食により光反射効率が低下する。そのため、発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分が高い光反射率を維持できるように被覆部材により覆われていることを要する。
被覆部材は、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いる。この硬化性シリコーン樹脂組成物は硫黄成分を含む腐食性ガスを透過し難い機能を有するものである。
被覆部材の膜厚は発光素子の高さよりも薄いことが好ましい。具体的数値としては100μm以下が好ましく、50μm以下が更に好ましい。
封止部材は、発光素子からの光を効率よく外部に透過させると共に、外力、埃などから発光素子やワイヤなどを保護するものである。封止部材として、シリコーン樹脂を用いる。封止部材は、第2の蛍光物質や光拡散部材などが含有されていてもよい。
第1の蛍光物質、第2の蛍光物質は、同一若しくは異なるものを使用することができる。蛍光物質として、例えば、発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体、又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、MSi2O2N2:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。
アルカリ土類硫化物蛍光体には、La2O2S:Eu、Y2O2S:Eu、Gd2O2S:Euなどがある。
上述の蛍光体は、所望に応じてEuに代えて、又は、Euに加えてTb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Tiから選択される1種以上を含有させることもできる。
ワイヤとしては公知のものを使用することができる。例えば、金、銅、白金、アルミニウム等の金属およびそれらの合金を用いたワイヤが挙げられる。
発光素子の他、受光素子、静電保護素子(ツェナーダイオード、コンデンサ等)、あるいはそれらを少なくとも二種以上組み合わせたものを搭載することもできる。
光拡散部材を封止部材中に含有することもできる。
第4の実施の形態に係る発光装置の製造方法について説明する。図7乃至図11は、第4の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。
リード321と発光素子310とを電気的に接続する。その接続工程はワイヤ350を用いる。
以上により、簡易に表面実装タイプの発光装置を製造することができる。
銀が表面に露出されているリード21を持つ基板(ベース部材20)に発光素子10を配置する。所定の大きさの基板(ベース部材20)に複数個の発光素子10をダイボンドする。
有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、リード21のうち発光素子10からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、発光素子10の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材で覆う。
以上により、簡易に基板タイプの発光装置を製造することができる。
実施例1に係る発光装置を説明する。図4は、実施例1に係る発光装置を示す断面図である。図12は、比較例1に係る発光装置を示す断面図である。第4の実施の形態に係る発光装置と重複するところは説明を省略することもある。
20、120、220、320、420 ベース部材
21、121、221、321、421 リード
30、130、230、330、430 被覆部材
31、331、431 第1の蛍光物質
40、140、240、340、440 封止部材
41、141、341 第2の蛍光物質
50、150、250、350 ワイヤ
225 側壁
226 底面
227 発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分
311 サファイア基板
312 n型半導体層
313 発光層
314 p型半導体層
Claims (10)
- 銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、
該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、
有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、
該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有することを特徴とする発光装置。 - 前記ベース部材は側壁を有するカップ形状を成しており、前記リードはカップ形状の内側の底面に配置されており、前記被覆部材は前記カップ形状の内側の側壁の一部を覆っていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物は、
(A)付加反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個以上有するシロキサン系化合物、
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有するシロキサン系化合物、
(C)ヒドロシリル化反応触媒、
を含む組成物の硬化物であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の発光装置。 - 前記封止部材は、前記被覆部材よりも屈折率が低いことを特徴とする請求項1乃至請求項5の少なくともいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記被覆部材は、第1の蛍光物質が含有されており、かつ、前記第1の蛍光物質は前記ベース部材側に沈降していることを特徴とする請求項1乃至請求項6の少なくともいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記封止部材は、第2の蛍光物質が含有されており、かつ、前記第2の蛍光物質は前記被覆部材側に沈降していることを特徴とする請求項1乃至請求項7の少なくともいずれか一項に記載の発光装置。
- 銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、
該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、
有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、
該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有する発光装置の製造方法であって、
銀が表面に露出されているリードを持つ前記ベース部材に前記発光素子が配置され、前記リードと前記発光素子とが電気的に接続されているベース部材に、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する前記硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、前記リードのうち前記発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、前記発光素子の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材で覆う工程と、
前記被覆部材と異なるシリコーン樹脂で前記被覆部材を覆う工程と、
を有する発光装置の製造方法。 - 側壁を有するカップ形状を成しており、銀が表面に露出されているリードが該カップ形状の内側の底面に配置されているベース部材と、
該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、
有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、
該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、
を有する発光装置の製造方法であって、
側壁を有するカップ形状を成しており、銀が表面に露出されているリードが前記カップ形状の内側の底面に配置されているベース部材に前記発光素子が配置され、前記リードと前記発光素子とが電気的に接続されているベース部材に、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する前記硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、前記リードのうち前記発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、前記発光素子の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材で覆う工程と、
前記被覆部材と異なるシリコーン樹脂を前記カップ形状の内側に注入し、前記被覆部材を覆う工程と、
を有する発光装置の製造方法。
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