JP2010199105A - Light-emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に実装した半導体発光素子の周囲を光透過性材料で封止した半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device in which the periphery of a semiconductor light emitting element mounted on a substrate is sealed with a light transmissive material.
フリップチップタイプの素子を基板実装し、素子周囲部を光透過性材料で封止したＬＥＤパッケージが知られている。例えば、特許文献１には、青色発光素子の周囲を、黄色蛍光体を含有する光透過性樹脂で封止した白色発光ＬＥＤパッケージが開示されている。また、特許文献２には、青色発光素子の周囲と、青色発光素子を実装する基板および基板上の金属パターンの端部とを同時に透過性樹脂で封止する構造のＬＥＤパッケージが開示されている。 There is known an LED package in which a flip-chip type element is mounted on a substrate and the periphery of the element is sealed with a light-transmitting material. For example, Patent Document 1 discloses a white light emitting LED package in which a blue light emitting element is sealed with a light transmitting resin containing a yellow phosphor. Patent Document 2 discloses an LED package having a structure in which a periphery of a blue light emitting element, a substrate on which the blue light emitting element is mounted, and an end of a metal pattern on the substrate are simultaneously sealed with a transparent resin. .
自動車用ヘッドランプに用いられる白色ＬＥＤパッケージ等のように、大電流通電のパワーパッケージ用途のＬＥＤパッケージは、化学的安定性の観点から、基板上の金属パターンがAuで構成されているのが一般的である。近年、省電力のニーズの高まりと共にＬＥＤパッケージの高効率化が望まれており、特許文献３等に示されるように基板上の金属パターンに、可視光域において反射率の高いAgまたはAg合金が用いたものが増えてきている。 From the viewpoint of chemical stability, LED packages for high-current-carrying power packages, such as white LED packages used for automotive headlamps, generally have a metal pattern on the substrate made of Au. Is. In recent years, there has been a demand for higher efficiency of LED packages with increasing needs for power saving. As shown in Patent Document 3, etc., Ag or Ag alloy having high reflectivity in the visible light region is formed on the metal pattern on the substrate. The ones used are increasing.
ヘッドランプ向け白色ＬＥＤパッケージには、高光束、高輝度が求められる一方で、グレア光など本来不必要な箇所を照らしてしまうような配光を避ける必要がある。例えば図１１に示したＬＥＤパッケージは、基板101の金属パターン102上に発光素子104を接合材料105により実装し、蛍光体含有樹脂103により被覆している。金属パターン102が蛍光体含有樹脂103の外側にも配置されている。このようなＬＥＤパッケージは、蛍光体含有樹脂103の側面から放射された光が基板金属パターン102により反射される。特に金属パターン102として高反射なAgを用いた場合には、その反射量は従来のAuを用いた場合よりも大きくなる。側面からの放射光の反射光が多くなると、ＬＥＤパッケージとしての光束量は大きくなるが、ヘッドランプに使用する場合においては、本来の配光パターンとは異なる箇所を照らしてしまうといった問題が生じる。 White LED packages for headlamps are required to have high luminous flux and high brightness, but it is necessary to avoid light distribution that illuminates originally unnecessary portions such as glare light. For example, in the LED package shown in FIG. 11, a light emitting element 104 is mounted on a metal pattern 102 of a substrate 101 with a bonding material 105 and covered with a phosphor-containing resin 103. A metal pattern 102 is also disposed outside the phosphor-containing resin 103. In such an LED package, light emitted from the side surface of the phosphor-containing resin 103 is reflected by the substrate metal pattern 102. In particular, when highly reflective Ag is used as the metal pattern 102, the amount of reflection is greater than when conventional Au is used. When the amount of reflected light of the radiated light from the side surface increases, the amount of light flux as an LED package increases. However, when used for a headlamp, there arises a problem that a portion different from the original light distribution pattern is illuminated.
一方で、図１２に示す構造のように、金属パターン102を蛍光体含有樹脂103よりも内側に配置した場合、樹脂103内の蛍光体によって励起され発せられた光または散乱された光のうち基板101に向かった光は、基板101により吸収される。一般的に基板101の材料は反射率が低く、可視光を吸収する性質のものが多く、基板101による光吸収による損失が生じるため、パッケージ全体としての光束量が低下する。 On the other hand, when the metal pattern 102 is arranged inside the phosphor-containing resin 103 as in the structure shown in FIG. 12, the substrate out of the light excited or emitted by the phosphor in the resin 103 or the scattered light Light directed toward 101 is absorbed by the substrate 101. In general, the material of the substrate 101 has a low reflectivity and a property of absorbing visible light, and loss due to light absorption by the substrate 101 occurs, so that the amount of light flux of the entire package is reduced.
本発明の目的は、高光束、高輝度で、グレア光の少ない発光装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light emitting device with high luminous flux, high luminance, and less glare light.
上記目的を達成するために、本発明では以下のような発光装置を提供する。すなわち、基板と、基板上に形成された金属パターンと、金属パターン上に実装された一つ以上の発光素子と、発光素子の上面および側面を覆う樹脂層とを有する発光装置であって、樹脂層は、蛍光体を含有する。基板上の少なくとも所定の軸方向において、金属パターンの端部は、樹脂層の外側面と一致する位置、もしくは、樹脂層の外側面よりも内側であって発光素子の端部よりも外側に位置する。これにより、樹脂層の外側面から発せられる光が、金属パターンで反射されないため、グレア光を防止できる。また、樹脂層内部の発光は、樹脂層の下の金属パターンで高効率に反射されるため、高光束で高輝度を実現できる。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following light emitting device. That is, a light-emitting device having a substrate, a metal pattern formed on the substrate, one or more light-emitting elements mounted on the metal pattern, and a resin layer covering the upper surface and side surfaces of the light-emitting element, The layer contains a phosphor. At least in the predetermined axial direction on the substrate, the end of the metal pattern is located at a position that coincides with the outer surface of the resin layer, or is located inside the outer surface of the resin layer and outside the end of the light emitting element. To do. Thereby, since the light emitted from the outer surface of the resin layer is not reflected by the metal pattern, glare light can be prevented. Moreover, since the light emission inside the resin layer is reflected with high efficiency by the metal pattern under the resin layer, high luminance can be realized with a high luminous flux.
金属パターンは、少なくとも最表面層がAgを含むことが反射率が高いため望ましい。 The metal pattern is desirable because at least the outermost surface layer contains Ag because of high reflectance.
発光素子は、基板上に複数並べて配置されている構造の場合、所定の軸方向は、複数の発光素子の配列の短軸方向であるように設定する。これにより、短軸方向についてのグレア光を防止できるため、ヘッドライトに適した構成となる。 In the case of a structure in which a plurality of light emitting elements are arranged side by side on the substrate, the predetermined axial direction is set to be the short axis direction of the arrangement of the plurality of light emitting elements. Thereby, since the glare light about a short axis direction can be prevented, it becomes a structure suitable for a headlight.
金属パターンの端部は、樹脂層の外側面から２０μｍ以内に位置することが望ましい。もしくは、金属パターンの端部は、樹脂層の外側面から、発光素子の側面上の樹脂層の膜厚の２０％以内に位置することが望ましい。これにより、樹脂層内部の発光を高効率で反射しつつ、金属パターンが樹脂層で被覆されるため、金属パターンを硫化等から保護することができる。よって金属パターンの劣化を防ぎ、光反射率を維持できる。 The end of the metal pattern is preferably located within 20 μm from the outer surface of the resin layer. Alternatively, the end portion of the metal pattern is desirably located within 20% of the thickness of the resin layer on the side surface of the light emitting element from the outer surface of the resin layer. As a result, the metal pattern is covered with the resin layer while reflecting the light emission inside the resin layer with high efficiency, so that the metal pattern can be protected from sulfurization and the like. Therefore, deterioration of the metal pattern can be prevented and the light reflectance can be maintained.
金属パターンの上面および側面は、少なくとも一部が保護膜で覆われる構成にすることも可能である。 It is also possible to employ a configuration in which at least a part of the upper surface and the side surface of the metal pattern is covered with a protective film.
金属パターンの少なくとも最表面層はAg合金、例えば、Bi、Au、Pd、Cu、NdおよびGeのうちの少なくとも一つを含有するもので構成することができる。 At least the outermost surface layer of the metal pattern can be composed of an Ag alloy, for example, containing at least one of Bi, Au, Pd, Cu, Nd and Ge.
また、本発明の別の態様によれば、光源と、アウターカバーとを有するヘッドランプであって、光源として、上記発光装置を用いるヘッドランプが提供される。これにより、グレア光を防止でき、対向車の運転者の視認の妨げとなりにくい。 According to another aspect of the present invention, there is provided a headlamp having a light source and an outer cover, the headlamp using the light emitting device as the light source. Thereby, glare light can be prevented and it is difficult to hinder the visual recognition of the driver of the oncoming vehicle.
また、本発明のさらに別の態様によれば、上記発光装置の製造方法であって、樹脂層は、印刷法により形成されることを特徴とする製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing the light emitting device, wherein the resin layer is formed by a printing method.
本発明の一実施の形態の発光装置について図面を用いて説明する。 A light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態では、基板上の金属パターンにAgまたはAg合金を使用し、少なくとも所定の方向の端部において金属パターン端部が、蛍光体含有樹脂層の外側の端部（すなわち外側の側面）と一致する位置にあるか、もしくは、蛍光体含有樹脂層の層厚内（すなわち蛍光体含有樹脂の外側の側面よりも内側であって、蛍光体含有樹脂の内側の側面（すなわち発光素子の端部）よりも外側）に位置するように金属パターンと蛍光体含有樹脂層を構成するものである。 In this embodiment, Ag or an Ag alloy is used for the metal pattern on the substrate, and at least the end of the metal pattern at the end in a predetermined direction is the outer end (that is, the outer side surface) of the phosphor-containing resin layer. Or within the thickness of the phosphor-containing resin layer (that is, inside the outer side surface of the phosphor-containing resin and inside the phosphor-containing resin (that is, the end of the light emitting element). The metal pattern and the phosphor-containing resin layer are configured so as to be located on the outer side).
これにより、蛍光体含有樹脂層の側面からの放射光が金属パターンで反射されて、グレア光など本来不必要な箇所へ照射されてしまうような配光を避けることができる。 Thereby, the light distribution from which the emitted light from the side surface of the phosphor-containing resin layer is reflected by the metal pattern and is irradiated to an originally unnecessary portion such as glare light can be avoided.
本実施形態の発光装置の具体的な構成について、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。 A specific configuration of the light-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (a), (b), and (c).
この発光装置は、車両用ヘッドランプの光源として用いられる大光量の白色ＬＥＤパッケージである。このＬＥＤ白色パッケージは、図１（ａ），（ｂ）に断面図を示したように、複数（ここでは４個）の発光素子（ＬＥＤ）2を基板1上に一列に配置し、その全体を蛍光体含有樹脂層3で一体に覆った構造である。 This light emitting device is a white LED package with a large amount of light used as a light source of a vehicle headlamp. As shown in the cross-sectional views of FIGS. 1A and 1B, the LED white package has a plurality of (here, four) light emitting elements (LEDs) 2 arranged in a line on the substrate 1, and the entire package. Is integrally covered with the phosphor-containing resin layer 3.
基板１上には、図１（ｃ）のように電極と反射膜を兼用する金属パターン5が所定の形状に配置されている。発光素子2は、金属パターン5上に接合材料4により接合されている。 On the substrate 1, as shown in FIG. 1C, a metal pattern 5 serving both as an electrode and a reflective film is arranged in a predetermined shape. The light emitting element 2 is bonded to the metal pattern 5 with a bonding material 4.
蛍光体含有樹脂層3の端部（外側の側面）は、金属パターン5の端部と一致するように設計されている。これにより、蛍光体樹脂層5の周囲のグレア光を低減する。 The end portion (outer side surface) of the phosphor-containing resin layer 3 is designed to coincide with the end portion of the metal pattern 5. Thereby, the glare light around the phosphor resin layer 5 is reduced.
図１（ａ）、（ｂ）では、蛍光体含有樹脂層５の外周の４辺のすべてにおいて、金属パターン5の端部と蛍光体含有樹脂層3の端部とが一致する例について示しているが、必ずしも４辺すべてにおいて一致していなくてもよく、製品性能として必要な辺において少なくとも一致していればよい。 1A and 1B show an example in which the end of the metal pattern 5 and the end of the phosphor-containing resin layer 3 coincide with each other on all four sides of the outer periphery of the phosphor-containing resin layer 5. However, it is not always necessary to match all four sides, and it is only necessary to match at least the sides necessary for product performance.
例えば、自動車用ヘッドランプの場合、長手方向に直交する短軸方向についての蛍光体含有樹脂層5の両端部、すなわち、蛍光体含有樹脂層3の４辺のうち２つの長辺、からのグレア光が製品性能に大きく影響する。少なくとも蛍光体含有樹脂層3の長辺において、金属パターン5の端部と蛍光体含有樹脂層3の端部とが一致していることが望ましい。 For example, in the case of an automotive headlamp, glare from both ends of the phosphor-containing resin layer 5 in the short axis direction orthogonal to the longitudinal direction, that is, two long sides of the four sides of the phosphor-containing resin layer 3 Light greatly affects product performance. It is desirable that the end of the metal pattern 5 and the end of the phosphor-containing resin layer 3 coincide with each other at least on the long side of the phosphor-containing resin layer 3.
基板1としては、窒化アルミ、アルミナなどのセラミック基板、絶縁膜を形成したシリコンなどの半導体基板、絶縁膜を形成したCu、A1等の金属基板等の中から用途に応じて適したものを使用することが可能である。特に熱伝導率の観点からは窒化アルミ、コストの観点からはシリコンの使用が有利である。 As the substrate 1, a ceramic substrate such as aluminum nitride or alumina, a semiconductor substrate such as silicon with an insulating film, a metal substrate such as Cu or A1 with an insulating film, etc., that is suitable for the application is used. Is possible. In particular, it is advantageous to use aluminum nitride from the viewpoint of thermal conductivity and silicon from the viewpoint of cost.
金属パターン5は、AgまたはAg合金の単層構造の他、複数の金属を積層させた多層膜構造にすることが可能である。多層膜構造の場合、例えば基板1側から順に、密着層としてTi層、拡散バリア層としてNi層、Pd層、Pt層、TiN層のうち少なくとも１層、その上に、反射層として高反射金属層を積層する。反射層としては、白色光を反射するために可視光域における反射率、特に青色波長において反射率の高いAgまたはAg合金を用いることが好ましい。また、反射層とするAgに関しては化学的安定性を高めるために、元素添加により合金化することが好ましく、Bi、Au、Pd、Cu、Pt、Nd、Geのうちの少なくとも1種の元素を含有する合金であることが望ましい。 The metal pattern 5 can have a multilayer structure in which a plurality of metals are laminated in addition to a single layer structure of Ag or an Ag alloy. In the case of a multilayer structure, for example, in order from the substrate 1 side, a Ti layer as an adhesion layer, a Ni layer as a diffusion barrier layer, at least one of a Pd layer, a Pt layer, and a TiN layer, and a highly reflective metal as a reflection layer Laminate the layers. As the reflective layer, it is preferable to use Ag or an Ag alloy having a high reflectance in the visible light region, particularly in the blue wavelength, in order to reflect white light. In addition, Ag for the reflective layer is preferably alloyed by element addition in order to increase chemical stability, and at least one element of Bi, Au, Pd, Cu, Pt, Nd, and Ge is added. It is desirable that the alloy is contained.
金属パターン5は、図１（ｃ）の構造の場合、反射膜としての機能の他に、発光素子2への給電を実施する導電電極としての機能を持つ。しかしながら、この構成に限られず、金属パターン5を図２のように電極パターン5ａと、反射膜パターン5ｂのように、複数の金属層に分割することも可能である。例えば、電極パターン5aは、最表面にAuを用いることにより、接合材料4としてAuバンプを用いた場合、Auバンプとの接合性を高めることが出来る。反射膜としてAgを用いることにより、反射率が高まり、LEDパッケージの光束量を増加させることが出来る。このような複数金属層の領域によって使い分けることにより、発光効率と信頼性を両立させたＬＥＤパッケージを作製することが可能である。 In the case of the structure shown in FIG. 1C, the metal pattern 5 has a function as a conductive electrode for supplying power to the light emitting element 2 in addition to a function as a reflective film. However, the present invention is not limited to this configuration, and the metal pattern 5 can be divided into a plurality of metal layers like an electrode pattern 5a and a reflective film pattern 5b as shown in FIG. For example, when the Au bump is used as the bonding material 4 by using Au on the outermost surface of the electrode pattern 5a, the bondability with the Au bump can be improved. By using Ag as the reflective film, the reflectance is increased and the luminous flux of the LED package can be increased. By appropriately using the regions of such a plurality of metal layers, it is possible to produce an LED package having both luminous efficiency and reliability.
また、図１（ｃ）および図２では、金属パターン5または電極パターン5ａの端部に接続領域7を設け、接続領域7に外部配線を電気的に接続して給電を行う構成である。しかしながら、発光素子2への給電方法としては、この方法に限られるものではない。例えば、基板1にスルーホールを形成し、スルーホールに充填した金属によって基板1の裏面側から給電することも可能である。この場合、接続領域7は不要であるので、蛍光体含有樹脂3の周囲の４辺すべてを金属パターン5と一致させることができる。 Further, in FIGS. 1C and 2, a connection region 7 is provided at the end of the metal pattern 5 or the electrode pattern 5a, and external wiring is electrically connected to the connection region 7 to supply power. However, the method for supplying power to the light emitting element 2 is not limited to this method. For example, a through hole can be formed in the substrate 1 and power can be supplied from the back side of the substrate 1 with a metal filled in the through hole. In this case, since the connection region 7 is unnecessary, all four sides around the phosphor-containing resin 3 can be made to coincide with the metal pattern 5.
発光素子2と金属パターン5との接合材料4としては、Au、Au−Sn等が好適に用いられる。接合材料4の形態としては、発光素子2がフリップチップ素子の場合、例えばAuバンプとすることが可能であるし、メタルボンディング素子の場合は、ダイボンディングとワイヤボンディング等で接合することが可能である。 As the bonding material 4 between the light emitting element 2 and the metal pattern 5, Au, Au—Sn, or the like is preferably used. As the form of the bonding material 4, when the light emitting element 2 is a flip chip element, for example, it can be an Au bump, and when the light emitting element 2 is a metal bonding element, it can be bonded by die bonding and wire bonding or the like. is there.
発光素子2および蛍光体含有樹脂3の蛍光体の組み合わせは、所望の色の光が得られるように選択する。例えば、白色光を得るため、青色発光の発光素子2と、青色光の一部を吸収し黄色光を発光する黄色蛍光体を用いる。黄色蛍光体としてはYAGが好適に用いられる。白色光を得るための他の組み合わせとして、例えば、青色の発光素子２と、赤色蛍光体および緑色蛍光体の組み合わせ、紫外光を発光する発光素子2と、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の組み合わせとすること可能である。 The combination of the phosphors of the light emitting element 2 and the phosphor-containing resin 3 is selected so that light of a desired color can be obtained. For example, in order to obtain white light, a blue light emitting element 2 and a yellow phosphor that absorbs part of the blue light and emits yellow light are used. As the yellow phosphor, YAG is preferably used. Other combinations for obtaining white light include, for example, a blue light-emitting element 2, a combination of a red phosphor and a green phosphor, a light-emitting element 2 that emits ultraviolet light, a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor. It can be a combination of bodies.
なお、フリップチップタイプの発光素子2の場合、発光素子２内の基板としてはサファイア基板が可視光に透明であるため好適に用いられる。 In the case of the flip chip type light emitting element 2, a sapphire substrate is preferably used as the substrate in the light emitting element 2 because it is transparent to visible light.
蛍光体含有樹脂3の基材となる樹脂は、少なくとも発光素子2の発する光に透明が樹脂を用いる。例えば、シリコーン、エポキシ、および、シリコーンとエポキシの混合されたハイブリッドタイプの樹脂等が好適に用いられる。蛍光体含有樹脂にはこの他拡散材や増粘材等を混合することも可能である。 The resin used as the base material of the phosphor-containing resin 3 is transparent at least for the light emitted from the light emitting element 2. For example, silicone, epoxy, and a hybrid type resin in which silicone and epoxy are mixed are preferably used. In addition to this, a diffusing material, a thickening material, and the like can be mixed with the phosphor-containing resin.
なお、図１（ａ），（ｂ）に示した発光装置は、蛍光体含有樹脂層3の少なくとも長辺において、金属パターン5の端部と蛍光体含有樹脂層の端部（外側の側面）とが一致するように構成しているが、必ずしも完全に一致していなくともよい。図３に示した発光装置のように、金属パターン5の端部が、蛍光体含有樹脂層3の層厚内（すなわち蛍光体樹脂層5の外側の側面よりも内側であって、内側の側面（発光素子3の端部）よりも外側）に位置するように金属パターン5と蛍光体含有樹脂層3を構成してもよい。 1A and 1B, the light-emitting device shown in FIGS. 1A and 1B has an end portion of the metal pattern 5 and an end portion (outer side surface) of the phosphor-containing resin layer on at least the long side of the phosphor-containing resin layer 3. However, it is not always necessary to match completely. As in the light emitting device shown in FIG. 3, the end of the metal pattern 5 is within the layer thickness of the phosphor-containing resin layer 3 (that is, inside the outer side surface of the phosphor resin layer 5 and inside side surface). The metal pattern 5 and the phosphor-containing resin layer 3 may be configured so as to be located on the outer side (outside of the end portion of the light emitting element 3).
この場合、図３に図示した、蛍光体含有樹脂層3の端部（外側の側面）と金属パターン５の端部との距離X1、X2は、２０μｍ以下であることが好ましい。または、蛍光体含有樹脂層の層厚Ｌ（すなわち外側の側面と内側の側面との距離）に対して、距離X1、X2が２０％以下であることが好ましい。 In this case, the distances X1 and X2 between the end portion (outer side surface) of the phosphor-containing resin layer 3 and the end portion of the metal pattern 5 shown in FIG. 3 are preferably 20 μm or less. Alternatively, the distances X1 and X2 are preferably 20% or less with respect to the layer thickness L of the phosphor-containing resin layer (that is, the distance between the outer side surface and the inner side surface).
図３の構造の場合、蛍光体含有樹脂層3により、AgまたはAg合金で構成される金属パターン5が覆われるため、硫化水素など周囲ガスによるAgの劣化を抑制することができるという利点もある。 In the case of the structure of FIG. 3, since the phosphor-containing resin layer 3 covers the metal pattern 5 made of Ag or an Ag alloy, there is an advantage that deterioration of Ag due to ambient gas such as hydrogen sulfide can be suppressed. .
また、図１（ａ）、（ｂ）の構造および図３の構造においては、金属パターン5のAgの劣化抑制効果を高めるため、図４（ａ）、（ｂ）に示すように金属パターン5の上に光透過性の保護膜8を形成することも可能である。保護膜8は、図４（ａ）のように金属パターン5の上面のみに形成する構成であってもよいし、図４（ｂ）のように上面と側面（端面）を覆うように形成する構成であってもよい。保護膜8は、図３の構造の金属パターン5に対しても同様に形成することが可能である。なお、保護膜8材料が、非電導性である場合には、図４（ａ），（ｂ）のように接合材料4を配置する位置を避けて配置する。 Further, in the structure of FIGS. 1A and 1B and the structure of FIG. 3, in order to enhance the effect of suppressing the deterioration of Ag of the metal pattern 5, as shown in FIGS. It is also possible to form a light transmissive protective film 8 thereon. The protective film 8 may be formed only on the upper surface of the metal pattern 5 as shown in FIG. 4A, or may be formed so as to cover the upper surface and side surfaces (end surfaces) as shown in FIG. 4B. It may be a configuration. The protective film 8 can be similarly formed on the metal pattern 5 having the structure shown in FIG. In addition, when the protective film 8 material is non-conductive, it arrange | positions avoiding the position which arrange | positions the joining material 4 like Fig.4 (a), (b).
保護膜8の材料としてはSiO2、TiO2など無機系コーティング材や、シリコーン系樹脂、キレート皮膜等の有機系コーティング材を用いることができる。特に、SiO2、TiO2を真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤといった気相成長法で成膜することにより緻密性の高い保護膜を形成することが可能であるため好ましい。 As the material of the protective film 8, inorganic coating materials such as SiO 2 and TiO 2, and organic coating materials such as silicone resins and chelate films can be used. In particular, SiO 2 and TiO 2 are preferably formed by vapor deposition such as vacuum deposition, sputtering, and CVD, so that a dense protective film can be formed.
図１（ａ），（ｂ）、図３および図４（ａ）、（ｂ）に記載の発光装置の各部の作用について説明する。発光素子2は青色光を発する素子であり、蛍光体含有樹脂３の蛍光体は、青色光を励起光として黄色光を発するものである場合を例に説明する。 The operation of each part of the light emitting device described in FIGS. 1A, 1B, 3 and 4A, 4B will be described. The light-emitting element 2 is an element that emits blue light, and the phosphor of the phosphor-containing resin 3 will be described as an example in which the blue light is emitted as excitation light.
発光素子2の上面および側面からは青色光が発せられ、発光素子２の上面および側面を覆っている蛍光体含有樹脂層３に入射する。入射した青色光の一部は、含有される蛍光体を励起し、蛍光体からは周囲に黄色蛍光が発せられる。発せられた黄色蛍光は、蛍光体含有樹脂層３の内部を進み、外部に出射される。また、青色光の一部は、蛍光体に吸収されることなく、蛍光体含有樹脂層３を透過し、外部に出射される。 Blue light is emitted from the top and side surfaces of the light emitting element 2 and enters the phosphor-containing resin layer 3 covering the top and side surfaces of the light emitting element 2. Part of the incident blue light excites the phosphor contained therein, and yellow fluorescence is emitted from the phosphor to the surroundings. The emitted yellow fluorescence travels inside the phosphor-containing resin layer 3 and is emitted to the outside. Further, a part of the blue light is not absorbed by the phosphor but passes through the phosphor-containing resin layer 3 and is emitted to the outside.
蛍光体含有樹脂層3から発せられる黄色蛍光と、透過する青色光は、蛍光体粒子により散乱されながら蛍光体含有樹脂層3を通過する。よって、蛍光体含有樹脂層３の内部から基板１側に向かって進行する蛍光および青色光もあるが、本実施形態では、蛍光体含有樹脂層3が基板１と接する領域のほとんどは、金属パターン5によって覆われている。金属パターン5は、上述したように表面が反射率の高いAgまたはAg合金で形成されているため、蛍光および青色光は効率よく反射され、蛍光体含有樹脂層3の側面から外部に出射される。 The yellow fluorescence emitted from the phosphor-containing resin layer 3 and the transmitted blue light pass through the phosphor-containing resin layer 3 while being scattered by the phosphor particles. Therefore, there is also fluorescence and blue light that travel from the inside of the phosphor-containing resin layer 3 toward the substrate 1 side, but in this embodiment, most of the region where the phosphor-containing resin layer 3 is in contact with the substrate 1 is a metal pattern. Covered by five. Since the metal pattern 5 is formed of Ag or Ag alloy having a high reflectance as described above, fluorescence and blue light are efficiently reflected and emitted from the side surface of the phosphor-containing resin layer 3 to the outside. .
また、蛍光体含有樹脂層3の側面から外部に出射された光の一部は、基板1方向に向かって出射される光もあるが、本実施形態では図１（ａ）、（ｂ）、図２、図３、図４の構成のように、蛍光体含有樹脂層3の少なくとも長辺については、端部よりも外側に金属パターン5が配置されていない。よって、蛍光体含有樹脂層3の側面から基板1方向に出射された光は、そのまま基板1に入射し、基板1に吸収されるため、グレア光とならない。 Further, some of the light emitted to the outside from the side surface of the phosphor-containing resin layer 3 is also light emitted toward the direction of the substrate 1, but in this embodiment, FIGS. 1 (a), 1 (b), As in the configuration of FIGS. 2, 3, and 4, the metal pattern 5 is not disposed outside the end portion of at least the long side of the phosphor-containing resin layer 3. Therefore, the light emitted in the direction of the substrate 1 from the side surface of the phosphor-containing resin layer 3 enters the substrate 1 as it is and is absorbed by the substrate 1, and therefore does not become glare light.
このように本実施形態の発光装置は、発光効率が高く、しかもグレア光等の不要な光を低減し、本来所望する配光パターンを得ることができる。 As described above, the light emitting device of this embodiment has high luminous efficiency, reduces unnecessary light such as glare light, and can obtain a originally desired light distribution pattern.
これに対し、図１１に示した比較例１のように、蛍光体含有樹脂層103の側面よりも外側に金属パターン102が配置されている場合には、蛍光体含有樹脂層103の側面から基板101方向に出射された光は、金属パターン102により反射されるため、グレア光となり、本来の配光パターンとは異なるパターンを形成してしまう。 On the other hand, when the metal pattern 102 is disposed outside the side surface of the phosphor-containing resin layer 103 as in Comparative Example 1 shown in FIG. Since the light emitted in the 101 direction is reflected by the metal pattern 102, it becomes glare light and forms a pattern different from the original light distribution pattern.
また、図１２に示した比較例２のように、蛍光体含有樹脂層103よりも内側にのみ金属パターン102が形成されている場合には、蛍光体含有樹脂層103の内部を基板101方向に進む光を反射することができず、これらの光が基板101に吸収されてしまう。このため、発光効率が低下してしまう。 Further, as in Comparative Example 2 shown in FIG. 12, when the metal pattern 102 is formed only inside the phosphor-containing resin layer 103, the inside of the phosphor-containing resin layer 103 is directed toward the substrate 101. The traveling light cannot be reflected, and the light is absorbed by the substrate 101. For this reason, luminous efficiency will fall.
つぎに、本実施形態の発光装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the light emitting device of this embodiment will be described.
基板1に図１（ｃ）または図２等のように予め設計した形状の金属パターン5を形成する。例えば、基板1上にフォトリソグラフィーによってレジストパターンを形成した後に、真空蒸着、スパッタリング、CVD、電界めっき等の手法で、Ag、Ag合金を含む単層構造または多層構造の金属膜を成膜する。その後、リフトオフを実施することにより、所望の形状の金属パターン5を形成することができる。また、基板1に予め成膜を実施した後に、その上にレジストパターンを形成し、レジストパターンから露出された金属膜をウエットエッチング、ドライエッチング等の手法によりパターニングしても良い。 A metal pattern 5 having a previously designed shape is formed on the substrate 1 as shown in FIG. For example, after a resist pattern is formed on the substrate 1 by photolithography, a metal film having a single-layer structure or a multi-layer structure including Ag and an Ag alloy is formed by a technique such as vacuum deposition, sputtering, CVD, or electroplating. Thereafter, the metal pattern 5 having a desired shape can be formed by carrying out lift-off. Alternatively, after a film is formed in advance on the substrate 1, a resist pattern may be formed thereon, and the metal film exposed from the resist pattern may be patterned by a technique such as wet etching or dry etching.
光透過性の保護膜8を形成する場合には、この時点で形成する。保護膜8のパターニングは、リフトオフまたはレジストパターンを用いたエッチング等により行うことができる。 When forming the light-transmitting protective film 8, it is formed at this point. The patterning of the protective film 8 can be performed by lift-off or etching using a resist pattern.
また、図２のように、金属パターン5を電極パターン5aと反射膜パターン5bとに分けて形成する場合には、電極パターン5aと反射膜パターン5bとなる金属膜をそれぞれ形成し、パターニングする。 Further, as shown in FIG. 2, when the metal pattern 5 is divided into the electrode pattern 5a and the reflective film pattern 5b, a metal film to be the electrode pattern 5a and the reflective film pattern 5b is formed and patterned.
つぎに、別途製造しておいた発光素子2を基板に実装する。発光素子2と基板金属パターンとの接合材料4としてAuバンプを用いる場合、金属パターン5上にスタッドバンプを形成し、発光素子2をフリップチップボンディングする。これにより実装が完了する。発光素子2を実装した後に、発光素子2の下部を図５のようにアンダーフィル剤9によって充填することも可能である。 Next, the separately manufactured light emitting element 2 is mounted on a substrate. When an Au bump is used as the bonding material 4 between the light emitting element 2 and the substrate metal pattern, a stud bump is formed on the metal pattern 5, and the light emitting element 2 is flip-chip bonded. This completes the implementation. After the light emitting element 2 is mounted, the lower part of the light emitting element 2 can be filled with the underfill agent 9 as shown in FIG.
続いて、発光素子2の封止を行う。発光素子2に発光色に合わせて予め選択しておいた蛍光体を、所望の色温度にするのに必要な量を測量した後、基材となる樹脂に撹拌によって混合し蛍光体含有樹脂を作製する。この蛍光体含有樹脂により発光素子2の上面および側面を所定の厚さに覆う層を形成し封止する。封止する手法としては、印刷、ディスペンス等の公知の方法を用いることができるが、寸法精度の観点から印刷による封止が好ましい。 Subsequently, the light emitting element 2 is sealed. After measuring the amount of phosphor previously selected for the light emitting element 2 according to the emission color, the amount necessary to obtain the desired color temperature is mixed with the resin as a base material by stirring, and the phosphor-containing resin is mixed. Make it. A layer covering the upper surface and side surfaces of the light emitting element 2 with a predetermined thickness is formed and sealed with the phosphor-containing resin. As a sealing method, known methods such as printing and dispensing can be used, but sealing by printing is preferable from the viewpoint of dimensional accuracy.
封止後に所定の温度に蛍光体含有樹脂を加熱し硬化させる。これにより、蛍光体含有樹脂層3が形成される。以上により、白色ＬＥＤパッケージを作製することができる。 After sealing, the phosphor-containing resin is heated to a predetermined temperature and cured. Thereby, the phosphor-containing resin layer 3 is formed. As described above, a white LED package can be manufactured.
続いて本実施形態の発光装置である白色ＬＥＤパッケージを用いたヘッドランプの構成例について図６を用いて説明する。 Next, a configuration example of a headlamp using a white LED package which is a light emitting device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図６のヘッドランプは、本実施形態の白色ＬＥＤパッケージ60に対向する位置にリフレクター13を配置し、ＬＥＤパッケージ60からの光をリフレクター13に入射させ、拡散反射した光をアウターカバー23を通過させて取り出すリフレクタータイプの構成である。正面から見て蛍光体含有樹脂層3の外側の側面から外れた箇所で発光する光は、リフレクタータイプではリフレクター13の反射を経て不必要な箇所（ヘッドランプの配光パターンのカットオフラインから外れた個所）を照らすことになり、グレア光の要因となる。このため、ヘッドランプの配光設計上好ましくない。ヘッドランプでは、配光パターンの長軸方向が水平方向に向けられ、垂直方向のグレア光が対向車にとって運転の妨げになるため、特にＬＥＤパッケージの短軸方向についてグレア方向を抑制する必要がある。 In the headlamp of FIG. 6, the reflector 13 is disposed at a position facing the white LED package 60 of the present embodiment, the light from the LED package 60 is incident on the reflector 13, and the diffusely reflected light passes through the outer cover 23. This is a reflector type configuration to be taken out. The light emitted from the outer side of the phosphor-containing resin layer 3 when viewed from the front is reflected by the reflector 13 in the reflector type, and is unnecessary from the cutoff line of the light distribution pattern of the headlamp. Illuminate the spot) and cause glare. For this reason, it is not preferable in the light distribution design of the headlamp. In the headlamp, the long axis direction of the light distribution pattern is directed horizontally, and the glare light in the vertical direction hinders driving for the oncoming vehicle. Therefore, it is necessary to suppress the glare direction particularly in the short axis direction of the LED package. .
本実施形態のＬＥＤパッケージは、蛍光体含有樹脂層3の少なくとも長辺については、端部よりも外側に金属パターン5を配置しないことにより、短軸方向からグレア光を発しないように構成しているため、ヘッドランプの垂直方向のグレア光を防止することができる。 The LED package of the present embodiment is configured not to emit glare light from the short axis direction by not arranging the metal pattern 5 outside the end portion at least on the long side of the phosphor-containing resin layer 3. Therefore, glare light in the vertical direction of the headlamp can be prevented.
なお、ヘッドランプには、リフレクタータイプの他に、ＬＥＤパッケージに対向する位置にプロジェクターレンズを配置し、ＬＥＤパッケージからの光を直接レンズに入射させて光を取り出すプロジェクタータイプもある。本実施形態のＬＥＤパッケージは、プロジェクタータイプにも適用可能であり、グレア光を防止できる。 In addition to the reflector type, the headlamp includes a projector type in which a projector lens is disposed at a position facing the LED package, and light from the LED package is directly incident on the lens to extract the light. The LED package of this embodiment can be applied to a projector type and can prevent glare light.
このように、本実施形態では、ＬＥＤパッケージにおいて、金属パターン5にAgまたはAg合金を使用し、金属パターン5端部と蛍光体含有樹脂3端部とが一致するように金属パターン5と蛍光体含有樹脂層3の寸法を設計することで、パッケージの光束を大きく落とすことなく、且つ蛍光体含有樹脂層3の側面で発光した光の反射を低減し、配光上のグレア光を低減することが出来る。 Thus, in this embodiment, in the LED package, Ag or an Ag alloy is used for the metal pattern 5, and the metal pattern 5 and the phosphor are arranged so that the end of the metal pattern 5 and the end of the phosphor-containing resin 3 coincide. By designing the dimensions of the resin-containing resin layer 3, the reflection of light emitted from the side surface of the phosphor-containing resin layer 3 is reduced without significantly reducing the luminous flux of the package, and glare light on the light distribution is reduced. I can do it.
また、金属パターン5を全て樹脂で覆うことにより、Agを金属パターン5に用いた場合であっても、硫化水素など周囲ガスによるAgの劣化を抑制することが可能である In addition, by covering all the metal pattern 5 with resin, even when Ag is used for the metal pattern 5, it is possible to suppress deterioration of Ag due to surrounding gas such as hydrogen sulfide.
本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
実施例では、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した３種類のＬＥＤパッケージを作成し、その発光特性を測定した。図７(a)-1、(b)-1、(c)-1は、３種類のＬＥＤパッケージの金属パターン5と発光素子２の上面形状と、蛍光体含有樹脂３との位置関係を示す説明図である。図７(a)-2、(b)-2、(c)-2は、３種類のＬＥＤパッケージの短軸方向の断面図である。
Examples of the present invention will be described.
Example 1
In the example, three types of LED packages shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C were prepared, and the light emission characteristics were measured. 7 (a) -1, (b) -1, and (c) -1 show the positional relationship between the metal pattern 5 of the three types of LED packages, the top surface shape of the light emitting element 2, and the phosphor-containing resin 3. FIG. It is explanatory drawing. 7 (a) -2, (b) -2, and (c) -2 are cross-sectional views in the minor axis direction of three types of LED packages.
基板1として、予め熱酸化膜（SiO2膜）を形成したシリコン基板を準備し、金属パターン5として、基板1側からTi層、Ni層、Ag−Bi−Ge層の順番で積層し、パターニングした。各層の厚みはTi層が750オングストローム、Ni層が2500オングストローム、Ag−Bi−Ge層が3000オングストロームである。 A silicon substrate on which a thermal oxide film (SiO2 film) was formed in advance was prepared as the substrate 1, and the metal pattern 5 was laminated and patterned in the order of the Ti layer, Ni layer, and Ag-Bi-Ge layer from the substrate 1 side. . The thickness of each layer is 750 Å for the Ti layer, 2500 Å for the Ni layer, and 3000 Å for the Ag-Bi-Ge layer.
図７（ａ）の試料は、基板1の短軸方向について、発光素子2の両端と、金属パターン５の端部とが一致し、その外側に蛍光体含有樹脂層３が配置された比較例の試料である。図７（ｂ）の試料は、基板1の短軸方向について、蛍光体含有樹脂層3の端部（外側面）と金属パターン5の端部とが一致している実施例の試料である。図７（ｃ）の試料は、基板1の短軸方向について、蛍光体含有樹脂層3の両端よりも170μｍ外側まで金属パターン5が配置されている比較例の試料である。 The sample of FIG. 7A is a comparative example in which both ends of the light emitting element 2 and the end of the metal pattern 5 coincide with each other in the minor axis direction of the substrate 1 and the phosphor-containing resin layer 3 is disposed on the outer side. This is a sample. The sample of FIG. 7B is a sample of an example in which the end portion (outer surface) of the phosphor-containing resin layer 3 and the end portion of the metal pattern 5 coincide with each other in the minor axis direction of the substrate 1. The sample of FIG. 7C is a sample of a comparative example in which the metal pattern 5 is disposed 170 mm outside the both ends of the phosphor-containing resin layer 3 in the minor axis direction of the substrate 1.
なお、いずれの試料も金属パターン5は、反射膜としての機能と発光素子2への給電を行う電極の機能とを兼ねている。また、すべての試料において、蛍光体含有樹脂層3の側面方向および上面方向の層厚は、いずれも100μｍとした。発光素子2の実装間隔は100μｍとした。 In any sample, the metal pattern 5 has both a function as a reflection film and a function of an electrode for supplying power to the light emitting element 2. In all the samples, the layer thickness in the side surface direction and the upper surface direction of the phosphor-containing resin layer 3 was 100 μm. The mounting interval of the light emitting element 2 was 100 μm.
これらの試料の製造方法は、実施の形態で説明した方法により製造した。 The manufacturing method of these samples was manufactured by the method described in the embodiment.
基板パターン5の最上層であるAg−Bi−G e層の反射率および熱酸化膜(SiO2)付きSi基板1の表面の反射率を測定したところ、表１のような結果であった。表１から明らかなように基板1は可視光域をほぼ吸収する光学的性質を有している。一方、Ag−Bi−G e層は高い反射率を示すことがわかる。 When the reflectance of the Ag-Bi-Ge layer, which is the uppermost layer of the substrate pattern 5, and the reflectance of the surface of the Si substrate 1 with the thermal oxide film (SiO 2 ) were measured, the results shown in Table 1 were obtained. As is clear from Table 1, the substrate 1 has an optical property of substantially absorbing the visible light region. On the other hand, it can be seen that the Ag-Bi-Ge layer exhibits high reflectance.
つぎに、発光素子2の素子ひとつあたり、700 mAの電流を供給し、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の３種類の試料のＬＥＤパッケージから発せられる光束量を測定した。３種類の試料は、それぞれ５サンプルずつ用意し、測定結果はn= 5 の測定値の平均値より求めた。その結果を表２に示す。表２に示した数値は、図７（ａ）の試料の全光束を１として、図７（ｂ），（ｃ）の試料の光束量の相対値を示した。 Next, a current of 700 mA was supplied to each element of the light-emitting element 2, and the amount of light emitted from the LED package of the three types of samples shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C was measured. Three samples were prepared for each of the three types, and the measurement results were obtained from the average value of the measured values of n = 5. The results are shown in Table 2. The numerical values shown in Table 2 show the relative values of the luminous fluxes of the samples of FIGS. 7B and 7C, where the total luminous flux of the sample of FIG.
図７（ｂ）の本実施例の試料は、図７（ａ）の比較例の試料よりも、光束量が約10 %向上しており、蛍光体含有樹脂層3に覆われる領域に光反射率の金属パーン5を配置することにより、光束量を増加させる作用があることが確認できた。 The sample of this example in FIG. 7B has a luminous flux improvement of about 10% compared to the sample of the comparative example in FIG. 7A, and light is reflected in the region covered with the phosphor-containing resin layer 3. It was confirmed that there was an effect of increasing the amount of luminous flux by arranging the metal pan 5 of the rate.
一方で、図７（ｃ）の比較例の試料は、図７（ｂ）の実施例の試料と比較して、光束量の向上率が約5%に留まっており、蛍光体含有樹脂層3よりも外側まで金属パターン5を配置しても、蛍光体含有樹脂層３に覆われる領域に金属パターン5を配置するほどの効果は得られなかった。 On the other hand, the sample of the comparative example of FIG. 7 (c) has a luminous flux improvement rate of only about 5% compared to the sample of the example of FIG. 7 (b), and the phosphor-containing resin layer 3 Even if the metal pattern 5 is arranged to the outside, the effect of arranging the metal pattern 5 in the region covered with the phosphor-containing resin layer 3 was not obtained.
つぎに、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の３種類の試料のＬＥＤパッケージの正面輝度分布を測定した。その結果を、それぞれ図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。測定にあたっては、発光素子2に一つあたり700mAの通電を行った。 Next, the front luminance distribution of the LED package of the three types of samples shown in FIGS. 7 (a), (b), and (c) was measured. The results are shown in FIGS. 8 (a), (b) and (c), respectively. In the measurement, a current of 700 mA was applied to each light emitting element 2.
図７（ａ）の比較例の試料、図７（ｂ）の実施例の試料は、それぞれ図８（ａ）、図８（ｂ）の正面輝度分布のように蛍光体含有樹脂層3の形状を反映した領域のみが輝度が高くなっているのに対して、図７（ｃ）の比較例試料ついては、蛍光体含有樹脂層3から外れた箇所においても発光していることが確認できる。この外側の発光は、図７（ｃ）の試料においては蛍光体含有樹脂層3の外側側面よりも外側まで金属パターン5が配置されているため、蛍光体含有樹脂層3の側面から発せられた光が、Ag合金等の金属パターン5によって反射された光であると考えられる。 The sample of the comparative example of FIG. 7A and the sample of the example of FIG. 7B are the shapes of the phosphor-containing resin layer 3 as shown in the front luminance distribution of FIG. 8A and FIG. 8B, respectively. It can be confirmed that the luminance of only the region reflecting the above is high, whereas the comparative example sample of FIG. 7C emits light even at a location off the phosphor-containing resin layer 3. This outer light emission was emitted from the side surface of the phosphor-containing resin layer 3 because the metal pattern 5 was arranged outside the outer side surface of the phosphor-containing resin layer 3 in the sample of FIG. The light is considered to be light reflected by the metal pattern 5 such as an Ag alloy.
このように正面から見て蛍光体含有樹脂層3より外側で発光する光は、特にヘッドランプ向け光源として使用する場合、本来の配光パターンの外側の箇所を照らす不必要な配光の要因となるなど、配光パターンの設計上好ましくない。 Thus, the light emitted outside the phosphor-containing resin layer 3 when viewed from the front, particularly when used as a light source for a headlamp, is a cause of unnecessary light distribution that illuminates a portion outside the original light distribution pattern. This is not preferable in designing the light distribution pattern.
以上のように、全光束量および正面輝度の測定結果より、図７（ｂ）のように金属パターン5の端部と蛍光体含有樹脂層3の外側端部とが一致するように金属パターン5と蛍光体含有樹脂層3の寸法を設計することで、パッケージの光束量を大きく落とすことなく、且つ蛍光体含有樹脂層3の外枠から外れた領域で発光する光を低減し、配光上のグレア光を低減することが出来ることが分かった。 As described above, from the measurement results of the total luminous flux amount and the front luminance, the metal pattern 5 is arranged so that the end of the metal pattern 5 and the outer end of the phosphor-containing resin layer 3 coincide as shown in FIG. By designing the dimensions of the phosphor-containing resin layer 3, the amount of light emitted from the area outside the outer frame of the phosphor-containing resin layer 3 can be reduced without significantly reducing the light flux of the package, and the light distribution It has been found that glare light can be reduced.
（実施例２）
実施例２として、図３に示した構造のＬＥＤパッケージを製造した。図３のＬＥＤパッケージは、蛍光体含有樹脂層3の短軸方向の両端よりも、金属パターン5の両端がX1、X2だけ内側に位置している。
(Example 2)
As Example 2, an LED package having the structure shown in FIG. In the LED package of FIG. 3, both ends of the metal pattern 5 are located on the inner side by X1 and X2 than both ends in the minor axis direction of the phosphor-containing resin layer 3.
ここでは、表３に示すように、X1およびX2の寸法を異ならせた３種類の試料（No.1、No.2、No.3）を作製した。 Here, as shown in Table 3, three types of samples (No. 1, No. 2, No. 3) with different dimensions of X1 and X2 were produced.
X1、X2の寸法が異なる３種類の試料についての全光束量を測定した。その結果を表３に併せて示す。表３では、N o.1の試料の全光束量の測定値を基準としてNo.2およびNo.3の試料の全光束量の相対値を示している。また、３種類の試料の正面輝度分布の測定結果を図９に示す。なお、測定にあたっては、発光素子２の一つあたり700 mAの通電を行った。 The total luminous flux was measured for three types of samples with different X1 and X2 dimensions. The results are also shown in Table 3. Table 3 shows relative values of the total luminous fluxes of the No. 2 and No. 3 samples with reference to the measured value of the total luminous flux of the No. 1 sample. Moreover, the measurement result of the front luminance distribution of three types of samples is shown in FIG. In the measurement, a current of 700 mA was applied to each light emitting element 2.
表３より、全光束量はX1、X2の値に大きく依存せず、各試料はほぼ同じ値となっている。図９より、正面輝度分布に関しても、各試料に大きな違いは見られなかった。これらの測定結果を見るに、蛍光体含有樹脂層3の外側面（端部）よりも金属パターン5の端部がXだけ内側にある形状であっても、Xの寸法が２０μｍ以下の場合は、全光束量の増量効果およびグレア光の低減という本発明の効果を実現するできることが確認された。 From Table 3, the total luminous flux does not greatly depend on the values of X1 and X2, and each sample has almost the same value. From FIG. 9, there was no significant difference between the samples with respect to the front luminance distribution. Looking at these measurement results, even when the end portion of the metal pattern 5 is inside by X from the outer surface (end portion) of the phosphor-containing resin layer 3, when the dimension of X is 20 μm or less, It has been confirmed that the effect of the present invention, that is, the effect of increasing the total luminous flux and the reduction of glare light can be realized.
（実施例３）
実施例３として、本発明の金属パターン5を蛍光体含有樹脂層3により被覆することによる、硫化による劣化抑制の効果を確認する実験を行った。
(Example 3)
As Example 3, an experiment was conducted to confirm the effect of suppressing deterioration due to sulfurization by coating the metal pattern 5 of the present invention with the phosphor-containing resin layer 3.
本実施例の試料は、実施例１の金属パターン5の最表面層として用いているAg−Bi−Ge層を、予め３ｃｍ角に切り出した熱酸化膜付きシリコン基板上に成膜した後、蛍光体含有樹脂層3の基材樹脂であるシリコーン樹脂をAg−Bi−Ge層付き基板上に塗布し熱硬化させて、Ag−Bi−Ge層の上面を封止することにより作製した（Ag−Bi−Ge層および基板の側面は封止していない）。ただし、シリコーン樹脂は、蛍光体を含有していない。Ag−Bi−Ge層の膜厚は、３０００オングストローム、樹脂層の膜厚は、５００μｍとした。また、比較例試料として、本実施例試料に同様のAg−Bi−Ge層のみを形成し、シリコーン樹脂封止層を形成しない試料を用意した。 In the sample of this example, an Ag-Bi-Ge layer used as the outermost surface layer of the metal pattern 5 of Example 1 was formed on a silicon substrate with a thermal oxide film cut into a 3 cm square in advance, and then fluorescent. A silicone resin, which is a base resin of the body-containing resin layer 3, was applied on a substrate with an Ag-Bi-Ge layer and thermally cured, and the upper surface of the Ag-Bi-Ge layer was sealed (Ag- The Bi-Ge layer and the side of the substrate are not sealed). However, the silicone resin does not contain a phosphor. The film thickness of the Ag—Bi—Ge layer was 3000 Å, and the film thickness of the resin layer was 500 μm. Further, as a comparative example sample, a sample was prepared in which only the same Ag-Bi-Ge layer was formed on the present example sample, and no silicone resin sealing layer was formed.
硫化試験は、5%硫化アンモニウム水溶液雰囲気中にサンプルを10分間暴露した後、反射率を測定することにより行った。 The sulfurization test was performed by measuring the reflectance after exposing the sample for 10 minutes in a 5% ammonium sulfide aqueous solution atmosphere.
図１０に硫化試験前後の反射率の測定結果を示す。本実施例の試料は、３４０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長域で反射率がやや低下しているものの、それより長い波長では硫化試験前の反射率に近い反射率が維持されていた。これに対し、樹脂層で封止しなかった比較例の試料は、３３０ｎｍ〜８００ｎｍの全波長域で大きく反射率が低下していた。 FIG. 10 shows the measurement results of the reflectance before and after the sulfidation test. In the sample of this example, although the reflectance slightly decreased in the wavelength range of 340 nm to 450 nm, the reflectance close to the reflectance before the sulfidation test was maintained at a longer wavelength. On the other hand, the reflectance of the sample of the comparative example that was not sealed with the resin layer was greatly reduced in the entire wavelength region of 330 nm to 800 nm.
この結果から、Ag合金の金属パターンに樹脂コートを実施することによって硫化が抑制されることが確認できた。 From this result, it was confirmed that sulfidation was suppressed by applying a resin coat to the metal pattern of the Ag alloy.
１…基板、２…発光素子、３…蛍光体含有樹脂、４…接合材料、５…金属パターン、５ａ…電極パターン、５ｂ…反射膜パターン、７…接続領域、８…保護膜、９…アンダーフィル剤、１３…リフレクター、２３…アウターカバー、６０…ＬＥＤパッケージ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Light emitting element, 3 ... Phosphor containing resin, 4 ... Bonding material, 5 ... Metal pattern, 5a ... Electrode pattern, 5b ... Reflecting film pattern, 7 ... Connection area | region, 8 ... Protective film, 9 ... Under Fill agent, 13 ... reflector, 23 ... outer cover, 60 ... LED package.
Claims (9)
前記樹脂層は、蛍光体を含有し、
前記基板上の少なくとも所定の軸方向において、前記金属パターンの端部は、前記樹脂層の外側面と一致する位置、もしくは、前記樹脂層の外側面よりも内側であって前記発光素子の端部よりも外側に位置することを特徴とする発光装置。 A substrate, a metal pattern formed on the substrate, one or more light-emitting elements mounted on the metal pattern, and a resin layer covering an upper surface and a side surface of the light-emitting element,
The resin layer contains a phosphor,
At least in the predetermined axial direction on the substrate, the end of the metal pattern is located at a position coinciding with the outer surface of the resin layer, or inside the outer surface of the resin layer and the end of the light emitting element A light-emitting device that is located on the outer side.
前記光源として、前記請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発光装置を用いることを特徴とするヘッドランプ。 A headlamp having a light source and the outer cover,
A headlamp using the light-emitting device according to claim 1 as the light source.
前記樹脂層は、印刷法により形成されることを特徴とする発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
The method for manufacturing a light emitting device, wherein the resin layer is formed by a printing method.
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