JP2011082283A - Led light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電耐圧性を有した高出力のLED発光装置に関するものである。 The present invention relates to a high-power LED light-emitting device having electrostatic withstand voltage characteristics.
従来、LED発光装置は、電極パターンが形成された基板上に発光素子をダイボンドあるいはワイヤボンドによって実装した後、透光性を有した樹脂体によって封止して構成されている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an LED light-emitting device is configured by mounting a light-emitting element on a substrate on which an electrode pattern is formed by die bonding or wire bonding, and then sealing with a resin body having translucency (Patent Document 1). .
図6はLED発光装置のうち、照明用に使用される高出力タイプのLED発光装置1の構造を示したものである。このLED発光装置1は、カソード及びアノードによる二極の電極3,4が形成された長方形状の基板2と、この基板2上に実装される発光素子5と、この発光素子5に近接して実装される定電圧ダイオード素子6と、前記発光素子5及び定電圧ダイオード素子6を封止する透光性樹脂からなる封止体7とを備えて構成されている。
FIG. 6 shows the structure of the LED
前記定電圧ダイオード素子6は、発光素子5を静電気によるサージから保護するために設けられるもので、高電流が流れる照明用途の発光素子5を安定して駆動させることができる。
The constant
前記LED発光装置1は、図7(a)に示すように、定電圧ダイオード素子6が発光素子5に近接して配置されているため、発光素子5から発せられる光の一部が定電圧ダイオード素子6によって遮られたり、反射したりすることによって、発光にバラツキやムラが生じる場合がある。図7(b)は前記LED発光装置1の発光の指向性を示したものである。このLED発光装置1全体の輝度は、発光素子5の中心をピークとしてなだらかに減少していくが、電極3が位置しているカソード側に比べて電極4が位置しているアノード側の方が定電圧ダイオード素子6の存在によって減少率が大きくなっている。
In the LED
また、前記発光素子5を封止する封止体7に蛍光剤を分散させることによって、発光素子5から発せられる光を白色あるいは中間色に変換して発光させるようなLED発光装置の場合は、封止体7内に配置されている定電圧ダイオード素子6の影響によって、発光色や発光輝度にバラツキやムラが生じる場合がある。
Further, in the case of an LED light emitting device that emits light by converting the light emitted from the
前記定電圧ダイオード素子6は、素子自体が有色のシリコン樹脂で形成されているため、発光素子5から発せられる光を吸収あるいは反射してしまうことから、この定電圧ダイオード素子6が配置された部分が局所的に暗くなったり、影になったりする場合がある。
Since the constant
従来、このような問題を改善するために、定電圧ダイオード素子を発光素子が封止される封止体から離間した基板の表面や基板の裏面側に実装していた。しかしながら、前記定電圧ダイオード素子を発光素子から離間すると静電気のサージ吸収効果が十分得られなくなる。また、発光素子と定電圧ダイオード素子とを離間させるため基板サイズが大きくなったり、配線パターンの引き回しが長くなったりするといった問題があり、小型化が制限されていた。 Conventionally, in order to improve such a problem, the constant voltage diode element is mounted on the front surface of the substrate or the back surface side of the substrate separated from the sealing body in which the light emitting element is sealed. However, if the constant voltage diode element is separated from the light emitting element, a sufficient effect of absorbing electrostatic surge cannot be obtained. In addition, since the light emitting element and the constant voltage diode element are separated from each other, there is a problem that the substrate size becomes large and the wiring pattern becomes long, and miniaturization is restricted.
そこで、本発明の目的は、静電耐圧用の定電圧ダイオード素子を有して構成される高出力のLED発光装置において、発光色や発光輝度にバラツキやムラを生じさせることのないLED発光装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-power LED light-emitting device that includes a constant-voltage diode element for electrostatic withstand voltage, and does not cause variation or unevenness in light emission color or light emission luminance. Is to provide.
上記課題を解決するために、本発明のLED発光装置は、基板と、該基板上に実装される発光素子と、該発光素子に近接して実装される定電圧ダイオード素子と、前記発光素子及び定電圧ダイオード素子を封止するとともに、前記発光素子から発せられる光を励起する光励起剤が含有された透光性の封止体とを備えて構成されるLED発光装置において、前記定電圧ダイオード素子が透明性を有して形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an LED light emitting device of the present invention includes a substrate, a light emitting element mounted on the substrate, a constant voltage diode element mounted in proximity to the light emitting element, the light emitting element, and the light emitting element. In the LED light emitting device configured to seal the constant voltage diode element and include a light-transmitting sealing body containing a photoexciter that excites light emitted from the light emitting element, the constant voltage diode element Is formed with transparency.
本発明に係るLED発光装置によれば、発光素子に近接して実装される定電圧ダイオード素子が透明性を有しているので、発光素子から発せられた光が定電圧ダイオード素子によって遮られたり、反射したりすることがない。このため、十分な静電耐圧性を備えながら、均一且つ高出力で駆動させることのできるLED発光装置の提供が可能となった。 According to the LED light emitting device of the present invention, since the constant voltage diode element mounted close to the light emitting element has transparency, the light emitted from the light emitting element is blocked by the constant voltage diode element. , No reflection. For this reason, it has become possible to provide an LED light-emitting device that can be driven with uniform and high output while having sufficient electrostatic withstand voltage.
また、封止体内に光励起剤を分散させることによって、発光色を変換させるような構造のLED発光装置にあっては、前記定電圧ダイオード素子が透明性を有しているので、封止体内における光励起作用に偏りが生じなくなり、バラツキやムラの生じない白色発光あるいは中間色発光を得ることができる。 Further, in the LED light emitting device having a structure in which the light emission color is converted by dispersing the photoexciter in the sealed body, since the constant voltage diode element has transparency, There is no bias in the photoexcitation action, and it is possible to obtain white light emission or intermediate color light emission with no variation or unevenness.
以下、添付図面に基づいて本発明に係るLED発光装置の実施形態を詳細に説明する。図1及び図2に示すように、本発明のLED発光装置11は、一対の電極(カソード電極13とアノード電極14)がパターン形成された長方形状の基板12と、この基板12上に実装される発光素子15と、この発光素子15に近接して実装される定電圧ダイオード素子16と、前記発光素子15及び定電圧ダイオード素子16を封止する透光性を有する透明樹脂又は半透明樹脂による封止体17とを備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of an LED light emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the LED
前記基板12は、一般的なエポキシ樹脂やBTレジン等の絶縁材料で長方形状に形成され、中央部に発光素子15及び定電圧ダイオード素子16を実装するための実装領域が設けられ、この実装領域を挟んで対向する方向にカソード電極13とアノード電極14が形成される。
The
前記発光素子15は、一般照明用として白色系の発光色を出すために、窒化ガリウム系化合物半導体からなる高出力タイプの青色発光素子(青色LED)が用いられる。この青色LEDは、図3に示すように、サファイアガラスからなるサブストレート21と、このサブストレート21の上にn型半導体22、p型半導体23を拡散成長させた拡散層27とからなっている。前記n型半導体22及びp型半導体23はそれぞれn型電極24,p型電極25を備えており、前記基板12に設けられたカソード電極13及びアノード電極14にボンディングワイヤによって接続され、一定の電流を流すことで発光層26から青色光が発せられる。
As the
前記定電圧ダイオード素子16は、ツェナーダイオードともよばれ、前記発光素子15を静電気によるサージから保護するために設けられるものであり、図4に示すように、発光素子15とが逆方向となるように並列に接続される。この定電圧ダイオード素子16を付加することにより、発光素子15に逆方向極性の静電気電圧が加わった場合であっても、0.6V以上の静電気は定電圧ダイオード素子16側に流れて消耗してしまうため、発光素子15が保護される。
The constant
定電圧ダイオード素子16は、図2に示したように、通常の整流用のダイオード素子と同様にサブストレート31の上にn型半導体とp型半導体を拡散成長させた拡散層32を有した構造となっている。本発明の特徴的な点は、前記定電圧ダイオード素子16が透明性を有するように、サブストレート31又は拡散層32が透明部材あるいは透明酸化物で構成されているところにある。
As shown in FIG. 2, the constant
前記封止体17は、前記基板12上に配置させた金型内に透光性を有する透明又は半透明の樹脂材を充填することによって、発光素子15及び定電圧ダイオード素子16を被覆保護している。本実施形態における封止体17は、エポキシ樹脂あるいはシリコン樹脂基材に、光励起剤の一つである蛍光粒子の原料となるイットリウム・アルミニウム・ガーネット(以下、略してYAGという)や、色素粒子の原料となる染料がそれぞれ適量混入され、これらが均一に分散されている。
The sealing
従って、LED発光装置11のカソード電極13とアノード電極14との間に電流が流れると、図3に示したように、n型半導体22とp型半導体23との境界面(発光層)26が青色発光し、この青色発光が上方、側方及び下方へ向かう。特に上方へ発せられた青色光は、封止体17の中に分散されている蛍光粒子を励起することで、波長変換された広波長の白色系の光が封止体17の中を四方八方に拡散する。
Therefore, when a current flows between the
本発明のLED発光装置11によれば、図5(a)に示すように、同じ封止体17内に定電圧ダイオード素子16が発光素子15に近接して配置されているが、前記定電圧ダイオード素子16が透光性を有しているため、発光素子15から発せられる光のほとんどを透過させることができる。このため、図5(b)に示すように、発光素子15の中心部をピークとした輝度が電極13が位置しているカソード側と電極14が位置しているアノード側とでの輝度の減衰量が略均一となる。また、封止体17内に分散されている蛍光剤が略均等に励起されるため、定電圧ダイオード素子16が実装されている周辺部を含む全体が同じ発光色や発光輝度となる。さらに、前記定電圧ダイオード素子16が透光性を有しているため、発光素子15の影になる部分が大幅に減少し、局所的な発光色や発光輝度のムラを抑えることができる。
According to the LED
以上説明したように、本発明のLED発光装置11によれば、定電圧ダイオード素子16が発光素子15に近接して実装されているため、静電気によるサージの侵入を効果的に防止することができるとともに、発光色や発光輝度を均一にすることが可能となった。このため、室内用の一般照明をはじめとして、車載用のヘッドランプのような高出力且つ高信頼性が要求されるような照明装置や照明ユニットに最適である。
As described above, according to the LED
なお、上記実施形態は、マザーボードに直接表面実装されるチップ型のLED発光装置について説明したものであるが、リードフレーム型のものにも適用することができる。即ち、発光素子や透光性を有する定電圧ダイオード素子が載置される台座の上に窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色の発光素子チップを固着した後、砲弾形の封止体の中に蛍光粒子や色素粒子等の光励起剤を適量分散させることで白色系の発光を得ることができる。 In addition, although the said embodiment demonstrated the chip-type LED light-emitting device directly mounted on the motherboard, it can be applied also to a lead frame type. That is, after fixing a blue light-emitting element chip made of a gallium nitride compound semiconductor on a pedestal on which a light-emitting element or a light-transmitting constant voltage diode element is mounted, a fluorescent light is placed in a shell-shaped sealing body. White light emission can be obtained by dispersing an appropriate amount of a photoexciter such as particles or pigment particles.
1 LED発光装置
2 基板
3、4 電極
5 発光素子
6 定電圧ダイオード素子
7 封止体
11 LED発光装置
12 基板
13、14 電極
15 発光素子
16 定電圧ダイオード素子
17 封止体
21 サブストレート
22 n型半導体
23 p型半導体
24 n型電極
25 p型電極
26 発光層
27 拡散層
31 サブストレート
32 拡散層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記定電圧ダイオード素子が透明性を有して形成されていることを特徴とするLED発光装置。 A substrate, a light emitting element mounted on the substrate, a constant voltage diode element mounted in proximity to the light emitting element, the light emitting element and the constant voltage diode element are sealed, and emitted from the light emitting element In the LED light emitting device configured to include a light-transmitting sealing body containing a photoexciter that excites light,
The LED light emitting device, wherein the constant voltage diode element is formed to have transparency.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009232129A JP2011082283A (en) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | Led light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013258361A (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
-
2009
- 2009-10-06 JP JP2009232129A patent/JP2011082283A/en active Pending
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