JP2016066632A - Light emission device - Google Patents

Light emission device Download PDF

Info

Publication number
JP2016066632A
JP2016066632A JP2013021894A JP2013021894A JP2016066632A JP 2016066632 A JP2016066632 A JP 2016066632A JP 2013021894 A JP2013021894 A JP 2013021894A JP 2013021894 A JP2013021894 A JP 2013021894A JP 2016066632 A JP2016066632 A JP 2016066632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
layer
emitting element
light emission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013021894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
毅斉 尾之江
Takanari Onoe
毅斉 尾之江
悠 長谷川
Yu Hasegawa
悠 長谷川
良幸 則光
Yoshiyuki Sokumitsu
良幸 則光
徹 青柳
Toru Aoyanagi
徹 青柳
貴史 内田
Takafumi Uchida
貴史 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2013021894A priority Critical patent/JP2016066632A/en
Priority to PCT/JP2014/000161 priority patent/WO2014122881A1/en
Publication of JP2016066632A publication Critical patent/JP2016066632A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emission device that can suppress color unevenness of light emitted outwards while suppressing dispersion of wavelength conversion at a light emission layer.SOLUTION: A light emission device 10 has a light emission element 30 having a light emission face S, a protection element 40 comprising a Zener diode, a sub mount board 20 on which the light emission element 30 and the protection element 40 are mounted, a sheet member 50 coupled to the light emission face S through adhesive agent, and a reflection layer 60 surrounding the light emission element 30 and the sheet member. The sheet member 50 has a fluorescent layer 51 which is excited by light from the light emission element 30 and emits wavelength-converted light, and a diffusion layer 52 containing a diffusion material for diffusing light from the fluorescent layer 51. Since the fluorescent layer 51 and the diffusion layer 52 are constructed by one sheet member 50, the fluorescent layer 51 and the diffusion layer 52 can be simply provided on the light emission face S of the light emission element 30, and light from the fluorescent layer 51 can be diffused by the diffusion layer 52, whereby color unevenness can be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発光素子からの光に励起され、波長変換する蛍光体を含有した蛍光層を備えた発光装置に関するものである。   The present invention relates to a light emitting device including a fluorescent layer containing a phosphor that is excited by light from a light emitting element and converts the wavelength.

白色発光する発光装置は、例えば、青色光を発光する発光素子であれば、青色光に励起されて補色となる黄色光を発光する蛍光体を含有した蛍光層を備える。そのため、青色光と黄色光との混色によるバランスを均一にして色ムラを少なくするため、波長変換の度合いに影響を与える蛍光層の厚みを均一にすることが望ましい。   For example, if the light emitting device that emits white light is a light emitting element that emits blue light, the light emitting device includes a fluorescent layer that contains a phosphor that emits yellow light that is excited by blue light and has a complementary color. For this reason, it is desirable to make the thickness of the fluorescent layer uniform, which affects the degree of wavelength conversion, in order to make the balance due to the color mixture of blue light and yellow light uniform and reduce color unevenness.

蛍光層の厚みを均一にする技術に関して、蛍光層をシート部材により形成することが知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。   Regarding a technique for making the thickness of the fluorescent layer uniform, it is known that the fluorescent layer is formed by a sheet member (for example, refer to Patent Documents 1 and 2).

特許文献1の発光装置の製造方法は、発光素子を基板に載置する第1の工程と、発光素子の上面を露出させて発光素子の側面を第1の光反射性部材で覆う第2の工程と、第2の工程の後で、上面に接着剤を塗布し、発光素子に、蛍光体を含有させた透光性部材を接着する第3の工程と、第3の工程の後で、透光性部材の上面を露出させて透光性部材の側面を第2の光反射性部材で覆う第4の工程とを有することが記載されている。   The manufacturing method of the light emitting device of Patent Document 1 includes a first step of placing the light emitting element on the substrate, and a second step of exposing the upper surface of the light emitting element and covering the side surface of the light emitting element with the first light reflective member. After the step and the second step, after the third step, the third step of applying an adhesive on the upper surface and bonding the light-transmitting member containing the phosphor to the light emitting element, and the third step, And a fourth step of exposing the upper surface of the translucent member and covering the side surface of the translucent member with the second light reflective member.

特許文献2の発光装置は、発光素子から出射される光を透過して外部に放出する蛍光体を含有した透光性部材の外周側面が、上面から下面に向かって広がる傾斜面を有し、透光性部材の下面の面積が、発光素子の上面の面積よりも大きく形成され、透光性部材の下面および発光素子の上面が、接着剤により接合されており、透光性部材の下面であって、発光素子と接合されていない部分および傾斜面が光反射性樹脂により被覆されていることが記載されている。   The light emitting device of Patent Document 2 has an inclined surface in which an outer peripheral side surface of a translucent member containing a phosphor that transmits light emitted from a light emitting element and emits the light to the outside spreads from the upper surface toward the lower surface, The area of the lower surface of the light transmissive member is formed larger than the area of the upper surface of the light emitting element, and the lower surface of the light transmissive member and the upper surface of the light emitting element are joined together by an adhesive. Thus, it is described that a portion not joined to the light emitting element and the inclined surface are covered with a light reflecting resin.

特開2010−192629号公報JP 2010-192629 A 特開2010−272847号公報JP 2010-272847 A

蛍光体を含有した蛍光層をシート部材により形成することで、シート部材の厚みを容易に揃えることができるので、蛍光層による波長変換のばらつきを抑えることができる。   By forming the phosphor layer containing the phosphor with the sheet member, the thickness of the sheet member can be easily made uniform, so that the wavelength conversion variation due to the phosphor layer can be suppressed.

しかし、発光素子は、直上方向の発光強度が高く、発光素子からの光に励起されて発光する蛍光体は全方位的に発光するため、直上方向は発光素子の発光色が強く、直上方向から周囲にずれると蛍光体の発光色が強くなる。従って、蛍光層の厚みを均一にしても、色ムラを抑えることができない。   However, the light emitting element has high emission intensity in the directly upward direction, and the phosphor that emits light when excited by the light from the light emitting element emits light in all directions. If it shifts to the surroundings, the emission color of the phosphor becomes stronger. Therefore, even if the thickness of the fluorescent layer is made uniform, color unevenness cannot be suppressed.

そこで本発明は、蛍光層での波長変換のばらつきを抑えつつ、外部へ出射する光の色ムラを抑えることができる発光装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting device capable of suppressing color unevenness of light emitted to the outside while suppressing variation in wavelength conversion in a fluorescent layer.

本発明の発光装置は、発光面を有する発光素子と、前記発光面に接合されたシート部材と、前記発光素子と前記シート部材との周囲を囲う反射層とを備え、前記シート部材は、前記発光素子からの光に励起され、波長変換した光を発光する蛍光体を含有した蛍光層と、前記蛍光層からの光を拡散させる拡散材が含有された拡散層とを備えたことを特徴とする。   A light-emitting device of the present invention includes a light-emitting element having a light-emitting surface, a sheet member bonded to the light-emitting surface, and a reflective layer surrounding the light-emitting element and the sheet member, A fluorescent layer containing a phosphor that is excited by light from a light emitting element and emits wavelength-converted light, and a diffusion layer containing a diffusing material that diffuses light from the fluorescent layer To do.

本発明の発光装置は、シート部材として、蛍光層と拡散層とを備えたことで、蛍光層での波長変換のばらつきを抑えつつ、外部へ出射する光の色ムラを抑えることができる。   Since the light emitting device of the present invention includes the fluorescent layer and the diffusion layer as the sheet member, it is possible to suppress unevenness in the color of light emitted to the outside while suppressing variations in wavelength conversion in the fluorescent layer.

本発明の実施の形態に係る発光装置を示す断面図Sectional drawing which shows the light-emitting device which concerns on embodiment of this invention 図1に示す発光装置の平面図FIG. 1 is a plan view of the light emitting device shown in FIG. 図1に示す発光装置の発光素子と保護素子との接続を説明するための回路図1 is a circuit diagram for explaining a connection between a light emitting element and a protective element of the light emitting device shown in FIG. (A)〜(D)は、図1に示す発光装置の製造方法の各工程を説明するための断面図(A)-(D) are sectional drawings for demonstrating each process of the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG. 図1に示す発光装置のシート部材の拡散層と反射層との収縮を説明するための一部拡大図The partially expanded view for demonstrating shrinkage | contraction with the diffused layer and reflective layer of the sheet | seat member of the light-emitting device shown in FIG.

本願の第1の発明は、発光面を有する発光素子と、発光面に接合されたシート部材と、発光素子とシート部材との周囲を囲う反射層とを備え、シート部材は、発光素子からの光に励起され、波長変換した光を発光する蛍光体を含有した蛍光層と、蛍光層からの光を拡散させる拡散材が含有された拡散層とを備えたことを特徴とした発光装置である。   1st invention of this application is equipped with the light emitting element which has a light emitting surface, the sheet | seat member joined to the light emitting surface, and the reflective layer surrounding the light emitting element and the sheet | seat member, and a sheet | seat member is from a light emitting element. A light-emitting device comprising: a fluorescent layer containing a phosphor that emits light that is excited by light and wavelength-converted; and a diffusion layer that contains a diffusion material that diffuses light from the fluorescent layer .

第1の発明によれば、蛍光層がシート部材の一部として、シート状に形成されているため、蛍光層の厚みを均一とすることができるので、蛍光体による波長変換のレベルが均一化され、ばらつきを抑えることができる。また、蛍光層に拡散層が設けられていることで、蛍光層を通過した発光素子からの光を拡散させるため、蛍光層に含有された蛍光体により全方位的に発光する黄色光とバランスよく混色させることができるので、色ムラを抑えた白色とすることができる。   According to the first invention, since the fluorescent layer is formed in a sheet shape as a part of the sheet member, the thickness of the fluorescent layer can be made uniform, so the level of wavelength conversion by the phosphor is made uniform. Variation can be suppressed. In addition, since the diffusion layer is provided in the fluorescent layer, the light from the light emitting element that has passed through the fluorescent layer is diffused. Therefore, the fluorescent material contained in the fluorescent layer has a good balance with the yellow light emitted in all directions. Since the colors can be mixed, it is possible to obtain white with reduced color unevenness.

本願の第2の発明は、第1の発明において、拡散層の線膨張係数は、蛍光層より大きいことを特徴とした発光装置である。   A second invention of the present application is the light emitting device according to the first invention, wherein the linear expansion coefficient of the diffusion layer is larger than that of the fluorescent layer.

第2の発明によれば、反射層が温度変化により収縮しても、線膨張係数が蛍光層より大きい拡散層が大きく収縮して、反射層を引っ張り、反射層にクラックが発生することを防止する。   According to the second invention, even when the reflective layer contracts due to temperature change, the diffusion layer whose linear expansion coefficient is larger than the fluorescent layer contracts greatly, pulling the reflective layer and preventing the reflective layer from cracking. To do.

本願の第3の発明は、第1または第2の発明において、拡散層と反射層とは、切削により高さ位置を合わせたことを特徴とした発光装置である。   A third invention of the present application is the light-emitting device according to the first or second invention, wherein the height of the diffusion layer and the reflection layer is adjusted by cutting.

第3の発明によれば、切削して拡散層と反射層との高さ位置を合わせることで、反射層が拡散層より低くなって拡散層の側面から光が漏れたり、反射層が拡散層を覆ってしまって光の出射を遮蔽したりすることを防止することができる。   According to the third invention, by cutting and aligning the height positions of the diffusion layer and the reflection layer, the reflection layer becomes lower than the diffusion layer, light leaks from the side surface of the diffusion layer, or the reflection layer becomes the diffusion layer. It is possible to prevent the emission of light from being covered and being blocked.

本願の第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、シート部材は、発光素子の発光面より大きく形成されていることを特徴とした発光装置である。   A fourth invention of the present application is the light emitting device according to any one of the first to third inventions, wherein the sheet member is formed larger than the light emitting surface of the light emitting element.

第4の発明によれば、シート部材が発光素子の発光面より大きいため、蛍光層による発光の面積を広く確保することができるので、高輝度な発光装置とすることができる。   According to the fourth aspect of the invention, since the sheet member is larger than the light emitting surface of the light emitting element, it is possible to secure a wide area of light emission by the fluorescent layer, so that a high luminance light emitting device can be obtained.

本願の第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明において、発光素子の発光面は、凹凸面に形成されていることを特徴とした発光装置である。   A fifth invention of the present application is the light emitting device according to any one of the first to fourth inventions, wherein the light emitting surface of the light emitting element is formed in an uneven surface.

第5の発明によれば、発光素子の発光面で全反射して、発光素子内へ返る戻り光を少なくすることができるので、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。従って、発光素子の直上方向への発光強度を高くすることができ、直上方向の発光強度を高めた発光素子であっても、拡散層により、色ムラを抑えることができる。   According to the fifth aspect of the invention, it is possible to reduce the return light that is totally reflected on the light emitting surface of the light emitting element and returns to the light emitting element, so that the light extraction efficiency of the light emitting element can be improved. Therefore, the light emission intensity directly above the light emitting element can be increased, and even the light emitting element with the light emission intensity directly above can suppress color unevenness by the diffusion layer.

(実施の形態)
本発明の実施の形態に係る発光装置を、図面に基づいて説明する。
(Embodiment)
A light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1、図2に示す発光装置10は、サブマウント基板20と、発光素子30と、保護素子40と、シート部材50と、反射層60とを備えている。   The light emitting device 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a submount substrate 20, a light emitting element 30, a protective element 40, a sheet member 50, and a reflective layer 60.

サブマウント基板20は、絶縁性基板21に図示しない配線パターンが形成された基板である。サブマウント基板20の搭載面に形成された配線パターンにより形成された素子用電極に、発光素子30と保護素子40とが搭載され、この素子用電極は、絶縁性基板21の底面に形成された接続用電極にスルーホール電極を介して接続されている。絶縁性基板21としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂やBTレジン(ビスマレイミドトリアジン樹脂系の熱硬化樹脂)、セラミックスなどを採用することができる。   The submount substrate 20 is a substrate in which a wiring pattern (not shown) is formed on the insulating substrate 21. The light emitting element 30 and the protective element 40 are mounted on the element electrode formed by the wiring pattern formed on the mounting surface of the submount substrate 20, and the element electrode is formed on the bottom surface of the insulating substrate 21. The connection electrode is connected via a through-hole electrode. As the insulating substrate 21, for example, glass epoxy resin, BT resin (bismaleimide triazine resin-based thermosetting resin), ceramics, or the like can be used.

発光素子30は、フリップチップタイプの発光ダイオードで、発光面Sの輪郭が正方形状に形成されている。発光素子30は、バンプBを介してサブマウント基板20の搭載面に形成された素子用電極に導通搭載されている。   The light emitting element 30 is a flip chip type light emitting diode, and the outline of the light emitting surface S is formed in a square shape. The light emitting element 30 is conductively mounted on the element electrode formed on the mounting surface of the submount substrate 20 via the bumps B.

発光素子30は、基板と、半導体層と、n側端子と、p側端子とを備えている。基板は、半導体層を保持する役目を負うと共に、半導体層が積層された面とは反対側となる面が、光が出射する発光面Sとなる。基板の材質としては、絶縁性のサファイアやGaN、SiC、AlGaN、AlNなどを採用することができる。基板の発光面Sは、エッチング加工やブラスト加工、レーザーやダイシングブレードによる加工などにより微小な凹凸とした粗面とすることによりマイクロテクスチャ構造を有している。なお、基板がサファイア等で、GaNより低屈折率である基板を基材とする場合には、平坦面で形成してもよい。   The light emitting element 30 includes a substrate, a semiconductor layer, an n-side terminal, and a p-side terminal. The substrate plays a role of holding the semiconductor layer, and a surface opposite to the surface on which the semiconductor layers are stacked is a light emitting surface S from which light is emitted. As the material of the substrate, insulating sapphire, GaN, SiC, AlGaN, AlN, or the like can be used. The light emitting surface S of the substrate has a microtexture structure by making it a rough surface with minute irregularities by etching, blasting, processing with a laser or a dicing blade, or the like. When the substrate is sapphire or the like and the substrate having a lower refractive index than GaN is used as a base material, the substrate may be formed with a flat surface.

半導体層は、n型層と、発光層と、p型層とを基板上に順次積層したものである。これらの半導体層の材質は、窒化ガリウム系化合物であれば好ましい。具体的には、それぞれ、n型層をGaN、発光層をInGaN、p型層をGaNとするなどである。なお、n型層やp型層としては、Al系、In系、Ga系、N系を用いることもできる。また、n型層と基板との間に、GaNやInGaNで形成したバッファ層を形成することも可能である。更に、例えば、発光層は、InGaNとGaNとを交互に積層した多層構造(量子井戸構造)とすることもできる。   The semiconductor layer is obtained by sequentially stacking an n-type layer, a light emitting layer, and a p-type layer on a substrate. The material of these semiconductor layers is preferably a gallium nitride compound. Specifically, the n-type layer is GaN, the light-emitting layer is InGaN, the p-type layer is GaN, and the like. As the n-type layer and the p-type layer, Al-based, In-based, Ga-based, and N-based layers can also be used. It is also possible to form a buffer layer made of GaN or InGaN between the n-type layer and the substrate. Further, for example, the light emitting layer may have a multilayer structure (quantum well structure) in which InGaN and GaN are alternately stacked.

n側端子は、基板上に積層したn型層と発光層とp型層の一部から、発光層とp型層を除去し、n型層を露出させ、この露出させたn型層上に形成されている。p側端子は、p型層上に形成されている。p側端子は発光層で発した光を基板の側に反射するために反射率の高いAgやAl、Rh等により形成された端子である。   The n-side terminal is formed by removing the light-emitting layer and the p-type layer from a part of the n-type layer, the light-emitting layer, and the p-type layer laminated on the substrate, exposing the n-type layer, and on the exposed n-type layer. Is formed. The p-side terminal is formed on the p-type layer. The p-side terminal is a terminal formed of Ag, Al, Rh or the like having high reflectivity in order to reflect the light emitted from the light emitting layer to the substrate side.

なお、発光素子30としては、フリップチップタイプについて詳細を説明したが、基板と半導体層とを挟むように、それぞれに電極が形成された両面電極タイプのFD(Face Down)タイプ、FU(Face Up)タイプの発光素子でも用いることができる。   The flip-chip type has been described in detail as the light-emitting element 30, but a double-sided electrode type FD (Face Down) type and FU (Face Up) in which electrodes are respectively formed so as to sandwich the substrate and the semiconductor layer. ) Type light emitting element.

保護素子40は、過度な電圧が発光素子30に印加しないようにするためのものである。本実施の形態では、保護素子40として、ツェナーダイオードを発光素子30に接続している。この保護素子40に発光素子30を接続した状態の回路図を図3に示す。本実施の形態1では、保護素子40をツェナーダイオードZDとしたが、ダイオードやバリスタ、コンデンサ、抵抗などとすることもできる。   The protection element 40 is for preventing an excessive voltage from being applied to the light emitting element 30. In the present embodiment, a Zener diode is connected to the light emitting element 30 as the protection element 40. A circuit diagram in a state where the light emitting element 30 is connected to the protective element 40 is shown in FIG. In the first embodiment, the protective element 40 is the Zener diode ZD, but it may be a diode, a varistor, a capacitor, a resistor, or the like.

シート部材50は、発光素子30の基板である発光面Sに貼り付けられ、発光素子30側の接着面が光入射面となる蛍光層51と、発光装置10から露出した面が光出射面となる拡散層52との2層構造に形成された光透過性部材である。蛍光層51と拡散層52とは、それぞれがシート状に形成され、製造過程において一方の層を他方の層に積層することで密着した状態で貼り合わされる。シート部材50は、発光素子30の発光面Sより大きく形成されている。   The sheet member 50 is affixed to the light emitting surface S, which is the substrate of the light emitting element 30, and the fluorescent layer 51 in which the adhesive surface on the light emitting element 30 side is the light incident surface, and the surface exposed from the light emitting device 10 is the light emitting surface. The light transmissive member is formed in a two-layer structure with the diffusion layer 52. The fluorescent layer 51 and the diffusion layer 52 are each formed in a sheet shape, and are bonded together in the manufacturing process by laminating one layer on the other layer. The sheet member 50 is formed larger than the light emitting surface S of the light emitting element 30.

蛍光層51は、樹脂もしくはガラスやセラミックスといった主材である透明媒体中に、発光素子30からの光に励起されて補色となる光に波長を変換する蛍光体を含有している。例えば、発光素子30が青色光を発光する青色発光素子であれば、蛍光体は黄色光を発光するものとすることができる。黄色光を発光する蛍光体を蛍光層51に含有させることで、発光素子30からの青色光と蛍光体からの黄色光とが混色するので、白色光とすることができる。蛍光体としては、珪酸塩蛍光体やYAG系蛍光体を使用することができる。   The fluorescent layer 51 contains a phosphor that converts a wavelength to light that is excited by light from the light emitting element 30 and becomes complementary color in a transparent medium that is a main material such as resin or glass or ceramics. For example, if the light emitting element 30 is a blue light emitting element that emits blue light, the phosphor may emit yellow light. By including the phosphor that emits yellow light in the phosphor layer 51, the blue light from the light emitting element 30 and the yellow light from the phosphor are mixed, so that white light can be obtained. As the phosphor, a silicate phosphor or a YAG phosphor can be used.

透明媒体としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂を主成分とする樹脂や、ゾルゲル法で作製されるガラス材料を用いることもできる。ガラス材料は硬化反応温度が摂氏200度程度のものもあり、バンプや端子各部に用いる材料の耐熱性を考慮しても好適な材料と言える。   As the transparent medium, for example, a resin mainly composed of a silicone resin, an epoxy resin, and a fluororesin, or a glass material produced by a sol-gel method can be used. Some glass materials have a curing reaction temperature of about 200 degrees Celsius, and can be said to be a suitable material in consideration of heat resistance of materials used for bumps and terminals.

拡散層52は、樹脂を主材とした透明媒体中に、蛍光層51からの光を拡散させる拡散材を含有している。拡散材は、例えば、粒子状の二酸化ケイ素やセラミックスなどとすることができる。透明媒体は、シリコーン樹脂、ガラス、アクリル樹脂等とすることができる。   The diffusion layer 52 contains a diffusion material that diffuses light from the fluorescent layer 51 in a transparent medium mainly composed of resin. The diffusing material can be, for example, particulate silicon dioxide or ceramics. The transparent medium can be a silicone resin, glass, acrylic resin, or the like.

蛍光層51と拡散層52とを貼り合わせ接合する接着剤は、シリコーン樹脂製のものが使用できる。拡散層52をシリコーン樹脂により形成し、接着剤をシリコーン樹脂とすれば、拡散層52への入射の際の屈折や反射を少ないものとすることができる。   As the adhesive for bonding the fluorescent layer 51 and the diffusion layer 52 together and bonding them, those made of silicone resin can be used. If the diffusion layer 52 is formed of a silicone resin and the adhesive is a silicone resin, refraction and reflection upon incidence on the diffusion layer 52 can be reduced.

反射層60は、発光素子30が搭載されたサブマウント基板20上の領域であって、発光素子30の搭載領域の残余の領域に、発光素子30およびシート部材50の周囲を囲うように、かつ保護素子40を覆うように形成され、発光素子30の発光面Sに接合されたシート部材50を露出させる高さに形成されている。   The reflective layer 60 is an area on the submount substrate 20 on which the light emitting element 30 is mounted, and surrounds the periphery of the light emitting element 30 and the sheet member 50 in the remaining area of the mounting area of the light emitting element 30. The sheet member 50 is formed so as to cover the protection element 40 and is exposed to the sheet member 50 bonded to the light emitting surface S of the light emitting element 30.

反射層60は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの樹脂もしくはガラスといった主材である透明媒体中に発光素子30からの光を反射する粒状体の反射材を分散させたものである。   The reflective layer 60 is a granular reflective material that reflects light from the light emitting element 30 in a transparent medium such as epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, urea resin, silicone resin, fluororesin, or a main material such as glass. Are dispersed.

反射層60は、光を反射する反射材として酸化チタンや酸化亜鉛の粒子と分散剤とを液状樹脂に含有させたものを硬化させることで形成することができる。反射層60を、粉体状の酸化チタンと分散剤とを液状樹脂に含有させたものを硬化させて形成することで、絶縁性を保ちつつ、反射機能を備えたものとすることができる。また、反射層60を形成する際に、流動性を高めることを目的として、液状樹脂にチキソトロピー付与剤を添加してもよい。チキソトロピー付与剤としては、例えば、微粉末シリカ等が使用できる。   The reflective layer 60 can be formed by curing a liquid resin containing titanium oxide or zinc oxide particles and a dispersant as a reflective material that reflects light. By forming the reflective layer 60 by curing a liquid resin containing powdered titanium oxide and a dispersant, the reflective layer 60 can be provided with a reflective function while maintaining insulation. In addition, when the reflective layer 60 is formed, a thixotropic agent may be added to the liquid resin for the purpose of improving fluidity. As the thixotropy-imparting agent, for example, fine powder silica can be used.

なお、本実施の形態1では、反射材として酸化チタンを使用しているが、酸化亜鉛、酸化アルミや二酸化ケイ素、窒化ホウ素なども反射材として使用することが可能である。つまり、反射材は、絶縁性を有すると共に、反射機能を有する金属酸化物であれば、使用することが可能である。   In Embodiment 1, titanium oxide is used as the reflective material, but zinc oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, boron nitride, or the like can also be used as the reflective material. That is, the reflective material can be used as long as it is a metal oxide having an insulating property and a reflective function.

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を図面に基づいて説明する。   A method of manufacturing the light emitting device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.

まず、発光素子30および保護素子40を、サブマウント基板20へバンプBを介して搭載する(図4(A)参照)。   First, the light emitting element 30 and the protection element 40 are mounted on the submount substrate 20 via the bumps B (see FIG. 4A).

次に、発光素子30の発光面Sに接着剤を塗布して、発光素子30の発光面Sより大きいサイズに形成されたシート部材50を貼り付ける(図4(B)参照)。蛍光層51と拡散層52とが1枚のシート部材50となっているため、簡単に発光素子30の発光面Sに、蛍光層51と拡散層52とを設けることができる。   Next, an adhesive is applied to the light emitting surface S of the light emitting element 30, and the sheet member 50 formed to have a size larger than the light emitting surface S of the light emitting element 30 is attached (see FIG. 4B). Since the fluorescent layer 51 and the diffusion layer 52 form one sheet member 50, the fluorescent layer 51 and the diffusion layer 52 can be easily provided on the light emitting surface S of the light emitting element 30.

次に、印刷法またはポッティング法により、反射層60となる反射材を含有した樹脂(反射材含有樹脂)を充填し、硬化させる(図4(C)参照)。このとき反射材含有樹脂61は、シート部材50が覆われるように充填する。   Next, a resin containing a reflective material to be the reflective layer 60 (reflective material-containing resin) is filled and cured by a printing method or a potting method (see FIG. 4C). At this time, the reflecting material-containing resin 61 is filled so that the sheet member 50 is covered.

そして、シート部材50の拡散層52が露出するまで、硬化した反射材含有樹脂61を切削して反射層60を形成して、拡散層52と反射層60との高さ位置を合わせる(図4(D)参照)。   Then, until the diffusion layer 52 of the sheet member 50 is exposed, the cured reflective material-containing resin 61 is cut to form the reflection layer 60, and the height positions of the diffusion layer 52 and the reflection layer 60 are matched (FIG. 4). (See (D)).

このように、切削して拡散層52と反射層60との高さ位置を合わせることで、反射層60が拡散層52より低くなって拡散層52の側面から光が漏れたり、反射層60が拡散層52を覆ってしまって光の出射を遮蔽したりすることを防止することができる。   Thus, by cutting and matching the height positions of the diffusion layer 52 and the reflection layer 60, the reflection layer 60 becomes lower than the diffusion layer 52, and light leaks from the side surface of the diffusion layer 52. It is possible to prevent the diffusion of the light from being covered by covering the diffusion layer 52.

次に、本発明の実施の形態に係る発光装置10の使用状態について説明する。   Next, a usage state of the light emitting device 10 according to the embodiment of the present invention will be described.

図1に示す発光装置10に電源が供給されると、発光素子30が発光する。発光素子30の発光面Sは、凹凸面に形成されているため、発光面Sで全反射して、発光素子30内へ返る戻り光を少なくすることができるので、発光素子30の光取り出し効率を向上させることができる。従って、発光素子30の直上方向への発光強度を高くすることができる。   When power is supplied to the light emitting device 10 shown in FIG. 1, the light emitting element 30 emits light. Since the light emitting surface S of the light emitting element 30 is formed as an uneven surface, it is possible to reduce the return light that is totally reflected by the light emitting surface S and returns to the light emitting element 30. Can be improved. Accordingly, the light emission intensity in the direction directly above the light emitting element 30 can be increased.

発光素子30からの青色光は、蛍光層51に入射すると、蛍光層51を通過して拡散層52へ抜ける光と蛍光体を励起する光となる。   When the blue light from the light emitting element 30 is incident on the fluorescent layer 51, it becomes light that passes through the fluorescent layer 51 and passes through the diffusion layer 52 and light that excites the phosphor.

蛍光層51がシート部材50の一部として、シート状に形成されているため、蛍光層51の厚みを均一とすることができるので、蛍光体による波長変換のレベルが均一化され、ばらつきを抑えることができる。   Since the fluorescent layer 51 is formed in a sheet shape as a part of the sheet member 50, the thickness of the fluorescent layer 51 can be made uniform, so that the level of wavelength conversion by the fluorescent substance is made uniform and variation is suppressed. be able to.

また、発光面Sを凹凸面とすることで直上方向の発光強度を高めた発光素子30であっても、蛍光層51上に拡散層52が設けられていることで、蛍光層51を通過した青色光を拡散させるため、蛍光層51に含有された蛍光体により全方位的に発光する黄色光とバランスよく混色させることができるので、色ムラを抑えた白色とすることができる。   Further, even in the light emitting element 30 in which the light emitting surface S has a concavo-convex surface to increase the light emission intensity in the directly upward direction, the diffusion layer 52 is provided on the fluorescent layer 51 so that it passes through the fluorescent layer 51. Since the blue light is diffused, the phosphor contained in the phosphor layer 51 can be mixed with the yellow light emitted in all directions in a well-balanced manner, so that the color can be white with suppressed color unevenness.

従って、発光装置10は、蛍光層51での波長変換のばらつきを抑えつつ、拡散層52から外部へ出射する光の色ムラを抑えることができる。   Therefore, the light emitting device 10 can suppress uneven color of light emitted from the diffusion layer 52 to the outside while suppressing variation in wavelength conversion in the fluorescent layer 51.

拡散層52がシート部材50の一部として、シート状に形成されているため、拡散層52の厚みを均一とすることができる。従って、拡散層52による拡散の度合いを全体的に均一にすることができるので、更に色ムラを抑えたものとすることができる。   Since the diffusion layer 52 is formed in a sheet shape as a part of the sheet member 50, the thickness of the diffusion layer 52 can be made uniform. Therefore, since the degree of diffusion by the diffusion layer 52 can be made uniform as a whole, color unevenness can be further suppressed.

発光素子30から側方へ出射した光は、反射層60により反射させて、シート部材50の方向へ向けることができる。   The light emitted from the light emitting element 30 to the side can be reflected by the reflective layer 60 and directed toward the sheet member 50.

シート部材50は、発光素子30の発光面Sより大きいため、蛍光層51による発光の面積を広く確保することができる。従って、高輝度な発光装置10とすることができる。   Since the sheet member 50 is larger than the light emitting surface S of the light emitting element 30, it is possible to secure a wide area of light emission by the fluorescent layer 51. Therefore, the light emitting device 10 with high luminance can be obtained.

発光することで発光素子30は発熱して温度が上昇する。また、発光素子30への通電を止めれば発光素子30の温度は低下する。例えば、蛍光層51を形成する透明媒体をガラスまたはセラミックスとし、反射層60をシリコーン樹脂のような、蛍光層51より大きな線膨張係数を有する樹脂により形成した場合に、発光素子30が発光を繰り返すことによる温度変化により、反射層60は膨張収縮を繰り返す。そのとき、拡散層52が無ければ、反射層60が大きく収縮して、蛍光層51との界面付近で、反射層60にクラックが発生することがある。   By emitting light, the light emitting element 30 generates heat and the temperature rises. Further, if the current supply to the light emitting element 30 is stopped, the temperature of the light emitting element 30 is lowered. For example, when the transparent medium for forming the fluorescent layer 51 is made of glass or ceramics, and the reflective layer 60 is formed of a resin having a larger linear expansion coefficient than the fluorescent layer 51, such as a silicone resin, the light emitting element 30 repeats light emission. Due to the temperature change caused by this, the reflective layer 60 repeats expansion and contraction. At this time, if the diffusion layer 52 is not present, the reflective layer 60 may be greatly contracted, and cracks may occur in the reflective layer 60 near the interface with the fluorescent layer 51.

しかし、発光装置10では、蛍光層51に、蛍光層51より大きな線膨張係数を有する拡散層52を設けているため、図5に示すように、反射層60を拡散層52が収縮することで引張ったり、圧縮したりすることにより、反射層60の収縮による大きな変化を抑止するため、反射層60にクラックが発生することを防止することができる。   However, in the light emitting device 10, since the diffusion layer 52 having a larger linear expansion coefficient than that of the fluorescent layer 51 is provided in the fluorescent layer 51, the diffusion layer 52 contracts the reflective layer 60 as shown in FIG. By pulling or compressing, a large change due to the contraction of the reflective layer 60 is suppressed, so that the occurrence of cracks in the reflective layer 60 can be prevented.

なお、本実施の形態では、発光素子30として青色光を発光するものとし、蛍光体として青色光の補色となる黄色光を発光するものを例に説明したが、発光素子は紫外線を発光するものとしたり、他の色を発光するものとしたりすることができる。また、蛍光体も他の色を発光するものとすることができる。   In this embodiment, the light emitting element 30 emits blue light and the phosphor emits yellow light that is a complementary color of blue light. However, the light emitting element emits ultraviolet light. Or can emit other colors. In addition, the phosphor may emit other colors.

本発明は、蛍光層での波長変換のばらつきを抑えつつ、外部へ出射する光の色ムラを抑えることができるので、発光素子からの光に励起され、波長変換する蛍光体を含有した蛍光層を備えた発光装置に好適である。   Since the present invention can suppress unevenness in color of light emitted to the outside while suppressing variations in wavelength conversion in the fluorescent layer, the fluorescent layer contains a phosphor that is excited by light from the light emitting element and converts the wavelength. It is suitable for a light emitting device provided with

10 発光装置
20 サブマウント基板
21 絶縁性基板
30 発光素子
40 保護素子
50 シート部材
51 蛍光層
52 拡散層
60 反射層
61 反射材含有樹脂
B バンプ
S 発光面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-emitting device 20 Submount substrate 21 Insulating substrate 30 Light-emitting element 40 Protection element 50 Sheet member 51 Fluorescent layer 52 Diffusion layer 60 Reflective layer 61 Reflective material containing resin B Bump S Light-emitting surface

Claims (5)

発光面を有する発光素子と、
前記発光面に接合されたシート部材と、
前記発光素子と前記シート部材との周囲を囲う反射層とを備え、
前記シート部材は、前記発光素子からの光に励起され、波長変換した光を発光する蛍光体を含有した蛍光層と、
前記蛍光層からの光を拡散させる拡散材が含有された拡散層とを備えたことを特徴とする発光装置。
A light emitting device having a light emitting surface;
A sheet member joined to the light emitting surface;
A reflective layer surrounding the light emitting element and the sheet member;
The sheet member is excited by light from the light emitting element, and includes a fluorescent layer containing a phosphor that emits wavelength-converted light;
And a diffusion layer containing a diffusion material for diffusing light from the fluorescent layer.
前記拡散層の線膨張係数は、前記蛍光層より大きい請求項1記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the diffusion layer is larger than that of the fluorescent layer. 前記拡散層と前記反射層とは、切削により高さ位置を合わせた請求項1または2記載の発光装置。 The light-emitting device according to claim 1, wherein the diffusion layer and the reflective layer are aligned in height by cutting. 前記シート部材は、前記発光素子の発光面より大きく形成されている請求項1から3のいずれかの項に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the sheet member is formed larger than a light emitting surface of the light emitting element. 前記発光素子の発光面は、凹凸面に形成されている請求項1から4のいずれかの項に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein a light emitting surface of the light emitting element is formed on an uneven surface.
JP2013021894A 2013-02-07 2013-02-07 Light emission device Pending JP2016066632A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013021894A JP2016066632A (en) 2013-02-07 2013-02-07 Light emission device
PCT/JP2014/000161 WO2014122881A1 (en) 2013-02-07 2014-01-15 Light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013021894A JP2016066632A (en) 2013-02-07 2013-02-07 Light emission device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016066632A true JP2016066632A (en) 2016-04-28

Family

ID=51299483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013021894A Pending JP2016066632A (en) 2013-02-07 2013-02-07 Light emission device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016066632A (en)
WO (1) WO2014122881A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088301A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 スタンレー電気株式会社 Ultraviolet emitting diode
JP2018157045A (en) * 2017-03-17 2018-10-04 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and manufacturing method thereof
JP2019106502A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 日亜化学工業株式会社 Light emitting device manufacturing method
JP2019145739A (en) * 2018-02-23 2019-08-29 株式会社朝日ラバー Led light-emitting device with optical diffusion film, ink for forming optical diffusion film and light diffusion sheet for led light-emitting device
JP2019212931A (en) * 2019-09-20 2019-12-12 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and method for manufacturing the same
US10699991B2 (en) 2017-06-15 2020-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Packaged light emitting devices including electrode isolation structures and methods of forming packaged light emitting devices including the same

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6552190B2 (en) * 2014-12-11 2019-07-31 シチズン電子株式会社 Light emitting device and method of manufacturing light emitting device
TWI661583B (en) * 2015-02-04 2019-06-01 億光電子工業股份有限公司 Led packaging structure and method for manufacturing the same
CN105485573B (en) * 2015-12-31 2019-02-15 广东晶科电子股份有限公司 A kind of high colour gamut direct-light type LED backlight mould group
JP2017188592A (en) * 2016-04-06 2017-10-12 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
WO2018008197A1 (en) * 2016-07-07 2018-01-11 日東電工株式会社 Photosemiconductor element with reflection layer and phosphor layer
DE102017125413A1 (en) 2016-11-01 2018-05-03 Nichia Corporation Light emitting device and method for its production
JP6982233B2 (en) 2017-05-30 2021-12-17 日亜化学工業株式会社 Light emitting device and its manufacturing method
JP6669292B2 (en) * 2019-02-28 2020-03-18 日亜化学工業株式会社 Light emitting device and method of manufacturing the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067204A (en) * 2005-08-31 2007-03-15 Toshiba Lighting & Technology Corp Light-emitting diode device
RU2489774C2 (en) * 2007-11-29 2013-08-10 Нития Корпорейшн Light-emitting device and method of making said device
JP5057398B2 (en) * 2008-08-05 2012-10-24 シャープ株式会社 Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088301A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 スタンレー電気株式会社 Ultraviolet emitting diode
JP2018157045A (en) * 2017-03-17 2018-10-04 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and manufacturing method thereof
US10699991B2 (en) 2017-06-15 2020-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Packaged light emitting devices including electrode isolation structures and methods of forming packaged light emitting devices including the same
JP2019106502A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 日亜化学工業株式会社 Light emitting device manufacturing method
JP2019145739A (en) * 2018-02-23 2019-08-29 株式会社朝日ラバー Led light-emitting device with optical diffusion film, ink for forming optical diffusion film and light diffusion sheet for led light-emitting device
JP2019212931A (en) * 2019-09-20 2019-12-12 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and method for manufacturing the same
JP7071652B2 (en) 2019-09-20 2022-05-19 日亜化学工業株式会社 Light emitting device and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014122881A1 (en) 2014-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016066632A (en) Light emission device
US9882097B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip, optoelectronic semiconductor component, and a method for producing an optoelectronic semiconductor component
JP2014207349A (en) Light-emitting device and manufacturing method thereof
JP5278023B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP5104490B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP4492378B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP5736203B2 (en) Light emitting device
JP6673410B2 (en) LED module
JP5527456B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2009049342A (en) Light emitting device
JP2012069645A (en) Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor
JP2009130237A (en) Light emitting device
JP6185415B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2016058689A (en) Semiconductor light-emitting device
JP2012079776A (en) Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
JP2016171188A (en) Semiconductor light emission device and manufacturing method for the same
KR20150075385A (en) Light emitting device
JP2019145690A (en) Light-emitting device and manufacturing method of light-emitting device
JP6221456B2 (en) Light emitting device and lighting device
JP2015088524A (en) Semiconductor light-emitting device
KR102208504B1 (en) Light-emitting device package with reflective side coating
JP6575828B2 (en) Light emitting device and light emitting module
JP6201480B2 (en) Light emitting device and lighting device
JP2014082525A (en) Light emitting device and method for manufacturing the same
WO2014162650A1 (en) Light-emitting device