JP2016115688A - Light-emitting device - Google Patents
Light-emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016115688A JP2016115688A JP2013079219A JP2013079219A JP2016115688A JP 2016115688 A JP2016115688 A JP 2016115688A JP 2013079219 A JP2013079219 A JP 2013079219A JP 2013079219 A JP2013079219 A JP 2013079219A JP 2016115688 A JP2016115688 A JP 2016115688A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- emitting element
- emitting device
- fluorescent
- 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
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 34
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 34
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- -1 gallium nitride compound Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/48—Semiconductor 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
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies 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
- H01L25/167—Assemblies 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1015—Shape
- H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
- H01L2924/10158—Shape being other than a cuboid at the passive surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/48—Semiconductor 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
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/48—Semiconductor 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
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の電極により電源が供給されて発光するフリップチップ型の発光素子と、この発光素子に隣接して配置される1以上の他の素子とが、基体に実装され、封止される発光装置に関するものである。 In the present invention, a flip chip type light emitting element that emits light when power is supplied from a plurality of electrodes, and one or more other elements arranged adjacent to the light emitting element are mounted on a substrate and sealed. The present invention relates to a light emitting device.
発光装置は、発光素子だけでなく、例えば、発光素子の保護を目的として、他の素子も、一緒に基板に搭載され、樹脂封止部に封止されたものが知られている(特許文献1、2参照)。 As a light emitting device, for example, for the purpose of protecting a light emitting element, other elements are also mounted on a substrate together and sealed in a resin sealing portion for the purpose of protecting the light emitting element (Patent Document). 1 and 2).
特許文献1に記載の半導体発光装置は、LED素子とツェナーダイオードとが、回路基板の上面にフリップ実装されたものであり、金属膜や反射性微粒子とバインダーとを混練した白色インクにより形成された反射層を、回路基板とツェナーダイオードが接続する面とは反対側の面に備えたものである。
The semiconductor light-emitting device described in
特許文献2に記載の発光装置は、発光素子とツェナーダイオードとが、第1基板および第2基板とを貼り合わせて形成された絶縁基板に搭載されており、発光素子が第1基板に、ツェナーダイオードが第2基板に搭載されることで、ツェナーダイオードを収納する収納部が形成され、発光素子から側方へ出射した光がツェナーダイオードによって阻害されることを防止したものである。
In the light emitting device described in
しかし、特許文献1に記載の半導体発光装置では、ツェナーダイオードが、光学的な配慮がなされておらず、LED素子に隣接して実装されているため、ツェナーダイオードがLED素子の側方に実装されている。このような実装位置では、LED素子から出射される側方への光はツェナーダイオードにより遮られてしまう。
However, in the semiconductor light emitting device described in
特許文献2に記載の発光装置では、光学的な配慮により、ツェナーダイオードが発光素子より一段下がった位置に実装されている。しかし、ツェナーダイオードを発光素子の実装位置より一段下げるために、絶縁基板の厚みをツェナーダイオードの厚み以上とする必要がある。従って、特許文献2に記載の発光装置は、特許文献1に記載の半導体発光装置と比較して厚みが厚くなってしまう。
In the light emitting device described in
そこで本発明は、大きさを維持しつつ、他の素子による発光素子の発光への影響を低減することができる発光装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a light emitting device capable of reducing the influence of other elements on the light emission of the light emitting element while maintaining the size.
本発明の発光装置は、第1の電極と第2の電極とにより電源が供給されて、前記第1の電極に対応する発光領域が発光するフリップチップ型の発光素子と、前記発光素子に隣接して配置された他の素子と、前記発光素子および前記他の素子が搭載素子として実装される基体とを備え、他の素子は、前記発光素子に前記第2の電極が形成されることによりできる非発光領域に隣接させて、前記基体に実装されていることを特徴とする。 The light-emitting device of the present invention includes a flip-chip light-emitting element that is supplied with power by the first electrode and the second electrode and emits light from a light-emitting region corresponding to the first electrode, and adjacent to the light-emitting element. And a base on which the light emitting element and the other element are mounted as a mounting element, and the other element is formed by forming the second electrode on the light emitting element. It is mounted on the substrate so as to be adjacent to a non-light emitting region that can be formed.
本発明の発光装置によれば、他の素子が、発光素子の発光領域から出射される側方への光を遮断したり吸収したりせず影響を与えないため、他の素子の搭載位置を発光素子より一段下げる必要がなく、基体の厚みを厚くしなくてもよい。従って、本発明の発光装置は、大きさを維持しつつ、他の素子による発光素子の発光への影響を低減することができる。 According to the light emitting device of the present invention, the other elements do not block or absorb the light emitted from the light emitting region of the light emitting elements and do not affect them, so that the mounting position of the other elements is not affected. There is no need to lower the light emitting element by one step, and the thickness of the substrate need not be increased. Therefore, the light emitting device of the present invention can reduce the influence of other elements on the light emission of the light emitting element while maintaining the size.
本願の第1の発明は、第1の電極と第2の電極とにより電源が供給されて、前記第1の電極に対応する発光領域が発光するフリップチップ型の発光素子と、前記発光素子に隣接して配置された他の素子と、前記発光素子および前記他の素子が搭載素子として実装される基体とを備え、前記他の素子は、前記発光素子に前記第2の電極が形成されることによりできる非発光領域に隣接させて、前記基体に実装されていることを特徴とした発光装置である。 According to a first aspect of the present invention, a flip-chip light emitting element in which power is supplied by a first electrode and a second electrode and a light emitting region corresponding to the first electrode emits light, and the light emitting element Another element disposed adjacent to the light emitting element and a base on which the other element is mounted as a mounting element, wherein the second electrode is formed on the light emitting element. The light-emitting device is mounted on the base so as to be adjacent to a non-light-emitting region.
第1の発明によれば、他の素子が発光素子に第2の電極が形成されることによりできる非発光領域に隣接させて配置されているため、他の素子が、発光素子の発光領域から出射される側方への光を遮断したり吸収したりしないため影響を与えない。従って、他の素子の搭載位置を発光素子より一段下げる必要がないため、基体の厚みを厚くしなくてもよい。 According to the first invention, since the other element is disposed adjacent to the non-light emitting region formed by forming the second electrode on the light emitting element, the other element is separated from the light emitting region of the light emitting element. There is no effect because the emitted light to the side is not blocked or absorbed. Therefore, it is not necessary to lower the mounting position of other elements from that of the light emitting element, so that the thickness of the substrate does not have to be increased.
本願の第2の発明は、第1の発明において、発光素子は、矩形状に形成され、第2の電極は、角部に形成され、他の素子は、発光素子の対角線の仮想延長線上に実装されていることを特徴とした発光装置である。 According to a second invention of the present application, in the first invention, the light emitting element is formed in a rectangular shape, the second electrode is formed in a corner portion, and the other elements are on a virtual extension line of a diagonal line of the light emitting element. A light-emitting device that is mounted.
第2の発明によれば、矩形状に形成された発光素子の角部に第2の電極が形成されているため、他の素子を発光素子の対角線の仮想延長線上に実装すれば、他の素子を発光素子に隣接して配置するときに、非発光領域に対応させることができる。 According to the second invention, since the second electrode is formed at the corner of the light emitting element formed in the rectangular shape, if another element is mounted on the virtual extension line of the diagonal line of the light emitting element, When the element is disposed adjacent to the light emitting element, it can correspond to a non-light emitting region.
本願の第3の発明は、第1または第2の発明において、発光素子より広い範囲に、蛍光体を含有した蛍光部が形成され、蛍光部は、他の素子の一部または全部を含むことを特徴とした発光装置である。 According to a third invention of the present application, in the first or second invention, a fluorescent part containing a phosphor is formed in a wider range than the light emitting element, and the fluorescent part includes a part or all of other elements. It is the light-emitting device characterized by this.
第3の発明によれば、蛍光部が、発光素子からの光を受けると、発光素子の周囲だけでなく、他の素子の周囲の蛍光体が発光するため、発光素子の非発光領域の周囲も明るく発光させることができる。従って、保護素子が発光素子の非発光領域に隣接して配置されていても、樹脂封止部の蛍光体が発光するので、発光効率のよい発光装置とすることができる。 According to the third invention, when the fluorescent portion receives light from the light emitting element, not only the periphery of the light emitting element but also the phosphor around the other element emits light. Can also emit light brightly. Therefore, even if the protective element is disposed adjacent to the non-light emitting region of the light emitting element, the phosphor in the resin sealing portion emits light, so that a light emitting device with high light emission efficiency can be obtained.
本願の第4の発明は、第3の発明において、蛍光部は、発光素子および他の素子を封止する樹脂封止部に蛍光体を含有させた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 the third invention, wherein the fluorescent part contains a phosphor in a resin sealing part for sealing the light emitting element and other elements.
第4の発明によれば、発光素子と他の素子を封止する樹脂封止部に蛍光体を含有させれば、発光素子と他の素子との周囲に蛍光体を含有させた蛍光部を形成することができ、他の素子の上方も蛍光体により明るく発光させることができる。 According to the fourth invention, if a phosphor is contained in the resin sealing portion that seals the light emitting element and the other element, the fluorescent part containing the phosphor around the light emitting element and the other element is provided. It can be formed, and the phosphors above the other elements can be made to emit light brighter.
本願の第5の発明は、第3の発明において、蛍光部は、発光素子の天面と他の素子の天面の一部または全部とを覆うシート部材により形成されていることを特徴とした発光装置である。 According to a fifth invention of the present application, in the third invention, the fluorescent part is formed by a sheet member that covers the top surface of the light emitting element and a part or all of the top surface of the other element. A light emitting device.
第5の発明によれば、蛍光部が発光素子の天面と他の素子の天面の一部または全部とを覆うシート部材により形成されていることで、蛍光体を均一に分散させた蛍光部の厚みを均一とすることができるので、光の波長変換のばらつきを抑えることができる。 According to the fifth invention, the fluorescent part is formed by the sheet member that covers the top surface of the light emitting element and a part or all of the top surface of the other element, so that the fluorescent material in which the phosphor is uniformly dispersed is provided. Since the thickness of the part can be made uniform, variation in wavelength conversion of light can be suppressed.
本願の第6の発明は、第5の発明において、発光素子および他の素子との周囲に反射部が形成されていることを特徴とした発光装置である。 A sixth invention of the present application is the light emitting device according to the fifth invention, wherein a reflecting portion is formed around the light emitting element and other elements.
第6の発明によれば、発光素子および他の素子との周囲に反射部が形成されているので、発光素子からの光を他の素子の影響を受けることなく、発光素子側へ戻すことができる。また、反射部が形成されていても、例えば、他の素子を発光素子の発光領域に隣接させていれば、他の素子が、直上に位置する蛍光部からの光を吸収してしまい、蛍光部の発光を低下させることで、暗部となってしまう。しかし、他の素子が発光素子の非発光領域に隣接して配置されているため、発光領域より外側の蛍光部の発光の妨げにならないため、蛍光部の発光効率の低下を防止することができる。 According to the sixth invention, since the reflection portion is formed around the light emitting element and the other elements, the light from the light emitting element can be returned to the light emitting element side without being influenced by the other elements. it can. In addition, even if the reflection part is formed, for example, if another element is adjacent to the light emitting region of the light emitting element, the other element absorbs light from the fluorescent part located immediately above, and the fluorescent part By reducing the light emission of the part, it becomes a dark part. However, since the other elements are arranged adjacent to the non-light emitting area of the light emitting element, the light emission of the fluorescent part outside the light emitting area is not hindered, so that the light emission efficiency of the fluorescent part can be prevented from being lowered. .
本願の第7の発明は、第1から第6のいずれかの発明において、蛍光部には、発光素子からの光を散乱させる拡散部が形成されていることを特徴とした発光装置である。 A seventh invention of the present application is the light emitting device according to any one of the first to sixth inventions, wherein the fluorescent part is formed with a diffusion part for scattering light from the light emitting element.
第7の発明によれば、蛍光部からの光を拡散させることにより、蛍光部を通過した発光素子からの光と蛍光体により全方位的に発光する黄色光とを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 seventh invention, by diffusing the light from the fluorescent part, the light from the light emitting element that has passed through the fluorescent part and the yellow light emitted in all directions by the fluorescent substance can be mixed in a balanced manner. Therefore, it can be white with suppressed color unevenness.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る発光装置を、図面に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
A light emitting device according to
図1および図2に示す発光装置10は、基体であるサブマウント基板20と、発光素子30と、他の素子である保護素子40と、樹脂封止部50と、拡散部60とを備えている。
The
サブマウント基板20は、図3に示すように、絶縁性基板21の実装面に配線パターン22が形成されたものである。配線パターン22は、ト字状の第1パターン22aとコ字状の第2パターン22bとから形成されている。なお、図1では配線パターン22は図示していない。
As shown in FIG. 3, the
サブマウント基板20は、この配線パターン22を素子用電極とし、この素子用電極に、発光素子30と保護素子40とを搭載素子として搭載している。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(図示せず)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)、セラミックなどを採用することができる。
The
発光素子30は、フリップチップ型の発光ダイオードである。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
発光素子30は、図4に示すように、基板31と、半導体層32と、n側端子33(第2の電極)と、p側端子34(第1の電極)とを備えている。基板31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、光を出射する発光面となる。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31の天面は、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31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。
As shown in FIG. 4, the
半導体層32は、n型層32aと、発光層32bと、p型層32cとを基板31上に順次積層したものである。これらの半導体層32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32aをGaN、発光層32bをInGaN、p型層32cをGaNとするなどである。なお、n型層32aやp型層32cとしては、Al、In、Ga、N系を用いることもできる。また、n型層32aと基板31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32b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
n側端子33は、基板31上に積層したn型層32aと発光層32bとp型層32cの一部から、発光層32bとp型層32cを除去し、n型層32aを露出させ、この露出させたn型層32a上に形成されている。p側端子34は、p型層32c上に形成されている。p側端子34は発光層32bで発した光を基板31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-
ここで、p側端子34およびn側端子33について、図5に基づいて説明する。
Here, the p-
図5に示すように、n側端子33は、矩形状に形成された基板のそれぞれの角部に、扇の円弧側を内側に向けた形状に形成されている。p側端子34は、矩形から角部の扇部を除いた領域に形成されている。従って、p側端子34に対応する基板31の天面および半導体層32の側面の領域が発光領域S1となり、n側端子33により発光層32bが除去されることで、n側端子33に対応する基板31の天面および基板31の側面の領域が非発光領域S2となる。
As shown in FIG. 5, the n-
保護素子40は、図1および図2に示すように、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。保護素子40は、矩形状に形成された発光素子30の角部にn側端子33が形成されているため、発光素子30の対角線の仮想延長線L上に実装されている。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6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
樹脂封止部50は、図1および図2に示すように、発光素子30と保護素子40との全体を覆うように形成されている。樹脂封止部50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が含有されていることで蛍光部として機能する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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樹脂封止部50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。
For example, if the
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.
拡散部60は、樹脂を主材とした透明媒体中に、樹脂封止部50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。拡散部60は、透明媒体に拡散材を含有させたシート部材を樹脂封止部50に貼り付けたり、拡散材を含有させた透明媒体を印刷法により塗布したりして形成することができる。
The diffusing
以上のように構成された本発明の実施の形態1に係る発光装置10の使用状態について説明する。
The usage state of the light-emitting
図1および図2に示す発光装置10に電源が供給されると、発光素子30の発光領域S1が発光する。発光装置10には、発光素子30を保護するための保護素子40が搭載されているが、保護素子40は、発光素子30にn側端子33を形成する際に発光層32bが除去されてできる非発光領域S2に隣接させて配置されているため、保護素子40が、発光素子30の発光領域S1から出射される側方への光を遮断したり吸収したりしないため影響を与えない。
When power is supplied to the
特に、本実施の形態1に係る発光装置10では、矩形状に形成された発光素子30の角部にn側端子33が形成されている。そのため、保護素子40を、発光素子30の対角線の仮想延長線L上に実装することで、保護素子40を発光素子30に隣接して配置するときに、非発光領域S2に対応させることができる。
In particular, in the
従って、保護素子40の搭載位置を発光素子30より一段下げる必要がないため、サブマウント基板20の厚みを厚くしなくてもよいので、発光装置10は、従来の発光装置の大きさを維持しつつ、保護素子40による発光素子30の発光への影響を低減することができる。
Therefore, since it is not necessary to lower the mounting position of the
樹脂封止部50に蛍光体を含有させて蛍光部として機能させることで、発光素子30と保護素子40との周囲に蛍光体を含有させた蛍光部を形成することができる。この樹脂封止部50に発光素子30からの青色光が入射して、拡散部60に抜ける光と樹脂封止部50内の蛍光体を励起する光となる。
By making the
蛍光体が含有された樹脂封止部50は、発光素子30より広い範囲であり、保護素子40の全部を含むように形成されているため、発光素子30からの光を受けると、発光素子30の周囲だけでなく、保護素子40の周囲の蛍光体が励起され発光するため、発光素子30のn側端子33の周囲も明るく発光する。従って、保護素子40が発光素子30の非発光領域S2に隣接して配置されていても、樹脂封止部50の蛍光体が発光するので、発光面積を広く確保することができ、発光効率のよい発光装置10とすることができる。
Since the
また、発光装置10の天面であって、樹脂封止部50の上面に、拡散部60が形成されているため、樹脂封止部50からの光を拡散させることにより、樹脂封止部50を通過した青色光と蛍光体により全方位的に発光する黄色光とを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。従って、発光装置10は、樹脂封止部50での波長変換のばらつきを抑えつつ、拡散部60から外部へ出射する光の色ムラを抑えることができる。
Further, since the
更に、拡散部60がシート部材により形成されていれば、所定厚みのシート部材を貼り付けるだけなので、拡散度合いを均一にすることができる。
Furthermore, if the
また、発光素子30の基板の天面は、マイクロテクスチャ構造により凹凸面に形成されているため、発光素子30の天面で全反射して、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。
In addition, since the top surface of the substrate of the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る発光装置について、図面に基づいて説明する。なお、図7においては図1と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a light-emitting device according to
図7に示すように、発光装置10xは、発光素子30の天面に、蛍光部70と拡散部60とが形成され、発光素子30と保護素子40との周囲に反射部80が形成されている。
As shown in FIG. 7, in the light emitting device 10 x, the
蛍光部70と拡散部60とは、シート状の光透過性部材に、蛍光体と拡散材とをそれぞれに含有させ、発光素子30の天面に接着材により貼り合わせることで、2層構造のシート部材としたものである。蛍光部70と拡散部60とは、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。シート部材は、発光素子30の天面より大きく、一部が保護素子40に覆うように形成されている。
The
蛍光部70と拡散部60とを貼り合わせ接合する接着材は、シリコーン樹脂製のものが使用できる。拡散部60をシリコーン樹脂により形成し、接着材をシリコーン樹脂とすれば、拡散部60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
反射部80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と、蛍光部70および拡散部60と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、拡散部60を露出させる高さに形成されている。反射部80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。反射部80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。反射部80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、反射部80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
なお、本実施の形態2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
以上のように構成された本発明の実施の形態2に係る発光装置10xの製造方法を説明する。
A method for manufacturing the light emitting device 10x according to
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。次に、発光素子30の天面に接着材を塗布して、発光素子30より大きいサイズに形成された一枚化した蛍光部70と拡散部60とを貼り付ける。蛍光部70と拡散部60とが1枚のシート部材となっているため、簡単に発光素子30に貼り付けることができる。
First, the
次に、印刷法またはポッティング法により、反射部80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。このとき反射材含有樹脂は、蛍光部70と拡散部60が覆われるように充填する。
Next, a resin (reflective material-containing resin) containing a reflective material that becomes the
そして、拡散部60が露出するまで、硬化した反射材含有樹脂を切削して反射部80を形成して、拡散部60と反射部80との高さ位置を合わせる。
Then, until the diffusing
このように、切削して拡散部60と反射部80との高さ位置を合わせることで、反射部80が拡散部60より低くなって拡散部60の側面から光が漏れたり、反射部80が拡散部60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 diffusing
このように、反射部80により他の素子である保護素子40の周囲を覆うことにより、発光素子30から保護素子40へ向かう光を発光素子30へ戻すことができ、発光素子30の天面から出射させることができる。
Thus, by covering the periphery of the
反射部80が形成されていても、例えば、保護素子40を発光素子30の発光領域S1に隣接させていれば、保護素子40が、直上に位置する蛍光部70からの光を吸収してしまい、蛍光部70の発光を低下させることで、暗部となってしまう。しかし、保護素子40は発光素子30の非発光領域S2に隣接して配置されているため、発光領域S1より外側の蛍光部70の発光の妨げにならない。従って、蛍光部70の発光効率の低下を防止することができる。
Even if the
発光素子30からの青色光は、蛍光部70に入射して、蛍光部70を通過して拡散部60へ抜ける光と蛍光体を励起する光となるが、蛍光部70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、蛍光部70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度合いのばらつきを抑えることができる。また、拡散部60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、拡散部60の厚みを均一とすることができる。従って、拡散部60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。従って、発光装置10xは、蛍光部70での波長変換のばらつきを抑えつつ、拡散部60から外部へ出射する光の色ムラを抑えることができる。
The blue light from the
シート部材は、発光素子30の天面より大きいため、蛍光部70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10xとすることができる。
Since the sheet member is larger than the top surface of the
なお、本実施の形態1、2では、基体としてサブマウント基板20を例に説明したが、金属薄板により形成されたリードフレームとしてもよい。また、他の素子として1個の保護素子40がサブマウント基板20に実装されていたが、発光素子30のそれぞれの角部のn側端子33に隣接させて2個から4個の保護素子や他の素子を配置させてもよい。
In the first and second embodiments, the
また、保護素子40を発光素子30の対角線の仮想延長線Lに配置したが、多少ずれていても、保護素子40が発光素子30の非発光領域S2に隣接して、発光領域S1からの光を遮蔽したり、吸収したりしない位置であればよい。
Further, although the
また、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。
Further, the
更に、本実施の形態1、2では、n側端子33が4つの発光素子30を例に説明したが、1つから3つでも、5以上のn側端子が形成された発光素子でもよい。また、第1の電極がn側端子で、第2の電極がp側端子であったが、非発光領域がp側端子に対応する発光素子であれば、第1の電極がp側端子で、第2の電極がn側端子であってもよい。
Further, in the first and second embodiments, the
本発明は、大きさを維持しつつ、他の素子による発光素子の発光への影響を低減することができるので、複数の電極により電源が供給されて発光するフリップチップ型の発光素子と、この発光素子に隣接して配置される1以上の他の素子とが、基体に実装され、封止される発光装置に好適である。 The present invention can reduce the influence of other elements on the light emission of the light emitting element while maintaining the size. Therefore, a flip chip type light emitting element that emits light by being supplied with power by a plurality of electrodes, It is suitable for a light emitting device in which one or more other elements arranged adjacent to the light emitting element are mounted on a base and sealed.
10、10x 発光装置
20 サブマウント基板
21 絶縁性基板
22 配線パターン
22a 第1パターン
22b 第2パターン
30 発光素子
31 基板
32 半導体層
32a n型層
32b 発光層
32c p型層
33 n側端子
34 p側端子
40 保護素子
50 樹脂封止部
60 拡散部
70 蛍光部
80 反射部
B バンプ
S1 発光領域
S2 非発光領域
L 仮想延長線
ZD ツェナーダイオード
10, 10x light emitting
Claims (7)
前記発光素子に隣接して配置された他の素子と、
前記発光素子および前記他の素子が搭載素子として実装される基体とを備え、
前記他の素子は、前記発光素子に前記第2の電極が形成されることによりできる非発光領域に隣接させて、前記基体に実装されていることを特徴とする発光装置。 A flip-chip type light emitting element in which power is supplied by the first electrode and the second electrode, and a light emitting region corresponding to the first electrode emits light;
Another element disposed adjacent to the light emitting element;
A substrate on which the light emitting element and the other element are mounted as a mounting element;
The other element is mounted on the substrate adjacent to a non-light-emitting region formed by forming the second electrode on the light-emitting element.
前記第2の電極は、角部に形成され、
前記他の素子は、前記発光素子の対角線の仮想延長線上に実装されている請求項1記載の発光装置。 The light emitting element is formed in a rectangular shape,
The second electrode is formed at a corner,
The light emitting device according to claim 1, wherein the other element is mounted on a virtual extension line of a diagonal line of the light emitting element.
前記蛍光部は、前記他の素子の一部または全部を含む請求項1または2記載の発光装置。 A fluorescent part containing a phosphor is formed in a wider range than the light emitting element,
The light emitting device according to claim 1, wherein the fluorescent part includes a part or all of the other element.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013079219A JP2016115688A (en) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Light-emitting device |
PCT/JP2014/000784 WO2014162650A1 (en) | 2013-04-05 | 2014-02-17 | Light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013079219A JP2016115688A (en) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Light-emitting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016115688A true JP2016115688A (en) | 2016-06-23 |
Family
ID=51657966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013079219A Pending JP2016115688A (en) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Light-emitting device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016115688A (en) |
WO (1) | WO2014162650A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10361346B2 (en) | 2015-10-27 | 2019-07-23 | Soko Kagaku Co., Ltd. | Nitride semiconductor ultraviolet light emitting device and method for manufacturing same |
JP6614414B2 (en) * | 2016-03-18 | 2019-12-04 | 豊田合成株式会社 | Light emitting device and method for manufacturing light emitting device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3673621B2 (en) * | 1997-07-30 | 2005-07-20 | ローム株式会社 | Chip light emitting device |
JP2002314138A (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Toshiba Corp | Light emitting device |
TWI389337B (en) * | 2005-05-12 | 2013-03-11 | Panasonic Corp | Light-emitting device, display unit and lighting unit using the same, and method for manufacturing the same |
JP5689225B2 (en) * | 2009-03-31 | 2015-03-25 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device |
US8084780B2 (en) * | 2009-08-13 | 2011-12-27 | Semileds Optoelectronics Co. | Smart integrated semiconductor light emitting system including light emitting diodes and application specific integrated circuits (ASIC) |
JP2011258916A (en) * | 2010-05-13 | 2011-12-22 | Citizen Holdings Co Ltd | Semiconductor light-emitting device |
JP2012138454A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Citizen Holdings Co Ltd | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method of the same |
JP5450680B2 (en) * | 2012-02-01 | 2014-03-26 | スタンレー電気株式会社 | Semiconductor light emitting device |
-
2013
- 2013-04-05 JP JP2013079219A patent/JP2016115688A/en active Pending
-
2014
- 2014-02-17 WO PCT/JP2014/000784 patent/WO2014162650A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014162650A1 (en) | 2014-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9882097B2 (en) | Optoelectronic semiconductor chip, optoelectronic semiconductor component, and a method for producing an optoelectronic semiconductor component | |
JP5558665B2 (en) | Light emitting device | |
US10461065B2 (en) | Method of manufacturing light emitting device | |
KR101517644B1 (en) | Light-emitting device and its manufacturing method | |
JP2014207349A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP6127468B2 (en) | Light emitting device | |
WO2014122881A1 (en) | Light-emitting device | |
JP4773755B2 (en) | Chip-type semiconductor light emitting device | |
WO2011021402A1 (en) | Light-emitting device | |
JP6065811B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP6387954B2 (en) | Method for manufacturing light emitting device using wavelength conversion member | |
JP2011023557A (en) | Light emitting device | |
JP2007242856A (en) | Chip-type semiconductor light emitting device | |
JP2004253651A (en) | Light emitting device | |
JPWO2013011628A1 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2011222641A (en) | Light-emitting device | |
TW201218428A (en) | Light emitting diode package structure | |
JP2019145690A (en) | Light-emitting device and manufacturing method of light-emitting device | |
JP6665143B2 (en) | Light emitting device manufacturing method | |
JP6575828B2 (en) | Light emitting device and light emitting module | |
US20150076541A1 (en) | Light-emitting device | |
JP5644967B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2013089717A (en) | Led module | |
WO2014162650A1 (en) | Light-emitting device | |
JP6399132B2 (en) | Light emitting device |