JP2017118081A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光取り出し効率を向上させた発光装置を提供する。【解決手段】第１電極及び第２電極を有する発光素子と、第１導電部材及び第２導電部材を備えた基体と、前記第１電極と前記第１導電部材と接続する第１接合部材及び前記第２電極と前記第２導電部材とを電気的に接続する第２接合部材と、前記第１導電部材及び第２導電部材の少なくとも一部を被覆する光反射部材と、を有し、前記光反射部材は、前記第１接合部材及び前記第２接合部材と接触し、前記発光素子から離間して配置される発光装置。【選択図】図１
Description
本発明は、発光装置に関する。
近年の発光ダイオードは、その品質の向上に伴って、一般照明分野、車載照明分野等において種々の形態で利用されている。発光装置に要求される性能は日増しに高まっており、更なる高出力化や高信頼性が要求されている。
例えば特許文献１に示すように、凹部が形成されたケースと、当該凹部の底面に配置された金属リードと、当該金属リード配線上に配置されたＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが表出するようにケースの凹部内に設けられた第１の封止層と、を備える発光装置が提案されている。この発光装置は、ケースの凹部内に光反射性樹脂を設けることで、発光素子から放出された光の反射率を高め、金属リードが変色した場合でも光取り出し効率の低下が防止させることを企図している。
しかしながら、特許文献１で提案された発光装置は、発光素子の側面が光反射性樹脂で被覆されている。このため、発光装置の光取り出し効率については更なる改善の余地がある。
本発明に係る実施形態は、光取り出し効率を向上させた発光装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る発光装置は、同一面側に第１電極及び第２電極を有する発光素子と、第１導電部材及び第２導電部材を備えた基体と、金属材料を主成分とし前記第１電極と前記第１導電部材とを電気的に接続する第１接合部材及び前記第２電極と前記第２導電部材とを電気的に接続する第２接合部材と、前記第１導電部材及び第２導電部材の少なくとも一部を被覆する光反射部材と、を有し前記第１導電部材は前記第1電極と対面する第１幅広部と、前記第１幅広部から延伸し前記第２電極から離れる方向に前記第１幅広部よりも幅が狭い第１幅狭部と、を備え、前記第２導電部材は前記第２電極と対面する第２幅広部と、前記第２幅広部から延伸し前記第１電極から離れる方向に前記第２幅広部よりも幅が狭い第２幅狭部と、を備え、前記第１接合部材は前記第１幅広部と前記第１幅狭部とを連続して被覆し、前記第２接合部材は前記第２幅広部と前記第２幅狭部とを連続して被覆し、前記光反射部材は、前記第１接合部材及び前記第２接合部材と接触し、前記発光素子から離間して配置される。
本発明の一実施形態によれば、出力を向上させた発光装置を提供することができる。
本開示を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本開示の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本開示は、発光装置を以下に限定するものではない。
また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
＜実施の形態１＞
本発明の実施形態１に係る発光装置１０００を図１（ａ）と図１（ｂ）と図２（ａ）と図２（ｂ）に基づいて説明する。発光装置１０００は、発光素子２０と、基体１０と、光反射部材４０と、を有する。
本発明の実施形態１に係る発光装置１０００を図１（ａ）と図１（ｂ）と図２（ａ）と図２（ｂ）に基づいて説明する。発光装置１０００は、発光素子２０と、基体１０と、光反射部材４０と、を有する。
図１（ｂ）に示すように、発光素子２０は同一面側に第１電極２１及び第２電極２２を備える。基体１０は第１導電部材１１及び第２導電部材１２を備える。図１（ａ）に示すように、第１電極２１と第１導電部材１１とは金属材料を主成分とする第１接合部材３１によって電気的に接続される。第２電極２２と第２導電部材１２とは金属材料を主成分とする第２接合部材３２によって電気的に接続される。
図２（ａ）に示すように、第１導電部材１１は第１幅広部１４と、第１幅狭部１５と、を備える。第２導電部材１２は第２幅広部１７と、第２幅狭部１８と、を備える。図１（ｂ）に示すように、第１幅広部１４は、第１電極２１と対面する。第２幅広部１７は、第２電極２２と対面する。第１幅狭部１５は、第１幅広部１４よりも幅が狭く、且つ、第２電極２２から離れる方向に第１幅広部１４から延伸する。第２幅狭部１８は、第２幅広部１７よりも幅が狭く、且つ、第１電極２１から離れる方向に第２幅広部１７から延伸する。
図２（ｂ）に示すように、第１接合部材３１は第１幅広部１４と第１幅狭部１５とを連続して被覆する。第２接合部材３２は第２幅広部１７と第２幅狭部１８とを連続して被覆する。図１（ａ）に示すように、光反射部材４０は、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の少なくとも一部を被覆する。また、光反射部材４０は、第１接合部材３１及び第２接合部材３２と接触し、発光素子２０から離間して配置される。
第１接合部材３１及び第２接合部材３２としては、金属材料を主成分とする溶融性の接合部材を用いることができる。溶融した第１接合部材３１に対する濡れ性は、第１導電部材１１が基材１９よりも高い。このため、溶融した第１接合部材３１は基材１９上をほとんど濡れ広がらず、第１導電部材１１上を濡れ広がる。つまり、溶融した第１接合部材３１が濡れ広がる範囲は、第１導電部材１１の形状とほぼ同一になる。
溶融した第１接合部材３１は、第１導電部材１１の一部である第１幅広部１４と第１幅狭部１５とを連続して被覆する。第１幅狭部１５の幅は第１幅広部１４の幅より狭いので、溶融した第１接合部材３１がｘｙ平面である第１導電部材１１上を広がる面積が小さくなる。溶融した第１接合部材３１は第１導電部材１１上を濡れ広がれない分ｚ方向である厚み方向に広がりやすい。このため、第１幅狭部１５を備えていない場合よりも第１接合部材３１の厚みを厚くすることができる。
溶融した第２接合部材３２に対する濡れ性は、第２導電部材１２が基材１９よりも高い。このため、溶融した第２接合部材３２は基材１９上をほとんど濡れ広がらず、第２導電部材１２上を濡れ広がる。つまり、溶融した第２接合部材３２が濡れ広がる範囲は、第２導電部材１２の形状とほぼ同一になる。
溶融した第２接合部材３２は、第２導電部材１２の一部である第２幅広部１７と第２幅狭部１８とを連続して被覆する。第２幅狭部１８の幅は第２幅広部１７の幅より狭いので、溶融した第２接合部材３２がｘｙ平面である第２導電部材１２上を広がる面積が小さくなる。溶融した第２接合部材３２は第２導電部材１２上を濡れ広がれない分ｚ方向である厚み方向に広がりやすい。このため、第２幅狭部１８を備えていない場合よりも第２接合部材３２の厚みを厚くすることができる。
光反射部材４０の材料としては、光反射性物質を含有した樹脂部材を用いることができる。基体１０上に発光素子２０を実装後に、硬化前の光反射部材４０を第１導電部材１１及び第２導電部材１２の少なくとも一部を被覆するように形成する。硬化前の光反射部材４０は第１導電部材１１及び第２導電部材１２上を濡れ広がる。硬化前の光反射部材４０に対する濡れ性は、第１導電部材１１及び第２導電部材１２が第１接合部材３１及び第２接合部材３２より高い。このため、溶融した硬化前の光反射部材４０は第１接合部材３１及び第２接合部材３２上をほとんど濡れ広がらない。第１接合部材３１及び第２接合部材３２は厚く形成されているので、硬化前の光反射部材４０が第１接合部材３１及び第２接合部材３２に遮られて発光素子２０と接することを抑制できる。これにより、光反射部材４０は第１接合部材３１及び第２接合部材３２と接するが、発光素子２０から離間して形成される。
発光素子２０の側面が光反射部材４０と接していないので発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。また、発光素子２０の側面が光反射部材４０と接していないので発光素子２０の側面からの光が光反射部材４０に遮られにくくなり、発光装置の配光特性を広くすることができる。尚、発光素子２０は第１接合部材３１及び第２接合部材３２上に載置されるので、第１接合部材３１及び第２接合部材３２の厚みが厚くなっても、発光素子２０の側面からの光は第１接合部材３１及び第２接合部材３２によって遮られにくい。
第１幅狭部１５の幅Ｗ１２とは、平面視において第１幅狭部１５が第１幅広部１４から延伸する方向に垂直をなす方向の第１幅狭部１５の幅を指す。第１幅広部１４の幅Ｗ１１とは、平面視において第１幅狭部１５が第１幅広部１４から延伸する方向に垂直をなす方向の第１幅広部１４の幅を指す。第２幅狭部１８の幅Ｗ２２とは、平面視において第２幅狭部１８が第２幅広部１７から延伸する方向に垂直をなす方向の第２幅狭部１８の幅を指す。第２幅広部１７の幅Ｗ２１とは、平面視において第２幅狭部１８が第２幅広部１７から延伸する方向に垂直をなす方向の第２幅広部１７の幅を指す。
＜基体１０＞
基体１０は、発光素子や保護素子などの電子部品を配置するためのものであり、基体１０は絶縁性の基材１９と、導電性の第１導電部材１１及び第２導電部材１２を備える。尚、第１導電部材１１及び第２導電部材１２を合わせて導電部材と記載することがある。
基体１０は、発光素子や保護素子などの電子部品を配置するためのものであり、基体１０は絶縁性の基材１９と、導電性の第１導電部材１１及び第２導電部材１２を備える。尚、第１導電部材１１及び第２導電部材１２を合わせて導電部材と記載することがある。
基材１９としては、樹脂、セラミック等が挙げられる。基材１９の樹脂材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＢＴレジン、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリフタルアミド樹脂、ナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂や、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。基材１９のセラミック材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム等が挙げられる。また、基材１９は単層構造でも積層構造でもよい。また、これらの基材１９には、当該分野で公知の着色剤、充填剤、強化繊維等を含有させてもよい。
基材１９に可撓性を有する部材を用いてもよい。可撓性を有する部材としては例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ガラスエポキシ等の材料を用いることが好ましい。基材１９が可撓性を有することで、リールなどによってロール状に巻き取った状態で保管できるとともに、曲面に沿わせて取り付けることができる。
発光素子のピーク波長に対する発光素子２０の下側に位置する基材１９の反射率が、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の反射率よりも高いことが好ましい。これにより、発光素子２０から出射された光が基材１９に反射されやすくなるので発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。
第１導電部材１１及び第２導電部材１２は、発光素子２０等の電子部品に外部電源からの電圧を印加するために用いられる。第１導電部材１１及び第２導電部材１２は、少なくとも発光素子２０と対面する基材１９の一面に設けられる。また、第１導電部材１１及び第２導電部材１２は基材１９の内部、又は基材１９の発光素子２０と対面する面と反対側の面に設けられていてもよい。
第１導電部材１１は発光素子２０の第１電極２１と対面する第１幅広部１４と、第１幅広部１４から延伸し発光素子２０の第２電極２２から離れる方向に第１幅広部１４よりも幅が狭い第１幅狭部１５を有する。第２導電部材１２は発光素子２０の第２電極２２と対面する第２幅広部１７と、第２幅広部１７から延伸し発光素子２０の第１電極２１から離れる方向に第２幅広部１７よりも幅が狭い第２幅狭部１８を有する。
第１幅広部１４の幅が第１電極２１の幅の０．９倍から２．０倍であることが好ましい。第１幅広部１４の幅が第１電極２１の幅の０．９倍より小さい場合は、第１接合部材３１と第１幅広部１４との接触面積が小さくなるので接合強度が低下するおそれがある。第１幅広部１４の幅が第１電極２１の幅の２．０倍より大きい場合は、溶融した第１接合部材３１が第１幅広部１４上を濡れ広がりやすくなり、第１接合部材３１の厚みが薄くなるおそれがある。尚、第１電極２１の幅とは、平面視において第１幅狭部１５が第１幅広部１４から延伸する方向に垂直をなす方向の第１電極２１の幅を指す。
第２幅広部１７の幅が第２電極２２の幅の０．９倍から２．０倍であることが好ましい。第２幅広部１７の幅が第２電極２２の幅の０．９倍より小さい場合は、第２接合部材３２と第２幅広部１７との接触面積が小さくなるので接合強度が低下するおそれがある。第２幅広部１７の幅が第２電極２２の幅の２．０倍より大きい場合は、溶融した第２接合部材３２が第２幅広部１７上を濡れ広がりやすくなり、第２接合部材３２の厚みが薄くなるおそれがある。尚、第２電極２２の幅とは、平面視において第２幅狭部１８が第２幅広部１７から延伸する方向に垂直をなす方向の第２電極２２の幅を指す。
第１導電部材１１及び第２導電部材１２としては、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金等によって形成することができる。第１導電部材１１及び第２導電部材１２のそれぞれの厚みは、例えば、５μｍ〜８０μｍ程度の厚みであることが好ましい。
＜発光素子２０＞
発光素子２０は、基材１９上に形成された第１導電部材１１及び第２導電部材１２上にフリップチップ実装される。発光素子２０の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０〜４９０ｎｍの光）の発光素子としては、窒化物半導体を用いることができる。その窒化物半導体としては、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等を用いることができる。尚、発光素子２０を実装していない第１導電部材１１及び第２導電部材１２上に、保護素子を実装してもよい。
発光素子２０は、基材１９上に形成された第１導電部材１１及び第２導電部材１２上にフリップチップ実装される。発光素子２０の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０〜４９０ｎｍの光）の発光素子としては、窒化物半導体を用いることができる。その窒化物半導体としては、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等を用いることができる。尚、発光素子２０を実装していない第１導電部材１１及び第２導電部材１２上に、保護素子を実装してもよい。
発光素子２０は、支持基板２３と、半導体層２４と、半導体層２４の同一面側に備えられた第１電極２１及び第２電極２２と、を備えている。発光素子２０の第１電極２１及び第２電極２２を有する面を電極形成面２５とし、電極形成面２５の反対側の面を支持基板面２６とする。支持基板２３は透光性の材料を用いることができる、このため、支持基板２３の一面である支持基板面２６や支持基板２３の側面は、半導体層２４からの光を取り出すことができる。尚、第１電極２１及び第２電極２２を合わせて電極と記載することがある。
発光素子２０は、導電部材上に、電極、半導体層２４、支持基板２３の順に配置される。第１電極２１及び第２電極２２の形状は略矩形や円形などの種々の形状に形成することができる。第１電極２１及び第２電極２２の材料は導電性であればよく公知の材料が用いられる。
第１幅狭部１５及び第２幅狭部１８の上方に発光素子２０の側面が位置することが好ましい。言い換えると、平面視において、発光素子２０の側面が第１幅狭部１５及び第２幅狭部１８と重なることが好ましい。このようにすることで、溶融した第１接合部材及び第２接合部材が第１幅狭部１５及び第２幅狭部１８上に形成されやすくなる。これにより、第１接合部材及び第２接合部材の厚みが厚くなりやすくなる。尚、発光素子２０の側面とは電極形成面２５と支持基板面２６との間にある面を指す。
平面視において、第１幅広部１４及び第２幅広部１７が発光素子の側面の内側に位置することが好ましい。言い換えると、平面視において、発光素子２０の側面が第１幅広部１４及び第２幅広部１７と重ならないことが好ましい。
＜第１接合部材３１及び第２接合部材３２＞
第１接合部材３１及び第２接合部材３２は、基体１０の導電部材と発光素子２０を電気的に接続させると共に、発光素子２０を導電部材上に固定させるための部材である。尚、第１接合部材３１及び第２接合部材３２を合わせて接合部材と記載することがある。
第１接合部材３１及び第２接合部材３２は、基体１０の導電部材と発光素子２０を電気的に接続させると共に、発光素子２０を導電部材上に固定させるための部材である。尚、第１接合部材３１及び第２接合部材３２を合わせて接合部材と記載することがある。
第１接合部材３１及び第２接合部材３２の材料としては、金属材料を主成分とする溶融性の接合部材を用いることができる。第１接合部材３１及び第２接合部材３２の材料としては、公知の材料を用いることができ、例えばＳｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｓｎなどの半田などがある。
第１接合部材３１は、少なくとも第１電極２１と第１幅広部１４との間に介在し、且つ、第１幅広部１４と第１幅狭部１５とを連続して被覆するように配置される。第２接合部材３２は、少なくとも第２電極２２と第２幅広部１７との間に介在し、且つ第２幅広部１７と第２幅狭部１８とを連続して被覆するように配置される。
第１幅狭部１５の幅は第１幅広部１４の幅の０．３〜０．８倍であることが好ましく、更に０．４〜０．６倍であることが好ましい。第１幅狭部１５の幅をこの範囲にすることで、放熱性が高く、且つ、第１接合部材３１の厚みを厚くしやすい。第２幅狭部１８の幅は第２幅広部１７の幅の０．３〜０．８倍であることが好ましく、更に０．４〜０．６倍であることが好ましい。第２幅狭部１８の幅をこの範囲にすることで、放熱性が高く、且つ、第２接合部材３２の厚みを厚くしやすい。
第１接合部材３１及び第２接合部材３２のそれぞれの厚みは１０〜２００μｍであることが好ましい。第１接合部材３１及び第２接合部材３２のそれぞれの厚みが１０μｍより厚い場合は、硬化前の光反射部材４０が発光素子２０と接することを抑制しやすい。第１接合部材３１及び第２接合部材３２のそれぞれの厚みが２００μｍより薄い場合は、駆動時にかかる力等によって第１接合部材３１及び第２接合部材３２に亀裂が発生しにくい。
＜光反射部材４０＞
光反射部材４０は、発光素子２０から出射された光を反射するためのものであり、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の少なくとも一部を被覆する。発光素子２０のピーク波長に対する光反射部材４０の反射率が発光素子２０のピーク波長に対する第１導電部材１１及び第２導電部材１２の反射率より高いことで、発光装置の光の取り出し効率を高めることができる。
光反射部材４０は、発光素子２０から出射された光を反射するためのものであり、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の少なくとも一部を被覆する。発光素子２０のピーク波長に対する光反射部材４０の反射率が発光素子２０のピーク波長に対する第１導電部材１１及び第２導電部材１２の反射率より高いことで、発光装置の光の取り出し効率を高めることができる。
光反射部材４０が第１導電部材１１及び第２導電部材１２を被覆することで、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の変色による発光装置の光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
光反射部材４０の材料としては、光反射性物質を含有した樹脂部材を用いることができる。光反射部材４０の樹脂部材としては例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリフタルアミドなどが挙げられる。光反射性物質としては例えば、酸化チタン、ジルコニア、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などが挙げられる。
基体１０上に発光素子２０を第１接合部材３１及び第２接合部材３２を介して載置した後に、硬化前の光反射部材４０を発光素子２０の近傍、且つ、第１導電部材及び第２導電部材上に形成する。そして、硬化することで光反射部材４０を形成する。硬化前の光反射部材４０は第１導電部材１１及び第２導電部材１２上を濡れ広がるので発光素子２０に接するおそれがある。光反射部材４０は発光素子２０の光を反射するためのものであるが、発光素子２０と接すると発光素子２０から出射された光が光反射部材４０に遮られるので発光装置の光取り出し効率が低下するおそれがある。
第１導電部材１１は第１幅広部１４と第１幅狭部１５とを備え、第２導電部材１２は第２幅広部１７と第２幅狭部１８とを備えるので、上述したように第１接合部材３１及び第２接合部材３２の厚みが厚くなりやすい。このため、硬化前の光反射部材４０が第１導電部材１１及び第２導電部材１２上を濡れ広がっても厚みが厚い第１接合部材３１及び第２接合部材３２に遮られて、光反射部材４０が発光素子２０と接することを抑制できる。硬化前の光反射部材４０に対する濡れ性は、第１接合部材３１及び第２接合部材３２が第１導電部材１１及び第２導電部材１２より低い。硬化前の光反射部材４０は第１接合部材３１及び第２接合部材３２上を濡れ広がりにくいので、第１接合部材３１及び第２接合部材３２上に配置された発光素子２０と硬化前の光反射部材４０とが接しにくい。これにより、光反射部材４０は第１接合部材３１及び第２接合部材３２と接するが、発光素子２０から離間して形成される。
光反射部材４０は発光素子２０と対面する基材１９の一面上に設けられた第１導電部材１１及び第２導電部材１２の全面を被覆することが好ましい。このようにすることで、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の変色による発光装置の光の取り出し効率の低下を更に抑制することができる。
光反射部材４０は１つでもよいし複数であってもよい。図１（ａ）に示すように、第１導電部材１１及び第２導電部材１２をそれぞれ覆う２つの光反射部材４０を有していてもよい。また、後述する図３（ａ）に示すように、第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９を覆う１つの光反射部材４０を有していてもよい。
＜実施の形態２＞
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す本実施の形態に係る発光装置２０００は、実施の形態１に係る発光装置１０００と比較して、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の形状と、光反射部材４０が発光素子２０を取り囲む点で相違する。その他の点については、実施の形態１と同様である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す本実施の形態に係る発光装置２０００は、実施の形態１に係る発光装置１０００と比較して、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の形状と、光反射部材４０が発光素子２０を取り囲む点で相違する。その他の点については、実施の形態１と同様である。
図３（ａ）に示すように、光反射部材４０は発光素子２０を取り囲むように形成される。このようにすることで、光反射部材４０が平面視において発光素子２０の近傍に位置する第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９とを被覆しやすくなる。これにより、発光素子２０から出射された光が第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９によって吸収されることを更に抑制できるので発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。
第１導電部材１１及び第２導電部材１２の面積は大きい方が放熱性を高めやすくなるので好ましい。発光素子２０の周囲を囲むように第１導電部材１１及び／又は第２導電部材１２が配置されることで、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の面積が大きくなりやすい。
例えば、図４（ｂ）に示すように、第１導電部材１１が発光素子２０の周囲を囲むように配置された第１凸部１１１を有することが好ましい。第１凸部１１１は、第２導電部材１２との距離が短くなる方向に配置された第１導電部材１１の一部である。また、第２導電部材１２は発光素子２０の周囲を囲むように配置された第２凸部１２１を有することが好ましい。第２凸部１２１は、第１導電部材１１との距離が短くなる方向に配置された第２導電部材１２の一部である。図３（ａ）は図４（ｂ）に光反射部材４０を形成した図面である。第１凸部１１１及び第２凸部１２１は光反射部材４０の下面に位置する。このため、平面視では第１凸部１１１及び第２凸部１２１は図示されない。第１凸部１１１及び第２凸部１２１を有することで、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の面積が大きくなり発光装置の放熱性を高めやすくなる。また、第１凸部１１１及び第２凸部１２１が光反射部材４０の下面に位置することで、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の変色による発光装置の光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
第１凸部１１１は１つでもよいし複数であってもよい。図４（ａ）に示すように、第１凸部１１１が２つある場合は、第１幅広部１４及び第１幅狭部１５を、第１凸部１１１が挟むように形成されることが好ましい。このようにすることで、第１凸部１１１を光反射部材４０で被覆しやすくなる。
第２凸部１２１は１つでもよいし複数であってもよい。図４（ａ）に示すように、第２凸部１２１が２つある場合は、第２幅広部１７及び第２幅狭部１８を、第２凸部１２１が挟むように形成されることが好ましい。このようにすることで、第２凸部１２１を光反射部材４０で被覆しやすくなる。
光反射部材４０の下面に位置する第１導電部材１１と第２導電部材１２との最短距離Ｄ１２を０．２ｍｍ〜０．６ｍｍにすることが好ましい。光反射部材４０の下面に位置する第１導電部材１１と第２導電部材１２との最短距離Ｄ１２が０．２ｍｍ以上であれば、第１導電部材１１と第２導電部材１２とが短絡しにくい。光反射部材４０の下面に位置する第１導電部材１１と第２導電部材１２との最短距離が０．６ｍｍ以下であれば、第１導電部材１１と第２導電部材１２の面積を大きくすることができるので放熱性を向上させやすい。
＜実施の形態３＞
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す本実施の形態に係る発光装置３０００は、実施の形態２に係る発光装置２０００と比較して、被覆部材６０と、光反射膜２８と、封止部材５０と、を有する点で相違する。その他の点については、実施の形態２と同様である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す本実施の形態に係る発光装置３０００は、実施の形態２に係る発光装置２０００と比較して、被覆部材６０と、光反射膜２８と、封止部材５０と、を有する点で相違する。その他の点については、実施の形態２と同様である。
＜被覆部材６０＞
被覆部材６０は光反射特性を備えており、光反射部材４０の外側に位置する第１導電部材１１及び第２導電部材１２の少なくとも一部を被覆する。また、被覆部材６０は発光素子２０から離間して形成される。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図４（ａ）に示す基体１０に被覆部材６０を形成した図面である。被覆部材６０は発光素子２０から離間して形成されるので、発光素子２０を基体１０に載置する前に被覆部材６０を形成することが好ましい。このようにすることで、発光装置の製造時に発光素子２０にかかる力を低減することができる。
被覆部材６０は光反射特性を備えており、光反射部材４０の外側に位置する第１導電部材１１及び第２導電部材１２の少なくとも一部を被覆する。また、被覆部材６０は発光素子２０から離間して形成される。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図４（ａ）に示す基体１０に被覆部材６０を形成した図面である。被覆部材６０は発光素子２０から離間して形成されるので、発光素子２０を基体１０に載置する前に被覆部材６０を形成することが好ましい。このようにすることで、発光装置の製造時に発光素子２０にかかる力を低減することができる。
被覆部材６０は、発光素子２０から出射する光を反射する光反射性物質を含有した樹脂部材を用いることができる。このような材料としては、シリコーン系樹脂に酸化チタンを含有させた白レジストと呼ばれる絶縁性の白色インクを好適に用いることができるが、これに限られるものではない。
被覆部材６０を有することで発光素子２０から出射された光が第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９によって吸収されることを抑制できるので発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。また、第１導電部材１１と第２導電部材１２と一部が被覆部材６０に覆われているので、光反射部材４０を形成する面積を小さくすることができる。
被覆部材６０を備える場合は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、光反射部材４０と被覆部材６０と第１接合部材３１と第２接合部材３２とで発光素子２０と対面する基材１９の一面上に設けられた第１導電部材１１及び第２導電部材１２の全面を被覆することが好ましい。このようにすることで、第１導電部材１１及び第２導電部材１２の変色による発光装置の光の取り出し効率の低下を更に抑制することができる。
図５（ａ）に示すように、被覆部材６０は発光素子２０を取り囲むように形成されることが好ましい。このようにすることで、被覆部材６０が平面視において発光素子２０の近傍に位置する第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９とを被覆しやすくなる。これにより、発光素子２０から出射された光が第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９によって吸収されることを抑制できるので発光装置の光取り出し効率を更に向上させることができる。
光反射部材４０は発光素子２０を実装後に形成するので被覆部材６０より発光素子に近い位置に形成できる。また、光反射部材４０と被覆部材６０が導電部材上に形成される場合には、導電部材上に、被覆部材６０、光反射部材４０の順に配置される。
平面視において、被覆部材６０と発光素子２０の最短距離が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ以内が好ましい。被覆部材６０と発光素子２０の最短距離が０．３ｍｍより広い場合は、被覆部材６０の形状や発光素子の実装位置がバラついても被覆部材６０上に発光素子を実装しにくい。被覆部材６０は電気を流さないので被覆部材６０上に発光素子２０が載置されると不灯になるおそれがある。被覆部材６０と発光素子２０の最短距離が１．０ｍｍより狭い場合は、被覆部材６０が第１導電部材１１と第２導電部材１２を覆う面積が大きくなるので発光装置の光取り出し効率を向上できる。
＜光反射膜２８＞
発光素子２０は支持基板面２６を覆う光反射膜２８を有していてもよい。光反射膜２８は発光素子２０から出射された光を反射させるためのものである。支持基板面２６を覆う光反射膜２８を有することで、発光素子２０から出射された光が支持基板面２６から取り出しにくくなり、電極形成面２５と支持基板面２６との間にある側面から取り出しやすくなる。これにより、光反射膜２８を備えていない発光素子よりも、光反射膜２８を備えている発光素子は配光特性が広くなる。
発光素子２０は支持基板面２６を覆う光反射膜２８を有していてもよい。光反射膜２８は発光素子２０から出射された光を反射させるためのものである。支持基板面２６を覆う光反射膜２８を有することで、発光素子２０から出射された光が支持基板面２６から取り出しにくくなり、電極形成面２５と支持基板面２６との間にある側面から取り出しやすくなる。これにより、光反射膜２８を備えていない発光素子よりも、光反射膜２８を備えている発光素子は配光特性が広くなる。
光反射膜２８は、例えば、酸化膜等からなる下地層の上に、低屈折率層と高屈折率層とからなる１組の誘電体を複数組積層させた多層構造が挙げられる。このようにすることで所定の波長の光を選択的に反射できる。具体的には屈折率の異なる膜を発光素子から出射される光の１／４波長の厚みで交互に積層することにより、発光素子から出射される光を高効率に反射させることができる。材料として、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌからなる群より選択された１種以上の酸化物又は窒化物を含んで形成することができる。光反射膜を酸化膜で形成する場合、低屈折率層を例えばＳｉＯ2、高屈折率層を例えばＮｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5等とすることができる。具体的には、下地層側から順番に（Ｎｂ2Ｏ5／ＳｉＯ2）ｎ、ｎは２〜５が挙げられる。光反射膜の総膜厚は０．２〜１μｍ程度が好ましい。
＜封止部材５０＞
発光素子２０を被覆する封止部材５０を有していてもよい。封止部材５０は、発光素子２０を塵芥、水分、外力などから保護するためのものである。封止部材５０は、第１接合部材３１と、第２接合部材３２と、光反射部材４０と、を被覆することが好ましい。また、被覆部材６０を備える場合は、封止部材５０が被覆部材６０の少なくとも一部を覆うことが好ましい。封止部材５０によって塵芥、水分、外力などから保護することができるためである。尚、封止部材５０は発光素子２０と第１接合部材３１と、第２接合部材３２と、光反射部材４０の全面を被覆することが好ましい。
発光素子２０を被覆する封止部材５０を有していてもよい。封止部材５０は、発光素子２０を塵芥、水分、外力などから保護するためのものである。封止部材５０は、第１接合部材３１と、第２接合部材３２と、光反射部材４０と、を被覆することが好ましい。また、被覆部材６０を備える場合は、封止部材５０が被覆部材６０の少なくとも一部を覆うことが好ましい。封止部材５０によって塵芥、水分、外力などから保護することができるためである。尚、封止部材５０は発光素子２０と第１接合部材３１と、第２接合部材３２と、光反射部材４０の全面を被覆することが好ましい。
封止部材５０としては、発光素子２０からの光を外部に出射するため透光性を有する公知の材料を用いることができる。封止部材５０の材料としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが挙げられる。
封止部材５０の形状は半球状にすることが好ましい。このようにすることで、発光素子２０から出射された光が外部に取り出しやすくなり、発光装置の光取り出し効率が向上する。
封止部材５０は、光散乱材や波長変換部材を含有していても良い。封止部材５０に光散乱材を含有させることで、発光素子２０から出射された光が光散乱材によって散乱されて輝度ムラを抑制できる。尚、光散乱材は封止部材５０との屈折率差を用いて光を散乱させることができる。光散乱材としては、公知の材料を用いることができ、例えば硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素などが挙げられる。光散乱材を含有することで封止部材の表面における輝度ムラを抑制できる。
波長変換部材とは、発光素子２０が発する第一ピーク波長の光を、この第一ピーク波長とは波長の異なる第二ピーク波長の光に波長変換する部材である。波長変換部材としては、蛍光体を用いてよい。蛍光体としては、当該分野で公知のものを使用することができる。例えば、セリウムで賦活されたＹＡＧ系蛍光体、セリウムで賦活されたＬＡＧ系蛍光体、ユーロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体、窒化物系の蛍光体（ＣＡＳＮ系、ＳＣＡＳＮ系、αサイアロン系、βサイアロン系）、ハロゲン系の蛍光体（クロロシリケート系、ＫＳＦ系）、硫化物系の蛍光体などが挙げられる。また、量子ドットを用いてもよい。これらの蛍光体は２種以上を組み合わせて用いてよい。
特に、液晶ディスプレイやテレビのバックライト等の表示装置に用いる発光装置は、βサイアロン系蛍光体とＳＣＡＳＮ蛍光体を組み合わせて用いることが好ましい。また、照明用途としては、ＹＡＧ系またはＬＡＧ系蛍光体とＳＣＡＳＮまたはＣＡＳＮ蛍光体を組み合わせて用いることが好ましい。
発光装置の製造方法
次に、本実施の形態３に係る発光装置の製造方法について説明する。
次に、本実施の形態３に係る発光装置の製造方法について説明する。
工程１．基体に発光素子を接続する工程
第１導電部材１１と第２導電部材１２とを備える基体１０を準備する。基体１０は、発光素子２０が載置される箇所を除いて第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９とを被覆する被覆部材６０を有していてもよい。被覆部材６０の形成方法は、印刷やスプレーなど公知の方法で形成される。
第１導電部材１１と第２導電部材１２とを備える基体１０を準備する。基体１０は、発光素子２０が載置される箇所を除いて第１導電部材１１と第２導電部材１２と基材１９とを被覆する被覆部材６０を有していてもよい。被覆部材６０の形成方法は、印刷やスプレーなど公知の方法で形成される。
硬化前の第１接合部材３１を介して、発光素子２０の第１電極２１を第１導電部材１１上に載置し、硬化前の第２接合部材３２を介して、発光素子２０の第２電極２２を第２導電部材１２上に載置する。
第１導電部材１１は発光素子２０の第１電極２１と対面する第１幅広部１４と、第１幅広部１４から延伸し発光素子２０の第２電極２２から離れる方向に第１幅広部１４よりも幅が狭い第１幅狭部１５を有する。第２導電部材１２は発光素子の第２電極２２と対面する第２幅広部１７と、第２幅広部１７から延伸し発光素子２０の第１電極２１から離れる方向に第２幅広部１７よりも幅が狭い第２幅狭部１８を有する。
硬化前の第１接合部材３１は少なくとも第１幅広部１４上に設けられる。硬化前の第２接合部材３２は少なくとも第２幅広部上に設けられる。
リフロー等の公知の方法で硬化前の第１接合部材３１及び第２接合部材３２を加熱して溶融させる。その後で冷やすことで、第１電極２１と第１導電部材１１とが第１接合部材３１によって固定され、第２電極２２と第２導電部材１２とが第２接合部材３２によって固定される。
溶融された第１接合部材３１は第１幅広部１４及び第１幅狭部１５上を濡れ広がる。ただし、第１幅狭部１５の幅は第１幅広部１４の幅より狭いので、溶融した第１接合部材３１が濡れ広がる面積が小さくなる。溶融した第１接合部材３１は第１導電部材１１上を濡れ広がれない分厚み方向に広がりやすい。このため、第１幅狭部１５を有することで、第１接合部材３１の厚みが厚くなりやすい。
溶融された第２接合部材３２は第２幅広部１７及び第２幅狭部１８上を濡れ広がる。ただし、第２幅狭部１８の幅は第２幅広部１７の幅より狭いので、溶融した第２接合部材３２が濡れ広がる面積が小さくなる。溶融した第２接合部材３２は第２導電部材１２上を濡れ広がれない分厚み方向に広がりやすい。このため、第２幅狭部１８を有することで、第２接合部材３２の厚みが厚くなりやすい。
工程２．光反射部材を形成する工程
硬化前の光反射部材４０をノズルから吐出させて発光素子２０の周囲の第１導電部材１１及び第２導電部材１２上に塗布する。また、硬化前の光反射部材４０は、発光素子２０から離間して配置される。
硬化前の光反射部材４０をノズルから吐出させて発光素子２０の周囲の第１導電部材１１及び第２導電部材１２上に塗布する。また、硬化前の光反射部材４０は、発光素子２０から離間して配置される。
光反射部材４０の硬化前の樹脂部材の粘度は１〜２０Ｐａ・ｓの範囲内とすることが好ましく、粘度を３〜１２Ｐａ・ｓの範囲内とすることがより好ましい。樹脂部材の粘度をこの範囲にすることで、硬化前の樹脂部材の形状を制御しやすく、且つ、硬化前の樹脂部材が第１導電部材及び第２導電部材上を濡れ広がりやすくなる。
硬化前の光反射部材４０は第１導電部材１１及び第２導電部材１２上を濡れ広がるが、第１接合部材及び第２接合部材の厚みが厚いので硬化前の光反射部材４０が発光素子２０と接することを抑制できる。つまり、第１接合部材３１及び第２接合部材３２が硬化前の光反射部材４０をせき止めることにより発光素子２０と接することを抑制できる。
オーブン等の公知の方法で硬化前の光反射部材４０を加熱して光反射部材４０を硬化する。光反射部材４０は完全硬化であってもよいが、後述する封止部材形成工程を有する場合は、硬化前の光反射部材４０の形状を留める程度の半硬化でもよい。
工程３．封止部材を形成する工程
発光素子２０を被覆する封止部材５０を形成する。硬化前の封止部材５０を発光素子２０上に塗布することで形成する。その後に、オーブン等の公知の方法で硬化前の封止部材５０を加熱して封止部材５０を硬化する。
発光素子２０を被覆する封止部材５０を形成する。硬化前の封止部材５０を発光素子２０上に塗布することで形成する。その後に、オーブン等の公知の方法で硬化前の封止部材５０を加熱して封止部材５０を硬化する。
封止部材５０に樹脂材料を用いる場合は、硬化前の液状の樹脂材料の粘度を１０〜１０００Ｐａ・ｓの範囲内とすることが好ましく、粘度を１５０〜６００Ｐａ・ｓの範囲内とすることがより好ましい。この範囲の粘度にすることで、封止部材５０の形状を半球状等調整することが容易になる。
本発明の発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、各種表示装置、ディスプレイ、さらには、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、プロジェクタ装置など、広範囲の用途に利用することができる。
１０ 基体
１１ 第１導電部材
１４ 第１幅広部
１５ 第１幅狭部
１２ 第２導電部材
１７ 第２幅広部
１８ 第２幅狭部
１９ 基材
２０ 発光素子
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２３ 支持基板
２４ 半導体層
２５ 電極形成面
２６ 支持基板面
２８ 光反射膜
３１ 第１接合部材
３２ 第２接合部材
４０ 光反射部材
５０ 封止部材
６０ 被覆部材
１１ 第１導電部材
１４ 第１幅広部
１５ 第１幅狭部
１２ 第２導電部材
１７ 第２幅広部
１８ 第２幅狭部
１９ 基材
２０ 発光素子
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２３ 支持基板
２４ 半導体層
２５ 電極形成面
２６ 支持基板面
２８ 光反射膜
３１ 第１接合部材
３２ 第２接合部材
４０ 光反射部材
５０ 封止部材
６０ 被覆部材
Claims (14)
- 同一面側に第１電極及び第２電極を有する発光素子と、
第１導電部材及び第２導電部材を備えた基体と、
金属材料を主成分とし前記第１電極と前記第１導電部材とを電気的に接続する第１接合部材及び前記第２電極と前記第２導電部材とを電気的に接続する第２接合部材と、
前記第１導電部材及び第２導電部材の少なくとも一部を被覆する光反射部材と、を有し
前記第１導電部材は前記第1電極と対面する第１幅広部と、
前記第１幅広部から延伸し前記第２電極から離れる方向に前記第１幅広部よりも幅が狭い第１幅狭部と、を備え、
前記第２導電部材は前記第２電極と対面する第２幅広部と、前記第２幅広部から延伸し前記第１電極から離れる方向に前記第２幅広部よりも幅が狭い第２幅狭部と、を備え、
前記第１接合部材は前記第１幅広部と前記第１幅狭部とを連続して被覆し、
前記第２接合部材は前記第２幅広部と前記第２幅狭部とを連続して被覆し、
前記光反射部材は、前記第１接合部材及び前記第２接合部材と接触し、前記発光素子から離間して配置される発光装置。 - 前記光反射部材が前記発光素子を取り囲む請求項１に記載の発光装置。
- 前記光反射部材が光反射性物質を含有した樹脂部材である請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
- 前記発光素子のピーク波長に対する前記光反射部材の反射率が前記第１導電部材及び第２導電部材の反射率より高い請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記光反射部材の外側に位置する前記第１導電部材及び第２導電部材の少なくとも一部が光反射物質を備える被覆部材に被覆される請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１幅狭部及び前記第２幅狭部の上方に前記発光素子の側面が位置する請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記発光素子のピーク波長に対する前記発光素子の下側に位置する基材の反射率が前記第１導電部材及び第２導電部材の反射率より高い請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記基体が可撓性を有する請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１接合部材及び前記第２接合部材が半田である請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記発光素子の支持基板面を覆う光反射膜を有する請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記発光素子を覆う半球状の封止部材を有する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１幅広部の幅が前記第１電極の幅の０．９〜２．０倍である請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１幅狭部の幅が前記第１幅広部の幅の０．３〜０．８倍である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１接合部材及び前記第２接合部材のそれぞれの厚みが１０〜２００μｍである請求項１〜１３のいずれか１つに記載の発光装置。
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