JP2019212658A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device.
LED(light-emitting diode)素子等の発光素子を利用した発光装置が、照明等に広く利用されている。 Light emitting devices using light emitting elements such as LED (light-emitting diode) elements are widely used for illumination and the like.
例えば、特許文献1には、COB(Chip On Board)方式を用いて複数個のLEDチップを実装基板上に高密度に実装する発光装置が記載されている。
For example,
COB方式の発光装置において複数の発光素子からの発する熱は、一般に、実装領域の中央部に比べて周辺部の方が放熱され易い。このため、発光装置が継続して点灯されると、実装領域の中央部に配置された発光素子の方が、周辺部に配置された発光素子に比べて高温になる傾向がある。実装領域内の位置の違いにより生じる発光素子間の温度差は、発光素子の周辺に配置された封止部材の色むら及び/又はクラックの原因となるため、小さくすることが好ましい。 In the COB light emitting device, heat generated from a plurality of light emitting elements is generally more easily radiated in the peripheral portion than in the central portion of the mounting region. For this reason, when the light-emitting device is continuously turned on, the light-emitting element disposed in the central portion of the mounting region tends to have a higher temperature than the light-emitting element disposed in the peripheral portion. The temperature difference between the light emitting elements caused by the difference in the position in the mounting region causes uneven color and / or cracks of the sealing member disposed around the light emitting element, and is preferably reduced.
本発明の目的は、発光素子間の温度差を減少させる発光装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a light emitting device that reduces a temperature difference between light emitting elements.
本発明に係る発光装置は、実装領域を有する実装基板と、実装領域に配置された複数の発光素子と、実装基板と複数の発光素子のそれぞれとを接着する複数の接着部と、発光素子の周囲に配置された枠体と、複数の発光素子を封止する様に枠体の内部に配置された封止部材と、を有し、実装領域の周辺部において発光素子を実装基板に実装するための接着部の厚さは、実装領域の中央部において発光素子を実装基板に実装するための接着部の厚さより厚くなるように設定されている。 A light-emitting device according to the present invention includes a mounting substrate having a mounting region, a plurality of light-emitting elements arranged in the mounting region, a plurality of bonding portions that bond the mounting substrate and each of the plurality of light-emitting elements, A frame body disposed around the frame body and a sealing member disposed inside the frame body so as to seal the plurality of light emitting elements, and the light emitting element is mounted on the mounting substrate in a peripheral portion of the mounting region. Therefore, the thickness of the bonding portion is set so as to be thicker than the thickness of the bonding portion for mounting the light emitting element on the mounting substrate in the central portion of the mounting region.
本発明に係る発光装置によれば、発光素子間の温度差を減少させることが可能である。 According to the light emitting device of the present invention, it is possible to reduce the temperature difference between the light emitting elements.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る発光装置について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, a light emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
<実施形態>
図1(A)は発光装置1の一例の平面図であり、図1(B)は図1(A)のA−A´線断面図であり、図1(C)は図1(B)において矢印Aで示される部分の部分拡大図である。図1(A)においては、封止部材の表示を省略している。
<Embodiment>
1A is a plan view of an example of the light-
発光装置1は、基板10、発光素子20、枠体40、封止部材50、及び、接着部60等を有する。
The
基板10は、実装基板11と、回路基板12とを有する。実装基板11は、正方形の形状を有し、その上面の中央に発光素子20が実装される実装領域11Aを有する金属基板である。実装基板11は、発光素子20により発生した熱を放熱させる放熱基板としても機能するため、耐熱性および放熱性に優れたアルミニウムで構成され、その熱伝導率は、236(W/m*K)である。
The substrate 10 includes a
なお、実装基板11の形状は正方形以外の形状(例えば、長方形、円形等)であってもよく、実装基板11の材質は耐熱性と放熱性に優れたものであれば、例えば銅など、別の金属でもよい。
The
回路基板12は、実装基板11と同じ大きさの同じ形状を有し、その中央部に円形の開口部12Aが形成される。回路基板12は、裏面が接着シート等の接着部材によって実装基板11の上に貼り付けられて固定される。実装基板11の実装領域11Aは、開口部12Aから露出し、開口部12Aは、実装領域11Aの外縁を規定する。回路基板12の表面には、開口部12Aを取り囲むように、一対の配線パターン13A、13Bが形成される。また、回路基板12の表面で対角に位置する2つの角部には、発光装置1を外部電源に接続するための一対の接続電極17A及び17Bが形成され、それぞれ配線パターン13A、13Bと接続している。一方の接続電極17Aはアノードであり、他方の接続電極17Bはカソードである。回路基板12及び一対の配線パターン13A、13Bは、絶縁性の膜であるレジスト14によって覆われ、保護される。
The
発光素子20A〜発光素子20D(総称して単に発光素子20という場合がある)は、矩形状に形成された青色系の半導体発光素子(以下、青色LED素子とも称する)であり、実装領域11A上に複数個配置される。4個の発光素子20Aは、実装領域11Aの中央部11Cに配置され、10個の発光素子20Bは、中央部11Cの外側に隣接するドーナツ型の第1周辺部11Dに配置されている。16個の発光素子20Cは、第1周辺部11Dの外側に隣接するドーナツ型の第2周辺部11Eに配置され、18個の発光素子20Dは、第2周辺部11Eの外側に隣接するドーナツ型の第3周辺部11Fに配置されている。中央部11C及び各周辺部の境界は、実装領域11Aの中心点11Bを中心とする円形状である。発光素子20の上面は、実装基板11の表面と平行に配置され、下面は、接着部60によって実装基板11に接着される。発光素子20には、発光波長域が440〜455nmのInGaN系化合物半導体が用いられているが、発光素子20は、青色光以外の光を発する素子であってもよい。
The
発光素子20の総個数は一例であって、他の個数であってもよい。また、その場合、直列と並列についても発光装置に求められるスペックに応じて変更することもできる。
The total number of the
発光素子20は、表面に一対の素子電極21及び22を有し、素子電極21及び隣接する発光素子20の素子電極22は、ワイヤ30によって電気的に接続されている。ワイヤ30は、開口部12Aの外周側に位置する発光素子20と回路基板12の配線パターン13A又は13Bとを接続し、複数の発光素子20は、配線パターン13A及び13Bを介して、接続電極17A及び17Bの間に直列接続されている。配線パターン13Aと13Bとの間には、ワイヤ30によって直列接続された12個の発光素子の組が、4組並列に接続されている。接続電極17A及び17Bに不図示の外部電源から直流電圧が印加されることにより、複数の発光素子20は、配線パターン13A、13B及びワイヤ30を介して直流電流を供給され、発光する。
The
枠体40は、白色粉末を混入したシリコン樹脂を基板10上に配置した後に硬化して形成された枠状の部材であり、複数の発光素子20の周囲を囲む様に配置される。枠体40の断面形状は中央が高く周辺が低い凸形状である。枠体40は、封止部材50の流出を防止する為のダム材であり、また、発光素子20から枠体40に向けて出射された光を反射して発光装置1の上方に出射させる。
The
封止部材50は、透光性を有するシリコン樹脂に蛍光体が含有された部材であり、複数の発光素子20を一体的に封止する為に枠体40の内側に配置される。蛍光体として、発光素子20が出射した青色光を吸収して黄色光に波長変換するYAG(yttrium aluminum garnet)が用いられ、青色光と蛍光体により波長変換された黄色光とが混合されることにより、発光装置1からは白色光が出射する。封止部材50は、シリコン樹脂に代えてエポキシ樹脂など他の樹脂に蛍光体が含有された部材であってもよい。封止部材50の熱伝導率は、0.15(W/m*K)である。枠体40を外縁とする封止部材50の表面を発光領域50Aと称する場合がある。
The sealing
接着部60は、実装基板11に発光素子20を接着するためのダイボンド材が硬化した部材である。ダイボンド剤は、絶縁樹脂ペーストである。接着部60の熱伝導率は、0.15(W/m*K)である。接着部60の厚さは、ダイボンド材が硬化した後の厚さであり、実装領域11Aの中央部11Cから第3周辺部11Fに向かって段階的に厚くなっている。接着部60の厚さは、ダイボンド材の粘度、チクソ性等を調整することにより実現される。
The
図2は、接着部60の位置と厚さとの関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the position and thickness of the bonded
各発光素子20を接着する接着部60の厚さは、実装領域11Aの中心点11Bから各発光素子20の中心までの距離と、図2に示す関係とに従って設定されている。接着部60の厚さは、接着部60Aの厚さh1を1としたときの相対的な厚さとして示されている。実施形態においては、発光素子20Aを接着する接着部60Aの厚さh1は2μm、発光素子20Bを接着する接着部60Bの厚さh2は6μmである。また、発光素子20Cを接着する接着部60Cの厚さh3は22μm、発光素子20Dを接着する接着部60Dの厚さh4は50μmである。
The thickness of the
なお、図2に示す実装領域11Aの中心点11Bから各発光素子20の中心までの距離と接着部60の厚さとの関係は一例であって、距離と厚さとが比例関係であるなど、他の関係であってもよい。
Note that the relationship between the distance from the
<実施形態に係る発光装置の作用効果>
図3は、発光装置1における熱伝達の状態を示す模式図である。
<Operational Effect of Light Emitting Device According to Embodiment>
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state of heat transfer in the
発光装置1において発生する熱の主なものは、発光素子20から直接発生する熱と、封止部材50に含まれる蛍光体が光の波長を変換する際に発生する熱であるが、ここでは発光素子20から直接発生する熱について主に議論する。
The main heat generated in the
実施形態に係る発光装置1において、発光素子20が発光する際に発生した熱は、主に接着部60を介して実装基板11に伝達され、実装基板11から発光装置1の外部に放熱される。また、実装領域11Aの中央部11C内の接着部60Aより、第1周辺部11D内の接着部60Bは厚いため、接着部60Bの熱抵抗は接着部60Aの熱抵抗より大きい。接着部60A及び60Bの熱抵抗の違いにより、発光素子20Bから接着部60Bを介して実装基板11に伝達される熱量は、発光素子20Aから接着部60Aを介して実装基板11に伝達される熱量より少なくなる。発光素子20Bから実装基板11に伝達されない熱は、発光素子20Bの温度を上昇させるが、発光素子20Bの温度は発光素子20Aの温度より低いため、発光素子20Bと発光素子20Aとの温度差は減少する。
In the
発光素子20Bと発光素子20Aとの温度差が減少することにより、それぞれの発光素子の近傍における封止部材50の熱による変色の度合いが均一化されるため、発光素子20A及び20Bの近傍の封止部材50を経由して出射される光の色むらは減少する。また、発光素子20Bと発光素子20Aとの温度差が減少することにより、発光素子20A及び20Bの近傍において封止部材50におけるクラックの発生は減少する。
Since the temperature difference between the light emitting
上記した発光素子20Aと20Bとの関係は、発光素子20Aと20C、20Aと20Dについても同様に成り立つ。このため、発光領域50A全体から出射される光の色むらは減少し、封止部材50におけるクラックの発生は減少する。
The relationship between the
<実験結果>
図4は、発光素子20の温度に関する実験結果を示すグラフである。実験には図1に示す発光装置1を使用した。実験の主な条件を表1に示す。
<Experimental result>
FIG. 4 is a graph showing experimental results regarding the temperature of the
一般に、発光素子20A〜20Dの温度差が2℃以内であれば、封止部材50の色むらの発生を許容範囲内に収めることができ、10℃以内であれば、封止部材50のクラックの発生を許容範囲内に収めることができる。ここで、色むらの発生が許容範囲内とは、CIELAB色空間又はCIELUV色空間において、色差ΔE≦0.8である範囲をいう。実験の結果、図4に示すように4個の発光素子20Aの平均温度が約140℃、10個の発光素子20Bの平均温度が約138℃、16個の発光素子20Cの平均温度が約135℃、18個の発光素子20Dの平均温度が約131℃であった。温度差の最大値は、発光素子20Aと発光素子20Dとの温度差の約9℃であったため、発光装置1は、封止部材50の色むら及びクラックの発生を許容範囲内に収めることができた。
In general, if the temperature difference between the
図1に示す発光装置1では、実装領域11Aの中心点11Bからの距離に応じて4つの段階の高さの接着剤を利用したが、他の階数としてもよい。
In the
以上説明した様に、実装領域内の中央部で発光素子と実装基板とを接着する接着部より、周辺部で発光素子と実装基板とを接着する接着部を厚くすることによって、発光領域内における発光素子間の温度差を減少させることができる。 As described above, by thickening the bonding portion for bonding the light emitting element and the mounting substrate at the peripheral portion, the bonding portion for bonding the light emitting element and the mounting substrate at the peripheral portion is made thicker in the light emitting region. The temperature difference between the light emitting elements can be reduced.
1 発光装置
11 実装基板
11A 実装領域
20、20A、20B、20C、20D 発光素子
40 枠体
50 封止部材
60、60A、60B、60C、60D 接着部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記実装領域に配置された複数の発光素子と、
前記実装基板と前記複数の発光素子のそれぞれとを接着する複数の接着部と、
前記発光素子の周囲に配置された枠体と、
前記複数の発光素子を封止する様に前記枠体の内部に配置された封止部材と、を有し、
前記実装領域の周辺部において前記発光素子を前記実装基板に実装するための前記接着部の厚さは、前記実装領域の中央部において前記発光素子を前記実装基板に実装するための前記接着部の厚さより厚くなるように設定されている、
ことを特徴とする発光装置。 A mounting board having a mounting area;
A plurality of light emitting elements arranged in the mounting region;
A plurality of bonding portions for bonding the mounting substrate and each of the plurality of light emitting elements;
A frame disposed around the light emitting element;
A sealing member disposed inside the frame so as to seal the plurality of light emitting elements,
The thickness of the adhesive portion for mounting the light emitting element on the mounting substrate in the peripheral portion of the mounting area is the same as the thickness of the adhesive portion for mounting the light emitting element on the mounting substrate in the central portion of the mounting area. Set to be thicker than the thickness,
A light emitting device characterized by that.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07288341A (en) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Nichia Chem Ind Ltd | Led display |
JP2002062597A (en) * | 2000-05-26 | 2002-02-28 | Gretag Imaging Trading Ag | Photographic image acquiring device |
JP2008085302A (en) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Illumination apparatus |
JP2017228699A (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | スタンレー電気株式会社 | Light-emitting diode device |
CN107731757A (en) * | 2017-09-27 | 2018-02-23 | 开发晶照明(厦门)有限公司 | Electrooptical device and its substrate |
-
2018
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07288341A (en) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Nichia Chem Ind Ltd | Led display |
JP2002062597A (en) * | 2000-05-26 | 2002-02-28 | Gretag Imaging Trading Ag | Photographic image acquiring device |
JP2008085302A (en) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Illumination apparatus |
JP2017228699A (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | スタンレー電気株式会社 | Light-emitting diode device |
CN107731757A (en) * | 2017-09-27 | 2018-02-23 | 开发晶照明(厦门)有限公司 | Electrooptical device and its substrate |
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