JP2020053568A - Light-emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
照明や電飾などの用途に発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子を用いた発光装置が用いられている。このような半導体発光素子は、従来のタングステンをフィラメントに用いた白熱電球等と比べて、長寿命で小型化が容易で、耐衝撃性に強い等の利点を有する。 A light emitting device using a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode or a semiconductor laser is used for applications such as lighting and illumination. Such a semiconductor light emitting device has advantages such as a long life, easy downsizing, and high impact resistance as compared with a conventional incandescent lamp using tungsten as a filament.
半導体発光素子を用いた発光装置は、一般に指向性が強く、スポットライトのような特定の部位を照らす用途には適しているものの、反面、従来の白熱電球等と比べて配光範囲が狭く、広い範囲を照らすことは容易でなかった。このため、半導体発光素子を用いつつ、広配光な発光装置が求められていた。 A light emitting device using a semiconductor light emitting element is generally highly directional, and is suitable for use in illuminating a specific part such as a spotlight.On the other hand, the light distribution range is narrower than that of a conventional incandescent lamp. Illuminating a wide area was not easy. Therefore, there has been a demand for a light-emitting device having a wide light distribution while using a semiconductor light-emitting element.
このような発光装置として、例えば特許文献1に示す発光装置が提案されている。この発光装置は、図10に示すように離間して配置されたリードフレーム111、112と、これらリードフレーム111、112の上面に接続されたLEDダイ114と、下面に接続されたLEDダイ115と、これらを被覆する被覆部材101を備えている。
As such a light emitting device, for example, a light emitting device disclosed in
しかしながらこの構成では、LEDダイを上下に設けるために金属製のリードフレーム111、112が必須であり、このリードフレーム111、112の厚みによって、発光装置が厚くなってしまう問題があった。また金属製のリードフレーム111、112が影となって、LEDダイ114、115からの光の一部が吸収されてしまう問題もあった。
However, in this configuration,
本発明の目的の一は、薄型化が可能な広配光の発光装置及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light emitting device with a wide light distribution that can be reduced in thickness and a method for manufacturing the same.
本発明の一の形態に係る発光装置によれば、正負一対の電極端子を備える電極形成面と、前記電極形成面と反対側の発光面とを有する第一発光素子、及び第二発光素子と、前記第一発光素子及び第二発光素子の周囲を、それぞれ被覆する透光性の被覆部と、前記電極形成面同士が対向する状態で、各電極端子を接合する接合層と、前記接合層を介して接合された前記第一発光素子と第二発光素子の周囲を被覆する透光性の被覆部と、前記電極端子と電気的に接続され、前記被覆部から外部に露出した外部接続端子とを備えることができる。 According to the light emitting device of one embodiment of the present invention, an electrode forming surface including a pair of positive and negative electrode terminals, a first light emitting element having a light emitting surface opposite to the electrode forming surface, and a second light emitting element A light-transmitting covering portion that covers the periphery of the first light-emitting element and the second light-emitting element, and a bonding layer that bonds each electrode terminal in a state where the electrode forming surfaces face each other; A light-transmitting covering portion that covers the periphery of the first light-emitting element and the second light-emitting element that are joined through an external connection terminal that is electrically connected to the electrode terminal and exposed to the outside from the covering portion Can be provided.
また、他の形態に係る発光装置の製造方法によれば、正負一対の電極端子を備える第一電極形成面と、前記電極形成面と反対側の第一発光面とを有する第一発光素子と、前記第一電極形成面を表出させた状態で、前記第一発光素子の周囲を被覆する透光性の第一被覆部とを備える第一部材と、正負一対の電極端子を備える第二電極形成面と、前記電極形成面と反対側の第二発光面とを有する第二発光素子と、前記第第二電極形成面を表出させた状態で、前記第二発光素子の周囲を被覆する透光性の第二被覆部とを備える第二部材と、をそれぞれ準備する工程と、前記第一部材及び第二部材を、それぞれ、背合わせにした姿勢で、各電極端子が少なくとも一部で直接接続された状態に接合する工程とを含むことができる。 According to the method for manufacturing a light emitting device according to another aspect, a first light emitting element having a first light emitting surface having a pair of positive and negative electrode terminals and a first light emitting surface opposite to the electrode forming surface. A first member including a light-transmitting first covering portion that covers the periphery of the first light-emitting element in a state where the first electrode forming surface is exposed, and a second member including a pair of positive and negative electrode terminals. An electrode forming surface, a second light emitting element having a second light emitting surface opposite to the electrode forming surface, and covering the periphery of the second light emitting element with the second electrode forming surface exposed. And a second member including a light-transmitting second covering portion, and a step of preparing the first member and the second member, respectively, and at least a part of each electrode terminal And joining them in a state where they are directly connected.
上記構成により、発光素子を保持する実装基板を不要としながらも、第一発光素子及び第二発光素子をそれぞれ上下に向けて配置できるので、小型化、薄型化を実現しながらも、上下に配光させた広配光の発光装置を実現できる。 According to the above configuration, the first light emitting element and the second light emitting element can be arranged vertically while eliminating the need for a mounting substrate for holding the light emitting element. A light emitting device with a wide light distribution can be realized.
本発明の一実施形態に係る発光装置によれば、前記接合層が、前記第一発光素子と第二発光素子の対向する電極端子同士を物理的に接合する導電性の導電層を含み、前記導電層に前記外部接続端子を接続することができる。上記構成により、実装基板を介在させることなく、直接電極端子同士を導電層で接着して固定しつつ、電気的に接続することができる。 According to the light emitting device according to one embodiment of the present invention, the bonding layer includes a conductive conductive layer that physically connects the opposing electrode terminals of the first light emitting element and the second light emitting element, The external connection terminal can be connected to the conductive layer. According to the above configuration, it is possible to directly connect the electrode terminals to each other with the conductive layer adhered and fixed without the interposition of the mounting board.
また、前記外部接続端子の一部が、各電極端子からそれぞれ、前記被覆部表面上の異なる方向に露出されていてもよい。 Further, a part of the external connection terminal may be exposed from each electrode terminal in a different direction on the surface of the covering portion.
さらに、前記外部接続端子の一部が、各電極端子から、前記被覆部表面上の同じ方向に露出されていてもよい。 Further, a part of the external connection terminal may be exposed from each electrode terminal in the same direction on the surface of the covering portion.
さらにまた、前記外部接続端子は、外部の電気接合部品にはんだ付けして実装するための部材とすることができる。 Still further, the external connection terminal may be a member for soldering and mounting to an external electric bonding component.
さらにまた、前記被覆部が前記発光面の方向より見て断面視円形状に形成されていてもよい。 Furthermore, the covering portion may be formed in a circular shape in a sectional view when viewed from the direction of the light emitting surface.
さらにまた、前記被覆部がドーム状に形成されていてもよい。 Furthermore, the covering portion may be formed in a dome shape.
さらにまた、前記第一発光素子及び第二発光素子が、互いに重なり合うように接合されていてもよい。 Furthermore, the first light emitting element and the second light emitting element may be joined so as to overlap each other.
さらにまた、前記第一発光素子が複数、同一平面状に配置されており、前記第二発光素子が複数、前記複数の第一発光素子の各電極形成面と対向する状態でそれぞれ同一平面状に配置されていてもよい。 Furthermore, a plurality of the first light-emitting elements are arranged in the same plane, and the plurality of second light-emitting elements are respectively in the same plane in a state of facing the respective electrode forming surfaces of the plurality of first light-emitting elements. It may be arranged.
さらにまた、前記第一発光素子が複数、平面状に、該第一発光素子の大きさとほぼ同じ間隔で隣り合うように配置されており、前記第二発光素子が一以上、前記複数の第一発光素子の各電極形成面と対向する状態で、かつその電極端子を、前記隣接する第一発光素子同士の間で、該隣接する第一発光素子の、隣り合う電極端子とそれぞれ接合するように配置することもできる。 Furthermore, a plurality of the first light emitting elements are arranged in a planar shape so as to be adjacent to each other at substantially the same interval as the size of the first light emitting elements, and one or more of the second light emitting elements are arranged in the plurality of first light emitting elements. In a state facing each electrode forming surface of the light emitting element, and the electrode terminal thereof, between the adjacent first light emitting elements, so as to be respectively joined to adjacent electrode terminals of the adjacent first light emitting element. They can also be placed.
さらにまた、本発明の他の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、前記第一部材と第二部材を準備する工程が、前記第一発光素子、及び第二発光素子を、それぞれ、第一耐熱シート、及び第二耐熱シートの一面に実装する工程と、前記第一耐熱シート上の前記第一発光素子、及び前記第二耐熱シート上の前記第二発光素子を、それぞれ覆うように樹脂をポッティングしてドーム状に形成し、硬化させる工程と、前記第一耐熱シート及び第二耐熱シートをそれぞれ剥離して、裏面側にNi/Auをスパッタし、レーザ照射によるパターニングを行い電極部を形成する工程とを含み、前記前記第一部材及び第二部材を接合する工程が、前記第一発光素子及び第二発光素子のそれぞれについて、前記電極部に導電材料を塗布し、得られた前記第一発光素子及び第二発光素子を背合わせにした姿勢で、各電極端子が少なくとも一部で直接接続された状態に接合する工程とすることができる。これにより、発光素子を保持する実装基板を不要としながらも第一発光素子及び第二発光素子をそれぞれ上下に向けて配置できるので、小型化、薄型化を実現しながらも、上下に配光させた広い視野角の発光装置を実現できる。 Furthermore, according to the method for manufacturing a light emitting device according to another embodiment of the present invention, the step of preparing the first member and the second member includes the first light emitting element and the second light emitting element, The first heat-resistant sheet, and the step of mounting on one surface of the second heat-resistant sheet, the first light-emitting element on the first heat-resistant sheet, and the second light-emitting element on the second heat-resistant sheet, respectively, to cover Potting the resin to form a dome shape and curing, peeling the first heat-resistant sheet and the second heat-resistant sheet, sputtering Ni / Au on the back side, and patterning by laser irradiation Forming the first member and the second member, for each of the first light emitting element and the second light emitting element, applying a conductive material to the electrode portion, obtained. Said In posture one light emitting element and the second light-emitting element in back-to-back, can be a step of bonding the state in which the respective electrode terminals are connected directly at least in part. This makes it possible to arrange the first light emitting element and the second light emitting element vertically, respectively, without the need for a mounting substrate for holding the light emitting element. A light emitting device having a wide viewing angle can be realized.
さらにまた、他の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、さらに、前記第一発光素子及び第二発光素子を背合わせに接合した発光素子接合体から、前記電極端子と電気的に接続され、前記被覆部の一部から露出された外部接続端子を、電気接合部品にはんだ付けして実装する工程を含むことができる。 Furthermore, according to the method for manufacturing a light emitting device according to another embodiment, further, a light emitting element assembly in which the first light emitting element and the second light emitting element are joined back to back is electrically connected to the electrode terminal. The method may further include a step of soldering and mounting the external connection terminals exposed from a part of the covering portion to the electric connection component.
以下、図面に基づいて実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。なお、本明細書において「備える」とは、別部材として備えるもの、一体の部材として構成するものの何れをも含む意味で使用する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, “above”, “below”, and other terms including those terms) will be used as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of those terms. In addition, the same reference numeral in a plurality of drawings indicates the same or equivalent part or member. In this specification, the term “provided” is used to include both components provided as separate members and components configured as an integral member.
さらに以下に示す実施形態は、本発明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、本発明を以下に限定するものではない。また、以下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、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、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。
[実施形態1]
Further, the embodiments described below exemplify a light emitting device for embodying the technical idea of the present invention, and do not limit the present invention to the following. In addition, dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described below are not intended to limit the scope of the present invention thereto, unless otherwise specified, and are exemplified. Intended. Further, what is described in one embodiment or example can be applied to other embodiments or examples. In addition, the size, positional relationship, and the like of the members illustrated in the drawings are exaggerated in some cases in order to make the description clear.
[Embodiment 1]
実施形態1に係る発光装置を、図1〜図5に基づいて説明する。これらの図において、図1は本発明の実施形態1に係る発光装置100を示す平面図、図2は図1の発光装置100のII−II線における垂直断面図、図3は図2の発光装置100のIII−III線における水平断面図、図4は図1の発光装置100を実装基板に実装した状態を示す平面図、図5は図4の発光装置100の垂直断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す発光装置100は、第一発光素子10と、第二発光素子20と、これら第一発光素子10及び第二発光素子20の各電極端子13、23を接合する接合層30と、第一発光素子10及び第二発光素子20の周囲を被覆する透光性の被覆部40と、被覆部40から外部に露出した外部接続端子50とを備えている。
The light emitting device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In these drawings, FIG. 1 is a plan view showing the
第一発光素子10は、正負一対の第一電極端子13を備える第一電極形成面11と、この第一電極形成面11と反対側の第一発光面12を有する。また第二発光素子20も、正負一対の第二電極端子23を備える第二電極形成面21と、この第二電極形成面21と反対側の第二発光面22を有する。好ましくは、第一発光素子10及び第二発光素子20は、同型の発光素子を用いる。そして、これら第一発光素子10及び第二発光素子20を、図2等に示すように一方を反転させて、第一電極形成面11と第二電極形成面21とが対向する姿勢に接合する。すなわち図1や図3等に示すように、平面視において、これら第一発光素子10及び第二発光素子20が互いに重なり合うように接合される。これにより、第一発光素子10及び第二発光素子20が接合された発光素子接合体1は、一方の面に第一発光面12を、他方の面に第二発光面22を表出させて、両面側に強い発光強度で光を出力することが可能となり、広配光が実現される。
The first
またこの例では、第一発光素子10と第二発光素子20とは、p電極同士、n電極同士を接続して並列接合とする。図2の例では、発光素子集合体の上面側を第一発光素子10、下面側を第二発光素子20としているが、これらを入れ替えてもよいことはいうまでもない。
In this example, the first
発光素子10、20は、例えば、サファイア等の透光性基板と、透光性基板の上に積層された半導体積層構造とを有する。半導体積層構造は、発光層と、発光層を挟むn型半導体層およびp型半導体層とを含み、n型半導体層およびp型半導体層にn側電極およびp側電極がそれぞれ電気的に接続される。発光素子10、20は、例えば透光性基板を備える発光面12、22が互いに相反するよう外向きに配置され、発光面12、22と反対側の電極形成面11、21に一対の電極端子13、23を有する。
Each of the light-emitting
発光素子10、20としては、縦、横および高さの寸法に特に制限は無いが、好ましくは平面視において縦および横の寸法が1000μm以下の半導体発光素子を用い、より好ましくは縦および横の寸法が500μm以下であり、さらに好ましくは、縦および横の寸法が200μm以下の発光素子を用いる。
There is no particular limitation on the vertical, horizontal and height dimensions of the
発光素子10、20には、公知の半導体発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子10、20としてフリップチップタイプの発光ダイオードを例示する。発光素子10、20は、例えば青色光を出射する。発光素子10、20には、青色以外の光を出射する素子も使用できる。また、複数の発光素子10、20として異なる色の光を発する発光素子を用いてもよい。また発光素子10、20から出射される光を変換する波長変換部材を組み合わせることもできる。
As the
発光素子10、20として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)またはGaPを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択すればよい。
As the
また発光素子の発光面や周囲に、波長変換部材を配置してもよい。波長変換部材は、発光素子が発する光を受けて、異なる波長の光に変換する部材である。例えば発光素子が発する青色光で励起されて、黄色光の蛍光を発する蛍光体を含めることで、青色光と黄色光の混色により白色光を発する発光装置を実現できる。さらに波長変換部材は、被覆部に含まれていてもよい。 Further, a wavelength conversion member may be arranged on or around the light emitting surface of the light emitting element. The wavelength conversion member is a member that receives light emitted from the light emitting element and converts the light into light of a different wavelength. For example, by including a phosphor that emits yellow light when excited by blue light emitted from a light emitting element, a light emitting device that emits white light by mixing blue light and yellow light can be realized. Further, the wavelength conversion member may be included in the covering portion.
波長変換部材は、母材に波長変換材として蛍光体を添加している。母材の材料は、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料を用いることができる。 The wavelength conversion member is obtained by adding a phosphor as a wavelength conversion material to a base material. As a material of the base material, for example, a translucent material such as an epoxy resin, a silicone resin, a resin obtained by mixing them, or glass can be used.
波長変換部材が含有する波長変換材としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット、ユウロピウムおよび/若しくはクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(カルシウムの一部をストロンチウムで置換可)、ユウロピウムで賦活されたサイアロン、ユウロピウムで賦活されたシリケート、ユウロピウムで賦活されたアルミン酸ストロンチウム、βサイアロン蛍光体、窒化物系蛍光体、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム、硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体またはKSF系蛍光体等のフッ化物系蛍光体などが挙げられる。特に、複数種類の波長変換部材を1つの波長変換部材において用いること、より好ましくは、波長変換部材が緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体と赤色系の発光をするKSF系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことにより、発光モジュールの色再現範囲を広げることができる。この場合、発光素子10、20は、波長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を備えることが好ましい。また、例えば、青色系の光を出射する発光素子10、20を用いた際に、赤色系の光を得ることができるように、波長変換部材にKSF系蛍光体(赤色蛍光体)を60重量%以上、好ましくは90重量%以上含有させてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換部材を波長変換部材に含有させることで、特定の色の光を出射するようにしてもよい。また、波長変換材は量子ドットであってもよい。波長変換部材内において、波長変換材はどのように配置されていてもよい。例えば、略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。また、波長変換部材をそれぞれ含有する複数の層が積層されて設けられていてもよい。
(接合層30)
Examples of the wavelength conversion material contained in the wavelength conversion member include yttrium aluminum garnet activated by cerium, lutetium aluminum garnet activated by cerium, and nitrogen-containing calcium aluminosilicate activated by europium and / or chromium (calcium). Can be partially replaced by strontium), sialon activated by europium, silicate activated by europium, strontium aluminate activated by europium, β-sialon phosphor, nitride-based phosphor, fluorinated by manganese Potassium silicate, a sulfide-based phosphor, a quantum dot phosphor, a fluoride-based phosphor such as a KSF-based phosphor, and the like. In particular, a plurality of types of wavelength conversion members are used in one wavelength conversion member, and more preferably, the wavelength conversion member is a fluorinated phosphor such as a β-sialon phosphor that emits green light and a KSF-based phosphor that emits red light. By including the phosphor based on the compound, the color reproduction range of the light emitting module can be expanded. In this case, the
(Joining layer 30)
接合層30は、電極形成面11、21同士が対向する状態で、各電極端子13、23を接合している。また接合層30は、第一発光素子10と第二発光素子20の対向する電極端子13、23同士を物理的に接合する導電性の導電層を含んでもよい。このような導電層としては、Agペースト、導電性接着剤等が好適に利用できる。なお、すべての接合層30が導電性を備える必要はなく、一部の接合層に導電性を有さないものを使用してもよい。例えば複数個の発光素子を接続する場合において、並列接続によって電気接続が維持されている発光素子については導電性を有さない接合層を用いて接合することができる。
The
この導電層に、外部接続端子50を接続する。これにより、実装基板を介在させることなく、直接電極端子13、23同士を導電層で接着して固定しつつ、電気的に接続することができる。また、接合面に実装基板や導電リードを介在させないことで、発光装置の低背化にも有利となる。
(被覆部40)
The
(Coating part 40)
被覆部40は、接合層30を介して接合された発光素子接合体1の周囲を被覆する。被覆部40は、好ましくは第一発光素子10及び第二発光素子20の周囲を、それぞれ被覆する。ただ、第一発光素子10と第二発光素子20を接合した状態で、これらを一体的に被覆部40で周囲を被覆してもよい。この被覆部40は透光性を有する部材で構成され、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透光性の熱硬化性の樹脂材料等を利用できる。
The covering
また被覆部40の形状は、発光面の方向より見て断面視円形状に形成されている。この被覆部40は、球状やドーム状に形成することが好ましい。ドーム状の被覆部は、レンズ等の光学部材として機能する。ただ本発明は被覆部の形状はこれに限定するものでなく、例えば砲弾型や円柱状、半円柱状等、任意の形状とすることができる。
Further, the shape of the covering
外部接続端子50は、発光装置100を駆動する駆動電力を供給するための端子である。この外部接続端子50は、第一発光素子10及び第二発光素子20の電極端子13、23と電気的に接続されている。図2の例では、第一発光素子10と第二発光素子20は並列に接続されており、正極側の第一電極端子13、第二電極端子23、負極側の第一電極端子13、第二電極端子23に、それぞれ外部接続端子50が接続される。一対の外部接続端子50は、それぞれ発光装置100の正極端子、負極端子となる。また外部接続端子50は、外部の電気接合部品60にはんだ付けして実装するための部材としても利用できる。
The
さらに外部接続端子50は、その一部が、各電極端子13、23からそれぞれ、被覆部40上の異なる方向に露出されている。図1等の例では、外部接続端子50が被覆部40の左右から延伸されている。この例では、外部接続端子50は球状の被覆部40のほぼ直径の位置に設けられている。
Further, a part of the
以上の例では、外部接続端子50を被覆部40の表面に表出された例について説明した。表出された外部接続端子50は、被覆部40とほぼ同一な平面状とする他、多少突出させてもよいし、逆に被覆部の表面から多少窪ませてもよい。あるいは、被覆部から外部接続端子を棒状に突出させてもよい。さらに外部接続端子50は、互いに離間する方向に延伸される構成に限らず、同じ方向に露出させる構成としてもよい。この場合も、露出された外部接続端子を、被覆部の表面から突出させてもよい。このような構成においては、例えば一対の外部接続端子50を平行に被覆部40から引き出すことで、砲弾型のLEDから突出される一対のリードのようにして、配線のし易さ等の点で有利となる。
(電気接合部品60)
In the above example, the example in which the
(Electrical bonding parts 60)
発光装置100は、図5の断面図及び図4の平面図に示すように、電気接合部品60に実装することができる。電気接合部品60は、発光素子を実装するための実装基板や外部接続基板として機能する。この電気接合部品60は、例えばセラミック基板、アルミニウム基板、ガラスエポキシ基板、フレキシブル基板等で構成される。また必要に応じて、配線パターンなどが電気接合部品60に設けられる。発光装置100の電気接合部品60への実装は、被覆部40の一部に露出された外部接続端子50を、電気接合部品60の配線パターンに接続するなどして行われる。また電気接合部品60は、発光装置を被覆したり載置したりする形態に限らず、例えば外部の機器と接続できるインターフェースを構成する物でもよい。例えば、電気接続用のコネクタ等も電気接合部品の一態様として利用できる。
[実施形態2]
The
[Embodiment 2]
以上の例では、第一発光素子10と第二発光素子20の2個の発光素子を用いて発光装置100を構成した例を説明したが、本発明は発光素子の個数を2個に限定するものでなく、3個以上の任意の数とすることができる。また3個以上の発光素子を用いる場合においては、第一発光素子10と第二発光素子20との重なり方を、対になるように一致させて重ねる態様と、2個を跨ぐように交互に重ねる態様の、いずれか又は両方を用いることができる。
In the above example, the example in which the
ここで実施形態2に係る発光装置200として、複数個の第一発光素子10を同一平面状に配置し、第一発光素子10と同じ個数の第二発光素子20を、各第一発光素子10の電極形成面11、21と対向する姿勢に同一平面状に配置した例を、図6に示す。このように発光素子の数を増やすことで、さらに輝度を高めた高出力な発光装置が得られる。また対向する第一発光素子10と第二発光素子20とを並列接続しながら、これらの発光素子接合体1同士を、直列に接続することが可能となり、仮に各発光素子接合体1を構成する第一発光素子10と第二発光素子20のいずれか一方が球切れを生じても、電気接続が維持されて発光装置を継続使用できる利点が得られる。
[実施形態3]
Here, as the
[Embodiment 3]
また実施形態3に係る発光装置300を、図7の断面図に示す。この図に示す発光装置300は、複数個の第一発光素子10を同一平面状に配置しつつ、隣接する第一発光素子10同士の間隔は、第二発光素子20の第二電極端子23の間隔と一致させている。そして第二発光素子20は、隣接する第一発光素子10同士の間でこれらを跨ぐように、隣接する第一発光素子10の各第一電極端子13を第二発光素子20の一対の第二電極端子23と接続する。この接続方法は、第一発光面12と第二発光素子20とを交互に直列接続することができ、並列接続に比べてより高出力を得ることが可能となる。
A
また、以上の実施形態2、3のいずれも、発光装置の平面視において一次元の直線状に発光素子を並べる構成に限らず、二次元の平面状に発光素子を配置してもよい。さらに、二次元状に発光素子を配置する場合は、実施形態2のような第一発光素子10と第二発光素子20を重ねた配置例と、実施形態3のような第一発光素子10と第二発光素子20を交互に配置する例とを組み合わせてもよい。例えばマトリックス状に発光素子を配置しつつ、行単位で実施形態2の接続を行いつつ、隣接する行同士の間では実施形態3の接続を行う。あるいは、一行毎に実施形態2と実施形態3とを繰り返して配置してもよい。
[発光素子の製造方法]
In each of the second and third embodiments, the light emitting device is not limited to the configuration in which the light emitting elements are arranged in a one-dimensional linear shape in plan view of the light emitting device, and the light emitting elements may be arranged in a two-dimensional planar shape. Furthermore, when the light-emitting elements are arranged two-dimensionally, the first light-emitting
[Method of manufacturing light emitting element]
次に、発光装置の製造方法を図8、図9等に基づいて説明する。まず、図8に示すように、第一発光素子10をドーム状の第一被覆部41で被覆した第一部材2を準備する。第一部材2は、第一発光素子10の第一電極形成面11を表出させた状態で、この第一発光素子10の周囲を透光性の第一被覆部41で被覆している。同様に、第二発光素子20をドーム状の第二被覆部42で被覆した第二部材3を準備する。第二部材3も、第二発光素子20の第二電極形成面21を表出させた状態で、この第二発光素子20の周囲を透光性の第二被覆部42で被覆している。
Next, a method for manufacturing the light emitting device will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 8, the
ここで第一部材2を準備する工程の一例を、図9に基づいて説明する。まず、第一発光素子10を第一耐熱シート16の一面に実装する。そして、第一耐熱シート16上の第一発光素子10を覆うように、樹脂材をポッティングしてドーム状に形成し、硬化させる。樹脂材にはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が利用できる。これにより図8に示すような半球状の第一被覆部41が形成される。さらに、第一耐熱シート16を剥離して、裏面側に金属層をスパッタリングして形成し、レーザ照射によるパターニングを行い、電極部を形成する。電極部は、電極端子13、23を構成する。電極層は、例えばNi/Auの金属層で構成される。この金属層は、Ni層とAu層を含んでおり、第一電極端子13の表面を含む電極形成面の全体に、Ni層500Å、Au層500Åをこの順で、例えばスパッタリングにより形成する。ここで、金属層はレーザ光照射によるパターンニングを考慮すると、1μm以下、好ましくは1000Å以下の厚さに形成することが好ましい。
Here, an example of the step of preparing the
なお第二部材3を準備する工程も、上述した第一部材2を準備する工程と同様の手順が利用できる。
The same procedure as the above-described step of preparing the
そして、これら第一部材2及び第二部材3を、それぞれ、背合わせにした姿勢で、各電極端子13、23が少なくとも一部で直接接続された状態に接合する。このような第一部材2と第二部材3とを接合する工程の一例を説明する。まず、第一発光素子10及び第二発光素子20のそれぞれについて、図3に示すように電極部に導電材料を塗布する。導電材料にはAgペースト等が利用できる。この導電材料が硬化して、導電層を構成する。そして、得られた第一発光素子10及び第二発光素子20を背合わせにした姿勢で、各電極端子13、23が少なくとも一部で直接接続された状態に、導電材料でもって接合する。接合に際しては、電極材料の厚み分の隙間が生じないように、樹脂などの充填材を塗布して隙間を充填することが好ましい。すなわち、図2における発光装置100において、第一発光素子10と第二発光素子20の電極形成面11、21において、電極端子13、23の間に生じる空間17は、空隙とする他、樹脂等の充填材で充填することもできる。
Then, the
さらに必要に応じて、発光装置100を電気接合部品60に実装する。例えば、図5の断面図及び図4の平面図に示すように、第一発光素子10及び第二発光素子20を背合わせに接合した発光素子接合体1を被覆する被覆部40の一部から露出された外部接続端子50を、電気接合部品60にはんだ付けして実装する。この外部接続端子50は、予め電極端子13、23と電気的に接続されている。
Further, the
これにより、発光素子を保持する実装基板を不要としながらも第一発光素子10及び第二発光素子20をそれぞれ上下に向けて配置できるので、小型化、薄型化を実現しながらも、上下に配光させた広い視野角の発光装置を実現できる。
This makes it possible to arrange the first
本実施形態に係る発光装置は、例えば、照明器具等として利用することができる。 The light emitting device according to the present embodiment can be used, for example, as a lighting fixture or the like.
100、200、300…発光装置
1…発光素子接合体
2…第一部材
3…第二部材
10…第一発光素子
11…第一電極形成面
12…第一発光面
13…第一電極端子
16…第一耐熱シート
17…空間
20…第二発光素子
21…第二電極形成面
22…第二発光面
23…第二電極端子
30…接合層
40…被覆部
41…第一被覆部
42…第二被覆部
50…外部接続端子
60…電気接合部品
101…被覆部材
111、112…リードフレーム
114、115…LEDダイ
100, 200, 300
Claims (13)
前記電極形成面と反対側の発光面と
を有する第一発光素子、及び第二発光素子と、
前記第一発光素子及び第二発光素子の周囲を、それぞれ被覆する透光性の被覆部と、
前記電極形成面同士が対向する状態で、各電極端子を接合する接合層と、
前記接合層を介して接合された前記第一発光素子と第二発光素子の周囲を被覆する透光性の被覆部と、
前記電極端子と電気的に接続され、前記被覆部から外部に露出した外部接続端子と、
を備える発光装置。 An electrode forming surface including a pair of positive and negative electrode terminals,
A first light emitting element having a light emitting surface opposite to the electrode forming surface, and a second light emitting element,
Around the first light emitting element and the second light emitting element, a translucent covering portion that respectively covers,
In a state where the electrode forming surfaces face each other, a bonding layer for bonding each electrode terminal,
A light-transmitting covering portion that covers the periphery of the first light-emitting element and the second light-emitting element joined via the joining layer,
An external connection terminal electrically connected to the electrode terminal and exposed to the outside from the covering portion;
A light emitting device comprising:
前記接合層が、前記第一発光素子と第二発光素子の対向する電極端子同士を物理的に接合する導電性の導電層を含み、
前記導電層に前記外部接続端子が接続されてなる発光装置。 The light emitting device according to claim 1,
The bonding layer includes a conductive conductive layer that physically bonds the opposing electrode terminals of the first light emitting element and the second light emitting element,
A light emitting device in which the external connection terminal is connected to the conductive layer.
前記外部接続端子の一部が、各電極端子からそれぞれ、前記被覆部表面上の異なる方向に露出されてなる発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein:
A light emitting device in which a part of the external connection terminal is exposed from each electrode terminal in a different direction on the surface of the covering portion.
前記外部接続端子の一部が、各電極端子から、前記被覆部表面上の同じ方向に露出されてなる発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein:
A light emitting device in which a part of the external connection terminal is exposed from each electrode terminal in the same direction on the surface of the covering portion.
前記外部接続端子が、外部の電気接合部品にはんだ付けして実装するための部材である発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein:
A light emitting device, wherein the external connection terminal is a member for mounting by soldering to an external electric bonding component.
前記被覆部が前記発光面の方向より見て断面視円形状に形成されてなる発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein:
A light emitting device in which the covering portion is formed in a circular shape in cross section as viewed from the direction of the light emitting surface.
前記被覆部がドーム状に形成されてなる発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein:
A light emitting device in which the covering portion is formed in a dome shape.
前記第一発光素子及び第二発光素子が、互いに重なり合うように接合されてなる発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein:
A light emitting device in which the first light emitting element and the second light emitting element are joined so as to overlap each other.
前記第一発光素子が複数、同一平面状に配置されており、
前記第二発光素子が複数、前記複数の第一発光素子の各電極形成面と対向する状態でそれぞれ同一平面状に配置されてなる発光装置。 It is a light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
A plurality of the first light emitting elements are arranged on the same plane,
A light emitting device in which a plurality of the second light emitting elements are arranged on the same plane in a state of facing the respective electrode forming surfaces of the plurality of first light emitting elements.
前記第一発光素子が複数、平面状に、該第一発光素子の大きさとほぼ同じ間隔で隣り合うように配置されており、
前記第二発光素子が一以上、前記複数の第一発光素子の各電極形成面と対向する状態で、かつその電極端子を、前記隣接する第一発光素子同士の間で、該隣接する第一発光素子の、隣り合う電極端子とそれぞれ接合するように配置してなる発光装置。 It is a light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
The plurality of first light-emitting elements are arranged in a planar shape so as to be adjacent to each other at substantially the same interval as the size of the first light-emitting elements,
One or more of the second light-emitting elements are opposed to the respective electrode forming surfaces of the plurality of first light-emitting elements, and the electrode terminals thereof are disposed between the adjacent first light-emitting elements, and the adjacent first light-emitting elements are arranged in the first area. A light-emitting device in which light-emitting elements are arranged so as to be joined to adjacent electrode terminals.
前記電極形成面と反対側の第一発光面と
を有する第一発光素子と、
前記第一電極形成面を表出させた状態で、前記第一発光素子の周囲を被覆する透光性の第一被覆部と、
を備える第一部材と、
正負一対の電極端子を備える第二電極形成面と、
前記電極形成面と反対側の第二発光面と
を有する第二発光素子と、
前記第第二電極形成面を表出させた状態で、前記第二発光素子の周囲を被覆する透光性の第二被覆部と、
を備える第二部材と、
をそれぞれ準備する工程と、
前記第一部材及び第二部材を、それぞれ、背合わせにした姿勢で、各電極端子が少なくとも一部で直接接続された状態に接合する工程と、
を含む発光装置の製造方法。 A first electrode forming surface including a pair of positive and negative electrode terminals,
A first light emitting element having a first light emitting surface opposite to the electrode forming surface,
In a state where the first electrode formation surface is exposed, a light-transmitting first coating portion that covers the periphery of the first light-emitting element,
A first member comprising:
A second electrode forming surface including a pair of positive and negative electrode terminals,
A second light emitting element having a second light emitting surface opposite to the electrode forming surface,
In a state where the second electrode forming surface is exposed, a light-transmitting second covering portion that covers the periphery of the second light-emitting element,
A second member comprising:
Preparing each of the
The first member and the second member, respectively, in a back-to-back posture, a step of joining each electrode terminal at least partially directly connected state,
A method for manufacturing a light emitting device comprising:
前記第一部材と第二部材を準備する工程が、
前記第一発光素子、及び第二発光素子を、それぞれ、第一耐熱シート、及び第二耐熱シートの一面に実装する工程と、
前記第一耐熱シート上の前記第一発光素子、及び前記第二耐熱シート上の前記第二発光素子を、それぞれ覆うように樹脂をポッティングしてドーム状に形成し、硬化させる工程と、
前記第一耐熱シート及び第二耐熱シートをそれぞれ剥離して、裏面側にNi/Auをスパッタし、レーザ照射によるパターニングを行い電極部を形成する工程と、
を含み、
前記前記第一部材及び第二部材を接合する工程が、前記第一発光素子及び第二発光素子のそれぞれについて、前記電極部に導電材料を塗布し、得られた前記第一発光素子及び第二発光素子を背合わせにした姿勢で、各電極端子が少なくとも一部で直接接続された状態に接合する工程である発光装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the light emitting device of Claim 11, Comprising:
The step of preparing the first member and the second member,
The first light-emitting element, and the second light-emitting element, respectively, the first heat-resistant sheet, the step of mounting on one surface of the second heat-resistant sheet,
The first light-emitting element on the first heat-resistant sheet, and the second light-emitting element on the second heat-resistant sheet, forming a dome shape by potting a resin so as to cover, respectively, and curing.
Peeling the first heat-resistant sheet and the second heat-resistant sheet, sputtering Ni / Au on the back surface side, and patterning by laser irradiation to form an electrode portion;
Including
The step of bonding the first member and the second member includes applying a conductive material to the electrode portion for each of the first light emitting element and the second light emitting element, and obtaining the first light emitting element and the second light emitting element. A method for manufacturing a light-emitting device, which comprises a step of joining each electrode terminal in a state where the light-emitting elements are back-to-back and at least partially directly connected to each other.
前記第一発光素子及び第二発光素子を背合わせに接合した発光素子接合体から、前記電極端子と電気的に接続され、前記被覆部の一部から露出された外部接続端子を、電気接合部品にはんだ付けして実装する工程を含む発光装置の製造方法。 The method for manufacturing a light emitting device according to claim 12, further comprising:
From the light-emitting element assembly in which the first light-emitting element and the second light-emitting element are joined back-to-back, an external connection terminal that is electrically connected to the electrode terminal and is exposed from a part of the covering portion, A method for manufacturing a light emitting device, comprising a step of soldering and mounting on a light emitting device.
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