JP2022015703A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のLED(発光ダイオード)素子を有する発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device having a plurality of LED (light emitting diode) elements.
半導体素子であるLED素子は、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く鮮やかな発光色を有することから、近年、照明などに広く利用されている。 The LED element, which is a semiconductor element, has a long life and excellent drive characteristics, and is compact, has good luminous efficiency, and has a vivid emission color. Therefore, it has been widely used for lighting and the like in recent years.
基板と、基板上に実装される発光体と、発光体を囲うようにして基板上に設けられる反射枠体とを備え、反射枠体の外周面と基板の外周面に斜光部材が設けられたLED発光装置が開示されている(特許文献1を参照)。 A substrate, a light emitting body mounted on the substrate, and a reflective frame body provided on the substrate so as to surround the light emitting body are provided, and oblique light members are provided on the outer peripheral surface of the reflective frame body and the outer peripheral surface of the substrate. An LED light emitting device is disclosed (see Patent Document 1).
発光素子と、発光素子から出射される光が入射される光透過部材と、光透過部材の側面を被覆して発光素子を包囲する光反射性の第1の被覆部材と、第1の被覆部材を被覆する第2の被覆部材とを備える発光装置が開示されている(特許文献2を参照)。この発光装置において、第2の被覆部材は、光吸収性材料を含有し、黒色に着色される。 A light emitting element, a light transmitting member into which light emitted from the light emitting element is incident, a first light-reflecting covering member that covers the side surface of the light transmitting member and surrounds the light emitting element, and a first covering member. A light emitting device including a second covering member for covering is disclosed (see Patent Document 2). In this light emitting device, the second covering member contains a light absorbing material and is colored black.
図10(a)は従来の発光装置90の一例を示す平面図であり、図10(b)は図10(a)のIB-IB線断面図の内、図10(a)の点線領域に対応する部分を示す図である。
10 (a) is a plan view showing an example of the conventional
発光装置90は、LED素子91と、樹脂枠92と、封止樹脂93とを有する。青色LEDであるLED素子91からの青色光と、青色光によって封止樹脂93中に含有される黄色蛍光体を励起させて得られる黄色光とを混合させることで得られる白色光が、発光装置90から出射する。黄色蛍光体を使用する場合、LED素子91が出射した青色光が封止樹脂93内を長く通過すると、光が黄色蛍光体を照射する確率が増加し、発光装置90から出射される光はより黄色くなる。LED素子91から斜めに出射した光L1は、LED素子91の上面から垂直に出射した光L2に比べて、封止樹脂93内を長く通過する。LED素子91から斜めに出射した光L1が樹脂枠92の近傍から発光装置90の外部に出射すると、白色光の周囲に黄色いリング状の光(以下、イエローリングと称することがある)が発生する。イエローリングの発生によって、発光装置90から出射される光の色の均一性が損なわれる。
The
そこで、本発明は、イエローリングの発生を抑制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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light emitting device capable of suppressing the generation of a yellow ring.
基板と、基板上に実装された発光素子と、基板上において、発光素子の周囲に配置された保持材と、発光素子を封止するために、保持材の内側に充填された封止材と、を有し、封止材は、発光素子から出射される光を波長変換して出射する蛍光材料を含み、保持材は、封止材と接する面に、蛍光材料が出射する光のピーク波長及び発光素子が出射する光のピーク波長を共に吸収スペクトルの吸収帯に含む顔料を含む発光装置が提供される。 A substrate, a light emitting element mounted on the substrate, a holding material arranged around the light emitting element on the substrate, and a sealing material filled inside the holding material to seal the light emitting element. The encapsulant contains a fluorescent material that converts the light emitted from the light emitting element into wavelength and emits the light, and the holding material has a peak wavelength of the light emitted by the fluorescent material on the surface in contact with the encapsulant. And a light emitting device including a pigment that includes the peak wavelength of the light emitted by the light emitting element in the absorption band of the absorption spectrum.
上記の発光装置では、保持材は、樹脂と顔料を含み、保持材全体に顔料が分散されていることが好ましい。 In the above light emitting device, the holding material preferably contains a resin and a pigment, and the pigment is dispersed in the entire holding material.
上記の発光装置では、保持材は、樹脂と顔料を含む第1部分、及び、顔料を含まず、樹脂と反射材料を含み且つ第1部分の内側に配置された第2部分を含むことが好ましい。 In the above light emitting device, the holding material preferably includes a first portion containing a resin and a pigment, and a second portion containing no pigment, containing a resin and a reflective material, and arranged inside the first portion. ..
上記の発光装置では、第2部分は、第1部分が配置されている外側から発光素子が実装されている内側に向かって、徐々に基板からの高さが低くなる反射面を有することが好ましい。 In the above light emitting device, it is preferable that the second portion has a reflecting surface whose height from the substrate gradually decreases from the outside where the first portion is arranged toward the inside where the light emitting element is mounted. ..
上記の発光装置では、保持材は、樹脂及び顔料を含む第1部分と、顔料を含まず、樹脂及び反射材料を含み且つ第1部分の内側及び外側に配置された第2部分とを含むことが好ましい。 In the above light emitting device, the holding material includes a first portion containing a resin and a pigment, and a second portion containing no pigment, containing a resin and a reflective material, and arranged inside and outside the first portion. Is preferable.
上記の発光装置では、第1部分は、上部に平坦部を有することが好ましい。 In the above light emitting device, it is preferable that the first portion has a flat portion at the upper portion.
上記の発光装置では、封止材の上面は平坦部と同じ高さに位置していることが好ましい。 In the above light emitting device, it is preferable that the upper surface of the sealing material is located at the same height as the flat portion.
上記の発光装置では、蛍光材料から出射される光は黄色を有し、発光素子から出射される光は青色を有し、顔料は黒色を有することが好ましい。 In the above light emitting device, it is preferable that the light emitted from the fluorescent material has a yellow color, the light emitted from the light emitting element has a blue color, and the pigment has a black color.
本発明によれば、イエローリングの発生を抑制することができる発光装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a light emitting device capable of suppressing the generation of a yellow ring.
以下、図面を参照しつつ、発光装置について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。 Hereinafter, the light emitting device will be described with reference to the drawings. However, it should be understood that the invention is not limited to the drawings or embodiments described below.
(第1実施形態)
図1(a)は第1実施形態に係る発光装置1の上方視した平面図であり、図1(b)は図1(a)においてAA´で示した位置における断面図である。
(First Embodiment)
1 (a) is a plan view of the
発光装置1は、主要な構成要素として、実装基板10、回路基板15、複数のLED素子30、ダム材40および封止材50を有する。発光装置1は、例えば、投光器、高天井照明、スタジアムの照明・イルミネーションなどの光源装置のLED光源として使用され、白色光を出射する。ただし、発明装置1の発光色は、白色以外であっても良い。
The
なお、図1(b)では、断面部分における要素のみを示し、断面部分よりも奥にある要素は、図示を分かり易くするために表示を省略している。また、発光装置1の最上層には蛍光体粒子を含有し且つ透光性を有する封止材50が存在するが、便宜上下層の部分は観察可能であるものとして、図1(a)では下層の部分を実線で示している。また、ダム材40も不透明であるが、図1(a)では半透明であるものとして図示している。
Note that, in FIG. 1B, only the elements in the cross-sectional portion are shown, and the elements deeper than the cross-sectional portion are omitted in order to make the illustration easier to understand. Further, although the
図1に示す様に、実装基板10は、その上面に複数のLED素子30が実装される平坦なアルミニウム製の基板であり、一例として正方形の形状を有する。実装基板10は、セラミック製の基板でもよい。また、実装基板10の上面には、不図示の銀層などの高反射処理層(反射層)が形成されている。反射層は、誘電体多層膜のような増反射膜でも良い。第1端子電極21及び第2端子電極23が設けられている対角線上の2つの頂点とは異なる対角線上の2つの角部付近に、発光装置1を固定するための貫通穴が設けられても良い。
As shown in FIG. 1, the
実装基板10の上面には、円形の開口部16を有する回路基板15が接着剤により付着している。回路基板15は、ガラスエポキシ素材で形成された絶縁性の基板である。回路基板15の上面には、配線パターンが形成されている。配線パターンは、円弧形状の第1電極20、第1電極20と電気的に接続されている第1端子電極21、円弧形状の第2電極22、及び、第2電極22と電気的に接続されている第2端子電極23を含んでいる。配線パターンは、例えば、銅上にニッケル、金メッキをして形成される。
A
第1端子電極21及び第2端子電極23は、実装基板10の対角線上で向かい合う2つの頂点付近に形成されている。第1端子電極21はカソード(負)電極であり、第2端子電極23はアノード(正)電極であり、これらに外部電源から電圧が印加されることによって、LED素子30に通電されて、発光装置1は発光する。なお、第1端子電極21及び第2端子電極23付近の参照符号24及び25は、第1端子電極21及び第2端子電極23の極性を示すパターンであり、配線パターンではないが、配線パターンと同じ金メッキ層で形成されている。
The first
回路基板15の上面は、第1端子電極21、第2端子電極23、及び、極性パターン24、25の表面以外は、第1端子電極21及び第2端子電極23間の短絡防止等の為に、不図示のソルダーマスクによって被膜されている。
The upper surface of the
実装基板10上に実装された複数のLED素子30は金線のボンディングワイヤ(以下、単にワイヤという)32で相互に接続され、更にワイヤで第1電極20及び第2電極22とも接続されている。図1の例では、LED素子30は、5個ずつ5列並列に、第1電極20及び第2電極22間に接続されているが、LED素子の直列の個数、並列の列数は任意であって、他の数であっても良い。
The plurality of
LED素子30は、発光素子の一例であり、例えば発光波長帯域が450~460nm程度の青色光を発光する青色LEDである。前述した様に、発光装置1では、複数(5×5=25個)のLED素子30が実装基板10上に実装されており、これらは同じ波長の青色光を発光する。ただし、LED素子30は、青色LEDに限らず、例えば紫色LEDまたは近紫外LEDであっても良く、その発光波長帯域は、紫外域を含む200~460nm程度の範囲内であっても良い。
The
LED素子30は上面に一対の素子電極を有する。図1に示すように、隣接するLED素子30の素子電極は、ワイヤ32により直列に接続され、さらに、両端のLED素子30の素子電極は、第1電極20又は第2電極22にワイヤ32により接続されている。LED素子30の下面は、例えば透明な絶縁性の接着剤(ダイボンド)などにより、回路基板15の開口部16の内側で、実装基板10の上面に直接固定されている。LED素子30は、アルミニウム製の実装基板10上に形成された反射層上に直接固着されているため、放熱効果が高く、高出力の発光を行うことが可能である。
The
参照符号31で示す部品は、第1電極20と第2電極22の間に過電圧が印加されたときにLED素子30を保護するツェナーダイオード素子である。
The component represented by
ダム材40は、保持材の一例であり、実装基板10上において、LED素子30の周囲に配置され、光を吸収する円環状(トロイダル状、ドーナッツ状)の枠体である。ダム材40は、回路基板15上の第1電極20、第2電極22、及び、ツェナーダイオード素子31と重なる位置に、それらを覆い複数のLED素子30を取り囲むように形成されている。
The
ダム材40は、シリコーン樹脂と所定の顔料を含む。所定の顔料は、封止材50に含まれる蛍光体が出射する光のピーク波長、及び、LED素子30が出射する光のピーク波長を共に吸収スペクトルの吸収帯に含む顔料である。吸収スペクトルは、標準の光源に対して対象物が吸収する光のスペクトルであり、吸収帯は、吸収スペクトルのある範囲が連続した吸収を示す部分である。吸収帯は、例えば、吸収率が所定比率(例えば80%)以上である波長帯である。即ち、この顔料は、蛍光体により波長変換され蛍光体から出射される光と、LED素子30が出射する光とを吸収する色を有する。発光装置1では、蛍光体から出射される光は黄色を有し、LED素子30から出射される光は青色を有し、顔料は黒色を有する。そのような顔料として、例えばチタンブラック又はカーボンブラック等が使用される。なお、顔料は、蛍光体により波長変換され蛍光体から出射される光と、LED素子30が出射する光とを吸収する色であれば、黒色以外の他の色を有してもよい。
The
ダム材40全体には、その顔料が分散されている。ダム材40は、各LED素子30から側方に出射された青色光と、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材50に含まれる蛍光体により波長変換された光とを吸収する。発光装置1では、各LED素子30から出射され且つ封止材50に含まれる蛍光体により波長変換された光がダム材40に吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置1から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。また、発光装置1では、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材50に含まれる蛍光体により波長変換された光がダム材40に吸収されるので、発光装置1の側方からの光漏れが防止される。なお、ダム材40は、図1に示す様に、平面視で、円形に配置されているが、楕円形に配置されていても良い。また、ダム材40は、上記の顔料と同一の色を有する金属材料、又は、上記の顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。
The pigment is dispersed throughout the
封止材50は、回路基板15上に配置されたダム材40の内側、即ちダム材40で囲まれる部分に注入(充填)されて略円板状に硬化され、複数のLED素子30を一体に被覆し保護(封止)する。封止材50の上面は、ダム材40の頂部と同じ高さに位置している。即ち、ダム材40の少なくとも一部は封止材50と接しており、ダム材40は封止材50と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材50としてシリコーン樹脂が用いられるが、無色かつ透明で、250℃程度の耐熱性がある他の樹脂を利用することができる。
The sealing
封止材50には、各LED素子30からの出射光の波長を変換する蛍光体が混入されている。蛍光体は、蛍光材料の一例であり、LED素子30から出射される光を波長変換して出射する。封止材50は、こうした蛍光体として、YAG(yttrium aluminum garnet)などの黄色蛍光体を含有する。発光装置1は、青色LEDであるLED素子30からの青色光と、それによって黄色蛍光体を励起させて得られる黄色光とを混合させることで得られる白色光を出射する。
A phosphor that converts the wavelength of the emitted light from each
前述した黄色蛍光体は一例であって、封止材50は、他の蛍光体を含有することもできる。例えば、封止材50は、緑色蛍光体と赤色蛍光体の2種類を含有してもよい。この場合、発光装置1は、青色LEDであるLED素子30からの青色光と、それによって緑色蛍光体および赤色蛍光体を励起させて得られる緑色光および赤色光とを混合させることで得られる白色光を出射する。緑色蛍光体としては、LED素子30が出射した青色光を吸収して緑色光に波長変換する、(BaSr)2SiO4:Eu2+などの粒子状の蛍光体材料を用いることができる。赤色蛍光体としては、LED素子30が出射した青色光を吸収して赤色光に波長変換する、CaAlSiN3:Eu2+などの粒子状の蛍光体材料を用いることができる。
The yellow fluorescent substance described above is an example, and the
ダム材40に含まれる顔料として上述したチタンブラック又はカーボンブラック等の黒色を有する顔料は、赤色光のピーク波長及び緑色光のピーク波長も吸収スペクトルの吸収帯に含む。したがって、封止材50が緑色蛍光体と赤色蛍光体を含有する場合にも、ダム材40にチタンブラック又はカーボンブラック等の黒色を有する顔料を含有させることにより、ダム材40は、封止材50に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。
As the pigment contained in the
発光装置1では、LED素子30の充填率が高いため、発光エリア(ダム材40の内側)の単位面積当たりの発熱量も多い。LED素子同士の間隔が狭くなって光の密度が高まると、封止材50が含有する蛍光体に当たる光の密度も高くなり、蛍光体自体も発熱する。そこで、発光装置1では、封止材50内の蛍光体を沈降させて実装基板10に近付けることにより、蛍光体自体の放熱性も向上させて、熱を発散させやすくしている。
In the
図2(a)、(b)は、LED素子30及び蛍光体による光のスペクトルと、ダム材の吸収スペクトルとを模式的に示したグラフである。
2 (a) and 2 (b) are graphs schematically showing the spectrum of light by the
図2(a)、(b)の横軸は、波長(nm)を示し、右に行くほど波長が長くなる。図2(a)、(b)の縦軸は、LED素子30及び蛍光体による光のスペクトルについて、光の相対放射強度を示し、上に行くほど強度が高くなる。また、図2(a)、(b)の縦軸は、ダム材の吸収スペクトルについて、吸収率を示し、上に行くほど吸収率が高くなる。
The horizontal axis of FIGS. 2 (a) and 2 (b) indicates the wavelength (nm), and the wavelength becomes longer toward the right. The vertical axis of FIGS. 2 (a) and 2 (b) shows the relative radiation intensity of light with respect to the spectrum of light by the
図2(a)のグラフ201は、LED素子30及び蛍光体から出射される光のスペクトルを示す。このスペクトルには、LED素子30により放射された青色光のピーク波長λ1と、蛍光体により波長変換された黄色光のピーク波長λ2の近傍にそれぞれ強度のピークが存在している。グラフ202は、チタンブラック(13M-C)が顔料として使用されたダム材の吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルにおいて、LED素子30により出射される光のピーク波長λ1における吸収率は約0.9であり、蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ2における吸収率は約0.9である。即ち、LED素子30により出射される光のピーク波長λ1及び蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ2はチタンブラックの吸収帯に含まれている。したがって、LED素子30により出射される光及び蛍光体により波長変換される光は、チタンブラックが顔料として用いられたダム材にほぼ吸収される。
図2(b)のグラフ211は、図2(a)のグラフ201と同様の光のスペクトルを示す。グラフ212は、カーボンブラックが顔料として使用されたダム材の吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルにおいて、LED素子30により出射される光のピーク波長λ1における吸収率は約1.0であり、蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ2における吸収率は約0.9である。即ち、LED素子30により出射される光のピーク波長λ1及び蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ2はカーボンブラックの吸収帯に含まれている。したがって、LED素子30により出射される光及び蛍光体により波長変換される光は、カーボンブラックが顔料として用いられたダム材にほぼ吸収される。
発光装置1では、蛍光体により波長変換され蛍光体から出射される光を吸収する色を有するダム材40が、LED素子30及び封止材50の周囲に配置される。これにより、発光装置1では、LED素子30から斜めに出射され蛍光体により波長変換された光はダム材40に吸収されるので、イエローリングの発生が抑制される。
In the
図3(a)~図3(d)は、発光装置1の製造方法の概略説明図である。以下、図3を用いて、発光装置1の製造方法について説明する。
3A to 3D are schematic explanatory views of a manufacturing method of the
最初に、実装基板10と各種配線パターンが形成された回路基板15が用意され、実装基板10と回路基板15が接着材により接着され、回路基板15の上面に第1電極20及び第2電極22が実装される。図3(a)は、実装基板10と回路基板15が接着された状態を示す図である。
First, the mounting
次に、回路基板15の開口部16の内側で、実装基板10の上面に複数のLED素子30が実装され、LED素子30相互間、及び、LED素子30と第1電極20、第2電極22間がワイヤで接続される。図3(b)は、実装基板10の上面にLED素子30が実装され、ワイヤで接続された状態を示す図である。
Next, a plurality of
次に、複数のLED素子30の周囲に円を描き且つ第1電極20、第2電極22を覆う様に、未硬化のダム材用樹脂が所定の供給ノズル(不図示)から充填されて加熱され、ダム材40が形成される。図3(c)は、ダム材40が第1電極20、第2電極22の上に形成された時の断面のイメージ図である。
Next, an uncured dam material resin is filled from a predetermined supply nozzle (not shown) and heated so as to draw a circle around the plurality of
次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズル(不図示)から、ダム材40の内側にダム材40の頂点の高さまで充填されて加熱され、封止材50が形成され、発光装置1が完成する。図3(d)は、封止材50が形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the uncured encapsulant resin is filled inside the
(第2実施形態)
図4(a)は第2実施形態に係る発光装置2の上方視した平面図であり、図4(b)は図4(a)においてAA´で示した位置における断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4A is a plan view of the
発光装置2は、主要な構成要素として、実装基板10、回路基板15、複数のLED素子30、ダム材41および封止材51を有する。実装基板10、回路基板15および複数のLED素子30の構成は、発光装置1が有する実装基板10、回路基板15及び複数のLED素子30の構成と同様である。
The
ダム材41は、保持材の一例であり、第1部分41a及び第2部分41bを含む。第1部分41aは、ダム材40と同様に、実装基板10上においてLED素子30の周囲に配置され、光を吸収する円環状の枠体である。第2部分41bは、第1部分41aの内側に配置され、第2部分41bの頂部は、第1部分41aの頂部より下(実装基板10)に位置している。
The
第1部分41aは、シリコーン樹脂と所定の顔料を含む。この顔料は、ダム材40に含まれる顔料と同様の顔料である。なお、第1部分41aは、この顔料と同一の色を有する金属材料、又は、この顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。一方、第2部分41bは、この顔料を含まず、シリコーン樹脂と、酸化チタン(又はシリカ)等の反射材料と、を含む反射性の白色樹脂で構成される。
The
第2部分41bは、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材51に含まれる蛍光体により波長変換された光を発光装置2の上方に反射させる。一方、第1部分41a全体には、上記の顔料が分散されている。第1部分41aは、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材51に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置2では、LED素子30及び蛍光体からの出射光が第2部分41bによって上方に反射するので、発光装置1と比較して、出射効率がより高くなる。一方、発光装置2では、蛍光体により波長変換された光が第1部分41aに吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置2から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。また、発光装置2では、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材51に含まれる蛍光体により波長変換された光が第1部分41aに吸収されるので、発光装置2の側方からの光漏れが防止される。
The
封止材51は、封止材50と同様に、回路基板15上に配置されたダム材41の内側、即ちダム材41で囲まれる部分に注入(充填)されて略円板状に硬化され、複数のLED素子30を一体に被覆し保護(封止)する。封止材51の上面は、ダム材41の第1部分41aの頂部と同じ高さに位置している。即ち、ダム材41の第1部分41aの少なくとも一部は封止材51と接しており、ダム材41は封止材51と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材51は、封止材50と同様の材料で形成される。
Like the sealing
図5(a)~図5(e)は、発光装置2の製造方法の概略説明図である。以下、図5を用いて、発光装置2の製造方法について説明する。
5 (a) to 5 (e) are schematic explanatory views of a method of manufacturing the
図5(a)~図5(b)に示す製造手順は、図3(a)~図3(b)に示した製造手順と同様である。実装基板10の上面にLED素子30が実装された後、複数のLED素子30の周囲に円を描き且つ第1電極20、第2電極22を覆う様に、未硬化の第2部分用樹脂が所定の供給ノズルから充填されて加熱され、ダム材41の第2部分41bが形成される。図5(c)は、第2部分41bが第1電極20、第2電極22の上に形成された時の断面のイメージ図である。
The manufacturing procedure shown in FIGS. 5A to 5B is the same as the manufacturing procedure shown in FIGS. 3A to 3B. After the
次に、第2部分41bの一部を覆う様に、第2部分41bの外側に、未硬化の第1部分用樹脂が所定の供給ノズルから充填されて加熱され、ダム材41の第1部分41aが形成される。図5(d)は、第1部分41aが第2部分41bの外側に形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the outside of the
次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、ダム材41の内側に第1部分41aの頂点の高さまで充填されて加熱され、封止材51が形成され、発光装置2が完成する。図5(e)は、封止材51が形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the uncured encapsulant resin is filled inside the
(第3実施形態)
図6(a)は第3実施形態に係る発光装置3の上方視した平面図であり、図6(b)は図6(a)においてAA´で示した位置における断面図である。
(Third Embodiment)
FIG. 6A is a plan view of the
発光装置3は、主要な構成要素として、実装基板10、回路基板15、複数のLED素子30、ダム材42および封止材52を有する。実装基板10、回路基板15および複数のLED素子30の構成は、発光装置1が有する実装基板10、回路基板15及び複数のLED素子30の構成と同様である。なお、図6(a)では、回路基板15の開口部16内に位置する要素、及び、ダム材42の下側に位置する要素は、図示を分かり易くするために表示を省略している。
The
ダム材42は、保持材の一例であり、第1部分42a及び第2部分42bを含む。第1部分42aは、ダム材40と同様に、実装基板10上においてLED素子30の周囲に配置され、光を吸収する円環状の枠体である。第2部分42bは、第1部分42aの内側及び外側に配置されている。第1部分42aは、断面がL字型になるように形成され、上部に平坦部42dを有し、回路基板15上に配置され且つ平坦部42cの外側端部まで伸延する基部42dをさらに有している。第1部分42aの上部に形成された平坦部42cは、第2部分42bの頂部より突出し、第2部分42bの頂部より高い位置に位置する。
The
第1部分42aは、成型用の樹脂と所定の顔料を含む。この顔料は、ダム材40に含まれる顔料と同様の顔料である。なお、第1部分42aは、この顔料と同一の色を有する金属材料、又は、この顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。一方、第2部分42bは、この顔料を含まず、シリコーン樹脂と、酸化チタン(又はシリカ)等の反射材料と、を含む反射性の白色樹脂で構成される。
The
第2部分42bの内、第1部分43aの内側に配置された部分は、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材53に含まれる蛍光体により波長変換された光を発光装置4の上方に反射させる。一方、第1部分42a全体には、上記の顔料が分散されている。第1部分42aは、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材52に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置3では、LED素子30及び蛍光体からの出射光が第2部分42bによって上方に反射するので、発光装置1と比較して、出射効率がより高くなる。一方、発光装置3では、蛍光体により波長変換された光が第1部分42aに吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置3から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。また、発光装置3では、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材52に含まれる蛍光体により波長変換された光が第1部分42aに吸収されるので、発光装置3の側方からの光漏れが防止される。
Of the
また、発光装置3では、予め定められたサイズに成型された第1部分42aによってダム材42の上部に平坦部42cが形成されることにより、発光装置3の全体の高さを安定させることが可能となる。
Further, in the
封止材52は、封止材50と同様に、回路基板15上に配置されたダム材42の内側、即ちダム材42で囲まれる部分に注入(充填)されて略円板状に硬化され、複数のLED素子30を一体に被覆し保護(封止)する。封止材53の上面は、ダム材42の第1部分42aの平坦部42cと同じ高さに位置している。即ち、ダム材42の第1部分42aの少なくとも一部は封止材52と接しており、ダム材42は封止材52と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材52は、封止材50と同様の材料で形成される。
Like the sealing
図7(a)~図7(e)は、発光装置3の製造方法の概略説明図である。以下、図7を用いて、発光装置3の製造方法について説明する。
7 (a) to 7 (e) are schematic explanatory views of a manufacturing method of the
図7(a)~図7(b)に示す製造手順は、図3(a)~図3(b)に示した製造手順と同様である。実装基板10の上面にLED素子30が実装された後、複数のLED素子30の周囲に円を描き、且つ、第1電極20、第2電極22を覆う様に、未硬化の第2部分用樹脂42’が所定の供給ノズルから充填される。図7(c)は、未硬化の第2部分用樹脂42’が第1電極20、第2電極22の上に形成された時の断面のイメージ図である。
The manufacturing procedure shown in FIGS. 7 (a) to 7 (b) is the same as the manufacturing procedure shown in FIGS. 3 (a) to 3 (b). After the
次に、円環状且つL字状に形成された第1部分42aが、未硬化の第2部分用樹脂42’の上側に、平坦部42cが上側(実装基板10の反対側)を向き、且つ、第2部分用樹脂42’に沿って配置される。次に、基部42dの先端が未硬化の第2部分用樹脂42’の上部から挿入される。その後、第2部分用樹脂42’が加熱され、第1部分42aより内側及び外側の部分が第2部分42bとして形成される。図7(d)は、第1部分42aを挟んで第2部分42bが形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the
次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、ダム材42の内側に第1部分42aの平坦部43cの高さまで充填されて加熱され、封止材52が形成され、発光装置3が完成する。図7(e)は、封止材52が形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the uncured encapsulant resin is filled inside the
(第4実施形態)
図8(a)は第4実施形態に係る発光装置4の上方視した平面図であり、図8(b)は図8(a)においてAA´で示した位置における断面図である。
(Fourth Embodiment)
FIG. 8 (a) is a plan view of the light emitting device 4 according to the fourth embodiment viewed upward, and FIG. 8 (b) is a cross-sectional view at the position indicated by AA'in FIG. 8 (a).
発光装置4は、主要な構成要素として、実装基板10、回路基板15、複数のLED素子30、ダム材43および封止材53を有する。実装基板10、回路基板15および複数のLED素子30の構成は、発光装置1が有する実装基板10、回路基板15及び複数のLED素子30の構成と同様である。なお、図8(a)では、回路基板15の開口部16内に位置する要素、及び、ダム材43の下側に位置する要素は、図示を分かり易くするために表示を省略している。
The light emitting device 4 has a mounting
ダム材43は、保持材の一例であり、第1部分43a及び第2部分43bを含む。第1部分43aは、ダム材40と同様に、実装基板10上においてLED素子30の周囲に配置され、光を吸収する円環状の枠体である。第1部分43aは、断面がL字型になるように形成され、上部に平坦部43cを有し、回路基板15上に配置され且つ平坦部43dの外側端部まで伸延する基部43dをさらに有している。第2部分43bは、第1部分43aの内側に配置され、第1部分43aが配置されている外側からLED素子30が実装されている内側に向かって、徐々に実装基板10からの高さが低くなる反射面を有する。第1部分43aの上部に形成された平坦部43cは、第2部分43bの頂部より高い位置に位置する。
The
第1部分43aは、成型用の樹脂と所定の顔料を含む。この顔料は、ダム材40に含まれる顔料と同様の顔料である。なお、第1部分43aは、この顔料と同一の色を有する金属材料、又は、この顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。一方、第2部分43bは、この顔料を含まず、シリコーン樹脂と、酸化チタン(又はシリカ)等の反射材料と、を含む反射性の白色樹脂で構成される。
The
第2部分43bは、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材53に含まれる蛍光体により波長変換された光を発光装置4の上方に反射させる。一方、第1部分43a全体には、上記の顔料が分散されている。第1部分43aは、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材53に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置4では、LED素子30及び蛍光体からの出射光が第2部分43bによって上方に反射するので、発光装置1と比較して、出射効率がより高くなる。一方、発光装置4では、蛍光体により波長変換された光が第1部分43aに吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置4から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。また、発光装置4では、各LED素子30から側方に出射された青色光、及び、各LED素子30から側方に出射され且つ封止材53に含まれる蛍光体により波長変換された光が第1部分43aに吸収されるので、発光装置4の側方からの光漏れが防止される。
The
また、発光装置4では、予め定められたサイズに成型された第1部分43aによってダム材43の上部に平坦部43cが形成されることにより、発光装置4の全体の高さを安定させることが可能となる。さらに、発光装置4では、予め定められた形状に成型された第1部分43aが設けられることにより、第2部分43bを第1部分43aに沿って形成させることが可能となり、第2部分43bを凹形状に形成させることが容易となる。
Further, in the light emitting device 4, the
封止材53は、封止材50と同様に、回路基板15上に配置されたダム材43の内側、即ちダム材43で囲まれる部分に注入(充填)されて略円板状に硬化され、複数のLED素子30を一体に被覆し保護(封止)する。封止材53の上面は、ダム材43の第1部分43aの平坦部43cと同じ高さに位置している。即ち、ダム材43の第1部分43aの少なくとも一部は封止材53と接しており、ダム材43は封止材53と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材53は、封止材50と同様の材料で形成される。
Like the sealing
図9(a)~図9(e)は、発光装置4の製造方法の概略説明図である。以下、図9を用いて、発光装置4の製造方法について説明する。 9 (a) to 9 (e) are schematic explanatory views of a manufacturing method of the light emitting device 4. Hereinafter, a method for manufacturing the light emitting device 4 will be described with reference to FIG. 9.
図9(a)~図9(b)に示す製造手順は、図3(a)~図3(b)に示した製造手順と同様である。実装基板10の上面にLED素子30が実装された後、円環状且つL字状に形成された第1部分43aが、平坦部43cが上側(実装基板10の反対側)を向き、且つ、複数のLED素子30の周囲、特に第1電極20、第2電極22の外側に配置される。次に、基部43dの先端が回路基板15上に接着材により接着される。図9(c)は、第1部分43aが回路基板15上に配置された時の断面のイメージ図である。
The manufacturing procedure shown in FIGS. 9 (a) to 9 (b) is the same as the manufacturing procedure shown in FIGS. 3 (a) to 3 (b). After the
次に、未硬化の第2部分用樹脂が、第1部分43aの内側に、第1電極20、第2電極22を覆うように所定の供給ノズルから充填される。これにより、外側から内側に向かって徐々に高さが低くなるように第2部分43bが形成される。図9(d)は、第2部分43bが第1電極20、第2電極22の上に形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the uncured second portion resin is filled inside the
次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、ダム材43の内側に第1部分43aの平坦部43cの高さまで充填されて加熱され、封止材53が形成され、発光装置4が完成する。図9(e)は、封止材53が形成された時の断面のイメージ図である。
Next, the uncured encapsulant resin is filled inside the
上述した発光装置1~4では、図1、図4、図6、図8に示す様に、アルミニウム製の実装基板10の上に配線パターンを設けた回路基板15を付着させた基材が利用されている(COB)。しかしながら、発光装置1~4において、セラミック製の実装基板10の上に、回路基板15を設けずに、直接配線パターンを配置した基材が利用されても良い(SMD)。
In the above-mentioned
1、2、3、4 発光装置
10 実装基板
15 回路基板
30 LED素子
40、41、42、43 ダム材
41a、42a、43a 第1部分
41b、42b、43b 第2部分
42c 第3部分
50、51、52、53 封止材
1, 2, 3, 4
Claims (8)
前記基板上に実装された発光素子と、
前記基板上において、前記発光素子の周囲に配置された保持材と、
前記発光素子を封止するために、前記保持材の内側に充填された封止材と、を有し、
前記封止材は、前記発光素子から出射される光を波長変換して出射する蛍光材料を含み、
前記保持材は、前記封止材と接する面に、前記蛍光材料が出射する光のピーク波長及び前記発光素子が出射する光のピーク波長を共に吸収スペクトルの吸収帯に含む顔料を含む、
ことを特徴とする発光装置。 With the board
The light emitting element mounted on the substrate and
On the substrate, the holding material arranged around the light emitting element and
It has a sealing material filled inside the holding material in order to seal the light emitting element.
The encapsulant contains a fluorescent material that wavelength-converts and emits light emitted from the light emitting element.
The holding material contains a pigment whose surface in contact with the sealing material contains both the peak wavelength of the light emitted by the fluorescent material and the peak wavelength of the light emitted by the light emitting element in the absorption band of the absorption spectrum.
A light emitting device characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020118724A JP2022015703A (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020118724A JP2022015703A (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Light-emitting device |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2022015703A true JP2022015703A (en) | 2022-01-21 |
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ID=80120852
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023176291A1 (en) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | ローム株式会社 | Semiconductor light-emitting device |
-
2020
- 2020-07-09 JP JP2020118724A patent/JP2022015703A/en active Pending
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WO2023176291A1 (en) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | ローム株式会社 | Semiconductor light-emitting device |
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