JP2024061410A - Light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP2024061410A
JP2024061410A JP2022169347A JP2022169347A JP2024061410A JP 2024061410 A JP2024061410 A JP 2024061410A JP 2022169347 A JP2022169347 A JP 2022169347A JP 2022169347 A JP2022169347 A JP 2022169347A JP 2024061410 A JP2024061410 A JP 2024061410A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
emitting element
light emitting
semiconductor light
conversion member
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
Application number
JP2022169347A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
麻衣子 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2022169347A priority Critical patent/JP2024061410A/en
Publication of JP2024061410A publication Critical patent/JP2024061410A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】発光素子から出射される光の損失が低減され、滲みが防止され、高い光出力が得られる発光装置を提供する。【解決手段】対向する2つの主面を備えた基板11と、基板11の一方の主面である上面上に配置された半導体発光素子20と、半導体発光素子20上に配置された光変換部材22と、光変換部材22の半導体発光素子20に対向する面及び基板11の上面を覆いつつ、半導体発光素子20を埋設する第1被覆部材23と、を備え、第1被覆部材23は、光変換部材22の半導体発光素子20に対向する面22Bの外周縁から光変換部材22の側面を露出しつつ外方に延在し、基板11は、上面視において、光変換部材22を包含しつつ光変換部材22の外側面よりも外方に突出し、光変換部材22は、上面視において、半導体発光素子20を包含しつつ半導体発光素子20の外側面よりも外方に突出している半導体発光装置10。【選択図】図1B[Problem] To provide a light emitting device that reduces loss of light emitted from a light emitting element, prevents bleeding, and obtains high light output. [Solution] A semiconductor light emitting device 10 comprising a substrate 11 having two opposing main surfaces, a semiconductor light emitting element 20 arranged on the top surface, which is one of the main surfaces of the substrate 11, a light conversion member 22 arranged on the semiconductor light emitting element 20, and a first covering member 23 that covers the surface of the light conversion member 22 facing the semiconductor light emitting element 20 and the top surface of the substrate 11 and embeds the semiconductor light emitting element 20, the first covering member 23 extending outward from the outer periphery of the surface 22B of the light conversion member 22 facing the semiconductor light emitting element 20 while exposing the side surface of the light conversion member 22, the substrate 11 includes the light conversion member 22 and protrudes outward beyond the outer surface of the light conversion member 22 in a top view, and the light conversion member 22 includes the semiconductor light emitting element 20 and protrudes outward beyond the outer surface of the semiconductor light emitting element 20 in a top view. [Selected Figure] Figure 1B

Description

本発明は、発光装置、特に発光ダイオード(LED)などの半導体発光素子が実装された発光装置に関する。 The present invention relates to a light-emitting device, in particular a light-emitting device that incorporates a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED).

半導体発光素子が実装された発光装置は、各種の照明や表示装置に利用されている。特に近年、半導体発光素子が実装された発光装置は、更なる発光出力及び発光効率の向上が求められている。また、車両用ヘッドライトなどの光源として、高出力な発光装置が求められている。
さらに、表示装置のバックライト用光源として小型化も求められている。
Light emitting devices in which semiconductor light emitting elements are mounted are used in various lighting and display devices. In particular, in recent years, light emitting devices in which semiconductor light emitting elements are mounted are required to have further improved light emitting output and light emitting efficiency. In addition, high-output light emitting devices are required as light sources for vehicle headlights and the like.
Furthermore, there is a demand for miniaturization of light sources for backlighting of display devices.

例えば、特許文献1には、発光素子と、発光素子からの出射光を光透過部材に導光する導光部材と、発光素子及び光透過部材の一方の表面を被覆する被覆部材とを備えた発光装置が開示されている。
また、特許文献2には、ケースと、発光層を含む積層体を有するLED素子とを備えた発光装置において、コーティング材がケース内に充填されている発光装置が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a light emitting device including a light emitting element, a light guiding member that guides light emitted from the light emitting element to a light transmitting member, and a covering member that covers one surface of the light emitting element and the light transmitting member.
Furthermore, Patent Document 2 discloses a light emitting device including a case and an LED element having a laminate including a light emitting layer, in which the inside of the case is filled with a coating material.

特開2010-219324号公報JP 2010-219324 A 特開2007-19096号公報JP 2007-19096 A

しかしながら、光透過部材と被覆部材とを用いた発光装置には、光の損失が発生するという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発光素子から出射される光の損失が低減され、高い光出力が得られる発光装置を提供することを目的としている。
However, a light emitting device using a light transmitting member and a covering member has a problem in that light loss occurs.
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and has an object to provide a light emitting device that reduces loss of light emitted from a light emitting element and can obtain high light output.

本発明の1実施形態による発光装置は、
対向する2つの主面を備えた基板と、
前記基板の一方の主面である上面上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子上に配置された光変換部材と、
前記光変換部材の前記半導体発光素子に対向する面及び前記基板の上面を覆いつつ、前記半導体発光素子を埋設する第1被覆部材と、を備え、
前記第1被覆部材は、前記光変換部材の前記半導体発光素子に対向する面の外周縁から前記光変換部材の側面を露出しつつ外方に延在し、
前記基板は、上面視において、前記光変換部材を包含しつつ前記光変換部材の外側面よりも外方に突出し、
前記光変換部材は、上面視において、前記半導体発光素子を包含しつつ前記半導体発光素子の外側面よりも外方に突出している半導体発光装置。
A light emitting device according to one embodiment of the present invention comprises:
A substrate having two opposing main surfaces;
a semiconductor light emitting element disposed on an upper surface, which is one of the main surfaces of the substrate;
a light conversion member disposed on the semiconductor light emitting element;
a first covering member that covers a surface of the light conversion member facing the semiconductor light emitting element and an upper surface of the substrate and embeds the semiconductor light emitting element;
the first covering member extends outward from an outer periphery of a surface of the light converting member facing the semiconductor light emitting element while exposing a side surface of the light converting member,
the substrate includes the light converting member and protrudes outward beyond an outer surface of the light converting member when viewed from above;
The light conversion member includes the semiconductor light emitting element and protrudes outward beyond an outer surface of the semiconductor light emitting element when viewed from above.

第1の実施形態の発光装置を示した概念図であり、上面側から見たときの斜視図である。1 is a conceptual diagram showing a light emitting device according to a first embodiment, and is a perspective view seen from above. 図1Aに示すA-A線に沿った断面図である。1B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1A. 第1の実施形態の発光素子を示した概念図である。1 is a conceptual diagram showing a light-emitting element according to a first embodiment. 発光素子を示した概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a light-emitting element. 発光素子を示した概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a light-emitting element. 発光素子を基板及び光変換部材に接続した状態の概念図。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a state in which a light-emitting element is connected to a substrate and a light conversion member. 発光装置の製造方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a method for manufacturing a light emitting device. 発光装置の製造工程S1を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process S1 of the light emitting device. 発光装置の製造工程S2を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process S2 of the light emitting device. 発光装置の製造工程S3を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process S3 of the light emitting device. FIG. 発光装置の製造工程S4を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process S4 of the light emitting device. 発光装置の製造工程S5を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process S5 of the light emitting device. 発光装置の製造工程S6を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process S6 of the light emitting device. 第1の実施形態の変形例1による発光装置を示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a first modified example of the first embodiment. 第1の実施形態の変形例2による発光装置を示した断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a second modified example of the first embodiment. 第2の実施形態による発光装置を示した概念図であり、上面側から見たときの斜視図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a light-emitting device according to a second embodiment, and is a perspective view seen from above. 光変換部材の設置及び、第1被覆部材を充填する前の第2の実施形態による発光装置を示した概念図であり、上面側から見たときの斜視図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a light emitting device according to a second embodiment before a light conversion member is installed and a first covering member is filled, and is a perspective view seen from above. 図6Aに示すB-B線に沿った断面図である。FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 6A.

以下においては、本発明の好適な実施形態について説明するが、適宜改変し、組合せてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
[第1の実施形態]
In the following, preferred embodiments of the present invention will be described, which may be modified and combined as appropriate. In the following description and accompanying drawings, substantially the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.
[First embodiment]

図1Aは、本発明の第1の実施形態による発光装置10を示した概念図であり、上面側から見たときの斜視図である。図1Bは、図1Aに示すA-A線に沿った断面図である。
本明細書においては、基板11に対して発光素子20が設けられた方向を上方といい、その逆を下方という。また、上面視において基板11の中心に向かう方向を内方といい、その逆を外方という。
Fig. 1A is a conceptual diagram showing a light emitting device 10 according to a first embodiment of the present invention, and is a perspective view seen from above. Fig. 1B is a cross-sectional view taken along line AA shown in Fig. 1A.
In this specification, the direction in which the light emitting element 20 is provided on the substrate 11 is referred to as the upper side, and the opposite direction is referred to as the lower side. In addition, the direction toward the center of the substrate 11 in a top view is referred to as the inward side, and the opposite direction is referred to as the outward side.

発光装置10は、上面及び下面を備えた基板11と、基板11の上面上に実装された発光素子20と、発光素子20の出射面(上面)の上に接着部材21を介して設けられた上面視において当該出射面より面積の大きい下面22Bを有する光変換部材22と、発光素子20及び接着部材21の側面と光変換部材22の下面を被覆する反射性の第1被覆部材23とを有している。 The light emitting device 10 has a substrate 11 with an upper surface and a lower surface, a light emitting element 20 mounted on the upper surface of the substrate 11, a light converting member 22 provided on the emission surface (upper surface) of the light emitting element 20 via an adhesive member 21 and having a lower surface 22B that is larger in area than the emission surface when viewed from above, and a reflective first covering member 23 that covers the side surfaces of the light emitting element 20 and adhesive member 21 and the lower surface of the light converting member 22.

(基板)
基板11としては、ガラスエポキシ基板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板)が用いられている。なお、基板11の基体には、アルミナ(Al23)、窒化アルミ(AlN)などの絶縁性のセラミック基板を用いることができる。
(substrate)
A glass epoxy substrate (a glass fiber reinforced epoxy resin substrate) is used as the substrate 11. The base of the substrate 11 may be an insulating ceramic substrate made of alumina ( Al2O3 ), aluminum nitride (AlN), or the like.

基板11は、互いに対向する主面である上面及び下面を備えた矩形の板状に形成されている。図1A及び図1Bに示すように、上面視において、基板11は光変換部材22を包含する大きさを有し、基板11の全ての外側面は光変換部材22の外側面よりも外方に突出している。 The substrate 11 is formed in a rectangular plate shape with upper and lower surfaces that are opposing main surfaces. As shown in Figures 1A and 1B, when viewed from above, the substrate 11 is large enough to include the light conversion member 22, and all of the outer surfaces of the substrate 11 protrude outward beyond the outer surfaces of the light conversion member 22.

基板11には第1配線電極12A及び第2配線電極12Bが設けられている。また基板11は、第1貫通電極28A及び第2貫通電極28Bと、第1実装電極13A及び第2実装電極13Bとを有している。以後、第1配線電極12A及び第2配線電極12B、第1貫通電極28A及び第2貫通電極28B、第1実装電極13A及び第2実装電極13Bの各々を区別しない場合には単に配線電極12、貫通電極28、実装電極13と記載する。 The substrate 11 is provided with a first wiring electrode 12A and a second wiring electrode 12B. The substrate 11 also has a first through electrode 28A and a second through electrode 28B, and a first mounting electrode 13A and a second mounting electrode 13B. Hereinafter, when the first wiring electrode 12A and the second wiring electrode 12B, the first through electrode 28A and the second through electrode 28B, and the first mounting electrode 13A and the second mounting electrode 13B are not to be distinguished from one another, they will simply be referred to as the wiring electrode 12, the through electrode 28, and the mounting electrode 13.

基板11の上面には、第1及び第2配線電極12A,12Bが設けられている。また、基板11は、第1及び第2配線電極12A,12Bにそれぞれ電気的に接続された第1及び第2貫通電極28A、28Bを有している。基板11の下面には、第1及び第2貫通電極28A、28Bにそれぞれ電気的に接続され、回路基板等(図示しない)に接合される第1実装電極13A及び第2実装電極13Bが設けられている。 The upper surface of the substrate 11 is provided with first and second wiring electrodes 12A, 12B. The substrate 11 also has first and second through electrodes 28A, 28B that are electrically connected to the first and second wiring electrodes 12A, 12B, respectively. The lower surface of the substrate 11 is provided with a first mounting electrode 13A and a second mounting electrode 13B that are electrically connected to the first and second through electrodes 28A, 28B, respectively, and that are joined to a circuit board or the like (not shown).

第1配線電極12A及び第2配線電極12Bの各々には、発光素子20が載置される発光素子載置領域に加え、保護素子が載置される保護素子配置領域を備えている。第1配線電極12A及び第2配線電極12B間には、発光素子20と並列に保護素子(図示しない)が実装されている。保護素子は、異常電圧により、発光素子20を破損して不灯になることを防止するものであり、ツェナーダイオードのほか、コンデンサ、バリスタを用いることができる。 Each of the first wiring electrode 12A and the second wiring electrode 12B has a light emitting element mounting area on which the light emitting element 20 is mounted, as well as a protective element placement area on which a protective element is mounted. A protective element (not shown) is mounted in parallel with the light emitting element 20 between the first wiring electrode 12A and the second wiring electrode 12B. The protective element prevents the light emitting element 20 from being damaged and becoming unlit due to abnormal voltage, and may be a Zener diode, a capacitor, or a varistor.

第1実装電極13A及び第2実装電極13Bの各々は、発光素子20に電力を供給するアノード電極及びカソード電極である。 The first mounting electrode 13A and the second mounting electrode 13B are an anode electrode and a cathode electrode that supply power to the light-emitting element 20.

(発光素子)
発光素子20は、図2Aに示すように、n型半導体層と発光層及びp型半導体層を備えた半導体発光機能層26と、半導体発光機能層26の上面に設けられた透光基板25と、半導体発光機能層26の下面に設けられた第1素子電極27A及び第2素子電極27Bとを有するLED(light-emitting diode)である。半導体発光機能層26は、GaN系化合物半導体である。なお、AlInGaP系、InGaAs系の化合物半導体とすることもできる。また透光基板25は、半導体発光機能層26から出射される光を透過する透光性のサファイア(Al23)である。なお、透光基板25としては窒化ガリウム(GaN)、窒化アルミ(AlN)、炭化ケイ素(SiC)を用いることもできる。
(Light Emitting Element)
As shown in FIG. 2A, the light-emitting element 20 is an LED (light-emitting diode) having a semiconductor light-emitting functional layer 26 including an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer, a light-transmitting substrate 25 provided on the upper surface of the semiconductor light-emitting functional layer 26, and a first element electrode 27A and a second element electrode 27B provided on the lower surface of the semiconductor light-emitting functional layer 26. The semiconductor light-emitting functional layer 26 is a GaN-based compound semiconductor. It is also possible to use an AlInGaP-based or InGaAs-based compound semiconductor. The light-transmitting substrate 25 is a light-transmitting sapphire (Al 2 O 3 ) that transmits the light emitted from the semiconductor light-emitting functional layer 26. It is also possible to use gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), or silicon carbide (SiC) as the light-transmitting substrate 25.

第1素子電極27Aは半導体発光機能層26のp型半導体に接続され、第2素子電極27Bは半導体発光機能層26のn型半導体に接続される。そして当該第1及び第2素子電極27A、27Bが、それぞれ基板11の上面に設けられた第1及び第2配線電極12A、12Bに接合部材14を介して接合されている。発光素子20は、発光装置10の第1実装電極13A及び第2実装電極13Bへ通電することにより発光層から青色光を出射する。出射された光は透光基板25を透光して、当該透光基板25の上面から出射される。なお、このように発光素子20の第1及び第2素子電極27A、27Bを基板11の第1及び第2配線電極12A、12Bへ接合する態様をフリップチップ接合と言い、この用途に用いる発光素子20をフリップチップと言う。 The first element electrode 27A is connected to the p-type semiconductor of the semiconductor light-emitting functional layer 26, and the second element electrode 27B is connected to the n-type semiconductor of the semiconductor light-emitting functional layer 26. The first and second element electrodes 27A and 27B are joined to the first and second wiring electrodes 12A and 12B provided on the upper surface of the substrate 11 via a joining member 14. The light-emitting element 20 emits blue light from the light-emitting layer by passing electricity through the first mounting electrode 13A and the second mounting electrode 13B of the light-emitting device 10. The emitted light passes through the translucent substrate 25 and is emitted from the upper surface of the translucent substrate 25. The manner in which the first and second element electrodes 27A and 27B of the light-emitting element 20 are joined to the first and second wiring electrodes 12A and 12B of the substrate 11 in this manner is called flip-chip joining, and the light-emitting element 20 used for this purpose is called a flip-chip.

(光変換部材)
光変換部材22は、通過する発光素子20から出射された光(一次光)の一部または全部を吸収し、当該光の波長より長波長に変換して出射(二次光)する光変換粒子を含んでいる。光変換部材22は、母材としてのアルミナ、光変換粒子としてのセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG:Ce)蛍光体粒子を含んだセラミック蛍光体である。光変換部材22から出射される光は、青色の一次光と緑黄色の二次光が混色された白色光である。また、母材としてのアルミナの屈折率は1.7、光変換粒子としてのYAG:Ceの屈折率は1.84と異なっており光散乱性を有している。よって、光変換部材22の上面及び側面からは略同等な色相の白色光が出射される。なお、青色の一次光の全部を変換する光変換部材22を用いた場合には、緑黄色の二次光のみが出射する。
(Light conversion member)
The light conversion member 22 contains light conversion particles that absorb part or all of the light (primary light) emitted from the light emitting element 20 passing through it, convert the light to a longer wavelength than the wavelength of the light, and emit the converted light (secondary light). The light conversion member 22 is a ceramic phosphor containing alumina as a base material and cerium-activated yttrium aluminum garnet (YAG:Ce) phosphor particles as light conversion particles. The light emitted from the light conversion member 22 is white light in which blue primary light and green-yellow secondary light are mixed. In addition, the refractive index of alumina as a base material is 1.7, and the refractive index of YAG:Ce as light conversion particles is 1.84, which are different from each other, and the light conversion member 22 has a light scattering property. Therefore, white light of approximately the same hue is emitted from the upper surface and side surface of the light conversion member 22. When the light conversion member 22 that converts all of the blue primary light is used, only green-yellow secondary light is emitted.

図1Bに示すように、光変換部材22は透光性の接着部材21によって発光素子20の上面に接着されている。また、上面視において、光変換部材22は発光素子20及び接着部材21を包含する大きさを有し、光変換部材22の全ての外側面は発光素子20及び接着部材21の外側面よりも外方に突出している。なお、接着部材21の外側面は発光素子20の外側面を延長した面より、若干凸状又は凹状に出っ張り引っ込みしていてもよい。 As shown in FIG. 1B, the light conversion member 22 is adhered to the upper surface of the light emitting element 20 by a light-transmitting adhesive member 21. In addition, when viewed from above, the light conversion member 22 has a size that encompasses the light emitting element 20 and the adhesive member 21, and all of the outer surfaces of the light conversion member 22 protrude outward beyond the outer surfaces of the light emitting element 20 and the adhesive member 21. Note that the outer surface of the adhesive member 21 may protrude or recede slightly in a convex or concave manner from a surface extending from the outer surface of the light emitting element 20.

このように、上面視において、光変換部材22の全ての外側面が発光素子20及び接着部材21の外側面よりも外方に突出していることにより、青色の一次光及び緑黄色の二次光が、光変換部材22の上面と略同じ比率で外側面から出射させることができる。すなわち、色ムラの発生を防止できる。 In this way, when viewed from above, all of the outer surfaces of the light conversion member 22 protrude outward beyond the outer surfaces of the light emitting element 20 and the adhesive member 21, so that the blue primary light and the greenish yellow secondary light can be emitted from the outer surfaces at approximately the same ratio as the upper surface of the light conversion member 22. In other words, the occurrence of color unevenness can be prevented.

また、光変換部材22は発光素子20の出射面(上面)より幅広な受光面22B(下面)を持ち、発光素子20の出射面から接着部材21を経由して光変換部材22の受光面22Bまでの光路の全周は、第1被覆部材23により覆われているため、発光素子20から出射される出射光(1次光)の光漏れを防止できる。つまり、発光素子20からの出射光が光変換部材22に取り込まれやすくなり、高い光出力が得られる。 In addition, the light conversion member 22 has a light receiving surface 22B (lower surface) that is wider than the emission surface (upper surface) of the light emitting element 20, and the entire circumference of the optical path from the emission surface of the light emitting element 20 through the adhesive member 21 to the light receiving surface 22B of the light conversion member 22 is covered with the first covering member 23, so that leakage of the emitted light (primary light) from the light emitting element 20 can be prevented. In other words, the emitted light from the light emitting element 20 is easily taken in by the light conversion member 22, and high light output can be obtained.

また、上面視において光変換部材22の中心は発光素子20の中心に一致するようにアライメントされて配置されており、光変換部材22の外側面は、発光素子20の外側面に対して突出長POだけ突出している。ここで、突出長POは、上面視における光変換部材22の幅PSから上面視における発光素子20の幅CSを減算した値の1/2(すなわち、PO=(PS-CS)/2)である。なお、突出長POは、発光素子20の幅CSに対して3%~7%であることが好ましい。
例えば、発光素子20の幅CSが1.00mmであり、光変換部材22の突出長POが、発光素子20の幅CSに対して5%である場合には、光変換部材22の幅PSは1.10mmであり、光変換部材22の突出長POは0.05mmである。
Moreover, the light converting member 22 is aligned so that its center coincides with the center of the light emitting element 20 in top view, and the outer surface of the light converting member 22 protrudes by a protrusion length PO from the outer surface of the light emitting element 20. Here, the protrusion length PO is 1/2 of the value obtained by subtracting the width CS of the light emitting element 20 in top view from the width PS of the light converting member 22 in top view (i.e., PO=(PS-CS)/2). Note that the protrusion length PO is preferably 3% to 7% of the width CS of the light emitting element 20.
For example, if the width CS of the light-emitting element 20 is 1.00 mm and the protrusion length PO of the light conversion member 22 is 5% of the width CS of the light-emitting element 20, the width PS of the light conversion member 22 is 1.10 mm and the protrusion length PO of the light conversion member 22 is 0.05 mm.

光変換部材22の突出長POが大きいと、光変換部材22の外周部まで発光素子20からの出射光が届かずに輝度低下が顕在化することがある。また、光変換部材22の突出長POが小さいと、発光素子20の出射光が支配的になり色ズレが大きくなる。また、光変換部材22と第1被覆部材23との接着面を設けられなくなる。 If the protruding length PO of the light conversion member 22 is large, the light emitted from the light emitting element 20 may not reach the outer periphery of the light conversion member 22, resulting in a noticeable decrease in brightness. Also, if the protruding length PO of the light conversion member 22 is small, the light emitted from the light emitting element 20 becomes dominant, resulting in a large color shift. Also, it becomes impossible to provide an adhesive surface between the light conversion member 22 and the first covering member 23.

なお、上記したように、光変換部材22の突出量POが(PS-CS)/2、すなわち光変換部材22の対向する2つの側面の突出量POが等しいことが好ましい。さらに、光変換部材22の4つの側面の突出量POが等しいことが好ましい。しかしながら、これに限定されず、各側面の突出量POが互いに異なっていてもよい。具体的には、光変換部材22と発光素子20の中心ズレは、突出長POが前述の範囲であれば問題ない。 As described above, it is preferable that the protrusion amount PO of the light conversion member 22 is (PS-CS)/2, that is, the protrusion amount PO of the two opposing side surfaces of the light conversion member 22 is equal. Furthermore, it is preferable that the protrusion amount PO of the four side surfaces of the light conversion member 22 is equal. However, this is not limited, and the protrusion amount PO of each side surface may be different from each other. Specifically, the center misalignment between the light conversion member 22 and the light emitting element 20 is not a problem as long as the protrusion length PO is within the above-mentioned range.

光変換部材22は、上面視において矩形であり、その上面22A及び受光面22B(下面)は、両面とも略平坦な面であり、かつ、対向する両面が互いに略平行に形成されており、光変換部材22は全体として板状に形成されている。また、上面22A及び受光面22Bの表面は、微視的に観察すると、アルミナ母材及びYAG:Ce光変換粒子の粒子に由来する微細な凹凸を有している。光変換部材22は矩形で平坦な面を有する板状に限らず、加工による凹凸構造又はポリッシング等による平滑な面性状を有することもできる。また、上面22Aおよび/または外側面に透光性の保護膜が形成されていてもよい。例えば、汚れ弾きのよいフッ素樹脂薄膜、耐候性を有するガラス薄膜、指向特性を制御する誘電体多層膜などがある。 The light conversion member 22 is rectangular when viewed from above, and both of its upper surface 22A and light receiving surface 22B (lower surface) are substantially flat, and the opposing surfaces are formed substantially parallel to each other, so that the light conversion member 22 is formed in a plate shape as a whole. In addition, when observed microscopically, the surfaces of the upper surface 22A and the light receiving surface 22B have fine irregularities resulting from the alumina base material and the particles of the YAG:Ce light conversion particles. The light conversion member 22 is not limited to a rectangular plate shape having a flat surface, but can also have an uneven structure obtained by processing or a smooth surface property obtained by polishing or the like. In addition, a translucent protective film may be formed on the upper surface 22A and/or the outer surface. For example, there are a fluororesin thin film that repels dirt, a weather-resistant glass thin film, a dielectric multilayer film that controls the directional characteristics, and the like.

光変換部材22の母材としては、透光性のセラミック又はガラス類の無機材、透光性の樹脂材などを用いることができる。また、光変換粒子としては、セリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG:Ce)蛍光体、セリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LuAG:Ce)蛍光体、ユーロピウム又は/及びセリウム賦活オルトシリケート((Ba,Sr,Ca)SiO4:Eu,Ce)蛍光体、セリウム賦活テルビウム・アルミニウム・ガーネット(TAG:Ce)、ユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体(α-SiAlON:Eu)、ユーロピウム賦活βサイアロン蛍光体(β-SiAlON:Eu)、マンガン賦活カリウム・フルオロ珪酸カリウム(KFS:Mn)などを用いることができ、励起光の波長や所望の色調などによって異なる種類の光変換粒子を適宜選択して用いることができる。また、1つの発光装置10に複数の発光素子20が搭載されている場合には、各発光素子20に同じ/または異なる光変換粒子を含有した光変換部材22を用いることもできる。 The base material of the light conversion member 22 can be a translucent ceramic or glass inorganic material, a translucent resin material, or the like. In addition, the light conversion particles can be cerium-activated yttrium aluminum garnet (YAG:Ce) phosphor, cerium-activated lutetium aluminum garnet (LuAG:Ce) phosphor, europium and/or cerium-activated orthosilicate ((Ba, Sr, Ca) SiO4:Eu, Ce) phosphor, cerium-activated terbium aluminum garnet (TAG:Ce), europium-activated α-sialon phosphor (α-SiAlON:Eu), europium-activated β-sialon phosphor (β-SiAlON:Eu), manganese-activated potassium potassium fluorosilicate (KFS:Mn), or the like. Different types of light conversion particles can be appropriately selected and used depending on the wavelength of the excitation light, the desired color tone, and the like. In addition, when multiple light-emitting elements 20 are mounted on one light-emitting device 10, a light conversion member 22 containing the same and/or different light conversion particles can be used for each light-emitting element 20.

光変換部材22は、光変換粒子を含んだセラミック焼結体、ガラス成形体又は樹脂成形体などから形成されていてもよい。例えば、アルミナにYAG:Ce蛍光体を混合したセラミック焼結体、またソーダガラス、ホウ珪酸ガラスまたは窒素成分を含むナイトガラスなどのガラスにβサイアロン蛍光体を混合したガラス成形体、シリコーン樹脂にオルトシリケート蛍光体を混合した樹脂成型体などを用いることができる。 The light conversion member 22 may be formed from a ceramic sintered body, a glass molded body, or a resin molded body containing light conversion particles. For example, a ceramic sintered body in which alumina is mixed with a YAG:Ce phosphor, a glass molded body in which a β-sialon phosphor is mixed with glass such as soda glass, borosilicate glass, or night glass containing a nitrogen component, or a resin molded body in which an orthosilicate phosphor is mixed with a silicone resin can be used.

光変換部材22の光散乱性が不十分な場合は、例えば、酸化チタン(TiO2)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、アルミナ(Al23)などの光散乱性の粒子を添加して光散乱性を向上することができる。または、光散乱効果のあるサイズの気孔(ポア)を含ませて光散乱性を向上することもできる。 If the light scattering property of the light conversion member 22 is insufficient, the light scattering property can be improved by adding light scattering particles such as titanium oxide (TiO2), silicon oxide ( SiO2 ), zinc oxide (ZnO), alumina ( Al2O3 ), etc. Alternatively, the light scattering property can be improved by including pores of a size that has a light scattering effect.

なお、上記の実施形態においては、光変換部材22が設けられた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、発光装置10の出射光を発光素子20の出射光のみとしたい場合(光変換部材22に光変換粒子を混合しない場合)は、前述のように光変換部材22に光散乱性の粒子だけを添加する構成とすることもできる。 In the above embodiment, the case where the light conversion member 22 is provided has been described, but the present invention is not limited to this. For example, if it is desired that the emitted light of the light emitting device 10 is only the emitted light of the light emitting element 20 (if light conversion particles are not mixed into the light conversion member 22), it is also possible to add only light scattering particles to the light conversion member 22 as described above.

(第1被覆部材)
図1Bに示すように、第1被覆部材23は、光変換部材22の発光素子20に対向する面22Bの外周縁、すなわち、光変換部材22の受光面22B(下面)の辺を起点として光変換部材22の側面を露出しつつ光変換部材22の外方に延在している。また、第1被覆部材23は、基板11の上面(23D)、基板11上に実装された発光素子20及び接着部材21の側面(23C)を被覆するとともに、光変換部材22の受光面22B(下面)を被覆している。換言すれば、発光素子20は第1被覆部材23よって埋設され封止されている。
(First Covering Member)
1B, the first covering member 23 starts from the outer periphery of the surface 22B of the light converting member 22 facing the light emitting element 20, i.e., the side of the light receiving surface 22B (lower surface) of the light converting member 22, and extends outward from the light converting member 22 while exposing the side surface of the light converting member 22. The first covering member 23 also covers the upper surface (23D) of the substrate 11, the side surface (23C) of the light emitting element 20 and the adhesive member 21 mounted on the substrate 11, and also covers the light receiving surface 22B (lower surface) of the light converting member 22. In other words, the light emitting element 20 is embedded and sealed by the first covering member 23.

また、第1被覆部材23の露出面は、光変換部材22の下面の外周縁から外方に向けて下方に傾斜して延在させた延在面23A(上面)と、延在面23Aの外周縁から基板11の上面の外周縁に向かって鉛直方向に延びる外側面23Bからなる。
本実施形態において、延在面23A及び外側面23Bは、発光装置10の表面である。
In addition, the exposed surface of the first covering member 23 consists of an extending surface 23A (upper surface) that extends outwardly at a downward incline from the outer peripheral edge of the lower surface of the light conversion member 22, and an outer surface 23B that extends vertically from the outer peripheral edge of the extending surface 23A toward the outer peripheral edge of the upper surface of the substrate 11.
In this embodiment, the extending surface 23A and the outer surface 23B are the surfaces of the light emitting device 10 .

本実施形態において、延在面23Aは、側面視において、光変換部材22の外周縁の下端から外方かつ下方に凹状に湾曲する曲面であるが、延在面23Aは、外方かつ下方に凸状に湾曲する曲面でもよく、その形状は平面でもあってもよい。また、延在面23Aと外側面23Bが連続的に繋がっていてもよい。 In this embodiment, the extending surface 23A is a curved surface that curves concavely outward and downward from the lower end of the outer periphery of the light conversion member 22 in a side view, but the extending surface 23A may be a curved surface that curves convexly outward and downward, or may have a flat shape. In addition, the extending surface 23A and the outer surface 23B may be continuously connected.

また、光変換部材22の下面22Bの外周縁から外方への突出長TWは、PT≦TW≦PSを満たすことが好ましい。突出長TWの最小値が光変換部材22の厚みPT未満であると、光変換部材22の側面から出射光の反射効率が低下する。また、突出長TWが光変換部材22の幅PSを超えると発光装置10のサイズが光変換部材22に対して不必要に大きくなるからである。 In addition, it is preferable that the outward protrusion length TW from the outer peripheral edge of the lower surface 22B of the light converting member 22 satisfies PT≦TW≦PS. If the minimum value of the protrusion length TW is less than the thickness PT of the light converting member 22, the reflection efficiency of the light emitted from the side surface of the light converting member 22 decreases. In addition, if the protrusion length TW exceeds the width PS of the light converting member 22, the size of the light emitting device 10 becomes unnecessarily large compared to the light converting member 22.

第1被覆部材23の母材は、透光性のシリコーン樹脂を用いている。なお、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂などからなる透光性の樹脂材料を用いることができる。 The base material of the first covering member 23 is a translucent silicone resin. Translucent resin materials such as epoxy resin, acrylic resin, polycarbonate resin, and polystyrene resin can also be used.

第1被覆部材23は、光反射材として光反射性を有する酸化チタン(TiO2)粒子が含有されている。光変換部材22の外側面は第1被覆部材23により被覆されていないため、光変換部材22の外側面から出射された出射光が第1被覆部材23の延在面23Aで反射されることにより、軸上方向の光出力を向上することができる。 The first covering member 23 contains titanium oxide (TiO 2 ) particles having light reflectivity as a light reflecting material. Since the outer surface of the light converting member 22 is not covered by the first covering member 23, the emitted light from the outer surface of the light converting member 22 is reflected by the extending surface 23A of the first covering member 23, thereby improving the light output in the on-axis direction.

例えば、光変換部材の外側面が第1被覆部材で覆われている場合には、第1被覆部材における光変換部材との当接部(例えば、光変換部材との当接面から0.2mm程度)において光損失が発生する。具体的には、当該部分に光滲みが生じる。
本実施形態によれば、光変換部材22の外側面が第1被覆部材23で覆われていないため、光変換部材22の外側面から光を取り出せるため光損失を防止でき、高い光出力が得られる。また、同時に指向特性を広くできる。
For example, when the outer surface of the light converting member is covered with the first covering member, light loss occurs at the contact portion of the first covering member with the light converting member (for example, about 0.2 mm from the contact surface with the light converting member). Specifically, light bleeding occurs in the contact portion.
According to this embodiment, since the outer surface of the light converting member 22 is not covered with the first covering member 23, light can be extracted from the outer surface of the light converting member 22, preventing light loss and providing high light output. At the same time, the directional characteristics can be broadened.

より詳細には、光変換部材の外側面の上端まで被覆部材で覆われている点が異なるだけで、他の構成を全て同じにした比較サンプルを作成し、比較サンプルと本実施形態を同条件下で光出力(全光束:lm)と半値角(光出力が最大値の半分になる指向角)を比較した結果、比較サンプルの光出力は400lmであり、指向特性の半値角は120°であった。対して、本実施形態の光出力は420lmであり、指向特性の半値角は125°であった。すなわち、本実施形態の光出力は比較サンプルに対して5%向上した。また、指向特性の半値角は5°拡大した。 More specifically, a comparison sample was created with the only difference being that the outer surface of the light conversion member was covered with a covering member up to the upper end, but with all other configurations being the same. The comparison sample and this embodiment were compared under the same conditions for light output (total luminous flux: lm) and half-value angle (directional angle at which light output is half of its maximum value). As a result, the light output of the comparison sample was 400 lm, and the half-value angle of the directional characteristics was 120°. In contrast, the light output of this embodiment was 420 lm, and the half-value angle of the directional characteristics was 125°. In other words, the light output of this embodiment was improved by 5% compared to the comparison sample. In addition, the half-value angle of the directional characteristics was expanded by 5°.

なお、第1被覆部材23に含有させるTiO2粒子としては、例えば、粒径は200nm~300nmであり、かつ、含有量は8~60wt%であることが好ましい。TiO2粒子の粒径が200nm~300nmであることにより、ミー散乱が発生し、拡散反射性に優れるからである。
なお、本実施形態では光反射材としてTiO2粒子を用いたが、TiO2粒子のほか、酸化亜鉛(ZnO)粒子などを用いることができる。
It is preferable that the TiO2 particles contained in the first coating member 23 have a particle size of 200 nm to 300 nm and a content of 8 to 60 wt %, for example. This is because the TiO2 particles having a particle size of 200 nm to 300 nm cause Mie scattering, resulting in excellent diffuse reflectivity.
In this embodiment, TiO2 particles are used as the light reflecting material, but zinc oxide (ZnO) particles, etc., can also be used in addition to TiO2 particles.

また、上記においては、延在面23Aが、光変換部材22の下面22Bの外周縁から外方に向けて下方に傾斜して延在している場合について説明したが、これに限られない。延在面23Aは、光変換部材22の下面22Bの外周縁から外方に向けて上方に傾斜して延在してもよい。また、延在面23Aは、光変換部材22の下面22Bの外周縁から外方に向けて光変換部材22の下面22Bと平行に延在してもよい。つまり、延在面23Aは光変換部材22の下面22Bに対して傾斜していなくてもよい。 In addition, in the above, the extending surface 23A is described as extending outwardly from the outer peripheral edge of the lower surface 22B of the light converting member 22 at a downward incline, but this is not limited thereto. The extending surface 23A may extend outwardly from the outer peripheral edge of the lower surface 22B of the light converting member 22 at an upward incline. The extending surface 23A may also extend outwardly from the outer peripheral edge of the lower surface 22B of the light converting member 22 in parallel with the lower surface 22B of the light converting member 22. In other words, the extending surface 23A does not have to be inclined with respect to the lower surface 22B of the light converting member 22.

(発光装置の製造方法)
以下に第1の実施形態の発光装置10の製造方法についてフローチャート及び図面を参照して詳細に説明する。図3は、発光装置10の製造方法を示すフローチャートである。また、図4A~4Fは、各工程を示す断面図である。また、各図において、発光装置10毎に分割する際の切断線を破線で示している。
(Method of manufacturing a light-emitting device)
The method for manufacturing the light emitting device 10 of the first embodiment will be described in detail below with reference to a flowchart and the drawings. Fig. 3 is a flowchart showing the method for manufacturing the light emitting device 10. Figs. 4A to 4F are cross-sectional views showing each step. In each figure, the cutting lines for dividing the light emitting device 10 are indicated by dashed lines.

(S1)準備
第1及び第2配線電極12A,12Bと、第1及び第2貫通電極28A,28Bと、第1実装電極13A及び第2実装電極13Bとを有するガラスエポキシ基板11を準備する(図4A)。
ガラスエポキシ基板11の上面には、第1及び第2配線電極12A,12Bが設けられている。また、ガラスエポキシ基板11は、第1及び第2配線電極12A,12Bにそれぞれ電気的に接続された第1及び第2貫通電極28A、28Bを有している。ガラスエポキシ基板11の裏面には、第1及び第2貫通電極28A、28Bにそれぞれ電気的に接続された第1実装電極13A及び第2実装電極13Bが設けられている。
(S1) Preparation A glass epoxy substrate 11 having first and second wiring electrodes 12A, 12B, first and second through electrodes 28A, 28B, and first and second mounting electrodes 13A and 13B is prepared (FIG. 4A).
First and second wiring electrodes 12A and 12B are provided on the upper surface of the glass epoxy substrate 11. The glass epoxy substrate 11 also has first and second through electrodes 28A and 28B electrically connected to the first and second wiring electrodes 12A and 12B, respectively. A first mounting electrode 13A and a second mounting electrode 13B are provided on the rear surface of the glass epoxy substrate 11, electrically connected to the first and second through electrodes 28A and 28B, respectively.

(S2)素子実装工程
発光素子20及び保護素子が実装される第1及び第2配線電極12A、12B上に接合部材14として金錫(Au-Sn)クリームはんだを塗布する。次に、発光素子20、保護素子を金錫クリームはんだ上に載置する。
リフロー炉で300℃まで加熱して金錫クリームはんだを溶融・固化して発光素子20、保護素子を第1及び第2配線電極12A、12B上に実装する(図4B)。
(S2) Element Mounting Step: Gold-tin (Au-Sn) solder paste is applied onto the first and second wiring electrodes 12A, 12B on which the light-emitting element 20 and the protective element are to be mounted as the bonding material 14. Next, the light-emitting element 20 and the protective element are placed on the gold-tin solder paste.
The gold-tin cream solder is heated to 300° C. in a reflow furnace to melt and solidify, and the light emitting element 20 and the protective element are mounted on the first and second wiring electrodes 12A, 12B (FIG. 4B).

(S3)光変換部材接着工程
接着部材21である透光性の接着剤であるシリコーン樹脂を発光素子20の出光面(上面)に塗布する。次に、光変換部材22を発光素子20上に載置する。180℃で30分間加熱して、シリコーン樹脂を仮硬化して光変換部材22を接着する(図4C)。
(S3) Light conversion member bonding step Silicone resin, which is a light-transmitting adhesive that is the adhesive member 21, is applied to the light-emitting surface (upper surface) of the light-emitting element 20. Next, the light conversion member 22 is placed on the light-emitting element 20. The silicone resin is temporarily cured by heating at 180° C. for 30 minutes to bond the light conversion member 22 ( FIG. 4C ).

(S4)枠体形成工程
ガラスエポキシ基板11の最外周に低温硬化型の樹脂にて枠体80を形成する。150℃で10分間加熱して、樹脂を硬化する。樹脂は、光硬化樹脂を用いてもよい(図4D)。
(S4) Frame Forming Process A frame 80 is formed from a low-temperature curing resin on the outermost periphery of the glass epoxy substrate 11. The resin is cured by heating at 150° C. for 10 minutes. The resin may be a photocurable resin (FIG. 4D).

(S5)第1被覆部材形成工程
枠体80の内側に、酸化チタン粒子を混合したシリコーン樹脂からなる第1被覆部材23を光変換部材22の外側縁の下端に接する高さまで充填する。その後、150℃で120分間加熱してシリコーン樹脂を硬化させる。このとき、接着部材21も本硬化される。また、シリコーン樹脂の体積が減少して延在面23Aとなる部分が凹状の湾曲形状に形成される(図4E)。
(S5) First covering member formation process The inside of the frame 80 is filled with the first covering member 23 made of silicone resin mixed with titanium oxide particles up to a height where it contacts the lower end of the outer edge of the light conversion member 22. The silicone resin is then cured by heating at 150°C for 120 minutes. At this time, the adhesive member 21 is also fully cured. The volume of the silicone resin is reduced, and the portion that becomes the extension surface 23A is formed into a concave curved shape (FIG. 4E).

(S6)個片化工程
ダイサーで発光装置10の単位毎に切断し、個片化する。以上の工程により、発光装置10が製造される(図4F)。
(S6) Singulation Step The light emitting device 10 is cut into individual pieces using a dicer. Through the above steps, the light emitting device 10 is manufactured (FIG. 4F).

本発明によれば、製造工程(S4)において樹脂製の枠体を形成することで、第1被覆部材23を充填するためのケースなどの別部材が不要である。そのため、製造工程がより簡易に発光装置10を製造することができる。 According to the present invention, by forming a resin frame in the manufacturing process (S4), a separate member such as a case for filling the first covering member 23 is not required. Therefore, the manufacturing process can be simplified to manufacture the light emitting device 10.

以上、説明したように、本発明によれば、発光素子20から出射される光の損失が低減され、高い光出力が得られる発光装置10を提供することができる。また、指向特性を広角化できる。
なお、本実施形態においては、発光素子20として、透光性の基板付きフリップチップを用いたが、用いられる発光素子はこれに限定されない。例えば、以下に例示する発光素子を用いることもできる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide the light emitting device 10 that can reduce the loss of light emitted from the light emitting element 20 and obtain high light output. In addition, the directional characteristics can be made wider.
In this embodiment, a flip chip with a light-transmitting substrate is used as the light-emitting element 20, but the light-emitting element to be used is not limited to this. For example, the light-emitting elements exemplified below can also be used.

図2Bは、支持基板付き片面電極チップである発光素子30を示している。発光素子30は、第1及び第2素子電極34A、34Bと、第1及び第2素子電極34A、34B上に設けられた支持基板33と、支持基板33上に設けられた接合層32と、接合層32上に設けられたp型半導体、n型半導体及び発光層を含む半導体発光機能層31とを有している。
支持基板33には、主にシリコン(Si)またはセラミックが用いられる。
第1素子電極34Aは半導体発光機能層31のp型半導体に接続され、第2素子電極34Bは半導体発光機能層31のn型半導体に接続されている。
2B shows a light-emitting element 30 which is a single-sided electrode chip with a support substrate. The light-emitting element 30 has first and second element electrodes 34A and 34B, a support substrate 33 provided on the first and second element electrodes 34A and 34B, a bonding layer 32 provided on the support substrate 33, and a semiconductor light-emitting functional layer 31 provided on the bonding layer 32, the semiconductor light-emitting functional layer 31 including a p-type semiconductor, an n-type semiconductor, and a light-emitting layer.
The support substrate 33 is mainly made of silicon (Si) or ceramic.
The first element electrode 34 A is connected to a p-type semiconductor of the semiconductor light emitting functional layer 31 , and the second element electrode 34 B is connected to an n-type semiconductor of the semiconductor light emitting functional layer 31 .

図2Cは、支持基板付き上下両面電極チップである発光素子40を示している。発光素子40は、支持基板43と、支持基板43上に設けられた接合層42と、接合層42上に設けられたp型半導体、n型半導体及び発光層を含む半導体発光機能層41を有している。
支持基板43の上面には第1素子電極44A、支持基板43の下面には第2素子電極44Bが設けられている。
2C shows a light-emitting element 40, which is a double-sided electrode chip with a support substrate. The light-emitting element 40 has a support substrate 43, a bonding layer 42 provided on the support substrate 43, and a semiconductor light-emitting functional layer 41 provided on the bonding layer 42, the semiconductor light-emitting layer including a p-type semiconductor, an n-type semiconductor, and a light-emitting layer.
A first element electrode 44A is provided on the upper surface of the support substrate 43, and a second element electrode 44B is provided on the lower surface of the support substrate 43.

支持基板43には、主にシリコンまたはセラミックが用いられる。
第1素子電極44Aは、半導体発光機能層41のp型半導体に接続され、第2素子電極44Bは半導体発光機能層41のn型半導体に接続されている。図2Dに示したように、第1素子電極44Aは金バンプを介して基板11の上面の第1配線電極12A(図示せず)とワイヤ46によりワイヤボンディングされている。また素子電極44Bは第2配線電極12B(図示せず)と接続部材14を介して接合されている。
The support substrate 43 is mainly made of silicon or ceramic.
The first element electrode 44A is connected to a p-type semiconductor of the semiconductor light-emitting functional layer 41, and the second element electrode 44B is connected to an n-type semiconductor of the semiconductor light-emitting functional layer 41. As shown in Fig. 2D, the first element electrode 44A is wire-bonded by a wire 46 to a first wiring electrode 12A (not shown) on the upper surface of the substrate 11 via a gold bump. The element electrode 44B is joined to a second wiring electrode 12B (not shown) via a connection member 14.

そのため、当該ワイヤ46が光変換部材22と接触しないように、接着部材21にスペーサ45を含有させている。これにより、光変換部材22の下面22Bと発光素子40の第1素子電極44Aに接続しているワイヤ46と離間させることができる。 Therefore, the adhesive member 21 contains a spacer 45 so that the wire 46 does not come into contact with the light conversion member 22. This allows the lower surface 22B of the light conversion member 22 to be spaced apart from the wire 46 connected to the first element electrode 44A of the light emitting element 40.

具体的には、粒径70μmのスペーサ45により光変換部材22の下面22Bと発光素子40の上面との離間距離は70μm確保され、高さ20μmの金バンプ上にワイヤ径30μmのワイヤ46が接続された箇所においても、光変換部材22の下面22Bと干渉しなくなる。なお、スペーサ45には、軟質ガラスまたは樹脂を用いることができる。 Specifically, the spacer 45 with a particle size of 70 μm ensures a separation distance of 70 μm between the lower surface 22B of the light conversion member 22 and the upper surface of the light emitting element 40, and even at the point where the wire 46 with a wire diameter of 30 μm is connected to the gold bump with a height of 20 μm, there is no interference with the lower surface 22B of the light conversion member 22. Note that the spacer 45 can be made of soft glass or resin.

[第1の実施形態の変形例1]
第1の実施形態の変形例1について説明する。なお、本発明の第1の実施形態による発光装置10と同一の構成については適宜説明を省略する。
図5Aに示すように、第1の実施形態の変形例1に係る発光装置50は、上面及び下面を備えた基板11と、基板11の上面上に実装された発光素子20と、発光素子20の出射面(上面)上に設けられた光変換部材22と、第1被覆部材23と、第2被覆部材24とを有している。
[Modification 1 of the first embodiment]
Modification 1 of the first embodiment will be described below. Note that the description of the same configuration as that of the light emitting device 10 according to the first embodiment of the present invention will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 5A, the light emitting device 50 according to the first modified example of the first embodiment has a substrate 11 having an upper surface and a lower surface, a light emitting element 20 mounted on the upper surface of the substrate 11, a light conversion member 22 provided on the emission surface (upper surface) of the light emitting element 20, a first covering member 23, and a second covering member 24.

第2被覆部材24は、光変換部材22の外側面と第1被覆部材23の延在面23Aを被覆している。詳細には、第2被覆部材24は、光変換部材22の上面22Aの外周縁から外方に向けて下方に傾斜して延在させた上面と、光変換部材22の外側面と覆う内周面と、第2被覆部材24の上面から基板11の上面の外周縁に向かって鉛直方向に延びる外側面と、第1被覆部材23の延在面23Aの全面を覆う下面とを有している。
この場合、第2被覆部材24により光変換部材22を固定することができ、また、発光装置50の外表面と発光素子20との封止厚みを増すことができ、耐候性が向上する。
The second covering member 24 covers the outer side surface of the light conversion member 22 and the extending surface 23A of the first covering member 23. In detail, the second covering member 24 has an upper surface that extends outwardly from the outer periphery of the upper surface 22A of the light conversion member 22 at an inclination downward, an inner circumferential surface that covers the outer side surface of the light conversion member 22, an outer side surface that extends vertically from the upper surface of the second covering member 24 toward the outer periphery of the upper surface of the substrate 11, and a lower surface that covers the entire extending surface 23A of the first covering member 23.
In this case, the light conversion member 22 can be fixed by the second covering member 24, and the sealing thickness between the outer surface of the light emitting device 50 and the light emitting element 20 can be increased, improving weather resistance.

第2被覆部材24は、光変換部材22の屈折率(平均屈折率)より小さく空気層の屈折率よりも大きい透光性のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン樹脂などからなる透光性の樹脂材料を用いることができる。
したがって、光変換部材22、第2被覆部材24、空気層の順に屈折率が段階的に変化することで、光変換部材22からの出射光の光取り出し効率を向上させることができる。
The second covering member 24 can be made of a translucent resin material such as translucent silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polycarbonate, polystyrene resin, etc., which has a refractive index (average refractive index) smaller than that of the light conversion member 22 and larger than the refractive index of the air layer.
Therefore, by changing the refractive index stepwise in the order of the light conversion member 22, the second covering member 24, and the air layer, the light extraction efficiency of the light emitted from the light conversion member 22 can be improved.

[第1の実施形態の変形例2]
第1の実施形態の変形例2について説明する。変形例2においては、図5Bに示すように、第2被覆部材24が光変換部材22の上面22Aの全体を覆う構成している。この場合、光変換部材22の上面22Aから出射された出射光の光取り出し効率を向上させることができるとともに光変換部材22の上面22A及び光変換部材22の外側面を保護することができる。
[Modification 2 of the first embodiment]
A second modification of the first embodiment will be described. In the second modification, as shown in Fig. 5B, the second covering member 24 is configured to cover the entire upper surface 22A of the light converting member 22. In this case, it is possible to improve the light extraction efficiency of the emitted light from the upper surface 22A of the light converting member 22, and to protect the upper surface 22A of the light converting member 22 and the outer side surface of the light converting member 22.

第2被覆部材24には、拡散材を混合することができる。拡散材の含有により、色度の角度依存性(色分離)を向上させることができる。拡散材としては、例えば、ミー散乱領域の粒子より大きい粒径のアルミナ粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子などを用いることができる。また、その粒径は、3~50μmであることが好ましい。 A diffusing material can be mixed into the second coating member 24. The inclusion of a diffusing material can improve the angle dependency of chromaticity (color separation). As the diffusing material, for example, alumina particles, titanium oxide particles, zinc oxide particles, etc., with a particle size larger than the particles in the Mie scattering region can be used. In addition, the particle size is preferably 3 to 50 μm.

[第2の実施形態]
第2の実施形態について説明する。なお、本発明の第1の実施形態による発光装置10と同一の構成については適宜説明を省略する。
第2の実施形態に係る発光装置60は、上面及び下面を備えた基板11と、基板11の上面上に実装された複数の発光素子20と、発光素子20の出射面(上面)上に設けられた光変換部材22と、第1被覆部材23とを有している。
Second Embodiment
A second embodiment will be described below, and a description of the same configuration as that of the light emitting device 10 according to the first embodiment of the present invention will be omitted as appropriate.
The light-emitting device 60 of the second embodiment has a substrate 11 having an upper surface and a lower surface, a plurality of light-emitting elements 20 mounted on the upper surface of the substrate 11, a light conversion member 22 provided on the emission surface (upper surface) of the light-emitting element 20, and a first covering member 23.

図6Bに示すように、発光装置60は発光素子20を4つ有し、4つの発光素子20は2行2列のマトリクス状に互いに離間して配列されている。
そして、4つの発光素子20の全体の仮想外周縁(発光素子20の外側の辺を結んだ仮想線)は矩形であり、光変換部材22の外周縁も4つの発光素子20の仮想外周縁から等距離となる矩形状である。したがって、効率的で均一な光変換を行うことができる。
As shown in FIG. 6B, the light emitting device 60 has four light emitting elements 20, which are arranged in a matrix of two rows and two columns at a distance from each other.
The overall virtual outer periphery of the four light-emitting elements 20 (a virtual line connecting the outer sides of the light-emitting elements 20) is rectangular, and the outer periphery of the light converting member 22 is also rectangular and equidistant from the virtual outer periphery of the four light-emitting elements 20. Therefore, efficient and uniform light conversion can be performed.

各発光素子20の離間距離は、光変換部材22の突出長POの1倍以上2倍以下であることが好ましい。
各発光素子20の離間距離が2倍超だと、光変換部材22において発光素子20の出射光が届かない部分の光出力が減衰して輝度ムラを発生する。また、1倍未満だと、光出力の向上率が低下する。
The distance between the light emitting elements 20 is preferably 1 to 2 times the protrusion length PO of the light converting member 22 .
If the separation distance between the light emitting elements 20 is more than twice as long, the light output of the light converting member 22 at the portions not reached by the light emitted from the light emitting elements 20 is attenuated, causing uneven brightness.

4つの発光素子20は第1及び第2配線電極12A,12Bと第1中継配線電極12C、第2中継配線電極12D及び第3中継配線電極12Eとによって、直列接続されている。したがって、4つの発光素子20には、同一な電流を流すことができる。
また、保護素子90は上面視における4つの発光素子20の配置の中心に位置する。また、保護素子90は、当該4つの発光素子20の位置まで延在した第1配線電極12Aと第2配線電極12Bに接続されている。この配置により光出力の損失を防止できる。
The four light emitting elements 20 are connected in series by the first and second wiring electrodes 12A and 12B and the first relay wiring electrode 12C, the second relay wiring electrode 12D, and the third relay wiring electrode 12E. Therefore, the same current can be passed through the four light emitting elements 20.
Moreover, the protective element 90 is located at the center of the arrangement of the four light-emitting elements 20 when viewed from above. Moreover, the protective element 90 is connected to the first wiring electrode 12A and the second wiring electrode 12B that extend to the positions of the four light-emitting elements 20. This arrangement can prevent loss of optical output.

なお、本実施形態においては、複数の発光素子20を第1及び第2配線電極12A,12Bによって、直列接続させたが、並列接続させてもよい。
また、本実施形態においては、発光素子20の数を4つとしたが、その数は2つでも3つでもよく、5つ以上でもよい。すなわち、光変換部材22が矩形となるように、発光素子20を1行2列、1行3列、1行4列、・・・、m行n列(m、nは整数)に配列できる。
In this embodiment, the plurality of light emitting elements 20 are connected in series by the first and second wiring electrodes 12A, 12B, but may be connected in parallel.
In addition, in the present embodiment, the number of the light-emitting elements 20 is four, but the number may be two, three, or five or more. That is, the light-emitting elements 20 can be arranged in one row and two columns, one row and three columns, one row and four columns, ..., m rows and n columns (m and n are integers) so that the light conversion member 22 is rectangular.

図6A、図6B及び図6Cに示すように、上面視において、光変換部材22は4つの所定距離だけ離間して載置された発光素子20を包含する大きさ及び配置で設けられている。つまり、光変換部材22は、当該複数の発光素子20の全体の仮想外周縁よりも外方に突出長POだけ突出している。また、複数の発光素子20の離間距離も突出長POの1~2倍のだけ離間して載置されている。 As shown in Figures 6A, 6B, and 6C, in top view, the light conversion member 22 is sized and positioned to include the four light emitting elements 20 that are placed at a predetermined distance apart. In other words, the light conversion member 22 protrudes outward by a protrusion length PO beyond the virtual outer periphery of the entire plurality of light emitting elements 20. The plurality of light emitting elements 20 are also placed at a distance of 1 to 2 times the protrusion length PO.

そのため、光変換部材22はすべての発光素子20の出射面(上面)より幅広な受光面22B(下面)を持ち、発光素子20の出射面から光変換部材22の受光面22Bまでの光路の周囲は、第1被覆部材23により覆われているため、発光素子20からの出射される出射光の光漏れが防止される。
つまり、発光素子20からの出射光が光変換部材22に取り込まれやすくなり、高い光出力が得られる。また、配光特性も広角化できる。
Therefore, the light conversion member 22 has a light receiving surface 22B (lower surface) that is wider than the emission surfaces (upper surfaces) of all the light emitting elements 20, and the periphery of the optical path from the emission surfaces of the light emitting elements 20 to the light receiving surface 22B of the light conversion member 22 is covered by the first covering member 23, thereby preventing leakage of the emitted light from the light emitting elements 20.
In other words, the light emitted from the light emitting element 20 can be easily taken into the light converting member 22, and high light output can be obtained. In addition, the light distribution characteristic can be made wider.

当該複数の発光素子20の出射面(上面)は、基板11から同一の高さであることが好ましい。しかしながら、複数の発光素子20の出射面の基板11からの高さにバラツキがあっても、上述の構造に加え、透光性の接着部材21と当該接着部材21の側面を第1被覆部材23で被覆する構造により、発光装置50から出射する光出力のバラツキを抑えることができる。 It is preferable that the emission surfaces (top surfaces) of the multiple light-emitting elements 20 are at the same height from the substrate 11. However, even if there is variation in the height of the emission surfaces of the multiple light-emitting elements 20 from the substrate 11, the variation in the light output emitted from the light-emitting device 50 can be suppressed by using the above-mentioned structure, in addition to the structure in which the translucent adhesive member 21 and the side surface of the adhesive member 21 are covered with the first covering member 23.

以上、詳細に説明したように、発光素子から出射される光の損失が低減され、高い光出力が得られる半導体発光装置を提供することができる。 As explained in detail above, it is possible to provide a semiconductor light-emitting device that reduces the loss of light emitted from the light-emitting element and provides high light output.

10 発光装置
11 基板
12 配線
12A 第1配線電極
12B 第2配線電極
13 実装電極
13A 第1実装電極
13B 第2実装電極
14 接合部材
20 発光素子
21 接着部材
22 光変換部材
23 第1被覆部材
24 第2被覆部材
25 透光基板
26 半導体発光機能層
27A 第1素子電極
27B 第2素子電極
28A 第1貫通電極
28B 第2貫通電極
30 発光素子
31 半導体発光機能層
32 接合層
33 支持基板
34A 第1素子電極
34B 第2素子電極
40 発光素子
41 半導体発光機能層
42 接合層
43 支持基板
44A 第1素子電極
44B 第2素子電極
45 スペーサ
46 ワイヤ
50 発光装置
60 発光装置
70 発光装置
80 枠体
90 保護素子
10 Light emitting device 11 Substrate 12 Wiring 12A First wiring electrode 12B Second wiring electrode 13 Mounting electrode 13A First mounting electrode 13B Second mounting electrode 14 Joint member 20 Light emitting element 21 Adhesive member 22 Light conversion member 23 First covering member 24 Second covering member 25 Translucent substrate 26 Semiconductor light emitting functional layer 27A First element electrode 27B Second element electrode 28A First through electrode 28B Second through electrode 30 Light emitting element 31 Semiconductor light emitting functional layer 32 Joint layer 33 Support substrate 34A First element electrode 34B Second element electrode 40 Light emitting element 41 Semiconductor light emitting functional layer 42 Joint layer 43 Support substrate 44A First element electrode 44B Second element electrode 45 Spacer 46 Wire 50 Light emitting device 60 Light emitting device 70 Light emitting device 80 Frame 90 Protective element

Claims (8)

対向する2つの主面を備えた基板と、
前記基板の一方の主面である上面上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子上に配置された光変換部材と、
前記光変換部材の前記半導体発光素子に対向する面及び前記基板の上面を覆いつつ、前記半導体発光素子を埋設する第1被覆部材と、を備え、
前記第1被覆部材は、前記光変換部材の前記半導体発光素子に対向する面の外周縁から前記光変換部材の側面を露出しつつ外方に延在し、
前記基板は、上面視において、前記光変換部材を包含しつつ前記光変換部材の外側面よりも外方に突出し、
前記光変換部材は、上面視において、前記半導体発光素子を包含しつつ前記半導体発光素子の外側面よりも外方に突出している半導体発光装置。
A substrate having two opposing main surfaces;
a semiconductor light emitting element disposed on an upper surface, which is one of the main surfaces of the substrate;
a light conversion member disposed on the semiconductor light emitting element;
a first covering member that covers a surface of the light conversion member facing the semiconductor light emitting element and an upper surface of the substrate and embeds the semiconductor light emitting element;
the first covering member extends outward from an outer periphery of a surface of the light converting member facing the semiconductor light emitting element while exposing a side surface of the light converting member,
the substrate includes the light converting member and protrudes outward beyond an outer surface of the light converting member when viewed from above;
The light conversion member includes the semiconductor light emitting element and protrudes outward beyond an outer surface of the semiconductor light emitting element when viewed from above.
前記光変換部材は光変換粒子を有し、
前記光変換部材は、前記半導体発光素子から出射される光及び前記光変換粒子から出射される光を散乱する光散乱性を有する請求項1に記載の半導体発光装置。
The light conversion member has light conversion particles,
The semiconductor light emitting device according to claim 1 , wherein the light converting member has a light scattering property for scattering the light emitted from the semiconductor light emitting element and the light emitted from the light converting particles.
前記第1被覆部材は、前記半導体発光素子及び前記光変換部材から出射される光を反射する光反射性を有する請求項1に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the first covering member has optical reflectivity that reflects light emitted from the semiconductor light-emitting element and the light conversion member. 前記第1被覆部材は、前記半導体発光素子から出射される光及び前記光変換部材に含まれる前記光変換粒子から出射される光を反射する光反射性粒子を含有する請求項3に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 3, wherein the first covering member contains light-reflecting particles that reflect the light emitted from the semiconductor light-emitting element and the light emitted from the light conversion particles contained in the light conversion member. 前記半導体発光素子と前記光変換部材との間に、前記半導体発光素子の上面から出射する光を前記光変換部材の下面に入光するように設けられた接着部材を有する請求項1または請求項4に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1 or 4, further comprising an adhesive member between the semiconductor light-emitting element and the light conversion member, the adhesive member being arranged so that light emitted from the upper surface of the semiconductor light-emitting element is incident on the lower surface of the light conversion member. 前記接着部材の側面は、前記第1被覆部材により被覆されている請求項5に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 5, wherein the side surface of the adhesive member is covered by the first covering member. 少なくとも前記光変換部材の側面と前記第1被覆部材の上面とを被覆する透光性の第2被覆部材を備え、
前記第2被覆部材は、空気層より大きく前記光変換部材より小さい屈折率を有する請求項1に記載の半導体発光装置。
a second light-transmitting covering member that covers at least a side surface of the light converting member and an upper surface of the first covering member;
The semiconductor light emitting device according to claim 1 , wherein the second covering member has a refractive index larger than that of an air layer and smaller than that of the light converting member.
前記半導体発光素子を複数個備え、
前記光変換部材は、上面視において、当該複数の半導体発光素子の全体を包含しつつ当該複数の半導体発光素子の全体の外縁よりも外方に突出している請求項1に記載の半導体発光装置。
A plurality of the semiconductor light emitting elements are provided,
The semiconductor light emitting device according to claim 1 , wherein the light conversion member includes all of the semiconductor light emitting elements and protrudes outward beyond the outer edges of the semiconductor light emitting elements when viewed from above.
JP2022169347A 2022-10-21 2022-10-21 Light-emitting device Pending JP2024061410A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022169347A JP2024061410A (en) 2022-10-21 2022-10-21 Light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022169347A JP2024061410A (en) 2022-10-21 2022-10-21 Light-emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024061410A true JP2024061410A (en) 2024-05-07

Family

ID=90925834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022169347A Pending JP2024061410A (en) 2022-10-21 2022-10-21 Light-emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024061410A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5521325B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP6519311B2 (en) Light emitting device
KR101202110B1 (en) Light emitting device
US8288790B2 (en) Light-emitting device
JP2016072515A (en) Light-emitting device and manufacturing method thereof
JP5644352B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JPWO2009069671A1 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2007242856A (en) Chip-type semiconductor light emitting device
US20110248623A1 (en) Light emitting device
JP2007012993A (en) Chip semiconductor light emitting device
JP6015734B2 (en) Light emitting device
CN107565009B (en) LED module
JP2019016821A (en) Semiconductor light-emitting device
JP2005109289A (en) Light-emitting device
JP2015099940A (en) Light-emitting device
KR102571070B1 (en) Light-emitting device
JP6680302B2 (en) Light emitting device
JP5786278B2 (en) Light emitting device
JP5644967B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP5678462B2 (en) Light emitting device
JP2015092622A (en) Light-emitting device
JP5949875B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2024061410A (en) Light-emitting device
JP6432654B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2019083343A (en) Light-emitting device