JP4070208B2

JP4070208B2 - Light emitting element storage package and light emitting device

Info

Publication number: JP4070208B2
Application number: JP2003116397A
Authority: JP
Inventors: 敏幸千歳; 陽介森山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004327503A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を用いた液晶表示装置等のバックライト等に用いられる、発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージおよび発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード等の発光素子を収納するための発光素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）として、セラミック製のパッケージが用いられており、その一例を図７に示す（例えば、下記の特許文献１参照）。同図に示すように、従来のパッケージは、上面に発光素子13を搭載するための導体層から成る搭載部11ａを有する直方体状や平板状のセラミック製の基体11と、発光素子13を収容するための貫通穴12ａを有する四角枠状のセラミック製の枠体12とから主に構成されている。
【０００３】
そして、基体11の上面の一方のメタライズ配線導体14ａが接続された搭載部11ａ上に発光素子13を導電性接合材を介して固着するとともに発光素子13の電極と他方のメタライズ配線導体14ｂとをボンディングワイヤ15を介して電気的に接続し、しかる後、枠体12の貫通穴12ａ内に透明樹脂（図示せず）を充填して発光素子13を封止することによって、発光装置が作製される。この発光装置を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することによって、発光装置が外部電気回路基板に実装されるとともに搭載する発光素子13の電極が外部電気回路に電気的に接続され発光素子13へ電力が供給されることとなる。
【０００４】
このようなセラミック製のパッケージにおいては、枠体12の貫通穴12ａ内に収容する発光素子13が発光する光を枠体12の貫通穴12ａの内周面で反射させてパッケージの上方に光を放射させて、発光装置の発光効率を良好なものとするために、貫通穴12ａの内周面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の金属から成るめっき金属層16ｂを表面に有するメタライズ金属層16ａを被着させて成る反射層16を形成していることもある。
【０００５】
また、上記のパッケージはセラミックグリーンシート積層法により以下のようにして製作される。基体11用のセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）と、枠体12用のグリーンシートとを準備し、これらのグリーンシートにメタライズ配線導体14ａ，14ｂを導出させるための貫通孔や貫通穴12となる貫通孔を打ち抜き法法で形成する。
【０００６】
次に、基体11用のグリーンシートの上面から下面にかけてメタライズ配線導体14ａ，14ｂ用のタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末から成る金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等により塗布し、枠体12用のグリーンシートの貫通穴12ａとなる貫通孔の内周面にメタライズ金属層16ａ用のＷやＭｏ等の高融点金属粉末から成る金属ペーストをスクリーン印刷法等により塗布する。基体11用のグリーンシートと枠体12用のグリーンシートとを上下に重ねて接合し、これらを高温で焼成して焼結体と成す。その後、搭載部11ａ、メタライズ配線導体14ａ，14ｂおよびメタライズ金属層16ａの露出表面に、ＮｉやＡｕ等の金属からめっき金属層16ｂを無電解めっき法や電解めっき法により被着させることにより、パッケージが製作される。
【０００７】
【特許文献１】
特開2002−232017号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、貫通穴12ａの内周面の傾斜角度が一定とされているため、液晶表示装置等のバックライトのように光を拡散させて広領域の外部に均一かつ効率良く放射させる場合には、光が一定方向に収束してしまい、光を広領域の外部に均一かつ効率良く拡散できないという問題点を有していた。
【０００９】
また、貫通穴12ａの内周面の傾斜角度を大きくして広領域の外部に放射しようとすると、パッケージが大型化してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
従って、本発明は上記従来の技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、枠体の貫通穴に収容された発光素子が発光する光を枠体の内周面で効率よく反射させて広領域の外部に均一かつ効率よく放出することができる小型の発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子を搭載するための搭載部を有する基体の上面に、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜している貫通孔を有する枠体を前記搭載部を囲繞するように接合して成る発光素子収納用パッケージであって、前記枠体は、複数の枠状部材がそれらの貫通穴が上下に重なるように積層されて成るとともに、積層位置の上側の枠状部材の内周面の前記上面に対する傾斜角度が前記積層位置の下側の枠状部材の内周面の前記上面に対する傾斜角度よりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
本発明の発光素子収納用パッケージは、枠体は、複数の枠状部材がそれらの貫通穴が上下に重なるように積層されて成るとともに、積層位置の上側の枠状部材の内周面の基体上面に対する傾斜角度が積層位置の下側の枠状部材の内周面の基体上面に対する傾斜角度よりも小さいことから、上方に向かうにつれて貫通穴の内周面の角度をより小さくして発光素子の光を広領域の外部に均一かつ効率よく拡散して放射させることができるとともに発光素子収納用パッケージを小型化することができる。また、貫通穴の内周面にめっき金属層等の反射層を形成することによって、発光素子が発光する光を効率良く反射して広領域の外部により均一かつ効率よく拡散して放射させることができる
本発明の発光装置は、半発明の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された発光素子と、該発光素子を覆う透明樹脂とを具備していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光装置は、上記の構成により、発光素子の光を良好に反射し、広領域の外部に均一かつ効率良く放射することができる、発光効率の高い高性能の小型化されたものとなり、液晶表示装置等のバックライト等に好適なものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子収納用パッケージを以下に詳細に説明する。図１は本発明のパッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は基体、２は枠体であり、主としてこれらで発光素子３を収容するためのパッケージが構成されている。
【００１５】
本発明の発光素子収納用パッケージは、上面に発光素子を搭載するための搭載部１ａを有する基体１の上面に、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜している貫通孔２ａを有する枠体２を搭載部１ａを囲繞するように接合して成るものであって、枠体２は、複数の枠状部材がそれらの貫通穴が上下に重なるように積層されて成るとともに、積層位置の上側の枠状部材が基体１の上面に対する傾斜角度が積層位置の下側の枠状部材の内周面の基体１の上面に対する傾斜角度よりも小さくなっている。
【００１６】
なお、図１においては、枠体２は、積層位置の下側の枠状部材２ｂと積層位置の上側の枠状部材２ｃとが積層されて成る２層のものであり、枠状部材２ｂの内周面の基体1の上面に対する傾斜角度はθ_１であり、枠状部材２ｃの内周面の基体１の上面に対する傾斜角度はθ_２である。
【００１７】
本発明における基体１は、セラミックスや樹脂等から成る直方体状や四角平板状のものであり、セラミックスからなる場合、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成り、発光素子３を支持する支持体であり、その上面に発光素子３を搭載する搭載部１ａを有している。基体１が酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形してグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、グリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して、これを高温（約1600℃）で焼成することによって製作される。
【００１８】
また、基体１は、その搭載部１ａから下面にかけて導出するメタライズ配線導体４ａおよび搭載部１ａの周辺から下面にかけて導出するメタライズ配線導体４ｂが被着形成されている。搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂはタングステンやモリブデン等の金属粉末メタライズから成り、内部に収容する発光素子３を外部に電気的に接続するための導電路として機能する。そして、搭載部１ａには発光ダイオード等の発光素子３が金−シリコン合金や銀−エポキシ樹脂等の導電性接合材により固着されるとともにメタライズ配線導体４ｂには発光素子３の電極がボンディングワイヤ５を介して電気的に接続される。また、発光素子３は、搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ｂにフリップチップ実装されていても構わない。
【００１９】
搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂは、例えばＷやＭｏ等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを基体１となるグリーンシートに予めスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、基体１の所定位置に被着形成される。
【００２０】
なお、搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂの露出する表面にニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくと、搭載部１ａおよびメタライズ配線導体４ａ，４ｂが酸化腐蝕するのを有効に防止することができるとともに、搭載部１ａと発光素子３との固着およびメタライズ配線導体４ｂとボンディングワイヤ５との接合を強固にすることができる。したがって、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの露出表面には、好ましくは厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度の金メッキ層とが電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されているのがよい。
【００２１】
本発明の枠体２は、基体１と実質的に同じ組成のセラミックス等から成り、例えば基体１の上面に積層されて焼結一体化されて接合されている。枠体２は、その中央部に発光素子３を収容するための横断面形状が円形や四角形の貫通穴２ａを有しており、この貫通穴２ａ内に搭載部１ａに搭載された発光素子３が収容される。
【００２２】
本発明において、枠体２は、複数の枠部材がそれらの貫通穴が上下に重なるように積層されて成るとともに、積層位置の上側の枠状部材の内周面の基体１の上面に対する傾斜角度が積層位置の下側の枠状部材の内周面の基体１の上面に対する傾斜角度よりも小さくなっている。これにより、例えば上方に向かうにつれて貫通穴の内面の角度を小さくして発光素子３の光を広領域の外部に均一かつ効率よく拡散して放射させることができるとともに発光素子収納用パッケージを小型化することができる。
【００２３】
また、枠体２は、複数の枠状部材により形成されるが、２層の枠状部材２ｂ，２ｃからなる場合は、下層の枠状部材２ｂは基体１の上面に対する傾斜角度θ_１が40〜90°、上層の枠状部材２ｃは基体１の上面に対する傾斜角度θ_２が35〜70°が好ましい。
【００２４】
枠体２の下側の枠状部材２ｂの傾斜角度が40°未満であると、枠体２が大型化してしまい、パッケージが大型化してしまう。90°を超えると、枠体２の下側が発光素子３側に突出することになり、枠状部材２ｂ，２ｃの積層面が発光素子３よりも上側にある場合には、発光素子３の光を遮断し、発光素子３が発光する光を広領域の外部に均一かつ効率よく拡散して放射させることが困難となる傾向にある。
【００２５】
枠体２の上側の枠状部材２ｃの傾斜角度が70°を超えると、貫通穴２ａに収容された発光素子３の光を広領域の外部に均一かつ効率よく拡散して放射させることが困難となる傾向にあり、傾斜角度が35°未満であると、貫通穴２ａの内面をそのような角度で打ち抜き法で安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にあるとともに、パッケージが大型化してしまう。
【００２６】
また、発光素子３の光を貫通穴２ａの内周面の反射層６で反射して広領域の外部に光を効率良く放射するために、枠状部材２ｂ，２ｃの積層面は、搭載部１ａに搭載された発光素子３の上面よりも下側にあるのが好ましい。また、枠状部材の数が多い場合、貫通穴の内面の角度が同じ枠状部材が含まれていても構わない。さらに、基体１の上面に対する貫通穴の内周面の傾斜角度が70°以下となる枠状部材が、発光素子３の上面よりも下側から形成されているのが好ましい。
【００２７】
なお、枠体２が２層の枠状部材２ｂ，２ｃからなる場合の貫通穴２ａは、枠状部材２ｂ，２ｃ用のグリーンシートに貫通穴を打ち抜き金型を用いて打ち抜くことによって形成される。このとき、枠状部材２ｂ用のグリーンシートに形成される貫通穴の内面をそのグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて40〜90度の角度で広がるように形成し、枠状部材２ｃ用のグリーンシートに形成される貫通穴の内面をグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて35〜70度の角度で広がるように形成する。基体１が枠体２と同様のセラミックスより成る場合、基体１用のセラミックグリーンシート上に枠状部材２ｂ，２ｃ用のグリーンシートを、貫通穴２ａの内面がグリーンシートの一方の主面から他方の主面に向けて広がるように順に積層することにより、枠体２の貫通穴２ａ内周面が基体１の上面に対して外側に広がるとともに、徐々に基体１の上面に対する角度が小さくなるように形成される。
【００２８】
また、貫通穴２ａはその横断面形状が円形状、長円形状、楕円形状、四角形状等であっても良いが、特に円形状であるのが好ましい。この場合、貫通穴２ａに収容された発光素子３が発光する光を円形状の貫通穴２ａの内周面で満遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができる。
【００２９】
貫通穴２ａの内周面の全面には反射層６が形成されており、この反射層６は、例えばＷやＭｏ等の金属粉末のメタライズ金属層６ａ上にＮｉ，Ａｕ，Ａｇ等のめっき金属層６ｂが被着されて成る。そして、めっき金属層６ｂは、発光素子３が発光する光に対する反射率が80％未満であると、枠体２の貫通穴２ａに収容された発光素子３が発光する光を良好に反射することが困難となることから、発光素子３が発光する光に対する反射率が80％以上であることが好ましい。
【００３０】
また、枠体２の貫通穴２ａの内周面の表面の算術平均粗さＲａは３μｍ以下が好ましい。３μｍを超えると、貫通穴２ａに収容された発光素子３の光が散乱し、反射光を高い反射率で外部に均一に放射することが困難になる。
【００３１】
また、枠体２の貫通穴２ａの内寸法は、図１に示すように、上側の枠状部材２ｃの下端の内寸法と下側の枠状部材２ｂの上端の内寸法とが同じであるか、または図２に示すように、枠状部材２ｂ，２ｃ間の積層ずれにより発光素子３の光が貫通穴２ａ内周面で反射するのが妨げられるのを防止するために、上側の枠状部材２ｃの下端の内寸法を下側の枠状部材２ｂの上端の内寸法よりも大きくし、積層ずれが発生してもその影響を受けにくくすることもできる。
【００３２】
また図３に示すように、図２の構成において、枠状部材２ｂ，２ｃ間の段差部の表面に反射層６を形成しても良い。これにより、段差部の反射率が低下して外部から発光装置をみた際に段差部が円形の暗部等となるのを防ぐことができる。
【００３３】
また、図４に示すように、基体１の上面と枠体２の下面との間に枠体２の下面と略同じ平面視形状の絶縁層２ｄを形成してもよく、この場合、貫通穴２ａ内周面に被着した反射層６、搭載部１ａ、メタライズ配線導体４ａ，４ｂが短絡するのを有効に防止することができる。また、この絶縁層２ｄは、積層性を向上させて枠体２の強度を高めるためには、基体１の上面に対する絶縁層２ｄの内側側面の角度が90°未満である、すなわち絶縁層２ｄの内側側面が枠体２の内周面と同様に傾斜していることが好ましい。また、絶縁層２ｄの内側側面は発光素子３の光を反射する反射部としては使用されないので、絶縁層２ｄの内側側面の角度は枠状部材２ｂの貫通穴２ａ内周面の角度よりも大きくなっても構わない。また、絶縁層２ｄの厚みは、絶縁層２ｄが搭載部１ａに搭載された発光素子３の発光部よりも低い位置に形成されるように設定するのが良い。
【００３４】
また、メタライズ配線導体４ａ，４ｂを枠体２の貫通穴２ａよりも枠体２の外周面方向に延出する場合、絶縁層２ｄの高さを搭載部１ａ、メタライズ配線導体４ａ，４ｂの厚さよりも高くしておくとよく、その場合、反射層６、搭載部１ａ、メタライズ配線導体４ａ，４ｂが短絡するのを有効に防止できる。図５のパッケージの断面図は、このような場合の一例を示すものであり、メタライズ配線導体４ａ，４ｂを基体１の側面に延出し、基体１の側面または角部に切欠き部を形成し、切欠き部内面においては側面導体として形成している例である。
【００３５】
さらに、発光素子３から遠い側の枠状部材２ｃの貫通穴内周面に、発光素子３に近い側の枠状部材２ｂの反射層６よりも高反射率の反射層６を形成して、発光素子３の光をより効果的に反射することもできる。
【００３６】
本発明の発光装置は、本発明のパッケージと、搭載部１ａに搭載された発光素子３と、発光素子３を覆うシリコーン樹脂等の透明樹脂とを具備しているものである。これにより、発光素子３の光を良好に反射し、広領域の外部に均一かつ効率良く放射することができる、発光効率の高い高性能の小型なものとなり、液晶表示装置等のバックライト等に好適なものとなる。発光素子３を覆う透明樹脂は、発光素子３およびその周囲のみを覆っていてもよいし、枠体２の貫通穴２ａに充填されて発光素子３を覆っていてもよい。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、図６のパッケージの断面図に示すように、搭載部１ａを導体層として形成せずに、発光素子３が基体１上に直接搭載される搭載領域とし、その周囲に発光素子３と電気的に接続されるメタライズ配線導体４ａ，４ｂを形成し、基体１の上面に枠体２を接合している構成等であってもよい。この場合、メタライズ配線導体４ａ，４ｂともにボンディングワイヤ５ａ，５ｂ等で発光素子３に電気的に接続される。また、複数の発光素子３が搭載されたり、より多数のメタライズ配線導体が形成されたものや、反射層６が蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成法によって被着されたものであっても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の発光素子収納用パッケージは、枠体は、複数の枠状部材がそれらの貫通穴が上下に重なるように積層されて成るとともに、積層位置の上側の枠状部材の内周面の基体上面に対する傾斜角度が積層位置の下側の枠状部材の内周面の基体上面に対する傾斜角度よりも小さいことから、上方に向かうにつれて貫通穴の内周面の角度をより小さくして発光素子の光を広領域の外部に均一かつ効率よく拡散して放射させることができるとともに発光素子収納用パッケージを小型化することができる。また、貫通穴の内周面にめっき金属層等の反射層を形成することにより、発光素子が発光する光を効率良く反射して広領域の外部により均一かつ効率よく拡散して放射させることができる
本発明の発光装置は、半発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載された発光素子と、発光素子を覆う透明樹脂とを具備していることにより、発光素子の光を良好に反射し、広領域の外部に均一かつ効率良く放射することができる、発光効率の高い高性能の小型化されたものとなり、液晶表示装置等のバックライト等に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の発光素子収納用パッケージの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図７】従来の発光素子収納用パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：搭載部
２：枠体
２ａ：貫通穴
２ｂ，２ｃ：枠状部材
３：発光素子
４ａ，４ｂ：メタライズ配線導体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting element storage package and a light-emitting device for storing light-emitting elements, which are used in backlights and the like of liquid crystal display devices using light-emitting elements such as light-emitting diodes.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a ceramic package has been used as a light-emitting element storage package (hereinafter also simply referred to as a package) for storing light-emitting elements such as light-emitting diodes, and an example thereof is shown in FIG. Patent Document 1). As shown in the figure, the conventional package accommodates a light emitting element 13 having a rectangular parallelepiped or flat ceramic base 11 having a mounting portion 11a made of a conductor layer for mounting the light emitting element 13 on the upper surface. It is mainly composed of a rectangular frame-shaped ceramic frame 12 having a through hole 12a.
[0003]
Then, the light emitting element 13 is fixed to the mounting portion 11a to which the one metallized wiring conductor 14a on the upper surface of the substrate 11 is connected via a conductive bonding material, and the electrode of the light emitting element 13 and the other metallized wiring conductor 14b are connected. A light emitting device is manufactured by electrically connecting via the bonding wire 15 and then filling the through hole 12a of the frame 12 with a transparent resin (not shown) and sealing the light emitting element 13. The By connecting the light-emitting device to the wiring conductor of the external electric circuit board via solder, the light-emitting device is mounted on the external electric circuit board and the electrode of the light-emitting element 13 to be mounted is electrically connected to the external electric circuit. Electric power is supplied to the light emitting element 13.
[0004]
In such a ceramic package, the light emitted from the light emitting element 13 accommodated in the through hole 12a of the frame body 12 is reflected by the inner peripheral surface of the through hole 12a of the frame body 12 so that the light is emitted above the package. In order to improve the luminous efficiency of the light emitting device by radiating, a metallized metal having a plated metal layer 16b made of a metal such as nickel (Ni) or gold (Au) on the inner peripheral surface of the through hole 12a. The reflective layer 16 may be formed by depositing the layer 16a.
[0005]
The above package is manufactured by the ceramic green sheet lamination method as follows. A ceramic green sheet for the substrate 11 (hereinafter also referred to as a green sheet) and a green sheet for the frame 12 are prepared, and through holes and through holes for leading the metallized wiring conductors 14a and 14b to these green sheets A through hole to be 12 is formed by a punching method.
[0006]
Next, a metal paste made of a refractory metal powder such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) for the metallized wiring conductors 14a and 14b is applied from the upper surface to the lower surface of the green sheet for the substrate 11 by a conventionally known screen printing method or the like. Apply a metal paste made of a refractory metal powder such as W or Mo for the metallized metal layer 16a to the inner peripheral surface of the through hole that will be the through hole 12a of the green sheet for the frame 12 by screen printing or the like. . The green sheet for the substrate 11 and the green sheet for the frame 12 are joined one above the other, and these are fired at a high temperature to form a sintered body. Thereafter, the plated metal layer 16b is deposited from a metal such as Ni or Au on the exposed surfaces of the mounting portion 11a, the metallized wiring conductors 14a and 14b, and the metallized metal layer 16a by an electroless plating method or an electrolytic plating method, thereby providing a package. Is produced.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-232017 Gazette [0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional package described above, since the inclination angle of the inner peripheral surface of the through hole 12a is constant, the light is diffused like a backlight of a liquid crystal display device or the like, and uniform and efficient outside the wide area. In the case of radiating well, there is a problem that the light converges in a certain direction and the light cannot be diffused uniformly and efficiently outside the wide area.
[0009]
Further, if the inclination angle of the inner peripheral surface of the through hole 12a is increased to radiate outside the wide region, there is a problem that the package becomes large.
[0010]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to efficiently transmit the light emitted from the light emitting element accommodated in the through hole of the frame body on the inner peripheral surface of the frame body. An object of the present invention is to provide a small light emitting element storage package and a light emitting device that can be reflected and uniformly and efficiently emitted to the outside of a wide area.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The light emitting element storage package according to the present invention has a frame having a through hole inclined on the upper surface of a base having a mounting portion for mounting the light emitting element on the upper surface so that the inner peripheral surface extends outward. A light emitting element storage package formed by bonding a body so as to surround the mounting portion, and the frame body is formed by laminating a plurality of frame-shaped members so that their through holes overlap vertically, The inclination angle of the inner peripheral surface of the frame-shaped member on the upper side of the stacking position with respect to the upper surface is smaller than the tilt angle of the inner peripheral surface of the frame-shaped member on the lower side of the stacking position with respect to the upper surface.
[0012]
In the light emitting element storage package according to the present invention, the frame body is formed by laminating a plurality of frame members so that their through holes overlap vertically, and the base body on the inner peripheral surface of the frame member above the stack position Since the angle of inclination with respect to the upper surface is smaller than the angle of inclination of the inner peripheral surface of the lower frame-shaped member with respect to the upper surface of the substrate, the angle of the inner peripheral surface of the through-hole is further decreased toward the upper side, and Light can be diffused and radiated uniformly and efficiently to the outside of a wide area, and the light emitting element storage package can be downsized. Moreover, by forming a reflective layer such as a plated metal layer on the inner peripheral surface of the through hole, the light emitted from the light emitting element can be efficiently reflected and diffused and radiated uniformly and efficiently outside the wide area. A light-emitting device according to the present invention includes a light-emitting element storage package according to a semi-invention, a light-emitting element mounted on the mounting portion, and a transparent resin that covers the light-emitting element.
[0013]
The light-emitting device of the present invention has a high-performance, compact size with high luminous efficiency, which can reflect light of the light-emitting element well and radiate uniformly and efficiently to the outside of a wide area by the above configuration. It is suitable for a backlight of a liquid crystal display device or the like.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The light emitting element storage package of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a package of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a base body, and reference numeral 2 denotes a frame, which mainly constitute a package for housing the light emitting element 3.
[0015]
The light emitting element storage package of the present invention has a through hole 2a that is inclined on the upper surface of a base 1 having a mounting portion 1a for mounting the light emitting element on the upper surface so that the inner peripheral surface extends outward. The frame body 2 is joined so as to surround the mounting portion 1a, and the frame body 2 is formed by laminating a plurality of frame-shaped members so that their through holes overlap vertically, The inclination angle of the upper frame-shaped member at the stacking position with respect to the upper surface of the substrate 1 is smaller than the inclination angle of the inner peripheral surface of the lower frame-shaped member at the stacking position with respect to the upper surface of the substrate 1.
[0016]
In FIG. 1, the frame body 2 is a two-layer structure in which a frame-shaped member 2 b on the lower side of the stacking position and a frame-shaped member 2 c on the upper side of the stacking position are stacked. The inclination angle of the inner peripheral surface with respect to the upper surface of the substrate 1 is θ ₁ , and the inclination angle of the inner peripheral surface of the frame-shaped member 2 c with respect to the upper surface of the substrate 1 is θ ₂ .
[0017]
The substrate 1 in the present invention has a rectangular parallelepiped shape or a rectangular flat plate shape made of ceramics, resin, or the like, and when made of ceramics, an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body. It is made of ceramics such as a bonded body and a glass ceramic sintered body, and is a support for supporting the light emitting element 3, and has a mounting portion 1 a on which the light emitting element 3 is mounted. The substrate 1 is made into a slurry by adding an appropriate organic binder, solvent, etc. to the raw material powder of magnesium oxide, calcium oxide, etc., and this is formed into a sheet by a conventionally known doctor blade method, calendar roll method or the like. A green sheet (green ceramic sheet) is obtained, and then the green sheet is subjected to an appropriate punching process and fired at a high temperature (about 1600 ° C.).
[0018]
Further, the base 1 is formed with a metallized wiring conductor 4a led out from the mounting portion 1a to the lower surface and a metallized wiring conductor 4b led out from the periphery of the mounting portion 1a to the lower surface. The mounting portion 1a and the metallized wiring conductors 4a and 4b are made of metal powder metallization such as tungsten or molybdenum, and function as a conductive path for electrically connecting the light emitting element 3 accommodated therein to the outside. A light emitting element 3 such as a light emitting diode is fixed to the mounting portion 1a with a conductive bonding material such as a gold-silicon alloy or silver-epoxy resin, and an electrode of the light emitting element 3 is bonded to the metallized wiring conductor 4b. It is electrically connected via. Further, the light emitting element 3 may be flip-chip mounted on the mounting portion 1a and the metallized wiring conductor 4b.
[0019]
The mounting part 1a and the metallized wiring conductors 4a and 4b are predetermined by a screen printing method in advance on a green sheet serving as the base 1 with a metal paste obtained by adding an appropriate organic solvent and solvent to a metal powder such as W or Mo. By printing and applying to the pattern, the substrate 1 is deposited on a predetermined position.
[0020]
If a metal having excellent corrosion resistance such as nickel or gold is deposited on the exposed surfaces of the mounting portion 1a and the metallized wiring conductors 4a and 4b to a thickness of about 1 to 20 μm, the mounting portion 1a and the metallized wiring conductor 4a. , 4b can be effectively prevented from being oxidized and corroded, and adhesion between the mounting portion 1a and the light emitting element 3 and bonding between the metallized wiring conductor 4b and the bonding wire 5 can be strengthened. Therefore, a nickel plating layer preferably having a thickness of about 1 to 10 μm and a gold plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are sequentially deposited on the exposed surfaces of the metallized wiring conductors 4a and 4b by an electrolytic plating method or an electroless plating method. It is good to be.
[0021]
The frame body 2 of the present invention is made of ceramics or the like having substantially the same composition as that of the base body 1, and is laminated on the upper surface of the base body 1 so as to be sintered and joined. The frame 2 has a through-hole 2a having a circular or square cross-sectional shape for accommodating the light-emitting element 3 at the center thereof, and the light-emitting element 3 mounted on the mounting portion 1a in the through-hole 2a. Is housed.
[0022]
In the present invention, the frame body 2 is formed by laminating a plurality of frame members so that their through holes overlap vertically, and an inclination angle of the inner peripheral surface of the frame-shaped member on the upper side of the lamination position with respect to the upper surface of the base body 1 Is smaller than the inclination angle of the inner peripheral surface of the lower frame-shaped member with respect to the upper surface of the substrate 1. As a result, for example, the angle of the inner surface of the through hole is reduced toward the upper side so that the light from the light-emitting element 3 can be diffused and emitted uniformly and efficiently to the outside of the wide area, and the light-emitting element storage package can be downsized. can do.
[0023]
Further, the frame 2 is formed by a plurality of frame members, two layers of frame members 2b, if made of 2c is lower frame member 2b inclination angle theta ₁ with respect to the upper surface of the base body 1 is 40 to 90 °, the upper layer of the frame-like member 2c inclination angle theta ₂ with respect to the upper surface of the base body 1 is preferably 35 to 70 °.
[0024]
When the inclination angle of the frame-like member 2b on the lower side of the frame body 2 is less than 40 °, the frame body 2 is increased in size and the package is increased in size. When the angle exceeds 90 °, the lower side of the frame 2 protrudes toward the light emitting element 3, and when the laminated surface of the frame-like members 2 b and 2 c is above the light emitting element 3, , And the light emitted from the light emitting element 3 tends to be difficult to diffuse and radiate uniformly and efficiently outside the wide area.
[0025]
If the inclination angle of the frame-like member 2c on the upper side of the frame 2 exceeds 70 °, it is difficult to diffuse and radiate the light of the light emitting element 3 accommodated in the through hole 2a uniformly and efficiently outside the wide area. If the inclination angle is less than 35 °, it tends to be difficult to stably and efficiently form the inner surface of the through hole 2a at such an angle by the punching method, and the package becomes larger. End up.
[0026]
In addition, in order to reflect the light of the light emitting element 3 by the reflection layer 6 on the inner peripheral surface of the through hole 2a and efficiently radiate the light to the outside of the wide area, the laminated surface of the frame-like members 2b and 2c has a mounting portion. It is preferable to be below the upper surface of the light emitting element 3 mounted on 1a. Moreover, when there are many frame-shaped members, the frame-shaped member with the same angle of the inner surface of a through-hole may be contained. Furthermore, it is preferable that the frame-shaped member whose inclination angle of the inner peripheral surface of the through hole with respect to the upper surface of the substrate 1 is 70 ° or less is formed from below the upper surface of the light emitting element 3.
[0027]
In addition, the through-hole 2a in the case where the frame body 2 is composed of two layers of frame-shaped members 2b and 2c is formed by punching a through-hole into a green sheet for the frame-shaped members 2b and 2c using a die. . At this time, the inner surface of the through hole formed in the green sheet for the frame-shaped member 2b is formed so as to spread at an angle of 40 to 90 degrees from one main surface to the other main surface of the green sheet. The inner surface of the through hole formed in the green sheet for the shaped member 2c is formed so as to spread at an angle of 35 to 70 degrees from one main surface to the other main surface of the green sheet. When the substrate 1 is made of the same ceramic as the frame 2, the green sheet for the frame-like members 2b and 2c is placed on the ceramic green sheet for the substrate 1, and the inner surface of the through hole 2a extends from one main surface of the green sheet to the other. By laminating in order so as to expand toward the main surface, the inner peripheral surface of the through hole 2a of the frame 2 spreads outward with respect to the upper surface of the base 1, and the angle with respect to the upper surface of the base 1 gradually decreases. Formed.
[0028]
The through hole 2a may have a circular cross section, an oval shape, an elliptical shape, a quadrangular shape, or the like, but a circular shape is particularly preferable. In this case, the light emitted from the light emitting element 3 accommodated in the through hole 2a can be uniformly reflected by the inner peripheral surface of the circular through hole 2a and radiated to the outside very uniformly.
[0029]
A reflective layer 6 is formed on the entire inner peripheral surface of the through-hole 2a. The reflective layer 6 is formed of, for example, a plated metal such as Ni, Au, or Ag on a metallized metal layer 6a of a metal powder such as W or Mo. Layer 6b is deposited. And the plating metal layer 6b reflects well the light which the light emitting element 3 accommodated in the through-hole 2a of the frame 2 light-emits as the reflectance with respect to the light which the light emitting element 3 light-emits is less than 80%. Therefore, the reflectance with respect to the light emitted from the light emitting element 3 is preferably 80% or more.
[0030]
The arithmetic average roughness Ra of the inner peripheral surface of the through hole 2a of the frame body 2 is preferably 3 μm or less. If it exceeds 3 μm, the light of the light emitting element 3 accommodated in the through hole 2a is scattered, and it becomes difficult to uniformly radiate the reflected light to the outside with high reflectivity.
[0031]
Moreover, as shown in FIG. 1, the inner dimension of the lower end of the upper frame-shaped member 2c is the same as the inner dimension of the upper end of the lower frame-shaped member 2b. Alternatively, as shown in FIG. 2, in order to prevent the light from the light emitting element 3 from being reflected on the inner peripheral surface of the through hole 2a due to the stacking deviation between the frame-like members 2b and 2c, The inner dimension of the lower end of the lower member 2c can be made larger than the inner dimension of the upper end of the lower frame-shaped member 2b, so that it is possible to make it less susceptible to the effects of misalignment.
[0032]
As shown in FIG. 3, in the configuration of FIG. 2, the reflective layer 6 may be formed on the surface of the stepped portion between the frame-like members 2b and 2c. Thereby, it is possible to prevent the stepped portion from becoming a circular dark portion or the like when the light emitting device is viewed from the outside due to a decrease in the reflectance of the stepped portion.
[0033]
Further, as shown in FIG. 4, an insulating layer 2 d having substantially the same planar view shape as the lower surface of the frame body 2 may be formed between the upper surface of the base body 1 and the lower surface of the frame body 2. It is possible to effectively prevent the reflective layer 6, the mounting portion 1a, and the metallized wiring conductors 4a and 4b deposited on the inner peripheral surface 2a from being short-circuited. In order to improve the laminating property and increase the strength of the frame body 2, the insulating layer 2 d has an angle of the inner side surface of the insulating layer 2 d with respect to the upper surface of the substrate 1 of less than 90 °, that is, the insulating layer 2 d The inner side surface is preferably inclined similarly to the inner peripheral surface of the frame body 2. Further, since the inner side surface of the insulating layer 2d is not used as a reflecting portion that reflects light of the light emitting element 3, the angle of the inner side surface of the insulating layer 2d is larger than the angle of the inner peripheral surface of the through hole 2a of the frame-like member 2b. It does not matter. The thickness of the insulating layer 2d is preferably set so that the insulating layer 2d is formed at a position lower than the light emitting portion of the light emitting element 3 mounted on the mounting portion 1a.
[0034]
When the metallized wiring conductors 4a and 4b extend from the through hole 2a of the frame body 2 toward the outer peripheral surface of the frame body 2, the height of the insulating layer 2d is set to the thickness of the mounting portion 1a and the metallized wiring conductors 4a and 4b. In this case, it is possible to effectively prevent the reflective layer 6, the mounting portion 1a, and the metallized wiring conductors 4a and 4b from being short-circuited. The cross-sectional view of the package in FIG. 5 shows an example of such a case. The metallized wiring conductors 4a and 4b are extended to the side surface of the base 1, and a notch is formed on the side or corner of the base 1. In this example, the inner surface of the notch is formed as a side conductor.
[0035]
Further, a reflective layer 6 having a higher reflectance than the reflective layer 6 of the frame-like member 2b closer to the light-emitting element 3 is formed on the inner peripheral surface of the through-hole of the frame-like member 2c farther from the light-emitting element 3 to emit light. The light from the element 3 can also be reflected more effectively.
[0036]
The light emitting device of the present invention includes the package of the present invention, the light emitting element 3 mounted on the mounting portion 1a, and a transparent resin such as a silicone resin covering the light emitting element 3. As a result, the light of the light emitting element 3 is reflected well and can be emitted uniformly and efficiently to the outside of a wide area, and it becomes a high performance and small size with high luminous efficiency. This is preferable. The transparent resin that covers the light emitting element 3 may cover only the light emitting element 3 and its periphery, or may fill the through hole 2a of the frame 2 and cover the light emitting element 3.
[0037]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, as shown in the cross-sectional view of the package in FIG. 6, the mounting portion 1a is not formed as a conductor layer, but is a mounting region in which the light emitting element 3 is directly mounted on the base 1, and the light emitting element 3 and the electric circuit around the mounting area. The metallized wiring conductors 4 a and 4 b to be connected to each other may be formed, and the frame 2 may be joined to the upper surface of the base 1. In this case, both the metallized wiring conductors 4a and 4b are electrically connected to the light emitting element 3 by bonding wires 5a and 5b. Alternatively, a plurality of light emitting elements 3 may be mounted, a larger number of metallized wiring conductors may be formed, or a reflective layer 6 may be deposited by a thin film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method. .
[0038]
【The invention's effect】
In the light emitting element storage package according to the present invention, the frame body is formed by laminating a plurality of frame members so that their through holes overlap vertically, and the base body on the inner peripheral surface of the frame member above the stack position Since the angle of inclination with respect to the upper surface is smaller than the angle of inclination of the inner peripheral surface of the lower frame-shaped member with respect to the upper surface of the substrate, the angle of the inner peripheral surface of the through-hole is further decreased toward the upper side, and Light can be diffused and radiated uniformly and efficiently to the outside of a wide area, and the light emitting element storage package can be downsized. Also, by forming a reflective layer such as a plated metal layer on the inner peripheral surface of the through hole, the light emitted from the light emitting element can be efficiently reflected and diffused and radiated uniformly and efficiently outside the wide area. The light-emitting device of the present invention, which includes the light-emitting element storage package of the semi-invention, the light-emitting element mounted on the mounting portion, and the transparent resin covering the light-emitting element, improves the light of the light-emitting element. It is reflected and can be uniformly and efficiently radiated to the outside of a wide area and has a high performance and a small size with high luminous efficiency, and is suitable for a backlight of a liquid crystal display device or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a light emitting element storage package according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the light emitting element storage package of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional light emitting element storage package.
[Explanation of symbols]
1: Base 1a: Mounting portion 2: Frame body 2a: Through hole 2b, 2c: Frame member 3: Light emitting element 4a, 4b: Metallized wiring conductor

Claims

A frame having a through-hole inclined so that an inner peripheral surface spreads outward toward an upper side on an upper surface of a base having a mounting portion for mounting a light emitting element on the upper surface so as to surround the mounting portion. A light emitting element storage package formed by bonding, wherein the frame body is formed by laminating a plurality of frame-shaped members so that their through holes overlap each other, and an inner frame-shaped member above the stacking position. A package for storing light emitting elements, wherein an inclination angle of a peripheral surface with respect to the upper surface is smaller than an inclination angle of an inner peripheral surface of a lower frame-like member with respect to the upper surface of the stacking position.

A light emitting device comprising: the light emitting element storage package according to claim 1; a light emitting element mounted on the mounting portion; and a transparent resin covering the light emitting element.