JP4952235B2 - Light emitting device and backlight using the same - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置及びそれを用いたバックライトに関し、特にサイドビューに適した薄型の発光装置及びそれを用いたバックライトに関する。 The present invention relates to a light emitting device and a backlight using the same, and more particularly to a thin light emitting device suitable for a side view and a backlight using the same.
携帯電話等の液晶画面のバックライト用の発光装置として、発光面を横向きに実装する、いわゆるサイドビュー型の発光装置が知られている(例えば特許文献1〜4参照)。近年、発光装置の小型化が進み、これに伴って発光装置の電極等の各部品も小寸法になっている。発光装置を実装基板に実装するときには、発光装置の電極と実装基板の配線パターンとをハンダによって接続するが、発光装置の電極が小型になると、ハンダがはみ出して電極間を短絡する可能性が高い。短絡を避けるためにハンダの量を減らせば、発光装置の固定力が不足するおそれがある。
As a light emitting device for a backlight of a liquid crystal screen such as a cellular phone, a so-called side view type light emitting device in which a light emitting surface is mounted sideways is known (see, for example,
これらの問題を解決するために、図9及び図10に示すような段差229を有する基板を備えた発光装置が知られている(例えば特許文献5参照)。
この発光装置200は、長さの異なる2枚の基板(第1基板212、第2基板214)を積層した積層基板215の前面に、発光素子218を実装し、さらに発光素子218を封止する封止部材219によってシリンドリカル状のレンズを形成している。
第1基板212及び第2基板214は、前面側から観察すると略長矩形になっており、その長手方向の寸法は、第1基板212の方が第2基板214より長くなっている。そのため、積層基板215の後面215b側の長手方向の両端には段差229が形成される。段差229に面した第1基板212の後面212b及び第2基板214の側面214cには、発光装置200の後面電極227が形成されていて、ハンダ228を用いて実装基板230の配線パターン232に接続及び固定することができる。
In order to solve these problems, a light-emitting device including a substrate having a
In the
The
この発光装置200では、実装時のハンダ228が段差229に留まりやすいので、ハンダの量を減らさなくても短絡を十分に抑制することができる。また、後面電極227が第1基板212の側面212cの面積に相当する分だけ広くなっているので、発光装置200を固定する面積が広くとれる。これらの理由により、図9及び図10の発光装置200は、高い固定力で実装基板230に実装することができる。
図9及び図10のような発光装置200を製造するときには、図10のY方向に、複数の発光装置200が結合したような形態で、積層基板215の作製、発光素子218の実装、及び封止部材219の形成を行い、その後に所定の厚みに分割して個々の発光装置200に分割する方法を採用することができる。この製造方法は、取扱いしやすい大きめの寸法形状で殆どの工程を進めることができる点と、多数の発光装置200を同時に製造できるので生産性に優れている点で有利である。
しかしながら、この製造方法で形成すると、各発光素子に分割するときに、バリが生じる問題があった。バリの発生について、以下に説明する。
When the
However, when formed by this manufacturing method, there is a problem that burrs are generated when the light emitting elements are divided. The generation of burrs will be described below.
発光装置200を分割するとき、封止部材219から積層基板215に向かって切断刃で分割する。このときに、金属から成る後面電極227は切断刃によって引っ張られ、その引っ張られた部分が、後に切断面のバリとなって残る(図11参照)。発光装置200を実装基板に実装するときには、マウンターが自動で発光装置200の表面形状を認識し、フレキシブル基板等の実装基板に位置決めするが、バリ250が発生して見かけの表面形状が変化すると、マウンターが発光装置200の形状を誤認して、実装精度を低下させるおそれがある。
When the
マウンターの誤認の原因は、発光装置200の実装面(これを裏面200bとする)のバリ250よりも、表面200aのバリ250に依存する。そこで、発光装置200に分割する前に、後面電極227のうち、発光装置200の表面200aに接する部分を除去する方法がとられている。微小部分の後面電極を除去するので、フォトレジストを用いたエッチングが最適である。フォトレジストを後面電極227に塗布し、残したい領域の形状、又は除去したい領域の形状に合わせたマスクを使用してフォトレジストを露光し、その後にエッチングにより後面電極227を部分的に除去する。発光装置200の後面電極227の場合には、フォトレジストの露光時には、積層基板215の後面215bからZ方向に向けて光を照射する。しかしながら、第2基板214の側面214cが光の照射方向と平行になるので、側面214c上に形成されたフォトレジストは十分に露光されず、その結果、第2基板214の側面214cの第1基板212近傍に、後面電極227の未除去部分270が残ってしまう(図12参照)。そして、発光装置200の分割のときに切断刃がこの未除去部分270を通ると、針状のバリ250が発生する。このような針状のバリ250は、実装時に発光装置200から実装基板230に落下しやすく、配線パターンの短絡の原因となる可能性が高い。
そこで、本発明は、針状のバリが発生しにくい発光装置を提供することを目的とする。
The cause of the misidentification of the mounter depends on the
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting device in which needle-like burrs are less likely to occur.
本発明の発光装置は、発光素子と、前面側に前記発光素子を載置する第1基板及び該第1基板の後面側に積層された第2基板を有する積層基板と、前記第1基板の前面に形成され、前記発光素子と導通される前面電極と、前記第2基板の後面から側面に延びる後面電極と、前記前面電極と前記後面電極とを電気的に接続するための導通手段と、前記発光素子と前記第1基板の前面とを被覆する被覆部材と、を備えた発光装置であって、前記積層基板の積層方向における前記第1基板の厚さが、前記第2基板の厚さの2倍以上であり、当該積層方向における前記積層基板の厚さが100μm〜1000μmであることを特徴とする。
The light emitting device of the present invention includes a light emitting element, a laminated substrate having a first substrate on which the light emitting element is placed on the front surface side, a second substrate laminated on the rear surface side of the first substrate, and the first substrate. A front electrode formed on the front surface and electrically connected to the light emitting element; a rear electrode extending from the rear surface to the side surface of the second substrate; and a conductive means for electrically connecting the front electrode and the rear electrode; A light-emitting device including a covering member that covers the light-emitting element and a front surface of the first substrate, wherein the thickness of the first substrate in the stacking direction of the stacked substrate is equal to the thickness of the second substrate. der least twice the is, the thickness of the laminated substrate in the stacking direction, characterized in that it is 100 m to 1000 m.
本発明によれば、第2基板の厚みを薄くしているので、第2基板の側面に形成された後面電極の表面のフォトレジストの露光が十分に行うことができる。よって、後面電極の未除去部が形成されず、針状のバリを発生しない。よって、実装時の配線パターンの短絡などの不具合を生じる可能性を低くすることができる。 According to the present invention, since the thickness of the second substrate is reduced, the photoresist on the surface of the rear electrode formed on the side surface of the second substrate can be sufficiently exposed. Therefore, the unremoved portion of the rear electrode is not formed, and no needle-like burrs are generated. Therefore, it is possible to reduce the possibility of problems such as a short circuit of the wiring pattern during mounting.
<実施の形態1>
図1及び図2に示す本実施の形態の発光装置10は、積層基板15の前面15a側に発光素子(例えば発光ダイオード)18と被覆部材19とを備えている。
<
The
積層基板15は、長手方向がX方向に向くように配置された第1基板12及び第2基板14を含んでいる。これらの基板をZ方向に積層し、そして第1基板12の後面12bと第2基板14の前面14aとの間を固定部材36によって固定することにより、積層基板15が構成されている。また、積層基板15の前面15aには一対の前面基板16が、積層基板15の後面15bには一対の後面電極27が、それぞれ形成されている。前面電極16と発光素子18の電極とは、導電ワイヤ38によって接続されている。
The laminated
第1基板12及び第2基板14は、一方向に長く延びた直方体の部材から形成されている。第1基板12の厚さ12t(Z方向の寸法)は、第2基板の厚さ14tの2倍以上の厚さにされ、好ましくは2倍〜5倍にされる。これにより、積層基板の厚さが一定の場合にも、第1基板12の厚さ12tを比較的厚く、そして第2基板14の厚さ14tを比較的薄くすることができる。
The
また、この実施の形態では、第1基板12の長さ(X方向の寸法)が第2基板14の長さよりも長くされている。そのため、第1基板12の後面12bに第2基板14を積層すると、積層基板15の後面15bの両端部に段差29が形成される。この段差29は、発光装置10を実装するときにハンダ28のフィレットを形成するのに使用すると、第1基板12の後面12bと第2基板14の側面14cとの両方にハンダ28が接触するので、少量のハンダ28であっても発光装置10をしっかりと固定できる利点がある。
In this embodiment, the length of the first substrate 12 (dimension in the X direction) is longer than the length of the
このような段差29を有する積層基板15の場合、段差29にハンダ28が溜まりやすいため、積層基板15の2つの後面電極27の間でのハンダ28の漏れだしが起こりにくい。しかしながら、積層基板15の厚さ(Z方向の寸法)が薄いため、段差29にハンダ28のフィレットを形成した場合でも、ハンダ28がわずかに漏れてしまえば、積層基板15と被覆部材19との界面(積層基板15の前面15aに相当)に到達しやすかった。積層基板15と被覆部材19との界面にハンダ28が接触すると、その界面に剥離が生じて、発光装置10が破損するおそれがある。
しかしながら、本発明の発光装置10では、第1基板12の厚さを厚くすることにより、積層基板15の前面15aを、ハンダ28のフィレットが形成される段差29から離すことができるので、ハンダ28が漏れだしても積層基板15と被覆部材19との界面に到達しにくい。よって、ハンダ28に起因する積層基板15と被覆部材19との密着力低下を生じにくく、剥離を起こしにくい。
In the case of the
However, in the
発光装置10の積層基板15の厚さは、100μm〜1000μmであるのが好ましい。厚さを100μmより厚くすると積層基板の作製がし易くなり、放熱性も良好となる。また、1000μm以下とすることにより、発光装置10の小型化を図ることができる。
なお、本実施の形態では、第1基板12の幅(Y方向の寸法)は、第2基板14の幅と略等しく、Y方向においては、第1基板12と第2基板14とを実質的に面一に積層することができる。
The thickness of the
In the present embodiment, the width (dimension in the Y direction) of the
積層基板15の後面15b側には、後面電極27が形成されている。後面電極27の形成位置を詳しく説明すると、段差29に面している第1基板12の後面12bから、第2電極14の側面14cを通って、第2電極14の後面14bまで形成されている。本実施の形態では、後面電極27を3つの金属膜から構成している。第1金属膜24は、第1基板12の後面12bに形成されており、第2金属膜25は、第2基板14の後面12bの一部と側面14cとに形成されている。第1金属膜25の一部には、第2基板14の前面14aが接着されている。さらに、第1金属膜24と第2金属膜25のうち、外部に露出している部分を覆って、第1金属膜24と第2金属膜25とを一体にするように、第3金属膜26が形成されている。
A
前面電極16の直下には、積層基板15の前面15aから後面15bまで貫通するスルーホール34が形成されている。このスルーホール34の内面には、メッキ層(図示せず)が施され、さらにその内部に穴埋め材料54が充填されている。前面電極16は、メッキ層を施したスルーホール34のような導電手段22を介して後面電極27に電気的に接続されるので、後面電極27を外部電源と接続すれば、発光素子18を発光させることができる。
A through
積層基板15の積層する際には接着層36を使用している。接着層61は、後面電極27の短絡や、スルーホール34内のメッキ層の短絡を防止するために、絶縁性の接着材料が使用される。
An
積層基板15の前面15aは、被覆部材19によって覆われており、発光素子18を外部環境から保護している。特に、被覆部材19をZ方向に突出したシリンドリカルレンズに成形すると、発光素子18からYZ面内に広がる光を、Z方向に収束させることができる。
The
また、この例では、被覆部材19が第1被覆層20と第2被覆層21の2層から構成されている。第1被覆層20は発光素子18を覆っており、第2被覆層21は、第1被覆層20の前面側を覆うように配置されている。このように2層構造になっていると、それぞれに異なる機能を付与することができる。例えば、第1被覆層20に耐熱性に優れたシリコーン樹脂を使用すれば、発光素子18が発光してその近傍が高温になっても、第1被覆層20が変質しにくいので好ましい。また、第2被覆層21に離型性の良好なエポキシ樹脂を使用すれば、被覆部材19の成形に金型を使った場合の加工が容易になり、生産性が向上するので好ましい。
In this example, the covering
第1被覆層20に離型性の悪い材料(シリコーン樹脂など)を使用する場合、第1被覆層20を成形するのに金型を使用しないことが多い。その場合、第1被覆層20は、表面張力を利用したライン塗布によって成形することができる。例えば、前面電極16の間にのみ液体状態の第1被覆層20を塗布すれば、前面電極16が形成されている範囲のみに、山状に盛り上がった第1被覆層20を盛ることができる。この状態で第1被覆層20を硬化させれば、図1のような第1被覆層20を形成できる。
When using a material (silicone resin, etc.) with poor releasability for the
しかしながら、表面張力を利用して第1被覆層20を成形すると、導電ワイヤ38によって第1被覆層20の表面に凸凹が生じてしまう。
図3A及び図3Bの模式図に示すように、第1被覆層20は、導電ワイヤ38の山なりの形状によって、部分的に凸部20aが形成される。発光素子18を中心に、2本の導電ワイヤ38が張り渡されると、その2つの導電ワイヤ38の間は凹部20bになる。その凹部20bは、ワイヤが発光素子18に向かって下がっているのに引っ張られて、導電ワイヤ38のない部分よりもくぼんでしまう。
However, when the
As shown in the schematic diagrams of FIGS. 3A and 3B, the
第1被覆層20の表面の凸凹を図4に模式的に示す。図4(a)のα−α線とγ−γ線は、発光素子18の直上を通っており、β−β線は導電ワイヤ38の最も高い位置を通り、そしてδ−δ線は発光装置10の端面に位置している。
図4(a)のα−α線での第1被覆層20の断面形状を図4(b)に示しているが、発光素子18の直上の位置に凹部20bが位置していることがわかる。また、図4(a)のγ−γ線での第1被覆層20の断面形状を図4(b)に示しているが、発光装置10の端面に見えている第1被覆層20の高さと比べて、凹部20bのほうが低い位置にあることがわかる。
The irregularities on the surface of the
FIG. 4B shows the cross-sectional shape of the
第1被覆層20は、発光素子18からの発光に対して耐光性、耐熱性があるものが選択されるが、第2被覆層21は、耐光性や耐熱性以外の性能を重視して選択されることが多い。よって、第2被覆層21が形成されると、第1被覆層20の凹部20bに第2被覆層21が充填され、発光装置10を点灯したときに、凹部20b内の第2被覆層21が局所的に劣化を起こすおそれが極めて高い。
The
そこで、本実施の形態では、発光素子18の直上に位置する第1被覆層20が、極端な凹部20bを備えないようにするために、導電ワイヤ38の形状を調整するのが好ましい。上述のとおり、第1被覆層20の表面形状は、導電ワイヤ38の存在によって変化しているが、特に、第1基板12の前面から、導電ワイヤ38の頂点までの高さ(図3Aの符号38t)が100μm〜300μmであると、凹部20bの凹みが緩和できることがわかった。ワイヤ高さが100μm以上となると、凹部20bが顕著に現れず、第2被覆層21の局所的な劣化が生じにくい。また、ワイヤ高さが300μmより低いと、第1被覆層20が導電ワイヤ38に追従し、第1被覆層20から導電ワイヤ38が飛び出す可能性が低くなり、第2被覆層21の表面に到達する可能性も少なくなる。
Therefore, in the present embodiment, it is preferable to adjust the shape of the
第1被覆層20及び第2被覆層21には、光拡散材、酸化防止剤、紫外線反射部材、及び粘度調整剤などの添加剤を加えることができる。発光装置10の色調を調節する場合には、に蛍光物質を混入することができるが、蛍光物質は第1被覆層20に添加するのが好ましく、(1)発光素子18の近傍に蛍光物質を配置することにより、点光源に近づけることができる、(2)少量の蛍光物質であっても所定の色味にすることができる、及び(3)少量の蛍光物質をより効率良く発光させることができる、という利点を有している。
Additives such as a light diffusing material, an antioxidant, an ultraviolet reflecting member, and a viscosity modifier can be added to the
図1に示すように、本発明の発光装置10は、横向きの状態で実装基板(例えばフレキシブル基板)30の配線パターン32にハンダ付けして、発光装置10の前面10a側に導光板33を配置することにより、バックライトとして使用することができる。本実施の形態では、発光装置10からの発光を導光板33に無駄なく導入するために、導光板33の端面33aに切除部40を形成し、発光装置10の前面10aを嵌め込んでいる。切除部40の形状は、発光装置10の前面10aの形状と一致させて、発光装置10と導光板33との隙間を少なくすると、発光装置10からの光が無駄なく導光板33に導入できるので好ましい。
As shown in FIG. 1, the
しかし、発光装置10の前面10aの形状に合わせた切除部40であると、従来の発光装置10では嵌め込みにくい場合があった。例えば、図9のように、従来の発光装置200を用いてバックライトを構成した場合、導光板233の端面233aと実装基板230の端面230aとの間隔dが狭くなっていた。そのため、実装基板230に発光装置200を実装した後に導光板233を嵌め込もうとすると、実装基板230と導光板233とが接触して嵌め込みにくい場合や、無理な力がかかって発光装置200が実装基板230から脱落するなどの問題が起こりやすかった。
However, in the case of the
しかしながら、本発明の発光装置10では、第1基板12を厚くすることにより、発光装置10の前面10aが実装基板30の端部30aから突出する量を多くすることができる。これは、発光装置10を実装基板30に実装する場合には、実装基板の基準位置B−B線に、発光装置10の第1基板12の後面12bを一致させるためである。よって、本発明の発光装置10は、従来の発光装置200に比べて第1基板12が厚いので、実装基板30の基準位置B−B線の位置を変更することなく、発光装置10の前面10aが実装基板30の端部30aから突出する量を多くできる。その結果、従来に比べて、導光板33の端面33aと実装基板30の端面30aとの間隔dが広くなり、発光装置10に導光板33を嵌め込みやすくなった。よって、本発明の発光装置10を使用したバックライトは、製造工程において作業効率がよく、また不良品発生率を低く抑えることができる。
However, in the
次に、本実施の形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
(1.積層板状体152の作製)
図5は、第1基板12を形成するための第1板状体122と、第2基板14を形成するための第2板状体142とを示している。この第1板状体122及び第2板状体142は、複数個の発光装置10を同時に形成することができる。
Next, a method for manufacturing the light emitting device according to this embodiment will be described.
(1. Production of laminated plate-like body 152)
FIG. 5 shows a
第1板状体122は、裏面122b側に、Y方向に延びた複数の第1金属膜24(この例では2つ)が形成されている。また、隣接する第1金属膜24同士は、互いに接触しないように間隔をあけて成膜されている。
The
第2板状体142には、Y方向に長い貫通長穴52が複数(この例では2つ)ほぼ平行に形成されている。この貫通長穴52には、第2板状体142の後面142a側の周辺および内壁に、第2金属膜25が被覆されている。なお、貫通長穴52周辺の前面側142aには、金属膜は被覆されていない。隣接する貫通長穴52の周辺に形成された第2金属膜25は、互いが接触しないように間隔をあけて成膜されている。
第1金属膜24と、第2板状体142の貫通長穴52とは、互いに位置合わせして形成されている。
In the second plate-
The
図5の第1板状体122と第2板状体142と、接着層36を間に挟んで積層して、図6Aに示すような積層板状体152を形成する。このとき、Z方向から観察して、第2板状体142の貫通長穴52から、第1板状体122の第1金属膜24が部分的に露出するように、第1板状体122と第2板状体142とを位置合わせをして積層する。
この位置合わせがずれると、個々の発光装置10に分割するときに、第1基板12及び第2基板14のそれぞれに設定された切断位置がずれてしまうので、分割後の発光装置10が不良品になる恐れがある。よって、第1板状体122の第1金属膜24と、第2板状体142の貫通長穴52との位置をできるだけ精度よく位置合わせするのが好ましい。
The
If this alignment is misaligned, the cutting positions set for the
(2.積層板状体152の加工)
図6Aのように積層した積層板状体152にスルーホール34を形成する(図6B参照)。スルーホール34は、第2板状体142の2つの貫通長穴52の間に、X方向に2つ並べて形成する。特に、各スルーホール34が、第1金属膜24を貫通するように位置を決定するのが良い。なお、複数の発光装置10を同時に形成するときには、1つの発光装置10がX方向に並んだ2つのスルーホール34を含むように、積層板状体152に必要な個数のスルーホール34を形成する。
(2. Processing of laminated plate-like body 152)
The through
形成したスルーホール34の内面に金属メッキを施し、さらにその内部に穴埋め材料54を充填して導通手段22を形成する。導通手段22の上端及び下端に金属膜を形成して、導通手段22と、前面電極16及び後面電極27とを電気的に接続する(図6C参照)。
The inner surface of the formed through
(3.後面電極27の形成)
第1板状体122と第2板状体142とを積層したときに、第1金属膜24第2金属膜25とは絶縁性の接着層36によって絶縁されるか、または僅かに接触する状態である。そこで、第1金属膜24と第2金属膜25との導通を確保するために、それらの金属膜を覆う第3金属膜26を形成する。第3金属膜26は、電解メッキ法によって形成するのが好ましく、導電性の第1金属膜24及び第2金属膜25の上に、選択的にメッキすることができる。
こうして、第1金属膜24、第2金属膜25及び第3金属膜26から成る後面電極27が形成される(図6D参照)。
(3. Formation of rear electrode 27)
When the
Thus, the
形成された後面電極27は、さらにフォトリソグラフィー技術によってパターニングされて、所望の電極形状に成形される(図6D参照)。パターニングは、フォトレジスト(図示せず)を用いたエッチングで行われる。まず後面電極27の表面にフォトレジストを塗布し、所望の電極形状を有するマスク46で覆った状態で光Lを照射して、フォトレジストを所定パターンに感光させる。そして、フォトレジストで部分的に保護された後面電極27をエッチングすることにより、所望のパターンの後面電極27が得られる。
The formed
このパターニングにより、後面電極27a、27bは、X方向に連続し、Y方向に断続する縞状の除去部272により分断される(図7A参照)。除去部272からは、第2板状体142の貫通長穴52の内壁側面(後に第2基板14の側面14cになる)が露出している。また、第2金属膜25のうち、第1板状体122と第2板状体142との間に挟まれた部分もエッチングされずに残り、除去部272から露出する。
本発明では、第2基板14(すなわち、第2板状体142)の厚さが薄いので、フォトレジストの感光のときに、第2基板14の側面12cの後面電極27も光Lによって十分に露光できる。よって、フォトレジストがマスク46の形状どおりに感光し、後面電極27を所定の形状にパターニングすることができる。
By this patterning, the rear electrodes 27a and 27b are separated by a
In the present invention, since the thickness of the second substrate 14 (that is, the second plate-like body 142) is thin, the
(4.発光素子18の実装)
後面電極27のパターニングが完了した積層板状体152に、発光素子18を実装する。発光素子18は、積層板状体152の前面側の、2つの前面電極16の間に位置するようにダイボンドされる。そして、発光素子18の電極と前面電極16とを導電ワイヤ38によってワイヤボンドする(図6E参照)。複数の発光装置10を同時に製造する場合には、Y方向に沿って複数の発光素子18を実装することができる。
(4. Mounting of light emitting element 18)
The
(5.被覆部材19の形成)
積層板状体152の前面に、第1被覆層20、第2被覆層21から成る被覆部材19を形成する。
まず、積層板状体152の前面側に、発光素子18、前面電極16及び導電性ワイヤ38を被覆するように第1被覆層20を形成する(図6F及び図7B参照)。このとき、発光素子18の上に溶融した第1被覆層20を塗布するが、図7BのようにY方向に並んだ複数の発光素子18の上を、Y方向に沿って塗布すれば、複数の発光素子18の上に、同時に第1被覆層を形成することができる。
なお、図6Fでは、第1被覆層20を模式的に半楕円状に図示しているが、本発明では導電ワイヤ38の高さを通常よりも高くしているので、第1被覆層20の一部が導電ワイヤ38によって部分的に持ち上げられている形態になる。
(5. Formation of covering member 19)
A covering
First, the
In FIG. 6F, the
ついて、第1被覆層20の前面側に、第1被覆層を覆うように第2被覆層21を形成する(図6G及び図7B参照)。第2被覆層21は、レンズ形状を有する金型を用いて、トランスファモールド、圧縮成形、射出成形などの方法により形成可能である。
このようにして、図6G及び図7Bに示すような被覆部材19が形成される。
Next, the
Thus, the covering
(6.発光装置10への分割)
最後に、図7A及び図7Bの切断線C1及びC2に沿って積層板状体152を分割する。切断線C1及びC2は、切断後の各発光装置10に、1つの発光素子18と一対の導通手段22とが含まれるように設定される。なお、切断線C2は、第2板状体142の貫通長穴52の中心線に一致している。
分割後は、図6Gに示すように、複数の発光装置10を同時に得られる。得られた発光装置10の段差29は、図8に示すように、発光装置10の表面10c側では、後面電極27が除去部272によって十分に除去されているので、図12に示すような未除去部270による針状のバリ50が発生しない。
(6. Division into light-emitting device 10)
Finally, the laminated plate-
After the division, a plurality of light emitting
本実施の形態の製造方法は、第1板状体122と、貫通長穴52を有する第2板状体142とを積層し、最後に貫通長穴52の長手方向に延びる中心線に一致する切断線C2と、それに直交する切断線C1とによって切断することにより、積層基板15を備えた発光装置を同時に多数形成することができる。また、小型の発光装置10の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の基板で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。
In the manufacturing method of the present embodiment, the first plate-
以下、発光装置10の各構成について詳細に説明する。
Hereinafter, each configuration of the
(第1基板12、第2基板14)
第1基板12及び第2基板14は、適当な機械的強度と絶縁性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、BTレジン、ガラスエポキシ等を用いることができる。また、エポキシ系樹脂シートを多層張り合わせたものでも良い。
(
The
(前面電極16、第1金属膜24、第2金属膜25)
第1基板12及び第2基板14に形成する前面電極16、第1金属膜24及び第2金属膜25、Cuを主成分とする金属層とすることが好ましく、例えば、Cu/Ni/Agによって構成することができる。
(
The
(第3金属膜26)
第3金属膜26は、電解メッキによって形成されており、Niを下地層とし、Agを表面に配置する構成が好ましい。NiとAgとの間にAuなどを設けてもよい。また、Agの代わりにPd、Rhなどを用いても良い。Ni層の厚さは3μm以上、Ag層の厚さは2μm以上が好ましいが、適宜変更することもできる。
(Third metal film 26)
The
(導通手段22)
導通手段22は、スルーホール34の内面に形成された金属メッキと、その内部に充填された穴埋め材料とから構成される。金属メッキは無電界メッキにより形成したメッキ膜から形成できる。スルーホール34に、穴埋め材料である銅ペースト、銀ペーストなどの導電部材やエポキシ樹脂などの絶縁部材を充填して形成することができる。
なお、メッキ層を厚く形成して、スルーホール34を全部充填してもよく、この場合にはメッキ層が穴埋め材料も兼ねることになる。
(Conduction means 22)
The conduction means 22 is composed of a metal plating formed on the inner surface of the through
Note that the plated layer may be formed thick to fill the entire through
(接着部材36)
接着部材36は、第1基板12及び第2基板14との接着性が良好で、且つ下面電極27a、27bや接続部22a、22bの間を絶縁できる絶縁性の接着剤や接着シートから形成することができる。
(Adhesive member 36)
The
(発光素子18)
発光素子18には、半導体発光素子が好ましく利用される。特に、バックライト用の白色発光装置を作製する場合には、発光素子に短波長を発する発光ダイオードを用いて、蛍光物質により発光の一部を他の色に波長変換する方法が採用できる。以下に、白色発光装置に利用できる発光ダイオードと蛍光物質との組み合わせについて説明する。
(Light emitting element 18)
A semiconductor light emitting element is preferably used for the
白色の発光装置を構成するのに適した発光ダイオードとして、窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)のを用いたものを用いることができる。この発光ダイオードは、InxGa1-xN(0<x<1)を発光層として有しており、その混晶度によって発光波長を約365nmから650nmで任意に変えることができる。
白色系の光を発光させる場合は、蛍光物質から出射される光との補色関係を考慮すると、発光ダイオード8の発光波長は400nm以上530nm以下に設定することが好ましく、420nm以上490nm以下に設定することがより好ましい。なお、蛍光物質の種類を選択することにより、400nmより短い紫外域の波長の光を発光するLEDチップを適用することもできる。
As a light-emitting diode suitable for constituting a white light-emitting device, used after using nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1- X-Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) that the be able to. This light emitting diode has In x Ga 1-x N (0 <x <1) as a light emitting layer, and the light emission wavelength can be arbitrarily changed from about 365 nm to 650 nm depending on the degree of mixed crystal.
When white light is emitted, considering the complementary color relationship with the light emitted from the fluorescent material, the light emission wavelength of the
蛍光物質は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする発光ダイオードからの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光物質・酸窒化物系蛍光物質、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光物質、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光物質、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光物質、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。 For example, the fluorescent material may be any material that absorbs light from a light emitting diode having a nitride semiconductor as a light emitting layer and converts the light to light of a different wavelength. For example, it is mainly activated by nitride-based fluorescent materials / oxynitride-based fluorescent materials mainly activated by lanthanoid-based elements such as Eu and Ce, lanthanoid-based fluorescent materials such as Eu, and transition metal-based elements such as Mn. Alkaline earth halogen apatite fluorescent material, alkaline earth metal borate halogen fluorescent material, alkaline earth metal aluminate fluorescent material, alkaline earth silicate, alkaline earth sulfide, alkaline earth thiogallate, alkaline earth nitriding Selected from organic and organic complexes mainly activated by lanthanoid elements such as silicon, germanate or lanthanoid elements such as Ce, rare earth aluminate, rare earth silicate or Eu It is preferable that it is at least any one or more.
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光物質は、M2Si5N8:Eu、MAlSiN3:Eu、MAl1−XBXSiN3:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。0≦X<1である。)などがある。また、M2Si5N8:EuのほかMSi7N10:Eu、M1.8Si5O0.2N8:Eu、M0.9Si7O0.1N10:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などもある。 The nitride fluorescent materials mainly activated by lanthanoid elements such as Eu and Ce are M 2 Si 5 N 8 : Eu, MAlSiN 3 : Eu, MAl 1-X B X SiN 3 : Eu (M is Sr , Ca, Ba, Mg, and Zn, and 0 ≦ X <1). In addition to M 2 Si 5 N 8 : Eu, MSi 7 N 10 : Eu, M 1.8 Si 5 O 0.2 N 8 : Eu, M 0.9 Si 7 O 0.1 N 10 : Eu (M Is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, and Zn.
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光物質は、MSi2O2N2:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。 An oxynitride fluorescent material mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce is MSi 2 O 2 N 2 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) Etc.).
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活されるサイアロン系蛍光物質は、Mp/2Si12−p−qAlp+qOqN16−p:Ce、M−Al−Si−O−N(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。qは0〜2.5、pは1.5〜3である。)などがある。 Eu, SiAlON-based fluorescent material activated mainly with lanthanoid elements such as Ce is, M p / 2 Si 12- p-q Al p + q O q N 16-p: Ce, M-Al-Si-O-N (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, and Zn. Q is 0 to 2.5, and p is 1.5 to 3).
Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光物質には、M5(PO4)3X:R(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。 Alkaline earth halogen apatite fluorescent materials mainly activated by lanthanoid-based elements such as Eu and transition metal-based elements such as Mn include M 5 (PO 4 ) 3 X: R (M is Sr, Ca, Ba). X is at least one selected from F, Cl, Br and I. R is any one of Eu, Mn, Eu and Mn. Etc.).
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光物質には、M2B5O9X:R(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。 The alkaline earth metal borate halogen fluorescent substance includes M 2 B 5 O 9 X: R (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn. X is F, Cl , Br, or I. R is Eu, Mn, or any one of Eu and Mn.).
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光物質には、SrAl2O4:R、Sr4Al14O25:R、CaAl2O4:R、BaMg2Al16O27:R、BaMg2Al16O12:R、BaMgAl10O17:R(Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。 Alkaline earth metal aluminate fluorescent materials include SrAl 2 O 4 : R, Sr 4 Al 14 O 25 : R, CaAl 2 O 4 : R, BaMg 2 Al 16 O 27 : R, BaMg 2 Al 16 O 12 : R, BaMgAl 10 O 17 : R (R is Eu, Mn, or any one of Eu and Mn).
アルカリ土類硫化物蛍光物質には、La2O2S:Eu、Y2O2S:Eu、Gd2O2S:Euなどがある。 Examples of the alkaline earth sulfide fluorescent material include La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 2 S: Eu, and Gd 2 O 2 S: Eu.
Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光物質には、Y3Al5O12:Ce、(Y0.8Gd0.2)3Al5O12:Ce、Y3(Al0.8Ga0.2)5O12:Ce、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12の組成式で表されるYAG系蛍光物質などがある。また、Yの一部若しくは全部をTb、Lu等で置換したTb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ceなどもある。 Rare earth aluminate fluorescent materials mainly activated with lanthanoid elements such as Ce include Y 3 Al 5 O 12 : Ce, (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 3 (Al 0.8 Ga 0.2 ) 5 O 12 : Ce, (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 There is a YAG-based fluorescent material represented by a composition formula. Further, there are Tb 3 Al 5 O 12 : Ce, Lu 3 Al 5 O 12 : Ce, etc. in which a part or all of Y is substituted with Tb, Lu or the like.
その他の蛍光物質には、ZnS:Eu、Zn2GeO4:Mn、MGa2S4:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。 Other fluorescent materials include ZnS: Eu, Zn 2 GeO 4 : Mn, MGa 2 S 4 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn. X is At least one selected from F, Cl, Br, and I).
上述の蛍光物質は、所望に応じてEuに代えて、又は、Euに加えてTb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Tiから選択される1種以上を含有させることもできる。
また、上記蛍光物質以外の蛍光物質であって、同様の性能、効果を有する蛍光物質も使用することができる。
The above-mentioned fluorescent substance contains at least one selected from Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, and Ti instead of Eu or in addition to Eu as desired. You can also
In addition, fluorescent materials other than the above-described fluorescent materials and having the same performance and effect can be used.
これらの蛍光物質は、発光素子の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光物質を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光物質も使用することができる。これらの蛍光物質を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する表面実装型発光装置を製造することができる。 These fluorescent materials can use fluorescent materials having emission spectra in yellow, red, green, and blue by the excitation light of the light-emitting element, and emission spectra in yellow, blue-green, orange, etc., which are intermediate colors between them. Fluorescent materials having can also be used. By using these fluorescent materials in various combinations, surface-mounted light emitting devices having various emission colors can be manufactured.
例えば、青色に発光するGaN系化合物半導体を用いて、Y3Al5O12:Ce若しくは(Y0.8Gd0.2)3Al5O12:Ceの蛍光物質に照射し、波長変換を行う。発光素子からの光と、蛍光物質からの光との混合色により白色に発光する表面実装型発光装置を提供することができる。 For example, using a GaN-based compound semiconductor that emits blue light, a Y 3 Al 5 O 12 : Ce or (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce fluorescent material is irradiated to convert the wavelength. Do. A surface-mount light-emitting device that emits white light by a mixed color of light from a light-emitting element and light from a fluorescent material can be provided.
例えば、緑色から黄色に発光するCaSi2O2N2:Eu又はSrSi2O2N2:Euと、蛍光物質である青色に発光する(Sr,Ca)5(PO4)3Cl:Eu、赤色に発光するCa2Si5N8:Eu又はCaAlSiN3:Euと、からなる蛍光物質60を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する表面実装型発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているため、第1の蛍光物質及び第2の蛍光物質の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。 For example, CaSi 2 O 2 N 2 : Eu or SrSi 2 O 2 N 2 : Eu that emits light from green to yellow, and (Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu that emits blue light as a fluorescent material, By using a fluorescent material 60 composed of Ca 2 Si 5 N 8 : Eu or CaAlSiN 3 : Eu that emits red light, a surface-mount light-emitting device that emits white light with good color rendering can be provided. . This uses the three primary colors of red, blue, and green, so that the desired white light can be achieved simply by changing the blend ratio of the first and second fluorescent materials. Can do.
(第1被覆層20)
第1被覆層20の材料は、発光素子18の発光を透過し、耐熱性に優れた材料が好ましい。例えば、シリコーン、変成シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。さらに、樹脂以外にガラスを用いることができる。第1被覆層20中にフィラーや拡散材が分散されていても良い。また、蛍光物質を用いて白色発光装置を形成する場合には、この第1被覆層20に蛍光物質を混入すると、蛍光物質を発光素子18の近傍に偏在させることができ、視認方向による色むらを抑制できるので好ましい。
第1被覆層20の粘度は、硬化前で100〜2000mPa・sであることが好ましい。ここで「粘度」とは、円錐平板型回転粘度計を用い、常温下で測定したものを指す。また、被覆部材19は、硬化条件が80℃〜180℃、数分〜数時間の下で形状を維持できる程度の硬さになる樹脂であることが望ましい。
(First coating layer 20)
The material of the
The viscosity of the
(第2被覆層21)
第2被覆層20の材料は、発光素子18の発光を透過し、離型性の良好な材料が好ましい。例えば、エポキシなどの樹脂を用いることができる。さらに、樹脂以外にガラスを用いることができる。第1被覆層20中にフィラーや拡散材が分散されていても良い。第1被覆層20の粘度は、硬化前で100〜2000mPa・sであることが好ましい。ここで「粘度」とは、円錐平板型回転粘度計を用い、常温下で測定したものを指す。また、被覆部材19は、硬化条件が80℃〜180℃、数分〜数時間の下で形状を維持できる程度の硬さになる樹脂であることが望ましい。
本実施の形態では、第2被覆層21にシリンドリカル状のレンズを形成しているが、このレンズは、実装面に平行な方向に大きなレンズ径を有することが好ましい。これは実装面に平行な方向は、実装面に垂直な方向に比べて配光特性を制御する必要性が高いからである。
(Second coating layer 21)
The material of the
In the present embodiment, a cylindrical lens is formed on the
本発明の半導体装置は、液晶ディスプレイのバックライト等のように、極めて薄型の発光部品を必要とする装置を使用する装置に利用可能である。 The semiconductor device of the present invention can be used for a device that uses a device that requires extremely thin light-emitting components, such as a backlight of a liquid crystal display.
10、200 発光装置、 12、122 第1基板、 12t 第1基板の厚さ、 14、142 第2基板、 14t 第2基板の厚さ、 15 積層基板、 16 前面電極、18 発光素子、 19 被覆部材、 20 第1被覆層、 21 第2被覆層、 22 導通手段、 24 第1金属膜、 25 第2金属膜、 26 第3金属膜、 27 後面電極、 28 ハンダ、 29 段差、 30 実装基板、 30a 実装基板の端部、 32 実装基板の配線パターン、 33 導光板、 33a 導光板の端面、 34 スルーホール、 36 接着層、 38 導電ワイヤ、 38t 導電ワイヤの高さ、 40 導光板の切除部、 46 マスク、 50 バリ、 52 第2基板の貫通長穴、 270 後面電極の未除去部分、 272 後面電極の除去部分 10, 200 Light emitting device, 12, 122 First substrate, 12t Thickness of first substrate, 14, 142 Second substrate, 14t Thickness of second substrate, 15 Laminated substrate, 16 Front electrode, 18 Light emitting element, 19 Covering Member, 20 first covering layer, 21 second covering layer, 22 conducting means, 24 first metal film, 25 second metal film, 26 third metal film, 27 rear electrode, 28 solder, 29 step, 30 mounting substrate, 30a End portion of mounting substrate, 32 Wiring pattern of mounting substrate, 33 Light guide plate, 33a End surface of light guide plate, 34 Through hole, 36 Adhesive layer, 38 Conductive wire, 38t Height of conductive wire, 40 Cut portion of light guide plate, 46 mask, 50 burr, 52 through-hole of second substrate, 270 unremoved portion of rear electrode, 272 removed portion of rear electrode
Claims (7)
前面側に前記発光素子を載置する第1基板及び該第1基板の後面側に積層された第2基板を有する積層基板と、
前記第1基板の前面に形成され、前記発光素子と導通される前面電極と、
前記第2基板の後面から側面に延びる後面電極と、
前記前面電極と前記後面電極とを電気的に接続するための導電手段と、
前記発光素子と前記第1基板の前面とを被覆する被覆部材と、を備えた発光装置であって、
前記積層基板の積層方向における前記第1基板の厚さが、前記第2基板の厚さの2倍以上であり、
当該積層方向における前記積層基板の厚さが100μm〜1000μmであることを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
A laminated substrate having a first substrate on which the light emitting element is placed on the front surface side and a second substrate laminated on the rear surface side of the first substrate;
A front electrode formed on the front surface of the first substrate and electrically connected to the light emitting element;
A rear electrode extending from the rear surface to the side surface of the second substrate;
Conductive means for electrically connecting the front electrode and the rear electrode;
A light-emitting device comprising: the light-emitting element and a covering member that covers the front surface of the first substrate;
The thickness of the first substrate in the stacking direction of the multilayer substrate state, and are more than twice the thickness of the second substrate,
A light-emitting device, wherein the thickness of the multilayer substrate in the stacking direction is 100 μm to 1000 μm .
前記略長矩形の前記第1基板の長辺の長さが、前記第2基板の長辺の長さよりも長く、
前記積層基板の後面側の長手方向両端部に段差が形成され、
前記後面電極が、前記第2基板の後面側から段差方向の側面に延びていることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。 The front shape of the first substrate and the second substrate is a substantially long rectangle,
The length of the long side of the first substrate of the substantially long rectangle is longer than the length of the long side of the second substrate,
Steps are formed at both longitudinal ends on the rear surface side of the laminated substrate,
The light emitting device according to claim 1, wherein the rear electrode extends from a rear surface side of the second substrate to a side surface in a step direction.
前記第1基板の前面から、前記導電ワイヤの頂点までの高さが100μm〜300μmであり、
前記被覆部材が、前記発光素子及び前記導電ワイヤを覆う第1被覆層と、前記第1被覆部材の前面側を覆う第2被覆層と、を積層して形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。 The light emitting element and the front electrode are connected by a conductive wire,
The height from the front surface of the first substrate to the top of the conductive wire is 100 μm to 300 μm,
The said covering member is formed by laminating | stacking the 1st coating layer which covers the said light emitting element and the said conductive wire, and the 2nd coating layer which covers the front side of the said 1st coating member. Item 4. The light emitting device according to any one of Items 1 to 3 .
前記第2被覆層がエポキシ樹脂から成ることを特徴とする請求項4又は5に記載の発光装置。 The first coating layer is made of silicone resin;
The light emitting device according to claim 4 or 5 wherein the second coating layer is characterized by comprising an epoxy resin.
前記発光装置の前面側に発光を導光する導光板と、
前記発光装置を横向きに実装する実装基板と、を備えたバックライトであって、
前記発光装置は、前記第1基板の前記後面側の角部を基準にして、前記発光装置の前面が前記実装基板の縁部から突出するように実装され、
前記導光板は、その端面に形成された切除部に前記発光装置の前記前面を嵌め込まれ、
前記実装基板の端部と、前記導光板の端面とが離間することを特徴とするバックライト。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 6 ,
A light guide plate that guides light emission to the front side of the light emitting device;
A mounting board for mounting the light emitting device in a horizontal direction,
The light emitting device is mounted such that a front surface of the light emitting device protrudes from an edge of the mounting substrate with reference to a corner on the rear surface side of the first substrate.
The light guide plate is fitted with the front surface of the light emitting device in a cut portion formed on an end surface thereof.
The backlight characterized in that an end portion of the mounting substrate and an end surface of the light guide plate are separated from each other.
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