JP5187749B2 - 発光装置 - Google Patents

発光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5187749B2
JP5187749B2 JP2008173571A JP2008173571A JP5187749B2 JP 5187749 B2 JP5187749 B2 JP 5187749B2 JP 2008173571 A JP2008173571 A JP 2008173571A JP 2008173571 A JP2008173571 A JP 2008173571A JP 5187749 B2 JP5187749 B2 JP 5187749B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
color conversion
conversion member
led chip
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.)
Active
Application number
JP2008173571A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010016108A (ja
Inventor
啓倫 上路
良 吉松
周作 金
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.)
Hotalux Ltd
Original Assignee
NEC Lighting 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 NEC Lighting Ltd filed Critical NEC Lighting Ltd
Priority to JP2008173571A priority Critical patent/JP5187749B2/ja
Publication of JP2010016108A publication Critical patent/JP2010016108A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5187749B2 publication Critical patent/JP5187749B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Description

本発明は、LEDチップを使用したLEDデバイスのような発光装置に関する。
一般的なLEDデバイスは、図6に示すように、LEDチップ1と、LEDチップ1が実装された基板2と、基板2上でLEDチップ1の周囲を囲むように形成された光反射部材としてのリフレクタ3と、を備える。
このような構成のLEDデバイスにおいては、LEDチップ1の発光色を所望の色に変換する場合、リフレクタ3の内側に充填されてLEDチップ1を封止する封止材4の中に蛍光部材を含有する方法が採られている。
この場合、LEDチップ1から出る光が図7に示されるようなお椀形の配光をなすとき、蛍光部材に吸収される励起光の強さが均一となって、演色性の高いLEDデバイスが得られる。
図7のような配光分布は、透明体であるサファイヤ基板上に発光層を形成してなる一般的なLEDチップに多く見られる。
しかし近年、LEDチップからの光の取り出し効率を向上させるためにLEDチップ上面にテクスチャパターン等の加工を施す場合がある。この場合のLEDチップの多くは、図8に示すように直上に最も強く光が出る配光となる。
図6の構造において白色発光のLEDデバイスを製造するのには、例えば青色発光のLEDチップ1が用いられ、青色光を励起光とする蛍光部材が含有された封止材4が使用される。この例でLEDチップ1が図8の配光を示すものであると、LEDチップ1の直上方向Pでは励起光が強い為に青色が強く、斜め方向Qでは蛍光部材による発光色(黄色)が強く出てしまう。つまり、一定した演色を得ることが出来ない。
また、照明用途に使用されるハイパワーLEDデバイスは点光源である為、図8の配光を示すLEDチップを使用すると、LEDチップ直上の輝度が高く、直視すると非常に眩しく感じられた。
そこで、配光が広がるようLEDチップの上面上方に拡散板を取り付ける手法(図9)やレンズを取り付ける手法(図10)を講じて、眩しさを軽減する必要があった。
しかしその場合、LEDチップから出た光のすべてをLEDデバイスの出射光として使用することは出来ず、その結果発光効率の高いLEDチップを使用しても効率を低減させてしまっていた。
なお、LEDチップの直上方向に向かう光を側方へ反射する技術が特許文献1に開示されているが、上記のような発光色のむらや、眩しさを解消させるものではない。
特開2005-221706号公報
本発明の目的は、上記背景技術が有する課題を解消できる発光装置を提供することにある。その目的の一例は、直上方向へ出る光が最も強いLEDチップを使用しても、発光色のむらや、眩しさを低減することである。
上記課題を解決するために本発明の一態様は、基板と、該基板に実装された発光素子と前記発光素子の上方に配置された反射部材と、前記発光素子からの直接光と前記反射部材からの反射光とが入射する位置に配置され、前記発光素子の発光光と異なる色の光に変換する色変換部材と、を備えた発光装置において、
前記色変換部材が、前記発光素子の側部を囲むように筒形状に前記基板上に形成されており、前記反射部材が該筒形状の色変換部材の開口を塞ぐように配置され、かつ、該反射部材の前記発光素子に対向する側が錐体の形に形成されており、該反射部材で閉じられた前記色変換部材の内側の空間に透明な封止材が充填されており、
前記色変換部材の外径が前記基板から離れる方向に伴って小さくなるように前記色変換部材の側面が傾斜していることを特徴とする。
本発明によれば、発光装置から出射される光の色むらや、眩しさを低減することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1の(A)は本発明の第一の実施形態による発光装置の上面図、(B)は(A)のX−X’線に沿った断面図を示している。
この図に示すように、本実施形態のLEDデバイス10は、LEDチップ11と、LEDチップ11が実装された基板12と、基板12上でLEDチップ11の側部を囲むように形成された枠状の色変換部材13と、LEDチップ11の上方に配置された反射部材14と、を備える。
基板12は、ベース板15と、ベース板15に積層された絶縁層16及び17と、を含む構成である。
ベース板15の材料としては、金属やセラミック、熱変形しにくいプラスチック等が採用される。特に発光装置をハイパワーLEDデバイスとして設計する場合は点灯時に発生する自己発熱を放熱するために、AlやCu、アルミナなどの熱伝導率の比較的高い材料が好ましい。一方、絶縁層16の材料としてはガラスエポキシ基板が採用される。また、絶縁層17の材料としては、熱伝導率の比較的高く且つ絶縁性を有するAlNが採用されている。
絶縁層16はベース板15に接着されており、ベース板15の外形に合わせた形状を持ち、かつ、中央にLEDチップ11の外周より大きい矩形の窓孔16aを有する。そして、ベース板15における窓孔17aの内側の面に、絶縁層17が絶縁層16と隙間をもって配置されている。
絶縁層16及び17の、ベース板15とは反対側の面には、LEDチップ11と電気的に接続される配線パターン19が設けられている。そして絶縁層16上の配線パターン19はその両端を除いてレジストで被覆され保護されている。
絶縁層17上面にはLEDチップ11が実装されている。そして、LEDチップ11の表面電極と絶縁層16上の配線パターン19とが、さらには、LEDチップ11の裏面電極に繋がる絶縁層17上の配線パターンと絶縁層16上の配線パターン19とが、AuやAl等の導線であるボンディングワイヤ22で電気的に接続されている。
さらに、枠状の色変換部材13は、配線パターン19とボンディングワイヤ22の接続部分の外側にてLEDチップ11の側部を囲むように基板12上に形成されている。本実施形態では色変換部材13の形状は、LEDチップ11の発光中心周りに形成された中空の円柱(円筒形)である。
色変換部材13は、LEDチップ11から出射された光を、その光と異なる波長(色)に変換する部材である。例えば、青色LEDの発光を吸収して黄色系の発光に変換する蛍光体を透明樹脂に分散し、該樹脂を所望の形状に成型することにより、色変換部材13は形成される。この例では、LEDチップ11から出射された青色光の一部が色変換部材13中の蛍光体により黄色光に変換され、当該黄色光と、変換されずに色変換部材13を通過する青色光とが混合されることにより、出射光が白色光となる。
さらに、反射部材14がLEDチップ11の上方に配置され、かつ、色変換部材13の開口を塞ぐように該開口の縁に接している。反射部材14で閉じられた色変換部材13の内側の空間には、光透過性に優れた透明な封止材23が充填されている。これによってLEDチップ11及びボンディングワイヤ22が封止材23中に封じ込まれている。
封止材23としてはエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などが使用される。また、反射部材14の材料としては、白色樹脂材料や、白色塗料が塗られた反射面を有する金属材料などが使用される。
反射部材14のLEDチップ11に対向する側は逆円錐形状に形成され、その反対側は平面形状に形成されている。その反射部材の逆円錐形状の頂点は、色変換部材13の中心、並びにLEDチップ11の発光中心と一致している。色変換部材13はLEDチップ11からの直接光と反射部材14からの反射光とが入射する位置に設けられている。
このような反射部材14により、LEDチップ11から出射された光のうち最も強い直上方向への光を側方の色変換部材13に分散させることが可能となる。その結果、レンズや分散板などを使用することなく、図2のような広い配光特性を持ったLEDデバイス10が得られる。尚、図2中の矢印及びその長さは出射光の方向及びその強さを表している。
上記構成のLEDデバイス10では、LEDチップ11の直上方向への光を側方の色変換部材13に入射させることにより、LEDチップ11から出た発色光が、その光と異なる波長(色)に変換され、当該波長の光が色変換部材13から拡散光として出射される。そのため、LEDデバイスの光出射側における出射光の色むらが低減する。そのうえ、LEDチップ直上の輝度が抑えられ、眩しさが解消される。
さらに、LEDチップ11からの光は反射部材14で反射されても色変換部材13を経てから出射されるため、LEDデバイス10から出射される全光束の大きな低減が避けられる。
(その他の実施形態)
本発明は、図1に示した形状に限られない。すなわち、LEDデバイス10から出射される光の演色性が上がるよう、LEDチップ11が持っている配光特性に合わせて、色変換部材13や反射部材14の形状を変更することが好ましい。以下、その変更例を図3〜図5に示す。
図3は本発明の第二の実施形態による発光装置の縦断面図である。この図に示される形態は、円筒形の色変換部材13の高さ(基板12の一面と直角な方向の厚さ)を第一の実施形態のそれよりも大きくし、それに応じて、反射部材14の逆円錐形状の高さも大きくしたものである。
図4は本発明の第三の実施形態による発光装置の縦断面図である。この図に示される形態は、第一の実施形態のような円筒形の色変換部材13の形状をテーパー筒状に替えたものである。具体的には、円筒状の色変換部材13の外径が基板12から離れる方向に伴って小さくなるように、色変換部材13の側面が傾斜している。
図5は本発明の第四の実施形態による発光装置の上面図である。この図に示される形態は、第一の実施形態のような円筒形の色変換部材13の形状を角筒形に替え、それに応じて、反射部材14のLEDチップ11に対向する側の形状を角錐形状に替えたものである。例えば、図5のように、色変換部材13は上面から見た形が四角の筒形に形成されている。そして、反射部材14は四角錐の形に形成され、かつ、その四角錐の四つの側面の各々が色変換部材13の各側面に対向している。勿論、これ以外の形であっても本発明は構わない。
なお、以上説明した各実施形態における形を適宜組み合わせて創作される発光装置も本発明に含まれる。また、そのような発光装置を複数個使用した発光モジュールや、発光装置又は発光モジュールを具備する照明装置も本発明に含まれる。
(A)は本発明の第一の実施形態による発光装置の上面図、(B)は(A)のX−X’線に沿った縦断面図。 第一の実施形態の発光装置における配光特性を示す図。 本発明の第二の実施形態による発光装置の縦断面図。 本発明の第三の実施形態による発光装置の縦断面図。 本発明の第四の実施形態による発光装置の上面図。 一般的なLEDデバイスの縦断面図。 LEDチップの配光特性の一の例を示す側面図。 LEDチップの配光特性の他の例を示す側面図。 本発明が解決しようとする課題に対する従来手法を示す図。 本発明が解決しようとする課題に対する従来手法を示す図。
符号の説明
10 LEDデバイス
11 LEDチップ
12 基板
13 色変換部材
14 反射部材
15 ベース板
16、17 絶縁層
16a 窓孔
19 配線パターン
22 ボンディングワイヤ
23 封止材

Claims (3)

  1. 基板と、該基板に実装された発光素子と前記発光素子の上方に配置された反射部材と、前記発光素子からの直接光と前記反射部材からの反射光とが入射する位置に配置され、前記発光素子の発光光と異なる色の光に変換する色変換部材と、を備えた発光装置において、
    前記色変換部材が、前記発光素子の側部を囲むように筒形状に前記基板上に形成されており、前記反射部材が該筒形状の色変換部材の開口を塞ぐように配置され、かつ、該反射部材の前記発光素子に対向する側が錐体の形に形成されており、該反射部材で閉じられた前記色変換部材の内側の空間に透明な封止材が充填されており、
    前記色変換部材の外径が前記基板から離れる方向に伴って小さくなるように前記色変換部材の側面が傾斜していることを特徴とする発光装置。
  2. 前記錐体の頂点が、前記色変換部材の中心、並びに前記発光素子の発光中心と一致していることを特徴とする請求項に記載の発光装置。
  3. 前記筒形状の色変換部材は角筒形に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
JP2008173571A 2008-07-02 2008-07-02 発光装置 Active JP5187749B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008173571A JP5187749B2 (ja) 2008-07-02 2008-07-02 発光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008173571A JP5187749B2 (ja) 2008-07-02 2008-07-02 発光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010016108A JP2010016108A (ja) 2010-01-21
JP5187749B2 true JP5187749B2 (ja) 2013-04-24

Family

ID=41701961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008173571A Active JP5187749B2 (ja) 2008-07-02 2008-07-02 発光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5187749B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5178796B2 (ja) * 2010-09-10 2013-04-10 三菱電機株式会社 発光装置及び照明装置
JP2013115280A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Citizen Electronics Co Ltd 側面発光型発光装置
JP2013143430A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光装置及びそれを用いた照明装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196640A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Sharp Corp サイド発光型led装置及びその製造方法
JP4239564B2 (ja) * 2002-11-15 2009-03-18 豊田合成株式会社 発光ダイオードおよびledライト
JP2005221706A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Nec Corp 光源装置並びにこれを備えたプロジェクタ装置、照明装置及び液晶表示装置
JP4574248B2 (ja) * 2004-06-28 2010-11-04 京セラ株式会社 発光装置およびそれを用いた照明装置
KR100691179B1 (ko) * 2005-06-01 2007-03-09 삼성전기주식회사 측면 발광형 엘이디 패키지 및 그 제조 방법
JP2007242820A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Asahi Kasei Corp 発光デバイス及び発光デバイスモジュール
CN102418865B (zh) * 2006-07-11 2015-09-09 株式会社光波 光源模块、面发光组件以及面发光装置
JP5056064B2 (ja) * 2007-02-23 2012-10-24 パナソニック株式会社 Led装置及びそれを備えた照明装置
JP5149529B2 (ja) * 2007-03-30 2013-02-20 株式会社朝日ラバー 照明用光学部品及びそれを用いた照明器具

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010016108A (ja) 2010-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100752586B1 (ko) 발광장치 및 조명장치
US7868345B2 (en) Light emitting device mounting substrate, light emitting device housing package, light emitting apparatus, and illuminating apparatus
JP5899507B2 (ja) 発光装置及びそれを用いた照明装置
KR101297405B1 (ko) 유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자
US9420642B2 (en) Light emitting apparatus and lighting apparatus
JP4796031B2 (ja) 車両前照灯光源および車両前照灯
KR20140000297A (ko) 도광체 및 광발광 물질을 갖는 고체 상태 램프
JP2012195404A (ja) 発光装置および照明装置
TWI606616B (zh) 發光裝置封裝件
JP2011129916A (ja) 発光素子及びそれを用いたライトユニット
JP2010225791A (ja) 半導体発光装置
JP4986608B2 (ja) 発光装置および照明装置
US10403797B2 (en) Light-emitting device and illumination apparatus
JP2012248553A (ja) 発光装置及びそれを用いた照明装置
JP2018120959A (ja) 発光装置及び照明装置
JP4683013B2 (ja) 発光装置
TWM453969U (zh) 發光裝置
JP2005166733A (ja) 発光装置
KR101653395B1 (ko) 멀티 칩 엘이디 패키지
JP2008153466A (ja) 発光装置
JP5187749B2 (ja) 発光装置
JP2015133455A (ja) 発光装置、照明用光源、および照明装置
JP4417757B2 (ja) 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置
US20170175957A1 (en) Light-emitting device and illuminating apparatus
JP2013149690A (ja) 発光装置および照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120904

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130116

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160201

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5187749

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250