JP5831013B2 - LIGHT EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD AND LIGHT EMITTING DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、LED電球、スポットライト等の照明器具等に利用可能な発光装置の製造方法および発光装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a light-emitting device that can be used in lighting fixtures such as LED bulbs and spotlights, and a light-emitting device.
一般に、発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率がよく、鮮やかな色を発光することで知られている。この発光装置に係る発光素子は半導体素子であるため、球切れ等の心配が少ないだけでなく、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)、レーザーダイオード(LD:Laser Diode)等の発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。 In general, a light-emitting device using a light-emitting element is known to be small, power efficient, and emit bright colors. Since the light-emitting element according to this light-emitting device is a semiconductor element, the light-emitting element is characterized by not only less fear of ball breakage but also excellent initial drive characteristics and resistance to repeated vibration and on / off lighting. Because of such excellent characteristics, light emitting devices using light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are used as various light sources.
発光装置は、主に、発光素子と、その発光素子を配置し発光素子と電気的に接続する導電配線を有する基材と、発光素子を塵芥、水分、外力等から保護するために被覆する封止部材と、から構成されている。封止部材中に蛍光体を含有している場合、発光装置は、発光素子からの光と、蛍光体により波長変換された光との混色光を発光することができる。例えば青色発光素子とYAG(Yttrium Aluminum Garnet)等の黄色蛍光体とを組み合わせてこれらの発光を混合した白色の光を得ることができる。また、例えば、青色発光素子と黄色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせてこれらの発光を混合することで、演色性の向上した白色の光を得ることができる。 A light-emitting device mainly includes a light-emitting element, a base material having a conductive wiring in which the light-emitting element is arranged and electrically connected to the light-emitting element, and a seal that covers the light-emitting element to protect it from dust, moisture, external force, and the like. And a stop member. When the sealing member contains a phosphor, the light emitting device can emit mixed color light of light from the light emitting element and light whose wavelength is converted by the phosphor. For example, by combining a blue light emitting element and a yellow phosphor such as YAG (Yttrium Aluminum Garnet), white light in which these light emissions are mixed can be obtained. In addition, for example, white light with improved color rendering can be obtained by combining a blue light emitting element, a yellow phosphor, and a red phosphor and mixing these light emissions.
従来、複数の青色LEDが所定間隔でマトリックス状に実装され、黄色蛍光体含有の封止部材で封止してなる白色LEDにおいて、個体差によって白色LEDの光出射面に生じる色ムラを低減する方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載された方法は、予め白色LEDの色ムラを測定しておき、白色LEDの光出射面を白色光領域と黄色みがかった領域とに区分する。そして、黄色みがかった領域の封止部材の光出射面にレーザ光で凹みを形成することで、凹みを含む凹み近傍からの光の出射を阻害し、凹みを形成していない領域と同様の色合いの光で出射するように制御している。
Conventionally, in a white LED in which a plurality of blue LEDs are mounted in a matrix at predetermined intervals and sealed with a yellow phosphor-containing sealing member, color unevenness generated on the light emitting surface of the white LED due to individual differences is reduced. A method has been proposed (see Patent Document 1). In the method described in
発光素子を用いた発光装置を量産した場合、発光装置の個体差によって色調のバラツキが生じてしまう。具体的には、従来、発光装置は例えば温白色(Warm White)や白色(White)といった色温度毎に分類され、さらに各製品はXY色度図において細かく区切られたエリアにより分類されている。各エリアはそれぞれ色度ランクを示している。そして、所望の色度ランクになるように、発光素子についてその種類・サイズ・個数等を定め、蛍光体について種類・量・組み合わせ等を適宜調整した上で発光装置を大量に製造し、色調を測定して良/不良を選別し、良品を出荷している。つまり、量産した発光装置の中には、所望の色度ランクとならずに不良と判定されるものが一定の割合で含まれている。色調が不良と判定された発光装置は製品として出荷することができないので、色調歩留まりを改善する技術が要望されている。 When a light-emitting device using a light-emitting element is mass-produced, variations in color tone occur due to individual differences of the light-emitting devices. Specifically, conventionally, light emitting devices are classified by color temperature such as warm white (Warm White) or white (White), and each product is further classified by areas finely divided in the XY chromaticity diagram. Each area shows a chromaticity rank. Then, in order to achieve a desired chromaticity rank, the type, size, number, etc. of the light-emitting element are determined, and the type, amount, combination, etc. of the phosphor are appropriately adjusted, and a light-emitting device is manufactured in large quantities, and the color tone is adjusted. We measure and sort good / bad and ship good products. That is, in the light-emitting devices that are mass-produced, those that are determined as defective without being in the desired chromaticity rank are included at a certain ratio. Since a light emitting device determined to have a poor color tone cannot be shipped as a product, a technique for improving the color tone yield is desired.
特許文献1に記載の方法は白色LEDの光出射面における色ムラを低減するものであって、色調が所望の色度ランクとならずに不良と判定される発光装置に関して色調を改善するものではない。また、この方法では、黄色みがかった領域の封止部材の光出射面にレーザ光で凹みを形成するので、封止部材を樹脂で形成した場合、酸素や外気等が浸透して発光素子の寿命が低減し、信頼性が低下する虞もある。
The method described in
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、封止樹脂の形状を変えることなく色調歩留まりを改善できる発光装置の製造方法および発光装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device and a light emitting device that can improve the color yield without changing the shape of the sealing resin.
前記課題を解決するために、本発明に係る発光装置の製造方法は、少なくとも1つの発光素子と、前記発光素子を被覆し蛍光体を含有する封止樹脂と、を有する発光装置の製造方法であって、一部の蛍光体の周囲の前記封止樹脂を変色させて暗色部を形成する工程を含み、前記蛍光体を励起することにより、前記暗色部を形成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention is a method for manufacturing a light emitting device having at least one light emitting element and a sealing resin that covers the light emitting element and contains a phosphor. there are, by discoloring the sealing resin around a portion of the phosphor viewed including the steps of forming a dark portion, by exciting the phosphor, and forming the dark portion.
このように一部の蛍光体の周囲に暗色部を形成することで、光の波長を変換する機能が低減される。つまり、発光素子からの光と、蛍光体により波長変換された光との混色光のうち、蛍光体により波長変換された光の割合が減少する。したがって、暗色部を形成した後に、発光装置の色度が発光素子の発光する色の側にシフトする。そのため、発光装置の色調を所望の色度ランクの色調に補正することができる。 In this way, the dark color portion is formed around some of the phosphors, thereby reducing the function of converting the wavelength of light. That is, the ratio of the light whose wavelength is converted by the phosphor is reduced in the mixed color light of the light from the light emitting element and the light whose wavelength is converted by the phosphor. Therefore, after the dark color portion is formed, the chromaticity of the light emitting device is shifted to the color emitted from the light emitting element. Therefore, the color tone of the light emitting device can be corrected to a color tone having a desired chromaticity rank.
また、このように蛍光体を励起すると、蛍光体の励起光が周囲の樹脂を変質させ、その結果として暗色部が形成される。ここで、樹脂の変質には、例えば酸化や炭化等を含む。 Further, when the phosphor is excited as this, the excitation light of the phosphor is deteriorated around the resin, a dark portion is formed as a result. Here, the alteration of the resin includes, for example, oxidation and carbonization.
また、本発明に係る発光装置の製造方法は、レーザ光により前記蛍光体を励起することが好ましい。ここで、封止樹脂を透過するレーザ光の集光位置を封止樹脂の内部に設定すれば、発光装置にレーザ光を照射しても封止樹脂の表面に凹みが形成されないので、信頼性を低下させることはない。 Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on this invention excites the said fluorescent substance with a laser beam. Here, if the condensing position of the laser light that passes through the sealing resin is set inside the sealing resin, a recess is not formed on the surface of the sealing resin even when the light emitting device is irradiated with the laser light. Will not be reduced.
また、本発明に係る発光装置の製造方法は、平面視における当該発光素子の周辺部に前記暗色部を形成することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on this invention forms the said dark color part in the peripheral part of the said light emitting element in planar view.
このようにすることで、封止樹脂の中で発光素子の上方に分散している一部の蛍光体の周囲には暗色部が形成されることがない。このように、発光強度が最大となる発光素子の上方を避けて暗色部を形成することで、レーザ光照射後に、発光素子の上方において、光取り出し効率を低下させることがないため、発光装置の光出力の低下を抑制でき、所望の明るさを維持することができる。また、発光素子はレーザ光を吸収し易く、発光素子の上方にレーザ光を照射すると他の部分にレーザ照射した場合よりも変色の範囲や密度が増大することがあり変色度合いの制御が困難となるが、本発明によればこのような事態を未然に防止することができる。さらに、発光素子の周辺部に照射するので、封止樹脂内の発光素子の深さにまでレーザ光が到達したとしても、発光素子の損傷を防止することができる。 By doing in this way, a dark color part is not formed in the circumference | surroundings of the one part fluorescent substance currently disperse | distributed above the light emitting element in sealing resin. In this way, by forming the dark color portion by avoiding the area above the light emitting element where the light emission intensity becomes maximum, the light extraction efficiency is not lowered above the light emitting element after the laser light irradiation. A decrease in light output can be suppressed, and a desired brightness can be maintained. In addition, the light emitting element easily absorbs laser light, and irradiating laser light above the light emitting element may increase the range and density of discoloration compared to the case where other parts are irradiated with laser, and it is difficult to control the degree of discoloration. However, according to the present invention, such a situation can be prevented in advance. Further, since the peripheral portion of the light emitting element is irradiated, damage to the light emitting element can be prevented even if the laser light reaches the depth of the light emitting element in the sealing resin.
一般に、発光装置が、パッケージの凹部の底面に発光素子を搭載して封止樹脂により封止して構成したタイプのものである場合、光照射面において中心付近の光に比べて周辺の光が黄色っぽくなるイエローリングが生じることが知られている。具体的には、発光装置が、例えば青色発光素子とYAG蛍光体による白色LEDの場合、発光素子の上面方向と斜め方向や側面方向とで蛍光体の量に差が生じると、青色光の波長変換の程度にも差が生じる。凹部の底面に発光素子を搭載するタイプの場合、発光素子から凹部側壁までの距離が、発光素子から凹部開口までの距離よりも大きくなり易く、つまり、発光素子の斜め方向や側面方向における蛍光体の量が発光素子の上面方向における蛍光体の量よりも大となり易い。このため、光照射面において中心付近が青く外周部が黄色いイエローリングが発生する。 In general, when the light emitting device is of a type in which a light emitting element is mounted on the bottom surface of the concave portion of the package and sealed with a sealing resin, peripheral light is compared with light near the center on the light irradiation surface. It is known that a yellow ring that becomes yellowish is produced. Specifically, in the case where the light emitting device is, for example, a white LED using a blue light emitting element and a YAG phosphor, if the amount of the phosphor is different between the upper surface direction and the oblique direction or the side surface direction of the light emitting element, the wavelength of the blue light is increased. There is also a difference in the degree of conversion. In the case of a type in which the light emitting element is mounted on the bottom surface of the recess, the distance from the light emitting element to the recess side wall tends to be larger than the distance from the light emitting element to the recess opening, that is, the phosphor in the oblique direction or side surface direction of the light emitting element Is likely to be larger than the amount of the phosphor in the upper surface direction of the light emitting element. For this reason, a yellow ring in which the vicinity of the center is blue and the outer peripheral portion is yellow on the light irradiation surface is generated.
そこで、本発明に係る発光装置の製造方法は、前記発光装置が、前記発光素子が底面に載置された凹部を有するパッケージを備え、前記発光素子を取り囲む領域に前記暗色部を形成することが好ましい。このようにすることで、凹部において発光素子を取り囲む例えば略ドーナツ状の領域に配置された蛍光体の周囲に暗色部が形成されるので、光の波長を変換する機能を低減される。したがって、光照射面においてイエローリングの光を減少させることが可能となる。 Therefore, in the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, the light emitting device includes a package having a recess in which the light emitting element is placed on a bottom surface, and the dark color portion is formed in a region surrounding the light emitting element. preferable. By doing so, a dark color portion is formed around the phosphor disposed in, for example, a substantially donut-shaped region surrounding the light emitting element in the concave portion, so that the function of converting the wavelength of light is reduced. Therefore, it is possible to reduce the yellow ring light on the light irradiation surface.
また、本発明に係る発光装置の製造方法は、前記発光装置が、前記封止樹脂により封止された少なくとも1つのワイヤを有し、平面視における前記ワイヤの頂部を除いた領域に前記暗色部を形成することが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, the light emitting device has at least one wire sealed with the sealing resin, and the dark color portion is formed in a region excluding a top portion of the wire in a plan view. Is preferably formed.
このようにすることで、ワイヤにおいて封止樹脂の光出射面に最も近い部位、すなわち、ワイヤ頂部付近に分散している一部の蛍光体の周囲には暗色部が形成されることがない。暗色部が形成するために封止樹脂の内部にレーザ光を照射する場合、ワイヤ近傍にレーザ光を照射してしまうと、他の部分に照射した場合と比べて変色の範囲や密度が増大してしまう傾向があり、変色度合いの制御が困難となる。これは、ワイヤがレーザ光を吸収し易いためと考えられる。そこでレーザ光照射位置をワイヤから離間することで、このような事態を未然に防止することができる。そして、レーザ光照射位置をワイヤから離間するには、ワイヤ頂部を避けることが効果的である。その理由は、ワイヤ頂部と発光素子上方のワイヤ部分を避ければ、それ以外のワイヤ部分は、リード電極に近い底面側の位置にあるからである。このため、蛍光体を励起する目的で封止樹脂の内部でリード電極よりも上方の位置を狙ってレーザ光を集光させる場合、リード電極に近い底面側に位置するワイヤ部分にはレーザ光は照射されにくくなる。 By doing in this way, a dark color part is not formed in the circumference | surroundings of the part nearest to the light-projection surface of sealing resin in a wire, ie, the one part fluorescent substance disperse | distributed to wire top vicinity. When irradiating the inside of the sealing resin with laser light to form a dark color part, if the laser light is irradiated in the vicinity of the wire, the range and density of discoloration increase compared to the case of irradiating other parts. It is difficult to control the degree of discoloration. This is considered because the wire easily absorbs laser light. Therefore, by separating the laser beam irradiation position from the wire, such a situation can be prevented in advance. In order to separate the laser beam irradiation position from the wire, it is effective to avoid the top of the wire. The reason is that if the wire top portion and the wire portion above the light emitting element are avoided, the other wire portions are located on the bottom surface side close to the lead electrode. For this reason, when the laser beam is focused inside the sealing resin to aim at a position above the lead electrode for the purpose of exciting the phosphor, the laser beam is not applied to the wire portion located on the bottom side near the lead electrode. It becomes difficult to be irradiated.
また、例えば横方向に発光するサイドビュータイプと呼ばれる、凹部の開口の形状がスリット状の薄い矩形である小型発光装置のように、凹部の底面に発光素子搭載領域を取り囲むような充分な領域が存在しない場合であっても、ワイヤ頂部付近を避けて封止樹脂にレーザ光を照射することで、発光装置の色調を補正することが可能である。 In addition, there is a sufficient area surrounding the light emitting element mounting area on the bottom surface of the recess, such as a small light emitting device called a side view type that emits light in the lateral direction, and the shape of the opening of the recess is a thin rectangular slit. Even if it does not exist, it is possible to correct the color tone of the light emitting device by irradiating the sealing resin with laser light while avoiding the vicinity of the top of the wire.
また、本発明に係る発光装置の製造方法は、前記発光装置のxy色度値におけるxまたはyの値の少なくとも一方が減少し且つ当該減少値が0.001以上0.004以下となるように前記暗色部を形成することが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, at least one of the x and y values in the xy chromaticity value of the light emitting device is decreased and the decreased value is 0.001 or more and 0.004 or less. Preferably, the dark color portion is formed.
このように、xy色度値におけるxまたはyの値の少なくとも一方の減少値を0.001以上とすることで、色調を確実に補正することができる。また、xy色度値におけるxまたはyの値の少なくとも一方の減少値を0.004以下とすることで、封止樹脂の変色を目立たせなくして外観を良好に保つことができると共に、光出力の低減を抑制することができる。 As described above, by setting the decrease value of at least one of the x and y values in the xy chromaticity value to be 0.001 or more, the color tone can be reliably corrected. In addition, by setting the decrease value of at least one of x and y in the xy chromaticity value to 0.004 or less, the discoloration of the sealing resin can be made inconspicuous, and the appearance can be kept good, and the light output Can be suppressed.
また、本発明に係る発光装置は、少なくとも1つの発光素子と、前記発光素子を被覆し蛍光体を含有する封止樹脂と、を有する発光装置であって、前記封止樹脂が、一部の蛍光体の周囲に暗色部を備え、前記暗色部は酸化した前記封止樹脂または炭化した前記封止樹脂であることを特徴とする。 The light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device that includes at least one light-emitting element and a sealing resin that covers the light-emitting element and contains a phosphor. includes a dark portion around the phosphor, the dark part you characterized in that said sealing resin the Futomeju butter or carbonized and oxidized.
このような構成によれば、発光装置は、封止樹脂において、周囲に暗色部を備えた蛍光体を除く一部の蛍光体により波長変換された光と、発光素子からの光との混色光を発光することで、暗色部を備えずに同じ蛍光体を同量含む量産された他の発光装置からの発光と同様の色調ランクの光を発光することができる。 According to such a configuration, the light emitting device is a mixed color light of the light converted from the wavelength of the fluorescent material except for the fluorescent material provided with a dark color portion in the sealing resin and the light from the light emitting element. By emitting the light, it is possible to emit light having the same tone rank as the light emitted from other light-emitting devices that are mass-produced to include the same amount of the same phosphor without the dark color portion.
また、本発明に係る発光装置は、前記暗色部が、平面視における当該発光素子の周辺部に配置されることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, it is preferable that the dark color portion is disposed in a peripheral portion of the light emitting element in a plan view.
また、本発明に係る発光装置は、パッケージに設けられた凹部の底面に搭載された前記発光素子が前記封止樹脂により封止されて構成された発光装置である場合、前記暗色部が、前記発光素子を取り囲む領域に配置されることが好ましい。 Further, in the light emitting device according to the present invention, when the light emitting element mounted on the bottom surface of the concave portion provided in the package is sealed with the sealing resin, the dark color portion is It is preferable to arrange in a region surrounding the light emitting element.
本発明に係る発光装置の製造方法によれば、封止樹脂の形状を変えることなく色調歩留まりを改善することができる。また、信頼性が高い発光装置を製造することができる。また、一度製造した発光装置の色調を補正することができる。
本発明に係る発光装置によれば、信頼性を損なうことなく色調歩留まりを改善することができる。
According to the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, it is possible to improve the color tone yield without changing the shape of the sealing resin. In addition, a highly reliable light-emitting device can be manufactured. Moreover, the color tone of the light emitting device manufactured once can be corrected.
According to the light emitting device of the present invention, the color tone yield can be improved without impairing the reliability.
以下、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法および発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材のサイズや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。 Hereinafter, a method for manufacturing a light emitting device and a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, in the following description, the same name and reference sign indicate the same or the same members in principle, and the detailed description will be omitted as appropriate.
本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光装置の封止樹脂に含有されている一部の蛍光体の周囲の封止樹脂を変色させて暗色部を形成する工程を含む。例えば蛍光体を励起することにより、当該蛍光体の周囲の封止樹脂を変色させることができる。また、例えば封止樹脂を透過するレーザ光を封止樹脂の内部に照射することにより蛍光体を励起することができる。そのため、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、暗色部を形成する工程として、レーザ光を照射する工程を含むこととした。レーザ光照射工程の対象となる発光装置は、色調が不良と判定された発光装置である。前提として、予め発光装置を所望の色度ランクになるように大量に製造し、色調を測定して選別する。そして、選別の結果、所望の色度ランクとならなかった発光装置が不良と判定される。本発明に係る発光装置の製造方法は、色調が不良と判定された発光装置を予め取得しておくことが好ましい。なお、所望の色度ランクとなって良品と判定されて製品として出荷できるものは、レーザ光照射工程の対象とする必要はない。 The method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a step of forming a dark color portion by changing the color of the sealing resin around a part of the phosphors contained in the sealing resin of the light emitting device. For example, by exciting the phosphor, the color of the sealing resin around the phosphor can be changed. Further, for example, the phosphor can be excited by irradiating the inside of the sealing resin with laser light that passes through the sealing resin. Therefore, the manufacturing method of the light emitting device according to the embodiment of the present invention includes a step of irradiating a laser beam as a step of forming the dark color portion. The light emitting device that is the target of the laser light irradiation process is a light emitting device that has been determined to have poor color tone. As a premise, a large number of light emitting devices are manufactured in advance so as to obtain a desired chromaticity rank, and the color tone is measured and selected. As a result of the selection, a light emitting device that does not have a desired chromaticity rank is determined to be defective. In the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, it is preferable to obtain in advance a light emitting device whose color tone is determined to be poor. In addition, what is determined to be a non-defective product with a desired chromaticity rank need not be a target of the laser light irradiation process.
以下では、取り扱う発光装置として、2つの異なる形態の表面実装型発光装置を例にとり順次説明することとする。まず第1形態の発光装置について、発光装置の構成の概要、発光装置の各構成の詳細、発光装置の製造方法の概要、レーザ光照射工程について説明し、次いで第2形態の発光装置について同様な順序で説明する。 Hereinafter, two different types of surface-mounted light-emitting devices will be described as examples of the light-emitting device to be handled. First, regarding the light emitting device of the first embodiment, the outline of the configuration of the light emitting device, the details of each configuration of the light emitting device, the overview of the manufacturing method of the light emitting device, the laser light irradiation process will be described, and then the same applies to the light emitting device of the second embodiment Explain in order.
(第1形態の発光装置)
[発光装置の構成の概要]
第1形態の発光装置は、図1に示すトップビュータイプと呼ばれる発光装置1である。発光装置1は、発光面が当該発光装置1の実装面とは反対側に設けられ、発光装置1の実装面に対してほぼ垂直な方向に光を照射可能な発光装置である。なお、説明の便宜上、図1(a)は凹部40aの内側を透過させた状態で図示している。
(Light-emitting device of 1st form)
[Outline of configuration of light emitting device]
The light emitting device of the first form is the light emitting
発光装置1は、例えば、LED電球、スポットライト等の照明器具等に利用される装置である。発光装置1は、図1に示すように、発光素子10と、リードフレーム20,30と、基材40と、封止樹脂50とを主に備える。
The
発光装置1において、発光素子10が載置されている側を主面側と呼び、その反対側を裏面側と呼ぶ。主面側は発光装置1の発光面側であり、裏面側は発光装置1の実装面側である。リードフレーム20,30は、発光素子10と電気的に接続されている。基材40は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から構成されている。基材40とリードフレーム20,30とは一体成形されてパッケージを構成している。このパッケージには、発光素子10を収容するための凹部40aが形成されている。凹部40aの内側の側壁40bは、基材40により構成され、傾斜面を形成している。凹部40aの底面部40cには、リードフレーム20,30の一面が露出しており、凹部40aの底面部40cにおいてリードフレーム20とリードフレーム30との間に基材40の一部が絶縁部41として配置されている。封止樹脂50は、所定割合で蛍光体70を含有し、基材40の凹部40aに収容された発光素子10を被覆している。なお、図1(b)では、蛍光体70を誇張して表示している。
In the
発光装置1は、3個の発光素子10を備えている。なお、発光素子10の個数は特に限定されず、少なくとも1つあればよい。発光素子10は、図1(b)に示すように、正負一対のn電極(カソード)13およびp電極(アノード)14を有している。n電極13およびp電極14は、同一面(上面)に形成されている。なお、基材40の上面の4隅の形状は非対称になっており、直線形状に加工された側がカソードの側を示すカソードマーク80となっている。リードフレーム30上には保護素子12が設けられている。保護素子12は、発光素子10を過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護するものである。
The
[発光装置の各構成の詳細]
次に、発光装置1の各構成の詳細について説明する。
[Details of each configuration of light emitting device]
Next, the detail of each structure of the light-emitting
<発光素子>
発光素子10は、電圧を印加することで自発光する半導体素子である。発光素子10は、図1に示すように、基材40の凹部40aに複数配置されている。発光素子10は、主発光面を上向きにして、接合部材11によって凹部40aの底面部40cのリードフレーム20に接合されている。接合方法としては、例えば接合部材として樹脂や半田ペーストを用いる接合方法を用いることができる。
<Light emitting element>
The
発光素子10としては、具体的には発光ダイオードを用いるのが好ましく、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430nm〜490nmの光)、緑色(波長490nm〜570nmの光)の発光素子10としては、窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等を用いることができる。また、赤色(波長620nm〜750nmの光)の発光素子10としては、GaAlAs、AlInGaP等を用いることができる。
Specifically, it is preferable to use a light-emitting diode as the light-emitting
本実施形態においては、後記するように封止樹脂50に蛍光体70を導入するため、それらの蛍光体を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いることが好ましい。例えば、青色の発光素子10と黄色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせてこれらの発光を混合することで、演色性の向上した白色の光を得ることができる。ただし、発光素子10の成分組成や発光色、サイズ等は上記に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
In this embodiment, since the
<保護素子>
保護素子12は、具体的には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(Zener Diode)である。保護素子12は、図示は省略したが、前記した発光素子10と同様にp電極とn電極とを有する半導体素子であり、発光素子10のp電極とn電極に対して逆並列となるように、ワイヤ60によってリードフレーム(−極)20と電気的に接続される。
<Protective element>
Specifically, the
<リードフレーム>
リードフレーム(−極)20およびリードフレーム(+極)30は、一対の正負の電極である。リードフレーム20,30は、発光素子10と図示しない外部電極とを接続するものであり、例えば、鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体の金属部材で構成されている。リードフレーム20,30は、図1に示すように、上面(以下、主面という)の一部と裏面とが基材40から露出している。リードフレーム20,30の主面は平滑に形成されている。
<Lead frame>
The lead frame (−pole) 20 and the lead frame (+ pole) 30 are a pair of positive and negative electrodes. The lead frames 20 and 30 connect the
リードフレーム20は、基材40から露出している部分として、第1インナーリード部20aと、第1アウターリード部20bとを有している。第1インナーリード部20aは、ワイヤ60を介して、発光素子10のn電極13と電気的に接続されている。第1アウターリード部20bは、図示しない外部電極(負極)と電気的に接続されるものである。
The
リードフレーム30は、基材40から露出している部分として、第2インナーリード部30aと、第2アウターリード部30bとを有している。第2インナーリード部30aは、ワイヤ60を介して発光素子10のp電極14と電気的に接続されている。この第2インナーリード部30aには、図1(a)に示すように、発光素子10を保護するために保護素子12が載置されている。第2アウターリード部30bは、外部電極(正極)と電気的に接続されるものである。この第2アウターリード部30bと、第1アウターリード部20bとは、裏面が実質的に同一な平面を形成している。
The
<基材>
基材40の材料としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子10から放出される光や外光等が透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、セラミックス(Al2O3、AlN等)、あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン(bismaleimide triazine resin)、ポリフタルアミド(PPA)等の樹脂が挙げられる。
また、金属板の表面に絶縁層を設けた部材を基材40の材料として用いることもできる。
<Base material>
As a material of the
Moreover, the member which provided the insulating layer on the surface of the metal plate can also be used as a material of the
<封止樹脂>
封止樹脂50は、基材40の凹部40aに収容された発光素子10を被覆するものであり、所定割合で蛍光体70を含有する。この封止樹脂50は、発光素子10を、外力や埃、水分などから保護すると共に、発光素子10の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものとするために設けられている。
<Sealing resin>
The sealing
封止樹脂50の材料としては、レーザ光照射工程にて使用するレーザ波長のレーザ光が透過可能なものを用いる。つまり、レーザ光が封止樹脂50を透過して、含有されている蛍光体70に届くことが必要である。また、封止樹脂50の材料としては、発光素子10からの光を透過可能な透光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を挙げることができる。また、このような材料に加えて、所望に応じて着色剤、光拡散剤、フィラー等を含有させることもできる。
As the material of the sealing
なお、封止樹脂50は、単一の部材で形成することもできるし、あるいは、2層以上の複数の層として形成することもできる。また、封止樹脂50の充填量は、凹部40aに配置される発光素子10、ワイヤ60等が被覆される量であればよい。また、封止樹脂50にレンズ機能をもたせる場合は、封止樹脂50の表面を盛り上がらせて砲弾型形状や凸レンズ形状としてもよい。
The sealing
<ワイヤ>
ワイヤ60は、発光素子10や保護素子12等の電子部品と、リードフレーム20,30等を電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤ60の材料としては、Au、Cu(銅)、Pt(白金)、Al(アルミニウム)等の金属、および、それらの合金を用いたものが挙げられるが、特に、熱伝導率等に優れたAuを用いるのが好ましい。なお、ワイヤ60の径は特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
<Wire>
The
<蛍光体>
蛍光体70(蛍光体粒子)は、封止樹脂50中に含有させる波長変換部材である。蛍光体70は、発光素子10からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する。蛍光体70としては、発光素子10からの光をより長波長に変換させるものが好ましい。また、蛍光体70は1種の蛍光体(蛍光物質)を用いてもよいし、2種以上の蛍光体(蛍光物質)が混合されたものを用いてもよい。また、蛍光体70は、その濃度を発光素子10側で高く、光取り出し側で低くすることが好ましい。このような蛍光体70の分布は、例えば封止樹脂50の硬化前に蛍光体70を沈降させることによって形成できる。これによって、所望の色調の発光を確保しながら、光取り出し側の蛍光体70の密度を低くできるので、レーザ光照射によって形成される暗色部(暗色部71:図4(c)参照)の密度を低くでき、発光装置1の外観上好ましい。さらに、封止樹脂50の表面近傍において蛍光体70が低密度で分布していることで、レーザ光が封止樹脂50の内部まで到達し易く、深さ方向においても暗色部71を低密度で分布させることができる。また、蛍光体70を沈降させて形成することで、発光装置間における蛍光体70の分布状態を制御し易い。このため、同程度のレーザ光を照射することで同程度に暗色部71を形成でき、良好な再現度で色調を補正することができる。
<Phosphor>
The phosphor 70 (phosphor particles) is a wavelength conversion member that is contained in the sealing
蛍光体70の材料としては、例えば、イットリウム、アルミニウムおよびガーネットを混合したYAG系蛍光体(黄色蛍光物質)を用いることができる。なお、他の蛍光体として、Eu,Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される、酸窒化物系蛍光体を用いることもできる。また、蛍光体70の材料としては、例えば、Eu,Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される、窒化物系蛍光体を用いることができる。このうち、ユーロピウムドープの赤色蛍光物質として、例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu(以下、SCASNと表記する)、CaAlSiN3:EuのようなCASN系蛍光体、SrAlSiN3:Euを用いることができる。
As a material of the
[発光装置の製造方法の概要]
図1に示す発光装置1の製造方法は、図2に示すように、例えば、第1工程〜第8工程を主な工程として含むことができる。
第1工程は、パッケージの凹部40aの底面部40cに発光素子10を固着する工程である(S1:ダイボンディング工程)。
第2工程は、インナーリード部20a,30aと、発光素子10のn電極13およびp電極14とをワイヤ60でそれぞれ接続する工程である(S2:ワイヤボンディング工程)。
第3工程は、保護素子12をインナーリード部30aに接合すると共にワイヤ60でインナーリード部20aに接続する工程である(S3:保護素子接合工程)。
第4工程は、蛍光体70を含有する封止樹脂50によって、パッケージの凹部40aに搭載された発光素子10を封止する工程である(S4:封止工程)。
第5工程は、発光装置1の性能を検査する工程である(S5:検査工程)。
第6工程は、発光装置1が所定の色度ランクの色調か否かを判定する工程である(S6:選別工程)。所定の色度ランクの色調であると判定された場合(S6:Yes)、製品として出荷可能となる。
第7工程は、所定の色度ランクの色調ではないと判定された場合(S6:No)、当該発光装置1の封止樹脂50に含有されている一部の蛍光体70の周囲の封止樹脂を変色させて暗色部を形成するためにレーザ光を照射する工程である(S7:レーザ光照射工程)。
第8工程は、レーザ光を照射した発光装置1の性能を再検査する工程である(S8:再検査工程)。再検査で所定の色度ランクの色調であると判定された場合、製品として出荷可能となる。
[Outline of Manufacturing Method of Light-Emitting Device]
The method for manufacturing the
The first step is a step of fixing the
The second step is a step of connecting the
The third step is a step of connecting the
The fourth step is a step of sealing the
The fifth step is a step of inspecting the performance of the light emitting device 1 (S5: inspection step).
The sixth step is a step of determining whether or not the light emitting
In the seventh step, when it is determined that the color tone does not have a predetermined chromaticity rank (S6: No), sealing around a part of the
The eighth step is a step of reinspecting the performance of the
さらに、パッケージを作製する作製工程、パッケージをめっきするめっき工程、パッケージを加熱する加熱工程、を含むことができる。また、前記各工程の間あるいは前後に、前記した工程以外の工程を含めてもよい。例えば、基材を洗浄する基材洗浄工程や、ごみ等の不要物を除去する不要物除去工程や、発光素子や保護素子の載置位置を調整する載置位置調整工程等、他の工程を含めてもよい。発光装置1の製造方法において、レーザ照射工程(S7)以外は、公知の製造方法を適用することが可能である。また、全工程を複数の製造事業者で分担して発光装置1を製造してもよいことは勿論である。
Furthermore, a manufacturing process for manufacturing the package, a plating process for plating the package, and a heating process for heating the package can be included. Moreover, you may include processes other than the above-described process between or before and after each process. For example, other processes such as a substrate cleaning process for cleaning the substrate, an unnecessary object removing process for removing unnecessary substances such as dust, a mounting position adjusting process for adjusting the mounting position of the light emitting element and the protective element, etc. May be included. In the manufacturing method of the light-emitting
[レーザ光照射工程]
次に、図2に示すレーザ光照射工程(S7)について図1〜図5を適宜参照して詳細に説明する。レーザ光照射工程(S7)は、発光装置1の封止樹脂50の内部にレーザ光を照射する工程である。このときのレーザ光の集光位置は、封止樹脂50の表面ではなく封止樹脂50の内部に設定する。封止樹脂50の内部にレーザ光が到達すると、封止樹脂50に含有されている複数の蛍光体のうち一部の蛍光体がレーザ光により励起されることで、周囲の封止樹脂50を変質させ、変色させて当該蛍光体70の周囲に暗色部を形成することができる。ここで、樹脂の変質には、例えば酸化や炭化等を含む。これにより、封止樹脂50に含有されている一部の蛍光体70は、光の波長を変換する機能を低減される。したがって、発光素子10が例えば青色発光素子であれば、ブルーの方向へ色度をシフトすることができる。
[Laser beam irradiation process]
Next, the laser beam irradiation step (S7) shown in FIG. 2 will be described in detail with reference to FIGS. The laser light irradiation step (S7) is a step of irradiating the inside of the sealing
<レーザ光照射領域>
レーザ光照射領域は、発光装置1の封止樹脂50の内部にレーザ光を到達させて蛍光体70に吸収させることができれば、特に限定されない。発光装置1のパッケージの損傷を防ぐため、図1(a)において、凹部40aの内側、好ましくは凹部40aの底面部40cの内側に照射するのがよい。また、例えば、図3の仮想線102よりも内側が好ましい。本実施形態では、図3に示すように、発光装置1の発光素子10の光取り出し側である上方を避けて当該発光素子10の周辺部に配置された封止樹脂50にレーザ光を照射することとした。図3(a)の仮想線101よりも内側にはレーザ光を照射しないことを示している。これにより、発光素子10の損傷を防止することができる。なお、図3(a)では、凹部40aの内側の一部を透過させた状態で図示している。また、図3(b)は図3(a)のA−A線矢視における断面図である。
<Laser irradiation area>
The laser light irradiation region is not particularly limited as long as the laser light can reach the inside of the sealing
また、図3に示す例では、発光素子10を取り囲む領域であってパッケージに設けられた凹部40aの周縁の内側領域に配置された封止樹脂50に発光素子10の上方を避けてレーザ光を照射することとした。つまり、図3(a)において、仮想線101と仮想線102とで囲まれた領域がレーザ光照射領域を示している。これにより、パッケージの壁となる部分の焼損を防止することができる。
In the example shown in FIG. 3, laser light is emitted from the sealing
また、図3に示す例では、仮想線101と仮想線102とで囲まれた領域を円環領域とした。これにより、イエローリングの光を減少させることができる。イエローリングを解消するために、発光面において蛍光体70による変換光の強度が大となる領域を予め測定により特定しておき、この特定した領域をレーザ光照射領域として暗色部を配置させることが好ましい。この場合、例えば、発光素子10を囲むドーナツ状の領域に、暗色部を分散させる。なお、真円とはならない環状のイエローリングであっても同様に光を減少させることができる。
In the example illustrated in FIG. 3, the region surrounded by the
また、図3(b)に示すように、ワイヤ60において封止樹脂50の光出射面に最も近い部位(頂部)61を除いた領域に配置された封止樹脂50にレーザ光を照射することとした。ワイヤ近傍にレーザ光を照射するとワイヤがレーザ光を吸収し易いため加熱されて周囲の封止樹脂を変質させるが、ワイヤ頂部61付近においては、このような事態を未然に防止することができる。ワイヤ頂部61以外のワイヤ部分は、リードフレーム20,30に近い位置にあるため、封止樹脂50の内部でリードフレーム20,30よりも上方の位置を狙ってレーザ光を集光させる場合、ワイヤ頂部61以外のワイヤ部分にはレーザ光は照射されにくくなる。仮に、ワイヤ頂部61よりも下側のワイヤにレーザ光が当たったとしても、封止樹脂の変質が発生する位置が比較的低いので、光の吸収による出力低減を抑制することが可能である。
Further, as shown in FIG. 3B, the laser beam is irradiated to the sealing
封止樹脂50にレーザ光を照射したときの発光装置1の断面図を図4(a)に示す。仮想線101,102は、図3に示したものと同様のレーザ光照射領域を示す仮想線である。封止樹脂50の厚みを2Dとすると、不図示のレーザ光源の対物レンズ103の焦点は、発光装置1の光出射面から深さDの位置に合わせて設定されることが好ましい。レーザ光は、封止樹脂50に含有される一部の蛍光体70に照射される。
FIG. 4A shows a cross-sectional view of the
レーザ光照射前の発光装置1の断面図を図4(b)に示し、レーザ光照射後の発光装置1の断面図を図4(c)に示す。図4(c)に示すように、封止樹脂50のレーザ光照射領域に分散している蛍光体70のうち、レーザ光の集光位置近辺に分散している一部の蛍光体の周囲に暗色部71が形成されている。また、図4(c)に示すように、封止樹脂50のレーザ光照射領域であって、レーザ光の集光位置よりも下側の領域には、波長変換機能が低減していない蛍光体70も存在している。
A cross-sectional view of the light-emitting
<レーザ光の波長>
レーザ光照射工程にて使用するレーザ光の波長は、封止樹脂50の材料に応じて当該封止樹脂50を透過するレーザ波長であって、そのレーザ光によって蛍光体70を励起することのできるようなレーザ波長を選択する。
封止樹脂50の材料として例えばシリコーン樹脂を用いた場合、1064nmの赤外レーザは封止樹脂50の表面を焼いてしまうので、赤外レーザ波長を使用することはできないが、例えば532nmの緑色レーザでは封止樹脂50を透過するので使用することができる。
<Wavelength of laser beam>
The wavelength of the laser light used in the laser light irradiation step is a laser wavelength that passes through the sealing
When, for example, a silicone resin is used as the material of the sealing
蛍光体70が吸収するレーザ波長の光を調べる予備実験を行った。発光装置1において、蛍光体の種類を変えたサンプルを作製し、同じ条件でレーザ光を照射し、レーザ光照射前後の色調を比較することで、発光色のシフト量を調査した。
A preliminary experiment was conducted to examine the light of the laser wavelength absorbed by the
レーザ使用条件は、次の(A1)〜(A6)とした。
(A1)レーザ光源:レーザマーカ装置
(A2)レーザ波長:532nm
(A3)レーザパワー:2.6%
(A4)スキャンスピード:100mm/s
(A5)レーザ周波数:10kHz
(A6)レーザ光の焦点位置:封止樹脂厚みの半分程度の位置
発光装置1の構成条件は、次の(B1)〜(B3)とした。
(B1)封止樹脂の材料:シリコーン樹脂
(B2)発光素子の種類:青色発光素子
(B3)蛍光体の種類:SCASN、YAG(1)、YAG(2)、YAG(3)、クロロシリケート。ここで、YAG(1)、YAG(2)、YAG(3)の違いは、発光色とそれに伴う組成であり、(1)〜(3)は、発光色の短波長側(緑色寄り)からの順位を意味する。
The laser usage conditions were the following (A1) to (A6).
(A1) Laser light source: Laser marker device (A2) Laser wavelength: 532 nm
(A3) Laser power: 2.6%
(A4) Scan speed: 100 mm / s
(A5) Laser frequency: 10 kHz
(A6) Focus position of laser beam: position about half the sealing resin thickness The constituent conditions of the
(B1) Sealing resin material: Silicone resin (B2) Light emitting element type: Blue light emitting element (B3) Phosphor type: SCASN, YAG (1), YAG (2), YAG (3), chlorosilicate. Here, the difference between YAG (1), YAG (2), and YAG (3) is the emission color and the accompanying composition, and (1) to (3) are from the short wavelength side (green side) of the emission color. Means ranking.
用いた各蛍光体についての励起スペクトルを図5に示す。図5のグラフにおいて、横軸は励起光源の光の波長、縦軸は相対発光効率を示す。
また、YAG(1)の励起スペクトルを長い破線で示している。同様に、YAG(2)の励起スペクトルは直線、YAG(3)は二点鎖線、SCASNは短い破線、クロロシリケートは一点鎖線でそれぞれ示している。各励起スペクトルは、各蛍光体において発光効率が最大となる値が100%となるように規格化している。また、図5のグラフにおいて、レーザ光照射工程にて使用するレーザ光のレーザ波長(532nm)の位置を太線で示す。
The excitation spectrum for each phosphor used is shown in FIG. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength of light from the excitation light source, and the vertical axis represents the relative luminous efficiency.
Further, the excitation spectrum of YAG (1) is indicated by a long broken line. Similarly, the excitation spectrum of YAG (2) is indicated by a straight line, YAG (3) is indicated by a two-dot chain line, SCASN is indicated by a short dashed line, and chlorosilicate is indicated by a one-dot chain line. Each excitation spectrum is normalized so that the value at which the luminous efficiency is maximum in each phosphor is 100%. In the graph of FIG. 5, the position of the laser wavelength (532 nm) of the laser light used in the laser light irradiation process is indicated by a bold line.
図5に示すように、波長532nmの位置で比較すると、赤色蛍光体であるSCASNの相対発光効率は、黄色蛍光体であるYAG(1)〜YAG(3)の相対発光効率に比べて非常に大きい。SCASNは、波長532nmの光を吸収する割合が高い。
また、波長532nmの位置では、黄色蛍光体であるYAG(1)〜YAG(3)の相対発光効率のそれぞれの差は小さい。YAG(1)〜YAG(3)は、波長532nmの光をある程度吸収するが、透過する割合が高い。
ここで、YAG(1)については、当該蛍光体の発光色の波長に近くなるにつれて測定不能となるため、波長532nmにおける発光効率は不明であるが、YAG(3)よりも小であると推測して比較した。
また、緑色蛍光体であるクロロシリケートについても、当該蛍光体の発光色の波長に近くなるにつれて測定不能となるため、波長532nmにおける発光効率は不明であるが、YAG(1)〜(3)よりも小であると推測される。このクロロシリケートの励起スペクトルのグラフは、レーザ波長(532nm)の位置の太線に交差することはないと考えられるので、クロロシリケートは、532nmのレーザ波長のレーザ光を吸収せずに透過するものとみなせる。
したがって、波長532nmにおいて、蛍光体の相対発光効率が大きい順に並べたときの関係は、式(1)で表される。
SCASN>>YAG(2)>YAG(3)>YAG(1)>クロロシリケート
…式(1)
As shown in FIG. 5, when compared at a wavelength of 532 nm, the relative luminous efficiency of SCASN that is a red phosphor is much higher than the relative luminous efficiencies of YAG (1) to YAG (3) that are yellow phosphors. large. SCASN has a high ratio of absorbing light having a wavelength of 532 nm.
In addition, at the wavelength of 532 nm, the difference in the relative luminous efficiencies of the yellow phosphors YAG (1) to YAG (3) is small. YAG (1) to YAG (3) absorb light with a wavelength of 532 nm to some extent, but have a high transmission rate.
Here, since YAG (1) becomes impossible to measure as it approaches the wavelength of the emission color of the phosphor, the light emission efficiency at a wavelength of 532 nm is unknown, but is estimated to be smaller than YAG (3). And compared.
In addition, since chlorosilicate, which is a green phosphor, becomes impossible to measure as it approaches the wavelength of the emission color of the phosphor, the luminous efficiency at a wavelength of 532 nm is unknown, but from YAG (1) to (3) Is estimated to be small. The graph of the excitation spectrum of this chlorosilicate is considered not to cross the thick line at the position of the laser wavelength (532 nm), so that the chlorosilicate transmits without absorbing the laser beam with the laser wavelength of 532 nm. It can be considered.
Therefore, the relationship when the phosphors are arranged in descending order at the wavelength of 532 nm is expressed by the following equation (1).
SCASN >> YAG (2)> YAG (3)> YAG (1)> chlorosilicate Formula (1)
予備実験の結果、SCASNを使用した発光装置による発光色のシフト量が最も大きかった。この発光装置は、見た目にも封止樹脂の変色が最も大きかった。
YAG(1)〜YAG(3)をそれぞれ使用した発光装置による発光色のシフト量には大きな差がなかった。これらの発光装置は、見た目にも封止樹脂の変色が小さかった。
クロロシリケートを使用した発光装置は、発光色のシフトが生じなかった。この発光装置は、見た目にも封止樹脂の変色がなかった。
したがって、波長532nmのレーザ光を同じ条件で照射したときに、蛍光体の発光色のシフト量が大きい順に並べたときの関係は、式(2)で表される。なお、式(2)のYAGは、YAG(1)〜YAG(3)を示す。なお、これらの間には僅かな差があった。
SCASN>YAG>クロロシリケート …式(2)
As a result of the preliminary experiment, the light emission color shift amount by the light emitting device using SCASN was the largest. In this light emitting device, the discoloration of the sealing resin was the largest in appearance.
There was no significant difference in the amount of shift in emission color between the light emitting devices using YAG (1) to YAG (3). In these light emitting devices, the discoloration of the sealing resin was small.
The light emitting device using chlorosilicate did not cause a shift in emission color. This light-emitting device was not visually discolored in the sealing resin.
Therefore, when laser light having a wavelength of 532 nm is irradiated under the same conditions, the relationship when the emission amounts of phosphors are arranged in descending order is expressed by Expression (2). YAG in formula (2) represents YAG (1) to YAG (3). There was a slight difference between them.
SCASN>YAG> Chlorosilicate ... Formula (2)
前記した式(1)と式(2)とを比較すると、発光装置に照射したレーザ光の波長532nmでの励起スペクトル強度(相対発光効率)と、発光色のシフト量との間に相関性がみられた。また、予備実験の結果、レーザ光による励起が多いほど発熱し、蛍光体70の周囲の封止樹脂50が変色する傾向があることが確かめられた。
Comparing the above equations (1) and (2), there is a correlation between the excitation spectrum intensity (relative luminous efficiency) at a wavelength of 532 nm of the laser light irradiated to the light emitting device and the shift amount of the emission color. It was seen. As a result of the preliminary experiment, it was confirmed that the more the laser beam was excited, the more heat was generated, and the sealing
以下では、レーザ光照射工程にて、一例として波長532nmのレーザ光を発光装置1に照射するものとして説明する。ただし、発光装置1が封止樹脂50に含有する蛍光体70の励起スペクトルにあわせてレーザ波長を任意の値に変更することができる。例えば、発光装置1の蛍光体70としてクロロシリケートを用いる場合には、500nm以下のレーザ波長の光を照射すれば封止樹脂50を変色させることが可能である。
In the following description, it is assumed that in the laser light irradiation step, the
<照射したレーザ出力>
サンプルとして図1に示す発光装置1を複数用意して、照射したレーザ出力と色調との間の相関を調べる実験を行った。なお、サンプルは、個体差によって色調のバラツキがある。レーザ使用条件は、前記した(A1)〜(A6)のうち、(A3)レーザパワーと(A5)レーザ周波数とを次の(A31)、(A51)のように変更した。
(A31)レーザパワー:約2〜23%の範囲で変化させた(図7(b)参照)。
(A51)レーザ周波数:50kHz
発光装置1の構成条件は、前記した(B1)〜(B3)のうち(B3)蛍光体の種類を次の(B31)のように変更した。
(B31)蛍光体の種類:YAGとSCASNとを混合した。
<Irradiated laser output>
A plurality of light emitting
(A31) Laser power: Varyed within a range of about 2 to 23% (see FIG. 7B).
(A51) Laser frequency: 50 kHz
The structural condition of the light-emitting
(B31) Type of phosphor: YAG and SCASN were mixed.
レーザ光照射前後の色調の測定結果を図6および図7に示す。
図6において、横軸は、国際照明委員会(CIE)が定義したxy色度値のxの値、縦軸はyの値をそれぞれ示す。ライン111は、黒体放射軌跡(BBC)を示す。
枠112は、色温度3500Kで特定される温白色(Warm White)の発光装置の色度ランクのエリアを示しており、色温度3200〜3700Kの範囲を含んでいる。
楕円113は、色温度3200〜3700Kの範囲の中で、特に色温度3500K近辺の色度範囲のエリアを示している。レーザ光照射前の色調を三角形で表し、レーザ光照射後の色調を丸で表す。図6に示すように、定性的には、レーザ光照射後の色調は、青色の色度の側にシフトしたことが分かる。
The measurement results of the color tone before and after laser light irradiation are shown in FIGS.
In FIG. 6, the horizontal axis represents the x value of the xy chromaticity values defined by the International Commission on Illumination (CIE), and the vertical axis represents the y value.
A
An
図6のグラフを整理して、照射したレーザ出力とxの値のシフト量との関係を図7(a)に示し、照射したレーザ出力とyの値のシフト量との関係を図7(b)に示す。図7(a)において、横軸はレーザ出力を示し、縦軸はxy色度値のxの値のシフト量Δxを示す。図7(b)において、横軸はレーザ出力を示し、縦軸はxy色度値のyの値のシフト量Δyを示す。グラフにおいてxおよびyの値のシフト量をそれぞれ菱形で表す。 The graph of FIG. 6 is arranged, and the relationship between the irradiated laser output and the shift amount of the x value is shown in FIG. 7A, and the relationship between the irradiated laser output and the shift amount of the y value is shown in FIG. Shown in b). In FIG. 7A, the horizontal axis indicates the laser output, and the vertical axis indicates the shift amount Δx of the x value of the xy chromaticity value. In FIG. 7B, the horizontal axis represents the laser output, and the vertical axis represents the shift amount Δy of the y value of the xy chromaticity value. In the graph, the shift amounts of the values of x and y are represented by diamonds.
図7(a)に示すように、レーザ出力が2.5%のときに、シフト量Δxは−0.001となり、レーザ光照射によるx値のシフト効果があったことが分かる。このとき、図7(b)に示すように、シフト量Δyはほぼ0となり、レーザ光照射によるy値のシフト効果は確認できなかった。ただし、x値のシフト効果があったため、このサンプルに照射したレーザ光のレーザ出力が2.5%のときには、発光色の色調をシフトする効果が認められる。 As shown in FIG. 7A, when the laser output is 2.5%, the shift amount Δx is −0.001, and it can be seen that there is an effect of shifting the x value by the laser light irradiation. At this time, as shown in FIG. 7B, the shift amount Δy was almost 0, and the effect of shifting the y value by laser light irradiation could not be confirmed. However, since there was an effect of shifting the x value, an effect of shifting the color tone of the emitted color is recognized when the laser output of the laser light irradiated to this sample is 2.5%.
図7(a)および図7(b)に示すように、レーザ出力が3%のときには、レーザ光照射によるx値およびy値のシフト効果が確認できなかったので、レーザ出力が3%のときには、このサンプルの発光色の色調をシフトする効果が確認できなかった。 As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), when the laser output is 3%, the effect of shifting the x value and the y value due to laser light irradiation could not be confirmed, so when the laser output is 3%. The effect of shifting the color tone of the luminescent color of this sample could not be confirmed.
図7(a)および図7(b)に示すように、レーザ出力が6〜23%のときには、レーザ光照射によるx値およびy値のシフト効果が確認でき、各サンプルの発光色の色調をシフトする効果が確認できた。これらのサンプルは、いずれもレーザ光照射部分の変色が目立たず美的外観を保ち、かつ、発光出力の低減も許容範囲内の優れた製品にすることができた。 As shown in FIGS. 7A and 7B, when the laser output is 6 to 23%, the shift effect of the x value and the y value by the laser light irradiation can be confirmed, and the color tone of the emission color of each sample can be confirmed. The effect of shifting was confirmed. All of these samples maintained an aesthetic appearance with no noticeable discoloration of the laser-irradiated portion, and were able to reduce the light emission output to an excellent product within an allowable range.
図示は省略するが、マイナス方向のシフト量Δyの絶対値が0.005以上のサンプルは、レーザ光照射部分の変色が目立たち、かつ、発光出力の低減も許容範囲を超えた大きなものとなることが確認できた。したがって、低減するシフト量Δyの値は、0.001以上0.004以下の場合に発光色の色調をシフトする効果があるので好ましい。 Although not shown in the drawing, the sample whose absolute value of the shift amount Δy in the minus direction is 0.005 or more is noticeable in the discoloration of the laser light irradiated portion and the emission output is greatly reduced beyond the allowable range. I was able to confirm. Therefore, the value of the shift amount Δy to be reduced is preferable when it is 0.001 or more and 0.004 or less because there is an effect of shifting the color tone of the emission color.
また、図7(a)および図7(b)に示すように、例えばレーザ出力が23%のときには、Δx=−0.006、Δy=−0.004となる。この場合、シフト量Δxの絶対値は0.005以上であるが、シフト量Δyの絶対値が0.004以下なので、色調をシフトした後に、外観および光出力とも優れた製品であることが確認できた。 As shown in FIGS. 7A and 7B, for example, when the laser output is 23%, Δx = −0.006 and Δy = −0.004. In this case, the absolute value of the shift amount Δx is 0.005 or more, but since the absolute value of the shift amount Δy is 0.004 or less, it is confirmed that the product is excellent in appearance and light output after the color tone is shifted. did it.
したがって、xまたはyの値の一方がレーザ光照射前に比べて減少し且つ当該減少値が0.001以上0.004以下となるように封止樹脂50にレーザ光を照射することが好ましい。さらに、xおよびyの値の両方がレーザ光照射前に比べて減少し且つ当該減少値が0.001以上0.004以下となるようにすることがより好ましい。
Therefore, it is preferable to irradiate the sealing
レーザ光照射後にサンプルを切断し、封止樹脂50の断面を観察すると、暗色部71が確認できた(図4(c)参照)。暗色部71は硬質な質感があり、色ムラがほぼ無く、全体が黒い。暗色部71は、蛍光体のレーザ光吸収により変質し変色した周囲の封止樹脂が当該蛍光体の周囲に付着して形成されたものと考えられる。暗色部71の大きさにはバラツキがあるが、例えば粒状のものは直径24μm程度であった。また、このとき蛍光体70は直径20μm程度であった。このことからも暗色部71が蛍光体の周囲に層状に付着して形成されたものと考えられる。また、封止樹脂50の厚み2D(図4(c)参照)の半分程度の位置を狙ってレーザ光を照射したので、サンプルの光出射面から深さDの位置近辺に暗色部71が分布していることが確認できた。
なお、YAGを含有したシリコーン樹脂に緑色レーザを照射した場合、蛍光体の周囲の樹脂が酸化によって変色していることが確認された。ただし、樹脂の変質とは、酸化に限るものではなく、樹脂材料等が変われば例えば炭化等の他の現象も起こり得る。
When the sample was cut after laser light irradiation and the cross section of the sealing
In addition, when the silicone resin containing YAG was irradiated with a green laser, it was confirmed that the resin around the phosphor was discolored by oxidation. However, the alteration of the resin is not limited to oxidation, and other phenomena such as carbonization may occur if the resin material changes.
前記の測定では所定のレーザ光源の波長532nmにおける最大レーザパワーを100%として、その所定割合の相対値をレーザ出力として例示した。レーザパワー、レーザ照射時間等は、発光装置1のサイズ、封止樹脂50の材料、蛍光体70の種類等に応じて異なる。また、レーザ光照射前に取得された発光装置の個体差によって、元の色調が異なるので、レーザ光照射後の変色の度合いもそれぞれ異なる。ゆえに、xy色度値における所望のシフト量を実現できる条件を適宜選択して最適な条件でレーザ光を照射すればよい。
In the above measurement, the maximum laser power at a wavelength of 532 nm of a predetermined laser light source is set to 100%, and the relative value of the predetermined ratio is exemplified as the laser output. The laser power, laser irradiation time, and the like vary depending on the size of the
また、前記の照射したレーザ出力と色調との間の相関を調べる実験では、同様のレーザ光照射領域に対して、サンプル毎にレーザ出力を変化させて(増加させて)レーザ光を照射したが、同じ強度のレーザ出力で、サンプル毎にレーザ光照射領域を変化させて(増加させて)レーザ光を照射するようにしても同様の効果を奏することができる。 In the experiment for examining the correlation between the laser output and the color tone, the same laser beam irradiation region was irradiated with the laser beam while changing (increasing) the laser output for each sample. The same effect can be obtained by irradiating the laser beam by changing (increasing) the laser beam irradiation region for each sample with the same laser output.
例えば、図8(a)において仮想線121と仮想線122とで囲まれた領域がレーザ光照射領域を示し、レーザ光照射後に、このレーザ光照射領域に暗色部として一重で円環状に暗色部123が生じた場合を想定する。このレーザ光照射領域に対して、レーザ出力を増加させてレーザ光を照射した場合、図示は省略するが暗色部123が増加する場合がある。この場合、変色した暗色部123が多くなるほどシフト量が大きくなる。また、別の例では、図8(a)に示すレーザ光照射領域に対して、レーザ出力を増加させてレーザ光を照射した場合、図8(c)に示すように、暗色部123が大きくなる場合がある。この場合、変色した暗色部123が大きくなるほどシフト量が大きくなる。
For example, in FIG. 8A, the region surrounded by the
また、さらに別の例では、図8(a)に示す仮想線121を、発光素子のある中心側に向けて移動させてレーザ光照射領域を拡大し、拡大後の全レーザ光照射領域に対して、同じレーザ出力のレーザ光を照射した場合、図8(b)に示すように、暗色部123が多くなる場合がある。この場合、変色した暗色部123が多くなるほどシフト量が大きくなる。この図8(b)に示す例のように拡大したレーザ光照射領域に対して、基準強度となるレーザ出力のレーザ光を照射したことにより、色調の所定のシフト量を実現していたときに、別の同様のサンプルにて、レーザ光照射領域を縮小して、強度を大きくしたレーザ出力のレーザ光を照射して変色した暗色部123が大きくなれば、同じ所定のシフト量を実現できる。つまり、発光面のレーザ光照射領域の面積と、照射したレーザ出力の強度とは、トレードオフの関係がある。例えば、発光装置1の外観上の見た目を良好にすることを主眼とするならば、発光面のレーザ光照射領域の面積は広いことが好ましい。これによって、所定のシフト量を実現する暗色部123を低密度で配置でき、発光装置1の外観上好ましい。
In yet another example, the
また、前記の測定では、レーザ光源としてレーザマーカ装置を例示したが、レーザ光源はレーザマーカに限定されるものではない。レーザの種類も特に限定されないが、固体レーザならばYAGレーザやYVO4レーザ等を用いることができる。 Moreover, in the said measurement, although the laser marker apparatus was illustrated as a laser light source, a laser light source is not limited to a laser marker. The type of laser is not particularly limited, but a YAG laser, a YVO 4 laser, or the like can be used if it is a solid-state laser.
(第2形態の発光装置)
[発光装置の構成の概要]
第2形態の発光装置は、図9に示すサイドビュータイプと呼ばれる発光装置201である。発光装置201の構成において、第1の形態の発光装置1と同様な構成には同様の符号を付し、構成の詳細な説明を省略する。また、単に形状が異なる構成については、図1に示す発光装置1の構成の符号に形式的に200を加算して付す。
(Light-emitting device of 2nd form)
[Outline of configuration of light emitting device]
The light emitting device of the second form is a light emitting
発光装置201は、発光面が当該発光装置201の実装面に対してほぼ垂直な方向に設けられ、発光装置201の実装面に対してほぼ平行な方向に光を照射可能な発光装置である。なお、説明の便宜上、図9(a)は凹部240aの内側を透過させた状態で図示している。
The
発光装置201は、図9に示すように、発光素子210と、リードフレーム220,230と、基材240と、封止樹脂50とを主に備える。発光装置201において、発光素子210が載置されている側を主面側と呼び、その反対側を裏面側と呼ぶ。主面側は発光装置1の発光面側であり、図9(a)において下側は発光装置201の実装面の側である。リードフレーム220,230は、発光素子210と電気的に接続されている。基材240は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から構成され、リードフレーム220,230と一体成形されている。リードフレーム220,230および基材240には、発光素子210を収容するための凹部240aが形成されている。凹部240aの内側の側壁240bは、基材240により構成され、傾斜面を形成している。凹部240aの底面240cには、リードフレーム220,230の一面が露出しており、凹部240aの底面240cにおいてリードフレーム220とリードフレーム230との間に基材240の一部が絶縁部241として配置されている。封止樹脂50は、所定割合で蛍光体70を含有し、基材240の凹部240aに収容された発光素子210を被覆している。
As shown in FIG. 9, the
発光装置201は、1個の発光素子210を備えている。なお、発光素子210の個数は特に限定されず、少なくとも1つあればよい。発光素子210は、図9(a)に示すように、矩形状に形成されている。また、発光素子210は、図9(b)に示すように、正負一対のn電極(カソード)213およびp電極(アノード)214が設けられたフェースアップ(FU)素子である。n電極213およびp電極214は、同一面(上面)に形成されている。なお、基材240の主面の4隅の形状は非対称になっており、直線形状に加工された側がカソードの側を示すカソードマーク280となっている。
The
[発光装置の各構成の詳細]
発光装置201の各構成の詳細については発光装置1の各構成と同様なので説明を省略する。
[発光装置の製造方法の概要]
発光装置201の製造方法の概要については発光装置1の製造方法と同様なので説明を省略する。
[Details of each configuration of light emitting device]
The details of each configuration of the
[Outline of Manufacturing Method of Light-Emitting Device]
The outline of the manufacturing method of the light-emitting
[レーザ光照射工程]
次に、レーザ光照射工程について図9〜図10を適宜参照して説明する。なお、第1の形態の発光装置1に対するレーザ光照射工程と同様の方法については説明を適宜省略する。
[Laser beam irradiation process]
Next, the laser beam irradiation process will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted suitably about the method similar to the laser beam irradiation process with respect to the light-emitting
<レーザ光照射領域>
本実施形態では、図10に示すように、発光装置201の発光素子210の光取り出し側である上方を避けて当該発光素子210の周辺部に配置された封止樹脂50にレーザ光を照射することとした。封止樹脂50中の図10(a)においてハッチングで示した略矩形の領域301,302,303,304に対してレーザ光を照射することとした。これにより、発光素子210の損傷を防止することができる。なお、図10(a)では、凹部240aの内側の一部を透過させた状態で図示している。
<Laser irradiation area>
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the sealing
また、図10(b)は図10(a)のB−B線矢視における断面図である。図10(b)に示すように、ワイヤ60において封止樹脂50の光出射面に最も近い部位(頂部)61を除いた領域に配置された封止樹脂50にレーザ光を照射することとした。また、例えば、破線で囲まれた領域305,306で示すように、封止樹脂50の厚みの半分の深さの位置を狙ってレーザ光を照射することとした。
Moreover, FIG.10 (b) is sectional drawing in the BB arrow of FIG.10 (a). As shown in FIG. 10B, the laser light is irradiated to the sealing
<照射したレーザ出力>
サンプルとして図9に示す発光装置201を複数用意して、照射したレーザ出力と色調との間の相関を調べる実験を行った。なお、サンプルは、個体差によって色調のバラツキがある。以下、条件を変えて行った3種類の実験について説明する。
<Irradiated laser output>
A plurality of light emitting
≪第1実験条件≫
第1実験条件において、レーザ使用条件は、前記したトップビュータイプの場合の条件の一部((A1),(A2),(A4),(A51),(A6))に加えて、次の(A32)である。なお、レーザ光照射領域は、図10に示す通りである。
(A32)レーザパワー:6,8,10%の範囲で変化させた(図11参照)。
また、第1実験条件において、発光装置201の構成条件は、前記したトップビュータイプの場合の条件(前記した(B1),(B2))に加えて、次の(B32)である。
(B32)蛍光体の種類:YAGのみ
≪First experiment condition≫
In the first experimental conditions, the laser use conditions are as follows in addition to some of the conditions for the top view type described above ((A1), (A2), (A4), (A51), (A6)). (A32). The laser light irradiation area is as shown in FIG.
(A32) Laser power: Changed in the range of 6, 8, and 10% (see FIG. 11).
Further, in the first experimental condition, the configuration condition of the
(B32) Type of phosphor: YAG only
レーザ光照射前後の色調の測定結果を図11に示す。図11において、横軸は、xy色度値のxの値、縦軸はyの値をそれぞれ示す。なお、図11では、所定の色度ランクr1〜r7を示すエリアを四角形の枠で示した。
レーザパワー6%のときに照射前の色調を白抜き四角形で表し、レーザ光照射後の色調を黒塗りの四角形で表す。
レーザパワー8%のときに照射前の色調を白抜き三角形で表し、レーザ光照射後の色調を黒塗りの三角形で表す。
レーザパワー10%のときに照射前の色調を白抜き円で表し、レーザ光照射後の色調を黒塗りの円で表す。
図11に示すように、定性的には、レーザ光照射後の色調は、概ね色度ランクr6から色度ランクr5に向かって青色の色度の側にシフトしたことが分かる。また、レーザパワーが大きいほどシフト量も大きかった。
The color tone measurement results before and after laser light irradiation are shown in FIG. In FIG. 11, the horizontal axis represents the x value of the xy chromaticity value, and the vertical axis represents the y value. In FIG. 11, the areas indicating the predetermined chromaticity ranks r1 to r7 are indicated by square frames.
When the laser power is 6%, the color tone before irradiation is represented by a white square, and the color tone after laser light irradiation is represented by a black square.
When the laser power is 8%, the color tone before irradiation is represented by a white triangle, and the color tone after laser light irradiation is represented by a black triangle.
When the laser power is 10%, the color tone before irradiation is represented by a white circle, and the color tone after laser light irradiation is represented by a black circle.
As shown in FIG. 11, qualitatively, it can be seen that the color tone after laser light irradiation is shifted from the chromaticity rank r6 toward the chromaticity rank r5 toward the blue chromaticity side. Moreover, the amount of shift was larger as the laser power was larger.
≪第2実験条件≫
第2実験条件において、第1実験条件と相違する点は、発光装置201の多数のサンプルを色度によって予めランク分けしておき、ランク毎にレーザパワーを、5.2〜10.2%の範囲で設定した点である。他の条件は第1実験条件と同じである。
≪Second experiment condition≫
The second experimental condition is different from the first experimental condition in that a large number of samples of the
レーザ光照射前後の色調の測定結果を図12に示す。図12において、横軸は、xy色度値のxの値、縦軸はyの値をそれぞれ示す。枠311は、図11に示す色度ランクr5のエリアを示している。枠311の辺311aの側から、枠311において対向する辺311bに向かって白抜きの矢印312で示す向きに色調をシフトさせた。このために、各サンプルにとって辺311aに平行であって枠311の中心の位置の色度の位置を狙い値313として、辺311aに対して平行かつ等間隔に破線314,315,316を定めた。そして、狙い値313から破線314までの位置で特定される色調を有した発光装置群を第1ランクとし、破線314から破線315までの位置で特定される色調を有した発光装置群を第2ランクとし、破線315から破線316までの位置で特定される色調を有した発光装置群を第3ランクとし、破線316よりもxy値が大きい位置で特定される色調を有した発光装置群を第4ランクと定めた。
The color tone measurement results before and after laser light irradiation are shown in FIG. In FIG. 12, the horizontal axis represents the x value of the xy chromaticity value, and the vertical axis represents the y value. A
第1ランクから第4ランクまでこの順番にレーザ出力を増加させて、第1〜第4のレーザ出力の4種類のレーザ出力を設定した。そして、第1ランクに属するすべての発光装置には、第1のレーザ出力(5.2%)でレーザ光を照射し、第2ランクに属するすべての発光装置には、第2のレーザ出力(6.8%)でレーザ光を照射した。同様に、第3ランクに属するすべての発光装置には、第3のレーザ出力(8.5%)でレーザ光を照射し、第4ランクに属するすべての発光装置には、第4のレーザ出力(10.2%)でレーザ光を照射した。なお、すべての発光装置についてのレーザ光照射前の色調を三角形で表し、レーザ光照射後の色調を四角形で表す。 The laser output was increased in this order from the first rank to the fourth rank, and four types of laser outputs of the first to fourth laser outputs were set. Then, all the light emitting devices belonging to the first rank are irradiated with laser light at the first laser output (5.2%), and all the light emitting devices belonging to the second rank are irradiated with the second laser output ( (6.8%) was irradiated with laser light. Similarly, all light emitting devices belonging to the third rank are irradiated with laser light at the third laser output (8.5%), and all light emitting devices belonging to the fourth rank are irradiated with the fourth laser output. The laser beam was irradiated at (10.2%). Note that the color tone before laser light irradiation for all light emitting devices is represented by a triangle, and the color tone after laser light irradiation is represented by a square.
図12に示すように、定性的には、レーザ光照射後の色調は、青色の色度の側にシフトしたことが分かる。また、ランク毎にレーザパワーを設定したことで、どのランクに属するサンプルに対しても同様に、狙い値付近のシフト量を実現することができた。
この実験に用いた多数のサンプルについて、レーザ光照射前後の色度バラツキ量を計算した。計算結果を表1に示す。ここで、σxおよびσyは、実験に用いたサンプルのx値およびy値の標準偏差を示す。これにより、色度バラツキ量の低減を確認できた。なお、表1に示す例ではσxが微増しているが、この微増分を大幅に上回る変化量でσyが減少しているため、総合的には、バラツキが改善されたと結論付けられる。
As shown in FIG. 12, qualitatively, it can be seen that the color tone after laser light irradiation has shifted to the blue chromaticity side. In addition, by setting the laser power for each rank, it was possible to realize a shift amount near the target value in the same manner for samples belonging to any rank.
For many samples used in this experiment, the amount of chromaticity variation before and after laser light irradiation was calculated. The calculation results are shown in Table 1. Here, σx and σy indicate standard deviations of the x value and y value of the sample used in the experiment. Thereby, reduction of the amount of chromaticity variation was confirmed. In the example shown in Table 1, σx slightly increases. However, since σy decreases by the amount of change that greatly exceeds the slight increment, it can be concluded that the variation has been improved overall.
≪第3実験条件≫
第3実験条件において、第1実験条件と相違する点は、発光装置201のサンプルを、サンプル毎にレーザパワーを、4.7〜10%の範囲のいずれかの値に設定した点である。他の条件は第1実験条件と同じである。
≪Third experimental condition≫
The third experimental condition is different from the first experimental condition in that the laser power of the sample of the
レーザ光照射前後の色調の測定結果を図13に示す。図13において、横軸は、xy色度値のxの値、縦軸はyの値をそれぞれ示す。ここでは、色度ランクr6の位置で特定される色調を有したすべてのサンプルに対して、それぞれの色調に応じてレーザ出力を変化させて、個別にレーザ出力を設定し、白抜きの矢印で示す向きに色調をシフトさせた。すべてのサンプルについてのレーザ光照射前の色調を三角形で表し、レーザ光照射後の色調を四角形で表す。 The color tone measurement results before and after laser light irradiation are shown in FIG. In FIG. 13, the horizontal axis represents the x value of the xy chromaticity value, and the vertical axis represents the y value. Here, for all the samples having the color tone specified at the position of the chromaticity rank r6, the laser output is changed according to each color tone, and the laser output is individually set. The color tone was shifted in the direction shown. The color tone before laser light irradiation for all samples is represented by a triangle, and the color tone after laser light irradiation is represented by a square.
図13に示すように、定性的には、レーザ光照射後の色調は、概ね色度ランクr6から色度ランクr5に向かって青色の色度の側にシフトしたことが分かる。また、製品毎にレーザパワーを変化させたことで、ランク毎にレーザパワーを変化させた場合(第2実験条件)に比べて狙い値により近づいたシフト量とすることができた。
この実験に用いた多数のサンプルについて、レーザ光照射前後の色度バラツキ量を計算した。計算結果を表2に示す。ここで、σxおよびσyは、実験に用いたサンプルのx値およびy値の標準偏差を示す。これにより、色度バラツキ量を、ランク毎にレーザパワーを変化させた場合(第2実験条件)に比べて低減できることを確認できた。
As shown in FIG. 13, qualitatively, it can be seen that the color tone after laser light irradiation is shifted from the chromaticity rank r6 toward the chromaticity rank r5 toward the blue chromaticity side. Further, by changing the laser power for each product, it was possible to obtain a shift amount closer to the target value as compared with the case where the laser power was changed for each rank (second experimental condition).
For many samples used in this experiment, the amount of chromaticity variation before and after laser light irradiation was calculated. The calculation results are shown in Table 2. Here, σx and σy indicate standard deviations of the x value and y value of the sample used in the experiment. This confirmed that the amount of chromaticity variation can be reduced as compared with the case where the laser power is changed for each rank (second experimental condition).
以上説明したように、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、レーザ光照射工程によって、封止樹脂50に含有されている一部の蛍光体70の周囲に暗色部を形成することで、光の波長を変換する機能を低減され、発光装置の色調を所望の色度ランクの色調に補正することができる。また、レーザ照射強度やレーザ光照射範囲を変えることで、封止樹脂50を変質させる量を変化させることができるので、色調のシフト量を容易に調整できる。これにより、色調歩留まりを改善することができる。
As described above, according to the method for manufacturing the light emitting device according to the present embodiment, the dark color portion is formed around the part of the
また、本実施形態の発光装置の製造方法によれば、発光装置にレーザ光を照射しても封止樹脂50の表面に凹みが形成されないので、信頼性を低下させることはない。例えば、1000個単位のサンプルを1ロットとして、レーザ光を照射したロットと、レーザ光を照射しなかったロットについて、オン/オフのスイッチング動作を行い始めてから1000時間後に、光出力や配光等の通常の特性測定を実施したところ、レーザ光を照射したロットと、レーザ光を照射しなかったロットについて、寿命についての有意な誤差は生じなかった。このため、レーザ光照射によっても信頼性を低下させることはないことを確認した。これは、発光素子10の光取り出し側である上方を避けて当該発光素子10の周辺部に配置された封止樹脂50にレーザ光を照射したことによるものと考えられる。
Further, according to the method for manufacturing the light emitting device of the present embodiment, even if the light emitting device is irradiated with laser light, no dent is formed on the surface of the sealing
本実施形態の発光装置の製造方法において、対象とする発光装置のサンプルのレーザ光照射領域に対して、所定のレーザ出力のレーザ光を照射しても所望のシフト量に満たなかった場合には、同じ条件または条件を適宜変更してから、レーザ光照射を繰り返し実施することもできる。また、発光装置の外観を良好にするために、変色をなるべく抑えて色調を微調整することもできる。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the present embodiment, when the laser light irradiation region of the sample of the target light emitting device is irradiated with laser light having a predetermined laser output, the desired shift amount is not reached. The laser beam irradiation can be repeated after changing the same conditions or conditions as appropriate. Further, in order to improve the appearance of the light emitting device, the color tone can be finely adjusted while suppressing discoloration as much as possible.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。すなわち、前記に示す発光装置の各形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は、発光装置を前記の各形態に限定するものではない。また、特許請求の範囲に示される部材等を、実施の形態の部材に特定するものではない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. That is, each form of the light-emitting device described above exemplifies a light-emitting device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not limit the light-emitting device to each of the above-described forms. . Moreover, the member etc. which are shown by a claim are not specified as the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the extent that there is no specific description. It is just an example.
また、前記実施形態では、発光素子として、同じ側にn電極及びp電極が形成された片面電極のものとして説明したが、n電極又はp電極が素子基板の裏面に形成された対向電極構造(両面電極構造)の素子であってもよい。図14に示す発光装置1Bは、1つの対向電極構造の発光素子10Bを備えている。発光素子10Bの下面の電極は、接合部材11を介し、リードフレーム20と電気的に接続されている。一方、発光素子10Bの上面の電極には、ワイヤ60が取り付けられており、上面の電極は、ワイヤ60を介し、リードフレーム30と電気的に接続されている。発光装置1Bの場合、例えば、図14において、仮想線401と仮想線402とで囲まれた領域をレーザ光照射領域とする。この場合も、同様に、発光装置1Bの色調を所望の色度ランクの色調に補正することができる。
In the above embodiment, the light-emitting element is described as a single-sided electrode in which an n-electrode and a p-electrode are formed on the same side, but a counter electrode structure in which an n-electrode or a p-electrode is formed on the back surface of the element substrate ( It may be an element having a double-sided electrode structure. A
また、前記実施形態では、図1に示す形態にてパッケージの凹部の周縁の形状について円形の場合について説明したがこれに限らず、正8角形等の多角形等や円の一部を直線化した形状であってもよい。図15に示す発光装置1Cは、凹部501の周縁の形状が、上面の形状が正方形のパッケージの4辺に対応する正方形の一部をなす4辺を滑らかな曲率の曲線で繋げた形状となっている。この場合、図15において、仮想線502と仮想線503とで囲まれた領域がレーザ光照射領域を示している。このレーザ光照射領域の外周の形状および内周の形状は、凹部501の周縁の形状と同様な形状である。ただし、これに限らず、レーザ光照射領域の外周または/および内周の形状が凹部501の周縁の形状と異なっていてもよい。例えば、レーザ光照射領域の内周の形状だけを円形に変更すれば、レーザ光照射領域の面積を広げることもできる。
In the above embodiment, the shape of the periphery of the concave portion of the package is described as being circular in the form shown in FIG. 1, but the shape is not limited to this, and a polygon such as a regular octagon or a part of a circle is linearized. The shape may be sufficient. In the
また、前記実施形態では、発光素子として、フェースアップ(FU)素子を用いた場合について説明したがフェースダウン(FD)素子であってもよい。図16に示す発光装置1Dは、凹部601の底面に2つのフェースダウン(FD)素子10Dを備えている。凹部601の周縁の形状は、上面の形状が正方形のパッケージの4辺に対応する正方形の形状となっている。また、リードフレーム20D,30Dは、基材40Dにおいて絶縁部41Dを挟んで対称な位置に設けられている。フェースダウン素子10Dの一方の電極は接合部材11を介してリードフレーム20と電気的に接続され、他方の電極は接合部材11を介してリードフレーム30と電気的に接続されている。なお、発光装置1Dは、保護素子12を備える形態なので、保護素子12および保護素子12のワイヤ60の頂部を避けてレーザ光を照射することが好ましい。例えば、図16において、仮想線602と仮想線603とで囲まれた領域をレーザ光照射領域とする。
In the embodiment, the case where a face-up (FU) element is used as the light-emitting element has been described. However, a face-down (FD) element may be used. A
また、前記実施形態では、トップビュータイプとサイドビュータイプの発光装置を、レーザ光照射工程の対象となる発光装置として例示したが、パッケージの形状は、これらに限定されるものではない。例えば、金属板であるリードフレームの主面が凹部に露出するものとしたが、めっき配線が形成された基材上に正極および負極を構成する導電部材をめきにより形成し、この導電部材の負極に発光素子のn電極(カソード)を接続し、導電部材の正極に発光素子のp電極(アノード)を接続するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the top view type and the side view type light-emitting device were illustrated as a light-emitting device used as the object of a laser beam irradiation process, the shape of a package is not limited to these. For example, the main surface of the lead frame, which is a metal plate, is exposed in the recess, but the conductive member constituting the positive electrode and the negative electrode is formed on the substrate on which the plated wiring is formed, and the negative electrode of the conductive member is formed. The n-electrode (cathode) of the light-emitting element may be connected to the p-type electrode, and the p-electrode (anode) of the light-emitting element may be connected to the positive electrode of the conductive member.
また、前記実施形態では、パッケージに形成された凹部に発光素子を収納した発光装置例を示したが、パッケージの凹部は必須ではない。凹部を設けないパッケージに発光素子を搭載した発光装置はイエローリングが出現し難く、色ムラの少ない発光色とすることができる。なお、図1に示す発光装置1は、凹部40aの側壁40bを傾斜させているので、発光素子の光が側壁40bの内周面で反射した反射光を凹部の開口から外側に効率よく放射することができる。
In the above embodiment, an example of a light emitting device in which a light emitting element is housed in a recess formed in the package is shown, but the recess of the package is not essential. A light-emitting device in which a light-emitting element is mounted on a package that is not provided with a recess does not easily cause a yellow ring, and can have a light-emitting color with little color unevenness. In addition, since the
1,1B,1C,1D,201 発光装置
10,10B,10D,210 発光素子
11 接合部材
12 保護素子
13,213 n電極
14,214 p電極
20,20D,220 第1リードフレーム
20a,220a 第1インナーリード部
20b 第1アウターリード部
30,30D,230 第2リードフレーム
30a,230a 第2インナーリード部
30b 第2アウターリード部
40,40D,240 基材
40a,240a,501,601 凹部
40b,240b 側壁
40c,240c 底面部
41,41D,241 絶縁部
50 封止樹脂
60 ワイヤ
61 ワイヤトップ
70 蛍光体
71 暗色部
80,280 カソードマーク
103 レーザ集光レンズ
121,122,124 レーザ光照射範囲
123 暗色部
1, 1B, 1C, 1D, 201 Light-emitting
Claims (9)
一部の蛍光体の周囲の前記封止樹脂を変色させて暗色部を形成する工程を含み、
前記蛍光体を励起することにより、前記暗色部を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device comprising at least one light emitting element and a sealing resin that covers the light emitting element and contains a phosphor,
Including a step of changing the color of the sealing resin around some phosphors to form a dark color portion,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the dark color portion is formed by exciting the phosphor.
前記封止樹脂は、一部の蛍光体の周囲に暗色部を備え、
前記暗色部は酸化した前記封止樹脂または炭化した前記封止樹脂であることを特徴とする発光装置。 A light-emitting device having at least one light-emitting element and a sealing resin that covers the light-emitting element and contains a phosphor,
The sealing resin includes a dark color portion around some phosphors,
The dark portion emitting device, characterized in that the said Futomeju butter or the sealing resin carbonized and oxidized.
前記暗色部は、前記発光素子を取り囲む領域に配置されたことを特徴とする請求項8に記載の発光装置。 The light emitting device is a light emitting device configured by sealing the light emitting element mounted on a bottom surface of a recess provided in a package with the sealing resin,
The light emitting device according to claim 8 , wherein the dark color portion is disposed in a region surrounding the light emitting element.
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