JP5893888B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態においても発光装置としてLEDを用いた半導体発光装置を事例として説明する。
図11は特許文献1におけるLED発光装置100の製造工程を示す各断面図であり、(a)は基板107に導電部材106a、106bによってフリップチップ実装されたLED101の周囲に、枠体109を用いて光反射性の第1の白色部材104を充填被覆した状態を示している。(b)はLED101の上面に透明接着剤103を塗って、LED101からの出射光を通過して外部に放出する透光性部材102(透明部材または蛍光部材)を接着する工程を示している。(c)は(b)の工程によって透光性部材102の接着が行われて状態を示している。(d)は滴下装置108により、第2の白色部材105を滴下して透光性部材102の側面を含む全体を第2の白色部材105で被覆することによって、白色部材被覆型のLED発光装置100が完成する。
図12において光取り出し側に開口を有するケース203と、ケース203内のLED搭載面上に設けられた配線電極205aに、導電部材206a、206bによってフリップチップ実装されたLED201の周囲に、ケース203を用いて光反射性の白色部材204を充填被覆し、この状態においてLED201の光取り出し面上にシート状の蛍光体層202が貼着されている。
下面に突起電極を有する半導体発光素子の発光面に接着された蛍光体板と半導体発光素子の側面を被覆する反射性の白色樹脂とを有する半導体発光装置において、蛍光体板は半導体発光素子の発光面より大きい面積を有し、蛍光体板の半導体発光素子に接着する面に凹部形状が形成されており、凹部形状の内部は、半導体発光素子と蛍光体板とを接着する接着剤が充填され、白色樹脂は半導体発光素子の側面と、蛍光体板の半導体発光素子の発光面より突出した庇部の下面とを被覆していることを特徴とする。
さらにLEDと蛍光体板の接着面に設けた凹部の接着剤によるレンズ効果により、斜め上方に向う光は上方向に屈折するのでイエローリングが発生しにくくなる。
またLEDと蛍光体板を接着する接着剤にβサイアロン等の赤系の演色性を高める蛍光材を含有させるので豊かな演色性を持たせることができる。
さらにLED上面に付く蛍光板はLEDの発光面より大きく、反射性の白色樹脂はLEDの側面と蛍光板の庇部の下部とをカバーするので光の散逸が減り発光効率が高まり、高効率かつ高信頼性を有する半導体発光装置が実現する。
以下図面により、本発明の実施形態を説明する。
図1〜図3は本発明の第1実施形態における半導体発光装置を示し、図1は本発明の第1実施形態における半導体発光装置300の断面図、図2は図1に示す半導体発光装置300の上面図、図3は半導体発光装置300の製造工程を示す工程図であり、各要素の断面図を示している。
図1および図2を用いて半導体発光装置300の構造を説明する。
図1に示す半導体発光装置300の断面図および図2に示す上面図において、LED2は、例えば窒化ガリウム(GaN)を材料とし、青色光を発光するLEDである。
さらにLED2の側面22と蛍光体板の下面とを、白色部材6で被覆充填することによって半導体発光装置300が完成する。
蛍光体板4の下面すなわちLED2の発光面21と接着される面には、凹部形状41が形成されている。図1および図2に示す様に、凹部形状41はLED2の発光面21上に円形かつ発光面21の垂直方向に、すり鉢状に形成されている。
図3(a)を用いてLED2を蛍光体板大判40に接着する接着工程を説明する。
図3に示す様に、蛍光体板大判40は複数のLED2を搭載できる大判の蛍光体板であり、複数の凹部形状41には、滴下装置108によって蛍光粒子51を含有する接着剤5が充填され、LED2の発光面21を蛍光体板大判40の凹部形状41の接着剤5に押しつけ、蛍光体板大判40と複数のLED2とを接着する。
図3(b)に示す様に、滴下装置108を用いて蛍光体板大判40と複数のLED2に、白色樹脂6を充填被覆する。この際、複数のLED2の間に白色樹脂6が充填される様に、複数のLED2の間には所定の間隔が設けられている。
図3(c)に示す様に、LED2と蛍光体板大判40とを白色樹脂6によって被覆充填したのち、各LED2の間で切断し半導体発光装置300が完成する。白色樹脂6は蛍光体板4の庇部42とLED2の側面22とを覆う様に充填被覆されている。
図1を用いて半導体発光装置300の発光の動作および凹部形状の働きを説明する。
図1に示す様に蛍光体板4は、LED2の発光面21より大きい面積を有し、白色樹脂6はLED2の側面22と、蛍光体板4のLED2の発光面21より突出した庇部42の下面とを被覆充填している。
すなわちLED2の側面から発光された光もまた、白色樹脂6によって白色樹脂6の内部を経て外部に発光されるので、半導体発光装置302の光量が増加し、さらに白色樹脂6とLED2と蛍光体板4との接着が強固になる。
図1に示す様に蛍光体板4に設けられた凹部形状41によって、LED2と蛍光体板4との接着面積が拡大するので、接着強度の増大すなわちアンカー効果が生じる。
図4を用いて第2実施形態の半導体発光装置301の構造を説明する。
図4は第2実施形態の半導体発光装置301の断面図である。
図4に示す様に第2実施形態の半導体発光装置301は、蛍光体板4の凹部形状41に充填する接着剤5に、蛍光体板4に混入したYAG系の蛍光体43と異なる赤系のβサイアロン蛍光粒子51を混入し、半導体発光装置301の演色性を向上するものである。
図4を用いて半導体発光装置301の発光の動作を説明する。
図4に示す様に、LED2の発光面21から発光した青色光L‘は、蛍光体板4のYAG系の蛍光粒子43を励起して白色光Lになって外部に発光される。
すなわち蛍光体板4の蛍光粒子43の励起による白色光Lに、接着剤5の蛍光粒子51の励起による赤系の光Lrが加わるので、半導体発光装置301の演色性に変化を生じる。
図5〜図7を用いて第3実施形態における半導体発光装置302を説明する。
図5は本発明の第3実施形態における半導体発光装置302の断面図であり、図6は図
5に示す半導体発光装置302の上面図で、図7は半導体発光装置302の製造工程を示
す工程図であり、各要素の断面図を示している。
なお図1〜図3に示す第1実施形態の半導体発光装置300および、図4に示す第2実施形態の半導体発光装置301と同じ要素には、同じ番号を付し重複する説明は省略する。
第3実施形態における半導体発光装置302の構造と、第2実施形態における半導体発光装置301の構造で異なるところは、半導体発光装置301では蛍光体板4の凹部形状41は1個であり、第3実施形態における半導体発光装置302では蛍光体板4の凹部形状41は複数個備えられていることである。
その他の構造と要素については第2実施形態の半導体発光装置301と同じなので重複する説明は省略する。
図5および図6に示す様に、25個の凹部41を備えた蛍光体板4は、LED2の発光面21より大きい面を有し、LED2の側面22と蛍光体板4のLEDの発光面21より突出した庇部42とは、白色樹脂6によって被覆充填される。
図7(a)は、LED2を蛍光体板大判40に接着する接着工程であり、第1実施形態の半導体発光装置300と同じなので重複する説明は省略する。
図5を用いて、半導体発光装置302の発光の動作および凹部形状の働きを説明する。
図5に示す白色光Lと赤系の光Lrの動作については、第2実施形態の半導体発光装置301と同じなので重複する説明は省略する。
蛍光体板4には25個の凹部形状41が設けられているので、蛍光体板4とLED2との接着強度を増大するアンカー効果が複数の箇所で発生する。
次に図8〜図10を用いて、本発明の第4実施形態における半導体発光装置303の構成を説明する。
図8は本発明の第3実施形態における半導体発光装置303の断面図であり、図9は図8に示す半導体発光装置303の上面図で、図10は半導体発光装置303の製造工程を示す工程図であり、各要素の断面図を示している。
なお図1〜図3に示す第1実施形態の半導体発光装置300および図4に示す第2実施形態の半導体発光装置301と同じ要素には、同じ番号を付し重複する説明は省略する。
第1実施形態の半導体発光装置300および第2実施形態の半導体発光装置301および第3実施形態の半導体発光装置302は単個の発光装置であったが、第4実施形態における半導体発光装置303は、図8〜図10に示す様に発光装置を複数個ライン状に並べ、ライン発光装置を形成したものである。
図8と図9に示す様に、蛍光体板大判4と5個のLED2とが接着剤5によって接着され、各LED2の間は回路基板8に設けられた配線電極81によって結合され、回路基板8の両端に設けられた電源電極82によって外部電極と接続可能に構成されている。
図10は半導体発光装置303の製造工程であり、図10(a)および図10(b)は第1実施形態の半導体発光装置300と同じなので重複する説明は省略する。
図10(c)に示す様に、各LED2の突起電極3を、大判の回路基板8に設けられた配線電極81の熔着部83で直列に結合し、さらに回路基板8の両端に外部と接続をするための電源電極82を備えたものである。
図8を用いて半導体発光装置303の動作を説明する。
図8において、5個のLED2の各発光面21および各側面22から発光した青色光の動作については、図1〜図3に示す第1実施形態の半導体発光装置300および図4に示す第2実施形態の半導体発光装置301および図5〜図7に示す第3実施形態の半導体発光装置302と同じなので重複する説明は省略する。
2 LED
21 発光面
22 側面
23 下面
3 突起電極
4 蛍光体板
40 蛍光体板大判
41 凹部形状
42 庇部
43 蛍光粒子
5 接着剤
51 蛍光粒子
6 白色樹脂
8、107 回路基板
81,205a 配線電極
82 電源電極
83 熔着部
108 滴下装置
101,201 LED
103 透明接着剤
104,204 白色部材
106a、106b、206a、206b 導電部材
105 第2白色部材
100、200 LED発光装置
102 透明性部材
109 枠体
202 蛍光体層
203 ケース
L (YAG蛍光体で励起され上方に向かう)白色光
L‘(斜め上方に向かいYAG蛍光体を励起する)青色光
Lr (βサイアロンにより励起された)赤系の光
Lr‘ (βサイアロンを励起する)青色光
Claims (3)
- 下面に突起電極を有する半導体発光素子の発光面に接着された蛍光体板と前記半導体発光素子の側面を被覆する反射性の白色樹脂とを有する半導体発光装置において、
前記蛍光体板は前記半導体発光素子の前記発光面より大きい面積を有し、
前記蛍光体板の前記半導体発光素子に接着する面に凹部形状が形成されており、前記凹部形状の内部は、前記半導体発光素子と蛍光体板とを接着する接着剤が充填され、
前記白色樹脂は前記半導体発光素子の前記側面と、前記蛍光体板の前記半導体発光素子の前記発光面より突出した庇部の下面とを被覆していることを特徴とする半導体発光装置。 - 前記蛍光体板の前記凹部形状には、前記蛍光体板に混入された蛍光粒子と異なる蛍光粒子を混入した接着剤が充填されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記蛍光体板の前記凹部形状は複数個形成されていることを特徴とする請求項1から2の何れか1項に記載の半導体発光装置。
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