JP5994472B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
(1)基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部と、該配線部を被覆し、その一部に開口を有する被覆膜とを備えた基板、
前記被覆膜の開口内の基板上に配置され、前記被覆膜よりも高い位置に上面を有する発光素子、
少なくとも前記被覆膜の開口内であって、前記発光素子の周囲に配置された第1樹脂及び
前記基板と前記発光素子とを封止する第2樹脂を備えてなり、
該第2樹脂が、前記第1樹脂に接触して配置されることを特徴とする発光装置。
(2)前記第1樹脂及び第2樹脂は、同一ポリマーを含む上記の発光装置。
(3)前記第1樹脂は、前記被覆膜の開口内から前記被覆膜の上に配置されている上記いずれかの発光装置。
(4)前記第2樹脂の外縁が、前記被覆膜上に配置されている上記いずれかの発光装置。
(5)前記第2樹脂の外縁が、前記被覆膜上方であってかつ前記第1樹脂上に配置されている上記いずれかの発光装置。
(6)前記第2樹脂の外縁が、前記被覆膜の開口内において、第1樹脂上に配置されている上記いずれかの発光装置。
(7)前記第1樹脂は、さらに反射材を含む上記いずれかの発光装置。
(基板)
基板は、少なくとも、基体と、この基体の上に設けられた複数の配線部と、配線部上に設けられた被覆膜を備える。
基体は、発光装置の母体となる部材であり、目的や用途等に応じて、適切な材料を用いて形成することができる。材料としては、発光素子の実装、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適宜選択することができ、例えば、プラスチック、ガラス、セラミックス等の絶縁性材料で構成されたものが挙げられる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどの樹脂が好ましい。特に、発光素子の実装にはんだを用いる場合には、耐熱性の高いポリイミドを用いることがより好ましい。また、基体を形成する材料に、光反射率の高い材料(例えば、酸化チタン等の白色フィラーなど)を含有させていてもよい。
基体の厚みは特に限定されることなく、例えば、10μm〜数mm程度の厚みとすることができる。基体は、可撓性を有するものであってもよく、その場合には、10μm〜100μm程度が挙げられる。
また、可撓性の基体の場合は、このような長尺形状の基体(基板)を、複数個分合わせてロール・to・ロール方式で製造することができる。この場合、基体にスプロケットホールを有していてもよい。
配線部の厚みは特に限定されるものではなく、当該分野で通常使用される基板が備える配線部の厚みを適用することができる。例えば、数μm〜数mm程度が挙げられる。特に、上述したように、可撓性を有する基体を用いる場合には、配線部は、その可撓性を損なわない厚みであることが好ましく、例えば、8μm〜150μm程度の厚みとすることができる。
このような配線部は、特に、可撓性を有する基体に配置される場合は、その一部を基体の略全体に配置(好ましくは、切れ目なく配置)させることにより、基板が湾曲した場合などの発光素子及び第2樹脂への応力負荷を軽減することができる。具体的には、長尺形状の基体を用いる場合、その長手方向において長く配置させることが好ましく、長手方向の1/3〜1倍の長さで配置させることがより好ましい。
導電に寄与し得る配線部は、例えば、一対の外部配線に接続されることが好ましい。これによって、外部配線から電力が供給される。また、一対の外部配線は公知のコネクタ(図示せず)等に接続されていることが好ましい。
また、配線部は、基体の一面において、できるだけ広い面積で設けられることにより、放熱性を高めることができる。
発光素子は、基板上の上述した被覆膜の開口部の内側において、2つの配線部を跨いで又は1つの配線部上に配置される。このような配置により、発光素子を正負対となる配線部に電気的に接続することができる。
複数の発光素子は、発光装置として必要な出力及び配光を充足するように、その個数及び/又は色調及び/又は配置が決められる。従って、これに応じて、上述したように、配線部及び/又は被覆膜の開口部等の形状及び位置等が調整される。
半導体構造は、例えば、透光性を有するサファイア基板上に順次積層された窒化ガリウム系半導体からなるn型層、活性層及びp型層等によって形成することができる。ただし、窒化ガリウム系半導体に限らず、II−IV族、III−V族半導体のいずれを用いてもよい。
n側電極及びp側電極は、公知の電極材料の単層膜又は積層膜によって形成することができる。
フリップチップ実装される場合には、発光素子のp側電極及びn側電極は、一対の接合部材を介して一対の配線部にそれぞれ接続される。接合部材としては、Sn−Ag−Cu系、Sn−Cu系、Au−Sn系等のはんだ、Au等の金属のバンプ等を用いることができる。
フェイスアップ実装される場合には、発光素子は、樹脂などの絶縁性接合部材、上述の導電性の接合部材によって基体上(配線部上)に固定され、ワイヤによって配線部に電気的に接続される。発光素子の基板が導電性の場合は、上述の接合部材によって電気的に接続される。
発光素子の周囲には、第1樹脂が配置されている。この第1樹脂は、少なくとも被覆膜に設けられた開口内に配置されていれば、被覆膜の開口の外周、つまり、被覆膜上にまでおよんで配置されていてもよいし、配線部の有無にかかわらず、例えば、配線部間の溝部及び/又は発光素子の直下に配置されていてもよい。
第1樹脂を構成する材料は単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これにより、光の反射率を調整することができ、また、樹脂の線膨張係数を調整することが可能となる。
第2樹脂は、基板上において、発光素子を封止(被覆)する。発光素子からの光に対して透光性で、かつ、耐光性及び絶縁性を有するものが好ましい。この第2樹脂は、上述した被覆膜の開口の全てを被覆するように配置されてもよいし、一部を被覆しないように配置されていてもよい。ここでの透光性とは、発光素子の出射光の60%程度以上を透過する性質、好ましくは70%以上又は80%以上の光を透過する性質を意味する。
特に、第2樹脂は、上述した第1樹脂と同一ポリマー、特に、第1樹脂を構成するベースポリマーと同一のポリマーを含んで形成されることが好ましく、第1樹脂のペースポリマーと同一のポリマーをベースポリマーとして含んで形成されていることがより好ましい。これによって、第2樹脂が第1樹脂と接触する部位において、両者の適合性、融和性及び相溶性が良好であるために、第1樹脂との密着性をより一層確保することができ、第2樹脂の発光装置における強固な密着性を実現することができる。
また、第2樹脂は、光散乱材(硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素など)を含有していてもよい。
第2樹脂は、その外縁が、被覆膜上に配置されていてもよい、被覆膜の上方であって、かつ第1樹脂上に配置されていもよいし、被覆膜の開口内において第1樹脂上に配置されていてもよい。
(実施の形態1)
この実施の形態1の発光装置100は、図1A及び図1Bに示すように、基板10と、基板10の表面に配置された発光素子30と、発光素子30の周囲に配置された第1樹脂40と、基板10上であって発光素子30を被覆する第2樹脂20とを有する。
基板10は、発光素子30との電気的な接続のために、その一部領域において、配線部12間の溝部14と、配線部12とを、開口15aによって被覆膜15から露出させている。
配線部12のうち、一対の配線部が外部端子と接続される(図示せず)。
このような発光素子30は、基板10の被覆膜15から露出した一対の配線部12に、n側電極及びp側電極が配置された面を下に向けて、接合部材35によって電気的に接続されている。接合部材35は、通常、発光素子30の縁から、その外周にはみ出して配置されている。
この第1樹脂40は、発光素子30の外縁、かつ接合部材35上から、発光素子の外周であって、被覆膜15の開口内の全部及び被覆膜15上に及んで配置している。第1樹脂40の厚みは、発光素子30側においては、発光素子30の高さと略同じ厚みであり、接合部材35上においては徐々に薄くなり、被覆膜15上において、10μm程度の厚みとなっている。
また、第1樹脂40の発光素子30側端部から、その反対側の端部までの長さは1mm程度である。
また、第1樹脂40は、接合部材35、配線部12よりも、反射率が高いため、より一層効率的に発光素子からの光取り出しを行うことができる。
第2樹脂20の外縁aは、基板10の被覆膜15上に配置されている。第2樹脂20は、ボッティング等によって、半円球状に成形されている。
第2樹脂20の直径は、例えば、3.5mm程度である。
特に、この発光装置100では、第1樹脂40の全表面及び被覆膜15上に配置されている部分の全側面において、第1樹脂40と第2樹脂20とが接触するために、より一層両者の接触面積を確保することができる、さらに、同一のベースポリマーを含有して配置されているために、両者の適合性、融和性及び相溶性が良好であるために、密着性をより強固なものとすることができる。
また、接合部材35及び配線部12の表面及びこれらの界面、配線部12と反射膜15との界面を、第1樹脂40によって被覆することができるため、これらの部位の光劣化、光劣化による剥離等を効果的に防止することができる。
この実施の形態2の発光装置200は、例えば、図2に示したように、第2樹脂20の外縁が、基板10の被覆膜15の上に及ぶ第1樹脂40の端部から、発光素子30の中心側に配置されるように、第2樹脂20の直径を小さくする以外、発光素子100と実質的に同じ構成を有する。
つまり、この発光装置200の第2樹脂20の外縁bは、第1樹脂40を介して被覆膜15の上方に配置されている。
第2樹脂20の直径は、例えば、2mm程度である。
この発光装置200においても、実施の形態1の発光装置100と同様の効果を有する。
この実施の形態3の発光装置300は、例えば、図3に示したように、第1樹脂41が、被覆膜15の開口内にのみ配置されている以外、発光素子100と実質的に同じ構成を有する。
なお、この発光装置300の第2樹脂20の外縁cは、基板10の被覆膜15上に配置されている。
この発光装置300においても、実施の形態1の発光装置100と同様の効果を有する。
特に、被覆膜15に形成される開口をより大きくすることにより、第1樹脂41が、被覆膜15上に及んでいなくても、第2樹脂20の第1樹脂41に対する接触面積をより大きく確保することができるために、両者の密着性から、第2樹脂20の基板10への密着性を確保することが可能となる。
この実施の形態4の発光装置400は、例えば、図4に示したように、第2樹脂20の外縁が、基板10の被覆膜15の上に及ぶ第1樹脂41の端部から、発光素子30の中心側に配置されるように、第2樹脂20の直径を小さくする以外、発光素子300と実質的に同じ構成を有する。
つまり、この発光装置400の第2樹脂40の外縁dは、第1樹脂41を介して被覆膜15の上方に配置されている。
第2樹脂20の直径は、例えば、2mm程度である。
この発光装置200においても、実施の形態3の発光装置300と同様の効果を有する。
この実施の形態5の発光装置500は、例えば、図5に示したように、発光素子30がフェイスアップ実装されており、発光素子30のn側電極及びp側電極(図示せず)が、それぞれ、ワイヤ16によって配線部12に電気的に接続されており、そのワイヤ16の一部が第1樹脂41に被覆されている以外は、発光素子100と実質的に同じ構成を有する。
この発光装置500においても、実施の形態1の発光装置100と同様の効果を有する。
さらに、ワイヤ16と配線部12との接続部位を第1樹脂40によって被覆することができるため、これらの部位の光劣化、光劣化による剥がれ、断線等を効果的に防止することができる。
10 基板
11 基体
12、13 配線部
14 溝部
15a 開口
15 被覆膜
16 ワイヤ
20 第2樹脂
30 発光素子
35 接合部材
40、41 第1樹脂
Claims (7)
- 絶縁性の基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部と、該配線部を被覆し、その一部に開口を有する被覆膜とを備え、前記基体の一面と反対側の裏面が露出した基板、
前記被覆膜の開口内の基板上に配置され、前記被覆膜よりも高い位置に上面を有する発光素子、
少なくとも前記被覆膜の開口内であって、前記発光素子の周囲に配置された第1樹脂及び
前記基板と前記発光素子とを封止する第2樹脂を備えてなり、
該第2樹脂が、前記第1樹脂に接触して配置され、
前記第2樹脂の外側において、前記被覆膜又は該被覆膜及び前記第1樹脂が露出していることを特徴とする発光装置。 - 前記第1樹脂及び第2樹脂は、同一ポリマーを含む請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1樹脂は、前記被覆膜の開口内から前記被覆膜の上に配置されている請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記第2樹脂の外縁が、前記被覆膜上に配置されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第2樹脂の外縁が、前記被覆膜上方であってかつ前記第1樹脂上に配置されている請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第2樹脂の外縁が、前記被覆膜の開口内において、第1樹脂上に配置されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第1樹脂は、さらに反射材を含む請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光装置。
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