JP6195760B2 - Ｌｅｄ発光装置 - Google Patents

Description

本発明はＬＥＤ発光装置に関するものであり、詳しくは発光面上に蛍光体層を有するＬＥＤ素子を回路基板上にフリップチップ実装し、回路基板の上部を透光性樹脂で被覆したＬＥＤ発光装置において、前記ＬＥＤ発光素子の下面と回路基板の間を蛍光樹脂にて充填することで、ＬＥＤ発光素子の発光面側への発光を効率良くすると共に、ＬＥＤ発光装置を構成している樹脂部材の劣化を防止したＬＥＤ発光装置に関する。

近年、半導体発光素子としてのＬＥＤ素子は半導体素子であるため、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く、鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきた。

特に近年、ＬＥＤ発光素子の発光面側への発光を効率良くすることを目的としたＬＥＤ発光装置として、発光面側に蛍光体層を有するＬＥＤ素子を、回路基板の配線電極にフリップチップ実装し、前記回路基板のＬＥＤ素子実装部分における配線電極間に反射性の白色樹脂層を形成したＬＥＤ発光装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。

以下従来の白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置に付いて説明する。なお、理解し易いように発明の趣旨を外さない範囲において図面を一部簡略化し、また部品名称も本願にそろえている。図１５は特許文献１におけるＬＥＤ発光装置１００の製造工程を示す断面図であり、（ａ）は基板１０７上に形成された配線電極（図示せず）に導電部材１０６ａ、１０６ｂによってフリップチップ実装されたＬＥＤ素子１０１の周囲と、基板１０７のＬＥＤ素子１０１を実装した部分における配線電極上に枠体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の接着が行われた状態を示しており、この工程により白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置１００が完成する。

図１６は特許文献２におけるＬＥＤ発光装置２００の断面図を示している。
図１６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の周囲と、ＬＥＤ搭載面上に設けられた配線電極２０５ａ間にケース２０３を用いて光反射性の白色樹脂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。

なお、特許文献１及び特許文献２においては、白色部材の役目としてはＬＥＤの側面側から発光された出射光を反射させて、出射面側に戻し出射効率を高める機能を有するものであり、その構成としてはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等のコーティング材に反射性のフィラーとして酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニューム、アルミナ、窒化ホウ素等の粒子を混入したものを用いている。

特開２０１０−１９２６２９号公報 特開２００７−１９０９６号公報

特許文献１及び特許文献２に記載された従来の蛍光体層を有する白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置においては、基板部材のＬＥＤ素子を実装した部分における配線電極間に光反射性の白色樹脂層を設けているため、ＬＥＤ素子から基板部材方向に出射される発光が白色樹脂層によって反射されて出射面側に戻される。そしてこの反射光が直接または蛍光体層で波長変換されて出射光に加算されることによって、出射効率の良いＬＥＤ発光装置を実現できる。しかし蛍光体層を励起して発光するＬＥＤ発光素子の場合は、ＬＥＤ素子として青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子を用いているため、このような青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から出射される短波長光の発光による照射を行うことになり、この短波長の出射光はＬＥＤ発光装置に利用されている樹脂に対してダメージを与えることが知られている。

以下に短波長の出射光（青色ＬＥＤ素子、近紫外線ＬＥＤ素子）がＬＥＤ発光装置に利用されている樹脂に対してダメージを与えること説明する。図１７は図１５に示すＬＥＤ発光装置１００の発光状態を示す断面図、図１８は図１７の基板１０７上に充填されて白色樹脂層１０４ａ部分の拡大断面図である。なお図１７，図１８において矢印付きの線は出射光を示し、実線はＬＥＤ素子１０１から発光された短波長光、または白色樹脂１０４等によって反射された短波長光を示し、点線はＬＥＤ素子１０１から発光された短波長光が、蛍光樹脂層１０２内の蛍光粒子に衝突して励起されることにより、波長変換された長波長光を示している。

図１７はＬＥＤ素子として青色ＬＥＤ素子を使用し、蛍光樹脂として黄色系蛍光粒子であるＹＡＧ蛍光樹脂を使用した事例に付いて説明する。図面上に青色ＬＥＤ素子１０１（以後単にＬＥＤ素子と記す）から発光された実線で示す短波長光Ｐｂが、一部は蛍光樹脂１０２を突き抜けて出射光となり、また一部な蛍光樹脂層１０２の中で蛍光粒子に衝突して励起され、点線で示す長波長光Ｐｙとして出射光となる。またＬＥＤ素子１０１から周囲の白色樹脂層１０４方向に発光して反射さられた短波長光Ｐｂは、同じく一部は蛍光樹脂１０２を突き抜けて出射光Ｐｂとして、また一部は蛍光樹脂層１０２の中で蛍光粒子に衝突して励起され、点線で示す長波長光Ｐｙとして出射光となり、この青色光Ｐｂ及び励起された長波長光Ｐｙは混色されて白色光Ｐｗとして出射される。

図１８は短波長光Ｐｂが構成樹脂材料に与えるダメージを更に解り易く説明するための図１７のＬＥＤ部分の拡大断面図である。図１８に示す如くＬＥＤ素子１０１から基板の上面に充填されている白色樹脂層１０４ａに向けて発光された短波長光Ｐｂは、その一部は白色樹脂層１０４ａによって反射されて蛍光樹脂層１０２から短波長光Ｐｂとして出射され、または蛍光樹脂層１０２で励起されて長波長光Ｐｙとして出射光となる。さらに、短波長光Ｐｂの一部は白色樹脂層１０４ａを突き抜けて回路基板１０７に直接入射される。

図１８においてＬＥＤ素子１０１から発光された短波長光Ｐｂは、出射面側に向かって青色光Ｐｂ及び励起された長波長光Ｐｙとして出射され、混色されて白色光Ｐｗとして出射される。

しかし、ここではＬＥＤ１０１ら発光された短波長光Ｐｂの樹脂劣化に対する効果を検証するために、主としてＬＥＤ１０１ら発光された短波長光Ｐｂが、基板１０７の上面に形成された白色樹脂層１０４ａを通過して基板１０７側に入射される部分Ｐｂｋについて検証する。すなわちＬＥＤ１０１から発光された青色光Ｐｂの一部は白色樹脂層１０４ａよって青色光Ｐｂの状態で反射を繰り返し、ＬＥＤ発光装置１００の出射光となって出射されていくが、この発光を繰り返している白色樹脂層１０４、や白色樹脂層１０４ａの内部において、ＬＥＤ１０１から発光された短波長光Ｐｂによって白色樹脂層がダメージを受けて劣化する。さらに白色樹脂層１０４ａを通して基板１０７側に出射される短波長光Ｐｂｋによって基板１０７も劣化することになる。
また引用文献２の構成においてもＬＥＤ２０１から発光された短波長光Ｐｂによって白色樹脂層２０４およびケース２０３を構成する構成樹脂材料がダメージを受けて劣化することは同じである。

そこで本発明の目的は、上記問題点を解決しようとするものであり、樹脂構成部品を用いたＬＥＤ発光装置において、充填樹脂を選択することにより、青色ＬＥＤや近紫外線ＬＥＤから発光された短波長光による樹脂構成材料の劣化を減少させ、長寿命なＬＥＤ発光装置を提供することである。

上記目的を達成するため本発明におけるＬＥＤ発光装置の構成は、下記の通りである。
発光面側に蛍光体層を有するＬＥＤ素子を、回路基板の配線電極にフリップチップ実装したＬＥＤ発光装置において、前記回路基板のＬＥＤ素子実装部分における配線電極間に蛍光樹脂層を形成し、前記回路基板の上面側に前記蛍光体層を被覆して前記ＬＥＤ素子を封止し、前記蛍光樹脂層の蛍光粒子混入密度は、前記蛍光体層の蛍光粒子混入密度より、高密度であり、前記ＬＥＤ素子のバンプ電極間の蛍光樹脂は、前記蛍光体層と同じ蛍光粒子混入密度であることを特徴とする。

上記構成によれば、回路基板のＬＥＤ素子実装部分における配線電極間に蛍光樹脂層を形成しているので、青色ＬＥＤら発光された短波長光Ｐｂが、回路基板の上面に形成された蛍光樹脂層を通して回路基板側に出射され部分を考えると、蛍光樹脂層に入射した青色光Ｐｂは蛍光樹脂層内の蛍光粒子に衝突して励起された長波長光Ｐｙに変換される。したがってＬＥＤ発光装置内における反射の繰り返しは主として長波長光Ｐｙによって行われるため、構成樹脂材料へのダメージが少なく、劣化も減少する。また蛍光樹脂層を通過して回路基板に入射される発光も蛍光樹脂層内の蛍光粒子に衝突して励起された長波長光Ｐｙであるため、回路基板を構成する樹脂層へのダメージがすくなく劣化も減少する。

前記蛍光樹脂層を前記回路基板全体の配線電極を除く面に形成していることが望ましい。

上記構成によれば、回路基板の配線電極を除く、略全面を蛍光体層で被覆しているため、回路基板側への出射光の多くが励起光Ｐｙとなって反射を繰り返すため、さらに構成樹脂材料へのダメージがすくなく劣化も減少し、回路基板を構成する樹脂層へのダメージも減少する。

上記の如く本発明によれば蛍光樹脂層を前記回路基板面に形成したことによって、ＬＥＤ発光装置内における反射の繰り返しは主として長波長光Ｐｙによって行われるため、構成樹脂材料へのダメージがすくなく劣化も減少する。また蛍光樹脂層を通過して回路基板に入射される発光も蛍光樹脂層内の蛍光粒子に衝突して励起された長波長光Ｐｙであるため、回路基板を構成する樹脂層へのダメージが少なく、劣化も減少するので、長寿命なＬＥＤ発光装置を提供できる。

本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の蛍光体層による封止部を除いた上面図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の回路基板の平面図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置に実装されているＬＥＤ素子の裏面図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の発光特性を示す断面図である。 図５に示すＬＥＤ発光装置のＬＥＤ素子から回路基板上に充填された蛍光樹脂層部分の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 図７に示すＬＥＤ発光装置の蛍光体層による封止部を除いた上面図である。 図７に示すＬＥＤ発光装置のＬＥＤ素子から回路基板上に充填された蛍光樹脂層部分の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 図１０に示すＬＥＤ発光装置の蛍光体層による封止部を除いた上面図である。 図１０に示すＬＥＤ発光装置の回路基板の平面図である。 本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 図１３に示すＬＥＤ発光装置の蛍光体層による封止部を除いた上面図である。 引用文献１における従来のＬＥＤ発光装置の製造工程を示す断面図である。 引用文献２における従来のＬＥＤ発光装置の断面図である。 図１６に示す従来のＬＥＤ発光装置の発光特性を示す断面図である。 図１７に示すＬＥＤ発光装置の部分拡大断面図である。

（第１実施形態）
以下図面により、本発明の実施形態を説明する。図１〜図４は本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置を示し、図１は本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の断面図、図２は図１に示すＬＥＤ発光装置１０の蛍光体層による封止部を除いた上面図、図３はＬＥＤ発光装置１０の回路基板の平面図、図４はＬＥＤ発光装置１０に実装されているＬＥＤ素子の裏面図である。

図１に示すＬＥＤ発光装置１０の断面図及び、図２に示す蛍光体層による封止部を除いた上面図において、回路基板７の上面には配線電極５ａ，５ｂが設けられ、それぞれスルーホール電極５ｃ，５ｄを通して回路基板７の裏面側の電源電極５ｅ，５ｆに接続されている。
またＬＥＤ素子１の下面側には２個のバンプ電極１ａ，１ｂがもうけられており、それぞれ回路基板７上の配線電極５ａ，５ｂにフリップチップ実装で接続されている。また、回路基板７のＬＥＤ１が実装された配線電極５ａ，５ｂ間のスペースＭ１には蛍光樹脂層２ａが形成されている。

図３は図１、図２に示す回路基板７の平面図であり、回路基板７の中央位置にはスルーホール電極５ｃ，５ｄを有する配線電極５ａ，５ｂが設けられており、配線電極５ａ，５ｂ間Ｍ１には蛍光樹脂層２ａがもうけられている。図４はＬＥＤ素子１の裏面図であり、回路基板７に接続するための２個のバンプ電極１ａ，１ｂが設けられている。なお、このバンプ電極１ａ，１ｂは左右対称の位置に同じ形状に設けた例を示したが、これに限定されるものではなく、通常のＬＥＤ素子の電極形状に合わせて、Ｐ電極に比べてＮ電極の形状を小さく形成しても良い。

次にＬＥＤ発光装置１０の製造方法を説明する。図３に示す回路基板７の配線電極５ａ，５ｂ間のスペースＭ１に蛍光樹脂層２ａを形成し、次に配線電極５ａ，５ｂに図４に示すＬＥＤ素子１をバンプ電極１ａ，１ｂによりフリップチップ実装する。次に図１に示すごとくＬＥＤ素子１を実装した回路基板７の上面側に蛍光体層２を被覆してＬＥＤ素子１を封止することによりＬＥＤ発光装置１０が完成する。なお、ＬＥＤ発光装置１０の構成の如く、蛍光樹脂層２ａと蛍光体層２とを同じ蛍光樹脂とする場合においては、スペースＭ１に対する蛍光樹脂層２ａの形成と蛍光体層２の被覆とを同時に行うことができる。この場合にはＬＥＤ素子１のバンプ電極１ａ，１ｂ間のスペースＭ２にも蛍光樹脂層２ｂが形成される。

次に図５により、ＬＥＤ発光装置１０の発光動作を説明する。なお、本発明における各実施形態のＬＥＤ発光装置においては、ＬＥＤ素子１としては青色ＬＥＤを使用し、また蛍光樹脂としてはＹＡＧ蛍光樹脂を使用した事例を示す。
また、矢印付きの実線はＬＥＤ素子１から発光された短波長光Ｐｂ（以後青色光Ｐｂとする）を示し、矢印付きの点線はＹＡＧ蛍光樹脂によって波長変換された長波長光Ｐｙ（以後励起光Ｐｙとする）を示す。

図５はＬＥＤ発光装置１０の発光特性を示す断面図であり、ＬＥＤ素子１の上面及び側面からの発光は、直接または反射された後に青色光Ｐｂと蛍光体層２によって波長変換された励起光Ｐｙが混色されて白色光Ｐｗが出射されることにより通常の照明装置として動作する。

次に図６により、ＬＥＤ素子１から下面側に出射された発光のＬＥＤ発光装置１０に利用されている構成樹脂材料に対して与える影響について説明する。
図６は図５のＬＥＤ素子１から回路基板７上に充填された蛍光樹脂層２ａ，２ｂ部分の拡大断面図である。

図６は前述の通りＬＥＤ素子１として青色ＬＥＤ素子を使用し、蛍光樹脂として黄色系蛍光粒子であるＹＡＧ蛍光樹脂を使用した事例に付いて説明する。回路基板７とＬＥＤ素子１の間に蛍光樹脂層２ａ，２ｂが形成されているためＬＥＤ素子１から発光された実線で示す青色光Ｐｂの多くは蛍光樹脂層２ａ、２ｂの中で蛍光粒子に衝突して励起され、点線で示す励起光Ｐｙに変換される。

そしてＬＥＤ素子１から回路基板７の方向へ発光された青色光Ｐｂの一部は蛍光樹脂層２ａ，２ｂにて波長変換されないまま回路基板７の上面等によって反射されてそのまま青色光Ｐｂとして、あるいは蛍光体層２によって励起光Ｐｙに変換されてＬＥＤ発光装置１０の照明光の一部となる。しかしＬＥＤ素子１から回路基板７の方向へ発光された青色光Ｐｂは、そのほとんどが蛍光樹脂層２ａ，２ｂによって励起光Ｐｙに変換された状態で、反射を繰り返しながらＬＥＤ発光装置１０の照明光の一部となっていき、またその一部は回路基板７に直接入射される。もちろん回路基板７の方向へ発光された青色光Ｐｂが蛍光樹脂層２ａ，２ｂによって励起光Ｐｙに変換されない状態、すなわち青色光Ｐｂのままで回路基板７に入射され、この青色光Ｐｂは回路基板７を構成する樹脂材料にダメージを与えるが、その量は僅かであり影響も極めて少なくなる。

上記の如く、本発明のＬＥＤ発光装置１０においては、回路基板７とＬＥＤ素子１の間に蛍光樹脂層２ａ，２ｂが形成されているため、ＬＥＤ素子１から発光された青色光Ｐｂの多くは蛍光樹脂層２ａ、２ｂの中で蛍光粒子に衝突して励起光Ｐｙに変換された長波長光Ｐｙの状態で、蛍光樹脂層２ａ、２ｂの中の反射を繰り返し、その一部が回路基板７へも入射するがので、蛍光樹脂層２ａ、２ｂや回路基板７を構成している構成樹脂材料に与えるダメージは大幅に減少することにより樹脂材料の劣化は殆どなくなる。また蛍光樹脂層２ａ、２ｂはＬＥＤ素子１の下面と回路基板７の間に充填されることでＬＥＤ１の下面を保持するアンダーフィル効果も有する。

（第２実施形態）
次に図７、図８により本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の構成を説明する。図７は本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０の断面図、図８は図７に示す回路基板７の平面図であり、図３、図４に示す第１実施形態のＬＥＤ発光装置１０の断面図及び平面図と同じ、または対応する要素には同じ番号を付し重複する説明は省略する。

第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０の構成と第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の構成とで異なるところは、ＬＥＤ発光装置１０は回路基板７の配線電極５ａ，５ｂ間のスペースＭ１に形成した蛍光樹脂層２ａとＬＥＤ素子１のバンプ電極１ａ，１ｂ間のスペースＭ２に形成した蛍光樹脂層２ｂが、いずれも蛍光体層２と同じ蛍光樹脂であったのに対し、ＬＥＤ発光装置２０は回路基板７の配線電極５ａ，５ｂ間のスペースＭ１に形成した蛍光樹脂層２ｃとＬＥＤ素子１のバンプ電極１ａ，１ｂ間のスペースＭ２に形成した蛍光樹脂層２ｂが、異なる蛍光粒子密度を有する蛍光樹脂となっていることである。すなわちスペースＭ２に形成された蛍光樹脂２ｂは蛍光体層２と同じ蛍光粒子密度の蛍光樹脂であったのに対し、スペースＭ１に形成された蛍光樹脂層２ｃは、蛍光体層２に対して蛍光粒子密度が高い蛍光樹脂層となっていることである。

次にＬＥＤ発光装置２０の製造方法を説明する。ＬＥＤ発光装置２０の製造方法は基本的にＬＥＤ発光装置１０の製造方法とおなじであり、異なるところは図８において回路基板７の配線電極５ａ，５ｂ間のスペースＭ１に蛍光粒子密度の高い蛍光樹脂層２ｃ（濃い梨地で表示）を形成したことである。その後ＬＥＤ発光装置１０と同様に蛍光体層２０を充填被覆することによって、ＬＥＤ素子１のバンプ電極１ａ，１ｂ間のスペースＭ２に蛍光体層２と同じ蛍光粒子密度の蛍光樹脂層２ｂが形成される。

次に図９によりＬＥＤ発光装置２０の回路基板７方向への発光動作及び構成樹脂材料への影響を説明する。ＬＥＤ発光装置２０における発光動作はＬＥＤ発光装置１０の発光動作と基本的に同じなので同一要素には同一番号を付し重複説明は省略する。図９はＬＥＤ発光装置１０における図６に対応し、ＬＥＤ素子１から回路基板７の上に充填された蛍光樹脂層２ｃ，２ｂ部分の拡大断面図である。すなわちＬＥＤ発光装置２０におけるＬＥＤ発光装置１０との違いは、ＬＥＤ発光装置１０においてはスペースＭ１とスペースＭ２に形成された蛍光樹脂層２ａ，２ｂはいずれも蛍光体層２と同じ蛍光粒子密度であったのに対し、ＬＥＤ発光装置２０ではスペースＭ２に形成された蛍光樹脂層２ｂは蛍光体層２と同じ蛍光粒子密度だが、スペースＭ１に形成された蛍光樹脂層２ｃの蛍光粒子密度が高いため、ＬＥＤ素子１から回路基板７までの蛍光粒子密度が高くなっており、ＬＥＤ素子１から発光された青色光Ｐｂの励起光Ｐｙへの変換効率が良くなり、その結果青色光Ｐｂ（短波長光）による構成樹脂材料に対するダメージが減少してＬＥＤ発光装置の長寿命化を達成できる。

（第３実施形態）
次に図１０〜図１２により本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置の構成を説明する。図１０に示すＬＥＤ発光装置３０は、図７に示す第２実施形態のＬＥＤ発光装置２０と基本的構成は同じなので同一または対応する要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。すなわちＬＥＤ発光装置３０がＬＥＤ発光装置２０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置２０では蛍光粒子密度が高密度な蛍光樹脂層２ｃがＬＥＤ素子１の実装部の下に設けられたスペースＭ１にのみ形成されていたのに対し、ＬＥＤ発光装置３０では回路基板７の配線電極５ａ，５ｂの形成部分を除く面にも高密度な蛍光樹脂層２ｄとして形成されていることである。

図１１、図１２に示す様に回路基板７の配線電極５ａ，５ｂ間のスペースＭ１と、配線電極５ａ，５ｂの周囲のスペースＭ３とには高密度な蛍光樹脂層２ｃと２ｄとが一体的に形成されている。なお、蛍光樹脂層２ｃと蛍光樹脂層２ｄとは異なる高密度の蛍光樹脂層でも良いが、製造上では一括で処理するのが効率が良いことを考えると同一の高密度の蛍光樹脂層とすることが望ましい。

ＬＥＤ発光装置３０の効果としては、回路基板７の配線電極５ａ，５ｂで覆われていない基板面を、高密度の蛍光樹脂層２ｃ、２ｄ覆い尽くしているため、ＬＥＤ素子１からの発光は回路基板７の面上において反射または、高密度の蛍光樹脂層による長波長変換が十分に行われることによって、回路基板７を含むＬＥＤ発光装置３０の構成樹脂材料の劣化を防止する効果がより大きくなる。

次に図１３、図１４により本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の構成を説明する。図１３に示すＬＥＤ発光装置４０は、図１０に示す第３実施形態のＬＥＤ発光装置３０と基本的構成は同じなので同一または対応する要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。すなわちＬＥＤ発光装置４０がＬＥＤ発光装置３０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置３０では蛍光体層２によるＬＥＤ素子１の被覆を回路基板７の全面に行っていたのに対し、ＬＥＤ発光装置４０では回路基板７の周囲を取り囲む反射性樹脂による枠体８を設け、枠体８の内部に蛍光体層２を充填形成していることである。

図１３はＬＥＤ発光装置４０の断面図、図１４はＬＥＤ発光装置４０を上面よりみた平面図であり、回路基板７の周囲を取り囲む状態で、回路基板７の周囲面に枠体８が接着固定されており、枠体８の内部に蛍光樹脂を充填することにより蛍光体層２を形成している。なお、本実施形態においては枠体８を回路基板７の外周部分の面上に直接接着して固定し、この枠体８の分だけ高密度の蛍光樹脂層２ｄの幅を少なくしているが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤ発光装置３０と同様に、高密度の蛍光樹脂層２ｄを回路基板７の外周まで設け、この高密度の蛍光樹脂層２ｄの上面に枠体８を接着固定しても良い。

次にＬＥＤ発光装置４０の効果について説明する。ＬＥＤ発光装置４０はＬＥＤ発光装置３０の効果に加えて、ＬＥＤ素子１から側面方向への発光、及び回路基板７方向からの反射光を、反射性の枠体８によって更に反射させて上面の出射光とすることにより、さらに出射効率を高める効果を有するものである。

上記の如く、本発明のＬＥＤ発光装置の構成においては、短波長光のＬＥＤ素子から回路基板側への発光を、回路基板の上面に設けた蛍光樹脂層によって長波長光に変換して反射や屈折を行わせることによって、ＬＥＤ発光装置を構成する構成樹脂材料へのダメージを減少させることによって、樹脂劣化による発光効率の低下や色調の劣化を減少させることで、長寿命なＬＥＤ発光装置を提供することができる。
また、本発明によるＬＥＤ発光装置を、大判回路基板の上に複数個整列配置して同時駆動することによって、長寿命で発光効率の低下や色調の劣化を減少させた、大型面光源を提供することができる。

１、１０１，２０１ ＬＥＤ
１ａ，１ｂ、１０６ａ、１０６ｂ バンプ電極
２、１０２、２０２ 蛍光体層
２ａ，２ｂ，２ｃ、２ｄ 蛍光樹脂層
５ａ、５ｂ 配線電極
５ｃ，５ｄ スルーホール電極
５ｅ，５ｆ 電源電極
７，１０７ 回路基板
８ 枠体
１０、２０、３０，４０，５０、１００、２００ ＬＥＤ発光装置
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ スペース
Ｐｂ 青色光（短波長光）
Ｐｙ 励起光（長波長光）
Ｐｗ 白色光
１０２ 透明性部材
１０４、１０４ａ、２０４ 白色部材
２０３ ケース

Claims (2)

1. 発光面側に蛍光体層を有するＬＥＤ素子を、回路基板の配線電極にフリップチップ実装したＬＥＤ発光装置において、前記回路基板のＬＥＤ素子実装部分における配線電極間に蛍光樹脂層を形成し、前記回路基板の上面側に前記蛍光体層を被覆して前記ＬＥＤ素子を封止し、前記蛍光樹脂層の蛍光粒子混入密度は、前記蛍光体層の蛍光粒子混入密度より、高密度であり、前記ＬＥＤ素子のバンプ電極間の蛍光樹脂は、前記蛍光体層と同じ蛍光粒子混入密度であることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記蛍光樹脂層を前記回路基板全体の配線電極を除く面に形成していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光装置。

Images