JP6236999B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
発光素子チップと前記発光素子チップから出射される光を透過する透光性部材と発光領域を所定の範囲に制限する反射層を側面に有する発光素子とを備え、
前記発光素子は、前記凹部の底面に設けられていることを特徴とする。
図1は、本発明に係る実施形態の発光装置の構成を示す斜視図であり、図2は、実施形態の基体20の構成を示す斜視図であり、実装面側となる第1面23aを上にして示している。
図1に示すように、実施形態の発光装置は、凹部24を備えた基体20と、基体20の凹部底面24bに設けられた発光素子10とを含む。
基体20は、樹脂成形体23と、樹脂成形体23に埋設された第1リード21と第2リード22とを含む。
樹脂成形体23の成形材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、具体的には、ポリフタルアミド(PPA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂等が挙げられる。好適には、熱可塑性樹脂を用いる。また、成形材料中に酸化チタンなどの光反射性物質などを混合して、樹脂成形体の表面における光の反射率を高めることもできる。これにより、戻り光を効率的に反射することができる。
尚、本実施形態の発光装置では、第1リード21を、側面21bの一端面21e側の一部が樹脂成形体23から露出されるように樹脂成形体23に埋設し、第2リード22を、側面22bの一端面22e側の一部が樹脂成形体23から露出されるように樹脂成形体23に埋設した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、他端面21f側の側面21b及び他端面22f側の側面22bが、載置面23asと同一平面上に位置して露出するように、第1リード21及び第2リード22を樹脂成形体23に埋設してもよいし、他端面21f側の側面21b及び他端面22f側の側面22bが、載置面23asより突出して露出するように第1リード21及び第2リード22を樹脂成形体23に埋設してもよい。
第1リードおよび第2リードは、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、銅合金、ステンレス鋼、インバー合金を含む鉄合金などのいずれか1つ以上からなる導電性材料を用いて構成することができる。異種の金属をクラッドしたクラッド材を用いてもよい。また、リードフレームは、表面を金、銀、ニッケル、パラジウムおよびそれらの合金などでメッキすることが好ましい。
また、リードフレームの厚みは、例えば、50μm〜1000μmであり、好ましくは、100μm〜500μmとする。また、リードフレームは、目的に応じて厚みを変化させることができる。このリードフレームの厚みは、エッチング(ハーフエッチング)又はプレス加工により変化させることも可能である。
まず、樹脂成形体23の形状に対応するキャビティを形成する金型を準備し、そのキャビティ内に、それぞれ第1リード21と第2リード22となる2つの柱状リードを端部が所定の間隔になるように配置して固定する。尚、柱状リードの所定の間隔になるように配置された端部はそれぞれ、図3に示す他端面21fと他端面22fとに対応する。
柱状の第1及び第2リード21,22は、一端面21e側及び一端面22e側が所定の長さだけ樹脂成形体23から突出するように第1端面23d及び第2端面23eに沿って(平行に)切断される。以上のようにしてそれぞれ切断面からなる一端面21e,22eが形成される。この切断面からなる一端面21eは、4つの側面21a,21b,21c,21dに直交していることが好ましく、切断面からなる一端面22eは、4つの側面22a,22b,22c,22dに直交していることが好ましい。
尚、図4において、28を付して示す部分は樹脂成形体23におけるゲート跡である。
発光素子10は、例えば、発光素子チップ11と発光素子チップ11のチップ発光面上に設けられた透光性部材12と発光素子チップ11と透光性部材12の外周を囲む反射層13とを含む。発光素子10は、正電極3aと負電極3bが形成された発光素子チップ11のチップ実装面と透光性部材12の上面と、該上面及びチップ実装面と直交する側面とからなる四角柱体の側面が反射層13によって覆われてなり、反射層13を含む外形形状も四角柱体となっている。以下、反射層13を除く四角柱体を内側四角柱体といい、反射層13を除く四角柱体を外側四角柱体という。尚、本発明において、発光素子10は四角柱体に限定されるものではないが、発光素子10が四角柱体であると発光素子10の作製が容易となる。以下、発光素子10の製造方法の一例を示す。
まず、同一の面側に正電極3aと負電極3bとを備えた発光素子チップ11を準備する。
発光素子チップ11は、半導体から成る発光層を備えたものであれば良い。特に窒化物半導体から成る発光層、中でも窒化ガリウム系化合物半導体(特にInGaN)から成る発光層を備えた発光素子であれば、可視光域の短波長域や近紫外域で強い発光が可能であるため、蛍光体と好適に組み合わせることができる。発光素子チップ11は、発光層から出力される出射光の発光ピーク波長が近紫外線から可視光の短波長領域である240nm〜500nm付近、好ましくは380nm〜420nm、さらに好ましくは450nm〜470nmにある発光スペクトルを有することが望ましい。この波長域で発光をする発光素子であれば、種々の蛍光体との組合せにより、所望の色、特に白色光の発光が可能となる。尚、発光素子10は、ZnSe系、InGaAs系、AlInGaP系などの半導体から成る発光層を有するものでも良い。
また、透光性基板1と透光性基板1の一方の面に形成された波長変換層2とを備えた透光性部材12を準備する。
具体的には、透光性基板上に波長変換部材を配置して、例えば、発光素子チップ11と同じ大きさに切断する。
透光性基板1としては、例えば、石英やホウケイ酸硝子等からなるガラス基板が用いられる。透光性基板1の厚みは30μm〜1mmが好ましく、より好ましくは、50〜500μmである。
波長変換層2としては、バインダー樹脂に後述の蛍光体を含有させたものを使用することができる。
波長変換層2を形成する方法は、例えば、印刷法、スプレー塗布、圧縮成形、スピンコート、ディスペンス等公知の方法が挙げられる。
波長変換層2は、均一な膜厚でかつ蛍光体粒子が偏在することなく形成することが好ましく、上記列挙した蛍光体層形成方法のなかでは特に印刷法、スプレー塗布又は圧縮成形を用いることが好ましい。
次に、図5(a)に示すように、シート6の上に正電極3aと負電極3bが形成された面を下にして発光素子チップ11を所定の間隔で縦横マトリクス状に配列する。ここで、発光素子チップ11を配列する所定の間隔は、反射層13の厚さtを考慮して設定される。具体的には、反射層13の厚さtの2倍に後述の切断幅を加えた間隔に設定される。また、シート6は、例えば一方の面に接着層又は粘着層などが形成されており、その接着層又は粘着層により発光素子チップ11が所定の間隔に保持される。
次に、図5(b)に示すように、波長変換層2を備えた透光性部材12を発光素子チップ11の上に接着部材4により接合する。
透光性基板1は、例えば、発光素子チップ11と同一または一回り大きい平面形状になるように作製されており、波長変換層2が発光素子チップ11に、例えば、シリコーン樹脂からなる接着部材4を介して接合される。以上の工程により、シート6の上に、それぞれ発光素子チップ11と透光性部材12とを含む複数の内側四角柱体が配列された状態となる。
次に、図5(c)に示すように、反射層13を構成する樹脂5を、配列された内側四角柱体の間に樹脂5が充填されるように塗布する。
樹脂5には、光反射性物質を含有させる。このようにすると発光素子チップ11の側面から出射された光を樹脂5に含まれる光反射性物質により波長変換層2の方向に反射させて、発光効率を向上させることができる。光反射性物質としては、TiO2、ZrO2、Nb2O5、Al2O3、MgF、AlN、SiO2、MgOよりなる群から選択される少なくとも1種を用いることができる。
図5(c)に示すように、樹脂5を硬化させた後、硬化した樹脂5を切断線7にそってダイシング等により切断して個々の発光素子に分割する。切断線7は、例えば、隣接する発光素子チップ11の間の中心線に一致するよう設定される。切断線7と発光素子チップ11の側面との間隔は、切断後の反射層13の厚さtが所定の厚さになるように設定する
本実施形態では、透光性基板1と透光性基板1の一方の面に形成された波長変換層2とによって透光性部材12を構成した例を示した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子チップ11の上に波長変換層を形成し、その波長変換層の上に透明樹脂層を形成することにより発光素子10を構成してもよい。また、透光性部材12を蛍光体を含む1つの樹脂層で構成することもできるし、蛍光体を含まない1つの樹脂層で構成してもよい。さらに波長変換層2を含む、又は波長変換層2を含まない複数の樹脂層で透光性部材12を構成することもできる。
また、発光素子10の側面に反射層13が形成されているので、発光素子の光を効率よく前方に取り出すことができる。
したがって、上下の壁の厚さに加えさらに上述したような薄型化を妨げる余分な間隔を取る必要がなく、実質的に発光素子10の厚みと同程度まで薄型化が可能になる。
すなわち、凹部の上下の壁及び側壁に反射層が形成された従来の発光装置では、凹部の開口部より狭い範囲に発光領域を制限することは困難であるが、本発明の発光装置では、反射層13を形成する範囲を適宜設定することにより所望の範囲に発光領域を制限することが可能になる。
2 波長変換層
3a 正電極
3b 負電極
10 発光素子
11 発光素子チップ
12 透光性部材
13 反射層
20 基体
21 第1リード
21a,21b,21c,21d 側面
21e 一端面
21f 他端面
21g 凹部
22 第2リード
22a,22b,22c,22d 側面
22e 一端面
22f 他端面
22g 凹部
23 樹脂成形体
23a 第1面
23ac 傾斜面
23ab 平坦面
23as 載置面
23b 第2面
23c 前面
23d 第1端面
23e 第2端面
23f 背面
24 溝状の凹部
24a 側壁
24b 凹部底面
Claims (7)
- 上面と下面と前面とを有し、前記前面に前記上面から前記下面にわたって凹部が溝状に形成された樹脂成形体と、前記樹脂成形体に埋設されたリードとを備えた基体と、
発光素子チップと前記発光素子チップから出射される光を透過する透光性部材と発光領域を所定の範囲に制限する反射層を側面に有する発光素子とを備え、
前記発光素子は、前記凹部の底面に設けられ、
前記反射層が前記凹部の側壁から離れて位置し、
前記リードは、2つの端面の間に4つの側面を有する柱形状であり、前記4つの側面のうちの1つの第1側面の一部を前記凹部の底面に露出させ、前記第1側面に直交する第2側面の一部を外部接続面とし、
前記リードの第2側面が露出した、前記樹脂成形体の実装面は段差を有し、前記実装面に露出したリードの両側に接合部材溜まり部が形成された発光装置。 - 前記凹部の側壁が傾斜しており、前記底面より開口側が広くなった請求項1記載の発光装置。
- 前記発光素子の外形形状は、四角柱体である請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、前記発光素子チップの発光面上に設けられた波長変換層と、前記波長変換層上に設けられた透光性基板とを含み、発光素子チップの側面と前記波長変換層の側面とが前記反射層に覆われている請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記透光性基板の側面がさらに前記反射層に覆われている請求項4記載の発光装置。
- 前記リードの切断面が前記4つの側面と直交している請求項1〜5のうちのいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記リードは、前記第2側面に対向する第3側面に、前記リードの前記樹脂成形体からの抜けを防止する窪みを有する請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載の発光装置。
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