JP6536325B2 - 発光装置 - Google Patents

発光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6536325B2
JP6536325B2 JP2015194952A JP2015194952A JP6536325B2 JP 6536325 B2 JP6536325 B2 JP 6536325B2 JP 2015194952 A JP2015194952 A JP 2015194952A JP 2015194952 A JP2015194952 A JP 2015194952A JP 6536325 B2 JP6536325 B2 JP 6536325B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting device
reflector
light
emitting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015194952A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017069452A (ja
Inventor
祐太 岡
祐太 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Priority to JP2015194952A priority Critical patent/JP6536325B2/ja
Priority to US15/281,078 priority patent/US10153413B2/en
Publication of JP2017069452A publication Critical patent/JP2017069452A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6536325B2 publication Critical patent/JP6536325B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16245—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

本発明は、発光装置に関する。
近年、一般照明用の灯具等において、従来の白熱電球に代わって、より低消費電力の発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」ともいう。）の利用が進んでおり、その応用分野もバックライト用途や照明、車載用途等、各分野に拡大している。特に窒化物系半導体を用いたＬＥＤは、バンドギャップが広く短波長の出射が可能で、近年利用が進んでいる。
このような発光装置においては、ＬＥＤ等の発光素子をパッケージのキャビティ内に実装して、光を外部に取り出す構成が採用されている。このような構成においては、光の取り出し効率を高めるため、樹脂材の内面に金属をコーティングするなどして反射率を高めることが行われている。このような金属材料としては、反射率の高い金属、例えばＡｇ等が用いられている。
一方、Ａｇは硫化によってマイグレーションが生じ、反射率が低下するという懸念があり、金属被膜に代えて、誘電体多層膜（distributed Bragg reflector：ＤＢＲ）をキャビティの内面にコーティングすることが考えられる（たとえば特許文献１）。
しかしながら、ＤＢＲが意図しない部分や反射率の向上に寄与しない領域に成膜されてしまう場合があり、ＤＢＲ材料のさらなる使用効率の向上が求められている。
特開２００８−３００６２１号公報
本発明の目的の一は、誘電体多層膜を所望の領域に設けることを容易とした発光装置を提供することにある。
以上の目的を達成するために、本発明の一の側面に係る発光装置によれば、基体と、前記基体に載置された発光素子と、前記発光素子が発する光を反射するよう前記発光素子の周囲に複数配置され、それぞれがコア材と、該コア材を被覆する誘電体多層膜を有する反射体とを備え、前記誘電体多層膜が、前記発光素子が発する光の波長を反射する膜厚に設定されている。
上記構成により、誘電体多層膜を用いた反射構造を所望の部位に容易に形成できる利点が得られる。
本発明の実施形態１に係る発光装置を示す模式断面図である。 反射体を示す模式断面図である。 変形例に係る発光装置を示す模式断面図である。 本発明の実施形態２に係る発光装置を示す模式断面図である。 本発明の実施形態３に係る発光装置を示す模式断面図である。 本発明の実施形態４に係る発光装置を示す模式断面図である。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１に係る発光装置１００を図１の断面図に基づいて説明する。この図に示す発光装置１００は、基体１０と、発光素子２０と、反射体３０とを備える。発光素子２０は、基体１０に載置されている。基体１０は、断面視において凹状に形成された開口部を有しており、発光素子２０は、この開口部の底面に載置されている。
（基体１０）
基体１０は、例えば樹脂製とし、金属製のリードを埋設している。リードの底面は、開口部の底面に表出されており、このリードの上面に接合部材を介して発光素子２０が配置されている。ここでは、リードを第一リード１１と第二リード１２で構成しており、これらの第一リード１１と第二リード１２を離間させて樹脂に埋設させ、各リードに発光素子２０の正極と負極をそれぞれ接続している。図１の例では、第一リード１１上に発光素子２０を、電極形成面が上面となる姿勢で実装し、ワイヤ２４でもって各電極を第一リード１１、第二リード１２にそれぞれ接続している。リードは、導電性に優れた材質で構成される。また図１の例では、開口部の内面において発光素子２０を実装する実装領域の周囲を囲む面を、傾斜面としている。このような傾斜面を形成するため、平板状の基体上に実装領域を囲む側壁１３を樹脂等で形成してもよい。あるいは予め側壁を含む基体を、リードを埋設した状態で一体的に成形することもできる。また、リード自体を凹状に形成して、リードで傾斜面を形成してもよい。
基体１０を構成する樹脂の材料としては、例えば脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、不飽和ポリエステル、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂材中に、充填剤又は着色顔料として、ガラス、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ワラストナイト、マイカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、カーボンブラックなどの粒子又は繊維を混入させることができる。
基体１０はセラミックスや絶縁層を有する金属であってもよい。セラミックスとしては、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどを用いることができる。
（発光素子２０）
発光素子２０は、主として、平面形状が矩形の半導体積層構造体と、半導体積層構造体の同一面側に設けられる第一電極層（例えばｐ側電極）及び第二電極層（例えばｎ側電極）とを備える。半導体積層構造体は、第一導電型半導体層（例えばｎ型半導体層）と第二導電型半導体層（例えばｐ型半導体層）とを含む。また、これらの間に活性層を含むものが好ましい。これら第一導電型半導体層、活性層及び第二導電型半導体層の種類、材料は特に限定されるものではなく、例えば、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の半導体材料を用いることができる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。なお、この例では発光素子２０を１個のみ実装した例を示しているが、本発明はこの構成に限られず、複数の発光素子を一の開口部に実装することも可能である。また、基体に複数の開口部を設けてもよい。また、半導体積層構造体の平面形状は矩形に限られず、六角形等の多角形であってもよい。
（保護素子２２）
さらに、発光装置に保護素子２２を付加することもできる。保護素子２２は、発光素子２０と電気的に接続され、この発光素子２０を電気的に保護するための部材である。例えば、静電気等によって逆電圧が印加された際に発光素子２０が破損される事態を回避する。このような保護素子２２として、発光素子２０の導通方向と逆向きに並列に接続されたツェナーダイオードが好適に利用できる。あるいはバリスタ等を利用してもよい。保護素子はフリップチップ実装してもよいし、ワイヤを用いて接続してもよい。
（リード）
第一リード１１と第二リード１２は、好ましくは金属板（例えばＣｕ板）で構成される。また必要に応じて、反射率や導電率を向上させるためリードの表面にめっき（例えばＡｇめっき）等を施すこともできる。図１の例では、第一リード１１と第二リード１２は、上面の一部を開口部の底面に露出させている。また露出された第一リード１１と第二リード１２の上面は、これらの間に充填された樹脂の上面と、ほぼ同一平面となるように構成されている。さらに第一リード１１と第二リード１２の底面も、基体１０の底面において部分的に露出され、かつ樹脂の底面と同一平面となるように樹脂に埋設されている。このように、基体１０の裏面側でリードを露出させることで、基体１０の裏面側にヒートシンク等の外部の放熱部材を熱的に結合させて、発光素子２０に近い位置から放熱することで一層の放熱性能を発揮できる。
図１の例では、金属板である第一リード１１上に発光素子２０を実装しているが、この実装部分においては第一リード１１の上面と発光素子２０の下面とは、電気的に絶縁されている。第一リード１１は、ワイヤ２４でもって発光素子２０上面の電極形成面と電気的に接続される。また第一リード１１は、発光素子２０が発する熱を放熱させやすい構成としている。具体的には、熱伝導性に優れた金属材料で構成し、又は熱伝導性に優れた金属材料で被膜している。
（反射体３０）
反射体３０は、発光素子２０が発する光を反射するための部材である。反射体３０は、発光素子２０の周囲に複数配置される。この反射体３０は微細な粒状に構成されており、多数の粒状の反射体３０でもって、発光素子２０が発する光を反射させ、効率よく光を基体１０から外部に取り出すことが可能となる。
粒状の反射体３０のそれぞれは、図２の断面図に示すようにコア材３１と、このコア材３１を被覆する誘電体多層膜３２とで構成される。この誘電体多層膜３２は、発光素子２０が発する光の波長を反射する膜厚に設定されている。典型的には、誘電体多層膜３２には分布型ブラッグ反射器（Distributed Bragg reflector：ＤＢＲ）が利用できる。また誘電体多層膜３２は、当該分野で公知の材料を用いることができ、例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＭｇＦ2、ＡｌＮ、ＳｉＯＮ、及びＳｉＮよりなる群から選択された少なくとも二種類以上の層から構成されることが好ましい。また誘電体多層膜３２の膜厚はほぼ均一とすることが望ましい。なお本明細書において誘電体多層膜の膜厚がほぼ均一とは、膜厚の分布が平均値の±１０％以内に収まっている状態を意味する。また本明細書において反射体３０とは、光を反射させる機能を奏する部材であって、設計された波長の光成分を８０％以上反射するものを意味する。また誘電体多層膜３２をコア材３１に成膜する方法としては、例えば原子層体積法（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）が利用できる。
反射体３０のコア材３１は、金属材料が好適に利用できる。金属材料のコア材３１を用いることで、放熱性に優れた反射体３０とできる。例えば、コア材３１はＣｕ、Ａｇ、Ａｌのいずれかを含むことができる。
この反射体３０は、各粒子を粒状に構成している。粒状の反射体３０は、各粒子を球状に形成することが好ましいが、真円の球状とする必要はなく、楕円形や多角形の面を有する多面体であってもよく、また表面に部分的な凹凸があってもよい。このように本明細書中において粒状とは、球状の形態に限られず、塊状の形態を意味する。
このように、反射体３０を粒状として、多数の粒状の反射体３０を発光素子２０の周囲に配置する構成とすることで、従来のように発光素子２０の周囲に膜状に反射層を形成する構成と比べ、所望の領域のみに、発光素子２０の周囲の形状に制限されることなく、容易に反射体３０を配置することが可能となる。すなわち、層状に誘電体多層膜の反射層を成膜するには、ある程度の面積をもった平坦な領域に、成膜工程を複数回繰り返して形成することが一般的であるところ、この方法では本来不要な領域も含めて広範囲に成膜することがあるなど、所望の領域のみに形成することが必ずしも容易でなかった。例えば基体上に発光素子を実装した発光装置に反射層を設ける場合、発光素子の実装前に反射層を成膜する必要があった。発光素子の上面に反射層を設けてしまうと、上面からの光の出射が妨げられ、また発光素子の放熱性も低下するからである。しかしながら、この方法では本来不要な領域にも反射層を成膜することとなって、無駄が生じる。そこで、層状でなく、予め誘電体多層膜３２で被膜した反射体３０を粒状として、所望の領域に敷き詰めるように配置することで、よりフレキシブルに、かつ効率的に反射領域を形成できるようになる。また粒状としたことで付形性にも優れ、凹凸のある面上でも容易に反射領域を形成できる利点も得られる。例えば図１に示すように、保護素子２２をリード上に実装した状態で、この保護素子２２の上面を覆うように反射体３０を配置できる。
反射体３０は、バインダ等の接着材でもって基体１０上に固定されてもよい。このような接着材としては、後述する封止部材５０に用いることのできる樹脂等が好適に利用できる。例えば、予め接着性を有するバインダに反射体を混入した状態で、基体上の所望の位置に反射体を塗布したり、あるいは予め基体上の所望の位置に反射体を配置した状態で、この反射体の上面から接着材を塗布して反射体を固定する。
（封止部材５０）
また、反射体３０は封止部材５０により固定されていてもよい。この場合、反射体３０を配置した後、反射体３０を覆うように封止部材５０を形成すればよい。
封止部材５０には、透光性を備え、耐候性に優れた樹脂が好適に利用できる。例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ等）、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂等から選択される少なくとも１種の樹脂が挙げられる。
また反射体３０は、基体１０の上面において発光素子２０を実装する実装領域に配置される。ここでは、発光素子２０を囲む周囲の領域に配置される。図３に示す変形例に係る発光装置２００のように、開口部の実装領域から連続して、側壁１３の傾斜面を少なくとも部分的に被覆することもできる。このようにすることで、開口部内において側壁１３での反射率を向上させて、光の取り出し効率を高めることができる。また後述するように波長変換部材４０を含む発光装置においては、発光素子２０が発する光と、波長変換部材４０で波長変換された波長変換光との混色効果を高めることもできる。
（波長変換部材４０）
さらに発光装置は、発光素子２０が発する光の波長を変換する波長変換部材４０を任意に備えることもできる。これにより、発光素子２０が発する光と、この発光素子２０の光を波長変換部材４０で波長変換した光とを混色させた混色光を、出力光として発光装置から取り出すことが可能となる。このような波長変換部材４０には、蛍光体が好適に利用できる。また蛍光体は一種類のみとする他、複数種類を混合させることもできる。蛍光体は公知の材料を適用すればよく、例えばＹ（イットリウム）、Ａｌ（アルミニウム）を含むガーネット構造の結晶であってＣｅ等で賦活されたＹＡＧ系蛍光体や、ＬＡＧ系蛍光体（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）が挙げられる。特に、高輝度且つ長時間の使用時においては（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）等が好ましい。あるいは、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等を用いることができる。これらの材料から、発光素子の発光色と組み合わせて、照射領域から照射される光が所望の色となるように選択する。例えば、緑色や黄色を発光するＹＡＧ系蛍光体やクロロシリケート蛍光体、赤色を発光する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等のＳＣＡＳＮ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等のＣＡＳＮ系蛍光体が挙げられ、また２種類以上の蛍光体を混合して用いてもよい。量子ドット蛍光体を用いてもよい。例えば発光素子として青色ＬＥＤを、波長変換部材として青色光で励起されて黄色の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体を用いることで、白色発光可能な発光装置を構成する。
このような波長変換部材を備える発光装置においては、発光素子からの光を効率よく波長変換部材に照射して均一な混色光を得られるようにすることが求められる。そこで、反射体３０を用いて発光素子２０からの光を乱反射させた上で波長変換部材４０に照射し、均一な発光を得ることで、発光装置から出力される混色光の色むらを抑制した高品質な発光が得られる。このため、発光素子２０からの光を効率よく乱反射させて波長変換部材４０に入射できるよう、好ましくは波長変換部材４０の下側に反射体３０を配置する。また、発光素子２０の発光領域の側面を覆うように、反射体３０を配置することが好ましい。このような配置によって、発光領域から出射された光を反射体３０でもって一旦乱反射させた上で、波長変換部材４０に照射できるようになり、色むらの抑制効果が期待できる。
また、反射体３０の一部が波長変換部材４０の間に入り込むことで、波長変換部材４０が発する波長変換光と、発光素子２０の光との混色効果を高めることが期待できる。例えば波長変換部材４０が粒状の場合は、反射体３０の平均粒径を、波長変換部材４０の平均粒径よりも小さくすることで、粒状の波長変換部材４０同士の間に反射体３０を入り込みやすくして、このような混色効果を高めることができる。反射体３０の平均粒径は、波長変換部材４０の平均粒径にも依存するが、例えば１μｍ〜２０μｍとすることが好ましい。一方、波長変換部材４０として使用する蛍光体の平均粒径は、５μｍ〜４０μｍ等とする。
波長変換部材４０が反射体３０を介してリード１１と接続されていることで、波長変換部材４０の発熱の放熱経路を形成することができるため好ましい。
波長変換部材４０は、上述の封止部材５０に含有させて発光素子２０を被覆することで配置してもよい。また波長変換部材４０は、封止部材５０内で沈降配置されていてもよく、分散配置されていてもよい。
＜実施形態２＞
また波長変換部材は、粒状あるいは粉状とする他、板状に形成することもできる。板状の波長変換部材４１は、予め所望の形状に波長変換部材を形成し、この波長変換部材を基体上に配置することができ、例えば複数の発光素子に対して共通の波長変換部材を固定する構成においては、一度に波長変換部材を固定できる利点が得られる。また図１の例では、波長変換部材を発光素子２０やその周囲に近接して配置しているが、これらを離間させて配置することもできる。このような例を実施形態２として、図４の断面図に示す。この図に示す発光装置３００では、発光素子２０と波長変換部材との間に、波長変換部材を実質的に含まない封止部材５０を配置し、波長変換部材を封止部材５０の上に配置している。また、波長変換部材を発光素子２０から離間させることで、発光素子２０が発する熱から波長変換部材を保護できる効果も得られる。
板状の波長変換部材４１は、基本となる光透過部材として、ガラス板に波長換部材を備えたもの、あるいは波長換部材である蛍光体結晶若しくはその相を有する単結晶体、多結晶体、アモルファス体、セラミック体、あるいは蛍光体結晶粒子による、それと適宜付加された透光性材料との焼結体、凝集体、多孔質性材料、それらに透光性材料、例えば透光性樹脂を混入、含浸したもの、あるいは蛍光体粒子を含有する透光性部材、例えば透光性樹脂の成形体等で構成できる。なお光透過部材は、樹脂等の有機材料よりも無機材料で構成されることが耐熱性の観点からは好ましい。具体的には、蛍光体を含有する透光性の無機材料からなることが好ましく、特に蛍光体と無機物（結合材、バインダ）との焼結体、あるいは蛍光体からなる焼結体や結晶とすることで信頼性が高まる。なお、波長変換部材４１としてＹＡＧの蛍光体を用いる場合、ＹＡＧの単結晶や高純度の焼結体のほか、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を結合材とするＹＡＧ／アルミナの焼結体、ガラスを結合材とした焼結体が信頼性の観点から好ましい。また、光透過部材を板状とすることで、面状に構成される発光素子の出射面との結合効率が良く、光透過部材の主面とが略平行になるよう容易に位置合わせできる。加えて、光透過部材の厚みを略一定とすることで、通過する光の波長変換量を略均一として混色の割合を安定させ、発光面の部位における色むらを抑止できる。なお、波長変換部材４１の厚みは、発光効率や色度調整において、１０μｍ以上５００μｍ以下程度であることが好ましく、さらには３０μｍ以上２００μｍ以下程度であることがより好ましい。
＜実施形態３＞
実施形態３として、発光素子の実装方法を、発光面を下面として実装するフリップチップ実装とした例を図５の断面図に示す。この発光装置４００では、一対のリード１１’、１２’を、端面を互いに対向させた姿勢で離間させた状態で、この隙間（アノードとカソードの間）を跨ぐように、発光素子２０’をリードに接合している。この構成であれば、ワイヤボンディングは不要となる。またこの構成であれば、発光素子２０’から下向きに出力される光を効率よく反射させるために、発光素子２０’の下面と実装面の間にも反射体３０を配置することも好ましい。この場合は、予め反射体３０を基体上に配置した状態で、発光素子２０’を実装する。もしくは、発光素子２０’の実装後、発光素子２０’の下面と実装面の間に反射体３０を埋め込むようにして配置させる。これによって、発光素子２０’の下面でも反射体３０によって反射機能が発揮され、発光素子２０’の光を有効に利用できる。
＜実施形態４＞
ここで反射体は、発光素子の周囲において底面近傍や下方に配置するのみならず、発光素子の側面の全体を覆うように配置してもよい。また、反射体を発光素子の側面を覆うのみならず、発光素子を実装した基体の凹部内面において、発光素子の上面とほぼ同じ高さまで反射体を満たすように配置してもよい。このような例を実施形態４に係る発光装置５００として、図６の断面図に示す。この図に示す発光装置は、基体１０”の凹部内に実装された発光素子２０”の周囲の空間に、反射体３０”を充填し、さらにその上面に波長変換部材４０”を配置している。このように発光素子２０”の側面のほぼ全面に反射体３０”を配置することで、発光素子２０”の出射光を確実に反射体３０”で反射させた上で波長変換部材４０”に供給できる。
（発光装置の製造方法）
次に、このような発光装置の製造方法について説明する。まず、反射体３０を予め用意しておく。ここでは、コア材３１の周囲に、発光素子２０の光を反射するよう膜厚を設計した誘電体多層膜３２を被膜する。このようにして得られた粒状の反射体３０を、発光素子２０が実装された実装領域に配置または樹脂等に含有させて塗布する等の方法で配置して反射領域を形成する。すなわち、予め一対のリードを埋設した基体１０の開口部に、発光素子２０を実装しておき、この基体１０の所望の部位に、粒状の反射体３０を配置し、接着材等を用いて固定する。さらに、必要に応じて反射領域上に、波長変換部材４０を配置する。このようにして、粒状の反射体３０でもって反射領域を形成した発光装置を得ることが可能となる。
このようにして、実装領域に直接、誘電体多層膜３２を成膜するのでなく、予めコア材３１に誘電体多層膜３２を被膜した反射体３０を用意することで、誘電体多層膜３２を用いた反射構造を容易に形成できる。特に、粒状又は粉体状の反射体３０で構成された反射層の付形性を高め、直接ＤＢＲ層を形成し難い凹凸面に対しても高効率の反射層を形成できる。
上述した実施形態乃至実施例、変形例等は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明はこれらに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施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に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い。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、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している。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
本発明の実施形態に係る発光装置は、バックライト光源、照明用光源、ヘッドライト、プロジェクタ装置、広告や行き先案内等の各種表示装置、発光素子を光源としてドットマトリックス状に配置したディスプレイ、信号機、照明式スイッチ、あるいはデジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、イメージスキャナ等の各種センサ及び各種インジケータ等に好適に利用できる。
１００、２００、３００、４００、５００…発光装置
１０、１０”…基体
１１…第一リード
１２…第二リード
１１’、１２’…リード
１３…側壁
２０、２０’、２０”…発光素子
２２…保護素子
２４…ワイヤ
３０、３０”…反射体
３１…コア材
３２…誘電体多層膜
４０、４０”…波長変換部材
４１…板状の波長変換部材
５０…封止部材

Claims (14)

  1. 基体と、
    前記基体に載置された発光素子と、
    前記発光素子が発する光を反射するよう前記発光素子の周囲に複数配置され、それぞれがコア材と、該コア材を被覆する誘電体多層膜を有する反射体と
    を備え、
    前記誘電体多層膜が、前記発光素子が発する光の波長を反射する膜厚に設定され、
    前記反射体が粒状であり、
    前記反射体が前記発光素子を囲む周囲の領域に敷き詰めるように配置される発光装置。
  2. 請求項１に記載の発光装置であって、
    前記反射体が、前記発光素子の上面を除く、前記基体の表面を覆うように膜状に形成されてなる発光装置。
  3. 請求項１又は２に記載の発光装置であって、
    前記反射体が、前記発光素子の側面の少なくとも一部を覆うよう配置されてなる発光装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一に記載の発光装置であって、
    前記コア材が、金属材料である発光装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか一に記載の発光装置であって、
    前記コア材が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌのいずれかを含んでなる発光装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一に記載の発光装置であって、
    前記発光素子が、前記基体にフリップチップ実装されており、前記基体と前記発光素子との間に、前記反射体が配置されてなる発光装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか一に記載の発光装置であって、
    前記基体は、導電性のリードを有しており、
    前記リードの上面に前記発光素子が配置されてなる発光装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか一に記載の発光装置であって、さらに、
    前記反射体上に配置される、前記発光素子が発する光の波長を変換する波長変換部材を備えてなる発光装置。
  9. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記波長変換部材が粒状であり、
    前記反射体の平均粒径を、前記波長変換部材の平均粒径よりも小さくしてなる発光装置。
  10. 請求項８又は９に記載の発光装置であって、さらに、
    前記発光素子を被覆する透光性を有する封止部材を備え、
    前記波長変換部材が、前記封止部材内で前記反射体上に沈降配置されてなる発光装置。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一に記載の発光装置であって、
    前記基体が、断面視凹状に形成された開口部を有しており、
    前記発光素子が、前記開口部の底面に載置されると共に、前記反射体が、前記基体の底面であって前記発光素子の周囲に配置されてなる発光装置。
  12. 請求項１１に記載の発光装置であって、
    前記基体は、さらに前記開口部の底面から連続する側壁を備え、
    前記反射体が前記側壁を被覆する発光装置。
  13. 請求項１〜１２のいずれか一に記載の発光装置であって、さらに、
    前記発光素子と電気的に接続され、該発光素子を保護するための保護素子を備えており、
    前記保護素子が前記反射体で被覆されてなる発光装置。
  14. 請求項１〜１３のいずれか一に記載の発光装置であって、
    前記反射体の平均粒径が１μｍ〜２０μｍである発光装置。
JP2015194952A 2015-09-30 2015-09-30 発光装置 Active JP6536325B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015194952A JP6536325B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 発光装置
US15/281,078 US10153413B2 (en) 2015-09-30 2016-09-30 Light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015194952A JP6536325B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 発光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017069452A JP2017069452A (ja) 2017-04-06
JP6536325B2 true JP6536325B2 (ja) 2019-07-03

Family

ID=58409862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015194952A Active JP6536325B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 発光装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10153413B2 (ja)
JP (1) JP6536325B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11355679B2 (en) * 2017-11-01 2022-06-07 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Light-emitting device package and lighting source device
JP7161330B2 (ja) * 2018-07-20 2022-10-26 スタンレー電気株式会社 発光装置
CN112820205B (zh) * 2019-11-15 2023-01-31 成都辰显光电有限公司 显示面板及其制备方法、显示装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344029A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Rohm Co Ltd 発光ダイオードの色調調整方法
TWI267211B (en) * 2004-06-28 2006-11-21 Kyocera Corp Light-emitting apparatus and illuminating apparatus
KR101314713B1 (ko) * 2006-06-16 2013-10-07 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 반도체 장치, 그 제조 방법, 및 기판
JP5205724B2 (ja) * 2006-08-04 2013-06-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2008060344A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Toshiba Corp 半導体発光装置
JP2008124168A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置
JP2008300621A (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Nichia Corp 半導体発光素子及びその製造方法
JP5326705B2 (ja) * 2009-03-17 2013-10-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP5617210B2 (ja) * 2009-09-14 2014-11-05 デクセリアルズ株式会社 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
DE102010027253B4 (de) * 2010-07-15 2022-05-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Halbleiterbauteil
JP2013033916A (ja) * 2011-06-28 2013-02-14 Sharp Corp 発光装置及びその製造方法
JP5935078B2 (ja) * 2012-05-22 2016-06-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Ｌｅｄモジュールおよびその製造方法、照明器具、直管形ｌｅｄランプ
JP2014158011A (ja) 2013-01-16 2014-08-28 Konica Minolta Inc Ｌｅｄ装置の製造方法
KR20140115841A (ko) * 2013-03-22 2014-10-01 삼성디스플레이 주식회사 조명장치 및 조명유닛
JP2014222705A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄ発光装置
JP2015144261A (ja) * 2013-12-26 2015-08-06 インテマティックス・コーポレーションＩｎｔｅｍａｔｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ フォトルミネセンス波長変換を用いる固体発光デバイス
US9343443B2 (en) * 2014-02-05 2016-05-17 Cooledge Lighting, Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
US9466771B2 (en) * 2014-07-23 2016-10-11 Osram Sylvania Inc. Wavelength converters and methods for making the same
US9620686B2 (en) * 2015-01-28 2017-04-11 Apple Inc. Display light sources with quantum dots

Also Published As

Publication number Publication date
US10153413B2 (en) 2018-12-11
US20170092826A1 (en) 2017-03-30
JP2017069452A (ja) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI481077B (zh) Semiconductor light emitting device and manufacturing method of semiconductor light emitting device
CN107275301B (zh) 发光装置
KR102393760B1 (ko) 발광 장치 및 그 제조 방법
US8723409B2 (en) Light emitting device
TW201909452A (zh) 發光裝置、整合式發光裝置及發光模組
JP2018120959A (ja) 発光装置及び照明装置
JP2016219613A (ja) 発光装置
US9472730B2 (en) Light emitting device
JP2019145690A (ja) 発光装置及び発光装置の製造方法
US20160056143A1 (en) Light emitting device package
JP6079544B2 (ja) 発光装置および発光装置の製造方法
JP6536325B2 (ja) 発光装置
JP2016174120A (ja) 発光装置
JP5678462B2 (ja) 発光装置
JP6326830B2 (ja) 発光装置及びそれを備える照明装置
JP2009071090A (ja) 発光装置
US10147708B2 (en) Light emitting device having light emitting elements of substantially regular hexagonal shape
US10950764B2 (en) Light-emitting device
TW201417355A (zh) 發光配置
JP6658787B2 (ja) 発光装置
JP5811770B2 (ja) 発光装置およびその製造方法
JP6773166B2 (ja) 発光装置
US11094676B2 (en) Light emitting device
CN110299352B (zh) 发光装置
JP2017118082A (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190411

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190520

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6536325

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250