JP6925694B2 - Light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は発光素子を有する発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device having a light emitting element.

発光素子として発光ダイオード(LED)素子を有する発光装置は、例えば、スマートフォンなどの携帯端末に使用されている。発光素子としてLED素子を有する発光装置は、例えば、撮影用のフラッシュ発光装置として利用されている。また、カラー表示装置のバックライト用の発光装置として、様々な表示装置に使用されている。さらに、LED素子を有する発光装置は、屋内照明器具や屋外照明器具にも実装されている。また、近年では、LED素子を有する発光装置は、高輝度が求められる車載用のランプやプロジェクタなどの照明器具にも使用されている。LED素子を含む高輝度発光が求められる発光装置では、LED素子が発光した際に生じる熱を如何に放熱させるか、が課題の一つとなり得る。また、発光装置の上方にレンズが配置される場合、レンズの大型化を抑えることが課題の一つとなり得る。 A light emitting device having a light emitting diode (LED) element as a light emitting element is used in a mobile terminal such as a smartphone, for example. A light emitting device having an LED element as a light emitting element is used as, for example, a flash light emitting device for photographing. Further, it is used in various display devices as a light emitting device for a backlight of a color display device. Further, a light emitting device having an LED element is also mounted on an indoor lighting fixture or an outdoor lighting fixture. Further, in recent years, a light emitting device having an LED element has also been used for lighting equipment such as an in-vehicle lamp and a projector, which are required to have high brightness. In a light emitting device including an LED element, which is required to emit high-intensity light, how to dissipate the heat generated when the LED element emits light can be one of the problems. Further, when the lens is arranged above the light emitting device, it may be one of the problems to suppress the increase in size of the lens.

特許文献1の発光装置は、発光素子の上面に配置された反射層を有する。発光素子の上面に配置された反射層は、発光素子の上面の出射光を反射させて、発光素子の側面から出射される光とする。この発光装置の発光エリアは、天面に向かう光を反射させることにより、側面方向の、より面積の小さい発光エリアに制限されている。結果として、発光装置の上方にレンズを配置する場合、レンズの大型化を抑えることが出来る。 The light emitting device of Patent Document 1 has a reflective layer arranged on the upper surface of the light emitting element. The reflection layer arranged on the upper surface of the light emitting element reflects the emitted light on the upper surface of the light emitting element to obtain the light emitted from the side surface of the light emitting element. The light emitting area of this light emitting device is limited to a light emitting area having a smaller area in the lateral direction by reflecting light toward the top surface. As a result, when the lens is arranged above the light emitting device, it is possible to suppress the increase in size of the lens.

特許文献2の発光装置は、基板と、その上面に実装された複数のLED素子と、基板の上面を被覆する透明カバーとを備える。LED素子の上面には反射層が設けられ、LED素子の側面には蛍光体層が設けられる。複数のLED素子から出射された光は、反射層によって光の方向が制限される。また、LED素子から出射された光は、反射層と透明カバーとの間で反射を繰り返すことで、照明むらのない発光が実現される。 The light emitting device of Patent Document 2 includes a substrate, a plurality of LED elements mounted on the upper surface thereof, and a transparent cover covering the upper surface of the substrate. A reflective layer is provided on the upper surface of the LED element, and a phosphor layer is provided on the side surface of the LED element. The direction of the light emitted from the plurality of LED elements is limited by the reflective layer. Further, the light emitted from the LED element is repeatedly reflected between the reflective layer and the transparent cover, so that light emission without uneven illumination is realized.

特許文献3の発光装置は、基板の上面に配置された発光素子と、発光素子を封止する樹脂封止体と、発光素子及び樹脂封止体を取り囲むように配置される反射カップと、を備える。反射カップは、発光素子から出射した光の指向性を高めている。 The light emitting device of Patent Document 3 includes a light emitting element arranged on the upper surface of the substrate, a resin encapsulant for sealing the light emitting element, and a reflection cup arranged so as to surround the light emitting element and the resin encapsulating body. Be prepared. The reflective cup enhances the directivity of the light emitted from the light emitting element.

特許文献4の発光装置は、搭載部を有する基体と、搭載部に実装される発光素子と、搭載部を取り囲むように配置された反射枠体と、を備える。搭載部は基体の上側主面の中央部に突出するように形成されている。発光素子から出射した光は、反射枠体の内周面に反射することで放射強度が高められる。 The light emitting device of Patent Document 4 includes a substrate having a mounting portion, a light emitting element mounted on the mounting portion, and a reflective frame body arranged so as to surround the mounting portion. The mounting portion is formed so as to project to the central portion of the upper main surface of the substrate. The light emitted from the light emitting element is reflected on the inner peripheral surface of the reflective frame to increase the radiant intensity.

特開2004‐152840号公報(図1)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-152840 (Fig. 1) 特開2015−95488号公報(図4)JP-A-2015-95488 (Fig. 4) 特開2005−109172号公報(図1)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-109172 (Fig. 1) 特開2005−310912号公報(図1)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-310912 (Fig. 1)

特許文献1−2の発光装置では、発光素子の上面に反射層が設けられている。この反射層は外部への放熱経路を有してないため、発光素子で生じた発熱を効率的に外部に放熱することができない。特許文献3−4の発光装置では、発光素子の上面が樹脂で被覆された構造となっているため、発光素子で生じた発熱が発光素子の上面から効率的に外部に放熱されない。 In the light emitting device of Patent Document 1-2, a reflective layer is provided on the upper surface of the light emitting element. Since this reflective layer does not have a heat dissipation path to the outside, the heat generated by the light emitting element cannot be efficiently dissipated to the outside. Since the light emitting device of Patent Document 3-4 has a structure in which the upper surface of the light emitting element is coated with resin, the heat generated by the light emitting element is not efficiently dissipated to the outside from the upper surface of the light emitting element.

本発明に係る発光装置は、発光素子が発光した際に生じた熱を放熱するための放熱経路を発光素子の上面側と下面側に確保し、放熱効率が良くすることで発光素子の発光効率の低下を防ぐことを目的の一つとする。また本発明は、発光素子の周側面から出射光を出射させて、リフレクタで上方へ向かう平行光とする。本発明に係る発光装置は、レンズを含む光学エレメントの設計を容易にすることを目的の一つとする。 The light emitting device according to the present invention secures heat dissipation paths for radiating heat generated when the light emitting element emits light on the upper surface side and the lower surface side of the light emitting element, and improves the heat dissipation efficiency to improve the light emitting efficiency of the light emitting element. One of the purposes is to prevent the decrease of. Further, in the present invention, the emitted light is emitted from the peripheral side surface of the light emitting element to obtain parallel light upward by the reflector. One of the objects of the light emitting device according to the present invention is to facilitate the design of an optical element including a lens.

本発明の一実施形態に係る発光装置は、第1面と、第1面の反対側の第2面と、第1面の周縁と第2面の周縁の間の周側面と、を有する発光素子で、発光素子の第2面が、第1素子電極と第2素子電極を含む、発光素子と、第1電極と第2電極を含む基板と、発光素子の第1面上に接して配置される光反射層と、光反射層上に接して配置される第1放熱体と、基板の下方に配置されて、発光素子と熱的に連結される第2放熱体と、を有し、発光素子の第1素子電極と第2素子電極は、基板の第1電極と第2電極上に電気的に実装され、前記第1放熱体は直方体の形状からなり、前記発光素子の第1面と同じ大きさの底面を有するThe light emitting device according to an embodiment of the present invention emits light having a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a peripheral side surface between the peripheral edge of the first surface and the peripheral edge of the second surface. the element, the second surface of the light emitting element includes a first element electrode and the second element electrode, a light emitting element, a substrate including a first electrode and a second electrode, in contact with the first surface of the light emitter array It has a light reflecting layer is, the first heat radiating body arranged in contact with the light-reflecting layer, is arranged below the substrate, and the second heat radiating member which is connected to the light emitting element and the thermal and, The first element electrode and the second element electrode of the light emitting element are electrically mounted on the first electrode and the second electrode of the substrate , the first radiator has a rectangular shape, and the first surface of the light emitting element. Has a bottom surface of the same size as .

また、本発明の他の実施形態に係る発光装置は、第2放熱体の下部にベース基板を有し、第2放熱体はベース基板の接続電極と熱的に連結されていることが提案される。 Further, it has been proposed that the light emitting device according to another embodiment of the present invention has a base substrate under the second radiator, and the second radiator is thermally connected to the connection electrode of the base substrate. NS.

また、本発明の他の実施形態に係る発光装置では、第1放熱体は上部に半球形のドーム形状を有することが提案される。 Further, in the light emitting device according to another embodiment of the present invention, it is proposed that the first radiator body has a hemispherical dome shape at the upper part.

また、本発明の他の実施形態に係る発光装置では、第1放熱体の少なくとも上面に放熱フィンを有することが提案される。 Further, in the light emitting device according to another embodiment of the present invention, it is proposed to have heat radiating fins on at least the upper surface of the first heat radiating body.

また、本発明の実施形態に係る発光装置では、第2放熱体は直方体の形状を有することが提案される。 Further, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, it is proposed that the second heat radiating body has a rectangular parallelepiped shape.

また、本発明の実施形態に係る発光装置では、第2放熱体は絶縁層を有し、基板の第1電極と第2電極を電気的に絶縁していることが提案される。 Further, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, it is proposed that the second radiator has an insulating layer and electrically insulates the first electrode and the second electrode of the substrate.

また、本発明の他の実施形態に係る発光装置では、第2放熱体の下部にベース基板を有し、第2放熱体はベース基板の接続電極と熱的に連結されていることが提案される。 Further, it has been proposed that the light emitting device according to another embodiment of the present invention has a base substrate under the second radiator, and the second radiator is thermally connected to the connection electrode of the base substrate. NS.

また、本発明の実施形態に係る発光装置では、発光素子を取り囲むカップ形状を有するリフレクタを含むことが提案される。また、リフレクタは第2放熱体と一体に形成されていることが提案される。 Further, it is proposed that the light emitting device according to the embodiment of the present invention includes a reflector having a cup shape surrounding the light emitting element. It is also proposed that the reflector is integrally formed with the second radiator.

また、本発明の実施形態に係る発光装置では、発光素子は、リフレクタの高さの4分の1から2分の1の範囲内の高さに位置することが提案される。 Further, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, it is proposed that the light emitting element is located at a height within a range of one-fourth to one-half the height of the reflector.

本発明に係る発光装置によれば、発光素子の発光によって生じる発熱が発光素子の第1面側に配置された第1放熱体と、発光素子の第2面側に配置された第2放熱体とを通じて放熱され、発光素子の上下面に放熱経路が確保される。発光素子からの発熱がこの上下の放熱経路を通して放熱されるので、放熱効率が良く、発光素子の発光効率の低下を防ぐことが可能となる。また、発光素子の第1面の発光面積に比べて、発光面積が小さい発光素子の周側面から横方向に向けて出射されるので、出射光を点光源化し易くなり、レンズ系の設計が容易となる。 According to the light emitting device according to the present invention, the heat generated by the light emission of the light emitting element is generated by the first heat radiating body arranged on the first surface side of the light emitting element and the second heat radiating body arranged on the second surface side of the light emitting element. Heat is dissipated through and, and a heat dissipation path is secured on the upper and lower surfaces of the light emitting element. Since the heat generated from the light emitting element is dissipated through the upper and lower heat dissipation paths, the heat dissipation efficiency is good, and it is possible to prevent a decrease in the light emission efficiency of the light emitting element. Further, since the light emitting area is emitted from the peripheral side surface of the light emitting element, which has a smaller light emitting area than the light emitting area of the first surface of the light emitting element, in the lateral direction, the emitted light can be easily converted into a point light source, and the design of the lens system is easy. It becomes.

また、第2放熱体の下部にベース基板を有する場合には、第2放熱体からベース基板にも放熱経路が確保されるので、放熱効率がより一層良くなる。 Further, when the base substrate is provided below the second heat radiating body, the heat radiating path is secured from the second heat radiating body to the base board, so that the heat radiating efficiency is further improved.

また、発光素子を取り囲むカップ形状を有するリフレクタと第2放熱体とが一体に形成される場合には、第2放熱体から体積の大きいリフレクタへの放熱経路が確保されるので、放熱効率がより一層良くなる。 Further, when the reflector having a cup shape surrounding the light emitting element and the second heat radiating body are integrally formed, a heat radiating path from the second heat radiating body to the reflector having a large volume is secured, so that the heat radiating efficiency is improved. It gets even better.

本発明の第1実施形態に係る発光装置の斜視図である。It is a perspective view of the light emitting device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1Aで示す斜視図のIB−IB断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IB-IB of the perspective view shown in FIG. 1A. 図1Bにおいて円で囲んだ部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part circled in FIG. 1B. 本発明の第2実施形態に係る発光装置の斜視図である。It is a perspective view of the light emitting device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図2Aで示す斜視図のIIB−IIB断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line IIB-IIB of the perspective view shown in FIG. 2A. 本発明の第3実施形態に係る発光装置において、上部に半球形のドーム形状を有する第1放熱体の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a first radiator body having a hemispherical dome shape at the top in the light emitting device according to the third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る発光装置において、少なくとも上面に放熱フィンが設けられた第1放熱体の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a first heat radiating body provided with heat radiating fins at least on the upper surface of the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention. 本発明に第5実施形態に係る発光装置において、発光素子の周側面に蛍光体層が設けられた発光装置の部分断面図である。It is a partial cross-sectional view of the light emitting device which provided the phosphor layer on the peripheral side surface of the light emitting element in the light emitting device which concerns on 5th Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る発光装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は、本発明の発光装置を模式的に表したものである。これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略させることがあり、同一部材には同一符号を付与することがある。さらに、本発明の技術的範囲は以下で説明する各実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the light emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The drawings schematically represent the light emitting device of the present invention. The dimensions and dimensional ratios of these actual objects do not always match the dimensions and dimensional ratios on the drawings. Further, the duplicate description may be omitted as appropriate, and the same member may be given the same reference numeral. Furthermore, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, but extends to the inventions described in the claims and their equivalents.

(第1実施形態)
図1A〜図1Cには、本発明の第1実施形態に係る発光装置100が示されている。この発光装置100は、第1面1aと、第1面1aの反対側の第2面1bと、第1面1aの周縁と第2面1bの周縁の間の周側面1cと、を有する発光素子1を含む。発光素子1の第2面1bには、第1素子電極1dと第2素子電極1eとが設けられる。また、発光装置100は、第1面2aに第1電極2cと第2電極2dを有し、第2面2bに第3電極2eと第4電極2fを有する基板2を含む。発光素子1の第1素子電極1dと第2素子電極1eは、基板2の第1電極2cと第2電極2d上に電気的に実装される。また、基板2の第1電極2cと第2電極2dは、第1スルーホール電極2gと第2スルーホール電極2hを介して、第2面2bの第3電極2eと第4電極2fに電気的に接続されている。発光素子1の第2面1bの第1素子電極1dは、バンプ1d’や導電性ペーストを介して、基板2の第1電極2cに電気的に接続することが出来る。発光素子1の第2面1bの第2素子電極1eは、バンプ1e’や導電性ペーストを介して、基板2の第2電極2dに電気的に接続することが出来る。
(First Embodiment)
1A to 1C show a light emitting device 100 according to a first embodiment of the present invention. The light emitting device 100 has a first surface 1a, a second surface 1b on the opposite side of the first surface 1a, and a peripheral side surface 1c between the peripheral edge of the first surface 1a and the peripheral edge of the second surface 1b. Includes element 1. A first element electrode 1d and a second element electrode 1e are provided on the second surface 1b of the light emitting element 1. Further, the light emitting device 100 includes a substrate 2 having a first electrode 2c and a second electrode 2d on the first surface 2a and a third electrode 2e and a fourth electrode 2f on the second surface 2b. The first element electrode 1d and the second element electrode 1e of the light emitting element 1 are electrically mounted on the first electrode 2c and the second electrode 2d of the substrate 2. Further, the first electrode 2c and the second electrode 2d of the substrate 2 are electrically connected to the third electrode 2e and the fourth electrode 2f on the second surface 2b via the first through-hole electrode 2g and the second through-hole electrode 2h. It is connected to the. The first element electrode 1d on the second surface 1b of the light emitting element 1 can be electrically connected to the first electrode 2c of the substrate 2 via the bump 1d'or the conductive paste. The second element electrode 1e on the second surface 1b of the light emitting element 1 can be electrically connected to the second electrode 2d of the substrate 2 via the bump 1e'or the conductive paste.

本実施形態の発光装置100において、図1Aで示すように、上面視で、第1電極2cと第2電極2dを含む基板2のアウトラインと、発光素子1のアウトラインと、光反射層3のアウトラインは同じである。 In the light emitting device 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the outline of the substrate 2 including the first electrode 2c and the second electrode 2d, the outline of the light emitting element 1, and the outline of the light reflecting layer 3 are viewed from above. Is the same.

発光装置100は、発光素子1の第1面1a上に配置される光反射層3を含む。光反射層3は、金属板、金属フィルム、樹脂フィルムなどの表面に反射率の高いアルミニウムや銀の薄膜を形成したものであってもよい。薄膜は蒸着などによって形成することができる。光反射層3の反射面3aは薄膜によって形成される。反射面3aの面積は、発光素子1の第1面1aと同じ大きさの面積を有する。したがって、光反射層3は、反射面3aの全体が発光素子1の第1面1aの全体に接する。 The light emitting device 100 includes a light reflecting layer 3 arranged on the first surface 1a of the light emitting element 1. The light reflecting layer 3 may have a thin film of aluminum or silver having high reflectance formed on the surface of a metal plate, a metal film, a resin film, or the like. The thin film can be formed by vapor deposition or the like. The reflecting surface 3a of the light reflecting layer 3 is formed of a thin film. The area of the reflecting surface 3a has the same size as that of the first surface 1a of the light emitting element 1. Therefore, in the light reflecting layer 3, the entire reflecting surface 3a is in contact with the entire first surface 1a of the light emitting element 1.

光反射層3の上には第1放熱体4が配置される。第1放熱体4は直方体の形状を有するものであってもよい。第1放熱体4の底面4aの面積は、発光素子1の第1面1aと同じ大きさの面積を有している。したがって、第1放熱体4の底面4aと発光素子1の第1面1aの間に位置する光反射層3は、発光素子1の第1面1aを覆う。第1放熱体4は、熱伝導率の高いアルミニウム、銅、銀などのブロック状の金属素材によって作られていてもよい。ブロック状の第1放熱体4の全体に発光素子1から発生する熱が伝導される。 The first heat radiating body 4 is arranged on the light reflecting layer 3. The first heat radiating body 4 may have a rectangular parallelepiped shape. The area of the bottom surface 4a of the first heat radiating body 4 has the same area as that of the first surface 1a of the light emitting element 1. Therefore, the light reflecting layer 3 located between the bottom surface 4a of the first heat radiating body 4 and the first surface 1a of the light emitting element 1 covers the first surface 1a of the light emitting element 1. The first heat radiating body 4 may be made of a block-shaped metal material such as aluminum, copper, or silver having high thermal conductivity. The heat generated from the light emitting element 1 is conducted to the entire block-shaped first heat radiating body 4.

基板2の下方には発光素子1と熱的に連結される第2放熱体5が配置される。この実施形態において、第2放熱体5は、発光素子1を取り囲むカップ形状を有するリフレクタ6と一体に形成されていても良い。すなわち、リフレクタ6は、リフレクタ6の中心にカップ形状の凹部7を有する。また、リフレクタ6の外形は、ブロック状の立方体もしくは直方体を有していても良い。リフレクタ6の中心に位置する凹部7の中心には、リフレクタ6に連結された第2放熱体5が上方に向けて突出している。第2放熱体5は、第1放熱体4と同様、直方体の形状を有していても良い。第2放熱体5の上面5aの面積は、発光素子1の第2面1bと同じ大きさの面積を有する。第2放熱体5の上面5aに、発光素子1の第2面1bが電気的に実装された基板2が電気的に載置される。 A second heat radiating body 5 that is thermally connected to the light emitting element 1 is arranged below the substrate 2. In this embodiment, the second heat radiating body 5 may be integrally formed with the reflector 6 having a cup shape surrounding the light emitting element 1. That is, the reflector 6 has a cup-shaped recess 7 at the center of the reflector 6. Further, the outer shape of the reflector 6 may have a block-shaped cube or a rectangular parallelepiped. A second heat radiating body 5 connected to the reflector 6 projects upward at the center of the recess 7 located at the center of the reflector 6. The second heat radiating body 5 may have a rectangular parallelepiped shape like the first heat radiating body 4. The area of the upper surface 5a of the second heat radiating body 5 has the same size as the second surface 1b of the light emitting element 1. The substrate 2 on which the second surface 1b of the light emitting element 1 is electrically mounted is electrically mounted on the upper surface 5a of the second heat radiating body 5.

リフレクタ6は、絶縁層8を挟んで面対称となる第1リフレクタ部6aと第2リフレクタ部6bとを有する。第1リフレクタ部6aは、カップ形状を中心に有する立方体もしくは直方体の第1の半分である。第2リフレクタ部6bは、カップ形状を中心に有する立方体もしくは直方体の第2の半分である。絶縁層8は、第1リフレクタ部6aと第2リフレクタ部6bとの合わせ部分に設けられる。すなわち、絶縁層8はリフレクタ6を2分するように、リフレクタ6の中央部分に設けられ、第1リフレクタ部6aと第2リフレクタ部6bとを電気的に絶縁している。これに対応して、発光素子1が搭載される第2放熱体5は、絶縁層8によって第1放熱部5bと第2放熱部5cとに電気的に分離され、第1放熱部5bの上面には第1上面電極5dが設けられ、第2放熱部5cの上面には第2上面電極5eが設けられる。そして、第1上面電極5dには基板2の第2面2bに設けられた第3電極2eが電気的に実装され、第2上面電極5eには基板2の第2面2bに設けられた第4電極2fが電気的に実装されている。なお、リフレクタ6の凹部7の内周側面7aは反射塗料や反射材などによってコーティング又はめっきされた反射面である。また、第2放熱体5及びリフレクタ6は、熱伝導率の高いアルミニウム、銅、銀などの金属素材によって一体的に成形されたものでもよい。 The reflector 6 has a first reflector portion 6a and a second reflector portion 6b that are plane-symmetrical with the insulating layer 8 interposed therebetween. The first reflector portion 6a is the first half of a cube or rectangular parallelepiped having a cup shape at the center. The second reflector portion 6b is a second half of a cube or rectangular parallelepiped having a cup shape at the center. The insulating layer 8 is provided at a joint portion between the first reflector portion 6a and the second reflector portion 6b. That is, the insulating layer 8 is provided in the central portion of the reflector 6 so as to divide the reflector 6 into two, and electrically insulates the first reflector portion 6a and the second reflector portion 6b. Correspondingly, the second heat radiating body 5 on which the light emitting element 1 is mounted is electrically separated into the first heat radiating part 5b and the second heat radiating part 5c by the insulating layer 8, and the upper surface of the first heat radiating part 5b. Is provided with a first upper surface electrode 5d, and a second upper surface electrode 5e is provided on the upper surface of the second heat radiating portion 5c. A third electrode 2e provided on the second surface 2b of the substrate 2 is electrically mounted on the first upper surface electrode 5d, and a second electrode 2e provided on the second surface 2b of the substrate 2 is provided on the second upper surface electrode 5e. The four electrodes 2f are electrically mounted. The inner peripheral side surface 7a of the recess 7 of the reflector 6 is a reflective surface coated or plated with a reflective paint, a reflective material, or the like. Further, the second heat radiating body 5 and the reflector 6 may be integrally formed of a metal material such as aluminum, copper, or silver having high thermal conductivity.

この実施形態において、リフレクタ6の凹部7は円形の開口を有している。また、凹部7の内周側面7aは放物線に近い曲面を有するカップ形状である。第1放熱体4の高さは特に規定されるものではなく、この実施形態のようにリフレクタ6の上面6cとほぼ同じ高さであってもよい。発光素子1から射出された光はリフレクタ6から平行光として放出されるので、第1放熱体4の高さが邪魔になることがない。したがって、第1放熱体4の高さを可能な範囲で高くすることで、より一層の放熱効率が得られる。また、発光素子1が実装される高さ位置は特に規定されるものではないが、リフレクタ6の高さ、すなわち凹部7の深さの4分の1から2分の1の範囲内の高さに設定されることで、リフレクタ6の反射効率が良いものとなる。 In this embodiment, the recess 7 of the reflector 6 has a circular opening. Further, the inner peripheral side surface 7a of the recess 7 has a cup shape having a curved surface close to a parabola. The height of the first heat radiating body 4 is not particularly specified, and may be substantially the same height as the upper surface 6c of the reflector 6 as in this embodiment. Since the light emitted from the light emitting element 1 is emitted from the reflector 6 as parallel light, the height of the first heat radiating body 4 does not get in the way. Therefore, by increasing the height of the first heat radiating body 4 as much as possible, further heat radiating efficiency can be obtained. The height position on which the light emitting element 1 is mounted is not particularly specified, but the height of the reflector 6, that is, the height within the range of one-fourth to one-half of the depth of the recess 7. By setting to, the reflection efficiency of the reflector 6 becomes good.

したがって、この実施形態に係る発光装置100にあっては、発光素子1の第1面1aが光反射層3を介して第1放熱体4の底面4aと接触し、発光素子1の第2面1bが第2放熱体5の上面5aと基板2を介して接触している。そのため、発光素子1の第1面1aと第2面1bの両面から放熱経路が確保されることになり、発光素子1の発光によって生じる熱が両方の放熱経路から効率的に放熱されることになる。その結果、発光素子1の発光効率の低下を効果的に防ぐことが可能となる。 Therefore, in the light emitting device 100 according to this embodiment, the first surface 1a of the light emitting element 1 comes into contact with the bottom surface 4a of the first heat radiating body 4 via the light reflecting layer 3, and the second surface of the light emitting element 1 1b is in contact with the upper surface 5a of the second radiator 5 via the substrate 2. Therefore, heat dissipation paths are secured from both the first surface 1a and the second surface 1b of the light emitting element 1, and the heat generated by the light emission of the light emitting element 1 is efficiently dissipated from both heat dissipation paths. Become. As a result, it is possible to effectively prevent a decrease in the luminous efficiency of the light emitting element 1.

また、この実施形態に係る発光装置100では、第2放熱体5が体積の大きいリフレクタ6と一体に形成されているため、発光素子1での発熱が第2放熱体5を介して体積に大きいリフレクタ6に広く伝わり、より効率的な放熱が得られる。 Further, in the light emitting device 100 according to this embodiment, since the second heat radiating body 5 is integrally formed with the reflector 6 having a large volume, the heat generated by the light emitting element 1 is large in volume via the second heat radiating body 5. It is widely transmitted to the reflector 6 and more efficient heat dissipation can be obtained.

さらに、この実施形態に係る発光装置100では、発光素子1の第1面1aから出射する光が光反射層3によって反射され、発光素子1の周側面1cから横方向に向けて出射する。発光素子1の周側面1cから出射された光は、リフレクタ6の凹部7の内周側面7aで上方に向けて反射され、平行光とされる。平行光はリフレクタ6の上部の上面6cの開口から放出される。このように、この実施形態に係る発光装置100では、発光素子1の第1面1aの発光面積に比べて、発光面積が小さい発光素子1の周側面1cから出射させているので、出射光を点光源化し易くなる。点光源化された光は、リフレクタ6によって平行光を容易に得られるなどリフレクタ6自体の小型化につながり、レンズ系の設計が容易となる。 Further, in the light emitting device 100 according to this embodiment, the light emitted from the first surface 1a of the light emitting element 1 is reflected by the light reflecting layer 3 and emitted laterally from the peripheral side surface 1c of the light emitting element 1. The light emitted from the peripheral side surface 1c of the light emitting element 1 is reflected upward by the inner peripheral side surface 7a of the recess 7 of the reflector 6 to be parallel light. The parallel light is emitted from the opening of the upper surface 6c of the upper part of the reflector 6. As described above, in the light emitting device 100 according to this embodiment, since the light emitting area is emitted from the peripheral side surface 1c of the light emitting element 1 which is smaller than the light emitting area of the first surface 1a of the light emitting element 1, the emitted light is emitted. It becomes easy to make a point light source. The light that has been turned into a point light source leads to miniaturization of the reflector 6 itself, such as the fact that parallel light can be easily obtained by the reflector 6, and the design of the lens system becomes easy.

(第2実施形態)
図2A及び図2Bには、本発明の第2実施形態に係る発光装置200が示されている。この発光装置200は、第2放熱体5及びリフレクタ6の下部にベース基板10が配置される以外は、第1実施形態における発光装置100と同一の構造を有している。したがって、図面には同一の符号を用いることで、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
2A and 2B show a light emitting device 200 according to a second embodiment of the present invention. The light emitting device 200 has the same structure as the light emitting device 100 in the first embodiment except that the base substrate 10 is arranged below the second heat radiating body 5 and the reflector 6. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals in the drawings.

ベース基板10は、リフレクタ6の平面形状と同じ大きさの四角形の平板形状とすることができる。ベース基板10は、上面10aと、下面10bと、上面10aの周縁と下面10bの周縁との間の周側面10cとを有する。ベース基板10の上面10a、下面10b、周側面10cには一対の接続電極が形成されている。一対の接続電極は第1接続電極11aと第2接続電極11bとからなり、マザーボード(図示せず)など外部との導通を図る。第1接続電極11aと第2接続電極11bは、ベース基板10の上面10aと下面10bにおいて、電極間に隙間を有している。ベース基板10の上面10aには上部隙間12aが設けられ、ベース基板10の下面10bには下部隙間12bが設けられる。これらの隙間12a,12bによって、ベース基板10の上面10aと下面10bにおいて接続電極間の電気的絶縁を保っている。ベース基板10の上面10aに設けられる上部隙間12aの幅は、第2放熱体5及びリフレクタ6に設けられた絶縁層8の幅と概ね同一であり、且つ上部隙間12aと絶縁層8は同一軸上に位置する。 The base substrate 10 can have a quadrangular flat plate shape having the same size as the planar shape of the reflector 6. The base substrate 10 has an upper surface 10a, a lower surface 10b, and a peripheral side surface 10c between the peripheral edge of the upper surface 10a and the peripheral edge of the lower surface 10b. A pair of connection electrodes are formed on the upper surface 10a, the lower surface 10b, and the peripheral side surface 10c of the base substrate 10. The pair of connection electrodes is composed of a first connection electrode 11a and a second connection electrode 11b, and is intended to be electrically connected to the outside such as a motherboard (not shown). The first connection electrode 11a and the second connection electrode 11b have a gap between the electrodes on the upper surface 10a and the lower surface 10b of the base substrate 10. An upper gap 12a is provided on the upper surface 10a of the base substrate 10, and a lower gap 12b is provided on the lower surface 10b of the base substrate 10. These gaps 12a and 12b maintain electrical insulation between the connection electrodes on the upper surface 10a and the lower surface 10b of the base substrate 10. The width of the upper gap 12a provided on the upper surface 10a of the base substrate 10 is substantially the same as the width of the insulating layer 8 provided on the second radiator 5 and the reflector 6, and the upper gap 12a and the insulating layer 8 have the same axis. Located on top.

したがって、リフレクタ6の下部にベース基板10を配置したときに、ベース基板10の第1接続電極11aの上にリフレクタ6の第1リフレクタ部6aが載置され、ベース基板10の第2接続電極11bの上にリフレクタ6の第2リフレクタ部6bが載置される。また同時に、リフレクタ6の第1リフレクタ部6aと一体形成された第2放熱体5の第1放熱部5bがベース基板10の第1接続電極11aの上に載置され、リフレクタ6の第2リフレクタ部6bと一体形成された第2放熱体5の第2放熱部5cがベース基板10の第2接続電極11bの上に載置される。 Therefore, when the base substrate 10 is arranged below the reflector 6, the first reflector portion 6a of the reflector 6 is placed on the first connection electrode 11a of the base substrate 10, and the second connection electrode 11b of the base substrate 10 is placed. The second reflector portion 6b of the reflector 6 is placed on the reflector portion 6. At the same time, the first heat radiating portion 5b of the second heat radiating body 5 integrally formed with the first reflector portion 6a of the reflector 6 is placed on the first connecting electrode 11a of the base substrate 10, and the second reflector of the reflector 6 is placed. The second heat radiating portion 5c of the second heat radiating body 5 integrally formed with the portion 6b is placed on the second connecting electrode 11b of the base substrate 10.

このようにして、ベース基板10の第1接続電極11aとリフレクタ6の第1リフレクタ部6aと第2放熱体5の第1放熱部5bとが電気的に接続される。また、ベース基板10の第2接続電極11bとリフレクタ6の第2リフレクタ部6bと第2放熱体5の第2放熱部5cとが電気的に接続される。そのため、マザーボードなどの外部から供給された電源によって、ベース基板10、第2放熱体5及び基板2に設けられた各電極を介して発光素子1に電流が供給されることになる。 In this way, the first connection electrode 11a of the base substrate 10, the first reflector portion 6a of the reflector 6, and the first heat radiating portion 5b of the second heat radiating body 5 are electrically connected. Further, the second connection electrode 11b of the base substrate 10, the second reflector portion 6b of the reflector 6, and the second heat radiating portion 5c of the second heat radiating body 5 are electrically connected. Therefore, the power supplied from the outside such as the motherboard supplies the current to the light emitting element 1 via the electrodes provided on the base substrate 10, the second radiator 5, and the substrate 2.

この実施形態に係る発光装置200では、第1実施形態に係る発光装置100と同様の効果が得られる。加えて、第2放熱体5の下部にベース基板10が配置されているので、第2放熱体5がベース基板10に熱的にも連結される。そのため、第2放熱体5からベース基板10の第1接続電極11a及び第2接続電極11bにも放熱経路が確保され、第1接続電極11a及び第2接続電極11bからリフレクタ6に効率的に放熱されることになる。 The light emitting device 200 according to this embodiment has the same effect as the light emitting device 100 according to the first embodiment. In addition, since the base substrate 10 is arranged below the second radiator body 5, the second radiator body 5 is thermally connected to the base substrate 10. Therefore, a heat dissipation path is secured from the second heat radiating body 5 to the first connection electrode 11a and the second connection electrode 11b of the base substrate 10, and heat is efficiently radiated from the first connection electrode 11a and the second connection electrode 11b to the reflector 6. Will be done.

(第3実施形態)
図3には本発明の第3実施形態に係る発光装置300の一部が示されている。この実施形態では第1放熱体14が上部に半球形のドーム形状14aを有する以外は第1実施形態における発光装置100と同一の構造を有している。したがって、図面には同一の符号を用いることで、詳細な説明を省略する。この実施形態に係る第1放熱体14は上部の角が削られているので、リフレクタ6から発光された平行光の直線性が第1放熱体14aのドーム形状14aによって妨げられることがない。
(Third Embodiment)
FIG. 3 shows a part of the light emitting device 300 according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the first heat radiating body 14 has the same structure as the light emitting device 100 in the first embodiment except that it has a hemispherical dome shape 14a at the upper part. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals in the drawings. Since the upper corner of the first heat radiating body 14 according to this embodiment is cut off, the linearity of the parallel light emitted from the reflector 6 is not hindered by the dome shape 14a of the first heat radiating body 14a.

(第4実施形態)
図4には本発明の第4実施形態に係る発光装置400の一部が示されている。この実施形態では、第1放熱体24の少なくとも上面に放熱フィン24aを配置しても良い。また、第1放熱体24の上面だけでなく、周側面に複数の放熱フィン24bを配置しても良い。なお、放熱フィン24a,24bを有する以外は、第4実施形態に係る発光装置400は、第1実施形態における発光装置100と同一の構造を有している。したがって、図面には同一の符号を用いることで、詳細な説明を省略する。この実施形態に係る第1放熱体24は、本体の上面に設けたフィン24aと周側面に設けたフィン24bによって、第1放熱体24の表面積を大幅に増やすことができるので、その分放熱効率が格段に上がることになる。
(Fourth Embodiment)
FIG. 4 shows a part of the light emitting device 400 according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the heat radiating fins 24a may be arranged on at least the upper surface of the first heat radiating body 24. Further, a plurality of heat radiating fins 24b may be arranged not only on the upper surface of the first heat radiating body 24 but also on the peripheral side surface. The light emitting device 400 according to the fourth embodiment has the same structure as the light emitting device 100 in the first embodiment, except that it has heat radiation fins 24a and 24b. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals in the drawings. In the first heat radiating body 24 according to this embodiment, the surface area of the first heat radiating body 24 can be significantly increased by the fins 24a provided on the upper surface of the main body and the fins 24b provided on the peripheral side surface, so that the heat radiating efficiency is increased accordingly. Will rise dramatically.

(第5実施形態)
図5には、本発明の第5実施形態に係る発光装置500が示されている。この実施形態では、第1実施形態における発光装置100において、発光素子1の周側面1cの周囲に蛍光体層9を有している以外は、第1実施形態における発光装置100と同一の構造を有している。したがって、図面には同一の符号を用いることで、詳細な説明を省略する。蛍光体層9は、蛍光体粒子を樹脂の中に均一に分散させた蛍光体含有樹脂であってもよい。蛍光体層9の樹脂は、光を通過するシリコーン樹脂であってもよい。また、蛍光体は、例えば白色光を得るために、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)を利用してもよい。さらに、この実施形態のように光反射層3の周側面の周囲にも蛍光体層9を設けることができる。
(Fifth Embodiment)
FIG. 5 shows a light emitting device 500 according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the light emitting device 100 according to the first embodiment has the same structure as the light emitting device 100 according to the first embodiment except that the phosphor layer 9 is provided around the peripheral side surface 1c of the light emitting element 1. Have. Therefore, detailed description will be omitted by using the same reference numerals in the drawings. The phosphor layer 9 may be a phosphor-containing resin in which phosphor particles are uniformly dispersed in the resin. The resin of the phosphor layer 9 may be a silicone resin that allows light to pass through. Further, as the phosphor, for example, YAG (yttrium aluminum garnet) may be used to obtain white light. Further, as in this embodiment, the phosphor layer 9 can be provided around the peripheral side surface of the light reflecting layer 3.

この実施形態に係る発光装置500では、発光素子1の周側面1cから出射した光は蛍光体層9を通過する。蛍光体層9で波長変換された光は、リフレクタ6の凹部7の内周側面7aで上方に向けて反射され、白色光としてリフレクタ6の上部の上面6cの開口から放出される。この実施形態では発光素子1からの発熱だけでなく、蛍光体層9が発光する際に生じる発熱も第1放熱体4及び第2放熱体5を通じて放熱される。その結果、発光素子1の発光効率の低下を防ぐだけでなく、蛍光体層9に含まれる蛍光体の劣化も効果的に防ぐことが可能となる。 In the light emitting device 500 according to this embodiment, the light emitted from the peripheral side surface 1c of the light emitting element 1 passes through the phosphor layer 9. The light wavelength-converted by the phosphor layer 9 is reflected upward by the inner peripheral side surface 7a of the recess 7 of the reflector 6, and is emitted as white light from the opening of the upper surface 6c of the upper part of the reflector 6. In this embodiment, not only the heat generated from the light emitting element 1 but also the heat generated when the phosphor layer 9 emits light is radiated through the first heat radiating body 4 and the second heat radiating body 5. As a result, not only the decrease in the luminous efficiency of the light emitting element 1 can be prevented, but also the deterioration of the phosphor contained in the phosphor layer 9 can be effectively prevented.

なお、蛍光体層9の蛍光体については、様々な種類の蛍光体が利用可能である。上記の実施形態でYAG蛍光体を一例として挙げた。例えば、緑色に発光する蛍光体として、セリウム付活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体が知られている。また、赤色に発光する蛍光体として、例えば、CaAlSiN3:Euを基本組成とする蛍光体が知られている。これらは一例であって、本発明の実施形態における蛍光体層9に含まれる蛍光体として、様々な種類の蛍光体が利用可能である。 As for the fluorescent material of the fluorescent material layer 9, various types of fluorescent materials can be used. The YAG phosphor was given as an example in the above embodiment. For example, as a phosphor that emits green light, an active lutetium aluminum garnet phosphor with cerium is known. Further, as a phosphor that emits red light, for example, a phosphor having a basic composition of CaAlSiN 3: Eu is known. These are examples, and various types of phosphors can be used as the phosphors contained in the phosphor layer 9 in the embodiment of the present invention.

1 発光素子
1a 発光素子の第1面
1b 発光素子の第2面
1c 発光素子の周側面
1d 発光素子の第1素子電極
1d’バンプ(導電性ペースト)
1e 発光素子の第2素子電極
1e’バンプ(導電性ペースト)
2 基板
2a 基板の第1面
2b 基板の第2面
2c 基板の第1電極
2d 基板の第2電極
2e 基板の第3電極
2f 基板の第4電極
2g 基板の第1スルーホール電極
2h 基板の第2スルーホール電極
3 光反射層
3a 光反射層の反射面
4,14,24 第1放熱体
4a 第1放熱体の底面
5 第2放熱体
5a 第2放熱体の上面
5b 第2放熱体の第1放熱部
5c 第2放熱体の第2放熱部
5d 第2放熱体の第1上面電極
5e 第2放熱体の第2上面電極
6 リフレクタ
6a リフレクタの第1リフレクタ部
6b リフレクタの第2リフレクタ部
6c リフレクタの上面
7 リフレクタの凹部
7a 凹部の内周側面
8 絶縁層
9 発光体層
10 ベース基板
10a ベース基板の上面
10b ベース基板の下面
10c ベース基板の周側面
11a ベース基板の第1接続電極
11b ベース基板の第2接続電極
12a 第1接続電極と第2接続電極との上部隙間
12b 第1接続電極と第2接続電極との下部隙間
14a 第1放熱体のドーム形状
24a 第1放熱体の上面の放熱フィン
24b 第1放熱体の周側面の放熱フィン
100,200,300,400,500 発光装置


1 Light emitting element 1a First surface of light emitting element 1b Second surface of light emitting element 1c Peripheral side surface of light emitting element 1d First element electrode of light emitting element 1d'bump (conductive paste)
1e 2nd element electrode of light emitting element 1e'bump (conductive paste)
2 Substrate 2a 1st surface of the substrate 2b 2nd surface of the substrate 2c 1st electrode of the substrate 2d 2nd electrode of the substrate 2e 3rd electrode of the substrate 2f 4th electrode of the substrate 2g 1st through hole electrode of the substrate 2h 1st of the substrate 2 Through-hole electrode 3 Light reflecting layer 3a Reflecting surface of light reflecting layer 4, 14, 24 First radiator 4a Bottom of first radiator 5 Second radiator 5a Upper surface of second radiator 5b Second radiator 1 Heat dissipation part 5c Second heat dissipation part of the second radiator 5d First upper surface electrode of the second radiator 5e Second upper surface electrode of the second radiator 6 Reflector 6a First reflector part of the reflector 6b Second reflector part of the reflector 6c Upper surface of reflector 7 Recessed part of reflector 7a Inner peripheral side surface of concave part 8 Insulation layer 9 Luminescent layer 10 Base substrate 10a Upper surface of base substrate 10b Lower surface of base substrate 10c Peripheral side surface of base substrate 11a First connection electrode of base substrate 11b Base substrate 2nd connection electrode 12a Upper gap between the first connection electrode and the second connection electrode 12b Lower gap between the first connection electrode and the second connection electrode 14a Dome shape of the first radiator 24a Heat dissipation on the upper surface of the first radiator Fins 24b Heat dissipation fins on the peripheral side surface of the first radiator 100, 200, 300, 400, 500 Light emitting device


Claims (10)

第1面と、第1面の反対側の第2面と、第1面の周縁と第2面の周縁の間の周側面と、を有する発光素子で、発光素子の第2面が、第1素子電極と第2素子電極を含む、発光素子と、
第1電極と第2電極を含む基板と、
発光素子の第1面上に接して配置される光反射層と、
光反射層上に接して配置される第1放熱体と、
基板の下方に配置されて、発光素子と熱的に連結される第2放熱体と、を有し、
発光素子の第1素子電極と第2素子電極は、基板の第1電極と第2電極上に電気的に実装され
前記第1放熱体は直方体の形状からなり、前記発光素子の第1面と同じ大きさの底面を有する、発光装置。
A light emitting element having a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a peripheral side surface between the peripheral edge of the first surface and the peripheral edge of the second surface, and the second surface of the light emitting element is a second surface. A light emitting element including a one-element electrode and a second element electrode,
A substrate containing a first electrode and a second electrode,
A light reflecting layer disposed on and in contact with the first surface of the light emitting element,
A first heat radiating body arranged in contact on the light reflecting layer,
It has a second radiator, which is located below the substrate and is thermally coupled to the light emitting element.
The first element electrode and the second element electrode of the light emitting element are electrically mounted on the first electrode and the second electrode of the substrate .
A light emitting device having a rectangular parallelepiped shape and having a bottom surface having the same size as the first surface of the light emitting element.
第1放熱体は上部に半球形のドーム形状を有する、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the first heat radiating body has a hemispherical dome shape at the upper part. 第1放熱体は少なくとも上面に放熱フィンを有する、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the first heat radiating body has heat radiating fins at least on the upper surface. 第2放熱体は直方体の形状を有する、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the second radiator has a rectangular parallelepiped shape. 第2放熱体は絶縁層を有し、基板の第1電極と第2電極を電気的に絶縁している、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the second radiator has an insulating layer and electrically insulates the first electrode and the second electrode of the substrate. 第2放熱体の上面の面積は、発光素子の第2面と同じ大きさの面積を有する、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the area of the upper surface of the second heat radiating body has the same area as the second surface of the light emitting element. さらに、第2放熱体の下部にベース基板を有し、第2放熱体はベース基板の接続電極と熱的に連結されている、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, further comprising a base substrate below the second radiator, and the second radiator is thermally connected to a connection electrode of the base substrate. さらに、発光素子を取り囲むカップ形状を有するリフレクタを含む、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, further comprising a reflector having a cup shape surrounding the light emitting element. 第2放熱体は、リフレクタと一体に形成されている、請求項7又は8に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 7 or 8, wherein the second heat radiating body is integrally formed with a reflector. 発光素子は、リフレクタの高さの4分の1から2分の1の範囲内の高さに位置する、請求項8に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 8, wherein the light emitting element is located at a height within a range of one quarter to one half of the height of the reflector.
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