JP7030189B2 - Led発光装置 - Google Patents
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Description
図1~5を参照して、本開示の第1実施形態に係るLED発光装置10について説明する。図1は、LED発光装置10の平面図である。図1において、第1微細領域11d(図2参照。)に含まれる第1LEDダイ11と、第2微細領域12d(図2参照。)に含まれる第2LEDダイ12は、同一サイズであり且つ同一特性を有する青色発光ダイオードである。しかしながら、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12は、含まれる微細領域が互いに異なるため、第1LEDダイ11と第2LEDダイ12を区別できるように、第2LEDダイ12はドットパターンが付される。また、図1では、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12並びに第1ワイヤ14a及び第2ワイヤ14bによる結線が視認できるように、図5を参照して説明される第1蛍光樹脂37、第2蛍光樹脂38及び透明樹脂36は省略される。図1において、LED発光装置10の一対の辺の延伸方向である第1の方向、及び第1の方向に直交する第2の方向が矢印で示される。
第1実施形態に係るLED発光装置10では、発光領域10aの左右方向の対称性を維持するため、第1LED列11cと第2LED列12cの数が異なる。一方、図6~9を参照して説明される第2実施形態に係るLED発光装置40は、製造しやすく且つ良好な発光効率を有すると共に、第1微細領域11d及び第2微細領域12dが市松模様状の配列を保ちながら、第1LED列と第2LED列の数が等しい。
第1実施形態に係るLED発光装置10では、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12は、側面が白色反射樹脂39で取り囲まれるとともに、底面に配された接着剤145で基板13に固定される。第1実施形態に係るLED発光装置10では、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12を取り囲む白色反射樹脂39と、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12を基板13に接着する接着剤145とは別部材である。第3実施形態に係るLED発光装置は、単一の部材によりLEDダイを取り囲むとともに基板に接着することで、部材の種類を削減して製造コストを低減する。
第3実施形態に係るLED発光装置50は、第1LEDダイ11と第2LEDダイ12との間隙において、基板13の上面が白色のダイボンド材23で覆われていた。しかしながら、基板13の上面に反射性があれば、発光効率を高く維持するうえで、第1LEDダイ11と第2LEDダイ12との間隙において反射性の表面を露出させれば良く、基板13の上面を全て白色のダイボンド材23で覆う必要はない。また、LED発光装置50は、透明樹脂21で一体的に第1蛍光樹脂57及び第2蛍光樹脂58並びに第1ワイヤ14a及び第2ワイヤ14b等を封止していた。しかしながら、透過率が大きく低減しなければ、透明樹脂21は、拡散性のある樹脂に置き換えることができる。
第3実施形態に係るLED発光装置50及び第4実施形態に係るLED発光装置60では、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12の上部側面は、それぞれ第1蛍光樹脂57及び第2蛍光樹脂58で覆われる。しかしながら、上部側面における第1蛍光樹脂57又は第2蛍光樹脂58の被覆部分の面積が狭い場合、及びダイボンド材23の這い上がり量が少ない場合に、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12の側面放射光を充分に遮れない場合がある。
第5実施形態に係るLED発光装置70は、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12の側面上部において第1蛍光樹脂77及び第2蛍光樹脂78の厚さを充分に確保するため、第1蛍光樹脂77及び第2蛍光樹脂78とダイボンド材73との間の接触角は45°と大きい。しかしながら、第1蛍光樹脂77及び第2蛍光樹脂78とダイボンド材73との間の接触角が大きくなると、第1蛍光樹脂77及び第2蛍光樹脂78とダイボンド材73の接着力が弱くなる。
第6実施形態に係るLED発光装置80は、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12の上側角部において、第1蛍光樹脂87及び第2蛍光樹脂88が側面中間部に比べ薄くなっていた。LED発光装置80は、蛍光樹脂がLEDダイの上側角部で薄いため、第1LED11及び第2LED12の上側角部から放射される青色光が充分に波長変換されず、方位角による色むらが生じることがある。
第1実施形態に係るLED発光装置10では、第1蛍光樹脂37及び第2蛍光樹脂38の2つの蛍光樹脂に加えて透明樹脂36が配置されるため、製造工程が複雑になるおそれがある。第8実施形態に係るLED発光装置は、使用する樹脂の種類を削減して製造工程を簡明化する。
第8実施形態に係るLED発光装置110は、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12の側面から出射しようとする光をダイボンド材123で遮光し、管理容易な発光色を得ていた。しかしながら、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12が発する光の遮光は、発光効率の低下を招くことがある。
第1実施形態に係るLED発光装置10では、第1LEDダイ11及び第2LEDダイ12は、側面が白色反射樹脂39で取り囲まれることで、第1LEDダイ11及び第2LEDダイび12の側面から放射される側面放射光を抑制して発光色の制御を容易にする。しかしながら、第1実施形態に係るLED発光装置10では、第1LEDダイ11から出射された光が第2蛍光樹脂38を、第2LEDダイ12から出射された光が第1蛍光樹脂37を励起するおそれがある。第10実施形態に係るLED発光装置130は、LEDダイから出射された光が隣の素子上の蛍光樹脂を励起するおそれを低くすることができる。
〔態様1-1〕
第1色で発光する第1微細領域と、第2色で発光する第2微細領域とを備え、前記第1微細領域と前記第2微細領域が市松模様状の配列をしたLED発光装置において、
前記第1微細領域に含まれる第1LEDダイと、
前記第2微細領域に含まれる第2LEDダイと、
前記第1LEDダイが直列接続した第1LED列と、
前記第2LEDダイが直列接続した第2LED列と
を備え、
前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイは、それぞれ1つの辺に沿ってアノード及びカソードが形成され、
前記配列の1つの方向で隣接する前記第1LEDダイの前記辺と前記第2LEDダイの前記辺は、互い違いに設けられている
ことを特徴とするLED発光装置。
〔態様1-2〕
前記第1LED列を構成する第1LEDダイ同士、及び前記第2LED列を構成する第2LEDダイ同士を接続するボンディングワイヤが、ジグザグ配列している
ことを特徴とする態様1-1に記載のLED発光装置。
〔態様1-3〕
前記第1LED列を構成する第1LEDダイは、前記1つの方向において、前記第2LEDダイを挟んで隣接する他の第1LEDダイとボンディングワイヤによって接続されている
ことを特徴とする態様1-1に記載のLED発光装置。
〔態様1-4〕
複数の前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイは、ミラー反転した2種類のLEDダイを含んでいる
ことを特徴とする態様1-1から1-3のいずれか一つに記載のLED発光装置。
〔態様2-1〕
基板上に、第1色で発光する複数の第1発光領域と、第2色で発光する複数の第2発光領域とが市松模様状に配列したLED発光装置において、
前記第1発光領域及び前記第2発光領域にそれぞれ含まれる第1LEDダイ及び第2LEDダイと、
前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイの上面をそれぞれ個別に覆う第1蛍光樹脂及び第2蛍光樹脂と
を備え、
前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイは、直上部がそれぞれ前記第1発光領域及び前記第2発光領域となり、底面が前記基板に白色のダイボンド材で接着されるとともに、側面が前記ダイボンド材により被覆されている
ことを特徴とするLED発光装置。
〔態様2-2〕
前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイは、同一特性である
ことを特徴とする態様2-1に記載のLED発光装置。
〔態様2-3〕
前記ダイボンド材は、前記第1LEDダイと前記第2LEDダイとの間隙で前記基板の表面を覆っている
ことを特徴とする態様2-1又は2-2に記載のLED発光装置。
〔態様2-4〕
前記基板は、表面に銀層を備え、
前記銀層は、前記第1LEDダイと前記第2LEDダイとの間隙で前記ダイボンド材から露出し、
前記銀層の露出した部分は、前記第1蛍光樹脂、第2蛍光樹脂及び前記ダイボンド材の表面とともに保護層により被覆されている
ことを特徴とする態様2-1又は2-2に記載のLED発光装置。
〔態様2-5〕
前記第1蛍光樹脂及び前記第2蛍光樹脂は、透明樹脂で被覆され、
前記透明樹脂は、フィラーを含有している
ことを特徴とする態様2-1から2-4のいずれか一つに記載のLED発光装置。
〔態様2-6〕
前記第1蛍光樹脂及び前記第2蛍光樹脂は、高さが互いに異なる
ことを特徴とする態様2-1から2-5のいずれか一つに記載のLED発光装置。
〔態様2-7〕
前記第1蛍光樹脂と前記第2蛍光樹脂のうちの少なくとも一方は、前記ダイボンド材の斜面の一部を覆っている
ことを特徴とする態様2-1から2-6のいずれか一つに記載のLED発光装置。
〔態様2-8〕
前記第1蛍光樹脂と前記第2蛍光樹脂のうちの少なくとも一方は、前記ダイボンド材との接触部においてフィレットを形成している
ことを特徴とする態様2-7に記載のLED発光装置。
〔態様2-9〕
前記ダイボンド材は、上面が前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイの上面と一致している
ことを特徴とする態様2-8に記載のLED発光装置。
〔態様3-1〕
基板上に、第1色で発光する複数の第1発光領域と、第2色で発光する複数の第2発光領域とが市松模様状に配列したLED発光装置において、
複数の第1LEDダイと、
複数の第2LEDダイと、
前記第1LEDダイに積層する第1蛍光樹脂と、
前記第2LEDダイに積層する第2蛍光樹脂と
を備え、
前記第1LEDと前記第2LEDは、発光特性が等しく、前記基板上で市松模様状に配列し、
前記第1蛍光樹脂は、前記第1LEDの上面をそれぞれ個別に覆い、
前記第2蛍光樹脂は、前記第2LEDダイの上面並びに前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイの間隙を一様に覆い、
前記第1発光領域及び前記第2発光領域は、それぞれ前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイの直上部及びその近傍である
ことを特徴とするLED発光装置。
〔態様3-2〕
前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイを囲み、前記第2蛍光樹脂を堰き止めるダムを備えている
ことを特徴とする態様3-1に記載のLED発光装置。
〔態様3-3〕
前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイを前記基板の上面に接着するダイボンド材を備え、
前記ダイボンディング材は、反射性微粒子を含有し、前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイの側面を覆っている
ことを特徴とする態様3-1又は3-2に記載のLED発光装置。
〔態様3-4〕
前記ダイボンディング材は、前記第1LEDダイ及び前記第2LEDダイの間隙において前記基板の上面を覆っている
ことを特徴とする態様3-1から3-3のいずれか一つに記載のLED発光装置。
〔態様3-5〕
前記第1LED同士を接続する第1ワイヤと、前記第2LED同士を接続する第2ワイヤとを備え、前記第1ワイヤと前記第2ワイヤのうちの少なくとも一方は、被膜により補強されている
ことを特徴とする態様3-1から3-4のいずれか一つに記載のLED発光装置。
〔態様3-6〕
基板上に、第1色で発光する第1発光領域及び第2色で発光する第2発光領域を備え、前記第1発光領域と前記第2発光領域とが市松模様状に配列したLED発光装置の製造方法において、
前記基板及び発光特性の等しい複数のLEDダイを準備する準備工程と、
前記基板に前記LEDダイをダイボンド材により接着するダイボンド工程と、
前記LEDダイ同士をワイヤで接続するワイヤボンド工程と、前記LEDダイの集合の周りにダムを形成するダム形成工程と、
前記LEDダイの集合に対して市松模様状に、前記LEDダイの上部に第1蛍光樹脂を塗布する第1蛍光樹脂塗布工程と、
第1蛍光樹脂が塗布されていない前記LEDダイの上部を覆うように、前記ダムの内側の領域に第2蛍光樹脂を充填する第2蛍光樹脂充填工程と
を備えている
ことを特徴とするLED発光装置の製造方法。
〔態様3-7〕
前記ダイボンド工程において、前記ダイボンド材を前記LEDダイの側面に這い上がらせている
ことを特徴とする態様3-6に記載のLED発光装置の製造方法。
〔態様3-8〕
前記ワイヤボンド工程の後に前記第1蛍光樹脂塗布工程、前記第1蛍光樹脂塗布工程の後に前記ダム形成工程、前記ダム形成工程の後に前記第2蛍光樹脂充填工程を備えていている
ことを特徴とする態様3-6又は3-7に記載のLED発光装置の製造方法。
〔態様3-9〕
前記第1蛍光樹脂塗布工程の後に、前記ワイヤに保護樹脂膜を形成する保護樹脂膜形成工程を備えている
ことを特徴とする態様3-6から3-8のいずれか一つに記載のLED発光装置の製造方法。
Claims (14)
- 基板と、
それぞれが、前記基板上に実装され、第1色で発光し、且つ、第1LEDダイと当該第1LEDダイの上面を被覆する第1蛍光樹脂を含む複数の第1微細領域と、
それぞれが、前記基板上に実装され、第2色で発光し、且つ、第2LEDダイを含む複数の第2微細領域と、
前記複数の第1微細領域に含まれる前記第1LEDダイを電気的に直列に接続することによって第1LED列を形成する第1ワイヤと、
前記複数の第2微細領域に含まれる前記第2LEDダイを電気的に直列に接続することによって第2LED列を形成する第2ワイヤと、を備え、
前記複数の第1微細領域及び前記複数の第2微細領域は、前記基板上で互い違いに且つ市松模様を形成するように配置され、
前記複数の第1微細領域及び前記複数の第2微細領域は、前記基板上で、第1の方向に互い違いに配置され、前記第1の方向と直交する第2の方向にも互い違いに配置され、
前記第1LEDダイは第1の辺に沿って形成されたアノード及びカソードを有し、
前記第2LEDダイは第2の辺に沿って形成されたアノード及びカソードを有し、
前記第1の方向に配置される前記第1LEDダイの前記第1の辺と、前記第1の方向に配置される前記第2LEDダイの前記第2の辺とは、互い違いに配置され、
前記複数の前記第1LEDダイは、前記第1の辺に沿って形成された前記アノードと前記カソードの位置が逆に配置されている2種類のLEDダイを含み、
前記複数の前記第2LEDダイは、前記第2の辺に沿って形成された前記アノードと前記カソードの位置が逆に配置されている2種類のLEDダイを含み、
前記第1ワイヤ及び前記第2ワイヤは、前記基板を平面視したときに互いに平行になるように配置される、
ことを特徴とするLED発光装置。 - 前記複数の第2微細領域は、前記第2LEDダイの上面を被覆する第2蛍光樹脂を更に含む、請求項1に記載のLED発光装置。
- 前記第1ワイヤは、複数の前記第1LEDダイをジグザクに接続するように配置され、
前記第2ワイヤは、複数の前記第2LEDダイをジグザクに接続するように配置される、請求項1又は2に記載のLED発光装置。 - 前記第1ワイヤは、所定の第1LEDダイのアノードと前記所定の第1LEDダイに隣接した別の第1LEDダイのカソードを順次接続するようにして、前記第1LED列に含まれる全ての第1LEDダイを電気的に直列に接続し、
前記第2ワイヤは、所定の第2LEDダイのアノードと前記所定の第2LEDダイに隣接した別の第2LEDダイのカソードを順次接続するようにして、前記第2LED列に含まれる全ての第2LEDダイを電気的に直列に接続し、
前記第1ワイヤは、前記第2LED列に含まれる複数の第2LEDダイの直上を通過しないように配置され、
前記第2ワイヤは、前記第1LED列に含まれる複数の第1LEDダイの真上を通過しないように配置される、
請求項1~3の何れか一項に記載のLED発光装置。 - 前記第1LED列に含まれる所定の第1LEDダイにおける前記アノードの位置と最も近接した角部と、前記第1LED列に含まれる他の第1LEDダイの前記カソードの位置と最も近接した角部とが、近接して配置されて前記第1ワイヤによって接続され、
前記第2LED列に含まれる所定の第2LEDダイにおける前記アノードの位置と最も近接した角部と、前記第2LED列に含まれる他の第2LEDダイの前記カソードの位置と最も近接した角部とが、近接して配置されて前記第2ワイヤによって接続される、
請求項4に記載のLED発光装置。 - 前記第1LED列を構成する所定の第1LEDダイは、前記第1の方向において、1つの第2LEDダイを間に挟んで、他の第1LEDダイと、前記第1ワイヤによって電気的に接続される、請求項2に記載のLED発光装置。
- 前記第1ワイヤは、前記第1の方向に隣接する第2LEDダイの表面に配置された前記第2蛍光樹脂の内部を通過して前記第1の方向に隣接する第1LEDダイに接続される、請求項6に記載のLED発光装置。
- 前記第2LED列を構成する所定の第2LEDダイは、前記第2の方向において、1つの第1LEDダイを間に挟んで、他の第2LEDダイと、前記第2ワイヤによって電気的に接続される、請求項1又は2に記載のLED発光装置。
- 前記第2ワイヤは、前記第1の方向に隣接する第1LEDダイの表面に配置された前記第1蛍光樹脂の内部を通過して前記第1の方向に隣接する第2LEDダイに接続される、請求項6に記載のLED発光装置。
- 前記第1LEDダイと前記第2LEDダイは、同じLEDダイである、請求項1~8の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記複数の第1微細領域に含まれる前記第1LEDダイ及び前記複数の第2微細領域に含まれる前記第2LEDダイの側面を覆う白色反射樹脂を更に備える、請求項1~10の何れか一項に記載のLED発光装置。
- 前記白色反射樹脂は、複数の前記第1LEDダイと複数の前記第2LEDダイを前記基板に接着するためのダイボンド材である、請求項11に記載のLED発光装置。
- 前記白色反射樹脂は、複数の前記第1LEDダイと複数の前記第2LEDダイとの間隔で前記基板の表面を覆うよう配置されている、請求項11又は12に記載のLED発光装置。
- 前記第1蛍光樹脂及び前記第2蛍光樹脂を被覆する透明樹脂を更に備え、
前記透明樹脂は、フィラーを含む、請求項2に記載のLED発光装置。
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