JP7177326B2 - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、凹形状内に配置された電極と発光素子とをワイヤ接続する際、ワイヤボンディング用のボンダーが凹形状のパッケージにぶつからないようにするため、凹形状の側面間の距離が大きくなっている。凹形状の側面間の距離が大きくなるに従い、上記のような配光色度ムラが発生しやすくなる。
実施形態に係る発光装置の製造方法は、配光色度を調整することができる。また、配光色度を調整した発光装置を提供することができる。
[発光装置の構成]
第1実施形態に係る発光装置の構成について、図1A及び図1Bを参照して説明する。図1Aは、第1実施形態に係る発光装置の構成を示す概略平面図である。図1Bは、第1実施形態に係る発光装置の構成を示す概略断面図であり、図1AのIB-IB線における概略断面を示す。図1Cは、第1実施形態に係る発光装置の構成を示す概略斜視断面図であり、図1AのIC-IC線における概略断面を示す。なお、図1Aにおいて、蛍光体5を含有する封止部材4の下方に配置される部材は、当該封止部材4及び蛍光体5を透視して記載している。
透光性部材3は、一または二以上からなる。平面視において透光性部材3は四角形状、六角形状等の多角形状、枠状、環状などのように連続して形成されているものの他、線状、棒状、一部折れ曲がったり湾曲したりしている形状のように二以上から構成されるものも含まれる。
基台1上には発光素子2も設けられているが、発光素子2と透光性部材3とは、離れて配置されている。第1実施形態に係る発光装置100では、透光性部材3は、長手方向に垂直な面で断面視した際、発光素子2を挟むように配置されている。ここで、透光性部材3が発光素子2を挟むとは、所定の方向に延びる1組の透光性部材に対して、発光素子2がその間に位置することである。また、透光性部材3は、平面視した際、発光素子2の全周を囲むように配置されている。換言すれば、透光性部材3は4つの側部をもつ枠状の構造を有しており、4つの側部のうちの2つの側部が所定の方向に延びる第1の1組の対向部となり、他の2つの側部が前記所定の方向に垂直に延びる第2の1組の対向部となっている。そして発光素子2は、第1の1組の対向部で挟まれ、更に第2の1組の対向部で挟まれることにより、全周が囲まれている。
次に、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法について、図2から図3Fを参照して説明する。図2は、第1実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図3Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における基台準備工程を示す概略断面図である。図3Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における発光素子実装工程を示す概略断面図である。図3Cは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における配線工程を示す概略断面図である。図3Dは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における透光性部材形成工程を示す概略断面図である。図3Eは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における封止部材形成工程を示す概略断面図である。図3Fは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における個片化工程を示す概略断面図である。
なお、本実施形態に係る発光装置の製造方法は、基台準備工程S11から封止部材形成工程S15までは、複数の基台1が連続的に形成された連結基台10の状態で用いられ、各基台1に対応する発光装置100が製造された後に、個片化工程S16において発光装置100が個片化されるが、1個のみ又は個片化された基台1を用いて発光装置100を製造するようにしてもよい。
これにより、発光素子2と透光性部材3との距離を近くすることができる。つまり、発光素子実装工程S12や配線工程S13後に、透光性部材形成工程S14を行うことで、発光素子2と透光性部材3との距離、ワイヤ6と透光性部材3との距離を近くすることができる。発光素子2と透光性部材3との距離を近くすることで、発光素子2の水平方向に配置される蛍光体5の量を調整することができ、配光色度ムラを調整することができる。
また、透光性部材形成工程S14において、ワイヤ6と電極12(121,122)との接合点を含まないように透光性部材基礎体30を形成し、ワイヤ6と電極12(121,122)との接合点が封止部材4中に形成される(図1A及び図1B参照)ものとして説明したが、これに限られるものではない。
<光学シミュレーション>
第1実施形態(及び第1実施形態の変形例)に係る発光装置100の作用効果を説明するためシミュレーションを行った。
図5Aは、シミュレーション対象の発光装置のパラメータ構成を説明する概略平面図である。図5Bは、シミュレーション対象の発光装置のパラメータ構成を説明する概略断面図であり、図5AのVB-VB線における概略断面を示す。なお、図5Aにおいて、蛍光体5を含有する封止部材4の下方に配置される部材は、当該封止部材4及び蛍光体5を透視して記載している。図6は、透光性部材の幅W3が異なる各発光装置における方位角度θと配光色度(色度座標x)との関係を示すグラフである。ここで、図6に示すグラフの横軸は方位角度θ(±85°の範囲)を示し、縦軸は配光色度(色度座標x)を示す。なお、方位角度θは、発光素子2の光軸を基準(θ=0°)とする。また、ここでは色度として色度座標xについてのみ示すが、他の値(色度座標y、Y値等)についても同様であり省略する。
また、封止部材4の厚さを発光素子2の上方に50μm以上有する、即ち、(t4-t2)を50μm以上にすることが好ましい。これら未満の場合、発光素子2などを、外力、埃、水分などから保護する十分な効果が得られないためである。
また、透光性部材3の直上の封止部材4の厚さ(t4-t3)は、30μm以上3mm以下であることが好ましく、50μm以上1mm以下であることがより好ましく、100μm以上500μm以下であることがさらに好ましい。
[発光装置の構成]
第2実施形態に係る発光装置100Aの構成について、図7A及び図7Bを参照して説明する。図7Aは、第2実施形態に係る発光装置の構成を示す概略平面図である。図7Bは、第2実施形態に係る発光装置の構成を示す概略断面図であり、図7AのVIIB-VIIB線における概略断面を示す。図7Cは、第2実施形態に係る発光装置の構成を示す他の概略断面図であり、図7AのVIIC-VIIC線における概略断面を示す。なお、図7Aにおいて、蛍光体5を含有する封止部材4の下方に配置される部材は、当該封止部材4及び蛍光体5を透視して記載している。
[発光装置の構成]
第3実施形態に係る発光装置100B,100Cの構成について、図8及び図9を参照して説明する。図8は、第3実施形態に係る発光装置の構成を示す概略断面図である。図9は、第3実施形態の変形例に係る発光装置の構成を示す概略断面図である。
[発光装置の構成]
第4実施形態に係る発光装置200の構成について、図10A及び図10Bを参照して説明する。図10Aは、第4実施形態に係る発光装置の構成を示す概略平面図である。図10Bは、第4実施形態に係る発光装置の構成を示す概略断面図であり、図10AのXB-XB線における概略断面を示す。なお、図10Aにおいて、蛍光体5を含有する封止部材4の下方に配置される部材は、当該封止部材4及び蛍光体5を透視して記載している。
その他の構成は、第1実施形態に係る発光装置100と同様であり、重複した説明を省略する。
次に、第4実施形態に係る発光装置200の製造方法について、図11から図12Fを参照して説明する。図11は、第4実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図12Aは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法における基台準備工程を示す概略断面図である。図12Bは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法における発光素子固定工程を示す概略断面図である。図12Cは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法における透光性部材形成工程を示す概略断面図である。図12Dは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法における封止部材形成工程を示す概略断面図である。図12Eは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法における基台除去工程を示す概略断面図である。図12Fは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法における個片化工程を示す概略断面図である。
なお、前記した第1、第3、第4実施形態においては、発光装置は、単一の透光性部材を有し、この透光性部材が4つの側部を有する枠状の構造とし、連続的に形成されているとして説明した。そして4つの側部のうちの2つの側部が所定の方向に延びる第1の1組の対向部となり、他の2つの側部が前記所定の方向に垂直に延びる第2の1組の対向部となり、発光素子がこれら2組の対向部によって囲まれているとして説明した。この場合、4つの側部は枠状の構造の中に連続的に形成されているとしたが、これら4つの側部はかならずしも連続的に形成されたものでなくてもよい。例えば、発光装置は、単一の透光性部材の代わりに、4つの透光性部材を有し、そのうちの2つが前記第1の1組の対向部に相当する第1の1組の透光性部材を構成し、他の2つが前記第2の1組の対向部に相当する第2の1組の透光性部材を構成し、これらの2組の透光性部材の端部同士を近接させて枠状の構造を構成し、発光素子の周りを囲むように設置する構成としてもよい。
より一般的にいえば、透光性部材の数は前記したものに限定されず、任意の数の透光性部材によって1つの1組の対向部または2つの1組の対向部を構成し、発光素子が前記1つの1組の対向部によって挟まれるかまたは前記2つの1組の対向部によって囲まれるように構成されていればよい。
さらに、前記した第1~第4実施形態において、封止部材は、透光性部材の上面及び内側面を覆う構成として説明したが、透光性部材の上面の一部を覆う構成としてもよい。すなわち、封止部材は、例えば、透光性部材の内側から外側に向かって透光性部材の上面の一部を覆い、覆った上面の外側となる外周縁を露出するように設けることとしてもよい。なお、封止部材では、蛍光体を沈降して使用する場合、透光性部材の一部を覆うようにするときには、透光性部材の上面を覆う位置の蛍光体が存在しなくなり、発光素子の側方の蛍光体を他の部分よりも減らし、発光装置の側方からでる黄色の光を抑制して配向色度ムラをより調整し易くすることができる。
1 基台
15 基台
1s 境界
10 連結基台
11 支持部材
12 電極
121 第1電極
122 第2電極
2 発光素子
3,3A,3B,3C 透光性部材
30 透光性部材基礎体
31,311,312,313 内側面
32 外側面
4 封止部材
40 封止部材基礎体
5 蛍光体
6 ワイヤ
Claims (20)
- 基台と、
前記基台上に設けられる発光素子と、
前記発光素子と離間し、前記発光素子を挟んで前記基台上に配置される一または二以上で実質的に蛍光体を含有していない透光性部材と、
前記透光性部材で挟まれた領域内に配置された前記発光素子を覆うとともに、前記透光性部材の上面の少なくとも一部及び前記透光性部材の内側面を覆う、蛍光体を含有する封止部材と、を備える発光装置であって、
前記発光装置は、全体の形状が略直方体であり、
前記透光性部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、
前記封止部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、
前記発光素子と前記透光性部材との距離は、前記距離と同じ方向となる前記発光素子の側面における一辺の幅の3/4以下であり、
前記封止部材と接する前記透光性部材の前記内側面は、上下方向の断面視において、前記封止部材に向かって凸となる円弧状、若しくは湾曲であり、
前記発光装置の側面は、前記透光性部材の外側面と前記封止部材の外側面とが垂直面として外に露出している発光装置。 - 発光素子と、
前記発光素子と離間し、前記発光素子を挟んで配置される一または二以上で実質的に蛍光体を含有していない透光性部材と、
前記透光性部材で挟まれた領域内に設置された前記発光素子の一部を覆うとともに、前記透光性部材の上面の少なくとも一部及び前記透光性部材の内側面を覆う、蛍光体を含有する封止部材と、を備える発光装置であって、
前記発光装置は、全体の形状が略直方体であり、
前記透光性部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、
前記封止部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、
前記発光素子と前記透光性部材との距離は、前記距離と同じ方向となる前記発光素子の側面における一辺の幅の3/4以下であり、
前記封止部材と接する前記透光性部材の前記内側面は、上下方向の断面視において、前記封止部材に向かって凸となる円弧状、若しくは湾曲であり、
前記発光装置の側面は、前記透光性部材の外側面と前記封止部材の外側面とが垂直面として外に露出している発光装置。 - 前記透光性部材の外側面と前記封止部材の外側面とは、同一面に形成されている請求項1または請求項2に記載の発光装置。
- 前記発光装置の底面は、前記透光性部材の底面と前記封止部材の底面とが露出している請求項2に記載の発光装置。
- 前記基台は、導電部及び絶縁部を有し、
前記発光素子は、前記基台と対向する面とは反対の面に電極を有し、
前記導電部と前記電極を通電可能に接続するワイヤをさらに備える請求項1に記載の発光装置。 - 前記導電部と前記ワイヤとの接続部は、前記封止部材で覆われる請求項5に記載の発光装置。
- 前記導電部と前記ワイヤとの接続部は、前記透光性部材で覆われる請求項5に記載の発光装置。
- 前記基台は、平板状に形成されている請求項1、請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記蛍光体は、前記封止部材中に分散されている請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、光拡散材が1質量%以上20質量%以下で含有されている請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、上下方向の断面視において、少なくとも50μm以上の幅と少なくとも50μm以上の高さを持ち、前記封止部材は、前記透光性部材の上方に50μm以上の厚みを有する請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材の幅に対する前記透光性部材の高さの比率は、0.3以上、2.0以下である請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記発光素子の直上の前記封止部材の厚みに対する前記透光性部材の前記内側面から前記発光素子の側面までの距離の比率は、0.8以上2.0以下である請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記封止部材は、前記基台の上面を覆うと共に、前記発光素子の高さに対する前記封止部材の高さは、1.2以上、6.0以下である請求項2及び請求項2を引用する請求項を除く請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、前記発光素子の全周を囲むように配置されている請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の発光装置。
- 基台上に発光素子を設ける工程と、
前記発光素子と離間して前記発光素子を囲むように前記基台上に透光性を有し実質的に蛍光体を含有しない一または二以上の透光性部材を設ける工程と、
前記基台、前記透光性部材、及び、前記発光素子を、蛍光体を含有する封止部材で覆う工程と、
前記透光性部材を設けた位置に沿って前記基台、前記透光性部材、及び前記封止部材を切断する工程と、を有し、
前記透光性部材を設ける工程は、前記発光素子と前記透光性部材との距離を、前記距離と同じ方向となる前記発光素子の側面における一辺の幅の3/4以下となるように塗布し、
前記切断する工程後において、前記透光性部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、前記封止部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、
前記封止部材と接する前記透光性部材の内側面は、上下方向の断面視において、前記封止部材に向かって凸となる円弧状、若しくは湾曲である、発光装置の製造方法。 - 基台上に発光素子を設ける工程と、
前記発光素子と離間して前記発光素子を囲むように前記基台上に透光性を有し実質的に蛍光体を含有しない一または二以上の透光性部材を設ける工程と、
前記基台、前記透光性部材、及び、前記発光素子を、蛍光体を含有する封止部材で覆う工程と、
前記基台を前記発光素子から除去する工程と、
前記透光性部材を設けた位置に沿って、前記透光性部材、及び前記封止部材を切断する工程と、を有し、
前記透光性部材を設ける工程は、前記発光素子と前記透光性部材との距離を、前記距離と同じ方向となる前記発光素子の側面における一辺の幅の3/4以下となるように塗布し、
前記切断する工程後において、前記透光性部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、前記封止部材は、前記発光素子からの光の少なくとも70%を透過するものであり、
前記封止部材と接する前記透光性部材の内側面は、上下方向の断面視において、前記封止部材に向かって凸となる円弧状、若しくは湾曲である、発光装置の製造方法。 - 前記基台は、導電部及び絶縁部を有し、
前記発光素子は、前記基台と対向する面とは反対の面に電極を有し、
前記発光素子を設ける工程の後、かつ、前記透光性部材を設ける工程の前に、
前記発光素子の前記基台と対向する面とは反対の面に形成された電極と前記基台の前記導電部とを通電可能にワイヤで接続する工程と、を有する請求項16に記載の発光装置の製造方法。 - 前記透光性部材を設ける工程は、
前記基台に硬化性組成物を供給することで前記透光性部材を形成する請求項16または請求項18に記載の発光装置の製造方法。 - 前記透光性部材を設ける工程は、
前記導電部と前記ワイヤとの接続部が硬化性組成物で覆われるように前記基台に硬化性組成物を供給することで前記透光性部材を形成する請求項18に記載の発光装置の製造方法。
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