JP7260309B2 - semiconductor light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、光源と蛍光板を備えた半導体発光装置に関し、特にその蛍光板を支持する構造に関する。 [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor light-emitting device having a light source and a fluorescent plate, and more particularly to a structure for supporting the fluorescent plate.
半導体発光装置には、光源となるレーザーダイオード(LD)や発光ダイオード(LED)などの発光素子と、発光素子から出射された光の一部を吸収して波長変換する蛍光体を含む蛍光板と、発光素子および蛍光板を収容する基材とを備えたものがある。 A semiconductor light-emitting device includes a light-emitting element such as a laser diode (LD) or a light-emitting diode (LED) that serves as a light source; Some have a substrate that accommodates a light-emitting element and a fluorescent plate.
発光素子から出射された光は、蛍光板の内部を通る間に一部が蛍光体により波長変換される。蛍光体により波長変換された光は、蛍光板の内部で波長変換されなかった光と混ざり、半導体発光装置から出射される。 Part of the light emitted from the light emitting element is wavelength-converted by the phosphor while passing through the inside of the fluorescent plate. The light whose wavelength has been converted by the phosphor is mixed with the light whose wavelength has not been converted inside the fluorescent plate, and is emitted from the semiconductor light emitting device.
例えば発光素子が青色光を発する場合、青色光により励起されると黄色蛍光を発する蛍光体を用いると、半導体発光装置は、青色光と黄色光が混色された白色の光を発する。また例えば発光素子が紫色光を発する場合、紫色光により励起されると赤色、青色、緑色をそれぞれ発する複数の蛍光体を用いることにより、半導体発光装置は、赤色光、青色光及び緑色光と紫色光とが混色された白色の光を発する。 For example, when the light emitting element emits blue light, if a phosphor that emits yellow fluorescence when excited by blue light is used, the semiconductor light emitting device emits white light in which blue light and yellow light are mixed. Further, for example, when the light-emitting element emits violet light, by using a plurality of phosphors that emit red, blue, and green, respectively, when excited by violet light, the semiconductor light-emitting device emits red light, blue light, green light, and violet light. It emits white light mixed with light.
このような半導体発光装置は、発光素子から出射される光の色と蛍光板で波長変換される光の色をあらかじめ測定することにより、その組み合わせから、所定の色の光を発するように設計し製造される。しかし、発光素子から出射された光が一部でも蛍光板の内部を経由せずに直接半導体発光装置の外に出射すると、目論んだ所定の色を得られない。そのため、発光素子から出射された光が全て蛍光板の内部を経由するように、発光素子と蛍光板を基材に精度よく配置する構造が提案されている。 Such a semiconductor light emitting device is designed and manufactured by measuring the color of the light emitted from the light emitting element and the color of the light wavelength-converted by the fluorescent plate in advance so as to emit light of a predetermined color from the combination thereof. be done. However, if even a part of the light emitted from the light emitting element is directly emitted outside the semiconductor light emitting device without passing through the inside of the fluorescent plate, the intended predetermined color cannot be obtained. Therefore, a structure has been proposed in which the light emitting element and the fluorescent plate are precisely arranged on the substrate so that all the light emitted from the light emitting element passes through the interior of the fluorescent plate.
例えば特許文献1に開示されている半導体発光装置は、上面に凹部を有する基材と、凹部の底面に配置されている発光素子と、凹部を覆う板状の蛍光板とを備え、蛍光板の横方向の位置ずれを防ぐための柱部材が基材から立設している。この半導体発光装置では、柱部材は、矩形の蛍光板の4つの角または4つの辺と接する位置に配置されている。
For example, a semiconductor light-emitting device disclosed in
また特許文献2に開示されている半導体発光装置は、上面にすり鉢状の凹部を有する基材と、凹部の底面に配置されている発光素子と、凹部の上部に配置されている蛍光板とを備えている。この半導体発光装置では、凹部を構成する基材の内壁面に段差部が設けられていて、蛍光板は、その段差部の上に配置されている。
Further, the semiconductor light emitting device disclosed in
しかし、蛍光板や基材の凹部の製造において、両者のサイズにわずかな公差も生じずに作製することは極めて困難である。このため、従来の半導体発光装置は、たとえ特許文献1や特許文献2の半導体発光装置のように蛍光板を基材の上に位置決めする構造を有し、発光素子から出射された光が全て蛍光板の内部を経由して半導体発光装置の外に出射する構造になっていたとしても、蛍光板のわずかな位置ずれを避けられない。発明者らの実験によると、蛍光板は、発光素子から出射された光が直接当たらない領域においても、蛍光板内部を伝搬する(発光素子から出射された)光を波長変換することにより発光し、且つ伝搬距離に依存して蛍光板で波長変換される光の色も変化する為、蛍光板の位置がわずかにずれることにより、蛍光板における発光素子から出射された光が直接当たらない領域の面積が変化すると、半導体発光装置から出射される光の色が、製造時に目論んだ所定の色とは異なってしまうことがわかった。
However, it is extremely difficult to manufacture the fluorescent plate and the concave portion of the base material without causing a slight tolerance in size between the two. For this reason, conventional semiconductor light-emitting devices have a structure in which a fluorescent plate is positioned on a base material like the semiconductor light-emitting devices disclosed in
本発明の目的は、所定の色の光を確実に出射可能な半導体発光装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device capable of reliably emitting light of a predetermined color.
上記目的を達成するために、本発明の半導体発光装置は、凹部を有する基材と、凹部の底面に固定された発光素子と、凹部の上部に固定された角型の蛍光板とを備える。凹部を構成する基材の内壁面は、蛍光板の底面を支持する支承面及び蛍光板の各辺に沿った側面からなる段差部を有している。段差部は、その側面のうち隣接する2つの側面が形成する隅部に、蛍光板の角部を受け入れる受容凹部を有していて、かつ、隣接する2つの側面につながる支承面の幅が、それぞれ、対向位置にある支承面の幅よりも狭い。蛍光板は、その外壁と、隣接する2つの側面との距離が最短となるように段差部に配置されている。 To achieve the above object, the semiconductor light emitting device of the present invention includes a substrate having a recess, a light emitting element fixed to the bottom surface of the recess, and a rectangular fluorescent plate fixed to the top of the recess. The inner wall surface of the base material forming the recess has a supporting surface for supporting the bottom surface of the fluorescent plate and a stepped portion formed of side surfaces along each side of the fluorescent plate. The stepped portion has, at a corner formed by two adjacent side surfaces thereof, a receiving recess for receiving a corner portion of the fluorescent plate, and the width of the bearing surface connecting to the two adjacent side surfaces is , narrower than the width of the opposing bearing surface. The fluorescent plate is arranged on the stepped portion so that the distance between the outer wall and two adjacent side surfaces is the shortest.
本発明の半導体発光装置では、蛍光板を配置する凹部の側面に、蛍光板の角部を受容する凹部を有しているため、蛍光板は、その外壁と、隣接する2つの側面との距離が最短となるように、基材の所定位置に確実に固定されている。これにより、蛍光板を位置ずれなく配置することができ、所定の色に光を確実に出射することができる。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, since the concave portion for receiving the corner portion of the fluorescent plate is provided on the side surface of the concave portion in which the fluorescent plate is arranged, the distance between the outer wall of the fluorescent plate and two adjacent side surfaces is the shortest. It is securely fixed at a predetermined position on the base material so as to be. As a result, the fluorescent plates can be arranged without positional deviation, and light of a predetermined color can be reliably emitted.
以下、各図を参照して、本実施形態の半導体発光装置について説明する。なお、半導体発光装置の上下方向は、光の経路の上流側を下側、下流側を上側として説明する。 Hereinafter, the semiconductor light emitting device of this embodiment will be described with reference to each drawing. In the description of the vertical direction of the semiconductor light emitting device, the upstream side of the light path is the bottom side, and the downstream side is the top side.
(実施形態1)
実施形態1の半導体発光装置1Aの基本的な構造について図1を参照して説明する。半導体発光装置1Aは、図1(A)および図1(B)に示すように、凹部を有する基材14と、凹部の底面に固定された発光素子2と、凹部の上部に固定された角型の蛍光板3とを備える。基材14は、上面に発光装置2が固定された基板14Aと、発光素子2の周囲を囲むように基板14Aに配置された枠体14Bとから構成され、凹部は、基板14A上面と枠体14Bの内壁面とで囲まれた空間である。更に本実施形態の半導体発光装置1Aでは、基材14の凹部内には、発光素子2を覆う封止部材4が設けられており、封止部材4は、蛍光板3の下面に接するように充填されている。封止部材4は、蛍光板3の下面に密着することにより蛍光板3を基材14の凹部内に固定している。
(Embodiment 1)
A basic structure of the semiconductor
凹部を構成する枠体14Bの内壁面は、蛍光板3を支持する段差部15を有している。段差部15は、蛍光板3の底面を支持する支承面15aと、蛍光板3の各辺に沿った、支承面15aにつながる側面15bとから構成されている。
The inner wall surface of the
段差部15は、図1(A)に示すように、その側面15bのうち隣接する2つの側面15b1、15b2が形成する隅部に、蛍光板3の1つの角部を受け入れる受容凹部16を有している。
As shown in FIG. 1A, the
蛍光板3は、平板状であり、上面視(光出射側から見て)角型の形状を有している。なお、実施形態1における蛍光板3は、上面視が長方形であるが、上面視が正方形でもよい。さらに、実施形態1における蛍光板3は、一定厚みの平板状に形成されているが、例えば、発光素子2の直上位置に相当する領域の厚みを厚くするなど、所望の厚み分布を形成することもできる。
The
蛍光板3は、その外壁と、受容凹部16に最も近接して側面15b1、15b2との距離が最短となる位置(以下、所定位置という)に配置されている。すなわち蛍光板3は、側面15b1、15b2とほぼ密着するように支承面15a上に配置されている。蛍光板3の外壁は、適宜封止材料4b、接着剤16bを介して、側面15b1、15b2に当接している。このとき、受容凹部16は、蛍光板3の角部を受容し、蛍光板3と側面15b1、15b2とを密着可能にしている。なお、蛍光板3の外壁と側面15b1、15b2との間は、封止材料4b、接着剤16bを必ずしも介してなくても良い。
The
側面15bは、受容凹部16を挟む側面15b1、15b2と、側面15b1に対向する側面15b3、側面15b2に対向する側面15b4から構成される。
The
支承面15aは、側面15b1につながる支承面15a1、側面15b2につながる支承面15a2、側面15b3につながる支承面15a3、側面15b4につながる支承面15b4から構成される。
The bearing
支承面15a1および支承面15a2は、ほぼ全面が蛍光板3の底面と対向し、蛍光板3を支承している。
Almost the entire surfaces of the support surfaces 15a1 and 15a2 face the bottom surface of the
支承面15a3は、支承面15a1より大きな幅で形成されており、蛍光板3の底面が対向しない領域を有する。支承面15a3は、対向位置にある支承面15a1と同じ幅だけ、蛍光板3の底面と対向し、蛍光板3を支承している。
The bearing surface 15a3 is formed with a width larger than that of the bearing surface 15a1, and has a region where the bottom surface of the
支承面15a4は、支承面15a2より大きな幅で形成されており、蛍光板3の底面が対向しない領域を有する。支承面15a4は、対向位置にある支承面15a2と同じ幅だけ、蛍光板3の底面と対向し、蛍光板3を支承している。
The bearing surface 15a4 is formed with a width larger than that of the bearing surface 15a2, and has a region where the bottom surface of the
蛍光板3を事実上支承する支承面15aの幅、すなわち蛍光板3の底面と対向して蛍光板3を支える支承面15aの領域幅は、上述のように蛍光板3が側面15b1、15b2と密着した状態において、対向位置でそれぞれ同じ幅となるように設計されている。これにより、半導体発光装置1Aは、蛍光板3の内部を進行する光の進み方が、対向位置にある支承面15aに支承されている部分で互いに等しくなり、所定の色の光を色度ずれなく出射できる。蛍光板3と基材14の段差部15との関係については、後で詳述する。
The width of the
半導体発光装置1Aでは、以上説明した蛍光板3と基材14の凹部の構造以外の構成は、公知の半導体発光装置と同様である。以下、簡単に半導体発光装置1Aのその他の構成について説明する。半導体発光装置1Aは、図1(B)および図1(D)に示すように、基板14Aの下面に配置されている外部電極7と、基板14Aの上面に配置されて発光素子2に電力を供給する載置配線5と、載置配線5と発光素子2を接合し電気的に接続する接合部材6と、基板14A上の電極5bと、載置配線5および外部電極7と、電極5bおよび外部電極7とを電気的に接続する材料が充填されている基板14の孔(導通ビア)8と、電極5bおよび発光素子2を電気的に接続する接続ワイヤ9とを有している。
The configuration of the semiconductor
発光素子2は所定の波長の光を出射する発光ダイオードである。
The
蛍光板3は、発光素子2からの光により励起されて所定の波長の蛍光を発する蛍光体の粒子を、樹脂、ガラス、セラミックなどに混練・分散させた材料により構成されている。さらに、蛍光板3は、高純度の蛍光体の焼結体などから構成することもでき、蛍光体を含む適宜な形態で構成することができる。蛍光板3の蛍光体には、例えば、青色光を発する発光素子2の発光により励起されて黄色蛍光を発する蛍光体(例えばYAG蛍光体等)を用いる。発光素子2が光(例えば、青色光)を出射すると、出射された光は、蛍光板3に入射する。蛍光板3に入射した光は、一部が蛍光板3に含まれる蛍光体に吸収され、蛍光(例えば黄色光)に波長変換される。蛍光体に吸収されなかった光(青色光)と波長変換された蛍光(黄色光)は混合されて、この混合した光(白色光)が、蛍光板3の上面から出射される。
The
封止部材4は、図1(A)に示すように、受容凹部16内にも充填されており、蛍光板3の角部と受容凹部16とを接着している。なお、受容凹部16内に充填されている封止部材4の材料は、基材14の凹部内に充填されている封止部材4の材料とは異なっていてもよい。封止部材4は、基材14の上端から溢れない程度に蛍光板3の上端と同程度の高さまで充填されていてもよく、段差部15の受容凹部16に隣接する2側面15b1、15b2と蛍光板3の間に充填されて、側面15b1、15b2と蛍光板3とを接着していてもよい。
As shown in FIG. 1A, the sealing
外部電極7は、不図示の外部電源に接続されており、外部電源から発光素子2に電力を供給する。
The
次に、蛍光板3を基材14の所定位置に確実に配置するための段差部15の構造とその機能について、詳しく説明する。
Next, the structure and function of the
基材14の隣り合う側面15bどうしをつなぐ隅部は、成形都合上、丸みを帯びた形状(以下、R形状という)に面取りされている。蛍光板3の角部は直角であるため、蛍光板3の角部をR形状に面取りされている隅部に挿入して側面15bに近づけようとしても、蛍光板3の角部がR形状の隅部に接触し、蛍光板3の外壁面が側面15bと離れてしまう。蛍光板3の外壁面が側面15bと離れた状態では、蛍光板3を所定位置に固定することが困難である。本実施形態の半導体発光装置1Aでは、R形状の隅部のうち1つの隅部に受容凹部16が設けられ、受容凹部16が蛍光板3の角部を受容することにより、蛍光板3の外壁と側面15b1、15b2との距離が最短となるように近づけることができる。
Corners connecting adjacent side surfaces 15b of the
基材14の凹部のサイズは、蛍光板3を反らせることなく支承面15a上に載置可能なように、基材14の上面における凹部の開口サイズが蛍光板3のサイズよりも大きく、段差(支承面15a)と同じ高さにおける凹部の開口サイズが蛍光板3のサイズよりも小さい構造を有している。具体的には、側面15b1に沿う方向では、図1(B)に示すように、基材14の上面における凹部の開口幅W1は蛍光板3の幅L1よりも大きく、支承面15aと同じ高さにおける凹部の開口幅W2は蛍光板3の幅L1よりも小さい(W1>L1>W2)。また側面15b2に沿う方向では、図1(C)に示すように、基材14の上面における凹部の開口幅W3は蛍光板3の幅L2よりも大きく、支承面15aと同じ高さにおける凹部の開口幅W4は、蛍光板3の幅L2よりも小さい(W3>L2>W4)。
The size of the concave portion of the
基板14の凹部は、上面視において、基板14の上面における凹部の開口が幅W1×幅W3の略矩形状であり、支承面15aの高さにおける凹部の開口が幅W2×幅W4の略矩形状である。
In the recess of the
また段差部15の支承面15aのサイズは、上述したように、蛍光板3が側面15b1、15b2にほぼ密着した状態で、蛍光板3を支承する支承面15aの幅(支承面15aにおいて蛍光板3底面に対向する領域の幅)が対向位置において互いに同じ幅である(図1(B)の幅D1=D3、および図1(C)の幅D4=D5)。そのため、支承面15aと同じ高さにおける凹部の開口幅と、側面15b1につながる支承面15a1あるいは側面15b2につながる支承面15a2の幅の2倍との和が、蛍光板3の幅と略一致する。具体的には、側面15b1に沿う方向では図1(B)に示すように、W2+D3×2=L1が成り立つ。また側面15b2に沿う方向では図1(C)に示すように、W4+D4×2=L2が成り立つ。
Further, as described above, the size of the
基材14の上面において、上述の通り凹部の開口サイズが蛍光板3のサイズよりも大きいため、蛍光板3が側面15b1、15b2にほぼ密着した状態では、側面15b1、15b2の対向位置にある側面15b3、15b4と、蛍光板3の外壁との間に、空間(隙間)19が形成される。この空間19は、設計の公差を吸収する空間として機能する。上述の通り、支承面15a1、15a2の幅が、それぞれの対向位置にある支承面15a3、15a4の蛍光板3を支承している幅と等しいため、この隙間19は、支承面15a3、15a4の幅が支承面15a1、15a2の幅よりも大きいことにより空いている。
On the upper surface of the
次に蛍光板3の底面に接する支承面15aの構造を説明する。図1(C)に示すように、側面15bの支承面15aからの高さH1は、蛍光板3の厚さと同じかそれより高い構造である。そのため蛍光板3は外部から力が加えられても段差部15から剥がれることなく、所定位置に固定された状態を維持することができる。
Next, the structure of the
段差部15はさらに、図1(E)に示すように、支承面15aに、蛍光板3を下面から支持する突起21を有している。段差部15の側面15bと支承面15aとをつなぐ隅部にも、隣り合う側面15bどうしをつなぐ隅部と同様に、成形都合上、R形状の面取り部21aが形成される。この場合、蛍光板3の底部の角部(以下、底角部という)は直角であるため、蛍光板3の底角部をR形状の面取り部21aに挿入して側面15bに近づけようとしても、蛍光板3の底角部が面取り部21aに接触し、段差部15の側面15bと蛍光板3の側面が離れてしまう。本実施形態では、蛍光板3の底角部が段差部15の面取り部21aに接触することを回避する構成として、支承面15aに突起21を設けることにより、突起21が面取り部21aよりも上部で蛍光板3を支持し、側面15bと、蛍光板3とを隙間なく密着または接着させることができる。なお、突起21は、面取り部21aのR形状よりも上部まで突出していることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 1(E), the stepped
また支承面15a上には、突起21と同じ高さ以上の厚さで、封止部材4が塗布されている。具体的には、支承面15a上に塗布されている部分の封止部材4の厚みは、上部に蛍光板3が載置されている箇所では、一定の厚み(突起21と同じ高さ)となっており、上部に蛍光板3が載置されていない箇所(隙間19)では、上部に蛍光板3が載置されている箇所と同じ厚さか、それよりも厚くなっている。
Further, the sealing
支承面15aと蛍光板3との間に塗布されている封止部材4は、蛍光板3と支承面15aとを接着して蛍光板3の剥がれを防止する。特に、蛍光板3が樹脂製の場合、基材14との線膨張係数の差が大きく半導体発光装置の製造時や組み付け時の熱で剥がれやすいため、封止部材4を支承面15a上に塗布することは、蛍光板3の剥がれ防止に効果的である。
The sealing
以上の通り、本実施形態の半導体発光装置1Aでは、蛍光板3が、その1つの角部が受容凹部16に入り、蛍光板3の外壁と、受容凹部16に隣接する2側面15b1、15b2との距離が最短となる状態で配置されている。発光装置2から出射されて蛍光板3の内部を進行する光の進み方が、蛍光板3の、互いに対向位置にある支承面15aに支承されている部分で大きく異なると、出射される光の色度ずれが発生する可能性がある。しかしながら半導体発光装置1Aは上述の通りの構成であり、蛍光板3を支承する支承面15aの幅が対向位置でそれぞれ同じ幅であるため、蛍光板3の内部の光の進み方が、互いに対向位置にある支承面15aに支承されている部分でほぼ等しくなる。これにより、半導体発光装置1Aは、所定の色の光を色度ずれなく確実に出射することができる。
As described above, in the semiconductor
また本実施形態の半導体発光装置1Aでは、受容凹部16が設けられているため、蛍光板3の角部を基材14の隅部のR形状と同様の形状に面取りしなくても、蛍光板3の外壁と側面15b1、15b2との距離を最短に近づけることができ、蛍光板3の作製工程を削減することができる。
Further, in the semiconductor light-emitting
また半導体発光装置1Aは、封止部材4が基材14の凹部内全体に充填されており、発光素子2から出射された光が空気層を経由せずに蛍光板3に到達するため、光を高効率で取り出すことができる。
Further, in the semiconductor
実施形態1では、封止部材4が蛍光板3の下面に密着することにより、蛍光板3を固定しているため、蛍光板3を固定するための接着剤を封止部材4とは別に用意して支承面15aまたは側面15bに塗布する必要がなく、蛍光板3は、封止部材4により十分固定される。
In the first embodiment, since the sealing
さらに半導体発光装置1Aでは、蛍光板3が、蛍光板3と同程度の高さの側面15bにより周囲を覆われているため、蛍光板3に外部から応力が加えられても蛍光板3の膜剥がれを防ぐことができる。
Furthermore, in the semiconductor light-emitting
なお、隣り合う支承面15aにおいて(支承面15a1と支承面15a2や、支承面15a3と支承面15a4では)、蛍光板3を支承する支承面15aの幅は、同じであっても異なっていても、半導体発光装置1Aから色度ずれなく光を出射することができる。
It should be noted that in
(変形例)
図2を用いて、変形例の半導体発光装置1B、1Cについて説明する。半導体発光装置1B、1Cは、封止部材4の形状が半導体発光装置1Aとは異なっている。変形例1の半導体発光装置1Bの封止部材4は、図2(A)に示すように、発光素子2、接合部材6、配置配線5および電極5bを覆うように均一な薄い膜状に構成されていて、基材14の凹部の内壁全体に設けられている。
(Modification)
Modified semiconductor
また変形例2の半導体発光装置1Cの封止部材4は、図2(B)に示すように、発光素子2、接合部材6、配置配線5および電極5bを覆うように枠体14B内の一部に、例えばドーム状に設けられている。
In addition, as shown in FIG. 2B, the sealing
半導体発光装置1B、1Cは、封止部材4を上述のような形状としたことにより、封止部材4が基材14の凹部内全体に充填されている半導体発光装置1Aと比べて、封止部材4の材料の使用量を少なくすることができる。
In the semiconductor
また変形例2の半導体発光装置1Cのように封止部材4が発光素子2を中心とした半球状の場合、発光素子2から各方向に出射された光は封止部材4と空気の界面において、殆ど屈折することなく出射する。そのため、半導体発光装置1Cは、封止部材4を薄膜とした半導体発光装置1Bよりも光の取り出し効率が向上する。
When the sealing
なお、基材14の凹部内の空間が気密封止されている場合、封止部材4は省略可能である。
The sealing
半導体発光装置1B、1Cでは、蛍光板3の下面に接する位置まで封止部材4が充填されていないので、段差部15の支承面15aや側面15bに接着剤を塗布するか、または蛍光板3の縁部や蛍光板3の下面に接着剤を塗布するかして、蛍光板3を基材14に固定することが好ましい。なお、接着剤の材料は、封止部材4の材料と同じであってもよい。
In the semiconductor
なお、実施形態1の半導体発光装置1Aでは、図1(E)に示すように支承面15aに設けられた突起21により、蛍光板3の角部と段差部15の面取り部21aとの接触を回避する構成としたが、蛍光板3と面取り部21aとの接触を回避する構成は、突起21に限らない。例えば、蛍光板3と面取り部21aとの接触を回避するために、図3(A)に示すように、段差部15には、面取り部21aの周辺を切り欠いた凹部21bが設けられていてもよい。また蛍光板3と面取り部21aとの接触を回避するために、蛍光板3を加工してもよく、図3(B)に示すように、蛍光板3の底角部を面取りした面取り部21cが設けられていてもよい。なお、これらの蛍光板3と面取り部21aとの接触を回避する構成は、図2に示した変形例の半導体発光装置1B、1Cにも適用することができる。
In the semiconductor
<<実施形態1の半導体発光装置の製造方法>>
次に、半導体発光装置1A~1Cの製造方法を図4(A)~(I)および図5(A)~(F)を用いて説明する。半導体発光装置1A~1Cの製造方法は、図4に示す工程1~工程2と図5に示す工程6が同じため、まとめて説明する。一方、図5に示す工程3~工程5は半導体発光装置1A~1Cでそれぞれ異なるため、それぞれ分けて説明する。なお、図4(E)は図4(D)の上面図、図4(G)は図4(F)の断面図、図4(I)は図4(H)の断面図であり、図5(B)は図5(A)の断面図、図5(E)は図5(D)の断面図である。
<<Method for Manufacturing Semiconductor Light Emitting Device of
Next, a method for manufacturing the semiconductor
(工程1:基材の準備工程)
まず、図4(A)に示すように、絶縁性の基板14a(例えばセラミック基板)の上下両面に金属(例えばCu、Ni、Au)膜が成膜されている基板を用意する。次に、金属膜にレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄水溶液を用いたエッチングにて基板14aの上下面に配置されている金属膜の一部を除去し、図4(B)に示すように、載置配線5、電極5b、および外部電極7を形成する。次に、図4(C)に示すように、基板14aの上面に形成された載置配線5および電極5bから、基板14aの下面の外部電極7に到達するまで、レーザーにて孔8aを形成する。次に、孔8aに無電解めっき(Cuめっき)を施して、孔8aを埋めた後電解めっきを施して、図4(D)に示すように、上下の載置配線5及び電極5bと、外部電極7とを電気的に接続する導通ビア8を形成する。これにより、図4(E)に示すように、基板14Aが形成される。
(Step 1: Substrate preparation step)
First, as shown in FIG. 4A, an insulating
基板14が形成されたら、図4(F)、(G)に示すように、基板14Aの上面の載置配線5および電極5bの周囲を囲む位置に枠体14Bを形成する。枠体14Bは、例えば熱硬化性樹脂を用いて形成することができる。具体的には、まず枠体形成用の金型を、枠体14Bの材料(以下、前駆体という)が硬化する温度(150℃前後)に加熱する。次に基板14Aを、枠体形成用の金型にセットして前駆体を金型に注入し、前駆体を加熱硬化させる。これにより、基板14Aの上面に枠体14Bが配置された、上面に凹部を有する基材14が形成される。なお前駆体には、酸化チタン含有のシリコーン樹脂などの白色の樹脂を用いることが好ましい。
After the
尚、前駆体には、光散乱粒子を含有したエポキシ樹脂、ナイロン、PCT(ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート)などの熱可塑性樹脂を用いることもできる。 As the precursor, epoxy resin containing light scattering particles, nylon, and thermoplastic resin such as PCT (polycyclohexanedimethylene terephthalate) can also be used.
(工程2:発光素子2の実装工程)
基材14が形成されたら、図4(H)、(I)に示すように、載置配線5の上面に接合部材(AuSnはんだ等)6を塗布し、その上に発光素子2を搭載する。次に、リフロー炉で基板14を加熱して接合部材6を溶融・加熱により硬化させる。これにより、発光素子2が載置配線5上に接合される。その後、電極5bと発光素子2とをワイヤ9(例えばAuワイヤ)で電気的に接合する。この工程2により、発光素子2が基材14の凹部の底面に実装される。なお発光素子2は、基材14の凹部の底面の中心に配置してもよいし、底面の中心以外に配置してもよい。
(Step 2: Mounting step of light emitting element 2)
After the
以下、工程3~工程5では、半導体発光装置1A~1Cで封止部材4の構造が異なるため、それぞれ異なる図面を用いて説明する。図5(A-1)~図5(E-1)は、実施形態1の半導体発光装置1Aの製造工程3~5を示しており、図5(A-2)~(E-2)は、変形例1の半導体発光装置1Bの製造工程3~5を示しており、図5(A-3)~(E-3)は、変形例2の半導体発光装置1Cの製造工程3~5を示している。
Since the structure of the sealing
(工程3:封止材料の充填工程)
工程2で発光素子2を実装したら、図5(A)および図5(B)に示すように、封止部材4の材料(以下、封止材料という)4bを、発光素子2を覆うように基材14の凹部内に充填する。充填した封止材料4bはまだ硬化させないで次の工程4に進む。なお封止材料4bには、透光性を有する樹脂(例えばシリコーン樹脂など)やガラスを使用する。
(Step 3: Filling step of sealing material)
After mounting the
半導体発光装置1Aを製造する際、図5(A-1)および図5(B-1)に示すように、基材14の凹部を段差部15より上部まで埋めるように封止材料4bを充填する。
When manufacturing the semiconductor
半導体発光装置1Bを製造する際、図5(A-2)、図5(B-2)に示すように、発光素子2、載置配線5および電極5bを覆うように封止材料4bをスプレーなどを用いて薄く塗布する。
When manufacturing the semiconductor
半導体発光装置1Cを製造する際、図5(A-3)、図5(B-3)に示すように、基材14の凹部内の一部(例えば、発光素子2、載置配線5、電極5bおよびワイヤ9を覆うドーム状)に封止材料4bを塗布する。
When manufacturing the semiconductor
(工程4:接着剤の塗布工程)
次に、受容凹部16に、図5(C)に示すように、封止材料4bまたは封止部材4bとは異なる接着性を有する樹脂(以下、合わせて接着剤16bという)を充填する。また必要に応じて、段差部15にも接着剤16bを塗布する。
(Step 4: Adhesive application step)
Next, as shown in FIG. 5C, the receiving
半導体発光装置1Aの製造時、基材14の凹部内に充填されている封止材料4bにより蛍光板3を十分固定することができるため、図5(C-1)に示すように、基材14の支承面15aには、接着剤16bを塗布しなくてよい。
When the semiconductor
半導体発光装置1B、1Cの製造時、蛍光板3の下面に接する位置まで封止材料4bが充填されていないので、図5(C-2)、図5(C-3)に示すように段差部15の支承面15aに接着剤16bを塗布するか、または、蛍光板3の下面の4縁部や蛍光板3の下面全面に接着剤16bを塗布することが好ましい。なお、いずれの半導体発光装置1A~1Cの製造時においても、段差部15の側面15bに接着剤16bを塗布してもよい。
When the semiconductor light-emitting
(工程5:蛍光板の載置工程)
次に、蛍光板3を用意し、図5(D)および図5(E)に示すように、蛍光板3を段差部15の支承面15a上にバキュームピック等を用いて配置する。蛍光板3を受容凹部16に塗布した接着剤16bに付着するように配置すると、接着剤16bが蛍光板3に親和することにより、蛍光板3が受容凹部16に吸い付かれるように移動して受容凹部16に隣接する2つの側面15b1、15b2に接する。蛍光板3を配置したら、硬化炉にて基材14を加熱し、封止材料4b及び接着剤16bを硬化させる。
(Step 5: Step of Placing Fluorescent Plate)
Next, the
特に、蛍光板3を受容凹部16方向に押し入れながら配置すると、受容凹部16等に充填されている接着剤16bがより蛍光板3に親和しやすくなる。また、基材14を受容凹部16側が下側になるようにやや傾けたり、基材14に超音波振動を与えたりしながら蛍光板3を配置することにより、蛍光板3をより側面15b1、15b2に接しやすくしてもよい。
In particular, when the
基材14上面における凹部の開口サイズが蛍光板3のサイズよりも大きいため、蛍光板3を受容凹部16側に最も近づけて配置すると、側面15b3、15b4と蛍光板3との間に隙間19が形成される。
Since the opening size of the concave portion on the upper surface of the
なお蛍光板3を用意する際、量産性を考慮すると大きな板状の蛍光板を用意した後、所定サイズに蛍光板を個片化することが好ましい。蛍光板を切り取る方法には、ダイシングやパンチングなどの方法を用いることができる。ダイシングは、ダイサーで各蛍光板の境目を切りわける方法であり、ダイシングでは、蛍光板を余りなく使用することができるため、コストを抑えることができる。一方、パンチングは、所定の形に穴を開ける型を用いる方法であり、あらゆる形状(例えば角を丸くした形状)に容易に蛍光板を切り取ることができる。
When preparing the
(工程6:基材の個片化工程)
次に、基材14を、図5(F)に示すように個々のLEDパッケージにダイサーにて個片化する。以上の工程1~工程6により、半導体発光装置1A~1Cを製造することができる。
(Step 6: Singulation step of base material)
Next, the
以上の通り、半導体発光装置1A~1Cの製造方法では、蛍光板3の角部が受容凹部16に入り蛍光板3の外壁と側面15b1、15bとの距離が最短となるように、蛍光板3を配置することで、容易かつ確実に、蛍光板3の支承面15aに支承されている幅が、対向位置でそれぞれ同じ幅となる。これにより、蛍光板3を位置ずれなく配置し、所定の色の光を確実に出射する半導体発光装置を製造することができる。
As described above, in the method for manufacturing the semiconductor
特に、予め、個々に色度選別した蛍光板3と、個々に発光特性を選別した発光素子2との組み合わせにより、所定の発光色の狭い色度範囲の半導体発光装置1を得る場合においても、蛍光板3を発光素子2に対しずれることなく所定の位置に配置することができ、所望の色度範囲の半導体発光装置1を容易に提供することができる。
In particular, even when obtaining a semiconductor light-emitting
また、基材14の上面における凹部の開口サイズが蛍光板3のサイズよりも大きいため、蛍光板3に力を加えて蛍光板3を反らせなくても、容易に蛍光板3を支承面15aの所定位置に配置することができる。これにより、蛍光板3を基材14に精度良く組み付けることができる。
Further, since the opening size of the concave portion on the upper surface of the
さらに蛍光板3は、基材14の加熱により膨張するが、半導体発光装置1A~1Cには隙間19が形成されているため、蛍光板3は膨張時に隙間19側に膨張することができる。これにより、蛍光板3が熱膨張により反ったり基材14から剥がれたりすることを防ぐことができる。特に蛍光板3が樹脂製の場合、蛍光板3は膨張しやすいため、隙間19を設けることによる効果が顕著となる。
Further, the
また加熱時には、封止材料4bが膨張して接続ワイヤ9に応力を与える場合がある。しかしながら、例えば図5(E-2)や図5(E-3)に示すように、基材14の凹部内に封止材料4bの充填されていない空間が空いていれば、封止材料4bは、その空間に向かって膨張することができる。そのため、特に半導体発光装置1B、1Cは、封止材料4bの膨張が接続ワイヤ9に与える応力を低減し、より信頼性の高い半導体発光装置となる。
Also, when heated, the sealing
なお、以上の説明では加熱回数を減らすために、封止材料4bと接着剤16bとを一緒に硬化させる例を挙げたが、封止材料4bが蛍光板3の下面から離れている構成の半導体発光装置1B、1Cを製造する場合はこれに限らず、封止材料4bを加熱して硬化させた後に、蛍光板3を載置する工程5を実施してもよい。
In the above description, the sealing
(実施形態2)
次に、実施形態2の半導体発光装置1Dについて、実施形態1の半導体発光装置1Aと異なる点を説明する。半導体発光装置1Dは図6に示すように、受容凹部16を構成する4つの側面のうち、互いに隣接する2つの側面15b1、15b2に、蛍光板3側に突出する凸部18をそれぞれ有している点で実施形態1の半導体発光装置とは異なっている。
(Embodiment 2)
Next, the semiconductor
半導体発光装置1Dにおいて、蛍光板3は、実施形態1の半導体発光装置1Aと同様に、2つの側面15b1、15b2側に当接するように配置されており、蛍光板3の支承面15aにより支承されている幅が、対向位置でそれぞれ同じ幅となっている(図6(B)の幅D1=D3および図6(C)の幅D4=D5)。
In the semiconductor light-emitting
半導体発光装置1Dは、蛍光板3の外壁と側面15b3、15b4との間に隙間19が空いているが、側面15b1、15b2に凸部18が設けられているため、蛍光板3の外壁と、側面15b1、15b2との間にも、隙間19Aが空いている。
In the semiconductor
このように半導体発光装置1Dでは、蛍光板3の側面に沿う隙間19Aが、蛍光板3の隙間19が設けられている側の対向位置に設けられているため、蛍光板3の各側面から出射される光の進み方が、隙間19のみが空いている半導体発光装置1Aよりも、それぞれ対向位置の側面において似た状態になる。これにより、半導体発光装置1Dでは、蛍光板3の対向位置にある側面から出射される光の色度ずれを低減することが出来る。
As described above, in the semiconductor
なお、凸部18は、側面15b1、15b2に1つずつ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。また凸部18は、側面15b1、15b2にそれぞれ同数設けられていてもよいし、異なる数設けられていてもよい。さらに、凸部18の代わりに、凹部が側面15b1、15b2に設けられていてもよい。
One
なお、実施形態2の半導体発光装置1Dは、凸部18により蛍光板3と側面15b1、15b2との間に隙間19Aが形成されるため、側面15b1、15b2をつなぐ隅部のR形状が小さい場合には、隅部に受容凹部16が設けられていなくても、蛍光板3の角部と、側面15b1、15b2をつなぐ隅部とが接触しない構造である。そのため、半導体発光装置1Dでは、受容凹部16を省略しても、蛍光板3の外壁と側面15b1、15b2との距離を最短に近づけることができる。
In the semiconductor light-emitting
(実施形態3)
次に、実施形態3の半導体発光装置1Eについて図7を用いて説明する。半導体発光装置1Eの蛍光板3と基材14の構造及び配置は、実施形態1の半導体発光装置1Aと同様である。但し半導体発光装置1Eでは、図7(A)に示すように、蛍光板3と側面15b3、15b4との間の隙間19に、反射性を有する樹脂20が充填されている。
(Embodiment 3)
Next, a semiconductor
樹脂20は、図7(B)および図7(C)に示すように、支承面15aから側面15bと同程度の高さまで埋められていることが好ましい。また樹脂20には、例えば酸化チタン、アルミナ、ZnO等の光散乱粒子を含有したシリコーン樹脂、やエポキシ樹脂等、枠体14Bと同じ色または類似した反射率を有する樹脂を用いることが好ましい。
As shown in FIGS. 7B and 7C, the
半導体発光装置1Eでは、隙間19に樹脂20を埋め込むことにより、蛍光板3の側面全体が枠体14Bまたは樹脂20の白い樹脂で覆われた状態となるため、蛍光板3の側面から出射される光の進み方が、隙間19に樹脂20が埋められていない半導体発光装置1Aよりも、それぞれ対向位置の側面においても似た状態になる。これにより、半導体発光装置1Eでは、蛍光板3の側面から出射される光の色度ずれをより低減することができる。
In the semiconductor light-emitting
実施形態3の半導体発光装置1Eの製造方法は、実施形態1の半導体発光装置1Aの製造方法と、工程5と工程6の間に白い樹脂の塗布工程を実施する点のみが異なり、他の工程は実施形態1と同様である。
The manufacturing method of the semiconductor light-emitting
具体的には図8に示すように、工程5で蛍光板3を段差部15の所定位置に載置した後、隙間19に樹脂20を側面15bと同じ高さまで塗布する。樹脂20の塗布後、硬化炉にて樹脂20を硬化する。この工程が完了したら、図5(F)の工程6(基材の個片化工程)を実施する。
Specifically, as shown in FIG. 8, after the
(実施形態4)
次に、実施形態4の半導体発光装置1Fについて図9を用いて説明する。半導体発光装置1Fにおいて、蛍光板3と基材14の構造及び配置は、実施形態1の半導体発光装置1Aと基本的には同じであるが、半導体発光装置1Fは、図9(A)に示すように、枠体14Bの側面15bの高さが、受容凹部16に隣接する2つの側面15b1、15b2と、その対向位置にある側面15b3、15b4とで異なっている。
(Embodiment 4)
Next, a semiconductor
具体的には、図9(B)および図9(C)に示すように、側面15b1、15b2の高さH1よりも、側面15b3、15b4の高さH2が低い構造を有している。側面15b1、15b2の高さH1は、蛍光板3の高さと同じか蛍光板3の高さより高いことが好ましく、例えば0.3mmである。また側面15b3、15b4の高さH2は、例えば0.1mm~0.2mm程度の高さである。
Specifically, as shown in FIGS. 9B and 9C, the structure has a structure in which the height H2 of the side surfaces 15b3 and 15b4 is lower than the height H1 of the side surfaces 15b1 and 15b2. The height H1 of the side surfaces 15b1 and 15b2 is preferably equal to or higher than the height of the
製造時、蛍光板3を段差部15上に置くと、蛍光板3は普通、接着剤が多く塗布されている側に吸い寄せられるように移動する。半導体発光装置1Fでは、高さの高い側面15b1、15b2側には、高さの低い側面15b3、15b4よりも多くの接着剤を塗布することができる。これにより、蛍光板3を段差部15に置くと、蛍光板3は、高い側面15b1、15b2側に移動するため、半導体発光装置1Fでは、基材14を傾けたり基材14に超音波振動を与えたりしながら蛍光板3を配置しなくても、より容易かつ確実に蛍光板3を側面15b1、15b2側に近づけて固定することができる。
When the
なお、枠体14Bの側面の高さは、受容凹部16側の側面15b1、15b2に、その対向位置にある側面15b3、15b4側よりも接着剤を多く塗布することができれば、側面15b1、15b2の全体が側面15b3、15b4の全体よりも高い構成に限らない。例えば、側面15b1、15b2の一部が側面15bの他の部分よりも高い構成でもよいし、側面15b1、15b2の全部と側面15b3、15b4の一部が側面15b3、15b4の残りの部分よりも高い構成であってもよい。
It should be noted that the height of the side surfaces of the
(実施形態5)
次に、実施形態5の半導体発光装置1Gについて図10を用いて説明する。前述したように、段差部15の隣り合う側面15bどうしをつなぐ隅部には普通、成形都合上、R形状の面取り部が、形成される。実施形態5の半導体発光装置1Gは、図10(A)に示すように、径の大きなR形状の面取り部17A~17Cを、段差部15の受容凹部16が設けられている隅部以外の3つの隅部に設けることが特徴である。
(Embodiment 5)
Next, a semiconductor
図10(B)に示すように、面取り部17A~17CのRの大きさは、蛍光板3の辺の長さよりもRを除く凹部の側面の幅(直線部分の幅)が短くなるような大きさとする。具体的には、側面15b3の面取り部17A、17Bを含む長さをLOflとし、側面15b3の対向位置にある蛍光板3の辺の長さをLPとし、側面15b3の面取り部17A、17Bを除いた直線部分の辺の長さをLOstとすると、LOflをLPよりも長く、LOstをLPよりも短くする(LOst<LP<LOfl)。なお、側面15b3の対向位置にある側面15b1と、側面15b1に接する蛍光板3の辺の長さとの関係も、側面15b3と蛍光板3の辺の長さの関係と同様とする。また面取り部17A、17Bの側面15b3に沿う方向の長さはそれぞれ、(LOfl-LOst)/2とする。
As shown in FIG. 10B, the size of the R of the chamfered
それと直交する側面についても同様であり、側面15b4の面取り部17B、17Cを含む長さをWOflとし、側面15b3の対向位置にある蛍光板3の辺の長さをWPとし、側面15b4の面取り部17B、17Cを除いた直線部分の辺の長さをWOstとすると、WOflをWPよりも長く、WOstをWPよりも短くする(WOst<WP<WOfl)。なお、側面15b4の対向位置にある側面15b2と、側面15b2に接する蛍光板3の辺の長さとの関係も、側面15b4と蛍光板3の辺の長さの関係と同様とする。また面取り部17A、17Bの側面15b3に沿う方向の長さはそれぞれ(WOfl-WOst)/2とする。
The same is true for the side surface perpendicular to it, the length including the chamfered
このように半導体発光装置1Gは、面取り部17A~17Cを除いた側面15bの直線部分の辺の長さが、蛍光板3の辺の長さよりも短い構成であるため、図10(C)に示すように、側面15b3、15b4に蛍光板3が近づこうとしても、面取り部17A~17Cが蛍光板3の角部に接して側面15b3、15b4と蛍光板3との接触を妨げる。そのため半導体発光装置1Gでは、より受容凹部16側に蛍光板3を近づけて固定しやすくなり、所定の色の光を色度ずれなく、より確実に出射することができる。
As described above, the semiconductor
(実施形態6)
次に、実施形態6の半導体発光装置1Hについて図11を用いて説明する。半導体発光装置1Hは、図11(A)に示すように、受容凹部16が設けられる隅部に隣接する側面の対向位置にある2つの側面15b3、15b4に、それぞれ蛍光板3側に突出する凸部18Bを有している。
(Embodiment 6)
Next, a semiconductor
このように側面15b3、15b4に凸部18Bがそれぞれ設けられていることにより、図11(B)に示すように、側面15b3、15b4に蛍光板3が近づこうとしても、凸部18Bが蛍光板3の外壁に接して側面15b3、15b4と蛍光板3との接触を妨げる。そのため半導体発光装置1Hでは、より受容凹部16側に蛍光板3を近づけて固定しやすくなる。これにより半導体発光装置1Hは、所定の色の光を色度ずれなく、より確実に出射することができる。
Since the
なお、凸部18Bは、側面15b3、15b4に1つずつ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。また凸部18Bは、側面15b3、15b4にそれぞれ同数設けられていてもよいし、異なる数設けられていてもよい。
One
本発明の半導体発光装置における蛍光板の位置ずれ抑制の効果を確認するために、蛍光板3が位置ずれしていない場合(実施例1)と、位置ずれしている場合(比較例1)について、色度分布の評価を行った。図12(A)は実施例1の半導体発光装置の上面図、図12(B)はその断面図、図12(C)は実施例1の半導体発光装置の色度分布を示している。また、図12(D)は比較例1の半導体発光装置の上面図、図12(E)はその断面図、図12(F)は比較例1の半導体発光装置の色度分布を示している。尚、実施例1の半導体発光装置は、実施形態1の半導体発光装置とは異なり、段差部15および受容凹部16を有していない構成となっているが、基材14の外形と蛍光板3の外形とを位置およびサイズにおいて、ほぼ一致させることにより、実施形態1の半導体発光装置に相当するサンプルとして構成している。また、比較例1の半導体発光装置は、実施例1の半導体発光装置における蛍光板3の位置を基材14の外形からずらすことにより、実施形態1の発光装置等に相当しないサンプルとして構成している。
In order to confirm the effect of suppressing the displacement of the fluorescent plate in the semiconductor light-emitting device of the present invention, the case where the
<半導体発光装置の用意>
まず、半導体発光装置を2つ用意した。基材14のサイズはそれぞれ、2.2×1.7×t0.75mmとし、枠体14Bには、酸化チタン含有のシリコーン樹脂を用いた。発光素子2には、InGaNからなる、ピーク波長=445nm、0.2×0.32×t0.12mmの発光ダイオードを用いた。蛍光板3には、シリコーン樹脂にYAG蛍光体を15wt%含有させたものを用い、サイズを2.2×1.7×t0.18mmとした。基材14の凹部内の封止部材は省略した。図12(A)、(D)に示すように基材14の支承面15aの幅は、対向位置にある支承面15aが同じ幅となるようにし、それぞれ支承面15a1、15a3は0.2mm、支承面15a2、15a4は0.3mmとした。
<Preparation of semiconductor light-emitting device>
First, two semiconductor light emitting devices were prepared. The size of each of the
実施例1の半導体発光装置では、図12(A)、(B)に示すように、支承面15a上に蛍光板3をずれ無く配置して固定した。比較例1の半導体発光装置では、図12(D)、(E)に示すように、蛍光板3を支承面15a3から支承面15a1側に0.15mmずらし、支承面15a4から支承面15a2側に0.25mmずらして固定した。
In the semiconductor light-emitting device of Example 1, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
<評価方法>
用意した各半導体発光装置に30mAの電流を印加して、各半導体発光装置の発光状態を、発光面と対向する側に面輝度計を設置して撮影し、色度分布を確認した。
<Evaluation method>
A current of 30 mA was applied to each of the prepared semiconductor light emitting devices, and the light emitting state of each semiconductor light emitting device was photographed with a surface luminance meter installed on the side facing the light emitting surface to confirm the chromaticity distribution.
<評価結果>
実施例1の半導体発光装置では、図12(C)に示すように、蛍光板3の上から出射される光の色度分布が、対向位置にある支承面15a1および支承面15a3上に配置されている部分と、支承面15a2および支承面15a4上に配置されている部分とで、それぞれほぼ同じであった。その時の半導体発光装置の軸上方向の平均色度は、(Cx,Cy)=(0.223、0.141)であった。
<Evaluation results>
In the semiconductor light emitting device of Example 1, as shown in FIG. 12(C), the chromaticity distribution of the light emitted from above the
一方、比較例1の半導体発光装置の軸上方向の平均色度は、(Cx,Cy)=(0.220、0.135)であり、実施例1の半導体発光装置との色度差がΔCx=0.003、ΔCy=0.006で生じた。その時の比較例1の半導体発光装置では、図12(F)に示すように、蛍光板3の上から出射される光の色が、対向位置にある支承面15a上に配置されている部分でそれぞれ違いがみられた。特に、蛍光板3の基材14からはみ出ている方向の支承面15a2、15a3上に配置されている領域Yから出射された光は、他の支承面15a1、15a4上に配置されている部分から出射された光よりも、黄色みが強く、かつ輝度が低かった。
On the other hand, the average chromaticity in the axial direction of the semiconductor light emitting device of Comparative Example 1 is (Cx, Cy)=(0.220, 0.135), and the chromaticity difference from the semiconductor light emitting device of Example 1 is ΔCx=0.003, It occurred at ΔCy=0.006. In the semiconductor light-emitting device of Comparative Example 1 at that time, as shown in FIG. I saw a difference. In particular, the light emitted from the region Y arranged on the bearing surfaces 15a2 and 15a3 in the direction protruding from the
この結果から、蛍光板3の位置が所定の位置からずれるだけで、半導体発光装置から出射される光の色度にもずれが生じ、特に、蛍光板3がずれて対向位置にある支承面15a上に配置されている幅が異なると、出射される光の色度にずれが生じることがわかった。
From this result, it can be seen that the chromaticity of the light emitted from the semiconductor light-emitting device is also deviated simply by shifting the position of the
比較例1のように、蛍光板3の支承面15aに配置されている幅が対向位置で違うと光の色度が対向位置でずれる理由は、蛍光板3の支承面15aに支承されている部分の幅、すなわち、発光素子2から出射された光が直接当たらない領域の幅が、対向位置において異なるからであると考えられる。図12(F)の領域Yに示すように、発光素子2からの光が間接的に当たる領域が多いほど、その領域Yの上面から出射される光は、黄色みが強くなり、低輝度になると考えられる。また実施例1の半導体発光装置は、対向位置にある支承面15aの上面に配置されている蛍光板3の幅がそれぞれ等しくなるように配置されているため、発光素子2から蛍光板3に入射して蛍光板3内を通る光により間接的に当たる領域の大きさが対向位置で等しくなり、蛍光板3の位置ずれによる色度ずれが低減される為、所定の色に光を確実に出射することができたと考えられる。
As in Comparative Example 1, if the width of the
1A~1H・・・半導体発光装置、2・・・発光素子、3・・・蛍光板、4・・・封止部材、14・・・基材、15・・・段差部、15a・・・支承面、15b・・・側面、16・・・受容凹部 1A to 1H... Semiconductor light emitting device, 2... Light emitting element, 3... Fluorescent plate, 4... Sealing member, 14... Base material, 15... Stepped portion, 15a... Support Face, 15b... Side, 16... Receiving recess
Claims (11)
前記凹部の底面に固定された発光素子と、
前記凹部の上部に固定された角型の蛍光板と、を備え、
前記凹部を構成する前記基材の内壁面は、前記蛍光板の底面を支持する支承面及び前記蛍光板の各辺に沿った側面からなる段差部を有し、
前記段差部は、その側面のうち隣接する2つの側面が形成する隅部に、前記蛍光板の角部を受け入れる受容凹部を有し、かつ、前記隣接する2つの側面につながる前記支承面の幅が、それぞれ、対向位置にある支承面の幅よりも狭く、
前記蛍光板は、その外壁と、前記隣接する2つの側面との距離が最短となるように前記段差部に配置されており、
前記隣接する2つの側面の対向位置にある2つの側面と、前記蛍光板の外壁との間の空間には、反射性材料が充填されていることを特徴とする半導体発光装置。 a substrate having a recess;
a light emitting element fixed to the bottom surface of the recess;
and a rectangular fluorescent plate fixed to the upper part of the recess,
The inner wall surface of the base material constituting the recess has a stepped portion formed of a bearing surface for supporting the bottom surface of the fluorescent plate and a side surface along each side of the fluorescent plate,
The stepped portion has, at a corner formed by two adjacent side surfaces thereof, a receiving recess for receiving a corner portion of the fluorescent plate, and the width of the bearing surface connected to the two adjacent side surfaces is , respectively narrower than the width of the opposing bearing surfaces,
The fluorescent plate is arranged at the stepped portion so that the distance between the outer wall and the two adjacent side surfaces is the shortest,
A semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein a space between the two adjacent side surfaces facing each other and an outer wall of the fluorescent plate is filled with a reflective material.
前記凹部の底面に固定された発光素子と、
前記凹部の上部に固定された角型の蛍光板と、を備え、
前記凹部を構成する前記基材の内壁面は、前記蛍光板の底面を支持する支承面及び前記蛍光板の各辺に沿った側面からなる段差部を有し、
前記段差部は、その側面のうち隣接する2つの側面が形成する隅部に、前記蛍光板の角部を受け入れる受容凹部を有し、かつ、前記隣接する2つの側面につながる前記支承面の幅が、それぞれ、対向位置にある支承面の幅よりも狭く、
前記蛍光板は、その外壁と、前記隣接する2つの側面との距離が最短となるように前記段差部に配置されており、
前記隣接する2つの側面の少なくとも一部、または前記隣接する2つの側面の対向位置にある2つの側面の少なくとも一部には、前記蛍光板に向けて突出している凸部が設けられていることを特徴とする半導体発光装置。 a substrate having a recess;
a light emitting element fixed to the bottom surface of the recess;
and a rectangular fluorescent plate fixed to the upper part of the recess,
The inner wall surface of the base material constituting the recess has a stepped portion formed of a bearing surface for supporting the bottom surface of the fluorescent plate and a side surface along each side of the fluorescent plate,
The stepped portion has, at a corner formed by two adjacent side surfaces thereof, a receiving recess for receiving a corner portion of the fluorescent plate, and the width of the bearing surface connected to the two adjacent side surfaces is , respectively narrower than the width of the opposing bearing surfaces,
The fluorescent plate is arranged at the stepped portion so that the distance between the outer wall and the two adjacent side surfaces is the shortest,
At least a portion of the two adjacent side surfaces, or at least a portion of the two adjacent side surfaces at positions opposed to the two adjacent side surfaces, is provided with a convex portion projecting toward the fluorescent plate. A semiconductor light-emitting device characterized by:
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JP2017003741A (en) | 2015-06-09 | 2017-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | Optical device and image display device |
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