JP7283489B2 - light emitting device - Google Patents

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本開示は発光装置に係り、表示装置または照明装置の光源としての利用に好適な発光装置に関する。 The present disclosure relates to a light-emitting device, and more particularly to a light-emitting device suitable for use as a light source of a display device or a lighting device.

特許文献１には、発光装置が開示されている。この発光装置では、発光素子が蛍光体を含んだ封止層で覆われている。蛍光体は、発光素子が発する光の一部を吸収し、別の波長の光を発する。 Patent Document 1 discloses a light emitting device. In this light-emitting device, the light-emitting element is covered with a sealing layer containing phosphor. The phosphor absorbs part of the light emitted by the light emitting element and emits light of another wavelength.

特開２００３－５１６２２号公報JP-A-2003-51622

特許文献１に示される構造では、発光素子および蛍光体が発熱することにより、封止層に熱応力が発生する。この熱応力によって、封止層の内部にクラックが発生する可能性がある。蛍光体を含む封止層にクラックが発生すると、色ムラおよび色ズレが発生する可能性がある。 In the structure disclosed in Patent Document 1, thermal stress is generated in the sealing layer due to the heat generated by the light emitting element and the phosphor. This thermal stress can cause cracks inside the encapsulation layer. If cracks occur in the sealing layer containing the phosphor, color unevenness and color shift may occur.

本開示は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、色ムラおよび色ズレを抑制することが可能な発光装置を得ることである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a light-emitting device capable of suppressing color unevenness and color shift.

第１の開示に係る発光装置は、基板と、基板の上面に設けられ第１波長の光を発する発光素子を備えた発光装置であって、前記基板の上面と前記発光素子を覆う第１封止層と、前記基板の上面と垂直な方向に縦長の形状を備え、前記基板の上面と垂直な方向に延びる側面が前記第１封止層と接するように、前記第１封止層の複数の領域に配置された第２封止層と、前記第１封止層および前記第２封止層の一方に配置され、前記第１波長の光を吸収し前記第１波長と異なる波長の光を発する蛍光体と、を備え、前記第２封止層の上面は、全て前記第１封止層に覆われ、前記第１封止層と前記第２封止層は、熱膨張係数が異なり、前記第１封止層は前記第２封止層よりも熱膨張し易く、前記第２封止層は前記第１封止層よりも柔らかい。
A light emitting device according to a first disclosure is a light emitting device including a substrate and a light emitting element provided on an upper surface of the substrate and emitting light of a first wavelength, wherein a first seal covers the upper surface of the substrate and the light emitting element. and a plurality of the first sealing layers, each of which has a shape elongated in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate, and a side surface extending in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate is in contact with the first sealing layer. and a second sealing layer disposed in the region of and one of the first sealing layer and the second sealing layer that absorbs the light of the first wavelength and the light of a wavelength different from the first wavelength and a phosphor that emits, the upper surface of the second sealing layer is entirely covered with the first sealing layer, and the first sealing layer and the second sealing layer have different coefficients of thermal expansion. , the first sealing layer is more thermally expandable than the second sealing layer, and the second sealing layer is softer than the first sealing layer .

本開示に係る発光装置は、第１封止層と第２封止層を備える。第１封止層と第２封止層との境界面は、各封止層の内部よりも結合力が弱い。従って、発光素子および蛍光体の発熱により第１封止層および第２封止層に熱応力が発生すると、境界面にクラックが発生し易くなる。このため、クラックの発生箇所を第１封止層と第２封止層との境界面に限定することが可能になる。従って、蛍光体が配置される第１封止層または第２封止層の内部にクラックが発生することが抑制される。このため、色ムラおよび色ズレを抑制することが可能になる。さらに、第２封止層は第１封止層の複数の領域に配置される。この構造では、第２封止層が一箇所に配置される場合と比較して、熱応力を分散することが可能になる。従って、クラックの発生がさらに抑制される。 A light emitting device according to the present disclosure includes a first encapsulation layer and a second encapsulation layer. The interface between the first encapsulation layer and the second encapsulation layer has a weaker bonding force than the interior of each encapsulation layer. Therefore, when thermal stress is generated in the first sealing layer and the second sealing layer due to the heat generated by the light emitting element and the phosphor, cracks are likely to occur at the interface. Therefore, it becomes possible to limit the locations where cracks occur to the interface between the first sealing layer and the second sealing layer. Therefore, cracks are suppressed from occurring inside the first sealing layer or the second sealing layer in which the phosphor is arranged. Therefore, it is possible to suppress color unevenness and color shift. Additionally, the second encapsulation layer is disposed on multiple regions of the first encapsulation layer. In this structure, it is possible to disperse the thermal stress as compared with the case where the second sealing layer is arranged in one place. Therefore, the occurrence of cracks is further suppressed.

図１Ａは、本開示の実施の形態１に係る発光装置の断面図である。図１Ｂは、本開示の実施の形態１に係る二相体樹脂層の平面図である。1A is a cross-sectional view of a light-emitting device according to Embodiment 1 of the present disclosure. FIG. 1B is a plan view of a two-phase body resin layer according to Embodiment 1 of the present disclosure; FIG. 図２Ａ～図２Ｃは、本開示の実施の形態１の変形例に係る発光装置の断面図である。2A to 2C are cross-sectional views of light-emitting devices according to modifications of Embodiment 1 of the present disclosure. 図３Ａおよび図３Ｂは、本開示の実施の形態１の変形例に係る発光装置の断面図である。3A and 3B are cross-sectional views of light-emitting devices according to modifications of Embodiment 1 of the present disclosure. 図４Ａ～図４Ｄは、本開示の実施の形態１の変形例に係る二相体樹脂層の平面図である。4A to 4D are plan views of two-phase body resin layers according to modifications of Embodiment 1 of the present disclosure.

本開示の実施の形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A light-emitting device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same or corresponding components, and repetition of description may be omitted.

実施の形態１．
図１Ａは、本開示の実施の形態１に係る発光装置の断面図である。本実施の形態に係る発光装置１００は、チップ型半導体発光装置である。発光装置１００は、チップ基板１０を備える。チップ基板１０の表面には、端子電極１２、１４が配置される。端子電極およびチップ基板１０の表面には、反射ケース１６が配置される。反射ケース１６は、チップ基板１０の外縁を囲うように配置されている。端子電極１４の表面には、発光素子２０が配置される。発光素子２０の上面電極は、端子電極１２とボンディングワイヤ２２で接続される。 Embodiment 1.
1A is a cross-sectional view of a light-emitting device according to Embodiment 1 of the present disclosure. FIG. A light-emitting device 100 according to the present embodiment is a chip-type semiconductor light-emitting device. A light emitting device 100 includes a chip substrate 10 . Terminal electrodes 12 and 14 are arranged on the surface of the chip substrate 10 . A reflective case 16 is arranged on the surface of the terminal electrodes and the chip substrate 10 . The reflective case 16 is arranged so as to surround the outer edge of the chip substrate 10 . A light emitting element 20 is arranged on the surface of the terminal electrode 14 . A top electrode of the light emitting element 20 is connected to the terminal electrode 12 by a bonding wire 22 .

反射ケース１６およびチップ基板１０で囲まれた領域は、第１封止層３０および第２封止層３２で封止される。第１封止層３０は、発光素子２０を覆うように、反射ケース１６の内部を封止する。第２封止層３２は、第１封止層３０の内部の複数の領域に配置される。本実施の形態では、第２封止層３２は、発光装置１００の光出射方向と平行な方向に縦長の形状を備える。ここで、発光装置１００の光出射方向は、チップ基板１０の表面と垂直な方向である。 A region surrounded by the reflective case 16 and the chip substrate 10 is sealed with a first sealing layer 30 and a second sealing layer 32 . The first sealing layer 30 seals the inside of the reflective case 16 so as to cover the light emitting element 20 . The second encapsulation layer 32 is arranged in a plurality of regions inside the first encapsulation layer 30 . In this embodiment, the second sealing layer 32 has a vertically long shape in a direction parallel to the light emitting direction of the light emitting device 100 . Here, the light emitting direction of the light emitting device 100 is the direction perpendicular to the surface of the chip substrate 10 .

第１封止層３０および第２封止層３２は、透光性樹脂で形成される。第１封止層３０および第２封止層３２は、二相体樹脂層６０を形成する。第１封止層３０と第２封止層３２は、熱膨張係数が異なる材料で形成される。第１封止層３０および第２封止層３２には、耐候性に優れた透明樹脂であるエポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂、ポリアミドを使用出来る。また、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂およびそれらを組み合わせた材料を使用することで、熱衝撃による部材間の接合破壊を抑制することが可能になる。または、第１封止層３０および第２封止層３２にガラスを使用しても良い。 The first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 are made of translucent resin. The first encapsulation layer 30 and the second encapsulation layer 32 form a two-phase body resin layer 60 . The first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 are made of materials with different coefficients of thermal expansion. For the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32, epoxy resin, urea resin, silicone resin, modified epoxy resin, modified silicone resin, and polyamide, which are transparent resins excellent in weather resistance, can be used. In addition, by using epoxy resin, silicone resin, and materials in which these are combined, it is possible to suppress joint failure between members due to thermal shock. Alternatively, glass may be used for the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 .

図１Ｂは、本開示の実施の形態１に係る二相体樹脂層の平面図である。第２封止層３２は、第１封止層３０において格子点上に配置される。第２封止層３２のチップ基板１０の表面と平行な面における断面形状は、長方形である。図１Ｂにおける第１封止層３０の拡大図に示すように、第１封止層３０は蛍光体３４を備える。蛍光体３４は、第１封止層３０の内部に分散され配置されている。ここで、二相体樹脂層６０は平面視において、長方形の形状を備えるが、これ以外でも良い。二相体樹脂層６０の形状は平面視において、円形、楕円形および正方形でも良い。 1B is a plan view of a two-phase body resin layer according to Embodiment 1 of the present disclosure; FIG. The second sealing layer 32 is arranged on lattice points in the first sealing layer 30 . The cross-sectional shape of the second sealing layer 32 in a plane parallel to the surface of the chip substrate 10 is rectangular. As shown in the enlarged view of first encapsulation layer 30 in FIG. 1B, first encapsulation layer 30 comprises phosphor 34 . The phosphors 34 are dispersed and arranged inside the first sealing layer 30 . Here, the two-phase body resin layer 60 has a rectangular shape in a plan view, but it may have a shape other than this. The shape of the two-phase body resin layer 60 may be circular, elliptical, or square in plan view.

次に、発光装置１００の製造方法について説明する。まず、反射ケース１６の上部から、剣山形の金型を設置する。金型は剣山形状を構成する複数のピンを備える。このとき、これらのピンは反射ケース１６の内部に配置される。反射ケース１６の内部において、ピンは第２封止層３２を形成する位置に配置される。金型が備えるピンは、それぞれ長さが調整されている。金型が備えるピンは、配置された位置に応じて、下端が発光素子２０、端子電極１２、１４またはチップ基板１０の表面に配置される。また、ピンの上端は、反射ケース１６の上端よりも上部に配置される。この時、ピンは、ボンディングワイヤ２２に接触しないよう配置される。 Next, a method for manufacturing the light emitting device 100 will be described. First, from the top of the reflective case 16, a sword-mounted mold is installed. The mold includes a plurality of pins that form a sword-mounted shape. At this time, these pins are arranged inside the reflective case 16 . Inside the reflective case 16 , the pins are positioned to form the second sealing layer 32 . The length of each pin provided in the mold is adjusted. The pins provided in the mold have their lower ends arranged on the surface of the light emitting element 20, the terminal electrodes 12 and 14, or the chip substrate 10, depending on the arrangement position. Also, the upper end of the pin is arranged above the upper end of the reflective case 16 . At this time, the pins are arranged so as not to contact the bonding wires 22 .

次に、熱硬化性の第１の透明樹脂を反射ケース１６の内部に注ぎ込む。ここで、第１の透明樹脂には、予め蛍光体３４が分散されている。次に、第１の透明樹脂を加熱硬化させる。この結果、第１封止層３０が形成される。その後、金型を取り外す。この結果、第１封止層３０は、第２封止層３２を形成する位置に開口が設けられた状態となる。次に、反射ケース１６内をすべて充填するように、熱硬化性の第２の透明樹脂を注ぎ込む。第２の透明樹脂は、第１封止層３０とは熱膨張係数が異なる樹脂である。第２の透明樹脂は、第１封止層３０に設けられた開口を埋めるように充填される。次に、第２の透明樹脂を加熱硬化させて第２封止層３２を形成する。 Next, a thermosetting first transparent resin is poured into the reflecting case 16 . Here, the phosphor 34 is dispersed in advance in the first transparent resin. Next, the first transparent resin is cured by heating. As a result, the first sealing layer 30 is formed. Then remove the mold. As a result, the first sealing layer 30 is in a state where the opening is provided at the position where the second sealing layer 32 is to be formed. Next, a thermosetting second transparent resin is poured so as to completely fill the interior of the reflective case 16 . The second transparent resin is a resin having a thermal expansion coefficient different from that of the first sealing layer 30 . The second transparent resin is filled so as to fill the openings provided in the first sealing layer 30 . Next, the second transparent resin is cured by heating to form the second sealing layer 32 .

次に、発光装置１００の発光機構について説明する。発光素子２０は、端子電極１２、１４を介して通電される。このとき、発光素子２０が備える発光層から光が放出される。発光素子２０は第１波長の光を発する。蛍光体３４は、第１波長の光を吸収し第１波長と異なる波長の光を発する。 Next, the light emitting mechanism of the light emitting device 100 will be described. The light emitting element 20 is energized through the terminal electrodes 12 and 14 . At this time, light is emitted from the light-emitting layer included in the light-emitting element 20 . Light emitting element 20 emits light of a first wavelength. The phosphor 34 absorbs light of the first wavelength and emits light of a wavelength different from the first wavelength.

本実施の形態では、発光素子２０は青色に発光する。また、蛍光体３４は、青色の光を吸収して発光する。発光素子２０から青色の光が発せられると、蛍光体３４が青色の光を吸収して黄色に発光する。青色と黄色は補色の関係にある。従って、青色および黄色が混色することによって、発光装置１００から白色光が発せられることになる。なお、発光素子２０が発した光は、一部が反射ケース１６、端子電極１２、１４またはチップ基板１０に反射されながら、反射ケース１６の上面に向かって出射される。 In this embodiment, the light emitting element 20 emits blue light. Also, the phosphor 34 absorbs blue light and emits light. When blue light is emitted from the light emitting element 20, the phosphor 34 absorbs the blue light and emits yellow light. Blue and yellow are complementary colors. Therefore, white light is emitted from the light emitting device 100 by mixing blue and yellow. Part of the light emitted by the light emitting element 20 is reflected by the reflective case 16 , the terminal electrodes 12 and 14 , or the chip substrate 10 , and is emitted toward the upper surface of the reflective case 16 .

ここで、本実施の形態では、発光装置１００は１種類の蛍光体３４を備えたが、複数の種類の蛍光体を備えても良い。この場合、複数の種類の蛍光体を混合することで、発光素子２０の発光色の補色となる色の光が得られる。また、複数の種類の蛍光体が、互いに補色となる光を発するものとしても良い。また、本実施の形態では、発光装置１００は白色光を発するものとしたが、これ以外の色でも良い。この場合、発光装置１００は、発光素子２０の発光色と混ざることで発光装置１００の発光色が得られるような蛍光体を備えるものとする。また、第１封止層３０に拡散材を混合しても良い。 Here, in the present embodiment, light-emitting device 100 includes one type of phosphor 34, but may include a plurality of types of phosphors. In this case, by mixing a plurality of types of phosphors, light of a color that is complementary to the color of light emitted from the light emitting element 20 can be obtained. Alternatively, a plurality of types of phosphors may emit light of complementary colors. Further, in the present embodiment, the light emitting device 100 emits white light, but other colors may be used. In this case, the light-emitting device 100 is assumed to include a phosphor that can obtain the luminescent color of the light-emitting device 100 by mixing with the luminescent color of the light-emitting element 20 . Also, a diffusion material may be mixed in the first sealing layer 30 .

発光素子２０は、光を放出するとともに、発光ロスにより発熱する。また、蛍光体３４は、短波長の光を吸収して長波長の光を放出するとともに、波長変換ロスにより発熱する。特に、発光素子２０の近傍に配置された蛍光体３４は、発熱した発光素子２０の影響によって、さらに温度が上昇する。蛍光体３４で発生した熱は、蛍光体３４の周辺の透明樹脂、発光素子２０、端子電極１４およびチップ基板１０を伝わり放熱される。しかし、一般に熱硬化性の透明樹脂の熱伝導率は低い。従って、第１封止層３０の温度は下がり難い。このため、発光装置１００の点灯中は第１封止層３０が、発光装置１００において最も温度が高くなる傾向になる。従って、蛍光体３４を含む第１封止層３０は、発熱の影響を受け易い。このため、蛍光体３４を含む第１封止層３０は熱膨張し易い。 The light emitting element 20 emits light and generates heat due to light emission loss. Further, the phosphor 34 absorbs short-wavelength light and emits long-wavelength light, and generates heat due to wavelength conversion loss. In particular, the temperature of the phosphor 34 placed near the light emitting element 20 further rises under the influence of the light emitting element 20 that has generated heat. The heat generated by the phosphor 34 is transmitted through the transparent resin around the phosphor 34, the light emitting element 20, the terminal electrode 14, and the chip substrate 10, and is radiated. However, thermosetting transparent resins generally have low thermal conductivity. Therefore, it is difficult for the temperature of the first sealing layer 30 to drop. Therefore, the temperature of the first sealing layer 30 tends to be the highest in the light-emitting device 100 while the light-emitting device 100 is lit. Therefore, the first sealing layer 30 containing the phosphor 34 is susceptible to heat generation. Therefore, the first sealing layer 30 including the phosphor 34 is likely to thermally expand.

発光装置を透明樹脂で封止した構造としては、発光素子を、蛍光体を含んだ単一の層から構成された封止層で覆った構造が考えられる。ここで、上述したように、蛍光体を含んだ封止層は、熱膨張し易い。従って、発光装置の点灯消灯によって、封止層には熱応力が発生し易い。このとき、封止層の中心部分は、最も高温になり易く、強い熱応力が発生する可能性がある。このとき、封止層の中心部分にクラックが発生する可能性がある。ここで、蛍光体を含む封止層は、発光色の色変換に寄与している。このため、蛍光体を含む封止層の内部にクラックが発生すると、色ムラおよび色ズレが生じる可能性がある。また、封止層が単一の層から構成されていると、クラックが封止層全体に進展する可能性がある。 As a structure in which a light-emitting device is sealed with a transparent resin, a structure in which a light-emitting element is covered with a sealing layer composed of a single layer containing a phosphor can be considered. Here, as described above, the encapsulating layer containing the phosphor is likely to thermally expand. Therefore, thermal stress is likely to occur in the sealing layer when the light-emitting device is turned on and off. At this time, the central portion of the sealing layer tends to reach the highest temperature, and strong thermal stress may occur. At this time, cracks may occur in the central portion of the sealing layer. Here, the sealing layer containing the phosphor contributes to color conversion of emitted light. Therefore, if cracks occur inside the encapsulating layer containing the phosphor, color unevenness and color shift may occur. Also, if the encapsulation layer is composed of a single layer, cracks may propagate through the entire encapsulation layer.

これに対し、本実施の形態では、第１封止層３０と第２封止層３２が二相体樹脂層６０を形成する。二相体樹脂層６０に熱応力が発生すると、二相体樹脂層６０において最も結合力が弱い第１封止層３０と第２封止層３２の境界面にクラックが発生し易い。従って、本実施の形態では、クラックの発生箇所を第１封止層３０と第２封止層３２の境界面に限定することが可能になる。ここで、第１封止層３０と第２封止層３２の境界面は、蛍光体３４を含まない。従って、境界面は色変換に寄与しない。このため、境界面に発生したクラックは、色ムラおよび色ズレを生じさせない。このため、本実施の形態では、クラックの発生による色ムラおよび色ズレを抑制することが可能になる。 In contrast, in the present embodiment, the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 form the two-phase body resin layer 60 . When thermal stress occurs in the two-phase body resin layer 60, cracks are likely to occur at the interface between the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32, which has the weakest bonding strength in the two-phase body resin layer 60. FIG. Therefore, in the present embodiment, it is possible to limit the locations where cracks occur to the interface between the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 . Here, the interface between the first encapsulation layer 30 and the second encapsulation layer 32 does not contain the phosphor 34 . Therefore, the interface does not contribute to color conversion. Therefore, cracks generated on the boundary surface do not cause color unevenness and color shift. Therefore, in the present embodiment, it is possible to suppress color unevenness and color shift due to the occurrence of cracks.

また、第１封止層３０と第２封止層３２の境界面に発生したクラックは、境界面に沿って進展する。このため、クラックの進展を境界面に限定することが可能になる。本実施の形態に係る第２封止層３２は、発光装置１００の光出射方向が長手方向となる柱状の形状を備える。このため、第１封止層３０と第２封止層３２の境界面は狭い範囲に限定される。従って、クラックの発生箇所を狭い範囲に限定することが可能になる。このため、クラックが封止層全体に進展することを抑制出来る。 Moreover, the crack generated at the interface between the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 propagates along the interface. Therefore, it becomes possible to limit the propagation of cracks to the interface. The second sealing layer 32 according to the present embodiment has a columnar shape whose longitudinal direction is the light emission direction of the light emitting device 100 . Therefore, the interface between the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 is limited to a narrow range. Therefore, it becomes possible to limit the locations where cracks occur to a narrow range. Therefore, it is possible to prevent cracks from propagating throughout the encapsulation layer.

さらに、本実施の形態では第２封止層３２は、第１封止層３０の複数の領域に配置される。これにより、第２封止層３２が一箇所に配置される場合と比較して熱応力を分散させることが可能になる。従って、クラックの進展を更に抑制することが可能になる。 Furthermore, in this embodiment, the second sealing layer 32 is arranged in a plurality of regions of the first sealing layer 30 . This makes it possible to disperse the thermal stress as compared with the case where the second sealing layer 32 is arranged at one place. Therefore, it is possible to further suppress crack propagation.

また、第１封止層３０と第２封止層３２は、熱膨張係数が異なる材料で形成される。第１封止層３０は第２封止層３２よりも熱膨張し易い材料で形成されている。従って、発熱の影響に対して、第２封止層３２の体積膨張率は、第１封止層３０の体積膨張率よりも小さい。この構成では、第１封止層３０の熱膨張に対して第２封止層３２がクッションのような役割を果たす。この結果、第１封止層３０で発生した熱応力が第２封止層３２によって緩和される。従って、第１封止層３０でのクラックの発生を抑制することが可能になる。 Also, the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 are formed of materials having different coefficients of thermal expansion. The first sealing layer 30 is made of a material that thermally expands more easily than the second sealing layer 32 . Therefore, the coefficient of volume expansion of the second sealing layer 32 is smaller than the coefficient of volume expansion of the first sealing layer 30 with respect to the influence of heat generation. In this configuration, the second sealing layer 32 acts like a cushion against thermal expansion of the first sealing layer 30 . As a result, the thermal stress generated in the first sealing layer 30 is relaxed by the second sealing layer 32 . Therefore, it becomes possible to suppress the occurrence of cracks in the first sealing layer 30 .

また、本実施の形態では、第１封止層３０と第２封止層３２は、熱膨張係数が異なるものとした。熱膨張係数以外にも、第１封止層３０と第２封止層３２は、ヤング率、弾性係数または硬度が異なるものとしても良い。この場合も、第１封止層３０で生じた熱膨張を第２封止層３２で吸収することが可能になる。 Also, in the present embodiment, the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 are assumed to have different coefficients of thermal expansion. Besides the coefficient of thermal expansion, the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 may differ in Young's modulus, elastic modulus, or hardness. Also in this case, the second sealing layer 32 can absorb the thermal expansion caused in the first sealing layer 30 .

以上から、本実施の形態では、熱膨張係数が異なる第１封止層３０と第２封止層３２によって二相体樹脂層６０を形成する。これにより、第１封止層３０で発生した熱応力を第２封止層３２で緩和することが可能になる。また、熱応力によりクラックが発生した場合には、クラックの発生および進展を第１封止層３０と第２封止層３２の境界面に限定することが可能になる。従って、蛍光体３４を含む第１封止層３０の内部にクラックが発生することが抑制され、色ムラおよび色ズレを抑制することが可能になる。このため、高い信頼性を得ることが出来る。 As described above, in the present embodiment, the two-phase body resin layer 60 is formed by the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 having different coefficients of thermal expansion. This allows the second sealing layer 32 to relax the thermal stress generated in the first sealing layer 30 . In addition, when a crack occurs due to thermal stress, it becomes possible to limit the occurrence and propagation of the crack to the interface between the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 . Therefore, the occurrence of cracks inside the first sealing layer 30 containing the phosphor 34 is suppressed, and it is possible to suppress color unevenness and color shift. Therefore, high reliability can be obtained.

本実施の形態では、第１封止層３０に蛍光体３４が分散されているものとした。これに対し、第２封止層３２が蛍光体３４を備えても良い。また、第１封止層３０および第２封止層３２の両方に蛍光体３４を含むものとしても良い。第２封止層３２に蛍光体３４を分散させる場合は、第２封止層３２に拡散材を混合しても良い。 In this embodiment, the phosphor 34 is dispersed in the first sealing layer 30 . Alternatively, the second encapsulation layer 32 may include the phosphor 34 . Also, both the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 may contain the phosphor 34 . When dispersing the phosphor 34 in the second sealing layer 32 , the second sealing layer 32 may be mixed with a diffusion material.

本実施の形態では、第１封止層３０と第２封止層３２は、熱膨張係数が異なる材料で形成されるものとした。この変形例として、第１封止層３０と第２封止層３２を同じ種類の材料で形成しても良い。第１封止層３０は蛍光体３４を含む。従って、第１封止層３０は、蛍光体３４の発熱による熱量を、第２封止層３２よりも多く受け取ることとなる。この結果、第１封止層３０と第２封止層３２が同じ種類の材料で形成されたとしても、第２封止層３２の体積膨張率は第１封止層３０の体積膨張率よりも小さくなる。従って、この場合も、第２封止層３２により熱応力を緩和することが可能になる。 In this embodiment, the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 are made of materials having different coefficients of thermal expansion. As a modification, the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 may be made of the same material. First encapsulation layer 30 includes phosphor 34 . Therefore, the first sealing layer 30 receives more heat generated by the phosphor 34 than the second sealing layer 32 does. As a result, even if the first sealing layer 30 and the second sealing layer 32 are made of the same kind of material, the coefficient of volume expansion of the second sealing layer 32 is higher than that of the first sealing layer 30 . also becomes smaller. Therefore, also in this case, the thermal stress can be relaxed by the second sealing layer 32 .

同様に、第１封止層３０と第２封止層３２を同じ種類の材料で形成し、第２封止層３２が蛍光体３４を備えるものとしても良い。この場合、第１封止層３０の体積膨張率は第２封止層３２の体積膨張率よりも小さくなる。従って、第１封止層３０により第２封止層３２の熱応力を緩和することが可能になる。 Similarly, the first encapsulation layer 30 and the second encapsulation layer 32 may be made of the same type of material, and the second encapsulation layer 32 may include the phosphor 34 . In this case, the coefficient of volume expansion of the first sealing layer 30 is smaller than the coefficient of volume expansion of the second sealing layer 32 . Therefore, the thermal stress of the second sealing layer 32 can be relaxed by the first sealing layer 30 .

図２Ａ～図２Ｃは、本開示の実施の形態１の変形例に係る発光装置の断面図である。発光装置１００では、第２封止層３２の縦方向の長さは、第１封止層３０の同方向の長さと同じであった。これに対し、図２Ａ～図２Ｃに示すように、第２封止層３２の縦方向の長さは、第１封止層３０の同方向の長さより短くてもよい。 2A to 2C are cross-sectional views of light-emitting devices according to modifications of Embodiment 1 of the present disclosure. In the light-emitting device 100, the longitudinal length of the second sealing layer 32 was the same as the length of the first sealing layer 30 in the same direction. On the other hand, as shown in FIGS. 2A-2C, the longitudinal length of the second encapsulation layer 32 may be shorter than the length of the first encapsulation layer 30 in the same direction.

図２Ａに示す発光装置４００では、第２封止層４３２の上端は、第１封止層４３０の上面と同じ高さに配置される。一方で、第２封止層４３２の下端は、第１封止層４３０の下端であるチップ基板１０、端子電極１２、１４および発光素子２０の表面には達しない。図２Ｂに示す発光装置５００では、第２封止層５３２の下端は第１封止層５３０の下端に配置される。一方で、第２封止層５３２の上端は、第１封止層５３０の上面よりも低い位置に配置される。図２Ｃに示す発光装置６００では、第２封止層６３２の上端は、第１封止層６３０の上面よりも低い位置に配置される。また、第２封止層６３２の下端は、発光素子２０の表面と同じ高さに配置される。 In the light emitting device 400 shown in FIG. 2A, the upper end of the second encapsulation layer 432 is arranged at the same height as the upper surface of the first encapsulation layer 430 . On the other hand, the lower end of the second sealing layer 432 does not reach the surfaces of the chip substrate 10 , the terminal electrodes 12 and 14 and the light emitting element 20 which are the lower ends of the first sealing layer 430 . In the light emitting device 500 shown in FIG. 2B, the bottom edge of the second encapsulation layer 532 is arranged at the bottom edge of the first encapsulation layer 530 . On the other hand, the upper end of the second sealing layer 532 is positioned lower than the upper surface of the first sealing layer 530 . In the light emitting device 600 shown in FIG. 2C, the upper end of the second sealing layer 632 is positioned lower than the upper surface of the first sealing layer 630 . Also, the lower end of the second sealing layer 632 is arranged at the same height as the surface of the light emitting element 20 .

図２Ａに示す発光装置４００の製造方法を説明する。発光装置４００の製造方法は、発光装置１００の製造方法と同様である。発光装置１００の製造方法では、剣山形の金型が備えるピンの下端が、第１封止層４３０の下端となる発光素子２０、端子電極１２、１４またはチップ基板１０の表面に配置された。これに対し、発光装置４００の製造方法では、ピンの下端は、第２封止層４３２の下端が配置される位置に配置される。従って、ピンの下端は、発光素子２０、端子電極１２、１４またはチップ基板１０の表面に達しないように配置される。 A method for manufacturing the light emitting device 400 shown in FIG. 2A will be described. The method for manufacturing the light emitting device 400 is the same as the method for manufacturing the light emitting device 100 . In the manufacturing method of the light emitting device 100 , the lower ends of the pins provided in the conical mold are arranged on the surface of the light emitting element 20 , the terminal electrodes 12 and 14 , or the chip substrate 10 which are the lower ends of the first sealing layer 430 . In contrast, in the method for manufacturing the light emitting device 400, the lower end of the pin is arranged at the position where the lower end of the second sealing layer 432 is arranged. Accordingly, the lower ends of the pins are arranged so as not to reach the surface of the light emitting element 20, the terminal electrodes 12 and 14, or the chip substrate 10. FIG.

次に、図２Ｂおよび図２Ｃに示す発光装置５００、６００の製造方法を説明する。まず、発光装置１００の製造方法と同様に、剣山形の金型が備えるピンが反射ケース１６の内部に配置されるように配置する。ここで、ピンの上端は、第２封止層５３２、６３２の上端が配置される位置よりも上部に配置される。発光装置５００の製造方法において、ピンの下端は、ピンの配置された位置に応じて、発光素子２０、端子電極１２、１４またはチップ基板１０の表面に配置される。また、発光装置６００の製造方法において、ピンの下端は、発光素子２０の表面と同じ高さに配置される。この時、ピンがボンディングワイヤ２２に接触しないよう配置される。 Next, a method for manufacturing the light emitting devices 500 and 600 shown in FIGS. 2B and 2C will be described. First, similarly to the manufacturing method of the light-emitting device 100 , the pins of the sword-shaped mold are placed inside the reflective case 16 . Here, the top ends of the pins are arranged above the positions where the top ends of the second sealing layers 532 and 632 are arranged. In the method of manufacturing the light-emitting device 500, the lower ends of the pins are arranged on the surface of the light-emitting element 20, the terminal electrodes 12 and 14, or the chip substrate 10, depending on the positions of the pins. In addition, in the method of manufacturing the light emitting device 600 , the lower end of the pin is arranged at the same height as the surface of the light emitting element 20 . At this time, the pins are arranged so as not to contact the bonding wires 22 .

次に、発光装置１００の製造方法と同様に、予め蛍光体３４を分散させた熱硬化性の第１の透明樹脂を反射ケース１６の内部に注ぎ込む。ここで、第１の透明樹脂は、第２封止層５３２、６３２の上端の高さまで注ぎ込む。次に、第１の透明樹脂を加熱硬化させる。この結果、第１封止層５３０、６３０が第２封止層５３２、６３２の上端の高さまで形成される。その後、金型を取り外す。この結果、第１封止層５３０、６３０は、第２封止層５３２、６３２を形成する位置に開口または溝が設けられた状態となる。 Next, in the same manner as in the manufacturing method of the light emitting device 100 , a thermosetting first transparent resin in which the phosphor 34 is dispersed in advance is poured into the reflecting case 16 . Here, the first transparent resin is poured up to the height of the upper ends of the second sealing layers 532 and 632 . Next, the first transparent resin is cured by heating. As a result, the first sealing layers 530 and 630 are formed up to the height of the upper ends of the second sealing layers 532 and 632 . Then remove the mold. As a result, the first sealing layers 530 and 630 have openings or grooves at positions where the second sealing layers 532 and 632 are to be formed.

次に、第２封止層５３２、６３２の上端の高さまで、第２の透明樹脂を充填する。第２の透明樹脂は、第１封止層５３０、６３０に設けられた開口または溝を埋めるように充填される。次に、第２の透明樹脂を加熱硬化させて第２封止層５３２、６３２を形成する。次に、反射ケース１６内をすべて充填するように、蛍光体３４を分散させた第１の透明樹脂を注ぎ込む。次に、第１の透明樹脂を加熱硬化させる。この結果、第１封止層５３０、６３０が形成される。 Next, the second transparent resin is filled up to the height of the upper ends of the second sealing layers 532 and 632 . The second transparent resin is filled so as to fill the openings or grooves provided in the first sealing layers 530 and 630 . Next, the second transparent resin is cured by heating to form the second sealing layers 532 and 632 . Next, the first transparent resin in which the phosphor 34 is dispersed is poured so as to completely fill the interior of the reflective case 16 . Next, the first transparent resin is cured by heating. As a result, the first sealing layers 530, 630 are formed.

発光装置４００、５００、６００は、発光装置１００と比較して、第１封止層４３０、５３０、６３０と第２封止層４３２、５３２、６３２の境界面の面積が小さい。従って、クラックの発生する箇所を発光装置１００よりも狭い範囲に限定することが可能になる。従って、クラックの進展を発光装置１００よりも更に抑制することが可能になる。 The light emitting devices 400 , 500 , 600 have smaller areas of interfaces between the first sealing layers 430 , 530 , 630 and the second sealing layers 432 , 532 , 632 than the light emitting device 100 . Therefore, it is possible to limit the locations where cracks occur to a narrower range than the light emitting device 100 . Therefore, it is possible to further suppress crack propagation than in the light emitting device 100 .

図３Ａおよび図３Ｂは、本開示の実施の形態１の変形例に係る発光装置の断面図である。発光装置１００では、第２封止層３２は第１封止層３０において格子点上に配置された。これに対し、第２封止層３２は第１封止層３０の複数の領域に配置されれば、別の配置形態でも良い。 3A and 3B are cross-sectional views of light-emitting devices according to modifications of Embodiment 1 of the present disclosure. In the light emitting device 100 , the second sealing layer 32 is arranged on lattice points in the first sealing layer 30 . On the other hand, as long as the second sealing layer 32 is arranged in a plurality of regions of the first sealing layer 30, another arrangement form may be used.

図３Ａに示す発光装置２００のように、第２封止層２３２は発光素子２０の表面のみに配置されるものとしても良い。発光素子２０の近傍では、発光素子２０の発熱の影響のため、熱応力が大きく働く。熱応力が大きい領域に第２封止層２３２を設けることで、熱応力を効率よく緩和することが可能になる。また、図３Ｂに示す発光装置３００のように、発光素子２０の上部以外に第２封止層３３２を設けても良い。 The second sealing layer 232 may be arranged only on the surface of the light emitting element 20 as in the light emitting device 200 shown in FIG. 3A. A large amount of thermal stress acts in the vicinity of the light emitting element 20 due to the heat generated by the light emitting element 20 . By providing the second sealing layer 232 in the region where thermal stress is large, it is possible to relax the thermal stress efficiently. Also, as in the light emitting device 300 shown in FIG. 3B, the second sealing layer 332 may be provided in areas other than the upper portion of the light emitting element 20 .

これ以外にも、第２封止層３２は第１封止層３０の全域に分散されて配置されるものとしても良い。この構成では、第１封止層３０の全域で、熱応力を緩和させることが可能になる。従って、二相体樹脂層６０に発生する熱応力の緩和の効果が高まる。また、第２封止層３２は第１封止層３０に均等に分散されて配置されるものとしても良い。さらに、第２封止層３２は、第１封止層３０においてランダム状または不均一に配置されるものとしても良い。 Alternatively, the second sealing layer 32 may be distributed over the entire area of the first sealing layer 30 . With this configuration, the thermal stress can be relaxed over the entire first sealing layer 30 . Therefore, the effect of relieving the thermal stress generated in the two-phase body resin layer 60 is enhanced. Also, the second sealing layer 32 may be evenly distributed over the first sealing layer 30 . Furthermore, the second sealing layer 32 may be arranged randomly or unevenly in the first sealing layer 30 .

図４Ａ～図４Ｄは、本開示の実施の形態１の変形例に係る二相体樹脂層の平面図である。発光装置１００では、第２封止層３２は長方形の断面形状を備えた。これに対し、第２封止層３２の断面形状は、上述した剣山形の金型が備えるピンにて作製可能な形状であれば別の形状でも良い。 4A to 4D are plan views of two-phase body resin layers according to modifications of Embodiment 1 of the present disclosure. In the light emitting device 100, the second encapsulation layer 32 has a rectangular cross-sectional shape. On the other hand, the cross-sectional shape of the second sealing layer 32 may be any other shape as long as it is a shape that can be produced by the pins provided in the above-described sword-shaped mold.

図４Ａに示す二相体樹脂層６０ａでは、第２封止層３２ａは正方形の断面形状を備える。ここで、正方形は対角線の一方と二相体樹脂層６０ａの長手方向とが平行になるように配置されている。この構成では、隣接する第２封止層３２ａのうち一方が第１封止層３０ａと形成する境界面と、隣接する第２封止層３２ａのうち他方が第１封止層３０ａと形成する境界面とが異なる面となる。 In the two-phase body resin layer 60a shown in FIG. 4A, the second sealing layer 32a has a square cross-sectional shape. Here, the squares are arranged such that one of the diagonal lines is parallel to the longitudinal direction of the two-phase body resin layer 60a. In this configuration, one of the adjacent second sealing layers 32a forms a boundary surface with the first sealing layer 30a, and the other of the adjacent second sealing layers 32a forms with the first sealing layer 30a. This surface is different from the boundary surface.

一方で、発光装置１００が備える二相体樹脂層６０では、隣接する第２封止層３２のうち一方が第１封止層３０と形成する境界面と、他方が第１封止層３０と形成する境界面とが同一の面を含む。従って、二相体樹脂層６０ａでは、二相体樹脂層６０と比較して、境界面が多方面に形成される。この時、第１封止層３０ａの熱膨張に対して、第２封止層３２ａが多方面でクッションとして機能する。このため、二相体樹脂層６０ａでは、熱応力を多方向へ分散することができる。従って、二相体樹脂層６０ａでは、二相体樹脂層６０と比較して、クラックの発生を抑制する効果を高めることが可能になる。 On the other hand, in the two-phase body resin layer 60 included in the light-emitting device 100 , one of the adjacent second sealing layers 32 forms an interface with the first sealing layer 30 , and the other forms with the first sealing layer 30 . It includes the same surface as the boundary surface to form. Therefore, in the two-phase body resin layer 60a, as compared with the two-phase body resin layer 60, boundary surfaces are formed in many directions. At this time, the second sealing layer 32a functions as a cushion in many aspects against the thermal expansion of the first sealing layer 30a. Therefore, the two-phase body resin layer 60a can disperse the thermal stress in multiple directions. Therefore, in the two-phase body resin layer 60a, compared with the two-phase body resin layer 60, it is possible to enhance the effect of suppressing the occurrence of cracks.

図４Ａでは第２封止層３２ａは、正方形の断面形状を備えるものとした。これに対し、断面形状は三角形、四角形または多角形でも良い。また、二相体樹脂層６０ａでは、全ての第２封止層３２ａの断面形状が、二相体樹脂層６０ａの長手方向に対して同じ傾きを備えた正方形であった。これに対し、隣接する第２封止層３２ａのうち一方が第１封止層３０ａと形成する境界面と、他方が第１封止層３０ａと形成する境界面とが異なる面となれば、それぞれの第２封止層３２ａの断面形状が異なる傾きを備えても構わない。 In FIG. 4A, the second sealing layer 32a is assumed to have a square cross-sectional shape. Alternatively, the cross-sectional shape may be triangular, quadrangular or polygonal. Also, in the two-phase body resin layer 60a, the cross-sectional shape of all the second sealing layers 32a was a square with the same inclination with respect to the longitudinal direction of the two-phase body resin layer 60a. On the other hand, if the boundary surface formed by one of the adjacent second sealing layers 32a with the first sealing layer 30a and the boundary surface formed by the other with the first sealing layer 30a are different surfaces, The cross-sectional shapes of the second sealing layers 32a may have different slopes.

図４Ｂに示す二相体樹脂層６０ｂでは、第２封止層３２ｂは、円形の断面形状を備える。この構成においても、隣接する第２封止層３２ｂのうち一方が第１封止層３０ｂと形成する境界面と、他方が第１封止層３０ｂと形成する境界面とが同一面とならない。従って、二相体樹脂層６０ｂにおいても、二相体樹脂層６０と比較して熱応力を多方向へ分散することができる。さらに、図４Ｃに示すように、二相体樹脂層６０ｃが備える第２封止層３２ｃの断面形状は、正方形のものと円形のものが混在していても良い。また、第２封止層３２ｃの断面形状は、正方形および円形以外のものが混在していても構わない。 In the two-phase body resin layer 60b shown in FIG. 4B, the second sealing layer 32b has a circular cross-sectional shape. Also in this configuration, the boundary surface formed by one of the adjacent second sealing layers 32b with the first sealing layer 30b and the boundary surface formed by the other with the first sealing layer 30b are not flush with each other. Therefore, in the two-phase body resin layer 60b as well, compared to the two-phase body resin layer 60, the thermal stress can be dispersed in multiple directions. Furthermore, as shown in FIG. 4C, the cross-sectional shape of the second sealing layer 32c included in the two-phase body resin layer 60c may be a mixture of square and circular cross-sectional shapes. Also, the cross-sectional shape of the second sealing layer 32c may be a mixture of shapes other than square and circular.

また、発光装置１００では、第２封止層３２は第１封止層３０内において格子点上に配置された。これに対し、図４Ｄに示す二相体樹脂層６０ｄのように、第２封止層３２ｄが千鳥状に配置されていても良い。第２封止層３２ｄが千鳥状に配置されることで、二相体樹脂層６０と比較して、第１封止層３０ｄと第２封止層３２ｄの境界面の位置を分散させることが可能になる。従って、この構成では、発光装置１００と比較して熱応力が分散され易い。ここで、二相体樹脂層６０ｄは、正方形の断面形状を備えた第２封止層３２ｄを備えるものとしたが、第２封止層３２ｄの断面形状は別の形状でも良い。 Also, in the light-emitting device 100 , the second sealing layer 32 is arranged on lattice points in the first sealing layer 30 . On the other hand, the second sealing layers 32d may be arranged in a zigzag manner like the two-phase body resin layer 60d shown in FIG. 4D. By arranging the second sealing layers 32d in a zigzag pattern, compared to the two-phase body resin layer 60, it is possible to disperse the positions of the interface between the first sealing layer 30d and the second sealing layer 32d. be possible. Therefore, in this configuration, thermal stress is more likely to be dispersed than in the light emitting device 100 . Here, the two-phase body resin layer 60d is provided with the second sealing layer 32d having a square cross-sectional shape, but the cross-sectional shape of the second sealing layer 32d may be another shape.

図３Ａ、図３Ｂおよび図４Ａ～図４Ｄに示す発光装置は、発光装置１００と同様の製造方法で作成できる。なお、第２封止層の断面形状および配置にあわせて、剣山形の金型が備えるピンの形状と配置を調整する必要がある。 The light-emitting device shown in FIGS. 3A, 3B, and 4A-4D can be made by a manufacturing method similar to that of the light-emitting device 100. FIG. In addition, it is necessary to adjust the shape and arrangement of the pin provided in the conical mold according to the cross-sectional shape and arrangement of the second sealing layer.

本実施の形態に係る発光装置１００は、チップ基板１０の表面に反射ケース１６が配置されたチップ型半導体発光装置である。これに対し、発光装置１００は、反射ケース１６を設けないモールドタイプであっても良い。また、発光装置１００は、リード型半導体発光装置であっても良い。 A light-emitting device 100 according to this embodiment is a chip-type semiconductor light-emitting device in which a reflective case 16 is arranged on the surface of a chip substrate 10 . On the other hand, the light emitting device 100 may be of a mold type in which the reflective case 16 is not provided. Further, the light emitting device 100 may be a lead-type semiconductor light emitting device.

１００、２００、３００、４００、５００、６００ 発光装置、２０ 発光素子、３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 第１封止層、３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 第２封止層、３４ 蛍光体 100, 200, 300, 400, 500, 600 light emitting device 20 light emitting element 30, 230, 330, 430, 530, 630, 30a, 30b, 30c, 30d first sealing layer 32, 232, 332, 432 , 532, 632, 32a, 32b, 32c, 32d second sealing layer 34 phosphor

Claims (1)

基板と、基板の上面に設けられ第１波長の光を発する発光素子を備えた発光装置であって、
前記基板の上面と前記発光素子を覆う第１封止層と、
前記基板の上面と垂直な方向に縦長の形状を備え、前記基板の上面と垂直な方向に延びる側面が前記第１封止層と接するように、前記第１封止層の複数の領域に配置された第２封止層と、
前記第１封止層および前記第２封止層の一方に配置され、前記第１波長の光を吸収し前記第１波長と異なる波長の光を発する蛍光体と、
を備え、
前記第２封止層の上面は、全て前記第１封止層に覆われ、
前記第１封止層と前記第２封止層は、熱膨張係数が異なり、
前記第１封止層は前記第２封止層よりも熱膨張し易く、
前記第２封止層は前記第１封止層よりも柔らかいことを特徴とする発光装置。 A light-emitting device comprising a substrate and a light-emitting element provided on the upper surface of the substrate and emitting light of a first wavelength,
a first encapsulation layer covering the top surface of the substrate and the light emitting element;
It has a vertically long shape in a direction perpendicular to the top surface of the substrate, and is arranged in a plurality of regions of the first sealing layer such that a side surface extending in a direction perpendicular to the top surface of the substrate is in contact with the first sealing layer. a second encapsulation layer;
a phosphor disposed in one of the first encapsulation layer and the second encapsulation layer that absorbs light of the first wavelength and emits light of a wavelength different from the first wavelength;
with
The upper surface of the second sealing layer is entirely covered with the first sealing layer,
The first sealing layer and the second sealing layer have different coefficients of thermal expansion,
The first sealing layer thermally expands more easily than the second sealing layer,
The light-emitting device , wherein the second sealing layer is softer than the first sealing layer .
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