KR20070089194A - 발광 장치 및 조명 장치 - Google Patents
발광 장치 및 조명 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070089194A KR20070089194A KR1020077014202A KR20077014202A KR20070089194A KR 20070089194 A KR20070089194 A KR 20070089194A KR 1020077014202 A KR1020077014202 A KR 1020077014202A KR 20077014202 A KR20077014202 A KR 20077014202A KR 20070089194 A KR20070089194 A KR 20070089194A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- transmitting portion
- emitting element
- base
- Prior art date
Links
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 33
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 24
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 23
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 22
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 17
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 16
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 10
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 7
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017309 Mo—Mn Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001417501 Lobotidae Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 229910003668 SrAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
발광 장치는 상면으로부터 하면 또는 측면에 걸쳐서 배선 도체가 형성된 베이스와, 상기 베이스의 상면에 탑재되고, 상기 배선 도체에 전기적으로 접속된 발광 소자와, 상기 발광 소자를 피복하는 제 1 투광성부와, 상기 제 1 투광성부의 상방에 제 1 투광성부를 커버하도록 형성되고, 상기 발광 소자가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 투광성 재료에 함유시켜서 이루어지는 제 2 투광성부와, 상기 제 1 투광성부와 상기 제 2 투광성부의 사이에 형성된 제 3 투광성부를 구비하고, 상기 제 1 투광성부의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시킨다. 이러한 구성에 의해 높은 광인출 효율, 방사 광 강도, 축상 광도 및 휘도를 실현할 수 있다.
발광 장치, 조명 장치
Description
본 발명은 발광 소자로부터 발광되는 광을 형광체로 파장 변환하고, 외부로 방사하는 발광 장치 및 그것을 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
종래의 발광 다이오드(LED) 등의 발광 소자(214)를 수용하기 위한 발광 장치(211)를 도 18에 나타낸다. 도 18에 도시된 바와 같이, 발광 장치는 상면의 중앙부에 발광 소자(214)를 탑재하기 위한 탑재부(212a)를 갖고, 탑재부(212a) 및 그 주변으로부터 발광 장치의 내외를 전기적으로 도통 접속하는 리드 단자나 메탈라이즈드 배선(metallized wiring) 등으로 이루어지는 배선 도체(도시 생략)가 형성된 절연체로 이루어지는 베이스(212)와, 베이스(212)의 상면에 접착 고정되어 중앙부에 발광 소자(214)를 수납하기 위한 관통 구멍이 형성되고, 금속, 수지 또는 세라믹스 등으로 이루어지는 프레임(213)으로 주로 구성된다.
베이스(212)는 산화 알루미늄질 소결체(산화 알루미늄 세라믹스)나 질화 알루미늄질 소결체, 무라이트질 소결체, 유리 세라믹스 등의 세라믹스, 또는 에폭시 수지 등의 수지로 이루어진다. 베이스(212)가 세라믹스로 이루어질 경우, 그 상면에 메탈라이즈드 배선층이 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)-망간(Mn) 등으로 이루어지는 금속 페이스트를 고온으로 소성되어 형성된다. 또한, 베이스(212)가 수지로 이루어 질 경우, 베이스(212)를 몰드 성형할 때에 구리(Cu)나 철(Fe)-니켈(Ni) 합금 등으로 이루어지는 리드 단자가 베이스(212)의 내부에 일단부가 돌출되도록 고정된다.
또한, 프레임(213)은 알루미늄(Al)이나 Fe-Ni-코발트(Co) 합금 등의 금속, 산화 알루미늄질 소결체 등의 세라믹스 또는 에폭시 수지 등의 수지로 이루어지고, 절삭 가공이나 금형 성형, 압출 성형 등에 의해 형성된다. 또한, 프레임(213)의 중앙부에는 상방을 향함에 따라 외측으로 넓혀지는 관통 구멍이 형성되어 있고, 관통 구멍 내주면의 광 반사율을 향상시킬 경우, 이 내주면에 Al 등의 금속이 증착법이나 도금법에 의해 코팅된다. 그리고, 프레임(213)은 주석 땜납이나 은 땜납 등의 땜납재 또는 수지 접착제에 의해 베이스(212)의 상면에 접합된다.
그리고, 베이스(212) 표면에 형성한 배선 도체(도시 생략)와 발광 소자(214)의 전극을 본딩 와이어(도시 생략)를 통해 전기적으로 접속하고, 이어서, 발광 소자(214)의 표면에 형광체층(217)을 형성한 후에 프레임(213)의 내측에 투명 수지(215)를 충전하여 열경화시킴으로써 발광 소자(214)로부터의 광을 형광체층(217)에 의해 파장 변환하여 소망하는 파장 스펙트럼을 가진 광을 방출하는 발광 장치로 구성할 수 있다. 또한, 발광 소자(214)로서 발광 파장이 300∼400㎚인 자외 영역을 포함하는 것을 선택하고, 형광체층(217)에 포함되는 빨강, 파랑, 초록의 3원색의 형광체 입자의 혼합 비율을 조정함으로써 색조를 자유롭게 설계할 수 있다.
또한, 일반적으로 형광체 입자는 분말체이며, 형광체 단독으로는 형광체층(217)의 형성이 곤란하기 때문에 수지 또는 유리 등의 투명 부재중에 형광체 입자를 혼입해서 발광 소자(214)의 표면에 코팅하여 형광체층(217)으로 하는 것이 일 반적이다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제3065263호 공보
특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2003-110146호 공보
그러나, 종래의 발광 장치(211)의 경우, 형광체층(217)으로 파장 변환된 후에 형광체층(217)의 하측으로 발광되는 광이나, 발광 소자로부터 발광된 후에 형광체층(217)의 상면에서 하측으로 반사되는 광은 프레임(213)의 내측에서 반사가 반복되어 쇠퇴하거나, 베이스(212)나 발광 소자(214)에 의해 흡수되어 그 결과 광 손실이 현저하게 증가하는 문제점을 갖고 있었다.
또한, 발광 소자(214)로부터 비스듬하게 상방향으로 발광된 광은 프레임(213)에서 반사되지 않고 발광 장치(211)의 외측으로 큰 방사 각도로 방사되기 때문에 방사 각도가 커져서 축상 광도(axial luminosity)가 낮다고 하는 문제점도 갖고 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 완성된 것이며, 그 목적은 광인출 효율을 향상시켜 방사 광 강도, 축상 광도 및 휘도가 높은 발광 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 발광 장치는 상면으로부터 하면 또는 측면에 걸쳐서 배선 도체가 형성된 베이스와,
상기 베이스의 상면에 탑재되고, 상기 배선 도체에 전기적으로 접속된 발광 소자와,
상기 발광 소자를 피복하는 제 1 투광성부와,
상기 제 1 투광성부의 상방에 제 1 투광성부를 커버하도록 형성되고, 상기 발광 소자가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 투광성 재료에 함유시켜서 이루어지는 제 2 투광성부와,
상기 제 1 투광성부와 상기 제 2 투광성부의 사이에 형성된 제 3 투광성부를 구비하고,
상기 제 1 투광성부의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시킨다.
본 발명에 있어서, 상기 제 3 투광성부는 기체층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제 2 투광성부의 하면에 접하도록 굴절율 n4를 갖는 제 4 투광성부가 형성되어 있고, 굴절율 n2, n4가 n2 > n4의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 1 투광성부는 실리콘 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 2 투광성부는 형광체를 함유하는 실리콘 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 베이스의 상면 외주부에 상기 발광 소자를 둘러싸도록 접합된 반사 부재를 구비하고, 상기 반사 부재는 광반사성의 내주면을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 1 투광성부의 상면 형상은 오목면 형상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 1 투광성부의 상면 형상은 볼록면 형상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 1 투광성부는 상기 발광 소자의 상면 및 측면에만 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 발광 소자는 근자외 영역 또는 자외 영역에 주발광 피크를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 조명 장치는 상기 기재된 것 중 어느 하나의 발광 장치를 광원으로서 이용한다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면, 형광체를 함유하는 제 2 투광성부는 제 2 투광성부보다도 굴절율이 낮은 제 3 투광성부에 접하고 있기 때문에 제 2 투광성부 중에 함유되는 형광체로 파장 변환된 후, 형광체로부터 하측 방향으로 발광하는 광 및 제 2 투광성부의 상면에서 하측 방향으로 반사된 광은 제 2 투광성부의 하면에 의해 전반사되고, 상방을 향해서 광을 진행시킬 수 있다. 따라서, 방사 광 강도가 높아진다.
또한, 외부로부터 발광 장치 내부로 입사되는 광은 제 2 투광성부와 제 3 투광성부의 계면에서 전반사됨으로써 외부광에 기인하는 부재의 열화, 예를 들면, 제 1 투광성부의 강도나 투과율, 접착 강도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 제 1 투광성부 전체를 커버하도록 형광체를 함유하는 제 2 투광성부가 형성됨으로써 발광 소자로부터 나온 광이 모두 제 2 투광성부로 입사되어 파장 변환되기 때문에 발광 효율이 향상된다. 또한, 제 2 투광성부의 일부만으로 광을 파장 변환하는 것이 아니라 제 2 투광성부의 전면으로부터 파장 변환된 광을 방사하기 때문에 발광면에 있어서 광의 색 변동을 억제할 수 있다.
또한, 제 3 투광성부로서 굴절율이 1.0 전후인 기체층으로 구성하는 것이 바람직하고, 굴절율이 1.5 전후인 수지 등을 충전할 경우와 비교하여 제 2 투광성부중에 함유되는 형광체로 파장 변환된 후, 형광체로부터 하측 방향으로 발광하는 광 및 제 2 투광성부의 상면에서 하측 방향으로 반사된 광을 제 2 투광성부의 하면에서 보다 많이 전반사할 수 있고, 상방으로 광을 진행시킬 수 있다.
또한, 외부 환경으로부터 발광 소자까지의 사이에 기체층을 형성함으로써 단열 효과가 얻어진다. 이에 따라 외부 환경으로부터의 열이 발광 소자에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 발광 소자의 온도 변동에 기인한 파장 변동이 억제되고, 발광 장치로부터 방출되는 광의 색 변동이 억제된다.
또한, 형광체를 함유하는 제 2 투광성부의 하면에 접하도록 굴절율 n4를 갖는 제 4 투광성부를 형성함으로써 제 2 투광성부의 하면에 형광체 입자가 노출되었더라도 그 노출된 형광체 입자는 제 4 투광성부에 의해 커버된다. 따라서, 형광체로부터 발광된 광은 제 4 투광성부와 제 3 투광성부의 계면에서 양호하게 반사되게 되어 광의 손실을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 투광성부의 굴절율 n2가 제 4 투광성부의 굴절율 n4보다 크기 때문에 제 2 투광성부와 제 4 투광성부의 계면에 있어서 상방으로 진행하는 광의 반사 손실이 적어져서 광의 인출 효율이 상승한다.
또한, 제 2 투광성부보다도 굴절율이 작고, 제 3 투광성부보다도 굴절율이 큰 제 4 투광성부를 제 2 투광성부의 하면에 형성함으로써 제 2 투광성부에서 파장 변환된 후 하방으로 진행하는 광의 일부는 형광체를 함유하는 제 2 투광성부와 제 4 투광성부의 계면에서 반사되지 않고, 제 4 투광성부로 진행된다. 따라서, 제 2 투광성부에 제한된 광의 난반사를 완화할 수 있다.
따라서, 난반사된 광이 제 2 투광성부에 집중되지 않게 되고, 제 2 투광성부의 광열화(내습성이나 투과율, 접착 강도 등의 열화)가 억제된다. 또한, 제 2 투광성부에서 제 4 투광성부에 입사한 파장 변환 광은 기체층의 계면에 있어서 효율적으로 반사하기 때문에 예를 들면, 제 2 투광성부 및 제 4 투광성부의 주변에 반사 부재를 배치함으로써 파장 변환 광을 발광 장치 외부로 효율적으로 인출할 수 있다.
또한, 제 1 투광성부는 실리콘 수지로 형성하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지는 자외광 등에 대하여 열화하기 어렵기 때문에 밀봉 신뢰성이 향상되고, 발광 효율의 경년 열화가 억제된다.
또한, 제 2 투광성부는 형광체를 함유하는 실리콘 수지로 형성하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지는 자외광 등에 대하여 열화되기 어렵기 때문에 밀봉 신뢰성이 향상되고, 발광 효율의 경년 열화가 억제된다.
또한, 베이스의 상면 외주부에 상기 발광 소자를 둘러싸도록 접합된 반사 부재를 구비하고, 이 반사 부재는 광반사성의 내주면을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라 발광 소자로부터 방출된 광이 광반사면에서 반사되고, 발광 장치 상방으로 진행하게 되기 때문에 발광의 지향성이 향상된다.
또한, 반사 부재는 열전도성의 재료로 형성하는 것이 바람직하고, 이에 따라 베이스의 방열 면적이 증가됨으로써 발광 장치의 방열성이 향상된다.
또한, 제 1 투광성부의 상면 형상은 오목면 형상인 것이 바람직하다. 이에 따라 제 1 투광성부와 제 3 투광성부의 계면은 광을 확산하는 오목 렌즈로서 기능하게 된다. 따라서, 발광 소자로부터의 광은 제 2 투광성부 전체를 균등하게 조사하게 되어 발광 장치의 발광 분포가 균일화된다.
또한, 제 1 투광성부의 상면 형상은 볼록면 형상인 것이 바람직하다. 이에 따라 제 1 투광성부와 제 3 투광성부의 계면은 광을 집광하는 볼록 렌즈로서 기능하게 된다. 따라서, 발광 소자로부터의 광은 제 2 투광성부에 효율적으로 입사하게 되어 발광 장치의 발광 강도가 향상된다.
또한, 제 1 투광성부는 상기 발광 소자의 상면 및 측면에만 형성되는 것이 바람직하다. 발광 소자로부터의 광의 대부분은 발광 소자의 상면 및 측면에서 발생하기 때문에 상면 및 측면에서의 반사를 억제함으로써 광의 인출 효율이 향상된다.
또한, 상기 발광 소자는 근자외 영역 또는 자외 영역에 주발광 피크를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라 외부로 방출되는 가시광은 모두 제 2 투광성부에 함유되어 있는 형광체에 의해 파장 변환된 광에서 유래하게 된다. 그 결과, 광의 혼색 비율을 설계할 때 발광 소자로부터의 광의 영향이 작아져서 형광체의 성분 조정만으로 끝나게 된다.
또한, 본 발명에 의한 조명 장치는 상기 발광 장치를 광원으로서 이용함으로써 광인출 효율을 향상시키고, 방사 광 강도, 축상 광도 및 휘도가 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 1(A)는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 1(B)는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 3(A)는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 3(B)는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 제 1 투광성부가 반구 형상인 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 렌즈형 커버를 탑재한 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 제 3 투광성부가 얇은 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 투광성 부재가 반구 형상인 예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 투광성 부재가 곡면 형상인 예를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 발광 장치의 각각의 투광성부를 생략한 파단 사시도이다.
도 13은 L자형의 리드 단자를 베이스 하면에 형성한 예를 나타내는 단면도이 다.
도 14는 본 발명에 의한 발광 장치를 어레이 형상으로 배열한 조명 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 조명 장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명에 의한 발광 장치를 원형으로 배열한 조명 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 조명 장치의 단면도이다.
도 18은 종래의 발광 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
<부호의 설명>
1 : 발광 장치 2 : 베이스
3 : 프레임 3a : 반사면
3b : 절결부 4 : 발광 소자
5 : 제 1 투광성부 6 : 제 4 투광성부
7 : 제 2 투광성부 G : 제 3 투광성부
9 : 반사 보조 도구 10 : 발광 장치 구동 회로 기판
14 : 탄성 부재 17 : 도전성 접착 부재
18 : 도전로 21 : 리드 단자
(제 1 실시형태)
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 단면도이다. 우 선, 도 1(A)에 도시된 바와 같이, 발광 장치(1)는 베이스(2)와, 발광 소자(4)와, 제 1 투광성부(5)와, 제 2 투광성부(7)와, 제 3 투광성부(G) 등으로 구성된다.
베이스(2)는 상면으로부터 하면 또는 측면에 걸쳐서 발광 소자(4)에 전류를 공급하기 위한 배선 도체가 형성된다.
발광 소자(4)는 베이스(2)의 배선 도체와 전기적으로 접속되도록 베이스(2)의 상면에 탑재된다.
제 1 투광성부(5)는 투광성 재료로 형성되어 있고, 발광 소자(4)를 피복한다.
제 2 투광성부(7)는 발광 소자(4)가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 함유한 투광성 재료로 형성되어 있고, 제 1 투광성부(5)의 상방에 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 형성된다.
제 3 투광성부(G)는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 사이에 형성된다.
제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)는 발광 소자(4)를 중심으로 한 곡면 형상으로 형성되어 있다.
본 실시형태에서는 제 1 투광성부(5)의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부(7)의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부(G)의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)의 재질을 선정하고 있다.
구체적으로는 제 1 투광성부(5)로서 실리콘 수지(굴절율 : 1.41∼1.52), 에 폭시 수지(굴절율 : 1.55∼1.61), 아크릴 수지(굴절율 : 약 1.48), 불소 수지(굴절율 : 약 1.31), 폴리카보네이트 수지(굴절율 : 약 1.59), 폴리이미드 수지(굴절율 : 약 1.68) 등을 사용할 수 있다.
또한, 제 2 투광성부(7)로서 실리콘 수지(굴절율 : 1.41∼1.52), 에폭시 수지(굴절율 : 1.55∼1.61), 아크릴 수지(굴절율 : 약 1.48), 불소 수지(굴절율 : 약 1.31), 폴리카보네이트 수지(굴절율 : 약 1.59) 등을 사용할 수 있고, 제 2 투광성부(7)에 함유되는 형광체로서 La2O2S:Eu, LiEuW2O8, ZnS:Ag, SrAl2O4:Eu, ZnS:Cu,Al, ZnCdS:Ag, ZnS:Cu, (BaMgAl)10O12:Eu, SrCaS:Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2:Eu 등을 사용할 수 있다.
또한, 제 3 투광성부(G)로서 실리콘 수지나 에폭시 수지, 불소 수지 등을 사용할 수 있고, 또는 공기 등으로 이루어지는 기체층으로 구성할 수도 있다. 어느쪽의 경우도, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 재료를 선정한다. 예를 들면, 발광 소자로부터 발광되는 광이 자외 영역으로부터 근자외 영역에 주발광 피크를 갖는 경우, 자외 영역으로부터 근자외 영역에 있어서 투과율이 높고, 황변이나 강도 열화가 발생하기 어려운 실리콘 수지를 이용하는 것이 좋고, 이 경우, 제 1 및 제 2 투광성부(5, 7)로서 굴절율이 1.52인 실리콘 수지를 이용하고, 제 3 투광성부로서 굴절율이 1.41인 실리콘 수지를 이용한다. 이렇게 함으로써 본 발명의 발광 장치를 구성할 수 있다.
이러한 구성에 의해 형광체를 함유하는 제 2 투광성부(7)는 제 2 투광성 부(7)보다도 굴절율이 낮은 제 3 투광성부(G)에 접하고 있기 때문에 제 2 투광성부(7) 중에 함유되는 형광체로 파장 변환된 후 형광체로부터 하측 방향으로 발광하는 광 및 제 2 투광성부(7)의 상면에서 하측 방향으로 반사된 광의 대부분은 전반사 등에 의해 제 2 투광성부(7)의 하면에 의해 반사되어 상방을 향해서 광을 진행시킬 수 있다.
또한, 외부로부터 발광 장치 내부로 입사하는 광의 대부분은 전반사 등에 의해 제 2 투광성부(7)와 제 3 투광성부(G)의 계면에서 반사됨으로써 외부광에 기인하는 부재의 열화, 예를 들면, 제 1 투광성부(5)의 강도나 투과율, 접착 강도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 제 1 투광성부(5) 전체를 커버하도록 형광체 함유의 제 2 투광성부(7)가 형성됨으로써 발광 소자(4)로부터 나온 광이 모두 제 2 투광성부(7)에 입사해서 파장 변환되기 때문에 발광 효율이 향상된다.
또한, 제 3 투광성부(G)로서 굴절율이 1.0 전후의 기체층으로 구성하는 것이 바람직하고, 굴절율이 1.5 전후인 수지 등을 충전할 경우와 비교하여 제 2 투광성부(7) 중에 함유되는 형광체로 파장 변환된 후 형광체로부터 하측 방향으로 발광하는 광 및 제 2 투광성부(7)의 상면에서 하측 방향으로 반사된 광의 대부분을 제 2 투광성부(7)의 하면에서 보다 많이 반사할 수 있고, 상방으로 광을 진행시킬 수 있다.
또한, 외부 환경으로부터 발광 소자(4)까지의 사이에 제 3 투광성부(G)로서 기체층을 형성함으로써 단열 효과가 얻어진다. 따라서, 외부 환경으로부터의 열이 발광 소자(4)에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 발광 소자(4)의 온도 변동에 기인한 파장 변동이 억제되어 발광 장치로부터 방출되는 광의 색 변동이 억제된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제 3 투광성부(G)의 두께는 거의 일정한 것이 바람직하다. 제 3 투광성부(G)의 두께는 제 1 투광성부(5)의 상면과 제 2 투광성부(7)의 하면 사이의 거리에 상당하고, 전체로서 ±5%의 오차의 범위인 것이 바람직하다.
만일, 제 3 투광성부(G)의 상면 또는 하면에 요철 등이 있어 두께가 거의 일정하지 않다면 상하면에서 굴절이 일어나고, 광의 강도 분포가 변동할 가능성이 있다. 따라서, 제 3 투광성부(G)의 두께를 거의 일정하게 함으로써 제 1 투광성부(5)로부터 제 2 투광성부(7)에 입사하는 광의 강도 분포가 변동하지 않게 되기 때문에 제 2 투광성부(7)로 파장 변환되는 광량 분포도 거의 균일하게 되고, 발광면에 있어서의 색 변동이나 얼룩짐을 억제할 수 있다.
이어서, 도 1(B)에 있어서는 베이스(2)의 형상을 연구하고 있고, 발광 소자(4)를 탑재하는 베이스(2)의 상면은 평면이어서 발광 소자(4)가 탑재되는 기판(1)의 상면으로부터 주변을 향하여 상방으로 기울어진 원추면을 형성하고 있다.이러한 경사면을 형성함으로써 발광 소자(4)로부터 방사된 광은 상방을 지향하게 되기 때문에 광의 이용 효율이 향상된다.
(제 2 실시형태)
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(1)는 베 이스(2)와, 프레임(3)과, 발광 소자(4)와, 제 1 투광성부(5)와, 제 2 투광성부(7)와, 제 3 투광성부(G) 등으로 구성된다.
베이스(2)는 상면으로부터 하면 또는 측면에 걸쳐서 발광 소자(4)에 전류를 공급하기 위한 배선 도체가 형성된다.
발광 소자(4)는 베이스(2)의 배선 도체와 전기적으로 접속되도록 베이스(2)의 상면에 탑재된다.
프레임(3)은 베이스(2) 상에 고정되어 발광 소자(4)를 둘러싸도록 상향으로기울어진 내면을 갖는다. 프레임(3)의 내면은 광 이용 효율의 점에서 광반사성인 것이 바람직하다.
제 1 투광성부(5)는 투광성 재료로 형성되어 있고, 발광 소자(4)를 피복한다.
제 2 투광성부(7)는 발광 소자(4)가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 함유한 투광성 재료로 형성되어 있고, 제 1 투광성부(5)의 상방에 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 형성된다.
제 3 투광성부(G)는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 사이에 형성된다.
제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)는 베이스(2)의 상면과 거의 평행한 다층 구성이 얻어지도록 수평한 계면을 갖는다.
본 실시형태에서는 제 1 투광성부(5)의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부(7)의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부(G)의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)의 재질을 선정하고 있다. 구체적인 재질은 상기 실시형태에 열거한 것을 사용할 수 있고, 이것들의 재질을 적당히 조합시킴으로써 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키는 것이 가능하다.
이러한 구성에 의해, 형광체를 함유하는 제 2 투광성부(7)는 제 2 투광성부(7)보다도 굴절율이 낮은 제 3 투광성부(G)에 접하고 있기 때문에 제 2 투광성부(7) 중에 함유되는 형광체로 파장 변환된 후 형광체로부터 하측 방향으로 발광하는 광 및 제 2 투광성부(7)의 상면으로부터 하측 방향으로 반사된 광의 대부분은 전반사 등에 의해 제 2 투광성부(7)의 하면에 의해 반사되어 상방을 향해서 광을 진행시킬 수 있다.
또한, 외부로부터 발광 장치 내부로 입사하는 광의 대부분은 전반사 등에 의해 제 2 투광성부(7)와 제 3 투광성부(G)의 계면에서 반사됨으로써 외부광에 기인하는 부재의 열화, 예를 들면, 제 1 투광성부(5)의 강도나 투과율, 접착 강도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 제 1 투광성부(5) 전체를 커버하도록 형광체 함유의 제 2 투광성부(7)가 형성됨으로써 발광 소자(4)로부터 나온 광이 모두 제 2 투광성부(7)에 입사해서 파장 변환되기 때문에 발광 효율이 향상된다.
또한, 제 3 투광성부(G)로서 굴절율이 1.0 전후의 기체층으로 구성하는 것이 바람직하고, 굴절율이 1.5 전후인 수지 등을 충전할 경우와 비교하여 제 2 투광성부(7) 중에 함유되는 형광체로 파장 변환된 후 형광체로부터 하측 방향으로 발광하 는 광 및 제 2 투광성부(7)의 상면으로부터 하측 방향으로 반사된 광의 대부분을 제 2 투광성부(7)의 하면에서 보다 많이 반사할 수 있고, 상방으로 광을 진행시킬 수 있다.
또한, 외부 환경으로부터 발광 소자(4)까지의 사이에 제 3 투광성부(G)로서 기체층을 형성함으로써 단열 효과가 얻어진다. 따라서, 외부 환경으로부터의 열이 발광 소자(4)에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 발광 소자(4)의 온도 변동에 기인한 파장 변동이 억제되어 발광 장치로부터 방출되는 광의 색 변동이 억제된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제 3 투광성부(G)의 두께는 거의 일정한 것이 바람직하다. 제 3 투광성부(G)의 두께는 제 1 투광성부(5)의 상면과 제 2 투광성부(7)의 하면 사이의 거리에 상당하고, 전체로서 ±5%의 오차의 범위인 것이 바람직하다.
만일, 제 3 투광성부(G)의 상면 또는 하면에 요철 등이 있어 두께가 거의 일정하지 않다면 상하면에서 굴절이 발생하고, 광의 강도 분포가 변동할 가능성이 있다. 따라서, 제 3 투광성부(G)의 두께를 거의 일정하게 함으로써 제 1 투광성부(5)로부터 제 2 투광성부(7)에 입사하는 광의 강도 분포가 변동하지 않게 되기 때문에 제 2 투광성부(7)로 파장 변환되는 광량 분포도 거의 균일하게 되고, 발광면에 있어서의 색 변동이나 얼룩짐을 억제할 수 있다.
(제 3 실시형태)
도 3(A) 및 도 3(B)는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타내는 단면도이다. 우 선, 도 3(A)에 도시된 바와 같이, 발광 장치(1)는 베이스(2)와, 프레임(3)과, 발광 소자(4)와, 제 1 투광성부(5)와, 제 2 투광성부(7)와, 제 3 투광성부(G) 등으로 구성된다.
베이스(2)는 상면으로부터 하면 또는 측면에 걸쳐서 발광 소자(4)에 전류를 공급하기 위한 배선 도체가 형성된다.
발광 소자(4)는 베이스(2)의 배선 도체와 전기적으로 접속되도록 베이스(2)의 상면에 탑재된다.
프레임(3)은 베이스(2) 상에 고정되어 발광 소자(4)를 둘러싸도록 상향으로 기울어진 내면을 갖는다. 프레임(3)의 내면은 광 이용 효율의 점에서 광반사성인 것이 바람직하다.
제 1 투광성부(5)는 투광성 재료로 형성되어 있고, 발광 소자(4)를 피복한다.
제 2 투광성부(7)는 발광 소자(4)가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 함유한 투광성 재료로 형성되어 있고, 제 1 투광성부(5)의 상방에 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 형성된다.
제 3 투광성부(G)는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 사이에 형성된다.
본 실시형태에서는 제 1 투광성부(5)의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부(7)의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부(G)의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)의 재질을 선정하고 있다. 구체적인 재질은 상기 실시형태에 열거한 것을 사용할 수 있고, 이것들의 재질을 적당히 조합시킴으로써 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키는 것이 가능하다. 이러한 관계를 충족시킴으로써 상기한 바와 같이, 광의 이용 효율이 향상된다.
또한, 도 3(A)에 도시된 바와 같이, 제 1 투광성부(5)의 하면, 제 2 투광성부(7)의 상면, 제 2 투광성부(7)와 제 3 투광성부(G)의 계면은 베이스(2)의 상면과 거의 평행한 계면을 갖고, 제 1 투광성부(5)의 상면 형상은 오목면 형상인 것이 바람직하다. 이에 따라 제 1 투광성부(5)와 제 3 투광성부(G)의 계면은 광을 확산하는 오목 렌즈로서 기능하게 된다. 따라서, 발광 소자(4)로부터의 광은 제 2 투광성부(7) 전체를 균등하게 조사하게 되어 발광 장치(1)의 발광 분포가 균일화된다.
대안으로서, 도 3(B)에 도시된 바와 같이, 제 1 투광성부(5)의 상면 형상은 볼록면 형상인 것이 바람직하다. 이에 따라 제 1 투광성부(5)와 제 3 투광성부(G)의 계면은 광을 집광하는 볼록 렌즈로서 기능하게 된다. 따라서, 발광 소자(4)로부터의 광은 제 2 투광성부(7)에 효율적으로 입사하게 되고, 발광 장치(1)의 발광 강도가 향상된다.
이하, 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.
(실시예 11)
발광 소자가 탑재되는 베이스의 상면으로부터 베이스의 외표면에 걸쳐서 배선 도체가 형성되고, 폭 15㎜ × 깊이 15㎜ × 두께 1㎜의 판상의 산화 알루미늄 세라믹스 기판을 준비했다.
또한, 발광 소자가 탑재되는 베이스는 상면에 발광 소자의 전극과 접속되는 한쌍의 원형 패드를 갖고 있어 Mo-Mn 분말을 소성하여 얻어진 메탈라이즈드 층(metallized layer)에 의해 형성되어 있다.
또한, 이 한쌍의 원형 패드의 표면에는 두께 3㎛의 Ni 도금층과 두께 3㎛의 Au 도금층을 전해 도금법에 의해 순차적으로 코팅하고 있다.
그리고, 상기 베이스의 상면에 발광 소자를 둘러싸도록 아크릴 수지로 이루어지는 접착재를 통해 15㎜ × 15㎜ × 두께 5㎜의 표면을 화학 연마한 Al(알루미늄)로 이루어지는 프레임 형상의 반사 부재를 부착했다. 또한, 이 반사 부재는 하단부의 내주 직경(φ1)이 5㎜, 상단부의 내주 직경(φ2)이 10㎜인 내주면이 상단부를 향함에 따라 확장되는 직선상의 경사면이 형성된 관통 구멍을 갖고 있다.
이어서, 상기 원형 패드에 Ag 페이스트를 통해 405㎚의 파장으로 피크를 갖는 근자외광을 발하고, 0.35㎜ × 0.35㎜ × 두께 0.1㎜의 공화물계 화합물 반도체로 이루어지는 발광 소자의 한쌍의 전극을 접착 고정했다.
그 후, 실리콘 수지로 이루어지는 굴절율 n1 = 1.41의 제 1 투광성부(5)를 디스펜서를 이용하여 발광 소자를 커버하도록 반사 부재의 내측에 두께 2.5㎜가 되도록 적하하고, 열경화했다.
한편, La2O2S:Eu(적색 형광체), ZnS:Cu,Al(녹색 형광체), (BaMgAl)10O12:Eu(청색 형광체)를 에폭시 수지에 함유시켰고, 굴절율 n2 = 1.55로, 두께 0.5㎜의 판상의 제 2 투광성부(7)를 형성했다. 이 제 2 투광성부를 제 1 투광성부(5) 전체를 커 버하도록 제 1 투광성부(5)의 상방에 배치시켜서 반사 부재에 접착시킴으로써 발광 장치를 형성했다. 이 때, 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)는 2㎜의 간극을 비우도록 해서 형성되어 있고, 이 간극이 굴절율 n3 = 1인 제 3 투광성부(G)로서 기능한다. 이하의 실시예에 있어서도 마찬가지이다.
(실시예 12)
두께가 0.5㎜로, 실리콘 수지로 이루어지는 굴절율 n4 = 1.41의 판상으로 형성된 제 4 투광성부(6)를 제 2 투광성부(7)의 하면에 밀착시킨 것 외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 발광 장치를 형성했다. 여기서, 제 4 투광성부(6)의 굴절율 n4이 제 2 투광성부(7)의 굴절율 n2에 비해 작은 것이 실시예 11과의 차이이다.
(비교예 11)
반사 부재의 내주면과 제 2 투광성부(7)로 둘러싸이는 발광 장치의 내부에 제 1 투광성부(5)를 충전하고, 제 3 투광성부(G) 및 제 4 투광성부(6)를 형성하지 않은 것 외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여 발광 장치를 형성했다.
실시예 11, 12 및 비교예 11의 각각의 전광속량을 측정한 바, 실시예 11의 전광속량은 비교예 11에 대하여 약 3% 정도 많고, 실시예 12의 전광속량은 비교예 11에 대하여 약 7% 정도 많았다. 따라서, 실시예 11 및 실시예 12는 비교예 11에 비해 발광 효율이 양호한 것이 확인되었다.
(제 4 실시형태)
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(1)는 베이스(2)와, 프레임(3)과, 발광 소자(4)와, 제 1 투광성부(5)와, 제 2 투광성부(7) 와, 제 3 투광성부(G)와, 제 4 투광성부(6) 등으로 구성된다.
베이스(2)는 산화 알루미늄 세라믹스, 질화 알루미늄질 소결체, 무라이트질 소결체, 유리 세라믹스 등의 세라믹스, 에폭시 수지 등의 수지, 또는 금속으로 이루어지고, 발광 소자(4)를 지지하는 지지 부재로서 기능한다.
베이스(2)가 세라믹스인 경우 발광 소자(4)가 전기적으로 접속되기 위한 배선 도체(도시 생략)가 베이스(2)의 상면이나 그 주변에 형성되어 있다. 이 배선 도체가 베이스(2)의 외표면으로 도출된 외부 전기 회로 기판에 접속됨으로써 발광 소자(4)와 외부 전기 회로 기판이 전기적으로 접속된다.
발광 소자(4)를 배선 도체에 접속하는 방법으로서는 와이어 본딩(도시 생략)을 통해 접속하는 방법, 또는 발광 소자(4)의 하면에서 솔더 범프(solder bump)(도시 생략)를 통해 접속하는 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식을 이용한 방법 등이 이용된다. 바람직하게는 플립 칩 본딩 방식에 의해 접속하는 것이 좋다. 이에 따라 배선 도체를 발광 소자(4)의 직하에 형성할 수 있기 때문에 발광 소자(4) 주변의 베이스(2)의 상면에 배선 도체를 형성하기 위한 스페이스를 마련할 필요가 없어진다. 따라서, 발광 소자(4)로부터 발광된 광이 이 베이스(2)의 배선 도체용 스페이스로 흡수되어서 방사 광 강도가 저하하는 것을 유효하게 억제할 수 있음과 아울러 발광 장치(1)를 소형으로 할 수 있다.
이 배선 도체는 베이스(2)가 세라믹스로 이루어질 경우, 예를 들면, W, Mo, Cu, 은(Ag) 등의 금속 분말의 메탈라이즈드 층에 의해 형성된다. 또는, 배선 도체가 형성된 절연체로 이루어지는 입출력 단자를 베이스(2)에 형성된 관통 구멍에 밀 착 접합시킴으로써 형성된다. 또한, 베이스(2)가 수지로 이루어질 경우, 예를 들면, Fe-Ni-Co 합금 등의 리드 단자를 매설함으로써 형성된다.
또한, 배선 도체의 노출된 표면에는 Ni나 금(Au) 등의 내식성이 우수한 금속을 1∼20㎛ 정도의 두께로 코팅하는 것이 좋고, 배선 도체의 산화 부식이 유효하게 방지됨과 아울러 발광 소자(4)와 배선 도체의 접속이 강고하게 된다. 따라서, 배선 도체의 노출 표면에는 예를 들면, 두께 1∼10㎛ 정도의 Ni 도금층과 두께 0.1∼3㎛정도의 Au 도금층이 전해 도금법이나 무전해 도금법에 의해 순차적으로 코팅되어 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 프레임(3)은 Al이나 Fe-Ni-Co 합금 등의 금속, 산화 알루미늄 세라믹스 등의 세라믹스 또는 에폭시 수지 등의 수지로 이루어지고, 절삭 가공, 금형 성형, 압출 성형 등에 의해 형성된다.
또한, 프레임(3)의 내주면의 표면은 그 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 이에 따라 발광 소자(4)의 광을 양호하게 발광 장치(1)의 상측으로 반사할 수 있다. Ra가 0.1㎛을 초과할 경우 발광 소자(4)의 프레임(3)의 내주면에서 광을 상측으로 반사하기 어려워짐과 아울러 발광 장치(1)의 내부에서 난반사되기 쉬워진다. 그 결과, 발광 장치(1)의 내부에 있어서의 광의 전파 손실이 커지기 쉬워짐과 아울러 소망하는 방사 각도로 광을 발광 장치(1)의 외부로 출사시키는 것이 곤란해진다.
또한, 제 2 투광성부(7)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 또는 유리 등의 투광성부 중에 예를 들면, 빨강, 파랑, 초록의 3원색의 형광체를 혼입하여 제 2 투광성부의 상면에 도포 또는 탑재함으로써 형성된다. 형광체로서는 여러가지 재료가 이용되고, 예를 들면, 빨강은 La2O2S:Eu(Eu가 도핑된 La2O2S)의 형광체, 초록은 ZnS:Cu,Al의 형광체, 파랑은 (BaMgAl)10O12:Eu의 형광체 등의 입자상의 것을 이용한다. 또한, 이러한 형광체는 1종류에 한정되지 않고, 복수의 것을 임의의 비율로 배합함으로써 소망하는 발광 스펙트럼과 색을 가진 광을 출력할 수 있다.
또한, 제 2 투광성부(7)의 두께는 0.1∼1㎜인 것이 바람직하다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 발광된 광을 효율적으로 파장 변환시킬 수 있다. 형광체층(7)의 두께가 0.1㎜ 미만이면 발광 소자(4)로부터 발광된 광 중 형광체층(7)으로 파장 변환되지 않고 형광체층(7)을 투과하는 비율이 높아져서 파장 변환 효율이 저하되기 쉬워진다. 또한, 1㎜을 초과하면 형광체층(7)으로 파장 변환된 광이 형광체층(7)으로 흡수되기 쉬워져서 방사 광 강도가 저하되기 쉬워진다.
또한, 제 1 투광성부(5)는 발광 소자(4)를 커버하도록 형성되어 있다. 제 1 투광성부(5)는 발광 소자(4)와의 굴절율차가 작고, 자외선 영역에서 가시광 영역의 광에 대하여 투과율이 높은 것으로 이루어지는 것이 좋고, 예를 들면, 제 1 투광성부(5)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 투명 수지나, 저융점 유리, 솔-겔 유리(sol-gel glass) 등으로 이루어진다. 이에 따라 발광 소자(4)와 제 1 투광성부(5)와의 굴절율차에 의해 광의 반사 손실이 발생하는 것을 유효하게 억제할 수 있다.
바람직하게는 제 1 투광성부(5)가 실리콘 수지로 이루어지는 것이 바람직하 다. 실리콘 수지는 발광 소자(4)로부터 발생하는 자외광 등의 광에 대하여 열화하기 어렵기 때문에 밀봉의 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 투광성부(5)가 반구 형상인 것이 바람직하다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 발광되는 광의 진행 방향은 제 1 투광성부(5)의 상면 사이의 각도를 직교하는 것으로 할 수 있기 때문에 제 1 투광성부(5)의 상면에서 전반사되지 않고 광을 효율적으로 방출시킬 수 있고, 방사 광 강도가 높은 발광 장치(1)로 할 수 있다.
또한, 제 3 투광성부(G)로서 실리콘 수지나 에폭시 수지, 불소 수지 등을 사용할 수 있고, 또는 공기 등으로 이루어지는 기체층으로 구성할 수도 있다. 어느 쪽의 경우도 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 재료를 선정한다. 예를 들면, 발광 소자로부터 발광되는 광이 자외 영역으로부터 근자외 영역에 주발광 피크를 가질 경우, 자외 영역으로부터 근자외 영역에 있어서 투과율이 높고, 황변이나 강도 열화가 발생하기 어려운 실리콘 수지를 이용하는 것이 좋고, 이 경우, 제 1 및 제 2 투광성부(5, 7)로서 굴절율이 1.52인 실리콘 수지를 이용하고, 제 3 투광성부로서 굴절율이 1.41인 실리콘 수지를 이용한다. 이에 따라 본 발명의 발광 장치를 구성할 수 있다.
제 2 투광성부(7)의 하면에 제 4 투광성부(6)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라 제 2 투광성부(7)의 하면에 형광체가 노출되었더라도 그 노출된 형광체를 제 4 투광성부(6)로 커버함으로써 형광체로부터 발광된 광을 제 4 투광성부(6)의 하면에서 양호하게 전반사시켜서 상측으로 광을 진행시킬 수 있다. 따라 서, 형광체로부터 직접 간극에 광이 발광되어 광이 베이스(2)나 발광 소자(4)에 흡수되는 것을 유효하게 방지하고, 보다 광인출 효율을 향상시키는 것이 가능한 발광 장치(1)로 할 수 있다.
이러한 제 4 투광성부(6)는 제 1 투광성부(5)의 사이에 간극을 두어서 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 형성되어 자외선 영역으로부터 가시광 영역의 광에 대하여 투과율이 높은 것으로 이루어지는 것이 좋다. 이와 같이, 제 4 투광성부(6)가 제 1 투광성부의 사이에 간극을 두어서 제 1 투광성부를 커버하도록 형성되어 있으므로 제 1 투광성부(5)의 상면으로부터 광범위로 출사된 광을 제 4 투광성부(6)의 하면에 입사할 때에 베이스(2)에 대하여 직각인 상측 방향으로 진행시킬 수 있다. 따라서, 제 2 투광성부(7) 가운데를 투과하는 광로 길이를 제 2 투광성부(7) 전체에 있어서 근사시켜서 파장 변환 효율의 차에 의해 얼룩짐이 발생하는 것을 유효하게 방지할 수 있음과 아울러 발광 장치(1)의 축상에 지향성 좋은 광을 방사시켜서 방사 광 강도, 축상 광도 및 휘도를 높일 수 있다.
또한, 제 4 투광성부(6)의 하면은 보다 굴절율이 낮은 공기층 등으로 이루어지는 제 3 투광성부(G)와 접하고 있으므로 제 2 투광성부(7) 가운데의 형광체로부터 하측 방향으로 발광하는 광이나, 제 2 투광성부(7)의 상면으로부터 하측 방향으로 반사된 광의 대부분을 제 4 투광성부(6)의 하면에서 전반사시킬 수 있고, 광이 프레임(3)의 내측에서 반사를 반복하여 쇠퇴하거나, 베이스(2)나 발광 소자(4)에 흡수되는 것을 유효하게 방지하고, 광인출 효율이 저하되는 것을 유효하게 억제할 수 있다.
또한, 제 3 투광성부(G), 즉, 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7) 사이의 간극, 또는 제 1 투광성부(5)와 제 4 투광성부(6) 사이의 간극은 제 1 투광성부(5)나 제 4 투광성부(6), 형광체층을 구성하는 제 2 투광성부(7)의 굴절율보다도 작아져 있으면 좋고, 반드시 공기층일 필요는 없다. 예를 들면, 다른 베이스의 층이어도 좋고, 저굴절율의 투광성부의 층이어도 좋다.
제 4 투광성부(6)는 제 2 투광성부(7)와의 굴절율차가 작고, 자외선 영역으로부터 가시광 영역의 광에 대하여 투과율이 높은 것으로 이루어지는 것이 좋고, 예를 들면, 제 4 투광성부(6)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 투명 수지나, 저융점 유리, 솔-겔 유리 등으로 이루어진다. 제 4 투광성부(6)는 형광체층을 구성하는 제 2 투광성부(7)와 마찬가지 재료인 것이 바람직하다. 이에 따라 제 2 투광성부(7)와 제 4 투광성부(6)의 계면에서 광을 양호하게 투과시켜서 광 손실을 작게 할 수 있음과 아울러 제 2 투광성부(7)와 제 4 투광성부(6)의 열팽창 계수차에 의한 응력으로 이것들이 박리하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 제 1 투광성부(5)를 실리콘 수지로 하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지는 발광 소자(4)로부터 발생되는 자외광 등의 광에 대하여 열화되기 어렵기 때문에 밀봉의 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 제 1 투광성부(5)의 두께나, 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 간격(간극의 폭), 제 1 투광성부(5)와 제 4 투광성부(6)의 간격(간극의 폭), 제 4 투광성부(6)의 두께는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 계면이나 제 1 투광성부(5)와 제 4 투광성부(6)의 계면에 있어서의 반사 효율을 고려해서 적절하게 선 택하면 좋다.
또한, 발광 장치의 두께가 동일하다고 가정했을 경우, 바람직하게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 3 투광성부(G)의 두께, 즉, 제 1 투광성부(5)의 상면과 제 2 투광성부(7)의 간격(간극의 폭), 또는 제 1 투광성부(5)의 상면과 제 4 투광성부(6)의 간격(간극의 폭)은 제 1 투광성부(5)의 두께보다도 작게 하는 것이 좋다.이에 따라 간극의 열팽창을 작게 함과 아울러 간극의 열팽창에 의한 응력을 제 1 투광성부(5)로 충분히 흡수해서 발광 소자(4)에 응력이 발생하여 발광 소자(4)의 발광 특성이 변화되는 것을 양호하게 방지할 수 있다.
한편, 광 손실을 저감한다고 하는 관점에서는 발광 장치의 두께가 동일하다고 가정했을 경우, 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(6)의 두께의 합계[제 2 투광성부(6)가 없을 경우는 제 1 투광성부(5)의 두께]가 간극의 폭[제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(6)의 간격, 또는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 간격]보다도 작아져 있는 것이 좋다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 발광된 광이 외부로 방출될 때까지 통과하는 경로에 있어서, 투과율이 높은 공기층의 비율을 크게 할 수 있고, 발광 장치내에서 제한되거나 난반사를 반복함으로써 방생하는 광의 전파 손실을 억제할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(3)의 상면에, 유리, 사파이어, 석영, 또는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 수지(플라스틱) 등의 투명 부재로 이루어지는 커버(8)를 탑재 고정해도 좋다. 이 경우, 프레임(3)의 내측에 설치되어 발광 소자(4), 배선 도체, 본딩 와이어, 제 1 투광성부(5), 제 4 투광성부(6)를 보호함과 아울러 발광 장치(1) 내부를 기밀하게 밀봉하여 발광 소자(4)가 장기간 동안 안정되게 동작되게 할 수 있다. 또한, 커버(8)를 렌즈상으로 형성해서 옵티컬 렌즈의 기능을 부가함으로써 광을 집광 또는 분산되게 해서 소망하는 방사 각도, 강도 분포로 광을 발광 장치(1)의 외부로 방출할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치(1)는 1개의 발광 장치를 소정의 배치가 되도록 설치해서 광원으로서 이용함으로써 또는 복수개를 예를 들면, 격자상이나 지그재그상, 방사상, 복수의 발광 장치로 이루어진 원형이나 다각 형상의 발광 장치군을 동심상으로 복수군 형성한 것 등 소정의 배치가 되도록 설치해서 광원으로서 이용함으로써 본 발명의 조명 장치로 할 수 있다. 이에 따라 광인출 효율을 향상시켜서 방사 광 강도, 축상 광도 및 휘도가 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 반도체로 이루어지는 발광 소자(4)의 전자의 재결합에 의한 발광을 이용하고 있기 때문에 종래의 방전을 이용한 조명 장치보다도 저소비 전력임과 아울러 장수명으로 하는 것이 가능하게 되어 발열이 작은 소형의 조명 장치로 할 수 있다. 그 결과, 발광 소자(4)로부터 발광되는 광의 중심 파장의 변동을 억제할 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정된 방사 광 강도와 아울러 방사 광각도(배광 분포)로 광을 조사할 수 있음과 아울러 조사면에 있어서의 얼룩짐이나 조도 분포의 치우침이 억제된 조명 장치로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 조명 장치는 복수개의 발광 장치(1)를 소정의 배치가 되도록 설치한 것뿐만 아니라 1개의 발광 장치(1)를 소정의 배치가 되도록 설치한 것이 라도 좋다.
이하, 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.
(실시예 21)
우선, 베이스(2)가 되는 산화 알루미늄 세라믹스 기판을 준비했다. 베이스(2)는 폭 8㎜ × 깊이 8㎜ × 두께 0.5㎜의 직방체로 했다.
또한, 발광 소자(4)가 탑재되는 베이스(2)의 상면으로부터 베이스(2)의 외표면에 걸쳐서 배선 도체를 형성했다. 발광 소자(4)가 탑재되는 베이스(2)의 상면의 배선 도체는 Mo-Mn 분말로 이루어지는 메탈라이즈드 층에 의해 직경 0.1㎜의 원형 패드로 형성되어 그 표면에는 두께 3㎛의 Ni 도금층이 코팅되었다. 또한, 베이스(2) 내부의 배선 도체는 관통 도체로 이루어지는 전기 접속부, 소위 스루홀(through hole)에 의해 형성되었다. 이 스루홀에 대해서도 Mo-Mn 분말로 이루어지는 메탈라이즈드 도체로 형성되었다.
또한, 베이스(2)와 프레임(3)을 접착제로 접합하고, 그 후, 굴절율이 1.61인 에폭시계 수지로 이루어지는 제 1 투광성부(5)를 발광 소자(4)를 커버하도록 프레임(3)의 내부에 반경 0.4㎜의 반구 형상이 되도록 탑재하고, 또한, 그 반구 형상의 천정부에서 높이 방향으로 1.1㎜의 간극을 형성하고, 그 상방에 굴절율이 1.41인 실리콘 수지로 이루어지고, 두께가 0.1㎜인 판상의 제 4 투광성부(6)를 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 프레임(3)의 내측에 접착했다. 그리고, 제 4 투광성부(6)의 상면에 빨강은 La2O2S:Eu, 초록은 ZnS:Cu,Al, 파랑은 (BaMgAl)10O12:Eu로 이루어지는 형광체를 실리콘 수지로 이루어지는 투광성 부재에 함유해서 이루어지는 제 2 투광성부(7)를 피복시킴으로써 본 발명의 발광 장치(1)를 구성했다.
(비교예 21)
한편, 비교예 21로서 프레임(3)의 내부에 제 1 투광성부(5)를 두께 1.5㎜으로 충전해서 구성한 것 외에는 실시예 21과 동일 조건으로 구성했다.
이와 같이 하여 제작된 실시예 21과 비교예 21에 대해서 각각의 전광속량을 측정한 바, 실시예 21의 전광속량이 비교예 21에 대하여 약 10% 정도 많아지고, 실시예 21쪽이 우수하다는 것을 알았다.
(제 5 실시형태)
도 8∼도 10은 본 발명의 제 5 실시형태를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(1)는 베이스(2)와, 발광 소자(4)와, 제 1 투광성부(5)와, 제 2 투광성부(7)와, 제 3 투광성부(G) 등으로 구성된다.
베이스(2)는 산화 알루미늄 세라믹스, 질화 알루미늄질 소결체, 무라이트질 소결체, 유리 세라믹스 등의 세라믹스, 에폭시 수지 등의 수지, 또는 금속으로 이루어지고, 발광 소자(4)를 지지하는 지지 부재로서 기능한다.
베이스(2)가 세라믹스인 경우, 발광 소자(4)가 전기적으로 접속되기 위한 배선 도체(도시 생략)가 베이스(2)의 상면이나 그 주변에 형성되어 있다. 이 배선 도체가 베이스(2)의 외표면으로 도출된 외부 전기 회로 기판에 접속됨으로써 발광 소자(4)와 외부 전기 회로 기판이 전기적으로 접속된다.
제 1 투광성부(5)는 투광성 재료로 형성되어 있고, 발광 소자(4)의 상면을 피복한다.
제 2 투광성부(7)는 발광 소자(4)가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 함유한 투광성 재료로 형성되어 있고, 제 1 투광성부(5)의 상방에 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 형성된다.
제 3 투광성부(G)는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 사이에 형성된다.
본 실시형태에서는 제 1 투광성부(5)의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부(7)의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부(G)의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)의 재질을 선정하고 있다. 구체적인 재질은 상기 실시형태에 열거한 것을 사용할 수 있고, 이것들의 재질을 적당히 조합시킴으로써 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키는 것이 가능하다. 이러한 관계를 충족시킴으로써 상기한 바와 같이, 광의 이용 효율이 향상된다.
또한, 도 8∼도 10에 있어서, 베이스(2)의 표면이나 내부에는 발광 장치(1)의 내외를 전기적으로 도통 접속하기 위한 W, Mo, Mn 등의 금속 분말을 이용한 메탈라이즈드 등의 도전로(18)로 형성되어 있고, 이 도전로(18)의 베이스(2)의 상면에 노출된 부위에 발광 소자(4)의 전극이 전기적으로 접속된다. 또한, 이 도전로(18)는 베이스(2)의 하면 등의 외부에 노출된 부위가 Cu, Fe-Ni 합금 등의 금속으로 이루어지는 리드 단자 등을 통해 외부 전기 회로에 접속된다. 이에 따라 발광 소자(4)가 도전로(18)를 통해 외부 전기 회로와 전기적으로 접속된다.
또한, 도전로(18)는 그 노출된 표면에 Ni나 금(Au) 등의 내식성이 우수한 금속을 1∼20㎛ 정도의 두께로 코팅하는 것이 좋고, 도전로(18)가 산화 부식되는 것을 유효하게 방지할 수 있음과 아울러 도전로(18)와 발광 소자(4)의 전기적인 접속 및 도전로(18)와 도전성 접착 부재(17)의 접속을 강고하게 할 수 있다. 따라서, 도전로(18)의 노출 표면에는 두께 1∼10㎛ 정도의 Ni 도금층과 두께 0.1∼3㎛ 정도의 Au 도금층이 전해 도금법이나 무전해 도금법에 의해 순차적으로 코팅되어 있는 것이 보다 바람직하다.
프레임(3)은 알루미늄(Al)이나 Fe-Ni-코발트(Co) 합금 등의 금속, 산화 알루미늄질 소결체 등의 세라믹스 또는 에폭시 수지 등의 수지로 이루어지고, 절삭 가공이나 금형 성형, 압출 성형 등의 성형 기술에 의해 프레임 형상으로 형성된다. 또한, 프레임(3)의 중앙부는 상방을 향함에 따라 외측으로 확장되는 관통 구멍이 형성되어 있고, 관통 구멍의 내주면은 광반사면으로 하고 있다.
이러한 광반사면은 절삭 가공이나 금형 성형, 압출 성형 등의 성형 기술에 의해 내주면을 평활화하거나, 내주면에 Al 등의 금속을 증착법이나 도금법에 의해 코팅하거나 함으로써 형성된다. 그리고, 프레임(3)은 주석 땜납이나 은 땜납 등의 땜납재 또는 수지 접착제에 의해 베이스(2)의 상측 주면에 접합된다.
본 발명의 발광 소자(4)는 도 8∼도 10에 도시된 바와 같이, Au-Sn 공정 땜납 등의 도전성 접착 부재(17)를 통한 플립 칩 본딩에 의해 베이스(2)의 상면에 형성된 도전로(18)에 접속됨으로써 베이스(2)에 탑재된다. 또는, 베이스(2)의 상면에 땜납이나 솔-겔 유리, 저융점 유리 등의 무기 접착제, 또는 에폭시 수지 등의 유기 접착제로 접착되어 발광 소자(4)의 전극이 본딩 와이어를 통해 도전로(18)에 전기적으로 접속된다.
그리고, 도 8∼도 10에 도시된 바와 같이, 발광 소자(4)가 도전로(18)에 플립 칩 실장될 경우 발광 소자(4)의 하면측에는 제 1 투광성부(5)가 존재하지 않고, 제 1 투광성부(5)보다도 작은 굴절율을 갖고, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 제 3 투광성부(G)가 형성되어 있는 것이 좋다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 발광되는 광은 굴절율차가 큰 발광 소자(4)의 하면으로부터 제 3 투광성부(G)로 진행하는 것 보다도 굴절율차가 작은 발광 소자(4)의 상면 또는 측면으로부터 제 1 투광성부(5)로 진행하고, 제 3 투광성부(G)로 진행하기 쉬워진다. 그 결과, 발광 소자(4)로부터 발광된 광이 발광 소자의 하방에 있는 전극과 도전로(18)를 접속하고, 예를 들면 Au-Sn 합금과 같은 Au를 함유한 땜납 등의 도전성 접착 부재(17)에 흡수되어서 발광 효율이 저하되는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 도 8은 발광 소자(4)의 상면에 제 1 투광성부(5)가 형성되고, 이 제 1 투광성부의 상방에 제 1 투광성부 전체를 커버하도록 제 2 투광성부가 형성되어 있다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 발광되는 광을 발광 소자(4)의 상방으로 양호하게 진행시켜서 도전성 접착 부재(17)에 흡수되는 것을 억제함과 아울러 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시킴으로써 발광 소자(4)로부터의 광을 보다 효율적으로 방출시킬 수 있다.
또한, 도 9 및 도 10에서는 발광 소자(4)의 상면 및 측면이 제 1 투광성부(5)에 의해 피복되어 있다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 발광되는 광을 발광 소자(4)의 상방 및 측방으로 양호하게 진행시킬 수 있으므로 도전성 접착 부재(17)에 흡수되는 것을 억제함과 아울러 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시킴으로써 발광 소자(4)로부터의 광을 보다 효율적으로 방출시킬 수 있다.
또한, 상기 도 8∼도 10에 있어서, 제 3 투광성부(G)를 기체층으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 발광 소자(4)의 하측에 제 3 투광성부(G)로서 수지 등으로 이루어지는 투명 재료가 배치될 경우와 비교하여 발광 소자(4)로부터 발생하는 열에 의해 발광 소자(4)의 하방에 형성된 제 3 투광성부(G)가 열팽창하는 것 등이 없고, 이에 따라 제 3 투광성부(G)의 열팽창에 의해 발생하는 응력에 의해 발광 소자(4)가 도전로(18)로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있고, 전기적인 도통을 양호하게 해서 발광 장치를 정상적으로 작동시킬 수 있다.
제 2 투광성부(7)는 제 1 투광성부(5) 전체를 커버하도록 형성되고, 그 설치 방법으로서는 형광체를 투명 재료에 함유해서 이루어지는 제 2 투광성부(7)를 미리 소망하는 형상으로 형성한 후 제 1 투광성부(5) 상에 간극을 두어서 탑재함으로써, 또는 제 1 투광성부(5) 상에 제 3 투광성부(G)가 되는 실리콘 수지 등을 소망하는 두께까지 도포함과 아울러 순차적으로 열경화시켜서 그 위에 형광체와 투명 재료를 혼합한 후 액상의 파장 변환 부재 전구체의 상태로 디스펜서를 이용하여 제 2 투광성부(7)를 형성하고, 오븐에서 경화시키는 방법 등에 의해 행해진다.
또한, 제 1 투광성부(5)는 발광 소자(4)를 베이스(2)에 접합하기 전에 발광 소자(4)에 코팅시킨 쪽이 용이하게 형성할 수 있어 보다 바람직하다. 예를 들면, 사파이어 등의 투명 기판의 웨이퍼 상에 n형 질화 갈륨 및 p형 질화 갈륨 등의 발 광층을 형성하기 위한 반도체를 에피택셜 성장(epitaxial growth)시키고, 그 후, 전극을 형성해 발광 소자(4)의 웨이퍼를 얻을 수 있다. 그리고, 자외선 경화 필름 등의 지지 부재 상에 사파이어 웨이퍼를 부착한 상태로 제 1 투광성부(5)가 되는 액상의 투광성 부재 전구체를 스핀 코터법(spin coating)이나, 스프레이법(spraying)으로 도포함으로써 한번에 대량인 발광 소자(4)상에 제 1 투광성부(5)를 코팅시킬 수 있다. 그 후, 사파이어 웨이퍼를 다이서(dicer)에 의해 개별 칩으로 절단하여 베이스(2)에 설치함으로써 상면에 제 1 투광성부(5)가 형성된 발광 소자(4)를 용이하게 그리고 저가로 재현성 좋게 얻을 수 있다.
또는, 상기 발광 소자(4)의 웨이퍼를 절단하여 서로 간격을 두어서 각각의 발광 소자(4)로 분리한 상태에서 제 1 투광성부(5)를 각각의 발광 소자(4)로 한번에 형성함으로써 용이하게 그리고 저가로 재현성 좋게 발광 소자(4)의 상면 또는 상면과 측면을 제 1 투광성부(5)로 둘러쌀 수 있다.
이와 같이 제 1 투광성부(5)를 발광 소자(4)를 베이스(2)에 접합하기 전에 발광 소자(4)에 코팅시킴으로써 각각의 발광 소자(4)를 발광 소자 수납용 패키지에 탑재한 후에 제 1 투광성부(5)를 형성했을 경우와 마찬가지로 제 1 투광성부(5)의 두께가 소망하는 것이 되지 않고 불량품이 되고, 발광 소자(4)뿐만 아니라 발광 소자 수납용 패키지까지 낭비가 되는 것을 방지할 수 있고, 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제 1 투광성부(5)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 발광 소자(4)상의 영역을 포함하는 표면의 적어도 일부가 곡면상인 것이 바람 직하다. 보다 바람직하게는 제 1 투광성부(5)의 전체 형상이 발광 소자(4)의 발광부의 중심(重心)을 중심(中心)으로 한 반구 형상인 것이 좋다. 이에 따라 발광 소자(4)로부터 제 1 투광성부(5)로 방출된 광의 진행 방향과 제 1 투광성부(5) 및 제 3 투광성부(G)의 계면이 이루는 각도를 90°에 근접하게 할 수 있고, 광이 이 계면에서 반사되는 확률을 현저히 낮게 할 수 있다.
이러한 반구 형상의 제 1 투광성부(5)는 액상의 투광성 재료 전구체를 발광 소자(4)의 상면으로부터 측면에 걸쳐서 코팅시켜서 발광 소자(4)의 모서리부에 작용하는 표면 장력을 이용함으로써 용이하게 발광 소자(4)를 중심으로 한 반구 형상으로 할 수 있고, 이것을 경화시켜서 제 1 투광성부(5)로 할 수 있다. 또한, 제 1 투광성부(5)의 형상은 발광 소자(4)의 직방체 형상을 할 수 있는 한 반구 형상에 근접하게 할 수 있으면 좋고, 여기에서 말하는 반구 형상으로는 도 10에 도시된 바와 같은 반구를 왜곡시킨 곡면 형상도 포함된다.
또한, 본 발명의 발광 장치(1)는 1개의 발광 장치를 소정의 배치가 되도록 설치하고, 본 발명의 발광 장치(1)를 광원으로서 이용함으로써 또는 복수개를 예를 들면, 격자상이나 지그재그상, 방사상, 복수의 발광 장치로 이루어진 원형이나 다각 형상의 발광 장치군을 동심상으로 복수군 형성한 것 등 소정의 배치가 되도록 설치하고, 본 발명의 발광 장치(1)를 광원으로서 이용함으로써 조명 장치로 할 수 있다. 이에 따라 반도체로 이루어지는 발광 소자(4)의 전자의 재결합에 의한 발광을 이용하고 있기 때문에 종래의 방전을 이용한 조명 장치보다도 저소비 전력임과 아울러 장수명으로 하는 것이 가능해서 발열이 작은 소형의 조명 장치로 할 수 있 다. 그 결과, 발광 소자(4)로부터 발광되는 광의 중심 파장의 변동을 억제할 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정된 방사 광 강도, 그리고 방사 광각도(배광 분포)로 광을 조사할 수 있음과 아울러 조사면에 있어서의 얼룩짐이나 조도 분포의 치우침이 억제된 조명 장치로 할 수 있다.
(제 6 실시형태)
도 11은 본 발명의 제 6 실시형태를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(1)는 베이스(2)와, 프레임(3)과, 발광 소자(4)와, 제 1 투광성부(5)와, 제 2 투광성부(7)와, 제 3 투광성부(G)와, 탄성 부재(14) 등으로 구성되어 전체로서 발광 소자 수납 패키지를 구성하고 있다.
프레임(3)은 베이스(2)의 상면에 부착되어 발광 소자(4)를 둘러싸는 반사면(3a)을 갖는다. 프레임(3)의 외주면과 하면의 사이에는 절결부(3b)가 형성된다.
탄성 부재(14)는 역L자형의 단면을 가진 링상 부재이며, 탄성 부재(14)의 상부는 절결부(3b)에 매입(埋入)됨과 아울러 탄성 부재(14)의 하부는 베이스(2)의 측방에 배치된다.
제 1 투광성부(5)는 투광성 재료로 형성되어 있고, 발광 소자(4)를 피복한다.
제 2 투광성부(7)는 발광 소자(4)가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 함유한 투광성 재료로 형성되어 있고, 제 1 투광성부(5)의 상방에 제 1 투광성부(5)를 커버하도록 형성된다.
제 3 투광성부(G)는 제 1 투광성부(5)와 제 2 투광성부(7)의 사이에 형성된 다.
본 실시형태에서는 제 1 투광성부(5)의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부(7)의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부(G)의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키도록 제 1 투광성부(5), 제 2 투광성부(7) 및 제 3 투광성부(G)의 재질을 선정하고 있다. 구체적인 재질은 상기 실시형태에 열거한 것을 사용할 수 있고, 이것들의 재질을 적당히 조합시킴으로써 n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키는 것이 가능하다. 이러한 관계를 충족시킴으로써 상기한 바와 같이, 광의 이용 효율이 향상된다.
베이스(2)는 발광 소자(4)를 지지하고 탑재하기 위한 지지 부재 및 발광 소자(4)의 열을 방열시키기 위한 방열 부재로서 기능한다. 베이스(2)의 상면에는 발광 소자(4)가 수지 접착제나 주석(Sn)-납(Pb) 땜납, Au-Sn 등의 저융점 땜납 등을 통해 부착된다. 그리고, 발광 소자(4)의 열은 수지 접착제나 저융점 땜납을 통해 베이스(2)에 전달되어 외부로 효율적으로 방산됨으로써 발광 소자(4)의 작동성을 양호하게 유지한다. 또한, 발광 소자(4)로부터 출사된 광은 반사면(3a)에서 반사되어 외부로 방사된다.
또한, 베이스(2)는 산화 알루미늄질 소결체(산화 알루미늄 세라믹스), 질화 알루미늄질 소결체, 유리 세라믹스 등의 세라믹스 등으로 이루어진다. 또한, 발광 소자(4)가 탑재되는 베이스(2)의 상면 근방으로부터는 발광 소자 수납 패키지의 외측에 걸쳐서 도출된 배선 도체가 형성되어 있다.
또한, 베이스(2)에 형성된 배선 도체는 예를 들면, W, Mo, Mn, Cu 등의 메탈 라이즈드 층으로 형성되어 있고, 예를 들면, W 등의 분말에 유기용제, 용매를 첨가 혼합해서 얻은 금속 페이스트를 소정 패턴으로 인쇄 도포하여 소성함으로써 베이스(2)에 형성시킨다. 이 배선 도체의 표면에는 산화 방지를 위해 본딩 와이어(도시 생략)를 강고하게 접속하기 위해서 두께 0.5∼9㎛의 Ni층이나 두께 0.5∼5㎛의 Au층 등의 금속층을 도금법에 의해 코팅하는 것이 바람직하다.
또한, 프레임(3)은 베이스(2)의 상면에 발광 소자(4)를 둘러싸도록 형성되어 있고, 프레임(3)의 하면과 외주면의 사이에는 절결부(3b)가 형성되어 있다. 그리고, 프레임(3)은 Al, 스테인레스 강(SUS), Ag, 철(Fe)-Ni-코발트(Co) 합금, Fe-Ni 합금 등의 금속이나 수지, 세라믹스 등으로 이루어지고, 프레임(3)이 금속으로 이루어질 경우, 내주면을 연마 등의 방법으로 경면화함으로써 내주면을 발광 소자(4)로부터 발광되는 가시광을 양호하게 반사할 수 있는 반사면(3a)으로 할 수 있다.
또한, 프레임(3)이 수지나 세라믹스로 이루어질 경우, 내주면에 도금이나 증착 등으로 금속층을 형성함으로써 내주면을 발광 소자(4)로부터 발광되는 가시광을 양호하게 반사할 수 있는 반사면(3a)으로 할 수 있다. 발광 소자(4)로부터의 가시광의 반사 효율이 높은 반사면(3a)을 따라 간단히 제조할 수 있다고 하는 관점, 및 산화 등에 의한 부식을 방지할 수 있다고 하는 관점에서는 프레임(3)은 Al이나 SUS로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 프레임(3)은 금속으로 이루어질 경우, 그 재료의 잉곳(ingot)에 절삭 가공, 압연 가공이나 펀칭 가공 등의 종래 주지의 금속 가공을 실시함으로써 상기의 소정 형상으로 형성된다.
본 발명의 탄성 부재(14)는 그 종탄성율이 프레임(3)의 종탄성율보다도 작은 재료로 이루어진다. 바람직하게는 탄성 부재(14)의 종탄성율이 프레임(3)의 종탄성율의 1/5배 이하인 것이 좋다. 프레임(3)보다도 작은 종탄성율을 가짐으로써 베이스(2) 및 프레임(3)에 발광 소자(4)가 작동시에 발생되는 열이나 외부 환경의 온도 변화 등이 반복해서 인가되어서 베이스(2) 및 프레임(3)이 팽창 또는 수축되어도 비틀림에 의해 발생하는 응력을 탄성 부재(14)에 의해 유효하게 완화시키고, 프레임(3)에 끼치는 영향을 현저히 저감할 수 있다.
또한, 탄성 부재(14)는 프레임(3)의 절결부(3b)에 상부를 매입시킴과 아울러 하부를 베이스(2)의 측방에 배치하여 프레임(3)에 부착시키고 있고, 예를 들면, 에폭시 수지나 액정 폴리머(LCP) 등의 고내열성의 열경화성 수지나 열가소성 수지로 이루어지고, 탄성 부재(14)의 종탄성율은 10[MPa]∼20[MPa]의 값을 갖는 것이 좋다. 왜냐하면, 상기와 같은 종탄성율의 값을 가짐으로써 탄성 부재(14)가 완충재가 되고, 발광 소자(4)의 작동시에 발생되는 열이나, 외부 환경의 온도 변화 등이 베이스(2)에 반복적으로 인가된다 하더라도 큰 열응력이 발생하는 것은 억제되므로, 베이스(2)에 크랙이 발생하거나 베이스(2)와 프레임(3)이 박리되는 것을 유효하게 방지할 수 있기 때문이다.
그 결과, 배선 도체 등에 단선 등의 전기적 접속 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 발광 소자(4)로부터 발광되어 프레임(3)에서 반사되는 광속(광 빔)의 패턴이 일정하게 되어 광의 방사 각도가 안정적으로, 단일 광속 또는 그것들의 집합체로 표시되는 광 강도 분포를 소망하는 값 및 패턴으로 할 수 있다.
또한, 탄성 부재(14)의 종탄성율이 70[MPa]보다 큰 값인 경우에 발광 소자(4)의 발열시에 베이스(2)와 프레임(3)에 발생하는 응력을 완화하기 어려워 부적합하게 되는 경향이 있다. 또한, 탄성 부재(14)의 종탄성율이 5[MPa]보다 작은 값인 경우에 프레임(3)을 탄성 부재(14)가 지지하는 효과가 작아져서 프레임(3)을 베이스(2)상에 안정적으로 고정할 수 없게 되는 경향이 있다. 따라서, 탄성 부재(14)의 종탄성율은 5[MPa]∼70[MPa]이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10[MPa]∼20[MPa]의 값으로 하는 것이 좋다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 탄성 부재(14)를 베이스(2)의 상면에 접착시켜서 열전도율이 프레임(3)보다도 낮은 탄성 부재(14)를 이용할 경우 베이스(2)로부터 프레임(3)으로의 열전도를 열전도율이 낮은 탄성 부재에 의해 억제할 수 있고, 프레임(3)이 열에 의해 비틀어지는 것을 특히 유효하게 방지할 수 있어 바람직하다. 가령, 발광 소자(4)의 열에 의해 베이스(2)가 비틀어지더라도 비틀림에 의해 발생하는 응력을 베이스(2)와 프레임(3)에 접착된 탄성 부재(14)에 의해 완화하고, 프레임(3)에 끼치는 영향을 현저히 저감할 수 있다. 따라서, 발광 소자 수납 패키지로부터 방출되는 광의 강도 분포나 조사면에 있어서의 조도 분포에 변동이 발생하지 않고 안정된 광을 출력하여 발광 장치를 장기간에 걸쳐 고신뢰성으로 그리고 안정적으로 작동할 수 있다.
또한, 발광 소자 수납 패키지를 외부 접속 기판과 접속하는 때는 베이스(2)의 하면에 일단부가 평면으로 보았을 때 베이스(2)보다 외방으로 돌출되도록 외부 접속 단자를 형성하여 접속하거나, 또는 베이스(2)의 하면에 형성한 접속 패드에 직접, 도전성 접합재를 형성하여 접속할 경우가 많다. 이 중에서 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 외부 접속 단자로서 L자형의 리드 단자(21)를 베이스(2)와 탄성 부재(14)의 하면에 형성할 경우에서는 가령 발광 소자(4)의 발열시에 발생하는 응력으로 L자형의 리드 단자(21)가 베이스(2)에 충돌하게 되더라도 L자형의 리드 단자(21)는 베이스(2)의 측방에 형성된 탄성 부재(14)와 접촉해서 베이스(2)와의 접촉이 방지되고, 또는 충돌하게 되더라도 그 응력이 탄성 부재(14)에 의해 완충되기 때문에 L자형의 리드 단자(21)와 베이스(2)의 접촉에 의한 베이스(2)의 쪼개짐이나 파손, 크랙 등의 발생을 유효하게 방지할 수 있기 때문이다. 그 결과, 발광 소자(4)를 기밀하게 수용할 수 있고, 발광 소자(4)를 장기간에 걸쳐 정상적이고 안정적으로 작동시킬 수 있다.
또한, 이렇게 L자형의 리드 단자(21)를 베이스(2)의 하면에 형성할 경우에는, 도 13도시된 바와 같이, 베이스(2)의 중앙부에서도 리드 단자(21)의 접합부가 상방에 위치하도록 단차부를 형성하고, 이 단차부에 L자형의 리드 단자(21)를 접속하는 것이 바람직하다. 단차부에 L자형의 리드 단자(21)를 형성함으로써 외부 접속 기판과 L자형의 리드 단자(21)의 단락을 억제할 수 있다.
또한, 베이스(2)의 하면에 형성한 접속 패드에 직접, 도전성 접합재를 형성하여 발광 소자 수납 패키지와 외부 접속 기판을 부착시킬 경우 도전성 접합재를 용융했을 때에 가령 외부 접속 기판과 발광 소자 수납 패키지의 사이에서 도전성 접합재가 밀려나와 베이스(2)을 타고 올라가더라도 종래에는 프레임(3)이었던 부분에 본 발명에서는 탄성 부재(14)가 존재하기 때문에 프레임(3)과 도전성 접합재는 접촉하기 어렵다. 따라서, 프레임(3)이 금속 등으로 이루어지더라도 프레임(3)과 도전성 접합재가 용이하게는 접촉하지 않기 때문에 전기적인 단락을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 베이스(2)가 세라믹스로 이루어질 경우에 있어서는 탄성 부재(14)의 하부를 베이스(2)의 측방에 배치하여 프레임(3)에 부착시킴으로써 측방에 있는 탄성 부재(14)의 하부에 의해 세라믹 베이스(2)의 측면으로부터 외부로 누출되고 있던 광은 진행을 방해할 수 있어, 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 발광 장치를 표시 장치로서 이용해도 광이 희미해지지 않고 양호한 시인성을 얻을 수 있다.
또한, 탄성 부재(14)의 하부와 베이스(2)의 측방의 사이에 간극이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 발광 소자(4)로부터 발생한 열이 베이스(2)에 전해지고, 베이스(2)와 탄성 부재(14)의 간극으로부터 그 열을 방열할 수 있기 때문에 좋다. 또한, 방열성이 높아짐으로써 발광 소자(4)의 열화를 방지하고, 더욱 열에 의한 발광 소자 수납 패키지의 변형도 유효하게 방지할 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
또한, 더욱 바람직하게는 프레임(3)의 절결부(3b)는 프레임(3)의 외주면을 따라 고리 형상으로 설치되어 있는 것이 좋다. 이에 따라 베이스(2)와 프레임(3)의 사이에 고리 형상으로 절결부(3b)가 설치되기 전보다도 용량이 큰 외기층이 존재하게 되고, 발광 소자(4)의 작동시에 발생하는 열이 베이스(2)로부터 프레임(3)에 전달되는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 그 결과, 프레임(3)으로부터 베이스(2)에 전해지는 벤딩 모멘트(bending moment)를 억제할 수 있고, 베이스(2)에 크랙이나 깨짐이 발생하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 프레임(3)의 체적을 작게 하여 베이스(2)와 프레임(3)의 접하는 면적을 작게 할 수 있고, 발광 장치를 작동시킬 때에 발광 소자(4)에서 발생하는 열에 의해 베이스(2)나 프레임(3)과의 접합부에 집중하는 응력이 억제된다. 그 결과, 베이스(2)나 베이스(2)와 프레임(3)의 접합부에 있어서의 크랙이나 박리를 더욱 억제할 수 있다.
또한, 탄성 부재(14)를 프레임(3)의 외주면을 따라 고리 형상으로 설치하면, 베이스(2)의 하면에 일단부가 평면으로 보았을 때 베이스(2)보다 외방으로 돌출되도록 외부 접속 단자를 형성하고, 발광 소자 수납 패키지를 외부 접속 기판에 접합했을 경우에 가령 발광 소자(4)의 발열시에 발생하는 응력 등으로 외부 접속 단자가 어떤 위치로 벗어나더라도 탄성 부재(14)가 베이스(2)에 충돌하여 발생하는 응력은 고리 형상으로 형성된 탄성 부재(14)에 의해 완충되기 때문에 더욱 바람직하다. 그 결과, 베이스(2)나 베이스(2)의 외주부에 발생하는 쪼개짐이나 깨짐, 크랙 등의 발생을 보다 유효하게 방지할 수 있고, 발광 소자(4)를 기밀하게 수용하여 발광 소자(4)를 장기간에 걸쳐 정상적이고 안정적으로 작동시킬 수 있다.
또한, 프레임(3)은 절결부(3b)의 상면만이 탄성 부재(14)에 접합되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라 프레임(3)이 적당하게 변형되기 쉬워져서 탄성 부재(14)에 의한 구속을 적당하게 개방할 수 있다. 그 결과, 탄성 부재(14)나 베이스(2)가 비틀어지더라도 그 비틀어짐에 의해 프레임(3)도 비틀어지는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 프레임(3)의 하면의 탄성 부재(14)보다도 내측에 위치하 는 부위와 베이스(2)의 상면의 사이에 간극을 형성하는 것이 좋다. 이에 따라 베이스(2)로부터 반사면(3a)에 열이 전해지기 어렵게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 반사면(3a)은 베이스(2)의 상면에 대하여 35°∼70°의 각도로 기울어져 있는 것이 바람직하다. 이에 따라 베이스(2)의 상면에 탑재된 발광 소자(4)의 광을 기울어진 반사면(3a)에서 양호하게 반사시켜서 외부로 방사 각도 45° 이내의 범위에서 광을 양호하게 방사할 수 있고, 본 발명의 발광 소자 수납 패키지를 사용한 발광 장치의 발광 효율이나 휘도, 광도를 극히 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 광의 방사 각도는 발광 소자(4)의 중심을 통과하는 베이스(2)에 직교하는 평면상에서의 광의 확대(넓이) 각도이며, 프레임(3)의 횡단면에 있어서의 개구 형상이 원형이면 방사 각도는 반사면(3a)의 전체 주변에 걸쳐 일정하다. 또한, 프레임(3)의 횡단면에 있어서의 개구 형상이 타원 형상 등의 치우침이 있을 경우는 방사 각도는 그 최대치이다.
또한, 반사면(3a)은 베이스(2)의 상면으로 하는 각도가 35° 미만이 되면 방사 각도가 45°를 초과해서 퍼지고, 분산된 광의 양이 많아지고, 광의 휘도나 광도가 저하되기 쉬워진다. 한편, 각도가 70°를 초과하면 발광 소자 수납 패키지의 외부로 발광 소자(4)의 광이 양호하게 방사되지 않고 발광 소자 수납 패키지내에서 난반사되기 쉬워진다.
또한, 반사면(3a)의 형상이 역원추 형상일 경우는 반사면(3a)과 베이스(2)의 상면이 이루는 각도를 전체 주변에 걸쳐 35°∼70°로 하는 것이 바람직하다. 또한, 반사면(3a)의 형상이 사각추 형상일 경우는 적어도 한쌍의 대향하는 내면이 베 이스(2)의 상면에 대하여 35°∼70°로 기울어져 있는 것이 바람직하다. 내면의 전면이 베이스(2)의 상면에 대하여 35°∼70°로 기울어짐으로써 발광 효율을 극히 높은 것으로 할 수 있다.
또한, 반사면(3a)의 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.004∼4㎛로 하는 것이 바람직하다. 즉, 반사면(3a)의 산술 평균 거칠기(Ra)가 4㎛를 초과할 경우, 발광 소자 수납 패키지에 수용된 발광 소자(4)의 광을 정반사시켜서 발광 소자 수납 패키지의 상방으로 출사시키는 것이 곤란해져서 광 강도가 쇠퇴하거나 치우침이 발생하기 쉬워진다. 또한, 반사면(3a)의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.004㎛ 미만인 경우 이러한 면을 안정적이고 효율적으로 형성하는 것이 곤란하게 됨과 아울러 제품 가격이 높아지기 쉽다. 한편, 반사면(3a)의 Ra를 상기의 범위로 하기 위해서는 종래 주지의 전해 연마 가공, 화학 연마 가공 또는 절삭 가공에 의해 형성할 수 있다. 또한, 금형의 면정밀도를 이용한 전사 가공에 의해 형성하는 방법을 이용해도 좋다.
또한, 프레임(3)과 탄성 부재(14)의 접합이나, 프레임(3)과 베이스(2)의 접합은 실리콘계나 에폭시계 등의 수지 접착제나 Ag-Cu 땜납 등의 금속 땜납이나 Pb-Au-Sn-Au-Sn-규소(Si), Sn-Ag-Cu 등의 땜납 등에 의해 행하여진다. 또한, 이러한 접착제나 땜납 등의 접합재는 베이스(2), 탄성 부재(14) 및 프레임(3)의 재질이나 열팽창 계수 등을 고려해서 적당히 선정하면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 베이스(2)와 탄성 부재(14), 및 탄성 부재(14)와 프레임(3)의 접합의 고신뢰성이 필요한 경우 바람직하게는 금속 땜납이나 땜납에 의해 접합하는 것이 좋다.
또한, 발광 장치의 특성을 중요시할 경우는 접합재에 의해 프레임(3)과 탄성 부재(14)가 이동되는 것을 방지하기 위해서, 코킹(caulking) 방법에 의해 접합하는 것이 좋다. 코킹 방법에서는 프레임(3)의 위치 결정이 일의적으로 행하여져 발광 소자 수납 패키지의 제조 공정에 있어서의 프레임(3)의 위치 차이나 기울어짐을 억제할 수 있음과 아울러 탄성 부재(14)와 프레임(3)의 중심축을 고정밀도로 일치시켜 접합할 수 있다. 그 결과, 발광 소자(4)의 광축과 광을 반사하는 프레임(3)의 중심축을 발광 소자 수납 패키지 제조 공정에 있어서 고정밀도로 일치시킬 수 있다. 따라서, 소망하는 광 강도 분포나 조도 분포, 발광색이 얻어지는 발광 장치를 제조할 수 있다.
또한, 탄성 부재(14)와 프레임(3)의 열팽창 계수의 관계식은 탄성 부재(14)의 열팽창 계수를 α1, 프레임(3)의 열팽창 계수를 α2라고 했을 때에 α1 < α2인 것이 좋다. 이에 따라 프레임(3)과 베이스(2)의 열팽창 계수차를 탄성 부재(14)에 의해 완화하고, 열팽창차에 의한 응력이 베이스(2)나 프레임(3), 탄성 부재(14)에 발생하는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 따라서, 발광 소자 수납 패키지의 제조 공정이나 발광 장치를 작동시킬 때의 열팽창, 열흡수에 의해 발생하는 응력을 완화할 수 있음과 아울러 프레임(3)의 기울어짐이나 변형을 억제할 수 있다.
이렇게 하여, 본 발명의 발광 소자 수납 패키지는 베이스(2)의 상면에 발광 소자(4)를 탑재함과 아울러 발광 소자(4)를 Au나 Al 등의 본딩 와이어 및 배선 도체를 통해 발광 소자 수납 패키지의 외부의 외부 전기 회로에 전기적으로 도통시킬 수 있다. 그리고, 프레임(3)의 내측에 투명 수지 등의 투광성 재료를 충전해 경화시켜서 발광 소자(4)의 측면이나 상면, 또는 발광 소자(4) 전체를 커버하도록 제 1 투광성부(5)를 형성한다. 그리고, 제 1 투광성부(5)와 간극을 비워서 제 2 투광성부(7)를 형성하고, 필요에 따라 프레임(3)의 상면에 투광성 커버(도시 생략)를 땜납이나 수지 접착제 등으로 접합함으로써 본 발명의 발광 장치가 이루어진다. 또는 제 1 투광성부(5)를 형성한 후 실리콘 수지 등으로 이루어지는 제 3 투광성부(G)를 형성하고, 그 위에 제 1 투광성부(5) 전체를 커버하도록 하여 제 2 투광성부(7)를 형성하고, 필요에 따라 프레임(3)의 상면에 투광성 커버를 땜납이나 수지 접착제 등으로 접합함으로써 발광 소자(4)의 광을 형광체에 의해 파장 변환하고, 소망하는 파장 스펙트럼을 가진 광을 발광할 수 있는 발광 장치가 이루어진다.
또한, 본 발명의 발광 장치는 1개의 발광 장치를 광원으로서 소정의 배치가 되도록 설치함으로써, 또는 복수개를 예를 들면, 격자상이나 지그재그상, 방사상, 복수의 발광 장치로 이루어지는 원형이나 다각 형상의 발광 장치군을 동심상으로 복수군 형성한 것 등의 소정의 배치가 되도록 설치함으로써 조명 장치로 할 수 있다. 이에 따라 종래의 조명 장치보다도 강도 변동이 억제된 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치를 광원으로서 소정의 배치로 설치함과 아울러 이것들의 발광 장치의 주위에 임의의 형상으로 광학 설계한 반사 보조 도구나 옵티컬 렌즈, 광확산판 등을 설치함으로써 임의의 배광 분포의 광을 방사할 수 있는 조명 장치로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 발광 장치로부터 출사되는 광을 임의로 집광하여 확산시키는 옵티컬 렌즈나 평판상의 투광성 커버를 땜납이나 수지 접합제 등으로 접합함으로써 소망하는 방사 각도로 광을 방출시킬 수 있고, 장기 신뢰성이 향상된다. 또한, 본딩 와이어에 의한 광 손실을 억제하기 위해서 기판(1)에 메탈라이즈드 배선을 형성하고, 그 메탈라이즈드 배선에 땜납을 통해 발광 소자(3)를 전기적으로 접속하는 플립 칩 실장을 한 발광 장치라도 좋다.
상기 각 실시형태에 의한 발광 장치(1)는 광원으로서 소정의 배치로 설치함과 아울러 이것들의 발광 장치(1)의 주위에 임의의 형상으로 광학 설계한 반사 보조 도구나 옵티컬 렌즈, 광확산판 등을 설치함으로써 임의의 배광 분포의 광을 방사할 수 있는 조명 장치로 할 수 있다.
예를 들면, 도 14에 도시된 평면도 및 도 15에 도시된 단면도와 같이, 복수개의 발광 장치(1)가 발광 장치 구동 회로 기판(10)에 복수열로 배치되어 발광 장치(1)의 주위에 임의의 형상으로 광학 설계한 반사 보조 도구(9)가 설치되어서 이루어지는 조명 장치의 경우 인접하는 일렬상으로 배치된 복수개의 발광 장치(1)에 있어서, 인접하는 발광 장치(1)와의 간격이 최단으로 이루어지지 않는 배치, 소위 지그재그상으로 하는 것이 바람직하다.
즉, 발광 장치(1)가 격자상으로 배치되는 때는 광원이 되는 발광 장치(1)가 직선상으로 배열됨으로써 글래어(glare)가 강해지고, 이러한 조명 장치가 사람의 시각에 들어옴으로써 불쾌감을 일으키기 쉬워지는 것에 대해, 지그재그상으로 함으로써 글래어가 억제되어 인간의 눈에 대해서도 불쾌감을 저감할 수 있다.
또한, 인접한 발광 장치(1) 사이의 거리가 길어짐으로써 인접한 발광 장 치(1) 사이의 열적인 간섭이 유효하게 억제되어 발광 장치(1)가 설치된 발광 장치 구동 회로 기판(10)내에 있어서의 열의 머플링(muffling)이 억제되어 발광 장치(1)의 외부로 효율적으로 열이 방산된다. 그 결과, 사람의 눈에 대해서도 불쾌감을 주지 않고 장기간에 걸쳐 광학 특성이 안정적인 장수명의 조명 장치를 제작할 수 있다.
또한, 조명 장치가, 도 16에 도시된 평면도 및 도 17에 도시된 단면도와 같이, 발광 장치 구동 회로 기판(10)상에 복수의 발광 장치(1)로 이루어지는 원형이나 다각 형상의 발광 장치(1)군을 동심상으로 복수군 형성한 조명 장치의 경우 1개의 원형이나 다각 형상의 발광 장치(1)군에 있어서의 발광 장치(1)의 배치수를 조명 장치의 중앙측에서 외주측까지 많게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 발광 장치(1) 끼리의 간격을 적당하게 유지하면서 발광 장치(1)를 보다 많이 배치할 수 있고, 조명 장치 조도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 조명 장치의 중앙부의 발광 장치(1)의 밀도를 낮게 해서 발광 장치 구동 회로 기판(10)의 중앙부에 있어서의 열의 머플링을 억제할 수 있다. 따라서, 발광 장치 구동 회로 기판(10)내에 있어서의 온도 분포가 일정하게 되고, 조명 장치를 설치한 외부 전기 회로 기판이나 히트 싱크(heat sink)에 효율적으로 열이 전달되어 발광 장치(1)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 발광 장치(1)는 장기간에 걸쳐 안정적으로 동작될 수 있음과 아울러 장수명의 조명 장치를 제작할 수 있다.
이러한 조명 장치로서는 예를 들면, 실내나 실외에서 사용되는 일반 조명용 기구, 샹들리에용 조명 기구, 주택용 조명 기구, 오피스용 조명 기구, 점장, 전시용 조명 기구, 가로용 조명 기구, 유도등 기구 및 신호 장치, 무대 및 스튜디오용의 조명 기구, 광고등, 조명용 장대, 수중 조명용 라이트, 스트로보용 라이트, 스포트라이트, 전주 등에 매입되는 방범용 조명, 비상용 조명 기구, 손전등, 전광 게시판 등이나, 조광기, 자동 점멸기, 디스플레이 등의 백라이트, 동화 장치, 장식품, 조광식 스위치, 광 센서, 의료용 라이트, 차량용 라이트 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 이상의 실시형태의 예 및 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내이면 다양한 변경을 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 높은 광인출 효율, 방사 광 강도, 축상 광도 및 휘도를 가진 발광 장치 및 조명 장치를 제공할 수 있고, 산업상 지극히 유용하다.
Claims (11)
- 상면으로부터 하면 또는 측면에 걸쳐서 배선 도체가 형성된 베이스와;상기 베이스의 상면에 탑재되고, 상기 배선 도체에 전기적으로 접속된 발광 소자와;상기 발광 소자를 피복하는 제 1 투광성부와;상기 제 1 투광성부의 상방에 제 1 투광성부를 커버하도록 형성되고, 상기 발광 소자가 발광하는 광을 파장 변환하는 형광체를 투광성 재료에 함유시켜서 이루어지는 제 2 투광성부와;상기 제 1 투광성부와 상기 제 2 투광성부의 사이에 형성된 제 3 투광성부를 구비하고:상기 제 1 투광성부의 굴절율을 n1, 제 2 투광성부의 굴절율을 n2, 제 3 투광성부의 굴절율을 n3이라고 했을 때, n3 < n1 및 n3 < n2의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 투광성부는 기체층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 2 투광성부의 하면에 접하도록 굴절율 n4을 갖는 제 4 투광성부가 형성되어 있고, 굴절율 n2, n4가 n2 > n4의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 투광성부는 실리콘 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 투광성부는 형광체를 함유하는 실리콘 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 베이스의 상면 외주부에 상기 발광 소자를 둘러싸도록 접합된 반사 부재를 구비하고, 상기 반사 부재는 광반사성의 내주면을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 투광성부의 상면 형상은 오목면 형상인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 투광성부의 상면 형상은 볼록면 형상인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 투광성부는 상기 발광 소자의 상면 및 측면에만 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광 소자는 근자외 영역 또는 자외 영역에 주발광 피크를 갖는 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항 ∼ 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치를 광원으로서 이용한 조명 장치.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2004-00375037 | 2004-12-24 | ||
| JP2004375037A JP3872490B2 (ja) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 発光素子収納パッケージ、発光装置および照明装置 |
| JP2005016054A JP3898721B2 (ja) | 2004-01-28 | 2005-01-24 | 発光装置および照明装置 |
| JPJP-P-2005-00016054 | 2005-01-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070089194A true KR20070089194A (ko) | 2007-08-30 |
| KR101114305B1 KR101114305B1 (ko) | 2012-03-08 |
Family
ID=36601496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020077014202A KR101114305B1 (ko) | 2004-12-24 | 2005-07-27 | 발광 장치 및 조명 장치 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8106584B2 (ko) |
| EP (1) | EP1840977A4 (ko) |
| KR (1) | KR101114305B1 (ko) |
| TW (1) | TWI433344B (ko) |
| WO (1) | WO2006067885A1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007056745A1 (de) | 2007-09-03 | 2009-03-05 | Hyundai Motor Co. | Kupplungssystem |
| US8368104B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device |
| US8395169B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device |
| KR20130044072A (ko) * | 2011-10-21 | 2013-05-02 | 삼성전자주식회사 | 발광 소자 |
| WO2017217672A1 (ko) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 주식회사 세미콘라이트 | 반도체 발광소자 및 이의 제조방법 |
| WO2020222343A1 (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 |
Families Citing this family (97)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10340424B2 (en) | 2002-08-30 | 2019-07-02 | GE Lighting Solutions, LLC | Light emitting diode component |
| WO2007034803A1 (ja) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Ｌｅｄ照明器具 |
| JP4013077B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-11-28 | 松下電工株式会社 | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2007165811A (ja) | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
| JP2007273562A (ja) | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
| US7846391B2 (en) | 2006-05-22 | 2010-12-07 | Lumencor, Inc. | Bioanalytical instrumentation using a light source subsystem |
| KR20090034369A (ko) * | 2006-07-31 | 2009-04-07 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 광학 투사 서브시스템 |
| US20080036972A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | 3M Innovative Properties Company | Led mosaic |
| JP2009545894A (ja) * | 2006-07-31 | 2009-12-24 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 中空集光レンズを有するｌｅｄ源 |
| US8075140B2 (en) | 2006-07-31 | 2011-12-13 | 3M Innovative Properties Company | LED illumination system with polarization recycling |
| JP2008060542A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-03-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、発光装置の製造方法、及びこれを備えた光源装置 |
| US7859002B2 (en) * | 2006-08-09 | 2010-12-28 | Panasonic Corporation | Light-emitting device |
| WO2008026699A1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Kyocera Corporation | Light-emitting device |
| US7842960B2 (en) * | 2006-09-06 | 2010-11-30 | Lumination Llc | Light emitting packages and methods of making same |
| EP2064489B1 (en) * | 2006-09-23 | 2019-01-02 | YLX Incorporated | Brightness enhancement method and apparatus of light emitting diodes |
| JP2008112864A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| US7889421B2 (en) * | 2006-11-17 | 2011-02-15 | Rensselaer Polytechnic Institute | High-power white LEDs and manufacturing method thereof |
| JP2008159705A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| JP2008166782A (ja) | 2006-12-26 | 2008-07-17 | Seoul Semiconductor Co Ltd | 発光素子 |
| KR100826396B1 (ko) * | 2007-01-18 | 2008-05-02 | 삼성전기주식회사 | Ｌｅｄ 칩 패키지 |
| DE102007006349A1 (de) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Anordnung zur Erzeugung von Mischlicht und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung |
| JP5013905B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-08-29 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光装置 |
| WO2008105527A1 (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Nec Lighting, Ltd. | Ｌｅｄ装置及び照明装置 |
| JP5305708B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2013-10-02 | 京セラ株式会社 | 発光装置 |
| JP4976974B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2012-07-18 | パナソニック株式会社 | 発光装置 |
| US7709811B2 (en) * | 2007-07-03 | 2010-05-04 | Conner Arlie R | Light emitting diode illumination system |
| CN101765923B (zh) | 2007-07-26 | 2013-01-16 | 松下电器产业株式会社 | Led照明器件 |
| CN101578714B (zh) * | 2007-08-03 | 2011-02-09 | 松下电器产业株式会社 | 发光装置 |
| US8098375B2 (en) | 2007-08-06 | 2012-01-17 | Lumencor, Inc. | Light emitting diode illumination system |
| DE102007049799A1 (de) | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement |
| JP2010074117A (ja) * | 2007-12-07 | 2010-04-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 発光装置 |
| US10008637B2 (en) | 2011-12-06 | 2018-06-26 | Cree, Inc. | Light emitter devices and methods with reduced dimensions and improved light output |
| DE102008045331A1 (de) | 2008-09-01 | 2010-03-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement |
| TWI608760B (zh) | 2008-11-13 | 2017-12-11 | 行家光電有限公司 | 形成螢光粉轉換發光元件之方法 |
| DE102009004724A1 (de) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils und optoelektronisches Bauteil |
| JP2010199183A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光素子用パッケージ及びその製造方法 |
| JP2012520565A (ja) * | 2009-03-10 | 2012-09-06 | ネペス エルイーディー コーポレーション | Ｌｅｄリードフレームパッケージ、これを利用したｌｅｄパッケージ及び前記ｌｅｄパッケージの製造方法 |
| WO2010141235A1 (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Nitto Denko Corporation | Light-emitting divice comprising a dome-shaped ceramic phosphor |
| JP5555318B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2014-07-23 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 効率の高い発光デバイス及び斯様なデバイスを製造する方法 |
| US8168998B2 (en) * | 2009-06-09 | 2012-05-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | LED with remote phosphor layer and reflective submount |
| TWI370216B (en) * | 2009-06-29 | 2012-08-11 | Lextar Electronics Corp | Led lighting device |
| US8593040B2 (en) | 2009-10-02 | 2013-11-26 | Ge Lighting Solutions Llc | LED lamp with surface area enhancing fins |
| KR101108070B1 (ko) * | 2009-11-03 | 2012-02-09 | (주)더리즈 | 패키지 렌즈를 구비한 발광다이오드 패키지 |
| US8420415B2 (en) * | 2010-03-02 | 2013-04-16 | Micron Technology, Inc. | Method for forming a light conversion material |
| US8350453B2 (en) * | 2010-05-25 | 2013-01-08 | Nepes Led Corporation | Lamp cover including a phosphor mixed structure for light emitting device |
| JP5701523B2 (ja) | 2010-06-22 | 2015-04-15 | 日東電工株式会社 | 半導体発光装置 |
| JP5395761B2 (ja) * | 2010-07-16 | 2014-01-22 | 日東電工株式会社 | 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法 |
| WO2012030764A2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Neolac, Inc. | Human milk preparation |
| US9140429B2 (en) | 2010-10-14 | 2015-09-22 | Cree, Inc. | Optical element edge treatment for lighting device |
| TWI447969B (zh) * | 2010-10-20 | 2014-08-01 | Interlight Optotech Corp | 發光二極體封裝結構 |
| US8552454B2 (en) * | 2010-11-29 | 2013-10-08 | Epistar Corporation | Light-emitting device and light mixing device |
| TWI483435B (zh) * | 2010-11-29 | 2015-05-01 | Epistar Corp | 發光裝置 |
| TWI474520B (zh) * | 2010-11-29 | 2015-02-21 | Epistar Corp | 發光裝置、混光裝置及其製造方法 |
| US8466436B2 (en) | 2011-01-14 | 2013-06-18 | Lumencor, Inc. | System and method for metered dosage illumination in a bioanalysis or other system |
| KR101199064B1 (ko) * | 2011-01-21 | 2012-11-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 광 변환 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법 |
| TWI500188B (zh) * | 2011-04-01 | 2015-09-11 | Epistar Corp | 發光裝置及其製造方法 |
| KR101812168B1 (ko) * | 2011-04-19 | 2017-12-26 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자 패키지 및 이를 이용한 발광 장치 |
| US10686107B2 (en) | 2011-07-21 | 2020-06-16 | Cree, Inc. | Light emitter devices and components with improved chemical resistance and related methods |
| KR20140038553A (ko) | 2011-07-21 | 2014-03-28 | 크리,인코포레이티드 | 향상된 화학적 내성을 위한 발광 장치 패키지들, 부품들 및 방법들 그리고 관련된 방법들 |
| US10211380B2 (en) * | 2011-07-21 | 2019-02-19 | Cree, Inc. | Light emitting devices and components having improved chemical resistance and related methods |
| JPWO2013035529A1 (ja) * | 2011-09-08 | 2015-03-23 | 京セラ株式会社 | 発光装置 |
| KR101251821B1 (ko) | 2011-09-15 | 2013-04-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 패키지 |
| JP5533827B2 (ja) * | 2011-09-20 | 2014-06-25 | 豊田合成株式会社 | 線状光源装置 |
| US9365766B2 (en) * | 2011-10-13 | 2016-06-14 | Intematix Corporation | Wavelength conversion component having photo-luminescence material embedded into a hermetic material for remote wavelength conversion |
| TWI475725B (zh) * | 2011-10-24 | 2015-03-01 | Lustrous Technology Ltd | 使用預製螢光帽蓋以調整空間色彩均勻度與配光曲線的發光二極體封裝結構 |
| EP2777080B1 (en) * | 2011-11-08 | 2019-07-03 | LG Innotek Co., Ltd. | Light emitting device |
| US9496466B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-11-15 | Cree, Inc. | Light emitter devices and methods, utilizing light emitting diodes (LEDs), for improved light extraction |
| US9103528B2 (en) | 2012-01-20 | 2015-08-11 | Lumencor, Inc | Solid state continuous white light source |
| US20130187179A1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-07-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting diode with improved directionality |
| US8946747B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-02-03 | Cree, Inc. | Lighting device including multiple encapsulant material layers |
| US8957580B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-02-17 | Cree, Inc. | Lighting device including multiple wavelength conversion material layers |
| US9240530B2 (en) | 2012-02-13 | 2016-01-19 | Cree, Inc. | Light emitter devices having improved chemical and physical resistance and related methods |
| US9343441B2 (en) * | 2012-02-13 | 2016-05-17 | Cree, Inc. | Light emitter devices having improved light output and related methods |
| US8931922B2 (en) * | 2012-03-22 | 2015-01-13 | Osram Sylvania Inc. | Ceramic wavelength-conversion plates and light sources including the same |
| US9500355B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-11-22 | GE Lighting Solutions, LLC | Lamp with light emitting elements surrounding active cooling device |
| US9217561B2 (en) | 2012-06-15 | 2015-12-22 | Lumencor, Inc. | Solid state light source for photocuring |
| KR101961310B1 (ko) * | 2012-07-09 | 2019-07-17 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 장치 |
| US9557215B2 (en) | 2012-08-17 | 2017-01-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Phonon-recyling light-emitting diodes |
| US9587790B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-03-07 | Cree, Inc. | Remote lumiphor solid state lighting devices with enhanced light extraction |
| JP2014241341A (ja) * | 2013-06-11 | 2014-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
| WO2015023819A1 (en) | 2013-08-16 | 2015-02-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Thermo-electrically pumped light-emitting diodes |
| TWI589964B (zh) * | 2013-12-26 | 2017-07-01 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 發光裝置及背光模組 |
| KR20150081089A (ko) * | 2014-01-03 | 2015-07-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | Led 패키지 |
| DE102014105799A1 (de) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Licht emittierendes Halbleiterbauelement |
| CN106605307B (zh) * | 2014-09-02 | 2020-08-11 | 亮锐控股有限公司 | 光源 |
| RU2584000C2 (ru) * | 2014-09-11 | 2016-05-20 | Акционерное общество "Государственный завод "Пульсар" | Светодиодная лампа |
| TWI573953B (zh) * | 2014-12-31 | 2017-03-11 | 國立中央大學 | Adaptive headlamp module |
| US9696199B2 (en) * | 2015-02-13 | 2017-07-04 | Taiwan Biophotonic Corporation | Optical sensor |
| KR102346157B1 (ko) * | 2015-03-23 | 2021-12-31 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광 소자 패키지 |
| US10658558B2 (en) * | 2017-10-10 | 2020-05-19 | Lumileds Llc | LED package including converter confinement |
| JP6413001B2 (ja) * | 2017-10-18 | 2018-10-24 | シチズン時計株式会社 | 光学素子用基板及び光学素子パッケージ |
| US20190259923A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-22 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
| KR20190133878A (ko) * | 2018-05-24 | 2019-12-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치 |
| EP3599414A1 (en) * | 2018-07-23 | 2020-01-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic quartz glass cavity member, synthetic quartz glass cavity lid, optical device package, and making methods |
| KR20210079898A (ko) * | 2019-12-20 | 2021-06-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표시장치 |
| TWI823371B (zh) * | 2020-01-31 | 2023-11-21 | 日商日亞化學工業股份有限公司 | 面狀光源 |
| CN115290000B (zh) * | 2022-09-26 | 2022-12-16 | 武汉誉城九方建筑有限公司 | 一种钢筋直线度检测装置及方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3065263B2 (ja) | 1996-12-27 | 2000-07-17 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びそれを用いたｌｅｄ表示器 |
| JP2000156528A (ja) | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Sharp Corp | 発光素子 |
| JP4680334B2 (ja) * | 1999-01-13 | 2011-05-11 | 株式会社朝日ラバー | 発光装置 |
| JP4430264B2 (ja) * | 2001-03-19 | 2010-03-10 | 日亜化学工業株式会社 | 表面実装型発光装置 |
| TW552726B (en) * | 2001-07-26 | 2003-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Light emitting device in use of LED |
| JP2003110146A (ja) | 2001-07-26 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| JP3925137B2 (ja) * | 2001-10-03 | 2007-06-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置の製造方法 |
| JP2003234511A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2004071908A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| JP3910517B2 (ja) * | 2002-10-07 | 2007-04-25 | シャープ株式会社 | Ｌｅｄデバイス |
| JP5138145B2 (ja) | 2002-11-12 | 2013-02-06 | 日亜化学工業株式会社 | 蛍光体積層構造及びそれを用いる光源 |
| JP2004161871A (ja) | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 燒結蛍光体層 |
| US7157839B2 (en) | 2003-01-27 | 2007-01-02 | 3M Innovative Properties Company | Phosphor based light sources utilizing total internal reflection |
| DE10308866A1 (de) * | 2003-02-28 | 2004-09-09 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Beleuchtungsmodul und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP4504662B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2010-07-14 | シチズン電子株式会社 | Ｌｅｄランプ |
| JP2004352928A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Mitsubishi Chemicals Corp | 発光装置及び照明装置 |
| CN100511732C (zh) * | 2003-06-18 | 2009-07-08 | 丰田合成株式会社 | 发光器件 |
| US7009213B2 (en) * | 2003-07-31 | 2006-03-07 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Light emitting devices with improved light extraction efficiency |
| JP4385741B2 (ja) | 2003-11-25 | 2009-12-16 | パナソニック電工株式会社 | 発光装置 |
| US7250715B2 (en) * | 2004-02-23 | 2007-07-31 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Wavelength converted semiconductor light emitting devices |
| JP3106800U (ja) | 2004-07-27 | 2005-01-20 | 李洲科技股▲ふん▼有限公司 | 発光ダイオードのチップカバー層構造 |
-
2005
- 2005-07-27 TW TW094125398A patent/TWI433344B/zh not_active IP Right Cessation
- 2005-07-27 US US11/721,807 patent/US8106584B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-27 KR KR1020077014202A patent/KR101114305B1/ko active IP Right Grant
- 2005-07-27 WO PCT/JP2005/013749 patent/WO2006067885A1/ja active Application Filing
- 2005-07-27 EP EP05767041A patent/EP1840977A4/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007056745A1 (de) | 2007-09-03 | 2009-03-05 | Hyundai Motor Co. | Kupplungssystem |
| US8368104B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device |
| US8395169B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device |
| US8592850B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device |
| US8637890B2 (en) | 2009-12-22 | 2014-01-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device |
| KR20130044072A (ko) * | 2011-10-21 | 2013-05-02 | 삼성전자주식회사 | 발광 소자 |
| WO2017217672A1 (ko) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 주식회사 세미콘라이트 | 반도체 발광소자 및 이의 제조방법 |
| WO2020222343A1 (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006067885A1 (ja) | 2006-06-29 |
| EP1840977A4 (en) | 2009-07-29 |
| TW200623459A (en) | 2006-07-01 |
| EP1840977A1 (en) | 2007-10-03 |
| US8106584B2 (en) | 2012-01-31 |
| KR101114305B1 (ko) | 2012-03-08 |
| TWI433344B (zh) | 2014-04-01 |
| US20090295265A1 (en) | 2009-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101114305B1 (ko) | 발광 장치 및 조명 장치 | |
| JP3978451B2 (ja) | 発光装置 | |
| KR100620844B1 (ko) | 발광장치 및 조명장치 | |
| JP4789672B2 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP4675906B2 (ja) | 発光素子搭載用基板、発光素子収納用パッケージ、発光装置および照明装置 | |
| JP5036222B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP4698412B2 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP3898721B2 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| KR20060107428A (ko) | 발광장치 | |
| JP2006237264A (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP4847793B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2007194675A (ja) | 発光装置 | |
| JP2006049814A (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP3921474B2 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP2007214592A (ja) | 発光装置 | |
| JP4948841B2 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP2005210042A (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP2006093399A (ja) | 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置 | |
| JP2006295230A (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP2006066657A (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP2005039194A (ja) | 発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびに照明装置 | |
| JP4845370B2 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP4624069B2 (ja) | 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置 | |
| JP2005285871A (ja) | 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置 | |
| JP2007208292A (ja) | 発光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150119 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160105 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170103 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180119 Year of fee payment: 7 |