WO2007023807A1 - 発光装置とそれを用いたバックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

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WO2007023807A1
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reflector
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light emitting
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Yasumasa Ooya
Ryo Sakai
Hajime Takeuchi
Tsutomu Ishii
Yasuhiro Shirakawa
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Kabushiki Kaisha Toshiba
Toshiba Materials Co., Ltd.
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    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, a backlight using the light emitting device, and a liquid crystal display device.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • LED lamps Light emitting devices in which LED elements are sealed with a transparent resin, for example, are portable communication devices, PC peripheral devices, OA devices, household electrical devices, signal devices, various switches, backlight display panels, etc. Widely used as a component of display devices.
  • a light emitting device using an LED element has, for example, a structure in which an LED element is fixed on a substrate and each electrode of the LED element is electrically connected to each terminal on the substrate via a conductive wire. is doing.
  • a reflector around the LED element that reflects the emitted light.
  • the inside of the reflector is filled with, for example, a light emitting layer in which phosphor particles are dispersed (see, for example, Patent Document 1).
  • the color tone of the light emitted from the light emitting device is not limited to the emission wavelength of the LED element.
  • the phosphor dispersed in the light emitting layer obtains visible light corresponding to the usage from blue to red. be able to.
  • white light-emitting devices are useful as knock lights in portable communication devices and PC liquid crystal display devices (see, for example, Patent Document 2).
  • a conventional light emitting device in which an LED element and a reflector are installed on a substrate has a drawback that the light emission luminance tends to decrease.
  • the conductive wire that extends the electrode force of the LED element is connected to the terminal on the substrate, the reflector cannot be brought close enough to the periphery of the LED element. For this reason, there is a space between the reflector and the LED element by the amount of installation space for the conductive wire. LED element force The emitted light is unnecessarily diffused in the light emitting layer before reaching the reflector, and the light is not sufficiently irradiated to the reflector, so that the emission luminance is lowered.
  • a method is considered in which a conductive wire extending the LED element force is connected to a terminal on the substrate located outside the reflector, and the distance between the LED element and the reflector is reduced. It is done.
  • the connection portion of the conductive layer is formed outside the reflector, this portion cannot be effectively used for other purposes.
  • the conductive wire since the conductive wire must be disposed beyond the upper part of the reflector, the length of the conductive wire becomes long, and the manufacturability and reliability of the light emitting device are reduced.
  • Patent Document 1 JP 2002-198573 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-160785
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of improving the light emission luminance without reducing manufacturability and reliability, and further a backlight and a liquid crystal display device using such a light emitting device. Is to provide.
  • a light-emitting device includes a substrate having internal wiring, a semiconductor light-emitting element disposed on the substrate, a reflector disposed around the semiconductor light-emitting element, and the interior of the reflector And a light-emitting portion containing a phosphor that emits visible light when excited by light from the semiconductor light-emitting element, and is electrically connected to the semiconductor light-emitting element with the internal wiring of the substrate and the reflector. It is characterized by being done through.
  • a backlight according to another aspect of the present invention is mounted on a mounting board and the mounting board.
  • the light source includes, for example, a plurality of light emitting devices arranged in a linear shape or a matrix shape on a mounting substrate.
  • a liquid crystal display device includes the backlight according to the aspect of the present invention and a liquid crystal display unit disposed on the light emitting surface side of the backlight.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modification of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another modification of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another modification of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another modification of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a planar structure of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a light emitting device as a comparative example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • a light emitting device 1 shown in FIG. 1 includes a semiconductor light emitting element 4 disposed on a substrate 3 having an internal wiring 2.
  • the semiconductor light emitting element 4 an LED element, a laser diode, or the like can be applied.
  • an LED element is used as the semiconductor light emitting element 4.
  • a cylindrical reflector 5 having an inner wall inclined toward the light emitting direction is installed.
  • One electrode (lower electrode Z not shown) of the LED element 4 is electrically connected to the internal wiring 2 of the substrate 3.
  • the other electrode (upper electrode Z not shown) of the LED element 4 is electrically connected to the reflector 5 via a wire bonded conductive wire 6.
  • the reflector 5 is filled with a light emitting portion 7 containing a phosphor so as to seal the LED element 4.
  • the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5 can be reduced.
  • the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5 is the distance between the outer peripheral part 8 of the LED element 4 and the innermost part of the reflecting surface 9 of the reflector 5, as shown in FIG. .
  • the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5 By reducing the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5, the light emitted from the LED element 4 can be applied to the reflector 5 without unnecessarily diffusing in the light emitting section 7. The Therefore, the light emission luminance of the light emitting device 1 can be increased.
  • wire bonding can be performed only at one position between the LED element 4 and the reflector 5. In addition to eliminating the need for wire bonding at multiple locations, for example, the distance of wire bonding can be shortened compared to connecting to the outside of the reflector 5. Therefore, it becomes possible to improve the manufacturability and reliability of the light emitting device 1.
  • the conductive wire 6 extending to the LED element 4 force to the reflector 5
  • the size can be the same as the size of the reflector 5. Since it is not necessary to form a connection portion of the conductive wire 6 outside the reflector 5, this portion can be effectively used for other purposes.
  • a reflective sheet can be disposed in that portion.
  • the reflecting sheet has a function of re-reflecting this light toward the optical sheet. As a result, the emission brightness of the knocklight can be increased.
  • the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5 is preferably lm m or less. If the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5 exceeds 1 mm, the light emitted from the LED element 4 may be diffused unnecessarily in the light emitting part 7 and the reflector 5 may not be sufficiently irradiated. There is. As a result, the light emission luminance decreases. Since the wire bonding distance between the LED element 4 and the reflector 5 is also extended, the manufacturability and reliability may be reduced.
  • the distance (L) between the LED element 4 and the reflector 5 is more preferably 0.8 mm or less from the viewpoint of improving the light emission luminance and manufacturability.
  • the reflector 5 has a cylindrical shape in which a reflection surface 9 is provided on an inner wall portion. have.
  • the reflecting surface 9 of the reflector 5 is preferably inclined with respect to the surface of the substrate 3 in order to guide the light emitted from the LED element 4 to the light emitting surface 10.
  • the inclination angle 0 of the reflecting surface 9 is preferably 25 ° or more and 70 ° or less. If the inclination angle 0 of the reflecting surface 9 is less than 25 °, the light emission brightness of the light emitting device 1 having a small reflection effect of the light emitted from the LED element 4 may not be sufficiently increased.
  • the inclination angle ⁇ force of 70 ° exceeds the reflection surface 9
  • the reflection effect becomes too large and light is concentrated.
  • the inclination angle ⁇ of the reflecting surface 9 of the reflector 5 is more preferably 30 ° or more and 60 ° or less, more preferably from the viewpoint of improving emission luminance or suppressing luminance unevenness when applied to a backlight. It is between 35 ° and 45 °.
  • the upper portion of the reflector 5 shown in FIG. 1 is uniformly horizontal.
  • the shape of the reflector 5 is not limited to this.
  • the reflector 5 may be one step lower and a step 11 provided on the inner part of the upper part.
  • the step portion 11 is provided on the upper portion of the reflector 5, it is preferable that one end portion of the conductive wire 6 is connected to the step portion 11. By doing so, the entire conductive wire 6 can be embedded in the light emitting portion 7.
  • At least a part of the reflector 5 is formed of a conductive material because it is necessary to ensure conduction with the LED element 4.
  • the reflector 5 shown in FIGS. 1 and 2 is entirely made of a conductive material.
  • the constituent material of the reflector 5 it is preferable to use a metal material from the viewpoints of conductivity and light reflectivity.
  • the reflector 5 is made of a metal such as nickel, silver, copper, or aluminum or an alloy thereof.
  • the reflector 5 may be formed by forming a reflector main body 5a as a main portion with an insulating material and providing a coating 5b made of a conductive material on the surface thereof.
  • the coating 5b is preferably made of a metal material from the viewpoint of conductivity and light reflectivity. Examples of the material for forming the coating 5b include metals such as nickel, silver, copper, and aluminum, and alloys thereof.
  • the coating 5b made of a metal material is formed by using a known film forming method such as plating, vapor deposition, or sputtering.
  • the reflector 5 is formed by forming the reflector main body 5a from an insulating material and providing an internal wiring 5c made of a conductive material therein.
  • the substrate 3 on which the LED element 4 is arranged has at least one internal wiring 2 for conducting to the LED element 4 as shown in FIG. 1 and FIG. As shown in Fig. 5, the board 3 has internal wiring (LED internal wiring) 2 for conduction to the LED element 4, and internal wiring (reflector internal wiring) 12 connected to the reflector 5. You may have. In this case, the lower part of the reflector 5 and the internal wiring 12 exposed on the surface of the substrate 3 are electrically connected.
  • both ends of the internal wirings 2 and 12 are connected to the LED element 4 and the reflector 5, and the other end is, for example, As shown in FIG. 6, it is pulled out to one end of the substrate 3 and connected to external connection terminals 13 and 14 formed on the surface of the substrate 3, respectively.
  • the external connection terminals 13 and 14 may be formed on the back side of the substrate 3. Note that a conductor pattern formed on the substrate 3 may be used for conduction to the reflector 5.
  • the substrate 3 is made of, for example, aluminum nitride (A1N), alumina (Al 2 O 3), silicon nitride (Si N)
  • Ceramic materials such as 2 3 3 4 are also mainly organic materials such as resin.
  • the substrate 3 mainly having an aluminum nitride force excellent in thermal conductivity is preferably used.
  • the conductive wire 6 that electrically connects the LED element 4 and the reflector 5 for example, a metal such as gold, white gold, copper, aluminum, or a metal wire having an alloy power thereof is used. In particular, it is preferable to use a wire having gold or its alloy strength.
  • a metal wire as the conductive wire 6, the LED element 4 and the reflector 5 can be easily connected.
  • the connection (bonding) of the conductive wire 6 to the electrode of the LED element 4 and the reflector 5 can be performed directly when using a material that is easily alloyed. When using a material that is difficult to be alloyed, bonding is performed via the material to be alloyed.
  • the LED element 4 for example, an element that emits ultraviolet light or violet light having a wavelength in the range of 360 nm to 440 nm is preferably used.
  • Examples of such an LED element 4 include those having a nitride-based compound semiconductor layer as a light emitting layer.
  • the light emitting section 7 is preferably configured by including a three-color phosphor in which blue, green, and red phosphors are mixed in a transparent resin.
  • the transparent resin for example, acrylic resin, silicone resin, and epoxy resin are used. The phosphor is excited by light emitted from the LED element 4 (for example, ultraviolet light or violet light) and emits visible light.
  • the tricolor phosphor When LED element 4 that emits ultraviolet light or violet light is used in combination with light emitting part 7 that contains tricolor phosphor, the tricolor phosphor is excited by ultraviolet light or violet light emitted from LED element 4. Emits white light.
  • the phosphor emits light from LED element 4 with a wavelength of 360 ⁇ ! Those that efficiently absorb ultraviolet light and violet light in the range of ⁇ 440 nm are preferred. In this way, the white light emitting device 1 can be configured.
  • the light emitting device 1 of this embodiment is preferably a white light emitting type.
  • Examples of the blue light-emitting phosphor include Eu-activated halophosphate phosphor and Eu-activated aluminate phosphor, which are excellent in absorption efficiency of ultraviolet rays and violet light.
  • Examples of the green light emitting phosphor include Cu and A1-activated zinc sulfate phosphor, Eu and Mn activated aluminate phosphor, and the like.
  • Examples of the red light emitting phosphor include Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor, Eu and Sm-activated lanthanum oxysulfide phosphor, Cu and Mn-activated zinc sulfide phosphor, and the like. These are appropriately selected and used in consideration of color rendering properties, light emission uniformity, and luminance characteristics.
  • the phosphor content in the light-emitting portion 7 is preferably 20 wt% or more.
  • the phosphor content is kept low in order to irradiate the reflector without unnecessarily diffusing the light emitted by the LED element force in the light-emitting portion.
  • the phosphor content is lowered, the essential light emission luminance is lowered.
  • the distance between the LED element 4 and the reflector 5 is reduced, so that the light emitted from the LED element 4 is transmitted in the light-emitting part 7. It is possible to irradiate the reflector 5 without diffusing unnecessarily. Therefore, it is possible to improve the light emission luminance of the light emitting device 1 without reducing the manufacturability and reliability of the light emitting device 1.
  • the light emitting device 1 of this embodiment is manufactured, for example, as follows.
  • the manufacture of the light emitting device 1 shown in FIG. 1 will be described as an example.
  • a substrate 3 having an internal wiring 2 is prepared.
  • an Au—Sn eutectic alloy layer is formed as a bonding material for bonding the LED element 4 on a portion of the substrate 3 where the internal wiring 2 is exposed, that is, on a surface portion where the LED element 4 is to be bonded.
  • One electrode of LED element 4 is aligned and disposed on this surface portion, and then heat treatment is performed to fix LED element 4 to substrate 3 and LED
  • One electrode of the element 4 is electrically connected to the internal wiring 2 of the substrate 3.
  • the bonding material in addition to an Au-Sn eutectic alloy, an Au-Si eutectic alloy, SnPb solder, or the like can be used. Instead of such a low melting point alloy, a conductive paste may be used. Examples of the conductive paste include those obtained by dispersing conductive powders such as silver, copper and carbon in a thermosetting resin such as epoxy resin.
  • a cylindrical reflector 5 is joined on the substrate 3 to which the LED element 4 is fixed so as to surround the periphery of the LED element 4.
  • the reflector 5 is bonded to the substrate 3 in the same manner as the LED element 4 is bonded.
  • a wire bonding step is performed to electrically connect the other electrode of the LED element 4 and the reflector 5 with the conductive wire 6.
  • a transparent resin containing a phosphor is dropped into the reflector 5, and the light emitting part 7 is formed by curing the transparent resin. In this manner, the target light emitting device 1 is manufactured.
  • the above-described manufacturing method of the light-emitting device 1 is an example, and the manufacturing method of the light-emitting device 1 is not limited to this.
  • the manufacturing method of the light emitting device 1 can be changed as appropriate unless it is contrary to the gist of the present invention.
  • the reflector 5 may be bonded onto the substrate 3 and the LED element 4 may be bonded with a force.
  • an internal wiring 12 (reflector internal wiring) 12 for conducting to the reflector 5 as described above or a conductive pattern may be used as the substrate 3.
  • the light-emitting device 1 of this embodiment can be used for various purposes as, for example, a lighting device.
  • a typical use example of the light emitting device 1 is a light source of a knock light of various display devices represented by a liquid crystal display device.
  • the emission luminance of the knocklight can be improved.
  • the knocklight is configured by applying a plurality of light emitting devices 1 as light sources and arranging them in a linear or matrix form. Note that a backlight using only one light emitting device 1 is not excluded.
  • a plurality of light emitting devices 1 as light sources are mounted in a linear or matrix arrangement on a mounting substrate.
  • the module structure is as follows. A backlight in which a plurality of light emitting devices 1 are linearly arranged is used as a sidelight type backlight or the like. A backlight in which a plurality of light emitting devices 1 are arranged in a matrix is used as a direct backlight.
  • the structure of the backlight using Light Emitting Device 1 is special. However, it may be a direct type or a side light type.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device 20 having a backlight to which the light emitting device 1 is applied.
  • the liquid crystal display device 20 includes, for example, a flat liquid crystal panel 21 as a flat display unit, and a backlight 22 that illuminates the liquid crystal panel 21 with a back force.
  • the backlight 22 is disposed immediately below the liquid crystal panel 21.
  • an array substrate which is a glass plate on which transparent electrodes are formed, and a color filter substrate are disposed between two polarizing plates so as to face each other. Liquid crystal is injected between the array substrate and the color filter substrate, thereby forming a liquid crystal layer.
  • red (R), green (G), and blue (B) color filters are formed corresponding to each pixel.
  • the knock light 22 includes a mounting board (mother board) 23 and a plurality of light emitting devices 1 arranged and mounted on the mounting board 23 in a matrix.
  • the specific module structure is as follows.
  • Each of the plurality of light emitting devices 1 constitutes a light source of the backlight 22.
  • the light emitting device 1 is arranged so that its non-light emitting surface is on the mounting substrate 23 side.
  • An optical sheet 24 such as a diffusion plate or a prism sheet is disposed on the light emitting surface 10 side of the light emitting device 1.
  • the knock light 22 is arranged immediately below the liquid crystal panel 21 so that the optical sheet 24 is on the liquid crystal panel 21 side.
  • the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the one using a direct type backlight, but may be one using a side light type knock light.
  • the sidelight-type backlight includes, for example, a light source and a light guide plate in which a plurality of light emitting devices 1 are linearly arranged.
  • the light source is installed in a light incident portion provided on one end face of the light guide plate.
  • the light incident from the light incident portion is irradiated in the normal direction from the upper surface of the light guide plate by repeating refraction and reflection in the light guide plate.
  • the liquid crystal display unit is disposed on the upper surface (light emitting surface) side of the light guide plate.
  • the white light emitting device 1 shown in FIG. 1 was produced.
  • an aluminum nitride substrate 3 with internal wiring 2 as shown in Fig. 1 (length 5 mm x width 5 mm x thickness 0.5 mm).
  • a portion of the surface of the aluminum nitride substrate 3 on which the UV LED element 4 is to be joined (including the exposed portion of the internal wiring) is gold-plated, and a light emitting diode (UV-LED element) that emits UV light on this surface part ) 4 (length 0.3mm x width 0.3mm x height 0.3mm) were joined.
  • UV-LED element light emitting diode
  • the reflector 5 (height lmm, reflecting surface angle ( ⁇ ) 45 °, which is silver-plated oxygen-free copper so as to surround the periphery of the UV-LED element 4) ).
  • a plurality of types of reflectors 5 were used so that the distance (L) to the UV-LED element 4 was 0.6 to 1.4 mm (Examples 1 to 5).
  • the white phosphor 1 was manufactured by filling the dispersed phosphor paste and heating and curing it.
  • a white light emitting device 30 as shown in FIG. 8 was produced.
  • an aluminum nitride substrate 32 (length 5 mm ⁇ width 5 mm ⁇ thickness 0.5 mm) provided with a terminal fitting 31 as shown in FIG. 8 was prepared.
  • a UV-LED element 33 is bonded to a predetermined portion of the aluminum nitride substrate 32, and a reflector 35 made of oxygen-free copper with a silver plating on the reflecting surface 34 (height lmm, reflecting surface angle ( ⁇ ) 45 °) Were joined.
  • each electrode of the UV-LED element 33 and each terminal fitting 31 were electrically connected by a conductive wire 36.
  • the reflector 35 is filled with a phosphor paste in which a mixture of a red phosphor, a green phosphor and a blue phosphor excited by ultraviolet rays is dispersed in a transparent resin, and is heated and cured.
  • a white light emitting device 30 was produced.
  • the distance (L) between the UV-L ED element 33 and the reflector 35 is set to 1.8 mm in order to secure a connection portion between the conductive wire 36 and the terminal fitting 31. .
  • the UV-LED element 4 And the distance (L) between the reflector 5 and the reflector 5 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the light emitted from the UV-LED element 4 from being unnecessarily diffused by the phosphor in the light emitting section 7 before reaching the reflecting surface 9 of the reflector 5. For this reason, it was confirmed that the total luminous flux is improved. In particular, it was confirmed that the total luminous flux was greatly improved by setting the distance (L) between the UV-LED element 4 and the reflector 5 to 1 mm or less.
  • the angle (0) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 is 10 ° as shown in Table 2.
  • a direct type backlight was fabricated using 100 pieces each changed in a range of ⁇ 70 °. Each of these direct type backlights was evaluated for luminance unevenness and light emission luminance. Table 2 shows the results.
  • the direct type backlight is produced by arranging 100 white light emitting devices in a 10 ⁇ 10 matrix.
  • the light emitting surface of the direct type backlight is visually observed to obtain a white light emitting device. Evaluation was based on the degree to which the light of device 1 appeared as dots. In Table 2, “A” is a portion that appears to be dotted, “B” is a portion that appears as a dot, and “C” is a portion that appears as a point. It is. Regarding the light emission luminance, visually observe the light emission surface of the direct type backlight, and the light emission luminance of the direct type backlight is indicated by “A”, and the light emission luminance is slightly insufficient! Is indicated by “B”.
  • the angle ( ⁇ ) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 is 35 ° or more and 45 ° or less from the viewpoint of suppressing luminance unevenness and improving light emission luminance. I understand.
  • the angle (0) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 is 10 ° as shown in Table 3.
  • Sidelight-type backlights were fabricated using 10 each of which were changed in the range of ⁇ 70 °. The presence or absence of luminance unevenness and light emission luminance of these sidelight type backlights were evaluated. The results are shown in Table 3. The evaluation methods for luminance unevenness and light emission luminance were the same as in Examples 6-10. Note that the sidelight type backlight is manufactured by arranging 10 white light emitting devices at equal intervals.
  • the sidelight-type backlight As is apparent from Table 3, in the sidelight-type backlight, the occurrence of uneven brightness was observed regardless of the angle ( ⁇ ) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 of the white light emitting device 1. . Since the sidelight type backlight uses a light guide plate, the occurrence of uneven brightness is suppressed regardless of the angle ( ⁇ ) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 of the white light emitting device 1. Regarding the emission luminance, it was observed that the emission luminance was lowered when the angle ( ⁇ ) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 was less than 35 °. In the white light emitting device 1 used for the sidelight type backlight, it is understood that the angle ( ⁇ ) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 is preferably set to 35 ° or more.
  • the luminance unevenness is suppressed and the light emission luminance is obtained in any of the direct type backlight and the sidelight type backlight.
  • the angle ( ⁇ ) of the reflecting surface 9 of the reflector 5 is set to 30 ° or more and 60 ° or less, Further, it can be seen that the angle is preferably 35 ° or more and 45 ° or less.
  • the light emitting device can irradiate the light emitted from the semiconductor light emitting element to the reflector without unnecessarily diffusing in the light emitting portion, and therefore, excellent light emission luminance can be obtained. Furthermore, by reducing the distance and number of wire bonding, the manufacturability and reliability of the light emitting device can be improved. Such a light emitting device is effectively used for various lighting applications including a backlight.

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Abstract

　発光装置は、内部配線を有する基板上に配置された半導体発光素子と、半導体発光素子の周囲に設置されたリフレクタと、リフレクタ内に充填され、半導体発光素子からの光により励起されて可視光を発光する蛍光体を含有する発光部とを具備する。半導体発光素子への導通は基板の内部配線とリフレクタとを介して行われている。

Description

明 細 書
発光装置とそれを用いたバックライトおよび液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は発光装置とそれを用いたバックライトおよび液晶表示装置に関する。
背景技術
[0002] 発光ダイオード（Light Emitting Diode : LED)は、電気エネルギーを紫外光や 可視光等の光に変換して放射する半導体素子であり、長寿命でかつ信頼性が高ぐ 光源として用いた場合に交換作業が軽減されるというような利点を有する。 LED素子 を例えば透明樹脂で封止した発光装置 (LEDランプ)は、携帯型通信機器、 PC周辺 機器、 OA機器、家庭用電気機器、信号装置、各種スィッチ類、バックライト型表示板 等の各種表示装置の構成部品として広く利用されている。
[0003] LED素子を用いた発光装置は、例えば基板上に LED素子を固定すると共に、 LE D素子の各電極を基板上の各端子に導電性ワイヤを介して電気的に接続した構造 を有している。さらに、 LED素子の周囲には LED素子力も放射された光を反射させ るリフレクタが設置されている。リフレクタの内部には、例えば蛍光体粒子を分散させ た発光層が充填される (例えば、特許文献 1参照)。
[0004] 発光装置から発光される光の色調は LED素子の発光波長に限られるものではなく 、例えば発光層中に分散させた蛍光体によって、青色から赤色まで使用用途に応じ た可視光を得ることができる。特に、白色発光型の発光装置は携帯型通信機器や P Cの液晶表示装置におけるノ ックライトとして有用である（例えば、特許文献 2参照)。
[0005] 従来の基板上に LED素子やリフレクタを設置した発光装置は、発光輝度が低下し やすいという難点を有する。すなわち、 LED素子の電極力 延びる導電性ワイヤを 基板上の端子に接続しているため、リフレクタを LED素子の周囲に十分近づけること ができない。このため、リフレクタと LED素子との間には、導電性ワイヤの設置スぺー スの分だけ間隔があいている。 LED素子力 放射された光はリフレクタに到達する前 に発光層内で不必要に拡散され、リフレクタに十分に照射されな 、ために発光輝度 が低くなる。 [0006] このような発光輝度の低下に対しては、例えば LED素子力 延びる導電性ワイヤを リフレクタの外側に位置する基板上の端子に接続し、 LED素子とリフレクタとの間隔 を狭める方法が考えられる。しかし、このような方法ではリフレクタの外部に導電性ヮ ィャの接続部が形成されるため、この部分を他の用途に有効利用することができなく なる。さらに、このような方法ではリフレクタの上部を超えて導電性ワイヤを配置しなけ ればならないため、導電性ワイヤの長さが長くなり、発光装置の製造性や信頼性が低 下する。
[0007] 一方、 LED素子とリフレクタとの距離はそのままにして、発光層内での不必要な光 の拡散を抑制する方法として、発光層に含有させる蛍光体の量を減らすことが考えら れる。しかしながら、このような方法では蛍光体の含有量を減らしたことにより、力えつ て発光輝度が低下してしまう。
特許文献 1 :特開 2002— 198573公報
特許文献 2 :特開 2003— 160785公報
発明の開示
[0008] 本発明の目的は、製造性や信頼性を低下させることなぐ発光輝度を向上させるこ とを可能にした発光装置、さらにはそのような発光装置を用いたバックライトと液晶表 示装置を提供することにある。
[0009] 本発明の一態様に係る発光装置は、内部配線を有する基板と、前記基板上に配置 された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の周囲に設置されたリフレクタと、前 記リフレクタ内に充填され、前記半導体発光素子からの光により励起されて可視光を 発光する蛍光体を含有する発光部とを具備し、前記半導体発光素子への導通が前 記基板の内部配線と前記リフレクタとを介して行われて 、ることを特徴として 、る。
[0010] 本発明の他の態様に係るバックライトは、実装基板と、前記実装基板上に実装され
、本発明の態様に係る発光装置を備える光源とを具備することを特徴としている。本 発明の態様に係るバックライトにおいて、光源は例えば実装基板上に直線状または マトリクス状に配列された複数の発光装置を備えている。本発明のさらに他の態様に 係る液晶表示装置は、本発明の態様に係るバックライトと、前記バックライトの発光面 側に配置された液晶表示部とを具備することを特徴としている。 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の一実施形態による発光装置の構成を示す断面図である。
[図 2]図 1に示す発光装置の一変形例を示す断面図である。
[図 3]図 1に示す発光装置の他の変形例を示す断面図である。
[図 4]図 1に示す発光装置のさらに他の変形例を示す断面図である。
[図 5]図 1に示す発光装置のさらに他の変形例を示す断面図である。
[図 6]図 5に示す発光装置の平面構造の一例を示す図である。
[図 7]本発明の一実施形態による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
[図 8]比較例としての発光装置の構成を示す断面図である。
符合の説明
[0012] 1…発光装置、 2…内部配線 (LED用内部配線)、 3…基板、 4…半導体発光素 子 (LED素子）、 5· ··リフレクタ、 6…導電性ワイヤ、 7…発光部、 9…反射面、 10…発 光面、 11· ··段部、 12· ··内部配線 (リフレクタ用内部配線）、 20…液晶表示装置、 22 …ノ ックライト。
発明を実施するための形態
[0013] 以下、本発明を実施するための形態について説明する。図 1は本発明の一実施形 態による発光装置の構成を示す断面図である。同図に示す発光装置 1は内部配線 2 を有する基板 3上に配置された半導体発光素子 4を具備して 、る。半導体発光素子 4としては、 LED素子やレーザダイオード等を適用することができる。ここでは、半導 体発光素子 4として LED素子を用いている。 LED素子 4の周囲には、例えば発光方 向に向けて傾斜させた内壁面を有する筒状のリフレクタ 5が設置されている。
[0014] LED素子 4の一方の電極（下部電極 Z図示せず）は、基板 3の内部配線 2と電気的 に接続されている。 LED素子 4の他方の電極（上部電極 Z図示せず）は、ワイヤボン デイングした導電性ワイヤ 6を介してリフレクタ 5と電気的に接続されている。リフレクタ 5は後述するように、その少なくとも一部に導電性が付与されている。リフレクタ 5内に は LED素子 4を封止するように、蛍光体を含有する発光部 7が充填されて 、る。
[0015] この実施形態の発光装置 1においては、 LED素子 4への給電のための導通を基板 3の内部配線 2とリフレクタ 5とを介して実施して 、る。従来の発光装置のように LED 素子力 延びる導電性ワイヤを基板上の端子に接続する必要がなくなるため、 LED 素子 4とリフレクタ 5との距離 (L)を狭めることができる。 LED素子 4とリフレクタ 5との距 離 (L)は、図 1に示すように、 LED素子 4の外周部分 8とリフレクタ 5の反射面 9の最も 内側となる部分との距離を指すものとする。
[0016] LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L)を狭めることによって、 LED素子 4から放射さ れた光を発光部 7内で不必要に拡散させることなぐリフレクタ 5に照射することができ る。従って、発光装置 1の発光輝度を高めることが可能となる。また、 LED素子 4への 導通に基板 3の内部配線 2とリフレクタ 5とを用いることで、ワイヤボンディングする箇 所を LED素子 4とリフレクタ 5との間の 1箇所のみとすることができる。複数箇所でワイ ャボンディングする必要がなくなるだけでなぐ例えばリフレクタ 5の外部に接続する 場合に比べてワイヤボンディングの距離を短くすることができる。従って、発光装置 1 の製造性や信頼性を高めることが可能となる。
[0017] さらに、 LED素子 4力 延びる導電性ワイヤ 6をリフレクタ 5に接続することによって、 リフレクタ 5の外部に導電性ワイヤ 6の接続部分を形成する必要がなく、実質的に発 光装置 1をリフレクタ 5の大きさと同等の大きさとすることができる。リフレクタ 5の外部 に導電性ワイヤ 6の接続部分を形成する必要がな 、ことから、その部分を他の用途に 有効利用することができる。例えば、発光装置 1を用いてバックライトを作製した場合 、その部分に反射シートを配置することができる。反射シートは、発光装置 1から発光 された光が光学シート等で反射された場合、この光を光学シート側に再反射させる機 能を有する。これによつて、ノ ックライトの発光輝度を高めることができる。
[0018] この実施形態の発光装置 1にお!/、て、 LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L)は lm m以下とすることが好まし 、。 LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L)が 1mmを超えると 、 LED素子 4から放射された光が発光部 7内で不必要に拡散され、リフレクタ 5に十 分に照射することができないおそれがある。これによつて、発光輝度が低下する。 LE D素子 4とリフレクタ 5との間のワイヤボンディング距離も延びるため、製造性や信頼性 が低下するおそれがある。 LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L)は、発光輝度や製造 性の向上等の観点から、 0. 8mm以下とすることがより好ましい。
[0019] リフレクタ 5は例えば図 1に示したように、内壁部分に反射面 9を設けた筒状の形状 を有している。リフレクタ 5の反射面 9は、 LED素子 4から放射された光を発光面 10へ と導くために、基板 3の表面に対して傾斜していることが好ましい。反射面 9の傾斜角 0は 25° 以上 70° 以下とすることが好ましい。反射面 9の傾斜角 0が 25° 未満で あると、 LED素子 4から放射された光の反射効果が小さぐ発光装置 1の発光輝度を 十分に高めることができな 、おそれがある。
[0020] 一方、反射面 9の傾斜角 Θ力 70° を超えると、反射効果が大きくなりすぎて光が集 中し、例えば発光装置 1をバックライトの光源として用いた場合に、ノ ックライトの発光 面に輝度ムラが生じるおそれがある。リフレクタ 5の反射面 9の傾斜角 Θは、発光輝度 の向上やバックライトに適用した場合の輝度ムラの抑制等の観点から、 30° 以上 60 ° 以下とすることがより好ましぐさらに好ましくは 35° 以上 45° 以下である。
[0021] 図 1に示すリフレクタ 5の上部は一様に水平とされている。リフレクタ 5の形状はこれ に限られるものではない。例えば図 2に示すように、リフレクタ 5は上部の内側部分に 一段低 、段部 11が設けられたものであってもよ 、。リフレクタ 5の上部に段部 11が設 けられている場合、導電性ワイヤ 6の一端部は段部 11に接続することが好ましい。こ のようにすることで、導電性ワイヤ 6全体を発光部 7内に埋設することができる。
[0022] リフレクタ 5は LED素子 4との導通を確保する必要から、少なくとも一部が導電性材 料で形成されている。図 1および図 2に示したリフレクタ 5は全体が導電性材料で構成 されている。リフレクタ 5の構成材料には、導電性や光の反射性等の観点から金属材 料を用いることが好ましい。具体的には、ニッケル、銀、銅、アルミニウム等の金属や それらの合金でリフレクタ 5を構成することが好ま 、。
[0023] リフレクタ 5は図 3に示すように、主たる部分であるリフレクタ本体 5aを絶縁材料で形 成し、その表面に導電性材料カゝらなる被膜 5bを設けたものであってもよい。被膜 5b は導電性や光の反射性等の観点力も金属材料で形成することが好ま U、。被膜 5b の形成材料としては、ニッケル、銀、銅、アルミニウム等の金属やそれらの合金が挙 げられる。金属材料からなる被膜 5bは、例えばメツキ、蒸着、スパッタ等の公知の膜 形成方法を用いて形成される。リフレクタ 5は図 4に示すように、リフレクタ本体 5aを絶 縁材料で形成し、その内部に導電性材料からなる内部配線 5cを設けたものであって ちょい。 [0024] LED素子 4が配置される基板 3は、図 1および図 2に示したように、 LED素子 4に導 通するための少なくとも 1つの内部配線 2を有している。基板 3は図 5に示すように、 L ED素子 4への導通のための内部配線 (LED用内部配線） 2の他に、リフレクタ 5と導 通される内部配線 (リフレクタ用内部配線） 12を有していてもよい。この場合、リフレタ タ 5の下部と基板 3の表面上に露出した内部配線 12とが電気的に接続される。
[0025] 基板 3内に 2本の内部配線 2、 12を設ける場合、内部配線 2、 12の両端部のうち LE D素子 4やリフレクタ 5と接続されて 、な 、方の端部は、例えば図 6に示すように基板 3の一端部側に引き出され、基板 3の表面に形成された外部接続用端子 13、 14にそ れぞれ接続される。外部接続用端子 13、 14は基板 3の裏面側に形成してもよい。な お、リフレクタ 5への導通は基板 3上に形成された導体パターンを利用してもよい。
[0026] 基板 3は、例えば窒化アルミニウム (A1N)、アルミナ (Al O )、窒化ケィ素（Si N )
2 3 3 4 等のセラミックス材料ゃ榭脂等の有機材料力も主としてなるものである。これらの中で も、熱伝導率に優れる窒化アルミニウム力も主としてなる基板 3が好ましく用いられる。 特に、熱伝導率が 200WZm'K以上の窒化アルミニウム力 主としてなる基板 3を使 用することが好ましい。
[0027] LED素子 4とリフレクタ 5とを電気的に接続する導電性ワイヤ 6には、例えば金、白 金、銅、アルミニウム等の金属やそれらの合金力 なる金属ワイヤが用いられる。特に 、金やその合金力もなるワイヤを使用することが好ましい。導電性ワイヤ 6として金属 ワイヤを用いることによって、 LED素子 4とリフレクタ 5とを容易に接続することができる 。 LED素子 4の電極やリフレクタ 5に対する導電性ワイヤ 6の接続 (ボンディング）は、 合金化しやす ヽ材料を使用して ヽる場合には直接行うことができる。合金化しにく ヽ 材料を用いて ヽる場合には、合金化する材料を介してボンディングする。
[0028] LED素子 4には、例えば波長が 360nm〜440nmの範囲の紫外光や紫色光を発 光するものが好適に用いられる。このような LED素子 4としては、例えば発光層として 窒化物系化合物半導体層を有するものが挙げられる。紫外光や紫色光を発光する L ED素子 4を用いた場合、発光部 7は青色、緑色、赤色の各蛍光体を混合した三色蛍 光体を透明樹脂に含有させて構成することが好ましい。透明榭脂としては、例えばァ クリル樹脂、シリコーン榭脂、エポキシ榭脂が用いられる。 [0029] 蛍光体は LED素子 4から放射された光 (例えば紫外光や紫色光）により励起されて 可視光を発光する。紫外光や紫色光を発光する LED素子 4と三色蛍光体を含む発 光部 7とを組合せて使用した場合、三色蛍光体が LED素子 4から放射された紫外光 や紫色光により励起されて白色光を発光する。蛍光体は LED素子 4から放射される 波長が 360ηπ！〜 440nmの範囲の紫外光や紫色光を効率よく吸収するものが好まし い。このようにして、白色発光型の発光装置 1を構成することができる。この実施形態 の発光装置 1は白色発光型であることが好ましい。
[0030] 青色発光蛍光体としては、紫外線や紫色光の吸収効率に優れる Eu付活ハロ燐酸 塩蛍光体、 Eu付活アルミン酸塩蛍光体等が例示される。緑色発光蛍光体としては、 Cuおよび A1付活硫ィ匕亜鉛蛍光体、 Euおよび Mn付活アルミン酸塩蛍光体等が例示 される。赤色発光蛍光体としては、 Eu付活酸硫化イットリウム蛍光体、 Euおよび Sm 付活酸硫化ランタン蛍光体、 Cuおよび Mn付活硫化亜鉛蛍光体等が例示される。こ れらは演色性、発光の均一性、輝度特性を考慮して適宜選択して用いられる。
[0031] 発光部 7における蛍光体の含有量は 20重量％以上とすることが好ましい。前述した ように、従来の発光装置においては、例えば LED素子力 放射される光を発光部中 で不必要に拡散させることなくリフレクタに照射させるために、蛍光体の含有量を低く 抑えている。しかし、蛍光体の含有量を低くすると本質的な発光輝度が低下する。こ の実施形態では発光部 7の蛍光体含有量を 20重量％以上としても、 LED素子 4とリ フレクタ 5との距離を狭めているため、 LED素子 4から放射された光を発光部 7内で 不必要に拡散させることなぐリフレクタ 5に照射させることができる。従って、発光装 置 1の製造性や信頼性を低下させることなぐ発光装置 1の発光輝度を向上させるこ とが可能となる。
[0032] この実施形態の発光装置 1は、例えば以下のようにして製造される。以下、図 1に示 した発光装置 1の製造を例に挙げて説明する。まず、内部配線 2を有する基板 3を用 意する。この基板 3の内部配線 2が露出した部分、すなわち LED素子 4を接合しょう とする表面部分に、 LED素子 4を接合するための接合材として、例えば Au— Sn共 晶合金層を形成する。この表面部分に LED素子 4の一方の電極を位置合せして配 置した後、加熱処理することによって、 LED素子 4を基板 3に固定すると共に、 LED 素子 4の一方の電極を基板 3の内部配線 2と電気的に接続する。
[0033] 接合材としては、 Au— Sn共晶合金の他に、 Au— Si共晶合金、 SnPbはんだ等を 用いることができる。このような低融点合金に代えて、導電性ペーストを用いてもよい 。導電性ペーストとしては、銀、銅、カーボン等の導電性粉末をエポキシ榭脂等の熱 硬化性榭脂に分散させたものが挙げられる。
[0034] 次いで、 LED素子 4が固定された基板 3上に、 LED素子 4の周囲を囲むようにして 筒状のリフレクタ 5を接合する。基板 3上へのリフレクタ 5の接合は、 LED素子 4の接 合と同様にして行う。続いて、ワイヤボンディング工程を実施して、 LED素子 4の他方 の電極とリフレクタ 5とを導電性ワイヤ 6で電気的に接続する。この後、リフレクタ 5内に 蛍光体を含有する透明榭脂を滴下し、透明榭脂を硬化させることによって、発光部 7 を形成する。このようにして、目的とする発光装置 1を作製する。
[0035] 上述した発光装置 1の製造方法は一例であり、発光装置 1の製造方法はこれに限 られるものではない。発光装置 1の製造方法は本発明の趣旨に反しない限り、適宜 に変更することができる。例えば、基板 3上にリフレクタ 5を接合して力も LED素子 4を 接合するようにしてもよい。基板 3としては、既に説明したようなリフレクタ 5への導通の ための内部配線 (リフレクタ用内部配線） 12や導電パターンを有するものを用いても よい。
[0036] この実施形態の発光装置 1は、例えば照明装置として各種の用途に使用することが できる。発光装置 1の代表的な使用例としては、液晶表示装置に代表される各種表 示装置のノ ックライトの光源が挙げられる。光源として発光装置 1を用いることによつ て、ノ ックライトの発光輝度を向上させることができる。ノ ックライトは、光源として複数 の発光装置 1を適用し、これらを直線状またはマトリクス状に配列することにより構成さ れる。なお、 1個の発光装置 1のみを使用したバックライトを除外するものではない。
[0037] ノ ックライトを構成するにあたって、光源としての複数の発光装置 1は実装基板上に 直線状またはマトリクス状に配列されて実装される。モジュール構造は以下の通りで ある。複数の発光装置 1を直線状に配列したバックライトは、サイドライト型のバックラ イト等として使用される。複数の発光装置 1をマトリクス状に配列したバックライトは、直 下型のバックライト等として使用される。発光装置 1を適用したバックライトの構造は特 に限定されるものではなぐ直下型であってもサイドライト型であってもよい。
[0038] 上述した実施形態のバックライトは、液晶表示装置のノ ックライトとして好適に用い られる。図 7は発光装置 1を適用したバックライトを有する液晶表示装置 20の構成例 を示す断面図である。液晶表示装置 20は、例えば平面表示手段としての平板状の 液晶パネル 21と、この液晶パネル 21を背面力も照明するバックライト 22とを具備して いる。バックライト 22は液晶パネル 21の直下に配置されている。
[0039] 液晶パネル 21は、例えば 2枚の偏光板の間に、それぞれ透明電極を形成したガラ ス板であるアレイ基板とカラーフィルタ基板とが対向して配置されて 、る。これらアレイ 基板とカラーフィルタ基板との間には液晶が注入されており、これらにより液晶層が構 成されている。カラーフィルタ基板には、各画素に対応して赤 (R)、緑 (G)、青 (B)の カラーフィルタが形成されて 、る。
[0040] ノ ックライト 22は、実装基板 (母基板) 23と、この実装基板 23上にマトリックス状に 配列されて実装された複数の発光装置 1とを具備している。具体的なモジュール構 造は以下の通りである。複数の発光装置 1はそれぞれバックライト 22の光源を構成し ている。発光装置 1はその非発光面が実装基板 23側となるように配置されている。発 光装置 1の発光面 10側には拡散板やプリズムシート等の光学シート 24が配置されて いる。そして、ノ ックライト 22は光学シート 24が液晶パネル 21側となるように、液晶パ ネル 21の直下に配置されている。
[0041] なお、本発明の液晶表示装置は直下型のバックライトを用いたものに限らず、サイド ライト型のノ ックライトを適用したものであってもよい。サイドライト型のバックライトは、 例えば複数の発光装置 1を直線状に配列させた光源と導光板とを有している。光源 は導光板の一方の端面に設けられた光入射部に設置される。光入射部から入射した 光は、導光板内で屈折や反射を繰り返すことによって、導光板の上面からその法線 方向に照射される。液晶表示部は導光板の上面 (発光面)側に配置される。
[0042] 次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
[0043] (実施例 1〜5)
実施例 1〜5では図 1に示した白色発光型の発光装置 1を作製した。まず、図 1に示 したような内部配線 2を有する窒化アルミニウム基板 3 (縦 5mm X横 5mm X厚さ 0. 5 mm)を用意した。窒化アルミニウム基板 3の表面のうち、紫外線 LED素子 4を接合し ようとする部分（内部配線の露出部分を含む）に金メッキを施し、この表面部分に紫外 光を発光する発光ダイオード（UV— LED素子） 4 (縦 0. 3mm X横 0. 3mm X高さ 0 . 3mm)を接合した。
[0044] さらに、窒化アルミニウム基板 3上に、 UV— LED素子 4の周囲を囲むように、銀メッ キを施した無酸素銅力 なるリフレクタ 5 (高さ lmm、反射面角度（ Θ ) 45° )を接合し た。なお、リフレクタ 5は UV— LED素子 4との距離（L)が 0. 6〜1. 4mm (実施例 1〜 5)となるように複数種類を用いた。 UV— LED素子 4とリフレクタ 5とを導電性ワイヤ 6 で電気的に接続した後、リフレクタ 5内に紫外線で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光 体および青色蛍光体の混合物を透明榭脂中に分散させた蛍光体ペーストを充填し、 これを加熱して硬化させることによって、白色発光装置 1を作製した。
[0045] (比較例 1)
従来の白色発光装置として、図 8に示すような白色発光装置 30を作製した。まず、 図 8に示すような端子金具 31が表面に設けられた窒化アルミニウム基板 32 (縦 5mm X横 5mm X厚さ 0. 5mm)を用意した。この窒化アルミニウム基板 32の所定の部分 に UV— LED素子 33を接合すると共に、反射面 34に銀メツキを施した無酸素銅から なるリフレクタ 35 (高さ lmm、反射面角度（ Θ ) 45° )を接合した。この後、 UV— LE D素子 33の各電極と各端子金具 31とを導電性ワイヤ 36で電気的に接続した。
[0046] この後、リフレクタ 35内に紫外線で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色 蛍光体の混合物を透明榭脂中に分散させた蛍光体ペーストを充填し、これを加熱し て硬化させることによって、白色発光装置 30を作製した。なお、白色発光装置 30に おいては、導電性ワイヤ 36と端子金具 31との接続部分を確保するために、 UV-L ED素子 33とリフレクタ 35との距離（L)は 1. 8mmとした。
[0047] 次に、上述した実施例 1〜5の白色発光装置 1と比較例 1の白色発光装置 30につ いて、それぞれ全光束 (単位:ルーメン (lm) )を測定した。測定結果を表 1に示す。
[0048] [表 1] 発光タ"ィオ-ドとリフ! /ク夕 全光束
との距離 (L) [mm] [lm]
実施例 1 0.6 1.4
実施例 2 0.8 1.3
実施例 3 1.0 1.2
実施例 4 1.2 0.8
実施例 5 1.4 0.6
比較例 1 1.8 0.5
[0049] 表 1から明らかなように、 UV— LED素子 33とリフレクタ 35との間の窒化アルミ-ゥ ム基板 32上に導電性ワイヤ 36を配置した比較例 1の白色発光装置 30では、導電性 ワイヤ 36と端子金具 31との接続部分を確保する必要があるために、 UV— LED素子 33とリフレクタ 35との距離 (L)が大きくなる。従って、 UV— LED素子 33から発光さ れた光がリフレクタ 35の反射面 34に到達するまでに発光部 37中の蛍光体により拡 散されやすぐこのために全光束は小さくなることが認められた。
[0050] これに対して、 UV— LED素子 4への導通として窒化アルミニウム基板 3の内部配 線 2とリフレクタ 5とを用いた実施例 1〜5の発光装置 1においては、 UV— LED素子 4 とリフレクタ 5との距離 (L)を狭めることができる。従って、 UV— LED素子 4から発光 された光がリフレクタ 5の反射面 9に到達するまでに発光部 7内の蛍光体で不必要に 拡散されることが抑制される。このため、全光束が向上することが確認された。特に、 UV— LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L)を lmm以下とすることによって、全光束 が大幅に向上することが認められた。
[0051] (実施例 6〜： LO)
実施例 2の白色発光装置 1 (UV— LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L) =0. 8mm )において、リフレクタ 5の反射面 9の角度（0 )を表 2に示すように 10° 〜70° の範 囲で変化させたものを、それぞれ 100個ずつ用いて直下型バックライトを作製した。こ れら直下型バックライトの輝度ムラの有無と発光輝度をそれぞれ評価した。それらの 結果を表 2に示す。なお、直下型バックライトは各 100個の白色発光装置を 10 X 10 のマトリクス状に均等配置して作製したものである。
[0052] 輝度ムラについては、目視により直下型バックライトの発光面を観察し、白色発光装 置 1の光が点状となって見える度合いにより評価した。表 2において、「A」は点状とし て見える部分がな力つたもの、「B」は点状として見える部分が若干あったもの、「C」 は点状として見える部分が多く見られたものである。発光輝度については、目視によ り直下型バックライトの発光面を観察し、直下型バックライトの発光輝度が十分であつ たものを「A」で示し、発光輝度がやや足りな!/ヽものを「B」で示した。
[0053] [表 2]
Figure imgf000014_0001
[0054] 表 2から明らかなように、リフレクタ 5の反射面 9の角度（Θ )を 35° 以上 45° 以下と することによって、直下型バックライトの輝度ムラを抑制することができ、かつ発光輝 度も十分なものとすることができる。直下型バックライトに用いられる白色発光装置 1 において、輝度ムラの抑制や発光輝度の向上の観点から、リフレクタ 5の反射面 9の 角度（Θ )を 35° 以上 45° 以下とすることが好ましいことが分かる。
[0055] (実施例 11〜15)
実施例 2の白色発光装置 1 (UV— LED素子 4とリフレクタ 5との距離 (L) =0. 8mm )において、リフレクタ 5の反射面 9の角度（0 )を表 3に示すように 10° 〜70° の範 囲で変化させたものを、それぞれ 10個ずつ用いてサイドライト型バックライトを作製し た。これらサイドライト型バックライトの輝度ムラの有無と発光輝度をそれぞれ評価した 。その結果を表 3に示す。輝度ムラおよび発光輝度の評価方法は、実施例 6〜 10と 同様とした。なお、サイドライト型バックライトは各 10個の白色発光装置を等間隔で均 等配置して作製したものである。
[0056] [表 3] リフレクタの反射面
輝度ムラの有無 発光輝度
の角度^]
実施例 11 70° A A
実施例 12 60° A A
実施例 13 45° A A
実施例 14 35。 A A
実施例 15 10° A B
[0057] 表 3から明らかなように、サイドライト型バックライトにおいては、白色発光装置 1のリ フレクタ 5の反射面 9の角度（ Θ )にかかわらず、輝度ムラの発生は認められな力つた 。サイドライト型バックライトは導光板を用いているため、白色発光装置 1のリフレクタ 5 の反射面 9の角度（ Θ )にかかわらず輝度ムラの発生が抑制される。発光輝度につい ては、リフレクタ 5の反射面 9の角度（ Θ )を 35° 未満とした場合に発光輝度が低下す ることが認められた。サイドライト型バックライトに用いられる白色発光装置 1では、リフ レクタ 5の反射面 9の角度（ Θ )を 35° 以上とすることが好ましいことが分かる。
[0058] 上述した実施例 6〜： LOおよび実施例 11〜15の結果から、直下型バックライトおよ びサイドライト型バックライトのいずれに用いた場合においても、輝度ムラの抑制と発 光輝度の向上を図ることが可能な白色発光装置 1、すなわち汎用性に優れた白色発 光装置 1を実現するためには、リフレクタ 5の反射面 9の角度（ Θ )を 30° 以上 60° 以下、さらには 35° 以上 45° 以下とすることが好ましいことが分かる。
産業上の利用可能性
[0059] 本発明の態様に係る発光装置は、半導体発光素子から放射された光を発光部内 で不必要に拡散させることなぐリフレクタに照射することができるため、優れた発光 輝度が得られる。さら〖こ、ワイヤボンディングの距離や本数を減らすことで、発光装置 の製造性や信頼性を高めることができる。このような発光装置はバックライトを始めと する各種照明用途に有効に利用されるものである。

Claims

請求の範囲
[1] 内部配線を有する基板と、
前記基板上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲に設置されたリフレクタと、
前記リフレクタ内に充填され、前記半導体発光素子からの光により励起されて可視 光を発光する蛍光体を含有する発光部とを具備し、
前記半導体発光素子への導通が前記基板の内部配線と前記リフレクタとを介して 行われて ヽることを特徴とする発光装置。
[2] 請求項 1記載の発光装置において、
前記リフレクタは導電性金属材料からなることを特徴とする発光装置。
[3] 請求項 1記載の発光装置において、
前記リフレクタはその表面に形成された導電性金属材料カゝらなる被膜を有すること を特徴とする請求項 1記載の発光装置。
[4] 請求項 1記載の発光装置において、
前記半導体発光素子の一方の電極は前記基板の内部配線と電気的に接続されて おり、他方の電極は前記リフレクタと導電性ワイヤを介して電気的に接続されているこ とを特徴とする発光装置。
[5] 請求項 4記載の発光装置において、
前記導電性ワイヤは前記リフレクタに対して 1箇所でボンディングされていることを 特徴とする発光装置。
[6] 請求項 1記載の発光装置において、
前記半導体発光素子と前記リフレクタとの距離が lmm以下であることを特徴とする 発光装置。
[7] 請求項 1記載の発光装置において、
前記リフレクタの反射面は前記基板の表面に対して 25° 以上 70° 以下の範囲で 傾斜して!/ヽることを特徴とする発光装置。
[8] 請求項 1記載の発光装置において、
前記発光部は白色光を発光することを特徴とする発光装置。
[9] 請求項 1記載の発光装置において、
前記発光部は、前記蛍光体として青色発光蛍光体と緑色発光蛍光体と赤色発光 蛍光体との混合物と、前記蛍光体の混合物を含有する透明樹脂とを具備することを 特徴とする発光装置。
[10] 請求項 1記載の発光装置において、
前記半導体発光素子は発光ダイオードまたはレーザダイオードを備えることを特徴 とする発光装置。
[11] 実装基板と、
前記実装基板上に実装され、請求項 1記載の発光装置を備える光源と を具備することを特徴とするバックライト。
[12] 請求項 11記載のバックライトにおいて、
前記光源は前記実装基板上に直線状またはマトリクス状に配列された複数の前記 発光装置を備えることを特徴とするバックライト。
[13] 請求項 12記載のバックライトと、
前記バックライトの発光面側に配置された液晶表示部と
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
[14] 請求項 13記載の液晶表示装置において、
前記バックライトは、マトリクス状に配列された前記複数の発光装置を具備し、かつ 前記液晶表示部の直下に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
[15] 請求項 13記載の液晶表示装置において、
前記液晶表示部は導光板上に配置されており、かつ前記バックライトは直線状に 配列された前記複数の発光装置を具備すると共に、前記導光板の一方の端部に設 置されて!ヽることを特徴とする液晶表示装置。
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