WO2014081042A1 - 発光装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a light emitting device. More specifically, the present invention relates to a light emitting device having a light emitting element.
- the light emitting device includes a light source, a display device including the light source, a light bulb and an illumination device including the light source, and a light emitting device including the light source for flash. Further, the light emitting element is mounted on a circuit board or a lead frame. When the light emitting element is mounted on the circuit board, the light emitting element is electrically connected to the circuit board by bonding wires and / or bumps.
- Patent Document 1 a double-sided printed wiring board having a connection electrode on one side and a terminal electrode electrically connected to the connection electrode on the other side, a light-emitting element mounted on the double-sided printed wiring board, and the light-emitting element are sealed.
- a semiconductor light emitting device comprising a resin that stops is disclosed. Further, it is disclosed that all surfaces other than the light emitting surface of the light emitting element are covered with a resin having a diffuse reflection effect, and the light emitting surface is covered with a phosphor-containing resin.
- a coating material mixed with a reflective filler is used as a white resin.
- Silicone resin, epoxy resin, acrylyl resin, etc. are used as the coating material, and particles such as titanium oxide, silicon dioxide, zirconium dioxide, alumina, boron nitride are used as the reflective filler.
- the white resin has a function of reflecting the light irradiated from the side surface and the back surface of the LED to improve the irradiation efficiency of the light emitting device.
- Patent Document 4 a light emitting element mounted on a substrate, a phosphor plate adhered to the upper surface of the light emitting element, and a reflective property provided on the substrate to seal the side surface of the light emitting element and the side surface of the phosphor plate.
- a light emitting device having a white resin and a transparent resin covering the upper surface of the phosphor and the upper surface of the white resin is disclosed.
- Patent Document 5 a light emitting device mounted on a substrate, a phosphor plate bonded to the upper surface of the light emitting device, a diffusion plate bonded to the upper surface of the phosphor plate, and a light emitting device provided on the upper surface of the substrate.
- a light-emitting device having a side surface of an element, a side surface of a phosphor plate, and a reflective white resin that seals a side surface of a diffusion plate is disclosed.
- the light emitting device includes a circuit board, a light emitting element mounted on the upper surface of the circuit board, a phosphor resin layer disposed on the upper surface of the light emitting element, and a phosphor resin.
- a diffusion resin layer disposed on the upper surface of the layer for diffusing light emitted from the light emitting element; a first reflector disposed on the upper surface of the substrate so as to surround a side surface of the light emitting element; And a second reflecting material surrounding the side surface.
- the vertical sectional shape of the second reflecting material is an inverted trapezoidal shape.
- the lower end of the second reflecting material is located above the upper surface of the phosphor resin layer. Further, it is disclosed that the second reflecting material is disposed so as to surround the side surface of the phosphor resin layer.
- the vertical cross-sectional shape of the second reflecting material is a triangular shape having a vertex on the lower side.
- the lower end of the second reflecting material is located below the upper surface of the phosphor resin layer. Further, it is disclosed that the second reflecting material is disposed so as to surround the side surface of the phosphor resin layer.
- the second reflecting material includes a first linear portion that extends linearly, a second linear portion that extends parallel to the first linear portion, and Disclosed is a third linear portion extending so as to be orthogonal to the first linear portion, and a fourth linear portion extending parallel to the third linear portion.
- the area of the upper surface of the light emitting element and the area of the upper surface of the phosphor resin layer are the same.
- the second reflective material has the same area of the upper surface of the phosphor resin layer as that of the upper surface of the diffusion resin layer surrounded by the second reflective material. It is disclosed that there is.
- the second reflecting material is disclosed that the area of the upper surface of the diffusion resin layer surrounded by the second reflecting material is smaller than the area of the upper surface of the phosphor resin layer. Is done.
- the area of the upper surface of the diffusion resin layer surrounded by the second reflecting material is larger than the area of the upper surface of the phosphor resin layer. Is done.
- the second reflecting material covers the side surface of the diffusion resin layer, a part of the side surface of the phosphor resin layer, and a part of the side surface of the first reflecting material. Is disclosed. Further, it is disclosed that a part of the second reflecting material is located above the phosphor resin layer and the light emitting element, and a lower end of the second reflecting material is located below the upper surface of the light emitting element.
- the second reflecting material has a first bottom surface and a second bottom surface located below the first bottom surface, and the first bottom surface is above the phosphor resin layer. It is disclosed that the second bottom surface is located below the top surface of the light emitting element.
- the second reflective material covers all of the side surfaces of the first reflective material, and the second bottom surface is located below the top surface of the circuit board.
- At least one side of the second reflecting material further has a third bottom surface located below the first bottom surface and above the second bottom surface.
- the second bottom surface is formed by removing a part of the top surface of the circuit board.
- the reflectance of the second reflecting material is larger than the reflectance of the first reflecting material.
- the directivity of the light emitted from the light emitting element can be determined upward. Moreover, in the embodiment of the light emitting device according to the present invention, it is possible to reduce the color unevenness of the light emitted from the light emitting element.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment of this invention.
- (B) is a top view of the light-emitting device shown to (a).
- (A) shows the 1st process which concerns on the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG.
- (B) shows a 2nd process.
- (C) shows the third step.
- (D) shows a 4th process.
- (E) shows the fifth step.
- (F) shows the sixth step.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device shown in FIG. 1, and is explanatory drawing explaining the light which goes to the upper direction of the light-emitting device shown in FIG. 1 at the time of light emission.
- (B) is a top view of the light-emitting device shown in FIG. 1, and is an explanatory view for explaining light of the light-emitting device during light emission.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device shown as a reference example, and is explanatory drawing explaining the light which goes to the upper direction of the light-emitting device 901 at the time of light emission.
- (B) is a top view of the light-emitting device shown to (a), and is explanatory drawing explaining the light of the light-emitting device 901 at the time of light emission.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 2nd Embodiment.
- (B) is a top view of the light-emitting device shown to (a).
- (A) shows the 1st process which concerns on the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG. (B) shows a 2nd process.
- (C) shows the third step.
- (D) shows a 4th process.
- (E) shows the fifth step.
- (F) shows the sixth step.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
- (B) is a top view of the light-emitting device shown to (a). These are sectional drawings of the light-emitting device concerning a 4th embodiment.
- (A) shows the 1st process of the light-emitting device shown in FIG. (B) shows a 2nd process.
- (C) shows the third step.
- (D) shows a 4th process.
- (E) shows the fifth step.
- (F) shows the sixth step.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 5th Embodiment.
- (B) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 6th Embodiment.
- (A) shows the 1st process which concerns on the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG.10 (b).
- (B) shows a 2nd process.
- (C) shows the third step.
- (D) shows a 4th process.
- (E) shows the fifth step.
- (F) shows the sixth step.
- (A) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 7th Embodiment.
- (B) is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on 8th Embodiment.
- (A) is a top view of the light-emitting device concerning a 9th embodiment.
- (B) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the light emitting device shown in (a).
- (C) is a sectional view taken along line BB ′ of the light emitting device shown in (a).
- (D) is a circuit diagram of the light emitting device shown in (a).
- (E) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the light emitting device shown in (a).
- (A) shows the 1st process which concerns on the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG.
- (B) shows a 2nd process.
- (C) shows the third step.
- (D) shows a 4th process.
- (E) shows the fifth step.
- FIG. 6D is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of the light emitting device shown in FIG.
- A) is the perspective view seen from the upper direction of the light-emitting device concerning 11th Embodiment.
- (B) is the perspective view seen from the downward direction of the light-emitting device which concerns on 11th Embodiment.
- FIG. 17 is a diagram showing a planar positional relationship between a first groove scraped in the fifth step of the manufacturing process of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 16 is a diagram showing a planar positional relationship between first to third grooves removed in the fifth to seventh steps of the light emitting device manufacturing process shown in FIG. 16 and wirings formed on the upper surface of the circuit board. is there.
- (A) is a figure which shows the 5th process of the manufacturing process of the light-emitting device shown in FIG.
- (B) is a figure showing a 6th process.
- (C) is a diagram showing a seventh step.
- (D) is a figure which shows an 8th process.
- (A) is a figure which shows the 5th process of the manufacturing process of the light-emitting device shown in FIG. (B) is a figure showing a 6th process.
- (C) is a diagram showing a seventh step.
- (D) is a figure which shows an 8th process.
- (A) is a figure which shows the non-light-emission state of the light-emitting device shown in FIG.
- (B) is a figure which shows the non-light-emission state of the light-emitting device shown in FIG.
- (A) is a plane image of the image of the light emission state (grayscaled image) when the content of the reflective material contained in the second reflective material is high.
- (B) is a planar image of an image in which the emission intensity distribution in the case shown in (a) is represented by coloring.
- (C) is a cross-sectional image along the line EE ′ in the case shown in (a).
- (D) is a planar image of the image of the light emission state (grayscaled image) when the content of the reflective material contained in the second reflective material is low.
- (E) is a planar image of an image in which the emission intensity distribution in the case shown in (d) is represented by coloring.
- FIG. 2A is a plan view of the first light emitting device 1.
- FIG. 4B is a plan view of a light emitting device according to a first modification of the first light emitting device 1.
- FIG. 4C is a plan view of a light emitting device according to a second modification of the first light emitting device 1.
- FIG. 4D is a plan view of a light emitting device according to a third modification of the first light emitting device 1.
- FIG. 6E is a plan view of a light emitting device according to a fourth modification of the first light emitting device 1.
- the term “and / or” includes any and all of the combinations of one or more of the associated items listed. .
- Relative terms such as “below”, “above”, “above”, “below”, “upward”, and “downward” are used in the figures. May be used to describe the relationship between one element, part, surface, area or direction and another component, part, surface, area or direction. It should be noted that these terms are intended to include different orientations of the light emitting device in addition to the directions shown in the figures.
- FIG. 1A is a cross-sectional view of the light-emitting device according to the first embodiment
- FIG. 1B is a plan view of the light-emitting device shown in FIG.
- the first light emitting device 1 includes a circuit board 20, a light emitting element 10 mounted on the upper surface of the circuit board 20, a phosphor resin layer 12 disposed on the upper surface of the light emitting element 10, and an upper surface of the phosphor resin layer 12.
- a diffusion resin layer 16m that diffuses light emitted from the light emitting element
- a first reflector 14 that is provided on the upper surface of the circuit board 20 and seals the side surface of the light emitting element 10, and a diffusion resin layer 16m.
- the first reflecting material 14 seals the side surface of the light emitting element 10 and the side surface of the phosphor resin layer 12.
- the diffusion resin material 16 including the diffusion resin layer 16m is disposed on and / or above the phosphor resin layer 12 and the first reflecting material 14.
- the substrate 20 of the first light emitting device 1 further includes an anode electrode 22 and a cathode electrode 24 that are electrically connected to the light emitting element 10.
- the light emitting element 10 is, for example, a light emitting diode having a sapphire substrate having a square plane and a semiconductor layer formed on the sapphire substrate.
- the semiconductor layer includes an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer, and is formed on one surface of the sapphire substrate.
- the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer of the light-emitting element 10 mounted on the circuit board 20 are located on the lower surface of the light-emitting element 10.
- the light emitting element 10 is mounted on printed wirings 22a and 24a formed on the upper surface of the circuit board 20 via bumps 17a and 17b.
- the light emitting layer of the light emitting element 10 starts to emit light when a voltage equal to or higher than a predetermined threshold voltage is applied between the anode electrode 22 and the cathode electrode 24.
- the phosphor resin layer 12 is a flat plate material having a phosphor that converts the wavelength of light emitted from the light emitting element 10.
- YAG Yttrium Aluminum Garnet
- silicate phosphor silicate phosphor
- nitride phosphor sulfide phosphor or the like
- the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12 is substantially the same as the area of the upper surface of the light emitting element 10.
- the phosphor resin layer 12 is bonded to the upper surface of the light emitting element 10 with a transparent adhesive.
- the phosphor resin layer 12 has a square shape in plan view.
- the first reflective material 14 is silicone containing titanium oxide as a reflective material.
- the content of titanium oxide in the first reflecting material 14 is 30 weight percent. This is because when the titanium oxide content is more than 30 percent by weight, it is difficult for the first reflective material 14 to penetrate into the gap between the light emitting element 10 and the circuit board 20 formed by the bumps.
- the first reflecting material 14 is formed on the circuit board 20 using a molding die so that the side surface of the light emitting element 10 and the side surface of the phosphor resin layer 12 are filled and sealed with the reflective first reflecting material 14. Be placed.
- the diffusion resin material 16 includes diffusion particles that diffuse the light irradiated from the light emitting element 10.
- the diffusion resin material 16 covers the upper surface of the phosphor resin layer 12 and the upper surface of the first reflecting material 14.
- the second reflective material 18a is silicone containing titanium oxide as a reflective material.
- the content rate of titanium oxide in the second reflecting material 18 a is 30 weight percent as in the first reflecting material 14.
- two pairs of parallel linear second reflective materials 18a intersect each other. That is, the second reflector 18a is orthogonal to the first linear portion that extends linearly in the lateral direction, the second linear portion that extends parallel to the first linear portion, and the first linear portion.
- a third linear portion extending in the longitudinal direction and a fourth linear portion extending parallel to the third linear portion. The first linear portion and the second linear portion that are parallel to each other of the second reflecting material 18a, and the third linear portion and the fourth linear shape that are parallel to each other and intersect the first linear portion and the second linear portion.
- the portion constitutes a quadrangular reflection frame surrounding the diffusion resin layer 16m that becomes the light emitting surface of the light emitting element 10.
- the second reflecting material 18a has a cross beam shape in plan view. Further, it is disclosed in the embodiment shown in FIG. 1 that the second reflecting material 18a has the same thickness as the diffusion resin layer 16m.
- the reflection frame of the second reflecting material 18a formed so as to surround the rectangular diffusion resin layer 16m corresponding to the phosphor resin layer 12 serves as a radiation direction regulating member that regulates the direction of light emitted from the light emitting element 10. Function.
- the circuit board 20 has an anode electrode 22 and a cathode electrode 24 formed on the lower surface.
- a wiring 22 a electrically connected to the anode electrode 22 and a wiring 24 a electrically connected to the cathode electrode 24 are formed on the upper surface of the circuit board 20 by printing.
- the wiring 22a is electrically connected to the anode electrode 22a through the through-hole electrode 22c.
- the wiring 24a is electrically connected to the cathode electrode 24 through the through-hole electrode 24c.
- the electrode may integrally extend from the upper surface of the circuit board to the lower surface through the side surface.
- the circuit board 20 in the present embodiment is an aluminum nitride substrate.
- FIG. 2 is a process diagram showing a manufacturing process of the first light emitting device 1.
- FIG. 2A shows the first step.
- FIG. 2B shows the second step.
- FIG. 2C shows the third step.
- FIG. 2D shows the fourth step.
- FIG. 2E shows the fifth step.
- FIG. 2F shows the sixth step.
- the light emitting element 10 is flip-chip mounted on the circuit board 20 via the bumps 17a and 17b.
- the light emitting element 10 is electrically connected to the wiring printed on the upper surface of the circuit board 20 by flip chip connection.
- the phosphor resin layer 12 is disposed on the upper surface of the light emitting element 10 with a transparent adhesive.
- the first reflecting material 14 is filled on the upper surface of the circuit board 20 on which the phosphor resin layer 12 and the light emitting element 10 are arranged.
- the filling of the first reflecting material 14 is performed using a molding die.
- the first reflector 14 is filled in the side surfaces of the light emitting element 10 and the phosphor resin layer 12 and is filled in the gap 14 m between the light emitting element 10 and the circuit board 20.
- the diffusion resin material 16 is coated on the upper surface of the phosphor resin layer 12 and the upper surface of the first reflective material 14.
- two pairs of rectangular parallelepiped grooves 16a are formed by scraping the diffusion resin material 16 from one side of the diffusion resin material 16 toward the opposite side along the upper surface edge of the phosphor resin layer 12. Is formed.
- the two pairs of rectangular parallelepiped grooves 16a use cutting blades having a certain width.
- a groove 16a having a shape surrounding the upper surface edge of the light emitting element 10 is formed in plan view.
- the second reflecting material 18a is formed by filling the two pairs of rectangular parallelepiped grooves 16a formed in the fifth step with the reflecting material.
- FIG. 3A is a cross-sectional view of the first light emitting device 1 shown in FIG. 1, and is an explanatory diagram for explaining light traveling upward of the first light emitting device 1 during light emission.
- FIG. 3B is a plan view of the light emitting device shown in FIG. 1, and is an explanatory diagram for explaining light of the light emitting device during light emission.
- the broken line indicates the phosphor resin layer 12.
- a driving voltage When a driving voltage is supplied between the anode electrode 22 and the cathode electrode 24 of the first light emitting device 1, a driving current flows through the light emitting element 10, and the light emitting element 10 emits light. A part of the light emitted from the light emitting element 10 is wavelength-converted by the phosphor in the phosphor resin layer 12. Further, the other light emitted from the light emitting element 10 is radiated to the outside as direct radiation from the light emitting element 10 without being wavelength-converted to the phosphor by the phosphor resin layer 12.
- the illumination light Pa in which color unevenness is suppressed by mixing and diffusing the light wavelength-converted by the phosphor in the phosphor resin layer 12 and the light directly emitted from the light emitting element. Is emitted from the diffusion resin layer 16m.
- the first light emitting device 1 most of the illumination light Pa is collected by reflecting a part of the radiated light inward by the second reflector 18a provided around the diffusion resin layer 16m. As a result, the light emitted from the light emitting element 10 is emitted as illumination light Pa2 restricted to a square shape with Pa1 and irradiation width H1.
- the first reflecting material 14 a disposed so as to surround the phosphor resin layer 12 and the second reflecting material 18 a provided around the diffusion resin layer 16 m are emitted from the light emitting element 10. It functions as a radiation direction regulating member that regulates the direction of the emitted light.
- the emitted light Pa1 is light that passes through the phosphor resin layer 12 and the diffusion resin layer 16m without being reflected by the first reflecting material 14a and the second reflecting material 18a.
- FIG. 4A is a cross-sectional view of a light emitting device shown as a reference example, and is an explanatory diagram for explaining light traveling upward of the light emitting device 901 during light emission.
- FIG. 4B is a plan view of the light emitting device shown in FIG. 4A, and is an explanatory diagram for explaining light of the light emitting device 901 during light emission.
- the broken line indicates the phosphor resin layer 12.
- the light emitting device 901 is different from the first light emitting device 1 in that the second reflecting material 18a is not disposed.
- the second reflecting material 18a that reflects the light emitted from the light emitting element 10 is not disposed. Therefore, the light emitted from the light emitting element 10 is the illumination light Pa composed of Pa1 and Pa2 of the first light emitting device 1. It spreads over a wider angle range.
- Light emitted from the light emitting device 901 is emitted as illumination light Pb1 with an irradiation width H1 at the center of the light emitting surface.
- illumination light Pb2 that is weaker than the illumination light Pb1 is emitted, which is diffused in a rectangular shape having an irradiation width H2 and an outer peripheral portion swelling.
- annular illumination light Pb3 that is weaker than the illumination light Pb2 is emitted around the illumination light Pb2. Therefore, the irradiation width of the light emitted from the light emitting device is expanded to a circle H3 that is larger than the upper surface of the light emitting element as a whole.
- the second reflecting member 18 a that functions as a radiation direction regulating member is disposed. Therefore, by regulating the spread of the light emitted from the light emitting element 10, the contour composed of the illumination light Pa ⁇ b> 1 and Pa ⁇ b> 2 is formed. Clear and bright illumination light Pa is emitted.
- the illumination light Pb having a reduced outline and a reduced luminance is emitted.
- FIG. 5A is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment
- FIG. 5B is a plan view of the light emitting device 2 shown in FIG.
- the second light emitting device 2 includes a circuit board 20, a light emitting element 10 mounted on the upper surface of the circuit board 20, a phosphor resin layer 12 disposed on the upper surface of the light emitting element 10, and an upper surface of the phosphor resin layer 12.
- a diffusion resin layer 16m that is disposed and diffuses light emitted from the light emitting element
- a first reflector 14 that is provided on the upper surface of the circuit board 20 and seals the side surface of the light emitting element 10
- a diffusion resin layer 16m A second reflecting member 18a surrounding the side surface.
- the first reflecting material 14 seals the side surface of the light emitting element 10 and the side surface of the phosphor resin layer 12.
- the diffusion resin material 16 including the diffusion resin layer 16m is disposed on and / or above the phosphor resin layer 12 and the first reflecting material 14.
- the substrate 20 of the second light emitting device 2 further includes an anode electrode 22 and a cathode electrode 24 that are electrically connected to the light emitting element 10.
- the second reflecting material 18b has a frame shape surrounding the diffusion resin layer 16m and has the same thickness as the diffusion resin layer 16m.
- the second light emitting device 2 is different from the first light emitting device 1 in that the vertical cross-sectional shape of the second reflecting material 18b is not a square shape, and the vertical cross-sectional shape of the second reflecting material 18b is an inverted trapezoid.
- the inverted trapezoid refers to a trapezoid whose lower side is shorter than the upper side.
- the vertical cross-sectional shape appears on the cut surface when the second light emitting device 2 is cut so that the second light emitting device is divided into two portions each including the diffusion resin material 16 and the circuit board 20.
- the diffusion resin layer 16m of the present embodiment has a trapezoidal shape in which the vertical cross-sectional shape has a lower side longer than an upper side. In this respect, the second light emitting device 2 is different from the first light emitting device 1.
- FIG. 6 is a process diagram showing a manufacturing process according to the manufacturing method of the second light emitting device 2.
- FIG. 6A shows the first step.
- FIG. 6B shows the second step.
- FIG. 6C shows the third step.
- FIG. 6D shows the fourth step.
- FIG. 6E shows the fifth step.
- FIG. 6F shows the sixth step.
- the manufacturing process of the second light emitting device 2 shown in FIG. 6 is different from the manufacturing process of the first light emitting device 1 shown in FIG.
- the groove 16a is formed using a cutting blade having a certain width.
- the groove 16a is formed by cutting the diffusion resin material 16 linearly from one side of the diffusion resin material 16 to the other opposite side.
- the diffusion resin material 16 is cut using a trapezoidal cutting blade to form a groove 16 b having a trapezoidal cross-sectional shape.
- the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m is smaller than the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12.
- the groove 16b of the diffusion resin material 16 is an inverted trapezoidal groove having a width wider than the bottom, the processing of the groove 16b is facilitated. Moreover, the effect of restricting the spread of the emitted light is enhanced by the trapezoidal shape of the second reflecting material 18b, and the second light emitting device 2 has a clearer and brighter illumination light than the first light emitting device 1. Pa is emitted.
- FIG. 7A is a cross-sectional view of the light emitting device according to the third embodiment of the present invention
- FIG. 7B is a plan view of the light emitting device shown in FIG.
- the second reflecting material 18a has a frame shape surrounding the diffusion resin layer 16m and has a thickness smaller than the thickness of the diffusion resin layer 16m.
- the third light emitting device 3 is different from the second light emitting device 2 in that the second reflecting material 18c does not penetrate the diffusing resin material 16.
- the lower end of the second reflecting material 18 c is located above the upper surface of the phosphor resin layer 12.
- a groove that does not penetrate the lower surface of the diffusion resin material 16 is formed by removing the diffusion resin material 16 by half dicing when the diffusion resin material 16 is removed in the fifth step.
- the diffusion resin material 16 is not cut by the second reflecting material 18c. Since the diffusion resin material 16 and the second reflecting material 18c are engaged with each other and integrated, the bending strength is higher than that of the second light emitting device 2.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the fourth embodiment.
- the vertical cross section of the second reflecting material 18 d is not a bottomed shape penetrating the diffusion resin material 16, the apex is located at the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10, and the bottom is the fourth light emitting device 4.
- the second light emitting device 2 is different from the second light emitting device 2 in that the triangular shape is located on the upper surface of the second light emitting device 2.
- the lower end of the second reflecting material 18 d reaches the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10.
- FIG. 9 is a process diagram showing a manufacturing process according to the manufacturing method of the fourth light emitting device 4.
- FIG. 9A shows the first step.
- FIG. 9B shows the second step.
- FIG. 9C shows the third step.
- FIG. 9D shows the fourth step.
- FIG. 9E shows the fifth step.
- FIG. 9F shows the sixth step.
- the fifth process is different from the manufacturing process of the second light emitting device 2 shown in FIG.
- the groove 16 b having a trapezoidal cross-sectional shape is formed by cutting the diffusion resin material 16 using a trapezoidal cutting blade.
- the tip of the triangular cutting blade is positioned at the outer edge of the light emitting element 10 and cutting to the vicinity of the outer edge of the light emitting element 10, the phosphor resin layer 12, the first reflecting material 14, and the diffusion resin material 16 is cut to form a triangular groove 16d.
- the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m is smaller than the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12. Further, the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12 is smaller than the area of the upper surface of the light emitting element 10.
- the second reflecting material 18d having a triangular vertical cross section whose bottom is located on the upper surface of the fourth light emitting device 4 functions as a radiation direction regulating member to regulate the emitted light.
- the width of the second reflecting material 18d that functions as a regulating member is increased.
- FIG. 10A is a cross-sectional view of the light emitting device according to the fifth embodiment.
- FIG. 10B is a cross-sectional view of the light emitting device according to the sixth embodiment.
- the lower end of the second reflecting material 18 e does not reach the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10.
- the fourth light emitting device 4 is different from the fourth light emitting device 4 in that the lower end of the second reflecting material 18e is located at an intermediate point between the outer edge of the upper surface of the phosphor resin layer 12 and the outer edge of the lower surface.
- the height of the tip of the triangular cutting blade is made higher than the top surface of the light emitting element 10. As a result, a groove that does not reach the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10 is formed.
- the sixth light emitting device 6 is not a phosphor resin layer 12 on a flat plate having the same area of the upper surface and the area of the lower surface, but a phosphor having a trapezoidal vertical sectional shape in which the area of the upper surface is smaller than the area of the lower surface.
- the second light emitting device 2 is different in that the resin layer 13 is disposed.
- FIG. 11 is a process diagram showing a manufacturing process of the sixth light emitting device 6.
- FIG. 11A shows the first step.
- FIG. 11B shows the second step.
- FIG. 11C shows the third step.
- FIG. 11D shows the fourth step.
- FIG. 11E shows the fifth step.
- FIG. 11F shows the sixth step.
- the manufacturing process of the sixth light emitting device 6 shown in FIG. 11 is different from the manufacturing process of the second light emitting device 2 shown in FIG. 6 in the second process and the fifth process.
- the flat phosphor resin layer 12 is disposed on the upper surface of the light emitting element 10, but in the second step of the sixth light emitting device 6, the phosphor having a trapezoidal vertical cross-sectional shape.
- the resin layer 13 is disposed on the upper surface of the light emitting element 10.
- the diffusion resin material 16 is cut using a trapezoidal cutting blade to form a groove 16 b having a trapezoidal cross-sectional shape.
- one side of the bottom surface is close to the upper side of the phosphor resin layer 13 by cutting a trapezoidal cutting blade in accordance with the inclination of the outer edge of the phosphor resin layer 12a.
- a groove 16f having a trapezoidal cross-sectional shape is formed.
- FIG. 12A is a cross-sectional view of the light-emitting device 7 according to the seventh embodiment
- FIG. 12B is a cross-sectional view of the light-emitting device 8 according to the eighth embodiment.
- the seventh light emitting device 7 is not a phosphor resin layer 12 on a flat plate in which the area of the upper surface and the area of the lower surface facing the upper surface are the same, but the upper surface area is smaller than the lower surface area and has a trapezoidal vertical cross section. It differs from the 1st light-emitting device 1 that the fluorescent substance resin layer 13 which has a shape is arrange
- the bottom surface of the second reflecting material 18 a is separated from the top surface of the phosphor resin layer 13.
- the eighth light emitting device 8 is different from the seventh light emitting device 7 in that the bottom surface of the second reflecting material 18 a is not separated from the upper end of the phosphor resin layer 13 and is close thereto.
- FIG. 13 is a view showing a light emitting device according to the ninth embodiment.
- FIG. 13A is a plan view of the light emitting device according to the ninth embodiment.
- FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 13C is a cross-sectional view taken along line BB ′ of the light emitting device shown in FIG.
- FIG.13 (d) is a circuit diagram of the light-emitting device light-emitting device shown to Fig.13 (a).
- FIG. 13E is a cross-sectional view taken along the line AA ′ when the light emitting device shown in FIG. 13A is in a light emitting state. In FIG. 13E, the arrow indicates the light emitted from the light emitting element 10.
- the ninth light emitting device 9 includes a light emitting element 10, a phosphor resin layer 12 disposed on the upper surface of the light emitting element 10, and a first reflector disposed so as to surround the side surfaces of the light emitting element 10 and the phosphor resin layer 12. 14.
- the ninth light emitting device 9 includes a diffusion resin material 16 disposed on the upper surface of the phosphor resin layer 12 and the upper surface of the first reflecting material 14, and a second reflecting material 18 g provided around the light emitting element 10. Has a reflective frame.
- the second reflecting material 18g is filled in a groove formed by scraping the diffusing resin material 16 and the first reflecting material 14 into a cross-beam shape. .
- the ninth light emitting device 9 further includes a circuit board 20, an anode electrode 22, a cathode electrode 24, and a Zener diode 30 mounted on the upper surface of the circuit board 20.
- the zener diode 30 is electrically connected to the wiring printed on the surface of the circuit board 20.
- the Zener diode 30 is electrically connected in parallel to the light emitting element 10 and prevents the light emitting element 10 from being electrostatically damaged.
- FIG. 14 shows a manufacturing method according to the manufacturing method of the ninth light-emitting device 9.
- FIG. 14A shows the first step.
- FIG. 14B shows the second step.
- FIG. 14C shows the third step.
- FIG. 14D shows the fourth step.
- FIG. 14E shows the fifth step.
- FIG. 14F shows the sixth step.
- the light emitting element 10 and the Zener diode 30 are arranged on the upper surface of the circuit board 20.
- the light emitting element 10 is flip-chip mounted and electrically connected to the wiring printed on the upper surface of the circuit board 20.
- the Zener diode 30 is mounted on the wiring 204 formed on the upper surface of the circuit board 20.
- the Zener diode 30 is electrically connected to the wiring 204 on the lower surface of the Zener diode 30, and the wiring 205 is electrically connected to the upper surface of the Zener diode 30 by the bonding wire 206.
- the phosphor resin layer 12 is disposed on the upper surface of the light emitting element 10.
- the first reflecting material 14 is filled on the upper surface of the circuit board 20 on which the phosphor resin layer 12, the light emitting element 10, and the Zener diode 30 are arranged.
- the filling of the first reflecting material 14 is performed using a molding die.
- the first reflector 14 is sealed in the side surface of the light emitting element 10, the side surface of the phosphor resin layer 12, and the Zener diode 30, and filled in a gap between the lower surface of the light emitting element 10 and the upper surface of the circuit board 20.
- the diffusion resin material 16 is coated on the upper surfaces of the phosphor resin layer 12 and the first reflecting material 14.
- two pairs of rectangular parallelepiped grooves are formed by removing the phosphor resin layer 12, the first reflecting material 14, and the diffusion resin material 16 along the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10. .
- the two pairs of rectangular parallelepiped-shaped grooves use a cutting blade having a predetermined width, and the phosphor resin layer 12 and the first one for each pair of rectangular parallelepiped-shaped grooves along two parallel sides of the upper surface of the light emitting element 10. It is formed by scraping off the reflecting material 14 and the diffusing resin material 16.
- the upper surface of the light emitting element has a rectangular shape in plan view.
- the two pairs of grooves formed in the fifth step are linear in a plan view.
- the cross-beam shape having a reflection frame surrounding the phosphor resin layer 12 and the diffusion resin layer 16m disposed on the upper surface of the phosphor resin layer 12 above the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10
- the second reflecting material 18g is formed.
- the ninth light emitting device 9 the light irradiated from the back surface and the side surface of the light emitting element 10 is reflected by the first reflecting material 14 and irradiated upward.
- the light irradiated from the upper surface of the light emitting element 10 is diffused by the phosphor resin layer 12 and the diffusion resin layer 16m and spreads in the irradiation direction.
- a large amount of light is reflected upward by being reflected by the second reflecting material 18g.
- it is irradiated as light having a narrower directivity than in the case where the second reflector 18g is not provided. For this reason, in the ninth light emitting device 9, most of the light emitted from the light emitting element 10 is emitted upward as light having a narrower directivity.
- FIG. 15 is a diagram illustrating a light emitting device according to the tenth embodiment.
- FIG. 15A is a plan view of the light emitting device according to the tenth embodiment.
- FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 15C is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 15D is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of the light emitting device in the light emitting state shown in FIG.
- the arrow indicates the light emitted from the light emitting element 10.
- the second reflecting material 18 h is not disposed around the light emitting element 10, but a part of the second reflecting material 18 h is disposed above the upper surface of the light emitting element 10. It differs from the ninth light emitting device 9.
- the second reflector 18h is disposed above the upper surface edge of the light emitting element 10, so that the light irradiated from the upper surface of the light emitting element 10 is irradiated to a narrower range above the light emitting device. Is possible.
- the phosphor resin layer 12 is located between the light emitting element 10 and the second reflecting material 18h. That is, the phosphor resin layer 12 of the present embodiment has a size exceeding the upper edge of the light emitting element 10.
- the area of the phosphor resin layer 12 is prevented so that the upper surface of the light emitting element 10 is not removed when the groove is scraped to a position close to the upper surface of the light emitting element 10. Is made larger than the upper surface of the light emitting element.
- the tenth light emitting device 100 since a part of the phosphor resin layer 12 is located between the light emitting element 10 and the second reflecting material 18h, a part of the light irradiated from the upper surface of the light emitting element 10 is fluorescent. There is a possibility that the light emitting element 10 leaks in the lateral direction through the body resin layer 12. Therefore, it is considered that the light having a narrow angle directivity upward is slightly reduced as compared with the other embodiments.
- FIG. 16A is a perspective view of the light emitting device according to the eleventh embodiment viewed from above the light emitting device
- FIG. 16B is a perspective view of the light emitting device according to the eleventh embodiment viewed from below the light emitting device.
- FIG. 17A is a plan view of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 17B is a cross-sectional view taken along the line EE ′ of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 17C is a cross-sectional view taken along the line FF ′ of the light emitting device shown in FIG.
- FIG. 17D is a cross-sectional view taken along line EE ′ of the light emitting state of the light emitting device shown in FIG.
- an arrow indicates light emitted from the light emitting element 10.
- the eleventh light emitting device 101 is a first light emitting device in which the shape of the second reflective material 19 disposed around the light emitting element 10 and the content of titanium oxide contained in the second reflective material 19 as a reflective material are described above. This is different from the second reflectors 18a to 18h of the first to tenth light emitting devices 100.
- the second reflector 19 has a reflective frame surrounding the diffusion resin layer 16m located above the light emitting element 10.
- the diffusion resin layer 16m forms a light emitting surface of the eleventh light emitting device 101.
- the second reflective material 19 disposed around the light emitting element 10 is disposed so as to cover the side surface of the diffusion resin material 16, a part of the side surface of the phosphor resin layer 12, and a part of the side surface of the first reflective material 14. Is done.
- the inner peripheral wall of the second reflecting material 19 disposed around the light emitting element 10 is located on the upper surface of the phosphor resin layer 12 disposed on the upper surface of the light emitting element 10.
- the outer peripheral wall of the second reflecting material 19 forms the outer peripheral wall of the eleventh light emitting device 101 together with the circuit board 20.
- the outer peripheral wall of the second reflective material 19 covers all of the side surfaces of the first reflective material 14, and the bottom surface of the outer peripheral wall of the second reflective material 19 is positioned below the upper surface of the circuit board 20.
- the second reflector 19a located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 has a first bottom surface and a second bottom surface located outside and below the first bottom surface.
- the first bottom surface of the second reflective material 19 a is positioned above the upper surface of the light emitting element 10, and the second bottom surface is positioned at a height between the upper surface and the lower surface of the light emitting element 10.
- a part of the first bottom surface of the second reflecting material 19 a is located above the top surface of the light emitting element 10.
- the second reflecting material 19b located between the light emitting element 10 and one end of the eleventh light emitting device 101 in the longitudinal direction has a first bottom surface and a second bottom surface located outside and below the first bottom surface.
- the first bottom surface of the second reflective material 19b is positioned above the top surface of the light emitting element 10, and the second bottom surface is positioned at a scraping portion formed by scraping the end portion of the top surface of the circuit board 20.
- the first bottom surface of the second reflective material 19 b is located above the top surface of the light emitting element 10.
- the second bottom surface of the second reflecting material 19b is located below the top surface of the circuit board 20.
- the second reflective material 19c located between the Zener diode 30 and the other end in the longitudinal direction of the eleventh light emitting device 101 has a bottom surface located at the scraping portion formed by scraping the end portion of the top surface of the circuit board 20. Have. The bottom surface of the second reflective material 19 c is located below the top surface of the circuit board 20.
- the second reflectors 19d and 19e positioned between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 and both ends of the eleventh light emitting device 101 in the short direction are the first bottom surface, and the second reflecting materials 19d and 19e positioned outside and below the first bottom surface. 3 bottom surfaces and a second bottom surface located outside and below the third bottom surface.
- the first bottom surfaces of the second reflecting materials 19 d and 19 e are located above the upper surface of the light emitting element 10, and the third bottom surface is located at a height between the upper surface and the lower surface of the light emitting element 10. Further, the second bottom surface is located at a scraping portion formed by scraping the end portion of the top surface of the circuit board 20.
- the first bottom surfaces of the second reflecting materials 19 d and 19 e are located above the top surface of the light emitting element 10.
- the second bottom surfaces of the second reflecting materials 19 d and 19 e are located below the top surface of the circuit board 20.
- FIG. 18 is a diagram showing the positional relationship between the printed wirings 201 to 205 printed on the upper surface of the circuit board 20, the light emitting element 10 and the Zener diode 30.
- printed wirings 201 to 205 are indicated by solid lines
- the outer edge of the circuit board 20 is indicated by broken lines
- the light emitting element 10 is indicated by a one-dot chain line
- the Zener diode 30 is indicated by a two-dot chain line.
- a wire 206 connecting the Zener diode 30 and the printed wiring 205 is indicated by a solid line.
- the first bottom surface of the second reflecting material 19 disposed along the outer edge of the light emitting element 10 does not have a risk of scraping the upper surface of the light emitting element 10 when forming a groove in which the second reflecting material 19 is disposed. Since it is formed, it is located above the upper surface of the light emitting element 10.
- Printed wirings 201 to 205 are disposed between the light emitting element 10 and the Zener diode 30.
- the second bottom surface of the second reflective material 19a located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 is a height between the upper surface and the lower surface of the light emitting element 10 so that the printed wirings 201 to 205 are not cut. It is formed so that it may be located in.
- the printed wirings 201 to 205 are not disposed between the light emitting element 10 and one end of the eleventh light emitting device 101 in the longitudinal direction. Since there is no fear of cutting the printed wirings 201 to 205, the second bottom surface of the second reflecting material 19b located between one end in the longitudinal direction of the eleventh light emitting device 101 is scraped off the end of the top surface of the circuit board 20. It is formed so that it may be located in the scraping part formed.
- the zener diode 30 is an element that protects the light emitting element 10 from electrostatic breakdown, and is not a light emitting element. Since the Zener diode 30 is not a light emitting element, the second reflector 19 is not disposed in the vicinity of the Zener diode 30. For this reason, the second reflecting material 19c positioned between the Zener diode 30 and the other end in the longitudinal direction of the eleventh light emitting device 101 does not have a plurality of bottom surfaces, and the single bottom surface is the end of the top surface of the circuit board 20. It forms so that it may be located in the scraping part formed by scraping a part.
- the second reflector 19 is disposed above the Zener diode 30.
- a groove for filling the second reflector 19 is formed above the Zener diode 30. Since the Zener diode 30 is connected to the printed wiring via the bonding wire, there is a possibility that the wire 206 connected to the Zener diode 30 may be cut when a groove is formed above the Zener diode 30.
- the wire 206 connected to the Zener diode 30 may be cut. Therefore, the second reflector 19 is disposed above the Zener diode 30. Not placed in.
- Printed wirings 201 to 205 are arranged between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 and both ends of the eleventh light emitting device 101 in the short direction.
- the third bottom surface of the second reflecting material 19a located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 is a height between the upper surface and the lower surface of the light emitting element 10 so that the printed wirings 201 to 205 are not cut. It is formed to be located at The second bottom surface is formed so as to be positioned at a scraped portion formed by scraping the end portion of the top surface of the circuit board 20 in a region where the printed wirings 201 to 205 near the outer edge of the circuit board 20 are not disposed. Is done.
- the content of titanium oxide in the second reflector 19 is 80 weight percent.
- the second reflecting material 19 is filled in a groove having a rectangular cross-sectional shape, the second reflecting material 19 does not need to penetrate into the gap, and the content of titanium oxide can be increased. . Since the content of titanium oxide in the second reflective material 19 is greater than the content of titanium oxide in the first reflective material 14, the light shielding rate of the second reflective material 19 is greater than the light shielding rate of titanium oxide in the first reflective material 14. Also grows.
- the ninth light emitting device described with reference to FIG. 14 is performed from the first step of arranging the light emitting element 10 and the Zener diode 30 to the fourth step of covering the diffusion resin material 16. The same method as the manufacturing method 9 is adopted.
- FIGS. 19 to 21 are diagrams showing a method of forming the second reflective material 19 of the eleventh light emitting device 101.
- FIG. FIGS. 19 to 21 are diagrams showing a planar positional relationship between the first to third grooves to be removed in the fifth to eighth steps and the printed wirings 201 to 205 formed on the upper surface of the circuit board 20, respectively.
- the printed wirings 201 to 205 are indicated by solid lines
- the outer edges of the circuit board 20 are indicated by thick broken lines
- the first grooves 211 to 214 are indicated by broken lines.
- the second grooves 221 to 223 are indicated by alternate long and short dash lines.
- the third grooves 231 to 234 are indicated by two-dot chain lines.
- FIG. 21 the third grooves 231 to 234 are indicated by two-dot chain lines.
- FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line EE ′ showing the procedure for forming the second reflective material 19 when manufacturing the plurality of eleventh light emitting devices 101 at the same time.
- FIG. 23 is a cross-sectional view showing the same procedure along the line FF ′.
- FIGS. 22A and 23A are views showing a fifth step.
- FIGS. 22B and 23B are views showing a sixth step.
- 22 (c) and 23 (c) are diagrams showing a seventh step.
- 22D and 23D are views showing the eighth step.
- the fifth step is performed after the fourth step of covering the diffusion resin material 16 from the first step of arranging the light emitting element 10 and the Zener diode 30 of the eleventh light emitting device 101 is performed.
- two pairs of rectangular parallelepiped first grooves 211 to 214 are formed by scraping the phosphor resin layer 12, the first reflecting material 14, and the diffusion resin material 16 along the outer edge of the light emitting element 10.
- the first grooves 211 to 214 are formed by using a cutting blade having a first width for each of the pair of rectangular parallelepiped-shaped grooves along the two parallel sides of the plane of the light emitting element 10. It is formed by scraping off the reflecting material 14 and the diffusing resin material 16.
- the remaining portions of the bottom surfaces of the first grooves 211 to 214 formed in the fifth step correspond to the first bottom surfaces of the second reflectors 19a, 19b, 19d, and 19e shown in FIG.
- two pairs of rectangular parallelepiped second grooves 221 to 223 are formed by scraping the first reflector 14 along the first grooves formed in the fifth process.
- the second grooves 221 to 223 are formed on the outer walls of the first grooves 211 to 214 by using a cutting blade having a second width shorter than the first width of the cutting blade used in the fifth step. It is formed by scraping the first reflector 14 so that the outer walls 221 to 223 coincide.
- the remaining portions of the bottom surfaces of the second grooves 221 to 223 formed in the sixth step correspond to the second bottom surface of the second reflecting material 19 a located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30.
- the remaining portions of the bottom surfaces of the second grooves 221 to 223 are third bottom surfaces of the second reflectors 19d and 19e located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 and both ends of the eleventh light emitting device 101 in the short direction.
- two pairs of rectangular parallelepiped third grooves 231 to 234 are formed by scraping the first reflector 14 and the circuit board 20 along the outer edge of the circuit board 20.
- the third grooves 231 to 234 use the cutting blade having the second width used in the sixth step to scrape the first reflector 14 and the circuit board 20 across the outer edge of the adjacent circuit board 20. Formed by.
- the bottom surfaces of the third grooves 231 to 234 formed in the seventh step correspond to the third bottom surface of the second reflecting material 19b positioned between the light emitting element 10 and one end of the eleventh light emitting device 101 in the longitudinal direction.
- the bottom surfaces of the third grooves 231 to 234 correspond to the bottom surface of the second reflecting material 19c located between the Zener diode 30 and the other end in the longitudinal direction of the eleventh light emitting device 101. Further, the bottom surfaces of the third grooves 231 to 234 correspond to the second bottom surfaces of the second reflectors 19d and 19e located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 and both ends of the eleventh light emitting device 101 in the short direction. To do.
- the second reflecting material 19 is formed by filling the grooves formed in the fifth to seventh steps with the second reflecting material.
- FIG. 24 shows the non-light emitting state of the tenth light emitting device 100 shown in FIG. 15 and the non-light emitting state of the eleventh light emitting device 101 shown in FIG.
- FIG. 24A is a planar image of the tenth light emitting device 100 in a non-light emitting state.
- FIG. 24B is a planar image of the eleventh light emitting device 101 in a non-light emitting state.
- the tenth light emitting device 100 a part of the light emitted from the upper surface of the light emitting element 10 leaks in the lateral direction of the light emitting element 10 through the phosphor resin layer 12, and the region where the Zener diode is located is brightened. .
- the eleventh light emitting device 101 since the second reflecting material 19 reflects the light leaked in the lateral direction, the light leaking to the region where the Zener diode is located is less than in the tenth light emitting device 100.
- FIG. 25 is an image showing a change in the light emission state when the content of titanium oxide contained in the second reflector 19 of the eleventh light emitting device 101 is changed.
- FIG. 25A is a planar image of an image in a light emission state (grayscaled image) when 80% by weight of titanium oxide is contained in the second reflecting material 19.
- FIG. 25B is a planar image of an image in which the emission intensity distribution in the case where 80% by weight of titanium oxide is contained in the second reflecting material 19 is represented by coloring.
- FIG. 25C is a cross-sectional image taken along the line EE ′ of FIG.
- FIG. 25D is a planar image of an image in a light emission state (grayscaled image) when 30% by weight of titanium oxide is contained in the second reflecting material 19.
- FIG. 25E is a planar image of an image in which the emission intensity distribution in the case where 30% by weight of titanium oxide is contained in the second reflecting material 19 is represented by coloring.
- FIG. 25F is a cross-sectional
- the light leaking in the lateral direction of the light emitting element is oxidized by 80% by weight than when the second reflector 19 contains 30% by weight of titanium oxide. The case where titanium is contained is reduced.
- Table 1 is a table showing the relationship between the amount of titanium oxide contained in the second reflecting material 19, the lens gain of the eleventh light emitting device 101, and the total luminous flux.
- the lens gain refers to the luminous intensity in the front direction of the light emitting element when the condensing lens is not disposed above the eleventh light emitting device 101, and the condensing lens above the eleventh light emitting device 101. It is a ratio with the luminous intensity of the front direction of the light emitting element when not arranged.
- the total luminous flux is the total luminous flux of light emitted from the eleventh light emitting device 101.
- the content of titanium oxide contained in the second reflecting material 19 is increased, so that the light absorbed by the second reflecting material 19 is increased, so that the total luminous flux of the light emitted from the eleventh light emitting device 101 is reduced.
- the luminous flux of light reflected by the second reflector 19 and irradiated as light having a narrower directivity upward is increased. Since the luminous flux of light having a narrower angle directivity increases upward, the lens gain increases by increasing the content of titanium oxide contained in the second reflecting material 19.
- the eleventh light emitting device 101 a part of the second reflecting material 19 is positioned above the upper surface of the light emitting element 10.
- the light emitted from the upper surface of the light emitting element is reflected by the second reflecting material 19 located above the upper surface of the light emitting element 10, so that the upper area is smaller than the area of the upper surface of the light emitting element 10. The area is irradiated.
- the lower end of the second reflecting material 19 is located outside and below the upper surface of the light emitting element 10.
- the light emitted from the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10 is reflected by the second reflector 19 and the light emitting element 10 located in the vicinity of the outer edge of the upper surface of the light emitting element 10. Irradiates above the top surface.
- the reflectance of the second reflecting material 19 is greater than the reflectance of the first reflecting material 14. Also gets higher. Since the reflectance of the second reflecting material 19 is higher than the reflectance of the first reflecting material 14, the light reflected by the second reflecting material 19 from the upper surface of the light emitting element 10 has a directivity with a narrow angle upward.
- the second reflecting material 19 having a large light blocking ratio forms an outer peripheral wall, and therefore the ratio of the light emitted from the side surface and the back surface of the light emitting element 10 from the side surface of the eleventh light emitting device 101 is Lower. Most of the light emitted from the side surface and the back surface of the light emitting element 10 is repeatedly reflected inside the eleventh light emitting device 101 and then irradiated above the upper surface of the light emitting element.
- titanium oxide is used as the reflecting material of the first reflecting material 14 and the second reflecting materials 18 and 19, but silicon dioxide, zirconium dioxide, alumina, boron nitride, etc. may be used. Good.
- the first reflecting material 14 and the second reflecting materials 18a to 18h are made of the same material, but the second reflecting materials 18a to 18h A material having a larger light blocking ratio than that of the one reflecting material 14 may be used.
- the silicone resin is used as the coating material for the first reflecting material 14 and the second reflecting materials 18 and 19, but an epoxy resin, an acrylic resin, or the like may be used.
- the grooves 16a to 16f are formed by scraping the diffusion resin material 16 along the outer edge of the phosphor resin layer 12, but the grooves 16a to 16f are formed.
- the phosphor resin layer 12 may not be formed along the outer edge.
- FIG. 26A is a plan view of the first light-emitting device 1
- FIG. 26B is a plan view of the light-emitting device according to the first modification of the first light-emitting device 1
- FIG. 4 is a plan view of a light emitting device according to a second modification of the light emitting device 1.
- FIG. FIG. 26D is a plan view of the light emitting device according to the third modification of the first light emitting device
- FIG. 26E is a plan view of the light emitting device according to the fourth modification of the first light emitting device 1.
- the positions of the diffusion resin layer 16m and the phosphor resin layer 12 that contribute to illumination coincide with each other in plan view. Further, the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m and the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12 are the same. Furthermore, both the upper surface of the diffusion resin layer 16m and the upper surface of the phosphor resin layer 12 have a flat square shape. In the first light emitting device 1, since the area ratio of the upper surface of the diffusion resin layer 16m and the phosphor resin layer 12 has a relationship of 1: 1 and is arranged to be the same shape at the same position, The regulated illumination light Pa is emitted.
- a pair of the second reflecting material 18a is disposed along the outer edge of the phosphor resin layer 12, and the other pair of the second reflecting material 18a is disposed outside the outer edge of the phosphor resin layer 12.
- the other pair of the second reflecting material 18a is arranged outside the outer edge of the phosphor resin layer 12, so that the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m is the same as that of the upper surface of the phosphor resin layer 12. It is larger than the area.
- the ratio of the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m to the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12 is 4: 3.
- the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m and the phosphor resin layer 12 are.
- rectangular illumination light is emitted even when the phosphor resin layer 12 having a square planar shape is used.
- a pair of the second reflecting material 18a is arranged along the outer edge of the phosphor resin layer 12, and the other pair of the second reflecting material 18a is arranged inside the outer edge of the phosphor resin layer 12.
- the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m is the same as that of the upper surface of the phosphor resin layer 12. It is smaller than the area.
- the ratio of the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m to the area of the upper surface of the phosphor resin layer 12 is 3: 4, and in the light emitting device 1d, the area of the upper surface of the diffusion resin layer 16m and the phosphor resin layer 12 are.
- the ratio with the area of the upper surface is 9:16.
- rectangular illumination light is emitted even when the phosphor resin layer 12 having a square planar shape is used.
- the positions, widths, depths, and the like of the grooves 16a to 16f may be changed.
- a single light emitting device is manufactured independently has been described.
- a plurality of circuit boards 20 are arranged in an array.
- a plurality of light emitting devices may be manufactured at a time.
- the light emitting devices are separated into individual light emitting devices by cutting each of the plurality of light emitting devices with a cutting blade after the sixth step.
- the groove 16 a is formed by scraping the diffusion resin material 16.
- the groove 16 a scrapes the first reflector 14 and the diffusion resin material 16. May be formed.
- the groove 16 a may be formed by cutting the diffusion resin material 16 so as to have a depth up to an intermediate position of the diffusion resin material 16 without cutting the diffusion resin material 16.
- the second bottom surface of the second reflecting material 19a located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 is located at a height between the upper surface and the lower surface of the light emitting element 10.
- the second bottom surface of the second reflective material 19a is located at a scraped portion formed by scraping the edge of the top surface of the circuit board 20. Further, it may be located below the upper surface of the circuit board 20.
- the second reflectors 19d and 19e located between the light emitting element 10 and the Zener diode 30 and both ends of the eleventh light emitting device 101 in the short direction are the first bottom surface and the second bottom surface. And a third bottom surface located between them.
- the second reflecting material 19d and 19e does not have the third bottom surface, and the second reflecting material 19d and 19e reaches the portion where the third bottom surface is located.
- the bottom surface may be widened.
- the content of titanium oxide in the second reflective material 19 is 80 weight percent, but may be 30 weight percent, which is the same as the content of titanium oxide in the first reflective material 14. Further, the content of titanium oxide in the second reflecting material 19 may be a content of 80 weight percent or less, or a content of 80 weight percent or more.
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Abstract
発光素子から照射された光が上方の領域に照射される発光装置を提供する。 発光装置1は、回路基板20と、回路基板の上面に実装された発光素子10と、発光素子10の上面に配置された蛍光体樹脂層12と、蛍光体樹脂層12の上面に配置され、発光素子10から照射された光を拡散する拡散樹脂層16mと、発光素子10の側面を囲むように配置された第1反射材14と、拡散樹脂層16mの側面を囲むように配置された第2反射材18と、を有することを特徴とする。
Description
本発明は、発光装置に関する。より詳細には、本発明は、発光素子を有する発光装置に関する。
半導体発光素子である発光ダイオード(Light-Emitting Diode、LED)を発光素子として使用する発光装置が広く使用されている。発光装置には、光源、光源を含む表示装置、光源を含む電球や照明装置、フラッシュ用の光源を含む発光装置が含まれる。また、発光素子は回路基板やリードフレームに実装される。発光素子が回路基板に実装される場合には、ボンディングワイヤおよび/もしくはバンプにより回路基板に電気的に接続される。
特許文献1には、一面に接続電極を有し他の一面にこの接続電極と導通する端子電極を有する両面プリント配線基板と、両面プリント配線基板上に実装した発光素子と、この発光素子を封止する樹脂と、から成る半導体発光装置が開示されている。また、発光素子の出光面以外の全ての面を拡散反射効果のある樹脂で被覆し、出光面を蛍光体入り樹脂で覆っていることが開示されている。
また、近年、発光素子の周囲を反射性の白色樹脂で被覆し、発光素子の側面及び裏面から照射された光を上方に反射させることで、上方向への照射効率を向上させる白色樹脂被覆型の発光装置が提案されている(例えば、特許文献1-5を参照)。
特許文献2及び3では、白色樹脂として、反射性のフィラーが混入されたコーティング材が使用されている。コーティング材としてシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリリル樹脂等が使用され、反射性のフィラーとして酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニューム、アルミナ、窒化ホウ素等の粒子が使用される。白色樹脂は、LEDの側面及び裏面から照射された光を反射して、発光装置の照射効率を向上させる機能を有する。
また、特許文献4では、基板に実装された発光素子と、発光素子の上面に接着した蛍光体板と、基板上に設けられて発光素子の側面と蛍光体板の側面を封止する反射性の白色樹脂と、蛍光体の上面と白色樹脂の上面とを被覆した透明な樹脂と、を有する発光装置が開示されている。さらに、特許文献5では、基板に実装された発光素子と、発光素子の上面に接着された蛍光体板と、蛍光体板の上面に接着された拡散板と、基板の上面に設けられて発光素子の側面と蛍光体板の側面と拡散板の側面を封止する反射性の白色樹脂と、を有する発光装置が開示されている。
先行技術を鑑みて、本発明の一つの目的は、発光素子から出射される光の指向性を上方に定めた発光装置を提供することにある。また、本発明のもう一つの目的は、発光素子から出射される光の色ムラを抑制する構造を有する発光装置を提供することにある。
本発明に係る発光装置の第一の態様において、発光装置は、回路基板と、回路基板の上面に実装された発光素子と、発光素子の上面に配置された蛍光体樹脂層と、蛍光体樹脂層の上面に配置され、発光素子から照射された光を拡散する拡散樹脂層と、基板の上面に設けられて発光素子の側面を囲むように配置された第1反射材と、拡散樹脂層の側面を囲む第2反射材と、を有する。
さらに、本発明に係る発光装置の第二の態様では、第2反射材の垂直断面形状は、逆台形状であることが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の一実施形態において、第2反射材の下端は、蛍光体樹脂層の上面より上方に位置することが開示されている。また、第2反射材は、蛍光体樹脂層の側面を囲むように配置されることが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の第三の態様では、第2反射材の垂直断面形状は、下側に頂点がある三角形状であることが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の第四の態様では、第2反射材の下端は、蛍光体樹脂層の上面より下方に位置することが開示される。また、第2反射材は、蛍光体樹脂層の側面を囲むように配置されることが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の第五の態様では、第2反射材は、直線的に延伸する第1線状部と、第1線状部に平行に延伸する第2線状部と、第1線状部と直交するように延伸する第3線状部と、第3線状部に平行に延伸する第4線状部とを有することが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の一実施形態では、発光素子の上面の面積と、蛍光体樹脂層の上面の面積とが同一であることが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の一実施形態では、第2反射材は、蛍光体樹脂層の上面の面積と、第2反射材に囲まれた拡散樹脂層の上面の面積とが、同一であることが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の一実施形態では、第2反射材は、第2反射材に囲まれた拡散樹脂層の上面の面積は、蛍光体樹脂層の上面の面積より小さいことが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の一実施形態では、第2反射材は、第2反射材に囲まれた拡散樹脂層の上面の面積は、蛍光体樹脂層の上面の面積より大きいことが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の第六の態様において、第2反射材は、拡散樹脂層の側面、蛍光体樹脂層の側面の一部、及び第1反射材の側面の一部を覆うように配置されることが開示される。また、第2反射材の一部が蛍光体樹脂層及び発光素子の上方に位置し、第2反射材の下端が発光素子の上面より下方に位置することが開示される。
さらに、本発明に係る発光装置の第七の態様において、第2反射材は、第1底面及び第1底面の下方に位置する第2底面を有し、第1底面は蛍光体樹脂層の上方に位置し、第2底面は発光素子の上面より下方に位置することが開示される。
さらに、第2反射材は第1反射材の側面の全て覆い、第2底面は回路基板の上面より下方に位置することが開示される。
さらに、第2反射材の少なくとも一辺は、第1底面の下方且つ第2底面の上方に位置する第3底面を更に有することが開示される。
さらに、第2底面は、回路基板の上面の一部を削剥して形成されることが開示される。
さらに、第2反射材の反射率は、第1反射材の反射率よりも大きいことが開示される。
本発明に係る発光装置の実施形態において、発光素子から出射される光の指向性を上方に定めることが可能になった。また、本発明に係る発光装置の実施形態において、発光素子から出射される光の色ムラを軽減することが可能になった。
以下図面を参照して、本発明に係る発光装置について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。
本明細書に使用される「および/もしくは」という言葉は、関連して記載された項目の一つ、もしくは一つ以上の組み合わせのうちのいずれか、もしくはそれらの組み合わせの全て、を含んでいる。
本明細書において使用される言葉は、それぞれの実施形態を描写する目的のために使用されるのであって、本発明の限定を意図するものではない。本明細書において、「一つの」、「その」のような単数の形で記載されている場合であっても、複数の形である場合も含むことが意図されているが、そうでないことが記載内容から明らかに読み取れる場合は除く。
さらに、「~から成る」「~を含む」および/もしくは「~を有する」という言葉が本明細書にて使用される場合、記載された特徴、構成要素、および/もしくは構成要素の部分の存在が記載される場合、それらのうち一つ以上の他の特徴、構成要素、および/もしくは構成要素の部分の存在や追加について排除するものとはならない点に留意されたい。
本明細書において用いられる「~の下方に」や「~の上方に」、「上の」や「下の」、「上方へ」や「下方へ」のような相対語は、図に示される、ある要素、部分、面、エリアもしくは方向と、別の構成要素、部分、面、エリアもしくは方向との関係を描写するものとして使用されている場合がある。これらの言葉は、図に示される方向に加えて、発光装置の異なる向きを含むことを意図されている点に留意されたい。
また、以下の説明、及び参照される図面において、同一の構成及び機能を有する要素には同一の符号が付されている。同一の符号が付される要素については、重複する説明は省略される。
(第1実施形態)
図1(a)は第1実施形態に係る発光装置の断面図であり、図1(b)は図1(a)に示す発光装置の平面図である。
図1(a)は第1実施形態に係る発光装置の断面図であり、図1(b)は図1(a)に示す発光装置の平面図である。
第1発光装置1は、回路基板20と、回路基板20の上面に実装された発光素子10と、発光素子10の上面に配置される蛍光体樹脂層12と、蛍光体樹脂層12の上面に配置され、発光素子から照射された光を拡散する拡散樹脂層16mと、回路基板20の上面に設けられて、発光素子10の側面を封止する第1反射材14と、拡散樹脂層16mの側面を囲む第2反射材18aと、を有する。本実施形態において、第1反射材14は、発光素子10の側面及び蛍光体樹脂層12の側面を封止する。拡散樹脂層16mを含む拡散樹脂材16は、蛍光体樹脂層12及び第1反射材14の上および/もしくは上方に配置されている。第1発光装置1の基板20は、発光素子10と電気的に接続される、アノード電極22と、カソード電極24とを更に有する。
発光素子10は、一例として、方形の平面を有するサファイア基板と、サファイア基板の上に形成された半導体層とを有する発光ダイオードである。半導体層は、n型半導体層と、発光層と、p型半導体層とを含み、サファイア基板の一方の面に形成される。
本実施形態において、回路基板20に実装された発光素子10のn型半導体層と、p型半導体層は発光素子10の下面に位置する。発光素子10は、バンプ17a及び17bを介して回路基板20の上面に形成されるプリント配線22a、24aに実装される。発光素子10の発光層は、アノード電極22及びカソード電極24の間に所定のしきい値電圧以上の電圧が印加されると発光を開始する。
蛍光体樹脂層12は、発光素子10から照射される光の波長を変換する蛍光体を有する平板材である。蛍光体樹脂層12の蛍光体として、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体、珪酸塩蛍光体、窒化物蛍光体又は硫化物蛍光体等が使用される。蛍光体樹脂層12の上面の面積は、発光素子10の上面の面積と略同一である。蛍光体樹脂層12は、発光素子10の上面に透明接着剤によって接着される。本実施形態では、蛍光体樹脂層12は、平面視で正方形形状を有する。
第1反射材14は、反射物質として酸化チタンを含有するシリコーンである。第1反射材14の酸化チタンの含有率は、30重量パーセントである。酸化チタンの含有量を30重量パーセントよりも多くした場合、バンプにより形成される発光素子10と回路基板20との間の隙間への第1反射材14の浸透が困難になるためである。第1反射材14は、発光素子10の側面と、蛍光体樹脂層12の側面とを反射性の第1反射材14で充填封止するように、成型金型を用いて回路基板20上に配置される。
拡散樹脂材16は、発光素子10から照射された光を拡散する拡散粒子を含む。拡散樹脂材16は、蛍光体樹脂層12の上面および第1反射材14の上面を被覆している。
第2反射材18aは、反射物質として酸化チタンを含有するシリコーンである。第2反射材18aの酸化チタンの含有率は、第1反射材14と同様に30重量パーセントである。第2反射材18aは、二対の平行線状の第2反射材18aが互いに交差する。すなわち、第2反射材18aは、横方向に直線的に延伸する第1線状部と、第1線状部に平行に延伸する第2線状部と、第1線状部と直交するように縦方向に延伸する第3線状部と、第3線状部に平行に延伸する第4線状部とを有する。第2反射材18aの互いに平行な第1線状部と第2線状部と、互いに平行でかつ第1線状部と第2線状部に交差する第3線状部と第4線状部は、発光素子10の発光面となる拡散樹脂層16mを囲む四角形の反射枠を構成する。第2反射材18aは平面視で井桁状である。また、第2反射材18aは、拡散樹脂層16mと同じ厚みを有することが図1で示す実施例において開示されている。
蛍光体樹脂層12に対応する四角形の拡散樹脂層16mを取り囲むように形成された、第2反射材18aの反射枠は、発光素子10から放射された光の方向を規制する放射方向規制部材として機能する。
回路基板20は、下面にはアノード電極22とカソード電極24が形成される。回路基板20は、アノード電極22に電気的に接続される配線22aと、カソード電極24に電気的に接続される配線24aが印刷により回路基板20の上面に形成される。配線22aは、スルーホール電極22cを介してアノード電極22aと電気的に接続される。配線24aは、スルーホール電極24cを介してカソード電極24と電気的に接続される。スルーホール電極の代わりに、電極が回路基板の上面から側面を通り下面へと一体的に延びる構造としてもよい。本実施形態における回路基板20は、窒化アルミ基板である。
図2は第1発光装置1の製造工程を示す工程図である。図2(a)は第1工程を示す。図2(b)は第2工程を示す。図2(c)は第3工程を示す。図2(d)は第4工程を示す。図2(e)は第5工程を示す。図2(f)は第6工程を示す。
まず、第1工程において、回路基板20に発光素子10をバンプ17a及び17bを介してフリップチップ実装する。発光素子10は、フリップチップ接続により、回路基板20の上面に印刷される配線と電気的に接続される。
次いで、第2工程において、蛍光体樹脂層12が発光素子10の上面に透明接着剤によって配置される。
次いで、第3工程において、第1反射材14が、蛍光体樹脂層12と発光素子10とが配置された回路基板20の上面に充填される。第1反射材14の充填は、成型金型を使用して行われる。第1反射材14は、発光素子10及び蛍光体樹脂層12の側面に充填されると共に、発光素子10と回路基板20との間の隙間14mに充填される。
次いで、第4工程において、拡散樹脂材16が、蛍光体樹脂層12の上面及び第1反射材14の上面に被覆される。
次いで、第5工程において、蛍光体樹脂層12の上面縁に沿って、拡散樹脂材16の一辺から対向する他辺に向かって拡散樹脂材16を削剥することによって二対の直方体形状の溝16aが形成される。二対の直方体形状の溝16aは、一定の幅を有する切削刃を使用する。平面視で、発光素子10の上面縁を囲む形状を有する溝16aが形成される。
そして、第6工程において、第5工程で形成された二対の直方体形状の溝16aに反射材を充填することにより、第2反射材18aが形成される。
図3(a)は図1に示す第1発光装置1の断面図であり、発光時に、第1発光装置1の上方へ向かう光を説明する説明図である。図3(b)は図1に示す発光装置の平面図であり、発光時における発光装置の光を説明する説明図である。図3(b)において、破線は、蛍光体樹脂層12を示す。
第1発光装置1のアノード電極22カソード電極24との間に駆動電圧を供給すると、発光素子10に駆動電流が流れて、発光素子10は光を放射する。発光素子10から放射された光の一部は、蛍光体樹脂層12で蛍光体により波長変換される。また、発光素子10から放射された他の光は、蛍光体樹脂層12で蛍光体に波長変換されることなく、発光素子10からの直接放射光として外部に放射される。拡散樹脂層16mにおいて、蛍光体樹脂層12で蛍光体により波長変換された光と発光素子から直接放射された光とが混合され、且つ拡散されることによって、色むらが抑制された照明光Paが拡散樹脂層16mから放射される。
第1発光装置1では、照明光Paの多くは、拡散樹脂層16mの周囲に設けられた第2反射材18aによって、放射光の一部が内側に反射されることによって集光される。結果として、発光素子10から出射された光は、Pa1と照射幅H1の四角形状に規制された照明光Pa2として放射される。第1発光装置1では、蛍光体樹脂層12の周囲を取り囲むように配置された第1反射材14aと、拡散樹脂層16mの周囲に設けられた第2反射材18aが、発光素子10から出射された光の方向を規制する放射方向規制部材として機能する。また、放射光Pa1は、第1反射材14aおよび第2反射材18aで反射されることなく蛍光体樹脂層12および拡散樹脂層16mを透過する光である。
図4(a)は参考例として示す発光装置の断面図であり、発光時に、発光装置901の上方へ向かう光を説明する説明図である。図4(b)は図4(a)に示す発光装置の平面図であり、発光時における発光装置901の光を説明する説明図である。図4(b)において、破線は、蛍光体樹脂層12を示す。
発光装置901は、第2反射材18aが配置されないことが第1発光装置1と相違する。発光装置901では、発光素子10から放射された光を反射する第2反射材18aが配置されないため、発光素子10から放射された光は、第1発光装置1のPa1とPa2から成る照明光Paよりも上方へより広角な範囲に広がる。発光装置901から放射される光は、発光面の中心部では照射幅H1で照明光Pb1として出射される。また、照明光Pb1の周囲では、照射幅H2で外周部分が膨らんだ四角形状に拡散した、照明光Pb1よりは弱い照明光Pb2が出射される。さらに、照明光Pb2の周囲において、照明光Pb2よりは弱い環状の照明光Pb3が出射される。したがって、発光装置から出る光の照射幅が、全体的に発光素子の上面よりも大きな円形H3に拡大する。
第1発光装置1では、放射方向規制部材として機能する第2反射材18aが配置されるため、発光素子10から放射された光の広がりを規制することによって、照明光Pa1およびPa2から成る輪郭が明確で輝度の高い照明光Paが放射される。一方、発光装置901では、発光素子10から放射された光の広がりが規制されないため、輪郭がぼけて輝度の低下した照明光Pbが放射される。
(第2実施形態)
図5(a)は第2実施形態に係る発光装置の断面図であり、図5(b)は図5(a)に示す発光装置2の平面図である。第2発光装置2は、回路基板20と、回路基板20の上面に実装された発光素子10と、発光素子10の上面に配置される蛍光体樹脂層12と、蛍光体樹脂層12の上面に配置され、発光素子から照射された光を拡散する拡散樹脂層16mと、回路基板20の上面に設けられて、発光素子10の側面を封止する第1反射材14と、拡散樹脂層16mの側面を囲む第2反射材18aと、を有する。本実施形態において、第1反射材14は、発光素子10の側面及び蛍光体樹脂層12の側面を封止する。拡散樹脂層16mを含む拡散樹脂材16は、蛍光体樹脂層12及び第1反射材14の上および/もしくは上方に配置されている。第2発光装置2の基板20は、発光素子10と電気的に接続される、アノード電極22と、カソード電極24とを更に有する。
図5(a)は第2実施形態に係る発光装置の断面図であり、図5(b)は図5(a)に示す発光装置2の平面図である。第2発光装置2は、回路基板20と、回路基板20の上面に実装された発光素子10と、発光素子10の上面に配置される蛍光体樹脂層12と、蛍光体樹脂層12の上面に配置され、発光素子から照射された光を拡散する拡散樹脂層16mと、回路基板20の上面に設けられて、発光素子10の側面を封止する第1反射材14と、拡散樹脂層16mの側面を囲む第2反射材18aと、を有する。本実施形態において、第1反射材14は、発光素子10の側面及び蛍光体樹脂層12の側面を封止する。拡散樹脂層16mを含む拡散樹脂材16は、蛍光体樹脂層12及び第1反射材14の上および/もしくは上方に配置されている。第2発光装置2の基板20は、発光素子10と電気的に接続される、アノード電極22と、カソード電極24とを更に有する。
第2反射材18bは、拡散樹脂層16mを囲む枠形状を有し、拡散樹脂層16mと同じ厚みを有することが開示されている。第2発光装置2は、第2反射材18bの垂直断面形状が四角形状ではなく、第2反射材18bの垂直断面形状が逆台形であることが第1発光装置1と相違する。逆台形とは、下側の辺が上側の辺よりも短い台形を示す。ここで、垂直断面形状は、第2発光装置を拡散樹脂材16と回路基板20とをそれぞれが含む2つの部分に分割されるように第2発光装置2を切断したときに、切断面に現れる断面の形状である。また、本実施形態の拡散樹脂層16mは、垂直断面形状が、下側の辺が上側の辺よりも長い台形である。この点も第2発光装置2は第1発光装置1と相違する。
図6は第2発光装置2の製法に係る製造工程を示す工程図である。
図6(a)は第1工程を示す。図6(b)は第2工程を示す。図6(c)は第3工程を示す。図6(d)は第4工程を示す。図6(e)は第5工程を示す。図6(f)は第6工程を示す。
図6(a)は第1工程を示す。図6(b)は第2工程を示す。図6(c)は第3工程を示す。図6(d)は第4工程を示す。図6(e)は第5工程を示す。図6(f)は第6工程を示す。
図6に示す第2発光装置2の製造工程は、第5工程が図2に示す第1発光装置1の製造工程と相違する。第1発光装置1の第5工程では一定の幅を有する切削刃を使用して溝16aを形成する。拡散樹脂材16の一辺から対向するもう一辺までを直線的に拡散樹脂材16を切削することによって、溝16aが形成される。一方、第2発光装置2の第5工程では台形形状の切削刃を使用して拡散樹脂材16を切削することにより台形状の断面形状を有する形状の溝16bが形成される。この場合、拡散樹脂層16mの上面の面積は、蛍光体樹脂層12の上面の面積よりも小さい。
第2発光装置2では、拡散樹脂材16の溝16bの形状が底部より上部の幅が広い逆台形状の溝であるため、溝16bの加工が容易になる。また、第2反射材18bの形状が台形形状となることによって放射光の広がりを規制する効果が高まり、第2発光装置2は、第1発光装置1よりも輪郭が明確で輝度の高い照明光Paが放射される。
(第3実施形態)
図7(a)は本発明の第3実施形態に係る発光装置の断面図であり、図7(b)は図7(a)に示す発光装置の平面図である。本実施形態において、第2反射材18aは、拡散樹脂層16mを囲む枠形状を有し、拡散樹脂層16mの厚みよりも薄い厚みを有することが開示されている。
図7(a)は本発明の第3実施形態に係る発光装置の断面図であり、図7(b)は図7(a)に示す発光装置の平面図である。本実施形態において、第2反射材18aは、拡散樹脂層16mを囲む枠形状を有し、拡散樹脂層16mの厚みよりも薄い厚みを有することが開示されている。
第3発光装置3は、第2反射材18cが拡散樹脂材16を貫通していないことが、第2発光装置2と相違する。第3発光装置3では、第2反射材18cが拡散樹脂材16を貫通していないので、第2反射材18cの下端は、蛍光体樹脂層12の上面より上方に位置する。第3発光装置3では、第5工程において拡散樹脂材16を削剥するときにハーフダイシングで削剥することにより、拡散樹脂材16の下面を貫通しない溝が形成される。
第3発光装置3では、拡散樹脂材16が第2反射材18cによって切断されない。拡散樹脂材16と第2反射材18cが互いにかみ合って一体化されているので、第2発光装置2よりも曲げ強度が大きくなる。
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態に係る発光装置の断面図である。
図8は、第4実施形態に係る発光装置の断面図である。
第4発光装置4は、第2反射材18dの垂直断面が、拡散樹脂材16を貫通した有底形状ではなく、頂点が発光素子10の上面の外縁に位置し且つ底辺が第4発光装置4の上面に位置する三角形状であることが第2発光装置2と相違する。第2反射材18dの下端は、発光素子10の上面の外縁に達している。
図9は第4発光装置4の製法に係る製造工程を示す工程図である。図9(a)は第1工程を示す。図9(b)は第2工程を示す。図9(c)は第3工程を示す。図9(d)は第4工程を示す。図9(e)は第5工程を示す。図9(f)は第6工程を示す。
図9に示す第4発光装置4の製造工程は、第5工程が図6に示す第2発光装置2の製造工程と相違する。第2発光装置2の第5工程では台形形状の切削刃を使用して拡散樹脂材16を切削することにより台形状の断面形状を有する形状の溝16bが形成される。一方、三角形状の切削刃の先端が発光素子10の外縁に位置するように位置決めし、発光素子10の外縁近傍まで切削することによって、蛍光体樹脂層12、第1反射材14及び拡散樹脂材16が切削されて三角形状の溝16dが形成される。この場合、拡散樹脂層16mの上面の面積は、蛍光体樹脂層12の上面の面積よりも小さい。また、蛍光体樹脂層12の上面の面積は、発光素子10の上面の面積よりも小さい。
第4発光装置4では、底辺が第4発光装置4の上面に位置する三角形状の垂直断面形状を有する第2反射材18dが放射方向規制部材として機能して放射光を規制するため、放射方向規制部材として機能する第2反射材18dの幅が大きくなる。放射方向規制部材として機能する第2反射材18dの幅が大きくなることにより、第2発光装置2よりも狭い照射幅H1sの四角形状に規制された強い照明光Paが放射される。
(第5実施形態、第6実施形態)
図10(a)は第5実施形態に係る発光装置の断面図である。図10(b)は第6実施形態に係る発光装置の断面図である。
図10(a)は第5実施形態に係る発光装置の断面図である。図10(b)は第6実施形態に係る発光装置の断面図である。
第5発光装置5では、第2反射材18eの下端が発光素子10の上面の外縁に達していない。第2反射材18eの下端が、蛍光体樹脂層12の上面の外縁と下面の外縁の間にある中間地点に位置することが第4発光装置4と相違する。第5発光装置5では、蛍光体樹脂層12、第1反射材14及び拡散樹脂材16を削剥するときに三角形状の切削刃の先端の高さを発光素子10の上面よりも高くして削剥することにより、発光素子10の上面の外縁に達していない溝が形成される。
第6発光装置6は、上面の面積と下面の面積とが同一である平板上の蛍光体樹脂層12ではなく、上面の面積が下面の面積よりも小さく台形状の垂直断面形状を有する蛍光体樹脂層13が配置されることが第2発光装置2と相違する。
図11は第6発光装置6の製造工程を示す工程図である。図11(a)は第1工程を示す。図11(b)は第2工程を示す。図11(c)は第3工程を示す。図11(d)は第4工程を示す。図11(e)は第5工程を示す。図11(f)は第6工程を示す。
図11に示す第6発光装置6の製造工程は、第2工程及び第5工程が図6に示す第2発光装置2の製造工程と相違する。第2発光装置2の第2工程では平板状の蛍光体樹脂層12が発光素子10の上面に配置されるが、第6発光装置6の第2工程では台形状の垂直断面形状を有する蛍光体樹脂層13が発光素子10の上面に配置される。また、第2発光装置2の第5工程では台形形状の切削刃を使用して拡散樹脂材16が切削されることにより台形状の断面形状を有する形状の溝16bが形成される。一方、第6発光装置6の第5工程では、台形形状の切削刃を蛍光体樹脂層12aの外縁の傾斜に合わせて切削することで、底面の一辺が蛍光体樹脂層13の上辺と近接して配置される台形状の断面形状を有する溝16fが形成される。
(第7実施形態、第8実施形態)
図12(a)は第7実施形態に係る発光装置7の断面図であり、図12(b)は第8実施形態に係る発光装置8の断面図である。
図12(a)は第7実施形態に係る発光装置7の断面図であり、図12(b)は第8実施形態に係る発光装置8の断面図である。
第7発光装置7は、上面の面積と、上面に対向する下面の面積とが同一である平板上の蛍光体樹脂層12ではなく、上面の面積が下面の面積よりも小さく台形状の垂直断面形状を有する蛍光体樹脂層13が配置されることが第1発光装置1と相違する。第7発光装置7では、第2反射材18aの底面は、蛍光体樹脂層13の上面とは離れている。また、第8発光装置8は、第2反射材18aの底面は、蛍光体樹脂層13の上端とは離れておらず近接していることが第7発光装置7と相違する。
(第9実施形態)
図13は、第9実施形態に係る発光装置を示す図である。図13(a)は第9実施形態に係る発光装置の平面図である。図13(b)は図13(a)に示す発光装置のA-A´線に沿う断面図である。図13(c)は図13(a)に示す発光装置のB-B´線に沿う断面図である。図13(d)は図13(a)に示す発光装置発光装置の回路図である。図13(e)は図13(a)に示す発光装置が発光状態であるときのA-A´線に沿う断面図である。図13(e)において矢印は発光素子10から照射される光を示す。
図13は、第9実施形態に係る発光装置を示す図である。図13(a)は第9実施形態に係る発光装置の平面図である。図13(b)は図13(a)に示す発光装置のA-A´線に沿う断面図である。図13(c)は図13(a)に示す発光装置のB-B´線に沿う断面図である。図13(d)は図13(a)に示す発光装置発光装置の回路図である。図13(e)は図13(a)に示す発光装置が発光状態であるときのA-A´線に沿う断面図である。図13(e)において矢印は発光素子10から照射される光を示す。
第9発光装置9は、発光素子10と、発光素子10の上面に配置される蛍光体樹脂層12と、発光素子10及び蛍光体樹脂層12の側面を囲むように配置される第1反射材14とを有する。また、第9発光装置9は、蛍光体樹脂層12の上面及び第1反射材14の上面に配置される拡散樹脂材16と、発光素子10の周囲に設けられた第2反射材18gから成る反射枠を有する。第2反射材18gは、拡散樹脂材16及び第1反射材14を井桁形状に削剥することにより形成される溝に充填される。。また、第9発光装置9は、回路基板20と、アノード電極22と、カソード電極24と、回路基板20の上面に実装されたツェナーダイオード30とを更に有する。
ツェナーダイオード30は回路基板20の表面に印刷される配線に電気的に接続される。ツェナーダイオード30は、発光素子10に電気的に並列接続され、発光素子10が静電破壊されることを防止する。
図14は第9発光装置9の製法に係る製造方法を示す。図14(a)は第1工程を示す。図14(b)は第2工程を示す。図14(c)は第3工程を示す。図14(d)は第4工程を示す。図14(e)は第5工程を示す。図14(f)は第6工程を示す。
まず、第1工程において、発光素子10とツェナーダイオード30とが回路基板20の上面に配置される。発光素子10は、フリップチップ実装されて、回路基板20の上面に印刷された配線と電気的に接続される。また、ツェナーダイオード30は回路基板20の上面に形成された配線204に実装される。ツェナーダイオード30は、ツェナーダイオード30の下面において配線204に電気的に接続され、ボンディングワイヤ206によって、ツェナーダイオード30の上面において配線205が電気的に接続される。
次いで、第2工程において、蛍光体樹脂層12が発光素子10の上面に配置される。
次いで、第3工程において、第1反射材14が、蛍光体樹脂層12と発光素子10とツェナーダイオード30とが配置された回路基板20の上面に充填される。第1反射材14の充填は、成型金型を使用して行われる。第1反射材14は、発光素子10の側面、蛍光体樹脂層12の側面及びツェナーダイオード30が封止されると共に、発光素子10の下面と回路基板20の上面との間の隙間に充填される。
次いで、第4工程において、拡散樹脂材16が、蛍光体樹脂層12及び第1反射材14の上面に被覆される。
次いで、第5工程において、発光素子10の上面の外縁に沿って、蛍光体樹脂層12、第1反射材14及び拡散樹脂材16を削剥することによって二対の直方体形状の溝が形成される。二対の直方体形状の溝は、所定の幅を有する切削刃を使用して、発光素子10の上面の平行する2辺に沿って一対の直方体形状の溝ごとに蛍光体樹脂層12、第1反射材14及び拡散樹脂材16を削剥することによって形成される。本実施形態では、発光素子の上面は、平面視で長方形形状を有する。
そして、第6工程において、第5工程で形成された二対の溝は、平面視では線状である。溝に第2反射材を充填することにより、発光素子10の上面の外縁上方で蛍光体樹脂層12および蛍光体樹脂層12の上面に配置された拡散樹脂層16mを取り囲む反射枠を有する井桁形状の第2反射材18gが形成される。
第9発光装置9では、発光素子10の裏面及び側面から照射された光は、第1反射材14で反射して上方に照射される。また、発光素子10の上面から照射された光は、蛍光体樹脂層12及び拡散樹脂層16mで拡散されて照射方向が広がるが、第2反射材18gで反射することにより、多くの光が上方に、第2反射材18gを設けない場合に比べてより狭角な指向性を有する光として照射される。このため、第9発光装置9では、発光素子10から照射された光の多くが上方へより狭角な指向性を有する光として照射される。
(第10実施形態)
図15は、第10実施形態に係る発光装置を示す図である。図15(a)は、第10実施形態に係る発光装置の平面図である。図15(b)は図15(a)に示す発光装置のC-C´線に沿う断面図である。図15(c)は図15(a)に示す発光装置のD-D´線に沿う断面図である。図15(d)は図15(a)に示す発光状態の発光装置のC-C´線に沿う断面図である。図15(d)において矢印は発光素子10から照射される光を示す。
図15は、第10実施形態に係る発光装置を示す図である。図15(a)は、第10実施形態に係る発光装置の平面図である。図15(b)は図15(a)に示す発光装置のC-C´線に沿う断面図である。図15(c)は図15(a)に示す発光装置のD-D´線に沿う断面図である。図15(d)は図15(a)に示す発光状態の発光装置のC-C´線に沿う断面図である。図15(d)において矢印は発光素子10から照射される光を示す。
第10発光装置100は、第2反射材18hが発光素子10の周囲に亘って配置されるのではなく、第2反射材18hの一部が発光素子10の上面の上方に配置されることが第9発光装置9と相違する。第10発光装置100では、第2反射材18hを発光素子10の上面縁の上方に配置することによって、発光素子10の上面から照射された光を発光装置の上方のより狭い範囲に照射することが可能になる。
第10発光装置100では、発光素子10と第2反射材18hとの間に蛍光体樹脂層12の一部が位置する。すなわち、本実施形態の蛍光体樹脂層12は、発光素子10の上面縁を越える大きさとなっている。第2反射材18hを配置する溝を形成するときに、発光素子10の上面に近接する位置まで溝を削剥する場合に、発光素子10の上面が削剥されないように、蛍光体樹脂層12の面積を発光素子の上面よりも大きくしている。しかし、第10発光装置100では、発光素子10と第2反射材18hとの間に蛍光体樹脂層12の一部が位置するため、発光素子10の上面から照射された光の一部が蛍光体樹脂層12を介して発光素子10の横方向に漏れてしまう可能性がある。したがって、上方へ狭角な指向性を有する光が他の実施例と比べると若干減少することが考慮される。
(第11実施形態)
図16(a)は発光装置の上方からみた第11実施形態に係る発光装置の斜視図であり、図16(b)は発光装置の下方からみた第11実施形態に係る発光装置の斜視図である。図17(a)は図16に示す発光装置の平面図である。図17(b)は図16に示す発光装置のE-E´線に沿う断面図である。図17(c)は図16に示す発光装置のF-F´線に沿う断面図である。図17(d)は図16に示す発光装置の発光状態のE-E´線に沿う断面図である。図17(d)において矢印は発光素子10から照射される光を示す。
図16(a)は発光装置の上方からみた第11実施形態に係る発光装置の斜視図であり、図16(b)は発光装置の下方からみた第11実施形態に係る発光装置の斜視図である。図17(a)は図16に示す発光装置の平面図である。図17(b)は図16に示す発光装置のE-E´線に沿う断面図である。図17(c)は図16に示す発光装置のF-F´線に沿う断面図である。図17(d)は図16に示す発光装置の発光状態のE-E´線に沿う断面図である。図17(d)において矢印は発光素子10から照射される光を示す。
第11発光装置101は、発光素子10の周囲に配置される第2反射材19の形状と、反射物質として第2反射材19に含まれる酸化チタンの含有率が先に説明した第1発光装置1~第10発光装置100の第2反射材18a~18hと相違する。
第2反射材19は、発光素子10の上方に位置する拡散樹脂層16mを取り囲む反射枠を有する。拡散樹脂層16mは、第11発光装置101の発光面を形成する。発光素子10の周囲に配置される第2反射材19は、拡散樹脂材16の側面、蛍光体樹脂層12の側面の一部、及び第1反射材14の側面の一部を覆うように配置される。発光素子10の周囲に配置される第2反射材19の内周壁は、発光素子10の上面上に配置される蛍光体樹脂層12の上面上に位置する。第2反射材19の外周壁は、回路基板20と共に、第11発光装置101の外周壁を形成する。第2反射材19の外周壁は第1反射材14の側面の全てを覆い、第2反射材19の外周壁の底面は、回路基板20の上面より下方に位置する。
発光素子10とツェナーダイオード30との間に位置する第2反射材19aは、第1底面と、第1底面の外側且つ下方に位置する第2底面とを有する。第2反射材19aの第1底面は、発光素子10の上面よりも上方に位置し、第2底面は、発光素子10の上面と下面との間の高さに位置する。第2反射材19aの第1底面の一部は発光素子10の上面の上方に位置する。
発光素子10と第11発光装置101の長手方向の一端との間に位置する第2反射材19bは、第1底面と、第1底面の外側且つ下方に位置する第2底面とを有する。第2反射材19bの第1底面は、発光素子10の上面よりも上方に位置し、第2底面は、回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置する。第2反射材19bの第1底面は、発光素子10の上面の上方に位置する。第2反射材19bの第2底面は、回路基板20の上面より下方に位置する。
ツェナーダイオード30と第11発光装置101の長手方向の他端との間に位置する第2反射材19cは、回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置する底面を有する。第2反射材19cの底面は、回路基板20の上面より下方に位置する。
発光素子10及びツェナーダイオード30と第11発光装置101の短手方向の両端との間に位置する第2反射材19d及び19eは、第1底面と、第1底面の外側且つ下方に位置する第3底面と、第3底面の外側且つ下方に位置する第2底面とを有する。第2反射材19d及び19eの第1底面は、発光素子10の上面よりも上方に位置し、第3底面は、発光素子10の上面と下面との間の高さに位置する。また、第2底面は、回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置する。第2反射材19d及び19eの第1底面は、発光素子10の上面の上方に位置する。第2反射材19d及び19eの第2底面は、回路基板20の上面より下方に位置する。
図18は、回路基板20の上面に印刷されるプリント配線201~205と、発光素子10及びツェナーダイオード30との位置関係を示す図である。図18において、プリント配線201~205は実線で示され、回路基板20の外縁は破線で示され、発光素子10は一点鎖線で示され、ツェナーダイオード30は二点鎖線で示される。また、ツェナーダイオード30とプリント配線205とを接続するワイヤ206は実線で示される。
発光素子10の外縁に沿って配置される第2反射材19の第一底面は、第2反射材19が配置される溝を形成するときに発光素子10の上面を削剥するおそれがないように形成されるため、発光素子10の上面の上方に位置する。
発光素子10とツェナーダイオード30との間には、プリント配線201~205が配置される。プリント配線201~205を切断することがないように、発光素子10とツェナーダイオード30との間に位置する第2反射材19aの第2底面は発光素子10の上面と下面との間の高さに位置するように形成される。
発光素子10と第11発光装置101の長手方向の一端との間には、プリント配線201~205は配置されない。プリント配線201~205を切断するおそれがないので、第11発光装置101の長手方向の一端との間に位置する第2反射材19bの第2底面は回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置するように形成される。
ツェナーダイオード30は発光素子10を静電破壊から保護する素子であり、発光素子ではない。ツェナーダイオード30は発光素子ではないので、ツェナーダイオード30に近接して第2反射材19が配置されることはない。このため、ツェナーダイオード30と第11発光装置101の長手方向の他端との間に位置する第2反射材19cは複数の底面を有さず、単一の底面が回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置するように形成される。
なお、第11発光装置101の発光効率を向上させるために、ツェナーダイオード30の上方に第2反射材19を配置することが考えられる。しかしながら、ツェナーダイオード30の上方に第2反射材19に配置しようとすると、ツェナーダイオード30の上方に、第2反射材19を充填するための溝を形成することになる。ツェナーダイオード30は、ボンディングワイヤを介してプリント配線に接続されるので、ツェナーダイオード30の上方に溝を形成するときに、ツェナーダイオード30に接続されるワイヤ206を切断するおそれがある。第11発光装置101では、ツェナーダイオード30の上方に第2反射材19に配置すると、ツェナーダイオード30に接続されるワイヤ206を切断するおそれがあるので、ツェナーダイオード30の上方に第2反射材19に配置されない。
発光素子10及びツェナーダイオード30と第11発光装置101の短手方向の両端との間には、プリント配線201~205が配置される。プリント配線201~205を切断することがないように、発光素子10とツェナーダイオード30との間に位置する第2反射材19aの第3底面は、発光素子10の上面と下面との間の高さに位置するように形成される。そして、第2底面は、回路基板20の外縁近傍のプリント配線201~205が配置されていない領域において、回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置するように形成される。
第2反射材19の酸化チタンの含有率は、80重量パーセントである。第1反射材14は充填するときに、第1反射材14がバンプにより形成される発光素子10と回路基板20との間の隙間に容易に浸透するようにするために、酸化チタンの含有率を30重量パーセントに抑えられている。一方、第2反射材19は、矩形の断面形状を有する溝に充填されるため、第2反射材19を隙間に浸透させなくてもよく、酸化チタンの含有率を高くすることが可能になる。第2反射材19の酸化チタンの含有率は、第1反射材14の酸化チタンの含有率よりも大きいので、第2反射材19の遮光率は第1反射材14の酸化チタンの遮光率よりも大きくなる。
第11発光装置101の製造方法について説明する。
第11発光装置101の製造方法では、発光素子10及びツェナーダイオード30を配置する第1工程から拡散樹脂材16を被覆する第4工程までは、図14を参照して説明された第9発光装置9の製造方法と同様な方法が採用される。
図19~23は、第11発光装置101の第2反射材19を形成する方法を示す図である。図19~21は第5~第8工程でそれぞれ削剥される第1~第3溝と、回路基板20の上面に形成されるプリント配線201~205との間の平面位置関係を示す図である。図19~21において、プリント配線201~205は実線で示され、回路基板20の外縁は太破線で示され、第1溝211~214は破線で示される。図20及び21において、第2溝221~223は一点鎖線で示される。図21において、第3溝231~234は二点鎖線で示される。図22は、複数の第11発光装置101を一度に製造する場合の第2反射材19を形成する手順をE-E´線に沿う断面図で示す図である。図23は、同様の手順をF-F´線に沿う断面図で示す図である。図22(a)及び23(a)は第5工程を示す図である。図22(b)及び23(b)は第6工程を示す図である。図22(c)及び23(c)は第7工程を示す図である。図22(d)及び23(d)は第8工程を示す図である。
第11発光装置101の発光素子10及びツェナーダイオード30を配置する第1工程から拡散樹脂材16を被覆する第4工程が実施された後に、第5工程が実施される。
第5工程において、発光素子10の外縁に沿って、蛍光体樹脂層12、第1反射材14及び拡散樹脂材16を削剥することによって二対の直方体形状の第1溝211~214が形成される。第1溝211~214は、第1の幅を有する切削刃を使用して、発光素子10の平面の平行する2辺に沿って一対の直方体形状の溝ごとに蛍光体樹脂層12、第1反射材14及び拡散樹脂材16を削剥することによって形成される。第5工程で形成される第1溝211~214の底面の残部は、図17に示される第2反射材19a、19b、19d及び19eの第1底面に対応する。
次いで、第6工程において、第5工程で形成された第1溝に沿って、第1反射材14を削剥することによって二対の直方体形状の第2溝221~223が形成される。第2溝221~223は、第5工程で使用した切削刃の第1の幅よりも短い第2の幅を有する切削刃を使用して、第1溝211~214の外側壁に第2溝221~223の外側壁が一致するように第1反射材14を削剥することによって形成される。第6工程で形成される第2溝221~223の底面の残部は、発光素子10とツェナーダイオード30との間に位置する第2反射材19aの第2底面に対応する。また、第2溝221~223の底面の残部は、発光素子10及びツェナーダイオード30と第11発光装置101の短手方向の両端との間に位置する第2反射材19d及び19eの第3底面に対応する。
次いで、第7工程において、回路基板20の外縁に沿って、第1反射材14及び回路基板20を削剥することによって二対の直方体形状の第3溝231~234が形成される。第3溝231~234は、第6工程で使用した第2の幅を有する切削刃を使用して、隣接する回路基板20の外縁に亘って第1反射材14及び回路基板20を削剥することによって形成される。第7工程で形成される第3溝231~234の底面は、発光素子10と第11発光装置101の長手方向の一端との間に位置する第2反射材19bの第3底面に対応する。また、第3溝231~234の底面は、ツェナーダイオード30と第11発光装置101の長手方向の他端との間に位置する第2反射材19cの底面に対応する。さらに、第3溝231~234の底面は、発光素子10及びツェナーダイオード30と第11発光装置101の短手方向の両端との間に位置する第2反射材19d及び19eの第2底面に対応する。
そして、第8工程において、第5~第7工程で形成された溝に第2反射材を充填することにより、第2反射材19が形成される。
図24は、図15に示す第10発光装置100の非発光状態と、図17に示す第11発光装置101の非発光状態とを示す。図24(a)は非発光状態の第10発光装置100の平面画像である。また、図24(b)は非発光状態の第11発光装置101の平面画像である。
第10発光装置100では、発光素子10の上面から照射された光の一部が蛍光体樹脂層12を介して発光素子10の横方向に漏れて、ツェナーダイオードが位置する領域が明るくなっている。一方、第11発光装置101では、第2反射材19が横方向に漏れた光を反射しているので、ツェナーダイオードが位置する領域に漏れる光は、第10発光装置100よりも少ない。
図25は、第11発光装置101の第2反射材19に含有される酸化チタンの含有量を変化させた場合の発光状態の変化を示す画像である。図25(a)は第2反射材19に80重量パーセントの酸化チタンが含有される場合の発光状態の画像(グレースケール化した画像)の平面画像である。図25(b)は第2反射材19に80重量パーセントの酸化チタンが含有される場合の発光強度分布を色付けで表した画像の平面画像である。図25(c)は、図25(a)のE-E´線に沿う断面画像である。図25(d)は第2反射材19に30重量パーセントの酸化チタンが含有される場合の発光状態の画像(グレースケール化した画像)の平面画像である。図25(e)は第2反射材19に30重量パーセントの酸化チタンが含有される場合の発光強度分布を色付けで表した画像の平面画像である。図25(f)は、図25(d)のE-E´線に沿う断面画像である。
図25(a)~(f)に示されるように、発光素子の横方向に漏れる光は、第2反射材19に30重量パーセントの酸化チタンが含有される場合よりも、80重量パーセントの酸化チタンが含有される場合の方が低減されている。
表1は第2反射材19に含有される酸化チタンの量と、第11発光装置101のレンズゲイン及び全光束との関係を示す表である。
ここで、レンズゲインは、第11発光装置101の上方に集光用のレンズが配置されていないときの発光素子の正面方向の光度と、第11発光装置101の上方に集光用のレンズが配置されていないときの発光素子の正面方向の光度との比率である。また、全光束は、第11発光装置101から照射される光の全光束である。
第2反射材19に含有される酸化チタンの含有量を増加させると、第2反射材19に吸収される光が増加するため第11発光装置101から照射される光の全光束は減少するもの、第2反射材19で反射されて、上方へより狭角な指向性を有する光として照射される光の光束は増加する。上方へより狭角な指向性を有する光の光束は増加するので、第2反射材19に含有される酸化チタンの含有量を増加させることにより、レンズゲインは増加する。
第11発光装置101では、第2反射材19の一部が発光素子10の上面の上方に位置する。第11発光装置101では、発光素子の上面から照射された光は、発光素子10の上面の上方に位置する第2反射材19で反射されるので、発光素子10の上面の面積よりも狭い上方の領域に照射される。
また、第11発光装置101では、第2反射材19の下端が発光素子10の上面の外側且つ下方に位置する。第11発光装置101では、発光素子10の上面の外縁から照射された光は、発光素子10の上面の外縁近傍に位置する第2反射材19及び発光素子10で反射されて、発光素子10の上面の上方に照射される。
第11発光装置101では、第2反射材19の遮光率は第1反射材14の酸化チタンの遮光率よりも大きいので、第2反射材19の反射率は第1反射材14の反射率よりも高くなる。第2反射材19の反射率は第1反射材14の反射率よりも高くなるので、発光素子10の上面から第2反射材19で反射した光は、上方へ狭角な指向性を有する。
第11発光装置101では、遮光率が大きい第2反射材19は外周壁を形成するので、発光素子10の側面及び裏面から照射された光が第11発光装置101の側面から照射される割合は低くなる。発光素子10の側面及び裏面から照射された光の多くは、第11発光装置101の内部で反射を繰り返した後に、発光素子の上面の上方に照射される。
実施形態に係る発光装置では、第1反射材14並びに第2反射材18及び19の反射物質として酸化チタンが使用されているが、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニューム、アルミナ、窒化ホウ素等を使用してもよい。また、第1発光装置1~第10発光装置100では、第1反射材14と第2反射材18a~18hとは同一の材料で形成されているが、第2反射材18a~18hは、第1反射材14よりも遮光率が大きい材料を使用してもよい。
また、実施形態に係る発光装置では、第1反射材14並びに第2反射材18及び19のコーティング材としてシリコーン樹脂が使用されているが、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を使用してもよい。
また、第1発光装置1~第6発光装置6では、蛍光体樹脂層12の外縁に沿って、拡散樹脂材16を削剥することによって溝16a~16fが形成されるが、溝16a~16fは、蛍光体樹脂層12の外縁に沿って形成されなくてもよい。第1発光装置1~第6発光装置6では、蛍光体樹脂層12と溝16a~16fとの位置関係を変化させることによって、色々な照明範囲を有する発光装置を容易に作成することが可能である。
図26(a)は第1発光装置1の平面図であり、図26(b)は第1発光装置1の第1変形に係る発光装置の平面図であり、図26(c)は第1発光装置1の第2変形に係る発光装置の平面図である。図26(d)は第1発光装置1の第3変形に係る発光装置の平面図であり、図26(e)は第1発光装置1の第4変形に係る発光装置の平面図である。
第1発光装置1では、照明に寄与する拡散樹脂層16m及び蛍光体樹脂層12の位置が平面視で一致している。また、拡散樹脂層16mの上面の面積と蛍光体樹脂層12の上面の面積が同一である。さらに、拡散樹脂層16mの上面と蛍光体樹脂層12の上面が共に平らな正方形状を有する。第1発光装置1では、拡散樹脂層16mと蛍光体樹脂層12との上面の面積比が1:1の関係を有し、同一位置に同一形状となるように配置されるので、四角形状に規制された照明光Paが放射される。
発光装置1a及び1bでは、第2反射材18aの一対が蛍光体樹脂層12の外縁に沿って配置され、第2反射材18aの他の対が蛍光体樹脂層12の外縁より外側に配置される。発光装置1a及び1bでは、第2反射材18aの他の対が蛍光体樹脂層12の外縁より外側に配置されることにより、拡散樹脂層16mの上面の面積が蛍光体樹脂層12の上面の面積よりも大きくなっている。発光装置1aでは拡散樹脂層16mの上面の面積と蛍光体樹脂層12の上面の面積との比は4:3であり、発光装置1bでは拡散樹脂層16mの上面の面積と蛍光体樹脂層12の上面の面積との比は16:9である。発光装置1a及び1bでは、平面形状が正方形の蛍光体樹脂層12を使用する場合でも、長方形状の照明光が放射される。
発光装置1c及び1dでは、第2反射材18aの一対が蛍光体樹脂層12の外縁に沿って配置され、第2反射材18aの他の対が蛍光体樹脂層12の外縁より内側に配置される。第2反射材18aの他の対が蛍光体樹脂層12の外縁より内側に配置されることにより、発光装置1c及び1dでは、拡散樹脂層16mの上面の面積が蛍光体樹脂層12の上面の面積よりも小さくなっている。発光装置1cでは拡散樹脂層16mの上面の面積と蛍光体樹脂層12の上面の面積との比は3:4であり、発光装置1dでは拡散樹脂層16mの上面の面積と蛍光体樹脂層12の上面の面積との比は9:16である。発光装置1c及び1dでは、平面形状が正方形の蛍光体樹脂層12を使用する場合でも、長方形状の照明光が放射される。
また、第1発光装置1~第6発光装置6では、溝16a~16fの位置、幅及び深さ等を変更してもよい。溝16a~16fの位置、幅及び深さ等を適宜変更することにより、製造コストを増加させることなく種々の照明領域を有する発光装置を提供できる。
また、図2、6、9、11及び14では、単一の発光装置を単独で製造する例を説明したが、製造効率を向上させるために、複数の回路基板20をアレイ状に配置して、複数の発光装置を一度に製造してもよい。複数の発光装置を一度に製造する場合、第6工程の後に、複数の発光装置のそれぞれの間を切削刃で切断することにより、個々の発光装置に分離される。
また、図2に示す第1発光装置1の第5工程において、拡散樹脂材16を削剥することによって溝16aが形成されるが、溝16aは、第1反射材14及び拡散樹脂材16を削剥することによって形成されてもよい。また、溝16aは、拡散樹脂材16を切断せずに、拡散樹脂材16の中間位置までの深さを有するように削剥することによって形成されてもよい。
第11発光装置101では、発光素子10とツェナーダイオード30との間に位置する第2反射材19aの第2底面は、発光素子10の上面と下面との間の高さに位置する。しかしながら、第2反射材19aの第2底面の下方にプリント配線がない場合、第2反射材19aの第2底面は回路基板20の上面の端部を削剥して形成される削剥部に位置し、回路基板20の上面より下方に位置してもよい。
また、第11発光装置101では、発光素子10及びツェナーダイオード30と第11発光装置101の短手方向の両端との間に位置する第2反射材19d及び19eは、第1底面と第2底面との間に位置する第3底面を有する。しかしながら、第2反射材19d及び19eの第3底面の下方にプリント配線がない場合、第2反射材19d及び19eは、第3底面を有さずに、第3底面が位置する部分まで第2底面を広げてもよい。
また、第11発光装置101では、第2反射材19の酸化チタンの含有率は80重量パーセントであるが、第1反射材14の酸化チタンの含有率と同一の30重量パーセントにしてもよい。また、第2反射材19の酸化チタンの含有率は、80重量パーセント以下の含有率でもよく、80重量パーセント以上の含有率でもよい。
1~9、100、101 発光装置
10 発光素子
12 蛍光体樹脂層
14 第1反射材
16m 拡散樹脂層
18、19 第2反射材
20 回路基板
22 アノード電極
24 カソード電極
30 ツェナーダイオード
10 発光素子
12 蛍光体樹脂層
14 第1反射材
16m 拡散樹脂層
18、19 第2反射材
20 回路基板
22 アノード電極
24 カソード電極
30 ツェナーダイオード
Claims (18)
- 回路基板と、
前記回路基板の上面に実装された発光素子と、
前記発光素子の上面に配置された蛍光体樹脂層と、
前記蛍光体樹脂層の上面に配置され、前記発光素子から照射された光を拡散する拡散樹脂層と、
前記回路基板の上面に設けられて、発光素子の側面を封止する第1反射材と、
前記拡散樹脂層の側面を囲む第2反射材と、
を有する発光装置。 - 前記第2反射材の垂直断面形状は、逆台形状である、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2反射材の下端は、前記蛍光体樹脂層の上面より上方に位置する、請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記第2反射材は、前記蛍光体樹脂層の側面を囲むように配置される、請求項2に記載の発光装置。
- 前記第2反射材の垂直断面形状は、下側に頂点がある三角形状である、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2反射材の下端は、前記蛍光体樹脂層の上面より下方に位置する、請求項5に記載の発光装置。
- 前記第2反射材は、前記蛍光体樹脂層の側面を囲むように配置される、請求項5又は6に記載の発光装置。
- 前記第2反射材は、直線的に延伸する第1線状部と、前記第1線状部に平行に延伸する第2線状部と、前記第1線状部と直交するように延伸する第3線状部と、前記第3線状部に平行に延伸する第4線状部とを有する、請求項1~7の何れか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子の上面の面積と、前記蛍光体樹脂層の上面の面積とが同一である、請求項1~5の何れか一項に記載の発光装置。
- 前記蛍光体樹脂層の上面の面積と、前記第2反射材に囲まれた前記拡散樹脂層の上面の面積とが、同一である、請求項1~8の何れか一項に記載の発光装置。
- 前記第2反射材に囲まれた前記拡散樹脂層の上面の面積は、前記蛍光体樹脂層の上面の面積より小さい、請求項1~8の何れか一項に記載の発光装置。
- 前記第2反射材に囲まれた前記拡散樹脂層の上面の面積は、前記蛍光体樹脂層の上面の面積より大きい、請求項1~8の何れか一項に記載の発光装置。
- 前記第2反射材は、前記拡散樹脂層の側面、前記蛍光体樹脂層の側面の一部、及び前記第1反射材の側面の一部を覆うように配置され、
前記第2反射材の一部が前記蛍光体樹脂層及び前記発光素子の上方に位置し、前記第2反射材の下端が前記発光素子の上面より下方に位置する、請求項1に記載の発光装置。 - 前記第2反射材は、第1底面及び前記第1底面の下方に位置する第2底面を有し、
前記第1底面は前記蛍光体樹脂層の上方に位置し、前記第2底面は前記発光素子の上面より下方に位置する、請求項13に記載の発光装置。 - 前記第2反射材は前記第1反射材の側面を全て覆い、前記第2底面は前記回路基板の上面より下方に位置する、請求項14に記載の発光装置。
- 前記第2反射材の少なくとも一辺は、前記第1底面の下方且つ前記第2底面の上方に位置する第3底面を更に有する、請求項14又は15に記載の発光装置。
- 前記第2底面は、前記回路基板の上面の一部を削剥して形成される、請求項16に記載の発光装置。
- 前記第2反射材の反射率は、前記第1反射材の反射率よりも大きい、請求項1~17の何れか一項に記載の発光装置。
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