JP2001358367A - チップ型発光素子 - Google Patents

チップ型発光素子

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Abstract

(57)【要約】 【課題】発光体チップから放出される光を、有効に側方
へ取り出し、大光量または高発光効率の側面発光のチッ
プ型発光素子を得る。 【解決手段】一対の内部電極2A、2Bが形成された絶
縁性基板1に、LEDチップ4が内部電極2A、2Bを
跨ぐように接続されている。LEDチップ4の発光面4
aは、絶縁性基板1に対して垂直になっており、側面発
光のチップ型発光素子10の光照射側面Aの方向を向い
ている。LEDチップ4は、銀ペーストの硬化物5によ
り、発光面4aに形成されたp側電極の下部と、発光面
に対向する面に形成され短側電極の下部とで、それぞれ
内部電極2A、2Bに接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話の液晶等
のバックライト用光源や、光センサーの光源などに用い
られる側面発光型のチップ型発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話機の内部の実装基板には、液晶
表示部のバックライト用光源として、チップ型発光素子
が実装される場合がある。この場合に適用されるチップ
型発光素子は、実装基板の表面に平行な方向に光を発す
る、いわゆる側面発光型のものである。図3は、従来の
側面発光型のチップ型発光素子の構造を示す分解斜視図
であり、図4はその図解的な断面図である。このチップ
型発光素子30は、平面視において略矩形の絶縁性基板
21と、この絶縁性基板21の一方表面を覆うように配
置されるリフレクターケース27とを備えており、全体
が偏平な直方体形状に構成されている。絶縁性基板21
のリフレクターケース27とは反対側の表面が、実装基
板に接合される実装面となる。この実装面には、絶縁性
基板21の両端面付近に一対の外部電極23A,23B
が形成されている。
【0003】絶縁性基板21のリフレクターケース27
側の表面には、外部電極23A,23Bに対応した一対
の内部電極22A,22Bが形成されている。これらの
うちの一方の内部電極22Aに、発光体チップとしての
LEDチップ24がダイボンディングされている。この
ダイボンディングによって、LEDチップ24のn側電
極(図3において下面に対応する電極)と内部電極22
Aとが電気接続されている。LEDチップ24のp側電
極は、リフレクターケース27に対向する上面に位置し
ている。このp側電極は、ボンディングワイヤー25を
介して内部電極22Bに電気接続されている。
【0004】内部電極22A,22Bおよび外部電極2
3A,23Bは、絶縁性基板21の両端面に形成された
スルーホール26A,26Bの内壁面に被着された導体
膜を介して電気接続されている。リフレクターケース2
7は、断面L字形に形成されていて、チップ型発光素子
30の上方と、絶縁性基板21の一辺に沿う一側面とを
覆っている。リフレクターケース27の内面は、LED
チップ24からの光を反射する反射面をなしている。リ
フレクターケース27の内面と絶縁性基板21の表面と
の間には、透光性部材28(図3では図示を省略し
た。)が充填されている。
【0005】この構成によって、LEDチップ24から
発生した光は、リフレクターケース27によって覆われ
ていない三方の側面へと放光される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】GaAlAs系のよう
な3元素系半導体発光素子または、InGaAlP系の
ような4元素系半導体発光素子は、GaP系などの発光
素子に比べて、高輝度な発光が可能である。したがっ
て、携帯電話機の液晶表示部などの視認性を向上するた
めには、3元素系または4元素系の発光素子を用いるこ
とが好ましい。ところが、GaP化合物半導体からなる
発光素子は、全方向への発光が可能であるのに対して、
上述のような3元素系または4元素系の発光素子は、基
板が遮光性であるために、基板に垂直な方向へは大量の
光を取り出すことができる反面、基板に平行な方向への
発光光量が少ない。
【0007】そのため、図3および図4に示された従来
技術の構成では、ワイヤーボンディングされた上面のみ
が発光面24aとなる。この発光面24aは、光の取り
出し方向である側方を指向しておらず、この側方に垂直
な上方(実装配線基板に垂直な方向)を指向している。
したがって、チップ型発光素子30の3つの側面から取
り出される光は、リフレクターケース27の内表面でい
ったん反射された反射光となる。そのため、3元素系ま
たは4元素系の高輝度型LEDチップを用いても、光量
をさほど増大することができないという問題があった。
【0008】そこで、この発明の目的は、発光体チップ
からの直接光を側面から放出させることができ、これに
より高輝度発光を実現した側面発光型のチップ型発光素
子を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、一対の電
極が表面に形成された絶縁性基板と、この絶縁性基板上
に、この絶縁性基板の表面に沿う方向に発光面を向けて
搭載され、上記一対の電極に接続された発光体チップ
と、上記発光体チップを覆う透光性部材とを含むことを
特徴とするチップ型発光素子である。
【0010】この構成によれば、発光体チップが、絶縁
性基板の表面に沿う方向に発光面を向けて搭載されてい
るので、発光面からの直接光をチップ型発光素子の側方
(絶縁性基板の表面に平行な方向)に取り出すことがで
きる。したがって、反射に起因する光の減衰がない。し
かも、発光体チップから短い光路長を経て透光性部材の
外へと光が取り出されるから、透光性部材中における光
の減衰も最小限に抑えることができる。これによって、
側面発光型のチップ型発光素子の発光光量を著しく増大
することができる。
【0011】また、一定の光量が必要な場合における消
費電力を少なくすることができるから、側面発光型のチ
ップ型発光素子の発光効率を向上することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発
明の一実施形態に係る側面発光型のチップ型発光素子1
0の構造を示す図解的な分解斜視図であり、図2は、そ
の図解的な断面図である。このチップ型発光素子10
は、偏平な直方体形状をしており、3方の側面から光が
放出される。したがって、実装配線基板へ実装された状
態で、このチップ型発光素子10から放出される光の主
たる進行方向は、実装配線基板に対して平行となる。
【0013】略矩形の絶縁性基板1の一方表面には、一
対の内部電極2A,2Bが形成されている。発光体チッ
プであるLEDチップ4は、その底面が内部電極2A,
2Bの両方と部分的に重なり合うように載設されてい
る。すなわち、LEDチップ4は、内部電極2A,2B
に跨って配置されている。LEDチップ4の発光面4a
はp側電極形成面となっており、発光面4aとは反対側
の面はn側電極形成面となっている。LEDチップ4
は、p側電極形成面の下部およびn側電極形成面の下部
において、銀ペーストの硬化物5によって、それぞれ内
部電極2Aおよび内部電極2Bと接続されている。これ
により、電気的接続および機械的接合が得られている。
【0014】銀ペーストの硬化物5は、発光面4aから
の光を遮らないように、なるべく狭い領域で発光面4a
に接していることが好ましい。内部電極2A,2BとL
EDチップ4との接合は、はんだやインジウムなどの軟
ろうによってなされていてもよい。LEDチップ4は、
高輝度発光を実現できる3元素系(GaAlAs系な
ど)または4元素系(InGaAlAs系など)の発光
体からなっていることが好ましい。これらの発光体は、
基板が遮光性であるので、薄膜状の発光部のみが発光す
る。すなわち、発光体チップの特定の面のみが発光面4
aとなる。
【0015】絶縁性基板1の他方表面上には、内部電極
2A,2Bに対応する領域に、一対の外部電極3A,3
Bが形成されている。これらの外部電極3A,3Bは、
絶縁性基板1の側面に形成された2分の1スルーホール
6A,6B内面の導電被膜を介して内部電極2A,2B
に電気接続されている。内部電極2A,2Bや外部電極
3A、3Bは、銅箔などにより形成されている。したが
って、外部電極3Aと外部電極3Bの間に適当な極性で
通電すると、LEDチップ4は発光する。
【0016】チップ型発光素子10は、スルーホール6
A,6Bや外部電極3A,3Bにおいて、はんだなどに
より、配線基板のパッド(図示されない)と接合され
る。このようなLEDチップ4を配した絶縁性基板1上
に、リフレクターケース7が載設される。リフレクター
ケース7は、チップ型発光素子10の上部の大部分と一
側面全面とを覆うように形成されている。リフレクター
ケース7で全面を覆われた側面と対向する面は開放され
ており、チップ型発光素子10が主に光を放出する光照
射側面Aとなっている。リフレクターケース7は、少な
くともその表面が光に対する反射率が高い材質で形成さ
れている。
【0017】本実施形態においては、リフレクターケー
ス7はチップ型発光素子10の一側面と天面の全面とを
覆って、発光体チップ4が放出した光を反射する形態と
なっているが、3つの側面と天面とを覆って発光体チッ
プ4が放出した光を反射し、開放された一側面から光を
放出する形態であってもよい。あるいは、透光性部材8
を略直方体状に形成しておき、必要な面だけ光を反射す
る膜でコートした形態であってもよい。
【0018】絶縁性基板1とリフレクターケース7との
間隙には、透光性部材8が充填されている。透光性部材
8は、透明なエポキシ樹脂など、LEDチップ4が発し
た光に対して透光性を持つ材料からなる。これにより、
LEDチップ4、内部電極2A,2B、およびそれらの
接合部が保護される。図2において、LEDチップ4の
発光面4aは、チップ型発光素子10の光照射側面Aの
方向を向いている。すなわち、本発明においては、LE
Dチップ4から放出される光の主たる進行方向と、チッ
プ型発光素子10の光照射側面Bから放出される光の主
たる進行方向とは一致する。よって、LEDチップ4か
ら放出される光の大部分は、直接チップ型発光素子10
の光照射側面Aに到達し、チップ型発光素子10の外へ
と出る。
【0019】このような構造のチップ型発光素子10に
おいては、LEDチップ4の発光面4aから放出された
光の大部分は、リフレクターケース7などにより反射さ
れることなく、直接チップ型発光素子10の光照射側面
Aに到達し、チップ型発光素子10外に放出される。し
たがって、LEDチップ4の発光面4aから放出された
光は、チップ型発光素子10外へ出るまでに、吸収され
たり散乱されたりする機会が少ないので、ほとんど減衰
しない。よって、発光体チップ4から放出された光を有
効にチップ型発光素子10外に取り出せるので、チップ
型発光素子10の発光光量を著しく増大することができ
る。また、一定の光量が必要な場合における消費電力を
少なくすることができるから、側面発光型のチップ型発
光素子の発光効率を向上することができる。
【0020】このようなチップ型発光素子10は、絶縁
性基板1上に、内部電極2A、2Bと外部電極3A、3
Bとを形成し、内部電極2A,2B上に、銀ペースト5
でLEDチップ4を接続したものに、リフレクターケー
ス7を載置しておき、絶縁性基板1とリフレクターケー
ス7との間隙に、液状の透光性部材8を流し込み、硬化
させて得られる。通常、絶縁性基板1やリフレクターケ
ース7は、1つのチップ型発光素子10に対応する個片
領域を、複数個縦横に密接して配したものに、液状の透
光性部材8を一括して流し込み、硬化後個々の個片に切
り出して製造する。2分の1スルーホール6A,6B
は、切り出す前の大きな絶縁性基板にスルーホールをあ
け、内面に導電性を付与しておき、スルーホール位置で
基板を切断することにより得る。内部電極2A,2Bは
スルーホールの上面を覆うように形成されているので、
液状の透光性部材8は、スルーホール内に流れ込まな
い。
【0021】本発明によるチップ型発光素子10は、発
光体チップ4と内部電極2A,2Bとの接続に、従来の
もののようにボンディング・ワイヤーを用いていないの
で、製造時の液状の透光性部材8を流し込む工程で、ボ
ンディング・ワイヤーが断線するということはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る、側面発光型のチッ
プ型発光素子の図解的な分解斜視図である。
【図2】上記実施形態の側面発光型のチップ型発光素子
の図解的な断面図である。
【図3】従来の側面発光型のチップ型発光素子の構造を
示す図解的な分解斜視図である。
【図4】上記従来の側面発光型のチップ型発光素子の構
造を示す図解的な断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2A 内部電極 2B 内部電極 3A 外部電極 3B 外部電極 4 LEDチップ 4a 発光面 5 銀ペーストの硬化物 6A 2分の1スルーホール 6B 2分の1スルーホール 7 リフレクターケース 8 透光性部材 10 チップ型発光素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の電極が表面に形成された絶縁性基板
    と、 この絶縁性基板上に、この絶縁性基板の表面に沿う方向
    に発光面を向けて搭載され、上記一対の電極に接続され
    た発光体チップと、 上記発光体チップを覆う透光性部材とを含むことを特徴
    とするチップ型発光素子。
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