JP2009016779A - 発光装置、発光装置の製造方法、電子機器および携帯電話機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LLEDチップ6が搭載された基板2の表面が、LEDチップ6からの発光を波長変換する蛍光体が添加された封止樹脂部3により樹脂封止され、その封止樹脂部3の表面上に更に封止樹脂部3とは異なる所望の外観色の表面樹脂層4を設ける。封止樹脂部3には黄色蛍光体が添加されて黄色く見える。表面樹脂層4には光拡散材が添加され、周囲光が反射されて外観色として白色に見える。
【選択図】図1
Description
さらに、好ましくは、本発明の発光装置における封止樹脂部は、透光性モールド部であって、前記発光素子に近い方から、実質的に前記蛍光体が含有されている層と、前記表面樹脂層として実質的に光拡散材が含有されている層とに分離されている。
(実施形態1)
本実施形態1では、封止樹脂部の表面上に、光拡散材が添加された表面樹脂層を形成して、発光装置表面を白く見せる場合について説明する。
(実施形態1の変形例)
上記実施形態1では、基板2上にLEDチップ6が搭載された事例を示したが、本変形例では、基板2の代わりに、樹脂パッケージの凹部内にLEDチップ6が搭載された事例について説明する。
(実施形態2)
本実施形態2では、封止樹脂部3の表面上に、R(赤色)蛍光体、G(緑色)蛍光体およびB(青色)蛍光体のうちの少なくとも一種類が添加された表面樹脂層を形成して、発光装置1の表面を白色、緑色〜赤色の可視光色および緑色〜赤色の白みがかった可視光色に見せる場合について説明する。
(実施形態2の変形例)
上記実施形態2では、基板2上にLEDチップ6が搭載された事例を示したが、本変形例では、基板2の代わりに、樹脂パッケージの凹部内にLEDチップ6が搭載された事例について説明する。
(実施形態3)
本実施形態3では、赤色や黄色など有彩色に着色した蛍光体を、光拡散材(または光拡散剤)や蛍光体を含有させる封止樹脂部の樹脂材料よりも比重が大きいものに選択する。さらに、ここでは、蛍光体は光拡散材よりも比重が大きいものに選択する。このようにして選択された樹脂材料中に蛍光体および光拡散材を含有させ、これらで発光素子を被覆して硬化(加熱硬化)させる。樹脂の硬化時などに生ずる樹脂粘性低下と、封止樹脂部の樹脂材料、蛍光体および光拡散材の比重の違いによって、比重の最も大きい蛍光体は発光素子側に沈降する。他方、光拡散材は、樹脂材料中で分散または発光素子と対向する表面側に比重により分布する。これによって、発光観測面側(発光素子搭載面側)からは、その表面側に光拡散材が樹脂材料中で集中して分散されて、黄色の蛍光体の色が光拡散材で緩和される。
光拡散材として具体的には、二酸化珪素(比重2.2)、炭酸カルシウム(比重2.93)、酸化チタン(比重4.26)、酸化亜鉛(比重5.8)、酸化アルミニウム(比重3.9)、チタン酸バリウム(比重5.5)、硫酸バリウム(比重4.3)、水酸化マグネシウム(比重2.4)、水酸化カルシウム(比重2.2)、酸化マグネシウム(比重3.65 )などの無機粉体からなる光拡散材が挙げられ、これらのうちのいずれかまたはそれらを組み合わせて用いることができる。
図9は、本発明の実施形態3の具体例1に係る発光装置の要部構成例を示す縦断面図である。なお、図2の構成部材と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図9において、本具体例1の発光装置15は、その封止樹脂部3が、発光素子としてのLEDチップ6に近い方から順に、実質的に蛍光体13が含有されている層と、表面樹脂層として実質的に光拡散材14が含有されている層とに分離されている。または、その封止樹脂部は、LEDチップ6に近い方から順に、実質的に蛍光体13が含有されている層と、蛍光体13および光拡散材14が混在している中間層と、表面樹脂層として光拡散材14が含有されている層とに分離されている。
次に、これを摂氏110度、60分の一次硬化、摂氏150度、300分の二次硬化によって発光装置15を形成させた。形成された発光装置15を発光観測面側から観測すると、発光観測面側が乳白色となっており外光が照射されても黄色に見えることなく乳白色または白色の見栄えも優れたものであった。
(具体例2)
図10は、本発明の実施形態3の具体例2に係る発光装置の要部構成例を示す縦断面図である。なお、図2の構成部材と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図10において、本具体例2の発光装置16では、その封止樹脂部3が、発光素子としてのLEDチップ6に近い方から順に、実質的に蛍光体13が含有されている層と、蛍光体13および光拡散材14が混在している層と、表面樹脂層として光拡散材14が含有されている層と、封止樹脂部3の樹脂材料だけの層(蛍光体13および光拡散材14が含有されていない層)とに分離されている。
これを摂氏80度、60分の一次硬化、摂氏150度、120分の二次硬化によって発光装置16を形成させた。形成された発光装置16を発光観測面側から観測すると発光観測面側が乳白色となっており外光が照射されても黄色に見えることなく乳白色または白色の見栄えも優れたものであった。
この結果、本具体例2の発光装置16は、発光素子6に近い方から実質的に蛍光体13が含有されている層と、蛍光体13や光拡散剤14が混在している中間層と、光拡散剤14が含有されている層とに分離される封止樹脂部3を有している。または、本実施形態4の発光装置16は、発光素子としてのLEDチップ6に近い方から実質的に蛍光体13が含有されている層と、蛍光体13と光拡散剤14が混在している層と、光拡散剤14が含有されている層と、その上の封止樹脂層3だけの層とに分離される透光性モールド部を有している。
ここで、層と記載しているが、層状に明確に分離していなくてもよく、層の境界は明確ではなくてもよい。層が明確に分離していなくても本願の技術的な効果を十分に得られる。
ここでは、封止樹脂3とは透光性モールド部材と同じ材料であるが、封止樹脂3と別の材料であってもよい。
(具体例3)
図11(a)および図11(b)はそれぞれ、本発明の具体例3に係る発光装置の途中製造工程における構成例を示す縦断面図であり、図12は、本発明の具体例3に係る発光装置の要部構成例を示す縦断面図である。なお、図2の構成部材と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、金型18の凹部内に光拡散材14の二酸化珪素(比重2.2)が添加されたシリコーン封止樹脂の封止樹脂3を流し込む。この光拡散材14が添加された封止樹脂3が流し込まれた金型18の凹部内に、蛍光体13が添加された封止樹脂3で覆われたLEDチップ6を押し込み、その後、加熱して光拡散材14が添加された封止樹脂3を硬化させる。ここで、光拡散材14が添加された封止樹脂3を加熱硬化させている間に、光拡散材14が樹脂粘性低下と比重の違いによって沈降する。
このことから、蛍光体13が添加された封止樹脂3上に硬化した光拡散材14が添加された封止樹脂3が形成される。光拡散材14は、図11(b)に示すように、光拡散材14が添加された封止樹脂3の、LEDチップ6が搭載された側の面とは反対側の最表面近傍に沈降して形成される。
さらに、金型18は窪み部(凹部)を有し、蛍光体13が添加された封止樹脂3が下側に、基板側2が上側になるように、光拡散材14が添加された樹脂材料3が流し込まれた金型13内に押し込まれているが、金型18から、これらの基板2、LEDチップ6、蛍光体13が添加された封止樹脂3、硬化した光拡散材14が添加された封止樹脂3が取り出される。
(実施形態3の変形例)
上記実施形態3では、基板2上にLEDチップ6が搭載された事例を示したが、本変形例では、基板2の代わりに、樹脂パッケージの凹部内にLEDチップ6が搭載された事例について説明する。
2 基板
2A 樹脂パッケージ
3、3A 封止樹脂部
3a 封止用樹脂材料
4、4A、40、41〜44 表面樹脂層
4a 樹脂材料
5 配線パターン
6、6A LEDチップ
7 ワイヤー
8a、8b 外部接続電極
9a、9b 貫通部導電層
10 携帯電話機
11 カメラレンズ部
12 フラッシュライト部
13 蛍光体
14 光拡散材
18 金型
31、33 スペーサ治具
32、34 上金型
121 LEDマウント基板
122 配線
123 透明なカバー
Claims (38)
- 基板または樹脂パッケージに発光素子が搭載され、蛍光体が添加された封止樹脂部により、該発光素子上を覆うように基板表面または樹脂パッケージが樹脂封止された発光装置であって、該封止樹脂部の表面側に、該蛍光体が添加された封止樹脂部とは異なる色の表面樹脂層が設けられている発光装置。
- 前記発光素子は青色LEDである請求項1に記載の発光装置。
- 前記蛍光体は黄色蛍光体または有彩色蛍光体である請求項1に記載の発光装置。
- 前記蛍光体は、BOSE(ユ−ロピウム付活珪酸塩蛍光体、(Ba・Sr)2SiO4:Eu)である請求項3に記載の発光装置。
- 前記蛍光体が添加された樹脂封止部の色は黄色である請求項1、3および4のいずれかに記載の発光装置。
- 前記表面樹脂層には光拡散材が添加されている請求項1に記載の発光装置。
- 前記光拡散材は、青色〜赤色の可視光を反射可能とする請求項6に記載の発光装置。
- 前記光拡散材は、粒径が2μm〜5μmの粒子である請求項6または7に記載の発光装置。
- 前記光拡散材は、有機フィラー、熔融シリカおよび酸化チタンのうちの少なくともいずれかである請求項6〜8のいずれかに記載の記載の発光装置。
- 前記表面樹脂層の色は白色である請求項1または7に記載の発光装置。
- 前記表面樹脂層には赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の少なくとも一種類が添加されている請求項1または6に記載の発光装置。
- 前記表面樹脂層の色は、白色、緑色〜赤色および、該緑色〜赤色の白みがかった色のうちのいずれかである請求項1または11に記載の発光装置。
- 前記発光素子が搭載される基板表面または樹脂パッケージの凹部表面が反射面である請求項1に記載の発光装置。
- 前記基板は、絶縁性基板である請求項1または13に記載の発光装置。
- 前記基板は、AlNセラミック基板または樹脂基板である請求項14に記載の発光装置。
- 前記樹脂基板はガラスエポキシ基板である請求項15に記載の発光装置。
- 前記表面樹脂層と前記封止樹脂部とは同じ樹脂材料または別の樹脂材料で構成されている請求項1に記載の発光装置。
- 発光モジュールとして、前記発光素子および前記封止樹脂部が前記基板上に複数設けられ、該複数の封止樹脂部上に前記表面樹脂層が設けられている請求項1または17に記載の発光装置。
- 前記封止樹脂部は、透光性モールド部であって、前記発光素子に近い方から、実質的に前記蛍光体が含有されている層と、前記表面樹脂層として実質的に光拡散材が含有されている層とに分離されている請求項1または17に記載の発光装置。
- 前記封止樹脂部は、透光性モールド部であって、前記発光素子に近い方から、実質的に前記蛍光体が含有されている層と、該蛍光体および光拡散材が混在している中間層と、前記表面樹脂層として該光拡散材が含有されている層とに分離されている請求項1または17に記載の発光装置。
- 前記封止樹脂部は、透光性モールド部であって、前記発光素子に近い方から、実質的に前記蛍光体が含有されている層と、該蛍光体および光拡散材が混在している層と、前記表面樹脂層として該光拡散材が含有されている層と、該封止樹脂部だけの層とに分離されている請求項1または17に記載の発光装置。
- 前記蛍光体および前記光拡散材を、該蛍光体および該光拡散材を含有させる封止樹脂部の樹脂材料よりも比重が大きいものに選択する請求項19〜21のいずれかに記載の発光装置。
- 前記蛍光体を前記光拡散材よりも比重が大きいものに選択する請求項19〜22のいずれかに記載の発光装置。
- 前記光拡散材は、無機粉体からなる請求項1および19〜21のいずれかに記載の発光装置。
- 前記光拡散材は、二酸化珪素、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムのうちのいずれかまたはそれらを組み合わせた材料である請求項24に記載の発光装置。
- 前記封止樹脂部の材料は、無溶剤または溶剤の液状透光性熱硬化樹脂および、溶剤の液状透光性熱可塑樹脂のいずれかである請求項1および19〜21のいずれかに記載の発光装置。
- 前記無溶剤の液状透光性熱硬化樹脂材料は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂およびポリイミド樹脂の少なくともいずれかである請求項26に記載の発光装置。
- 前記溶剤の液状透光性熱可塑樹脂材料は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂およびポリノルボルネン樹脂の少なくともいずれかである請求項26に記載の発光装置。
- カメラが搭載され、請求項1〜28のいずれかに記載の発光装置が、カメラ照明用に搭載されている電子機器。
- カメラが搭載され、請求項1〜28のいずれかに記載の発光装置が、カメラ照明用に搭載されている携帯電話機。
- 前記発光装置の表面側に透明カバーが設けられている請求項30に記載の携帯電話機。
- 発光素子が搭載れた基板または樹脂パッケージ上に、蛍光体が添加された封止用樹脂を塗布して、プレスにより封止用樹脂表面を平坦化させ、該封止用樹脂を硬化させて、該発光素子上を覆うように基板または樹脂パッケージ上に封止樹脂部を形成する封止樹脂部形成工程と、
硬化させた封止樹脂部上に、光拡散材が添加された樹脂材料を塗布して、プレスにより樹脂材料表面を平坦化させ、該樹脂材料を硬化させることにより、該封止樹脂部上に該封止樹脂部とは異なる所望の色の表面樹脂層を形成する表面樹脂層形成工程とを有する発光装置の製造方法。 - 発光素子が搭載れた基板または樹脂パッケージ上に、蛍光体が添加された封止用樹脂を塗布して、プレスにより封止用樹脂表面を平坦化させ、該封止用樹脂を硬化させて、該発光素子上を覆うように基板または樹脂パッケージ上に封止樹脂部を形成する封止樹脂部形成工程と、
硬化させた封止樹脂部上に、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の少なくとも一種類が添加された樹脂材料を塗布して、プレスにより樹脂材料表面を平坦化させ、該樹脂材料を硬化させることにより、該封止樹脂部上に該封止樹脂部とは異なる所望の色の表面樹脂層を形成する表面樹脂層形成工程とを有する発光装置の製造方法。 - 基板または樹脂パッケージに発光素子を搭載し、蛍光体を添加した封止樹脂部により、該発光素子上を覆うように基板表面または樹脂パッケージを樹脂封止する発光装置の製造方法であって、
該蛍光体が光拡散材よりも比重が大きく、該光拡散材および該蛍光体を、該封止樹脂部となる樹脂材料中でほぼ均一に分散するように混ぜる工程と、
該樹脂材料の加熱硬化時に生ずる樹脂粘性低下と、該光拡散材と該蛍光体との比重の違いによって、該蛍光体を該樹脂材料中で発光素子側に沈降させ、該光拡散材を該樹脂材料中で該発光素子側とは反対側の表面側に分布させる工程とを有する発光装置の製造方法。 - 基板または樹脂パッケージに発光素子を搭載し、蛍光体を添加した封止樹脂部により、該発光素子上を覆うように基板表面または樹脂パッケージを樹脂封止する発光装置の製造方法であって、
蛍光体を添加した封止樹脂部により、基板または樹脂パッケージに搭載された発光素子を覆い、硬化する工程と、
くぼみを有する金型内に光拡散材が添加された樹脂材料を流し込む工程と、
前記硬化した蛍光体が添加された封止樹脂部の表面側を下にして、基板または樹脂パッケージに搭載された発光素子を該光拡散材が添加された樹脂材料内に押し込む工程と、
該光拡散材が添加された樹脂材料を加熱硬化する間に、該樹脂材料の樹脂粘性低下と、該樹脂材料と該光拡散材との比重の違いによって該光拡散材を沈降させる工程とを有する発光装置の製造方法。 - 前記表面樹脂層の材料として、前記封止樹脂部と同じ樹脂材料または別の樹脂材料を用いる請求項32〜35のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子として青色LEDを用いる請求項32〜35のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記封止用樹脂部の蛍光体として黄色蛍光体を用いる請求項32〜35および37のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
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