JP2016072404A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外光を照射する発光素子を備える発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device including a light emitting element that emits ultraviolet light.
従来から、発光ダイオード又はレーザダイオード等の発光素子を基板上に備える発光装置が提案されている。
このような発光装置では、その用途によって、紫外線を発光する発光素子を備えることがある。また、このような発光装置は、求められる特性を確保するために、発光装置を構成する基板上に、発光素子のみならず、ツェナーダイオード、コネクタ等の種々の電子部品が搭載されることがある。
Conventionally, a light emitting device including a light emitting element such as a light emitting diode or a laser diode on a substrate has been proposed.
Such a light-emitting device may include a light-emitting element that emits ultraviolet light depending on the application. In addition, in order to ensure the required characteristics, such a light emitting device may include not only light emitting elements but also various electronic components such as a Zener diode and a connector on a substrate constituting the light emitting device. .
紫外光は、発光装置を構成する部材に吸収されると、部材自体を劣化させ又はその材料を分解することがあり、これらの劣化又は分解に起因する分解物が、発光装置を搭載する機器内で脱離するおそれがある。
本発明は、紫外光を照射する発光素子を備える発光装置において、発光装置を構成する部材の劣化及びその材料の分解を最小限に止めることができる発光装置を提供することを目的とする。
When ultraviolet light is absorbed by a member constituting the light emitting device, the member itself may be deteriorated or its material may be decomposed, and decomposition products resulting from the deterioration or decomposition may be caused in the equipment on which the light emitting device is mounted. There is a risk of desorption.
An object of the present invention is to provide a light-emitting device including a light-emitting element that emits ultraviolet light, and capable of minimizing deterioration of members constituting the light-emitting device and decomposition of its material.
本実施形態の発光装置は、
紫外光を発光する発光素子と、
該発光素子が実装された基板と、
前記発光素子を覆い、前記基板に装着されたキャップと、
前記基板上の前記キャップ外に配置された電子部品とを備え、
該電子部品は、表面に樹脂部を有し、該樹脂部は、前記紫外光に対する耐光性が前記樹脂部よりも高い被覆部材で覆われていることを特徴とする。
The light emitting device of this embodiment is
A light emitting element that emits ultraviolet light;
A substrate on which the light emitting element is mounted;
A cap that covers the light emitting element and is attached to the substrate;
An electronic component disposed outside the cap on the substrate,
The electronic component has a resin portion on the surface, and the resin portion is covered with a covering member that has higher light resistance to the ultraviolet light than the resin portion.
本発明によれば、紫外光を照射する発光素子を備える発光装置において、発光装置を構成する部材の劣化及びその材料の分解を最小限に止めることができ、高品質で長期にわたる信頼性を確保することができる発光装置を提供することを可能にする。 According to the present invention, in a light emitting device including a light emitting element that irradiates ultraviolet light, deterioration of members constituting the light emitting device and decomposition of the material can be minimized, and high quality and long-term reliability are ensured. It is possible to provide a light-emitting device that can be used.
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。
各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the light-emitting device described below is for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless otherwise specified. The contents described in one embodiment and example are applicable to other embodiments and examples.
The size and positional relationship of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation.
本実施形態の発光装置は、主として、発光素子と、基板と、キャップと、電子部品とを備える。この発光装置では、基板上に、発光素子と電子部品とが実装され、キャップを通して、発光素子から出射される光が取り出される。 The light emitting device of the present embodiment mainly includes a light emitting element, a substrate, a cap, and an electronic component. In this light emitting device, a light emitting element and an electronic component are mounted on a substrate, and light emitted from the light emitting element is taken out through a cap.
近年における発光素子の光取り出し効率の向上、高密度実装技術の向上、冷却技術の進展により、発光素子を用いる発光装置では放出される光量が増大している。従って、印刷用インキ又は紫外線硬化樹脂の硬化用の光源、露光装置の光源、大光量の照明用光源等、応用分野が広がっている。一方、このような発光装置では、それを構成する部品、特に、発光素子の通電に関与する電子部品は、それ自体が通電によって発熱するのみならず、これら電子部品に照射される発光素子からの光の吸収によっても発熱する。また、発光素子から放出される光の波長帯が紫外線領域の場合には、これら部品自体が紫外線の吸収によって劣化する。その結果、これら部品の劣化、分解が生じ、分解物による汚染を引き起こすことがあり、光源としての信頼性を大きく損なうおそれがある。
これに対して、本実施形態の発光装置は、各種部品の光の照射又は吸収による発熱、劣化、分解等に起因する発光装置の信頼性の低下を最小限に止め、長期にわたって高い信頼性を維持することができる。
With recent improvements in light extraction efficiency of light emitting elements, improvements in high-density mounting technology, and advances in cooling technology, the amount of light emitted from light emitting devices using light emitting elements is increasing. Therefore, application fields such as a light source for curing printing ink or ultraviolet curable resin, a light source for an exposure device, and a light source for illumination with a large amount of light are expanding. On the other hand, in such a light-emitting device, the components constituting the light-emitting device, in particular, the electronic components involved in the energization of the light-emitting elements, not only generate heat when energized, but also from the light-emitting elements irradiated to these electronic components. Heat is also generated by light absorption. Further, when the wavelength band of light emitted from the light emitting element is in the ultraviolet region, these components themselves deteriorate due to the absorption of ultraviolet rays. As a result, deterioration and decomposition of these parts may occur, causing contamination by decomposed products, and the reliability as a light source may be greatly impaired.
In contrast, the light emitting device of this embodiment minimizes a decrease in the reliability of the light emitting device due to heat generation, deterioration, decomposition, etc. due to light irradiation or absorption of various components, and has high reliability over a long period of time. Can be maintained.
〔電子部品〕
電子部品は、基板上に配置され、発光素子が実装された領域（以下、発光領域ということがある）とは別の領域、つまり、後述するキャップ外（キャップの外側）に配置されている。
ここで、電子部品とは、発光素子の通電に関与するもの、発光素子の駆動に関連するもの等が包含される。具体的には、コンデンサ、バリスタ、ツェナーダイオード、ブリッジダイオード、チップ抵抗、メルフ抵抗等の保護素子、サーミスタ等の温度センサ、温度補償用素子、各種トランジスタ、外部電源を供給するためのコネクタ等の表面実装型の電子部品が挙げられる。これらの電子部品を備えることにより、通電及び駆動における信頼性を向上させた高性能の発光装置を提供することができる。
[Electronic parts]
The electronic component is disposed on the substrate, and is disposed in a region different from the region where the light emitting element is mounted (hereinafter sometimes referred to as a light emitting region), that is, outside the cap (to the outside of the cap) described later.
Here, the electronic component includes those involved in energization of the light emitting element, those related to driving of the light emitting element, and the like. Specifically, capacitors, varistors, Zener diodes, bridge diodes, protective elements such as chip resistors and Melf resistors, temperature sensors such as thermistors, temperature compensation elements, various transistors, and the surface of connectors for supplying external power A mounting-type electronic component is exemplified. By providing these electronic components, a high-performance light-emitting device with improved reliability in energization and driving can be provided.
（樹脂部）
これらの電子部品は、樹脂部を備える。樹脂部は、例えば、いわゆる封止樹脂として、素子又は回路等の表面を被覆するものが挙げられる。
樹脂部を構成する樹脂は、特に限定されず、当該分野で用いられている樹脂を用いることができる。例えば、被覆部材を構成する樹脂として挙げられている、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂から適宜選択することができる。なかでも、エポキシ樹脂は機械的強度や電気絶縁性に優れるため、電子部品に好適に用いられるが、一般的に耐光性が低い。そのため、本発明は特に好ましく適用することができる。
樹脂部は、樹脂部が黒色又は黒色に近い濃い色である場合に、本発明は特に有効である。そのために、本発明は、カーボンブラック等の色素等を含有しているものに好適に適用される。
(Resin part)
These electronic components include a resin portion. Examples of the resin portion include what covers a surface of an element or a circuit as a so-called sealing resin.
Resin which comprises a resin part is not specifically limited, Resin currently used in the said field | area can be used. For example, it can be appropriately selected from a thermosetting resin and a thermoplastic resin mentioned as resins constituting the covering member. Especially, since epoxy resin is excellent in mechanical strength and electrical insulation, it is preferably used for electronic parts, but generally has low light resistance. Therefore, the present invention can be particularly preferably applied.
The present invention is particularly effective when the resin portion is black or a dark color close to black. Therefore, the present invention is suitably applied to those containing a pigment such as carbon black.
（被覆部材）
電子部品は、それを構成する樹脂部が被覆部材で覆われている。被覆部材は、通常、樹脂部の外表面を被覆している。被覆部材は、紫外光に対して樹脂部よりも耐光性が高いものによって形成されている。これにより、光吸収による樹脂部の劣化を効果的に低減することができる。
(Coating member)
In the electronic component, a resin portion constituting the electronic component is covered with a covering member. The covering member usually covers the outer surface of the resin portion. The covering member is formed of a material that has higher light resistance to ultraviolet light than the resin portion. Thereby, deterioration of the resin part by light absorption can be reduced effectively.
耐光性とは、光、特に紫外線により、元の樹脂の状態から、表面状態の変化（色、光沢、寸法の変化又は亀裂、白化、そりの発生等）、化学変化（カルボニル基、水酸基などの官能基又は分子量の変化などの）、物理的変化（引張強さ、切断伸び、衝撃強さ、弾性率の変化など）のいずれかが起こる現象に対する耐性を意味する。よって、耐光性が高いとは、これら１以上の変化の程度が小さいことを意味する。具体的には、紫外線カーボンアーク（ＷＶ）、サンシャインカーボンアーク（ＷＳ）、キセノンアーク（ＷＸ）、メタリングアーク、リモートプラズマ等による紫外光を含む光を照射可能な光源を備えた市販の耐光性又は耐候性試験機、これらの加速／促進試験機を利用して、耐候性又は耐光性試験の前後における、これら１以上の変化の程度を評価して判断することができる。 Light resistance refers to changes in the surface state (color, gloss, dimensional changes or cracks, whitening, warpage, etc.), chemical changes (carbonyl groups, hydroxyl groups, etc.) due to light, particularly ultraviolet rays. It means resistance to a phenomenon in which any of physical changes (such as changes in functional group or molecular weight) or physical changes (such as changes in tensile strength, breaking elongation, impact strength, and elastic modulus) occurs. Thus, high light resistance means that the degree of the one or more changes is small. Specifically, commercially available light resistance equipped with a light source capable of irradiating light including ultraviolet light by ultraviolet carbon arc (WV), sunshine carbon arc (WS), xenon arc (WX), metalling arc, remote plasma, etc. Alternatively, the degree of one or more changes before and after the weather resistance or light resistance test can be evaluated and judged using a weather resistance tester or an acceleration / acceleration tester.
具体的には、例えば、波長３６５ｎｍ、ピーク照度約１０Ｗ／ｃｍ2の発光素子を光源として用いて、発光素子と樹脂との距離（ＷＤ）を約３ｍｍに設定し、２００分間照射した場合、目視にて、樹脂に変色又は変質が認められない場合等に、耐光性が高い、樹脂に変色又は変質が認められた場合に、耐光性が低いと判断することができる。 Specifically, for example, when a light-emitting element having a wavelength of 365 nm and a peak illuminance of about 10 W / cm 2 is used as a light source, the distance (WD) between the light-emitting element and the resin is set to about 3 mm and irradiation is performed for 200 minutes. Therefore, it can be determined that the light resistance is high when no discoloration or alteration is observed in the resin, and the light resistance is low when discoloration or alteration is observed in the resin.
被覆部材は、例えば、樹脂を基材とするものが挙げられる。
このような樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等などが挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物（シリコーン変性エポキシ樹脂等）、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物（エポキシ変性シリコーン樹脂等）、ハイブリッドシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂、ユリア樹脂、ＢＴレジン、ポリウレタン樹脂等の樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂を含むものが好ましく、特に、樹脂部がエポキシ樹脂を含む場合、被覆部材がシリコーン樹脂を含むものが極めて有利である。
Examples of the covering member include a resin-based material.
Examples of such a resin include a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a modified resin thereof, a hybrid resin containing one or more of these resins, and the like. Specifically, an epoxy resin composition, a modified epoxy resin composition (silicone-modified epoxy resin etc.), a silicone resin composition, a modified silicone resin composition (epoxy-modified silicone resin etc.), a hybrid silicone resin, a polyimide resin composition, Modified polyimide resin composition, polyamide resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polycyclohexane terephthalate resin, polyphthalamide (PPA), polycarbonate resin, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), ABS resin, phenol resin And resins such as acrylic resin, PBT resin, urea resin, BT resin, and polyurethane resin. Especially, what contains a silicone resin is preferable, and especially when a resin part contains an epoxy resin, what a covering member contains a silicone resin is very advantageous.
被覆部材は、上述した樹脂に加えて、光反射性物質又は光吸収剤を含有することが好ましい。これにより、耐光性を高めることができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリルレート系、ニッケル系、トリアジン系、ヒンダードアミン系等、プラスチックにおいて通常使用されるものが挙げられる。光吸収剤としては、例えば、紫外線吸収剤又は紫外線遮蔽剤等が挙げられる。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、硫酸バリウム、カーボンブラック、各種希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム）、繊維状フィラー（ガラス、ガラスファイバー、ワラストナイトなど）、無機フィラー（窒化アルミニウム、カーボン等）等が挙げられる。
The covering member preferably contains a light reflective substance or a light absorber in addition to the above-described resin. Thereby, light resistance can be improved.
Examples of the ultraviolet absorber include those usually used in plastics such as benzotriazole, benzophenone, salicylate, cyanoacrylate, nickel, triazine, and hindered amine. Examples of the light absorber include an ultraviolet absorber or an ultraviolet shielding agent. Specifically, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, titanium dioxide, silicon dioxide, zirconium dioxide, potassium titanate, alumina, aluminum nitride, boron nitride, mullite, niobium oxide, barium sulfate, carbon black, various rare earth oxides (For example, yttrium oxide, gadolinium oxide), fibrous fillers (glass, glass fiber, wollastonite, etc.), inorganic fillers (aluminum nitride, carbon, etc.), etc. are mentioned.
これらの光反射性物質又は光吸収剤は、例えば、被覆部材の全重量に対して、１０〜９５重量％程度、２０〜８０重量％程度、３０〜６０重量％含有させることが好ましい。 These light-reflecting substances or light absorbers are preferably contained, for example, about 10 to 95% by weight, about 20 to 80% by weight, and 30 to 60% by weight with respect to the total weight of the covering member.
被覆部材は、電子部品の樹脂部の全表面を覆うことが好ましいが、発光素子及び電子部品の位置関係並びにキャップの形態等によって、電子部品の樹脂部の一部のみを覆っていてもよい。ここでの一部とは、上面のみ、上面と側面の一部等が挙げられる。特に、電子部品が発光素子に直接又は間接的に対面する場合には、対面する側の側面の全部を被覆することが好ましい。
被覆部材は、樹脂部の被覆に加えて、電子部品の端子及び／又は基体に形成された配線等を被覆してもよい。被覆部材が被覆する面積を大きくすることにより、被覆部材と他の部材との密着性を高め、樹脂部の保護を確実に行うことができる。
The covering member preferably covers the entire surface of the resin part of the electronic component, but may cover only a part of the resin part of the electronic component depending on the positional relationship between the light emitting element and the electronic component, the shape of the cap, and the like. Here, the term “part” includes only the top surface, and part of the top surface and side surfaces. In particular, when the electronic component faces the light emitting element directly or indirectly, it is preferable to cover the entire side surface on the facing side.
The covering member may cover the terminal of the electronic component and / or the wiring formed on the base in addition to the covering of the resin portion. By increasing the area covered by the covering member, the adhesion between the covering member and the other member can be improved, and the resin portion can be reliably protected.
被覆部材は、後述するキャップの上面よりも低い位置に、その上面が配置されるように、電子部品を覆うことが好ましい。発光素子の光は、キャップ上面から取り出されるために、その光の照射を効果的に回避するためである。 The covering member preferably covers the electronic component such that the upper surface is disposed at a position lower than the upper surface of the cap described later. This is because the light of the light emitting element is extracted from the upper surface of the cap, so that irradiation of the light is effectively avoided.
被覆部材は、効果的に発光素子から出射される光を遮蔽するという観点から、その厚みが厚いことが好ましいが、発光装置の小型化を考慮して、３００μｍ程度以下の厚みであることが好ましく、２５０μｍ以下、２００μｍ以下又は１５０μｍ以下の厚みであることがより好ましい。また、５０μｍ以上又は７０μｍ以上の厚みであることが好ましい。 The covering member is preferably thick from the viewpoint of effectively shielding the light emitted from the light emitting element, but is preferably about 300 μm or less in consideration of downsizing of the light emitting device. More preferably, the thickness is 250 μm or less, 200 μm or less, or 150 μm or less. Moreover, it is preferable that it is the thickness of 50 micrometers or more or 70 micrometers or more.
被覆部材は、電子部品を基板に実装する前に設けられてもよく、実装した後に設けられてもよい。
被覆部材は、例えば、被覆部材が樹脂を基材とする場合には、ディスペンス法、印刷法、スプレー法、射出成型法等で形成することができる。なかでも、基板上に設けられた一部の部材の表面のみを被覆するため、ディスペンス法が好ましい。
The covering member may be provided before mounting the electronic component on the substrate, or may be provided after mounting.
The covering member can be formed by, for example, a dispensing method, a printing method, a spray method, an injection molding method, or the like when the covering member uses a resin as a base material. Especially, since only the surface of the one part member provided on the board | substrate is coat | covered, the dispensing method is preferable.
被覆部材が紫外線吸収性の高い材料である場合、発光素子の発光を制御する遮光部材として用いることもできる。例えば、発光装置が、吐出部において吐出されたインクを硬化させるような、印刷用インク硬化用の光源として用いられる場合には、発光装置で反射した光が吐出部又は吐出直後のインクに当たって不要な反応が起こることを抑えるために、被覆部材は、発光装置のインクの吐出部に近い側に設けることが好ましい。 In the case where the covering member is a material having high ultraviolet absorptivity, it can also be used as a light shielding member for controlling light emission of the light emitting element. For example, in the case where the light emitting device is used as a light source for curing the printing ink, such as curing the ink ejected in the ejection unit, the light reflected by the light emitting device hits the ejection unit or the ink immediately after ejection and is unnecessary. In order to prevent the reaction from occurring, the covering member is preferably provided on the side of the light emitting device close to the ink ejection portion.
〔発光素子〕
発光素子は、当該分野で一般的に用いられている発光ダイオード、レーザ等の発光素子のいずれをも用いることができる。例えば、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰなどの半導体層を用いたものなどが挙げられ、なかでも、紫外線領域の発光を行う発光素子を構成する半導体層が好ましい。ここで、紫外線領域の発光とは、４００ｎｍより短い波長の発光を指す。
発光素子は、通常一対の電極を有している。電極は、半導体層のそれぞれ異なる側に配置されているものであってもよいし、同じ側に電極が配置されていてもよい。
[Light emitting element]
As the light emitting element, any of light emitting elements such as a light emitting diode and a laser generally used in the field can be used. For example, ZnSe, nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1- X-Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), such as those using a semiconductor layer such as GaP. Among them A semiconductor layer constituting a light emitting element that emits light in the ultraviolet region is preferable. Here, light emission in the ultraviolet region refers to light emission with a wavelength shorter than 400 nm.
A light emitting element usually has a pair of electrodes. The electrodes may be disposed on different sides of the semiconductor layer, or the electrodes may be disposed on the same side.
１つの発光装置には、１つの発光素子が搭載されるのみでもよいし、２以上の発光素子が搭載されたものでもよい。後者の場合、発光波長の異なる発光素子を組み合わせて用いてもよく、紫外線領域の発光を行う発光素子を１つ以上含むことが好ましく、全てが紫外線領域の発光を行う発光素子であることが好ましい。 One light emitting device may be mounted with only one light emitting element, or may be mounted with two or more light emitting elements. In the latter case, light emitting elements having different emission wavelengths may be used in combination, and it is preferable to include one or more light emitting elements that emit light in the ultraviolet region, and all light emitting elements that emit light in the ultraviolet region are preferable. .
発光素子は、基板にフリップチップ実装されていてもよく、底面を基板に接合し、ワイヤ等を用いて電気的に接続される実装のいずれで実装されていてもよい。発光素子と基板上の電極とをワイヤを用いて接続する場合、ワイヤを保護するためにキャップを用いることができる。 The light-emitting element may be flip-chip mounted on the substrate, or may be mounted by any of the mounting methods in which the bottom surface is bonded to the substrate and electrically connected using a wire or the like. When the light emitting element and the electrode on the substrate are connected using a wire, a cap can be used to protect the wire.
発光素子の基板への実装は、例えば、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、ＡｕとＳｎ、ＡｕとＳｉ、ＡｕとＧｅ、ＡｕとＣｕ、ＡｇとＣｕとをそれぞれ主成分とする合金等の共晶合金、あるいは、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、異方性導電材、低融点金属のろう材、エポキシ、シリコーン樹脂等の樹脂の接合部材を介して行われる。紫外光を発光する発光素子の場合には、発光によって劣化しにくい無機物の材料、例えば半田、合金、共晶合金を用いることが好ましい。 Mounting of the light emitting element on the substrate includes, for example, tin-bismuth, tin-copper, tin-silver, gold-tin, solder, Au and Sn, Au and Si, Au and Ge, Au and Cu, Eutectic alloys such as alloys mainly composed of Ag and Cu, or conductive pastes such as silver, gold, and palladium, bumps, anisotropic conductive materials, low melting point metal brazing materials, epoxies, silicone resins, etc. This is performed through a resin bonding member. In the case of a light-emitting element that emits ultraviolet light, it is preferable to use an inorganic material that does not easily deteriorate due to light emission, such as solder, an alloy, or a eutectic alloy.
〔基板〕
基板は、発光素子及び電子部品を載置する部材であり、通常、板状であることが好ましい。基板は、発光素子が載置される第１主面と、この第１主面の反対側の第２主面とを有する。基板は、複数の発光素子を保持し得る程度の厚みがあれば、剛性を有するものであってもよいし、柔軟性を有するもののいずれでもよい。
〔substrate〕
A board | substrate is a member which mounts a light emitting element and an electronic component, and it is preferable that it is usually plate-shaped. The substrate has a first main surface on which the light emitting element is placed, and a second main surface opposite to the first main surface. As long as the substrate has a thickness that can hold a plurality of light-emitting elements, the substrate may be either rigid or flexible.
基板の平面視（基板の第１主面側から見たときをいう）における外形は、特に限定されるものではなく、多角形、多角形の少なくとも１つの辺又は角が丸みをおびたもの等の種々の形状とすることができる。なかでも、平面視が四角形であることが好ましく、特に長方形であることがより好ましい。ただし、これらの形状に、凹部、凸部、切欠き及び／又は孔等が規則的又は不規則的に配置されていてもよい。なかでも、発光装置が印刷用又は樹脂硬化用の光源としての利用を考慮すると、矩形が好ましい。 The external shape of the substrate in plan view (referred to when viewed from the first main surface side of the substrate) is not particularly limited. Various shapes can be used. Among these, the plan view is preferably a quadrangle, and more preferably a rectangle. However, a concave part, a convex part, a notch and / or a hole may be regularly or irregularly arranged in these shapes. Among these, a rectangular shape is preferable when the light emitting device is used as a light source for printing or resin curing.
基板は、側面に窪み部を備えるものが好ましい。この窪み部は、後述する金属枠の爪部が収容され、係止されるために利用することができる。
窪み部は、キャップを確実に固定できる位置、数、大きさで配置されていることが好ましい。窪み部は、側面に配置された穴でもよいし、側面から第２主面にわたって開口する切欠でもよい。窪み部は、一対の側面に一対又は二対、二対の側面に一対又は二対形成されていることが好ましい。窪み部は、爪部を係止できるものであれば、平面視において、円形、楕円形、多角形、これらを組み合わせた形状等、種々の形状であってもよい。
The substrate preferably has a recess on the side surface. This hollow portion can be used because a claw portion of a metal frame described later is accommodated and locked.
It is preferable that the hollow part is arrange | positioned by the position, number, and magnitude | size which can fix a cap reliably. The recess may be a hole arranged on the side surface or a notch that opens from the side surface to the second main surface. It is preferable that one or two pairs of depressions are formed on a pair of side surfaces, and one or two pairs are formed on two pairs of side surfaces. The recess may have various shapes such as a circle, an ellipse, a polygon, and a combination of these in plan view as long as the nail can be locked.
基板は、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、パルプ等の絶縁材料、半導体、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム等）等の導電材料の単一材料及びこれらの複合材料によって形成することができる。なかでも、金属、セラミックス、樹脂等が好ましい。セラミックスとしては、放熱性の高い窒化アルミが好ましい。 The substrate is formed of an insulating material such as glass, ceramics, resin, wood, and pulp, a single material of a conductive material such as a semiconductor, metal (eg, copper, silver, gold, aluminum, etc.), and a composite material thereof. be able to. Of these, metals, ceramics, resins and the like are preferable. As the ceramic, aluminum nitride with high heat dissipation is preferable.
基板は、第１主面において、発光素子が実装された発光領域を有する。発光領域には、複数の発光素子が、例えば、列状、行状に又はマトリクス状に配列されていることが好ましい。これにより、高出力の発光装置とすることができる。
発光素子の数は、例えば、１〜数十個×１〜数十個程度が挙げられる。これらの発光素子の接続形態は、特に限定されず、直列、並列、直並列、並直列の１以上の回路を含むものが挙げられる。なかでも、直並列又は並直列、例えば、２並列×１０直列が、複数回路含まれる。このような接続形態とすることにより、それぞれの回路ごとに光量を独立して制御することが可能となる。さらに、それぞれの回路に、異なる発光波長帯を有する発光素子を電気的に接続し、それぞれの発光波長の光量を独立して制御することも可能になる。
１つの発光素子が断線等により不通となっても又は複数の発光素子が不通となっても、この発光素子を含まない回路においては不通を回避することができる。
The substrate has a light emitting region on which the light emitting element is mounted on the first main surface. In the light emitting region, it is preferable that a plurality of light emitting elements are arranged in, for example, a column shape, a row shape, or a matrix shape. Thereby, it can be set as the high output light-emitting device.
The number of light emitting elements is, for example, about 1 to several tens × 1 to several tens. The connection form of these light emitting elements is not particularly limited, and examples thereof include those including one or more circuits in series, parallel, series parallel, and parallel series. Among these, a plurality of circuits are included in series-parallel or parallel series, for example, 2 parallels × 10 series. By adopting such a connection form, the light quantity can be controlled independently for each circuit. Furthermore, it is possible to electrically connect light emitting elements having different emission wavelength bands to the respective circuits, and to independently control the light amounts of the respective emission wavelengths.
Even if one light-emitting element is disconnected due to disconnection or the like or a plurality of light-emitting elements are not connected, disconnection can be avoided in a circuit that does not include this light-emitting element.
基板は、通常、発光素子を電気的に接続するために、配線を備える。このような配線は、基板上に直接形成されたものでもよいし、基体上に配線が形成されたものを基板に載置するというように間接形成されたものでもよい。基板上には、発光素子以外に電子部品が実装されるため、これら電子部品に接続される配線が配置されていてもよい。 The substrate usually includes wiring for electrically connecting the light emitting elements. Such wiring may be formed directly on the substrate, or may be formed indirectly such that a wiring formed on the substrate is placed on the substrate. Since electronic components other than the light emitting elements are mounted on the substrate, wirings connected to these electronic components may be disposed.
配線の材料は、通常、発光素子と電気的な接続に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、当該分野で公知のものを用いることができる。例えば、銅、アルミニウム、金、銀等の金属を用いることができる。厚みは、数μｍ〜数百μｍとすることができる。めっき、スパッタ、公知の方法で形成したものを利用することができる。
基板の表面は、光反射性の高い材料で覆われてもよい。例えば、発光素子の周囲を光反射性の高い材料で覆ってもよい。これにより、発光装置の光を効率よく取り出すことができる。この光反射性の高い材料は、被覆部材と同じ材料であってもよい。
The material of the wiring is not particularly limited as long as it is usually used for electrical connection with the light emitting element, and a material known in the art can be used. For example, metals such as copper, aluminum, gold, and silver can be used. The thickness can be several μm to several hundred μm. Plating, sputtering, or those formed by a known method can be used.
The surface of the substrate may be covered with a highly light reflective material. For example, the periphery of the light emitting element may be covered with a highly light reflective material. Thereby, the light of a light-emitting device can be taken out efficiently. The material having high light reflectivity may be the same material as the covering member.
〔キャップ〕
キャップは、発光素子が実装された基板に、発光素子を覆うように装着される。特に、発光素子が実装された発光領域の全てを覆っていることが好ましい。
キャップの平面視の外形は、特に限定されるものではなく、基板の形状、発光素子の配置等によって適宜設定することができる。なかでも、平面視が四角形であることが好ましい。
キャップは、発光素子からの発光を取り出すことができればよいが、例えば、主として透光性部材と金属枠とを有することが好ましい。
〔cap〕
The cap is attached to the substrate on which the light emitting element is mounted so as to cover the light emitting element. In particular, it is preferable to cover the entire light emitting region where the light emitting element is mounted.
The external shape of the cap in plan view is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the shape of the substrate, the arrangement of the light emitting elements, and the like. Especially, it is preferable that planar view is a square.
The cap is only required to be able to take out light emitted from the light emitting element, but preferably includes mainly a translucent member and a metal frame, for example.
（透光性部材）
透光性部材は、キャップの上面を構成する。透光性部材は、金属枠に保持され、発光領域を覆うように設けられる。そのため、発光素子から出射された光を効率的に取り出すことができる部材で形成される。例えば、発光素子から出射される光の波長の９０％以上を透過するものが好ましい。
このような部材は、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性の樹脂、ガラス等により形成されたものとすることができ、なかでも、発光素子が紫外光を発するものであるため、劣化しにくい無機物のガラスが好ましい。発光素子の発光波長が３００ｎｍ以下である場合には、石英ガラスを用いることが好ましい。
(Translucent member)
The translucent member constitutes the upper surface of the cap. The translucent member is held by a metal frame and is provided so as to cover the light emitting region. Therefore, it is formed of a member that can efficiently extract light emitted from the light emitting element. For example, it is preferable to transmit 90% or more of the wavelength of light emitted from the light emitting element.
Such a member can be formed of, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, glass, or the like, and among them, since the light emitting element emits ultraviolet light, an inorganic material that is not easily deteriorated. The glass is preferred. When the emission wavelength of the light emitting element is 300 nm or less, it is preferable to use quartz glass.
透光性部材の形状は特に限定されず、発光素子が搭載された領域、金属枠の形状によって適宜設定することができる。例えば、透光性部材は、平面視が四角形、円形であることが好ましい。
透光性部材の厚みは、要求される発光装置の厚み及び光学特性等によって適宜選択でき、例えば、０．１〜１０ｍｍ程度とすることができる。
透光性部材は、発光素子を覆うのみならず、配光を制御するために、凸レンズ形状、凹レンズ形状、ドーム形状、凹凸形状が配列された形状等を有していてもよい。これらの形状は、１つの透光性部材に複数個配列したもの、例えば、フライアイレンズ等であってもよい。
The shape of the translucent member is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the region where the light emitting element is mounted and the shape of the metal frame. For example, the translucent member is preferably square or circular in plan view.
The thickness of the translucent member can be appropriately selected depending on the required thickness and optical characteristics of the light-emitting device, and can be, for example, about 0.1 to 10 mm.
The translucent member may not only cover the light emitting element, but may have a convex lens shape, a concave lens shape, a dome shape, a shape in which concave and convex shapes are arranged, and the like in order to control light distribution. These shapes may be a plurality of elements arranged on one translucent member, for example, a fly-eye lens.
透光性部材の表面には、発光素子からの光の透過率を高める誘電体多層膜（例えば、ＡＲコートとも呼ばれる）を設けてもよく、光を拡散させる微細な凹凸を設けてもよい。
透光性部材の上面、つまり、キャップの上面は、電子部品を被覆する被覆部材の上面よりも上方に位置することが好ましい。上述したように、透光性部材から、上面に発光素子から出射された光が取り出される。よって、透光性部材の上面と、電子部品を被覆する被覆部材の上面を同じか、それよりも下方に配置することにより、発光素子からの光が電子部品に照射されることを防止することができる。
On the surface of the translucent member, a dielectric multilayer film (for example, also referred to as an AR coat) that increases the transmittance of light from the light emitting element may be provided, or fine unevenness that diffuses light may be provided.
The upper surface of the translucent member, that is, the upper surface of the cap is preferably positioned above the upper surface of the covering member that covers the electronic component. As described above, light emitted from the light emitting element is extracted from the translucent member to the upper surface. Therefore, by arranging the upper surface of the translucent member and the upper surface of the covering member covering the electronic component on the same or lower side, it is possible to prevent the light from the light emitting element from being irradiated onto the electronic component. Can do.
（金属枠）
金属枠は、透光性部材を保持する部材で、例えば、キャップの側面を構成する。
金属枠は、発光領域の外周を取り囲むように配置されることが好ましい。よって、金属枠は、上述した電子部品と対面して配置される部位を有する。
(Metal frame)
The metal frame is a member that holds the translucent member and constitutes, for example, a side surface of the cap.
The metal frame is preferably arranged so as to surround the outer periphery of the light emitting region. Therefore, the metal frame has a portion arranged to face the electronic component described above.
金属枠は、透光性部材を直接挟持、把持等することにより保持することが好ましい。
例えば、有機物が変質すると、その成分が気化又は飛散し、透光性材料の表面を汚染することがある。この汚染は、透光性部材の光透過率の低下、つまり光吸収率の上昇を招くおそれがあり、透光性部材の部品の発熱量が増大させる。その結果、発光装置の信頼性を低下することがある。
半田等の金属系の接着剤は、有機物のように変質するおそれは低いが、接着の際の熱によって透光性部材の破損、変形等を起こすおそれがある。
It is preferable to hold the metal frame by directly sandwiching or gripping the translucent member.
For example, when the organic substance is denatured, the component may be vaporized or scattered to contaminate the surface of the translucent material. This contamination may cause a decrease in the light transmittance of the translucent member, that is, an increase in the light absorption rate, increasing the amount of heat generated by the components of the translucent member. As a result, the reliability of the light emitting device may be reduced.
A metal-based adhesive such as solder is unlikely to change in quality like an organic substance, but may cause damage or deformation of the translucent member due to heat during bonding.
一方、透光性部材を金属枠のみで保持し、接着剤、特に、一般的に用いられる有機物等を含む部材を用いない、言い換えると、金属枠は、透光性部材と接着されていないことにより、透光性部材の脱落、表面の汚染が発生せず、長期間にわたって、透光性部材を確実に固定することができ、発光装置の信頼性をより高めることができる。特に、有機物の変質は発光素子の発光波長が短波長(紫外線）であるほど発生しやすい。透光性部材と金属枠との熱膨張率差に起因する歪みによる透光性部材の割れ、破損等も防止することができる。 On the other hand, the translucent member is held only by the metal frame, and an adhesive, in particular, a member containing generally used organic matter is not used. In other words, the metal frame is not bonded to the translucent member. Thus, the translucent member is not dropped and the surface is not contaminated, and the translucent member can be reliably fixed over a long period of time, and the reliability of the light emitting device can be further improved. In particular, the deterioration of the organic matter is more likely to occur as the light emission wavelength of the light emitting element is shorter (ultraviolet light). It is also possible to prevent the translucent member from being cracked or damaged due to distortion caused by the difference in thermal expansion coefficient between the translucent member and the metal frame.
金属枠の材料は、金属である限り特に限定されるものではなく、例えば、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はこれらの合金を含むものが挙げられる。
その形状は、特に限定されるものではなく、透光性部材の形状によって、適宜設定することができる。なかでも、金属枠は、平面視が四角形であることが好ましい。
金属枠は、表面にめっき及び塗布等により形成された光反射材料を有していてもよい。また、部分的に光吸収材料を設けてもよい。これにより、光の吸収を低減し、発光装置の光取り出し効率を向上させ、部品の発熱を抑制することできる。
The material of the metal frame is not particularly limited as long as it is a metal, and examples thereof include those containing copper, iron, nickel, chromium, aluminum, silver, gold, titanium, or alloys thereof.
The shape is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the shape of the translucent member. Especially, it is preferable that a metal frame is a square in planar view.
The metal frame may have a light reflecting material formed on the surface by plating, coating, or the like. Further, a light absorbing material may be partially provided. Thereby, light absorption can be reduced, the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved, and heat generation of the components can be suppressed.
金属枠は、少なくとも側片と、爪部とを備える。さらに、上片を備えることが好ましい。
金属枠は、後述するように、その一部が基板上に配置され、他の一部が基板の側面に沿って配置されるため、キャップと基板との間、つまり、金属枠と基板との間に極小の隙間を有することがある。このような隙間は、その内側に配置された発光素子からの光をリークさせ、その漏光が、キャップに対面する電子部品に照射され、電子部品の劣化等を招くこととなる。従って、このような漏光が電子部品に照射することを防止するために、電子部品に対面するキャップ（つまり、金属枠）と基板との隙間に、被覆部材を配置することが好ましい。
The metal frame includes at least a side piece and a claw portion. Furthermore, it is preferable to provide an upper piece.
As will be described later, a part of the metal frame is disposed on the substrate and the other part is disposed along the side surface of the substrate, so that between the cap and the substrate, that is, between the metal frame and the substrate. There may be minimal gaps between them. Such a gap leaks light from the light emitting element disposed on the inside, and the leaked light is applied to the electronic component facing the cap, leading to deterioration of the electronic component. Therefore, in order to prevent such light leakage from irradiating the electronic component, it is preferable to dispose the covering member in a gap between the cap (that is, the metal frame) facing the electronic component and the substrate.
ここでの被覆部材は、上述した電子部品の被覆部材の例示から適宜選択することができる。これらの被覆部材は、同じ組成を有するものであってもよいし、異なる組成を有するものであってもよい。 The covering member here can be appropriately selected from the examples of the covering member of the electronic component described above. These covering members may have the same composition, or may have different compositions.
（側片）
側片は、金属枠において基板の第１主面の上方から基板に向かう方向に延長する部位である。つまり、発光素子を覆うように、基板の第１主面の上方から、基板表面に向かう方向に延長する。金属枠の平面視が四角形である場合、金属枠は、通常、金属枠の四角形の辺に沿った２対の側片を有する。例えば、上述した基板の側面に対応する、一対の第１の側片と一対の第２の側片を有する。
(Side piece)
The side piece is a portion that extends in a direction from the upper side of the first main surface of the substrate toward the substrate in the metal frame. That is, it extends in the direction toward the substrate surface from above the first main surface of the substrate so as to cover the light emitting element. When the plan view of the metal frame is a quadrangle, the metal frame usually has two pairs of side pieces along the sides of the quadrangle of the metal frame. For example, it has a pair of first side pieces and a pair of second side pieces corresponding to the side surfaces of the substrate described above.
第１の側片は、基板の第１主面の上方から基板の側面に至り、基板の側面に沿って、基板の側面を被覆するように延長することが好ましい。第２の側片は、基板の第１主面の上方から基板表面に向かって延長し、その端部が基板上に接触して配置されることが好ましい。つまり、第２の側片は、その端部が基板の第１主面に支持されることが好ましい。このような形態により、金属枠の基板の上下方向のずれ等を防止して、透光性部材を基板に対して所定の位置に固定することができる。 It is preferable that the first side piece extends from above the first main surface of the substrate to the side surface of the substrate and extends along the side surface of the substrate so as to cover the side surface of the substrate. It is preferable that the second side piece extends from the upper side of the first main surface of the substrate toward the surface of the substrate, and the end thereof is arranged in contact with the substrate. That is, it is preferable that the edge part of the second side piece is supported by the first main surface of the substrate. With such a configuration, it is possible to prevent the metal frame substrate from being displaced in the vertical direction and fix the translucent member at a predetermined position with respect to the substrate.
側片の端部は、金属枠を構成する金属板の端部であってもよいし、金属板を屈曲させて端部とされた部分（以下、屈曲端と呼ぶ）であってもよいし、それらの両方の部分を備えていてもよい。屈曲端を備える場合には、金属板の第２の側片の基板に近い側の先端を、金属枠の内側に屈曲されたものとすることが好ましい。このような第２の側片の屈曲した部位は、透光性部材の押えとして機能させることができ、透光性部材を金属枠に保持及び固定することができる。特に、この押えとして機能する屈曲した部位は、第２の側片の全長の一部、例えば、中央部に配置することが好ましい。このように側片の全長の一部を屈曲端とすることにより、屈曲加工が容易となる。屈曲端と切断端とが混在する場合は、両者の下端部の位置はほぼ一致していることが好ましい。 The end portion of the side piece may be an end portion of a metal plate constituting the metal frame, or may be a portion (hereinafter referred to as a bent end) formed by bending the metal plate. , Both of them may be provided. In the case of providing a bent end, it is preferable that the tip of the second side piece of the metal plate on the side close to the substrate is bent inside the metal frame. Such a bent portion of the second side piece can function as a presser for the translucent member, and the translucent member can be held and fixed to the metal frame. In particular, the bent portion that functions as the presser is preferably disposed at a part of the entire length of the second side piece, for example, at the center. In this way, bending is facilitated by setting a part of the entire length of the side piece as a bent end. When the bent end and the cut end coexist, it is preferable that the positions of the lower end portions of both are substantially coincident.
第１の側片と第２の側片とは、金属枠の角において、連結していてもよいが、いずれかが又は双方が透光性部材の長さに達しないことによって、離間していてもよい。これによって、金属枠の加工、金属枠への透光性部材の取り付け等が容易となる。 The first side piece and the second side piece may be connected at the corner of the metal frame, but one or both of them are separated by not reaching the length of the translucent member. May be. This facilitates processing of the metal frame, attachment of the translucent member to the metal frame, and the like.
第１の側片の高さは、第２の側片の高さよりも高いことが好ましい。これによって、第１の側片では、基板の側面を挟持することができ、同時に、第２の側片を基板上面に配置することができる。その結果、透光性部材の確実な固定を実現でき、発光装置の小型化を実現することができる。さらに、第２の側片を基板の上に配置することにより、発光素子の発光面から透光性材料の底面（光の入射面）までの距離を一定に保つことができ、光路の制御が可能となる。 The height of the first side piece is preferably higher than the height of the second side piece. Accordingly, the first side piece can sandwich the side surface of the substrate, and at the same time, the second side piece can be disposed on the upper surface of the substrate. As a result, the translucent member can be securely fixed, and the light emitting device can be downsized. Furthermore, by disposing the second side piece on the substrate, the distance from the light emitting surface of the light emitting element to the bottom surface of the translucent material (light incident surface) can be kept constant, and the optical path can be controlled. It becomes possible.
第１の側片の高さは、基板の厚みと透光性部材の厚みと発光領域に必要とされる空間の高さの合計よりも若干小さくてもよいし、一致していてもよいし、若干大きくてもよい。ここでの一致とは、発光装置の特性及び製造等に影響を与えない範囲、例えば、数十〜数百μｍ程度の変動は許容される。
このような金属枠は、板金状の金属枠をワイヤーカット、サーボブレーキプレス等の公知の方法で曲げ加工等して枠状に成形することにより、容易に製造することができる。
The height of the first side piece may be slightly smaller than or equal to the sum of the thickness of the substrate, the thickness of the translucent member, and the height of the space required for the light emitting region. It may be slightly larger. Here, the term “coincidence” allows a variation that does not affect the characteristics and manufacturing of the light emitting device, for example, a variation of several tens to several hundreds of μm.
Such a metal frame can be easily manufactured by bending a sheet metal metal frame into a frame shape by a known method such as wire cutting or servo brake press.
（爪部）
爪部は、金属板の側片から延出するよう設けられ、キャップを基板に固定するために用いられ、上述した基板の窪み部に係止、収容される。爪部は、基板の側面に沿って延長する第１の側片から延出して形成されていることが好ましい。特に、爪部は、第１の側片の下端に配置されていることが好ましい。下端とは、第１の側片のうち、最も基板の第２主面に近い部分を意味する。第１の側片が基板の長手方向の側面を挟持するように設けられる場合、その両側、つまり、第１の側片のうち、例えば、基板の短手方向に最も近い位置に設けられていることが好ましい。
(Nail part)
The claw portion is provided so as to extend from the side piece of the metal plate, is used to fix the cap to the substrate, and is locked and accommodated in the above-described recess portion of the substrate. It is preferable that the nail | claw part is extended and formed from the 1st side piece extended along the side surface of a board | substrate. In particular, the claw portion is preferably arranged at the lower end of the first side piece. The lower end means a portion of the first side piece that is closest to the second main surface of the substrate. When the first side piece is provided so as to sandwich the side surface in the longitudinal direction of the substrate, it is provided on both sides, that is, the first side piece, for example, at a position closest to the short side direction of the substrate. It is preferable.
爪部の数は特に限定されないが、窪み部の数に対応させることが好ましい。例えば、一対の第１の側片に、それぞれ、１つ、２つ又はそれ以上の数であることが好ましい。一対の第１の側片それぞれにおける数は異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
例えば、第１の側片の両側に１つずつ、１つのキャップにおいて４つ設けることができる。一対の第１の側片及び一対の第２の側片のそれぞれに１つ又は２つずつ、１つのキャップにおいて４つ又は８つ設けることができる。これにより、基板とキャップとのがたつきをより低減することができ、それらの組み付けをより安定して行うことができる。
The number of claw portions is not particularly limited, but it is preferable to correspond to the number of recess portions. For example, it is preferable that the number of the first side pieces of the pair is one, two, or more, respectively. Although the number in each of a pair of 1st side piece may differ, it is preferable that it is the same.
For example, four can be provided in one cap, one on each side of the first side piece. One or two of each of the pair of first side pieces and the pair of second side pieces can be provided with four or eight in one cap. Thereby, shakiness of a board | substrate and a cap can be reduced more and those assembly | attachment can be performed more stably.
一つの爪部の形状は特に限定されるものではなく、平面視において、円形、楕円形、多角形等種々の形状とすることができる。金属枠を構成する金属板の一部を折り曲げ／押出し／くり貫き及び／又は切断するなどで突出形状部を形成し、その突出形状部の一部を屈曲させた先を爪部とすることが好ましい。 The shape of one nail | claw part is not specifically limited, In planar view, it can be set as various shapes, such as circular, an ellipse, and a polygon. Forming a protruding shape part by bending / extrusion / cutting and / or cutting a part of a metal plate constituting the metal frame, and using a tip of the protruding shape part bent as a claw part preferable.
爪部の屈曲方向は、第１の側片の高さ方向に平行に配置されるように、第１の側片の高さ方向に平行であることが好ましい。さらに、爪部は、第２の側片に平行となる方向に向けて屈曲した形状（例えば、３０〜９０°程度の屈曲形状）であることが好ましい。このような爪部の形状によって、上述した窪み部へ爪部が収納され、基板の厚み方向における固定のみならず、基板の水平方向におけるずれを発生させることなく確実に固定することができる。 The bending direction of the claw portion is preferably parallel to the height direction of the first side piece so as to be arranged in parallel to the height direction of the first side piece. Furthermore, it is preferable that a nail | claw part is the shape (for example, bending shape of about 30-90 degrees) bent toward the direction parallel to a 2nd side piece. With such a shape of the claw portion, the claw portion is housed in the above-described depression, and can be reliably fixed not only in the fixing in the thickness direction of the substrate but also in the horizontal direction of the substrate.
（上片）
上片は、金属枠の一部であり、透光性部材の上方に配置される。透光性部材の一部を覆うように配置される部位である。ここでの一部とは、透光性部材の金属枠の側片に近い位置を指す。この上片により、透光性部材が金属枠から外れることを抑制することができる。
上片は、透光性部材の外周の一部のみを覆うように配置されていることが好ましい。特に、上片は、それぞれの第２の側片に連続（隣接）して配置され、第１の側片には上片の幅でのみ連結されていることが好ましい。言い換えると、上片は、第２の側片が延長する方向（例えば、短手方向）に延長する帯状に配置されていることが好ましい。これによって、第１の側片に沿った部位において透光性部材の被覆マージンを設けることなく、透光性部材を保持することができる。その結果、より小型かつ開口面積が広い発光装置を得ることができる。
(Upper piece)
The upper piece is a part of the metal frame and is disposed above the translucent member. It is a site | part arrange | positioned so that a part of translucent member may be covered. A part here refers to the position near the side piece of the metal frame of a translucent member. By this upper piece, it can suppress that a translucent member remove | deviates from a metal frame.
The upper piece is preferably arranged so as to cover only a part of the outer periphery of the translucent member. In particular, it is preferable that the upper piece is arranged continuously (adjacent) to each second side piece and connected to the first side piece only with the width of the upper piece. In other words, it is preferable that the upper piece is arranged in a belt shape extending in a direction (for example, a short direction) in which the second side piece extends. Accordingly, the translucent member can be held without providing a covering margin for the translucent member at the site along the first side piece. As a result, a light emitting device with a smaller size and a larger opening area can be obtained.
金属枠は、金属の平板を、当該分野で公知の方法によって切断、変形、曲げ加工することにより形成することができる。金属の平板の厚みは、０．０数ｍｍ〜１ｍｍ程度が挙げられる。この厚みは、第１の側片を除いて、全体にわたって均一であることが好ましい。 The metal frame can be formed by cutting, deforming, and bending a metal flat plate by a method known in the art. The thickness of the metal flat plate is about 0.0 several mm to 1 mm. This thickness is preferably uniform throughout, except for the first side piece.
以下、本発明の発光装置の実施形態を、図面に基づいて具体的に説明する。
実施形態１
この実施形態の発光装置１０は、図１Ａ及び１Ｂに示すように、基板１１と、基板１１上に搭載された複数の発光素子１２と、発光素子１２を覆うキャップ１３と、電子部品１６とを備える。
Hereinafter, embodiments of the light emitting device of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
Embodiment 1
As shown in FIGS. 1A and 1B, the light emitting device 10 of this embodiment includes a substrate 11, a plurality of light emitting elements 12 mounted on the substrate 11, a cap 13 covering the light emitting elements 12, and an electronic component 16. Prepare.
〔基板１１〕
基板１１は、第１主面の平面の概形が長方形であるアルミニウム板状の部材（厚み：２ｍｍ）であり、第１主面１１ａ、第１主面１１ａに隣接する側面を有する。側面は、基板の長手方向である一対の側面１１ｂと、短手方向である一対の側面１１ｅとを有する。基板１１の第１主面には白色の絶縁性のレジストが設けられている。
長手方向の側面１１ｂには、窪み部１１ｃが形成されている。
[Substrate 11]
The substrate 11 is an aluminum plate-like member (thickness: 2 mm) in which the plane of the first main surface is rectangular, and has a first main surface 11a and side surfaces adjacent to the first main surface 11a. The side surfaces have a pair of side surfaces 11b that are the longitudinal direction of the substrate and a pair of side surfaces 11e that are the short direction. A white insulating resist is provided on the first main surface of the substrate 11.
A depression 11c is formed on the side surface 11b in the longitudinal direction.
窪み部１１ｃは、金属枠１５の爪部１５Ｃを収容するためのものであり、第１の側面１１ｂから第２主面１１ｄに開口を有する形状である。
窪み部１１ｃは、基板１１の第１の側面１１ｂに、２つずつ、合計４つ形成されている。
The recessed portion 11c is for accommodating the claw portion 15C of the metal frame 15, and has a shape having an opening from the first side surface 11b to the second main surface 11d.
A total of four indentations 11 c are formed on the first side surface 11 b of the substrate 11, two at a time.
基板１１は、第１主面１１ａに発光素子１２を接続するための配線を備える。この回路パターンの上に、発光素子１２が実装された発光領域を有する。 The substrate 11 includes wiring for connecting the light emitting element 12 to the first main surface 11a. On this circuit pattern, it has the light emission area | region in which the light emitting element 12 was mounted.
〔発光素子１２〕
発光素子１２は、例えば、窒化物系半導体からなる発光ピーク波長が３６５ｎｍの発光素子であり、平面視においてほぼ四角形の外形を有する。発光素子は、基板１１上の発光領域には６０個の発光素子１２が６列１０行に配列されて載置されている。
[Light emitting element 12]
The light emitting element 12 is, for example, a light emitting element made of a nitride semiconductor and having an emission peak wavelength of 365 nm, and has a substantially rectangular outer shape in plan view. In the light emitting element, 60 light emitting elements 12 are arranged in 6 columns and 10 rows in the light emitting region on the substrate 11.
〔キャップ１３〕
キャップ１３は、第１主面に発光素子１２が実装された基板１１の発光領域において、発光素子１２の全てを覆うように設けられている。キャップ１３の平面の概形は四角形である。
キャップ１３は、透光性部材１４と、金属枠１５とを有する。
[Cap 13]
The cap 13 is provided so as to cover all of the light emitting elements 12 in the light emitting region of the substrate 11 on which the light emitting elements 12 are mounted on the first main surface. The general shape of the cap 13 in plan view is a quadrangle.
The cap 13 includes a translucent member 14 and a metal frame 15.
（透光性部材１４）
透光性部材１４は、ガラスにより形成されており、平面視、四角形である。その大きさは、２４．６ｍｍ×２７．１ｍｍであり、厚みは、０．７ｍｍである。
(Translucent member 14)
The translucent member 14 is made of glass and has a square shape in plan view. Its size is 24.6 mm × 27.1 mm, and its thickness is 0.7 mm.
（金属枠１５）
金属枠１５は、透光性部材１４を保持している。金属枠１５は、透光性部材１４と直接接触して、透光性部材１４を挟持、把持しており、透光性部材１４との間に接着剤を用いていない。
金属枠１５は、アルミニウムの板からなり、平面視が四角形である。
金属枠１５は、基板の第１主面の上方から、基板に向かう方向に延長する側片を有する。側片は、基板１１の長手方向に沿って延びる第１の側片１５Ｂと、基板１１の短手方向に沿って延びる第２の側片１５Ｄとを有する。
金属枠１５は、さらに、上片１５Ａと、爪部１５Ｃとを備える。
(Metal frame 15)
The metal frame 15 holds the translucent member 14. The metal frame 15 is in direct contact with the translucent member 14, sandwiches and holds the translucent member 14, and no adhesive is used between the translucent member 14.
The metal frame 15 is made of an aluminum plate and has a square shape in plan view.
The metal frame 15 has a side piece extending from above the first main surface of the substrate in a direction toward the substrate. The side piece includes a first side piece 15 </ b> B extending along the longitudinal direction of the substrate 11 and a second side piece 15 </ b> D extending along the short direction of the substrate 11.
The metal frame 15 further includes an upper piece 15A and a claw portion 15C.
（第１の側片１５Ｂ及び第２の側片１５Ｄ）
第１の側片１５Ｂは、基板１１の第１主面の上方から基板１１の表面に向かう方向に延長し、基板１１の側面１１ｂに沿って設けられている。
第２の側片１５Ｄは、基板１１の第１主面１１ａに向かって延長し、その端部が基板１１の上に配置され、基板１１の第１主面１１ａを支持する。
第２の側片１５Ｄの基板１１上に配置される端部は、屈曲端となっている。屈曲端は、透光性部材１４の押えとして機能させることができる。
(First side piece 15B and second side piece 15D)
The first side piece 15 </ b> B extends from the upper side of the first main surface of the substrate 11 toward the surface of the substrate 11, and is provided along the side surface 11 b of the substrate 11.
The second side piece 15 </ b> D extends toward the first main surface 11 a of the substrate 11, and an end portion thereof is disposed on the substrate 11 to support the first main surface 11 a of the substrate 11.
The edge part arrange | positioned on the board | substrate 11 of 2nd side piece 15D is a bending end. The bent end can function as a presser for the translucent member 14.
第１の側片１５Ｂの高さは、第２の側片１５Ｄの高さよりも高い。つまり、第１の側片１５Ｂの高さは４ｍｍであり、第２の側片１５Ｄの高さは１．８ｍｍである。第１の側片１５Ｂの高さは、基板１１の厚みと透光性部材１４の厚みの合計よりも若干大きい。第１の側片１５Ｂの切欠きの高さは、０．６ｍｍである。 The height of the first side piece 15B is higher than the height of the second side piece 15D. That is, the height of the first side piece 15B is 4 mm, and the height of the second side piece 15D is 1.8 mm. The height of the first side piece 15 </ b> B is slightly larger than the total thickness of the substrate 11 and the translucent member 14. The height of the notch of the first side piece 15B is 0.6 mm.
（爪部１５Ｃ）
爪部１５Ｃは、キャップ１３を基板１１に固定するために用いられ、基板１１の窪み部１１ｃに収容される。爪部１５Ｃは、第１の側片１５Ｂから延長して設けられている。爪部１５Ｃは、第１の側片１５Ｂの端部、つまり、第１の側片１５Ｂのうち、最も基板１１の第２主面１１ｄに近い端部であり、かつ基板１１の短手方向に最も近い端部に設けられている。
爪部１５Ｃは、一対の第１の側片１５Ｂの、それぞれ、両側に２つ配置されている。
(Nail 15C)
The claw portion 15 </ b> C is used to fix the cap 13 to the substrate 11 and is accommodated in the recess portion 11 c of the substrate 11. The claw portion 15C is provided extending from the first side piece 15B. The claw portion 15C is the end portion of the first side piece 15B, that is, the end portion closest to the second main surface 11d of the substrate 11 in the first side piece 15B, and in the short direction of the substrate 11 It is provided at the nearest end.
Two claw portions 15C are arranged on both sides of the pair of first side pieces 15B.
爪部１５Ｃは、金属枠１５を構成する金属板の一部を該当分野で公知の方法により切断／変形／曲げ加工によって、形成されている。 The claw portion 15C is formed by cutting / deforming / bending a part of a metal plate constituting the metal frame 15 by a method known in the corresponding field.
爪部１５Ｃは、第１の側片１５Ｂの高さ方向に平行に配置されるように、第１の側片１５Ｂの高さ方向に平行に屈曲して形成されている。爪部１５Ｃは、第２の側片１５Ｄに平行となる方向に屈曲した形状である。 The claw portion 15C is formed to bend in parallel to the height direction of the first side piece 15B so as to be arranged in parallel to the height direction of the first side piece 15B. The claw portion 15C has a shape bent in a direction parallel to the second side piece 15D.
（上片１５Ａ）
上片１５Ａは、金属枠１５において、透光性部材１４の上方で、第２の側片１５Ｄに隣接して配置されている。第２の側片１５Ｄが延長する短手方向に沿って延長する帯状に配置されている。
上片の幅である、第２の側片１５Ｄから離れる方向に沿う長さ（透光性部材の上方に配置される部分の長さ）は、２ｍｍ〜１０ｍｍである。
(Upper piece 15A)
The upper piece 15A is disposed in the metal frame 15 above the translucent member 14 and adjacent to the second side piece 15D. The second side piece 15D is arranged in a strip shape extending along the short direction in which the second side piece 15D extends.
The length of the upper piece along the direction away from the second side piece 15D (the length of the portion disposed above the translucent member) is 2 mm to 10 mm.
〔電子部品１６〕
基板１１の第１主面１１ａの端部であって、キャップ１３外に、コネクタ、ツェナーダイオード等の電子部品１６ａ、１６ｂが搭載されている。これらの電子部品１６ａ、１６ｂは、キャップ１３を構成する金属枠１５の第２の側片１５Ｄに対向して配置されている。
電子部品１６ａ、１６ｂは、その表面が樹脂部で被覆されている。樹脂部は、カーボンブラック含有のエポキシ樹脂からなる。さらに、図１Ｂに示すように、電子部品１６ａ、１６ｂの樹脂部は、その表面がそれぞれ被覆部材１７で覆われている。被覆部材１７は、光反射性物質である酸化チタンを３０重量％含有するシリコーン樹脂によって、厚み３００μｍ程度で被覆されている。
[Electronic component 16]
Electronic parts 16 a and 16 b such as connectors and Zener diodes are mounted on the end of the first main surface 11 a of the substrate 11 and outside the cap 13. These electronic components 16 a and 16 b are arranged to face the second side piece 15 </ b> D of the metal frame 15 constituting the cap 13.
The surfaces of the electronic components 16a and 16b are covered with a resin portion. The resin part is made of an epoxy resin containing carbon black. Further, as shown in FIG. 1B, the surfaces of the resin parts of the electronic components 16 a and 16 b are each covered with a covering member 17. The covering member 17 is covered with a silicone resin containing 30% by weight of titanium oxide, which is a light reflecting substance, with a thickness of about 300 μm.
電子部品１６ａ、１６ｂの表面は、凹凸及び段差があるために、被覆部材１７を構成する材料をディスペンサによって、電子部品１６ａ、１６ｂの表面に形成する。
電子部品１６ａ、１６ｂの上面は、キャップ１３の上面よりも低い位置、つまり、基板１１の第１主面１１ａに近い側に配置されている。
Since the surfaces of the electronic components 16a and 16b have irregularities and steps, the material constituting the covering member 17 is formed on the surfaces of the electronic components 16a and 16b by a dispenser.
The upper surfaces of the electronic components 16 a and 16 b are disposed at a position lower than the upper surface of the cap 13, that is, on the side closer to the first main surface 11 a of the substrate 11.
この実施形態の発光装置１０では、電子部品１６ａ、１６ｂの表面、特に、樹脂部で形成されている表面が、光反射性の被覆部材１７によって被覆されている。よって、発光素子から出射される紫外線の一部が電子部品１６ａ、１６ｂに照射されても、劣化及び分解することなく、確実に電子部品１６ａ、１６ｂを保護することができる。その結果、分解物等による剥離、汚染を防止することができ、長期にわたって信頼性の高い発光装置が得られる。 In the light emitting device 10 of this embodiment, the surfaces of the electronic components 16 a and 16 b, particularly the surface formed of the resin portion, are covered with the light reflective coating member 17. Therefore, even if a part of the ultraviolet rays emitted from the light emitting element is irradiated onto the electronic components 16a and 16b, the electronic components 16a and 16b can be reliably protected without deterioration and decomposition. As a result, separation and contamination due to decomposition products and the like can be prevented, and a highly reliable light-emitting device can be obtained over a long period of time.
基板１１が側面１１ｂに窪み部１１ｃを備えることにより、キャップ１３の爪部１５Ｃを利用して、接着剤等を使用することなく、簡便かつ確実に固定することができる。特に、爪部が屈曲して形成され、基板の窪み部に係止、収容される形態によって、基板の厚み方向における固定のみならず、基板の水平方向におけるずれを発生させることなく、確実に固定することができる。 Since the substrate 11 includes the recessed portion 11c on the side surface 11b, the claw portion 15C of the cap 13 can be used and fixed easily and reliably without using an adhesive or the like. In particular, the claw part is bent and formed, and is locked and housed in the recessed part of the substrate, so that it can be securely fixed not only in the thickness direction of the substrate but also in the horizontal direction of the substrate. can do.
実施形態２
この実施形態の発光装置２０は、図２に示すように、発光素子１２を被覆するキャップ１３の第２の側片１５Ｄと、その端部が配置された基板１１の第１主面１１ａとの間の極僅かな隙間を確実に塞ぐために、被覆部材１８をさらに配置している以外、実質的に実施形態１の発光装置１０と同様の構成を有する。よって、発光装置１０と同様の効果を有する。
被覆部材１８を配置することにより、発光素子１２から出射される紫外線の電子部品１６ａ、１６ｂへの漏光をより確実に防止することができる。
Embodiment 2
As shown in FIG. 2, the light-emitting device 20 of this embodiment includes a second side piece 15D of the cap 13 that covers the light-emitting element 12, and a first main surface 11a of the substrate 11 on which the end portion is disposed. In order to reliably close a very small gap therebetween, the configuration is substantially the same as that of the light-emitting device 10 of Embodiment 1 except that the covering member 18 is further arranged. Therefore, it has the same effect as the light emitting device 10.
By disposing the covering member 18, light leakage of ultraviolet rays emitted from the light emitting element 12 to the electronic components 16 a and 16 b can be more reliably prevented.
本発明の光源装置は、印刷用インク硬化用光源、樹脂硬化用光源、露光装置用光源、プロジェクタ、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。 The light source device of the present invention includes a printing ink curing light source, a resin curing light source, an exposure device light source, a projector, an illumination light source, various indicator light sources, an in-vehicle light source, a display light source, a liquid crystal backlight light source, It can be used for various light sources such as traffic lights, in-vehicle parts, and signboard channel letters.
１０、２０ 発光装置
１１ 基板
１１ａ 第１主面
１１ｂ 第１の側面
１１ｃ 窪み部
１１ｅ 第２の側面
１２ 発光素子
１３ キャップ
１４ 透光性部材
１５ 金属枠
１５Ａ 上片
１５Ｂ 第１の側片
１５Ｃ 爪部
１５Ｄ 第２の側片
１６ａ、１６ｂ 電子部品
１７、１８ 被覆部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 Light-emitting device 11 Board | substrate 11a 1st main surface 11b 1st side surface 11c hollow part 11e 2nd side surface 12 Light emitting element 13 Cap 14 Translucent member 15 Metal frame 15A Upper piece 15B 1st side piece 15C Claw part 15D 2nd side piece 16a, 16b Electronic component 17, 18 Covering member
Claims (7)
該発光素子が実装された基板と、
前記発光素子を覆い、前記基板に装着されたキャップと、
前記基板上の前記キャップ外に配置された電子部品とを備え、
該電子部品は、表面に樹脂部を有し、該樹脂部は、前記紫外光に対する耐光性が前記樹脂部よりも高い被覆部材で覆われていることを特徴とする発光装置。 A light emitting element that emits ultraviolet light;
A substrate on which the light emitting element is mounted;
A cap that covers the light emitting element and is attached to the substrate;
An electronic component disposed outside the cap on the substrate,
The electronic component has a resin portion on a surface, and the resin portion is covered with a covering member that has higher light resistance to the ultraviolet light than the resin portion.
前記電子部品は、該金属枠の外に配置されている請求項１に記載の発光装置。 The cap has a metal frame on a side surface,
The light emitting device according to claim 1, wherein the electronic component is disposed outside the metal frame.
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