JP2016213492A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
発光素子が接続される導電部材と、該導電部材と一体成形された成形体と、を有する基体上に、前記発光素子を封止する封止部材を滴下により成形する工程において、
前記封止部材は、該封止部材の縁の少なくとも一部が前記導電部材又は前記成形体の上面視外側に向いた外向面に設けられる、ように成形されることを特徴とする。
発光素子と、
前記発光素子が接続される導電部材と、該導電部材と一体成形された成形体と、を有する基体と、
前記発光素子を封止する封止部材と、を備え、
前記封止部材の縁の少なくとも一部は、前記導電部材又は前記成形体の上面視外側に向いた外向面に設けられ、且つ、前記外向面に対して又は該外向面と該封止部材の縁の接点において該外向面に接する接平面に対して、略接触角又は接触角未満の角度をなして設けられていることを特徴とする。
発光素子が載置される配線基板の上面の前記発光素子の外側に突起を設ける第1の工程と、
前記発光素子を封止する封止部材を滴下により形成する第2の工程と、を具備し、
前記封止部材は、該封止部材の縁の少なくとも一部が前記突起の上面視外側に向いた外向面に設けられる、ように形成されることを特徴とする。
発光素子と、
前記発光素子が載置される上面の該発光素子の外側に突起が設けられた配線基板と、
前記発光素子を封止する封止部材と、を備え、
前記封止部材の縁の少なくとも一部は、前記突起の上面視外側に向いた外向面に設けられ、且つ、前記外向面に対して又は該外向面と該封止部材の縁の接点において該外向面に接する接平面に対して、略接触角又は接触角未満の角度をなして設けられていることを特徴とする。
「外向」、「外側」とは、発光装置を上面方向から視たときに、発光素子から離れる方向のことである。また、「内向」、「内側」とは、発光装置を上面方向から視たときに、発光素子に向かう方向のことである。
成形体、導電部材および突起の「外向面」とは、成形体、導電部材および突起(成形体等と称する)の表面において、当該表面の法線ベクトルが、外向きの成分を含んでいることを意味する。なお、外向面が曲面の場合、「外向面」とは、封止部材の縁との接点における成形体、導電部材および突起の表面の接平面において、法線ベクトルが外向きの成分を含んでいることを意味する。
「略接触角又は接触角未満」とは、実質的に接触角と等しいか、又は接触角より小さい角度のことを意味している。
図1(a)は、実施の形態1に係る発光装置の概略上面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面を示す概略断面図である。図1に示す例の発光装置100は、発光素子10と、発光素子10が接続される導電部材20及び導電部材20と一体成形された成形体25を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。
後述するように、(外向面38と封止部材40の縁との接点における)封止部材40の表面45の接線と、外向面38とのなす角度は、略接触角になる。「接触角」は、固化前の流動性を有する状態の封止部材40および外向面38の物性によって決定される。
液滴Lの表面張力をγL、固体Sの表面張力をγS、液滴Lと固体Sとの間の界面張力γSLとすると、以下の式が成り立つ(Youngの式)
図4(a)は、実施の形態2に係る発光装置の概略上面図であり、図4(b)は、図4(a)におけるB−B断面を示す概略断面図である。図4に示す例の発光装置200は、発光素子10と、発光素子10が接続される導電部材20及び導電部材20と一体成形された成形体25を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。
図5(a)は、実施の形態3に係る発光装置の概略上面図であり、図5(b)は、図5(a)におけるC−C断面を示す概略断面図である。図5に示す例の発光装置300は、発光素子10と、発光素子10が接続される導電部材20及び導電部材20と一体成形された成形体25を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。
図6(a)は、実施の形態4に係る発光装置の概略上面図であり、図6(b),(c)は各々、図6(a)におけるD−D断面,E−E断面を示す概略断面図である。図6に示す例の発光装置400は、発光素子10と、発光素子10が接続される導電部材20及び導電部材20と一体成形された成形体25を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。
図7(a)は、実施の形態5に係る発光装置の概略上面図であり、図7(b)は、図7(a)におけるF−F断面を示す概略断面図である。図7に示す例の発光装置500は、凹部31及び突起33の形状を除いて、上述の実施の形態4の発光装置と略同じ構成である。上述の実施の形態4の発光装置において、凹部31の上面視形状は矩形状であり、凹部31の開口面積を広くしやすい点で優れている。一方、図7に示す例の発光装置500において、凹部31の上面視形状は、矩形の両側(左右)に半円を組み合わせたような形状(小判形)となっている。そして、突起33は、基体30の凹部31外周部において、半円部の輪郭に沿って湾曲した帯状に形成されている。このように、突起又は溝は、帯状に設けられる場合においても、基体30の上面視において、その角部又は全体が湾曲していることが好ましい。これにより、封止部材40の表面に生じる歪みを緩和し、封止部材40の表面を比較的滑らかな凸面に成形することができ、光の取り出し効率を高めやすい。
図8(a)は、実施の形態6に係る発光装置の概略上面図であり、図8(b)は、図8(a)におけるG−G断面を示す概略断面図である。図8に示す例の発光装置600は、発光素子10と、発光素子10が載置される配線基板22及び配線基板22の上面に設けられた突起34を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。
上述したように、(外向面27と封止部材40の縁との接点における)封止部材40の表面45の接線と、外向面27とのなす角度は、略接触角になる。
図10(a)は、実施の形態7に係る発光装置の概略上面図であり、図10(b)は、図10(a)におけるH−H断面を示す概略断面図である。図10に示す例の発光装置700は、発光素子10と、発光素子10が載置される配線基板22及び配線基板22の上面に設けられた突起34を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。
図11(a)は、実施の形態8に係る発光装置の概略上面図であり、図11(b)は、図11(a)におけるJ−J断面を示す概略断面図である。図11に示す例の発光装置800は、発光素子10と、発光素子10が載置される配線基板22及び配線基板22の上面に設けられた突起34を有する基体30と、発光素子10を封止する封止部材40と、を備えている。より詳細には、基体30は、上面に配線電極を備える配線基板22と、その上面の発光素子10の左右に縦方向(図中y方向)に延伸する直線状に設けられた白色の樹脂の成形体である突起34と、を有している。発光素子10は、1個のLEDチップであり、配線基板22の上面の突起34の内側において、配線電極に導電性の接着剤で接着されている。また、発光素子10の下位、つまり発光素子10と配線基板22の間には、被覆部材(第1の被覆部材)70が設けられている。この被覆部材70は、白色の樹脂である。これにより、発光素子10から下方に出射される光を反射させ、上方に効率良く取り出すことができる。
まず、図12(a)に示すように、配線基板22に発光素子10を実装する。具体的には、発光素子10を、配線基板の配線電極に導電性の接着剤で接着する。このとき、発光素子10は1個でもよいが、複数個の発光素子10が一方向(図中y方向)に配列されることが好ましい。列の数は、1つでも複数でもよい。また、ここでは、配線基板22は、複数の発光装置を形成可能な複合基板を用いる。
次に、図12(b),(c)に示すように、基体30上に封止部材40を滴下により形成する。具体的には、流動性を有する状態の封止部材40を、ディスペンサ等を用いて発光素子10を被覆するように基体30上に滴下し、封止部材40を加熱又は冷却等により固化させる。このとき、封止部材40は、封止起立面37の少なくとも一部を突起34の外向面27とするように形成される。言い換えれば、封止部材40は、その表面45の少なくとも一部が、突起34の外向面27から立ち上がるように形成される。また、封止部材40は、その表面形状の対称性を高めるため、両側の突起34に跨って設けられることが好ましい。さらに、図示するように、基体30を逆さにして、つまり封止部材40が滴下された配線基板22の上面が鉛直方向下側に向いた状態で、封止部材40を固化させてもよい。これにより、重力を利用して、封止部材40の表面を高く突出させることができる。特に、封止部材40の表面を鉛直方向に長く延出させて形成することができ、指向性の良好な、光度を高い発光装置を得ることができる。さらには、実施の形態7の第2の突起342のように、外向面が配線基板の上面に面するように傾斜している突起では、比較的多量の封止部材を保持しやすく、封止部材の表面をより高く突出させるために、本姿勢での固化が特に好適である。なお、勿論、通常の姿勢、つまり配線基板22の上面が鉛直方向上側に向いた状態で、封止部材40を固化させてもよい。
最後に、図12(d)に示すように、発光素子と発光素子との間の配線基板22及び封止部材40を切断して、発光装置800を個片化する。このとき、発光素子10の配列方向に略直交する方向に配線基板22及び封止部材40を切断することが好ましい。以上のような方法により、図11に示す例の発光装置800を生産性良く製造することができる。
発光素子は、LED素子やLD素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子は、種々の半導体で構成される素子構造に正負一対の電極が設けられているものであればよい。特に、蛍光体を効率良く励起可能な窒化物半導体(InxAlyGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)の発光素子が好ましい。このほか、緑色〜赤色発光のガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子でもよい。正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子の場合、その実装形態は、各電極がワイヤで導電部材又は配線基板の配線電極と接続されるフェイスアップ実装でもよいし、各電極が導電性の接着剤で導電部材又は配線基板の配線電極と接続されるフェイスダウン(フリップチップ)実装でもよい。このほか、正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子でもよい。発光素子の実装面側に、銀やアルミニウムなどの金属層や誘電体反射膜が設けられることで、光の取り出し効率を高めることができる。1つの発光装置に実装される発光素子の個数は1つでも複数でもよく、その大きさや形状、発光波長も任意に選べばよい。例えば、1つの発光装置に、赤色、緑色、青色発光の発光素子が実装されてもよい。複数の発光素子は、不規則に配置されてもよいが、行列や同心円状など規則的又は周期的に配置されることで、好ましい配光が得られやすい。また、複数の発光素子は、導電部材、配線基板の配線電極、およびワイヤ等により直列又は並列に接続できる。
基体は、発光素子が載置される台座となる部材である。実施の形態1〜5では、基体は、主として、導電部材と、これと一体成形された成形体と、により構成される。実施の形態6〜8では、基体は、主として、配線基板と、その上面に設けられる突起と、により構成される。基体は、導電部材の一部を底面に含む凹部を備えた形態のほか、凹部(側壁)を備えない板状の形態でもよい。
導電部材は、発光素子に接続されて導電可能な金属部材を用いることができる。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などで形成されたリードフレームや配線電極が挙げられる。また、その表層に、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの鍍金や光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に最も優れる銀が好ましい。
成形体の母材は、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂などの熱可塑性樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、これらの母材中に、充填剤又は着色顔料として、ガラス、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ワラストナイト、マイカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、カーボンブラックなどの粒子又は繊維を混入させることができる。このほか、成形体は、ガラス、セラミックスなどで形成することもできる。
配線基板は、ガラスエポキシ、ガラス、セラミックス、各種樹脂、アルミニウム等の各種基板に、発光素子及び外部接続用の端子部(パッド部)と接続される配線電極や回路部品が設けられたものを利用できる。特に、セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、炭化珪素、窒化珪素などが好ましい。樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド樹脂(PPA)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)などが好ましい。配線電極は、発光素子に接続されて導電可能な金属部材を用いることができる。具体的には、配線電極は、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などで形成される。配線電極は、基板の上面、下面(裏面)、側面に露出されてもよいし、基板内部に設けられてもよい。特に、基板上面に露出される配線電極は、その表層に、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの鍍金や光反射膜が設けられていてもよく、なかでも例えば光反射性に優れる銀を採用できる。配線基板は、突起が設けられる位置に、凹部又は孔を備えてもよく、その凹部又は孔に突起の一部が充填又は係止されるようにすることで、配線基板と突起の密着性を高めることができる。このとき、凹部又は孔は、上面視において、例えば点状又は線状に設けられる。また、凹部又は孔の開口径は、突起の幅より小さいことが好ましい。
突起は、主として、封止部材の表面を立ち上がらせる外向面を提供する部材として、配線基板の上面に設けられる。突起は通常、発光素子の外側に設けられるが、発光素子の下部に設けられてもよい(言い換えれば、発光素子が突起上に設けられてもよい)。また、突起は、その内壁面で発光素子から側方へ出射された光を上方へ反射させる光反射体としても機能する。したがって、光反射性に優れる白色系の部材であることが好ましく、さらに配線基板の配線電極と電気的に絶縁されるものが好ましい。このほか、突起は、略透明など、透光性に優れる部材であることで、発光装置の配光を広げることもできる。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、BTレジン、PPA、PET、PBT、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などが挙げられる。そして、これらの母材となる樹脂に、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムなどの粒子が添加されることで、効率良く光を反射させることができる。このような突起は、例えば、ディスペンサなどにより配線基板上に吐出された後、固化されて設けられる。このほか、突起は、任意の形状に形成された部材を配線基板に固定することで設けることもできる。その場合、材料としては、上述の樹脂に加え、セラミックスを用いることができる。金属でもよい。なお、封止部材の表面を高く突出した凸面に形成しやすくするために、突起の少なくとも表面は、臨界表面張力が50mN/m以下の材料により構成されていることが好ましい。上記材料中では、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂が特に好ましく、なかでも、耐熱性や耐光性に優れ、接着性の比較的良好なシリコーン樹脂が好ましい。また、突起は、単一の層で構成されてもよいが、複数の層で構成されてもよい。
封止部材は、発光素子、ワイヤおよび導電部材の一部を封止して、それらを埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材の母材は、電気的絶縁性を有し、発光素子から出射される光を透過可能(好ましくは透過率70%以上)であり、固化前は流動性を有する材料であればよい。具体的には、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂が挙げられる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。特に、封止部材の母材は、フェニルシリコーン樹脂を主成分とすることが好ましい。下記実施例において示すように、封止部材の表面を凸面とする場合には、ジメチルシリコーン樹脂よりフェニルシリコーン樹脂が光の取り出し効率に優れている。また、フェニルシリコーン樹脂は、ガスバリア性にも優れ、腐食性ガスによる導電部材の劣化を抑制しやすい。
蛍光体は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を出射する。具体的には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)、ユウロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO−Al2O3−SiO2)、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)などが挙げられる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色系)を出射する発光装置や、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。
波長変換部材は、上記のような蛍光体を含む透光性部材を用いることができる。具体的には、蛍光体が配合された上記封止部材と同様の樹脂やガラスの成形体、蛍光体と無機結合剤との焼結体、蛍光体の結晶などが挙げられる。波長変換部材は、板状やフィルム状などに予め形成されたものを発光素子に透光性の接着剤で接着若しくは直接接合する、又は流動性を有する状態のものを発光素子に塗布する、又は蛍光体を発光素子に電気泳動電着した後それに樹脂を含浸させる、などして設けられる。
被覆部材は、配線基板の上面、発光素子の下面や側面などを被覆する部材である。特に、被覆部材は、発光素子から出射される光を効率良く反射できる、電気的絶縁性を有する白色系の部材であることが好ましい。具体的な材料としては、上記突起と同様の樹脂、又は上記突起と同様の粒子が添加された樹脂を用いることができる。
ワイヤは、発光素子の電極と、導電部材又は配線基板の配線電極とを電気的に接続する部材である。ワイヤは、金、銅、銀、白金、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、封止部材からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線が好ましい。
接着剤は、発光素子を基体又は配線基板に固定する部材である。絶縁性の接着剤は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれらの変性樹脂やハイブリッド樹脂などを用いることができる。導電性の接着剤としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、金−錫などの半田、低融点金属などのろう材を用いることができる。
実施例1の発光装置は、図1に示す例の発光装置100に似た外形を有する、縦5.0mm、横6.5mm、厚さ1.35mmの基体を備えた、表面発光(トップビュー)式の表面実装型LEDである。基体は、表面に銀の鍍金が施された銅合金製の正負一対のリードフレームである導電部材に、酸化チタンの白色顔料とシリカの充填剤を含むエポキシ樹脂製の成形体が一体成形されて、構成されている。このような基体は、金型内に、導電部材を設置して、成形体の構成材料を注入し固化させることで作製される。なお、導電部材は、その表面の一部が凹部底面の一部を構成し、且つ成形体の外側に延出している。
比較例1の発光装置は、封止部材の表面が、突起の内向面に接続され、突起の上面と略同一面の平坦面に成形されていることを除けば、実施例1の発光装置と同じ構成である。
実施例1及び比較例1の発光装置における光の取り出し効率を光束の測定により検証する。具体的には、各発光装置を順電流350mA(並列)で各々発光させ、その光束を測定する。比較例1の発光装置の光束は119.8[lm]であり、実施例1の発光装置の光束は129.4[lm]である。なお、この光束は、比較のため、色度(x,y)=(0.345,0.357)における値に換算している。このように、実施例1の発光装置は、その光束が比較例1の発光装置に比べ8.1%も高くなっており、封止部材の表面が高く突出した凸面に成形されていることで、高い光の取り出し効率が得られている。
実施例2の発光装置は、図6に示す例の発光装置400に似た外形を有する、縦2.0mm、横3.0mm、厚さ1.2mmの基体を備えた、側面発光(サイドビュー)式の表面実装型LEDである。基体は、表面に銀の鍍金が施された銅合金製の正負一対のリードフレームである導電部材に、酸化チタンの白色顔料とシリカの充填剤を含むポリフタルアミド樹脂製の成形体が一体成形されて、構成されている。このような基体は、金型内に、導電部材を設置して、成形体の構成材料を注入し固化させることで作製される。なお、導電部材は、その表面の一部が凹部底面の一部を構成し、且つ成形体の外側に延出している。
実施例3の発光装置は、封止部材の母材が屈折率1.41のジメチルシリコーン樹脂であることを除くと、実施例2の発光装置と同じ構成である。
比較例2の発光装置は、基体に突起が設けられておらず、封止部材の表面が、凹部の内向面に接続され、凹部の上面と略同一面の平坦面に成形されていることを除けば、実施例2の発光装置と同じ構成である。
比較例3の発光装置は、封止部材の母材が屈折率1.41のジメチルシリコーン樹脂であることを除けば、比較例2の発光装置と同じ構成である。
実施例2,3及び比較例2,3の発光装置における光の取り出し効率を初期光束の測定により検証する。具体的には、各発光装置を順電流20[mA]で各々発光させ、その光束を測定する。なお、以下に示す初期光束は、比較のため、色度(x,y)=(0.300,0.286)における値に換算している。
また、実施例2,3及び比較例2,3の発光装置における信頼性を硫化試験により検証する。具体的には、密閉容器中に、発光装置と1gの硫化ナトリウムを入れ、80℃に加熱して24時間放置し、試験前後における光束の維持率を測定する。
実施例4の発光装置は、図8に示す発光装置600の一例であり、白色系発光のCOB(Chip On Board)タイプのLEDモジュールである。配線基板22は、縦16mm、横19mm、厚さ1.0mmのアルミナ基板であり、その上面には最表面に金の鍍金が施された配線電極が設けられている。突起34は、酸化チタンを樹脂に対する重量比で30%含むジメチルシリコーン樹脂が、外径10mm、幅1.0mm、高さ0.5mmの円環状にディスペンサで描画され、固化されたものである。この突起34の断面視形状は、略半円状である。
比較例4の発光装置は、封止部材が第1封止部のみからなり、その表面が突起の頂上と略同じ高さのほぼ平坦な面に形成されていることを除けば、実施例4の発光装置と同じ構成である。
実施例4及び比較例4の発光装置における光の取り出し効率を初期光束の測定により検証する。具体的には、各発光装置を順電流320[mA]で各々発光させ、その光束を測定する。比較例4の発光装置の初期光束は1113[lm]であるのに対して、実施例4の発光装置の初期光束は1152[lm]である。なお、この光束は、比較のため、色度x値=0.32における値に換算したものである。このように、実施例4の発光装置は、その初期光束が比較例4の発光装置に比べて3.5%高く、封止部材の表面が高く突出した凸面に形成されていることで、高い光の取り出し効率が得られている。
図13(a)は、実施例5に係る発光装置の概略断面図である。図13(a)に示す例の発光装置900は、白色系発光のLEDである。配線基板22は、縦3.5mm、縦3.5mm、厚さ0.45mmのヒートシンク材料として銅−タングステンを内蔵するアルミナ基板であり、その上面には最表面に金の鍍金が施された配線電極が設けられている。突起34は、酸化チタンを樹脂に対する重量比で30%含むジメチルシリコーン樹脂が、外径2.6mm、幅0.4mm、高さ0.15mmの円環状にディスペンサで描画され、固化されたものである。この突起34の断面視形状は、略半円状である。
実施例6の発光装置は、突起34が酸化チタンを含まず略透明なものであることを除けば、実施例5の発光装置と同じ構成である。
図13(b)は、比較例5に係る発光装置の概略断面図である。図13(b)に示す例の発光装置950は、封止部材48の形成方法が実施例5の発光装置900と異なる。なお、発光装置950の発光素子10、配線基板22、及び波長変換部材55は、実施例5の発光装置900と同じものであり、封止部材48の構成材料は実施例5の発光装置と同じである。この封止部材48は、圧縮成形法により配線基板22に直接形成されたものである。突起は設けられていない。封止部材48は、表面が凸面の中央部の外径がΦ2.6mmであり、その高さ(頂点近傍の高さ)が配線基板の上面を基準面として1.55mmである。
実施例5,6及び比較例5の発光装置における光の取り出し効率を初期光束の測定により検証する。具体的には、各発光装置を順電流350[mA]で各々発光させ、その光束を測定する。比較例5の発光装置の初期光束は121.6[lm]であるのに対して、実施例4の発光装置の初期光束は127.1[lm]、実施例5の発光装置の初期光束は124.4[lm]である。なお、この光束は、比較のため、色度x値=0.355における値に換算したものである。このように、実施例5,6の発光装置は各々、その初期光束が比較例5の発光装置に比べて4.5%、2.3%高くなっており、光の取り出し効率に優れていることがわかる。
Claims (28)
- 発光素子が載置される配線基板の上面の前記発光素子の外側に、透光性材料から成る突起を設ける第1の工程と、
前記発光素子を封止する封止部材を滴下により形成する第2の工程と、を具備し、
前記封止部材は、該封止部材の縁の少なくとも一部が前記突起の上面視外側に向いた外向面に設けられる、ように形成される発光装置の製造方法。 - 前記外向面は、凸曲面、又は該凸曲面に連続する下側の面、である請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記外向面は、該外向面に連続する上側の平面からの傾斜角度が45度以下の平面である請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記外向面は、前記配線基板の上面に面するように傾斜している請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記封止部材の縁より内側にある、前記突起の上面視内側に向いた内向面の少なくとも一部は、その最上位に凸曲面を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1の工程において、前記配線基板の上面に、第1の突起と、それより外側にある第2の突起と、を設け、
前記第2の工程において、前記封止部材の縁の少なくとも一部は、前記第1の突起及び前記第2の突起のうちのいずれかの外向面に設けられる請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記封止部材は、前記発光素子を封止する第1封止部と、該第1封止部を封止する第2封止部と、を備え、
前記第1封止部は、該第1封止部の縁の少なくとも一部が前記第1の突起の外向面に設けられる、ように形成され、
前記第2封止部は、該第2封止部の縁の少なくとも一部が前記第2の突起の外向面に設けられる、ように形成される請求項6に記載の発光装置の製造方法。 - 前記封止部材は、前記第1封止部内に限って、前記発光素子から出射される光に励起される蛍光体を含有している請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 前記突起は、上面視において、その角部又は全体が湾曲している請求項1〜8のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記突起は、前記発光素子を囲む枠状に設けられる請求項1〜9のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1の工程において、前記発光素子は、前記配線基板上に複数個配列されており、
前記突起は、複数の前記発光素子を囲む枠状に設けられている請求項1〜10のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記第1の工程において、前記発光素子は、前記配線基板上に複数個配列されており、
前記突起は、前記発光素子の両側に、前記発光素子の配列方向と略平行な方向に延伸する帯状に設けられ、
前記第2の工程において、前記封止部材は、前記両側の突起に跨って設けられ、
前記第2の工程後、前記発光素子と発光素子との間の前記封止部材及び前記配線基板を切断する第3の工程を具備する請求項1〜11のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記突起の少なくとも表面は、臨界表面張力が50mN/m以下の材料により構成されている請求項1〜12のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2の工程の前に、前記配線基板と前記突起により構成される基体の前記封止部材の縁が設けられる外向面に限って、又は該外向面及び該外向面より外側の構成面に限って、臨界表面張力が50mN/m以下の被膜を形成する請求項1〜13のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記封止部材の母材は、フェニルシリコーン樹脂を主成分とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 発光素子と、
前記発光素子が載置される上面の該発光素子の外側に、透光性材料から成る突起が設けられた配線基板と、
前記発光素子を封止する封止部材と、を備え、
前記封止部材の縁の少なくとも一部は、前記突起の上面視外側に向いた外向面に設けられ、且つ、前記外向面に対して又は該外向面と該封止部材の縁の接点において該外向面に接する接平面に対して、略接触角又は接触角未満の角度をなして設けられている発光装置。 - 前記封止部材の縁の少なくとも一部は、前記発光装置の上面視における水平面に対して、前記接触角より大きい角度をなして設けられていることを特徴とする請求項16に記載の発光装置。
- 前記外向面は、凸曲面、又は該凸曲面に連続する下側の面、である請求項16に記載の発光装置。
- 前記外向面は、該外向面に連続する上側の平面からの傾斜角度が45度以下の平面である請求項16に記載の発光装置。
- 前記外向面は、前記配線基板の上面に面するように傾斜している請求項16〜19のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記封止部材は、前記発光素子を封止する第1封止部と、該第1封止部を封止する第2封止部と、を備え、且つ、前記第1封止部内に限って、前記発光素子から出射される光に励起される蛍光体を含有しており、
前記第2封止部の縁の少なくとも一部は、前記突起の外向面に設けられている請求項16〜20のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記突起は、前記発光素子を囲む枠状に設けられている請求項16〜21のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、前記配線基板上に複数個配列されており、
前記突起は、複数の前記発光素子を囲む枠状に設けられている請求項16乃至22のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記突起は、上面視において、その角部又は全体が湾曲している請求項16〜23のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記配線基板と前記突起により構成される基体は、第1の突起と、それより外側にある第2の突起と、を備え、
前記封止部材は、前記発光素子を封止する第1封止部と、該第1封止部を封止する第2封止部と、を備え、且つ、前記第1封止部内に限って、前記発光素子から出射される光に励起される蛍光体を含有しており、
前記第1封止部は、該第1封止部の縁の少なくとも一部が前記第1の突起の外向面に設けられ、
前記第2封止部は、該第2封止部の縁の少なくとも一部が前記第2の突起の外向面に設けられている請求項16〜24のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記配線基板と前記突起により構成される基体は、前記封止部材の縁が設けられる前記外向面より外側に、該基体の上面視内側に向いた内向面を有する請求項16〜25のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記突起の少なくとも表面は、臨界表面張力が50mN/m以下の材料により構成されている請求項16〜26のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記封止部材の母材は、フェニルシリコーン樹脂を主成分とする請求項16〜27のいずれか一項に記載の発光装置。
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