JP2021106184A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1および図2は、本開示の実施形態による発光装置の例示的な外観を示す。図1は、本開示の実施形態による発光装置を上面側から見たときの外観の一例を模式的に示し、図2は、図1に示す発光装置を下面側から見たときの外観の一例を模式的に示す。なお、図1および図2には、説明の便宜のために、互いに垂直なX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印があわせて図示されている。本開示の他の図面においてもこれらの方向を示す矢印を図示することがある。
樹脂パッケージ10は、上面10a、および、上面10aと反対側に位置する下面10bを有する。図1および図2に例示する構成において、樹脂パッケージ10は、上面視において略四角形状の外形を有する。図1において、樹脂パッケージ10の上面10aの四角形状の一辺は、図1中に示すX方向またはY方向に一致している。
第1発光素子41および第2発光素子42としては、LED等の半導体発光素子を用いることができる。図4に例示する構成において、発光装置100は、第1発光素子41および第2発光素子42の2つの発光素子を有する。しかしながら、本開示の実施形態による発光装置が有する発光素子の数は、この例に限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
第1発光素子41および第2発光素子42は、接合部材44によって第1リード21の素子載置領域21Rに固定される。接合部材44としては、例えば、樹脂体30の母材として用いられ得る樹脂材料を用いることができる。あるいは、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系もしくは金−錫系などの半田、銀、金もしくはパラジウム等を含有する導電性ペーストもしくはバンプ、低融点金属等のろう材、または、異方性導電材を接合部材44として用いることができる。
第1発光素子41および第2発光素子42は、ワイヤ43によって第1リード21および第2リード22に電気的に接続される(図3参照)。図3に示す例では、第1発光素子41および第2発光素子42は、電気的に並列に接続されている。第1発光素子41および第2発光素子42が直列に接続されることもあり得る。
図3に例示するように、発光装置100は、保護素子60を有し得る。保護素子60としては、ツェナーダイオードに代表される種々の保護素子を用いることができる。保護素子60は、例えば第2リード22の上面22aに配置され、光反射性部材50内に埋め込まれる。保護素子60を覆うように光反射性部材50を形成することにより、第1発光素子41、第2発光素子42からの光が保護素子60に吸収されることを抑制することができる。
図1および図4から理解されるように、光反射性部材50は、樹脂パッケージ10の凹部11内において、凹部11の内側壁面(壁面31c、31d、31eおよび31f)と、樹脂体30の第3樹脂部33との間の領域に位置する。光反射性部材50は、発光素子からの光および/または外光に対する透過率が低いか、あるいは、発光素子からの光および/または外光を吸収しにくい材料を用いることができる。例えば、母材としての樹脂に光反射性のフィラーが分散された樹脂材料から光反射性部材50を形成することができる。凹部11の底面11bのうち内側壁面と第3樹脂部33との間の領域に未硬化の樹脂材料をポッティング等によって付与した後、付与された樹脂材料を硬化させることによって凹部11内に光反射性部材50を形成できる。
光反射性部材50上に位置する波長変換部材85は、樹脂等の母材(第1母材)と、母材中に分散された蛍光体の粒子とを含有し、入射した光の一部を吸収して、入射した光とは異なる波長の光を発する。光反射性部材50上に波長変換部材85を形成することにより、第1発光素子41または第2発光素子42から出射された光と、波長変換部材85から発せられた光とにより、例えば白色光を取り出すことが可能になる。波長変換部材85の母材としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂もしくはフッ素樹脂、または、これらの樹脂の2種以上を含む樹脂から選択された材料を用いることができる。
封止部材75は、樹脂等の第2母材を少なくとも含有し、凹部11内において第1発光素子41、第2発光素子42、樹脂体30の第3樹脂部33、波長変換部材85およびワイヤ43等を覆っている。封止部材75は、第1発光素子41および第2発光素子42を被覆することにより、これらを外力、埃、水分等から保護する機能を有する。
以下、本開示の実施形態による発光装置の例示的な製造方法を簡単に説明する。概略的には、発光装置の製造方法は、リードフレームをその一部に含む集合基板を準備する工程と、集合基板を個片化し、複数の発光装置を得る工程とを含む。
上述した工程に従い、それぞれが、図8に示す発光装置100Aと概ね同様の構造を有する複数の発光装置を製作した。ただし、ここでは、図10および図11に示すリードフレーム202と同様の構造を有するリードフレームを準備し、各素子載置領域21Rであって2つの溝部21hの間の位置に1つの発光素子を配置した。それら発光素子のそれぞれの上面上には、被覆部材を形成した。樹脂成形体付リードフレームの樹脂体を形成するための材料としては、シリコーン樹脂中に酸化チタンの粒子が分散された樹脂材料を用いた。
実施例1のサンプルとほぼ同様の手順により、複数の発光装置を作製した。ただし、ここでは、光反射性部材上への波長変換部材の形成は行わなかった。なお、被覆部材の形成において、第3母材の質量を100としたときの第3蛍光体の質量は、68.0であった。ただし、参考例1の各サンプルの被覆部材に関する蛍光体の濃度は、およそ37%であり、実施例1の各サンプルの被覆部材に関する蛍光体の濃度と実質的な差異はないといえる。封止部材の形成においては、第2母材の質量を100としたときの、G−YAGおよび第2蛍光体としてのLAGの全体としての質量が26.8、フィラーの質量が15.4となるようにして封止部材の材料を調製した。したがって、参考例1の各サンプルの封止部材に関する蛍光体の濃度は、およそ27%である。以上の手順により、参考例1のサンプルとして合計で20個の発光装置を準備した。
実施例1のサンプルおよび参考例1のサンプルのそれぞれについて、点灯時のスペクトルを測定し、得られたスペクトルを比較した。図18は、実施例1のサンプルに関するスペクトルの測定結果を示し、図19は、参考例1のサンプルに関するスペクトルの測定結果を示す。図18は、28個の発光装置から19個の発光装置を無作為に抽出して、19個の発光装置のそれぞれについて全光束を測定し、波長ごとの測定値の平均値をプロットしたグラフである。図18中の横軸および縦軸は、それぞれ、波長および規格化された全光束を表す。ここでは、JIS−C−8152:2014に準じた方法で、積分球を使った全光束測定により発光スペクトルを測定した。図19も同様に、参考例1の20個の発光装置置のそれぞれについて全光束を測定し、波長ごとの測定値の平均値をプロットしたグラフである。
次に、JIS C 8152−1:2014に準じた方法で実施例1の各サンプルおよび参考例1の各サンプルの全光束を測定した。実施例1の各サンプルについて全光束を測定し、得られた結果の平均値を求めると36.7lmであった。なお、全光束の測定に際しての各サンプルへの入力電流および入力電圧は、それぞれ、およそ65mAおよび2.86Vであった。
11 樹脂パッケージの凹部
21 第1リード
21R 素子載置領域
22 第2リード
22A 第2リード相当領域
30 樹脂体
31 樹脂体の第1樹脂部
32 樹脂体の第2樹脂部
33 樹脂体の第3樹脂部
41 第1発光素子
42 第2発光素子
50、50A、50B 光反射性部材
51 第1光反射性部材
52 第2光反射性部材
75、76 封止部材
85 波長変換部材
100、100A、100B 発光装置
202 リードフレーム
751、752 被覆部材
Claims (15)
- 第1リードおよび第2リードを含む複数のリード、ならびに、第1樹脂部、第2樹脂部および第3樹脂部を含む樹脂体を有する樹脂パッケージであって、前記複数のリード、前記第1樹脂部および前記第2樹脂部により形成される凹部を有する樹脂パッケージと、
少なくとも1つの発光素子と、
光反射性部材と、
第1母材および第1蛍光体を含有する波長変換部材と、
第2母材を含有する封止部材と
を備え、
前記第1樹脂部は、前記樹脂パッケージの外側面を構成し、
前記第2樹脂部は、前記第1リードと前記第2リードとの間に位置し、
前記複数のリードの上面の一部は、前記凹部の底面に位置し、
前記第1リードは、前記凹部の前記底面に位置する素子載置領域を有し、
前記第3樹脂部は、前記凹部の前記底面より上側の位置にあって前記素子載置領域を環状に取り囲んでおり、
前記少なくとも1つの発光素子は、前記素子載置領域に配置されており、
前記光反射性部材は、前記樹脂パッケージの前記凹部内において前記凹部の内側壁面と前記第3樹脂部との間に位置し、
前記波長変換部材は、前記光反射性部材上に位置し、
前記封止部材は、前記樹脂パッケージの前記凹部内において前記少なくとも1つの発光素子および前記波長変換部材を覆っている、発光装置。 - 前記封止部材は、少なくとも第2蛍光体を含有する、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2蛍光体の発光ピーク波長は、前記第1蛍光体の発光ピーク波長よりも長い、請求項2に記載の発光装置。
- 前記封止部材中の全ての蛍光体の濃度は、前記波長変換部材中の全ての蛍光体の濃度よりも低い、請求項2または3に記載の発光装置。
- 前記封止部材中の全ての蛍光体の濃度は、前記波長変換部材中の全ての蛍光体の濃度の0.1倍以上0.5倍未満である、請求項4に記載の発光装置。
- 前記少なくとも1つの発光素子は、上面および下面を有する第1発光素子を含み、
前記第1発光素子は、支持基板と、前記支持基板上かつ前記支持基板に関して前記第1リードとは反対側に位置する半導体層とを有し、
前記第1発光素子の前記上面の高さにおける前記第2蛍光体の濃度は、前記第1発光素子の前記下面の高さにおける前記第2蛍光体の濃度よりも小さい、請求項2から5のいずれかに記載の発光装置。 - 前記第1発光素子の前記上面上に位置する被覆部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記樹脂パッケージの前記凹部内において前記被覆部材を覆っており、
前記被覆部材は、第3母材および第3蛍光体を含有し、
前記第3蛍光体の発光ピーク波長は、前記第1蛍光体の発光ピーク波長よりも長い、請求項6に記載の発光装置。 - 前記第2母材および前記第3母材は、前記第2母材の屈折率をn2、前記第3母材の屈折率をn3としたとき、|n2−n3|≦0.05の関係を満たす、請求項7に記載の発光装置。
- 前記第1母材および前記第2母材は、前記第1母材の屈折率をn1、前記第2母材の屈折率をn2としたとき、|n1−n2|≦0.05の関係を満たす、請求項1から8のいずれかに記載の発光装置。
- 前記光反射性部材は、前記第1母材よりも小さな屈折率を有する第4母材を含有する、請求項1から9のいずれかに記載の発光装置。
- 前記波長変換部材は、前記発光素子から離れている、請求項1から10のいずれかに記載の発光装置。
- 前記波長変換部材は、前記複数のリードから離れている、請求項1から11のいずれかに記載の発光装置。
- 前記波長変換部材は、平面視において前記発光素子を連続的に取り囲む形状を有する、請求項1から12のいずれかに記載の発光装置。
- 前記波長変換部材は、前記樹脂体の前記第3樹脂部の少なくとも一部を覆う、請求項1から13のいずれかに記載の発光装置。
- 前記光反射性部材の表面は、前記樹脂体の前記第1樹脂部に向かって窪んだ凹面形状を有する、請求項1から14のいずれかに記載の発光装置。
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