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技術 発光装置及びそれを用いた照明装置

出願人 日亜化学工業株式会社
発明者 朝川英夫
出願日 2016年2月26日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-035762
公開日 2017年8月31日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-152629
状態 特許登録済
技術分野 面状発光モジュール LED素子のパッケージ
主要キーワード 金属小片 脱落抑制 熱伸縮性 被覆範囲 発光側面 光隠蔽性 金合金線 対向電極構造
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

素子収容器発光側面上に設けられる光吸収膜脱落を抑制した、側面発光型発光装置及びそれを用いた照明装置を提供する。

解決手段

本発明の一実施の形態の発光装置(100)は、一側面(20a)を有する光反射性樹脂成形体(20)と、前記樹脂成形体(20)に保持された一対のリード電極(30,32)と、を備え、前記一対のリード電極(30,32)を底に含む凹部(10r)が前記一側面(20a)に形成された素子収容器(10)と、前記凹部(10r)内に収容され前記一対のリード電極(30,32)と電気的に接続された発光素子(40,42)と、前記一側面(20a)上に設けられた光吸収性の第1膜(50)と、前記一側面(20a)上の前記第1膜(50)上に設けられた光透過性の第2膜(60)と、を備える、側面発光型の発光装置である。

概要

背景

例えば特許文献1には、発光ダイオード点灯時と非点灯時コントラスト比を高めるために、明色のパッケージ成型体発光観測面である上面を暗色に着色することが記載されている。

概要

素子収容器発光側面上に設けられる光吸収膜脱落を抑制した、側面発光型発光装置及びそれを用いた照明装置を提供する。本発明の一実施の形態の発光装置(100)は、一側面(20a)を有する光反射性樹脂成形体(20)と、前記樹脂成形体(20)に保持された一対のリード電極(30,32)と、を備え、前記一対のリード電極(30,32)を底に含む凹部(10r)が前記一側面(20a)に形成された素子収容器(10)と、前記凹部(10r)内に収容され前記一対のリード電極(30,32)と電気的に接続された発光素子(40,42)と、前記一側面(20a)上に設けられた光吸収性の第1膜(50)と、前記一側面(20a)上の前記第1膜(50)上に設けられた光透過性の第2膜(60)と、を備える、側面発光型の発光装置である。B

目的

本発明の一実施の形態は、素子収容器の発光側面上に設けられる光吸収膜の脱落を抑制した、側面発光型の発光装置及びそれを用いた照明装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一側面を有する光反射性樹脂成形体と、前記樹脂成形体に保持された一対のリード電極と、を備え、前記一対のリード電極を底に含む凹部が前記一側面に形成された素子収容器と、前記凹部内に収容され前記一対のリード電極と電気的に接続された発光素子と、前記一側面上に設けられた光吸収性の第1膜と、前記一側面上の前記第1膜上に設けられた光透過性の第2膜と、を備える、側面発光型発光装置

請求項2

前記第2膜が前記樹脂成形体の前記一側面上から前記一側面の隣接面上に延在している、請求項1に記載の発光装置。

請求項3

前記第2膜の母材シリコーン樹脂又はその変性樹脂である、請求項1又は2に記載の発光装置。

請求項4

前記第1膜の母材がフェノール樹脂エポキシ樹脂ウレタン樹脂アクリル樹脂ビニル樹脂ポリエステル樹脂、及びこれらの変性樹脂のうちのいずれかである、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。

請求項5

前記凹部に充填された封止部材を更に備え、前記第2膜が前記封止部材の一部である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。

請求項6

前記凹部に充填された封止部材を更に備え、前記第2膜の少なくとも一部が前記封止部材に被覆されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。

請求項7

前記封止部材が前記発光素子に励起される蛍光物質を含有し、前記蛍光物質が前記封止部材中において前記凹部の底面側に多く存在している請求項5又は6に記載の発光装置。

請求項8

前記第1膜が黒色であり、前記樹脂成形体が白色である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の発光装置。

請求項9

請求項1乃至8のいずれか一項に記載の発光装置と、前記発光装置の前記一側面に対向する一端面を有する導光板と、備える照明装置

請求項10

前記発光装置の前記第2膜が前記導光板の前記一端面に接触している、請求項9に記載の照明装置。

技術分野

0001

本開示は、発光装置、及びその発光装置を用いた照明装置に関する。

背景技術

0002

例えば特許文献1には、発光ダイオード点灯時と非点灯時コントラスト比を高めるために、明色のパッケージ成型体発光観測面である上面を暗色に着色することが記載されている。

先行技術

0003

特開2010−171130号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、例えば導光板の一端面に入光させ板面から発光させるエッジライト方式バックライト装置において、上記従来の発光ダイオードを光源として適用すると、暗色のインキが導光板の一端面に接触する場合がある。その場合、暗色のインキが導光板との摩擦によって剥がれ落ち、バックライト装置の品位若しくは性能を低下させる虞がある。

0005

そこで、本発明の一実施の形態は、素子収容器発光側面上に設けられる光吸収膜脱落を抑制した、側面発光型の発光装置及びそれを用いた照明装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一実施の形態の発光装置は、一側面を有する光反射性樹脂成形体と、前記樹脂成形体に保持された一対のリード電極と、を備え、前記一対のリード電極を底に含む凹部が前記一側面に形成された素子収容器と、前記凹部内に収容され前記一対のリード電極と電気的に接続された発光素子と、前記一側面上に設けられた光吸収性の第1膜と、前記一側面上の前記第1膜上に設けられた光透過性の第2膜と、を備える、側面発光型の発光装置である。

0007

本発明の一実施の形態の照明装置は、上記本発明の一実施の形態の発光装置と、前記発光装置の前記一側面に対向する一端面を有する導光板と、備える、照明装置である。

発明の効果

0008

本発明の一実施の形態の発光装置によれば、光吸収膜の脱落を抑制することができる。したがって、本発光装置を光源に用いた照明装置は、品位又は性能を高く維持しやすい。

図面の簡単な説明

0009

本発明の一実施の形態に係る照明装置の概略平面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略正面図である。
図2AのA−A断面における概略断面図である。
図2AのB−B断面における概略断面図である。
図2Aに示す発光装置の実装側主面の概略平面図である。
図2Aに示す発光装置の実装側主面とは反対側の主面の概略平面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の一変形例を示す概略断面図である。

0010

以下、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。但し、以下に説明する発光装置及び照明装置は、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、図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため、誇張していることがある。

0011

なお、以下、可視波長域波長が380nm以上780nm以下の範囲とし、青色域は波長が420nm以上480nm以下の範囲、緑色乃至黄色域は波長が500nm以上590nm以下の範囲、赤色域は波長が610nm以上750nm以下の範囲とする。

0012

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る照明装置150の概略平面図である。図2Aは、実施の形態1に係る発光装置100の概略正面図(概略前面図)である。図2Bは、図2AのA−A断面における概略断面図である。図2Cは、図2AのB−B断面における概略断面図である。図2Dは、図2Aに示す発光装置100の実装側主面の概略平面図である。図2Eは、図2Aに示す発光装置100の実装側主面とは反対側の主面の概略平面図である。

0013

図中、発光装置100における、幅方向をX方向、厚さ方向をY方向、奥行き(前後)方向をZ方向として示す。より詳細には、右方向をX+方向、左方向をX−方向、上方向をY+方向、下方向をY−方向、前方向をZ+方向、後ろ方向をZ−方向としている。このX、Y、Z方向(軸)は其々、他の2方向(軸)と垂直な方向(軸)である。Y−方向が当該発光装置100の実装方向である。Z+方向が当該発光装置100の主発光方向である。

0014

図1に示すように、実施の形態1の照明装置150は、発光装置100と、導光板110と、を備えている。また、照明装置150は、回路基板120を更に備えている。導光板110は、一端面110aを有している。この照明装置150において、発光装置100は、複数あるが、1つであってもよい。複数の発光装置100は、回路基板120上に導光板の一端面110aに沿って並置されている。複数の発光装置100は其々、回路基板120のランド部導電性接合部材を介して接合されており、回路基板120の回路配線を通した給電により発光可能である。また、回路基板120の回路配線は、複数の発光装置100を其々個別に駆動することが可能なように形成されている。

0015

図2A〜2Eに示すように、実施の形態1の発光装置100は、側面発光型(「サイドビュー型」とも呼ばれる)の発光装置である。発光装置100は、素子収容器10と、発光素子40,42と、第1膜50と、第2膜60と、を備えている。また、発光装置100は、封止部材70を更に備えている。素子収容器10は、樹脂成形体20と、一対のリード電極30,32を備えている。樹脂成形体20は、光反射性である。樹脂成形体20は、一側面20aを有している。一対のリード電極30,32は、樹脂成形体20に保持されている。樹脂成形体の一側面20a(正面若しくは前面とも呼ぶ)には、一対のリード電極30,32を底に含む凹部10rが形成されている。発光素子40,42は、素子収容器の凹部10r内に収容されている。発光素子40,42は、一対のリード電極30,32と電気的に接続されている。封止部材70は、素子収容器の凹部10rに充填されている。第1膜50は、樹脂成形体の一側面20a上に設けられている。第1膜50は、光吸収性である。第2膜60は、一側面20a上の第1膜50上に設けられている。第2膜60は、光透過性である。なお、一対のリード電極30,32は、樹脂成形体の下面20bから外側に延出して後方に且つ下面20bに沿うように折れ曲がっている。また更に、左のリード電極30は樹脂成形体の左側面20dに沿うように、右のリード電極32は樹脂成形体の右側面20eに沿うように、其々折れ曲がっている。

0016

そして、図1に示すように、照明装置150において、各発光装置100は、樹脂成形体の一側面20aを導光板の一端面110aに対向させて配置されている。より詳細には、照明装置150において、各発光装置100の第2膜60は、導光板の一端面110aに接触している。なお、発光装置100が、第2膜60が導光板の一端面110aから離間するように、配置されていたとしても、衝撃若しくは熱膨張などによって、第2膜60が導光板の一端面110aに一時的に接触することがある。

0017

このような構成を有する発光装置100は、一側面20a上の第1膜50上に第2膜60が設けられているため、導光板の一端面110aには第1膜50より第2膜60が優先的に接触しやすくなっており、発光装置100と導光板の一端面110aの接触による第1膜50の脱落を抑制することができる。また、第2膜60は、光透過性であるため、導光板の一端面110aとの接触によって脱落したとしても、光吸収性の第1膜50に比べて照明装置の品位又は性能への影響が小さい。したがって、本発光装置100を光源に用いた照明装置150は、品位又は性能を高く維持しやすい。また、第2膜60は、光透過性であるため、第1膜50の光学的機能を活かしやすい。

0018

なお、第1膜50は樹脂成形体の一側面20aに接していることが好ましいが、第1膜50と樹脂成形体の一側面20aとの間に別の部材が介在していてもよい。第1膜50は、少なくとも樹脂成形体の一側面20a上の凹部10r以外の領域上にあればよいが、樹脂成形体の一側面20a上から一側面20aの隣接面上に延在していてもよい。なお、第1膜50は、発光装置100の発光効率の観点においては凹部10r内に形成されていないことが好ましいが、成膜精度上、凹部10rの内壁面上に形成されることがある。第1膜50による樹脂成形体の一側面20aの被覆範囲は、適宜選択できるが、樹脂成形体の一側面20aの凹部10r以外の領域の75%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、全てであることがよりいっそう好ましい。第2膜60は第1膜50に接していることが好ましいが、第2膜60と第1膜50との間に別の光透過性の部材が介在していてもよい。第2膜60による第1膜50の被覆範囲は、適宜選択できるが、第1膜50の表面積の25%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、75%以上であることがよりいっそう好ましい。また、第1膜50及び第2膜60は、単層膜が好ましいが、多層膜であってもよい。

0019

以下、発光装置100の好ましい形態について詳述する。

0020

図2C,2Eに示すように、第2膜60は、樹脂成形体の一側面20a上から下面20b及び上面20c上に延在している。このように、第2膜60が樹脂成形体20の一側面20a上から一側面20aの隣接面(凹部10rの内壁面以外)上に延在していることが好ましい。これにより、第2膜60を樹脂成形体20上に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落を抑制しやすい。このとき、特に、第2膜60がその樹脂成形体の一側面20aの隣接面に接していることが好ましい。これにより、第2膜60を樹脂成形体20上により強固に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落をよりいっそう抑制しやすい。また、発光装置100において、第2膜60が延在し得る樹脂成形体の一側面20aの隣接面としては、下面20b、上面20c、左側面20d、右側面20eなどが挙げられる。このうち、第2膜60は、一側面20a上から、下面20b若しくは上面20c上に延在していることが好ましく、上面20c上に延在していることがより好ましい。樹脂成形体の下面20b及び上面20cは薄型の素子収容器10において第1膜50及び第2膜60を一側面20a上から延伸させやすい面であり、特に上面20c上にある第2膜60は発光装置100の回路基板120への実装に影響を及ぼしにくいからである。また、上面20c上にある第2膜60は、発光装置100の実装の際のコレットなどの接触による第1膜50の脱落を抑制することもできる。一側面20aの隣接面上における第2膜60の延伸範囲は、適宜選択できるが、例えば、一側面20aを基準として、樹脂成形体20の奥行き最大寸法の1%以上30%以下が好ましく、3%以上25%以下がより好ましい。

0021

図2B,2Cに示すように、発光装置100において、第2膜60は、封止部材70が凹部10rから溢れて一側面20a上の第1膜50上へ膜状に延び広がった部分である。このように、第2膜60が封止部材70の一部であることは好ましい。これにより、第2膜60を樹脂成形体20上により強固に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落をよりいっそう抑制しやすい。また、第2膜60を封止部材70の一部で形成することで、第2膜60を簡便に形成することができる。

0022

図2B,2Cに示すように、封止部材70は、発光素子40,42に励起される蛍光物質80を含有している。そして、蛍光物質80は、封止部材70中において、凹部10r開口側よりも凹部10rの底面側に多く存在している。樹脂成形体の一側面20aにおける戻り光反射を抑制する第1膜50の技術的意義を考慮すると、第1膜50上に存在する発光物質は少ないほど好ましく、第1膜50上に発光物質が存在しないことが最も好ましい。したがって、封止部材70中の蛍光物質80が凹部10rの底面側に多く存在していることで、例えば第2膜60中など第1膜50上への蛍光物質80の配置が抑えられ、好ましい。このような蛍光物質80の配置は、例えば遠心分離法などによって蛍光物質80を強制的に凹部10rの底面側に沈降させることで実現することができる。

0023

図3は、実施の形態1に係る発光装置100の一変形例を示す概略断面図である。図3に示すように、本変形例の発光装置において、第2膜62は、封止部材70とは別に設けられ、且つ一側面20a上の第1膜50上に設けられている。そして、封止部材70は、凹部10rから溢れて、第2膜62を被覆している。このように、第2膜62の少なくとも一部が封止部材70に被覆されていることは好ましい。これにより、第2膜62を樹脂成形体20上に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落を抑制しやすい。

0024

以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置及び照明装置における各構成要素について説明する。

0025

(素子収容器10)
素子収容器10は、発光素子40,42を収容し、その発光素子40,42に外部から給電するための端子電極)を有する容器である。素子収容器10は、少なくとも、樹脂成形体20と、リード電極30,32と、により構成される。素子収容器10は、例えば「パッケージ」などと呼ばれるものであってよい。本実施の形態の素子収容器10は、側面発光型の発光装置用である。

0026

(樹脂成形体20)
樹脂成形体20は、素子収容器10における容器の母体をなす。樹脂成形体20は、素子収容器10の外形の一部を構成している。樹脂成形体20は、前方への光取り出し効率の観点から、発光素子40,42の発光ピーク波長における光反射率が、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、樹脂成形体20は、白色であることが好ましい。樹脂成形体20は、硬化若しくは固化前には流動性を有する状態つまり液状(ゾル状又はスラリー状を含む)を経る。樹脂成形体20は、射出成形法トランスファ成形法などにより成形することができる。

0027

樹脂成形体20の母材は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、以下に示す樹脂は、その変性樹脂ハイブリッド樹脂を含む)も含むものする。樹脂成形体の母材としては、射出成形法により成形しやすく、熱硬化性樹脂に比べて安価な観点において、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂半芳香族ポリアミド樹脂芳香族ポリフタルアミド樹脂、ポリシクロキシレンジメチレンテレフタレート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などが挙げられる。なかでも、脂肪族ポリアミド樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレートのうちのいずれか1つが好ましい。また、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べ、耐熱性及び耐光性に優れ、長寿命で、信頼性が高い観点で好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂シリコーン樹脂ポリビスマレイミドトリアジン樹脂ポリイミド樹脂ポリウレタン樹脂不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のうちのいずれか1つが好ましい。特に、不飽和ポリエステル樹脂及びその変性樹脂は、熱硬化性樹脂の優れた耐熱性及び耐光性を有しながら、射出成形法により成形可能であるため好ましい。具体的には、特開2013−153144号公報、特開2014−207304号公報、特開2014−123672号公報などに記載されている樹脂が挙げられる。樹脂成形体20は、光反射性、機械的強度熱伸縮性などの観点から、母材中に、以下のような白色顔料充填剤を含有することが好ましいが、これに限定されない。

0028

白色顔料は、酸化チタン酸化亜鉛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チタン酸バリウム硫酸バリウム水酸化アルミニウム酸化アルミニウム酸化ジルコニウムなどが挙げられる。白色顔料は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、酸化チタンは、屈折率が比較的高く、光隠蔽性に優れるため、好ましい。白色顔料の形状は、適宜選択でき、不定形破砕状)でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。白色顔料の粒径(以下「粒径」は例えば平均粒径D50で定義される)は、適宜選択できるが、0.01μm以上1μm以下であることが好ましく、0.1μm以上0.5μm以下であることがより好ましい。樹脂成形体20中の白色顔料の含有量は、適宜選択でき、樹脂成形体20の光反射性の観点では多いほうが良いが、流動性への影響も考慮して、20wt%以上70wt%以下であることが好ましく、30wt%以上60wt%以下であることがより好ましい。なお、「wt%」は、重量パーセントであり、全構成材料の総重量に対する各材料の重量の比率を表す。

0029

充填剤は、酸化珪素、酸化アルミニウム、ガラスチタン酸カリウム、珪酸カルシウム(ワラストナイト)、マイカタルクなどが挙げられる。充填剤は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。但し、充填剤は、上記白色顔料とは異なるものとする。特に、樹脂成形体20の熱膨張係数低減剤としては、酸化珪素(粒径は好ましくは5μm以上100μm以下、より好ましくは5μm以上30μm以下)が好ましい。強化剤としては、ガラス、チタン酸カリウム、珪酸カルシウム(ワラストナイト)が好ましい。中でも、珪酸カルシウム(ワラストナイト)又はチタン酸カリウムは比較的径が小さく、薄型の樹脂成形体20に好適である。具体的には、強化剤の平均繊維径は、適宜選択できるが、例えば0.05μm以上100μm以下であり、0.1μm以上50μm以下が好ましく、1μm以上30μm以下がより好ましく、2μm以上15μm以下がよりいっそう好ましい。強化剤の平均繊維長は、適宜選択できるが、例えば0.1μm以上1mm以下であり、1μm以上200μm以下が好ましく、3μm以上100μm以下がより好ましく、5μm以上50μm以下がよりいっそう好ましい。強化剤の平均アスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)は、適宜選択できるが、例えば2以上300以下であり、2以上100以下が好ましく、3以上50以下がより好ましく、5以上30以下がよりいっそう好ましい。充填剤の形状は、適宜選択でき、不定形(破砕状)でもよいが、強化剤としての機能の観点では繊維状(針状)若しくは板状(鱗片状)が好ましく、流動性の観点では球状が好ましい。樹脂成形体20中の充填剤の含有量は、樹脂成形体20の熱膨張係数、機械的強度などを考慮して適宜決めればよいが、10wt%以上80wt%以下が好ましく、30wt%以上60wt%以下がより好ましい(うち強化剤は5wt%以上30wt%以下が好ましく、5wt%以上20wt%以下がより好ましい)。

0030

(リード電極30,32)
一対のリード電極30,32は、素子収容器10における正負一対の端子(電極)を構成する。1つの素子収容器10におけるリード電極は、少なくとも一対あって、3つ以上あってもよい。1つの素子収容器10にある複数乃至全てのリード電極は、樹脂成形体20の異なる方向に面する複数の外面から其々延出してもよいが、樹脂成形体20の一方向に面する一外面(例えば下面20b)から延出していることが好ましい。リード電極30,32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、又はこれらの合金平板に、プレス打ち抜きを含む)、エッチング圧延など各種の加工を施したものが母体となる。リード電極30,32は、これらの金属又は合金の積層体で構成されてもよいが、単層で構成されるのが簡便で良い。特に、銅を主成分とする銅合金燐青銅鉄入り銅など)が好ましい。また、その表面に、銀、アルミニウム、ロジウム又はこれらの合金などの光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に優れる銀又は銀合金が好ましい。特に、硫黄光沢剤を用いた銀又は銀合金の膜(例えばめっき膜)は、膜の表面が平滑で、極めて高い光反射性が得られる。なお、この光沢剤中の硫黄及び/又は硫黄化合物は、銀又は銀合金の結晶粒中及び/又は結晶粒界散在することになる(硫黄の含有量としては例えば50ppm以上300ppm以下)。光反射膜の光沢度は、適宜選択できるが、1.5以上であることが好ましく、1.8以上であることがより好ましい。なお、この光沢度は、GAM(Graphic Arts Manufacturing)社製のdigital densitometer Model 144を用いて測定される値とする。リード電極30,32の厚さは、適宜選択できるが、例えば0.05mm以上1mm以下が挙げられ、0.07mm以上0.3mm以下が好ましく、0.1mm以上0.2mm以下がより好ましい。リード電極30,32は、例えばリードフレーム小片であってもよい。

0031

(発光素子40,42)
発光素子40,42は、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)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40,42は、多くの場合に基板を有するが、少なくとも、種々の半導体で構成される素子構造と、正負(pn)一対の電極と、を有するものであればよい。特に、紫外可視域の発光が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。発光素子40,42の発光ピーク波長は、発光効率、他の光源の光との混色関係、蛍光物質の励起効率などの観点から、青色域にあることが好ましく、445nm以上465nm以下の範囲がより好ましい。このほか、緑色〜赤色発光ガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子を含んでいてもよい。正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子40,42の場合、各電極をワイヤで一対のリード電極30,32と接続される(フェイスアップ実装)。また、各電極を導電性の接着部材で一対のリード電極30,32と接続されてもよい(フリップチップ実装フェイスダウン実装))。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40,42の場合、下面電極が導電性の接着部材で一方のリード電極30に接着され、上面電極がワイヤで他方のリード電極32と接続される。1つの素子収容器10に実装される発光素子の個数は1つでも複数でもよい。複数の発光素子40,42は、ワイヤにより直列又は並列に接続することができる。また、1つの素子収容器10に、例えば青色、緑色、赤色発光の3つの発光素子、又は青色、緑色発光の2つの発光素子が実装されてもよい。

0032

(第1膜50)
第1膜50は、導光板110内を導光し発光装置100側へ戻ってきた光の樹脂成形体の一側面20aでの再反射を抑えることができる。このような第1膜50の機能は、複数の発光装置を備えながら、発光させる発光装置を選択的に切り替えることがある照明装置において、特に有効である。第1膜50は、樹脂成形体の一側面20aへの戻り光の吸収性の観点から、発光素子40,42の発光ピーク波長における光反射率が、50%未満であることが好ましく、25%以下であることがより好ましく、10%以下であることがよりいっそう好ましい。さらに、第1膜50は、黒色であることが好ましい。第1膜50は、例えば、樹脂の母材と、その母材中に含有される顔料と、により構成することができる。第1膜50の母材は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂アクリル樹脂ビニル樹脂ポリエステル樹脂、及びこれらの変性樹脂のうちのいずれかであることが好ましい。顔料としては、黒色顔料が好ましく、具体的にはカーボンブラック酸化鉄マグネタイト)のほか、クロムマンガン亜鉛のうちの少なくとも1種と、鉄と、の複合酸化物、又はクロム、マンガン、亜鉛のうちの少なくとも1種と、銅と、の複合酸化物などが好ましい。第1膜50の厚さ(下限値)は、適宜選択できるが、光吸収性の観点から、0.003mm以上であることが好ましく、0.005mm以上であることがより好ましく、0.01mm以上であることがよりいっそう好ましい。第1膜50の厚さ(上限値)は、適宜選択できるが、脱落抑制並びに発光装置100の奥行き寸法の観点から、0.02mm以下であることが好ましく、0.015mm以下であることがより好ましく、0.012mm以下であることがよりいっそう好ましい。第1膜50は、例えばローラによる転写インクジェット印刷、又はオフセット印刷などにより形成することができる。なお、第1膜50は、金型によって樹脂成形体20と一体的に成形することも可能である。

0033

(第2膜60,62)
第2膜60,62の表面は、発光装置100の最外面、特に最前面を構成することが好ましい。第2膜60,62は、第1膜50の光学的機能を活かす観点並びに照明装置150の品位若しくは性能への影響の観点から、発光素子40,42の発光ピーク波長における光透過率が、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、第2膜60,62は、透明であることが好ましく、無色透明であることがより好ましい。また、第2膜60,62(特にその母材)は、衝撃吸収などの観点から、第1膜50(特にその母材)より弾性率が低いことが好ましい。第2膜60,62は、例えば、樹脂の母材のみ、又は樹脂の母材と上記光透過性を維持可能な程度の含有量の充填剤、により構成することができる。第2膜60,62の母材及び充填剤は、後述の封止部材70と同じ材料を用いることができる。なかでも、第2膜60,62の母材は、シリコーン樹脂又はその変性樹脂であることが好ましい。また、封止部材70とは別に設けられる第2膜62の場合には、第2膜62の母材は、第1膜50の母材と同じ材料を用いることも好ましい。また、第2膜62は、第1膜50と同様の方法で形成することができる。なお、第2膜60,62は、発光物質を含有していないことが好ましい。第2膜60,62の厚さ(下限値)は、適宜選択できるが、第1膜50及び自身の脱落抑制の観点から、0.001mm以上であることが好ましく、0.002mm以上であることがより好ましく、0.003mm以上であることがよりいっそう好ましい。第2膜60,62の厚さ(上限値)は、適宜選択できるが、光透過性並びに発光装置100の奥行き寸法の観点から、0.01mm以下であることが好ましく、0.007mm以下であることがより好ましく、0.005mm以下であることがよりいっそう好ましい。

0034

(封止部材70)
封止部材70は、発光素子40,42を封止して、埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材70は、電気的絶縁性を有し、発光素子40,42から出射される光に対して光透過性(好ましくは発光素子40,42の発光ピーク波長における光透過率が60%以上、より好ましくは70%以上、よりいっそう好ましくは80%以上)を有する部材であればよい。封止部材70は、母材中に、少なくとも蛍光物質を含有することが好ましいが、これに限定されない。また、封止部材70は、あることが好ましいが、必ずしも要るとは限らない。封止部材70は、例えば、流動性を有する状態の材料を、ディスペンサなどを用いて素子収容器の凹部10rに滴下ポッティング)した後、硬化若しくは固化させることで形成することができる。また、封止部材70は、金型を用いて成形してもよい。

0035

封止部材70の母材は、シリコーン樹脂、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、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン系樹脂(シリコーン樹脂及びその変性樹脂)は、低弾性率で、耐熱性及び耐光性に特に優れるため好ましい。フェニル基を含むシリコーン系樹脂(メチルフェニルシリコーン系樹脂ジフェニルシリコーン系樹脂)は、シリコーン系樹脂のなかでも耐熱性及びガスバリア性が比較的高く、好ましい。フェニル基を含むシリコーン系樹脂中の珪素原子に結合した全有機基のうちフェニル基の含有率は、例えば5mol%以上80mol%以下であり、20mol%以上70mol%以下であることが好ましく、30mol%以上60mol%以下であることがより好ましい。

0036

(蛍光物質80)
蛍光物質80は、発光素子40,42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。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色光)を出射する発光装置とすることができる。蛍光物質80は、以下に示す具体例のうちの1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。緑色光乃至黄色光を発する蛍光体の具体例としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばY3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばLu3(Al,Ga)5O12:Ce)、シリケート系蛍光体(例えば(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えばCa8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えばSi6−zAlzOzN8−z:Eu(0<Z<4.2))などが挙げられる。赤色光を発する蛍光体の具体例としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CASN又はSCASN)系蛍光体(例えば(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム系蛍光体(例えばK2SiF6:Mn)がある。このほか、蛍光物質80は量子ドットを含んでもよい。量子ドットは、粒径1nm以上100nm以下程度の粒子であり、粒径によって発光波長を変えることができる。量子ドットは、例えば、セレン化カドミウムテルル化カドミウム硫化亜鉛硫化カドミウム硫化鉛セレン化鉛、又はテルル化カドミウム・水銀などが挙げられる。

0037

封止部材70の充填剤は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。封止部材70の充填剤は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、封止部材70の熱膨張係数の低減剤としては、酸化珪素が好ましい。封止部材70の充填剤の形状は、適宜選択できるが、不定形(破砕状)でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。封止部材70中の充填剤の含有量は、適宜選択できるが、封止部材70の熱膨張係数、流動性などを考慮して適宜決めればよいが、0.1wt%以上50wt%以下が好ましく、1wt%以上30wt%以下がより好ましい。また、封止部材70の充填剤として、ナノ粒子(粒径が1nm以上100nm以下の粒子)を用いることで、発光素子40,42の青色光など短波長の光の散乱レイリー散乱を含む)を増大させ、蛍光物質80の使用量を低減することもできる。このナノ粒子の充填剤としては、例えば酸化珪素又は酸化ジルコニウムが好ましい。

0038

(ワイヤ)
ワイヤは、発光素子40,42の電極と、リード電極30,32と、を接続する導線である。具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム、パラジウム又はこれらの合金の金属線(ここでいう「金属」は合金を含む)を用いることができる。特に、封止部材70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又は金合金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀又は銀合金で構成されていてもよい。ワイヤの線径は、適宜選択できるが、5μm以上50μm以下が好ましく、10μm以上40μm以下がより好ましく、15μm以上30μm以下がよりいっそう好ましい。

0039

(接着部材)
接着部材は、発光素子40,42をリード電極30,32に接着する部材である。絶縁性の接着部材は、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などを用いることができる。導電性の接着部材としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系の半田などを用いることができる。

0040

(導光板110)
導光板110は、光透過性の板状部材である。導光板110は、一端面110aを光入射面とし板面の一方を光出射面とする。導光板の一端面110aにおける発光装置100と対向する部位は、平坦であることが好ましいが、凹凸が形成されていてもよい。導光板110は、厚みが全域で均一であってもよいし、発光装置100から遠ざかるほど厚みが小さくなっていたり、入光端部が主要部より徐々に厚くなっていたり、するなど、厚みが部分的に異なっていてもよい。導光板110の母材は、発光装置100から出射される光を透過可能(好ましくは透過率75%以上、より好ましくは透過率85%以上)な材料であればよい。具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、PMMA樹脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリスチレン樹脂、又はガラスなどが挙げられる。

0041

(回路基板120)
回路基板120は、以下のような基体と回路配線により構成することができる。基体は、リジッド基板であれば、樹脂(繊維強化樹脂を含む)、セラミックス、ガラス、金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂としては、エポキシガラスエポキシビスマレイミドトリアジンBT)、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、若しくはこれらの合金などが挙げられる。基体は、可撓性基板フレキシブル基板)であれば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマーなどを用いて構成することができる。回路配線は、基体の少なくとも上面に形成され、基体の内部及び/若しくは側面及び/若しくは下面(裏面)にも形成されていてもよい。また、回路配線は、発光装置100が実装されるランド部、外部接続用端子部、これらを接続する引き出し配線部などを有することが好ましい。回路配線は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、回路配線の表層には、半田など接合部材の濡れ性及び/若しくは光反射性などの観点において、銀、金、又はこれらの合金などの層が設けられていてもよい。また、回路基板120は、適宜、ソルダーレジストカバーレイなどの保護膜を有していてもよい。

0042

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。

0043

<実施例1>
実施例1の発光装置は、図2A〜2Eに示す例の発光装置100の構造を有する側面発光型のLEDである。この発光装置(素子収容器)の大きさは、幅4.2mm、奥行き1.0mm、厚さ0.6mmである。

0044

素子収容器は、樹脂成形体が第1リード電極(負極)及び第2リード電極(正極)と一体に成形されて成っている。素子収容器は、前面に横3.6mm、縦0.43mm、深さ0.43mmの凹部を有している。樹脂成形体は、脂肪族ポリアミド樹脂の母材中に、30wt%の酸化チタンの白色顔料と、15wt%の繊維状の珪酸カルシウム(ワラストナイト)の充填剤を含有している。樹脂成形体は、射出成形法により成形されており、背面(後面)の略中心にゲート痕を有している。なお、ゲート痕とは、金型の樹脂注入口であるゲートで成形された突起である。第1リード電極及び第2リード電極は、銅合金の母体上に銀の反射膜がめっきで形成された厚さ0.125mmの金属小片である。凹部の側面は樹脂成形体の表面で構成され、凹部の底面は樹脂成形体の表面と、第1リード電極及び第2リード電極の表面で構成されている。この凹部の底面を構成する第1リード電極及び第2リード電極の部位は、第1素子実装部及び第2素子実装部である。また、第1リード電極及び第2リード電極は、樹脂成形体の外側にある部位として、第1外部接続端子部及び第2外部接続端子部を有している。第1外部接続端子部及び第2外部接続端子部は、樹脂成形体の下面から延出しその下面に沿うように折り曲げられ、更に左/右側面に沿うように折り曲げられている。この第1外部接続端子部及び第2外部接続端子部の最下部は、樹脂成形体の最下部より0.015mm下位にある。

0045

また、樹脂成形体の前面の凹部周囲の略全領域上には、第1膜が接して設けられている。第1膜は、厚さ0.01mmの黒インキの膜である。第1膜は、フェノール樹脂の母材中に、カーボンブラックの黒色顔料を含有して成っている。第1膜は、ローラによる転写法により形成されている。第1膜上には、第2膜が接して設けられている。第2膜は、後述の封止部材が、凹部から溢れて第1膜の略全領域上に膜状に延び広がった後、硬化して成っている。第2膜の厚さは、0.005mmである。第2膜は、蛍光物質を含有していない。

0046

素子収容器の凹部内には、2つの発光素子が収容されている。この発光素子は、サファイア基板上に、窒化物半導体のn型層活性層、p型層が順次積層された、青色(発光ピーク波長約455nm)発光可能な、縦0.24mm、横0.85mm、厚さ0.12mmの略直方体LEDチップである。2つの発光素子は、第1素子実装部と第2素子実装部上に各々接着部材で接着されている。第1の発光素子のn電極と第1素子実装部、第1発光素子のp電極と第2発光素子のn電極、第2発光素子のp電極と第2素子実装部がワイヤにより各々接続されている。接着部材は、ジメチルシリコーン樹脂である。ワイヤは、線径25μmの銀−金合金線(銀約80%/金約20%)である。

0047

素子収容器の凹部内には、封止部材が発光素子を被覆するように充填されている。封止部材は、メチル・フェニルシリコーン樹脂を母材とし、その母材中に緑色(発光ピーク波長約540nm)発光可能なβサイアロン系蛍光体と赤色(発光ピーク波長約630nm)発光可能なフッ化珪酸カリウム系蛍光体からなる蛍光物質と、0.4wt%の酸化珪素の充填剤と、を含有している。封止部材は、ディスペンサを用いて凹部に滴下(ポッティング)された後、加熱処理により硬化させることで形成される。封止部材の前面は、樹脂成形体の前面と略同一面(硬化収縮により若干の凹面)となっている。蛍光物質は、遠心分離法によって、封止部材中において、凹部の底面側に多く存在している。

実施例

0048

以上のように構成された実施例1の発光装置は、実施の形態1の発光装置100と同様の効果を奏することができる。

0049

本発明の一実施の形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具大型ディスプレイ広告行き先案内などの各種表示装置プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラファクシミリコピー機スキャナなどにおける画像読取装置などに利用することができる。

0050

10…素子収容器(10r…凹部)
20…樹脂成形体(20a…一側面(正面)、20b…下面、20c…上面、20d…左側面、20e…右側面、20f…背面)
30、32…リード電極
40,42…発光素子
50…第1膜
60,62…第2膜
70…封止部材
80…蛍光物質
100…発光装置
110…導光板(110a…一端面)
120…回路基板
150…照明装置

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