JP2009272369A

JP2009272369A - 発光装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2009272369A
Application number: JP2008119607A
Authority: JP
Inventors: Shusaku Kin; 周作金
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2008-05-01
Filing date: 2008-05-01
Publication date: 2009-11-19
Also published as: US20090273000A1

Abstract

【課題】発光効率の高い発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、表面に電極３ｂが形成された基板２と、基板２の表面側に実装された発光素子１と、発光素子１と電極３ｂとを電気的に接続しているワイヤ４と、電極３ｂの表面に形成された反射部１１ｂと、を有している。反射部１１ｂは、ワイヤ４と電極３ｂとの接続部を覆っている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子を備えた発光装置およびその製造方法に関する。

基板の表面側に実装されたＬＥＤ（発光ダイオード）素子などの発光素子を備えた発光装置では、発光素子と基板とがワイヤボンディング接続されるものが多い。そのような発光装置では、基板の表面にワイヤを接続するための電極を備えている必要がある。

図３は一般的な発光装置の上面図および側断面図である。この発光装置は、表面に電極１０３ａ，１０３ｂが形成された基板１０２と、電極１０３ａの表面に実装された発光素子１０１と、を有している。発光素子１０１と電極１０３ｂとはワイヤ１０４によってワイヤボンディング接続されている。この発光装置の、基板１０２の表面側は、透明な封止部１０５で覆われている。封止部１０５は、蛍光体が分散された透明な樹脂材料で形成されている。

この発光装置は、電極１０３ａと電極１０３ｂとの間に電圧が印加されると、発光素子１０１が通電されることによって光を発するように構成されている。封止部１０５に分散された蛍光体は、発光素子１０１が発した光に衝突されて励起されると、発光素子１０１が発した光とは異なる波長の光を発する。

励起された蛍光体は、周囲に等方的に光を発するため、蛍光体が発した光の一部は基板１０２や電極１０３ａ，１０３ｂなどの表面に入射する。また、封止部１０５の内部から外部へ向かう、発光素子１０１や蛍光体が発した光の一部は、封止部１０５と外部空間との界面で全反射されて基板１０２側へ戻ってくるため、基板１０２や電極１０３ａ，１０３ｂなどの表面に入射する。

基板１０２や電極１０３ａ，１０３ｂなどの表面に入射した光は、反射されて封止部１０５の外側へ放出されるが、その一部は反射されずに基板１０２や電極１０３ａ，１０３ｂなどの表面に吸収される。そのため、基板１０２や電極１０３ａ，１０３ｂなどの表面が高い反射率を有しているほど、基板１０２上で吸収される光の量が減少するため、発光装置の発光効率は向上する。

しかし、電極１０３ａ，１０３ｂは、一般的に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）で形成されるが、金は青色領域で反射率が低いという特性を有しており、銀は硫化しやすく、硫化すると黒ずむことにより反射率が急激に低下する。そのため、この発光装置では、電極１０３ａ，１０３ｂの表面に入射した光を多く吸収するため、高い発光効率を得ることが困難である。

特許文献１には、電極の表面で光を吸収することによる発光効率の低下が抑制された発光装置が記載されている。この発光装置は、表面に白色樹脂が塗布された電極が形成された基板に発光素子が実装されており、発光素子と電極とがワイヤによって電気的に接続されている。電極とワイヤとを接続することができるように、電極とワイヤとが接続された接続部の近傍には白色樹脂が配置されていない。この発光装置では、電極の表面よりも高い反射率を有する白色樹脂を電極の表面に塗布することによって、基板上で吸収する光の量を低減させることができるため、発光効率の低下が抑制できる。
特開２００７−３２４２０５号公報

しかし、特許文献１に記載された発光装置では、電極とワイヤとが接続された接続部の近傍には白色樹脂が配置されていない。したがって、この発光装置では、白色樹脂が配置されていない、電極とワイヤとが接続された接続部の近傍に入射した光を多く吸収することにより、発光効率が低下する。

そこで、本発明は、発光効率の高い発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の発光装置は、表面に電極が形成された基板と、該基板の表面側に実装された発光素子と、該発光素子と前記電極とを電気的に接続しているワイヤと、前記電極の表面に形成された反射部と、を有する発光装置において、前記反射部が前記ワイヤと前記電極との接続部を覆っていることを特徴とする。

本発明によれば、発光効率の高い発光装置およびその製造方法を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施形態に係る発光装置について説明する。図１（ａ）は本実施形態に係る発光装置の上面図であり、図１（ｂ）はその発光装置の側断面図である。

本実施形態に係る発光装置は、電極３ａ，３ｂが表面に形成された基板２と、電極３ａの表面に実装された発光素子１と、を有している。発光素子１と電極３ｂとは金で形成されたワイヤ４によってワイヤボンディング接続されている。この発光装置の、基板２の表面側は、透明な封止部５で覆われている。封止部５は、たとえば、蛍光体が分散された樹脂材料やガラス材料などの透明な材料で形成されている。

電極３ａ，３ｂの表面には、電極３ａ，３ｂの表面より高い反射率を有する反射部１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けられている。反射部１１ａ，１１ｂは樹脂材料で形成されている。反射部１１ａ，１１ｂを形成する反射部形成工程は、電極３ａの表面に発光素子１を実装する実装工程を行い、発光素子１と電極３ｂとをワイヤ４によってワイヤボンディング接続する接続工程を行った後に行う。

反射部形成工程では、ディスペンサで樹脂材料を電極３ａ，３ｂの表面に吐出することによって反射部１１ａ，１１ｂを形成する。樹脂材料は、電極３ａ，３ｂの表面に吐出された後に電極３ａ，３ｂの表面全体に自然に広がるように粘性が調整されている。

また、反射部１１ａ，１１ｂの反射率を向上させるため、反射部１１ａ，１１ｂを形成する樹脂材料としては白色のものが用いられる。白色の樹脂材料としては、たとえば、白色の粉末をエポキシ樹脂に分散させたものを用いることができる。白色の粉末としては、たとえば、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの粉末を用いることができる。

発光素子１は、ＬＥＤ素子であり、電極３ａと電極３ｂとの間に電圧が印加されて通電されると光を発する。封止部５に分散された蛍光体は、発光素子１が発した光に衝突されて励起されると、発光素子１が発した光とは異なる波長の光を発する。

励起された蛍光体は、周囲に等方的に光を発するため、蛍光体が発した光の一部は基板２や反射部１１ａ，１１ｂなどの表面に入射する。また、封止部５の内部から外部へ向かう、発光素子１や蛍光体が発した光の一部は、封止部５と外部空間との界面で全反射されて基板２側へ戻ってくるため、基板２や反射部１１ａ，１１ｂなどの表面に入射する。

図３に示した一般的な発光装置において電極の表面に入射する光は、本実施形態に係る発光装置においては電極の表面よりも高い反射率を有する反射部１１ａ，１１ｂの表面に入射する。また、特許文献１に記載された発光装置では、電極とワイヤとが接続された接続部の近傍に白色樹脂が配置されていないことにより発光効率が低下するが、本実施形態に係る発光装置では、接続工程で電極３ｂにワイヤ４を接続した後に、反射部形成工程で反射部１１ｂを形成するため、電極３ｂとワイヤ４との接続部にも隙間なく反射部１１ｂを配置することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る発光装置では、基板上で吸収する光の量を低減させることができるため、発光効率が向上する。

なお、本実施形態に係る発光装置では封止部５に蛍光体が分散されているが、封止部に蛍光体が分散されていなくても、封止部の内部から外部へ向かう光の一部は、封止部と外部空間との界面で全反射されて基板側へ戻ってくる。そのため、この場合にも、基板上で吸収する量を低減させることができるため、発光効率が向上する。

また、本実施形態に係る発光装置のように、蛍光体が封止部に分散されている構成以外でも、たとえば、膜状の蛍光体が封止部の表面や内部に配置されている構成でもよい。
（第２の実施形態）
次に、図２を参照して本発明の第２の実施形態に係る発光装置について説明する。図２（ａ）は本実施形態に係る発光装置の上面図であり、図２（ｂ）はその発光装置の側断面図である。なお、本実施形態に係る発光装置は、以下に示す構成以外は第１の実施形態に係る発光装置と同様に構成されており、共通している部分について同一の符号を付している。

本実施形態に係る発光装置では、電極３ａ，３ｂの表面だけでなく、基板２の表面の、電極３ａ，３ｂが形成されていない領域にも反射部１２が形成されている。反射部１２を形成する反射部形成工程は、電極３ａの表面に発光素子１を実装する実装工程を行い、発光素子１と電極３ｂとをワイヤ４によってワイヤボンディング接続する接続工程を行った後に行う。反射部形成工程では、スピンコート方式で白色の樹脂材料を基板２上に塗布することによって反射部１２を形成する。

また、反射部１２を形成する樹脂材料としては、電極３ａと電極３ｂとが反射部によって電気的に接続されることがないように、絶縁性を有するものが用いられる。反射部１２は、たとえば、エポキシ樹脂に、絶縁体である酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素などの粉末を分散させた樹脂材料で形成される。

本実施形態に係る発光装置では、電極３ａ，３ｂの表面だけでなく、基板２の表面の、電極３ａ，３ｂが形成されていない領域にも反射部１２が配置されているため、基板２の表面の反射率が低い場合にも高い発光効率を得ることができる。また、基板２の上に一括して樹脂材料を塗布して反射部１２を形成することにより、反射部形成工程を短時間で行うことが可能であるため、製造コストを低減させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る発光装置の上面図および側断面図である。本発明の第２の実施形態に係る発光装置の上面図および側断面図である。一般的な発光装置の上面図および側断面図である。

符号の説明

１発光素子
２基板
３ａ，３ｂ電極
４ワイヤ
５封止部
１１ａ，１１ｂ反射部

Claims

表面に電極が形成された基板と、該基板の表面側に実装された発光素子と、該発光素子と前記電極とを電気的に接続しているワイヤと、前記電極の表面に形成された反射部と、を有する発光装置において、
前記反射部が前記ワイヤと前記電極との接続部を覆っていることを特徴とする発光装置。
前記反射部は白色の樹脂材料で形成されている、請求項１に記載の発光装置。
前記樹脂材料には白色の粉末が分散されている、請求項２に記載の発光装置。
前記反射部は絶縁性を有しており、前記反射部が前記基板および前記電極の表面を覆っている、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記基板の表面側が透明な封止部で覆われている、請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
前記封止部は蛍光体を含んでいる、請求項５に記載の発光装置。
前記発光素子は発光ダイオード素子である、請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
電極が形成された基板に発光素子を実装する実装工程と、前記発光素子と前記電極とをワイヤで電気的に接続する接続工程と、を有する発光装置の製造方法において、
少なくとも前記電極の表面に反射部を形成する反射部形成工程をさらに有し、前記反射部形成工程は、前記実装工程および前記接続工程より後に行うことを特徴とする発光装置の製造方法。
前記反射部形成工程は、白色の樹脂材料を塗布することを含んでいる、請求項８に記載の発光装置の製造方法。
前記樹脂材料には白色の粉末が分散されている、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
前記反射部形成工程は、前記樹脂材料をディスペンサによって前記電極の表面に吐出することを含んでいる、請求項９または１０に記載の発光装置の製造方法。
前記樹脂材料は絶縁性を有しており、前記反射部形成工程は、前記樹脂材料をスピンコート方式で前記基板の上に塗布することを含んでいる、請求項９または１０に記載の発光装置の製造方法。
前記発光素子は発光ダイオード素子である、請求項８から１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。