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JP6036103B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP6036103B2 JP2012214595A JP2012214595A JP6036103B2 JP 6036103 B2 JP6036103 B2 JP 6036103B2 JP 2012214595 A JP2012214595 A JP 2012214595A JP 2012214595 A JP2012214595 A JP 2012214595A JP 6036103 B2 JP6036103 B2 JP 6036103B2
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Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.

従来の発光装置として、蛍光体粒子を含む透光性材料や、蛍光体結晶からなる板状の蛍光体層をLED素子の上方に有するものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   As a conventional light-emitting device, a light-transmitting material containing phosphor particles and a device having a plate-like phosphor layer made of phosphor crystals above an LED element are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

特許文献1、2に記載された発光装置によれば、LED素子から直接取り出される光の色と蛍光体層から発せられる蛍光の色との混合色が発光装置の発光色となる。   According to the light-emitting devices described in Patent Literatures 1 and 2, a mixed color of the color of light directly extracted from the LED element and the color of fluorescence emitted from the phosphor layer is the light-emitting color of the light-emitting device.

特開2007−123437号公報JP 2007-123437 A 国際公開第2009/069671号International Publication No. 2009/069671

本発明の目的の一つは、LEDチップの上方に蛍光体層を有する、発光特性に優れた発光装置及びその製造方法を提供することにある。   One of the objects of the present invention is to provide a light emitting device having a phosphor layer above an LED chip and having excellent light emission characteristics, and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、本発明の一態様において、基板と、前記基板上に搭載されたLEDチップと、前記基板上において、前記LEDチップを囲み、前記LEDチップから発せられる光を反射するダム材と、前記ダム材と前記LEDチップとの間に埋め込まれ、前記LEDチップを封止する封止材と、前記LEDチップ上に設置され、透光性無機材料からなる、50〜200μmの厚さを有する板材及び前記板材の前記基板と反対側の面に接する樹脂を含む、50〜200μmの厚さを有する樹脂層を有し、前記板材あるいは前記樹脂層の何れかに蛍光体粒子を含む蛍光体層と、を有する発光装置を提供する。 To achieve the above object, in one aspect of the present invention, a substrate, an LED chip mounted on the substrate, a dam that surrounds the LED chip on the substrate and reflects light emitted from the LED chip. and wood, is embedded between the dam member and the LED chip, wherein the encapsulant of the LED chip is sealed, placed on the LED chip, consisting of translucent inorganic material, the thickness of 50~200μm containing resin in contact with the plate material and the substrate opposite to the surface of the plate with is, have a resin layer having a thickness of 50 to 200 [mu] m, including phosphor particles on either the plate or the resin layer And a phosphor layer.

上記発光装置において、前記蛍光体粒子は前記樹脂層に含まれてもよい。   In the light emitting device, the phosphor particles may be included in the resin layer.

上記発光装置において、前記蛍光体粒子は前記板材に含まれてもよい。   In the light emitting device, the phosphor particles may be included in the plate material.

上記発光装置において、前記板材の屈折率よりも前記樹脂の屈折率が小さいことが好ましい。   In the light emitting device, it is preferable that the refractive index of the resin is smaller than the refractive index of the plate member.

上記発光装置において、前記板材が前記LEDチップに接し、前記LEDチップの前記板材に接する層の屈折率よりも前記板材の屈折率が小さく、前記板材の屈折率よりも前記樹脂の屈折率が小さくてもよい。   In the light emitting device, the plate material is in contact with the LED chip, the refractive index of the plate material is smaller than the refractive index of the layer in contact with the plate material of the LED chip, and the refractive index of the resin is smaller than the refractive index of the plate material. May be.

また、本発明の他の態様において、基板と、前記基板上に搭載されたLEDチップと、前記基板上おいて、前記LEDチップを囲み、前記LEDチップから発せられる光を反射するダム材と、前記ダム材と前記LEDチップとの間に埋め込まれ、前記LEDチップを封止する封止材と、前記LEDチップ上に設置され、透光性無機材料からなる、50〜200μmの厚さを有する板材及び前記板材と反対側の面に接する、50〜200μmの厚さを有する樹脂層を有し、前記板材あるいは前記樹脂層の何れかに蛍光体粒子を含む蛍光体層と、を有する発光装置の製造方法であって、前記基板上に前記LEDチップを搭載する工程と、前記LEDチップを搭載する前又は後に、前記LEDチップを囲む前記ダム材を前記基板上に形成する工程と、前記ダム材と前記LEDチップとの間に、前記LEDチップを封止する前記封止材を形成する工程と、前記LEDチップ上に、前記板材あるいは前記樹脂層の何れか1つに前記蛍光体粒子を含む前記蛍光体層を、前記LEDチップに接するように形成する工程と、を含む、発光装置の製造方法を提供する。 In another aspect of the present invention, a substrate, an LED chip mounted on the substrate, a dam material that surrounds the LED chip on the substrate and reflects light emitted from the LED chip, A sealing material embedded between the dam material and the LED chip and sealing the LED chip; and a thickness of 50 to 200 μm that is installed on the LED chip and is made of a light-transmitting inorganic material. A light emitting device having a plate material and a phosphor layer having a thickness of 50 to 200 μm in contact with a surface opposite to the plate material, and including phosphor particles in either the plate material or the resin layer a method of manufacturing, the step of mounting the LED chip on the substrate, before or after mounting the LED chip, forming the dam member surrounding the LED chip on the substrate, A step of forming the sealing material for sealing the LED chip between the dam material and the LED chip; and the phosphor on either the plate material or the resin layer on the LED chip. Forming a phosphor layer including particles so as to be in contact with the LED chip.

上記発光装置の製造方法において、前記樹脂層は、コンプレッション成形、スピンコート、静電塗布、静電噴霧又はスクリーン印刷により前記板材上に形成されてもよい。   In the method for manufacturing the light emitting device, the resin layer may be formed on the plate material by compression molding, spin coating, electrostatic coating, electrostatic spraying, or screen printing.

上記発光装置の製造方法において、前記板材は、熱圧着により前記LEDチップに接着されてもよい。   In the method for manufacturing the light emitting device, the plate material may be bonded to the LED chip by thermocompression bonding.

本発明によれば、LEDチップの上方に蛍光体層を有する、発光特性に優れた発光装置及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device which has the fluorescent substance layer above LED chip, and was excellent in the light emission characteristic, and its manufacturing method can be provided.

図1は、第1の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment. 図2(a)〜(c)は、第1の実施の形態に係る発光装置の製造工程を表す垂直断面図である。2A to 2C are vertical cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the light emitting device according to the first embodiment. 図3は、第2の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment.

〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置10は、基板11と、基板11上に搭載されたLEDチップ12と、LEDチップ12を囲むダム材13と、ダム材13とLEDチップ12との間に埋め込まれる封止材14と、LEDチップ12上の蛍光体層15と、を有する。発光装置10は、例えば、挟指向性LED光源として、車のヘッドライトに適用することができる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment. The light emitting device 10 includes a substrate 11, an LED chip 12 mounted on the substrate 11, a dam material 13 surrounding the LED chip 12, a sealing material 14 embedded between the dam material 13 and the LED chip 12, And a phosphor layer 15 on the LED chip 12. The light emitting device 10 can be applied to a headlight of a car as a sandwiched directional LED light source, for example.

基板11は、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)や窒化アルミニウム等のセラミックからなる。   The substrate 11 is made of a ceramic such as aluminum oxide (alumina) or aluminum nitride, for example.

LEDチップ12は、例えば、フリップチップ型であり、LEDチップ基板12aとLEDチップ基板12aの基板11側の面上の結晶層12bとを有する。結晶層12bは、LEDチップ基板12a上にエピタキシャル結晶成長により形成される。結晶層12bはn型半導体層とp型半導体層に挟まれた発光層を有し、n型半導体層とp型半導体層は、基板11上の図示しない導電パターンに接続される。LEDチップ12から発せられる光は、蛍光体層15側から取り出される。なお、LEDチップ12は、フリップチップ型に限られず、例えば、フェイスアップ型でもよい。   The LED chip 12 is, for example, a flip chip type, and includes an LED chip substrate 12a and a crystal layer 12b on the surface of the LED chip substrate 12a on the substrate 11 side. The crystal layer 12b is formed by epitaxial crystal growth on the LED chip substrate 12a. The crystal layer 12 b has a light emitting layer sandwiched between an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, and the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer are connected to a conductive pattern (not shown) on the substrate 11. The light emitted from the LED chip 12 is extracted from the phosphor layer 15 side. The LED chip 12 is not limited to the flip chip type, and may be a face-up type, for example.

ダム材13は、例えば、二酸化チタン等の光反射性粒子を含むシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂からなる。ダム材13は、LEDチップ12から発せられる光を反射する。   The dam material 13 is made of, for example, a resin such as a silicone resin or an epoxy resin including light reflective particles such as titanium dioxide. The dam material 13 reflects the light emitted from the LED chip 12.

封止材14は、LEDチップ12を封止する部材であり、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂や、ガラスからなる。   The sealing material 14 is a member that seals the LED chip 12 and is made of, for example, a resin such as a silicone resin or an epoxy resin, or glass.

蛍光体層15は、ガラス板15a及びガラス板15aの基板11の反対側の面(図1の上側の面)に接する蛍光体含有樹脂層15bを有する。   The phosphor layer 15 includes a glass plate 15a and a phosphor-containing resin layer 15b that is in contact with the surface of the glass plate 15a opposite to the substrate 11 (the upper surface in FIG. 1).

ガラス板15aは、例えば、P、ZnO、Bi等の低融点ガラスからなり、LEDチップ12の上面(LEDチップ12がフリップチップ型である場合はLEDチップ基板12aの表面)に熱圧着される。この場合、ガラス板15aはLEDチップ12に接する。ガラス板15aの屈折率は、例えば、1.4〜2.2である。ガラス板15aの厚さは、例えば、50〜200μmである。 The glass plate 15a is made of, for example, low melting point glass such as P 2 O 3 , ZnO, Bi 2 O 3 and the upper surface of the LED chip 12 (the surface of the LED chip substrate 12a when the LED chip 12 is a flip chip type). It is thermocompression bonded to. In this case, the glass plate 15 a contacts the LED chip 12. The refractive index of the glass plate 15a is, for example, 1.4 to 2.2. The thickness of the glass plate 15a is, for example, 50 to 200 μm.

なお、接着層を介してLEDチップ12上に設置される場合は、ガラス板15aは低融点ガラスからなるものでなくてもよい。接着層の材料としては、例えば、屈折率がおよそ1.5〜1.7のアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、又はガラス系接着剤を用いることができる。   In addition, when installing on the LED chip 12 through an adhesive layer, the glass plate 15a does not need to consist of low melting glass. As the material for the adhesive layer, for example, an acrylic adhesive having a refractive index of approximately 1.5 to 1.7, a silicone adhesive, an epoxy adhesive, or a glass adhesive can be used.

蛍光体含有樹脂層15bは、蛍光体の粒子を含む樹脂からなる。蛍光体含有樹脂層15bを構成する樹脂は、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂又はシリコーン系とエポキシ系のハイブリッド樹脂である。蛍光体含有樹脂層15bを構成する樹脂の屈折率は、例えば、1.4〜1.6である。蛍光体含有樹脂層15bの厚さは、例えば、50〜200μmである。   The phosphor-containing resin layer 15b is made of a resin containing phosphor particles. The resin constituting the phosphor-containing resin layer 15b is, for example, a silicone resin, an epoxy resin, or a hybrid resin of silicone and epoxy. The refractive index of the resin that constitutes the phosphor-containing resin layer 15b is, for example, 1.4 to 1.6. The thickness of the phosphor-containing resin layer 15b is, for example, 50 to 200 μm.

蛍光体含有樹脂層15bに含まれる蛍光体としては、次のようなものを用いることができる。青色蛍光体としては、例えば、BaMgAl1017:Eu2+等のアルミン酸蛍光体を用いることができる。緑〜橙色蛍光体としては、例えば、(Y,Tb,Lu)Al12:Ce3+等のガーネット系蛍光体、(Ba,Sr)SiO:Eu2+、(Ba,Sr)SiO:Eu2+等のオルトケイ酸塩系蛍光体、又はCa(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+、SrSi:Eu2+等の酸窒化物蛍光体を用いることができる。赤色蛍光体としては、(Ca,Sr)AlSiN:Eu2+等の窒化物系蛍光体、又はKSiF:Mn4+等のフッ化物系蛍光体を用いることができる。 As the phosphor included in the phosphor-containing resin layer 15b, the following can be used. As the blue phosphor, for example, an aluminate phosphor such as BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ can be used. Examples of green to orange phosphors include garnet phosphors such as (Y, Tb, Lu) 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ , (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ , (Ba, Sr) 3. An orthosilicate phosphor such as SiO 5 : Eu 2+ or an oxynitride phosphor such as Ca (Si, Al) 12 (O, N) 16 : Eu 2+ , SrSi 2 O 2 N 2 : Eu 2+ is used. be able to. As the red phosphor, a nitride phosphor such as (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu 2+ or a fluoride phosphor such as K 2 SiF 6 : Mn 4+ can be used.

蛍光体含有樹脂層15bに含まれる蛍光体は、LEDチップ12から発せられた光のエネルギーを吸収し、蛍光を発する。LEDチップ12から発せられて蛍光体含有樹脂層15bを透過して外部へ射出される光の色と、蛍光体から発せられる蛍光の色との混色が発光装置10の発光色となる。例えば、発光装置10の発光色が白色である場合、(A)紫外光又は紫色光を発するLEDチップ12+青色蛍光体、又は(B)青色光を発するLEDチップ12と、(α)黄色蛍光体、(β)黄色蛍光体+赤色蛍光体、又は(γ)緑色蛍光体+赤色蛍光体との組み合わせ(全6通り)が考えられる。   The phosphor contained in the phosphor-containing resin layer 15b absorbs the energy of light emitted from the LED chip 12 and emits fluorescence. A color mixture of light emitted from the LED chip 12 and transmitted through the phosphor-containing resin layer 15 b to the outside and a color of fluorescence emitted from the phosphor becomes a light emission color of the light emitting device 10. For example, when the emission color of the light emitting device 10 is white, (A) an LED chip 12 that emits ultraviolet light or violet light + a blue phosphor, or (B) an LED chip 12 that emits blue light, and (α) a yellow phosphor. , (Β) yellow phosphor + red phosphor, or (γ) green phosphor + red phosphor combinations (6 types in total).

なお、LEDチップ12から発せられる光の蛍光体含有樹脂層15bの上面での反射を低減して光取出効率を向上させるために、蛍光体含有樹脂層15bの上面に凹凸が設けられてもよい。   In order to improve the light extraction efficiency by reducing the reflection of light emitted from the LED chip 12 on the upper surface of the phosphor-containing resin layer 15b, the upper surface of the phosphor-containing resin layer 15b may be provided with unevenness. .

蛍光体含有樹脂層15bの下にガラス板15aが位置するため、蛍光体含有樹脂層15bが直接LEDチップ12上に設けられる場合と比較して、LEDチップ12から発せられた熱が蛍光体含有樹脂層15bに伝わりにくく、蛍光体の昇温による蛍光特性の低下を抑えることができる。   Since the glass plate 15a is located under the phosphor-containing resin layer 15b, the heat generated from the LED chip 12 is phosphor-containing compared to the case where the phosphor-containing resin layer 15b is directly provided on the LED chip 12. It is difficult to be transmitted to the resin layer 15b, and it is possible to suppress a decrease in fluorescence characteristics due to the temperature rise of the phosphor.

LEDチップ12から発せられる光のガラス板15aと蛍光体含有樹脂層15bとの界面における反射を抑えるために、ガラス板15aの屈折率よりも蛍光体含有樹脂層15bを構成する樹脂の屈折率が小さいことが好ましい。   In order to suppress reflection of light emitted from the LED chip 12 at the interface between the glass plate 15a and the phosphor-containing resin layer 15b, the refractive index of the resin constituting the phosphor-containing resin layer 15b is higher than the refractive index of the glass plate 15a. Small is preferable.

さらに、LEDチップ12とガラス板15aが接する場合は、LEDチップ12のガラス板15aと接する層の屈折率よりもガラス板15aの屈折率が小さく、ガラス板15aの屈折率よりも蛍光体含有樹脂層15bを構成する樹脂の屈折率が小さいことが好ましい。   Further, when the LED chip 12 and the glass plate 15a are in contact, the refractive index of the glass plate 15a is smaller than the refractive index of the layer in contact with the glass plate 15a of the LED chip 12, and the phosphor-containing resin is lower than the refractive index of the glass plate 15a. The refractive index of the resin constituting the layer 15b is preferably small.

例えば、LEDチップ12が図1に示されるようなフリップチップ型であり、LEDチップ基板12aとガラス板15aが接する場合は、LEDチップ基板12aの屈折率よりもガラス板15aの屈折率が小さく、ガラス板15aの屈折率よりも蛍光体含有樹脂層15bを構成する樹脂の屈折率が小さいことが好ましい。例えば、LEDチップ基板12aが、屈折率がおよそ1.7のサファイア基板である場合は、ガラス板15aの屈折率は1.7未満であることが好ましい。また、LEDチップ基板12aが、屈折率がおよそ2.2の窒化ガリウム基板である場合は、ガラス板15aの屈折率は2.2未満であることが好ましい。   For example, when the LED chip 12 is a flip chip type as shown in FIG. 1 and the LED chip substrate 12a and the glass plate 15a are in contact, the refractive index of the glass plate 15a is smaller than the refractive index of the LED chip substrate 12a. The refractive index of the resin constituting the phosphor-containing resin layer 15b is preferably smaller than the refractive index of the glass plate 15a. For example, when the LED chip substrate 12a is a sapphire substrate having a refractive index of approximately 1.7, the refractive index of the glass plate 15a is preferably less than 1.7. In addition, when the LED chip substrate 12a is a gallium nitride substrate having a refractive index of approximately 2.2, the refractive index of the glass plate 15a is preferably less than 2.2.

また、LEDチップ基板12aとガラス板15aの間に、これらを接着するための接着層が設けられる場合は、LEDチップ基板12aの屈折率よりも接着層の屈折率が小さく、接着層の屈折率よりもガラス板15aの屈折率が小さいことが好ましい。   Further, when an adhesive layer for adhering these is provided between the LED chip substrate 12a and the glass plate 15a, the refractive index of the adhesive layer is smaller than the refractive index of the LED chip substrate 12a, and the refractive index of the adhesive layer. It is preferable that the refractive index of the glass plate 15a is smaller than that.

また、LEDチップ12がフリップチップ型であり、LEDチップ基板12aがGaN基板である場合は、LEDチップ基板12aの屈折率がおよそ2.2と比較的高く、LEDチップ基板12aとガラス板15aとの界面において反射が生じやすい。このため、LEDチップ基板12aとガラス板15aとの間に反射防止膜(ARコート)を設けてもよい。この反射防止膜は、例えば、SiOからなる。 When the LED chip 12 is a flip chip type and the LED chip substrate 12a is a GaN substrate, the refractive index of the LED chip substrate 12a is relatively high at about 2.2, and the LED chip substrate 12a, the glass plate 15a, Reflection is likely to occur at the interface. For this reason, an antireflection film (AR coating) may be provided between the LED chip substrate 12a and the glass plate 15a. This antireflection film is made of, for example, SiO 2 .

以下に、発光装置10の製造方法の一例を示す。   Below, an example of the manufacturing method of the light-emitting device 10 is shown.

図2(a)〜(c)は、第1の実施の形態に係る発光装置10の製造工程を表す垂直断面図である。   2A to 2C are vertical cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the light emitting device 10 according to the first embodiment.

まず、図2(a)に示される様に、基板11上にLEDチップ12を搭載し、ダム材13を形成する。LEDチップ12の搭載とダム材13の形成とは、どちらが先でもよい。   First, as shown in FIG. 2A, the LED chip 12 is mounted on the substrate 11 to form the dam material 13. Either the LED chip 12 or the dam member 13 may be formed first.

ダム材13は、例えば、スクリーン印刷や、ディスペンサによる吐出により樹脂を設置した後、その樹脂を加熱して硬化させることにより形成される。   The dam material 13 is formed by, for example, installing a resin by screen printing or discharging by a dispenser and then heating and curing the resin.

次に、図2(b)に示される様に、基板11上のダム材13とLEDチップ12の間に封止材14を形成する。封止材14は、例えば、ディスペンサにより液状の樹脂を吐出し、その樹脂を加熱して硬化させることにより形成される。   Next, as shown in FIG. 2B, a sealing material 14 is formed between the dam material 13 on the substrate 11 and the LED chip 12. The sealing material 14 is formed, for example, by discharging a liquid resin with a dispenser and heating and curing the resin.

次に、図2(c)に示される様に、LEDチップ12上に蛍光体層15を設置する。このとき、コンプレッション成形、スピンコート、静電塗布、静電噴霧等により蛍光体含有樹脂層15bをガラス板15a上に形成した後にLEDチップ12上に設置してもよいし、ガラス板15aをLEDチップ12上に設置した後にスクリーン印刷等により蛍光体含有樹脂層15bをガラス板15a上に形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 2C, the phosphor layer 15 is installed on the LED chip 12. At this time, the phosphor-containing resin layer 15b may be formed on the glass plate 15a by compression molding, spin coating, electrostatic coating, electrostatic spraying, or the like, and then placed on the LED chip 12, or the glass plate 15a may be LED After installing on the chip 12, the phosphor-containing resin layer 15b may be formed on the glass plate 15a by screen printing or the like.

また、LEDチップ12上に蛍光体層15を直接設置する場合は、熱圧着によりガラス板15aをLEDチップ12に接着することができる。   When the phosphor layer 15 is directly installed on the LED chip 12, the glass plate 15a can be bonded to the LED chip 12 by thermocompression bonding.

〔第2の実施の形態〕
第2の実施の形態は、蛍光体層の構成において第1の実施の形態と異なる。第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Second Embodiment]
The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the phosphor layer. The description of the same points as in the first embodiment will be omitted or simplified.

図3は、第2の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置20は、基板11と、基板11上に搭載されたLEDチップ12と、LEDチップ12を囲むダム材13と、ダム材13とLEDチップ12との間に埋め込まれる封止材14と、LEDチップ12上の蛍光体層25と、を有する。   FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment. The light emitting device 20 includes a substrate 11, an LED chip 12 mounted on the substrate 11, a dam material 13 surrounding the LED chip 12, a sealing material 14 embedded between the dam material 13 and the LED chip 12, And a phosphor layer 25 on the LED chip 12.

蛍光体層25は、蛍光体含有ガラス板25a及び蛍光体含有ガラス板25aの上面(図3の上側の面)に接する樹脂層25bを有する。   The phosphor layer 25 includes a phosphor-containing glass plate 25a and a resin layer 25b in contact with the upper surface (the upper surface in FIG. 3) of the phosphor-containing glass plate 25a.

蛍光体含有ガラス板25aは、第1の実施の形態のガラス板15aを構成するガラスと同様のガラスで構成される。蛍光体含有ガラス板25aを構成するガラスの屈折率は、例えば、1.4〜2.2である。また、蛍光体含有ガラス板25aは蛍光体の粒子を含む。蛍光体含有ガラス板25aの厚さは、例えば、50〜200μmである。蛍光体含有ガラス板25aに含まれる蛍光体としては、第1の実施の形態の蛍光体含有樹脂層15bに含まれる蛍光体と同様のものを用いることができる。   The phosphor-containing glass plate 25a is made of the same glass as the glass constituting the glass plate 15a of the first embodiment. The refractive index of the glass which comprises the fluorescent substance containing glass plate 25a is 1.4-2.2, for example. The phosphor-containing glass plate 25a includes phosphor particles. The thickness of the phosphor-containing glass plate 25a is, for example, 50 to 200 μm. As a fluorescent substance contained in the fluorescent substance containing glass plate 25a, the thing similar to the fluorescent substance contained in the fluorescent substance containing resin layer 15b of 1st Embodiment can be used.

蛍光体含有ガラス板25aに含まれる蛍光体は、LEDチップ12から発せられた光のエネルギーを吸収し、蛍光を発する。LEDチップ12から発せられて蛍光体含有ガラス板25aを透過して外部へ射出される光の色と、蛍光体から発せられる蛍光の色との混色が発光装置10の発光色となる。   The phosphor contained in the phosphor-containing glass plate 25a absorbs the energy of light emitted from the LED chip 12 and emits fluorescence. A mixed color of the color of light emitted from the LED chip 12 and transmitted through the phosphor-containing glass plate 25a to the outside and the color of fluorescence emitted from the phosphor become the emission color of the light emitting device 10.

樹脂層25bは、第1の実施の形態の蛍光体含有樹脂層15bを構成する樹脂と同様の樹脂で構成される。樹脂層25bの屈折率は、例えば、1.4〜1.6である。樹脂層25bの厚さは、例えば、50〜200μmである。   The resin layer 25b is made of the same resin as that constituting the phosphor-containing resin layer 15b of the first embodiment. The refractive index of the resin layer 25b is, for example, 1.4 to 1.6. The thickness of the resin layer 25b is, for example, 50 to 200 μm.

なお、LEDチップ12から発せられる光の樹脂層25bの上面での反射を低減して光取出効率を向上させるために、樹脂層25bの上面に凹凸が設けられてもよい。   In order to improve the light extraction efficiency by reducing the reflection of light emitted from the LED chip 12 on the upper surface of the resin layer 25b, the upper surface of the resin layer 25b may be provided with unevenness.

LEDチップ12から発せられる光の蛍光体含有ガラス板25aと樹脂層25bとの界面における反射を抑えるために、蛍光体含有ガラス板25aを構成するガラスの屈折率よりも樹脂層25bの屈折率が小さいことが好ましい。   In order to suppress reflection of light emitted from the LED chip 12 at the interface between the phosphor-containing glass plate 25a and the resin layer 25b, the refractive index of the resin layer 25b is higher than the refractive index of the glass constituting the phosphor-containing glass plate 25a. Small is preferable.

さらに、LEDチップ12と蛍光体含有ガラス板25aが接する場合は、LEDチップ12の蛍光体含有ガラス板25aと接する層の屈折率よりも蛍光体含有ガラス板25aの屈折率が小さく、蛍光体含有ガラス板25aの屈折率よりも樹脂層25bを構成する樹脂の屈折率が小さいことが好ましい。   Furthermore, when the LED chip 12 and the phosphor-containing glass plate 25a are in contact, the refractive index of the phosphor-containing glass plate 25a is smaller than the refractive index of the layer in contact with the phosphor-containing glass plate 25a of the LED chip 12, and the phosphor-containing material is included. The refractive index of the resin constituting the resin layer 25b is preferably smaller than the refractive index of the glass plate 25a.

さらに、LEDチップ12が図3に示されるようなフリップチップ型であり、LEDチップ基板12aと蛍光体含有ガラス板25aが接する場合は、LEDチップ基板12aの屈折率よりも蛍光体含有ガラス板25aの屈折率が小さく、蛍光体含有ガラス板25aを構成するガラスの屈折率よりも樹脂層25bの屈折率が小さいことが好ましい。例えば、LEDチップ基板12aが、屈折率がおよそ1.7のサファイア基板である場合は、蛍光体含有ガラス板25aを構成するガラスの屈折率は1.7未満であることが好ましい。また、LEDチップ基板12aが、屈折率がおよそ2.2の窒化ガリウム基板である場合は、蛍光体含有ガラス板25aを構成するガラスの屈折率は2.2未満であることが好ましい。   Further, when the LED chip 12 is a flip chip type as shown in FIG. 3 and the LED chip substrate 12a and the phosphor-containing glass plate 25a are in contact with each other, the phosphor-containing glass plate 25a rather than the refractive index of the LED chip substrate 12a. The refractive index of the resin layer 25b is preferably smaller than the refractive index of the glass constituting the phosphor-containing glass plate 25a. For example, when the LED chip substrate 12a is a sapphire substrate having a refractive index of approximately 1.7, the refractive index of the glass constituting the phosphor-containing glass plate 25a is preferably less than 1.7. Further, when the LED chip substrate 12a is a gallium nitride substrate having a refractive index of approximately 2.2, the refractive index of the glass constituting the phosphor-containing glass plate 25a is preferably less than 2.2.

また、LEDチップ基板12aと蛍光体含有ガラス板25aの間に、これらを接着するための接着層が設けられる場合は、LEDチップ基板12aの屈折率よりも接着層の屈折率が小さく、接着層の屈折率よりも蛍光体含有ガラス板25aの屈折率が小さいことが好ましい。   Further, when an adhesive layer for adhering these is provided between the LED chip substrate 12a and the phosphor-containing glass plate 25a, the refractive index of the adhesive layer is smaller than the refractive index of the LED chip substrate 12a. It is preferable that the refractive index of the phosphor-containing glass plate 25a is smaller than the refractive index.

(実施の形態の効果)
上記第1及び2の実施の形態によれば、蛍光体層にガラス板を含めることにより、蛍光体層の強度が増し、設置する際の変形を抑えることができる。また、蛍光体を含む層(蛍光体含有樹脂層又は蛍光体含有ガラス板)を薄くしても蛍光体層の強度が保たれるため、蛍光体を含む層を薄くして蛍光体層内における光散乱を低減し、光取出効率を向上させることができる。蛍光体を含む層が薄くなると光散乱が低減するのは、蛍光体を含む層の厚さが蛍光体の粒径(主に20〜30μmに分布)に近づくと蛍光体同士の厚さ方向の重なりが少なくなるためである。
(Effect of embodiment)
According to the first and second embodiments, by including the glass plate in the phosphor layer, the strength of the phosphor layer is increased, and deformation during installation can be suppressed. In addition, since the strength of the phosphor layer is maintained even if the phosphor-containing layer (phosphor-containing resin layer or phosphor-containing glass plate) is thinned, the phosphor-containing layer is thinned in the phosphor layer. Light scattering can be reduced and light extraction efficiency can be improved. Light scattering is reduced when the layer containing the phosphor is thinned, because the thickness of the layer containing the phosphor approaches the particle size of the phosphor (mainly distributed to 20 to 30 μm). This is because there is less overlap.

また、蛍光体を含む層を薄くすることにより、蛍光体層内における光散乱が低減するため、発光装置の色ムラや輝度ムラを低減することができる。また、蛍光体を含む層を薄くすることにより、蛍光体層からの発熱を効率よく逃がし、発光装置の信頼性を高めることができる。   Further, by thinning the phosphor-containing layer, light scattering in the phosphor layer is reduced, so that color unevenness and luminance unevenness of the light-emitting device can be reduced. Further, by reducing the thickness of the phosphor-containing layer, heat generated from the phosphor layer can be efficiently released, and the reliability of the light-emitting device can be improved.

また、LEDチップとガラス板が接する場合に、LEDチップのガラス板と接する層の屈折率よりもガラス板を構成するガラスの屈折率を小さくし、ガラスの屈折率よりも樹脂層を構成する樹脂の屈折率を小さくすることにより、LEDチップ上に樹脂層のみを設置する場合、及びガラス板のみを設置する場合と比較して、LEDチップから発せられる光の反射を低減し、発光装置の光取出効率を向上させることができる。   Further, when the LED chip and the glass plate are in contact, the resin constituting the resin layer is made smaller than the refractive index of the glass by making the refractive index of the glass constituting the glass plate smaller than the refractive index of the layer in contact with the glass plate of the LED chip. By reducing the refractive index of the light emitting device, the reflection of light emitted from the LED chip is reduced compared with the case where only the resin layer is installed on the LED chip and the case where only the glass plate is installed. The extraction efficiency can be improved.

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、第1の実施の形態のガラス板15aや第2の実施の形態の蛍光体含有ガラス板25aに用いられるガラス板は、上記実施の形態において開示されたもの以外の透光性の無機材料からなる板材であってもよい。例えば、サファイア、ZnO等の結晶質の材料からなる板材を用いることにより、蛍光体から発せられる熱をより効果的に外部へ放出させることもできる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the glass plate used for the glass plate 15a of the first embodiment or the phosphor-containing glass plate 25a of the second embodiment is a translucent inorganic material other than that disclosed in the above embodiment. The board | plate material which consists of may be sufficient. For example, by using a plate material made of a crystalline material such as sapphire or ZnO, heat generated from the phosphor can be more effectively released to the outside.

また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。例えば、第1の実施の形態の蛍光体含有樹脂層15bと第2の実施の形態の蛍光体含有ガラス板25aを有する蛍光体層を用いてもよい。   In addition, the constituent elements of the above-described embodiment can be arbitrarily combined without departing from the spirit of the invention. For example, a phosphor layer having the phosphor-containing resin layer 15b of the first embodiment and the phosphor-containing glass plate 25a of the second embodiment may be used.

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   Moreover, said embodiment does not limit the invention which concerns on a claim. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

10、20 発光装置
11 基板
12 LEDチップ
15、25 蛍光体層
15a ガラス板
15b 蛍光体含有樹脂層
25a 蛍光体含有ガラス板
25b 樹脂層
10, 20 Light emitting device 11 Substrate 12 LED chip 15, 25 Phosphor layer 15a Glass plate 15b Phosphor-containing resin layer 25a Phosphor-containing glass plate 25b Resin layer

Claims (8)

基板と、
前記基板上に搭載されたLEDチップと、
前記基板上において、前記LEDチップを囲み、前記LEDチップから発せられる光を反射するダム材と、
前記ダム材と前記LEDチップとの間に埋め込まれ、前記LEDチップを封止する封止材と、
前記LEDチップ上に設置され、透光性無機材料からなる、50〜200μmの厚さを有する板材及び前記板材の前記基板と反対側の面に接する樹脂を含む、50〜200μmの厚さを有する樹脂層を有し、前記板材あるいは前記樹脂層の何れかに蛍光体粒子を含む蛍光体層と、
を有する発光装置。
A substrate,
An LED chip mounted on the substrate;
On the substrate, a dam material that surrounds the LED chip and reflects light emitted from the LED chip;
A sealing material embedded between the dam material and the LED chip and sealing the LED chip;
It has a thickness of 50 to 200 μm, including a plate material having a thickness of 50 to 200 μm, which is installed on the LED chip and made of a light-transmitting inorganic material, and a resin in contact with the surface of the plate material opposite to the substrate. A phosphor layer having a resin layer and containing phosphor particles in either the plate material or the resin layer;
A light emitting device.
前記蛍光体粒子は前記樹脂層に含まれる、
請求項1に記載の発光装置。
The phosphor particles are included in the resin layer,
The light emitting device according to claim 1.
前記蛍光体粒子は前記板材に含まれる、
請求項1又は2に記載の発光装置。
The phosphor particles are included in the plate material,
The light emitting device according to claim 1.
前記板材の屈折率よりも前記樹脂の屈折率が小さい、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
The refractive index of the resin is smaller than the refractive index of the plate material,
The light-emitting device of any one of Claims 1-3.
前記板材が前記LEDチップに接し、
前記LEDチップの前記板材に接する層の屈折率よりも前記板材の屈折率が小さく、
前記板材の屈折率よりも前記樹脂の屈折率が小さい、
請求項4に記載の発光装置。
The plate material is in contact with the LED chip,
The refractive index of the plate material is smaller than the refractive index of the layer in contact with the plate material of the LED chip,
The refractive index of the resin is smaller than the refractive index of the plate material,
The light emitting device according to claim 4.
基板と、前記基板上に搭載されたLEDチップと、前記基板上おいて、前記LEDチップを囲み、前記LEDチップから発せられる光を反射するダム材と、前記ダム材と前記LEDチップとの間に埋め込まれ、前記LEDチップを封止する封止材と、前記LEDチップ上に設置され、透光性無機材料からなる、50〜200μmの厚さを有する板材及び前記板材と反対側の面に接する、50〜200μmの厚さを有する樹脂層を有し、前記板材あるいは前記樹脂層の何れかに蛍光体粒子を含む蛍光体層と、を有する発光装置の製造方法であって、
前記基板上に前記LEDチップを搭載する工程と、
前記LEDチップを搭載する前又は後に、前記LEDチップを囲む前記ダム材を前記基板上に形成する工程と、
前記ダム材と前記LEDチップとの間に、前記LEDチップを封止する前記封止材を形成する工程と、
前記LEDチップ上に、前記板材あるいは前記樹脂層の何れか1つに前記蛍光体粒子を含む前記蛍光体層を、前記LEDチップに接するように形成する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。
A substrate, an LED chip mounted on the substrate, a dam material surrounding the LED chip on the substrate and reflecting light emitted from the LED chip, and between the dam material and the LED chip Embedded in a sealing material for sealing the LED chip, a plate material that is installed on the LED chip and made of a light-transmitting inorganic material and has a thickness of 50 to 200 μm, and a surface opposite to the plate material A phosphor layer containing a phosphor layer in contact with a resin layer having a thickness of 50 to 200 μm, and either the plate material or the resin layer,
A step of mounting the LED chip on the substrate,
Before or after mounting the LED chip, forming the dam member surrounding the LED chip on the substrate,
Forming the sealing material for sealing the LED chip between the dam material and the LED chip;
Forming the phosphor layer containing the phosphor particles in any one of the plate material or the resin layer on the LED chip so as to be in contact with the LED chip;
A method for manufacturing a light emitting device, comprising:
前記樹脂層は、コンプレッション成形、スピンコート、静電塗布、静電噴霧又はスクリーン印刷により前記板材上に形成される、
請求項6に記載の発光装置の製造方法。
The resin layer is formed on the plate material by compression molding, spin coating, electrostatic coating, electrostatic spraying or screen printing.
A method for manufacturing a light emitting device according to claim 6.
前記板材は、熱圧着により前記LEDチップに接着される、
請求項6又は7に記載の発光装置の製造方法。
The plate material is bonded to the LED chip by thermocompression bonding.
The manufacturing method of the light-emitting device of Claim 6 or 7.
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