發光裝置、背光燈裝置和電子設備的製作方法
2023-05-20 14:23:01 1
專利名稱：發光裝置、背光燈裝置和電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種由發光元件和封裝成型體構成的發光裝置，其中，在該封裝成型體中形成有凹部，該凹部容納發光元件並且具有向外部導光的反射件(Reflector)功能。
背景技術：
作為在液晶顯示裝置等中使用的薄型面狀光源，例如，有一種如圖6(c)所示的在導光板213的端面側配置了面安裝型發光裝置200的薄型面狀光源，其中，該導光板213被配置在液晶顯示體212的背面。在上述面狀光源中，導光板213和發光裝置200被並列配置在安裝面214上以使得導光板213的端面與發光裝置200的出射面207a正對，從而實現薄型化。發光裝置200發出的光從導光板213的端面入射，並從導光板213的上部平面發出。
作為在上述面狀光源中使用的發光裝置200，例如，有一種如圖6(a)及圖6(b)所示的在具備凹部的長方體的封裝成型體(以下，稱之為「封裝」)中容納了LED晶片(以下，稱之為「晶片」)的發光裝置。該發光裝置200具備封裝201，在封裝201中形成有凹部，該凹部容納晶片202並且具有向外部導光的反射件功能，該凹部在朝嚮導光板213的端面側形成扁平的開口。反射件203(凹部)被形成為下述，即，具有載置晶片202的底面；以及沿著底面的周緣傾斜地設置的斜面，平行於安裝面地進行發光。
凹部底面的大致中央部分是具備電極204a的貼片(Die Bond)區域，其中，在電極204a上載置晶片202。貼片區域附近的部分是並列地設置了用於對晶片202提供功率的電極204b的引線鍵合(Wire Bond)區域。晶片202被載置於上述貼片區域，通過引線205與電極204b連接，並且，利用含有螢光體206的透光性的密封樹脂207實施密封。另外，上述螢光體206被晶片202發射的光所激發而發出不同波長的光。此外，密封樹脂207填充至凹部的頂面附近從而構成表面近似平坦的出射面207a，並且由密封樹脂207保護晶片202和引線205。
另外，作為具有與上述發光裝置類似的結構的發光裝置，例如，在公知文獻1(日本國專利申請公開特開2003-249689號公報，
公開日2003年9月5日)中，就揭示了這樣一種發光裝置，即藉助於導電層通過倒裝晶片安裝法(Flip Chip)將晶片安裝在貼片區域，塗敷上述螢光體，然後，用透光性的密封樹脂實施密封。上述密封樹脂是分散有對晶片及螢光體所發射的光進行反射和散射的擴散劑的透光性樹脂。
當填充上述密封樹脂直到凹部的頂面附近為止並使其熱硬化時，頂面附近的大致中央部分凹陷從而形成平滑的拋物線狀的凹面。這是因為，由於熱硬化的作用，擴散劑的吸油量提高，樹脂中的一部分成分被擴散劑所吸收，另一方面，擴散劑對樹脂的吸收率要高於擴散劑吸收上述樹脂的體積增加率，其結果導致擴散層的體積在整體上減小。
為了提高面狀光源的亮度，必須提高由發光裝置發出的光嚮導光板的端面入射的比率、即耦合效率(Coupling Efficiency)。因此，優選減小在封裝的短軸方向上的出射角。
在公知文獻1所揭示的發光裝置中形成有若干凹面，但是，這是在熱硬化時因擴散劑吸收密封樹脂的一部分成分所自然形成的凹面，其並未對改善在封裝的短軸方向上的出射角作出貢獻。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而進行開發的，其目的在於提供一種薄型的、封裝的短軸方向的出射角較小的、對導光板的偶合效率較高的發光裝置。
本發明的另一目的在於提供一種具備上述發光裝置的背光燈裝置和具備該背光燈裝置的電子設備。
為了實現上述目的，本發明的發光裝置包括具備電極的載置面以及被載置於上述載置面的發光元件，上述發光元件與凹面之間被透光性的密封樹脂密封，其中，該凹面是與上述發光元件的發光面相對的出射面，上述發光元件和上述電極通過引線實現連接，該引線形成為弧圈狀，上述弧圈的頂點部分和上述凹面的最深部分近似一致。
另外，為了實現上述目的，本發明的發光裝置包括具備電極的載置面以及被載置於上述載置面的發光元件，上述發光元件與凹面之間被透光性的密封樹脂密封，其中，該凹面是與上述發光元件的發光面相對的出射面，該發光裝置的特徵在於上述凹面的凹陷量大於或等於上述出射面的短軸方向的寬度的二分之一。
根據上述結構，可以減小出射角，提高軸向發光強度。因此，例如，如果將該發光裝置用於液晶顯示裝置中，就能夠實現一種對液晶顯示裝置的導光板的端面的耦合效率較高的發光裝置。
為了實現上述另一目的，本發明的背光燈裝置具備上述發光裝置。
為了實現上述另一目的，本發明的電子設備具備上述背光燈裝置。
本發明的其他目的、特徵和優點在以下的描述中會變得十分明了。此外，以下參照附圖來明確本發明的優點。
圖1(a)是本發明實施方式的發光裝置的從出射面觀察的主視圖。
圖1(b)是本發明實施方式的發光裝置的長軸方向的剖面圖。
圖1(c)是本發明實施方式的發光裝置的短軸方向的剖面圖。
圖2是表示本發明實施方式的發光裝置中從封裝凹部的底面起的密封樹脂的最深部分的高度與軸向發光強度之間的關係的圖。
圖3(a)是表示本發明實施方式的發光裝置中的光路的圖。
圖3(b)是表示現有技術的發光裝置中的光路的圖。
圖4(a)是表示本發明實施方式的封裝的短軸方向上的出射角的特性的圖。
圖4(b)是表示現有技術的發光裝置的封裝的短軸方向上的出射角的特性的圖。
圖5是表示安裝了本發明實施方式的發光裝置的液晶顯示裝置的示例的立體圖。
圖6(a)是現有技術的發光裝置的從出射面觀察的主視圖。
圖6(b)是現有技術的發光裝置的長軸方向的剖面圖。
圖6(c)是表示安裝了現有技術的發光裝置的液晶顯示裝置的示例的立體圖。
圖7是表示安裝了本發明實施方式的液晶顯示裝置的電子設備的示例的立體圖。
具體實施例方式
下面，根據附圖來說明本發明的發光裝置的實施方式。
圖1(a)是本發明實施方式的發光裝置100的從出射面觀察的主視圖，圖1(b)是發光裝置100的長軸方向的剖面圖(A-A′)。
發光裝置100由近似長方體的封裝101和晶片102構成，其中，封裝101具有深度為h的碟狀凹部，在晶片102的發光面、即頂面具備電極。上述凹部構成反射件103，該反射件103包括底面和沿著底面的周緣傾斜地設置的斜面。反射件103可通過採用白色封裝等，藉助於封裝101自身的反射特性來實現反射件功能，也可以另行加工，通過在凹部的內壁形成反射膜來提高反射率，由此實現反射件功能。另外，上述斜面也可以是與底面構成90度傾斜角的直立面。
在凹部的底面的大致中央部分及其附近設置有一對相互分離的電極104，其中一個電極104a是載置晶片102的貼片區域，另一個電極104b是連接引線105的引線鍵合區域。晶片102被載置於貼片區域，並通過引線105與電極104b連接，引線105形成為弧圈狀。進而，滴塗含有螢光體106的透光性的密封樹脂107，之後，使其熱硬化，從而實施密封。上述密封樹脂107的表面成為光的出射面107a，並形成為凹面形狀。
另外，晶片102例如是通過在SiC基板上層疊以InGaN為主要成分的發光層所得到的發出藍色光的發光二極體，主發光波長約為452nm。螢光體106被晶片102所發射的光激發而發出不同波長的光，例如，是以Sr、Ba、Si、O和Eu為主要成分的黃色螢光體，其峰值發光波長為562nm。此外，由於螢光體106的比重大於密封樹脂107，因此，將在熱硬化工序中沉降至凹部的底面。
封裝101是通過聚對苯醯胺(Poly(1，4-benzamide))系樹脂的注塑成型所形成的封裝，例如，適宜採用Amodel(註冊商標)。優選的是，在上述PPA樹脂中分散有氧化鈦的微粒，使其成為白色。
密封樹脂107由熱硬化性的改性有機矽樹脂(Modified Organic Silicon Resin)構成。該密封樹脂107的玻璃化轉變溫度為25度以上，優選35度以上，硬化後的硬度(ShoreD)為70左右，適於保護晶片102和引線105。另外，短波長區的光的透過率較高，因此，適於密封發藍色光的發光二極體。
電極104由高散熱性的金屬構成，例如，適宜採用銅合金。由此，可促進晶片102的散熱，從而能夠抑制晶片102因溫度爬升而導致特性變化，例如，發光強度和發光波長等的變化。
進而，對電極104的表面實施表面處理，以提高其反射率，例如，優選鍍銀。由此，電極104的表面可更有效地對光進行反射。
圖1(c)是短軸方向的剖面圖(B-B′)。如圖1(c)所示，當對封裝101的凹部的大致中央部分滴塗密封樹脂107時，密封樹脂107將沿著反射件103的斜面爬升至凹部的邊緣部分，從而形成出射面107a，該出射面107a是中央部分凹陷的平滑的凹面，從開口部至最深部107b的凹陷量為d。上述密封樹脂107的爬升是因為密封樹脂107和封裝101的表面張力所引起的。
當對固體的表面滴塗液體時，在固體和液體的界面上，液體將從固體的表面爬升並形成角度，該角度被稱為「接觸角」。液體覆蓋固體表面上的較大範圍的狀態，即接觸角較小的狀態被稱為「浸溼性」。作為決定上述接觸角的要素，可以舉出固體與液體之間的表面張力。如果表面張力較小，則能夠實現較小的接觸角，也就是說，能夠提高浸溼性。
在圖1(c)中，在形成封裝101的樹脂中分散有氧化鈦的微粒，由於密封樹脂107與封裝101之間的表面張力較小，所以，其浸溼性良好。因此，密封樹脂107就沿著反射件103的斜面爬升並覆蓋其表面，從而容易形成較深的凹面。由此，可增大反射件103的斜面的機械強度，從而能夠抑制發光裝置100在安裝時的變形。
另外，確定密封樹脂107的滴塗量，如圖1(b)或圖1(c)所示，使得引線弧的頂點部分105a和出射面107a的最深部分107b大致一致。
在上述情況下，可以通過目測頂點部分105a是否突出在最深部分107b之外，比較容易判斷密封樹脂107的滴塗量的多少，因此，便於實施密封樹脂107的滴塗量管理。另外，也可以使得引線弧的頂點部分105a突出在出射面107a的最深部分107b之外。
圖2是表示從封裝101的凹部的底面觀察的出射面107a的最深部分107b的高度(h-d)與軸向發光強度之間的關係的圖。圖3是表示封裝101的短軸方向上的光路的圖。如圖2所示，最深部分107b的高度(h-d)越小，則軸向發光強度越大，也就是說，從開口部觀察的凹陷量d越大，則軸向發光強度越大。
這是因為，如圖3(a)所示，從出射面107a發出的光的一部分、即相對於出射面107a以較小的仰角發出的光被反射件103捕獲並被反射向出射面107a，另一方面，從開口部觀察的凹陷量d越大，被反射件103捕獲的光的成分就會增加。
另外，圖3(b)是表示現有技術的發光裝置中的光路的圖，用於和本發明進行比較。在現有技術的發光裝置中，相對於出射面107a以較小的仰角發出的光在出射面107a上朝各個方向擴散。這樣，從開口部觀察的凹陷量d形成得越大，軸向發光強度就越高。
例如，用封裝101和厚度為0.115mm的晶片102製成發光裝置100，其中，在封裝101中，凹部的深度h為0.65mm，出射面的短軸方向的寬度w為0.59mm。從晶片102的頂面觀察的引線弧的高度約為0.2mm-0.26mm，從凹部的底面觀察的引線弧的頂點部分105a的高度約為0.315mm-0.375mm。上述尺寸相當於凹部的深度h的48％-58％，其中，h＝0.65mm。換句話說，至少在本發明實施方式中通過填充密封樹脂107以覆蓋晶片102的表面，使得與引線弧的頂點部分105a的高度近似一致或者使得頂點部分105a稍微突出，由此，能夠最大地形成從開口部觀察的凹陷量d。
在本發明的實施方式中，填充密封樹脂107直到凹部的深度h的約50％為止，其結果，形成作為平緩的凹面的出射面107a，以使得接觸角θ約為20度，幾乎完全覆蓋反射件103的斜面。在這種情況下，可取得下述效果，即較之於從開口部觀察的凹陷量d為零的情況，軸向發光強度變高，約達到4％。在公知文獻1所揭示的發光裝置中，從凹部的底面觀察的最深部分107a的位置僅僅為凹部的深度h的約90％，因此，軸向發光強度並不高。
另外，如圖2所示，在本發明實施方式中，w＝0.59mm，所以，相當於w/2的最深部分107b的高度(h-d)為0.355mm。
由圖2可知，如果在圖1(c)中從開口部觀察的凹陷量d大於出射面107a的短軸方向的寬度w的二分之一，那麼，軸向發光強度的爬升率將急速變高。因此，優選的是，從開口部觀察的凹陷量d大於或等於出射面107a的短軸方向的寬度w的二分之一。
圖4是表示封裝101的短軸方向上的出射角的特性的圖。如圖4(a)所示，本發明實施方式的出射角的特性為其半值出射角約為94度，小於圖4(b)所示的現有技術的發光裝置的約120度的半值出射角。
圖5是表示安裝了本發明實施方式的發光裝置的液晶顯示裝置的示例的圖。液晶顯示裝置具備液晶顯示體112、被配置在液晶顯示體112的背面的導光板113以及被配置在導光板113的端面側的發光裝置100。導光板113和發光裝置100並列配置在安裝面114上以使得導光板113的端面與發光裝置100的出射面107a正對，從而實現薄型化。發光裝置100發出的光從導光板113的端面入射，並從導光板113的上部表面發出，從背面照射液晶顯示體112。由於從發光裝置100發出的光的出射角變小，因此，光能夠以較高的光耦合效率有效地入射到導光板113的端面。另外，背光燈裝置由導光板113和發光裝置100構成。
在上述情況下，可以在導光板113與出射面107a之間配置用於使光集中在導光板113的端面的凸透鏡等的光學元件，因此，能夠實現小型化安裝。優選的是，對和導光板113的背面正對的一側的安裝面114進行加工以提高其反射性能。此時，從導光板113的背面射出的光被安裝面114的表面反射並從背面照射液晶顯示體112，所以，能夠提高顯示面的亮度。例如，如圖7所示，將上述液晶顯示裝置安裝在可攜式電話機115中，由此，可以實現裝置的小型化，並且能夠提高顯示部的亮度。
另外，上述具體實施方式
僅僅是揭示本發明的技術內容的示例，本發明並不限於上述具體示例，不應對本發明進行狹義的解釋。可在本發明的精神和權利要求的範圍內進行各種變更來實施之。
此外，優選的是，上述凹面的凹陷量大於或等於出射面的短軸方向的寬度的二分之一。
優選的是，發光裝置具備封裝成型體，該封裝成型體具有凹部，該凹部在其底面形成有上述載置面，上述凹部具備載置面以及沿著載置面的周緣設置的斜面，上述發光元件被密封樹脂密封，上述密封樹脂沿著斜面爬升並覆蓋之。
另外，優選的是，上述出射面的邊緣和凹部的邊緣近似一致。
另外，優選的是，上述封裝成型體由聚對苯醯胺系樹脂構成。
另外，優選的是，上述封裝成型體由分散有氧化鈦的聚對苯醯胺系樹脂構成。
另外，優選的是，上述密封樹脂由熱硬化性的改性矽樹脂構成，其玻璃化轉變溫度為25度以上。
另外，優選的是，上述電極由銅合金構成。
另外，優選的是，在上述電極的表面鍍銀。
另外，優選的是，上述密封樹脂含有螢光體，上述螢光體被上述發光元件發射的光所激發而發出不同波長的光。
另外，優選的是，上述發光元件是發出藍色光的發光二極體，並且，上述螢光體被藍色光所激發而發出黃色光。
以上，對本發明進行了詳細的說明，上述具體實施方式
或實施例僅僅是揭示本發明的技術內容的示例，本發明並不限於上述具體示例，不應對本發明進行狹義的解釋，可在本發明的精神和權利要求的範圍內進行各種變更來實施之。
權利要求
1.一種發光裝置，包括具備電極的載置面以及被載置於上述載置面上的發光元件，上述發光元件與凹面之間被透光性的密封樹脂密封，其中，該凹面是與上述發光元件的發光面相對的出射面，該發光裝置的特徵在於上述發光元件和上述電極通過引線實現連接，該引線形成為弧狀，引線弧的頂點部分和上述凹面的最深部分近似一致。
2.根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在於上述凹面的凹陷量大於或等於上述出射面的短軸方向的寬度的二分之一。
3.一種發光裝置，包括具備電極的載置面以及被載置於上述載置面上的發光元件，上述發光元件與凹面之間被透光性的密封樹脂密封，其中，該凹面是與上述發光元件的發光面相對的出射面，該發光裝置的特徵在於上述凹面的凹陷量大於或等於上述出射面的短軸方向的寬度的二分之一。
4.根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在於包括具備凹部的封裝成型體，其中，該凹部在底面上構成上述載置面；上述凹部具備上述載置面和沿著上述載置面的周緣延伸設置的斜面；上述發光元件被密封樹脂密封；上述密封樹脂沿著上述斜面爬升並覆蓋上述斜面。
5.根據權利要求3所述的發光裝置，其特徵在於包括具備凹部的封裝成型體，其中，該凹部在底面上構成上述載置面；上述凹部具備上述載置面和沿著上述載置面的周緣延伸設置的斜面；上述發光元件被密封樹脂密封；上述密封樹脂沿著上述斜面爬升並覆蓋上述斜面。
6.根據權利要求5所述的發光裝置，其特徵在於上述出射面的邊緣和上述凹部的邊緣近似一致。
7.根據權利要求5所述的發光裝置，其特徵在於上述封裝成型體由聚對苯醯胺系樹脂構成。
8.根據權利要求4所述的發光裝置，其特徵在於上述封裝成型體由分散有氧化鈦的聚對苯醯胺系樹脂構成。
9.根據權利要求5所述的發光裝置，其特徵在於上述封裝成型體由分散有氧化鈦的聚對苯醯胺系樹脂構成。
10.根據權利要求3所述的發光裝置，其特徵在於上述密封樹脂是熱硬化性的改性有機矽樹脂，其玻璃化轉變溫度為25度以上。
11.根據權利要求3所述的發光裝置，其特徵在於上述電極由銅合金構成。
12.根據權利要求3所述的發光裝置，其特徵在於在上述電極的表面鍍銀。
13.根據權利要求3所述的發光裝置，其特徵在於上述密封樹脂含有螢光體，上述螢光體被上述發光元件發射的光所激發而發出不同波長的光。
14.根據權利要求13所述的發光裝置，其特徵在於上述發光元件是發出藍色光的發光二極體，並且，上述螢光體被藍色光所激發而發出黃色光。
15.一種背光燈裝置，其特徵在於具備權利要求1至14中的任何一項所述的發光裝置。
16.一種電子設備，其特徵在於具備權利要求13所述的背光燈裝置。
全文摘要
本發明提供一種發光裝置，包括具備電極的載置面以及被載置於上述載置面上的發光元件，上述發光元件與凹面之間被透光性的密封樹脂密封，其中，該凹面是與上述發光元件的發光面相對的出射面，該發光裝置的特徵在於上述發光元件和上述電極通過引線實現連接，該引線形成為弧圈狀，上述弧圈的頂點部分和上述凹面的最深部分近似一致。
文檔編號H01L33/50GK1983652SQ20061016408
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月7日 優先權日2005年12月16日
發明者津田陽一 申請人:夏普株式會社