(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に配線パターンを有する基板と、
バンプを介して前記配線パターン上に実装される発光素子と、
前記発光素子を封止する封止樹脂とを備える発光装置であって、
前記バンプの高さよりも低く且つバンプの高さの半分以上の高さであって、前記発光素子の周辺を囲う前記発光素子よりも大きな内径かつ平面形状が円形の樹脂枠と、
該樹脂枠内に充填され、前記発光素子の下及びその周辺にある基板の表面及び配線パターンを覆い、前記発光素子の側面を覆うことなく下面全体を覆って前記発光素子からの光を反射する反射樹脂と、を備え、
前記反射樹脂の露出している表面が、前記発光素子の下端と前記樹脂枠の上端を結ぶ直線よりも低くなるように、前記反射樹脂を形成したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記樹脂枠はレジスト層で形成されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記配線パターンは金メッキで形成されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子は青色光又は紫外線を発光する素子からなる請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明やバックライトなどに使用される発光装置に関するものであり、特に、光取出し効率を高め、基板等の光による劣化を防ぐことが可能な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発光ダイオードは、ＬＥＤチップの下面に反射層を形成し、基板の配線パターンにバンプを介してそのＬＥＤチップを実装し、ＬＥＤチップと基板との間にアンダーフィル樹脂を充填すると共に、ＬＥＤチップを樹脂モールドで封止する構造からなるものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来の発光ダイオードは、ＬＥＤチップの下面に反射層を設けることで光取出し効率を高めているが、配線パターンが金メッキで形成されている場合、配線パターンが青色光を吸収してしまい光取出し効率が低下するという問題があった。そこで、配線パターンを銀メッキで形成すると、腐食により耐久性が低下するため、他の対策を講じることが必要であった。
【０００４】
また、上記従来の発光ダイオードでは、配線パターンの間等に露出する基板の表面が、光に含まれる紫外線等によって劣化するという問題もあった。このような基板の劣化は、ＬＥＤチップを固定するために設けられるアンダーフィル樹脂のように光を透過させるものでは防ぐことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６８２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、光取出し効率を高め、基板等の光による劣化を防ぐことができる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、表面に配線パターンを有する基板と、バンプを介して前記配線パターン上に実装される発光素子と、前記発光素子を封止する封止樹脂とを備える発光装置であって、前記バンプの高さよりも低く且つバンプの高さの半分以上の高さであって、前記発光素子の周辺を囲う素子よりも大きな内径かつ平面形状が円形の樹脂枠と、該樹脂枠内に充填された流動性を有する液状樹脂が前記発光素子の下及びその周辺にある基板の表面及び配線パターンを覆い、表面張力によって前記発光素子の側面を這い上がることなく下面のみに接触し、発光素子の側面を覆うことなく下面全体を覆って前記発光素子からの光を反射する反射樹脂と、を備え、前記反射樹脂の露出している表面が、前記発光素子の下端と、前記樹脂枠の上端を結ぶ直線よりも低くなるように、前記発光素子の側面と濡れ性の良い液状樹脂を充填して前記反射樹脂を形成したものである。
【０００８】
この発光装置における前記樹脂枠は、レジスト層で形成されている。また、前記配線パターンは、金メッキで形成されている。更に、前記発光素子は青色光又は紫外線を発光する素子からなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光装置では、発光素子を実装するバンプの高さよりも低く且つ発光素子周辺を囲う樹脂枠を設け、その中に反射樹脂を満たしている。この反射樹脂は表面張力で発光素子の下面に接触し、これにより発光素子の下面が反射樹脂で覆われることになる。このように反射樹脂を設けると、発光素子周辺の反射樹脂が光を反射して光取出し効率を高めることができる。特に、樹脂枠がバンプの高さよりも低く、更に反射樹脂が発光素子の下面のみを覆っているので、発光素子の側面から照射される光を有効に取り出すことができる。
【００１０】
また、上記のように反射樹脂を発光素子の周辺と下面に設けることで、発光素子の下や周辺の基板が光により劣化するのを防ぐことができる。
【００１１】
また、反射樹脂は発光素子周辺の配線パターンも覆っているので、配線パターンを金メッキで形成しても、配線パターンが青色光を吸収することがなく、光取出し効率を高めることができる。
【００１２】
また、樹脂枠をレジスト層で形成することにより、その位置、高さ、形状を精度良く形成することができ、確実に反射樹脂を表面張力で発光素子の下面に接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る発光装置の平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図１に示す発光装置の部分拡大断面図である。
【図４】図３に示す発光装置における樹脂枠の高さをバンプの高さと同一に設定した場合の断面図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）は樹脂枠の中に充填する樹脂量が少ない場合、樹脂量がちょうどよい場合、樹脂量が多い場合の状態をそれぞれ示す。
【図５】図３に示す発光装置における樹脂枠の高さをバンプの高さよりも高く設定した場合の断面図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）は樹脂枠の中に充填する樹脂量が少ない場合、樹脂量がちょうどよい場合、樹脂量が多い場合の状態をそれぞれ示す。
【図６】図３に示す発光装置における樹脂枠の高さをバンプの高さの半分以下に設定した場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１及び図２において、符号２は基板であり、セラミックまたは有機材料等からなる。４，６は基板２の表面に印刷、メッキ等により形成された一対の配線パターンであり、本実施例では金メッキで形成されている。
【００１５】
８は発光素子であり、下面に金パッド等の実装用の電極を有している。本実施例における発光素子８は青色光又は紫外線を発光する素子からなる。１０，１２は半田ボール、金バンプ等のバンプである。発光素子８は、このバンプ１０，１２を介してその電極が配線パターン４，６に接続されると共に固定されることで基板２に実装されている。
【００１６】
１４は樹脂枠であり、本実施例ではレジスト層によって形成されている。この樹脂枠１４は、発光素子８の周辺を囲うように基板２の表面上に設けられており、本実施例においては平面形状が円形をなすように形成されている。また、この樹脂枠１４の高さは、バンプ１０，１２の高さより低く設定されている。なお、この樹脂枠１４の高さの設定に関しては後述する。
【００１７】
１６は発光素子８からの光を反射する反射樹脂であり、本実施例ではエポキシ樹脂等に酸化チタン（ＴｉＯ2）等の白色顔料を混合した樹脂からなる。この反射樹脂１６は、樹脂枠１４内に充填されて発光素子８の下及びその周辺にある基板２の表面及び配線パターン４，６を覆い、表面張力によって発光素子８の下面に接触するものとなっている。
【００１８】
１８は発光素子８を封止する封止樹脂であり、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなる。
【００１９】
上記構成からなる発光装置では、はじめに、配線パターン４，６が形成された基板２の表面において、基板２に実装された発光素子８の周辺を囲うように、レジスト層を形成して樹脂枠１４を設ける。次に、発光素子８を樹脂枠１４内の配線パターン４，６上に実装し、その後、ディスペンサ等により液状の樹脂を樹脂枠１４内に充填して反射樹脂１６を形成する。そして、発光素子８、樹脂枠１４、反射樹脂１６を全て封止樹脂１８で封止することにより、発光装置は完成する。このように、本実施例においては、発光素子８の実装後に反射樹脂１６を充填するので、発光素子８と基板２の間に反射樹脂１６が流れ込むことが必要になる。そこで、反射樹脂１６は一定以上の流動性を有することが必要であり、反射樹脂１６の硬化時に粘度が低下した場合に流れ出してしまうことを防ぐため、樹脂枠１４を設けている。
【００２０】
上記発光装置における樹脂枠１４内に設けられた反射樹脂１６は、発光素子８の下面を覆うと共に発光素子８の下及び周辺の基板２の表面を覆っている。これにより、発光素子８の下面から下方に照射する光は、反射樹脂１６により上方に反射される。その結果、光取出し効率は向上し、更に、発光素子８の下及び周辺にある基板２の表面が発光素子８からの光で劣化することを防ぐことができる。
【００２１】
この反射樹脂１６は、上記のように、発光素子８の下面とその周辺の基板２の表面を覆うように設けられることが必要である。特に、発光素子８の下面を覆うことに関しては、下面だけでなく側面まで反射樹脂１６で覆ってしまうと、側面から照射する光が減少して光取出し効率が低下することになるため、発光素子８の下面だけに反射樹脂１６が接触するようにしなければならない。
【００２２】
図３は図２に示した発光装置の部分拡大断面図であり、反射樹脂１６が最も良い状態で発光素子８の下面８ａに接触している様子を図示している。図３に示すように、樹脂枠１４の高さは、発光素子８の側面８ｂからの光を遮らないように、発光素子８の側面８ｂ下端より低く、即ちバンプ１０，１２の高さより低く設定している。このように、樹脂枠１４の高さを設定すると、この樹脂枠１４内に充填された液状の反射樹脂１６の液面は樹脂枠１４の高さとなって発光素子８の下面８ａに届かないことになるが、表面張力によって盛り上がる高さを考慮して樹脂枠１４の高さを設定することにより、反射樹脂１６の液面を発光素子８の下面８ａに接触させることができる。
【００２３】
このように反射樹脂１６が表面張力で発光素子８の下面８ａに接触すると、液状の反射樹脂１６と発光素子８の下面８ａとの付着力がある程度あれば、反射樹脂１６が発光素子８の下面８ａに沿って行き渡り、下面８ａ全体を覆うことになる。このときに、樹脂枠１４の高さがバンプ１０，１２の高さよりも低ければ、発光素子８の側面８ｂにまで反射樹脂１６がはい上がることはなく、側面８ｂに反射樹脂１６が付着することはない。
【００２４】
図４は図３に示した発光装置において、樹脂枠１４の高さをバンプ１０，１２の高さと同一に設定した場合の断面図である。この場合、樹脂枠１４内に液状の反射樹脂１６を充填すると、図４（ａ）に示すように樹脂量が少ない場合と、図４（ｂ）に示すように樹脂量がちょうどよい場合では、発光素子８の側面８ｂに反射樹脂１６が被さる可能性は少ないが、図４（ｃ）に示すように樹脂量が多い場合では、液状の反射樹脂１６が表面張力によって液面が発光素子８の下面８ａよりも高くなり、側面８ｂの下方に反射樹脂１６が被さって、その発光を妨げることになる。
【００２５】
図５は図３に示した発光装置において、樹脂枠１４の高さをバンプ１０，１２の高さよりも高く設定した場合の断面図である。この場合、樹脂枠１４自体が発光素子８の側面８ｂからの光を遮ることになる。また、この樹脂枠１４内に液状の反射樹脂１６を満たすと、図５（ａ）に示すように樹脂量が少ない場合では、発光素子８の側面８ｂに反射樹脂１６が被さる可能性は少ないが、図５（ｂ）に示すように樹脂量がちょうどよい場合では、図示したように反射樹脂１６が発光素子８の側面８ｂに被さる可能性が高い。また、図５（ｃ）に示すように樹脂量が多い場合でも液状の反射樹脂１６が発光素子８の側面８ｂに被さることになる。つまり、反射樹脂１６の充填量を加減しても、側面８ｂへのはい上がりを防ぐことは難しく、また、樹脂枠１４自体が光を遮ることに変わりはないため、光取出し効率を改善することは難しい。
【００２６】
図６は図３に示した発光装置において、樹脂枠１４の高さをバンプ１０，１２の高さの半分以下に設定した場合の断面図である。この場合、液状の反射樹脂１６の表面張力による盛り上がる高さにもよるが、樹脂枠１４内に充填される反射樹脂１６の量が極端に少なくなるため、発光素子８の下面８ａと基板２の表面との間が反射樹脂１６で満たされなくなる。その結果、反射樹脂１６が発光素子８の下面８ａ全体を覆うことはなくなるが、発光素子８の下及び周辺にある基板２の表面と発光素子周辺の配線パターンが反射樹脂１６で覆われていれば、光取出し効率を高め、基板２の表面の劣化を防ぐことができる。しかし、この場合、発光素子８の下にある基板２の表面が隙間なく反射樹脂１６で覆われているか確認することができないという問題がある。また、反射樹脂１６は、発光素子８と基板２との間に満たされることで、アンダーフィルのような実装の補強材として作用するが、発光素子８と基板２との間に満たされない場合には補強材としては作用しない。
【００２７】
上記のように、樹脂枠１４の高さは、バンプ１０，１２の高さよりも低く設定することが最も好ましく、反射樹脂１６の表面張力を考慮して、バンプ１０，１２の高さ（１０μｍ〜１００μｍ）の約半分以上の高さであれば、そこに充填される反射樹脂１６を発光素子８の下面８ａに接触させることが可能である。また、樹脂枠１４の高さをバンプ１０，１２よりも低く設定するのは、発光素子８を実装した場合にその実装高さのバラツキがあるため、そのバラツキを考慮して低く設定して、バンプ１０，１２より樹脂枠１４が高くならないようにするためでもある。
【符号の説明】
【００２８】
２    基板
４，６  配線パターン
８    発光素子
８ａ  下面
８ｂ  側面
１０，１２  バンプ
１４  樹脂枠
１６  反射樹脂
１８  封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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