专利名称：发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用发光元件的发光装置。
背景技术：
以往，例如作为发光二极管装置的一例，已知在设置发光二极管芯片的盒(凹槽)内填充合成树脂，将发光二极管芯片密封在盒内的面安装型发光二极管装置(参照专利文献1)。
此外，这种发光二极管装置中，已知以PPA(聚邻苯二酰胺)等合成树脂形成盒的装置，但该合成树脂的热导率为例如约0.3W/m·K左右，散热性低，所以存在发光二极管芯片的发光效率随温度上升而下降的问题。
此外，已知第2种现有技术的发光二极管装置中，为了抑制其温度上升，在陶瓷基板上钻设散热孔，并在该散热孔的内表面侧设置辅助陶瓷片，在该辅助陶瓷片上安装发光二极管芯片，从而实现了发光二极管芯片的散热性的提高(参照专利文献2)。
专利文献1日本专利特开2002-43625号公报专利文献2日本专利特开2002-353515号公报发明内容使用散热性良好的树脂时，可以高效地散发发光二极管元件的热量，防止发光二极管元件的发光效率的下降，但是这种树脂不是白色的，因此光反射率较低，从发光二极管元件射向基板的光容易被吸收，所以存在获取发光二极管元件的光的效率低的问题。
本发明的目的在于提供即使使用热导率良好的树脂基板也不易使发光元件的光的获取效率降低的发光装置。
本发明的第1项的特征在于，具备具有1.0～9.0W/m·K的热导率的树脂基板、设于树脂基板上的白色的绝缘层、设于绝缘层上的电路布图层、设于绝缘层上并与电路布图层电导通的发光元件。
构成树脂基板的树脂通过使聚酰胺或PPA(聚邻苯二酰胺)等合成树脂基材中含有50～90质量％的无机填料，使热导率在1.0～9.0W/m·K范围内。由该树脂基板，可以形成配置发光元件的凹部。此外，树脂基板具有电绝缘性，所以不需要在与电路布图层之间形成电绝缘层，但本发明中为了提高反射率而设置白色的电绝缘层。
此外，该树脂是热导率为1.0～9.0W/m·K的高散热性合成树脂，所以可以提高散热性。因此，可以抑制发光元件因温度上升而发生发光效率的下降。另外，树脂基板的热导率可以在9.0W/m·K以上。该情况下，合成树脂基材所含的无机填料的含量增加，所以合成树脂基材流动性降低，易加工性下降，但可以使散热性进一步提高。此外，白色的绝缘层可以使用白色的树脂材料。
本发明的第2项的特征在于，具备具有1.0～9.0W/m·K的热导率的树脂基板、设于树脂基板上的白色的绝缘层、设于绝缘层上的电路布图层、设于基板的绝缘层和电路布图层上的反射体、在反射体的收纳部内的中心区域设于绝缘层上并与位于收纳部的周缘区域的电路布图层电导通的发光元件，所述反射体具有并对应于发光元件配置位置在基板的绝缘层和电路布图层上设有开口的收纳部而电路布图层位于收纳部的周缘区域的结构。
本发明的第3项为如第2项所述的发光装置，具有面对收纳部内的绝缘层的表面积比例比电路布图层的表面积比例大的关系。
本发明的第4项为如第1～3项中任一项所述的发光装置，在400～740nm波长区域内绝缘层表面的反射率在85％以上。如果在400～740nm波长区域内绝缘层表面的反射率小于85％，则在绝缘层反射自发光元件射向基板侧的光的效率低，无法获得发光元件的光的获取效率的充分提高。
本发明的第5项为如第1～4项中任一项所述的发光装置，其特征在于，树脂基板的合成树脂制基材中含有50～90质量％的无机填料。
无机填料为氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化硅、氮化硼、碳化铝、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化硅、金刚石、铁、铝、铜中至少1种，或者由其中2种以上的组合构成。通过调整无机填料的含量，可以容易地将树脂基板的散热性调整至适当值。
本发明的第6项为如第5项所述的发光装置，其特征在于，无机填料为直径100μm以下的近似球形。无机填料为直径100μm的球形，所以可以使该高散热性合成树脂的注塑成形的注塑效率提高，可以实现致密填充。
如果采用本发明的第1项所述的发光装置，在散热性良好的树脂基板上设置白色的绝缘层，设置电路布图层，在绝缘层上配置发光元件并将发光元件与电路布图层电导通，因此不仅散热性良好，而且可以通过白色的绝缘层高效地反射自发光元件射向基板侧的光，可以提高发光元件的光的获取效率。
如果采用本发明的第2项所述的发光装置，在散热性良好的树脂基板上设置白色的绝缘层，设置电路布图层，在设于这些绝缘层和电路布图上的反射体的收纳部内的中心区域于绝缘层上配置发光元件的同时，通过引线接合与位于收纳部内的周缘区域的电路布图层电导通，因此不仅散热性良好，而且可以通过白色的绝缘层高效地反射自发光元件射向基板侧的光，可以提高发光元件的光的获取效率。
如果采用本发明的第3项所述的发光装置，除了本发明的第2项的发光装置的效果之外，还由于具有面对收纳部内的绝缘层的表面积比例比电路布图层的表面积比例大的关系，因此可以通过白色的绝缘层高效地反射自发光元件射向基板侧的光，可以提高发光元件的光的获取效率。
如果采用本发明的第4项所述的发光装置，除了本发明的第1～3项中任一项的发光装置的效果之外，还由于在400～740nm波长区域内绝缘层表面的反射率在85％以上，因此可以通过白色的绝缘层高效地反射自发光元件射向基板侧的光，可以提高发光元件的光的获取效率。
如果采用本发明的第5项所述的发光装置，树脂基板的合成树脂制基材中所含的无机填料的含有率为50质量％，加工性良好的合成树脂为50质量％，所以不仅保持易加工性，而且可以使散热性提高。此外，无机填料的含量在90％以下，所以不仅可以使散热性进一步提高，而且由于加工性良好的合成树脂的含有率有10质量％，也可以保持易加工性。
如果采用本发明的第6项所述的发光装置，无机填料为直径100μm以下的球形，所以可以使注塑成形时的高散热性合成树脂的注塑性提高，可以实现对成形模的致密填充。
图1为表示本发明的一实施方式的发光装置的部分放大截面图。
图2为上述发光装置的部分省略的放大正面图。
图3为上述发光装置的正面图。
图4为上述发光装置的放大截面图。
符号的说明11…发光装置，13…作为发光元件的发光二极管元件，14…树脂基板，15…绝缘层，16…电路布图层，17…反射体，19…收纳部。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。图1为发光装置的部分放大截面图，图2为发光装置的部分省略的放大正面图，图3为发光装置的正面图，图4为发光装置的放大截面图。
图中，发光装置11具备发光模块12，该发光模块12被相对于例如照明器具的器具主体等未图示的发光装置主体可装卸地安装。发光模块12中，多个作为发光元件的芯片状固体发光元件、即发光二极管元件(发光二极管芯片)13呈矩阵状排列。发光二极管元件13以例如发出发光峰为450～460nm的蓝色光的例如氮化镓(GaN)类半导体等构成。
发光模块12具有例如在聚酰胺或PPA(聚邻苯二酰胺)等合成树脂基材中含有50～90质量％的无机填料而具有1.0～9.0W/m·K的热导率的树脂基板14、形成于该基板14一面的白色的绝缘层15、形成于该绝缘层15上的电路布图层16、一体形成于这些绝缘层15和电路布图层16上的反射体17。
绝缘层15由具有绝缘性的白色树脂材料形成，将基板14的一面完全被覆。在400～740nm波长区域内绝缘层15表面的反射率较好是在85％以上，如果小于85％，则在绝缘层15反射自发光二极管元件13射向基板14侧的光的效率低，无法获得发光二极管元件13的光的获取效率的充分提高。
电路布图层16中，在作为发光元件配置位置的各发光二极管元件13的配置位置，由Cu和Ni的合金或Au、Ag等形成了阴极侧和阳极侧的电路布图(配线布图)16a、16b。
反射体17通过将例如PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或PPA(聚邻苯二酰胺)、PC(聚碳酸酯)等树脂倒入基板14的一面而一体形成，在各发光二极管元件13的配置位置形成有收纳各发光二极管元件13的多个收纳部19。各收纳部19以相对于基板14向相反侧逐渐扩大的圆锥台状形成。在收纳部19的周围，以同心状形成有固定未图示的透镜的透镜固定部20。
在各收纳部19内的底部，白色的绝缘层15位于包括该收纳部19底部的中心区域的大部分并面向收纳部19，电路布图16a、16b的可引线接合所需最低限度的大小的端部位于收纳部19底部的周缘区域。即，具有面对收纳部19内的绝缘层15的表面积比例比电路布图层16的表面积比例大的关系。
各发光二极管元件13在收纳部19的中心区域使用粘接剂等配置在绝缘层15上，发光二极管元件13的各电极和各电路布图16a、16b通过采用引线接合的接合引线21电导通。
各收纳部19中形成有被覆发光二极管元件13的被覆层22。该被覆层22以被覆发光二极管元件13的扩散层23和在该扩散层23的上层配置于收纳部19的开口侧的荧光体层24这2层形成。
扩散层23为在具有透光性的有机硅树脂或环氧树脂等热固化性透明树脂中掺入氧化铝(Al2O3)或TiO2、BaSO4、SiO2、SiO2、Y2O3等扩散剂形成的层，通过将该掺入了扩散剂的树脂填充至比收纳部19内的发光二极管元件13高的位置并使其热固化而形成。扩散层23和荧光体层24的接合面(交界面)25以凹向发光二极管元件13侧(图1中的下侧)的弯曲面形成。
荧光体层24为在具有透光性的有机硅树脂或环氧树脂等热固化性透明树脂中主要掺入接收发自发光二极管元件13的蓝色光并发出黄色荧光的黄色荧光体而成的层，通过在扩散层23的热固化形成后将掺入了荧光体的树脂填充到收纳部19内并使其固化而形成。作为荧光体，黄色荧光体为主体，也可以掺入红色荧光体等。另外，组合发光装置11和透镜，可以构成照明装置。
以下，对发光装置11的作用进行说明。若在各阴极侧和阳极侧的电路布图16a、16b之间从外部施加规定的直流电压，则各发光二极管元件13发出蓝色光。该蓝色光通过扩散层23向多个方向扩散，入射到荧光体层24内，在这里从多个方向激励黄色荧光体，使其发出黄色光。接着，来自发光二极管元件13的蓝色光和来自黄色荧光体的黄色光混合，形成白色光，从收纳部19向外部射出。
因此，在该发光装置11中，通过扩散层23将发光二极管元件13的微小发光扩散向多个方向，从多个方向激励荧光体层24的黄色荧光体，使其发出黄色光，而且使该黄色光和蓝色光混合，使其发出白色光，所以可以减少白色光分成黄色光和蓝色光。
此外，该树脂具有热导率为1.0～9.0W/m·K的高散热性，所以能够将发光二极管元件13的热量传导到树脂基板14，使散热性提高。因此，可以抑制温度上升引起的发光二极管元件13的发光效率的下降。
此外，可以通过白色的绝缘层15高效地反射自发光二极管元件13射向基板14侧的光，因此可以提高发光二极管元件13的光的获取效率。
特别是由于具有面对收纳部19内的绝缘层15的表面积比例比电路布图层16的表面积比例大的关系且在400～740nm波长区域内绝缘层15表面的反射率在85％以上，可以通过白色的绝缘层15高效地反射自发光二极管元件13射向基板14侧的光，可以进一步提高发光二极管元件13的光的获取效率。
权利要求
1.发光装置，其特征在于，包括具有1.0～9.0W/m·K的热导率的树脂基板、设于树脂基板上的白色的绝缘层、设于绝缘层上的电路布图层、设于绝缘层上并与电路布图层电导通的发光元件。
2.发光装置，其特征在于，包括具有1.0～9.0W/m·K的热导率的树脂基板、设于树脂基板上的白色的绝缘层、设于绝缘层上的电路布图层、设于绝缘层和电路布图层上的反射体、在反射体的收纳部内的中心区域设于绝缘层上并与位于收纳部的周缘区域的电路布图层电导通的发光元件，所述反射体具有对应于发光元件配置位置在绝缘层和电路布图层上设有开口的收纳部且电路布图层位于收纳部的周缘区域的结构。
3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，具有面对前述收纳部内的前述绝缘层的表面积比例比前述电路布图层的表面积比例大的关系。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于，在400～740nm波长区域内前述绝缘层表面的反射率在85％以上。
5.如权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于，前述树脂基板的合成树脂制基材中含有50～90质量％的无机填料。
6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，前述无机填料为直径100μm以下的近似球形。
全文摘要
本发明的目的在于提供即使使用热导率良好的树脂基板也不易使发光元件的光的获取效率降低的发光装置。本发明的第1项的特征在于，具备具有1.0～9.0W/m·K的热导率的树脂基板14、设于树脂基板上的白色的绝缘层15、设于绝缘层上的电路布图层16、设于绝缘层上并与电路布图层电导通的发光元件13。
文档编号H01L33/00GK101047222SQ20071008968
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月27日 优先权日2006年3月28日
发明者三瓶友广, 野木新治 申请人:东芝照明技术株式会社