JP5219532B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置に関するものである。

近年、例えば照明分野などにおいて、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。例えば放熱特性を向上させることを目的に、金属材料からなる基体を有する発光装置の開発が進められている。発光素子から放射された熱は、金属材料からなる基体を介して放散される。
特開2007−８０８６３号公報

金属材料からなる基体を有する発光装置において、絶縁層が基体上に設けられていることがある。金属材料からなる基体と絶縁層との複合体は、基体および絶縁層の熱膨張係数の差によって、反ってしまう可能性がある。

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、金属材料からなる基体、絶縁層および発光素子を有している。発光装置は、第１および第２の透光性層をさらに有している。絶縁層は、基体上の外縁にまで設けられており、周縁にいくに従って厚くなっている。発光素子は、絶縁層上に絶縁層の周縁の高さ位置よりも上面が上方に位置するように実装されている。第１の透光性層は、絶縁層上に設けられており、発光素子の周囲領域に配置されている。第２の透光性層は、発光素子および第１の透光性層の上面に付着されており、第１の透光性層より大きい屈折率を有している。発光装置は、絶縁層上に設けられ、発光素子および第２の透光性層を覆ったドーム形状の蛍光材料を有した発光部材を備えている。

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、周縁にいくに従って厚くなる絶縁層を有していることにより、反り量が低減されている。従って、発光装置は、例えば、発光特性または信頼性などが向上されている。

以下、本発明の実施形態が図面を参照して説明されている。図１に示されているように、本実施形態の照明装置１００は、複数の発光装置１、基板２およびカバー３を有している。複数の発光装置１は、基板２上に実装されている。

図２および図３に示されているように、発光装置１は、基体１１、絶縁層１２および発光素子１３を有している。発光装置１は、第１の透光性層１４、第２の透光性層１５および発光部材１６をさらに有している。

基体１１は、金属材料からなる。金属材料の例は、銅（Ｃｕ）である。絶縁層１２は、基体１１上に設けられている。絶縁層１２は、基体１１に固定されている。絶縁層１２は、基体１１に接合されている。絶縁層１２は、セラミックスからなる。導体パターン１７が、絶縁層１２上に形成されている。

絶縁層１２は、周縁にいくに従って厚くなっている。図４を参照して、金属材料からなる基体１１および絶縁層１２の複合体４０が説明されている。図４に示された複合体４０は、単に絶縁層１２を有するだけの仮想の構造である。複合体４０において、“矢印”で示されたように、金属からなる基体１１と絶縁層１２との熱膨張係数差により、複合体４０に反る力が生じる可能性がある。すなわち、複合体４０は、熱歪によって、反る可能性がある。

図５に示されているように、本実施形態の発光装置１は、周縁にいくに従って厚くなる絶縁層１２を有している。絶縁層１２の周縁部分の強度が向上されている。絶縁層１２は、図４において“矢印”で示された力が生じると、この力とは反対向きの方向に反ろうとする。図５において、下向き方向に生じる力および上向きに生じる力が打ち消し合う。従って、基体１１、絶縁層１２の複合体５０は、反り量が低減されている。

発光素子１３は、絶縁層１２上に実装されており、導体パターン１７に電気的に接続されている。発光素子１３は、半導体材料からなる発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光素子１３は、活性層を含む複数の半導体層で形成されている。発光素子１３は、駆動電力に応じて第１次光を放射する光源である。第１次光は、ＵＶ波長領域および青色波長領域に含まれるか、または、ＵＶ波長領域および青色波長領域に部分的に重なる。

第１の透光性層１４は、絶縁層１２上に設けられており、発光素子１３の周囲領域に配置されている。発光素子１３は、第１の透光性層１４によって囲まれている。第１の透光性層１４は、基体１１および絶縁層１２と同様の外形寸法を有している。第１の透光性層１４は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂の群から選択される材料からなる。層１４に関する“透光性”とは、ＵＶ波長領域および青色波長領域の少なくとも一部の光が透過することをいう。

第２の透光性層１５は、発光素子１３の上端および側面に付着されている。第２の透光性層１５は、第１の透光性層１４の上面に付着されている。発光素子１３は、第２の透光性層１５によって封入されている。第２の透光性層１５は、第１の透光性層１４より大きい屈折率を有している。第２の透光性層は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂の群から選択される材料からなる。第１および第２の透光性層が、同じ種類の材料からなる場合も、第１および第２の透光性層において屈折率の差がある。層１５に関する“透光性”とは、発光素子１３から放射された光の少なくとも一部が透過することをいう。第２の透光性層１５は、上方に突出したドーム形状を有している。

発光部材１６は、第１の透光性層１４上に設けられており、第２の透光性層１５を覆っている。発光部材１６は、発光素子１３を覆っている。発光部材１６は、ドーム形状を有している。発光部材１６は、マトリクス材料および蛍光材料を含んでいる。マトリクス材料は、透光性を有している。マトリクス材料に関する“透光性”とは、発光素子１３から放射された光の少なくとも一部が透過することをいう。マトリクス材料は、シリコーン樹脂からなる。蛍光材料は、マトリクス材料に埋め込まれている。蛍光材料は、マトリクス材料に分散されている。蛍光材料は、発光素子１３から放射された第１次光によって励起される。

発光装置１における発光構造が、図６を参照して説明されている。発光素子１３から放射された光の一部１３−Ｌ１は、第１の透光性層１４および第２の透光性層１５の界面において全反射される。第１の透光性層１４は、第２の透光性層１５の屈折率より小さい屈折率を有している。光１３−Ｌ１は、発光部材１６の蛍光材料に届く。発光素子１３から放射された光の他の一部１３−Ｌ２は、第２の透光性層１５を透過して、発光部材１６の蛍光材料に届く。発光部材１６は、光１３−Ｌ１および１３−Ｌ２に応じて、第２次光を放射する。発光装置１は、白色光を放射する。

本発明の他の実施形態が、図７を参照して説明されている。本実施形態の発光装置において、図３に示された発光装置１と異なる点は、絶縁層１２の形状である。絶縁層１２は、上方に突出した部分１２−１を有している。発光素子１３は、突出部分１２−１上に実装されており、導体パターン１７に電気的に接続されている。

本発明の実施形態における照明装置１００を示している。 図１に示された発光装置１を示している。 図１におけるIII−III’の縦断面を示している。 仮想の複合体４０を示している。 発光装置１における作用を示している。 発光装置１における発光構造を示している。 本発明の他の実施形態を示している。

符号の説明

１ 発光装置
１１ 基体
１２ 絶縁層
１３ 発光素子
１４ 第１の透光性層
１５ 第２の透光性層
１６ 発光部材
１７ 導体パターン

Claims (4)

1. 金属材料からなる基体と、
   前記基体上の外縁にまで設けられており、周縁にいくに従って厚くなる絶縁層と、
   前記絶縁層上に実装された、前記絶縁層の周縁の高さ位置よりも上面が上方に位置する発光素子と、
   前記発光素子の周囲領域に配置されており、前記絶縁層上に設けられた第１の透光性層と、
   前記第１の透光性層より大きい屈折率を有しており、前記発光素子および前記第１の透光性層の上面に付着された第２の透光性層と、
   前記絶縁層上に設けられ、前記発光素子および前記第２の透光性層を覆ったドーム形状の蛍光材料を有した発光部材と、
   を備えた発光装置。
   
   
2. 前記基体が銅からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記絶縁層がセラミックスからなることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
4. 前記発光素子は、前記絶縁層の突出部に実装されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。

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