JP5610036B2 - Light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置に関し、より詳細には発光素子を被覆する光反射性の被覆部材を備
えた発光装置に関する。
The present invention relates to a light-emitting device, and more particularly to a light-emitting device including a light-reflective coating member that covers a light-emitting element.
近年、光源として発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)やレーザダイオー
ド(Laser Diode:LD)等の半導体発光素子を搭載した発光装置が、各種の照明や表示
装置に利用されている。特に、これら半導体発光素子は消費電力が低く長寿命であるため
、電球や蛍光灯に代替可能な次世代照明の光源として注目を集めており、さらなる発光出
力および発光効率の向上が求められている。また、自動車のヘッドライト等の投光照明の
ように、配光特性に優れ、高輝度で且つ信頼性の高い光源も求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, light-emitting devices equipped with semiconductor light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) as light sources have been used for various lighting and display devices. In particular, these semiconductor light-emitting elements are attracting attention as light sources for next-generation lighting that can replace light bulbs and fluorescent lamps because of their low power consumption and long life, and further improvements in light emission output and light emission efficiency are required. . There is also a need for a light source that has excellent light distribution characteristics, high brightness, and high reliability, such as floodlights such as automobile headlights.
例えば特許文献1に開示された発光装置は、光取出側に開口したケース内にLED素子
が載置されており、そのケース内に光反射粒子を含有するコーティング材が充填され、L
ED素子における光取出面を除く外面領域は、このコーティング材でもって被覆されてい
る。加えて、成形されたコーティング材の外面上に、LED素子の光取出面を覆うシート
状の蛍光体層が配設されており、該蛍光体層の表面を光出射面としている。この蛍光体層
は、LED素子からの一次光(青色光)を受けて励起されることにより、波長変換された
二次光(黄色光)を放射するYAG等の蛍光体を含む樹脂からなり、一次光と二次光との
混色によって光出射面から白色光を放出可能である。
For example, in the light emitting device disclosed in
The outer surface area except the light extraction surface in the ED element is covered with this coating material. In addition, a sheet-like phosphor layer covering the light extraction surface of the LED element is disposed on the outer surface of the molded coating material, and the surface of the phosphor layer is used as a light emission surface. This phosphor layer is made of a resin containing a phosphor such as YAG that emits wavelength-converted secondary light (yellow light) by receiving and exciting primary light (blue light) from the LED element, White light can be emitted from the light exit surface by mixing the primary light and the secondary light.
また例えば特許文献2には、LEDチップに光透過性の接着剤により蛍光体チップを固
着したLEDチップ組立体を、リードフレームのカップ部や絶縁性基板上に実装し、光散
乱剤を混合した保護層や封止樹脂により該LEDチップ組立体を封止した発光装置が開示
されている。
For example, in
しかしながら、上記特許文献1に開示された発光装置では、LED素子から蛍光体層に
入射される光の入射角によって、蛍光体層内を伝搬する光の光路長が異なり、高角度の光
成分ほど蛍光体による波長変換量が相対的に大きくなる。このため、蛍光体層から発光さ
れる光の放射角度に依存して光の混色の割合が変化し、色ムラを生じる問題があった。
However, in the light emitting device disclosed in
また上記特許文献2に開示された発光装置では、LEDチップと蛍光体チップとを樹脂
材料からなる接着剤を用いて固着しており、LEDチップや蛍光体チップが発する光や熱
により接着剤が劣化することで、光損失や色度変化を生じるため、発光装置の信頼性が低
下する問題があった。他方、接着剤を介さずにLEDチップと蛍光体チップとを離間させ
て配置すれば、このような問題を改善することができるが、蛍光体チップ表面での光反射
が増大し、蛍光体チップへの光結合効率が低下して、発光装置の発光効率が悪化してしま
う。さらに、LEDチップから出射されリードフレームのカップ部や絶縁性基板など実装
基体に入射する光成分は、該実装基体による光吸収の影響を受け、外部に有効に取り出さ
れず、光出力が低下する虞があった。
In the light emitting device disclosed in
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、蛍光体を含む波長変換部材
内を伝搬する光路長差による色ムラを低減し、樹脂からなる接着剤の劣化による信頼性の
低下を回避しながら、発光素子および波長変換部材から放出される光を効率良く外部に取
り出すことができる発光装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, reducing color unevenness due to a difference in optical path length propagating in a wavelength conversion member including a phosphor, and reducing reliability due to deterioration of an adhesive made of resin. It is an object of the present invention to provide a light emitting device that can efficiently extract light emitted from the light emitting element and the wavelength conversion member to the outside while avoiding the problem.
本発明は、下記(1)〜(14)の手段により上記課題を解決することができる。
(1) 半導体素子構造を有する発光素子と、光反射性材料を含有し、前記発光素子の出
射面を露出して、該側面を被覆する被覆部材と、前記発光素子から離間され、互いに対向
する発光面と、前記発光素子の出射表面からの光を受光する受光面と、を有する光透過部
材と、を備え、前記被覆部材は、前記発光素子と前記光透過部材の離間領域において、前
記発光素子の側面より前記光透過部材まで延在して、該延在部が前記離間領域を囲み、該
離間領域側表面に第1の反射面を有する発光装置。
(2) 前記離間領域は空隙であって、前記第1の反射面は、前記被覆部材と空隙との界
面に設けられる上記(1)に記載の発光装置。
(3) 前記第1の反射面は、凹面である上記(1)又は(2)に記載の発光装置。
(4) 前記第1の反射面は、凸曲面を有する請求項1又は2に記載の発光装置。
(5) 前記被覆部材は、前記光透過部材の側面を包囲する第2の反射面をその表面に有
する上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の発光装置。
(6) 前記被覆部材は、前記光透過部材の側面を被覆し、前記第2の反射面は、前記被
覆部材と前記光透過部材の側面との界面に設けられる上記(5)に記載の発光装置。
(7) 前記第2の反射面は、前記光透過部材の発光面より前方に延出した被覆部材の延
出部の表面に設けられている上記(5)又は(6)に記載の発光装置。
(8) 半導体素子構造を有する発光素子と、光反射性材料を含有し、前記発光素子の出
射面を露出して、該側面を被覆する被覆部材と、互いに対向する発光面と、前記発光素子
の出射表面からの光を受光する受光面と、を有し、前記発光素子の出射面に接合する光透
過部材と、を備え、前記被覆部材は、前記光透過部材の外側において、前記光透過部材の
側面から前記発光面より前方に延出して、該延出部が前記発光面を包囲し、該発光面側表
面と、前記光透過部材の側面とに第2の反射面を有する発光装置。
(9) 前記光透過部材の側面が、前記発光素子の外側の側面より、内側に設けられてい
る上記(8)に記載の発光装置。
(10) 前記延出部は、該開口幅が前記発光面側より狭く、該延出部の前記第2の反射
面が発光面に対面するように傾斜して、該発光面の前方を一部覆っている上記(7)〜(
9)のいずれか1つに記載の発光装置。
(11) 前記延出部は、該開口幅が前記発光面側より広く、該延出部の前記第2の反射
面が発光面より側方の外側に設けられている上記(7)〜(9)のいずれか1つに記載の
発光装置。
(12) 前記光透過部材の発光面に接合し、該接合側に対向する表面の第2の発光面を
備えた透光性部材を有し、前記延出部は、前記透光性部材の側面を被覆しており、該側面
に前記第2の反射面が設けられている上記(10)又は(11)に記載の発光装置。
(13) 前記光透過部材は、前記発光素子に励起される波長変換部材である上記(1)
〜(12)のいずれか1つに記載の発光装置。
(14) 前記波長変換部材は板状体である上記(13)に記載の発光装置。
The present invention can solve the above problems by the following means (1) to (14).
(1) A light-emitting element having a semiconductor element structure, a light-reflective material, a light-emitting element exposed surface, a covering member that covers the side surface, and a distance between the light-emitting element and facing each other A light-transmitting member having a light-emitting surface and a light-receiving surface that receives light from an emission surface of the light-emitting element, and the covering member is configured to emit the light in a separation region between the light-emitting element and the light-transmitting member. A light-emitting device that extends from a side surface of the element to the light transmission member, the extending portion surrounds the separation region, and has a first reflection surface on a surface of the separation region.
(2) The light emitting device according to (1), wherein the separation region is a gap, and the first reflection surface is provided at an interface between the covering member and the gap.
(3) The light emitting device according to (1) or (2), wherein the first reflecting surface is a concave surface.
(4) The light emitting device according to
(5) The light emitting device according to any one of (1) to (4), wherein the covering member has a second reflecting surface surrounding a side surface of the light transmitting member on a surface thereof.
(6) The light emitting unit according to (5), wherein the covering member covers a side surface of the light transmitting member, and the second reflecting surface is provided at an interface between the covering member and the side surface of the light transmitting member. apparatus.
(7) The light emitting device according to (5) or (6), wherein the second reflecting surface is provided on a surface of an extending portion of the covering member that extends forward from the light emitting surface of the light transmitting member. .
(8) A light-emitting element having a semiconductor element structure, a light-reflective material, a light-emitting surface that exposes an emission surface of the light-emitting element and covers the side surface, a light-emitting surface facing each other, and the light-emitting element A light-transmitting surface that receives light from the light-emitting surface of the light-emitting element, and a light-transmitting member that is bonded to the light-emitting surface of the light-emitting element, and the covering member is disposed outside the light-transmitting member and transmits the light. A light emitting device that extends forward from the light emitting surface from a side surface of the member, the extending portion surrounds the light emitting surface, and has a second reflecting surface on the light emitting surface side surface and the side surface of the light transmitting member .
(9) The light emitting device according to (8), wherein a side surface of the light transmitting member is provided on an inner side than an outer side surface of the light emitting element.
(10) The extending portion is inclined such that the opening width is narrower than the light emitting surface side, and the second reflecting surface of the extending portion faces the light emitting surface, and the front of the light emitting surface is The above (7) to (
9) The light-emitting device according to any one of
(11) The extending portion has the opening width wider than the light emitting surface side, and the second reflecting surface of the extending portion is provided on the outer side of the light emitting surface. 9) The light-emitting device according to any one of
(12) The light-transmitting member has a light-transmitting member that is bonded to the light-emitting surface of the light-transmitting member and has a second light-emitting surface that faces the bonding side, and the extending portion is formed of the light-transmitting member. The light-emitting device according to (10) or (11), wherein the side surface is covered and the second reflecting surface is provided on the side surface.
(13) The light transmission member is the wavelength conversion member excited by the light emitting element (1)
The light-emitting device as described in any one of-(12).
(14) The light emitting device according to (13), wherein the wavelength conversion member is a plate-like body.
本発明によれば、色ムラの少ない高出力発光が可能であり、高い発光効率と信頼性を合
わせ持つ発光装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a light emitting device capable of high-output light emission with little color unevenness and having both high light emission efficiency and reliability.
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明す
る発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のもの
に特定しない。特に、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配
置等は特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単
なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確に
するため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同
一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材
の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、以下に記載されている実施
の形態についても同様に、特に排除する記載が無い限りは各構成等を適宜組み合わせて適
用できる。
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the light-emitting device described below is for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described below are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing. Similarly, the embodiments described below can be applied by appropriately combining the components and the like unless otherwise specified.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る発光装置の概略図であり、図1(a)は概略上面
図の図1(b)のA−Aにおける概略断面図であり、図2はその光源部周辺の概略断面図
である。図1,2に示す例の発光装置は、主として、発光素子10と、発光素子から出射
された光を透過する光透過部材20と、発光素子、光透過部材の一部を被覆する光反射性
の被覆部材40,45と、から構成されている。
<
FIG. 1 is a schematic view of a light emitting device according to
発光素子10は、基板上に設けられた半導体素子構造を備え、基板の裏面を上面として
実装基板50の配線55上に導電性接着材60により1個フリップチップ実装されている
。また実装基板50上には、その発光素子10を包囲するように、第1の枠体51と、さ
らにその外側に第1の枠体51より高い第2の枠体52と、が設けられている。そして、
その第1の枠体51の内側には、光反射性材料46を含有する被覆部材40が充填され、
発光素子10の基板の裏面を光出射面として露出させて、発光素子10の周部が該被覆部
材40に被覆されている。これにより、発光素子10から側方や下方に出射される光は、
光反射性の被覆部材40によって素子の内部に反射され、効率良く該基板の裏面から取り
出すことができる。
The
The inside of the
The periphery of the
It is reflected inside the element by the light-
第1の枠体51上には、互いに対向する表面21(発光面90)および受光面22を有
する1枚の板状の光透過部材20が載置され第1の枠体51を閉蓋し、受光面22と発光
素子10の出射面との間に離間領域30が設けられている。この光透過部材20は、第1
の枠体51により発光素子10と離間して配置されており、発光素子10から出射される
光を受光面22で受光、透過し、表面21より装置外部に放出する。また光透過部材20
は、発光素子10から出射された光を一次光として、該一次光に励起されその波長変換光
である二次光を放出可能な蛍光体を含有する波長変換部材であってもよい。
On the
The light beam emitted from the
May be a wavelength conversion member containing a phosphor capable of emitting light emitted from the
また被覆部材40は、第1の枠体51の内壁を該枠体上面まで這い上がって形成され、
素子の外側で裏面から前方に伸びて、素子の側面から上面に延在している。図のように光
透過部材の受光面22に当接されると良い。さらに、その表面に第1の反射面31が設け
られている。この第1の反射面31は、凹曲面となっており、平面である場合に比して反
射面の面積が増え反射効率を向上でき、また、発光素子10より幅広な光透過部材20の
受光面22に対して好適に光を反射させて光結合させることができる。すなわち、離間領
域30が、受光面22と出射面に加えて、被覆部材40、その第1の反射面31で囲まれ
た構造を有し、発光素子10と光透過部材20とが離間されることによる光結合効率の低
下を抑え、さらに被覆部材40による散乱作用で、色ムラ、輝度ムラを好適に改善できる
。
The covering
It extends forward from the back surface outside the element, and extends from the side surface of the element to the top surface. As shown in the drawing, it is preferable to contact the
この発光素子10の周囲に設けられた第1の反射面31により、基板の裏面の出射面か
ら高角度方向に出射された光は、第1の枠体51の内壁表面への入射による光吸収の影響
を受けずに、光透過部材の受光面22側に反射され、光結合する。また第1の反射面31
による光の散乱作用によって、光透過部材の受光面22への入射角を低減することができ
る。よって、特に第1の反射面31に対向する光透過部材20の周縁部において光透過部
材20への入射角が低減され、光透過部材20が波長変換部材である場合には、波長変換
部材内の光路長差に起因して発生する色ムラを低減することができる。また、光透過部材
の受光面22で反射された光(戻り光)、受光面22から放出した二次光の一部も第1の
反射面31に入射され、同様に光透過部材の受光面22側に反射・散乱させ、再度受光面
22に入射させることができ、光透過部材20への光結合効率を高めることができる。
Light emitted in a high angle direction from the exit surface on the back surface of the substrate by the first reflecting
The incident angle of the light transmitting member on the
また、本実施の形態1において、光透過部材の受光面22と発光素子10との間の離間
領域30は空隙となっており、第1の反射面31は被覆部材30と、その空隙、空隙中の
空気などの気体との界面に設けられている。一般的に樹脂材料で構成される接着剤などを
介さず、発光素子10と光透過部材20とが空隙30により離間されて配置されているこ
とで、光や熱によって接着剤、さらに光透過部材20が劣化し、信頼性が低下することを
回避することができる。空隙30により離間されている場合、光透過部材の受光面22で
の光反射が増加するが、第1の反射面31によって戻り光を再び反射させることにより、
光透過部材20への光結合効率の低下を抑制することができる。従って、第1の反射面3
1が、発光素子10の出射面より光反射率が高いことが好ましく、さらに光散乱作用が高
いことが好ましい。
Further, in the first embodiment, the
A decrease in the efficiency of light coupling to the
1 is preferably higher in light reflectivity than the emission surface of the
さらに、第1の枠体51と第2の枠体52の間には、上記と同様に光反射性の被覆部材
45が充填されており、その表面に第2の反射面32が設けられている。本実施の形態1
において、被覆部材45は、光透過部材の表面21を露出して、光透過部材20の側面を
被覆しており、第2の反射面32aが光透過部材20の側面と被覆部材45の界面に設け
られている。これにより、光透過部材20の側面から側方に漏れ出す光を上方に反射させ
、高輝度の発光を実現することができる。また光透過部材20が波長変換部材である場合
、その周縁部、側方では、発光素子10からの一次光成分が不足し波長変換された二次光
成分が多い光が放出される虞があるが、このような側方への光を第2の反射面32により
内部に反射させることで、一次光と二次光の混色を促進し、色ムラを低減することができ
る。また光透過部材20の側面を被覆し、表面21を露出させることで、該発光装置10
0の主たる光取り出しの窓部(発光面90)とする面発光型の発光装置が形成され、光透
過部材の表面21の形状に依存して、該発光装置100の配光を制御することができる。
Further, a light-
The covering
A surface light emitting type light emitting device is formed with a main light extraction window portion (light emitting surface 90) of 0, and the light distribution of the
また被覆部材45は、第2の枠体52の内壁を該枠体の上面近傍まで這い上がって形成
され、光透過部材20と第2の枠体52との間、すなわち光透過部材20の外側で、その
発光面90より前方に延出した延出部を有しており、第2の反射面32はその延出部の表
面まで形成されている。これにより、光透過部材の発光面90より高角度に放出される光
を上方に反射させ、発光装置100の正面輝度をさらに高めることができる。なお、この
延出部の第2の反射面32bは凹曲面であって、凸曲面である場合より比較的広い配光を
得ることができる。また、上述のように光透過部材20が波長変換部材である場合、高角
度の一次光ほど波長変換部材中を伝搬する光路長が長くなり波長変換量が大きくなるため
、発光面90からの高角度の出射光は二次光成分が多くなる虞があるが、この延出部の表
面に形成される第2の反射面32bにより装置内側に散乱させることで、一次光と二次光
の混色を促進し、さらに色ムラを低減することができる。
The covering
以上、説明したように、本発明の発光装置は、凹部を備えた被覆部材とその凹部の底に
、被覆部材に少なくとも側面が被覆された光源部の発光素子があり、その凹部内、それを
閉じる蓋のように閉蓋した光透過部材が設けられて、複合的な光源部となっている。その
複合光源部内の離間領域内、すなわち光源部と光透過部材とで挟まれた領域の周囲側面を
被覆部材で包囲して、第1の反射面で囲まれた領域内において、光源から取り出された光
、また光透過部材から光源側に放出された一次光、二次光が、各部材と第1の反射面で互
いに重畳し、また反射面による集光作用により、所望の発光特性、特に配向性、色度分布
、輝度分布の光を複合光源の発光面である光透過部材の表面から取り出す構造となってい
る。従って、後述するように光反射性材料を備えた透明部材の被覆部材であると、反射作
用に、散乱作用が加わるため、その機能をより高めることができる。さらに、その複合光
源から取り出された光、すなわち光透過部材の外側に取り出された光に対して、それを反
射する第2の反射面となる被覆部材が付加的に設けられると、上記各特性の制御性が高め
られる。従って、第1,2の反射面は、一体の被覆部材で形成されても良く、各実施形態
で説明するように、個々に成形したものでも良い。
As described above, the light-emitting device of the present invention has a light-emitting element of a light source unit in which at least a side surface is coated on a covering member at the bottom of the covering member having the concave portion and the concave portion. A light-transmitting member that is closed like a closing lid is provided to form a composite light source unit. In the separated area in the composite light source part, that is, the peripheral side surface of the area sandwiched between the light source part and the light transmitting member is surrounded by the covering member, and is taken out from the light source in the area surrounded by the first reflecting surface. The primary light and secondary light emitted from the light transmitting member to the light source side are superimposed on each other and the first reflecting surface, and desired light emission characteristics, In this structure, light of orientation, chromaticity distribution, and luminance distribution is extracted from the surface of the light transmitting member that is the light emitting surface of the composite light source. Therefore, since it is a covering member of a transparent member provided with a light-reflective material as will be described later, the scattering function is added to the reflecting action, so that the function can be further enhanced. Further, when a covering member serving as a second reflecting surface for reflecting the light extracted from the composite light source, that is, the light extracted outside the light transmitting member, is additionally provided, each of the above characteristics. Controllability is improved. Therefore, the first and second reflecting surfaces may be formed of an integral covering member, or may be individually molded as described in each embodiment.
一方、実施形態6,7、図8,9に観るように、光源部に波長変換部材などの光透過部
材が内包され、すなわち発光素子と光透過部材が、直接、あるいは接着剤などを介して、
互いに接合され、複合光源部が一体的なものとすることもできる。この場合は、光源部よ
り前方に突出した被覆部材の反射面は、上記複合光源の外側に設けられる第2の反射面と
同様なものとなる。すなわち、上述したように、光源部近傍において、被覆部材、上記光
源部側の第1の反射面と同様に、反射、集光、散乱作用により、所望の発光特性を得るこ
とができる。さらに、光源部に内包された光透過部材に代えて、別の透光性部材を用いて
、所望形状の被覆部材の延出部、その第2の反射面を設けて、所望の発光面の形状、発光
特性を得ることができる。具体的には、実施形態5,6のように、光源部より幅の狭い放
出口を備えた被覆部材の延出部、またその透光性部材とすることができる。他方、放出側
が幅広となる形状とすることもでき、上記透光性部材を用いることで、上述した離間領域
と同様に、その部材内で光が重畳されて、所望の発光をその透光性部材表面の第2の発光
面から取り出すことができる。
On the other hand, as seen in the sixth and seventh embodiments and FIGS. 8 and 9, the light source includes a light transmitting member such as a wavelength conversion member, that is, the light emitting element and the light transmitting member are directly or via an adhesive or the like. ,
The composite light source units may be integrated with each other. In this case, the reflection surface of the covering member protruding forward from the light source unit is the same as the second reflection surface provided outside the composite light source. That is, as described above, in the vicinity of the light source unit, desired light emission characteristics can be obtained by the reflection, condensing, and scattering actions, similarly to the covering member and the first reflection surface on the light source unit side. Further, instead of the light transmissive member included in the light source unit, another light transmissive member is used to provide an extended portion of the covering member having a desired shape, its second reflecting surface, and a desired light emitting surface. Shape and light emission characteristics can be obtained. Specifically, as in the fifth and sixth embodiments, the extending portion of the covering member having a narrower emission port than the light source portion, and the translucent member thereof can be used. On the other hand, the emission side can also be formed in a wide shape. By using the translucent member, light is superimposed in the member in the same manner as the above-described separated region, and desired light emission is transmitted through the translucent member. It can be taken out from the second light emitting surface of the member surface.
次に、本発明の発光装置の各構成部材について、以下に詳述する。 Next, each component of the light emitting device of the present invention will be described in detail below.
(発光素子)
発光素子10は公知のもの、具体的には半導体発光素子を利用でき、特にGaN系化合
物半導体であれば、蛍光物質を効率良く励起できる短波長の可視光や紫外光が発光可能で
あるため好ましい。具体的な発光ピーク波長は240nm以上560nm以下、好ましく
は380nm以上470nm以下である。なお、このほか、ZnSe系、InGaAs系
、AlInGaP系半導体の発光素子でもよい。
(Light emitting element)
The light-emitting
(発光素子構造)
半導体層による発光素子構造11は、図3に例示するように少なくとも第1導電型(n
型)層2と第2導電型(p型)層4とにより構成され、更にその間に活性層3を有する構
造が好ましい。また、電極構造は、一方の主面側に第1導電型(負)、第2導電型(正)
の両電極6,7が設けられる同一面側電極構造が好ましいが、半導体層の各主面に対向し
て電極が各々設けられる対向電極構造でも良い。発光素子10の実装形態も、例えば上記
同一面側電極構造では、電極形成面を実装面として、それに対向する基板1側を主な出射
面とするフリップチップ実装が、その出射面と光透過部材20との光学的な接続上好まし
い。この他、電極形成面側を主な出射面として、その上に光透過部材を結合する実装、フ
ェイスアップ実装、また配線構造を備えた光透過部材にフリップチップ実装、上記対向電
極構造で光透過部材と実装基板に接続すること、ができ、好ましくは発光素子と光透過部
材に配線、電極を備えない実施例の実装が良い。なお、半導体層11の成長基板1は、発
光素子構造を構成しない場合には除去してもよく、成長基板が除去された半導体層に、支
持基板、例えば導電性基板または別の透光性部材・基板を接着した構造とすることもでき
る。この支持基板に光透過部材20を用いることもでき、その他、ガラス、樹脂などの光
透過部材により半導体層が接着・被覆されて、支持された構造の素子でもよい。成長基板
の除去は、例えば支持体、装置又はサブマウントに実装又は保持して、剥離、研磨、若し
くはLLO(Laser Lift Off)で実施できる。また、発光素子10は光反射構造を有する
ことができ、具体的には、半導体層11の互いに対向する2つの主面の内、光取り出し側
(出射面側)と対向する他方の主面を光反射側(図1における下側)とし、この光反射側
の半導体層内や電極などに光反射構造を設けることができる。光反射構造の例として、半
導体層内に多層膜反射層が設ける構造、あるいは半導体層の上にAg、Al等の光反射性
の高い金属膜や誘電体多層膜を有する電極、反射層を設けた構造がある。
(Light emitting element structure)
As illustrated in FIG. 3, the light emitting
Type)
Although the same surface side electrode structure in which both the
(窒化物半導体発光素子)
発光素子10の一例として、図3の窒化物半導体の発光素子10では、成長基板1であ
るC面サファイア基板の上に、第1の窒化物半導体層2であるn型半導体層、活性層3で
ある発光層、第2の窒化物半導体層4であるp型半導体層が順にエピタキシャル成長され
ている。そして、n型層2の一部が露出されて第1の電極7であるn型パッド電極を形成
し、p型層4のほぼ全面にITO等の透光性導電層5、第2の電極6であるp型パッド電
極が形成されている。さらに、保護膜8をn型、p型パッド電極6,7の表面を露出し、
半導体層を被覆して設けられる。なお、n型パッド電極7は、p型同様に透光性導電層を
介して形成してもよい。成長基板1は、C面サファイアの他、R面、及びA面、スピネル
(MgAl2O4)のような絶縁性基板、また炭化珪素(6H、4H、3C)、Si、Zn
S、ZnO、GaAs、GaNやAlN等の半導体の導電性基板がある。窒化物半導体の
例としては、一般式がInxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)の他、B
やP、Asを混晶してもよい。また、n型、p型半導体層2,4は、単層、多層を特に限
定されず、活性層3は単一(SQW)又は多重量子井戸構造(MQW)が好ましい。青色
発光の素子構造11の例としては、サファイア基板上に、バッファ層などの窒化物半導体
の下地層、例えば低温成長薄膜GaNとGaN層、を介して、n型半導体層として、例え
ばSiドープGaNのn型コンタクト層とGaN/InGaNのn型多層膜層が積層され
、続いてInGaN/GaNのMQWの活性層、更にp型半導体層として、例えばMgド
ープのInGaN/AlGaNのp型多層膜層とMgドープGaNのp型コンタクト層が
積層された構造がある。
(Nitride semiconductor light emitting device)
As an example of the
It is provided so as to cover the semiconductor layer. Note that the n-
There are semiconductor conductive substrates such as S, ZnO, GaAs, GaN, and AlN. Examples of the nitride semiconductor, other general formula In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1), B
Or, P and As may be mixed. The n-type and p-
(光透過部材)
また図1の発光装置100は、発光素子10からの光を透過する光透過部材20を備え
る。光透過部材20は、通過する光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換材料を有
する光変換部材であることが好ましい。例えば実施例のように、光源からの一次光が、光
透過部材20中の波長変換材料としての蛍光体を励起することで、一次光と異なった波長
を持つ二次光が得られ、さらに一次光との混色により、所望の色相を有する出射光を実現
できる。
(Light transmission member)
The
上述の通り、実施の形態1の光透過部材20は、表面21(発光面90)からの平面視
において発光素子10を内包し、その側面が、発光素子10の側面(端面)よりも外方に
突出し、発光素子10の出射面より幅広な受光面22でもって発光素子10と光学的に接
続されるため損失が少ない。このほか、後述の実施の形態6,7に示すように、光透過部
材20の側面が、発光素子10の側面よりも内側に位置する、つまり発光素子10の出射
面が突出される形態でもよく、この例のように光透過部材の受光面22を発光素子10の
出射面より小さくした形態であってもよい。発光素子に対して発光領域を絞ることで相対
的に輝度が高められ、また混色の均一化が図れ、色ムラが低減される。また、光透過部材
20の側面が発光素子10の側面と略同一面上に位置する形態であれば、光透過部材の外
縁部において、発光素子10からの光量が不足して色ムラが発生しやすくなるのを抑制で
きる。
As described above, the
ここで、光透過部材20の母材となる透光性材料としては、下記被覆部材40と同様な
材料を用いることができ、例えば樹脂、又はガラスなどの無機物を用いることができる。
変換機能を備えない場合も、蛍光体を除いて、又はそれに置換して、光変換の光透過部材
と同様の材料を用いることが好ましい。また、表面21、受光面22は、実施例のように
光透過部材が板状である場合には、両面とも略平坦な面であること、更には対向する両面
が互いに略平行であることが本発明の導光部材を介した光結合の効率が高まり、また接合
が容易となり好ましい。一方で、板状に限らず、全体又は一部に曲面を有する形態、凹凸
面などの面状の形態など、種々の形状若しくは形態、例えば集光、分散するための形状、
例えばレンズ状などのような光学的な形状とすることもできる。また、波長変換機能とし
て、発光素子の一次光とその変換光(二次光)の混色光を発光する他に、例えば発光素子
の紫外光による変換光、若しくは複数の変換光による混色光のように、一次光から変換さ
れた二次光を主に出射する発光装置とすることもできる。
Here, as a translucent material used as a base material of the
Even when the conversion function is not provided, it is preferable to use the same material as the light transmission member for light conversion, excluding or replacing the phosphor. Further, when the light transmitting member is plate-like as in the embodiment, both the
For example, it may be an optical shape such as a lens shape. Further, as a wavelength conversion function, in addition to emitting primary light of the light emitting element and mixed light of the converted light (secondary light), for example, converted light by ultraviolet light of the light emitting element or mixed light by a plurality of converted lights In addition, a light-emitting device that mainly emits secondary light converted from primary light can be used.
波長変換機能を備えた光透過部材20は、具体的にガラス板、それに光変換部材を備え
たもの、あるいは光変換部材の蛍光体結晶若しくはその相を有する単結晶体、多結晶体、
アモルファス体、セラミック体、あるいは蛍光体結晶粒子による、それと適宜付加された
透光性材料との焼結体、凝集体、多孔質性材料、それらに透光性材料、例えば透光性樹脂
を混入、含浸したもの、あるいは蛍光体粒子を含有する透光性部材、例えば透光性樹脂の
成形体等から構成される。なお、光透過部材20は、樹脂等の有機材料よりも無機材料で
構成されることが耐熱性の観点からは好ましい。具体的には蛍光体を含有する透光性の無
機材料からなることが好ましく、特に蛍光体と無機物(結合材、バインダー)との焼結体
、あるいは蛍光体からなる焼結体や結晶とすることで信頼性が高まる。なお、実施例のY
AGの蛍光体を用いる場合、YAGの単結晶や高純度の焼結体のほか、アルミナ(Al2
O3)を結合材とするYAG/アルミナの焼結体、ガラスを結合材とした焼結体が信頼性
の観点から好ましい。また、光透過部材20を板状とすることで、面状に構成される発光
素子10の出射面との結合効率が良く、光透過部材20の主面とが略平行になるよう容易
に位置合わせできる。加えて、光透過部材20の厚みを略一定とすることで、通過する光
の波長変換量を略均一として混色の割合を安定させ、発光面90の部位における色むらを
抑止できる。このため、1つの光透過部材20に複数の発光素子10を搭載する場合にお
いて、個々の発光素子10の配置に起因する発光面90内の輝度や色度の分布にむらが少
なく略均一で高輝度の発光を得ることができる。なお、波長変換機能を備えた光透過部材
20の厚みは、発光効率や色度調整において、10μm以上500μm以下であることが
好ましく、さらには50μm以上300μm以下であることがより好ましい。
The
Sintered body, aggregate, porous material, and translucent material, such as translucent resin, with amorphous body, ceramic body, or phosphor crystal particles and appropriately added translucent material , Impregnated materials, or translucent members containing phosphor particles, for example, molded products of translucent resin. In addition, it is preferable from a heat resistant viewpoint that the
When using an AG phosphor, in addition to YAG single crystals and high-purity sintered bodies, alumina (Al 2
From the viewpoint of reliability, a sintered body of YAG / alumina having O 3 ) as a binder and a sintered body having glass as a binder are preferable. Further, by forming the
波長変換部材は、青色発光素子と好適に組み合わせて白色発光とでき、波長変換部材に
用いられる代表的な蛍光体としては、ガーネット構造のセリウムで付括されたYAG系蛍
光体(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)及びLAG系蛍光体(ルテチウム・ア
ルミニウム・ガーネット)が挙げられ、特に、高輝度且つ長時間の使用時においては(R
e1-xSmx)3(Al1-yGay)5O12:Ce(0≦x<1、0≦y≦1、但し、Reは、
Y、Gd、La、Luからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。)等が好
ましい。またYAG、LAG、BAM、BAM:Mn、(Zn、Cd)Zn:Cu、CC
A、SCA、SCESN、SESN、CESN、CASBN及びCaAlSiN3:Eu
からなる群から選択される少なくとも1種を含む蛍光体が使用できる。波長変換部材は、
光透過部材の他に、例えば光透過部材と発光素子との間、その結合部材中、発光素子と被
覆部材との間、にも設けることもできる。光透過部材、波長変換部材及び焼結体も同様に
発光装置中に配置できる。黄〜赤色発光を有する窒化物系蛍光体等を用いて赤味成分を増
し、平均演色評価数Raの高い照明や電球色LED等を実現することもできる。具体的に
は、発光素子の発光波長に合わせてCIEの色度図上の色度点の異なる蛍光体の量を調整
し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させる
ことができる。その他に、近紫外〜可視光を黄色〜赤色域に変換する窒化物蛍光体、酸窒
化物蛍光体、珪酸塩蛍光体を用いることができる。例えば、L2SiO4:Eu(Lはアル
カリ土類金属)、特に(SrxMae1-x)2SiO4:Eu(MaeはCa、Baなどのア
ルカリ土類金属)などが挙げられる。窒化物系蛍光体、オキシナイトライド(酸窒化物)
蛍光体としては、Sr−Ca−Si−N:Eu、Ca−Si−N:Eu、Sr−Si−N
:Eu、Sr−Ca−Si−O−N:Eu、Ca−Si−O−N:Eu、Sr−Si−O
−N:Euなどがあり、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体としては、一般式LSi2O2N2
:Eu、一般式LxSiyN(2/3x+4/3y):Eu若しくはLxSiyOzN(2/3x+4/3y-2/3z):
Eu(Lは、Sr、Ca、SrとCaのいずれか)で表される。
The wavelength conversion member can be suitably combined with a blue light emitting element to emit white light. As a typical phosphor used for the wavelength conversion member, a YAG phosphor (yttrium, aluminum, Garnet) and LAG-based phosphors (lutetium / aluminum / garnet), particularly in the case of high brightness and long time use (R
e 1-x Sm x ) 3 (Al 1-y Ga y ) 5 O 12 : Ce (0 ≦ x <1, 0 ≦ y ≦ 1, where Re is
It is at least one element selected from the group consisting of Y, Gd, La, and Lu. Etc.) are preferred. YAG, LAG, BAM, BAM: Mn, (Zn, Cd) Zn: Cu, CC
A, SCA, SCESN, SESN, CESN, CASBN and CaAlSiN 3 : Eu
A phosphor containing at least one selected from the group consisting of can be used. The wavelength conversion member is
In addition to the light transmitting member, for example, it can be provided between the light transmitting member and the light emitting element, in the coupling member, and between the light emitting element and the covering member. Similarly, the light transmitting member, the wavelength converting member, and the sintered body can be disposed in the light emitting device. It is also possible to increase the reddish component using a nitride-based phosphor having yellow to red light emission, and to realize illumination with high average color rendering index Ra, light bulb color LED, and the like. Specifically, by adjusting the amount of phosphors having different chromaticity points on the CIE chromaticity diagram according to the light emission wavelength of the light emitting device, the phosphors are connected with each other on the chromaticity diagram. Any point can be made to emit light. In addition, nitride phosphors, oxynitride phosphors, and silicate phosphors that convert near-ultraviolet to visible light into a yellow to red region can be used. For example, L 2 SiO 4 : Eu (L is an alkaline earth metal), particularly (Sr x Mae 1-x ) 2 SiO 4 : Eu (Mae is an alkaline earth metal such as Ca and Ba) and the like. Nitride phosphors, oxynitrides (oxynitrides)
Examples of the phosphor include Sr—Ca—Si—N: Eu, Ca—Si—N: Eu, and Sr—Si—N.
: Eu, Sr-Ca-Si-ON: Eu, Ca-Si-ON: Eu, Sr-Si-O
-N: Eu and the like, and as the alkaline earth silicon nitride phosphor, the general formula LSi 2 O 2 N 2
: Eu, general formula L x Si y N (2 / 3x + 4 / 3y): Eu or L x Si y O z N ( 2 / 3x + 4 / 3y-2 / 3z):
Eu (L is Sr, Ca, or any one of Sr and Ca).
(被覆部材)
被覆部材40,45は、図1に示すように、発光素子10、光透過部材20の一部を被
覆する。そして、本発明においては、被覆部材が素子等から垂下され、光の漏れ経路の形
成を防ぐことから、実装基板、更にはそれに設けられた配線より、被覆部材の反射率が高
いことが好ましい。また、光反射材料46,47を含有する被覆部材40,45は、その
基材は透光性の樹脂材料が好ましく、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物
等を使用することが好ましいが、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリ
ル樹脂組成物等の透光性を有する絶縁樹脂組成物を用いることができる。また、これらの
樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた被覆部材も利用でき
る。さらに、ガラス、シリカゲル等の耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また
、樹脂材料を成形することで、所望の形状に成形でき、また所望領域を被覆でき、本発明
では光源部の発光素子、光透過部材の表面、特にその側面を被覆して形成できる。また、
その発光面側の表面も同様に所望形状とでき、図示するような平坦な面状の他、凹や凸の
曲面とできる。実施の形態1では耐熱性・耐候性の観点から被覆部材としてシリコーン樹
脂を使用する。
(Coating member)
The covering
The surface on the light emitting surface side can be similarly formed in a desired shape, and can be a concave or convex curved surface in addition to a flat surface shape as illustrated. In the first embodiment, a silicone resin is used as a covering member from the viewpoint of heat resistance and weather resistance.
また、被覆部材40,45は、上記基材中に少なくとも1種類の光反射性材料46,4
7を含有してなる。光反射性材料46,47を含有することで、被覆部材40,45の反
射率が高まり、更に好適には低吸収性の粒子を用いると、光吸収、損失が低減され、光散
乱性を備えた被覆部材とできる。被覆部材40,45中に含有される光反射性材料46,
47は、Ti、Zr、Nb、Al、Siからなる群から選択される1種の酸化物、若しく
はAlN、MgFの少なくとも1種であり、具体的にはTiO2、ZrO2、Nb2O5、A
l2O3、MgF、AlN、SiO2よりなる群から選択される少なくとも1種である。光
反射性材料の粒子が、Ti、Zr、Nb、Alからなる群から選択される1種の酸化物で
あることで、材料の高い反射性及び低吸収性とでき、基材、特に透光性樹脂との屈折率差
を高められ、好ましい。また、被覆部材40,45は、上記光反射性材料による成形体で
もって構成することもでき、具体的には上記粒子を凝集した凝集体、焼結体、などの多孔
質材料とすることもでき、その他に、ゾル・ゲル法による成形体でもよく、上記光反射性
材料と多孔質内の空気との屈折率差を大きくし、光反射性を高められるため、また無機材
料で構成できるため、好ましい。一方、上記樹脂などの母材を備えた被覆部材と比較する
と、所望の形状に成形すること及びその被覆領域の制御性が良く、また封止性能、気密性
能を高めること、ができ、本発明では上記母材を備えた被覆部材とする方が好ましい。ま
た、両者の被覆部材の特性を考慮して、両者の複合的な成形体とでき、例えば、多孔質成
形体の外表面側に樹脂を含浸させ、発光素子側の内表面側では多孔質とした構造とできる
。このように、被覆部材若しくはそれによる包囲体は、内部領域と外部とが連通されたり
、気体透過性であったりしてもよく、少なくとも光が漏れ出さない形態であれば良い。
Further, the covering
7 is contained. By including the
47 is one oxide selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, Al, and Si, or at least one of AlN and MgF, specifically, TiO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5. , A
It is at least one selected from the group consisting of l 2 O 3 , MgF, AlN, and SiO 2 . Since the light-reflective material particles are one kind of oxide selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, and Al, the material can be made highly reflective and low-absorbent. The difference in refractive index with the functional resin is increased, which is preferable. The covering
上述した母材中に光反射性材料46,47を含有する被覆部材40,45では、その含
有濃度、密度により光の漏れ出す深さが異なるため、発光装置形状、大きさに応じて、適
宜濃度、密度を調整すると良い。例えば比較的小さな発光装置で肉厚を小さくする場合は
、高濃度の光反射性材料46,47を備えることが好ましい。一方で、光反射性材料46
,47を含有する被覆部材40,45の原料の調製、その原料の塗布、成形などの製造過
程において、それに適したようにその濃度を調整する。上記多孔質体についても同様であ
る。一例として、実施例の場合には、光反射性材料46,47の含有濃度は20重量パー
セント濃度(wt%)以上、その肉厚は20μm以上とするのが好適であり、発光面90
から高輝度で指向性の高い放出光が得られ、適度な粘性で被覆部材によるアンダーフィル
の形成など容易にできる。また、光反射性材料の濃度を高くすれば被覆部材の熱拡散性を
高めることができる。
In the covering
, 47 in the manufacturing process such as preparation of the covering
Therefore, emitted light with high brightness and high directivity can be obtained, and underfill can be easily formed with a covering member with an appropriate viscosity. Moreover, if the density | concentration of a light reflective material is made high, the thermal diffusibility of a coating | coated member can be improved.
被覆部材の形成領域は、発光素子10における少なくとも側面に被覆部材40を設け、
好ましくは光透過部材20の側面も被覆し、更に好ましくは、光透過部材及び発光素子を
含む光源部において発光面を露出させてその他を被覆する。これにより、光透過部材の側
面から光が漏れ出すのを回避でき、その側面からの比較的強度の大きい、また光変換部材
を有する場合は色味差を有する光を抑止して、放射光の指向性を良好にし、輝度ムラ、色
ムラを低減できる。また、各部材、素子の側面を被覆して、光取り出し方向側へ制限する
ことで、指向性、輝度を高められる。また、光透過部材20が波長変換材料を含有する場
合には、この波長変換材料の発熱が特に著しいため、それを改善できる。光透過部材20
の側面が被覆部材45により被覆され、かつ表面21が露出されていれば、その外面形状
は特に限定されない。また図8に示すように、複数の発光素子10が1つの光透過部材2
0に接合される場合には、その発光素子間についても被覆部材40が充填されて、受光面
22の離間領域を被覆することが好ましい。接合領域の光変換部材の熱に対し、この構成
により上記離間領域の放熱性を高めることができる。
The formation region of the covering member is provided with a covering
Preferably, the side surface of the
As long as the side surface is covered with the covering
In the case of bonding to 0, it is preferable that the light-emitting elements are filled with the covering
(添加部材)
また、被覆部材40,45には、光反射性材料46,47、光変換部材の他、粘度増量
剤等を適宜添加することができ、これによって所望の発光色、それら部材若しくは装置表
面の色、例えば高コントラスト化の為の黒色など、また所望の指向特性を有する発光装置
が得られる。同様に不要な波長をカットするフィルター材として各種着色剤を添加できる
。他の部材、また導光部材、封止部材、光透過部材などの光透過性材料も同様である。
(Additive components)
In addition to the light-
(実装基板50)
一方、図1の発光装置100において、上記の発光素子10が実装される基板50は、
少なくとも表面が素子の電極と接続される配線55を形成したものが利用でき、また図4
(a)に示すように外部接続用の配線(56)などが設けられても良い。基板の材料は、
例として窒化アルミニウム(AlN)で構成され、単結晶、多結晶、焼結基板、他の材料
としてアルミナ等のセラミック、ガラス、Si等の半金属あるいは金属基板、またそれら
の積層体、複合体が使用でき、金属性、セラミックは放熱性が高いため好ましい。なお、
基板50は配線が無くてもよく、例えば図3の素子で成長基板側を実装して素子の電極を
装置の電極にワイヤー接続する形態、光透過部材に配線を設けて接続する形態でもでもよ
い。また、図示する発光装置のように、被覆部材40,45が実装基板50の上に設けら
れる形態の他、実装基板50の外側側面も覆う形態でもよい。また実装基板50は、少な
くともその表面が高反射性材料で構成されることが好ましい。図1,2に示すように、発
光素子10は、導電性接着材60により配線55上に接着されて外部と電気的に接続され
る。導電性接着材60は、半田、Agペースト、Auバンプなどが利用できる。
(Mounting board 50)
On the other hand, in the
A wiring having at least a surface connected to the electrode of the
As shown to (a), the wiring (56) for external connection etc. may be provided. The material of the substrate is
Examples include aluminum nitride (AlN), single crystals, polycrystals, sintered substrates, ceramics such as alumina as other materials, glass, metal or metal substrates such as Si, and laminates and composites thereof. Metallic and ceramic materials are preferred because of their high heat dissipation. In addition,
The
(枠体)
図1に示す発光装置100は、枠体51,52を有し、これらは被覆部材40,45の
保持部材としても機能する。枠体51,52は、セラミックや樹脂などで形成することが
できる。光反射性の高いアルミナが好ましいが、表面に反射膜を形成すればこれに限らな
い。樹脂であれば、スクリーン印刷等を用いるほか、成形体を実装基板に接着してもよい
。また、被覆部材40,45と同様に光反射性材料を用いるなどして、反射率を高くする
と好ましい。また、上記添加部材同様に、枠体を目的に応じて着色してもよい。なお、こ
の枠体は、被覆部材を充填又は成形後に、取り外すこともできる。また、枠体として、積
層基板、基材などでキャビティ構造を有する装置基体など、発光素子の実装基板に一体に
形成されている形態でもよい。
(Frame)
The
(発光装置の製造方法)
図1に示される例の発光装置100の製造方法の一例として以下に説明する。まず、実
装基板50上または発光素子10に導電性接着材60を形成しフリップチップ実装する。
この例では個片化前の基板50上で、1つの発光装置に対応する領域に1個の発光素子1
0を並べて実装する。次に、発光素子10の周囲に立設された第1の枠体51(発光素子
10の出射面(成長基板裏面あるいはLLOで基板除去した場合であれば窒化物半導体露
出面)の高さより高い)内に、光透過部材20の側面を被覆するように、ディスペンサ(
液体定量吐出装置)等により、被覆部材40を構成する樹脂をポッティングする。滴下さ
れた樹脂40は、表面張力によって発光素子10の側面および第1の枠体51の内壁を這
い上がり被覆し、発光素子10の出射面より第1の枠体51の上面に向かって高くなる傾
斜表面が形成される。次に、第1の枠体51上に光透過部材20を載置する。そして、第
1の枠体の周囲に立設された第2の枠体52(第1の枠体より高い)内に、同様に被覆部
材45を構成する樹脂をポッティングする。滴下された樹脂45は、表面張力によって光
透過部材20の側面および第2の枠体52の内壁を這い上がり被覆し、表面21より第2
の枠体52の上面に向かって高くなる傾斜表面が形成される。最後に、樹脂40,45を
硬化させた後、所定の位置でダイシングを行い、所望の大きさに切り出して発光装置10
0を得る。
(Method for manufacturing light emitting device)
An example of a method for manufacturing the
In this example, one
Implement 0 side by side. Next, the height of the
The resin constituting the covering
An inclined surface that increases toward the upper surface of the
Get 0.
<実施の形態2>
図4は、本発明の実施の形態2に係る発光装置の概略図であり、図4(a)は概略上面
図の図4(b)のA−Aにおける概略断面図であり、図4(c)はその光源部周辺の概略
断面図である。図4に示す例の発光装置において、上述の実施の形態1と実質上同様の構
成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
<
4 is a schematic view of a light emitting device according to
図4に示す例の発光装置200は、外部に開口した第2の凹部58内に該第2の凹部よ
り口径の小さい第1の凹部57が設けられたキャビティ構造を有する装置基体59を備え
、その第1の凹部57の底部に設けられた配線55上に複数(図中では2個)の発光素子
10がフリップ実装されている。第2の凹部58の底部には、互いに対向する表面21(
発光面90)と受光面22とを有する1枚の板状の光透過部材20が載置されており、第
1の凹部57を閉蓋している。そして、第1の凹部57内に、光反射性材料46を含有す
る被覆部材40が充填され、発光素子10の基板の裏面を露出させて発光素子10の周部
が該被覆部材40に被覆されている。またその第1の凹部57内の被覆部材40は、第1
の凹部57の内壁を該第1の凹部57の上面(第2の凹部底面)まで這い上がって形成さ
れ、発光素子10の側面から上面まで、素子の外側に、また出射面の前方に延在している
。また、図のように光透過部材の受光面22に当接しても良い。そして、その表面に第1
の反射面31が設けられている。
The
A plate-like
The inner wall of the
The
この第1の反射面31によって、上述のように、光透過部材の受光面22に対して高角
度に入射する光成分を反射、散乱させ、低角度の入射光成分を増やすことができ、光透過
部材20への光結合効率を高め、また波長変換部材内の光路長差により発生する色ムラを
低減することができる。また本実施の形態2において、第1の反射面31は凸曲面となっ
ており、平面である場合に比して反射面の面積が増え、凹曲面の場合に比べて光透過部材
20の中央部への集光作用が強く、低角度の入射光成分を増やしながら、装置正面方向の
輝度を高めることができる。
As described above, the first reflecting
また図4(c)に示すように、被覆部材40は、隣接する発光素子10の間に位置する
離間領域にも充填されている。このように複数の発光素子10を被覆部材40により被覆
して、その出射光および第1の反射面31による反射光を光透過部材20に光結合させる
ことで、光束を高めることができる。また光透過部材20の周縁部において、1つの発光
素子10から側方つまり他方の発光素子10側に出射される高角度の光成分を第1の反射
面31により反射、散乱して光透過部材の受光面22に結合させることができる。したが
って、光透過部材の受光面22の面積が大きくなっても、発光素子10からの一次光成分
の不足しやすい周縁部の光量を補って、色ムラの発生を低減することができる。さらに、
光透過部材20が波長変換部材である場合には、1つの発光素子10から出射される高角
度の光成分と、他方の発光素子10から出射される低角度の光成分とを混合することがで
き、さらに素子間の被覆部材40表面の反射も加わって、すなわち離間領域30内で各発
光素子10の光が好適に混合される。それにより、光透過部材の受光面22の幅広い領域
で光が重畳し、入射光の角度成分を補填し合って光路長差による色ムラを低減することが
でき、さらに受光面22から離間領域30に放出される一次光、二次光も同様に離間領域
30内で互いに混合される。
Further, as shown in FIG. 4C, the covering
When the
さらに本実施の形態2では、第2の凹部58に設けられた被覆部材45は、第2の凹部
58の内壁を這い上がって形成され、また光透過部材20の側面を露出させ、さらには図
のように光透過部材20から離間して、光透過部材20を包囲するように形成されている
。第2の反射面32は、この被覆部材45の表面に、光透過部材20の側面に対向するよ
うに設けられ、第1の実施形態の第2の反射面32に比べて、比較的広い配光を実現する
ことができる。
Further, in the second embodiment, the covering
なお図4(a)および(b)に示すように、光透過部材20および被覆部材45の表面
の一部を被覆するように、封止部材70を設けることもできる。このような発光装置では
、封止部材70により光透過部材の表面21との界面における屈折率差が緩和されて光透
過部材の表面21から光を効率良く取り出すことができる。そのうえ、第1および第2の
反射面31,32によって高角度の光成分が低減されているため、色ムラが少なく、また
封止部材70の内面に対して全反射角を超える入射角の光成分が低減され、扁形であって
も高い透過率が得られるので、高い発光効率を有しながら装置の薄型化を図ることができ
る。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the sealing
(封止部材)
ここで、封止部材70の光取り出し側の表面は目的に応じて種々の形状に形成すること
ができる。例えば図4(a)および(b)に点線で示すように、光取り出し側の表面を球
面状(半球面状)のレンズ形状、凸曲面とすることで、光透過部材20の発光に対し効率
良く外部に取り出すことができる。また、これに限らず、種々の光学素子、所望形状の光
学部材とでき、凹レンズ形状、放物曲面、先端が平坦な凸形状とでき、また凹凸面として
光を散乱させてもよい。
(Sealing member)
Here, the surface of the sealing
封止部材70は、光透過部材20より屈折率が低いと、その表面と接合して光の取り出
し効率を向上させることができる。この封止部材70は、上述の被覆部材40,45の基
材と同様に、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ユリア樹脂、
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂材料を
用いて形成することができる。また封止部材70は、発光素子10や光透過部材20を保
護する封止材としての役割も果たすため、耐候性、耐熱性、硬度に優れる材料が好ましく
、上記のなかではエポキシ樹脂、又は硬質のシリコーン樹脂が好ましい。このほか、ガラ
スを用いてもよい。さらに、封止部材70に、上述のような蛍光体、及び/又はTiO2
などの光散乱粒子、及び/又は石英ガラス等のフィラーなどを適宜添加することができる
。なお封止部材は圧縮成形、トランスファー成形、ポッティングなどにより形成する。
If the refractive index of the sealing
It can be formed using a resin material such as urethane resin, acrylic resin, polycarbonate resin, or polyimide resin. Moreover, since the sealing
Such as light scattering particles and / or fillers such as quartz glass can be added as appropriate. The sealing member is formed by compression molding, transfer molding, potting, or the like.
<実施の形態3>
図5は、本発明の実施の形態3に係る発光装置の概略断面図である。図5に示す例の発
光装置において、上述の実施の形態1と実質上同様の構成については、同一の符号を付し
て適宜説明を省略する。
<
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting device according to
図5に示す例の発光装置300は、実装基板50の配線55上に複数(図中では2個)
の発光素子10が互いに直列接続されてフリップチップ実装されており、駆動電圧を大き
くすることができる。また上述の実施の形態1と同様に、第1の枠体51内に被覆部材4
0が充填されて、各発光素子10の基板の裏面を露出して各発光素子10の周部が被覆さ
れており、第1の枠体51の内壁を這い上がるように形成されて、その表面に第1の反射
面31が設けられている。発光素子10の間の領域においても被覆部材が充填されている
。
A plurality of light emitting
The
0 is filled, the back surface of the substrate of each light emitting
また、第1の枠体51の外側に形成される被覆部材45の表面は、下方(実装基板)側
に形成されている。言い換えれば、被覆部材45は、光透過部材20の側面を被覆しなが
ら、外側から光透過部材20の側面に這い上がるように形成されており、光透過部材20
から連続する被覆部材45の表面は凹曲面となっている。このような形態は、第1の実施
の形態における第2の枠体52に第1の枠体51より低い枠体を用いて被覆部材45を充
填、硬化させた後、第2の枠体52を除去することで作製することができる。したがって
、この場合、第2の反射面32は光透過部材30の側面と被覆部材45の界面にのみ設け
られている。このように被覆部材45の表面が、光透過部材20の外側で、その側方に向
かって、その発光面90の後方側に傾斜しており、発光面90から放出される光が遮光さ
れることがなく、高い光束と広い配光を得ることができる。またこの例では光透過部材2
0が枠体51より側方に突出するような幅を有しており、さらに高い光束と広い配光が得
られる。
Further, the surface of the covering
The surface of the covering
The width is such that 0 protrudes from the
<実施の形態4>
図6は、本発明の実施の形態4に係る発光装置の概略断面図である。図6に示す例の発
光装置において、上述の実施の形態1と実質上同様の構成については、同一の符号を付し
て適宜説明を省略する。
<
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting device according to
図6に示す例の発光装置400において、枠体等を有し凹部が設けられた装置基体(5
0,51)の凹部内の配線55上に複数(図中では2個)の発光素子10がフリップチッ
プ実装されている。その凹部内側に被覆部材40が充填されており、この被覆部材40は
、発光素子10の基板の裏面を各々露出して各発光素子10の周部を被覆し、その凹部内
壁を這い上がるように形成されて、素子外側に向かって基板の裏面より前方に延出した形
状で、その表面は発光素子10の基板の裏面をその底面に含む凹部を形成している。光透
過部材20は、被覆部材40により形成された凹部内に設置されており、その受光面側の
周縁部が被覆部材40の表面に当接している。よって、光透過部材20は、被覆部材40
による凹部の一部、すなわちその凹部で被覆部材40より窪んだ発光素子領域を閉蓋し、
発光素子10と離間されており、発光素子10との離間領域30には空隙が設けられ、該
離間領域30における凹部内面に第1の反射面31が設けられている。
In the
A plurality (two in the figure) of
Close the light emitting element region that is recessed from the covering
The
さらに、光透過部材20の側面を被覆するように、被覆部材45が光透過部材20の周
囲に充填されており、光透過部材20を固定すると共に、光透過部材20の側面からの光
の放出を防止している。第2の反射面32は、少なくとも被覆部材45と光透過部材20
の側面との界面(32a)に設けられ、さらに実施形態2の第1の反射面31と同様に、
即から延出した凸曲面の第2の反射面32bも有している。なお、それより外側の被覆部
材45の表面は、図のように略平坦であるが、実施形態1のように発光面90より前方に
延出させてもよいし、実施形態3のように下垂させてもよい。
Further, a covering
In the same manner as the first reflecting
It also has a convex
なお本実施の形態4において、図6に点線で示すように、被覆部材を成形、硬化後に、
枠体に加えて、さらに実装基板を除去してもよく、被覆部材自体が発光装置400の基体
を成すことになる。またこの場合には、被覆部材からなる基体の裏面に、発光素子10上
の各電極に接合した配線55を残して露出させ、外部接続端子として発光素子10に給電
可能とする。このような発光装置400は、上述のように、光透過部材20への光結合効
率を維持しながら、高い信頼性を有し、色ムラの発生を抑制することができ、そのうえ基
体そのものが発光素子10を被覆する被覆部材により構成されているため、装置の薄型化
、小型化が図れ、発光装置の汎用性を向上させることができる。
In the fourth embodiment, as shown by a dotted line in FIG. 6, after forming and curing the covering member,
In addition to the frame body, the mounting substrate may be further removed, and the covering member itself forms the base of the
このような発光装置は、例えば支持基板上に発光素子を載置して、被覆部材を塗布して
成形体とし、予め離型剤等により表面処理するなどして、その支持基板から剥がして、光
源部が埋め込まれた被覆部材の成形体を取り出す方法により実現できる。また、光源部の
配線構造は、上述したようにその出射領域側表面を支持基板と対向して載置し、発光素子
の電極、またその上の導体として、剥離後に成膜、めっき、バンプなどで導電体を形成し
、上記被覆部材を形成してもよく、配線側表面を支持基板に対向して載置し、予め発光素
子側、支持基板側又はその両方に、上記導電体又は支持基板上の配線層、それらを組み合
わせた導電体を設けた後、剥離して配線を支持基板から分離してもよい。
Such a light emitting device, for example, by placing a light emitting element on a support substrate, applying a covering member to form a molded body, and performing surface treatment with a release agent or the like in advance, is peeled off from the support substrate, This can be realized by a method of taking out the molded body of the covering member in which the light source part is embedded. In addition, the wiring structure of the light source part is mounted with the surface of the emission region facing the support substrate as described above, and as a light emitting element electrode and a conductor thereon, film formation, plating, bump, etc. after peeling The conductor may be formed by forming the above-mentioned covering member, the wiring side surface is placed facing the support substrate, and the conductor or support substrate is previously placed on the light emitting element side, the support substrate side or both. After providing the upper wiring layer and a conductor combining them, the wiring may be separated from the support substrate by peeling.
<実施の形態5>
図7は、本発明の実施の形態5に係る発光装置を説明するための概略断面図である。図
7に示す例の発光装置において、上述の実施の形態1と実質上同様の構成については、同
一の符号を付して適宜説明を省略する。
<
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the light emitting device according to
図7に示す例の発光装置は、上述の実施の形態4と同様に、実装基板の枠体内の配線5
5上に1個の発光素子10がフリップチップ実装されており、被覆部材40は、発光素子
10の周部を被覆して発光素子10の基板の裏面をその底面に含む凹部をその表面に形成
している。光透過部材20は、この被覆部材40により形成された凹部の表面にその受光
面22側の周縁部を当接させて載置している。よって、光透過部材20は、被覆部材40
による凹部の一部を閉蓋し、発光素子10とは離間されており、発光素子10との離間領
域30における被覆部材40の凹部内面に第1の反射面が設けられている。ここで、発光
素子10と光透過部材30との離間領域30は、上述のように空隙としてもよく、その変
形例として後述する実施形態7のように、被覆部材40による凹部内に透光性部材(35
)を設けて、光透過部材20をその透光性部材(35)上に接合してもよい。これにより
、発光素子10の基板の裏面との界面、並びに光透過部材の受光面22との界面における
屈折率差が緩和されて、光透過部材20への光結合効率を高めることができる。
The light emitting device of the example shown in FIG. 7 is similar to the above-described fourth embodiment in that the
One light-emitting
A part of the concave portion is closed and separated from the
) And the
また図7に示す例の発光装置では、互いに対向する上面および底面を有する別の透光性
部材71を、底面側を接合面として光透過部材20の上に接合して、その透光性部材71
の側面および光透過部材20の側面を被覆部材45により被覆している。これにより、こ
の発光装置は、透光性部材71の上面を主たる光取り出しの窓部とする面発光型の発光装
置となっている。
Further, in the light emitting device of the example shown in FIG. 7, another
These side surfaces and the side surface of the
(透光性部材)
このような透光性部材71は、透光性を有して、発光素子10の出射光を光取り出し側
へ導光でき、双方の部材を光学的に結合できる材質が好ましい。光透過部材、実施の形態
2の封止部材70と同様の材料により、具体的には透明樹脂、ガラスにより構成すること
ができ、例えば光透過部材20の形状に合わせた底面及び上面が四角形の錐体形状の透明
樹脂を成形、加工して作製する。さらに具体的な材料としては、シリコーン樹脂やエポキ
シ樹脂など透光性の熱硬化性樹脂がよく、シリコーン樹脂は耐熱性、耐光性に優れるため
好ましい。また、シリコーン樹脂を使用すれば、上記フッ素系離型剤の効果が高いため好
ましい。さらに、ジメチル系シリコーン樹脂であれば高温耐性など信頼性において優れ、
フェニル系シリコーン樹脂であれば屈折率を高くして発光素子10からの光の取り出し効
率を高めることができる。また後述の実施の形態7のように、発光素子10と光透過部材
20との間に介在して双方の部材を固着する接着剤35として用いることもできる。
(Translucent member)
Such a
A phenyl silicone resin can increase the refractive index and increase the light extraction efficiency from the
第2の反射面は、透光性部材71の側面および光透過部材20の側面と被覆部材45と
の界面に連続して設けられている。また底面の大きさは、光透過部材の発光面90の大き
さと略同じであり、上面は底面より小さくなっており、透光性部材71の側面は上方に先
細る傾斜面となっている。したがって、透光性部材71の側面との界面に設けられる第2
の反射面は、内側に向かって傾斜しており、光透過部材の発光面90から上方に出射され
る光を中央に向かって集光するように反射させることができ、高輝度の発光が得ることが
でき、また一次光と二次光の混色が促進され色ムラが低減される。
The second reflecting surface is continuously provided on the side surface of the
The reflecting surface of the light-transmitting member is inclined inward, so that light emitted upward from the light-emitting
なお、図7に示す例の発光装置において、光透過部材の表面23は凹凸面23Aとなっ
ており、該凹凸面23Aにより光を散乱させて、光の取り出し効率を高めながら輝度ムラ
を低減し、また一次光と二次光の重畳が促進され色ムラの発生を低減して、略均一な配光
を得ることができる。このような凹凸面23Aは、研磨、ドライエッチング、ウエットエ
ッチングなどの処理により形成でき、不規則な凹凸構造のほか、規則的なパターンの凹凸
構造も形成できる。また、このような凹凸構造23Aは、光透過部材の表面23だけでな
く、受光面22、さらに光路上にある各部材の表面に設けて同様な効果を得ることができ
、例えば発光素子10の基板の半導体素子構造側の表面に設けてもよく、実施の形態1で
は詳述していないが、図2(図中の1A)に示すような構造としてもよい。
In the light emitting device of the example shown in FIG. 7, the
<実施の形態6>
図8は、本発明の実施の形態6に係る発光装置を説明するための概略断面図である。図
8に示す例の発光装置において、上述の実施の形態1,3と実質上同様の構成については
、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
<
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the light emitting device according to
図8に示す例の発光装置500は、上述の実施の形態5と同様に、実装基板50の枠体
内の配線55上に2個の発光素子10がフリップチップ実装されており、被覆部材40は
、発光素子10の側面などの周部と、その発光素子10の基板に接合した光透過部材20
の側面を被覆している。光透過部材20は、透光性の接着剤を介して(不図示)発光素子
10に接着し、また、発光素子10の外側の側面より内側に、その端部が設けられ、すな
わち、発光素子、複数の発光素子の領域に内包されている。よって、光源部は上述した離
間領域30を実質的に有さずに素子10と接合されたものとなっている。その光源付近の
第2の反射面32bは、実施形態1と同様に、光源部の光透過部材20の側方の外側で、
被覆部材40がその発光面90より前方に延出して、延出部が設けられ、その内側表面に
設けられる。尚、枠体は実施形態3と同様に被覆部材40の成形後に除去している。図示
するように、被覆部材40は、光源部を底部として、凹部を形成しており、その凹部内壁
に当たる第2の反射面32bでもって、実施形態1と同様に、光源部からの光、特に発光
面90からの高角度成分を好適に反射して、高角度成分を光軸側に集光して、放射角の狭
い高指向性の発光とできる。また波長変換部材を用いた場合の色ムラ、特に高角度側のそ
れを被覆部材40の乱反射により、好適に改善できる。また、実施の形態1に比して、光
源部内で発光素子10と光透過部材20が接合されているため、高出力化、高輝度化が望
める。
In the
The sides are covered. The
The covering
上述したように、被覆部材40表面、本実施形態の凹部に、封止部材70で封止して、
図9のように、例えば延出部上端と略一致する略平坦な表面(第2の発光面91)として
、その封止領域を透光性部材領域として、上記離間領域30と同様に好適な光の重畳によ
り所望の発光特性を得ることもできる。また、その凹部の凹曲面を利用して、その上に、
それに適合する光学レンズ、例えばコリメートレンズや、光学部材を成形して、所望の指
向性とでき、また光ファイバを、光源部をコア領域に、クラッド領域を被覆部材に対応し
て、接合させることもできる。
As described above, the surface of the covering
As shown in FIG. 9, for example, as a substantially flat surface (second light emitting surface 91) substantially coinciding with the upper end of the extended portion, the sealing region is a translucent member region, which is suitable similarly to the
A suitable optical lens, such as a collimator lens or an optical member, can be formed to have a desired directivity, and an optical fiber can be bonded with the light source portion corresponding to the core region and the cladding region corresponding to the covering member. You can also.
<実施の形態7>
図9は、本発明の実施の形態7に係る発光装置を説明するための概略断面図である。図
9に示す例の発光装置において、上述の実施の形態5と実質上同様の構成については、同
一の符号を付して適宜説明を省略する。
<
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the light-emitting device according to
本実施の形態において、実施の形態6と同様に光源部を形成し、実施の形態5と同様に
光透過部材20の上に、透光性部材71を設けて、その表面を第2の発光面91としてお
り、被覆部材40はその側面を覆って、延出部を形成し、その内壁側、すなわち透光性部
材71との界面に第2の反射面32bを形成している。光源部内の発光素子10と光透過
部材20は、実施の形態6同様に発光素子10の側面が光透過部材20より突出して、光
透過部材20が素子10、その基板の出射面内に内包された構造となっている。さらに、
その光源、すなわち光透過部材20上に接合された透光性部材71も同様に、光透過部材
20より幅狭で、その発光面90に内包され、また実施の形態5と同様にその幅は第2の
発光面91側より発光面90側が幅広となる構造である。このように、発光素子10から
第2の発光面91に向かって、各部材が順次、小さくなる構造とすることで、上記実施の
形態6における第2の発光面側91への集光効果を高めることができる。
In the present embodiment, a light source part is formed in the same manner as in the sixth embodiment, and a
The light source, that is, the
この変形例として、それとは逆に、放出口となる透光性部材71表面(第2の発光面9
1)の幅、延出部の開口幅を、発光面90側より幅広とすることができる。この場合、開
口した構造であるため、光取り出し効率を高められ、また、光源サイズの大型化が可能と
なる。
As a modified example, on the contrary, the surface of the
The width of 1) and the opening width of the extended portion can be made wider than the
このように、透光性部材71を有する場合には、上述した離間領域30と同様に、その
部材内への光の閉じ込めによる、光の重畳効果が得られ、輝度ムラ、色ムラを好適に抑制
できる。さらに、透光性部材71中にフィラーなどの拡散粒子、光反射材料を混入するこ
とで、さらにそれを改善でき、その場合、被覆部材40より、その光反射材料の濃度を小
さくすると良い。一方で、例えば、被覆部材40の成形後に、第2の反射面32bの傾斜
が小さければ、透光性部材71を抜き取ることができ、これにより、延出部で包囲された
内部を実施の形態1〜4同様に外気とできる。このように、延出部、その表面の第2の反
射面32bで囲まれただけの領域としても、その延出部の開口幅に応じて、上記集光、散
乱効果を得ることができ、透光性部材71を用いる場合に比して、その包囲領域への光閉
じ込めが小さくなるため、高光束化が可能となる。
As described above, when the
また、光透過部材20が波長変換部材である場合、その厚さ並びに含有する蛍光体の粒
径や濃度などが、装置出射光の色度に及ぼす影響は大きい。そのため、光透過部材20の
みにより装置出射光を制御するよりも、光透過部材20の厚さや形状により装置出射光の
色度や光束を制御し、別途光透過部材20に接合させた封止部材70や透光性部材71あ
るいは上記のような包囲領域により装置出射光の配光を制御するといった、各部材・領域
に機能、役割を分担させることで、装置出射光を好適に制御することが可能となる。さら
に、このような封止部材70や透光性部材71が光透過部材20を含む光源部とともに被
覆部材により包囲又は被覆されること、あるいは上記のような被覆部材による包囲領域が
形成されること、によって、比較的簡便に、光透過部材20から光を該部材・領域に効率
良く光結合できるとともに、該部材・領域による光の制御機能を高めることができる。
Further, when the
<実施例1>
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに
限定されないことは言うまでもない。
<Example 1>
Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
実施例1の発光装置は、図1に示すように、AlNのセラミックス基板50の配線55
上に、発光素子10として約1mm×1mmの略正方形のLEDチップ(サファイア基板
上に窒化物半導体が積層された構造で発光波長455nm、厚さ約90μm)が1個フリ
ップチップ実装されている。セラミックス基板50上には、LEDチップ10を包囲する
高さ約150μmの第1の枠体51が設けられている。その第1の枠体51の内側には、
粒径約270nmのTiO2の微粒子である光反射性材料46を約23重量パ
ーセント濃度で含有するシリコーン樹脂の被覆部材40が充填されており、LEDチップ10のサフ
ァイア基板の裏面が露出される状態に、LEDチップ10が被覆部材40でもって被覆さ
れている。また被覆部材40はLEDチップ10から第1の枠体51の内壁を該枠体51
の上面まで緩やかに這い上がって、凹曲面からなる第1の反射面31がその表面に形成さ
れている。そして、第1の枠体51上には、板状の光透過部材20としてYAGの蛍光体
とアルミナ(Al2O3)との焼結体である蛍光体板(この表面21及び受光面22の外形
は約7.4mm×3.3mmの略矩形状であり、厚さは約120μm)が1枚載置されて
おり、第1の枠体51を閉蓋している。この蛍光体板20は、第1の枠体51の内壁を這
い上がった被覆部材40に当接しており、LEDチップ10と蛍光体板20との離間領域
30には空隙が設けられている。さらに、セラミック基板50上には第1の枠体51を包
囲するように該第1の枠体51より背の高い第2の枠体55が設けられている。この第2
の枠体55の内側には、上記と同様の被覆部材45が充填されており、該被覆部材45は
、蛍光体板20の表面21を発光面90として露出し蛍光体板20の側面を被覆して、ま
た第2の枠体52の内壁を該枠体52の上面近傍まで緩やかに這い上がっている。これに
より、被覆部材45と蛍光体板20の側面との界面およびその上方に延出した凹曲面から
なる第2の反射面32が、その被覆部材45の表面に形成されている。
As shown in FIG. 1, the light-emitting device of Example 1 has a
On the top, one LED chip having a substantially square shape of about 1 mm × 1 mm (a light emitting wavelength of 455 nm and a thickness of about 90 μm with a structure in which a nitride semiconductor is laminated on a sapphire substrate) is mounted as a light-emitting
A state in which the back surface of the sapphire substrate of the
The first reflecting
The inside of the
以上により、実施例1では、実施の形態1とほぼ同様の効果を奏する発光装置を提供す
ることができる。
As described above, Example 1 can provide a light-emitting device that exhibits substantially the same effect as that of
本発明の発光装置は、照明用光源、LEDディスプレイ、液晶表示装置などのバックラ
イト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ等に好適に利用す
ることができる。
The light-emitting device of the present invention can be suitably used for backlight sources such as illumination light sources, LED displays, liquid crystal display devices, traffic lights, illumination switches, various sensors, various indicators, and the like.
10…発光素子(1…成長基板、2…第1導電型(n型)半導体層、3…活性層、4…第
2導電型(p型)半導体層、5…透光性導電層、6…第2の電極(p側パッド電極)、7
…第1の電極(n側パッド電極)、8…保護膜、11…素子構造)
20…光透過部材(21,23…表面、22…受光面、23A…凹凸面・凹凸構造)
30…離間領域・空隙
31…第1の反射面
32…第2の反射面
40(第1),45(第2)…被覆部材(46(第1),47(第2)…光反射性材料)
50…実装基板(51,52…枠体、55、56…配線、57、58…凹部、59…装置
基体)
60…導電性接着材
70…封止部材
71…透光性部材
90…発光面
91…第2の発光面
DESCRIPTION OF
... 1st electrode (n side pad electrode), 8 ... Protective film, 11 ... Element structure)
20 ... light transmission member (21, 23 ... surface, 22 ... light receiving surface, 23A ... concave / concave structure)
30 ... separation region /
50 ... Mounting substrate (51, 52 ... Frame, 55, 56 ... Wiring, 57, 58 ... Recess, 59 ... Device base)
60 ... conductive adhesive 70 ... sealing
Claims (7)
光反射性材料を含有し、前記発光素子の出射面を露出して、該発光素子の側面を被覆する被覆部材と、
互いに対向する発光面と、前記発光素子の出射表面からの光を受光する受光面と、を有し、前記発光素子の出射面に接合する光透過部材と、を備え、
前記被覆部材は、さらに前記光透過部材の側面を被覆するとともに、該光透過部材の外側において、前記光透過部材の側面から前記発光面より前方に延出した延出部を有し、該延出部が前記発光面を包囲し、該延出部の発光面側表面と、前記光透過部材の側面とに反射面を有する発光装置。 A light emitting device having a semiconductor device structure;
Contains a light reflective material, to expose the exit surface of the light emitting element, and a covering member covering the side surface of the light emitting element,
A light-transmitting member that has a light-emitting surface facing each other and a light-receiving surface that receives light from the light-emitting surface of the light-emitting element, and that is joined to the light-emitting surface of the light-emitting element,
The covering member further while covering the side surface of the light transmitting member, the outside of the light transmitting member has an extending portion extending forward from the light-emitting surface from a side surface of the light transmitting member, said extension A light emitting device in which a projecting portion surrounds the light emitting surface and has a reflecting surface on a light emitting surface side surface of the extending portion and a side surface of the light transmitting member.
前記延出部は、前記透光性部材の側面を被覆しており、該側面に前記反射面が設けられている請求項3又は4に記載の発光装置。 A light-transmitting member that is bonded to the light-emitting surface of the light-transmitting member and includes a second light-emitting surface on the surface facing the bonding side;
The light emitting device according to claim 3 or 4, wherein the extending portion covers a side surface of the translucent member, and the reflective surface is provided on the side surface.
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