JP7284366B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本開示は、発光装置に関する。
赤、緑、青のＬＥＤ素子を配置して画素を構成したＬＥＤディスプレイが知られている。このようなＬＥＤディスプレイは、バックライト方式の液晶ディスプレイと比較して高輝度の光が得られることから、大型のデジタルサイネージ等に利用されている。
このようなＬＥＤディスプレイには、高いコントラスト比が求められているが、日中の屋外のように外光の影響を受けやすい環境においては、外光の反射により疑似点灯が生じ、コントラスト比が低下してしまうことがある。発光装置のコントラスト比を改善するために、例えば、特許文献１には、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップの実装面上に設けられた第１光吸収層と、前記ＬＥＤチップ上に設けられた第２光吸収層と、を備える発光装置が開示されている。
このようなＬＥＤディスプレイには、高いコントラスト比が求められているが、日中の屋外のように外光の影響を受けやすい環境においては、外光の反射により疑似点灯が生じ、コントラスト比が低下してしまうことがある。発光装置のコントラスト比を改善するために、例えば、特許文献１には、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップの実装面上に設けられた第１光吸収層と、前記ＬＥＤチップ上に設けられた第２光吸収層と、を備える発光装置が開示されている。
しかしながら前記の発光装置では、ＬＥＤチップ上面全体に光吸収層を設けるため、光取り出し効率が低下する虞がある。
そこで、本開示に係る実施形態は、より高輝度を維持して、よりコントラスト比の高い発光装置を提供することを課題とする。
本開示の実施形態に係る発光装置は、第１の面と前記第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板と、前記第１の面側に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された正負の電極と、を備える発光素子と、配線及び前記配線を支持する基板を有する実装基板と、を備え、前記発光素子は、前記配線にフリップチップ実装されており、前記第２の面の一部を覆う光反射層と光吸収層とを前記第２の面側から順に有する構成とした。
また、本開示の実施形態に係る発光装置は、第１の面と前記第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板と、前記第１の面側に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された正負の電極と、を備える発光素子と、配線及び前記配線を支持する基体を有する実装基板と、を備え、前記発光素子として、前記配線にフリップチップ実装され、第１波長の光を発光する第１発光素子と、前記第１波長とは異なる第２波長の光を発光する第２発光素子と、前記第１波長及び前記第２波長とは異なる第３波長の光を発光する第３発光素子と、を有し、前記第２の面の一部を覆う光反射層と光吸収層とを前記第２の面側から順に有する。
本発明の実施形態に係る発光装置によれば、コントラスト比を高くすることができる。
以下、実施形態に係る発光装置について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。
≪第１実施形態≫
＜発光装置の構成＞
第１実施形態に係る発光装置１０について、図１から図４を用いて説明する。
発光装置１０は、第１の面と第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板１１と、第１の面側に形成された半導体層１２と、半導体層１２上に形成された正負の電極と、を備える発光素子１～３と、配線６及び配線６を支持する基体７を有する実装基板５と、を備える。発光素子１～３は、配線６にフリップチップ実装されている。さらに、発光装置１０は、透光性基板１１の第２の面の一部を覆う光反射層１４と光吸収層１５とを第２の面側から順に有する。
図１及び図２に示すように、発光装置１０は、第１発光素子１、第２発光素子２、第３発光素子３と、実装基板５と、を備えている。実装基板５は、配線６と、配線６を支持する基体７とを備え、第１～第３発光素子１，２，３は、それぞれが実装基板５の配線６にフリップチップ実装されている。なお、発光装置１０の四隅に平面視において扇状に形成されている部材は、実装基板５を製造時に形成されていた貫通穴を塞ぐための充填部材Ｈｂである。
＜発光装置の構成＞
第１実施形態に係る発光装置１０について、図１から図４を用いて説明する。
発光装置１０は、第１の面と第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板１１と、第１の面側に形成された半導体層１２と、半導体層１２上に形成された正負の電極と、を備える発光素子１～３と、配線６及び配線６を支持する基体７を有する実装基板５と、を備える。発光素子１～３は、配線６にフリップチップ実装されている。さらに、発光装置１０は、透光性基板１１の第２の面の一部を覆う光反射層１４と光吸収層１５とを第２の面側から順に有する。
図１及び図２に示すように、発光装置１０は、第１発光素子１、第２発光素子２、第３発光素子３と、実装基板５と、を備えている。実装基板５は、配線６と、配線６を支持する基体７とを備え、第１～第３発光素子１，２，３は、それぞれが実装基板５の配線６にフリップチップ実装されている。なお、発光装置１０の四隅に平面視において扇状に形成されている部材は、実装基板５を製造時に形成されていた貫通穴を塞ぐための充填部材Ｈｂである。
ちなみに、第１実施形態に係る発光装置１０は、一例としてデジタルサイネージ等に用いられるＬＥＤディスプレイの画素を構成するものであり、発光装置１０は、第１波長の光を発光する第１発光素子１と、第１波長とは異なる第２波長の光を発光する第２発光素子２と、第１波長及び第２波長とは異なる第３波長の光を発光する第３発光素子３とを有する。すなわち、１つの発光装置１０の実装基板上に赤色光（以下、単に「Ｒ」ともいう）を発光する第１発光素子１、緑色光（以下、単に「Ｇ」ともいう）を発光する第２発光素子２、青色光（以下、単に「Ｂ」ともいう）を発光する第３発光素子３が載置されている。そして、発光装置１０では、ＲＧＢそれぞれの光を独立して又は組み合わせて発光することができるようになっている。
（発光素子）
ここで使用される、発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。また、発光素子は、実装方向と主発光方向が互いに平行であることが好ましい。
ここで使用される、発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。また、発光素子は、実装方向と主発光方向が互いに平行であることが好ましい。
第１～第３発光素子１，２，３の構成について、より具体的に説明する。なお、第１発光素子１の構成と、第２発光素子２及び第３発光素子３の構成とは、半導体層の組成が異なることで発光する色の違いはあるが、全体的な構成は同様である。したがって、第１発光素子１の構成について説明をして、第２発光素子２及び第３発光素子３の構成についての説明は重複するために省略する。
図３及び図４に示すように、第１発光素子１は、第１の面と第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板１１と、透光性基板１１の第１の面側に形成された半導体層１２と、半導体層１２上に形成された正負の電極１３と、を備える。透光性基板１１の第２の面側の一部は、後記する光反射層１４と、光吸収層１５と、により被覆されている。透光性基板１１の第２の面及び第１の面と第２の面との間の側面は第１発光素子１の主な光出射面である。
第１発光素子１は、その平面視形状が、略矩形、特に正方形状又は長方形状であることが好ましい。また、第１発光素子１は、その他の形状であってもよく、例えば六角形状等の多角形形状であれば発光素子の発光効率をより高めることもできる。第１発光素子１は、同一面側に発光素子１の正電極及び負電極となる少なくとも２つの正負の電極を有することが好ましい。発光装置１０が複数の発光素子を備える場合、複数の発光素子は、実装基板５が備える複数の配線６のうち１つの配線を複数の発光素子の共通端子として、複数の発光素子の正電極又は負電極を、共通端子に接続することができる。また、複数の発光素子は、直列又は並列に接続されていてもよい。
第１発光素子１は、その平面視形状が、略矩形、特に正方形状又は長方形状であることが好ましい。また、第１発光素子１は、その他の形状であってもよく、例えば六角形状等の多角形形状であれば発光素子の発光効率をより高めることもできる。第１発光素子１は、同一面側に発光素子１の正電極及び負電極となる少なくとも２つの正負の電極を有することが好ましい。発光装置１０が複数の発光素子を備える場合、複数の発光素子は、実装基板５が備える複数の配線６のうち１つの配線を複数の発光素子の共通端子として、複数の発光素子の正電極又は負電極を、共通端子に接続することができる。また、複数の発光素子は、直列又は並列に接続されていてもよい。
透光性基板１１は、第１の面１１ａに半導体層１２を備え、第１の面１１ａとは反対側となる第２の面１１ｂは後記する光反射層１４及び光吸収層１５によりその一部が被覆される。透光性基板１１は、具体的には、サファイア、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、ＳｉＣ、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）基板、ＬｉＡｌＯ２基板、ＬｉＧａＯ３基板、ＧａＮ等が挙げられる。透光性基板１１の厚みは、例えば５０～１０００μｍ程度の厚みが挙げられ、８０～５００μｍ程度が好ましく、１００～３００μｍ程度であることが好ましい。なお、透光性とは、発光素子１から出射される光を、５０％以上透過させる性質を指し、７０％以上透過させるものが好ましく、８０％以上透過させるものがより好ましく、９０％以上透過させるものがより一層好ましい。
半導体層１２は、例えば、透光性基板１１の第１の面１１ａに形成される半導体層の積層体である。半導体層１２は、少なくとも第１半導体層と第２半導体層を含み、また活性層をその間に介する。半導体層１２は、電極及び／又は絶縁膜を含んでもよい。なお、半導体層１２は、透光性基板１１の主面である第１の面１１ａ側に形成されている。正負の電極１３は、半導体層１２の上面（つまり透光性基板１１と反対側の面）に形成されている。なお、第１発光素子１、第２発光素子２及び第３発光素子３によって発光する光の色が異なる場合、半導体層１２はそれぞれ公知の材料を使用することとなる。
正負の電極１３は、第１発光素子１において、透光性基板１１上に設けられた半導体層１２上に形成されている。正負の電極１３は、例えば第１半導体層に接続する第１電極と、第２半導体層に接続する第２電極である。電極１３の材料は、電気的な接続を可能とする公知の金属を用いることができる。具体的には、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属又はらの合金の単層膜又は積層膜によって形成することができる。正負の電極１３は、後記する実装基板５と接合部材８を介して接合される。
（光吸収層、光反射層）
発光装置１０は、発光素子の主な光取り出し面である透光性基板１１の第２の面の一部を覆う光反射層１４と光吸収層１５とを第２の面側から順に有する。
光吸収層１５は、光反射層１４を介して透光性基板１１の第２の面１１ｂ上に設けられている。光吸収層１５は光反射層１４よりも可視光に対して光吸収係数の大きい部材である。光吸収層１５は、外光の反射による疑似点灯を抑制するために設けられる層であり、光反射層１４は、第１発光素子１の光が光吸収層１５に吸収されることによる光取り出し効率の低下を抑制するために設けられる層である。この光吸収層１５及び光反射層１４の形状は、例えば、円形が挙げられ、矩形状を有する透光性基板１１の第２の面１１ｂ上に６つの光吸収層１５及び光反射層１４が均等の間隔で設けられている。
光吸収層１５は、発光素子からの光や太陽光等の外光を遮光、吸収することができる材料から形成される。例えば、黒色の顔料、カーボンブラック等の光透過率の低い有色フィラーを含む樹脂層などを用いることができる。また、光吸収層１５の第２の面１１ｂにおける面積率は、半導体層１２の色の影響も考慮して１０～６０％であることが好ましい。光吸収層１５の面積率が高すぎると光を外部に照射し難くなる。また光吸収層１５の面積率が低すぎると外部からの光が第２の面で反射されやすくなり、発光素子の点灯時との差を視認しづらくなる。つまり、発光装置１０として、高いコントラスト比を実現できない。したがって、光吸収層１５の面積率は、１０～６０％の範囲であることが望ましく、好ましくは２０～５５％、より好ましくは２５～５０％である。
発光装置１０は、発光素子の主な光取り出し面である透光性基板１１の第２の面の一部を覆う光反射層１４と光吸収層１５とを第２の面側から順に有する。
光吸収層１５は、光反射層１４を介して透光性基板１１の第２の面１１ｂ上に設けられている。光吸収層１５は光反射層１４よりも可視光に対して光吸収係数の大きい部材である。光吸収層１５は、外光の反射による疑似点灯を抑制するために設けられる層であり、光反射層１４は、第１発光素子１の光が光吸収層１５に吸収されることによる光取り出し効率の低下を抑制するために設けられる層である。この光吸収層１５及び光反射層１４の形状は、例えば、円形が挙げられ、矩形状を有する透光性基板１１の第２の面１１ｂ上に６つの光吸収層１５及び光反射層１４が均等の間隔で設けられている。
光吸収層１５は、発光素子からの光や太陽光等の外光を遮光、吸収することができる材料から形成される。例えば、黒色の顔料、カーボンブラック等の光透過率の低い有色フィラーを含む樹脂層などを用いることができる。また、光吸収層１５の第２の面１１ｂにおける面積率は、半導体層１２の色の影響も考慮して１０～６０％であることが好ましい。光吸収層１５の面積率が高すぎると光を外部に照射し難くなる。また光吸収層１５の面積率が低すぎると外部からの光が第２の面で反射されやすくなり、発光素子の点灯時との差を視認しづらくなる。つまり、発光装置１０として、高いコントラスト比を実現できない。したがって、光吸収層１５の面積率は、１０～６０％の範囲であることが望ましく、好ましくは２０～５５％、より好ましくは２５～５０％である。
光反射層１４は、発光素子からの光を反射することができる材料から形成される。例えば、発光素子から出射される光の６０％以上を反射するもの、さらに、７０％以上、８０％以上又は９０％以上を反射するものが好ましい。 具体的には、光反射性物質を含む樹脂層、ＡｌやＡｇ等の金属層などを用いることができる。光反射層１４は、ここでは光吸収層１５と同じ形状同じ大きさに形成されている。
発光装置１０は、第１発光素子１の主な光取り出し面である透光性基板１１の第２の面１１ｂ上に、光反射層１４及び光吸収層１５を有することで、光反射層１４を設けた際の光反射を有効に利用しつつ、かつ、外部からの光を光吸収層１５により吸収することで高いコントラスト比を得ることができる。なお、光吸収層１５は、可視光の９０％以上を吸収するものが好ましい。
発光装置１０は、第１発光素子１の主な光取り出し面である透光性基板１１の第２の面１１ｂ上に、光反射層１４及び光吸収層１５を有することで、光反射層１４を設けた際の光反射を有効に利用しつつ、かつ、外部からの光を光吸収層１５により吸収することで高いコントラスト比を得ることができる。なお、光吸収層１５は、可視光の９０％以上を吸収するものが好ましい。
（接合部材）
以上のような構成の第１発光素子１、第２発光素子２及び第３発光素子３は、例えば接合部材８を介して、実装基板５の配線６上にフリップチップ接続される。
接合部材８は、第１発光素子１、第２発光素子２及び第３発光素子３のそれぞれの正負の電極１３である第１電極及び第２電極を離間した状態で実装基板５の配線６に接続させるものである。接合部材８は、実装基板５の配線６側に設けてもよく、又は、発光素子の電極１３側に設けてもよく、あるいは、その両方に設けてもよい。接合部材８としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫－ビスマス系、錫－銅系、錫－銀系、金－錫系などの半田、低融点金属などのろう材等が挙げられる。
以上のような構成の第１発光素子１、第２発光素子２及び第３発光素子３は、例えば接合部材８を介して、実装基板５の配線６上にフリップチップ接続される。
接合部材８は、第１発光素子１、第２発光素子２及び第３発光素子３のそれぞれの正負の電極１３である第１電極及び第２電極を離間した状態で実装基板５の配線６に接続させるものである。接合部材８は、実装基板５の配線６側に設けてもよく、又は、発光素子の電極１３側に設けてもよく、あるいは、その両方に設けてもよい。接合部材８としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫－ビスマス系、錫－銅系、錫－銀系、金－錫系などの半田、低融点金属などのろう材等が挙げられる。
（実装基板）
実装基板５は、少なくとも、配線６と、その配線６を保持する基体７と、により構成される。このほか、実装基板５は、ソルダーレジスト又はカバーレイなどの絶縁保護膜を含んでいてもよい。配線６を含む実装基板５の全体の厚さは、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、実装基板５の強度や発光装置の厚さの観点において、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
実装基板５は、少なくとも、配線６と、その配線６を保持する基体７と、により構成される。このほか、実装基板５は、ソルダーレジスト又はカバーレイなどの絶縁保護膜を含んでいてもよい。配線６を含む実装基板５の全体の厚さは、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、実装基板５の強度や発光装置の厚さの観点において、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
配線６は、基体７の少なくとも上面（つまり発光素子が実装される面）に形成され、基体７の内部及び／又は側面及び／又は下面にも形成されていてもよい。また、配線６は、発光素子の電極１３が接続される素子接続端子部、外部回路と接続される外部接続端子部、及びこれら端子部間を接続する中継配線部などを有することが好ましい。配線６は、例えば、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、プラチナ、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金を単層又は多層で用いてもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、配線６の最表層には、接合部材の濡れ性及び／又は光反射性などの観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金若しくはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。
基体７は、リジッド基板の場合であれば、樹脂若しくは繊維強化樹脂、セラミックス、ガラス、金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂若しくは繊維強化樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、若しくはこれらの合金などが挙げられる。基体７は、可撓性基板であれば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマーなどを用いて構成することができる。なお、これらの基材のうち、特に発光素子の線膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。
このような構成により、発光装置１０は、外部からの光による反射が光吸収層１５により緩和され、発光時と非発光時のコントラスト比の高い発光装置とすることができる。
さらに、光吸収層１５の形状を適宜変更することで、好適な指向特性を得ることが可能となる。
さらに、光吸収層１５の形状を適宜変更することで、好適な指向特性を得ることが可能となる。
第１実施形態に係る発光装置１０のさらなる作用効果についてより詳細に説明する。なお、第１実施形態に係る発光装置１０のＲＧＢに関する相対光度と指向角との関係について図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。
フェイスアップ実装する発光素子を用いる発光装置においては、光取り出し面側に発光素子の電極や電極と実装基板の電極パターンとを接続する導電ワイヤ等が設けられている。そのため、図５Ｂに示すように、フェイスアップ実装する発光素子を用いる発光装置におけるＲＧＢの指向特性におけるフィッティングには、困難性が伴う。つまり、第１発光素子１、第２発光素子２及び第３発光素子３の相対光度のピークがずれており、フィッティングが難しい。これに対し、第１実施形態に係る発光装置１０によれば、図５Ａに示すように、フリップチップ実装する発光素子（第１～第３発光素子１，２，３）を用いることにより、第１実施形態に係る発光装置１０におけるＲＧＢの指向特性が図５Ｂのグラフと比較してフィッティングを向上させることができる。なお、発光装置１０における指向角の方向は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、矢印に示す方向においての指向角の方向としている。
また、発光装置において透光性基板を有する発光素子をフリップチップ実装すると、外来光が透光性基板の上面（つまり第２の面）で反射するため、発光素子が非発光状態であっても発光しているように見えてしまう、いわゆる疑似点灯が生じやすく、発光装置をＬＥＤディスプレイに用いた際のコントラスト比が低下する。これに対し、第１実施形態に係る発光装置１０によれば、図６Ａに示すように、外来光の一部が光取り出し面の側に設けられた光吸収層１５で吸収されるため、外来光の反射による疑似点灯を抑制し、コントラスト比を向上させることができる。
さらに、第１実施形態に係る発光装置１０では、透光性基板１１と光吸収層１５との間に光反射層１４が設けられているので、図６Ｂに示すように、半導体層１２で放射された光は、光吸収層１５に吸収されずに光反射層１４で反射され、さらに透光性基板１１の下面等で反射されて、透光性基板１１の上側の主面（光取り出し面）及び側面から放射される。このような構成により、光取り出し効率を確保することができる。
≪第２実施形態≫
なお、発光装置の構成として、透光性基板１１の第２の面１１ｂに対して垂直に見た際における光反射層１４及び光吸収層１５の形状は、例えば、図７Ａ～図７Ｄに示すような形状であってもよく、形状や数は適宜設定することができる。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１発光素子１Ａ，１Ｂ、第２発光素子２Ａ，２Ｂ及び第３発光素子３Ａ，３Ｂのそれぞれの第２の面１１ｂに対して、面積率が１０～６０％の範囲であれば、円形に形成した構成でも、２個とする光吸収層１５ａ及び光反射層１４ａや、８個とする光吸収層１５ｂ及び光反射層１４ｂであってもよい。なお、面積率は、１０～６０％の範囲であれば、図１の構成の面積率と、図７Ａの構成の面積率と、図７Ｂの構成の面積率とで、同じ割合としても、あるいは、異なる割合としてもよい。
なお、発光装置の構成として、透光性基板１１の第２の面１１ｂに対して垂直に見た際における光反射層１４及び光吸収層１５の形状は、例えば、図７Ａ～図７Ｄに示すような形状であってもよく、形状や数は適宜設定することができる。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１発光素子１Ａ，１Ｂ、第２発光素子２Ａ，２Ｂ及び第３発光素子３Ａ，３Ｂのそれぞれの第２の面１１ｂに対して、面積率が１０～６０％の範囲であれば、円形に形成した構成でも、２個とする光吸収層１５ａ及び光反射層１４ａや、８個とする光吸収層１５ｂ及び光反射層１４ｂであってもよい。なお、面積率は、１０～６０％の範囲であれば、図１の構成の面積率と、図７Ａの構成の面積率と、図７Ｂの構成の面積率とで、同じ割合としても、あるいは、異なる割合としてもよい。
また、図７Ｃに示すように、第１発光素子１Ｃ、第２発光素子２Ｃ及び第３発光素子３Ｃにおいて、光吸収層１５ｃ及び光反射層１４ｃは、それぞれの第２の面１１ｂに対して、面積率が、１０～６０％の範囲であれば、枠状に形成してもよい。
さらに、図７Ｄに示すように、第２の面１１ｂに対して、面積率が１０～６０％の範囲であれば、第１発光素子１Ｄ、第２発光素子２Ｄ及び第３発光素子３Ｄにおいて光反射層１４ｄ１～１４ｄ３及び光吸収層１５ｄ１～１５ｄ３の平面視形状は互いに異なるものとしてもよい。
さらに、図７Ｄに示すように、第２の面１１ｂに対して、面積率が１０～６０％の範囲であれば、第１発光素子１Ｄ、第２発光素子２Ｄ及び第３発光素子３Ｄにおいて光反射層１４ｄ１～１４ｄ３及び光吸収層１５ｄ１～１５ｄ３の平面視形状は互いに異なるものとしてもよい。
ここでは、第１発光素子１Ｄは、ストライプの光吸収層１５ｄ１及び光反射層１４ｄ１を備える構成とした。また、第２発光素子２Ｄは、第１発光素子１Ｄとは異なる方向に伸びるストライプの光吸収層１５ｄ２及び光反射層１４ｄ２を備える構成とした。さらに、第３発光素子３Ｄは、枠状の光吸収層１５ｄ３及び光反射層１４ｄ３を備える構成とした。そして、光吸収層１５ｄ１～１５ｄ４及び光反射層１４ｄ１～１４ｄ３の形状を変える場合、それぞれが第２の面１１ｂに対して、面積率を同じ割合とすることや、あるいは、面積率の割合を変えるように構成しても構わない。例えば、波長が短い光である青色に対して、面積率を大きくし、波長が長い緑色、さらに長い赤色に対して面積率を小さくすることとしてもよい。
以上のように、発光装置１０Ａ～１０Ｄでは、図７Ａ～図７Ｄの構成にすることでも、良好なコントラスト比及び良好な指向特性を得ることができる。
以上のように、発光装置１０Ａ～１０Ｄでは、図７Ａ～図７Ｄの構成にすることでも、良好なコントラスト比及び良好な指向特性を得ることができる。
≪第３実施形態≫
さらに、図７Ｅ～図７Ｇに示す発光装置１０Ｅ～１０Ｇのように、第１発光素子１に光反射層及び光吸収層を設けずに、第２発光素子２及び第３発光素子３に、光吸収層及び光反射層を設ける構成としてもよい。その理由としては、第１発光素子１Ｅは、赤色を発光するものであり、半導体層１２が光を吸収し易い材料を用いて形成されている。そのため、第１発光素子１には光反射層１４及び光吸収層１５を設けなくとも、第２発光素子２及び第３発光素子３に光吸収層及び光反射層を設ける構成であれば、コントラスト比を良好にすることができる。
さらに、図７Ｅ～図７Ｇに示す発光装置１０Ｅ～１０Ｇのように、第１発光素子１に光反射層及び光吸収層を設けずに、第２発光素子２及び第３発光素子３に、光吸収層及び光反射層を設ける構成としてもよい。その理由としては、第１発光素子１Ｅは、赤色を発光するものであり、半導体層１２が光を吸収し易い材料を用いて形成されている。そのため、第１発光素子１には光反射層１４及び光吸収層１５を設けなくとも、第２発光素子２及び第３発光素子３に光吸収層及び光反射層を設ける構成であれば、コントラスト比を良好にすることができる。
ここで、赤色光（波長６２０ｎｍ～７５０ｎｍの光）を発光する第１発光素子１は、材料として、例えば、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体等を選択することができる。第１発光素子１では、このような材料で形成されることから素子の見た目が黒色に近い色となる。そのため、第１発光素子１は、半導体層１２を、外来光を吸収する光吸収層として機能させることができる。
さらに、光取り出し面における光反射層１４及び光吸収層１５の平面視形状の形状パターンが占める割合を第２発光素子２、第３発光素子３と比較して第１発光素子１が小さくなるようにしてもよい。
≪変形例≫
また、本実施形態（第１～第３実施形態）に係る発光装置１０において、光吸収層１５と光反射層１４は大きさが等しく設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、光吸収層１５が光反射層１４よりも大きく設けられていてもよい。この場合でも、発光装置１０が白っぽく見えてしまうことを抑制して、コントラスト比を向上させることができる。一方、半導体層１２から放射された光の一部は、光反射層１４で反射されず光吸収層１５で吸収されることとなるが、光吸収層１５に対する光反射層１４の面積を十分に近づけることにより光引出量が低下することを抑制することができる。さらに、発光装置１０Ａ～１０Ｇも同様に前記した光吸収層と光反射層との関係であってもよい。
また、本実施形態（第１～第３実施形態）に係る発光装置１０において、光吸収層１５と光反射層１４は大きさが等しく設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、光吸収層１５が光反射層１４よりも大きく設けられていてもよい。この場合でも、発光装置１０が白っぽく見えてしまうことを抑制して、コントラスト比を向上させることができる。一方、半導体層１２から放射された光の一部は、光反射層１４で反射されず光吸収層１５で吸収されることとなるが、光吸収層１５に対する光反射層１４の面積を十分に近づけることにより光引出量が低下することを抑制することができる。さらに、発光装置１０Ａ～１０Ｇも同様に前記した光吸収層と光反射層との関係であってもよい。
なお、青色（波長４３０ｎｍ～４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ～５７０ｎｍの光）の発光素子の半導体材料としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１））、ＧａＰなどの半導体層を用いたものが挙げられる。
また、発光素子のＲＧＢの発光は、波長変換部材である蛍光体を含有する蛍光体層により達成することとしても構わない。
さらに、図８に示すように、既に説明した各発光装置１０（１０Ａ～１０Ｇ）において、封止部材９を設ける構成としてもよい。封止部材９は、透光性を有し、耐候性、耐光性及び耐熱性の良好な材料が好ましい。なお、ここで述べる「透光性」とは、発光素子の発光ピーク波長における光透過率が、好ましくは６０％以上であること、より好ましくは７０％以上であること、より一層好ましくは８０％以上であることを言う。封止部材９は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂を用いることができる。封止部材９は、ガラスでもよい。なかでも、耐水性に優れたシリコーン樹脂及びエポキシ樹脂、又はこれらの変性樹脂が好ましい。なお、封止部材９は、前記した材料のうちの１種、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成してもよい。封止部材９は、外光の影響を避けるために、白色、黒色等の有色フィラーを含有してもよく、また、封止部材９の表面は微細な凹凸等を有してもよい。
また、発光素子のＲＧＢの発光は、波長変換部材である蛍光体を含有する蛍光体層により達成することとしても構わない。
さらに、図８に示すように、既に説明した各発光装置１０（１０Ａ～１０Ｇ）において、封止部材９を設ける構成としてもよい。封止部材９は、透光性を有し、耐候性、耐光性及び耐熱性の良好な材料が好ましい。なお、ここで述べる「透光性」とは、発光素子の発光ピーク波長における光透過率が、好ましくは６０％以上であること、より好ましくは７０％以上であること、より一層好ましくは８０％以上であることを言う。封止部材９は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂を用いることができる。封止部材９は、ガラスでもよい。なかでも、耐水性に優れたシリコーン樹脂及びエポキシ樹脂、又はこれらの変性樹脂が好ましい。なお、封止部材９は、前記した材料のうちの１種、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成してもよい。封止部材９は、外光の影響を避けるために、白色、黒色等の有色フィラーを含有してもよく、また、封止部材９の表面は微細な凹凸等を有してもよい。
１０ 発光装置
１，１Ａ～１Ｇ 第１発光素子（発光素子）
２，２Ａ～２Ｇ 第２発光素子（発光素子）
３，３Ａ～３Ｇ 第３発光素子（発光素子）
５ 実装基板
６ 配線
７ 基体
８ 接合部材
９ 封止部材
１１ 透光性基板
１１ａ 第１の面
１１ｂ 第２の面
１２ 半導体層
１３ 電極
１４ 光反射層
１５ 光吸収層
１，１Ａ～１Ｇ 第１発光素子（発光素子）
２，２Ａ～２Ｇ 第２発光素子（発光素子）
３，３Ａ～３Ｇ 第３発光素子（発光素子）
５ 実装基板
６ 配線
７ 基体
８ 接合部材
９ 封止部材
１１ 透光性基板
１１ａ 第１の面
１１ｂ 第２の面
１２ 半導体層
１３ 電極
１４ 光反射層
１５ 光吸収層
Claims (8)
- 第１の面と前記第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板と、前記透光性基板の前記第１の面側に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された正負の電極と、を備える発光素子と、
配線及び前記配線を支持する基体を有する実装基板と、を備え、
前記発光素子は、前記配線にフリップチップ実装されており、
前記第２の面は、複数の光反射層と、複数の光吸収層とを有し、前記光反射層は、前記第２の面と前記光吸収層の間にあり、
前記透光性基板の前記第２の面側の一部は、前記複数の光反射層と、前記複数の光吸収層と、により被覆されており、
前記複数の光反射層と前記複数の光吸収層とは、均等な間隔を設けてそれぞれ配置され、
前記光反射層及び前記光吸収層が形成される面積は、
前記透光性基板の前記第２の面側の面積に対して、１０～６０％の範囲内で形成されている、発光装置。 - 第１の面と前記第１の面と反対側の第２の面とを備える透光性基板と、前記透光性基板の前記第１の面側に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された正負の電極と、を備える発光素子と、
配線及び前記配線を支持する基体を有する実装基板と、を備え、
前記発光素子として、前記配線にフリップチップ実装され、第１波長の光を発光する第１発光素子と、
前記第１波長とは異なる第２波長の光を発光する第２発光素子と、
前記第１波長及び前記第２波長とは異なる第３波長の光を発光する第３発光素子と、を有し、
前記第２の面は、１つ又は複数の光反射層と、１つ又は複数の光吸収層とを有し、前記光反射層は、前記第２の面と前記光吸収層の間にあり、
少なくとも前記第２発光素子又は前記第３発光素子のいずれかにおいて、前記透光性基板の前記第２の面側の一部は、前記光反射層と、前記光吸収層と、により被覆されており、
前記光反射層及び前記光吸収層が形成される面積は、
前記透光性基板の前記第２の面側の面積に対して、１０～６０％の範囲内で形成されている、発光装置。 - 前記光反射層と前記光吸収層は、前記透光性基板の第２の面上にそれぞれ２つ以上が形成されている請求項２に記載の発光装置。
- 前記光反射層と前記光吸収層は、均等な間隔で設けられている請求項２に記載の発光装置。
- 前記第１発光素子は、赤色光を発光する素子であり、
前記第２発光素子は、緑色光を発光する素子であり、
前記第３発光素子は、青色光を発光する素子であり、
前記第１発光素子、前記第２発光素子、前記第３発光素子において、
前記光反射層及び前記光吸収層の平面視形状が互いに異なる請求項２に記載の発光装置。 - 前記第１発光素子は、赤色光を発光する素子であり、
前記第２発光素子は、緑色光を発光する素子であり、
前記第３発光素子は、青色光を発光する素子であり、
前記第１発光素子の透光性基板には、
前記光反射層及び前記光吸収層を設けない請求項２に記載の発光装置。 - 前記複数の光反射層と前記複数の光吸収層とは、円形またはストライプである、請求項１に記載の発光装置。
- 前記複数の光反射層は、前記複数の光吸収層と同じ形状、同じ大きさである、請求項１に記載の発光装置。
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