TW202121705A - 發光裝置及led封裝體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於，提供一種能夠實現薄型化，且能夠使光高效率地橫向擴散之發光裝置。 本發明之發光裝置具備：基板；光源，其包含發光元件，配置於上述基板上，且於上表面具有發光面；被覆構件，其被覆該光源之側方，且由包含光反射物質之樹脂材料構成；透光性構件，其配置於上述光源之上；光反射層，其配置於該透光性構件之上；及透光性被覆構件，其至少被覆上述透光性構件之側面，於上述光反射層外緣上之厚度厚於位在上述發光元件光軸上方之上述光反射層上之厚度，且包含環狀之透鏡部。

Description

發光裝置及LED封裝體
本發明係關於一種發光裝置及LED(Light Emitting Diode，發光二極體)封裝體。
業界通常使用一種發光裝置，該發光裝置係於將發光元件密封之透明樹脂之上表面設置具有反射或擴散功能之構件，從而使來自發光元件之光從透明樹脂之側面向外部照射。此種發光裝置易於使光橫向擴散，因此可用作背光用光源等(例如專利文獻1等)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開2012-099145號 [專利文獻2]日本專利特開2016-171227號公報
[發明所欲解決之問題]
但是，於背光用途中，要求發光裝置使光高效率地橫向擴散。 本發明之目的在於，提供一種能夠實現薄型化並且能夠使光高效率地橫向擴散之發光裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之實施方式包含以下構成。 (1)一種發光裝置，其具備：基板；光源，其包含發光元件，配置於上述基板上，且於上表面具有發光面；被覆構件，其被覆該光源之側方，且由包含光反射物質之樹脂材料構成；透光性構件，其配置於上述光源之上；光反射層，其配置於該透光性構件之上；及透光性被覆構件，其至少被覆上述透光性構件之側面，於上述光反射層外緣上之厚度厚於位在上述發光元件光軸上方之上述光反射層上之厚度，且包含環狀之透鏡部。 (2)一種LED封裝體，其具備：光源，其包含發光元件，且於上表面具有發光面；透光性構件，其配置於上述光源之上；及光反射層，其配置於該透光性構件之上；上述光源具有：樹脂封裝，其具有包含第1引線及第2引線之引線、以及保持上述引線之樹脂部，且具有以上述第1引線、上述第2引線及上述樹脂部之一部分為底面，以上述樹脂部之一部分為側壁之凹部；及發光元件，其載置於上述凹部之底面。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種能夠使光更高效率地橫向擴散之發光裝置。
以下，一面參照圖式，一面對用以實施本發明之形態進行說明。但是，以下所示之形態係用以實現本發明之技術思想之示例，而並非要將本發明限定於以下內容。又，為了更加明確地進行說明，各圖式所表示之構件之大小及位置關係等是有所誇大的，會視需要使用表示特定之方向或位置之用語(例如「上」、「下」及包含該等字眼之其他用語)，該等用語之使用係為了讓讀者便於參照圖式來理解發明，而並非要藉由該等用語之含義來限定本發明之技術範圍。例如，所謂俯視，係指從圖1A之Z軸方向進行觀察，關於上方向，可理解為以Z軸為基準之方向。進而，相同之名稱、符號原則上表示相同或同性質之構件，重複之說明會酌情予以省略。
如圖1A、1B、1C所示，本發明之一實施方式之發光裝置10具備基板20、光源30、被覆構件40、透光性構件50、光反射層60及透光性被覆構件70。透光性被覆構件70包含透鏡部71，且至少覆蓋透光性構件50之側面51。又，透光性被覆構件70之光反射層60外緣上的厚度厚於位在下述發光元件31光軸上方之光反射層60上之厚度。其包括如下情況：透光性被覆構件70使光反射層60之上表面之至少一部分，即位在發光元件31光軸(圖6B中之A)上方之光反射層60之上表面露出。 如此，藉由設為上述特有形狀之透光性被覆構件70，一方面，光反射層60可使來自光源之光不易從其上方(正上方)出射，另一方面，透光性構件50可使來自光源之光於其內部傳輸，從而使光主要從透光性構件50之側面向外部出射。藉此，能夠更有效率地將光導入至透光性被覆構件70。結果，能夠使光橫向擴散。 又，藉由使透光性被覆構件70於光反射層之中央部上方厚度為零，或呈薄膜狀配置，能夠從整體上降低透鏡部71之高度，因此，可使透鏡部在光反射層之中央部上方最高之發光裝置實現薄型化。 因此，例如於將此種發光裝置作為背光用光源而配置於導光板之正下方之情形等時，可實現薄型化，並且可使光橫向擴散。藉此，能夠提高發光面之亮度之面內均勻性。又，能夠減少光源之數量，從而有助於提供更輕量且廉價、用於背光等之面發光裝置。
(基板20) 基板20係用以載置光源30之構件，如圖1B、1C所示，其具備用以向光源30供給電力之配線21、及配置配線21之基體22。又，亦可任意地具備被覆配線21之一部分之被覆層23。 基體22例如可由酚系樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、BT(Bismaleimide Triazine，雙馬來醯亞胺三𠯤)樹脂、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等樹脂、陶瓷等形成。其中，自成本低、容易成型之方面而言，可使用樹脂。又，要想製成耐熱性及耐光性優異之發光裝置，可使用陶瓷作為基體22之材料。作為陶瓷，例如可列舉氧化鋁、莫來石、矽酸鎂石、玻璃陶瓷、氮化物系(例如AlN)、碳化物系(例如SiC)等。其中，較佳為由氧化鋁構成，或以氧化鋁為主成分之陶瓷。 於使用樹脂作為構成基體22之材料之情形時，亦可將玻璃纖維、SiO2 、TiO2 、Al2 O3 等無機填料混合於樹脂中，以求提高機械強度，降低熱膨脹率，提高光反射率，等等。又，基板20亦可為金屬構件上形成有絕緣部分之構成。
配線21係與光源30之電極電性連接，用以供給來自外部之電流(電力)之構件，具有至少分隔成正負2個部分之圖案。 配線21形成於基板20之至少上表面，即光源30之載置面。配線21之材料可根據基體22之材料等適當選擇。例如，於使用陶瓷作為基體22之材料之情形時，配線21之材料可列舉甚至能耐受陶瓷片之燒成溫度的高熔點材料。例如，較佳為使用鎢、鉬等高熔點金屬。進而，亦可於該配線21上藉由鍍覆、濺鍍、蒸鍍等被覆鎳、金、銀等金屬材料。 於使用樹脂作為基體22之材料之情形時，配線21之材料可列舉易加工材料。又，於基體22係由經射出成型之樹脂形成之情形時，配線21之材料可列舉容易進行沖切加工、蝕刻加工、彎曲加工等加工，且具有相對較大之機械強度之材料。例如可列舉銅、鋁、金、銀、鎢、鐵、鎳、鐵-鎳合金、磷青銅、銅鐵合金(copper-iron alloys)、鉬等之金屬板、引線框架等。其表面可進而被覆金屬材料。作為該金屬材料，例如可列舉銀，或銀與銅、金、鋁、銠等之合金之單層或多層構造。被覆可採用鍍覆法、濺鍍法、蒸鍍法等。
被覆層23通常由絕緣材料形成。被覆層23較佳為將配線21上除光源30、及與其他材料電性連接之部分以外之部分被覆。被覆層23可由較少吸收來自發光元件之光之材料形成。例如可列舉環氧樹脂、矽酮樹脂、改性矽酮樹脂、聚胺酯樹脂、氧雜環丁烷樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂等。被覆層23不僅是為了使配線21絕緣，藉由使其含有白色系填料，亦能防止光之洩漏及被吸收，從而利用反射提高光提取效率。又，如下所述，於與透光性被覆構件70相接之情形(例如圖1B所示)時，能夠提高與透光性被覆構件70之密接性等。
(光源30) 光源30包含發光元件31。光源30配置於基板20上。於光源30僅由發光元件31構成之情形時，發光元件31之上表面31c成為光源30之發光面。再者，本案說明書中，如圖3A所示，將發光元件31之基板20側之面稱為下表面31b，將與下表面對向或相反一側之面稱為上表面31c，將與上表面31c鄰接之面稱為側面31a。對於其他構件，有時亦基於此而稱為側面、下表面及上表面。 如圖3A、圖3B及圖4等所示，光源30較佳為於發光元件31之上包含波長轉換構件34、84。又，光源30較佳為具備被覆發光元件31之側面(圖3A中之31a)之第4透光性構件35。
(發光元件31) 發光元件31具備半導體積層體32、及位於半導體積層體32之一面之一對電極33p、33n。關於發光元件31，於從上表面31c側(於光源僅由發光元件構成之情形時為光源之發光面側)進行觀察之情形時，俯視形狀可為各種形狀，如四邊形及六邊形等多邊形、圓以及橢圓。其中，如圖3B所示，發光元件31之俯視形狀較佳為四邊形，尤其是正方形或接近正方形之形狀。 半導體積層體32包含含有發光層之半導體層。進而，亦可具備藍寶石等透光性基板。半導體積層體包含第1導電型半導體層(例如n型半導體層)、發光層(活性層)及第2導電型半導體層(例如p型半導體層)之半導體層。作為能夠發出紫外光及藍光至綠光之可見光之半導體層，例如可使用III-V族化合物半導體，具體而言可使用InX AlY Ga1-X-Y N(0≦X，0≦Y，X+Y≦1)等氮化物系半導體。作為能夠發出紅光之半導體層，可使用GaAs、GaAlAs、GaP、InGaAs、InGaAsP等半導體。半導體積層體32之厚度例如可設為3 μm～500 μm。 電極33p、33n可藉由該領域內公知之材料及構成以任意厚度形成。電極33p、33n例如可由Au、Pt、Pd、Rh、Ni、W、Mo、Cr、Ti、Al、Cu、Sn、Fe、Ag等金屬或其等之合金之單層膜或積層膜形成。具體而言，該等電極可由如下等積層膜形成，從半導體層側起為：Ti/Rh/Au、Ti/Pt/Au、W/Pt/Au、Rh/Pt/Au、Ni/Pt/Au、Al-Cu合金/Ti/Pt/Au、Al-Si-Cu合金/Ti/Pt/Au、Ti/Rh等。又，亦可使用AuSn、SnAgCu、SnPb等焊料。電極33p、33n例如可形成為1 μm～300 μm之範圍之厚度，較佳為5 μm～100 μm之範圍之厚度。電極33p、33n之俯視形狀可任意地設定。 發光元件31電性連接於基板20之配線21，連接方式為電極33p、33n與基板20之配線21面對面。為了實現此種連接，亦可於發光元件31之電極33p、33n之表面連接有作為外部連接端子發揮作用之金屬層36。金屬層36較佳為耐腐蝕性及抗氧化性優於電極33p、33n。金屬層36例如可由Ru、Mo、Ta等高熔點金屬形成。金屬層36之厚度例如可設為10 nm～50 μm。金屬層36可設為於發光裝置10之下表面上到達側面之大小，較佳為設為如與側面相隔般之大小。金屬層例如可以被覆下述之被覆構件40之下表面之一部分的方式進行配置。藉此，可使金屬層於發光裝置之下表面，作為面積較發光元件之電極大之外部連接端子露出至外部。藉此，當使用焊料等接合構件24將發光元件31或光源30安裝於基板20時，能以較高之位置精度進行安裝。又，能夠提高配線21與發光元件31或光源30之接合強度。
(波長轉換構件34、84) 波長轉換構件34、84係吸收來自發光元件31之光，並將其轉換成不同波長之光之構件，且包含螢光體。波長轉換構件34、84配置於發光元件31之發光面(上表面31c)之上。又，配置於下述之透光性構件50之下。藉由配置波長轉換構件34，可使來自發光元件31之光與來自波長轉換構件34之光入射至透光性構件50。於光源30由發光元件31及波長轉換構件43、84構成之情形時，波長轉換構件43、84之上表面成為光源30之發光面31L。 波長轉換構件34、84較佳為被覆發光元件31之整個發光面(上表面31c)。較佳為如圖3A所示，於俯視下，波長轉換構件34之外緣34a配置得較發光元件31之外緣31g更靠外側。波長轉換構件之俯視形狀可設為四邊形或六邊形等多邊形、圓形、橢圓形等。波長轉換構件34之平面面積例如大於發光元件31之發光面(上表面31c)之平面面積之100%，較佳為200%以下，更佳為110%～160%之範圍。波長轉換構件34較佳為使其中心(或重心)與發光元件31之發光面(上表面31c)之中心(或重心)重合地配置。藉此，可使波長轉換構件34之位於發光元件31之發光面(上表面31c)外側的外周部之寬度大致固定，從而能夠抑制色不均之產生。波長轉換構件34較佳為其上下表面彼此平行之板狀。其側面可為垂直面、傾斜面、曲面等之任一種。 波長轉換構件34、84之厚度可根據所使用之螢光體之種類、量、目標色度等適當地進行選擇。例如，波長轉換構件34之厚度可設為20 μm～200 μm之範圍，較佳為100 μm～180 μm之範圍。
波長轉換構件34、84可包含透光性之樹脂材料、玻璃等母材、及作為波長轉換材料之螢光體，亦可由包含螢光體之陶瓷或螢光體之單晶構成。作為母材，例如可使用矽酮樹脂、矽酮改性樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂等熱固性樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、甲基戊烯樹脂、聚降𦯉烯樹脂等熱塑性樹脂。尤其是，宜為耐光性、耐熱性優異之矽酮樹脂。作為陶瓷，可列舉由氧化鋁等透光性材料燒結而成者。 螢光體可使用該領域內公知之螢光體之任一種。例如，作為能夠由藍色發光元件或紫外線發光元件激發之螢光體，可列舉：由鈰活化之釔-鋁-石榴石系螢光體(YAG:Ce)；由鈰活化之鎦-鋁-石榴石系螢光體(LAG:Ce)；由銪及/或鉻活化之含氮之鋁矽酸鈣系螢光體(CaO-Al2 O3 -SiO2 )；由銪活化之矽酸鹽系螢光體((Sr,Ba)2 SiO4 )；β賽隆螢光體、CASN系螢光體、SCASN系螢光體等氮化物系螢光體；KSF系螢光體(K2 SiF6 :Mn)；硫化物系螢光體、量子點螢光體等。藉由將該等螢光體與藍色發光元件或紫外線發光元件組合，可製造各種顏色之發光裝置(例如白色系發光裝置)。該等螢光體可使用1種或複數種。於使用複數種之情形時，可將其等混合而製成單層，亦可將含有各螢光體之層積層。又，為了進行黏度調整等，亦可於波長轉換構件中含有各種填料等。 例如，如圖4所示，於將波長轉換構件84設為複數層之積層構造之情形時，較佳為將作為擴散層83之含有填料之層配置於最上層。此情形下，作為含有螢光體之層，可設為含有不同螢光體之第1層81及第2層82。例如，可列舉於第2層82中包含KSF系螢光體，且於第1層81中包含β賽隆螢光體。藉由在複數個層中含有不同種類之螢光體，能夠抑制螢光體之相互吸收，改善波長轉換效率，從而製成光輸出較高之發光裝置。於波長轉換構件84中，擴散層83例如可設為50 μm～200 μm，較佳為50 μm～100 μm。包含螢光體之層可根據螢光體之種類、含量等適當地進行調整。例如，作為包含KSF系螢光體之第2層82，可列舉50 μm～500 μm，較佳為75 μm～200 μm。作為包含β賽隆螢光體之第1層81，可列舉10 μm～100 μm，較佳為20 μm～80 μm。
波長轉換構件34、84可直接或經由某個構件配置於發光元件31之發光面(上表面31c)上。於直接配置，即，使波長轉換構件34與發光元件31之發光面(上表面31c)接觸之情形時，例如可使用於常溫下進行接合之直接接合法等進行配置。 於經由某個構件進行配置之情形時，可使用透光性接著劑。此種透光性接著劑例如除了位於波長轉換構件34與發光元件31之間以外，亦可作為第4透光性構件35，被覆波長轉換構件34之位於與上表面相反一側之下表面的整個面、及發光元件31之側面31a之一部分或全部。如此，藉由利用第4透光性構件35被覆發光元件31之側面31a，能夠有效地將從發光元件31之側面31a出射之光導入至波長轉換構件34，進而導入至透光性構件50。又，波長轉換構件34亦可位於發光元件31之側面。此情形下，光源之側面成為波長轉換構件之側面。 於第4透光性構件35被覆發光元件31之側面31a之情形時，第4透光性構件35較佳為配置成於發光面側最厚，愈接近電極側愈薄。此種厚度之傾斜可為直線，亦可設為向內側凹陷之曲線等。例如，第4透光性構件35之發光面側之厚度可設為相當於波長轉換構件34之下表面之外緣至發光元件31之發光面(上表面31c)之外緣31g的長度。藉此，當從發光元件31之側面31a出射之光入射至第4透光性構件35內之後，藉由第4透光性構件35之外側面朝上方向(發光元件31之發光面方向)反射，從而入射至透光性構件50內。藉由具備此種第4透光性構件35，能夠使來自發光元件31之光高效率地入射至透光性構件50。
第4透光性構件35可使用透光性樹脂材料。例如，較佳為以矽酮樹脂、矽酮改性樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂等熱固性樹脂為主成分之樹脂材料。可列舉第4透光性構件35對於來自發光元件之光之透過率為70%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上。 尤其是，第4透光性構件35較佳為被覆發光元件31之側面31a之50%以上。 如圖3B所示，第4透光性構件35較佳為將發光面側之外形設為大致圓形。藉由設為此種形狀，能夠有效地將從發光元件31之側面31a出射之光引導至波長轉換構件34。此種形狀之第4透光性構件35可藉由將第4透光性構件35之液狀材料例如灌注於平板狀之下述之透光性構件50之上而形成。
(被覆構件40) 被覆構件40係被覆光源30之側方之構件。又，被覆構件40由包含光反射物質之樹脂材料構成。 於光源30僅由發光元件31構成之情形時，被覆構件40較佳為被覆發光元件31之側面31a，並被覆發光元件31之下表面31b之一部分。又，被覆構件40較佳為以發光元件31之一對電極33p、33n各自之至少一部分(下表面、相對半導體積層體相反一側之面)露出之方式被覆發光元件31之下表面31b。 於光源30包含發光元件31、波長轉換構件34及第4透光性構件35之情形時，被覆構件40較佳為直接或經由某個構件被覆發光元件31之側面。又，被覆構件40較佳為任意地被覆第4透光性構件35。又，於發光元件31之側面之一部分未由第4透光性構件35被覆之情形時，被覆構件40較佳為被覆發光元件31之側面中未由第4透光性構件35被覆之部分。又，被覆構件40較佳為被覆波長轉換構件34之側面之一部分或全部及下表面之一部分，更佳為被覆波長轉換構件34之側面之全部及下表面之一部分。尤其是，被覆構件40更佳為接觸並被覆發光元件31之側面31a、第4透光性構件35、波長轉換構件34之側面之全部及下表面之一部分。 於光源30僅由發光元件31構成之情形時，被覆構件40之上表面較佳為與發光元件31之上表面31c為同一平面。又，於光源30包含發光元件31及波長轉換構件34之情形時，被覆構件40之上表面較佳為與波長轉換構件34之上表面(發光面31L)為同一平面。但是，於該等情形時，亦可具有少許高低差，例如波長轉換構件34之厚度之1%～20%左右之高低差。 如上所述，於在電極33p、33n連接有金屬層36之情形時，被覆構件40較佳為以不被覆金屬層36之方式進行配置，換言之，使金屬層36配置於被覆構件40與基板之間。 被覆構件40之最大厚度較佳為與發光元件31及波長轉換構件34之合計厚度相等。厚度例如可列舉200 μm～10000 μm之範圍，較佳為300 μm～600 μm之範圍。
可列舉被覆構件40對於來自發光元件31之光之反射率為70%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上。 作為構成被覆構件40之樹脂材料，例如可列舉以矽酮樹脂、矽酮改性樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂等熱固性樹脂為主成分之樹脂材料。作為光反射性物質，例如可列舉白色物質，具體而言，可列舉氧化鈦、氧化矽、氧化鋯、鈦酸鉀、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、莫來石等。樹脂材料中所含之光反射性構件可考慮被覆構件40之厚度、發光元件之大小等來適當地進行調整。
(透光性構件50) 透光性構件50係配置於光源30之上之構件，用於與下述之光反射層60一起控制發光裝置10之配光特性。尤其是，透光性構件50可使從光源之發光面31L出射之光橫向傳播。 於光源30僅由發光元件31構成之情形時，透光性構件50可直接或經由某個構件載置於發光元件之上表面，於光源30包含波長轉換構件34之情形時，透光性構件50可直接或經由某個構件載置於波長轉換構件34之上表面。於直接配置，即，使透光性構件50接觸波長轉換構件34或發光元件31之上表面之情形時，例如可利用於常溫下進行接合之直接接合法等進行配置。 於間接配置之情形時，可使用透光性接著劑。此種透光性接著劑例如可使用與關於第4透光性構件所例示者相同之透光性接著劑。 透光性構件50例如較佳為其上下表面平行之板狀構件，亦可具有一部分或全部不平行之面。例如，其上表面或下表面亦可存在少許高低差。作為高低差，可容許透光性構件50之厚度之1%～10%左右之高低差。又，透光性構件50中，可使上表面相對於下表面或使下表面相對於上表面具有10度以下之斜度。透光性構件50之厚度例如可根據發光元件之大小、波長轉換構件之大小及厚度、發光裝置之大小等適當地進行調整。例如，透光性構件50之厚度可設為光源之發光面之最大寬度(於具有波長轉換構件34之情形時為波長轉換構件34之最大寬度)之10%～80%，較佳為20%～60%。具體而言，透光性構件50之厚度可列舉200 μm～2000 μm，較佳為300 μm～1000 μm，更佳為350 μm～600 μm。就另一觀點而言，透光性構件50之厚度可設為發光裝置10之厚度之20%～80%左右。
藉由將透光性構件50之厚度設定成此種厚度，可使向發光裝置10之側方出射之光出射至更遠處。從透光性構件50之側面出射之光主要分為直接光與間接光，直接光係從光源之發光面31L直接射向透光性構件50之側面者，間接光係碰到下述之光反射層60後發生了反射或散射之光、或在位於光源側方之被覆構件之上表面發生了反射或散射之光碰到透光性構件50之側面而出射者。其中直接光分量能夠更好地將光提取至發光裝置之側方(橫向)，亦能夠使光朝向上方而加以提取。即，能夠使光朝向剖視發光裝置時之斜上方而加以提取。藉此，可容易地獲得蝠翼型配光特性，並且，只要相對於發光面31L(波長轉換構件)之最大寬度調整透光性構件之厚度便會使直接光與間接光之比率發生變化，因此可容易地獲得不同的蝠翼型配光特性。再者，本實施方式中言及之橫向主要意指正側(水平)方向，但並非僅指正側(水平)方向，亦包括斜下方向、斜上方向。 透光性構件50較佳為遍及整個表面使厚度固定。 透光性構件50之側面較佳為垂直於上表面或下表面。但是，亦可相對於上表面或下表面具有10度以下之斜度，亦可為曲面，亦可為兩者之組合。
透光性構件50之平面面積例如較佳為發光元件31之發光面之平面面積之100%～1000%，更佳為300%～700%之範圍。又，透光性構件50之平面面積例如較佳為波長轉換構件34之平面面積之100%～500%，更佳為150%～450%之範圍。透光性構件50較佳為使其中心(或重心)與發光元件31之上表面之中心(或重心)及/或波長轉換構件34之上表面之中心(或重心)，即光源之發光面之中心(或重心)重合地配置。再者，根據從發光面進行之觀察，透光性構件50之平面面積愈大於發光元件31之發光面及/或波長轉換構件34之平面面積，愈能夠減少色不均。 透光性構件50較佳為除了直接或經由某個構件與發光元件31或波長轉換構件34之上表面接觸以外，還直接或經由某個構件接觸被覆構件40之上表面。又，透光性構件較佳為從發光元件31或波長轉換構件之上表面起跨及被覆構件40之上表面地進行配置。就另一觀點而言，透光性構件較佳為配置於由發光元件31或波長轉換構件與被覆構件一體地形成之1個上表面。又，透光性構件50之側面51較佳為與被覆構件40之側面為同一平面。此處之同一平面例如容許具有透光性構件50之厚度之1%～10%左右之凹凸。藉此，能夠有效地將來自光源30之光導入至透光性構件50內，並利用下述之光反射層60使光高效率地反射，從而容易將光從側面51提取至外部。
可列舉透光性構件50對於來自光源30之光之透過率為70%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上。 透光性構件50可使用透光性樹脂材料、玻璃等。例如可列舉矽酮樹脂、矽酮改性樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂等熱固性樹脂，聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、甲基戊烯樹脂、聚降𦯉烯樹脂等熱塑性樹脂。其中，較佳為耐光性、耐熱性優異之矽酮樹脂。透光性構件50較佳為實質上不含下述之螢光體。透光性構件50較佳為不含擴散材等，但亦可包含擴散材等。於透光性構件50僅由樹脂材料或玻璃構成之情形時，能夠抑制光於透光性構件50之內部散射，從而使被下述之光反射層60之下表面及被覆構件40之上表面反射之光高效率地從透光性構件50之側面51出射至外部。
(光反射層60) 光反射層60係配置於透光性構件50之上之構件。光反射層60較佳為被覆透光性構件50之整個上表面。光反射層60較佳為直接或經由其他某個構件接觸透光性構件50之上表面地進行配置。光反射層60能夠使來自光源30之光朝作為發光面之透光性構件50之側面51反射。 可列舉光反射層60對於來自光源30之光之反射率為50%以上，較佳為70%以上，更佳為90%以上。光反射層60較佳為設為如下厚度，即，使來自光源30之光之透過率為50%以下、40%以下或30%以下。又，光反射層60較佳為使來自光源30之光之透過率大於0%，更佳為10%以上或15%以上。藉此，使得從透光性構件出射之光與從光反射層部分透過之光混合存在，藉此能夠提高從光源上方以面進行觀察時之亮度均勻性。 光反射層60例如可由含有光反射性物質之樹脂材料、金屬材料、使用有介電體多層膜之無機材料等形成。其中，光反射層60較佳為白色，更佳為由包含光反射物質之樹脂材料形成。 作為光反射性物質及樹脂材料，可從關於被覆構件40所例示者之中進行選擇。金屬材料較佳為使用光反射率較高之金屬材料，例如可列舉銀、鋁、銠、金、銅等及其等之合金之1種以上。介電體多層膜例如可列舉使用有氧化鈦、氧化矽、氧化鋯、鈦酸鉀、氧化鋁、氮化鋁等之介電體多層膜。
光反射層60較佳為具有與光源30之發光面平行之上下表面，即具有均勻之厚度，但亦可於其上表面或下表面具有凹凸，亦可設為相對於發光面側呈凸狀。藉此，可容易地使來自光源30之光朝發光裝置10之橫向反射。光反射層60之上表面或下表面之凹凸例如可設為光反射層60之厚度(最大厚度)之1%～20%左右。 於光反射層60為厚度不均勻之層之情形時，關於厚度最薄之部分之厚度，較佳為使來自光源30之光之透過率為50%以下。 於光反射層60使用包含光反射物質之樹脂材料等之情形時，光之透過率會根據光反射物質之組成及含量等而變化。因此，較佳為根據所使用之材料適當地調整厚度等。例如，於光反射層60由包含光反射物質之樹脂材料構成，且具有均勻之厚度之情形時，其厚度可列舉100 μm～500 μm之範圍，較佳為100 μm～300 μm之範圍。
(透光性被覆構件70) 透光性被覆構件70包含透鏡部71。此處之透鏡部係指使光發生折射從而使其發散或聚焦之部位，且指與和光源及基板側對向之面相反一側之表面。透鏡部71通常由球面或曲面構成，呈環狀或中央部分凹陷之類環狀地包圍光源30。藉此，於俯視下，發光裝置10在以發光裝置10為中心360度之方向上具備發光面。 除透鏡部71以外，透光性被覆構件70亦可於發光元件31之光軸之上方具有平面或接***面之面作為其一部分。此處之接***面之面，可列舉於平面之表面上具有凹凸者。凹凸例如可設為發光元件31之光軸上方之光反射層60上配置的透光性被覆構件70之最大厚度之1%～20%左右。 透光性被覆構件70較佳為至少被覆透光性構件50之側面51之一部分或全部。又，透光性被覆構件70亦可被覆光反射層60之側面之一部分或全部，亦可被覆光反射層60之上表面之一部分或全部，亦可被覆被覆構件40之一部分或全部。其中，如圖1B所示，透光性被覆構件70較佳為被覆透光性構件50之側面51之全部、光反射層60之側面之全部、被覆構件40之側面之一部分。此情形下，透光性被覆構件70作為環狀構造，既可如圖1或圖5A所示般，其內側之緣即內緣76與光反射層60之外緣61一致，亦可如圖1B及5B所示般，其內側之緣即內緣75被覆光反射層60之上表面之外周區域62。換言之，透光性被覆構件70至少被覆光反射層60之外緣61，並使光反射層60之上表面之一部分露出。此處，光反射層60之上表面之一部分較佳為包含發光元件31之光軸上方之光反射層60之上表面。
此處，藉由利用含有白色之反射物質之樹脂形成光反射層60，並設置此種透光性被覆構件，能夠進一步提高從上方觀察光源時之亮度均勻性。例如，於用於背光等時，當於發光裝置之上方配置擴散片等而加以使用時，在光反射層60中，可使藉由擴散片等反射後之光散射，從而可獲得均勻且無色不均之光。若詳細說明，則於設為於透光性被覆構件之內部使光從透光性構件之側面出射之構造之本實施方式中，部分透過光反射層並向上方射出之光之比率較少，因此有如下擔憂：當從光源上方以面進行觀察時，發光元件之光軸上較其他部分更暗。尤其是於在光源上方設置有擴散片等之面發光裝置之情形時，有如下擔憂：當從上方觀察該擴散片之發光面時，發光元件之光軸上較暗而被看成暗點。與此相對，根據本實施方式，能夠減輕該暗點，作為發光裝置或面發光裝置，能夠提高從上表面觀察時之亮度均勻性。以上情況，當透光性被覆構件70使光反射層60之上表面之一部分露出或全部露出(厚度為零)時，尤其能夠提高亮度均勻性。 於透光性被覆構件70被覆光反射層60之上表面，並使一部分露出之情形時，露出之面積可為光反射層60之上表面之面積之100%，可列舉50%以上，較佳為60%以上，更佳為70%以上。換言之，外周區域62之寬度(即圖5B中光反射層60之外緣61至透光性被覆構件70之內緣75之距離)可列舉光反射層60之最大寬度之5%～90%。又，圖5C中示出透光性被覆構件70使光反射層60之上表面之至少一部分，即發光元件31之光軸上方之光反射層60之上表面露出之情況，如圖5B所示，於透光性被覆構件70被覆光反射層60之上表面之情形時，於光反射層60之外緣61上之厚度T1較佳為厚於光反射層60上表面上之厚度T2、T3，尤其是，更佳為厚於位於發光元件之光軸A上方之光反射層60上之厚度T3。 再者，如圖5A所示，於透光性被覆構件70之內緣76與光反射層60之外緣61一致之情形時，透光性被覆構件70之光反射層60之外緣61上之厚度T4亦厚於光反射層60上表面上厚度(零)。 例如，透光性被覆構件70之Z方向之最大厚度(圖1B中為Tx)可列舉300 μm～5000 μm之範圍，較佳為800 μm～2500 μm之範圍。 透光性被覆構件70之於基板20上之最大寬度(圖1B中為WX)可根據光源30之大小、亮度等適當地進行調整，例如可列舉1 mm～10 mm之範圍，較佳為2 mm～8 mm之範圍。
例如，如圖1B所示，透光性被覆構件70可包含被覆透光性構件50之側面之第2透光性構件72、及被覆第2透光性構件72且構成透鏡部71之第3透光性構件73。又，如圖2所示，透光性被覆構件70亦可由第5透光性構件74構成，該第5透光性構件74係使第2透光構件與第3透光構件以相同材料形成且成為一體而獲得。 例如，作為構成透光性被覆構件70之第2透光性構件72、第3透光性構件73及第5透光性構件74，可列舉其等對於來自發光元件之光之透過率為70%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上。 第2透光性構件72、第3透光性構件73及第5透光性構件74可使用與關於透光性構件50所例示之材料相同者來形成。尤其是，作為第2透光性構件72，較佳為從關於透光性構件50所例示之材料中選擇折射率較構成第3透光性構件73之材料小之材料。藉由選擇此種材料，能夠使光向上方折射，從而能夠更有效地利用來自光源之光。又，藉由使用第2透光性構件72，能夠防止透光性被覆構件70中之透鏡部71內產生氣泡。尤其是，於進行灌注之情形時，能夠防止孔隙之捲入。再者，為了調節透光性被覆構件70之形狀，較佳為於上述材料中含有填料，從而對黏度進行調整。其中，第3透光性構件73之黏度及觸變性較佳為高於第2透光性構件72之黏度及觸變性。 第2透光性構件72較佳為厚度不均勻。但其厚度亦可整體上均勻。例如，第2透光性構件72可列舉如下形狀之膜：於透光性構件50側最厚，並呈直線狀遞減，於距離透光性構件50最遠之部分最薄。藉由此種傾斜，能夠使從透光性構件50出射之光更向上方且更向側方擴散。
透光性被覆構件70例如可藉由該領域內公知之方法形成。其中，較佳為藉由灌注來形成。可列舉如下方法：例如，使噴出構成透光性被覆構件之材料之噴嘴一面向具備被覆構件40、透光性構件50及光反射層60之光源30噴出材料，一面以光源為中心劃圓地移動；將噴出材料之例如4個、6個或8個等複數個噴嘴配置於光源之周圍，從各噴嘴噴出適量之材料，以將從相鄰噴嘴噴出之材料彼此相連；等。藉由此種方法，能夠容易地使透光性被覆構件70形成為想要之形狀。
(光反射性構件41) 發光裝置10較佳為於基板20、被覆構件40與透光性被覆構件70之間進而具備光反射性構件41。即便於基板20中，在發光元件31之周邊配置有吸收光之材料，亦可藉由具備光反射性構件41，而被覆吸收光之材料，從而能夠有效地防止對來自光源之光之吸收。 光反射性構件41亦可配置於基體22、配線21、被覆層23、接合構件24等之任一者之上，較佳為配置於上述所有元件之上。又，較佳為亦配置於發光元件31之正下方之基板20上。光反射性構件41於基板20上之厚度可均勻，亦可不均勻。例如，光反射性構件41可列舉如下形狀之膜：於光源附近最厚，並呈直線狀遞減，於距離光源最遠之部分最薄。藉由此種傾斜，能夠使從透光性構件50出射之光更向上方且更向側方反射。藉此，能夠提供一種出射之光橫向擴散且明亮之發光裝置。 於以此方式配置光反射性構件41之情形時，透光性被覆構件70之一部分配置於光反射性構件41之上，另一部分配置於基板20之被覆層23上(例如圖1B)。但是，亦可如圖1C所示，透光性被覆構件70全部配置於光反射性構件41之上。此情形下，光反射性構件41配置至基板20之被覆層23之上表面為止。藉此，容易將透光性被覆構件70以合適之形狀配置於合適之位置。再者，與圖1B同樣，圖1C係於另一實施方式中觀察I-I'剖面時之模式剖視圖，該I-I'剖面係如圖1A般斜視觀察發光裝置時之剖面。 又，光反射性構件41之黏度及觸變性較佳為低於第2透光性構件72之黏度及觸變性。藉此，能夠容易地實現上述傾斜。
上述發光裝置10可製成於基板上配置複數個發光裝置10而成之發光裝置。此情形下，可如圖6A所示，於基板20上將複數個發光裝置10配置成一行，亦可如圖6B所示，於基板20上將複數個發光裝置10配置成矩陣狀。複數個發光裝置10之間距較佳為相同。但間距亦可不同。發光裝置10之間距可根據發光裝置之大小、亮度等適當地進行調整。例如，發光裝置10之間距(圖6A中為P)可列舉5 mm～100 mm之範圍，較佳為15 mm～50 mm之範圍。
圖7表示具有圖1B或圖1C所示之發光裝置10之二維排列之積體型發光裝置之例。圖7所示之積體型發光裝置200包含16個單位之排列，上述16個單位分別具有與圖1C所示之構造相同之構造，該等單位於圖中之XY面內配置成4列4行之矩陣狀。如圖所示，具有包含複數個傾斜面174s之第2反射構件170。複數個傾斜面174s於圖中之X方向或Y方向上延伸，各發光裝置10被複數個傾斜面174s中之4個傾斜面包圍。
積體型發光裝置200係包含排列成4列4行之複數個發光區域之面發光光源，例如，作為液晶顯示裝置之背光裝置有用。藉由如圖7所示般以複數個傾斜面174s將各發光裝置10包圍之構成，可抑制各發光區域中之亮度不均，進而可抑制發光區域之群之單位中之亮度不均。
圖8係表示積體型發光裝置200中之1個發光裝置10之剖視圖。積體型發光裝置200具備二維地配置之複數個發光裝置10。發光裝置10具備光學積層體180。光學積層體180例如包含半反射鏡181、擴散板182及至少1個稜鏡片183。於圖8所示之例中，光學積層體180進而包含稜鏡片184及偏光片185。光學積層體180較佳為位於支持有發光裝置10之基板20側，稜鏡片183較佳為位於出射面側。擴散板182較佳為位於半反射鏡181與稜鏡片183之間。
半反射鏡181使從基板20側入射之光之一部分透過，並使一部分向基板20側反射。圖9表示半反射鏡181之模式性俯視圖。半反射鏡181包含設置於主面之複數個孔181h、181g。本實施方式中，孔181h、181g係從一主面到達另一主面之物理貫通孔，於孔181h、181g之區域中，半反射鏡181實質上不反射光，而是使光透過。因此，可利用孔181h、181g之大小、數量及位置，針對半反射鏡181之光透過特性及反射特性設置二維分佈，從而能夠使從基板側入射之光在抑制亮度不均及色不均的同時向擴散板182出射。於由透光性基板及支持於基板之介電體多層膜構成半反射鏡181之情形時，可藉由不於基板上設置孔，並且不於孔181h、181g之區域內設置介電體多層膜，來實現同樣之光學特性。
於圖9所示之例中，孔181h大於孔181g，且配置於包圍發光裝置10四周之壁部174(第2光反射構件170中包含傾斜面174s之部分)之上方。孔181g相對於發光裝置10之中心配置成同心圓狀。又，孔181g亦配置於壁部174所圍成之四邊形區域之角部。藉由在壁部174之上方配置直徑較大之孔181h，而使光在壁部174之交界處漏至相鄰之發光元件之區塊，從而減輕壁部174所形成之區塊之交界處之隔斷。
擴散板182使透過半反射鏡181之光之行進方向擴散，從而減少亮度不均及色不均。稜鏡片183、184使入射之光之行進方向變為折射而向正面方向出射。稜鏡片183、184藉由以稜鏡彼此正交之方式進行配置，而使光進一步朝正面方向出射，從而提高正面方向上之亮度。偏光片185例如藉由將入射之光中之S波反射，並使P波透過，而使出射之光之偏轉方向聚攏，從而提高自發光裝置10出射之光之特定偏光面上之亮度。於將積體型發光裝置200用作液晶面板之背光裝置之情形時尤為有效。
如圖10A及10B所示，本發明之另一實施方式之發光裝置中使用之光源90可設為具備發光元件31與包含引線93及樹脂部94之樹脂封裝95的光源。該光源90亦可包含連接引線93與發光元件31之導線96a等。 樹脂部94保持引線93。引線93包含第1引線91及第2引線92。樹脂封裝95具有凹部94a，該凹部94a係以第1引線91、第2引線92及樹脂部94之一部分為底面94b，以樹脂部94之一部分為側壁。於樹脂部94之側壁之上表面存在有底之開口，可用作陰極標誌94c。再者，該陰極標誌94c亦可用作陽極標誌。 樹脂部94之凹部94a之形狀並無特別限定，例如可列舉於俯視下底面94b為四邊形，尤其是正方形。 發光元件31配置於凹部94a之底面94b。於圖10A及10B中，於凹部之底面配置有2個發光元件，但發光元件之數量亦可為1個，還可為複數個。發光元件31之俯視形狀並無特別限定，例如可列舉長方形。於圖10A及10B中，2個發光元件31均以橫跨第1引線91與第2引線92之方式配置。2個發光元件串聯連接。具體而言，第1引線91與一發光元件31x藉由導線96a連接，一發光元件31x與另一發光元件31y藉由導線96b連接，另一發光元件31y與第2引線92藉由導線96c連接。導線例如可使用金、銅、銀、鉑、鋁、鈀等金屬或包含其等之1種以上之合金之導線。使用包含金及銀兩者之導線尤為有益。於導線為包含金及銀兩者之導線之情形時，可將銀之含有比率設為例如15%以上20%以下、45%以上55%以下、70%以上90%以下或95%以上99%以下之範圍。於凹部94a內配置有密封構件98，密封構件98之上表面成為光源之發光面98L。密封構件98亦可包含波長轉換材料。又，亦可於密封構件98與發光元件31之間配置有波長轉換材料之層。
如圖11所示，藉由將上述光源90配置於基板20上，將透光性構件50配置於光源90之上，並將光反射層60配置於透光性構件50之上，可構成LED封裝體99。 配置於光源90之上之透光性構件50與發光面98L及樹脂部94之側壁之上表面相接。亦可於樹脂部94中之陰極標誌94c內配置有透光性構件50。此情形下，陰極標誌94c可相對於樹脂部94發揮透光性構件50之投錨效應。因此，能夠使光源90與透光性構件50之密接變得牢固。 具體而言，透光性構件50之厚度可列舉200 μm以上2000 μm以下，較佳為300 μm以上1000 μm以下，更佳為350 μm以上600 μm以下。又，於俯視下，密封構件98之上表面之面積相對於密封構件98之上表面與樹脂部94之側壁之上表面相加所得之面積之比率較佳為0.25以上0.5以下。
如圖12所示，本發明中之又一實施方式之發光裝置11可設為：於包含配線21、配置配線21之基體22及被覆層23的基板20上，載置有包含光源90之LED封裝體99，且於LED封裝體99之上配置有包含環狀之透鏡部71之透光性被覆構件70。 透光性被覆構件70可包含被覆透光性構件50之側面之第2透光性構件72、及被覆第2透光性構件72且構成透鏡部71之第3透光性構件73。透鏡部71如上所述般至少被覆透光性構件50之側面，於光反射層60外緣上之厚度厚於位在發光元件31光軸上方之光反射層60上之厚度。
10:發光裝置 11:發光裝置 20:基板 21:配線 22:基體 23:被覆層 24:接合構件 30:光源 31:發光元件 31a:側面 31b:下表面 31c:上表面 31g:外緣 31L:發光面 31x:發光元件 31y:發光元件 32:半導體積層體 33n:電極 33p:電極 34:波長轉換構件 34a:外緣 35:第4透光性構件 36:金屬層 40:被覆構件 41:光反射性構件 50:透光性構件 51:側面 60:光反射層 61:外緣 62:外周區域 70:透光性被覆構件 71:透鏡部 72:第2透光性構件 73:第3透光性構件 74:第5透光性構件 75:內緣 76:內緣 81:第1層 82:第2層 83:擴散層 84:波長轉換構件 90:光源 91:第1引線 92:第2引線 93:引線 94:樹脂部 94a:凹部 94b:底面 94c:陰極標誌 95:樹脂封裝 96a:導線 96b:導線 96c:導線 98:密封構件 98L:發光面 99:LED封裝體 170:第2反射構件 174:壁部 174s:傾斜面 180:光學積層體 181:半反射鏡 181h,181g:孔 182:擴散板 183:稜鏡片 184:稜鏡片 185:偏光片 200:積體型發光裝置 A:光軸
圖1A係表示本發明之一實施方式之發光裝置之概略立體圖。 圖1B係圖1A之I-I'剖面處之概略剖視圖。 圖1C係本發明之另一實施方式之發光裝置之剖面處之概略剖視圖。 圖2係表示本發明之另一實施方式之發光裝置之概略剖視圖。 圖3A係將圖1B之發光裝置之一部分放大所得之概略剖視圖。 圖3B係從下表面觀察圖3A之發光裝置之一部分所得之概略圖。 圖4係將另一實施方式中之發光裝置之一部分放大所得之概略剖視圖。 圖5A係將另一實施方式中之發光裝置之一部分放大所得之概略剖視圖。 圖5B係將圖1B所示之發光裝置之一部分放大所得之概略剖視圖。 圖5C係將另一實施方式之發光裝置之一部分放大所得之概略剖視圖。 圖6A係表示又一實施方式之發光裝置之概略俯視圖。 圖6B係表示又一實施方式之發光裝置之概略俯視圖。 圖7係表示具有圖1C所示之發光裝置之二維排列的積體型發光裝置之概略剖視圖。 圖8係將圖7所示之積體型發光裝置中之一部分放大所得之概略剖視圖。 圖9係將圖8所示之積體型發光裝置中使用之光學積層體中之一個之一部分放大所得之概略俯視圖。 圖10A係表示本發明之另一實施方式之發光裝置中使用之光源之概略俯視圖。 圖10B係圖10A之II-II'剖面處之概略剖視圖。 圖11係表示使用有圖10A之光源之另一實施方式之LED封裝體之概略剖視圖。 圖12係表示本發明之又一實施方式之發光裝置之概略剖視圖。
10:發光裝置
20:基板
21:配線
22:基體
23:被覆層
24:接合構件
30:光源
31:發光元件
32:半導體積層體
33n:電極
33p:電極
34:波長轉換構件
35:第4透光性構件
36:金屬層
40:被覆構件
41:光反射性構件
50:透光性構件
51:側面
60:光反射層
70:透光性被覆構件
71:透鏡部
72:第2透光性構件
73:第3透光性構件

Claims (12)

  1. 一種發光裝置，其具備： 基板； 光源，其包含發光元件，配置於上述基板上，且於上表面具有發光面； 被覆構件，其被覆該光源之側方，且由包含光反射物質之樹脂材料構成； 透光性構件，其配置於上述光源之上； 光反射層，其配置於該透光性構件之上；及 透光性被覆構件，其至少被覆上述透光性構件之側面，於上述光反射層外緣上之厚度厚於位在上述發光元件光軸上方之上述光反射層上之厚度，且包含環狀之透鏡部。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中上述光源於上述發光元件之上具備波長轉換構件。
  3. 如請求項2之發光裝置，其中於俯視下，上述波長轉換構件之外緣配置得較上述發光元件之外緣更靠外側。
  4. 如請求項1至3中任一項之發光裝置，其中上述透光性被覆構件被覆上述光反射層之至少外緣，且使位在上述發光元件之光軸上方之上述光反射層露出。
  5. 如請求項1至4中任一項之發光裝置，其中上述透光性被覆構件包含被覆上述透光性構件之側面之第2透光性構件、及被覆該第2透光性構件且構成透鏡部之第3透光性構件。
  6. 如請求項1至5中任一項之發光裝置，其中上述光反射層由上述包含光反射物質之樹脂材料構成。
  7. 如請求項1之發光裝置，其進而具備與上述發光元件之側面相接之第4透光性構件， 上述被覆構件被覆上述發光元件之上述側面與上述第4透光性構件。
  8. 如請求項2或3之發光裝置，其進而具備與上述發光元件之側面及上述波長轉換構件之下表面相接之第4透光性構件， 上述被覆構件被覆上述發光元件之上述側面、上述第4透光性構件及上述波長轉換構件之側面。
  9. 如請求項1至8中任一項之發光裝置，其中上述透光性構件具有上述光源之上述發光面之最大寬度之10%～80%的厚度。
  10. 如請求項1至9中任一項之發光裝置，其進而於上述基板、上述被覆構件與上述透光性被覆構件之間具備光反射性構件。
  11. 如請求項1至10中任一項之發光裝置，其係於上述基板上配置複數個發光裝置而成。
  12. 一種LED封裝體，其具備： 光源，其包含發光元件，且於上表面具有發光面； 透光性構件，其配置於上述光源之上；及 光反射層，其配置於該透光性構件之上；且 上述光源具有： 樹脂封裝，其具有包含第1引線及第2引線之引線、以及保持上述引線之樹脂部，且具有以上述第1引線、上述第2引線及上述樹脂部之一部分為底面，以上述樹脂部之一部分為側壁之凹部；及 發光元件，其載置於凹部之底面。
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