CN110970545A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光装置,能够控制向发光装置的侧面方向射出的光,同时能够提高侧面方向的光输出效率。该发光装置包括:发光元件、配置在发光元件的侧方且构成发光装置的侧面的一部分的第一光扩散层、配置在发光元件及第一光扩散层的上方且构成发光装置的侧面的一部分的第二光扩散层、配置在第一光扩散层与第二光扩散层之间且反射来自发光元件的光的一部分的光控制部、以及配置在第二光扩散层之上的第一光反射层。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
作为具有发光二极管(LED)等发光元件的发光装置,已经提出一种宽配光的发光装置(例如专利文献1~专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2013-012632号公报
专利文献2:国际公开第2014/081042号
专利文献3:(日本)特开2013-115088号公报
专利文献4:(日本)特开2007-73912号公报
专利文献5:(日本)特开2017-152475号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
需要控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个实施方式的发光装置包括:
发光元件;
第一光扩散层,其配置在发光元件的侧方,构成发光装置的侧面的一部分;
第二光扩散层,其配置在发光元件及第一光扩散层的上方,构成发光装置的侧面的一部分;
光控制部,其配置在第一光扩散层与第二光扩散层之间,反射来自发光元件的光的一部分;
第一光反射层,其配置在第二光扩散层之上。
发明的效果
本发明的发光装置能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向。
附图说明
图1中的(a)、(b)、(c)、(d)是表示第一实施方式的发光装置的示意图。
图2中的(a)、(b)、(c)、(d)是表示第一实施方式的发光装置的第一变形例的剖视概要图。
图3是表示第一实施方式的发光装置的第二变形例的剖视概要图。
图4是表示第一实施方式的发光装置的第三变形例的剖视概要图。
图5是表示第一实施方式的发光装置的第四变形例的剖视概要图。
图6是表示第一实施方式的发光装置的第五变形例的剖视概要图。
图7中的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的工序的剖视概要图。
图8中的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的工序的剖视概要图。
图9中的(a)、(b)、(c)是表示第一实施方式的发光装置的制造方法的工序的剖视概要图。
图10中的(a)、(b)、(c)、(d)是表示第二实施方式的发光装置的示意图。
图11中的(a)、(b)、(c)、(d)是表示第二实施方式的发光装置的制造方法的工序的剖视概要图。
图12是表示第三实施方式的发光装置的剖视概要图。
图13是表示第四实施方式的发光装置的剖视概要图。
图14是表示第五实施方式的发光装置的剖视概要图。
图15是表示第六实施方式的发光装置的剖视概要图。
图16是表示第七实施方式的发光装置的剖视概要图。
图17是表示第八实施方式的发光装置的剖视概要图。
图18中的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)是表示第六~第八实施方式的发光装置的制造方法的工序的剖视概要图。
图19中的(a)、(b)是表示第六~第八实施方式的发光装置的制造方法的工序的剖视概要图。
图20中的(a)、(b)是表示本发明的发光装置的使用状态的例子的示意图。
具体实施方式
下面,参照附图,针对本发明的各实施方式的发光装置详细地进行说明。但是,如下所示的实施方式以例示为目的,本发明不限于如下的实施方式。如下说明的结构主要部件的尺寸、材质、形状、相对配置等在未特别说明的情况下只是简单的说明例,并非将本发明的范围限定于此的主旨。另外,各附图所示的结构主要部件的大小、形状、位置关系等为了明确地进行说明而有所夸张。
[第一实施方式]
本发明的第一实施方式的发光装置1如图1所示。图1(a)是从上侧观察发光装置1的立体图,图1(b)是从下侧观察发光装置1的立体图,图1(c)是发光装置1的俯视图,图1(d)是剖视图。第一实施方式的发光装置1包括:发光元件2;第一光扩散层3,其配置在发光元件2的侧方,构成发光装置1的侧面(在图1(d)中由标记11及12表示)的一部分;第二光扩散层4,其配置在发光元件2及第一光扩散层3的上方,构成发光装置1的侧面的一部分;光控制部5,其配置在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间,反射来自发光元件2的光的一部分;第一光反射层6,其配置在第二光扩散层4之上。
(发光元件2)
可在本实施方式的发光装置1中使用的发光元件2未特别限定,可以为发光二极管(light emitting diode:LED)等半导体发光元件。发光元件2在同一面侧具有一对电极21及22。在电极21及22为Cu等容易氧化的材料的情况下,优选在其表面分别具有金属膜201及202。
(第一光扩散层3)
第一光扩散层3配置在发光元件2的侧方,构成发光装置1的侧面(在图1(d)中由标记11及12表示)的一部分。来自发光元件2的光在第一光扩散层3中扩散,其结果是,能够将来自发光元件2的光有效地向侧方射出。
第一光扩散层3含有将来自发光元件2的光进行扩散的光扩散性材料。第一光扩散层3可以为使光扩散性材料的颗粒分散的树脂层。树脂只要是透光性树脂即可,未特别限定,例如可以为硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者上述树脂的改性树脂等。作为光扩散性材料,例如可以使用平均粒径(体积基准下的中间粒径)为0.1μm~30μm左右的硅石、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、钛酸钾、氧化锌、氮化硼等。第一光扩散层3中光扩散性材料的含有量以第一光扩散层3的总重量为基准,可以为0.1~70重量%。
(第二光扩散层4)
第二光扩散层4配置在发光元件2及第一光扩散层3的上方,构成发光装置1的侧面的一部分。通过设置第二光扩散层4,能够提高发光装置1的侧面方向的光输出效率。如图1(d)所示,第二光扩散层4可以与第一光扩散层3相接进行配置。或者第二光扩散层4也可以与第一光扩散层3分离。第二光扩散层4可以由与第一光扩散层3相同的材料构成。第一光扩散层3与第二光扩散层4可以具有相同的成分,也可以具有不同的成分。
(光控制部5)
光控制部5为能够反射来自发光元件2的光的一部分的层。通过在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置光控制部5,能够控制向发光装置1的侧面方向射出的光的方向。另外,通过第一光扩散层3及第二光扩散层4各自构成发光装置1的侧面的一部分,能够在发光装置1的侧面方向上设为较高的光输出效率。此外,通过调整光控制部5的位置(发光装置1的高度方向的位置),也能够控制向与斜上方不同的方向射出的光。
光控制部5可以为含有光反射性材料的层,例如可以为使光反射性材料的颗粒分散的树脂层。树脂只要为透光性树脂即可,未特别限定,例如可以为硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂或者上述树脂的改性树脂等。作为光反射性材料,例如可以使用平均粒径(体积基准下的中间粒径)为0.1μm~0.5μm左右的二氧化钛、氧化锌、氧化铝、二氧化硅、钛酸钾、以及氮化硼等。光控制部5中光反射性材料的含有量以光控制部5的总重量为基准,可以为30~70重量%。光控制部5如后面所述,也可以为空洞部。
光控制部5优选为白色部件。当光控制部5为白色部件时,能够更有效地控制向发光装置1的侧面方向射出的光的方向。
如图1(c)所示,光控制部5优选在俯视下包围发光元件2的外周而配置。通过这样配置光控制部5,能够控制在发光装置1的所有侧面射出的光的方向。例如,在俯视为四边形的发光装置的情况下,能够在四个侧面分别控制射出的光的方向。
光控制部5的尺寸及位置(与其它的部件的相对位置关系)可以根据所希望的特性适当调节。例如,如图1(a)所示,光控制部5的下端可以位于比发光元件2的上表面更靠近上方的位置。由此,能够提高从第一光扩散层3射出的光的密度,降低从第二光扩散层4射出的光的密度,并能够提高向发光装置的水平方向射出的光的密度。或者,为了使光控制部5位于发光元件2的侧方,也可以将光控制部5的上端设定得比发光元件2的上表面低,并将光控制部5的下端设定得比发光元件2的下表面高。由此,能够降低从第一光扩散层3射出的光的密度,提高从第二光扩散层4射出的光的密度,并能够提高向发光装置的斜上方射出的光的密度。
另外,如图1所示,光控制部5也可以构成发光装置1的侧面(在图1(d)中由标记11及12表示)的一部分。由此,能够将从第一光扩散层3射出的光进一步控制在水平方向上,并将从第二光扩散层4射出的光进一步控制向斜上方。在图1所示的结构中,光控制部5在发光装置1的侧面露出。或者,光控制部5如后面所述,也可以与发光装置1的侧面分离而配置。
光控制部5优选配置在与连结发光元件2的上表面的外缘和第一光反射层6的下表面的外缘的虚拟线交叉的位置。由此,能够容易控制从发光元件2向斜上方射出的光。
在图1(d)所示的结构中,光控制部5的形状在剖视中为大致长方形。光控制部的形状不限于上述形状,在剖视中也可以为大致三角形、大致菱形、大致梯形及大致六边形等大致多边形、大致圆形、大致半圆形、大致椭圆形等任意的形状。另外,在图1所示的结构中,光控制部5的剖面为一定形状。光控制部5的剖面也可以不是一定形状,而是连续或不连续地变化。
(第一光反射层6)
第一光反射层6配置在第二光扩散层4之上。第一光反射层6可以为含有光反射性材料的层,例如可以为使光反射性材料的颗粒分散的树脂层。树脂只要为透光性树脂即可,未特别限定,例如可以为硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者上述树脂的改性树脂等。作为光反射性材料,例如可以使用平均粒径(体积基准下的中间粒径)为0.1μm~0.5μm左右的二氧化钛、氧化锌、氧化铝、二氧化硅、钛酸钾、氮化硼等。第一光反射层6中光反射性材料的含有量以光控制部5的总重量为基准,可以为30~70重量%。
第一光反射层6除了上述树脂层以外,也可以使用光反射性金属材料。例如可以使用Ag、Al、Pt、Ti、Ni、Fe、W、Au、Cu、Pd等金属或者含有上述金属的合金等。或者,第一光反射层6也可以使用电介质保护膜。例如可以使用使TiO2与SiO2交替层压的层压膜等。作为电介质保护膜,除了上述材料以外,还可以使用Nb2O5、ZrO2、Ta2O5等。另外,第一光反射层6的下表面(与第二光扩散层的上表面相接的面)除了为图1(d)所示的平面以外,还可以为倾斜面或者曲面。在使第一光反射层6的下表面为倾斜面或者曲面的情况下,优选在发光元件2的上表面的大致中心成为与第一光反射层6的下表面的距离最近的下表面。由此,能够使从发光元件2的上表面向上方射出的光利用第一光反射层6的下表面容易地向侧方反射。
(第一变形例)
接着,参照图2,针对第一实施方式的发光装置的第一变形例说明如下。图2(a)是从上侧观察第一变形例的发光装置1的立体图,图2(b)是从下侧观察发光装置1的立体图,图2(c)是发光装置1的俯视图,图2(d)是剖视图。第一变形例的发光装置1与图1所示的发光装置的不同之处在于,此外具有荧光体层8、以及发光元件2的下方的第一光反射层6。下面,主要说明其不同的结构。对于其它的方面,第一变形例的发光装置具有与图1所示的发光装置相同的结构,省略其说明。另外,针对后面叙述的第二变形例~第五变形例以及第二实施方式~第八实施方式的发光装置,对于与图1所示的发光装置相同的结构,也省略其说明,主要针对不同之处进行说明。
第一变形例的发光装置1具有覆盖发光元件2的荧光体层8。第一光扩散层3及第二光扩散层4覆盖荧光体层8。在发光装置1具有荧光体层8的情况下,来自发光元件2的一次光的一部分能够利用在荧光体层8中含有的荧光体进行波长转换,成为二次光,使未进行波长转换的一次光与二次光混合而成为混合光。通过设置荧光体层8,能够得到所希望的色调的混合光。需要说明的是,根据荧光体的量等,能够主要向外部只射出进行了波长转换的光即二次光。
荧光体层8含有荧光体。荧光体层8可以为使荧光体的颗粒分散的树脂层。树脂只要是透光性树脂即可,未特别限定,例如可以为硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者上述树脂的改性树脂等。荧光体例如可以为铈活化的钇/铝/石榴石、铈活化的镥/铝/石榴石、铈活化的铽/铝石/榴石、铕及铬中任意一种或两种活化的含氮的硅铝酸钾、铕活化的塞隆、铕活化的硅酸盐、锰活化的氟硅酸钾。荧光体层8可以含有一种荧光体,也可以含有两种以上不同的荧光体。另外,荧光体层8可以为单一的层,也可以为层压有多个层的层压体。
另外,第一变形例的发光装置1此外在发光元件2的下方具有第二光反射层7。第二光反射层7也配置在第一光扩散层3及第二光扩散层4的下方。第二光反射层7使发光元件2的电极21、22分别露出而配置。利用上述结构,发光装置1的下表面由电极21、22、以及第二光反射层7构成。通过在发光装置1的下表面配置第二光反射层7,能够进一步提高发光装置1的侧方的光输出效率。第二光反射层7也可以由与第一光反射层6相同的材料构成。但是,因为第二光反射层7与发光元件2的电极21、22相接,所以优选使用绝缘性的部件。关于第二光反射层7,需要说明的是,虽然图2所示的发光装置1具有荧光体层8与第二光反射层7双方,但发光装置1也可以只具有荧光体层8与第二光反射层7的任意一方。
图2所示的发光装置1的第二光扩散层4与第一光扩散层3分离。在第二光扩散层4与第一光扩散层3分离的情况下,通过在第一光扩散层3与第二光扩散层4中含有不同的光扩散性材料,能够改变从第一光扩散层3向侧面射出的光与从第二光扩散层4射出的光的密度。
在图2(d)的剖视图所示的例子中,第二光扩散层4与荧光体层8的界面为曲线状。详细地说,第二光扩散层4的下表面在下侧为凸状,荧光体层8的上表面为凹状。通过形成为上述形状,在第二光扩散层4与荧光体层8的折射率不同的情况下,能够使从发光元件2向斜上方射出的光由荧光体层8与第二光扩散层4的界面反射,并经由荧光体层8,从第一光扩散层3射出,能够提高向发光装置的水平方向射出的光的密度。
(第二变形例)
图3表示本实施方式第二变形例的发光装置1的剖视概要图。如图3所示,光控制部5的下端可以位于比发光元件2的上表面更靠近下方的位置。在光控制部5的下端位于比发光元件2的上表面更靠近下方的情况下,与第一变形例相比,能够降低从第一光扩散层3射出的光的密度。另外,能够提高从第二光扩散层4射出的光的密度。由此,与第一变形例相比,能够提高向发光装置的斜上方射出的光的密度。在图3所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3分离。
另外,在图3所示的发光装置1中,在其侧面,第二光扩散层4的厚度比第一光扩散层3厚度大。由此,与从发光元件2经由第一光扩散层3而从发光装置的侧面向水平方向射出的光的密度相比,能够提高从发光元件2经由第二光扩散层4而从发光装置向斜上方射出的光的密度。
(第三变形例)
图4表示本实施方式第三变形例的发光装置1的剖视概要图。在第三变形例中,光控制部5的上端位于与荧光体层8的上端相同的高度。在光控制部5的上端位于与荧光体层8的上端相同的高度的情况下,与第一变形例相比,能够提高从第二光扩散层4射出的光的密度。由此,与第一变形例相比,能够提高向发光装置的斜上方射出的光的密度。在图4所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3分离。
(第四变形例)
图5表示本实施方式第四变形例的发光装置1的剖视概要图。在第四变形例中,光控制部5的上端位于比荧光体层8的上端更靠近上方的位置。在光控制部5的上端位于比荧光体层8的上端更靠近上方的情况下,与第二变形例相比,能够降低从第二光扩散层4射出的光的密度。由此,与第二变形例相比,能够降低向发光装置的斜上方射出的光的密度。在图5所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3分离。
(第五变形例)
图6表示本实施方式第五变形例的发光装置1的剖视概要图。在第五变形例中,光控制部5的下端位于比荧光体层8的上端更靠近上方的位置。在光控制部5的下端位于比荧光体层8的上端更靠近上方的情况下,与第一变形例相比,能够提高从第一光扩散层3射出的光的密度,降低从第二光扩散层4射出的光的密度。由此,与第一变形例相比,能够提高向发光装置的水平方向射出的光的密度。在图6所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
(发光装置的制造方法)
接着,参照图7~图9,针对本实施方式的发光装置1的制造方法说明如下。但是,本实施方式的发光装置1的制造方法并非限定于如下说明的方法。需要说明的是,虽然以图2所示的发光装置1的制造方法为例进行说明,但图1及图3~图6所示的发光装置1也可以通过同样的工序进行制造。
首先,准备第一光扩散层3(图7(a))。第一光扩散层3可以通过对含有规定浓度的光扩散性材料的树脂进行压缩成型等来制作。第一光扩散层3的厚度(高度)可以通过抛光等进行调整。需要说明的是,上述第一光扩散层3可以经过上述工序来准备,也可以通过购买预制成型的材料来准备。
与第一光扩散层3分别准备光控制部5(图(b))。光控制部5可以通过对含有规定浓度的光反射性材料的树脂进行压缩成型来制作。光控制部5的厚度可以通过抛光等进行调整。对于光控制部5,也可以经过上述工序来准备,或通过购买预制成型的材料来准备。
需要说明的是,在其它的实施方式中,在工序的初期阶段中使用的光反射层及光控制部等除了经过形成工序进行准备以外,还可以通过购买来准备。
接着,将上述第一光扩散层3与光控制部5贴合(图7(c))。贴合可以使用粘接剂或粘接片来进行。另外,也可以在成型后的第一光扩散层3之上通过印刷、喷涂等涂布光控制部5的材料来形成。或者也可以在成型后的光控制部5之上通过印刷、喷涂等涂布第一光扩散层3的材料来形成。
接着,如图7(d)所示,在第一光扩散层3与光控制部5的层压体通过冲孔等形成孔91。孔91对应于配置发光元件2的区域而设置。
另一方面,准备在发光元件2的下方配置的第二光反射层7(图7(e))。第二光反射层7可以通过在支承带等基材92之上涂布含有规定浓度的光反射性材料的树脂膏来制作。另外,也可以将预制成型的第二光反射层7配置在基材92。
如图7(f)所示,将在第一光扩散层3与光控制部5的层压体形成有孔91的部件载置在第二光反射层7之上。
接着,在孔91的内部配置发光元件2(图8(a))。然后,如图8(b)所示,将含有规定浓度的荧光体的树脂膏灌封在孔91的内部,以覆盖发光元件2,由此而形成荧光体层8。在图8(b)所示的例子中,荧光体层8形成为与第一光扩散层3的上端相同、或比之低的高度。
接着,在光控制部5及荧光体层8之上,通过对含有规定浓度的光扩散性材料的树脂进行压缩成型,形成第二光扩散层4(图8(c))。第二光扩散层4的厚度可以通过抛光等进行调整(图8(d))。
在第二光扩散层4之上,通过对含有规定浓度的光反射性材料的树脂进行压缩成型,形成第一光反射层6(图8(e))。第一光反射层6的厚度可以通过抛光等进行调整(图8(f))。
接着,使第一光反射层6与支承带等基材92贴合并进行转印(图9(a))。然后,根据需要除去电极21及22上的第二光反射层7的毛刺,使发光元件2的电极21及22露出(图9(b))。在电极21及22为Cu等容易氧化的材料的情况下,优选在其表面通过溅射等来形成金属膜201及202。
将通过上述工序制作的层压体利用切割机等进行切割,使相互连结而形成的发光装置单片化(切割)(图9(c))。这样,能够制造本实施方式的发光装置。
[第二实施方式]
接着,参照图10,针对本发明第二实施方式的发光装置说明如下。第二实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于,光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置。第二实施方式的发光装置通过将光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置,能够从发光装置的侧面整体有效地射出光。另外,第二实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置相同地在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置有光控制部5,所以能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向,同时能够提高侧面方向的光输出效率。在第二实施方式的发光装置1中,光控制部5也可以为空洞部。在光控制部5为空洞部的情况下,利用第一光扩散层3、第二光扩散层4、以及空洞部的折射率之差,能够反射从发光元件2向指定角度的方向射出的光。由此,能够进一步高度控制从发光装置的侧面射出的光的密度。在图10所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
接着,参照图11,针对第二实施方式的发光装置1的制造方法说明如下。第二实施方式的发光装置1除了形成光控制部5的工序以外,其它可以通过与第一实施方式的发光装置1的制造方法相同的工序来制造。因此,下面主要说明形成光控制部5的工序,省略其它的工序的说明。
首先,通过对含有规定浓度的光扩散性材料的树脂进行压缩成型等,形成第一光扩散层3(图11(a))。此时,在第一光扩散层3的表面上,在形成光控制部5的位置设有凹部。凹部可以在第一光扩散层成型的同时形成,也可以在形成平板状的第一光扩散层后,通过利用蚀刻等形成凹部等的其它的工序形成。需要说明的是,在其它的实施方式中,在具有凹部的成型体的情况下,也可以在该成型体自身成型时同时形成凹部,或者通过与成型时不同的工序来形成凹部。
接着,在设有凹部的第一光扩散层3的表面,通过对含有规定浓度的光反射性材料的树脂进行压缩成型等,形成光控制部5(图11(b))。此时,形成光控制部5,以在第一光扩散层3的表面的凹部内填充光控制部5的一部分。需要说明的是,在图11(b)中,表示了在凹部以外的其它区域也形成有光反射性材料的例子。也就是说,表示了将在多个凹部中形成的光控制部一体地形成的例子。但不限于此,也可以只在凹部、或者凹部及其周边形成各自分离的、或者一部分分离的光控制部。
然后,通过对光控制部5的表面进行抛光等,调整光控制部5的厚度(图11(c))。如图11(c)所示,在厚度调整后,光控制部5只存在于凹部内。需要说明的是,在光控制部为空洞部的情况下,不形成上述的光控制部5。
在厚度调整后的部件上,通过冲孔等形成孔91(图11(d))。孔91对应于载置发光元件2的区域而设置。这样,能够在第一光扩散层3之上形成光控制部5。
[第三实施方式]
接着,参照图12,针对本发明第三实施方式的发光装置说明如下。第三实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于光控制部5的形状。在第一实施方式的发光装置1中,光控制部5的上表面及下表面为相对于发光装置的上表面及平面平行的平面。与此相对,在第三实施方式的发光装置1中,光控制部5的上表面虽然相对于发光装置1的上表面及下表面平行,但光控制部5的下表面由两个倾斜面构成,为倒三角形状。第三实施方式的发光装置通过光控制部5具有上述形状,能够使从发光元件2向斜上方以指定的角度射出的光向斜下方反射,从而改变行进方向。此外能够将从发光元件2向斜下方射出、且由第二光反射层7向斜上方以指定的角度反射的光进行反射,使之在水平方向上行进。由此,能够提高从发光装置向水平方向射出的光的密度。
另外,第三实施方式的发光装置因为在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置有光控制部5,所以能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向,同时能够提高侧面方向的光输出效率。在第三实施方式的发光装置1中,光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置。在第三实施方式的发光装置1中,光控制部5也可以为空洞部。另外,在图12所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
第三实施方式的发光装置可以通过与第二实施方式的发光装置相同的方法进行制造。
[第四实施方式]
接着,参照图13,针对本发明第四实施方式的发光装置说明如下。第四实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于光控制部5的形状。在第四实施方式的发光装置中,虽然光控制部5的上表面相对于发光装置1的上表面及下表面平行,但光控制部5的下表面为向发光装置1的内部且向下方倾斜的倾斜面。第四实施方式的发光装置通过光控制部5具有上述形状,能够将从发光元件2向斜下方射出、且由第二光反射层7向斜上方以指定的角度反射的光向水平方向反射。由此,能够提高从发光装置向水平方向射出的光的密度。
另外,第四实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置相同地在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置有光控制部5,所以能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向,同时能够提高侧面方向的光输出效率。在第四实施方式的发光装置1中,光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置。在第四实施方式的发光装置1中,光控制部5也可以为空洞部。另外,在图13所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
第四实施方式的发光装置可以通过与第二实施方式的发光装置相同的方法进行制造。
[第五实施方式]
接着,参照图14,针对本发明第五实施方式的发光装置说明如下。第五实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于光控制部5的形状。在第五实施方式的发光装置中,虽然光控制部5的上表面相对于发光装置1的上表面及下表面平行,但光控制部5的下表面为面向发光装置1的侧面倾斜的倾斜面。第五实施方式的发光装置通过光控制部5具有上述形状,能够将从发光元件2向斜上方以指定的角度射出的光向斜下方反射。由此,能够提高从发光装置向水平方向射出的光的密度。
另外,第五实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置相同地在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置有光控制部5,所以能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向,同时能够提高侧面方向的光输出效率。在第五实施方式的发光装置1中,光控制部5构成发光装置1的侧面的一部分。另外,在图14所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
第五实施方式的发光装置可以通过与第二实施方式的发光装置相同的方法进行制造。
[第六实施方式]
接着,参照图15,针对本发明第六实施方式的发光装置说明如下。第六实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于光控制部5的形状。在第六实施方式的发光装置中,虽然光控制部5的下表面相对于发光装置1的上表面及下表面平行,但光控制部5的上表面由两个倾斜面构成。第六实施方式的发光装置通过光控制部5具有上述形状,能够将从发光元件2向斜上方射出、且由第一光反射层6向斜下方以指定的角度反射的光向水平方向反射。由此,能够提高从发光装置向水平方向射出的光的密度。
另外,第六实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置相同地在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置有光控制部5,所以能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向,同时能够提高侧面方向的光输出效率。
需要说明的是,在第六实施方式以及后面叙述的第七~第八实施方式中,虽然第二光扩散层由两个部件(各自以标记4及41表示)构成,但第二光扩散层也可以作为一个部件而一体成型。在第六实施方式的发光装置1中,光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置。另外,在第六实施方式的发光装置1中,光控制部5也可以为空洞部。在图15所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
关于第六实施方式的发光装置的制造方法,将在后面叙述。
[第七实施方式]
接着,参照图16,针对本发明第七实施方式的发光装置说明如下。第七实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于光控制部5的形状。在第七实施方式的发光装置中,光控制部5的上表面及下表面各自由两个倾斜面构成,光控制部5具有菱形的剖面形状。第七实施方式的发光装置通过光控制部5具有上述形状,能够将从发光元件2向斜上方以指定的角度射出的光向斜下方反射。此外,能够将从发光元件2向斜下方射出、且由第二光反射层7向斜上方以指定的角度反射的光向水平方向反射。此外,能够将从发光元件2向斜上方射出、且由第一光反射层6向斜下方反射的光变更为水平方向。由此,能够提高从发光装置向水平方向射出的光的密度。
另外,第七实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置相同地在第一光扩散层3与第二光扩散层4之间配置有光控制部5,所以能够控制向发光装置的侧面方向射出的光的方向,同时能够提高侧面方向的光输出效率。在第七实施方式的发光装置1中,光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置。在图16所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
关于第七实施方式的发光装置的制造方法,将在后面叙述。
[第八实施方式]
接着,参照图17,针对本发明第八实施方式的发光装置说明如下。第八实施方式的发光装置1与第一实施方式的发光装置的不同之处在于光控制部5的结构。在第八实施方式的发光装置中,光控制部5的上表面及下表面各自由两个倾斜面构成,光控制部5具有菱形的剖面形状。另外,在第八实施方式的发光装置1中,光控制部5为空洞部50。第八实施方式的发光装置通过光控制部5具有上述结构,利用第一光扩散层3、第二光扩散层4、以及空洞部的折射率之差,能够反射从发光元件2以指定的角度射出的光。由此,能够进一步高度控制从发光装置的侧面射出的光的密度。
另外,第八实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置相同地能够提高侧面方向的光输出效率。在第八实施方式的发光装置1中,光控制部5与发光装置1的侧面分离而配置。在图17所示的结构中,第二光扩散层4与第一光扩散层3相接。
接着,参照图18及图19,针对第六~第八实施方式的发光装置1的制造方法说明如下。第六~第八实施方式的发光装置1除了形成光控制部5的工序以外,其它可以通过与第一实施方式的发光装置1的制造方法相同的工序进行制造。因此,下面主要说明形成光控制部5的工序,省略其它的工序的说明。需要说明的是,虽然以第七实施方式的发光装置1(图16)的制造方法为例进行说明,但第六实施方式及第八实施方式的发光装置1(图15及图17)也可以通过相同的工序进行制造。
首先,通过对含有规定浓度的光扩散性材料的树脂进行压缩成型等,形成第一光扩散层3(图18(a))。在第一光扩散层3的表面,在形成光控制部5的位置具有凹部。
接着,在具有凹部的第一光扩散层3的表面,通过对含有规定浓度的光反射性材料的树脂进行压缩成型等,形成光控制部5(图18(b))。此时,形成光控制部5,以在第一光扩散层3的表面的凹部内填充光控制部5的一部分。然后,通过对光控制部5的表面进行抛光等,调整光控制部5的厚度(图18(c))。如图18(b)所示,在厚度调整后,光控制部5只存在于凹部内。需要说明的是,在光控制部为空洞部的情况下,不形成上述的光控制部5。
通过对含有规定浓度的光扩散性材料的树脂进行压缩成型,形成第二光扩散层41(图18(d))。第二光扩散层41的表面在形成光控制部5的位置具有凹部。
接着,在设有凹部的第二光扩散层41的表面,通过对含有规定浓度的光反射性材料的树脂进行压缩成型等,形成光控制部5(图18(e))。此时,以在第二光扩散层41的表面的凹部内填充光控制部5的一部分的方式形成光控制部5。然后,通过对光控制部5的表面进行抛光等,调整光控制部5的厚度(图18(f))。如图18(f)所示,在厚度调整后,光控制部5只存在于凹部内。需要说明的是,在光控制部为空洞部的情况下,不形成上述的光控制部5。
接着,如图19(a)所示,将第一光扩散层3与第二光扩散层41贴合。贴合可以使用粘接剂或粘接片来进行。
如上所述,在将第一光扩散层3与第二光扩散层41贴合的部件上,通过冲孔等形成孔91(图19(b))。孔91对应于载置发光元件2的区域而设置。这样,能够形成光控制部5。
本发明的发光装置可以应用在广泛的用途中,例如,可以作为液晶的背光用发光装置来使用。参照图20,在下面说明将本发明的发光装置应用在背光的情况下的使用方式的例子。图20(a)及图20(b)是在基板100的表面配置有多个发光装置1的背光单元的俯视图。本发明的发光装置具有较高的光输出效率,并且能够控制从侧面射出的光,所以,在基板100的表面配置有发光装置1时,能够实现所希望的发光特性。本发明的发光装置可以在基板100的表面以任意的图案进行配置,例如,可以如图20(a)所示,在由与基板的长边平行的直线和与基板的短边平行的直线构成的格子的各交点配置多个发光装置1,或者也可以如图20(b)所示,在使图20(a)所示的格子旋转45°后的格子的各交点配置多个发光装置1。
虽然本发明包括如下的方式,但不限定于如下的方式。
(第一方式)
一种发光装置,包括:
发光元件;
第一光扩散层,其配置在发光元件的侧方,构成发光装置的侧面的一部分;
第二光扩散层,其配置在发光元件及第一光扩散层的上方,构成发光装置的侧面的一部分;
光控制部,其配置在第一光扩散层与第二光扩散层之间,反射来自发光元件的光的一部分;
第一光反射层,其配置在第二光扩散层之上。
(第二方式)
如第一方式所述的发光装置,光控制部在俯视下包围发光元件的外周而配置。
(第三方式)
如第一或第二方式所述的发光装置,第二光扩散层与第一光扩散层分离。
(第四方式)
如第一或第二方式所述的发光装置,第二光扩散层与第一光扩散层相接。
(第五方式)
如第一~第四方式中任一方式所述的发光装置,光控制部的下端位于比发光元件的下表面更靠近上方的位置。
(第六方式)
如第五方式所述的发光装置,光控制部的下端位于比发光元件的上表面更靠近上方的位置。
(第七方式)
如第一~第六方式中任一方式所述的发光装置,光控制部构成发光装置的侧面的一部分。
(第八方式)
如第一~第六方式中任一方式所述的发光装置,光控制部与发光装置的侧面分离而配置。
(第九方式)
如第一~第八方式中任一方式所述的发光装置,光控制部为白色部件。
(第十方式)
如第八方式所述的发光装置,光控制部为空洞部。
(第十一方式)
如第一~第十方式中任一方式所述的发光装置,发光装置还具有覆盖发光元件的荧光体层,
第一光扩散层及第二光扩散层覆盖荧光体层。
(第十二方式)
如第十一方式所述的发光装置,光控制部的上端位于比荧光体层的上端更靠近上方的位置。
(第十三方式)
如第十二方式所述的发光装置,光控制部的下端位于比荧光体层的上端更靠近上方的位置。
(第十四方式)
如第一~第十三方式中任一方式所述的发光装置,在发光元件的下方还具有第二光反射层。
工业实用性
本发明的发光装置能够应用在显示器的背光等广泛的用途中。
附图标记说明
1发光装置;11,12发光装置的侧面;2发光元件;21,22电极;201,202金属膜;3第一光扩散层;4,41第二光扩散层;5光控制部;50空洞部;6第一光反射层;7第二光反射层;8荧光体层;91孔;92基材;100基板。
Claims (14)
1.一种发光装置,其特征在于,包括:
发光元件;
第一光扩散层,其配置在所述发光元件的侧方,构成发光装置的侧面的一部分;
第二光扩散层,其配置在所述发光元件及所述第一光扩散层的上方,构成发光装置的侧面的一部分;
光控制部,其配置在所述第一光扩散层与所述第二光扩散层之间,反射来自所述发光元件的光的一部分;
第一光反射层,其配置在所述第二光扩散层之上。
2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部在俯视下包围所述发光元件的外周而配置。
3.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述第二光扩散层与所述第一光扩散层分离。
4.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述第二光扩散层与所述第一光扩散层相接。
5.如权利要求1~4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部的下端位于比所述发光元件的下表面更靠近上方的位置。
6.如权利要求5所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部的下端位于比所述发光元件的上表面更靠近上方的位置。
7.如权利要求1~6中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部构成所述发光装置的侧面的一部分。
8.如权利要求1~6中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部与所述发光装置的侧面分离而配置。
9.如权利要求1~8中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部为白色部件。
10.如权利要求8所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部为空洞部。
11.如权利要求1~10中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述发光装置还具有覆盖所述发光元件的荧光体层,
所述第一光扩散层及所述第二光扩散层覆盖所述荧光体层。
12.如权利要求11所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部的上端位于比所述荧光体层的上端更靠近上方的位置。
13.如权利要求12所述的发光装置,其特征在于,
所述光控制部的下端位于比所述荧光体层的上端更靠近上方的位置。
14.如权利要求1~13中任一项所述的发光装置,其特征在于,
在所述发光元件的下方还具有第二光反射层。
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