JP2009158640A - サイドエミッタ型発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の薄型化を図ること。
【解決手段】サイドエミッタ型発光装置１は、発光素子１２、透光性層１３および発光部材１４を有している。透光性層１３は、発光素子１２を覆っており、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２を有している。第１の界面２０−１は、第１の層１３−１および第２の層１３−２からなる。第２の層１３−２は、第１の層１３−１上に設けられており、第１の層１３−１より屈折率が大きい。第２の界面２０−２は、第２の層１３−２および第３の層１３−３からなる。第３の層１３−３は、第２の層１３−２上に設けられており、第２の層１３−２より屈折率が小さい。発光部材１４は、透光性層１４の側面１３−５を覆っており、蛍光材料を含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有するサイドエミッタ型発光装置に関するものである。

例えば、ＬＣＤバックライトユニットにおいて、サイドエミッタ型の発光装置が用いられている。このＬＣＤバックライトユニットにおいて、薄型化が求められている。ＬＣＤバックライトユニットを薄くするためには、発光装置の薄型化を図る必要がある。
特開２００６−３３９６５０号公報

サイドエミッタ型の発光装置において、薄型化を図るためには、発光素子から放射された光の反射構造に改良を加える必要がある。

本発明の一つの態様によれば、サイドエミッタ型発光装置は、発光素子、透光性層および発光部材を有している。透光性層は、発光素子を覆っており、第１の界面および第２の界面を有している。第１の界面は、第１の層および第２の層からなる。第２の層は、第１の層上に設けられており、第１の層より屈折率が大きい。第２の界面は、第２の層および第３の層からなる。第３の層は、第２の層上に設けられており、第２の層より屈折率が小さい。発光部材は、透光性層の側面を覆っており、蛍光材料を含んでいる。

本発明の一つの態様によれば、サイドエミッタ型発光装置は、第１の界面および第２の界面を有する透光性層を含んでいることにより、薄型化が図られている。

以下、本発明の実施形態が、図面を参照して説明されている。本実施形態の概念が、図１を参照して説明されている。発光素子１１から放射された光の一部Ｌ１１−１は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２において全反射されて側方へ進む。第１の界面２０−１および第２の界面２０−２は、互いに屈折率の異なる材料からなる。

本実施形態の発光装置１が、図２を参照して説明されている。発光装置１は、サイドエミッタ型である。発光装置１は、基体１１、発光素子１２および透光性層１３を有している。発光装置１は、発光部材１４および第１の光反射面１５をさらに有している。基体１１は、絶縁材料からなる。絶縁材料の例は、セラミックスである。

発光素子１２は、基体１１上に実装されている。発光素子１２は、半導体材料からなる発光ダイオードである。発光素子１２は、駆動電力によって第１の光を発生する光源である。第１の光は、青色光または紫外光である。発光素子１２は、フリップチップ接続によって実装されている。発光素子１２の実装構造の他の例は、ワイヤ接続による実装構造である。

透光性層１３は、発光素子１１を覆っている。透光性層１３は、図３に示されたように、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２を有している。第１の界面２０−１は、第１の層１３−１および第２の層１３−２からなる。第２の層１３−２は、第１の層１３−１上に設けられており、第１の層１３−１より屈折率が大きい。第２の界面２０−２は、第２の層１３−２および第３の層１３−３からなる。第３の層１３−３は、第２の層１３−２上に設けられており、第２の層１３−２より屈折率が小さい。透光性層１３は、の“透光性”とは、発光素子１１から放射された光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。透光性層１３は、シリコーン樹脂からなる。

発光部材１４は、透光性層１３の側面１３−５を覆っている。発光部材１４は、透光性のベース材料および蛍光材料を含んでいる。ベース材料の“透光性”とは、発光素子１２から放射された光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。ベース材料の例は、シリコーン樹脂である。蛍光材料は、ベース材料内に分散されている。発光部材１４は、第１の光に応じて第２の光を放射する。発光部材１４は、例えば、赤色光、緑色光および青色光を放射する。第１の光反射面１５は、透光性１３の上面に形成されている。第１の光反射面１５は金属材料からなる。

以下、発光装置１における発光構造が説明されている。図４に示されているように、発光素子１２から放射された光の一部Ｌ１２−１は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２において全反射されて側方へ進む。光Ｌ１２−１は、臨界角以上の角度で第１の界面２０−１および第２の界面２０−２に入射されたときに全反射される。第１の界面２０−１における臨界角θ１は、第１の層１３−１の屈折率をｎ１として、第２の層１３−２の屈折率をｎ２とした場合、次の式を満たす。

ｓｉｎθ１＝ｎ１／ｎ２ （但し、ｎ１＜ｎ２）
第２の界面２０−２における臨界角θ２は、第２の層１３−２の屈折率をｎ２として、第３の層１３−３の屈折率をｎ３とした場合、次の式を満たす。

ｓｉｎθ２＝ｎ３／ｎ２ （但し、ｎ２＞ｎ３）
本実施形態のサイドエミッタ型発光装置１は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２を有する透光性層１３を含んでいることにより、薄型化が図られている。

本発明の他の実施形態が、図５を参照して説明されている。透光性層１３は、発光素子１２の上方に設けられた第２の光反射面２１を有している。第２の光反射面２１は、第２の層１３−２に設けられている。第２の光反射面２１は、透光性層１３と透光性層１３より屈折率の小さい媒質２２との界面である。媒質２２は空気である。第２の光反射面２１は傾斜している。発光素子１２から放射された光の一部Ｌ１２−２は、第２の光反射面２１において全反射されて側方へ進む。光Ｌ１２−２は、臨界角以上の角度で第２の光反射面に入射されたときに全反射される。第２の光反射面２１における臨界角θ２１は、第２の層１３−２の屈折率をｎ２として、媒質２２の屈折率をｎ２２とした場合、次の式を満たす。

ｓｉｎθ１＝ｎ２２／ｎ２ （但し、ｎ２２＜ｎ２）
発光装置１は、第２の光反射面２１を有していることにより薄型化が図られている。

本発明の他の実施形態が、図６を参照して説明されている。透光性層１３は、第３の界面２０−３を有している。第３の界面２０−３は、第３の層１３−３および第４の層１３−４からなる。第４の層１３−４は、第３の層１３−３上に設けられており、第３の層１３−３より屈折率が小さい。発光素子１２から放射された光の一部Ｌ１２−３は、第３の界面２０−３において全反射される。光Ｌ１２−３の第３の界面２０−３への入射角は、光Ｌ１２−３の第２の界面２０−２への入射角より大きい。光Ｌ１２−３は、臨界角以上の角度で第３の界面２０−３に入射されたときに全反射される。第３の界面における臨界角θ３は、第３の層１３−３の屈折率をｎ３として、第４の層１３−４の屈折率をｎ４とした場合、次の式を満たす。

ｓｉｎθ３＝ｎ４／ｎ３ （但し、ｎ４＜ｎ３）

本発明の実施形態の概念を示している。 本実施形態の発光装置１を示している。 図２に示された透光性部材１３を示している。 発光装置１における発光構造を示している。 本発明の他の実施形態における透光性層１３を示している。 本発明の他の実施形態における透光性層１３を示している。

符号の説明

１ 発光装置
１１ 基体
１２ 発光素子
１３ 透光性層
１４ 発光部材
１５ 第１の光反射面

Claims (7)

1. 発光素子と、
   前記発光素子を覆っており、第１の層および前記第１の層上に位置しており前記第１の層より屈折率の大きい第２の層の間に設けられている第１の界面と、前記第２の層および前記第２の層上に位置しており前記第２の層より屈折率の小さい第３の層の間に設けられている第２の界面とを有する透光性層と、
   前記透光性層の側面を覆っており、蛍光材料を含んでいる発光部材と、
   を備えたサイドエミッタ型発光装置。
2. 前記透光性層の上面に設けられた第１の光反射面をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のサイドエミッタ型発光装置。
3. 前記透光性層が、前記発光素子の上方に設けられた第２の光反射面を有していることを特徴とする請求項２記載のサイドエミッタ型発光装置。
4. 前記第２の光反射面は、前記透光性層と前記透光性層より屈折率の小さい媒質との界面であることを特徴とする請求項３記載のサイドエミッタ型発光装置。
5. 前記媒質が空気であることを特徴とする請求項４記載のサイドエミッタ型発光装置。
6. 前記第２の光反射面が傾斜していることを特徴とする請求項５記載のサイドエミッタ型発光装置。
7. 前記透光性層が、第３の層および第３の層上に設けられており第３の層より屈折率の小さい第４の層からなる第３の界面を有していることを特徴とする請求項１記載のサイドエミッタ型発光装置。

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