JP2009182085A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子から下方へ放射された光の損失を低減させること。
【解決手段】発光装置１は、発光素子１３、発光部材１４および界面１５を有している。発光部材１４は、発光素子１３の上端および側面を覆っており、蛍光材料を含んでいる。界面１５は、発光部材１４の内側における発光素子１３の下方に設けられている。界面１５は、第１の透光性層２０および第２の透光性層２１の間に設けられており、外側に向かって傾斜している。第１の透光性層２０は、発光素子１３の上端および側面を囲んでいる。第２の透光性層２１は、第１の透光性層２０の下方に設けられており、第１の透光性層２０より小さい屈折率を有している。
【選択図】図３

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発光装置に関するものである。

近年、照明分野などにおいて、発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置の開発が進められている。この発光装置は、発光素子によって発生された光の波長を変換する発光部材を有している。今後、発光装置において、発光効率のさらなる向上が求められている。
特開２００５−２７２８４２号公報

発光装置における発光効率を向上させるためには、発光素子によって発生された光の波長変換の効率を向上させる必要がある。一般的に、発光素子から下方へ放射された光の一部は、発光素子の周辺に設けられた部材が影響して、波長変換が行われる発光部材にまで到達しないことがある。発光部材における波長変換の効率を向上させるためには、発光素子から下方へ放射された光の損失を低減させる必要がある。

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、発光素子、発光部材および界面を有している。発光部材は、発光素子の上端および側面を覆っており、蛍光材料を含んでいる。界面は、発光部材の内側における発光素子の下方に設けられている。界面は、第１の透光性層および第２の透光性層の間に設けられており、外側に向かって傾斜している。第１の透光性層は、発光素子の上端および側面を囲んでいる。第２の透光性層は、第１の透光性層の下方に設けられており、第１の透光性層より小さい屈折率を有している。

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、外側に傾斜しており、第１および第２の透光性層の間に設けられた界面を有している。従って、発光素子から下方へ放射された光の損失が低減されている。

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。図１に示されているように、本実施形態の照明装置１００は、複数の発光装置１、基板２およびカバー３を有している。複数の発光装置１は、基板２上に実装されている。

図２および図３に示されているように、発光装置１は、基体１１、サブマウント１２および発光素子１３を有している。発光装置１は、発光部材１４および界面１５をさらに有している。図２において、発光部材１４の内側の構成が、透視によって点線で示されている。

基体１１は、金属材料からなる。金属材料の例は、銅（Ｃｕ）である。絶縁層１６が、基体１１上に設けられている。絶縁層１６は、基体１１に固定されている。絶縁層１６は、基体１１に接合されている。導体パターン１７が、絶縁層１６上に形成されている。

サブマウント１２は、基体１１上に設けられており、絶縁材料からなる。絶縁材料の例は、セラミックスである。図４に示されているように、サブマウント１２は、突出部１２−１を有している。導体パターン１８が、サブマウント１２上に形成されており、ボンディングワイヤ１９によって導体パターン１７に電気的に接続されている。

発光素子１３は、サブマウント１２上に実装されており、導体パターン１８に電気的に接続されている。発光素子１３は、サブマウント１２の突出部１２−１上に実装されている。発光素子１３はフリップチップ実装によって実装されている。発光素子１３は、半導体材料からなる発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光素子１３は、活性層を含む複数の半導体層で形成されている。発光素子１３は、駆動電力に応じて第１次光を放射する光源である。第１次光は、ＵＶ波長領域および青色波長領域に含まれるか、または、ＵＶ波長領域および青色波長領域に部分的に重なる。

発光部材１４は、発光素子１３の上端および側面を覆っている。発光部材１４は、ドーム形状を有している。発光部材１４は、マトリクス材料および蛍光材料を含んでいる。マトリクス材料は、透光性を有している。マトリクス材料に関する“透光性”とは、発光素子１３から放射された光の少なくとも一部が透過することをいう。マトリクス材料は、シリコーン樹脂からなる。蛍光材料は、マトリクス材料に埋め込まれている。蛍光材料は、マトリクス材料に分散されている。蛍光材料は、発光素子１３から放射された第１次光によって励起される。

界面１５は、発光部材１４の内側における発光素子１３の下方に設けられている。界面１５は、外側に向かって傾斜している。界面１５は、曲面形状を有している。界面１５は、第１の透光性層２０および第２の透光性層２１の間に設けられている。

第１の透光性層２０は、発光素子１３の上端および側面を囲んでいる。第１の透光性層２０は、発光素子１３の上端および側面を封入している。層２０に関する“透光性”とは、発光素子１３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。第１の透光性層２０は、シリコーン樹脂からなる。第１の透光性層２０の屈折率の例は、１．４である。第１の透光性層２０は、ドーム形状を有しており、予め成形されている。発光装置１は、発光部材１４および第１の透光性層２０の間に設けられた空気間隙２２を有している。

図５に示されているように、第１の透光性層２０は、上面２０−１および下面２０−２を有している。上面２０−１は、ドーム形状を有している。下面２０−２は、曲面形状を有しており、凹部２０−３を含んでいる。発光素子１３は、凹部２０−３内に配置されている。

第２の透光性層２１は、第１の透光性層２０の下方に設けられている。層２１に関する“透光性”とは、発光素子１３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。第２の透光性層２１は、第１の透光性層２０より小さい屈折率を有している。
第２の透光性層２１は、空気間隙である。空気間隙の屈折率は１である。

発光装置１における発光構造が、図６を参照して説明されている。発光素子１３から放射された光の一部Ｌ１３−１は、界面１５において全反射されて、発光部材１４に達する。発光装置１において、発光素子１３から下方へ放射された光Ｌ１３−１は、界面１５によって全反射される。従って、発光装置１において、発光素子１３から下方へ放射された光Ｌ１３−１の損失が低減されている。発光素子１３から放射された光の他の一部Ｌ１３−２は、第１の透光性層２０を透過して、発光部材１４に達する。発光部材１４は、光Ｌ１３−１およびＬ１３−２に応じて、第２次光を放射する。発光装置１は、白色光を放射する。

本発明の実施形態の照明装置１００を示している。 図１に示されている発光装置１を示している。 図１におけるIII−III’の縦断面を示している。 サブマウント１２を示している。 第１の透光性層２０の縦断面を示している。 発光装置１における発光構造を示している。

符号の説明

１ 発光装置
１１ 基体
１２ サブマウント
１３ 発光素子
１４ 発光部材
１５ 界面
２０ 第１の透光性層
２１ 第２の透光性層

Claims (6)

1. 発光素子と、
   蛍光材料を含んでおり、前記発光素子の上端および側面を覆っている発光部材と、
   前記発光部材の内側における前記発光素子の下方に設けられた界面と、
   を備えており、
   前記界面は、
   前記発光素子の上端および側面を囲んでいる第１の透光性層と、前記第１の透光性層より小さい屈折率を有しており前記第１の透光性層の下方に設けられた第２の透光性層との間に設けられており、
   外側に向かって傾斜していることを特徴とする発光装置。
2. 前記第１の透光性層は、前記発光素子の前記上端および前記側面を封入していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記発光素子が、サブマウント上に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
4. 前記発光素子が、前記サブマウントの突出部上に設けられていることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
5. 前記第２の透光性層が、空気間隙であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
6. 前記界面が曲面状であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。

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