JP2012089606A - Optical device - Google Patents

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Junichi Kinoshita
順一 木下
Masasane Takagi
将実 高木
Yuji Takeda
雄士 武田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device which suppresses deterioration due to irradiation with light in the wavelength range from ultraviolet to blue.SOLUTION: The optical device comprises a support, an optical element provided on the support, a cap, and a first adhesive layer. The cap is attached to the support to cover the optical element with a space therebetween, and has a window configuring a part of the optical path of the optical element. The first adhesive layer contains polysaccharide where maltotrioses are lined by α-1,6 bonds. The support is adhered to at least one of the optical element and the cap via the first adhesive layer.

Description

本発明の実施形態は、光装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an optical device.

半導体発受光装置は、樹脂材料からなる封止層や接着層を有していることが多い。   Semiconductor light emitting and receiving devices often have a sealing layer or an adhesive layer made of a resin material.

例えば、封止層は、光素子を覆うように設けられたエポキシやシリコーンなどにより形成される。封止層内に蛍光体粒子を分散配置すると、放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を得ることができる。また、接着層は、銀粒子が分散配置されてたエポキシなどからなる。  For example, the sealing layer is formed of epoxy, silicone, or the like provided so as to cover the optical element. When the phosphor particles are dispersed and arranged in the sealing layer, wavelength converted light having a wavelength longer than the wavelength of the emitted light can be obtained. The adhesive layer is made of epoxy or the like in which silver particles are dispersed.

これらの樹脂材料は、ガラス材料に比べて加工および熱処理温度が低い。このため、光素子の劣化が抑制されるとともに、光素子の量産性を高めることができる。   These resin materials have lower processing and heat treatment temperatures than glass materials. For this reason, deterioration of the optical element can be suppressed, and mass productivity of the optical element can be enhanced.

しかしながら、樹脂材料は、フォトンのエネルギーが高い紫外〜青色波長範囲の光により劣化を生じることがある。樹脂の劣化により、例えば変色を生じ光学特性が変化する問題がある。   However, the resin material may be deteriorated by light having a high photon energy in the ultraviolet to blue wavelength range. Due to the deterioration of the resin, for example, there is a problem that the optical properties change due to discoloration.

特開2007−321003号公報JP 2007-32003 A

紫外〜青色波長範囲の光照射による部材の劣化が抑制された光装置を提供する。   Provided is an optical device in which deterioration of a member due to light irradiation in an ultraviolet to blue wavelength range is suppressed.

実施形態にかかる光装置は、支持体と、前記支持体に設けられた光素子と、キャップと、第1の接着層と、を有する。前記キャップは、前記光素子を離間して覆い、前記支持体に取り付けられ、前記光素子の光路の一部を構成する窓部を有する。前記第1の接着層は、マルトトリオースがα−1,6結合により連なった多糖を含む。また、前記支持体は、前記光素子および前記キャップの少なくともいずれかと前記第1の接着層を介して接着されたことを特徴とする。   The optical device according to the embodiment includes a support, an optical element provided on the support, a cap, and a first adhesive layer. The cap includes a window portion that covers the optical element at a distance, is attached to the support, and forms a part of the optical path of the optical element. The first adhesive layer includes a polysaccharide in which maltotrioses are linked by α-1,6 bonds. The support is bonded to at least one of the optical element and the cap through the first adhesive layer.

実施形態にかかる光装置は、支持体と、前記支持体に設けられた発光素子と、波長変換層と、を有する。前記波長変換層は、マルトトリオースがα−1,6結合により連なった多糖を含み、蛍光体粒子が分散配置された波長変換層であって、前記発光素子からの放出光の一部を吸収し前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出可能な波長変換層と、を有する。また、前記放出光の他の一部と、前記波長変換光と、は混合光を放出することを特徴とする。   The optical device according to the embodiment includes a support, a light emitting element provided on the support, and a wavelength conversion layer. The wavelength conversion layer is a wavelength conversion layer including a polysaccharide in which maltotriose is linked by α-1,6 bonds, and phosphor particles are dispersed, and absorbs a part of light emitted from the light emitting element. And a wavelength conversion layer capable of emitting wavelength-converted light having a wavelength longer than the wavelength of the emitted light. The other part of the emitted light and the wavelength converted light emit mixed light.

図1(a)は第1の実施形態にかかる光装置のキャップの模式斜視図、図1(b)はその支持体の模式斜視図、図1(c)は光装置の模式斜視図、である。1A is a schematic perspective view of a cap of the optical device according to the first embodiment, FIG. 1B is a schematic perspective view of the support, and FIG. 1C is a schematic perspective view of the optical device. is there. 図2(a)は第2の実施形態にかかる光装置の集光レンズを接着前の模式斜視図、図2(b)はその模式斜視図、である。FIG. 2A is a schematic perspective view before bonding the condenser lens of the optical device according to the second embodiment, and FIG. 2B is a schematic perspective view thereof. 第3の実施形態にかかる光装置の模式斜視図である。It is a model perspective view of the optical apparatus concerning 3rd Embodiment. 図4(a)は第4の実施形態にかかる光装置の光ファイバを設ける前の模式斜視図、図4(b)はその模式斜視図、である。FIG. 4A is a schematic perspective view before providing the optical fiber of the optical device according to the fourth embodiment, and FIG. 4B is a schematic perspective view thereof. 図5(a)は第5の実施形態にかかる光装置の導光体を設ける前の模式斜視図、図5(b)はその模式斜視図、図5(c)は変形例の模式断面図、である。FIG. 5A is a schematic perspective view before the light guide of the optical device according to the fifth embodiment is provided, FIG. 5B is a schematic perspective view thereof, and FIG. 5C is a schematic cross-sectional view of a modification. . 第6の実施形態にかかる光装置の模式斜視図である。It is a model perspective view of the optical apparatus concerning 6th Embodiment. 第7の実施形態にかかる光装置の部分模式断面図である。It is a partial schematic cross section of the optical apparatus concerning 7th Embodiment. 第8の実施形態にかかる光装置の模式平面図である。It is a schematic plan view of the optical apparatus concerning 8th Embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1(a)は第1の実施形態にかかる光装置のキャップの模式斜視図、図1(b)はその支持体の模式斜視図、図1(c)は光装置の模式斜視図、である。
光装置は、支持体20と、支持体20に設けられた光素子10と、キャップ22と、接着層と、を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A is a schematic perspective view of a cap of the optical device according to the first embodiment, FIG. 1B is a schematic perspective view of the support, and FIG. 1C is a schematic perspective view of the optical device. is there.
The optical device includes a support 20, an optical element 10 provided on the support 20, a cap 22, and an adhesive layer.

支持体20は、金属ブロック状の第1の電極20aと、金属ブロック状の第2の電極20bと、2つの金属ブロックを絶縁する絶縁体20cと、を有する。支持体20は、サブマウント12を有してもよい。光素子10は、表面に導電部が設けられ、AlNなどからなるサブマウント12の表面に設けられる。光素子10の下面の電極は、サブマウント12の導電部を介して第1の電極20aと接続される。また、光素子10の上面の電極は、ボンディングワイヤ14により、第2の電極20bと接続される。なお、支持体20は、絶縁材と、その上面に設けられた第1および第2の電極と、を有するものであってもよい。   The support 20 includes a metal block-shaped first electrode 20a, a metal block-shaped second electrode 20b, and an insulator 20c that insulates the two metal blocks. The support 20 may have a submount 12. The optical element 10 has a conductive portion on the surface and is provided on the surface of the submount 12 made of AlN or the like. The electrode on the lower surface of the optical element 10 is connected to the first electrode 20 a via the conductive portion of the submount 12. Further, the electrode on the upper surface of the optical element 10 is connected to the second electrode 20 b by the bonding wire 14. The support 20 may include an insulating material and first and second electrodes provided on the upper surface thereof.

ガラスなどからなるキャップ22には、例えば、凹部22aを設けることができる。キャップ22は、側面22bに光素子10の光路の一部を構成する窓部を有する。キャップ22を透明材料とすると、キャップ22の全体が窓部となる。または、窓部を透明材料とし、他の部分を遮光性材料とするキャップとすることもできる。   The cap 22 made of glass or the like can be provided with a recess 22a, for example. The cap 22 has a window portion constituting a part of the optical path of the optical element 10 on the side surface 22b. When the cap 22 is made of a transparent material, the entire cap 22 becomes a window portion. Or it can also be set as the cap which makes a window part a transparent material, and makes another part light-shielding material.

接着層は、プルランを含む。プルランは、マルトトリオースがα−1,6結合により連なった重合体である多糖であり、その組成式は、(C10で表される(n:重合数)。プルランは、水を溶媒とする水溶性タイプほか、アルコール、アセトン、ヘキサンのような有機物を溶媒とするタイプがある。いずれのプルランも接着性に富む。 The adhesive layer includes pullulan. Pullulan is a polysaccharide that is a polymer in which maltotriose is linked by α-1,6 bonds, and the compositional formula thereof is represented by (C 6 H 10 O 5 ) n (n: number of polymerizations). Pullulan includes a water-soluble type using water as a solvent and a type using organic substances such as alcohol, acetone and hexane as a solvent. All pullulans are highly adhesive.

支持体20は、光素子10およびキャップ22の少なくともいずれかと第1の接着層30を介して接着される。図1では、キャップ22と支持体20とが第1の接着層30を介して接着されている。この場合、光素子10は、凹部22aの内壁と離間して凹部22a内に設けられる。なお、光素子10とサブマウント12とがさらにプルランからなる接着層で接着されてもよい。   The support 20 is bonded to at least one of the optical element 10 and the cap 22 via the first adhesive layer 30. In FIG. 1, the cap 22 and the support 20 are bonded via a first adhesive layer 30. In this case, the optical element 10 is provided in the recess 22a so as to be separated from the inner wall of the recess 22a. The optical element 10 and the submount 12 may be further bonded with an adhesive layer made of pullulan.

光素子10が発光素子であれば、その放出光は窓部から外側に放出される。発光素子10は、側面発光型および上面発光型のいずれであってもよい。図1(c)では、発光素子10がLD(Laser Diode)であり、側面からレーザ光を放出するものとする。レーザ光は、G1で表す光路を有し、例えば、垂直方向の半値全角が30度、水平方向の半値全角が10度、などのように光路G1の広がりを小さくできる。また、LDの場合、レーザ光の出射端面は所定の反射率を有する必要がある。このため、キャップ22と発光素子10との離間領域には、空気や不活性ガスを満たすことが多い。   If the optical element 10 is a light emitting element, the emitted light is emitted outside from the window. The light emitting element 10 may be either a side light emitting type or a top light emitting type. In FIG. 1C, it is assumed that the light emitting element 10 is an LD (Laser Diode) and emits laser light from the side surface. The laser light has an optical path represented by G1, and the spread of the optical path G1 can be reduced such that the full width at half maximum in the vertical direction is 30 degrees, the full width at half maximum in the horizontal direction is 10 degrees, and the like. In the case of an LD, the laser light emission end face needs to have a predetermined reflectance. For this reason, the space between the cap 22 and the light emitting element 10 is often filled with air or an inert gas.

図2(a)は第2の実施形態にかかる光装置の集光レンズを接着前の模式斜視図、図2(b)はその模式斜視図、である。
キャップ22の側面22bに第2の接着層32を設ける。第2の接着層32は、第1の接着層30のようにプルランを含むものとする。集光レンズからなる光学部材37は、第2の接着層32を介してキャップ22と接着される。光素子10をLDとすると、集光レンズにより、例えば発光点から発散するレーザ光を平行光に近づけた光路G1とすることができる。なお、光学部材37は、光ファイバや導光体などであってもよい。
FIG. 2A is a schematic perspective view before bonding the condenser lens of the optical device according to the second embodiment, and FIG. 2B is a schematic perspective view thereof.
A second adhesive layer 32 is provided on the side surface 22 b of the cap 22. The second adhesive layer 32 includes pullulan like the first adhesive layer 30. The optical member 37 made of a condensing lens is bonded to the cap 22 via the second adhesive layer 32. When the optical element 10 is an LD, for example, a laser beam that diverges from a light emitting point can be used as an optical path G1 close to parallel light by a condenser lens. The optical member 37 may be an optical fiber or a light guide.

第1および第2の実施形態における接着層30、32について、詳細に説明する。プルランは、水や有機溶媒に容易に融ける。プルラン溶液を所望の箇所に塗布し、光学部材やチップを載置し、溶剤が蒸発する温度で加熱する。気化点が100℃以下の溶剤を用いると、100℃以下でもガラスおよびセラミックなどの無機材料同士、または無機材料と、銅系合金、鉄系合金、コバールなどの金属材料との間、を強固に接着できる。もし、金属からなる支持体と、ガラスからなるキャップと、を、半田やフリットガラスなどで接着すると、100℃よりも高い接着温度が必要となり、光素子10に劣化を生じることがある。   The adhesive layers 30 and 32 in the first and second embodiments will be described in detail. Pullulan dissolves easily in water and organic solvents. A pullulan solution is applied to a desired location, an optical member and a chip are placed, and heated at a temperature at which the solvent evaporates. When a solvent having a vaporization point of 100 ° C. or lower is used, the inorganic material such as glass and ceramic, or between the inorganic material and a metal material such as a copper-based alloy, an iron-based alloy, and kovar is firmly formed even at a temperature of 100 ° C. Can be glued. If a support made of metal and a cap made of glass are bonded with solder, frit glass, or the like, an adhesion temperature higher than 100 ° C. is required, and the optical element 10 may be deteriorated.

これに対して、プルランを接着層として用いると、より低い温度で接着可能である。また、エポキシ、シリコーン、アクリルなどの樹脂の熱硬化温度は、例えば130〜170℃の範囲であるから、プルランを用いると、これよりも低い温度で接着できる。この結果、接着工程が容易となり、かつ高い接着強度が得られる。   On the other hand, when pullulan is used as the adhesive layer, it can be bonded at a lower temperature. Moreover, since the thermosetting temperature of resin, such as an epoxy, a silicone, and an acryl, is the range of 130-170 degreeC, for example, when pullulan is used, it can adhere | attach at temperature lower than this. As a result, the bonding process becomes easy and high bonding strength can be obtained.

発明者らは、プルランからなる接着層は、紫外〜青色波長範囲の光を透過し、かつ光照射による劣化が樹脂における劣化よりも小さいことを見出した。また、発明者らの実験によれば、光素子の最大動作温度を85℃以上とすることができることが判明した。   The inventors have found that the adhesive layer made of pullulan transmits light in the ultraviolet to blue wavelength range, and the deterioration due to light irradiation is smaller than the deterioration in the resin. Further, according to experiments by the inventors, it has been found that the maximum operating temperature of the optical element can be 85 ° C. or higher.

また、もし、キャップ、支持体、接着層、封止層などにシロキサン(siloxane)を含む樹脂を用いると、紫外〜青色光照射により光化学反応が促進される。このため、Si−O−Si結合を有するシロキサンが分解され、Siを含む異物が発光点近傍に堆積することがある。光素子10が紫外〜青色光を放出するLDの場合、エネルギーが高いのでより光化学反応が生じやすい。これに対して、プルランはシロキサンを含まないので、異物発生が抑制できる。   If a resin containing siloxane is used for the cap, the support, the adhesive layer, the sealing layer, etc., the photochemical reaction is accelerated by irradiation with ultraviolet to blue light. For this reason, siloxane having a Si—O—Si bond is decomposed, and foreign matter containing Si may be deposited in the vicinity of the light emitting point. When the optical element 10 is an LD that emits ultraviolet to blue light, the photochemical reaction is more likely to occur because the energy is high. On the other hand, since pullulan does not contain siloxane, generation | occurrence | production of a foreign material can be suppressed.

図3は、第3の実施形態にかかる光装置の模式斜視図である。
光装置は、支持体20と、支持体20に設けられた受光素子11と、キャップ22と、光学部材37と、プルランからなる第2の接着層32と、を有している。
FIG. 3 is a schematic perspective view of an optical device according to the third embodiment.
The optical device includes a support 20, a light receiving element 11 provided on the support 20, a cap 22, an optical member 37, and a second adhesive layer 32 made of pullulan.

支持体20は、第1の電極20aと、第2の電極20bと、絶縁体20cと、を有する。また、支持体20は、サブマウント12を有していてもよい。受光素子11は、AlNなどからなるサブマウント12を介して設けられてもよい。受光素子11は、例えばSiからなるフォトダイオードや受光ICなどとすることができる。すなわち、光装置は、光センサなどとして用いることができる。   The support 20 includes a first electrode 20a, a second electrode 20b, and an insulator 20c. Further, the support 20 may have a submount 12. The light receiving element 11 may be provided via a submount 12 made of AlN or the like. The light receiving element 11 can be, for example, a photodiode made of Si, a light receiving IC, or the like. That is, the optical device can be used as an optical sensor or the like.

窓部とされるキャップ22の面22cに、第2の接着層32を介して集光レンズからなる光学部材37が設けられる。光ファイバなどからの出射光の光路R1は、光学部材37により集光されて受光素子11の受光面に入射する。光学部材37は、キャップ22の面22cと強固に接着される。また、第2の接着層32は、出射光に対して劣化が抑制される。   An optical member 37 made of a condensing lens is provided on the surface 22c of the cap 22 serving as a window portion with the second adhesive layer 32 interposed therebetween. An optical path R1 of emitted light from an optical fiber or the like is collected by the optical member 37 and enters the light receiving surface of the light receiving element 11. The optical member 37 is firmly bonded to the surface 22 c of the cap 22. Further, the second adhesive layer 32 is suppressed from being deteriorated with respect to the emitted light.

図4(a)は第4の実施形態にかかる光装置の光ファイバを設ける前の模式斜視図、図4(b)はその模式斜視図、である。
光装置は、キャップ22の側面22bに設けられた接着層32と、一方の端面が接着層32と接着され、放出光を導く光学部材となる光ファイバ(光学部材)42と、V溝が設けられた台座44と、をさらに有している。光ファイバ42は、V溝に固定されている。光ファイバ42は、円柱状のコア42aと、コア42aの屈折率よりも低い屈折率を有しコア42aの外縁に設けられたクラッド42bと、を有する。
FIG. 4A is a schematic perspective view before providing the optical fiber of the optical device according to the fourth embodiment, and FIG. 4B is a schematic perspective view thereof.
The optical device is provided with an adhesive layer 32 provided on the side surface 22b of the cap 22, an optical fiber (optical member) 42 serving as an optical member that guides emitted light, and one end surface thereof is adhered to the adhesive layer 32, and a V-groove. And a pedestal 44 formed thereon. The optical fiber 42 is fixed to the V groove. The optical fiber 42 includes a cylindrical core 42a and a clad 42b having a refractive index lower than that of the core 42a and provided on the outer edge of the core 42a.

また、光ファイバ42は、円柱状のガラスからなるコア42aと、コア42aの屈折率よりも低い屈折率を有しコア42aの外縁に設けられたプルランからなるクラッド42bと、を有してもよい。または、光ファイバ42は、透明樹脂などからなるクラッド42bと、クラッド42bの屈折率よりも高い屈折率を有しクラッド42bの内部に設けられたプルランからなるコア42aと、を有していてもよい。   The optical fiber 42 may also include a core 42a made of cylindrical glass, and a clad 42b made of pullulan having a refractive index lower than that of the core 42a and provided on the outer edge of the core 42a. Good. Alternatively, the optical fiber 42 may include a clad 42b made of a transparent resin and the like, and a core 42a made of pullulan having a refractive index higher than that of the clad 42b and provided inside the clad 42b. Good.

発光素子10からの放出光は、光ファイバ42の一方の端面から導入され、コアとクラッドの界面で反射しながら、第1の方向60に沿って進み、光ファイバ42の他方の端面から放出される(G3)。   The light emitted from the light emitting element 10 is introduced from one end face of the optical fiber 42, travels along the first direction 60 while being reflected at the interface between the core and the clad, and is emitted from the other end face of the optical fiber 42. (G3).

図5(a)は第5の実施形態にかかる光装置の導光体を設ける前の模式斜視図、図5(b)はその模式斜視図、図5(c)は変形例の模式断面図、である。
光装置は、放出光を導光可能とされ、キャップ22の側面22bに対して交差する方向に延在する導光体(光学部材)40と、導光体40の外縁に接触して設けられ、蛍光体粒子がフィラーとして分散配置されたプルランからなる波長変換層34と、を有する。
FIG. 5A is a schematic perspective view before the light guide of the optical device according to the fifth embodiment is provided, FIG. 5B is a schematic perspective view thereof, and FIG. 5C is a schematic cross-sectional view of a modification. .
The optical device can guide emitted light and is provided in contact with a light guide (optical member) 40 extending in a direction intersecting the side surface 22 b of the cap 22 and an outer edge of the light guide 40. And a wavelength conversion layer 34 made of pullulan in which phosphor particles are dispersed and arranged as a filler.

もし、スラリー法を用いてガラスに蛍光体粒子を塗布する場合、600℃以上で熱処理を加える必要がある。シリケート系蛍光体粒子は耐熱性が低く、このような高温処理では波長変換効率が低下する問題がある。また、スラリー法では、接着強度が低い。このため、特に蛍光体層が厚くなると剥離を生じやすく、蛍光灯やCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極蛍光ランプ)のように、外部と直接接触する可能性が少なく、薄い場合を除くと、使用が困難である。   If the phosphor particles are applied to the glass using the slurry method, it is necessary to perform heat treatment at 600 ° C. or higher. Silicate phosphor particles have low heat resistance, and there is a problem that wavelength conversion efficiency is lowered by such high temperature treatment. In the slurry method, the adhesive strength is low. For this reason, especially when the phosphor layer is thick, it tends to be peeled off, and unlike the fluorescent lamp or CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp), there is little possibility of direct contact with the outside. It is difficult to use.

これに対して、本実施形態では、ガラスからなり円柱状の導光体40に高い接着強度を保ちつつ、蛍光体粒子が分散配置された波長変換層34が薄く均一に設けられる。発光素子10からの放出光が導光体40の端面に導入され、側面22bに対して直交する方向に延在する第1の方向60に沿って、反射を繰り返しながら、導光体40の内部を進む。放出光の一部は、第1の方向60に沿って進行しつつ、第1の方向60とは直交する方向に、波長変換光と、放出光の他の一部を放出する。放出光を青色光、波長変換光を黄色光、とすると、混合光として擬似白色光G4を得ることができる。また、発明者らの実験によれば、プルランからなる波長変換層は、光照射による劣化が樹脂における劣化よりも小さく、最大動作温度を85℃以上とすることができることが判明した。   On the other hand, in this embodiment, the wavelength conversion layer 34 in which the phosphor particles are dispersedly arranged is thinly and uniformly provided on the cylindrical light guide 40 made of glass while maintaining high adhesive strength. The light emitted from the light emitting element 10 is introduced into the end face of the light guide 40, and the inside of the light guide 40 is repeatedly reflected along a first direction 60 extending in a direction orthogonal to the side face 22b. Continue on. A part of the emitted light travels along the first direction 60 and emits the wavelength-converted light and the other part of the emitted light in a direction orthogonal to the first direction 60. If the emitted light is blue light and the wavelength-converted light is yellow light, pseudo white light G4 can be obtained as mixed light. Further, according to experiments by the inventors, it has been found that the wavelength conversion layer made of pullulan is less deteriorated by light irradiation than that of the resin, and the maximum operating temperature can be 85 ° C. or higher.

波長変換層34の外縁のうち、図5(c)のように、台座44側に反射体45により反射面を設けると、擬似白色光G4が反射され、第1の方向60と直交する方向に高い発光強度を有する擬似白色光G4を放出することができる。反射体45は、プルランからなる波長変換層34の下側となる外縁に硫酸バリウムなどの白色反射材が混合されたプルラン溶液を塗布することにより容易に設けることができる。なお、蛍光体粒子は、緑色光、赤色光などを放出するものであってもよい。放出光の波長は、紫外〜青色光の波長範囲とすることができる。   As shown in FIG. 5C, when the reflecting surface is provided by the reflector 45 on the pedestal 44 side in the outer edge of the wavelength conversion layer 34, the pseudo white light G <b> 4 is reflected, and in a direction orthogonal to the first direction 60. Pseudo white light G4 having high emission intensity can be emitted. The reflector 45 can be easily provided by applying a pullulan solution in which a white reflector such as barium sulfate is mixed to the outer edge on the lower side of the wavelength conversion layer 34 made of pullulan. The phosphor particles may emit green light, red light, or the like. The wavelength of the emitted light can be in the wavelength range of ultraviolet to blue light.

導光体40の断面は、円と限定されず、矩形、多角形などでもよい。また、板状導光体とすると、面光源とできる。さらに、蛍光体粒子を均一に設けずに、パターニングなどにより発光強度を制御してもよい。   The cross section of the light guide 40 is not limited to a circle, and may be a rectangle or a polygon. Moreover, if it is set as a plate-shaped light guide, it can be set as a surface light source. Further, the emission intensity may be controlled by patterning or the like without providing the phosphor particles uniformly.

図6は、第6の実施形態にかかる光装置の模式斜視図である。
光装置は、発光素子10と、パッケージ(支持体)70と、を有している。本図では、発光素子10は、LED(Light Emitting Diode)であるものとする。支持体70は、セラミックなどの絶縁体や金属を含む。支持体70に設けられた凹部70aの底面には、電極が露出する。発光素子10は、プルランからなる第1の接着層を介して電極上に接着することができる。
FIG. 6 is a schematic perspective view of an optical device according to the sixth embodiment.
The optical device includes a light emitting element 10 and a package (support) 70. In this figure, the light emitting element 10 is assumed to be an LED (Light Emitting Diode). The support 70 includes an insulator such as ceramic or a metal. The electrode is exposed on the bottom surface of the recess 70 a provided in the support 70. The light emitting element 10 can be adhered on the electrode through a first adhesive layer made of pullulan.

また、凹部70a内に、発光素子10を覆うように波長変換層34を設けてもよい。この場合、波長変換層34は、プルラン中に蛍光体粒子50がフィラーとして分散配置される。凹部70aが設けられた支持体70がセラミックなどの無機材料を含む場合、プルランとセラミックとの接着性が高く、セラミックと波長変換層34との間に隙間を生じることがない。このため、光学特性の変化やボンディングワイヤの断線などが抑制され、信頼性を高めることができる。また、発光素子10が高輝度の紫外〜青色光を放出してもプルランの劣化を抑制することは容易である。   In addition, the wavelength conversion layer 34 may be provided in the recess 70 a so as to cover the light emitting element 10. In this case, in the wavelength conversion layer 34, the phosphor particles 50 are dispersedly arranged as fillers in the pullulan. When the support body 70 provided with the recess 70a contains an inorganic material such as ceramic, the adhesion between the pullulan and the ceramic is high, and no gap is generated between the ceramic and the wavelength conversion layer 34. For this reason, a change in optical characteristics, disconnection of the bonding wire, and the like are suppressed, and reliability can be improved. Even if the light emitting element 10 emits high-luminance ultraviolet to blue light, it is easy to suppress the pullulan deterioration.

光装置は、実装基板76に設けられた導電部72、73と、接着層35を介して接着することができる。接着層35は、高い導電性および熱伝導性を有するフィラーがプルラン中に分散配置されたものとする。フィラーとしては、例えばAg粒子を用いることができる。このような部品接着方法は、光装置に限定されず、他の半導体装置の実装にも応用できる。   The optical device can be bonded to the conductive portions 72 and 73 provided on the mounting substrate 76 via the adhesive layer 35. The adhesive layer 35 is assumed that fillers having high conductivity and thermal conductivity are dispersed and arranged in the pullulan. For example, Ag particles can be used as the filler. Such a component bonding method is not limited to an optical device, but can also be applied to mounting of other semiconductor devices.

図7は、第7の実施形態にかかる光装置の部分模式断面図である。
光装置は、擬似白色光を放出可能な電球などとして用いることができる。光装置は、基板80と口金82とを含む支持体と、基板80に設けられた発光素子10と、バルブ84と、波長変換層34と、を有する。発光素子10とバルブ84とが離間するように、バルブ84が支持体に取り付けられる。バルブ84の内面84aには、例えば、黄色蛍光体が分散配置され、プルランからなる波長変換層34が設けられている。
FIG. 7 is a partial schematic cross-sectional view of an optical device according to a seventh embodiment.
The optical device can be used as a light bulb that can emit pseudo white light. The optical device includes a support including the substrate 80 and the base 82, the light emitting element 10 provided on the substrate 80, a bulb 84, and the wavelength conversion layer 34. The bulb 84 is attached to the support so that the light emitting element 10 and the bulb 84 are separated from each other. On the inner surface 84a of the bulb 84, for example, a yellow phosphor is dispersedly arranged, and a wavelength conversion layer 34 made of pullulan is provided.

青色LEDなどの発光素子10からの放出光の一部は、黄色蛍光体に吸収され、黄色光を放出する。他方、放出光の他の一部は、黄色蛍光体に吸収されずに放出される。この結果、バルブ84の外側に向かって、擬似白色光G5が放出可能となる。この場合、プルランは、バルブ84の内面84aに乾燥のみで強固に接着可能である。このため、工程が簡単であり、高い量産性が可能である。   Part of the light emitted from the light emitting element 10 such as a blue LED is absorbed by the yellow phosphor and emits yellow light. On the other hand, the other part of the emitted light is emitted without being absorbed by the yellow phosphor. As a result, the pseudo white light G5 can be emitted toward the outside of the bulb 84. In this case, the pullulan can be firmly bonded to the inner surface 84a of the valve 84 only by drying. For this reason, the process is simple and high mass productivity is possible.

図8は、第8の実施形態にかかる光装置の模式平面図である。
光装置は、発光素子10と、ミラー90と、スクリーン92と、を有し、表示装置として使用可能である。発光素子10は、青紫色LDとする。ミラー90は、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)構造とし、発光素子10からのビーム状の放出光G6をスクリーン92の上でスキャンできる。
FIG. 8 is a schematic plan view of an optical device according to the eighth embodiment.
The optical device includes the light emitting element 10, the mirror 90, and the screen 92, and can be used as a display device. The light emitting element 10 is a blue-violet LD. The mirror 90 has, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) structure, and can scan the beam-like emitted light G6 from the light emitting element 10 on the screen 92.

スクリーン92にはRGBWの画素パターン94が設けられており、スキャンされたビームにより逐次照射される。例えば、RGBW蛍光体をフィラーとして含むプルラン溶液を無機材料からなるガラス薄板状の面にマスク印刷法を用いて順次塗布する。100℃以下の温度で乾燥させる工程のみで、それぞれの画素パターン94a、94b、94c、94dが強固にガラス面に接着され、剥離しにくい。このため、紫外〜青色光に対して劣化が抑制されたスクリーン92が、量産性よく生産可能となる。この表示装置は、TV画像の表示も可能である。   The screen 92 is provided with an RGBW pixel pattern 94, which is sequentially irradiated with the scanned beam. For example, a pullulan solution containing an RGBW phosphor as a filler is sequentially applied to a glass sheet-like surface made of an inorganic material using a mask printing method. Each pixel pattern 94a, 94b, 94c, 94d is firmly adhered to the glass surface and hardly peeled off by only the step of drying at a temperature of 100 ° C. or lower. For this reason, the screen 92 in which deterioration is suppressed with respect to ultraviolet to blue light can be produced with high productivity. This display device can also display TV images.

以上、第1〜第8の実施形態によれば、紫外〜青色波長範囲の光照射による部材の劣化が抑制された光装置が提供される。このような光装置は、量産性が高く、灯具、照明装置、表示装置、信号機、光センサなどに広く用いることができる。   As described above, according to the first to eighth embodiments, an optical device in which deterioration of a member due to light irradiation in the ultraviolet to blue wavelength range is suppressed is provided. Such an optical device has high productivity and can be widely used for a lamp, a lighting device, a display device, a traffic light, an optical sensor, and the like.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 光素子(発光素子)、11 受光素子、20、70 支持体、22 キャップ、30 第1の接着層、32 第2の接着層、34 波長変換層、37 光学部材、40 導光体、50 蛍光体粒子、84 バルブ、G1、G2、G3 光路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical element (light emitting element), 11 Light receiving element, 20, 70 Support body, 22 Cap, 30 1st contact bonding layer, 32 2nd contact bonding layer, 34 Wavelength conversion layer, 37 Optical member, 40 Light guide, 50 Phosphor particles, 84 bulb, G1, G2, G3 optical path

Claims (6)

支持体と、
前記支持体に設けられた光素子と、
前記光素子を離間して覆い、前記支持体に取り付けられ、前記光素子の光路の一部を構成する窓部を有するキャップと、
マルトトリオースがα−1,6結合により連なった多糖を含む第1の接着層と、
を備え、
前記支持体は、前記光素子および前記キャップの少なくともいずれかと前記第1の接着層を介して接着されたことを特徴とする光装置。
A support;
An optical element provided on the support;
A cap having a window portion that covers and separates the optical element, is attached to the support, and forms a part of an optical path of the optical element;
A first adhesive layer comprising a polysaccharide in which maltotriose is linked by α-1,6 bonds;
With
The optical device is characterized in that the support is bonded to at least one of the optical element and the cap via the first adhesive layer.
前記光路の広がりを制御可能な光学部材と、
マルトトリオースがα−1,6結合により連なった多糖を含み、前記光学部材と前記キャップとを接着可能な第2の接着層と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の光装置。
An optical member capable of controlling the spread of the optical path;
A second adhesive layer comprising a polysaccharide in which maltotriose is linked by α-1,6 bonds, and capable of adhering the optical member and the cap;
The optical device according to claim 1, further comprising:
支持体と、
前記支持体に設けられた発光素子と、
マルトトリオースがα−1,6結合により連なった多糖を含み、蛍光体粒子が分散配置された波長変換層であって、前記発光素子からの放出光の一部を吸収し前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出可能な波長変換層と、
を備え、
前記放出光の他の一部と、前記波長変換光と、の混合光が放出可能とされたことを特徴とする光装置。
A support;
A light emitting device provided on the support;
A wavelength conversion layer in which maltotriose includes a polysaccharide linked by α-1,6 bonds, and phosphor particles are dispersedly arranged, and absorbs a part of the emitted light from the light emitting element, and the wavelength of the emitted light. A wavelength conversion layer capable of emitting wavelength-converted light having a longer wavelength,
With
An optical device characterized in that a mixed light of the other part of the emitted light and the wavelength-converted light can be emitted.
前記発光素子を覆うように前記支持体に取り付けられたバルブをさらに備え、
前記波長変換層は、前記発光素子から離間して前記バルブの内面に設けられたことを特徴とする請求項3記載の光装置。
Further comprising a bulb attached to the support so as to cover the light emitting element;
The optical device according to claim 3, wherein the wavelength conversion layer is provided on an inner surface of the bulb so as to be separated from the light emitting element.
前記発光素子を離間して覆い、前記支持体に取り付けら、前記放出光を透過可能なキャップと、
前記放出光を導光可能とされ、前記キャップの側面方向に延在する導光体と、
をさらに備え、
前記波長変換層は、前記導光体に接触して設けられ、
前記混合光は、前記導光体が延在する方向とは直交する方向に放出可能とされることを特徴とする請求項3記載の光装置。
A cap that is spaced apart from the light emitting element, is attached to the support, and is capable of transmitting the emitted light;
A light guide capable of guiding the emitted light and extending in a side surface direction of the cap;
Further comprising
The wavelength conversion layer is provided in contact with the light guide,
The optical device according to claim 3, wherein the mixed light can be emitted in a direction orthogonal to a direction in which the light guide body extends.
前記支持体は、凹部を有し、
前記発光素子は、前記凹部の底面に設けられ、
前記波長変換層は、前記発光素子を覆うように前記凹部内に設けられたことを特徴とする請求項3記載の光装置。
The support has a recess;
The light emitting element is provided on the bottom surface of the recess,
The optical device according to claim 3, wherein the wavelength conversion layer is provided in the recess so as to cover the light emitting element.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017250A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 東芝ライテック株式会社 Light emitting device, method for manufacturing same, and package member

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