JP2013016564A - Light emitting device - Google Patents

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Yasuo Fujikawa
康夫 藤川
Tadaaki Miyata
忠明 宮田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device capable of extracting light generated from plural light emitting elements from one light emitting element.SOLUTION: A light emitting device comprises a substrate, an end face light emission type element provided on the substrate, and a light emitting diode element provided on the substrate so that it crosses a shaft almost vertical to a light emission end face while a starting point is in the light emission end face of the end face light emission type element. The end face light emission type element is provided on a side of the light emitting diode element.

Description

本発明は、複数の発光素子を備えた発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device including a plurality of light emitting elements.

従来、赤色、緑色、青色の三つの発光素子を内蔵し、該三つの発光素子の少なくとも赤色の発光素子を半導体レーザ素子とする発明が提案された(特許文献1参照)。   Conventionally, an invention has been proposed in which three light emitting elements of red, green, and blue are incorporated, and at least the red light emitting element of the three light emitting elements is a semiconductor laser element (see Patent Document 1).

特開2005−64163号公報JP 2005-64163 A

しかしながら、上記従来の発明では、複数の発光素子から生じた光が、その複数の発光素子からそれぞれ取り出されるという問題があった。   However, the conventional invention has a problem that light generated from a plurality of light emitting elements is extracted from the plurality of light emitting elements.

そこで、本発明は、複数の発光素子から生じた光を1つの発光素子から取り出すことができる発光装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting device that can extract light generated from a plurality of light-emitting elements from one light-emitting element.

本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。   According to the present invention, the above problem is solved by the following means.

本発明は、基体と、前記基体上に設けられた端面発光型素子と、前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、を備え、前記端面発光型素子が前記発光ダイオード素子の側方に設けられた、ことを特徴とする発光装置である。   The present invention provides a substrate, an end surface light emitting element provided on the substrate, and the substrate on the base so as to intersect an axis substantially perpendicular to the light emitting end surface starting from the light emitting end surface of the end surface emitting element. A light-emitting diode element provided on a side of the light-emitting diode element, wherein the edge-emitting element is provided on a side of the light-emitting diode element.

また、本発明は、前記端面発光型素子の発光波長は、前記発光ダイオード素子の発光ピーク波長より長い、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, the present invention is the above light emitting device, wherein the emission wavelength of the edge-emitting element is longer than the emission peak wavelength of the light emitting diode element.

また、本発明は、前記発光ダイオード素子は、その平面形状が長辺と短辺とを有する長方形状であって、該長方形状の短辺側の側面が前記端面発光型素子の光出射端面と対向するように配置される、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, according to the present invention, the light emitting diode element has a rectangular shape in which the planar shape has a long side and a short side, and a side surface on the short side of the rectangular shape is a light emitting end surface of the end surface light emitting element. It is said light-emitting device characterized by being arrange | positioned so that it may oppose.

また、本発明は、前記発光ダイオード素子は、その平面形状が多角形状であって、該多角形状の角が前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように配置される、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, according to the present invention, the light-emitting diode element has a polygonal planar shape, and an angle of the polygonal shape starts from the inside of the light emission end face of the end face light emitting element and is substantially perpendicular to the light emission end face. It is arrange | positioned so that it may cross | intersect with the said light-emitting device characterized by the above-mentioned.

また、本発明は、前記端面発光型素子を複数備えた、ことを特徴とする上記の発光装置である。   In addition, the present invention is the light-emitting device described above, characterized in that a plurality of the edge-emitting elements are provided.

また、本発明は、前記複数の端面発光型素子が異なる方向から前記発光ダイオード素子に光を出射する、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, the present invention is the above light emitting device, wherein the plurality of end surface light emitting elements emit light to the light emitting diode element from different directions.

また、本発明は、前記発光ダイオード素子は、基板と、素子構造を構成する半導体層と、を備え、該発光ダイオード素子の上面、前記基板における前記半導体層側の面、前記基板内部のいずれかに、光学構造を備える、ことを特徴とする上記の発光装置である。   The light-emitting diode element includes a substrate and a semiconductor layer constituting an element structure, and the light-emitting diode element is any one of an upper surface of the light-emitting diode element, a surface of the substrate on the semiconductor layer side, and the inside of the substrate. In addition, the light-emitting device includes an optical structure.

また、本発明は、前記発光ダイオード素子と前記端面発光型素子とは、前記発光ダイオード素子の上面を露出させつつ、絶縁性光反射材を含む封止材で封止される、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, the present invention is characterized in that the light emitting diode element and the end surface light emitting element are sealed with a sealing material including an insulating light reflecting material while exposing an upper surface of the light emitting diode element. It is said light-emitting device.

また、本発明は、前記発光ダイオード素子の上面には、該上面の周縁に沿って遮光部材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, the present invention is the above light emitting device, wherein a light shielding member is provided on the upper surface of the light emitting diode element along the periphery of the upper surface.

また、本発明は、前記発光ダイオード素子の上面には、該発光ダイオード素子の光により励起される蛍光体を含む波長変換部材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。   Further, the present invention is the above light emitting device, wherein a wavelength conversion member including a phosphor excited by light of the light emitting diode element is provided on an upper surface of the light emitting diode element.

本発明によれば、複数の発光素子から生じた光を1つの発光素子から取り出すことができる発光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device which can take out the light produced from the several light emitting element from one light emitting element can be provided.

本発明の実施形態に係る発光装置の概略概念図である。1 is a schematic conceptual diagram of a light emitting device according to an embodiment of the present invention. 発光ダイオード素子の配置例(その2)を説明する平面図である。It is a top view explaining the example of arrangement of the light emitting diode element (the 2). 光学構造の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of an optical structure. 本発明の実施形態に係る発光装置に遮光部材を設けた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the light-shielding member was provided in the light-emitting device which concerns on embodiment of this invention. 複数の端面発光型素子が異なる方向から発光ダイオード素子に光を出射するように配置された様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a mode that several end surface light emitting type elements were arrange | positioned so that light might be radiate | emitted to a light emitting diode element from a different direction. 本発明の実施例1に係る発光装置の組立方法を示す図である。It is a figure which shows the assembly method of the light-emitting device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る発光装置を示す図である。It is a figure which shows the light-emitting device based on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る発光装置を示す図である。It is a figure which shows the light-emitting device based on Example 3 of this invention.

以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明の対象でない部材については、図示を適宜省略することがある。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated, referring attached drawing. Note that illustration of members that are not the subject of explanation may be omitted as appropriate.

図1は、本発明の実施形態に係る発光装置の概略概念図であり、(a)は平面図であり、(b)は断面図(発光装置を図1(a)中の破線で切断した場合の断面)である。   FIG. 1 is a schematic conceptual diagram of a light-emitting device according to an embodiment of the present invention, (a) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view (the light-emitting device is cut by a broken line in FIG. 1 (a)). In the case).

図1に示すように、本発明の実施形態に係る発光装置は 基体11と、基体11上に設けられた、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13とを備えている。発光ダイオード素子12は、端面発光型素子13の光出射端面に略垂直な軸と交わるように設けられる。この軸は、端面発光型素子13の光出射端面内、より好ましくは、端面発光型素子13の光出射端面内の発光領域(端面発光型素子13の光導波路の端面に相当する領域)内を起点とする。なお、以降、この軸を、端面発光型素子13の光軸とも記す。   As shown in FIG. 1, the light emitting device according to the embodiment of the present invention includes a base body 11, and a light emitting diode element 12 and an end surface light emitting element 13 provided on the base body 11. The light emitting diode element 12 is provided so as to cross an axis substantially perpendicular to the light emitting end face of the end face light emitting element 13. This axis is within the light emitting end face of the edge emitting element 13, more preferably within the light emitting region within the light emitting end face of the edge emitting element 13 (area corresponding to the end face of the optical waveguide of the edge emitting element 13). The starting point. Hereinafter, this axis is also referred to as an optical axis of the edge-emitting element 13.

本発明の実施形態に係る発光装置では、基体11上における発光ダイオード素子12の側方に端面発光型素子13が設けられ、端面発光型素子13の光が発光ダイオード素子12の側面に入射し発光ダイオード素子12から取り出される。   In the light emitting device according to the embodiment of the present invention, the end surface light emitting element 13 is provided on the side of the light emitting diode element 12 on the substrate 11, and the light of the end surface light emitting element 13 enters the side surface of the light emitting diode element 12 to emit light. It is taken out from the diode element 12.

したがって、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、複数の発光素子(発光ダイオード素子12と端面発光型素子13)から生じた光を1つの発光素子(発光ダイオード素子12)から取り出すことができる。このため、複数の発光素子から生じた光を1つの発光素子に相当する微小領域から取り出すことができる。   Therefore, according to the light emitting device according to the embodiment of the present invention, light generated from a plurality of light emitting elements (light emitting diode element 12 and end surface light emitting element 13) can be extracted from one light emitting element (light emitting diode element 12). it can. For this reason, light generated from a plurality of light-emitting elements can be extracted from a minute region corresponding to one light-emitting element.

複数の発光素子から生じた光を複数の発光素子からそれぞれ取り出す形態の場合、光学系(レンズ)を通すと色むらが生じてしまい、照明装置や液晶バックライトなどのシステムの光学性能を低下させる原因となる。しかしながら、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、このような色むらを効果的に抑制することが可能となる。また、略同色発光の発光素子を複数用いる形態の場合、輝度むらを効果的に抑制することもできる。   In the case of taking out light generated from a plurality of light emitting elements from each of the plurality of light emitting elements, color unevenness occurs when the optical system (lens) is passed through, thereby reducing the optical performance of a system such as a lighting device or a liquid crystal backlight. Cause. However, according to the light emitting device according to the embodiment of the present invention, such color unevenness can be effectively suppressed. Further, in the case of using a plurality of light emitting elements emitting substantially the same color, uneven luminance can be effectively suppressed.

なお、本発明の実施形態に係る発光装置では、発光ダイオード素子12の上面を発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光を取り出す主光取出し面とする。このようにすれば、複数の発光素子の光を発光ダイオード素子12全体から取り出す場合よりも、光が取り出される領域をより限定することができる。   In the light emitting device according to the embodiment of the present invention, the upper surface of the light emitting diode element 12 is a main light extraction surface from which light from the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 is extracted. In this way, the region from which light is extracted can be more limited than when light from a plurality of light emitting elements is extracted from the entire light emitting diode element 12.

以下、詳細に説明する。   Details will be described below.

[基体]
基体11としては、例えば、配線が設けられた実装用基板を用いることができる。また、キャビティが形成され、リードフレームと、これを一体的に保持する成形体と、を備えるパッケージでもよい。基体11上には、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13とが設けられる。なお、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13とは、基体11の上面に載置することにより基体11上に直接的に設けることもできるし、基体11の上面に載置されたサブマウントなどに載置することにより基体11上に間接的に設けることもできる。
[Substrate]
As the base 11, for example, a mounting substrate provided with wiring can be used. Alternatively, the package may include a lead frame and a molded body that integrally holds the lead frame. A light emitting diode element 12 and an end surface light emitting element 13 are provided on the base 11. The light-emitting diode element 12 and the edge-emitting element 13 can be directly provided on the base 11 by being placed on the top surface of the base 11, a submount placed on the top surface of the base 11, or the like. It can also be indirectly provided on the substrate 11 by placing it on the substrate 11.

[発光ダイオード素子]
(発光ダイオード素子の一例)
発光ダイオード素子12としては、例えば、基板と、素子構造を構成する半導体層と、を備えたものを用いることができる。半導体層の厚みは通常数μm程度であり、半導体層に加えて基板を備えていれば、発光ダイオード素子12全体の厚みが増すため、端面発光型素子13から出射した光が発光ダイオード素子12に入射しやすくなる。
[Light emitting diode element]
(Example of light-emitting diode element)
As the light emitting diode element 12, for example, an element including a substrate and a semiconductor layer constituting an element structure can be used. The thickness of the semiconductor layer is usually about several μm. If the substrate is provided in addition to the semiconductor layer, the thickness of the entire light emitting diode element 12 is increased, so that the light emitted from the edge emitting element 13 is incident on the light emitting diode element 12. Incidence becomes easy.

<半導体層>
半導体層としては、例えば、窒化物半導体層を用いることができる。窒化物半導体は、その組成により、バンドギャップエネルギーを紫外域〜可視・赤外域に相当する範囲で変えることができる。特に、窒化物半導体は、紫外光や青色光など短波長の光を効率良く出射可能な半導体層を構成することができる。このような短波長の光を効率良く出射可能な窒化物半導体層は、緑・赤色光など、それより長波長の光を吸収しにくい。このため、発光ダイオード素子12の半導体層に窒化物半導体層を用いることで、端面発光型素子13の光の吸収による損失を抑えやすく、端面発光型素子13の光を効率良く取り出しやすくすることができる。
<Semiconductor layer>
As the semiconductor layer, for example, a nitride semiconductor layer can be used. The nitride semiconductor can change the band gap energy in a range corresponding to the ultraviolet region to the visible / infrared region depending on its composition. In particular, a nitride semiconductor can constitute a semiconductor layer capable of efficiently emitting short-wavelength light such as ultraviolet light and blue light. Such a nitride semiconductor layer capable of efficiently emitting short-wavelength light is unlikely to absorb longer-wavelength light such as green and red light. For this reason, by using a nitride semiconductor layer for the semiconductor layer of the light emitting diode element 12, it is easy to suppress loss due to light absorption of the edge-emitting element 13 and to easily extract light from the edge-emitting element 13 efficiently. it can.

<基板>
基板としては、透光性基板を用いることが好ましい。また、基板の厚みは、例えば、50μm〜200μmとする。なお、基板は、半導体層を成長させるために用いる成長用基板であってもよいし、半導体層に貼り付けられた基板であってもよい。半導体層に基板を貼り付ける場合は、例えば、リフトオフなどにより半導体層から成長用基板を剥離する。その後、透光性の接着剤を介して、又は熱圧着や表面活性化接合などで直接的に、半導体層に基板を貼り付ければ、光を効率良く取り出しやすい。成長用基板は、例えば、サファイア基板やGaN基板などを用いることができる。半導体層に貼り付けられる基板は、これらに加え、ガラス基板などを用いることができ、蛍光体を含有するものでもよい。
<Board>
As the substrate, a translucent substrate is preferably used. Moreover, the thickness of a board | substrate shall be 50 micrometers-200 micrometers, for example. Note that the substrate may be a growth substrate used for growing the semiconductor layer, or may be a substrate attached to the semiconductor layer. When the substrate is attached to the semiconductor layer, for example, the growth substrate is peeled off from the semiconductor layer by lift-off or the like. After that, if a substrate is attached to the semiconductor layer directly through a light-transmitting adhesive or by thermocompression bonding or surface activation bonding, light can be easily extracted efficiently. As the growth substrate, for example, a sapphire substrate or a GaN substrate can be used. In addition to these, a glass substrate or the like can be used as the substrate attached to the semiconductor layer, and the substrate may contain a phosphor.

(発光ダイオード素子の配置)
発光ダイオード素子12は、様々に配置することができるが、例えば、下記の配置例(その1)や配置例(その2)のように配置すれば、端面発光型素子13から入射される光を発光ダイオード素子12の上面全体から取り出しやすくすることができる。
(Arrangement of light emitting diode elements)
The light emitting diode element 12 can be arranged in various ways. For example, if the light emitting diode element 12 is arranged as in the following arrangement example (part 1) or arrangement example (part 2), the light incident from the edge-emitting element 13 is changed. It can be easily taken out from the entire top surface of the light emitting diode element 12.

<配置例(その1)>
配置例(その1)は、図1(a)に示した配置である。配置例(その1)では、発光ダイオード素子12の平面形状が長辺と短辺とを有する長方形状とされ、この長方形状の短辺側の側面が端面発光型素子13の光出射端面と対向するように発光ダイオード素子12が配置される。
<Arrangement example (1)>
An arrangement example (part 1) is the arrangement shown in FIG. In the arrangement example (No. 1), the planar shape of the light emitting diode element 12 is a rectangular shape having a long side and a short side, and the side surface on the short side of the rectangular shape is opposed to the light emitting end face of the edge-emitting element 13. Thus, the light emitting diode element 12 is arranged.

このようにすれば、発光ダイオード素子12が端面発光型素子13の光軸に平行な方向に長いため、発光ダイオード素子内の広い範囲に端面発光型素子13の光が導光されやすく、発光ダイオード素子12の上面における端面発光型素子13の光強度の均一性を向上させることができる。   In this case, since the light emitting diode element 12 is long in the direction parallel to the optical axis of the end surface light emitting element 13, the light of the end surface light emitting element 13 is easily guided to a wide range in the light emitting diode element. The uniformity of the light intensity of the edge-emitting element 13 on the upper surface of the element 12 can be improved.

<配置例(その2)>
図2は、発光ダイオード素子の配置例(その2)を説明する平面図である。図2に示すように、配置例(その2)では、発光ダイオード素子12の平面形状が長方形状等の多角形状とされ、この多角形状の角が端面発光型素子13の光軸と交わるように発光ダイオード素子12が配置される。
<Arrangement example (2)>
FIG. 2 is a plan view for explaining an arrangement example (No. 2) of the light emitting diode elements. As shown in FIG. 2, in the arrangement example (No. 2), the planar shape of the light emitting diode element 12 is a polygonal shape such as a rectangular shape, and the corners of this polygonal shape intersect with the optical axis of the edge-emitting element 13. A light emitting diode element 12 is arranged.

このようにすれば、端面発光型素子13の光が発光ダイオード素子12の2つの側面に入射し、1つの側面に入射する場合に比べて、発光ダイオード素子内を進行する光の角度成分が多くなるため、発光ダイオード素子12の上面における端面発光型素子13の光強度の均一性を向上させることができる。   In this way, the angle component of the light traveling in the light emitting diode element is larger than that in the case where the light from the edge emitting element 13 is incident on the two side surfaces of the light emitting diode element 12 and incident on one side surface. Therefore, the uniformity of the light intensity of the end surface light emitting element 13 on the upper surface of the light emitting diode element 12 can be improved.

(発光ダイオード素子の形状)
なお、発光ダイオード素子12の側面の少なくとも1つは、その上面に対して傾斜していてもよい。これにより、端面発光型素子13の光が、発光ダイオード素子12の側面で垂直反射されることを抑制し、発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくすることができる。特に、発光ダイオード素子12の側面と上面がなす角度(発光ダイオード素子12を含むほうの角度)が鋭角であることが好ましい。このようにすれば、光が発光ダイオード素子12の上面に向かって効率良く反射するため、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。なお、発光ダイオード素子12の傾斜している側面は、端面発光型素子13に対向する側とは反対側の側面であることが好ましく、すべての側面であることがより好ましい。
(Light-emitting diode element shape)
Note that at least one of the side surfaces of the light emitting diode element 12 may be inclined with respect to the upper surface thereof. Thereby, the light of the edge-emitting element 13 can be prevented from being vertically reflected by the side surface of the light emitting diode element 12, and can be easily extracted from the upper surface of the light emitting diode element 12. In particular, the angle formed between the side surface and the upper surface of the light emitting diode element 12 (the angle including the light emitting diode element 12) is preferably an acute angle. In this way, the light is efficiently reflected toward the upper surface of the light emitting diode element 12, so that the light utilization efficiency of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 can be improved. The inclined side surface of the light emitting diode element 12 is preferably the side surface opposite to the side facing the end surface light emitting element 13, and more preferably all side surfaces.

(発光ダイオード素子の実装)
発光ダイオード素子12は、例えば、正電極と負電極とを同一面側に設け、金バンプなどを用いて基体11にフリップチップ実装することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子12の上面側の電極やワイヤが不要となるため、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。
(Light-emitting diode element mounting)
For example, the light-emitting diode element 12 can be flip-chip mounted on the base 11 using a gold bump or the like by providing a positive electrode and a negative electrode on the same surface side. This eliminates the need for an electrode or wire on the upper surface side of the light emitting diode element 12, thereby improving the light utilization efficiency of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13.

この場合、発光ダイオード素子12の電極としては、例えば、銀、アルミニウム等の高反射性導電材料を用いることができる。このようにすれば、光が電極にて効率良く反射し発光ダイオード素子12の上面に向かうため、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。   In this case, as the electrode of the light emitting diode element 12, for example, a highly reflective conductive material such as silver or aluminum can be used. In this way, light is efficiently reflected by the electrodes and travels toward the upper surface of the light emitting diode element 12, so that the light utilization efficiency of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 can be improved.

また、発光ダイオード素子12の電極の下方(例えば電極と実装用基板との間)には、絶縁性光反射材を充填させることができる。このようにすれば、光が絶縁性光反射材にて効率良く反射し発光ダイオード素子12の上面に向かうため、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。この場合、発光ダイオード素子12の電極は、ITO等の透光性導電材料を用いて透光型電極としてもよい。   Further, an insulating light reflecting material can be filled under the electrode of the light emitting diode element 12 (for example, between the electrode and the mounting substrate). In this way, light is efficiently reflected by the insulating light reflecting material and travels toward the upper surface of the light emitting diode element 12, so that the light utilization efficiency of the light emitting diode element 12 and the edge emitting element 13 can be improved. In this case, the electrode of the light emitting diode element 12 may be a translucent electrode using a translucent conductive material such as ITO.

絶縁性光反射材は、ドットパターン状に設けてもよい。このようにすれば、絶縁性光反射材でそのパターンに応じて光が反射することにより、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させることができる。   The insulating light reflecting material may be provided in a dot pattern. In this way, the light is reflected according to the pattern by the insulating light reflecting material, so that the uniformity of the light intensity on the upper surface of the light emitting diode element 12 can be improved.

なお、発光ダイオード素子12が基板と半導体層を備える場合は、例えば、正電極と負電極とを同一面側に設けたり、正電極と負電極とを反対の面に各々設けたりし、半導体層が上面側となるように実装することもできる。この場合、発光ダイオード素子12の上面側の電極は、ITO等の透光性導電材料を用いて透光型電極とすることが好ましい。なお、上面側の電極は、ワイヤにより基体11の配線やリードフレームに接続される。   In the case where the light emitting diode element 12 includes a substrate and a semiconductor layer, for example, a positive electrode and a negative electrode are provided on the same surface side, or a positive electrode and a negative electrode are provided on opposite surfaces, respectively. It can also be mounted so that is on the upper surface side. In this case, the electrode on the upper surface side of the light emitting diode element 12 is preferably a translucent electrode using a translucent conductive material such as ITO. The electrode on the upper surface side is connected to the wiring of the base 11 and the lead frame by a wire.

(発光ダイオード素子の側面における絶縁性光反射材)
発光ダイオード素子12の側面における少なくとも一部領域には、絶縁性光反射材を設けることができる。特に、発光ダイオード素子12の側面のうち、端面発光型素子13に対向する側とは反対側の側面であることが好ましく、端面発光型素子13に対向する側面以外のすべての側面に絶縁性光反射材を設けることがより好ましい。
(Insulating light reflecting material on the side of the light emitting diode element)
An insulating light reflecting material can be provided in at least a partial region on the side surface of the light emitting diode element 12. In particular, the side surface of the light emitting diode element 12 is preferably the side surface opposite to the side facing the end surface light emitting element 13, and insulating light is applied to all side surfaces other than the side surface facing the end surface light emitting element 13. More preferably, a reflective material is provided.

このようにすれば、発光ダイオード素子12に入射した端面発光型素子13の光が絶縁性光反射材で反射して発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくなるため、端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。また、絶縁性光反射材で反射した光が散乱されるため、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させることができる。   In this case, the light of the edge-emitting element 13 that has entered the light-emitting diode element 12 is easily reflected from the insulating light reflecting material and extracted from the upper surface of the light-emitting diode element 12. Utilization efficiency can be improved. Further, since the light reflected by the insulating light reflecting material is scattered, the uniformity of the light intensity on the upper surface of the light emitting diode element 12 can be improved.

絶縁性光反射材は、透光性部材に配合して接着したり電気泳動電着したりすることにより、発光ダイオード素子12の側面における少なくとも一部領域に固着させる。   The insulating light reflecting material is fixed to at least a partial region on the side surface of the light emitting diode element 12 by being mixed and adhered to the light transmitting member or by electrophoretic electrodeposition.

(発光ダイオード素子の側面における波長選択性材)
発光ダイオード素子12の側面における少なくとも一部領域には、端面発光型素子13の光を透過しその他の光を反射する波長選択性材(例えば誘電体多層膜)を設けることができる。特に、発光ダイオード素子12の側面のうち、端面発光型素子13に対向する側面に波長選択性材を設けることが好ましい。
(Wavelength selective material on the side of the light emitting diode element)
A wavelength-selective material (for example, a dielectric multilayer film) that transmits light from the edge-emitting element 13 and reflects other light can be provided in at least a partial region on the side surface of the light-emitting diode element 12. In particular, it is preferable to provide a wavelength selective material on the side surface of the light emitting diode element 12 facing the end surface light emitting element 13.

このようにすれば、端面発光型素子13の光が波長選択性材を透過して発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくなり、発光ダイオード素子12の光などが波長選択性材で反射して発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくなるため、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。   In this way, the light from the edge-emitting element 13 can be easily extracted from the upper surface of the light emitting diode element 12 through the wavelength selective material, and the light from the light emitting diode element 12 is reflected by the wavelength selective material. Since it becomes easy to take out from the upper surface of the light emitting diode element 12, the light utilization efficiency of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 can be improved.

(光学構造)
<発光ダイオード素子の上面>
発光ダイオード素子12の上面には光学構造を形成することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光が発光ダイオード素子12の上面で進行方向を変え、発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
(Optical structure)
<Top surface of light emitting diode element>
An optical structure can be formed on the upper surface of the light emitting diode element 12. In this way, the light of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 changes its traveling direction on the upper surface of the light emitting diode element 12 and is easily extracted from the upper surface of the light emitting diode element 12. The uniformity of the light intensity can be improved.

基板と半導体層を備えた発光ダイオード素子12を用いて、基板を上面側とする場合は、基板をエッチングやレーザ加工、ブラスト加工で直接加工する方法や、透光性部材を基板に印刷成形する方法などにより、上記の光学構造を形成することができる。   When the light emitting diode element 12 including the substrate and the semiconductor layer is used and the substrate is on the upper surface side, a method of directly processing the substrate by etching, laser processing, or blasting, or a light transmitting member is printed on the substrate. The optical structure can be formed by a method or the like.

また、基板と半導体層を備えた発光ダイオード素子12を用いて、半導体層を上面側とする場合は、発光ダイオード素子12の半導体層や電極をエッチング等で直接加工する方法や、透光性部材を半導体層や電極に印刷成形する方法などにより、上記の光学構造を形成することができる。   Further, when the light emitting diode element 12 including the substrate and the semiconductor layer is used and the semiconductor layer is on the upper surface side, a method of directly processing the semiconductor layer and the electrode of the light emitting diode element 12 by etching or the like, or a translucent member The above-mentioned optical structure can be formed by a method of printing on a semiconductor layer or an electrode.

<発光ダイオード素子の基板における半導体層側の面>
発光ダイオード素子12が基板と半導体層を備える場合には、発光ダイオード素子12の基板における半導体層側の面にも光学構造を形成することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13の光が基板の半導体層側の面で進行方向を変え、発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
<Semiconductor layer side surface of light emitting diode element substrate>
When the light emitting diode element 12 includes a substrate and a semiconductor layer, an optical structure can also be formed on the surface of the substrate of the light emitting diode element 12 on the semiconductor layer side. In this way, the light of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 changes its traveling direction on the surface of the substrate on the semiconductor layer side, and is easily extracted from the upper surface of the light emitting diode element 12. The uniformity of light intensity on the upper surface can be improved.

<発光ダイオード素子の基板内部>
発光ダイオード素子12が基板と半導体層を備える場合には、発光ダイオード素子12の基板内部にも光学構造を形成することができる。このようにすれば、基板内部で光が進行方向を変え、発光ダイオード素子12の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させることができる。この場合の光学構造は、フェムト秒レーザなどを用いて形成することができる。
<Inside of light emitting diode element substrate>
When the light emitting diode element 12 includes a substrate and a semiconductor layer, an optical structure can also be formed inside the substrate of the light emitting diode element 12. This makes it possible to change the traveling direction of light inside the substrate and to be easily extracted from the upper surface of the light emitting diode element 12 and to improve the uniformity of light intensity on the upper surface of the light emitting diode element 12. The optical structure in this case can be formed using a femtosecond laser or the like.

<光学構造の一例>
図3は、光学構造の一例を説明する図である。光学構造としては、例えば、凸及び/又は凹を好ましく用いることができる。凸や凹は、規則的に形成することができるほか、不規則に形成することもできる。規則的に形成される凸や凹としては、例えば、図3(a)に示すレンズや図3(b)に示すプリズムなどの単一の凸や凹から構成されるもののほか、回折格子など、複数の凸や凹がパターンを以て構成されるものを一例として挙げることができる。この複数の凸や凹は各々、上記レンズやプリズムであってもよいし、図3(c)に示す断面視台形状の多面体(側面は傾斜又は湾曲していることが好ましい)のようなものでもよい。また、不規則に形成される凸や凹としては、例えば、粗面化処理された面上の凹凸(図3(d))などを一例として挙げることができる。
<Example of optical structure>
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an optical structure. As the optical structure, for example, convex and / or concave can be preferably used. Convex and concave portions can be formed regularly or irregularly. As the convexes and concaves formed regularly, for example, those composed of a single convex or concave such as a lens shown in FIG. 3A and a prism shown in FIG. An example in which a plurality of protrusions and recesses are configured by a pattern can be given. Each of the plurality of projections and depressions may be the lens or prism described above, or a polyhedron having a trapezoidal cross-sectional view (preferably the side surface is inclined or curved) as shown in FIG. But you can. Examples of irregularly formed protrusions and depressions include, for example, unevenness on the roughened surface (FIG. 3D) and the like.

なお、本発明の実施形態では、複数の凸や凹を構成するパターンとして、様々なパターンを採用することができるが、どのようなパターンを採用するかにより、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を制御することができる。一例を挙げると、本発明の実施形態では、端面発光型素子13から離れるに従って凹や凸の数が減少するパターンを採用することができる一方、増加するパターンも採用することができるが、後者の構成によれば、前者の構成よりも、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性をより向上させることができる。   In the embodiment of the present invention, various patterns can be adopted as a pattern constituting a plurality of projections and depressions. The light intensity on the upper surface of the light emitting diode element 12 depends on what pattern is adopted. Can be controlled. For example, in the embodiment of the present invention, a pattern in which the number of concaves and convexes decreases as the distance from the edge-emitting element 13 decreases, while an increasing pattern can be used. According to the configuration, it is possible to further improve the uniformity of the light intensity on the upper surface of the light emitting diode element 12 as compared with the former configuration.

[端面発光型素子]
(端面発光型素子と指向性)
端面発光型素子13は、指向性のある光を端面から出射する発光素子であり、素子構造を構成する半導体層内に、光出射端面に略垂直な方向に延伸する光導波路を有する。具体的な端面発光型素子13としては、例えば、半導体レーザ素子やスーパールミネッセンス・ダイオードなどの発光素子を用いることができる。これらを用いれば、端面発光型素子13の光を発光ダイオード素子12の側面に効率良く入射させることが可能となる。
[Edge-emitting device]
(Edge-emitting elements and directivity)
The edge-emitting element 13 is a light-emitting element that emits directional light from the end face, and has an optical waveguide that extends in a direction substantially perpendicular to the light-emitting end face in a semiconductor layer constituting the element structure. As the specific edge emitting element 13, for example, a light emitting element such as a semiconductor laser element or a super luminescence diode can be used. If these are used, the light from the edge-emitting element 13 can be efficiently incident on the side surface of the light-emitting diode element 12.

(端面発光型素子から出射する光の波長)
端面発光型素子13の発光波長は、発光ダイオード素子12の発光ピーク波長より長い、ことが好ましい。発光ダイオード素子は、通常、発光ピーク波長より短波長域において、光を極端に吸収しやすくなる。したがって、このようにすれば、端面発光型素子13の光が発光ダイオード素子12に吸収されにくいため、端面発光型素子13の光を発光ダイオード素子12から取り出しやすくなり、端面発光型素子13の光利用効率が向上する。
(Wavelength of light emitted from the edge-emitting element)
The emission wavelength of the edge-emitting element 13 is preferably longer than the emission peak wavelength of the light-emitting diode element 12. In general, the light emitting diode element extremely easily absorbs light in a wavelength region shorter than the emission peak wavelength. Therefore, in this case, the light from the edge-emitting element 13 is not easily absorbed by the light-emitting diode element 12, so that the light from the edge-emitting element 13 can be easily extracted from the light-emitting diode element 12. Use efficiency improves.

[発光ダイオード素子と端面発光型素子との間]
(透光性部材)
発光ダイオード素子12と端面発光型素子13は、透光性部材で接続することができる。このようにすれば、透光性部材が光導波路として作用するため、端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。
[Between light-emitting diode element and edge-emitting element]
(Translucent member)
The light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 can be connected by a translucent member. In this way, since the translucent member acts as an optical waveguide, the light utilization efficiency of the edge-emitting element 13 can be improved.

透光性部材は、例えば、ディスペンサーなどにより発光ダイオード素子12と端面発光型素子13との間に設ける。   The translucent member is provided between the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 by, for example, a dispenser.

透光性部材には、絶縁性光散乱材を含めることができる。このようにすれば、端面発光型素子13の光を絶縁性光散乱材で散乱させて発光ダイオード素子12に入射させることができるため、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させることができる。   The light transmissive member can include an insulating light scattering material. In this way, the light from the edge-emitting element 13 can be scattered by the insulating light scattering material and incident on the light-emitting diode element 12, thereby improving the uniformity of light intensity on the upper surface of the light-emitting diode element 12. be able to.

(光反射材)
発光ダイオード素子12と端面発光型素子13との間の基体11の上面には、光反射材を設けることができる。このようにすれば、端面発光型素子13から下方に出射された光が光反射材により反射され、発光ダイオード素子12に入射するため、端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。
(Light reflecting material)
A light reflecting material can be provided on the upper surface of the base 11 between the light emitting diode element 12 and the edge emitting element 13. In this way, the light emitted downward from the edge-emitting element 13 is reflected by the light reflecting material and enters the light-emitting diode element 12, so that the light utilization efficiency of the edge-emitting element 13 can be improved. .

(光学部品)
発光ダイオード素子12と端面発光型素子13との間には、光学部品を設けることができる。このようにすれば、端面発光型素子13から出射された光の向きを調整できるため、端面発光型素子13の光利用効率を向上させることができる。光学部品としては、例えば、ロッドレンズや光導波路などを用いることができる。
(Optical parts)
An optical component can be provided between the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13. In this way, since the direction of the light emitted from the edge-emitting element 13 can be adjusted, the light utilization efficiency of the edge-emitting element 13 can be improved. For example, a rod lens or an optical waveguide can be used as the optical component.

また、光学部品の上面には、光反射材を設けることが好ましい。このようにすれば、光学部品の上方への光の漏れが抑制されるため、発光ダイオード素子12の側面に光を効率良く入射させることができる。   Moreover, it is preferable to provide a light reflecting material on the upper surface of the optical component. In this way, light leakage upward of the optical component is suppressed, so that light can be efficiently incident on the side surface of the light emitting diode element 12.

[見切り]
(封止材)
発光ダイオード素子12と端面発光型素子13は、発光ダイオード素子12の上面を露出させつつ、絶縁性光反射材を含む封止材で封止することが好ましい。このようにすれば、封止材を見切りとして、発光ダイオード素子12の上面を発光領域として明確に特定することができる。また、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13の光を、封止材で反射させ、発光ダイオード素子12の上面に効率良く導光することができる。
[Closing out]
(Encapsulant)
The light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 are preferably sealed with a sealing material including an insulating light reflecting material while the upper surface of the light emitting diode element 12 is exposed. In this way, it is possible to clearly specify the upper surface of the light emitting diode element 12 as the light emitting region by giving up the sealing material. Further, the light of the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 can be reflected by the sealing material and efficiently guided to the upper surface of the light emitting diode element 12.

なお、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13を透光性部材で接続すると、封止材に含まれてもよい絶縁性光反射材が、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13の間に浸入するのを抑制することができるので、発光装置の組み立てが容易となる。また、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13との間に設けられる上記した光学部品を発光ダイオード素子12と接触または発光ダイオード素子12から10μm未満の距離に配置したり、発光ダイオード素子12と端面発光型素子13とを接触または10μm未満の間隔で配置したりしても、封止材に含まれてもよい絶縁性光反射材が発光ダイオード素子12と端面発光型素子13との間に浸入するのを抑制することができ、発光装置の組み立てが容易となる。   In addition, when the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 are connected by a translucent member, an insulating light reflecting material that may be included in the sealing material is interposed between the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13. Since penetration can be suppressed, the assembly of the light emitting device is facilitated. Further, the above-described optical component provided between the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 is disposed in contact with the light emitting diode element 12 or at a distance of less than 10 μm from the light emitting diode element 12, or the light emitting diode element 12 and the end surface An insulating light reflecting material that may be included in the sealing material even if the light emitting element 13 is in contact with or disposed at an interval of less than 10 μm penetrates between the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13. This makes it possible to prevent the light emitting device from being assembled.

(遮光部材)
図4は、本発明の実施形態に係る発光装置に遮光部材を設けた様子を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は断面図(発光装置を図4(a)中の破線で切断した場合の断面)である。
(Light shielding member)
4A and 4B are views showing a state where a light-shielding member is provided in the light-emitting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view (the light-emitting device is shown in FIG. It is a cross section when cut by a broken line in the middle).

図4に示すように、発光ダイオード素子12の上面には、該上面の周縁に沿って遮光部材14を設けることもできる。このようにすれば、遮光部材14を見切りとして、発光ダイオード素子12の上面を発光領域として明確に特定することができる。なお、遮光部材14は、銀やアルミニウム等を枠状にスパッタしたり、絶縁性光反射材から成る枠状の部材を実装したり、することなどにより設けることができる。また、遮光部材14は、発光ダイオード素子12及び端面発光型素子13を封止材で封止する際、発光ダイオード素子12の上面に封止材が流れてくることを抑制することもできる。   As shown in FIG. 4, a light shielding member 14 may be provided on the upper surface of the light emitting diode element 12 along the periphery of the upper surface. In this way, it is possible to clearly specify the upper surface of the light emitting diode element 12 as the light emitting region with the light shielding member 14 being parted. The light shielding member 14 can be provided by sputtering silver or aluminum in a frame shape, or mounting a frame member made of an insulating light reflecting material. Further, the light shielding member 14 can also prevent the sealing material from flowing on the upper surface of the light emitting diode element 12 when the light emitting diode element 12 and the end surface light emitting element 13 are sealed with the sealing material.

[複数の端面発光型素子]
端面発光型素子13は、複数設けることができる。このようにすれば、それぞれの端面発光型素子13として異なる波長の光を出射する素子を用いることで、容易に多波長化することができる。また、電力を複数の端面発光型素子13に分けて投入することが可能となるため、熱源(端面発光型素子13)を分散することができる。
[Multiple edge-emitting devices]
A plurality of edge-emitting elements 13 can be provided. In this way, it is possible to easily increase the number of wavelengths by using elements that emit light of different wavelengths as the respective edge-emitting elements 13. In addition, since it is possible to supply power separately to the plurality of edge-emitting elements 13, the heat source (edge-emitting element 13) can be dispersed.

なお、発光波長が緑と赤である2つの端面発光型素子13と、発光波長が青である1つの発光ダイオード素子12とを設ければ、白色光源を容易に得ることができる。   A white light source can be easily obtained by providing two end surface light emitting elements 13 whose emission wavelengths are green and red and one light emitting diode element 12 whose emission wavelength is blue.

図5は、複数の端面発光型素子が異なる方向から発光ダイオード素子に光を出射するように配置された様子の一例を示す平面図である。   FIG. 5 is a plan view showing an example of a state in which a plurality of end surface light emitting elements are arranged to emit light to the light emitting diode elements from different directions.

図5に示すように、複数の端面発光型素子13は、異なる方向から発光ダイオード素子12に光を出射するように配置することができる。このようにすれば、より熱源が分散できると共に、多波長化が容易になる。特に、上面視において、複数の端面発光型素子13の光軸が発光ダイオード素子12内で交差するように配置することが好ましい。これにより、発光ダイオード素子12の上面における光強度の均一性を向上させやすい。   As shown in FIG. 5, the plurality of end surface light emitting elements 13 can be arranged to emit light to the light emitting diode elements 12 from different directions. In this way, the heat source can be more dispersed and multi-wavelength can be easily achieved. In particular, it is preferable that the plurality of end surface light emitting elements 13 are arranged so that the optical axes of the end surface light emitting elements 13 intersect in the light emitting diode element 12 in a top view. Thereby, it is easy to improve the uniformity of the light intensity on the upper surface of the light emitting diode element 12.

また、このとき、発光ダイオード素子12の1つの側面に対して1つの端面発光型素子13を対応させて配置してもよい。このようにすれば、熱源を分散しやすく、また各端面発光型素子13の発光波長が異なる場合、波長選択性材を設けやすく光の利用効率を向上させやすい。   At this time, one end surface light emitting element 13 may be arranged corresponding to one side surface of the light emitting diode element 12. In this way, it is easy to disperse the heat source, and when the emission wavelengths of the end surface light emitting elements 13 are different, it is easy to provide a wavelength selective material and to improve the light utilization efficiency.

一方、発光ダイオード素子12の1つの側面に対して複数の端面発光型素子13を対応させて配置してもよい。このようにすれば、複数の端面発光型素子13の光を一括して発光ダイオード素子12に導光することができ、発光装置の小型化を図ることができる。   On the other hand, a plurality of end surface light emitting elements 13 may be arranged corresponding to one side surface of the light emitting diode element 12. In this way, the light from the plurality of end surface light emitting elements 13 can be collectively guided to the light emitting diode element 12, and the light emitting device can be downsized.

[蛍光体を含む波長変換部材]
発光ダイオード素子12の上面には、蛍光体を含む波長変換部材を設けることができる。このようにすれば、発光ダイオード素子12や端面発光型素子13の光を波長変換することができるため、多波長化が容易になる。
[Wavelength conversion member containing phosphor]
A wavelength conversion member including a phosphor can be provided on the upper surface of the light emitting diode element 12. In this way, the wavelength of light from the light-emitting diode element 12 and the edge-emitting element 13 can be converted, so that it is easy to increase the number of wavelengths.

蛍光体は、例えば、透光性部材に配合して接着したり電気泳動電着したりすることにより、発光ダイオード素子12の上面に固着させる。蛍光体は、発光ダイオード素子12の光により励起されるものであればよい。   The phosphor is fixed to the upper surface of the light-emitting diode element 12 by, for example, blending with a translucent member and bonding or electrophoretic electrodeposition. The phosphor may be any material that is excited by the light from the light emitting diode element 12.

また、発光波長が青である1つの発光ダイオード素子12と、発光波長が赤である1つの端面発光型素子13と、発光波長が黄である蛍光体と、を設ければ、発光ダイオード素子12と蛍光体から得られる白色光に赤味を追加できるようになり、演色性のより高い発光が可能となる。   Further, if one light emitting diode element 12 whose emission wavelength is blue, one end light emitting element 13 whose emission wavelength is red, and a phosphor whose emission wavelength is yellow, a light emitting diode element 12 is provided. In addition, redness can be added to the white light obtained from the phosphor, and light emission with higher color rendering can be achieved.

[各種部材]
以上本発明の実施形態に係る発光装置について説明したが、上記で説明した絶縁性光反射材、光反射材、透光性部材、絶縁性光散乱材、及び蛍光体としては、例えば、次のものを用いることができる。
[Various materials]
Although the light emitting device according to the embodiment of the present invention has been described above, the insulating light reflecting material, the light reflecting material, the light transmitting member, the insulating light scattering material, and the phosphor described above include, for example, the following: Things can be used.

(絶縁性光反射材)
絶縁性光反射材としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウムの無機粉末、またはそれらの混合物を用いることができる。
(Insulating light reflector)
As the insulating light reflecting material, for example, inorganic powder of silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, calcium carbonate, barium sulfate, or a mixture thereof can be used.

(光反射材)
光反射材としては、前述の絶縁性光反射材に加えて、例えば、アルミニウムや銀の金属系反射材を用いることできる。
(Light reflecting material)
As the light reflecting material, in addition to the insulating light reflecting material described above, for example, a metallic reflecting material such as aluminum or silver can be used.

(透光性部材)
透光性部材としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ガラス前駆体、またはそれらの混合物を用いることができる。
(Translucent member)
As the translucent member, for example, an alicyclic epoxy resin, a silicone resin, a fluororesin, a glass precursor, or a mixture thereof can be used.

(絶縁性光散乱材)
絶縁性光散乱材としては、例えば、シリコーンやアクリルの樹脂製微粒子、若しくは中空ガラスビーズ、若しくは二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸鉛、硫酸バリウム、硫化亜鉛の無機粉末、またはそれらの混合物を用いることができる。
(Insulating light scattering material)
Examples of the insulating light scattering material include silicon or acrylic resin fine particles, hollow glass beads, or inorganic powders of silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, aluminum oxide, zinc oxide, lead carbonate, barium sulfate, and zinc sulfide. Or mixtures thereof.

(蛍光体)
蛍光体としては、例えば、YAG、TAG、シリケート系の蛍光体を用いることができる。
(Phosphor)
As the phosphor, for example, YAG, TAG, and silicate phosphors can be used.

図6は、本発明の実施例1に係る発光装置の組立方法を示す図である。なお、一部の図については、平面図に加えて、断面図(発光装置を平面図中の破線で切断した場合の断面)も記載している。   FIG. 6 is a diagram illustrating an assembling method of the light emitting device according to the first embodiment of the invention. Note that some drawings include a cross-sectional view (a cross section when the light-emitting device is cut along a broken line in the plan view) in addition to the plan view.

まず、図6(a)に示すように、配線101付きの実装用基板102に半導体レーザ素子103を金錫半田にて実装し、半導体レーザ素子103の上面電極と配線101とをワイヤ104により接続する。   First, as shown in FIG. 6A, the semiconductor laser element 103 is mounted on the mounting substrate 102 with the wiring 101 by gold tin solder, and the upper surface electrode of the semiconductor laser element 103 and the wiring 101 are connected by the wire 104. To do.

次に、図6(b)に示すように、発光ダイオード素子105を、導電接着剤、半田ペースト、または超音波接合にて、実装用基板102にフリップチップ実装する。この際、発光ダイオード素子105の両電極と配線101との間にはバンプ(図示せず)が存在する。なお、発光ダイオード素子105は、平面形状が長辺と短辺とを有する長方形状であり、この長方形状の短辺側の側面が半導体レーザ素子103の光出射端面と対向するように配置される。   Next, as shown in FIG. 6B, the light-emitting diode element 105 is flip-chip mounted on the mounting substrate 102 by conductive adhesive, solder paste, or ultrasonic bonding. At this time, bumps (not shown) exist between both electrodes of the light emitting diode element 105 and the wiring 101. The light emitting diode element 105 has a rectangular shape having a long side and a short side in a planar shape, and is arranged so that the side surface on the short side of the rectangular shape faces the light emitting end face of the semiconductor laser element 103. .

次に、図6(c)に示すように、透光性部材106を半導体レーザ素子103と発光ダイオード素子105の間に塗布する。なお、透光性部材106にはシリコーン樹脂を用いる。   Next, as shown in FIG. 6C, a translucent member 106 is applied between the semiconductor laser element 103 and the light emitting diode element 105. Note that a silicone resin is used for the translucent member 106.

次に、図6(d)に示すように、実装用基板102上に樹脂を枠状に塗布したり枠状の部材を実装したりしてダム材107を設け、キャビティ108を形成する。   Next, as shown in FIG. 6 (d), a dam material 107 is provided by applying resin in a frame shape or mounting a frame-like member on the mounting substrate 102 to form a cavity 108.

次に、図6(e)に示すように、キャビティ108に絶縁性光反射材を含む封止材109を充填する。封止材109としてはシリコーン樹脂を用い、絶縁性光反射材には二酸化チタンを用いる。封止材109は、少なくとも発光ダイオード素子105の側面の途中まで、好ましくは側面の略全てを覆うようにする。このようにすれば、発光ダイオード素子105の上面を発光領域として明確に特定しやすくすることができる。なお、封止材109の表面は、略平坦若しくは窪んだり実装用基板102側に傾斜したりしていることが好ましい。このようにすれば、発光ダイオード素子105の上面が、封止材109の表面に対して突出する又は封止材109の表面と略同一面となるので、封止材109による出射光の遮光を抑制することができる。また、半導体レーザ素子103のワイヤ104は封止材109の中に埋めることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 6E, the cavity 108 is filled with a sealing material 109 containing an insulating light reflecting material. Silicone resin is used as the sealing material 109, and titanium dioxide is used as the insulating light reflecting material. The sealing material 109 covers at least the middle of the side surface of the light emitting diode element 105, and preferably covers substantially all of the side surface. In this way, the upper surface of the light emitting diode element 105 can be clearly specified as the light emitting region. Note that the surface of the sealing material 109 is preferably substantially flat or depressed, or inclined toward the mounting substrate 102 side. In this way, the upper surface of the light emitting diode element 105 protrudes from the surface of the encapsulant 109 or is substantially flush with the surface of the encapsulant 109, so that the emitted light can be blocked by the encapsulant 109. Can be suppressed. In addition, the wire 104 of the semiconductor laser element 103 is preferably embedded in the sealing material 109.

このようにして組み立てた本発明の実施例1に係る発光装置は、たとえば、次表に示す1〜3のように構成することができる。なお、表1中、LDは半導体レーザ素子103であり、LEDは発光ダイオード素子105である。なお、LDとLEDは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。また、表1中の構成(3)において、LDの発光波長は、青色域において、LEDの発光ピーク波長より長いことが好ましい。

Figure 2013016564
The light-emitting device according to Example 1 of the present invention thus assembled can be configured, for example, as shown in 1-3 shown in the following table. In Table 1, LD is the semiconductor laser element 103, and LED is the light emitting diode element 105. Note that the LD and the LED can emit light simultaneously or independently. Moreover, in the structure (3) in Table 1, it is preferable that the light emission wavelength of LD is longer than the light emission peak wavelength of LED in a blue region.
Figure 2013016564

なお、本発明の実施例1に係る発光装置では、図6(f)に示すように、半導体レーザ素子103を発光ダイオード素子105に接触するように、もしくは10μm未満の距離に配置することもできる。このようにすれば、より効率良く半導体レーザ素子103の光を利用することができ、また、透光性部材106の塗布を省略して封止材109を充填しても、半導体レーザ素子103の光を発光ダイオード素子105に結合させやすい。   In the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6 (f), the semiconductor laser element 103 can be placed in contact with the light emitting diode element 105 or at a distance of less than 10 μm. . In this way, the light of the semiconductor laser element 103 can be used more efficiently, and even if the sealing material 109 is filled without applying the translucent member 106, the semiconductor laser element 103 It is easy to couple light to the light emitting diode element 105.

また、本発明の実施例1に係る発光装置は、実装用基板102に半導体レーザ素子103と発光ダイオード素子105を実装した後(図6(b)参照)、図6(g)に示すように、窓ガラス110付のキャップ111を被せて用いることもできる。   Further, in the light emitting device according to Example 1 of the present invention, after the semiconductor laser element 103 and the light emitting diode element 105 are mounted on the mounting substrate 102 (see FIG. 6B), as shown in FIG. The cap 111 with the window glass 110 can be put on and used.

図7は、本発明の実施例2に係る発光装置を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は断面図(発光装置を図7(a)中の破線で切断した場合の断面)である。   7A and 7B are diagrams showing a light-emitting device according to Example 2 of the present invention, where FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a cross-sectional view (the light-emitting device is cut by a broken line in FIG. 7A). In the case).

本発明の実施例2に係る発光装置は、波長変換部材112が発光ダイオード素子105の上面に設けられたものである点で、本発明の実施例1に係る発光装置と相違する。波長変換部材112は、蛍光体を配合したシリコーン樹脂を印刷したものである。   The light emitting device according to the second embodiment of the present invention is different from the light emitting device according to the first embodiment of the present invention in that the wavelength conversion member 112 is provided on the upper surface of the light emitting diode element 105. The wavelength conversion member 112 is obtained by printing a silicone resin containing a phosphor.

このようにして組み立てた本発明の実施例2に係る発光装置は、たとえば、次表に示す1、2のように構成することができる。なお、表2中、LDは半導体レーザ素子103であり、LEDは発光ダイオード素子105である。なお、表2中の構成(1)において、LDとLEDは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。同時に発光させて、発光波長が赤のLDの光強度だけを変化させることで、演色性を変えることができる。また、表2中の構成(2)において、LDの発光波長は、青色域において、LEDの発光ピーク波長より長いことが好ましい。

Figure 2013016564
The light-emitting device according to Example 2 of the present invention thus assembled can be configured as shown in 1 and 2 shown in the following table, for example. In Table 2, LD is the semiconductor laser element 103, and LED is the light emitting diode element 105. In the configuration (1) in Table 2, the LD and the LED can emit light simultaneously or independently. By simultaneously emitting light and changing only the light intensity of the LD whose emission wavelength is red, the color rendering property can be changed. Further, in the configuration (2) in Table 2, the emission wavelength of the LD is preferably longer than the emission peak wavelength of the LED in the blue region.
Figure 2013016564

なお、波長変換部材112としては、蛍光体を配合したシリコーン樹脂を印刷するほか、蛍光体を配合した固形体(シリコーン樹脂やガラス材料)などを実装することもできる。   As the wavelength conversion member 112, in addition to printing a silicone resin blended with a phosphor, a solid body (silicone resin or glass material) blended with a phosphor can be mounted.

また、上記では、波長変換部材112の上面と側面が露出する形態について説明したが、波長変換部材112を発光ダイオード素子105上に載せた後、絶縁性光反射材を含む封止材で封止することにより、波長変換部材112の側面も封止材で覆われるようにしてもよい。このとき、波長変換部材112の上面は封止材から露出されている。   In the above description, the upper and side surfaces of the wavelength conversion member 112 are exposed. However, after the wavelength conversion member 112 is placed on the light emitting diode element 105, the wavelength conversion member 112 is sealed with a sealing material including an insulating light reflecting material. By doing so, the side surface of the wavelength conversion member 112 may also be covered with the sealing material. At this time, the upper surface of the wavelength conversion member 112 is exposed from the sealing material.

図8は、本発明の実施例3に係る発光装置を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は断面図(発光装置を図8(a)中の破線で切断した場合の断面)である。なお、図8(a)の平面図において、半導体レーザ素子103と透光性部材106とは破線により透過的に描いている。   8A and 8B are diagrams showing a light-emitting device according to Example 3 of the present invention, where FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view (the light-emitting device is cut by a broken line in FIG. 8A). In the case). In the plan view of FIG. 8A, the semiconductor laser element 103 and the translucent member 106 are drawn transparently by broken lines.

本発明の実施例3に係る発光装置は、3つの半導体レーザ素子103を備える点で、本発明の実施例1に係る発光装置と相違する。   The light emitting device according to the third embodiment of the present invention is different from the light emitting device according to the first embodiment of the present invention in that it includes three semiconductor laser elements 103.

このようにして組み立てた本発明の実施例3に係る発光装置は、たとえば、次表に示す1、2のように構成することができる。なお、表3中、LDは半導体レーザ素子103であり、LEDは発光ダイオード素子105である。なお、各LDとLEDは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。また、表3中の構成(2)において、各LDの発光波長は、青色域において、LEDの発光ピーク波長より長いことが好ましい。

Figure 2013016564
The light-emitting device according to Example 3 of the present invention thus assembled can be configured, for example, as shown in 1 and 2 shown in the following table. In Table 3, LD is the semiconductor laser element 103, and LED is the light emitting diode element 105. Each LD and LED can emit light simultaneously or independently. In the configuration (2) in Table 3, the emission wavelength of each LD is preferably longer than the emission peak wavelength of the LED in the blue region.
Figure 2013016564

以上説明した本発明の実施例1〜実施例3に係る発光装置は、複数の素子から出射する光の波長を適宜選択することにより、様々な用途に用いることができる。例えば、複数の素子から赤、緑、青の光を出射させる場合は、照明装置、液晶のバックライト、携帯ストロボ、CIS式スキャナ、アミューズメント(パチンコ等の光装飾)、自発光ディスプレイ、投射型ディスプレイ(ピコプロジェクタ、プロジェクタ他)、網膜走査ディスプレイ等に用いることができる。   The light emitting devices according to the first to third embodiments of the present invention described above can be used for various applications by appropriately selecting the wavelengths of light emitted from a plurality of elements. For example, when emitting red, green and blue light from multiple elements, lighting device, liquid crystal backlight, portable strobe, CIS scanner, amusement (light decoration such as pachinko), self-luminous display, projection display (Pico projector, projector, etc.), retinal scanning display, etc.

以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment and the Example of this invention were described, these description is related to an example of this invention, and this invention is not limited at all by these description.

11 基体
12 発光ダイオード素子
13 端面発光型素子
14 遮光部材
101 配線
102 実装用基板
103 半導体レーザ素子
104 ワイヤ
105 発光ダイオード素子
106 透光性部材
107 ダム材
108 キャビティ
109 封止材
110 窓ガラス
111 キャップ
112 波長変換部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base body 12 Light emitting diode element 13 End surface light emitting element 14 Light shielding member 101 Wiring 102 Mounting substrate 103 Semiconductor laser element 104 Wire 105 Light emitting diode element 106 Translucent member 107 Dam material 108 Cavity 109 Sealing material 110 Window glass 111 Cap 112 Wavelength conversion member

Claims (10)

基体と、
前記基体上に設けられた端面発光型素子と、
前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、
を備え、
前記端面発光型素子が前記発光ダイオード素子の側方に設けられた、
ことを特徴とする発光装置。
A substrate;
An edge-emitting element provided on the substrate;
A light emitting diode element provided on the base so as to cross an axis substantially perpendicular to the light emitting end face starting from the inside of the light emitting end face of the end face light emitting element;
With
The edge-emitting element is provided on a side of the light-emitting diode element;
A light emitting device characterized by that.
前記端面発光型素子の発光波長は、前記発光ダイオード素子の発光ピーク波長より長い、ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein an emission wavelength of the edge-emitting element is longer than an emission peak wavelength of the light emitting diode element. 前記発光ダイオード素子は、その平面形状が長辺と短辺とを有する長方形状であって、該長方形状の短辺側の側面が前記端面発光型素子の光出射端面と対向するように配置される、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。   The light emitting diode element has a rectangular shape having a long side and a short side in a planar shape, and the side surface on the short side of the rectangular shape is arranged to face the light emitting end face of the end surface light emitting element. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is a light emitting device. 前記発光ダイオード素子は、その平面形状が多角形状であって、該多角形状の角が前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように配置される、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。   The light emitting diode element is arranged so that the planar shape thereof is a polygonal shape, and the corner of the polygonal shape intersects with an axis substantially perpendicular to the light emitting end face starting from the inside of the light emitting end face of the end face light emitting element. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is a light emitting device. 前記端面発光型素子を複数備えた、ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発光装置。   The light-emitting device according to claim 1, comprising a plurality of the edge-emitting elements. 前記複数の端面発光型素子が異なる方向から前記発光ダイオード素子に光を出射する、ことを特徴とする請求項5に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 5, wherein the plurality of end surface light emitting elements emit light to the light emitting diode elements from different directions. 前記発光ダイオード素子は、基板と、素子構造を構成する半導体層と、を備え、
該発光ダイオード素子の上面、前記基板における前記半導体層側の面、前記基板内部のいずれかに、光学構造を備える、ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発光装置。
The light emitting diode element includes a substrate and a semiconductor layer constituting an element structure,
7. The optical structure according to claim 1, further comprising an optical structure on any one of an upper surface of the light emitting diode element, a surface of the substrate on the side of the semiconductor layer, and the inside of the substrate. Light emitting device.
前記発光ダイオード素子と前記端面発光型素子とは、前記発光ダイオード素子の上面を露出させつつ、絶縁性光反射材を含む封止材で封止される、ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の発光装置。   The said light emitting diode element and the said edge-emitting element are sealed with the sealing material containing an insulating light reflection material, exposing the upper surface of the said light emitting diode element. Item 8. The light emitting device according to any one of Item 7. 前記発光ダイオード素子の上面には、該上面の周縁に沿って遮光部材が設けられる、ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の発光装置。   9. The light emitting device according to claim 1, wherein a light shielding member is provided on an upper surface of the light emitting diode element along a periphery of the upper surface. 前記発光ダイオード素子の上面には、該発光ダイオード素子の光により励起される蛍光体を含む波長変換部材が設けられる、ことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の発光装置。   The wavelength conversion member containing the fluorescent substance excited by the light of this light emitting diode element is provided in the upper surface of the said light emitting diode element, The any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. Light emitting device.
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