JP2015233088A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光色の異なる複数種の発光素子を有する発光装置であって、光取出効率が高く、かつ光源部分の径が小さい発光装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に実装された第１の発光素子１３と、基板１１上に第１の発光素子１３を囲うように形成された環状の透明なダム１５と、基板１１上のダム１５の内部に実装された、第１の発光素子１３よりもピーク発光波長が短い第２の発光素子１４と、ダム１５の内側に充填され、第１の発光素子１３を封止する封止材１９と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。
従来の発光装置として、環状の枠体と、枠体の内側に形成された環状の透明壁と、透明壁の内側及び内部に実装された赤色ＬＥＤと、枠体の内側かつ透明壁の外側の領域に実装された青色ＬＥＤを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の発光装置においては、枠体の内側かつ透明壁の外側の領域に充填される封止材と、透明壁の内側に充填される封止材は、透明壁に隔てられて互いに混入することがないため、一方にのみ蛍光体を含ませること、又は互いに異なる種類の蛍光体を含ませることができる。
特開２０１３−５１３７５号公報
本発明の目的の一つは、発光色の異なる複数種の発光素子を有する発光装置であって、光取出効率が高く、かつ光源部分の径が小さい発光装置を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［５］の発光装置を提供する。
［１］基板と、前記基板上に実装された第１の発光素子と、前記基板上に前記第１の発光素子を囲うように形成された環状の透明なダムと、前記基板上の前記ダムの内部に実装された、前記第１の発光素子よりもピーク発光波長が短い第２の発光素子と、前記ダムの内側に充填され、前記第１の発光素子を封止する封止材と、を有する、発光装置。
［２］前記第２の発光素子の発光色が紫色である、前記［１］に記載の発光装置。
［３］前記ダムが蛍光体を含まない、前記［１］又は［２］に記載の発光装置。
［４］前記封止材が、蛍光体を含み、前記第２の発光素子のピーク発光波長が、前記封止材に含まれる蛍光体の吸収スペクトルの波長範囲外にある、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光装置。
［５］前記ダムがフィラーを含む、前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光装置。
本発明によれば、発光色の異なる複数種の発光素子を有する発光装置であって、光取出効率が高く、かつ光源部分の径が小さい発光装置を提供することができる。
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置の上面図である。 図２は、図１の鎖線Ａ−Ａに沿った発光装置の垂直断面図である。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置１０の上面図である。図２は、図１の鎖線Ａ−Ａに沿った発光装置１０の垂直断面図である。
発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に実装された第１の発光素子１３と、基板１１上に第１の発光素子１３を囲うように形成された環状の透明なダム１５と、基板１１上のダム１５の内部に実装された、第１の発光素子１３よりもピーク発光波長が短い第２の発光素子１４と、ダム１５の内側に充填され、第１の発光素子１３を封止する封止材１９と、を有する。
発光装置１０は、配線を有する基板１１上に第１の発光素子１３及び第２の発光素子１４が実装された、チップオンボード（ＣＯＢ）型の発光装置である。
基板１１は、例えば、表面にアルミニウムの陽極酸化皮膜である陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム基板である。基板１１の上面のダム１５の内側を除く領域は絶縁層１２に覆われている。絶縁層１２は、ガラスエポキシ、ポリイミド等の絶縁材料からなる。
基板１１は、ダム１５の内側に露出したワイヤーボンディング用端子１６と、ダム１５の外側に形成された外部接続端子１７を有する。ワイヤーボンディング用端子１６と外部接続端子１７は、絶縁層１２下を通る配線電極１８を介して接続される。外部接続端子１７には外部電源が接続される。
第１の発光素子１３及び第２の発光素子１４は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザーダイオードであり、例えば、各素子は図示しないボンディングワイヤーで接続される。また、ボンディングワイヤーによる連結の端部に位置する素子は、ボンディングワイヤーを介してワイヤーボンディング用端子１６に接続される。
なお、第１の発光素子１３及び第２の発光素子１４の配置、及びボンディングワイヤーの配線パターンは限定されない。例えば、第１の発光素子１３の群と第２の発光素子１４の群は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよい。
上述のように、第２の発光素子１４のピーク発光波長は、第１の発光素子１３のピーク発光波長よりも短い。次の表１に、第１の発光素子１３の発光色と第２の発光素子１４の発光色の組み合わせの例を示す。なお、“青＋緑＋赤”、“青＋緑＋黄＋赤”、“青＋黄＋赤”、“青＋黄”、“緑＋赤”、“黄＋赤”は、複数種の色の異なる発光素子が第１の発光素子１３として用いられることを示している。
Figure 2015233088
第２の発光素子１４の発光波長は、第１の発光素子１３の発光波長よりも短いため、第２の発光素子１４が第１の発光素子１３と同様にダム１５の内側に実装されると、第２の発光素子１４から発せられた光が第１の発光素子１３に吸収され、減衰しやすい。また、封止材１９が蛍光体を含む場合は、蛍光体にも吸収されるため、より減衰しやすい。
本実施の形態の発光装置１０においては、第２の発光素子１４がダム１５の内部に実装されているため、第１の発光素子１３や封止材１９中の蛍光体の吸収による第２の発光素子１４の発する光の減衰が小さい。
例えば、第２の発光素子１４の発光色が紫色（例えば波長３８０〜４２０ｎｍ）である場合、発光装置１０の発光色が白色であれば、紫色が発光装置１０の発する光の演色性を高め、ワイシャツ等の白い物を綺麗に見せることができる。紫色の波長は短いが、発光装置１０によれば、上述のように減衰を抑えることができる。
このように、演色性が高い白色光を高効率で発するためには、ダム１５の内側の領域を白色発光領域とし、ダム１５内の環状の領域を紫色発光領域とすることが好ましい。ダム１５の内側の領域を白色発光領域とするためには、白色光を発するための複数種の発光素子（例えば青色発光素子と黄色発光素子）で第１の発光素子１３を構成するか、又は第１の発光素子１３と封止材１９に含まれる蛍光体の組み合わせを、白色光を発することができるもの（例えば青色発光素子と黄色蛍光体）にすればよい。ダム１５内の領域を紫色発光領域とするためには、紫色発光素子を第２の発光素子１４として用いればよい。
ダム１５は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂からなる。ダム１５は、酸化チタン等の白色染料を含まず、透明である。また、第２の発光素子１４から発せられた光の蛍光体による吸収を抑えるため、ダム１５は、蛍光体を含まないことが好ましい。
なお、ダム１５は、チクソトロピー性を増加させるためのフィラーを含むことが好ましい。ダム１５がフィラーを含むことにより、硬化前にダム１５の形が崩れることを抑制できる。
封止剤１９は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂からなる。また、封止剤１９は、ＳｉＯ２等からなる光を散乱させるためのフィラーや、蛍光体の粒子を含んでもよい。
封止剤１９が蛍光体を含む場合は、第２の発光素子１４のピーク発光波長が、その蛍光体の吸収スペクトルの波長範囲外にあることが好ましい。これにより、第２の発光素子１４から発せられた光の蛍光体による吸収を抑えることができる。なお、この封止材１９に含まれる蛍光体が蛍光を発するため、当然ながら、第１の発光素子１３の少なくとも一部の素子のピーク発光波長は、この蛍光体の吸収スペクトルの波長範囲内にある。
例えば、第１の発光素子１３の発光色が青色で、第２の発光素子１４の発光色が紫色である場合は、封止剤１９中の蛍光体としてＹＡＧ蛍光体を用いることができる。ＹＡＧ蛍光体は、ドーパントの種類により、青色光を吸収し、紫色光を吸収しないような吸収スペクトルを有することができる。この場合、発光装置１０は、高効率で白色光を発することができる。
（実施の形態の効果）
上記実施の形態の発光装置１０によれば、発光波長の短い第２の発光素子１４を発光波長の長い第１の発光素子１３と異なる領域に実装することにより、第１の発光素子１３や封止材１９に含まれる蛍光体による第２の発光素子１４から発せられる光の吸収を抑えて、光取出効率を向上させることができる。
また、第２の発光素子１４をダム１５の内部に実装することにより、発光装置１０の光源部分の径を小さくすることができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
１０ 発光装置
１１ 基板
１３ 第１の発光素子
１４ 第２の発光素子
１５ ダム
１９ 封止材

Claims (5)

  1. 基板と、
    前記基板上に実装された第１の発光素子と、
    前記基板上に前記第１の発光素子を囲うように形成された環状の透明なダムと、
    前記基板上の前記ダムの内部に実装された、前記第１の発光素子よりもピーク発光波長が短い第２の発光素子と、
    前記ダムの内側に充填され、前記第１の発光素子を封止する封止材と、
    を有する、発光装置。
  2. 前記第２の発光素子の発光色が紫色である、
    請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記ダムが蛍光体を含まない、
    請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記封止材が、蛍光体を含み、
    前記第２の発光素子のピーク発光波長が、前記封止材に含まれる蛍光体の吸収スペクトルの波長範囲外にある、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 前記ダムがフィラーを含む、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
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