JP2017098414A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発光装置に関し、特に発光素子を利用した発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device, and particularly to a light emitting device using a light emitting element.
近年、発光素子として発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」とも称する）を利用した発光装置の高効率化が推進されている。 In recent years, higher efficiency of light emitting devices using light emitting diodes (hereinafter also referred to as “LEDs”) as light emitting elements has been promoted.
ＬＥＤは、Ｐ型とＮ型の半導体の接合によって構成されており、接合部に電圧が印加されることにより接合部において電子と正孔が結合し、半導体のバンドギャップに相当するエネルギーの光を放出する半導体素子である。 An LED is composed of a junction of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor. When a voltage is applied to the junction, electrons and holes are combined at the junction, and light having energy corresponding to the band gap of the semiconductor is emitted. It is a semiconductor device that emits.
ＬＥＤは、既存の白熱電球と比較して、小型化、軽量化が可能であり、発熱が少なく、寿命が長く、高速の応答が可能であるという長所を有し、照明等の種々の発光装置として利用されている。 Compared with existing incandescent bulbs, LEDs can be reduced in size and weight, have less heat generation, have a long life, and can respond at high speed. It is used as.
ＬＥＤを利用した発光装置は、一般的に、ＬＥＤのチップと、そのチップを覆うことで保護する封止層とを含み、ＬＥＤから放出された光は、封止層の表面から外部に放射される。しかし、封止層の屈折率が大気の屈折率と比較して大きいため、ＬＥＤから放出された光の比較的多くの部分が、封止層と大気との界面において封止層側に反射されることにより、発光装置としての高効率化が妨げられている。 A light-emitting device using an LED generally includes an LED chip and a sealing layer that is protected by covering the chip, and light emitted from the LED is emitted to the outside from the surface of the sealing layer. The However, since the refractive index of the sealing layer is larger than the refractive index of the atmosphere, a relatively large part of the light emitted from the LED is reflected to the sealing layer side at the interface between the sealing layer and the atmosphere. This hinders high efficiency as a light emitting device.
発光装置の高効率化を実現する先行技術としては特許文献１および特許文献２に記載されたものがある。特許文献１には、ＬＥＤ上に形成されたカプセルの表面に複数の角錐等の突起からなるテクスチャを備え、ＬＥＤから放出された光が臨界角より小さい角度でテクスチャの表面に入射させることで反射する光を少なくし、光出力を増加させることが記載されている。特許文献２には、ＬＥＤを封止する樹脂層上に複数の角錐等の突起を形成することで、突起の内側に向かって反射する光を低減し、突起の外側に向かって照射される光を増大することで光取り出し効率を向上させることが記載されている。 Prior arts for realizing high efficiency of the light emitting device include those described in Patent Document 1 and Patent Document 2. Patent Document 1 includes a texture formed of a plurality of projections such as a pyramid on the surface of a capsule formed on an LED, and the light emitted from the LED is reflected by being incident on the texture surface at an angle smaller than the critical angle. It is described that the light output is reduced and the light output is increased. In Patent Document 2, light that is reflected toward the inside of the protrusion is reduced by forming a plurality of protrusions such as pyramids on the resin layer that seals the LED, and light that is irradiated toward the outside of the protrusion. It is described that the light extraction efficiency is improved by increasing.
しかし、ＬＥＤから放出される光の封止層表面への入射角度は広い範囲に分布する。したがって、単に封止層表面に角錐等の突起を形成したとしても、突起の表面に入射したＬＥＤからの光の多くは一部または全部が反射し、反射した光は、発光装置からの光の照射方向とは逆方向に戻り、封止層に含まれる蛍光体との衝突等により減衰する。上記先行技術は、突起の表面で反射して戻る光を発光装置からの放射光として効率的に取り出していないという問題がある。 However, the incident angle of the light emitted from the LED onto the surface of the sealing layer is distributed over a wide range. Therefore, even if a projection such as a pyramid is simply formed on the surface of the sealing layer, most or all of the light from the LED incident on the surface of the projection is reflected, and the reflected light is reflected by the light from the light emitting device. It returns to the direction opposite to the irradiation direction, and attenuates due to collision with the phosphor contained in the sealing layer. The prior art has a problem that light reflected and returned from the surface of the protrusion is not efficiently extracted as radiated light from the light emitting device.
また、ＬＥＤから放出される光は、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する方向の強度が最も高くなるが、上記先行技術は、当該範囲の入射角で封止層表面に入射する光を発光装置からの放射光として適切に取り出していないという問題もある。 Further, the light emitted from the LED has the highest intensity in the direction of incidence at an incident angle in the range of about 45 ° with respect to the surface of the sealing layer. There is also a problem that light incident on the surface is not properly taken out as emitted light from the light emitting device.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。すなわち、断面が三角形状であって、当該三角形状の封止層側から最も遠位の頂点から底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する同心円の複数のリッジ構造を、封止層上のテクスチャ層の表面に設ける。これにより、リッジ構造の表面で反射する光の反射方向を発光装置からの光の照射方向に向けることができるため、テクスチャ層内における反射光を効率的に取り出すことで発光装置の高効率化を実現できる。さらに、ＬＥＤから放出される光のうち強度が最も高い、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する光のリッジ構造の表面での全反射を抑制できるため、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。 The present invention has been made to solve such problems. That is, each of the shapes having a triangular cross section, and an angle formed by a perpendicular line extending from the most distal apex to the base side from the triangular sealing layer side and an apex side is 40 degrees or less, respectively. A plurality of concentric ridge structures are provided on the surface of the texture layer on the sealing layer. As a result, the direction of light reflected from the surface of the ridge structure can be directed to the direction of light irradiation from the light emitting device, so that the efficiency of the light emitting device can be improved by efficiently extracting the reflected light in the texture layer. realizable. Furthermore, since the total intensity of light incident at an incident angle in the range of about 45 ° with respect to the sealing layer surface, which has the highest intensity among the light emitted from the LED, can be suppressed on the surface of the ridge structure, Higher efficiency can be realized.
本発明の上記課題は、以下の手段によって解決される。 The above-described problems of the present invention are solved by the following means.
基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆う封止層と、前記封止層上に配置されたテクスチャ層と、を有し、前記テクスチャ層の表面は同心円の複数のリッジ構造を有し、前記リッジ構造の前記同心円の半径方向の断面は、三角形状であって、前記三角形状の前記封止層側から最も遠位にある頂点から前記頂点と対向する底辺に下した垂線と、前記頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する、発光装置。 A light-emitting element disposed on the substrate; a sealing layer covering the light-emitting element; and a texture layer disposed on the sealing layer, wherein the texture layer has a plurality of concentric ridge structures. The concentric radial cross section of the ridge structure has a triangular shape, and a perpendicular line extending from a vertex most distal to the sealing layer side of the triangular shape to a base opposite to the vertex. The light emitting device has a shape in which an angle formed by each of the sides forming the vertex is 40 degrees or less.
断面が三角形状であって、当該三角形状の封止層側から最も遠位の頂点から底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する同心円の複数のリッジ構造を、封止層上のテクスチャ層の表面に設ける。これにより、リッジ構造の表面で反射する光の反射方向を発光装置からの光の照射方向に向けることができるため、テクスチャ層内における反射光を効率的に取り出すことで発光装置の高効率化を実現できる。さらに、ＬＥＤから放出される光のうち強度が最も高い、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する光のリッジ構造の表面での全反射を抑制できるため、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。 Concentric circles each having a triangular cross section, each having an angle formed by a perpendicular line extending from the most distal vertex to the bottom side from the triangular sealing layer side and a side forming the vertex is 40 degrees or less. Are provided on the surface of the texture layer on the sealing layer. As a result, the direction of light reflected from the surface of the ridge structure can be directed to the direction of light irradiation from the light emitting device, so that the efficiency of the light emitting device can be improved by efficiently extracting the reflected light in the texture layer. realizable. Furthermore, since the total intensity of light incident at an incident angle in the range of about 45 ° with respect to the sealing layer surface, which has the highest intensity among the light emitted from the LED, can be suppressed on the surface of the ridge structure, Higher efficiency can be realized.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る発光装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、本明細書において、一の層と他の層（大気を含む）との界面を当該一の層の表面と記載する。 Note that in this specification, an interface between one layer and another layer (including the atmosphere) is referred to as a surface of the one layer.
また、図面において、各要素の寸法および比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 In the drawings, the dimensions and ratios of the elements are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from actual ratios.
図１は、本実施形態に係る発光装置の構造を示す上面図および断面図である。図１のＡは発光装置１００の上面図であり、図１のＢは、当該上面図のＡ−Ａ’における断面図である。図１には、発光装置１００の構造の例としてＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造が示されている。 FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view showing the structure of the light emitting device according to this embodiment. 1A is a top view of the light emitting device 100, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along A-A 'of the top view. FIG. 1 shows a COB (Chip On Board) structure as an example of the structure of the light emitting device 100.
発光装置１００は、基板１０１、モールドフレーム１０２、ＬＥＤ１０３、封止層１０４、およびテクスチャ層１０５を有する。 The light emitting device 100 includes a substrate 101, a mold frame 102, an LED 103, a sealing layer 104, and a texture layer 105.
基板１０１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、アルミニウム（Ａｌ）、またはシリコン（Ｓｉ）の板状体、または、アルミニウムの板状体上にアルミナおよび／またはシリコン（Ｓｉ）の層を設けたものにより構成され得る。基板１０１上には、各ＬＥＤ１０３にそれぞれ電力を供給するための図示しない電極が設けられ得る。 The substrate 101 is an alumina (Al 2 O 3 ), aluminum (Al), or silicon (Si) plate, or an aluminum and / or silicon (Si) layer provided on an aluminum plate Can be configured. On the substrate 101, electrodes (not shown) for supplying power to the LEDs 103 may be provided.
モールドフレーム１０２は、基板１０１上に設けられた円状の壁であり、ＬＥＤ１０３を覆う封止層１０４を形成する際、封止層１０４の材料であるシリコーン樹脂等をせき止めるためのダムとして機能する。これにより、モールドフレーム１０２は、モールドフレーム１０２の内部に配置された封止層１０４を囲むように構成される。モールドフレーム１０２は、ＬＥＤ１０３から放出された光を反射してテクスチャ層１０５の表面から光を外部に放射させるように光の向きを調整する機能を有する。モールドフレーム１０２は、アルミナおよび／またはシリコーン樹脂を用いて構成され得る。 The mold frame 102 is a circular wall provided on the substrate 101, and functions as a dam for clogging a silicone resin or the like, which is a material of the sealing layer 104, when the sealing layer 104 covering the LED 103 is formed. . Thus, the mold frame 102 is configured to surround the sealing layer 104 disposed inside the mold frame 102. The mold frame 102 has a function of adjusting the direction of light so that light emitted from the LED 103 is reflected and light is emitted from the surface of the texture layer 105 to the outside. The mold frame 102 can be configured using alumina and / or silicone resin.
ＬＥＤ１０３は、発光素子を構成し、青色光の光エネルギーに相当するバンドギャップを有する半導体を用いて構成された発光ダイオードのチップであり得る。ＬＥＤ１０３は、順方向に電圧が印加されることにより青色光を放出する。発光装置１００に実装されるＬＥＤ１０３の数は限定されず、単数であっても複数であってもよい。ＬＥＤ１０３は、図示しないボンディングワイヤおよび配線を介して上述した電極に接続され得る。 The LED 103 may be a light-emitting diode chip that includes a semiconductor that forms a light-emitting element and has a band gap corresponding to the light energy of blue light. The LED 103 emits blue light when a voltage is applied in the forward direction. The number of LEDs 103 mounted on the light emitting device 100 is not limited, and may be single or plural. The LED 103 can be connected to the electrodes described above via bonding wires and wirings (not shown).
封止層１０４はＬＥＤ１０３を覆うことでＬＥＤ１０３を保護する。封止層１０４には、熱硬化性樹脂が用いられることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびフェノール樹脂の少なくともいずれか一つ以上が用いられ得る。封止層１０４の屈折率は、１．３５以上で１．９未満とされ得る。 The sealing layer 104 protects the LED 103 by covering the LED 103. A thermosetting resin can be used for the sealing layer 104. For example, at least one of a silicone resin, an epoxy resin, and a phenol resin can be used. The refractive index of the sealing layer 104 may be 1.35 or more and less than 1.9.
封止層１０４には、例えば、光が入射することで赤色光よび緑色光をそれぞれ放出する赤色蛍光体および緑色蛍光体が分散されることで包含され得る。 For example, the sealing layer 104 may be included by dispersing a red phosphor and a green phosphor that emit red light and green light, respectively, when light enters.
赤色蛍光体としては、特に限定されないが、例えば、カズン（ＣＡＳＮ）赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）が用いられ得る。緑色蛍光体としては、特に限定されないが、例えば、ベータサイアロン（β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ）が用いられ得る。 The red phosphor is not particularly limited, for example, Cousins (CASN) red phosphor (CaAlSiN 3: Eu) may be used. Although it does not specifically limit as a green fluorescent substance, For example, a beta sialon ((beta) -sialon: Eu) can be used.
ＬＥＤ１０３から放出された青色光と、各蛍光体から放出される赤色光および緑色光とが混合されることにより、白色光が発光装置１００から放射される。 White light is emitted from the light emitting device 100 by mixing blue light emitted from the LED 103 with red light and green light emitted from each phosphor.
なお、蛍光体として、赤色蛍光体および緑色蛍光体に代えて黄色蛍光体が用いられ得る。黄色蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）が用いられ得る。 As the phosphor, a yellow phosphor can be used instead of the red phosphor and the green phosphor. For example, yttrium aluminum garnet (YAG) may be used as the yellow phosphor.
テクスチャ層１０５は、封止層１０４上に配置され、表面に同心円の複数のリッジ構造１０５ａを有する。リッジ構造とは、線状に盛り上がった凸状の構造である。 The texture layer 105 is disposed on the sealing layer 104 and has a plurality of concentric ridge structures 105a on the surface. The ridge structure is a convex structure that rises linearly.
テクスチャ層１０５には、熱硬化性樹脂が用いられることができ、例えば、シリコーン樹脂等のポリシロキサン結合を有する組成物、エポキシ樹脂、およびフェノール樹脂の少なくともいずれか一つ以上が用いられ得る。 For the texture layer 105, a thermosetting resin can be used. For example, at least one of a composition having a polysiloxane bond such as a silicone resin, an epoxy resin, and a phenol resin can be used.
テクスチャ層１０５は、厚さを２ｍｍとした場合の５５０ｎｍの波長の光に対する光透過率が７０％となるように構成することが望ましい。これにより、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。 The texture layer 105 is desirably configured so that the light transmittance with respect to light having a wavelength of 550 nm is 70% when the thickness is 2 mm. Thereby, the further efficiency improvement of a light-emitting device is realizable.
同心円の各リッジ構造１０５ａの当該同心円の半径方向Ｖｒの断面（以下、「リッジ構造の断面」と称する）は、三角形状を有する。そして、当該三角形状の封止層１０４側から最も遠位にある頂点から当該頂点と対向する底辺に下した垂線と当該頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下に構成される。 Section in the radial direction V r of the concentric of each ridge structure 105a concentric (hereinafter, referred to as "cross-section of the ridge structure") has a triangular shape. And the angle which the perpendicular | vertical line and the edge | side which make | forms the said vertex made from the vertex farthest from the triangle-shaped sealing layer 104 side to the base opposite to the said vertex are comprised below 40 degree | times.
図２は、リッジ構造の断面について説明するための説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a cross section of the ridge structure.
図２のＡには、リッジ構造１０５ａの断面の三角形状ＡＢＣの封止層１０４側から最も遠位にある頂点Ａから頂点Ａと対向する底辺ｃに下した垂線ｄと、頂点Ａをなす辺ａおよび辺ｂとがそれぞれなす角度θ１および角度θ２が示されている。角度θ１および角度θ２は、４０度以下とされる。 2A shows a perpendicular line d extending from the vertex A that is farthest from the sealing layer 104 side of the triangular ABC in the cross section of the ridge structure 105a to the base c that faces the vertex A, and the side that forms the vertex A. An angle θ 1 and an angle θ 2 formed by a and side b are shown. The angle θ 1 and the angle θ 2 are 40 degrees or less.
図２のＢには、特に、リッジ構造の断面の三角形状ＡＢＣが直角三角形である場合が示されている。この場合は、辺ｂと垂線ｄ（垂線ｄは辺ｂと重なる）とがなす角度θ２は０度となる。 FIG. 2B particularly shows the case where the triangular ABC of the cross section of the ridge structure is a right triangle. In this case, an angle θ 2 formed by the side b and the perpendicular d (the perpendicular d overlaps the side b) is 0 degree.
リッジ構造の断面の三角形状において、角度θ１および角度θ２を４０度以下とする理由について説明する。 The reason why the angle θ 1 and the angle θ 2 are 40 degrees or less in the triangular shape of the cross section of the ridge structure will be described.
図３は、ＬＥＤから放出される光の封止層表面への入射角度と光強度との分布のグラフを示す図である。グラフの縦軸は、封止層に入射される光の入射角度ごとの強度を、封止層１０４に入射される光全体の強度に対する割合として示している。図３には、ＬＥＤ１０３の数およびパッケージサイズの異なる２つの発光装置Ｙ、Ｔについての分布が示されている。 FIG. 3 is a diagram showing a graph of the distribution of light incident from the LED on the surface of the sealing layer and the light intensity. The vertical axis of the graph indicates the intensity for each incident angle of light incident on the sealing layer as a ratio to the intensity of the entire light incident on the sealing layer 104. FIG. 3 shows the distribution of two light emitting devices Y and T having different numbers of LEDs 103 and different package sizes.
図３に示すように、ＬＥＤ１０３から放出される光の封止層１０４表面への入射角度は、両装置とも０度〜９０度まで広い範囲に分布し、入射角度が４５度近傍の範囲において光強度が最も高くなる。 As shown in FIG. 3, the incident angle of the light emitted from the LED 103 to the surface of the sealing layer 104 is distributed over a wide range from 0 to 90 degrees in both devices, and the light is incident in the range where the incident angle is around 45 degrees. Strength is highest.
したがって、入射角度が４５度近傍の範囲の光をリッジ構造１０５ａの表面から発光装置１００の外部に放射させるためにリッジ構造の断面である三角形状における角度θ１、θ２が調整されることが望ましい。すなわち、入射角度が４５度近傍の範囲の光のリッジ構造１０５ａの斜面（辺ａまたは辺ｂを含む面）に対する入射角がより小さくなるように角度θ１、θ２を調整し、当該斜面で全反射しにくくすることが望ましい。 Therefore, the angles θ 1 and θ 2 in the triangular shape, which is a cross section of the ridge structure, are adjusted in order to radiate light having an incident angle in the vicinity of 45 degrees from the surface of the ridge structure 105a to the outside of the light emitting device 100. desirable. That is, the angles θ 1 and θ 2 are adjusted so that the incident angle with respect to the slope (surface including side a or side b) of the light ridge structure 105a in the range where the incident angle is in the vicinity of 45 degrees is smaller. It is desirable to prevent total reflection.
さらに、ＬＥＤ１０３から放出された光のうちリッジ構造１０５ａの表面で反射される戻り光の向きを、発光装置１００からの光の照射方向（図１の矢印の方向）に向けて、発光装置１００からの放射光として取り出せるように角度θ１、θ２を調整することが望ましい。このためには、リッジ構造の断面の三角形状において、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることが必要となる。 Furthermore, the direction of the return light reflected from the surface of the ridge structure 105a out of the light emitted from the LED 103 is directed from the light emitting device 100 in the direction of irradiation of light from the light emitting device 100 (the direction of the arrow in FIG. 1). It is desirable to adjust the angles θ 1 and θ 2 so that they can be extracted as the emitted light. For this purpose, in the triangular shape of the cross section of the ridge structure, it is necessary that the angle θ 1 and the angle θ 2 be 40 degrees or less.
角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、図３に破線で示された、表面にリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５を設けない場合の取出し可能な光の範囲を、実線で示された、当該テクスチャ層１０５を設けた場合の取出し可能な光の範囲まで拡大できる。 By setting the angle θ 1 and the angle θ 2 to 40 degrees or less, the range of light that can be extracted when the texture layer 105 having the ridge structure 105a on the surface is not provided, which is indicated by a broken line in FIG. The range of light that can be extracted when the texture layer 105 is provided can be expanded.
図４は、角度θ１および角度θ２を４０度以下とした場合と、４０度より大きくした場合の戻り光の向きを比較して示す説明図である。図４のＡは、角度θ１および角度θ２を４０度以下とした場合の戻り光の向きを示している。図４のＢは、角度θ１および角度θ２を４０度より大きくした場合の戻り光の向きを示している。 FIG. 4 is an explanatory diagram comparing the directions of return light when the angle θ 1 and the angle θ 2 are 40 degrees or less and when the angle θ 1 is larger than 40 degrees. FIG. 4A shows the direction of the return light when the angle θ 1 and the angle θ 2 are 40 degrees or less. FIG. 4B shows the direction of the return light when the angle θ 1 and the angle θ 2 are larger than 40 degrees.
図４のＡに示すように、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、ＬＥＤ１０３から放出されリッジ構造１０５ａに入射した光ｉ１がリッジ構造１０５ａの表面ｆｂで反射された戻り光ｉ２の向きを、発光装置１００からの光の照射方向に向けることができる。すなわち、ＬＥＤ１０３から放出された光がリッジ構造１０５ａ内で反射されたとしても、封止層１０４の方向に光が戻ることを防止し、封止層１０４において蛍光体等と衝突することによる光の減衰を抑制できる。 As shown in FIG. 4A, by setting the angle θ 1 and the angle θ 2 to 40 degrees or less, the light i 1 emitted from the LED 103 and incident on the ridge structure 105a is reflected by the surface f b of the ridge structure 105a. The direction of the return light i 2 can be directed to the irradiation direction of the light from the light emitting device 100. That is, even if the light emitted from the LED 103 is reflected in the ridge structure 105a, the light is prevented from returning in the direction of the sealing layer 104, and light caused by colliding with the phosphor or the like in the sealing layer 104 is prevented. Attenuation can be suppressed.
一方、図４のＢに示すように、角度θ１および角度θ２を４０度より大きくすると、戻り光ｉ２の向きは、発光装置１００からの光の照射方向とは逆方向に向かう。さらに、戻り光ｉ２は光リッジ構造１０５ａの表面で反射され、反射された戻り光ｉ３は、破線の丸で囲まれて示されるように、封止層１０４の方向に向かい、封止層１０４において蛍光体等と衝突することで減衰し得る。封止層１０４内に戻った光は、蛍光体との衝突およびモールドフレーム１０２による反射等により、再度、発光装置１００からの光の照射方向に向かい、発光装置１００から外部に放射され得るが、蛍光体との衝突等により減衰するため、光取り出し効率が低下する。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the angle θ 1 and the angle θ 2 are larger than 40 degrees, the direction of the return light i 2 is opposite to the light irradiation direction from the light emitting device 100. Further, the return light i 2 is reflected by the surface of the optical ridge structure 105a, and the reflected return light i 3 is directed toward the sealing layer 104 as shown by being surrounded by a broken-line circle, In 104, it can be attenuated by colliding with a phosphor or the like. The light returning into the sealing layer 104 can be emitted again from the light emitting device 100 toward the irradiation direction of the light from the light emitting device 100 due to collision with the phosphor, reflection by the mold frame 102, and the like. Since the light is attenuated by collision with the phosphor, the light extraction efficiency is lowered.
したがって、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、リッジ構造１０５ａの表面ｆｂで反射された戻り光ｉ２の向きを発光装置１００からの光の照射方向に向けることができるため、戻り光の反射による光の減衰を抑制して光取り出し効率を増大できる。 Therefore, by setting the angle θ 1 and the angle θ 2 to 40 degrees or less, the direction of the return light i 2 reflected by the surface f b of the ridge structure 105 a can be directed to the light irradiation direction from the light emitting device 100. Therefore, the light extraction efficiency can be increased by suppressing the attenuation of light due to reflection of the return light.
なお、上述したように、ＬＥＤ１０３から放出される光の封止層表面への入射角度は０度〜９０度まで広い範囲に分布する。このため、角度θ１および角度θ２を４０度以下としても、ＬＥＤ１０３から放出されるすべての光について戻り光の向きを発光装置１００からの光の照射方向に向けることはできない。しかし、少なくとも、戻り光の向きが発光装置１００からの光の照射方向となる光の割合を増大させることができる。 As described above, the incident angle of the light emitted from the LED 103 to the surface of the sealing layer is distributed over a wide range from 0 degrees to 90 degrees. For this reason, even if the angle θ 1 and the angle θ 2 are set to 40 degrees or less, the direction of the return light cannot be directed to the light irradiation direction from the light emitting device 100 for all the light emitted from the LED 103. However, at least the proportion of light whose return light direction is the direction of light irradiation from the light emitting device 100 can be increased.
また、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、リッジ構造１０５ａの表面に入射する光のリッジ構造１０５ａの表面に対する入射角を小さくすることができるため、リッジ構造１０５ａの表面における全反射を抑制し、光取出し効率を増大させることができる。 Also, by setting the angle θ 1 and the angle θ 2 to 40 degrees or less, the incident angle of the light incident on the surface of the ridge structure 105a with respect to the surface of the ridge structure 105a can be reduced. Total reflection can be suppressed and the light extraction efficiency can be increased.
図５は、リッジ構造の断面が直角三角形である場合の角度θ１と発光装置の光取出し効率比との関係の測定結果を示す図である。当該直角三角形は、同心円のリッジ構造１０５ａの当該同心円の中心に対し外側に、底辺と直角をなす辺が位置する。光取出し効率比とは、テクスチャ層１０５を設けない場合の光取出し効率に対する被測定装置の光取出し効率の比である。 Figure 5 is a graph showing measurement results of a relationship between light extraction efficiency ratio of the angle theta 1 and the light emitting device when the cross section of the ridge structure is a right triangle. In the right triangle, a side perpendicular to the base is located outside the center of the concentric circle of the concentric ridge structure 105a. The light extraction efficiency ratio is the ratio of the light extraction efficiency of the device under test to the light extraction efficiency when the texture layer 105 is not provided.
図５に示すように、角度θ１を４０度以下とすることにより、光取出し効率比が顕著に増加することが判る。 As shown in FIG. 5, it can be seen that the light extraction efficiency ratio is remarkably increased by setting the angle θ 1 to 40 degrees or less.
リッジ構造の断面は、同心円のリッジ構造１０５ａの当該同心円の中心に対し外側に、底辺と直角をなす辺が位置する直角三角形であることが望ましい。これにより、光取出し効率がさらに向上され発光装置のさらなる高効率化を実現できることが確認されている。さらに、当該直角三角形の底辺と直角をなす辺を含むリッジ構造１０５ａの表面が、封止層１０４の表面に対し垂直に配置され、当該リッジ構造１０５ａの表面において光が反射されるため、リッジ構造１０５ａを設けることによる配光特性の変動を抑制できる。 The cross-section of the ridge structure is preferably a right triangle in which a side perpendicular to the bottom is positioned outside the center of the concentric ridge structure 105a. As a result, it has been confirmed that the light extraction efficiency can be further improved, and further improvement in the efficiency of the light emitting device can be realized. Further, the surface of the ridge structure 105a including the side perpendicular to the bottom of the right triangle is arranged perpendicular to the surface of the sealing layer 104, and light is reflected on the surface of the ridge structure 105a. Variation in light distribution characteristics due to provision of 105a can be suppressed.
図１に戻り、テクスチャ層１０５は、封止層１０４の表面の面積の８０％以上に配置され、かつ、同心円のリッジ構造の当該同心円の中心を含む、封止層１０４の表面の一部の領域Ｓにおいて配置されないことが望ましい。これにより、リッジ構造１０５ａを形成するための金型の、領域Ｓに対応する部分に金型を厚さ方向に貫通する貫通孔を設け、当該貫通孔から真空引きを行い得る。当該真空引きを行うことで金型のリッジ構造１０５ａに対応する部分にテクスチャ層１０５の材料を隙間なく先端まで充填できる。特に、金型の表面に離型剤を塗布する場合は、離型剤とテクスチャ層１０５の材料との表面自由エネルギーの差により、離型剤とテクスチャ層１０５の材料との間に隙間が発生しやすくなる。この場合であっても、金型の領域Ｓに対応する部分に設けられた貫通孔から真空引きを行うことで、離型剤とテクスチャ層１０５の材料との間に隙間が発生することを防止し、リッジ構造１０５ａの頂点Ａが欠けること等による装置の歩留低下を抑制することができる。 Returning to FIG. 1, the texture layer 105 is disposed on 80% or more of the surface area of the sealing layer 104 and includes a part of the surface of the sealing layer 104 including the center of the concentric circle of the concentric ridge structure. It is desirable that they are not arranged in the region S. Accordingly, a through hole that penetrates the mold in the thickness direction can be provided in a portion corresponding to the region S of the mold for forming the ridge structure 105a, and vacuuming can be performed from the through hole. By performing the evacuation, the material corresponding to the ridge structure 105a of the mold can be filled with the material of the texture layer 105 to the tip without any gap. In particular, when a release agent is applied to the mold surface, a gap is generated between the release agent and the material of the texture layer 105 due to the difference in surface free energy between the release agent and the material of the texture layer 105. It becomes easy to do. Even in this case, it is possible to prevent a gap from being generated between the release agent and the material of the texture layer 105 by evacuating from a through hole provided in a portion corresponding to the region S of the mold. In addition, it is possible to suppress the yield reduction of the device due to the lack of the apex A of the ridge structure 105a.
テクスチャ層１０５を有さない領域Ｓを設ける場合に、封止層１０４の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層１０５を設ける理由について説明する。 The reason why the texture layer 105 is provided in 80% or more of the surface area of the sealing layer 104 when the region S without the texture layer 105 is provided will be described.
図６は、封止層の表面のテクスチャ層を有さない領域の表面全体に対する面積割合である中心部面積割合と、光取出し効率比との関係の測定結果を示す図である。図６には、ＬＥＤ１０３の数およびパッケージサイズの異なる２つの発光装置Ａ、Ｂについての測定結果が示されている。 FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of the relationship between the area ratio of the central portion, which is the area ratio of the region of the sealing layer having no texture layer to the entire surface, and the light extraction efficiency ratio. FIG. 6 shows the measurement results for two light emitting devices A and B having different numbers of LEDs 103 and different package sizes.
図６に示すように、中心部面積割合が２０％を超えると光取出し効率比が顕著に低下する。したがって、リッジ構造１０５ａの同心円の中心を含む、封止層１０４表面の一部においてテクスチャ層１０５を有さない領域Ｓを設け、かつ、封止層１０４の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層１０５を設ける。これにより、光取出し効率を低下させずに、リッジ構造１０５ａの成型性を向上して装置の歩留向上を実現できる。 As shown in FIG. 6, when the central area ratio exceeds 20%, the light extraction efficiency ratio is significantly reduced. Therefore, a region S that does not have the texture layer 105 is provided in a part of the surface of the sealing layer 104 including the center of the concentric circle of the ridge structure 105a, and the texture layer is formed in 80% or more of the surface area of the sealing layer 104 105 is provided. As a result, the yield of the apparatus can be improved by improving the moldability of the ridge structure 105a without lowering the light extraction efficiency.
発光装置１００の製造方法について説明する。 A method for manufacturing the light emitting device 100 will be described.
図７は、発光装置の製造方法の第１実施形態を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a first embodiment of a method for manufacturing a light emitting device.
図７のＡに示すように、基板１０１上にモールドフレーム１０２が設けられてなるパッケージ内に、ＬＥＤ１０３が実装された後、ＬＥＤ１０３を覆うように、蛍光体の粉末を含むシリコーン樹脂の封止材１０６が塗布される。 As shown in FIG. 7A, after the LED 103 is mounted in a package in which a mold frame 102 is provided on a substrate 101, a silicone resin encapsulant containing phosphor powder so as to cover the LED 103. 106 is applied.
図７のＢに示すように、１００μｍピッチの複数のリッジ構造１０５ａを形成するための金型１０７の表面に図示しない離型剤が塗布され、１５０℃で３０分間加熱されることで離型剤が乾燥された後、リッジ構造１０５ａの材料であるシリコーン樹脂１０８が離型剤上に塗布される。シリコーン樹脂１０８には蛍光体が包含されていない。その後、シリコーン樹脂１０８は、５０℃の真空雰囲気で５〜３０分間乾燥されて粘度が低下される。 As shown in FIG. 7B, a release agent (not shown) is applied to the surface of a mold 107 for forming a plurality of ridge structures 105a with a pitch of 100 μm, and is heated at 150 ° C. for 30 minutes to release the release agent. Is dried, a silicone resin 108 as a material of the ridge structure 105a is applied on the release agent. The silicone resin 108 does not include a phosphor. Thereafter, the silicone resin 108 is dried in a vacuum atmosphere at 50 ° C. for 5 to 30 minutes to reduce the viscosity.
図７のＣに示すように、金型１０７の表面と封止材１０６の上面とが対面されて、金型１０７の表面上に塗布されたシリコーン樹脂１０８と封止材１０６とが密着される。このとき封止材１０６は熱硬化されていないため、封止材１０６の上面を鉛直上方向に向け、金型１０７の表面を鉛直下方向に向けた状態で、シリコーン樹脂１０８と封止材１０６とが密着される。シリコーン樹脂１０８と封止材１０６とが密着される際に積層された金型１０７および基板１０１は、０．１〜１ＭＰａで加圧されるとともに１５０℃で３０分間加熱される。これにより、封止材１０６が熱硬化されて封止層１０４が形成されるとともに、金型１０７の構造内にシリコーン樹脂１０８が十分に充填された状態でシリコーン樹脂１０８が熱硬化される。 As shown in FIG. 7C, the surface of the mold 107 and the upper surface of the sealing material 106 face each other, and the silicone resin 108 applied on the surface of the mold 107 and the sealing material 106 are in close contact with each other. . At this time, since the sealing material 106 is not thermally cured, the silicone resin 108 and the sealing material 106 are placed in a state where the upper surface of the sealing material 106 is directed vertically upward and the surface of the mold 107 is directed vertically downward. And are in close contact. The mold 107 and the substrate 101 laminated when the silicone resin 108 and the sealing material 106 are brought into close contact with each other are pressurized at 0.1 to 1 MPa and heated at 150 ° C. for 30 minutes. As a result, the sealing material 106 is thermally cured to form the sealing layer 104, and the silicone resin 108 is thermally cured with the silicone resin 108 sufficiently filled in the structure of the mold 107.
図７のＤに示すように、封止材１０６およびシリコーン樹脂１０８が同時に熱硬化された後、シリコーン樹脂１０８が金型１０７から剥離されることで、封止層１０４の表面にリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５が形成される。 As shown in FIG. 7D, after the sealing material 106 and the silicone resin 108 are thermally cured at the same time, the silicone resin 108 is peeled off from the mold 107, whereby the ridge structure 105a is formed on the surface of the sealing layer 104. The texture layer 105 is formed.
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法によれば、封止層１０４およびリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５の形成の際の熱硬化を同時に行う。これにより、発光装置１００の製造時間を短縮できる。さらに、封止層１０４とテクスチャ層１０５の熱硬化とが実質的に同時に行われることで、封止像１０４とテクスチャ層１０５との間に界面ができることを防止して、当該界面における光の減衰を予防できる。 According to the method for manufacturing the light emitting device 100 according to the first embodiment, thermosetting is simultaneously performed when forming the sealing layer 104 and the texture layer 105 having the ridge structure 105a. Thereby, the manufacturing time of the light-emitting device 100 can be shortened. Furthermore, the thermal curing of the sealing layer 104 and the texture layer 105 is performed substantially simultaneously, thereby preventing an interface from being formed between the sealed image 104 and the texture layer 105, and attenuation of light at the interface. Can be prevented.
なお、封止材１０６が熱硬化されて封止層１０４が形成された後に、封止層１０４と金型１０７の表面上に塗布されたシリコーン樹脂１０８とが密着されてシリコーン樹脂１０８が熱硬化されることで封止層１０４上にリッジ構造１０５ａが形成されてもよい。これにより、リッジ構造１０５ａ内に封止材１０６に含まれる蛍光体が拡散する可能性をより低減し、封止層１０４にのみ蛍光体を含み、テクスチャ層１０５には蛍光体を含まない構成の発光装置１００を製造できる。封止層１０４にのみ蛍光体を含み、テクスチャ層１０５には蛍光体を含まない構成とすることで、蛍光体と衝突することによる光強度の低下が抑制されて、より確実に装置の効率向上を実現できる。 In addition, after the sealing material 106 is thermally cured to form the sealing layer 104, the sealing layer 104 and the silicone resin 108 applied on the surface of the mold 107 are brought into close contact with each other, so that the silicone resin 108 is thermally cured. By doing so, the ridge structure 105 a may be formed on the sealing layer 104. Thereby, the possibility that the phosphor contained in the sealing material 106 diffuses into the ridge structure 105a is further reduced, and the phosphor is contained only in the sealing layer 104, and the texture layer 105 does not contain the phosphor. The light emitting device 100 can be manufactured. By including the phosphor only in the sealing layer 104 and not including the phosphor in the texture layer 105, a decrease in light intensity due to collision with the phosphor is suppressed, and the efficiency of the apparatus is more reliably improved. Can be realized.
図８は、発光装置の製造方法の第２実施形態を示す図であり、図９は、当該製造方法により製造される発光装置の構造を示す上面図および断面図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a second embodiment of a method for manufacturing a light emitting device, and FIG. 9 is a top view and a cross-sectional view illustrating a structure of the light emitting device manufactured by the manufacturing method.
図８のＡに示すように、基板１０１上にモールドフレーム１０２が設けられてなるパッケージ内に、ＬＥＤ１０３が実装された後、ＬＥＤ１０３を覆うように、蛍光体の粉末を含むシリコーン樹脂の封止材１０６が塗布される。 As shown in FIG. 8A, after the LED 103 is mounted in a package in which a mold frame 102 is provided on a substrate 101, a silicone resin encapsulant containing phosphor powder so as to cover the LED 103. 106 is applied.
その後、図８のＢに示すように、５０℃で２時間乾燥させることで、封止材１０６の粘度を低下させて、封止材１０６に含まれている蛍光体を基板１０１の方向に沈降させる。これにより、封止材１０６が、蛍光体を含む層と蛍光体を含まない層に分離するため、１５０℃で１時間加熱して封止材１０６を熱硬化することで、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａと蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂとが一体的に同時形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 8B, the viscosity of the sealing material 106 is lowered by drying at 50 ° C. for 2 hours, and the phosphor contained in the sealing material 106 is settled in the direction of the substrate 101. Let As a result, the encapsulant 106 is separated into a layer containing a phosphor and a layer not containing a phosphor. Therefore, the encapsulant 106 is heated and cured at 150 ° C. for 1 hour to thermally cure the encapsulant containing the phosphor. The stop layer region 104a and the sealing layer region 104b not including the phosphor are integrally formed simultaneously.
図８のＣに示すように、１００μｍピッチの複数のリッジ構造１０５ａを形成するための金型１０７の表面に図示しない離型剤が塗布され、１５０℃で３０分間加熱されることで離型剤が乾燥された後、リッジ構造１０５ａの材料であるシリコーン樹脂１０８が離型剤上に塗布される。一方、封止層１０４の表面にもリッジ構造１０５ａの材料であるシリコーン樹脂１０９が塗布される。シリコーン樹脂１０８、１０９には蛍光体が包含されていない。その後、シリコーン樹脂１０８、１０９は、５０℃の真空雰囲気で５〜３０分間乾燥されて粘度が低下される。 As shown in FIG. 8C, a release agent (not shown) is applied to the surface of a mold 107 for forming a plurality of ridge structures 105a with a pitch of 100 μm, and heated at 150 ° C. for 30 minutes to release the release agent. Is dried, a silicone resin 108 as a material of the ridge structure 105a is applied on the release agent. On the other hand, a silicone resin 109 that is a material of the ridge structure 105 a is also applied to the surface of the sealing layer 104. The silicone resins 108 and 109 do not include a phosphor. Thereafter, the silicone resins 108 and 109 are dried in a vacuum atmosphere at 50 ° C. for 5 to 30 minutes to reduce the viscosity.
図８のＤに示すように、金型１０７の表面と封止層１０４の表面とが対面されて、金型１０７の表面上に塗布されたシリコーン樹脂１０８と、封止層１０４の表面に塗布されたシリコーン樹脂１０９とが密着される。このとき封止層１０４は熱硬化されているため、封止層１０４の表面を鉛直下方向に向け、金型１０７の表面を鉛直上方向に向けた状態で、シリコーン樹脂１０８とシリコーン樹脂１０９とが密着され得る。シリコーン樹脂１０８とシリコーン樹脂１０９とが密着されることで積層された金型１０７および基板１０１は、０．１〜１ＭＰａで加圧されるとともに１５０℃で３０分間加熱される。これにより、金型１０７の構造内にシリコーン樹脂１０８、１０９が十分に充填された状態でシリコーン樹脂１０８、１０９が熱硬化される。 As shown in FIG. 8D, the surface of the mold 107 and the surface of the sealing layer 104 face each other, and the silicone resin 108 applied on the surface of the mold 107 and the surface of the sealing layer 104 are applied. The formed silicone resin 109 is in close contact. At this time, since the sealing layer 104 is thermoset, the silicone resin 108 and the silicone resin 109 are placed with the surface of the sealing layer 104 facing vertically downward and the surface of the mold 107 facing vertically upward. Can be adhered. The mold 107 and the substrate 101 laminated by bringing the silicone resin 108 and the silicone resin 109 into close contact with each other are pressurized at 0.1 to 1 MPa and heated at 150 ° C. for 30 minutes. As a result, the silicone resins 108 and 109 are thermally cured with the silicone resin 108 and 109 sufficiently filled in the structure of the mold 107.
図８のＥに示すように、シリコーン樹脂１０８、１０９が熱硬化された後、金型１０７から剥離されることで、封止層１０４の表面にリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５が形成される。 As shown in E of FIG. 8, after the silicone resins 108 and 109 are thermally cured, the texture layer 105 having the ridge structure 105 a is formed on the surface of the sealing layer 104 by peeling from the mold 107. .
なお、図９に示すように、本実施形態より製造される発光装置１００においても、同心円のリッジ構造１０５ａの当該同心円の中心を含む、封止層１０４の表面の一部の領域Ｓにおいてテクスチャ層１０５が配置されない構成とされ得る。その際、封止層１０４の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層１０５が配置され得る。第２実施形態に係る発光装置１００の製造方法によれば、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａをＬＥＤ１０３近辺に限定し、封止層１０４の表面側に、蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂを有する構成の発光装置１００を製造できる。蛍光体を含む封止層の領域１０４ａをＬＥＤ１０３近辺に限定することにより、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率を低下させることができる。蛍光体を含む封止層の領域１０４ａは、封止層１０４全体の高さ（厚さ）の５０％以下の高さとなるように構成されることが望ましい。これにより、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率をさらに効果的に低下させることができる。 As shown in FIG. 9, also in the light emitting device 100 manufactured according to the present embodiment, the texture layer in a partial region S on the surface of the sealing layer 104 including the center of the concentric ridge structure 105a. The configuration may be such that 105 is not arranged. At that time, the texture layer 105 may be disposed on 80% or more of the surface area of the sealing layer 104. According to the method for manufacturing the light emitting device 100 according to the second embodiment, the region 104 a of the sealing layer including the phosphor is limited to the vicinity of the LED 103, and the sealing layer that does not include the phosphor on the surface side of the sealing layer 104. The light emitting device 100 having the structure including the region 104b can be manufactured. By limiting the region 104a of the sealing layer containing the phosphor to the vicinity of the LED 103, it is possible to reduce the probability that the light intensity is lowered by the collision of the return light with the phosphor. It is desirable that the sealing layer region 104 a including the phosphor is configured to have a height of 50% or less of the entire height (thickness) of the sealing layer 104. Thereby, it is possible to further effectively reduce the probability that the light intensity decreases due to the return light colliding with the phosphor.
また、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａと蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂの熱硬化が実質的に同時に行われることで、領域１０４ａと領域１０４ｂとの間に界面ができることを防止して、当該界面における光の減衰を予防できる。 In addition, the region 104a of the sealing layer containing phosphor and the region 104b of the sealing layer not containing phosphor are thermally cured substantially at the same time, thereby forming an interface between the region 104a and the region 104b. This can prevent light attenuation at the interface.
なお、第２実施形態においては、封止層１０４の蛍光体を含む領域１０４ａと蛍光体を含まない領域１０４ｂの熱硬化を実質的に同時に行っているが、別々に行ってもよい。その際、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａの材料のみに蛍光体を包含させることで、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａと蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂとを有する構成の発光装置１００を製造できる。これにより、より確実に蛍光体を含む層と蛍光体を含まない層とを分離できるため、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率をさらに低下させることができる。 In the second embodiment, the region 104a including the phosphor of the sealing layer 104 and the region 104b not including the phosphor are thermally cured substantially simultaneously, but may be performed separately. At that time, by including the phosphor only in the material of the sealing layer region 104a including the phosphor, the sealing layer region 104a including the phosphor and the sealing layer region 104b not including the phosphor are provided. The light emitting device 100 having the configuration can be manufactured. Thereby, since the layer containing the phosphor and the layer not containing the phosphor can be more reliably separated, it is possible to further reduce the probability that the light intensity is lowered by the collision of the return light with the phosphor.
本発明の実施形態に係る発光装置は以下の効果を奏する。 The light emitting device according to the embodiment of the present invention has the following effects.
断面が三角形状であって、当該三角形状の封止層側から最も遠位の頂点から底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する同心円の複数のリッジ構造を、封止層上のテクスチャ層の表面に設ける。これにより、リッジ構造の表面で反射する光の反射方向を発光装置からの光の照射方向に向けることができるため、テクスチャ層内における反射光を効率的に取り出すことで発光装置の高効率化を実現できる。また、ＬＥＤから放出される光のうち強度が最も高い、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する光のリッジ構造の表面での全反射を抑制できるため、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。また、表面にリッジ構造を設けることにより、テクスチャ層の表面積を増大できるため、放熱性が向上することで信頼性を向上できる。 Concentric circles each having a triangular cross section, each having an angle formed by a perpendicular line extending from the most distal vertex to the bottom side from the triangular sealing layer side and a side forming the vertex is 40 degrees or less. Are provided on the surface of the texture layer on the sealing layer. As a result, the direction of light reflected from the surface of the ridge structure can be directed to the direction of light irradiation from the light emitting device, so that the efficiency of the light emitting device can be improved by efficiently extracting the reflected light in the texture layer. realizable. Further, since the total intensity of light incident at an incident angle in the range of about 45 ° with respect to the surface of the sealing layer, which has the highest intensity among the light emitted from the LED, can be suppressed on the surface of the ridge structure, Higher efficiency can be realized. Further, since the surface area of the texture layer can be increased by providing a ridge structure on the surface, the heat dissipation can be improved and the reliability can be improved.
さらに、リッジ構造の断面を、直角三角形であって、リッジ構造の同心円の中心に対し外側に、底辺と直角をなす辺を有する形状とする。これにより、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。また、当該直角三角形の底辺と直角をなす辺を含むリッジ構造の表面が、封止層の表面に対し垂直に配置され、当該リッジ構造の表面において光が反射されるため、リッジ構造を設けることによる配光特性の変動を抑制できる。 Further, the cross-section of the ridge structure is a right triangle, and has a shape having a side perpendicular to the bottom side outside the center of the concentric circle of the ridge structure. Thereby, the further efficiency improvement of a light-emitting device is realizable. In addition, the surface of the ridge structure including the side perpendicular to the base of the right triangle is arranged perpendicular to the surface of the sealing layer, and light is reflected on the surface of the ridge structure. The fluctuation of the light distribution characteristic due to the can be suppressed.
さらに、リッジ構造の同心円の中心を含む封止層の表面の一部においてテクスチャ層を有さない領域を設け、かつ、封止層の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層を設ける。これにより、光取出し効率を低下させずに、リッジ構造の成型性を向上して装置の歩留を向上し、生産性の向上を実現できる。 Further, a region not having the texture layer is provided in a part of the surface of the sealing layer including the concentric center of the ridge structure, and the texture layer is provided in 80% or more of the surface area of the sealing layer. Thereby, without lowering the light extraction efficiency, it is possible to improve the moldability of the ridge structure, improve the yield of the device, and improve the productivity.
さらに、テクスチャ層は蛍光体を含まない構成とする。これにより、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率を低下させ、戻り光を放射光として取り出すことで、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。 Further, the texture layer does not include a phosphor. Thereby, the probability that the light intensity is reduced due to the collision of the return light with the phosphor is reduced, and the return light is extracted as the radiated light, thereby further improving the efficiency of the light emitting device.
さらに、テクスチャ層は、厚さを２ｍｍとした場合の５５０ｎｍの波長に光に対する光透過率が７０％となるように構成する。これにより、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。 Further, the texture layer is configured so that the light transmittance with respect to light is 70% at a wavelength of 550 nm when the thickness is 2 mm. Thereby, the further efficiency improvement of a light-emitting device is realizable.
さらに、テクスチャ層と封止層とは同じ屈折率とする。これにより、テクスチャ層と封止層との界面における反射を防止して発光装置のさらなる高効率化を実現できる。また、封止層とテクスチャ層とが同じ材料で構成され、熱硬化が同時に行われることで、封止像とテクスチャ層との間に界面ができることを防止して、当該界面における光の減衰を予防できる。 Furthermore, the texture layer and the sealing layer have the same refractive index. As a result, reflection at the interface between the texture layer and the sealing layer can be prevented, and further increase in efficiency of the light emitting device can be realized. In addition, the sealing layer and the texture layer are made of the same material, and thermosetting is performed at the same time, so that an interface is not formed between the sealed image and the texture layer, and light attenuation at the interface is prevented. Can be prevented.
なお、本発明に係る発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。 The light emitting device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、上述した実施形態においては、同心円の複数のリッジ構造の断面を同じものとして説明しているが、互いに異なっていてもよい。 For example, in the above-described embodiments, the cross sections of the plurality of concentric ridge structures are described as being the same, but they may be different from each other.
また、発光装置を、白色光を放射する発光装置として説明しているが、白色光以外の光を放射する発光装置であってもよい。 Further, although the light emitting device is described as a light emitting device that emits white light, it may be a light emitting device that emits light other than white light.
Ｖｒ リッジ構造の同心円の半径方向、
θ１ 頂点Ａから底辺ｃに下した垂線ｄと辺ａとがなす角度、
θ２ 頂点Ａから底辺ｃに下した垂線ｄと辺ｂとがなす角度、
１００ 発光装置、
１０１ 基板、
１０２ モールドフレーム、
１０３ ＬＥＤ、
１０４ 封止層、
１０５ テクスチャ層、
１０５ａ リッジ構造、
Ｓ リッジ構造を有さない領域、
１０６ 封止材、
１０７ 金型、
１０８ シリコーン樹脂、
１０９ シリコーン樹脂。
Radial direction of concentric circles of V r ridge structure,
theta 1 vertex angle between the perpendicular line d and the side a which beat the bottom c from A,
θ 2 is an angle formed by a perpendicular d and a side b extending from the vertex A to the base c.
100 light emitting device,
101 substrate,
102 mold frame,
103 LED,
104 sealing layer,
105 texture layers,
105a ridge structure,
S region without ridge structure,
106 encapsulant,
107 mold,
108 silicone resin,
109 Silicone resin.
Claims (6)
前記発光素子を覆う封止層と、
前記封止層上に配置されたテクスチャ層と、を有し、
前記テクスチャ層の表面は同心円の複数のリッジ構造を有し、前記リッジ構造の前記同心円の半径方向の断面は、三角形状であって、前記三角形状の前記封止層側から最も遠位にある頂点から前記頂点と対向する底辺に下した垂線と、前記頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する、発光装置。 A light emitting device disposed on a substrate;
A sealing layer covering the light emitting element;
A texture layer disposed on the sealing layer,
The surface of the texture layer has a plurality of concentric ridge structures, and the radial cross section of the concentric circles of the ridge structure is triangular and is most distal from the triangular sealing layer side. A light-emitting device having a shape in which an angle formed by a perpendicular line extending from a vertex to a base opposite to the vertex and a side forming the vertex is 40 degrees or less.
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