JP2018082170A - Optical member and light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部材、および、発光素子を有する発光装置に関する。 The present invention relates to an optical member and a light emitting device having a light emitting element.
LED(light-emitting diode)素子等の発光素子を利用した発光装置が、携帯端末等におけるカメラのフラッシュ装置、カラー表示装置のバックライト、照明等に広く利用されている。 A light emitting device using a light emitting element such as an LED (light-emitting diode) element is widely used for a flash device of a camera in a portable terminal or the like, a backlight of a color display device, illumination, or the like.
特に、近年、発光素子の周囲を反射部材で覆い、発光素子の側方への発光を上方に反射させつつ、発光素子の上方をレンズ等の光学部材で覆い、上方向への集光性を高めた発光装置が利用されている。 In particular, in recent years, the periphery of the light emitting element is covered with a reflecting member, and while the light emitted to the side of the light emitting element is reflected upward, the upper part of the light emitting element is covered with an optical member such as a lens, so Enhanced light emitting devices are used.
例えば、特許文献1には、基板上に、光半導体素子と、光半導体素子の周りに設けられ、光半導体素子からの光を所定方向に反射させるリフレクターとを有し、リフレクター上にレンズが設けられた半導体発光装置が記載されている。 For example, Patent Document 1 includes an optical semiconductor element on a substrate and a reflector that is provided around the optical semiconductor element and reflects light from the optical semiconductor element in a predetermined direction, and a lens is provided on the reflector. The described semiconductor light emitting device is described.
発光素子から出射された光の集光性を高めるためには、光が出射される領域に合わせてレンズを大きくする必要があり、レンズを大きくしようとすると、レンズが厚くなり、発光装置全体のサイズが大きくなってしまう。しかしながら、発光装置は、携帯端末等にも用いられるため、小型化が求められている。 In order to improve the light collecting property of the light emitted from the light emitting element, it is necessary to enlarge the lens in accordance with the region from which the light is emitted. The size will increase. However, since the light emitting device is also used for a portable terminal or the like, downsizing is required.
本発明の目的は、反射部材及びレンズを有する発光装置において、発光装置の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子から出射された光の集光性を高めることを可能とすることである。 An object of the present invention is to enable a light-emitting device having a reflecting member and a lens to improve the light collecting property of light emitted from a light-emitting element while suppressing an increase in the size of the light-emitting device.
本発明に係る第1の光学部材は、中央側から順に、発光素子から出射した光を集光させるための第1レンズ部と、発光素子から出射した光を内部反射を利用して集光させるためのTIRレンズ部と、発光素子から出射し、且つ、反射部材で反射した光を集光させるための第2レンズ部と、を含むことを特徴とする。 The first optical member according to the present invention, in order from the center, condenses light emitted from the light emitting element and condenses the light emitted from the light emitting element using internal reflection. And a second lens part for condensing the light emitted from the light emitting element and reflected by the reflecting member.
本発明に係る第2の光学部材では、第2レンズ部の外側に、発光素子から出射し、且つ、反射部材で反射した光をそのまま通過させる透過部をさらに含むことが好ましい。 In the second optical member according to the present invention, it is preferable that the second optical member further includes a transmissive portion that passes the light emitted from the light emitting element and reflected by the reflecting member as it is, outside the second lens portion.
本発明に係る第1の発光装置は、本発明に係る第1の光学部材を有し、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子に周囲を覆う様に基板上に配置された反射部材と、を有し、光学部材は、発光素子の上方に配置され、光学素子は、第1レンズ部、TIRレンズ部、及び第2レンズ部を、発光素子と対向する面上に有することを特徴とする。 A first light-emitting device according to the present invention includes the first optical member according to the present invention, and is disposed on the substrate so as to cover the periphery of the substrate, the light-emitting element mounted on the substrate, and the light-emitting element. A reflecting member, and the optical member is disposed above the light emitting element, and the optical element has a first lens portion, a TIR lens portion, and a second lens portion on a surface facing the light emitting element. It is characterized by.
本発明に係る第2の発光装置は、本発明に係る第2の光学部材を有し、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子の周囲を覆う様に基板上に配置された反射部材と、を有し、光学部材は、発光素子の上方に配置され、光学素子は、第1レンズ部、TIRレンズ部、及び第2レンズ部を、光学素子と対向する面上に有し、反射部材は、発光素子から入射した光を第2レンズ部に向けて反射する第1反射面と、発光素子から入射した光を透過部に向けて鉛直方向に反射する第2反射面とを有することを特徴とする。 A second light emitting device according to the present invention includes the second optical member according to the present invention, and is disposed on the substrate so as to cover the substrate, the light emitting element mounted on the substrate, and the periphery of the light emitting element. A reflecting member, and the optical member is disposed above the light emitting element, and the optical element has a first lens part, a TIR lens part, and a second lens part on a surface facing the optical element. The reflecting member includes a first reflecting surface that reflects light incident from the light emitting element toward the second lens portion, and a second reflecting surface that reflects light incident from the light emitting element toward the transmitting portion in the vertical direction. It is characterized by having.
本発明に係る発光装置では、光学部材は、発光素子から光が入射する面の裏面上に、第1レンズ部、TIRレンズ部、及び第2レンズ部から出射した光を、光学部材の鉛直方向に対して所定の方向に屈折させるためのプリズム部を更に有することが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the optical member emits light emitted from the first lens unit, the TIR lens unit, and the second lens unit on the back surface of the surface on which light is incident from the light emitting element, in the vertical direction of the optical member. It is preferable to further include a prism portion for refracting in a predetermined direction.
本発明に係る発光装置では、光学部材と対向する発光素子の表面には、ワイヤと接続するための電極パッド、電極パッドと接続された第1の配線電極、及び、第1の配線電極より少なくとも部分的に幅広の第2の配線電極が設けられ、第2の配線電極が伸延する方向が、所定の方向と略同じ方向となる様に、発光素子に対して光学部材が配置されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the surface of the light emitting element facing the optical member has at least an electrode pad for connecting to the wire, a first wiring electrode connected to the electrode pad, and a first wiring electrode. A second wiring electrode that is partially wide is provided, and the optical member is disposed with respect to the light emitting element so that the direction in which the second wiring electrode extends is substantially the same as a predetermined direction. Is preferred.
本発明に係る発光装置では、反射部材は、発光素子と基板に配置された電極を接続するワイヤを配置するための切り欠け部が設けられた開口部を有することが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the reflecting member preferably has an opening provided with a notch for arranging a wire connecting the light emitting element and the electrode arranged on the substrate.
本発明に係る発光装置では、反射部材の上部には、光学部材を接着するための接着剤を塗布するための凸部、及び、凸部の周囲に配置され且つ塗布された接着剤を堰き止めるための枠部材が設けられていることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the upper part of the reflecting member is dammed with the convex part for applying the adhesive for bonding the optical member, and the adhesive disposed and applied around the convex part. It is preferable that a frame member is provided.
本発明によれば、反射部材及びレンズを有する発光装置において、発光装置の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子から出射された光の集光性を高めることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the light-emitting device which has a reflecting member and a lens, it becomes possible to improve the condensing property of the light radiate | emitted from the light emitting element, suppressing the increase in the apparatus size of a light-emitting device.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る発光装置について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, a light emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1(A)は、発光装置10の模式的な斜視図である。また、図1(B)は、発光装置10を斜め横方向から見た図1(A)のA−A’線断面図である。また、図1(C)は、発光装置10を上方向から見た平面図である。
FIG. 1A is a schematic perspective view of the
発光装置10は、基板11と、発光素子12と、反射部材13と、光学部材14とを有する。
The
基板11は、発光素子12が表面上に実装される、例えばガラスエポキシ基板や、BTレジン基板、セラミックス基板、メタルコア基板などの絶縁性基板である。基板11上には、アノード電極11A、カソード電極11B及び回路パターン等が形成された配線層が形成される。アノード電極11Aは、Agペーストなどの導電性接着材料を介して発光素子12と接続され、カソード電極11Bは、ワイヤボンディングによるワイヤ11Cを介して発光素子12と接続される。アノード電極11A及びカソード電極11Bは、外部のDC(Direct Current)電源に接続されるように、基板11を介して基板11の下面(配線層が形成される面と反対側の面)側まで延伸している。
The
発光素子12は、青色系の半導体発光素子(青色LED素子)であり、基板11上に実装される。発光素子12には、例えば発光波長域が440〜455nmのInGaN系化合物半導体などが用いられる。発光素子12は、矩形状に形成されている。LED素子12の発光面上には、蛍光体層12Aが載置され、透明接着剤を用いた接着等により固着されている。
The
蛍光体層12Aは、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂などの無色で透明な樹脂を含み、発光素子12の上面を被覆する。蛍光体層12Aには、発光素子12から放射された青色光を吸収して黄色光に波長変換する粒子状の蛍光体材料が分散混入されている。蛍光体層12Aに分散混入される蛍光体材料により波長変換された光のピーク波長の範囲は535〜570nmである。この蛍光体材料には、例えばセリウムで付活されたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体などが用いられる。蛍光体層12Aは、上側から見た場合に、発光素子12と同様の形状に形成されており、発光素子12と同様に矩形状に形成されている。
The
反射部材13は、成形樹脂で構成される反射枠であり、発光素子12の周囲を覆う様に基板11上に配置される。反射部材13は、すり鉢状の第1開口部13Aを有する略矩形の枠体である。反射部材13は樹脂製の基台により形成され、その基台の上にメッキにより形成された反射膜を有する。反射部材13の内側(開口部13A側)の側面には傾斜が形成され、その側面は、発光素子12の蛍光体層12Aから側方に出射された光を、発光装置10の上方(発光素子12から見て蛍光体層12A側)に向けて反射させる。なお、メッキとは、電気メッキ、化学メッキなどの湿式メッキでもよいし、あるいは、真空蒸着、化学蒸着(CVD)、スパッタリングなどの乾式メッキでもよく、特に限定されない。
The
光学部材14は、アクリル樹脂等の光透過性材料で一体形成されたレンズである。光学部材14は、発光素子12の上方に、反射部材13の第1開口部13Aを塞ぐ様に配置される。光学部材14は、発光素子12の蛍光体層12Aから上方に出射された光と、発光素子12の蛍光体層12Aから側方に出射されて反射部材13の側面で上方に反射された光とを集光する。光学部材14、反射部材13、発光素子12及び基板11で囲まれる領域には、空間(空隙)16が形成され、発光素子12から出射した光は、空間16を通って光学部材14に到達する。
The
光学部材14は、中央部にプリズム部14Cを有する。プリズム部14Cは、光学部材14の発光素子12と対向する面の裏面上に、円形状に形成され、発光素子12から出射した光を、光学部材14の鉛直方向に対して所定の方向に屈折させる。発光装置10は、携帯電話等の携帯端末の撮像装置のためのフラッシュ装置として使用される場合がある。その場合、一般に、発光装置10は、携帯端末が有する撮像装置と並べて配置される。例えば、携帯端末の撮像装置が虹彩認証等に用いられる場合、ユーザは撮像装置に自分の目を撮像させるために、自分の目が撮像装置の正面に位置するように携帯端末を配置する。そのため、発光素子12から出射した光が撮像装置側に屈折するように発光装置10を配置しておくことにより、発光装置10はユーザの目を適切に照射することが可能となる。
The
図2(A)は、反射部材13から外した状態の光学部材14を斜め上方向から見た斜視図であり、図2(B)は、反射部材13から外した状態の光学部材14を斜め下方向から見た斜視図である。図2(C)は、反射部材13及び光学部材14を横方向から見た図1(A)のA−A’線断面図である。なお、図2(A)〜(C)では、説明を容易にするために、プリズム部14Cを省略している。
2A is a perspective view of the
図2(A)〜(C)に示すように、光学部材14は、中心側から順に、第1レンズ部15A、TIR(Total Internal Reflection)レンズ部15B、第2レンズ部15C及び透過部15Dを含む。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
第1レンズ部15Aは、凸状に形成され、発光素子12から出射した光を集光する(図2(C)のA1)。第1レンズ部15Aにより、発光素子12から出射した光の内、中心側の光を屈折させ、適切に集光することが可能となる。
The
TIRレンズ部15Bは、光学部材14の中心側から順に、第1側面15B1、第2側面15B2、第3側面15B3及び第4側面15B4を含む。第1側面15B1は、第1レンズ部15Aの外周の最上端位置から下側且つ外側に向かって逆すり鉢状に形成される。第2側面15B2は、第1側面15B1の最下端位置から上側且つ外側に向かってすり鉢状に形成される。第3側面15B3は、第2側面15B2の最上端位置から下側且つ外側に向かって逆すり鉢状に形成される。第4側面15B4は、第3側面15B3の最下端位置から上側且つ外側に向かってすり鉢状に形成される。TIRレンズ部15Bは、発光素子12から出射した光を、第3側面15B3で屈折させ、第4側面15B4で上方向に反射させる(図2(C)のA2)。このように、TIRレンズ部15Bは、発光素子12から出射した光を、内部反射を利用して集光する。発光素子12から出射した光をTIRレンズ部15Bで集光することにより、光学部材14を薄くしつつ、発光素子12の中心側から外側に向かって出射される光を適切に集光することが可能となる。
The
第2レンズ部15Cは、TIRレンズ部15Bの第4側面15B4の最上端位置から、さらに上側且つ外側に向かってすり鉢状に形成される。第2レンズ部15Cは、発光素子12から出射し且つ反射部材13で反射した光を屈折により集光する(図2(C)のA3)。反射部材13で反射した光を第2レンズ部15Cで集光することにより、反射部材13で反射した光が散乱してしまうことを抑制することが可能となる。
The
透過部15Dは、第2レンズ部15Cの最上端位置から、さらに外側に向かって略水平に形成される。透過部15Dは、発光素子12から出射し且つ反射部材13で反射した光をそのまま通過させる(図2(C)のA4)。透過部15Dにより、反射部材13で反射した光を上方向に透過させることが可能となり、光学部材14全体が出力する光の強度をより高めることが可能となる。
The
ここで、図2(C)を用いて反射部材13の構成をより詳細に説明する。反射部材13は、上述のように内側の側面に、TIRレンズ部15Bの直下から透過部15Dの直下にかけて傾斜が形成された反射面13Gを備える。反射面13Gは、TIRレンズ部15Bの直下および第2レンズ部15Cの直下をそれぞれ少なくとも一部含むように形成される第1反射面13G1と、透過部15Dの直下を少なくとも一部含むように形成される第2反射面13G2とに分けられるが、それぞれの詳細は後述する。
Here, the configuration of the reflecting
第1反射面13G1と第2レンズ部15Cの作用について、図2(C)を用いて補足する。発光素子12から出射した光は、第1反射面13G1にて、斜め上方に向けて反射される。これは、第1反射面13G1の直上にあるTIRレンズ部15Bに第1反射面13G1からの反射光を入射させないようにするためである。そして、第1反射面13G1で斜め上方に反射された光は、第2レンズ部15Cにて屈折され集光される(図2(C)のA3)。
The operation of the first reflecting surface 13G1 and the
このように、反射部材13が第2レンズ部15Cの最下端位置(TIRレンズ部15Bの第4側面15B4の最上端位置)の直下よりも内側に入射する光を斜め上方に反射し、反射部材13が反射した光を第2レンズ部15Cが集光するので、光学部材14は、第2レンズ部15Cの最下端位置の直下よりも内側で反射部材13に入射する光をTIRレンズ部15Bにほとんど当てることなく出力することができるため、発光素子12から出射された光の集光性を高めることができる。また、反射部材13を内側まで入り込ませることができるため、基板11の面積を小さくすることができる。
As described above, the
続いて、第2反射面13G2と透過部15Dの作用について、図2(C)を参照して補足する。発光素子12から出射した光は、第2反射面13G2で鉛直方向へ向けて反射される。そして、第2反射面13G2で鉛直方向へ反射された反射光は、透過部15Dをそのまま通過する(図2(C)のA4)。透過部15Dにより、光学部材14は、反射部材13が反射した光をそのまま出力することができる。
Subsequently, the operation of the second reflecting surface 13G2 and the transmitting
透過部15Dを有するように光学部材14を構成すると、光学部材14の第2レンズ部15Cの最上端位置と反射部材13の内側の側面の最上端位置とを一致させる必要がなくなるため、製造に要求される工作精度が緩和される。さらに、第2反射面13G2と組み合わせることによって、集光性も維持することができる。しかし、所定の工作精度によって第2レンズ部15Cの最上端位置が反射部材13の内側の側面の最上端位置と一致するよう構成すれば、光学部材14は、透過部15Dを設ける必要はなく、第1反射面13G1のみで反射された光を集光して出力することができる。
If the
次に、図3を用いて反射部材13をより詳細に説明する。図3は、反射部材13の断面図である。図3を参照すると、反射面13Gは、上述のとおり第1反射面13G1および第2反射面13G2を有する。このように2つの反射面を有する反射部材13は、透過部15Dを有する光学部材14に対応することができる。
Next, the reflecting
第1反射面13G1の断面は、発光素子12の中心を焦点とし、鉛直方向の直線Xを外側に向けて角度θ傾けた直線X′を軸とする放物線Bx′である。また、第2反射面13G2の断面は、発光素子12の中心を焦点とし、鉛直方向の直線Xを軸とする放物線Bxである。
The cross section of the first reflecting surface 13G1 is a parabola B x ′ centered on the straight line X ′ with the center of the
発光素子12から出射された光は、第1反射面13G1で反射されると、直線X′と平行に、すなわち鉛直方向に対して外側に角度θ傾いた方向に進み、光学部材14の第2レンズ部15Cに入射する。光学部材14は、第2レンズ部15Cによって入射した光を内側に角度θ傾けて集光することにより、鉛直方向に平行な光を出力することができる。
When the light emitted from the
発光素子12から出射された光は、第2反射面13G2で反射されると、直線Xと平行に、すなわち鉛直方向に進み、光学部材14の透過部15Dに入射する。光学部材は、透過部15Dによって入射した光をそのまま透過させることにより、鉛直方向に平行な光を出力することができる。
When the light emitted from the
このように、光学部材14は、発光装置10の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子12から出射された光の集光性を高めることが可能となる。
As described above, the
図4(A)は、光学部材14を外した状態の反射部材13を斜め上方向から見た斜視図であり、図4(B)は、光学部材14を外した状態の反射部材13を他の方向から見た斜視図である。なお、図4(B)には、反射部材13とプリズム部14Cの関係を表すために、プリズム部14Cが示されている。
4A is a perspective view of the reflecting
図4(A)、(B)に示すように、反射部材13は、すり鉢状の第1開口部13Aを有し、第1開口部13Aの底面(反射部材13の中心部)に、発光素子12から出射された光を通過させるための第2開口部13Bを有する。第2開口部13Bには、発光素子12と、基板11に配置されたカソード電極11Bとを接続するワイヤ11Cを配置するための切り欠け部13Cが設けられている。また、反射部材13の上部には枠部材13D、凸部13E及び凹部13Fが設けられている。枠部材13D、凸部13E及び凹部13Fの詳細については後述する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the reflecting
図5(A)は、発光装置10から取り出した状態の発光素子12を上側から見た平面図であり、図5(B)は、発光装置10から取り出した状態の発光素子12を横方向から見た側面図である。
FIG. 5A is a plan view of the
図5(A)、(B)に示すように、発光素子12の上側の表面、即ち図1(B)における光学部材14と対向する表面には、電極パッド12B、複数の第1の配線電極12C〜G及び第2の配線電極12Hが設けられる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, an
電極パッド12Bは、ワイヤ11Cと接続され、ワイヤ11Cを介して、基板11に配置されたカソード電極11Bと発光素子12とを接続する。電極パッド12Bは、発光素子12の中心部から出射される光が電極パッド12Bにより遮られない様に、発光素子12の端部に設けられる。
The
第1の配線電極12C〜G及び第2の配線電極12Hは、電極パッド12Bと接続され、ワイヤ11Cを介して基板11から流れてきた電流を、発光素子12に流す。複数の第1の配線電極12C〜Gは、それぞれ、図5(A)における水平方向A5に伸延するように、垂直方向A6に略等間隔に配置される。第2の配線電極12Hは、電極パッド12Bから、発光素子12の端部に沿って垂直方向A6に伸延し、第1の配線電極12C〜Eのそれぞれの端部と接続する。
The
基板11から流れてきた電流は、第2の配線電極12H及び第1の配線電極12C〜Gを介して発光素子12に流れる。基板11からの電流を、複数の配線電極を介して発光素子12に流すことにより、電流を発光素子12全体に効率良く分散させることが可能となる。第2の配線電極12Hは、第1の配線電極12C〜Gより少なくとも部分的に幅広であり、第2の配線電極12Hの幅は、電極パッド12Bに近いほど広くなっていき、電極パッド12Bから離れるほど細くなっていく。これにより、基板11からの電流は、バランス良く第1の配線電極12C〜Eに流れていき、電流を発光素子12全体により効率良く分散させることが可能となる。
The current flowing from the
また、図4(B)に示すように、第2の配線電極12Hが伸延する方向A6が、プリズム部14Cが、発光素子12から出射した光を光学部材14の鉛直方向に対して屈折させる方向(プリズムの溝が伸延する方向A5と直交する方向)と略同じ方向となる様に、発光素子12に対して光学部材14が配置されている。
4B, the direction A6 in which the
一般に、レンズの形状は円形であり、発光素子12の形状が長方形である場合より正方形である場合の方が、光学設計を行い易いため、レンズは発光素子12からの光を効率良く集光できる。したがって、発光素子12の形状は、正方形であることが好ましい。しかし、発光素子12の形状が正方形である場合、発光素子12からの光の一部が第2の配線電極12Hによって遮られ、発光装置10から出射する光は長方形状になる。
In general, the lens has a circular shape, and when the shape of the
発光素子12の配向半値角度(光の強度がピーク強度の1/2以上である角度範囲)を測定した結果、第2の配線電極12Hが伸延する方向の配向半値角度は、その方向と直交する方向の配向半値角度より0.1[deg]だけ大きくなった。即ち、第2の配線電極12Hが伸延する方向A6の方が、その方向と直交する方向A5より、出射する光が広がる。
As a result of measuring the orientation half-value angle of the light emitting element 12 (angle range in which the light intensity is 1/2 or more of the peak intensity), the orientation half-value angle in the direction in which the
例えば、発光装置10が使用される携帯端末の撮像装置が虹彩認証に用いられる場合、ユーザは撮像装置に自分の目を撮像させるために、自分の目が撮像装置の正面に位置するように携帯端末を配置する。発光装置10が撮像装置の横に配置される場合、発光装置10とユーザの目が横方向にずれる量は、発光装置10と撮像装置の間の距離及び発光装置10とユーザの目の間の距離に応じて異なる。そのため、ユーザの目を適切に照射する可能性を高めるためには、発光装置10は、ユーザの目に対して縦方向より横方向に広がるように光を出射することが望ましい。
For example, when an imaging device of a mobile terminal in which the
したがって、第2の配線電極12Hが伸延する方向A6が、ユーザの目に対して横方向、即ちプリズム部14Cが光を屈折させる方向と略同じ方向となる様に発光素子12に対して光学部材14を配置することにより、ユーザの目を適切に照射する可能性を高めることができる。
Therefore, the optical member with respect to the
なお、図4(B)に示したように、反射部材13の第2開口部13Bには、切り欠け部13Cが設けられている。そのため、発光素子12から出射され、反射部材13で反射する光の量は、切り欠け部13Cが設けられている方向A6では、切り欠け部13Cが設けられていない方向A5より低減する。したがって、切り欠け部13Cは、第2開口部13Bの半径方向の内、第2の配線電極12Hが伸延する方向A6と直交する方向A5上に設けられることがより好ましい。これにより、発光装置10は、第2の配線電極12Hが伸延する方向A6の光が、より広がるように光を出射することが可能となる。
4B, the
以下、図6(A)〜図12(B)を用いて、発光装置10の製造工程について説明する。
Hereinafter, the manufacturing process of the light-emitting
図6(A)〜(C)は、光学部材14の部品集合体114について説明するための図である。図6(A)は部品集合体114の斜視図であり、図6(B)は部品集合体114を上側から見た平面図であり、図6(C)は部品集合体114を下側から見た下面図である。
6A to 6C are views for explaining the
最初に、光学部材14の部品集合体114が形成される。個々の部品114A(光学部材)は、矩形の物体である。なお、部品集合体114内の部品114Aの個数は、図示した数に限定されず、図示した数より多くてもよいし、少なくてもよい。
First, the
図7(A)〜(C)は、反射部材13の部品集合体113について説明するための図である。図7(A)は部品集合体113の斜視図であり、図7(B)は部品集合体113を上側から見た平面図であり、図7(C)は部品集合体113を下側から見た下面図である。
FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the
次に、反射部材13の部品集合体113が形成される。個々の部品113A(反射部材)は、矩形の物体である。光学部材14の部品集合体114の部品114Aと同数の部品113Aが縦横に一体となって配列されている。
Next, a
図8(A)は、図7(B)の領域R1を拡大した部品集合体113の拡大図である。
FIG. 8A is an enlarged view of the
図8(A)に示すように、部品集合体113の上側、即ち反射部材13の上部において、それぞれの部品113Aの端部には、凸上の枠部材113Dが設けられている。また、水平方向に相互に隣接する二つの部品113A及びその二つの部品113Aに垂直方向に相互に隣接する二つの部品113Aの合計四つの部品113Aの中心位置(部品113Aが存在しない領域)には、凸部113Eが設けられている。枠部材113Dと凸部113Eにより、枠部材113Dと凸部113Eの間には凹部113Fが形成される。後述する処理により部品集合体113が切断(ダイシング)されると、枠部材113D、凸部113E及び凹部113Fは、それぞれ、図4(A)、(B)に示した枠部材13D、凸部13E及び凹部13Fとなる。
As shown in FIG. 8A, a
図8(B)は、図8(A)の部品集合体113に接着剤が塗布される様子を示す模式図である。
FIG. 8B is a schematic diagram showing a state in which an adhesive is applied to the
図8(B)に示すように、ディスペンサ(不図示)を、各部品113Aの間の水平方向に伸延する隙間に沿って矢印A7の方向に向かって移動させながら、光学部材14を接着するための接着剤が部品集合体113に塗布されていく。この隙間には、凸部113E及び凹部113Fが含まれ、接着剤が凸部113Eに塗布されると、塗布された接着剤は、凸部113Eから凹部113Fに向かって流れ込む。これにより、接着剤は、凹部113Fに勢いよく流れて広がり、ムラが少なくなる。一方、塗布された接着剤は、凹部113Fの周囲に配置された枠部材113Dにより堰き止められ、接着剤が各部品113A内部に流れ込むことが防止される。
As shown in FIG. 8B, the
図9は、部品集合体113の変形例である部品集合体113’を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a
図9に示す反射部材13の部品集合体113’では、凸部113Eの代わりに凸部113E’が設けられている。凸部113E’には、各部品113Aの間の水平及び垂直方向に伸延する隙間に沿って、溝113G’が形成されている。凸部113E’に形成された溝113G’により、凸部113E’に塗布された接着剤は、より短時間に凹部113Fに向かって流れ込む。また、凸部113E’に形成された溝113G’は、接着剤が流れ込む方向のガイドとして機能し、凸部113E’に塗布された接着剤が枠部材113Dを越えて、各部品113A内部に流れ込むことが防止される。
In the component assembly 113 'of the reflecting
図10(A)は、反射部材13の部品集合体113に光学部材14の部品集合体114を貼り合わせた状態を示す斜視図であり、図10(B)は、図10(A)の領域R2を拡大した拡大図である。
10A is a perspective view showing a state in which the
図10(A)、(B)に示すように、部品集合体113に接着剤が塗布された後に、部品集合体114が貼り合わされ、部品集合体113及び部品集合体114は接着される。
As shown in FIGS. 10A and 10B, after the adhesive is applied to the
個々の反射部材13及び光学部材14同士を貼り合わせる場合、接着剤が反射部材13及び光学部材14の外側にはみ出す可能性がある。また、接着剤が反射部材13及び光学部材14の外周部分に十分に行き渡らずに、接着力が低下したり、反射部材13と光学部材14の間に隙間が生じ、そこから異物が混入する可能性もある。部品集合体113及び部品集合体114を用いて、反射部材13及び光学部材14を貼り合わせることにより、上記の可能性を低減させることが可能となる。
When the
図11(A)は、部品集合体114が貼り合わされた部品集合体113を切断する様子を示す模式図であり、図11(B)は、部品集合体114が貼り合わされた部品集合体113から切り出された反射部材13及び光学部材14を示す模式図である。
FIG. 11A is a schematic diagram illustrating a state in which the
図11(A)、(B)に示すように、縦横の切断線L上で部品集合体114が貼り合わされた部品集合体113が切断(ダイシング)されることにより、個々の部品(光学部材14が貼り合わされた反射部材13)が得られる。
As shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B), individual parts (optical members 14) are obtained by cutting (dicing) the
図12(A)は、基板11の部品集合体111、及び、光学部材14が貼り合わされた反射部材13について説明するための模式図である。
FIG. 12A is a schematic diagram for explaining the
図12(A)に示すように、基板11に発光素子(不図示)が実装された部品集合体111上に、光学部材14が貼り合わされた反射部材13が、接着剤等により貼り合わされる。基板11及び発光素子12の個々の部品は、矩形の物体である。なお、部品集合体111、112内の部品の個数は、図示した数に限定されず、図示した数より多くてもよいし、少なくてもよい。
As shown in FIG. 12A, a
次に、光学部材14及び反射部材13が貼り合わされた部品集合体111が切断(ダイシング)されることにより、個々の発光装置10が得られる。
Next, the individual
図12(B)は、光学部材14及び反射部材13が貼り合わされた部品集合体111から切り出された発光装置10を示す模式図である。
FIG. 12B is a schematic diagram showing the
図12(B)に示すように、基板11の側面には、通気孔11Dが設けられている。通気孔11Dは、基板11の部品集合体111に段差を設けておくことにより、設けられる。基板11に通気孔11Dが設けられることにより、部品集合体111上に、光学部材14及び反射部材13が貼り合わされるときや、はんだ実装される際に、空気又は水分が膨張し、各部品が剥がれ易くなることを防止することが可能となる。
As shown in FIG. 12B, a vent hole 11D is provided on the side surface of the
上記したように、各部品集合体111、113及び114から複数の発光装置10を作製することができるので、発光装置10の生産効率を向上させることが可能になるとともに、発光装置10の製造コストを低減することが可能になる。
As described above, since a plurality of light emitting
図13(A)〜(C)は、他の実施形態に係る発光装置20について説明するための図である。図13(A)は、発光装置20の模式的な斜視図である。また、図13(B)は、発光装置20を斜め横方向から見た図13(A)のA−A’線断面図である。また、図13(C)は、発光装置20を上方向から見た平面図である。 FIGS. 13A to 13C are diagrams for explaining a light emitting device 20 according to another embodiment. FIG. 13A is a schematic perspective view of the light emitting device 20. FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. FIG. 13C is a plan view of the light emitting device 20 as viewed from above.
図13(A)〜(C)に示すように、発光装置20は、発光装置10が有する光学部材14の代わりに、光学部材24を有する。光学部材24は、光学部材14と比較して、プリズム部が形成されていない点で異なる。
As illustrated in FIGS. 13A to 13C, the light emitting device 20 includes an
以上説明してきたように、発光装置10、20では、光学部材14、24に、第1レンズ部15A、TIRレンズ部15B、第2レンズ部15C及び透過部15D等を設けることにより、発光装置の装置サイズの増大を抑制しつつ、発光素子から出射された光の集光性を高めることが可能となる。
As described above, in the
発光装置10、20は、例えば携帯端末等におけるカメラのフラッシュ装置として使用可能である。また、発光装置10、20は、広面積の液晶ディスプレイにおけるバックライトなどの光源、携帯電話などの小面積の液晶ディスプレイにおける導光板照明、メータ類またはインジケータ類のバックライトユニットといった種々の照明光源として使用可能である。
The
10、20 発光装置
11 基板
12 発光素子
12B 電極パッド
12C〜12G 第1の配線電極
12H 第2の配線電極
13 反射部材
13B 第2開口部
13C 切り欠け部
13D 枠部材
13E 凸部
14、24 光学部材
14C プリズム部
15A 第1レンズ部
15B TIRレンズ部
15C 第2レンズ部
15D 透過部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
発光素子から出射した光を集光させるための第1レンズ部と、
前記発光素子から出射した光を内部反射を利用して集光させるためのTIRレンズ部と、
前記発光素子から出射し、且つ、反射部材で反射した光を集光させるための第2レンズ部と、
を含むことを特徴とする光学部材。 From the center side,
A first lens unit for condensing light emitted from the light emitting element;
A TIR lens unit for condensing light emitted from the light emitting element using internal reflection;
A second lens portion for condensing the light emitted from the light emitting element and reflected by the reflecting member;
An optical member comprising:
基板と、
前記基板に実装された前記発光素子と、
前記発光素子の周囲を覆う様に前記基板上に配置された前記反射部材と、を有し、
前記光学部材は、前記発光素子の上方に配置され、
前記光学素子は、前記第1レンズ部、前記TIRレンズ部、及び前記第2レンズ部を、前記発光素子と対向する面上に有する、発光装置。 A light-emitting device comprising the optical member according to claim 1,
A substrate,
The light emitting element mounted on the substrate;
The reflective member disposed on the substrate so as to cover the periphery of the light emitting element,
The optical member is disposed above the light emitting element,
The optical element includes the first lens unit, the TIR lens unit, and the second lens unit on a surface facing the light emitting element.
基板と、
前記基板に実装された前記発光素子と、
前記発光素子の周囲を覆う様に前記基板上に配置された前記反射部材と、を有し、
前記光学部材は、前記発光素子の上方に配置され、
前記光学素子は、前記第1レンズ部、前記TIRレンズ部、前記第2レンズ部、及び透過部を、前記発光素子と対向する面上に有し、
前記反射部材は、前記発光素子から入射した光を前記第2レンズ部に向けて反射する第1反射面と、前記発光素子から入射した光を前記透過部に向けて鉛直方向に反射する第2反射面とを有する、発光装置。 A light emitting device comprising the optical member according to claim 2,
A substrate,
The light emitting element mounted on the substrate;
The reflective member disposed on the substrate so as to cover the periphery of the light emitting element,
The optical member is disposed above the light emitting element,
The optical element has the first lens part, the TIR lens part, the second lens part, and a transmission part on a surface facing the light emitting element,
The reflection member includes a first reflection surface that reflects light incident from the light emitting element toward the second lens portion, and a second reflection surface that reflects light incident from the light emitting element toward the transmission portion in a vertical direction. A light emitting device having a reflective surface.
前記第2の配線電極が伸延する方向が、前記所定の方向と略同じ方向となる様に、前記発光素子に対して前記光学部材が配置されている、請求項5に記載の発光装置。 On the surface of the light emitting element facing the optical member, an electrode pad for connecting to a wire, a first wiring electrode connected to the electrode pad, and at least partially wider than the first wiring electrode A second wiring electrode is provided,
The light emitting device according to claim 5, wherein the optical member is arranged with respect to the light emitting element such that a direction in which the second wiring electrode extends is substantially the same as the predetermined direction.
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