JP2019054194A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光取り出し効率の向上が可能な発光装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、基材と導電部材を備える基体と、前記基体の上に設けられ、上面に電極を備える発光素子と、前記電極と前記導電部材とを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記接続部材は、絶縁性の透光部材と、透光導電膜と、を含み、前記透光部材は、横方向に延伸する第１延伸部と、前記第１延伸部から下方向に延伸する第２延伸部と、を備え、前記透光導電膜は、前記第１延伸部及び前記第２延伸部の表面に配置され、前記電極及び前記導電部材と電気的に接続される、発光装置が提供される。【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、発光装置に関する。
例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）などを用いた発光装置において、光取り出し効率の向上が求められる。
本発明の実施形態は、光取り出し効率の向上が可能な発光装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、基材と導電部材を備える基体と、前記基体の上に設けられ、上面に電極を備える発光素子と、前記電極と前記導電部材とを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記接続部材は、絶縁性の透光部材と、透光導電膜と、を含み、前記透光部材は、横方向に延伸する第１延伸部と、前記第１延伸部から下方向に延伸する第２延伸部と、を備え、前記透光導電膜は、前記第１延伸部及び前記第２延伸部の表面に配置され、前記電極及び前記導電部材と電気的に接続される、発光装置が提供される。
本発明の実施形態によれば、光取り出し効率の向上が可能な発光装置が提供される。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の厚さと幅との関係、部材間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の厚さと幅との関係、部材間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式端面図である。
図２は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式上面図である。
図１は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式端面図である。
図２は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式上面図である。
図１に示すように、発光装置１１０は、基体３０、発光素子５０、接続部材１５及び封止部材８６を含む。図２では、封止部材８６は省略されている。
基体３０は、基材３３と、導電部材（この例では第１導電部材３１及び第２導電部材３２）と、を含む。導電部材は、例えば、金属板を加工したリードフレームなどである。基材３３は、導電部材を保持する絶縁性の部材であり、例えば樹脂部材等が挙げられる。基体３０は、凹部を備える。凹部は、導電部材の一部及び基材の一部からなる底面と、基材からなる側壁部８０と、を備える。
発光素子５０は、基体３０の上に配置される。基体３０が凹部を備える場合は、発光素子５０は、その凹部の底面に配置される。図１に示す例では、発光素子５０は、第１導電部材３１の上に設けられている。
発光素子５０は、例えば、積層体５５を含む。積層体５５の上面に電極（例えば、第１電極５０Ｅ及び第２電極５０Ｆ）を備える。
積層体５５は、例えば、サファイア基板、ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及び、それらの間に位置する発光層を含む。ｎ型半導体層の上に、第１電極５０Ｅが設けられる。ｐ型半導体層の上に第２電極５０Ｆが設けられる。これらの半導体層は、例えば、窒化物半導体を含む。窒化物半導体は、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含む。
第１電極５０Ｅ及び第２電極５０Ｆは、例えば、正負一対の電極となる。第１電極５０Ｅは、正電極及び負電極の一方である。第２電極５０Ｆは、正電極及び負電極の他方である。
接続部材１５は、上記の電極と、上記の導電部材と、を電気的に接続する。この例では、接続部材１５として、第１接続部材１０及び第２接続部材２０が設けられている。第１接続部材１０は、第１電極５０Ｅと第１導電部材３１とを電気的に接続する。第２接続部材２０は、第２電極５０Ｆと第２導電部材３２とを電気的に接続する。
発光装置１１０は、第１導電部材３１と第２導電部材３２との間に電圧が印加される。これらの導電部材を介して、発光素子５０に電流が供給され、発光素子５０の発光層５３から光が放出される。
実施形態においては、接続部材１５は、母材となる絶縁性の透光部材と、その表面に配置される透光導電膜を含む。例えば、第１接続部材１０は、絶縁性の第１透光部材１０ａと、第１透光導電膜１０ｂと、を含む。第２接続部材２０は、絶縁性の第２透光部材２０ａと、第２透光導電膜２０ｂと、を含む。
第１透光部材１０ａは、第１延伸部１１及び第２延伸部１２を含む。第１延伸部１１は、横方向に延伸する。第２延伸部１２は、第１延伸部１１から下方向に延伸する。
第２透光部材２０ａは、第３延伸部２３及び第４延伸部２４を含む。第３延伸部２３は、横方向に延伸する。第４延伸部２４は、第３延伸部２３から下方向に延伸する。
透光導電膜（第１透光導電膜１０ｂ）は、第１延伸部１１及び第２延伸部１２の表面に配置される。図１に示す例では、第１透光導電膜１０ｂは、第１延伸部１１の下面から第２延伸部１２の側面にわたって、さらに第２延伸部１２の下面にわたって連続して配置される。第１透光導電膜１０ｂは、電極（第１電極５０Ｅ）及び導電部材(第１導電部材３１）と電気的に接続される。第２透光導電膜２０ｂは、第３延伸部２３及び第４延伸部２４の表面に配置される。図１に示す例では、第２透光導電膜２０ｂは、第３延伸部２３の下面から第４延伸部２４の側面にわたって、さらに第４延伸部１２の下面にわたって連続して配置される。第２透光導電膜２０ｂは、第２電極５０Ｆ及び第２導電部材３２と電気的に接続される。
接続部材１５として、透光部材と透光導電膜が用いられる。このため、発光素子５０から出射した光は、透光部材を通過することができる。これにより、光取り出し効率が向上できる。
透光部材は、例えば、絶縁性である。透光部材は、透光導電膜により電極と導電部材との電気的な接続が行われる。透光部材は、透光導電膜を保持する部材として機能する。
透光導電膜（第１透光導電膜１０ｂ及び第２透光導電膜２０ｂ）は、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物を含む。透光導電膜は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む。透光導電膜は、これらの材料を用いることで、高い透過率と、低い導電率が得られる。透光導電膜は、例えば、１０μｍ以下の薄い金属膜を含んでも良い。
一方、透光部材（第１透光部材１０ａ及び第２透光部材２０ａ）は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。これらの材料を用いることで、高い透過率が得られる。例えば、ＰＥＴフィルムにＩＴＯ膜を成膜したものを接続部材１５として用いることができる。
透光部材は、射出成形、圧縮成形、トランスファモールド等の成形方法によって形成することができる。あるいは、透光部材は、シートを変形させるなどの方法で形成することができる。
発光素子５０及び接続部材１５を封止する封止部材８６を備える。封止部材８６は、発光素子５０からの光を吸収して異なる波長に変換する蛍光体を含んでいてもよい。後述するように、透光部材も、蛍光体を含んでも良い。
発光装置１１０の例では、接続部材１５における電気的な接続は、導電性接合部材（例えば、導電性ペースト材料など）により行われる。例えば、導電性接合部材として、第１〜第４導電性接合部材４１〜４４が設けられる。例えば、第１導電性接合部材４１は、第１電極５０Ｅと、第１透光導電膜１０ｂの一端と、の間に設けられ、これらを電気的に接続する。例えば、第２導電性接合部材４２は、第１導電部材３１と、第１透光導電膜１０ｂの他端と、の間に設けられ、これらを電気的に接続する。例えば、第３導電性接合部材４３は、第３電極５０Ｆと、第２透光導電膜２０ｂの一端と、の間に設けられ、これらを電気的に接続する。例えば、第４導電性接合部材４４は、第２導電部材３２と、第２透光導電膜２０ｂの他端と、の間に設けられ、これらを電気的に接続する。
このように、透光導電膜は、導電部材または電極と、導電性接合部材によって接続されても良い。
導電性接合部材４１〜４４としては、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ及びＰｔよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。このような導電性接合部材を用いることで、例えば、低温での接合によっても安定した電気的な接続が得られる。
導電性接合部材４１〜４４としては、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ及びＰｔよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。このような導電性接合部材を用いることで、例えば、低温での接合によっても安定した電気的な接続が得られる。
導電性接合部材は、あらかじめ基板の電極上に配置してもよく、あるいは、接続部材の透光導電膜上に配置していてもよい。特に、接続部材の透光導電膜上にあらかじめ配置しておくことで、導電性接合部材を形成しやすい。また、図１に示すように、凹部を備えた基板を用い、その凹部の側壁部８５の内面に近い位置に接続部材を配置する場合、あらかじめ接続部材側に導電性接合部材を配置しておくことで、容易に接続部材を配置することができる。
図３は、第１実施形態に係る発光装置の一部を例示する模式図である。
図３は、図１に示す接続部材１５（第１接続部材１０または第２接続部材２０）を拡大して例示している。図３に示すように、第１透光部材１０ａ及び第２透光部材２０ａは、複数の蛍光体粒子２０ｐと、樹脂部２０ｒと、を含んでも良い。樹脂部２０ｒは、複数の蛍光体粒子２０ｐの少なくとも一部の周りに設けられる。
図３は、図１に示す接続部材１５（第１接続部材１０または第２接続部材２０）を拡大して例示している。図３に示すように、第１透光部材１０ａ及び第２透光部材２０ａは、複数の蛍光体粒子２０ｐと、樹脂部２０ｒと、を含んでも良い。樹脂部２０ｒは、複数の蛍光体粒子２０ｐの少なくとも一部の周りに設けられる。
第１透光部材１０ａ及び第２透光部材２０ａが蛍光体を含むことで、発光素子５０から出射した光の波長変換が行われる。例えば、発光素子５０から青色光が出射され、第１透光部材１０ａ及び第２透光部材２０ａを通過することで、例えば、白色光が得られる。
図２に示すように、発光装置１１０においては、第１延伸部１１の少なくとも一部の幅Ｗ１は、上面視において発光素子５０の幅Ｗ３よりも広い。第３延伸部２３の少なくとも一部の幅Ｗ２は、発光素子５０の幅Ｗ３よりも広い。延伸部の幅が発光素子５０の幅よりも広いことで、例えば、低い電気抵抗が得られる。
図４は、第１実施形態に係る別の発光装置を例示する模式上面図である。
図４では、封止部材８６は省略されている。図４に示すように、発光装置１１１においては、第１延伸部１１の全体の幅Ｗ１は、発光素子５０の幅Ｗ３よりも広い。第３延伸部２３の全体の幅Ｗ２は、発光素子５０の幅Ｗ３よりも広い。延伸部の全体の幅が発光素子５０の幅よりも広いことで、例えば、低い電気抵抗が得られる。
図４では、封止部材８６は省略されている。図４に示すように、発光装置１１１においては、第１延伸部１１の全体の幅Ｗ１は、発光素子５０の幅Ｗ３よりも広い。第３延伸部２３の全体の幅Ｗ２は、発光素子５０の幅Ｗ３よりも広い。延伸部の全体の幅が発光素子５０の幅よりも広いことで、例えば、低い電気抵抗が得られる。
図５及び図６は、第１実施形態に係る別の発光装置を例示する模式端面図である。
図５及び図６に示すように、発光装置１１２及び１１３においては、第２延伸部１２は、第１光反射部材１０ｃを含む。第４延伸部２４は、第２光反射部材２０ｃを含む。
図５及び図６に示すように、発光装置１１２及び１１３においては、第２延伸部１２は、第１光反射部材１０ｃを含む。第４延伸部２４は、第２光反射部材２０ｃを含む。
例えば、第１透光部材１０ａと第１光反射部材１０ｃとの間に第１透光導電膜１０ｂが位置する。例えば、第２透光部材２０ａと第２光反射部材２０ｃとの間に第２透光導電膜２０ｂが位置する。これらの光反射部材には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の白色部材、又は、これらを含む白色樹脂等が用いられる。あるいは、銀、アルミニウム、金、白金、すず、ニッケルなどの反射率の高い金属膜が用いられる。
このように、第１光反射部材１０ｃ及び第２光反射部材２０ｃを接続部材の第２延伸部１２に設けることで、発光素子５０から横方向に出射した光を反射して、より効率良く取り出すことができる。
図６に示す発光装置１１３のように、透光部材の第２延伸部１２の一部が、光反射部材（第１光反射部材１０ｃ）であってもよい。第４延伸部２４の一部が、光反射部材（第２光反射部材２０ｃ）であってもよい。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る発光装置を例示する模式端面図である。
図７に示すように、第２実施形態に係る発光装置１２０は、基体３０、発光素子５０、接続部材１５及び封止部材８６が設けられる。発光装置１２０の接続部材１５は、１つの透光部材に、互いに離間する第１透光導電膜１０ｂ及び第２透光導電膜２０ｂが設けられる。発光装置１２０におけるこれ以外の構成は、上記の第１実施形態に係る発光装置の構成と同様である。
図７は、第２実施形態に係る発光装置を例示する模式端面図である。
図７に示すように、第２実施形態に係る発光装置１２０は、基体３０、発光素子５０、接続部材１５及び封止部材８６が設けられる。発光装置１２０の接続部材１５は、１つの透光部材に、互いに離間する第１透光導電膜１０ｂ及び第２透光導電膜２０ｂが設けられる。発光装置１２０におけるこれ以外の構成は、上記の第１実施形態に係る発光装置の構成と同様である。
接続部材１５の第１透光部材１０ａは、第１電極５０Ｅ及び前記第２電極５０Ｆの両方の上にわたって配置される。
接続部材１５の第１透光導電膜１０ｂは、第１電極５０Ｅと第１導電部材３１とを電気的に接続する。接続部材１５の第２透光導電膜２０ｂは、第２電極５０Ｆと第２導電部材３２とを電気的に接続する。接続部材１５の第１透光部材１０ａは、第１〜第４延伸部１１、１２、２３及び２４を含む。
第２実施形態では、複数の透光導電膜を１つの透光部材に配置させている。そのため、部品の数が少なくでき、発光装置の製造工程を少なくすることができる。
第２実施形態では、複数の透光導電膜を１つの透光部材に配置させている。そのため、部品の数が少なくでき、発光装置の製造工程を少なくすることができる。
第２実施形態によれば、光取り出し効率の向上が可能な発光装置を提供できる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光装置に含まれる、基体、基材、導電部材、接続部材、透光部材、透光導電膜、光反射部材、発光素子、電極及び導電性接続部材などのそれぞれの具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した発光装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
１０…第１接続部材、 １０ａ…第１透光部材、 １０ｂ…第１透光導電膜、 １０ｃ…第１光反射部材、 １１…第１延伸部、 １２…第２延伸部、 １５…接続部材、 ２０…第２接続部材、 ２０ａ…第２透光部材、 ２０ｂ…第２透光導電膜、 ２０ｃ…第２光反射部材、 ２０ｐ…蛍光体粒子、 ２０ｒ…樹脂部、 ２３…第３延伸部、 ２４…第４延伸部、 ３０…基体、 ３１…第１導電部材、 ３２…第２導電部材、 ３３…基材、 ４１〜４４…第１〜第４導電性接合部材、 ５０…発光素子、 ５０Ｅ…第１電極、 ５０Ｆ…第２電極、 ５５…積層体、 ８５…側壁部、 ８６…封止部材、 １１０〜１１３、１２０…発光装置、 Ｗ１〜Ｗ３…幅
Claims (9)
- 基材と導電部材を備える基体と、
前記基体の上に設けられ、上面に電極を備える発光素子と、
前記電極と前記導電部材とを電気的に接続する接続部材と、
を備え、
前記接続部材は、絶縁性の透光部材と、透光導電膜と、を含み、
前記透光部材は、横方向に延伸する第１延伸部と、前記第１延伸部から下方向に延伸する第２延伸部と、を備え、
前記透光導電膜は、前記第１延伸部及び前記第２延伸部の表面に配置され、前記電極及び前記導電部材と電気的に接続される、発光装置。 - 前記透光導電膜は、前記導電部材又は前記電極と、導電性接合部材によって接続されている、請求項１記載の発光装置。
- 前記発光素子の電極は、正負一対の電極となる第１電極及び第２電極を有し、
前記接続部材の前記透光部材は、前記第１電極及び前記第２電極の両方の上にわたって配置される、請求項１又は請求項２に記載の発光装置。 - 前記第２延伸部は、光反射部材を備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記透光部材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記透光部材は、蛍光体を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記透光導電膜は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物を含む、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記透光導電膜は、酸化インジウムスズを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記第１延伸部は、上面視において、前記発光素子の幅よりも広い、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
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| WO2015083365A1 (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | 東芝ホクト電子株式会社 | 発光装置およびその製造方法 |
-
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