JP2019114762A - 発光装置 - Google Patents

発光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019114762A
JP2019114762A JP2018076518A JP2018076518A JP2019114762A JP 2019114762 A JP2019114762 A JP 2019114762A JP 2018076518 A JP2018076518 A JP 2018076518A JP 2018076518 A JP2018076518 A JP 2018076518A JP 2019114762 A JP2019114762 A JP 2019114762A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting element
emitting device
light
phosphor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018076518A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6658787B2 (ja
Inventor
拓也 三木
Takuya Miki
拓也 三木
松田 直樹
Naoki Matsuda
直樹 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Chemical Industries Ltd filed Critical Nichia Chemical Industries Ltd
Priority to US16/222,571 priority Critical patent/US11024667B2/en
Publication of JP2019114762A publication Critical patent/JP2019114762A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6658787B2 publication Critical patent/JP6658787B2/ja
Priority to US17/302,008 priority patent/US11664406B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】色ムラが抑制された発光装置を提供する。【解決手段】発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にあるn角形(nは3以上の整数)の内側発光素子と、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にあるm個(mは3以上の整数)の外側発光素子と、内側発光素子およびm個の外側発光素子を被覆し、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある第1蛍光体と、を備え、上面視において、内側発光素子は、内側発光素子のn個の側面それぞれにm個の外側発光素子のいずれかが対向して配置される発光装置。【選択図】図1A

Description

本開示は、発光装置に関する。
特許文献1には、青色光を発する発光素子、緑色光を発する発光素子および赤色蛍光体を備える発光装置が開示されている。このような発光装置を光源として用いたバックライト装置は、高い色再現性が得られるとされている。
特開2007−158296号公報
しかしながら、特許文献1の発光装置では、それぞれの発光素子から出射される青色光および緑色光が直進性の強い光であるために発光装置として色ムラが発生する可能性がある。
そこで、本発明の一実施形態では、色ムラが抑制された発光装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態の発光装置は、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にあるn角形(nは3以上の整数)の内側発光素子と、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にあるm個(mは3以上の整数)の外側発光素子と、内側発光素子およびm個の外側発光素子を被覆し、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある第1蛍光体と、を備え、上面視において、内側発光素子は、内側発光素子のn個の側面それぞれにm個の外側発光素子のいずれかが対向して配置される。
本発明の一実施形態により、色ムラが抑制された発光装置を提供することが可能となる。
第1実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。 第1実施形態に係る発光装置の模式的下面図である。 図1A中の1C−1C線における模式的端面図である。 発光装置の変形例を示す模式的上面図である。 発光装置の変形例を示す模式的上面図である。 発光装置の変形例を示す模式的上面図である。 発光装置の変形例を示す模式的上面図である。 発光装置の変形例を示す模式的上面図である。 発光装置の変形例を示す模式的上面図である。 第2実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。 第3実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。 図4A中の4B−4B線における模式的端面図である。 発光装置およびレンズ部材を示す模式的上面図である。 図5A中の5B−5B線における模式的端面図である。
以下、図面に基づいて詳細に説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語(例えば、「上」、「下」およびそれらの用語を含む別の用語)を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかり易さのために用いているに過ぎない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、JIS Z8110に従う。
(第1実施形態)
図1Aは第1実施形態に係る発光装置100の模式的上面図であり、図1Bは発光装置100の模式的下面図であり、図1Cは図1A中の1C−1C線における模式的端面図である。図1Aでは、第1蛍光体7および封止部材40は省略して図示している。発光装置100は、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にあるn角形(nは3以上の整数)の内側発光素子11と、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にあるm個(mは3以上の整数)の外側発光素子12と、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある第1蛍光体7とを備える。
内側発光素子11は、n個の側面を有する。内側発光素子11は、例えば、上面視において、3角形、4角形、6角形の形状を有し、3個、4個または6個の側面を有する。内側発光素子11は、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にある緑色光を発する発光素子である。
m個の外側発光素子12は、例えば、3個の外側発光素子であり、4個の外側発光素子であり、5個以上の外側発光素子である。m個の外側発光素子12のそれぞれは、上面視において、内側発光素子11のn個の側面のうち少なくとも1つの側面と対向して配置される。換言すると、内側発光素子11は、内側発光素子11のn個の側面それぞれにm個の外側発光素子12のいずれかが対向して配置される。m個の外側発光素子12は、それぞれ、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にある青色光を発する発光素子である。
図1Aで示す発光装置100は、n=m=4である場合の発光装置を示す。発光装置100は、平面形状が4角形である内側発光素子11と、4個の外側発光素子12とを備える。内側発光素子11および4個の外側発光素子12は、凹部2の底面に位置している。内側発光素子11は、上面視において、第1側面111、第1側面111の反対側に位置する第2側面112、第1側面111と第2側面112と接続する第3側面113および第3側面113の反対側に位置する第4側面114を有している。また、発光装置100は、4個の外側発光素子12として、第1発光素子12a、第2発光素子12b、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dを備える。第1発光素子12aは第1側面111と対向して配置され、第2発光素子12bは第2側面112と対向して配置され、第3発光素子12cは第3側面113と対向して配置され、第4発光素子12dは第4側面114と対向して配置されている。
m個の外側発光素子12を内側発光素子11の各側面と対向して配置することで、内側発光素子11のそれぞれの側面から出射される出射光と、m個の外側発光素子12の出射光とを容易に混色させることができる。内側発光素子11の出射光とm個の外側発光素子12の出射光とを十分に混色させることで、発光装置の色ムラを容易に抑制することができる。なお、ここでの対向とは、内側発光素子11の側面の全面と外側発光素子の側面の全面とが完全に対向している場合だけでなく、内側発光素子11および外側発光素子のうち一方の発光素子の側面が他方の発光素子の側面の一部とのみ対向している場合も含む。外側発光素子は、内側発光素子11の側面の50%以上の領域と対向することが好ましく、75%以上の領域と対向することがより好ましく、100%の領域(全面)と対向することがさらに好ましい。これにより、内側発光素子11の出射光と外側発光素子の出射光とを効果的に混色させることができる。
図1Aで示す発光装置100では、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dが内側発光素子11の対角線の延長線上に重なるように配置されている。また、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dは、それぞれ、上面視において、内側発光素子11の側面に加えて、第1発光素子12aおよび第2発光素子12bの少なくとも一部と対向している。これにより、例えば、内側発光素子11の角部から出射される出射光を、外側発光素子の出射光と効果的に混色させることができる。
上面視において、外側発光素子と内側発光素子11との距離は小さいことが好ましい。これにより、内側発光素子11の出射光と外側発光素子の出射光とを効果的に混色させることができる。外側発光素子と内側発光素子11との距離は、例えば、100μm以下であり、50μm以下であることが好ましく、40μm以下であることがより好ましい。また、外側発光素子と内側発光素子11との距離は、例えば、外側発光素子または内側発光素子11の高さの1/2以下であり、外側発光素子または内側発光素子11の高さの1/4以下であることが好ましい。
内側発光素子11とm個の外側発光素子12は、直列に接続されることが好ましい。これにより、所定の電流を流した場合に発光強度が高い発光装置とすることができる。図1Aで示す発光装置100では、第1リード51と第1発光素子12aの一方の電極とがワイヤにより接続され、第1発光素子12aの他方の電極と第4発光素子12dの一方の電極がワイヤにより接続されている。そして、第4発光素子12dの他方の電極と内側発光素子11の一方の電極がワイヤにより接続され、内側発光素子11の他方の電極と第3発光素子12cの一方の電極がワイヤにより接続されている。さらに、第3発光素子12cの他方の電極と第2発光素子12bの一方の電極がワイヤにより接続され、第2発光素子12bの他方の電極と第2リード52がワイヤにより接続されている。
なお、本開示の発光装置において、各発光素子の電気的な接続方法は上記の接続方法に限られない。内側発光素子11およびm個の外側発光素子12は、すべて並列に接続されてもよく、また、直列と並列とを組み合わせて接続されてもよい。
発光装置100は、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある第1蛍光体7を備える。第1蛍光体7は、例えば、外側発光素子の青色光を吸収して赤色光を発光する。第1蛍光体7は、内側発光素子11の緑色光を吸収して赤色光を発光することがほとんど無い蛍光体であることが好ましい。換言すると、第1蛍光体7は緑色光を実質的に赤色光に変換しない蛍光体であることが好ましい。第1蛍光体7として緑色光を波長変換することが少ない蛍光体を用いることで、m個の外側発光素子12が出射する青色光の波長変換のみを考慮するだけで発光装置の出力バランスを設計することができる。その結果、発光装置の設計を容易にすることができる。
このような好ましい第1蛍光体7として、以下の蛍光体を挙げることができる。第1蛍光体7は、以下の蛍光体の少なくとも1種を含む。
第1の種類は、その組成が以下の一般式(I)で示される赤色蛍光体である。

MF:Mn4+ (I)

ただし、上記一般式(I)中、Aは、K、Li、Na、Rb、Cs及びNH4+からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、Mは、第4族元素及び第14族元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。
第4族元素はチタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)である。第14族元素は、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)および鉛(Pb)である。
第1の種類の蛍光体の具体例として、KSiF:Mn4+、K(Si,Ge)F:Mn4+、KTiF:Mn4+を挙げることができる。
第2の種類は、その組成が3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn4+で表される蛍光体または、その組成が以下の一般式(II)で示される蛍光体である。

(x−a)MgO・a(Ma)O・b/2(Mb)・yMgF・c(Mc)X・(1−d−e)GeO・d(Md)O・e(Me):Mn4+ (II)

ただし、上記一般式(II)中、Maは、Ca,Sr,Ba,Znから選択された少なくとも1種であり、Mbは、Sc,La,Luから選択された少なくとも1種であり、Mcは、Ca,Sr,Ba,Znから選択された少なくとも1種であり、Xは、F,Clから選択された少なくとも1種であり、Mdは、Ti,Sn,Zrから選択された少なくとも1種であり、Meは、B,Al,Ga,Inから選択された少なくとも1種である。また、x、y、a、b、c、d、eについて、2≦x≦4、0<y≦2、0≦a≦1.5、0≦b<1、0≦c≦2、0≦d≦0.5、0≦e<1である。
図1Aで示すように、発光装置100は凹部2を有するパッケージ10を備えることが好ましい。凹部2の底面に内側発光素子11およびm個の外側発光素子12を配置することで、各発光素子の出射光を容易に混色させることができる。
図1Aおよび図1Bで示すパッケージ10は、樹脂部30と、第1リード51および第2リード52とを備える。凹部2の底面において第1リード51および第2リード52の上面の一部が樹脂部30から露出している。
パッケージ10は、上面80aおよび上面80aと反対側に位置する下面80bとを有する。また、パッケージ10は、上面視において略矩形の外形形状を有し、第1外側面81、第1外側面81と反対側に位置する第2外側面82、第3外側面83、および第3外側面83と反対側に位置する第4外側面84を有する。
パッケージ10の下面80bは、実装基板に実装する実装面として機能する。パッケージ10の下面80bにおいて、第1リード51および第2リード52は樹脂部30から露出している。
以下、本発明の発光装置100に用いられる各部材について詳細に説明する。
(内側発光素子、外側発光素子)
発光装置100は、n角形(nは3以上の整数)の内側発光素子11と、m個(mは3以上の整数)の外側発光素子12とを備える。内側発光素子11およびm個の外側発光素子12は、発光装置100の光源として機能する。内側発光素子11およびm個の外側発光素子12には、発光ダイオード素子などを用いることができ、可視域の発光が可能な窒化物半導体(InAlGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)を好適に用いることができる。
内側発光素子11は、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にある緑色光を発する発光素子である。m個の外側発光素子12は、それぞれ、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にある青色光を発する発光素子である。内側発光素子11およびm個の外側発光素子12は、半値幅が40nm以下の発光素子を用いることが好ましく、半値幅が30nm以下の発光素子を用いることがより好ましい。これにより、青色光および緑色光が容易に鋭いピークを持つことができる。その結果、例えば、発光装置100を液晶表示装置等の光源として用いる場合、色再現性が優れた液晶表示装置とすることができる。
また、内側発光素子11および外側発光素子12は、ダイボンド材を用いてパッケージ10または実装基板に接合することができる。ダイボンド材としては、例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等の樹脂、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、AuとSnとを主成分とする合金、AuとSiとを主成分とする合金、AuとGeとを主成分とする合金等の共晶合金、あるいは、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、異方性導電材、低融点金属のろう材等が挙げられる。
ダイボンド材は、目的に応じて、光反射率の高い光反射性物質や、光を吸収しやすい光吸収材を含めることができる。光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等である。光吸収材としては、例えば、アセチレンブラック、活性炭、黒鉛などのカーボンや、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物、もしくは有色有機顔料等である。
ダイボンド材に光反射性物質または光吸収材を含めることで、例えば、発光装置100の色度を容易に所望の色度に近づけることができる。具体的には、1931CIE色度図上における発光装置100の色度のy値は、発光装置100の緑光成分が大きくなると高くなる傾向があり、また、発光装置100の緑光成分が小さくなると低くなる傾向がある。そのため、色度のy値が高い発光装置を提供する場合は、例えば、内側発光素子11(緑色発光素子)のダイボンド材に光反射性物質を含有させることができる。これにより、内側発光素子11の出射光を効率的に取り出すことができ、その結果、色度のy値が高い発光装置を容易に提供することができる。同様に、色度のy値が低い発光装置を提供する場合は、例えば、内側発光素子11(緑色発光素子)のダイボンド材に光吸収材を含有させることができる。これにより、内側発光素子11の下方向に出射される光の一部を光吸収材により吸収することができ、発光装置100の緑光成分を小さくすることができる。その結果、色度のy値が低い発光装置を容易に提供することができる。
なお、目的に応じて、内側発光素子11の代わりに、または内側発光素子11に加えて、外側発光素子12のダイボンド材に光反射性物質や光吸収材を含有させることもできる。また、内側発光素子11または外側発光素子12が複数ある場合は、複数の内側発光素子11等の全てのダイボンド材に光反射性物質等が含有されてもよく、また複数の内側発光素子11等のうち一部のダイボンド材のみに光反射性物質等が含有されていてもよい。さらに、ダイボンド材の光反射性物質等の含有率は、全てのダイボンド材で同一であってもよく、また異なっていてもよい。
図1Aで示す発光装置100は、平面形状が4角形である内側発光素子11と、4個の外側発光素子12とを備えている。なお、本開示の発光装置はこれに限られない。発光装置100において、内側発光素子11の平面形状、m個の外側発光素子12の発光素子の個数、および内側発光素子11とm個の外側発光素子12の配置等は目的や用途に応じて変更可能である。
図2A〜図2Eで示す発光装置は、発光装置100の変形例である。なお、図2A〜図2Eにおいて、ワイヤや封止部材40等は省略している。
図2Aおよび図2Bで示す発光装置100A、100Bは、内側発光素子11の平面形状と、m個の外側発光素子12の発光素子の個数とが発光装置100と主に異なる。発光装置100Aでは、n=m=3である場合の発光装置を示す。発光装置100Aは、平面形状が3角形である内側発光素子11と、第1発光素子12a、第2発光素子12bおよび第3発光素子12cの3つの外側発光素子を備えている。第1発光素子12a、第2発光素子12bおよび第3発光素子12cは、それぞれ、内側発光素子11の各側面と対向して配置されている。発光装置100Aでは、内側発光素子11の一の側面に対して、1つの外側発光素子を配置しているので、内側発光素子11の各側面から出射される出射光と外側発光素子の出射光とを効果的に混色させることができる。
発光装置100Bでは、n=m=6である場合の発光装置を示す。発光装置100Bは、平面形状が6角形である内側発光素子11と、第1発光素子12a、第2発光素子12b、第3発光素子12c、第4発光素子12d、第5発光素子12eおよび第6発光素子12fの6つの外側発光素子を備えている。第1発光素子12a〜第6発光素子12fは、内側発光素子11の各側面と対向して配置されている。発光装置100Bでは、内側発光素子11の一の側面に対して、1つの外側発光素子を配置しているので、内側発光素子11の各側面から出射される出射光と外側発光素子の出射光とを効果的に混色させることができる。また、発光装置100Bは、発光装置100と比べて、上面視におけるm個の外側発光素子12の外形が円に近い形状となっている。これにより、凹部2の開口が円形である発光装置100Bにおいて、内側発光素子11およびm個の外側発光素子12から出射される光を効率良く外側に取り出すことができる。さらに、発光装置100Bは、発光装置100と比べて外側発光素子の数が多いので、同じ電力で発光装置を駆動する場合に、各発光素子に流れる電流は小さくなる。これにより、発光装置100Bを安全に取り扱うことができる。
図2Cで示す発光装置100Cは、上面視において、内側発光素子11およびm個の外側発光素子12がパッケージ10の一の外側面9に対して傾斜して配置されている点で、発光装置100と主に異なる。発光装置100Cでは、n=m=4である場合の発光装置を示す。発光装置100Cは、平面形状が4角形である内側発光素子11と、第1発光素子12a、第2発光素子12b、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dの4つの外側発光素子を備えている。内側発光素子11および4つの外側発光素子は、上面視において、パッケージ10の一の外側面9に対して傾斜して配置されている。これにより、凹部2の内側面と外側発光素子の側面との距離が発光装置100と比べて大きくなり、例えば、外側発光素子が発生する熱や光によって凹部2の内側面を形成する樹脂部30が劣化することを抑制することができる。
図2Dで示す発光装置100Dは、内側発光素子11の側面と、該側面と対向する外側発光素子の側面とが平行ではない点で、発光装置100と主に異なる。発光装置100Dでは、n=m=4である場合の発光装置を示す。発光装置100Dは、平面形状が4角形である内側発光素子11と、第1発光素子12a、第2発光素子12b、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dの4つの外側発光素子とを備える。内側発光素子11は、第1側面111、第2側面112、第3側面113および第4側面114を備える。内側発光素子11の第1側面111は、第1発光素子12aおよび第2発光素子12bの双方の側面と対向している。内側発光素子11の第2側面112は、第2発光素子12bおよび第3発光素子12cの双方の側面と対向している。内側発光素子11の第3側面113は、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dの双方の側面と対向している。内側発光素子11の第4側面114は、第1発光素子12aおよび第4発光素子12dの双方の側面と対向している。第1側面111、第2側面112、第3側面113および第4側面114は、それぞれ、第1発光素子12a〜第4発光素子12dの側面に対して傾斜して配置されている。これにより、発光装置100Dは、発光装置100と比べて内側発光素子11と外側発光素子との距離が大きくなるので、内側発光素子11と外側発光素子との間に位置する封止部材が発光素子からの光や熱によって劣化する可能性を低減することができる。
図2Eで示す発光装置100Eは、n≠mである点で、発光装置100と主に異なる。図2Eで示す発光装置100Eでは、n=6、m=4である場合の発光装置を示す。発光装置100Eは、平面形状が6角形である内側発光素子11と、第1発光素子12a、第2発光素子12b、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dの4つの外側発光素子を備えている。発光装置100Eは、内側発光素子11の一の側面に対して1個の外側発光素子を備える発光装置と比べて、外側発光素子の数を減らすことができる。その結果、色ムラを抑制しつつ安価な発光装置を提供することができる。また、発光装置100Eは、発光装置100と比べて内側発光素子11と外側発光素子との距離が大きくなるので、内側発光素子11と外側発光素子との間に位置する封止部材が発光素子からの光や熱によって劣化する可能性を低減することができる。
図2Fで示す発光装置100Fでは、n=m=3である場合の発光装置を示す。発光装置100Fは、平面形状が3角形である内側発光素子11と、平面形状が4角形である第1発光素子12a、第2発光素子12bおよび第3発光素子12cの3つの外側発光素子とを備えている。第1発光素子12a、第2発光素子12bおよび第3発光素子12cは、それぞれ、内側発光素子11の各側面と対向して配置されている。発光装置100Fにおいて、第1発光素子12a、第2発光素子12bおよび第3発光素子12cの内側発光素子11と対向する各辺の長さd1は、上面視において、内側発光素子11の対応する各辺の長さd2よりも長いことが好ましい。これにより、発光装置100Fでは、例えば、内側発光素子11が側面方向に出射する出射光と、外側発光素子の出射光とを効率的に混色させることができる。その結果、色ムラの少ない発光装置とすることができる。
(第1蛍光体)
発光装置100は、発光素子からの光の波長を変換する第1蛍光体7を備える。第1蛍光体7は、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある蛍光体である。第1蛍光体7は、例えば、シリコーン樹脂等の樹脂材料に含有され、樹脂材料を印刷、ポッティング又はスプレー法等で形成することができる。また、第1蛍光体7は、例えば、シート状またはブロック状の樹脂部材、ガラス、またはセラミック等に含有され、樹脂部材等を接着剤等により貼り付けて形成してもよい。さらには、第1蛍光体7は、電気泳動堆積法等により形成されてもよい。
第1蛍光体7として、例えば、(Sr,Ca)AlSiN:Eu、KSiF:Mn4+、3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn4+の蛍光体を用いることができる。特に、KSiF:Mn4+の蛍光体を好適に用いることができる。第1蛍光体7は、半値幅が狭い蛍光体を用いることが好ましい。これにより、例えば、発光装置100を液晶表示装置等の光源として用いる場合、色再現性が優れた液晶表示装置とすることができる。第1蛍光体7の半値幅は、例えば、30nm以下であり、15nm以下であることが好ましい。
発光装置100は、第1蛍光体7以外に他の蛍光体を備えることができる。他の蛍光体として、例えば、(Ca,Sr,Ba)(PO(Cl,Br):Eu、Si6−zAl8−z:Eu(0<z<4.2)、(Sr,Ca,Ba)Al1425:Eu、(Ca,Sr,Ba)MgSi16(F,Cl,Br):Eu、(Y,Lu,Gd)(Al,Ga)12:Ce、CaScSi12:Ce、CaSc:Ceの蛍光体を用いることができる。
(封止部材)
発光装置100は、第1蛍光体7を含有し、内側発光素子11およびm個の外側発光素子12を被覆する封止部材40を備えることができる。封止部材40は、発光素子等を外力や埃、水分などから保護することができる。封止部材40は、発光素子から出射される光の60%以上を透過するもの、さらに90%以上を透過するものが好ましい。封止部材40の母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを1つ以上含む樹脂を用いることができる。封止部材は単一層から形成することもでき、また、複数層から構成することもできる。また、封止部材40には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させることができる。光散乱粒子の形状は、破砕状、球状、中空及び多孔質等のいずれでもよい。
(パッケージ)
発光装置100は、パッケージ10を備えることができる。パッケージ10は、発光素子を配置するための基台である。パッケージ10は、母体と複数のリード(複数の電極部)を少なくとも有する。パッケージ10は、凹部2を有することが好ましい。凹部2の底面に、内側発光素子11およびm個の外側発光素子12を配置することで、発光装置の色ムラを容易に抑制することができる。パッケージ10の母体となる材料は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミックス、樹脂(例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、トリメチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂等)、パルプ、ガラス、又はこれらの複合材料等である。
パッケージ10の上面視における外形形状は、例えば、3.0mm×1.4mm、2.5mm×2.5mm、3.0mm×3.0mm、4.5mm×4.5mmの四角形である。なお、パッケージ10の外形形状は、上面視において、四角形に限られず、他の多角形や楕円形等の形状であってもよい。
パッケージ10の例としては、図1Aの発光装置100で用いられた樹脂部30と第1リード51および第2リード52を備えるパッケージを好適に用いることができる。これにより、放熱性が高く安価な発光装置とすることができる。なお、図1Aで示す発光装置100では、パッケージ10の外側面において、第1リード51および第2リード52は樹脂部30から外側に延出していないが、本実施形態の発光装置はこれに限られない。つまり、パッケージ10の外側面において、第1リード51および第2リード52は樹脂部30から外側に延出していてもよい。これにより、発光素子が発する熱を効率的に外側に放熱することができる。
(樹脂部)
樹脂部30は、母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、変成シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物等の硬化体、ポリフタルアミド(PPA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、樹脂部30の樹脂材料として、耐熱性および耐光性に優れたエポキシ樹脂組成物やシリコーン樹脂組成物の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
樹脂部30は、上記の母材となる樹脂材料に、光反射性物質を含有することが好ましい。光反射性物質としては、発光素子からの光を吸収しにくく、且つ、母材となる樹脂材料に対して屈折率差の大きい部材を用いることが好ましい。このような光反射性物質は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等である。
(第1リード、第2リード)
第1リード51および第2リード52は、導電性を有し、発光素子に給電するための電極として機能する。第1リード51および第2リード52は、母材として、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属を用いることができる。これらは単層であってもよいし、積層構造(例えば、クラッド材)であってもよい。特に、母材には安価で放熱性が高い銅を用いることが好ましい。
第1リード51および第2リード52は、母材の表面に金属層を有していてもよい。金属層は、例えば、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを含む。なお、金属層は、第1リード51および第2リード52の全面に設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。また、金属層は、リードの上面に形成される領域と、リードの下面に形成される領域とで異なる層にすることができる。例えば、リードの上面に形成される金属層は、ニッケルおよび銀の金属層を含む複数層からなる金属層であり、リードの下面に形成される金属層は、ニッケルの金属層を含まない金属層である。
第1リード51および第2リード52の最表面に銀を含む金属層が形成される場合は、銀を含む金属層の表面に酸化ケイ素等の保護層を設けることが好ましい。これにより、銀を含む金属層が大気中の硫黄成分等によって変色することを抑制することができる。保護層の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによって成膜することができるが、その他の既知の方法を用いてもよい。
パッケージ10は、少なくとも2つの電極(例えば、第1リード51および第2リード52)を備えていればよい。なお、パッケージ10は、3つ以上の電極を備えていてもよく、例えば、第1リード51および第2リード52に加えて第3リードを備えることができる。第3リードは、放熱部材として機能してもよいし、第1リード51等と同様に電極として機能してもよい。
なお、発光装置100は、パッケージ10を備えていなくてもよい。
(第2実施形態)
図3は第2実施形態に係る発光装置200の模式的上面図である。図3では、第1蛍光体7および封止部材40を省略して図示している。発光装置200は、内側発光素子11として複数の緑色発光素子を備える点で、第1実施形態に係る発光装置100と主に異なる。発光装置200は、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にあるn角形(nは3以上の整数)の内側発光素子11と、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にあるm個(mは3以上の整数)の外側発光素子12と、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある第1蛍光体7とを備える。
発光装置200は、内側発光素子11として複数の緑色発光素子を備える。複数の緑色発光素子は、それぞれ発光部を備える。発光装置200では、複数の緑色発光素子を組み合わせることで、疑似的にn角形の内側発光素子とすることができる。図3で示す発光装置200では、内側発光素子11は、平面形状が三角形の第1緑色発光素子11aおよび第2緑色発光素子11bを有する。第1緑色発光素子11aは、第1側面111、第2側面112および第2緑色発光素子11bと対向する側面を有する。また、第2緑色発光素子11bは、第3側面113、第4側面114および第1緑色発光素子11aと対向する側面を有する。つまり、図3で示す内側発光素子11は、外側に配置される第1側面111、第2側面112、第3側面113および第4側面114の4つの側面を有し、疑似的に4角形の内側発光素子となる。また、発光装置200は、m個の外側発光素子12として、第1発光素子12a、第2発光素子12b、第3発光素子12cおよび第4発光素子12dの4個の外側発光素子を備える。つまり、図3で示す発光装置200は、n=m=4である発光装置となる。第1発光素子12aは第1緑色発光素子11aの第1側面111と対向して配置され、第2発光素子12bは第2緑色発光素子11bの第3側面113と対向して配置され、第3発光素子12cは第1緑色発光素子11aの第2側面112と対向して配置され、第4発光素子12dは第2緑色発光素子11bの第4側面114と対向して配置されている。これにより、内側発光素子11の各側面から出射される出射光と外側発光素子の出射光とを効果的に混色させることができる。また、内側発光素子11が複数の緑色発光素子を備えることで、例えば、緑色発光素子の個数を調整することで、発光装置200が発する光の色度を容易に調整することができる。
(第3実施形態)
図4Aは第3実施形態に係る発光装置300の模式的上面図であり、図4Bは図4A中の4B−4B線における模式的端面図である。図4Aでは、第1蛍光体7および封止部材40を省略して図示している。発光装置300は、内側発光素子11の上面に被覆部材6を備える点で、第1実施形態に係る発光装置100と主に異なる。
発光装置300は、内側発光素子11の上面上に被覆部材6を備える。図4Aおよび図4Bで示す発光装置300では、被覆部材6は、内側発光素子11の上面上に位置し、m個の外側発光素子12の上面上には位置しない。被覆部材6は、封止部材40と内側発光素子の上面との間に位置する。
被覆部材6は、例えば、第2蛍光体8を含有する樹脂部材である。第2蛍光体8は、内側発光素子11の緑色光を吸収して他の光を発する蛍光体であることが好ましい。これにより、第2蛍光体8の含有量を調整することで、内側発光素子11の上方に出射される光の色度を容易に調整することができる。例えば、第1蛍光体7としてKSiF:Mn4+の蛍光体を用いる場合、第2蛍光体8として(Sr,Ca)AlSiN:Euまたは(Sr,Ca)LiAl:Euの蛍光体を用いることが好ましい。第1蛍光体7としてKSiF:Mn4+の蛍光体を用いる場合、KSiF:Mn4+の蛍光体は、外側発光素子の青色光では励起される一方で、内側発光素子11の緑色光ではほとんど励起されない。これにより、外側発光素子の上方に出射される光の色度(特にx値)と、内側発光素子11の上方に出射される光の色度(特にx値)とは大きく異なる可能性がある。しかし、緑色光で励起する(Sr,Ca)AlSiN:Euまたは(Sr,Ca)LiAl:Euの蛍光体を含む被覆部材6を内側発光素子11の上面上に配置することで、内側発光素子11の上方に出射される光の色度(特にx値)を、外側発光素子の上方に出射される光の色度(特にx値)に近づけることができる。その結果、発光装置300の色ムラを効果的に抑制することができる。
被覆部材6は、別の形態として、例えば、酸化チタン等の光反射性部材を含有する樹脂部材である。内側発光素子11の上面に酸化チタン等を含む被覆部材6を設けることで、内側発光素子11の側面方向に出射される光の割合が大きくなる。これにより、内側発光素子11の出射光と、内側発光素子11の各側面と対向して配置される外側発光素子との出射光とを効果的に混色させることができる。
なお、被覆部材6は、第2蛍光体8と酸化チタン等の光反射性部材の双方を含有することができる。
第1実施形態〜第3実施形態および変形例で説明をした各発光装置の特徴部は他の実施形態にも好適に適用可能である。
また、第1実施形態〜第3実施形態および変形例で説明をした各発光装置は、例えば、液晶表示装置における直下型のバックライト光源として用いることができる。各発光装置を直下型のバックライト光源として用いる場合、図5Aおよび図5Bで示すように、発光装置の上方にレンズ部材13を用いることが好ましい。図5Aは発光装置100およびレンズ部材13を示す模式的上面図であり、図5Bは図5A中の5B−5B線における模式的端面図である。図5Aおよび図5Bにおいて、レンズ部材13は発光装置100の上方に位置し、レンズ部材13の光軸と発光装置100の光軸とは略一致している。レンズ部材13は、例えば、発光装置の出射光の配光を広げたり、発光装置の出射光の混色性を向上させることができる。これにより、液晶表示装置において、輝度ムラや色ムラを効果的に低減することができる。なお、第1実施形態〜第3実施形態および変形例で説明をした各発光装置は、直下型のバックライト光源に用いられる形態に限られない。各発光装置は、例えば、エッジ型のバックライト光源に用いることができる。
100、200、300 発光装置
100A、100B、100C、100D、100E 発光装置
10 パッケージ
2 凹部
11 内側発光素子
11a 第1緑色発光素子
11b 第2緑色発光素子
111 第1側面
112 第2側面
113 第3側面
114 第4側面
12 m個の外側発光素子
12a 第1発光素子
12b 第2発光素子
12c 第3発光素子
12d 第4発光素子
12e 第5発光素子
12f 第6発光素子
30 樹脂部
40 封止部材
51 第1リード
52 第2リード
6 被覆部材
7 第1蛍光体
8 第2蛍光体
9 外側面
13 レンズ部材
80a 上面
80b 下面
81 第1外側面
82 第2外側面
83 第3外側面
84 第4外側面

Claims (8)

  1. 発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲にあるn角形(nは3以上の整数)の内側発光素子と、発光ピーク波長が430nm以上490nm未満の範囲にあるm個(mは3以上の整数)の外側発光素子と、前記内側発光素子および前記m個の外側発光素子を被覆し、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある第1蛍光体と、を備え、
    上面視において、前記内側発光素子は、前記内側発光素子のn個の側面それぞれに前記m個の外側発光素子のいずれかが対向して配置される、発光装置。
  2. 前記発光装置において、n=mである、請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記発光装置において、n=m=4であり、
    前記内側発光素子は、第1側面、前記第1側面の反対側に位置する第2側面、前記第1側面と前記第2側面と接続する第3側面および前記第3側面の反対側に位置する第4側面を有し、
    前記m個の外側発光素子は、前記第1側面と対向して配置される第1発光素子、前記第2側面と対向して配置される第2発光素子、前記第3側面と対向して配置される第3発光素子、前記第4側面と対向して配置される第4発光素子である、請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記第3発光素子および前記第4発光素子は、それぞれ、上面視において、前記内側発光素子に加えて、前記第1発光素子および前記第2発光素子の少なくとも一部と対向する、請求項3に記載の発光装置。
  5. 前記内側発光素子は、それぞれが発光部を備える複数の緑色発光素子を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
  6. 前記発光装置は、前記内側発光素子の上面に被覆部材をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
  7. 前記内側発光素子および前記m個の外側発光素子は直列に接続される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。
  8. 前記発光装置は、凹部を有するパッケージを備え、
    前記内側発光素子および前記m個の外側発光素子は前記凹部の底面に配置される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置。
JP2018076518A 2017-12-22 2018-04-12 発光装置 Active JP6658787B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/222,571 US11024667B2 (en) 2017-12-22 2018-12-17 Light-emitting device
US17/302,008 US11664406B2 (en) 2017-12-22 2021-04-21 Light-emitting device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017245665 2017-12-22
JP2017245665 2017-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019114762A true JP2019114762A (ja) 2019-07-11
JP6658787B2 JP6658787B2 (ja) 2020-03-04

Family

ID=67222848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018076518A Active JP6658787B2 (ja) 2017-12-22 2018-04-12 発光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6658787B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023165215A1 (zh) * 2022-03-02 2023-09-07 惠州视维新技术有限公司 一种led灯珠及背光灯条
JP7428890B2 (ja) 2020-03-30 2024-02-07 日亜化学工業株式会社 樹脂パッケージ及び発光装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158296A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Samsung Electronics Co Ltd 白色発光ダイオード
CN202394970U (zh) * 2011-12-28 2012-08-22 项延辉 一种led芯片和应用了该led芯片的光源模块
WO2013015058A1 (ja) * 2011-07-25 2013-01-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2015084397A (ja) * 2013-09-17 2015-04-30 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2015106660A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 シチズン電子株式会社 発光装置
JP2016149477A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2016157816A (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 シチズンホールディングス株式会社 多層基板、発光装置および多層基板の製造方法
US20170181241A1 (en) * 2015-10-02 2017-06-22 Samsung Electronics Co., Ltd. White Light Emitting Module and LED Lighting Apparatus
JP2017143253A (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置を備えたバックライト

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158296A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Samsung Electronics Co Ltd 白色発光ダイオード
WO2013015058A1 (ja) * 2011-07-25 2013-01-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN202394970U (zh) * 2011-12-28 2012-08-22 项延辉 一种led芯片和应用了该led芯片的光源模块
JP2015084397A (ja) * 2013-09-17 2015-04-30 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2015106660A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 シチズン電子株式会社 発光装置
JP2016149477A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2016157816A (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 シチズンホールディングス株式会社 多層基板、発光装置および多層基板の製造方法
US20170181241A1 (en) * 2015-10-02 2017-06-22 Samsung Electronics Co., Ltd. White Light Emitting Module and LED Lighting Apparatus
JP2017143253A (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置を備えたバックライト

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7428890B2 (ja) 2020-03-30 2024-02-07 日亜化学工業株式会社 樹脂パッケージ及び発光装置
WO2023165215A1 (zh) * 2022-03-02 2023-09-07 惠州视维新技术有限公司 一种led灯珠及背光灯条

Also Published As

Publication number Publication date
JP6658787B2 (ja) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107275301B (zh) 发光装置
US11664406B2 (en) Light-emitting device
JP2017188592A (ja) 発光装置
US11489099B2 (en) Light-emitting device
JP6583247B2 (ja) 発光装置
JP6891797B2 (ja) ディスプレイ装置
KR102553755B1 (ko) 발광 장치
JP6658787B2 (ja) 発光装置
JP2020161773A (ja) 発光装置
JP2018129434A (ja) 発光装置
JP6326830B2 (ja) 発光装置及びそれを備える照明装置
JP7057490B2 (ja) 発光装置
JP7189413B2 (ja) 発光装置
JP2018191015A (ja) 発光装置の製造方法
US11605617B2 (en) Light emitting device
US11309460B2 (en) Light-emitting device
US11094676B2 (en) Light emitting device
JP7248939B2 (ja) 発光装置
JP7011193B2 (ja) 発光装置
JP2019145694A (ja) 半導体装置
US20230361258A1 (en) Light emitting device
JP2020161743A (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180808

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6658787

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250