JP2019114762A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
A2MF6: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1の種類の蛍光体の具体例として、K2SiF6:Mn4+、K2(Si,Ge)F6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+を挙げることができる。
(x−a)MgO・a(Ma)O・b/2(Mb)2O3・yMgF2・c(Mc)X2・(1−d−e)GeO2・d(Md)O2・e(Me)2O3: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。
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(InxAlyGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)を好適に用いることができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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