JP2019135767A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示に係る実施形態は、光量の低下を抑制しながら、色調補正が可能な発光装置を提供することを課題とする。
ただし、以下に示す形態は、第1実施形態の技術思想を具現化するための発光装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、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、単なる例示に過ぎない。そして、図面に示す部材は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、形状を単純化していることがある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一または同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
第1実施形態に係る発光装置10について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る発光装置10を示す概略平面図である。図2は、第1実施形態に係る発光装置10を示す概略断面図であり、図1のII−II線に沿った位置での断面図である。図3は、第1実施形態に係る発光装置10の一部を拡大した概略断面図である。図4は、第1実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
発光装置10は、発光素子1と、包囲体としてのパッケージ2と、発光素子1を覆う封止部材5と、封止部材5の上面に配置される第1膜7と、を備えている。封止部材5の上面は凹状となるように湾曲している。第1膜7の外周縁と封止部材5の外周縁とは少なくとも一部が離間している。ただし、ここでは、第1膜7の外周縁と封止部材5の外周縁とは全部が離間している状態を説明する。
封止部材5は、発光素子1からの光を波長変換する蛍光体6および蛍光体6を含有する透光性材料8を有する。第1膜7は、発光素子1からの光の大部分を透過し、かつ、発光素子1からの光の一部を反射する。また、第1膜7は蛍光体6からの光の大部分を透過する。第1膜7を透過する発光素子1からの光の大部分とは90%以上であればよく、95%以上が好ましく、97%以上が特に好ましい。この第1膜7によって反射された光が蛍光体6に照射され、発光素子1からの光と異なる波長の光を放出する。これによって、発光装置10の光量を維持しつつ、発光色を微調整することができる。
パッケージ2の凹部2aの底部2bが平坦であると、発光素子1から出射された光や第1膜7によって反射された光の一部は、パッケージ2の凹部2aの底部2bで反射され、外部に放出される。パッケージ2の凹部2aの底部2bを鏡面とすることにより、反射効率を向上させることができる。
一方、パッケージ2の凹部2aの底部2bと、封止部材5の上面と、がほぼ平行となる場合は、発光素子1から出射された光や第1膜7によって反射された光の一部は、パッケージ2の凹部2aの底部2bと封止部材5の上面との間で反射が繰り返されることがある。そのため、凹部2aの底部2bを荒らしたり、凹凸をつけたりして反射の繰り返しを低減することもできる。
[パッケージ]
パッケージ2は略直方体を成し、上面視におけるパッケージ2の外形形状が略長方形状を成している。パッケージ2は、発光素子1および封止部材5を収容する凹部2aを有し、底部2bと、側面部2cとにより、上面を開口させた形状に形成されている。パッケージ2は、底部2bの略中央部に発光素子1が設けられるように、リード電極が設置されている。
この底部2bの周囲には、凹部開口における上面縁2dに連続して、内側から外側の方向へ傾斜した側面部2cが一体に設けられている。
パッケージ2は凹部2aを備えていない板状の基板でもよい。例えば、板状の基板に枠体を形成し封止部材及び第1膜を形成後、枠体を除去することにより、板状の基板に封止部材と第1膜を備える発光装置を提供することができる。
パッケージ2の外形形状や凹部の内面形状は上面視で正方形に限られず、長方形や三角形、六角形などの多角形形状でもよく、円形、楕円形若しくは長円形なども適用できる。
またパッケージ2に用いられる樹脂材料としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを用いることができる。例えば、パッケージ2は酸化チタン等の反射材を含有するポリフタルアミド樹脂等び熱可塑性樹脂を用いて射出成形を行うことにより成形することができる。また、異なる形態として、パッケージ2は酸化チタン等の反射材を含有するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドを行い成形することができる。
そして、パッケージ2の底部2bおよび側面部2cは、パッケージ2の上方に向けて反射させるように反射部材を含有していることが好ましい。反射部材としては、Ti,Zr,Nb,Al,Siの酸化物や、AlN,MgF2,BN等を適用することができ、酸化チタン(TiO2)が好ましい。また反射部材の他に強度を持たせるための強化材やフィラー、光拡散材などを入れてもよい。
また、パッケージ2は樹脂に限られず、アルミナ、窒化アルミニウムのようなセラミックスを用いることもできる。
発光素子1は、発光ダイオード(Light-emitting diode:LED)素子や半導体レーザ(Laser diode:LD)素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子1の上面視形状は四角形のものを用いて説明する。四角形としては、正方形または矩形であることが好ましい。一般に市販されている安価な材料を使用することができるからである。ただし、発光素子1の上面視形状は四角形に限られず、例えば五角形、六角形、七角形、若しくは八角形などその他の形状にすることもできる。発光素子1の中心から外形までの最短距離、最長距離の差が小さくなるように、正五角形、正六角形、正七角形、若しくは正八角形にすることが好ましい。つまり正方形の発光素子1と同面積の正八角形の発光素子1とを比べた場合、発光素子1の中心から外形までの最短距離、最長距離の差が、正方形よりも正八角形の方が小さくなるため、第1膜7の上面視形状が円形である場合、第1膜7の大きさをより小さくすることができる。これにより発光素子1に形状に合わせた第1膜7とすることができ、光取り出し効率を向上することができる。
さらに、発光素子1の外側面1bは、上面1aに対してほぼ垂直であってもよいし、内側または外側に傾斜していてもよい。
例えば、この第1実施形態では、発光素子1として、平面形状が一辺650μmの正方形、厚さ方向寸法が200μm、発光ピーク波長が420nmの窒化ガリウム系半導体を用いている。発光素子1は、種々の半導体で構成される素子構造と、正負一対の電極と、が設けられているものであればよい。例えば、特に蛍光体6を効率よく励起可能な窒化物半導体(InxAlyGal−x−y、N,0≦x、0≦y、x+y≦1)の発光素子1が好ましい。
また、発光素子1の大きさは、特に限定されず、一辺が300μm、500μm、1mmなどの正方形のものや、300μm×500μmや500μm×650μmなどの長方形のものも使用することができる。
さらに、発光素子1の発光波長は、蛍光体6を励起するために使用される波長域のものを使用することが好ましい。発光素子1は400nm〜550nmに発光ピークを持つものが好ましい。ただし、蛍光体6を励起しない、若しくは、励起がほとんど行われない波長域の光を発する発光素子1を使用してもよい。発光素子1からの光を第1膜7で一部反射するため、発光素子1から直接外部に放出される光の量を減らし、蛍光体6等に照射して蛍光体6からの光量を増やすことで、色調補正することができるからである。
または、発光素子1を封止部材5のみで覆った場合、発光素子1からの光は封止部材5と空気との界面において数%の反射が生じる。この界面での反射により、発光素子1からの光が再び蛍光体6に照射される。それに対し、封止部材5の上面に第1膜7を形成することで、数%であった反射がさらに低減され、発光素子1からの光を第1膜7で透過し易くし、発光素子1から直接外部に放出される光の量を増やし、かつ、封止部材5の界面で反射していた戻り光を低減することで、蛍光体6に照射される光量を減らし、蛍光体6からの光量を減らすことで色調補正することができる。
例えば、1つの発光装置10に赤色、緑色、青色発光の発光素子1が実装されていてもよい。複数の発光素子1は、不規則に配置されていてもよいが、行列や同心円状など規則的に、または、周期的に配置されることで、好ましい配光が得られやすい。また、複数の発光素子1は、実装基体の導電部材やワイヤにより直列または並列に接続できる。
パッケージ2の凹部2a内には、蛍光体6を含有する封止樹脂が充填されて封止部材5が形成されている。封止部材5は、発光素子1およびワイヤを覆い、上面が凹状となるように湾曲している上面部5aを有している。上面部5aには、中央に位置する平坦部5bと、平坦部5bの周囲に設けられた湾曲周縁部5cとが設けられている。湾曲周縁部5cは、中央の平坦部5bから、封止部材5の周縁に向かって所定の角度で傾斜あるいは湾曲して形成される。
透光性材料8は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、若しくは軟質または硬質のシリコーン樹脂、硬質シリコーンレジン、エポキシ変性シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂の単独または2種以上の組成物よりなるケイ素含有樹脂などを用いるのが好ましい。但し、封止部材5は、その他のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂でもよい。封止部材5は、蛍光体6を含有している。
また、上記以外でも同様の性能、効果を発揮する蛍光体6を使用することもできる。なお、蛍光体6は、パッケージ2の底部2b側または発光素子1側に偏在していてもよいし、あるいは、封止部材5内において分散されていてもよい。
第1膜7は、外縁の一部が封止部材5の外周縁から少なくとも一部が離間するように封止部材5の上面に部5aに設けられている。そして、第1膜7は、発光素子1からの光の一部を透過し、光の他の一部を反射するように形成されている。この第1膜7は、封止部材5の上面部5aのうち中央となる平坦部5bに設置されることで、ここでは、封止部材5の外周縁から離間するように配置されている。第1膜7は、薄膜状を呈していて、封止部材5の上面部5aのうち発光素子1の直上に上面(光取り出し面)1aと対向して配置されている。第1膜7の面積は、封止部材5の上面部5aの面積よりも小さく、発光素子1の上面1aの面積と同等以上に大きく形成されている。封止部材5の上面部5aの面積は、例えば発光素子1の上面1aの面積の1000%以上である場合、第1膜7の面積が発光素子1の上面1aの面積の100%以上800%以下の範囲としている。前記のような範囲とすることで第1膜7によって上面部5aの全面が覆われないようにしている。
なお、上記に挙げた分散剤や希釈溶剤は一例であって、同じ材料のものを分散剤として用いても良いし、希釈溶剤として用いることもできる。
はじめに、所定形状となるように金属板からリードフレームを打ち抜き形成し、金型を用いて凹部2aを有するパッケージ2をリードフレームと一体に形成する。
そして、パッケージ2の凹部2a内の底部2bに分離して露出しているリードフレームの一方に発光素子1をダイボンドする。さらに、ダイボンドした発光素子1にワイヤにより一方と他方のリードフレームに電気的に接続する。
続いて、パッケージ2の凹部2a内に蛍光体6を含有する封止部材5を、例えば、滴下装置等により充填する。封止部材5は、硬化したときに、凹部2aにおいて上面部5aが凹状となるように湾曲するような充填量が凹部2a内に充填される。また、パッケージ2の凹部2aの上面まで封止部材5を滴下し、透光性材料8の縮合反応などにより封止部材5の上面部5aを凹状としてもよい。また、パッケージ2の凹部2aの上面より少し下の位置まで封止部材5を滴下し、封止部材5の凹部2aの側面への這い上がりにより封止部材5の上面部5aを凹状としてもよい。封止部材5の上面部5aにおいて、中央の平坦部5bと、その平坦部5bの周囲の湾曲周縁部5cとを設ける場合には、充填量を調整することで形成することができる。また、平坦部5b及び湾曲周縁部5cは、封止部材5を充填した後に、押圧あるいは切削等の機械的処理により設けられる構成としても構わない。
続いて、パッケージ2の周囲の境界線に沿って切断して個片化されることで第1膜7が形成される前の発光装置が形成される。この発光装置に電流を印加して色調を測定する。
これにより、第1膜7が形成された発光装置10を形成することができる。
そのため、発光装置10では、第1膜7を生成する際のスラリー濃度、あるいは、塗布回数を変更して、第1膜7の厚さを調節することができ、狙い通りの色調補正を行いつつ、光束量を低下させることなく半田耐熱性を向上させることができる。
また、発光素子1からの光は、外周縁7aと外周縁5dとの間の開放領域30から外部に照射されて光量の低下が抑制される。一方、第1膜7で反射された光は、凹部2a内の蛍光体6によって波長変換される。
波長変換された光は、未膜開放領域30を通過して外部に照射される。発光装置10では、第1膜7によって覆われている部分が上面部5aの中央の一部に限られるため、第1膜7を通過する光の色調および光量への影響は限定的となる。
第2実施形態に係る発光装置について図5を用いて説明する。
図5は、第2実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。第2実施形態の発光装置110においては、第1実施形態の発光装置10の第1膜7よりも膜厚を増大させた第1膜27を設けている。なお、第1実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
第2実施形態における第1膜27は、第1実施形態における第1膜7に相当する複数の膜を積層して厚膜状に形成されている。例えば、この第1膜27は、第1膜7の1.1倍から10倍程度、好ましくは2倍から5倍程度の厚膜を有して形成される。このため、層内の光反射材は均一に保たれて凝集などにより、分布の偏りが発生する虞をさらに減少させることができる。したがって、層内の光反射材の数を増やすことができるため、封止部材5内へ戻る反射光を増大させることができる。また、ディスペンサータイプの塗布機を用いて、上面部5aにスラリーを塗布する場合は、塗布回数によって第1膜7の膜厚を容易に調整できる。また、1層あたりの塗布量を所定範囲に抑えることができるため、第1膜27の濡れ拡がりを抑制することができる。
他の構成および作用効果については、第1実施形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
第3実施形態に係る発光装置について図6を用いて説明する。図6は、第3実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
第3実施形態の発光装置210においては、第1膜37の周囲に第2膜としての透過膜40を形成した状態を模式的に示す。なお、第1実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
この透過膜40は、封止部材5の上面部5aであって第1膜37の外周縁37aと封止部材5の外周縁5dとの間に配置されている。
この透過膜40は、ナノ粒子の酸化ケイ素(SiO2)で構成されていて、透過膜40の屈折率(1.46)は、封止部材5を構成する透光性材料8の屈折率(1.53)よりも低く設定されている。また、透過膜40の屈折率(1.46)は、第1膜37の屈折率(2.7)とは異なる値にて低くなるように設定されている。このように第1膜37の外周を第2膜で覆うことにより、封止部材5と空気との間で反射されていた光を効率良く外部に取り出すことができる。これにより発光装置210として光取り出し効率を向上させることができる。
透過膜40には、粒子状のシリカが含有されているため、発光装置210の表面にゴミが付着しにくく、光量の低下を抑制することができる。
また、封止部材5の屈折率(1.53)よりも低屈折の材料は、空気との屈折率差が小さくなり、戻り光量が少なくブルーシフトする。
このため、第1膜37の厚さを調整することと併せて、もしくは単独で第1膜37の面積に対する透過膜40の面積比を調整することにより、更に容易に色調補正を行うことができる。
他の構成および作用効果については、第1,第2実施形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
第4実施形態に係る発光装置について図7、図8を用いて説明する。図7は、第4実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。図8は、第4実施形態に係る発光装置を示す図7中VIII―VIII線に沿った位置での概略断面図である。なお、第1実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
すなわち、白樹脂50は、凹部2aのうち、側面部2cの下縁から底部2bの外周縁との間を跨ぎ、内側面が凹状に湾曲するように一体に形成されて、白樹脂50で覆われた部分の上面には、底部2bから所定の角度αで傾斜する反射面52が形成される。反射面52の所定の角度αが約1度以上70度以下程度、好ましくは約3度〜60度となるように設定されている。更に、反射面52は、上面を凹とするように湾曲して形成されている。
ここでの角度αは、上面が湾曲となっている反射面52の場合、断面視において反射面52の接線と凹部2aの底部2bとの角度のことを指す。
正方形又は矩形の発光素子1を用いる場合、発光素子1の対角線の長さが、略円形の第1膜7の直径以上であることが好ましい。これにより発光素子1の上面を第1膜7で覆うことができる。
したがって、第4実施形態の発光装置310では、第1膜7の面積を小さくしても、効率良く色調補正を行うことができる。
他の構成および作用効果については、第1〜第3実施形態と同一乃至均等であるので説明を省略する。
また、封止部材5の上面部5aの面積は、発光素子1の上面1aの面積よりも大きく、開放領域30を形成できればよい。また、上面部5aの面積は、さらに好ましくは、発光素子1の上面1aの面積の1000%以上であれば、第1膜7の面積を100%以上800%以下とすることができるため、さらによい。
結晶成長基板の透光性部材としては、サファイヤ、スピネル、窒素ガリウム、窒素アルミニウム、シリコーン、炭化ケイ素、ガリウムヒ素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。但し、基板は省略することもできる。
また、正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子1の場合、その構造は、各電極がワイヤで導電部材と接続されるフェイスアップ実装でもよいし、あるいは、各電極が導電性接着剤で実装基体の導電部材と接続されるフェイスダウン(フリップチップ)実装であってもよい。
さらに、封止部材5は、発光素子1に接触する位置に設けられている。しかしながら、特にこれに限らず封止部材5は、発光素子1の直上を覆うものであれば、発光素子1に対して離間して設けられていてもよい。
実施例1に係る発光装置は、第1実施形態で説明した発光装置と同様の構成を有する。同様の構成を有する部分については説明を省略することもある。
実施例1に係る発光装置は、上面視において略正方形形状の発光素子1と、発光素子1が載置されるパッケージ2と、発光素子1を覆い、上面が凹状となるように湾曲している封止部材5と、封止部材5の上面の一部に配置され、発光素子1からの光の一部を透過し、かつ、発光素子1からの光の一部を反射する第1膜7と、を備える。パッケージ2は日亜化学工業株式会社製NFSW757Dを使用する。第1膜7は上面視においてパッケージ2の凹部2aの略中央に設けられている。第1膜7の上面視形状は略円形であり、発光素子1の直上を覆っている。第1膜7の直径は発光素子1の対角線の約1.5倍である。封止部材5は、発光素子1からの光を波長変換する蛍光体6および蛍光体6を含有する透光性材料8を有している。蛍光体6はYAG蛍光体である。第1膜7の外周縁と、封止部材5の外周縁とは、離間している。
図10は、実施例1、参考例1〜4に係る発光装置の特性を示すグラフである。図10では、参考例1の発光装置の第1膜なしの状態を基準として、この基準値からの乖離量を比較している。この乖離量として、光束の減衰率(0%)と、色調シフト量(Δx=0)とを測定している。なお、図10において、Δxの値は、CIE(国際照明委員会)で規定されるXYZ表色系に基づいて算出される色度値である。
また、参考例2から参考例4へ第1膜17のスラリー濃度が高くなるに従って、色調シフト量(Δx)を大きくすることができる。これは第1膜17の酸化チタンの量が多くなっているため、発光素子1からの出射された光の一部が封止部材5の全面を覆う第1膜17で反射され、パッケージ2の凹部内に戻され、パッケージ2の凹部内の蛍光体6に照射され、蛍光体6の光量が多くなっているためである。
よって、所望の色調を得るため、高い濃度のスラリーを塗布して、色調シフト量を大幅に変化させると光束が低下してしまうということが試験結果から判断できる。
また、発光素子1から出射された光の一部が発光素子1の直上の第1膜7で反射され、パッケージ2の凹部内に戻され、パッケージ2の凹部内の蛍光体6に照射され、蛍光体6の光量が多くなっているため色調シフト量を大きくすることができる。
実施例2に係る発光装置は、封止部材5の上面の一部を覆う第1膜を有している。参考例5に係る発光装置は、第1膜を有していない。参考例6に係る発光装置は、封止部材5の全面を覆う第1膜を有している。
実施例2に係る発光装置は、実施例1に係る発光装置と同様の構成を有する。
参考例5に係る発光装置は、参考例1に係る発光装置と同様の構成を有する。参考例6に係る発光装置は、実施例1に係る発光装置の第1膜の大きさが異なる以外は同様の構成を有する。つまり、参考例6の発光装置の第1膜と実施例1の発光装置の第1膜とは同様のスラリー濃度を有している。
半田耐熱試験は、高温状態に晒されても変色が少なく、通過する光束の強さが変化しにくいものを半田耐熱性が高いとする。また、変色により通過する光束の強さが変化するものを半田耐熱性が低いとする。
発光装置では、実装基板への装着を半田によって行うため、半田の熱により色調および光量が変化しにくいことが必要とされる。このため、発光装置は、色調および光量に影響を与える半田耐熱性を向上させて変色が少なくなるように改善する余地がある。
表1に、実施例2、参考例5及び6の発光装置の半田耐熱試験の結果を示す。
そして、各発光装置で加熱が行われていない状態、つまり、加熱工程が0回、を100.0%として、加熱後に測定された各測定値との差分を求めて比較した。この差分の絶対値の小さい方を半田耐熱性が良好であると判定している。
これに対して、実施例2の発光装置の光束の維持率は97.5%であり、参考例5の発光装置の光束の維持率97.7%であり、差分値が−0.2ポイントとなり、差分の絶対値が参考例6のときよりも小さいため、半田耐熱性が良好であると判定できる。
実施例3〜8に係る発光装置は、封止部材5の上面の一部を覆う第1膜を有している。参考例7に係る発光装置は、第1膜を有していない。参考例8及び9に係る発光装置は、封止部材5の全面を覆う第1膜を有している。
実施例3〜8に係る発光装置は、実施例1に係る発光装置の第1膜の大きさ、スラリー濃度が異なる以外は同様の構成を有する。
実施例3〜8、参考例7〜9の各発光装置において、封止部材5の上面部5aに対する第1膜7の占める比率(以下、面積比ともいう)を用いて、第1膜7がどの程度の範囲を覆う状態であれば光量を落とすことなく色調をシフトできるかについて試験を行い、結果を後述する表2および図11,図12にまとめた。
例えば、実施例3は、発光素子1の上面1aが覆われて、かつ、開放領域30が形成される。封止部材5の上面部5aの面積に対する第1膜7の面積比は7%である。また、発光素子1の上面1aの面積に対する第1膜7の面積比は110%とされている。
そして、実施例4〜8は、さらに第1膜7の塗布量を実施例2の発光装置と比べて増大させつつ、第1膜7の周囲に開放領域30が形成されている。
また、参考例8及び9は、上面部5aの全面が覆われる(面積比で100%)ように作成された。ここで、上面部5aの面積に対する第1膜7の面積比が100%であることは、発光素子1の上面1aの面積に対する第1膜7の面積比が約1600%であることと同じである。
なお、カッコ内は、発光素子1の上面1aの面積に対する第1膜7の面積の比率を示している。ここで、実施例4、5または参考例8,9は、同じ第1膜の大きさを有しているが、測定されたシフト量および光束量が相違しているのは、個体差によるものである。
実施例3〜8、参考例7〜9の発光装置の色調シフト量及び半田耐熱性について説明する。図11は実施例に係る発光装置の特性を示すグラフである。図11は、第1膜7の面積比を横軸に、測定された色度から得られるシフト量Δxを縦軸として、実施例3〜8、参考例7〜9の発光装置の色調シフト量(Δx)をプロットしている。図12は実施例に係る発光装置の特性を示すグラフである。図12は、第1膜7の面積比を横軸に、半田耐熱性を示す光束低下比(%)を縦軸として、実施例3〜8、参考例7〜9の発光装置の半田耐熱性の光束低下比をプロットしている。
表2は、実施例3〜8、参考例7〜9の各発光装置の色調シフト量、光束低下比を測定した結果を示す。
このため、封止部材5の上面5aの面積に対する第1膜7の面積比が約10%以上50%以下となる実施例3〜6の発光装置が最もシフト量Δxの調整に適していると言える。
実施例3〜6の発光装置において、第1膜7の面積比が約7%以上50%以下の範囲内では、光束低下比(%)は高い水準で維持されていて、半田耐熱性が良好であることが分かる。しかしながら、実施例7、8のように第1膜7の面積比が50%を過ぎると徐々に光束低下比(%)は増大して、参考例8、9のように第1膜7の面積比が100%になると、光束低下率は0.8%、1.0%を示す。
1a 上面
1b 外側面
2 パッケージ
2a 凹部
2b 底部
2c 側面部
2d 上面縁
5 封止部材
5a 上面部
5b 平坦部
5c 湾曲周縁部
5d 外周縁
6 蛍光体
7,17,27,37 第1膜
7a,37a 外周縁
8 透光性材料
10,110,210 発光装置
10a〜10d 第1〜第4発光装置
30 開放領域
40 透過膜(第2膜)
50 白樹脂(被覆部材)
51 露出領域
52 反射面
第1膜7は、外縁の一部が封止部材5の外周縁から少なくとも一部が離間するように封止部材5の上面部5aに設けられている。そして、第1膜7は、発光素子1からの光の一部を透過し、光の他の一部を反射するように形成されている。この第1膜7は、封止部材5の上面部5aのうち中央となる平坦部5bに設置されることで、ここでは、封止部材5の外周縁から離間するように配置されている。第1膜7は、薄膜状を呈していて、封止部材5の上面部5aのうち発光素子1の直上に上面(光取り出し面)1aと対向して配置されている。第1膜7の面積は、封止部材5の上面部5aの面積よりも小さく、発光素子1の上面1aの面積と同等以上に大きく形成されている。封止部材5の上面部5aの面積は、例えば発光素子1の上面1aの面積の1000%以上である場合、第1膜7の面積が発光素子1の上面1aの面積の100%以上800%以下の範囲としている。前記のような範囲とすることで第1膜7によって上面部5aの全面が覆われないようにしている。
すなわち、白樹脂50は、凹部2aのうち、側面部2cの下縁から底部2bの外周縁との間を跨ぎ、内側面が凹状に湾曲するように一体に形成されて、白樹脂50で覆われた部分の上面には、底部2bから所定の角度αで傾斜する反射面52が形成される。反射面52の所定の角度αが約1度以上70度以下程度、好ましくは約3度〜60度となるように設定されている。更に、反射面52は、上面を凹とするように湾曲して形成されている。
ここでの角度αは、上面が湾曲となっている反射面52の場合、断面視において反射面52の接線と凹部2aの底部2bとの角度のことを指す。
Claims (20)
- 発光素子と、
前記発光素子からの光を波長変換する蛍光体および前記蛍光体を含有する透光性材料を有し、前記発光素子を覆い、上面が凹状となるように湾曲している封止部材と、
前記封止部材の上面に配置され、前記発光素子からの光の一部を透過し、かつ、前記発光素子からの光の一部を反射する第1膜と、を備え、
前記第1膜の外周縁と、前記封止部材の外周縁とは、少なくとも一部が離間している発光装置。 - 前記第1膜は、前記発光素子の直上を覆う請求項1に記載の発光装置。
- 凹部を有するパッケージを更に備え、
前記凹部の底面に前記発光素子が載置され、
前記凹部内に前記封止部材が配置され、
前記凹部の凹部開口における上面縁と前記第1膜とは、少なくとも一部が離間している請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記第1膜は、1nm以上100以下のナノ粒子を含有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1膜の屈折率は、前記封止部材の屈折率よりも高い請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1膜は、酸化チタンを含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1膜は、複数の膜を積層して形成されている請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1膜の面積は、前記発光素子の上面の面積と同等以上に形成されていると共に、前記封止部材の上面の面積よりも小さく形成されている請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記封止部材の上面の面積は、前記発光素子の上面の面積の1000%以上であると共に、
前記第1膜の面積は、前記発光素子の上面の面積の100%以上800%以下である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記第1膜の面積は、前記封止部材の上面の面積の10%以上50%以下である請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1膜は、膜厚が50nm以上1μm以下である請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記封止部材の上面は、中央の平坦部と、前記平坦部の周囲に湾曲して形成された湾曲周縁部とを有し、前記第1膜が前記平坦部に配置される請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記封止部材の上面であって前記第1膜の外周縁と前記封止部材の外周縁との間に、前記第1膜とは、屈折率を異ならせた第2膜が配置される請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第2膜の屈折率は、前記透光性材料の屈折率よりも低い請求項13に記載の発光装置。
- 前記第2膜は、粒子状のシリカを含有する請求項13または請求項14に記載の発光装置。
- 凹部を有するパッケージを更に備え、該パッケージの凹部のうち、底部または側面部の少なくとも一部を被覆部材によって覆う請求項3及び請求項3を引用する請求項を除く項1から請求項15のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記底部のうち少なくとも一部を被覆部材によって覆い、該底部のうち前記被覆部材で覆われていない部分の直上を、前記第1膜によって覆う請求項16に記載の発光装置。
- 前記被覆部材は、前記底部から所定の角度で傾斜する反射面を有する請求項16または請求項17に記載の発光装置。
- 前記反射面の所定の角度は、1度以上70度以下である請求項18に記載の発光装置。
- 上面視において、前記発光素子の上面は、正方形形状または長方形形状、五角形、六角形、七角形、若しくは八角形のいずれかであり、前記第1膜は、円形形状または楕円形形状である請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の発光装置。
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