JP2020072144A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は発光装置に関する。 The present disclosure relates to a light emitting device.
発光ダイオード(LED)などの発光素子は種々の光源として用いられる。例えば、特許文献1は、色再現性に優れた液晶表示装置のバックライト用発光装置を開示している。 Light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) are used as various light sources. For example, Patent Document 1 discloses a light emitting device for a backlight of a liquid crystal display device having excellent color reproducibility.
本開示は、色むらが少ない発光装置を提供する。 The present disclosure provides a light emitting device with less color unevenness.
本開示の発光装置は、430nm以上490nm未満である第1ピーク波長を有する光を出射する第1発光素子と、490nm以上570nm以下である第2ピーク波長を有する光を出射する第2発光素子と、前記第1発光素子の上面および前記第2発光素子の上面を連続して被覆し、前記第1ピーク波長を有する光および前記第2ピーク波長を有する光の少なくとも一方を前記第1ピーク波長および前記第2ピーク波長とは異なる第3ピーク波長を有する光に変換する波長変換部材と、前記波長変換部材の上面を被覆する透光性部材と、前記波長変換部材と前記透光性部材との間に位置する反射部材と、を含む被覆部材とを備え、前記被覆部材は、上面視において、前記第1発光素子の上面と重なる第1領域と、前記第2発光素子の上面と重なる第2領域と、前記第1領域と、前記第2領域の間と重なる第3領域と、を備え、前記第3領域の透過率が前記第1領域及び第2領域よりも高い。 A light emitting device of the present disclosure includes a first light emitting element that emits light having a first peak wavelength of 430 nm or more and less than 490 nm, and a second light emitting element that emits light having a second peak wavelength of 490 nm or more and 570 nm or less. , The upper surface of the first light emitting element and the upper surface of the second light emitting element are continuously covered, and at least one of the light having the first peak wavelength and the light having the second peak wavelength is A wavelength conversion member that converts light having a third peak wavelength different from the second peak wavelength, a translucent member that covers the upper surface of the wavelength conversion member, and the wavelength conversion member and the translucent member. And a covering member including a reflecting member positioned between the reflecting member and the reflecting member, the covering member including a first region overlapping the upper surface of the first light emitting element in a top view, and the upper surface of the second light emitting element. A second region comprising a first region, and a third region overlapping with between the second region, the transmittance of the third region is higher than the first region and the second region.
本開示によれば、色むらが少ない発光装置を実現することが可能である。 According to the present disclosure, it is possible to realize a light emitting device with less color unevenness.
以下図面を参照しながら本開示の発光装置の実施形態を説明する。以下に説明する発光装置は、実施形態の幾つかの例示であり、本開示の発光装置は、以下に説明する形態に限られない。また、一つの実施形態において説明する特徴は、他の実施形態および変形例にも適用可能である。さらに、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。 Embodiments of a light emitting device of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. The light emitting devices described below are some examples of the embodiments, and the light emitting device of the present disclosure is not limited to the forms described below. Further, the features described in one embodiment can be applied to other embodiments and modifications. Furthermore, the size, positional relationship, etc. of the members shown in the drawings may be exaggerated in order to clarify the explanation.
図1Aおよび図1Bは、発光装置101の上面側および下面側から見た斜視図である。図1Cは、発光装置101の正面図である。図2Aおよび図2Bは、図1Cの2A−2A線および図2B−2B線における、発光装置101の断面図である。
1A and 1B are perspective views of the
図2Aに示すように、発光装置101は、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30と、被覆部材40とを備える。本実施形態では、発光装置101は3つの発光素子を備えるが、発光装置101が備える発光素子の数は2以上であればよい。第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を発光素子と呼ぶことがある。第1発光素子10の発光ピーク波長である第1ピーク波長は、430nm以上490nm未満である。第2発光素子30の発光ピーク波長である第2ピーク波長は、490nm以上570nm以下である。本実施形態では、発光装置101は、第1発光素子10、第2発光素子20、第3発光素子および被覆部材40を被覆する保護部材50と、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を外部と電気的に接続するための基体60と、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を被覆する導光部材70をさらに備える。
As shown in FIG. 2A, the
図1Aに示すように、発光装置101は、いわゆるサイドビュー型の発光装置であり、被覆部材40の側面を被覆するように保護部材50が配置されている。保護部材50内に配置された第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30は、被覆部材40を透過して、Z軸の正方向に光を出射する。複数の発光素子のピーク波長が異なることによって、発光強度が低下する波長領域を少なくし、発光装置101は、色再現性の高い白色光を出射することができる。また、被覆部材40は波長変換部材および反射部材を含むため、複数の発光素子から出射した光および波長変換された光を効果的に混合することができ、色むらの少ない光を出射することができる。
As shown in FIG. 1A, the
発光装置101は、上面101a、下面101b、側面101c、101d、101e、101fを有する。これらの面は、発光装置101の外形における特定の面を指定する際に参照する。以下、発光装置101の各構成要素を詳細に説明する。
The
(第1発光素子10、第2発光素子20、第3発光素子30)
第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体等から構成されるLEDチップ等の既知の半導体素子である。
(First
The first
第1発光素子10は、素子基板11と、半導体積層体12と、電極13A、13Bとを含む。半導体積層体12は、上面12aおよび下面12bを有し、上面12aに素子基板11が接続されている。なお、本実施形態では、第1発光素子10が素子基板11を備える構成を一例に挙げて説明するが、素子基板11は除去されていてもよい。
The first
半導体積層体12は、上述したように窒化物半導体の積層体であることが好ましい。具体的には、半導体積層体12は、一般式InxAlyGa1−x−yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表される半導体層の積層体によって構成される。半導体積層体22は、発光層と発光層を挟むp型半導体層およびn型半導体層を含む。発光層の半導体組成および構造は、発光装置101から出射する光の波長を決定する。
The semiconductor laminated
素子基板11は、例えば、半導体積層体12をエピタキシャル成長させるための結晶成長用基板である。一般的には、素子基板11上に半導体積層体12が結晶成長方法によって形成されている。素子基板11と異なる結晶成長用基板に半導体積層体12が形成された後、半導体積層体12が分離されて、半導体積層体12と、素子基板11と、を接合させてもよい。素子基板11は透光性を有することが好ましい。これにより、素子基板11の半導体積層体12と接しない上面11aを第1発光素子10の光取り出し面とすることができ、フリップチップボンディングによって、第1発光素子10を基体60に実装することができる。素子基板11の材料としては、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、ケイ素、炭化ケイ素、ガリウムヒ素、ガリウムリン、インジウムリン、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。なかでも、サファイアが好ましい。素子基板11の厚さは、適宜選択でき、例えば0.02mm以上1mm以下であり、素子基板の強度及び/または発光装置101の厚さの観点から、0.05mm以上0.3mm以下であることが好ましい。
The
電極13A、13Bは半導体積層体12の下面12bに設けられており、半導体積層体12と電気的に接続されている。例えば、電極13Aは正極であり、電極13Bは負極である。電極13A、13Bは、金、銀、銅、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケルまたはこれらの合金で構成することができる。
The
第2発光素子20は、第1発光素子10と同様の構造を備えている。具体的には、第2発光素子20は、素子基板21と、半導体積層体22と、電極23A、23Bとを含む。半導体積層体22は、上面22aおよび下面22bを有し、上面22aに素子基板21が接続されている。また、電極23A、23Bは半導体積層体22の下面22bに設けられている。第2発光素子20は、素子基板21の上面21aから光を出射する。
The second
第3発光素子30も、第1発光素子10と同様の構造を備えている。具体的には、第3発光素子30は、素子基板31と、半導体積層体32と、電極33A、33Bとを含む。半導体積層体32は、上面32aおよび下面32bを有し、上面32aに素子基板31が接続されている。また、電極33A、33Bは半導体積層体32の下面32bに設けられている。第3発光素子30は、素子基板31の上面31aから光を出射する。
The third
第1発光素子10および第2発光素子20は、第1ピーク波長を有する光および第2ピーク波長を有する光をそれぞれ出射する。第3発光素子30は、第1ピーク波長または第2ピーク波長と同じピーク波長の光を出射する。ここで、2つのピーク波長が同じとは、一方の波長の値が他方波長の値に対して±10nmの範囲内にあることをいう。あるいは、第3発光素子30は、第1ピーク波長および第2ピーク波長と異なるピーク波長の光を出射してもよい。
The first
発光装置101が、第1ピーク波長と第2ピーク波長の異なるピーク波長の光を出射する2以上の発光素子を備えていることによって、出射する光の色再現性を高めることができる。本実施形態では、第3発光素子30の発光ピーク波長は、第1発光素子と同様に430nm以上490nm未満である。
Since the
図1Cにおいて、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30の上面視における外形形状を破線で示す。第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30は、上面視において、矩形、特に正方形状または一方向に長い長方形状を有することが好ましい。しかし、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30は、その他の形状を有していてもよく、例えば、発光効率を高めるために、六角形状を有していてもよい。第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30の上面視における外形形状の大きさは、例えば、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30は、例えば、それぞれの発光素子の長手方向に配列している。これにより、Y軸方向における発光装置101の高さを小さくすることができる。また、第1発光素子10及び第2発光素子20が一方向に長い長方形状の場合には、第1発光素子10の短辺と第2発光素子20の短辺とが対向することが好ましい。これにより、Y軸方向における発光装置101の高さを小さくすることができる。
In FIG. 1C, the outer shape of the first
(基体60)
基体60は、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を実装し、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30と外部の端子とを電気的に接続する配線を提供する。基体60は、基材65と、第1配線61と、第2配線62と、ビア導体63とを含む。図1A、図1Bおよび図2Aに示すように、基材65は、上面65a、下面65b、側面65c、65d、65e、65fを含む。上面65aは発光装置101の上面101a側に位置している。下面65bは発光装置101の下面101bでもある。また、側面65c、65d、65e、65fは、それぞれ発光装置101の側面101c、101d、101e、101fの一部を構成している。
(Base 60)
The base 60 mounts the first
第1配線61は、基材65の上面65aに配置されている。第1配線61は、好ましくは、第1発光素子10の電極13A、13B、第2発光素子20の電極23A、23Bおよび第3発光素子30の電極33A、33Bに対応した大きさの凸部61tを有している。凸部61tを有することによって、電極13A、13B、電極23A、23B、電極33A、33Bと、第1発光素子10、第2発光素子20、第3発光素子30と、が溶融性の導電性接着部材を用いて接合される時に、セルフアライメント効果により発光素子と基体との位置合わせを容易に行うことができる。
The
基材65は、上面65aと下面65bとを接続するビアホール65hと、下面65bおよび側面65dに開口を有する凹部65gとを備える。基材65の長手方向の端部に下面65b、側面65dに加えて、側面65eまたは側面65fにも開口する凹部65gを備えていてもよい。第2配線62は、下面65bおよび凹部65g内に配置されている。凹部65gのZ軸方向における深さは、基材65のZ軸方向における基材65の厚さの0.4倍から0.9倍であることが好ましい。深さが基材65材の厚さの0.4倍よりも大きいことで、凹部65g内に形成される第2配線62の面積を十分に大きくすることができる。また、凹部65gの深さが基材65の厚さの0.9倍よりも浅いことで、基材65の強度低下を抑制することができる。
The
ビアホール65hの内面には、ビア導体63が配置されている。ビア導体63は、第1配線61と第2配線62とに接続しており、ビア導体63によって、第1配線61と第2配線62とが電気的に接続される。ビアホール65hの内部は空洞であってもよいし、絶縁材料または導電性材料で充填されていてもよい。例えば、ビア導体63がビアホール65hの内部全体に充填されていてもよいし、基材65で充填されていてもよい。
The via
基体60が凹部65gを備えることによって、発光装置101の下面101bをバックライトモジュール等の実装基板に実装した場合における実装基板と発光装置101との接合強度を向上させることができる。これは、凹部65g内にも第2配線62が形成されることによって、導電性接着部材との接触面積が大きくなるからである。この効果は、特に、発光装置101をサイドビュー型の発光装置として使用する場合に有効であるが、発光装置101の下面101bである基材65の下面65bを実装基板と対向させて発光装置101を実装基板に実装させてもよい。尚、基体は凹部を備えていなくてもよい。
By providing the
図3Aは基体60の上面図である。図3Aにおいてビア導体63を破線で示している。上面65aに配置された第1配線61は複数の孤立パターンを含むが、各孤立パターンは、少なくとも1つのビア導体63によって下面65bに位置する第2配線62と電気的に接続される。
FIG. 3A is a top view of the
基体60は、基材65の下面65bに配置された第2配線62のパターン間の絶縁性を高め、また、実装時におけるはんだ等による短絡を防止するために、絶縁層64を有していてもよい。絶縁層64は、一部が第2配線62のパターン間に配置され、かつ、第2配線62の端部の一部を被覆して第2配線62上に配置される。
The
基材65は、樹脂または繊維強化樹脂、セラミックス、ガラスなどの絶縁性部材を用いて構成することができる。樹脂または繊維強化樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン(BT)、ポリイミドなどが挙げられる。また、基材65に酸化チタン等の白色顔料を含有させてもよい。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、またはこれらの混合物などが挙げられる。これらの基材のうち、特に発光素子の線膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。基材の厚さの下限値は、適宜選択できるが、基材の強度の観点から、0.05mm以上であることが好ましく、0.2mm以上であることがより好ましい。また、基材の厚さの上限値は、発光装置の厚さ(奥行き)の観点から、0.5mm以下であることが好ましく、0.4mm以下であることがより好ましい。
The
第1配線61、第2配線62およびビア導体63は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、またはこれらの合金で形成することができる。これらの金属または合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅または銅合金が好ましい。また、第1配線61および第2配線62の表面には、導電性接着部材の濡れ性および/または光反射性などの観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金またはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。
The
絶縁層64は、種々の絶縁性材料によって形成できる。例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が挙げられる。
The insulating
第1発光素子10の電極13A、13B、第2発光素子20の電極23A、23Bおよび第3発光素子30の電極33A、33Bは、はんだ等の導電性接着部材を用いて第1配線61に電気的に接合される。これにより、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30が基体60に実装される。
The
導電性接着部材としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、低融点金属などのろう材のうちのいずれか1つを用いることができる。 As the conductive adhesive member, bumps of gold, silver, copper, etc., metal paste containing metal powder such as silver, gold, copper, platinum, aluminum, palladium and resin binder, tin-bismuth-based, tin-copper-based, tin Any one of silver-based, gold-tin-based solder, and brazing material such as low melting point metal can be used.
(導光部材70)
導光部材70は透光性を有し、第1発光素子10の上面11a、第2発光素子20の上面21aおよび第3発光素子30の上面31aを被覆する。これにより、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を外部応力から保護することができる。なお、発光装置が第1発光素子と第2発光素子の2つの発光素子を備える場合には、導光部材70は、第1発光素子10の上面11a及び第2発光素子20の上面21aを被覆する。導光部材70は、さらに各発光素子の側面および下面を被覆し、基体60の上面65a上に配置されることが好ましい。発光素子の側面や下面を被覆することによって、各発光素子の上面以外の面から出射する光も外部へ取り出すことが可能となり、発光装置101の光取り出し効率を高めることができる。また、導光部材70内において、各発光素子の側面から出射した光を混色することも可能である。
(Light guide member 70)
The
導光部材70は、後述する波長変換部材を含有してもよい。このようにすることで、発光装置101の色調整が容易になる。
The
導光部材70は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの変性樹脂によって形成することができる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、エポキシ樹脂は、一般的にシリコーン樹脂よりも固い。このため、導光部材70にエポキシ樹脂を用いることで発光装置の強度を向上させることができる。導光部材70は、後述する被覆部材40の透光性部材43に含めることのできる拡散粒子を含んでいてもよい。
The
(被覆部材40)
被覆部材40は、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30の上面を連続して被覆し、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30のうち少なくとも1つから出射する光の波長を他の波長の光に変換する。なお、発光装置が第1発光素子と第発光素子の2つの発光素子を備える場合には、被覆部材40は、第1発光素子10及び第2発光素子20の上面を連続して被覆する。また、波長変換された光およびこれらの発光素子から出射した光を混合して拡散させる。このために、被覆部材40は、波長変換部材41と、反射部材42と、透光性部材43とを含む。本明細書において、被覆とは、対象物を覆うことを意味し、対象物とは接していてもよいし、接していなくてもよい。
(Coating member 40)
The covering
波長変換部材41は、母材および母材に含有した波長変換粒子を含む。波長変換部材の母材には、例えば、透光性部材として使用される材料を用いることができる。波長変換部材41は、導光部材70の上面70aに配置され、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30の上面を連続して被覆している。例えば、波長変換部材41は、配置され、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30の上面を連続して被覆する。波長変換部材41は、第1発光素子10から出射する第1ピーク波長の光および第2発光素子20から出射する第2ピーク波長の光のうち、少なくとも一方を第1ピーク波長および第2ピーク波長とは異なる第3ピーク波長を有する光に変換する。
The
透光性部材43は、波長変換部材41の上面41aを被覆している。透光性部材43は、波長変換部材41の上面41aを被覆することによって、波長変換部材41が水分等を含む外部環境に曝されるのを抑制し、波長変換部材41に含有される波長変換粒子が劣化するのを抑制する。透光性部材43の上面43aは、被覆部材40の上面でもある。
The
反射部材42は、透光性部材43と、波長変換部材41との間配置される。反射部材42は反射性粒子を含み、入射する光をランダムな方向に反射する。具体的には、反射部材42は、反射性粒子を含む反射部42A〜42Gを含み、透光性部材43と波長変換部材41との間において部分的に配置される。このため、被覆部材40全体としては、反射部42A〜42Gが配置されていない領域における光の透過率が、反射部42A〜42Gが配置されている領域の透過率よりも高い。
The reflection member 42 is arranged between the
例えば、第1発光素子10の上面11a上に反射部42A、42Bが位置し、第2発光素子20の上面21a上に反射部42C、42D、42Eが位置し、第3発光素子30の上面31a上に反射部42F、42Gが位置するように、被覆部材40内において配置される。つまり、各発光素子の上面上に複数の反射部を配置してもよい。図3Bは、透光性部材43を除いた発光装置101の上面図である。図2Aおよび図3Bに示すように、本実施形態では、反射部42A、42Bは、第1発光素子10の上面11a上に位置し、反射部42C、42D、42Eは、第2発光素子20の上面21a上に位置する。また、反射部42F、42Gは、第3発光素子30の上面31a上に位置する。反射部42A〜42Gは、第1発光素子10の上面11aと第2発光素子20の上面21aとの間上の領域、および、第2発光素子20の上面21aと第3発光素子30の上面31aとの間上の領域には位置していない。反射部42A〜42Gの側面は、透光性部材43および、波長変換部材41のうち少なくともいずれか一方によって被覆されている。
For example, the reflecting
本実施形態では、反射部42A〜42Gは、上面視において円形状を有している。しかし、上面視における反射部42A〜42Gの形状は円に限られず、三角形、四角形などの多角形であってもよいし、他の形状を有していてもよい。また、各発光素子の上面上に配置する反射部の数も図3Bに示す例にかぎられない。反射部42A〜42Gは、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30の上面11a、21a、31aの間上には配置されていない。
In the present embodiment, the
被覆部材40において、反射部42A〜42Gが配置された領域では、被覆部材40に入射する光の一部が反射部42A〜42Gにおいてランダムな方向に反射するため、光の透過率が低下する。図3Cは被覆部材40の透過率を説明する図である。上面視において、被覆部材40のうち、第1発光素子10の上面11aと重なる第1領域45aと、第2発光素子20の上面21aと重なる第2領域45bとの間に位置する第3領域45cの光の透過率は、第1領域45aおよび第2領域45bの光の透過率よりも大きい。また、被覆部材40のうち、第2発光素子20の上面21aと重なる第2領域45bと、第3発光素子30の上面31aと重なる第4領域45dとの間に位置する第5領域45eの光の透過率は、第2領域45bおよび第4領域45dの光の透過率よりも高い。ここで、光の透過率は、各領域において平均した値である。また、光の透過率は、第1ピーク波長及び第2ピーク波長における透過率のことであり、第1ピーク波長及び第2ピーク波長のそれぞれにおいて、第3領域45cの光の透過率は、第1領域45aおよび第2領域45bの光の透過率よりも高い。
In the area where the reflecting
波長変換部材41には、以下に示す波長変換粒子のうちの1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、波長変換部材41は、異なる材料からなる複数の波長変換層を含んでいてもよい。例えば、波長変換部材41は、緑色を発光する蛍光体または赤色を発光する波長変換粒子を含む単層によって構成されていてもよいし、緑色を発光する波長変換粒子を含む波長変換層と、赤色を発光する波長変換粒子を含む波長変換層が積層された構造を有していてもよい。あるいは、波長変換部材41は、緑色を発光する蛍光体および赤色を発光する波長変換粒子を含む波長変換層によって構成されていてもよい。
For the
例えば、第1発光素子10および第3発光素子30が青色波長域(430nm以上490nm未満)の光を出射し、第2発光素子20が緑色波長域(490nm以上570nm以下)の光を出射する場合、波長変換部材41は、610nm以上750nm以下である赤色を発する波長変換粒子を含むことが好ましい。つまり、第1ピーク波長を有する光、第2ピーク波長を有する光および第3ピーク波長を有する光は、それぞれ青、緑、および赤色の波長帯域の光である。このようにすることで、色再現性に優れる発光が可能な発光装置にすることができる。また、一般に、緑色光は青色光よりも視感度が高い。よって、第2ピーク波長を有する光は、被覆部材40において、第1ピーク波長を有する光よりも多く反射させることによって、青色光、緑色光および赤色光がより均一に混合される。このため、第2ピーク波長を有する光を出射する第2発光素子20の上面21aと重なる第2領域45bにおける透過率を、第1ピーク波長を有する光を出射する第1発光素子10の上面11aと重なる第1領域45aの透過率よりも低くすること、言い換えると、第1領域の透過率を第2領域45bの透過率よりも高くすることが好ましい。
For example, when the first
緑色を発光する波長変換粒子としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばY3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばLu3(Al,Ga)5O12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばTb3(Al,Ga)5O12:Ce)系蛍光体、シリケート系蛍光体(例えば(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えばCa8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えばSi6−zAlzOzN8−z:Eu(0<z<4.2))、SGS系蛍光体(例えばSrGa2S4:Eu)などが挙げられる。黄色を発光する波長変換粒子としては、αサイアロン系蛍光体(例えばMz(Si,Al)12(O,N)16(但し、0<z≦2であり、MはLi、Mg、Ca、Y、及びLaとCeを除くランタニド元素)などが挙げられる。このほか、上記緑色発光する波長変換粒子の中には黄色発光の波長変換粒子もある。また例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、Yの一部をGdで置換することで発光ピーク波長を長波長側にシフトさせることができ、黄色発光が可能である。また、これらの中には、橙色発光が可能な波長変換粒子もある。赤色を発光する波長変換粒子としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CASNまたはSCASN)系蛍光体(例えば(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)などが挙げられる。このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体(一般式(I)A2[M1−aMnaF6]で表される蛍光体である(但し、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種の元素であり、aは0<a<0.2を満たす))が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体(例えばK2SiF6:Mn)がある。 The wavelength converting particles emitting green, yttrium-aluminum-garnet fluorescent material (e.g., Y3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce), lutetium-aluminum-garnet fluorescent material (e.g., Lu 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce), terbium aluminum garnet-based phosphor (for example, Tb 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce) -based phosphor, and silicate-based phosphor (for example (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu). ), chloro silicate-based phosphor (e.g. Ca 8 Mg (SiO 4) 4 Cl 2: Eu), β -sialon-based phosphor (e.g. Si 6-z Al z O z N 8-z: Eu (0 <z <4 .2)), SGS-based phosphors (for example, SrGa 2 S 4 : Eu), and the like. The wavelength conversion particles that emit yellow light include α-sialon-based phosphors (for example, Mz (Si, Al) 12 (O, N) 16 (where 0 <z ≦ 2, and M is Li, Mg, Ca, Y). , And lanthanide elements other than La and Ce), etc. In addition, among the wavelength conversion particles that emit green light, there is also a wavelength conversion particle that emits yellow light. , Y can be shifted to the longer wavelength side by substituting a part of Gd for Gd, and yellow emission is possible, and among these, wavelength conversion particles capable of orange emission are also included. . there the wavelength converting particles emitting red, nitrogen-containing calcium aluminosilicate (CASN or SCASN) phosphor (e.g. (Sr, Ca) AlSiN 3: Eu) is like . In addition, in the manganese-activated fluoride phosphor (a phosphor represented by general formula (I) A 2 [M 1 -a Mn a F 6] ( where the general formula (I), A , K, Li, Na, Rb, Cs, and NH 4 and at least one element selected from the group consisting of Group 4 elements and Group 14 elements. , A satisfies 0 <a <0.2)). A typical example of the manganese-activated fluoride-based phosphor is a manganese-activated potassium fluorosilicate phosphor (for example, K 2 SiF 6 : Mn). There is.
反射部42A〜42Gは、母材および母材に分散した反射性粒子を含む。反射部の母材には、例えば、透光性部材43として使用される材料を用いることができる。反射性粒子には白色顔料を用いることができる。より具体的には、白色顔料として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素などからなる粒子のうちの1種を単独で、またはこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。白色顔料の粒子の形状は、適宜選択でき、不定形または破砕状でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。また、白色顔料の粒子径は、例えば0.1μm以上0.5μm以下程度が挙げられるが、光反射や被覆の効果を高めるためには小さい程好ましい。光反射性の反射部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択できるが、光反射性及び液状時における粘度などの観点から、例えば10wt%以上70wt%以下が好ましく、20wt%以上70wt%以下がより好ましく、30wt%以上60wt%以下がよりいっそう好ましい。なお、「wt%」は、重量パーセントであり、光反射性の反射部材の全重量に対する当該材料の重量の比率を表す。
The
反射部42A〜42Gは母材が未硬化な状態で、たとえば、ポッティング等によって、波長変換部材41上に上述した位置および形状に配置し硬化させることによって形成することができる。
The reflecting
透光性部材43は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの変性樹脂を用いて形成することができる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。透光性部材43は、これらの母材のうちの1種を単層で、またはこれらの母材のうちの2種以上を積層して構成してもよい。変性樹脂は、ハイブリッド樹脂を含む。
The
透光性部材43は、上記樹脂またはガラス中に各種の拡散粒子を含有していてもよい。拡散粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。拡散粒子は、これらのうちの1種を単独で、またはこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、熱膨張係数の小さい酸化珪素が好ましい。また、拡散粒子として、ナノ粒子を用いることで、発光素子が発する光の散乱を増大させ、波長変換部材の使用量を低減することもできる。なお、ナノ粒子とは、粒径が1nm以上100nm以下の粒子とする。また、本明細書における「粒径」は、例えば、D50で定義される。さらに、透光性部材43は、上述した1種または2種以上の波長変換材料を含んでいてもよい。
The
(保護部材50)
保護部材50は、導光部材70および被覆部材40の側面を被覆して基体60上に配置されている。基体60の上面65aの外周に沿って溝または段差が設けられており、保護部材50の一部が、溝または段差内に配置されていることが好ましい。これにより保護部材50と基体60の基材65との接触面積が大きくなり、保護部材50と基体との接合強度が高められる。
(Protection member 50)
The
保護部材50は、基体60の基材65に保護部材50は、特に被覆部材40の波長変換部材41の側面を被覆することによって波長変換部材41が外部環境に含まれる水分などによって劣化するのを抑制する。また、基体60上の構造の側方を被覆することによって第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を外部環境から保護する。保護部材50は光反射性を有することが好ましい。光反射性を有することによって、導光部材70および被覆部材40の側面において、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30から出射した光および波長変換部材41によって波長変換された光を反射し、発光装置101の外部へ出射させる。このため、光の利用効率が高められるとともに、発光装置101から出射する光の見切りを向上させる。
The
保護部材50は、反射部42A〜42Gと同様、母材および母材に分散した白色顔料を含む。母材おおよび白色顔料には反射部42A〜42Gと同じ材料を用いることができる。
The
(発光装置101の製造方法)
発光装置101は例えば、以下の方法によって製造することができる。まず、基体60を用意し、第1配線61上に、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を実装する。次に、第1発光素子の上面、第2発光素子の上面および第3発光素子30の上面を被覆する導光部材70を形成する。その後、別途作製した被覆部材40を導光部材70上に配置する。そして、導光部材及び被覆部材の外縁を切断して導光部材及び被覆部材を個片化する。次に、導光部材及び被覆部材の外縁を切断することによって形成された隙間に保護部材50を形成する。そして、基材65および保護部材50を切断し、個片化することによって発光装置101が製造することができる。
(Method of manufacturing light emitting device 101)
The
発光装置101の別の製造方法としては、まず、保護部材50が設けられた基体60を用意し、第1配線61上に、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を実装する。次に、保護部材50内において、導光部材70で第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を被覆する。その後、別途作製した被覆部材40を導光部材70上に配置する。あるいは、保護部材50内において、導光部材70上に波長変換部材41を配置し、波長変換部材41上に反射部材42を形成し、反射部材42を被覆するように透光性部材43を形成してもよい。これにより、発光装置101が作製される。
As another method of manufacturing the
保護部材50が設けられた基体60は、あらかじめ個片化されていてもよいし、複数の発光装置101の第1配線61が接続されたリードフレームに一体的に形成されていてもよい。この場合、複数の発光装置101の基体60の基材65および保護部材50が一体的に成形されているため、被覆部材40を配置した後に、基材65および保護部材50を切断し、個片化することによって発光装置101が製造される。
The
(発光装置101の特徴)
発光装置101によれば、ピーク波長が異なる第1発光素子および第2発光素子を含む。このため、発光素子が1種類である場合に比べて、発光強度が低下する波長帯域(「スペクトルの谷間」ともいう)を減らすことができ、例えば、色再現性の高い白色光を出射することが可能となる。
(Characteristics of the light emitting device 101)
The
また、被覆部材40は、波長変換部材と反射部材とを含む。反射部材によって、第1発光素子および第2発光素子から出射する光および波長変換部材によって波長変換された光が、基体60側へランダムに反射されるため、これらの光の混合が促進され、良く混色された光を出射することが可能となる。例えば、色再現性の高いより均一な白色を出射することが可能となる。
In addition, the covering
また、被覆部材は、上面視において、第1発光素子の上面と重なる第1領域および第2発光素子の上面と重なる第2領域よりも、第1領域と第2領域との間と重なる第3領域の透過率が第1領域及び第2領域よりも高い。言い換えると、光源が位置しない領域における光の透過率が高く、発光素子の直上の透過率が小さくなっている。よって、発光装置101は、色むらを抑制することが可能となる。
In addition, the covering member has a third region overlapping between the first region and the second region in a top view, rather than a first region overlapping with the upper surface of the first light emitting element and a second region overlapping with the upper surface of the second light emitting element. The transmittance of the area is higher than that of the first area and the second area. In other words, the light transmittance is high in the region where the light source is not located, and the light transmittance immediately above the light emitting element is small. Therefore, the
被覆部材における透過率の分布は、被覆部材に含まれる反射部材の部分的な配置によって実現し得る。つまり、反射部材は、色むらを抑制することが可能である。このため、被覆部材40の厚さを小さくし、Z軸方向における奥行の短いサイドビュー型の発光装置を実現することが可能となる。
The distribution of the transmittance of the covering member can be realized by partially disposing the reflecting member included in the covering member. That is, the reflection member can suppress color unevenness. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the covering
このような発光装置101は、例えば液晶表示装置のバックライトとして好適に用いることが可能である。色再現性の高い光をバックライトとして用いることにより、色再現性の高い表示装置を実現し得る。また、
(他の形態)
本開示の発光装置には、種々の改変が可能である。図4は、反射部材を備える発光装置102の断面図である。発光装置102は、基体60の上面65aに配置された反射部材90を備えている点で発光装置101と異なる。
Such a
(Other forms)
Various modifications can be made to the light emitting device of the present disclosure. FIG. 4 is a cross-sectional view of the
反射部材90は、上面65aに配置され、第1配線61、第1発光素子10の電極13A、13B、第2発光素子20の電極23A、23Bおよび第3発光素子30の電極33A、33Bの側面を被覆している。また、反射部材90は、第1発光素子10の下面12b、第2発光素子20の下面22bおよび第3発光素子30の下面32bを被覆している。
The reflecting
反射部材90は、例えば、母材に白色顔料を添加した材料によって構成することができる。母材および白色顔料としては、反射部材42の母材および白色顔料として例示した材料を用いることができる。
The
発光装置102によれば、反射部材90が基体60の上面65aに配置されているため、各発光素子の下面から出射する光および反射部材42によって、基体60側に反射した光を、反射部材90によって保護部材50の開口50a側に反射させ外部へ出射させることができる。このため、発光装置102の光取り出し効率をより向上させることができる。
According to the
発光装置は基体60を備えていなくてもよい。図5は、基体60を有しない発光装置103の断面図である。発光装置103は、基体60を有していない点で発光装置102と異なる。基体60を有しないため、発光装置103は、第1発光素子10、第2発光素子20および第3発光素子30を電気的に接続する配線66を反射部材90の下面90bに備えている。発光装置103によれば、基体60を有しないため、より奥行を短くできる。
The light emitting device may not include the
本開示の発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。 The light emitting device of the present disclosure includes a backlight device of a liquid crystal display, various lighting devices, a large display, various display devices such as advertisements and destination guidance, a projector device, and an image in a digital video camera, a facsimile, a copying machine, a scanner, and the like. It can be used as a reader.
10 第1発光素子
11、21、31、 素子基板
11a、12a、21a、22a、31a,32a、41a、43a 上面
12、22、32 半導体積層体
12b、22b、32b、 下面
13A、13B、23A、23B、33A、33B、 電極
20 第2発光素子
30 第3発光素子
40 被覆部材
41 波長変換部材
42 反射部材
42A〜42G 反射部
43 透光性部材
45a 第1領域
45b 第2領域
45c 第3領域
45d 第4領域
45e 第5領域
50 保護部材
50a 開口
60 基体
61 第1配線
61t 凸部
62 第2配線
63 ビア導体
64 絶縁層
65 基材
65a 上面
65b 下面
65c〜65f 側面
65g 凹部
65h ビアホール
66 配線
70 導光部材
70a 上面
90 反射部材
90b 下面
101、102、103 発光装置
101a 上面
101b 下面
101c〜101f 側面
10 1st
Claims (12)
490nm以上570nm以下である第2ピーク波長を有する光を出射する第2発光素子と、
前記第1発光素子の上面および前記第2発光素子の上面を連続して被覆し、前記第1ピーク波長を有する光および前記第2ピーク波長を有する光の少なくとも一方を前記第1ピーク波長および前記第2ピーク波長とは異なる第3ピーク波長を有する光に変換する波長変換部材と、前記波長変換部材の上面を被覆する透光性部材と、前記波長変換部材と前記透光性部材との間に位置する反射部材と、を含む被覆部材と、
を備え、
前記被覆部材は、上面視において、前記第1発光素子の上面と重なる第1領域と、前記第2発光素子の上面と重なる第2領域と、前記第1領域と、前記第2領域の間と重なる第3領域と、を備え、前記第3領域の透過率が前記第1領域及び第2領域よりも高い発光装置。 A first light emitting element that emits light having a first peak wavelength of 430 nm or more and less than 490 nm;
A second light emitting element that emits light having a second peak wavelength of 490 nm or more and 570 nm or less;
The upper surface of the first light emitting element and the upper surface of the second light emitting element are continuously covered, and at least one of the light having the first peak wavelength and the light having the second peak wavelength is the first peak wavelength and the Between the wavelength conversion member that converts light having a third peak wavelength different from the second peak wavelength, the translucent member that covers the upper surface of the wavelength conversion member, and the wavelength conversion member and the translucent member. A reflective member located at, and a covering member including:
Equipped with
In a top view, the covering member includes a first region overlapping with an upper surface of the first light emitting element, a second region overlapping with an upper surface of the second light emitting element, the first region, and a space between the second regions. And a third region that overlaps, wherein the transmittance of the third region is higher than that of the first region and the second region.
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