JP2022087001A - 発光装置及び面状光源 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る発光装置1の構成について説明する。
図1Aは、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
図1Bは、図1Aの領域Aを示す断面図である。
図1Aに示すように、本実施形態に係る発光装置1の形状は、概ね、直方体である。すなわち、発光装置1は、下面1L、上面1U、下面1Lと上面1Uとの間に配置された4つの側面1Sを有している。発光装置1は、発光素子10、第1波長変換部材20、第2波長変換部材30、第1光反射性部材40、及び、被覆部材50を有している。
(Ag)又は銅(Cu)を含む。電極12は、単層でもよいし、異なる金属層で構成される複数層でもよい。
図2A~図2Hは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
配線基板110を介して発光装置1の発光素子10に電力が供給されると、発光素子10が第1光L1を放射する。第1光L1の一部は第1波長変換部材20内に入射し、波長変換材料22によって第2光L2に変換される。第1光L1の他の一部は第2波長変換部材30内に入射し、波長変換材料32によって第3光L3に変換される。第1光L1の更に他の一部は第1波長変換部材20又は第2波長変換部材30を透過し、発光装置1の外部に放射される。第2光L2の大部分は、第1波長変換部材20の側面25から発光装置1の外部に放射される。第3光L3の大部分は、第2波長変換部材30の側面35から発光装置1の外部に放射される。このとき、第2波長変換部材30を透過して第1光反射性部材40に到達した光が第1光反射性部材40によって反射されることにより、発光装置1の上面1Uからの光の放射は抑制され、側面1Sからの光の放射が増加する。
本実施形態に係る発光装置1においては、第1波長変換部材20が発光素子10の側面15に接している。これにより、発光素子10から放射された光L1の一部は、直接、第1波長変換部材20に入射し、その一部が波長変換材料22によって光L2に変換される。このため、光L1から光L2への変換効率が高い。
本実施形態においては、第2波長変換部材30が第1波長変換部材20及び被覆部材50を介して電極12から離れている。このため、高温高湿環境下で発光装置1を駆動させた際に、KFS蛍光体に含まれるカリウムイオン及びフッ素イオンの遊離が生じても、これらのイオンが電極12に到達するのを低減することができる。これにより、電極12に含まれる金属イオンのマイグレーションを抑制でき、電極12の腐食が抑制される。また、第2波長変換部材30は、半導体構造体11と被覆部材50との界面からも離れている。このため、カリウムイオン及びフッ素イオンが、半導体構造体11と被覆部材50との界面を拡散して電極12に到達することも抑制でき、電極12の腐食が抑制される。また、第2波長変換部材30は、発光素子10に接するため、第2波長変換部材30の蛍光体が波長変換される際に生じる熱は発光素子を通じて実装基板側に放熱できる。これらの結果、発光装置1は信頼性が高い。
図3は、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
以下の説明においては、第1の実施形態と異なる部分を主に説明する。以下に説明する内容以外の構成、動作及び効果は、第1の実施形態と同様である。他の実施形態についても、同様である。
図4A~図4Cは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
次に、図4Aに示すように、波長変換材料22を含有した樹脂21を、反射樹脂層50a上であって発光素子10間の領域に配置する。樹脂21は、平面視において、発光素子10を囲んでいる。この段階では、樹脂21は未硬化である。このとき、樹脂21の供給量は、供給された樹脂21が平坦化された際の樹脂21の上面が発光素子10の上面14と同じ高さとなる量とする。
本実施形態に係る発光装置2においては、第1の実施形態に係る発光装置1と比較して、第2波長変換部材30は、電極12からより遠くに離れている。これにより、波長変換材料32としてKSF蛍光体を用いた場合に、電極12の腐食をより抑制することができる。
図5は、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
図5に示すように、本実施形態に係る発光装置3においては、第1波長変換部材20が発光素子10の側面15及び上面14に接している。第2波長変換部材30は第1波長変換部材20上に配置されている。このため、第2波長変換部材30は、発光素子10から離れており、発光素子10に接していない。
図6A~図6Cは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
次に、図6Aに示すように、波長変換材料22を含有した樹脂21を、発光素子10上、及び、反射樹脂層50a上であって発光素子10間の領域に配置する。樹脂21は、平面視において、発光素子10を囲んでいる。この段階では、樹脂21は未硬化である。このとき、樹脂21の供給量は、供給された樹脂21が平坦化された際の樹脂21の上面が発光素子10の上面14より高い位置となる量とする。
本実施形態に係る発光装置3においては、第1波長変換部材20と第2波長変換部材30との界面29が発光素子10よりも上方にある。このため、発光素子10から放射された第1光L1が、第1波長変換部材20に散乱されて、第1波長変換部材20及び第2波長変換部材30の全体に行き渡る。これにより、第2波長変換部材30に進行する光量が過剰になることを抑制できるため、第2波長変換部材30内において光の変換効率が向上する。さらに、第2波長変換部材30に進行する光量が抑制されているため、第2波長変換部材30の蛍光体が波長変換された際に生じる熱が少なくなり、信頼性を高めることができる。
図7は、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
図7に示すように、本実施形態に係る発光装置4においては、第3の実施形態に係る発光装置3の構成に加えて、第2波長変換部材30と第1光反射性部材40との間に、第3波長変換部材60が設けられている。第3波長変換部材60は、発光素子10から放射された第1光L1を吸収し、第4ピーク波長を持つ第4光L4を放射する。第4ピーク波長は、第1光L1の第1ピーク波長、第2光L2の第2ピーク波長、第3光L3の第3ピーク波長とは異なる波長である。
本実施形態によれば、3色の光をそれぞれ波長変換部材によって発生させているため、波長変換材料を調整することにより、全ての光の色調整が容易である。このため、本実施形態に係る面状光源を表示装置(例えば、液晶ディスプレイ)のバックライトとして使用すれば、画像の色彩をより好適に調整することができる。
本実施形態は、複数の発光装置を含む面状光源の実施形態である。
図8は、本実施形態に係る面状光源を示す斜視図である。
図9は、図8に示すIX-IX線による断面図である。
図9に示すように、発光装置1から放射された光は、透光性部材130を介して導光板120に入射し、導光板120内を略水平方向に伝搬して、導光板120の主面122(上面)から放射される。
面状光源101は、例えば、表示装置のバックライトとして用いることができる。この場合、面状光源101から放射される光には、表示装置の各カラーフィルターを効率よく透過できる光が含まれることが好ましい。第1光L1の第1ピーク波長、第2光L2の第2ピーク波長、第3光L3の第3ピーク波長を、それぞれ、表示装置のカラーフィルターを効率よく透過できるような波長とすることにより、表示装置における光の利用効率が向上する。
本実施形態も面状光源の実施形態である。
図10は、本実施形態に係る面状光源を示す斜視図である。
図11は、図10に示すXI-XI線による断面図である。
以下、上述の各実施形態に係る面状光源について、各部材の材料の例を示す。
1L:発光装置1の下面
1S:発光装置1の側面
1U:発光装置1の上面
10:発光素子
11:半導体構造体
12:電極
13:発光素子10の下面
14:発光素子10の上面
15:発光素子10の側面
20:第1波長変換部材
20a:第1波長変換層
21:樹脂
22:波長変換材料
25:第1波長変換部材20の側面
29:界面
30:第2波長変換部材
30a:第2波長変換層
31:樹脂
32:波長変換材料
35:第2波長変換部材30の側面
40:第1光反射性部材
40a:第1光反射層
45:第1光反射性部材40の側面
50:被覆部材
50a:反射樹脂層
55:被覆部材50の側面
60:第3波長変換部材
100:構造体
101、102:面状光源
102U:発光領域
110:配線基板
111:第1被覆層
112:支持層
113:第2被覆層
114:第1接着シート
115:光反射性シート
116:第2接着シート
120:導光板
121:主面(下面)
122:主面(上面)
123:孔
124:開口
125:区画溝
126:凹部
130:透光性部材
140:第2光反射性部材
150:区画部材
170:第3光反射性部材
171:第1部分
172:第2部分
181:第1配線層
182:第2配線層
183:第1配線部材
183a:第1部分
183b:第2部分
184:第2配線部材
184a:第3部分
184b:第4部分
185:被覆層
501:シート
502:プレート
503:リング
504:シート
L1:第1光
L2:第2光
L3:第3光
L4:第4光
Claims (16)
- 第1ピーク波長を持つ第1光を放射する発光素子と、
前記発光素子の側面に接し、前記第1光の少なくとも一部を吸収して、前記第1ピーク波長とは異なる第2ピーク波長を持つ第2光を放射する波長変換材料を含む第1波長変換部材と、
前記第1波長変換部材上に設けられ、前記第1光の少なくとも一部を吸収して、前記第1ピーク波長及び前記第2ピーク波長とは異なる第3ピーク波長を持つ第3光を放射する波長変換材料を含む第2波長変換部材と、
少なくとも前記発光素子上に設けられる第1光反射性部材であって、前記第2波長変換部材上に設けられた第1光反射性部材と、
を備え、
前記第1波長変換部材の側面及び前記第2波長変換部材の側面は、連続した光放射面を構成する発光装置。 - 前記第2波長変換部材は、前記発光素子上に設けられる、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2波長変換部材は、前記発光素子の側面及び上面に接している請求項2に記載の発光装置。
- 前記第2波長変換部材は、前記発光素子の上面に接している請求項2に記載の発光装置。
- 前記第2波長変換部材は、前記発光素子から離れている請求項2に記載の発光装置。
- 前記第2波長変換部材は、フッ化物蛍光体である請求項1~5のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第2波長変換部材は、KSF蛍光体を含む請求項6に記載の発光装置。
- 前記第1ピーク波長は可視光領域にある請求項1~7のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第2波長変換部材と前記第1光反射性部材との間に設けられ、前記第1光を吸収し、前記第1ピーク波長、前記第2ピーク波長及び前記第3ピーク波長とは異なる第4ピーク波長を持つ第4光を放射する第3波長変換部材をさらに備え、
前記第1ピーク波長は紫外線領域にある請求項1~7のいずれか1つに記載の発光装置。 - 前記発光素子は、下面に一対の電極を有する請求項1~9のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第1波長変換部材の下面、及び、前記発光素子の下面における前記電極を除く領域を覆う被覆部材をさらに備える請求項10に記載の発光装置。
- 前記被覆部材は、光反射層である、請求項11に記載の発光装置。
- 請求項1~12のいずれか1つに記載の複数の発光装置と、
複数の孔を有する導光板と、
を備え、
前記複数の発光装置のそれぞれは、前記複数の孔のそれぞれの内部に位置する、面状光源。 - 各前記発光装置に電気的に接続されている配線基板をさらに備え、
前記導光板は、前記配線基板上に配置されている、請求項13に記載の面状光源。 - 前記孔は、前記導光板における前記配線基板とは反対側の主面に開口を有し、
前記開口を覆う第2光反射性部材をさらに備える、請求項13又は14に記載の面状光源。 - 平面視において、前記導光板は、前記発光装置のそれぞれを囲う区画溝を備える、請求項13~15のいずれか1つに記載の面状光源。
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