JP2022179704A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
図2は、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
図3は、図2の領域Aを示す一部拡大断面図である。
発光素子12の形状は平板状であり、例えば、縦が1mm(ミリメートル)、横が1mm、高さが150μm(ミクロン)である。蛍光体層14の厚さは、例えば、40μmである。蛍光体粒子16の直径は、例えば、2~23μmであり、例えば、5~15μmである。ガラス層17の厚さは、例えば、1μmである。
図4は、本実施形態に係る発光装置の動作を示す断面図である。
図4に示すように、基板10を介して発光素子12に電力が供給されると、発光素子12が青色の光を出射する。この青色の光が蛍光体層14の蛍光体粒子16に吸収されると、蛍光体粒子16は黄色の光を放射する。これにより、蛍光体層14全体からは、白色の光が出射する。各発光素子12は独立して制御することができる。図4は、図の左端の発光素子12を点灯し、他の発光素子12を消灯した場合を示している。図4に示す矢印付きの折線Lは、光の経路の例を示している。
図5A~図5D、図6、図7A~図7Cは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
次に、図5Bに示すように、多数の蛍光体粒子16、ポリシラザン、及び、有機溶媒を混合して、スラリー材50を作製する。ポリシラザンの構造式は図5Cに示すとおりである。有機溶媒には、例えば、ヘプタン又はジブチルエーテルを使用する。なお、有機溶媒は含有させなくてもよい。スラリー材50には、樹脂材料は含有されていない。
図8は、本実施形態に係る発光装置を搭載したハイビームユニットを示す断面図である。
図9は、本実施形態に係る発光装置を搭載したヘッドランプの動作を示す図である。
本実施形態においては、図5Bに示す工程において、蛍光体粒子16及びポリシラザンを含み、樹脂材料を含まないスラリー材50を作製し、図6に示す工程において、スラリー材50を基体51に対してスプレーし、図7Aに示す工程において、スラリー材50を焼成する。これにより、スラリー材50に含まれるポリシラザンがシリカに転化して、図3に示すように、蛍光体粒子16同士がガラス層17によって結合されると共に、蛍光体粒子16間に空気層18が形成される。この結果、図4に示すように、空気層18とガラス層17との界面において光が反射されるため、蛍光体層14内を光が横方向に伝搬することを抑制することができる。これにより、発光装置1における点灯領域と消灯領域のコントラストを向上させることができる。
次に、第2の実施形態について説明する。
図10は、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
図11は、図10の領域Bを示す一部拡大断面図である。
本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、第3の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る発光装置を示す一部拡大断面図である。
本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、試験例について説明する。
本試験例は、前述の第1及び第2の実施形態に係る発光装置を顕微鏡で観察した例である。
図13Aは、第1の実施形態に係る発光装置の光学顕微鏡写真であり、図13BはそのSEM写真であり、図13Cは図13A及び図13Bの領域Cを示すSEM写真である。
図14Aは、第2の実施形態に係る発光装置の光学顕微鏡写真であり、図14BはそのSEM写真であり、図14Cは図14A及び図14Bの領域Dを示すSEM写真である。
10:基板
11:バンプ
12:発光素子
13:遮光層
14:蛍光体層
15:ワイヤーパッド
16:蛍光体粒子
17:ガラス層
18:空気層
21:遮光層
22:フィラー
31:樹脂層
50:スラリー材
51:基体
52:容器
53:撹拌手段
70:ハイビームユニット
71:ヒートシンク
72:光学系
73:筐体
74:凸レンズ
75:凹レンズ
81:先行車
82:対向車
83:標識
84、85:歩行者
RH:ハイビーム領域
RL:ロービーム領域
S1、S2:サンプル
Claims (11)
- 基板と、
前記基板に実装され、マトリクス状に配列された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に設けられた蛍光体層と、
前記基板の上面における前記複数の発光素子が実装されている領域の両側に設けられた複数のワイヤーパッドと、
を備え、
前記蛍光体層は、
複数の蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子の表面を被覆するガラス層と、
を有し、
前記蛍光体粒子同士は前記ガラス層を介して結合しており、
前記蛍光体粒子間には空気層が形成された発光装置。 - 前記複数の発光素子間に配置され、前記発光素子の側面の少なくとも一部を覆う遮光層をさらに備え、
前記蛍光体層は前記遮光層上にも配置され、
上面視で、前記遮光層と前記蛍光体層が接する領域は、前記複数の発光素子をそれぞれ囲む格子状である請求項1に記載の発光装置。 - 前記蛍光体層は、フィラーをさらに有する請求項1または2に記載の発光装置。
- 上面視で、前記基板は長方形であり、
前記ワイヤーパッドは、前記基板の一対の長辺に沿ってそれぞれ一列に配列されている請求項1~3のいずれか1つに記載の発光装置。 - 前記複数の発光素子は相互に独立して制御可能な請求項1~4のいずれか1つに記載の発光装置。
- 複数の発光素子をマトリクス状に実装し、前記基板の上面における前記複数の発光素子が実装されている領域の両側に複数のワイヤーパッドが設けられた基体上に、ポリシラザン及び複数の蛍光体粒子を含むスラリー材をスプレーする工程と、
前記スラリー材がスプレーされた基体を加熱することにより、前記ポリシラザンをシリカに転化させて、前記蛍光体粒子を前記シリカを含むガラス層で被覆すると共に、前記蛍光体粒子間に空気層を形成する工程と、
を備えた発光装置の製造方法。 - 前記スラリー材は有機溶媒をさらに含み、
前記ポリシラザンをシリカに転化させる工程において、前記スラリー材から前記有機溶媒が除去される請求項6に記載の発光装置の製造方法。 - 前記スラリー材はフィラーをさらに含む請求項6または7に記載の発光装置の製造方法。
- 前記スラリー材をスプレーする工程において、前記スラリー材を撹拌しながらスプレーする請求項6~8のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記スラリー材は樹脂材料を含有しない請求項6~9のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記基体は、前記複数の発光素子間に配置され、前記発光素子の側面の少なくとも一部を覆う遮光層を含む請求項6~10のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
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