JP6314968B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
図1、図2、図3に示す本発明の実施形態1に係る発光装置100は、発光波長の異なる複数の発光素子11、12、13と、これら複数の発光素子11、12、13の上面に配置された透光性部材20と、透光性部材20の側面に設けられた第1部材30と、発光素子11、12、13それぞれの外周を囲むように設けられた第2部材40とを含む。発光素子11、12、13はそれぞれが下面に一対の電極を有し、これら一対の電極の下面は、外部との電気的接続のために、第2部材から露出している。
このような構成の発光装置100では、第2部材40が複数の発光素子11、12、13それぞれの外周を囲んでいるため、発光素子11、12、13を個別に点灯させた際に、隣接する発光素子への光吸収を抑制することができるため、より光取り出し効率に優れた発光装置100とすることができる。
以下、各部材について詳細に説明する。
発光素子としては発光ダイオードを用いることが好ましい。発光素子は少なくとも2つ以上備えられ、2つ以上の発光素子はそれぞれ発光波長が異なる。
実施形態1に係る発光装置100は、複数の発光素子11、12、13を備えている。発光素子11、12、13には、それぞれ発光波長の異なる発光素子が選択される。例えばフルカラーの表示装置に用いられる発光装置には、赤色系、緑色系、青色系の光を発する3種類の発光素子を組み合わせることが好ましく、これにより、表示装置の色再現性を向上させることができる。
発光素子の一対の電極としては、電気良導体を用いることができ、例えばAu、Cu、Ni、Ag又はこれらを含む合金の単層膜、またはこれらの多層膜を用いることができる。一対の電極は、それぞれ第2部材から露出し、外部と電気接続することができる。これにより複数の発光素子11、12、13を個別に駆動することができる。
複数の発光素子の平面視における形状または大きさが異なる場合は、透光性部材の下面を発光素子の個数で等分した各領域に各発光素子を配置することで、発光装置の光出射面における配光色度が均一となる。
実施形態1の発光装置100において、透光性部材20は、透光性部材20の下面が発光素子11、12、13の発光面に対向し、これら発光面を覆うように設けられる。これにより発光素子11、12、13が発する光は透光性部材20を透過して外部に出射される。実施形態1の発光装置100において、透光性部材20は、発光素子11、12、13の発光面全体を覆うように設けられることが好ましく、より好ましくは、図1、図3に示すように、発光素子11、12、13の発光面全体を覆いかつ透光性部材20の外周面が発光素子11、12、13の側面の外側に位置するように設ける。透光性部材20の上面は、発光装置100の光出射表面として発光装置100の上面の一部を構成する。
溝又は凸部の形状は、例えば断面形状が長方形、三角形、半円形、台形およびこれらを組み合わせたような形状等が挙げられる。
このような材料の一例としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、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の樹脂成形体を用いることができ、特に耐候性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。また、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス材料、サファイアなどの無機材料を用いることもできる。
第1部材は、透光性部材を保持するとともに、透光性部材の側面からの光の漏れを抑制するための部材である。
第2部材40は、発光素子を保持するとともに、発光素子からの出射光が隣接する発光素子に吸収されるのを抑制するための部材である。
発光素子の上面と透光性部材の下面とは透光性の接着材50により接合することができる。接着材50は、発光素子の上面と透光性部材の下面とを覆う。接着材50は、さらに発光素子の側面を覆っていてもよい。この場合の接着材の外面は、発光素子の下面側から上面側に向かって外向きに傾斜するように発光素子の側面を覆うことが好ましい。このように透光性の接着材50が発光素子の側面を覆うことにより、接着材の外面は、発光素子の下面側から上面側に向かって外向きに傾斜する傾斜面を有し、さらに第2部材40がこの傾斜面と、接着材から露出した発光素子の側面とを覆う。これにより、発光素子側面からの光は第2部材40と接着材50との界面で反射し、透光性部材へと導光される。
図4、図5に示す本発明の実施形態2に係る発光装置200は、発光波長の異なる複数の発光素子11、12、13と、複数の発光素子11、12、13の上面に配置された複数の透光性部材20と、複数の透光性部材20の側面に設けられた第1部材30と、発光素子11、12、13それぞれの外周を囲むように設けられた第2部材40とを含む。発光素子11、12、13はそれぞれが下面に一対の電極を有し、これら一対の電極の下面は、外部との電気的接続のために、第2部材から露出している。実施形態2に係る発光装置200は、透光性部材20を複数備えており、第1部材30が複数の透光性部材20それぞれの外周を囲むように設けられている点が実施形態1の発光装置100と異なる。
実施形態2に係る発光装置においても、実施形態1に係る発光装置と同様に、隣接する発光素子間の光吸収を抑制することができるため、光取り出し効率に優れた発光装置とすることができる。さらに、実施形態2に係る発光装置200では、複数の透光性部材間に第1部材30が配置されているため、発光素子11、12、13を個別に点灯させた際に、発光装置200の光出射面において、隣接する透光性部材間での光漏れが抑制される。これにより、例えば発光装置200を画像表示装置の画素として用いる場合、発光部と非発光部との差が明確な、高精細な画像表示装置とすることができる。また、実施形態2に係る発光装置200では、複数の発光素子11、12、13それぞれが、他の2つの発光素子と隣接するように配置されている。これにより、例えば複数の発光素子11、12、13を同時に点灯させた際の混色性を高めることができ、好ましい。
図6に示す本発明の実施形態3に係る発光装置300は、発光波長の異なる複数の発光素子11、12、13と、複数の発光素子11、12、13の上面に配置された透光性部材20と、透光性部材20の側面に設けられた第1部材30と、発光素子11、12、13それぞれの外周を囲むように設けられた第2部材40とを含む。発光素子11、12、13はそれぞれが下面に一対の電極を有し、これら一対の電極の下面は、外部との電気的接続のために、第2部材から露出している。実施形態2に係る発光装置300は、透光性部材と発光素子11、12、13とを接着材を使わずに固定している。透光性部材に発光素子の一部が埋設されている。言い換えると、透光性部材は下面に複数の凹部を備え、個の凹部に発光素子が収容されている。
実施形態3に係る発光装置においても、実施形態1に係る発光装置と同様に、隣接する発光素子間の光吸収を抑制することができるため、光取り出し効率に優れた発光装置とすることができる。さらに、実施形態3に係る発光装置では、透光性部材20に発光素子の側面の一部が埋設されているため、発光素子側面からの光を直接透光性部材20へと導光することが可能となり好ましい。
以下、実施形態に係る発光装置の製造方法の一例について説明する。
耐熱性シートから成る支持部材上に、貫通孔を有する第1部材を配置する。貫通孔は第1部材の第1の面と第1の面の裏側である第2の面とを貫通する。なお、貫通孔は第1部材に1つだけ形成されていてもよいし、複数形成されていてもよい。また、平面視における貫通孔の内面の寸法及び形状は、発光装置100における透光性部材の外形の寸法及び形状と同一である。
なお、貫通孔は、当該分野で公知の方法のいずれを利用して形成されていてもよい。例えば、レーザー光の照射または描写、パンチング、エッチング、ブラスト等が挙げられる。また、貫通孔を有する第1部材を、金型を使った圧縮成形トランスファー成形、射出成形で形成してもよい。金型を用いることで、貫通孔を有する第1部材の形状のばらつきを防ぐことができる。
次に、各貫通孔内に透光性樹脂を配置する。透光性部材の材料としては、例えば透光性樹脂を用いることができる。透光性樹脂を配置する際は、当該分野で公知の方法のいずれを利用してもよい。例えば、印刷、ポッティング等が挙げられる。透光性樹脂には光拡散材等のフィラーを含有させてもよい。
透光性部材と発光素子の上面とを接着させる。接着方法としては、接着材を用いることが好ましい。接着材は発光素子の上面だけでなく、発光素子の側面まで延在させることにより発光素子と透光性部材との接着力が向上するので好ましい。
透光性部材がそれ自体で接着性を有する場合、例えば透光性部材が樹脂材料を含み、樹脂材料が半硬化状態等である場合には、発光素子と透光性部材とを接着材を使わずに固定することができる。この際、固定時に透光性部材に発光素子の側面の一部を埋設させてもよい。これにより発光素子と透光性部材との接着力が向上するので好ましい。また、発光波長の異なる発光素子の素子高さが異なる際は、透光性部材に埋設させる深さを異ならせることで、透光性部材の上面から発光素子の下面(つまり電極形成面)までのそれぞれの高さが同程度となるように調整することができる。
第2部材を、複数の発光素子それぞれの外周を囲むように配置する。
第2部材は、複数の発光素子のそれぞれの側面を覆う。なお、接着材を用いて発光素子と透光性部材とを接着させた場合は、第2部材は発光素子の側面に配置された接着材を覆う。さらに、発光素子の下面のうち、一対の電極で覆われていない部分も第2部材で覆う。この時、一対の電極の側面の一部が第2部材から露出するように第2部材の厚さを調節してもよい。つまり、第1部材の上面を基準としたときに、第2部材の第1部材と対面する面と反対側の面までの高さが、一対の電極の露出面の高さ以下にしてもよい。
また、一対の電極を完全に埋設する程度の厚みの第2部材を形成した後に余分な第2部材を除去し、一対の電極を露出させてもよい。第2部材を除去する方法は、当該分野で公知のいずれを利用してもよい。例えば、エッチング、切削、検索、研磨、ブラスト等が挙げられる。第2部材をエッチング、切削、検索、研磨、ブラスト等により除去することで、発光装置の下面となる第2部材の表面を平らな状態にできるので好ましい。
隣接する透光性部材の間で、第1部材と第2部材と支持部材とを切断し個片化する。個片化後に支持部材を除去することにより個々の発光装置が得られる。また、切断時に、支持部材は完全に切断しない方が好ましい。これにより支持部材を一度に除去することができる。あるいは、支持部材は切断前に除去されていてもよい。
20 透光性部材
21 溝
30 第1部材
40 第2部材
50 接着材
61、62 電極
Claims (15)
- 下面に一対の電極を有する、発光波長の異なる複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の上面に配置され、前記複数の発光素子からの光を透過する透光性部材と、
前記透光性部材の側面に設けられ、発光装置の上面の一部を構成する第1部材と、
前記複数の発光素子それぞれの外周を囲むように設けられ、前記発光装置の下面の一部を構成し、光反射物質又は光吸収物質を含む第2部材とを備え、
前記一対の電極の下面が、前記第2部材から露出している発光装置。 - 前記透光性部材を複数備え、複数の前記透光性部材が前記複数の発光素子それぞれの上面に配置される請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2部材は前記第1部材より柔らかい部材である請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記第2部材は前記第1部材よりも発光素子からの光に対する光反射率が高い請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1部材は前記発光装置の側面を構成する請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第2部材は前記発光装置の側面を構成する請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子の上面と前記透光性部材の下面とが接着材を介して接合される請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記接着材は前記複数の発光素子の側面を覆う請求項7に記載の発光装置。
- 前記第2部材は前記接着材の外面と、前記接着材から露出した前記発光素子の側面とを覆う請求項8に記載の発光装置。
- 前記接着材の外面は、前記発光素子の下面側から上面側に向かって外向きに傾斜する請求項8または9に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、該透光性部材の下面において、隣接する前記複数の発光素子の間に溝を有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子は、それぞれ赤色系、青色系、緑色系の発光波長を有する3つの発光素子である請求項1〜11のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1部材は光吸収物質を含む樹脂により構成される請求項1〜12のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第2部材は光反射物質を含む樹脂により構成される請求項1〜13のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記発光装置の側面において、前記第1部材と前記第2部材とが接している請求項1〜14のいずれか1項に記載の発光装置。
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