JP6349973B2 - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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基体の上に配置される発光素子と、
前記発光素子の上面を覆う蛍光体層と、
前記蛍光体層の上に、蛍光体層の一部が露出するように設けられる反射部材と、
を有することを特徴とする発光装置。
本実施形態に係る発光装置10は、導電部12を有する基体11と、発光素子14と、蛍光体層16と、反射部材17を備えている。
以下、本実施形態に係る発光装置の各構成について簡単に説明する。
基体は、発光素子や保護素子等の電子部品を配置するためのものである。基体の形状は、特に限定されないが、上面(発光素子等の載置面)が平坦であることが好ましい。基体の形状としては、例えば、矩形や多角形等の平板状や、凹部を有する形状とすることができる。
基体の母材は、絶縁性のものを用いることができ、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスを用いることが好ましいが、この限りではなく、LTCC、ガラスエポシキ樹脂や熱可塑性樹脂も可能である。
基体の導電部は、発光素子等への給電のためのものであり、Cu、Ni、Ag、Snが挙げられる。
発光素子は、基体上(導電部上又は母材上)に、接合部材を介して、もしくは、更に別部材を介して接合される。発光素子は、同一面側に正負一対の電極を備えた発光素子や、上下面に電極を有するバーティカルタイプの発光素子を用いてもよい。
接合部材は、基体上に、発光素子を接合させるための部材である。
蛍光体層は、発光素子からの光を、異なる波長に変換させるものであり、発光素子からの光をより短波長に変換させるもの、または、長波長に変換させるものを用いることができる。光取り出し効率の観点からは、発光素子からの光を長波長に変換させるものが好ましい。蛍光体層は、少なくとも、発光素子の上面に配置されている。蛍光体層は、発光素子の上面の80%〜100%を覆うように設けるのが好ましく、特に、全面(100%)を覆うのが好ましい。
蛍光体層は、任意の厚みで形成することができ、その上面が平坦状、凸状、凹状等とすることができる。特に、上面が平坦状な蛍光体層とするのが好ましく、さらに、略均一な厚みの蛍光体層とするのが好ましい。略均一な厚みの蛍光体層とする場合は、0.1μm〜100μm程度の厚みとするのが好ましい。
量子ドット蛍光体は、不安定であるため、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)などの樹脂で表面修飾又は安定化してもよい。これらは透明樹脂(例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等)に混合されて成形されたバルク体(例えば、板状体)であってもよいし、ガラス板の間に透明樹脂とともに封止された板状体であってもよい。
反射部材は、蛍光体層の上に、蛍光体層の一部が露出するように設けられ、主として発光素子からの光を蛍光体層内に向けて反射させるものである。この反射された光(戻り光)を、蛍光体の励起光として用いることができる。そのため、蛍光体層に近い位置に設けるのが好ましく、特に、蛍光体層上に接して設けるのが好ましい。これにより、蛍光体層からの光を効率よく蛍光体層内に向けて反射する(戻す)ことができ、蛍光体層中で拡散させて蛍光体の励起光として利用し、光の取り出し効率を上げることが出来る。尚、蛍光体層の上に、電着法で反射部材を含む層を形成する場合は、蛍光体層と反射部材とを接着させる被覆層(蛍光体層を電着で形成させる場合に用いられる層)を介することもできる。このように、反射部材の固定に必要な接着部材を介する場合も、蛍光体層と反射部材とが接しているものとする。
上記の発光装置は、更に、別部材を有していてもよい。例えば、発光素子と、その上面を覆う蛍光体層と、その上に設けられる反射部材と、を覆う封止部材を有していてもよい。例えば、図7、図8に示すように、封止部材20は、基板の上面の一部を覆うとともに、上記の部材を覆うことで、これらを保護することができる。
図3は、本発明の実施形態に係る発光装置の変形例を示す概略断面図である。
この変形例の発光装置では、蛍光体層16が、発光素子の側面に設けられていることを除いては図2に示す実施形態と同じである。この変形例においても、光取り出し効率を向上させることができる。このように、発光素子の側面にも蛍光体層を設ける場合、発光素子の上面に設ける蛍光体と、同じ組成又は異なる組成のものを用いることができる。また、上面と側面とに、同時に形成してもよく、あるいは別工程で設けてもよい。さらに、形成方法についても、同じ又は異なる方法で設けることができる。
この変形例の発光装置では、反射部材17が、発光素子の側面に設けられた蛍光体層の表面にもあることを除いては図2に示す実施形態と同じである。この変形例においても、光取り出し効率を向上させることができる。このように、発光素子の側面にも反射部材を設ける場合、発光素子の上面に設ける反射部材と、同じ部材又は異なる部材を用いることができる。また、上面と側面とに、同時に形成してもよく、あるいは別工程で設けてもよい。さらに、形成方法についても、同じ又は異なる方法で設けることができる。
この変形例の発光装置では、発光素子の半導体層側を上側にして実装(フェイスアップ実装)しており、発光素子の電極面が上側となり、ワイヤ19を用いてで基板の導電部と導通をとっている。このような場合も、発光素子の上に設けられた蛍光体層が、一部露出するように反射部材を設けることで、光の取り出し効率を向上させることができる。
この変形例の発光装置では、蛍光体層16と、その上に設けられる反射部材17を封止部材20が覆ったものである。この変形例においても、光取り出し効率を向上させることができる。
封止部材は、図7に示すように、発光素子の上面のみを覆うように設けてもよく、あるいは、図8〜図10に示すように、発光素子の側面も覆うように設けてもよい。また、封止部材は、図7〜図11に示すように上面が平坦な面としてもよく、あるいは図12に示すように凸状にしてもよい。また、封止部材は、基板にまで達するように設けることもできる。
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
蛍光体粒子は電着法により形成するため、被覆層15上及び発光素子14の半導体層14b上に略均一な厚みで付着させることができる。
11 基体
12 導電部
13 接合部材
14 発光素子
14a 基板
14b 半導体層
14c 電極
15 被覆層
16 蛍光体層
17 反射部材
18 保護素子
19 ワイヤ
20 封止部材
Claims (7)
- 基体の上に配置される発光素子と、
前記発光素子の上面を覆う蛍光体粒子からなる蛍光体層と、
前記蛍光体層の上に、蛍光体層の一部が露出するように設けられる反射材料の粉末からなる反射部材と、を有することを特徴とする発光装置。 - 前記蛍光体層の表面を覆う前記反射部材の面積は、前記蛍光体層の表面の20%〜50%である請求項1に記載の発光装置。
- 前記蛍光体層と、前記反射部材は、前記発光素子の側面に配置されている請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記蛍光体層と、前記反射部材と、を覆う封止部材を有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 発光素子上に蛍光体粒子を堆積させ蛍光体層を形成する工程と、
前記蛍光体層の上に、蛍光体層の一部が露出するように反射材料の粉末からなる反射部材を形成する工程と、を具備することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記蛍光体層は、前記蛍光体粒子を電着法、スパッタリング法、蒸着法、沈降法、静電塗装法から選択される方法により形成される請求項5に記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射部材は、電着法、スパッタリング法、蒸着法、沈降法、静電塗装法から選択される方法により形成される請求項5又は6に記載の発光装置の製造方法。
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