JP6512321B2

JP6512321B2 - Light emitting device

Info

Publication number: JP6512321B2
Application number: JP2018031416A
Authority: JP
Inventors: 山田　元量; 元量山田
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: JP6299811B2; JP2017092021A; JP2018088557A

Description

本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device.

近年、様々な電子部品が提案され、また実用化されており、これらに求められる性能も高くなっている。特に、電子部品には、厳しい使用環境下でも長時間性能を維持することが求められている。このような要求は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をはじめとする半導体発光素子を利用した発光装置についても例外ではない。すなわち、一般照明分野や車載照明分野において、発光装置に要求される性能は日増しに高まっており、更なる高出力（高輝度）化や高信頼性が要求されている。さらに、これらの高い性能を維持しつつ、低価格で供給することも要求されている。
特に液晶テレビに使用されるバックライトや一般照明器具等では、デザイン性が重要視され、薄型化の要望が特に高く、それをいかに安く製造するかが重要になっている。 In recent years, various electronic components have been proposed and put into practical use, and the performance required thereof is also increasing. In particular, electronic components are required to maintain performance for a long time even in a severe use environment. Such requirements are no exception for light emitting devices using semiconductor light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs). That is, in the field of general illumination and in-vehicle illumination, the performance required of the light emitting device is increasing day by day, and a further increase in output (brightness) and reliability are required. Furthermore, it is also required to supply at a low price while maintaining these high performance.
Especially in backlights and general lighting fixtures used in liquid crystal televisions, design is important, demand for thinning is particularly high, and how cheap to manufacture them is important.

例えば特許文献１や特許文献２には、反射板と部分的に反射率を制御したハーフミラーを組み合わせて、直下方式のバックライトを薄型化する方式が開示されている。 For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a method of reducing the thickness of a direct type backlight by combining a reflecting plate and a half mirror whose reflectance is partially controlled.

特開２０１２−１７４３７１号公報JP 2012-174371 A 特開２０１２−２１２５０９号公報JP 2012-212509 A

しかしながら、特許文献１や２に記載される、部分的に反射率を制御したハーフミラーは、特殊な専用部材になり、近年大型化してきた液晶テレビにサイズを合わせると非常に高価な部品となってしまう。また特許文献２ではハーフミラーの構成材料としてアルミ材を使用しているが、アルミ自体に吸収があるため、反射を繰り返すと吸収損失が多くなり、発光効率低下を引き起こす。加えて部分的に反射率を変更しているため、その境目で輝度ムラが発生する。 However, the half mirrors with partially controlled reflectance described in Patent Documents 1 and 2 become special-purpose members, and become extremely expensive parts if the size is matched to the recently enlarged liquid crystal television. It will Moreover, although the aluminum material is used as a constituent material of a half mirror in patent document 2, since aluminum itself has absorption, absorption loss will increase if reflection is repeated, and luminous efficiency fall will be caused. In addition, since the reflectance is partially changed, uneven brightness occurs at the boundary.

本発明に係る実施形態は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、より安価に、輝度ムラを抑制した発光装置を提供する。 The embodiment according to the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light emitting device in which uneven brightness is suppressed more inexpensively.

本実施形態に係る発光装置は、表面に光反射面を有する基体と、前記基体の前記光反射面側に載置される複数の光源と、前記光源を挟んで前記基体と対向するように配置され、入射する光の一部を反射し、一部を透過するハーフミラーと、を備え、前記光源の発光波長に対する前記ハーフミラーの反射率は、垂直入射よりも斜め入射の方が低い。 The light emitting device according to the present embodiment is disposed so as to face the substrate with the light source interposed therebetween, the substrate having a light reflecting surface on the surface, the plurality of light sources mounted on the light reflecting surface side of the substrate, A half mirror that reflects a part of incident light and transmits a part of the incident light, and the reflectance of the half mirror with respect to the emission wavelength of the light source is lower at oblique incidence than at normal incidence.

本発明に係る実施形態によれば、より安価に、輝度ムラを抑制した発光装置を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide the light emitting device in which the luminance unevenness is suppressed more inexpensively.

第１実施形態の発光装置１００の一例を示す断面図である。It is a sectional view showing an example of light emitting device 100 of a 1st embodiment. 実施形態の光源１０７の配光特性図である。It is a light distribution characteristic view of the light source 107 of embodiment. 実施形態のハーフミラーの波長帯域と発光素子の発光波長の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wavelength zone | band of the half mirror of embodiment, and the emission wavelength of a light emitting element. 実施形態のハーフミラーの透過率の角度依存特性を示す図である。It is a figure which shows the angle dependence characteristic of the transmittance | permeability of the half mirror of embodiment. 第２実施形態の発光装置２００の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the light-emitting device 200 of 2nd Embodiment. 実施例２の発光装置の輝度分布特性を示す図である。FIG. 6 is a graph showing luminance distribution characteristics of the light emitting device of Example 2. 比較例の発光装置の輝度分布特性を示す図である。It is a figure which shows the luminance distribution characteristic of the light-emitting device of a comparative example. 第３実施形態の発光装置３００の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the light-emitting device 300 of 3rd Embodiment. 第４実施形態の発光装置４００の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the light-emitting device 400 of 4th Embodiment. 光拡散部材の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of a light-diffusion member.

以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置は、技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一つの実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。
さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the light emitting device described below is for embodying the technical concept, and the present invention is not limited to the following ones unless there is a specific description. Further, the contents described in one embodiment and examples can be applied to the other embodiments and examples.
Further, in the following description, the same names and symbols indicate the same or the same members, and the detailed description will be appropriately omitted. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and one member is used in common as a plurality of elements, or conversely, the function of one member is realized by a plurality of members It can be shared and realized.

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の発光装置の一例を示す概略構造図である。
図１に示されるように、本実施形態における発光装置１００は、基体１０１と、基体の表面に設けられた一対の導体配線１０２に、接合部材１０３を介して電気的に接続される光源１０７を有する。本実施形態では光源は発光素子１０５と発光素子１０５を被覆する封止部材１０６からなる。なお、図中の矢印は主な光線を示している。 First Embodiment
FIG. 1 is a schematic structural view showing an example of the light emitting device of the first embodiment.
As shown in FIG. 1, in the light emitting device 100 according to this embodiment, a light source 107 electrically connected to a base 101 and a pair of conductor wires 102 provided on the surface of the base via a bonding member 103 is provided. Have. In the present embodiment, the light source includes the light emitting element 105 and the sealing member 106 covering the light emitting element 105. The arrows in the figure indicate the main rays of light.

光源１０７は、基体１０１上に複数個離間して配置され、少なくとも光源が配置された直下部を除く基体１０１上に光反射面として光拡散部材１０８を有している。この光拡散部材は、例えばシート状であり、基体表面の光反射率を上げて発光装置１００の発光効率を向上させるものである。また、光の反射率を上げるためだけではなく、光を散乱させることで後述する光拡散板１１２側から観測したときの輝度ムラをより軽減させる効果がある。 A plurality of light sources 107 are spaced apart on the base 101, and have a light diffusion member 108 as a light reflecting surface on the base 101 except at least the portion directly below the light source. The light diffusion member is, for example, in the form of a sheet, and the light reflectance of the surface of the base is increased to improve the light emission efficiency of the light emitting device 100. Not only to increase the reflectance of light, but also to scatter light, there is an effect of further reducing unevenness in luminance when observed from the side of the light diffusion plate 112 described later.

また、発光装置１００は、光源１０７を挟んで基体１０１に対向する光取り出し面側に、光源１０７から入射する光の一部を反射し、一部を透過するハーフミラー１１１を備える。ハーフミラー１１１は、光源１０７の発光波長に対して、入射角に対する反射率角度依存性を有していることが好ましい。そして、ハーフミラー１１１上方に光拡散板１１２が配置される。 In addition, the light emitting device 100 includes a half mirror 111 that reflects part of light incident from the light source 107 and transmits part of the light on the light extraction surface side facing the base 101 with the light source 107 interposed therebetween. It is preferable that the half mirror 111 have reflectance angle dependency with respect to the incident angle with respect to the emission wavelength of the light source 107. Then, the light diffusion plate 112 is disposed above the half mirror 111.

ハーフミラー１１１は、光源１０７から放射された光のうち、光軸方向に出た光に対しては、光反射率が高く、光源１０７の光軸から放射角度が広がっていくに従い、光反射率が低下しハーフミラーを透過する光量が増加することが好ましい。つまり、ハーフミラー１１１の反射率は、垂直入射よりも斜め入射の方が低くなるように設定されていることが好ましい。これにより、光拡散板１１２側から観察すると、輝度ムラが改善された均質な輝度分布を容易に得ることができる。 The half mirror 111 has high light reflectivity for light emitted in the optical axis direction among the light emitted from the light source 107, and the light reflectivity as the radiation angle spreads from the optical axis of the light source 107 It is preferable that the amount of light transmitted through the half mirror is increased. That is, the reflectance of the half mirror 111 is preferably set to be lower at oblique incidence than at normal incidence. Thereby, when observed from the light diffusing plate 112 side, it is possible to easily obtain a uniform luminance distribution in which the luminance unevenness is improved.

さらに、光源１０７のそれぞれは、バットウイング型の配光特性を有していることが好ましい。これにより光源１０７の真上方向に出射される光量を抑制して、各々の光源の配光を広げることで、より輝度ムラを改善することができる。 Furthermore, each of the light sources 107 preferably has a bat wing type light distribution characteristic. As a result, by suppressing the amount of light emitted in the direction immediately above the light source 107 and widening the light distribution of each light source, it is possible to further improve the uneven brightness.

本明細書において、バットウイング型の配光特性とは、広義には、光軸Ｌを０°として、０°よりも配光角の絶対値が大きい角度において発光強度が強い発光強度分布で定義される。特に、狭義では、４５°〜９０°付近において、発光強度が最も強くなる発光強度分布で定義される。つまり、バットウイング型の配光特性では、中心部が外周部よりも暗い。 In the present specification, a bat wing type light distribution characteristic is broadly defined as a light emission intensity distribution in which the light emission intensity is strong at an angle where the absolute value of the light distribution angle is larger than 0 °, where the optical axis L is 0 °. Be done. In particular, in a narrow sense, it is defined as a light emission intensity distribution in which the light emission intensity is strongest around 45 ° to 90 °. That is, in the bat wing type light distribution characteristic, the central portion is darker than the outer peripheral portion.

以下、本実施の形態に係る発光装置１００の好ましい形態について説明する。
（ハーフミラー１１１）
ハーフミラー１１１は光源１０７の光取り出し面側に配置される。
ハーフミラー１１１は、透光性の基材に屈折率の異なる絶縁膜を積層した誘電体多層膜構造であることが好ましい。絶縁膜の具体的な材料としては、金属酸化膜、金属窒化膜、金属フッ化膜や有機材料など、光源１０７や後述する波長変換部材１１３から放射される波長に対して光吸収が少ない材料であることが好ましい。 Hereinafter, preferable forms of the light emitting device 100 according to the present embodiment will be described.
(Half mirror 111)
The half mirror 111 is disposed on the light extraction surface side of the light source 107.
The half mirror 111 preferably has a dielectric multilayer film structure in which insulating films having different refractive indexes are laminated on a translucent substrate. A specific material of the insulating film is a metal oxide film, a metal nitride film, a metal fluoride film, an organic material or the like, which is a material having a small light absorption with respect to the wavelength emitted from the light source 107 and the wavelength conversion member 113 described later. Is preferred.

誘電体多層膜を用いることで、光吸収の少ない反射膜を得ることができる。加えて、膜の設計により反射率を任意に調整することができ、角度によって反射率を制御することも可能となる。特に、垂直入射よりも斜め入射の方が、反射率が低くなるように設定することで、光取り出し面に垂直方向（光軸）の反射率を上げ、光軸に対して角度が大きくなるところで反射率を下げることができる。すなわち光軸に対して角度が大きくなるところで透過率を上げることで、後述する光拡散板１１２側から観測したときに、面上の輝度ムラをより小さくすることが可能となる。 By using the dielectric multilayer film, it is possible to obtain a reflective film with less light absorption. In addition, the design of the film allows the reflectivity to be adjusted arbitrarily, and the angle to control the reflectivity. In particular, by setting the reflectance to be lower at oblique incidence than at normal incidence, the reflectivity in the direction (optical axis) perpendicular to the light extraction surface is increased and the angle with respect to the optical axis is increased. The reflectance can be reduced. That is, by increasing the transmittance when the angle to the optical axis is large, it is possible to further reduce the uneven brightness on the surface when observed from the side of the light diffusion plate 112 described later.

特に図３に示すように、垂直入射時におけるハーフミラー１１１の反射波長帯域は、光源１０７の発光ピーク波長よりも長波長側の反射帯域を、短波長側の反射帯域よりも広くすることが有用である。これは、光軸から角度を振っていくとハーフミラーの反射波長帯域が短波長側にシフトするためであり、発光波長に対して長波長側の反射波長帯域を広くすることで、より広角側まで反射率を維持することが可能になる。 Particularly, as shown in FIG. 3, it is useful that the reflection wavelength band of the half mirror 111 at the time of vertical incidence be wider than the reflection band on the short wavelength side than the light emission peak wavelength of the light source 107. It is. This is because the reflection wavelength band of the half mirror shifts to the short wavelength side when the angle is shifted from the optical axis, and by widening the reflection wavelength band on the long wavelength side with respect to the emission wavelength, the wide angle side It is possible to maintain the reflectance up to

なお、垂直入射時におけるハーフミラー１１１の反射率は、光源１０７の発光波長帯域に対して３０〜７５％であることが好ましい。反射率が３０％よりも低いと後述する光反射面側へ光を反射する効果が薄れ、７５％より高いと輝度低下が著しくなるためである。 In addition, it is preferable that the reflectance of the half mirror 111 at the time of vertical incidence is 30 to 75% with respect to the emission wavelength band of the light source 107. If the reflectance is lower than 30%, the effect of reflecting light to the light reflecting surface side described later will be weak, and if it is higher than 75%, the luminance drop will be remarkable.

本実施形態によれば、輝度ムラを抑制しながら、ハーフミラー１１１と基体１０１との間隔を狭くすることが可能であり、たとえば、ハーフミラー１１１と基体１０１との間隔を複数の光源１０７における光源間の間隔の０．３倍以下とすることができる。 According to the present embodiment, it is possible to narrow the distance between the half mirror 111 and the base 101 while suppressing the uneven brightness. For example, the light sources in the plurality of light sources 107 may be spaced from the half mirror 111 and the base 101. The interval between them can be 0.3 times or less.

（光拡散部材１０８）
光拡散部材１０８の材料としては、光源１０７や後述する波長変換部材１１３から放射される発光光に対して光吸収の少ない材料の母材中に、母材と同じく光吸収が少なく、母材と屈折率の異なる材料を含有させて形成させることが好ましい。なお、屈折率の異なる材料としては気体も含まれる。前述のとおり、光拡散部材１０８は光反射面を形成するために用いられる部材であり、表面での反射は拡散反射(乱反射)となる。
ハーフミラー１１１によって反射され、基体１０１側に戻ってきた光は、反射面である光拡散部材１０８の表面で反射され、再度ハーフミラー１１１に入射される。これらを繰り返すことにより、輝度ムラが抑制される。 (Light diffusing member 108)
As a material of the light diffusion member 108, there is little light absorption in the base material of a material with little light absorption with respect to light emitted from the light source 107 and the wavelength conversion member 113 described later. It is preferable to form by containing materials having different refractive indexes. In addition, gas is also contained as a material from which refractive index differs. As described above, the light diffusion member 108 is a member used to form a light reflection surface, and the reflection on the surface becomes diffuse reflection (diffuse reflection).
The light reflected by the half mirror 111 and returned to the base 101 side is reflected by the surface of the light diffusion member 108 which is a reflection surface, and is incident on the half mirror 111 again. Uneven luminance is suppressed by repeating these.

(光源１０７)
光源１０７としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが好ましい。光源１０７に電力を投入するために、接合部材１０３を用いて導体配線１０２と光源１０７とが電気的に接続される。図１では光源１０７を構成する発光素子１０５の電極が、接合部材１０３を介して基体１０１の表面の導体配線１０２にフリップチップ実装されており、電極の形成された面と対向する面、すなわち透光性基板の主面を光取り出し面としている。発光素子１０５は、正と負に絶縁分離された２つの導体配線１０２に跨るように配置されており、導電性の接合部材１０３によって電気的に接続され、機械的に固定されている。この発光素子１０５の実装方法は、半田ペーストを用いた実装方法の他、例えばバンプを用いた実装方法とすることができる。
なお、光源１０７としては、発光素子の側面側にリフレクタを備えたパッケージに発光素子が載置されたものを用いても良いし、樹脂で覆われていないベアチップ（発光素子１０５）であってもよい。また、発光素子からの光を広配光化させる一次レンズもしくは二次レンズを備えていてもよい。 (Light source 107)
It is preferable to use a light emitting diode (LED) as the light source 107. In order to apply power to the light source 107, the conductor wiring 102 and the light source 107 are electrically connected using the bonding member 103. In FIG. 1, the electrodes of the light emitting element 105 constituting the light source 107 are flip chip mounted on the conductor wiring 102 on the surface of the base 101 via the bonding member 103, and a surface facing the surface on which the electrodes are formed The main surface of the light emitting substrate is a light extraction surface. The light emitting element 105 is disposed so as to straddle two conductor wirings 102 insulated and separated positively and negatively, is electrically connected by a conductive bonding member 103, and is mechanically fixed. The mounting method of the light emitting element 105 can be, for example, a mounting method using a bump in addition to a mounting method using a solder paste.
Note that as the light source 107, one in which the light emitting element is mounted on a package provided with a reflector on the side surface side of the light emitting element may be used, or a bare chip (light emitting element 105) not covered with resin may be used. Good. Moreover, you may provide the primary lens or secondary lens which widens the light distribution of the light from a light emitting element.

特に、光源をバットウイング型の配光特性を有するものとする場合、より薄型にするために、上面に反射層１１４を有する発光素子１０５を用いることが好ましい。たとえば、図１に示すように、発光素子１０５の光取り出し面側（発光素子１０５の上面）には光反射層１１４が形成されている。光反射層は、金属膜であってもよく、誘電体多層膜であってもよい。これにより、発光素子１０５の上方向への光は光反射層１１４で反射され、発光素子１０５の直上の光量が抑制され、バットウイング型の配光特性とすることができる。なお、発光素子１０５を封止部材で被覆し、封止部材の上面を反射層で被覆することでバットウイング型の配光特性を有する光源としてもよい。 In particular, when the light source has a bat wing type light distribution characteristic, it is preferable to use the light emitting element 105 having the reflective layer 114 on the top surface in order to make the light source thinner. For example, as shown in FIG. 1, a light reflection layer 114 is formed on the light extraction surface side of the light emitting element 105 (the upper surface of the light emitting element 105). The light reflecting layer may be a metal film or a dielectric multilayer film. Accordingly, light in the upper direction of the light emitting element 105 is reflected by the light reflecting layer 114, the light quantity immediately above the light emitting element 105 is suppressed, and a light distribution characteristic of bat wing type can be obtained. Note that the light emitting element 105 may be covered with a sealing member, and the upper surface of the sealing member may be covered with a reflective layer, thereby providing a light source having a bat wing type light distribution characteristic.

また、図１に示すように、発光素子１０５は、透光性の封止部材１０６により被覆されていてもよい。封止部材１０６は、発光素子１０５を外部環境から保護するとともに、発光素子から出力される光を光学的に制御するため、発光素子１０５を被覆するように基体上に配置される。封止部材１０６は略ドーム状に形成されており、光反射層１１４付きの発光素子１０５と、発光素子１０５の周囲の導体配線１０２の表面や、接合部材１０３を含む発光素子１０５と導体配線１０２の接合部を被覆する。つまり、光反射層１１４の上面および側面は封止部材１０６と接しており、光反射層１１４で覆われていない発光素子１０５の側面も封止部材１０６と接している。なお、この接合部は封止部材１０６とは別にアンダーフィルを用いて被覆されていてもよい。この場合は、アンダーフィルの上面および発光素子を被覆するように封止部材１０６が形成される。本実施形態においては、図１で示すように発光素子１０５は封止部材１０６で直接被覆されている。
図１では１つの発光素子１０５が１つの光源１０７を構成する例について示したが、１つの光源が複数の発光素子１０５を用いて構成されていてもよい。 Further, as shown in FIG. 1, the light emitting element 105 may be covered by a light transmitting sealing member 106. The sealing member 106 is disposed on the base so as to cover the light emitting element 105 in order to protect the light emitting element 105 from the external environment and to optically control the light output from the light emitting element. The sealing member 106 is formed in a substantially dome shape, and the light emitting element 105 including the light reflecting layer 114, the surface of the conductor wiring 102 around the light emitting element 105, the light emitting element 105 including the bonding member 103, and the conductor wiring 102. Cover the joints of That is, the upper surface and the side surface of the light reflecting layer 114 are in contact with the sealing member 106, and the side surface of the light emitting element 105 not covered with the light reflecting layer 114 is also in contact with the sealing member 106. The joint may be covered with an underfill separately from the sealing member 106. In this case, the sealing member 106 is formed to cover the top surface of the underfill and the light emitting element. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the light emitting element 105 is directly covered by the sealing member 106.
Although FIG. 1 shows an example in which one light emitting element 105 constitutes one light source 107, one light source may be constituted by using a plurality of light emitting elements 105.

複数の光源１０７は、互いに独立して駆動可能であり、光源ごとの調光制御（例えば、ローカルディミングやＨＤＲ）が可能であることが好ましい。 It is preferable that the plurality of light sources 107 can be driven independently of each other, and can perform dimming control (for example, local dimming or HDR) for each light source.

（発光素子１０５）
光源として用いられる発光素子１０５は、公知のものを利用することができる。本形態においては、発光素子１０５として発光ダイオードを用いるのが好ましい。
発光素子１０５は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。 (Light-emitting element 105)
The light emitting element 105 used as a light source can use a well-known thing. In this embodiment, it is preferable to use a light emitting diode as the light emitting element 105.
The light emitting element 105 can select an arbitrary wavelength. For example, the blue, the green light emitting element, ZnSe and nitride semiconductor _{_{_{(In x Al y Ga 1-}}} x-y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), used after using GaP be able to. In addition, GaAlAs, AlInGaP, or the like can be used as the red light-emitting element. Furthermore, semiconductor light emitting devices made of materials other than these can also be used. The composition, emission color, size, number, and the like of the light-emitting elements to be used can be appropriately selected depending on the purpose.

半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。同一面側に正負の電極を有するものであってもよいし、異なる面に正負の電極を有するものであってもよい。 Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the mixed crystal ratio thereof. It may have positive and negative electrodes on the same side, or may have positive and negative electrodes on different sides.

本実施形態の発光素子１０５は、透光性の基板と、その基板の上に積層された半導体層を有する。この半導体層には、順にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層が形成されており、ｎ型半導体層にｎ型電極が形成されており、ｐ型半導体層にｐ型電極が形成されている。 The light emitting element 105 of this embodiment includes a light transmitting substrate and a semiconductor layer stacked on the substrate. In the semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer are sequentially formed, an n-type electrode is formed on the n-type semiconductor layer, and a p-type electrode is formed on the p-type semiconductor layer. ing.

なお、後述するように、波長変換部材を備えた発光装置とする場合には、その波長変換部材１１３を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。 As described later, in the case of a light emitting device provided with a wavelength conversion member, a nitride semiconductor (In _x Al _y Ga _{1 -x-} ) capable of emitting a short wavelength capable of efficiently exciting the wavelength conversion member 113. _y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, and X + Y ≦ 1) are preferably mentioned.

（封止部材１０６）
封止部材１０６の材料としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂あるいはそれらを混合させた樹脂や、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。これらのうち、耐光性および成形のしやすさを考慮して、シリコーン樹脂を選択することが好ましい。 (Sealing member 106)
As a material of the sealing member 106, an epoxy resin, a silicone resin, a resin obtained by mixing them, or a translucent material such as glass can be used. Among these, it is preferable to select a silicone resin in consideration of light resistance and ease of molding.

なお封止部材１０６には、光拡散材に加え、発光素子１０５からの光を吸収して発光素子からの出力光とは異なる波長の光を発する蛍光体等の波長変換部材や、発光素子の発光色に対応させて、着色剤を含有させることもできる。 Note that the sealing member 106 may be, in addition to a light diffusing material, a wavelength conversion member such as a phosphor which absorbs light from the light emitting element 105 and emits light of a wavelength different from that of the output light from the light emitting element A coloring agent can also be contained corresponding to the luminescent color.

封止部材１０６は、発光素子１０５を被覆するように圧縮成型や射出成型によって形成することができる。その他、封止部材１０６の材料の粘度を最適化して、発光素子１０５の上に滴下もしくは描画して、材料自体の表面張力によって、形状を制御することも可能である。後者の形成方法による場合には、金型を必要とすることなく、より簡便な方法で封止部材を形成することができる。また、このような形成方法による封止部材の材料の粘度を調整する手段として、その材料本来の粘度の他、上述したような光拡散材、波長変換部材、着色剤を利用して所望の粘度に調整することもできる。 The sealing member 106 can be formed by compression molding or injection molding so as to cover the light emitting element 105. In addition, it is also possible to optimize the viscosity of the material of the sealing member 106, drop or draw it on the light emitting element 105, and control the shape by the surface tension of the material itself. In the case of the latter formation method, the sealing member can be formed by a simpler method without requiring a mold. Moreover, as a means to adjust the viscosity of the material of the sealing member by such a formation method, in addition to the inherent viscosity of the material, the desired viscosity using the light diffusing material, the wavelength conversion member and the coloring agent as described above It can also be adjusted to

（基体１０１）
基体１０１は、光源１０７を載置するための部材である。基体１０１はその表面に、光源１０７（発光素子１０５）に電力を供給するための導体配線１０２を有している。
基体１０１の材料としては、例えば、セラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂が挙げられる。なかでも、低コストと、成型容易性の点から、基体の材料としてこれらの樹脂を選択することが好ましい。基体の厚さは適宜選択することができ、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブル基板、あるいはリジット基板のいずれであってもよい。リジット基板は湾曲可能な薄型リジット基板であってもよい。あるいは、耐熱性及び耐光性に優れた発光装置とするためには、セラミックスを基体１０１の材料として選択することが好ましい。 (Substrate 101)
The base 101 is a member for mounting the light source 107. The base 101 has a conductor wiring 102 for supplying power to the light source 107 (light emitting element 105) on the surface thereof.
Examples of the material of the substrate 101 include resins such as ceramics, phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, BT resin, polyphthalamide (PPA), polyethylene terephthalate (PET) and the like. Among these, in view of low cost and ease of molding, it is preferable to select these resins as the material of the substrate. The thickness of the substrate can be selected appropriately, and it may be a flexible substrate that can be manufactured by a roll-to-roll method, or a rigid substrate. The rigid substrate may be a bendable thin rigid substrate. Alternatively, in order to obtain a light emitting device excellent in heat resistance and light resistance, it is preferable to select ceramics as the material of the base 101.

セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、フォルステライト、ガラスセラミックス、窒化物系（例えば、ＡｌＮ）、炭化物系（例えば、ＳｉＣ）、ＬＴＣＣ等が挙げられる。
また、基体１０１を構成する材料に樹脂を用いる場合は、ガラス繊維や、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の無機フィラーを樹脂に混合し、機械的強度の向上、熱膨張率の低減、光反射率の向上等を図ることもできる。また、基体１０１としては、一対の導体配線１０２を絶縁分離できるものであればよく、金属部材に絶縁層を形成している、いわゆる金属基板を用いてもよい。 Examples of the ceramic include alumina, mullite, forsterite, glass ceramics, nitrides (eg, AlN), carbides (eg, SiC), LTCC and the like.
When a resin is used as the material of the substrate 101, glass fiber or an inorganic filler such as SiO ₂ , TiO ₂ or Al ₂ O ₃ is mixed with the resin to improve mechanical strength and reduce the coefficient of thermal expansion. The light reflectance can also be improved. Further, as the substrate 101, any substrate capable of insulating and separating the pair of conductor wires 102 may be used, and a so-called metal substrate in which an insulating layer is formed on a metal member may be used.

（導体配線１０２）
導体配線１０２は、光源１０７（発光素子１０５）の電極と電気的に接続され、外部からの電流（電力）を供給するための部材である。すなわち、外部から通電させるための電極またはその一部としての役割を担うものである。通常、正と負の少なくとも２つに離間して形成される。 (Conductor wiring 102)
The conductor wiring 102 is a member that is electrically connected to the electrode of the light source 107 (the light emitting element 105) and supplies a current (power) from the outside. That is, it plays a role as an electrode for supplying electricity from the outside or a part thereof. Usually, at least two of positive and negative are formed apart.

導体配線１０２は、光源１０７の載置面となる基体の、少なくとも上面に形成される。導体配線１０２の材料は、基体１０１として用いられる材料や製造方法等によって適宜選択することができる。例えば、基体１０１の材料としてセラミックスを用いる場合は、導体配線１０２の材料は、セラミックスシートの焼成温度にも耐え得る高融点を有する材料が好ましく、例えば、タングステン、モリブデンのような高融点の金属を用いるのが好ましい。さらに、その上に鍍金やスパッタリング、蒸着などにより、ニッケル、金、銀など他の金属材料にて被覆してもよい。 The conductor wiring 102 is formed on at least the upper surface of the base serving as the mounting surface of the light source 107. The material of the conductor wiring 102 can be appropriately selected depending on the material used as the base 101, the manufacturing method, and the like. For example, when a ceramic is used as the material of the base 101, the material of the conductor wiring 102 is preferably a material having a high melting point that can withstand the sintering temperature of the ceramic sheet, for example, a high melting point metal such as tungsten or molybdenum. It is preferred to use. Furthermore, it may be coated with another metal material such as nickel, gold, silver or the like by plating, sputtering, vapor deposition or the like.

また、基体１０１の材料としてガラスエポキシ樹脂を用いる場合は、導体配線１０２の材料は、加工し易い材料が好ましい。導体配線１０２は、基体の一面又は両面に、蒸着、スパッタ、めっき等の方法によって形成することができる。プレスにより金属箔を貼りつけてもよい。また、配線部は、印刷法又はフォトリソグラフィー等を用いてマスキングし、エッチング工程によって、所定の形状にパターニングすることができる。 When a glass epoxy resin is used as the material of the base 101, the material of the conductor wiring 102 is preferably a material that can be easily processed. The conductor wiring 102 can be formed on one surface or both surfaces of the base by a method such as vapor deposition, sputtering, plating or the like. You may stick metal foil by a press. The wiring portion can be masked using a printing method, photolithography, or the like, and patterned into a predetermined shape by an etching process.

（接合部材１０３）
接合部材１０３は、光源１０７を基体１０１または導体配線１０２に固定するための部材である。絶縁性の樹脂や導電性の部材が挙げられ、図１に示すようなフリップチップ実装の場合は導電性の部材が用いられる。具体的にはＡｕ含有合金、Ａｇ含有合金、Ｐｄ含有合金、Ｉｎ含有合金、Ｐｂ−Ｐｄ含有合金、Ａｕ−Ｇａ含有合金、Ａｕ−Ｓｎ含有合金、Ｓｎ含有合金、Ｓｎ−Ｃｕ含有合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ含有合金、Ａｕ−Ｇｅ含有合金、Ａｕ−Ｓｉ含有合金、Ａｌ含有合金、Ｃｕ−Ｉｎ含有合金、金属とフラックスの混合物等を挙げることができる。 (Joining member 103)
The bonding member 103 is a member for fixing the light source 107 to the base 101 or the conductor wiring 102. An insulating resin and a conductive member are mentioned, and in the case of flip chip mounting as shown in FIG. 1, a conductive member is used. Specifically, Au-containing alloy, Ag-containing alloy, Pd-containing alloy, In-containing alloy, Pb-Pd-containing alloy, Au-Ga-containing alloy, Au-Sn-containing alloy, Sn-containing alloy, Sn-Cu-containing alloy, Sn- A Cu-Ag containing alloy, an Au-Ge containing alloy, an Au-Si containing alloy, an Al containing alloy, a Cu-In containing alloy, a mixture of metal and flux, and the like can be mentioned.

接合部材１０３としては、液状、ペースト状、固体状（シート状、ブロック状、粉末状、ワイヤ状）のものを用いることができ、組成や基体の形状等に応じて、適宜選択することができる。また、これらの接合部材１０３は、単一部材で形成してもよく、あるいは、数種のものを組み合わせて用いてもよい。なお、導体配線１０２との電気的接続を同時にとらない場合は、固定とは別にワイヤを用いて発光素子１０５の電極と導体配線１０２とを電気的に接続してもよい。 As the bonding member 103, liquid, paste, solid (sheet, block, powder, wire) can be used, and can be appropriately selected according to the composition, the shape of the substrate, etc. . In addition, these bonding members 103 may be formed as a single member, or may be used in combination of several kinds. Note that in the case where electrical connection with the conductor wiring 102 is not simultaneously achieved, the electrode of the light emitting element 105 may be electrically connected to the conductor wiring 102 using a wire separately from the fixing.

（絶縁部材１０４）
導体配線１０２は、発光素子１０５等の光源１０７や他材料と電気的に接続する部分以外は絶縁部材１０４で被覆されている事が好ましい。すなわち、図１に示されるように、基体１０１上には、導体配線１０２を絶縁被覆するためのレジストが配置されていても良く、絶縁部材１０４はレジストとして機能させることができる。 (Insulating member 104)
The conductor wiring 102 is preferably covered with the insulating member 104 except for a portion electrically connected to the light source 107 such as the light emitting element 105 or the like and other materials. That is, as shown in FIG. 1, a resist for insulatingly coating the conductor wiring 102 may be disposed on the base 101, and the insulating member 104 can function as a resist.

絶縁部材１０４を配置させる場合には、導体配線１０２の絶縁を行う目的だけでなく、白色系のフィラーを含有させることにより、光の漏れや吸収を防いで、発光装置１００の光取り出し効率を上げることもできる。
絶縁部材１０４の材料は、発光素子からの光の吸収が少ない材料であり、絶縁性であれば特に限定されない。例えば、エポキシ、シリコーン、変性シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミド等を用いることができる。 When the insulating member 104 is disposed, not only for the purpose of insulating the conductor wiring 102, but also by containing a white-based filler, light leakage and absorption are prevented, and the light extraction efficiency of the light emitting device 100 is increased. It can also be done.
The material of the insulating member 104 is a material with little absorption of light from the light emitting element, and is not particularly limited as long as it is insulating. For example, epoxy, silicone, modified silicone, urethane resin, oxetane resin, acrylic, polycarbonate, polyimide and the like can be used.

（光拡散板１１２）
光拡散板１１２は、複数の光源１０７から放射された光を、より拡散させながら透過し、輝度ムラを削減させる効果がある。 (Light diffuser 112)
The light diffusion plate 112 transmits the light emitted from the plurality of light sources 107 while diffusing the light more effectively, and has an effect of reducing the uneven brightness.

光拡散板１１２を形成する材料は、たとえば、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等、可視光に対して光吸収の少ない材料であればよい。光を拡散させる方法としては、光拡散板中に屈折率の異なる材料を含有させる方法や、表面の形状を加工して光を散乱させてもよい。 The material for forming the light diffusion plate 112 may be, for example, a material such as polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, polyethylene resin, etc., which has little light absorption with respect to visible light. As a method of diffusing light, a method may be used in which materials having different refractive indexes are contained in the light diffusing plate, or the shape of the surface may be processed to scatter the light.

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の発光装置２００の一例を示す断面図である。
本実施形態では、第１実施形態における光反射面としての光拡散部材１０８を、ミラー１１０に変更したものであり、それ以外は第１実施形態と同様である。 Second Embodiment
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the light emitting device 200 of the second embodiment.
In the present embodiment, the light diffusing member 108 as the light reflecting surface in the first embodiment is changed to the mirror 110, and the other components are the same as in the first embodiment.

（ミラー１１０）
ミラー１１０は光源１０７から放射される光をそのまま反射する場合と、ハーフミラー１１１により反射され、基体１０１側に戻ってきた光を反射する場合がある。ミラー１１０を配置することで、光拡散部材１０８を用いた場合に比べて、鏡面反射となる光線が増え、光源１０７から出た光を光源１０７から、より遠くに強い発光強度のまま広げることが可能となる。結果として基体１０１とハーフミラー１１１の距離をより狭くすることが可能になる。 (Mirror 110)
The mirror 110 may reflect the light emitted from the light source 107 as it is or may reflect the light reflected by the half mirror 111 and returned to the base 101 side. By arranging the mirror 110, light rays to be specularly reflected increase as compared with the case of using the light diffusion member 108, and light emitted from the light source 107 can be spread from the light source 107 as far as strong emission intensity. It becomes possible. As a result, the distance between the base 101 and the half mirror 111 can be made narrower.

ミラー１１０の材料としては金属膜を使用することも可能であるが、誘電体多層膜を使用することが好ましい。理由としては吸収損失が少ないことと、光源１０７や、導体配線１０２の近くに導電性の金属膜を配置すると、電気的ショートが発生する可能性があるためである。光反射面の表面に形成された前記誘電体多層膜の厚みは、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。０．３ｍｍよりも厚いと、その断面に光源からの光が遮られてしまい、光が広角側に届かなくなるからである。 Although a metal film can be used as a material of the mirror 110, it is preferable to use a dielectric multilayer film. The reason is that the absorption loss is small, and if a conductive metal film is disposed near the light source 107 or the conductor wiring 102, an electrical short may occur. The thickness of the dielectric multilayer film formed on the surface of the light reflecting surface is preferably 0.3 mm or less. If the thickness is more than 0.3 mm, the light from the light source is blocked in the cross section, and the light can not reach the wide angle side.

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の発光装置３００の一例を示す断面図である。発光装置３００は、第２実施形態の発光装置２００において、光拡散板１１２の光取り出し面側に、波長変換部材１１３を配置した構造であり、それ以外は第２実施形態と同様である。
この様な構成とすることで、光源１０７は青色光とし、バックライトとして必要な緑色や赤色は波長変換部材１１３で発生させることが可能になる。 Third Embodiment
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device 300 according to the third embodiment. The light emitting device 300 has a structure in which the wavelength conversion member 113 is disposed on the light extraction surface side of the light diffusion plate 112 in the light emitting device 200 of the second embodiment, and the other structure is the same as that of the second embodiment.
With such a configuration, the light source 107 can be blue light, and the green and red light necessary for the backlight can be generated by the wavelength conversion member 113.

（波長変換部材１１３）
波長変換部材１１３を用いる利点としては、光源１０７の近傍では使用するのが困難な、熱や光強度に耐性の劣る光変換物質も使用することができるようになり、バックライトとしての性能を向上させることが可能となる。波長変換部材は、たとえばシート状の部材が好適に用いることができる。 (Wavelength conversion member 113)
As an advantage of using the wavelength conversion member 113, it becomes possible to use a light conversion material which is difficult to use in the vicinity of the light source 107 and which is less resistant to heat and light intensity, thereby improving the performance as a backlight. It is possible to As the wavelength conversion member, for example, a sheet-like member can be suitably used.

波長変換部材１１３の材料としては、光源１０７(発光素子１０５)や波長変換物質が放射する光に対して吸収が少ない材料を母材として、波長変換物質をコーティング等することで成型する事ができる。必要に応じて防湿コートやラミネートを行ってもよい。 The material of the wavelength conversion member 113 can be molded by coating the wavelength conversion material or the like with a material that absorbs little to the light emitted from the light source 107 (light emitting element 105) or the wavelength conversion material as a base material . A moisture-proof coating or lamination may be performed as necessary.

また、波長変換部材１１３の光源１０７側の主面に、光源１０７の発光波長に対しては透過し、波長変換物質の発光波長に対しては反射するダイクロイック層１１５を形成しておいてもよい。たとえば、光源１０７の発光波長よりも、波長変換部材１１３で変換された波長域の光反射率が高いダイクロイック層１１５を形成する。こうすることで、波長変換物質が発光した光が、光源１０７側の部材で吸収されることを防ぐことができる。 In addition, a dichroic layer 115 may be formed on the main surface of the wavelength conversion member 113 on the light source 107 side to transmit light emitted from the light source 107 and reflect light emitted from the wavelength conversion substance. . For example, the dichroic layer 115 in which the light reflectance of the wavelength range converted by the wavelength conversion member 113 is higher than the emission wavelength of the light source 107 is formed. This can prevent the light emitted by the wavelength conversion substance from being absorbed by the member on the light source 107 side.

（波長変換物質）
波長変換物質は、発光素子から出射される光の波長を異なる波長に変換するものである。波長変換物質は波長変換部材１１３に含有される。また、第１実施形態で説明した封止部材１０６に含有させることもできる。波長変換物質は、波長変換部材１１３または封止部材１０６中において、光源１０７または発光素子１０５側に偏って設けられていてもよいし、分散して配置されていてもよい。 (Wavelength conversion substance)
The wavelength conversion substance converts the wavelength of light emitted from the light emitting element into a different wavelength. The wavelength conversion material is contained in the wavelength conversion member 113. In addition, it can be contained in the sealing member 106 described in the first embodiment. The wavelength conversion material may be provided biased toward the light source 107 or the light emitting element 105 in the wavelength conversion member 113 or the sealing member 106, or may be dispersed.

波長変換物質は、発光素子からの発光で励起可能なものが使用されることは言うまでもない。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（Ｃｅ：ＹＡＧ）；セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（Ｃｅ：ＬＡＧ）；ユウロピウムおよび／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体（ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）；ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４）；βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物系蛍光体；ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）；硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置（例えば白色系の発光装置）を製造することができる。
発光装置が発するスペクトルが、可視光全域の６５％以上の波長帯域スペクトルを有することで、色再現性や演色性を向上させることができるため好ましく、これを考慮して発光素子の発光波長と波長変換物質の発光波長を選択することが好ましい。 It goes without saying that a wavelength conversion substance that can be excited by light emission from the light emitting element is used. For example, as a phosphor that can be excited by a blue light emitting element or an ultraviolet light emitting element, a cerium-activated yttrium aluminum garnet type phosphor (Ce: YAG); a cerium activated lutetium aluminum garnet type phosphor (Ce: LAG); europium and / or chromium activated nitrogen-containing calcium aluminosilicate phosphor (CaO-Al ₂ O ₃ -SiO ₂ ); europium activated silicate phosphor ((Sr, Ba) ₂ SiO ₄ ); β-sialon phosphor, nitride phosphor such as CASN phosphor, SCASN phosphor, KSF phosphor (K ₂ SiF ₆ : Mn); sulfide phosphor, quantum dot phosphor Etc. By combining these phosphors with a blue light emitting element or an ultraviolet light emitting element, light emitting devices of various colors (for example, white light emitting devices) can be manufactured.
It is preferable that the spectrum emitted by the light emitting device has a wavelength band spectrum of 65% or more of the entire visible light, because the color reproducibility and the color rendering can be improved, and in consideration of this, the emission wavelength and wavelength of the light emitting element It is preferred to select the emission wavelength of the conversion substance.

［第４実施形態］
図８は、第４実施形態の発光装置４００の一例を示す断面図である。発光装置４００は、第１実施形態の発光装置１００において、光拡散部材１０８の形状が異なっている以外は第１実施形態と同様であり、同様の効果を得ることができる。図９は本実施形態に用いる光拡散部材１０８Ａの上面図である。 Fourth Embodiment
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device 400 of the fourth embodiment. The light emitting device 400 is the same as the first embodiment except that the shape of the light diffusion member 108 is different in the light emitting device 100 of the first embodiment, and the same effect can be obtained. FIG. 9 is a top view of the light diffusing member 108A used in the present embodiment.

本実施形態では、図８及び図９に示すように光拡散部材１０８Ａが、光源１０７が配置される開口１２０を有する平面部１２２と、平面部１２２を囲む壁部１２４とを有する凹部を複数備えている。凹部の側面となる壁部１２４は、上方に広がるように傾斜されていることが好ましい。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the light diffusing member 108A is provided with a plurality of recesses each having the flat portion 122 having the opening 120 in which the light source 107 is disposed and the wall portion 124 surrounding the flat portion 122. ing. It is preferable that the wall portion 124 which is a side surface of the recess be inclined so as to extend upward.

本実施形態の発光装置によれば、それぞれの光源１０７が壁部１２４に取り囲まれていることから、隣接する光源から発せられた光が壁部を隔てて隣接する領域内に入射することを抑制することができる。また、所定の領域のみで輝度を上げたい場合も、隣接する領域への光の入射を抑制しつつ、所定の領域のみの輝度を上げることができる。 According to the light emitting device of the present embodiment, since the light sources 107 are surrounded by the wall portion 124, light emitted from the adjacent light sources is prevented from entering the adjacent region across the wall portions. can do. Further, also in the case where it is desired to increase the luminance only in the predetermined area, the luminance of only the predetermined area can be increased while suppressing the incidence of light to the adjacent area.

平面部１２２の形状は、例えば図９に示すような正方形とすることができる。平面部１２２は正方形に限られず、長方形や六角形などの多角形であってもよい。壁部１２４によって区分される領域の区分数は、光源１０７の数に応じて任意に設定することができる。 The shape of the flat portion 122 can be, for example, a square as shown in FIG. The plane portion 122 is not limited to a square, and may be a polygon such as a rectangle or a hexagon. The number of divisions of the area divided by the wall portion 124 can be arbitrarily set according to the number of light sources 107.

光拡散部材１０８Ａの成形方法としては、金型を用いた成形や光造形による成形方法が挙げられる。金型を用いた成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形、圧空成形、プレス成形等の成形方法を適用することができる。例えば、ＰＥＴ等で形成された反射シートを用いて真空成形することで、平面部１２２と壁部１２４が一体的に形成された光拡散部材１０８Ａを得ることができる。反射シートの厚みは、例えば１００〜３００μｍである。 Examples of the method of forming the light diffusion member 108A include a forming method using a mold and a forming method using optical molding. As a molding method using a mold, molding methods such as injection molding, extrusion molding, compression molding, vacuum molding, pressure molding, press molding and the like can be applied. For example, the light diffusion member 108A in which the flat portion 122 and the wall portion 124 are integrally formed can be obtained by vacuum forming using a reflective sheet formed of PET or the like. The thickness of the reflective sheet is, for example, 100 to 300 μm.

光拡散部材１０８Ａの壁部１２４の最上部は、ハーフミラー１１１と接していてもよく、接していなくてもよい。 The top of the wall 124 of the light diffusion member 108A may or may not be in contact with the half mirror 111.

［実施例１］
本実施例は、図１に示すように、基体１０１としてガラスエポキシ基材を用い、導体配線として３５μｍのＣｕ材を用いる。絶縁部材１０４にはエポキシ系の白色ソルダーレジストを用いる。
光源１０７は、発光素子１０５と発光素子１０５を被覆する封止部材からなり、発光素子１０５は平面視が１辺６００μｍの正方形で、厚みが１５０μｍの窒化物系青色ＬＥＤを用い、バットウイング型の配光特性を実現するため、発光素子１０５の基体１０１と反対側の光取り出し面に反射層１１４を製膜し、直上に放射される光量を少なくしている。
発光素子１０５と導体配線１０２とを、接合部材１０３として半田を用いて接続し、その上から封止部材１０６としてシリコーン樹脂を成型する。
このとき、発光素子１０５は１２．５ｍｍピッチで５行５列の計２５個配置されている。
また、絶縁部材１０４上には光拡散部材１０８として１８８μｍ厚の白色ＰＥＴを形成している。基体１０１と対向する光源１０７の光取り出し面側には、基体１０１表面から２．５ｍｍの距離に反射率６０％のハーフミラー１１１を設置し、その上に光拡散板１１２を設置する。 Example 1
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a glass epoxy base material is used as the base 101, and a 35 μm Cu material is used as the conductor wiring. As the insulating member 104, an epoxy-based white solder resist is used.
The light source 107 is a sealing member for covering the light emitting element 105 and the light emitting element 105. The light emitting element 105 is a square of plan view 600 μm per side, a nitride based blue LED 150 μm thick, butwing type In order to realize the light distribution characteristic, the reflective layer 114 is formed on the light extraction surface of the light emitting element 105 on the opposite side to the base 101, and the amount of light emitted immediately above is reduced.
The light emitting element 105 and the conductor wiring 102 are connected using solder as the bonding member 103, and a silicone resin is molded as the sealing member 106 from above.
At this time, a total of 25 light emitting elements 105 are arranged at a pitch of 12.5 mm and in 5 rows and 5 columns.
In addition, a 188 μm thick white PET is formed on the insulating member 104 as the light diffusing member 108. A half mirror 111 having a reflectance of 60% is installed at a distance of 2.5 mm from the surface of the base 101 on the light extraction surface side of the light source 107 facing the base 101, and a light diffusion plate 112 is installed thereon.

実施例１にかかる光源１０７の配光特性を図２に示す。図２からわかるように、光軸Ｌ方向の輝度が低く、広角側で輝度が高くなるバットウイング型の配光特性となっている。また、このとき、光源１０７の載置面と水平な方向に対して仰角２０°未満に放射される光量は全体の３０％以上となっている。
次に、ハーフミラーはＳｉＯ_２層（８０ｎｍ）とＺｒＯ_２層（５９ｎｍ）の繰り返しで８層構成となっている。
このときの分光反射率と発光素子１０５の発光スペクトルの関係を図３に示す。
また、このときの発光スペクトル波長に対するハーフミラー１１１の反射率および透過率の角度依存特性を図４に示す。
これにより、光源１０７から光軸方向に放射される光の約６０％は反射され、広角側に広がるにつれて反射される光量が減り、より多くの光が光拡散板１１２に届くことになる。 The light distribution characteristic of the light source 107 according to the first embodiment is shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, the light intensity distribution in the direction of the optical axis L is low, and the light distribution characteristic is a bat-wing type in which the luminance is high on the wide-angle side. At this time, the amount of light emitted at an elevation angle of less than 20 ° with respect to the direction horizontal to the mounting surface of the light source 107 is 30% or more of the whole.
Next, the half mirror has an eight-layer structure by repeating a SiO ₂ layer (80 nm) and a ZrO ₂ layer (59 nm).
The relationship between the spectral reflectance and the emission spectrum of the light emitting element 105 at this time is shown in FIG.
Further, the angle dependency of the reflectance and the transmittance of the half mirror 111 with respect to the emission spectrum wavelength at this time is shown in FIG.
As a result, about 60% of the light emitted from the light source 107 in the optical axis direction is reflected, and the amount of reflected light decreases as the light spreads to the wide angle side, and more light reaches the light diffusion plate 112.

［実施例２］
実施例２では実施例１に対して光拡散部材１０８をミラー１１０に交換し、ハーフミラー１１１として東レ製ピカサス１００ＧＨ１０を使用した以外は実施例１と同様である。また、ミラーとしては３Ｍ製ＥＳＲを使用した。このシートは反射率９８％を有している。このシートは透過率の角度依存特性を有していない。
この組み合わせで光拡散板１１２側から輝度ムラを観測した結果を図６Ａに示す。左図が輝度ムラ観察写真であり、Ａ−Ａ線で輝度分布を測定してグラフ化したものが右図である。
比較として、ミラー１１０とハーフミラー１１１を取り除いた時の輝度ムラを図６Ｂに示す。図６Ａと同様に、左図が輝度ムラ観察写真であり、Ｂ−Ｂ線で輝度分布を測定してグラフ化したものが右図である。これよりミラー１１０とハーフミラー１１１を用いない場合に比べて、輝度の均一性が改善していることがわかる。 Example 2
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the light diffusion member 108 is replaced with the mirror 110 in the first embodiment, and the Toxa Picasas 100GH10 is used as the half mirror 111. As a mirror, 3M ESR was used. This sheet has a reflectance of 98%. This sheet does not have the angle dependence of the transmittance.
FIG. 6A shows the result of observation of uneven brightness from the side of the light diffusion plate 112 in this combination. The left figure is a brightness nonuniformity observation photograph, and the right figure is a graph obtained by measuring the brightness distribution along line A-A.
As a comparison, FIG. 6B shows uneven brightness when the mirror 110 and the half mirror 111 are removed. Similar to FIG. 6A, the left view is a photograph of uneven brightness observation, and the right view is a graph obtained by measuring the brightness distribution along line B-B. From this, it can be seen that the uniformity of luminance is improved as compared with the case where the mirror 110 and the half mirror 111 are not used.

本発明の発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具などに利用することができる。 The light emitting device of the present invention can be used as a backlight source of a liquid crystal display, various lighting fixtures, and the like.

１００、２００、３００発光装置
１０１基体
１０２導体配線
１０３接合部材
１０４絶縁部材
１０５発光素子
１０６封止部材
１０７光源
１０８、１０８Ａ光拡散部材
１１０ミラー
１１１ハーフミラー
１１２光拡散板
１１３波長変換部材
１１４反射層
１１５ダイクロイック層
１２０開口
１２２平面部
１２４壁部 100, 200, 300 light emitting device 101 base 102 conductor wiring 103 bonding member 104 insulating member 105 insulating member 106 light emitting element 106 sealing member 107 light source 108, 108A light diffusing member 110 mirror 111 half mirror 112 light diffusing plate 113 wavelength converting member 114 reflecting layer 115 Dichroic layer 120 aperture 122 plane portion 124 wall portion

Claims

A substrate having a light reflection surface on the surface,
A plurality of light sources mounted on the light reflecting surface side of the substrate;
And a half mirror disposed so as to face the substrate with the light source interposed therebetween, and reflecting a part of incident light and transmitting a part of the light.
The light emitting device , wherein the reflectance of the half mirror to the light emission wavelength of the light source is lower at oblique incidence than at normal incidence ,
A light emitting device having a wavelength conversion member formed on the light extraction surface side of the light emitting device, which absorbs light from the light source and emits light of a wavelength different from output light from the light source.

The light emission according to claim 1 , wherein a dichroic layer having a higher light reflectance of a wavelength range converted by the wavelength conversion member than the light emission wavelength of the light source is disposed between the wavelength conversion member and the half mirror. apparatus.

The light emitting device according to claim 1, wherein each of the light sources has a reflective layer on the top surface.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the light sources has a bat wing type light distribution characteristic.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the half mirror is formed of a dielectric multilayer film.

Reflection wavelength band of the half mirror at the normal incidence, the reflection band on the longer wavelength side than the emission peak wavelength of the light source is wider than the reflection band on the short wavelength side, claim 1-5 The light emitting device according to item 1.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 6 , wherein a reflectance of the half mirror at the time of the vertical incidence is 30 to 75% with respect to an emission wavelength band of the light source.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 7 , wherein a surface of the light reflecting surface is formed of a dielectric multilayer film.

The light emitting device according to claim 8 , wherein a thickness of the dielectric multilayer film formed on the surface of the light reflecting surface is 0.3 mm or less.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 9 , wherein a distance between the half mirror and the base is 0.3 times or less of a distance between light sources in the plurality of light sources.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 10 , wherein a light amount having an elevation angle of less than 20 ° with respect to a direction horizontal to the mounting surface of the light source is 30% or more of the total light amount.

The light emitting device according to any one of claims 1 to 11, wherein the spectrum emitted by the light emitting device has a wavelength band spectrum of 65% or more of the visible light range.

The light source according to any one of claims 1 to 11, wherein the light source includes a light emitting element, and a lens for widening light distribution of the light from the light emitting element.

The light source according to any one of claims 1 to 11, wherein the light source includes a light emitting element, a sealing member covering the light emitting element, and a reflective layer formed above the sealing member.