JP6607036B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態に係る発光装置10の断面模式図を図1及び2に示す。図1,2に示される通り、本実施の形態の発光装置10は、一対の導電部材12aを有する基体12と、一対の導電部材12aに電気的に接続した発光素子14と、発光素子14を封止する封止部材20と、を有している。基体12は、さらに発光素子14を取り囲むパッケージ部材12bを有している。封止部材20は、基体12の一部も封止している。封止部材20は、金属フッ化物フィラー22を含んでいる。さらに、この封止部材20は、波長変換部材24を含んでいるが、省略することもできる。なお、図1及び2の態様では、発光素子14は、基体12(より詳細には一方の導電部材12a上)に接着剤16を介して接着され、一対の導電部材12aとはボンディングワイヤ18を介して電気的に接続している。以下、本実施の形態の発光装置10を構成する各部材について説明する。
基体12は、上述の通り一対の導電部材12aを有しており、代表的には図1,2に示される通り、パッケージ部材12bに一対の導電部材12aが保持された構成である。
パッケージ部材12bは、発光装置10の支持体となる部材であり、その目的や用途などに応じて、また、発光素子14の実装、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適切な各種材料を用いて形成することができる。そのような材料としては、例えば、セラミック、樹脂、ガラスなどを用いることができる。
次に、上述の通りパッケージ部材12bには一対の導電部材12aが保持されており、その一対の導電部材12aと発光素子14が電気的に接続し、その一対の導電部材12aを介して発光素子14に外部電力が供給される。なお、基体12は、少なくとも一対の導電部材12aを備えていればよく、任意に3つ以上の導電部材を備えていてもよい。
上述の通り発光素子14が基体12上に配置され、その一対の導電部材12aと電気的に接続されている。発光素子14の構成は、従来公知の発光素子の各種構成が特に制限なく採用可能である。
本実施の形態の発光装置10においては、封止部材20の母材として、透光性樹脂であるシリコーン系樹脂を採用し、当該封止部材20が基体12の一部と発光素子14を封止している。より具体的には、例えば図1,2に示される実施態様では、発光装置10における発光素子14の積層方向上部の露出面(側面を含む)と、基体12の積層方向上部の露出面のうち、パッケージ部材12bが形成する凹部の内側の露出面とが、封止部材20により封止されている。
図1に示される態様では、封止部材20の表面の形状が略平坦である。本発明者らの検討の結果、このような場合、発光装置10の発光色度が青味の強い場合には、上記(2)の界面の影響が大きく、封止部材20の屈折率が小さいことが好ましいことが判明している。また、発光装置10の発光色度が緑乃至赤味の強い場合には、上記(1)の界面の影響が大きく、封止部材20の屈折率が大きいことが好ましいことが判明している。
一方、図2に示される態様では、封止部材20の表面の形状は凸面形状、より詳しくは凸曲面形状をしている。この場合には発光素子14から出射された光の多くは上記(2)の界面に略垂直に入射するので、(2)の界面による発光装置10の光取り出し効率への影響は小さく、(1)の界面の影響が重要である。そのため、封止部材20は発光素子14の屈折率に近い、つまり屈折率が高いことが好ましい。
本実施の形態においては、シリコーン系樹脂に金属フッ化物フィラー22を含有させることで、この金属フッ化物フィラー22が樹脂分子鎖間の空隙を埋め、ガスの侵入経路を減らすことで、ガスバリア性を高めることができる。特に、金属フッ化物フィラー22がナノフィラーである場合、この作用、効果が得られやすい。なお、ナノフィラーとは、粒径が1nm以上100nm以下のフィラーである。金属フッ化物フィラー22は、比較的安価な材料であるので、本実施の形態では安価に優れたガスバリア性を達成することができる。
また、封止部材20には、発光素子14からの出射光の少なくとも一部を吸収して波長変換を行う波長変換部材24を含有させることができる。この波長変換部材24は、代表的には発光素子14からの出射光によって励起され蛍光を発する蛍光体である。波長変換部材24を有することにより、光源の光を異なる波長の光に変換し、光源からの光と波長変換部材24で波長変換された光との混色光を得ることが可能となる。
また、封止部材20は、波長変換部材24の他、粘度増量剤、界面活性剤、強化剤、顔料及び光散乱材など、使用用途に応じて適切な部材を含有することができ、これによって良好な指向特性を有する発光装置10が得られる。同様に外来光や発光素子14からの不要な波長の光をカットするフィルター効果を持たせたフィルター材として各種着色剤を含有させることもできる。
以上説明した本実施の形態の発光装置10は、封止部材20中に金属フッ化物フィラー22を含み、これは封止部材20のガスバリア性を高めて導電部材12a又はその表面の空気などの硫黄含有ガスによる悪影響(特に硫化)が抑制され、しかもフィラー22は、封止部材20の形状及び発光装置10の発光色度に応じて、発光素子14と封止部材20との界面及び封止部材20と空気との界面における屈折率差を適切に調整して、発光装置10の光取り出し効率を高めている。このため、発光装置10は従来の発光装置よりも信頼性に優れ、また優れた光取り出し効率を達成し得るものである。
本実施の形態の発光装置10の製造方法は、以上説明した発光装置の構成を実現し得る限り特に制限されるものではないが、例えば、以下のようにして本実施の形態の発光装置10を製造することができる。
図1に示される態様の発光装置10を製造する。この発光装置10は、縦1.0mm、横2.8mm、奥行き0.8mm、カップ形状の深さが0.3mmの表面実装型のLED装置である。
封止用樹脂組成物に、波長変換部材24として、黄色発光の蛍光体(YAG)を添加すること以外は実施例1と同様にして発光装置10を製造し、その光束を測定する。この発光装置の発光色度は、(x、y)=(0.300、0.295)である。
波長変換部材24の添加量などを調整して、発光装置の発光色度を(x、y)=(0.344、0.355)とすること以外は実施例2と同様にして発光装置10を製造し、その光束を測定する。
封止用樹脂組成物に、波長変換部材24として、緑色発光の蛍光体(LAG)と赤色発光の蛍光体(SCASN)を添加すること以外は実施例1と同様にして発光装置10を製造し、その光束を測定する。この発光装置の発光色度は、(x、y)=(0.410、0.390)である。
製造する発光装置10を図2の態様(封止部材20の表面の形状が凸曲面形状である態様)に変更した以外は、実施例1と同様にして、封止部材20の母材に屈折率が1.41と1.53の2種類のチル−フェニルシリコーン樹脂を使用して発光装置10を製造し、その光束を測定する。
12 基体
12a 導電部材
12b パッケージ部材
14 発光素子
16 接着剤
18 ボンディングワイヤ
20 封止部材
22 金属フッ化物フィラー
24 波長変換部材
Claims (4)
- 一対の導電部材を有する基体と、
前記基体上に配置され、前記一対の導電部材に電気的に接続した発光素子と、
フェニル基を含むシリコーン系樹脂を母材とし、かつ金属フッ化物フィラーを含み、前記発光素子を封止する封止部材と、を有し、
前記封止部材の表面の形状が略平坦であり、
前記封止部材の屈折率が1.30以上1.45未満であって、
前記発光装置の発光色度が、0.13≦x≦0.35、0.025≦y≦0.40である発光装置。 - 前記金属フッ化物フィラーが、ナノフィラーである、請求項1に記載の発光装置 。
- 前記金属フッ化物フィラーの形状が、針状、柱状、板状、繊維状又は樹枝状である、請 求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記一対の導電部材の表面の少なくとも一部が銀又は銀合金により構成されている、請 求項1〜3のいずれか一項に記載の発光装置。
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