JP6769248B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
配線基板10は、第1発光素子31および第2発光素子32を載置し、第1発光素子31および第2発光素子32と発光装置101の外部回路との電気的接続を行う。発光装置101が第3発光素子33を備えている場合は、配線基板10は、第3発光素子33も載置し、第3発光素子33と発光装置101の外部回路との電気的接続も行う。配線基板10は例えば、基板11と基板11の上面11aに位置する配線導体13と、下面11bに位置する端子電極12c、12dとを含む。
第1発光素子31、第2発光素子32および第3発光素子33は、例えば発光ダイオードチップ等の半導体発光素子である。半導体発光素子は、透光性基板、半導体積層体、および、電極を備える。透光性基板には、例えば、サファイア(Al2O3)のような透光性の絶縁性材料や、半導体積層体からの発光を透過する半導体材料(例えば、窒化物系半導体材料)を用いることができる。
第1光反射部材20は、第1発光素子31から出射された光が第2発光素子32および/または第3発光素子33に吸収されることを抑制するための部材である。第1光反射部材20は、配線基板10上において、少なくとも第1発光素子31の側面31cに接して配置される。第1光反射部材20を備えることで、第1発光素子31の側面から出射される光が第1光反射部材20によって遮られるので、第2発光素子32および/または第3発光素子33に吸収されることを抑制することができるので発光装置の輝度低下を抑制することができる。第1光反射部材20と第1発光素子31の側面31cとが接していることで、第1光反射部材20と第1発光素子31の側面31cとが接していない場合よりも、第1発光素子31の側面から出射される光を第1光反射部材20で遮りやすくなる。また、第1光反射部材20は第1発光素子31の上面31aを露出し、断面視において、第1発光素子31の上面31aと略同一面上に位置する上面20aを有する。本実施形態では、第1光反射部材20は、配線基板10上において、第2発光素子32および第3発光素子33の側面32c、33cも覆っており、上面20aは、第2発光素子32および第3発光素子33の上面32a、33aとも略同一面に位置している。つまり、第1光反射部材20は、第1発光素子31、第2発光素子32および第3発光素子33の上面31a、32a、33aを露出させて、側面31c、32c、33cの全体を覆うように、第1発光素子31、第2発光素子32および第3発光素子33を埋め込んでいる。このようにすることで、第2発光素子から出射された光が第1発光素子31および/または第3発光素子33に吸収されることを抑制することができる。また、第3発光素子から出射された光が第1発光素子31および/または第2発光素子22に吸収されることを抑制することができる。
波長変換部材41は、第1発光素子31から出射される第1ピーク波長の光を第1ピーク波長とは異なる波長の光に変換する部材である。波長変換部材41は、第1発光素子31の上面31aを覆っている。本実施形態では、発光装置101は、複数の第1発光素子31を備えるため、複数の第1発光素子31間に位置する第1光反射部材20の上面20aにも波長変換部材41が位置している。確実に第1発光素子31の上面31a全体を覆うため、平面(上面)視において、波長変換部材41は、第1発光素子31の上面31aを規定する外縁よりも外側に位置する第1光反射部材20の上面20aも覆っている。波長変換部材41の位置は、後述する第2光反射部材40が囲む領域で定義される。波長変換部材41は第2発光素子32および第3発光素子33の上面32a、33aを覆っていない。
(ii)ユウロピウムおよび/また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(CaO−Al2O3−SiO2)系蛍光体
(iii)ユウロピウムで賦活されたシリケート系((Sr,Ba)2SiO4)蛍光体
(iv)β−SiAlON系蛍光体
(v)CASN(CaAlSiN3:Eu)系またはSCASN系等の窒化物系蛍光体
(vi)LnSi3N11系、LnSiAlON系等の希土類窒化物系蛍光体(Lnは希土類元素)
(vii)BaSi2O2N2:Eu系、Ba3Si6O12N2:Eu系等の酸窒化物系蛍光体
(viii)マンガンで賦活されたフッ化物錯体蛍光体(例えば、KSF系(K2SiF6:Mn)蛍光体)
(ix)CaS系(CaS:Eu)、SrGa2S4系(SrGa2S4:Eu)、SrAl2O4系、ZnS系等の硫化物系蛍光体
(x)クロロシリケート系蛍光体
第2光反射部材40は、第2発光素子32から出射された光が波長変換部材41に入射することを抑制する部材である。第2発光素子32から出射された光が波長変換部材41に入射することを抑制することで、第2発光素子32から出射された光が波長変換部材41に吸収されることを抑制できる。これにより発光装置の輝度を高めることができる。第2光反射部材40は、第1光反射部材20の上面20a上に配置されており、平面視において、第2発光素子32と波長変換部材41との間に位置する。本実施形態では、発光装置101は、第3発光素子33も備えているため、第2光反射部材40は、平面視において、第3発光素子33と波長変換部材41との間に位置もしている。このようにすることで、第2光反射部材40により、第3発光素子33から出射された光が波長変換部材41に入射することを抑制することができる。好ましくは、波長変換部材41に第1発光素子31以外の発光素子からの光が入射しないよう、第2光反射部材40は、波長変換部材41の側面と接し、側面全体を囲んでいる。第2光反射部材40は第1発光素子31から出射した光が波長変換部材41の側面から出射するのを抑制し、発光装置101の発光効率を向上させるための反射板として機能する。また、波長変換部材41の領域を画定させる。
被覆部材50は、第1発光素子31、波長変換部材41、第2光反射部材40および第2発光素子32を外部環境から保護するための部材である。被覆部材50は、第1光反射部材20の上面20a全体に設けられている。具体的には、被覆部材50は、第1発光素子31上に位置する波長変換部材41と、第2光反射部材40と、第2発光素子32と、第3発光素子33と接し、かつ、これらを覆っている。被覆部材50は、第1発光素子31とは直接接していないが、第1発光素子31の上方に位置しているという意味で、第1発光素子31も覆っている。
図7Aから図7Eを参照しながら、発光装置101の製造方法の一例を説明する。
発光装置101において、第1ピーク波長の光および第3ピーク波長の光が、それぞれ青色光および黄色光である場合、第1発光素子31から出射した青色光の一部は、波長変換部材41において吸収され、黄色光が出射する。このため、波長変換部材41において吸収されず、そのまま透過した青色光と波長変換部材41において生成した黄色光とによって、発光装置101は白色光を出射する。第2発光素子32が出射する光の第2ピーク波長は、第1ピーク波長および第3ピーク波長と異なるため、第2ピーク波長は、白色として出射する光において強度が不足している波長域に位置する。このため、第2発光素子32が出射する光は、発光装置101が出射する白色光において、強度が不足している帯域を補うことができ、発光装置101全体として、演色性の高い白色光を出射することができる。第3ピーク波長は第1ピーク波長より長波長であることが好ましい。第3ピーク波長を第1ピーク波長よりも長波長に変換することで、第3ピーク波長が第1ピーク波長よりも短波長の場合よりも、光取り出し効率が向上する。また、第3ピーク波長は第2ピーク波長より短波長であることが好ましい。このようにすることで、第1ピーク波長と第3ピーク波長の波長差が小さくできるので波長変換部材に使用できる蛍光体の選択肢を増やすことができる。
上記実施形態は、本開示の発光装置101の一例であって、本開示の発光装置は、上記実施形態において種々の改変があってもよい。特に、発光素子の種類、数、ピーク波長については種々の改変が可能である。例えば、図8は、本開示の発光装置の他の例を示す平面図である。図8に示す発光装置102は、5つの第1発光素子31と、3つの第2発光素子32と、1つの第3発光素子33とを含んでいる。上記実施形態と同様、第1発光素子31は青色光を出射する。波長変換部材41は、青色光を吸収し、黄色光を放出する。第2発光素子32および第3発光素子33はそれぞれ、緑色光および赤色光を出射する。
11 基板
11a、20a、31a、32a、33a、40a、41a 上面
11b、20b、31b、32b、33b 下面
12c、12d 端子電極
12e 切り欠き
13 配線導体
20 第1光反射部材
31 第1発光素子
31c、32c、33c 側面
32 第2発光素子
33 第3発光素子
35 金属バンプ
40 第2光反射部材
42 蛍光体
43 光拡散材
44 透光性樹脂
50 被覆部材
51 レンズ部
51c 曲面
52 鍔部
101、 102 発光装置
Claims (13)
- 第1ピーク波長の光を出射する第1発光素子と、
前記第1ピーク波長と異なる第2ピーク波長の光を出射する第2発光素子と、
前記第1発光素子の側面に接して配置され、前記第1発光素子の上面を露出し、前記第1発光素子の上面と略同一面に上面を備える第1光反射部材と、
前記第1発光素子の上面を覆い、前記第1ピーク波長の光を前記第1ピーク波長および前記第2ピーク波長と異なる第3ピーク波長の光に変換する波長変換部材と、
前記第1光反射部材の上面に配置され、平面視において前記第2発光素子と前記波長変換部材との間に位置する第2光反射部材と、
を備えており、
前記第2光反射部材の上面が前記第2発光素子の上面よりも高い位置にある発光装置。 - 前記第1ピーク波長が、前記第2ピーク波長より短波長である請求項1に記載の発光装置。
- 前記第3ピーク波長は、前記第1ピーク波長より長波長であり、前記第2ピーク波長より短波長である請求項2に記載の発光装置。
- 断面視において前記第1発光素子および前記第2発光素子の上面が略同一面上に位置する請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1光反射部材が前記第2発光素子の側面に接して配置される請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 平面視において前記第2光反射部材が前記第1発光素子を囲む請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1光反射部材と、前記第2発光素子と、前記波長変換部材と、前記第2光反射部材と、を覆う被覆部材を備える請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 平面視における前記波長変換部材の面積の内で前記第1発光素子と重なる部分の面積が70%以上である請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1発光素子は複数あり、前記第2発光素子の個数よりも多い請求項1〜8のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1ピーク波長と前記第2ピーク波長と前記第3ピーク波長と異なる第4ピーク波長の光を出射する第3発光素子を備え、
平面視において前記第3発光素子と前記波長変換部材との間に前記第2光反射部材が位置し、
前記第2光反射部材の上面が前記第3発光素子の上面よりも高い位置にある請求項1〜9のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記第1発光素子および前記第2発光素子が載置される配線基板を備える請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1発光素子および/または前記第2発光素子が、金属バンプを介して前記配線基板と接続される請求項11に記載の発光装置。
- 前記第2光反射部材の上面が前記波長変換部材の上面よりも高い位置にある請求項1〜12のいずれか1項に記載の発光装置。
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