JP6798535B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
発光素子と、
発光素子の側方に配置され、発光装置の側面の一部を構成する第1光拡散層と、
発光素子及び第1光拡散層の上方に配置され、発光装置の側面の一部を構成する第2光拡散層と、
第1光拡散層と第2光拡散層との間に配置され、発光素子からの光の一部を反射する光制御部と、
第2光拡散層の上に配置される第1光反射層と、
を含む。
本開示の第1実施形態に係る発光装置1を図1に示す。図1(a)は発光装置1を上側から見た斜視図であり、図1(b)は発光装置1を下側から見た斜視図であり、図1(c)は発光装置1の上面図であり、図1(d)は断面図である。第1実施形態に係る発光装置1は、発光素子2と、発光素子2の側方に配置され、発光装置1の側面(図1(d)において符号11および12で示す)の一部を構成する第1光拡散層3と、発光素子2及び第1光拡散層3の上方に配置され、発光装置1の側面の一部を構成する第2光拡散層4と、第1光拡散層3と第2光拡散層4との間に配置され、発光素子2からの光の一部を反射する光制御部5と、第2光拡散層4の上に配置される第1光反射層6と、を含む。
本実施形態に係る発光装置1に使用可能な発光素子2は特に限定されず、発光ダイオード(light emitting diode:LED)等の半導体発光素子であってよい。発光素子2は同一面側に一対の電極21および22を有する。電極21および22がCu等の酸化しやすい材料である場合、その表面に金属膜201および202をそれぞれ備えることが好ましい。
第1光拡散層3は、発光素子2の側方に配置され、発光装置1の側面(図1(d)において符号11および12で示す)の一部を構成する。発光素子2からの光は第1光拡散層3において拡散され、その結果、発光素子2からの光を効率よく側方に出射することができる。
第2光拡散層4は、発光素子2及び第1光拡散層3の上方に配置され、発光装置1の側面の一部を構成する。第2光拡散層4を設けることにより、発光装置1の側面方向における光取り出し効率を向上させることができる。図1(d)に示すように、第2光拡散層4は第1光拡散層3と接して配置することができる。或いは、第2光拡散層4は第1光拡散層3から離間していてもよい。第2光拡散層4は、第1光拡散層3と同様の材料で構成され得る。第1光拡散層3と、第2光拡散層4とは、同一の組成を有してよく、異なる組成を有してもよい。
光制御部5は、発光素子2からの光の一部を反射可能な層である。第1光拡散層3と第2光拡散層4との間に光制御部5を配置することにより、発光装置1の側面方向へ出射される光の方向を制御することができる。また、第1光拡散層3および第2光拡散層4がそれぞれ、発光装置1の側面の一部を構成することにより、発光装置1の側面方向において高い光取り出し効率とすることができる。さらに、光制御部5の位置(発光装置1の高さ方向の位置)を調整することにより、斜め上方とは異なる方向に出射される光を制御することもできる。
第1光反射層6は第2光拡散層4の上に配置される。第1光反射層6は光反射性材料を含有する層であってよく、例えば、光反射性材料の粒子を分散させた樹脂層であってよい。樹脂は、透光性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコーン樹脂、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、又はこれらの変性樹脂等であってよい。光反射性材料として、例えば、平均粒径(体積基準のメジアン径)が0.1μm〜0.5μm程度の酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、チタン酸カリウム、窒化硼素等を用いることができる。第1光反射層6における光反射性材料の含有量は、光制御部5の総重量を基準として30〜70重量%であってよい。
次に、第1実施形態に係る発光装置の第1変形例について、図2を参照して以下に説明する。図2(a)は第1変形例の発光装置1を上側から見た斜視図であり、図2(b)は発光装置1を下側から見た斜視図であり、図2(c)は発光装置1の上面図であり、図2(d)は断面図である。第1変形例に係る発光装置1は、蛍光体層8と、発光素子2の下方の第1光反射層6を更に備える点が、図1に示す発光装置と相違する。以下、この相違する構成を主に説明する。その他の点については、第1変形例の発光装置は、図1に示す発光装置と同様の構成を有し、その説明は省略する。また、後述する第2変形例〜第5変形例および第2実施形態〜第8実施形態に係る発光装置についても、図1に示す発光装置と同様の構成については、その説明を省略し、主として相違するについて説明する。
図3に、本実施形態の第2変形例に係る発光装置1の概略断面図を示す。図3に示すように、光制御部5の下端は、発光素子2の上面より下方に位置してよい。光制御部5の下端が発光素子2の上面より下方に位置する場合、第1変形例よりも第1光拡散層3から出射される光の密度が低下させられることができる。また、第2光拡散層4から出射される光の密度を向上させることができる。これにより、第1変形例よりも発光装置の斜め上方に出射される光の密度を向上させることができる。図3に示す構成において、第2光拡散層4は、第1光拡散層3から離間している。
図4に、本実施形態の第3変形例に係る発光装置1の概略断面図を示す。第3変形例において、光制御部5の上端は、蛍光体層8の上端と同じ高さに位置する。光制御部5の上端が蛍光体層8の上端と同じ高さに位置する場合、第1変形例よりも第2光拡散層4から出射される光の密度を向上させることができる。これにより第1変形例よりも、発光装置の斜め上方に出射される光の密度を向上させることができる。図4に示す構成において、第2光拡散層4は、第1光拡散層3から離間している。
図5に、本実施形態の第4変形例に係る発光装置1の概略断面図を示す。第4変形例において、光制御部5の上端は、蛍光体層8の上端より上方に位置する。光制御部5の上端が蛍光体層8の上端より上方に位置する場合、第2変形例よりも、第2光拡散層4から出射される光の密度を低減させることができる。これにより、第2変形例よりも、発光装置の斜め上方に出射される光の密度を低減させることができる。図5に示す構成において、第2光拡散層4は、第1光拡散層3から離間している。
図6に、本実施形態の第5変形例に係る発光装置1の概略断面図を示す。第5変形例において、光制御部5の下端は、蛍光体層8の上端より上方に位置する。光制御部5の下端が蛍光体層8の上端より上方に位置する場合、第1変形例よりも第1光拡散層3から出射される光の密度を向上させ、第2光拡散層4から出射される光の密度を低下させることができる。これにより、第1変形例よりも発光装置の水平方向に出射される光の密度を向上させることができる。図6に示す構成において、第2光拡散層4は、第1光拡散層3と接している。
次に、本実施形態に係る発光装置1の製造方法について、図7〜9を参照して以下に説明する。ただし、本実施形態に係る発光装置1の製造方法は、以下に説明する方法に限定されるものではない。なお、図2に示す発光装置1の製造方法を例として説明するが、図1および図3〜6に示す発光装置1もまた、同様の工程で製造することができる。
次に、本開示の第2実施形態に係る発光装置について、図10を参照して以下に説明する。第2実施形態に係る発光装置1は、光制御部5が発光装置1の側面から離間して配置される点で、第1実施形態の発光装置と相違する。第2実施形態に係る発光装置は、光制御部5が発光装置1の側面から離間して配置されることにより、発光装置の側面全体から光を効率良く出射することができる。また、第2実施形態に係る発光装置は、第1実施形態の発光装置と同様に、第1光拡散層3と第2光拡散層4との間に光制御部5が配置されているので、発光装置の側面方向へ出射される光の方向を制御し得ると同時に、側面方向における光取り出し効率が向上し得る。第2実施形態に係る発光装置1において、光制御部5は、空洞部とすることもできる。光制御部5が空洞部である場合、第1光拡散層3と第2光拡散層4と空洞部との屈折率の差によって、発光素子2から特定の角度に方向に出射された光を反射することができる。これにより、発光装置の側面から出射される光の密度を、より高度に制御することができる。図10に示す構成において、第2光拡散層4は、第1光拡散層3と接している。
次に、本開示の第3実施形態に係る発光装置について、図12を参照して以下に説明する。第3実施形態に係る発光装置1は、光制御部5の形状が第1実施形態の発光装置と相違する。第1実施形態に係る発光装置1において、光制御部5の上面および下面は、発光装置の上面および平面に対して平行な平面である。これに対し、第3実施形態に係る発光装置1においては、光制御部5の上面は、発光装置1の上面および下面に対して平行であるが、光制御部5の下面は2つの傾斜面で構成されており、逆三角形状となっている。第3実施形態に係る発光装置は、光制御部5がこのような形状を有することにより、発光素子2から斜め上方に特定の角度で出射された光を、斜め下方に反射させて進行方向を変更することができる。さらに発光素子2から斜め下方に出射し、第2光反射層7で斜め上方に特定の角度で反射された光を、水平方向に進行するように反射することができる。これにより、発光装置から水平方向に出射される光の密度を向上されることができる。
次に、本開示の第4実施形態に係る発光装置について、図13を参照して以下に説明する。第4実施形態に係る発光装置1は、光制御部5の形状が第1実施形態の発光装置と相違する。第4実施形態に係る発光装置においては、光制御部5の上面は、発光装置1の上面および下面に対して平行であるが、光制御部5の下面は、発光装置1の内部に向かって下方に傾斜した傾斜面である。第4実施形態に係る発光装置は、光制御部5がこのような形状を有することにより、発光素子2から斜め下方に出射し、第2光反射層7で斜め上方に特定の角度で反射した光を、水平方向に反射することができる。これにより、発光装置から水平方向に出射される光の密度を向上させることができる。
次に、本開示の第5実施形態に係る発光装置について、図14を参照して以下に説明する。第5実施形態に係る発光装置1は、光制御部5の形状が第1実施形態の発光装置と相違する。第5実施形態に係る発光装置においては、光制御部5の上面は、発光装置1の上面および下面に対して平行であるが、光制御部5の下面は、発光装置1の側面に向かって傾斜した傾斜面である。第5実施形態に係る発光装置は、光制御部5がこのような形状を有することにより、発光素子2から斜め上方に特定の角度で出射された光を、斜め下方に反射することができる。これにより、発光装置から水平方向に出射される光の密度を向上させることができる。
次に、本開示の第6実施形態に係る発光装置について、図15を参照して以下に説明する。第6実施形態に係る発光装置1は、光制御部5の形状が第1実施形態の発光装置と相違する。第6実施形態に係る発光装置においては、光制御部5の下面は、発光装置1の上面および下面に対して平行であるが、光制御部5の上面は2つの傾斜面で構成される。第6実施形態に係る発光装置は、光制御部5がこのような形状を有することにより、発光素子2から斜め上方に出射して第1光反射層6で斜め下方に特定の角度で反射した光を、水平方向に反射することができる。これにより、発光装置から水平方向に出射される光の密度を向上させることができる。
次に、本開示の第7実施形態に係る発光装置について、図16を参照して以下に説明する。第7実施形態に係る発光装置1は、光制御部5の形状が第1実施形態の発光装置と相違する。第7実施形態に係る発光装置においては、光制御部5の上面および下面はそれぞれ、2つの傾斜面で構成され、光制御部5は菱形の断面形状を有する。第7実施形態に係る発光装置は、光制御部5がこのような形状を有することにより、発光素子2から斜め上方に特定の角度で出射された光を、斜め下方に反射することができる。さらに、発光素子2から斜め下方に出射し、第2光反射層7で斜め上方に特定の角度で反射した光を、水平方向に反射させることができる。さらに、発光素子2から斜め上方に出射し、第1光反射層6で斜め下方に反射した光を水平方向に変更できる。これにより、発光装置から水平方向に出射される光の密度を向上されることができる。
次に、本開示の第8実施形態に係る発光装置について、図17を参照して以下に説明する。第8実施形態に係る発光装置1は、光制御部5の構成が第1実施形態の発光装置と相違する。第8実施形態に係る発光装置においては、光制御部5の上面および下面はそれぞれ、2つの傾斜面で構成され、光制御部5は菱形の断面形状を有する。また、第8実施形態に係る発光装置1において、光制御部5は、空洞部50である。第8実施形態に係る発光装置は、光制御部5がこのような構成を有することにより、第1光拡散層3と第2光拡散層4と空洞部との屈折率の差によって、発光素子2から特定の角度で出射される光を反射することができる。これにより、発光装置の側面から出射される光の密度を、より高度に制御することができる。
(態様1)
発光素子と、
発光素子の側方に配置され、発光装置の側面の一部を構成する第1光拡散層と、
発光素子及び第1光拡散層の上方に配置され、発光装置の側面の一部を構成する第2光拡散層と、
第1光拡散層と第2光拡散層との間に配置され、発光素子からの光の一部を反射する光制御部と、
第2光拡散層の上に配置される第1光反射層と、
を含む、発光装置。
(態様2)
光制御部は、平面視において、発光素子の外周を囲むように配置される、態様1に記載の発光装置。
(態様3)
第2光拡散層は、第1光拡散層から離間している、態様1または2に記載の発光装置。
(態様4)
第2光拡散層は、第1光拡散層と接している、態様1または2に記載の発光装置。
(態様5)
光制御部の下端は、発光素子の下面より上方に位置する、態様1〜4のいずれか1つに記載の発光装置。
(態様6)
光制御部の下端は、発光素子の上面より上方に位置する、態様5に記載の発光装置。
(態様7)
光制御部は、発光装置の側面の一部を構成する、態様1〜6のいずれか1つに記載の発光装置。
(態様8)
光制御部は、発光装置の側面から離間して配置される、態様1〜6のいずれか1つに記載の発光装置。
(態様9)
光制御部は、白色部材である、態様1〜8のいずれか1つに記載の発光装置。
(態様10)
光制御部は、空洞部である、態様8に記載の発光装置。
(態様11)
発光装置は、発光素子を被覆する蛍光体層を更に備え、
第1光拡散層および第2光拡散層は、蛍光体層を被覆する、態様1〜10のいずれか1つに記載の発光装置。
(態様12)
光制御部の上端が、蛍光体層の上端より上方に位置する、態様11に記載の発光装置。
(態様13)
光制御部の下端が、蛍光体層の上端より上方に位置する、態様12に記載の発光装置。
(態様14)
発光素子の下方に第2光反射層を更に備える、態様1〜13のいずれか1つに記載の発光装置。
11、12 発光装置の側面
2 発光素子
21、22 電極
201、202 金属膜
3 第1光拡散層
4、41 第2光拡散層
5 光制御部
50 空洞部
6 第1光反射層
7 第2光反射層
8 蛍光体層
91 孔
92 基材
100 基板
Claims (14)
- 発光素子と、
前記発光素子の側方に配置され、発光装置の側面の一部を構成する第1光拡散層と、
前記発光素子及び前記第1光拡散層の上方に配置され、発光装置の側面の一部を構成する第2光拡散層と、
前記第1光拡散層と前記第2光拡散層との間に配置され、前記発光素子からの光の一部を反射する光制御部と、
前記第2光拡散層の上に配置される第1光反射層と、
を含む、発光装置。 - 前記光制御部は、平面視において、前記発光素子の外周を囲むように配置される、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2光拡散層は、前記第1光拡散層から離間している、請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記第2光拡散層は、前記第1光拡散層と接している、請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記光制御部の下端は、前記発光素子の下面より上方に位置する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光制御部の下端は、前記発光素子の上面より上方に位置する、請求項5に記載の発光装置。
- 前記光制御部は、前記発光装置の側面の一部を構成する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光制御部は、前記発光装置の側面から離間して配置される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光制御部は、白色部材である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光制御部は、空洞部である、請求項8に記載の発光装置。
- 前記発光装置は、前記発光素子を被覆する蛍光体層を更に備え、
前記第1光拡散層および前記第2光拡散層は、前記蛍光体層を被覆する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記光制御部の上端が、前記蛍光体層の上端より上方に位置する、請求項11に記載の発光装置。
- 前記光制御部の下端が、前記蛍光体層の上端より上方に位置する、請求項12に記載の発光装置。
- 前記発光素子の下方に第2光反射層を更に備える、請求項1〜13のいずれか1項に記載の発光装置。
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