JP7048873B2 - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1A及び図1Bを参照して、本実施形態に係る発光装置100の構成について説明する。図1Aは、本実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図であり、図1Bは、図1AのIB-IB線における本実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。なお、図1Aは、図1Bの断面図において各部材に施したハッチングに対応させて、同じハッチングを記載している。図1Bに入射角Aを示す。入射角Aは反射膜7に対して垂直方向を0°とする。
また、ここでは発光素子1は基台2上に配置されているが、基台を用いない発光装置とすることもできる。基台を用いないことで、発光素子を熱伝導性の良い部材上に直接、又は、導電部材を介して配置することができ、発光素子からの熱を効率良く外部に熱伝導することができる。また、基台を用いていないため、発光装置の高さを低くすることができる。
次に、本実施形態に係る発光装置100の動作について、図1A、図1Bを参照して説明する。
次に、図5~図7Cを参照して、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。なお、一部の工程は、順序が限定されるものではなく、順序が前後しても良い。
前記発光装置の製造方法は、さらに、発光素子1から基台2を離す工程を有していてもよい。これにより薄型の発光装置を提供することができる。また、基台2を介さずに発光素子1を高熱伝導性の良い部材上に配置することができるため、発光素子1からの熱を効率良く放熱することができる。発光素子を基台から離す場合においては、基台はシートや平板としてもよい。
本実施形態に係る発光装置の製造方法によって、発光装置100を作製した。吸収層5における顔料濃度が0.025%である発光装置100を、実施例1とした。吸収層5における顔料濃度が0.050%である発光装置100を、実施例2とした。吸収層5における顔料濃度が0.075%である発光装置100を、実施例3とした。吸収層5における顔料濃度が0.100%である発光装置100を、実施例4とした。吸収層5における顔料濃度が0.225%である発光装置100を、実施例5とした。吸収層5における顔料濃度が0.350%である発光装置100を、実施例6とした。吸収層5における顔料濃度が0.500%である発光装置100を、実施例7とした。吸収層5における顔料濃度が1.000%である発光装置100を、実施例8とした。吸収層5以外の構成要素(発光素子1、基台2、透光性部材3、蛍光体層4、反射部材6、反射膜7、接合部材8)は、実施例1乃至8で等しく形成した。
個数:1個実装
種類:約445nmに発光ピーク波長を有する青色LED
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が800μmの正方形
高さ:150μm
材料:セラミック
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が3.0mmの正方形
平面視における内形寸法:1辺(縦×横)が2.3mmの正方形
材料:ガラス
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が1.15mmの正方形
形状:平板状
厚さ:150μm
母材:ジメチルシリコーン樹脂(商品名KJR-9201「信越化学工業株式会社」、含有量32.5質量%)
蛍光体:CASN(型番381-90、発光ピーク波長650nm、大粒径、含有量67.5質量%)
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が1.15mmの正方形
厚さ:104μm
母材:ジメチルシリコーン樹脂(商品名KJR-9150「信越化学工業株式会社」、含有量99.0~100.0質量%)
顔料:ペリレン系顔料(商品名NER105)
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が2.3mmの正方形
厚さ:200μm
母材:シリコーン樹脂(含有量62.5質量%)
光反射性物質:酸化チタン(粒径0.5μm、含有量37.5質量%)
加熱温度:約150℃
加熱時間:約4時間
材料:SiO2、Nb2O5
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が1.15mmの正方形
全体の厚さ:2μnm
材料:シリコーン樹脂
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が1.15mmの正方形
厚さ:10μm
実施例に係る発光装置と比較するため、比較例に係る発光装置を作製した。吸収層5における顔料濃度が0%である発光装置100を、比較例1とした。構成要素(発光素子1、基台2、透光性部材3、蛍光体層4、反射部材6、反射膜7、接合部材8)は、実施例1乃至8と、等しく形成した。比較例1における各構成要素の詳細は、上述の通りである。
実施例1乃至8に係る発光装置及び比較例1に係る発光装置を評価した。評価結果を、以下に示す。
本実施形態に係る発光装置の製造方法によって、発光装置100を作製した。吸収層5における顔料濃度が0.025%である発光装置100を、実施例9とした。吸収層5における顔料濃度が0.050%である発光装置100を、実施例10とした。吸収層5における顔料濃度が0.075%である発光装置100を、実施例11とした。吸収層5における顔料濃度が0.100%である発光装置100を、実施例12とした。吸収層5における顔料濃度が0.225%である発光装置100を、実施例13とした。吸収層5における顔料濃度が0.350%である発光装置100を、実施例14とした。吸収層5における顔料濃度が0.500%である発光装置100を、実施例15とした。吸収層5における顔料濃度が1.000%である発光装置100を、実施例16とした。吸収層5以外の構成要素(発光素子1、基台2、透光性部材3、蛍光体層4、反射部材6、反射膜7、接合部材8)は、実施例9乃至16で等しく形成した。
母材:ジメチルシリコーン樹脂(商品名KJR-9201「信越化学工業株式会社」、含有量35質量%)
蛍光体:CASN(型番381-77、発光ピーク波長660nm、中粒径、含有量65質量%)
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が1.15mmの正方形
厚さ:51μm
材料:SiO2、Nb2O5
平面視における外形寸法:1辺(縦×横)が1.15mmの正方形
全体の厚さ:2μm
実施例に係る発光装置と比較するため、比較例に係る発光装置を作製した。吸収層5における顔料濃度が0%である発光装置100を、比較例2とした。構成要素(発光素子1、基台2、透光性部材3、蛍光体層4、反射部材6、反射膜7、接合部材8)は、実施例9乃至16と、等しく形成した。比較例2における各構成要素の詳細は、上述の通りである。
実施例9乃至16及び比較例2に係る発光装置を評価した。評価結果を、以下に示す。
実施例に係る発光装置(実施例1~16)及び比較例に係る発光装置(比較例1~2)を評価した。評価結果を、以下に示す。
2 基台
3 透光性部材
4 蛍光体層
5 吸収層
6 反射部材
7 反射膜
8 接合部材
23a 凹部
23b 底面
100 発光装置
A 入射角
Claims (19)
- 波長420nm以上480nm以下の範囲に、発光ピーク波長を有する第1の光を発光する発光素子と、
前記発光素子の上に配置され、前記第1の光によって励起されて前記第1の光より長波長である、波長550nm以上780nm以下の範囲に、発光ピーク波長を有する第2の光を発光する蛍光体層と、
前記蛍光体層の上に配置され、前記第1の光を反射し且つ前記第2の光を透過する反射膜と、
前記反射膜の上に配置される透光性部材と、
前記発光素子の側面に接して配置される反射部材と、
前記反射部材の上、及び、前記透光性部材の上に配置され、前記第1の光を吸収する吸収層と、を備え、
前記吸収層は、顔料、染料又は第2蛍光体の少なくともいずれかが含有されており、
発光する光の色度座標は、
CIE1931色度図のxy色度座標系において、(x=0.645、y=0.335)、(x=0.665、y=0.335)、(x=0.735、y=0.265)、(x=0.721、y=0.259)の4点を結ぶ四角形で囲まれる範囲内に存在する発光装置。 - 前記反射膜は、前記第1の光の入射角が0°以上30°以下の場合、前記第1の光に対する反射率が、90%以上である請求項1に記載の発光装置。
- 前記反射膜は、前記第1の光の入射角が0°の場合、波長380nm以上530nm以下の光に対する反射率が、90%以上である請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
- 波長420nm以上480nm以下の光に対する前記吸収層の透過率は、10%以下であり、
波長630nm以上800nm以下の光に対する前記吸収層の透過率は、70%以上である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記吸収層に含まれる顔料の含有量は、前記吸収層の母材に対して、0.05%以上0.5%以下である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第2蛍光体は、発光する光が550nm以上780nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記顔料又は前記染料は、赤色である請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光装置からの発光ピーク波長の最大強度を1とした場合に、前記発光素子の発光ピーク波長である波長450nmの相対強度が0.1以下である請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光装置は、さらに基台を備え、
前記基台に前記発光素子が配置される請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基台は、凹部を有し、
前記凹部の底面に前記発光素子が配置され、
前記基台の母材は、セラミックであり、
少なくとも前記蛍光体層及び前記吸収層と接するように、前記凹部に前記反射部材が配置される請求項9に記載の発光装置。 - 前記凹部の最上面は、前記吸収層の表面よりも高い位置にある請求項10に記載の発光装置。
- 前記反射部材は、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム及び炭酸マグネシウムから選択される光拡散材を、少なくとも一種含む請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記蛍光体層又は第2蛍光体は、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu蛍光体、CaAlSiN3:Eu蛍光体、K2SiF6:Mn蛍光体、から選択される少なくとも1種、またはその組み合わせである請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記吸収層が含有する顔料は、ペリレン系顔料又はチタンニッケルアンチモン系酸化物、から選択される少なくとも1種、またはその組み合わせである請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記反射膜は、誘電体多層膜である請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の発光装置。
- 平面視において、前記透光性部材は、前記発光素子よりも大きく形成されている請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の発光装置。
- 上面に蛍光体層が形成され、下面に電極が形成された発光素子と、反射膜が形成された透光性部材と、を準備する工程と、
前記電極を介して、前記発光素子を基台に載置する工程と、
前記反射膜と前記蛍光体層とが接するように、前記発光素子の上に前記透光性部材を配置する工程と、
前記発光素子の側面を覆うように、凹部を有する前記基台に反射部材を配置する工程と、
前記反射部材を覆うように、かつ、前記透光性部材の上に前記発光素子が発光する光を吸収する吸収層を配置する工程と、を備え、
前記発光素子は、波長420nm以上480nm以下の範囲に、発光ピーク波長を有する第1の光を発光し、
前記蛍光体層は、前記発光素子の上に配置され、前記第1の光によって励起されて前記第1の光より長波長である、波長550nm以上780nm以下の範囲に、発光ピーク波長を有する第2の光を発光し、
前記吸収層は、顔料、染料又は第2蛍光体の少なくともいずれかが含有されており、
発光する光の色度座標は、CIE1931色度図のxy色度座標系において、(x=0.645、y=0.335)、(x=0.665、y=0.335)、(x=0.735、y=0.265)、(x=0.721、y=0.259)の4点を結ぶ四角形で囲まれる範囲内に存在する、発光装置の製造方法。 - 前記発光装置の製造方法は、さらに、前記発光素子から前記基台を離す工程を有する請求項17に記載の発光装置の製造方法。
- 透光性部材上に反射膜が形成され、前記反射膜の上に蛍光体層が形成された透光性部材と、下面に電極が形成された発光素子と、を準備する工程と、
前記電極を介して、前記発光素子を基台に載置する工程と、
前記蛍光体層と前記発光素子の上面とが接するように、前記発光素子の上に前記透光性部材を配置する工程と、
前記発光素子の側面を覆うように反射部材を配置する工程と、
前記反射部材を覆うように、かつ、前記透光性部材の上に前記発光素子が発光する光を吸収する吸収層を配置する工程と、を備え、
前記発光素子は、波長420nm以上480nm以下の範囲に、発光ピーク波長を有する第1の光を発光し、
前記蛍光体層は、前記発光素子の上に配置され、前記第1の光によって励起されて前記第1の光より長波長である、波長550nm以上780nm以下の範囲に、発光ピーク波長を有する第2の光を発光し、
前記吸収層は、顔料、染料又は第2蛍光体の少なくともいずれかが含有されており、
発光する光の色度座標は、は、CIE1931色度図のxy色度座標系において、(x=0.645、y=0.335)、(x=0.665、y=0.335)、(x=0.735、y=0.265)、(x=0.721、y=0.259)の4点を結ぶ四角形で囲まれる範囲内に存在する、発光装置の製造方法。
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