WO2016143253A1 - 発光装置、発光装置の製造方法 - Google Patents
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H01L33/50—Wavelength conversion elements
Definitions
- the present invention relates to a light emitting device and a method of manufacturing the light emitting device.
- Solid-state light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) are widely used in various devices as highly efficient and space-saving light sources.
- a light emitting device provided with an LED is used as a light source for illumination, a light source for back light of a liquid crystal display, or the like.
- a solid light emitting element such as such an LED
- a blue LED emitting blue light
- yellow which is excited by blue light (excitation light) emitted from the LED to fluoresce yellow light.
- Pseudo white light is obtained by combining with a phosphor.
- the bonding strength between the first resin and the second resin is weak, and the periodic change of the surrounding environment or the like causes the first resin to form the first resin.
- the resin of No. 2 may peel off over time, or it may fall off.
- the film thickness of the second resin should be uniform. In some cases, unevenness in the chromaticity light distribution may occur. In addition, although it is possible to equalize the film thickness of the second resin using a mold or the like, fine adjustment of the film thickness of the second resin can not be performed, and it is difficult to adjust the chromaticity. Become.
- the present invention has been made in view of the above problems, and the peeling of the second resin can be suppressed even when the second resin is attached to adjust the chromaticity, and the chromaticity can be easily adjusted. It is an object of the present invention to provide a light emitting device that can be used and a method of manufacturing such a light emitting device.
- a light emitting device emits a substrate, a plurality of light emitting elements attached to the surface of the substrate, and light different from the light based on the light emitted by the light emitting element.
- the resin portion is disposed in contact with the surface of the substrate existing between the adjacent light emitting elements, and the first resin portion includes an exposed portion not covered by the second resin portion.
- a method of manufacturing a light emitting device comprising: a first resin portion covering light emitting elements, comprising a light converting substance that emits different light, wherein the light emitting element is in contact with the surface of the substrate existing between the adjacent light emitting elements.
- the first resin portion is provided with a second resin portion different in light conversion performance from the first resin portion so as to be in a state provided with an exposed portion not covered by the second resin portion. It is characterized by forming.
- the bonding strength of the second resin portion for adjusting the chromaticity can be improved, and a light emitting device with stable chromaticity can be provided over time.
- FIG. 1 is a plan view showing the light emitting device from above.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the light emitting device with omission.
- FIG. 3 is a perspective view showing the light emitting device from above with a virtual plane of symmetry.
- FIG. 4 is a chromaticity diagram showing the adjustment principle of the chromaticity of the light emitting device.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing an arrangement pattern of the second resin portion and the third resin portion.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing another arrangement pattern of the second resin portion.
- FIG. 7 is a plan view showing an arrangement pattern of the second resin portion and the third resin portion.
- FIG. 8 is a plan view showing another arrangement pattern of the second resin portion and the third resin portion.
- FIG. 1 is a plan view showing the light emitting device from above.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the light emitting device with omission.
- the light emitting device 100 is a device that supplies power to each of the plurality of light emitting elements 102 attached to the surface of the substrate 101 to cause them to emit light, and emits light.
- a first resin portion 103 and a second resin portion 104 are provided.
- the light emitting device 100 further includes the third resin portion 105.
- the substrate 101 is a plate-like member provided with electric wires (not shown) for holding the light emitting elements 102 in a predetermined arrangement and supplying power to the held light emitting elements 102.
- the shape of the substrate 101 is not particularly limited.
- substrate 101 is although it does not specifically limit, For example, a metal, resin, ceramic, glass etc. can be illustrated.
- the substrate 101 guides light emitted from the light emitting element 102 toward the substrate 101, and can emit light guided from between the light emitting elements 102 from the surface to which the light emitting element 102 is attached. It is preferable to have a part.
- the entire substrate 101 functions as a light guide.
- a light guide for example, a white ceramic substrate obtained by firing alumina can be exhibited, and the light guide may be present in part of the substrate 101.
- Such a light guiding portion can guide light emitted from the light emitting element 102 toward the substrate 101 while scattering (diffuse reflection), and can emit light from between the light emitting elements 102.
- the substrate 101 having the above-described performance According to the substrate 101 having the above-described performance, light emitted from the light emitting element 102 is transmitted through the first resin portion 103 to the second resin portion 104 and the third resin portion 105 disposed in contact with the substrate 101. Since the light is directly incident without the light, the chromaticity of the entire light emitting device 100 can be effectively adjusted.
- the glass epoxy which consists of glass fiber and an epoxy resin, a polyimide, etc. can be mentioned concretely, for example.
- the substrate 101 made of resin flexibility can be provided.
- the substrate 101 may be provided with an insulating film (resist) between the light emitting element 102 and the metal portion in order to ensure insulation with the light emitting element 102.
- the insulating film is preferably one having a high reflectance, for example, a white resist, in order to improve the light emission efficiency of the light emitting device 100.
- the light emitting element 102 is a component attached to the surface of the substrate 101 and emitting light of a single wavelength or substantially a single wavelength based on the power supplied using the wiring provided on the substrate 101.
- the light emitting element 102 is, for example, a light emitting diode (LED).
- the light emitting element 102 is a light emitting diode made of an inorganic semiconductor, and the light axis indicating the direction of the highest luminous intensity part in the light distribution of one light emitting element 102 is attached to the light axis. It is attached so as to cross (orthogonal) the surface of the substrate 101. Note that the light emitting element 102 also emits light to the substrate 101 side.
- the optical axis is referred to as an individual optical axis 121. This is to distinguish from the optical axis of the light emitting device 100 as a whole.
- the light emitting element 102 emits light having a wavelength shorter than that of yellow, and specifically emits blue light.
- the light emitting element 102 is a semiconductor element (so-called bare chip) which is not packaged, and is directly mounted on the substrate 101. Therefore, in the case of the present embodiment, the light emitting device 100 has a COB (Chip On Board) structure.
- the first resin portion 103 is a resin member containing a light conversion material that emits light different from the light emitted by the light emitting element 102 based on the light emitted by the light emitting element 102. Further, the first resin portion 103 includes an exposed portion 131 not covered by the second resin portion 104.
- the light emitting elements 102 are arranged in a matrix so as to be contained in a virtual circular area
- the first resin portion 103 is a light emitting element array in which a plurality of light emitting elements 102 are arranged. Is linearly covered. Therefore, in the light emitting device 100 as a whole, the first resin portions 103 are arranged at a plurality of locations along the direction intersecting the extending direction of the first resin portion 103. Moreover, between the adjacent 1st resin parts 103, if there is no 2nd resin part 104, the part which the board
- the term “linear” is used to mean not only straight lines but also curves and bending lines in the present specification and claims.
- the first resin portion 103 has a mountain-like shape having a substantially semicircular cross section orthogonal to the extending direction of the first resin portion 103, and is more than the skirt portion in contact with the second resin portion 104.
- a tip end portion which is a portion far from the substrate 101 extends along the ridgeline, and the portion is an exposed portion 131.
- the exposed portion 131 is disposed at a position intersecting the individual optical axis 121 of the light emitting element 102.
- the light conversion substance contained in the first resin portion 103 can emit more light than the second resin portion 104 and the third resin portion 105.
- the light conversion material included in the first resin portion 103 is a fluorescent material that is excited by the light emitted by the light emitting element 102 and emits light of a wavelength different from the light emitted by the light emitting element 102, and the light emitting element 102 emits light.
- the light includes at least one of filter materials such as pigments and dyes that absorb (do not transmit) light or a part of the wavelength of light emitted by the fluorescent material.
- the light conversion substance included in the first resin portion 103 contains a fluorescent substance.
- the fluorescent substance is excited by the light (blue) emitted by the light emitting element 102 to emit fluorescence, and emits light of a color (yellow) different from the light emitted by the light emitting element 102.
- the light emitting device 100 as a whole emits both the blue light emitted by the light emitting element 102 and the yellow light emitted by the light conversion material. , Recognize that white light (simulated) is illuminated.
- the light conversion substance included in the first resin portion 103 may contain a plurality of types of fluorescent substances, and the chromaticity of white light is effectively adjusted by changing the ratio of the amount of light of different types of fluorescence. Is possible.
- the resin constituting the first resin portion 103 has a light transmitting property capable of holding the light conversion substance in a dispersed state and transmitting the light emitted from the light emitting element 102 and the light converted by the light conversion substance.
- silicone resin or epoxy resin can be listed.
- the light conversion substance for example, a fluorescent substance based on YAG (yttrium aluminum garnet) can be exemplified.
- the YAG is a substance capable of emitting yellow light based on blue light emitted by the light emitting element 102.
- CASN CaAlSiN3: Eu
- the light conversion material may additionally or alternatively include a fluorescent material or the like that emits green light.
- the first resin portion 103 may further include a light diffusing material in a dispersive manner.
- the light diffusing material is, for example, fine particles of silica or the like, whereby the light emitting element 102 scatters (diffusely reflects) light emitted or light converted by the light converting substance, and the presence of each of the light emitting elements 102 is weakened. It is possible to give a person the impression that light radiates in a plane as a whole.
- the second resin portion 104 is disposed in contact with the surface of the substrate 101 existing between adjacent light emitting elements 102 without being in direct contact with the light emitting element 102, and contains a light conversion material
- the first resin portion Reference numeral 103 denotes a resin member having different light conversion performance.
- “different in light conversion performance” means that the same light is made incident, and the entire light emitted from the first resin portion 103 and the second resin portion 104 under the same conditions is observed. When measured, it means a case where different impressions, chromaticity, spectra, etc. can be obtained. Therefore, even if the first resin portion 103 and the second resin portion 104 are made of the same kind of resin and the same kind of light conversion substance, the light is converted if the concentration of the light conversion substance is different, etc. The performance will be different.
- the second resin portion 104 is disposed so as to fill the valley portion formed by the adjacent first resin portion 103 in the shape of a mountain range adjacent to each other and the substrate 101, It is arrange
- by bringing a portion of the second resin portion 104 into contact with the substrate 101 it is possible to obtain bonding strength with the substrate 101 more than in the case of contact with the first resin portion 103.
- the entire light emitting device 100 It is possible to suppress the occurrence of unevenness in the chromaticity light distribution as Therefore, the chromaticity of the light emitting device 100 can be easily adjusted, and the adjusted chromaticity can be maintained for a long time.
- the second resin portion 104 linearly extends along the first resin portion 103 between the light emitting elements 102 and is arranged to fill the space between the adjacent first resin portions 103.
- the second resin portion 104 can be disposed in a more stable shape and in a more stable amount than when the second resin portion 104 is disposed in a dot shape, and the chromaticity adjusted by the second resin portion 104 can be stabilized.
- the second resin portion 104 is disposed so as to be plane-symmetrical on a virtual plane of symmetry 141 intersecting the substrate 101. At least two planes of symmetry 141 exist. Furthermore, the line of intersection of the two planes of symmetry 141 coincides with the optical axis of the entire light emitting device 100 (hereinafter referred to as the entire optical axis 122 to distinguish it from the individual optical axes).
- the second resin portion 104 includes a light conversion material that emits light of a wavelength longer than that of the first resin portion 103.
- to emit long wavelength light means that the peak of the spectrum of light emitted by the second resin portion 104 is on the longer wavelength side than the peak of the spectrum of light emitted by the first resin portion 103.
- the light conversion material included in the second resin portion 104 includes a fluorescent material that emits red light, and the concentration of the fluorescent material that emits red light is a fluorescent material that emits red light in the first resin portion 103.
- the second resin portion 104 is provided with only a fluorescent material that emits red as a light conversion material.
- the resin included in the second resin portion 104 is not particularly limited, but in the case of the present embodiment, the same type of resin as the resin included in the first resin portion 103 is used.
- the third resin portion 105 contains a light conversion substance, and the first resin portion 103 and the second resin portion 104 are resin members having different light conversion performance. Similarly to the second resin portion 104, the third resin portion 105 is disposed so as to fill a valley portion formed by the first resin portion 103 and the substrate 101 adjacent to each other in the shape of a mountain. , And are disposed in contact with the skirt of the first resin portion 103 present on both sides.
- the second resin portion 104 and the third resin portion 105 which have different light conversion performance together with the first resin portion 103, as illustrated in the xy chromaticity diagram of FIG. It is possible to easily shift the initial chromaticity B of the light emitting device 100 in a state in which the resin portion 104 and the third resin portion 105 are not disposed to the target chromaticity A. That is, by forming the second resin portion 104, the chromaticity shift vector 104a indicating the shift direction and magnitude of the chromaticity of the light emitting device 100 and the third resin portion 105, the chromaticity of the light emitting device 100 is formed.
- the initial chromaticity B of the light emitting device 100 can be easily shifted to the target chromaticity A as if it were a sum of vectors, by the chromaticity shift vector 105a indicating the direction and the magnitude of the shift. Therefore, it is possible to easily adjust the chromaticity between the light emitting devices 100.
- the third resin portion 105 is arranged to extend linearly (including a straight line or a curved line) between the light emitting elements 102 and along the second resin portion 104.
- the third resin portion 105 is plane-symmetrical in the same plane as the plane of symmetry 141 of the second resin portion 104.
- the first resin portion 103 is also plane-symmetrical in the same plane as the plane of symmetry 141 of the second resin portion 104.
- the light emitting device 100 according to the present embodiment can be manufactured, for example, as follows.
- the surface of the light emitting element 102 is mounted on the substrate 101 to which predetermined wiring is applied.
- the surface mounting may include a step of wire bonding the light emitting element 102 and the wiring provided on the substrate 101.
- the first resin portion 103 is formed to cover the light emitting element array which is the light emitting elements 102 linearly arranged. Specifically, the resin applied and applied by relatively moving the nozzle and the light emitting element 102 along the light emitting element array while discharging the liquid first resin forming the first resin portion 103 from the nozzle You can show how to cure the
- the light emitting device 100 in this state is caused to emit light at rated power, and the chromaticity of the light emitting device 100 is measured (note that if the chromaticity of the light emitting device 100 is known, there is no need to carry out this step here) ).
- the state of the second resin portion 104 and the state of the third resin portion 105 are determined. Do.
- the state of the second resin portion 104 and the state of the third resin portion 105 are determined by changing the chromaticity of the light emitting device 100 by forming the second resin portion 104 and the third resin portion 105 respectively. It also includes parameters for determining the chromaticity shift vector indicating the magnitude. Specifically, for example, the parameters include the type and concentration of the light conversion substance, the total amount, the arrangement of the second resin portion 104 and the third resin portion 105, and the like.
- the second resin portion 104 converts light having a y-coordinate value smaller than the initial chromaticity B on the xy chromaticity diagram shown in FIG. 4, that is, light conversion of the first resin portion 103
- the valley formed by the first resin portion 103 and the substrate 101 for the second resin portion 104 By filling the part, it is possible to shift the chromaticity of the light emitting device 100 in the direction in which the y value becomes minus on the xy chromaticity diagram. This is due to the light conversion performance of the second resin portion 104 and the mutual effect of the shape and position of the second resin portion 104 relative to the light emitting element 102.
- the shift direction of the chromaticity which is one of the parameters of the state (for example, FIG. It can be determined based on the density
- the amount of the second resin portion 104 containing the light conversion substance of the determined concentration ie, the amount of the light conversion substance of the second resin portion 104 present on the surface of the substrate 101 by forming the second resin portion 104
- the shift amount of chromaticity which is another one of the parameters of the state, can be determined based on the total amount.
- the area of the target chromaticity A that can be set for the initial chromaticity B in the xy chromaticity diagram This makes it possible to easily adjust the chromaticity between the display devices 100.
- the light conversion material included in the third resin portion 105 is a light conversion material of the second resin portion 104 that is larger in y coordinate than the chromaticity of the light emitting device 100 measured previously. It is preferable to use one that emits shorter wavelength light (eg, yellow or yellowish green light).
- the chromaticity of the light emitting device 100 can be adjusted using two chromaticity shift vectors, and it is possible to finely shift the chromaticity of the entire light emitting device 100 by shifting the chromaticity in any direction. Become.
- the second resin portion 104 is formed to be in contact with the substrate 101 exposed between the adjacent first resin portions 103.
- the jet dispenser method can be illustrated.
- the third resin portion 105 is formed.
- the second resin portion 104 and the third resin portion may be formed by curing the second resin and the third resin at once after coating.
- the light emitting device 100 capable of emitting light of a desired chromaticity is manufactured.
- second resin portion 104 and third resin portion 105 are formed in contact with the surface of substrate 101 between adjacent first resin portions 103, and thus the second The resin portion 104 and the third resin portion 105 are firmly held, and light of desired chromaticity is emitted in a stable state over time. Further, since the chromaticity of the entire light emitting device 100 can be easily adjusted, the difference in chromaticity between the light emitting devices 100 can be reduced as much as possible, and a stable product can be easily provided. It becomes possible.
- the light emitting element 102 is caused to emit light to measure the chromaticity of the light emitting device 100 in which the first resin portion 103 is formed, and the second resin portion 104, when the measured chromaticity does not fall within the predetermined range.
- the third resin portion 105 by forming the third resin portion 105 and shifting the chromaticity of the light emitting device 100, it is possible to keep the chromaticity of the light emitting device 100 within a predetermined range.
- the exposed portion 131 is present in the first resin portion 103, even after the second resin portion 104 is provided, the first resin portion 103 of the portion corresponding to the exposed portion 131 using a laser beam or the like. Can be removed, which also makes it possible to adjust the chromaticity.
- the second resin portion 104 may not be in contact with the first resin portion 103.
- the entire surface of the first resin portion 103 is the exposed portion 131.
- the second resin portion 104 is in contact with the substrate 101 in a state in which the second resin portion 104 is in contact with the surface of the adjacent substrate 101 beyond the end of the first resin portion 103. It may be arranged.
- the tip end portion of the first resin portion 103 is covered by the second resin portion 104, but a portion of the tip end portion of the first resin portion 103 is the second resin
- the first resin portion 103 is exposed without being covered by the portion 104, and includes the exposed portion 131.
- the second resin portion 104 and the third resin portion 105 may be arranged concentrically. Even in this case, the first resin portion 103 is provided with the exposed portion 131.
- the second resin portion 104 and the third resin portion 105 may be arranged in a dot shape (island shape) between the adjacent first resin portions 103.
- the order of forming the first resin portion 103, the second resin portion 104, and the third resin portion 105 is not particularly limited, and a liquid for forming the first resin portion 103 and a liquid for forming the second resin portion 104 After the second resin and the liquid third resin forming the third resin portion 105 are applied, the first resin portion to the third resin portion may be cured at one time.
- Reference Signs List 100 light emitting device 101 substrate 102 light emitting element 103 first resin portion 104 second resin portion 105 third resin portion 121 individual light axis 131 exposed portion
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Abstract
基板（１０１）と、基板（１０１）に取り付けられる発光素子（１０２）と、光変換物質を含有し、発光素子（１０２）を覆う第一樹脂部（１０３）と、第一樹脂部（１０３）とは光を変換する性能の異なる第二樹脂部（１０４）とを備え、第二樹脂部（１０４）は、発光素子（１０２）の間に存在する基板（１０１）の表面に接触した状態で配置され、第一樹脂部（１０３）は、第二樹脂部に覆われない露出部（１３１）を備える。
Description
本発明は、発光装置、および、発光装置の製造方法に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子は、高効率で省スペースな光源として各種機器に広く利用されている。例えば、ＬＥＤを備えた発光装置は、照明用光源、または、液晶ディスプレイのバックライト用光源などとして利用されている。
このようなＬＥＤなどの固体発光素子を用いて白色光を得るには、例えば青色光を発する青色ＬＥＤと、ＬＥＤから放射される青色光（励起光）で励起されて黄色光を蛍光発光する黄色蛍光体とを組み合わせることで擬似的に白色光を得ている。
ここで、ＬＥＤが放射する光を蛍光体に照射するために、蛍光体を分散状態で含有する透明な樹脂でＬＥＤを覆うことが行われている。さらに、発光装置間の色度の相違を抑制（いわゆるカラーマッチング）するために、前記樹脂の表面の一部に異なる蛍光体を含有する樹脂などを塗布などにより取り付けて疑似白色光の色度を調整している（特許文献１参照）。
ところが、第１の樹脂の表面に第２の樹脂が形成された場合、第１の樹脂と第２の樹脂との接合強度が弱く、周囲環境の周期的な変化などにより第１の樹脂から第２の樹脂が経時的に剥離していく場合や、脱落してしまう場合などがある。
一方、第１の樹脂の表面全体を第２の樹脂で基板に達するまで覆う方法も考えられるが、この場合、ある程度の接着強度は確保できるものの、第２の樹脂の膜厚を均等にすることが困難となり色度配光分布にむらが発生する場合がある。また、第２の樹脂の膜厚を型などを用いて均等にすることは可能であるが、第２の樹脂の膜厚の微調整を行うことができず色度を調整することが困難となる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、色度を調整するために第２の樹脂を取り付ける場合でも第２の樹脂の剥離が抑制され、かつ、容易に色度を調整することができる発光装置の提供、および、このような発光装置の製造方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明にかかる発光装置は、基板と、前記基板の表面に取り付けられる複数の発光素子と、前記発光素子が放射する光に基づき前記光とは異なる光を放射する光変換物質を含有し、前記発光素子を覆う第一樹脂部と、光変換物質を含有し、前記第一樹脂部とは光を変換する性能の異なる第二樹脂部とを備え、前記第二樹脂部は、隣接する前記発光素子の間に存在する前記基板の表面に接触した状態で配置され、前記第一樹脂部は、前記第二樹脂部に覆われない露出部を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる発光装置の製造方法は、基板と、前記基板の表面に取り付けられる複数の発光素子と、前記発光素子が放射する光に基づき前記光とは異なる光を放射する光変換物質を含有し、前記発光素子を覆う第一樹脂部とを備える発光装置の製造方法であって、隣接する前記発光素子の間に存在する前記基板の表面に接触した状態、かつ、前記第一樹脂部は、前記第二樹脂部に覆われない露出部を備えた状態となるように、前記第一樹脂部とは光を変換する性能の異なる第二樹脂部を形成することを特徴とする。
本発明によれば、色度を調整するための第二樹脂部の接合強度を向上させることができ、経時的に色度の安定した発光装置を提供することができる。
次に、本発明に係る発光装置、および、発光装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明に係る発光装置、および、発光装置の製造方法の一例を示したものに過ぎない。従って本発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
［発光装置］
図１は、発光装置を上方から示す平面図である。
図１は、発光装置を上方から示す平面図である。
図２は、発光装置の一部を省略して示す断面図である。
これらの図に示すように、発光装置１００は、基板１０１の表面に複数個取り付けられた各発光素子１０２に電力を供給して点灯させ、光を放射する装置であり、基板１０１、および、発光素子１０２の他、第一樹脂部１０３と、第二樹脂部１０４とを備えている。本実施の形態の場合、発光装置１００はさらに、第三樹脂部１０５を備えている。
基板１０１は、発光素子１０２を所定の配置で保持し、保持した各発光素子１０２に電力を供給するための電線（図示せず）を備える板状の部材である。基板１０１の形状は特に限定されるものではない。また、基板１０１を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、メタル、樹脂、セラミック、ガラス等を例示することができる。
基板１０１は、発光素子１０２から基板１０１側に向かって放射される光を導光し、発光素子１０２の間から導光した光を発光素子１０２が取り付けられた面から放射することができる導光部を備えるものが好ましい。本実施の形態の場合、基板１０１全体が導光部として機能している。このような導光部としては、例えばアルミナを焼成させて得られる白色のセラミック基板を挙示することができ、基板１０１の一部に導光部が存在してもよい。このような導光部は、発光素子１０２から基板１０１に向かって放射された光を散乱（乱反射）させながら導光し、発光素子１０２の間から光を放射させることができるものである。
上記性能を備えた基板１０１によれば、基板１０１に接触した状態で配置される第二樹脂部１０４や第三樹脂部１０５に発光素子１０２から放射された光が第一樹脂部１０３を透過することなく直接入射するため、発光装置１００全体の色度を効果的に調整することができるようになる。
また、基板１０１を構成する樹脂としては、具体的に例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ、ポリイミド等を挙示することができる。樹脂製の基板１０１の場合可撓性を備えることが可能となる。
また、基板１０１を構成する金属としては、具体的に例えば、アルミニウム合金基板、鉄合金、銅合金等を挙示することができる。なお、基板１０１が金属製の場合、発光素子１０２との絶縁を確保するため、基板１０１は、発光素子１０２と金属部分との間に絶縁膜（レジスト）を備える場合がある。なお、絶縁膜は、発光装置１００の発光効率を向上させるため高い反射率を有するもの、例えば、白色レジストなどが好ましい。
発光素子１０２は、基板１０１の表面に取り付けられ、基板１０１に設けられた配線を用いて供給された電力に基づき単一波長、または、ほぼ単一波長の光を放射する部品である。発光素子１０２は、具体的に例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。本実施の形態の場合、発光素子１０２は、無機系半導体からなる発光ダイオードであり、一つの発光素子１０２の配光における最も光度の高い部分の方向を示す光軸は、発光素子１０２が取り付けられている基板１０１の面と交差（直交）するように取り付けられている。なお、発光素子１０２は、基板１０１側にも光を放射している。なお、本明細書、および、請求の範囲において、前記光軸を個別光軸１２１と記す。これは、発光装置１００全体の光軸と区別するためである。
発光素子１０２は、黄色よりも短波長の光を放射するものであり、具体的には青色の光を放射するものである。また、発光素子１０２は、パッケージ化されていない半導体素子（いわゆるベアチップ）であり、基板１０１に直接実装されている。従って本実施の形態の場合、発光装置１００は、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造である。
第一樹脂部１０３は、発光素子１０２が放射する光に基づき発光素子１０２が放射する光とは異なる光を放射する光変換物質を含有する樹脂部材である。また、第一樹脂部１０３は、第二樹脂部１０４に覆われない露出部１３１を備えている。
本実施の形態の場合、発光素子１０２は、仮想的な円形の領域内に収まるようにマトリクス状に配置されており、第一樹脂部１０３は、複数の発光素子１０２の並びである発光素子列を線状に覆っている。従って発光装置１００全体としては、第一樹脂部１０３は、第一樹脂部１０３の延在方向と交差する方向に並んで複数箇所に配置されるものとなっている。また、隣接する第一樹脂部１０３の間は、第二樹脂部１０４が無ければ基板１０１が露出する部分が線状に存在している。ここで、線状とは、本明細書、および、請求の範囲においては直線ばかりでなく、曲線や屈曲線も含む意味で用いている。
また第一樹脂部１０３は、第一樹脂部１０３の延在方向に直交する断面が略半円形状の山脈状の形状を備えており、第二樹脂部１０４が接触している裾部よりも基板１０１から遠い部分である突端部が稜線に沿って延び、当該部分が露出部１３１となっている。また、露出部１３１は、発光素子１０２の個別光軸１２１と交差する位置に配置されている。これにより、第一樹脂部１０３に含まれる光変換物質が第二樹脂部１０４や第三樹脂部１０５よりも多くの光を放射することができるものとなっている。
第一樹脂部１０３が備える光変換物質は、発光素子１０２が放射する光によって励起されて発光素子１０２が放射する光とは異なる波長の光を放射する蛍光物質、および、発光素子１０２が放射する光または蛍光物質が放射する光の一部の波長を吸収する（透過させない）顔料や染料などのフィルタ物質のうちの少なくとも一方の物質を含むものである。
本実施の形態の場合、第一樹脂部１０３が備える光変換物質は、蛍光物質を含んでいる。蛍光物質は、発光素子１０２が放射する光（青色）によって励起されて蛍光発光し、発光素子１０２が発する光とは異なる色（黄色）の光を放射する。以上により、発光装置１００全体としては、発光素子１０２が放射する青色の光と光変換物質によって放射される黄色の光の両方を放射するものであり、これらの光を一度に看取する人は、白色光（擬似的な）が照射されていると認識する。なお、第一樹脂部１０３が備える光変換物質は、複数種類の蛍光物質を含んでいてもよく、異なる種類の蛍光の光量の比率を変えることで白色光の色度を効果的に調整することが可能となる。
第一樹脂部１０３を構成する樹脂は、光変換物質を分散状態で保持し、発光素子１０２が放射する光や光変換物質が変換した光を透過させることができる透光性を有している。具体的に例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等を挙示することができる。
光変換物質としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の蛍光物質を例示することができる。当該ＹＡＧは、発光素子１０２が放射する青色の光に基づき黄色の光を放射することができる物質である。また、光変換物質として含まれる他の蛍光物質としては、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）を挙示することができる。これは、発光素子１０２が放射する光に基づき赤色を放射する物質であり、発光装置１００が全体として放射する光のスペクトルを調整し、擬似的な白色光の色度を調整する。さらに、光変換物質は、緑色を放射する蛍光物質などを加えて、または、代替的に含んでいてもよい。
第一樹脂部１０３はさらに、光拡散材を分散的に含んでいてもよい。光拡散材は例えばシリカなどの微粒子であり、これにより発光素子１０２は放射する光や光変換物質で変換された光が散乱（乱反射）し、発光素子１０２の個々の存在感が薄れ、発光装置１００全体として面状に光が放射するような印象を人に与えることができる。
第二樹脂部１０４は、隣接する発光素子１０２の間に存在する基板１０１の表面に接触し発光素子１０２には直接接することのない状態で配置され、光変換物質を含有し、第一樹脂部１０３とは光を変換する性能の異なる樹脂部材である。ここで、「光を変換する性能が異なる」とは、同一の光を入射させ、同一の条件で第一樹脂部１０３、および、第二樹脂部１０４から放射される光の全体を看取や測定した際に、異なる印象や色度、スペクトルなどが得られる場合を意味する。従って、第一樹脂部１０３と第二樹脂部１０４とが同種の樹脂、および、同種の光変換物質からなるものであったとしても、光変換物質の濃度が異なる場合などは、光を変換する性能が異なることになる。
本実施の形態の場合第二樹脂部１０４は、並んで配置される山脈状の隣接する第一樹脂部１０３と基板１０１とで形成される谷部を充填するように配置されており、両側に存在する第一樹脂部１０３の裾部と接触した状態で配置されている。つまり、第二樹脂部１０４は、発光素子１０２の個別光軸１２１と交差しない位置に配置されており、第二樹脂部１０４の内方に発光素子１０２は存在していない。このように、第二樹脂部１０４の一部を基板１０１に接触させることで第一樹脂部１０３と接触する場合以上の接合強度を基板１０１との間で得ることができ、発光装置１００から第二樹脂部１０４が剥がれ落ちる現象を抑制することが可能となる。また、個別光軸１２１から外れた位置に配置することで、第一樹脂部１０３の表面上の一部に光を変換する性能が異なる第二樹脂部１０４を配置した場合でも、発光装置１００全体としての色度配光分布のむらの発生を抑制することができる。従って、発光装置１００の色度の調整を容易に行うことができ、調整後の色度を長時間維持することが可能となる。
また、第二樹脂部１０４は、発光素子１０２の間に第一樹脂部１０３に沿って線状に延び、かつ、隣接する第一樹脂部１０３の間を充填するように配置されている。これにより、第二樹脂部１０４をドット状に配置するよりも安定した形状、および、安定した量で配置することができ、第二樹脂部１０４により調整した色度を安定させることができる。
また、第二樹脂部１０４は、図３に斜視図で示すように、基板１０１と交差する仮想的な対称面１４１で面対称となるように配置されている。対称面１４１は、少なくとも２面存在している。さらに、二つの対称面１４１の交線は、発光装置１００全体の光軸（以下、個別光軸と区別するために全体光軸１２２と記す）と一致している。このように第二樹脂部１０４を面対称に配置することにより発光装置１００の色度配光分のむらを効果的に抑制することができる。
第二樹脂部１０４は、第一樹脂部１０３よりも長波長の光を放射するような光変換物質を備えている。ここで、長波長の光を放射するとは、第二樹脂部１０４が放射する光のスペクトルのピークは、第一樹脂部１０３の放射する光のスペクトルのピークよりも長波長側にあることを意味している。具体的には、第二樹脂部１０４が備える光変換物質として赤色を放射する蛍光物質を含んでおり、当該赤色を放射する蛍光物質の濃度が第一樹脂部１０３が備える赤色を放射する蛍光物質の濃度よりも濃い、または、第二樹脂部１０４は光変換物質として赤色を放射する蛍光物質のみを備える場合などである。
第二樹脂部１０４が備える樹脂は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合は、第一樹脂部１０３が備える樹脂と同種のものが用いられている。
第三樹脂部１０５は、光変換物質を含有し、第一樹脂部１０３、および、第二樹脂部１０４とは光を変換する性能の異なる樹脂部材である。第三樹脂部１０５は、第二樹脂部１０４と同様に、並んで配置される山脈状の隣接する第一樹脂部１０３と基板１０１とで形成される谷部を充填するように配置されており、両側に存在する第一樹脂部１０３の裾部と接触した状態で配置されている。
このように、第一樹脂部１０３と共に光を変換する性能が異なる第二樹脂部１０４と第三樹脂部１０５とを配置することで、図４のｘｙ色度図で例示するように、第二樹脂部１０４、および、第三樹脂部１０５が配置されていない状態の発光装置１００の初期色度Ｂを目標色度Ａに容易にシフトさせることが可能となる。つまり、第二樹脂部１０４を形成することにより発光装置１００の色度がシフトする方向と大きさを示す色度シフトベクトル１０４ａと、第三樹脂部１０５を形成することにより発光装置１００の色度がシフトする方向と大きさを示す色度シフトベクトル１０５ａとにより、あたかもベクトルの和のように発光装置１００の初期色度Ｂを目標色度Ａに容易にシフトさせることが可能となる。従って、発光装置１００相互間の色度の調整を容易にすることが可能となる。
本実施の形態の場合、第三樹脂部１０５は、発光素子１０２の間であって第二樹脂部１０４に沿うように線状（直線、または、曲線を含む）に延びて配置されている。また、第三樹脂部１０５は、第二樹脂部１０４の対称面１４１と同じ面で面対称となっている。さらに第一樹脂部１０３も、第二樹脂部１０４の対称面１４１と同じ面で面対称となっている。これらにより、発光装置１００の色度配光分布のムラを抑制しつつ、高い自由度で発光装置１００の色度を調整することが可能となる。
なお、第二樹脂部１０４と第三樹脂部１０５とはできる限り交互に配置することが望ましい。このような配置により発光装置１００の色度配光分布のむらの発生を抑制することが可能となる。
［発光装置の製造方法］
本実施の形態における発光装置１００は、例えば、次のようにして製造することができる。
本実施の形態における発光装置１００は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、所定の配線が施された基板１０１に発光素子１０２表面実装する。表面実装には、発光素子１０２と基板１０１に設けられた配線とをワイヤボンディングする工程も含まれる場合がある。
次に、線状に並んだ発光素子１０２である発光素子列を覆うように第一樹脂部１０３を形成する。具体的には、第一樹脂部１０３を形成する液状の第一樹脂をノズルから吐出しながらノズルと発光素子１０２とを発光素子列に沿って相対的に移動させることにより塗布し、塗布した樹脂を硬化させる方法を挙示することができる。
次いで、この状態の発光装置１００を定格の電力で発光させ、発光装置１００の色度を測定する（なお、発光装置１００の色度が既知である場合、本工程をここで実施する必要は無い。）。そして、測定された色度である初期色度Ｂと目標とする色度である目標色度Ａに基づき（図４参照）、第二樹脂部１０４の状態、第三樹脂部１０５の状態を決定する。第二樹脂部１０４の状態、第三樹脂部１０５の状態とは、第二樹脂部１０４、および、第三樹脂部１０５のそれぞれを形成することにより発光装置１００の色度がシフトする方向と大きさを示す色度シフトベクトルを決定するパラメータも含むものである。具体的に例えばそのパラメータには、光変換物質の種類や濃度、全体の量、第二樹脂部１０４や第三樹脂部１０５の配置状態などが含まれる。
また、第二樹脂部１０４が、図４に示すｘｙ色度図上で前記初期色度Ｂよりもｙ座標値が小さい光に変換するものである場合、つまり、第一樹脂部１０３の光変換物質よりも長波長の光を放出するもの（赤色蛍光体や、赤より短波長のカットフィルタ等）である場合、第二樹脂部１０４を第一樹脂部１０３と基板１０１とで形成される谷部に充填することにより、発光装置１００の色度をｘｙ色度図上でｙ値がマイナスとなる方向にシフトさせることが可能となる。これは、第二樹脂部１０４の光を変換する性能、および、発行素子１０２に対する第二樹脂部１０４の形状と位置の相互効果によるものである。
さらに、隣接配置される第一樹脂部１０３の間に第二樹脂部１０４を配置することにより発光装置１００の色度のシフト量を調整できるばかりでなくシフト方向を調整することが可能となる。これは、本発明者による新しい知見である。具体的に例えば、発光装置１００の色度を目標色度Ａにするための第二樹脂部１０４の状態を決定するに際し、状態のパラメータの一つである色度のシフト方向（例えば図４に１４１ａ、１４２ａで示す）を第二樹脂部１０４が備える光変換物質の濃度に基づき決定することができる。さらに、決定された濃度の光変換物質を含有する第二樹脂部１０４の量、すなわち第二樹脂部１０４を形成することにより基板１０１の表面上に存在する第二樹脂部１０４の光変換物質の総量に基づき状態のパラメータの他の一つである色度のシフト量を決定することができる。
これにより、光変換物質の種類や濃度、第二樹脂部１０４の塗布量が所定の範囲に制限されている場合でも、ｘｙ色度図において初期色度Ｂに対する設定可能な目標色度Ａの領域を広げることができ、表示装置１００相互間の色度調整を容易に行うことが可能となる。
また本実施の形態の場合、第三樹脂部１０５が備える光変換物質は、先に測定した発光装置１００の色度よりもｙ座標が大きいものであって、第二樹脂部１０４の光変換物質よりも短波長の光（たとえば、黄色や黄緑色の光り）を放射するものを用いるのが好ましい。
これらにより、２つの色度シフトベクトルを用いて発光装置１００の色度を調整することができ、任意の方向に色度シフトさせて発光装置１００全体の色度をきめ細かに調整することが可能となる。
次に、決定したパラメータに基づき、隣接する第一樹脂部１０３の間に露出する基板１０１に接触するように第二樹脂部１０４を形成する。この場合、第二樹脂部１０４を形成するための液状の樹脂を用意し、隣接する第一樹脂部１０３の間に樹脂を充填するようにして第二樹脂部１０４を形成することが好ましい。なお、液状の樹脂を塗布する方法としては、ジェットディスペンサ法を例示することができる。
次いで、第二樹脂部１０４の形成と同様に、第三樹脂部１０５を形成する。なお、第二樹脂、および、第三樹脂を塗布後一括して硬化させることで第二樹脂部１０４と第三樹脂部を形成してもかまわない。
以上により、所望の色度の光を放射することができる発光装置１００が製造される。
［発光装置の作用効果］
本実施の形態における発光装置１００では、隣接する第一樹脂部１０３の間の基板１０１の表面に、第二樹脂部１０４および第三樹脂部１０５が接触した状態で形成されているため、第二樹脂部１０４、および、第三樹脂部１０５が強固に保持され、経時的に安定した状態で所望の色度の光が放射される。また発光装置１００全体の色度を容易に調整することができるため、発光装置１００相互間での色度の差を可及的に少なくすることができ、安定した製品を容易に提供することが可能となる。つまり、第一樹脂部１０３までが形成された発光装置１００について発光素子１０２を発光させて色度を測定し、測定した色度が所定の範囲内に入っていない場合、第二樹脂部１０４、加えて第三樹脂部１０５を形成して発光装置１００の色度をシフトさせることで、発光装置１００の色度を所定の範囲内に収めることが可能となる。
本実施の形態における発光装置１００では、隣接する第一樹脂部１０３の間の基板１０１の表面に、第二樹脂部１０４および第三樹脂部１０５が接触した状態で形成されているため、第二樹脂部１０４、および、第三樹脂部１０５が強固に保持され、経時的に安定した状態で所望の色度の光が放射される。また発光装置１００全体の色度を容易に調整することができるため、発光装置１００相互間での色度の差を可及的に少なくすることができ、安定した製品を容易に提供することが可能となる。つまり、第一樹脂部１０３までが形成された発光装置１００について発光素子１０２を発光させて色度を測定し、測定した色度が所定の範囲内に入っていない場合、第二樹脂部１０４、加えて第三樹脂部１０５を形成して発光装置１００の色度をシフトさせることで、発光装置１００の色度を所定の範囲内に収めることが可能となる。
また、発光装置１００が放射する光の色度配光分布のむらの発生を可及的に抑制することが可能となる。
また、第一樹脂部１０３に露出部１３１が存在しているため、第二樹脂部１０４を設けた後であってもレーザー光などを用いて露出部１３１に該当する部分の第一樹脂部１０３を除去することができ、これによっても色度を調整することが可能となる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
例えば、図５に示すように、第二樹脂部１０４は、第一樹脂部１０３に接触しなくともよい。第三樹脂部１０５も同様である。この場合、第一樹脂部１０３の全表面が露出部１３１となる。
また、図６に示すように、第二樹脂部１０４は、一部が基板１０１に接触するとともに、第一樹脂部１０３の突端部を越え、かつ、隣接する基板１０１の表面に接触する状態で配置されてもよい。この場合、図７で上方から示すように、第一樹脂部１０３の一部の突端部は第二樹脂部１０４に覆われるが、第一樹脂部１０３の突端部の一部は、第二樹脂部１０４に覆われずに露出し、第一樹脂部１０３は、露出部１３１を備えることになる。さらに、図８に示すように、第二樹脂部１０４、第三樹脂部１０５を同心円状に配置してもかまわない。この場合でも第一樹脂部１０３は露出部１３１を備えている。
また、第二樹脂部１０４、第三樹脂部１０５は、隣接する第一樹脂部１０３の間にドット状（島状）に配置してもかまわない。
また、第一樹脂部１０３、第二樹脂部１０４、第三樹脂部１０５の形成順に特に制限は無く、第一樹脂部１０３を形成する液状の第一樹脂、第二樹脂部１０４を形成する液状の第二樹脂、第三樹脂部１０５を形成する液状の第三樹脂を塗布した後、第一樹脂部から第三樹脂部を一括して硬化させてもかまわない。
１００ 発光装置
１０１ 基板
１０２ 発光素子
１０３ 第一樹脂部
１０４ 第二樹脂部
１０５ 第三樹脂部
１２１ 個別光軸
１３１ 露出部
１０１ 基板
１０２ 発光素子
１０３ 第一樹脂部
１０４ 第二樹脂部
１０５ 第三樹脂部
１２１ 個別光軸
１３１ 露出部
Claims (9)
- 基板と、
前記基板の表面に取り付けられる複数の発光素子と、
前記発光素子が放射する光に基づき前記光とは異なる光を放射する光変換物質を含有し、前記発光素子を覆う第一樹脂部と、
光変換物質を含有し、前記第一樹脂部とは光を変換する性能の異なる第二樹脂部とを備え、
前記第二樹脂部は、隣接する前記発光素子の間に存在する前記基板の表面に接触した状態で配置され、
前記第一樹脂部は、前記第二樹脂部に覆われない露出部を備える発光装置。 - 前記第二樹脂部は、前記第一樹脂部の裾部と接触し、
前記第一樹脂部の前記露出部は、前記裾部よりも前記基板から遠い部分である突端部に配置される請求項１に記載の発光装置。 - 前記第二樹脂部は、前記第一樹脂部の前記突端部を越え、かつ、隣接する前記基板の表面に接触する状態で配置され、
前記第一樹脂部の前記突端部の一部は、前記第二樹脂部に覆われずに露出している請求項２に記載の発光装置。 - 前記第二樹脂部は、前記第一樹脂の表面上、かつ、前記発光素子の光軸である個別光軸と交差しないように配置される請求項３に記載の発光装置。
- さらに、
光変換物質を含有し、前記第一樹脂部、および、前記第二樹脂とは光を変換する性能の異なる第三樹脂部とを備え、
前記第三樹脂部は、隣接する前記発光素子の間に存在する前記基板の表面に接触した状態で配置され、
前記第一樹脂部は、前記第二樹脂部、および、前記第三樹脂部に覆われない露出部を備える請求項１～４のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基板は、前記基板の内方から前記第二樹脂部に向かって前記発光素子が放射した光を反射により放出させる導光部を備える請求項１～５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 基板と、前記基板の表面に取り付けられる複数の発光素子と、前記発光素子が放射する光に基づき前記光とは異なる光を放射する光変換物質を含有し、前記発光素子を覆う第一樹脂部とを備える発光装置の製造方法であって、
隣接する前記発光素子の間に存在する前記基板の表面に接触した状態、かつ、前記第一樹脂部は、前記第二樹脂部に覆われない露出部を備えた状態となるように、前記第一樹脂部とは光を変換する性能の異なる第二樹脂部を形成する発光装置の製造方法。 - 前記第二樹脂部を形成する前に、
前記発光素子を点灯させて色度を測定し、測定結果である初期色度と目標色度との差に応じて形成すべき第二樹脂部の状態を決定する請求項７に記載の発光装置の製造方法。 - 前記第二樹脂部が、ｘｙ色度図上で前記目標色度よりもｙ座標値が小さい光に変換するものである場合において、
前記第二樹脂部の状態を決定するに際し、状態のパラメータの一つである色度のシフト方向は、前記第二樹脂部が備える光変換物質の濃度に基づき決定し、状態のパラメータの他の一つである色度のシフト量は、形成される前記第二樹脂部の量に基づき決定する請求項８に記載の発光装置の製造方法。
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