WO2021166684A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the embodiment relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
- a light emitting device including a substrate, a light emitting element provided on the substrate, a wavelength conversion layer provided on the light emitting element, and a wall containing a light reflecting material surrounding the wavelength conversion layer has been known. There is. In such a light emitting device, there is a desire to prevent light from propagating into the wall and leaking the light propagating into the wall from the upper surface of the wall.
- An object of the embodiment is to provide a light emitting device capable of suppressing light leakage from the upper surface of a wall and a method for manufacturing the same.
- the light emitting device is provided on a substrate, a light emitting element provided on the substrate and emitting the first light, and a second light emitting element provided on the light emitting element by wavelength-converting a part of the first light.
- a wavelength conversion layer containing a plurality of wavelength conversion particles that emit light, a light-transmitting plate provided above the wavelength conversion layer, the wavelength conversion layer, and the light-transmitting plate are surrounded, and an inner surface of the light-transmitting plate is formed.
- a wall in contact with a side surface and containing a light-reflecting material is provided, the upper portion of the wavelength conversion layer has irregularities due to the wavelength conversion particles, and an air layer is provided between the wavelength conversion layer and the light transmissive plate. ing.
- the method for manufacturing the light emitting device includes a step of placing a light emitting element that emits the first light on a substrate, and a second light by wavelength-converting a part of the first light on the light emitting element.
- the wavelength conversion layer is arranged so that the upper portion has irregularities due to the wavelength conversion particles, and the wavelength conversion layer has an air layer between the wavelength conversion layers.
- the embodiment it is possible to provide a light emitting device capable of suppressing light leakage from the upper surface of the wall and a method for manufacturing the same.
- FIG. 2 is an enlarged end view showing a part of a light emitting element, a part of a wavelength conversion layer, and a part of a light transmitting plate in FIG. 2A. It is an end view which illustrates the path of light in the end face in line II-II of FIG.
- FIG. 2A It is a figure which illustrates the path of light in the end face which shows a part of a light emitting element, a part of a wavelength conversion layer, and a part of a light-transmitting plate in FIG. 2A in an enlarged manner. It is a figure which shows the manufacturing method of the light emitting device which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the manufacturing method of the light emitting device which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the manufacturing method of the light emitting device which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the manufacturing method of the light emitting device which concerns on 1st Embodiment.
- the light emitting device is provided on a substrate, a light emitting element provided on the substrate and emitting the first light, and a second light emitting element provided on the light emitting element by wavelength-converting a part of the first light.
- a wavelength conversion layer containing a plurality of wavelength conversion particles that emit light, a light-transmitting plate provided above the wavelength conversion layer, the wavelength conversion layer, and the light-transmitting plate are surrounded, and an inner surface of the light-transmitting plate is formed.
- a wall in contact with a side surface and containing a light-reflecting material is provided, the upper portion of the wavelength conversion layer has irregularities due to the wavelength conversion particles, and an air layer is provided between the wavelength conversion layer and the light transmissive plate. ing.
- the method for manufacturing the light emitting device includes a step of placing a light emitting element that emits the first light on a substrate, and a second light by wavelength-converting a part of the first light on the light emitting element.
- the wavelength conversion layer is arranged so that the upper portion has irregularities due to the wavelength conversion particles, and the wavelength conversion layer has an air layer between the wavelength conversion layers.
- the XYZ Cartesian coordinate system is adopted in the present specification.
- the Z direction is also referred to as “upward”.
- the direction opposite to the Z direction is also referred to as "downward”.
- One direction orthogonal to the Z direction is called the "X direction”.
- the direction orthogonal to the Z direction and the X direction is referred to as the "Y direction”.
- a direction orthogonal to the Z direction such as the X direction and the Y direction is also referred to as a "lateral direction”.
- FIG. 1 is a top view showing a light emitting device according to the present embodiment.
- FIG. 2A is a diagram showing an example of an end face on the line II-II of FIG.
- FIG. 2B is a diagram showing another example of the end face on the line II-II of FIG.
- the light emitting device 100 includes a substrate 110, a light emitting element 120, a wavelength conversion layer 130, a light transmitting plate 140, and a wall 150.
- the light emitting element 120 is provided on the substrate 110 and emits the first light L1.
- the wavelength conversion layer 130 is provided on the light emitting element 120.
- the wavelength conversion layer 130 includes a plurality of wavelength conversion particles 131 that emit a second light L2 by wavelength-converting a part of the first light L1.
- the light transmitting plate 140 is provided above the wavelength conversion layer 130.
- the wall 150 surrounds the wavelength conversion layer 130 and the translucent plate 140.
- the inner surface 150b of the wall 150 is in contact with the side surface 140c of the translucent plate 140.
- the wall 150 contains a light-reflecting material.
- the upper part of the wavelength conversion layer 130 has irregularities due to the wavelength conversion particles 131.
- An air layer 130k is provided between the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140.
- the substrate 110 is, for example, a wiring board in which wiring connected to the light emitting element 120 is provided in a base material made of a resin material.
- the base material of the substrate 110 is not limited to this, and ceramics or the like may be used.
- the surface of the substrate 110 includes an upper surface 110a and a lower surface 110b.
- the upper surface 110a and the lower surface 110b are flat surfaces and are substantially parallel to the X and Y directions.
- the shape of the substrate 110 in the top view is a quadrangle.
- the shape of the substrate 110 in the top view is not limited to this.
- Three light emitting elements 120 are placed on the upper surface 110a of the substrate 110.
- the three light emitting elements 120 are arranged along the X direction.
- the number of light emitting elements 120 provided on the substrate 110 is not particularly limited as long as it is 1 or more.
- the plurality of light emitting elements 120 may be arranged not only in the X direction but also in the Y direction.
- the shape of each light emitting element 120 in the top view is a quadrangle.
- the shape of the light emitting element 120 is not limited to this.
- the light emitting element 120 is an LED (Light Emitting) in which the surface side of the semiconductor layer laminated on the growth substrate of the light emitting element 120 is mounted on the substrate 110 (FD (Face Down) mounted).
- Diode Light emitting diode
- a conductive bonding member 160 is provided between each light emitting element 120 and the substrate 110. Each light emitting element 120 is bonded to the substrate 110 by a bonding member 160.
- the light emitting element 120 emits blue light as the first light L1.
- the color of the first light L1 is not limited to blue.
- a light-shielding layer 170 is provided between each light emitting element 120 and the substrate 110.
- the light-shielding layer 170 includes a base material made of a resin material and a plurality of fillers dispersed in the base material.
- a resin material a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- a light-reflecting material such as titanium oxide (TiO 2) can be used.
- TiO 2 titanium oxide
- the light-shielding layer 170 may not be provided between each light emitting element 120 and the substrate 110.
- FIG. 3 is an enlarged end view showing a part of the light emitting element, a part of the wavelength conversion layer, and a part of the light transmitting plate in FIG. 2A.
- a wavelength conversion layer 130 is provided on the upper surface of each light emitting element 120.
- the wavelength conversion layer 130 has a plurality of wavelength conversion particles 131.
- the upper portion of the wavelength conversion layer 130 has irregularities due to the plurality of wavelength conversion particles 131.
- the wavelength conversion particle 131 As the wavelength conversion particle 131, a yellow phosphor that absorbs the blue first light L1 and emits the yellow second light L2 can be used.
- the wavelength conversion layer 130 emits the second light L2 and transmits a part of the first light L1. Therefore, the light emitting device 100 emits white light in which the first light L1 and the second light L2 are mixed.
- the wavelength conversion particle 131 does not have to be a yellow phosphor.
- a red phosphor that converts the wavelength of the first light L1 to emit red light a green phosphor that converts the wavelength of the first light L1 to emit green light, and the like may be used.
- the light emitting device 100 can emit white light by mixing the red color of the light emitted by the red phosphor, the green color of the light emitted by the green phosphor, and the blue color of the first light L1. Further, the light emitting device 100 may emit a single color other than white.
- the wavelength conversion particles 131 are covered with a glass layer 132.
- the glass layer 132 is made of silica (SiO 2 ).
- the glass layer 132 binds the wavelength conversion particles 131 to each other, the light emitting element 120 and the wavelength conversion particles 131, and holds the wavelength conversion particles 131 in the wavelength conversion layer 130. Further, the glass layer 132 protects the wavelength conversion particles 131 from moisture in the air and the like.
- An air layer 130k (void) is formed between the wavelength conversion particles 131 and the translucent plate 140, between the wavelength conversion particles 131, and between the light emitting element 120 and the wavelength conversion particles 131.
- the thickness of the wavelength conversion layer 130 is, for example, 20 to 200 ⁇ m.
- the diameter of the wavelength conversion particles 131 is, for example, 2 to 23 ⁇ m, and for example, 5 to 15 ⁇ m.
- the thickness of the glass layer 132 is, for example, 1 to 5 ⁇ m.
- the configuration of the wavelength conversion layer 130 is not limited to the above as long as at least the upper portion has irregularities due to the wavelength conversion particles 131.
- the wavelength conversion particles 131 may not be covered with the glass layer 132.
- the wavelength conversion particles 131 may be bonded to each other, the light emitting element 120 and the wavelength conversion particles 131 by a binder made of a resin material such as a silicone resin, and the wavelength conversion particles 131 may be held in the wavelength conversion layer 130.
- the wavelength conversion particles 131 may be held in the wavelength conversion layer 130 by adhering the wavelength conversion particles 131 to each other, the light emitting element 120 and the wavelength conversion particles 131 by electrostatic adhesion without using a binder.
- a light transmitting plate 140 is provided above the wavelength conversion layer 130.
- the light transmitting plate 140 protects the wavelength conversion layer 130 from dust, moisture in the air, and the like.
- the translucent plate 140 has translucency with respect to the second light L2 emitted from the wavelength conversion layer 130. “Translucency” means transmitting 40% or more, preferably 60% or more, more preferably 80% or more of the second light L2.
- a translucent material such as glass, sapphire, or a silicone molded product can be used.
- the shape of the translucent plate 140 is a rectangular parallelepiped.
- the surface of the translucent plate 140 includes an upper surface 140a, a lower surface 140b, and a side surface 140c.
- the upper surface 140a is a flat surface.
- the upper surface 140a is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110. "Parallel" does not mean that they are strictly parallel, but includes variations in the manufacturing process, and may be substantially parallel.
- the lower surface 140b is located on the opposite side of the upper surface 140a and faces the wavelength conversion layer 130.
- the lower surface 140b is a flat surface and is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the side surface 140c is located between the upper surface 140a and the lower surface 140b, and is in contact with the upper surface 140a and the lower surface 140b.
- the lower surface 140b is separated from the wavelength conversion layer 130 in this embodiment. However, as shown in FIG. 2B, a part of the lower surface 140b may be in contact with the wavelength conversion layer 130.
- the side surface 140c is perpendicular to the top surface 140a.
- “Vertical” does not mean that it is strictly vertical, but includes variations in the manufacturing process, and may be substantially vertical.
- the light emitting element 120, the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140 are surrounded by the wall 150.
- the shape of the wall 150 is tubular.
- the wall 150 contains a base material made of a resin material and a plurality of fillers made of a light-reflecting material.
- a resin material of the wall 150 a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- the light-reflecting material of the wall 150 silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum (Al), silver (Ag) or the like can be used.
- the surface of the wall 150 includes an upper surface 150a, an inner surface 150b, an outer surface 150c, and a lower surface 150d.
- the upper surface 150a is a flat surface and is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the upper surface 150a is in contact with the inner surface 150b and the outer surface 150c.
- the upper surface 150a is flush with the upper surface 140a of the translucent plate 140.
- the inner surface 150b surrounds the light emitting element 120, the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140.
- the inner surface 150b is in contact with the side surface of the light emitting element 120, the lateral end of the wavelength conversion layer 130, and the side surface 140c of the translucent plate 140.
- the region including the upper end 150t located at least at the uppermost side of the inner surface 150b is in contact with the side surface 140c of the light transmitting plate 140 and is therefore perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the outer surface 150c is provided around the upper surface 150a.
- the outer surface 150c is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the shape of the outer surface 150c is not particularly limited.
- the outer surface 150c may be inclined with respect to the Z axis.
- the lower surface 150d is located on the opposite side of the upper surface 150a. In this embodiment, the lower surface 150d is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the wall 150 surrounds the light transmitting plate 140 provided above the wavelength conversion layer 130. Therefore, the upper surface 150a is located above the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130.
- the distance between the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130 and the upper surface 150a of the wall 150 is preferably 50 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less.
- the "distance between the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130 and the upper surface 150a of the wall 150" means the shortest distance between the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130 and the upper surface 150a of the wall 150 in the Z direction.
- the upper surface 150a is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110, and the region of the inner surface 150b including the upper end 150t is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110. Therefore, the angle ⁇ of the corner portion c between the upper surface 150a and the inner surface 150b is 90 degrees. However, the angle ⁇ of the corner portion c is not limited to this.
- FIG. 4A is a diagram illustrating the path of light at the end face on the line II-II of FIG.
- the wall 150 is provided around the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130. Therefore, when the light emitting element 120 is turned on, a part of the first light L1 emitted from the light emitting element 120 and a part of the second light L2 emitted from the wavelength conversion layer 130 are reflected by the wall 150.
- the brightness of the incident second light L2 becomes higher in the region adjacent to the wavelength conversion layer 130 on the inner surface 150b of the wall 150. Therefore, the second light L2 easily propagates into the wall 150 from the region of the inner surface 150b of the wall 150 adjacent to the wavelength conversion layer 130.
- the wall 150 surrounds the translucent plate 140 provided above the wavelength conversion layer 130 so that the upper surface 140a of the transmissive plate 140 and the upper surface 150a of the wall 150 are flush with each other. It is located above the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130.
- the propagated second light L2 is attenuated in the wall 150 and the second light L2 is attenuated. It is possible to suppress the light L2 from being emitted from the upper surface 150a of the wall 150. As a result, it is possible to prevent the second light L2 propagating in the wall 150 from leaking from the upper surface 150a of the wall 150.
- the angle ⁇ of the corner portion c is 90 degrees. Therefore, the wall thickness t of the corner portion c (distance between the upper surface 140a in the vicinity of the corner portion c and the inner surface 150b) can be increased as compared with the case where the angle ⁇ of the corner portion c is less than 90 degrees. As a result, even if the second light L2 propagates into the wall 150 from the region near the corner portion c of the inner surface 150b of the wall 150, the propagated second light L2 is attenuated in the wall 150 and the second light L2 is attenuated. It is possible to prevent the light L2 from leaking from the upper surface 150a.
- the region including the upper end 150t on the inner surface 150b of the wall 150 is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the light distribution angle can be narrowed, so that the brightness of the light emitting device 100 can be improved.
- FIG. 4B is a diagram illustrating a light path at an enlarged end face showing a part of a light emitting element, a part of a wavelength conversion layer, and a part of a light transmitting plate in FIG. 2A.
- the wavelength conversion particles 131 are covered with a glass layer 132. Therefore, in the wavelength conversion layer 130, when the first light L1 emitted from the light emitting element 120 and the second light L2 emitted from the wavelength conversion layer 130 try to enter the glass layer 132 from the air layer 130k, these lights are air. There is a high probability that it will be reflected at the interface between the layer 130k and the glass layer 132.
- the lateral propagation of the first light L1 and the second light L2 in the wavelength conversion layer 130 is hindered, and the light is emitted from the region directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130.
- the contrast between the region S1 directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130 and the peripheral region S2 can be increased.
- 5A to 5E are diagrams showing a method of manufacturing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light emitting element 120 is placed on the substrate 110.
- the light emitting element 120 is bonded to the substrate 110 by the conductive bonding member 160.
- a light shielding layer 170 is provided between the light emitting element 120 and the substrate 110.
- the wavelength conversion layer 130 is arranged on the light emitting element 120.
- the wavelength conversion layer 130 is arranged by spraying a slurry material containing a plurality of wavelength conversion particles 131.
- a mask material is provided around the light emitting element 120, and a slurry material is sprayed on the light emitting element 120 to remove the mask material.
- the slurry material contains polysilazane, a plurality of wavelength conversion particles 131, and an organic solvent.
- the organic solvent for example, heptane or dibutyl ether is used. It is not necessary to contain an organic solvent.
- the slurry material does not contain a resin material.
- the substrate on which the slurry material is sprayed is heated or left at room temperature to convert polysilazane into silica, and the wavelength conversion particles 131 are coated with a glass layer 132 containing silica, and air is provided between the wavelength conversion particles 131.
- the layer 130k is formed. As a result, the wavelength conversion layer 130 is formed on the light emitting element 120.
- the method of arranging the wavelength conversion layer is not limited to the above.
- the slurry material to be sprayed does not contain polysilazane and may contain a binder made of a resin material such as a silicone resin.
- the wavelength conversion layer may be arranged by electrostatically adhering the wavelength conversion particles to each other and the wavelength conversion particles and the light emitting element.
- the light transmitting plate 140 is arranged on the wavelength conversion layer 130.
- the light transmitting plate 140 is held by the holder 141, and is not adhered to the wavelength conversion layer 130 with an adhesive or the like. That is, the light transmitting plate 140 is arranged with the air layer 130k interposed between the light transmitting plate 140 and the wavelength conversion layer 130.
- the light transmitting plate 140 is arranged so that the upper surface 140a and the lower surface 140b are parallel to the upper surface 110a of the substrate 110. Further, the light transmitting plate 140 is arranged at a position where it overlaps the wavelength conversion layer 130 and the three light emitting elements 120 in a top view. With the light transmitting plate 140 arranged on the wavelength conversion layer 130, the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130 can be visually recognized from above the light transmitting plate 140. Therefore, the light transmitting plate 140 can be easily positioned with respect to the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130.
- an uncured light reflector 150F is provided so as to surround the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140.
- the uncured light-reflecting material 150F contains a base material made of an uncured resin material and a filler made of a light-reflecting material.
- a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- the light-reflecting material of the light-reflecting material 150F silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum (Al), silver (Ag) or the like can be used.
- the light reflector 150F may further contain a thickener. “Uncured” means that the light reflector 150F is at least not completely cured and is flexible enough to be deformed according to the shape of the light transmitting plate 140.
- the "light-reflecting material 150F after curing” means that the light-reflecting material 150F is completely cured, and corresponds to the wall 150.
- a frame member 180 surrounding the light transmitting plate 140 and the wavelength conversion layer 130 is provided at a position separated from the light transmitting plate 140 and the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140 and the wavelength conversion layer 130 are provided.
- a light reflector 150F may be provided between the frame member 180 and the frame member 180.
- the uncured light reflector 150F wets and spreads above the side surface 140c and is uncured.
- the upper surface 150F of the light reflector 150F is recessed in the direction approaching the substrate 110.
- the angle ⁇ of the corner portion c of the light reflecting material 150F (that is, the wall 150) after curing is smaller than 90 degrees. Therefore, in the present embodiment, the uncured light reflector 150F is provided so that the upper end of the inner surface 150Fb of the uncured light reflector 150F is at the same position in the vertical direction as the upper end of the upper surface 140a of the translucent plate 140. .. As a result, it is possible to prevent the angle ⁇ of the corner portion c from becoming less than 90 degrees.
- the upper surface 150F of the uncured light reflector 150F is flush with the upper surface 150a of the translucent plate 140 and the upper surface 180a of the frame member 180.
- the upper surface 150a of the cured light reflector 150F (that is, the wall 150) can be made parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the upper surface 150F of the uncured light reflector 150F is the substrate.
- the uncured light reflector 150F may be provided so as to be convex in the direction away from 110. In this case, the upper surface 150F may be flattened by polishing or the like after the light reflecting material 150F is cured.
- the light reflector 150F is cured.
- the base material constituting the light-reflecting material 150F is a thermosetting resin
- the light-reflecting material 150F is cured by being heated.
- the heating temperature is, for example, 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
- the curing method can be appropriately selected depending on the material constituting the light reflecting material 150F.
- the resin in the light reflecting material 150F may be composed of an ultraviolet curable resin and cured by ultraviolet rays.
- the holder 141 and the frame member 180 are removed from the substrate 110.
- the light emitting device 100 is formed in which the upper portion of the wavelength conversion layer 130 has irregularities due to the wavelength conversion particles 131 and the air layer 130k is interposed between the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140.
- FIG. 6A and 6B are diagrams showing a method of manufacturing a light emitting device according to a reference example.
- the light transmitting plate 140 is arranged on the wavelength conversion layer 130 with the adhesive 190 arranged on the wavelength conversion layer 130. Therefore, the light transmitting plate 140 is adhered to the wavelength conversion layer 130 by the adhesive 190.
- the adhesive 190 is crushed, and the plurality of wavelength conversion particles 131 together with the adhesive 190 transmit light. It may protrude from between the plate 140 and the light emitting element 120.
- the light reflector 150F is formed by a portion where a plurality of wavelength conversion particles 131 protrude from between the light transmitting plate 140 and the light emitting element 120 together with the adhesive 190.
- a dent 150Fk is formed on the inner surface 150Fb of the above.
- Such a recess 150Fk remains even after the light reflecting material 150F is cured.
- the adhesive 190 is provided, a part of the plurality of wavelength conversion particles 131 arranged on the light emitting element 120 moves to a position outside the region directly above the light emitting element 120. Therefore, the number of wavelength conversion particles 131 arranged on the light emitting element 120 is reduced, and the light extraction efficiency is lowered.
- the second light L2 emitted from the wavelength conversion particles 131 located in the depression 150Fk propagates into the wall, and the propagated second light L2 propagates on the wall. It may come out from the top surface.
- the adhesive 190 is not arranged between the light transmitting plate 140 and the wavelength conversion layer 130 at the time of manufacturing. Therefore, by arranging the light transmitting plate 140, it is possible to prevent a part of the plurality of wavelength conversion particles 131 arranged on the light emitting element 120 from moving to a position outside the region directly above the light emitting element 120. As a result, the light extraction efficiency can be improved. Since the adhesive 190 is not arranged between the light transmitting plate 140 and the wavelength conversion layer 130 at the time of manufacturing in this way, in the formed light emitting device 100, air is provided between the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140. Layer 130k is interposed.
- the wall 150 surrounds the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140. Therefore, the upper surface 150a of the wall 150 is provided at a position higher than the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130. This makes it possible to provide a light emitting device 100 capable of suppressing light leakage from the upper surface 150a of the wall 150. Further, as a result, the contrast between the region S1 directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130 and the peripheral region S2 can be increased.
- the upper portion of the wavelength conversion layer 130 has irregularities due to the wavelength conversion particles 131, and an air layer 130k is provided between the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140. Therefore, there is a high probability that the first light L1 and the second light L2 are reflected at the interface between the unevenness of the wavelength conversion particles 131 above the wavelength conversion layer 130 and the air layer 130k. Therefore, the lateral propagation of the first light L1 and the second light L2 in the wavelength conversion layer 130 is hindered, and the light is emitted from the region directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130. As a result, the contrast between the region S1 directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130 and the peripheral region S2 can be increased.
- the adhesive 190 is not provided between the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140. Therefore, when the light transmitting plate 140 is arranged on the wavelength conversion layer 130 at the time of manufacturing, it is possible to prevent the wavelength conversion particles 131 from protruding from between the light transmitting plate 140 and the light emitting element 120. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. Further, since the air layer 130k is provided between the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140, the upper surface and / or the lower surface of the light transmitting plate 140 is surface-treated such as a convex shape, a concave shape, and a concave-convex shape. be able to. Optical control can be facilitated because there are two surfaces on which surface treatment can be performed, an upper surface and a lower surface.
- the side surface 140c of the light transmitting plate 140 is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110. As a result, the contrast between the region S1 directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130 and the peripheral region S2 can be further increased.
- the upper surface 150a of the wall 150 is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110. Therefore, the wall thickness t of the corner portion c can be increased as compared with the case where the upper surface 150a of the wall 150 is concave in the direction approaching the upper surface 110a of the substrate 110. As a result, light leakage from the upper surface 150a of the wall 150 can be suppressed.
- the wavelength conversion layer 130 has a glass layer 132 that covers the surface of the wavelength conversion particles 131.
- the wavelength conversion particles 131 are bonded to each other via the glass layer 132, and an air layer 130k is formed between the wavelength conversion particles 131.
- the contrast between the region S1 directly above the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130 and the peripheral region S2 can be further increased.
- the light emitting element 120 that emits the first light is placed on the substrate.
- a wavelength conversion layer 130 having a plurality of wavelength conversion particles 131 for wavelength-converting a part of the first light L1 and emitting the second light L2 is formed, and the upper portion is uneven due to the wavelength conversion particles 131.
- the translucent plate 140 is arranged above the wavelength conversion layer 130 so that the air layer 130k is provided between the wavelength conversion layer 130 and the air layer 130k.
- the uncured light reflector 150F is provided so as to surround the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140.
- the wall 150 obtained by curing the light reflector 150F is formed. As a result, it is possible to realize the light emitting device 100 in which the light extraction efficiency is improved while suppressing the light leakage from the upper surface 150a of the wall 150.
- the upper end of the inner surface 150Fb of the light reflecting material 150F is the same as the upper end of the side surface 140c of the light transmitting plate 140 in the vertical direction. It is provided so that it is in a position. Therefore, the angle ⁇ of the corner portion c between the upper surface 150a and the inner surface 150b of the light reflecting material 150F (wall 150) after curing can be set to 90 degrees or more.
- FIG. 7 is an end view showing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light emitting device 200 according to the present embodiment is different from the light emitting device 100 according to the first embodiment in that the upper surface 250a of the wall 250 is not parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the first embodiment as a general rule, only the differences from the first embodiment will be described. The same applies to the first embodiment except for the matters described below.
- the configuration of the wall 250 is the same as the configuration of the wall 150 in the first embodiment except for the shape of the upper surface 250a.
- the upper surface 250a of the wall 250 is a curved surface that is convex toward the direction away from the substrate 110.
- the angle ⁇ of the corner portion c between the upper surface 250a and the inner surface 250b of the wall 250 is larger than 90 degrees and less than 180.
- the angle ⁇ is an angle formed by the inner surface 250b and the tangent line L of the upper surface 250a passing through the upper end 250t of the inner surface 250b.
- the angle ⁇ may be greater than 90 degrees.
- the wall thickness t of the corner portion c can be further increased.
- FIG. 8 is a diagram showing a method of manufacturing a light emitting device according to the present embodiment.
- the step of providing the light reflecting material 250F is different from the method for manufacturing the light emitting device 100 according to the first embodiment.
- the uncured light reflector 250F is formed so that the cured upper surface 250a becomes convex in the direction away from the upper surface 110a of the substrate 110.
- the uncured light-reflecting material 250F like the light-reflecting material 150F in the first embodiment, contains a base material made of an uncured resin material and a filler made of a light-reflecting material.
- the uncured light-reflecting material 250F is provided so that the upper surface 250F of the uncured light-reflecting material 250F becomes convex in the direction away from the upper surface 110a of the substrate 110 due to surface tension.
- the upper surface 250a of the light reflecting material 250F after curing becomes convex in the direction away from the upper surface 110a of the substrate 110. Subsequent procedures are the same as in the first embodiment.
- the upper surface 250a of the wall 250 is convex toward the direction away from the substrate 110. Therefore, the wall thickness t of the corner portion c can be further increased. As a result, even if the second light L2 propagates into the wall 250 from the region near the corner c of the inner surface 250b of the wall 250, the propagated second light L2 is attenuated and the second light L2 is the upper surface 250a. It is possible to suppress leakage from.
- FIG. 9 is an end view showing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light emitting device 300 according to the present embodiment is different from the light emitting device 100 according to the first embodiment in the configuration of the wall 350.
- the wall 350 has a main body portion 351 and a filling portion 352.
- the main body 351 contains a base material made of a resin material and a filler made of a light-reflecting material.
- a resin material a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- a light-reflecting material such as silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum (Al) or silver (Ag) can be used.
- the main body 351 surrounds the light emitting element 120, the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140.
- the surface of the main body 351 includes an upper surface 351a, an inner surface 351b, an outer surface 351c, and a lower surface 351d.
- the upper surface 351a is a curved surface that is concave in the direction approaching the upper surface 110a of the substrate 110.
- the inner surface 351b surrounds the light emitting element 120, the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140.
- the inner surface 351b is in contact with the side surface of the light emitting element 120, the lateral end portion of the wavelength conversion layer 130, and the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the region including the upper end 351t located at least the uppermost portion of the inner surface 351b is in contact with the side surface 140c of the light transmitting plate 140 and is therefore perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the outer surface 351c is provided around the upper surface 351a.
- the outer surface 351c is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the shape of the outer surface 351c is not particularly limited.
- the outer surface 351c may be inclined with respect to the Z axis.
- the lower surface 351d is located on the opposite side of the upper surface 351a. In this embodiment, the lower surface 351d is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the filling portion 352 is filled in the recess of the upper surface 351a of the main body portion 351.
- the filling portion 352 contains a base material made of a resin material and a filler dispersed in the base material.
- a resin material a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- the filler include a light-reflecting material such as silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum (Al) or silver (Ag), or a light-absorbing material such as carbon particles made of carbon powder. Can be used.
- the upper surface 352a of the filling portion 352 is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the filling portion 352 may be convex in the direction away from the substrate 110.
- the angle ⁇ of the corner portion c between the upper surface 352a and the inner surface 351b of the wall 350 can be set to 90 degrees or more and less than 180 degrees.
- the density of the filler contained in the filling portion 352 is preferably higher than the density of the filler contained in the main body portion 351. As a result, it is possible to further suppress the second light L2 propagating in the wall 350 from leaking from the upper surface 352a.
- the filler in the filling portion 352 when the filler in the filling portion 352 is a light absorbing material, the filler in the filling portion 352 can absorb the second light L2 propagated into the wall 350. As a result, it is possible to further suppress the second light L2 propagating in the wall 350 from leaking from the upper surface 352a.
- FIG. 10 is an end view showing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light emitting device 400 according to the present embodiment is different from the light emitting device 100 according to the first embodiment in the configuration of the wall 450.
- the wavelength conversion layer 130 is surrounded by a wall 450.
- the shape of the wall 450 is tubular.
- the wall 450 has a first portion 451 and a second portion 452.
- Each of the first portion 451 and the second portion 452 contains a base material made of a resin material and a plurality of fillers made of a light-reflecting material.
- a resin material of the wall 450 a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- As the light-reflecting material of the wall 450 silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum (Al), silver (Ag) or the like can be used.
- the density of the filler in the first part 451 and the density of the filler in the second part 452 are different from each other.
- the "filler density” means the mass of the filler contained in each portion 451 and 452 per unit volume.
- the first portion 451 surrounds both the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130.
- the surface of the first portion 451 includes an inner surface 451a, an outer surface 451b, and a lower surface 451c.
- the inner surface 451a surrounds the lower region of the light emitting element 120, the wavelength conversion layer 130, and the side surface 140c of the light transmitting plate 140, and the side surface of the light emitting element 120, the lateral end of the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140. It is in contact with the lower region of the side surface 140c. Therefore, the uppermost end 451t of the inner surface 451a is located between the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130 and the upper surface 140a of the translucent plate 140.
- the outer surface 451b is provided around the inner surface 451a and is in contact with the inner surface 451a and the lower surface 451c.
- the outer surface 451b is separated from the inner surface 451a as it goes downward.
- an upper surface may be located between the inner surface 451a and the outer surface 451b.
- the outer surface 451b may be perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the lower surface 451c is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the second portion 452 is provided on the first portion 451 and around the first portion 451.
- the density of the filler contained in the first portion 451 is higher than the density of the filler contained in the second portion 452. Therefore, the reflectance of the light of the first portion 451 is higher than the reflectance of the light of the second portion 452.
- the surface of the second portion 452 includes an upper surface 452a, an inner surface 452b, an outer surface 452c, and a lower surface 452d.
- the upper surface 452a is a flat surface parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the upper surface 452a is flush with the upper surface 140a of the translucent plate 140.
- the upper surface 452a may be convex in the direction away from the substrate 110.
- the inner surface 452b includes a first region 452s1 located between the upper surface 452a and the upper end 451t, and a second region 452s2 located between the upper end 451t and the lower surface 452d.
- the first region 452s1 surrounds the light transmitting plate 140. Since the first region 452s1 is in contact with the side surface 140c of the light transmitting plate 140, it is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the second region 452s2 is in contact with the outer surface 451b of the first portion 451.
- the outer surface 452c is provided around the upper surface 452a and is in contact with the upper surface 452a and the lower surface 452d.
- the outer surface 452c is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110. However, the outer surface 452c may be inclined with respect to the Z axis.
- the lower surface 452d is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the upper surface 450a of the entire wall 450 is composed of the upper surface 452a of the second portion 452.
- the inner surface 450b of the entire wall 450 is composed of the inner surface 451a of the first portion 451 and the first region 452s1 of the second portion 452.
- the outer surface 450c of the entire wall 450 is composed of the outer surface 452c of the second portion 452.
- the lower surface 450d of the entire wall 450 is composed of the lower surface 451c of the first portion 451 and the lower surface 452d of the second portion 452.
- the upper surface 450a is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110, and the region (first region 452s1) including the upper end 452t of the inner surface 450b is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110. Therefore, the angle ⁇ of the corner portion c between the upper surface 450a and the inner surface 450b is 90 degrees.
- the upper surface 450a may be a curved surface that is convex in the direction away from the substrate 110. That is, the angle ⁇ may be greater than 90 degrees and less than 180 degrees.
- the brightness of the incident second light L2 becomes higher in the region adjacent to the wavelength conversion layer 130 on the inner surface 450b of the wall 450. Therefore, the second light L2 easily propagates in the portion of the wall 450 adjacent to the wavelength conversion layer 130.
- the reflectance of the first portion 451 adjacent to the wavelength conversion layer 130 is higher than the reflectance of the second portion 452. Therefore, it is possible to suppress the propagation of the second light L2 into the first portion 451 adjacent to the wavelength conversion layer 130.
- 11A and 11B are diagrams showing a method of manufacturing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light transmitting plate 140 is arranged above the wavelength conversion layer 130, and then, as shown in FIGS. 11A and 11B, the uncured light reflector 450F is applied to the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting material. It is provided so as to surround the plate 140.
- the uncured light reflector 450F includes a first member 451F and a second member 452F.
- Each of the first member 451F and the second member 452F contains a base material made of an uncured resin material and a filler made of a light-reflecting material.
- the first member 451F and the second member 452F have different filler concentrations.
- the first member 451F is a portion that becomes the first portion 451 of the wall 450 when cured.
- the second member 452F is a portion that becomes a second portion 452 of the wall 450 when cured.
- the first member 451F is provided so as to surround the lower region of the wavelength conversion layer 130 and the side surface 140c of the light transmitting plate 140 and to contact the lower region of the side surface 140c of the light transmitting plate 140. ..
- the viscosity of the uncured first member 451F is preferably such that it does not flow into the wavelength conversion layer 130 after being provided around the wavelength conversion layer 130 and the light transmitting plate 140.
- the viscosity of the uncured first member 451F is preferably, for example, 450 Pa ⁇ s or more and 1000 Pa ⁇ s or less. As a result, it is possible to prevent the first member 451F from flowing into the wavelength conversion layer 130 while bringing the inner surface 451Fb of the uncured first member 451F into contact with the lower region of the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the first member 451F is semi-cured.
- the first member 451F does not have to be semi-cured.
- a second member 452F is provided on the first member 451F and around the first member 451F.
- the viscosity of the uncured second member 452F is lower than the viscosity of the uncured first member 451F.
- the method for lowering the viscosity of the second member 452F to be lower than the viscosity of the first member 451F is not particularly limited, but for example, the concentration of the filler contained in the second member 452F is made lower than the concentration of the filler contained in the first member 451F. Examples thereof include a method in which the amount of the thickener added to the second member 452F is smaller than the amount of the thickener added to the first member 451F.
- the viscosity of the uncured second member 452F is preferably such that the second member 452F can flow in accordance with the side surface 140c of the translucent plate 140.
- the viscosity of the second member 452F is preferably, for example, 5 Pa ⁇ s or more and 250 Pa ⁇ s or less.
- the frame member 180 surrounding the light transmitting plate 140 and the first member 451F is provided at a position away from the light transmitting plate 140 and the first member 451F, and the light transmitting plate 140 and the frame member are provided.
- a second member 452F may be provided between the 180 and the second member 452F.
- the second member 452F is provided so that the upper surface 450a after curing is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the uncured second member 452F is provided so that the upper end of the inner surface 452Fb of the uncured second member 452F is at the same position in the vertical direction as the upper end of the side surface 140c of the translucent plate 140.
- the first member 451F is in contact with the lower region of the side surface 140c of the light transmitting plate 140 and surrounds the wavelength conversion layer 130. Therefore, while suppressing the inflow of the second member 452F into the wavelength conversion layer 130 by the first member 451F, the second member 452F can be made to flow in accordance with the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the light reflector 450F (first member 451F and second member 452F) is cured.
- the holder 141 and the frame member 180 are removed from the substrate 110.
- a light emitting device 400 in which the first portion 451 and the second portion 452 are provided on the wall 450 is formed.
- the wall 450 includes a base material made of a resin material and a filler dispersed in the base material and made of a light-reflecting material.
- the wall 450 has a first portion 451 surrounding the wavelength conversion layer 130 and a second portion 452 provided on the first portion 451 and around the first portion 451.
- the density of the filler contained in the first portion 451 is higher than the density of the filler contained in the second portion 452. Therefore, the reflectance of the first portion 451 can be made higher than the reflectance of the second portion 452. As a result, it is possible to suppress the propagation of the second light L2 into the first portion 451 adjacent to the wavelength conversion layer 130.
- the light reflecting material 450F is provided on the first member 451F provided so as to surround the wavelength conversion layer 130, on the first member 451F, and around the first member 451F. It has a second member 452F provided.
- the viscosity of the first member 451F is higher than the viscosity of the second member 452F. Therefore, the second member 452F can be easily flowed according to the shape of the side surface 140c of the light transmitting plate 140 while suppressing the inflow of the second member 452F into the wavelength conversion layer 130 by the first member 451F.
- FIG. 12 is an end view showing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light emitting device 500 according to the present embodiment is different from the light emitting device 400 according to the fourth embodiment in the configuration of the wall 550.
- the differences from the fourth embodiment will be described. Except for the matters described below, the same as the fourth embodiment.
- the wall 550 has a first portion 551, a second portion 552, and a third portion 553.
- the first portion 551 surrounds both the light emitting element 120 and the wavelength conversion layer 130.
- the second portion 552 is provided on the first portion 551 and around the first portion 551.
- the third portion 553 is provided on the second portion 552 and around the second portion 552.
- Each of the first portion 551, the second portion 552, and the third portion 553 contains a base material made of a resin material and a filler made of a light-reflecting material.
- the density of the filler contained in the first portion 551 is higher than the density of the filler contained in the second portion 552.
- the density of the filler contained in the second portion 552 is higher than the density of the filler contained in the third portion 553. Therefore, the reflectance of the light of the first portion 551 is higher than the reflectance of the light of the second portion 552, and the reflectance of the light of the second portion 552 is higher than the reflectance of the light of the third portion 553.
- the surface of the first portion 551 includes an inner surface 551a, an outer surface 551b, and a lower surface 551c.
- the inner surface 551a surrounds the lower region of the light emitting element 120, the wavelength conversion layer 130, and the side surface 140c of the light transmitting plate 140, and the side surface of the light emitting element 120, the lateral end of the wavelength conversion layer 130, and the light transmitting plate 140. It is in contact with the lower region of the side surface 140c. Therefore, the uppermost upper end 551t of the inner surface 551a is located between the upper surface 130a of the wavelength conversion layer 130 and the upper surface 140a of the translucent plate 140.
- the outer surface 551b is provided around the inner surface 551a and is in contact with the inner surface 551a and the lower surface 551c.
- the outer surface 551b is separated from the inner surface 551a as it goes downward.
- an upper surface may be located between the inner surface 551a and the outer surface 551b.
- the outer surface 551b may be perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the lower surface 551c is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the surface of the second portion 552 includes an inner surface 552a, an outer surface 552b, and a lower surface 552c.
- the inner surface 552a surrounds the translucent plate 140 and the first portion 551.
- the uppermost end 552t of the inner surface 552a is located above the upper end 551t of the first portion 551.
- the inner surface 552a has a first region 552s1 located between the upper end 552t and the upper end 551t of the first portion 551, and a second region 552s2 located between the upper end 551t and the lower surface 552c.
- the first region 552s1 is in contact with the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the second region 552s2 is in contact with the outer surface 551b of the first portion 551.
- the outer surface 552b is provided around the inner surface 552a and is in contact with the inner surface 552a and the lower surface 552c.
- the upper surface may be located between the inner surface 552a and the outer surface 552b.
- the lower surface 552c is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the third portion 553 is provided on the second portion 552 and around the second portion 552.
- the surface of the third portion 553 includes an upper surface 553a, an inner surface 553b, an outer surface 553c, and a lower surface 553d.
- the upper surface 553a is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110. However, the upper surface 553a may be convex in the direction away from the substrate 110.
- the upper end 553t of the inner surface 553b located at the uppermost position is located above the upper end 552t of the second portion 552.
- the inner surface 553b includes a third region 553s1 located between the upper end 553t and the upper end 552t, and a fourth region 553s2 located between the upper end 552t and the lower surface 553d.
- the third region 553s1 surrounds the light transmitting plate 140 and is in contact with the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the fourth region 553s2 is in contact with the outer surface 552b of the second portion 552.
- the outer surface 553c is provided around the upper surface 553a and is in contact with the upper surface 553a and the lower surface 553d.
- the outer surface 553c is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110. However, the outer surface 553c may be inclined with respect to the Z axis.
- the lower surface 553d is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the upper surface 550a of the entire wall 550 is composed of the upper surface 553a of the third portion 553.
- the inner surface 550b of the entire wall 550 is composed of an inner surface 551a of the first portion 551, a first region 552s1 of the second portion 552, and a third region 553s1 of the third portion 553.
- the outer surface 550c of the entire wall 550 is composed of the outer surface 553c of the third portion 553.
- the lower surface 550d of the entire wall 550 is composed of a lower surface 551c of the first portion 551, a lower surface 552c of the second portion 552, and an outer surface 553c of the third portion 553.
- the upper surface 550a is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110, and the region (third region 553s1) including the upper end 553t of the inner surface 550b is perpendicular to the upper surface 110a of the substrate 110. Therefore, the angle ⁇ of the corner portion c between the upper surface 550a and the inner surface 550b is 90 degrees.
- the upper surface 550a may be a curved surface that is convex in the direction away from the substrate 110. That is, the angle ⁇ may be greater than 90 degrees and less than 180 degrees.
- 13A to 13C are diagrams showing a method of manufacturing a light emitting device according to the present embodiment.
- the step of providing the light reflector 550F is different from the manufacturing method of the light emitting device 400 according to the fourth embodiment.
- the light reflector 550F has a first member 551F, a second member 552F, and a third member 553F.
- Each of the first member 551F, the second member 552F, and the third member 553F contains a base material made of an uncured resin material and a filler made of a light-reflecting material.
- the first member 551F, the second member 552F, and the third member 553F have different filler concentrations.
- the first member 551F is a portion that becomes the first portion 551 of the wall 550 when cured.
- the second member 552F is a portion that becomes a second portion 552 of the wall 550 when cured.
- the third member 553F is a portion that becomes a third portion 553 of the wall 550 when cured.
- a method of providing the light reflector 550F will be described in detail.
- the wavelength conversion layer 130 and the lower region of the side surface 140c of the light transmitting plate 140 are surrounded and in contact with the lower region of the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the first member 551F is provided as described above.
- the first member 551F is semi-cured.
- the first member 551F does not have to be semi-cured.
- a second member 552F is provided on the first member 551F and around the first member 551F.
- the viscosity of the uncured second member 552F is lower than the viscosity of the uncured first member 551F. Therefore, the second member 552F can be sufficiently brought into contact with the side surface 140c of the light transmitting plate 140 while suppressing the inflow of the second member 552F into the wavelength conversion layer 130 by the first member 551F.
- the second member 552F is semi-cured.
- the second member 552F does not have to be semi-cured.
- a third member 553F is provided on the second member 552F and around the second member 552F.
- the third member 553F is provided so that the cured upper surface 550a is parallel to the upper surface 110a of the substrate 110.
- the third member 553F may be provided so that the upper surface 550a after curing is convex in the direction away from the upper surface 110a of the substrate 110.
- the viscosity of the uncured third member 553F is lower than the viscosity of the uncured second member 552F. Therefore, the third member 553F flows according to the shape of the side surface 140c of the light transmitting plate 140.
- the first member 551F and the second member 552F come into contact with the side surface 140c of the translucent plate 140 and cover the wavelength conversion layer 130. Therefore, both the first member 551F and the second member 552F suppress the inflow of the third member 553F into the wavelength conversion layer 130, and deform the third member 553F in accordance with the side surface 140c of the light transmitting plate 140. Can be done.
- first member 551F, the second member 552F, and the third member 553F are cured. Subsequent procedures are the same as in the fourth embodiment.
- the wall 550 further has a third portion 553 provided on the second portion 552 and around the second portion 552.
- the density of the filler contained in the third portion 553 is lower than the density of the filler contained in the second portion 552. Therefore, the reflectance of the second portion 552 located near the wavelength conversion layer 130 can be made higher than the reflectance of the third portion 553. Therefore, it is possible to further suppress the propagation of the second light L2 in the wall 550.
- the viscosity of the uncured second member 552F at the time of manufacture is higher than the viscosity of the uncured third member 553F. Therefore, both the first member 551F and the second member 552F suppress the inflow of the third member 553F into the wavelength conversion layer 130, and deform the third member 553F in accordance with the side surface 140c of the light transmitting plate 140. Can be done.
- the wall 550 has three portions 551, 552, and 535 having different filler densities are described, but the wall 550 has four or more portions having different filler densities. You may be doing it.
- FIG. 14 is an end view showing a light emitting device according to the present embodiment.
- the light emitting device 600 according to the first embodiment is related to the first embodiment in that the light emitting element 620 is an LED in which the growth substrate side of the light emitting element 620 is mounted on the substrate 110 (FU (Face-up) mounted). It is different from the light emitting device 100.
- the light emitting element 620 is an LED in which the growth substrate side of the light emitting element 620 is mounted on the substrate 110 (FU (Face-up) mounted). It is different from the light emitting device 100.
- the light emitting element 620 is mounted on the substrate 110. An electrode on the upper surface of the light emitting element 620 and one end of the wire 660 are connected. The other end of the wire 660 is connected to an electrode on the substrate 110 (not shown). A light-shielding layer 670 is provided around the light emitting element 620.
- the light-shielding layer 670 is in contact with the upper surface 110a of the substrate 110.
- the light-shielding layer 670 contains a base material made of a resin material and a filler dispersed in the base material.
- a base material of the light-shielding layer 670 a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used.
- a light-reflecting material such as titanium oxide (TiO 2) can be used.
- TiO 2 titanium oxide
- the wall 650 is provided on the light-shielding layer 670, and a part of the wire 660 is embedded therein.
- the light emitting element 620 may be mounted on the FU. Further, the wall 650 may at least surround the wavelength conversion layer 130, and may not surround the light emitting element 620.
- the embodiment of the present disclosure can be used for various lighting light sources, in-vehicle light sources, and the like.
- Light emitting device 110 Substrate 110a: Upper surface 110b: Lower surface 120, 620: Light emitting element 130: Wavelength conversion layer 130a: Upper surface 130k: Air layer 131: Wavelength conversion particles 132: Glass layer 140: Translucent plate 140a: Upper surface 140b: Lower surface 140c: Side surface 141: Holder 150, 250, 350, 450, 550: Wall 150a, 250a, 450a, 550a: Upper surface 150b, 250b, 450b, 550b: Inner surface 150c, 450c , 550c: Outer surface 150d, 450d, 550d: Lower surface 150t, 250t: Upper end 150F, 250F, 450F, 550F: Light reflector 150F, 250F: Upper surface 150Fb: Inner surface 150Fk: Depression 160: Joining member 170: Light-shielding layer 180: Frame member 180a: Upper surface 190: Adhesive 351: Main body 351a: Upper surface 351
Landscapes
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Abstract
発光装置(100)は、基板(110)と、基板(110)上に設けられ、第1光(L1)を出射する発光素子(120)と、発光素子(120)上に設けられ、第1光(L1)の一部を波長変換して第2光(L2)を出射する複数の波長変換粒子(131)を含む波長変換層(130)と、波長変換層(130)の上方に設けられた透光板(140)と、波長変換層(130)及び透光板(140)を囲み、内面150bが透光板の側面(140c)に接し、光反射性材料を含む壁(150)と、を備え、波長変換層(130)の上部は、波長変換粒子(131)による凹凸を有し、波長変換層(130)と透光板(140)の間には空気層(130k)が設けられている。
Description
実施形態は、発光装置及びその製造方法に関する。
従来から、基板と、基板上に設けられた発光素子と、発光素子上に設けられた波長変換層と、波長変換層を囲む光反射性材料を含む壁と、を備える発光装置が知られている。このような発光装置において、壁の中に光が伝搬し、壁の中に伝搬した光が壁の上面から漏れることを抑制したいという要望がある。
実施形態は、壁の上面からの光漏れを抑制できる発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に設けられ、第1光を出射する発光素子と、前記発光素子上に設けられ、前記第1光の一部を波長変換して第2光を出射する複数の波長変換粒子を含む波長変換層と、前記波長変換層の上方に設けられた透光板と、前記波長変換層及び前記透光板を囲み、内面が前記透光板の側面に接し、光反射性材料を含む壁と、を備え、前記波長変換層の上部は、前記波長変換粒子による凹凸を有し、前記波長変換層と前記透光板の間には空気層が設けられている。
実施形態に係る発光装置の製造方法は、基板上に第1光を出射する発光素子を載置する工程と、前記発光素子上に、前記第1光の一部を波長変換して第2光を出射する複数の波長変換粒子を有する波長変換層を、上部が前記波長変換粒子による凹凸を有するように配置する工程と、前記波長変換層との間に空気層を有するように、前記波長変換層の上方に透光板を配置する工程と、未硬化の光反射材を、前記波長変換層及び前記透光板を囲むように設ける工程と、前記光反射材を硬化させた壁を形成する工程と、を備える。
実施形態によれば、壁の上面からの光漏れを抑制できる発光装置及びその製造方法を提供できる。
実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に設けられ、第1光を出射する発光素子と、前記発光素子上に設けられ、前記第1光の一部を波長変換して第2光を出射する複数の波長変換粒子を含む波長変換層と、前記波長変換層の上方に設けられた透光板と、前記波長変換層及び前記透光板を囲み、内面が前記透光板の側面に接し、光反射性材料を含む壁と、を備え、前記波長変換層の上部は、前記波長変換粒子による凹凸を有し、前記波長変換層と前記透光板の間には空気層が設けられている。
実施形態に係る発光装置の製造方法は、基板上に第1光を出射する発光素子を載置する工程と、前記発光素子上に、前記第1光の一部を波長変換して第2光を出射する複数の波長変換粒子を有する波長変換層を、上部が前記波長変換粒子による凹凸を有するように配置する工程と、前記波長変換層との間に空気層を有するように、前記波長変換層の上方に透光板を配置する工程と、未硬化の光反射材を、前記波長変換層及び前記透光板を囲むように設ける工程と、前記光反射材を硬化させた壁を形成する工程と、を備える。
以下、各実施形態に係る発光装置の具体的な構成について説明する。以下、説明の便宜上、本明細書においては、XYZ直交座標系を採用する。図1及び図2Aに示すように、基板110から発光素子120に向かう方向を「Z方向」という。また、Z方向を「上方向」ともいう。また、Z方向の反対方向を「下方向」ともいう。Z方向と直交する一の方向を「X方向」という。また、Z方向及びX方向と直交する方向を「Y方向」という。また、X方向及びY方向等のZ方向と直交する方向を「横方向」ともいう。
<第1の実施形態>
先ず、第1の実施形態に係る発光装置100について説明する。
図1は、本実施形態に係る発光装置を示す上面図である。
図2Aは、図1のII-II線における端面の一の例を示す図である。
図2Bは、図1のII-II線における端面の他の例を示す図である。
図1及び図2Aに示すように、発光装置100は、基板110と、発光素子120と、波長変換層130と、透光板140と、壁150と、を備える。
先ず、第1の実施形態に係る発光装置100について説明する。
図1は、本実施形態に係る発光装置を示す上面図である。
図2Aは、図1のII-II線における端面の一の例を示す図である。
図2Bは、図1のII-II線における端面の他の例を示す図である。
図1及び図2Aに示すように、発光装置100は、基板110と、発光素子120と、波長変換層130と、透光板140と、壁150と、を備える。
図2Aに示すように、発光素子120は、基板110上に設けられ、第1光L1を出射する。波長変換層130は、発光素子120上に設けられている。波長変換層130は、第1光L1の一部を波長変換して第2光L2を出射する複数の波長変換粒子131を含む。透光板140は、波長変換層130の上方に設けられている。壁150は、波長変換層130及び透光板140を囲んでいる。壁150の内面150bは、透光板140の側面140cに接している。壁150は、光反射性材料を含む。
波長変換層130の上部は、波長変換粒子131による凹凸を有している。波長変換層130と透光板140の間には空気層130kが設けられている。以下、発光装置100の各部について詳述する。
基板110は、例えば、樹脂材料からなる母材中に、発光素子120に接続される配線が設けられた配線基板である。ただし、基板110の母材はこれに限定されず、セラミックス等を用いてもよい。
基板110の表面は、図2Aに示すように、上面110aと、下面110bと、を含む。上面110a及び下面110bは、平坦面であり、X方向及びY方向に略平行である。図1に示すように、上面視における基板110の形状は、四角形である。ただし、上面視における基板110の形状は、これに限定されない。
基板110の上面110aには、3つの発光素子120が載置されている。3つの発光素子120は、X方向に沿って配列している。ただし、基板110に設ける発光素子120の数は、1以上であれば特に限定されない。また、発光装置100に複数の発光素子120が設けられている場合、複数の発光素子120は、X方向だけでなく、Y方向にも配列されていてもよい。上面視における各発光素子120の形状は、四角形である。ただし、発光素子120の形状はこれに限定されない。
図2Aに示すように、発光素子120は、本実施形態では、発光素子120の成長基板上に積層した半導体層の表面側が基板110に実装(FD(Face Down)実装)されたLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)である。各発光素子120と基板110との間には、導電性の接合部材160が設けられている。各発光素子120は、接合部材160により基板110に接合されている。
発光素子120は、第1光L1として青色光を出射する。ただし、第1光L1の色は、青色に限定されない。
各発光素子120と基板110との間には、遮光層170が設けられている。遮光層170は、樹脂材料からなる母材と、母材中に分散された複数のフィラーと、を含む。樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。フィラーとしては、チタン酸化物(TiO2)等の光反射性材料を用いることができる。ただし、各発光素子120と基板110との間には、遮光層170が設けられていなくてもよい。
図3は、図2Aにおける発光素子の一部、波長変換層の一部、及び透光板の一部を拡大して示す端面図である。
各発光素子120の上面には、波長変換層130が設けられている。波長変換層130は、複数の波長変換粒子131を有する。波長変換層130の上部は、複数の波長変換粒子131による凹凸を有する。
各発光素子120の上面には、波長変換層130が設けられている。波長変換層130は、複数の波長変換粒子131を有する。波長変換層130の上部は、複数の波長変換粒子131による凹凸を有する。
波長変換粒子131としては、青色の第1光L1を吸収して黄色の第2光L2を出射する黄色蛍光体を用いることができる。波長変換層130は、第2光L2を出射するとともに、第1光L1の一部を透過する。そのため、発光装置100は、第1光L1と第2光L2とが混色した白色光を出射する。
ただし、波長変換粒子131は、黄色蛍光体でなくてもよい。波長変換粒子131として、第1光L1を波長変換して赤色の光を出射する赤色蛍光体及び第1光L1を波長変換して緑色の光を出射する緑色蛍光体等を用いてもよい。この場合、赤色蛍光体が出射する光の赤色と、緑色蛍光体が出射する光の緑色と、第1光L1の青色との混色により、発光装置100は白色の光を出射できる。また、発光装置100は、白以外の単色を出射するようにしてもよい。
波長変換粒子131は、ガラス層132によって被覆されている。ガラス層132はシリカ(SiO2)からなる。ガラス層132は、波長変換粒子131同士、発光素子120と波長変換粒子131を結合させて、波長変換粒子131を波長変換層130内に保持している。また、ガラス層132は、波長変換粒子131を空気中の水分等から保護する。波長変換粒子131と透光板140との間、波長変換粒子131間、及び、発光素子120と波長変換粒子131との間には、空気層130k(空隙)が形成されている。
以下、各部の寸法の一例を示す。
波長変換層130の厚さは、例えば、20~200μmである。波長変換粒子131の直径は、例えば、2~23μmであり、例えば、5~15μmである。ガラス層132の厚さは、例えば、1~5μmである。
波長変換層130の厚さは、例えば、20~200μmである。波長変換粒子131の直径は、例えば、2~23μmであり、例えば、5~15μmである。ガラス層132の厚さは、例えば、1~5μmである。
波長変換層130の構成は、少なくとも上部が波長変換粒子131による凹凸を有する限り、上記に限定されない。例えば、波長変換粒子131は、ガラス層132によって被覆されていなくてもよい。この場合、シリコーン樹脂等の樹脂材料からなるバインダにより、波長変換粒子131同士、発光素子120と波長変換粒子131を結合させて、波長変換粒子131を波長変換層130内に保持してもよい。また、例えば、バインダを用いずに静電気付着により、波長変換粒子131同士、発光素子120と波長変換粒子131を付着させて、波長変換粒子131を波長変換層130内に保持してもよい。
図2Aに示すように、波長変換層130の上方には、透光板140が設けられている。透光板140は、波長変換層130を粉塵や空気中の水分等から保護する。透光板140は、波長変換層130から出射する第2光L2に対する透光性を有する。「透光性」とは第2光L2の40%以上、好ましくは60%以上、さらに好ましくは80%以上を透過することをいう。透光板140を構成する材料としては、ガラスやサファイア、シリコーン成形体等の透光性材料を用いることができる。
透光板140の形状は、直方体である。透光板140の表面は、上面140aと、下面140bと、側面140cと、を含む。上面140aは、平坦面である。上面140aは、基板110の上面110aに平行である。「平行」とは、厳密に平行であることを意味するのではなく、製造工程におけるばらつきを含むものであり、実質的に平行であればよい。
下面140bは、上面140aの反対側に位置し、波長変換層130に対向する面である。下面140bは、平坦面であり、基板110の上面110aに平行である。側面140cは、上面140aと下面140bの間に位置し、上面140aと下面140bに接している。下面140bは、本実施形態では波長変換層130から離れている。ただし、図2Bに示すように、下面140bの一部は、波長変換層130に接していてもよい。
側面140cは、上面140aに垂直である。「垂直」とは、厳密に垂直であることを意味するのではなく、製造工程におけるばらつきを含むものであり、実質的に垂直であればよい。
図1及び図2Aに示すように、本実施形態では、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140は、壁150によって囲まれている。壁150の形状は、筒状である。
壁150は、樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなる複数のフィラーと、を含む。壁150の樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。壁150の光反射性材料としては、シリコン酸化物(SiO2)、チタン酸化物(TiO2)、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)等を用いることができる。
壁150の表面は、上面150aと、内面150bと、外面150cと、下面150dと、を含む。
上面150aは、平坦面であり、基板110の上面110aに平行である。上面150aは内面150b及び外面150cに接している。上面150aは、透光板140の上面140aと面一である。
内面150bは、本実施形態では、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140を囲んでいる。内面150bは、発光素子120の側面、波長変換層130の横方向の端部、及び透光板140の側面140cに接している。内面150bにおいて少なくとも最も上方に位置する上端150tを含む領域は、透光板140の側面140cに接しているため、基板110の上面110aに垂直である。
外面150cは、上面150aの周囲に設けられている。外面150cは、基板110の上面110aに垂直である。ただし、外面150cの形状は、特に限定されない。例えば外面150cは、Z軸に対して傾斜していてもよい。
下面150dは、上面150aの反対側に位置する。下面150dは、本実施形態では、基板110の上面110aに接している。
壁150は波長変換層130の上方に設けられた透光板140を囲んでいる。したがって上面150aは、波長変換層130の上面130aよりも上方に位置する。波長変換層130の上面130aと、壁150の上面150aとの距離は、50μm以上2000μm以下であることが好ましい。「波長変換層130の上面130aと、壁150の上面150aとの距離」とは、波長変換層130の上面130aと、壁150の上面150aとのZ方向における最短距離を意味する。
本実施形態では、上面150aは、基板110の上面110aに平行であり、内面150bのうち上端150tを含む領域は、基板110の上面110aに垂直である。そのため、上面150aと内面150bとの間の角部cの角度θは、90度である。ただし、角部cの角度θは、これに限定されない。
次に、本実施形態に係る発光装置100の動作について説明する。
図4Aは、図1のII-II線における端面において、光の経路を例示する図である。
壁150は、発光素子120及び波長変換層130の周囲に設けられている。そのため、発光素子120を点灯させた場合、発光素子120から出射する第1光L1の一部及び波長変換層130から出射する第2光L2の一部が、壁150によって反射される。
図4Aは、図1のII-II線における端面において、光の経路を例示する図である。
壁150は、発光素子120及び波長変換層130の周囲に設けられている。そのため、発光素子120を点灯させた場合、発光素子120から出射する第1光L1の一部及び波長変換層130から出射する第2光L2の一部が、壁150によって反射される。
特に、壁150の内面150bにおいて波長変換層130に隣接する領域ほど、入射する第2光L2の輝度が高くなる。そのため、壁150の内面150bのうち波長変換層130に隣接する領域から壁150の中に第2光L2が伝搬し易い。本実施形態では、壁150は、波長変換層130の上方に設けられた透光板140を、透光板140の上面140aと壁150の上面150aとが面一となるように囲んでおり、波長変換層130の上面130aよりも上方に位置している。そのため、壁150の内面150bのうち波長変換層130に隣接する領域から壁150の中に第2光L2が伝搬したとしても、伝搬した第2光L2を壁150の中で減衰させ、第2光L2が壁150の上面150aから出射することを抑制できる。その結果、壁150の中に伝搬した第2光L2が、壁150の上面150aから漏れることを抑制できる。
更に、本実施形態では、角部cの角度θは、90度である。そのため、角部cの角度θが90度未満である場合と比較して、角部cの肉厚t(角部cの近傍の上面140aと内面150bとの距離)を厚くできる。その結果、壁150の内面150bのうち角部cの近辺の領域から壁150の中に第2光L2が伝搬したとしても、伝搬した第2光L2を壁150の中で減衰させ、第2光L2が上面150aから漏れ出ることを抑制できる。
このように壁150の上面150aからの光漏れを抑制することで、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1を囲む周辺領域S2が明るくなることを抑制できる。これにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストを高くできる。
更に、本実施形態では、壁150の内面150bにおいて上端150tを含む領域は、基板110の上面110aに垂直である。これにより、配光角を狭角にできるため、発光装置100の輝度を向上できる。
図4Bは、図2Aにおける発光素子の一部、波長変換層の一部、及び透光板の一部を拡大して示す端面において、光の経路を例示する図である。
本実施形態では、波長変換粒子131はガラス層132によって被覆されている。そのため、波長変換層130内において、発光素子120から出射した第1光L1及び波長変換層130から出射した第2光L2が空気層130kからガラス層132に入射しようとすると、これらの光が空気層130kとガラス層132との界面で反射される確率が高い。このため、波長変換層130内における第1光L1及び第2光L2の横方向への伝播が阻害され、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域から出射する。これにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストを高くできる。
本実施形態では、波長変換粒子131はガラス層132によって被覆されている。そのため、波長変換層130内において、発光素子120から出射した第1光L1及び波長変換層130から出射した第2光L2が空気層130kからガラス層132に入射しようとすると、これらの光が空気層130kとガラス層132との界面で反射される確率が高い。このため、波長変換層130内における第1光L1及び第2光L2の横方向への伝播が阻害され、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域から出射する。これにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストを高くできる。
次に、本実施形態に係る発光装置100の製造方法について説明する。
図5A~5Eは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
図5A~5Eは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
先ず、図5Aに示すように、基板110上に発光素子120を載置する。本実施形態では、発光素子120を導電性の接合部材160により基板110に接合する。また、本実施形態では、発光素子120と基板110の間に遮光層170を設ける。
次に、図5Bに示すように、発光素子120上に波長変換層130を配置する。波長変換層130は、複数の波長変換粒子131を含むスラリー材をスプレーすることによって配置される。
具体的には、発光素子120の周囲にマスク材を設け、発光素子120上にスラリー材をスプレーし、マスク材を除去する。スラリー材は、ポリシラザン、複数の波長変換粒子131、及び有機溶媒を含む。有機溶媒には、例えば、ヘプタン又はジブチルエーテルを使用する。なお、有機溶媒は含有させなくてもよい。スラリー材には、樹脂材料は含有されていない。次に、スラリー材がスプレーされた基体を加熱又は常温放置することにより、ポリシラザンをシリカに転化させて、波長変換粒子131をシリカを含むガラス層132で被覆すると共に、波長変換粒子131間に空気層130kを形成する。これにより、波長変換層130が発光素子120上に形成される。
なお、波長変換層を配置する方法は、上記に限定されない。例えば、スプレーするスラリー材は、ポリシラザンを含まず、シリコーン樹脂等の樹脂材料からなるバインダを含んでいてもよい。また、波長変換層は、波長変換粒子同士及び波長変換粒子と発光素子を静電気付着させることによって配置されてもよい。
次に、図5Cに示すように、波長変換層130上に透光板140を配置する。透光板140は、保持具141に保持されており、波長変換層130に接着剤等で接着されていない。すなわち、透光板140は波長変換層130との間に空気層130kを介在させた状態で配置される。
透光板140は、上面140a及び下面140bが、基板110の上面110aに平行となるように配置される。また、透光板140は、波長変換層130及び3つの発光素子120と上面視で重なる位置に配置される。透光板140を波長変換層130上に配置した状態で、透光板140の上方から発光素子120及び波長変換層130を視認することができる。そのため、透光板140を発光素子120及び波長変換層130に対して容易に位置決めできる。
次に、図5Dに示すように、未硬化の光反射材150Fを、波長変換層130及び透光板140を囲むように設ける。
未硬化の光反射材150Fは、未硬化の樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。光反射材150Fの樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光反射材150Fの光反射性材料としては、シリコン酸化物(SiO2)、チタン酸化物(TiO2)、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)等を用いることができる。光反射材150Fは、増粘剤を更に含んでもよい。「未硬化」とは、少なくとも完全には硬化しておらず、光反射材150Fが透光板140の形状に合わせて変形できる程度に柔軟であることを意味する。「硬化後の光反射材150F」とは、光反射材150Fが完全に硬化したものを意味し、壁150に相当する。
光反射材150Fを設ける際は、透光板140及び波長変換層130離れた位置に、透光板140及び波長変換層130を囲む枠部材180を設け、透光板140及び波長変換層130と枠部材180との間に光反射材150Fを設けてもよい。
未硬化の光反射材150Fの内面150Fbの上端が、透光板140の側面140cの上端よりも下方に位置する場合、未硬化の光反射材150Fが側面140cの上方に濡れ広がり、未硬化の光反射材150Fの上面150Faが基板110に近づく方向に凹む。この場合、硬化後の光反射材150F(すなわち壁150)の角部cの角度θが90度より小さくなる。そこで、本実施形態では、未硬化の光反射材150Fは、未硬化の光反射材150Fの内面150Fbの上端が透光板140の上面140aの上端と上下方向において同じ位置となるように設けられる。これにより、角部cの角度θが90度未満になることを抑制できる。
更に、本実施形態では、未硬化の光反射材150Fの上面150Faは、透光板140の上面150a及び枠部材180の上面180aと面一である。これにより、硬化後の光反射材150F(すなわち壁150)の上面150aを、基板110の上面110aに平行にできる。なお、硬化した光反射材150Fの上面150aが、未硬化の光反射材150Fの上面150Faよりも基板110に近づく方向に引けることが見込まれる場合、未硬化の光反射材150Fの上面150Faが基板110から離れる方向に凸となるように未硬化の光反射材150Fを設けてもよい。この場合、光反射材150Fの硬化後に研磨等を実施し、上面150Faを平坦化してもよい。
次に、光反射材150Fを硬化させる。光反射材150Fを構成する母材が熱硬化性樹脂である場合、光反射材150Fは加熱されることにより硬化する。加熱温度は、例えば150℃以上200℃以下である。ただし、硬化方法は光反射材150Fを構成する材料に応じて適宜選択できる。例えば、光反射材150Fにおける樹脂を紫外線硬化性樹脂により構成し、紫外線により硬化させてもよい。
次に、図5Eに示すように、保持具141及び枠部材180を基板110上から除去する。これにより、波長変換層130の上部が波長変換粒子131による凹凸を有し、波長変換層130と透光板140との間に空気層130kが介在する発光装置100が形成される。
図6A及び図6Bは、参考例に係る発光装置の製造方法を示す図である。
図6Aに示すように、参考例に係る発光装置の製造方法では、波長変換層130上に接着剤190が配置された状態で、透光板140が波長変換層130上に配置される。そのため、接着剤190により、透光板140が波長変換層130に接着される。しかしながら、透光板140を波長変換層130に接着するために透光板140を波長変換層130に押し付けることにより、接着剤190が押しつぶされ、接着剤190とともに複数の波長変換粒子131が透光板140と発光素子120との間からはみ出す場合がある。
図6Aに示すように、参考例に係る発光装置の製造方法では、波長変換層130上に接着剤190が配置された状態で、透光板140が波長変換層130上に配置される。そのため、接着剤190により、透光板140が波長変換層130に接着される。しかしながら、透光板140を波長変換層130に接着するために透光板140を波長変換層130に押し付けることにより、接着剤190が押しつぶされ、接着剤190とともに複数の波長変換粒子131が透光板140と発光素子120との間からはみ出す場合がある。
そのため、光反射材150Fを設けた場合、図6Bに示すように、接着剤190とともに複数の波長変換粒子131が透光板140と発光素子120との間からはみ出した部分により、光反射材150Fの内面150Fbに窪み150Fkが生じる。このような窪み150Fkは、光反射材150Fの硬化後も残存する。このように、接着剤190を設けた場合、発光素子120上に配置した複数の波長変換粒子131うちの一部が、発光素子120の直上の領域から外れた位置に移動してしまう。そのため、発光素子120上に配置した波長変換粒子131の数が低減し、光の取出し効率が低下する。また、このような窪み150Fkが壁に設けられている場合、窪み150Fk内に位置する波長変換粒子131から出射した第2光L2が壁の中に伝搬し、伝搬した第2光L2が壁の上面から出射する可能性がある。
これに対して本実施形態では、製造時に接着剤190が透光板140と波長変換層130の間に配置されていない。そのため、透光板140を配置することにより、発光素子120上に配置した複数の波長変換粒子131うちの一部が、発光素子120の直上の領域から外れた位置に移動することを抑制できる。その結果、光の取出し効率を向上させることができる。このように製造時に接着剤190が透光板140と波長変換層130の間に配置されていないため、形成された発光装置100においては、波長変換層130と透光板140との間に空気層130kが介在している。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光装置100においては、壁150は、波長変換層130及び透光板140を囲んでいる。そのため、壁150の上面150aは、波長変換層130の上面130aよりも高い位置に設けられている。これにより、壁150の上面150aからの光漏れを抑制できる発光装置100を提供できる。またこれにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストを高くできる。
本実施形態に係る発光装置100においては、壁150は、波長変換層130及び透光板140を囲んでいる。そのため、壁150の上面150aは、波長変換層130の上面130aよりも高い位置に設けられている。これにより、壁150の上面150aからの光漏れを抑制できる発光装置100を提供できる。またこれにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストを高くできる。
また、本実施形態では、波長変換層130の上部は、波長変換粒子131による凹凸を有しており、波長変換層130と透光板140の間には、空気層130kが設けられている。そのため、波長変換層130の上部の波長変換粒子131による凹凸と空気層130kとの界面で、第1光L1及び第2光L2が反射される確率が高い。このため、波長変換層130内における第1光L1及び第2光L2の横方向への伝播が阻害され、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域から出射する。これにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストを高くできる。また、波長変換層130と透光板140との間には、接着剤190が設けられていない。そのため、製造時に、透光板140を波長変換層130上に配置する際に、波長変換粒子131が透光板140と発光素子120との間からはみ出すことを抑制できる。これにより、光の取出し効率を向上させることができる。また、波長変換層130と透光板140の間に空気層130kが設けられていることにより、透光板140の上面または/および下面に凸形状や凹形状、凹凸形状等の表面加工を施すことができる。表面加工を施すことができる面が上面と下面の2面あることで、光学制御を容易にできる。
また、透光板140の側面140cは、基板110の上面110aに対して垂直である。これにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストをより一層高くできる。
また、壁150の上面150aは、基板110の上面110aに平行である。そのため、壁150の上面150aが基板110の上面110aに近づく方向に凹である場合と比較して、角部cの肉厚tを厚くできる。これにより、壁150の上面150aからの光漏れを抑制できる。
また、波長変換層130は、波長変換粒子131の表面を被覆するガラス層132を有する。波長変換粒子131同士はガラス層132を介して結合しており、波長変換粒子131間には空気層130kが形成されている。これにより、発光素子120及び波長変換層130の直上の領域S1と周辺領域S2のコントラストをより一層高くできる。
また、本実施形態に係る発光装置100の製造方法においては、先ず、基板上に第1光を出射する発光素子120を載置する。次に、発光素子120上に、第1光L1の一部を波長変換して第2光L2を出射する複数の波長変換粒子131を有する波長変換層130を、上部が波長変換粒子131による凹凸を有するように配置する。次に、波長変換層130との間に空気層130kを有するように、波長変換層130の上方に透光板140を配置する。次に、未硬化の光反射材150Fを、波長変換層130及び透光板140を囲むように設ける。次に、光反射材150Fを硬化させた壁150を形成する。これにより、壁150の上面150aからの光漏れを抑制しつつ、光の取出し効率を向上させた発光装置100を実現できる。
また、本実施形態に係る発光装置100の製造方法においては、光反射材150Fを設ける工程において、光反射材150Fは、内面150Fbの上端が透光板140の側面140cの上端と上下方向において同じ位置となるように設けられる。そのため、硬化後の光反射材150F(壁150)の上面150aと内面150bとの間の角部cの角度θを90度以上にできる。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。
図7は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置200は、壁250の上面250aが基板110の上面110aに平行でない点において、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。なお、以下の説明においては、原則として、第1の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第1の実施形態と同様である。
次に、第2の実施形態について説明する。
図7は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置200は、壁250の上面250aが基板110の上面110aに平行でない点において、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。なお、以下の説明においては、原則として、第1の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第1の実施形態と同様である。
壁250の構成は、上面250aの形状を除き、第1の実施形態における壁150の構成と同様である。壁250の上面250aは、基板110から離れる方向に向かって凸状の湾曲面である。この場合、壁250の上面250aと内面250bとの間の角部cの角度θは、90度より大きく180未満である。ここで、角度θは、内面250bと、内面250bの上端250tを通る上面250aの接線Lと、のなす角度である。このように、角度θは、90度より大きくてもよい。このような場合、角部cの肉厚tをより一層厚くすることができる。そのため、壁250の内面250bのうち角部cの近辺の領域から壁250の中に第2光L2が伝搬したとしても、伝搬した第2光L2を減衰させ、第2光L2が上面250aから漏れ出ることを抑制できる。
次に、本実施形態に係る発光装置200の製造方法について説明する。
図8は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
本実施形態に係る発光装置200の製造方法では、光反射材250Fを設ける工程が、第1の実施形態に係る発光装置100の製造方法と相違する。
図8は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
本実施形態に係る発光装置200の製造方法では、光反射材250Fを設ける工程が、第1の実施形態に係る発光装置100の製造方法と相違する。
図5Cに示すように透光板140を設けた後、図8に示すように、未硬化の光反射材250Fを、硬化後の上面250aが基板110の上面110aから離れる方向に凸となるように設ける。未硬化の光反射材250Fは、第1の実施形態における光反射材150Fと同様に、未硬化の樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。具体的には、未硬化の光反射材250Fは、未硬化の光反射材250Fの上面250Faが表面張力により基板110の上面110aから離れる方向に凸となるように設けられる。これにより、硬化後の光反射材250Fの上面250aが、基板110の上面110aから離れる方向に凸となる。以降の手順は、第1の実施形態と同様である。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態では、壁250の上面250aは、基板110から離れる方向に向かって凸である。そのため、角部cの肉厚tをより一層厚くすることができる。その結果、壁250の内面250bのうち角部cの近辺の領域から壁250の中に第2光L2が伝搬したとしても、伝搬した第2光L2を減衰させ、第2光L2が上面250aから漏れ出ることを抑制できる。
本実施形態では、壁250の上面250aは、基板110から離れる方向に向かって凸である。そのため、角部cの肉厚tをより一層厚くすることができる。その結果、壁250の内面250bのうち角部cの近辺の領域から壁250の中に第2光L2が伝搬したとしても、伝搬した第2光L2を減衰させ、第2光L2が上面250aから漏れ出ることを抑制できる。
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態について説明する。
図9は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置300は、壁350の構成において、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。
次に、第3の実施形態について説明する。
図9は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置300は、壁350の構成において、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。
壁350は、本体部351と、充填部352と、を有する。
本体部351は、樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。フィラーとしては、シリコン酸化物(SiO2)、チタン酸化物(TiO2)、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)等の光反射性材料を用いることができる。本体部351は、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140を囲んでいる。
本体部351は、樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。フィラーとしては、シリコン酸化物(SiO2)、チタン酸化物(TiO2)、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)等の光反射性材料を用いることができる。本体部351は、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140を囲んでいる。
本体部351の表面は、上面351aと、内面351bと、外面351cと、下面351dと、を含む。
上面351aは、基板110の上面110aに近づく方向に凹の湾曲面である。
内面351bは、本実施形態では、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140を囲んでいる。内面351bは、発光素子120の側面、波長変換層130の横方向の端部、及び透光板140の側面140cに接している。内面351bにおいて少なくとも最も上方に位置する上端351tを含む領域は、透光板140の側面140cに接しているため、基板110の上面110aに垂直である。
内面351bは、本実施形態では、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140を囲んでいる。内面351bは、発光素子120の側面、波長変換層130の横方向の端部、及び透光板140の側面140cに接している。内面351bにおいて少なくとも最も上方に位置する上端351tを含む領域は、透光板140の側面140cに接しているため、基板110の上面110aに垂直である。
外面351cは、上面351aの周囲に設けられている。外面351cは、基板110の上面110aに垂直である。ただし、外面351cの形状は、特に限定されない。例えば外面351cは、Z軸に対して傾斜していてもよい。
下面351dは、上面351aの反対側に位置する。下面351dは、本実施形態では、基板110の上面110aに接している。
充填部352は、本体部351の上面351aの凹みに充填されている。充填部352は、樹脂材料からなる母材と、母材中に分散されたフィラーと、を含む。樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。フィラーとしては、シリコン酸化物(SiO2)、チタン酸化物(TiO2)、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)等の光反射性材料、又は、炭素粉からなるカーボン粒子等の光吸収性材料を用いることができる。
充填部352の上面352aは、基板110の上面110aに平行である。ただし、充填部352は、基板110から離れる方向に凸であってもよい。このような構成によっても、壁350の上面352aと内面351bとの間の角部cの角度θを90度以上180度未満とできる。
充填部352におけるフィラーが光反射性材料である場合、充填部352に含まれるフィラーの密度は、本体部351に含まれるフィラーの密度よりも高いことが好ましい。これにより、壁350の中に伝搬した第2光L2が上面352aから漏れ出ることをより一層抑制できる。
また、充填部352におけるフィラーが光吸収性材料である場合、充填部352におけるフィラーは、壁350の中に伝搬した第2光L2を吸収できる。これにより、壁350の中に伝搬した第2光L2が上面352aから漏れ出ることをより一層抑制できる。
<第4の実施形態>
次に、第4の実施形態について説明する。
図10は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置400は、壁450の構成において、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。
次に、第4の実施形態について説明する。
図10は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置400は、壁450の構成において、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。
波長変換層130は、壁450によって囲まれている。壁450の形状は、筒状である。壁450は、第1部分451と、第2部分452と、を有する。第1部分451及び第2部分452のそれぞれは、樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなる複数のフィラーと、を含む。壁450の樹脂材料としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。壁450の光反射性材料としては、シリコン酸化物(SiO2)、チタン酸化物(TiO2)、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)等を用いることができる。
第1部分451におけるフィラーの密度と、第2部分452におけるフィラーの密度は相互に異なる。「フィラーの密度」とは、各部分451、452の単位体積あたりに含まれるフィラーの質量を意味する。
第1部分451は、本実施形態では、発光素子120及び波長変換層130の両方を囲んでいる。第1部分451の表面は、内面451aと、外面451bと、下面451cと、を含む。
内面451aは、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140の側面140cの下側領域を囲み、発光素子120の側面、波長変換層130の横方向における端部、及び透光板140の側面140cの下側領域に接している。そのため、内面451aのうち最も上方に位置する上端451tは、波長変換層130の上面130aと透光板140の上面140aとの間に位置する。
外面451bは、内面451aの周囲に設けられており、内面451a及び下面451cに接している。外面451bは、下方向に向かうほど、内面451aから離れる。ただし、内面451aと外面451bとの間には、上面が位置していてもよい。また、この場合、外面451bは、基板110の上面110aに垂直であってもよい。下面451cは、基板110の上面110aに接している。
第2部分452は、第1部分451上及び第1部分451の周囲に設けられている。第1部分451に含まれるフィラーの密度は、第2部分452に含まれるフィラーの密度よりも高い。そのため、第1部分451の光の反射率は、第2部分452の光の反射率よりも高い。
第2部分452の表面は、上面452aと、内面452bと、外面452cと、下面452dと、を含む。上面452aは、本実施形態では、基板110の上面110aに平行な平坦面である。上面452aは、透光板140の上面140aと面一である。ただし、上面452aは、基板110から離れる方向に凸であってもよい。
内面452bは、上面452aと上端451tとの間に位置する第1領域452s1と、上端451tと下面452dとの間に位置する第2領域452s2と、を含む。第1領域452s1は、透光板140を囲んでいる。第1領域452s1は、透光板140の側面140cに接しているため、基板110の上面110aに対して垂直である。第2領域452s2は、第1部分451の外面451bに接している。
外面452cは、上面452aの周囲に設けられており、上面452a及び下面452dに接している。外面452cは、基板110の上面110aに垂直である。ただし、外面452cは、Z軸に対して傾斜していてもよい。下面452dは、基板110の上面110aに接している。
このように、壁450全体の上面450aは、第2部分452の上面452aからなる。壁450全体の内面450bは、第1部分451の内面451a及び第2部分452の第1領域452s1からなる。壁450全体の外面450cは、第2部分452の外面452cからなる。壁450全体の下面450dは、第1部分451の下面451c及び第2部分452の下面452dからなる。
本実施形態では、上面450aは、基板110の上面110aに平行であり、内面450bのうち上端452tを含む領域(第1領域452s1)は、基板110の上面110aに垂直である。そのため、上面450aと内面450bとの間の角部cの角度θは、90度である。ただし、上面450aは、基板110から離れる方向に凸の湾曲面であってもよい。すなわち、角度θは、90度より大きくかつ180度未満であってもよい。
次に、本実施形態に係る発光装置400の動作について説明する。
壁450の内面450bにおいて波長変換層130に隣接する領域ほど、入射する第2光L2の輝度が高くなる。そのため、壁450において波長変換層130に隣接する部分の中には、第2光L2が伝搬し易い。本実施形態では、波長変換層130に隣接する第1部分451の反射率は、第2部分452の反射率よりも高い。そのため、波長変換層130に隣接する第1部分451の中に第2光L2が伝搬することを抑制できる。
壁450の内面450bにおいて波長変換層130に隣接する領域ほど、入射する第2光L2の輝度が高くなる。そのため、壁450において波長変換層130に隣接する部分の中には、第2光L2が伝搬し易い。本実施形態では、波長変換層130に隣接する第1部分451の反射率は、第2部分452の反射率よりも高い。そのため、波長変換層130に隣接する第1部分451の中に第2光L2が伝搬することを抑制できる。
次に、本実施形態に係る発光装置400の製造方法について説明する。
図11A及び図11Bは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
図11A及び図11Bは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
先ず、図5Cに示すように、波長変換層130上方に透光板140を配置した後、図11A及び図11Bに示すように、未硬化の光反射材450Fを、波長変換層130及び透光板140を囲むように設ける。
未硬化の光反射材450Fは、第1部材451Fと、第2部材452Fと、を含む。第1部材451F及び第2部材452Fのそれぞれは、未硬化の樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。第1部材451Fと第2部材452Fは、フィラーの濃度が相互に異なる。なお、第1部材451Fは、硬化すると壁450の第1部分451となる部分である。また、第2部材452Fは、硬化すると壁450の第2部分452となる部分である。
先ず、図11Aに示すように、波長変換層130及び透光板140の側面140cの下側領域を囲み、透光板140の側面140cの下側領域に接触するように第1部材451Fを設ける。未硬化の第1部材451Fの粘度は、波長変換層130及び透光板140の周囲に設けられた後に波長変換層130に流入しない程度であることが好ましい。未硬化の第1部材451Fの粘度は、例えば、450Pa・s以上1000Pa・s以下であることが好ましい。これにより、未硬化の第1部材451Fの内面451Fbを透光板140の側面140cの下側領域に接触させつつ、第1部材451Fが波長変換層130に流入することを抑制できる。
次に、第1部材451Fを半硬化させる。なお、第1部材451Fは半硬化させなくてもよい。
次に、図11Bに示すように、第1部材451F上及び第1部材451Fの周囲に第2部材452Fを設ける。未硬化の第2部材452Fの粘度は、未硬化の第1部材451Fの粘度よりも低い。第2部材452Fの粘度を第1部材451Fの粘度よりも低くする方法は特に限定されないが、例えば、第2部材452Fに含まれるフィラーの濃度を第1部材451Fに含まれるフィラーの濃度より低くする方法、第2部材452Fに添加する増粘剤の添加量を第1部材451Fへの増粘剤の添加量よりも少なくする方法等が挙げられる。
未硬化の第2部材452Fの粘度は、第2部材452Fが透光板140の側面140cに合わせて流動可能な程度であることが好ましい。第2部材452Fの粘度は、例えば、5Pa・s以上250Pa・s以下であることが好ましい。なお、第2部材452Fを設ける際は、透光板140及び第1部材451Fから離れた位置に、透光板140及び第1部材451Fを囲む枠部材180を設け、透光板140と枠部材180との間に第2部材452Fを設けてもよい。
本実施形態では、第2部材452Fは、硬化後の上面450aが基板110の上面110aに平行となるように設けられる。具体的には、未硬化の第2部材452Fは、未硬化の第2部材452Fの内面452Fbの上端が、透光板140の側面140cの上端と上下方向において同じ位置になるように設けられる。
前述したように、第1部材451Fが透光板140の側面140cの下側領域に接し、波長変換層130を囲んでいる。そのため、第1部材451Fにより第2部材452Fの波長変換層130への流入を抑制しつつ、第2部材452Fを透光板140の側面140cに合わせて流動させることができる。
次に、光反射材450F(第1部材451F及び第2部材452F)を硬化させる。
次に、保持具141及び枠部材180を基板110上から除去する。これにより、壁450に第1部分451及び第2部分452が設けられた発光装置400が形成される。
次に、保持具141及び枠部材180を基板110上から除去する。これにより、壁450に第1部分451及び第2部分452が設けられた発光装置400が形成される。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光装置400において、壁450は、樹脂材料からなる母材と、母材内に分散し、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。壁450は、波長変換層130を囲む第1部分451と、第1部分451上及び第1部分451の周囲に設けられた第2部分452と、を有する。第1部分451に含まれるフィラーの密度は、第2部分452に含まれるフィラーの密度よりも高い。そのため、第1部分451の反射率を第2部分452の反射率よりも高くできる。その結果、波長変換層130に隣接する第1部分451の中に、第2光L2が伝搬することを抑制できる。
本実施形態に係る発光装置400において、壁450は、樹脂材料からなる母材と、母材内に分散し、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。壁450は、波長変換層130を囲む第1部分451と、第1部分451上及び第1部分451の周囲に設けられた第2部分452と、を有する。第1部分451に含まれるフィラーの密度は、第2部分452に含まれるフィラーの密度よりも高い。そのため、第1部分451の反射率を第2部分452の反射率よりも高くできる。その結果、波長変換層130に隣接する第1部分451の中に、第2光L2が伝搬することを抑制できる。
また、本実施形態に係る発光装置400の製造方法において、光反射材450Fは、波長変換層130を囲むように設けられる第1部材451Fと、第1部材451F上及び第1部材451Fの周囲に設けられる第2部材452Fと、を有する。そして、第1部材451Fの粘度は、第2部材452Fの粘度よりも高い。そのため、第1部材451Fにより第2部材452Fの波長変換層130への流入を抑制しつつ、第2部材452Fを透光板140の側面140cの形状に合わせて容易に流動させることができる。
<第5の実施形態>
次に、第5の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置500は、壁550の構成において、第4の実施形態に係る発光装置400と相違する。なお、以下の説明においては、原則として、第4の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第4の実施形態と同様である。
次に、第5の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置500は、壁550の構成において、第4の実施形態に係る発光装置400と相違する。なお、以下の説明においては、原則として、第4の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第4の実施形態と同様である。
壁550は、第1部分551と、第2部分552と、第3部分553と、を有する。第1部分551は、発光素子120及び波長変換層130の両方を囲んでいる。第2部分552は、第1部分551上及び第1部分551の周囲に設けられている。第3部分553は、第2部分552上及び第2部分552の周囲に設けられている。
第1部分551、第2部分552、及び第3部分553のそれぞれは、樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。第1部分551に含まれるフィラーの密度は、第2部分552に含まれるフィラーの密度よりも高い。第2部分552に含まれるフィラーの密度は、第3部分553に含まれるフィラーの密度よりも高い。そのため、第1部分551の光の反射率が第2部分552の光の反射率より高く、第2部分552の光の反射率が第3部分553の光の反射率よりも高い。
第1部分551の表面は、内面551aと、外面551bと、下面551cと、を含む。内面551aは、発光素子120、波長変換層130、及び透光板140の側面140cの下側領域を囲み、発光素子120の側面、波長変換層130の横方向における端部、及び透光板140の側面140cの下側領域に接している。そのため、内面551aのうち最も上方に位置する上端551tは、波長変換層130の上面130aと透光板140の上面140aとの間に位置する。
外面551bは、内面551aの周囲に設けられており、内面551a及び下面551cに接している。外面551bは、下方向に向かうほど、内面551aから離れる。ただし、内面551aと外面551bとの間には、上面が位置していてもよい。また、この場合、外面551bは、基板110の上面110aに垂直であってもよい。下面551cは、基板110の上面110aに接している。
第2部分552の表面は、内面552aと、外面552bと、下面552cと、を含む。
内面552aは、透光板140及び第1部分551を囲んでいる。内面552aのうち最も上方に位置する上端552tは、第1部分551の上端551tよりも上方に位置する。内面552aは、上端552tと第1部分551の上端551tとの間に位置する第1領域552s1と、上端551tと下面552cとの間に位置する第2領域552s2と、を有する。第1領域552s1は、透光板140の側面140cに接している。第2領域552s2は、第1部分551の外面551bに接している。
内面552aは、透光板140及び第1部分551を囲んでいる。内面552aのうち最も上方に位置する上端552tは、第1部分551の上端551tよりも上方に位置する。内面552aは、上端552tと第1部分551の上端551tとの間に位置する第1領域552s1と、上端551tと下面552cとの間に位置する第2領域552s2と、を有する。第1領域552s1は、透光板140の側面140cに接している。第2領域552s2は、第1部分551の外面551bに接している。
外面552bは、内面552aの周囲に設けられており、内面552a及び下面552cに接している。なお、内面552aと外面552bとの間に上面が位置していてもよい。下面552cは、基板110の上面110aに接している。
第3部分553は、第2部分552上及び第2部分552の周囲に設けられている。第3部分553の表面は、上面553aと、内面553bと、外面553cと、下面553dと、を含む。上面553aは、基板110の上面110aに平行である。ただし、上面553aは、基板110から離れる方向に凸であってもよい。
内面553bのうち最も上方に位置する上端553tは、第2部分の552の上端552tよりも上方に位置する。内面553bは、上端553tと上端552tとの間に位置する第3領域553s1と、上端552tと下面553dとの間に位置する第4領域553s2と、を含む。第3領域553s1は、透光板140を囲んでおり、透光板140の側面140cに接している。第4領域553s2は、第2部分552の外面552bに接している。
外面553cは、上面553aの周囲に設けられており、上面553a及び下面553dに接している。外面553cは、基板110の上面110aに垂直である。ただし、外面553cは、Z軸に対して傾斜していてもよい。下面553dは、基板110の上面110aに接している。
このように、壁550全体の上面550aは、第3部分553の上面553aからなる。壁550全体の内面550bは、第1部分551の内面551a、第2部分552の第1領域552s1、及び第3部分553の第3領域553s1からなる。壁550全体の外面550cは、第3部分553の外面553cからなる。壁550全体の下面550dは、第1部分551の下面551c、第2部分552の下面552c、及び第3部分553の外面553cからなる。
本実施形態では、上面550aは基板110の上面110aに対して平行であり、内面550bのうち上端553tを含む領域(第3領域553s1)は基板110の上面110aに対して垂直である。そのため、上面550aと内面550bとの間の角部cの角度θは、90度である。ただし、上面550aは、基板110から離れる方向に凸の湾曲面であってもよい。すなわち、角度θは、90度より大きくかつ180度未満であってもよい。
次に、本実施形態に係る発光装置500の製造方法について説明する。
図13A~図13Cは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
本実施形態に係る製造方法では、光反射材550Fを設ける工程が、第4の実施形態に係る発光装置400の製造方法と相違する。
図13A~図13Cは、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す図である。
本実施形態に係る製造方法では、光反射材550Fを設ける工程が、第4の実施形態に係る発光装置400の製造方法と相違する。
光反射材550Fは、第1部材551Fと、第2部材552Fと、第3部材553Fと、を有する。第1部材551F、第2部材552F、及び第3部材553Fのそれぞれは、未硬化の樹脂材料からなる母材と、光反射性材料からなるフィラーと、を含む。第1部材551F、第2部材552F、及び第3部材553Fは、フィラーの濃度が相互に異なる。第1部材551Fは、硬化すると壁550の第1部分551となる部分である。また、第2部材552Fは、硬化すると壁550の第2部分552となる部分である。また、第3部材553Fは、硬化すると壁550の第3部分553となる部分である。以下、光反射材550Fを設ける方法について詳述する。
先ず、図13Aに示すように、第4の実施形態と同様に、波長変換層130及び透光板140の側面140cの下側領域を囲み、透光板140の側面140cの下側領域に接するように第1部材551Fを設ける。
次に、第1部材551Fを半硬化させる。なお、第1部材551Fは、半硬化させなくてもよい。
次に、図13Bに示すように、第1部材551F上及び第1部材551Fの周囲に第2部材552Fを設ける。未硬化の第2部材552Fの粘度は、未硬化の第1部材551Fの粘度よりも低い。そのため、第1部材551Fにより第2部材552Fの波長変換層130への流入を抑制しつつ、第2部材552Fを透光板140の側面140cに十分に接触させることができる。
次に、第2部材552Fを半硬化させる。なお、第2部材552Fは、半硬化させなくてもよい。
次に、図13Cに示すように、第2部材552F上及び第2部材552Fの周囲に第3部材553Fを設ける。この際、第3部材553Fは、硬化後の上面550aが基板110の上面110aに平行となるように設ける。なお、第3部材553Fは、硬化後の上面550aが基板110の上面110aから離れる方向に凸となるように設けてもよい。未硬化の第3部材553Fの粘度は、未硬化の第2部材552Fの粘度よりも低い。そのため、第3部材553Fは、透光板140の側面140cの形状に合わせて流動する。
前述したように、第3部材553Fを設ける前に、第1部材551F及び第2部材552Fが透光板140の側面140cに接触するとともに波長変換層130を覆っている。そのため、第1部材551F及び第2部材552Fの両方により、第3部材553Fの波長変換層130への流入を抑制しつつ、第3部材553Fを透光板140の側面140cに合わせて変形させることができる。
次に、第1部材551F、第2部材552F及び第3部材553Fを硬化させる。以降の手順は、第4の実施形態と同様である。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光装置500においては、壁550は、第2部分552上及び第2部分552の周囲に設けられた第3部分553を更に有する。第3部分553に含まれるフィラーの密度は、第2部分552に含まれるフィラーの密度よりも低い。そのため、波長変換層130に近い位置に位置する第2部分552の反射率を第3部分553の反射率よりも高くできる。そのため、壁550中に第2光L2が伝搬することをより一層抑制できる。
本実施形態に係る発光装置500においては、壁550は、第2部分552上及び第2部分552の周囲に設けられた第3部分553を更に有する。第3部分553に含まれるフィラーの密度は、第2部分552に含まれるフィラーの密度よりも低い。そのため、波長変換層130に近い位置に位置する第2部分552の反射率を第3部分553の反射率よりも高くできる。そのため、壁550中に第2光L2が伝搬することをより一層抑制できる。
また、製造時の未硬化の第2部材552Fの粘度は、未硬化の第3部材553Fの粘度よりも高い。そのため、第1部材551F及び第2部材552Fの両方により、第3部材553Fの波長変換層130への流入を抑制しつつ、第3部材553Fを透光板140の側面140cに合わせて変形させることができる。
なお、上記実施形態では、壁550がフィラーの密度が相互に異なる3つの部分551、552、553を有する例を説明したが、壁550は、フィラーの密度が相互に異なる4以上の部分を有していてもよい。
<第6の実施形態>
次に、第6の実施形態について説明する。
図14は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置600は、発光素子620が、発光素子620の成長基板側が基板110に実装(FU(Face-up)実装)されたLEDである点で、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。
次に、第6の実施形態について説明する。
図14は、本実施形態に係る発光装置を示す端面図である。
本実施形態に係る発光装置600は、発光素子620が、発光素子620の成長基板側が基板110に実装(FU(Face-up)実装)されたLEDである点で、第1の実施形態に係る発光装置100と相違する。
発光素子620は、基板110上に載置されている。発光素子620の上面の電極とワイヤ660の一端とが接続されている。ワイヤ660の他端は、図示省略する基板110上の電極に接続されている。発光素子620の周囲には、遮光層670が設けられている。
遮光層670は、基板110の上面110aに接している。遮光層670は、樹脂材料からなる母材と、母材中に分散したフィラーと、を含む。遮光層670の母材としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。遮光層670のフィラーとしては、チタン酸化物(TiO2)等の光反射性材料を用いることができる。壁650は、遮光層670上に設けられており、ワイヤ660の一部を埋設している。
このように発光素子620は、FU実装されていてもよい。また、壁650は少なくとも波長変換層130を囲んでいればよく、発光素子620を囲んでいなくてもよい。
本開示の実施形態は、各種照明用光源、車載用光源等に利用することが可能である。
100、200、300、400、500、600:発光装置
110:基板
110a:上面
110b:下面
120、620:発光素子
130:波長変換層
130a:上面
130k:空気層
131:波長変換粒子
132:ガラス層
140:透光板
140a:上面
140b:下面
140c:側面
141:保持具
150、250、350、450、550:壁
150a、250a、450a、550a:上面
150b、250b、450b、550b:内面
150c、450c、550c:外面
150d、450d、550d:下面
150t、250t:上端
150F、250F、450F、550F:光反射材
150Fa、250Fa:上面
150Fb:内面
150Fk:窪み
160:接合部材
170:遮光層
180:枠部材
180a:上面
190:接着剤
351:本体部
351a:上面
351b:内面
351c:外面
351d:下面
351t:上端
352:充填部
352a:上面
451、551:第1部分
451a、551a:内面
451b、551b:外面
451c、551c:下面
451t、551t:上端
451F、551F:第1部材
451Fb:内面
452、552:第2部分
452a:上面
452b、552a:内面
452c、552b:外面
452d、552c:下面
452s1、552s1:第1領域
452s2、552s2:第2領域
452t、552t:上端
452F、552F:第2部材
452Fa:上面
452Fb:内面
553:第3部分
553a:上面
553b:内面
553c:外面
553d:下面
553s1:第3領域
553s2:第4領域
553t:上端
553F:第3部材
660:ワイヤ
670:遮光層
L:接線
L1:第1光
L2:第2光
S1:透光板の直上の領域
S2:周辺領域
c:角部
t:肉厚
θ:角度
110:基板
110a:上面
110b:下面
120、620:発光素子
130:波長変換層
130a:上面
130k:空気層
131:波長変換粒子
132:ガラス層
140:透光板
140a:上面
140b:下面
140c:側面
141:保持具
150、250、350、450、550:壁
150a、250a、450a、550a:上面
150b、250b、450b、550b:内面
150c、450c、550c:外面
150d、450d、550d:下面
150t、250t:上端
150F、250F、450F、550F:光反射材
150Fa、250Fa:上面
150Fb:内面
150Fk:窪み
160:接合部材
170:遮光層
180:枠部材
180a:上面
190:接着剤
351:本体部
351a:上面
351b:内面
351c:外面
351d:下面
351t:上端
352:充填部
352a:上面
451、551:第1部分
451a、551a:内面
451b、551b:外面
451c、551c:下面
451t、551t:上端
451F、551F:第1部材
451Fb:内面
452、552:第2部分
452a:上面
452b、552a:内面
452c、552b:外面
452d、552c:下面
452s1、552s1:第1領域
452s2、552s2:第2領域
452t、552t:上端
452F、552F:第2部材
452Fa:上面
452Fb:内面
553:第3部分
553a:上面
553b:内面
553c:外面
553d:下面
553s1:第3領域
553s2:第4領域
553t:上端
553F:第3部材
660:ワイヤ
670:遮光層
L:接線
L1:第1光
L2:第2光
S1:透光板の直上の領域
S2:周辺領域
c:角部
t:肉厚
θ:角度
Claims (15)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、第1光を出射する発光素子と、
前記発光素子上に設けられ、前記第1光の一部を波長変換して第2光を出射する複数の波長変換粒子を含む波長変換層と、
前記波長変換層の上方に設けられた透光板と、
前記波長変換層及び前記透光板を囲み、内面が前記透光板の側面に接し、光反射性材料を含む壁と、
を備え、
前記波長変換層の上部は、前記波長変換粒子による凹凸を有し、
前記波長変換層と前記透光板の間には空気層が設けられている発光装置。 - 前記壁は、樹脂材料からなる母材と、前記母材内に分散し、前記光反射性材料からなるフィラーと、を含み、
前記壁は、前記波長変換層を囲む第1部分と、前記第1部分上及び前記第1部分の周囲に設けられた第2部分と、を有し、
前記第1部分に含まれる前記フィラーの密度は、前記第2部分に含まれる前記フィラーの密度よりも高い請求項1に記載の発光装置。 - 前記壁は、前記第2部分上及び前記第2部分の周囲に設けられた第3部分を更に有し、
前記第3部分に含まれる前記フィラーの密度は、前記第2部分に含まれる前記フィラーの密度よりも低い請求項2に記載の発光装置。 - 前記透光板の側面は、前記基板の上面に対して垂直である請求項1~3のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記壁の上面は、前記基板から離れる方向に向かって凸状である請求項1~4のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記壁の上面は、前記基板の上面に平行である請求項1~4のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記波長変換層は、前記波長変換粒子の表面を被覆するガラス層を更に有し、
前記波長変換粒子同士は前記ガラス層を介して結合しており、
前記波長変換粒子間には空気層が形成されている請求項1~6のいずれか1つに記載の発光装置。 - 前記透光板の上面および下面のうち、少なくとも一方に表面加工が施されている請求項1~7のいずれか1つに記載の発光装置。
- 基板上に第1光を出射する発光素子を載置する工程と、
前記発光素子上に、前記第1光の一部を波長変換して第2光を出射する複数の波長変換粒子を有する波長変換層を、上部が前記波長変換粒子による凹凸を有するように配置する工程と、
前記波長変換層との間に空気層を有するように、前記波長変換層の上方に透光板を配置する工程と、
未硬化の光反射材を、前記波長変換層及び前記透光板を囲むように設ける工程と、
前記光反射材を硬化させた壁を形成する工程と、
を備える発光装置の製造方法。 - 前記光反射材を設ける工程において、前記光反射材は、内面の上端が前記透光板の側面の上端と上下方向において同じ位置となるように設けられる請求項9に記載の発光装置の製造方法。
- 前記光反射材は、
前記波長変換層を囲むように設けられる第1部材と、
前記第1部材上及び前記第1部材の周囲に設けられる第2部材と、
を有し、
前記第1部材の粘度は、前記第2部材の粘度よりも高い請求項9または10に記載の発光装置の製造方法。 - 前記光反射材は、前記第2部材上及び前記第2部材の周囲に設けられる第3部材をさらに有し、
前記第3部材の粘度は、前記第2部材の粘度よりも低い請求項11に記載の発光装置の製造方法。 - 前記波長変換層を配置する工程は、
前記発光素子上に、前記複数の波長変換粒子を含むスラリー材をスプレーする工程を有する請求項9~12のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記スラリー材は、ポリシラザンをさらに含み、
前記波長変換層を配置する工程は、
前記スラリー材がスプレーされた基体を加熱又は常温放置することにより、前記ポリシラザンをシリカに転化させて、前記波長変換粒子を前記シリカを含むガラス層で被覆すると共に、前記波長変換粒子間に空気層を形成する工程をさらに有する請求項13に記載の発光装置の製造方法。 - 前記透光板の上面および下面のうち、少なくとも一方に表面加工が施されている請求項9~14のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
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JP2020027245 | 2020-02-20 | ||
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