(57)【要約】【課題】色むらが少ない発光装置を提供する。【解決手段】発光装置は、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である第１ピーク波長を有する光を出射する第１発光素子１０と、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である第２ピーク波長を有する光を出射する第２発光素子２０と、第１発光素子の上面および第２発光素子の上面を連続して被覆し、第３ピーク波長を有する光に変換する波長変換部材４１と、波長変換部材４１の上面を被覆する透光性部材４３と、波長変換部材４１と透光性部材４３との間に位置する反射部材４２と、を含む被覆部材４０とを備え、被覆部材４０は、上面視において、第１発光素子の上面と重なる第１領域と、第２発光素子の上面と重なる第２領域と、第１領域と、第２領域の間と重なる第３領域と、を備え、第３領域の透過率が第１領域及び第２領域よりも高い。【選択図】図２Ａ
2020072144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である第１ピーク波長を有する光を出射する第１発光素子と、
４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である第２ピーク波長を有する光を出射する第２発光素子と、
前記第１発光素子の上面および前記第２発光素子の上面を連続して被覆し、前記第１ピーク波長を有する光および前記第２ピーク波長を有する光の少なくとも一方を前記第１ピーク波長および前記第２ピーク波長とは異なる第３ピーク波長を有する光に変換する波長変換部材と、前記波長変換部材の上面を被覆する透光性部材と、前記波長変換部材と前記透光性部材との間に位置する反射部材と、を含む被覆部材と、
を備え、
前記被覆部材は、上面視において、前記第１発光素子の上面と重なる第１領域と、前記第２発光素子の上面と重なる第２領域と、前記第１領域と、前記第２領域の間と重なる第３領域と、を備え、前記第３領域の透過率が前記第１領域及び第２領域よりも高い発光装置。
【請求項２】
前記反射部材は、複数の反射部を含み、前記複数の反射部は、上面視において前記第１発光素子の上面と前記第２発光素子の上面との間の領域には位置していない、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
上面視において前記第１発光素子の上面および前記第２発光素子の上面にそれぞれ少なくとも２つの前記反射部が配置されている、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記反射部は、反射性粒子を含む請求項２または３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記反射性粒子は、酸化チタン粒子である、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記導光部材は、前記第１発光素子の前記側面の少なくとも一部と前記第２発光素子の前記側面の少なくとも一部とを連続して被覆している請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記反射部材の側部は、前記透光性部材および前記波長変換部材の少なくとも一方と接している、請求項１から６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記波長変換部材および前記透光性部材の側面を少なくとも被覆する反射性の保護部材をさらに備える請求項１から７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記第１発光素子および前記第２発光素子を載置する基体をさらに備える請求項１から８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第３ピーク波長が６１０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である請求項１から９のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第１ピーク波長と同じピーク波長を有する光を出射する第３発光素子をさらに備える請求項１から９のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第１領域の透過率が前記第２領域の透過率よりも高い請求項１から１１のいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子は種々の光源として用いられる。例えば、特許文献１は、色再現性に優れた液晶表示装置のバックライト用発光装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、色むらが少ない発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の発光装置は、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である第１ピーク波長を有する光を出射する第１発光素子と、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である第２ピーク波長を有する光を出射する第２発光素子と、前記第１発光素子の上面および前記第２発光素子の上面を連続して被覆し、前記第１ピーク波長を有する光および前記第２ピーク波長を有する光の少なくとも一方を前記第１ピーク波長および前記第２ピーク波長とは異なる第３ピーク波長を有する光に変換する波長変換部材と、前記波長変換部材の上面を被覆する透光性部材と、前記波長変換部材と前記透光性部材との間に位置する反射部材と、を含む被覆部材とを備え、前記被覆部材は、上面視において、前記第１発光素子の上面と重なる第１領域と、前記第２発光素子の上面と重なる第２領域と、前記第１領域と、前記第２領域の間と重なる第３領域と、を備え、前記第３領域の透過率が前記第１領域及び第２領域よりも高い。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、色むらが少ない発光装置を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示による発光装置の一実施形態を上面側から見た斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本開示による発光装置の一実施形態を下面側から見た斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本開示による発光装置の一実施形態の上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ｃの２Ａ−２Ａ線における断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１Ｃの２Ｂ−２Ｂ線における断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、基体の上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、透光性部材をとりさった発光装置の上面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、被覆部材における第１〜５領域の位置を示す図である。
【図４】図４は、本開示による発光装置の他の形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本開示による発光装置の他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図面を参照しながら本開示の発光装置の実施形態を説明する。以下に説明する発光装置は、実施形態の幾つかの例示であり、本開示の発光装置は、以下に説明する形態に限られない。また、一つの実施形態において説明する特徴は、他の実施形態および変形例にも適用可能である。さらに、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【０００９】
図１Ａおよび図１Ｂは、発光装置１０１の上面側および下面側から見た斜視図である。図１Ｃは、発光装置１０１の正面図である。図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ｃの２Ａ−２Ａ線および図２Ｂ−２Ｂ線における、発光装置１０１の断面図である。
【００１０】
図２Ａに示すように、発光装置１０１は、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０と、被覆部材４０とを備える。本実施形態では、発光装置１０１は３つの発光素子を備えるが、発光装置１０１が備える発光素子の数は２以上であればよい。第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を発光素子と呼ぶことがある。第１発光素子１０の発光ピーク波長である第１ピーク波長は、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である。第２発光素子３０の発光ピーク波長である第２ピーク波長は、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である。本実施形態では、発光装置１０１は、第１発光素子１０、第２発光素子２０、第３発光素子および被覆部材４０を被覆する保護部材５０と、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を外部と電気的に接続するための基体６０と、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を被覆する導光部材７０をさらに備える。
【００１１】
図１Ａに示すように、発光装置１０１は、いわゆるサイドビュー型の発光装置であり、被覆部材４０の側面を被覆するように保護部材５０が配置されている。保護部材５０内に配置された第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０は、被覆部材４０を透過して、Ｚ軸の正方向に光を出射する。複数の発光素子のピーク波長が異なることによって、発光強度が低下する波長領域を少なくし、発光装置１０１は、色再現性の高い白色光を出射することができる。また、被覆部材４０は波長変換部材および反射部材を含むため、複数の発光素子から出射した光および波長変換された光を効果的に混合することができ、色むらの少ない光を出射することができる。
【００１２】
発光装置１０１は、上面１０１ａ、下面１０１ｂ、側面１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆを有する。これらの面は、発光装置１０１の外形における特定の面を指定する際に参照する。以下、発光装置１０１の各構成要素を詳細に説明する。
【００１３】
（第１発光素子１０、第２発光素子２０、第３発光素子３０）
第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体等から構成されるＬＥＤチップ等の既知の半導体素子である。
【００１４】
第１発光素子１０は、素子基板１１と、半導体積層体１２と、電極１３Ａ、１３Ｂとを含む。半導体積層体１２は、上面１２ａおよび下面１２ｂを有し、上面１２ａに素子基板１１が接続されている。なお、本実施形態では、第１発光素子１０が素子基板１１を備える構成を一例に挙げて説明するが、素子基板１１は除去されていてもよい。
【００１５】
半導体積層体１２は、上述したように窒化物半導体の積層体であることが好ましい。具体的には、半導体積層体１２は、一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される半導体層の積層体によって構成される。半導体積層体２２は、発光層と発光層を挟むｐ型半導体層およびｎ型半導体層を含む。発光層の半導体組成および構造は、発光装置１０１から出射する光の波長を決定する。
【００１６】
素子基板１１は、例えば、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための結晶成長用基板である。一般的には、素子基板１１上に半導体積層体１２が結晶成長方法によって形成されている。素子基板１１と異なる結晶成長用基板に半導体積層体１２が形成された後、半導体積層体１２が分離されて、半導体積層体１２と、素子基板１１と、を接合させてもよい。素子基板１１は透光性を有することが好ましい。これにより、素子基板１１の半導体積層体１２と接しない上面１１ａを第１発光素子１０の光取り出し面とすることができ、フリップチップボンディングによって、第１発光素子１０を基体６０に実装することができる。素子基板１１の材料としては、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、ケイ素、炭化ケイ素、ガリウムヒ素、ガリウムリン、インジウムリン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。なかでも、サファイアが好ましい。素子基板１１の厚さは、適宜選択でき、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、素子基板の強度及び／または発光装置１０１の厚さの観点から、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
電極１３Ａ、１３Ｂは半導体積層体１２の下面１２ｂに設けられており、半導体積層体１２と電気的に接続されている。例えば、電極１３Ａは正極であり、電極１３Ｂは負極である。電極１３Ａ、１３Ｂは、金、銀、銅、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケルまたはこれらの合金で構成することができる。
【００１８】
第２発光素子２０は、第１発光素子１０と同様の構造を備えている。具体的には、第２発光素子２０は、素子基板２１と、半導体積層体２２と、電極２３Ａ、２３Ｂとを含む。半導体積層体２２は、上面２２ａおよび下面２２ｂを有し、上面２２ａに素子基板２１が接続されている。また、電極２３Ａ、２３Ｂは半導体積層体２２の下面２２ｂに設けられている。第２発光素子２０は、素子基板２１の上面２１ａから光を出射する。
【００１９】
第３発光素子３０も、第１発光素子１０と同様の構造を備えている。具体的には、第３発光素子３０は、素子基板３１と、半導体積層体３２と、電極３３Ａ、３３Ｂとを含む。半導体積層体３２は、上面３２ａおよび下面３２ｂを有し、上面３２ａに素子基板３１が接続されている。また、電極３３Ａ、３３Ｂは半導体積層体３２の下面３２ｂに設けられている。第３発光素子３０は、素子基板３１の上面３１ａから光を出射する。
【００２０】
第１発光素子１０および第２発光素子２０は、第１ピーク波長を有する光および第２ピーク波長を有する光をそれぞれ出射する。第３発光素子３０は、第１ピーク波長または第２ピーク波長と同じピーク波長の光を出射する。ここで、２つのピーク波長が同じとは、一方の波長の値が他方波長の値に対して±１０ｎｍの範囲内にあることをいう。あるいは、第３発光素子３０は、第１ピーク波長および第２ピーク波長と異なるピーク波長の光を出射してもよい。
【００２１】
発光装置１０１が、第１ピーク波長と第２ピーク波長の異なるピーク波長の光を出射する２以上の発光素子を備えていることによって、出射する光の色再現性を高めることができる。本実施形態では、第３発光素子３０の発光ピーク波長は、第１発光素子と同様に４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である。
【００２２】
図１Ｃにおいて、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０の上面視における外形形状を破線で示す。第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０は、上面視において、矩形、特に正方形状または一方向に長い長方形状を有することが好ましい。しかし、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０は、その他の形状を有していてもよく、例えば、発光効率を高めるために、六角形状を有していてもよい。第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０の上面視における外形形状の大きさは、例えば、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０は、例えば、それぞれの発光素子の長手方向に配列している。これにより、Ｙ軸方向における発光装置１０１の高さを小さくすることができる。また、第１発光素子１０及び第２発光素子２０が一方向に長い長方形状の場合には、第１発光素子１０の短辺と第２発光素子２０の短辺とが対向することが好ましい。これにより、Ｙ軸方向における発光装置１０１の高さを小さくすることができる。
【００２３】
（基体６０）
基体６０は、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を実装し、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０と外部の端子とを電気的に接続する配線を提供する。基体６０は、基材６５と、第１配線６１と、第２配線６２と、ビア導体６３とを含む。図１Ａ、図１Ｂおよび図２Ａに示すように、基材６５は、上面６５ａ、下面６５ｂ、側面６５ｃ、６５ｄ、６５ｅ、６５ｆを含む。上面６５ａは発光装置１０１の上面１０１ａ側に位置している。下面６５ｂは発光装置１０１の下面１０１ｂでもある。また、側面６５ｃ、６５ｄ、６５ｅ、６５ｆは、それぞれ発光装置１０１の側面１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆの一部を構成している。
【００２４】
第1配線６１は、基材６５の上面６５ａに配置されている。第１配線６１は、好ましくは、第１発光素子１０の電極１３Ａ、１３Ｂ、第２発光素子２０の電極２３Ａ、２３Ｂおよび第３発光素子３０の電極３３Ａ、３３Ｂに対応した大きさの凸部６１ｔを有している。凸部６１ｔを有することによって、電極１３Ａ、１３Ｂ、電極２３Ａ、２３Ｂ、電極３３Ａ、３３Ｂと、第１発光素子１０、第２発光素子２０、第３発光素子３０と、が溶融性の導電性接着部材を用いて接合される時に、セルフアライメント効果により発光素子と基体との位置合わせを容易に行うことができる。
【００２５】
基材６５は、上面６５ａと下面６５ｂとを接続するビアホール６５ｈと、下面６５ｂおよび側面６５ｄに開口を有する凹部６５ｇとを備える。基材６５の長手方向の端部に下面６５ｂ、側面６５ｄに加えて、側面６５ｅまたは側面６５ｆにも開口する凹部６５ｇを備えていてもよい。第２配線６２は、下面６５ｂおよび凹部６５ｇ内に配置されている。凹部６５ｇのＺ軸方向における深さは、基材６５のＺ軸方向における基材６５の厚さの０．４倍から０．９倍であることが好ましい。深さが基材６５材の厚さの０．４倍よりも大きいことで、凹部６５ｇ内に形成される第２配線６２の面積を十分に大きくすることができる。また、凹部６５ｇの深さが基材６５の厚さの０．９倍よりも浅いことで、基材６５の強度低下を抑制することができる。
【００２６】
ビアホール６５ｈの内面には、ビア導体６３が配置されている。ビア導体６３は、第１配線６１と第２配線６２とに接続しており、ビア導体６３によって、第１配線６１と第２配線６２とが電気的に接続される。ビアホール６５ｈの内部は空洞であってもよいし、絶縁材料または導電性材料で充填されていてもよい。例えば、ビア導体６３がビアホール６５ｈの内部全体に充填されていてもよいし、基材６５で充填されていてもよい。
【００２７】
基体６０が凹部６５ｇを備えることによって、発光装置１０１の下面１０１ｂをバックライトモジュール等の実装基板に実装した場合における実装基板と発光装置１０１との接合強度を向上させることができる。これは、凹部６５ｇ内にも第２配線６２が形成されることによって、導電性接着部材との接触面積が大きくなるからである。この効果は、特に、発光装置１０１をサイドビュー型の発光装置として使用する場合に有効であるが、発光装置１０１の下面１０１ｂである基材６５の下面６５ｂを実装基板と対向させて発光装置１０１を実装基板に実装させてもよい。尚、基体は凹部を備えていなくてもよい。
【００２８】
図３Ａは基体６０の上面図である。図３Ａにおいてビア導体６３を破線で示している。上面６５ａに配置された第１配線６１は複数の孤立パターンを含むが、各孤立パターンは、少なくとも１つのビア導体６３によって下面６５ｂに位置する第２配線６２と電気的に接続される。
【００２９】
基体６０は、基材６５の下面６５ｂに配置された第２配線６２のパターン間の絶縁性を高め、また、実装時におけるはんだ等による短絡を防止するために、絶縁層６４を有していてもよい。絶縁層６４は、一部が第２配線６２のパターン間に配置され、かつ、第２配線６２の端部の一部を被覆して第２配線６２上に配置される。
【００３０】
基材６５は、樹脂または繊維強化樹脂、セラミックス、ガラスなどの絶縁性部材を用いて構成することができる。樹脂または繊維強化樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）、ポリイミドなどが挙げられる。また、基材６５に酸化チタン等の白色顔料を含有させてもよい。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、またはこれらの混合物などが挙げられる。これらの基材のうち、特に発光素子の線膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。基材の厚さの下限値は、適宜選択できるが、基材の強度の観点から、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましい。また、基材の厚さの上限値は、発光装置の厚さ（奥行き）の観点から、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３１】
第１配線６１、第２配線６２およびビア導体６３は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、またはこれらの合金で形成することができる。これらの金属または合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅または銅合金が好ましい。また、第１配線６１および第２配線６２の表面には、導電性接着部材の濡れ性および／または光反射性などの観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金またはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。
【００３２】
絶縁層６４は、種々の絶縁性材料によって形成できる。例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が挙げられる。
【００３３】
第１発光素子１０の電極１３Ａ、１３Ｂ、第２発光素子２０の電極２３Ａ、２３Ｂおよび第３発光素子３０の電極３３Ａ、３３Ｂは、はんだ等の導電性接着部材を用いて第１配線６１に電気的に接合される。これにより、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０が基体６０に実装される。
【００３４】
導電性接着部材としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、低融点金属などのろう材のうちのいずれか１つを用いることができる。
【００３５】
（導光部材７０）
導光部材７０は透光性を有し、第１発光素子１０の上面１１ａ、第２発光素子２０の上面２１ａおよび第３発光素子３０の上面３１ａを被覆する。これにより、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を外部応力から保護することができる。なお、発光装置が第１発光素子と第２発光素子の２つの発光素子を備える場合には、導光部材７０は、第１発光素子１０の上面１１ａ及び第２発光素子２０の上面２１ａを被覆する。導光部材７０は、さらに各発光素子の側面および下面を被覆し、基体６０の上面６５ａ上に配置されることが好ましい。発光素子の側面や下面を被覆することによって、各発光素子の上面以外の面から出射する光も外部へ取り出すことが可能となり、発光装置１０１の光取り出し効率を高めることができる。また、導光部材７０内において、各発光素子の側面から出射した光を混色することも可能である。
【００３６】
導光部材７０は、後述する波長変換部材を含有してもよい。このようにすることで、発光装置１０１の色調整が容易になる。
【００３７】
導光部材７０は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの変性樹脂によって形成することができる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、エポキシ樹脂は、一般的にシリコーン樹脂よりも固い。このため、導光部材７０にエポキシ樹脂を用いることで発光装置の強度を向上させることができる。導光部材７０は、後述する被覆部材４０の透光性部材４３に含めることのできる拡散粒子を含んでいてもよい。
【００３８】
（被覆部材４０）
被覆部材４０は、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０の上面を連続して被覆し、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０のうち少なくとも１つから出射する光の波長を他の波長の光に変換する。なお、発光装置が第１発光素子と第発光素子の２つの発光素子を備える場合には、被覆部材４０は、第１発光素子１０及び第２発光素子２０の上面を連続して被覆する。また、波長変換された光およびこれらの発光素子から出射した光を混合して拡散させる。このために、被覆部材４０は、波長変換部材４１と、反射部材４２と、透光性部材４３とを含む。本明細書において、被覆とは、対象物を覆うことを意味し、対象物とは接していてもよいし、接していなくてもよい。
【００３９】
波長変換部材４１は、母材および母材に含有した波長変換粒子を含む。波長変換部材の母材には、例えば、透光性部材として使用される材料を用いることができる。波長変換部材４１は、導光部材７０の上面７０ａに配置され、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０の上面を連続して被覆している。例えば、波長変換部材４１は、配置され、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０の上面を連続して被覆する。波長変換部材４１は、第１発光素子１０から出射する第１ピーク波長の光および第２発光素子２０から出射する第２ピーク波長の光のうち、少なくとも一方を第１ピーク波長および第２ピーク波長とは異なる第３ピーク波長を有する光に変換する。
【００４０】
透光性部材４３は、波長変換部材４１の上面４１ａを被覆している。透光性部材４３は、波長変換部材４１の上面４１ａを被覆することによって、波長変換部材４１が水分等を含む外部環境に曝されるのを抑制し、波長変換部材４１に含有される波長変換粒子が劣化するのを抑制する。透光性部材４３の上面４３ａは、被覆部材４０の上面でもある。
【００４１】
反射部材４２は、透光性部材４３と、波長変換部材４１との間配置される。反射部材４２は反射性粒子を含み、入射する光をランダムな方向に反射する。具体的には、反射部材４２は、反射性粒子を含む反射部４２Ａ〜４２Ｇを含み、透光性部材４３と波長変換部材４１との間において部分的に配置される。このため、被覆部材４０全体としては、反射部４２Ａ〜４２Ｇが配置されていない領域における光の透過率が、反射部４２Ａ〜４２Ｇが配置されている領域の透過率よりも高い。
【００４２】
例えば、第１発光素子１０の上面１１ａ上に反射部４２Ａ、４２Ｂが位置し、第２発光素子２０の上面２１ａ上に反射部４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅが位置し、第３発光素子３０の上面３１ａ上に反射部４２Ｆ、４２Ｇが位置するように、被覆部材４０内において配置される。つまり、各発光素子の上面上に複数の反射部を配置してもよい。図３Ｂは、透光性部材４３を除いた発光装置１０１の上面図である。図２Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施形態では、反射部４２Ａ、４２Ｂは、第１発光素子１０の上面１１ａ上に位置し、反射部４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅは、第２発光素子２０の上面２１ａ上に位置する。また、反射部４２Ｆ、４２Ｇは、第３発光素子３０の上面３１ａ上に位置する。反射部４２Ａ〜４２Ｇは、第１発光素子１０の上面１１ａと第２発光素子２０の上面２１ａとの間上の領域、および、第２発光素子２０の上面２１ａと第３発光素子３０の上面３１ａとの間上の領域には位置していない。反射部４２Ａ〜４２Ｇの側面は、透光性部材４３および、波長変換部材４１のうち少なくともいずれか一方によって被覆されている。
【００４３】
本実施形態では、反射部４２Ａ〜４２Ｇは、上面視において円形状を有している。しかし、上面視における反射部４２Ａ〜４２Ｇの形状は円に限られず、三角形、四角形などの多角形であってもよいし、他の形状を有していてもよい。また、各発光素子の上面上に配置する反射部の数も図３Ｂに示す例にかぎられない。反射部４２Ａ〜４２Ｇは、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０の上面１１ａ、２１ａ、３１ａの間上には配置されていない。
【００４４】
被覆部材４０において、反射部４２Ａ〜４２Ｇが配置された領域では、被覆部材４０に入射する光の一部が反射部４２Ａ〜４２Ｇにおいてランダムな方向に反射するため、光の透過率が低下する。図３Ｃは被覆部材４０の透過率を説明する図である。上面視において、被覆部材４０のうち、第１発光素子１０の上面１１ａと重なる第１領域４５ａと、第２発光素子２０の上面２１ａと重なる第２領域４５ｂとの間に位置する第３領域４５ｃの光の透過率は、第１領域４５ａおよび第２領域４５ｂの光の透過率よりも大きい。また、被覆部材４０のうち、第２発光素子２０の上面２１ａと重なる第２領域４５ｂと、第３発光素子３０の上面３１ａと重なる第４領域４５ｄとの間に位置する第５領域４５ｅの光の透過率は、第２領域４５ｂおよび第４領域４５ｄの光の透過率よりも高い。ここで、光の透過率は、各領域において平均した値である。また、光の透過率は、第１ピーク波長及び第２ピーク波長における透過率のことであり、第１ピーク波長及び第２ピーク波長のそれぞれにおいて、第３領域４５ｃの光の透過率は、第１領域４５ａおよび第２領域４５ｂの光の透過率よりも高い。
【００４５】
波長変換部材４１には、以下に示す波長変換粒子のうちの１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、波長変換部材４１は、異なる材料からなる複数の波長変換層を含んでいてもよい。例えば、波長変換部材４１は、緑色を発光する蛍光体または赤色を発光する波長変換粒子を含む単層によって構成されていてもよいし、緑色を発光する波長変換粒子を含む波長変換層と、赤色を発光する波長変換粒子を含む波長変換層が積層された構造を有していてもよい。あるいは、波長変換部材４１は、緑色を発光する蛍光体および赤色を発光する波長変換粒子を含む波長変換層によって構成されていてもよい。
【００４６】
例えば、第１発光素子１０および第３発光素子３０が青色波長域（４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満）の光を出射し、第２発光素子２０が緑色波長域（４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下）の光を出射する場合、波長変換部材４１は、６１０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である赤色を発する波長変換粒子を含むことが好ましい。つまり、第１ピーク波長を有する光、第２ピーク波長を有する光および第３ピーク波長を有する光は、それぞれ青、緑、および赤色の波長帯域の光である。このようにすることで、色再現性に優れる発光が可能な発光装置にすることができる。また、一般に、緑色光は青色光よりも視感度が高い。よって、第２ピーク波長を有する光は、被覆部材４０において、第１ピーク波長を有する光よりも多く反射させることによって、青色光、緑色光および赤色光がより均一に混合される。このため、第２ピーク波長を有する光を出射する第２発光素子２０の上面２１ａと重なる第２領域４５ｂにおける透過率を、第１ピーク波長を有する光を出射する第１発光素子１０の上面１１ａと重なる第１領域４５ａの透過率よりも低くすること、言い換えると、第１領域の透過率を第２領域４５ｂの透過率よりも高くすることが好ましい。
【００４７】
緑色を発光する波長変換粒子としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＴｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）系蛍光体、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２））、ＳＧＳ系蛍光体（例えばＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）などが挙げられる。黄色を発光する波長変換粒子としては、αサイアロン系蛍光体（例えばＭｚ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６（但し、０＜ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）などが挙げられる。このほか、上記緑色発光する波長変換粒子の中には黄色発光の波長変換粒子もある。また例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、Ｙの一部をＧｄで置換することで発光ピーク波長を長波長側にシフトさせることができ、黄色発光が可能である。また、これらの中には、橙色発光が可能な波長変換粒子もある。赤色を発光する波長変換粒子としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮまたはＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）などが挙げられる。このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体（一般式（Ｉ）Ａ２［Ｍ１−ａＭｎａＦ６］で表される蛍光体である（但し、上記一般式（Ｉ）中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＮＨ４からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０＜ａ＜０．２を満たす））が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体（例えばＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）がある。
【００４８】
反射部４２Ａ〜４２Ｇは、母材および母材に分散した反射性粒子を含む。反射部の母材には、例えば、透光性部材４３として使用される材料を用いることができる。反射性粒子には白色顔料を用いることができる。より具体的には、白色顔料として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素などからなる粒子のうちの１種を単独で、またはこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。白色顔料の粒子の形状は、適宜選択でき、不定形または破砕状でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。また、白色顔料の粒子径は、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度が挙げられるが、光反射や被覆の効果を高めるためには小さい程好ましい。光反射性の反射部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択できるが、光反射性及び液状時における粘度などの観点から、例えば１０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下が好ましく、２０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下がより好ましく、３０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下がよりいっそう好ましい。なお、「ｗｔ％」は、重量パーセントであり、光反射性の反射部材の全重量に対する当該材料の重量の比率を表す。
【００４９】
反射部４２Ａ〜４２Ｇは母材が未硬化な状態で、たとえば、ポッティング等によって、波長変換部材４１上に上述した位置および形状に配置し硬化させることによって形成することができる。
【００５０】
透光性部材４３は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの変性樹脂を用いて形成することができる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。透光性部材４３は、これらの母材のうちの１種を単層で、またはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成してもよい。変性樹脂は、ハイブリッド樹脂を含む。
【００５１】
透光性部材４３は、上記樹脂またはガラス中に各種の拡散粒子を含有していてもよい。拡散粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。拡散粒子は、これらのうちの１種を単独で、またはこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。特に、熱膨張係数の小さい酸化珪素が好ましい。また、拡散粒子として、ナノ粒子を用いることで、発光素子が発する光の散乱を増大させ、波長変換部材の使用量を低減することもできる。なお、ナノ粒子とは、粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子とする。また、本明細書における「粒径」は、例えば、Ｄ５０で定義される。さらに、透光性部材４３は、上述した１種または２種以上の波長変換材料を含んでいてもよい。
【００５２】
（保護部材５０）
保護部材５０は、導光部材７０および被覆部材４０の側面を被覆して基体６０上に配置されている。基体６０の上面６５ａの外周に沿って溝または段差が設けられており、保護部材５０の一部が、溝または段差内に配置されていることが好ましい。これにより保護部材５０と基体６０の基材６５との接触面積が大きくなり、保護部材５０と基体との接合強度が高められる。
【００５３】
保護部材５０は、基体６０の基材６５に保護部材５０は、特に被覆部材４０の波長変換部材４１の側面を被覆することによって波長変換部材４１が外部環境に含まれる水分などによって劣化するのを抑制する。また、基体６０上の構造の側方を被覆することによって第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を外部環境から保護する。保護部材５０は光反射性を有することが好ましい。光反射性を有することによって、導光部材７０および被覆部材４０の側面において、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０から出射した光および波長変換部材４１によって波長変換された光を反射し、発光装置１０１の外部へ出射させる。このため、光の利用効率が高められるとともに、発光装置１０１から出射する光の見切りを向上させる。
【００５４】
保護部材５０は、反射部４２Ａ〜４２Ｇと同様、母材および母材に分散した白色顔料を含む。母材おおよび白色顔料には反射部４２Ａ〜４２Ｇと同じ材料を用いることができる。
【００５５】
（発光装置１０１の製造方法）
発光装置１０１は例えば、以下の方法によって製造することができる。まず、基体６０を用意し、第１配線６１上に、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を実装する。次に、第１発光素子の上面、第２発光素子の上面および第３発光素子３０の上面を被覆する導光部材７０を形成する。その後、別途作製した被覆部材４０を導光部材７０上に配置する。そして、導光部材及び被覆部材の外縁を切断して導光部材及び被覆部材を個片化する。次に、導光部材及び被覆部材の外縁を切断することによって形成された隙間に保護部材５０を形成する。そして、基材６５および保護部材５０を切断し、個片化することによって発光装置１０１が製造することができる。
【００５６】
発光装置１０１の別の製造方法としては、まず、保護部材５０が設けられた基体６０を用意し、第１配線６１上に、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を実装する。次に、保護部材５０内において、導光部材７０で第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を被覆する。その後、別途作製した被覆部材４０を導光部材７０上に配置する。あるいは、保護部材５０内において、導光部材７０上に波長変換部材４１を配置し、波長変換部材４１上に反射部材４２を形成し、反射部材４２を被覆するように透光性部材４３を形成してもよい。これにより、発光装置１０１が作製される。
【００５７】
保護部材５０が設けられた基体６０は、あらかじめ個片化されていてもよいし、複数の発光装置１０１の第１配線６１が接続されたリードフレームに一体的に形成されていてもよい。この場合、複数の発光装置１０１の基体６０の基材６５および保護部材５０が一体的に成形されているため、被覆部材４０を配置した後に、基材６５および保護部材５０を切断し、個片化することによって発光装置１０１が製造される。
【００５８】
（発光装置１０１の特徴）
発光装置１０１によれば、ピーク波長が異なる第１発光素子および第２発光素子を含む。このため、発光素子が１種類である場合に比べて、発光強度が低下する波長帯域（「スペクトルの谷間」ともいう）を減らすことができ、例えば、色再現性の高い白色光を出射することが可能となる。
【００５９】
また、被覆部材４０は、波長変換部材と反射部材とを含む。反射部材によって、第１発光素子および第２発光素子から出射する光および波長変換部材によって波長変換された光が、基体６０側へランダムに反射されるため、これらの光の混合が促進され、良く混色された光を出射することが可能となる。例えば、色再現性の高いより均一な白色を出射することが可能となる。
【００６０】
また、被覆部材は、上面視において、第１発光素子の上面と重なる第１領域および第２発光素子の上面と重なる第２領域よりも、第１領域と第２領域との間と重なる第３領域の透過率が第１領域及び第２領域よりも高い。言い換えると、光源が位置しない領域における光の透過率が高く、発光素子の直上の透過率が小さくなっている。よって、発光装置１０１は、色むらを抑制することが可能となる。
【００６１】
被覆部材における透過率の分布は、被覆部材に含まれる反射部材の部分的な配置によって実現し得る。つまり、反射部材は、色むらを抑制することが可能である。このため、被覆部材４０の厚さを小さくし、Ｚ軸方向における奥行の短いサイドビュー型の発光装置を実現することが可能となる。
【００６２】
このような発光装置１０１は、例えば液晶表示装置のバックライトとして好適に用いることが可能である。色再現性の高い光をバックライトとして用いることにより、色再現性の高い表示装置を実現し得る。また、
（他の形態）
本開示の発光装置には、種々の改変が可能である。図４は、反射部材を備える発光装置１０２の断面図である。発光装置１０２は、基体６０の上面６５ａに配置された反射部材９０を備えている点で発光装置１０１と異なる。
【００６３】
反射部材９０は、上面６５ａに配置され、第１配線６１、第１発光素子１０の電極１３Ａ、１３Ｂ、第２発光素子２０の電極２３Ａ、２３Ｂおよび第３発光素子３０の電極３３Ａ、３３Ｂの側面を被覆している。また、反射部材９０は、第１発光素子１０の下面１２ｂ、第２発光素子２０の下面２２ｂおよび第３発光素子３０の下面３２ｂを被覆している。
【００６４】
反射部材９０は、例えば、母材に白色顔料を添加した材料によって構成することができる。母材および白色顔料としては、反射部材４２の母材および白色顔料として例示した材料を用いることができる。
【００６５】
発光装置１０２によれば、反射部材９０が基体６０の上面６５ａに配置されているため、各発光素子の下面から出射する光および反射部材４２によって、基体６０側に反射した光を、反射部材９０によって保護部材５０の開口５０ａ側に反射させ外部へ出射させることができる。このため、発光装置１０２の光取り出し効率をより向上させることができる。
【００６６】
発光装置は基体６０を備えていなくてもよい。図５は、基体６０を有しない発光装置１０３の断面図である。発光装置１０３は、基体６０を有していない点で発光装置１０２と異なる。基体６０を有しないため、発光装置１０３は、第１発光素子１０、第２発光素子２０および第３発光素子３０を電気的に接続する配線６６を反射部材９０の下面９０ｂに備えている。発光装置１０３によれば、基体６０を有しないため、より奥行を短くできる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本開示の発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０                    第１発光素子
１１、２１、３１、                    素子基板
１１ａ、１２ａ、２１ａ、２２ａ、３１ａ，３２ａ、４１ａ、４３ａ                  上面
１２、２２、３２                    半導体積層体
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、                  下面
１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、                  電極
２０                    第２発光素子
３０                    第３発光素子
４０                    被覆部材
４１                    波長変換部材
４２                    反射部材
４２Ａ〜４２Ｇ                  反射部
４３                    透光性部材
４５ａ                  第１領域
４５ｂ                  第２領域
４５ｃ                  第３領域
４５ｄ                  第４領域
４５ｅ                  第５領域
５０                    保護部材
５０ａ                  開口
６０                    基体
６１                    第１配線
６１ｔ                  凸部
６２                    第２配線
６３                    ビア導体
６４                    絶縁層
６５                    基材
６５ａ                  上面
６５ｂ                  下面
６５ｃ〜６５ｆ                  側面
６５ｇ                  凹部
６５ｈ                  ビアホール
６６                    配線
７０                    導光部材
７０ａ                  上面
９０                    反射部材
９０ｂ                  下面
１０１、１０２、１０３                  発光装置
１０１ａ                上面
１０１ｂ                下面
１０１ｃ〜１０１ｆ                側面
【図１Ａ】
2020072144.tif 000003
【図１Ｂ】
2020072144.tif 000004
【図１Ｃ】
2020072144.tif 000005
【図２Ａ】
2020072144.tif 000006
【図２Ｂ】
2020072144.tif 000007
【図３Ａ】
2020072144.tif 000008
【図３Ｂ】
2020072144.tif 000009
【図３Ｃ】
2020072144.tif 000010
【図４】
2020072144.tif 000011
【図５】
2020072144.tif 000012