(57)【要約】【課題】  課題の一つとして、発光素子から出射される光の輝度ムラを低減する。【解決手段】  第１面１ａと、第１面１ａと反対側の第２面１ｂと、第１面１ａの周縁と第２面１ｂの周縁の間の周側面１ｃと、有する発光素子１と、フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０と、を有する発光装置。フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０は、発光素子１よりも厚みが薄い。【選択図】  図１Ａ
2019004062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、第１面と反対側の第２面と、第１面の周縁と第２面の周縁の間の周側面と、有する発光素子と、
フィラー粒子を含み、発光素子の第１面上に配置された光透過層と、を有し、
フィラー粒子を含み、発光素子の第１面上に配置された光透過層は、発光素子よりも厚みが薄い、発光装置。
【請求項２】
発光素子は、単色発光の発光ダイオード素子である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
発光素子は、積層された少なくとも二つの発光層を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
フィラー粒子を含み、発光素子の第１面上に配置された光透過層の上面は、曲面を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
フィラー粒子を含む光透過層は、透明なシリコーン樹脂を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
発光素子は、発光素子の第１面上に位置する金電極を有し、
フィラー粒子を含み、発光素子の第１面に配置された光透過層は、発光素子の第１面上の金電極上に配置されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
さらに、第１面と、第１面の反対側の第２面と、第１面上に配置された第１電極と第２電極と、を含む基板と、を有し、
発光素子の第１面上に位置する金電極は、金線によって基板の第１電極に電気的に接続され、
発光素子の第２面は、基板の第１面上に配置された第２電極上に電気的に実装されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
さらに、フィラー粒子を含み発光素子１の第１面上に配置された光透過層の、上方に配置された光透過板を有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
フィラー粒子を含み、発光素子の第１面上に配置された光透過層の厚み範囲は、３μｍ以上１５０μｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
さらに、凸形状のレンズを有する光透過部材を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１１】
発光素子の第１面は、２ｍｍ角−４ｍｍ角のサイズ範囲にある、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１２】
発光素子の第１面は、２．５ｍｍ角のサイズである、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１３】
発光素子の第１面は、３ｍｍ角のサイズである、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１４】
発光素子は、赤外発光ダイオード素子である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１５】
平坦な円形面を伴う半球台を含む光透過部材と、を有し、
発光素子の第１面は、光透過部材の半球台の平坦な円形面の下方に位置し、発光素子の第１面は、平面視で、光透過部材の半球台の平坦な円形面よりも面積が小さい、発光装置。
【請求項１６】
発光素子の第１面は、光透過部材の半球台の第１平面の面積の４０％以上６０％未満を占める、請求項１５に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を有する発光装置は、例えば、スマートフォンなどの携帯端末に使用されている。例えば、ＬＥＤ素子を有する発光装置は、撮影用のフラッシュ発光装置や、カラー表示装置のバックライト用の光源として使用されている。ＬＥＤ素子を有する発光装置は、屋内照明器具や屋外照明器具の光源としても使用されている。近年では、ＬＥＤ素子を有する発光装置は、高輝度が求められる車載用のランプやプロジェクタにも使用されている。さらに、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣを含む電子機器に使用される、赤外ＬＥＤ素子を含む発光装置も提案されている。例えば、赤外ＬＥＤ素子を含む発光装置は、対象物に赤外光を照射して必要な情報を収集することができる。一例として、赤外ＬＥＤ素子を含む発光装置は、生体認証の目的で使用されている。従来のＬＥＤ素子を有する発光装置と比較して、様々な場面で、より高出力なＬＥＤ素子を有する発光装置への需要が増している。
【０００３】
特許文献１の発光装置は、半導体素子を覆う保護樹脂被覆体と、保護樹脂被覆体を覆う粒状フィラー入りの樹脂封止体と、を有する。この発光装置は、封止樹脂に起因する半導体素子へのストレスを抑えることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６２５７４号公報(図２)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発光装置では、発光素子全体を粒状フィラー入りの樹脂封止体が覆う。
【０００６】
本発明の実施形態に係る発光装置の目的の一つは、出射光の輝度ムラを低減することである。高出力が要求される発光装置の中には、発光素子の上面に金電極が位置する場合がある。発光素子の上面に位置する金電極は、発光装置が出射する光の輝度ムラの原因となる可能性がある。発光素子の上面のみにフィラー粒子を含む光透過層を設けることで、輝度ムラを低減することができる。
【０００７】
さらに、単色で、出射光が狭指向性である発光素子を有する発光装置には、光学設計上の理由から、発光素子を覆う蛍光体および／もしくはフィラー粒子を含む樹脂体が設けられない場合もある。このような発光装置では、異物が発光ダイオード(ＬＥＤ)素子などの発光素子に触れる可能性があり、異物はショートの原因となり得る。したがって、本発明の実施形態に係る発光装置の別の目的として、発光素子の上面である第１面に位置する金電極を光透過層が覆うように配置されるので、ショートの発生を低減できる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る発光装置は、第１面と、第１面と反対側の第２面を有する発光素子と、フィラー粒子を含み、発光素子の第１面上に配置された光透過層と、を有する。フィラー粒子を含み、発光素子の第１面上に配置された光透過層は、発光素子よりも厚みが薄い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態に係る効果の一つとして、出射光の輝度ムラを低減することがある。さらに、光学設計上の理由から、発光素子を覆う蛍光体および／もしくはフィラー粒子を含む樹脂体が設けられない発光装置の場合、異物が発光ダイオード(ＬＥＤ)素子などの発光素子に触れる可能性があり、異物はショートの原因となり得る。本発明の実施形態に係るさらに別の効果の一つとして、ショートの発生を低減できる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る発光装置において、基板上に電気的に実装された発光素子と、発光素子の第１面に配置された光透過層を示す上方斜視図である。
【図１Ｂ】第１実施形態に係る図１Ａで示す発光装置が、発光素子の光透過層の上方に配置された光透過板を有することを示す発光装置の上方斜視図である。光透過層は反射枠に支持されている。
【図１Ｃ】図１Ｂで示す発光装置の上面図である。
【図１Ｄ】図１Ｂで示す発光装置の側面図である。
【図１Ｅ】図１Ｄで示すＡ−Ａ断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｄで示すＢ−Ｂ断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施形態に係る発光装置において、基板上に電気的に実装された発光素子と、発光素子の第１面に配置された光透過層を示す上方斜視図である。
【図２Ｂ】第２実施形態に係る図２Ａで示す発光装置が、発光素子の第１面上に配置された光透過層も含めて発光素子を封止する光透部材を示す、発光装置の上方斜視図である。第２実施形態の光透過部材は、凸形状のレンズを有する。
【図２Ｃ】図２Ｂで示す発光装置の基板の下面図の一例である。
【図２Ｄ】図２Ｂで示す発光装置の側面図である。
【図２Ｅ】図２Ｄで示すＡ−Ａ断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｄで示すＢ−Ｂ断面図である。
【図３Ａ】本発明の第３実施形態に係る発光装置において、基板上に電気的に実装された発光素子と、発光素子の第１面に配置された光透過層を示す上方斜視図である。
【図３Ｂ】第１実施形態に係る図３Ａで示す発光装置が、光透過層の上方に配置された光透過板と、光透過板が支持された反射枠を有することを示す、発光装置の上方斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｂで示す発光装置の上面図である。
【図３Ｄ】図３Ｂで示す発光装置の側面図である。
【図３Ｅ】図３Ｄで示すＡ−Ａ断面図である。
【図３Ｆ】図３Ｄで示すＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る発光装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は、本発明の発光装置を模式的に表したものである。これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略させることがあり、同一部材には同一符号を付与することがある。さらに、本発明の技術的範囲は以下で説明する各実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１２】
（第１実施形態）
図１Ａ〜図１Ｆには、本発明の第１実施形態に係る発光装置１００が示されている。この発光装置１００は、第１面１ａと、第１面１ａの反対側の第２面１ｂと、第１面１ａの周縁と第２面１ｂの周縁の間の周側面１ｃと、を有する発光素子１を含む。発光装置１００は、さらに、フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０を有する。フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０は、発光素子１よりも厚みが薄い。
【００１３】
例えば、フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０の厚み範囲は、３μｍ以上１５０μｍ以下の範囲である。
【００１４】
図１Ｃで示すように、第１実施形態に係る発光装置１００の発光素子１は、発光素子１の第１面１ａ上に位置する金電極８を有する。フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０は、発光素子１の第１面１ａ上の金電極８上に配置されている。
【００１５】
また、本発明の実施形態に係る発光装置の目的の一つは、出射光の輝度ムラを低減することである。高出力が要求される発光装置の中には、発光素子の上面に金電極が位置する場合がある。発光素子の上面に位置する金電極は、発光装置が出射する光の輝度ムラの原因となる可能性がある。出射光の輝度ムラ低減の目的で、発光素子の上面に配置する電極を透明電極にする方法も考えられる。しかし、透明電極を配置するとその材料が原因で抵抗が高くなる。高出力の発光装置として、発光素子１は、積層された少なくとも二つの発光層を含む場合も考えられる。より高出力な発光装置が求められる状況で、抵抗は出来るだけ低く抑える必要がある、本実施形態では、発光素子１の上面に位置する電極として、透明電極に比較して抵抗の低い金電極８を用いている。金電極８が位置する発光素子１の上面に、フィラー粒子１１を含む光透過層１０を設けることで、輝度ムラの低減を図る。
【００１６】
フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０の上面１０ａは、曲面を含んでいる。発光素子１の第１面１ａ上に、例えば厚み範囲が３μｍ以上１５０μｍ以下の範囲で薄く配置された光透過層１０の上面１０ａが曲面であれば、光透過層１０の側面をできるだけ減らすことが出来る。光透過層１０の側面から出射される光は輝度ムラの原因となる場合がある。したがって、薄く配置された光透過層１０の上面１０ａが凸状の曲面であれば、輝度ムラ抑制に効果があると期待できる。
【００１７】
フィラー粒子１１を含む光透過層１０は、透明なシリコーン樹脂を含んでいる。
【００１８】
図１Ａで示すように、発光装置１００は基板４を有する。基板４は、第１面４ａと、第１面４ａの反対側の第２面４ｂと、第１面４ａ上に配置された第１電極５ａと第２電極５ｂを有する。第１電極５ａと第２電極５ｂは互いに離間して配置されている。発光素子１の第１面１ａ上に位置する金電極８は、金線２によって基板４の第１電極５ａに電気的に接続されている。図１Ｄで示すように、基板４の第１面４ａ上に配置された第１電極５ａは、例えば、スルーホールや充填ビア(filled via)などを介して、基板４の第２面４ｂに位置する第１電極５ａ’に電気的に接続される。また、発光素子１の第２面１ｂは、基板４の第１面４ａ上に配置された第２電極５ｂ上に電気的に実装されている。基板４の第１面４ａ上に配置された第２電極５ｂは、例えば、スルーホールや充填ビア(filled via)などを介して、基板４の第２面４ｂに位置する第２電極５ｂ’に電気的に接続される。ただし、電極の配置や形状は、発光装置の設計に応じて、適宜選択可能である。
【００１９】
図１Ｂから図１Ｄ〜図１Ｆで示すように、発光装置１００は、基板４の第１面４ａ上に、発光素子１の周囲を取り囲むカップ状の反射枠３１を有する。また、反射枠３１の上面に光透過板３０を有してもよい。光透過板３０は、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０の上方に位置する。光透過板３０は、透明な樹脂から出来ている。
【００２０】
発光素子１は、単色発光の発光ダイオード素子であっても良い。また、発光素子１は、二つの発光素子が積層された構造を有していても良い。
【００２１】
（第２実施形態）
図２Ａ〜図２Ｆは、本発明の第２実施形態に係る発光装置２００を示す。この発光装置２００は、第１面１ａと、第１面１ａの反対側の第２面１ｂと、第１面１ａの周縁と第２面１ｂの周縁の間の周側面１ｃと、を有する発光素子１を含む。発光装置１００は、さらに、フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０を有する。フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０は、発光素子１よりも厚みが薄い。
【００２２】
第２実施形態に係る発光装置２００は、凸形状のレンズ３３を含む光透過部材３２を有する。凸形状のレンズ３３を含む光透過部材３２は、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０も含めて、発光素子１を封止している。光透過部材３２は、例えば透明な樹脂から出来ている。
【００２３】
本実施形態では、フィラー粒子を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０を通過する光は、輝度ムラの発生を抑制しながら、さらに上方に位置する凸形状のレンズ３３で、狭指向の光として出射することが出来る。
【００２４】
（第３実施形態）
図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の第３実施形態に係る発光装置３００を示す。この発光装置３００は、第１面１ａと、第１面１ａの反対側の第２面１ｂと、第１面１ａの周縁と第２面１ｂの周縁の間の周側面１ｃと、を有する発光素子１を含む。発光装置３００は、さらに、フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０を有する。フィラー粒子１１を含み、発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０は、発光素子１よりも厚みが薄い。
【００２５】
本実施形態の発光装置３００は、平坦な円形面３ａを伴う半球台３を含む光透過部材３２’を有する。発光素子１の第１面１ａは、光透過部材３２’の半球台３の平坦な円形面３ａの下方に位置する。発光素子１の第１面１ａは、平面視で、光透過部材３２’の半球台３の平坦な円形面３ａよりも面積が小さい。
【００２６】
発光素子１の第１面１ａは、光透過部材３２’の半球台３の円形面３ａの面積の４０％以上６０％未満を占める大きさである。光透過部材３２’は、透明な樹脂から出来ている。
【００２７】
発光素子１の第１面１ａ上に配置された光透過層１０は、フィラー粒子１１を含み輝度ムラを低減しながら、半球台３の円形面３ａから出射される光を面状の発光とすることが出来る。
【００２８】
例えば、発光素子１の第１面１ａは、２ｍｍ角−４ｍｍ角のサイズ範囲に入る。発光素子１の第１面１ａは、２．５ｍｍ角のサイズであっても良い。また、発光素子１の第１面１ａは、３ｍｍ角のサイズであっても良い。
【００２９】
さらに、発光素子１は、赤外発光ダイオード素子であっても良い。
【００３０】
本発明の実施形態に開示される内容は、様々に組み合わせ可能な構造を開示しており、各実施形態の内容に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３１】
１  発光素子
１ａ  発光素子の第１面
１ｂ  発光素子の第２面
１ｃ  発光素子の周側面
２  金線
３  半球台
３ａ  半球台の円形面
３ｂ  基板の第２面
４  基板
４ａ  基板の第１面
４ｂ  基板の第２面
５ａ，５ａ’  第１電極
５ｂ，５ｂ’  第２電極
８  金電極
１０  光透過層
１０ａ  光透過層の上面
１１  フィラー粒子
３０  光透過板
３１  反射枠
３２，３２’  光透過部材
３３  凸形状のレンズ
１００，２０００，３００  発光装置
【図１Ａ】
2019004062.tif 000003
【図１Ｂ】
2019004062.tif 000004
【図１Ｃ】
2019004062.tif 000005
【図１Ｄ】
2019004062.tif 000006
【図１Ｅ】
2019004062.tif 000007
【図１Ｆ】
2019004062.tif 000008
【図２Ａ】
2019004062.tif 000009
【図２Ｂ】
2019004062.tif 000010
【図２Ｃ】
2019004062.tif 000011
【図２Ｄ】
2019004062.tif 000012
【図２Ｅ】
2019004062.tif 000013
【図２Ｆ】
2019004062.tif 000014
【図３Ａ】
2019004062.tif 000015
【図３Ｂ】
2019004062.tif 000016
【図３Ｃ】
2019004062.tif 000017
【図３Ｄ】
2019004062.tif 000018
【図３Ｅ】
2019004062.tif 000019
【図３Ｆ】
2019004062.tif 000020