(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光体の種類を手軽に変更できる発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１００は、底面及び側壁を有する凹部を備えるパッケージ１１と、凹部の内部に配置される発光素子１６と、凹部内に配置される封止部材と、を備える光源部１０と、側壁の上面上に配置される枠体２１と、枠体２１に囲まれた領域に配置される蛍光体層２９と、を備えた波長変換部２０と、を備え、側壁は、第１金属部材１５を備え、枠体２１は、第２金属部材を備え、第１金属部材１５又は第２金属部材の少なくとも一方が磁性体を含み、光源部１０と波長変換部２０とは磁性体の磁力により固定されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
底面及び側壁を有する凹部を備えるパッケージと、前記凹部の内部に配置される発光素子と、前記凹部内に配置される封止部材と、を備える光源部と、
前記側壁の上面上に配置される枠体と、前記枠体に囲まれた領域に配置される蛍光体層と、を備えた波長変換部と、
を備え、
前記側壁は、第１金属部材を備え、
前記枠体は、第２金属部材を備え、
前記第１金属部材又は前記第２金属部材の少なくとも一方が磁性体を含み、前記光源部と前記波長変換部とは前記磁性体の磁力により固定されている発光装置。
【請求項２】
前記磁性体は、フェライト系、コバルト、ニッケル等を含む、請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記波長変換部は、複数である、請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子（以下、「発光素子」とも称する）と、粒子状の蛍光体とを用いたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光装置が知られている。このような発光装置は、蛍光体の種類などを変更することで、種々の発光色の発光装置とすることができる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７２４７１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
蛍光体の種類を手軽に変更できる発光装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の構成を含む。
底面及び側壁を有する凹部を備えるパッケージと、凹部の内部に配置される発光素子と、凹部内に配置される封止部材と、を備える光源部と、側壁の上面上に配置される枠体と、枠体に囲まれた領域に配置される蛍光体層と、を備えた波長変換部と、を備え、側壁は、第１金属部材を備え、枠体は、第２金属部材を備え、第１金属部材又は第２金属部材の少なくとも一方が磁性体を含み、光源部と波長変換部とは磁性体の磁力により固定されている発光装置。
【考案の効果】
【０００６】
以上により、蛍光体の種類を手軽に変更できる発光装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
【図２Ａ】実施形態に係る発光装置の光源部を示す概略上面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線における概略端面図である。
【図３】実施形態に係る発光装置の波長変換部の変形例を示す概略上面図である。
【図４Ａ】実施形態に係る発光装置の変形例を示す概略端面図である。
【図４Ｂ】実施形態に係る発光装置の変形例を示す概略端面図である。
【図５Ａ】実施形態に係る発光装置の波長変換部の変形例を示す概略上面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＶＢ−ＶＢ線における概略端面図である。
【図５Ｃ】図５ＡのＶＣ−ＶＣ線における概略端面図である。
【図６Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略上面図である。
【図６Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図７Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図７Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図７Ｃ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図７Ｄ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
本考案を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本考案の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本考案は、発光装置を以下に限定するものではない。
【０００９】
また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。尚、各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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
【００１０】
図１は、実施形態にかかる発光装置１００の一例を示す。図２Ａ、図２Ｂは、発光装置１００に用いられる光源部１０を示す。図３は、発光装置１００に用いることが可能な波長変換部２０の変形例を示す。発光装置１００は、光源部１０と、波長変換部２０と、を備える。光源部１０は、パッケージ１１と、パッケージ１１に配置される発光素子１５と、発光素子１６を封止する封止部材１９と、を備える。パッケージ１１は、底面１３及び側壁１２を有する凹部１４を備える。発光素子１６は、凹部１４の底面１３上に、接合部材等を用いて接合される。波長変換部２０は、枠体２１と、枠体２１に囲まれた領域である開口部２５に配置される蛍光体層２９と、を備える。
【００１１】
パッケージ１１の側壁１２は、その上面又は上面近傍に、第１金属部材１５を備える。波長変換部２０の枠体２１は、第２金属部材２８を備える。そして、第１金属部材１５と第２金属部材２８の少なくとも一方は、磁性体を含むことで、光源部１０と波長変換部２０とが、磁性体の磁力により固定されている。詳細には、光源部１０の側壁１２と、波長変換部２０の枠体２１とが、磁性体の磁力により固着されている。これにより、光源部１０の発光部である凹部１４の上に、波長変換部２０の蛍光体層２９が位置することになる。
【００１２】
このような構成とすることで、光源部１０からの光（光源部１０の発光素子１６からの光）は、波長変換部２０の蛍光体層２９を介して、外部に放出されることになる。蛍光体層２９は、発光素子１６からの光の一部又は全部を吸収して、それよりも長い波長の光に変換することが可能な蛍光体を含む。そのため、発光装置１００としては、発光素子１６からの光と、それを変換した蛍光体層２９からの光の混色光を、外部に放出することができる。あるいは、蛍光体層２９で変換された光のみを、外部に放出することができる。
【００１３】
そして、光源部１０と波長変換部２０とは、磁力により固定されているため、着脱自在が容易に行える。つまり、あらかじめ、異なる光を発することが可能な蛍光体層２９を備えた波長変換部２０を複数準備しておくことで、目的や用途等に応じて、所望の波長変換部２０を光源部１０に固定させて、所望の色度の光を発する発光装置１００とすることができる。例えば、図３は、同じ形状の枠体２１に、それぞれ異なる蛍光体を含む蛍光体層２９を配置した波長変換部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを例示している。これらは、いずれも光源部１０と着脱可能であるため、目的や用途等に応じて、適宜選択することができる。
【００１４】
また、波長変換部２０は、１つの光源部１０に複数個を、積層させるようにして固定させてもよい。これにより、より多様な色度の発光装置を容易に得ることができる。
【００１５】
例えば、図４Ａに示す発光装置１００Ａは、１つの光源部１０の上に、１つの波長変換部２０Ｂを載置し、その上に、波長変換部２０Ｂとは異なる蛍光体層を備えた波長変換部２０Ａを２つ積層させている。つまり、２種類の波長変換部を、３つ用いている。また、図４Ｂに示す発光装置１００Ｂは、１つの光源部１０の上に、それぞれ異なる蛍光体層を備えた４つの波長変換部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを積層させている。積層させる順番は、任意に選択することができる。例えば、発光波長が短い蛍光体を含む蛍光体層を備えた波長変換部を、光源部１０に近い側に配置することで、光のロスを低減することができる。
以下、各構成部材について詳説する。
【００１６】
（光源部：パッケージ）
パッケージ１１は、絶縁性の支持体と、発光素子１６に電圧を印加するための一対の電極として機能する導電部材と、を備える。パッケージ１１は底面１３と側壁１２とを有する凹部１４を備えており、導電部材は凹部１４の底面１３に配置される。側壁１２は、少なくともその上面又は上面近傍に、第１金属部材１５を備える。
【００１７】
パッケージ１１は、導電部材としてリードを備え、支持体として樹脂部材を備えた樹脂パッケージを用いることができる。また、パッケージ１１は、支持体としてセラミックを用い、導電部材として配線部材を備えたセラミックパッケージを用いることができる。また、パッケージ１１は、支持体としてガラスエポキシを用い、導電部材として配線部材を備えたガラスエポキシパッケージを用いることができる。
【００１８】
以上に挙げた樹脂パッケージ、セラミックパッケージ、ガラスエポキシパッケージに用いられる材料は、公知のものを用いることができる。また、凹部の形状、大きさ、深さ等については、目的や用途に応じて種々選択することができる。
【００１９】
（光源部：第１金属部材）
第１金属部材１５は、パッケージ１１の側壁１２の上面又は上面近傍に配置されており、磁性体を含むか、あるいは、磁性体に引っ付く金属材料を含む。つまり、第１金属部材１５は、パッケージ１１の側壁１２の上面において露出されていてもよく、あるいは、パッケージの支持体中に埋設されていてもよい。これは、磁力を発現するには、必ずしも側壁１２の上面において外部に露出されている必要がないためである。特に、酸化等の変質をし易い金属材料は、パッケージ１１の側壁１２に埋設させることで、外部環境による影響を受けにくくし、磁力の低下を抑制し易くすることができる。
【００２０】
第１金属部材１５は、磁性体や金属材料を保持するための樹脂材料等を含んでいてもよい。第１金属部材１５は、側壁１２の上面又は上面近傍において、その全周にわたって配置されてもよく、あるいは、一部のみに配置されていてもよい。第１金属部材１５の厚みは、例えば、２００μｍ〜４００μｍとすることができる。
【００２１】
第１金属部材１５は、側壁１２の上面又は上面近傍において、第１金属部材１５の上面の全面が、Ｓ極又はＮ極となる。あるいは、対向して配置されている側壁１２うち、一方の側壁１２の上面又は上面近傍においてＳ極、他方の側壁１２の上面又は上面近傍においてＮ極としてもよい。つまり、磁性体の磁束の配向は、垂直方向でもよく、水平方向でもよい。
【００２２】
磁性体を含む金属材料としては、フェライト系、アルニコ、ネオジウム等が挙げられる。また、磁性体の磁力は、例えば１００ｍＴ程度とすることができる。
【００２３】
磁性体に引っ付く金属材料としては、鉄、コバルト、ニッケル等が挙げられる。
【００２４】
（光源部：発光素子）
発光素子１６は、波長変換部２０の蛍光体層１９中の蛍光体を励起可能な波長を発光する。発光素子１６の発光波長は、紫外〜青色光が好ましく、例えば、３６５ｎｍ〜４７０ｎｍである。発光素子１６は、素子基板上に積層された、発光層を含む半導体層から構成される。半導体層を構成するｐ層、発光層、ｎ層としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系化合物半導体が好適に用いられる。これらの窒化物半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。
【００２５】
発光素子が有する一対の電極は、半導体層の同一面側に配置されている。これらの一対の電極は、上述した第１半導体層及び第２半導体層と、それぞれ、電流−電圧特性が直線又は略直線となるようなオーミック接続されるものであれば、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。このような電極は、当該分野で公知の材料及び構成で、任意の厚みで形成することができる。
【００２６】
（光源部：封止部材）
封止部材１９は、発光素子１６、保護素子１８、ワイヤ１７など、パッケージ１１に実装される電子部品を、塵芥、水分、外力などから保護する部材である。封止部材１９の材料としては、発光素子１６からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。
【００２７】
透光性の樹脂の具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等も用いることができる。
【００２８】
（波長変換部：枠体）
枠体２１は、蛍光体層２９を保持するための部材であり、さらに、第２金属部材２８を備える部材でもある。枠体２１の下面２３は、光源部１０のパッケージ１１の側壁１２の上面と、対向して配置される。そのため、側壁１２の上面と、枠体２１の下面２３とは、少なくとも一部が対向可能なような大きさ、及び、形状とすることが好ましく、より好ましくは、同じ大きさ及び形状である。
【００２９】
枠体２１は、母材として樹脂材料、金属材料、ガラス材料等を用いることができる。あるいは、金属材料が、磁性体または磁石に引っ付く金属材料である場合は、枠体２１自体を、第２金属部材２８としてもよい。枠体２１の厚みは、例えば、５００μｍ〜１０００μｍとすることができる。
【００３０】
（波長変換部：第２金属部材）
第２金属部材２８は、波長変換部２０の枠体２１の上面又下面において露出されていてもよい。例えば、第２金属部材２８は、図３に示すように、枠体２１の上面２３又は下面２４に、それぞれ露出して配置されてもよい。その場合、上面２３の第２金属部材２８と、下面２４の第２金属部材２８とは、同じ形状でもよく、図３に示すように異なる形状でもよい。第２金属部材２８は、枠体２１の上面又は下面に配置する場合、第２金属部材２８の厚みは、例えば、２００μｍ〜５００μｍとすることができる。
【００３１】
また、図５Ａ〜図５Ｃに示す波長変換部２０Ｅは、枠体２１Ａの母材が貫通孔２７を有しており、その貫通孔２７の上端から下端にかけて連続して配置される第２金属部材２８としてもよい。また、第２金属部材２８は、枠体２１の上面又は下面において露出されず枠体２１の母材中に埋設されていてもよい。第２金属部材２８の材料は、上述の第１金属部材１５と同様の材料を用いることができる。枠体２１自体が、磁性体又は磁石に引っ付く金属である場合は、第２金属部材２８を枠体２１としてもよい。
【００３２】
（波長変換部：蛍光体層）
蛍光体層２９は、光源部１０からの光を吸収して、少なくともその光を異なる波長の光に変換する蛍光体を含む部材である。蛍光体層２９の厚みは、枠体２１と同じ厚みか、それよりも薄い厚みとすることができる。また、枠体２１の上面２４側又は下面２３側に突出した形状とすることもできる。
蛍光体は粒子状であり、蛍光体の形状は、特に限定されないが、例えば、球形又はこれに類似する形状であることが好ましい。蛍光体は、例えば、平均粒径が３μｍ〜３０μｍ程度の粒子である。ここで、平均粒径は、Ｄ５０により定義することができる。また、蛍光体の平均粒径は、例えば、レーザ回折散乱法、画像解析法（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ））などにより測定することができる。レーザ回折散乱法の粒径測定装置は、例えば島津製作所社製のＳＡＬＤシリーズ（例えばＳＡＬＤ−３１００）を用いることができる。画像解析法は、例えばＪＩＳ−Ｚ８８２７−１：２００８に準ずる。
【００３３】
蛍光体としては、例えば、酸化物系、硫化物系、窒化物系の蛍光体などが挙げられる。例えば、発光素子として青色発光する窒化ガリウム系発光素子を用いる場合、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するＹＡＧ系、ＬＡＧ系、緑色発光するＳｉＡｌＯＮ系（βサイアロン）、ＳＧＳ蛍光体、青色発光するＢＡＭ蛍光体、赤色発光するＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ系、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム（ＫＳＦ系蛍光体；Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体等の蛍光体の単独又は組み合わせが挙げられる。
【００３４】
蛍光体は、例えば、樹脂部材中に１０〜８０％含まれる。また、蛍光体層には、蛍光体及び樹脂材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、などを含有させることもできる。
【００３５】
蛍光体を保持する樹脂材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。
【００３６】
上述の波長変換部２０は、例えば、以下のようにして形成することができる。
図６Ａ、図６Ｂに示すように、複数の開口部３１を備えた板状部材３０を準備する。板状部材３０は、後に切断することで枠体２１の一部となる部材である。次に、板状部材３０上に第２金属部材２８を配置する。配置する方法としては、例えば、樹脂材料に磁性粉末を混合させたペーストを、図７Ａに示すようにローラーを用いて形成する。このとき、マスク等を用いることで、所望の位置に第２金属部材２８を配置することができる。また、ローラー以外にも、スプレーやスタンピングなどの方法や、別途成形した第２金属部材２８を貼り合わせてもよい。次に、第２金属部材２８を配置した板状部材３０を、図７Ｂに示すように、土台５０上に貼り付ける。そして、板状部材３０の開口部３１内に、蛍光体層２９を配置する。例えば、樹脂材料中に蛍光体粒子を混合したスラリーを、図７Ｂに示すようなシリンジ６０等を用いてポッティングすることで、開口部３１内に蛍光体層２９を形成することができる。尚、板状部材３０の両面に第２金属部材２８を形成することもできる。その際は、板状部材の上面側に第２金属部材２８を形成し、蛍光体層２９を形成した後に、板状部材の下面側に第２金属部材２８を形成してもよい。あるいは、板状部材３０の両面に第２金属部材２８を形成した後に、蛍光体層２９を形成してもよい。最後に、図７Ｄに示すように、回転刃などの切断刃７０を用いて切断することで、図３等に示すような波長変換部２０とすることができる。
【００３７】
板状部材３０の上面及び下面に第２金属部材２８を配置する場合は、上述の工程を、板状部材３０の上面及び下面の両方に行えばよい。また、開口部３１とは別に貫通孔を設けておいて、その中に埋設するように第２金属部材２８を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本開示に係る発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置に使用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…発光装置
１０…光源部
１１…パッケージ
１２…側壁
１３…底面
１４…凹部
１５…第１金属部材
１６…発光素子
１７…ワイヤ
１８…保護素子
１９…封止部材
２０…波長変換部
２１…枠体
２２…枠体の開口部
２３…枠体の下面
２４…枠体の上面
２５…枠体の開口部
２６…枠体の母材
２７…枠体の貫通孔
２８…第２金属部材
２９…蛍光体層
３０…板状部材
３１…開口部
４０…ローラー
５０…土台
６０…シリンジ
７０…切断刃
【図１】
0003216087.tif 000003
【図２Ａ】
0003216087.tif 000004
【図２Ｂ】
0003216087.tif 000005
【図３】
0003216087.tif 000006
【図４Ａ】
0003216087.tif 000007
【図４Ｂ】
0003216087.tif 000008
【図５Ａ】
0003216087.tif 000009
【図５Ｂ】
0003216087.tif 000010
【図５Ｃ】
0003216087.tif 000011
【図６Ａ】
0003216087.tif 000012
【図６Ｂ】
0003216087.tif 000013
【図７Ａ】
0003216087.tif 000014
【図７Ｂ】
0003216087.tif 000015
【図７Ｃ】
0003216087.tif 000016
【図７Ｄ】
0003216087.tif 000017