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JP2010098118A - 発光装置 - Google Patents

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JP2010098118A JP2008267565A JP2008267565A JP2010098118A JP 2010098118 A JP2010098118 A JP 2010098118A JP 2008267565 A JP2008267565 A JP 2008267565A JP 2008267565 A JP2008267565 A JP 2008267565A JP 2010098118 A JP2010098118 A JP 2010098118A
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Kenji Sugiura
健二 杉浦
Hideo Nagai
秀男 永井
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Abstract

【課題】本発明は、熱源となる発光素子および波長変換部材から効率良く放熱することができる発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】発光装置1は、基台3に波長変換部材5が搭載され、当該波長変換部材5にLED7が実装されてなる。波長変換部材5は、基台3に搭載される被搭載面14と、LED7が実装される実装面15と、波長変換された光の出射面16との少なくとも3面を有し、基台3の搭載面12、波長変換部材5の実装面15及び出射面16の3面が、実装面15から入射したLED7からの出力光の一部を波長変換しながら基台3の搭載面12で反射された後、出射面16から出射する光学位置関係にある。
【選択図】図1

Description

本発明は、基台に波長変換部材が搭載され、当該波長変換部材に発光素子が実装されてなる発光装置に関する。
発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下「LED」とする。)やレーザダイオード等の発光素子は、放電や輻射を使った既存光源(例えば、蛍光ランプや白熱電球)に比べて、小型且つ高効率であり、さらに、近年では高光束化も進んできたことから、上記既存光源の代用はもとより他の用途への適用が進められている。
なお、発光素子は、放電や輻射を使った上記光源に比べて小型であることから、その取り扱いが容易になること、また多様なデザインが期待できること等の利点があり、付加価値の高い光源と言える。
例えば、発光素子の一種であるLED素子(以下、単に「LED」とする。)と、このLEDからの光の一部の波長を変換する蛍光体を含む波長変換部材とを組み合わせた白色LEDを用いた発光装置がある。
このような発光装置の小型、薄型化を実現するために、波長変換部材のサイズを小さくする技術として、高濃度の蛍光体を分散した樹脂ペーストを使って、LEDの周囲に波長変換部材を立体的に形成するものがある(特許文献参照)。
特開2001−135861号公報 米国特許第6,650,044号
上記の技術では、樹脂中に分散させた蛍光体からなる(上記樹脂ペーストを利用して形成した)波長変換部材がLEDを覆っており、LEDから出射した光の波長を、波長変換するために吸収した際に波長変換されずに発生した熱が樹脂中に篭り、LEDの温度上昇をもたらす。
これにより、樹脂中内の蛍光体の温度が上昇して蛍光体そのものの変換効率がさらに低下し、効率低下によって波長変換されずに発生する熱がさらに増え、波長変換部材中に篭るという悪循環が起こる。このため、LEDへ投入する電流量に増加させることができない等の制約が発生しており、光の取り出せる効率の大幅な低下を招く可能性がある。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、発光素子からの光の取り出し効率を維持しつつ、熱源となる発光素子および波長変換部材から発生した熱を効率良く放出することができる発光装置を提供する。
上記目的を達成するために、本発明に係る発光装置は、基台に波長変換部材が搭載され、当該波長変換部材に発光素子が実装されてなる発光装置であって、前記波長変換部材は、前記基台に搭載される被搭載面と、前記発光素子が実装される実装面と、波長変換された光の出射面との少なくとも3面を有し、前記基台の搭載面、前記波長変換部材の実装面及び出射面の3面が、前記実装面から入射した前記発光素子からの出力光の一部を波長変換しながら前記基台の搭載面で反射された後、前記出射面から出射する光学位置関係にあることを特徴としている。
本発明に係る発光装置は、波長変換部材が基台に搭載されているため、波長変換部材内の熱が伝熱により基台側へ伝わり、発光素子および波長変換部材の熱を効率良く放出できる。
また、発光素子から波長変換部材に入射した光は、基台の搭載面で反射して波長変換部材の出射面から出射するため、発光素子からの光の取り出し効率を維持できる。
また、前記実装面は、前記基台の搭載面に対して傾斜していることを特徴とし、あるいは、前記波長変換部材は、前記基台における前記波長変換部材を搭載する領域に設けられた反射部材を介して前記基台に搭載され、前記基台の搭載面は、前記反射部材の表面であることを特徴としている。
さらに、前記発光素子は、LED素子であり、前記波長変換部材に実装される面と反対側の面に反射膜を有することを特徴とし、あるいは、前記LED素子の側面に反射膜を有することを特徴としている。
また、前記波長変換部材は、セラミック材料により構成されていることを特徴とし、あるいは、前記波長変換部材は、前記実装面に隣接し且つ前記基台の搭載面と並行な面を有し、当該面に反射部材が設けられていることを特徴としている。
<実施の形態>
以下、本発明の一例である実施の形態に係る発光装置について、それぞれ図面を参照しながら説明する。
1.構造
図1は、本実施の形態に係る発光装置の正面図であり、図2は、本実施の形態に係る発光装置の平面図である。
発光装置1は、基台3、波長変換部材5、LED(本発明の「発光素子」に相当する。)7を備え、波長変換部材5が基台3の搭載面に搭載され、LED7は波長変換部材5の実装面に実装されてなる。なお、波長変換部材5は、LED7からの出力された光であって波長変換部材5の内部へと入射した光の波長を変換する。
図3は、波長変換部材を搭載していない状態の基台の平面図である。
基台3は、任意の形状、ここでは、平面視において長方形状をする直方体状し、例えば、絶縁材料により構成されている。基台3は、基台本体3aと反射部材13とを備える。
基台本体3aは、波長変換部材5を搭載するため搭載領域9と、LED7と電気的に接続する(給電する)ために形成された配線パターン11とを一面に備え、反射部材13は基台本体3aの搭載領域9に取着される。なお、搭載領域9は、図3において、便宜上、右上がりのハッチングで示している。
配線パターン11は、LED7のP側電極と接続するためのランド11aと、N側電極と接続するためのランド11bとを有する。なお、配線パターン11と外部の電力供給源との接続関係の図示は省略している。
波長変換部材5は、図1に示すように、自部材内の熱を基台3へと伝える一方、LED7から出力され入射された光が基台3の搭載面で反射するように、基台3に搭載されている。
具体的には、基台3の搭載領域9に存する反射部材13に波長変換部材5が搭載されている。つまり、反射部材13の搭載領域9と反対側の主面が、本発明の基台3の搭載面12となる。
図4は、基台に波長変換部材が搭載された状態の平面図である。
波長変換部材5は、LED7からの光を所望の波長に変換する波長変換物質、例えば、蛍光体を含んだ材料(例えばセラミックや樹脂)から構成されている。波長変換部材5は、図1に示すように、正面から見たときに、一つの角を裁頭した裁頭三角形をし、この形状を断面として、正面から見た方向に延伸する柱状(四角柱でもある。)をしている。
波長変換部材5は、図1及び図4に示すように、反射部材13と当接する面が本発明の被搭載面14に、当該被搭載面14以外の面であってLED7を実装する面が本発明の実装面15に、前記被搭載面14以外の面であって波長変換された光を外部に出射する面が本発明の出射面16にそれぞれなっている。そして、波長変換部材5の実装面15は、基台3の搭載面12である反射部材13の主面に対して傾斜している。
ここで、基台3の搭載面12、波長変換部材5の実装面15及び出射面16の3面は、実装面15から入射したLED7からの出力光の一部を波長変換しながら基台3の搭載面12で反射された後、出射面16から出射する光学位置関係にある。
LED7は、波長変換部材5の実装面15に、透明(透光性)の固着剤(例えば、樹脂)17を介して実装され、波長変換部材5に実装されない側の面が、LED7内の発光層から波長変換部材5と反対側に出射した光を発光層(波長変換部材5)側に反射させる反射膜31となっている。
ここでのLED7は、所謂、両面電極型であり、波長変換部材5に実装される側の面19にN側電極21を有し、波長変換部材5に実装されない側の面23にP側電極25を有する。
LED7の各電極21,25は、P側電極25がワイヤ(金線)29を介してランド11aに、N側電極21が導電性部材27を介してランド11bに、それぞれ電気的に接続されている。
2.動作
図5は、発光装置の動作状態を説明する図である。
発光装置1のLED7に給電がされると、当該LEDから波長変換部材5側に出力された光は、透明の固着剤17を通って波長変換部材5に入射する。
図5内の白抜きの矢印Aは、波長変換部材5の内部での光の進行を模式的に表している。波長変換部材5の内部を進行する光が、反射部材13の主面(基台3の搭載面12である)にまで達すると、当該反射部材13で反射し、反射した光がやがて波長変換部材5の出射面16から外部へと出射される。
波長変換部材5では、LED7からの出力光が波長変換部材5内の蛍光体により所望の波長に変換されると共に、波長変換されずに発生した熱が内部に篭る。また、LED7の発光により生じた熱が、固着剤17を通って波長変換部材5に伝わる。
図5内の矢印Bは、波長変換部材5の内部での熱の移動を模式的に表している。
波長変換部材5は、反射部材13に接触する状態で基台3に搭載されているため、内部の熱を反射部材13側へと伝えることができるため、波長変換部材5内の熱は、反射部材13を通って基台本体3aへと伝わる。
この場合、基台3(基台本体3a)自身が、所謂ヒートシンクの機能を有する場合は、反射部材13を介して伝わった基台3の熱は放熱され、また、基台3が、ヒートシンク等に装着されている場合は、基台3(基台本体3a)の熱がさらにヒートシンクへと伝わり、ヒートシンクから放熱される。
3.発光装置の製造方法
図6は、発光装置の製造方法を説明する図である。
発光装置1は、主に、基台3に波長変換部材5を搭載する搭載工程と、基台3に搭載された波長変換部材5にLED7を実装する実装工程とをへて製造される。
(1)搭載工程
搭載工程では、図6の(a)に示すように、波長変換部材5用の搭載領域9に反射部材13が取着された基台3を準備する。そして、同図の(b)に示すように、基台3上の反射部材13に波長変換部材5を搭載し、また、LED7のN側電極21に電気的に接続するための導電性部材27をランド11b上に取着する。
なお、波長変換部材5の基台3(正確には反射部材13)への搭載は、例えば、透明の固着剤(例えば、樹脂)により行われ、また、導電性部材27の基台3(正確にはランド11b)への取着は、例えば、導電性の固着剤(例えば、銀ペースト)により行われる。
(2)実装工程
波長変換部材5の搭載と導電性部材27の取着が完了した基台3を、同図の(c)に示すように、波長変換部材5の実装面15が水平となるように、傾斜させる。
そして、この傾斜状態を保持したままで、LED7のN側電極21と導電性部材27とが当接するように、固着剤17を介してLED7を実装面15に実装する。
この後、LED7のP側電極25と基台3のランド11aとをワイヤ29により電気的に接続して、発光装置1が完成する。
4.実施例
上記構成の発光装置1についての具体的な一つの実施例について説明する。なお、本発明は本実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
基台本体3aは、絶縁アルミナ等のセラミック材料が用いられ、平面視形状が、長辺が5(mm)、短辺が5(mm)の長方形状をし、厚みが0.6(mm)〜2.0(mm)である。基台本体3aの主面に形成されている配線パターン11は、例えば10(μm)程度の銅箔をエッチングすることで、所定のランドとしている。
LED7は、例えば底面が1.0(mm)×1.0(mm)の正方形で、高さが0.4(mm)の略直方体形状をしており、InGaN系のものが使用されている。このLED7から発せられる光色は青色である。なお、LED7の底面は、例えば、一辺が0.1(mm)〜2.0(mm)の長方形(前記一辺は長辺である。)や四角形以外の多角形であっても良いのは言うまでもない。
波長変換部材5は、主成分(重量比率で50(%)以上を占める。)が絶縁アルミナ等のセラミック材料であり、蛍光体として、黄色発光のものが利用されている。これにより、LED7から発せられた青色光は、蛍光体によって一部が黄色光に変換され、変換後の黄色光と青色光とにより、発光装置から出射される際には、白色の光が発せられる。なお、蛍光体として、黄色発光に限定するものでなく、緑色発光、赤色発光、さらには、これらの混色合成光であっても良い。
波長変換部材5と基台本体3aとの間に介在する反射部材13として、Ag、Al、多層反射膜(例えば、SiO+Ta等である。)等を利用することができる他、例えば、透明樹脂を用いて接合する場合はアルミナのような白色絶縁部材を基材に使用すれば、反射部材として用いることも可能である。
反射部材13の基台本体3aへの取着及び波長変換部材5の反射部材13への取着に利用される材料は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、または、これらのハイブリッド材を主体とした樹脂、さらには、フッ素樹脂、低融点ガラスなどの無機材料、あるいは、金属接合が可能なAuをはじめとする金属材料、金属共晶による接合が可能なAu・Sn等に代表される金属材料等である。
また、LED7の波長変換部材5への実装するための透明の固着剤17は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、または、これらのハイブリッド材を主体とした樹脂、さらには、フッ素樹脂、低融点ガラスなどの無機材料等である。
波長変換部材5は、正面から見たとき、反射部材13と当接する面と、LED7を実装する実装面15との角度Cは、ここでは、略35度であるが、他の角度であっても良い。
<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、一つのLED7が一つの波長変換部材5に実装されていたが、一つの波長変換部材に複数のLEDが実装されていても良い。第2の実施の形態では、一つの波長変換部材に4つのLEDが実装されている場合について説明する。
図7は第2の実施の形態に係る発光装置の正面図、図8は第2の実施の形態に係る発光装置の平面図、図9は図8のX−X線断面を矢印方向か見た図である。
発光装置101は、基台103、波長変換部材105、複数(ここでは、4つである。)個のLED107を備え、波長変換部材105の4つの実装面109のそれぞれにLED107が実装された状態で、波長変換部材105が基台103の搭載面に搭載されてなる。
基台103は、任意の形状、ここでは、平面視において正方形をする直方体状し、第1の実施の形態と同様に、波長変換部材105を搭載する搭載領域と、LED107と電気的に接続するために形成された配線パターン111(図8参照)とを備える。
波長変換部材105は、第1の実施の形態と同様に、基台103の基台本体103aに設けられた反射部材113に搭載されている。なお、波長変換部材105は、蛍光体を含んだセラミックから構成され、反射部材113の主面は基台103の搭載面112となる。
波長変換部材105は、図7〜9に示すように、裁頭四角錘をし、その4つの側面がLED107を実装するための実装面109である。また、波長変換部材105の反射部材113側の面が被搭載面であり、当該被搭載面と平行な面が出射面110である。
この場合も、波長変換部材105の実装面109は、基台103の搭載面112である主面に対して傾斜することとなる。
LED107は、第1の実施の形態と同様に、両面電極型であり、P側電極115がワイヤ(金線)117を介してランド111aに、N側電極119が導電性部材121を介してランド111bに、それぞれ電気的に接続される。
図10は、発光装置の動作状態を説明する図である。
図10は、図9の断面図で表れている2つのLED107a,107bから出射された光の進行及び波長変換部材105内の熱の移動を模式的に表している。なお、図10は断面図であるが、説明の便宜上、ハッチング等は省略している。
発光装置101のLED107に給電がされると、LED107aから波長変換部材105側に出射された光は、同図の白抜きの矢印A1aで示すように、波長変換部材105に入射した後、反射部材113(搭載面112でもある。)で反射して波長変換部材105の出射面110から外部へと出射され、同様に、LED107bから波長変換部材105側に出射された光は、同図の白抜きの矢印A1bで示すように、波長変換部材105内で反射部材113(搭載面112である。)によって反射されて波長変換部材105の出射面110から外部へと出射される。
一方、LED107が発光する際の熱及び蛍光体が波長変換する際に生じる熱は、矢印B1で示すように、反射部材113を通って基台103(基台本体103a)へと伝わる。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記の実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
1.LED
(1)タイプ
(1−1)両面電極型
実施の形態でのLEDは、両面電極型であり、N側電極と基台のランドとを伝導性部材を介して電気的に接続していたが、他の方法で、N側電極と基台のランドとを電気的に接続しても良い。以下、実施の形態と異なる方法でN側電極と基台のランドとを接続する方法を変形例1として説明する。
図11は変形例1に係る発光装置の正面図、図12は変形例1に係る平面図、図13の(a)は波長変換部材のみが搭載された基台の平面図、(b)はLEDの底面図である。
発光装置201は、実施の形態と同様に、基台203、波長変換部材205、LED207を備える。なお、波長変換部材205の搭載方法、LED207の実装方法は、実施の形態と基本的に同じである。
基台203は、図12及び図13の(a)に示すように、波長変換部材205を搭載する側の主面203aに、LED207のP側電極と電気的に接続するランド209aと、LED207のN側電極と電気的に接続するランド209bとからなる配線パターン209が形成されている。
LED207は、図13の(b)に示すように、一方の主面にN側電極211,211を有し、また、図11に示すように、他方の主面にP側電極213を有する両面電極型である。
波長変換部材205は、図13の(a)に示すように、LED207を実装するための実装面205aにLED207のN側電極211用の配線パターン214が形成されている。
波長変換部材205の配線パターン214は、図11及び12に示すように、基台203のランド209bとワイヤ215bで電気的に接続される。このため、波長変換部材205の配線パターン214は、LED207のN側電極211と接続でき、且つ基台203のランド209bとワイヤ215bで接続できる大きさを有する。
なお、LED207のN側電極211と波長変換部材205の配線パターン214の接続は、例えば、バンプや導電性ペースト(ここではバンプ215である。)を介して行われている。
(1−2)片面電極型
ここでは、片面電極型のLEDを用いた場合について説明する。以下、波長変換部材に実装される面に電極を有する例を変形例2、3とし、波長変換部材に実装されない面に電極を有する例を変形例4として説明する
(あ)変形例2
図14は変形例2に係る発光装置の正面図、図15は変形例2に係る平面図、図16は波長変換部材のみが搭載された基台の平面図である。
発光装置221は、実施の形態と同様に、基台223、波長変換部材225、LED227を備える。なお、波長変換部材225の搭載方法、LED227の実装方法は、実施の形態と基本的に同じである。
基台223は、図14及び図16に示すように、波長変換部材225を搭載する側の主面223aに、LED227のP側電極と電気的に接続するランド229aと、LED227のN側電極と電気的に接続するランド229bとからなる配線パターン229が形成されている。
LED227は、図15に示すように、波長変換部材225に実装される側の主面に、P側電極231aとN側電極231bとを有する片面電極型である。
LED227は、波長変換部材225の実装面225aに固着剤を介して実装され、P側電極231aが導電性部材232aを介して基台223のランド229aに接続され、N側電極231bが導電性部材232bを介して基台223のランド229bに接続されている。
(い)変形例3
図17は変形例3に係る発光装置の正面図、図18は変形例3に係る平面図、図19は波長変換部材のみが搭載された基台の平面図である。
発光装置241は、実施の形態と同様に、基台243、波長変換部材245、LED247を備える。なお、波長変換部材245の搭載方法、LED247の実装方法は、実施の形態と基本的に同じである。
基台243は、図18及び19に示すように、波長変換部材245を搭載する側の主面243aに、LED247のP側電極と電気的に接続するランド249aと、LED247のN側電極と電気的に接続するランド249bとからなる配線パターン249が形成されている。
LED247は、図18に示すように、波長変換部材245に実装される側の主面に、P側電極251aとN側電極251bとを有する片面電極型である。
波長変換部材245は、図19に示すように、LED247を実装するための実装面245aに、LED247のP側電極251a用のランド253aとN側電極251b用のランド253bとからなる配線パターン(253)が形成されている。
波長変換部材245のランド253a,253bは、図17及び18に示すように、基台243のランド249a,249bとワイヤ255a,255bで電気的に接続される。なお、LED247のN側電極251bと波長変換部材245の配線パターン253の接続は、例えば、バンプや導電性ペースト(ここではバンプ257である。)を介して行われている。
(う)変形例4
図20は変形例4に係る発光装置の正面図、図21は変形例4に係る平面図である。
発光装置261は、実施の形態と同様に、基台263、波長変換部材265、LED267を備える。なお、波長変換部材265の搭載方法、LED267の実装方法は、実施の形態と基本的に同じである。
基台263は、図21に示すように、波長変換部材265を搭載する側の主面263aに、LED267のP側電極と電気的に接続するランド269aと、LED267のN側電極と電気的に接続するランド269bとからなる配線パターン269が形成されている。
LED267は、図20に示すように、波長変換部材265に実装される側と反対側の主面にP側電極271aとN側電極271bとを有する片面電極型である。P側電極271aは基台263のランド269aとワイヤ273aで、N側電極271bは基台263のランド269bとワイヤ273bで、それぞれ電気的に接続されている。
(2)構造
実施の形態や上記変形例(以下、単に「実施の形態等」とする。)では、LEDは、波長変換部材に実装される側と反対側の主面に反射膜(具体的には、実施の形態における反射膜31である。)を有していたが、LEDの側面に反射膜を有していても良い。
以下、側面に反射膜を有するLEDを用いた場合を変形例5として説明する。
図22は、変形例5に係る発光装置の正面図であり、LEDの内部が分かるように一部を切り欠いている。
なお、図22は、実施の形態における発光装置1のLEDだけが異なるため、LED以外の符号は、実施の形態と同じ符号をそのまま使用している。
発光装置281は、実施の形態と同様に、基台3、波長変換部材5、LED283を備える。なお、波長変換部材265の搭載方法、LED267の実装方法は、実施の形態と基本的に同じである。また、LEDは、上述のように、両面電極型、片面電極型のどちらのタイプでも実施できるため、ここでの電極等の電気的接続の図示等は省略する。
LED283は、LED本体285と、LED本体285の波長変換部材5と反対側である主面(上面)に形成された反射膜287と、LED本体285の全てあるいは一部の側面(ここでは全ての側面である。)に形成された反射膜289とを備え、LED283の波長変換部材5側の面が固着剤17を介して波長変換部材5に実装されている。
なお、側面の反射膜289は、LEDの発光層から出力された光を波長変換部材5の実装面側へと反射させるべく、波長変換部材5の実装面から離れるに従って、LED本体285の中心側に近づく傾斜面となっている。
このような構成のLED283を有する発光装置では、LED本体285から各方向に発せられた光、具体的には、上面・側面側に発せられた光を反射膜287,289で波長変換部材5側に反射させるため、LED本体285から発せられた光を有効に利用することができる。
2.波長変換部材
(1)形状
波長変換部材は、第1の実施の形態における波長変換部材や、第2の実施の形態における波長変換部材等以外の形状であっても良い。
(あ)三角形状
第1の実施の形態における波長変換部材は、横断面形状が基台側の辺とLED側の辺との間の角Cの角度が35度の三角形の三角柱であったが、横断面形状が他の三角形状であっても良い。
以下、他の三角形状の三角柱の波長変換部材を用いた場合を変形例6、7として説明する。
図23の(a)は変形例6に係る発光装置の正面図であり、(b)は変形例6に係る波長変換部材内の光路を示す概略図である。
なお、LEDは、上述のように、両面電極型、片面電極型のどちらのタイプでも実施できるため、ここでの電極等の電気的接続の図示等は省略する。
同図の(a)に示すように、波長変換部材301は、被搭載面301aと実装面301bとの間の角Dの角度が45度の三角柱であり、横断面形状において、被搭載面301aに相当する辺に対向する角を挟む2つの面301b,301cに対応する2つの辺の長さが等しい二等辺三角形状をしている。
そして、横断面形状において二等辺のうちの一辺に相当する面がLED303を実装する実装面301bに、二等辺のうちの他辺に相当する面が出射面301cにそれぞれなっている。
このような形状の波長変換部材301を用いた場合、(b)の矢印で示すように、LED303から波長変換部材301に入射した光の内、実装面301bに対して直交して入射した光は、入射位置に関係なく、入射してから反射部材305(基台の搭載面である。)で反射されるまでの光路長(反射前の光路長)と反射部材305で反射されて出射面301cまでの光路長(反射後の光路長)との和が等しくなる。
図23の(b)を参照して具体的に説明すると、LED303を実装している実装面301bに対して直交して入射した光であってE点に入射した光の光路長は、実線の矢印で示すように、反射部材305によりE1点で反射する前のE点からE1点までの距離(反射前の光路長に相当する。)と、反射した光がE2点から波長変換部材301の外部へと出射されるまでE1点からE2点までの距離(反射後の光路長に相当する。)の和となる。
一方、F点に入射した光の光路長は、破線の矢印で示すように、反射部材305によりF1点で反射する前のF点からF1点までの距離(反射前の光路長に相当する。)と、反射した光がF2点から波長変換部材301の外部へと出射されるまでF1点からF2点までの距離(反射後の光路長に相当する。)の和となる。
ここで、当該波長変換部材301の形状が、被搭載面301aと直交し且つ当該被搭載面301aに対向する頂角を通る仮想線分(仮想面)Gに対して、その両側(図において仮想線分Gを挟んでその左右である。)が対称であるため、E点に入射した光の光路長とF点に入射した光の光路長は等しくなる。
このように、波長変換部材内での光路長が等しくなれば、波長変換された後の光の波長のバラツキが小さくなり、均一の波長の光が発光装置から出射されることとなる。
図24は変形例7に係る発光装置の正面図である。
なお、LEDは、上述のように、両面電極型、片面電極型のどちらのタイプでも実施できるため、ここでの電極等の電気的接続の図示等は省略する。
同図の(a)に示す波長変換部材311は、被搭載面311aと実装面311bとの間の角Dの角度が30度の三角柱であり、横断面形状において、被搭載面311aに相当する辺に対向する角を挟む2つの面311b,311cに相当する2つの辺の長さが等しい二等辺三角形状をしている。
そして、横断面形状において、二等辺のうちの一辺に相当する面が実装面311bに、他辺に相当する面が出射面311cになっている。
このような形状の波長変換部材311を用いた場合も、LED303から波長変換部材311内に入射した光の内、実装面311bに対して直交して入射した光は、その入射位置に関係なく、反射部材305で反射されるまでの反射前の光路長と反射部材で反射された後の反射後の光路長との和が等しくなり、均一な所望の波長の光が発光装置から出射されることとなる。
また、図24の(b)に示す波長変換部材313は、被搭載面313aと実装面313bとの間の角Dの角度が60度の三角柱であり、横断面形状において、被搭載面313aに相当する辺と、この辺に対向する角を挟む2つの面313b,313cに相当する2つの辺との3つの辺の長さが等しい正三角形状をしている。
このような形状の波長変換部材313を用いた場合、例えば、LED303における波長変換部材313の頂角(基台と対向する角)に近い位置から波長変換部材313内に浸入した光が反射部材305で反射するような大きさの波長変換部材の場合、変形例6と同様に、均一な所望の波長の光が発光装置から出射されることとなる。
(い)三角形をベースとした形状
横断面形状が三角形状をベースとした形状の波長変換部材を用いた場合を、変形例8として説明する。
図25は変形例8に係る発光装置の正面図である。
なお、ここでも電極等の電気的接続の図示等は省略する。
同図の(a)に示す波長変換部材321は、横断面形状が、被搭載面321aに相当する辺と実装面321bに相当する辺との間の角Dが鋭角(90度以下の角)の三角形であって、角Dに対向する辺(出射面321cに相当する。)が円弧状をする立体形状をしている。
このような形状の波長変換部材321を用いた場合、波長変換部材321の出射面321cから外部に光を照射する際に、出射面321cが横断面において円弧状をしているため、出射面321cでの反射を防ぐことができ、発光装置としての光の取り出し効率を向上させることができる。
同図の(b)に示す波長変換部材323は、横断面形状が、被搭載面323aに相当する辺と実装面323bに相当する辺との間の角Dが鋭角(90度以下の角)の三角形であって、角Dに対向する辺(出射面323cに相当する。)がジグザグ状をする立体形状をしている。
このような形状の波長変換部材323を用いた場合、波長変換部材323の出射面323cから外部に光を照射する際に、出射面323cが横断面においてジグザグ状をしているため、出射面323cでの反射するのを防ぐことができ、発光装置としての光の取り出し効率を向上させることができる。
(う)四角形状
横断面形状が四角形状の四角柱の波長変換部材を用いた場合を、変形例9,10として説明する。
図26は変形例9に係る発光装置の正面図である。なお、ここでも電極等の電気的接続の図示等は省略する。
同図の(a)に示す波長変換部材331は、横断面形状が台形状をし、上辺と下辺のうち長い方の辺(同図では基台側に近い辺であり、この辺を下辺となる。)に相当する面が被搭載面331aとなり、当該被搭載面331aが基台本体333に反射部材335を介して搭載されている。
LED303は、波長変換部材331の面のうち、横断面において台形状を構成する一方の斜辺に相当する実装面331bに実装されている。この実装面331bは、波長変換部材331の横断面において、被搭載面331aに対して、例えば60度の角度で傾斜している。
ここでの波長変換部材331は、横断面における台形状の上辺(基台側と反対側)に相当する面に反射部材337が設けられており、波長変換部材331の面のうち、横断面において台形状を構成する他方の斜辺に相当する面が出射面331cとなっており、当該出射面331cから所望の波長の光が出射される。
このような形状の波長変換部材331を利用しても、LED303から出力されて波長変換部材331内に入射した光の一部は、同図の(a)に示すように、反射部材335,337で反射されてやがて出射面331cから外部へと出射される。
同図の(b)に示す波長変換部材341は、横断面形状が長方形状をし、その一方の短辺(同図では下辺となる。)に相当する面が被搭載面341aとなり、当該被搭載面341aが基台343に反射部材345を介して搭載されている。
LED303は、波長変換部材341の面のうち、横断面において長方形状を構成する一方の長辺に相当する実装面341bに実装されている。この実装面341bは、波長変換部材341の横断面において、被搭載面341aに対して、例えば90度の角度で傾斜している。
ここでの波長変換部材331は、横断面における長方形状の他方の短辺(基台側と反対側)に相当する面に反射部材347が設けられており、波長変換部材341の面のうち、横断面において長方形状を構成する他方の長辺に相当する面が出射面341cとなっており、当該出射面341cから所望の波長の光が出射される。
このような形状の波長変換部材341を利用しても、LED303から発せられて波長変換部材341内に入射した光の一部は、同図の(b)に示すように、反射部材345,347で反射して出射面341cから外部へと出射される。
同図の(c)に示す波長変換部材351は、横断面形状が平行四角形状をし、一つの角を介して隣接し合う一方の辺に相当する被搭載面351aが基台本体353の反射部材355と当接する状態で基台に搭載され、また、隣り合う他方の辺に相当する実装面351bにLED303が実装されている。
LED303が実装されている実装面351bは、波長変換部材341の横断面において、被搭載面351aに対して、例えば、120度の角度で傾斜している。
ここでの波長変換部材351は、横断面における被搭載面351aに相当する辺に対向する辺に相当する面(上面)には反射部材357が設けられており、波長変換部材351の面のうち、横断面においてLED303を実装している実装面351bに対向する辺に相当する面が出射面351cとなっており、当該出射面351cから所望の波長の光が出射される。
このような波長変換部材351を利用しても、LED303から発せられて波長変換部材351内に入射した光の一部は、同図の(c)に示すように、反射部材355,357で反射して出射面351cから外部へと出射される。
なお、変形例9では、基台と対向する面に反射部材337,347,357が形成されていたが、光の配光によっては形成されていなくても良く、また、反射部材337,347,357は、例えば、白色等の反射膜や、鏡面加工された反射面を有する反射部材等であっても良い。
図27は変形例10に係る発光装置の正面図である。なお、ここでも電極等の電気的接続の図示等は省略する。
同図の(a)に示す波長変換部材361は、その横断面形状が、長方形と、この長方形の短辺を一辺とする直角二等辺三角形とをあわせた四角形状をし、長方形の一方の長辺と、この長辺の延長上にある直角二等辺三角形の底辺とをあわせた辺に相当する面が被搭載面361aであり、基台本体に363に設けられた反射部材365に前記被搭載面361aが当接する状態で、波長変換部材361が基台に搭載されている。
LED303は、波長変換部材361の面のうち、横断面において直角二等辺三角形の直角に対向する斜辺に相当する実装面361bに実装されている。この実装面361bは、波長変換部材361の横断面において、被搭載面361aに対して45度の角度で傾斜している。
ここでの波長変換部材361は、横断面において、LED303を実装する実装面361bに対応する辺と対向する辺に相当する面と、長方形の上辺(基台側と反対側)に相当する面とが出射面361c,361dとなっており、この出射面361c,361dから所望の波長の光が出射される。
同図の(b)に示す波長変換部材371は、同図の(a)に示す波長変換部材361の長方形の上辺(基台側と反対側)に相当する面361dに反射部材367を備えたものである。このような波長変換部材371を利用すると、LED303から出力されて波長変換部材371内に入射した光の一部は、反射部材365,367で反射しながら面361cから外部へと出射される。
なお、変形例10においても、反射部材367は、例えば、白色等の反射膜や、鏡面加工された反射面を有する反射部材等であっても良い。
(え)四角形をベースとした形状
上記(う)では横断面形状が四角形状をしていたが、この四角形状をベースとした形状の波長変換部材を用いても良い。
具体的には、変形例8のように、波長変換部材における光の出射面の形状を、円弧状にしたり、ジグザグ状にしたりした形状であっても良い。このような形状とすることで、変形例8と同様に、光の取り出し効率を向上させることができる。
(お)他の形状
横断面形状が五角形状の五角柱の波長変換部材を用いた場合を、変形例11として説明する。
図28は変形例11に係る発光装置の正面図である。なお、ここでも電極等の電気的接続の図示等は省略する。
同図の(a)に示す波長変換部材381は、横断面形状が、長方形381xと、この長方形の短辺を底辺とする三角形381yとをあわせた五角形状をし、前記三角形381yは、2つの斜辺の長さが等しい二等辺三角形をしている。
波長変換部材381は、横断面における長方形381xの一方の長辺に相当する被搭載面381aが反射部材385に当接する状態で、基台本体383に搭載され、また、横断面において二等辺三角形(381y)における基台383に近い側に位置する斜辺に相当する面381eが反射部材386を介して基台本体383に装着されている。
LED303は、波長変換部材381の面のうち、横断面において二等辺三角形(381y)における基台383から遠い側に位置する斜辺に相当する実装面381bに実装されている。波長変換部材361の横断面において、この実装面381bと被搭載面381a(基台383の搭載面361aとが平行である。)との間の角Hの角度は、45度である。
ここでの波長変換部材381は、横断面において、波長変換部材381の三角形381yと対向する辺に相当する面と、長方形の他方の長辺(基台側と反対側)に相当する面とが出射面381c,381dであり、当該出射面381c,381dから所望の波長の光が出射される。
同図の(b)に示す波長変換部材391は、同図の(a)に示す波長変換部材381の長方形の上辺(基台側と反対側)に相当する面381dに反射部材387を備えたものである。このような波長変換部材391を利用すると、LED303から出力されて波長変換部材371内に入射した光の一部は、反射部材385,386,387で反射しながら出射面381cから外部へと出射される。
なお、変形例11においても、反射部材387は、例えば、白色等の反射膜や、鏡面加工された反射面を有する反射部材等であっても良いし、反射部材386は、波長変換部材381の面381eに形成される反射膜であっても良い。
上記変形例では横断面形状が五角形状をしていたが、この五角形状をベースとした形状の波長変換部材を用いても良い。具体的には、変形例8のように、波長変換部材における光の出射面の形状を、円弧状にしたり、ジグザグ状にしたりした形状であっても良い。このような形状とすることで、変形例8と同様に、光の取り出し効率を向上させることができる。
また、波長変換部材は、その横断面形状が六角形以上の多角形状をしていても良いし、さらには、六角形以上の多角形状をベースとして、その光の出射面が変形例8のように、波長変換部材における光の出射面の形状を、円弧状にしたり、ジグザグ状にしたりした形状であっても良い。
また、出射面は、波長変換部材が、その横断面形状において多角形状をしている場合、1以上の辺に相当する複数の面としても良い。
(2)角度
波長変換部材の被搭載面と実装面との間の角度についての適用例を、上記各実施の形態及び各変形例で説明したが、上記角度については、発光装置として光の出射方向、波長変換部材から外部へと光が出射する出射面の大きさ、さらには、前記出射面と実装面との距離等により適宜決定される。
しかしながら、基台の搭載面、波長変換部材の実装面及び出射面の3面が、実装面から入射したLEDからの出力光の一部を波長変換しながら基台の搭載面で反射された後、出射面から出射する光学(的な)位置関係にある必要がある。
具体的には、図26の(b)に示すように、LED303から波長変換部材341にその実装面341bに対して直交して入射する光をそのまま波長変換部材341の出射面341cから出射させ、LED303から波長変換部材341の実装面341bに対して斜めに(直交していない)入射する光を反射部材345,347で反射させながら出射面341cから出射させる場合は、波長変換部材の被搭載面と実装面との間の角度が、90度前後、より具体的には、85度以上95度以下の範囲が好ましい。
この理由は、反射部材345,347に反射する回数が増えると反射の際の光吸収によるロスが多く発生するからである。
逆に、具体的には、図24の(a)に示すように、LED303から波長変換部材311にその実装面311bに対して直交して入射する光を反射部材305で反射させた後に波長変換部材311の出射面311cから出射させる場合は、波長変換部材の被搭載面とLED側の面との間の角度が90度以下である必要がある。
この場合、LED303から波長変換部材311にその実装面311bに対して直交して入射する光の全てを反射部材305で反射させる必要がある。つまり、実装面311dにおける角Dから最も離れた位置から入射したLEDの光も反射部材305で反射させる必要がある。
このためには、下記の関係式を満足する必要がある。
L2 ≧ L1×cosD
ここで、L1は、図24の(a)に示すように、LED303における波長変換部材の被搭載面と実装面との間の角Dから最も離れた位置と、角Dとの距離である。また、L2は、反射部材305における基台の搭載面と平行な方向の距離(被搭載面311aに対応する辺の長さ)である。
さらに、波長変換部材内に入射した光を効率良く波長変換部材から出射させるためには、波長変換部材に入射した光の反射回数を少なくする必要があり、この場合には、波長変換部材の基台の搭載面と実装面との間の角Dは、35度以上90度未満の範囲が好ましく、特に45度程度が好ましい。
これは、波長変換部材の実装面と基台の搭載面との間の角Dが35度より小の場合、LEDと基台との距離が短くなる。このため、点灯時のLEDの熱を基台側に伝え易くなり、良好な放熱特性を得ることができるが、LEDから出力されて波長変換部材を通って基台で反射した反射光がLEDに戻り、光の反射ロスが増えてしまうからである。
一方、波長変換部材の実装面と基台の搭載面との間の角Dが90度以上の場合、LEDと基台との距離が長くなる。このため、LEDから出力されて波長変換部材を通って基台で反射した反射光がLEDに戻ることが少なく、光の反射ロスを抑制できるが、点灯時のLEDの熱を基台側に伝え難くなり、良好な放熱特性を得ることができない。
このように、LEDから出力されて基台でLEDに向かって反射する光の反射ロスと、波長変換部材を介した放熱特性との両面を考慮すると、波長変換部材の実装面と基台の搭載面との間の角Dが45度程度(45°±10°)であるのが好ましい。
(3)構造
実施の形態等では、波長変換部材における基台と対向する反射部材を設けていたが、波長変換部材から外部へと光を出射する面以外の面に反射部材(反射膜を含む。)を設けても良い。
光を出射する面以外の面に反射部材を有する波長変換部材を変形例12として説明する。
図29は、変形例12に係る発光装置の斜視図である。
発光装置401は、LED403を実装面に実装する波長変換部材405が反射部材を介して基台側(基台本体)に搭載されている。図29では、波長変換部材405が搭載され反射部材等の図示を省略しており、波長変換部材405の下面(被搭載面)が反射部材に結合されている。
波長変換部材405は、図29に示すように、横断面が二等辺三角形をした三角柱状をし、等辺でない下辺に相当する面が被搭載面であり、当該被搭載面を介して基台に搭載される。
二等辺を構成している一方の辺に相当する実装面には、同図の(a)に示すように、1つのLED403が実装され、また、当該実装面におけるLED403が実装されていない領域には、反射部材407,407が設けられている。また、二等辺を構成している他方の辺に相当する面が出射面405aとなっており、当該出射面405aから光が出射するようになっている。
また、波長変換部材405における下面(被搭載面)に対して直交する平行な2つの面(側面)には、反射部材409,409が設けられている。
この構成により、LED403から入射した全ての光を各反射部材で出射面405a側へと反射するので、LED403の光の取り出し効率を向上させることができる。
なお、図29の(a)に係る発光装置では、1つのLED403を実装していたが、複数個のLEDを実装しても良く、例えば、図29の(b)に示すように、3個のLED403,411,413を実装しても良い。
3.波長変換部材
実施の形態等における波長変換部材は、所定の蛍光体を含むセラミックや樹脂であったが、他の材料により構成しても良い。他の材料としては、蛍光体セラミックス(バルク)、蛍光体の蒸着膜等がある。
4.発光装置
(1)光特性
実施の形態等では、LEDから波長変換部材に入射した光が、波長変換部材の出射面から直接的に外部へと出射されていたが、波長変換部材の出射面から間接的に外部へと出射されても良い。
波長変換部材の出射面から間接的に外部へと出射する場合を変形例13として説明する。
図30は、変形例13に係る発光装置の正面図である。
発光装置421は、基台422、波長変換部材425、LED427を備えるほか、光拡散部材429を備える。なお、波長変換部材425の搭載方法、LED427の実装方法は、実施の形態等と基本的に同じである。
波長変換部材425は、三角柱状をし、その三角形状の底面である被搭載面425aが基台本体423に反射部材431を介して搭載され、実装面425bにLED427が固着剤433を介して実装され、さらに、LED427を実装する実装面425bとは異なる他の斜面425cに光拡散部材429が装着されている。なお、この場合においても、斜面425cが出射面となる。
光拡散部材429は、例えば、プリズムエンボス加工されたフィルム、PTFE等の多孔体、炭酸カルシウム等の無機微粒子、架橋ポリスチレン等のポリマーを樹脂に添加してその表面で屈折を可能としたもの等により構成され、当該光拡散部材429に入射した光はその後拡散して、当該光拡散部材429から出射される。
なお、ここでは、光拡散部材429を波長変換部材の出射面に装着していたが、光特性に関する他の部材、例えば、集光レンズ等を波長変換部材の出射面に装着しても良い。
(2)放熱特性
実施の形態等では、LEDの発光時の熱を、波長変換部材から基台へと伝えて放熱していたが、他の方法でLEDの発光時の熱を放熱させても良い。
他の方法によりLEDの熱を放熱する場合を変形例14として説明する。
図31は、変形例14に係る発光装置の正面図である。
発光装置441は、基台442、波長変換部材445、LED447、光拡散部材449を備える他、LED447を実装し且つ基台442に装着された実装部材451を備える。なお、波長変換部材425の搭載方法等、実施の形態と基本的に同じである。
波長変換部材425は、三角柱状をし、その三角形状の底面である被搭載面445aが基台本体443に反射部材452を介して搭載され、実装面445bにLED447が固着剤453を介して接触状態で固着され、さらに、実装面445bとは異なる他の斜面が出射面445cで、この出射面445cに光拡散部材449が装着されている。なお、光拡散部材449は、上記変形例13の光拡散部材429と基本的に同じである。
LED447は、ここでは片面電極型であり、図示しない導電性ペースト、バンプ等により実装部材451に実装されている。実装部材451は、LED447の電極に対応した配線パターンが形成され、基台本体443にも形成されている配線パターンと導電性部材455により電気的に接続されると共に、基台本体443に固着されている。
図32は、変形例14に係る発光装置の製造方法を説明する図である。
発光装置441は、主に、基台本体443に波長変換部材445(光拡散部材449が装着されている。)を搭載する搭載工程と、LED447を実装部材451に取着する取着工程と、基台442に搭載された波長変換部材445にLED447と実装部材451とを実装する実装工程とを経て製造される。
(i)搭載工程
搭載工程では、図32に示すように、基台本体443における波長変換部材445と光拡散部材449との搭載領域に反射部材452が取着された基台442を準備する。そして、基台442上の反射部材452に波長変換部材445と光拡散部材449とを搭載する。この際、搭載領域が水平となるようにして行われる。
(ii)取着工程
取着工程では、図32に示すように、実装部材451上の実装領域に導電性ペーストを介してLED447を取着する。この際、実装領域451aが水平となるようにして行われる。
(iii)実装工程
波長変換部材445、光拡散部材449を備え、さらには、波長変換部材445の実装面445bに導電性部材453が設けられた基台442を、同図に示すように、波長変換部材445の実装面445bが水平となるように、傾斜させる。
そして、この傾斜状態を保持したままで、LED447が波長変換部材445の実装面445bに対応し、また、実装部材451が基台本体443の取着位置に対応するように、それぞれ位置合わせを行った後、固着剤453、導電性部材455を介してこれらを結合させる。
これにより、発光装置441が完成する。
(3)部材
変形例1等では、LED207のN側電極211に給電するための給電方法として、波長変換部材205の搭載面205aに配線パターン214を有していたが、他の方法で、LEDの電極に給電するようにしても良い。
以下、変形例15、16として説明する。
図33は、変形例15に係る発光装置の正面図である。
発光装置501は、図33に示すように、両面電極型のLED503と、当該LED503の電極に給電するための一対の給電端子505,507と、LED503からの出力光の波長を変換する波長変換部材509と、LED503の光出力面503aに対して傾斜する反射面511aを有する導電性の反射部材511と備える。
一対の給電端子505,507は、LED503の光出力面503aに対して、直行する方向に配されている。給電端子505はLED503の一方の電極に接続され、給電端子507は反射部材511を介してLED503の他方の電極に接続されている。
反射部材511は、LED503の光出力面503aから給電端子507側に離れるに従って幅が広がる形状をし、その側面が反射面511aとなっている。なお、変形例15においては、本発明の基台は、給電端子507と反射部材511とからなり、また、図33において、上下が反転するような発光装置においても、本発明の一実施例であることは言うまでもない。
図34は、変形例16に係る発光装置の正面図である。
発光装置521は、図34に示すように、基台523と、この基台523に搭載された波長変換部材525と、波長変換部材525に実装された片面電極型のLED527と、当該LED527の電極のある側の面に装着された波長変換部材529と、LED527に給電するための一対の給電端子531,533と、給電端子531,533とLED527の各電極とを接続する導電性の反射部材535,537とを備える。
基台523は、基台本体541と反射部543とを備える。反射部543は、基台本体541における波長変換部材525を搭載する側からLED527側に突出し、その突出先端がLED527に当接している(なお、両面電極型のLEDの場合、反射部を導電性材料で構成すると、給電部としての機能を有することになる。)。
反射部543は、基台本体541からLED527に近づくに従って、先細りする形状で突出し、反射部543の側面が反射面となっている。
本変形例16におけるLED527は、LED527における基台541側に光を出力するだけでなく、給電端子531,533側にも光を出力する。
基台541側に出力された光は、波長変換部材525内に進入し、波長変換されながら反射部543の反射面で所望方向に反射され、波長変換部材525における光の出射面から外部へと出射される。逆に、給電端子531,533側に出力された光は、波長変換部材529内に進入し、波長変換されながら反射部材535,537の反射面で所望方向に反射され、波長変換部材529における光の出射面から外部へと出射される。
つまり、波長変換部材529にLED527と反射体535,537とがそれぞれ取着され、波長変換部材529は、反射体535,537と接触する接触面と、LEDが実装される実装面と、波長変換された光の出射面との少なくとも3面を有し、反射体535,537の接触面、波長変換部材529の実装面及び出射面の3面が、実装面から入射したLED527からの出力光の一部を波長変換しながら反射体で反射された後、出射面から出射する光学位置関係にある。
5.波長変換部材とLEDとの位置関係
波長変換部材における実装面の位置について、上記各実施の形態及び各変形例では特に説明しなかったが、実装面の位置は、波長変換部材の実装面と基台の搭載面との間の角度や、発光装置に求める特性等によって異なる。
図35は、波長変換部材とLEDとの位置関係を説明する図であり、(a)は発光装置として求める特性が放熱特性の場合であり、(b)は求める特性が光出射特性の場合である。
(a)に示す発光装置601は、基台603、波長変換部材605、LED607を備える。
波長変換部材605における実装面605aは、基台603の搭載面603aに対して30度の角度で傾斜している。
この発光光源601は、放熱特性を重視したものであり、LED607は、実装面605aのある面と基台603の搭載面603aのある面とが交差する位置(以下、「交差位置」とする。)に近い部位に実装されている。
つまり、波長変換部材605の実装面605aがある面における交差位置に近い領域に実装面605aがあり、この実装面605aにLED607が実装されているため、実装面605aと基台603との距離が近くなり、発光時のLED607の熱を基台603側へと伝え易くできる。
なお、実装面603aが交差位置に近いため、同図の(b)に示すように、LED607から出力された光が波長変換部材605を通り、基台603で反射した反射光がLED617に戻り易くなり、光の反射ロスが増える。
(b)に示す発光装置611は、基台613、波長変換部材615、LED617を備える。
波長変換部材615における実装面615aは、基台613の搭載面613aに対して30度の角度で傾斜している。
この発光光源611は、光出射特性を重視し、反射ロスを少なくしたものであり、LED617は、実装面615aのある面と基台613の搭載面613aのある面とが交差する位置(この位置を、上述と同じ、「交差位置」とする。)から遠い部位に実装されている。
つまり、波長変換部材615の実装面615aがある面における交差位置から遠い領域に実装面615aがあり、この実装面615aにLED617が実装されている。このため、同図の(b)に示すように、LED617から出力された光が波長変換部材615を通り、基台613で反射した反射光がLED607に戻り難くなり、光の反射ロスを抑制できる。
なお、実装面613aが交差位置から遠いため、実装面615aと基台613との距離が遠くなり、発光時のLED617の熱を基台613側へと伝え難くなる。
6.最後に
各実施の形態及び各変形例では、それぞれ個別に特徴部分について説明したが、各実施の形態及び各変形例での説明した構成を、他の実施の形態や他の変形例の構成と組み合わせても良い。
本発明に係る発光装置は、熱源となる発光素子および波長変換部材から効率良く放熱させるのに利用できる。
本実施の形態に係る発光装置の正面図である。 本実施の形態に係る発光装置の平面図である。 波長変換部材を搭載していない状態の基台の平面図である。 基台に波長変換部材が搭載された状態の平面図である。 発光装置の動作状態を説明する図である。 発光装置の製造方法を説明する図である。 第2の実施の形態に係る発光装置の正面図である。 第2の実施の形態に係る発光装置の平面図である。 図8のX−X線断面を矢印方向か見た図である。 発光装置の動作状態を説明する図である。 変形例1に係る発光装置の正面図である。 変形例1に係る平面図である。 (a)は、波長変換部材のみが搭載された基台の平面図、(b)はLEDの底面図である。 変形例2に係る発光装置の正面図である。 変形例2に係る平面図である。 波長変換部材のみが搭載された基台の平面図である。 変形例3に係る発光装置の正面図である。 変形例3に係る平面図である。 波長変換部材のみが搭載された基台の平面図である。 変形例4に係る発光装置の正面図である。 変形例4に係る平面図である。 変形例5に係る発光装置の正面図であり、LEDの内部が分かるように一部を切り欠いている。 (a)は変形例6に係る発光装置の正面図であり、(b)は変形例6に係る波長変換部材内の光路を示す概略図である。 変形例7に係る発光装置の正面図である。 変形例8に係る発光装置の正面図である。 変形例9に係る発光装置の正面図である。 変形例10に係る発光装置の正面図である。 変形例11に係る発光装置の正面図である。 変形例12に係る発光装置の正面図である。 変形例13に係る発光装置の正面図である。 変形例14に係る発光装置の正面図である。 変形例14に係る発光装置の製造方法を説明する図である。 変形例15に係る発光装置の正面図である。 変形例16に係る発光装置の正面図である。 波長変換部材とLEDとの位置関係を説明する図であり、(a)は発光装置として求めると特性が放熱特性の場合であり、(b)は発光装置として求める特性が光出射特性の場合である。
符号の説明
1 発光装置
3 基台
5 波長変換部材
7 LED
9 搭載領域
11 配線パターン
12 搭載面
13 反射部材
14 被搭載面
15 実装面
16 出射面
17 固着剤
19 面
21 N側電極
23 面
25 P側電極
27 導電性部材
29 ワイヤ

Claims (7)

  1. 基台に波長変換部材が搭載され、当該波長変換部材に発光素子が実装されてなる発光装置であって、
    前記波長変換部材は、前記基台に搭載される被搭載面と、前記発光素子が実装される実装面と、波長変換された光の出射面との少なくとも3面を有し、前記基台の搭載面、前記波長変換部材の実装面及び出射面の3面が、前記実装面から入射した前記発光素子からの出力光の一部を波長変換しながら前記基台の搭載面で反射された後、前記出射面から出射する光学位置関係にある
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 前記実装面は、前記基台の搭載面に対して傾斜している
    ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記波長変換部材は、前記基台における前記波長変換部材を搭載する領域に設けられた反射部材を介して前記基台に搭載され、
    前記基台の搭載面は、前記反射部材の表面である
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
  4. 前記発光素子は、LED素子であり、前記波長変換部材に実装される面と反対側の面に反射膜を有する
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の発光装置。
  5. 前記LED素子の側面に反射膜を有する
    ことを特徴とする請求項4に記載の発光装置。
  6. 前記波長変換部材は、セラミック材料により構成されている
    ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の発光装置。
  7. 前記波長変換部材は、前記実装面に隣接し且つ前記基台の搭載面と並行な面を有し、当該面に反射部材が設けられている
    ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の発光装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011114172A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Kyocera Corp 発光素子搭載用基板および発光装置
JP2013016567A (ja) * 2011-06-30 2013-01-24 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2013093533A (ja) * 2011-10-27 2013-05-16 Seoul Semiconductor Co Ltd 発光ダイオード
JP2013254889A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Idec Corp 光源装置および照明装置
JP2014225608A (ja) * 2013-05-17 2014-12-04 スタンレー電気株式会社 発光装置
WO2018073220A1 (de) * 2016-10-17 2018-04-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement
JP2020181893A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 日亜化学工業株式会社 発光装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011114172A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Kyocera Corp 発光素子搭載用基板および発光装置
JP2013016567A (ja) * 2011-06-30 2013-01-24 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2013093533A (ja) * 2011-10-27 2013-05-16 Seoul Semiconductor Co Ltd 発光ダイオード
JP2013254889A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Idec Corp 光源装置および照明装置
JP2014225608A (ja) * 2013-05-17 2014-12-04 スタンレー電気株式会社 発光装置
WO2018073220A1 (de) * 2016-10-17 2018-04-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement
JP2020181893A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7389316B2 (ja) 2019-04-25 2023-11-30 日亜化学工業株式会社 発光装置

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