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公開番号2025065316
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2025017741,2024058427
出願日2025-02-05,2009-03-17
発明の名称発光装置
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10H 20/856 20250101AFI20250410BHJP()
要約【課題】発光素子から光透過部材への光結合効率を高め、発光効率が高く、高輝度な発光を実現できる発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置の発光面と受光面を有する光透過部材と、該受光面に対向する出射面を備えて、前記光透過部材に接合される発光素子と、前記発光素子表面から前記光透過部材表面まで延在して設けられて、前記発光素子からの出射光を前記光透過部材に導光する導光部材と、を備え、前記導光部材は、前記発光素子の出射面と前記光透過部材の受光面を互いに対向させて接合する接合領域と、前記接合領域より延在して、該接合領域より外側に突出された前記発光素子及び光透過部材の一方の表面を被覆する第1の被覆領域と、を有すると共に、前記出射光を前記光透過部材側に反射させる第1の反射面が、前記第1の被覆領域の外表面に設けられている発光装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
出射面を有する発光素子と、
前記出射面を内包し、前記出射面に対向して配置される受光面を有する光透過部材と、前記発光素子の出射面と前記光透過部材の受光面とを接合するように、前記発光素子の出射面と前記光透過部材の受光面が互いに対向する領域に配置される導光部材と、
前記発光素子が実装される配線を備える基板と、
光反射材料を有する被覆部材を備え、
前記導光部材は、前記領域より外側に位置する前記光透過部材の受光面及び前記発光素子の側面を被覆し、かつ、前記基板の表面から離隔しており、
前記被覆部材は、前記導光部材を介して、前記発光素子の側面を被覆する発光装置。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記領域の厚さは、０．０１μｍ～１００μｍである、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記光透過部材と前記発光素子との間に、前記発光素子の出射光で励起される波長変換部材が設けられている、請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記光透過部材はガラス板であり、
前記波長変換部材は前記ガラス板に備えられた光変換部材である請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記光透過部材は、蛍光体と無機物との焼結体である請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記基板は、前記発光素子を包囲する枠体をさらに備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記枠体は、前記基板と一体に形成されている、請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記導光部材は、シリコーン樹脂を含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記被覆部材は、樹脂材料を含み、
前記被覆部材の表面は、前記基板側に凹の曲面を含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記樹脂材料はシリコーン樹脂を含む、請求項９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、発光装置に関し、特に発光効率を高める導光部材を備える発光装置に関する。
続きを表示（約 4,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）やレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等の半導体発光素子を搭載した発光装置は、各種の照明や表示装置に利用されている。特に、これら半導体発光素子は消費電力が低く長寿命であるため、蛍光灯に代替可能な次世代照明の光源として注目を集めており、さらなる発光出力および発光効率の向上が求められている。また、車のヘッドライトなどの投光照明のように、配光特性が良く高輝度な光源も求められている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＬＥＤチップに光透過性の接着剤により蛍光体チップを固着したＬＥＤチップ組立体を、リードフレームのカップ部や絶縁性基板上に実装し、光散乱剤を混合した保護層や封止樹脂により該ＬＥＤチップ組立体を封止した発光装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－１４１５５９号公報
特開２００７－０１９０９６号公報
特開２００２－３０５３２８号公報
特開平１０－１５１７９４号公報
特開２００９－０４３７６４号公報
特開２００８－３００６２１号公報
特開２００８－２７７５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に記載された発光装置において、ＬＥＤチップ上に蛍光体チップを接着する光透過性の接着剤が、蛍光体チップから直接あるいは発光素子の側面を伝って、リードフレームのカップ部や絶縁性基板まで垂れる虞があり、ＬＥＤチップや蛍光体チップからの出射光が該接着剤により導光されて、絶縁性基板やその上に設けられた電極やリードフレームの表面で吸収されることで、発光装置の光出力が低下するという問題があり、また発光素子や蛍光体チップと、上記基板、電極などの表面とを被覆する透光性樹脂にも同様の問題がある。また、このような透光性の部材による光経路は小さく、狭いものであっても発光装置の特性に及ぼす影響は大きい。さらに、引用文献１のＬＥＤチップと蛍光体チップは、接着剤によりその対向面同士が固着されているに過ぎず、ＬＥＤチップから放出される光の蛍光体チップへの結合効率が低いこと、両者の外形の整合が悪い場合に輝度むら、色むらや指向性が悪化することが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子から出射される光の損失を低減してその利用効率を高め、発光素子から光透過部材への光結合効率を高め、発光効率、輝度を高められる発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、下記（１）～（１５）の構成により、上記目的を達成することができる。
（１）発光装置の発光面と受光面を有する光透過部材と、該受光面に対向する出射面を備えて、前記光透過部材に接合される発光素子と、前記発光素子表面から前記光透過部材表面まで延在して設けられて、前記発光素子からの出射光を前記光透過部材に導光する導光部材と、を備え、前記導光部材は、前記発光素子の出射面と前記光透過部材の受光面を互いに対向させて接合する接合領域と、前記接合領域より延在して、該接合領域より外側に突出された前記発光素子及び光透過部材の一方の表面を被覆する第１の被覆領域と、を有すると共に、前記出射光を前記光透過部材側に反射させる第１の反射面が、前記第１の被覆領域の外表面に設けられている発光装置。
（２）前記発光装置は、光反射材料を有する被覆部材を備え、該被覆部材が、前記導光部材の表面を覆い、前記発光面を露出させて前記発光素子及び光透過部材の表面を被覆する上記（１）に記載の発光装置。
（３）前記光透過部材は、前記発光素子の出射光で励起される波長変換部材である上記（１）又は（２）に記載の発光装置。
（４）前記第１の被覆領域は、前記発光素子及び光透過部材の一方の前記突出表面と他方の側面を被覆し、前記第１の反射面は、前記側面に対向して設けられている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の発光装置。
（５）前記被覆部材は、前記他方の側面を第１の被覆領域の導光部材を介して該表面を覆い、該導光部材から露出された前記発光素子又は光透過部材の側面の表面を覆う上記（４）に記載の発光装置。
（６）前記光透過部材の受光面の一部が前記出射面より外側に突出しており、前記第１の反射面は、前記発光素子の側面から前記受光面側に傾斜した傾斜面である上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置。
（７）前記光透過部材の受光面が、前記発光素子の出射面より大きく、該出射面を内包する上記（６）に記載の発光装置。
（８）前記発光素子の出射面の一部が該受光面より外側に突出しており、前記第１の反射面は、前記光透過部材の側面から前記出射面側に傾斜した傾斜面である上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置。
（９）前記発光素子の出射面が、前記光透過部材の受光面より大きく、該受光面を内包する上記（８）に記載の発光装置。
（１０）前記発光素子が互いに離間されて、前記光透過部材の受光面側に複数接合されており、前記導光部材は、前記離間された発光素子に挟まれた前記受光面の一部を前記接合領域から延在して被覆する第２の被覆領域を有すると共に、前記隣接する発光素子からの出射光をそれぞれ前記受光面側に反射させる第２の反射面が、前記第２の被覆領域の外表面に設けられている上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の発光装置。
（１１）前記第２の被覆領域が、前記離間された発光素子の互いに対向する側面を被覆する上記（１０）に記載の発光装置。
（１２）前記複数の発光素子は、少なくとも１組が該出射面から前記光透過部材の受光面までの距離が互いに異なる上記（１０）又は（１１）に記載の発光装置。
（１３）前記発光素子が、半導体層と、該半導体層より出射面側の基板とを有し、前記導光部材が、前記基板の側面まで延在して覆い、前記半導体側面を露出させている上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の発光装置。
（１４）前記発光装置は、光反射性材料を含有し、前記発光面を露出させて、前記発光素子及び前記光透過部材の一部を被覆する被覆部材を備え、前記第１の反射面又は第２の反射面は、前記導光部材と前記被覆部材との界面に設けられている上記（１）乃至（１３）のいずれに記載の発光装置。
（１５）前記第１の反射面又は第２の反射面は、前記側面に向かって凸な凸曲面である上記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の発光装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、互いに対向して配置された光透過部材と発光素子とを、その間とそこから延在した領域に設けられる導光部材により接合させることによって、発光素子から光を効率良く取り出し、導光して光透過部材に光結合することができ、高い発光効率を有し高輝度の発光が可能な発光装置を提供することができる。また、上記導光部材により接合された光透過部材および発光素子を、さらに光反射性の被覆部材により被覆して光透過部材の一部に発光面を備えた発光装置とすることにより、さらに効率良く導光することができ、また光透過部材が波長変換部材である場合には色むらの少ない配光特性および高い発光効率を有し高輝度発光が可能な発光装置を提供することができる。また、このような構造により、発光素子と光透過部材の外形、大きさ、配置が異ならしめて、所望形状、外形寸法の光源できるため、小型化容易な発光装置が得られ、更には適宜光束、輝度などの発光特性を調節可能な発光装置とできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図（ｂ）と、そのＡＡ断面における概略断面図（ａ）である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。
本発明に係る比較例の発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光素子の概略断面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略断面図（ａ）と、その光源部周辺を説明する概略断面図（ｂ）である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の光源部周辺を説明するための概略断面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置を説明する概略断面図である。
本発明の一実施の形態に係る発光装置を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光素子・装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。特に、以下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、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、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、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、以下に記載されている各実施の形態についても同様に、特に排除する記載が無い限りは各構成等を適宜組み合わせて適用できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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