JP2009158637A

JP2009158637A - Light emitting device

Info

Publication number: JP2009158637A
Application number: JP2007333617A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kawabata; 和弘川畑; Tamio Kusano; 民男草野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-07-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce uneven light emission of a light-emitting device. <P>SOLUTION: The light-emitting device 1 has a light-emitting element 12 and a light-emitting member 14. The light-emitting member 14 covers the light-emitting element 12 and includes a fluorescent material. The light-emitting member 14 has a first interface 20-1 and a second interface 20-2. The first interface 20-1 is made of a first layer 14-1 and a second layer 14-2. The second layer 14-2 is provided on the first layer 14-1 and has a refractive index larger than that of the first layer 14-1. The second interface 20-2 is made of the second layer 14-2 and a third layer 14-3. The third layer 14-3 is provided on the second layer 14-2 and has a refractive index smaller than that of the second layer 14-2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device having a light emitting element such as a light emitting diode.

近年、照明分野などにおいて、発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置の開発が進められている。この発光装置は、発光素子によって発生された光の波長を変換する発光部材を有している。今後、発光装置において、発光むらの低減が求められている。
特開２００５−２２８９９６号公報 In recent years, development of light emitting devices having light emitting elements such as light emitting diodes has been promoted in the field of illumination and the like. The light emitting device includes a light emitting member that converts the wavelength of light generated by the light emitting element. In the future, in light emitting devices, it is required to reduce unevenness in light emission.
JP 2005-228996 A

発光装置における発光むらを低減させるためには、発光素子によって発生された光の波長変換のむらを低減させる必要がある。発光部材における波長変換のむらを低減させるためには、発光素子から放射された光の偏りを低減させる必要がある。 In order to reduce unevenness in light emission in the light emitting device, it is necessary to reduce unevenness in wavelength conversion of light generated by the light emitting element. In order to reduce the unevenness of wavelength conversion in the light emitting member, it is necessary to reduce the bias of the light emitted from the light emitting element.

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、発光素子および発光部材を有している。発光部材は、発光素子を覆っており、蛍光材料を含んでいる。発光部材は、第１の界面および第２の界面を有している。第１の界面は、第１の層および第２の層からなる。第２の層は、第１の層上に設けられており、第１の層より屈折率が大きい。第２の界面は、第２の層および第３の層からなる。第３の層は、第２の層上に設けられており、第２の層より屈折率が小さい。 According to one aspect of the present invention, a light emitting device includes a light emitting element and a light emitting member. The light emitting member covers the light emitting element and includes a fluorescent material. The light emitting member has a first interface and a second interface. The first interface is composed of a first layer and a second layer. The second layer is provided on the first layer and has a higher refractive index than the first layer. The second interface consists of a second layer and a third layer. The third layer is provided on the second layer and has a refractive index smaller than that of the second layer.

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、第１の界面および第２の界面を有する発光部材を含んでいる。このような構成により、発光素子から放射された光の偏りが低減されている。従って、発光装置における発光むらが低減されている。 According to one aspect of the present invention, a light emitting device includes a light emitting member having a first interface and a second interface. With such a configuration, the bias of the light emitted from the light emitting element is reduced. Therefore, uneven light emission in the light emitting device is reduced.

以下、本発明の実施形態が、図面を参照して説明されている。本実施形態の概念が、図１を参照して説明されている。発光素子１１から放射された光の一部Ｌ１１−１は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２において全反射されて側方へ進む。第１の界面２０−１および第２の界面２０−２は、互いに屈折率の異なる材料からなる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The concept of this embodiment is described with reference to FIG. A part L11-1 of the light emitted from the light emitting element 11 is totally reflected at the first interface 20-1 and the second interface 20-2 and proceeds to the side. The first interface 20-1 and the second interface 20-2 are made of materials having different refractive indexes.

本実施形態の発光装置１が、図２を参照して説明されている。発光装置１は、基体１１、発光素子１２および封入材料１３を有している。発光装置１は、発光部材１４をさらに有している。基体１１は、絶縁材料からなる。絶縁材料の例は、セラミックスである。 The light-emitting device 1 of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. The light emitting device 1 includes a base 11, a light emitting element 12, and an encapsulating material 13. The light emitting device 1 further includes a light emitting member 14. The base 11 is made of an insulating material. An example of the insulating material is ceramics.

発光素子１２は、基体１１上に実装されている。発光素子１２は、半導体材料からなる発光ダイオードである。発光素子１２は、駆動電力によって第１の光を発生する光源である。第１の光は、青色光または紫外光である。発光素子１２は、フリップチップ接続によって実装されている。発光素子１２の実装構造の他の例は、ワイヤ接続による実装構造である。 The light emitting element 12 is mounted on the base 11. The light emitting element 12 is a light emitting diode made of a semiconductor material. The light emitting element 12 is a light source that generates first light by driving power. The first light is blue light or ultraviolet light. The light emitting element 12 is mounted by flip chip connection. Another example of the mounting structure of the light emitting element 12 is a mounting structure by wire connection.

封入材料１３は、発光素子１２に付着されている。封入材料１３は、透光性を有するシリコーン樹脂からなる。透光性とは、発光素子１２から放射された光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。 The encapsulating material 13 is attached to the light emitting element 12. The encapsulating material 13 is made of a translucent silicone resin. Translucency means that at least a part of the wavelength of light emitted from the light emitting element 12 is transmitted.

発光部材１４は、発光素子１１を覆っている。発光部材１４は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２を有している。第１の界面２０−１は、第１の層１４−１および第２の層１４−２からなる。第２の層１４−２は、第１の層１４−１上に設けられており、第１の層１４−１より屈折率が大きい。第２の界面２０−２は、第２の層１４−２および第３の層１４−３からなる。第３の層１４−３は、第２の層１４−２上に設けられており、第２の層１４−２より屈折率が小さい。発光部材１４の透光性とは、発光素子１１から放射された光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。発光部材１４は、シリコーン樹脂からなる。 The light emitting member 14 covers the light emitting element 11. The light emitting member 14 has a first interface 20-1 and a second interface 20-2. The first interface 20-1 includes a first layer 14-1 and a second layer 14-2. The second layer 14-2 is provided on the first layer 14-1, and has a higher refractive index than the first layer 14-1. The second interface 20-2 includes a second layer 14-2 and a third layer 14-3. The third layer 14-3 is provided on the second layer 14-2 and has a refractive index smaller than that of the second layer 14-2. The translucency of the light emitting member 14 means that at least a part of the wavelength of the light emitted from the light emitting element 11 is transmitted. The light emitting member 14 is made of a silicone resin.

発光部材１４は、透光性のベース材料および蛍光材料を含んでいる。ベース材料の透光性とは、発光素子１２から放射された光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。ベース材料の例は、シリコーン樹脂である。蛍光材料は、ベース材料内に分散されている。発光部材１４は、第１の光に応じて第２の光を放射する。発光部材１４は、例えば、赤色光、緑色光および青色光を放射する。発光素子１１は、第１の層１４−１より屈折率の小さい樹脂接着剤によって発光部材１４に固定されている。 The light emitting member 14 includes a translucent base material and a fluorescent material. The translucency of the base material means that at least a part of the wavelength of the light emitted from the light emitting element 12 is transmitted. An example of the base material is a silicone resin. The fluorescent material is dispersed within the base material. The light emitting member 14 emits second light in response to the first light. The light emitting member 14 emits red light, green light, and blue light, for example. The light emitting element 11 is fixed to the light emitting member 14 by a resin adhesive having a refractive index smaller than that of the first layer 14-1.

以下、発光装置１における発光構造が説明されている。図３に示されているように、発光素子１２から放射された光の一部Ｌ１２−１は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２において全反射されて側方へ進む。光Ｌ１２−１は、臨界角以上の角度で第１の界面２０−１および第２の界面２０−２に入射されたときに全反射される。第１の界面２０−１における臨界角θ１は、第１の層１４−１の屈折率をｎ１として、第２の層１４−２の屈折率をｎ２とした場合、次の式を満たす。 Hereinafter, the light emitting structure in the light emitting device 1 will be described. As shown in FIG. 3, a part L12-1 of the light emitted from the light emitting element 12 is totally reflected at the first interface 20-1 and the second interface 20-2 and proceeds to the side. . The light L12-1 is totally reflected when it enters the first interface 20-1 and the second interface 20-2 at an angle greater than the critical angle. The critical angle θ1 at the first interface 20-1 satisfies the following expression when the refractive index of the first layer 14-1 is n1 and the refractive index of the second layer 14-2 is n2.

ｓｉｎθ１＝ｎ１／ｎ２（但し、ｎ１＜ｎ２）
第２の界面２０−２における臨界角θ２は、第２の層１４−２の屈折率をｎ２として、第３の層１４−３の屈折率をｎ３とした場合、次の式を満たす。 sin θ1 = n1 / n2 (where n1 <n2)
The critical angle θ2 at the second interface 20-2 satisfies the following expression when the refractive index of the second layer 14-2 is n2 and the refractive index of the third layer 14-3 is n3.

ｓｉｎθ２＝ｎ３／ｎ２（但し、ｎ２＞ｎ３）
発光装置１は、第１の界面２０−１および第２の界面２０−２を有する発光部材１４を含んでいることにより、発光むらが低減されている。 sin θ2 = n3 / n2 (where n2> n3)
Since the light emitting device 1 includes the light emitting member 14 having the first interface 20-1 and the second interface 20-2, unevenness in light emission is reduced.

本発明の他の実施形態が、図４を参照して説明されている。発光部材１４は、発光素子１２の上方に設けられた光反射面２１を有している。光反射面２１は、第１の層１４−１に設けられている。光反射面２１は、発光部材１４のベース材料とそれより屈折率の小さい媒質２２との界面である。媒質２２は空気である。光反射面２１は傾斜している。発光素子１２から放射された光の一部Ｌ１２−２は、光反射面２１において全反射される。光Ｌ１２−２は、臨界角以上の角度で光反射面２１に入射されたときに全反射される。光反射面２１における臨界角θ２１は、第１の層１４−１の屈折率をｎ１として、媒質２２の屈折率をｎ２２とした場合、次の式を満たす。 Another embodiment of the invention is described with reference to FIG. The light emitting member 14 has a light reflecting surface 21 provided above the light emitting element 12. The light reflecting surface 21 is provided on the first layer 14-1. The light reflecting surface 21 is an interface between the base material of the light emitting member 14 and the medium 22 having a smaller refractive index. The medium 22 is air. The light reflecting surface 21 is inclined. A part L12-2 of the light emitted from the light emitting element 12 is totally reflected on the light reflecting surface 21. The light L12-2 is totally reflected when it enters the light reflecting surface 21 at an angle greater than the critical angle. The critical angle θ21 at the light reflecting surface 21 satisfies the following expression when the refractive index of the first layer 14-1 is n1 and the refractive index of the medium 22 is n22.

ｓｉｎθ１＝ｎ２２／ｎ１（但し、ｎ２２＜ｎ１）
発光装置１は、光反射面２１を有していることにより発光むらが低減されている。 sin θ1 = n22 / n1 (where n22 <n1)
The light emitting device 1 has the light reflecting surface 21 to reduce unevenness in light emission.

本発明の実施形態の概念を示している。1 illustrates the concept of an embodiment of the present invention. 本実施形態の発光装置１を示している。The light-emitting device 1 of this embodiment is shown. 発光装置１における発光構造を示している。The light emission structure in the light-emitting device 1 is shown. 本発明の他の実施形態の発光装置１を示している。The light-emitting device 1 of other embodiment of this invention is shown.

Explanation of symbols

１発光装置
１１基体
１２発光素子
１３封入材料
１４発光部材
１４−１第１の層
１４−２第２の層
１４−３第３の層
２０−１第１の界面
２０−２第２の界面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting device 11 Base | substrate 12 Light-emitting element 13 Encapsulating material 14 Light-emitting member 14-1 1st layer 14-2 2nd layer 14-3 3rd layer 20-1 1st interface 20-2 2nd interface

Claims

A light emitting element;
A first interface that covers the light emitting element and is provided between the first layer and the second layer that is located on the first layer and has a higher refractive index than the first layer; A second interface disposed between the second layer and a third layer located on the second layer and having a lower refractive index than the second layer, A light emitting member containing a fluorescent material;
A light emitting device comprising:

The light emitting device according to claim 2, wherein the light emitting member has a light reflecting surface provided above the light emitting element.

3. The light emitting device according to claim 2, wherein the light reflecting surface is an interface between a base material of the light emitting member and a medium having a refractive index smaller than that of the base material.

The light-emitting device according to claim 3, wherein the medium is air.

The light emitting device according to claim 4, wherein the light reflecting surface is inclined.

The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting member has a sheet shape.

The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting element is fixed to the light emitting member with an adhesive having a refractive index smaller than that of the first layer.