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JP2012094647A - Light-emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

Light-emitting device and method of manufacturing the same Download PDF

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JP2012094647A JP2010240023A JP2010240023A JP2012094647A JP 2012094647 A JP2012094647 A JP 2012094647A JP 2010240023 A JP2010240023 A JP 2010240023A JP 2010240023 A JP2010240023 A JP 2010240023A JP 2012094647 A JP2012094647 A JP 2012094647A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting device in which variation in the light-emitting part can be addressed easily, problems of adhesion of dirt, or the like, over time are eliminated, and unevenness of color or luminance is reduced.SOLUTION: The light-emitting device comprises a light source 3, and a translucent member 5 arranged on the light source. The surface of the translucent member on the reverse side of the light source serves as a light emission surface. In the translucent member, light scattering portions consisting of a plurality of microcracks are provided while being distributed unevenly. The microcracks are formed by focusing laser light on the interior of the translucent member at any time before or after assembling the light-emitting device.

Description

本発明は、光源とその上に配置された透光性部材とを備えた発光装置に係り、特にLED素子等の複数の光源を備えた発光装置における輝度むらや色むらの発生を抑制した発光装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting device including a light source and a translucent member disposed thereon, and in particular, light emission that suppresses occurrence of luminance unevenness and color unevenness in a light emitting device including a plurality of light sources such as LED elements. The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method thereof.

近年、発光装置の光源として、LEDチップが多用されている。このような発光装置では、通常複数のLEDチップを配列して光源を構成しており、白色光等所定の色調を実現するために、LEDチップとそれが発する光を吸収し異なる光を発する蛍光体等とを組み合わせた発光装置も一般的である。   In recent years, LED chips are frequently used as light sources of light emitting devices. In such a light emitting device, a plurality of LED chips are usually arranged to constitute a light source, and in order to realize a predetermined color tone such as white light, the LED chip and a fluorescent light that emits different light by absorbing the light emitted from the LED chip. A light emitting device combined with a body or the like is also common.

LEDチップは、一辺の長さが1.0mm程度の極めて小さい半導体素子であり、点光源に近い光学特性を有している。このため、LEDチップを多数配置して光源とした発光装置では、各LEDチップから発する光を透光性の材料内で導光し、透光性材料の表面である光出射面から、均一な輝度の光が出射されるようにしている。   The LED chip is an extremely small semiconductor element having a side length of about 1.0 mm, and has optical characteristics close to a point light source. For this reason, in a light-emitting device in which a large number of LED chips are arranged and used as a light source, light emitted from each LED chip is guided in the light-transmitting material, and uniform from the light-emitting surface that is the surface of the light-transmitting material. Luminance light is emitted.

しかし、透光性材料を用いてもLEDチップの中心部と周辺部との輝度の差を完全に解消することは難しい。またLEDチップを蛍光体含有樹脂で封止したタイプの発光装置では、光出射面側から見たときに蛍光体層の真下にLEDチップがある部分とない部分とでは色調が異なり、色むらを生じやすい。さらに各LEDチップの発光効率や分光特性のバラツキに起因する色むらや輝度むらの問題もある。   However, even if a translucent material is used, it is difficult to completely eliminate the difference in luminance between the central portion and the peripheral portion of the LED chip. In addition, in a light emitting device in which an LED chip is sealed with a phosphor-containing resin, the color tone is different between a portion where the LED chip is located directly below the phosphor layer and a portion where the LED chip is not present when viewed from the light emitting surface side, and color unevenness occurs. Prone to occur. Furthermore, there is a problem of uneven color and uneven brightness due to variations in luminous efficiency and spectral characteristics of each LED chip.

従来、これらの問題を解決する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載された技術では、LEDチップを透光性樹脂で封止してなる発光装置において、透光性樹脂の光出射面に凹みを設け、凹みとその近傍で出射される光量を制御することにより、色調むらや光度の適正化を図っている。また特許文献2には、LEDチップの上に蛍光体層を設けた発光装置において、蛍光体層の上に光拡散部を設け、LEDチップの上方中央部において、他の部分よりも光の拡散が多くなるように光拡散部の厚みや含有される光拡散剤の含有量を異ならせる技術が記載されている。   Conventionally, various techniques for solving these problems have been proposed. For example, in the technique described in Patent Document 1, in a light emitting device in which an LED chip is sealed with a translucent resin, a light emitting surface of the translucent resin is provided with a recess, and the light is emitted in the vicinity of the recess. By controlling the amount of light, uneven color tone and brightness are optimized. Further, in Patent Document 2, in a light emitting device in which a phosphor layer is provided on an LED chip, a light diffusion portion is provided on the phosphor layer, and light is diffused more than other portions in the upper center portion of the LED chip. Describes a technique for varying the thickness of the light diffusing part and the content of the light diffusing agent contained so that the number of the light diffusing parts increases.

特開2006−303303号公報JP 2006-303303 A 特開2010−56337号公報JP 2010-56337 A

しかし、LEDチップ上に設けられた透光性部材の光出射面に凹凸を形成する技術は、透光性部材に凹みを形成するために十分な厚みを確保する必要があり、厚みの制限を受ける。また表面に凹凸を形成した場合、光出射面の表面に汚れや塵を溜めやすく、時間の経過に伴い、出光や配光の妨げとなりやすい。   However, the technology for forming irregularities on the light emitting surface of the translucent member provided on the LED chip needs to ensure a sufficient thickness to form a recess in the translucent member. receive. Further, when unevenness is formed on the surface, dirt and dust are likely to be accumulated on the surface of the light emitting surface, and with time, light emission and light distribution are likely to be hindered.

また光拡散剤を含有する光拡散部を設ける技術は、光拡散剤の濃度の調整や厚みの調整が難しく、この技術を複数の発光部が配列した発光装置に適用する場合には、発光部毎に光拡散剤の濃度の調整や厚みの調整をするとともに全体として発光部のバラツキをなくす必要があり、その対応が極めて煩雑になる。   In addition, the technology for providing a light diffusing portion containing a light diffusing agent is difficult to adjust the concentration and thickness of the light diffusing agent. When this technology is applied to a light emitting device in which a plurality of light emitting portions are arranged, a light emitting portion It is necessary to adjust the concentration and thickness of the light diffusing agent every time and to eliminate variations in the light emitting portion as a whole, and the response becomes extremely complicated.

本発明は、発光部のバラツキに容易に対応することができ、且つ経時的な汚れ等の付着の問題がなく、色むらや輝度むらの抑制された発光装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a light-emitting device that can easily cope with variations in light-emitting portions, has no problem of adhesion such as dirt over time, and has suppressed color unevenness and brightness unevenness.

本発明は、複数のLEDチップ等の光源とその上に透光性部材を配置した発光装置において、透光性部材の内部に、レーザ等の強い光エネルギーを用いて形成された光散乱部を設けることにより、出射面を荒らすことなく、且つ所望の位置に所望する光散乱性を持たせることを可能にし、上記課題を解決したものである。   The present invention provides a light emitting device in which a light source such as a plurality of LED chips and a light transmissive member are disposed thereon, and a light scattering portion formed using strong light energy such as a laser inside the light transmissive member. By providing, it becomes possible to give a desired light scattering property to a desired position without roughening the emission surface, and solve the above-mentioned problems.

即ち、本発明の発光装置は、光源と、光源の上に配置された透光性部材とを備え、前記光源と反対側の透光性部材の面を光出射面とする発光装置であって、前記透光性部材は、その内部に、複数のマイクロクラックからなる光散乱部が偏在して設けられていることを特徴とする発光装置である。   That is, the light-emitting device of the present invention is a light-emitting device that includes a light source and a translucent member disposed on the light source, and uses a surface of the translucent member opposite to the light source as a light emission surface. The light-transmitting member is a light-emitting device characterized in that a light scattering portion including a plurality of microcracks is unevenly provided therein.

また本発明の発光装置は、光源と、光源の上に配置された透光性部材とを備え、前記透光性部材は、その内部に、レーザ照射により形成された複数の光散乱点からなる光散乱部が偏在して設けられていることを特徴とする発光装置である。   The light-emitting device of the present invention includes a light source and a translucent member disposed on the light source, and the translucent member includes a plurality of light scattering points formed by laser irradiation therein. The light-emitting device is characterized in that light scattering portions are provided unevenly.

本発明の発光装置の製造方法は、上述した本発明の発光装置の製造方法であって、基板上に1ないし複数の光源を配置するステップと、透光性部材の内部に、前記光源の配置に基づき、光散乱部を形成するステップと、光源の上に、光散乱部を形成した透光性部材を配置するステップと、を含む。   The method for manufacturing a light emitting device according to the present invention is the above-described method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, wherein the step of disposing one or more light sources on a substrate and the disposition of the light sources inside the translucent member. Based on the above, the method includes a step of forming a light scattering portion, and a step of disposing a translucent member having the light scattering portion on the light source.

また本発明の発光装置の製造方法は、上述した本発明の発光装置の製造方法であって、基板上に1ないし複数の光源を配置するステップと、光源の上に、透光性部材を配置するステップと、透光性部材を配置した後の光源の輝度及び/又は色度を計測するステップと、輝度及び/又は色度の計測結果に基づき、光源上に配置された透光性部材の内部に、光散乱部を形成するステップと、を含む。   Moreover, the manufacturing method of the light-emitting device of this invention is a manufacturing method of the light-emitting device of this invention mentioned above, Comprising: A 1 or several light source is arrange | positioned on a board | substrate, A translucent member is arrange | positioned on a light source A step of measuring the luminance and / or chromaticity of the light source after the translucent member is arranged, and a measurement result of the luminance and / or chromaticity of the translucent member arranged on the light source Forming a light scattering portion therein.

本発明の発光装置の製造方法は、発光装置の組み立て後に、発光装置の輝度及び/又は色度を計測するステップと、輝度及び/又は色度の計測結果に基づき、光源上に配置された透光性部材の内部に、光散乱部を追加形成するステップと、をさらに含むことができる。   The method for manufacturing a light-emitting device according to the present invention includes a step of measuring the luminance and / or chromaticity of the light-emitting device after the light-emitting device is assembled, and a transparent light source disposed on the light source based on the measurement result of the luminance and / or chromaticity. A step of additionally forming a light scattering portion inside the light member.

本発明によれば、光源の上に設けられる透光性部材の表面を荒らすことなく、その内部の任意の位置に任意の数の光拡散点を形成することができるので、輝度むらや色むらの調整が容易であり、演色性に優れた発光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to form an arbitrary number of light diffusion points at arbitrary positions inside the light-transmitting member provided on the light source without roughening the surface. Therefore, it is possible to provide a light emitting device that is easy to adjust and excellent in color rendering.

本発明の第一の実施形態の発光装置を示す図で、(a)は全体斜視図、(b)は上面図、(c)は(b)のA−A’断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the light-emitting device of 1st embodiment of this invention, (a) is a whole perspective view, (b) is a top view, (c) is A-A 'sectional drawing of (b). 光拡散点の作用を説明する図Diagram explaining the action of light diffusion points 図1の発光装置の輝度むら及び色むらを説明する図で、(a)は上面図、(b)は断面図である。2A and 2B are diagrams illustrating luminance unevenness and color unevenness of the light emitting device of FIG. 1, in which FIG. 図1の発光装置に形成されるクラックパターンの一実施例を示す図で、(a)は上面図、(b)は断面図である。It is a figure which shows one Example of the crack pattern formed in the light-emitting device of FIG. 1, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. (a)〜(c)は、それぞれ図1の発光装置に形成されるクラックパターンの他の実施例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the other Example of the crack pattern formed in the light-emitting device of FIG. 1, respectively. (a)および(b)は、それぞれ図1の発光装置に形成されるクラックパターンのさらに別の実施例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows another Example of the crack pattern formed in the light-emitting device of FIG. 1, respectively. 本発明の第一の実施形態の発光装置の変更例を示す図The figure which shows the example of a change of the light-emitting device of 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態の発光装置を示す図The figure which shows the light-emitting device of 2nd embodiment of this invention. (a)〜(d)および(e)〜(h)は、それぞれ第三の実施形態を示す図(A)-(d) and (e)-(h) are figures which respectively show 3rd embodiment. 本発明の第四の実施形態の発光装置の一実施例を示す図で、(a)、(b)は発光素子およびクラック形成領域の配置を上から見た図、(c)は発光素子およびクラック形成領域の重ね合わせを説明する図、(d)はクラック形成領域の断面図。It is a figure which shows one Example of the light-emitting device of 4th embodiment of this invention, (a), (b) is the figure which looked at arrangement | positioning of a light emitting element and a crack formation area from the top, (c) is a light emitting element and The figure explaining the superposition | stacking of a crack formation area, (d) is sectional drawing of a crack formation area. 本発明の第四の実施形態の発光装置の他の実施例を示す断面図Sectional drawing which shows the other Example of the light-emitting device of the 4th embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態の発光装置のさらに別の実施例を示す断面図Sectional drawing which shows another Example of the light-emitting device of 4th embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態の発光装置のさらに別の実施例を示す断面図Sectional drawing which shows another Example of the light-emitting device of 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態の発光装置を示す図で、(a)〜(d)はそれぞれ異なる実施例を示す図である。It is a figure which shows the light-emitting device of 5th embodiment of this invention, (a)-(d) is a figure which shows an Example from which each differs. 本発明の発光装置の製造方法の手順の一例を示すフロー図The flowchart which shows an example of the procedure of the manufacturing method of the light-emitting device of this invention

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

<第一の実施形態>
本発明の第一の実施形態として、複数のLEDチップの上に蛍光体層が形成され、その上に透光性部材が積層された形態の発光装置について説明する。図1は、本発明の発光装置の第一の実施形態を示す図で、(a)は全体斜視図、(b)は上面図、(c)は(b)のA−A’断面である。図では、説明を簡単にするために、2つのLEDチップのみを示しているが、LEDチップの数は2つに限定されない。
<First embodiment>
As a first embodiment of the present invention, a light emitting device in which a phosphor layer is formed on a plurality of LED chips and a translucent member is laminated thereon will be described. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a light emitting device of the present invention, where (a) is an overall perspective view, (b) is a top view, and (c) is an AA ′ cross section of (b). . In the figure, only two LED chips are shown for ease of explanation, but the number of LED chips is not limited to two.

図示するように、この発光装置10は、発光素子3を搭載するための基板1と、発光素子3と、発光素子3を覆う蛍光体層4と、蛍光体層4の上に形成されたガラスカバー5とを備えている。基板1上には、図示しない発光素子接続用の電極が形成されており、発光素子3はこの電極に金バンプ2により接続されている。   As shown in the figure, the light emitting device 10 includes a substrate 1 on which the light emitting element 3 is mounted, a light emitting element 3, a phosphor layer 4 covering the light emitting element 3, and a glass formed on the phosphor layer 4. And a cover 5. On the substrate 1, an electrode for connecting a light emitting element (not shown) is formed, and the light emitting element 3 is connected to the electrode by a gold bump 2.

発光素子3は、青色LED等の半導体素子からなる。蛍光体層4は、主として樹脂と蛍光体から成り、蛍光体は、発光素子3が発する光を吸収し、それと異なる波長の光を発する。これにより、発光素子3からの光と蛍光体からの光を合成した光が発光装置から出射される。ガラスカバー5は、発光素子3および蛍光体層4から発生される光を導光する透光性部材であり、光学ガラス、サファイヤ、石英等の無機材料のほかに、アクリル樹脂やポリカーボネートの板を用いることも可能である。   The light emitting element 3 is made of a semiconductor element such as a blue LED. The phosphor layer 4 is mainly composed of a resin and a phosphor, and the phosphor absorbs light emitted from the light emitting element 3 and emits light having a different wavelength. Thereby, the light which synthesize | combined the light from the light emitting element 3 and the light from fluorescent substance is radiate | emitted from a light-emitting device. The glass cover 5 is a translucent member that guides light generated from the light emitting element 3 and the phosphor layer 4. In addition to inorganic materials such as optical glass, sapphire, and quartz, an acrylic resin or polycarbonate plate is used. It is also possible to use it.

ガラスカバー5の内部には、多数の光拡散点が部分的に形成されている。「部分的に」とは、光拡散点が形成される領域が、カバーの厚み方向および面方向のいずれかに亘って、偏在している状態を言い、各発光素子3の特性および配列に応じて、所定のパターンで且つ任意の位置に形成される。光拡散点が形成される領域の形状およびパターンについては後に詳述する。   A large number of light diffusion points are partially formed inside the glass cover 5. “Partially” means a state in which a region where a light diffusion point is formed is unevenly distributed in either the thickness direction or the surface direction of the cover, and depends on the characteristics and arrangement of the light emitting elements 3. Thus, a predetermined pattern is formed at an arbitrary position. The shape and pattern of the region where the light diffusion point is formed will be described in detail later.

光拡散点は、ガラスカバーを構成する材料にレーザ等の強力なエネルギーを照射し内部に微細なクラック(マイクロクラック)を生じさせることにより形成することができる。ガラス等の材料に、レーザ等の強力なエネルギーを集光させると、多光子吸収過程により熱歪みを生じ、微細なクラックを生じる。本実施形態では、このようなクラックを光拡散点として利用する。クラックの大きさは、好ましくは数μmから数10μm、より好ましくは数μmから10数μmであり、レーザの強度を制御することにより調整することができる。またレーザの焦点を調整することにより、任意の位置にクラックを形成することが可能である。   The light diffusing point can be formed by irradiating a material constituting the glass cover with strong energy such as a laser to generate a fine crack (microcrack) inside. When powerful energy such as laser is condensed on a material such as glass, thermal distortion occurs due to the multiphoton absorption process, and fine cracks are generated. In this embodiment, such a crack is used as a light diffusion point. The size of the crack is preferably several μm to several tens of μm, more preferably several μm to several tens of μm, and can be adjusted by controlling the intensity of the laser. Further, it is possible to form a crack at an arbitrary position by adjusting the focus of the laser.

所望の位置にレーザ照射するには、YAGレーザ、YVO4レーザ等のレーザにガルバノミラーや焦点レンズ等を組み合わせた光学系で構成されるレーザ刻印機を使用することができる。またレーザとしては、赤外線レーザ、第2高調波(532nm)を用いる可視光レーザ、第3高調波(355nm)を用いる紫外線レーザなどが利用可能であるが、特に、尖頭値の高い第2高調波(532nm)を用いる可視光レーザが好適である。   In order to irradiate a laser beam at a desired position, a laser engraving machine constituted by an optical system in which a galvanometer mirror, a focus lens, or the like is combined with a laser such as a YAG laser or a YVO4 laser can be used. As the laser, an infrared laser, a visible light laser using the second harmonic (532 nm), an ultraviolet laser using the third harmonic (355 nm), and the like can be used, and in particular, the second harmonic having a high peak value. Visible light lasers using waves (532 nm) are preferred.

このように光拡散点(クラック)がレーザによって形成される場合には、その形成時期は、発光装置の組み立て前後のいずれでもよく、所定の位置に予め光拡散部を形成したガラスカバーを用意し、発光装置を組み立ててもよいし、光拡散部が形成されていないガラスカバーを用いて発光装置を組み立てた後に、ガラスカバーにクラックからなる光拡散部を形成することも可能である。   In this way, when the light diffusion point (crack) is formed by a laser, the formation time may be before or after the assembly of the light emitting device, and a glass cover having a light diffusion part previously formed at a predetermined position is prepared. The light emitting device may be assembled, or after assembling the light emitting device using a glass cover on which the light diffusing portion is not formed, it is possible to form a light diffusing portion consisting of cracks in the glass cover.

ガラスカバー5内部に形成されたクラックは、図2に示すように、光散乱点として機能し、個々のクラック50の配置およびクラックが形成される領域の位置を制御することによって、光の直進性(指向性)を制御するとともに、拡散した光と調合することが可能になる。例えば、光出射面の上から見たときに、輝度が他の部分に比べて高い部分のガラスカバーの領域にクラックを形成することにより、クラックが形成された領域の輝度が抑えられ、全体として輝度分布を平準化することができる。また光出射面の上から見たときに、色調の変化が目立つ部分(境界領域)に対応するガラスカバーの領域にクラックを形成することにより、色調の変化をなだらかにし、色むらを目立たなくすることができる。   As shown in FIG. 2, the crack formed in the glass cover 5 functions as a light scattering point. By controlling the arrangement of the individual cracks 50 and the positions of the areas where the cracks are formed, the straightness of the light (Directivity) can be controlled and blended with diffused light. For example, when viewed from above the light exit surface, by forming cracks in the glass cover area where the brightness is higher than other parts, the brightness of the cracked area is suppressed, and as a whole The luminance distribution can be leveled. Also, when viewed from above the light exit surface, by forming cracks in the glass cover area corresponding to the part where the change in color tone is conspicuous (boundary area), the change in color tone is made smooth and the color unevenness becomes inconspicuous. be able to.

一般に、透光性部材中に光拡散剤を含有せしめて光散乱点を形成する場合には、所望の限られた領域に光散乱点を偏在させることは極めて困難であるが、本実施形態では、レーザ等の外部エネルギーによって透光性部材であるガラスカバー5の内部に光散乱点となるマイクロクラックを生じさせるので、光散乱点の位置、数、大きさの制御が容易であり、個々の発光素子3の特性のばらつきを解消するように、光散乱点を設けることが可能となる。   In general, when a light diffusing agent is contained in a translucent member to form a light scattering point, it is extremely difficult to make the light scattering point unevenly distributed in a desired limited region. Since microcracks serving as light scattering points are generated inside the glass cover 5 which is a translucent member by an external energy such as a laser, the position, number and size of the light scattering points can be easily controlled. Light scattering points can be provided so as to eliminate variations in characteristics of the light emitting element 3.

次に図1に示す発光装置について、色むらと輝度むらの発生とそれを抑制するクラックパターン(多数のクラックが形成される領域のパターンをクラックパターンと呼ぶ)を説明する。図3の(a)、(b)は、図1と同様に、本実施形態の発光装置の上面図および断面図であるが、輝度および色調の違いを濃淡で示している。図示するように、例えば、2つの発光素子3a、3bが並んで配置されている場合、各発光素子3a、3bの中心上方の領域51a、51bでは輝度が高いが、その周辺の領域52a、52bは中心よりも輝度が低下する。2つの発光素子3a、3bの発光特性にバラツキがある場合には、それらの中心上方の高輝度領域51a、51bは、右側と左側とで異なることになる。また両発光素子の間の領域53では、発光素子3a、3bの上部に存在する蛍光体層4に比べ蛍光体量が多く、蛍光体層4から発生する光の量が多くなる。このため、発光素子からの光と蛍光体層からの光とのバランスで決まる光の色調が異なることになり、設計した波長よりも蛍光体色が強い発光となる。   Next, regarding the light emitting device shown in FIG. 1, generation of uneven color and uneven brightness and a crack pattern for suppressing the unevenness (a pattern in a region where a large number of cracks are formed are referred to as a crack pattern) will be described. 3A and 3B are a top view and a cross-sectional view of the light emitting device according to the present embodiment, as in FIG. 1, and show differences in luminance and color tone by shading. As shown in the figure, for example, when two light emitting elements 3a and 3b are arranged side by side, the areas 51a and 51b above the centers of the light emitting elements 3a and 3b have high luminance, but the surrounding areas 52a and 52b are high. Is less bright than the center. When there are variations in the light emission characteristics of the two light emitting elements 3a and 3b, the high luminance areas 51a and 51b above the centers are different between the right side and the left side. Further, in the region 53 between the two light emitting elements, the amount of the phosphor is larger than that of the phosphor layer 4 existing above the light emitting elements 3a and 3b, and the amount of light generated from the phosphor layer 4 is increased. For this reason, the color tone of light determined by the balance between the light from the light emitting element and the light from the phosphor layer is different, and the phosphor emits light having a stronger phosphor color than the designed wavelength.

このような色むらと輝度むらに対応したクラックパターンの一実施例を図4に示す。図4の(a)はクラックの形成領域を光出射面側から見た図、(b)は側面から見た図である。クラックは、光出射面から見た場合に、発光素子の中心上方の領域51a、51b(図3(a))をカバーするように、略円形或いは多角形の輪郭内に多数配置される。側面から見た場合、発光素子3a、3bの中心上方に配置されるクラックの領域は、発光素子の中心で最も厚く、周辺に向かって厚みが薄くなるように形成される。またクラックの配列は、図2に示すように、厚み方向の列毎にクラックの位置をずらし、光の拡散性を高めている。   FIG. 4 shows an example of a crack pattern corresponding to such color unevenness and brightness unevenness. 4A is a view of a crack formation region as viewed from the light emitting surface side, and FIG. 4B is a view as viewed from the side surface. When viewed from the light emitting surface, a large number of cracks are arranged within a substantially circular or polygonal outline so as to cover the regions 51a and 51b (FIG. 3A) above the center of the light emitting element. When viewed from the side, the crack region disposed above the centers of the light emitting elements 3a and 3b is formed so as to be thickest at the center of the light emitting elements and thin toward the periphery. In addition, as shown in FIG. 2, the crack arrangement shifts the position of the crack for each column in the thickness direction to enhance the light diffusibility.

このようにクラックの領域を形成した場合、発光素子中心部から垂直方向に向かう光をより多く散乱させることになり、中心部の輝度を抑えるとともに、周辺部の輝度を高めることができる。その結果、中心部と周辺部との輝度むらが低減され、より平準化された輝度分布を得ることができる。また発光素子3aと3bとで発光強度にバラツキがある場合には、中心部上方に設けるクラックの領域の体積を両者で異ならせることにより、バラツキを解消することができる。クラックの領域の体積は、例えば、側面から見た形状であるひし形形状の厚みを変化させたり、形状そのものを変化させたりすることにより異ならせることができる。   When the crack region is formed in this way, more light traveling in the vertical direction from the central portion of the light emitting element is scattered, so that the luminance of the central portion can be suppressed and the luminance of the peripheral portion can be increased. As a result, luminance unevenness between the central portion and the peripheral portion is reduced, and a more uniform luminance distribution can be obtained. Further, when there is a variation in light emission intensity between the light emitting elements 3a and 3b, the variation can be eliminated by making the volume of the crack region provided above the central portion different. The volume of the crack region can be varied, for example, by changing the thickness of the rhombus shape as viewed from the side or by changing the shape itself.

図5に、発光源300と、その上に形成されるクラックの領域との立体的な関係を示す。図5(a)に示すように、角錐体の輪郭(クラック形成領域)510の内側にクラックの形成位置を設計する。その際、発光源300からの輝度差や色差の高い場所がクラック形成領域の厚みが厚くなるようにする。なお、図5(a)では2つの角錐体を組み合わせているが、図5(b)や(c)に示すように、クラック形成領域として、一つの角錐体の領域520、530を頂点が上または下を向くように配置してもよい。   FIG. 5 shows a three-dimensional relationship between the light emitting source 300 and a crack region formed thereon. As shown in FIG. 5A, the crack formation position is designed inside the contour (crack formation region) 510 of the pyramid. At that time, the thickness of the crack formation region is made thicker in a place where the luminance difference or color difference from the light source 300 is high. In FIG. 5 (a), two pyramids are combined, but as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), one pyramid region 520, 530 has a top as a crack formation region. Or you may arrange | position so that it may face downward.

また図4のクラックパターンでは、角錐体からなるクラック領域のほかに、発光の色調が異なる領域53とそれに隣接する領域52a、52bとの間に、領域の境界に沿って一列或いは複数列のクラック50が配置される。領域53に沿って形成されるクラックの領域は、ガラスカバー5の厚み方向にも、1列或いは複数列配置されている。厚み方向の位置は、限定されるものではないが、図4(b)に示したように、厚み方向の下方、すなわち発光素子に近い側にした場合には、クラックの形成パターンがガラスカバー5を通して光出射面から目立ってしまうのを防止することができる。また厚み方向の上方に設けた場合には、光の混色による色むらや輝度むらの解消を図ることができる。   In the crack pattern of FIG. 4, in addition to the crack region made of a pyramid, one or more rows of cracks are formed along the region boundary between the region 53 with different light emission color tone and the adjacent regions 52 a and 52 b. 50 is arranged. One or more rows of crack regions formed along the region 53 are also arranged in the thickness direction of the glass cover 5. The position in the thickness direction is not limited. However, as shown in FIG. 4B, when the position is in the lower side in the thickness direction, that is, on the side closer to the light emitting element, the crack formation pattern is the glass cover 5. It is possible to prevent the light from being conspicuous from the light exit surface. Further, when provided in the upper direction of the thickness direction, it is possible to eliminate color unevenness and luminance unevenness due to light color mixing.

領域53との境界に配置されたクラック50によって、蛍光体量の多い領域53側から発せられる色調の異なる光(例えば黄色味の強い光)と発光素子の上の領域52a、52bから発せられる光(例えば青みの強い光)とが混色されるので、境界における色調の変化を緩和することができる。   Due to the crack 50 arranged at the boundary with the region 53, light having a different color tone (for example, light with strong yellowness) emitted from the region 53 side having a large amount of phosphor and light emitted from the regions 52a and 52b above the light emitting element. (For example, light with a strong bluish color) is mixed, so that a change in color tone at the boundary can be reduced.

クラック形成パターンの他の実施例を図6(a)、(b)に示す。図6(a)はクラックの形成領域を発光装置の側面から見た図、図6(b)はガラスカバー5以外の要素は省略し、且つ一つの発光素子上のパターンのみを示している。発光装置としての構造は、図1等に示すものと同様である。   Another embodiment of the crack formation pattern is shown in FIGS. FIG. 6A shows a crack formation region as viewed from the side of the light emitting device, and FIG. 6B shows only the pattern on one light emitting element, with elements other than the glass cover 5 omitted. The structure of the light emitting device is the same as that shown in FIG.

図6(a)に示す実施例でも、ガラスカバー5の、発光素子3a、3bの中心上方の領域には、図3や図5に示す実施例と同様のクラックパターン501が形成される。一方、発光素子3a、3bの間に相当する領域53には、領域53の幅方向の中心を中心とする逆三角形の形状のクラックの領域502が、領域53をまたがって形成されている。このクラックの領域502は、領域53の長手方向に沿って同様に形成され、全体として領域53と平行な扁平な三角柱形状をしている。   Also in the embodiment shown in FIG. 6A, a crack pattern 501 similar to the embodiment shown in FIGS. 3 and 5 is formed in the glass cover 5 in the region above the center of the light emitting elements 3a and 3b. On the other hand, in the region 53 corresponding to the space between the light emitting elements 3 a and 3 b, an inverted triangular crack region 502 centering on the center in the width direction of the region 53 is formed across the region 53. The crack region 502 is similarly formed along the longitudinal direction of the region 53 and has a flat triangular prism shape parallel to the region 53 as a whole.

このようなクラックの領域502を形成することにより、領域53から発せられる、周辺と色調が異なる光は、クラック領域502で拡散されて、周辺から発せられる光と混合されるので、実施例1のクラックパターンと同様に、境界の色調の変化すなわち色むらを目立たなくすることができるとともに、蛍光体量の多い領域53からの発光に対する光拡散性が高め、全体として蛍光体色が強い発光を抑制することができる。   By forming such a crack region 502, the light emitted from the region 53 and having a color tone different from that of the periphery is diffused in the crack region 502 and mixed with the light emitted from the periphery. Similar to the crack pattern, the change in the color tone of the boundary, that is, the color unevenness can be made inconspicuous, the light diffusibility with respect to the light emission from the region 53 with a large amount of phosphor is enhanced, and the light emission with a strong phosphor color is suppressed as a whole can do.

図6(b)に示す実施例では、実施例1や実施例2で形成したクラックパターンを目立たなくするために、ガラスカバーの比較的表面に近い領域に、均一なクラック領域503を形成したことが特徴である。図6(b)は、側面から見たパターンを示しているが、光出射面から見た場合、領域503において、クラックは面方向について均一に形成されている。図ではクラックの層が2層形成されている場合を示しているが、1層でも2層より多くてもよい。ただし、発光効率を維持するためには、1層か2層程度が好ましい。   In the example shown in FIG. 6B, in order to make the crack pattern formed in Example 1 and Example 2 inconspicuous, a uniform crack region 503 was formed in a region relatively close to the surface of the glass cover. Is a feature. FIG. 6B shows a pattern viewed from the side, but when viewed from the light exit surface, the cracks are uniformly formed in the region 503 in the surface direction. Although the figure shows a case where two layers of cracks are formed, the number of layers may be one or more than two. However, in order to maintain the luminous efficiency, one or two layers are preferable.

本実施形態によれば、複数のLEDチップ配列の上に蛍光体層を設けてなる発光装置において、蛍光体層の上に設けられる透光性部材の内部にクラックの領域を設けることによって、LEDチップの中心部と周辺部との輝度差、隣接するLEDチップ間の領域とLEDチップが存在する領域との輝度や色調差、さらには各LEDチップの特性のばらつきを抑制することが可能であり、輝度や色調が均一な発光装置を提供することができる。   According to the present embodiment, in a light emitting device in which a phosphor layer is provided on a plurality of LED chip arrays, an LED is provided by providing a crack region inside a translucent member provided on the phosphor layer. It is possible to suppress the difference in brightness between the center and the periphery of the chip, the brightness and color tone difference between the area between adjacent LED chips and the area where the LED chip exists, and the variation in characteristics of each LED chip. In addition, a light emitting device with uniform luminance and color tone can be provided.

なお上記実施形態において説明したクラック形成パターンの各実施例は、単なる例示であり、クラックを設ける領域の形状や大きさ、透光性部材の厚み方向/面方向の位置については、発光素子の配列や個々のばらつきを考慮して適宜変更することができる。   In addition, each Example of the crack formation pattern demonstrated in the said embodiment is a mere illustration, and about the shape and magnitude | size of the area | region which provides a crack, and the position of the thickness direction / surface direction of a translucent member, it is an arrangement | sequence of a light emitting element. And can be changed as appropriate in consideration of individual variations.

また図1、図3〜図6には、発光素子を封止する蛍光体層4を備えた発光装置を示したが、図7に示すように、蛍光体層40をガラスカバー5の下面に膜状に配置した発光装置100についても、本実施形態を同様に適用することができる。   1 and 3 to 6 show the light emitting device including the phosphor layer 4 for sealing the light emitting element. As shown in FIG. 7, the phosphor layer 40 is disposed on the lower surface of the glass cover 5. The present embodiment can be similarly applied to the light emitting device 100 arranged in a film shape.

<第二の実施形態>
本発明の第二の実施形態として、複数のLEDチップの上に、蛍光体層を配置することなく、透光性部材を配置した形態の発光装置について説明する。図8は、本発明の発光装置の第二の実施形態を示す断面図であり、第一の実施形態と同じ要素は同一の番号で示している。本図でも、説明を簡単にするために、2つのLEDチップのみを示しているが、LEDチップの数は2つに限定されない。
<Second Embodiment>
As a second embodiment of the present invention, a light emitting device in which a translucent member is arranged on a plurality of LED chips without arranging a phosphor layer will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the light emitting device of the present invention, and the same elements as those in the first embodiment are indicated by the same numbers. In this figure, only two LED chips are shown for simplicity of explanation, but the number of LED chips is not limited to two.

この発光装置150は、基板1と、基板1に金バンプ2を介して接続された複数の発光素子3a、3bと、ガラスカバー5とからなり、ガラスカバー5は、基板1上に固定された側板(遮蔽板、反射板)6に支持され、発光素子3a、3b上部を覆っている。側板6の内面は反射面となっており、発光素子からの光が側板を通して外部に漏れるのを防止すると共に、発光素子からの光ができるだけ多く、ガラスカバー5の表面から出射されるようにしている。   The light emitting device 150 includes a substrate 1, a plurality of light emitting elements 3 a and 3 b connected to the substrate 1 through gold bumps 2, and a glass cover 5. The glass cover 5 is fixed on the substrate 1. It is supported by a side plate (shielding plate, reflection plate) 6 and covers the upper portions of the light emitting elements 3a and 3b. The inner surface of the side plate 6 is a reflective surface, which prevents light from the light emitting element from leaking outside through the side plate, and allows as much light as possible from the light emitting element to be emitted from the surface of the glass cover 5. Yes.

本実施形態の発光装置は、第一の実施形態と比べた場合、蛍光体層を有していないので、発光素子3a、3b間の領域において色調が変化するという問題は生じないが、輝度が発光素子3a、3bの中心部上方、発光素子の周辺部上方および発光素子間でそれぞれ異なる。具体的には、中心部上方で最も輝度が高く、周辺部に従い低下し、発光素子間で最も低くなる。   Since the light emitting device of this embodiment does not have a phosphor layer as compared with the first embodiment, there is no problem that the color tone changes in the region between the light emitting elements 3a and 3b, but the luminance is low. The light emitting elements 3a and 3b are different from each other above the central part, above the peripheral part of the light emitting element, and between the light emitting elements. Specifically, the luminance is highest at the upper part of the central portion, decreases along the peripheral portion, and becomes lowest among the light emitting elements.

本実施形態のクラックパターンは、光出射面から見た場合には均一であるが、側面から見た場合、クラック領域の厚みが領域によって異ならせることによって上述の輝度差を解消している。具体的には、発光素子の中心部上方81では、光拡散点の数(図示する例では、厚み方向に3層)を多くし、中心部から上方に向かう光を周囲に拡散させて輝度を抑制する。また発光素子の端部上方83でも、光拡散点の数を多くし、光の拡散性によって端部上方83とそれより外側の領域との輝度差を緩和している。ただし、光拡散点の間隔を、中心部上方に設けられる光拡散点の間隔よりも広くして、光拡散による光量の低下を防止する。中央部81と端部83との間82には、両者における光拡散点数より少ない数の光拡散点を配置する。また発光素子と発光素子との間の領域84の上方は、光量の低下が最も少なくなるような光拡散点の配置とする。   The crack pattern of the present embodiment is uniform when viewed from the light emitting surface, but when viewed from the side, the above-described luminance difference is eliminated by varying the thickness of the crack region depending on the region. Specifically, the number of light diffusion points (in the example shown, three layers in the thickness direction) is increased in the upper central portion 81 of the light emitting element, and the luminance is increased by diffusing light upward from the central portion to the surroundings. Suppress. In addition, the number of light diffusion points is also increased at the upper end portion 83 of the light emitting element, and the luminance difference between the upper end portion 83 and the region outside it is reduced by the light diffusibility. However, the interval between the light diffusing points is made wider than the interval between the light diffusing points provided above the central portion to prevent the light amount from being reduced due to the light diffusion. Between the central portion 81 and the end portion 83, a smaller number of light diffusion points than the number of light diffusion points in both are disposed. Further, a light diffusion point is arranged above the region 84 between the light emitting elements so that the decrease in the amount of light is minimized.

<第三の実施形態>
本実施形態は、発光素子として、異なる色を発光する複数の発光素子を用いた発光装置に本発明を適用したものである。そのような発光装置として、例えば、図9に示すような、光源に三色光源(R/G/B)を用いた発光装置がある。図9(a)〜(d)は、緑の光源Gを二つと、赤の光源Rおよび青の光源B、合計4つの光源を配置した例で、(a)は光源の配置、(b)はクラックパターンの配置、をそれぞれ上面から見た図、(c)は光源とクラックパターンとの関係を示す図、(d)はクラックパターンの断面図である。また図9(e)〜(h)は、緑の光源G、赤の光源Rおよび青の光源B、合計3つの光源を配置した例で、(e)は光源の配置、(f)はクラックパターンの配置、をそれぞれ上面から見た図、(g)は光源とクラックパターンの関係を示す図、(h)はクラックパターンの断面図である。
<Third embodiment>
In the present embodiment, the present invention is applied to a light-emitting device using a plurality of light-emitting elements that emit different colors as light-emitting elements. As such a light emitting device, for example, there is a light emitting device using a three-color light source (R / G / B) as a light source as shown in FIG. FIGS. 9A to 9D are examples in which two green light sources G, a red light source R, and a blue light source B, a total of four light sources, are arranged. FIG. 9A shows the arrangement of the light sources, and FIG. Is a diagram of the arrangement of crack patterns as seen from above, (c) is a diagram showing the relationship between the light source and the crack pattern, and (d) is a sectional view of the crack pattern. FIGS. 9E to 9H show an example in which a total of three light sources, a green light source G, a red light source R, and a blue light source B, are arranged, (e) is the arrangement of the light sources, and (f) is a crack. FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of patterns from the top, (g) is a diagram showing the relationship between the light source and the crack pattern, and (h) is a sectional view of the crack pattern.

図9(a)〜(d)に示す例では、4つの光源の配置の中央において、最もクラック領域が厚くなるように、光拡散点を形成している。また図9(e)〜(h)に示す例では、3つの光源のそれぞれにおいて、その中心で最もクラック領域が厚くなるように、光拡散点を形成している。このように光拡散点を配置することにより、各光源を単独で駆動した場合に、発光色による輝度差をなくすことができるとともに、複数の光源の混色により発光する場合にも、所望の色調を実現することができる。   In the example shown in FIGS. 9A to 9D, the light diffusion point is formed so that the crack region is thickest at the center of the arrangement of the four light sources. In the example shown in FIGS. 9E to 9H, the light diffusion point is formed so that the crack region is thickest at the center of each of the three light sources. By arranging the light diffusing points in this way, it is possible to eliminate the luminance difference due to the emission color when each light source is driven alone, and to obtain a desired color tone even when light emission is caused by a mixture of a plurality of light sources. Can be realized.

さらに、光拡散点の数と位置を設計することにより、光の抜ける量および抜ける方向を設計することができる。これにより、多色光源の色バランス、混色割合を調整することができる。なお、多色光源の色バランスの調整については、光拡散点の形成と電気的な調整とを併せて行うこともできる。   Furthermore, by designing the number and position of the light diffusion points, the amount and direction of light leakage can be designed. Thereby, the color balance and color mixture ratio of a multicolor light source can be adjusted. Note that the adjustment of the color balance of the multicolor light source can be performed together with the formation of a light diffusion point and electrical adjustment.

<第四の実施形態>
本発明の第四の実施形態として、第一及び第二の実施形態とは異なる形状のガラスカバーを用いた発光装置について図10〜図13を参照して説明する。図10(a)は本実施形態における発光素子の配置を上面から見た図、(b)はクラック形成領域を上から見た図、(c)は発光素子とクラック形成領域の関係を示す図、(d)はクラック形成領域の断面図である。図11〜図13は、本実施形態の発光装置の断面図であり、図11は、蛍光体層がない場合、図12は、複数の発光素子の上に厚みの均一な蛍光体層を配置した場合、図13は、複数の発光素子を蛍光体樹脂で封止し、蛍光体層を形成した場合の断面図を示しており、いずれもガラスカバーの形状が平坦な板状ではなく、レンズ状である点が共通している。
<Fourth embodiment>
As a fourth embodiment of the present invention, a light emitting device using a glass cover having a shape different from those of the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. FIG. 10A is a view of the arrangement of the light emitting elements in this embodiment as viewed from above, FIG. 10B is a view of the crack formation region as viewed from above, and FIG. 10C is a diagram illustrating the relationship between the light emitting element and the crack formation region. (D) is sectional drawing of a crack formation area. 11 to 13 are cross-sectional views of the light emitting device according to the present embodiment. FIG. 11 illustrates a case where a phosphor layer is not provided. FIG. 12 illustrates that a phosphor layer having a uniform thickness is disposed on a plurality of light emitting elements. FIG. 13 shows a cross-sectional view when a plurality of light emitting elements are sealed with a phosphor resin to form a phosphor layer, and the glass cover is not a flat plate, but a lens. The point which is a shape is common.

図10に示す発光装置は、2つの発光素子の上に、それを覆うようにクラック形成領域が形成されている。図10(d)では、発光素子の端部及び2つの発光素子間で厚くなるようにクラックが形成されている場合を示しているが、クラック形成領域の形状や大きさは、種々の変更が可能である。   In the light emitting device shown in FIG. 10, a crack forming region is formed on two light emitting elements so as to cover them. FIG. 10D shows the case where a crack is formed so as to be thicker between the end portion of the light emitting element and the two light emitting elements, but various changes can be made to the shape and size of the crack forming region. Is possible.

例えば、図11に示す発光装置110は、蛍光体層を有していないので、主として、発光素子の配置に関連する輝度むらを解消するクラック形成パターンが形成される。従って、そのパターンは、図8に示したパターンと同様であり、光出射面側から見たときに均一であり、面方向の位置によって、クラックの厚み方向の点数が異なるパターンが形成されている。   For example, since the light emitting device 110 shown in FIG. 11 does not have a phosphor layer, a crack formation pattern that mainly eliminates luminance unevenness related to the arrangement of the light emitting elements is formed. Therefore, the pattern is the same as the pattern shown in FIG. 8, and is uniform when viewed from the light emitting surface side, and a pattern having different points in the thickness direction of the crack is formed depending on the position in the surface direction. .

図12に示す発光装置120は、蛍光体層をガラスカバーの下面に膜状に配置した発光装置であり、発光素子の中心と周辺部との輝度差および発光素子と発光素子との間の蛍光体層の領域に生じる色むらを解消するクラック形成パターンが形成される。従って、そのパターンは、図4に示したパターンと同様であり、各発光素子の中心部上方に、中心部の厚みが最も厚く周辺に向かって薄くなる円盤状のクラック領域が設けられる。また発光素子と発光素子との間の領域上方には、領域の境界上の光拡散性を高め、境界が目立たなくなるようなクラックパターンが形成される。具体的には、図示するように、境界上方で厚みが最も厚く、領域中心に向かって薄くなるようクラックパターンが形成される。或いは図5に示すように、領域と平行な扁平な三角柱形状のクラック領域を設けてもよい。   A light-emitting device 120 illustrated in FIG. 12 is a light-emitting device in which a phosphor layer is arranged in a film shape on the lower surface of a glass cover, and the luminance difference between the center and the periphery of the light-emitting element and the fluorescence between the light-emitting element and the light-emitting element. A crack formation pattern that eliminates the color unevenness that occurs in the region of the body layer is formed. Therefore, the pattern is the same as the pattern shown in FIG. 4, and a disc-shaped crack region in which the thickness of the central portion is the thickest and becomes thinner toward the periphery is provided above the central portion of each light emitting element. In addition, a crack pattern is formed above the region between the light emitting elements so as to enhance the light diffusibility on the boundary between the regions and make the boundary inconspicuous. Specifically, as shown in the figure, the crack pattern is formed so that the thickness is thickest above the boundary and becomes thinner toward the center of the region. Alternatively, as shown in FIG. 5, a flat triangular prism-shaped crack region parallel to the region may be provided.

図13に示す発光装置130は、発光素子を蛍光体含有樹脂で封止した構造の発光装置であり、蛍光体量が最も多くなる発光装置の中心部分において、光拡散性が最も高くなるようなクラックパターンを形成している。またガラスカバーがレンズ状であって厚みの制約が少ないという利点を生かし、厚み方向に2段のクラック領域505、506を設けている。ガラスカバーの厚み方向下側に広がりが大きいクラック領域505を配置し、全体としての輝度むらを解消し、厚み方向上側に広がりの小さいクラック領域506を配置し、蛍光体量が最も多い中心部分における色調の異なる発色を拡散し、色むらを解消している。なお、このタイプの発光装置であっても、図12に示す発光装置120のガラスカバーと同様のクラックパターンとすることも可能である。   A light-emitting device 130 shown in FIG. 13 is a light-emitting device having a structure in which a light-emitting element is sealed with a phosphor-containing resin, and has the highest light diffusibility at the central portion of the light-emitting device with the largest amount of phosphor. A crack pattern is formed. Further, taking advantage of the fact that the glass cover is lens-shaped and there are few restrictions on the thickness, two crack regions 505 and 506 are provided in the thickness direction. A crack region 505 having a large spread is arranged on the lower side in the thickness direction of the glass cover to eliminate luminance unevenness as a whole, and a crack region 506 having a small spread is arranged on the upper side in the thickness direction. Diffusing color development with different color tones, eliminating uneven color. Note that even this type of light-emitting device can have a crack pattern similar to that of the glass cover of the light-emitting device 120 shown in FIG.

<第五の実施形態>
以上、説明した第一から第四の実施形態は、主として、色むらや輝度むらの解消を目的とするクラックパターンが形成されたガラスカバーを持つ発光装置について説明したが、本発明は、色むらや輝度むらの解消のみならず、配光性や演色性を高めることを目的とする発光装置にも適用することが可能である。そのような実施形態を図14(a)〜(d)に示す。図14では、図8と同様の蛍光体層を有しないタイプの発光装置を例示しているが、本実施形態は、いずれのタイプの発光装置にも適用することができる。
<Fifth embodiment>
The first to fourth embodiments described above have mainly described the light-emitting device having a glass cover on which a crack pattern for the purpose of eliminating color unevenness and luminance unevenness has been described. In addition to eliminating unevenness of brightness and brightness, the present invention can be applied to a light-emitting device intended to improve light distribution and color rendering. Such an embodiment is shown in FIGS. FIG. 14 illustrates a light emitting device of a type that does not have the same phosphor layer as that in FIG. 8, but this embodiment can be applied to any type of light emitting device.

ガラスカバーに形成されたクラックは、光拡散点として機能するのに加え、ガラスカバーに外から入射する光を拡散することによって、それ自体が発光しているように見える。図14(a)に示す発光装置140は、発光素子周辺部の輝度むらを解消するクラックパターンと組み合わせて、ガラスカバーの板面と平行な面の全面にクラックを形成し、意匠的効果を生じさせたものである。
また図14(b)〜(d)に示す発光装置160は、発光素子周辺部の輝度むらを解消するクラックパターンの、ガラスカバーの厚み方向の位置を異ならせている。クラックパターンを形成する厚み方向の位置が異なることによって、ガラスカバー内部への外光の取り込み具合が変化し、異なる意匠的効果を得ることができる。
In addition to functioning as a light diffusion point, the crack formed in the glass cover appears to emit light by diffusing light incident on the glass cover from the outside. The light-emitting device 140 shown in FIG. 14A is combined with a crack pattern that eliminates uneven brightness around the light-emitting element, and forms a crack on the entire surface parallel to the plate surface of the glass cover, resulting in a design effect. It has been made.
In addition, in the light emitting device 160 shown in FIGS. 14B to 14D, the positions of the cracks in the thickness direction of the glass cover of the crack pattern that eliminates the luminance unevenness around the light emitting element are different. When the position in the thickness direction for forming the crack pattern is different, the external light is taken into the glass cover, and different design effects can be obtained.

次に本発明の発光装置の製造方法を、LED素子を用いた発光装置を例に説明する。図15は、製造方法の手順の一実施例を示すフローである。   Next, a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention will be described by taking a light emitting device using an LED element as an example. FIG. 15 is a flowchart showing an embodiment of the procedure of the manufacturing method.

まず複数の発光素子の配列に対応して、発光素子接続用の電極部が形成された基板1に、発光素子を接続し、発光素子の2つの電極と基板に形成された電極部にそれぞれ接続する(ステップ151)。発光素子と基板1との接続は、発光素子のタイプによって異なり、接着剤によって発光素子を基板に固定するとともにワイヤーボンディングを用いて電極の電気的接続を図る場合や、金バンプ等の導電性材料で電気的な接続と固定とを同時に実現する場合などがあり、発光素子のタイプに応じて選択される。   First, corresponding to the arrangement of a plurality of light emitting elements, the light emitting elements are connected to the substrate 1 on which the electrode portions for connecting the light emitting elements are formed, and connected to the two electrodes of the light emitting elements and the electrode portions formed on the substrate, respectively. (Step 151). The connection between the light emitting element and the substrate 1 varies depending on the type of the light emitting element. When the light emitting element is fixed to the substrate with an adhesive and the electrode is electrically connected using wire bonding, or a conductive material such as a gold bump. In some cases, electrical connection and fixation are realized at the same time, and it is selected according to the type of the light emitting element.

次に発光素子の通電チェックを行ない、前工程で行なわれたダイボンディングおよびワイヤーボンディングやLED素子に不良がないかを確認し、不良がないことが確認された後、発光素子の上に蛍光体含有樹脂(接着剤)を塗布する(ステップ152)。   Next, the current-carrying check of the light-emitting element is performed, and it is confirmed that there is no defect in the die bonding and wire bonding performed in the previous process and the LED element. After confirming that there is no defect, the phosphor is placed on the light-emitting element. The containing resin (adhesive) is applied (step 152).

ステップ151で作成された発光装置に対応するサイズのガラスカバーに、レーザ刻印機を用いて、光源に合わせたクラックパターンを形成する(ステップ153)。クラックパターンは、例えば、予め同サイズの発光素子について、その中央部と周辺部との輝度差や発光素子の上方部分と発光素子間の領域の上方部分との色調差を測定しておき、その測定値をもとに設計されたクラックパターンとすることができる。例えば、図4に示すようなクラックパターンである。或いは、ステップで蛍光体層を形成した後に、再度、発光素子に通電し、輝度および色調の計測を行い、その結果を用いてもよい。このようなクラックパターンが形成されたガラスカバーをステップで作成された発光装置の蛍光体含有接着剤の上に配置する(ステップ154)。次いで蛍光体含有接着剤を硬化させる(ステップ155)。   A crack pattern matching the light source is formed on the glass cover having a size corresponding to the light emitting device created in step 151 using a laser engraving machine (step 153). For example, for a light emitting element of the same size, the crack pattern is measured in advance by measuring the luminance difference between the central part and the peripheral part and the color difference between the upper part of the light emitting element and the upper part of the area between the light emitting elements. It can be set as the crack pattern designed based on the measured value. For example, a crack pattern as shown in FIG. Alternatively, after forming the phosphor layer in the step, the light emitting element may be energized again to measure the luminance and the color tone, and the result may be used. The glass cover on which such a crack pattern is formed is placed on the phosphor-containing adhesive of the light emitting device created in the step (step 154). Next, the phosphor-containing adhesive is cured (step 155).

その後、発光装置に通電し、さらに輝度むらや色むらを検査する(ステップ156)。検査の結果、必要であれば、例えば輝度が高すぎる部分に追加のクラックを形成する、色むらが目立つ部分の境界に追加のクラックを形成する、等の処理を行い、最終的に色むら、輝度むらが改善された発光装置を得る(ステップ157、158)。この場合、クラックの形成は、ガラスカバーの内部に焦点を合わせたレーザ照射であるため、クラック形成時に発光素子やその上の蛍光体層に損傷を与えることがなく、所望の位置にクラック形成できる。   Thereafter, the light emitting device is energized, and the luminance unevenness and the color unevenness are inspected (step 156). As a result of the inspection, if necessary, for example, an additional crack is formed in a portion where the luminance is too high, an additional crack is formed in the boundary of the portion where the color unevenness is conspicuous, and finally the color unevenness, A light emitting device with improved luminance unevenness is obtained (steps 157 and 158). In this case, since the crack is formed by laser irradiation focused on the inside of the glass cover, the crack can be formed at a desired position without damaging the light emitting element and the phosphor layer thereon. .

本実施例によれば、予め測定された色むらや輝度むらをもとに光拡散点のパターンが形成されたガラスカバーを用いて発光装置を製造し、完成後の発光装置について、さらに発光素子のバラツキ等に起因する色むらや輝度むらを改善することができるので、極めて演色性に優れた発光装置を製造することができる。   According to this embodiment, a light emitting device is manufactured using a glass cover in which a pattern of light diffusion points is formed based on color unevenness and luminance unevenness measured in advance, and the light emitting device after completion is further provided with a light emitting element. Therefore, it is possible to improve color unevenness and brightness unevenness due to variations in color, and thus a light emitting device with extremely excellent color rendering can be manufactured.

なお、以上の説明では、ガラスカバーとして、予めクラックパターンが形成されたものを用いる場合を説明したが、ステップ154では、クラックパターンが全く形成されていないガラスカバーを用い、ステップ156の光学検査後にクラックパターンを形成するようにしてもよい。すなわち、ステップ153を省略してもよい。この場合には、図4に示すようなクラックパターンの形成と個々の発光素子のバラツキ改善のためのクラック形成とが同時に行われる。   In the above description, the case where a glass cover having a crack pattern formed in advance is used as the glass cover. However, in step 154, a glass cover in which no crack pattern is formed is used, and after the optical inspection in step 156. A crack pattern may be formed. That is, step 153 may be omitted. In this case, the formation of a crack pattern as shown in FIG. 4 and the formation of a crack for improving the variation of individual light emitting elements are performed simultaneously.

また以上の説明では、発光素子を封止する蛍光体層が設けられている発光装置について説明したが、図7に示すような発光素子の上に蛍光体層が載置されているタイプの発光装置や図8に示すような蛍光体層を備えないタイプの発光装置、或いはガラスカバーが平板状ではなく、図10〜図13に示すようなレンズ状のものであっても同様に適用することができる。   In the above description, the light emitting device in which the phosphor layer for sealing the light emitting element is provided has been described. However, the type of light emission in which the phosphor layer is placed on the light emitting element as shown in FIG. The same applies to the light emitting device of the type not equipped with the phosphor layer as shown in FIG. 8 or the lens cover as shown in FIGS. Can do.

本発明によれば、輝度むらや色むらのない演色性に優れた発光装置を提供することができる。また本発明によれば、発光装置の組み立て後に、輝度むらや色むらを解消することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device excellent in the color rendering property without a brightness nonuniformity and color nonuniformity can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to eliminate luminance unevenness and color unevenness after the light emitting device is assembled.

1・・・基板、3、3a、3b・・・発光素子、4、40・・・蛍光体層、5・・・ガラスカバー、50・・・マイクロクラック、501〜506・・・クラックパターン、10、100、110、120、130、140、150、160・・・発光装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 3, 3a, 3b ... Light emitting element 4, 40 ... Phosphor layer, 5 ... Glass cover, 50 ... Micro crack, 501-506 ... Crack pattern, 10, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160...

Claims (9)

光源と、光源の上に配置された透光性部材とを備え、前記光源と反対側の透光性部材の面を光出射面とする発光装置であって、
前記透光性部材は、その内部に、複数のマイクロクラックからなる光散乱部が偏在して設けられていることを特徴とする発光装置。
A light-emitting device comprising a light source and a translucent member disposed on the light source, the light-emitting surface being a surface of the translucent member opposite to the light source,
The light-transmitting member is characterized in that a light scattering portion including a plurality of microcracks is unevenly distributed therein.
光源と、光源の上に配置された透光性部材とを備えた発光装置であって、
前記透光性部材は、その内部に、レーザ照射により形成された複数の光散乱点からなる光散乱部が偏在して設けられていることを特徴とする発光装置。
A light emitting device comprising a light source and a translucent member disposed on the light source,
The light-transmitting member is characterized in that a light-scattering portion including a plurality of light-scattering points formed by laser irradiation is unevenly provided in the translucent member.
請求項1又は2に記載の発光装置であって、
前記光源は、1ないし複数のLED素子と、当該LED素子を覆う蛍光体層とを備え、前記透光性部材は、前記蛍光体層の上に配置されていることを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1 or 2,
The light source includes one or more LED elements and a phosphor layer covering the LED elements, and the light-transmitting member is disposed on the phosphor layer.
請求項1ないし3いずれか1項に記載の発光装置であって、
前記光源が配置される面に垂直な方向を主出射方向とするとき、前記透光性部材を主出射方向に沿って投影した仮想投影面において、前記光散乱部の存在する部分が偏在していることを特徴とする発光装置。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 3,
When a direction perpendicular to the surface on which the light source is arranged is a main emission direction, a portion where the light scattering portion is present is unevenly distributed on a virtual projection surface obtained by projecting the translucent member along the main emission direction. A light emitting device characterized by comprising:
請求項1ないし4いずれか1項に記載の発光装置であって、
前記光源が配置される面に垂直な方向を主出射方向とするとき、前記透光性部材を主出射方向と直交する一つの方向に沿って投影した仮想投影面において、前記光散乱部の存在する部分が偏在していることを特徴とする発光装置。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 4,
Existence of the light scattering portion on a virtual projection plane obtained by projecting the translucent member along one direction orthogonal to the main emission direction when a direction perpendicular to the surface on which the light source is disposed is a main emission direction A light emitting device characterized in that a portion to be distributed is unevenly distributed.
請求項1ないし5いずれか1項に記載の発光装置であって、
前記光源が配置される面に垂直な方向を主出射方向とするとき、前記透光性部材を主出射方向に沿って投影した仮想投影面において、全面に前記光散乱部が存在することを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to any one of claims 1 to 5,
When the direction perpendicular to the surface on which the light source is disposed is a main emission direction, the light scattering portion is present on the entire surface of the virtual projection surface obtained by projecting the translucent member along the main emission direction. A light emitting device.
請求項1または2に記載の発光装置の製造方法であって、
基板上に1ないし複数の光源を配置するステップと、
透光性部材の内部に、前記光源の配置に基づき、光散乱部を形成するステップと、
光源の上に、光散乱部を形成した透光性部材を配置するステップと、
を含む発光装置の製造方法。
A method for manufacturing a light emitting device according to claim 1 or 2,
Placing one or more light sources on a substrate;
A step of forming a light scattering portion inside the translucent member based on the arrangement of the light sources;
Placing a light transmissive member having a light scattering portion on the light source;
A method for manufacturing a light-emitting device including:
請求項1または2に記載の発光装置の製造方法であって、
基板上に1ないし複数の光源を配置するステップと、
光源の上に、透光性部材を配置するステップと、
透光性部材を配置した後の光源の輝度及び/又は色度を計測するステップと、
輝度及び/又は色度の計測結果に基づき、光源上に配置された透光性部材の内部に、光散乱部を形成するステップと、
を含む発光装置の製造方法。
A method for manufacturing a light emitting device according to claim 1 or 2,
Placing one or more light sources on a substrate;
Placing a translucent member on the light source;
Measuring the luminance and / or chromaticity of the light source after placing the translucent member;
Forming a light scattering portion inside the translucent member disposed on the light source based on the measurement result of the luminance and / or chromaticity;
A method for manufacturing a light-emitting device including:
請求項7又は8に記載の発光装置の製造方法であって、さらに、
発光装置の組み立て後に、発光装置の輝度及び/又は色度を計測するステップと、
輝度及び/又は色度の計測結果に基づき、光源上に配置された透光性部材の内部に、光散乱部を追加形成するステップと、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 7 or 8, further comprising:
Measuring the luminance and / or chromaticity of the light emitting device after the light emitting device is assembled;
A step of additionally forming a light scattering portion inside the translucent member disposed on the light source based on the measurement result of luminance and / or chromaticity;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising:
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