JP2013012607A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光取出効率を高めることができる発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１は、素子搭載基板２０と、素子搭載基板２０に搭載されたＬＥＤ素子２１と、ＬＥＤ素子２１を封止する封止部材２２と、ＬＥＤ素子２１から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発する蛍光体層２３とを有する発光部２を備え、発光部２は、蛍光体層２３が封止部材２２の外部であって、ＬＥＤ素子２１の発光面に対向する面内に外部領域側の蛍光体層２３０として配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばガラスからなる封止部材によって封止された発光素子を備えた発光装置に関する。

周知のように、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）素子から発せられる光と、この光で蛍光体が励起されて発する波長変換光との混合により白色光を得ることができる発光装置が実用化されている。

従来、この種の発光装置には、蛍光体含有のガラスからなる封止部材と、この封止部材によって封止されたＬＥＤ素子とを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

このような発光装置においては、例えばＬＥＤ素子として青色光を発する青色ＬＥＤ素子であるとともに、蛍光体として青色光で励起されて黄色光を発する黄色蛍光体であると、ＬＥＤ素子から発せられる青色光とこの青色光で蛍光体が励起されて発する黄色の波長変換光との混合により白色光が得られる。

特開２００８−７１８３７号公報

しかしながら、特許文献１に示す発光装置によると、封止部材に含有される蛍光体の容積濃度が高く、このためＬＥＤ素子から発せられる多くの光が蛍光体での反射によってＬＥＤ素子に戻り、外部に出射される光が少なくなり、光取出効率が低下するという問題があった。

従って、本発明の目的は、光取出効率を高めることができる発光装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（１４）の発光装置を提供する。

（１）素子搭載基板と、前記素子搭載基板に搭載された発光素子と、前記発光素子を封止する封止部材と、前記発光素子から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発する蛍光体層とを有する発光部を備え、前記発光部は、前記蛍光体層が前記封止部材の外部であって、前記発光素子の発光面に対向する面内に外部領域側の蛍光体層として配置されている発光装置。

（２）上記（１）に記載の発光部と、前記発光部を実装する実装部と、前記発光部を収容する収容孔を有する導光部とを備え、前記導光部は、その厚さ方向と略平行な領域を含む内面を前記収容孔が有するとともに、前記実装部側の端面から他方側の端面に向かって開口し、前記発光部は、前記導光部の厚さ方向に平行な光軸を有し、前記素子搭載基板を前記実装部側に向けて配置され、前記収容孔の前記内面側に光を放射する発光装置。

（３）上記（２）に記載の発光装置において、前記導光部は、前記実装部側の端面に対する前記収容孔の前記内面の角度をαとし、屈折率をｎとしたとき、９０°−ｓｉｎ^−１[｛ｓｉｎ（９０°−α）｝／ｎ_１]＋α≧ｓｉｎ^−１（１／ｎ_１）の式を満たす発光装置。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の発光装置において、前記発光部は、前記外部領域側の蛍光体層の外側に光反射層が配置されている。

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の発光装置において、前記発光部は、前記封止部材が光拡散性を有しない透明材料によって形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。

（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置において、前記発光部は前記封止部材が柱形状である。

（７）上記（６）に記載の発光装置において、前記発光部は、前記封止部材の側面の発光面積が前記封止部材の前記他方側の端面の面積の２倍以上である。

（８）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の発光装置において、前記発光部は、前記蛍光体層が前記外部領域側の蛍光体層を含む複数の蛍光体層を含む複数の蛍光体層からなり、前記複数の蛍光体層が互いに平行な層として配置されている。

（９）上記（８）に記載の発光装置において、前記発光部は、前記複数の蛍光体層に前記発光素子と前記外部領域側の蛍光体層との間に介在する内部領域側の蛍光体層が含まれている。

（１０）上記（８）又は（９）に記載の発光装置において、前記発光部は、前記複数の蛍光体層に前記素子搭載基板に形成された素子側の蛍光体層が含まれている。

（１１）上記（８）乃至（１０）のいずれかに記載の発光装置において、前記発光部は、前記複数の蛍光体層のうち少なくとも１つの蛍光体層に蛍光体の存在しない領域が形成されている。

（１２）上記（２）に記載の発光装置において、前記導光部は、前記外部領域側の蛍光体層を含む透明部材を有し、前記透明部材が前記外部領域側の蛍光体層の外側層面を覆い前記収容孔の開口側端面に配置されている。

（１３）上記（２）に記載の発光装置において、前記導光部は、前記蛍光体層を含む透明部材を有し、前記透明部材が前記蛍光体層の内側層面を覆い前記収容孔の開口側端面に配置されている。

（１４）上記（２），（１２）又は（１３）に記載の発光装置において、前記導光部は、前記実装部側に光反射部が配置されている。

本発明によれば、光取出効率を高めることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の外観を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の実装状態を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の回路パターンを説明するために模式化して示す下面図。（ａ）は表面パターンを、また（ｂ）は裏面パターンをそれぞれ示す。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の発光素子を示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部から光を発した場合のその進行を説明するために模式化して示す平面図。（ａ）は本実施例を、また（ｂ）及び（ｃ）は比較例をそれぞれ示す。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の製造方法を説明するために示す断面図。（ａ）は封止前ガラスの形成工程を、（ｂ）は外部領域側の蛍光体層の形成工程を、（ｃ）は素子搭載基板の形成工程を、また（ｄ）素子側の蛍光体層の形成工程をそれぞれ示す。 （ｅ）〜（ｈ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の製造方法を説明するために示す断面図。（ｅ）はＬＥＤ素子の搭載工程を、（ｆ）及び（ｇ）はＬＥＤ素子の封止工程を、また（ｈ）は発光部集合体の切断工程をそれぞれ示す。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の変形例を示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の他の配置例（１）を示す平面図。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の他の配置例（２）を示す平面図とＢ−Ｂ断面図とＣ−Ｃ断面図。（ａ）は平面図を、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図を、また（ｃ）はＣ−Ｃ断面図をそれぞれ示す。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の他の配置例（３）を示す平面図とＥ−Ｅ断面図。（ａ）は平面図を、また（ｂ）はＥ−Ｅ断面図をそれぞれ示す。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における発光部の他の配置例（４）を示す平面図。 （ａ）及び（ｂ）は、図１１の発光装置における実装基板を示す平面図と断面図。（ａ）は平面図を、また（ｂ）は断面図をそれぞれ示す。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置に放熱機能を備えた場合について説明するために示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、図１４の放熱パターン層を説明するために示す平面図。（ａ）及び（ｂ）は放熱パターン層の形状を、また（ｃ）は素子搭載基板をそれぞれ示す。 本発明の第１の実施の形態に係る発光装置における導光部の変形例を説明するために示す断面図。 本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、本実施例及び他の実施例における図１７のＦ−Ｆ断面図。（ａ）は本実施例を、また（ｂ）は他の実施例をそれぞれ示す。 本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の変形例を示す断面図。 本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す断面図。

[第１の実施の形態]
以下、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置につき、図面を参照して詳細に説明する。

（発光装置の全体構成）
図１は発光装置の全体を示す。図１に示すように、発光装置１は、直線方向に等間隔をもって並列する複数の発光部２と、複数の発光部２の光を所定の方向に導く導光部３と、複数の発光部２を実装する実装部４から大略構成されている。

（発光部２の構成）
図２は発光部の収容状態を示す。図３は発光部の実装状態を示す。図４（ａ）及び（ｂ）は素子搭載基板の回路パターンを示す。図５は発光素子を示す。図６（ａ）〜（ｃ）は発光素子からの光の進行パターン例を示す。図２及び図３に示すように、発光部２は、素子搭載基板２０と、素子搭載基板２０に搭載された発光素子としてのＬＥＤ素子２１と、ＬＥＤ素子２１を封止する封止部材２２と、ＬＥＤ素子２１から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発する蛍光体層２３とを有し、実装部４の実装面４ａに実装されている。

また、発光部２は、実装部４の実装面４ａに対して垂直な光軸をもち、この光軸に対して略３０°〜４５°傾斜した方向で光強度が最大となる配光特性を有する。そして、発光部２は、電圧の印加によってＬＥＤ素子２１から青色光を発し、一部を蛍光体層２３によって波長変換光としての黄色光に変換した後、青色光と黄色光との混合によって得られた白色光を青色光及び黄色光と共に封止部材２２の側面２２Ｂから封止部材２２外に放射するように構成されている。

素子搭載基板２０は、熱膨張率を例えば７×１０^−６／℃とする酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）のセラミックス材料からなる平面略正方形状の板部材によって形成されている。素子搭載基板２０の材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３の他に、シリコン（Ｓｉ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）あるいは白色樹脂が用いられる。素子搭載基板２０の厚さは例えば約０．２５ｍｍに、また一辺が例えば約０．７ｍｍにそれぞれ設定されている。

素子搭載基板２０の素子搭載面（表面）２０ａには、図３及び図４に示すように、ＬＥＤ素子２１のｐ側パッド電極２１０ａ（後述）に接続する表面パターン２００、及びｎ側電極２１１（後述）に接続する表面パターン２０１が設けられている。素子搭載基板２０の実装側面（裏面）２０ｂには、ＬＥＤ素子２１に対して電源電圧を供給するための裏面パターン２０２，２０３が設けられている。

表面パターン２００と裏面パターン２０２とは素子搭載基板２０を貫通するビアホール２０４内に充填されたビアパターン２０５により、また表面パターン２０１と裏面パターン２０３とは素子搭載基板２０を貫通するビアホール２０６内に充填されたビアパターン２０７によりそれぞれ電気的に接続されている。表面パターン２００及び裏面パターン２０２はビアパターン２０５に、また表面パターン２０１及び裏面パターン２０３はビアパターン２０７にそれぞれ例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属によって一体に形成されている。

なお、表面パターン２００，２０１及び裏面パターン２０２，２０３の表面には、ニッケル（Ｎｉ），アルミニウム（Ａｌ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）などの材料による単数又は複数の金属層あるいは半田材料による金属層が必要に応じて形成される。

図４及び図５に示すように、ＬＥＤ素子２１は、ｐ側電極２１０及びｎ側電極２１１を有し、ｐ側電極２１０（ｐ側パッド電極２１０ａ）を表面パターン２００に、またｎ側電極２１１を表面パターン２０１にそれぞれバンプ２１２を介してフリップチップ接続することにより素子搭載基板２０における素子搭載面２０ａの略中央部に搭載されている。ＬＥＤ素子２１としては、熱膨張率を例えば７×１０^−６／℃とする平面略正方形状の青色ＬＥＤ素子が用いられる。ＬＥＤ素子２１の厚さは例えば約０．１ｍｍに、また一辺は例えば約０．３４ｍｍにそれぞれ設定されている。

そして、ＬＥＤ素子２１は、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる基板２１３の表面にIII族窒化物系半導体を例えば７００℃の温度でエピタキシャル成長させることにより、バッファ層２１４，ｎ型半導体層２１５，発光層としてのＭＱＷ（Multiple Quantum Well：重量子井戸）層２１６，及びｐ型半導体層２１７が順次形成され、発光面２１８からピーク発光波長が例えば４６０ｎｍ〜４６３ｎｍである青色光を発するように構成されている。ＬＥＤ素子２１は、その耐熱温度は６００℃以上であり、後述する低融点のガラスを用いた素子封止加工における加工温度に対して安定である。

ｐ側電極２１０は、ｐ側パッド電極２１０ａを有し、ｐ型半導体層２１７の裏面に設けられている。ｎ側電極２１１は、ｐ型半導体層２１７からＭＱＷ層２１６及びｎ型半導体層２１５にわたってその一部にエッチング処理を施すことにより露出した部位（ｎ型半導体層２１５）に設けられている。ｐ側電極２１０の材料としては例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の酸化物からなる透明導電性材が、またｐ側パッド電極２１０ａ及びｎ側電極２１１の材料としては例えばＮｉ／Ａｕ，Ａｌ等の金属がそれぞれ用いられる。

封止部材２２は、平面（端面２２Ａ）を略正方形とするとともに、側面を長方形とする直方体状の透明ガラスからなり、各側面２２Ｂが素子搭載基板２０の側面と同一面上に配置され、かつ素子搭載基板２０の素子搭載面２０ａに熱融着されている。封止部材２２の厚さは例えば０．６ｍｍに、また一辺は０．７ｍｍに設定されている。

封止部材２２の材料としては、ゾルゲル反応を利用して形成されたガラスと異なり、例えば屈折率ｎをｎ＝１．７とするＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系熱融着ガラスが用いられる。熱融着ガラスとしては例えば屈折率が１．７のＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｎｂ_２Ｏ_５−Ｎａ_２Ｏ−Ｌｉ_２Ｏ系でもよい。熱融着ガラスの組成は、Ｌｉ_２ＯあるいはＮａ_２Ｏの成分を含有しない組成でもよく、ＺｒＯ_２，ＴｉＯ_２の成分を含有する組成でもよい。

また、封止部材２２の材料としては、例えば熱膨張率を６×１０^−６／℃とし、素子搭載基板２０及びＬＥＤ素子２１の熱膨張率の２倍よりも小さい熱膨張率をもつ材料であることが望ましい。これは、封止部材２２の熱膨張率が素子搭載基板２０及びＬＥＤ素子２１の熱膨張率の２倍を超えると、封止部材２２の剥離，クラック等が生じ易くなることから、封止部材２２の熱膨張率を素子搭載基板２０及びＬＥＤ素子２１の熱膨張率の２倍よりも小さくし、封止部材２２の剥離，クラック等の発生を抑制するためである。

上記した封止部材２２は、素子搭載基板２０と平行な平面を略正方形とする場合について説明したが、ＬＥＤ素子から封止部材界面へ至る光が全反射を生じない屈折率や形状とすることが望ましく、四角形以上の多角形である平面六角形，平面五角形あるいは平面円形とすることが望ましい。これは、図６（ａ）に示す平面六角形状の封止部材２２である場合、及び図６（ｂ）に示す平面五角形状の封止部材２２である場合に、図６（ｃ）に示す平面正方形状の封止部材２２である場合と比べて封止部材２２の内部で反射される光の割合が低くなり、ＬＥＤ素子２１の光を封止部材２２から効率よく出射させることができるからである。

この場合、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、封止部材２２の端面（熱融着側端面と反対側の端面）２２Ａが六角形，五角形であると、その頂面付近に進んだ光の入射角α，βの最大値が端面２２Ａを四角形とする場合と比べて小さくなる。（ａ）の正六角形では、ＬＥＤ素子から封止部材界面への入射角は３０°以内となる。封止部材の屈折率が２．０のときの空気への臨界角が３０°であり、封止部材の屈折率が２．０未満であれば素子搭載基板２０と平行な面方向では閉込モード光を生じないものとできる。（ｂ）は右半分が正六角形、左半分が正方形の五角形であり、この形状では右半分は（ａ）と同じで、ＬＥＤ素子から左方向へ反射された光は一部が全反射し、右方向へ外部反射される。これは、特定の方向の導光部の照度を高めた場合や図１１のように導光部の端部に発光部を備える場合に適する。これに対して、図６（ｃ）に示すように、封止部材２２の端面２２Ａが正方形であると、屈折率が１．５のとき空気の臨界角が４５°となるので、封止部材の屈折率がこれ以上のときには、その頂点に近い方向に進んだ光は側面２２Ｂで内部反射する割合が高く、側面２２Ｂで内部反射した光はさらに別の側面２２Ｂで内部反射し、蛍光体や素子搭載基板２０で散乱反射しなければ外部へ放出されない閉込モード光となり、封止部材２２の外部に出射するまでに内部で複数回の反射を繰り返すことがある。

蛍光体層２３は、図３に示すように、外部領域側の蛍光体層２３０及び素子側の蛍光体層２３１を有し、ＬＥＤ素子２１から発せられる光の波長を変換する蛍光体を含有する。蛍光体としては、例えばＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体，珪酸塩蛍光体，窒化物蛍光体あるいは硫化物蛍光体等を用いることができる。本実施の形態では、ＬＥＤ素子２１が青色光を発し、この青色光によって励起された蛍光体層２３の蛍光体が黄色光を発し、これら青色光と黄色光との混色によって白色光を得ている。

なお、紫外光を発するＬＥＤ素子と、紫外光によって励起される赤色蛍光体，緑色蛍光体，及び青色蛍光体との組み合わせにより白色光を得るようにしてもよい。

外部領域側の蛍光体層２３０は、封止部材２２の外部であって、ＬＥＤ素子２１の発光面２１８（図５に示す）に対向する面内に配置され、かつ封止部材２２の端面２２Ａに例えばＳｉＯ_２系のコーティング材料に分散し、このコーティング材料によってガラスに接着されている。そして、外部領域側の蛍光体層２３０は、封止部材２２の外部領域側でＬＥＤ素子２１の青色光を受けて励起されることにより黄色光を発し、封止部材２２内に放射するように構成されている。外部領域側の蛍光体層２３０において、ＬＥＤ素子２１からの光をできるだけ反射するには、その母材として封止部材２２の屈折率よりも小さい屈折率をもつ材料であることが望ましい。一方、反射させずにＬＥＤ素子２１の光の蛍光体層２３０への到達の確率を高めるために、封止部材２２の屈折率よりも小さい屈折率のＳｉＯ_２系のコーティング材料に代えて例えば封止部材２２と同等の屈折率のＡｌ_２Ｏ_３系，封止部材２２よりも大きな屈折率のＴｉＯ_２系のコーティング材料を用いてもよい。

素子側の蛍光体層２３１は、素子搭載基板２０の素子搭載側領域であって、素子搭載部（バンプ２１２の形成領域）を除く領域を素子搭載基板２０の素子搭載面２０ａ上で覆う位置に配置され、かつ素子搭載基板２０の素子搭載面２０ａに例えばスクリーン印刷等によって形成されている。そして、素子側の蛍光体層２３１は、素子側でＬＥＤ素子２１の青色光を受けて励起されることにより黄色光を発し、封止部材２２内に放射するように構成されている。

次に、本実施の形態に示す発光部２を製造する方法につき、図７Ａ（ａ）〜（ｄ）及び図７Ｂ（ｅ）〜（ｈ）を用いて説明する。図７Ａ（ａ）〜（ｄ）及び図７Ｂ（ｅ）〜（ｈ）は発光部の製造手順を示す。

本実施の形態に示す発光部２の製造方法は、「封止前ガラスの形成」，「外部領域側の蛍光体層の形成」，「素子搭載基板の形成」，「素子側の蛍光体層の接着」，「ＬＤＥ素子の搭載」，「ＬＥＤ素子の封止」及び「発光部集合体の切断」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。なお、本製造方法は一例であり、各工程の順序についても適宜変更することが可能である。

「封止前ガラスの形成」
先ず、封止部材２２（図３に示す）となるガラスの成分である酸化物粉末を１２００℃に加熱して溶融し、この溶融状態で攪拌する。次いで、溶融状態の酸化物粉末を固化する。しかる後、図７Ａ（ａ）に示すように、封止部材２２の厚さに対応する厚さに切断して封止前ガラス２２０を形成してから、ＬＥＤ素子２１（図２に示す）のサイズに対応する空間サイズをもつ凹部２２０ａを封止前ガラス２２０に形成する。

「外部領域側の蛍光体層の形成」
図７Ａ（ｂ）に示すように、封止前ガラス２２０の端面２２０ｂ（凹部２２０ａ側の端面と反対側の端面）全体に蛍光体を分散させたＳｉＯ_２系のコーティング材料によって外部領域側の蛍光体層２３０を形成する。蛍光体層２３０のコーティング材料としては、ＳｉＯ_２系のコーティング材料に代えてセルロース系の材料を用いてもよい。セルロースは高温で分解し消失するため、蛍光体層は母材なしで形成されることとなり、蛍光体粒子の凹凸が露出することになり、蛍光体からの外部反射がされやすくなる。本発明のように導光部の側面入射面への光照射効率が高い方がいい場合は、発光部の側面からの放射が多い、あるいは導光部の側面の入射方向へ光放射されやすいよう、蛍光体粒子はコーティング材料内に埋っている方が望ましい。

「素子搭載基板の形成」
図７Ａ（ｃ）に示すように、ホール付き基板用素材２０Ａに回路パターン（表面パターン２００・２０１，裏面パターン２０２・２０３及びビアパターン２０５・２０７）を形成して素子搭載基板２０（図２に示す）となる基板集合体２０Ｂを形成する。回路パターンの形成は、ホール付き基板用素材２０Ａにペースト状の金属をスクリーン印刷し、これらに所定の温度（例えば１０００℃以上）で熱処理することによりペースト状の金属を焼き付けた後、この金属に他の金属によるめっき処理を施すことにより行われる。

「素子側の蛍光体層の形成」
図７Ａ（ｄ）に示すように、ＬＥＤ素子２１の素子搭載部を除き、スクリーン印刷等を用いて基板集合体２０Ｂの素子搭載面に素子側の蛍光体層２３１を形成する。

「ＬＥＤ素子の搭載」
図７Ｂ（ｅ）に示すように、基板集合体２０Ｂの各素子搭載部にＬＥＤ素子２１をバンプ２１２によって搭載する。この場合、ｐ側パッド電極２１０ａが表面パターン２００に、またｎ側電極２１１が表面パターン２０１にそれぞれバンプ２１２を介してフリップチップ接続される。

「ＬＥＤ素子の封止」
先ず、図７Ｂ（ｆ）に示すように、ＬＥＤ素子２１が搭載された基板集合体２０Ｂを下側金型Ａに配置する。次いで、図７Ｂ（ｇ）に示すように、ＬＥＤ素子２１に凹部２２０ａを対向させて封止前ガラス２２０を上側金型Ｂと下側金型Ａとの間に配置する。しかる後、窒素雰囲気中において所定の温度条件下で型閉めを実行して封止前ガラス２２０を加圧・加熱する。この場合、例えば加熱温度が６００℃に、また加圧力が２５ｋｇｆ／ｃｍ^２にそれぞれ設定される。これにより、ＬＥＤ素子２１が封止部材２２で封止された発光部集合体（図示せず）が形成される。

「発光部集合体の切断」
型開き後にダイシング装置（図示せず）内に発光部集合体を配置してダイシングブレード（図示せず）で切断し、図７Ｂ（ｈ）に示すように素子搭載基板２０の素子搭載面２０ａ上で封止部材２２によってＬＥＤ素子２１が封止された複数の発光部２に分割する。

（導光部３の構成）
図２に示すように、導光部３は、複数の収容孔３ａを有し、全体が例えばアクリル樹脂等の透明材料からなる矩形板によって形成されている。そして、導光部３は、複数の収容孔３ａにおける内面３０ａから入射した光（青色成分の多い光、黄色成分の多い光及び白色光）を一方側端面３ｂ及び他方側端面３ｃで反射させ、これら光の混合を促進させるように構成されている。

複数の収容孔３ａは、直線方向（ＬＥＤ素子２１の並列方向）に所定の間隔をもって並列し、導光部３の片側側縁に配置されている。また、複数の収容孔３ａは、導光部３の一方側端面３ｂから他方側端面３ｃに開口する例えば深さ３ｍｍ，内径２ｍｍの円形開口をもつ貫通孔によって形成されている。そして、複数の収容孔３ａは、その内面３０ａが発光部２からの入射光を導光部３の一方側端面３ｂ又は他方側端面３ｃに接近する方向に導光部３内で屈折させるように構成されている。複数の収容孔３ａ内には、それぞれ発光部２がその光軸を軸線Ｌに一致させて収容されている。

ここで、導光部３の収容孔３ａと発光部２との関係について説明する。発光部２は、前述したように、その光軸を導光部３の厚さ方向に平行な収容孔３ａの軸線Ｌに一致させ、全体（高さ０．８５ｍｍ，縦横サイズ１．０ｍｍ角）が収容孔３ａ（直径２ｍｍ，深さ３ｍｍ）内に収容され、かつ実装部４の実装面４ａ（基板本体４０）に実装されている。

これにより、発光部２の端面２２Ａの中心部に対する収容孔３ａの内面３０ａの立体角の割合は、上側半球の２πsteradianに対して９０％（５．６５steradian）となる。そして、発光部２の側面２２Ｂの中心部に対する収容孔３ａの内面３０ａの立体角の割合（側面２２Ｂの半球の上側のπsteradianが対象）は、発光部２の端面２２Ａの中心部に対する収容孔３ａの内面３０ａの立体角の割合よりも大きくなるため、発光部２全体としてみれば、立体角の割合は少なくとも９０％以上であるといえる。また、発光部２の光強度が最大となる方向は約４５°であるが、この方向に収容孔３ａの内面３０ａが存在することとなる。

このような関係を導光部３（収容孔３ａ）と発光部２との間にもつ発光装置１によれば、発光部２から発せられる光の少なくとも９０％以上は収容孔３ａの内面３０ａに入射する。この入射時には、入射光が導光部３の一方側端面３ｂ及び他方側端面３ｃに対して平行に近づく方向へ屈折することから、収容孔３ａの内面３０ａに対する入射光の殆どを導光部３内の伝搬光として利用することができる。導光部３の屈折率は１．４１以上であると、臨界角を４５°以下にできるので好ましい。すなわち、収容孔３ａの軸線Ｌに略平行（内面３０ａの法線方向に対して略９０°）で入射した光でも屈折し、内面３０ａの法線方向に対して略４５°以内の光となる。そして、導光部３の一方側端面３ｂ及び他方側端面３ｃは、内面３０ａに対して９０°であるため、内面３０ａに対する入射光につき一方側端面３ｂ及び他方側端面３ｃでは全反射の条件が成立することとなり、入射光の全てが導光部３内での伝搬光となる。

これにより、発光部２の光軸が導光部３の厚さ方向に平行であるにもかかわらず、発光部２の端面２２Ａから発せられた光を導光部３内に導くための特殊な光学的制御部を発光装置１に備えることなく、導光部３内に光を的確に入射させて導光部３内での伝搬光とすることができるという、いわゆる技術常識に反した作用効果を得ることができる。

従って、本実施の形態においては、上記光学的制御部を省略して部品点数を削減することができるとともに、発光装置１の製造を簡単に行うことができ、コストの低廉化を図ることができる。

（実装部４の構成）
図２及び図３に示すように、実装部４は、基板本体４０，絶縁層４１，回路パターン層４２ａ，４２ｂ及び白色レジスト層４３を有し、複数の収容孔３ａの片側開口部（端面３ｃ側の開口部）を閉塞して発光部２の実装側に配置され、発光部２及び導光部３を実装する実装基板として機能するように構成されている。

基板本体４０は、実装部４のベースとして機能し、全体が例えばＡｌ等の金属によって形成されている。これにより、実装部４の剛性が高められる。

絶縁層４１は、基板本体４０と回路パターン層４２ａ，４２ｂとの間に介在して配置され、全体が例えばポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等の絶縁材によって形成されている。

回路パターン層４２ａ，４２ｂは、発光部２（素子搭載基板２０の裏面パターン２０２，２０３）に電気的接続され、かつ絶縁層４１上に配置され、例えばＡｕめっき処理が表面に施された銅等の金属によって形成されている。一方の回路パターン層４２ａは裏面パターン２０２に、また他方の回路パターン層４２ｂは裏面パターン２０３にそれぞれ接続されている。

白色レジスト層４３は、回路パターン層４２ａ，４２ｂに配置され、全体が例えば酸化チタンのフィラーを混入してなるエポキシ樹脂によって形成されている。これにより、実装部４の反射率が高められる。

このように構成された発光装置１においては、ＬＥＤ素子２１に電圧が印加されると、ＬＥＤ素子２１から青色光が発せられる。

そして、ＬＥＤ素子２１から発せられた青色光は、一部が外部領域側の蛍光体層２３０及び素子側の蛍光体層２３１により黄色光に変換された後、これら青色光，黄色光及びこれら光の混色によって得られた白色光が封止部材２２の側面２２Ｂを通じて導光部３の収容孔３ａ内に放射される。

この場合、収容孔３ａ内に放射される光には、ＬＥＤ素子２１から発せられる光の一部を外部領域側の蛍光体層２３０で散乱反射した後、封止部材２２の側面２２Ｂを通じて端面２２Ａよりも下方に向かって導光部３の収容孔３ａ内を進む光ａと、ＬＥＤ素子２１からの光の一部を外部領域側の蛍光体層２３０で散乱反射し、さらに素子側の蛍光体層２３１で散乱反射した後、封止部材２２の側面２２Ｂを通じて端面２２Ａよりも上方に向かって導光部３の収容孔３ａ内に進む光ｂと、ＬＥＤ素子２１からの光の一部を外部領域側の蛍光体層２３０及び素子側の蛍光体層２３１で散乱反射せず、導光部３の収容孔３ａ内に進む光ｃ等とが含まれる。このため、ＬＥＤ素子２１から発せられる多くの光が収容孔３ａ内に放射される。

この後、発光部２（封止部材２２）からの放射光が収容孔３ａの内面３０ａに入射すると、この内面３０ａ（収容孔３ａの空間と導光部３との界面）で屈折して導光部３の一方側端面３ｂ又は他方側端面３ｃに接近する方向に導光部３内を進む。この屈折光が導光部３の一方側端面３ｂ及び他方側端面３ｃで繰り返して反射されながら導光部３内を収容孔３ａの径方向に伝搬する。

この場合、導光部３において、収容孔３ａの内面３０ａに入射した光のうち青色成分の多い光及び黄色成分の多い光が一方側端面３ｂと他方側端面３ｃとで繰り返して反射されるため、これら光の混合が促進される。また、屈折光の反射は、導光部３において収容孔３ａの近傍から離間する部位のみならず、収容孔３ａの近傍の部位でも行われる。このため、導光部３の一方側端面３ｂ及び他方側端面３ｃにおいては色度及び輝度にむらが生じることはない。

従って、本実施の形態においては、発光部２から放射される光が導光部３内を全体にわたって伝搬し、均一な色度及び輝度による面発光が実現される。

なお、本実施の形態においては、封止部材２２内に蛍光体を含有しない発光部２である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図８（変形例）に示すように封止部材２２内に蛍光体２３ａを分散して含有する発光部２であってもよい。この変形例においては、外部領域側の蛍光体層２３０及び素子側の蛍光体層２３１を備えているため、従来の発光装置の蛍光体層における蛍光体の容積濃度に比べて蛍光体２３ａの容積濃度を低くしても、ＬＥＤ素子２１，外部領域側の蛍光体層２３０及び素子側の蛍光体層２３１からの光を蛍光体２３ａで散乱反射して封止部材２２外に放射し、全体として光取出効率を高めることができる。また、蛍光体層は外部領域側、素子搭載基板上の素子側に備えるものとして説明したが、素子側の蛍光体層を備えないものとしてもよい。

次に、本実施の形態に示す発光装置１における発光部２の配置例（１）〜（４）につき、図９〜図１３を用いて説明する。図９は配置例（１）を、図１０（ａ）〜（ｃ）は配置例（２）を、図１１（ａ）及び（ｂ）は配置例（３）を、また図１２及び図１３（ａ）及び（ｂ）は配置例（４）をそれぞれ示す。なお、図９〜図１３において、図１〜図５と同一又は同等の部材については同一の符号を付す。
（１）図９に示すように、発光装置１は、複数の発光部２が導光部３の両側縁に配置されている。導光部３の両側縁には、直線方向に等間隔をもって並列し、かつ複数の発光部２をそれぞれ収容する複数の収容孔３ａが設けられている。
（２）図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、発光装置１は、発光部２，導光部３及び実装部４の他にケース部５を備えている。

導光部３は、その幅方向中央部に長手方向に沿って並列する複数の収容孔３ａを有する単一の導光板からなり、ケース部５内に収容されている。導光部３には、一方側面（実装部４側の面）が実装部４に対向して発光部２からの熱を吸収する熱吸収面３０として、また他方側面（実装部４側の面と反対側の面）が収容孔３ａの内面３０ａから入射した熱を放散する熱放散面３１としてそれぞれ形成されている。

実装部４は、幅寸法が導光部３の幅寸法よりも小さい寸法に、また長さ寸法が導光部３の長さ寸法に対応する寸法にそれぞれ設定されている。そして、実装部４は、収容孔３ａの素子実装側開口部を閉塞してケース部５の凹部５ｃ内に収容されている。

ケース部５は、底部５ａ，側壁部５ｂ及び凹部５ｃを有し、全体が例えばＡｌ等の金属又は合成樹脂によって形成されている。この場合、ケース部５の材料としては、放熱性や軽量性を考慮して例えばＡｌを用いることが望ましい。

なお、上記配置例では、導光部３が単一の導光板からなる場合について説明したが、これに限定されず、一対の導光板を互いに突き合わせてなる導光部であってもよい。この場合、導光部における収容孔の形成は、一対の導光板にそれぞれ凹部を設け、これら両凹部を突き合わせて行われる。
（３）図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光装置１は、発光部２，導光部３及び実装部４の他にケース部６を備えている。

導光部３は、その両側縁に沿って並列する複数の収容孔３ａを有する単一の導光板からなり、ケース部６内に収容されている。収容孔３ａは、導光部３の側縁を切り欠くことにより、半円と矩形との組み合わせによる開口面をもつ凹部で形成されている。導光部３には、一方側面（実装部４側の面）が実装部４の実装面に対向して発光部２からの熱を吸収する熱吸収面３０として、また他方側面（実装部４側の面と反対側の面）が収容孔３ａの内面３０ａから入射した発光部２の熱を外部に放散する熱放散面３１としてそれぞれ形成されている。

ケース部６は、底部６ａ及び側壁部６ｂを有し、全体が例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率をもつＡｌ合金からなる高熱伝導材料によって形成されている。
（４）図１２に示すように、発光装置１は、平面縦横方向に等間隔をもって並列する複数の収容孔３ａを有する導光部３を備えている。

導光部３は、複数の収容孔３ａが略正方形状の開口面をもつ貫通孔によって形成されている。具体的には、複数の収容孔３ａは、その角部内面が所定の曲率をもつ曲率面で形成されている。

実装部４は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、回路パターン層４２が熱伝導率１００Ｗ／（ｍ・ｋ）を超える高熱伝導部材のアルミニウムからできている基板本体４０の略全面にわたって形成されている。回路パターン層４２の形成は、例えば基板本体４０の平面サイズと略同一の平面サイズをもつ銅箔（厚さ７０μｍ）に格子状の抜き部を形成することにより行われる。これにより、発光部２で発せられる熱は、回路パターン層４２によって拡散され、絶縁層４１を介して基板本体４０の略全域に伝達される。このため、絶縁層４１の熱抵抗を大幅に低減し、発光部２（図１２に示す）の温度上昇を抑制することができる。図１２（ａ）において、発光部２はその搭載位置を斜線Ｃで示し、また白色レジスト層４３の図示を省略する。

これによって、図１１及び図１３において、発光部２が発した熱は基板本体４０の全体に拡がり、基板本体４０の熱の局在を防いで外部への放熱を促進することができる。この際、導光部３に沿った本体基板４０が放熱機能を持ちながら、面状の発光装置１のデザイン性を損なう程度に厚くなるような形状の影響が生じないようにすることができる。また、導光部３の少なくとも一側面部近傍の裏面部に側面部と平行な軸線をもつ円柱状の貫通孔または凹部からなる入射部を複数列設し、これら入射部に発光部２を配置すると、発光部２が局在することとなり、十分な放熱対策を行わない場合に、熱の局在により導光部３が撓むという問題点がある。これに対し、本実施形態の発光装置１では、発光部２が分散配置されていることと、各発光部２の熱を面状の基板本体４０に分散して大きな面積から外部放熱が可能となるので、熱による導光部３の撓みを抑制することができる。

次に、本実施の形態に示す発光装置１に放熱機能を備えた他の例につき、図１４及び図１５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図１４は発光装置を、図１５（ａ）〜（ｃ）は放熱パターン層，素子搭載基板をそれぞれ示す。図１４及び図１５（ａ）〜（ｃ）において、図１〜図５と同一又は同等の部材については同一の符号を付す。

図１４に示すように、発光装置１は、等間隔をもって並列する複数（本実施の形態では３個）のＬＥＤ素子２１、及び放熱パターン層２０８を実装側面２０ｂに形成してなる素子搭載基板２０を有する複数の発光部２を備えている。複数の発光部２のうち４個の発光部２が回路パターン層４２ｃ（図１５（ａ）に示す）によって直列接続されている。

また、発光装置１は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、発光部２の放熱パターン層２０８に対向する放熱パターン層４４を有する実装部４（図１４に示す）を備えている。

図１５（ａ）に示すように、放熱パターン層４４は、その中央部に位置するパターン基部４４ａ、及びパターン基部４４ａを介して並列する一対のパターン延出部４４ｂ，４４ｃを有し、回路パターン層４２ａ〜４２ｃと電気的に絶縁されている。

図１５（ｂ）に示すように、放熱パターン層４４の幅は、パターン基部４４ａが最も小さい寸法に、またパターン延出部４４ｂ，４４ｃがパターン基部４４ａよりも大きい寸法にそれぞれ設定されている。

放熱パターン層４４におけるパターン基部４４ａの長手方向の幅Ｌ_１１は、放熱パターン層２０８（図１５（ｃ）に示す）の長手方向の幅Ｌ_１２に対応する幅である。本実施の形態では、幅Ｌ_１１と幅Ｌ_１２とが同一の寸法に設定されている。

放熱パターン層４４における露出部の短手方向（長手方向と垂直な方向）の幅Ｌ_２１は、放熱パターン層２０８における短手方向の幅Ｌ_２２（図１５（ｃ）に示す）に対応する幅である。本実施の形態では、幅Ｌ_２１と幅Ｌ_２２とが同一の寸法に設定されている。

図１５（ｃ）に示すように、発光部２の放熱パターン層２０８は、ＬＥＤ素子２１の搭載領域に対応する実装側面（素子非搭載面）２０ｂ側の領域を少なくとも一部を含む部位に形成されている。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）外部領域側の蛍光体層２３０及び素子側の蛍光体層２３１によってＬＥＤ素子２１から発せられる多くの光が収容孔３ａ内に放射され、光取出効率を高めることができる。

（２）封止部材２２内に蛍光体を均一分散させない場合には特殊な製造が不要となり、コストの低廉化を図ることができる。

（３）発光装置１から発する光の発光位置やこの位置から離れた位置で色むらがあった場合でも、導光部３内にて光が混合されることにより、色むらを解消することができる。

（４）常識では、発光部は、光出射エリアを狭くする、導光部への入射角範囲を狭くするための光学系を用いて、導光部との結合を図る。しかし、本実施形態では、発光部２は量産のため、ＬＥＤ素子２１がその中心軸に沿った側面に取り囲まれた形状とされ、光出射エリアを狭める光学系を備えていない。なお、反射枠は高反射率部材を選択されるものの完全に光吸収のないものでない限り、光学損出が生じるので、本実施形態の発光部では高効率化、さらに小型化の効果もある。また、本実施形態の発光部２では、ＬＥＤ素子２１の中心軸に沿った側面に取り囲まれた形状で、ＬＥＤ素子２１から発し、この側面に至った光は、ＬＥＤ素子２１の中心軸方向に近づく方向に屈折する。そして、ＬＥＤ素子２１から発する光の光量うち、ＬＥＤ素子２１の中心軸に対し大きな角度方向へ放射される光量は、この方向の立体角が大きいため、ＬＥＤ素子２１の配光特性にもよるが、例えば全光量に対し５０％以上の大きな割合がある。すなわち、導光部３への入射角は、むしろ広がる角度となる。しかも、封止部材２２の屈折率はＬＥＤ素子２１からの光取出しを促進するため、シリコーン樹脂（屈折率：１．４〜１．５程度）やエポキシ樹脂（１．５〜１．６程度）よりも屈折率の大きい、屈折率１．６以上の部材を選択できる。この際、ＬＥＤ素子２１の中心軸方向に近づく方向に屈折する程度は、さらに大きいものとなる。また、ＬＥＤ素子２１から発し、蛍光体で励起される光や散乱する光のうち、側面に至る光も同様にＬＥＤ素子２１の中心軸方向に近づく方向に屈折する。にもかかわらず、導光部３の厚さ方向に平行な軸線をもつ収容孔３ａを形成した導光部３と本実施の形態の発光部２とを組み合わせ、導光部３への入射面となる収容孔３ａでの入射時の屈折と、導光部３の入射面とは直交する面となる導光部３の上下面（一方側端面３ｂ，他方側端面３ｃ）での全反射が生じる屈折率の導光部３により、発光部２と導光部３とを高効率で結合でき、かつ部品点数の削減および簡単な製造が可能となる。

図２において、導光部３の他方側端面３ｃに対する収容孔３ａの内面３０ａの角度をαとし、導光部３の屈折率をｎ_１としたとき、
９０°−ｓｉｎ^−１[｛ｓｉｎ（９０°−α）｝／ｎ_１]＋α≧ｓｉｎ^−１（１／ｎ_１）
…（１）
の式を満たすようにすると、導光部３の厚さ方向へ進む光につき、内面３０ａから導光部３内へ入射した全ての光が導光部３内の伝搬光となる。本実施形態においては、α＝９０°でありｎ_１＝１．５であることから、上記式（１）の条件を満たす。

これに加え、
α≦９０°−２×ｓｉｎ^−１[ｓｉｎ｛（９０°−α）／ｎ_１｝]…（２）
の式を満たすようにすると、導光部３の内面３０ａに沿って進む光につき、内面３０ａから導光部３内へ入射した全ての光が導光部３内の伝搬光となる。本実施形態においては、α_１＝９０°でありｎ_１＝１．５であることから、上記式（２）の条件を満たす。

（５）本実施の形態においては、導光板部３の両面に特に加工を施していないが、必要に応じて任意の加工を施してもよいことは勿論である。例えば、導光部３の少なくとも一方の面に反射加工を施してよい。発光装置１では、他方側端面３ｃに円形状の複数の反射部を形成し、導光部２内の光が反射部にて反射して一方側端面３ｂから取り出されるようにする。この場合、各反射部を発光部２と近いほど小さくし遠ざかるほど大きくすると、一方側端面３ｂから取り出される光の量を発光部２からの距離にかかわらず均一とすることができる。

この場合、反射部は、スクリーン印刷，インクジェット印刷，レーザー加工，金型を利用した熱転写等により形成することができる。特に、インクジェット印刷，レーザー加工等の場合、スクリーン印刷等で用いる版が不要となり、例えば実際に製造された発光装置の発光特性に応じて反射部の加工を行うことができる。さらに、インクジェット印刷の場合、ノズルを導光部３上に全面的に配置することにより、広範囲の加工を同時に行うことができ、作業性に優れるという利点がある。

また、本実施の形態においては、導光部３が平板状に形成されたものを示したが、収容孔３ａから入射した光を導くものであれば、導光部３の形状を適宜変更してもよいことは勿論である。例えば、図１６に示すように、他方側端面３ｃを発光部３から遠ざかるにつれて一方側端面３ｂと近接するように湾曲して形成してもよい。この発光装置１によっても、一方側端面３ｂから取り出される光の均一化を図ることができる。また、発光部２は光学系を備えず小型であるため、多くの発光部２を密に配列して、高輝度の導光部３とすることができる。一方、各発光部３の間隔を比較的広くして配列した場合も、面方向３６０ーに光が放射されるため、各発光部３の間の輝度の低下を防止できる。さらに、隣接する収容孔３ａの間隔が広くなって導光部３の本体部分の領域が大きくなるため、図１６で発光部２の光の左側に出射された光を発光部２の右側へ伝えやすくすることができる。

（６）本実施の形態においては、ＬＥＤ素子２１をガラスにより封止した発光部２を示したが、ＬＥＤ素子２１が素子搭載基板２０に対してフリップチップ接続であり、平面視にて封止部材２２の枠部分が存在しない発光装置であれば、封止部材２２を変更しても差し支えない。

発光部２は、封止部材が熱融着ガラスであるため、柱状形状とし高さ方向の形成が容易である。封止部材２２と素子搭載基板２０とは熱膨張率が同等であり、かつ接合力が大きいので、これら両部材の接合面積を小さくすることができる。そして、封止部材２２は、側面放射面を含む直方体形状としてあるので、側面２２Ｂの合計面積を端面２２Ａに対して２倍以上、好ましくは４倍以上とすることによって、横方向の配光を広くすることができ導光部への光結合効率を高めることができるので望ましい。なお、例えば、ＬＥＤ素子２１をシリコーン樹脂，エポキシ樹脂等の封止部材２２で封止してもよい。

また、例えばＬＥＤ素子２１を所定厚さの無機ペーストで封止してもよい。無機ペーストとしては、例えばＳｉＯ_２系，Ａｌ_２Ｏ_３系，ＴｉＯ_２系等の材料を用いることができる。

[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２実施の形態に係る発光装置につき、図１７及び図１８を用いて説明する。図１７は発光装置を示す。図１８（ａ）及び（ｂ）は蛍光体層におけるパターン例を示す。図１９は変形例を示す。図１７〜図１９において、図１〜図５と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１７に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置１００は、ＬＥＤ素子２１と外部領域側の蛍光体層２３０との間に介在する内部領域側の蛍光体層１０２を有する発光部１０１を備えた点に特徴がある。

このため、発光部１０１は、光軸方向に隣接する第１の封止部材１０３ａと第２の封止部材１０３ｂとを一体化してなる封止部材１０３を有し、封止部材１０３内に内部領域側の蛍光体層１０２が配置されている。

第１の封止部材１０３ａは封止部材１０３の一方側（ＬＥＤ素子２１に近い側）に、また第２の封止部材１０３ｂは封止部材１０３の他方側（ＬＥＤ素子２１から遠い側）にそれぞれ配置されている。

第１の封止部材１０３ａと第２の封止部材１０３ｂとの一体化は、例えばホットプレス加工等を用いて行われる。すなわち、第１の封止前ガラスを素子搭載基板２０にホットプレス加工で接合して第１の封止部材１０３ａを形成した後、この第１の封止部材１０３ａに第２の封止前ガラスをホットプレス加工で接合して第２の封止部材１０３ｂを形成することにより行われる。この場合、第１の封止前ガラスには例えばスクリーン印刷によって内部領域側の蛍光体層１０２が、第２の封止前ガラスには外部領域側の蛍光体層２３０が例えばＳｉＯ_２系の接着剤等によって、また素子搭載基板２０には例えばスクリーン印刷等によって素子側の蛍光体層２３１がそれぞれ予め形成されている。

内部領域側の蛍光体層１０２は、ＬＥＤ素子２１の発光面２１８（図５に示す）に対向する面（素子搭載基板２０の素子搭載面２０ａ）内に配置されている。例えば、図１８（ａ）に示すように平面六角形状の蛍光体層１０２が、また図１８（ｂ）に示すようにドット状の封止部材（蛍光体のない微小エリア）１０３がそれぞれ素子搭載基板２０（図１７に示す）の面内で縦横方向に並列して配置されている。これにより、内部領域側の蛍光体層１０２には、蛍光体の存在しない領域が形成されるため、封止部材１０３の形成時に第１の封止前ガラスと第２の封止前ガラスとの接合度を高めることができる。また、ＬＥＤ素子２１の光を内部領域側の蛍光体層１０２が外部領域側の蛍光体層２３０との間へ至らせ易くする効果もある。なお、内部領域側の蛍光体層１０２は、素子搭載基板２０の素子搭載面２０ａに対向する面内で全体にわたって形成してもよい。

このように構成された発光装置１００においては、ＬＥＤ素子２１から発せられる光の一部を内部領域側の蛍光体層１０２で散乱反射し、封止部材２２の側面２２Ｂを通じて内部領域側の蛍光体層１０２よりも下方に向かって導光部３の収容孔３ａ内を進む光と、ＬＥＤ素子２１からの光の一部を外部領域側の蛍光体層２３０で散乱反射し、さらに内部領域側の蛍光体層２３１で散乱反射した後、封止部材２２の側面２２Ｂを通じて端面２２Ａよりも上方に向かって導光部３の収容孔３ａ内に進む光と、同じくＬＥＤ素子２１からの光の一部を内部領域側の蛍光体層１０２で散乱反射し、さらに素子側の蛍光体層２３１で散乱反射した後、封止部材２２の側面２２Ｂを通じて内部領域側の蛍光体層１０２よりも上方に向かって導光部３の収容孔３ａ内に進む光と、ＬＥＤ素子２１からの光の一部を外部領域側の蛍光体層２３０，素子側の蛍光体層２３１及び内部領域側の蛍光体層１０２で散乱反射せず、導光部３の収容孔３ａ内に進む光等とが含まれる。このため、第１の実施の形態に示す発光装置１と比べてＬＥＤ素子２１から発せられる多くの光が収容孔３ａ内に放射される。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。この場合、外部領域側の蛍光体層２３０，素子側の蛍光体層２３１及び内部領域側の蛍光体層１０２による散乱反射によってＬＥＤ素子２１から発せられる光が収容孔３ａ内に放射されるため、光取出効率を効果的に高めることができる。特に、内部領域側の蛍光体層２３１と外部領域側の蛍光体層２３０との間では、光吸収損失の要因となるＬＥＤ素子２１や素子搭載基板２０へ至るその厚さ方向（上下方向）の光は、各蛍光体層で散乱光となり、光の上下方向成分が減じられ、光の横方向成分が増すことになり、このためＬＥＤ素子２１や素子搭載基板２０で吸収される光が減じられ、封止部材２２の側面２２Ｂからの光の外部への放射が促進される。これにより、光取出効率が高められる。また、蛍光体形成面積が広い場合にも蛍光体形成エリア内で封止部材１０３ａと１０３ｂとの接合がなされるので、蛍光体層の浮きが生じることを防ぐことができる。尚、素子側の蛍光体層にも、蛍光体の存在しない領域を形成して、封止部材と素子搭載基板との接合強度を高めてもよい。

なお、本実施の形態においては、第２の封止部材１０３ｂに外部領域側の蛍光体層２３０が形成されている場合について説明したが、本発明これに限定されず、図１９に示すように第２の封止部材１０３ｂに外部領域側の蛍光体層２３０のさらに上へ例えばＴｉＯ_２等の微粒子を分散させたＳｉＯ_２系のコーティング材料薄膜層１０４を形成してもよい。この場合、薄膜層１０４の母材となるコーティング材料は屈折率が比較的小さいため、全反射を生じさせ易く、また全反射が生ぜずコーティング材料内へ入射した光は屈折率が比較的高いＴｉＯ_２の微粒子による拡散が生じるので、薄膜層１０４を透過し難く、外部領域側の蛍光体層２３０を透過した光を散乱させて薄膜層１０４の側方に放射することができる。つまり、薄膜層は反射層として機能する。そして、導光部への光結合効率を高めることができる。また、内部領域側の蛍光体層は、１層に限らず複数層備えたものでもよい。この際、複数層の蛍光体層は一体になったものでも、各層の間に封止部材があるものでもよい。

[第３の実施の形態]
次に、本発明の第３実施の形態に係る発光装置につき、図２０を用いて説明する。図２０は発光装置を示す。図２０において、図１〜図５と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図２０に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置５００は、発光部２，導光部３及び実装部４の他にカバー部７を備えている点に特徴がある。

このため、カバー部７は、発光装置１の表面部を構成する例えばアクリル樹脂等の透明部材からなり、複数の収容孔３ａの開口部を閉塞して導光部３の一方側端面３ｂ（収容孔３ａの開口側端面）に配置されている。そして、カバー部７は、外部領域側の蛍光体層２３０の外側層面２３０ａを覆うように構成されている。

カバー部７の裏面には、複数の収容孔３ａに対応する位置で発光部２から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発するカバー側の蛍光体層７０が形成されている。カバー側の蛍光体層７０には、その発光色が外部領域側の蛍光体層２３０の発光色と異なる蛍光体が含有されている。これにより、発光装置５００としての演色性を高めることができるとともに、外部領域側の蛍光体層２３０との間での光の吸収損失を低減することができる。また、ＬＥＤ素子２１からの光が発光部２とは異なる部位（カバー側の蛍光体層７０）から導光部３内に放射されるため、この光ｄが他の光ａ〜ｃ等と導光部３内で混合され、発光装置５００における色むらの発生を抑制することができる。

このように構成された発光装置５００においては、ＬＥＤ素子２１から発せられる光の一部を発光部２から放射し、カバー側の蛍光体層７０で散乱反射し、カバー側の蛍光体層７０よりも下方に向かって導光部３に進む光が多く含まれる。このため、第１の実施の形態に示す発光装置１及び第２の実施の形態に示す発光装置１００は、発光部の封止部材に蛍光体が均一分散され、封止部材上面に蛍光体層を有さないものに比べ、下方に向かって導光部３に進む光が多く含まれるが、さらに、第１の実施の形態に示す発光装置１及び第２の実施の形態に示す発光装置１００と比べてＬＥＤ素子２１から発せられる多くの光が図２０の下方向成分をもって導光部３における収容孔３ａの内面３０ａから入射し、発光装置１近傍の導光部３の底面（実装部４側の面）に放射される。

[第３の実施の形態の効果]
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。この場合、外部領域側の蛍光体層２３０，素子側の蛍光体層２３１及び内部領域側の蛍光体層１０２によって、さらにはカバー側の蛍光体層７０による散乱反射によってＬＥＤ素子２１から発せられる光が収容孔３ａ内に放射されるため、光取出効率を一層効果的に高めることができる。また、発光装置１近傍における導光部３の底面への放射光が増すため、照射光が乏しくなる傾向がある。この部位の輝度を高め、導光部３の発光輝度むらが生じることを防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、カバー部７の裏面にカバー側の蛍光体層７０が、また封止部材２２の外部露出面（端面２２Ａ）に外部領域側の蛍光体層２３０がそれぞれ形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、外部領域側の蛍光体層２３０及びカバー側の蛍光体層７０のうちいずれか一方の蛍光体層が無くても差し支えない。この他、図１９に示す発光部２において、カバー側の蛍光体層７０に代えて発光部２から発せられる光を反射する白色反射層をカバー部７の裏面に形成してもよい。カバー部を備えたものに限らず、導光部の収納孔を塞ぐサイズの蛍光体シートを収納孔上部に備えるものでもよいし、導光部の収納孔が貫通孔ではなく、開口していないものとし、閉塞部に蛍光体層を形成してもよい。また、導光部の発光部収容孔の実装部側でない側に蛍光体層を設けた第３の実施の形態では、必ずしも、発光部に蛍光体層を有したものでなくてもよく、発光部の封止部材が蛍光体を均一分散したもの、あるいは蛍光体を含まないものであってもかまわない。カバー側の蛍光体層など、導光部の上面の蛍光体層によって、封止部材の蛍光体濃度を減じる、あるいは、蛍光体を含まないものとしても所定の色度とすることができ、光取出効率を向上させることができる。

以上、本発明の発光装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

１…発光装置、２…発光部、２０…素子搭載基板、２０ａ…素子搭載面、２０ｂ…実装側面、２００，２０１…表面パターン、２０２，２０３…裏面パターン、２０４…ビアホール、２０５…ビアパターン、２０６…ビアホール、２０７…ビアパターン、２０８…放熱パターン層、２０Ａ…ホール付き基板用素材、２０Ｂ…基板集合体、２１…ＬＥＤ素子、２１０…ｐ側電極、２１０ａ…ｐ側パッド電極、２１１…ｎ側電極、２１２…バンプ、２１３…基板、２１４…バッファ層、２１５…ｎ型半導体層、２１６…ＭＱＷ層、２１７…ｐ型半導体層、２１８…発光面、２２…封止部材、２２Ａ…端面、２２Ｂ…側面、２２０…封止前ガラス、２２０ａ…凹部、２２０ｂ…端面、２３…蛍光体層、２３ａ…蛍光体、２３０ａ…外側層面、２３０…外部領域側の蛍光体層、２３１…素子側の蛍光体層、３…導光部、３ａ…収容孔、３０ａ…内面、３ｂ…一方側端面、３ｃ…他方側端面、３０…熱吸収面、３１…熱放散面、４…実装部、４ａ…実装面、４０…基板本体、４１…絶縁層、４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…回路パターン層、４３…白色レジスト層、４４…放熱パターン層、４４ａ…パターン基部、４４ｂ，４４ｃ…パターン延出部、５，６…ケース部、５ａ，６ａ…底部、５ｂ，６ｂ…側壁部、５ｃ…凹部、７…カバー部、７０…カバー側の蛍光体層、１００…発光装置、１０１…発光部、１０２…蛍光体層、１０３…封止部材、１０３ａ…第１の封止部材、１０３ｂ…第２の封止部材、１０４…薄膜層、５００…発光装置、Ａ…下側金型、Ｂ…上側金型、Ｃ…斜線、Ｌ…軸線、ａ，ｂ，ｃ，ｄ…光

Claims (14)

1. 素子搭載基板と、前記素子搭載基板に搭載された発光素子と、前記発光素子を封止する封止部材と、前記発光素子から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発する蛍光体層とを有する発光部を備え、
   前記発光部は、前記蛍光体層が前記封止部材の外部であって、前記発光素子の発光面に対向する面内に外部領域側の蛍光体層として配置されている
   発光装置。
2. 請求項１に記載の発光部と、
   前記発光部を実装する実装部と、
   前記発光部を収容する収容孔を有する導光部とを備え、
   前記導光部は、その厚さ方向と略平行な領域を含む内面を前記収容孔が有するとともに、前記実装部側の端面から他方側の端面に向かって開口し、
   前記発光部は、前記導光部の厚さ方向に平行な光軸を有し、前記素子搭載基板を前記実装部側に向けて配置され、前記収容孔の前記内面側に光を放射する
   発光装置。
3. 前記導光部は、前記実装部側の端面に対する前記収容孔の前記内面の角度をαとし、屈折率をｎとしたとき、
   ９０°−ｓｉｎ^−１[｛ｓｉｎ（９０°−α）｝／ｎ_１]＋α≧ｓｉｎ^−１（１／ｎ_１）の式を満たす
   請求項２に記載の発光装置。
4. 前記発光部は、前記外部領域側の蛍光体層の外側に光反射層が配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記発光部は、前記封止部材が光拡散性を有しない透明材料によって形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記発光部は前記封止部材が柱形状である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記発光部は、前記封止部材の側面の発光面積が前記封止部材の前記他方側の端面の面積の２倍以上である請求項６に記載の発光装置。
8. 前記発光部は、前記蛍光体層が前記外部領域側の蛍光体層を含む複数の蛍光体層を含む複数の蛍光体層からなり、前記複数の蛍光体層が互いに平行な層として配置されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記発光部は、前記複数の蛍光体層に前記発光素子と前記外部領域側の蛍光体層との間に介在する内部領域側の蛍光体層が含まれている請求項７に記載の発光装置。
10. 前記発光部は、前記複数の蛍光体層に前記素子搭載基板に形成された素子側の蛍光体層が含まれている請求項８又は９に記載の発光装置。
11. 前記発光部は、前記複数の蛍光体層のうち少なくとも１つの蛍光体層に蛍光体の存在しない領域が形成されている請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の発光装置。
12. 前記導光部は、前記外部領域側の蛍光体層を含む透明部材を有し、前記透明部材が前記外部領域側の蛍光体層の外側層面を覆い前記収容孔の開口側端面に配置されている請求項２に記載の発光装置。
13. 前記導光部は、前記蛍光体層を含む透明部材を有し、前記透明部材が前記蛍光体層の内側層面を覆い前記収容孔の開口側端面に配置されている請求項２に記載の発光装置。
14. 前記導光部は、前記実装部側に光反射部が配置されている請求項２，１２又は１３に記載の発光装置。

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