JP2015005675A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子からの光が、樹脂に添加される充填剤を透過したり充填剤に吸収されたりすることによる、発光装置としての発光出力の低下を抑制した、光取り出し効率の高い発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の発光装置は、導電部材４と、前記導電部材４に接した樹脂成形体５と、を含む素子搭載部材３と、前記素子搭載部材３に搭載される発光素子２と、を有する発光装置であって、前記樹脂成形体５は、樹脂６と、充填剤８と、該充填剤８より光反射性が高い絶縁性の反射部材７を有し、前記充填剤８は、前記反射部材７で被覆されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子を搭載する素子搭載部材を有した発光装置に関するものである。

従来、一面に底面と側壁を持つ凹部を有するパッケージを備え、該凹部の底面に露出したリードに発光素子が載置され、該凹部内に発光素子及びリードを封止する封止樹脂が充填されてなる、表面実装型の発光装置が知られている。パッケージの凹部内の底面及び側壁は、発光素子から出射される光の反射面をなす。側壁は、凹部の底面側から開口側に向かって、底面に対して所定角度で傾斜して拡開するよう形成される。これにより、発光素子から側方へ出射する光は、側壁にて開口側へ反射されてパッケージの開口から取り出される。

この種の発光装置として、樹脂材にガラス繊維や酸化チタン等を添加して形成される反射ケースを有する発光装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９-３２８５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発光装置によると、発光素子からの光が樹脂材に添加されるガラス繊維を透過したりガラス繊維に吸収されたりすることによる、発光装置としての発光出力の低下の恐れがある。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、発光素子からの光が、樹脂に添加される充填剤を透過したり充填剤に吸収されたりすることによる、発光装置としての発光出力の低下を抑制した、光取り出し効率の高い発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、樹脂成形体を有する素子搭載部材と、前記素子搭載部材に搭載される発光素子と、を有する発光装置であって、前記樹脂成形体は、樹脂と、充填剤と、前記充填剤より高い光反射性を有する絶縁性の反射部材を有し、前記反射部材は、前記樹脂中において前記充填剤の周辺に偏在して設けられることを特徴とする発光装置が提供される。

本発明によれば、樹脂に添加される充填剤の周辺に充填剤より光反射性が高い反射部材が偏在して設けられている。これにより、発光素子からの光が充填剤を透過したり、充填剤に吸収されたりすることによる、発光装置としての発光出力の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に基づく発光装置を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１に基づく発光装置のＡ−Ａ断面における概略断面図及び拡大模式図である。

＜実施の形態１＞
（発光装置１）
図１は、実施の形態１の発光装置１を示す概略斜視図である。また、図２は、図１の発光装置１の一点破線Ａ−Ａにおける概略断面図及び拡大模式図である。
図１及び図２に示すように、発光装置１は、素子搭載部材３と、素子搭載部材３に搭載される発光素子２と、を備えている。素子搭載部材３は、導電部材４と、導電部材４に接した樹脂成形体５と、を有する。樹脂成形体５は、少なくとも充填剤８と、充填剤８より光反射性が高い絶縁性の（第１の）反射部材７が樹脂６に添加されて形成される。更に、本実施形態においては、樹脂６には、第２の反射部材９が添加される。なお、図２の拡大模式図で示すように、充填剤８は反射部材７と接着して設けられる。
より詳細には、図１及び図２に示すように、素子搭載部材３は、底面１０ａと、側壁１０ｂと、を持つ凹部１０を有する。発光素子２は、凹部１０の底面１０ａに露出した導電部材４の上に載置されている。更に、凹部１０内には封止部材１１が充填され、封止部材１１は導電部材４と、発光素子２を被覆する。なお、封止部材１１には、発光素子２からの波長を変換させる蛍光物質を含有させることもできる。

本発明に係る樹脂成形体５は、樹脂６と、充填剤８と、充填剤８より光反射性が高い反射部材７を有し、反射部材７は、樹脂６中において充填剤８の周辺に偏在して設けられる。これにより、発光素子２から放出される光が充填剤８を透過したり、充填剤８に吸収されたりすることによる、発光装置としての発光出力の低下を抑制することができる。更に、図１及び図２に示すように、導電部材４を有する発光装置１においては、導電部材４に接する樹脂成形体５内に反射部材７が添加されているが、本発明に係る反射部材７は絶縁性であるため、導電部材４と反射部材７が接触しても発光装置１はショートしない。よって、反射部材７は樹脂成形体５中に望ましい充填率で設けることができ、樹脂成形体５の反射率を高めることができる。また、発光素子２の周囲に設けられる樹脂成形体５が薄い場合においても、発光素子２から放出される光が樹脂成形体５から漏れたり樹脂成形体５に吸収されたりすることを低減することができる。よって、本発明は、薄型の素子搭載部材を有する発光装置においては、特に効果的である。

本発明に係る樹脂成形体５は、樹脂６と、充填剤８と、充填剤８より光反射性が高い反射部材７を有し、反射部材７は、樹脂６中において充填剤８の周辺に偏在して設けられる。これにより、充填剤８及び反射部材７が均一に樹脂６中に設けられた樹脂成形体よりも、少ない量の反射部材７で効率よく充填剤８への光入射を防止できる。
充填剤８及び反射部材７が均一に樹脂６中に設けられた樹脂成形体を形成する場合、充填剤８への光入射を抑えるためには、多量の反射部材７を樹脂６に添加する必要がある。充填剤８や反射部材７などの材料を樹脂６に添加し過ぎると、硬化前の樹脂成形体組成物の粘度が上がり、例えば金型成形時に金型内に硬化前の樹脂成形体組成物がいきわたらず、不良品の原因となる。
本発明に係る樹脂成形体５は、上述のように、少ない量の反射部材７で効率良く充填剤８への光入射を防ぐことができる。これにより、充填剤８及び反射部材７が均一に樹脂６中に設けられた樹脂成形体よりも、硬化前の樹脂成形体組成物の粘度が上がることを抑制でき、金型成形しやすい。

以下、発光装置１に使用可能な構成部材について説明する。

（発光素子２）
発光素子２は、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。このうち紫外領域又は可視光の短波長領域（３６０ｎｍ〜５５０ｎｍ）に発光ピーク波長を有する窒化物系化合物半導体素子を用いることができる。発光出力の高い発光素子２を用いた場合でも、樹脂６中に添加されている反射部材７は、光反射性を有することから、樹脂６に発光素子２からの光が入射することに基づく樹脂６の劣化を抑制することができ、素子搭載部材３は高い耐光性を有するからである。なお、可視光の長波長領域（５５１ｎｍ〜７８０ｎｍ）に発光ピーク波長を有する発光素子も用いることができる。

発光素子２は、適宜複数個用いることができ、異なる発光色を有する発光素子２を用いることにより広い色再現範囲を有する発光装置１を提供することができる。例えば、緑色系が発光可能な発光素子２を２個、青色系及び赤色系が発光可能な発光素子２をそれぞれ１個ずつとすることができる。なお、表示装置用のフルカラー発光装置として利用するためには赤色系の発光波長が６１０ｎｍから７００ｎｍ、緑色系の発光波長が４９５ｎｍから５６５ｎｍ、青色系の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍであることが好ましい。発光装置１において白色系の混色光を発光させる場合は、発光素子２と蛍光物質との発光波長における補色関係や、発光素子２の光出力による封止部材１１の劣化等を考慮して、発光素子２の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。

（素子搭載部材３）
図１及び図２に示すように、素子搭載部材３は、導電部材４と、導電部材４と接する樹脂成形体５を有する。素子搭載部材３は、導電部材４と樹脂成形体５で構成される底面１０ａと樹脂成形体５で構成される側壁１０ｂによって形成される凹部１０を有する。発光素子２は凹部１０に収納され、側壁１０ｂは、発光素子２の周囲に設けられている。本発明に係る素子搭載部材３は、図１及び図２に示すものだけでなく、素子搭載部材３の一部（発光素子２からの光を反射させる反射部）が本発明に係る樹脂成形体５を備えるものであれば特に限定されない。例えば、凹部１０を有しない板状の素子搭載部材３や、基板と、基板上に設けられた導電部材４と、本発明に係る樹脂成形体５を備え、発光素子の周囲を囲む枠体と、を有する素子搭載部材３でもよい。

素子搭載部材３は、凹部１０の開口している側から観察して、長手方向と短手方向とを有する形態である。このとき、凹部１０の側壁１０ｂのうち、長手方向に沿って形成された側壁１０ｂを薄くすると、凹部１０の寸法を変えずに素子搭載部材の短手方向の外形寸法を小さくすることができるので、同じ発光素子２を使用して、薄型の発光装置１を提供することができる。このように薄型の発光装置１は、発光装置１の搭載面と、側壁１０ｂを持つ凹部を有する面が略直交する、サイドビューの発光装置として用いるのに好適である。

（導電部材４）
図１及び図２に示すように、導電部材４は、素子搭載部材３の凹部１０の底面１０ａに露出して形成される。
導電部材４において、底面１０ａに露出する部分は、アノード、カソードの２つが少なくとも露出し、発光素子２と電気的に接続する。なお、導電部材４はどのような形状であってもよく、例えば、板状、塊状、膜状であってもよく、波形状、凹凸を有するものであってもよい。その厚さは均一であってもよいし、部分的に厚い部分又は薄い部分があってもよい。幅は、特に限定されないが、放熱性が向上するので、より広い方が好ましい。材料は特に限定されず、電気伝導率及び熱伝導率の比較的大きな材料で形成する方が好ましい。このような材料で形成することにより、発光素子から発生する熱を効率的に逃がすことができる。例えば、２００Ｗ／(ｍ・Ｋ)程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄―ニッケル合金、燐青銅等の合金等が挙げられる。また、導電部材４の表面には、搭載される発光素子からの光を効率よく取り出すためにＡｇ等の反射メッキが施されていることが好ましい。メッキ表面の光沢度は、光取り出し効率、製造コストの面から見て、０．２〜２．０の範囲が好ましい。

（樹脂成形体５）
本発明に係る樹脂成形体５は、少なくとも、樹脂６と、樹脂６に添加される充填剤８と、充填剤８より光反射性が高い絶縁性の反射部材７と、を有し、反射部材７は充填剤８の周辺に偏在して設けられる。更に、本実施形態においては、樹脂成形体５は、第２の反射部材９を有する。
本発明において、「偏在」とは、充填剤８の周辺と充填剤８の周辺ではない箇所を比較した時、反射部材７が充填剤８の周辺の方に多く設けられることをいう。また、「周辺」については、具体的には、充填剤８の表面から２０μｍ程度以下、好ましくは１０μｍ程度以下を指す。

なお、本発明においては、樹脂成形体５を構成する材料を樹脂成形体組成物という。つまり、樹脂成形体組成物は、樹脂６、充填剤８、反射部材７のほか、第２の反射部材を含む、後述するその他の材料を含んでもよい。樹脂成形体５は、樹脂６と、充填剤８の周辺に反射部材７を設けた状態のものを公知の方法に従って混合する混合工程と樹脂成形工程を経て製造される。なお、混合工程では、二軸スクリュー押出機等の公知の混合装置がいずれも使用できる。樹脂成形工程では、トランスファー成形法、射出成形法、圧縮成形法、押出成形法等の公知の樹脂成形法により、成形することができる。

（樹脂６）
本発明で用いられる樹脂６は特に限定されず、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート(ＰＢＴ)等、熱可塑性樹脂を用いることができる。また、熱硬化性樹脂を用いることもできる。樹脂６中に適量の反射部材７及び／又は第２の反射部材９を含有させることにより、樹脂成形体５の反射率を高めることができる。さらに、樹脂６がやわらかい場合、適量の充填剤８、反射部材７を含有させることにより、樹脂成形体５に適当な硬さを付与することができる。例えば、発光装置製造フローにおいて、素子搭載部材を切断して個片化する工程（ダイシング工程）を経て製造される場合、適当な硬さを付与された樹脂成形体５を有する素子搭載部材は、ダイシングしやすく、比較的欠陥の少ない歩留まりの良い発光装置を提供することができるため好ましい。また、樹脂６中に添加されている反射部材７は、光反射性を有することから、樹脂６に光が入射することに基づく樹脂６の劣化を抑制することができる。特に、このように発光装置に用いられる樹脂の中でも比較的に安価であるが、耐光性の低い熱可塑性樹脂の場合、光による樹脂の劣化を抑制するという点で、本発明はより効果的である。ゆえに、上記発光装置において、樹脂６は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。

更に、本発明の樹脂成形体組成物には、充填剤８、反射部材７及び第２の反射部材９に加えて、その好ましい特性を損なわない範囲で、従来から合成樹脂用に用いられているその他の材料が含まれてもよい。例えば、タルク、シリカ、酸化亜鉛等の無機充填剤、難燃剤、可塑剤、核剤、染料、顔料（通常の白色顔料も含む）、離型剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤等の１種または２種以上を配合してもよい。

（反射部材７）
絶縁性である反射部材７は充填剤８より光反射性が高く、樹脂６に添加される充填剤８の周辺に偏在して、樹脂成形体５に光反射性を付与するものである。反射部材７は、樹脂６中において少なくとも充填剤８の発光素子側に設けられることが好ましい。

反射部材７の形状については特に制限がなく、例えば粒子状でも、膜状であってもよい。充填剤８の表面の露出する部分ができるだけ少なくなるように、反射部材７は充填剤８の周辺に偏在して設けられていることが好ましい。これにより、充填剤８に所望の光反射性を付与することができる。反射部材７は、充填剤８よりも小さい方が好ましく、充填剤８の大きさの１０分の１以下若しくは１００分の１以下程度である。

反射部材７を構成する物質としては、絶縁性であって、充填剤８よりも高い光反射率を有するものであれば特に限定はされず、例えば酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化イットリウムなどの金属酸化物等の金属化合物が挙げられる。他にも硫化亜鉛、硫化マグネシウムなどの金属硫化物や金属窒化物でもよく、それぞれの反射率等の性質を考慮して適宜選択できる。金属化合物は、比較的に化学的に安定であり、酸化、硫化等の化学反応による変色が起こりにくく、発光装置として高い信頼性を得ることができる。また、金属化合物の中でも金属酸化物は、比較的安価であるため、発光装置１において、反射部材７は金属酸化物であることが好ましい。

また、金属酸化物のなかでも酸化チタンは化学的に安定であり、可視光に対して高い光反射性を有する。また、酸化チタンは絶縁体であることから、樹脂成形体５を構成する樹脂６に含有させても、発光装置がショートする恐れがないため、樹脂成形体５中に望ましい充填率で含有させることができる。ゆえに、発光装置１において反射部材７は、酸化チタンであることが好ましい。なお、酸化チタンとしては、アナターゼ型、ルチル型、単斜晶型等のものいずれも使用でき、結晶形態の異なるものを２種以上併用することもできる。中でも、屈折率が高く、光安定性の良く、アナターゼ型と比べて光触媒としての活性が低いルチル型が好ましい。

反射部材７としての酸化チタンは、樹脂成形体組成物全量の１０重量％〜５０重量％含有することが好ましい。より好ましくは１０重量％〜３０重量％である。これにより、発光装置における発光出力を高く維持することができる。更に、酸化チタンの含有量が上述した範囲であれば、樹脂の流動性が良い。また、酸化チタンの形状についても特に制限はなく、粒子状、膜状、繊維状、板状（薄片状、鱗片状、雲母状等を含む）等の各種形状のものをいずれも使用でき、形状の異なるものを２種以上併用することもできる。酸化チタンの寸法は特に制限はないが、平均粒径が０．１μｍ〜０．３μｍ程度のものが好ましい。また、各種表面処理剤が施されたものを用いても良い。

また、本発明に係る樹脂成形体５は、あらかじめ充填剤８の周辺に反射部材７を設けた状態で、樹脂６に添加されて形成されることが好ましい。これにより、樹脂６中において容易に反射部材７を充填剤８の周辺に偏在させることができる。充填剤８の周辺に反射部材７を設ける方法としては、充填剤８を膜状の反射部材７で被覆する、反射部材７と充填剤８を接着する、等が挙げられる。

本発明に係る樹脂成形体５において、反射部材７は、充填剤８と接着して設けられることが好ましい。これにより、反射部材７が充填剤８に接着していない場合と比べて、充填剤８への光入射を防止しやすく、発光素子２からの光が充填剤８を透過したり、吸収されたりすることによる、発光装置としての発光出力の低下を抑制することができる。
本発明において、「接着している」とは、充填剤８と反射部材７との間の距離が実質的にないこと、具体的には充填剤８と反射部材７との距離が平均で２μｍ程度以下のことをいう。充填剤８と反射部材７が接着しているものの具体例としては、例えば、充填剤８と反射部材７が直接接しているものや、充填剤８と反射部材７との間に薄く設けられた、樹脂６と異なる部材（接合部材等）を介して接合されているものなどが挙げられる。

接合部材を用いる場合、充填剤８と反射部材７との間には接合部材の厚みの分だけ距離が生じるが、このような接合部材は薄い方が好ましい。これにより、充填剤８と反射部材７との間の距離が短くなるため、充填剤８及び反射部材７を樹脂６中に高い充填率で設けることができる。

また、反射部材７は樹脂６中において充填剤８と接着して設けられることで、充填剤８が樹脂６と接触する面積を減らし、充填剤８が酸化や硫化、及び光や水分を吸収すること等による劣化を防ぐことができる。

反射部材７と充填剤８を接着する方法を、以下に例示する。
（製法１）
反射部材７を水または有機溶剤中に添加し、均一に分散させた懸濁液を生成する。次に乾式撹拌装置中で、充填剤８を加熱撹拌させながら、生成した懸濁液をスプレーで吹き付け、ファンデルワールス力や凝集力で反射部材７を充填剤８の表面に接着させる。更に、充填剤８を乾式で加熱撹拌する際、高速に撹拌することで、接着強度を向上することができる。
なお、反射部材７は充填剤８と接着する場合、反射部材７は接合部材を介して充填剤８に接合してもよい。これにより、樹脂６中に充填剤８と反射部材７を添加する際、充填剤８の周辺に設けられた反射部材７が離散することを抑制できる。（製法１）においては、懸濁液の溶媒である、水または有機溶材中にエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の接合部材を加えてもよい。
（製法２）
反射部材７と充填剤８を水、有機溶剤もしくは水及び有機溶剤の混合溶媒に添加し、均一に分散させた懸濁液を生成する。次に、この懸濁液にＺｎ、Ｃａ等の無機イオンを生成する硝酸亜鉛や硝酸カルシウム等の無機化合物を溶解する。更に、無機イオンの沈殿物を発生させるアンモニア水やリン酸などを加えることで、接合部材として用いる水酸化亜鉛、リン酸カルシウム等を析出させ、反射部材７を充填剤８の表面に接着させる。接合部材として用いる、この析出する無機沈殿物の化合物は、着色していない化合物から選択することが好ましい。（製法２）として用いる接合部材としては、他にもエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
少ない量で反射部材７と充填剤８を接合できる接合部材を使用することが好ましく、これにより得られる樹脂成形体５の光反射性が向上する。また、接合部材が酸化してしまうと、接合部材が変色したり、体積が増加したりすることによって、得られる樹脂成形体５の光反射率は低くなる。このため、酸化しにくい接合部材が好ましい。また、光劣化しにくい接合部材が好ましい。接合部材としては、上記の件を満たす接合部材であれば特に限定されず、有機系でも無機系の接合部材でもよい。例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、水等の接合部材が挙げられる。
反射部材７と充填剤８を接着する方法は、上述したもの以外にトナーの製法（重合法、粉砕法等）、噴霧乾燥等が挙げられる。

反射部材７による充填剤８の被覆率（それぞれの充填剤８の周辺に対して、どれだけ反射部材７が接着されるか）が低すぎると、充填剤８が十分な光反射性を付与されないことが懸念されるため、被覆率は、７０％以上、好ましくは８０％以上、更に好ましいのは９０％以上である。また、充填剤８と反射部材７との間に、接合部材や、充填剤８及び反射部材７以外の樹脂成形体組成物があってもよい。

このような被覆率の測定は、例えば、反射部材７を粘着テープ上に単位反射部材層となるように配置させ、その１００倍拡大平面画像をＣＣＤカメラで取得した画像をパソコンに取り込み、画像処理ソフトにより、所定の２値化処理（濃淡画像を２値画像に変換する処理のこと）に基づいて平均被覆率を算出することにより行うことができる（被覆率測定Ａ法）。また、走査型電子顕微鏡で任意に選択した３０個の充填剤８を拡大（例えば８０００倍）し、それぞれの充填剤８について、付着している反射部材７による被覆状態を平面的にスケッチし、３０個の平均被覆率を算出することにより行うこともできる（被覆率測定Ｂ法）。あるいは、もっとも低い被覆率から、それ以上に被覆されていると経験的に判断することで行うこともできる（被覆率測定Ｃ法）。また、断面ＳＥＭにより面積比で計算することもできる（被覆測定Ｄ法）。

（充填剤８）
本発明に係る充填剤８は、樹脂成形体５の機械的強度を向上させる役割を担うものが好ましい。樹脂成形体５の機械的強度を向上させるために、充填剤８はある程度、大きいものが求められる。逆に充填剤８が大きすぎると、得られる樹脂成形体５の表面に凹凸が生じ、封止部材１１との密着性が不足して、剥離が生じる恐れがある。また、樹脂成形体５中に占める充填剤８の体積の総和を一定とした場合、各々の充填剤８の体積が小さい程、充填剤８の表面積の総和は大きくなる。樹脂成形体５中の充填剤８の表面積の総和が大きい程、光反射性を有する反射部材７を充填剤８の表面上に広く接着して設けることができ、得られる樹脂成形体５の光反射性をより高めることができる。これらを考慮して充填剤８の大きさは、径が０．００１〜１５μｍ、長さ１〜１００μｍのものが用いられる。また、充填剤８は、形状についても特に制限はなく、繊維状、針状あるいは棒状の形状等の各種形状のものをいずれも使用でき、形状の異なるものを２種以上併用することができる。なお、充填剤８は樹脂成形体組成物全量の５〜７０重量％が混合されることが好ましい。また、樹脂成形体５内に設けられる充填剤８は、図２の拡大模式図にある充填剤８だけでなく、色々な向きで複数設けられている。

本発明において、充填剤８は光反射性や透光性、光吸収性のいずれを有するものでもよく、中でも、充填剤８の反射性を補うという点で、光反射性よりも光吸収性または透光性を有する方が効果的である。

充填剤８が光吸収性である場合、発光素子２からの光が、充填剤８の露出した部分（反射部材７が接着していない部分）に照射されると、その光は吸収されてしまい発光装置としての発光出力の低下が生じる。他方、充填剤８が透光性である場合、発光素子２からの光が、充填剤８の露出した部分（反射部材７が接着していない部分）に照射されると、光が充填剤８を透過してしまうが、充填剤８を透過した光が反射部材７または第２の反射部材９で反射され、樹脂成形体５からの光の漏れが防止できる可能性がある。ゆえに上記発光装置において、充填剤８は、光吸収性よりも透光性であることが好ましい。

上述のように、充填剤８は樹脂成形体５の機械的強度を向上させる役割を担うものが好ましい。樹脂成形体５の機械的強度を向上させる充填剤は、一般的に、繊維状で透光性を有するものが多い。樹脂成形体５が望ましい機械的強度を得るためには、多量の充填剤８を樹脂６に添加することが好ましい。
しかし、樹脂成形体５の機械的強度を向上させる役割を担う充填剤８が透光性である場合、多量の充填剤８を樹脂６に添加して得られる樹脂成形体５は、機械的強度は向上するが、光反射性は不足しやすい。逆に、光反射性の反射部材７や第２の反射部材９を多量に樹脂６に添加して得られる樹脂成形体５の場合、樹脂成形体５の光反射率は向上するが、機械的強度は不足しやすい。樹脂成形体５が望ましい光反射率且つ機械的強度を得るためには、樹脂成形体５の機械的強度を担う、透光性である充填剤８に光反射性を付与させることが好ましい。
本発明によると、樹脂６に添加される充填剤８に光反射性を付与するために、充填剤８よりも光反射性が高い反射部材７は、樹脂６中において充填剤８の周辺に偏在して設けられる。これにより、充填剤８に光反射性が付与され、発光素子２から放出される光が充填剤８を透過することによる、樹脂成形体５からの光の漏れを低減して、発光出力の低下を抑制すると共に、充填剤８自体の機械的強度により、樹脂成形体５の機械的強度を高めることができる。

本発明に係る充填剤８は、具体的には、ガラス繊維やチタン酸カリウム繊維、ワラストナイト、酸化亜鉛繊維、チタン酸ナトリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、ホウ酸マグネシウム繊維、酸化マグネシウム繊維、珪酸アルミニウム繊維、窒化珪素繊維、炭素繊維等の無機繊維が挙げられる。中でも、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、ワラストナイトが好ましい。ガラス繊維は、無機繊維の中でも比較的安価である。また、チタン酸カリウム繊維及びワラストナイトは、比較的短いので、樹脂成形体５の表面に大きな凹凸が生じることなく、バリの発生を低減することができる。これにより、封止部材１１と樹脂成形体５との密着性を向上させることができる。

チタン酸カリウム繊維としては、従来公知のものを広く使用でき、例えば、４チタン酸カリウム繊維、６チタン酸カリウム繊維、８チタン酸カリウム繊維等を使用することができる。チタン酸カリウム繊維の寸法は特に制限はないが、通常、平均繊維径０．０１μｍ〜１μｍ、好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍ、平均繊維長１μｍ〜５０μｍ、好ましくは３μｍ〜３０μｍである。市販品も使用でき、例えば、ティスモ（商品名、大塚化学（株）製、平均繊維径０．２μｍ〜０．５μｍ、平均繊維長５μｍ〜３０μｍ）等を使用することができる。ワラストナイトは、メタケイ酸カルシウムからなる無機繊維である。ワラストナイトの寸法も特に制限はないが、通常、平均繊維径０．１μｍ〜１５μｍ、好ましくは２．０μｍ〜７．０μｍ、平均繊維長３μｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ〜５０μｍ、平均アスペクト比３以上、好ましくは３〜５０、より好ましくは５〜３０である。ワラストナイトとしても市販品を好適に使用でき、例えば、バイスタルＫ１０１（商品名、大塚化学株製、平均繊維径２μｍ〜５μｍ、平均繊維長５μｍ〜３０μｍ）、ＮｙｇｌｏｓＩ−１００１３（商品名、Ｎｙｃｏ社製、平均繊維径５μｍ〜３０μｍ、平均繊維長５μｍ〜３０μｍ）等を使用することができる。

得られる樹脂成形体の機械的強度等の特性をより一層向上させるために、チタン酸カリウム繊維及びワラストナイトに表面処理を施してもよい。表面処理は公知の方法に従い、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等を用いて行えばよい。これらの中でも、シランカップリング剤が好ましく、アミノシランが特に好ましい。シランカップリング剤で表面処理することにより、チタン酸カリウム繊維及びワラストナイトの表面のすべりが良くなり、硬化前の樹脂成形体組成物の流動性が良くなる。これにより、金型成形時、金型内の隅々にまで硬化前の樹脂成形体組成物がいきわたる。

チタン酸カリウム繊維及び/またはワラストナイトの配合量は、通常、樹脂成形体組成物全量の５〜７０重量％、好ましくは１０〜７０重量％（樹脂成分４０〜８０重量％）とするのがよい。５〜７０重量％の範囲から外れると、発光装置の素子搭載部材に必要とされる各種特性を高水準で満たした樹脂成形体５が得られないおそれがある。

上述したように、本発明において、充填剤８は光反射性や透光性、光吸収性のいずれのものでもよく、より信頼性の高い樹脂成形体を提供するために、上述した充填剤８以外のものも、充填剤８として添加することが出来る。
例えば、カーボン繊維、ＡｌＮ粉末、金属粒子等を充填剤８として添加した場合、得られる樹脂成形体５の熱伝導率が向上する。更に、カーボン繊維は、樹脂６より軽量であるため、樹脂成形体５を軽量化することができる。また、充填剤８は、その形状を雲母等の平板形状にすることで、樹脂成形体５の光反射性をより向上させることができる。なお、これらの充填剤８は、1種類でもよく、２種類以上用いてもよい。

（第２の反射部材９）
樹脂成形体５は、更に樹脂６に添加される絶縁性の第２の反射部材９を有することが好ましい。樹脂６中おいて、上述のように（第１の）反射部材は充填剤８の周辺に偏在して設けられる。つまり、（第１の）反射部材は充填剤８の位置に依存して配置される。これに対して、第２の反射部材は、樹脂６中において充填剤８の位置に依存せず配置される。例えば、樹脂成形体５中に均一に設けられていてもよいし、樹脂６中において樹脂成形体５の表面に偏って設けられていてもよい。また、第２の反射部材は上述の（第１の）反射部材の材料を用いることもできるが、異なっていてもよく、絶縁性であれば特に限定されない。これにより、導電部材４と第２の反射部材９が接触しても発光装置１はショートしないため、第２の反射部材９は樹脂成形体５中に望ましい充填率で設けることができる。本発明に係る樹脂成形体５に、上述のような第２の反射部材を有することで、より望ましい光反射性を樹脂成形体５に付与することができる。

（凹部１０、底面１０ａ、側壁１０ｂ）
本発明によると、素子搭載部材３を形成する樹脂成形体５に添加される充填剤８の周辺には、充填剤８よりも光反射性の高い絶縁性の反射部材７が偏在して設けられる。これにより、樹脂成形体５の厚さにかかわらず、光が樹脂成形体５を透過することを抑制できる。したがって、樹脂成形体５が薄い場合においても、光が樹脂成形体を透過することを抑制した素子搭載部材３を提供することができる。現状、発光装置の小型化の要望は高まり、それに伴い素子搭載部材の薄型化が進んでいる。そのため、発光素子２の周囲に設ける樹脂成形体５が薄くても、高い光反射率が求められる。具体的には、発光素子２の周囲を囲む、本発明に係る樹脂成形体５で構成される素子搭載部材の一部の厚さが、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下の部分を有する薄型の素子搭載部材においては、特に効果的である。

図１及び図２に示すように、素子搭載部材３の一面は、導電部材４と樹脂成形体５で構成される底面１０ａと樹脂成形体５で構成される側壁１０ｂによって形成される凹部１０を有し、発光素子２は凹部１０に収納され、側壁１０ｂは、発光素子２の周囲に設けられ、発光素子２から出射される光の反射面をなす。側壁は、凹部１０の底面１０ａ側から開口側に向かって、底面１０ａに対して所定角度で傾斜して拡開するよう形成される。これにより、発光素子２から側方へ出射する光は、側壁にて開口側へ反射されて素子搭載部材の開口から取り出される。
そして、上述のように、発光素子２の周囲を囲む、本発明に係る樹脂成形体５を有する側壁１０ｂの厚さが、厚さが、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下の部分を有する薄型の素子搭載部材においては、特に効果的である

また、ここで図示されていないが、基板と、基板上に設けられた導電部材４と、本発明に係る樹脂成形体５を備え、発光素子２の周囲を囲む枠体と、を有する素子搭載部であってもよい。この形態においては、枠体の厚さがが１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下の部分を有する薄型の素子搭載部材においては、特に効果的である。

（封止部材１１）
図１及び図２に示すように、発光装置１は、素子搭載部材３の一面に凹部１０が形成され、凹部１０に収容される発光素子２と、導電部材４と、を封止する封止部材１１とを備えてもよい。なお、封止部材１１の材料は任意であり、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透光性樹脂を用いてもよいし、ガラス等の無機材料を用いることも可能である。

封止部材１１に蛍光物質が添加される場合、発光素子２からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、アルミニウムガーネット系蛍光体、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。

本発明に係る発光装置は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話のバックライト、動画照明補助光源、その他の一般的民生用光源などに利用することができる。

１…発光装置
２…発光素子
３…素子搭載部材
４…導電部材
５…樹脂成形体
６…樹脂
７…反射部材
８…充填剤
９…第２の反射部材
１０…凹部
１０ａ…底面
１０ｂ…側壁
１１…封止部材

Claims (12)

1. 樹脂成形体を有する素子搭載部材と、
   前記素子搭載部材に搭載される発光素子と、を有する発光装置であって、
   前記樹脂成形体は、樹脂と、充填剤と、前記充填剤より高い光反射性を有する絶縁性の反射部材を有し、
   前記反射部材は、前記樹脂中において前記充填剤の周辺に偏在して設けられることを特徴とする発光装置。
2. 前記反射部材は、前記充填剤と接着して設けられることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記反射部材は、金属酸化物である請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
4. 前記反射部材は、酸化チタンである請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記充填剤は、透光性を有する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記充填剤は、ガラス繊維である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記充填剤は、チタン酸カリウム繊維及び/またはワラストナイトである請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記樹脂は、熱可塑性樹脂である請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記樹脂成形体は、更に前記樹脂に添加される絶縁性の第２の反射部材を有する請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光装置。
10. 前記素子搭載部材は、前記発光素子の周囲を囲む、前記樹脂成形体を有する側壁を有し、前記側壁の厚さが、１００μｍ以下の部分を有する請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発光装置。
11. 該発光装置の搭載面と、前記側壁を持つ凹部を有する面が略直交する請求項１０に記載の発光装置。
12. 前記樹脂成形体は、前記充填剤の周辺に前記反射部材を設けた状態で、前記樹脂に添加されて形成される請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光装置。

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