WO2007111355A1 - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、発光装置の発光輝度を向上させることを目的とするものである。 【解決手段】光反射面１ｒおよび底面１ｕからなる開口部１ｐを有する基体１と、開口部１ｐの底面１ｕ上に実装された発光素子２と、発光素子２を覆っている透光性部材３と、透光性部材３上に設けられた光学部材４とからなる。透光性部材３は、開口部１ｐの光反射面１ｒから離間されて開口部１ｐの底面１ｕ上に設けられている。

Description

明 細 書

発光装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば発光ダイオード素子などの光源を用いた発光装置に関するもの である。

背景技術

[0002] 近年、例えば照明器具などの発光装置として発光ダイオードランプなどを用いたも のが開発されている。この発光ダイオードランプを用いた発光装置は、発光ダイォー ド素子などによって発生された光を蛍光材料などによって波長の異なる光に変換して 、白色光などの出力光をつくり出すものである。このような発光ダイオード素子などを 用いた照明器具などにおいては、低消費電力化および長寿命化が期待されている。 特許文献 1：特開 2003— 282955号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 上述の発光ダイオード素子などの光源を用いた発光装置は、さらなる普及が期待さ れている中において、発光輝度を向上させるが重要となっている。この発光輝度の向 上に関しては、光源によって発生された光の取出し効率を向上させることが重要であ る。

[0004] 本発明は、このような課題に鑑みて案出されたものであり、発光装置の発光輝度を 向上させることを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の発光装置は、光反射面および底面からなる開口部を有する基体と、開口 部の底面上に実装された発光素子と、発光素子を覆っている透光性部材と、透光性 部材上に設けられた光学部材とからなる。透光性部材は、開口部の光反射面から離 間されて開口部の底面上に設けられている。

発明の効果

[0006] 本発明は、開口部の光反射面力 離間されて開口部の底面上に設けられた透光 性部材を備えていることにより、発光素子によって発生された光を光出射方向へ導く 効率を向上させることができ、発光装置の輝度を高めることが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

[0007] 本発明の発光装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

[0008] (第 1の実施の形態）

本発明の第 1の実施の形態について図 1〜3を用いて説明する。図 1は、第 1の実 施の形態の発光装置の構成を示す斜視図である。図 1において、発光装置の一部 の構成については、発光装置の内部の構成を示すために図示を省略している。図 2 は、図 1に示した発光装置の波長変換部材側からの平面透視図である。図 2におい て、透視することによって見える構成については点線で表している。図 3は、図 2に示 した発光装置の A—A'線における断面図である。

[0009] 本実施の形態の発光装置は、基体 1と、基体 1上に実装された発光素子 (光源） 2と 、発光素子 2を覆っている透光性部材 3と、透光性部材 3上に設けられた光学部材 4 とを備えている。本実施の形態の発光装置は、光学部材 4を覆っている波長変換部 材 (波長変換手段) 5をさらに備えている。ここで、光学部材 4を覆うとは、波長変換部 材 5が、光学部材 4力も放射された光が届く位置に設けられていることをいう。

[0010] 本実施の形態において、基体 1は、光反射面 lrと底面 luとからなる開口部 lpを有 している。ここで、基体 1の光反射面 lrは、発光素子 2によって発生された光の少なく とも一部の波長の光を光出射方向 Dへ反射するものである。光出射方向 Dとは、発光 装置から出力される光の進行方向のことであり、図 1において上方 (仮想の xyz座標 において z軸の正方向）である。図 1において、発光装置は、仮想の xyz座標におけ る xy平面に実装された状態で表されている。基体 1の表面 (底面 lu)には、発光素子 2に形成された複数の電極に対応しており、この複数の電極に電気的に接続された 第 1および第 2の接続パッドが設けられている。

[0011] 発光素子 2は、図 4に示すように上端 2tおよび側面 2sを有する発光ダイオードであ り、基体 1の開口部 lpの底部 lbに設けられている。図 1に示した構成において、発光 素子 2は、基体 1の開口部 lpの底面 luに実装されており、少なくとも側面 2sから光を 放射する。発光素子 2は、 210nm〜470nmの少なくとも一部の波長を有する光を発 生する。

[0012] 本実施の形態において、発光素子 2は、基板上と、 n型半導体層、発光層および p 型半導体層とを備えた発光ダイオードである。発光素子 2の n型半導体層と p型半導 体層には、それぞれ n側電極、 p側電極が設けられている。発光素子 2は、少なくとも 側方 (積層方向に垂直な方向）に向けて光を出射するように構成されている。ここで、 図 1において、発光素子 2の積層方向は、仮想の座標における z軸方向であり、発光 素子 2の側方とは、仮想の座標における X軸方向および y軸方向などである。

[0013] 発光素子 2は、例えば、 ZnO系の酸化物半導体発光ダイオードであり、 230ηπ！〜 450nmの波長範囲にピーク波長を有する第 1の光を発生する。発光素子 2の他の例 としては、例えば、シリコンカーバイド（SiC)系化合物半導体，ダイヤモンド系化合物 半導体，窒化ホウ素系化合物半導体などの化合物半導体がある。

[0014] 本実施の形態において、透光性部材 3は、発光素子 2を覆っており、開口部 lpの 光反射面 lrから離間されて開口部 lpの底面 lu上に設けられている。ここで、発光素 子 2を覆うとは、発光素子 2の側面 2sの少なくとも一部を覆っていることをいう。図 4に 示した構成において、透光性部材 3は、発光素子 2の側面 Isおよび上端 Itを取り囲 んでいる。透光性部材 3は、側面 3sと、光学部材 4に付着する上面 3uとを有しており 、発光素子 2の側面 2sから放射された光を光出射方向 Dへ導く機能を有している。透 光性部材 3の側面 3sは、発光素子 2の側面 2sから放射された光を全反射によって光 出射方向 Dへ導く機能を有する光反射手段である。

[0015] この透光性部材 3は、シリコーン榭脂、エポキシ榭脂、有機無機ハイブリッド榭脂な どの透光性材料からなり、発光素子 2を覆うようにして基体 1の開口部 lpの底部 lbに 部分的に設けられている。ここで、透光性とは、発光素子 2によって発生された光の 少なくとも一部の波長が透過できることをいう。透光性部材 3は、シリコーン榭脂から なることが好ましい。シリコーン榭脂は、エポキシ榭脂等よりも耐熱性に優れているた め、発光素子 2によって発生される熱の影響が低減される。耐熱性に優れた透光性 部材 3が用いられることによって、光学部材 4の熱的変性 (変色など）が低減される。

[0016] 透光性部材 3は、開口部 lpの底部 lbにおいて、発光素子 2の側面 2sと光学部材 4 の下面とに接して設けられている。すなわち、透光性部材 3は、基体 1の開口部 lpの 内周面力 離間して設けられており、光学部材 4の下面と発光素子 2の側面 2sとを被 覆している。このような透光性部材 3は、発光素子 2の側面 2sから放射された光を光 学部材 4へ導く機能を有する。なお、透光性部材 3の屈折率を nlとして、透光性部材 3と基体 1の開口部 lpの内周面との間の層（図 1において空気層）の屈折率を n2とす ると、屈折率 nl, n2は、 nl >n2の関係を満たす。図 1において、透光性部材 3の側 面 3sは透光性部材 3の屈折率より小さい屈折率を有する空間（空気層）に接している

[0017] 本実施の形態における発光装置において、透光性部材 3は、光学部材 4の下面と 基体 1の底面 luとの双方に付着されて、光学部材 4と透光性部材 3との間に介在さ れており、透光性部材 3の側面 3sは、光学部材 4の表面力 基体 1の表面にかけて 形成されている。本実施の形態における発光装置は、このような構成により、発光素 子 2から側方に出た光を上方 (光出射方向 d)へ導く際のエネルギー損失が低減され ている。

[0018] ここで、透光性部材 3の側面 3sにおける光の反射について説明する。発光素子 2の 側面 2sから出た光は、図 4, 5に示すように、透光性部材 3の側面 3aで反射されて光 学部材 4の下面 (光学部材 4の発光素子 2側の面)へと進む。その後、光学部材 4の 内部を進んだ光は、光学部材 4の上面 4u (光学部材 4の光出射方向 D側の面)から 開口部 lpの上部へと進み、発光装置の外部へ放射される。

[0019] 従来の発光装置の構成において、発光素子の側方に出た光のうち、光反射面にお いて反射される際にこの光反射面において吸収されていた光が、本実施の形態にお いては、上述のように透光性部材 3と透光性部材 3の外部との界面 3sにおいて反射 される。ここで、従来の構成おける光反射面による光の反射の際に生じる光損失と、 本発明の透光性部材の側面 3sにおける光の反射の際に生じる光損失とを比較する と、透光性部材 3の側面 3sにおける光損失のほうが小さい。よって、本実施の形態に おける発光装置は、光出力が高められている。特に、発光素子 2によって発生される 第 1の光が紫外光である場合は、この第 1の光が可視光である場合と比べて、従来の 発光装置の光反射面における光損失が大きいが、本実施の形態の発光装置は、紫 外光を発する発光素子を用いた場合にも、発光輝度が高められている。 [0020] 本実施の形態にぉ 、て、透光性部材 3の側面 3sは凹面形状を有して 、る。本実施 の形態の発光装置は、このような構成により、発光素子 2から側方に放射された光が 、透光性部材 3の側面 3sにおいて全反射されやすくなり、発光素子 2から光学部材 4 への光取出しの効率が向上されている。

[0021] 本実施の形態において、透光性部材 3は、発光素子 2の上端 2tと光学部材 4の下 面との間に設けられている。図 6に示すように、発光素子 2の側面 2sに設けられた透 光性部材 3の厚み Xは、発光素子 2と光学部材 4との間に設けられた透光性部材 3の 厚み Yよりも厚い。このような構成により、透光性部材 3の側面 3sの面積より透光性部 材 3と光学部材 4との接合面積の方が大きくなり、発光素子 2から出射された光のうち 透光性部材 3の側面 3sで反射される光の量より、光学部材 4に直接入射される光（1 次光)の量の方が多くなる。よって、発光素子 2から出た光が効率よく発光装置の光 出射方向 Dへと導かれて発光装置の輝度が向上される。厚み Xが厚み Yの 2倍以上 であるとき、透光性部材 3の側面 3sの面積より透光性部材 3と光学部材 4との接合面 積の方が大きくなる。

[0022] 光学部材 4は、発光素子 2の上方 (発光装置の光出射方向 D)に配置されており、 例えば、榭脂、ガラスなどの透光性材料力もなる。ここで、透光性とは、発光素子 2に よって発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。

[0023] 光学部材 4および透光性部材 3は、 380ηπ！〜 830nmの光に対して透明もしくは半 透明である。 380nm〜830nmの光に対して透明とは、 380nm〜830nmの光の透 過率が 80〜100%であることをいい、 380nm〜830nmの光に対して半透明とは、 3 80nm〜830nmの光の透過率が 50〜80%であることをいう。

[0024] 光学部材 4は、発光素子 2から放射されて透光性部材 3によって導かれた光を、光 出射方向 Dに拡散させて放射する機能を有している。本実施の形態において、光学 部材 4は、平板形状を有しており、発光素子 2から放射されて透光性部材 3によって 導かれた光を上方 (波長変換部材 5の方向）へ拡散させて放射するものである。光学 部材 4の他の構成例としては、凸形状の上面を有しており、発光素子 2によって放射 されて透光性部材 3によって導かれた光を上方 (波長変換部材 5の方向）へ放射する ものがある。 [0025] 光学部材 4は、発光素子 2によって発生された光を拡散させて光出射方向 Dへ導く ことにより、発光素子 2による点発光が面発光とされて、発光装置の発光面における 発光むらが低減されている。

[0026] 本実施の形態にぉ 、て、波長変換部材 5はシート形状を有して 、る。波長変換部 材 5 (波長変換手段）は、発光素子 2によって発生された光の波長を変換して放射す る。図 1に示した構成おいて、波長変換部材 5は、発光素子 2の上方に配置されてお り、基体 1の開口部 lpを塞いでいる。波長変換部材 5は、榭脂に蛍光物質が混入さ れたものであり、発光素子 2から放出された第 1の光を、第 1の光の波長範囲と異なる 第 2の波長範囲にピーク波長を有する第 2の光に変換して出力する機能を有してい る。

[0027] 本発明の発光装置は、白色光を出力するものであり、発光素子 2と蛍光物質との組 合せとしては次のものがある。発光素子 2が 440nm〜470nm (青色）の少なくとも一 部の波長を有する第 1の光を発生する場合、蛍光物質としては、発光素子 2の発光 色と補色の関係を有する 565ηπ！〜 590nm (黄色）の少なくとも一部の波長を有する 第 2の光を放射するものが用いられる。この蛍光物質は、（Y, Gd) (Al, Ga) O ： C

3 5 12 eなどが好適である。この発光素子 2と蛍光物質の組合せの場合、発光装置は、発光 素子 2によって発生されて波長変換部材 5を透過した青色光と波長変換部材 5から放 射された黄色光との混合光である白色光を出射する。

[0028] 発光素子 2と蛍光物質との他の組合せとしては、発光素子 2力 40nm〜470nm( 青色)の少なくとも一部の波長を有する第 1の光を発生する場合、蛍光物質としては、 520nm〜565nm (緑色）の少なくとも一部の波長を有する第 2の光と、 625nm〜74 Onm (赤色）の少なくとも一部の波長を有する第 3の光とを放射するものが用いられる 。この発光素子 2と蛍光物質の組合せの場合、発光装置は、発光素子 2によって発 生されて波長変換部材 5を透過した青色光と波長変換部材 5から放射された緑色光 および赤色光との混合光である白色光を出射する。

[0029] 発光素子 2と蛍光物質との他の組合せとしては、発光素子 2が 210nm〜400nm( 紫外光)の少なくとも一部の波長を有する第 1の光を発生する場合、蛍光物質として は、 440nm〜470nm (青色）の少なくとも一部の波長を有する第 2の光と、 520nm 〜565nm (緑色）の少なくとも一部の波長を有する第 3の光と、 625nm〜740nm ( 赤色）の少なくとも一部の波長を有する第 4の光とを放射するものが用いられる。この 発光素子 2と蛍光物質の組合せの場合、発光装置は、波長変換部材 5から放射され た青色，緑色光および赤色光との混合光である白色光を出射する。

[0030] 本実施の形態において、発光装置の発光面 (波長変換部材 5の上面）は、光学部 材 4の発光面側に位置する面に対して平行に配置されている。このような構成により 光学部材 4の上面力 発光装置の発光面までの距離が全面的に等しくなり、光学部 材 4から光出射方向 Dへ放出される光の光路長が均一となり、発光面における光の 強度むらおよび色むらが低減されて ヽる。

[0031] 本実施形態の発光装置は、透光性部材 3の側面 3sにおける光全反射によって、発 光素子 2によって発生された光を上方へ導く構成であることにより、発光面 5uの光軸 (中心軸) Cに対し 30度から 70度の半値角 Θを有する。ここで、半値角 Θとは、図 7に 示すように、仮想の照明領域 Rにおいて発光強度がピークとなる光軸 C上の点 Aと、 仮想の照明領域 Rにおいて発光強度がピーク値の半分となる点 Bと、発光面 5uにお ける光軸 C上の点 Oと力もなる角度 Θのことをいう。

[0032] ここで、本実施形態の発光装置の製造方法について図 8を用いて説明する。本実 施の形態の発光装置の製造方法は、次の工程 (a)〜（ からなる。図 8に示した工程 (a)〜 (e)は、次に説明する工程 (a)〜 (e)に対応して 、る。

[0033] (a)基体 1の開口部 lpの底面 luに発光素子 2を実装する。

[0034] (b)発光素子 2が実装された底面 luに、発光素子 2の上方力もシリコーン榭脂などか らなる透光性部材 3をポッティング、あるいはスプレーで吹きつけることにより、溶融さ れた透光性部材 3によって発光素子 2を封止する。

[0035] (c)溶融状態の透光性部材 3の上に、予め成形されたガラスなど力 なる光学部材 5 をのせる。このとき透光性部材 3は光学部材 5の下面に沿ってぬれ広がり、透光性部 材 3の側面が凹面形状となる。

[0036] (d)透光性部材 3を加熱または乾燥させて硬化させる。

[0037] (e)基体 1の開口部 lpに波長変換部材 5を設ける。

[0038] ここで、工程 (b)にお 、て、透光性部材 3を所望の形に成型する枠部材を底面 luに 設けておいて、この枠部材の内側に溶融された透光性部材 3を充填してもよい。

[0039] (第 2の実施の形態）

本発明の第 2の実施の形態について説明する。図 9は、第 2の実施の形態の発光 装置の構成を示す斜視図である。図 10は、本実施の形態の発光装置の構成を示す 断面図である。図 11は、本実施の形態における基体 21の構成を示す斜視図である 。図 12は、本実施の形態における透光性部材 23の構成を示す斜視図である。図 13 は、本実施の形態における光学部材 24の構成を示す斜視図である。

[0040] 本実施の形態の発光装置は、基体 21と、基体 21上に実装された発光素子 (光源） 22と、発光素子 22を覆っている透光性部材 23と、透光性部材 23上に設けられた光 学部材 24とを備えている。本実施の形態の発光装置は、光学部材 24を覆っている 波長変換部材 (波長変換手段) 25をさらに備えている。ここで、光学部材 24を覆うと は、波長変換部材 25が、光学部材 24から放射された光が届く位置に設けられている ことをいう。

[0041] 基体 21は、図 11に示すように、光反射面 21rおよび底面 luからなる開口部 21pを 有している。ここで、基体 21の光反射面 21rは、発光素子 22によって発生された光 の少なくとも一部の波長の光を光出射方向 Dへ反射するものである。光出射方向 Dと は、発光装置から出力される光の進行方向のことであり、図 9において上方 (仮想の X yz座標において z軸の正方向）である。図 9において、発光装置は、仮想の xyz座標 における xy平面に実装された状態で表されている。

[0042] 発光素子 22は、図 12に示すように、第 1の実施の形態の構成と同様、基体 21の開 口部 21pの底面 21uに実装されており、少なくとも側面力も光を放射する。透光性部 材 23は、図 12に示すように、第 1の実施の形態の構成と同様、発光素子 22を覆って おり、開口部 21pの光反射面 21rから離間されて開口部 21pの底面 21u上に設けら れている。ここで、発光素子 22を覆うとは、発光素子 22の側面の少なくとも一部を覆 つていることをいう。図 12に示した構成において、透光性部材 23は、発光素子 22の 側面および上端を取り囲んでいる。透光性部材 23は、側面と、光学部材 24に付着 する上面とを有しており、発光素子 22の側面力 放射された光を光出射方向 Dへ導 く機能を有している。透光性部材 23の側面は、発光素子 22の側面から放射された光 を全反射によって光出射方向 Dへ導く機能を有する光反射手段である。透光性部材 23の側面は、透光性部材 23の屈折率より小さい屈折率を有する空間（空気層）に接 している。

[0043] 光学部材 24は、図 13に示すように、第 1の実施の形態の構成と同様、発光素子 22 の上方 (発光装置の光出射方向 D)に配置されている。ここで、透光性とは、発光素 子 2によって発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。光学部材 24は、発光素子 22から放射されて透光性部材 23によって導かれた光を、光出射方 向 Dに拡散させて放射する機能を有している。

[0044] 本実施の形態において、光学部材 24は、ドーム形状の上面を有しており、発光素 子 22によって放射されて透光性部材 23によって導かれた光を波長変換部材 25へ 放射するものがある。本実施の形態において、光学部材 24は、透光性部材 23に付 着されて基体 21の表面に載せられている。光学部材 24は、発光素子 22によって発 生された光を拡散させて波長変換部材 25へ導くことにより、発光素子 22による点発 光が面発光とされて、発光装置の発光面における発光むらが低減される。

[0045] 本実施の形態にぉ 、て、波長変換部材 25は、ドーム形状を有しており、透光性部 材 24の上面に付着されている。この波長変換部材 25は、透光性部材 24を覆って基 体 21上に付着されている。波長変換部材 25は、発光素子 22によって発生されて透 光性部材 24によって導かれた光の波長を変換して放射する。発光素子 22の光学的 特性および波長変換部材 25の蛍光物質の例については、第 1の実施の形態におけ るちのと同様である。

[0046] ここで、図 14を用いて、本実施の形態の発光装置の機能について説明する。発光 素子 22の側面力も放射された光は、透光性部材 23の側面において全反射されて光 学部材 24へ導かれる。光学部材 24に導かれた光は、光学部材 24によって波長変 換部材 25へ放射される。波長変換部材 25に放射された光は、波長変換部材 25によ つて異なる波長に変換されて発光装置の外部へ放射される。

[0047] このように、本実施の形態の発光装置は、透光性部材 23の内部と外部との屈折率 差によって起こる光の全反射により、発光素子 22によって発生された光を光学部材 2 4へ導くことにより、発光素子 22から波長変換部材 25への光の取出し効率を向上さ せて発光輝度が高められている。

[0048] 本実施の形態の発光装置は、さらに、光学部材 24がドーム状の上面を有している ことにより、波長変換部材 25に導かれる光の量のむらが低減されて、発光色のむら が低減されている。

[0049] (第 3の実施の形態）

本発明の第 3の実施の形態について説明する。図 15は、第 3の実施の形態の発光 装置の構成を示す斜視図である。図 16は、本実施の形態の発光装置の構成を示す 断面図である。図 17は、本実施の形態の透光性部材 33の構成を示す斜視図である 。図 18は、本実施の形態における光学部材 34の構成を示す斜視図である。

[0050] 本実施の形態の発光装置は、基体 31と、基体 31上に実装された発光素子 (光源） 32と、発光素子 32を覆っている透光性部材 34と、透光性部材 34上に設けられた光 学部材 35とを備えている。本実施の形態における発光装置は、透光性部材 33およ び光学部材 34を覆っている波長変換部材 35をさらに備えている。ここで、透光性部 材 33を覆うとは、発光素子 32によって発生されて透光性部材 33を透過した光が届く 位置に波長変換部材 35が設けられていることをいう。光学部材 34を覆うとは、光学 部材 34から放射された光が届く位置に波長変換部材 35が設けられていることをいう

[0051] 本実施の形態の構成において、第 2の実施の形態の構成と異なる点は、波長変換 部材 35が、発光素子 32が搭載されている基体 31の表面（上面 31u)と同一の面上 に設けられていることである。本実施の形態におけるその他の構成は、第 2の実施の 形態における構成と同様である。

[0052] 透光性部材 33は、発光素子 32を覆って基体 31の上面 31u上に設けられている。

ここで、発光素子 32を覆っているとは、発光素子 32の側面の少なくとも一部を覆って いることをいう。図 17に示した構成において、透光性部材 33は、発光素子 32の側面 および上端を囲んでいる。透光性部材 33は、発光素子 32の側面から放射された光 を全反射によって光学部材 34へ導く側面と、光学部材 34に付着された上面とを有し ている。

[0053] 光学部材 34は、透光性部材 33の厚み Hだけ基体 31の上面 31uから浮いた状態 で透光性部材 33の上面に付着されている。光学部材 34は、ドーム形状の上面を有 している。

[0054] 波長変換部材 35は、透光性部材 33との間に透光性部材 33の屈折率より小さい屈 折率を有する透光性層 36を介して、透光性部材 33を囲んでいる。ここで、透光性部 材 33を囲んでいるとは、発光素子 32によって発生されて透光性部材 33を透過した 光が届く位置に波長変換部材 35が設けられていることをいう。図 19に示した構成に おいて、透光性層 36は空気層である。ここで、層 36の透光性とは、発光素子 32によ つて発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。透光性層 36の他 の例としては、透光性部材 33の屈折率より小さ 、屈折率を有する榭脂材料からなる 層がある。

[0055] 本実施の形態の発光装置は、図 19に示すように、透発光素子から放射された光を 光性部材 33の側面において反射して光学部材 34へ導くことにより、発光素子 32か ら波長変換部材 35への光の取出し効率が向上されて、発光輝度が向上されている。

[0056] 本実施の形態の発光装置は、発光素子 32によって発生された光が、透光性部材 3 3を介して光学部材 34へ導かれて、光学部材 34から波長変換部材 35へ放射される という構成力もなることにより、発光素子によって発生された光が波長変換部材に直 接達する構成に比べて、発光の色むらが低減されている。

[0057] (第 4の実施の形態）

本発明の第 4の実施の形態について説明する。図 20 (a)は、本発明の発光装置の 第 4の実施の形態における光学部材の構成を示す断面図である。この発光装置は、 第 1の実施の形態に示したものとは、光学部材 44の外周部が透光性部材 3よりも外 方に位置する点で相違している。すなわち、図 20 (b)に示した発光装置の平面透視 (発光装置の発光面側からの透視）において、光学部材 44の外縁は、透光性部材 3 の外縁より外側に位置して 、る。

[0058] 本実施形態にお!、ては、透光性部材 3が光学部材 44の上面へ這 、上がることを低 減できる。よって、光学部材 44が傾きにくぐ発光装置の発光面における光の強度む らが低減されている。

[0059] (第 5の実施の形態） 本発明の第 5の実施の形態について説明する。図 20は本発明の発光装置の第 5 実施形態における光学部材を示す斜視図である。この発光装置は、第 1実施形態に 示したものとは、光学部材 54の上面の中央部に突出部 57が設けられている点で相 違する。すなわち、本実施形態における発光装置は、光学部材 54の中央領域の厚 みが、外周領域の厚みと比べて厚く形成されている。その他の構成は、第 1実施形態 と同等である。

[0060] 本実施形態においては、たとえ未硬化の透光性部材 3が光学部材 54の上面へ這 い上がったとしても、光学部材 54の光出射面である突出部 57には透光性部材 3が 被着しにくくい。よって、光学部材 54の光出射面において、透光性部材 3が被着する ことによる光の吸収が低減されており、発光輝度が向上されている。

[0061] (第 6の実施の形態）

本発明の第 6の実施の形態について説明する。図 22は、本発明の発光装置の第 4 の実施の形態における光学部材を示す断面図である。この発光装置においては、光 学部材 64の発光素子 2側の面（図 22において光学部材 64の下面）に透光性の保護 膜 68が形成されている。

[0062] このような保護膜 68として、無機絶縁膜 (SiN膜、 SiNO膜など)、炭素を主成分と する薄膜 (DLC膜、 CN膜、アモルファスカーボン膜)、金属酸ィ匕物膜 (W02、 CaF2 、 A1203など)などが用いられる。特に SiN膜が用いられる場合、発光素子 2を水分 力も保護することができ、発光装置の動作信頼性が向上する。

[0063] なお、図 22では、光学部材 64の下面のみが保護膜 68に覆われている構造を示し たが、他の構成としては、図 23に示すように、保護膜 68が光学部材 64の下面と透光 性部材 3の側方とを覆う構造がある。このような構造により、発光素子 2に対する水分 による影響をより低減されている。図 23において用いられる保護膜 68は、透光性部 材 3の側面あるいは保護膜 68の表面において発光素子 2の側面から出た光が全反 射する材料が用いられる。

[0064] (第 7の実施の形態）

本発明の第 7の実施の形態について説明する。図 24は、本発明の発光装置の第 7 の実施の形態における基体 71の構成を示す図である。この発光装置においては、 基体 71の透光性部材 3が設けられる領域に凹部 73が設けられている。図 24におい て、透光性部材 3が接合される領域の外周に位置する基体 71の表面に凹部 73が形 成されている。このような構成により、基体 71の表面における透光性部材 3の濡れ広 力 Sりが低減されている。このため、透光性部材 3の形状を所望の形状とすることができ 、発光輝度が向上されている。凹部 73の断面形状は、矩形状である。凹部 73の断面 形状の他の例は、曲面形状である。このように曲面形状であることにより、凹部 73に 流れ込んだ透光性部材 3が、凹部 73の内面に沿って充填されて、巻き込む気泡 (ガ ス）の量が低減されている。これにより、基体 71と透光性部材 3との剥離が生じにくく なっている。

[0065] (第 8の実施の形態）

本発明の第 8の実施の形態について説明する。図 25は、本発明の発光装置の第 1 0の実施の形態における構成を示す図である。基体 1の開口部の内周面と第 1の透 光性部材 3との間に、第 1の透光性部材 3の側面を被覆しており第 1の透光性部材 3 よりも屈折率の低 、第 2の透光性部材 86が設けられて 、る。

[0066] 本実施形態において、第 1の透光性部材 3の屈折率を nl、第 2の透光性部材 86の 屈折率を n3、第 2の透光性部材 86と開口部の内周面との隙間の屈折率を n2とする と、屈折率 nl, n2, n3は、 nl >n3 >n2の関係を満たしている。

[0067] 第 2の透光性部材 86および第 1の透光性部材 3はともに光学部材 4の下面に付着 されており、このような構成によって、本実施形態の発光装置は、第 1の透光性部材 3 の側面で反射されずに第 1の透光性部材 3を透過した光が、第 2の透光性部材 86の 側面において反射されて光学部材 4へと導かれる。

図面の簡単な説明

[0068] [図 1]第 1の実施の形態の構成を示す斜視図である。

[図 2]第 1の実施の形態の構成を示す平面透視図である。

[図 3]第 1の実施の形態の構成を示す断面図である。

[図 4]第 1の実施の形態における透光性部材 3の構成を示す斜視図である。

[図 5]第 1の実施の形態における光学的機能を示す断面図である。

[図 6]第 1の実施の形態における透光性部材 3の構成を示す断面図である。 圆 7]第 1の実施の形態における光学的特性を示す断面図である。

圆 8]第 1の実施の形態の製造方法を示す斜視図である。

圆 9]第 2の実施の形態の構成を示す斜視図である。

圆 10]第 2の実施の形態の構成を示す断面図である。

圆 11]第 2の実施の形態における基体 21の構成を示す斜視図である。

圆 12]第 2の実施の形態における透光性部材 23の構成を示す斜視図である。 圆 13]第 2の実施の形態における光学部材 24の構成を示す斜視図である。 圆 14]第 2の実施の形態における光学的機能を示す断面図である。

圆 15]第 3の実施の形態の構成を示す斜視図である。

圆 16]第 3の実施の形態の構成を示す断面図である。

圆 17]第 3の実施の形態における透光性部材 33の構成を示す斜視図である。 圆 18]第 3の実施の形態における光学部材 34の構成を示す斜視図である。 圆 19]第 3の実施の形態における光学的機能を示す断面図である。

圆 20]第 4の実施の形態の構成を示す図である。

圆 21]第 5の実施の形態の構成を示す斜視図である。

圆 22]第 6の実施の形態の構成を示す断面図である。

圆 23]第 6の実施の形態の他の構成を示す断面図である。

圆 24]第 7の実施の形態の構成を示す斜視図である。

圆 25]第 8の実施の形態の構成を示す断面図である。

符号の説明

1 :基体

lr:光反射面

lu:底面

lp :開口部

2 :発光素子

3 :透光性部材

4 :光学部材

5 :波長変換部材 D:光出射方向

Claims

請求の範囲

[I] 光反射面および底面力 なる開口部を有する基体と、

前記開口部の前記底面上に実装された発光素子と、

前記発光素子を覆っており、前記開口部の前記光反射面から離間されて前記開口 部の前記底面上に設けられた透光性部材と、

前記透光性部材上に設けられた光学部材と、

を備えた発光装置。

[2] 前記透光性部材は、前記発光素子の側面および上端を取り囲んで 、ることを特徴 とする請求項 1記載の発光装置。

[3] 前記透光性部材は、前記発光素子の前記上端側の厚みより大きい前記発光素子 の前記側面側の厚みを有していることを特徴とする請求項 2記載の発光装置。

[4] 前記発光素子の側面から放射された光は、前記透光性部材によって光出射方向 へ進むことを特徴とする請求項 2記載の発光装置。

[5] 前記透光性部材は、側面と、前記光学部材に付着して ヽる上面とを有して!/ヽること を特徴とする請求項 2記載の発光装置。

[6] 前記透光性部材の前記側面は、前記発光素子の前記側面から放射された光を全 反射によって光出射方向へ導くことを特徴とする請求項 5記載の発光装置。

[7] 前記光学部材を覆っている波長変換部材をさらに備えたことを特徴とする請求項 1 記載の発光装置。

[8] 前記波長変換部材は、前記光学部材によって拡散して放射された光の波長を変換 して放射することを特徴とする請求項 7記載の発光装置。

[9] 前記波長変換部材は、シート形状を有して!/ヽることを特徴とする請求項 7記載の発 光装置。

[10] 前記波長変換部材は、ドーム形状を有して！/ヽることを特徴とする請求項 7記載の発 光装置。

[II] 前記光学部材は、前記波長変換部材に付着されたドーム形状の上面を有している ことを特徴とする請求項 10記載の発光装置。

[12] 基体と、 前記基体上に実装された発光素子と、

前記発光素子を覆って前記基体上に設けられた透光性部材と、

前記透光性部材上に設けられた光学部材と、

前記光学部材および前記透光性部材を覆って前記基体上に設けられた波長変換 部材とを備えており、該波長変換部材は、前記透光性部材との間に前記透光性部材 の屈折率より小さ!/、屈折率を有する透光性層を介して、前記透光性部材を囲んで 、 ることを特徴とする発光装置。

[13] 前記波長変換部材は、ドーム形状を有しており、

前記光学部材は、前記波長変換部材に接着されたドーム形状の上面を有して 、る ことを特徴とする請求項 12記載の発光装置。

[14] 前記透光性層が空気層であることを特徴とする請求項 12記載の発光装置。

[15] 前記透光性層が榭脂材料力もなることを特徴とする請求項 12記載の発光装置。

[16] 光源と、

前記光源力 放射された光を全反射によって光出射方向へ導く光反射手段と、 前記光反射手段によって導かれた光を拡散させて放射する光学手段と、 を備えた発光装置。

[17] 前記光源は、 210ηπ！〜 470nmの少なくとも一部の波長を有する光を発生すること を特徴とする請求項 16記載の発光装置。

[18] 前記光学手段から放射された光の波長を変換して放射する波長変換手段をさらに 備えたことを特徴とする請求項 17記載の発光装置。

[19] 前記波長変換手段は、前記光源によって発生された光のうち一部分の光の波長を

565ηπ！〜 590nmの少なくとも一部の波長に変換することを特徴とする請求項 18記 載の発光装置。

[20] 前記波長変換手段は、 520ηπ！〜 565nmの少なくとも一部の波長を有する光と、 6 25ηπ！〜 740nmの少なくとも一部の波長を有する光とを放射することを特徴とする請 求項 18記載の発光装置。