発光装置および照明装置
【課題】発光装置の発光面側全面から発光しているように見える発光装置および照明装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、上側主面に発光素子２が収容される凹部１ｃが設けられた基体１と、凹部１ｃに搭載された発光素子２と、凹部１ｃの内側に発光素子２を覆うように設けられた封止透光性部材６と、発光素子２の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材５と、を具備して成り、シート状透光性部材５を基体１の上側主面から上方に突出するように設置するとともに、基体１の上側主面からシート状透光性部材５の側面にかけて接合透光性部材７が配置されている。
【解決手段】発光装置は、上側主面に発光素子２が収容される凹部１ｃが設けられた基体１と、凹部１ｃに搭載された発光素子２と、凹部１ｃの内側に発光素子２を覆うように設けられた封止透光性部材６と、発光素子２の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材５と、を具備して成り、シート状透光性部材５を基体１の上側主面から上方に突出するように設置するとともに、基体１の上側主面からシート状透光性部材５の側面にかけて接合透光性部材７が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発する光を蛍光体で波長変換し、外部に放射する発光装置および照明装置に関し、発光装置の発光面側全面を光らせる発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いた発光装置を照明用として利用する動きがある。
【０００３】
従来の発光ダイオード等の発光素子が発する光を枠体の内周面で良好に反射させ外部に均一に効率よく放射させる発光装置を図９に示す。図９において、発光装置は、上面に発光素子12の搭載部11ａを有する絶縁体から成る基体11と、基体11の上面外周部に搭載部11ａを取り囲むように接合されるとともに、内周面13ｂが発光素子12から発光される光を反射する反射面とされている枠状の反射部材13と、反射部材13の内側に発光素子12を被覆するように形成された封止透光性部材16と、封止透光性部材16を被覆するように設けられ、蛍光体が内部に層状に偏在しているシート状透光性部材15と、搭載部11ａに載置固定された発光素子12とから構成されている。
【０００４】
枠体13は、上側開口が下側開口より大きい貫通孔とされることによって、貫通孔の内周面13ｂは、上方に向かって外側に広がる傾斜面とされ、発光素子12から発光される光を上方に反射する反射面とされている。
【０００５】
以上により、発光素子12から発光される光を反射部材13の内周面13ｂで良好に反射させるとともに、シート状透光性部材15内に導き、シート状透光性部材15に含まれる蛍光体によって変換した所望の波長の光を外部に放射させ得る高輝度な発光装置が構成されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シート状透光性部材15の全面から均一に蛍光が放出されたとしても、シート状透光性部材15の周囲の反射部材13の上側主面からは蛍光が放出されないため、シート状透光性部材15の周囲に影が生じてしまい、発光装置の上面全体で発光しているように見えないという問題点があった。すなわち、複数個の発光装置を隣接するようにして配置し照明装置とした際、照明装置の発光面全体が均一に発光しているように見えず、点状の光の集まりに見えてしまうという問題点がある。
【０００８】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、発光装置の発光面側全面から発光しているように見える発光装置および照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発光装置は、上側主面に発光素子が収容される凹部が設けられた基体と、前記凹部に搭載された発光素子と、前記凹部の内側に前記発光素子を覆うように設けられた封止透光性部材と、前記発光素子の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材
と、を具備して成り、前記シート状透光性部材を前記基体の上側主面から上方に突出するように設置するとともに、前記基体の上側主面から前記シート状透光性部材の側面にかけて接合透光性部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光装置は、発光装置の上面全体が発光しているように見える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の発光装置のＸ−Ｘ’面における実施の形態の例を示す断面図である。
【図３】図１の発光装置のＸ−Ｘ’面における実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の発光装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【図５】本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す上面図である。
【図６】本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【図７】本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す回路図である。
【図８】本発明の発光装置から放出される光束を計測した結果を示す線図である。
【図９】従来の発光装置の実施の形態の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の発光装置および照明装置について以下に詳細に説明する。図１は本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す斜視図であり、図２は図１の発光装置のＸ−Ｘ’面における縦断面図、図３は図１の発光装置のＸ−Ｘ’において実施の形態の他の例を示す縦断面図である。図４は本発明の発光装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。また、図５は本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す上面図であり、図６は本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【００１３】
これらの図において、１は基体、１ａは基体１の底部、１ｂは基体１の側壁部、１ｃは基体１の凹部、１ｄは側壁部１ｂの内周面、１ｅは凹部１ｃに設けられた発光素子２が載置される発光素子２の搭載部、１ｆは基体１（側壁部１ｂ）の上側主面、３は段差部、３ａは段差部３の内底面、３ｂは段差部３の内側面、１ｇは面取り部、５は蛍光体を含有するシート状透光性部材、５ａはシート状透光性部材５の外周側面、６は封止透光性部材、７は接合透光性部材、８は空隙、９は凸部、10は凹部である。主として基体１，発光素子２およびシート状透光性部材５で発光素子２から発せられる光が外部に放射される本発明の発光装置および照明装置が構成される。
【００１４】
本発明の発光装置は、図１〜３に示すように、上側主面に発光素子２が収容される凹部１ｃが設けられた基体１と、凹部１ｃに搭載された発光素子２と、発光素子２の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材５とを具備して成り、平面視において、シート状透光性部材５の大きさが基体１の大きさよりも小さく、シート状透光性部材５が基体１の上側主面３ａから上方に突出するように設置されることにより、シート状透光性部材５の外周側面が凹部１ｃの周囲の基体１の上側主面１ｆに面しているものである。
【００１５】
本発明における基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、エポキシ樹脂等の樹脂、または金属等から成る。また、基体１は凹部１ｃ内の凹部１ｃの底面に発光素子２を載置する搭載部１ｅを有しており、搭載部１ｅには発光素子２の電極が電気的に接続されるタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ）等から成る金属を主成分とする導体層による接続パッド１ｈや、銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等から成るリード端子が樹脂と一体にモールド成型された接続パッド１ｈ
が導出されている。
【００１６】
接続パッド１ｈの上面には発光素子２の電極が半田等の電気接続手段を介して電気的に接続される。接続パッド１ｈは、基体１内部に形成された配線導体（図示せず）を介して発光装置の外表面に導出され、さらに外部電気回路基板に接続されることにより、発光素子２と外部電気回路とが電気的に接続されることとなる。
【００１７】
発光素子２には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode），レーザーダイオード（ＬＤ），エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子，その他の固体発光素子等が用いられる。
【００１８】
発光素子２を接続パッド１ｈに接続する方法としては、ボンディングワイヤを介して接続する方法、または、発光素子２の下面で金属ボール、半田バンプ等の電気接続手段により接続するフリップチップボンディング方式を用いた方法等が用いられる。好ましくは、図２，図３に示すように、フリップチップボンディング方式により接続するのがよい。これにより、接続パッド１ｈを発光素子２の直下に設けることができるため、発光素子２の周辺の基体１の上面に接続パッド１ｈを設けるためのスペースを設ける必要がなくなる。よって、発光素子２から発光された光がこの基体１の接続パッド１ｈで吸収されて軸上光度が低下するのを抑制することができる。
【００１９】
この接続パッド１ｈとなる導体層は、例えば、Ｗ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｇ等の金属粉末のメタライズ層を基体１の表面および内部に形成することによって、または、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等のリード端子を基体１に埋設し一端を搭載部１ｅに露出させることによって、または、導体層が形成された絶縁体から成る入出力端子を金属等から成る基体１に設けた貫通孔に嵌着接合させることによって設けられる。
【００２０】
なお、接続パッド１ｈの露出する表面には、Ｎｉや金（Ａｕ）等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚さで被着させておくのが良く、接続パッド１ｈの酸化腐食を有効に防止し得るともに、発光素子２と接続パッド１ｈとの接続を強固にし得る。従って、接続パッド１ｈの露出表面には、例えば、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３
μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。
【００２１】
また、基体１は、底部１ａおよび側壁部１ｂを別体として作製し、これらを接合したものとして形成してもよい。この場合、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、エポキシ樹脂等の樹脂、または金属等から成る平板状の底部１ａの上面には、側壁部１ｂがエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の接合材４、または、金属ロウ材等の接合材４により取着される。好ましくは、接合材４が樹脂接着剤から成るのがよく、接合材４が弾力性のある樹脂接着剤から成ることにより、接合材４が底部１ａと側壁部１ｂとの熱膨張の差を吸収緩和し、底部１ａまたは側壁部１ｂにクラック等の破損が発生することを防止できる。
【００２２】
側壁部１ｂは、中央部に貫通孔が上方の外側に向かって傾斜面となるように形成されているとともに、貫通孔の内周面３ｂが発光素子２の発する光を反射する反射面とされている。そして、内周面３ｂが発光素子２を取り囲むように底部１ａ上面に取着される。
【００２３】
側壁部１ｂは、金属やセラミックス，樹脂等から成り、切削加工や金型成形等を行なうことにより形成される。さらに、貫通孔の内周面３ｂに形成される反射面は、光を反射するものであれば特に限定されないが、より高い反射率とするために、貫通孔の内周面３ｂを研磨したり、金型を押し付ける等によって平滑化したり、あるいは、貫通孔の内周面３ｂに、例えば、メッキや蒸着等によりＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ）
，クロム（Ｃｒ），Ｃｕ等の高反射率の金属薄膜層を形成することにより反射面が形成される。なお、平面視における貫通孔の形状は、多角形，円形，楕円形のいずれでもよい。
【００２４】
反射面となる内周面３ｂは、例えば、縦断面形状が、上側に向かうにともなって外側に広がった図２，図３に示すような直線状の傾斜面、上側に向かうにともなって外側に広がった曲面状の傾斜面、例えば、発光素子２位置が焦点位置となる放物面、あるいは途中で傾斜角度の変化する直線状の傾斜面等の形状が挙げられる。
【００２５】
図１〜３に示すように、基体１の上側主面１ｆには蛍光体を含有するシート状透光性部材５が凹部１ｃの開口を覆うように載置される。シート状透光性部材５の平面視における大きさは基体１の外周の平面視における大きさよりも小さく、したがって、シート状透光性部材５の外周側面５ａから外側の全周には基体１の上側主面１ｆが露出して配置される。また、シート状透光性部材５は基体１の上側主面１ｆから突出するように載置される。これによって、シート状透光性部材５の外周側面５ａは、少なくともその一部が上側主面１ｆよりも上方になるように配置され、さらに外周側面５ａと上側主面１ｆとは略直角に向かい合うように面している。このように、シート状透光性部材５の外周側面５ａから放射された光によってシート状透光性部材５の周囲の基体１の上側主面１ｆが照射されるように配置されているため、上側主面１ｆに照射された光は、その後上方に反射され、シート状透光性部材５の周囲に影が生じないようにすることができる。
【００２６】
シート状透光性部材５は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂に発光素子２が発する光により励起されて長波長の蛍光に変換する蛍光体を含有させたものである。シート状透光性部材５は、金型によるモールド成型で、平面視における基体１の上側主面１ｆの外周形状と相似形のシート状に成形する、または、シート状透光性部材５となるシート状の透明樹脂をあらかじめ準備し、打ち抜き金型を用い打ち抜き加工を施すことによってシート状透光性部材５を上側主面１ｆの外周形状と相似形に形成する。そして、このシート状のシート状透光性部材５を基体１の上側に載置して固定することにより枠状の側壁部１ｂの上側主面１ｆに設置する。シート状透光性部材５の平面視形状を側壁部１ｂの上側主面１ｆの平面視形状と相似形とすることにより、発光装置の周囲に生じる影を少なくすることができる。
【００２７】
ここで、シート状透光性部材５は一定厚みにされるとともに粒状の蛍光体が均一に分散されているのが望ましい。これにより、発光素子２が発する光を蛍光体により長波長側に効率よく波長変換し、所望の波長スペクトルを有する光とすることができる。また、蛍光体は、発光素子２が発する光の一部を隣接する蛍光体に散乱するので、シート状透光性部材５から均一な蛍光を放射させることができる。そして、蛍光体によって波長変換された光は、蛍光体から四方八方に放射され、シート状透光性部材５の外周側面５ａからも全方位に向けて放射される。
【００２８】
なお、本発明の目的から、基体１の少なくとも上側主面１ｆは、シート状透光性部材５に含まれる蛍光体の蛍光色に対して白色とするのが好ましい。すなわち、上側主面１ｆは、シート状透光性部材５が発する蛍光を吸収せずにできるだけ効率的に反射する面とする。また、発光装置から発せられる光は、発光素子２の直射光を殆ど含まないようにするのがよい。すなわち、発光装置から発せられる光は、シート状透光性部材５に含まれる蛍光体により発せられる蛍光であるのが好ましく、例えば、白色発光装置の場合は、シート状透光性部材５に赤，青，緑等の光の３原色を発する蛍光体を含ませる。そして、青色光または紫外光を発する発光素子２を用いて、蛍光体により長波長側に波長変換させる。
【００２９】
そして、好ましくは、シート状透光性部材５の周囲に露出される基体１の上側主面１ｆの幅寸法Ｂは、全周にわたって均等にするのがよい。これによって、シート状透光性部材
５の周囲に枠状に配置される上側主面１ｆの輝度を、上側主面１ｆの周方向において、均一なものとできる。なお、幅寸法Ｂが全周にわたって均等とは、輝度の差が目立たない程度に一定の幅寸法にすればよいということである。
【００３０】
さらに好ましくは、図１，図２，図３において、シート状透光性部材５の上側主面１ｆからの突出寸法Ａを、シート状透光性部材５の周囲に全周にわたって露出した上側主面１ｆの幅寸法Ｂの０．７５倍以上とするのがよい。
【００３１】
図８は、上側主面１ｆの幅寸法Ｂに対してシート状透光性部材５の突出寸法Ａを変化させたときの、本発明の発光装置の発光面側（上方）へ放射される光の光束を計測した結果を示す。図８は、突出寸法Ａが大きくなるにしたがってシート状透光性部材５の外周側面５ａから放射され、基体１の上側主面１ｆで反射される光の量が増えるので、突出寸法Ａが幅寸法Ｂと同じ程度になるまで光束が増大し、突出寸法Ａが幅寸法Ｂを超えてさらに大きくなると、やがて上側主面１ｆで反射されず、発光装置の上方へ向かわない光が増えてくるので、光束が次第に減少するという関係を示していると考えられる。
【００３２】
そして、図８の示す結果から、上側主面１ｆの幅寸法Ｂに対して突出寸法Ａが０．７５倍のときに最大光束１．３２（ｌｍ）に対して視覚上は殆ど差を感じない１．３１（ｌｍ）に達することが分かる。したがって、上側主面１ｆの幅寸法Ｂに対して突出寸法Ａが０．７５倍以上とすることによって、実用上、発光面側から均一に面発光しているように見える発光装置とできることが分かる。０．７５倍を境に突出寸法Ａが減少するにしたがって急激に光束は小さくなる傾向にある。そして、突出寸法Ａが幅寸法Ｂの２倍の大きさになるまでの範囲において、好適に用いることができる。さらに、突出寸法Ａの寸法が幅寸法Ｂと等しい寸法以上であり、１．４倍以下の範囲とすれば、より好ましい発光装置とできる。
【００３３】
これによって、図１に示すように、蛍光体を含有するシート状のシート状透光性部材５の外周側面５ａから放射された光が、シート状透光性部材５の周囲にシート状透光性部材を取り囲むように枠状に配置された上側主面１ｆで全方向に向けて反射され、上方から発光装置を見たときに、発光装置の周囲に影が生じることなく発光装置の上面全面で均一に発光しているように見える発光装置とできる。
【００３４】
また、図３に示すように、基体１の上側主面１ｆと内周面１ｄとの間に段差部３を形成するのがよい。蛍光体を含有するシート状透光性部材５を段差部３ｃの内底面３ａに載置するようにすると、シート状透光性部材５を段差部３の内側面３ｂによって位置合わせしやすくなる。蛍光体を含有するシート状透光性部材５を基体1の上側主面１ｆに設置した
際に、シート状透光性部材５が面方向に位置ズレすると、シート状透光性部材５を透過してシート状透光性部材５の上方に漏れ出す発光素子２からの直接光の分布が不均等になり、色調異常を発生させる場合がある。
【００３５】
この段差部３は、内底面３ａが基体１の上側主面１ｆと平行に形成されるとともに、内側面３ｂが内底面３ａに対して垂直に形成される。すなわち、段差部３が内周面３ｂを直角に切り欠くようにして形成されることによって、シート状透光性部材５の外周側面５ａを段差部３の内側面３ｂに沿うようにして落とし込めば、シート状透光性部材５を段差部３の内側面３ｂによって正確に位置合わせ可能で、底面３ａ上に載置される。
【００３６】
また、このような段差部３が形成されていることによって、基体１の凹部１ｃに封止透光性部材６を注入する場合、封止透光性部材６は段差部３の内底面３ａを目印にして、内底面３ａを越えないように凹部１ｃの内側に注入することができ、ディスペンサー等を用いて封止透光性部材６を注入する際の作業効率を改善できるとともに、封止透光性部材６
をほぼ正確に所定の量だけ注入することが可能となる。
【００３７】
また、内周面１ｄの上側に段差部３が形成されることにより、内周面１ｄ上を這い上がるように濡れ広がろうとする封止透光性部材６を内底面３ａで阻止することができ、凹部１ｃの内側に注入される封止透光性部材６の上面の表面形状を安定させることができる。その結果、発光素子２から発光される光の封止透光性部材６の上面から放射される光の放射角度を一定にすることができるとともに、封止透光性部材６の上面から放射される光の出力がばらつくことなく光の放射強度を一定にできる。
【００３８】
また、平面視において、内側面３ｂはシート状透光性部材５の外形よりも少し大きく形成される。内側面３ｂの隅は、互いに隣接する内側面３ｂの面の間に角ができないように円弧状や直線状等の面取り形状で結ぶ。そして、シート状透光性部材５を段差部３に載置した場合に、シート状透光性部材５の外周側面５ａと段差部３の内側面３ｂとの間に空隙８が設けられ、シート状透光性部材５の角部において、段差部３の面取り形状に設けた隅と軽く接触させるようにするのがよい。空隙８は、動作温度範囲において熱膨張差によってシート状透光性部材５の外周側面と内側面３ｂとが接触しない大きさとし、例えば、段差部３の差し渡し寸法0.2ｍｍに対し、0.05ｍｍ〜0.1ｍｍ程度とすればよい。
【００３９】
これによって、シート状透光性部材５を段差部３の上面から挿入すれば、シート状透光性部材５を容易に位置合わせすることができるとともに、発光素子２の作動時に発光素子２から発生する熱で基体１とシート状透光性部材５との間に熱膨張差が発生しても、この熱膨張差を空隙８で吸収させることができ、シート状透光性部材５に反り変形が生じたり、シート状透光性部材５が基体１から剥離したりするのを防止できる。また、シート状透光性部材５が圧縮されるように変形することもなく、内部に含まれる蛍光体密度が不均一になることもない。したがって、発光装置から放射される光に強度むらが生じるのを有効に防止することができる。
【００４０】
段差部３および内底面３ａは、基体１または基体１の側壁部１ｂと一体に設けられ、基体１または基体１の側壁部１ｂを作製する際に切削加工や金型成形等を行なうことにより形成される。または、側壁部１ｂを、段差部３を境に上下別体として作製し、これらを重ねて接合することによって形成される。
【００４１】
好ましくは、図２，図３に示すように、凹部１ｃ内に発光素子２を覆うように封止透光性部材６を配するのがよい。封止透光性部材６は、未硬化の液状のものをディスペンサー等の注入機で発光素子２の上面に注いだ後に硬化させることにより形成する。封止透光性部材６が設けられることにより、発光素子２を保護することができるとともに、発光素子２から発する光を外部へ導き出し易くすることができる。
【００４２】
すなわち、封止透光性部材６が充填されていない場合、発光素子２から凹部１ｃ内の空気中に光が放射されることとなり、発光素子２の屈折率と空気の屈折率との違いが大きく、発光素子２から発する光が発光素子２内部に戻ってしまう場合がある。封止透光性部材６が充填されている場合、封止透光性部材６は、発光素子２の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を持つので、発光素子２の発する光を発光素子２の外部へ導き出し易くできる。
【００４３】
封止透光性部材６にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂、ゾルゲルガラス等から成る透明部材が用いられる。シート状透光性部材５と同じ材質であっても異なる種類の材質であってもよい。なお、シート状透光性部材５の上面から放射される光と、シート状透光性部材５の外周側面５ａから放射される光とが同じ強度の同じ色であるようにするのが好ましいので、蛍光体は、シート状透光性部材５にのみ含ませるのが好ましく、封止
透光性部材６は透明な樹脂やガラスである方がよい。
【００４４】
ここで、好ましくは、封止透光性部材６の厚みは発光素子２の厚みの２倍以上であるのがよい。これにより、発光素子２の表面に確実に封止透光性部材６が設けられ、発光素子２の発する光を発光素子２の外部へ導き出し易くできる。封止透光性部材６の厚みが発光素子２の厚みの２倍未満である場合、ディスペンサー等の注入機で発光素子２の上面に注ぐ際に生じる量のばらつきにより、発光素子２の表面に封止透光性部材６が設けられないという問題が生じるおそれがある。
【００４５】
さらに、図２，図３に示すように、蛍光体を含有するシート状透光性部材５が外周側面５ａにおいて基体１の上側主面１ｆに、接合透光性部材７により固定されているのがよい。シート状透光性部材５が基体１の上側主面１ｆに、接合透光性部材７によって強固に固定されるとともに、接合透光性部材７が、蛍光体を含有するシート状透光性部材５の外周側面５ａから発する光をシート状透光性部材５の周囲の全周にわたって配される上側主面１ｆに導く作用を為す。したがって、上側主面１ｆに照射される光量が増し、上側主面１ｆを明るく見せることができる。
【００４６】
また、シート状透光性部材５の突出寸法Ａと上側主面１ｆの幅寸法Ｂとを同程度の寸法とした場合は、接合透光性部材７の表面は、シート状透光性部材５の外周側面５ａ上端から上側主面１ｆの外周端にかけて、平均45°の傾斜面となり、シート状透光性部材５の外周側面５ａから発する光を上側主面１ｆに導光する効果を高めることができる。
【００４７】
なお、接合透光性部材７には、蛍光体を含有させないのが好ましい。これは、接合透光性部材７に蛍光体を含有させると、接合透光性部材７を基体１の上側主面１ｆに注ぐ際に、沈殿等の色調変化をおこし、色調バラツキが起き易くなってしまうからである。また、沈殿することを考慮に置き、時間を置き硬化させる方法もあるが、未硬化の接合透光性部材７が基体１の外周部に流れてしまい、結果として色調バラツキが生じてしまうこともある。
【００４８】
本発明の発光装置において、図４に示すように、基体１は、平面視における基体１の外周角部の少なくとも１箇所に面取り部１ｇが設けられているのがよい。これは、発光装置を外部電気回路基板に実装する際に、外部電気回路基板に設けられた正極および負極の電極に対して発光装置の実装方向を容易に判別する目印とするためである。面取り部１ｇは、基体１の外周角部の一箇所に設ければ十分である。
【００４９】
また、図４に示すように発光装置は、平面視における基体１の外周形状が、対向する辺が平行な多角形、例えば、長方形，正方形または六角形等であるのがよい。これにより、複数個の発光装置を隣接させて隙間なく敷き詰めるように配列させて駆動部に搭載することができ、面発光照明装置とすることができる。
【００５０】
本発明の照明装置は、発光装置が搭載され発光装置を駆動する電気配線を有する基板と、複数個が隣接するように配列されて基板上に実装された上記構成の発光装置とを備えている。これにより、発光素子が配列された方向に発光面全面が均一に発光する面発光照明装置とすることができる。
【００５１】
例えば、図５に示すように、複数個の発光装置が回路基板等の駆動部に列状に配置された場合、発光装置の列に沿って、連続的な線状の光源が点灯しているように見えるようになる。なお、発光装置の実装を実装機で行なう場合、発光装置同士の間に若干のスペースを設ける必要がある。
【００５２】
また、図６に示すように基体１の外周部の一辺に凸部９を設け、この一辺に対向する平行な辺に凹部10を設け、そして、この発光装置を複数個一列に配列するとともに、凹部10に隣接する発光装置の凸部９を嵌合させるように配列することにより、発光装置を列状に連結するのが容易となる。また、凸部９および凹部10は、発光装置の実装方向を判定する目印としても用いることができる。
【００５３】
さらに、これら一列に配列した発光装置を複数列隣接するように配置すれば、平面状に発光するように見える照明装置とすることもできる。また、図５，図６において、発光装置の外周形状が四角形の場合を示したが、例えば、六角形とし、一辺およびそれに隣接する２辺に凸部９を設け、これら辺に対向する２辺に凹部10を設け、これら凸部９および凹部10を嵌合させるように平面状に敷き詰めるように配列して用いることもできる。このように六角形状の発光装置を配列させた場合、いわゆる千鳥配置のように、一列に配列された各発光装置が隣接する列に配列される各発光装置の間に配置されることになり、より均一な面発光であるように見える照明装置とすることができる。
【００５４】
また、図５，図６に示す照明装置において、暖色系の光を発光する発光装置（暖色系発光装置）と昼光色系の光（やや青みを帯びたように見える光）を発光する発光装置（昼光色系発光装置）とが交互に並ぶようにして配置してもよい。この場合、暖色系発光装置と昼光色系発光装置とが、例えば、図７に示すような回路に接続される。そして、ＧＮＤ１のスイッチを入れることで昼光色系発光装置が発光し、ＧＮＤ２のスイッチを入れることで暖色系発光装置が発光する。また、ＧＮＤ１とＧＮＤ２の両方のスイッチを入れることで昼光色系発光装置と暖色系の発光装置の両方が発光し、昼光色系と暖色系との中間色が発光しているように見える。即ち、図７に示すような回路とされることで、３パターンの色調での発光が可能な照明装置となる。
【００５５】
なお、図５〜図７において、Ｄはダイオード、Ｒは抵抗を示す。ダイオードＤは、図７に示すように、順方向に接続された発光装置に対し逆方向に並列接続される。これにより、発光装置に過電圧が加わるのを防止して、発光装置に搭載されている発光素子２が電気的に破損するのを防止する。また、図７に示すように抵抗Ｒが発光装置と直列接続されていることにより、発光装置に流れる電流を安定なものとし、発光装置の発光強度を一定のものとすることができる。
【００５６】
暖色系発光装置と昼光色系発光装置は、シート状透光性部材５に含有される蛍光体の配合を変えることによって製造することができる。また、蛍光体を赤，青，緑色の蛍光色を発光する発光装置を用いることにより、本発明の照明装置をカラーディスプレイとすることもできる。
【００５７】
また、照明装置は、発光面となる発光装置のシート状透光性部材の上方に、透明な紫外線カットフィルム（図示せず）を発光装置を覆うように設けるとよい。これによって、発光素子から発せられる光に含まれる紫外線を遮蔽することができる。例えば、紫外線カットフィルムを設けた照明装置を展示用照明器具として用いることによって、展示物に日焼け等の紫外劣化が生じるのを防止することができる。
【００５８】
このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる、一般照明用器具、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装，展示用照明器具、街路灯用照明器具、誘導灯器具および信号装置、舞台およびスタジオ用の照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等や、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
【００５９】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。
【００６０】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１：基体
１ａ：底部
１ｂ：側壁部
１ｃ：凹部
１ｄ：内周面
１ｅ：搭載部
１ｆ：上側主面
１ｇ：面取り部
２：発光素子
３：段差部
３ａ：（段差部の）内底面
３ｂ：（段差部の）内側面
５：シート状透光性部材
５ａ：（シート状透光性部材の）外周側面
６：封止透光性部材
７：接合透光性部材
８：空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発する光を蛍光体で波長変換し、外部に放射する発光装置および照明装置に関し、発光装置の発光面側全面を光らせる発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いた発光装置を照明用として利用する動きがある。
【０００３】
従来の発光ダイオード等の発光素子が発する光を枠体の内周面で良好に反射させ外部に均一に効率よく放射させる発光装置を図９に示す。図９において、発光装置は、上面に発光素子12の搭載部11ａを有する絶縁体から成る基体11と、基体11の上面外周部に搭載部11ａを取り囲むように接合されるとともに、内周面13ｂが発光素子12から発光される光を反射する反射面とされている枠状の反射部材13と、反射部材13の内側に発光素子12を被覆するように形成された封止透光性部材16と、封止透光性部材16を被覆するように設けられ、蛍光体が内部に層状に偏在しているシート状透光性部材15と、搭載部11ａに載置固定された発光素子12とから構成されている。
【０００４】
枠体13は、上側開口が下側開口より大きい貫通孔とされることによって、貫通孔の内周面13ｂは、上方に向かって外側に広がる傾斜面とされ、発光素子12から発光される光を上方に反射する反射面とされている。
【０００５】
以上により、発光素子12から発光される光を反射部材13の内周面13ｂで良好に反射させるとともに、シート状透光性部材15内に導き、シート状透光性部材15に含まれる蛍光体によって変換した所望の波長の光を外部に放射させ得る高輝度な発光装置が構成されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シート状透光性部材15の全面から均一に蛍光が放出されたとしても、シート状透光性部材15の周囲の反射部材13の上側主面からは蛍光が放出されないため、シート状透光性部材15の周囲に影が生じてしまい、発光装置の上面全体で発光しているように見えないという問題点があった。すなわち、複数個の発光装置を隣接するようにして配置し照明装置とした際、照明装置の発光面全体が均一に発光しているように見えず、点状の光の集まりに見えてしまうという問題点がある。
【０００８】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、発光装置の発光面側全面から発光しているように見える発光装置および照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発光装置は、上側主面に発光素子が収容される凹部が設けられた基体と、前記凹部に搭載された発光素子と、前記凹部の内側に前記発光素子を覆うように設けられた封止透光性部材と、前記発光素子の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材
と、を具備して成り、前記シート状透光性部材を前記基体の上側主面から上方に突出するように設置するとともに、前記基体の上側主面から前記シート状透光性部材の側面にかけて接合透光性部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光装置は、発光装置の上面全体が発光しているように見える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の発光装置のＸ−Ｘ’面における実施の形態の例を示す断面図である。
【図３】図１の発光装置のＸ−Ｘ’面における実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の発光装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【図５】本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す上面図である。
【図６】本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【図７】本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す回路図である。
【図８】本発明の発光装置から放出される光束を計測した結果を示す線図である。
【図９】従来の発光装置の実施の形態の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の発光装置および照明装置について以下に詳細に説明する。図１は本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す斜視図であり、図２は図１の発光装置のＸ−Ｘ’面における縦断面図、図３は図１の発光装置のＸ−Ｘ’において実施の形態の他の例を示す縦断面図である。図４は本発明の発光装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。また、図５は本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す上面図であり、図６は本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す上面図である。
【００１３】
これらの図において、１は基体、１ａは基体１の底部、１ｂは基体１の側壁部、１ｃは基体１の凹部、１ｄは側壁部１ｂの内周面、１ｅは凹部１ｃに設けられた発光素子２が載置される発光素子２の搭載部、１ｆは基体１（側壁部１ｂ）の上側主面、３は段差部、３ａは段差部３の内底面、３ｂは段差部３の内側面、１ｇは面取り部、５は蛍光体を含有するシート状透光性部材、５ａはシート状透光性部材５の外周側面、６は封止透光性部材、７は接合透光性部材、８は空隙、９は凸部、10は凹部である。主として基体１，発光素子２およびシート状透光性部材５で発光素子２から発せられる光が外部に放射される本発明の発光装置および照明装置が構成される。
【００１４】
本発明の発光装置は、図１〜３に示すように、上側主面に発光素子２が収容される凹部１ｃが設けられた基体１と、凹部１ｃに搭載された発光素子２と、発光素子２の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材５とを具備して成り、平面視において、シート状透光性部材５の大きさが基体１の大きさよりも小さく、シート状透光性部材５が基体１の上側主面３ａから上方に突出するように設置されることにより、シート状透光性部材５の外周側面が凹部１ｃの周囲の基体１の上側主面１ｆに面しているものである。
【００１５】
本発明における基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、エポキシ樹脂等の樹脂、または金属等から成る。また、基体１は凹部１ｃ内の凹部１ｃの底面に発光素子２を載置する搭載部１ｅを有しており、搭載部１ｅには発光素子２の電極が電気的に接続されるタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ）等から成る金属を主成分とする導体層による接続パッド１ｈや、銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等から成るリード端子が樹脂と一体にモールド成型された接続パッド１ｈ
が導出されている。
【００１６】
接続パッド１ｈの上面には発光素子２の電極が半田等の電気接続手段を介して電気的に接続される。接続パッド１ｈは、基体１内部に形成された配線導体（図示せず）を介して発光装置の外表面に導出され、さらに外部電気回路基板に接続されることにより、発光素子２と外部電気回路とが電気的に接続されることとなる。
【００１７】
発光素子２には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode），レーザーダイオード（ＬＤ），エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子，その他の固体発光素子等が用いられる。
【００１８】
発光素子２を接続パッド１ｈに接続する方法としては、ボンディングワイヤを介して接続する方法、または、発光素子２の下面で金属ボール、半田バンプ等の電気接続手段により接続するフリップチップボンディング方式を用いた方法等が用いられる。好ましくは、図２，図３に示すように、フリップチップボンディング方式により接続するのがよい。これにより、接続パッド１ｈを発光素子２の直下に設けることができるため、発光素子２の周辺の基体１の上面に接続パッド１ｈを設けるためのスペースを設ける必要がなくなる。よって、発光素子２から発光された光がこの基体１の接続パッド１ｈで吸収されて軸上光度が低下するのを抑制することができる。
【００１９】
この接続パッド１ｈとなる導体層は、例えば、Ｗ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｇ等の金属粉末のメタライズ層を基体１の表面および内部に形成することによって、または、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等のリード端子を基体１に埋設し一端を搭載部１ｅに露出させることによって、または、導体層が形成された絶縁体から成る入出力端子を金属等から成る基体１に設けた貫通孔に嵌着接合させることによって設けられる。
【００２０】
なお、接続パッド１ｈの露出する表面には、Ｎｉや金（Ａｕ）等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚さで被着させておくのが良く、接続パッド１ｈの酸化腐食を有効に防止し得るともに、発光素子２と接続パッド１ｈとの接続を強固にし得る。従って、接続パッド１ｈの露出表面には、例えば、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３
μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。
【００２１】
また、基体１は、底部１ａおよび側壁部１ｂを別体として作製し、これらを接合したものとして形成してもよい。この場合、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、エポキシ樹脂等の樹脂、または金属等から成る平板状の底部１ａの上面には、側壁部１ｂがエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の接合材４、または、金属ロウ材等の接合材４により取着される。好ましくは、接合材４が樹脂接着剤から成るのがよく、接合材４が弾力性のある樹脂接着剤から成ることにより、接合材４が底部１ａと側壁部１ｂとの熱膨張の差を吸収緩和し、底部１ａまたは側壁部１ｂにクラック等の破損が発生することを防止できる。
【００２２】
側壁部１ｂは、中央部に貫通孔が上方の外側に向かって傾斜面となるように形成されているとともに、貫通孔の内周面３ｂが発光素子２の発する光を反射する反射面とされている。そして、内周面３ｂが発光素子２を取り囲むように底部１ａ上面に取着される。
【００２３】
側壁部１ｂは、金属やセラミックス，樹脂等から成り、切削加工や金型成形等を行なうことにより形成される。さらに、貫通孔の内周面３ｂに形成される反射面は、光を反射するものであれば特に限定されないが、より高い反射率とするために、貫通孔の内周面３ｂを研磨したり、金型を押し付ける等によって平滑化したり、あるいは、貫通孔の内周面３ｂに、例えば、メッキや蒸着等によりＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ）
，クロム（Ｃｒ），Ｃｕ等の高反射率の金属薄膜層を形成することにより反射面が形成される。なお、平面視における貫通孔の形状は、多角形，円形，楕円形のいずれでもよい。
【００２４】
反射面となる内周面３ｂは、例えば、縦断面形状が、上側に向かうにともなって外側に広がった図２，図３に示すような直線状の傾斜面、上側に向かうにともなって外側に広がった曲面状の傾斜面、例えば、発光素子２位置が焦点位置となる放物面、あるいは途中で傾斜角度の変化する直線状の傾斜面等の形状が挙げられる。
【００２５】
図１〜３に示すように、基体１の上側主面１ｆには蛍光体を含有するシート状透光性部材５が凹部１ｃの開口を覆うように載置される。シート状透光性部材５の平面視における大きさは基体１の外周の平面視における大きさよりも小さく、したがって、シート状透光性部材５の外周側面５ａから外側の全周には基体１の上側主面１ｆが露出して配置される。また、シート状透光性部材５は基体１の上側主面１ｆから突出するように載置される。これによって、シート状透光性部材５の外周側面５ａは、少なくともその一部が上側主面１ｆよりも上方になるように配置され、さらに外周側面５ａと上側主面１ｆとは略直角に向かい合うように面している。このように、シート状透光性部材５の外周側面５ａから放射された光によってシート状透光性部材５の周囲の基体１の上側主面１ｆが照射されるように配置されているため、上側主面１ｆに照射された光は、その後上方に反射され、シート状透光性部材５の周囲に影が生じないようにすることができる。
【００２６】
シート状透光性部材５は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂に発光素子２が発する光により励起されて長波長の蛍光に変換する蛍光体を含有させたものである。シート状透光性部材５は、金型によるモールド成型で、平面視における基体１の上側主面１ｆの外周形状と相似形のシート状に成形する、または、シート状透光性部材５となるシート状の透明樹脂をあらかじめ準備し、打ち抜き金型を用い打ち抜き加工を施すことによってシート状透光性部材５を上側主面１ｆの外周形状と相似形に形成する。そして、このシート状のシート状透光性部材５を基体１の上側に載置して固定することにより枠状の側壁部１ｂの上側主面１ｆに設置する。シート状透光性部材５の平面視形状を側壁部１ｂの上側主面１ｆの平面視形状と相似形とすることにより、発光装置の周囲に生じる影を少なくすることができる。
【００２７】
ここで、シート状透光性部材５は一定厚みにされるとともに粒状の蛍光体が均一に分散されているのが望ましい。これにより、発光素子２が発する光を蛍光体により長波長側に効率よく波長変換し、所望の波長スペクトルを有する光とすることができる。また、蛍光体は、発光素子２が発する光の一部を隣接する蛍光体に散乱するので、シート状透光性部材５から均一な蛍光を放射させることができる。そして、蛍光体によって波長変換された光は、蛍光体から四方八方に放射され、シート状透光性部材５の外周側面５ａからも全方位に向けて放射される。
【００２８】
なお、本発明の目的から、基体１の少なくとも上側主面１ｆは、シート状透光性部材５に含まれる蛍光体の蛍光色に対して白色とするのが好ましい。すなわち、上側主面１ｆは、シート状透光性部材５が発する蛍光を吸収せずにできるだけ効率的に反射する面とする。また、発光装置から発せられる光は、発光素子２の直射光を殆ど含まないようにするのがよい。すなわち、発光装置から発せられる光は、シート状透光性部材５に含まれる蛍光体により発せられる蛍光であるのが好ましく、例えば、白色発光装置の場合は、シート状透光性部材５に赤，青，緑等の光の３原色を発する蛍光体を含ませる。そして、青色光または紫外光を発する発光素子２を用いて、蛍光体により長波長側に波長変換させる。
【００２９】
そして、好ましくは、シート状透光性部材５の周囲に露出される基体１の上側主面１ｆの幅寸法Ｂは、全周にわたって均等にするのがよい。これによって、シート状透光性部材
５の周囲に枠状に配置される上側主面１ｆの輝度を、上側主面１ｆの周方向において、均一なものとできる。なお、幅寸法Ｂが全周にわたって均等とは、輝度の差が目立たない程度に一定の幅寸法にすればよいということである。
【００３０】
さらに好ましくは、図１，図２，図３において、シート状透光性部材５の上側主面１ｆからの突出寸法Ａを、シート状透光性部材５の周囲に全周にわたって露出した上側主面１ｆの幅寸法Ｂの０．７５倍以上とするのがよい。
【００３１】
図８は、上側主面１ｆの幅寸法Ｂに対してシート状透光性部材５の突出寸法Ａを変化させたときの、本発明の発光装置の発光面側（上方）へ放射される光の光束を計測した結果を示す。図８は、突出寸法Ａが大きくなるにしたがってシート状透光性部材５の外周側面５ａから放射され、基体１の上側主面１ｆで反射される光の量が増えるので、突出寸法Ａが幅寸法Ｂと同じ程度になるまで光束が増大し、突出寸法Ａが幅寸法Ｂを超えてさらに大きくなると、やがて上側主面１ｆで反射されず、発光装置の上方へ向かわない光が増えてくるので、光束が次第に減少するという関係を示していると考えられる。
【００３２】
そして、図８の示す結果から、上側主面１ｆの幅寸法Ｂに対して突出寸法Ａが０．７５倍のときに最大光束１．３２（ｌｍ）に対して視覚上は殆ど差を感じない１．３１（ｌｍ）に達することが分かる。したがって、上側主面１ｆの幅寸法Ｂに対して突出寸法Ａが０．７５倍以上とすることによって、実用上、発光面側から均一に面発光しているように見える発光装置とできることが分かる。０．７５倍を境に突出寸法Ａが減少するにしたがって急激に光束は小さくなる傾向にある。そして、突出寸法Ａが幅寸法Ｂの２倍の大きさになるまでの範囲において、好適に用いることができる。さらに、突出寸法Ａの寸法が幅寸法Ｂと等しい寸法以上であり、１．４倍以下の範囲とすれば、より好ましい発光装置とできる。
【００３３】
これによって、図１に示すように、蛍光体を含有するシート状のシート状透光性部材５の外周側面５ａから放射された光が、シート状透光性部材５の周囲にシート状透光性部材を取り囲むように枠状に配置された上側主面１ｆで全方向に向けて反射され、上方から発光装置を見たときに、発光装置の周囲に影が生じることなく発光装置の上面全面で均一に発光しているように見える発光装置とできる。
【００３４】
また、図３に示すように、基体１の上側主面１ｆと内周面１ｄとの間に段差部３を形成するのがよい。蛍光体を含有するシート状透光性部材５を段差部３ｃの内底面３ａに載置するようにすると、シート状透光性部材５を段差部３の内側面３ｂによって位置合わせしやすくなる。蛍光体を含有するシート状透光性部材５を基体1の上側主面１ｆに設置した
際に、シート状透光性部材５が面方向に位置ズレすると、シート状透光性部材５を透過してシート状透光性部材５の上方に漏れ出す発光素子２からの直接光の分布が不均等になり、色調異常を発生させる場合がある。
【００３５】
この段差部３は、内底面３ａが基体１の上側主面１ｆと平行に形成されるとともに、内側面３ｂが内底面３ａに対して垂直に形成される。すなわち、段差部３が内周面３ｂを直角に切り欠くようにして形成されることによって、シート状透光性部材５の外周側面５ａを段差部３の内側面３ｂに沿うようにして落とし込めば、シート状透光性部材５を段差部３の内側面３ｂによって正確に位置合わせ可能で、底面３ａ上に載置される。
【００３６】
また、このような段差部３が形成されていることによって、基体１の凹部１ｃに封止透光性部材６を注入する場合、封止透光性部材６は段差部３の内底面３ａを目印にして、内底面３ａを越えないように凹部１ｃの内側に注入することができ、ディスペンサー等を用いて封止透光性部材６を注入する際の作業効率を改善できるとともに、封止透光性部材６
をほぼ正確に所定の量だけ注入することが可能となる。
【００３７】
また、内周面１ｄの上側に段差部３が形成されることにより、内周面１ｄ上を這い上がるように濡れ広がろうとする封止透光性部材６を内底面３ａで阻止することができ、凹部１ｃの内側に注入される封止透光性部材６の上面の表面形状を安定させることができる。その結果、発光素子２から発光される光の封止透光性部材６の上面から放射される光の放射角度を一定にすることができるとともに、封止透光性部材６の上面から放射される光の出力がばらつくことなく光の放射強度を一定にできる。
【００３８】
また、平面視において、内側面３ｂはシート状透光性部材５の外形よりも少し大きく形成される。内側面３ｂの隅は、互いに隣接する内側面３ｂの面の間に角ができないように円弧状や直線状等の面取り形状で結ぶ。そして、シート状透光性部材５を段差部３に載置した場合に、シート状透光性部材５の外周側面５ａと段差部３の内側面３ｂとの間に空隙８が設けられ、シート状透光性部材５の角部において、段差部３の面取り形状に設けた隅と軽く接触させるようにするのがよい。空隙８は、動作温度範囲において熱膨張差によってシート状透光性部材５の外周側面と内側面３ｂとが接触しない大きさとし、例えば、段差部３の差し渡し寸法0.2ｍｍに対し、0.05ｍｍ〜0.1ｍｍ程度とすればよい。
【００３９】
これによって、シート状透光性部材５を段差部３の上面から挿入すれば、シート状透光性部材５を容易に位置合わせすることができるとともに、発光素子２の作動時に発光素子２から発生する熱で基体１とシート状透光性部材５との間に熱膨張差が発生しても、この熱膨張差を空隙８で吸収させることができ、シート状透光性部材５に反り変形が生じたり、シート状透光性部材５が基体１から剥離したりするのを防止できる。また、シート状透光性部材５が圧縮されるように変形することもなく、内部に含まれる蛍光体密度が不均一になることもない。したがって、発光装置から放射される光に強度むらが生じるのを有効に防止することができる。
【００４０】
段差部３および内底面３ａは、基体１または基体１の側壁部１ｂと一体に設けられ、基体１または基体１の側壁部１ｂを作製する際に切削加工や金型成形等を行なうことにより形成される。または、側壁部１ｂを、段差部３を境に上下別体として作製し、これらを重ねて接合することによって形成される。
【００４１】
好ましくは、図２，図３に示すように、凹部１ｃ内に発光素子２を覆うように封止透光性部材６を配するのがよい。封止透光性部材６は、未硬化の液状のものをディスペンサー等の注入機で発光素子２の上面に注いだ後に硬化させることにより形成する。封止透光性部材６が設けられることにより、発光素子２を保護することができるとともに、発光素子２から発する光を外部へ導き出し易くすることができる。
【００４２】
すなわち、封止透光性部材６が充填されていない場合、発光素子２から凹部１ｃ内の空気中に光が放射されることとなり、発光素子２の屈折率と空気の屈折率との違いが大きく、発光素子２から発する光が発光素子２内部に戻ってしまう場合がある。封止透光性部材６が充填されている場合、封止透光性部材６は、発光素子２の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を持つので、発光素子２の発する光を発光素子２の外部へ導き出し易くできる。
【００４３】
封止透光性部材６にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂、ゾルゲルガラス等から成る透明部材が用いられる。シート状透光性部材５と同じ材質であっても異なる種類の材質であってもよい。なお、シート状透光性部材５の上面から放射される光と、シート状透光性部材５の外周側面５ａから放射される光とが同じ強度の同じ色であるようにするのが好ましいので、蛍光体は、シート状透光性部材５にのみ含ませるのが好ましく、封止
透光性部材６は透明な樹脂やガラスである方がよい。
【００４４】
ここで、好ましくは、封止透光性部材６の厚みは発光素子２の厚みの２倍以上であるのがよい。これにより、発光素子２の表面に確実に封止透光性部材６が設けられ、発光素子２の発する光を発光素子２の外部へ導き出し易くできる。封止透光性部材６の厚みが発光素子２の厚みの２倍未満である場合、ディスペンサー等の注入機で発光素子２の上面に注ぐ際に生じる量のばらつきにより、発光素子２の表面に封止透光性部材６が設けられないという問題が生じるおそれがある。
【００４５】
さらに、図２，図３に示すように、蛍光体を含有するシート状透光性部材５が外周側面５ａにおいて基体１の上側主面１ｆに、接合透光性部材７により固定されているのがよい。シート状透光性部材５が基体１の上側主面１ｆに、接合透光性部材７によって強固に固定されるとともに、接合透光性部材７が、蛍光体を含有するシート状透光性部材５の外周側面５ａから発する光をシート状透光性部材５の周囲の全周にわたって配される上側主面１ｆに導く作用を為す。したがって、上側主面１ｆに照射される光量が増し、上側主面１ｆを明るく見せることができる。
【００４６】
また、シート状透光性部材５の突出寸法Ａと上側主面１ｆの幅寸法Ｂとを同程度の寸法とした場合は、接合透光性部材７の表面は、シート状透光性部材５の外周側面５ａ上端から上側主面１ｆの外周端にかけて、平均45°の傾斜面となり、シート状透光性部材５の外周側面５ａから発する光を上側主面１ｆに導光する効果を高めることができる。
【００４７】
なお、接合透光性部材７には、蛍光体を含有させないのが好ましい。これは、接合透光性部材７に蛍光体を含有させると、接合透光性部材７を基体１の上側主面１ｆに注ぐ際に、沈殿等の色調変化をおこし、色調バラツキが起き易くなってしまうからである。また、沈殿することを考慮に置き、時間を置き硬化させる方法もあるが、未硬化の接合透光性部材７が基体１の外周部に流れてしまい、結果として色調バラツキが生じてしまうこともある。
【００４８】
本発明の発光装置において、図４に示すように、基体１は、平面視における基体１の外周角部の少なくとも１箇所に面取り部１ｇが設けられているのがよい。これは、発光装置を外部電気回路基板に実装する際に、外部電気回路基板に設けられた正極および負極の電極に対して発光装置の実装方向を容易に判別する目印とするためである。面取り部１ｇは、基体１の外周角部の一箇所に設ければ十分である。
【００４９】
また、図４に示すように発光装置は、平面視における基体１の外周形状が、対向する辺が平行な多角形、例えば、長方形，正方形または六角形等であるのがよい。これにより、複数個の発光装置を隣接させて隙間なく敷き詰めるように配列させて駆動部に搭載することができ、面発光照明装置とすることができる。
【００５０】
本発明の照明装置は、発光装置が搭載され発光装置を駆動する電気配線を有する基板と、複数個が隣接するように配列されて基板上に実装された上記構成の発光装置とを備えている。これにより、発光素子が配列された方向に発光面全面が均一に発光する面発光照明装置とすることができる。
【００５１】
例えば、図５に示すように、複数個の発光装置が回路基板等の駆動部に列状に配置された場合、発光装置の列に沿って、連続的な線状の光源が点灯しているように見えるようになる。なお、発光装置の実装を実装機で行なう場合、発光装置同士の間に若干のスペースを設ける必要がある。
【００５２】
また、図６に示すように基体１の外周部の一辺に凸部９を設け、この一辺に対向する平行な辺に凹部10を設け、そして、この発光装置を複数個一列に配列するとともに、凹部10に隣接する発光装置の凸部９を嵌合させるように配列することにより、発光装置を列状に連結するのが容易となる。また、凸部９および凹部10は、発光装置の実装方向を判定する目印としても用いることができる。
【００５３】
さらに、これら一列に配列した発光装置を複数列隣接するように配置すれば、平面状に発光するように見える照明装置とすることもできる。また、図５，図６において、発光装置の外周形状が四角形の場合を示したが、例えば、六角形とし、一辺およびそれに隣接する２辺に凸部９を設け、これら辺に対向する２辺に凹部10を設け、これら凸部９および凹部10を嵌合させるように平面状に敷き詰めるように配列して用いることもできる。このように六角形状の発光装置を配列させた場合、いわゆる千鳥配置のように、一列に配列された各発光装置が隣接する列に配列される各発光装置の間に配置されることになり、より均一な面発光であるように見える照明装置とすることができる。
【００５４】
また、図５，図６に示す照明装置において、暖色系の光を発光する発光装置（暖色系発光装置）と昼光色系の光（やや青みを帯びたように見える光）を発光する発光装置（昼光色系発光装置）とが交互に並ぶようにして配置してもよい。この場合、暖色系発光装置と昼光色系発光装置とが、例えば、図７に示すような回路に接続される。そして、ＧＮＤ１のスイッチを入れることで昼光色系発光装置が発光し、ＧＮＤ２のスイッチを入れることで暖色系発光装置が発光する。また、ＧＮＤ１とＧＮＤ２の両方のスイッチを入れることで昼光色系発光装置と暖色系の発光装置の両方が発光し、昼光色系と暖色系との中間色が発光しているように見える。即ち、図７に示すような回路とされることで、３パターンの色調での発光が可能な照明装置となる。
【００５５】
なお、図５〜図７において、Ｄはダイオード、Ｒは抵抗を示す。ダイオードＤは、図７に示すように、順方向に接続された発光装置に対し逆方向に並列接続される。これにより、発光装置に過電圧が加わるのを防止して、発光装置に搭載されている発光素子２が電気的に破損するのを防止する。また、図７に示すように抵抗Ｒが発光装置と直列接続されていることにより、発光装置に流れる電流を安定なものとし、発光装置の発光強度を一定のものとすることができる。
【００５６】
暖色系発光装置と昼光色系発光装置は、シート状透光性部材５に含有される蛍光体の配合を変えることによって製造することができる。また、蛍光体を赤，青，緑色の蛍光色を発光する発光装置を用いることにより、本発明の照明装置をカラーディスプレイとすることもできる。
【００５７】
また、照明装置は、発光面となる発光装置のシート状透光性部材の上方に、透明な紫外線カットフィルム（図示せず）を発光装置を覆うように設けるとよい。これによって、発光素子から発せられる光に含まれる紫外線を遮蔽することができる。例えば、紫外線カットフィルムを設けた照明装置を展示用照明器具として用いることによって、展示物に日焼け等の紫外劣化が生じるのを防止することができる。
【００５８】
このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる、一般照明用器具、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装，展示用照明器具、街路灯用照明器具、誘導灯器具および信号装置、舞台およびスタジオ用の照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等や、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
【００５９】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。
【００６０】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１：基体
１ａ：底部
１ｂ：側壁部
１ｃ：凹部
１ｄ：内周面
１ｅ：搭載部
１ｆ：上側主面
１ｇ：面取り部
２：発光素子
３：段差部
３ａ：（段差部の）内底面
３ｂ：（段差部の）内側面
５：シート状透光性部材
５ａ：（シート状透光性部材の）外周側面
６：封止透光性部材
７：接合透光性部材
８：空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側主面に発光素子が収容される凹部が設けられた基体と、
前記凹部に搭載された発光素子と、
前記凹部の内側に前記発光素子を覆うように設けられた封止透光性部材と、
前記発光素子の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材と、を具備して成り、
前記シート状透光性部材を前記基体の上側主面から上方に突出するように設置するとともに、
前記基体の上側主面から前記シート状透光性部材の側面にかけて接合透光性部材が配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止透光性部材が、前記シート状透光性部材と間をあけて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記封止透光性部材の上面が凹状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基体の凹部開口部に、凹部が外側に向けて拡がるように段差部が設けられ、前記段差部に前記シート状透光性部材が載置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記シート状透光性部材の外周側面と、前記段差部の内側面との間に空隙が設けられていることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
複数個が隣接するように配列された請求項１乃至請求項５記載の発光装置と、前記発光装置を駆動する電気配線を有する基板とを具備することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記発光装置の前記シート状透光性部材の上方に紫外線カットフィルムが設けられていることを特徴とする請求項６記載の照明装置。
【請求項１】
上側主面に発光素子が収容される凹部が設けられた基体と、
前記凹部に搭載された発光素子と、
前記凹部の内側に前記発光素子を覆うように設けられた封止透光性部材と、
前記発光素子の上方に配置された蛍光体を含有するシート状透光性部材と、を具備して成り、
前記シート状透光性部材を前記基体の上側主面から上方に突出するように設置するとともに、
前記基体の上側主面から前記シート状透光性部材の側面にかけて接合透光性部材が配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止透光性部材が、前記シート状透光性部材と間をあけて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記封止透光性部材の上面が凹状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基体の凹部開口部に、凹部が外側に向けて拡がるように段差部が設けられ、前記段差部に前記シート状透光性部材が載置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記シート状透光性部材の外周側面と、前記段差部の内側面との間に空隙が設けられていることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
複数個が隣接するように配列された請求項１乃至請求項５記載の発光装置と、前記発光装置を駆動する電気配線を有する基板とを具備することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記発光装置の前記シート状透光性部材の上方に紫外線カットフィルムが設けられていることを特徴とする請求項６記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６９９７５（Ｐ２０１２−６９９７５Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３１９０（Ｐ２０１１−２４３１９０）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【分割の表示】特願２００６−３４９１９７（Ｐ２００６−３４９１９７）の分割
【原出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【分割の表示】特願２００６−３４９１９７（Ｐ２００６−３４９１９７）の分割
【原出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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