発光装置
【課題】 外部に取り出される光のグラデーションを良好にすることが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 発光装置１であって、基板２と、基板２上に設けられた発光素子３と、基板２上に設けられた、発光素子３を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部ｐを有する枠体４と、枠体４の内周面に凹部ｐにそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材５と、発光素子３および枠体４の内周面を覆うように枠体４上に支持された、発光素子３が発した光および反射部材５で反射された光を波長変換する波長変換部材６とを備えている。
【解決手段】 発光装置１であって、基板２と、基板２上に設けられた発光素子３と、基板２上に設けられた、発光素子３を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部ｐを有する枠体４と、枠体４の内周面に凹部ｐにそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材５と、発光素子３および枠体４の内周面を覆うように枠体４上に支持された、発光素子３が発した光および反射部材５で反射された光を波長変換する波長変換部材６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を含む発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。発光装置は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。また、発光装置として、発光素子から発せられる光を反射する枠体と、発光素子の発した光を波長変換する波長変換部材を用いた技術が開示されている（下記特許文献１参照）。なお、特許文献１に記載された波長変換部材は、枠体で囲まれる領域に充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光装置は、波長変換部材が枠体で囲まれる領域に充填されていると、発光素子の発した光および枠体で反射された光がどの個所に集中して波長変換されるか、コントロールしにくく、また、発光素子からの光は波長変換部材によって閉じ込められ、発光装置の外部に放射され難い。そして、波長変換後の外部に取り出される光は、照射面を均一な光の色で照射できなくなるとともに、発光装置の発光効率が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、外部に取り出される光のグラデーションを良好にするとともに、発光効率を向上することが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部を有する枠体と、前記枠体の内周面に前記凹部にそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材と、前記発光素子および前記枠体の内周面を覆うように前記枠体上に支持された、前記発光素子が発した光および前記反射部材で反射された光を波長変換する波長変換部材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部に取り出される光のグラデーションを良好にするとともに、発光効率を向上することが可能な発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の概観を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図３】図２に示す発光装置の一部Ａを拡大した拡大断面図である。
【図４】図３に示す発光装置の一部Ｂを拡大した拡大断面図である。
【図５】図３に示す発光装置の一部Ｃを拡大した拡大断面図であって、反射部材内にて反射される光の進行方向について模式的に示している。
【図６】本発明の一実施形態に係る発光装置の透過平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る発光装置の一実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。
【００１０】
＜発光装置の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置の概観斜視図であって、その一部を断面視している。図２は、図１に示す発光装置の断面図である。図３は、図２に示す発光装置の一部Ａを拡大した拡大断面図である。図４は、枠体の内周面の一部Ｂを拡大した拡大断面図である。図５は、枠体内の一部Ｃを拡大した拡大断面図である。図６は、発光装置の透過平面図であって、枠体の内周面に設けられた反射部材を示している。
【００１１】
発光装置１は、基板２と、基板２上に設けられた発光素子３と、基板２上に設けられた、発光素子３を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部ｐを有する枠体４と、凹部ｐにそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材５と、発光素子３および枠体４の内周面を覆うように枠体４上に支持された、発光素子３が発した光および反射部材５で反射された光を波長変換する波長変換部材６とを備えている。なお、発光素子３は、例えば、発光ダイオードであって、半導体を用いたｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって光を放出する。
【００１２】
基板２は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、ガラスセラミック材料、あるいは樹脂材料等から成る。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。また、基板２は、基板２の熱膨張を調整することが可能な金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
【００１３】
基板２は、基板２の内外を電気的に導通する配線導体が形成されている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、基板２となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、酸化防止のために、例えば、ニッケルまたは金等の鍍金層が形成されている。
【００１４】
また、基板２が樹脂材料からなる場合は、シート状に加工した有機基板に対して鍍金処理等を施したり、リードフレームを金型に配置してトランスファ成形プロセスでモールド樹脂を金型に流し込むとともに加熱加圧し硬化したりすることで作製することができる。
【００１５】
また、基板２の上面には、基板２上方に効率良く光を反射させるために、配線導体および鍍金層と間を空けて、例えば、アルミニウム、銀、金、銅またはプラチナ等の金属反射層を形成する。
【００１６】
発光素子３は、基板２上に実装される。発光素子３は、基板２上に形成される配線導体の表面に被着する鍍金層上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続されたり、ワイヤボンディングによって電気的に接続されたりする。
【００１７】
発光素子３は、基体と、基体上に形成される光半導体層とを有している。基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば５０μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００１８】
光半導体層は、基体上に形成される第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光
層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等
のIII−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム
等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは、例え
ば１μｍ以上５μｍ以下であって、発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であって、第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された発光素子３では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発する素子を用いることができる。
【００１９】
枠体４は、基板２上の発光素子３を取り囲むように設けられている。また、枠体４は、平面視して内周面および外周面の形状が円形状であって、発光素子３が発光する光を上方向に反射させて外部に放出することができる。枠体４は平面視したときに、外径が例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であって、内径が例えば１ｍｍ以上２８ｍｍ以下に設定されている。なお、枠体４の屈折率は、反射部材５の屈折率よりも大きく、例えば１．７以上１．９以下に設定されている。
【００２０】
また、枠体４は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を所望の形状に形成して焼結された多孔質材料から構成されている。枠体４を多孔質材料から構成することで、枠体４は、発光素子３から発せられる光を内部に設けられた気孔４ｖとの界面で反射させながら多孔質材料の内部まで入射させず、多孔質材料の表面で反射させることができ、さらに、多孔質材料からなる枠体４の内部に多数の気孔４ｖが形成されることによって、枠体４の熱伝導率が低下するとともに熱吸収が抑制されることにより、熱エネルギーによる反射率の低下や、機械的な強度劣化が抑制される。
【００２１】
また、枠体４で囲まれる領域は、下部から上部に向かって幅広に傾斜するとともに、枠体４の上端内側には段差４ｃが設けられている。なお、枠体４の内壁面の傾斜角度は、基板２の上面に対して、例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
【００２２】
枠体４の段差４ｃは、波長変換部材６を支持する機能を有している。段差４ｃは、枠体４の上部の一部を内側に向けて切欠いたものであって、枠体４の内周面を一周するように連続して設けられており、波長変換部材６の端部を支持することができる。
【００２３】
枠体４を多孔質材料から構成されているので、枠体４は内周面には、気孔４ｖが内周面に現れることによって、複数の凹部ｐが設けられ、内部には凹部ｐと連続して形成される複数の気孔４ｖが設けられている。なお、凹部ｐは、気孔４ｖによる気孔直径が例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下の大きさに形成されている。
【００２４】
凹部ｐに嵌まった反射部材５は、発光素子３の発する光を反射する機能を備えている。球状や多面体状であって、枠体４の内周面に形成された凹部ｐに全部または一部が嵌まることが可能な大きさに設定されている。また、反射部材５は、発光素子３の発した光が透過する透光性材料からなる。反射部材５は、直径が例えば０．１μｍ以上１００μｍの以下の大きさであって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなる。なお、反射部材５の屈折率は、例えば１．４以上１．６以下に設定されている。または、反射部材５は、中央部がセラミック材料からなり、表面層が透光性のガラスからなる、中央部と表面層との組成が異なり、中央部の屈折率が１．７以上２．０以下であり、表面層の屈折率が１．５以上１．６８以下である透光性粉体からなってもよい。なお、中央部と表面層との組成および屈折率が異なる透光性粉体を反射部材５とする場合には、封止部材７と表面層、および表面層と中央部との屈折率差により、それぞれの界面における乱反射が増加し、一様に反射部材５の表面から周囲に
光を放射させることができる。また、表面層の屈折率は封止部材７より大きくてもよく、中央部の屈折率は、表面層より大きくてもよい。これにより、封止部材７から表面層を介して中央に侵入する光は無反射で侵入するとともに、中央部から表面層を介して封止部材７へ放射される光は、それぞれの界面で屈折率差に起因した乱反射を繰り返しながら、より一様に反射部材５の表面から周囲の封止部材７に光を放射させることができる。
【００２５】
反射部材５は、凹部ｐから枠体４で囲まれる領域に向かって飛び出して設けられている。反射部材５が凹部ｐから出ていることで、発光素子３の発した光を受光しやすくすることができる。なお、反射部材５は、枠体４の内周面から、例えば０．０５μｍ以上５０μｍ以下飛び出して設けられている。
【００２６】
反射部材５は、図４に示すように、発光素子３の発した光を内部に進入させて、内部で光を乱反射させて、外部に向かって多方向に光を進行させることができる。よって、枠体４の内周面にて、発光素子３の発した光を効果的に乱反射させることができ、枠体４の内周面において光を分散させることができる。そして、外部に光が取り出されるときに、特定の個所に光が集中するのを抑制することができる。なお、図４に示した一点鎖線の矢印は、反射部材５内に進行する前の光を示している。また、図４に示した実線の矢印は、反射部材５内で乱反射した光と、反射部材５から取り出された光を示している。
【００２７】
また、反射部材５は、凹部ｐに嵌まることで、枠体４が多孔質材料から成る場合は、枠体４で囲まれる領域に充填される封止部材７が、枠体４内に流れ入る量を低減することができる。
【００２８】
枠体４の内周面に薄い接着材の層を吹き付けて形成しておき、その接着材の層が乾く前に、反射部材５を被着させる。そして、枠体４の温度を上昇させることで、接着材の層を乾かして、反射部材５を枠体４の内周面に設けることができる。なお、枠体４が多孔質材料からなる場合は、枠体４の内周面に吹き付けた接着材の層は、その一部が枠体４の内部に向かって進入し始め、枠体４の内周面に設けられた凹部ｐの表面に沿って、薄い層として形成された状態になっている。さらに、反射部材５を枠体４の内周面に被着させることで、反射部材５の多くは凹部ｐに嵌まって設けられる。もしくは、多孔質材料からなる枠体４の内周面に反射部材５を含有した有機バインダーを塗布し、有機バインダーを乾燥、または加熱によって蒸発させることにより、枠体４の内周面に設けられた凹部ｐの表面に沿って反射部材５を嵌め込むことができる。そして、枠体４を加熱しながら透光性のシリコーン樹脂等の絶縁樹脂を内周面に塗布し、硬化させることによって反射部材５を枠体４の内周面に設けることができる。
【００２９】
封止部材７は、発光素子３を封止する機能を備えている。封止部材７は、枠体４で囲まれる領域に充填するようにして設けられている。封止部材７は、発光素子３を封止するとともに、発光素子３の発する光を透過する材料からなる。封止部材７は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなる。なお、封止部材７の屈折率は、例えば１．４以上１．６以下に設定されている。
【００３０】
また、枠体４の表面に反射部材５を嵌めることで、枠体４内に気孔からなる気孔４ｖを形成することができる。そして、枠体４の内部には、気孔のままの個所を多く残すことができる。即ち、枠体４で囲まれる領域に充填された封止部材７が枠体４内に進入しづらく、発光素子３からの光が封止部材７内を伝達して枠体４内に入射することが抑制されるとともに発光装置１の外部に放射され難くなることから、発光素子３からの光は封止部材７を伝達して枠体４内で吸収されにくく、同時に枠体４の外周面から発光装置１の外部に放射されにくく、枠体４の内周面で反射部材５によって効率よく反射することができる。
【００３１】
気孔４ｖが配置された枠体４は、気孔率を１０％以上５０％以下にすることが好ましい。枠体４の気孔率を１０％以上にすることにより、発光素子３からの光が隣接する多孔質材料の焼結部を介して枠体４内に透過し難くできるとともに、多孔質材料に入射した光を気孔４ｖとの界面で反射し易くすることができるため、枠体４の内部を透過する発光素子３からの光や、枠体４から発光装置１の外部へ透過する発光素子３からの光を少なくすることができる。また、枠体４の気効率を５０％以下にすることにより、封止部材７が容易に枠体４の内部に進入するのを抑制することができる。
【００３２】
また、気孔４ｖは、中央細孔径を０．１μｍ以上１μｍ以下にすることが好ましい。気孔４ｖの中央細孔径を０．１μｍ以上にすることにより、発光素子３からの光が隣接する多孔質材料の焼結部を介して枠体４内に透過し難くできるとともに、多孔質材料に入射した光を気孔４ｖとの界面で反射し易くすることができるため、枠体４の内部を透過する発光素子３からの光や、枠体４から発光装置１の外部へ透過する発光素子３からの光を少なくすることができる。また、気孔４ｖの中央細孔径を１μｍ以下にすることにより、気孔４ｖを介して封止部材７が容易に枠体４の内部に進入するのを抑制することができる。なお、気孔率および中央細孔径は、マイクロメリティクス社製ポアサイザー９３１０型を使用した水銀圧入法による細孔分布測定にて測定することができる。
【００３３】
波長変換部材６は、発光素子３の発する光の波長を変換する機能を有している。波長変換部材６は、発光素子３から発せられる光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体８が励起されて、光を発するものである。
【００３４】
波長変換部材６は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、あるいは、透光性のガラスからなり、その絶縁樹脂、ガラス中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体８が含有されている。
【００３５】
また、蛍光体８は、波長変換部材６中に分散している。なお、波長変換部材６の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。波長変換部材６の熱膨張率は、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。波長変換部材６の屈折率は、例えば、１．３以上１．６以下に設定されている。例えば、波長変換部材６の材料の組成比を調整することで、波長変換部材６の屈折率を調整することができる。
【００３６】
波長変換部材６は、枠体４の段差４ｃ上に支持されるとともに、発光素子３と間を空けて設けられている。また、波長変換部材６の端部は、枠体４の段差４ｃが設けられている箇所と当接するようにして取り囲まれている。
【００３７】
また、波長変換部材６の全体の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されており、且つ厚みが一定に設定されている。ここで、厚みが一定とは、厚みの誤差が０．５μｍ以下のものを含む。波長変換部材６の厚みを一定にすることにより、波長変換部材６内で励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材６における輝度むらを抑制することができる。
【００３８】
枠体４の段差４ｃ上の表面に、波長変換部材６の端部が接着部材９を介して固定されている。接着部材９は、波長変換部材６を枠体４に固着するものである。接着部材９は、波長変換部材６の端部上から枠体４の段差４ｃ個所にかけて設けられている。接着部材９は、段差４ｃと波長変換部材６との隙間や、波長変換部材６の上面外周部に配置されること
から、枠体４と接する面積が小さくなるため、枠体４内に進入しにくい。
【００３９】
また、接着部材９は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスが用いられる。なお、接着部材９の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。接着部材９の熱膨張率は、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。
【００４０】
接着部材９は、平面視して波長変換部材６の端部の外周に沿って連続して形成されている。そして、接着部材９は、断面視して、波長変換部材６の側面の上部から枠体４の段差４ｃ上にかけて被着することで、接着部材９が被着する面積を大きくし、接着部材９を介して波長変換部材６と枠体４とを強固に接続することができる。その結果、波長変換部材６と枠体４の接続強度を向上させることができ、波長変換部材６の撓みが抑制される。そして、発光素子３と波長変換部材６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。
【００４１】
また、接着部材９は、波長変換部材６の側面から波長変換部材６の上面にかけて設けられている。そして、接着部材９は、波長変換部材６の側面の上端を被覆している。さらに、波長変換部材６の上面に被着している接着部材９は、上方に突出して膨らむ樹脂だまりを設け、周囲よりも厚みを大きくすることで、波長変換部材６と接着部材９との熱膨張差に起因にして生じる応力を接着部材９による樹脂だまりで吸収、緩和することができる。
【００４２】
また、枠体４は、基板２に対して、接合部材１０を介して接続されている。接合部材１０は、枠体４を基板２に接続するためのものであって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなる。接合部材１０は、枠体４が配置される基板２上に配置することで、枠体４と基板２とを接続することができる。
【００４３】
本実施形態に係る発光装置１は、枠体４の凹部ｐに反射部材５を設けることで、発光素子３の発した光を枠体４の内周面にて乱反射させることができ、枠体４の内周面の全周にわたって光を散乱させることができる。そして、枠体４の内周面で光を乱反射させて、外部に向かって一様な光となるように進行させることができ、枠体４上に位置する波長変換部材６の全体で光を波長変換させることができる。その結果、波長変換部材６の全体で蛍光体８によって波長変換することができ、外部に取り出されて照射面を照射する光のグラデーション、すなわち照射面における光の色の均一性を良好にすることができる。
【００４４】
また、反射部材５は、凹部ｐから枠体４で囲まれる領域に向かって飛び出していることで、発光素子３の発した光が反射部材５に到達しやすくすることができるとともに、反射部材５の内部で乱反射した光が、枠体４で囲まれる領域に向かって飛び出している反射部材５の表面から周囲に一様に放射されることから、光を反射部材５にて効率よく乱反射させることができる。
【００４５】
さらに、反射部材５は、枠体４の内周面のうち基板２に近づくにつれて、単位面積あたりの個数が多くなることで、発光素子３との距離が短く、発光素子３からの光強度が高くなる、基板２に近い枠体４の内周面で、単位面積あたりの個数が多くなるように配置された反射部材５に発光素子３からの光がより多く入射されるとともに、反射部材５から周囲の封止部材７に一様に放射される光が増加する。即ち、発光素子３の周囲に放射される光強度の高い光は、単位面積あたりの個数が多くなるように配置された反射部材５の表面から周囲に一様に放射させれ、波長変換部材６に入射させることができることから、発光装置１の光出力を向上させることができるとともに、照射面における光の色の均一性を向上させることがでいるという作用効果を奏する。
【００４６】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上述した実施形態では、反射部材５を予め接着材を塗布した枠体４の凹部ｐに吹き付けて形成したが、この方法に限定されない。例えば、枠体４の外から枠体４で囲まれる領域の空気を吸い込むようにして、その枠体４で囲まれる領域に設けた反射部材５を凹部ｐに嵌めても構わない。また、上述した実施形態では、凹部ｐが多孔質材料からなる反射部材４の気孔から形成されるとしたが、これに限られない。反射部材４を金属材料や樹脂材料から構成して、その内周面を加工することで凹部ｐを形成しても構わない。
【００４７】
＜発光装置の製造方法＞
ここで、図１に示す発光装置１の製造方法を説明する。まず、基板２を準備する。基板２が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。そして、混合物から複数のグリーンシートを作製する。
【００４８】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、基板２となるセラミックグリーンシートに配線導体となるメタライズパターンおよび必要に応じて枠体４を接合するためのメタライズパターンをそれぞれ所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層した状態で焼成することで、基板２を準備することができる。
【００４９】
枠体４を準備する。枠体４は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を準備する。そして、枠体４の型枠内に、セラミック材料の原料粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合した混合物を充填して乾燥させた後に、焼成することで枠体４を準備することができる。
【００５０】
そして、基板２の上面の所定個所に発光素子３を実装する。さらに、枠体４が配置される基板２の上面に、例えばシリコーン樹脂から成る接合部材１０を塗布する。そして、枠体４を接合部材１０が塗布された基板２の上面の所定個所に位置合わせして接続する。
【００５１】
そして、基板２上の枠体４の内周面に、例えばシリコーン樹脂からなる封止部材７内に、透光性ガラスからなる反射部材５を含有した封止部材７を薄く形成する。そして、反射部材５が封止部材７の層内で沈降して枠体４の内周面に付着するとともに、反射部材５の一部または全部が凹部ｐに嵌められることで、凹部ｐを反射部材５で塞ぐことができ、枠体４の内周面から枠体４に封止部材７が漏れ出るのを抑制することができる。そして、封止部材７の層を熱して硬化させて、さらに、その層上に樹脂のみを充填することで、封止部材７を形成することができる。
【００５２】
次に、波長変換部材６を準備する。波長変換部材６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて作製することができる。また、波長変換部材６は、未硬化の波長変換部材６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによっても得ることができる。
【００５３】
そして、準備した波長変換部材６を枠体４の段差４ｃ上に位置合わせして、接着部材９としてのシリコーン樹脂を介して接着する。そして、例えば１５０℃以上であって、発光素子３を基板２に電気的に接続固定する半田が溶融しない２００℃以下の温度にシリコー
ン樹脂を熱して、シリコーン樹脂を硬化させる。このようにして、発光装置１を製造することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 発光装置
２ 基板
３ 発光素子
４ 枠体
４ｃ 段差
４ｖ 気孔
５ 反射部材
６ 波長変換部材
７ 封止部材
８ 蛍光体
９ 接着部材
１０ 接合部材
ｐ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を含む発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。発光装置は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。また、発光装置として、発光素子から発せられる光を反射する枠体と、発光素子の発した光を波長変換する波長変換部材を用いた技術が開示されている（下記特許文献１参照）。なお、特許文献１に記載された波長変換部材は、枠体で囲まれる領域に充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光装置は、波長変換部材が枠体で囲まれる領域に充填されていると、発光素子の発した光および枠体で反射された光がどの個所に集中して波長変換されるか、コントロールしにくく、また、発光素子からの光は波長変換部材によって閉じ込められ、発光装置の外部に放射され難い。そして、波長変換後の外部に取り出される光は、照射面を均一な光の色で照射できなくなるとともに、発光装置の発光効率が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、外部に取り出される光のグラデーションを良好にするとともに、発光効率を向上することが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部を有する枠体と、前記枠体の内周面に前記凹部にそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材と、前記発光素子および前記枠体の内周面を覆うように前記枠体上に支持された、前記発光素子が発した光および前記反射部材で反射された光を波長変換する波長変換部材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部に取り出される光のグラデーションを良好にするとともに、発光効率を向上することが可能な発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の概観を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図３】図２に示す発光装置の一部Ａを拡大した拡大断面図である。
【図４】図３に示す発光装置の一部Ｂを拡大した拡大断面図である。
【図５】図３に示す発光装置の一部Ｃを拡大した拡大断面図であって、反射部材内にて反射される光の進行方向について模式的に示している。
【図６】本発明の一実施形態に係る発光装置の透過平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る発光装置の一実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。
【００１０】
＜発光装置の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置の概観斜視図であって、その一部を断面視している。図２は、図１に示す発光装置の断面図である。図３は、図２に示す発光装置の一部Ａを拡大した拡大断面図である。図４は、枠体の内周面の一部Ｂを拡大した拡大断面図である。図５は、枠体内の一部Ｃを拡大した拡大断面図である。図６は、発光装置の透過平面図であって、枠体の内周面に設けられた反射部材を示している。
【００１１】
発光装置１は、基板２と、基板２上に設けられた発光素子３と、基板２上に設けられた、発光素子３を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部ｐを有する枠体４と、凹部ｐにそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材５と、発光素子３および枠体４の内周面を覆うように枠体４上に支持された、発光素子３が発した光および反射部材５で反射された光を波長変換する波長変換部材６とを備えている。なお、発光素子３は、例えば、発光ダイオードであって、半導体を用いたｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって光を放出する。
【００１２】
基板２は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、ガラスセラミック材料、あるいは樹脂材料等から成る。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。また、基板２は、基板２の熱膨張を調整することが可能な金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
【００１３】
基板２は、基板２の内外を電気的に導通する配線導体が形成されている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、基板２となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、酸化防止のために、例えば、ニッケルまたは金等の鍍金層が形成されている。
【００１４】
また、基板２が樹脂材料からなる場合は、シート状に加工した有機基板に対して鍍金処理等を施したり、リードフレームを金型に配置してトランスファ成形プロセスでモールド樹脂を金型に流し込むとともに加熱加圧し硬化したりすることで作製することができる。
【００１５】
また、基板２の上面には、基板２上方に効率良く光を反射させるために、配線導体および鍍金層と間を空けて、例えば、アルミニウム、銀、金、銅またはプラチナ等の金属反射層を形成する。
【００１６】
発光素子３は、基板２上に実装される。発光素子３は、基板２上に形成される配線導体の表面に被着する鍍金層上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続されたり、ワイヤボンディングによって電気的に接続されたりする。
【００１７】
発光素子３は、基体と、基体上に形成される光半導体層とを有している。基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば５０μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００１８】
光半導体層は、基体上に形成される第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光
層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等
のIII−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム
等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは、例え
ば１μｍ以上５μｍ以下であって、発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であって、第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された発光素子３では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発する素子を用いることができる。
【００１９】
枠体４は、基板２上の発光素子３を取り囲むように設けられている。また、枠体４は、平面視して内周面および外周面の形状が円形状であって、発光素子３が発光する光を上方向に反射させて外部に放出することができる。枠体４は平面視したときに、外径が例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であって、内径が例えば１ｍｍ以上２８ｍｍ以下に設定されている。なお、枠体４の屈折率は、反射部材５の屈折率よりも大きく、例えば１．７以上１．９以下に設定されている。
【００２０】
また、枠体４は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を所望の形状に形成して焼結された多孔質材料から構成されている。枠体４を多孔質材料から構成することで、枠体４は、発光素子３から発せられる光を内部に設けられた気孔４ｖとの界面で反射させながら多孔質材料の内部まで入射させず、多孔質材料の表面で反射させることができ、さらに、多孔質材料からなる枠体４の内部に多数の気孔４ｖが形成されることによって、枠体４の熱伝導率が低下するとともに熱吸収が抑制されることにより、熱エネルギーによる反射率の低下や、機械的な強度劣化が抑制される。
【００２１】
また、枠体４で囲まれる領域は、下部から上部に向かって幅広に傾斜するとともに、枠体４の上端内側には段差４ｃが設けられている。なお、枠体４の内壁面の傾斜角度は、基板２の上面に対して、例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
【００２２】
枠体４の段差４ｃは、波長変換部材６を支持する機能を有している。段差４ｃは、枠体４の上部の一部を内側に向けて切欠いたものであって、枠体４の内周面を一周するように連続して設けられており、波長変換部材６の端部を支持することができる。
【００２３】
枠体４を多孔質材料から構成されているので、枠体４は内周面には、気孔４ｖが内周面に現れることによって、複数の凹部ｐが設けられ、内部には凹部ｐと連続して形成される複数の気孔４ｖが設けられている。なお、凹部ｐは、気孔４ｖによる気孔直径が例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下の大きさに形成されている。
【００２４】
凹部ｐに嵌まった反射部材５は、発光素子３の発する光を反射する機能を備えている。球状や多面体状であって、枠体４の内周面に形成された凹部ｐに全部または一部が嵌まることが可能な大きさに設定されている。また、反射部材５は、発光素子３の発した光が透過する透光性材料からなる。反射部材５は、直径が例えば０．１μｍ以上１００μｍの以下の大きさであって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなる。なお、反射部材５の屈折率は、例えば１．４以上１．６以下に設定されている。または、反射部材５は、中央部がセラミック材料からなり、表面層が透光性のガラスからなる、中央部と表面層との組成が異なり、中央部の屈折率が１．７以上２．０以下であり、表面層の屈折率が１．５以上１．６８以下である透光性粉体からなってもよい。なお、中央部と表面層との組成および屈折率が異なる透光性粉体を反射部材５とする場合には、封止部材７と表面層、および表面層と中央部との屈折率差により、それぞれの界面における乱反射が増加し、一様に反射部材５の表面から周囲に
光を放射させることができる。また、表面層の屈折率は封止部材７より大きくてもよく、中央部の屈折率は、表面層より大きくてもよい。これにより、封止部材７から表面層を介して中央に侵入する光は無反射で侵入するとともに、中央部から表面層を介して封止部材７へ放射される光は、それぞれの界面で屈折率差に起因した乱反射を繰り返しながら、より一様に反射部材５の表面から周囲の封止部材７に光を放射させることができる。
【００２５】
反射部材５は、凹部ｐから枠体４で囲まれる領域に向かって飛び出して設けられている。反射部材５が凹部ｐから出ていることで、発光素子３の発した光を受光しやすくすることができる。なお、反射部材５は、枠体４の内周面から、例えば０．０５μｍ以上５０μｍ以下飛び出して設けられている。
【００２６】
反射部材５は、図４に示すように、発光素子３の発した光を内部に進入させて、内部で光を乱反射させて、外部に向かって多方向に光を進行させることができる。よって、枠体４の内周面にて、発光素子３の発した光を効果的に乱反射させることができ、枠体４の内周面において光を分散させることができる。そして、外部に光が取り出されるときに、特定の個所に光が集中するのを抑制することができる。なお、図４に示した一点鎖線の矢印は、反射部材５内に進行する前の光を示している。また、図４に示した実線の矢印は、反射部材５内で乱反射した光と、反射部材５から取り出された光を示している。
【００２７】
また、反射部材５は、凹部ｐに嵌まることで、枠体４が多孔質材料から成る場合は、枠体４で囲まれる領域に充填される封止部材７が、枠体４内に流れ入る量を低減することができる。
【００２８】
枠体４の内周面に薄い接着材の層を吹き付けて形成しておき、その接着材の層が乾く前に、反射部材５を被着させる。そして、枠体４の温度を上昇させることで、接着材の層を乾かして、反射部材５を枠体４の内周面に設けることができる。なお、枠体４が多孔質材料からなる場合は、枠体４の内周面に吹き付けた接着材の層は、その一部が枠体４の内部に向かって進入し始め、枠体４の内周面に設けられた凹部ｐの表面に沿って、薄い層として形成された状態になっている。さらに、反射部材５を枠体４の内周面に被着させることで、反射部材５の多くは凹部ｐに嵌まって設けられる。もしくは、多孔質材料からなる枠体４の内周面に反射部材５を含有した有機バインダーを塗布し、有機バインダーを乾燥、または加熱によって蒸発させることにより、枠体４の内周面に設けられた凹部ｐの表面に沿って反射部材５を嵌め込むことができる。そして、枠体４を加熱しながら透光性のシリコーン樹脂等の絶縁樹脂を内周面に塗布し、硬化させることによって反射部材５を枠体４の内周面に設けることができる。
【００２９】
封止部材７は、発光素子３を封止する機能を備えている。封止部材７は、枠体４で囲まれる領域に充填するようにして設けられている。封止部材７は、発光素子３を封止するとともに、発光素子３の発する光を透過する材料からなる。封止部材７は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなる。なお、封止部材７の屈折率は、例えば１．４以上１．６以下に設定されている。
【００３０】
また、枠体４の表面に反射部材５を嵌めることで、枠体４内に気孔からなる気孔４ｖを形成することができる。そして、枠体４の内部には、気孔のままの個所を多く残すことができる。即ち、枠体４で囲まれる領域に充填された封止部材７が枠体４内に進入しづらく、発光素子３からの光が封止部材７内を伝達して枠体４内に入射することが抑制されるとともに発光装置１の外部に放射され難くなることから、発光素子３からの光は封止部材７を伝達して枠体４内で吸収されにくく、同時に枠体４の外周面から発光装置１の外部に放射されにくく、枠体４の内周面で反射部材５によって効率よく反射することができる。
【００３１】
気孔４ｖが配置された枠体４は、気孔率を１０％以上５０％以下にすることが好ましい。枠体４の気孔率を１０％以上にすることにより、発光素子３からの光が隣接する多孔質材料の焼結部を介して枠体４内に透過し難くできるとともに、多孔質材料に入射した光を気孔４ｖとの界面で反射し易くすることができるため、枠体４の内部を透過する発光素子３からの光や、枠体４から発光装置１の外部へ透過する発光素子３からの光を少なくすることができる。また、枠体４の気効率を５０％以下にすることにより、封止部材７が容易に枠体４の内部に進入するのを抑制することができる。
【００３２】
また、気孔４ｖは、中央細孔径を０．１μｍ以上１μｍ以下にすることが好ましい。気孔４ｖの中央細孔径を０．１μｍ以上にすることにより、発光素子３からの光が隣接する多孔質材料の焼結部を介して枠体４内に透過し難くできるとともに、多孔質材料に入射した光を気孔４ｖとの界面で反射し易くすることができるため、枠体４の内部を透過する発光素子３からの光や、枠体４から発光装置１の外部へ透過する発光素子３からの光を少なくすることができる。また、気孔４ｖの中央細孔径を１μｍ以下にすることにより、気孔４ｖを介して封止部材７が容易に枠体４の内部に進入するのを抑制することができる。なお、気孔率および中央細孔径は、マイクロメリティクス社製ポアサイザー９３１０型を使用した水銀圧入法による細孔分布測定にて測定することができる。
【００３３】
波長変換部材６は、発光素子３の発する光の波長を変換する機能を有している。波長変換部材６は、発光素子３から発せられる光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体８が励起されて、光を発するものである。
【００３４】
波長変換部材６は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、あるいは、透光性のガラスからなり、その絶縁樹脂、ガラス中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体８が含有されている。
【００３５】
また、蛍光体８は、波長変換部材６中に分散している。なお、波長変換部材６の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。波長変換部材６の熱膨張率は、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。波長変換部材６の屈折率は、例えば、１．３以上１．６以下に設定されている。例えば、波長変換部材６の材料の組成比を調整することで、波長変換部材６の屈折率を調整することができる。
【００３６】
波長変換部材６は、枠体４の段差４ｃ上に支持されるとともに、発光素子３と間を空けて設けられている。また、波長変換部材６の端部は、枠体４の段差４ｃが設けられている箇所と当接するようにして取り囲まれている。
【００３７】
また、波長変換部材６の全体の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されており、且つ厚みが一定に設定されている。ここで、厚みが一定とは、厚みの誤差が０．５μｍ以下のものを含む。波長変換部材６の厚みを一定にすることにより、波長変換部材６内で励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材６における輝度むらを抑制することができる。
【００３８】
枠体４の段差４ｃ上の表面に、波長変換部材６の端部が接着部材９を介して固定されている。接着部材９は、波長変換部材６を枠体４に固着するものである。接着部材９は、波長変換部材６の端部上から枠体４の段差４ｃ個所にかけて設けられている。接着部材９は、段差４ｃと波長変換部材６との隙間や、波長変換部材６の上面外周部に配置されること
から、枠体４と接する面積が小さくなるため、枠体４内に進入しにくい。
【００３９】
また、接着部材９は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスが用いられる。なお、接着部材９の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。接着部材９の熱膨張率は、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。
【００４０】
接着部材９は、平面視して波長変換部材６の端部の外周に沿って連続して形成されている。そして、接着部材９は、断面視して、波長変換部材６の側面の上部から枠体４の段差４ｃ上にかけて被着することで、接着部材９が被着する面積を大きくし、接着部材９を介して波長変換部材６と枠体４とを強固に接続することができる。その結果、波長変換部材６と枠体４の接続強度を向上させることができ、波長変換部材６の撓みが抑制される。そして、発光素子３と波長変換部材６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。
【００４１】
また、接着部材９は、波長変換部材６の側面から波長変換部材６の上面にかけて設けられている。そして、接着部材９は、波長変換部材６の側面の上端を被覆している。さらに、波長変換部材６の上面に被着している接着部材９は、上方に突出して膨らむ樹脂だまりを設け、周囲よりも厚みを大きくすることで、波長変換部材６と接着部材９との熱膨張差に起因にして生じる応力を接着部材９による樹脂だまりで吸収、緩和することができる。
【００４２】
また、枠体４は、基板２に対して、接合部材１０を介して接続されている。接合部材１０は、枠体４を基板２に接続するためのものであって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなる。接合部材１０は、枠体４が配置される基板２上に配置することで、枠体４と基板２とを接続することができる。
【００４３】
本実施形態に係る発光装置１は、枠体４の凹部ｐに反射部材５を設けることで、発光素子３の発した光を枠体４の内周面にて乱反射させることができ、枠体４の内周面の全周にわたって光を散乱させることができる。そして、枠体４の内周面で光を乱反射させて、外部に向かって一様な光となるように進行させることができ、枠体４上に位置する波長変換部材６の全体で光を波長変換させることができる。その結果、波長変換部材６の全体で蛍光体８によって波長変換することができ、外部に取り出されて照射面を照射する光のグラデーション、すなわち照射面における光の色の均一性を良好にすることができる。
【００４４】
また、反射部材５は、凹部ｐから枠体４で囲まれる領域に向かって飛び出していることで、発光素子３の発した光が反射部材５に到達しやすくすることができるとともに、反射部材５の内部で乱反射した光が、枠体４で囲まれる領域に向かって飛び出している反射部材５の表面から周囲に一様に放射されることから、光を反射部材５にて効率よく乱反射させることができる。
【００４５】
さらに、反射部材５は、枠体４の内周面のうち基板２に近づくにつれて、単位面積あたりの個数が多くなることで、発光素子３との距離が短く、発光素子３からの光強度が高くなる、基板２に近い枠体４の内周面で、単位面積あたりの個数が多くなるように配置された反射部材５に発光素子３からの光がより多く入射されるとともに、反射部材５から周囲の封止部材７に一様に放射される光が増加する。即ち、発光素子３の周囲に放射される光強度の高い光は、単位面積あたりの個数が多くなるように配置された反射部材５の表面から周囲に一様に放射させれ、波長変換部材６に入射させることができることから、発光装置１の光出力を向上させることができるとともに、照射面における光の色の均一性を向上させることがでいるという作用効果を奏する。
【００４６】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上述した実施形態では、反射部材５を予め接着材を塗布した枠体４の凹部ｐに吹き付けて形成したが、この方法に限定されない。例えば、枠体４の外から枠体４で囲まれる領域の空気を吸い込むようにして、その枠体４で囲まれる領域に設けた反射部材５を凹部ｐに嵌めても構わない。また、上述した実施形態では、凹部ｐが多孔質材料からなる反射部材４の気孔から形成されるとしたが、これに限られない。反射部材４を金属材料や樹脂材料から構成して、その内周面を加工することで凹部ｐを形成しても構わない。
【００４７】
＜発光装置の製造方法＞
ここで、図１に示す発光装置１の製造方法を説明する。まず、基板２を準備する。基板２が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。そして、混合物から複数のグリーンシートを作製する。
【００４８】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、基板２となるセラミックグリーンシートに配線導体となるメタライズパターンおよび必要に応じて枠体４を接合するためのメタライズパターンをそれぞれ所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層した状態で焼成することで、基板２を準備することができる。
【００４９】
枠体４を準備する。枠体４は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を準備する。そして、枠体４の型枠内に、セラミック材料の原料粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合した混合物を充填して乾燥させた後に、焼成することで枠体４を準備することができる。
【００５０】
そして、基板２の上面の所定個所に発光素子３を実装する。さらに、枠体４が配置される基板２の上面に、例えばシリコーン樹脂から成る接合部材１０を塗布する。そして、枠体４を接合部材１０が塗布された基板２の上面の所定個所に位置合わせして接続する。
【００５１】
そして、基板２上の枠体４の内周面に、例えばシリコーン樹脂からなる封止部材７内に、透光性ガラスからなる反射部材５を含有した封止部材７を薄く形成する。そして、反射部材５が封止部材７の層内で沈降して枠体４の内周面に付着するとともに、反射部材５の一部または全部が凹部ｐに嵌められることで、凹部ｐを反射部材５で塞ぐことができ、枠体４の内周面から枠体４に封止部材７が漏れ出るのを抑制することができる。そして、封止部材７の層を熱して硬化させて、さらに、その層上に樹脂のみを充填することで、封止部材７を形成することができる。
【００５２】
次に、波長変換部材６を準備する。波長変換部材６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて作製することができる。また、波長変換部材６は、未硬化の波長変換部材６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによっても得ることができる。
【００５３】
そして、準備した波長変換部材６を枠体４の段差４ｃ上に位置合わせして、接着部材９としてのシリコーン樹脂を介して接着する。そして、例えば１５０℃以上であって、発光素子３を基板２に電気的に接続固定する半田が溶融しない２００℃以下の温度にシリコー
ン樹脂を熱して、シリコーン樹脂を硬化させる。このようにして、発光装置１を製造することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 発光装置
２ 基板
３ 発光素子
４ 枠体
４ｃ 段差
４ｖ 気孔
５ 反射部材
６ 波長変換部材
７ 封止部材
８ 蛍光体
９ 接着部材
１０ 接合部材
ｐ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた発光素子と、
前記基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部を有する枠体と、
前記枠体の内周面に前記凹部にそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材と、
前記発光素子および前記枠体の内周面を覆うように前記枠体上に支持された、前記発光素子が発した光および前記反射部材で反射された光を波長変換する波長変換部材とを備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記反射部材は、前記枠体の内周面よりも突出していることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、
前記反射部材は、前記枠体の内周面における単位面積当たりの個数が、前記基板に近づくにつれて多くなっていることを特徴とする発光装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた発光素子と、
前記基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、内周面に複数の凹部を有する枠体と、
前記枠体の内周面に前記凹部にそれぞれ嵌まるようにして設けられた、複数の反射部材と、
前記発光素子および前記枠体の内周面を覆うように前記枠体上に支持された、前記発光素子が発した光および前記反射部材で反射された光を波長変換する波長変換部材とを備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記反射部材は、前記枠体の内周面よりも突出していることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、
前記反射部材は、前記枠体の内周面における単位面積当たりの個数が、前記基板に近づくにつれて多くなっていることを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１５１５０（Ｐ２０１３−１１５１５０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８２９４（Ｐ２０１１−２５８２９４）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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