発光装置
【課題】透光性の封止樹脂層や蛍光体含有層を平坦性及び制御性良く形成し、発光装置の色むらや個体間のばらつきの無い発光装置を提供する。
【解決手段】前面側に形成された凹部１２及びハウジング１１の前面１１Ａがなす縁部１２Ｅに沿って当該縁部を取り囲むように形成された環状突起部２２が設けられている。環状突起部は、縁部の一部において突起が形成されていない間隙を有する。透光性プレート２４が環状突起部上に配され、封止樹脂１７が凹部、環状突起部及び透光性プレートによって画定される空間内に充填されている。
【解決手段】前面側に形成された凹部１２及びハウジング１１の前面１１Ａがなす縁部１２Ｅに沿って当該縁部を取り囲むように形成された環状突起部２２が設けられている。環状突起部は、縁部の一部において突起が形成されていない間隙を有する。透光性プレート２４が環状突起部上に配され、封止樹脂１７が凹部、環状突起部及び透光性プレートによって画定される空間内に充填されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を樹脂により封止した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装部材上に青色発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子をマウントし、その上に蛍光体材料を含む樹脂を塗布することによって白色光などの所望色の放出光を得る発光装置が知られている。また、発光素子を透光性樹脂で封止し、その上に蛍光体樹脂層を形成する、あるいは蛍光体シートを貼り付けることが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、実装部材の上に埋め込まれた発光素子上に複数の蛍光体を塗布する構造の半導体発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０３１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような発光装置では、発光素子からの放出光の強度と蛍光体からの放出光の強度との混合バランスによって色度が変化するが、封止樹脂層や蛍光体層を均一性良く形成することが困難であるという問題があった。従って、発光装置の発光面の中央部と端部又は周辺部とで発光色が異なる、また、発光装置間で色度のバラツキが生じるなどの問題があった。また、樹脂を平坦に封止することが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透光性の封止樹脂層や蛍光体含有層を平坦性及び制御性良く形成し、発光装置の色むらや個体間のばらつきの無い発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、前面側に凹部が形成され、前記凹部の底部に発光素子が搭載されたハウジングを有する発光装置であって、凹部の側面及びハウジングの前記前面がなす縁部に沿って当該縁部を取り囲むように形成されるとともに、少なくとも１の間隙を有する環状のハウジング突起部と、ハウジング突起部上に配された透光性の封止プレートと、凹部、ハウジング突起部及び封止プレートによって画定される空間内に充填された封止樹脂と、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、従来の発光装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施例の発光装置を模式的に示す図であり、図３（ｃ）の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１の実施例の発光装置の平面図である。
【図４】凹部の構成、ハウジング上面の環状突起部及び透光性プレート上面の環状突起部の配置構成等を説明するための模式的な断面図である。
【図５】（ａ）は第２の実施例の発光装置の断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）の第１の透光性プレートの上面を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の１の改変例である発光装置を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の他の改変例である発光装置における凹部、ハウジング上面の環状突起部及び透光性プレート上面の環状突起部の配置構成等を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の発光装置は、前面側に凹部が形成され、当該凹部の底部に発光素子が搭載されたハウジングを有する発光装置であって、当該凹部の側面及びハウジングの前面がなす縁部に沿って当該縁部を取り囲むように形成された環状突起部が設けられている。環状突起部は、縁部の一部において突起が形成されていない間隙を有する。透光性プレートが環状突起部上に配され、封止樹脂が凹部、環状突起部及び透光性プレートによって画定される空間内に充填され、発光素子を包埋している。
【００１０】
封止樹脂は、透光性プレートを環状突起部上に載置する際に、環状突起部の間隙（突起非形成部）を通じて環状突起部の外側周囲に流れることにより、封止樹脂及び透光性プレート間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレートに封止樹脂が密着した形態で封止樹脂を充填し得る。透光性プレート下面が平坦面であっても透光性プレートに封止樹脂が密着し得るので、均一な厚さで封止樹脂体を形成し得る。
【００１１】
凹部は逆錐台形状を有し、例えば円錐台（切頭円錐）形状、長円錐台形状などの形状、あるいはコーン形状を有する。すなわち、凹部は、側面が稜線を有しない曲面であることが好ましい。
【００１２】
以下においては、本発明の好適な実施例について説明するが、これらを適宜改変し、組合せてもよい。また、以下に説明する図において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、従来の発光装置１１０の断面を模式的に示す断面図である。発光装置１１０においては、ハウジング１１１には、例えば円錐台（切頭円錐）形状の凹部１１２が設けられている。凹部１１２の底面上には発光素子１１４がマウントされ、凹部１１２の底部に設けられた電極（図示しない）に電気的に接続されている。
【００１４】
凹部１１２に封止樹脂１１７を注入した場合、表面張力により樹脂表面は平坦面にはならない。図１に示すように、樹脂の表面張力により樹脂表面１１７Ｓが凹面（バスタブ状）となり、凹部１１２の側壁とハウジング１１１の表面との縁部１１９を樹脂１１７が這い上がり平坦にはならない。従って、封止樹脂１１７が蛍光体を含む場合、あるいは封止樹脂１１７上に蛍光体を含む層を形成する場合に、封止樹脂１１７及び封止樹脂１１７上の蛍光体層の厚さが均一とならず、光放出面における色度の不均一が生じる。また、製造上の狙いの色度に対する個体間のばらつきも大きくなり、製造歩留まりも大きく低下する原因となる。なお、封止樹脂１１７に透明樹脂を用い、その上に蛍光体シートを貼り合わせる方法もあるが、コスト増の原因となる、また、封止樹脂とは別材料のシートを貼り合わせることによる品質の安定性には難がある。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施例による発光装置１０を模式的に示す断面図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は発光装置１０の平面図である。なお、図２は、発光装置１０の上面図である図３（ｃ）の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。また、図面の見易さ及び理解の容易さのため、ハウジングにはハッチングを施さずに示している。
【００１６】
発光装置１０は、円柱形状のランプハウジング（以下、単にハウジングという。）１１に発光素子（例えば、ＬＥＤ：発光ダイオード）１４をマウントして構成されている。より詳細には、ハウジング１１には、ハウジング１１の第１の前面１１Ａからハウジング１１の裏面１１Ｒに向かって窪んだ円錐台（切頭円錐）形状の凹部（又は第１の凹部）１２が形成され、ハウジング１１の最前面である第２の前面１１Ｂからハウジング１１の裏面１１Ｒに向かって窪んだ円柱形状の凹部（第２の凹部）１３が形成されている。換言すれば、ハウジング１１の前面１１Ｂに円柱形状の凹部１３が形成され、凹部１３の平坦な底面に円錐台形状の凹部１２が形成されている。そして、ハウジング１１には、凹部１３によって円柱形状の側壁部１３Ｓが形成されている。また、円錐台形状の凹部１２は、図２に示すように、光放射方向（図中、矢印）に向かって開口面が広がるように（すなわち逆錐台形状であるように）形成されている。第１の前面１１Ａ、第２の前面１１Ｂは、ハウジング１１の凹部１２の外側に形成され、凹部１２の底面と平行な面である。ハウジング１１の第１の前面１１Ａおよび第２の前面１１Ｂは、いずれも凹部１２の底面と平行に形成され、第２の前面１１Ｂは、第１の前面１１Ａよりも光出射面側に位置しており、第１の前面１１Ａと第２の前面１１Ｂとで段差が形成されている。
【００１７】
凹部１２の底面（素子実装面）上には発光素子としての発光素子１４がマウントされ、金（Ａｕ）などのボンディングワイヤ１５によって凹部１２の底部に設けられた電極（図示しない）に電気的に接続されている。
【００１８】
なお、本明細書において、発光素子１４を収容する凹部１２が形成され、発光素子１４からの光が放出される側の面をハウジング１１等の前面といい、その反対側の面を裏面という。また、後述するプレート等については、光が放出される側の面を上面といい、その反対側、すなわち発光素子１４側（凹部１２の底部側）の面を下面という。
【００１９】
ハウジング１１の前面１１Ａ上には、円錐台形状の凹部１２の側面（側壁面）及びハウジング１１の前面１１Ａとの交線がなす縁部１２Ｅに沿って縁部１２Ｅを取り囲むように円環状の第１の環状突起部（ハウジング突起部ともいう）２２が形成されている。なお、環状突起部２２はハウジング１１と一体として形成されている。すなわち、ハウジング１１と同一材料であって、その表面は反射性である。すなわち、発光素子１４の発する光、及び発光素子１４の発する光により励起された蛍光体粒子が発する蛍光を反射する。なお、環状突起部２２は、ハウジング１１を形成後にハウジング１１上に同一材料又は別材料で形成してもよい。環状突起部２２は、一定の高さで形成されている。
【００２０】
第１の環状突起部２２上には、透光性材料からなる平行平板形状で円形の第１の透光性プレート（封止プレートともいう）２４が配され、凹部１２、第１の環状突起部２２及び第１の透光性プレート２４によって画定される空間内に透光性材料からなる封止樹脂１７が充填されている。すなわち、発光素子１４は封止樹脂１７により包埋されている。そして、封止樹脂１７の上面は、第１の環状突起部２２に囲まれた領域において、第１の透光性プレート２４の下面と接触することにより、平坦に形成されている。凹部１２の内面、すなわち円錐形状の側壁及び底面は、発光素子１４からの放出光の反射面を形成している。なお、後に詳述するように、封止樹脂１７は環状突起部２２の間隙（突起非形成部）２２Ｄの外側まで延在している。
【００２１】
また、第１の透光性プレート（封止プレート）２４上には、ハウジング１１上の第１の環状突起部（ハウジング突起部）２２と同心円の第２の環状突起部（プレート突起部ともいう）２６が設けられている。第２の環状突起部２６は、環状突起部２２と同心円で半径が第１の環状突起部２２より大なる円環形状を有している。環状突起部２６は、一定の高さで形成されている。環状突起部２６は透光性プレート２４と一体として形成されている。従って、環状突起部２６は透光性である。透光性プレート２４の環状突起部２６上には、透光性材料からなる平行平板形状で円形の第２の透光性プレート（付加プレートともいう）３０が配され、第１の透光性プレート２４、環状突起部２６及び第２の透光性プレート３０によって画定される空間内に蛍光体粒子を含む蛍光体樹脂が充填され、蛍光体層２８を構成している。すなわち、第１の透光性プレート２４の環状突起部２６は、透光性プレート３０との間に蛍光体層２８を挿入し、透光性プレート２４と透光性プレート３０との間との間隔を規定するためのスペーサ機能を有する。そして、蛍光体層２８は、発光素子１４からの光の一部を蛍光体で異なる波長の光（例えば、黄色光）に変換する波長変換層として機能する。なお、後に詳述するように、蛍光体層２８は環状突起部２６の間隙（突起非形成部）２６Ｄの外側まで延在している。環状突起部２６で囲まれた範囲内において、蛍光体層２８の下面は、第１の透光性プレート２４の上面と接触して平坦に形成され、蛍光体層２８の上面は、第２の透光性プレート３０の下面と接触して平坦に形成されているため、蛍光体層２８は、一定の厚さで形成されている。
【００２２】
図３（ａ）は、透光性プレート２４から凹部１２の方向を見た場合（図２のＶ１−Ｖ１）の模式的な平面図である。環状突起部２２は円環形状を有し、その底部の内周側端部が円錐台形状の凹部１２の縁部１２Ｅに接し、円形の縁部１２Ｅを取り囲むように形成されている。そして、環状突起部２２はその一部において突起が形成されていない、すなわち突起が欠落し、ハウジング１１の前面１１Ａが露出している少なくとも１の突起非形成部（以下、間隙ともいう）２２Ｄが設けられている。環状突起部２２の間隙２２Ｄは、図３（ａ）に示すように、例えば４箇所で、環状突起部２２のなす円環の中心に関して、例えば９０度毎の角度位置に配されている。換言すれば、環状突起部２２の間隙２２Ｄは、凹部１２のなす円錐台の中心軸（又は、円錐面１２Ｓのなす円錐の頂点から当該円錐台の底面に下ろした垂線の延長線）に関して、例えば９０度毎の角度位置に配されている。
【００２３】
図３（ｂ）は、透光性プレート３０から凹部１２の方向を見た場合（図２のＶ２−Ｖ２）の模式的な平面図である。環状突起部２６は円環形状を有し、その一部において突起が形成されていない、すなわち突起が欠落し、透光性プレート２４の表面（前面）が露出している少なくとも１の突起非形成部（以下、間隙ともいう）２６Ｄが設けられている。環状突起部２６の間隙２６Ｄは、図３（ｂ）に示すように、例えば４箇所で、環状突起部２６のなす円環の中心に関して、例えば９０度毎の角度位置に配されている。さらに、環状突起部２６の間隙２６Ｄは、当該円錐台の中心軸に関して、環状突起部２２の間隙２２Ｄとは異なる角度位置に配されている。換言すれば、環状突起部２２及び環状突起部２６のなす円環を環状突起部２２又は環状突起部２６が形成された面に平行な平面（例えば当該円錐台の底面）に投影したときに、間隙２６Ｄ及び間隙２２Ｄは、当該投影された円環の中心に関して、互いに異なる角度位置に配されている。
【００２４】
図４は、凹部１２の構成、ハウジング１１上面の環状突起部２２及び透光性プレート２４上面に形成された環状突起部２６の配置構成を説明するための模式的な断面図である。なお、理解及び説明の簡便さ、容易さのため、蛍光体層２８及び透光性プレート３０については示していない。
【００２５】
図４において、凹部１２の内側面（側壁）である円錐面１２Ｓを延長した延長円錐面１２Ｘを破線で示している。ハウジング１１上面の環状突起部２２は、凹部１２の縁部１２Ｅに接することなく、延長円錐面１２Ｘの外側に配されていてもよい。また、透光性プレート２４上面の環状突起部２６は延長円錐面１２Ｘの外側に配されている。環状突起部２６は延長円錐面１２Ｘの外側に、あるいは、その内周側端部が延長円錐面１２Ｘに接するように配されていることが好ましい。
【００２６】
図３（ｃ）は、透光性プレート３０の表面（前面）から凹部１２の方向を見た場合（図２のＶ３−Ｖ３）の模式的な平面図である。透光性プレート３０は、円柱形状の凹部１３内に、その上面（前面）が例えばハウジング１１の前面１１Ｂと同一面内であるように配されている（図２）。発光素子１４からの放出光及び蛍光体層２８からの放出光は透光性プレート３０の上面（光取り出し面）を経て外部（図２、光放射方向）に放射される。
【００２７】
［発光装置の形成方法］
図２、図３（ａ）−（ｃ）を参照して、発光装置１０の形成方法について説明する。まず、凹部１２の底部に発光素子１４をマウントし、ワイヤボンディングする。その後、凹部１２内に封止樹脂１７を充填し（１次封止）、その上から透光性プレート２４によってプレス（押圧）する。封止樹脂１７の充填の際、押圧工程後に環状突起部２２で囲まれた範囲内に樹脂が充填される量を注入し、環状突起部２２を超える高さまで盛り上がるように充填する。透光性プレート２４による押圧の際、封止樹脂１７の樹脂はその一部が環状突起部２２の間隙２２Ｄを通じて環状突起部２２の外側周囲に流出する（図３（ａ）、破線及びハッチングで示す領域１７Ａ）。すなわち、凹部１２、第１の環状突起部２２及び第１の透光性プレート２４によって画定される空間を充填するに要する量を超える余剰分が間隙２２Ｄを通じて流出する。これにより、封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で封止樹脂１７を充填し得る。透光性プレート２４の下面（封止樹脂１７との接触面）が平坦面であって、透光性プレート２４に封止樹脂が密着し得るので、透光性プレート２４の下面形状と一致した平坦な封止樹脂体を形成し得る。
【００２８】
次に、透光性プレート２４上に蛍光体を含む蛍光体樹脂をポッティングし、その上から透光性プレート３０によって押圧する。蛍光体樹脂２８を供給する際、押圧工程後に環状突起部２６で囲まれた範囲内に樹脂が充填される量を注入し、環状突起部２６を超える高さまで盛り上がるように供給する。透光性プレート３０による押圧の際、蛍光体樹脂はその一部（余剰分）が環状突起部２６の間隙２６Ｄを通じて環状突起部２６の外側周囲に流出することにより（図３（ｂ）、破線及びハッチングで示す領域２８Ａ）、蛍光体樹脂及び透光性プレート３０間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート３０に封止樹脂が密着した形態で蛍光体樹脂を充填することができ、透光性プレート３０に密着した、厚さが均一な蛍光体樹脂層２８を形成し得る。その後、熱や紫外線などにより封止樹脂１７及び蛍光体樹脂の硬化処理を行い、発光装置１０が形成される。
【００２９】
［発光装置の具体的構成例］
発光装置１０の具体的構成例について、図２−４を参照しつつ以下に説明する。円柱形状のハウジング１１は、アルミニウム、エンジニアリングプラスチック、銅合金などからなり、本実施例では、高さが１０mm、外径が５０mm（50mmφ）である。円柱形状の凹部１３の内径は、１０mm（10mmφ）である。発光素子１４は、例えばＩｎＧａＮ系の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、厚さは１００μm、大きさは１mm×１mmの矩形である。
【００３０】
凹部１２は、図４を参照すると、底面（素子実装面）が直径Ｄ１＝１０mm（１０mmφ）、ハウジングの前面１１Ａにおける開口径（縁部１２Ｅの径）が直径Ｄ２＝１５mm（１５mmφ）、深さＤＴ＝４mmの円錐台形状である。また、凹部１２の内側面である円錐面１２Ｓが凹部１２の底面１２Ｂとなす角をθとすると、θ＝９３°である。なお、θは、発光装置１０の設計に応じて適宜変更すればよいが、θ＞９０°である。すなわち、凹部１２はその底面からハウジング前面の開口面（錐台の底面）に向かって、すなわち光放射方向に向かってその断面積が大きくなる逆錐台形状を有している。
【００３１】
環状突起部２２の高さは１mm、底面の幅は１mm、間隙２２Ｄの長さ（円周方向）は１mmである。前述のように、環状突起部２２はその底部の内周側端部が、縁部１２Ｅに接するように配されている。なお、本実施例において、環状突起部２２の内径は１３mmであり、外径は１４mmである。
【００３２】
透光性プレート２４は、例えばシリコン系、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂で形成され、例えば厚さは１mmである。透光性プレート２４の環状突起部２６は、高さは１mm、底面の幅は１mm、間隙２６Ｄの長さ（円周方向）は１mmである。環状突起部２６は延長円錐面１２Ｘの外側、あるいはその内周側端部が延長円錐面１２Ｘに接するように配されている。さらに、前述のように、環状突起部２６の間隙２６Ｄは、当該円錐台の中心軸に関して、環状突起部２２の間隙２２Ｄとは異なる角度位置に配されている。これにより間隙２６Ｄからの光の漏れが防止される。
【００３３】
蛍光体層２８は、シリコン樹脂などの樹脂に蛍光体を含ませて形成されている。透光性プレート３０は、例えばシリコン系、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂で形成され、例えば厚さは１mmである。
【００３４】
上記した各構成要素の材料、大きさ等は例示に過ぎず、適宜改変して適用することが可能である。なお、更に例示すれば、ハウジング１１の高さは１０〜５０mm、外径が６〜７０mmφ、円柱形状の凹部１３の内径（内側面の直径）は、５〜６０mmφである。発光素子１４は、例えば大きさが300〜2000μmである。また、凹部１２の底面（素子実装面）は直径Ｄ１＝４〜５０mmφ、ハウジングの前面１１Ａにおける開口径（縁部１２Ｅの径）Ｄ２＝４〜６５mmφ、深さＤＴ＝５〜３０mmである。環状突起部２２の高さは０．１〜２．０mm、間隙２２Ｄの長さ（円周方向）は１〜１０mmであり、環状突起部２６の高さは０．１〜２．０mm、間隙２２Ｄの長さ（円周方向）は１〜１０mm、内径は４〜５０mmである。
【実施例２】
【００３５】
実施例１においては、第１の透光性プレート２４が平行平板形状を有する場合について説明したがこれに限らず、その上面及び下面のうち少なくとも一方が凹面又は凸面形状を有していてもよい。例えば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、透光性プレート２４は、凹面形状を有している。なお、図５（ａ）は本実施例の発光装置１０の断面図であり、図５（ｂ）は本実施例の第１の透光性プレート２４の上面を模式的に示す平面図である。より詳細には、透光性プレート２４は、その上面及び下面の中央部が部分的に凹部１２に向かって窪んだ凹部領域２４Ｒを有している。また、図５（ｂ）に示すように、凹部領域２４Ｒは、凹部１２の開口面と同心円の円形形状を有している。本実施例の発光装置１０のその他の構成は実施例１と同様である。
【００３６】
上記したように、透光性プレート２４は、凹部１２に向かって中央部が部分的に窪んだ凹部領域２４Ｒを有する凹面形状を有し、凹部１２、第１の環状突起部２２及び透光性プレート２４によって画定される空間内に透光性材料からなる封止樹脂１７が充填されている。そして、透光性プレート２４による押圧の際、封止樹脂１７の余剰分が間隙２２Ｄを通じて環状突起部２２の外側に流出することにより封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で封止樹脂１７を充填し得る効果を有する点は、実施例１と同じである。つまり、第１の透光性プレート２４の下面形状により封止樹脂１７の上面形状を画定することができ、第１の透光性プレート２４の上面形状により蛍光体層２８の下面形状を画定することができる。そして、凹部領域２４Ｒの底部において透光性プレート２４の下面は平坦であり、従って、この領域において封止樹脂１７の上面を平坦に形成することができる。
【００３７】
また、凹部領域２４Ｒにおいて、透光性プレート２４の上面は中央部が部分的に凹部１２に向かって窪んでおり、平行平板プレートである第２の透光性プレート３０との間に画定される空間内に充填される蛍光体層２８の層厚を凹部領域２４Ｒにおいて厚くすることができる。すなわち、凹部領域２４Ｒの面積、深さ等によって蛍光体層２８の層厚を調整することで、発光装置１０からの放出光の色度分布を調整でき、色むらを防止することができる。なお、凹部領域２４Ｒは、凹部１２の底面に向かって窪んだ曲面を有する凹面形状を有していてもよい。
【００３８】
本実施例においては、第２の透光性プレート３０を設けた場合を例に説明したが、本実施例の改変例として、第２の透光性プレート３０を設けずに、例えば封止樹脂１７に蛍光体を分散させてもよい。かかる構成の場合においても、上記したように、封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で封止樹脂１７を充填し得るので、色むら等の色度の不均一を生じることはない。さらに、透光性プレート２４の凹部領域２４Ｒの面積、深さ等によって蛍光体層２８の層厚を調整できるので、発光装置１０からの放出光の色度分布を調整することができ、色むらを防止することができる。なお、第２の透光性プレート３０を設けない場合、透光性プレート２４には環状突起部２６を設ける必要はない。
【実施例３】
【００３９】
上記した実施例は種々改変し、又は組み合わせて適用することが可能である。以下にこれらの改変例について説明する。
【００４０】
実施例１においては、第２の透光性プレート３０を設けた場合を例に説明した。しかしながら、実施例１の改変例として、図６に示すように、第２の透光性プレート３０を設けずに、例えば封止樹脂１７に蛍光体１８を分散させ封止樹脂１７を蛍光体層（波長変換層）として構成してもよい。
【００４１】
かかる構成の場合においても、封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で平坦な封止樹脂１７を形成し得るので、色むら等の色度の不均一を防止できる。
【００４２】
さらに、上記実施例の改変例として、蛍光体層２８及び第２の透光性プレート３０を設けずに、透光性プレート２４が蛍光体を含有するように構成してもよい。すなわち、蛍光体を含有する透光性プレート２４は発光素子１４からの放出光の一部を透過し、一部が蛍光体によって所定の波長の光に変換され、発光素子１４からの放出光と混合されて透光性プレート２４から出射されるように構成してもよい。この場合、封止樹脂１７は蛍光体を含んでいなくともよいが、含んでいてもよい。
【００４３】
さらに、上記実施例においては、凹部１２が円錐台（切頭円錐）形状の場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、長円錐台又は楕円錐台形状などの形状、あるいはコーン形状を有するように構成してもよい。すなわち、凹部１２は、その側面が稜線を有しない曲面であり、角錐形状又はピラミッド形状ではないことが好ましい。
【００４４】
図７は、凹部１２が楕円錐台形状を有する場合の、環状突起部２２及び間隙２２Ｄ、環状突起部２６及び間隙２６Ｄ、及び凹部１２の開口部の縁部１２Ｅの配置を模式的に示す上面図である。上記実施例と同様に、環状突起部２２及び環状突起部２６はその内周側端部が凹部１２の楕円錐面１２Ｓを延長した楕円錐面１２Ｘに接する、又はその外側に配されるのが好ましい。さらに、環状突起部２６の間隙２６Ｄは、当該錐台の中心軸に関して環状突起部２２の間隙２２Ｄとは異なる角度位置に配されるのが好ましい点も上記実施例と同様である。
【００４５】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、封止樹脂及び封止樹脂上の透光性プレート間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、封止樹脂を充填し得る。透光性プレートの下面が平坦面であっても透光性プレートに封止樹脂が密着し得るので、所望の厚さ（深さ）や平坦度で封止樹脂体を形成し得る。従って、透光性の封止樹脂層や蛍光体含有層を平坦性及び制御性良く形成し、発光装置の色むら等の色度の不均一や個体間のばらつきの無い発光装置を提供することができる。
【００４６】
また、透光性プレート２４の下面及び上面を、所望の封止樹脂１７の上面及び蛍光体層２８の下面の形状、平坦度に応じて設計することにより、封止樹脂１７の上面及び蛍光体層２８の下面を所望の形状や平坦度として、発光装置の面内色度分布を所望のものに形成し、個体間のばらつきの無い発光装置を提供することができる。
【００４７】
なお、上記した実施例は適宜組み合わせ、又は改変して適用することができる。また、上記した材料、数値等は例示に過ぎない。
【符号の説明】
【００４８】
１１ ハウジング
１２ 凹部
１２Ｅ 縁部
１２Ｘ 延長錐面
１４ 発光素子
１７ 封止樹脂
２２ 第１の環状突起部
２２Ｄ 第１の環状突起部の間隙
２４ 第１の透光性プレート
２６ 第２の環状突起部
２６Ｄ 第２の環状突起部の間隙
２８ 蛍光体層
３０ 透光性プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を樹脂により封止した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装部材上に青色発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子をマウントし、その上に蛍光体材料を含む樹脂を塗布することによって白色光などの所望色の放出光を得る発光装置が知られている。また、発光素子を透光性樹脂で封止し、その上に蛍光体樹脂層を形成する、あるいは蛍光体シートを貼り付けることが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、実装部材の上に埋め込まれた発光素子上に複数の蛍光体を塗布する構造の半導体発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０３１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような発光装置では、発光素子からの放出光の強度と蛍光体からの放出光の強度との混合バランスによって色度が変化するが、封止樹脂層や蛍光体層を均一性良く形成することが困難であるという問題があった。従って、発光装置の発光面の中央部と端部又は周辺部とで発光色が異なる、また、発光装置間で色度のバラツキが生じるなどの問題があった。また、樹脂を平坦に封止することが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透光性の封止樹脂層や蛍光体含有層を平坦性及び制御性良く形成し、発光装置の色むらや個体間のばらつきの無い発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、前面側に凹部が形成され、前記凹部の底部に発光素子が搭載されたハウジングを有する発光装置であって、凹部の側面及びハウジングの前記前面がなす縁部に沿って当該縁部を取り囲むように形成されるとともに、少なくとも１の間隙を有する環状のハウジング突起部と、ハウジング突起部上に配された透光性の封止プレートと、凹部、ハウジング突起部及び封止プレートによって画定される空間内に充填された封止樹脂と、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、従来の発光装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施例の発光装置を模式的に示す図であり、図３（ｃ）の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１の実施例の発光装置の平面図である。
【図４】凹部の構成、ハウジング上面の環状突起部及び透光性プレート上面の環状突起部の配置構成等を説明するための模式的な断面図である。
【図５】（ａ）は第２の実施例の発光装置の断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）の第１の透光性プレートの上面を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の１の改変例である発光装置を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の他の改変例である発光装置における凹部、ハウジング上面の環状突起部及び透光性プレート上面の環状突起部の配置構成等を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の発光装置は、前面側に凹部が形成され、当該凹部の底部に発光素子が搭載されたハウジングを有する発光装置であって、当該凹部の側面及びハウジングの前面がなす縁部に沿って当該縁部を取り囲むように形成された環状突起部が設けられている。環状突起部は、縁部の一部において突起が形成されていない間隙を有する。透光性プレートが環状突起部上に配され、封止樹脂が凹部、環状突起部及び透光性プレートによって画定される空間内に充填され、発光素子を包埋している。
【００１０】
封止樹脂は、透光性プレートを環状突起部上に載置する際に、環状突起部の間隙（突起非形成部）を通じて環状突起部の外側周囲に流れることにより、封止樹脂及び透光性プレート間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレートに封止樹脂が密着した形態で封止樹脂を充填し得る。透光性プレート下面が平坦面であっても透光性プレートに封止樹脂が密着し得るので、均一な厚さで封止樹脂体を形成し得る。
【００１１】
凹部は逆錐台形状を有し、例えば円錐台（切頭円錐）形状、長円錐台形状などの形状、あるいはコーン形状を有する。すなわち、凹部は、側面が稜線を有しない曲面であることが好ましい。
【００１２】
以下においては、本発明の好適な実施例について説明するが、これらを適宜改変し、組合せてもよい。また、以下に説明する図において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、従来の発光装置１１０の断面を模式的に示す断面図である。発光装置１１０においては、ハウジング１１１には、例えば円錐台（切頭円錐）形状の凹部１１２が設けられている。凹部１１２の底面上には発光素子１１４がマウントされ、凹部１１２の底部に設けられた電極（図示しない）に電気的に接続されている。
【００１４】
凹部１１２に封止樹脂１１７を注入した場合、表面張力により樹脂表面は平坦面にはならない。図１に示すように、樹脂の表面張力により樹脂表面１１７Ｓが凹面（バスタブ状）となり、凹部１１２の側壁とハウジング１１１の表面との縁部１１９を樹脂１１７が這い上がり平坦にはならない。従って、封止樹脂１１７が蛍光体を含む場合、あるいは封止樹脂１１７上に蛍光体を含む層を形成する場合に、封止樹脂１１７及び封止樹脂１１７上の蛍光体層の厚さが均一とならず、光放出面における色度の不均一が生じる。また、製造上の狙いの色度に対する個体間のばらつきも大きくなり、製造歩留まりも大きく低下する原因となる。なお、封止樹脂１１７に透明樹脂を用い、その上に蛍光体シートを貼り合わせる方法もあるが、コスト増の原因となる、また、封止樹脂とは別材料のシートを貼り合わせることによる品質の安定性には難がある。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施例による発光装置１０を模式的に示す断面図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は発光装置１０の平面図である。なお、図２は、発光装置１０の上面図である図３（ｃ）の線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。また、図面の見易さ及び理解の容易さのため、ハウジングにはハッチングを施さずに示している。
【００１６】
発光装置１０は、円柱形状のランプハウジング（以下、単にハウジングという。）１１に発光素子（例えば、ＬＥＤ：発光ダイオード）１４をマウントして構成されている。より詳細には、ハウジング１１には、ハウジング１１の第１の前面１１Ａからハウジング１１の裏面１１Ｒに向かって窪んだ円錐台（切頭円錐）形状の凹部（又は第１の凹部）１２が形成され、ハウジング１１の最前面である第２の前面１１Ｂからハウジング１１の裏面１１Ｒに向かって窪んだ円柱形状の凹部（第２の凹部）１３が形成されている。換言すれば、ハウジング１１の前面１１Ｂに円柱形状の凹部１３が形成され、凹部１３の平坦な底面に円錐台形状の凹部１２が形成されている。そして、ハウジング１１には、凹部１３によって円柱形状の側壁部１３Ｓが形成されている。また、円錐台形状の凹部１２は、図２に示すように、光放射方向（図中、矢印）に向かって開口面が広がるように（すなわち逆錐台形状であるように）形成されている。第１の前面１１Ａ、第２の前面１１Ｂは、ハウジング１１の凹部１２の外側に形成され、凹部１２の底面と平行な面である。ハウジング１１の第１の前面１１Ａおよび第２の前面１１Ｂは、いずれも凹部１２の底面と平行に形成され、第２の前面１１Ｂは、第１の前面１１Ａよりも光出射面側に位置しており、第１の前面１１Ａと第２の前面１１Ｂとで段差が形成されている。
【００１７】
凹部１２の底面（素子実装面）上には発光素子としての発光素子１４がマウントされ、金（Ａｕ）などのボンディングワイヤ１５によって凹部１２の底部に設けられた電極（図示しない）に電気的に接続されている。
【００１８】
なお、本明細書において、発光素子１４を収容する凹部１２が形成され、発光素子１４からの光が放出される側の面をハウジング１１等の前面といい、その反対側の面を裏面という。また、後述するプレート等については、光が放出される側の面を上面といい、その反対側、すなわち発光素子１４側（凹部１２の底部側）の面を下面という。
【００１９】
ハウジング１１の前面１１Ａ上には、円錐台形状の凹部１２の側面（側壁面）及びハウジング１１の前面１１Ａとの交線がなす縁部１２Ｅに沿って縁部１２Ｅを取り囲むように円環状の第１の環状突起部（ハウジング突起部ともいう）２２が形成されている。なお、環状突起部２２はハウジング１１と一体として形成されている。すなわち、ハウジング１１と同一材料であって、その表面は反射性である。すなわち、発光素子１４の発する光、及び発光素子１４の発する光により励起された蛍光体粒子が発する蛍光を反射する。なお、環状突起部２２は、ハウジング１１を形成後にハウジング１１上に同一材料又は別材料で形成してもよい。環状突起部２２は、一定の高さで形成されている。
【００２０】
第１の環状突起部２２上には、透光性材料からなる平行平板形状で円形の第１の透光性プレート（封止プレートともいう）２４が配され、凹部１２、第１の環状突起部２２及び第１の透光性プレート２４によって画定される空間内に透光性材料からなる封止樹脂１７が充填されている。すなわち、発光素子１４は封止樹脂１７により包埋されている。そして、封止樹脂１７の上面は、第１の環状突起部２２に囲まれた領域において、第１の透光性プレート２４の下面と接触することにより、平坦に形成されている。凹部１２の内面、すなわち円錐形状の側壁及び底面は、発光素子１４からの放出光の反射面を形成している。なお、後に詳述するように、封止樹脂１７は環状突起部２２の間隙（突起非形成部）２２Ｄの外側まで延在している。
【００２１】
また、第１の透光性プレート（封止プレート）２４上には、ハウジング１１上の第１の環状突起部（ハウジング突起部）２２と同心円の第２の環状突起部（プレート突起部ともいう）２６が設けられている。第２の環状突起部２６は、環状突起部２２と同心円で半径が第１の環状突起部２２より大なる円環形状を有している。環状突起部２６は、一定の高さで形成されている。環状突起部２６は透光性プレート２４と一体として形成されている。従って、環状突起部２６は透光性である。透光性プレート２４の環状突起部２６上には、透光性材料からなる平行平板形状で円形の第２の透光性プレート（付加プレートともいう）３０が配され、第１の透光性プレート２４、環状突起部２６及び第２の透光性プレート３０によって画定される空間内に蛍光体粒子を含む蛍光体樹脂が充填され、蛍光体層２８を構成している。すなわち、第１の透光性プレート２４の環状突起部２６は、透光性プレート３０との間に蛍光体層２８を挿入し、透光性プレート２４と透光性プレート３０との間との間隔を規定するためのスペーサ機能を有する。そして、蛍光体層２８は、発光素子１４からの光の一部を蛍光体で異なる波長の光（例えば、黄色光）に変換する波長変換層として機能する。なお、後に詳述するように、蛍光体層２８は環状突起部２６の間隙（突起非形成部）２６Ｄの外側まで延在している。環状突起部２６で囲まれた範囲内において、蛍光体層２８の下面は、第１の透光性プレート２４の上面と接触して平坦に形成され、蛍光体層２８の上面は、第２の透光性プレート３０の下面と接触して平坦に形成されているため、蛍光体層２８は、一定の厚さで形成されている。
【００２２】
図３（ａ）は、透光性プレート２４から凹部１２の方向を見た場合（図２のＶ１−Ｖ１）の模式的な平面図である。環状突起部２２は円環形状を有し、その底部の内周側端部が円錐台形状の凹部１２の縁部１２Ｅに接し、円形の縁部１２Ｅを取り囲むように形成されている。そして、環状突起部２２はその一部において突起が形成されていない、すなわち突起が欠落し、ハウジング１１の前面１１Ａが露出している少なくとも１の突起非形成部（以下、間隙ともいう）２２Ｄが設けられている。環状突起部２２の間隙２２Ｄは、図３（ａ）に示すように、例えば４箇所で、環状突起部２２のなす円環の中心に関して、例えば９０度毎の角度位置に配されている。換言すれば、環状突起部２２の間隙２２Ｄは、凹部１２のなす円錐台の中心軸（又は、円錐面１２Ｓのなす円錐の頂点から当該円錐台の底面に下ろした垂線の延長線）に関して、例えば９０度毎の角度位置に配されている。
【００２３】
図３（ｂ）は、透光性プレート３０から凹部１２の方向を見た場合（図２のＶ２−Ｖ２）の模式的な平面図である。環状突起部２６は円環形状を有し、その一部において突起が形成されていない、すなわち突起が欠落し、透光性プレート２４の表面（前面）が露出している少なくとも１の突起非形成部（以下、間隙ともいう）２６Ｄが設けられている。環状突起部２６の間隙２６Ｄは、図３（ｂ）に示すように、例えば４箇所で、環状突起部２６のなす円環の中心に関して、例えば９０度毎の角度位置に配されている。さらに、環状突起部２６の間隙２６Ｄは、当該円錐台の中心軸に関して、環状突起部２２の間隙２２Ｄとは異なる角度位置に配されている。換言すれば、環状突起部２２及び環状突起部２６のなす円環を環状突起部２２又は環状突起部２６が形成された面に平行な平面（例えば当該円錐台の底面）に投影したときに、間隙２６Ｄ及び間隙２２Ｄは、当該投影された円環の中心に関して、互いに異なる角度位置に配されている。
【００２４】
図４は、凹部１２の構成、ハウジング１１上面の環状突起部２２及び透光性プレート２４上面に形成された環状突起部２６の配置構成を説明するための模式的な断面図である。なお、理解及び説明の簡便さ、容易さのため、蛍光体層２８及び透光性プレート３０については示していない。
【００２５】
図４において、凹部１２の内側面（側壁）である円錐面１２Ｓを延長した延長円錐面１２Ｘを破線で示している。ハウジング１１上面の環状突起部２２は、凹部１２の縁部１２Ｅに接することなく、延長円錐面１２Ｘの外側に配されていてもよい。また、透光性プレート２４上面の環状突起部２６は延長円錐面１２Ｘの外側に配されている。環状突起部２６は延長円錐面１２Ｘの外側に、あるいは、その内周側端部が延長円錐面１２Ｘに接するように配されていることが好ましい。
【００２６】
図３（ｃ）は、透光性プレート３０の表面（前面）から凹部１２の方向を見た場合（図２のＶ３−Ｖ３）の模式的な平面図である。透光性プレート３０は、円柱形状の凹部１３内に、その上面（前面）が例えばハウジング１１の前面１１Ｂと同一面内であるように配されている（図２）。発光素子１４からの放出光及び蛍光体層２８からの放出光は透光性プレート３０の上面（光取り出し面）を経て外部（図２、光放射方向）に放射される。
【００２７】
［発光装置の形成方法］
図２、図３（ａ）−（ｃ）を参照して、発光装置１０の形成方法について説明する。まず、凹部１２の底部に発光素子１４をマウントし、ワイヤボンディングする。その後、凹部１２内に封止樹脂１７を充填し（１次封止）、その上から透光性プレート２４によってプレス（押圧）する。封止樹脂１７の充填の際、押圧工程後に環状突起部２２で囲まれた範囲内に樹脂が充填される量を注入し、環状突起部２２を超える高さまで盛り上がるように充填する。透光性プレート２４による押圧の際、封止樹脂１７の樹脂はその一部が環状突起部２２の間隙２２Ｄを通じて環状突起部２２の外側周囲に流出する（図３（ａ）、破線及びハッチングで示す領域１７Ａ）。すなわち、凹部１２、第１の環状突起部２２及び第１の透光性プレート２４によって画定される空間を充填するに要する量を超える余剰分が間隙２２Ｄを通じて流出する。これにより、封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で封止樹脂１７を充填し得る。透光性プレート２４の下面（封止樹脂１７との接触面）が平坦面であって、透光性プレート２４に封止樹脂が密着し得るので、透光性プレート２４の下面形状と一致した平坦な封止樹脂体を形成し得る。
【００２８】
次に、透光性プレート２４上に蛍光体を含む蛍光体樹脂をポッティングし、その上から透光性プレート３０によって押圧する。蛍光体樹脂２８を供給する際、押圧工程後に環状突起部２６で囲まれた範囲内に樹脂が充填される量を注入し、環状突起部２６を超える高さまで盛り上がるように供給する。透光性プレート３０による押圧の際、蛍光体樹脂はその一部（余剰分）が環状突起部２６の間隙２６Ｄを通じて環状突起部２６の外側周囲に流出することにより（図３（ｂ）、破線及びハッチングで示す領域２８Ａ）、蛍光体樹脂及び透光性プレート３０間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート３０に封止樹脂が密着した形態で蛍光体樹脂を充填することができ、透光性プレート３０に密着した、厚さが均一な蛍光体樹脂層２８を形成し得る。その後、熱や紫外線などにより封止樹脂１７及び蛍光体樹脂の硬化処理を行い、発光装置１０が形成される。
【００２９】
［発光装置の具体的構成例］
発光装置１０の具体的構成例について、図２−４を参照しつつ以下に説明する。円柱形状のハウジング１１は、アルミニウム、エンジニアリングプラスチック、銅合金などからなり、本実施例では、高さが１０mm、外径が５０mm（50mmφ）である。円柱形状の凹部１３の内径は、１０mm（10mmφ）である。発光素子１４は、例えばＩｎＧａＮ系の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、厚さは１００μm、大きさは１mm×１mmの矩形である。
【００３０】
凹部１２は、図４を参照すると、底面（素子実装面）が直径Ｄ１＝１０mm（１０mmφ）、ハウジングの前面１１Ａにおける開口径（縁部１２Ｅの径）が直径Ｄ２＝１５mm（１５mmφ）、深さＤＴ＝４mmの円錐台形状である。また、凹部１２の内側面である円錐面１２Ｓが凹部１２の底面１２Ｂとなす角をθとすると、θ＝９３°である。なお、θは、発光装置１０の設計に応じて適宜変更すればよいが、θ＞９０°である。すなわち、凹部１２はその底面からハウジング前面の開口面（錐台の底面）に向かって、すなわち光放射方向に向かってその断面積が大きくなる逆錐台形状を有している。
【００３１】
環状突起部２２の高さは１mm、底面の幅は１mm、間隙２２Ｄの長さ（円周方向）は１mmである。前述のように、環状突起部２２はその底部の内周側端部が、縁部１２Ｅに接するように配されている。なお、本実施例において、環状突起部２２の内径は１３mmであり、外径は１４mmである。
【００３２】
透光性プレート２４は、例えばシリコン系、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂で形成され、例えば厚さは１mmである。透光性プレート２４の環状突起部２６は、高さは１mm、底面の幅は１mm、間隙２６Ｄの長さ（円周方向）は１mmである。環状突起部２６は延長円錐面１２Ｘの外側、あるいはその内周側端部が延長円錐面１２Ｘに接するように配されている。さらに、前述のように、環状突起部２６の間隙２６Ｄは、当該円錐台の中心軸に関して、環状突起部２２の間隙２２Ｄとは異なる角度位置に配されている。これにより間隙２６Ｄからの光の漏れが防止される。
【００３３】
蛍光体層２８は、シリコン樹脂などの樹脂に蛍光体を含ませて形成されている。透光性プレート３０は、例えばシリコン系、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂で形成され、例えば厚さは１mmである。
【００３４】
上記した各構成要素の材料、大きさ等は例示に過ぎず、適宜改変して適用することが可能である。なお、更に例示すれば、ハウジング１１の高さは１０〜５０mm、外径が６〜７０mmφ、円柱形状の凹部１３の内径（内側面の直径）は、５〜６０mmφである。発光素子１４は、例えば大きさが300〜2000μmである。また、凹部１２の底面（素子実装面）は直径Ｄ１＝４〜５０mmφ、ハウジングの前面１１Ａにおける開口径（縁部１２Ｅの径）Ｄ２＝４〜６５mmφ、深さＤＴ＝５〜３０mmである。環状突起部２２の高さは０．１〜２．０mm、間隙２２Ｄの長さ（円周方向）は１〜１０mmであり、環状突起部２６の高さは０．１〜２．０mm、間隙２２Ｄの長さ（円周方向）は１〜１０mm、内径は４〜５０mmである。
【実施例２】
【００３５】
実施例１においては、第１の透光性プレート２４が平行平板形状を有する場合について説明したがこれに限らず、その上面及び下面のうち少なくとも一方が凹面又は凸面形状を有していてもよい。例えば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、透光性プレート２４は、凹面形状を有している。なお、図５（ａ）は本実施例の発光装置１０の断面図であり、図５（ｂ）は本実施例の第１の透光性プレート２４の上面を模式的に示す平面図である。より詳細には、透光性プレート２４は、その上面及び下面の中央部が部分的に凹部１２に向かって窪んだ凹部領域２４Ｒを有している。また、図５（ｂ）に示すように、凹部領域２４Ｒは、凹部１２の開口面と同心円の円形形状を有している。本実施例の発光装置１０のその他の構成は実施例１と同様である。
【００３６】
上記したように、透光性プレート２４は、凹部１２に向かって中央部が部分的に窪んだ凹部領域２４Ｒを有する凹面形状を有し、凹部１２、第１の環状突起部２２及び透光性プレート２４によって画定される空間内に透光性材料からなる封止樹脂１７が充填されている。そして、透光性プレート２４による押圧の際、封止樹脂１７の余剰分が間隙２２Ｄを通じて環状突起部２２の外側に流出することにより封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で封止樹脂１７を充填し得る効果を有する点は、実施例１と同じである。つまり、第１の透光性プレート２４の下面形状により封止樹脂１７の上面形状を画定することができ、第１の透光性プレート２４の上面形状により蛍光体層２８の下面形状を画定することができる。そして、凹部領域２４Ｒの底部において透光性プレート２４の下面は平坦であり、従って、この領域において封止樹脂１７の上面を平坦に形成することができる。
【００３７】
また、凹部領域２４Ｒにおいて、透光性プレート２４の上面は中央部が部分的に凹部１２に向かって窪んでおり、平行平板プレートである第２の透光性プレート３０との間に画定される空間内に充填される蛍光体層２８の層厚を凹部領域２４Ｒにおいて厚くすることができる。すなわち、凹部領域２４Ｒの面積、深さ等によって蛍光体層２８の層厚を調整することで、発光装置１０からの放出光の色度分布を調整でき、色むらを防止することができる。なお、凹部領域２４Ｒは、凹部１２の底面に向かって窪んだ曲面を有する凹面形状を有していてもよい。
【００３８】
本実施例においては、第２の透光性プレート３０を設けた場合を例に説明したが、本実施例の改変例として、第２の透光性プレート３０を設けずに、例えば封止樹脂１７に蛍光体を分散させてもよい。かかる構成の場合においても、上記したように、封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で封止樹脂１７を充填し得るので、色むら等の色度の不均一を生じることはない。さらに、透光性プレート２４の凹部領域２４Ｒの面積、深さ等によって蛍光体層２８の層厚を調整できるので、発光装置１０からの放出光の色度分布を調整することができ、色むらを防止することができる。なお、第２の透光性プレート３０を設けない場合、透光性プレート２４には環状突起部２６を設ける必要はない。
【実施例３】
【００３９】
上記した実施例は種々改変し、又は組み合わせて適用することが可能である。以下にこれらの改変例について説明する。
【００４０】
実施例１においては、第２の透光性プレート３０を設けた場合を例に説明した。しかしながら、実施例１の改変例として、図６に示すように、第２の透光性プレート３０を設けずに、例えば封止樹脂１７に蛍光体１８を分散させ封止樹脂１７を蛍光体層（波長変換層）として構成してもよい。
【００４１】
かかる構成の場合においても、封止樹脂１７及び透光性プレート２４間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、透光性プレート２４に封止樹脂が密着した形態で平坦な封止樹脂１７を形成し得るので、色むら等の色度の不均一を防止できる。
【００４２】
さらに、上記実施例の改変例として、蛍光体層２８及び第２の透光性プレート３０を設けずに、透光性プレート２４が蛍光体を含有するように構成してもよい。すなわち、蛍光体を含有する透光性プレート２４は発光素子１４からの放出光の一部を透過し、一部が蛍光体によって所定の波長の光に変換され、発光素子１４からの放出光と混合されて透光性プレート２４から出射されるように構成してもよい。この場合、封止樹脂１７は蛍光体を含んでいなくともよいが、含んでいてもよい。
【００４３】
さらに、上記実施例においては、凹部１２が円錐台（切頭円錐）形状の場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、長円錐台又は楕円錐台形状などの形状、あるいはコーン形状を有するように構成してもよい。すなわち、凹部１２は、その側面が稜線を有しない曲面であり、角錐形状又はピラミッド形状ではないことが好ましい。
【００４４】
図７は、凹部１２が楕円錐台形状を有する場合の、環状突起部２２及び間隙２２Ｄ、環状突起部２６及び間隙２６Ｄ、及び凹部１２の開口部の縁部１２Ｅの配置を模式的に示す上面図である。上記実施例と同様に、環状突起部２２及び環状突起部２６はその内周側端部が凹部１２の楕円錐面１２Ｓを延長した楕円錐面１２Ｘに接する、又はその外側に配されるのが好ましい。さらに、環状突起部２６の間隙２６Ｄは、当該錐台の中心軸に関して環状突起部２２の間隙２２Ｄとは異なる角度位置に配されるのが好ましい点も上記実施例と同様である。
【００４５】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、封止樹脂及び封止樹脂上の透光性プレート間に気泡、空隙等のボイドを生じることなく、封止樹脂を充填し得る。透光性プレートの下面が平坦面であっても透光性プレートに封止樹脂が密着し得るので、所望の厚さ（深さ）や平坦度で封止樹脂体を形成し得る。従って、透光性の封止樹脂層や蛍光体含有層を平坦性及び制御性良く形成し、発光装置の色むら等の色度の不均一や個体間のばらつきの無い発光装置を提供することができる。
【００４６】
また、透光性プレート２４の下面及び上面を、所望の封止樹脂１７の上面及び蛍光体層２８の下面の形状、平坦度に応じて設計することにより、封止樹脂１７の上面及び蛍光体層２８の下面を所望の形状や平坦度として、発光装置の面内色度分布を所望のものに形成し、個体間のばらつきの無い発光装置を提供することができる。
【００４７】
なお、上記した実施例は適宜組み合わせ、又は改変して適用することができる。また、上記した材料、数値等は例示に過ぎない。
【符号の説明】
【００４８】
１１ ハウジング
１２ 凹部
１２Ｅ 縁部
１２Ｘ 延長錐面
１４ 発光素子
１７ 封止樹脂
２２ 第１の環状突起部
２２Ｄ 第１の環状突起部の間隙
２４ 第１の透光性プレート
２６ 第２の環状突起部
２６Ｄ 第２の環状突起部の間隙
２８ 蛍光体層
３０ 透光性プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に凹部が形成され、前記凹部の底部に発光素子が搭載されたハウジングを有する発光装置であって、
前記凹部の側面及び前記ハウジングの前記前面がなす縁部に沿って前記縁部を取り囲むように形成されるとともに、少なくとも１の間隙を有する環状のハウジング突起部と、
前記ハウジング突起部上に配された透光性の封止プレートと、
前記凹部、前記ハウジング突起部及び前記封止プレートによって画定される空間内に充填された封止樹脂と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止プレートはその上面に、少なくとも１の間隙を有する環状のプレート突起部を有し、前記発光装置はさらに、
前記プレート突起部上に配された透光性の付加プレートと、
前記封止プレート、前記プレート突起部及び前記付加プレートによって画定される空間内に充填された蛍光体含有樹脂と、
を有す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】
前記凹部は逆錐台形状を有し、前記ハウジング突起部及び前記プレート突起部は、前記凹部の側面である錐面を延長した延長錐面の外側、あるいはその内周側端部が前記延長錐面に接するように配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記プレート突起部の前記間隙は、前記凹部のなす錐台の中心軸に関して、前記ハウジング突起部の前記間隙とは異なる角度位置に配されていることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記封止樹脂の上面は、前記ハウジング突起部に囲まれた領域において、前記封止プレートの下面と接触していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記封止樹脂は、前記前面上において、前記間隙及び前記ハウジング突起部の外側まで延在していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記封止プレートは、その中央部が部分的に前記凹部に向かって窪んだ凹部領域を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１】
前面に凹部が形成され、前記凹部の底部に発光素子が搭載されたハウジングを有する発光装置であって、
前記凹部の側面及び前記ハウジングの前記前面がなす縁部に沿って前記縁部を取り囲むように形成されるとともに、少なくとも１の間隙を有する環状のハウジング突起部と、
前記ハウジング突起部上に配された透光性の封止プレートと、
前記凹部、前記ハウジング突起部及び前記封止プレートによって画定される空間内に充填された封止樹脂と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止プレートはその上面に、少なくとも１の間隙を有する環状のプレート突起部を有し、前記発光装置はさらに、
前記プレート突起部上に配された透光性の付加プレートと、
前記封止プレート、前記プレート突起部及び前記付加プレートによって画定される空間内に充填された蛍光体含有樹脂と、
を有す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】
前記凹部は逆錐台形状を有し、前記ハウジング突起部及び前記プレート突起部は、前記凹部の側面である錐面を延長した延長錐面の外側、あるいはその内周側端部が前記延長錐面に接するように配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記プレート突起部の前記間隙は、前記凹部のなす錐台の中心軸に関して、前記ハウジング突起部の前記間隙とは異なる角度位置に配されていることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記封止樹脂の上面は、前記ハウジング突起部に囲まれた領域において、前記封止プレートの下面と接触していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記封止樹脂は、前記前面上において、前記間隙及び前記ハウジング突起部の外側まで延在していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記封止プレートは、その中央部が部分的に前記凹部に向かって窪んだ凹部領域を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２６５４９（Ｐ２０１３−２６５４９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１９５３（Ｐ２０１１−１６１９５３）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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