CN100359708C - 发光装置及照明装置 - Google Patents

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CN100359708C CNB2005100095801A CN200510009580A CN100359708C CN 100359708 C CN100359708 C CN 100359708C CN B2005100095801 A CNB2005100095801 A CN B2005100095801A CN 200510009580 A CN200510009580 A CN 200510009580A CN 100359708 C CN100359708 C CN 100359708C
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Abstract

一种发光装置，其具有发光器件(3)、凸部(1a)的上面载置发光器件(3)的基体(1)、反射部件(2)以及与发光器件(3)之间空有间隙而设置的荧光体层(4)。反射部件(2)的内周面(2a)，被通过其中心且包含有与基体(1)的上侧主面垂直的假想轴线(L)的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线(L)周围旋转所得到的曲面，Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}(其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)这里，r为从假想轴线到内周面的表面之间的半径，Z为从内周面的下端到位于半径r处的内周面的表面之间的高度。

Description

发光装置及照明装置
技术领域
本发明涉及一种容纳有发光器件的发光装置以及使用该发光装置的照明装置。
背景技术
图4为说明以前的发光装置的剖视图。图4中，发光装置由基体11、反射部件12、发光器件13、荧光体层14构成。基体11由绝缘体制成，上表面的中央部位具有用来载置发光器件13的载置部11a。另外，基体11形成有由从载置部11a及其周边将发光装置的内外导通电连接起来的引线端以及包镀金属布线所构成的布线导体(图中未显示)。反射部件12形成为框状。粘接固定在基体11的上表面。另外，反射部件12，其内周面12a向上且向外侧延伸倾斜，同时，内周面12a成为反射发光器件13所发射的光的反射面。荧光体层14，是通过使透光性材料中包含有对发光器件13所发的光进行波长变换的荧光体(图中未显示)所制成的。
基体11由氧化铝质烧结体(氧化铝陶瓷)或氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体、玻璃陶瓷等陶瓷，或环氧树脂等树脂制成。在基体11由陶瓷制成的情况下，在其上表面，通过高温烧结钨(W)、钼(Mo)-锰(Mn)等所构成的金属浆形成布线导体。另外，在基体11是由树脂制成的情况下，将铜(Cu)或铁(Fe)-镍(Ni)合金等构成的引线端铸模成形，并固定在基体11的内部。
另外，反射部件12，由铝(Al)或Fe-Ni-钴(Co)合金等金属、氧化铝陶瓷等陶瓷或环氧树脂等树脂构成，通过切削加工、模具成型、压制成型等成型技术来形成。
另外，反射部件12其内周面12a形成为反射来自发光器件13或荧光体层14的光的反射面。该内周面12a是通过蒸镀法或镀覆法覆盖一层Al等金属而形成的。之后，反射部件12，通过焊锡、银(Ag)焊剂等焊剂材料或树脂粘接材料等粘接材料，被载置在基体11的上表面，使得载置部11a被内周面12a所包围。
另外，发光器件13，例如通过液相成长法或MOCVD法等，在蓝宝石等单晶体基板上，形成镓(Ga)-Al-氮(N)、锌(Zn)-硫(S)、Zn-硒(Se)、硅(Si)-碳(C)、Ga-磷(P)、Ga-Al-砷(As)、Al-铟(In)-Ga-P、In-Ga-N、Ga-N、Al-In-Ga-N等发光层。
作为发光器件13的构造，可以列举出MIS接合或PN接合的同质构造、异质构造或双异质构造。另外，发光器件13的发光波长，根据发光层的材料及其混晶度来从紫外线到红外线之间进行各种选择。另外，发光器件13，通过使用焊线(图中未显示)、将发光器件13的电极设置在下侧且通过焊锡凸块连接起来的倒装式焊接方式等方法，将设置在载置部11a的周边的布线导体与发光器件13的电极电连接起来。
另外，荧光体层14，通过在环氧树脂或硅树脂等透光性材料中填充荧光体并热硬化成板状，同时将反射部件12的开口部覆盖起来，从而能够将发光器件13所发出的发光波长的可见光或紫外线吸收，变换成其他波长的光。因此，荧光体层14，可以看作是根据发光器件13所发出的光的波长或发光装置所发出的所期望的光来使用各种材料，取出具有所期望的波长光谱的光的发光装置。另外，发光装置，在发光器件13所发出的光，与荧光体所发出的光存在补色关系时，能够发出白色系的光。
另外，作为荧光体，可以列举出通过铈(Ce)活化的钇·铝·石榴石系荧光体、二萘嵌苯系电介体、通过铜(Cu)、Al所活化的硫化亚铅镉、通过锰(Mn)所活化的氧化镁、氧化钛等各种物质。这些荧光体既可以使用一种，又可以将2种以上的混合起来使用。
特开2000-349346号公报中公布了相关技术。
但是，上述现有的发光装置中，由于内周面12a的形状是向上同时向外侧扩展的直线倾斜的这种简单结构，因此，来自发光器件13的光的一部分在照射到荧光体层14之前，在内周面12a上多次反射。结果导致，发光器件13的光被反射部件12所吸收，使得光强度减小，存在发光装置的发光强度以及亮度显著恶化这一问题。
另外，由发光器件13的内周面12a所反射的光的一部分，对荧光体层14的入射角比临界反射角还大，从而光被荧光体层14的下表面全反射，没有进行由荧光体所进行的波长变换。其结果是，存在发光装置的发光强度以及亮度显著恶化这一问题。
另外，从发光器件13向上发射且没有经过内周面12a就入射到荧光体层14这的光的一部分变为临界角以上，在荧光体层14的下表面被全反射。其结果是，减少了通过荧光体所进行的波长变换的效果，存在发光装置的发光强度以及亮度显著恶化这一问题。
发明内容
本发明为了解决上述以前的问题，目的在于提供一种通过减少发光器件所发射的光在反射部件的内周面的反射次数，同时通过有效地防止发光器件的光在荧光体层的界面上全反射，从而具有高发射强度以及高亮度的发光装置以及照明装置。
本发明是一种发光装置，特征在于，包括：
发光器件；
基体，其上侧主面中形成有载置上述发光器件的凸部；
反射部件，其在上述基体的上侧主面的外周部将上述凸部包围起来，同时其内周面被当作反射上述发光器件所发出的光的反射面；以及
荧光体层，其在上述反射部件的上面，以与上述发光器件保持一定的间隙将上述发光器件覆盖起来方式设置，通过使透光性材料中包含有对上述发光器件所发出的光进行波长变换的荧光体而制成，
上述反射部件的内周面，其被通过其中心且包含有与上述基体的上侧主面垂直的假想轴线的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线周围旋转所得到的曲面，
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}  (其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)
这里，r为从假想轴线到内周面的表面之间的半径，Z为从内周面的下端到位于半径r处的内周面的表面之间的高度，
与上述发光器件的发光部的角部接触，连接该角部和上述内周面的上端的连线，与上述荧光体层的上表面所形成的角度θ1，在设上述荧光体层的折射率为n1时，
θ1≥90°-sin-1(1/n1)。
本发明是一种发光装置，特征在于，包括：
发光器件；
平板状的基体；
反射部件，其与该基体1A的上侧主面相接触，在基部上形成有用来载置上述发光器件的凸部，同时，在基板的外周部，内周面以作为对上述发光器件所发射的光进行反射的反射面的侧壁部将上述凸部围绕的方式形成；以及
荧光体层，其在上述侧壁部上面，以与上述发光器件空以间隙，并覆盖上述发光器件的方式设置，通过使透光性材料中包含有对上述发光器件所发的光进行波长变换的荧光体而制成，
上述侧壁部的内周面，被通过其中心且包含有与上述基体的上侧主面垂直的假想轴线的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线周围旋转所得到的曲面，
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}  (其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)
这里，r为从假想轴线到内周面的表面之间的半径，Z为从内周面的下端到位于半径r处的内周面的表面之间的高度，
与上述发光器件的发光部的角部接触，连接该角部和上述侧壁部的内周面的上端的连线，与上述荧光体层的上表面所形成的角度θ1，在设上述荧光体层的折射率为n1时，
θ1 ≥90°-sin-1(1/n1)。
本发明的特征在于，上述内周面的表面的算术平均粗糙度Ra为0.004～4μm。
本发明的特征在于，在包围上述反射部件的内周面与上述荧光体层的下面的空间内，填充与上述荧光体层的透光性材料相同的材料制成的透明材料。
本发明是一种照明装置，特征在于，以将多个上述发光装置成为规定配置的方式设置。
本发明的特征在于，上述规定的配置为交错状配置。
本发明的特征在于，上述规定的配置，为圆形或多边形状所排列的发光装置群的同心状配置，发光装置群的配置数目为外周侧比中央侧多。
根据本发明，发光装置包括：发光器件；上侧主面中形成有载置上述发光器件的凸部的基体；在该基体的上侧主面的外周部将上述凸部包围起来，同时其内周面被当作反射上述发光器件所发出的光的反射面的反射部件；以及在上述反射部件的上面，上述发光器件之间空以间隙并将上述发光器件覆盖起来的方式设置的，通过使透光性材料中包含有对上述发光器件所发的光进行波长变换的荧光体而制成的荧光体层。上述反射部件的内周面，被通过其中心且包含有与上述基体的上侧主面垂直的假想轴线的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线周围旋转所得到的曲面，
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}  (且-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)
这里，r为从假想轴线到内周面的表面之间的半径，Z为从内周面的下端到位于半径r处的内周面的表面之间的高度，与上述发光器件的发光部的角部接触，连接该角部和上述内周面的上端的连线，与上述荧光体层的上表面所形成的角度θ1，在设上述荧光体层的折射率为n1时，
θ1≥90°-sin-1(1/n1)。
通过这样，来自发光器件的光内部被内周面反射向垂直的方向，入射到荧光体层中。其结果是，发光装置能够降低发光器件所发射的光在内周面上的反射次数，同时，能够抑制内周面所反射的光在荧光体层的下表面的全反射。因此，发光装置能够降低内周面对发光器件所发出的光的吸光损耗。另外，还能够抑制发光装置内部的光封闭。通过这样，能够提高发光装置的发光强度。
另外，通过使θ1≥90°-sin-1(1/n1)，能够从发光器件向上所发出不被反射部件所反射就直接入射到了荧光体层中的光的入射角都为临界角以下，从而能够有效地防止被荧光体层所全反射。
根据本发明，发光装置包括：发光器件，以及平板状的基体，以及与该基体的上侧主面相接触，在基部上形成有用来载置上述发光器件的凸部，同时，在基部的外周部，内周面以作为对上述发光器件所发射的光进行反射的反射面的侧壁部围绕上述凸部的方式形成反射部件，以及在上述侧壁部上表面，以与上述发光器件空以间隙，并将上述发光器件覆盖起来的方式设置的，通过使透光性材料中包含有对上述发光器件所发的光进行波长变换的荧光体而制成的荧光体层。上述侧壁部的内周面，被通过其中心且包含有与上述基体的上侧主面垂直的假想轴线的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线周围旋转所得到的曲面，
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}(其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)
这里，r为从假想轴线到内周面的表面之间的半径，Z为从内周面的下端到位于半径r处的内周面的表面之间的高度，与上述发光器件的发光部的角部接触，连接该角部和上述侧壁部的内周面的上端的连线，与上述荧光体层的上表面所形成的角度θ1，在设上述荧光体层的折射率为n1时，
θ1≥90°-sin-1(1/n1)。
通过这样，来自发光器件的光被内周面反射向与荧光体层垂直的方向，入射到荧光体层中。其结果是，发光装置能够降低自发光器件所发射的光在内周面上的反射次数，同时，能够抑制内周面所反射的光在荧光体层的下表面的全反射。因此，发光装置能够降低内周面对发光器件所发出的光的吸光损耗。另外，还能够抑制发光装置内部的光封闭。通过这样，能够提高发光装置的发光强度。
另外，发光器件所产生的热能够从与反射部件一体化的凸部容易的向侧壁部传递，特别是在反射部件由金属制成的情况下，热能够迅速向侧壁部传递，同时从侧壁部向外侧面良好的散热。
另外，能够使发光器件的下表面与反射部件的凸部的上表面全面接触，从而能够进一步提高发光器件的热向反射部件良好地传递的放热性。其结果是，能够抑制发光器件的温度上升，抑制发光器件与反射部件的热膨胀差所引起的接合部的破裂。另外，还能够使得发光器件的热不仅向反射部件的高度方向，还向外周方向良好地移动，因此，从反射部件的下表面的全范围高效地向基体进行热传导，从而能够有效地抑制发光器件与反射部件的温度上升，稳定地保持发光器件的动作，同时能够抑制内周面的变形。能够长期良好地保持发光装置的高可靠性以及稳定的光特性进行工作。
根据本发明，上述内周面的表面的算术平均粗糙度Ra为0.004～4μm，因此，可以将内周面作为反射面对来自发光器件的光进行良好的反射。
根据本发明，在上述反射部件的内周面与上述荧光体层的下面所包围的空间内，填充与上述荧光体层的透光性材料相同的材料所制成的透明材料，因此，能够减小发光器件的内侧与外侧的折射率差，从而能够取出更多的发光器件的光。因此，能够提高发光装置的发光，显著提高发光强度以及亮度。
根据本发明，照明装置将多个上述发光装置成为规定的配置的方式进行设置。这样的照明装置利用由半导体所构成的发光器件的电子再结合所产生的发光，因此，与以前的使用放电的照明装置相比，消耗功率低且寿命长，能够作为发热量小的小型照明装置。其结果是，能够抑制发光器件所产生的光的中心波长的变动，以长期稳定的发光强度以及发光角度(发光分布)来照射光线，同时能够作为抑制了照射面中的颜色不均以及照度分布的偏差的照明装置。
另外，通过将多个本发明的发光装置，将发光器件所发出的光以及从荧光体层的上表面所发出的光作为光源设置在规定的位置，同时，通过在这些发光装置的周围设置一些被光学设计为任意形状的反射器具、光学透镜、光扩散板等，就能够作为能够发射出任意配光分布的光的照明装置。
根据本发明，上述规定的配置为交错状配置，因此，能够抑制眩光，减轻对人眼的不适感以及对眼睛的损害。另外，通过使得相邻发光装置间的距离较长，能够有效地抑制相邻发光装置间的热干扰，抑制发光装置下部的热积蓄，从而向发光装置的外部高效地散热。其结果是，能够制造出对人眼的损害较小，光学特性长期稳定的长寿命的照明装置。
根据本发明，上述规定的配置，为圆形或多边形状所排列的发光装置群的同心状配置，发光装置群的配置数为外周侧比中央侧多，因此，能够一边保持发光装置之间的间隙，同时尽可能多地配置发光装置，提高照明装置的照度。另外，使照明装置的中央部的发光装置的密度较低，能够抑制照明装置中央部的热积蓄。因此，能够使载置有发光装置的照明器具的温度分布均匀，高效地向设置有照明装置的外部电路基板以及散热片传递热量，抑制发光装置的温度上升。其结果是，能够制造出发光装置能够长期稳定工作且长寿命的照明装置。
附图说明
图1为说明本发明的实施方式1的发光装置的剖视图。
图2为说明本发明的实施方式2的发光装置的剖视图。
图3为说明本发明的实施方式3的发光装置的剖视图。
图4为说明现有的发光装置的剖视图。
图5A～图5E为表示应用在照明装置中的发光装置的配置例的俯视图。
具体实施方式
下面对照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。图1为说明本发明的实施方式1的发光装置的剖视图。图中，发光装置包括基体1、反射部件2、发光器件3以及荧光体层4。反射部件2的上部，设置有对发光器件3所发出的光进行波长变换的荧光体层4。
基体1，其上侧表面形成有用来载置发光器件3的凸部1a。另外，基体1中，形成有由从载置部1b及其周边将发光装置的内外导通电连接起来的引线端子以及包镀金属布线等所构成的布线导体(图中未显示)。反射部件2，在该基体1的上侧主面的外周部将上述凸部1a围绕，同时，其内周面2a作为反射上述发光器件3所发射的光的反射面。荧光体层4被设置为在上述反射部件2的上面与上述发光器件3保持一定的间隙，并将上述发光器件3覆盖起来。另外，荧光体层4，是通过使透光性材料中包含有对发光器件3所发的光进行波长变换的荧光体所制成的。
基体1由氧化铝陶瓷或氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体、玻璃陶瓷等陶瓷、Fe-Ni-Co合金或Cu-W等金属，或环氧树脂等树脂制成。基体1中，载置发光器件3的凸部1a形成在基体1的上表面上。
另外，反射部件2，通过焊锡、Ag焊剂等焊剂材料或环氧树脂等粘接剂等的粘接材料，被载置在基体1的上表面，使其将凸部1a包围。反射部件2被安装在发光器件3的周围，且其内周面2a被设置为所期望的面精度(例如，在发光装置的纵截面中，作为将发光器件3夹在中间设置在发光器件3的两侧的反射面的内周面2a处于对称状态)。通过这样，能够通过内周面2a均匀无偏差地反射来自发光器件3的光，从而能够有效地提供发光强度以及亮度，另外，反射部件2的内周面2a所露出的开口为圆形。
反射部件2的内周面2a，被通过其中心且包含有与基体1的上侧主面垂直的假想轴线L的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线周围旋转所得到的曲面。
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}  (其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)
这里，r为从假想轴线L到内周面2a的表面之间的半径，也即内尺寸的半径，Z为从内周面2a的下端到位于半径r处的内周面2a的表面之间的高度，与发光器件3的发光部的角部接触，将该该角部和反射部件2的内周面2a的上端连接起来的连线，与荧光体层4的上表面所形成的角度θ1，在设荧光体层4的折射率为n1时，θ1≥90°-sin-1(1/n1)。通过这样，反射部件2能够将来自发光器件3的光反射向垂直于荧光体层4的方向。因此，能够降低发光器件3所发射的光在内周面2a上的反射次数。另外，能够抑制内周面2a所反射的光在荧光体层4的下表面全反射。进一步，还能够抑制发光器件3向上所发出的没有被内周面2a所反射就入射到了荧光体层4中的光，被荧光体层4的界面全反射。通过这样，能够降低内周面2a对发光器件3所发出的光的吸光损耗。其结果是，能够高效地向发光装置的外部发射光线，同时还能够提高发光强度。
这里，在常数k不足-10，且常数c不足0.001的情况下，内周面2a的形状接近于直线，来自发光器件3且被内周面2a所反射的光一部分，对荧光体层4的下表面的入射角度就会变大，从而增加了反射损耗。另外，来自发光器件3且被内周面2a所反射的光的一部分，由于对荧光体层4的下表面的入射角为临界反射角以上，因此被全反射，没有被荧光体层4进行波长变换而被封闭在发光装置的内部。其结果是，向外发射的光降低，发光装置的发光强度减少。
另外，在常数k超过-0.001，且常数c超过10的情况下，由于内周面2a截面形状的曲率增大，很难将发光器件3的光向垂直方向反射，同时反射部件2内的乱反射显著增加。另外，由于反射部件2的开口部变小，荧光体层4的表面积减少，因此，被发光器件3的光所感应的荧光体(图中未显示)的比率减少。其结果是，通过荧光体层4对发光器件3的光进行波长变换的效率显著降低，发光装置的反射强度减小。
另外，凸部1a能够通过将氧化铝陶瓷或氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体、玻璃陶瓷等陶瓷、Fe-Ni-Co合金或Cu-W等金属，或环氧树脂等树脂所制成的材料，使用焊剂材料或粘接剂等的粘接材料，载置在基体1的上表面上来得到。另外，凸部1a，能够将上述陶瓷、金属或树脂所制成的部件嵌入在基体1的中央部所设置的过孔中，且使其上侧从基体1的上表面突出地安装。
最好使凸部1a与基体1为同一种材质。通过这样，能够缩小凸部1a与基体1之间的热膨胀差，从而能够有效地抑制凸部1a产生变形，使得发光器件3的位置偏移，降低发光强度。
另外，凸部1a可以与基体1形成为一体。在凸部1a与基体1形成为一体的情况下，例如，可以通过将制成凸部1a以及基体1的陶瓷冷却片进行层积并同时烧制、切削加工等金属加工方法，或者通过喷射成型等来将树脂铸模成型等方法来制成。
凸部1a中，形成有用于与发光器件3电连接的电连接用图案(图中未显示)。该电连接用图案，经形成在基体1内部的布线层(图中未显示)被导出到发光装置的外表面，并与外部电路基板相连接，通过这样，来将发光器件3外部电路电连接起来。
另外，发光器件3，例如通过液相成长法或MOCVD法等，在蓝宝石等单晶体基板上，形成镓(Ga)-Al-氮(N)、锌(Zn)-硫(S)、Zn-硒(Se)、硅(Si)-碳(C)、Ga-磷(P)、Ga-Al-砷(As)、Al-铟(In)-Ga-P、In-Ga-N、Ga-N、Al-In-Ga-N等发光层。
作为发光器件3的构造，可以列举出MIS接合或PN接合的同质构造、异质构造或双异质构造。另外，发光器件3的发光波长，根据发光层的材料及其混晶度来从紫外线到红外线之间进行各种选择。
另外，荧光体层4，由能够对来自发光器件3的光进行波长变换的荧光体，和环氧树脂或硅树脂等透光性材料制成。荧光体层4预先被成型为膜状或板状，通过烘箱等进行热硬化，之后再配置在反射部件2的上部，能够通过其所含有的荧光体来对发光器件3的光进行波长变换，取出具有所期望的波长光谱的光。
图2为说明本发明的实施方式2的发光装置的剖视图。本实施方式中，给对应于上述实施方式的构成的部分标上同一个符号，因此省略其说明。发光装置包括平板状的基体1A、反射部件2A、发光器件3与荧光体层4。
反射部件2A与该基体1A的上侧主面相接触，在反射部件2A的基部上形成载置上述发光器件3的凸部2b。反射部件2A，在其基部的外周部，内周面2d以具有作为对上述发光器件3所发射的光进行反射的反射面的侧壁部2c，该侧壁部2c将上述凸部2b包围的方式形成。本实施方式中，荧光体层4被设置为在上述侧壁部2c的上面上，与上述发光器件3之间空以间隙，并将上述发光器件3覆盖起来。另外，反射部件2A的内周面2d所露出的开口为圆形。
另外，如同2所示，反射部件2A的内周面2d，被通过其中心且包含有与基体1A的上侧主面垂直的假想轴线L的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线周围旋转所得到的曲面。
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}(其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10)
这里，r为从假想轴线L到内周面2d的表面之间的半径，也即内尺寸的半径，Z为从内周面2d的下端到位于半径r处的内周面2d的表面之间的高度，接触发光器件3的发光部的角部，将该角部和反射部件2的内周面2a的上端连接起来的连线，与荧光体层4的上表面所形成的角度θ1，在设荧光体层4的折射率为n1时，θ1≥90°-sin-1(1/n1)。
通过这样，能够使发光器件3的下表面与反射部件2A的凸部2b的上表面全面接合，从而能够进一步提高发光器件3的热向反射部件2A良好地传递的放热性。另外，还能够使得发光器件3的热不仅向反射部件2A的高度方向，还向外周方向良好地传播，从反射部件2A的下表面的全范围高效地向基体1A进行热传导，从而能够有效地抑制发光器件3与反射部件2A的温度上升。因此，能够抑制发光器件3的温度上升，抑制发光器件3的热所引起的光输出的恶化与波长变动。另外，还能够抑制发光器件3与反射部件2A的热膨胀差所引起的接合部的破裂。进一步，由于能够有效地抑制反射部件2的温度上升，因此能够抑制内周面2d的变形。其结果是能够长期良好地保持发光装置的高可靠性以及稳定的光特性。
这里，在常数k不足-10，或常数c不足0.001的情况下，内周面2d的形状接近于直线，来自发光器件3且被内周面2d所反射的光一部分，对荧光体层4的下表面的入射角度就会变大，从而增加了反射损耗。另外，来自发光器件3且被内周面2d所反射的光的一部分，由于对荧光体层4的下表面的入射角为临界反射角以上，因此被全反射，没有被荧光体层4进行波长变换而被封闭在发光装置的内部。其结果是，向外发射的光降低，发光装置的发光强度减少。
另外，在常数k超过-0.001，或常数c超过10的情况下，由于内周面2d截面形状的曲率增大，很难将发光器件3的光向垂直方向反射，同时反射部件2A内的乱反射显著增加。另外，由于反射部件2A的开口部变小，荧光体层4的表面积减少，因此，被发光器件3的光所感应的荧光体(图中未显示)的比率减少。其结果是，通过荧光体层4对发光器件3的光进行波长变换的效率显著降低，发光装置的反射强度减小。
另外，凸部1a能够通过将氧化铝陶瓷或氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体、玻璃陶瓷等陶瓷、Fe-Ni-Co合金或Cu-W等金属，或环氧树脂等树脂所制成的材料，使用焊剂材料或粘接剂等的粘接材料，载置在反射部件2A的内周面2d的下端部来得到。
另外，图1以及图2的本发明的实施方式中，内周面2a、2d成为反射发光器件3所发出的光的反射面。内周面2a、2d，在反射部件2、2A为Al、Ag、Au、铂(Pt)、钛(Ti)、铬(Cr)、Cu等高反射率金属所制成的情况下，能够通过对反射部件2、2A进行切削加工或铸模成型等来形成。或者，在反射部件2、2A是由陶瓷或树脂等绝缘体所制成的情况下(也包括反射部件2、2A为金属的情况)，通过使用镀覆或蒸镀形成Al、Ag、Au、铂(Pt)、钛(Ti)、铬(Cr)、Cu等高反射率金属薄膜，来形成内周面2a、2d。另外，在内周面2a、2d由Ag或Cu等容易氧化变色的金属所制成的情况下，最好在其表面上，例如通过电解电镀或无电解镀覆法，顺次覆盖上厚1～10μm左右的Ni电镀层，以及厚0.1～3μm左右的Au电镀层。通过这样能够提高内周面2a、2d的耐腐蚀性。
另外，内周面2a、2d表面的算术平均粗糙度Ra最好是0.004～4μm，通过这样，内周面2a、2d作为反射面，能够良好地对发光器件3的光进行反射。如果Ra超过4μm，发光器件3的光就无法被均匀反射，而在反射部件2、2A的内部进行乱反射。另外，如果不足0.004μm，就很难稳定且高效地形成这样的面。
另外，发光器件3，通过使用焊线，或将发光器件3的电极设置在下侧且通过焊锡凸块连接起来的倒装式焊接方式等方法，与形成在基体1、1A上的布线导体电连接。最好是通过倒装式焊接方式来进行连接。通过这样，由于能够将布线导体设置在发光器件3的正下方，因此，发光器件3的周边的基体1、1A的上表面上，不需要设置用来设置布线导体的空间。因此，能够有效地抑制发光器件3所发出的光被该基体1、1A的布线导体的空间所吸收从而降低发射光强度。
该布线导体，例如通过形成W、Mo、Cu、Ag等金属粉末的金属包镀层，来埋设Fe-Ni-Co合金等的引线端，或者通过将形成有布线导体的绝缘体所形成的输入输出端，嵌合在设置在基体1、1A中的过孔中来形成。
另外，布线导体所露出的表面上，最好能够覆盖一层1～20μm左右厚的Ni或Au等耐腐蚀性优良的金属，能够有效地防止布线导体的氧化腐蚀，同时还能够加强发光器件3与布线导体之间的连接。因此，最好在布线导体的露出表面上，例如通过电解镀覆或无电解镀覆法，顺次覆盖上厚1～10μm左右的Ni镀覆层，以及厚0.1～3μm左右的Au镀覆层。
图3为说明本发明的实施方式3的发光装置的剖视图。本实施方式的发光装置与本发明的实施方式2的发光装置类似，对应的构成被标上同样的符号，因此省略其说明。
另外，最好如图3所示，在反射部件2A以及荧光体层4的内侧，也即被反射部件2A的内周面2d与上述荧光体层的与上述内周面相面对的面所包围的空间内，填充与荧光体层4的透光性材料相同材料的环氧树脂或硅树脂等透明材料5，将发光器件3覆盖起来。通过这样，能够减小发光器件3的内侧与外侧的折射率差，从而能够取出更多的发光器件3的光。因此，能够提高发光装置的发光，显著提高发光强度以及亮度。
上述说明也能够应用于图1中所示的本发明的实施方式1的发光装置中。也即，可以在反射部件2与荧光体层4的内侧，也就是被反射部件2A的内周面2a与上述荧光体层的下表面所包围的空间内，填充与荧光体层4的透光性材料相同材料的环氧树脂或硅树脂等透明材料5，将发光器件3覆盖起来。
另外，通过将本发明的发光装置，如图5A～图5E所示，例如，设置为将多个格子状，交错状、放射状多个发光装置所构成的圆形或多边形的发光装置群形成为同心状的多个群等规定的配置，就能够当作照明装置。通过这样，这样的照明装置利用由半导体所构成的发光器件3的电子再结合所产生的发光，因此，与以前的使用放电的照明装置相比，消耗功率较低且寿命较长，能够作为发热量小的小型照明装置。其结果是，能够抑制发光器件3所产生的光的中心波长的变动，以长期稳定的发光强度以及发光角度(发光分布)来照射光线，同时能够作为抑制了照射面中的颜色不均以及照度分布的偏差的照明装置。
另外，通过将多个本发明的发光装置，将发光器件3所发的光以及从荧光体层4的上表面所发出的光作为光源以规定的配置进行设置，同时，通过在这些发光装置的周围设置一些被光学设计为任意形状的反射器具、光学透镜、光扩散板等，就能够作为能够发射出任意配光分布的光的照明装置。
例如，在多个发光装置配置成多列所构成的照明装置的情况下，使得配置在相邻的一列上的多个发光装置中，相邻的发光器件3之间的间隙不最短的配置，也即所谓的交错状配置是很理想的。也即，将发光装置配置成格子状时，作为光源的发光装置被排列在直线上使得眩光变强，这样的照明装置一旦进入到人的视觉中，就很容易引起不适感以及对眼睛的损伤。与此相对，通过将发光装置配置成交错状，能够抑制眩光，减轻对人眼的不适感以及对眼睛的损害。另外，通过使得相邻发光装置间的距离较长，能够有效地抑制相邻发光装置间的热干扰，抑制发光装置下部的热积蓄，从而向发光装置的外部高效地散热。其结果是，能够制造出对人眼的损害较小，光学特性长期稳定的长寿命的照明装置。
另外，在照明装置，是将多个发光装置所构成的圆形或多边形排列的发光装置群形成为同心状的多个群的照明装置的情况下，最好使1个圆形或多边形发光装置群中的发光装置的配置数为照明装置的外周侧比中央侧多。通过这样，能够一边保持发光装置之间的间隙，同时尽可能多地配置发光装置，提高照明装置的照度。另外，使照明装置的中央部的发光装置的密度较低，能够抑制照明装置中央部的热积蓄。因此，能够使载置有发光装置的照明器具的温度分布均匀，高效地向设置有照明装置的外部电路基板以及散热片传递热量，抑制发光装置的温度上升。其结果是，能够制造出发光装置能够长期稳定工作且长寿命的照明装置。
作为这样的照明装置，可以列举出室内或室外所使用的一般的照明用器具、枝形吊灯用照明、住宅用照明器具、办公室用照明器具、店装及展示用照明器具、街道用照明器具、引导灯器具以及信号装置、舞台以及摄影室用照明器具、广告灯、照明用杆、水下照明灯、闪光用灯、射灯、埋在电线杆等中的防范用照明、非常用照明器具、舞台以及摄影室用照明器具、电光公告栏、调光器、自动闪烁器、显示器等的背光、动画装置、装饰品、光照式开关、光传感器、便携式灯、医疗用灯、车载灯等。
(实施例)
关于本发明的发光装置，以下对实施例进行说明。
首先，准备作为基体1的氧化铝陶瓷基板。另外，基体1与成为凸部1a的部位一体形成，凸部1a的上表面与凸部1a以外部位的基体1的上表面平行。
基体1是宽8mm×深8mm×厚0.5mm的立方体，上表面的中央部形成有宽0.35mm×深0.35mm×厚0.15mm的立方体的凸部1a。
另外，凸部1a载置发光器件3的部位上，形成有用来将发光器件3与外部电路基板经形成在基体1内部的内部布线电连接起来的布线导体。布线导体，通过Mo-Mn粉末所制成的金属包镀层成型为直径0.1mm的圆形焊盘，其表面覆盖有厚3μm的Ni镀覆层以及厚2μm的Au镀覆层。另外，基体1内部的内部布线，由贯通导体所构成的电气连接部，即所谓的过孔形成。关于该过孔，也与布线导体一样，通过Mo-Mn粉末所制成的金属包镀导体成型而成。
另外，准备反射部件2。反射部件2，内周面2a的最上端的直径为6mm，高1.5mm，内周面2a的下端的高度(从与基体1的上表面相接触的面到内周面2a的倾斜面的下边之间的高度)为0.1mm。另外，内周面2a的形状为常数k为-1.603，曲率c为1.538的本发明的发射部件2中的截面形状，表面就作为Ra为0.1μm的内周面2a。
接下来，事先在与发光器件3的电极相对向的基体1的上表面上所形成的布线导体中设置Au-Sn凸块，通过该Au-Sn凸块将发光器件3与布线导体相连接，同时，用树脂粘接剂将反射部件2接合在基体1的外周部，使其将凸部1a包围起来。
接下来，使用调和器将透明的硅树脂注入到反射部件2的内部，并通过烘箱使其热硬化。
接下来，在透明的硅树脂上，形成包含有被发光器件3的光激励进行红色发光、绿色发光以及蓝色发光的3种荧光体的厚0.5mm的板状荧光体层4，覆盖住反射部件2的开口部。
另外，作为比较用发光装置，除了使反射部件的内周面为图4所示的截面形状为直线状的斜面所形成，同时，在反射部件12的内部填充透明的硅树脂这两点以外，都与上述发光装置一样进行制造。
对这样所制作的发光装置，分别加载20mA的电流，使其发光并测定全光量。其结果是，作为图4的结构的比较例的发光装置为8.51m/W，而外形尺寸都相同的图1的结构的发光装置为21m/W，因此可以得知，通过本发明，全光量可以得到2.5倍的效果，从而能够确认本发明的发光装置的优越性。
另外，本发明并不仅限于上述实施方式例子以及实施例，在不脱离本发明的构思的范围内，可以进行各种变更。
本发明可以不脱离其精神以及主要特征，而通过其他各种形式来实施。因此，上述实施方式只不过是一种例示，并不表示本发明的范围或权利要求的范围，不对说明书本文产生拘束力。另外，属于权利要求范围内的所有变形或变更都包括在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光器件(3)；
基体(1)，其上侧主面中形成有载置上述发光器件(3)的凸部(1a)；
反射部件(2)，其在上述基体(1)的上侧主面的外周部将上述凸部(1a)包围起来，同时其内周面(2a)被当作反射上述发光器件(3)所发出的光的反射面；以及
荧光体层(4)，其在上述反射部件(2)的上面，以与上述发光器件(3)之间空有间隙并将上述发光器件(3)覆盖起来的方式被设置，通过使透光性材料中包含有对上述发光器件(3)所发的光进行波长变换的荧光体而制成，
上述反射部件(2)的内周面(2a)，被通过其中心且包含有与上述基体(1)的上侧主面垂直的假想轴线(L)的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线(L)周围旋转所得到的曲面，
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10，
这里，r为从假想轴线(L)到内周面(2a)的表面之间的半径，Z为从内周面(2a)的下端到位于半径r处的内周面(2a)的表面之间的高度，
与上述发光器件(3)的发光部的角部接触，连接该角部和上述内周面(2a)的上端的连线，与上述荧光体层(4)的上表面所形成的角度θ1，在设上述荧光体层(4)的折射率为n1时，
θ1≥90°-sin-1(1/n1)。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
上述内周面(2a、2d)的表面的算术平均粗糙度Ra为0.004～4μm。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
在上述反射部件(2、2A)的内周面(2a、2d)与上述荧光体层(4)下表面所包围的空间内，填充与上述荧光体层(4)的透光性材料相同的材料所制成的透明材料(5)。
4.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光器件(3)；
平板状的基体(1A)；
反射部件(2A)，其与该基体(1A)的上侧主面相接触，在基部上形成有用来载置上述发光器件(3)的凸部(2b)，同时，在基部的外周部，内周面(2d)以被作为对上述发光器件(3)所发射的光进行反射的反射面的侧壁部(2c)将上述凸部(2b)包围的方式形成；以及
荧光体层(4)，其在上述侧壁部(2c)上面，以与上述发光器件(3)之间空有间隙并将上述发光器件(3)覆盖起来方式被设置，通过使透光性材料中包含有对上述发光器件(3)所发的光进行波长变换的荧光体而制成，
上述侧壁部(2c)的内周面(2d)，被通过其中心且包含有与上述基体(1A)的上侧主面垂直的假想轴线(L)的假想平面切断所得到的截面形状，由下式所示的曲线来表示，是将该曲线围绕假想轴线(L)周围旋转所得到的曲面，
Z＝(cr2)/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}其中，-1≤k≤-0.001，0.001≤c≤10
这里，r为从假想轴线(L)到内周面(2d)的表面之间的半径，Z为从内周面(2d)的下端到位于半径r处的内周面(2d)的表面之间的高度，
与上述发光器件(3)的发光部的角部接触，连接该角部和上述侧壁部(2c)的内周面(2d)的上端的连线，与上述荧光体层(4)的上表面所形成的角度θ1，在设上述荧光体层(4)的折射率为n1时，
θ1≥90°-sin-1(1/n1)。
5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于：
上述内周面(2a、2d)的表面的算术平均粗糙度Ra为0.004～4μm。
6.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于：
由上述反射部件(2、2A)的内周面(2a、2d)和上述荧光体层(4)的下表面所包围的空间内，填充与上述荧光体层(4)的透光性材料相同的材料所制成的透明材料(5)。
7.一种照明装置，其特征在于：
将权利要求1或权利要求4中所述的多个发光装置成为规定配置的方式来设置。
8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于：
上述规定的配置为交错状配置。
9.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于：
上述规定的配置，是排列为圆形或多边形状的发光装置群的同心状配置，发光装置群的配置数目为外周侧比中央侧多。
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