JP2013247253A

JP2013247253A - 発光装置

Info

Publication number: JP2013247253A
Application number: JP2012120265A
Authority: JP
Inventors: Koji Miyasaka; 浩司宮坂; Satoshi Umeda; 悟史梅田; Atsushi Matsuo; 淳松尾
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】高い歩留りで製造することができ、破壊されにくい構造の発光装置を提供する。
【解決手段】基材の上に設置された発光素子と、前記発光素子の上に形成された透明板と、を有し、前記透明板は、破壊靱性値が０．７６ＭＰａ・ｍ^０．５よりも大きいガラスにより形成されているものであることを特徴とする発光装置を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光装置に関する。

発光ダイオードのような発光装置において、発光装置の出射側に構造物を形成することにより、発光装置における発光部から発光装置の外へ出射される光の取り出し効率を向上させることのできる技術が開示されている（特許文献１）。また、発光装置の出射側に構造物を形成することにより、発光装置の外へ出射される光の放射強度分布を制御させることのできる技術が開示されている（特許文献２）。

具体的には、特許文献１に記載されているものは、半導体チップを覆うように設けられた透光性封止樹脂の表面のうち、半導体チップの上方に位置する中央部を平滑表面とし、かつ、この平滑表面を除く周辺部分を粗面とした発光装置である。また、特許文献２に記載されているものは、円錐構造、角錐構造、角柱構造、または複合放物面を逆にしたような構造を有する角度フィルタ要素を備えた照明装置である。

また、半導体発光装置の光出射面のエッジを直線状に形成することにより、配光パターンのカットオフラインを理想的な直線状にするために波長変換層の上に透明板を設置する技術が開示されている（特許文献３）。具体的には、特許文献３においては、透明板として厚さ０．２ｍｍ以下のガラス等の無機材料を用いることが開示されている。

特許第３９５１４０６号公報特表２０１１−５０５０５７号公報特開２０１１−２０４３７６号公報特開２０１２−３３８２３号公報

一般に発光装置は発熱による内部の温度上昇が起こるため、上記のような構造物を形成する場合、耐熱性の観点から無機のガラス材料を用いることが好ましい。また、発光装置における発光体から発光装置の出射側の表面までの厚みが厚くなると、側面の影響が大きくなる。発光体から出射された光のうち、その一部は発光装置の出射側の表面によって全反射され側面に到達するため、発光装置の出射側表面から効率的に光を出射することができなくなる。したがって、発光装置の表面にガラス材料を設置するような場合、ガラス材料の厚みが薄い方が好ましい。

しかしながら、ガラス材料は脆性があるため、使用するガラスの材料によっては、発光装置を製造する際に、発光装置を形成しているガラスの端面に比較的大きなチッピングやクラック等の欠けが発生する場合があり、これにより歩留りの低下を招いてしまう。また、発光装置を形成しているガラスの端面において、比較的大きなチッピングやクラック等の欠けが発生すると、例えば、車両等に搭載した場合、外部からの振動により、チッピングやクラック等の欠けからヒビ等が生じ、発光装置が破壊されてしまう場合がある。また、ガラス材料上に構造物を形成する場合、応力が集中しやすい形状であると、構造物の破壊の原因となり、このような破壊が生じると特性に変化が生じてしまう。

本発明は、上述のような課題を鑑みてなされたものであり、高い歩留りで製造することができ、破壊されにくい構造の発光装置を提供することを目的とする。

本発明は、基材の上に設置された発光素子と、前記発光素子の上に形成された透明板と、を有し、前記透明板は、破壊靱性値が０．７６ＭＰａ・ｍ^０．５よりも大きいガラスにより形成されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、基材の上に設置された発光素子と、前記発光素子の上に形成された透明板と、を有し、前記透明板は、透明板状部と、前記透明板状部において、前記発光素子が設けられている側となる一方の面とは反対側の他方の面に形成された凹凸部と、を有しており、前記凹凸部は、底面部と上面部と前記底面部と前記上面部との間の曲面部により形成されており、前記曲面部と前記底面部との境界は、曲率半径が１μｍ以上であることを特徴とする。

また、本発明は、基材の上に設置された発光素子と、前記発光素子の上に形成された透明板と、を有し、前記透明板は、透明板状部と、前記透明板状部において、前記発光素子が設けられている側となる一方の面とは反対側の他方の面に形成された凹凸部と、を有しており、前記凹凸部は、底面部と上面部と前記底面部と前記上面部との間の曲面部により形成されており、前記曲面部はウェットエッチングにより形成されたものであることを特徴とする。

本発明により、高い歩留りで製造することができ、破壊されにくい構造の発光装置を提供することができる。

第１の実施の形態における発光装置の断面模式図発光装置の製造方法の説明図ガラスおいて引っ掻き試験を行った結果の写真第２の実施の形態における発光装置の断面模式図第２の実施の形態における発光装置の凹凸部の構造図（１）第２の実施の形態における発光装置の凹凸部の構造図（２）第２の実施の形態における発光装置の凹凸部の構造図（３）第２の実施の形態における発光装置の凹凸部の構造図（４）凹凸部の形状の違いによる光の反射の説明図第３の実施の形態における発光装置の断面模式図発光装置における放射強度の測定方法の説明図例２〜５における発光装置の説明図例６における発光装置の説明図例７における発光装置の説明図例１〜５における発光装置の放射角度と放射強度の相関図例１、６、７における発光装置の放射角度と放射強度の相関図

発明を実施するための形態について、以下に説明する。なお、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態における発光装置１０を模式的に示す断面図である。発光装置１０は、セラミックスやシリコン等により形成された基材１１の上に発光素子１２を備え、発光素子１２の上に波長変換部材１３を備え、さらに、波長変換部材１３の上には透明板１４を備えている。

発光素子１２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の電流等を流すことにより発光するものである。なお、発光素子１２は、図１には不図示の電極を有しており、この電極を介して基材１１に接合されている。

波長変換部材１３は蛍光体を含有しており、発光素子１２から出射された光のうち一部を吸収し、波長変換された蛍光を出射する。なお、発光装置１０の側面から漏れる光を前方に出射させるために発光装置１０の側面に反射機能を有する層を設けてもよい。また、発光装置１０の側面を散乱体で覆うような構造としてもよい。

透明板１４の表面に対して大きな入射角で入射する光は、透明板１４の表面において全反射され発光装置１０の側面に到達する。したがって発光装置１０において側面の厚みが厚くなると、発光装置１０の上面から出射される光の光量が減るため、透明板の厚みは薄い方が好ましい。透明板１４を形成している基板が薄いと加工も難しくなるため、透明板１４の上面から出射される光量とのバランスをとる必要があるが、透明板１４をの基板の厚さは、０．３ｍｍ以下であることが好ましく、さらには、０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることが、より一層好ましい。

本実施の形態においては、発光装置１０に透明板１４を設けることにより、波長変換部材１３の厚みを均一にすることができ、発光装置から出射される光の色温度の均一性を向上させることができる。また、波長変換部材１３の端部の形状を透明板１４と発光素子１２によって生じる表面張力によって整えることができるため、出射光の配光パターンを整形することができる。

透明板１４はガラスなどの耐熱性を有する材料であることが好ましい。特に、ガラスのヤケや波長変換部材１３への不純物混入を防ぐため無アルカリガラスまたは低アルカリガラスであることが好ましい。また透明板１４の表面には反射防止膜等の光に対して機能する層が形成されていてもよい。

透明板１４としてガラスを用いる場合、破壊靭性値が大きなものを用いることが好ましい。これは後述するように、ガラスの破壊が生じることによって発光装置１０の光の出射特性に変化が生じる場合があるためである。ガラスの破壊の一つの例としては、発光装置を製造する場合において、透明板１４を切断する際に、ガラスが有する脆性によって透明板の周辺分にチッピングやクラック等の欠けが発生する場合がある。このように発生したチッピングやクラック等の欠けにより、発光装置の歩留りが低下する場合があり、また、経時変化や振動によってチッピングやクラック等の欠けからヒビ等が生じる場合がある。

具体的には、本実施の形態における発光装置は、図２に示されるように、最初に、基材１１となるウエハ２１の上に、発光素子１２となる発光素子層２２、波長変換部材１３となる波長変換部材層２３、透明板１４となる透明板層２４を積層することによりウエハ部材２０を形成する。この後、形成されたウエハ部材２０を破線２Ａ及び２Ｂに示される位置で、縦横にダイシング等により切断することにより作製することができる。このように作製される発光装置においては、ダイシング等により切断する際に、破線で示されるダイシング等により切断される領域において、クラックやチッピング等が発生する場合がある。なお、透明板１４を発光素子１２の大きさに切断し、発光素子１２の上に載せることにより発光装置を作製する場合もあるが、この場合も上記と同様である。

このようにダイシング等により切断されて製造される発光装置の幅は、数ミリメートル程度であることから、クラックやチッピング等が発生した場合の影響は大きい。即ち、透明板１４となる透明板層２４に、破壊靭性値が小さいガラスを用いた場合には、ダイシング等による切断の際にクラックやチッピングが起こりやすくなる。なお、図２（ａ）は、切断される前のウエハ部材２０の側面図であり、図２（ｂ）は上面図である。

次に、破壊靭性とガラスの破壊の関係について説明する。破壊靭性とは、材料に荷重を加えた場合に亀裂の伝播に対する耐性を意味するものである。「ガラス工学ハンドブック」（朝倉書店）にはガラスの破壊靭性値の参考値として表１のような値が示されている。

図３は、ソーダ石灰ガラス及びアルミノホウケイ酸ガラスについて、先端の曲率半径が３０μｍのダイアモンドスタイラスに荷重をかけて引っ掻き試験を行った後の状態を示すものである。ここで用いられているソーダ石灰ガラスにおける破壊靭性値は０．７６である。また、アルミノホウケイ酸ガラスとしては、ＥＡＧＬＥＸＧ（登録商標）を用いており、この破壊靭性値は「ＴｈｅＴｈｅｒｍａｌＦｒａｃｔｕｒｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｎＬａｓｅｒＣｕｔｔｉｎｇｏｆＢｒｉｔｔｌｅＭａｔｅｒｉａｌｓ」（国立中山大学、１９９９年）によれば０．８３である。なお、図３は、ソーダ石灰ガラスについて、荷重が２００ｇ、２５０ｇ、３００ｇにおける引っ掻き試験を行った後の状態、及び、アルミノホウケイ酸ガラスについて、荷重が２００ｇ、２５０ｇ、３００ｇ、３５０ｇ、４５０ｇ、５５０ｇにおける引っ掻き試験を行った後の状態を示すものである。

図３に示されるように、ソーダ石灰ガラスでは、３００ｇの荷重で引っ掻き試験を行った場合には大きなチッピングが発生する。これに対しアルミノホウケイ酸ガラスでは、３００ｇの荷重で引っ掻き試験を行った場合には大きなチッピングが発生することはなく、５５０ｇの荷重のまでは大きなチッピングは発生していない。したがって、同一の荷重がかかった場合に破壊靭性値が大きい方がチッピングは生じにくい。この結果に基づくならば、透明板１４を形成するガラスの破壊靭性値は、０．７６ＭＰａ・ｍ^０．５よりも大きいことが好ましく、さらには０．８ＭＰａ・ｍ^０．５以上であることが好ましく、０．８５ＭＰａ・ｍ^０．５以上であることがより一層好ましい。

したがって、上述した破壊靱性値の範囲及び表１に基づくならば、透明板１４を形成するガラスとしては、破壊靱性値が約０．７９ＭＰａ・ｍ^０．５となるシリカガラス、破壊靱性値が約０．９１ＭＰａ・ｍ^０．５となるアルミノケイ酸ガラス、破壊靱性値が約０．７７ＭＰａ・ｍ^０．５となるホウケイ酸ガラス、破壊靱性値が約０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５となるアルミノホウケイ酸ガラスが好ましく、さらにこのうち、破壊靱性値が約０．９１ＭＰａ・ｍ^０．５となるアルミノケイ酸ガラス、破壊靱性値が約０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５となるアルミノホウケイ酸ガラスが好ましく、破壊靱性値が約０．９１ＭＰａ・ｍ^０．５となるアルミノケイ酸ガラスがより一層好ましい。

また、透明板１４において形成された初期のチッピングが大きい場合にも、クラックの進行が起こりやすいため、透明板１４の外周部のチッピングの大きさとしては、１００μｍ以下であることが好ましく、さらには、７５μｍ以下であることがより好ましい。また、透明板１４の外周部が面取りまたは、レーザなどによって生じる熱による熱処理や酸によるエッチングなどよって端面が滑らかになるような処理を行ってもよい。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、第２の実施の形態における発光装置１１０を模式的に示す断面図である。本実施の形態における発光装置１１０は、基材１１の上に発光素子１２を備え、発光素子１２の上に波長変換部材１３を備え、さらに、波長変換部材１３の上に透明板１３０を備えている。

透明板１３０は、透明板状部１３１と透明板状部１３１の表面に形成された凹凸部１３２とを有している。なお、透明板状部１３１は一方の面において波長変換部材１３と接しており、透明板状部１３１の他方の面に凹凸部１３２が形成されている。透明板状部１３１は、０．３ｍｍ以下の厚さが好ましく、さらには、０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより一層好ましい。また、透明板状部１３１はガラスなどの耐熱性を有する材料であることが好ましい。特にガラスのヤケや波長変換部材１３への不純物混入を防ぐため無アルカリガラスまたは低アルカリガラスであることが好ましい。また透明板状部１３１の上面に反射防止膜などの光に対して機能を有する層を形成したものであってもよい。また、透明板状部１３１としてガラスを用いる場合、第１の実施の形態と同様に、破壊靭性値が大きなものを用いることが好ましい。

透明板状部１３１の他方の面に形成された凹凸部１３２は、底面部１３３と上面部１３４と底面部１３３と上面部１３４との間に形成された曲線部１３５を有している。本実施の形態においては、底面部１３３と曲線部１３５とは滑らかに接続されるような形状により形成されている。なお、本願においては、曲線部１３５とは断面が直線ではなく、曲線となる部位を意味するものであり、以下において、断面が直線となる部位を直線部と記載する場合がある。凹凸部１３２は透明板状部１３１の上に傾斜をつける構造となるため、凹凸部１３２がない場合には透明板状部１３１の内部で全反射される光の一部を取りだすことができ、出射効率を向上させることができる。また、凹凸部１３２の形状及び構造を所定の形状及び構造となるように形成することにより、発光装置１１０からの光の出射パターンを制御することができる。

凹凸部１３２において、底面部１３３と曲面部１３５とが滑らかに接続されるような形状としては、例えば、図５から図８に示される形状が挙げられる。

図５に示されるものは、凸型の凹凸部１３２ａであり、略円形の平坦部により上面部１３４ａが形成されており、曲面部１３５ａは底面部１３３ａと滑らかに接続されている構造のものである。この凹凸部１３２ａにおける曲面部１３５ａは、上面部１３４ａを中心に同心円状に高さが変化するように形成されている。なお、図５（ａ）は、凹凸部１３２ａを形成している部分の断面図であり、図５（ｂ）は上面図である。

また、図６に示されるものは、凸型の凹凸部１３２ｂであり、上面部１３４ｂが曲面で形成されており、曲面部１３５ｂは底面部１３３ｂと滑らかに接続されている構造のものである。この凹凸部１３２ｂにおける曲面部１３５ｂは、上面部１３４ｂの頂を中心に同心円状に高さが変化するように形成されている。なお、図６（ａ）は、凹凸部１３２ｂを形成している部分の断面図であり、図６（ｂ）は上面図である。

また、図７に示されるものは、凸型の凹凸部１３２ｃであり、略円形の平坦部により上面部１３４ｃが形成されており、凹凸部１３２ｃの上部が円柱状であって、下部が曲面部１３５ｃとなっており、曲面部１３５ｃは底面部１３３ｃと滑らかに接続されている。この凹凸部１３２ｃにおける曲面部１３５ｃは、上面部１３４ｃを中心に同心円状に高さが変化するように形成されている。なお、図７（ａ）は、凹凸部１３２ｃを形成している部分の断面図であり、図７（ｂ）は上面図である。

また、上記における図５及び図７に示されるものでは、平坦部は略円形等の回転対称な形状としたが、これに限らず上面図から見た形状が楕円などの回転対称ではない形状としてもよい。

また、図８に示されるものは、凹型の凹凸部１３２ｄであり、曲面部１３５ｄが底面部１３３ｄと滑らかに接続されている。また、上面部１３４ｄは底面部１３３ｄ及び曲面部１３５ｄの周囲に形成されており、この凹凸部１３２ｄにおける曲面部１３５ｄは、底面部１３３ｄを中心に同心円状に高さが変化するように形成されている。なお、図８（ａ）は、凹凸部１３２ｄを形成している部分の断面図であり、図８（ｂ）は上面図である。

本実施の形態は、上述例に限定されることはなく、凹凸部１３２等は底面部１３３等と曲面部１３５等がなめらかに接続されている形状であればよい。また、凹凸部１３２等は透明板状部１３１の表面上に正方配列やハニカム配置などのように規則的に配置してもよいし、ランダムに配置してもよい。また、異なる大きさの凹凸部１３２等を配置したような構造であってもよい。

このような底面部１３３等と曲面部１３５等とが滑らかに接合された構造の凹凸部１３２等を形成することにより、凹凸部１３２等における耐久性を向上させ、形成される発光装置の信頼性を向上させることができる。これは、一般的に平面と平面が接合されたような部位に対しては大きな応力がかかり振動などの外部からの揺動によって、凹凸部に相当するものが破壊されることがあるのに対して、底面部１３３等と曲面部１３５等が滑らかに接合された構造の凹凸部１３２等であれば、応力を緩和することができるからである。

また、本実施の形態においては、凹凸部１３２は曲面部１３５を有しているため、出射光の分布の均一性を向上させることが可能となる。このことを図９に基づき説明する。例えば、図９（ａ）のように、曲面部１３５を有する凹凸部１３２に対して、凹凸部１３２が形成されていない側より、所定の角度で凹凸部１３２に光線１５１と光線１５２が入射した場合、凹凸部１３２に入射する位置によって光線１５１と光線１５２とは異なる方向へ偏向される。これに対し、図９（ｂ）に示すように、曲面部１３５に相当する部分が直線的に形成された直線部９３５を有する凹凸部９３２の場合において、凹凸部９３２に対して、凹凸部９３２が形成されていない側より、所定の角度で凹凸部９３２に光線９５３と光線９５４が入射した場合、凹凸部９３２に入射する位置にかかわらず光線９５３と光線９５４とは同じ方向へ偏向される。仮に、光線９５３と光線９５４が全反射によって凹凸部９３２の外部へ出射されない場合、このような光線は光量の低下となるため出射光の均一性を低下させてしまう。

次に、本実施の形態における発光装置における凹凸部１３２の形成方法について説明する。本実施の形態における発光装置における凹凸部１３２は、透明板状部１３１を含む基板をウェットエッチングすることによって形成することができる。例えば、透明板状部１３１を含む基板の表面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、凹凸部１３２において凹部が形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、ウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域の基板をレジストパターンの開口部より除去する。ウェットエッチングは等方的な加工方法であるため、形成される凹凸部１３２における曲面部１３５は、所定の曲率半径を有する形状となる。また、ウェットエッチングに限らずサンドブラストなどのように基板に粒子を衝突させるような方法であってもよい。サンドブラストを用いる場合、粒子の粒径や衝突条件を調節することにより、表面の粗さを調節することができる。また、切削や研削などにより形成してもよい。また、ドライエッチングとウェットエッチングとを組み合わせるなど複数の方法を用いて構造物の加工を行ってもよい。底面部１３３と接合される曲面部１３５の曲率半径は１μｍ以上であると好ましく、３μｍ以上であればより好ましい。また、ここで、なめらかに接続されているとは、ある断面において１０度以下の角度で接続されていることをいう。具体的には、曲面部１３５と底面部１３３との接続部分における曲面部１３５の法線と底面部１３３の法線が、１０度以下の角度となるように接続されることをいう。

なお、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。図１０は、第３の実施の形態における発光装置２１０を模式的に示す断面図である。発光装置２１０はパッケージ２１１の内部に発光素子１２を備え、発光素子１２の上に波長変換部材１３を備え、波長変換部材１３の上に透明板１３０を備えた構造のものである。本実施の形態における発光装置においては、パッケージ２１１は、凹状に形成されており、この凹状に形成された部分に、発光素子１２及び波長変換部材１３が設置されており、発光素子１２及び波長変換部材１３が設置されている凹状の形成された部分を覆うように、透明板１３０が設置されている。

透明板１３０は、透明板状部１３１と透明板状部１３１の表面に形成された凹凸部１３２とを有している。なお、透明板状部１３１は一方の面において波長変換部材１３と接しており、凹凸部１３２は透明板状部１３１の他方の面に形成されている。透明板状部１３１は、０．３ｍｍ以下の厚さが好ましく、さらには、０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより一層好ましい。透明板状部１３１はガラスなどの耐熱性を有する材料であることが好ましい。特にガラスのヤケや波長変換部材１３への不純物混入を防ぐため無アルカリガラスまたは低アルカリガラスであることが好ましい。また透明板状部１３１の上面には、反射防止膜などの光に対して機能する層が形成されていてもよい。透明板状部１３１としてガラスを用いる場合、第１の実施の形態と同様に、破壊靭性値が大きなものを用いることが好ましい。

透明板状部１３１の他方の面に形成された凹凸部１３２は、底面部１３３と上面部１３４と底面部１３３と上面部１３４との間に形成された曲線部１３５を有している。本実施の形態においては、底面部１３３と曲線部１３５とは滑らかに接続されるような形状により形成されている。凹凸部１３２は透明板状部１３１の上に傾斜をつける構造となるため、凹凸部１３２がない場合には、透明板状部１３１の内部で全反射される光の一部を取りだすことが可能となる。また、凹凸部１３２の形状及び構造を所定の形状及び構造となるように形成することにより、発光装置２１０からの光の出射パターンを制御することができる。なお、上記以外の内容については、第２の実施の形態と同様である。

次に、実施例となる例１〜７について説明する。なお、後述するように、例１〜７における発光装置については、図１１に示されるモデルに基づいて発光装置の出射光について計算を行った。図１１に示されるモデルでは、波長変換部材１３から光があらゆる方向に出射されるものとし、発光装置の側面７５は反射面になっており、底面７６は吸収面であるとしている。発光装置を中心として半径１０００ｍｍの仮想的な検出器７３を設置し、透明板１４または１３０から出射される光線を検出した。波長変換部材１３からは１Ｗの光が出射されるものとした。

（例１）
実施例となる例１について説明する。例１は、第１の実施の形態における発光装置であり、図１に基づいて説明する。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、透明板１４が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板１４の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

（例２）
次に、実施例となる例２について説明する。例２は、第２の実施の形態における発光装置であり、図４に基づいて説明する。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、透明板１３０が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板１３０の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

本例における透明板１３０は、図１２（ａ）に示されるような凸状の凹凸部１３２を有しており、図１２（ｂ）に示されるように、凸状の凹凸部１３２がハニカム形状を周期的に配置したような構成となっている。なお、図１２（ａ）は、図１２（ｂ）における一点鎖線１２Ａ−１２Ｂにおいて切断した断面図であり、図１２（ｂ）は、上面図である。本例においては、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分の直径ａを５０μｍ、凹凸部１３２における上面部１３４の直径ｂを１０μｍ、隣接する凹凸部１３２における上面部１３４の間隔ｃを１００μｍ、凹凸部１３２の高さｄを２０μｍとし、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分では、図１２（ａ）に示される断面において、曲率半径Ｒが２０μｍとなるように接続されているものとする。

（例３）
次に、実施例となる例３について説明する。例３は、第２の実施の形態における発光装置であり、図４に基づいて説明する。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、透明板１３０が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板１３０の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

本例における透明板１３０は、図１２（ａ）に示されるような凸状の凹凸部１３２を有しており、図１２（ｂ）に示されるように、凸状の凹凸部１３２がハニカム形状を周期的に配置したような構成となっている。本例においては、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分の直径ａを７５μｍ、凹凸部１３２における上面部１３４の直径ｂを１５μｍ、隣接する凹凸部１３２における上面部１３４の間隔ｃを１００μｍ、凹凸部１３２の高さｄを３０μｍとし、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分では、図１２（ａ）に示される断面において、曲率半径Ｒが３０μｍとなるように接続されているものとする。

（例４）
次に、実施例となる例４について説明する。例４は、第２の実施の形態における発光装置であり、図４に基づいて説明する。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、透明板１３０が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板１３０の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

本例における透明板１３０は、図１２（ａ）に示されるような凸状の凹凸部１３２を有しており、図１２（ｂ）に示されるように、凸状の凹凸部１３２がハニカム形状を周期的に配置したような構成となっている。本例においては、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分の直径ａを９０μｍ、凹凸部１３２における上面部１３４の直径ｂを１８μｍ、隣接する凹凸部１３２における上面部１３４の間隔ｃを１００μｍ、凹凸部１３２の高さｄを３６μｍとし、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分では、図１２（ａ）に示される断面において、曲率半径Ｒが３６μｍとなるように接続されているものとする。

（例５）
次に、実施例となる例５について説明する。例５は、第２の実施の形態における発光装置であり、図４に基づいて説明する。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、透明板１３０が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板１３０の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

本例における透明板１３０は、図１２（ａ）に示されるような凸状の凹凸部１３２を有しており、図１２（ｂ）に示されるように、凸状の凹凸部１３２がハニカム形状を周期的に配置したような構成となっている。本例においては、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分の直径ａを１００μｍ、凹凸部１３２における上面部１３４の直径ｂを２０μｍ、隣接する凹凸部１３２における上面部１３４の間隔ｃを１００μｍ、凹凸部１３２の高さｄを４０μｍとし、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分では、図１２（ａ）に示される断面において、曲率半径Ｒが４０μｍとなるように接続されているものとする。

（例６）
次に、実施例となる例６について説明する。例６は、第２の実施の形態における発光装置であり、図４に基づいて説明する。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、透明板１３０が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板１３０の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

本例における透明板１３０は、図１３（ａ）に示されるような凹状の凹凸部１３２を有しており、図１３（ｂ）に示されるように、凹状の凹凸部１３２がハニカム形状を周期的に配置したような構成となっている。なお、図１３（ａ）は、図１３（ｂ）における一点鎖線１３Ａ−１３Ｂにおいて切断した断面図であり、図１３（ｂ）は、上面図である。本例においては、凹凸部１３２における上面部１３４と曲面部１３５との境界部分の直径ａを７５μｍ、凹凸部１３２における底面部１３３の直径ｂを１５μｍ、隣接する凹凸部１３２における底面部１３３の間隔ｃを１００μｍ、凹凸部１３２の高さｄを３０μｍとし、凹凸部１３２における底面部１３３と曲面部１３５との境界部分では、図１３（ａ）に示される断面において、曲率半径Ｒが３０μｍとなるように接続されているものとする。

（例７）
次に、実施例となる例７について説明する。例７は、第２の実施の形態における発光装置である。本例は、２ｍｍ角の発光素子１２が基材１１の上に設置されており、不図示の電極によって接合されている。発光素子１２の上には、波長変換部材１３が塗布により形成されており、さらに、後述する図１４に示される透明板３３０が接着されている。なお、波長変換部材１３の厚みは０．１ｍｍとし、透明板３３０の厚みを０．２ｍｍとし、破壊靭性値を０．８３ＭＰａ・ｍ^０．５とし、屈折率を１．５２とする。

本例における透明板３３０は、図１４（ａ）に示されるような凸状の凹凸部３３２を有しており、図１４（ｂ）に示されるように、凸状の凹凸部３３２がハニカム形状を周期的に配置したような構成となっている。なお、図１４（ａ）は、図１４（ｂ）における一点鎖線１４Ａ−１４Ｂにおいて切断した断面図であり、図１４（ｂ）は、上面図である。本例においては、凹凸部３３２における底面部３３３と直線部３３５との境界部分の直径ａを７５μｍ、凹凸部３３２における上面部３３４の直径ｂを０．１μｍ、隣接する凹凸部３３２における上面部３３４の間隔ｃを１００μｍ、凹凸部３３２の高さｄを７５μｍとし、凹凸部３３２における底面部３３３と直線部３３５との境界部分では、図１４（ａ）に示される断面において、６３．４°の角度で接続されているものとする。

例１〜７について図１１に示されるようなモデルを用いて発光装置の出射光について計算を行った結果について、表２、図１５及び図１６に基づき説明する。

表２では、例１〜７における発光装置において、凹凸部における凸部の占める面積の比率、０°における放射強度の半値となる角度、積算パワー、例１を基準とした積算パワーの比、接続角度を各々示す。また、図１５は、例１〜５における放射角度と放射強度との関係を示すものであり、図１６は、例１、６、７における放射角度と放射強度との関係を示すものである。

例１における発光装置に対し、例２〜７における発光装置の積算パワーが２割以上高くなっている。また、発光装置の積算パワーは、凹凸部は凸状に形成されたものも、凹状に形成されたものも殆ど変わらない。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

１０発光装置
１１基材
１２発光素子
１３波長変換部材
１４透明板
１１０発光装置
１３０透明板
１３１透明板状部
１３２凹凸部
１３３底面部
１３４上面部
１３５曲面部

Claims

基材の上に設置された発光素子と、
前記発光素子の上に形成された透明板と、
を有し、
前記透明板は、破壊靱性値が０．７６ＭＰａ・ｍ^０．５よりも大きいガラスにより形成されているものであることを特徴とする発光装置。
前記発光素子と前記透明板との間には、蛍光体を含有する波長変換部材が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。
基材の上に設置された発光素子と、
前記発光素子の上に形成された透明板と、
を有し、
前記透明板は、透明板状部と、前記透明板状部において、前記発光素子が設けられている側となる一方の面とは反対側の他方の面に形成された凹凸部と、を有しており、
前記凹凸部は、底面部と上面部と前記底面部と前記上面部との間の曲面部により形成されており、
前記曲面部と前記底面部との境界は、曲率半径が１μｍ以上であることを特徴とする発光装置。
基材の上に設置された発光素子と、
前記発光素子の上に形成された透明板と、
を有し、
前記透明板は、透明板状部と、前記透明板状部において、前記発光素子が設けられている側となる一方の面とは反対側の他方の面に形成された凹凸部と、を有しており、
前記凹凸部は、底面部と上面部と前記底面部と前記上面部との間の曲面部により形成されており、
前記曲面部はウェットエッチングにより形成されたものであることを特徴とする発光装置。
前記発光素子と前記透明板との間には、蛍光体を含有する波長変換部材が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の発光装置。
前記透明板は、透明板状部と、前記透明板状部において、前記発光素子が設けられている側となる一方の面とは反対側の他方の面に形成された凹凸部と、を有しており、
前記凹凸部は、底面部と上面部と前記底面部と前記上面部との間の曲面部により形成されており、
前記曲面部と前記底面部との境界は、曲率半径が１μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
前記透明板は、透明板状部と、前記透明板状部において、前記発光素子が設けられている側となる一方の面とは反対側の他方の面に形成された凹凸部と、を有しており、
前記凹凸部は、底面部と上面部と前記底面部と前記上面部との間の曲面部により形成されており、
前記曲面部はウェットエッチングにより形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
前記上面部または前記底面部は略円形状で形成されており、
前記曲面部は、前記略円形状に形成された前記上面部または前記底面部を中心として、同心円状で高さが変化しているものであることを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の発光装置。