JP2017028063A

JP2017028063A - 発光装置

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Publication number: JP2017028063A
Application number: JP2015144168A
Authority: JP
Inventors: 三宅　徹; Toru Miyake; 徹三宅; 秀崇加藤; Hidetaka Kato; 朋哉今; Tomoya Kon; 作本　大輔; Daisuke Sakumoto; 大輔作本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-07-21
Also published as: JP6525782B2

Abstract

【課題】放熱性に優れ、所望の白色光を照射することができる発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、基板２と、配線基板３と、発光素子４と、枠体５と、透明板状部材６と、波長変換部材７と、を備え、枠体５の開口周縁と透明板状部材６との間に反射吸収部材６ｂが設けられている。発光素子４から出射された光を反射または吸収する反射吸収部材６ｂを設けることにより、透明板状部材６内を進行する光が反射または吸収されるので、透明板状部材６の端面から出射してしまう光を低減することができる。これにより、透明板状部材６を設けても、意図しない混色が発生することを防ぎ、放熱性に優れ、所望の白色光を照射することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体発光素子を光源とする発光装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子などの半導体発光素子を光源とする発光装置は、冷陰極管などの発光装置と比べて小型化が可能であり、発光効率に優れ、故障の発生率も小さいことから、露光装置や照明装置などに使用されている。

照明装置は、白色光を照射するのがよいが、半導体発光素子は、出射光のスペクトルが狭く、ほぼ単一色の光しか出射することができないので、たとえば、出射光の波長（色）が異なる半導体発光素子を複数並べて混色させて白色光を照射する構成がある。出射光の波長を異ならせるのは、たとえば、半導体発光素子の活性層を異なる化合物で構成することで可能となる。層構成の異なる半導体発光素子は個別に製造されるが、出射光を混色させるためには、製造された各素子を予め定める密度で実装させる必要があり、各素子の製造工程および実装工程も含めた照明装置の製造工程が繁雑なものとなる。

半導体発光素子からの単一色の出射光によって白色光を照射する構成として、蛍光物質を用いるものがある。蛍光物質は、半導体発光素子から出射された出射光を励起光として蛍光を発する。この蛍光は、励起光の波長とは異なる波長の光であり、すなわち出射光から波長変換されて異なる色の光が発せられることになる。出射光と、出射光から波長変換された蛍光との混色により、白色光を照射することができる。複数種類の蛍光物質を用いる場合は、出射光を利用することなく、出射光から波長変換された複数種類の蛍光同士の混色により、白色光を照射することができる。蛍光物質は、たとえば、樹脂層中に分散させて用いる。

蛍光物質を用いる構成を採用することにより、１つの種類の半導体発光素子のみを用いて白色光を照射できるので、１つの製造工程で複数の素子を所望の密度で配置することができる。これにより、容易に光量の大きな照明装置を実現することが可能であるが、半導体発光素子からの発熱量および波長変換時の蛍光体からの発熱量も大きくなり、半導体発光素子および蛍光体を分散させた樹脂層が劣化する。

特許文献１記載の発光素子は、蛍光体層を透明熱伝導層上に設け、発光半導体から透明熱伝導層および蛍光体層に光を放出するものである。

特表２０１２−５０２４４９号公報

特許文献１記載の発光素子は、透明熱伝導層によって熱を放散させることができるが、半導体発光素子から出射された光が透明熱伝導層と蛍光体層との界面や透明熱伝導層と透明熱伝導層を支持する部材との界面などで反射されることにより、透明熱伝導層の端面から漏れるおそれがある。出射光と蛍光とを混色させる構成では、漏れ光が意図しない位置から照射されることで、蛍光と混色せず、目的の白色光が得られない。蛍光のみを混色させる構成では、白色光は得られても、透明熱伝導層の端面付近では、白色光に出射光の色が加わって、やはり目的の白色光が得られない。発光素子の発光量が大きくなるほど、こ
の問題は顕著なものとなる。

本発明の目的は、放熱性に優れ、所望の白色光を照射することができる発光装置を提供することである。

本発明の一つの態様の発光装置は、板状の基板と、前記基板の一方主面に設けられる発光素子と、前記発光素子を取り囲むように、前記一方主面に設けられる枠体と、熱伝導性を有し、前記発光素子から出射される光を透過する透明板状部材であって、前記枠体の開口を覆う、前記枠体に対向する枠体対向面を有する透明板状部材と、前記発光素子から出射される光に励起されて蛍光を発する蛍光物質および該蛍光物質が分散される合成樹脂を含む波長変換部材であって、前記透明板状部材の前記枠体対向面とは反対側の面に設けられる波長変換部材と、前記枠体の開口周縁と前記枠体対向面との間に設けられ、前記発光素子から出射された光を反射または吸収する反射吸収部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の一つの態様の発光装置によれば、発光素子から出射された光を反射または吸収する反射吸収部材を、枠体の開口周縁と透明板状部材の枠体対向面との間に設けることにより、透明板状部材内を進行する光が反射または吸収されるので、透明板状部材の端面から出射してしまう光を低減することができる。

これにより、透明板状部材を設けても、意図しない混色が発生することを防ぎ、放熱性に優れ、所望の白色光を照射することができる。

本発明の実施形態に係る発光装置１を示す斜視図である。発光装置１の構成を示す分解斜視図である。発光装置１の外観を示す図である。発光装置１の縦断面図である。発光装置１の縦断面図である。（ａ）は発光装置１の内部を示す平面図であって、（ｂ）は発光装置１の内部を示す縦断面図である。（ａ）は発光装置１の内部を示す平面図であって、（ｂ）は発光装置１の内部を示す縦断面図である。発光装置１の内部を示す拡大縦断面図である。発光装置１の内部を示す拡大縦断面図である。反射吸収部材６ｂの一例を拡大した拡大断面図である。

図１は、本発明の実施形態に係る発光装置１を示す斜視図であり、図２は、発光装置１の構成を示す分解斜視図であり、図３は、発光装置１の外観を示す図である。図３（ａ）は、平面図であり、図３（ｂ）は、側面図である。図４は、発光装置１の縦断面図である。

発光装置１は、基板２と、配線基板３と、発光素子４と、枠体５と、透明板状部材６と、波長変換部材７と、を備え、枠体５の開口周縁と透明板状部材６との間に反射吸収部材６ｂが設けられている。本実施形態の発光装置１は、発光素子４から出射される光を励起光として、波長変換部材７に含まれる複数種類の蛍光物質から発せれられる蛍光を混色させて白色光を照射するものである。発光素子４から出射される光は、たとえば、紫外光であり、波長変換部材７に含まれる蛍光物質は、紫外光に励起されて、赤色光、青色光および緑色光の蛍光を発する。なお、発光素子４から出射される光は紫外光に限定されず、波長変換後の蛍光が混色することにより白色光を照射できる構成であれば、発光素子４と波長変換部材７に含まれる蛍光物質との組合わせにより適宜選択することができる。

基板２は、金属材料からなる矩形板状の部材である。基板２は、その一方主面２ａに配線基板３および発光素子４を実装する。基板２を構成する金属材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）または銅合金、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイなどを用いることができ、配線基板３および発光素子４に対するグランド電極としての機能、発光素子４で発生する熱を放熱するための熱伝導部材としての機能、発光装置１の機械的強度を高める機能などを備えていてもよい。

基板２の厚みは、要求される機能、構成する金属材料などに応じて適宜設定すればよく、例えば銅からなる場合は、０．５〜５ｍｍとすればよい。

配線基板３は、発光素子４と発光装置１の外部とを電気的に接続し、発光素子４への電流または電圧の供給、点灯および消灯の制御のための電気信号を伝送する。配線基板３は、電気信号を伝送可能であれば、セラミック絶縁材料と導体材料とからなるセラミック配線基板であっても、樹脂絶縁材料と導体材料とからなる有機配線基板であってもよい。配線基板３は、矩形板状であり、中央に貫通孔または凹部が設けられ、貫通孔内または凹部内に発光素子４が収容される。配線基板３中央に貫通孔が設けられる場合、発光素子４は、基板２の一方主面２ａに直接実装され、凹部が設けられる場合、発光素子４は、配線基板３の一部である凹部の底部を介して基板２の一方主面２ａに実装される。

配線基板３が、セラミック配線基板の場合、セラミック材料から成る絶縁層に配線導体が形成される。セラミック配線基板は、１層のセラミック絶縁層から形成されていても良いし、２層または３層以上の複数のセラミック絶縁層から形成されていても良い。

セラミック配線基板の内部には、各絶縁層を貫通する貫通導体と内部配線とから成る配線導体が設けられていても良いし、その上面または下面に露出した配線導体を有していても良い。

セラミック配線基板で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等が挙げられる。

また、配線基板３が、有機配線基板の場合、有機材料から成る絶縁層に配線導体が形成される。有機配線基板は、１層の絶縁層から形成されていても良いし、２層または３層以上の複数の絶縁層から形成されていても良い。

有機配線基板は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板またはフレキシブル配線基板等の絶縁層が有機材料から成るものであれば良い。有機配線基板で用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が挙げられる。

有機配線基板の内部には、内部配線と、他の内部配線と電気的に接続する層間接続導体とから成る配線導体が設けられていても良いし、その上面または下面に露出した配線導体を有していても良い。

また、配線基板３は上面、下面および側面等に、外部配線と電気的に接続するための外
部接続用電極が設けられている。本実施形態では配線基板３の上面に外部接続用電極３ａが設けられている。外部接続用電極３ａは、配線基板３の内部の配線導体を介して、貫通孔内または凹部内で配線基板３の上面側の開口部の周縁が、他の部分と比べて一段低い段差部３ｂの底面に設けられた素子接続用電極（不図示）と接続している。素子接続用電極と発光素子４とは、ボンディングワイヤなどの接続部材によって電気的に接続される。

発光素子４は、基板２の一方主面２ａに直接または配線基板３を介して設けられる。発光素子４は、例えば、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、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。透光性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。

光半導体層は、透光性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４は、例えば３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の紫外光を励起光として出射することができる。

発光素子４は、例えば、発光装置１の出力が１０，０００Ｗ、１０００ｌｍ（ルーメン）であり、このような大光量の要求に答えるべく、複数の素子がアレイ状に並んで設けられ、本実施形態では、例えば９個の素子が３行×３列で並んでいる。複数の素子は、個別に製造された素子を複数準備し、基板２の一方主面２ａに並べて実装されてもよいが、同一波長の光を出射する複数の発光点を有する１つの発光素子として製造されたものであってもよい。複数の発光点を有する発光素子４であれば、大光量を満足するとともに、実装は１つの素子を実装するだけでよいので、実装工程が容易である。

枠体５は、発光素子４を取り囲むように、基板２の一方主面２ａに設けられる。枠体５は、基板２と同様に、金属材料からなる矩形板状の部材であり、中央に開口５ａを有する。発光素子４から出射された光は、開口５ａを通って外部へと照射される。

本実施形態では、枠体５の基板２に対向する側には、配線基板３が嵌合する凹部５ｃが設けられ、枠体５の基板２に対向する側とは反対側には、後述の透明板状部材６と波長変換部材７とが配置される段差部５ｂが設けられる。基板２の平坦な一方主面２ａに配線基板３が実装された状態では、配線基板３の部分が一方主面２ａに対して凸の状態となるので、配線基板３の形状に合わせて枠体５には、配線基板３が嵌合する凹部５ｃが設けられる。枠体５の基板２に対向する側の凹部５ｃ以外の部分において、基板２の一方主面２ａと接合される。もしくは、枠体５は、基板２に対向する側の凹部５ｃおよび凹部５ｃ以外の部分において、配線基板３および基板２の一方主面２ａと接合される。

枠体５の基板２に対向する側とは反対側において、開口５ａの周縁が、他の部分と比べて一段低い段差部５ｂが設けられる。この段差部５ｂには、透明板状部材６と波長変換部材７と配置される。段差部５ｂの深さは、透明板状部材６と波長変換部材７との厚み、さらに反射吸収部材６ｂの厚みとの和にほぼ等しく、枠体５の基板２に対向する側とは反対
側の段差部５ｂ以外の部分と波長変換部材７の表面とがほぼ同一の高さとなっている。また、図５に示すように、段差部５ｂの深さは、透明板状部材６と波長変換部材７との厚み、さらに反射吸収部材６ｂの厚みとの和より大きくてもよい。これにより、透明板状部材６の端面６ｃから出射してしまう発光素子４からの光は、段差部５ｂの上端部で開口５ａの内側方向に反射されることから、観察される発光装置１の照射光の外縁部分において、発光素子４からの単色光の色が観察される白色光となることを抑制できる。

なお、枠体５は、本実施形態では段差部５ｂおよび凹部５ｃを設ける構成としているが、いずれも必須の構成ではない。枠体５に段差部５ｂが設けられない場合であっても、開口周縁に透明板状部材６と波長変換部材７とを配置することは可能であり、このとき、透明板状部材６と波長変換部材７とは、枠体５の基板２に対向する側とは反対側の面よりも突出した形状となる。凹部５ｃが設けられない場合、たとえば、基板２の一方主面２ａに凹部を設けて配線基板３を凹部内に収容するようにすれば枠体５に凹部を設ける必要がない。

枠体５を構成する金属材料としては、基板２と同様の金属材料、例えば、銅（Ｃｕ）または銅合金、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイなどを用いることができる。枠体５の厚みは、要求される機能、構成する金属材料などに応じて適宜設定すればよく、例えば銅からなる場合は、０．５〜５ｍｍとすればよい。

透明板状部材６は、熱伝導性を有し、発光素子４から出射される光を透過し、枠体５の開口５ａを覆い、枠体５に対向する枠体対向面６ａを有する。発光装置１で生じる熱には、発光素子４が動作することにより発光素子４で発生する熱、波長変換部材７において、蛍光物質が励起されて蛍光を発することにより発生する熱がある。発光素子４で発生した熱は、一部が基板２および配線基板３を伝導して放熱され、一部が発光素子４の周辺空間を加熱する。この周辺空間の熱は、透明板状部材６によって枠体５へと伝導され、放熱される。波長変換部材７で発生した熱も透明板状部材６によって枠体５へと伝導され、放熱される。

透明板状部材６は、発光素子４から出射される光に対して透明であればよく、例えば、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の紫外光の透過率が９５％以上であればよい。

透明板状部材６を構成する材料は、波長変換部材７の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有していればよい。このような材料としては、例えばサファイアなどの透明セラミック材料またはガラス材料などを用いることができる。

透明板状部材６の厚みは、要求される熱伝導性および光透過率、構成する材料などに応じて適宜設定すればよく、例えばサファイアからなる場合は、０．３〜１．５ｍｍとすればよい。

波長変換部材７は、発光素子４から出射され、透明板状部材６を透過した光に励起されて蛍光を発する蛍光物質と、蛍光物質が分散される合成樹脂とを含み、透明板状部材６の枠体対向面６ａとは反対側の面に設けられる。

蛍光物質は、発光素子４との組合せにおいて、発する蛍光が白色光となるように選択される。合成樹脂は、発光素子４から出射される光を透過する材料であって、蛍光物質が分散される材料であればよい。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が用いられ、シリコーン樹脂であってもよい。

蛍光物質は、発光素子４から出射された紫外光によって励起され、青色の蛍光を発する
青色蛍光物質、発光素子４から出射された紫外光によって励起され、赤色の蛍光を発する赤色蛍光物質、発光素子４から出射された紫外光によって励起され、緑色の蛍光を発する緑色蛍光物質を含み、合成樹脂はこれら３色の蛍光物質が均等に分散されるシリコーン樹脂が用いられる。

青色蛍光物質としては、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、（ＳｒＣａＢａＭｇ）_１０（ＰＯ４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕなどを用いることができ、赤色発光用蛍光物質としては、（Ｓｒ,Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕなどを用いることがで
き、緑色発光用蛍光物質としては、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎなどを用いることができる。

波長変換部材７の厚みは、要求される波長変換特性、構成する樹脂材料などに応じて適宜設定すればよく、例えば０．３〜１．５ｍｍとすればよい。

本実施形態では、枠体５の開口周縁である段差部５ｂと透明板状部材６の枠体対向面６ａとの間に設けられ、発光素子４から出射された光を反射または吸収する反射吸収部材６ｂを備える。反射吸収部材６ｂが反射または吸収する、発光素子４から出射された光は、波長変換部材７を透過する前の光、すなわち波長変換されていない光である。

透明板状部材６は、発光素子４から出射された光を透過するので、透明板状部材６に入射した光は、透明板状部材６内を進行する。特に透明板状部材６の外周縁付近で入射した光は、透明板状部材６と波長変換部材７との界面や透明板状部材６と枠体５の開口周縁との界面などで反射されることにより、透明板状部材６の内部面方向に進行し、透明板状部材６の端面６ｃから出射してしまう。端面６ｃから出射した光は、波長変換部材７を透過しないので、波長変換されずに照射光に含まれることになる。

透明板状部材６の端面６ｃから出射してしまう光は、いわゆる漏れ光であり、意図しない光であるので、波長変換部材７で波長変換され混色された白色光に漏れ光がさらに混ざり込んだ場合、意図しない色の光が発光装置１から照射されてしまうことになる。発光素子４が照射する光の光量が比較的小さい場合は、漏れ光の影響も小さいが、光量が比較的大きくなると、漏れ光の影響も大きくなる。本実施形態のように発光素子４から出射される光が紫外光である場合、観察される照射光は、外縁部分がやや紫がかった白色光となってしまう。さらに、波長変換部材７で波長変換されずに発光装置１の外部に出射される、発光素子４から出射された光の漏れ光が増加する。従って、発光装置１から出射される、波長変換部材７で波長変換され混色された白色光の出力が低下する。

本実施形態では、枠体５の開口周縁と透明板状部材６との間に、発光素子４から出射された光を反射または吸収する反射吸収部材６ｂが設けられることにより、透明板状部材６と反射吸収部材６ｂとの界面において、透明板状部材６内を進行する光は、吸収または反射されるので、透明板状部材６の端面６ｃから出射してしまう光を低減することができる。透明板状部材６内を進行する光が反射吸収部材６ｂで吸収されると、吸収された光の分、端面６ｃから出射される光を減らすことができる。また、透明板状部材６内を進行する光が反射吸収部材６ｂで反射されると、その反射光は波長変換部材７へと向かい、波長変換部材７に入射されやすくなるので、その分、端面６ｃから出射される光を減らすことができる。さらに、波長変換部材７で波長変換され混色された白色光が増加することから、発光装置１から出射される白色光が増加する。

これにより、発光装置１は、透明板状部材６を設けても、意図しない混色が発生することが防がれるので、透明板状部材６による放熱性に優れ、所望の白色光を照射することができる。

反射吸収部材６ｂは、少なくとも透明板状部材６の枠体対向面６ａが、枠体５の開口周縁と重なる領域に設ければよい。反射吸収部材６ｂの大きさは、枠体５の段差部５ｂの大きさや透明板状部材６の大きさなどによって適宜設定すればよいが、例えば透明板状部材６の端面６ｃから内側に０．５〜５ｍｍの幅で設ければよい。

反射吸収部材６ｂを構成する材料は、発光素子４から出射された光を反射または吸収可能な材料であれば、どのような材料であってもよく、金属材料、セラミック材料、樹脂材料などであってもよい。反射吸収部材６ｂは、枠体５と透明板状部材６との接合材を兼ねていてもよく、その場合は、反射吸収部材６ｂを構成する材料は、枠体５を構成する金属材料である第１金属材料とは異なる種類の第２金属材料としてもよい。反射吸収部材６ｂを構成する材料は、１種類に限らず複数種類の材料を積層して構成してもよい。

図１０は、反射吸収部材６ｂの一例を拡大した拡大断面図である。反射吸収部材６ｂは、枠体５と透明板状部材６との間に設けられ、枠体５の開口周縁側からはんだ層８、金層９、ニッケル層１０、メタライズ層１１の順に積層されている。

はんだ層８は、枠体５の開口周縁において、枠体５の表面に、接合材であるはんだを層状に形成したものである。はんだ層８の厚みは、例えば、１０〜１００μｍである。

メタライズ層１１は、少なくとも透明板状部材６の枠体対向面６ａが、枠体５の開口周縁と重なる領域の表面に、モリブデンやマンガン等の高融点金属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印刷した後に焼結したり、銀や白金またはチタン等の金属材料を薄膜蒸着法などで薄膜形成した金属層である。メタライズ層１１の厚みは、例えば、１〜１００μｍである。ニッケル層１０は、メタライズ層１１の表面に、ニッケルめっきで形成されためっき層である。ニッケル層１０の厚みは、例えば、１〜１０μｍである。金層９は、ニッケル層１０の表面に金めっきで形成されためっき層である。金層９の厚みは、例えば、０．１〜５μｍである。

図１０に示す反射吸収部材６ｂの一例では、発光素子４から出射された光のうち、透明板状部材６の外周縁に向かう光は、透明板状部材６の枠体対向面６ａから透明板状部材６の内部に入射され、一部の光は波長変換部材７に入射されずに、透明板状部材６と波長変換部材７との界面で反射され、反射吸収部材６ｂに到達する。この時、反射吸収部材６ｂが発光素子４から出射される光に対して反射率が低いモリブデンやマンガン等の高融点金属材料から成る場合には、透明板状部材６と波長変換部材７との界面で反射され、反射吸収部材６ｂに到達した発光素子４からの光は、透明板状部材６の端面６ｃに到達する前に低反射率の反射吸収部材６ｂで吸収されやすくなる。よって、反射吸収部材６ｂは、発光素子４からの光を吸収するとともに、透明板状部材６の端面６ｃから出射される発光素子４からの光を減らすことができるので、透明板状部材６の端面６ｃから出射してしまう光を低減することができる。また、反射吸収部材６ｂが発光素子４から出射される光に対して反射率が高い銀や白金等の高反射率の金属材料から成る場合には、発光素子４から透明板状部材６の内部に入射され、透明板状部材６と波長変換部材７との界面で反射される光は、透明板状部材６の端面６ｃに到達する前に反射吸収部材６ｂによって高反射率で反射されやすくなる。その結果、反射吸収部材６ｂで反射された発光素子４からの光は波長変換部材７へと向かい、波長変換部材７に入射されやすくなるので、透明板状部材６の端面６ｃから出射してしまう光を低減することができる。

反射吸収部材６ｂは、図１０に示す一例以外に、発光素子４から出射された光を吸収する構成として、例えば酸化クロムや酸化鉄、酸化コバルト等の金属粉末が含有されたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂、アクリル樹脂などがあり、発光素子４から出射された光を反
射する構成として、例えば白色のアルミナ粉末や銀粉末、アルミニウム粉末が含有されたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂、アクリル樹脂などがある。

また、透明板状部材６は、図６に示すように、発光装置１を上視して、外周領域が段差部５ｂと重なるとともに波長変換部材７の外周縁より内側に配置されるように設けられてもよい。これにより、透明板状部材６の端面６ｃから出射される光の一部は、段差部５ｂで反射されて波長変換部材７に入射されたり、段差部５ｂで吸収される。その結果、発光素子４から出射される光が透明板状部材６の端面６ｃから出射され、発光装置１の外部に漏れ出ることを抑制することができる。

また、透明板状部材６は、図７に示すように、発光装置１を上視して、外周領域が段差部５ｂと重なるとともに波長変換部材７の外周縁より内側に配置され、さらに、段差部５ｂは、透明板状部材６が収納される第１の段差部５１ｂと、波長変換部材７が収納される第２の段差部５２ｂが設けられてもよい。これにより、透明板状部材６の端面６ｃから出射される光の一部は、第１の段差部５１ｂで閉じ込められるとともに、第１の段差部５１ｂで反射されて波長変換部材７に入射されたり、第１の段差部５１ｂで吸収される。その結果、発光素子４から出射される光が透明板状部材６の端面６ｃから出射され、発光装置１の外部に漏れ出ることを抑制することができる。

また、反射吸収部材６ｂは、図８に示すように、発光素子４が収納される領域側で、段差部５ｂと透明板状部材６との間に開口５ａ側を開放するように空隙部が設けられてもよい。その結果、発光素子４から出射された光のうち、透明板状部材６の外周縁に向かう光は、空隙部に入射されるとともに乱反射され、一部の光は波長変換部材７に入射されたり、段差部５ｂで吸収されたり、反射吸収部材６ｂで吸収されたりする。その結果、発光素子４から出射される光が透明板状部材６の端面６ｃから出射され、発光装置１の外部に漏れ出ることを抑制することができる。

また、反射吸収部材６ｂは、図９に示すように、透明板状部材６の外周領域の下面と段差部５ｂとの間に空隙部が設けられてもよい。その結果、透明板状部材６の外周領域の下面に到達する発光素子４からの一部の光は、反射吸収部材６ｂで反射されたり、吸収されたりするとともに、透明板状部材６の外周領域の下面から出射される一部の光は、段差部５ｂで反射されて波長変換部材７に入射されたり、段差部５ｂで吸収されたりする。その結果、発光素子４から出射される光が透明板状部材６を介して発光装置１の外部に漏れ出ることを抑制することができる。

本発明の発光装置１は、１つで大光量の出力が可能であるので、たとえば、１つの発光装置１でスポットライトなどの点状発光装置として使用することも可能であり、複数の発光装置１を線状に並べて大光量の線状発光装置としてもよく、複数の発光装置１をアレイ状に並べて大光量の面状発光装置としてもよい。

１発光装置
２基板
２ａ一方主面
３配線基板
３ａ外部接続用電極
４発光素子
５枠体
５ａ開口
５ｂ段差部
５ｃ凹部
６透明板状部材
６ａ枠体対向面
６ｂ反射吸収部材
７波長変換部材
８はんだ層
９金層
１０ニッケル層
１１メタライズ層

Claims

板状の基板と、
前記基板の一方主面に設けられる発光素子と、
前記発光素子を取り囲むように、前記一方主面に設けられる枠体と、
熱伝導性を有し、前記発光素子から出射される光を透過する透明板状部材であって、前記枠体の開口を覆う、前記枠体に対向する枠体対向面を有する透明板状部材と、
前記発光素子から出射される光に励起されて蛍光を発する蛍光物質および該蛍光物質が分散される合成樹脂を含む波長変換部材であって、前記透明板状部材の前記枠体対向面とは反対側の面に設けられる波長変換部材と、
前記枠体の開口周縁と前記枠体対向面との間に設けられ、前記発光素子から出射された光を反射または吸収する反射吸収部材と、を備えることを特徴とする発光装置。
前記枠体の開口周縁には段差部が設けられており、前記段差部の深さが、前記透明板状部材および前記波長変換部材の厚みの和よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記反射吸収部材の外周領域は、前記段差部と重なるとともに前記波長変換部材の外周縁よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。