JP2017152475A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の光取り出し面の色むらを改善するとともに、光取り出し効率を向上させる発光装置を提供する。
【解決手段】発光素子と、発光素子を覆う波長変換層と、波長変換層の上に設けられた透明層とを有する。波長変換層の上面の面積は、発光素子の上面の発光領域の面積より大きい。波長変換層と透明層との界面には、発光素子の発光領域よりも外側に位置する波長変換層を覆う両面反射層が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換層を備えた発光装置に関する。

近年、所定の波長の光（一次光）を発光するＬＥＤ素子と、その光の一部を吸収し、異なる波長の蛍光（二次光）を発する蛍光体等とを組み合わせ、一次光と二次光とが混合された所定の色調の光（三次光）を出射する発光装置が利用されている。

メタルボンディングタイプのＬＥＤ素子は、ダイシング等のために、一次光を発光する発光層の大きさが素子基板より小さく、発光層の周囲に発光層の無い領域が生じる。そのため、ＬＥＤ素子の発光面には、一次光が発光される発光領域とその周りを囲む非発光領域とが形成される。ＬＥＤ素子の上面全体が蛍光体を含む波長変換層に覆われている場合、三次光が出射される波長変換層の上面（光取り出し面）では、発光領域上と非発光領域上とで光の色調が異なり、非発光領域上では、一次光が少なく、二次光が比較的多くなる。例えば、一次光および二次光がそれぞれ青色光および黄色光である場合、発光領域上の光取り出し面では、青色項と黄色光の混合により白色光が出射されるが、非発光領域上の光取り出し面では、発光領域上と比較して黄色光の割合が多くなる。このような発光装置を、光取出し面の光が直接投影される投影器具（例、ダイレクトプロジェクション）に使用した場合、白色光の周囲に、黄色の縁を持った光が投影されてしまう。同様の問題は、メタルボンディングタイプのＬＥＤ素子に限らず、ＬＥＤ素子の発光面を覆う波長変換層の上面（光取り出し面）が、ＬＥＤ素子の発光面よりも大きい場合に生じる。

この問題を解決するために、特許文献１は、基板上に搭載されたフリップチップ型のＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の上面および側面を覆う波長変換層と、波長変換層の上面全体に配置された、光を取り出す透明部材と、波長変換層と透明部材との側面を覆う反射樹脂層と、を備えた発光装置を開示している。波長変換層はＬＥＤ素子の上面および側面から出射された光の一部を波長変換する。透明部材の側面は、波長変換層との接触面から上面に向かうにつれ、上面の中心に近づくように傾斜し、透明部材の上面（光取り出し面）の面積が波長変換層と接する下面より小さくなっている。このため、ＬＥＤ素子の側面から出射された光は、ＬＥＤ素子側面を覆う波長変換層（フィレット部）に入射して波長変換され、上方に向かって透明部材に入るため蛍光成分が多いが、傾斜した透明部材の側面と反射樹脂層との界面で反射されて波長変換層に戻され、透明部材の光取り出し面から直接出射されない。これにより、特許文献１に記載の発光装置では、透明部材の光取り出し面の周縁部において蛍光成分が多くなるという色むらが改善される。

特開２０１４−１４３３００号公報

特許文献１に記載されている技術では、光取り出し面の周縁部の色むらを改善するために、内側に傾斜した透明部材の側面で周縁部の光を反射する。そのため、透明部材の光取り出し面の面積が、波長変換層の上面より小さくなり、透明部材の光取り出し面の面積が波長変換層の上面と同じ発光装置よりも、光取り出し効率が低減する可能性がある。

本発明は、発光装置の光取り出し面の色むらを改善するとともに、光取り出し効率を向上させる発光装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の発光装置は、発光素子と、発光素子を覆う波長変換層と、波長変換層の上に設けられた透明層とを有する。波長変換層の上面の面積は、発光素子の上面の発光領域の面積より大きい。波長変換層と透明層との界面には、発光素子の発光領域よりも外側に位置する波長変換層を覆う両面反射層が配置されている。

本発明によれば、発光装置の光取り出し面の色むらが改善でき、光取り出し効率が向上する。

実施形態の発光装置の断面構造の概略および光の進路を説明する図である。 (ａ)は、実施例１の発光装置の上面図であり、（ｂ）は図１(ａ)の発光装置のＡ−Ａ´断面図である。 図２の発光素子７の上面図。 （ａ）〜（ｄ）は実施例１の発光装置の製造工程を示す断面図である。 実施例２の発光装置の断面図である。 実施例３の発光装置の断面図である。 実施例４の発光装置の断面図である。 実施例５の発光装置の断面図である。 実施例５の発光装置にサブマウントを配置した構造の断面図である。 実施例６の発光装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、全図において、同一機能を有するものは同一の符号をつけ、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、一例としての本実施形態の発光装置１の断面構造の概略および光の進路を説明する図である。

本発明の発光装置１は、発光素子７と、発光素子７を覆う波長変換層８と、波長変換層８の上に設けられた透明層９とを備えている。波長変換層８の上面の面積は、発光素子７の上面の発光領域２２の面積より大きい。波長変換層８と透明層９との界面には、両面反射層１０が配置されている。両面反射層１０は、発光素子７の発光領域２２よりも外側に位置する波長変換層８を覆っている。

このような構造の発光装置において、発光領域２２から出射される一次光１２２は発光領域２２の直上の波長変換層８に入射する。波長変換層８は、入射した一次光１２２の一部を波長変換し、波長変換された光（二次光）１２３は波長変換されなかった一次光１２２と混合されて三次光１２４として、発光領域２２の上部の透明層９の上面から外部（空気層）へ出射される。

透明層９を通過する三次光１２４のうちの一部１２５は、透明層９の上面で反射され、直接または透明層９内の面内方向に伝搬して両面反射層１０の上面に到達する。両面反射層１０の上面に到達した三次光１２４は、両面反射層１０の上面で反射されて透明層９の上面から空気層へ出射される。

一方、波長変換層８は発光領域２２よりも大きいため、発光領域２２よりも外側の領域（非発光領域）２３にも波長変換層８は存在する。発光領域２２から出射された一次光１２２の一部は、直接または散乱や伝搬により、非発光領域２３の上部の波長変換層８にも到達する。非発光領域２３の上部の波長変換層８に到達した一次光１２２の一部は、波長変換され、波長変換されなかった一次光１２２と混合されて三次光となる。このように非発光領域２３上の波長変換層８で生じる三次光は、直下に発光領域２２が存在しないため、発光領域２２の直上の波長変換層８で生じる三次光１２４と比較すると、三次光に含まれる一次光１２２の割合が少なく、そのまま透明層９から出射されると、透明層９の上面の出射光に色むらが生じる。しかしながら、本実施形態では、非発光領域２３の直上の波長変換層８を覆うように両面反射層１０が配置されているため、非発光領域２３の上部の波長変換層８で生じた三次光は、両面反射層１０の下面で反射され、波長変換層８内に戻され、透明層９から直接出射されない。

よって、透明層９の上面から出射される三次光は、発光領域２２の直上の波長変換層８において生じた三次光２１４と、透明層９の上面で反射され、さらに両面反射層１０で反射された三次光である。これらの三次光に色むらはないため、周縁部における色むらを抑制できる。また、透明層９の上面で反射された光を、両面反射層１０で反射して出射することができるため、非発光領域２３の上部を遮光する構成と比較して、光取出し効率を向上させることができる。

なお、図１では、発光素子７の上面に、発光領域２２と、光を出射しない非発光領域２３とを有する発光装置を示しているが、本実施形態は、この構成に限られるものではなく、発光素子７が、上面および側面から光を発し、波長変換層８は、発光素子７の上面および側面を覆う構造のものも含まれる。その場合、発光素子７の上面全体が発光領域２２であり、発光素子７の上面よりも外側に位置する波長変換層８を覆うように、すなわち、発光素子７の側面を覆う波長変換層８を覆うように、両面反射層１０が配置される。

このように、発光素子７の上面および側面を波長変換層８が覆う発光装置の構造においても、発光素子７の側面から波長変換層８に入射した二次光成分が多い三次光が、両面反射層１０の下面により反射されるため、周縁部における色むらを抑制することができる。

両面反射層１０の上面は、透明層８の下面より高い拡散反射率を有することが望ましい。これにより、透明層８の上面で反射され、両面反射層１０の上面に到達した三次光１２５を拡散反射することができるため、両面反射層１０の上部の透明層８から輝度ムラの少ない三次光を出射することができる。両面反射層１０の上面の拡散反射率を高くするために、上面を粗面加工や凹凸加工してもよい。

一方、両面反射層１０の下面は、上面よりも高い正反射率を有することが望ましい。これにより、両面反射層１０の下面に入射した、三次光を効率よく波長変換層８の内部に戻すことができる。

また、透明層９の屈折率は、波長変換層８と同等もしくは若干大きいことが望ましい。これにより、波長変換層８からの三次光１２４を効率よく透明層９に入射させることができる。また、波長変換層８の上面で反射した三次光１２５を両面反射層１０まで伝搬させることができる。

なお、発光素子７は、光を発する素子であればよく、ＬＥＤ素子、ＬＤ素子およびＥＬ素子等の所望の素子を用いることができる。

＜実施例１＞
以下、図２および図３を参照して、実施例１の発光装置について説明する。

本実施例の発光装置１は、配線基板２と、配線基板２に実装された発光素子７と、発光素子７を覆う波長変換層８と、波長変換層８の上に設けられた透明層９と、波長変換層８と透明層９との界面で設けられた両面反射層１０と、発光素子２の周囲に間隔をあけて配置された枠材３と、枠材３と発光素子２の側面との間に充填され反射層４と、を備える。反射層４は、発光素子の側面のみならず、波長変換層８と透明層９の側面も覆っている。

発光素子７は、所定の波長の青色光を発するメタルボンディング型のＬＥＤ素子であり、素子基板５と、素子基板５の上面上の所定の位置にメタル層（不図示）によりボンディングされた発光層６とを備えている。発光層６の上面の一部には、発光素子７に電流を供給するための電極部であるボンディングパッド２１が配置されている。発光層６の大きさは、素子基板５の上面の大きさより小さい。ボンディングパッド２１は、ボンディングワイヤ１１（図１（ｂ））により配線基板２に接続されている。メタル層は、素子基板５に設けられたビア（不図示）等により、配線基板２に接続されている。

発光素子７の上面のうち、発光領域２２は、ボンディングパッド２１が配置されていない領域である。非発光領域２３は、発光層６が配置されていない周縁部の領域と、ボンディングパッド２１が配置されている領域である。

波長変換層８は、発光素子７の上面全体を覆っており、波長変換層８の上面の面積は、発光素子７の上面の発光領域の面積より大きい。両面反射層１０は、非発光領域２３を覆うように配置されている。

本実施例の発光素子７にボンディングワイヤ１１およびメタル層から給電すると、発光領域２２である発光層６が発光する。発光層６が発した一次光は、図１の実施形態と同様に、一部が波長変換層により波長変換されて二次光となり、波長変換されなかった二次光と混合され、三次光として発光層６の直上の透明層９の上面から出射される。透明層９の上面で反射された一部の三次光は、直接または透明層を伝搬して両面反射層１０の上面に到達し、両面反射層１０の上面で反射されて透明層９の上面から出射される。また、発光素子７の非発光領域２３の上部の波長変換層８にも、直接または波長変換層８で散乱された一次光が到達するため、波長変換された二次光が生じ、波長変換されなかった一次光と混合されて三次光が生じる。この三次光は、非発光領域２３の直下には発光層６がないため、発光層６の直上領域で生じる三次光と比較して、二次光の割合が多くなる。非発光領域２３の直上領域で生じた三次光が透明層９から出射されると、透明層９の周縁部では二次光の割合が多くなり、色むらが生じるが、本実施例では、非発光領域２３の上部の三次光は、両面反射層１０の下面で反射されて波長変換層７に戻される。よって、本実施例の発光装置は、色むらが抑制できる。また、透明層９の上面で反射された光を両面反射層の上面で反射して出射できるため、光取出し効率が向上する。

また、側面の反射層４は、発光素子７、波長変換層８および透明層９の側面に到達した光を反射する。これにより、透明層９の上面のみが光取出し面となるため、透明層９の上面からの光取出し効率が向上する。

各層の具体的な構成を説明する。波長変換層８は、シリコーン樹脂に、平均粒径１５μｍのＹＡＧ系蛍光体をシリコーン樹脂に対して５０ｗｔ％、平均粒径７０μｍの樹脂製のビーズをシリコーン樹脂に対して２．５ｗｔ％の割合で分散した材料を硬化させた層である。波長変換層８の屈折率は、１．４である。ＹＡＧ系蛍光体は、発光素子７の発する青色光の一部を吸収して、黄色の蛍光に変換する。ただし、蛍光体の種類は、発光素子７の発する光を所望の波長の光に変換できるものであれば、どのようなものでもよく、ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体などを用いることも可能である。また、蛍光体の粒径は、他の粒径のでもよく、蛍光体を分散させる樹脂も、シリコーン樹脂に限られず、エポキシ樹脂、無機バインダーなどの透光性樹脂を用いることができる。さらに、ビーズは、波長変換層８の粒径を安定させるために混合しているが、ビーズの粒径は、所望する波長変換層８の厚みに応じて変更することが可能である。また、ビーズの混合割合を例えば１〜５ｗｔ％の範囲もしくは任意の混合割合に設定することが可能である。また、波長変換層８がビーズを含まない構成にしてもよい。例えば、予めシート状に成形された蛍光体含有樹脂層を用いることも可能である。

透明層９は、厚さ０．１ｍｍで、波長変換層８の屈折率と同等もしくは若干大きい屈折率１．４１〜１．５０程度のガラスプレートを用いる。なお、透明層９の厚みは、この厚さに限定されるものではなく、例えば０．０５〜０．３ｍｍでもよい。透明層９の材質は、発光素子７および波長変換層８からの光を透過する材料であればよく、ガラス以外に、樹脂プレートを用いることができる。

両面反射層１０は、Ａｌ層を用いるが、Ａｌ以外に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｐｔ等の金属層を用いることも可能である。また、光反射性粒子を分散させた樹脂や、光反射性粒子を分散させた樹脂であってレジスト機能を有するものを用いることができる。両面反射層１０をＡｌ層等の金属層で形成する方法としては、透明層９の下面に蒸着等の薄膜成膜法によりＡｌ層を成膜した後、フォトリソグラフィ法により非発光領域２３を覆う所定形状にパターニングする方法を用いることができる。また、レジスト機能を有する光反射性樹脂を用いる場合には、光反射性樹脂を直接、露光・現像することでパターニングすることができる。なお、両面反射層１０の厚みは、光の透過率が十分低く、反射率が十分高くなる厚さであって、できるだけ薄いことが望ましい。両面反射層１０としてＡｌ層を用いる場合、１０〜１５０ｎｍの程度にする。

また、両面反射層１０の上面（透明層９側の面）の拡散反射率を下面よりも高めるために、透明層９の両面反射層１０を形成すべき領域の表面を粗面加工または凹凸加工しておいてもよい。これにより、非発光領域２３上部の透明層９から出射される光の輝度ムラを低減できる。

透明層９の屈折率は、波長変換層８から透明層９への光取り出し率を高くするため、波長変換層８より同程度または、波長変換層８より大きいことが好ましい。ただし、透明層９から空気層への光取り出し効率を高くするために、透明層９の屈折率が大きくなりすぎないことが好ましい。一例として、波長変換層８の屈折率が１．４〜１．４１程度の場合、透明層９の屈折率は１．４１から１．５０程度にする。なお、透明層９は、透明層９に入射した光が散乱により波長変換層８に戻ることを抑制するために、光散乱粒子を含まないことが好ましい。

透明層９の上面の形状は、平坦もしくは、光取出し効率を向上させるために、モスアイ等の微小構造を備える形状とする。ただし、モスアイ等の微小構造を備える場合には、製造工程において硬化前の反射層４が透明層９の上面に這い上がるのを防止するために、透明層９の周縁部を除いて微小構造を設けることが望ましい。

反射層４は、酸化チタンをシリコーン樹脂に２５ｗｔ％の割合で混合した材料によって形成されている。酸化チタンに限らず、酸化亜鉛、アルミナなどの光反射材料の粉末や粒子を用いることができる。樹脂としては、エポキシ樹脂などの他の硬化型樹脂を用いてもよい。光反射材料の含有量は、２５ｗｔ％に限られず、硬化前の樹脂の粘度が注入しやすく、且つ硬化後に適切な反射性が得られる適切な割合、例えば樹脂に対し２０重量％〜９０重量％に調整することができる。

枠材３は、反射性樹脂を注入する際の注入枠として用いられるが、省略することも可能である。枠材３の材料としては、セラミック等を用いることができる。

配線基板２は、ＡｌＮ等のセラミックからなり、Ａｕ等の導電性金属で配線パターンが形成されている。

次に、図４を用いて、本実施形態の発光装置１の製造方法を説明する。

まず、配線基板２の所定の位置に発光素子７を実装し、ボンディングワイヤやビア等（不図示）を用いて発光素子７と配線基板２とを電気的に接続する（図４(ａ)）。

次いで、蛍光体や樹脂ビーズを所定の濃度で分散させた、硬化前の樹脂（樹脂ペースト）４２を用意し、樹脂ペーストをディスペンサー４１を用いて発光素子７の上面に所定量塗布する（図４（ｂ））。

一方、予め用意した発光素子７の上面と同等サイズの透明層９の、下面の所定領域に、両面反射層１０を形成しておく。この透明層９を、塗布した樹脂ペースト４２の上に搭載する。これにより、厚さの一様な樹脂ペースト４２の層が、発光素子７上面全体に形成され、その上に透明層９が配置された構造となる。また、透明層９と波長変換層８との界面には、発光素子７の非発光領域２３を覆うように両面反射層１０が配置される（図４（ｃ））。

次いで、樹脂ペースト４２をその樹脂に適した硬化条件で硬化させる。その後、配線基板２上の発光素子７の周囲に枠材３を配置し、酸化チタンを所定量分散させたシリコーン樹脂のペーストを透明層９の上面まで注入する。その後、所定の硬化条件で硬化させて反射層４を形成する（図４（ｄ））。これにより、本実施例の発光装置を製造できる。

また、透明層９として、上面の面積が下面の面積よりも小さくなるように傾斜した側面を有するガラスプレートを用い、他の構造は、本実施例と同様にして、図４（ａ）〜（ｄ）の製造工程と同様の工程で、比較例の発光装置を製造した。傾斜した側面を有する透明層の側面全体に接するように、反射層４を形成した。

本実施例の図４（ａ）〜（ｄ）の製造工程で製造した図２の構造の発光装置と、比較例の発光装置について、それぞれ透明層９の上面から出射される全光束（ｌｍ）を測定した。測定結果から下記式により明るさを算出した。

明るさ（変換効率）＝全光束（ｌｍ）／発光素子７の出力（ｍＷ）
その結果、本実施例の発光装置は、比較例の発光装置よりも、１．７％明るかった。これにより、実施例の発光装置は、比較例よりも変換効率（光取出し効率）が向上していることが確認できた。

なお、図４の製造方法では、波長変換層８を形成する樹脂ペースト４２の硬化と、反射層４を形成する樹脂ペーストの硬化を別工程で行ったが、一度に行ってもよい。樹脂ペースト４２の塗布工程の代わりに、予め発光素子７の上面形状にカットされた蛍光体含有樹脂シートを、発光素子７に搭載することにより波長変換層８を形成してもよい。

また、上述の製造方法では、反射樹脂層４が注入される前に枠材３を配線基板２に配置する例を説明したが、発光素子７を配線基板２に実装する前に、あらかじめ枠材３を固定しておいてもよい。

また、波長変換層８として、樹脂などの結合部材を含まない蛍光体セラミックスや、ガラス蛍光体等をプレート状にしたものを用いることができる。

＜実施例２＞
実施例２の発光装置を図５を用いて説明する。

実施例２の発光装置は、実施例１の発光装置と同様の構成であるが、透明層９等の側面の反射層４がＡｌ等の金属層によって形成されている点が実施例１とは異なる。金属層によって反射層４を形成することにより、発光装置のサイズを小さくすることができるというメリットがある。

金属層からなる反射層４を形成する場合、実施例１の図４（ｃ）の工程で透明層９を搭載して、波長変換層８を硬化させた後、透明層９の上面を覆うマスクを形成し、その後、側面全体に金属層を気相成長法等の薄膜成膜技術により形成する。最後に、透明層９の上面を覆うマスクを除去する。

なお、実施例２の構成の場合、発光素子７を回路基板２に実装する際に、ボンディングワイヤを用いず、ビアやバンプにより接続する構成とする方が好ましい。ボンディングワイヤが金属層からなる反射層４の蒸着時の妨げになるのを避けるためである。

＜実施例３＞
実施例３の発光装置を図６を用いて説明する。

実施例３の発光装置は、発光素子７がサブマウント６１に搭載され、サブマウント６１が回路基板２に搭載されている構造である点が、実施例１の発光装置とは異なる。他の構成は、実施例１と同様である。

サブマウント６１としては、配線やビアが形成されたセラミック基板を用いることができる。サブマウント６１を用いることにより、発光素子７と回路基板との電気的な接続構造の自由度が広がり、ワイヤボンディング６２のみで回路基板２と接続する構成や、サブマウント６１と発光素子７とをバンプにより接続するフリップチップにすることもできる。

また、サブマウント６１として、熱伝導性の高い材料を用いることにより、発光素子７の熱を効率よく回路基板２に伝導することができ、発光素子７および波長変換層８の熱引きの効率を高めることができる。

＜実施例４＞
実施例４の発光装置を図７を用いて説明する。

実施例４の発光装置は、サブマウント６１上に複数の発光素子７を所定の間隙をあけて配列した、発光素子アレイである。波長変換層８は、すべての発光素子を覆うように全体で一層配置され、透明層８を波長変換層８を覆うように一層配置されている。発光素子７間の間隙には、反射層４が充填されている。

このような発光素子アレイは、発光素子７間の間隙が非発光領域となるため、実施例１等の非発光領域２３と同様に、間隙の上部の波長変換層８では、三次光に含まれる二次光の割合が発光領域２２の上部よりも多くなる。そのため、実施例４では、両面反射層１０を、発光素子７の上面の非発光領域のみならず、発光素子７間の間隙も覆うように配置している。

これにより、発光素子７上面の非発光領域のみならず、発光素子７間の間隙の上部においても、両面反射層１０の下面が波長変換層８で発生した二次光の割合が多い三次光を反射するため、透明層９の上面から出射される光の色むらを防止できる。また、間隙の上部の両面反射層１０の上面は、透明層９を伝搬してきた三次光を反射して、透明層９から出射させるため、光の取出し効率を向上させる効果も得られる。

＜実施例５＞
実施例５の発光装置について、図８を用いて説明する。

実施例５の発光装置は、発光素子７の上面および側面から一次光を発する。波長変換層８は、発光素子７の上面および側面を覆っている。透明層９は、波長変換層の上面全体を覆っている。

波長変換層８の側面は、発光素子７の側面の下端と透明層８の側面の下端を結ぶ傾斜面（フィレット）を形成している。この傾斜面は、透明層９として発光素子７の上面より大きいものを用い、実施例１と同様の製造工程において、図４（ｃ）の工程で波長変換層８の樹脂ペースト４２の表面張力により傾斜面を形成する。

このとき、発光装置の上方から見た発光素子７の発光領域は、発光素子７の上面全体であり、両面反射層１０は、発光素子７の上面よりも外側に位置する波長変換層８を覆っている。

図８の発光装置において、発光素子７の上面から出射された一次光は、直上波長変換層８において一部が波長変換され、三次光となって透明層９に入射し、透明層９の上面から出射される。

発光素子７の側面から波長変換層８に入射した一次光は、発光素子７の側面を覆う、傾斜した側面を有する波長変換層８に入射する。そして、一部が波長変換されて二次光となり、波長変換されなかった光と混合されて三次光を形成し、波長変換層８の傾斜した側面で反射されて上方に向かう。

発光素子７の側面から出射され、一部が波長変換されて上方に向かう三次光は、波長変換層８を通過する経路が、発光素子７の上面から出射された光により生じた三次光よりも長い。このため、含まれる二次光の割合が、発光素子７の直上の三次光より多くなる。両面反射層１０の下面は、発光素子７の側面から出射された一次光により生じた三次光を反射して、波長変換層８に戻す。これにより、二次光の割合の多い三次光が、透明層８の周縁部から出射されることなく、色むらを防ぐことができる。

また、発光素子７の上面から出射され、直上の波長変換層８で生じた三次光のうち、透明層９の上面で反射された光は、実施例１と同様に、直接または透明層９を伝搬して両面反射層の上面に到達して反射され、透明層９の上面から出射される。よって、透明層９の上面からの光の取出し効率を向上させることができる。

他の構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。なお、ボンディングワイヤ１１が発光素子７の側面にあると、表面張力により波長変換層８を形成する際の妨げになるため、発光素子７は、バンプを用いて回路基板７と接続されるフリップチップ構造であることが望ましい。

また、図９のように、発光素子７と回路基板２との間にサブマウント６２を配置することも可能である。この場合、実施例２と同様に、回路基板２と発光素子７との電気的な接続構造の自由度が高まる。また、サブマウント７として、電気伝導率の高いものを用いることにより、発光素子７および波長変換層８の熱引きの効率を向上させることができる。

＜実施例６＞
実施例６の発光装置を図１０を用いて説明する。

実施例６の発光装置は、サブマウント６１上に図７の傾斜面（フィレット）を備える複数の発光素子７を所定の間隙をあけて配列した発光素子アレイである。波長変換層８は、すべての発光素子を覆うように全体で一層配置され、透明層８を波長変換層８を覆うように一層配置されている。発光素子７間の間隙にも、傾斜面が形成され、その間を反射層４が充填されている。

このような発光素子アレイは、発光素子７間の間隙が非発光領域となるため、実施例５と同様に、発光素子７の上面の外側の非発光領域のみならず、発光素子７間の間隙も覆うように、両面反射層１０を配置している。

これにより、発光素子７上面の非発光領域のみならず、発光素子７間の間隙の上部においても、両面反射層１０の下面が、二次光の割合が多い三次光を反射するため、透明層９の上面から出射される光の色むらを防止できる。また、間隙の上部の両面反射層１０の上面は、透明層９を伝搬してきた三次光を反射して、透明層９から出射させるため、光の取出し効率を向上させる効果も得られる。

１…発光装置、２…回路基板、３…枠、４…反射層、５…素子基板、６…発光層、７…発光素子、８…波長変換層、９…透明層、１０…両面反射層、１１…ボンディングワイヤ、６１…サブマウント、６２…ボンディングワイヤ

Claims (10)

1. 発光素子と、前記発光素子を覆う波長変換層と、前記波長変換層の上に設けられた透明層とを有し、
   前記波長変換層の上面の面積は、前記発光素子の上面の発光領域の面積より大きく、
   前記波長変換層と前記透明層との界面には、前記発光素子の前記発光領域よりも外側に位置する前記波長変換層を覆う両面反射層が配置されていることを特徴とする発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置であって、前記発光素子の上面は、前記発光領域と、前記発光領域の周囲に位置し、光を出射しない非発光領域とを有し、
   前記両面反射層は、前記非発光領域を覆うように前記界面に配置されていることを特徴とする発光装置。
3. 請求項１に記載の発光装置であって、前記発光素子は、上面および側面から光を発し、前記発光素子の上面全体が前記発光領域であり、
   前記波長変換層は、前記発光素子の上面および側面を覆い、
   前記両面反射層は、前記発光素子の上面よりも外側に位置する前記波長変換層を覆うように前記界面に配置されていることを特徴とする発光装置。
4. 請求項３に記載の発光装置であって、前記波長変換層の側面は、前記発光素子の側面の下端と透明層の側面の下端を結ぶ傾斜面であることを特徴とする発光装置。
5. 請求項１に記載の発光装置であって、前記波長変換層および透明層の側面は、光反射層によって覆われていることを特徴とする発光装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記両面反射層の上面は、前記透明層の下面より高い拡散反射率を有することを特徴とする発光装置。
7. 請求項６に記載の発光装置であって、
   前記両面反射層の下面は、上面よりも高い正反射率を有することを特徴とする発光装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項の発光装置であって、
   前記透明層の屈折率が前記波長変換層の屈折率と同等あるいはそれよりも大きいことを特徴とする発光装置。
9. 基板と、前記基板上に間隙をあけて配列された複数の発光素子と、前記複数の発光素子の全体を覆う一層の波長変換層と、前記波長変換層の上に設けられた透明層とを有し、
   前記波長変換層の上面の面積は、前記発光素子の上面の発光領域の面積より大きく、
   前記波長変換層と前記透明層との界面には、前記発光素子の前記発光領域よりも外側に位置する前記波長変換層を覆う両面反射層が配置されていることを特徴とする発光装置。
10. 請求項９に記載の発光装置であって、前記両面反射層は、前記発光素子と発光素子の間の間隙の上方にも、前記間隙を覆うように配置されていることを特徴とする発光装置。

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