JP2022017855A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光出射領域以外の光出射が意図しない領域から光が漏れ出ることを抑制する発光装置を提供する。
【解決手段】基板１９Ａと、基板上に実装された半導体層１９Ｂを有する発光素子１９と、発光素子上に配され、発光素子の半導体層を覆う底面１３Ｂと底面より小さい上面１３Ｔとを備え、上方に向かって窄んだ形状を有する窄み部分１３Ｐ２を有する透光性部材１３と、透光性部材の側面１３Ｓ２および１３Ｓ３を覆うように形成され、かつ透光性部材の上面を囲むように透光性部材の上面の外縁に沿って延在しておりかつ透光性部材の上面よりも上方に突出している突出部１５Ａを有する被覆部材１５と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置に関する。

発光ダイオード（Light Emitting Diode : ＬＥＤ）等の発光素子から出射された光を、波長変換機能を有する透光性部材に通して発光色を制御する発光装置が知られている。

例えば、特許文献１には、発光素子、発光素子の上方に配された波長変換材料、波長変換材料の側面を被覆しかつ発光素子を包囲する光反射性を有する第１の封止部材と、第１の封止部材を被覆しかつ第１の封止部材よりも光吸収率の高い第２の封止部材と、を備える発光装置が開示されている。

特許５５２１３２５号公報

特許文献１に開示された発光装置では、波長変換材料の周囲から意図せず光が漏れ出てしまうことがある。例えば、波長変換材料の周囲に配された第１の封止部材の上面から光が滲み出てしまう可能性がある。すなわち、当該発光装置の光出射面から得ようとしている輝度の光よりも微弱な輝度の光が、当該光出射を意図しない領域から発せられる可能性がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、光出射領域以外の光出射を意図しない領域から光が漏れ出ることを抑制することが可能な発光装置を提供することを目的としている。

本発明の発光装置は、基板と、前記基板上に実装された半導体層を有する発光素子と、前記発光素子上に配され、前記発光素子の前記半導体層を覆う底面と前記底面より小さい上面とを備え、上方に向かって窄んだ形状を有する窄み部分を有する透光性部材と、前記透光性部材の側面を覆うように形成され、かつ前記透光性部材の前記上面を囲むように前記上面の外縁に沿って延在しておりかつ前記上面よりも上方に突出している突出部を有する被覆部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光出射領域以外の光出射を意図しない領域から光が漏れ出ることを抑制することが可能な発光装置を得ることができる。

実施例１に係る発光装置の上面図である。 実施例１に係る発光装置の断面図である。 実施例１に係る発光装置の光出射範囲を示す断面図である。 実施例１に係る発光装置の相対輝度のサンプルを示す断面図である。 実施例１に係る発光装置の相対輝度分布を示す図である。 実施例１に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。 実施例１に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。 実施例１に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。 実施例１に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。 実施例１に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。 実施例１の変形例に係る発光装置の上面図である。 実施例１の変形例に係る発光装置の断面図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。なお、図面において同一の構成要素については同一の符号を付け、重複する構成要素の説明は省略する。

図１は、本発明の実施例１に係る発光装置１０の上面図である。支持体１１は、上面形状が矩形の絶縁性を有する部材である。支持体１１は、開口１１Ｏを有する矩形枠状の周壁部１１Ａと周壁部１１Ａの下方から開口１１Ｏを塞ぐように周壁部１１Ａの下面を覆っている矩形の平板状の底部（図１では図示せず）を有している。言い換えれば、支持体１１は、周壁部１１Ａに囲まれた凹部を有する部材である。本実施例において、支持体１１は、例えば、窒化アルミ（ＡＩＮ）、またはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等のセラミックからなる。

波長変換体１３は、支持体１１の開口１１Ｏの略中央に配され、矩形の上面１３Ｔを有する光透過性を有する透光性部材である。本実施例において、波長変換体１３は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体及びアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を高温焼成することにより形成されるセラミックプレートからなる。

第１の被覆部材１５は、上面視において、波長変換体１３の外縁に沿って波長変換体１３を囲むように連続的に延在している光反射性を有する筒状の樹脂体である。第１の被覆部材１５の上面１５Ｔは、外形が矩形の枠形状をしている。本実施例において、第１の被覆部材１５は、シリコーン樹脂に酸化チタン粒子を６０ｗｔ％含有させた樹脂体からなる。

第２の被覆部材１７は、開口１１Ｏ内に、第１の被覆部材１５を囲むように充填された光反射性を有する樹脂材からなる部材である。言い換えれば、第２の被覆部材は、上面視において、第１の被覆部材１５の外縁に沿って第１の被覆部材１５を囲むように連続的に延在しており、第２の被覆部材１７の外縁に沿って支持体１１によって囲まれている。

第２の被覆部材１７の上面１７Ｔは、外形が矩形の枠形状をしている。本実施例において、第２の被覆部材１７は、第１の被覆部材１５と同様に、シリコーン樹脂に酸化チタン粒子を６０ｗｔ％含有させた樹脂体からなる。

図２は、発光装置１０の２－２線に沿った断面図である。支持体１１は、上述した周壁部１１Ａと周壁部１１Ａの下面を覆っている矩形の平板状の底部１１Ｂを有している。底部１１Ｂは、上面に発光ダイオード等の発光素子を実装させることが可能な実装面を備えている。言い換えれば、支持体１１は、平板状の底部１１Ｂと、底部１１Ｂの上面の外縁に沿って連続的に配されている周壁部１１Ａとから構成される。

本実施例において、周壁部１１Ａ及び底部１１Ｂは、一体的に形成されている。例えば、支持体１１は、底部１１Ｂとなる配線が形成されたセラミックグリーンシート上に、周壁部１１Ａとなる枠状のセラミックグリーンシートを積層して焼成することによって形成され得る。

発光素子１９は、底部１１Ｂの上面中央に実装されており、支持基板１９Ａ及び支持基板１９Ａ上に配された半導体層１９Ｂを含む発光素子である。

支持基板１９Ａは、底部１１Ｂの上面に配された矩形の平板状の基板である。本実施例において、支持基板１９Ａは、例えば、シリコン（Ｓｉ）、またはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の半導体材料からなる。

半導体層１９Ｂは、支持基板１９Ａの上面に形成された矩形の平板状の半導体層である。半導体層１９Ｂは、例えば、窒化ガリウム(ＧａＮ)等の窒化物系半導体からなり、支持基板１９Ａ上においてp型半導体層、発光層（活性層）及びｎ型半導体層がこの順に積層されている。本実施例において、半導体層１９Ｂの発光層からは約４５０ｎｍの波長を有する青色光が出射される。

半導体層１９Ｂは、導電性金属からなる接合層（図示せず）を介して支持基板１９Ａに貼り合わせられており、上面が光出射面となっている。すなわち、発光素子１９は上面が光出射面となっている発光素子である。なお、本実施例において、半導体層１９Ｂは、支持基板１９Ａの外縁にまで達しないように形成されている。言い換えれば、上方から見た際に、半導体層１９Ｂの外縁を囲むように支持基板１９Ａの上面が露出している。

発光素子１９には、例えば、それぞれがｎ型半導体層またはｐ型半導体層に電気的に接続された銅（Ｃｕ）等の導電性金属からなる複数の電極（図示せず）が形成されており、当該電極は、底部１１Ｂ上に形成された導電性金属からなる配線（図示せず）に接続されている。また、当該底部１１Ｂ上の配線は、例えば、底部１１Ｂを上下方向に貫通する導電性の貫通ビア等を介して、外部電源の端子（図示せず）に接続されている。すなわち、発光装置１０は、発光素子１９に対して発光装置１０の外部から電源が供給可能に構成されている。

接着層２１は、半導体層１９Ｂの上面及び側面を覆いかつ、半導体層１９Ｂの外側において露出している支持基板１９Ａの上面を覆うように形成されている樹脂接着層である。本実施例において、接着層２１は、発光素子１９から出射された光に対して透光性を有する透明な樹脂接着剤からなる。

波長変換体１３は、発光素子１９上に接着層２１を介して接合され、矩形の底面１３Ｂ及び底面１３Ｂよりも小さい面積を有する矩形の上面１３Ｔを有している。上面１３Ｔは、上面視において底面１３Ｂ内に収まっている。

底面１３Ｂは、接着層２１を介して発光素子１９の半導体層１９Ｂと対向しており、かつ上面視において発光素子１９の半導体層１９Ｂの上面全体を覆っている。すなわち、底面１３Ｂは、発光素子１９の上面の光出射面と対向しており、発光素子１９から出射された光が入射する光入射面となっている。また、上面１３Ｔは、底面１３Ｂから入射した光が出射する光出射面となっている。言い換えれば、上面１３Ｔは、発光装置１０における光取り出し面である。

波長変換体１３は、図２に示すように、底面１３Ｂを含む第１の部分１３Ｐ１、第１の部分１３Ｐ１上に配される第２の部分１３Ｐ２、第２の部分１３Ｐ２上に配される上面１３Ｔを含む第３の部分１３Ｐ３から構成される。本実施例において、第１の部分１３Ｐ１、第２の部分１３Ｐ２及び第３の部分１３Ｐ３は一体的に形成されている。

第１の部分１３Ｐ１は、底面１３Ｂに対して垂直かつ上方に伸長する側面１３Ｓ１を有する四角柱形状の柱状部分である。第１の部分１３Ｐ１の底面１３Ｂは、上述したように接着層２１を介して発光素子１９上に接着されている。底面１３Ｂは、発光素子１９の支持基板１９Ａの上面と形状及び大きさが略同一である。

第２の部分１３Ｐ２は、第１の部分１３Ｐ１の上面から上方に向かって窄んだ形状を有する四角錐台状の窄み部分である。言い換えれば、第２の部分１３Ｐ２は、上方に向かって内方に傾いている側面１３Ｓ２を有する。第２の部分１３Ｐ２の底面は、第１の部分１３Ｐ１の上面と形状及び大きさが略同一である。

第３の部分１３Ｐ３は、第２の部分１３Ｐ２の上面に対して垂直かつ上方に伸長する側面１３Ｓ３を有する四角柱形状の柱状部分である。第３の部分１３Ｐ３の底面は、第２の部分１３Ｐ２の上面と形状及び大きさが略同一である。また、第３の部分１３Ｐ３の上面１３Ｔは、上述したように発光装置１０における光取り出し面である。

上述のように、波長変換体１３には、ＹＡＧ蛍光体が含まれており、発光素子１９から出射された青色光によってこのＹＡＧ蛍光体が励起されて黄色蛍光が生ずる。発光素子１９から出射され底面１３Ｂから入射した青色光は、一部がＹＡＧ蛍光体を励起し、一部がＹＡＧ蛍光体を励起せずに波長変換体１３を通過して上面１３Ｔから出射される。

従って、上面１３Ｔからは、波長変換体１３を通過した青色光と、ＹＡＧ蛍光体が励起されることで生じた黄色蛍光が出射される。すなわち、上面１３Ｔからは、青色光と黄色蛍光が混合された白色光が出射される。

第１の被覆部材１５は、上述したように、波長変換体１３の外縁に沿って波長変換体１３を囲むように連続的に延在している光反射性を有する筒状の樹脂体である。第１の被覆部材１５は、内側面１５Ｓ１が波長変換体１３の第２の部分１３Ｐ２の側面１３Ｓ２及び第３の部分１３Ｐ３の側面１３Ｓ３と接しており、側面１３Ｓ２及び１３Ｓ３を覆っている。言い換えれば、第１の被覆部材１５は、波長変換体１３の表面を、上面１３Ｔ、底面１３Ｂ及び第１の部分１３Ｐ１の側面１３Ｓ１を除いて被覆している。

第１の被覆部材１５は、１３Ｐ３の下底よりも上の部分、すなわち側面１３Ｓ３を覆っている部分よりも上の部分が、断面が矩形の形状を有する部分となっている。また、第１の被覆部材１５は、１３Ｐ３の下底よりも下の部分、すなわち側面１３Ｓ２を覆っている部分が、断面が下方に行くほど窄んでいる三角形形状を有する部分となっている。

言い換えれば、内側面１５Ｓ１は、側面１３Ｓ３を覆っている部分が垂直な面になっており、側面１３Ｓ２を覆っている部分が下方に行くほど外方に向かう傾斜面になっている。また、第１の被覆部材の外側面１５Ｓ２は、下方に伸長して第１の部分１３Ｐ１の上面の外縁付近で終端している。

第１の被覆部材１５は、波長変換体１３の上面１３Ｔより上方に突出する突出部１５Ａ（図中一点鎖線に囲まれた部分）を有する。突出部１５Ａの上面は、上述した第１の被覆部材１５の上面１５Ｔとなっている。言い換えれば、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔは、波長変換体１３の上面１３Ｔより上方に突出する突出面となっている。

また、突出部１５Ａの部分の内側面１５Ｓ１は、波長変換体１３の上面１３Ｔの外縁に接している。従って、第１の被覆部材１５は、上面１３Ｔを囲むように連続的に延在している部分、言い換えれば矩形状の部分である。突出部１５Ａは、光出射面である波長変換体１３の上面１３Ｔを露出させる開口を有している。

図中、突出部１５Ａの部分においては、上面１５Ｔが波長変換体１３の上面１３Ｔと平行であり、内側面１５Ｓ１及び外側面１５Ｓ２が上面１３Ｔに垂直となっているが、上面１５Ｔ並びに内側面１５Ｓ１及び外側面１５Ｓ２は傾斜していても良く、必ずしも図２のように形成されてなくともよい。

第１の被覆部材１５は、発光素子１９から出射されて波長変換体１３に入射した光のうち、例えば、第２の部分１３Ｐ２の側面１３Ｓ２に進行した光を、当該側面１３Ｓ２と第１の被覆部材１５との界面において内方かつ上方へ反射する。

第２の被覆部材１７は、上述したように、支持体１１の底部１１Ｂ上において周壁部１１Ａに囲まれた部分に充填されており、第１の被覆部材１５の外縁に沿って第１の被覆部材１５を囲むように連続的に延在している光反射性を有する樹脂体である。

第２の被覆部材１７の内側面１７Ｓ１は、半導体層１９Ｂ及び接着層２１を含む発光素子１９の側面と、波長変換体１３の第１の部分１３Ｐ１の側面１３Ｓ１と、第１の被覆部材１５の外側面１５Ｓ２とを被覆しながら、底部１１Ｂから底部１１Ｂに垂直に上方に向かって延在している。

第２の被覆部材１７の上面１７Ｔは、断面形状が両端に凹状の曲面形状を有する凹状のメニスカス形状を有している。言い換えれば、上面１７Ｔは、少なくとも部分的に凹状の曲面形状を有している。本実施例において、底部１１Ｂの上面から上面１７Ｔのメニスカス形状の底面までの高さ（以下、上面１７Ｔの高さと称する）は、突出部１５Ａの上面１５Ｔよりも低く形成されている。本実施例において、上面１７Ｔの高さは、波長変換体１３の第２の部分１３Ｐ２の上面の高さと略同一に形成されている。

上述のように、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔは、波長変換体１３の上面１３Ｔより上方に突出する突出面となっており、第１の被覆部材１５と第２の被覆部材１７を一体として考えれば、第１の被覆部材１５及び第２の被覆部材１７は、波長変換体１３の上面１３Ｔより上方に突出する突出面である上面１５Ｔを有する被覆部材である。

第２の被覆部材１７は、発光素子１９から出射されて波長変換体１３に入射した光のうち、例えば、第１の部分１３Ｐ１の側面１３Ｓ１から出射した光を、当該側面１３Ｓ１と第２の被覆部材１７との界面において内方かつ上方へ反射させる。また、第２の被覆部材１７は、例えば、波長変換体１３を介して第１の被覆部材１５へ入射した後に波長変換体１３へ反射されずに第２の被覆部材１７の内側面１７Ｓ１の方向へ進行した光を、第１の被覆部材１５と内側面１７Ｓ１との界面において内方かつ上方へ反射させる。

本実施例の発光装置１０によれば、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔは、波長変換体１３の上面１３Ｔよりも高い位置にあり、すなわち、発光素子１９の半導体層１９Ｂの上面から第１の被覆部材１５の上面１５Ｔまでの距離が長い。この構成により、発光素子１９から出射された光は、波長変換体１３を介して第１の被覆部材１５に入射した場合であっても、当該光は第１の被覆部材１５の上面１５Ｔに至るまでの間に減衰される。

具体的には、例えば、波長変換体１３の第２の部分１３Ｐ２の側面１３Ｓ２から第１の被覆部材１５に入射して上方に向かう光、すなわち、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔから漏れ出ようとする光は、当該入射部分から上面１５Ｔまでの距離が長いため、当該上面１５Ｔに至るまでの間に大きく減衰される。

そのため、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔから出射される光は、波長変換体１３の上面１３Ｔ（光出射面）から出射する光とは比較できないくらい非常に弱い光のみが出射し得る。従って、本実施例によれば、光出射領域以外の光出射を意図しない領域からの光漏れを抑制することができる。

図３は、発光装置１０の上部側において光出射される範囲を示す断面図である。図３の説明においては、効果を分かり易く説明するため、上面１３Ｔから出射される光を集光するレンズ２３を用いる場合について説明する。レンズ２３は、第１の被覆部材１５の突出部１５Ａと離間して上方に配された光軸ＯＡ及び主平面ＰＰを有する透光性のレンズである。レンズ２３は、例えば、レンズ有効径ｄを有する両凸レンズである。

レンズ２３は、１つの例として、波長変換体１３の上面１３Ｔの中心、すなわち、発光装置１０の光出射面の中心に焦点Ｆを有すると仮定する。このとき、焦点Ｆから出射されたレンズ有効径ｄのレンズ２３に対する開口角は２θで表される。

ここで、第１の被覆部材１５の突出部１５Ａの高さをｈ、光出射面である波長変換体１３の上面１３Ｔの幅をｗで表す。このとき、ｔａｎθ＝ｗ／２ｈと表され、突出部１５Ａの高さｈは、ｈ＝ｗ／２ｔａｎθと表される。

上記式によれば、焦点Ｆとレンズ２３とを開口角２θで結ぶ線の下側に高さｈを有する突出部１５Ａが位置する場合、焦点Ｆから出射される出射光は、突出部１５Ａによって遮られない。すなわち、焦点Ｆから出射される出射光は、ｈ≦ｗ／２ｔａｎθを満たす場合において、突出部１５Ａに遮られずにレンズ２３に取り込まれる。

以上、発光装置１０の光出射面上に当該出射光を集光するレンズ２３を用いる場合において、光出射面である幅ｗを有する上面１３Ｔの周囲に第１の被覆部材１５を形成させる際は、第１の被覆部材１５上にｈ≦ｗ／２ｔａｎθを満たす高さｈの突出部１５Ａを設けることが、光出射面の周囲からの光漏れを抑制しつつ輝度を低下させずに光を取り出すことを可能とする点において望ましい。

［検証実験］
以下、上記実施例１の発光装置１０の第２の被覆部材１７の高さを変えることによる、上面１３Ｔの周囲の漏れ光の変化、すなわち、上面１３Ｔとその周りの相対輝度の変化の検証実験について説明する。検証実験においては、第２の被覆部材１７の高さを変えて、波長変換体１３の上面１３Ｔから第２の被覆部材１７の上面１７Ｔまでの間における相対輝度、すなわち、発光装置１０における光出射面上とその周囲の部材上における相対輝度の測定を実施した。

図４Ａは、当該検証実験のサンプルを示す断面図である。サンプル１として、開口１１Ｏ内に、第２の被覆部材１７を第１の被覆部材１５の上面１５Ｔの高さ（図中Ｈ１）まで充填したもの、すなわち、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔ（図中実線）が、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔの高さとほぼ同一のものを用意した。言い換えれば、サンプル１として、実施例１よりも第２の被覆部材１７の高さが高いものを用意した。

また、サンプル２として、開口１１Ｏ内に、第２の被覆部材１７を波長変換体１３の第１の部分１３Ｐ１の側面１３Ｓ１を覆う程度の高さ（図中Ｈ２）まで充填したもの、すなわち、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔ（図中破線）が、波長変換体１３の第１の部分１３Ｐ１の上面の高さとほぼ同一のものを用意した。言い換えれば、サンプル２として、実施例１よりも第２の被覆部材１７の高さが低いものを用意した。

また、本実施例に対する比較例として、波長変換体１３の周囲に第１の被覆部材１５及び第２の被覆部材１７を形成せずに、開口１１Ｏ内に波長変換体１３の上面１３Ｔの高さまで第２の被覆部材１７と同様の材料を充填したものを用意した。言い換えれば、比較例として、波長変換体１３の上面１３Ｔの外縁から周壁部１１Ａに向かって平坦な上面形状を有する被覆部材を備える発光装置を比較例とした。

検証実験においては、図４Ａに示すように、波長変換体１３の上面１３Ｔの中心を原点、すなわち、最高輝度とした場合において、当該原点から第２の被覆部材１７の上面１７Ｔまでの範囲を、領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃの３領域に区分けし、実施例１及びサンプル並びに比較例を用いて各々の領域上における相対輝度を測定した。

ここで、領域Ａは、上面１３Ｔの中心（原点）から第１の被覆部材１５の内側面１５Ｓ１までの領域である。領域Ｂは、第１の被覆部材１５の突出部１５Ａの上面１５Ｔである。領域Ｃは、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔである。

図４Ｂは、発光装置１０における相対輝度分布を示す図である。図４Ｂのグラフにおいて、縦軸は、波長変換体１３の上面１３Ｔの中心（原点）の輝度を１とした際の相対輝度を示している。横軸は、波長変換体１３の上面１３Ｔの中心位置（０ｍｍ）から遠ざかる方向における距離をマイナス表記で示している。

本実施例において、領域Ａは０ｍｍ（原点）から－０．３ｍｍ、領域Ｂは－０．３ｍｍから－０．５ｍｍ、領域Ｃは－０．５ｍｍから－１．０ｍｍに設定している。

図４Ｂにおいて、実施例１の発光装置１０の相対輝度分布を「実施例１」として示す（図中一点鎖線）。サンプル１の相対輝度分布を「サンプル１（高さＨ１）」として示す（図中実線）。サンプル２の相対輝度分布を「サンプル２（高さＨ２）」として示す（図中破線）。比較例の発光装置の相対輝度分布を「比較例」として示す（図中点線）。

図４Ｂに示すように、領域Ａの範囲内における実施例１、サンプル１及び２並びに比較例の相対輝度は、波長変換体１３の上面１３Ｔの中心の輝度からほとんど低下していない、すなわち、ほぼ最高輝度のままであることが分かる。

領域Ｂの範囲内における実施例１及び比較例の相対輝度は、大きく２つの傾向が見られた。ここで、領域Ｂを－０．３ｍｍから－０．３６ｍｍまでの領域Ｂ１と、－０．３６ｍｍから－０．５ｍｍまでの領域Ｂ２との２つの領域に分けて説明する。

領域Ｂ１では、実施例１、サンプル１及び２並びに比較例の相対輝度は急峻しており、いずれも差異はほとんど無いことが分かる。一方、領域Ｂ２では、実施例１、サンプル１及び２の相対輝度は、比較例に比べて低い値を示していることが分かる。

領域Ｃでは、実施例１及びサンプル１の相対輝度は、比較例よりも低い値を示していることがわかる。一方、サンプル２の相対輝度は、比較例よりも高い値を示していることがわかる。

上記結果より、実施例１、サンプル１及び２における領域Ｂ２の相対輝度、すなわち、第１の被覆部材の上面１５Ｔから出射される光の相対輝度は、同領域における比較例の相対輝度よりも低いことが分かる。すなわち、第１の被覆部材の上面１５Ｔを波長変換体１３の上面１３Ｔよりも高く形成することによって、被覆部材を上面１３Ｔと同じ高さにした時よりも当該部分から出射される光を減衰させることができる。

また、領域Ｂ２及び領域Ｃにおいて、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔの高さによる相対輝度を比べた場合、領域Ｂ２では、実施例１及びサンプル２の相対輝度は、サンプル１よりも低い相対輝度を示していることが分かる。これは、サンプル１の上面１７Ｔの高さ（高さＨ１）が、第１の被覆部材の上面１５Ｔとほぼ同等の高さであるため、上面１７Ｔから上面１５Ｔに向かって反射した（導波した）光によって、当該相対輝度が高くなったと推測できる。

一方、領域Ｃでは、実施例１及びサンプル１の相対輝度は、サンプル２よりも低い相対輝度を示し、当該サンプル２の相対輝度は、領域Ｃ内においてほとんど低下していないことが分かる。これは、サンプル２の上面１７Ｔの高さ（高さＨ２）が、発光素子１９の上面（光出射面）に近しい位置にあるため、発光素子１９から出射された一部の光が第２の被覆部材１７を進行して上面１７Ｔから出射されることによって、当該相対輝度が高くなったと推測できる。

以上より、Ｂ２領域及びＣ領域において、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔの高さは、高さＨ１（サンプル１）及び高さＨ２（サンプル２）よりも実施例１の高さとすることが、当該領域の相対輝度を低下させる点において最も好ましい構成であることが分かる。

以上、比較例を交えた第２の被覆部材１７の高さを変えることによる、上面１３Ｔとその周りの相対輝度の変化の検証実験を行った。その結果、実施例１の構成、すなわち、第１の被覆部材１５の上面１５Ｔを波長変換体１３の上面１３Ｔよりも高く形成し、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔを波長変換体１３の第２の部分１３Ｐ２の上面とほぼ同等の高さとする構成が、光出射を意図しない領域からの光漏れを最も抑制することが可能であることが分かった。

図５Ａ～図５Ｅは、波長変換体１３及び第１の被覆部材１５の製造工程の一例を示した図である。図５Ａは、ダイシングテープ２５上に配したセラミックプレート２６の断面図である。セラミックプレート２６は、個片化する前の波長変換体１３に相当し、その上面には、保護材として、例えば、紫外線照射によって接着力が弱まるＵＶ剥離テープである保護シート２７を貼り付けている。

図５Ｂは、セラミックプレート２６を加工する際に用いられる複数の第１のブレードＢＬ１の先端部分の近傍を示す断面図である。第１のブレードＢＬ１は、互いに平行な側面を有し、先端部分においてテーパ形状を有している。図５Ｂは、セラミックプレート２６の上面に溝を形成するために、セラミックプレート２６に第１のブレードＢＬ１を挿入している状態を示している。

なお、セラミックプレート２６における当該溝と隣接する溝との間隔は、発光素子１９の支持基板１９Ａの寸法に合わせて設定可能であり、例えば、複数の第１のブレードＢＬ１の各々の間隔を制御することによって調整可能となる。

図５Ｂに示すように、第１のブレードＢＬ１の先端部分をセラミックプレート２６に対して垂直に挿入すると、第１のブレードＢＬ１の互いに平行な側面によって加工した部分は、波長変換体１３の第３の部分１３Ｐ３の側面１３Ｓ３に相当する。また、第１のブレードＢＬ１のテーパ形状の部分によって加工した部分は、波長変換体１３の第２の部分１３Ｐ２の側面１３Ｓ２に相当する。

図５Ｃは、図５Ｂの工程において溝を形成したセラミックプレート２６及び当該溝に充填した樹脂２８を示す断面図である。樹脂２８は、例えば、酸化チタン粒子を含むシリコーン樹脂であり、ディスペンサーを用いて当該溝に充填し、硬化させることで形成される。

図５Ｄは、セラミックプレート２６の溝に充填した樹脂２８及び第２のブレードＢＬ２の先端部分の近傍を示す断面図である。図５Ｄに示すように、樹脂２８が充填された溝の中央かつ当該溝の底面に相当する位置に、セラミックプレート２６に対して垂直に第２のブレードＢＬ２を挿入し、樹脂２８及びセラミックプレート２６を切断する。これにより、個片化した樹脂２８及びセラミックプレート２６を得ることができる。個片化した樹脂２８は、第１の被覆部材１５に相当する。

図５Ｅは、図５Ｄの工程を経て個片化した第１の被覆部材１５及び波長変換体１３を示す断面図である。波長変換体１３の底面１３Ｂ及び上面１３Ｔは、当該個片化した後にダイシングテープ２５及び保護シート２７を剥離することによって形成される。また、第２のブレードＢＬ２による切断面は、第１の被覆部材１５の外側面１５Ｓ２及び波長変換体１３の第１の部分１３Ｐ１の側面１３Ｓ１に相当する。

以上、上述した工程によって、第１の被覆部材１５に被覆された波長変換体１３を形成することができる。なお、個片化した第１の被覆部材１５を有する波長変換体１３の各々は、発光素子１９の上に接着層２１を介して接着される。その後、発光素子１９、波長変換体１３及び第１の被覆部材１５と、周壁部１１Ａとの間に第２の被覆部材１７を充填することによって、発光装置１０の構成を得ることができる。

なお、第２の被覆部材１７の上面１７Ｔの凹状のメニスカス形状は、上述した方法によって第２の被覆部材１７を充填した際に自然に形成されるものであり、必ずしもメニスカス形状を有していなくてもよい。上面１７Ｔは、例えば、全体が底部１１Ｂに平行な面からなっていてもよい。

［変形例１］
図６は、実施例１の変形例１に係る発光装置３０の上面図である。発光装置３０は、第１の被覆部材３１の形状が実施例１と異なっている。具体的には、第１の被覆部材３１の突出部３１Ａの上面３１Ｔが、凸状の曲面形状となっている。

発光装置３０は、上述した発光装置１０と同様に、支持体１１の周壁部１１Ａによって形成された開口１１Ｏの略中央に配された波長変換体１３と、波長変換体１３の外縁に沿って波長変換体１３を囲むように連続的に延在している第１の被覆部材３１と、第１の被覆部材３１の外縁に沿って第１の被覆部材３１を囲むように連続的に延在している第２の被覆部材１７とが配されている構成となっている。

図７は、発光装置３０の７－７に沿った断面図である。第１の被覆部材３１は、実施例１と同様に、波長変換体１３の外縁に沿って連続的に形成された光反射性を有する筒状の樹脂体である。

第１の被覆部材３１は、実施例１と同様に、波長変換体１３の表面を、上面１３Ｔ、底面１３Ｂ及び第１の部分１３Ｐ１の側面１３Ｓ１を除いて被覆している。第１の被覆部材３１の内側面３１Ｓ１は、側面１３Ｓ３を覆っている部分が垂直な面になっており、側面１３Ｓ２を覆っている部分が下方に行くほど外方に向かう傾斜面になっている。また、第１の被覆部材の外側面３１Ｓ２は、下方に伸長して第１の部分１３Ｐ１の上面の外縁付近で終端している。

第１の被覆部材３１は、実施例１と同様に、波長変換体１３の上面１３Ｔより上方に突出する突出部３１Ａ（図中一点鎖線に囲まれた部分）を有する。突出部３１Ａの上面は、上述した第１の被覆部材３１の上面３１Ｔとなっている。

突出部３１Ａの上面３１Ｔは、実施例１に示した（図５Ａ～図５Ｅ参照）製造工程上において形成される。具体的には、図５Ｅの工程において第１の被覆部材３１に被覆された波長変換体１３を個片化した後、例えば、研磨機によって当該上面３１Ｔを研磨加工することによって、凸状の曲面形状が形成される。

本変形例の発光装置３０によれば、実施例１と同様に、波長変換体１３の上面１３Ｔよりも高い上面を有する第１の被覆部材３１を波長変換体１３の周囲に形成させることによって、光出射領域以外の光出射を意図しない領域からの光漏れを抑制することができる。

上記に加えて、発光装置３０は、第１の被覆部材３１の突出部３１Ａの上面３１Ｔを凸状の曲面形状とすることにより、波長変換体１３の上面１３Ｔ、すなわち、発光装置３０の光出射面から出射される光が遮られる範囲を最小とすることができる。

具体的には、第１の被覆部材３１は、実施例１の第１の被覆部材１５の上面１５Ｔよりも高い上面３１Ｔを形成させることが可能となる。すなわち、発光素子１９の半導体層１９Ｂの上面から第１の被覆部材３１の上面３１Ｔまでの距離を更に長くすることが可能となる。

これにより、第１の被覆部材３１の上面３１Ｔから出射される光は、波長変換体１３の上面１３Ｔ（光出射面）から出射する光とは比較できないくらい非常に弱い光のみが出射し得る。従って、本変形例によれば、光出射領域以外の光出射を意図しない領域からの光漏れを抑制することができる。

なお、実施例１及び変形例１において、波長変換体１３は、ＹＡＧ蛍光体及びアルミナを焼結することにより形成されることを一例として示したが、例えば、波長変換体１３は、ＹＡＧ結晶にセリウム（Ｃｅ）をドープしたＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体等の蛍光体粒子を含有する樹脂層であってもよい。

また、波長変換体１３は、例えば、互いに分離可能なように形成された第１の部分１３Ｐ１、第２の部分１３Ｐ２及び第３の部分１３Ｐ３を有していてもよい。また、上下に隣接する各々の部分の上面及び底面は互いに光学的に結合していればよく、その形状は一致していなくてもよい。

また、上述の説明において、第１の被覆部材１５、３１と第２の被覆部材１７とは互いに別体である場合について説明したが、第１の被覆部材１５、３１及び第２の被覆部材１７は、一体的に形成されていてもよい。

例えば、上述の検証実験におけるサンプル１のような場合、被覆部材の形成時に波長変換体１３の上面１３Ｔ上を保護部材で覆った後に、第１の被覆部材１５及び第２の被覆部材１７を形成する樹脂を開口１１Ｏ内に充填し、樹脂が固化してから当該保護部材を取り除くことで、第１の被覆部材１５及び第２の被覆部材１７を一体形成しつつ光出射面である上面１３Ｔよりも高い上面を有する被覆部材を形成することができる。

また、上面１３Ｔを覆うように第１の被覆部材１５及び第２の被覆部材１７を形成する樹脂を開口１１Ｏ内に充填し、固化した後に上面１３Ｔ上の被覆部材を除去することで第１の被覆部材１５及び第２の被覆部材１７を一体形成しつつ光出射面である上面１３Ｔよりも高い上面を有する被覆部材を形成することができる。

このようにすることで、上面全体が、波長変換体１３の上面１３Ｔよりも上方に突出した突出面になっている被覆部材を有する発光装置を形成することが可能である。このように構成しても、上記実施例１の発光装置１０と同様の効果を得ることが可能である。

また、第１の被覆部材１５、３１及び第２の被覆部材１７には、酸化チタン粒子等の光反射性の粒子が一定以上の割合で含有されていればよく、各々の被覆部材に互いに異なる割合で含有されていてもよい。

本発明に係る発光装置は、上述した実施例に限られるものではなく、用途等に応じて適宜変更可能である。

１０、３０ 発光装置
１１ 支持体
１１Ａ 周壁部
１１Ｂ 底部
１３ 波長変換体
１５、３１ 第１の被覆部材
１７ 第２の被覆部材
１９ 発光素子
１９Ａ 支持基板
１９Ｂ 半導体層
２１ 接着層
２３ レンズ
２５ ダイシングテープ
２６ セラミックプレート
２７ 保護シート
２８ 樹脂

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に実装された半導体層を有する発光素子と、
   前記発光素子上に配され、前記発光素子の前記半導体層を覆う底面と前記底面より小さい上面とを備え、上方に向かって窄んだ形状を有する窄み部分を有する透光性部材と、
   前記透光性部材の側面を覆うように形成され、かつ前記透光性部材の上面を囲むように前記透光性部材の上面の外縁に沿って延在しておりかつ前記透光性部材の上面よりも上方に突出している突出部を有する被覆部材と、を有することを特徴とする発光装置。
2. 前記突出部は、前記透光性部材の上面の外縁に沿って連続的に延在している筒状の部分であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記突出部は、前記透光性部材の外縁に接している内側面を有することを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記被覆部材は、前記透光性部材の窄み部分の側面を覆いかつ前記突出部を含む筒状の第１の被覆部と前記基板上において前記第１の被覆部の外側に設けられかつ前記第１の被覆部の外側面を前記第１の被覆部の外側面の下端から覆う第２の被覆部とを有し、
   前記第２の被覆部は、前記第１の被覆部の上面よりも低い上面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光装置。
5. 前記第２の被覆部の上面は、前記透光性部材の底面よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
6. 前記第１の被覆部の上面は、前記基板の上面に垂直な断面において凸状の曲面形状であることを特徴とする請求項４又は５に記載の発光装置。
7. 前記第２の被覆部の上面は、凹状の曲面形状を有していることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１つに記載の発光装置。
8. 前記透光性部材の窄み部分は錐台状であり、前記透光性部材は、前記透光性部材の窄み部分の底面から下方に向かって前記基板に垂直に伸長する柱状の第１の柱状部分及び前記透光性部材の窄み部分の上面から上方に向かって前記基板に垂直に伸長する柱状の第２の柱状部分を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の発光装置。
9. 前記透光性部材の上面の中心を通る光軸を有しかつ前記突出部と離間して上方に配されたレンズを備え、
   前記突出部は、前記突出部の高さをｈ、前記透光性部材の上面の幅をｗ、前記透光性部材の上面の中心から前記レンズに入射される光の開口角を２θとした時、ｈ≦ｗ／２ｔａｎθを満たす関係にあることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の発光装置。
10. 基板と、
    前記基板上に実装された半導体層を有する発光素子と、
    前記発光素子上に配され、前記発光素子の前記半導体層を覆う底面と前記底面より小さい上面とを備え、上方に向かって窄んだ形状を有する窄み部分を有する透光性部材と、
    前記透光性部材の側面を覆うように形成され、かつ前記透光性部材の上面を囲むように前記透光性部材の上面の外縁に沿って延在しておりかつ前記透光性部材の上面よりも上方に突出している突出面を備える被覆部材と、を有することを特徴とする発光装置。

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