JP6741102B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本開示は、発光装置に関する。
特許文献１には、発光ダイオード素子と、発光ダイオード素子を封止し、かつ、表面に粘着性を有するシリコーン樹脂と、シリコーン樹脂のほぼ全面に付着した微粒子と、を有する発光ダイオード装置が開示されている。微粒子は顔料粒子、染料によって着色された粒子、蛍光体粒子のいずれかであり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＯ２等が用いられている。この微粒子をシリコーン樹脂のほぼ全面に付着させることでゴミ等の付着による発光ダイオード装置の光度低下を低減できるという効果を有する。
特許文献２には、発光素子の周りに発光素子から発する励起光を効率良く前方に出射するように設けられた側面反射部材と、側面反射部材上に形成された第一の波長変換層と、基板上に発光素子を覆うように形成された第二の波長変換層と、この第二の波長変換層の一部を覆う対向反射部材と、側面反射部材よりも内方に発光素子を取り囲むように発光素子の周囲に設けられた内周反射部材と、を備える発光装置が開示されている。この発光装置において、発光素子から発光した光は内周反射部材により上方に反射され、さらに対向反射部材により下方に反射され、側面反射部材により外部に出射する光の経路が形成される。
しかし、特許文献１の構成では、ゴミの付着を低減するため、シリコーン樹脂の全面に微粒子を付着させる必要があるため、光度が低下するおそれがある。
また、特許文献２の構成では、発光素子から発光した光の全ては内周反射部材若しくは対向反射部材に照射され、直接、外部に放出されることはない。つまり、発光素子からの光は全て対向反射部材により遮られるため、発光装置からの光度が低下するとともに、色調を改善する余地がある。
本開示に係る実施形態は、光量の低下を抑制しながら、色調補正が可能な発光装置を提供することを課題とする。
本開示に係る実施形態は、光量の低下を抑制しながら、色調補正が可能な発光装置を提供することを課題とする。
実施形態に係る発光装置は、発光素子と、発光素子からの光を波長変換する蛍光体および蛍光体を含有する透光性材料を有し、発光素子を覆い、上面が凹状となるように湾曲している封止部材と、封止部材の上面に配置され、発光素子からの光の一部を透過し、かつ、発光素子からの光の一部を反射する第１膜と、を備え、第１膜の外周縁と、封止部材の外周縁とは、少なくとも一部が離間している。
実施形態に係る発光装置によれば、光量の低下を抑制しながら、色調補正することができる。
以下、第１実施形態の発光装置について図面を用いて説明する。
ただし、以下に示す形態は、第１実施形態の技術思想を具現化するための発光装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。そして、図面に示す部材は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、形状を単純化していることがある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一または同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
ただし、以下に示す形態は、第１実施形態の技術思想を具現化するための発光装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。そして、図面に示す部材は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、形状を単純化していることがある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一または同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
また、第１実施形態に係る発光装置において、「上」、「下」、「左」および「右」などは、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
[発光装置の構成]
第１実施形態に係る発光装置１０について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る発光装置１０を示す概略平面図である。図２は、第１実施形態に係る発光装置１０を示す概略断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った位置での断面図である。図３は、第１実施形態に係る発光装置１０の一部を拡大した概略断面図である。図４は、第１実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
発光装置１０は、発光素子１と、包囲体としてのパッケージ２と、発光素子１を覆う封止部材５と、封止部材５の上面に配置される第１膜７と、を備えている。封止部材５の上面は凹状となるように湾曲している。第１膜７の外周縁と封止部材５の外周縁とは少なくとも一部が離間している。ただし、ここでは、第１膜７の外周縁と封止部材５の外周縁とは全部が離間している状態を説明する。
第１実施形態に係る発光装置１０について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る発光装置１０を示す概略平面図である。図２は、第１実施形態に係る発光装置１０を示す概略断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った位置での断面図である。図３は、第１実施形態に係る発光装置１０の一部を拡大した概略断面図である。図４は、第１実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
発光装置１０は、発光素子１と、包囲体としてのパッケージ２と、発光素子１を覆う封止部材５と、封止部材５の上面に配置される第１膜７と、を備えている。封止部材５の上面は凹状となるように湾曲している。第１膜７の外周縁と封止部材５の外周縁とは少なくとも一部が離間している。ただし、ここでは、第１膜７の外周縁と封止部材５の外周縁とは全部が離間している状態を説明する。
発光素子１は正負のパッド電極であるｎ側電極およびｐ側電極を有しており、ｎ側電極、ｐ側電極はワイヤを用いてそれぞれ対応するリード電極と電気的に接続されている。
封止部材５は、発光素子１からの光を波長変換する蛍光体６および蛍光体６を含有する透光性材料８を有する。第１膜７は、発光素子１からの光の大部分を透過し、かつ、発光素子１からの光の一部を反射する。また、第１膜７は蛍光体６からの光の大部分を透過する。第１膜７を透過する発光素子１からの光の大部分とは９０％以上であればよく、９５％以上が好ましく、９７％以上が特に好ましい。この第１膜７によって反射された光が蛍光体６に照射され、発光素子１からの光と異なる波長の光を放出する。これによって、発光装置１０の光量を維持しつつ、発光色を微調整することができる。
パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂが平坦であると、発光素子１から出射された光や第１膜７によって反射された光の一部は、パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂで反射され、外部に放出される。パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂを鏡面とすることにより、反射効率を向上させることができる。
一方、パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂと、封止部材５の上面と、がほぼ平行となる場合は、発光素子１から出射された光や第１膜７によって反射された光の一部は、パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂと封止部材５の上面との間で反射が繰り返されることがある。そのため、凹部２ａの底部２ｂを荒らしたり、凹凸をつけたりして反射の繰り返しを低減することもできる。
封止部材５は、発光素子１からの光を波長変換する蛍光体６および蛍光体６を含有する透光性材料８を有する。第１膜７は、発光素子１からの光の大部分を透過し、かつ、発光素子１からの光の一部を反射する。また、第１膜７は蛍光体６からの光の大部分を透過する。第１膜７を透過する発光素子１からの光の大部分とは９０％以上であればよく、９５％以上が好ましく、９７％以上が特に好ましい。この第１膜７によって反射された光が蛍光体６に照射され、発光素子１からの光と異なる波長の光を放出する。これによって、発光装置１０の光量を維持しつつ、発光色を微調整することができる。
パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂが平坦であると、発光素子１から出射された光や第１膜７によって反射された光の一部は、パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂで反射され、外部に放出される。パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂを鏡面とすることにより、反射効率を向上させることができる。
一方、パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂと、封止部材５の上面と、がほぼ平行となる場合は、発光素子１から出射された光や第１膜７によって反射された光の一部は、パッケージ２の凹部２ａの底部２ｂと封止部材５の上面との間で反射が繰り返されることがある。そのため、凹部２ａの底部２ｂを荒らしたり、凹凸をつけたりして反射の繰り返しを低減することもできる。
以下、発光装置１０の各構成について説明する。
[パッケージ]
パッケージ２は略直方体を成し、上面視におけるパッケージ２の外形形状が略長方形状を成している。パッケージ２は、発光素子１および封止部材５を収容する凹部２ａを有し、底部２ｂと、側面部２ｃとにより、上面を開口させた形状に形成されている。パッケージ２は、底部２ｂの略中央部に発光素子１が設けられるように、リード電極が設置されている。
この底部２ｂの周囲には、凹部開口における上面縁２ｄに連続して、内側から外側の方向へ傾斜した側面部２ｃが一体に設けられている。
パッケージ２は凹部２ａを備えていない板状の基板でもよい。例えば、板状の基板に枠体を形成し封止部材及び第１膜を形成後、枠体を除去することにより、板状の基板に封止部材と第１膜を備える発光装置を提供することができる。
パッケージ２の外形形状や凹部の内面形状は上面視で正方形に限られず、長方形や三角形、六角形などの多角形形状でもよく、円形、楕円形若しくは長円形なども適用できる。
またパッケージ２に用いられる樹脂材料としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを用いることができる。例えば、パッケージ２は酸化チタン等の反射材を含有するポリフタルアミド樹脂等び熱可塑性樹脂を用いて射出成形を行うことにより成形することができる。また、異なる形態として、パッケージ２は酸化チタン等の反射材を含有するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドを行い成形することができる。
そして、パッケージ２の底部２ｂおよび側面部２ｃは、パッケージ２の上方に向けて反射させるように反射部材を含有していることが好ましい。反射部材としては、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｓｉの酸化物や、ＡｌＮ，ＭｇＦ２，ＢＮ等を適用することができ、酸化チタン（ＴｉＯ２）が好ましい。また反射部材の他に強度を持たせるための強化材やフィラー、光拡散材などを入れてもよい。
また、パッケージ２は樹脂に限られず、アルミナ、窒化アルミニウムのようなセラミックスを用いることもできる。
[パッケージ]
パッケージ２は略直方体を成し、上面視におけるパッケージ２の外形形状が略長方形状を成している。パッケージ２は、発光素子１および封止部材５を収容する凹部２ａを有し、底部２ｂと、側面部２ｃとにより、上面を開口させた形状に形成されている。パッケージ２は、底部２ｂの略中央部に発光素子１が設けられるように、リード電極が設置されている。
この底部２ｂの周囲には、凹部開口における上面縁２ｄに連続して、内側から外側の方向へ傾斜した側面部２ｃが一体に設けられている。
パッケージ２は凹部２ａを備えていない板状の基板でもよい。例えば、板状の基板に枠体を形成し封止部材及び第１膜を形成後、枠体を除去することにより、板状の基板に封止部材と第１膜を備える発光装置を提供することができる。
パッケージ２の外形形状や凹部の内面形状は上面視で正方形に限られず、長方形や三角形、六角形などの多角形形状でもよく、円形、楕円形若しくは長円形なども適用できる。
またパッケージ２に用いられる樹脂材料としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを用いることができる。例えば、パッケージ２は酸化チタン等の反射材を含有するポリフタルアミド樹脂等び熱可塑性樹脂を用いて射出成形を行うことにより成形することができる。また、異なる形態として、パッケージ２は酸化チタン等の反射材を含有するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドを行い成形することができる。
そして、パッケージ２の底部２ｂおよび側面部２ｃは、パッケージ２の上方に向けて反射させるように反射部材を含有していることが好ましい。反射部材としては、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｓｉの酸化物や、ＡｌＮ，ＭｇＦ２，ＢＮ等を適用することができ、酸化チタン（ＴｉＯ２）が好ましい。また反射部材の他に強度を持たせるための強化材やフィラー、光拡散材などを入れてもよい。
また、パッケージ２は樹脂に限られず、アルミナ、窒化アルミニウムのようなセラミックスを用いることもできる。
[発光素子]
発光素子１は、発光ダイオード（Light-emitting diode：ＬＥＤ）素子や半導体レーザ（Ｌaser diode：ＬＤ）素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子１の上面視形状は四角形のものを用いて説明する。四角形としては、正方形または矩形であることが好ましい。一般に市販されている安価な材料を使用することができるからである。ただし、発光素子１の上面視形状は四角形に限られず、例えば五角形、六角形、七角形、若しくは八角形などその他の形状にすることもできる。発光素子１の中心から外形までの最短距離、最長距離の差が小さくなるように、正五角形、正六角形、正七角形、若しくは正八角形にすることが好ましい。つまり正方形の発光素子１と同面積の正八角形の発光素子１とを比べた場合、発光素子１の中心から外形までの最短距離、最長距離の差が、正方形よりも正八角形の方が小さくなるため、第１膜７の上面視形状が円形である場合、第１膜７の大きさをより小さくすることができる。これにより発光素子１に形状に合わせた第１膜７とすることができ、光取り出し効率を向上することができる。
さらに、発光素子１の外側面１ｂは、上面１ａに対してほぼ垂直であってもよいし、内側または外側に傾斜していてもよい。
発光素子１は、発光ダイオード（Light-emitting diode：ＬＥＤ）素子や半導体レーザ（Ｌaser diode：ＬＤ）素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子１の上面視形状は四角形のものを用いて説明する。四角形としては、正方形または矩形であることが好ましい。一般に市販されている安価な材料を使用することができるからである。ただし、発光素子１の上面視形状は四角形に限られず、例えば五角形、六角形、七角形、若しくは八角形などその他の形状にすることもできる。発光素子１の中心から外形までの最短距離、最長距離の差が小さくなるように、正五角形、正六角形、正七角形、若しくは正八角形にすることが好ましい。つまり正方形の発光素子１と同面積の正八角形の発光素子１とを比べた場合、発光素子１の中心から外形までの最短距離、最長距離の差が、正方形よりも正八角形の方が小さくなるため、第１膜７の上面視形状が円形である場合、第１膜７の大きさをより小さくすることができる。これにより発光素子１に形状に合わせた第１膜７とすることができ、光取り出し効率を向上することができる。
さらに、発光素子１の外側面１ｂは、上面１ａに対してほぼ垂直であってもよいし、内側または外側に傾斜していてもよい。
発光素子１の厚さ方向寸法は、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、発光素子１の強度などの観点において、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
例えば、この第１実施形態では、発光素子１として、平面形状が一辺６５０μｍの正方形、厚さ方向寸法が２００μｍ、発光ピーク波長が４２０ｎｍの窒化ガリウム系半導体を用いている。発光素子１は、種々の半導体で構成される素子構造と、正負一対の電極と、が設けられているものであればよい。例えば、特に蛍光体６を効率よく励起可能な窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａｌ−ｘ−ｙ、Ｎ，０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）の発光素子１が好ましい。
例えば、この第１実施形態では、発光素子１として、平面形状が一辺６５０μｍの正方形、厚さ方向寸法が２００μｍ、発光ピーク波長が４２０ｎｍの窒化ガリウム系半導体を用いている。発光素子１は、種々の半導体で構成される素子構造と、正負一対の電極と、が設けられているものであればよい。例えば、特に蛍光体６を効率よく励起可能な窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａｌ−ｘ−ｙ、Ｎ，０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）の発光素子１が好ましい。
発光素子１の直上を第１膜７で覆っていればよく、１つの発光装置１０に実装される発光素子１の個数は１つでも複数でもよい。ただし、複数の発光素子１に対して、複数の第１膜７としてもよいが、発光素子１の個数よりも少ない数の第１膜７とすることもできる。例えば、２つの発光素子１に対して、２つの発光素子１の直上を覆う１つの第１膜７を設けても良い。この場合、２つの発光素子１の上面積の和よりも、第１膜７の面積が大きくなるが、１つの第１膜７とすることで２以上の第１膜を設けるよりも配向を制御しやすくできる。
また、発光素子１の大きさは、特に限定されず、一辺が３００μｍ、５００μｍ、１ｍｍなどの正方形のものや、３００μｍ×５００μｍや５００μｍ×６５０μｍなどの長方形のものも使用することができる。
さらに、発光素子１の発光波長は、蛍光体６を励起するために使用される波長域のものを使用することが好ましい。発光素子１は４００ｎｍ〜５５０ｎｍに発光ピークを持つものが好ましい。ただし、蛍光体６を励起しない、若しくは、励起がほとんど行われない波長域の光を発する発光素子１を使用してもよい。発光素子１からの光を第１膜７で一部反射するため、発光素子１から直接外部に放出される光の量を減らし、蛍光体６等に照射して蛍光体６からの光量を増やすことで、色調補正することができるからである。
または、発光素子１を封止部材５のみで覆った場合、発光素子１からの光は封止部材５と空気との界面において数％の反射が生じる。この界面での反射により、発光素子１からの光が再び蛍光体６に照射される。それに対し、封止部材５の上面に第１膜７を形成することで、数％であった反射がさらに低減され、発光素子１からの光を第１膜７で透過し易くし、発光素子１から直接外部に放出される光の量を増やし、かつ、封止部材５の界面で反射していた戻り光を低減することで、蛍光体６に照射される光量を減らし、蛍光体６からの光量を減らすことで色調補正することができる。
例えば、１つの発光装置１０に赤色、緑色、青色発光の発光素子１が実装されていてもよい。複数の発光素子１は、不規則に配置されていてもよいが、行列や同心円状など規則的に、または、周期的に配置されることで、好ましい配光が得られやすい。また、複数の発光素子１は、実装基体の導電部材やワイヤにより直列または並列に接続できる。
また、発光素子１の大きさは、特に限定されず、一辺が３００μｍ、５００μｍ、１ｍｍなどの正方形のものや、３００μｍ×５００μｍや５００μｍ×６５０μｍなどの長方形のものも使用することができる。
さらに、発光素子１の発光波長は、蛍光体６を励起するために使用される波長域のものを使用することが好ましい。発光素子１は４００ｎｍ〜５５０ｎｍに発光ピークを持つものが好ましい。ただし、蛍光体６を励起しない、若しくは、励起がほとんど行われない波長域の光を発する発光素子１を使用してもよい。発光素子１からの光を第１膜７で一部反射するため、発光素子１から直接外部に放出される光の量を減らし、蛍光体６等に照射して蛍光体６からの光量を増やすことで、色調補正することができるからである。
または、発光素子１を封止部材５のみで覆った場合、発光素子１からの光は封止部材５と空気との界面において数％の反射が生じる。この界面での反射により、発光素子１からの光が再び蛍光体６に照射される。それに対し、封止部材５の上面に第１膜７を形成することで、数％であった反射がさらに低減され、発光素子１からの光を第１膜７で透過し易くし、発光素子１から直接外部に放出される光の量を増やし、かつ、封止部材５の界面で反射していた戻り光を低減することで、蛍光体６に照射される光量を減らし、蛍光体６からの光量を減らすことで色調補正することができる。
例えば、１つの発光装置１０に赤色、緑色、青色発光の発光素子１が実装されていてもよい。複数の発光素子１は、不規則に配置されていてもよいが、行列や同心円状など規則的に、または、周期的に配置されることで、好ましい配光が得られやすい。また、複数の発光素子１は、実装基体の導電部材やワイヤにより直列または並列に接続できる。
[封止部材]
パッケージ２の凹部２ａ内には、蛍光体６を含有する封止樹脂が充填されて封止部材５が形成されている。封止部材５は、発光素子１およびワイヤを覆い、上面が凹状となるように湾曲している上面部５ａを有している。上面部５ａには、中央に位置する平坦部５ｂと、平坦部５ｂの周囲に設けられた湾曲周縁部５ｃとが設けられている。湾曲周縁部５ｃは、中央の平坦部５ｂから、封止部材５の周縁に向かって所定の角度で傾斜あるいは湾曲して形成される。
パッケージ２の凹部２ａ内には、蛍光体６を含有する封止樹脂が充填されて封止部材５が形成されている。封止部材５は、発光素子１およびワイヤを覆い、上面が凹状となるように湾曲している上面部５ａを有している。上面部５ａには、中央に位置する平坦部５ｂと、平坦部５ｂの周囲に設けられた湾曲周縁部５ｃとが設けられている。湾曲周縁部５ｃは、中央の平坦部５ｂから、封止部材５の周縁に向かって所定の角度で傾斜あるいは湾曲して形成される。
また、封止部材５の上面部５ａは、上面視長方形形状となるように形成されている。そして、封止部材５の上面部５ａの面積は、発光素子１の上面１ａの面積よりも大きくなるように、好ましくは、１０倍（１０００％）以上となるように形成されている。封止樹脂は、パッケージ２の内側に充填される透光性材料を硬化させて透明な封止部材５を得るため、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。封止部材５は、特にガラス転移温度が室温以下のものであれば、常温で軟質であり第１膜７との親和性が良好である。
透光性材料８は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、若しくは軟質または硬質のシリコーン樹脂、硬質シリコーンレジン、エポキシ変性シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂の単独または２種以上の組成物よりなるケイ素含有樹脂などを用いるのが好ましい。但し、封止部材５は、その他のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂でもよい。封止部材５は、蛍光体６を含有している。
透光性材料８は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、若しくは軟質または硬質のシリコーン樹脂、硬質シリコーンレジン、エポキシ変性シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂の単独または２種以上の組成物よりなるケイ素含有樹脂などを用いるのが好ましい。但し、封止部材５は、その他のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂でもよい。封止部材５は、蛍光体６を含有している。
蛍光体６は、発光素子から照射される１次光の少なくとも一部を吸収して、１次光とは異なる波長の２次光を出射する。蛍光体６は、例えば、ユーロピウム、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体を用いることができる。そして、蛍光体６は、より具体的には、ユーロピウムで賦活されたαまたはβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、ユーロピウム等のランタノイド系元素、マンガン等の遷移金属系元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属のハロシリケート蛍光体、アルカリ土類金属シリケート蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、またはユーロピウム等のランタノイド系元素で主に賦活される有機物および有機錯体等が挙げられる。
また、上記以外でも同様の性能、効果を発揮する蛍光体６を使用することもできる。なお、蛍光体６は、パッケージ２の底部２ｂ側または発光素子１側に偏在していてもよいし、あるいは、封止部材５内において分散されていてもよい。
また、上記以外でも同様の性能、効果を発揮する蛍光体６を使用することもできる。なお、蛍光体６は、パッケージ２の底部２ｂ側または発光素子１側に偏在していてもよいし、あるいは、封止部材５内において分散されていてもよい。
[第１膜]
第１膜７は、外縁の一部が封止部材５の外周縁から少なくとも一部が離間するように封止部材５の上面部５ａに設けられている。そして、第１膜７は、発光素子１からの光の一部を透過し、光の他の一部を反射するように形成されている。この第１膜７は、封止部材５の上面部５ａのうち中央となる平坦部５ｂに設置されることで、ここでは、封止部材５の外周縁から離間するように配置されている。第１膜７は、薄膜状を呈していて、封止部材５の上面部５ａのうち発光素子１の直上に上面（光取り出し面）１ａと対向して配置されている。第１膜７の面積は、封止部材５の上面部５ａの面積よりも小さく、発光素子１の上面１ａの面積と同等以上に大きく形成されている。封止部材５の上面部５ａの面積は、例えば発光素子１の上面１ａの面積の１０００％以上である場合、第１膜７の面積が発光素子１の上面１ａの面積の１００％以上８００％以下の範囲としている。前記のような範囲とすることで第１膜７によって上面部５ａの全面が覆われないようにしている。
第１膜７は、外縁の一部が封止部材５の外周縁から少なくとも一部が離間するように封止部材５の上面部５ａに設けられている。そして、第１膜７は、発光素子１からの光の一部を透過し、光の他の一部を反射するように形成されている。この第１膜７は、封止部材５の上面部５ａのうち中央となる平坦部５ｂに設置されることで、ここでは、封止部材５の外周縁から離間するように配置されている。第１膜７は、薄膜状を呈していて、封止部材５の上面部５ａのうち発光素子１の直上に上面（光取り出し面）１ａと対向して配置されている。第１膜７の面積は、封止部材５の上面部５ａの面積よりも小さく、発光素子１の上面１ａの面積と同等以上に大きく形成されている。封止部材５の上面部５ａの面積は、例えば発光素子１の上面１ａの面積の１０００％以上である場合、第１膜７の面積が発光素子１の上面１ａの面積の１００％以上８００％以下の範囲としている。前記のような範囲とすることで第１膜７によって上面部５ａの全面が覆われないようにしている。
第１膜７は、密度に応じて反射率を増減させる複数の光反射材２０を含むように形成されている。また、光反射材２０は、酸化チタンでコートされたナノ粒子によって構成されている。ナノ粒子は、例えば、粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子である、と定義することができる。また、ナノ粒子を光反射材２０として含む第１膜７は、粒子状の材料を溶媒に分散させたスラリーをディスペンサータイプの塗布機を用いて塗布して形成することができる。ディスペンサータイプの塗布機は、一回のスラリーの塗布量を一定とすることができる。このため、塗布機から塗布された溶媒は、上面部５ａの平坦部５ｂの表面に倣って拡がり、上面視円形形状または楕円形形状を呈する、均等な膜厚の第１膜７となる。第１膜７に含まれる一定量の光反射材２０は、上面部５ａに塗布された面内にて均等な密度に拡散される。さらに、第１膜７は、平坦部５ｂの外側に位置する湾曲周縁部５ｃの傾斜によって、不必要な広がりが抑制される。
なお、第１膜７として乾燥して均一化された後のナノ粒子は、乾燥する前のナノ粒子と比較して、粒径が大きくなることがある。このため、スラリーとして塗布する際に使用するナノ粒子の粒径は、第１膜７内に含有され乾燥された後のナノ粒子と比較して小さなサイズのものを使用することが好ましい。また、ナノ粒子の粒径は、顕微鏡観察やＢＥＴ法等により測定することができ、大きさは平均値または中央値で定義することができ、小さいほど透明性が高くなって、伝播する光の減衰が抑制される。第１膜７中のナノ粒子の粒径は、８０ｎｍ以下であり、好ましくは約１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることができる。ここでの粒径は１次粒子径を意味する。
また、第１膜７におけるナノ粒子が光反射材２０として体積を占める割合（充填率）は５０％以上であることが好ましい。２０〜３０ｎｍのナノ粒子によって形成される第１膜７は、膜厚が５００ｎｍを超えることもあるが含有量が１００％に近いほど、反射率等の特性がナノ粒子の材料に近いものになり易い。さらに、第１膜７の膜厚が１μｍを超えるとひび割れしやすいことが知られている。このため、第１膜７は、膜厚を５０ｎｍ以上１μｍ以下の範囲内となるように形成することが好適である。
酸化チタンを用いた第１膜７の屈折率は、２．７であり、シリコーン樹脂を用いた封止部材５の屈折率は、１．５３であるため、第１膜７の屈折率は封止部材５の屈折率よりも高くなるように設定されている。このため、開放領域３０の直下へ戻る戻り光ｒ１の光量を増大させて、開放領域３０から射出される色調が変換された光ｒ２の光量をさらに増やすことができる。
第１膜７は、ナノ粒子以外に、例えばバインダとして樹脂、分散剤または空気を、ナノ粒子同士の間隙に介在させて形成されていてもよく、ナノ粒子の充填率が低いほどこれらの物質によって通過率が影響されやすい。また、ナノ粒子を光反射材２０として上面部５ａに倣わせて薄膜状に均質化して付着させることで、スラリーを厚く塗布することなく、酸化チタンの粒子そのものによる反射膜としての第１膜７を形成し、所望の反射率を得られる。そのため、第１膜７では、分散剤を使用することで、スラリー中のナノ粒子を上面部５ａに倣わせて薄膜状に均質化して付着させることとしてもよい。
光反射材２０としてのナノ粒子を分散させる分散剤は、主に液体である。分散剤の一例として、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、ヘキサン、プロパノール、石油ベンジン、ガソリン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエタン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、二硫化炭素、アセトニトリル、ジエチルアミン、ニトロベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、フッ素系溶剤などが好ましい。フッ素系溶剤としてハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）が挙げられる。また、分散剤として混合溶剤を使用することもできる。特に、第１膜７のような透光性材料を膨潤させる作用のある液体を用いることで、ナノ粒子を透光性材料の内部に含浸させやすく、親和性を向上させやすい。
また、第１膜７を形成するためのスラリーを構成する希釈溶剤は、一例としてトルエンを用いたが、特にこれに限定されずイソプロピルアルコール、エタノールの何れかを用いてもよい。希釈溶剤としては、封止部材５との相性などによりナノ粒子が凝集する等、反射膜が形成できないものでなければ、スラリーおよび封止部材５との相性を考慮して、どのようなものであってもよい。
なお、上記に挙げた分散剤や希釈溶剤は一例であって、同じ材料のものを分散剤として用いても良いし、希釈溶剤として用いることもできる。
なお、上記に挙げた分散剤や希釈溶剤は一例であって、同じ材料のものを分散剤として用いても良いし、希釈溶剤として用いることもできる。
次に、発光装置１０の製造方法について説明する。
はじめに、所定形状となるように金属板からリードフレームを打ち抜き形成し、金型を用いて凹部２ａを有するパッケージ２をリードフレームと一体に形成する。
そして、パッケージ２の凹部２ａ内の底部２ｂに分離して露出しているリードフレームの一方に発光素子１をダイボンドする。さらに、ダイボンドした発光素子１にワイヤにより一方と他方のリードフレームに電気的に接続する。
続いて、パッケージ２の凹部２ａ内に蛍光体６を含有する封止部材５を、例えば、滴下装置等により充填する。封止部材５は、硬化したときに、凹部２ａにおいて上面部５ａが凹状となるように湾曲するような充填量が凹部２ａ内に充填される。また、パッケージ２の凹部２ａの上面まで封止部材５を滴下し、透光性材料８の縮合反応などにより封止部材５の上面部５ａを凹状としてもよい。また、パッケージ２の凹部２ａの上面より少し下の位置まで封止部材５を滴下し、封止部材５の凹部２ａの側面への這い上がりにより封止部材５の上面部５ａを凹状としてもよい。封止部材５の上面部５ａにおいて、中央の平坦部５ｂと、その平坦部５ｂの周囲の湾曲周縁部５ｃとを設ける場合には、充填量を調整することで形成することができる。また、平坦部５ｂ及び湾曲周縁部５ｃは、封止部材５を充填した後に、押圧あるいは切削等の機械的処理により設けられる構成としても構わない。
続いて、パッケージ２の周囲の境界線に沿って切断して個片化されることで第１膜７が形成される前の発光装置が形成される。この発光装置に電流を印加して色調を測定する。
はじめに、所定形状となるように金属板からリードフレームを打ち抜き形成し、金型を用いて凹部２ａを有するパッケージ２をリードフレームと一体に形成する。
そして、パッケージ２の凹部２ａ内の底部２ｂに分離して露出しているリードフレームの一方に発光素子１をダイボンドする。さらに、ダイボンドした発光素子１にワイヤにより一方と他方のリードフレームに電気的に接続する。
続いて、パッケージ２の凹部２ａ内に蛍光体６を含有する封止部材５を、例えば、滴下装置等により充填する。封止部材５は、硬化したときに、凹部２ａにおいて上面部５ａが凹状となるように湾曲するような充填量が凹部２ａ内に充填される。また、パッケージ２の凹部２ａの上面まで封止部材５を滴下し、透光性材料８の縮合反応などにより封止部材５の上面部５ａを凹状としてもよい。また、パッケージ２の凹部２ａの上面より少し下の位置まで封止部材５を滴下し、封止部材５の凹部２ａの側面への這い上がりにより封止部材５の上面部５ａを凹状としてもよい。封止部材５の上面部５ａにおいて、中央の平坦部５ｂと、その平坦部５ｂの周囲の湾曲周縁部５ｃとを設ける場合には、充填量を調整することで形成することができる。また、平坦部５ｂ及び湾曲周縁部５ｃは、封止部材５を充填した後に、押圧あるいは切削等の機械的処理により設けられる構成としても構わない。
続いて、パッケージ２の周囲の境界線に沿って切断して個片化されることで第１膜７が形成される前の発光装置が形成される。この発光装置に電流を印加して色調を測定する。
そして、所定の色調範囲から外れた領域で発光する場合、封止部材５の上面部５ａに第１膜７を形成する。第１膜７は、ディスペンサータイプの塗布機を用いて、上面部５ａにスラリーを塗布し、その後乾燥することで形成される。塗布量に応じて第１膜７の厚みや大きさを変更できるため、所望の厚みや大きさにすることができる。なお、自然乾燥させた後、封止部材５の封止樹脂に膨潤しているトルエンを完全に乾燥させるため、例えばオーブンに入れることとしてもよい。また、必要に応じて、塗布と乾燥とを繰り返すことにより、複数の膜を積層した第１膜７を形成することができる。そして、形成された第１膜７は、封止部材５の外周縁から離間した状態で形成されることになる。
これにより、第１膜７が形成された発光装置１０を形成することができる。
これにより、第１膜７が形成された発光装置１０を形成することができる。
発光装置１０において、ディスペンサーを用いて所定の面積比となるように、発光素子１の上面１ａにスラリーの分量を調整して塗布することにより、開放領域３０が第１膜７の外周縁７ａの周囲に沿って形成することができる。
そのため、発光装置１０では、第１膜７を生成する際のスラリー濃度、あるいは、塗布回数を変更して、第１膜７の厚さを調節することができ、狙い通りの色調補正を行いつつ、光束量を低下させることなく半田耐熱性を向上させることができる。
また、発光素子１からの光は、外周縁７ａと外周縁５ｄとの間の開放領域３０から外部に照射されて光量の低下が抑制される。一方、第１膜７で反射された光は、凹部２ａ内の蛍光体６によって波長変換される。
波長変換された光は、未膜開放領域３０を通過して外部に照射される。発光装置１０では、第１膜７によって覆われている部分が上面部５ａの中央の一部に限られるため、第１膜７を通過する光の色調および光量への影響は限定的となる。
そのため、発光装置１０では、第１膜７を生成する際のスラリー濃度、あるいは、塗布回数を変更して、第１膜７の厚さを調節することができ、狙い通りの色調補正を行いつつ、光束量を低下させることなく半田耐熱性を向上させることができる。
また、発光素子１からの光は、外周縁７ａと外周縁５ｄとの間の開放領域３０から外部に照射されて光量の低下が抑制される。一方、第１膜７で反射された光は、凹部２ａ内の蛍光体６によって波長変換される。
波長変換された光は、未膜開放領域３０を通過して外部に照射される。発光装置１０では、第１膜７によって覆われている部分が上面部５ａの中央の一部に限られるため、第１膜７を通過する光の色調および光量への影響は限定的となる。
したがって、発光装置１０では、分散剤などの熱変色の影響を減少させて所望の光量を確保しながら、所望の色調補正量を確保することができる。このため、第１膜７の位置および面積、スラリー濃度によって色調補正量を狙い通りとなるように調整することにより、他の発光装置１０との色調のバラツキを減少させることが可能となる。
［第２実施形態］
第２実施形態に係る発光装置について図５を用いて説明する。
図５は、第２実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。第２実施形態の発光装置１１０においては、第１実施形態の発光装置１０の第１膜７よりも膜厚を増大させた第１膜２７を設けている。なお、第１実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
第２実施形態における第１膜２７は、第１実施形態における第１膜７に相当する複数の膜を積層して厚膜状に形成されている。例えば、この第１膜２７は、第１膜７の１．１倍から１０倍程度、好ましくは２倍から５倍程度の厚膜を有して形成される。このため、層内の光反射材は均一に保たれて凝集などにより、分布の偏りが発生する虞をさらに減少させることができる。したがって、層内の光反射材の数を増やすことができるため、封止部材５内へ戻る反射光を増大させることができる。また、ディスペンサータイプの塗布機を用いて、上面部５ａにスラリーを塗布する場合は、塗布回数によって第１膜７の膜厚を容易に調整できる。また、１層あたりの塗布量を所定範囲に抑えることができるため、第１膜２７の濡れ拡がりを抑制することができる。
他の構成および作用効果については、第１実施形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
第２実施形態に係る発光装置について図５を用いて説明する。
図５は、第２実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。第２実施形態の発光装置１１０においては、第１実施形態の発光装置１０の第１膜７よりも膜厚を増大させた第１膜２７を設けている。なお、第１実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
第２実施形態における第１膜２７は、第１実施形態における第１膜７に相当する複数の膜を積層して厚膜状に形成されている。例えば、この第１膜２７は、第１膜７の１．１倍から１０倍程度、好ましくは２倍から５倍程度の厚膜を有して形成される。このため、層内の光反射材は均一に保たれて凝集などにより、分布の偏りが発生する虞をさらに減少させることができる。したがって、層内の光反射材の数を増やすことができるため、封止部材５内へ戻る反射光を増大させることができる。また、ディスペンサータイプの塗布機を用いて、上面部５ａにスラリーを塗布する場合は、塗布回数によって第１膜７の膜厚を容易に調整できる。また、１層あたりの塗布量を所定範囲に抑えることができるため、第１膜２７の濡れ拡がりを抑制することができる。
他の構成および作用効果については、第１実施形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
［第３実施形態］
第３実施形態に係る発光装置について図６を用いて説明する。図６は、第３実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
第３実施形態の発光装置２１０においては、第１膜３７の周囲に第２膜としての透過膜４０を形成した状態を模式的に示す。なお、第１実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
この透過膜４０は、封止部材５の上面部５ａであって第１膜３７の外周縁３７ａと封止部材５の外周縁５ｄとの間に配置されている。
この透過膜４０は、ナノ粒子の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成されていて、透過膜４０の屈折率（１．４６）は、封止部材５を構成する透光性材料８の屈折率（１．５３）よりも低く設定されている。また、透過膜４０の屈折率（１．４６）は、第１膜３７の屈折率（２．７）とは異なる値にて低くなるように設定されている。このように第１膜３７の外周を第２膜で覆うことにより、封止部材５と空気との間で反射されていた光を効率良く外部に取り出すことができる。これにより発光装置２１０として光取り出し効率を向上させることができる。
第３実施形態に係る発光装置について図６を用いて説明する。図６は、第３実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
第３実施形態の発光装置２１０においては、第１膜３７の周囲に第２膜としての透過膜４０を形成した状態を模式的に示す。なお、第１実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
この透過膜４０は、封止部材５の上面部５ａであって第１膜３７の外周縁３７ａと封止部材５の外周縁５ｄとの間に配置されている。
この透過膜４０は、ナノ粒子の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成されていて、透過膜４０の屈折率（１．４６）は、封止部材５を構成する透光性材料８の屈折率（１．５３）よりも低く設定されている。また、透過膜４０の屈折率（１．４６）は、第１膜３７の屈折率（２．７）とは異なる値にて低くなるように設定されている。このように第１膜３７の外周を第２膜で覆うことにより、封止部材５と空気との間で反射されていた光を効率良く外部に取り出すことができる。これにより発光装置２１０として光取り出し効率を向上させることができる。
このように構成された発光装置２１０では、封止部材５の上面部５ａのうち、第１膜３７の外周縁３７ａと封止部材５の外周縁５ｄとの間が酸化シリコーンで構成される透過膜４０によって覆われている。
透過膜４０には、粒子状のシリカが含有されているため、発光装置２１０の表面にゴミが付着しにくく、光量の低下を抑制することができる。
透過膜４０には、粒子状のシリカが含有されているため、発光装置２１０の表面にゴミが付着しにくく、光量の低下を抑制することができる。
一般に封止部材５の屈折率（１．５３）よりも高屈折の材料は、空気との屈折率差が大きくなり、戻り光量が多くなってイエローシフトする。
また、封止部材５の屈折率（１．５３）よりも低屈折の材料は、空気との屈折率差が小さくなり、戻り光量が少なくブルーシフトする。
このため、第１膜３７の厚さを調整することと併せて、もしくは単独で第１膜３７の面積に対する透過膜４０の面積比を調整することにより、更に容易に色調補正を行うことができる。
他の構成および作用効果については、第１，第２実施形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
また、封止部材５の屈折率（１．５３）よりも低屈折の材料は、空気との屈折率差が小さくなり、戻り光量が少なくブルーシフトする。
このため、第１膜３７の厚さを調整することと併せて、もしくは単独で第１膜３７の面積に対する透過膜４０の面積比を調整することにより、更に容易に色調補正を行うことができる。
他の構成および作用効果については、第１，第２実施形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
［第４実施形態］
第４実施形態に係る発光装置について図７、図８を用いて説明する。図７は、第４実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。図８は、第４実施形態に係る発光装置を示す図７中ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線に沿った位置での概略断面図である。なお、第１実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
第４実施形態に係る発光装置について図７、図８を用いて説明する。図７は、第４実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。図８は、第４実施形態に係る発光装置を示す図７中ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線に沿った位置での概略断面図である。なお、第１実施形態と同一若しくは均等な部分については、同一符号を付して説明を省略することもある。
この発光装置３１０では、パッケージ２の凹部２ａのうち、底部２ｂまたは側面部２ｃの少なくとも一部が白樹脂５０によって覆われている。白樹脂５０は、白色の反射材が含有された樹脂を示す。反射材としては、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｓｉの酸化物やＡｌＮ，ＭｇＦ ２ ，ＢＮ等を適用することができ、酸化チタン（ＴｉＯ２）が好ましい。
すなわち、白樹脂５０は、凹部２ａのうち、側面部２ｃの下縁から底部２ｂの外周縁との間を跨ぎ、内側面が凹状に湾曲するように一体に形成されて、白樹脂５０で覆われた部分の上面には、底部２ｂから所定の角度αで傾斜する反射面５２が形成される。反射面５２の所定の角度αが約１度以上７０度以下程度、好ましくは約３度〜６０度となるように設定されている。更に、反射面５２は、上面を凹とするように湾曲して形成されている。
ここでの角度αは、上面が湾曲となっている反射面５２の場合、断面視において反射面５２の接線と凹部２ａの底部２ｂとの角度のことを指す。
すなわち、白樹脂５０は、凹部２ａのうち、側面部２ｃの下縁から底部２ｂの外周縁との間を跨ぎ、内側面が凹状に湾曲するように一体に形成されて、白樹脂５０で覆われた部分の上面には、底部２ｂから所定の角度αで傾斜する反射面５２が形成される。反射面５２の所定の角度αが約１度以上７０度以下程度、好ましくは約３度〜６０度となるように設定されている。更に、反射面５２は、上面を凹とするように湾曲して形成されている。
ここでの角度αは、上面が湾曲となっている反射面５２の場合、断面視において反射面５２の接線と凹部２ａの底部２ｂとの角度のことを指す。
また、底部２ｂの上面は、中央に位置する発光素子１の周縁を略方形状に残して、白樹脂５０によって覆われている。そして、白樹脂５０で覆われていない露出領域５１の直上が円形の第１膜７によって覆われている。露出領域５１の面積は、発光素子１の上面１ａの面積よりも大きいため、露出領域５１の上方を覆うようにスラリーを塗布することにより、発光素子１の直上が円形の第１膜７によって確実に覆われるように形成されている。
この際、第１膜７の面積を発光素子１の直上を覆う最小限に設定することにより、第１膜７に覆われていない外周縁を広く設けることができる。これにより第１膜７で覆われていない外周縁からの光取り出し効率を向上することができる。また、発光素子１を囲むように白樹脂５０を形成することで、発光素子１の上方かつ、第１膜７に光が集まりやすくなる。このため、第１膜７の面積を拡げることなく色調調整を行うことができる。また、第１膜７の面積を小さくすることができるため、発光装置３１０からの光量を低減するのを抑制することができる。
正方形又は矩形の発光素子１を用いる場合、発光素子１の対角線の長さが、略円形の第１膜７の直径以上であることが好ましい。これにより発光素子１の上面を第１膜７で覆うことができる。
正方形又は矩形の発光素子１を用いる場合、発光素子１の対角線の長さが、略円形の第１膜７の直径以上であることが好ましい。これにより発光素子１の上面を第１膜７で覆うことができる。
また、発光装置３１０は、第１膜７を直上に有する白樹脂５０で覆われていない平坦な露出領域５１の面積を減少させて、発光素子１からの照射光が第１膜７と凹部２ａの底面との間で反射される繰り返しの回数を減少させることにより、反射による光束低下を低減することができる。
そして、白樹脂５０の開放領域３０側の上面には、底部２ｂに対して所定の角度αを有する反射面５２が形成されている。このため、発光装置３１０から照射された光は、さらに良好な効率で開放領域３０から外部に照射されて、少ない回数の反射で外部に照射される光量を増加させることができる。
このように第４実施形態の発光装置３１０では、第１膜７を通過する光の色調および光量への影響は限定的となり、変色の影響を受けにくくなるため、半田耐熱性が改善する。また、白樹脂５０に形成された反射面５２によって開放領域３０から外部に照射される光量をさらに増加させることができる。
したがって、第４実施形態の発光装置３１０では、第１膜７の面積を小さくしても、効率良く色調補正を行うことができる。
したがって、第４実施形態の発光装置３１０では、第１膜７の面積を小さくしても、効率良く色調補正を行うことができる。
また、発光装置３１０は、パッケージ２の凹部２ａのうち、底部２ｂおよび側面部２ｃが白樹脂５０によって覆われているため、少ない回数の反射で外部への照射光量を増加させることができ、参考例に比して第１膜７の変色が抑制され、第１膜７のスラリー濃度を高く設定しても半田耐熱性を良好なものとすることができる。
他の構成および作用効果については、第１〜第３実施形態と同一乃至均等であるので説明を省略する。
他の構成および作用効果については、第１〜第３実施形態と同一乃至均等であるので説明を省略する。
なお、本発明は前記した構成の第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。また、第１〜第４実施形態の構成の一部を他の第１〜第４実施形態の構成に置き換えることが可能であり、例えば以下のようなものである。
また、例えば、この第１実施形態の発光素子１の第１膜７の面積は、封止部材５の上面部５ａの面積の約１４％に設定されている。しかしながら、特にこれに限らず、封止部材５の上面部５ａの面積の１０％以上５０％以下の範囲が特に好ましく、第１膜７の周囲に第１膜７が存在しない開放領域３０を形成できる比率であればよい。
また、封止部材５の上面部５ａの面積は、発光素子１の上面１ａの面積よりも大きく、開放領域３０を形成できればよい。また、上面部５ａの面積は、さらに好ましくは、発光素子１の上面１ａの面積の１０００％以上であれば、第１膜７の面積を１００％以上８００％以下とすることができるため、さらによい。
また、封止部材５の上面部５ａの面積は、発光素子１の上面１ａの面積よりも大きく、開放領域３０を形成できればよい。また、上面部５ａの面積は、さらに好ましくは、発光素子１の上面１ａの面積の１０００％以上であれば、第１膜７の面積を１００％以上８００％以下とすることができるため、さらによい。
さらに、この第１〜４実施形態では、第１膜７の外周縁に沿って全周に開放領域３０が設けられているがこれに限らず、部分的に外周縁７ａが封止部材５の外周縁５ｄと接触していてもよく、少なくとも一部が離間されていればよい。
このほか、発光素子１は、緑色〜赤色発光のガリウムヒ素系、ガリウム燐系半導体の発光素子であってもよい。また、白色系発光の発光装置１０とする場合には、蛍光体６から出射される波長変換光との混色関係を考慮すると、発光素子１の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下であることが好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下であることがより好ましい。
発光素子１は、素子構造を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成長基板としてもよいし、あるいは結晶成長用基板から分離した素子構造に接合させる接合用基板であってもよい。
結晶成長基板の透光性部材としては、サファイヤ、スピネル、窒素ガリウム、窒素アルミニウム、シリコーン、炭化ケイ素、ガリウムヒ素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。但し、基板は省略することもできる。
また、正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子１の場合、その構造は、各電極がワイヤで導電部材と接続されるフェイスアップ実装でもよいし、あるいは、各電極が導電性接着剤で実装基体の導電部材と接続されるフェイスダウン（フリップチップ）実装であってもよい。
結晶成長基板の透光性部材としては、サファイヤ、スピネル、窒素ガリウム、窒素アルミニウム、シリコーン、炭化ケイ素、ガリウムヒ素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。但し、基板は省略することもできる。
また、正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子１の場合、その構造は、各電極がワイヤで導電部材と接続されるフェイスアップ実装でもよいし、あるいは、各電極が導電性接着剤で実装基体の導電部材と接続されるフェイスダウン（フリップチップ）実装であってもよい。
また、発光素子１の実装面側には、銀やアルミニウムなどの金属層や誘電体反射膜が設けられる構成としてもよい。
さらに、封止部材５は、発光素子１に接触する位置に設けられている。しかしながら、特にこれに限らず封止部材５は、発光素子１の直上を覆うものであれば、発光素子１に対して離間して設けられていてもよい。
さらに、封止部材５は、発光素子１に接触する位置に設けられている。しかしながら、特にこれに限らず封止部材５は、発光素子１の直上を覆うものであれば、発光素子１に対して離間して設けられていてもよい。
次に、本実施形態に係る発光装置の実施例について図１乃至４を用いて説明する。図９は、参考例２〜４の発光装置を示す概略断面図である。
［実施例１、参考例１〜４］
実施例１に係る発光装置は、第１実施形態で説明した発光装置と同様の構成を有する。同様の構成を有する部分については説明を省略することもある。
実施例１に係る発光装置は、上面視において略正方形形状の発光素子１と、発光素子１が載置されるパッケージ２と、発光素子１を覆い、上面が凹状となるように湾曲している封止部材５と、封止部材５の上面の一部に配置され、発光素子１からの光の一部を透過し、かつ、発光素子１からの光の一部を反射する第１膜７と、を備える。パッケージ２は日亜化学工業株式会社製ＮＦＳＷ７５７Ｄを使用する。第１膜７は上面視においてパッケージ２の凹部２ａの略中央に設けられている。第１膜７の上面視形状は略円形であり、発光素子１の直上を覆っている。第１膜７の直径は発光素子１の対角線の約１．５倍である。封止部材５は、発光素子１からの光を波長変換する蛍光体６および蛍光体６を含有する透光性材料８を有している。蛍光体６はＹＡＧ蛍光体である。第１膜７の外周縁と、封止部材５の外周縁とは、離間している。
実施例１に係る発光装置は、第１実施形態で説明した発光装置と同様の構成を有する。同様の構成を有する部分については説明を省略することもある。
実施例１に係る発光装置は、上面視において略正方形形状の発光素子１と、発光素子１が載置されるパッケージ２と、発光素子１を覆い、上面が凹状となるように湾曲している封止部材５と、封止部材５の上面の一部に配置され、発光素子１からの光の一部を透過し、かつ、発光素子１からの光の一部を反射する第１膜７と、を備える。パッケージ２は日亜化学工業株式会社製ＮＦＳＷ７５７Ｄを使用する。第１膜７は上面視においてパッケージ２の凹部２ａの略中央に設けられている。第１膜７の上面視形状は略円形であり、発光素子１の直上を覆っている。第１膜７の直径は発光素子１の対角線の約１．５倍である。封止部材５は、発光素子１からの光を波長変換する蛍光体６および蛍光体６を含有する透光性材料８を有している。蛍光体６はＹＡＧ蛍光体である。第１膜７の外周縁と、封止部材５の外周縁とは、離間している。
実施例１の発光装置は、封止部材５の上面部５ａに第１膜７を、ディスペンサータイプの塗布機を用いて、上面部５ａにスラリーを塗布することで形成した。スラリー原液は、酸化チタンの濃度が１５ｗｔ％（重量部）として、実施例１では０．３ｗｔ％になるまで希釈溶剤で希釈した。酸化チタンは約１５〜２０ｎｍのナノ粒子を用いる。希釈溶剤としてのトルエン（８５％）に、分散剤としてのエタノール（１５％）を加えたものを用いる。スラリーの塗布量は、ここでは塗布機の円形開口部から吐出されたスラリーが上面部５ａの中央の平坦部５ｂに、０．０３ｍｇ／ｓｈｏｔとして吹付けることで塗布し、その後、希釈溶剤を揮発させて自然乾燥させ第１膜７を形成した。
一方、参考例１の発光装置は、第１膜を設けていない。実施例１の発光装置と参考例１の発光装置とは、第１膜の有無以外、同じ構成をしている。参考例２〜４の発光装置は、封止部材５の全面に第１膜１７を配置している。実施例１の発光装置と参考例２〜４の発光装置は、第１膜の構成以外、同じ構成をしている。参考例２発光装置の第１膜１７は０．０５ｗｔ％に、参考例３の発光装置の第１膜１７は０．１ｗｔ％に、参考例４の発光装置の第１膜１７は０．２ｗｔ％に、なるまで希釈溶剤で希釈した。
［色調シフト量と光束量］
図１０は、実施例１、参考例１〜４に係る発光装置の特性を示すグラフである。図１０では、参考例１の発光装置の第１膜なしの状態を基準として、この基準値からの乖離量を比較している。この乖離量として、光束の減衰率（０％）と、色調シフト量（Δｘ＝０）とを測定している。なお、図１０において、Δｘの値は、ＣＩＥ（国際照明委員会）で規定されるＸＹＺ表色系に基づいて算出される色度値である。
図１０は、実施例１、参考例１〜４に係る発光装置の特性を示すグラフである。図１０では、参考例１の発光装置の第１膜なしの状態を基準として、この基準値からの乖離量を比較している。この乖離量として、光束の減衰率（０％）と、色調シフト量（Δｘ＝０）とを測定している。なお、図１０において、Δｘの値は、ＣＩＥ（国際照明委員会）で規定されるＸＹＺ表色系に基づいて算出される色度値である。
この試験では、積分球が用いられて、実施例１、参考例１〜４の各発光装置の光束量（ｌｍ）と色度（ｘ，ｙ）とを測定する。実施例１及び参考例２〜４の各発光装置は、参考例１の発光装置との差分から、光束の減衰率（絶対値比％）、色調シフト量（Δｘ，Δｙ）を求めた。光束量は折れ線であり、グラフの右側に絶対値比％を表している。色調シフト量（Δｘ）はグラフの左側に数値を表している。
試験結果から、参考例２から参考例４へ第１膜１７のスラリー濃度が高くなるに従って、光束は低下している。これは第１膜１７の酸化チタンの量が多くなっているため、発光素子１からの出射された光の一部が封止部材５の全面を覆う第１膜１７で反射され、パッケージ２の凹部内に戻され、光の減衰が起きたためである。
また、参考例２から参考例４へ第１膜１７のスラリー濃度が高くなるに従って、色調シフト量（Δｘ）を大きくすることができる。これは第１膜１７の酸化チタンの量が多くなっているため、発光素子１からの出射された光の一部が封止部材５の全面を覆う第１膜１７で反射され、パッケージ２の凹部内に戻され、パッケージ２の凹部内の蛍光体６に照射され、蛍光体６の光量が多くなっているためである。
よって、所望の色調を得るため、高い濃度のスラリーを塗布して、色調シフト量を大幅に変化させると光束が低下してしまうということが試験結果から判断できる。
また、参考例２から参考例４へ第１膜１７のスラリー濃度が高くなるに従って、色調シフト量（Δｘ）を大きくすることができる。これは第１膜１７の酸化チタンの量が多くなっているため、発光素子１からの出射された光の一部が封止部材５の全面を覆う第１膜１７で反射され、パッケージ２の凹部内に戻され、パッケージ２の凹部内の蛍光体６に照射され、蛍光体６の光量が多くなっているためである。
よって、所望の色調を得るため、高い濃度のスラリーを塗布して、色調シフト量を大幅に変化させると光束が低下してしまうということが試験結果から判断できる。
それに対し、実施例１の発光装置では、参考例１と同程度の光束を維持することができ、かつ、色調シフト量を大きくすることができる。これは、実施例１の発光装置では、光量が多い発光素子１の直上のみに第１膜７を設けており、第１膜７の外周縁には第１膜を設けない開放領域３０が形成されているため、発光素子１から出射された光の一部が第１膜７で反射されるが、発光素子１から出射された光の一部は開放領域３０から外部に放出されるため、光束量の低下が少ない。また、第１膜は発光素子１からの光の大部分を透過することができる膜であるため発光素子１からの光量の低下を抑えることができる。
また、発光素子１から出射された光の一部が発光素子１の直上の第１膜７で反射され、パッケージ２の凹部内に戻され、パッケージ２の凹部内の蛍光体６に照射され、蛍光体６の光量が多くなっているため色調シフト量を大きくすることができる。
また、発光素子１から出射された光の一部が発光素子１の直上の第１膜７で反射され、パッケージ２の凹部内に戻され、パッケージ２の凹部内の蛍光体６に照射され、蛍光体６の光量が多くなっているため色調シフト量を大きくすることができる。
［実施例２、参考例５、６］
実施例２に係る発光装置は、封止部材５の上面の一部を覆う第１膜を有している。参考例５に係る発光装置は、第１膜を有していない。参考例６に係る発光装置は、封止部材５の全面を覆う第１膜を有している。
実施例２に係る発光装置は、実施例１に係る発光装置と同様の構成を有する。
参考例５に係る発光装置は、参考例１に係る発光装置と同様の構成を有する。参考例６に係る発光装置は、実施例１に係る発光装置の第１膜の大きさが異なる以外は同様の構成を有する。つまり、参考例６の発光装置の第１膜と実施例１の発光装置の第１膜とは同様のスラリー濃度を有している。
実施例２に係る発光装置は、封止部材５の上面の一部を覆う第１膜を有している。参考例５に係る発光装置は、第１膜を有していない。参考例６に係る発光装置は、封止部材５の全面を覆う第１膜を有している。
実施例２に係る発光装置は、実施例１に係る発光装置と同様の構成を有する。
参考例５に係る発光装置は、参考例１に係る発光装置と同様の構成を有する。参考例６に係る発光装置は、実施例１に係る発光装置の第１膜の大きさが異なる以外は同様の構成を有する。つまり、参考例６の発光装置の第１膜と実施例１の発光装置の第１膜とは同様のスラリー濃度を有している。
実施例２、参考例５、６に係る発光装置について、半田耐熱試験を行った。
半田耐熱試験は、高温状態に晒されても変色が少なく、通過する光束の強さが変化しにくいものを半田耐熱性が高いとする。また、変色により通過する光束の強さが変化するものを半田耐熱性が低いとする。
発光装置では、実装基板への装着を半田によって行うため、半田の熱により色調および光量が変化しにくいことが必要とされる。このため、発光装置は、色調および光量に影響を与える半田耐熱性を向上させて変色が少なくなるように改善する余地がある。
表１に、実施例２、参考例５及び６の発光装置の半田耐熱試験の結果を示す。
半田耐熱試験は、高温状態に晒されても変色が少なく、通過する光束の強さが変化しにくいものを半田耐熱性が高いとする。また、変色により通過する光束の強さが変化するものを半田耐熱性が低いとする。
発光装置では、実装基板への装着を半田によって行うため、半田の熱により色調および光量が変化しにくいことが必要とされる。このため、発光装置は、色調および光量に影響を与える半田耐熱性を向上させて変色が少なくなるように改善する余地がある。
表１に、実施例２、参考例５及び６の発光装置の半田耐熱試験の結果を示す。
ここでは、半田付けが行われた状態と同様の状態となるように、実施例２、参考例５及び６の各発光装置について、温度が約２６０℃のリフロー炉を用いた加熱工程を１〜３回行なっている。そして、各回の加熱工程が終了した状態における光束量を発光装置ごとに測定した結果が示されている。
半田耐熱性の測定は、第１膜の変色による光束量の低下を計測して判定するため、参考例５の発光装置について計測を行い、この計測値を実施例２、参考例６の発光装置の各計測値との比較に用いる基準計測値としている。
そして、各発光装置で加熱が行われていない状態、つまり、加熱工程が０回、を１００．０％として、加熱後に測定された各測定値との差分を求めて比較した。この差分の絶対値の小さい方を半田耐熱性が良好であると判定している。
そして、各発光装置で加熱が行われていない状態、つまり、加熱工程が０回、を１００．０％として、加熱後に測定された各測定値との差分を求めて比較した。この差分の絶対値の小さい方を半田耐熱性が良好であると判定している。
測定の結果、例えば、３回加熱工程を行った半田耐熱性について比較すると、参考例６の発光装置の光束の維持率は９６．６％であり、参考例５の発光装置の光束の維持率９７．７％であり、差分値が−１．１ポイントとなり、光束維持率が低下している。
これに対して、実施例２の発光装置の光束の維持率は９７．５％であり、参考例５の発光装置の光束の維持率９７．７％であり、差分値が−０．２ポイントとなり、差分の絶対値が参考例６のときよりも小さいため、半田耐熱性が良好であると判定できる。
これに対して、実施例２の発光装置の光束の維持率は９７．５％であり、参考例５の発光装置の光束の維持率９７．７％であり、差分値が−０．２ポイントとなり、差分の絶対値が参考例６のときよりも小さいため、半田耐熱性が良好であると判定できる。
また、参考例６の発光装置の差分値は、加熱工程の回数の増大に応じて大きくなる傾向があるのに対し、実施例２の発光装置の差分値は、加熱工程の回数が増大しても−０．２ポイントのままで、差分値が大きく変化していない。
この結果から参考例６の発光装置よりも、実施例１の発光装置の方が熱による変色の影響を少なくでき、半田耐熱性を向上させることができる。
［実施例３〜８、参考例７〜９］
実施例３〜８に係る発光装置は、封止部材５の上面の一部を覆う第１膜を有している。参考例７に係る発光装置は、第１膜を有していない。参考例８及び９に係る発光装置は、封止部材５の全面を覆う第１膜を有している。
実施例３〜８に係る発光装置は、実施例１に係る発光装置の第１膜の大きさ、スラリー濃度が異なる以外は同様の構成を有する。
実施例３〜８に係る発光装置は、封止部材５の上面の一部を覆う第１膜を有している。参考例７に係る発光装置は、第１膜を有していない。参考例８及び９に係る発光装置は、封止部材５の全面を覆う第１膜を有している。
実施例３〜８に係る発光装置は、実施例１に係る発光装置の第１膜の大きさ、スラリー濃度が異なる以外は同様の構成を有する。
実施例３〜８のスラリー濃度は、酸化チタンの濃度が０．３ｗｔ％である。酸化チタンは約１５〜２０ｎｍのナノ粒子を用いる。有機溶剤としてのトルエンを用いる。
実施例３〜８、参考例７〜９の各発光装置において、封止部材５の上面部５ａに対する第１膜７の占める比率（以下、面積比ともいう）を用いて、第１膜７がどの程度の範囲を覆う状態であれば光量を落とすことなく色調をシフトできるかについて試験を行い、結果を後述する表２および図１１，図１２にまとめた。
例えば、実施例３は、発光素子１の上面１ａが覆われて、かつ、開放領域３０が形成される。封止部材５の上面部５ａの面積に対する第１膜７の面積比は７％である。また、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積比は１１０％とされている。
そして、実施例４〜８は、さらに第１膜７の塗布量を実施例２の発光装置と比べて増大させつつ、第１膜７の周囲に開放領域３０が形成されている。
実施例３〜８、参考例７〜９の各発光装置において、封止部材５の上面部５ａに対する第１膜７の占める比率（以下、面積比ともいう）を用いて、第１膜７がどの程度の範囲を覆う状態であれば光量を落とすことなく色調をシフトできるかについて試験を行い、結果を後述する表２および図１１，図１２にまとめた。
例えば、実施例３は、発光素子１の上面１ａが覆われて、かつ、開放領域３０が形成される。封止部材５の上面部５ａの面積に対する第１膜７の面積比は７％である。また、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積比は１１０％とされている。
そして、実施例４〜８は、さらに第１膜７の塗布量を実施例２の発光装置と比べて増大させつつ、第１膜７の周囲に開放領域３０が形成されている。
ここで、参考例７は、第１膜なしの状態である。参考例７の発光装置は、第１膜がないため、封止部材５の上面部５ａの面積に対する第１膜７の面積比が０％であり、かつ、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積比が０％である。
また、参考例８及び９は、上面部５ａの全面が覆われる（面積比で１００％）ように作成された。ここで、上面部５ａの面積に対する第１膜７の面積比が１００％であることは、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積比が約１６００％であることと同じである。
なお、カッコ内は、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積の比率を示している。ここで、実施例４、５または参考例８，９は、同じ第１膜の大きさを有しているが、測定されたシフト量および光束量が相違しているのは、個体差によるものである。
また、参考例８及び９は、上面部５ａの全面が覆われる（面積比で１００％）ように作成された。ここで、上面部５ａの面積に対する第１膜７の面積比が１００％であることは、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積比が約１６００％であることと同じである。
なお、カッコ内は、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積の比率を示している。ここで、実施例４、５または参考例８，９は、同じ第１膜の大きさを有しているが、測定されたシフト量および光束量が相違しているのは、個体差によるものである。
封止部材５を構成する封止樹脂として、波長５８９ｎｍにおける屈折率が１．５２である軟質のシリコーン樹脂の母材を用いて、その中にＹＡＧ：Ｃｅの蛍光体６を含有させている。これらの蛍光体６は、封止部材５の母材中において、発光素子１の上方および周囲に分散させた。
第１膜７には、波長５８９ｎｍにおける屈折率が２．６２、中心粒径３６ｎｍの酸化チタンのナノ粒子を分散して配置することにより、膜厚５０ｎｍ〜１μｍの均一な被膜を形成した。
以上の条件に基づき、上面部５ａに異なる分量のスラリーが塗布されて、温度が約２６０℃のリフロー炉にて３パスさせることにより、面積比の異なる第１膜７を有する実施例３〜８、参考例８、９を得た。
［色調シフト量、半田耐熱性］
実施例３〜８、参考例７〜９の発光装置の色調シフト量及び半田耐熱性について説明する。図１１は実施例に係る発光装置の特性を示すグラフである。図１１は、第１膜７の面積比を横軸に、測定された色度から得られるシフト量Δｘを縦軸として、実施例３〜８、参考例７〜９の発光装置の色調シフト量（Δｘ）をプロットしている。図１２は実施例に係る発光装置の特性を示すグラフである。図１２は、第１膜７の面積比を横軸に、半田耐熱性を示す光束低下比（％）を縦軸として、実施例３〜８、参考例７〜９の発光装置の半田耐熱性の光束低下比をプロットしている。
表２は、実施例３〜８、参考例７〜９の各発光装置の色調シフト量、光束低下比を測定した結果を示す。
実施例３〜８、参考例７〜９の発光装置の色調シフト量及び半田耐熱性について説明する。図１１は実施例に係る発光装置の特性を示すグラフである。図１１は、第１膜７の面積比を横軸に、測定された色度から得られるシフト量Δｘを縦軸として、実施例３〜８、参考例７〜９の発光装置の色調シフト量（Δｘ）をプロットしている。図１２は実施例に係る発光装置の特性を示すグラフである。図１２は、第１膜７の面積比を横軸に、半田耐熱性を示す光束低下比（％）を縦軸として、実施例３〜８、参考例７〜９の発光装置の半田耐熱性の光束低下比をプロットしている。
表２は、実施例３〜８、参考例７〜９の各発光装置の色調シフト量、光束低下比を測定した結果を示す。
この結果から、第１膜７の面積の増大に応じて、参考例７、実施例３〜８、参考例８、９のシフト量Δｘは増大する傾向にある。そして、実施例３〜６の発光装置において、封止部材５の上面５ａの面積に対する第１膜７の面積比が約７％から５０％までの間では、シフト量ΔｘがΔｘ＝０．００２０以上、得られている。さらに、実施例７、８の発光装置において、第１膜７の面積比が５０％を超えると増大する傾向にあったシフト量Δｘは、Δｘ＝０．００６０付近で頭打ちとなっていることがわかる。
このため、封止部材５の上面５ａの面積に対する第１膜７の面積比が約１０％以上５０％以下となる実施例３〜６の発光装置が最もシフト量Δｘの調整に適していると言える。
このため、封止部材５の上面５ａの面積に対する第１膜７の面積比が約１０％以上５０％以下となる実施例３〜６の発光装置が最もシフト量Δｘの調整に適していると言える。
また、封止部材５の上面５ａの面積に対する第１膜７の面積比の増大に応じて、参考例７、実施例３〜８、参考例８、９の光束量が低下する傾向を示している。
実施例３〜６の発光装置において、第１膜７の面積比が約７％以上５０％以下の範囲内では、光束低下比（％）は高い水準で維持されていて、半田耐熱性が良好であることが分かる。しかしながら、実施例７、８のように第１膜７の面積比が５０％を過ぎると徐々に光束低下比（％）は増大して、参考例８、９のように第１膜７の面積比が１００％になると、光束低下率は０．８％、１．０％を示す。
実施例３〜６の発光装置において、第１膜７の面積比が約７％以上５０％以下の範囲内では、光束低下比（％）は高い水準で維持されていて、半田耐熱性が良好であることが分かる。しかしながら、実施例７、８のように第１膜７の面積比が５０％を過ぎると徐々に光束低下比（％）は増大して、参考例８、９のように第１膜７の面積比が１００％になると、光束低下率は０．８％、１．０％を示す。
これらの実施例３〜８、参考例７〜９の測定の結果から、封止部材５の上面５ａの面積に対する第１膜７の面積比が１０％以上５０％以下の範囲、若しくは、発光素子１の上面１ａの面積に対する第１膜７の面積比では、好ましくは、約１００％以上８００％以下の範囲に相当、となるように、第１膜７を生成して上面１ａに設けることにより、光量を減少させずに色調シフトすることができると推察される。
すなわち、上面部５ａの面積が発光素子１の上面１ａの面積の約１６００％である場合、第１膜７の面積比を上面部５ａに対して１０％以上５０％以下、発光素子１に対して１００％以上８００％以下として上面部５ａを第１膜７によって覆うことが好ましい。また、実施例４，５、及び、参考例８、９は、第１膜７の多く箇所が多少異なるような個体差が存在しても測定の結果に対する影響が小さいことが分かった。
本開示の各実施形態に係る発光装置は、発光ダイオード等の半導体発光素子をはじめとした各種発光素子を光源として搭載した発光装置として利用することができる。例えば、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内などの各種表示装置、更には、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどにおける画像読取装置、プロジェクタ装置など、種々の光源に利用することができる。
１ 発光素子
１ａ 上面
１ｂ 外側面
２ パッケージ
２ａ 凹部
２ｂ 底部
２ｃ 側面部
２ｄ 上面縁
５ 封止部材
５ａ 上面部
５ｂ 平坦部
５ｃ 湾曲周縁部
５ｄ 外周縁
６ 蛍光体
７，１７，２７，３７ 第１膜
７ａ，３７ａ 外周縁
８ 透光性材料
１０，１１０，２１０ 発光装置
１０ａ〜１０ｄ 第１〜第４発光装置
３０ 開放領域
４０ 透過膜（第２膜）
５０ 白樹脂（被覆部材）
５１ 露出領域
５２ 反射面
１ａ 上面
１ｂ 外側面
２ パッケージ
２ａ 凹部
２ｂ 底部
２ｃ 側面部
２ｄ 上面縁
５ 封止部材
５ａ 上面部
５ｂ 平坦部
５ｃ 湾曲周縁部
５ｄ 外周縁
６ 蛍光体
７，１７，２７，３７ 第１膜
７ａ，３７ａ 外周縁
８ 透光性材料
１０，１１０，２１０ 発光装置
１０ａ〜１０ｄ 第１〜第４発光装置
３０ 開放領域
４０ 透過膜（第２膜）
５０ 白樹脂（被覆部材）
５１ 露出領域
５２ 反射面
Claims (23)
- 発光素子と、
前記発光素子を覆い、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光体および前記蛍光体を含有する透光性材料を有する封止部材と、
前記発光素子と前記封止部材とを収容する凹部を有するパッケージと、を備え、
前記パッケージの底部は、前記発光素子が載置され、前記発光素子の周縁を囲む露出領域と、前記露出領域の周縁を囲む被覆部材と、を有し、
前記封止部材の上面に、前記発光素子からの光の一部を透過し、かつ、前記発光素子からの光の一部を反射する第１膜が設けられ、
前記第１膜は、前記封止部材の上面の面積よりも小さく、前記発光素子の上方および前記露出領域の上方にあり、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のナノ粒子が５０％以上の体積を占め、かつ、膜厚が５０ｎｍ以上１μｍ以下である発光装置。 - 前記第１膜は、前記発光素子の直上にある請求項１に記載の発光装置。
- 前記第１膜の全周が前記封止部材の外周縁と離れている請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
- 前記ナノ粒子は、酸化チタンである請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記パッケージは、前記底部の周囲に一体に設けられて内側から外側の方向へ傾斜した側面部を備え、前記側面部と前記底部とに前記被覆部材を有し、
前記被覆部材は、前記側面部の下縁と前記底部の外周縁との間をまたぎ、前記被覆部材の内側面が凹状に湾曲するように一体に形成されている請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記被覆部材は、反射部材が含有された樹脂である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記反射部材は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｓｉから選択される少なくとも１つの元素の酸化物、またはＡｌＮ，ＭｇＦ２，ＢＮから選択される少なくとも１つである請求項６に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下に発光ピークを有する請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記凹部の底部が凹凸を有する請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１膜は、上面視で円形形状または楕円形状である請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１膜の面積は、前記発光素子の上面の面積の１００％以上である請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子の個数が複数であり、前記発光素子の個数よりも前記第１膜の数が少ない請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子の個数が複数であり、前記複数の発光素子の上面積の和よりも、前記第１膜の面積が大きい請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光装置。
- 発光素子と、
前記発光素子を覆い、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光体および前記蛍光体を含有する透光性材料を有する封止部材と、
前記発光素子と前記封止部材とを収容する凹部を有するパッケージと、を備え、
前記凹部を有するパッケージの底部に前記発光素子が載置された発光装置の製造方法であって、
前記パッケージの底部に、前記発光素子の周縁を残して被覆部材を設けることにより、前記発光素子の周縁を囲む露出領域を形成する工程と、
前記封止部材で前記発光素子と前記露出領域とを覆う工程と、
前記封止部材の上面に、前記発光素子からの光の一部を透過し、かつ、前記発光素子からの光の一部を反射する第１膜を形成する工程と、を有し、
前記第１膜を形成する工程は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のナノ粒子である光反射材を含有するスラリーを前記封止部材の上面の面積よりも小さくなるように前記露出領域の上方に塗布し、前記ナノ粒子が５０％以上の体積を占め、かつ、膜厚が５０ｎｍ以上１μｍ以下となるように前記スラリーを乾燥させる発光装置の製造方法。 - 前記第１膜は、前記発光素子の直上に形成される請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
- 前記封止部材で前記発光素子を覆う工程において、前記封止部材の上面が凹状に湾曲しており、
前記封止部材の上面は、中央の平坦部と、前記平坦部の周囲に湾曲して形成された湾曲周縁部とを有し、
前記第１膜を形成する工程において、前記スラリーを前記平坦部に塗布する請求項１４又は請求項１５に記載の発光装置の製造方法。 - 前記ナノ粒子は、酸化チタンである請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第１膜は、上面視で円形形状または楕円形状である請求項１４乃至請求項１７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第１膜の面積は、前記発光素子の上面の面積の１００％以上である請求項１４乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記被覆部材は、反射部材が含有された樹脂である請求項１４乃至請求項１９のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射部材は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｓｉから選択される少なくとも１つの元素の酸化物、またはＡｌＮ，ＭｇＦ2，ＢＮから選択される少なくとも１つである請求項２０に記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下に発光ピークを有する請求項１４乃至請求項２１のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第１膜を形成する工程は、前記スラリーの塗布と乾燥とを繰り返す請求項１４乃至請求項２２のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
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