JP7082270B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置に関する。
従来から、電子機器等において種々の光源が使用されており、近年、発光素子と波長変換物質とを組み合わせた発光ダイオードを用いた光源装置が利用されている。
このような光源装置では、その用途によって、例えば、カメラフラッシュの光源として利用される場合には、複数の光源装置の混色によって白色光が再現されるが、均一な高い輝度等が要求される（例えば、特許文献１等参照）。
米国特許第８１６３５８０号
しかし、複数の発光装置を配列する場合には、実装精度を確保するために、発光装置間にある程度の間隔を必要とすることから、発光装置間での輝度が十分に得られず、輝度ムラが生じることがある。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、輝度の向上、輝度ムラの低減を実現することができる発光装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態は、以下の構成を含む。
半導体層を含む積層構造体と、該積層構造体に接続された一対の電極とを備え、上面を光取り出し面とする複数の発光素子、
前記発光素子の前記光取り出し面に対向する下面と、該下面の反対側の面である上面とを有する複数の透光部材及び
前記発光素子の側面及び前記透光部材の側面を一体的に被覆する被覆部材を備える発光装置であって、
前記透光部材は、前記上面の面積が前記下面の面積よりも小さく、
前記複数の透光部材の上面の集合体により形成される発光部の外縁が、正方形又は円形であることを特徴とする発光装置。
本発明の発光装置によれば、輝度の向上、輝度ムラの低減を実現することができる。
実施形態１の発光装置の概略平面図である。 図１ＡのＡ－Ａ’線断面図である。 実施形態１の発光装置の概略下面図である。 実施形態１の発光装置の上斜方からの概略斜視図である。 実施形態１の発光装置の下斜方からの概略斜視図である。 実施形態２の発光装置の概略平面図である。 図２ＡのＢ－Ｂ’線断面図である。 実施形態３の発光装置の概略平面図である。 実施形態の発光装置の概略底面図の一例である。 実施形態の発光装置の概略底面図の一例である。 実施形態の発光装置に使用される透光部材の断面図の一例である。 実施形態の発光装置に使用される透光部材の断面図の一例である。 実施形態の発光装置に使用される透光部材の断面図の一例である。 実施形態の発光装置に使用される透光部材の断面図の一例である。 実施形態１における発光装置の被覆部材の変形例を示す概略断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
本発明の一実施形態の発光装置１０は、例えば、図１Ａ～１Ｅに示すように、発光素子１１と、透光部材１２と、被覆部材１３とを備える。
この発光装置１０においては、特に、複数の透光部材１２は、それらの上面１２ａの集合体により形成される発光部を備え、その発光部の外縁（図１Ａ中、点線で囲われた部分：Ｘ１）が正方形又は円形である。
このような構成によって、複数の発光素子を搭載する発光装置において、個々の発光素子間のギャップに起因する、輝度ムラ等を有効に防止することができ、輝度をも向上させることができる。また、光取り出し面側から見た発光装置の外観又は見映を向上させることができる。
（発光素子１１）
発光素子１１としては、例えば、発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることができる。発光素子は、半導体層を含む積層構造体を有する。この積層構造体は、サファイア基板、積層構造体からの発光を透過する半導体材料（例えば、窒化物系半導体材料）等の透光性の成長基板を備えるものであってもよいし、成長基板を剥離し、半導体層が露出しているものであってもよい。積層構造体は、例えば、ｎ型半導体層、発光層（活性層）及びｐ型半導体層等の複数の半導体層を含む。半導体層としては、例えば、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体、ＩＩ－ＶＩ族化合物半導体等の半導体材料が挙げられる。具体的には、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系の半導体材料を用いることができる。
発光素子１１は、積層構造体に接続された一対の電極１１ａ、１１ｂを備える。一対の電極１１ａ、１１ｂは、積層構造体の同一面側に接続されたものが好ましいが、異なる面に接続されたものでもよい。一対の電極１１ａ、１１ｂは、積層構造体と、電流－電圧特性が直線又は略直線となるようなオーミック接続されるものであれば、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。このような電極は、当該分野で公知の材料及び構成で、任意の厚みで形成することができる。例えば、電極の厚みは、十数μｍ～３００μｍが好ましい。また、電極としては、電気良導体を用いることができ、例えばＣｕ等の金属が好適である。電極形状は、目的や用途等に応じて、種々の形状を選択することができる。発光素子の一対の電極は、それぞれ同じ形状でもよく、異なる形状でもよい。
一対の電極が積層構造体の同一面側に配置された場合、積層構造体の電極が配置されていない面側を発光素子の上面とし、積層構造体の電極配置面を下面とする。発光素子の上面が、光取り出し面となる。
発光素子１１を、発光装置において、複数配列する場合、例えば、４つを配列する場合、２列×２行で、図１Ｃに示すように、列ごとに同じ極性の電極１１ａ、１１ｂが並ぶように配置し、一方の列と他方の列とで、極性が対称となるように配置してもよいし、図４Ａに示すように、同じ列に同じ極性の電極１１ａ、１１ｂが配置され、かつ行において、極性の異なる電極１１ａ、１１ｂが交互に並ぶように配置してもよいし、図４Ｂに示すように、行及び列において隣接する電極１１ａ、１１ｂを一方向に９０度回転させて、配置してもよい。
発光素子の波長は、得ようとする発光装置の特性に応じて適宜決定することができ、例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲が挙げられる。発光素子は、１つの発光装置に２つ用いてもよいが、４つ以上用いることが好ましく、６つ用いてもよい。なかでも、偶数個用いることが好ましく、４つ又は６つ用いることがより好ましい。
発光素子１１は、上面視において、四角形、六角形等の多角形、円又は楕円等、種々の形状とすることができるが、四角形であることが好ましく、正方形又は略正方形（長辺及び短辺の差が±１０％程度）であることがより好ましい。なお、本願明細書において「略正方形」という用語は同じ意味を表す。また、１つの発光装置において、複数の発光素子を取り囲むそれらの外縁が、四角形となるように配置されることが好ましく、正方形又は略正方形に配置されることがより好ましい。例えば、平面視が長方形の２つの発光素子１１を用い、短辺方向に２つ配置して用いることが好ましい。平面視が正方形の４つの発光素子１１を用いる場合、縦横に２つずつ配置して用いることが好ましい。このような配置により、光取り出し面側から見た発光装置の外観又は見映を向上させることができる。
（透光部材１２）
透光部材１２は、発光素子の光取り出し面側に配置されており、発光素子から出射された光を透過して外部に放出させる部材である。透光部材１２は、少なくとも発光素子の光取り出し面の全面を被覆することが好ましい。例えば、透光部材１２は、発光素子の光取り出し面と同じ大きさであることが好ましいが、±１０％程度の大小は許容される。
透光部材１２は、平面視において、四角形等の多角形、円形又は楕円形等、種々の形状とすることができる。なかでも、正方形又は略正方形であることが好ましい。これにより、光取り出し面側から見た発光装置、特に、後述する複数の透光部材による集合体の外観又は見映を向上させることができる。
透光部材１２は、発光素子の光取り出し面に対向する下面１２ｂと、この下面１２ｂの反対側の面である上面１２ａとを有する。
透光部材１２は、上面１２ａの面積が下面１２ｂの面積よりも小さい形状であることが好ましい。例えば、上面１２ａに向かって、透光部材１２の内側に傾斜するような側面を有していてもよいし、２つの部材が積層されたような段差のある側面を有していてもよい。つまり、透光部材１２は、図５Ａ等に示したように、側面に、側方に突出する凸部Ｚを有することが好ましい。この凸部Ｚは、下面に接する鉛直面又は傾斜面と、この鉛直面又は傾斜面に接し、かつ透光部材１２の上面１２ａに平行な面とを有することが好ましい。この場合の凸部Ｚの下面は、透光部材１２の下面１２ｂと面一であることが好ましい。なかでも、側面に凸部を有するものが好ましい。凸部は、透光部材１２の全側面に渡って配置されていてもよいが、一部の側面にのみ配置されていてもよい。
上面１２ａの面積と下面１２ｂの面積との差は、例えば、上面１２ａの面積が下面１２ｂの面積の９８％以下であることが好ましく、９５％以下であることがより好ましく、９３％以下であることがさらに好ましい。また、８０％以上であることが好ましく、８２％以上であることがより好ましく、８５％以上であることがさらに好ましい。特に、透光部材１２は、その上面１２ａの縁が、平面視、発光素子１１の外縁と一致するものが好ましい。これにより、光の取り出し効率を向上させることができる。一方、透光部材１２は、その下面１２ｂの縁が、平面視、発光素子１１の外縁と一致するものであってもよい。これにより、光の漏れを防止して、より一層、上面１２ａからの光の取り出し効率を向上させ、輝度を向上させることもできる。
透光部材の凸部は、透光部材をダイシングして個片化する際に、ダイシングブレードの刃先角及び刃幅を適宜選択することにより凸部形状に形成することができる。また、ダイシング方法としてハーフダイシングによっても形成することができる。このような凸部の製造方法によって、図５Ａに示したように、透光部材１２の全体が、後述するように、同じ波長変換部材を含有する一体的な構成とすることができる。
上面１２ａの形状は、下面１２ｂの形状と同じであってもよいし、つまり、相似であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、下面１２ｂが平面視において正方形である場合、上面は、正方形であってもよいし、円形又は楕円形等であってもよいし、扇形であってもよい。また、形状の異同にかかわらず、それらの中心又は重心が同じ点であってもよいし、それらの中心又は重心が重ならなくてもよい。
複数の透光部材において、複数の上下面の形状は、同じであってもよいが、一部又は全部が異なっていてもよい。形状の異同にかかわらず、上面の面積は全てが同じであることが好ましい。これによって、有効に輝度ムラを防止することができる。
透光部材１２の上面１２ａは、発光装置における発光部を構成する。つまり、上面１２ａのみから、発光素子から出射された光が放出される。従って、発光装置において、複数の透光部材が、それらの上面の集合体により発光部を構成する。そして、その発光部の外縁は、透光部材の上面１２ａの形状に従って、種々の形状を採ることができる。なかでも、上面の集合体による発光部の外縁が正方形又は円形であることが好ましい。例えば、４つの発光素子及び透光部材を用い、個々の透光部材の上面の形状を扇形とし、その扇形状を透光部材の一点に偏在させ、４つを組み合わせて配置することにより、円形の発光部を得ることができる。同様に、４つの発光素子及び透光部材を用い、個々の透光部材の上面の形状を正方形とし、その正方形状を透光部材の一点に偏在させ、４つを組み合わせて配置することにより、正方形の発光部を得ることができる。このような形状とすることにより、複数の発光面を近接させることができ、発光部の輝度の向上、輝度ムラの低減、光取り出し面からの透光部材の外観又は見映えを向上させることができる。
例えば、透光部材間は、０．２ｍｍ以上間隔を置いて配置するのが好ましい。間隔を一定以上とすることにより、特定の発光素子から出射された光が、後述する被覆部材１３を通過して、その特定の発光素子の上面に接続された透光部材以外の透光部材に入射して混色するのを防止することができる。透光部材間の間隔は広い方が良いが、広すぎると発光装置の大きさが大きくなるため、混色を防止する程度の間隔をあけることが好ましい。
なお、透光部材１２の上下面１２ａ、１２ｂは、それぞれ凹凸があってもよいが、平坦であることが好ましく、上下面１２ａ、１２ｂが互いに平行であることがより好ましい。透光部材１２は、発光素子１１に対して１対１で配置されることが好ましい。
透光部材１２は、波長変換物質を含んでいてもよい。波長変換物質は、蛍光体の単結晶、多結晶又は蛍光体粉末の焼結体等の蛍光体インゴットから切り出したものなど、それ自体で透光部材を構成していてもよいが、結合剤として透光性樹脂を含んでいてもよい。
波長変換物質としては、例えば、発光素子からの発光で励起可能なものが挙げられる。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な波長変換物質としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ）；セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＬＡＧ：Ｃｅ）；ユウロピウムおよび／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体（ＣａＯ－Ａｌ2Ｏ3－ＳｉＯ2）；ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4）；βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物系蛍光体；ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ）；硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの波長変換物質と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置（例えば白色系の発光装置）を製造することができる。
また、透光部材１２は、実質的に波長変換物質を含まなくてもよい。この場合は、発光素子からの光を波長変換することなく、そのまま透過させることとなる。例えば、赤、青、緑色をそれぞれ発光する発光素子を用いることで、これらの混色で白色光を発光させることが可能である。
また、透光部材には、粘度を調整する等の目的で、各種のフィラー等を含有させてもよい。
透光部材１２は、透光性である限り、積層構造であってもよい。例えば、図５Ｂに示すように、透光部材４２の一方の層４２Ａと他方の層４２Ｂとに同じ波長変換物質を含有させ、大きさの異なる板状体を積層するなどの積層構造でもよい。一方の層４２Ａと他方の層４２Ｂの厚みは異なっていてもよく、同じであってもよい。また、例えば、図５Ｃに示すように、透光部材５２の一方の層５２Ａと他方の層５２Ｂとに、異なる波長変換物質を含有するなどの積層構造でもよいし、図５Ｄに示すように、透光部材６２の一方の層６２Ａに波長変換物質を含有し、他方の層６２Ｂに、波長変換物質を含有せず、フィラーを含有するなどの層が積層されたものであってもよいし、このような層の複数が交互に積層されたものでもよい。さらに、１つの発光装置を構成する複数の透光部材において、その１つ又は複数において異なる組成（種類及び／又は量）の波長変換部材を含有させてもよい。複数の透光部材１２は、同じ数で第１の透光部材及び第２の透光部材の２つの群に分けて、それぞれの群において同じ組成、互いの群に対して異なる組成の波長変換部材を含有させてもよい。なかでも、異なる発光色が得られる波長変換部材を用いることが好ましい。
透光性材料としては、透光性樹脂、ガラス、セラミックス等が使用できる。特に、透光性樹脂が好ましく、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。
透光部材１２は、発光素子１１に対して、圧着、焼結、接着剤による接着等公知の方法により接続することができる。
（被覆部材１３）
被覆部材１３は、発光素子１１の側面及び透光部材１２の側面を一体的に被覆する部材である。特に、被覆部材１３は、その上面が、透光部材１２の上面１２ａと面一であることが好ましい。これにより、各発光素子及び各透光部材の側面へと向かう光を遮ることができるため、配光が広がらず見切りがよい光又は輝度の高い光とすることができる。また、配光の広がりを抑制できることにより、レンズまたはリフレクタ等の光学部品を使用する場合に、光学部品も小さくすることができる。ここで、見切り性が良いとは、発光部と非発光部の境界が明確なことを意味し、発光領域と非発光領域との輝度差が急峻なほど、見切り性が良好であるといえる。
また、被覆部材１３は、発光素子１１の下面において、一対の電極を露出し、かつ発光素子を構成する積層構造体の下面を被覆することが好ましい。これにより、発光素子１１の下面へと向かう光の一部を反射させて取り出すことができる。この場合、積層構造体の下面を被覆する被覆部材１３の表面と、一対の電極の表面とが面一であることが好ましい。これにより、発光素子からの光の漏れを防止して、光取り出し効率を向上させることができる。
被覆部材１３は、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂部材が好ましく、光反射性の樹脂部材とすることがより好ましい。光反射性樹脂とは、発光素子からの光に対する反射率が７０％以上の樹脂材料を意味する。例えば、白色樹脂などが好ましい。被覆部材に達した光が反射されて、発光素子の光取り出し面に向かうことにより、発光装置の光取出し効率を高めることができる。
光反射性樹脂としては、例えば、透光性樹脂に、光反射性物質を分散させたものが使用できる。光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが好適である。光反射性物質は、粒状、繊維状、薄板片状などが利用できるが、特に、繊維状のものは被覆部材の熱膨張率を低下させる効果も期待できるので好ましい。
被覆部材１３は、光反射性物質等の含有量及び／又は肉厚によって光の反射量、透過量等を変動させることができる。よって、得ようとする発光装置の特性等によって、これらを適宜調整することができる。例えば、光反射性物質の含有量は、被覆部材の総重量に対して３０ｗｔ％以上とすることが好ましい。その肉厚は、例えば、発光装置の外側に配置する部位（図１Ｂ中のＭ）は、５０μｍ～５００μｍが挙げられ、発光素子間に配置する部位（図１Ｂ中のＱ）は１００μｍ～１０００μｍが挙げられる。また、透光部材１２の上面間に配置する部位（図１Ｂ中のＷ）はＱと同程度、すなわち１００μｍ～１０００μｍが挙げられる。
被覆部材１３は、例えば、射出成形、ポッティング成形、樹脂印刷法、トランスファーモールド法、圧縮成形、立体印刷などで成形することができる。
また、例えば、図６に示すように、発光装置１０を実装基板１６に実装する際に、発光装置の平面視において、被覆部材１３表面の透光部材１２を取り囲む領域に、透光部材１２に含有される波長変換部材と同じ又は似ている色のレジスト１５等を立体印刷等して、被覆部材１３と透光部材１２の境界を目立たなくしてもよい。その際に、実装基板１６に実装されるその他の電子部品１７の表面や、実装基板１６の表面を、一体的にレジスト１５で被覆してもよい。
（金属層１４）
発光装置は、発光素子１１の光取り出し面とは反対側の面、つまり、下面側において、被覆部材１３の表面を覆い、一対の電極とそれぞれ接続される複数の金属層１４を有することが好ましい。例えば、複数の発光素子の一方の極性の複数の電極が第１金属層１４ａ、他方の極性の複数の電極が第２金属層１４ｂに接続されていることが好ましい。このように、第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂは、発光素子の電極と接続されているため、発光装置の外部接続端子として機能させることができる。また、第１金属層１４ａ及び／又は第２金属層１４ｂは、大きさ、形状、形成される位置等によって、位置決め部としても機能させることができる。
金属層１４は、発光素子１１の電極と同じ面積又はそれよりも大きい面積であることが好ましい。また、第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂは、それぞれ略同じ大きさ及び同じ形状とすることが好ましい。例えば、その形状は、正方形、長方形などの四角形、三角形、五角形、六角形等の多角形、その一部が欠けた形状、その一部が丸みを帯びた形状等とすることができる。
また、第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂは、左右対称形状とすることが好ましい。ただし、極性を示すために、一方の一部が欠けた形状等にしてもよい。また、発光素子の電極形状に応じて、種々の形状とすることができる。
第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂ間の距離は、発光装置を搭載する配線基板などと接合する際に半田等の接合部材の広がりによってショートしにくい距離とすることが好ましい。その距離は、例えば、少なくとも２０μｍ以上であること好ましく、５０μｍ以上とすることがより好ましい。
金属層は、電極よりも耐腐食性及び耐酸化性に優れたもので形成することが好ましい。例えば、最表面の層はＡｕ、Ｐｔ等の白金族元素の金属が好ましい。また、金属層が発光装置のはんだ付けされる面を被覆するものである場合には、最表面にはんだ付け性の良好なＡｕを用いることが好ましい。金属層は単一の材料の一層のみで構成されてもよく、異なる材料の層が積層されて構成されていてもよい。特に、高融点の金属層を用いるのが好ましく、例えば、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ等を挙げることができる。また、これら高融点の金属を、発光素子の電極と最表面の層との間に設けることにより、はんだに含まれるＳｎが電極や電極に近い層に拡散することを低減することが可能な拡散防止層とすることができる。このような拡散防止層を備えた金属層の積層構造の例としては、Ｎｉ／Ｒｕ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等が挙げられる。また、拡散防止層（例えばＲｕ）の厚みとしては、１ｎｍ～１００ｎｍが挙げられる。
金属層の厚みは、種々選択することができる。レーザアブレーションが選択的に起こる程度とすることができ、例えば、１μｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。また、電極の腐食を低減することができる厚み、例えば、５ｎｍ以上であることが好ましい。ここで、金属層の厚みとは、金属層が複数の層が積層されて構成されている場合には、複数の層の合計の厚みのことをいう。
第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂは、それぞれ１つずつ配置されていてもよいし、例えば、第２金属層１４ｂが少なくとも２つに分離されており、第１金属層１４ａを挟む位置に配置されていてもよいし（例えば、図１Ｃに示すような電極１１ａ、１１ｂの配置の場合など）、第１金属層１４ａと第２金属層１４ｂとがそれぞれ２以上、交互に配置されていてもよい（例えば、図４Ａに示すような電極１１ａ、１１ｂの配置の場合など）。また、図４Ｂに示すような電極１１ａ、１１ｂの配置等に応じて、適宜形状及び大きさ等を変更することが好ましい。
金属層は、スパッタ、蒸着、原子層堆積（Atomic Layer Deposition；ＡＬＤ）法、有機金属化学的気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition；ＰＥＣＶＤ）法、大気圧プラズマ成膜法、めっき等によって形成することができる。
（保護素子）
発光装置は、発光素子１１の他に保護素子を設けてもよい。保護素子を設けることで、過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護することができる。保護素子は特に限定されるものではなく、公知のもののいずれでもよい。保護素子は、遮光部材に埋設して配置することが好ましい。
＜実施形態１＞
実施形態１に係る発光装置１０は、図１Ａ～図１Ｅに示すように、複数の発光素子１１と、複数の透光部材１２と、被覆部材１３とを有する。
発光素子１１は、半導体層を含む積層構造体と、この積層構造体の一面に接続された一対の電極１１ａ、１１ｂとを備え、上面１２ａ、つまり、一対の電極１１ａ、１１ｂが配置されていない面を、光取り出し面とする。この実施形態では、正方形の発光素子１１を２列×２行にて、４つ備える。この場合の発光素子間の距離（図１Ｂ中、Ｑに相当）は、６００μｍである。
透光部材１２は、発光素子１１の光取り出し面に対向する正方形の下面１２ｂと、下面１２ｂの反対側の面である正方形の上面１２ａとを有する。上面１２ａ及び下面１２ｂは、互いに平行であり、上下面１２ａ、１２ｂは同じ中心を有する。透光部材１２は、複数の発光素子１１のそれぞれに、１つずつ配置されている。この実施形態では、正方形の透光部材１２を４つ備える。
透光部材１２の上面１２ａの外縁は、平面視において、発光素子１１の外縁と一致して配置されている。
透光部材１２は、波長変換物質と透光性樹脂、例えば、シリコーン樹脂とを含有する。ここでの波長変換物質は、例えば、縦又は横に配列する２つの透光部材（第１の透光部材）に対して黄色蛍光体および赤色蛍光体であり、透光部材１２の全重量に対して３０％～８０％で含有されており、縦又は横に配列する別の２つの透光部材（第２の透光部材）に対して黄色蛍光体であり、透光部材１２の全重量に対して０．０１％～８０％で含有されている。これにより、第１の透光部材から発する白色光は、第２の透光部材から発する白色よりも色温度の低い白色光を呈するものとすることができる。
透光部材１２は、図１Ｂに示すように、全ての透光部材１２において、上面１２ａの面積が下面１２ｂの面積よりも小さい。ここでは、約２０％小さい。このような面積差を構成するために、透光部材１２は、図１Ｂ及び図５Ａに示すように、側面に、側方に突出する凸部Ｚを有する。この突出する長さは、例えば２０μｍ～１００μｍが挙げられる。この凸部Ｚは、下面１２ｂに接する鉛直面と、その鉛直面に接し、かつ透光部材１２の上面１２ａに平行な面とを有する。隣接する透光部材１２における凸部Ｚ間の距離（図１Ｂ中、Ｓ）は、５００μｍである。
図１Ａに示すように、複数の透光部材１２は、それらの上面１２ａの集合体により形成される発光部を備え、この発光部の外縁（図１ＡのＸ１）は、正方形である。
被覆部材１３は、発光素子１１の側面と、透光部材１２の側面とを一体的に被覆する。被覆部材１３は、また、発光素子１１の一対の電極１１ａ、１１ｂが配置された面においても、一対の電極１１ａ、１１ｂを露出するように配置されている。被覆部材１３の上面は、透光部材１２の上面１２ａと面一である。また、被覆部材１３の下面は、電極１１ａ、１１ｂの下面と面一である。
被覆部材１３は、光反射性物質と透光性樹脂とを含有する。透光性樹脂はシリコーン樹脂であり、光反射物質は酸化チタンであり、被覆部材１３の全重量の４０％で含有されている。
この実施形態では、被覆部材１３の発光素子１１間の厚みＱは６００μｍであり、発光素子１１の外側における厚みＭは１５０μｍである。
発光装置１０は、図１Ｃ及び１Ｅに示すように、発光素子１１の下面側において、被覆部材１３の表面を覆い、一対の電極１１ａ、１１ｂとそれぞれ接続され、外部端子として機能する複数の金属層である第１金属層１４ａ、第２金属層１４ｂを有する。例えば、２つの第１金属層１４ａは、２つに分離され、発光装置１０の両側に配置されており、第２金属層１４ｂをそれらの間に挟むように配置されている。第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂ間の距離は、発光装置を搭載する配線基板などと接合する際に半田等の接合部材の広がりによってショートしにくい距離、例えば、３０μｍである。第１金属層１４ａと第２金属層１４ｂとは、それぞれ、発光素子１１の同じ極性の電極１１ａ、１１ｂと、それぞれ接続されている。この実施形態では、第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂは、それぞれ同程度の大きさであり、発光装置１０の一辺に沿って配置されており、それぞれ平面視が長方形である。
第１金属層１４ａ及び第２金属層１４ｂは、発光素子１１の電極１１ａ、１１ｂ側から、Ｎｉ／Ｒｕ／Ａｕの積層構造で、総厚みは５００Åである。
このように、４つの透光部材のうちの２つを第１の透光部材として、残りの２つを第２の透光部材とする場合、第１の透光部材及び第２の透光部材がそれぞれ異なる組成の波長変換物質を含有し、それらの上面の集合体により形成される発光部を備え、発光部の外縁Ｘ１を正方形とすることにより、複数の発光素子を搭載する発光装置において、個々の発光素子間のギャップに起因する、輝度ムラ等を有効に防止することができ、輝度をも向上させることができる。また、光取り出し面側から見た発光装置の外観又は見映を向上させることができる。
＜実施形態２＞
実施形態２に係る発光装置２０は、図２Ａ及び２Ｂに示すように、透光部材２２は、平面視、正方形であり、上面２２ａ及び下面２２ｂも、平面視、正方形であり、それらの面積の差は、実施形態１の透光部材と同様であるが、上面２２ａの中心が、下面２２ｂの中心からシフトしており、上面２２ａの正方形の２辺が、下面２２ｂの２辺と重なった形状である。従って、凸部Ｚ２は、平面視において、実質的に、透光部材２２の２辺に配置されている。
この透光部材２２は、上面２２ａと下面２２ｂとの一致した２辺側を、発光装置２０の中心に向かって対向するように配置されている。この場合の、発光素子１１間の距離Ｒは、１００μｍである。
従って、発光部の外縁Ｘ２は、発光素子１１における光取り出し面の面積が同じであるが、より小さい面積となり、より輝度が向上し、輝度ムラが防止される。
これら以外の構成は、実質的に実施形態１の発光装置１０と同様の構成であり、実質的に同様の効果を有する。
＜実施形態３＞
実施形態３に係る発光装置３０は、図３に示すように、透光部材３２は、平面視、正方形であり、下面３２ｂも、平面視、正方形であるが、上面３２ａが扇形である。また、上下面３２ａ、３２ｂの面積の差は、実施形態１の透光部材と同様であるが、上面３２ａの扇形の隣接する直線状の２辺が、下面３２ｂの２辺と重なった形状である。従って、凸部は、平面視において、実質的に、透光部材３２の２辺以外の部位に配置されている。
この透光部材３２は、上面３２ａと下面３２ｂとの一致した２辺側を、発光装置３０の中心に向かって対向するように配置されている。この場合の、発光素子１１間の距離は、１００μｍである。
従って、発光部の外縁Ｘ３は、円形であり、発光素子１１における光取り出し面の面積よりも若干小さく、より輝度が向上し、輝度ムラが防止される。
これら以外の構成は、実質的に実施形態１及び２の発光装置１０、２０と同様の構成であり、実質的に同様の効果を有する。
１０、２０、３０ 発光装置
１１ 発光素子
１１ａ、１１ｂ 電極
１２、２２、３２、４２、５２、６２ 透光部材
１２ａ、２２ａ、３２ａ 上面
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ 下面
１３ 被覆部材
１４ 金属層
１４ａ 第１金属層
１４ｂ 第２金属層
１５ レジスト
１６ 実装基板
１７ 電子部品
４２Ａ、４２Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ 層
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ 外縁
Ｚ、Ｚ２ 凸部

Claims (12)

  1. 半導体層を含む積層構造体と、該積層構造体の下面側に接続された一対の電極とを備え、上面を光取り出し面とする複数の発光素子、
    前記発光素子の前記光取り出し面に対向する下面と、該下面の反対側の面である上面とを有する複数の透光部材及び
    前記発光素子の側面及び前記透光部材の側面を一体的に被覆し、かつ前記積層構造体の下面を被覆する被覆部材を備える発光装置であって、
    前記積層構造体の下面を被覆する前記被覆部材の表面と、前記一対の電極の表面とが面一であり、
    前記複数の透光部材は、前記上面の面積が前記下面の面積の８０％以上９８％以下であり、前記上面の面積が同じであり、かつ、前記複数の発光素子のそれぞれに配置され、
    前記複数の透光部材は、平面視で前記透光部材の前記上面及び前記下面の発光装置の中心に向かって対向する縁の一部が前記発光素子の外縁と一致し、それらの前記上面の集合体により形成される発光部を備え、該発光部の外縁が、正方形又は円形であることを特徴とする発光装置。
  2. 前記複数の透光部材の上面の形状及び下面の形状は、相似である請求項１に記載の発光装置。
  3. １つの前記透光部材は、その上面の形状が扇形である請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 少なくとも１つの前記透光部材は、波長変換物質を含有する請求項１～３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 前記複数の透光部材は、それぞれ異なる組成の波長変換物質を含有する第１の透光部材及び第２の透光部材である請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 少なくとも１つの前記透光部材は、実質的に波長変換物質を含有しない請求項１～５のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 前記発光装置は、前記光取り出し面とは反対側の面において、前記被覆部材の表面を覆い、前記一対の電極とそれぞれ接続される第１金属層及び第２金属層を備える請求項１～６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 前記第２金属層は少なくとも２つに分離されており、前記第１金属層を挟む位置に配置されている請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記透光部材は、前記側面に、側方に突出する凸部を有し、前記凸部は、前記下面に接する鉛直面と、該鉛直面に接し、かつ前記透光部材の上面に平行な面とを有する請求項１～８のいずれか１項に記載の発光装置。
  10. 前記透光部材は、その上面が、前記被覆部材の上面と面一である請求項１～９のいずれか１項に記載の発光装置。
  11. 前記透光部材は、その上面の縁が、平面視において、前記発光素子の外縁と一致する請求項１～１０のいずれか１項に記載の発光装置。
  12. 前記被覆部材は、光反射性物質を含有する請求項１～１１のいずれか１項に記載の発光装置。
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