JP7236016B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置に関し、特に発光効率を高める導光部材を備える発光装置に関する。
近年、光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）やレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等の半導体発光素子を搭載した発光装置は、各種の照明や表示装置に利用されている。特に、これら半導体発光素子は消費電力が低く長寿命であるため、蛍光灯に代替可能な次世代照明の光源として注目を集めており、さらなる発光出力および発光効率の向上が求められている。また、車のヘッドライトなどの投光照明のように、配光特性が良く高輝度な光源も求められている。
例えば特許文献１には、ＬＥＤチップに光透過性の接着剤により蛍光体チップを固着したＬＥＤチップ組立体を、リードフレームのカップ部や絶縁性基板上に実装し、光散乱剤を混合した保護層や封止樹脂により該ＬＥＤチップ組立体を封止した発光装置が提案されている。
しかしながら、引用文献１に記載された発光装置において、ＬＥＤチップ上に蛍光体チップを接着する光透過性の接着剤が、蛍光体チップから直接あるいは発光素子の側面を伝って、リードフレームのカップ部や絶縁性基板まで垂れる虞があり、ＬＥＤチップや蛍光体チップからの出射光が該接着剤により導光されて、絶縁性基板やその上に設けられた電極やリードフレームの表面で吸収されることで、発光装置の光出力が低下するという問題があり、また発光素子や蛍光体チップと、上記基板、電極などの表面とを被覆する透光性樹脂にも同様の問題がある。また、このような透光性の部材による光経路は小さく、狭いものであっても発光装置の特性に及ぼす影響は大きい。さらに、引用文献１のＬＥＤチッ
プと蛍光体チップは、接着剤によりその対向面同士が固着されているに過ぎず、ＬＥＤチップから放出される光の蛍光体チップへの結合効率が低いこと、両者の外形の整合が悪い場合に輝度むら、色むらや指向性が悪化することが懸念される。
プと蛍光体チップは、接着剤によりその対向面同士が固着されているに過ぎず、ＬＥＤチップから放出される光の蛍光体チップへの結合効率が低いこと、両者の外形の整合が悪い場合に輝度むら、色むらや指向性が悪化することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子から出射される光の損失を低減してその利用効率を高め、発光素子から光透過部材への光結合効率を高め、発光効率、輝度を高められる発光装置を提供することである。
本発明に係る発光装置は、下記（１）～（１５）の構成により、上記目的を達成することができる。
（１） 発光装置の発光面と受光面を有する光透過部材と、該受光面に対向する出射面を備えて、前記光透過部材に接合される発光素子と、前記発光素子表面から前記光透過部材表面まで延在して設けられて、前記発光素子からの出射光を前記光透過部材に導光する導光部材と、を備え、前記導光部材は、前記発光素子の出射面と前記光透過部材の受光面を互いに対向させて接合する接合領域と、前記接合領域より延在して、該接合領域より外側に突出された前記発光素子及び光透過部材の一方の表面を被覆する第１の被覆領域と、を有すると共に、前記出射光を前記光透過部材側に反射させる第１の反射面が、前記第１の被覆領域の外表面に設けられている発光装置。
（２） 前記発光装置は、光反射材料を有する被覆部材を備え、該被覆部材が、前記導光部材の表面を覆い、前記発光面を露出させて前記発光素子及び光透過部材の表面を被覆する上記（１）に記載の発光装置。
（３） 前記光透過部材は、前記発光素子の出射光で励起される波長変換部材である上記（１）又は（２）に記載の発光装置。
（４） 前記第１の被覆領域は、前記発光素子及び光透過部材の一方の前記突出表面と他方の側面を被覆し、前記第１の反射面は、前記側面に対向して設けられている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の発光装置。
（５） 前記被覆部材は、前記他方の側面を第１の被覆領域の導光部材を介して該表面を覆い、該導光部材から露出された前記発光素子又は光透過部材の側面の表面を覆う上記（４）に記載の発光装置。
（６） 前記光透過部材の受光面の一部が前記出射面より外側に突出しており、前記第１の反射面は、前記発光素子の側面から前記受光面側に傾斜した傾斜面である上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置。
（７） 前記光透過部材の受光面が、前記発光素子の出射面より大きく、該出射面を内包する上記（６）に記載の発光装置。
（８） 前記発光素子の出射面の一部が該受光面より外側に突出しており、前記第１の反射面は、前記光透過部材の側面から前記出射面側に傾斜した傾斜面である上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置。
（９） 前記発光素子の出射面が、前記光透過部材の受光面より大きく、該受光面を内包する上記（８）に記載の発光装置。
（１０） 前記発光素子が互いに離間されて、前記光透過部材の受光面側に複数接合されており、前記導光部材は、前記離間された発光素子に挟まれた前記受光面の一部を前記接合領域から延在して被覆する第２の被覆領域を有すると共に、前記隣接する発光素子からの出射光をそれぞれ前記受光面側に反射させる第２の反射面が、前記第２の被覆領域の外表面に設けられている上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の発光装置。
（１１） 前記第２の被覆領域が、前記離間された発光素子の互いに対向する側面を被覆する上記（１０）に記載の発光装置。
（１２） 前記複数の発光素子は、少なくとも１組が該出射面から前記光透過部材の受光面までの距離が互いに異なる上記（１０）又は（１１）に記載の発光装置。
（１３） 前記発光素子が、半導体層と、該半導体層より出射面側の基板とを有し、前記導光部材が、前記基板の側面まで延在して覆い、前記半導体側面を露出させている上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の発光装置。
（１４） 前記発光装置は、光反射性材料を含有し、前記発光面を露出させて、前記発光素子及び前記光透過部材の一部を被覆する被覆部材を備え、前記第１の反射面又は第２の反射面は、前記導光部材と前記被覆部材との界面に設けられている上記（１）乃至（１３）のいずれに記載の発光装置。
（１５） 前記第１の反射面又は第２の反射面は、前記側面に向かって凸な凸曲面である上記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の発光装置。
（１） 発光装置の発光面と受光面を有する光透過部材と、該受光面に対向する出射面を備えて、前記光透過部材に接合される発光素子と、前記発光素子表面から前記光透過部材表面まで延在して設けられて、前記発光素子からの出射光を前記光透過部材に導光する導光部材と、を備え、前記導光部材は、前記発光素子の出射面と前記光透過部材の受光面を互いに対向させて接合する接合領域と、前記接合領域より延在して、該接合領域より外側に突出された前記発光素子及び光透過部材の一方の表面を被覆する第１の被覆領域と、を有すると共に、前記出射光を前記光透過部材側に反射させる第１の反射面が、前記第１の被覆領域の外表面に設けられている発光装置。
（２） 前記発光装置は、光反射材料を有する被覆部材を備え、該被覆部材が、前記導光部材の表面を覆い、前記発光面を露出させて前記発光素子及び光透過部材の表面を被覆する上記（１）に記載の発光装置。
（３） 前記光透過部材は、前記発光素子の出射光で励起される波長変換部材である上記（１）又は（２）に記載の発光装置。
（４） 前記第１の被覆領域は、前記発光素子及び光透過部材の一方の前記突出表面と他方の側面を被覆し、前記第１の反射面は、前記側面に対向して設けられている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の発光装置。
（５） 前記被覆部材は、前記他方の側面を第１の被覆領域の導光部材を介して該表面を覆い、該導光部材から露出された前記発光素子又は光透過部材の側面の表面を覆う上記（４）に記載の発光装置。
（６） 前記光透過部材の受光面の一部が前記出射面より外側に突出しており、前記第１の反射面は、前記発光素子の側面から前記受光面側に傾斜した傾斜面である上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置。
（７） 前記光透過部材の受光面が、前記発光素子の出射面より大きく、該出射面を内包する上記（６）に記載の発光装置。
（８） 前記発光素子の出射面の一部が該受光面より外側に突出しており、前記第１の反射面は、前記光透過部材の側面から前記出射面側に傾斜した傾斜面である上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の発光装置。
（９） 前記発光素子の出射面が、前記光透過部材の受光面より大きく、該受光面を内包する上記（８）に記載の発光装置。
（１０） 前記発光素子が互いに離間されて、前記光透過部材の受光面側に複数接合されており、前記導光部材は、前記離間された発光素子に挟まれた前記受光面の一部を前記接合領域から延在して被覆する第２の被覆領域を有すると共に、前記隣接する発光素子からの出射光をそれぞれ前記受光面側に反射させる第２の反射面が、前記第２の被覆領域の外表面に設けられている上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の発光装置。
（１１） 前記第２の被覆領域が、前記離間された発光素子の互いに対向する側面を被覆する上記（１０）に記載の発光装置。
（１２） 前記複数の発光素子は、少なくとも１組が該出射面から前記光透過部材の受光面までの距離が互いに異なる上記（１０）又は（１１）に記載の発光装置。
（１３） 前記発光素子が、半導体層と、該半導体層より出射面側の基板とを有し、前記導光部材が、前記基板の側面まで延在して覆い、前記半導体側面を露出させている上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の発光装置。
（１４） 前記発光装置は、光反射性材料を含有し、前記発光面を露出させて、前記発光素子及び前記光透過部材の一部を被覆する被覆部材を備え、前記第１の反射面又は第２の反射面は、前記導光部材と前記被覆部材との界面に設けられている上記（１）乃至（１３）のいずれに記載の発光装置。
（１５） 前記第１の反射面又は第２の反射面は、前記側面に向かって凸な凸曲面である上記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の発光装置。
本発明によれば、互いに対向して配置された光透過部材と発光素子とを、その間とそこから延在した領域に設けられる導光部材により接合させることによって、発光素子から光を効率良く取り出し、導光して光透過部材に光結合することができ、高い発光効率を有し高輝度の発光が可能な発光装置を提供することができる。また、上記導光部材により接合された光透過部材および発光素子を、さらに光反射性の被覆部材により被覆して光透過部材の一部に発光面を備えた発光装置とすることにより、さらに効率良く導光することができ、また光透過部材が波長変換部材である場合には色むらの少ない配光特性および高い発光効率を有し高輝度発光が可能な発光装置を提供することができる。また、このような構
造により、発光素子と光透過部材の外形、大きさ、配置が異ならしめて、所望形状、外形寸法の光源できるため、小型化容易な発光装置が得られ、更には適宜光束、輝度などの発光特性を調節可能な発光装置とできる。
造により、発光素子と光透過部材の外形、大きさ、配置が異ならしめて、所望形状、外形寸法の光源できるため、小型化容易な発光装置が得られ、更には適宜光束、輝度などの発光特性を調節可能な発光装置とできる。
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光素子・装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。特に、以下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は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、以下に記載されている各実施の形態についても同様に、特に排除する記載が無い限りは各構成等を適宜組み合わせて適用できる。
本発明の発光装置は、図１，２に示すように、主として、発光素子１０、光透過部材２０、導光部材３０、から構成される。発光素子１０は、出射面を有し、光透過部材２０は、外部に露出された表面２１（発光面９０）と、該表面２１に対向する受光面２２と、側面と、を各々有し、発光素子１０は、その出射面を光透過部材の受光面２２に対向させて配置して、発光素子１０および光透過部材２０の一方の部材を、他方の部材より外側に突出させる。導光部材３０は、発光素子１０と光透過部材２０とを固着させる接着剤を適用でき、透光性を有して発光素子と光透過部材の表面、具体的には発光素子表面から光透過部材表面まで延在して設けられ、発光素子１０の出射光を光透過部材２０に導光する機能
を有する。この導光部材３０は、互いに対向する発光素子の出射面と光透過部材の受光面２２とを接合する接合領域３１と、この接合領域より延在して、上記突出した表面（発光素子の出射面又は光透過部材の受光面２２の一部）を被覆する被覆領域（３２，３７）と、を有している。導光部材は基板の実装面から離間され、発光素子１０の実装側表面より後退して前記光透過部材２０側に位置している。したがって、発光素子１０から出射される光が導光部材３０を伝搬して基板５０に導光され、吸収されることを防止することができる。そして、該被覆領域の外表面には、発光素子１０から出射される光を光透過部材２０側に反射させる反射面が設けられている。このように、導光部材３０の外表面の反射に
より、光の拡散を抑制し導光部材３０中に光を集束させて、光透過部材２０に導光することができ、吸収による光の損失を低減し、発光素子１０から出射される光を効率良く光透過部材２０に結合することができ、発光面の輝度分布を改善できる。また、発光素子と光変換部材を接合させることにより、発光面内の輝度や色度を良好な分布にできる。
を有する。この導光部材３０は、互いに対向する発光素子の出射面と光透過部材の受光面２２とを接合する接合領域３１と、この接合領域より延在して、上記突出した表面（発光素子の出射面又は光透過部材の受光面２２の一部）を被覆する被覆領域（３２，３７）と、を有している。導光部材は基板の実装面から離間され、発光素子１０の実装側表面より後退して前記光透過部材２０側に位置している。したがって、発光素子１０から出射される光が導光部材３０を伝搬して基板５０に導光され、吸収されることを防止することができる。そして、該被覆領域の外表面には、発光素子１０から出射される光を光透過部材２０側に反射させる反射面が設けられている。このように、導光部材３０の外表面の反射に
より、光の拡散を抑制し導光部材３０中に光を集束させて、光透過部材２０に導光することができ、吸収による光の損失を低減し、発光素子１０から出射される光を効率良く光透過部材２０に結合することができ、発光面の輝度分布を改善できる。また、発光素子と光変換部材を接合させることにより、発光面内の輝度や色度を良好な分布にできる。
さらに、この被覆領域は、図１，２，５，６に示すように、上記突出部の表面と他方の側面とを接続するように被覆して、その被覆された側面に対向する導光部材の外表面に前記反射面が設けられていることが好ましい。一方の突出部の表面と、他方の側面と、を接続する傾斜面を外表面とすることで、被覆領域の外側への膨らみを抑え、その外表面で反射される光の光透過部材２０までの光路長を短くし、更に外表面が凹曲面であることで、凸曲面の反射面となり導光部材３０による導光機能を高めることができる。
また、本発明の発光装置は、図１，２に示すように、さらに光反射性の被覆部材４０を備え、発光素子１０および光透過部材２０の一部をこの被覆部材４０により被覆して、光透過部材の露出された表面２１を装置の発光面９０とでき、面発光型の発光装置とすることもできる。被覆部材４０は、光反射性材料４５を含有する充填材、封止材としても機能して、発光装置の小型化が実現できる。また、その光反射性により、導光部材３０表面を被覆して設けることで、その導光作用を補助し、発光素子１０からの出射光の光透過部材への光結合効率をさらに高めることができる。また、発光素子及び光透過部材の表面において、導光部材に被覆された領域と、該領域から露出された領域とを設け、それらの領域を被覆部材で覆うこと、すなわち、露出領域は直接、被覆領域は導光部材を介して、被覆部材に覆うことが好ましい。具体的には被覆部材が、上記被覆領域内の一方の側面を、導光部材３０を介して被覆し、導光部材３０から露出される他方の側面を被覆する。これにより、被覆部材による光反射機能でもって、被覆領域で導光部材３０中の光の閉じ込め作用を強化しながら、露出領域で発光素子１０から光透過部材２０への光の伝搬領域を制限して、導光部材３０により光を光透過部材２０に効率良く導くことができる。さらに、前記被覆領域の反射面が、前記導光部材と前記被覆部材との界面に設けられていることにより、さらにその機能を高められ好ましい。このような構成により、発光素子１０から出射される光の利用効率を高め、色むらが少なく配光特性に優れた高輝度な発光を実現することができる。
（実施の形態１）
図１，２は、本発明の実施の形態１に係る発光装置１００であり、図１（ａ）の断面は、概略上面の図１（ｂ）のＡ－Ａにおける概略断面図であり、図２はその光源部周辺の概略断面図である。図１に示す例の発光装置１００は、発光面９０を有する面発光型の発光装置である。この発光装置１００は、主として、成長基板１上に半導体素子構造１１を有する発光素子１０と、発光面９０となる表面２１が露出され、該表面２１と対向する受光面２２を有する板状の光透過部材２０と、発光素子１０の出射光を光透過部材２０に導光する導光部材３０と、光反射性材料４５を含有する被覆部材４０と、から構成される。発光素子１０は、その成長基板１の裏面である出射面を光透過部材の受光面２２に対向させ
て、基板５０の配線層５１上にフリップチップ実装されており、介在する導光部材３０により光透過部材２０と光結合されている。基板５０上には、発光素子１０および光透過部材２０を包囲する枠体５５が設けられており、その内側に被覆部材４０が充填されて、発光素子１０と光透過部材２０の一部は被覆部材４０により被覆されている。このような発光装置１００の発光領域つまり光放出の窓部は、実質的に光透過部材２０の表面２１にほぼ限定され、この表面２１を発光面９０とする面発光型の発光装置となる。また、発光装置１００は、光透過部材２０の表面２１の形状、大きさによって、この表面２１すなわち発光面９０から放出される光の輝度、並びに配光の分布を制御可能となっている。さらに
、発光面内の輝度、色度が比較的均一な発光装置となる。ここで、光透過部材、発光素子の平面形状は図示するように矩形状であり、平面で発光素子が光透過部材に内包されている。
図１，２は、本発明の実施の形態１に係る発光装置１００であり、図１（ａ）の断面は、概略上面の図１（ｂ）のＡ－Ａにおける概略断面図であり、図２はその光源部周辺の概略断面図である。図１に示す例の発光装置１００は、発光面９０を有する面発光型の発光装置である。この発光装置１００は、主として、成長基板１上に半導体素子構造１１を有する発光素子１０と、発光面９０となる表面２１が露出され、該表面２１と対向する受光面２２を有する板状の光透過部材２０と、発光素子１０の出射光を光透過部材２０に導光する導光部材３０と、光反射性材料４５を含有する被覆部材４０と、から構成される。発光素子１０は、その成長基板１の裏面である出射面を光透過部材の受光面２２に対向させ
て、基板５０の配線層５１上にフリップチップ実装されており、介在する導光部材３０により光透過部材２０と光結合されている。基板５０上には、発光素子１０および光透過部材２０を包囲する枠体５５が設けられており、その内側に被覆部材４０が充填されて、発光素子１０と光透過部材２０の一部は被覆部材４０により被覆されている。このような発光装置１００の発光領域つまり光放出の窓部は、実質的に光透過部材２０の表面２１にほぼ限定され、この表面２１を発光面９０とする面発光型の発光装置となる。また、発光装置１００は、光透過部材２０の表面２１の形状、大きさによって、この表面２１すなわち発光面９０から放出される光の輝度、並びに配光の分布を制御可能となっている。さらに
、発光面内の輝度、色度が比較的均一な発光装置となる。ここで、光透過部材、発光素子の平面形状は図示するように矩形状であり、平面で発光素子が光透過部材に内包されている。
図２を用いて、その光源部を詳述すると、導光部材３０は、発光素子１０と光透過部材２０とを互いに対向させて接合する接合領域３１を有し、より詳細には、光透過部材の受光面２２において、発光素子１０の出射面と対向する領域に設けられる。具体例、例えば後述の実施例、において、この接合領域の厚さは、０．０１μｍ～１００μｍ程度である。導光部材３０が接合領域で介在することで、発光素子と光透過部材とが離間され、大気などの気体が介在する場合に比して、発光素子１０の出射面における屈折率差を緩和し、発光素子１０から光を効率良く取り出すことができる。したがって、発光素子１０の出射面からの光は、接合領域３１内に透過されて光透過部材の受光面２２に直接的に光結合する。
本実施の形態では光透過部材の受光面２２は、発光素子１０の出射面より大きく、それを内包して、受光面２２の一部が発光素子１０の出射面より外側に突出している。言い換えれば、光透過部材２０の側面は発光素子１０の側面より外側に位置し、その周縁全体に突出部が設けられている。このような発光装置１００は、発光装置の発光面９０を、素子の出射面より、比較的大きい光放出の窓部として、放出光の光束を高くできる。そして、導光部材３０は、上述の接合領域３１から延在して、光透過部材の突出表面と、発光素子１０の側面の一部に垂下した該側面とを被覆する第１の被覆領域３２を有し、具体的には、この領域は上記接合領域より外側に突出した領域に設けられている。ここで、発光素子１０から出射光は、通常、出射面だけでなく、側面や底面側（実装面側）からも放射されるため、その光の一部は主に発光素子の側面から第１の被覆領域３２に入射され、導光される。つまり、上述の接合領域の場合と同様に、第１の被覆領域３２においても、その発光素子の放射面の屈折率差を緩和し、光取り出し効率を高くできる。ここで、第１の被覆領域３２の被覆部材４０側に面する外表面、すなわち第１の被覆領域３２の発光素子１０の側面と対向する外表面は、発光素子１０の出射光を、光透過部材２０側に反射させる第１の反射面３３を有し、従ってその出射光の反射光は、第１の反射面３３により光透過部材２０の受光面２２側に反射されて導光されて、光透過部材２０に光結合される。このように、発光素子１０から側方への出射光を導光部材３０内に一度取り出してから第１の反射面３３により反射させることで、導光部材から露出され、発光素子１０を光反射性の被覆部材４０により直接被覆する形態に比して、発光素子１０内での吸収による光の損失を低減でき、一旦、導光部材内で光が伝搬して広がることから、光結合効率や発光特性を高めることができる。
上述したように、本実施の形態のように図１及び図２に示すように、導光部材３０の第１の反射面３３が被覆部材４０との界面に設けられること反射機能を高められる。また、その界面はこの透光性の導光部材３０と透光性基材中に光反射性材料を含有する被覆部材４０とで構成されるため、被覆部材中にしみ出す緩やかな反射界面となる。このような構成は、導光部材３０に第１の被覆領域３２を形成後、被覆部材４０を充填することで容易に形成可能であり量産性に優れた構造である。なお、第１の反射面３３は、必ずしも被覆部材４０との界面に設けられなくてもよい。例えば、第１の被覆領域３２の被覆部材４０側に面する外表面と被覆部材４０とが離間され、その間に空隙が設けられ、第１の反射面
３３が導光部材３０と空気との界面に設けられる形態であってもよい。この形態によれば、この界面において導光部材３０側が高屈折率となって、第１の被覆領域３２内にて多くの光を反射させることができる。さらに、第１の被覆領域３２から空隙内に透過した光成分も被覆部材４０の表面にて再度反射させることも可能である。この形態のほか、例えば、第１の被覆領域３２の外面に、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの高反射性の金属膜や誘電体多層膜や透光性粒子からなる層を設けて第１の反射面３３を形成してもよい。
３３が導光部材３０と空気との界面に設けられる形態であってもよい。この形態によれば、この界面において導光部材３０側が高屈折率となって、第１の被覆領域３２内にて多くの光を反射させることができる。さらに、第１の被覆領域３２から空隙内に透過した光成分も被覆部材４０の表面にて再度反射させることも可能である。この形態のほか、例えば、第１の被覆領域３２の外面に、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの高反射性の金属膜や誘電体多層膜や透光性粒子からなる層を設けて第１の反射面３３を形成してもよい。
また、発光装置１００において、第１の被覆領域３２の発光素子１０の側面と対向する面は、該側面から光透過部材の受光面２２側に傾斜した傾斜面であることが好ましい。これにより、発光素子１０から側方に出射される光を光透過部材の受光面２２側に良好に反射させることができ、また断面幅が突出表面に向かって広がる形態のため良好な光結合とできる。さらに、この傾斜面は平面であってもよいが、接合領域３１に向かって凸な凸曲面であることで、平面である場合に比して第１の反射面３３の表面積を増大でき、光の反射効率を高めることができるので好ましい。
第１の被覆領域３２の形成方法は、特に限定されないが、例えば導光部材３０を構成する樹脂材料を発光素子１０の出射面上に適量塗布した後、光透過部材２０を搭載することで形成することができる。この際、光透過部材２０を適度に押圧してもよい。樹脂の塗布は、ディスペンス法、スタンピング法などで、光透過部材２０の載置についても、光透過部材２０を吸着、搬送、押圧可能なコレットを備えたダイボンディング装置で量産できる。
なお、導光部材３０を構成する樹脂材料は、発光素子１０又は光透過部材２０の突出部から直接又は発光素子１０の側面を伝って滴り、実装基板５０上に達することがある。図３は、そのような導光部材３６に垂下部が設けられる形態を説明するための概略断面図である。本発明と比較されるこの形態は、図３に示すように、導光部材３６の接着樹脂が発光素子１０の側面を伝って実装基板５０上にまで連続的に垂れると、その垂下部で光経路が形成される。このため、発光素子１０から側方又は下方に出射された光が、この垂下部により実装基板５０側に導光されて、実装基板５０の表面や配線５１に到達して、吸収による光損失を生じる。また、垂下部の形成によって、発光素子１０と基板５０との間の領域へのアンダーフィル７０等の形成、被覆部材４０の浸入が遮断される場合があり、その空洞化で光の漏れる場合に光損失が起きる。特に、樹脂材料の塗布量が多過ぎると光透過部材２０の突出部から基板５０上に導光部材３６が直接垂下したり、上記接合領域から分離して発光素子１０と基板５０と架橋したり、しても上記同様に光経路が形成され、光損失を招く虞がある。また、後述の実施の形態３では、本実施の形態のように光透過部材が突出する場合に比して、形成され難い構造であるものの同様に側面を被覆して実装基板に到達する垂下部が設けられ得る。そのため、樹脂材料の塗布量が過剰とならないように適宜調節し、また後述のように突出表面の面積、突出部の位置で調節する。
したがって、第１の被覆領域３２の外表面は、発光素子１０の底面、実装面より前記光透過部材２０側に位置していることが好ましく、第１の被覆領域３２が被覆する範囲は、発光素子１０の側面の途中までであることが好ましい。つまり、図１，２に示すように、発光素子１０の側面において、導光部材に対して、出射面（上方）側に被覆された領域（第１の被覆領域３２）と、底面、実装面（下方）側に露出された領域と、が設けられていることが望ましい。さらには、この露出領域は、被覆部材４０で被覆されていることが好ましい。より具体的には、発光素子１０が素子構造である半導体層１１と該半導体層より出射面側の基板１とを有する場合、導光部材３０が該基板の側面まで延在して被覆し、該半導体層１１の側面を露出させていることが好ましい。これにより、発光層を含む半導体層１１側の光反射性を高める一方、基板側の光透過性を高めることができる。また、第１の被覆領域３２は、接合領域３１から発光素子１０の側面に一様に延在して形成されてもよいが、離散的、部分的に接合領域３１から発光素子１０の側面に垂下して形成されてもよい。
このような形態は、導光部材３０から露出させたい領域に予め離型剤を塗布するなど表面処理して、その領域が導光部材３０等により被覆され難くすることにより達成しやすくなる。離型剤には、一般的に市販されているものを用いることができ、例えばダイキン社製の噴霧タイプのダイフリー、薬液タイプのオプツールなど、フッ素系離型剤を用いることができる。特に、発光素子１０の出射面と対向する表面、実装面には表面処理されていることが好ましく、さらにはそこから連続する側面の一部、特に半導体層１１の側面、すなわち半導体層１１の露出表面に表面処理されていることが好ましい。また、この表面処理と被覆部材４０とが一致していなくても良く、一部重なったり、離間されたり、する場合がある。
一方、図１，２に示す例の発光装置１００において、光透過部材２０の側面は導光部材３０から露出され、更に光反射性の被覆部材４０により被覆されていることが好ましい。このように、導光部材３０が光透過部材２０の側面も被覆する場合に比べて、導光部材３０の外表面の外側への膨らみを抑えられ、したがって光透過部材２０までの光路長を短くでき、光結合効率を高められる。また、上述したように受光面２２側への光反射に適した形状、傾斜角を有する第１の反射面３３を形成しやすくなり好ましい。
次に、本発明の発光装置の各構成部材および構造について、以下に詳述する。
（発光素子）
発光素子１０は公知のもの、具体的には半導体発光素子を利用でき、特にＧａＮ系化合物半導体であれば、蛍光物質を効率良く励起できる短波長の可視光や紫外光が発光可能であるため好ましい。具体的な発光ピーク波長は２４０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下、好ましくは３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。なお、このほか、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体の発光素子でもよい。
発光素子１０は公知のもの、具体的には半導体発光素子を利用でき、特にＧａＮ系化合物半導体であれば、蛍光物質を効率良く励起できる短波長の可視光や紫外光が発光可能であるため好ましい。具体的な発光ピーク波長は２４０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下、好ましくは３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。なお、このほか、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体の発光素子でもよい。
（発光素子構造）
半導体層による発光素子構造１１は、図４に例示するように少なくとも第１導電型（ｎ型）層２と第２導電型（ｐ型）層３とにより構成され、更にその間に活性層３を有する構造が好ましい。また、電極構造は、一方の主面側に第１導電型（負）、第２導電型（正）の両電極６，７が設けられる同一面側電極構造が好ましいが、半導体層の各主面に対向して電極が各々設けられる対向電極構造でも良い。発光素子１０の実装形態も、例えば上記同一面側電極構造では、電極形成面を実装面として、それに対向する基板１側を主な出射面とするフリップチップ実装が、その出射面と光透過部材２０との光学的な接続上好ましい。この他、電極形成面側を主な出射面として、その上に光透過部材を結合する実装、フ
ェイスアップ実装、また配線構造を備えた光透過部材にフリップチップ実装、上記対向電極構造で光透過部材と実装基板に接続すること、ができ、好ましくは発光素子と光透過部材に配線、電極を備えない実施例の実装が良い。なお、半導体層１１の成長基板１は、発光素子構造を構成しない場合には除去してもよく、成長基板が除去された半導体層に、支持基板、例えば導電性基板または別の透光性部材・基板を接着した構造とすることもできる。この支持基板に光透過部材２０を用いることもでき、その他、ガラス、樹脂などの光透過部材により半導体層が接着・被覆されて、支持された構造の素子でもよい。成長基板の除去は、例えば支持体、装置又はサブマウントに実装又は保持して、剥離、研磨、若しくはＬＬＯ（Ｌａｓｅｒ Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ）で実施できる。また、発光素子１０は光反
射構造を有することができ、具体的には、半導体層１１の互いに対向する２つの主面の内、光取り出し側（出射面側）と対向する他方の主面を光反射側（図１における下側）とし、この光反射側の半導体層内や電極などに光反射構造を設けることができる。光反射構造の例として、半導体層内に多層膜反射層が設ける構造、あるいは半導体層の上にＡｇ、Ａｌ等の光反射性の高い金属膜や誘電体多層膜を有する電極、反射層を設けた構造がある。
半導体層による発光素子構造１１は、図４に例示するように少なくとも第１導電型（ｎ型）層２と第２導電型（ｐ型）層３とにより構成され、更にその間に活性層３を有する構造が好ましい。また、電極構造は、一方の主面側に第１導電型（負）、第２導電型（正）の両電極６，７が設けられる同一面側電極構造が好ましいが、半導体層の各主面に対向して電極が各々設けられる対向電極構造でも良い。発光素子１０の実装形態も、例えば上記同一面側電極構造では、電極形成面を実装面として、それに対向する基板１側を主な出射面とするフリップチップ実装が、その出射面と光透過部材２０との光学的な接続上好ましい。この他、電極形成面側を主な出射面として、その上に光透過部材を結合する実装、フ
ェイスアップ実装、また配線構造を備えた光透過部材にフリップチップ実装、上記対向電極構造で光透過部材と実装基板に接続すること、ができ、好ましくは発光素子と光透過部材に配線、電極を備えない実施例の実装が良い。なお、半導体層１１の成長基板１は、発光素子構造を構成しない場合には除去してもよく、成長基板が除去された半導体層に、支持基板、例えば導電性基板または別の透光性部材・基板を接着した構造とすることもできる。この支持基板に光透過部材２０を用いることもでき、その他、ガラス、樹脂などの光透過部材により半導体層が接着・被覆されて、支持された構造の素子でもよい。成長基板の除去は、例えば支持体、装置又はサブマウントに実装又は保持して、剥離、研磨、若しくはＬＬＯ（Ｌａｓｅｒ Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ）で実施できる。また、発光素子１０は光反
射構造を有することができ、具体的には、半導体層１１の互いに対向する２つの主面の内、光取り出し側（出射面側）と対向する他方の主面を光反射側（図１における下側）とし、この光反射側の半導体層内や電極などに光反射構造を設けることができる。光反射構造の例として、半導体層内に多層膜反射層が設ける構造、あるいは半導体層の上にＡｇ、Ａｌ等の光反射性の高い金属膜や誘電体多層膜を有する電極、反射層を設けた構造がある。
（窒化物半導体発光素子）
発光素子１０の一例として、図４の窒化物半導体の発光素子１０では、成長基板１であるＣ面サファイア基板の上に、第１の窒化物半導体層２であるｎ型半導体層、活性層３である発光層、第２の窒化物半導体層４であるｐ型半導体層が順にエピタキシャル成長されている。そして、ｎ型層２の一部が露出されて第１の電極７であるｎ型パッド電極を形成し、ｐ型層４のほぼ全面にＩＴＯ等の透光性導電層５、第２の電極６であるｐ型パッド電極が形成されている。さらに、保護膜８をｎ型、ｐ型パッド電極６，７の表面を露出し、半導体層を被覆して設けられる。なお、ｎ型パッド電極７は、ｐ型同様に透光性導電層を介して形成してもよい。成長基板１は、Ｃ面サファイアの他、Ｒ面、及びＡ面、スピネル
（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮやＡｌＮ等の半導体の導電性基板がある。窒化物半導体の例としては、一般式がＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）の他、ＢやＰ、Ａｓを混晶してもよい。また、ｎ型、ｐ型半導体層２，４は、単層、多層を特に限定されず、活性層３は単一（ＳＱＷ）又は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）が好ましい。青色発光の素子構造１１の例としては、サファイア基板上に、バッファ層などの窒化物半導体の下地層、例えば低温成長薄膜ＧａＮとＧａＮ層、を介して、ｎ型半導体層として、例えばＳｉドープＧａＮのｎ型コンタクト層とＧａＮ／ＩｎＧａＮのｎ型多層膜層が積層され、続いてＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷの活性層、更にｐ型半導体層として、例えばＭｇドープのＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮのｐ型多層膜層とＭｇドープＧａＮのｐ型コンタクト層が積層された構造がある。
発光素子１０の一例として、図４の窒化物半導体の発光素子１０では、成長基板１であるＣ面サファイア基板の上に、第１の窒化物半導体層２であるｎ型半導体層、活性層３である発光層、第２の窒化物半導体層４であるｐ型半導体層が順にエピタキシャル成長されている。そして、ｎ型層２の一部が露出されて第１の電極７であるｎ型パッド電極を形成し、ｐ型層４のほぼ全面にＩＴＯ等の透光性導電層５、第２の電極６であるｐ型パッド電極が形成されている。さらに、保護膜８をｎ型、ｐ型パッド電極６，７の表面を露出し、半導体層を被覆して設けられる。なお、ｎ型パッド電極７は、ｐ型同様に透光性導電層を介して形成してもよい。成長基板１は、Ｃ面サファイアの他、Ｒ面、及びＡ面、スピネル
（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮやＡｌＮ等の半導体の導電性基板がある。窒化物半導体の例としては、一般式がＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）の他、ＢやＰ、Ａｓを混晶してもよい。また、ｎ型、ｐ型半導体層２，４は、単層、多層を特に限定されず、活性層３は単一（ＳＱＷ）又は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）が好ましい。青色発光の素子構造１１の例としては、サファイア基板上に、バッファ層などの窒化物半導体の下地層、例えば低温成長薄膜ＧａＮとＧａＮ層、を介して、ｎ型半導体層として、例えばＳｉドープＧａＮのｎ型コンタクト層とＧａＮ／ＩｎＧａＮのｎ型多層膜層が積層され、続いてＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷの活性層、更にｐ型半導体層として、例えばＭｇドープのＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮのｐ型多層膜層とＭｇドープＧａＮのｐ型コンタクト層が積層された構造がある。
（光透過部材）
また図１の発光装置１００は、発光素子１０からの光を透過する光透過部材２０を備える。光透過部材２０は、通過する光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換材料を有する光変換部材であることが好ましい。例えば実施例のように、光源からの一次光が、光透過部材２０中の波長変換材料としての蛍光体を励起することで、一次光と異なった波長を持つ二次光が得られ、さらに一次光との混色により、所望の色相を有する出射光を実現できる。
また図１の発光装置１００は、発光素子１０からの光を透過する光透過部材２０を備える。光透過部材２０は、通過する光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換材料を有する光変換部材であることが好ましい。例えば実施例のように、光源からの一次光が、光透過部材２０中の波長変換材料としての蛍光体を励起することで、一次光と異なった波長を持つ二次光が得られ、さらに一次光との混色により、所望の色相を有する出射光を実現できる。
上述の通り、実施の形態１の光透過部材２０は、表面２１（発光面９０）からの平面視において発光素子１０を内包し、その側面が、発光素子１０の側面（端面）よりも外方に突出し、発光素子１０の出射面より幅広な受光面２２でもって導光部材を介して光学的に接続されるため損失が少ない。なお、光透過部材の側面の発光素子の側面に対する突出長さは、発光素子の厚さに比して、例えば０．２５倍以上５倍以下であり、具体的には０．５倍以上２倍以下である。例として、実施例１の発光装置においては、光透過部材２０の終端に約５０μｍの幅で突出している。このほか、後述の実施の形態３に示すように、光透過部材の側面が、発光素子の側面よりも内側に位置する、つまり発光素子の出射面が突出させる形態でもよく、この例のように光透過部材の受光面２２を発光素子１０の出射面より小さくした形態であってもよい。この形態であれば、その突出長さは、光透過部材の厚さに比して、例えば０．２５倍以上５倍以下であり、具体的には０．５倍以上２倍以下である。発光素子に対して発光領域を絞ることで相対的に輝度が高められ、また混色の均一化が図れ、色ムラが低減される。また、光透過部材２０の側面が発光素子１０の側面と略同一面上に位置する形態であれば、光透過部材の外縁部において、発光素子１０からの光量が不足して色ムラが発生しやすくなるのを抑制できる。
ここで、光透過部材２０の母材となる透光性材料としては、下記被覆部材４０と同様な材料を用いることができ、例えば樹脂、又はガラスなどの無機物を用いることができる。変換機能を備えない場合も、蛍光体を除いて、又はそれに置換して、光変換の光透過部材と同様の材料を用いることが好ましい。また、表面２１、受光面２２は、実施例のように光透過部材が板状である場合には、両面とも略平坦な面であること、更には対向する両面が互いに略平行であることが本発明の導光部材を介した光結合の効率が高まり、また接合が容易となり好ましい。一方で、板状に限らず、全体又は一部に曲面を有する形態、凹凸面などの面状の形態など、種々の形状若しくは形態、例えば集光、分散するための形状、例えばレンズ状などのような光学的な形状とすることもできる。また、波長変換機能として、発光素子の一次光とその変換光（二次光）の混色光を発光する他に、例えば発光素子の紫外光による変換光、若しくは複数の変換光による混色光のように、一次光から変換された二次光を主に出射する発光装置とすることもできる。
波長変換機能を備えた光透過部材２０は、具体的にガラス板、それに光変換部材を備えたもの、あるいは光変換部材の蛍光体結晶若しくはその相を有する単結晶体、多結晶体、アモルファス体、セラミック体、あるいは蛍光体結晶粒子による、それと適宜付加された透光性材料との焼結体、凝集体、多孔質性材料、それらに透光性材料、例えば透光性樹脂を混入、含浸したもの、あるいは蛍光体粒子を含有する透光性部材、例えば透光性樹脂の成形体等から構成される。なお、光透過部材２０は、樹脂等の有機材料よりも無機材料で構成されることが耐熱性の観点からは好ましい。具体的には蛍光体を含有する透光性の無機材料からなることが好ましく、特に蛍光体と無機物（結合材、バインダー）との焼結体
、あるいは蛍光体からなる焼結体や結晶とすることで信頼性が高まる。なお、実施例のＹＡＧの蛍光体を用いる場合、ＹＡＧの単結晶や高純度の焼結体のほか、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を結合材とするＹＡＧ／アルミナの焼結体、ガラスを結合材とした焼結体が信頼性の観点から好ましい。また、光透過部材２０を板状とすることで、面状に構成される発光素子１０の出射面との結合効率が良く、光透過部材２０の主面とが略平行になるよう容易に位置合わせできる。加えて、光透過部材２０の厚みを略一定とすることで、通過する光の波長変換量を略均一として混色の割合を安定させ、発光面９０の部位における色むらを抑止できる。このため、１つの光透過部材２０に複数の発光素子１０を搭載する場合において、個々の発光素子１０の配置に起因する発光面９０内の輝度や色度の分布にむらが少なく略均一で高輝度の発光を得ることができる。なお、波長変換機能を備えた光透過部材２０の厚みは、発光効率や色度調整において、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、さらには５０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
、あるいは蛍光体からなる焼結体や結晶とすることで信頼性が高まる。なお、実施例のＹＡＧの蛍光体を用いる場合、ＹＡＧの単結晶や高純度の焼結体のほか、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を結合材とするＹＡＧ／アルミナの焼結体、ガラスを結合材とした焼結体が信頼性の観点から好ましい。また、光透過部材２０を板状とすることで、面状に構成される発光素子１０の出射面との結合効率が良く、光透過部材２０の主面とが略平行になるよう容易に位置合わせできる。加えて、光透過部材２０の厚みを略一定とすることで、通過する光の波長変換量を略均一として混色の割合を安定させ、発光面９０の部位における色むらを抑止できる。このため、１つの光透過部材２０に複数の発光素子１０を搭載する場合において、個々の発光素子１０の配置に起因する発光面９０内の輝度や色度の分布にむらが少なく略均一で高輝度の発光を得ることができる。なお、波長変換機能を備えた光透過部材２０の厚みは、発光効率や色度調整において、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、さらには５０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
波長変換部材は、青色発光素子と好適に組み合わせて白色発光とでき、波長変換部材に用いられる代表的な蛍光体としては、ガーネット構造のセリウムで付括されたＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及びＬＡＧ系蛍光体（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）が挙げられ、特に、高輝度且つ長時間の使用時においては（Ｒｅ１－ｘＳｍｘ）３（Ａｌ１－ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）等が好ましい。またＹＡＧ、ＬＡＧ、ＢＡＭ、ＢＡＭ：Ｍｎ、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｚｎ：Ｃｕ、ＣＣＡ、ＳＣＡ、ＳＣＥＳＮ、ＳＥＳＮ、ＣＥＳＮ、ＣＡＳＢＮ及びＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕからなる群から選択される少なくとも１種を含む蛍光体が使用できる。波長変換部材は、光透過部材の他に、例えば光透過部材と発光素子との間、その結合部材中、発光素子と被覆部材との間、にも設けることもできる。光透過部材、波長変換部材及び焼結体も同様に発光装置中に配置できる。黄～赤色発光を有する窒化物系蛍光体等を用いて赤味成分を増し、平均演色評価数Ｒａの高い照明や電球色ＬＥＤ等を実現することもできる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせてＣＩＥの色度図上の色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。その他に、近紫外～可視光を黄色～赤色域に変換する窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、珪酸塩蛍光体を用いることができる。例えば、Ｌ２ＳｉＯ４：Ｅｕ（Ｌはアルカリ土類金属）、特に（ＳｒｘＭａｅ１－ｘ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（ＭａｅはＣａ、Ｂａなどのアルカリ土類金属）などが挙げられる。窒化物系蛍光体、オキシナイトライド（酸窒化物）蛍光体としては、Ｓｒ－Ｃａ－Ｓｉ－Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ－Ｓｉ－Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ－Ｓｉ－Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ－Ｃａ－Ｓｉ－Ｏ－Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ－Ｓｉ－Ｏ－Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ－Ｓｉ－Ｏ－Ｎ：Ｅｕなどがあり、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体としては、一般式ＬＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、一般式ＬｘＳｉｙＮ（２／３ｘ＋４／３ｙ）：Ｅｕ若しくはＬｘＳｉｙＯｚＮ（２／３ｘ＋４／３ｙ－２／３ｚ）：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか）で表される。
（被覆部材）
被覆部材４０は、図１に示すように、光透過部材２０の一部を被覆し、具体的には光透過部材２０の側面の少なくとも一部を被覆する。そして、本発明においては、被覆部材が素子等から垂下され、光の漏れ経路の形成を防ぐことから、基板、更にはそれに設けられた配線より、被覆部材の反射率が高いことが好ましい。また、光反射材料を含有する被覆部材４０は、その基材は透光性の樹脂材料が好ましく、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物等を使用することが好ましいが、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の透光性を有する絶縁樹脂組成物を用いることができる。また、これらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた被覆部材も利用できる。さらに、ガラス、シリカゲル等の耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、樹脂材料を成形することで、所望の形状に成形でき、また所望領域を被覆でき、本発明では光源部の発光素子、導光部材、光透過部材の表面、特にその側面を被覆して形成できる。また、その発光面側の表面も同様に所望形状とでき、図示するような平坦な面状の他、凹や凸の曲面とできる。実施の形態１では耐熱性・耐候性の観点から被覆部材としてシリコーン樹脂を使用する。
被覆部材４０は、図１に示すように、光透過部材２０の一部を被覆し、具体的には光透過部材２０の側面の少なくとも一部を被覆する。そして、本発明においては、被覆部材が素子等から垂下され、光の漏れ経路の形成を防ぐことから、基板、更にはそれに設けられた配線より、被覆部材の反射率が高いことが好ましい。また、光反射材料を含有する被覆部材４０は、その基材は透光性の樹脂材料が好ましく、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物等を使用することが好ましいが、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の透光性を有する絶縁樹脂組成物を用いることができる。また、これらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた被覆部材も利用できる。さらに、ガラス、シリカゲル等の耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、樹脂材料を成形することで、所望の形状に成形でき、また所望領域を被覆でき、本発明では光源部の発光素子、導光部材、光透過部材の表面、特にその側面を被覆して形成できる。また、その発光面側の表面も同様に所望形状とでき、図示するような平坦な面状の他、凹や凸の曲面とできる。実施の形態１では耐熱性・耐候性の観点から被覆部材としてシリコーン樹脂を使用する。
また、被覆部材４０は、上記基材中に少なくとも１種類の光反射性材料４５を含有してなる。光反射性材料４５を含有することで、被覆部材４０の反射率が高まり、更に好適には低吸収性の粒子を用いると、光吸収、損失が低減され、光散乱性を備えた被覆部材とできる。被覆部材４０中に含有される光反射性材料４５は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉからなる群から選択される１種の酸化物、若しくはＡｌＮ、ＭｇＦの少なくとも１種であり、具体的にはＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２よりなる群から選択される少なくとも１種である。光反射性材料の粒子が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌからなる群から選択される１種の酸化物であることで、材料の高い反射性及び低吸収性とでき、基材、特に透光性樹脂との屈折率差を高められ、好ましい。また、被
覆部材４０は、上記光反射性材料による成形体でもって構成することもでき、具体的には上記粒子を凝集した凝集体、焼結体、などの多孔質材料とすることもでき、その他に、ゾル・ゲル法による成形体でもよく、上記光反射性材料と多孔質内の空気との屈折率差を大きくし、光反射性を高められるため、また無機材料で構成できるため、好ましい。一方、上記樹脂などの母材を備えた被覆部材と比較すると、所望の形状に成形すること及びその被覆領域の制御性が良く、また封止性能、気密性能を高めること、ができ、本発明では上記母材を備えた被覆部材とする方が好ましい。また、両者の被覆部材の特性を考慮して、両者の複合的な成形体とでき、例えば、多孔質成形体の外表面側に樹脂を含浸させ、発光素子側の内表面側では多孔質とした構造とできる。このように、被覆部材若しくはそれに
よる包囲体は、内部領域と外部とが連通されたり、気体透過性であったりしてもよく、少なくとも光が漏れ出さない形態であれば良い。
覆部材４０は、上記光反射性材料による成形体でもって構成することもでき、具体的には上記粒子を凝集した凝集体、焼結体、などの多孔質材料とすることもでき、その他に、ゾル・ゲル法による成形体でもよく、上記光反射性材料と多孔質内の空気との屈折率差を大きくし、光反射性を高められるため、また無機材料で構成できるため、好ましい。一方、上記樹脂などの母材を備えた被覆部材と比較すると、所望の形状に成形すること及びその被覆領域の制御性が良く、また封止性能、気密性能を高めること、ができ、本発明では上記母材を備えた被覆部材とする方が好ましい。また、両者の被覆部材の特性を考慮して、両者の複合的な成形体とでき、例えば、多孔質成形体の外表面側に樹脂を含浸させ、発光素子側の内表面側では多孔質とした構造とできる。このように、被覆部材若しくはそれに
よる包囲体は、内部領域と外部とが連通されたり、気体透過性であったりしてもよく、少なくとも光が漏れ出さない形態であれば良い。
上述した母材中に光反射性材料４５を含有する被覆部材４０では、その含有濃度、密度により光の漏れ出す深さが異なるため、発光装置形状、大きさに応じて、適宜濃度、密度を調整すると良い。例えば比較的小さな発光装置で肉厚を小さくする場合は、高濃度の光反射性材料４５を備えることが好ましい。一方で、光反射性材料４５を含有する被覆部材４０の原料の調製、その原料の塗布、成形などの製造過程において、それに適したようにその濃度を調整する。上記多孔質体についても同様である。一例として、実施例の場合には、光反射性材料４５の含有濃度は２０重量パーセント濃度（ｗｔ％）以上、その肉厚は２０μｍ以上とするのが好適であり、発光面９０から高輝度で指向性の高い放出光が得られ、適度な粘性で被覆部材によるアンダーフィルの形成など容易にできる。また、光反射性材料の濃度を高くすれば被覆部材の熱拡散性を高めることができる。
被覆部材の形成領域は、光透過部材２０における少なくとも側面に被覆部材４０を設け、好ましくは発光素子の側面も被覆し、更に好ましくは、光透過部材及び発光素子を含む光源部において発光面を露出させてその他を被覆し、導光部材３０を介する場合も同様である。これにより、光透過部材の側面から光が漏れ出すのを回避でき、その側面からの比較的強度の大きい、また光り変換部材を有する場合は色味差を有する光を抑止して、放射光の指向性を良好にし、輝度ムラ、色ムラを低減できる。また、各部材、素子の側面を被覆して、光取り出し方向側へ制限することで、指向性、輝度を高められる。また、光透過部材２０が波長変換材料を含有する場合には、この波長変換材料の発熱が特に著しいため、それを改善できる。光透過部材２０の側面が被覆部材４０により被覆され、かつ表面２１が露出されていれば、その外面形状は特に限定されず、図１に示すように表出面が光透過部材の表面２１よりも窪んだ構造でもよい。この発光面９０が突出することで被覆部材４０による遮光を回避でき、また略同一面でもよく、所望の表面とできる。実施の形態１において、被覆部材４０は受光面２２の一部も被覆し、図示するように、発光素子１０の周囲を、具体的に光透過部材の受光面２２において発光素子１０との対向域を除く領域を、被覆する。この構成により、図２に観るように、受光面２２において、光学的な接続領域（接合領域３１）と、導光部材（被覆領域３２，３３）を介して被覆される被覆領域とが設けられる。また、被覆領域で、光透過部材の受光面２２側へと進行した光を光取り出
し側へと反射させ、基板５０での光吸収などによる一次光の光損失を抑制できる。図５，８に示すように、複数の発光素子１０が１つの光透過部材２０に接合される場合には、その発光素子間（第２の被覆領域３４）についても被覆部材４０が充填されて、受光面２２の離間領域を被覆することが好ましい。接合領域の光変換部材の熱に対し、この構成により上記離間領域の放熱性を高めることができ、上述のように光透過部材の突出部、第１の被覆領域３２においても同様に好ましい。
し側へと反射させ、基板５０での光吸収などによる一次光の光損失を抑制できる。図５，８に示すように、複数の発光素子１０が１つの光透過部材２０に接合される場合には、その発光素子間（第２の被覆領域３４）についても被覆部材４０が充填されて、受光面２２の離間領域を被覆することが好ましい。接合領域の光変換部材の熱に対し、この構成により上記離間領域の放熱性を高めることができ、上述のように光透過部材の突出部、第１の被覆領域３２においても同様に好ましい。
（添加部材）
また、被覆部材４０には、光反射性材料４５、光変換部材の他、粘度増量剤等を適宜添加することができ、これによって所望の発光色、それら部材若しくは装置表面の色、例えば高コントラスト化の為の黒色など、また所望の指向特性を有する発光装置が得られる。同様に不要な波長をカットするフィルター材として各種着色剤を添加できる。他の部材、また導光部材、封止部材、光透過部材などの光透過性材料も同様である。
また、被覆部材４０には、光反射性材料４５、光変換部材の他、粘度増量剤等を適宜添加することができ、これによって所望の発光色、それら部材若しくは装置表面の色、例えば高コントラスト化の為の黒色など、また所望の指向特性を有する発光装置が得られる。同様に不要な波長をカットするフィルター材として各種着色剤を添加できる。他の部材、また導光部材、封止部材、光透過部材などの光透過性材料も同様である。
（導光部材）
導光部材３０は、発光素子１０と光透過部材２０との間に介在して双方の部材を固着する接着剤に用いられる。この導光部材は、透光性を有して、発光素子１０の出射光を光透過部材側へ導光でき、双方の部材を光学的に結合できる材質が好ましい。その材料としては上記各部材に用いられる樹脂材料が挙げられ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂など透光性の熱硬化性樹脂がよく、シリコーン樹脂は耐熱性、耐光性に優れるため好ましい。また、シリコーン樹脂を使用すれば、上記フッ素系離型剤の効果が高いため好ましい。さらに、ジメチル系シリコーン樹脂であれば高温耐性など信頼性において優れ、フェニル系シリコーン樹脂であれば屈折率を高くして発光素子１０からの光の取り出し効率を高めることができる。
導光部材３０は、発光素子１０と光透過部材２０との間に介在して双方の部材を固着する接着剤に用いられる。この導光部材は、透光性を有して、発光素子１０の出射光を光透過部材側へ導光でき、双方の部材を光学的に結合できる材質が好ましい。その材料としては上記各部材に用いられる樹脂材料が挙げられ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂など透光性の熱硬化性樹脂がよく、シリコーン樹脂は耐熱性、耐光性に優れるため好ましい。また、シリコーン樹脂を使用すれば、上記フッ素系離型剤の効果が高いため好ましい。さらに、ジメチル系シリコーン樹脂であれば高温耐性など信頼性において優れ、フェニル系シリコーン樹脂であれば屈折率を高くして発光素子１０からの光の取り出し効率を高めることができる。
（実装基板５０）
一方、図１の発光装置１００において、上記の発光素子１０が実装される基板５０は、少なくとも表面が素子の電極と接続される配線５１を形成したものが利用でき、また外部接続用の配線５２などが設けられても良い。基板の材料は、例として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成され、単結晶、多結晶、焼結基板、他の材料としてアルミナ等のセラミック、ガラス、Ｓｉ等の半金属あるいは金属基板、またそれらの積層体、複合体が使用でき、金属性、セラミックは放熱性が高いため好ましい。なお、基板５０は配線が無くてもよく、例えば図４の素子で成長基板側を実装して素子の電極を装置の電極にワイヤー接続する形態、光透過部材に配線を設けて接続する形態でもでもよい。また、図示する発光装置
のように、被覆部材４０が実装基板５０の上に設けられる形態の他、実装基板５０の外側側面も覆う形態でもよい。また実装基板５０は、少なくともその表面が高反射性材料で構成されることが好ましい。図１，２に示すように、発光素子１０は、導電性接着材６０により配線５１上に接着されて外部と電気的に接続される。導電性接着材６０は、半田、Ａｇペースト、Ａｕバンプなどが利用できる。
一方、図１の発光装置１００において、上記の発光素子１０が実装される基板５０は、少なくとも表面が素子の電極と接続される配線５１を形成したものが利用でき、また外部接続用の配線５２などが設けられても良い。基板の材料は、例として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成され、単結晶、多結晶、焼結基板、他の材料としてアルミナ等のセラミック、ガラス、Ｓｉ等の半金属あるいは金属基板、またそれらの積層体、複合体が使用でき、金属性、セラミックは放熱性が高いため好ましい。なお、基板５０は配線が無くてもよく、例えば図４の素子で成長基板側を実装して素子の電極を装置の電極にワイヤー接続する形態、光透過部材に配線を設けて接続する形態でもでもよい。また、図示する発光装置
のように、被覆部材４０が実装基板５０の上に設けられる形態の他、実装基板５０の外側側面も覆う形態でもよい。また実装基板５０は、少なくともその表面が高反射性材料で構成されることが好ましい。図１，２に示すように、発光素子１０は、導電性接着材６０により配線５１上に接着されて外部と電気的に接続される。導電性接着材６０は、半田、Ａｇペースト、Ａｕバンプなどが利用できる。
（枠体、積層基板、基材）
図１に示す発光装置１００は、枠体５５を有し、被覆部材４０の保持部材である。枠体５５は、セラミックや樹脂などで形成することができる。光反射性の高いアルミナが好ましいが、表面に反射膜を形成すればこれに限らない。樹脂であれば、スクリーン印刷等を用いるほか、成形体を実装基板に接着してもよい。また、被覆部材４０と同様に光反射性材料を用いるなどして、反射率を高くすると好ましい。また、上記添加部材同様に、枠体を目的に応じて着色してもよい。なお、この枠体は、被覆部材を充填又は成形後に、取り外すこともできる。また、枠体として、積層基板５６、基材などでキャビティ構造を有する装置基体など、発光素子の実装基板に一体に形成されている形態でもよい。
図１に示す発光装置１００は、枠体５５を有し、被覆部材４０の保持部材である。枠体５５は、セラミックや樹脂などで形成することができる。光反射性の高いアルミナが好ましいが、表面に反射膜を形成すればこれに限らない。樹脂であれば、スクリーン印刷等を用いるほか、成形体を実装基板に接着してもよい。また、被覆部材４０と同様に光反射性材料を用いるなどして、反射率を高くすると好ましい。また、上記添加部材同様に、枠体を目的に応じて着色してもよい。なお、この枠体は、被覆部材を充填又は成形後に、取り外すこともできる。また、枠体として、積層基板５６、基材などでキャビティ構造を有する装置基体など、発光素子の実装基板に一体に形成されている形態でもよい。
（発光装置の製造方法）
図１に示される例の発光装置１００の製造方法の一例として以下に説明する。まず、実装基板５０上または発光素子１０にバンプ６０を形成しフリップチップ実装する。この例では個片化前の基板５０上で、１つの発光装置に対応する領域に１個のＬＥＤチップを並べて実装する。次に、発光素子１０の出射面側（サファイア基板裏面あるいはＬＬＯで基板除去した場合であれば窒化物半導体露出面）に、導光部材３０を塗布して、光透過部材２０を積層し、その樹脂３０を熱硬化して接合する。次に、発光素子１０の周囲に立設された枠体５５内に、光透過部材２０の側面を被覆するように、ディスペンサ（液体定量吐出装置）等により、被覆部材４０を構成する樹脂をポッティングする。滴下された樹脂４０は、表面張力によって発光素子１０、光透過部材２０の側面を這い上がり被覆し、表面２１より枠体５５に向かって低くなる傾斜表面が形成される。また、樹脂４０の表出面を表面２１と略同一面となるよう平坦化してもよい。そして、樹脂４０を硬化させた後、所定の位置でダイシングを行い、所望の大きさに切り出して発光装置１００を得る。
図１に示される例の発光装置１００の製造方法の一例として以下に説明する。まず、実装基板５０上または発光素子１０にバンプ６０を形成しフリップチップ実装する。この例では個片化前の基板５０上で、１つの発光装置に対応する領域に１個のＬＥＤチップを並べて実装する。次に、発光素子１０の出射面側（サファイア基板裏面あるいはＬＬＯで基板除去した場合であれば窒化物半導体露出面）に、導光部材３０を塗布して、光透過部材２０を積層し、その樹脂３０を熱硬化して接合する。次に、発光素子１０の周囲に立設された枠体５５内に、光透過部材２０の側面を被覆するように、ディスペンサ（液体定量吐出装置）等により、被覆部材４０を構成する樹脂をポッティングする。滴下された樹脂４０は、表面張力によって発光素子１０、光透過部材２０の側面を這い上がり被覆し、表面２１より枠体５５に向かって低くなる傾斜表面が形成される。また、樹脂４０の表出面を表面２１と略同一面となるよう平坦化してもよい。そして、樹脂４０を硬化させた後、所定の位置でダイシングを行い、所望の大きさに切り出して発光装置１００を得る。
（実施の形態２）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る発光装置２００の概略断面図であり、図５（ｂ）はその光源部周辺を説明するための概略断面図である。発光装置２００において、発光素子１０の個数および導光部材３０の構造を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る発光装置２００の概略断面図であり、図５（ｂ）はその光源部周辺を説明するための概略断面図である。発光装置２００において、発光素子１０の個数および導光部材３０の構造を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
本発明の発光装置において、１つの光透過部材２０に接合される発光素子１０の個数は特に限定されない。実施の形態１の単数に対して、発光素子１０を複数とすることで、光透過部材、発光面の大きさ、形状に応じて、また所望の発光特性とするために、複数の発光素子を適宜配置でき、また個別に駆動させることもでき、所望形状、発光特性の発光面が得られ好ましい。なお、複数の発光素子１０を搭載する場合、互いに適度に離間して設けられ、またこの離間距離は、発光装置の配光特性、放熱性、並びに発光素子の実装精度を考慮して適宜決めることができ、例えば、発光素子の寸法に比して１０％以内とする。このほか、複数の発光素子１０は互いに結合されていてもよい。また、本実施の形態では、２つを列状に並べているが、これに限らず、格子状配置など、また規則的、不規則的など、種々の配置が可能であり、好適には各素子間を略等間隔で配置して強度分布を小さくすると良い。
発光装置２００は、実装基板５０上に複数（図中は２個）の発光素子１０が互いに離間されて実装されており、その複数の発光素子１０を包含する大きさの受光面２２を有する光透過部材２０が、その上に導光部材３０を介して接合されている。なお、この発光装置２００では、枠体は基板５０に積層されてキャビティ構造を有する基体５６となっており、また、上面側の実装素子用の配線層５１とそれに電気的に接続され、外部接続用の配線層５２が基体５６下面側にも設けられている。
このような発光装置２００において、接合領域３１は、光透過部材の受光面２２と各発光素子１０の出射面との対向領域に各々設けられる。また、上述した第１の被覆領域３２は、複数の発光素子の中で、受光面内で外側に配置される発光素子１０で、その外側に面した側面に設けられ、また受光面２２の周縁部を突出表面として被覆し、その外表面に第１の反射面３３が設けられて、発光素子１０から側方に出射される光を光透過部材の受光面２２側に反射し、導光することができる。また、この例では、図示していないが、受光面の一端部に複数の発光素子が配置され、その端部側の側面に第１の被覆領域、第１反射面が各々設けられるが、それが各素子単位で分離されていても良い。好ましくは互いに接合され、１つの第１の被覆領域、第１反射面が共通であると良く、それが形成される程度に近接して配置されると良い。この時、素子間で、凹みが設けられた第１の被覆領域で有っても良い。
また、１つの光透過部材２０の受光面２２側に複数個の発光素子１０を接合する場合、導光部材３０は、隣接する発光素子に挟まれた離間領域においても垂下し、すなわち隣接する発光素子１０の互いに対向する側面の一部と、該素子に挟まれた受光面２２の一部と、を接合領域３１から延在して被覆する第２の被覆領域３４を有する。この第２の被覆領域３４は通常、隣接する発光素子１０の互いに対向する側面同士を接続するように設けられる。また、この第２の被覆領域３４の外表面も、発光素子１０の実装面より光透過部材２０側に位置していることにより、すなわち実装基板から導光部材が分離されることで、基板５０に導光、漏洩して吸収されることを防止できる。そして、この第２の被覆領域３
４の外表面に、発光素子１０から出射される光を受光面２２側に反射させる第２の反射面３５が設けられている。このように、１つの光透過部材２０の受光面２２に複数の発光素子１０が搭載される発光装置において、導光部材３０の第２の反射面３５により、複数の発光素子１０から側方、その離間領域に出射される光を良好に取り出し、光透過部材の受光面２２側に反射して光透過部材２０に光結合できる。また、この第２の反射面３５についても、実施の形態１の発光装置１００における第１の反射面と同様の傾斜面を有することが好ましい。特に、図示するように、素子間で１つの凸曲面であると、離間領域において好適に各素子からの出射光を反射して、相互に混合させることができ好ましい。
４の外表面に、発光素子１０から出射される光を受光面２２側に反射させる第２の反射面３５が設けられている。このように、１つの光透過部材２０の受光面２２に複数の発光素子１０が搭載される発光装置において、導光部材３０の第２の反射面３５により、複数の発光素子１０から側方、その離間領域に出射される光を良好に取り出し、光透過部材の受光面２２側に反射して光透過部材２０に光結合できる。また、この第２の反射面３５についても、実施の形態１の発光装置１００における第１の反射面と同様の傾斜面を有することが好ましい。特に、図示するように、素子間で１つの凸曲面であると、離間領域において好適に各素子からの出射光を反射して、相互に混合させることができ好ましい。
なお、第２の反射面３５は、光透過部材の受光面２２からの距離が、その発光素子１０における各出射面より遠くに設けられていることが好ましい。これにより、図８（実施の形態５）のように出射面より受光面の近くに反射面３５、又は上記凸曲面の突端が設けられる場合、出射面と受光面との間に設けられる場合に比べて、各発光素子１０の出射光を広範に拡散して導光することができ、離間領域における光束の低下を軽減し、したがって、各発光素子１０の配置及びその配光に起因する輝度むら、色度むらを低減することができ、発光面内の輝度を均一化することができる。他方、図８に見るような前者の場合は、各発光素子を分離しやすく、輝度むらが大きくなるが、光取り出し効率を高められ、それを利用する場合には好ましい。
また、複数の発光素子１０は、少なくとも１組が、実装ズレなどにより出射面の高さが異なり、その各発光素子の出射面から光透過部材の受光面２２までの距離が互いに異なように、導光部材を介在させると良い。これにより、１つの発光素子１０からその隣接する発光素子１０への光入射を低減し、発光素子１０内での光吸収による光束の損失を抑えることができる。このような形態は、発光素子１０を実装基板５０上に接着させる導電性接着材６０の厚みなどにより調整することができる。
第２の反射面３５は、第１の反射面同様に、導光部材３０と隣接する発光素子１０に挟まれた被覆部材４０との界面に設けられていることが好ましい。隣接する発光素子に挟まれた離間領域は、実装基板５０上には、配線などの金属膜が形成されず基板表面が露出される場合も多く、光吸収を生じやすいため、少なくともこの基板の表面が被覆部材により被覆されていることが好ましく、被覆部材４０が充填され、第２の反射面３５が被覆部材４０との界面に設けられていることが更に好ましい。また、上述のように、離間領域に充填された被覆部材４０と第２の反射面３５との間に空隙が設けられた形態でもよい。
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。この発光装置において、発光素子１０と光透過部材２０との大きさの関係および導光部材３０の構造を除く他の構成については、上述の実施の形態１と同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図６に示す例の発光装置において、光透過部材の受光面２２は、発光素子１０の出射面より小さく、出射面の一部が受光面２２より外側に突出している。言い換えれば、光透過部材２０の側面は発光素子１０の側面より内側に位置している。このような発光装置は、発光装置の発光面９０を比較的小さい光放出の窓部として、放出光の輝度を高めることができる。すなわち、上述
の実施の形態１，２と異なり、導光部材が発光素子の突出表面と、その突出した端部より内側に設けられた光透過部材の側面とに延在されて、その領域を被覆している。
図６は、本発明の実施の形態３に係る発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。この発光装置において、発光素子１０と光透過部材２０との大きさの関係および導光部材３０の構造を除く他の構成については、上述の実施の形態１と同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図６に示す例の発光装置において、光透過部材の受光面２２は、発光素子１０の出射面より小さく、出射面の一部が受光面２２より外側に突出している。言い換えれば、光透過部材２０の側面は発光素子１０の側面より内側に位置している。このような発光装置は、発光装置の発光面９０を比較的小さい光放出の窓部として、放出光の輝度を高めることができる。すなわち、上述
の実施の形態１，２と異なり、導光部材が発光素子の突出表面と、その突出した端部より内側に設けられた光透過部材の側面とに延在されて、その領域を被覆している。
本実施形態の発光装置において、導光部材３０は、発光素子１０の出射面の光透過部材との対向領域と、光透過部材の受光面２２と、を接合する接合領域３１を有する。また、導光部材３０は、この接合領域３１から延在して、光透過部材２０の側面に這い上がり、光透過部材２０の側面を被覆する第１の被覆領域３２を有している。この光透過部材２０の側面を被覆する第１の被覆領域３２は、発光素子１０の出射光を反射して集光し、特にその端部の光を反射して、光透過部材２０側に導光することができる。また、この第１の被覆領域３２の外表面も、発光素子１０の実装面より光透過部材２０側に位置していることにより、実装基板５０への光の漏洩を防止できる。ここで、第１の被覆領域３２の被覆部材４０側に面する外表面、すなわち第１の被覆領域３２の光透過部材の側面と対向する外表面は、発光素子１０の出射光を光透過部材２０側に反射させる第１の反射面３３を有している。したがって、第１の被覆領域３２に透過された光は、第１の反射面３３により光透過部材２０側に反射されて、該反射光が光透過部材２０に光結合し、発光面９０から装置外部へ放出される。このように、発光素子１０から光透過部材の受光面２２側に出射される光を、光透過部材に効率良く光結合させることにより、発光素子１０から出射される光の利用効率を高めることができる。
本実施の形態の発光装置における第１の反射面３３も、実施の形態１，２の発光装置１００における第１の反射面３３と同様の界面の構成とすることができ、また同様に、特に被覆部材４０との界面に設けられていることが好ましい。また、第１の被覆領域３２の光透過部材２０の側面と対向する外表面は、該側面から発光素子１０の出射面側に傾斜した傾斜面であるで、第１の反射面３３も同様に傾斜した傾斜面となり、光透過部材２０側に良好に反射させることができ好ましい。さらに、この傾斜面は平面であってもよいが、上述したように接合領域３１に向かって凸な凸曲面であることで第１の反射面３３の表面積を増大でき、光の反射効率を高めることができるので好ましい。
一方、図６に示す例の発光装置において、発光素子１０の側面は導光部材３０から露出されており、光反射性の被覆部材４０により被覆されていることが好ましい。このように、導光部材３０の外表面が、発光素子１０の出射面と光透過部材２０の側面とを接続するように設けられることにより、導光部材３０が発光素子１０の側面も被覆する場合に比べて、導光部材３０の外表面の外側への膨らみを抑えることができる。したがって、導光部材３０の外表面で反射される光の光透過部材２０までの光路長を短くすることができ、導光部材３０内での光吸収を低減し、光透過部材２０への光結合効率を高めることができる。また、光透過部材２０側への光反射に適した形状、傾斜角を有する第１の反射面３３を形成しやすくなり、第１の反射面３３による反射効率を高めることができる。
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。図７に示す例において、導光部材３０の形態、並びに光透過部材の表面２１の形状を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図７に示す例の発光装置において、光透過部材の受光面２２は、発光素子１０の出射面より大きく、受光面２２の一部が発光素子１０の出射面より外側に突出している。そして、導光部材３０は、光透過部材の受光面２２の発光素子との対向領域と、発光素子１０の出射面と、を接合する接合領域３１を有し、また接合領域３１から延在して光透過部材２０の突出部の受光面２２を被覆し、
発光素子１０の実装面より光透過部材２０側に外表面を有する第３の被覆領域３７を有している。また発光素子１０の側面及び光透過部材２０の側面は、導光部材３０から露出されている。そして、この第３の被覆領域３７の外表面は、発光素子１０から出射される光を、光透過部材２０の受光面２２側に反射させる第３の反射面３８を有している。ここで、第３の被覆領域、第３の反射面は、それぞれ上述の第１の被覆領域、第１の反射面の一形態である。
図７は、本発明の実施の形態４に係る発光装置の光源部周辺を説明する概略断面図である。図７に示す例において、導光部材３０の形態、並びに光透過部材の表面２１の形状を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図７に示す例の発光装置において、光透過部材の受光面２２は、発光素子１０の出射面より大きく、受光面２２の一部が発光素子１０の出射面より外側に突出している。そして、導光部材３０は、光透過部材の受光面２２の発光素子との対向領域と、発光素子１０の出射面と、を接合する接合領域３１を有し、また接合領域３１から延在して光透過部材２０の突出部の受光面２２を被覆し、
発光素子１０の実装面より光透過部材２０側に外表面を有する第３の被覆領域３７を有している。また発光素子１０の側面及び光透過部材２０の側面は、導光部材３０から露出されている。そして、この第３の被覆領域３７の外表面は、発光素子１０から出射される光を、光透過部材２０の受光面２２側に反射させる第３の反射面３８を有している。ここで、第３の被覆領域、第３の反射面は、それぞれ上述の第１の被覆領域、第１の反射面の一形態である。
第３の被覆領域３７の外表面は、発光素子１０の出射面の終端から光透過部材２０の突出部の受光面２２側に傾斜した傾斜面であることが好ましい。これにより、第３の反射面３８が発光素子１０の出射面の端部から光透過部材２０の突出部の受光面２２側に傾斜した傾斜面となり、発光素子１０の出射光、光透過部材からの反射光、発光を光透過部材の受光面２２側に良好に反射させることができる。さらに、この傾斜面は平面であってもよいが、接合領域３１に向かって凸な凸曲面であることで、平面である場合に比して第３の反射面３８の表面積を増大でき、光の反射効率を高めることができるので好ましい。また、第３の反射面３８は、実施の形態１の第１の反射面３３と同様に、被覆部材４０との界面に設けられていることが好ましいが、空隙により被覆部材４０とが離間されてもよいし、金属膜や誘電体多層膜を設けて形成することもできる。
このような導光部材３０でもって、発光素子１０と光透過部材２０とを接合することにより、接合領域３１だけで発光素子１０と光透過部材２０とを接合する場合に比して、発光素子１０の出射光を好適に結合することができ、発光面内の輝度や色度分布の均一化を図ることができる。このような導光部材３０の導光機能は、光透過部材２０の側面に対する発光素子１０の側面の突出長さに依るため、例えば上述の範囲とするとよい。このような導光部材３０の被覆形態は、導光部材の量、突出幅、表面積を適宜調整することで達成でき、また発光素子１０の側面の略全域に離型剤を塗布し発光素子１０の側面への導光部材３０の垂下を妨げることにより達成できる。光透過部材２０の側面にも離型剤を塗布しても良く、高精度に作製できる。この例では、発光素子の側面が露出されるため、実施の形態１，２のように側面が被覆されないことで、戻り光、変換光に対して導光部材による素子への再入光を抑えることができ、すなわち、導光部材と発光素子との接触面積を最小にして、結合効率を高められる。また、図７に示す例で光透過部材の表面２３は凹凸面となっており、光透過部材２０を透過する光を該凹凸により散乱させ、光透過部材２０からの光の取り出し効率の向上、また輝度むらや色むらの低減、均一な配光を図ることができる。特に、複数の発光素子１０を搭載する場合には、そのことに起因する輝度むら、色むらが低減されるので好ましい。このような凹凸は、光透過部材の表面に研磨、ドライエッ
チング、ウエットエッチングなどの処理を形成でき、不規則な凹凸構造のほか、規則的なパターンの凹凸構造も形成できる。また、このような凹凸構造は、光透過部材の表面だけでなく、受光面、さらに光路上にある各部材の表面に設けて同様な効果を得ることができ、特に導光部材との界面若しくはそれと接する部材の表面、例えば、基板１の半導体層１１側表面に設けてもよく、実施例では詳述していないがそのような構造を用いている。
チング、ウエットエッチングなどの処理を形成でき、不規則な凹凸構造のほか、規則的なパターンの凹凸構造も形成できる。また、このような凹凸構造は、光透過部材の表面だけでなく、受光面、さらに光路上にある各部材の表面に設けて同様な効果を得ることができ、特に導光部材との界面若しくはそれと接する部材の表面、例えば、基板１の半導体層１１側表面に設けてもよく、実施例では詳述していないがそのような構造を用いている。
（変形例）
なお、上述の実施の形態１～４では、主として発光素子及び光透過部材のいずれか一方が、他方に内包される、つまり他方の内側にある場合について記述したが、本発明の発光装置における発光素子と光透過部材の関係は、この形態に限られず、一方が、他方より外側に突出した突出部を少なくとも部分的に有していればよい。例えば、発光素子を構成する側面のうちの１つ、あるいは１つの側面の一部が、光透過部材を構成する側面から外側に突出して、他の側面が互いに略同一面となる、又は光透過部材が突出しているような形態でもよく、またその逆の形態でもよい。このような形態では、その突出した１つの側面又はその側面の一部に第１の被覆領域が設けられる。また、上面視において、発光素子及び光透過部材のいずれか一方の両側に突出部が設けられる形態であってもよい。このような形態の場合、突出部を有する領域の断面において、実施の形態１及び実施の形態２で説明した第１の被覆領域３２の少なくとも一方が設けられる。また、発光素子が複数の場合には、各素子でそれぞれ発光素子と光透過部材に第１の被覆領域が設けられて混在することもある。好適には、いずれか一方に第１の被覆領域が設けられる形態、すなわち第１，３の実施形態のいずれかとすることがその導光部材の機能上好ましく、またその一部側面に略同一面が混在しても良い。更に好ましくは、光透過部材の外周全体で発光素子との間で第１の被覆領域がいずれかの形態で統一されていると良い。これは、発光面内の輝度および色度にむらを低減できるためであり、発光素子及び光透過部材のいずれか一方の側面が他方より内側に内包されていることが最も好ましい。
なお、上述の実施の形態１～４では、主として発光素子及び光透過部材のいずれか一方が、他方に内包される、つまり他方の内側にある場合について記述したが、本発明の発光装置における発光素子と光透過部材の関係は、この形態に限られず、一方が、他方より外側に突出した突出部を少なくとも部分的に有していればよい。例えば、発光素子を構成する側面のうちの１つ、あるいは１つの側面の一部が、光透過部材を構成する側面から外側に突出して、他の側面が互いに略同一面となる、又は光透過部材が突出しているような形態でもよく、またその逆の形態でもよい。このような形態では、その突出した１つの側面又はその側面の一部に第１の被覆領域が設けられる。また、上面視において、発光素子及び光透過部材のいずれか一方の両側に突出部が設けられる形態であってもよい。このような形態の場合、突出部を有する領域の断面において、実施の形態１及び実施の形態２で説明した第１の被覆領域３２の少なくとも一方が設けられる。また、発光素子が複数の場合には、各素子でそれぞれ発光素子と光透過部材に第１の被覆領域が設けられて混在することもある。好適には、いずれか一方に第１の被覆領域が設けられる形態、すなわち第１，３の実施形態のいずれかとすることがその導光部材の機能上好ましく、またその一部側面に略同一面が混在しても良い。更に好ましくは、光透過部材の外周全体で発光素子との間で第１の被覆領域がいずれかの形態で統一されていると良い。これは、発光面内の輝度および色度にむらを低減できるためであり、発光素子及び光透過部材のいずれか一方の側面が他方より内側に内包されていることが最も好ましい。
以上説明したように、本発明における導光部材は、発光素子と光透過部材の表面と、その間に設けられ、両者を光結合させ、それにより複合光源を形成するものであり、その素子と部材間で、それらが対向する接合領域と、一方の突出表面、又はそれとその端部より内側に設けられた他方の端面は、その接合領域から延在して被覆した上記第１の被覆領域と、が設けられる。導光部材は、具体的には、樹脂材料を用い、接着剤としても利用するため、上述した通り、突出表面を設けることで、接合領域からその表面まで濡れて広がり、また、その突出表面から更に他方の端部となる側面にまで濡れて広がっても良い。このように、導光部材はその作製時、具体的には樹脂硬化前に、各表面への樹脂の濡れを利用しているため、先ず、その材料の量及びその塗布方法と、上記突出表面の突出幅、面積で
制御し、それに加えて、離型剤を用いて他の領域への広がりを制御できる。従って、導光部材の具体的な形態としては、接合領域においてその肉厚は、光透過部材より小さく、更に成長基板より小さくして、複合光源を小さくし、その結合効率を高めることが好ましい。また、その時の突出幅は、発光素子又は光透過部材の肉厚に比して０．２５倍～５倍程度とすることで製造時の制御が容易で、好適な素子からの光の拡散、集光ができる。上述の通り、実施の形態１，３に示すように、一方の突出部から他方の端部を被覆する場合は、突出部側の端部は露出されていることが好ましく、被覆される場合に比して、光源の広がりを抑えて、本発明の各特性の向上を図ることができ好ましい。また、被覆する場合には、上記他方の端部のそれより薄肉であると、その影響を小さくでき、また後述の被覆部材と同様な効果が期待でき好ましい。
制御し、それに加えて、離型剤を用いて他の領域への広がりを制御できる。従って、導光部材の具体的な形態としては、接合領域においてその肉厚は、光透過部材より小さく、更に成長基板より小さくして、複合光源を小さくし、その結合効率を高めることが好ましい。また、その時の突出幅は、発光素子又は光透過部材の肉厚に比して０．２５倍～５倍程度とすることで製造時の制御が容易で、好適な素子からの光の拡散、集光ができる。上述の通り、実施の形態１，３に示すように、一方の突出部から他方の端部を被覆する場合は、突出部側の端部は露出されていることが好ましく、被覆される場合に比して、光源の広がりを抑えて、本発明の各特性の向上を図ることができ好ましい。また、被覆する場合には、上記他方の端部のそれより薄肉であると、その影響を小さくでき、また後述の被覆部材と同様な効果が期待でき好ましい。
また、突出表面の被覆領域は、上述の通り、図７に示すように接合領域より薄肉にすると好ましいが、素子側面を離型処理して露出させ、厚肉にしても、本発明の効果を期待できる。第１，３の実施の形態に観るように、素子側面の被覆領域により、各種特性が影響を受けるが、半導体層１１と異なる異種材料の透光性基板１を有する場合には、その基板を被覆することで、導光部材と同様に、光透過部材と素子間の光伝搬領域として、その導光部材の機能を補助させることができ好ましい。特に、光変換部材の場合には変換光の成分もその領域に含まれるため、色度むら、配向性に効果がある。また、基板１が除去された素子では、出射面からの光成分が側面よりも極めて多くなるため、素子側面が露出されても良い。上述の通り、被覆部材があることで、複合光源への光閉じ込め、発光面からの光放出、及びその結合における導光部材の機能を補助できるが、金属膜や誘電体多層膜のような反射膜でも代用できる。実施例のように、光反射材料を有する場合には、基材中に光がしみ出すため、被覆内部よりも光源の光が広がることになり、これにより、光の拡散、集光の効率が高められ、更に、発光特性、輝度ムラ、指向性に好適に、特に導光部材の機能に相乗的に寄与し、好ましい。また、光変換部材の場合にも、色むら、配向性に好適に寄与して好ましく、更に、その側面が被覆されることで、表面２１と色、波長成分比の異なり、比較的高い、側面発光を抑えられ好ましい。
また、発光素子１０及び光透過部材２０，２４のいずれか突出部を有するほうの部材は、他方の部材と対向する側の表面と該表面から連続する側面とに明確な境界がなくてもよい。例えば、実施の形態１の発光装置１００において、光透過部材２０の受光面２２と側面とが一体化されて１つの曲面、例えば球面又はその一部により構成されていてもよい。さらに、光透過部材の受光面２２と発光素子１０の出射面とを熱圧着による結晶接合等により直接接合して、突出部に第１の被覆領域を有し、複数の発光素子を有する場合にはその素子間に第２の被覆領域を有する導光部材３０を形成することもできる。
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係る発光装置３００の概略断面図であり、発光装置３００において、上述の実施の形態１乃至４と実質上同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図８に示す例は、光反射性材料４５を含有する被覆部材４０により発光素子１０及び光透過部材２０を被覆して、光透過部材２０の表面２１を発光面とする面発光型の光源を形成し、その光源を覆って、更に被覆部材の一部を覆って、半球状の光学レンズとなる封止部材８０を設けたものである。この発光装置３００は、実装基板５０の上面側の配線パターン５１上に複数（図中は２個）の発光素子１０がフリップチップ実装されており、その上に１つの光透過部材２０が導光部材３０により接合されている。なお、実施の形態１で見る枠体は、この例では被覆部材４０を成形後に除去しており、被覆部材４０の側面が外部に露出されて発光装置の外表面を構成している。光透過部材の受光面２２の断面の幅は、最も外側に位置する発光素子１０の各外側の側面間の距離より小さく、言い換えれば、複数の発光素子が設けられる領域の幅より小さい。また、最外郭に位置する発光素子１０の側面は、光透過部材２０の側面より外側に突出している。そして、導光部材３０は、隣接する発光素子に挟まれた離間領域には、実施の形態２と同様の第２の被覆領域及び第２の反射面３５を有し、光透過部材２０の側面と最外郭に位置する発光素子１０の出射面の突出部とを接続する領域に実施の形態３と同様の第１の被覆領域及び第１の反射面３３を有している。
図８は、本発明の実施の形態５に係る発光装置３００の概略断面図であり、発光装置３００において、上述の実施の形態１乃至４と実質上同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図８に示す例は、光反射性材料４５を含有する被覆部材４０により発光素子１０及び光透過部材２０を被覆して、光透過部材２０の表面２１を発光面とする面発光型の光源を形成し、その光源を覆って、更に被覆部材の一部を覆って、半球状の光学レンズとなる封止部材８０を設けたものである。この発光装置３００は、実装基板５０の上面側の配線パターン５１上に複数（図中は２個）の発光素子１０がフリップチップ実装されており、その上に１つの光透過部材２０が導光部材３０により接合されている。なお、実施の形態１で見る枠体は、この例では被覆部材４０を成形後に除去しており、被覆部材４０の側面が外部に露出されて発光装置の外表面を構成している。光透過部材の受光面２２の断面の幅は、最も外側に位置する発光素子１０の各外側の側面間の距離より小さく、言い換えれば、複数の発光素子が設けられる領域の幅より小さい。また、最外郭に位置する発光素子１０の側面は、光透過部材２０の側面より外側に突出している。そして、導光部材３０は、隣接する発光素子に挟まれた離間領域には、実施の形態２と同様の第２の被覆領域及び第２の反射面３５を有し、光透過部材２０の側面と最外郭に位置する発光素子１０の出射面の突出部とを接続する領域に実施の形態３と同様の第１の被覆領域及び第１の反射面３３を有している。
このような発光装置３００の構成によれば、導光部材３０の第１及び第２の被覆領域、第１及び第２の反射面３３，３５により、発光素子１０から出射される光を光透過部材２０へ効率良く結合することができ、また光透過部材２０から封止部材８０へ光を効率良く取り出すことができ、より高出力の発光装置が得られる。また、光学レンズ８０により、光透過部材の表面２１における配光特性よりその放出光は誇張される或いは変化するが、本発明の導光部材３０により、光の輝度、色度のむらを均一化できるため、配光特性に優れた発光装置が得られる。さらに、該封止部材８０は、光透過部材の表面２１と被覆部材４０の表面の一部を連続して被覆しており、封止部材８０の光を、被覆部材４０表面で反
射させ外部に効率良く取り出せ、被覆部材４０の発光側の表面を光透過部材２０の側面から基板５０側に傾斜した凹面とすることで、光が拡散され、発光装置の放出光を広い配向とできる。このように本発明の発光装置には、発光面の光透過部材表面に光学部材を接合して、所望の発光特性とすることができる。
射させ外部に効率良く取り出せ、被覆部材４０の発光側の表面を光透過部材２０の側面から基板５０側に傾斜した凹面とすることで、光が拡散され、発光装置の放出光を広い配向とできる。このように本発明の発光装置には、発光面の光透過部材表面に光学部材を接合して、所望の発光特性とすることができる。
（封止部材）
ここで、封止部材８０は、光透過部材より屈折率が低いと、その表面２１と接合して光の取り出し効率を向上させることができる。封止部材８０の発光側の表面は目的に応じて種々の形状に形成することができる。例えば図８に示すように、発光側の表面を球面状（半球面状）のレンズ形状、凸曲面とすることで、光透過部材の発光に対し効率良く外部に取り出すことができる。また、これに限らず、種々の光学素子、所望形状の光学部材とでき、凹レンズ形状、放物曲面、先端が平坦な凸形状とでき、また凹凸面として光を散乱させてもよい。
ここで、封止部材８０は、光透過部材より屈折率が低いと、その表面２１と接合して光の取り出し効率を向上させることができる。封止部材８０の発光側の表面は目的に応じて種々の形状に形成することができる。例えば図８に示すように、発光側の表面を球面状（半球面状）のレンズ形状、凸曲面とすることで、光透過部材の発光に対し効率良く外部に取り出すことができる。また、これに限らず、種々の光学素子、所望形状の光学部材とでき、凹レンズ形状、放物曲面、先端が平坦な凸形状とでき、また凹凸面として光を散乱させてもよい。
封止部材８０は、上述の被覆部材３０の基材、導光部材と同様に、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂材料を用いて形成することができる。また、封止部材８０は、発光素子１０や光透過部材２０を保護する封止材としての役割も果たすため、耐候性、耐熱性、硬度に優れる材料が好ましく、上記のなかではエポキシ樹脂、又は硬質のシリコーン樹脂が好ましい。このほか、ガラスを用いてもよい。さらに、封止部材８０に、上述のような蛍光体、及び／又はＴｉＯ２などの光散乱粒子、及び／又は石英ガラス等のフィラーなどを適宜添加することができる。封止部材８０は圧縮成形、トランスファー成形などにより形成する。
（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６に係る発光装置４００の概略断面図であり、上述の実施の形態１，２と実質上同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図９に示す例の発光装置４００において、凹部を有する実装基体（パッケージ）５６の底部の略中央に発光素子１０がフリップチップ実装されている。その実装部は、実装基体５６の一部であるが、サブマウントであってもよい。発光素子１０上には、導光部材３０を介して光透過部材２４が載置され、接合されている。そして、凹部が封止部材８４で充填されて、発光装置４００の発光面８２となる表面を有する光変換部材８１により、凹部が閉蓋されている。光透過部材２４、光変換部材８１は、それぞれ上述の光透過部材、上述の光透過部材２０が波長変換材料を含有する場合と同様の構成とすることができ、封止部材も実施の形態５と同様の構成、例えば透光性樹脂で構成できる。特にこの例では、光透過部材２４に波長変換材料を含まずともよく、図示するような板状の他、集光、拡散可能な光学素子でも良く、光散乱材を混合してもよい。また、凹部の内面から実装部の凸部側面を被覆するように、凹曲面の表面を有する反射膜が設けられ、各部材２４，８４に向かって反射・集光させることができる。ここでは、この反射膜を、上記光反射性材料４６を含有する被覆部材４１により形成して、上述した樹脂の這い上がりにより凹曲反射面としている。なお、被覆部材４１は、その表面に被覆部材４１の代替としてＡｇやＡｌ等高反射性の金属膜を形成してもよいし、上述のような蛍光体を含有する光変換部材を設けてもよいし、被覆部材を設けず、従来のように実装基体の内面を反射面とする形態でも良い。また凹部内は、封止部材８４に光変換部材が含有されても良く、気密封止、大気であっても良く、また上記部材８１は、部材２４同様に光変換部材を含有しない部材でも良い。すなわち、各部材２４，４１，８１，８４のいずれかに光変換部材を設けて変換光を含む発光装置とでき、いずれにも含まれずに発光素子の発光を取り出す発光装置とすることもできる。
図９は、本発明の実施の形態６に係る発光装置４００の概略断面図であり、上述の実施の形態１，２と実質上同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。図９に示す例の発光装置４００において、凹部を有する実装基体（パッケージ）５６の底部の略中央に発光素子１０がフリップチップ実装されている。その実装部は、実装基体５６の一部であるが、サブマウントであってもよい。発光素子１０上には、導光部材３０を介して光透過部材２４が載置され、接合されている。そして、凹部が封止部材８４で充填されて、発光装置４００の発光面８２となる表面を有する光変換部材８１により、凹部が閉蓋されている。光透過部材２４、光変換部材８１は、それぞれ上述の光透過部材、上述の光透過部材２０が波長変換材料を含有する場合と同様の構成とすることができ、封止部材も実施の形態５と同様の構成、例えば透光性樹脂で構成できる。特にこの例では、光透過部材２４に波長変換材料を含まずともよく、図示するような板状の他、集光、拡散可能な光学素子でも良く、光散乱材を混合してもよい。また、凹部の内面から実装部の凸部側面を被覆するように、凹曲面の表面を有する反射膜が設けられ、各部材２４，８４に向かって反射・集光させることができる。ここでは、この反射膜を、上記光反射性材料４６を含有する被覆部材４１により形成して、上述した樹脂の這い上がりにより凹曲反射面としている。なお、被覆部材４１は、その表面に被覆部材４１の代替としてＡｇやＡｌ等高反射性の金属膜を形成してもよいし、上述のような蛍光体を含有する光変換部材を設けてもよいし、被覆部材を設けず、従来のように実装基体の内面を反射面とする形態でも良い。また凹部内は、封止部材８４に光変換部材が含有されても良く、気密封止、大気であっても良く、また上記部材８１は、部材２４同様に光変換部材を含有しない部材でも良い。すなわち、各部材２４，４１，８１，８４のいずれかに光変換部材を設けて変換光を含む発光装置とでき、いずれにも含まれずに発光素子の発光を取り出す発光装置とすることもできる。
このような発光装置４００においても、上記実施の形態２と同様に、導光部材３０は上述の接合領域３１と第１の被覆領域と第１の反射面３３を有し、凹部内は封止部材８４で充填されるため、第１の被覆領域の外表面は透光性の封止部材との界面を成しており、第１の反射面３３はその界面に設けられている。すなわち、導光部材と封止部材とに屈折率差を設けると、その界面反射を利用でき、第１の被覆領域側を高屈折率にすると反射率を高くでき好ましく、気密封止の場合も同様である。発光素子１０から光は全方位に拡散されて放出されるが、その一部の光成分を、第１の反射面３３の内面により光透過部材２４の受光面２６側に光を反射させてその発光面２５から出射させ、一部を凹部で反射させ、
光透過部材８１から取り出すことができる。したがって、発光素子１０の光を光透過部材２４で集光させて表面２５から放出し、正面方向、発光面８２の輝度を高め、凹部内での光の拡散を抑制して光吸収を低減することができる。また第２の反射面３５及びその第２の被覆領域も同様である。
光透過部材８１から取り出すことができる。したがって、発光素子１０の光を光透過部材２４で集光させて表面２５から放出し、正面方向、発光面８２の輝度を高め、凹部内での光の拡散を抑制して光吸収を低減することができる。また第２の反射面３５及びその第２の被覆領域も同様である。
さらに、発光素子１０が光反射性の被覆部材４０に被覆されていない本実施の形態４の場合には、発光素子１０の側面に設けられる第１及び第２の被覆領域の被覆範囲は、実施の形態１と同様、又は実施の形態１より広範なほうが好ましい。発光素子１０側面の導光部材３０による被覆範囲が広ければ、発光素子１０から導光部材３０内への光の取り出し効率を高められ、さらに第１及び第２の反射面３３，３５の表面積を増大でき、光透過部材２０への光の結合効率を高められる。但し、上述のように、実装基体５６での光吸収による光の損失を回避するため、導光部材３０は、発光素子１０の実装面より光透過部材２０側に位置する外表面を有し、実装基体５６の表面と離間されていることが好ましい。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
（実施例１）
実施例１の発光装置の光源部は、図５に示すように、ＡｌＮのセラミックス基板５０の配線５１上に、発光素子１０として約１ｍｍ×１ｍｍの略正方形のＬＥＤチップ（サファイア基板１０上に窒化物半導体１１が積層された構造で発光波長４５５ｎｍ）２個をフリップチップ実装し、その上に板状の光変換部材である光透過部材２０としてＹＡＧとアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）との焼結体、この表面２１及び受光面２２の外形は約１．１ｍｍ×２．２ｍｍの略矩形状であり、厚みは約１５０μｍ、を１枚載置し、導光部材３０により互いに接合する。このとき、導光部材３０となるシリコーン樹脂は、各ＬＥＤの出射面（基板１の裏面）上に適量をピンセットで塗布し、その上に光透過部材２０をピンセットで載
置し、発光素子１０の側面の一部に垂下させ、１５０℃のオーブン内で６０分間樹脂を熱硬化し、図示するように２つのＬＥＤが光透過部材の受光面に内包されるように接着する。このようにして、導光部材３０に、ＬＥＤと光透過部材間の接合領域３１と、ＬＥＤの光源の外側の側面を被覆する第１の被覆領域３２と、ＬＥＤ間の内側の側面を被覆する第２の被覆領域３４が形成され、この時、ＬＥＤ側面は、基板と、半導体層１１の一部又は略全部に導光部材が形成される。そして、図１に示すように、基板５０の配線５１上にＬＥＤを実装し、発光素子１０及び光透過部材２０を包囲する枠体の内側の凹所に被覆部材４０を充填し、光透過部材２０の表面２１が発光面として露出される状態、発光素子１０
および光透過部材２０が被覆部材４０により被包し、図８に示すように枠体を除去して発光装置を得る。ここで、被覆部材４０は、粒径約２７０ｎｍのＴｉＯ２の微粒子である光反射性材料４５を約２３重量パーセント濃度で含有するシリコーン樹脂である。この実施例１の発光装置は、電流３５０ｍＡで駆動させると、光束約１６７［ｌｍ］（色度ｙ値約０．３３９）、最大輝度６０８６［ｃｄ／ｃｍ２］、平均輝度３５２４［ｃｄ／ｃｍ２］で発光する、高光束かつ高輝度のものが得られる。
実施例１の発光装置の光源部は、図５に示すように、ＡｌＮのセラミックス基板５０の配線５１上に、発光素子１０として約１ｍｍ×１ｍｍの略正方形のＬＥＤチップ（サファイア基板１０上に窒化物半導体１１が積層された構造で発光波長４５５ｎｍ）２個をフリップチップ実装し、その上に板状の光変換部材である光透過部材２０としてＹＡＧとアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）との焼結体、この表面２１及び受光面２２の外形は約１．１ｍｍ×２．２ｍｍの略矩形状であり、厚みは約１５０μｍ、を１枚載置し、導光部材３０により互いに接合する。このとき、導光部材３０となるシリコーン樹脂は、各ＬＥＤの出射面（基板１の裏面）上に適量をピンセットで塗布し、その上に光透過部材２０をピンセットで載
置し、発光素子１０の側面の一部に垂下させ、１５０℃のオーブン内で６０分間樹脂を熱硬化し、図示するように２つのＬＥＤが光透過部材の受光面に内包されるように接着する。このようにして、導光部材３０に、ＬＥＤと光透過部材間の接合領域３１と、ＬＥＤの光源の外側の側面を被覆する第１の被覆領域３２と、ＬＥＤ間の内側の側面を被覆する第２の被覆領域３４が形成され、この時、ＬＥＤ側面は、基板と、半導体層１１の一部又は略全部に導光部材が形成される。そして、図１に示すように、基板５０の配線５１上にＬＥＤを実装し、発光素子１０及び光透過部材２０を包囲する枠体の内側の凹所に被覆部材４０を充填し、光透過部材２０の表面２１が発光面として露出される状態、発光素子１０
および光透過部材２０が被覆部材４０により被包し、図８に示すように枠体を除去して発光装置を得る。ここで、被覆部材４０は、粒径約２７０ｎｍのＴｉＯ２の微粒子である光反射性材料４５を約２３重量パーセント濃度で含有するシリコーン樹脂である。この実施例１の発光装置は、電流３５０ｍＡで駆動させると、光束約１６７［ｌｍ］（色度ｙ値約０．３３９）、最大輝度６０８６［ｃｄ／ｃｍ２］、平均輝度３５２４［ｃｄ／ｃｍ２］で発光する、高光束かつ高輝度のものが得られる。
（実施例２）
実施例２の発光装置は、図６に示すように、１つの発光素子の出射面に１つの光透過部材の受光面が内包される形態であり、実施例１における発光素子を、１つのサファイア基板上に６つの素子構造が設けられた約１ｍｍ×６．５ｍｍの略矩形状の１個のＬＥＤチップ１０とし、さらに光透過部材２０を約０．８ｍｍ×６．３ｍｍの略矩形状として、実施例１と同様に発光装置を作製する。なお、光透過部材２０の載置時に、軽く押圧して、導光部材３０を光透過部材２０の側面の一部に這い上がらせ第１の被覆領域３２を形成する。この実施例２の発光装置は、電流７００ｍＡで駆動させると、光束約７４０［ｌｍ］（色度ｙ値約０．２８０）、最大輝度４６２９［ｃｄ／ｃｍ２］、平均輝度４１２３［ｃｄ／ｃｍ２］で発光する、高光束かつ高輝度のものが得られる。
実施例２の発光装置は、図６に示すように、１つの発光素子の出射面に１つの光透過部材の受光面が内包される形態であり、実施例１における発光素子を、１つのサファイア基板上に６つの素子構造が設けられた約１ｍｍ×６．５ｍｍの略矩形状の１個のＬＥＤチップ１０とし、さらに光透過部材２０を約０．８ｍｍ×６．３ｍｍの略矩形状として、実施例１と同様に発光装置を作製する。なお、光透過部材２０の載置時に、軽く押圧して、導光部材３０を光透過部材２０の側面の一部に這い上がらせ第１の被覆領域３２を形成する。この実施例２の発光装置は、電流７００ｍＡで駆動させると、光束約７４０［ｌｍ］（色度ｙ値約０．２８０）、最大輝度４６２９［ｃｄ／ｃｍ２］、平均輝度４１２３［ｃｄ／ｃｍ２］で発光する、高光束かつ高輝度のものが得られる。
本発明の発光装置は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ等に好適に利用できる。
１０…発光素子（１…成長基板、２…第１導電型（ｎ型）半導体層、３…活性層、４…第２導電型（ｐ型）半導体層、５…透光性導電層、６…第２の電極（ｐ側パッド電極）、７…第１の電極（ｎ側パッド電極）、８…保護膜、１１…素子構造）
２０，２４…光透過部材（２１，２３，２５…表面、２２，２６…受光面）
３０…導光部材（３１…接合領域、３２…第１の被覆領域、３３…第１の反射面、３４…第２の被覆領域、３５…第２の反射面、３７…第３の被覆領域、３８…第３の反射面）、４０，４１…被覆部材、４５，４６…光反射性材料
５０…実装基板（５１，５２…配線、５５…枠体、５６…積層基板又は基材）、６０…導電性接着材
２０，２４…光透過部材（２１，２３，２５…表面、２２，２６…受光面）
３０…導光部材（３１…接合領域、３２…第１の被覆領域、３３…第１の反射面、３４…第２の被覆領域、３５…第２の反射面、３７…第３の被覆領域、３８…第３の反射面）、４０，４１…被覆部材、４５，４６…光反射性材料
５０…実装基板（５１，５２…配線、５５…枠体、５６…積層基板又は基材）、６０…導電性接着材
Claims (7)
- 発光面と受光面とを有する光透過部材と、
前記受光面に対向する出射面を備える発光素子と、
前記発光素子表面から前記光透過部材表面まで延在して設けられて、前記発光素子からの出射光を前記光透過部材に導光する導光部材と、
前記発光素子を実装する基板と、
前記導光部材の側面を覆い、前記発光面を露出させて前記発光素子及び前記光透過部材の側面を被覆する被覆部材と、を備え、
前記被覆部材の表面は、前記光透過部材の側面から前記基板側に傾斜した凹面を含み、
前記基板の下面側に外部接続用の配線層を備える発光装置。 - 前記光透過部材の発光面及び前記被覆部材の表面を被覆する封止部材を備え、
前記封止部材の表面形状は凸曲面である請求項１に記載の発光装置。 - 発光面と受光面とを有する光透過部材と、
前記受光面に対向する出射面を備える発光素子と、
前記発光素子表面から前記光透過部材表面まで延在して設けられて、前記発光素子からの出射光を前記光透過部材に導光する導光部材と、
前記発光素子を実装する基板と、
前記導光部材の側面を覆い、前記発光面を露出させて前記発光素子及び前記光透過部材の側面を被覆する被覆部材と、を備え、
前記被覆部材の表面は、前記光透過部材の側面から前記基板側に傾斜した凹面を含み、
前記光透過部材の発光面及び前記被覆部材の表面を被覆する封止部材を備え、
前記封止部材は、前記光透過部材より屈折率が低い発光装置。 - 前記封止部材の表面形状は凸曲面である請求項３に記載の発光装置。
- 前記被覆部材の側面は前記発光装置の外表面を構成している請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光透過部材は、前記発光素子からの光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換材料を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光透過部材は、光変換部材を備えたガラス板であり、
前記光変換部材は、前記発光素子からの光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換材料を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
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