JP7288343B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を含む発光装置に関する。
発光装置は、例えば、端子や配線などが設けられた基板と、当該基板上に実装された少なくとも1つの発光素子とを含む。また、例えば、照明用途に用いる場合、当該発光装置は、発光素子上に配された蛍光体層などの波長変換体を有する。
このような発光装置としては、上面を光取り出し面とする発光素子と、発光素子上に設けられ、かつ上面と下面を有し、前記発光素子から出射される光を下面から入射して、上面を介して外部に放出する透光性部材と、前記透光性部材の少なくとも一部を被覆する光反射性樹脂と、を備える発光装置が特許文献1に開示されている。
特開2010-272847号公報
しかしながら、特許文献1の発光装置は、透光性部材内の側端部の領域に光が閉じ込められ、発光装置の光取出し効率が下がる場合があることが課題の一例として挙げられる。
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、高い光取出し効率を有する発光装置を提供することを目的としている。
本発明による発光装置は、発光素子と、前記発光素子上に配され、前記発光素子の上面と対向する底面を有する柱状の第1の部分、前記第1の部分上に前記第1の部分と連続的に形成されかつ上方に向かって窄んでいる第2の部分、及び前記第2の部分上に前記第2の部分と連続的に形成された柱状の第3の部分を有する透光性部材と、前記透光性部材の部材の側面を覆う反射部材と、を有し、前記透光性部材の前記第1の部分の前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さは、前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さの1/6以上である、ことを特徴としている。
実施例1に係る発光装置の斜視図である。 実施例1に係る発光装置の上面図である。 図2のA-A線に沿った発光装置の断面図である。 実施例1に係る発光装置の波長変換部の第2の部分の角度に対する光出力比との関係を示す図である。 実施例1に係る発光装置の波長変換部の第1の部分の高さに対する光出力比との関係を示す図である。 図1の波長変換部の製造工程を説明する説明図である。 図1の波長変換部の製造工程を説明する説明図である。 実施例2に係る発光装置の断面図である。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例1に係る発光装置10の構成を示す斜視図である。図1に示すように、実装基板11は、長方形形状の実装面11aを有する矩形板状の基板である。実装基板11には、例えば、AlN、アルミナ等の基板が用いられる。
2つのn側給電パッド12aは、本実施例においては、実装面11a上に互いに離間して設けられた平面形状が矩形の金属の配線電極パターンである。n側給電パッド12aは、実装面11aの長手方向に沿って配列されている。n側給電パッド12aの各々は、1の辺が、実装面11aの長辺の伸長方向に沿うように配置されている。n側給電パッド12aは、例えば、実装基板11を上下に貫通するように形成されたスルーホールを介して外部の電源に接続可能になされている。
2つのp側給電パッド13aは、実装面11a上に互いに離間して設けられた平面形状が矩形の金属の配線電極パターンである。p側給電パッド13aの各々は、n側給電パッド12aの各々と実装面11aの1の長辺の間に設けられている。言い換えれば、実装基板11の短手方向の一端に配されている。さらに言い換えれば、p側給電パッド13aの各々は、実装面11aの1の長辺に沿って配列されている。例えば、p側給電パッド13aは、例えば外部の電源に接続可能になされている。
2つの発光素子20は、実装基板11の実装面11a上に設けられている。より具体的には、発光素子20の各々は、n側給電パッド12aの各々の上に配されている。発光素子20の各々は、例えば、発光ダイオードなどの半導体発光素子である。
各々の発光素子20の支持基板21は、Si基板等の導電性を有する矩形板状の基板である。各々の発光素子20の半導体積層体22は、支持基板21の上面に設けられている。半導体積層体22は、金属の接合層(図示せず)を介して支持基板21に貼り合わせられている。例えば、当該金属の接合層は、支持基板21の上面において互いに離間しており、互いに電気的に絶縁されている2つの層からなっている。2つの層の一方は支持基板21と電気的に接続されており、他方は支持基板21と、例えば、支持基板21の上面に形成された絶縁層によって電気的に絶縁されている。半導体積層体22は、活性層を含む複数の半導体層からなる。
半導体積層体22の各々は、支持基板21側から、p型半導体層、活性層及びn型半導体層がこの順に積層されて構成されている。p型半導体層は、例えば、MgをドープしたGaN層である。活性層(発光層)は、例えば、InGaN井戸層とGaN障壁層からなる多重量子井戸構造を有する半導体層である。n型半導体層は、例えばSiをドープしたGaN層である。活性層から出射される出射光の波長は、半導体積層体22の材料及び組成に応じた波長となる。発光素子20の各々の発光層からは、例えば、青色の光を出射される。半導体積層体22の上面が主に出射光(以後、単に光ともいう)が出射される光出射面となる。
なお、p型半導体層は、上記した接合層のうち支持基板21と絶縁されている接合層と電気的に接続されており、n型半導体層は、支持基板21と電気的に接続されている接合層と電気的に接続されている。
裏面電極23の各々は、支持基板21の底面を覆うように形成されている。裏面電極23の各々は、支持基板21の下面に形成された金属の電極である。裏面電極23の各々は、例えば、導電性の接合材(図示せず)を介してn側給電パッド12aに接合されている。
2つの給電部24は、金属層上に設けられた金属の電極である。給電部24の各々は、本実施例において平面形状が矩形である。給電部24の各々は、支持基板21の上面のp側給電パッド13aの近傍にある辺に沿って延在している。
給電部24の各々は、支持基板21と、例えば支持基板21の上面に形成された絶縁層(図示せず)によって絶縁されている。また、給電部24の各々は、上述した支持基板21の各々の支持基板21と絶縁されている方の接合層(図示せず)と電気的に接続されている。従って、給電部24の各々は、当該金属層を介して、半導体積層体22のp型半導体層に電気的に接続されている。また、当該p型半導体層と給電部24との間の電流の経路は、当該絶縁層によって支持基板21から電気的に分離されている。
給電部24の各々は、ボンディングワイヤ19を介して実装基板11の実装面11a上に設けられたp側給電パッド13aに電気的に接続されている。
このように、発光素子20は、支持基板21、半導体積層体22、裏面電極23、及び給電部24を含んで構成されている。発光素子20は、シンフィルム(Thin-film)型の貼り合わせ構造を有する上面発光タイプの素子である。半導体積層体22(図示せず)の上面は、発光素子20の光出射面となる。
尚、シンフィルム型の素子の構造は、成長基板(図示せず)上において半導体積層体22を成長させる工程、支持基板21に半導体積層体22を貼り合わせる工程、成長基板を、例えばレーザーを照射することにより取り除く、いわゆるレーザーリフトオフ工程、を経て形成される。
透光性部材としての波長変換部30は、2つの発光素子20の光出射面上に設けられている。波長変換部30は、発光素子20から出射される光に対して透過性を有する透光性の部材である。波長変換部30は、本実施例において、2つの発光素子20に跨がるように形成されている。言い換えれば、波長変換部30は、2つ発光素子20の上に、発光素子20の配列方向に沿って延在している。
波長変換部30は、例えば、蛍光材料を焼結したセラミックプレートである。セラミックプレートは、例えば、アルミナと蛍光体を高温焼成して作製される。蛍光体としては、例えば、YAG(Yttrium Aluminum Garnet:YAl12)が挙げられる。
尚、波長変換部30は蛍光体の粒子を含有する樹脂層であってもよい。この場合、当該樹脂層は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂原料に蛍光体を混合した後に、当該樹脂原料を硬化することによって形成される。
波長変換部30は、発光素子20の半導体積層体22からみて近位側に形成されている底面30a、発光素子20の半導体積層体22からみて遠位側に形成されている上面30b、及び底面30aから上面30bに亘って形成されている側面30cを有する。
波長変換部30の底面30a及び上面30bは、例えば、実装基板11の実装面11aと平行になされている。また、例えば、波長変換部30の底面30a及び上面30bは、支持基板21の主面と平行になされている。
波長変換部30は、柱状に形成された第1の角柱部(第1の部分とも称する)31、第1の角柱部31の上方において、第1の角柱部31に続いて錐台状に形成された錐台部(第2の部分とも称する)32、及び錐台部32の上方において、錐台部32に続いて錐台状に形成された第2の角柱部(第3の部分とも称する)33を有する。第1の角柱部31、錐台部32及び第2の角柱部33は、一体に形成されている。
第1の角柱部31は、直方体状に形成されている。尚、第1の角柱部31の形状は、直方体状、すなわち四角柱状に限られず、例えば、四角柱以外の多角柱状に形成されていてもよい。第1の角柱部31は、底面30aに対して垂直に伸びて形成されている側面31aを有する。第1の角柱部31の側面31aは、波長変換部30の底面30aに近い部分によって形成される側面である。
錐台部32は、上方に向かって窄んでいる四角錐台形状を有している。すなわち、錐台部32の側面32aは、底面30aに対して、上方に向かって内側に傾斜している。錐台部32の側面32aは、第1の角柱部31の側面31aに続いて形成されている。
第2の角柱部33は、直方体状に形成されている。尚、第2の角柱部33の形状は、直方体状、すなわち四角柱状に限られず、例えば、四角柱以外の多角柱状に形成されていてもよい。第2の角柱部33は、底面30aに対して垂直に伸びて形成されている側面33aを有する。第2の角柱部33の側面33aは、波長変換部30の上面30bに近い部分によって形成される側面である。尚、側面33aから上面30bに移行する部位は、角張るように形成するとよい。
発光装置10は、発光素子20の各々の側面及び波長変換部30の側面30cを取り囲むように被覆する反射部としての反射樹脂40を有する。反射樹脂40は、本図においては波長変換部30等の形状を明確にするため、破線で示されている。
反射樹脂40は、例えば、発光素子20の各々からの放出光、波長変換部30からの出力光の各々に対して反射性を有する白色の樹脂素材からなる。樹脂素材は、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂内に光散乱材(白色顔料)を分散させた、いわゆる白色樹脂と称される材料からなるものである。光散乱材としては、酸化チタン、酸化亜鉛等を使用することができる。
反射樹脂40は、発光素子20の半導体積層体22の側面及びp側給電パッド13a及びボンディングワイヤ19を埋設している。反射樹脂40は、発光装置10の封止材としても機能し得る。
反射樹脂40は、上面に開口部OPを有する。開口部OPには、波長変換部30の上面30bが収容されている。波長変換部30の上面30bの外縁と開口部OPの内縁とが一致していることが好ましい。本実施例において、反射樹脂40の上面の開口部OP及び波長変換部30の上面30bによって、発光装置10の光取出し面が画定されている。
図2は、実施例1に係る発光装置10の上面図である。上述したように、実装基板11は、上面視、すなわち、実装基板11の実装面11aに垂直な方向から見て矩形状に形成されている。
各々の発光素子20の支持基板21は、上面視において矩形状に形成されている。各々の支持基板21は、その短手方向が実装基板11の長手方向に沿って配列されている。尚、半導体積層体22は、図中においては一点鎖線で示されている。半導体積層体22の上面22aは、矩形状に形成されている。
波長変換部30の第1の角柱部31は、半導体積層体22の上面22aを覆う形状を有する底面、すなわち波長変換部30の底面30aを有する。波長変換部30の底面30aは、半導体積層体22の上面22aと対向して配されている。波長変換部30の底面30aは、矩形状に形成されている。また、底面30aは、半導体積層体22の上面22aに沿って形成されている。
波長変換部30の錐台部32は、上面視において半導体積層体22の上面22aを覆う形状を有する底面を有する。錐台部32は、上方に向かって発光素子20の光出射面に平行な方向における幅が狭まる形状を有する。錐台部32は、その上面と底面が矩形状に形成されている。尚、錐台部32の底面は、第1の角柱部31の上面と大きさ及び形状が一致している。
波長変換部30の第2の角柱部33は、上面視において半導体積層体22の上面22aを覆う形状を有する底面を有する。第2の角柱部33は、上方に向かって側面33aが底面30aに対して垂直に延びた形状を有する。第2の角柱部33は、その上面すなわち波長変換部30の上面30bと底面が矩形状に形成されている。
尚、第2の角柱部33の底面は、錐台部32の上面と大きさ及び形状が一致している。また、波長変換部30の上面30bによって、発光装置10の光取出し面が画定されている。
第2の角柱部33の底面は、半導体積層体22の上面22aよりも面積が小さい。また、上面視において、波長変換部30の第2の角柱部33の底面の輪郭が、半導体積層体22の上面22aの輪郭に沿って配されている。言い換えれば、第2の角柱部33の底面は、上面視において上面22aを覆っている。
図3は、図2のA-A線に沿った発光装置10の断面を示している。図3に示すように、n側給電パッド12aは、実装基板11の実装面11aに設けられた金属の配線電極パターンである。n側裏面配線12bは、実装面11aの反対側の面11bに設けられた金属の配線電極パターンである。
n側給電パッド12a及びn側裏面配線12bは、実装基板11を貫通して形成されたスルーホール(図示せず)を介して、互いに電気的に接続されている。
p側給電パッド13aは、実装基板11の実装面11aに設けられた金属の配線電極パターンである。p側裏面配線13bは、実装面11aの反対側の面11bに設けられた金属の配線電極パターンである。尚、p側裏面配線13bは、n側裏面配線12bから電気的に離間して設けられている。
p側給電パッド13a及びp側裏面配線13bは、実装基板11を貫通して形成されたスルーホール(図示せず)を介して、互いに電気的に接続されている。
波長変換部30は、透明接着材50を介して、発光素子20の半導体積層体22の各々の上面上に接着されている。図中においては、透明接着材50と接している波長変換部30の底面30aは、半導体積層体22の上面22aに接着されている。言い換えれば、波長変換部30の底面30aは、半導体積層体22の上面22aに透明接着材50を介して接着されている。
透明接着材50は、半導体積層体22の側面及び上面を覆い、かつ波長変換部30の底面30aを覆っている。
透明接着材50は、半導体積層体22から出射される光に対して透過性を有する。透明接着材50は、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂を含有する接着剤を硬化することによって形成される。従って、半導体積層体22から出射された光は、透明接着材50を介して、波長変換部30に入射することが可能である。
錐台部32は、上方に向かって窄んでおり、その側面32aの底面30aに対する角度が角度θとなっている。角度θは、錐台部32の内部に臨む角度、すなわち側面32aと底面30aとのなす角度のうち、波長変換部30の内側を向いた角度である。言い換えれば、錐台部32の側面32aは、底面30aに対して角度θに傾斜している。
発光素子20の各々から出射された光は、波長変換部30に入射し、その少なくとも一部の光の波長が変換された後、外部に取り出される。この波長変換は、例えば、波長変換部30内の蛍光体が半導体積層体22から出射された光によって励起され、蛍光体から蛍光が発せられることによってなされる。
発光素子20の各々から波長変換部30に入射し、波長変換部30の側面に至った光は、反射樹脂40によって反射される。従って、ほとんどの光が波長変換部30の上面30bから外部に取り出される。例えば、半導体積層体22から青色光が出射され、波長変換部30内に黄色蛍光を発する蛍光体が含まれる場合、波長変換部30の上面30bからは、白色の光が出射される。
図4は、実施例1に係る発光装置の波長変換部の第2の部分の角度に対する光出力比との関係を示している。図4における光出力比は、錐台部32のみで波長変換部30を構成し、かつ錐台部32の角度θを60度で構成した場合の光出力に対する比を表している。尚、図4においては、波長変換部30の高さTが200μm、波長変換部30の底面30aの幅が1000μm、第2の角柱部33の上面30bの幅が750μmの波長変換部30を用いて計測した。すなわち、錐台部32の角度θの変化に応じて、波長変換部30の高さTが変わらないように第2の角柱部33の高さTbを変化させている。
図4に示すように、第1の角柱部31の高さTaが40μm以上、すなわち、波長変換部30の高さTの1/5以上であれば、発光装置10は、錐台部32の角度θが0度であっても95%以上の光出力比を有し、錐台部32の角度θが0~60度の間において、角度の増加に伴って光出力比が増加した。
錐台部32の角度θは、本例においては、40~60度であるとよい。錐台部32の角度θを40~60度である場合は、発光装置10は、97%以上の光出力比を有している。
図5は、実施例1に係る発光装置の波長変換部の第1の部分の高さに対する光出力比との関係を示している。図5における光出力比は、錐台部32のみで波長変換部30を構成し、かつ錐台部32の角度θを60度で構成した場合の光出力に対する比を表している。尚、図5においては、波長変換部30の高さTを200μmとしている。
第1の角柱部31の高さTaが30μm以上、すなわち、波長変換部30の高さTの1/6であれば、発光装置10は、錐台部32の角度θに因らず95%以上の光出力比を有する。
第1の角柱部31の高さTaは、本例においては、光取出し効率及び集光の観点から、好ましくは、30~180μm、より好ましくは、30~120μmであるとよい。
第1の角柱部31の高さTaは、好ましくは、波長変換部30の高さTの1/6~9/10であるとよく、より好ましくは、1/6~3/5であるとよい。
尚、第2の角柱部31の高さTbは、波長変換部30の高さTの1/4以下とするとよい。第2の角柱部31の高さTbは、好ましくは、波長変換部30の高さTの1/10~1/4であるとよく、より好ましくは、1/20~1/5であるとよい。
尚、波長変換部30の底面30aに垂直な方向における高さTが30~300μmであれば、波長変換部30は、図4及び図5で説明した光出力比の傾向と同様の光出力比の傾向を示した。
発光素子20から出射された出射光は、波長変換部30の底面30aに入射される。具体的には、出射光は、第1の角柱部31を経て、錐台部32に入射される。出射光は、錐台部32の側面32aにおいて波長変換部30内方にその進行方向が変化させられつつ、上面30b、すなわち光取出し面に向かって反射される。その結果、発光素子20から出射された光が光取出し面に向かって絞られる。
その際に、例えば、第1の角柱部31の高さTaが1/6未満である場合、出射光は、第1の角柱部31の側面31aで反射されずに、直接的に錐台部32の側面32aにおいて反射される成分が増加する。
これに対して、第1の角柱部31の高さTaが波長変換部30の高さTの1/6以上有することにより、出射光は、第1の角柱部31の側面31aで反射された後に、錐台部32の側面32aにおいて反射される成分が増加する。
第1の角柱部31の高さTaが高くなるにつれて、半導体積層体22から出射された出射光の錐台部32の側面32aによる反射によって半導体積層体22に向かう確率が低減する。従って、出射光は、第1の角柱部31から錐台部32に向かう成分が増加する。
その結果、本実施例に係る発光装置10は、発光素子20から出射された光を波長変換部30の上面30b側に進行させることができるため、高い光取出し効率を有する。特に、第2の角柱部33の側面33aは、角柱状に形成されているため、光取出し効率が低下することを防止することができる。
ここで、光取り出し効率は、例えば、半導体積層体22から出射された光の光量と、上面30bを介して発光装置10の外部に出てくる光の光量との比によって規定される効率である。
上述のように、波長変換部30、錐台部32上に第2の角柱部33を有する。したがって、流動性のある樹脂素材を実装基板11の上方からポッティング等で注入して反射樹脂40を形成する場合に、波長変換部30の上面30bに樹脂が這い上がりにくくすることができる。
ここで、透明接着材50が半導体積層体22の側面を覆っていないとすると、半導体積層体22から出射された光は、即座に反射樹脂40で反射され取り出すことが困難である。これに対して、透明接着材50が半導体積層体22の側面を覆うことにより、半導体積層体22と反射樹脂40との間に距離が生じる。これによって、半導体積層体22から出射された光を波長変換部30に入射させ、取り出すことが可能となる。
反射樹脂40が白色の樹脂素材であることにより、発光素子20から出射された光を反射させることができると共に、発光素子20を封止することができる。
波長変換部30が、発光素子20の半導体積層体22の上面22aを覆う形状を有する底面を有する柱状の第1の角柱部31を有することにより、発光素子20から第1の角柱部31の側面33aに進行した光は、反射樹脂40によって反射される。その結果、当該光は、錐台部32の側面32aに向かって進行した後、波長変換部30の上面30bに向かって進行する。従って、発光装置10の光取出し効率を高めることができる。
以上で説明した発光装置10の波長変換部30は、例えば、図6及び7に示すセラミックプレート30Pを切削加工することによって製造されることができる。図6は、セラミックプレート30Pを加工する第1の加工工程を示している。より具体的には、図6は、ダイシングシート60、ダイシングシート60上に配置されたセラミックプレート30P、及びセラミックプレート30Pを加工する際に用いられる第1のブレードB1の断面を模式的に示している。
第1のブレードB1は、断面形状が等脚台形のテーパ部b1及びテーパ部b1に続いて形成され、テーパ部b1の等脚台形の下底側の部分から当該等脚台形の上底に垂直な方向に延びる基部b2を有する。
第1の加工工程においては、ダイシングシート60上にセラミックプレート30Pを配置する。次いで、第1のブレードB1をセラミックプレート30Pの上面に垂直な方向に挿入して溝を形成する。具体的には、第1のブレードB1のテーパ部b1がセラミックプレート30Pの内部に至るまで、第1のブレードB1をセラミックプレート30Pに挿入する。
これにより、第1のブレードB1のテーパ部b1および基部b2によって、セラミックプレート30Pには、錐台部32となる部分及び第2の角柱部33となる部分が形成される。第2の角柱部33の上面、すなわち、波長変換部30上面30bの寸法及び形状は、互いに隣接する第1のブレードB1の配置間隔によって画定される。
図7は、セラミックプレート30Pを加工する第2の加工工程を示している。第2の加工工程においては、図6に示した第1の加工工程がなされたセラミックプレート30Pに対して、第2のブレードB2を用いて切断加工する。図7に示すように、第2のブレードB2は、互いに平行な一対の側面b3を有する。
第2の加工工程においては、セラミックプレート30Pの第1の加工工程で形成された溝に第2のブレードB2をセラミックプレート30Pに垂直な方向に挿入する。これによって、個片化されたセラミックプレート30Pのプレート片は波長変換部30となる。従って、第2のブレードB2によって、セラミックプレート30Pには、第1の角柱部31となる部分が形成される。
このように、波長変換部30は、第1のブレードB1及び第2のブレードB2を用いてセラミックプレート30Pを加工することによって形成することができる。言い換えれば、上記の第1の加工工程及び第2の加工工程を経ることにより、波長変換部30には、第1の角柱部31、錐台部32及び第2の角柱部33が形成される。
上述のように、第2加工工程において第1の角柱部31が形成される。波長変換部30は、第1の角柱部31を有することにより波長変換部30の製造工程において材料が欠ける、いわゆるチッピングの発生率を減少させることが可能となる。
具体的には、図4及び図5においては、第1の角柱部31の高さTaが30μm以上であれば、いわゆるチッピングの発生率を減少させることができた。したがって、第1の角柱部31の高さTaが波長変換部30の高さの1/6以上であれば、波長変換部30の歩留まりを改善することができる。
また、図4及び図5において、第1の角柱部31の高さTaが30μm以上であれば、配光性に優れ、例えば、発光装置10を車両用灯具に用いた場合に、いわゆるグレアの問題は生じなかった。
実施例2に係る発光装置10Aについて説明する。実施例2に係る発光装置10Aは、波長変換部の形態が実施例1に係る発光装置10とは異なる。その余の点は、実施例1に係る発光装置10と構成が同一であるので説明を省略する。
図8は、実施例2に係る発光装置10Aの断面を示している。図8に示すように、透光性部材としての透光部70は、第1の角柱部71、錐台部72及び第2の角柱部73を有する。透光部70は、例えば、ガラス等の透明な部材によって構成されている。透光部70は、実施例1で説明した波長変換部30と同一の形状を有する。
すなわち、透光部70の第1の角柱部71は、波長変換部30の第1の角柱部31に相当する。透光部70の錐台部72は、波長変換部30の錐台部32に相当する。透光部70の第2の角柱部73は、波長変換部30の第2の角柱部33に相当する。また、透光部70の底面70aは、波長変換部30の底面30aに相当する。透光部70の上面70bは、波長変換部30の底面30aに相当する。このように、透光部70は、YAG等の蛍光体を含まない点で実施例1の波長変換部30とは異なる。
波長変換部80は、発光素子20の半導体積層体22と透光部70との間に設けられている。波長変換部80は、矩形板状に形成されている。波長変換部80は、半導体積層体22の上面22aを覆う形状を有する底面、すなわち波長変換部80の底面80aを有する。波長変換部80の底面80aは、半導体積層体22の上面22aと対向して配されている。波長変換部80の底面80aは、矩形状に形成されている。また、底面80aは、半導体積層体22の上面22aに沿って形成されている。
波長変換部80は、例えば、ガラス又は樹脂にYAG(Yttrium Aluminum Garnet:YAl12)等の蛍光体粒子を混合して形成される。
このように、発光装置10Aを構成しても、透光部70の底面70aに垂直な方向における高さが100~300μmである。また、透光部70の第1の角柱部71の高さTaは、透光部70の底面70aに垂直な方向における高さTの1/6以上である。
発光素子20から出射された出射光は、透光部70の底面70aに入射される。具体的には、出射光は、第1の角柱部71を経て、錐台部72に入射される。出射光は、錐台部72の側面において透光部70の内方にその進行方向が変化させられつつ、上面70b、すなわち光取出し面に向かって反射される。その結果、発光素子20から出射された光が光取出し面に向かって絞られる。
その際に、例えば、第1の角柱部71の高さTaが1/6未満である場合、出射光は、第1の角柱部71の側面で反射されずに、直接的に錐台部72の側面において反射される成分が増加する。
これに対して、第1の角柱部71の高さTaが透光部70の高さTの1/6以上有することにより、出射光は、第1の角柱部71の側面で反射された後に、錐台部72の側面において反射される成分が増加する。
その結果、本実施例に係る発光装置10は、発光素子20から出射された光を透光部70の上面70b側に進行させることができるため、高い光取出し効率を有する。特に、第2の角柱部73の側面は、角柱状に形成されているため、光取出し効率が低下することを防止することができる。
また、本実施例による発光装置10Aによれば、実施例1の発光装置10よりも熱伝導性の高い実装基板11側に波長変換部80を配置することにより、波長変換部80から発せられる熱を効率的に実装基板11側に伝導させることができる。これにより、発光装置10Aの熱に対する信頼性を高めることが可能となる。
尚、以上の実施例においては、2つの発光素子20が実装基板11に搭載されている例を説明した。しかし、実装基板11に搭載されている発光素子20の数は、1又は2以上であってもよい。
10,10A 発光装置
11 実装基板
20 発光素子
21 支持基板
22 半導体積層体
22a 上面
30 波長変換部
30a 底面
30b 上面
31 第1の角柱部(第1の部分)
32 錐台部(第2の部分)
33 第2の角柱部(第3の部分)
40 反射樹脂(反射部)
50 透明接着剤
70 透光性部材
80 波長変換部
θ 角度

Claims (7)

  1. 発光素子と、
    前記発光素子上に配され、前記発光素子の上面と対向する底面を有する柱状の第1の部分、前記第1の部分上に前記第1の部分と連続的に形成されかつ上方に向かって窄んでいる第2の部分、及び前記第2の部分上に前記第2の部分と連続的に形成された柱状の第3の部分を有する透光性部材と、
    前記透光性部材の部材の側面を覆う反射部材と、を有し、
    前記透光性部材の前記第1の部分の前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さは、前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さの1/6~3/5であ
    前記透光性部材の前記第3の部分の前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さは、前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さの1/20~1/5であり、
    前記透光性部材の前記第2の部分は錐台状に形成されており、かつ、前記第2の部分の側面は、前記透光性部材の前記第1の部分の前記透光性部材の前記底面となす角度が40~60度であり、
    前記透光性部材の前記第2の部分の底面は、前記第1の部分の上面と大きさ及び形状が一致しており、
    前記透光性部材の前記第3の部分の底面は、前記第2の部分の上面と大きさ及び形状が一致していることを特徴とする発光装置。
  2. 前記透光性部材の前記底面に垂直な方向における高さが30~300μmであることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記透光性部材は、前記発光素子から出射された光の波長を変換する蛍光体を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
  4. 前記透光性部材と前記発光素子との間に設けられており、前記発光素子から出射される光の波長を変換する波長変換部材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
  5. 前記発光素子の上面は、前記透光性部材の前記第3の部分上面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の発光装置。
  6. 前記発光素子は、
    支持基板と、
    前記支持基板上に配された半導体積層体と、を含み、
    前記波長変換部の前記底面は、前記半導体積層体の上面に接着されていることを特徴とする請求項に記載の発光装置。
  7. 前記波長変換部の前記底面は、前記半導体積層体の上面に透明接着材を介して接着され、
    前記透明接着材は、前記半導体積層体の側面及び上面を覆い、かつ前記波長変換部の底面を覆うことを特徴とする請求項に記載の発光装置。
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