WO2007114306A1 - 発光装置 - Google Patents

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WO2007114306A1
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light
layer
light emitting
emitting element
emitting device
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Kousuke Katabe
Daisuke Sakumoto
Shingo Matsuura
Yuki Mori
Akira Miyake
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Kyocera Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device using a light source such as a light emitting diode element.
  • a light-emitting diode lamp or the like has been developed as a light-emitting device such as a lighting fixture.
  • a light-emitting device using this light-emitting diode lamp generates light such as white light by converting light generated by a light-emitting diode element or the like into light having a different wavelength by a fluorescent material or the like.
  • light-emitting diode element or the like In lighting fixtures using such light emitting diode elements, lower power consumption and longer life are expected.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-349726
  • the present invention has been devised in view of such a problem, and an object thereof is to improve the light emission luminance of a light emitting device.
  • a light emitting device of the present invention has a lower surface on which a light transmissive electrode is formed, and includes a light emitting element mounted on a substrate and a first light transmissive material having a first refractive index, A first layer disposed on the substrate, a second light-transmitting material force having a second refractive index greater than the first refractive index, and a second layer covering the light emitting element and the first layer;
  • the present invention provides a first layer disposed on a substrate, a second layer having a refractive index larger than that of the first layer, and Therefore, the light generated by the light emitting element can be emitted to the outside of the light emitting device with high efficiency, and the luminance of the light emitting device can be increased.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light emitting device 1 according to a first embodiment.
  • a part of the configuration of the light emitting device 1 is not shown to show the internal configuration of the light emitting device 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device 1 shown in FIG.
  • the light-emitting device 1 of the present embodiment has a base 2 and a first surface 3A on which a translucent electrode 34 is formed.
  • the light-emitting element 3 mounted on the base 2 and the light-emitting element 3
  • a first layer 4 provided on the substrate 2 so as to cover the translucent electrode 34 and a second layer 5 covering the light emitting element 3 and the first layer 4 are provided.
  • covering the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3 means that the first layer 4 is in contact with at least a part of the surface 34a of the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3.
  • covering the first layer 4 means that the second layer 5 is in contact with at least part of the surface s of the first layer 4.
  • the first layer 4 is made of a first light-transmitting material having a first refractive index N
  • the second layer 5 is a second layer having a second refractive index N.
  • the translucent material power of 2 is also achieved.
  • the refractive index N is a second refractive index N smaller than the refractive index N of the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3.
  • the translucency of the translucent electrode 34, the first translucent material 3, and the second translucent material 4 formed on the light-emitting element 3 is emitted from the light-emitting layer 32 of the light-emitting element 3. It means that at least a part of the transmitted light can be transmitted.
  • the light emitting device 1 of the present embodiment further includes a wavelength converting member (wavelength converting means) 6 that covers the second layer 5 and a frame 9 that surrounds the light emitting element 3.
  • covering the second layer 5 means that the wavelength conversion member 6 is provided at a position where the light emitted from the second layer 5 reaches.
  • the base 2 has a first surface 2a on which the light emitting element 3 is mounted and a second surface 2b mounted on the external substrate.
  • a frame 9 having a reflecting surface 9 a surrounding the light emitting element 3 is disposed on the first surface 2 a of the base 2.
  • the reflecting surface 9a of the frame 9 is The light of at least a part of the light generated by the light emitting element 3 is reflected in the light emission direction D.
  • the light emission direction D is the traveling direction of the light output from the light emitting device 1, and is upward in FIG. 1 (the positive direction of the z axis in the virtual xyz coordinate).
  • the light emitting device 1 is shown mounted on the xy plane in a virtual xyz coordinate.
  • the first surface 2a of the base 2 corresponds to a plurality of electrodes formed on the light emitting element 3, and is electrically connected to the plurality of electrodes and led to the second surface 2b of the base 2
  • a first wiring pattern 7A and a second wiring pattern 7B are provided.
  • the light-emitting element 3 includes a first surface 3 A on which a translucent electrode 34 is formed and facing the base 2, and a second surface disposed in the light emitting direction D This is a light emitting diode having 3B (the upper surface in FIG. 3).
  • the translucent electrode 34 has a function of transmitting the light emitted from the light emitting layer 32 of the light emitting element 3 and diffusing the current throughout the light emitting element 3.
  • the light-emitting element 3 is flip-chip mounted on the substrate 2 and is 210 ⁇ ! Generate light having at least some wavelengths of ⁇ 47 Onm.
  • the light-emitting element 3 of the present embodiment is a light-emitting diode including a base 30, an n-type semiconductor layer 31, a light-emitting layer 32, and a p-type semiconductor layer 33.
  • the n-type semiconductor layer 31 of the light-emitting element 3 is provided with an n-type electrode (first conductivity type electrode) 35.
  • the P-type semiconductor layer 33 of the light-emitting element 3 has a light-transmitting electrode having a refractive index N. 34 and placed on the translucent electrode 34
  • P-type electrode (second conductivity type electrode) 36 is provided.
  • Such an n-type electrode 35 is made of, for example, Ti / Al, and the p-type electrode 36 is made of, for example, Au, and is partially provided on the translucent electrode 34.
  • the first conductivity type electrode 35 of the light emitting element 3 in the present embodiment is connected to the first wiring pattern 7A via the first conductive bonding agent 10A. Yes.
  • the second conductivity type electrode 36 of the light emitting element 3 is connected to the second wiring pattern 7B via the second conductive bonding agent 10B.
  • the light emitting element 3 emits light from the light emitting layer 3 2 when a voltage is applied thereto. Part of the light emitted from the light emitting layer 32 travels to the first surface of the light emitting element 3 (downward in FIG. 4) 3A, and part of the light travels to the side of the light emitting element 3. proceed.
  • the first surface 3A side of the light emitting element 3 in FIG. 4 is the negative direction of the z axis in virtual coordinates
  • the side of the light emitting element 3 is the X axis direction and y in the virtual coordinates. Such as axial direction.
  • the translucent electrode 34 of the light emitting element 3 is made of, for example, a translucent conductive film.
  • the translucent conductive film include ITO and ZnO having a refractive index N of about 2.0.
  • the erosion of the electrode by the first and second conductive bonding agents 10A and 10B having an Au—Sn isotropic force is reduced.
  • a light-transmitting electrode 34 of the light-emitting element 3 is made of a metal thinned to such a degree as to have a light-transmitting property, examples of such a thinned metal include aluminum. It is done.
  • the light emitting element 3 is covered with the first layer 4 and the second layer 5.
  • the first layer 4 in the present embodiment covers the translucent electrode 34 of the light emitting element 3 and is provided on the base 2.
  • the second layer 5 covers the light emitting element 3 and the first layer 4.
  • the first layer 4 covers the surface 34 a of the translucent electrode 34 of the light emitting element 3 and is provided on the first surface 2 a of the base 2.
  • the second layer 5 covers the second surface (upper surface in FIG. 2) 3B of the light emitting element 3 and has a lower surface s in contact with the first layer 4.
  • the lower surface s (interface between the first layer 4 and the second layer 5) of the second layer 5 is provided above the light emitting layer 33 of the light emitting element 3.
  • the first layer 4 is made of a first light transmissive material having a first refractive index N.
  • the first refractive index N and the refractive index N of the translucent electrode 34 of the light emitting element 3 have a relationship of N NN. this
  • Such a first layer 4 is in contact with the surface 34a of the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3, and the interface between the translucent electrode 34 and the first layer 4 (first light reflecting means) is The light traveling from the translucent electrode 34 to the space on the substrate 2 side of the light emitting element 3 has a function of guiding the light in the light emitting direction D by total reflection.
  • the second layer (translucent layer) 5 also has a second translucent material force having a second refractive index N.
  • the refractive index N of 2 and the first refractive index N have a relationship of N ⁇ N.
  • the layer 5 is in contact with the upper surface s of the first layer 4, and the interface between the first layer 4 and the second layer 5 (second light reflecting means) extends from the second layer 5 to the substrate 2. It has the function of guiding the light going to the side in the light exit direction D by total reflection.
  • the first light transmissive material is made of, for example, fluorine resin having a first refractive index N of about 1.3
  • the second light transmissive material is made of, for example, the second refractive index. Is N about 1.4 silicone resin? It becomes.
  • the first translucent material is made of fluorine resin
  • the first surface 2a in the region where the first layer 4 of the substrate 2 is provided is subjected to a roughening treatment, whereby the first The layer 4 is peeled off from the substrate 2.
  • the roughening method include a blasting method using a fine particle blasting material and a sputtering method.
  • the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3 has a first refractive index N smaller than the refractive index N of the translucent electrode 34.
  • the first layer 4 is a second layer having a second refractive index N smaller than the first refractive index N of the first layer 4.
  • the light-emitting device 1 in the present embodiment can reduce the energy loss of light emitted from the light-emitting element 3 and travel in the light emission direction D, and can improve the light emission intensity of the light-emitting device 1. It becomes.
  • the light emitting layer 33 of the light emitting element 3 As shown in FIG. 4, among the light generated by the light emitting layer 33 of the light emitting element 3, the light L1 radiated to the translucent electrode 34 side (the negative direction of the z axis in the virtual coordinates shown in FIG. 4) is The light is reflected at the interface between the translucent electrode 34 and the first layer 4 (the surface 34 a of the translucent electrode 34), and proceeds to the second surface 3 B side of the light emitting element 3.
  • the light L1 traveling inside the light emitting element 3 is emitted from the light emitting element 3 to the second layer 5 and travels in the light emitting direction D (the positive direction of the z axis in the virtual coordinates shown in FIG. 4).
  • the light L2 reflected by the reflecting surface 9a etc. of the frame 9 and traveling to the base 2 side is shown in FIG. The light is reflected at the interface s between the layer 4 and the second layer 5 and proceeds in the light emission direction D.
  • the light is generated by the light emitting layer 33 of the light emitting element 3 and proceeds to the base 2 side, the first surface 2a of the base 2 and the first and second conductivity type electrodes 35, 36.
  • the interface 34a between the translucent electrode 34 and the first layer 4 and the light power absorbed by the first and second conductive bonding agents 10A and 10B Reflected at the interface s between the first layer 4 and the second layer 5. Therefore, the light output of the light emitting device 1 in the present embodiment is enhanced.
  • the refractive index N of the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3 is the second value.
  • the luminance of the light emitting device 1 can be improved. That is, the refractive index N force of the second layer 5 located on the outer side (light emission direction D side) of the light emitting device 1 than the light emitting element 3 is larger than the refractive index N of the first layer.
  • the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3 is made of ITO (refractive index N of about 2.0), and the first translucent electrode
  • the active material is also a fluorine resin (refractive index N of about 1.3), and the second layer 5 is made of silicon resin (refractive index N of about 1.4), the light generated by the light emitting element 3 is high.
  • Light exit direction for efficiency D is also a fluorine resin (refractive index N of about 1.3)
  • the second layer 5 is made of silicon resin (refractive index N of about 1.4)
  • the light emission intensity of the light emitting device 1 is improved.
  • the wavelength conversion member 6 covers the second layer 5 and is disposed on the light emitting element 3.
  • the wavelength conversion member 6 is a resin in which a fluorescent substance is mixed in a resin, and the first light emitted from the light emitting element 3 is caused to have a peak wavelength in a second wavelength range different from the wavelength range of the first light. It has a function of converting and outputting the second light.
  • the wavelength conversion member 6 closes the opening of the frame body 9 and has a sheet shape.
  • the fluorescent material has a relationship between the emission color of the light-emitting element 2 and a complementary color of 565 nm. Those emitting second light having at least a part of wavelengths of ⁇ 590 nm (yellow) are used.
  • Such a light emitting device 1 emits white light in a light emitting direction D, which is a mixed light of blue light generated by the light emitting element 3 and transmitted through the wavelength conversion member 6 and yellow light emitted from the wavelength conversion member 6. To do.
  • the fluorescent substance includes 5 One that emits second light having at least a part of wavelengths of 20 nm to 565 nm (green) and third light having at least a part of wavelengths of 625 nm to 740 nm (red) is used.
  • the light-emitting device 1 is generated by the light-emitting element 3. Then, white light that is a mixed light of the blue light transmitted through the wavelength conversion member 6 and the green light and the red light emitted from the wavelength conversion member 6 is emitted in the light emission direction D.
  • the light emitting element 3 when the light emitting element 3 generates the first light having at least a part of the wavelength of 210 nm to 400 nm (ultraviolet light), A second light having at least some wavelengths from 440 nm to 470 nm (blue), a third light having at least some wavelengths from 520 nm to 565 nm (green), and at least a part from 625 nm to 740 nm (red) That emits a fourth light having a wavelength of.
  • a second light having at least some wavelengths from 440 nm to 470 nm (blue)
  • a third light having at least some wavelengths from 520 nm to 565 nm (green)
  • 625 nm to 740 nm red
  • the light emitting device 1 emits white light, which is a mixed light of blue, green light, and red light, emitted from the wavelength conversion member 6 in the light emitting direction D. .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of the light emitting device 12 according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the light-emitting element 23 in the present embodiment.
  • the light emitting device 12 of the present embodiment includes a base 2, a light emitting element 23 mounted on the base 2, and a first electrode provided on the base 2 so as to cover the translucent electrode 234 of the light emitting element 23. And a second layer 5 covering the light emitting element 23 and the first layer 4.
  • the light-emitting element 23 is provided with a first surface 23 A (lower surface in FIG. 6) on which a translucent electrode 234 is formed and facing the substrate 2, and in the light emitting direction D.
  • This is a light emitting diode having a second surface 23B (the upper surface in FIG. 6).
  • the translucent electrode 234 has a function of transmitting the light emitted from the light emitting layer 232 of the light emitting element 23 and diffusing the current throughout the light emitting element 23.
  • the light emitting element 23 of the present embodiment is a light emitting diode including a base 230, an n-type semiconductor layer 231, a light emitting layer 232, and a P type semiconductor layer 233.
  • the n-type semiconductor layer 231 of the light-emitting element 23 is provided with an n-type electrode (first conductivity type electrode) 235.
  • a transparent material having a refractive index N is provided on the p-type semiconductor layer 233 of the light-emitting element 23, a transparent material having a refractive index N is provided.
  • a p-type electrode (second conductivity type electrode) 236 is provided.
  • Such an n-type electrode 235 is made of, for example, Ti / Al, and the p-type electrode 236 is made of, for example, Au or the like. 34 is partly provided.
  • the first conductivity type electrode 235 of the light emitting element 23 in the present embodiment is
  • the first wiring pattern 7A is electrically connected by a wire 11 such as a gold wire. Also, a wire 11 such as a gold wire. Also, a wire 11 such as a gold wire.
  • the second conductivity type electrode 236 of the light emitting element 23 is electrically connected to the second wiring pattern 7B via the conductive adhesive 10C.
  • the first layer 4 covers the surface 234 a of the translucent electrode 234 and is provided on the first surface 2 a of the substrate 2.
  • the second layer 5 is formed on the second surface 23 of the light emitting element 23.
  • the first refractive index N and the refractive index N of the translucent electrode 234 of the light emitting element 23 have a relationship of N ⁇ N.
  • Such a first layer 4 is used for the light transmission of the light emitting element 23.
  • the light emitting element 23 emits light from the light emitting layer 232 when a voltage is applied.
  • an optical path of light generated by the light emitting layer 233 of the light emitting element 23 will be described.
  • the light emitted to the translucent electrode 234 side (the negative direction of the z axis in the virtual coordinates shown in FIG. 7)
  • the light L1 traveling inside the light emitting element 23 enters the second layer 5 of the light emitting element 23 force and travels in the light emitting direction D.
  • the light L2 that travels toward the substrate 2 side is at the interface s between the first layer 4 and the second layer 5 as shown in FIG. Reflected and travels in the light exit direction D.
  • the light-emitting device 12 of the present embodiment includes the refractive index difference between the translucent electrode 234 of the light-emitting element 23 and the first layer 4, and the first layer 4 and the second layer 5.
  • the light emission brightness is enhanced by guiding the light generated by the light emitting element 23 in the light emitting direction D due to the total reflection of light caused by the difference in refractive index between the light emitting element 23 and the light emitting element 23.
  • FIGS. 8 to 9 are cross-sectional views illustrating a plurality of configuration examples of the light emitting device 13 according to the third embodiment.
  • the light-emitting element 3 of the light-emitting device 13 shown in FIG. 8 includes first and second wiring patterns 7A and 7 on the substrate 2.
  • the light emitting element 23 of the light emitting device 13 shown in FIG. 9 is electrically connected to the first wiring pattern 7A on the substrate 2 via the bonding wire 11.
  • the light-emitting device 13 in the present embodiment has a side surface 3s (23s) in which the light-emitting element 3 (23) is in contact with the first layer 4.
  • the thickness force of 4n in the vicinity of the side surface 3 s (23s) of the light emitting element 3 of the first layer 4 is thicker than the other portion 4o of the first layer 4.
  • the thickness of the first layer 4 refers to the length from the first surface 2A of the substrate 2 to the upper surface s of the first layer 4, and is in the z-axis direction in the virtual coordinates in FIGS. A scalar.
  • the fact that the thickness of the vicinity 4n of the first layer 4 is thicker than the other parts 4o of the first layer 4 means that the light emitting element of the first layer 4 as shown in enlarged views in FIGS. That is, the thickness 4x of the portion attached to the side surface 3s (23s) of 3 is thicker than the thickness 4y of other portions of the first layer 4.
  • the light-emitting device 13 of the present embodiment can firmly fix the light-emitting element 3 to the base 2 by the first layer 4.
  • the first layer 4 is thinner from the side surface 3s of the light emitting element 3 to the inner peripheral surface 9a of the frame body 9. That is, in FIGS. 8 to 9, the upper surface s of the first layer 4 has a configuration in which the end force of the light emitting element 3 also decreases toward the inner peripheral surface 9a of the frame 9, and the first layer 4 The thickness of 4 is the thickest at the position in contact with the side surface 3s (23s) of the light emitting element 3.
  • the first layer 4 is partially disposed on the substrate 2. That is, the first layer 4 covers the translucent electrode 34 (234) of the light emitting element 3 (23), and is disposed away from the inner peripheral surface 9a of the frame 9.
  • the light-emitting device 13 shown in FIGS. 8 to 9 can reduce the light absorption of the light-emitting element 3 (23) on the inner peripheral surface 9a of the frame 9.
  • the bonding wire 11 that connects the first conductivity type electrode 235 of the light emitting element 23 and the first wiring pattern 7 A is not covered with the first layer 4. That is, the bonding wire 11 is covered only with the second layer 5 that also has the second light-transmitting material force.
  • the wavelength conversion layer 6 is fixed on the substrate 2 via the spacer 30. And has a curved surface portion. By configuring the wavelength conversion layer 6 with a curved surface, light with uniform illumination can be emitted.
  • FIGS. FIG. 10 to FIG. 13 are enlarged views of main parts showing a plurality of configuration examples of the light emitting device of the fourth embodiment.
  • the translucent electrode 23 has the second layer 5 provided on the base 2 so as to be covered with the air layer 44. That is, the light emitting device of the present embodiment has a structure in which the first layer 44 is an air layer in the light emitting devices of the first and second embodiments.
  • a second layer 5 is made of a translucent material, and is made of, for example, silicon resin.
  • a gap having a refractive index smaller than that of the translucent electrode 34 is provided on the surface 34a (234a) of the translucent electrode 34 (234) of the light emitting element 3 (23). 44 is arranged. Therefore, light that travels to the first surface 3A (23A) side of the translucent electrode 34 (234) force light-emitting element 3 (23) is transmitted at the interface between the translucent electrode 34 (234) and the air layer 44. Light reflected and emitted from the light emitting layer 32 of the light emitting element 3 can be efficiently extracted from the light emitting element 3.
  • Such an air layer 44 may be formed from a plurality of bubbles as shown in FIG. 12 and FIG.
  • the bonding wire 11 that connects the first conductivity type electrode 35 of the light-emitting element 3 and the first wiring pattern 7A does not pass through the air layer 44 and passes through the second layer. It is covered only by layer 5. With such a configuration, the stress applied to the bonding wire 11 is reduced, so that the connection reliability between the first wiring pattern 7A and the first conductivity type electrode 35 and the bonding wire 11 is improved.
  • FIGS. 14 (a) and 15 (a) are cross-sectional views showing the light-emitting device 15 in the present embodiment.
  • FIGS. 14 (b) and 15 (b) are FIGS. 14 (a) and 15 (a).
  • FIG. 14 the first conductive type electrode 36 and the second conductive type electrode 35 of the light emitting element 3 are flip-chip connected to the mounting portion 56 of the base 52.
  • the second conductivity type electrode 35 of the light emitting element 3 is wire-bonded to the first wiring pattern 7 A formed on the substrate 2.
  • the light emitting device 15 includes a base body 52 having a mounting portion 56 protruding in the light emitting direction D.
  • the mounting portion 56 of the light-emitting element 3 in the present embodiment is smaller than the translucent electrode 34 of the light-emitting element 3, and the first mounting surface 56A of the light-emitting element 3 is inclined at an angle 0 1 with respect to the mounting surface 56A. And an inclined surface 56B.
  • the light emitting element 3 (23) of the present embodiment has a first surface 3A (23A) facing the mounting surface 56A of the mounting portion 56, and a second surface 3B (23B). Then, it is mounted on the mounting surface 56A of the mounting portion 56. With this configuration, of the light generated by the light emitting element 3 (23), the light is emitted from the translucent electrode 34 (234) of the light emitting element 3 (23) to the substrate 2 side (below the light emitting element). It is possible to reduce the trapped light from being confined in the region between the light emitting element 3 (23) and the mounting surface 56A of the light emitting element 3. Therefore, the light emission intensity of the light emitting device 1 can be improved.
  • the mounting portion 56 in FIGS. 14 and 15 has a second inclined surface 56C inclined at an angle ⁇ 2 with respect to the mounting surface 56A.
  • the mounting portion 56 has a structure in which the size is reduced in plan view as it approaches the mounting surface 56a, and the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are equal.
  • the rigidity of the mounting portion 56 can be reduced, and even if stress due to heat during operation of the light emitting element 3 is applied to the mounting portion 56, the stress can be efficiently relieved throughout the mounting portion 56. . For this reason, the stress generated from the mounting portion 56 to the light emitting element 3 can also be reduced, and the characteristics of the light emitting device 1 can be improved.
  • Such a mounting portion 56 is formed of, for example, a resin containing TiO and is white.
  • the light emitted from the light emitting element 3 can be efficiently reflected, and the light emission intensity of the light emitting device 15 can be further improved.
  • the mounting portion 56 may be provided through the base 52 as shown in FIGS. 16 and 17. 16 and 17, the side surface 56s of the portion fixed to the base 52 of the mounting portion 56 has a plurality of step shapes. With such a configuration, the mounting portion 56 and the base 52 can be firmly fixed.
  • the mounting portion 56 and the base body 52 may be integrally formed.
  • the mounting portion 56 and the base 52 By forming the mounting portion 56 and the base 52 from the same material having the same thermal expansion coefficient, the stress can be relieved, and the illuminance unevenness of the light emitting device 15 can be reduced.
  • the light emitting device in the present embodiment has a roughened region 62 on the first surface 2a of the base 2 on which the light emitting element 3 is mounted. 20 to 22, the first layer 4 is disposed on the roughened region 62 of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 is flip-chip connected to the first surface 2a of the base 2.
  • the bonding wire 11 is connected to the second conductivity type electrode 235 of the light emitting element 23! RU
  • the base 2 has a roughened region 62 facing the translucent electrode 34 (234) of the light emitting element 3 (23). Since the substrate 2 has a rough surface with irregularities in this way, the light emitted from the light emitting element 3 to the lower side of the light emitting element 3 is easily reflected, and the light emission intensity of the light emitting device 1 is improved.
  • the substrate 2 has a roughened region immediately below the translucent electrode 34 (234) of the light emitting element 3 (23). With such a configuration, it is possible to improve the light reflection efficiency particularly on the surface of the substrate 2 in a region where light emitted from the inside of the light emitting element 3 (33) is easily irradiated.
  • FIGS. 21 (a) and 21 (b) Another example of the light emitting device of this embodiment is shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b).
  • the light emitting device shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b) is roughened with the surface 62 of the base 2 at the position facing the light emitting element 3 (23) and the surface 67B of the second wiring pattern 7B. ing.
  • Such a light-emitting device can efficiently reflect light generated from the light-emitting layer 33 (233) of the light-emitting element 3 (23) and transmitted through the translucent electrode 34 (234) to the base 2 side. Therefore, the luminance of the light emitting device is improved.
  • FIGS. 22 (a) and 22 (b) Another example of the light emitting device of this embodiment is shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b).
  • 22 (a) and 22 (b) an air layer 44 is disposed on the surface of the translucent electrode 34 (234) of the light emitting element 3 (23).
  • the surface 62 of the base 2 at a position facing the translucent electrode 34 of the light emitting element 3 and the surface 67B of the second wiring pattern 7B are roughened.
  • a fine particle blasting material is used as a method of roughening. Blasting by sputtering.
  • the base 2 and the second Wiring pattern 7B A film made of ceramic particles may be formed on the surface of 7B! Such a film has a function of diffusing the light emitted by the light emitting element 3 (23).
  • the light-emitting element 3 (23) is a light-emitting diode that generates blue light
  • titanium oxide is used as a material for the film.
  • the light-emitting element 3 (23) is a light-emitting diode that generates ultraviolet light
  • zirconium oxide which is difficult to absorb ultraviolet light, is used as a film material. Thereby, the light emission intensity of the light emitting device can be improved.
  • the light-emitting device 17 includes a light-emitting element 73 mounted on the base 2, a first layer 74 that covers the light-emitting element 73 and is provided on the base 2, and covers the surface of the light-emitting element 73 on the first layer 74. And a second layer 75 provided on the substrate.
  • the first surface 2a of the base 2 is made of aluminum (A1), silver (Ag), gold (Au), so as not to be electrically short-circuited to the wiring pattern.
  • a reflective layer made of a metal such as platinum (Pt) or Cu is provided by a vapor deposition method or a plating method.
  • the light emitting device 17 includes a first layer 74 having a refractive index smaller than that of the second layer 75 between the second layer 75 and the substrate 2.
  • a part of the light L1 emitted below the light emitting element 73 is the interface between the first layer 74 and the second layer 75. Is totally reflected.
  • the light L3 emitted below the light emitting element 73 and not totally reflected at the interface between the first layer 74 and the second layer 75 is The light enters the first layer 74.
  • the first layer 74 The light L3 incident on the inside of the second layer 75 is refracted at a refraction angle ⁇ 2 larger than the incident angle ⁇ 1 incident on the first layer 74 from the second layer 75, and is reflected by the upper surface of the substrate 2 and then reflected by the second layer 75. It enters the layer 75 again.
  • the distance between the position i at which the light of the second layer 75 is incident and the position o at which the light of the second layer 75 is emitted is defined as the distance that only the second layer 75 has a force.
  • the distance Y between the position i where the light of the second layer 75 is incident and the position o where the light is emitted is shown in FIG.
  • the distance is larger than the distance X between the position i where the light of the second layer 75 is incident and the position o where the light is emitted. Accordingly, as shown in FIG. 23 (c), the direction of the light incident on the structure having the first layer 74 is emitted from the incident position i to a position o further away.
  • the critical angle with respect to the perpendicular of the interface between the first layer 74 and the second layer 75 Light incident at a larger angle is totally reflected at the interface according to Snell's law.
  • a part of light incident at an angle smaller than the critical angle with respect to the normal of the interface passes through the interface and enters the first layer 74.
  • the light that has entered the first layer 74 is refracted at a refraction angle greater than the incident angle.
  • the light incident on the first layer 74 travels at a shallow angle with respect to the surface of the first layer 74, is reflected by the upper surface of the substrate 2, enters the second layer 75 again, and enters the first layer 74.
  • the light is emitted from the surface of the second layer 75.
  • the distance between the light incident position i and the light emitting position o on the surface of the second layer 75 is larger than that in the case of FIG. It will be radiated outside the second layer 75.
  • the light emitted below the light emitting element 73 is low loss at the interface between the first layer 74 and the second layer 75.
  • the light is totally reflected by the light and propagates through the second layer 75 and is emitted to the outside of the second layer 75.
  • the light incident on the first layer 74 is more diffused due to the difference in refractive index between the first layer 74 and the second layer 75. Is done.
  • the radiant intensity of the light emitted from the light emitting device (the radiant flux that emerges within a small solid angle in a certain direction from the point radiation source at the solid angle) (Divided value) and irradiance (incident on a surface) (The value obtained by dividing the radiant flux by the area of the surface) is improved, and the unevenness (nonuniformity) of the radiation intensity on the irradiated surface is suppressed.
  • the first layer 74 is formed as a surface uneven surface 74a on which light from the light emitting element 3 is incident.
  • the light from the light emitting element 3 is diffusely reflected on the surface of the first layer 74, and the light emitted from the light emitting element 3 to the side is irradiated on the side surface of the convex part 74b of the uneven surface 74a.
  • the radiant flux of light incident on the first layer 74 also increases in the light-emitting element 3 force, and the incident position of the light using the refractive index difference between the first layer 74 and the first layer 74 is increased. And the distance from the emission position can be increased.
  • the uneven surface 74a may be formed by forming a hemispherical convex portion 74b on the surface of the first layer 74, as shown in FIG. 24 (a), or in FIG. 24 (b). As shown in FIG. 24, triangular protrusions 74b may be formed, or as shown in FIG. 24 (c), independent hemispherical protrusions 74b are arranged on the surface of the substrate 2. It may be formed like that!
  • the surface of the convex portion 74b on the side facing the light emitting element 73 is The light emitting element 73 so that light with a high power is reflected in the vertical direction with respect to the upper surface 2b of the base 2 or, further, the light reflected through the frame (reflecting member) 9 is applied to the upper surface 2b of the base 2 It is formed as an inclined surface that is totally reflected at a desired angle such as to be reflected in the vertical direction, and the other surface is formed to be an inclined surface parallel to the light from the light emitting element 73. Also good. Further, such a convex part 74b may be formed in an annular shape so as to surround the light emitting element 73 in a plan view.
  • the first layer 74 is provided so that the upper surface of the base 2 is exposed between the convex portion 74b and the adjacent convex portion 74b.
  • the layer 75 of 2 and the upper surface 2b of the substrate 2 are in this exposed part! It is more preferable to be glued! /.
  • the volume of each divided first layer 74 is reduced, and the thermal expansion and contraction of the first layer 74 due to the operating environment when operating the light emitting device and the heat from the light emitting element 3 are reduced.
  • the adhesive strength between the substrate 2 and the second layer 75 increases.
  • peeling between the base 2 and the second layer 75 caused by thermal expansion or thermal contraction of the first layer 74 when operating the light emitting device is reduced, and the light emitting device operates normally over a long period of time. be able to.
  • the first layer 74 is more preferably formed so as to be disposed below the light emitting portion of the light emitting element 3 (the active layer of the light emitting element 3).
  • the first layer 74 is disposed below the light emitting portion.
  • the first layer 74 may be formed by filling and curing the uncured first layer 74 in a notch on the upper surface of the base 2 formed so as to surround the mounting portion 2a.
  • the uncured first layer 74 may be applied and cured around the mounting portion 2a protruding from the upper surface of the substrate 2 in a convex shape.
  • the lower surface of the first layer 74 is formed in an uneven shape by being filled with the uncured first layer 74 in a plurality of notches provided on the upper surface of the substrate 2 and being cured. May be.
  • the first light transmissive material constituting the first layer 74 is selected from those whose light refractive index is smaller than the refractive index of the second light transmissive material constituting the second layer 75.
  • the first translucent material force S is made of fluorine resin and the second layer 75 is made of silicon resin, it is generated by the light emitting element at the interface between the first layer 74 and the second layer 75. Light can be reflected with high efficiency.
  • the first layer 74 is a bubble in which a gas is contained in the second layer 75, for example, since air has a refractive index of about 1, the refractive index difference from the second layer 75 can be increased. This is preferable in terms of points.
  • the first layer 74 shown in FIG. 23 is formed by applying the uncured first layer 74 made of resin to the lower side of the light emitting portion of the light emitting element 73 on the upper surface 2b of the base 2 and heating.
  • the first layer 74 containing gas in a bubble shape may be applied to the upper surface 2b of the substrate 2 and cured.
  • the second layer 75 which is uncured in its upper force, is applied so as to cover the first layer 74 and the light emitting element 73, and is cured by heating or the like.
  • the first layer 74 having a refractive index smaller than that of the second layer 75 is formed between the first layer 74 and the second layer 75.
  • the first layer 74 may be formed by adhering the first layer 74 formed in a plate shape to the upper surface 2b of the substrate 2 with an adhesive. Thereafter, an uncured first layer 74 is applied to the upper surface 2b of the base 2 so as to cover the first layer 74 and the light emitting element 73, or a recess in which the light emitting element 73 is accommodated is formed.
  • the second layer 75 is bonded and fixed to the first layer 74, and the first layer 74 is formed.
  • first layer 74 has a concavo-convex surface 74a
  • the second layer 75 in which the recess to be accommodated is formed is formed by adhering to the first layer 74 with a resin adhesive having a refractive index comparable to that of the second layer 75.
  • the first layer 74 has a void portion or a void portion in which a part of the upper surface 2b of the substrate 2 and the second layer 75 are bonded and the remaining portion is formed as a void or a void. It may be a cavity.
  • the heat generated by the external force in the operating environment of the light emitting device is not easily transmitted to the second layer 75 via the base 2 by the first layer 74.
  • the light emitting device 17 can emit light from the light emitting element 73 through the second layer 75 with a desired light distribution, and concentrate on the bonding interface between the base 2 and the second layer 75. The stress is reduced, and the second layer 75 is difficult to peel from the substrate 2.
  • the first layer 74 may be formed by the following method. That is, as shown in FIG. 26, an uneven surface 2d having an arithmetic average roughness Ra of the upper surface 2b of the substrate 2 of 0.1 to 1 ⁇ m is formed, and the substrate 2 is heated at the thermosetting temperature of the first layer 74. After heating as described above, the uncured second layer 75 is applied to the upper surface 2b of the substrate 2 by a coating device such as a dispenser so as to cover the upper surface 2b of the substrate 2 and the light emitting element 73. As a result, a first layer 74 composed of bubbles formed by the thermal expansion of the gas remaining on the uneven portion 2d of the upper surface 2b of the base 2 is formed.
  • the second layer 75 is more preferably injected below the upper end portion of the inner peripheral surface 9a of the frame 9 as shown in FIG. 27 (b). As a result, the light force emitted from the second layer 75 is reflected upward by the inner peripheral surface 9a extending further upward, and the light that can emit light with high directivity is emitted. In addition to the optical device, the light emission intensity of the light emitting device is improved.
  • the second layer 75 is made of a transparent resin such as a silicone resin, an epoxy resin or a urea resin, or a transparent glass such as a low melting point glass or a sol-gel glass. Note that the second layer 75 has a light-transmitting property and can transmit at least light from the light-emitting element 73.
  • the internal force of the light emitting element 73 can also efficiently extract light due to the difference in refractive index between the light emitting element 73 and the second layer 75. In addition, it is possible to effectively suppress the occurrence of light reflection loss in the light emitting element 73.
  • FIG. 28 (a) shows a diagram in which the wavelength conversion particles 6a for converting the wavelength of light emitted from the light emitting element 73 are contained in the second layer 75.
  • FIG. Light having a desired wavelength spectrum wavelength-converted by the wavelength-converting particle 6a, or a desired wavelength spectrum obtained by mixing light from the light emitting element 73 and light wavelength-converted by the wavelength-converting particle 6a Is emitted from the light emitting device. Further, the light irregularly reflected by the first layer 74 with low loss is uniformly irradiated to the wavelength conversion particles 6 a uniformly dispersed in the second layer 75.
  • the number of wavelength conversion particles 6a irradiated with light from the light emitting element 73 increases, the light radiant flux of the light emitting device is improved, and the wavelength conversion particles 6a are uniformed by the light irregularly reflected by the first layer 74.
  • a second layer 75 is obtained by forming the first layer 74 on the upper surface 2b of the substrate 2 and then removing the uncured first layer 74 containing the wavelength converting particles 6a with an injector such as a dispenser.
  • the light emitting element 73 is coated on the upper surface of the first layer 74 so as to cover it, and is cured by a method such as thermosetting.
  • the wavelength converting member 6 is a silicone resin, epoxy resin, urea resin having a high transmittance with respect to light in the ultraviolet light region to the visible light region where the difference in refractive index from the first layer 74 is small.
  • Transparent resin such as low melting point glass, sol-gel glass and the like, and contains wavelength conversion particles 6a.
  • FIGS. 28 (b) and 29 (a) are diagrams in which the wavelength conversion member 6 that converts the wavelength of light emitted from the light emitting element 73 is disposed on the surface of the second layer 75.
  • the light irregularly reflected by the first layer 74 with low loss is diffused over a wider range while propagating through the second layer 75.
  • the light enters the wavelength conversion member 6.
  • the light from the light emitting element 73 irradiated to each wavelength converting particle 6a contained in the wavelength converting member 6 increases, and the light radiant flux of the light emitting device increases.
  • the light irregularly reflected by the first layer 74 irradiates the entire wavelength converting member 6 uniformly, so that the variation in the radiation intensity of the light incident on the wavelength converting member 6 is reduced and emitted from the light emitting device. Light color variation and color unevenness are suppressed.
  • a wavelength conversion member 6 is formed by applying uncured liquid resin liquid glass containing the wavelength conversion particles 6a so as to cover the second layer 75 with an injector such as a dispenser, and thermosetting. Or the plate-like wavelength conversion member 6 containing the wavelength conversion particles 6a is disposed so as to cover the second layer 75, so that the surface of the second layer 75 is covered. Placed on the surface.
  • the wavelength converting particles 6a are converted into at least one of the second layer 75 and the wavelength converting member 6, that is, the second layer 75, the wavelength converting member 6, or the second layer 75 and the wavelength converting member. If it is contained in both parts 6,
  • the wavelength conversion member 6 that converts the wavelength of the light emitted from the light emitting element 73 is also disposed with the surface force of the second layer 75 spaced apart.
  • the light emitting element 73 of the present embodiment emits light having at least an ultraviolet region force included in a blue region. That is, as the wavelength conversion particles 6a for converting the wavelength of light from the light emitting element 73, at least one of the second layer 75 and the wavelength conversion member 6 contains a phosphor that is excited by the light of the light emitting element 73 and generates fluorescence. In this case, a phosphor having a high wavelength conversion efficiency that converts light into light having a high wavelength at a short wavelength from at least the ultraviolet region to a blue region and converting light into light having a longer wavelength than that of the light emitting device 73 by light from the light emitting device 73. The choices can be increased and the light flux of the light emitting device can be increased.
  • the light emitting element 73 emits light from 200 to 500 nm ultraviolet light to near ultraviolet light or blue light. It may be an element.
  • gallium (Ga) -nitrogen (N), A1-GaN, indium (In) -buffer layer, N-type layer, light-emitting layer (active layer), P-type layer which is also composed of GaN, etc.
  • Laminated gallium nitride compound semiconductor, silicon carbide (SiC) compound semiconductor, zinc oxide compound semiconductor, selenium-zinc compound semiconductor, diamond A mondo compound semiconductor or a boron nitride compound semiconductor is used.
  • the light emitting element 73 has a metal bump made of solder such as Au-Sn, Sn-Ag, Sn-Ag-Cu, or Sn-Pb, or a metal such as Au or Ag. It is electrically connected to the wiring pattern by flip-chip mounting through a conductive member 10 made of conductive resin containing Ag or other metal powder in resin such as metal bump or epoxy resin used.
  • a solder material such as a paste Au—Sn or Pb—Sn on a wiring pattern, or a conductive member 10 having an Ag paste force is placed using a dispenser or the like, and the electrode of the light emitting element 73 and the conductive member The light emitting element 73 is mounted so as to be in contact with the electrode 10, and then the whole is heated, whereby a light emitting device in which the electrode of the light emitting element 73 and the wiring pattern are electrically connected by the conductive member 10 is manufactured.
  • the conductive member 10 including a solder material such as a paste Au—Sn or Pb-Sn is placed on the wiring pattern by using a dispenser or the like, and the whole is heated, and then the light emitting element Method of manufacturing a light emitting device in which the light emitting element 73 is mounted so that the electrode of 73 and the conductive member 10 are in contact, and the electrode of the light emitting element 73 and the wiring pattern are electrically connected by the conductive member 10 Etc.
  • the wiring pattern and the electrode of the light emitting element 73 can be used only for flip chip mounting, for example, by using a method of electrically connecting the conductive member 10 such as a bonding wire. Nah ...
  • the light emitting element 73 is mounted on the mounting portion 2a and electrically connected to the wiring pattern via the conductive member 10, and then emits light on the upper surface 2b of the base 2 and the inside of the frame 9.
  • the second layer 75 is disposed so as to cover the element 73, and the first layer 74 is disposed at the junction between the upper surface 2 b of the substrate 2 and the second layer 75.
  • the illuminating device of the present invention can be obtained by installing the above-described light emitting device so as to have a predetermined arrangement as a light source, or a light emitting device group including a plurality of light emitting devices of the present invention, for example, in a lattice shape or a staggered shape. , Radial, circular or polygonal concentric arrangements of multiple groups. As a result, the intensity unevenness can be suppressed as compared with the conventional lighting device.
  • the light emitting device of the present invention is installed as a light source in a predetermined arrangement, and these light emitting devices
  • light reflecting means 103 such as a reflecting plate, an optical lens, or a light diffusing plate that is optically designed in an arbitrary shape around the optical device, it is possible to provide an illuminating device that can emit light having an arbitrary light distribution.
  • the lighting device is a concentric arrangement of a circular or polygonal light emitting device 101 group composed of a plurality of light emitting devices 101 on the drive unit 102 as shown in the plan view and the sectional view shown in FIGS.
  • the number of light emitting devices 101 in one circular or polygonal light emitting device 101 group be increased from the center side to the outer peripheral side of the lighting device.
  • a larger number of light emitting devices 101 can be arranged while maintaining an appropriate interval between the light emitting devices 101, and the irradiance of light of the illumination device can be further improved.
  • the light-emitting device 101 can operate stably over a long period of time, and a long-life lighting device can be manufactured.
  • Such lighting devices include, for example, general lighting fixtures, chandelier lighting fixtures, residential lighting fixtures, office lighting fixtures, store lighting, display lighting fixtures, street lighting, used indoors and outdoors. Road lighting, guide lights and signaling devices, stage and studio lighting, advertising lights, lighting poles, underwater lighting, strobe lights, spotlights, security lighting embedded in power poles, emergency lighting Appliances, flashlights, electronic bulletin boards, etc., backlights for dimmers, automatic flashers, displays, etc., moving picture devices, ornaments, illuminated switches, optical sensors, medical lights, in-vehicle lights, etc.
  • FIG. 1 is a perspective view of a light-emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the light emitting device used in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing optical functions of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a light emitting device used in a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing an optical path of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of another example of the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of another example of the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of another example of the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 (a) is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • (B) is an enlarged sectional view of the main part of (a).
  • FIG. 15 (a) is a sectional view showing another example of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • (b) is an enlarged sectional view of the main part of (a).
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 (a) is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • (B) And (c) is a figure which shows the optical function of the light-emitting device by 7th Embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light-emitting device of the present invention.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing another example of the seventh embodiment of the light emitting device of the present invention.
  • FIGS. 29 (a) and 29 (b) are cross-sectional views showing a light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a plan view showing an example of an embodiment of a lighting device according to the present invention.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of the illumination device of FIG.
  • FIG. 32 is a plan view showing another example of the embodiment of the illumination device of the present invention.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of the illumination device of FIG. 32.
  • Translucent electrode A first side B: second side: first layer: second layer

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Abstract

　【課題】本発明の発光装置は、発光素子により放射された光を発光装置外部に高効率に出射することができる高輝度な発光装置を提供すること目的とする。 　【解決手段】基体２と、透光性電極３４が形成されており基体２に対向する第１の面３Ａと、第２の面３Ｂとを有しており、基体２上に搭載された発光素子３と、透光性電極３４の屈折率より小さい第１の屈折率を有する第１の透光性材料からなり、発光素子３の透光性電極３４を覆って基体２上に設けられた第１の層４と、第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有する第２の透光性材料からなり、発光素子３および第１の層を覆う第２の層５と、を備える。

Description

明 細 書
発光装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば発光ダイオード素子などの光源を用いた発光装置に関するもの である。
背景技術
[0002] 近年、例えば照明器具などの発光装置として発光ダイオードランプなどを用いたも のが開発されている。この発光ダイオードランプを用いた発光装置は、発光ダイォー ド素子などによって発生された光を蛍光材料などによって波長の異なる光に変換して 、白色光などの出力光をつくり出すものである。このような発光ダイオード素子などを 用いた照明器具などにおいては、低消費電力化および長寿命化が期待されている。 特許文献 1：特開 2004— 349726号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 上述の発光ダイオード素子などの光源を用いた発光装置は、さらなる普及が期待さ れている中において、発光輝度を向上させることが重要となっている。この発光輝度 の向上に関しては、光源によって発生された光の取出し効率を向上させることが重要 である。
[0004] 本発明は、このような課題に鑑みて案出されたものであり、発光装置の発光輝度を 向上させることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の発光装置は、透光性電極が形成された下面を有し、基体上に実装された 発光素子と、第 1の屈折率を有する第 1の透光性材料からなり、基体上に配置された 第 1の層と、第 1の屈折率より大きい第 2の屈折率を有する第 2の透光性材料力 なり 、発光素子および第 1の層を覆う第 2の層とを有する。
発明の効果
[0006] 本発明は、基体上に配置された第 1の層と、第 1の層より屈折率が大きい第 2の層と を有することにより、発光素子により発生された光を発光装置の外部へ高効率に出射 でき、発光装置の輝度を高めることが可能となる。
発明を実施するための最良の形態
[0007] 本発明の発光装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0008] (第 1の実施の形態）
本発明の第 1の実施の形態について図 1〜4を用いて説明する。図 1は、第 1の実 施の形態の発光装置 1を示す斜視図である。図 1において、発光装置 1の一部の構 成については、発光装置 1の内部の構成を示すために図示を省略している。図 2は、 図 1に示した発光装置 1の断面図である。
[0009] 本実施の形態の発光装置 1は、基体 2と、透光性電極 34が形成された第 1の面 3A を有し、基体 2上に実装された発光素子 3と、発光素子 3の透光性電極 34を覆って基 体 2上に設けられた第 1の層 4と、発光素子 3および第 1の層 4を覆う第 2の層 5とを備 えている。ここで、発光素子 3の透光性電極 34を覆うとは、第 1の層 4が、発光素子 3 の透光性電極 34の表面 34aの少なくとも一部に接していることをいう。また、第 1の層 4を覆うとは、第 2の層 5が、第 1の層 4の表面 sの少なくとも一部に接していることをい
[0010] 本実施の形態において、第 1の層 4は、第 1の屈折率 Nを有する第 1の透光性材料 からなり、第 2の層 5は、第 2の屈折率 Nを有する第 2の透光性材料力もなる。第 1の
2
屈折率 Nは、発光素子 3の透光性電極 34の屈折率 Nより小さぐ第 2の屈折率 N
1 0 2 は、第 1の屈折率 Nより大きい。なお、発光素子 3に形成された透光性電極 34、第 1 の透光性材料 3および第 2の透光性材料 4の透光性とは、発光素子 3の発光層 32か ら放射された光の少なくとも一部が透過できることをいう。
[0011] 本実施の形態の発光装置 1は、第 2の層 5を覆う波長変換部材 (波長変換手段) 6と 、発光素子 3を囲む枠体 9とをさらに備えている。ここで、第 2の層 5を覆うとは、波長 変換部材 6が、第 2の層 5から放射された光が届く位置に設けられていることをいう。
[0012] 本実施の形態において、基体 2は、発光素子 3が実装される第 1の面 2aと、外部基 板に実装される第 2の面 2bとを有している。また、基体 2の第 1の面 2aには、発光素 子 3を囲む反射面 9aを有する枠体 9が配置されている。ここで、枠体 9の反射面 9aは 、発光素子 3によって発生された光の少なくとも一部の波長の光を光出射方向 Dへ反 射するものである。光出射方向 Dとは、発光装置 1から出力される光の進行方向のこ とであり、図 1において上方 (仮想の xyz座標において z軸の正方向）である。図 1にお いて、発光装置 1は、仮想の xyz座標における xy平面に実装された状態で表されて いる。基体 2の第 1の面 2aには、発光素子 3に形成された複数の電極に対応しており 、この複数の電極に電気的に接続されており、基体 2の第 2の面 2bに導出された第 1 の配線パターン 7Aおよび第 2の配線パターン 7Bが設けられている。
[0013] 発光素子 3は、図 3に示すように、透光性電極 34が形成されており基体 2に対向す る第 1の面 3Aと、光出射方向 Dに配置された第 2の面 3B (図 3における上面）とを有 する発光ダイオードである。透光性電極 34は、発光素子 3の発光層 32より放射され た光を透過させ、電流を発光素子 3全体に拡散させる機能を有する。図 1に示した構 成において、発光素子 3は、基体 2上にフリップチップ実装されており、 210ηπ！〜 47 Onmの少なくとも一部の波長を有する光を発生する。
[0014] 本実施の形態の発光素子 3は、図 3に示すように、ベース 30と、 n型半導体層 31、 発光層 32および p型半導体層 33とを備えた発光ダイオードである。発光素子 3の n 型半導体層 31には、 n型電極 (第 1導電型の電極） 35が設けられており、発光素子 3 の P型半導体層 33には、屈折率 Nの透光性電極 34と、透光性電極 34上に配置さ
0
れた p型電極 (第 2導電型の電極） 36とが設けられている。このような n型電極 35は、 例えば、 Ti/Alなどカゝらなり、 p型電極 36は、例えば Auなどカゝらなり、透光性電極 34 上に部分的に設けられている。
[0015] 図 4に示すように、本実施の形態における発光素子 3の第 1導電型の電極 35は、第 1の導電性接合剤 10Aを介して、第 1の配線パターン 7Aに接続されている。また、発 光素子 3の第 2導電型の電極 36は、第 2の導電性接合剤 10Bを介して、第 2の配線 ノターン 7Bと接続されている。発光素子 3は、電圧が印加されることにより、発光層 3 2より光を放射する。発光層 32より放射された光のうち一部の光は、発光素子 3の第 1 の面（図 4における下方） 3A側へ進行し、また一部の光は発光素子 3の側方へと進 行する。ここで、図 4における発光素子 3の第 1の面 3A側とは、仮想の座標における z 軸の負の方向であり、発光素子 3の側方とは、仮想の座標における X軸方向および y 軸方向などである。
[0016] この発光素子 3の透光性の電極 34は、例えば、透光性の導電膜からなる。透光性 の導電膜としては、例えば、屈折率 Nが約 2. 0の ITOや ZnOなどが挙げられる。透
0
光性の電極 34として酸ィ匕物が用いられることにより、 Au— Sn等力もなる第 1、第 2の 導電性接合剤 10A, 10Bによる電極の侵食が低減される。また、発光素子 3の透光 性の電極 34として、透光性を有する程度に薄膜化された金属が用いられる場合、こ のような薄膜ィ匕された金属としては、例えば、アルミニウムなどが挙げられる。
[0017] 本実施の形態において、発光素子 3は、第 1の層 4と第 2の層 5とに覆われる。本実 施の形態の第 1の層 4は、発光素子 3の透光性電極 34を覆っており、基体 2上に設け られている。また、第 2の層 5は、発光素子 3および第 1の層 4を覆う。図 1に示した構 成において、第 1の層 4は、発光素子 3の透光性電極 34の表面 34aを覆い、基体 2の 第 1の面 2aに設けられている。また、第 2の層 5は、発光素子 3の第 2の面（図 2にお ける上面） 3Bを覆い、第 1の層 4に接する下面 sを有する。
[0018] 図 4において、第 2の層 5の下面 s (第 1の層 4と第 2の層 5との界面）は、発光素子 3 の発光層 33よりも上方に設けられている。このような構成により、発光素子 3より高効 率に光を出射することができる。
[0019] 第 1の層 4は、第 1の屈折率 Nを有する第 1の透光性材料カゝらなる。第 1の屈折率 N と発光素子 3の透光性電極 34の屈折率 Nとは、 Nく Nの関係を有している。この
1 0 1 0
ような第 1の層 4は、発光素子 3の透光性電極 34の表面 34aに接しており、透光性電 極 34と第 1の層 4との界面 (第 1の光反射手段）は、透光性電極 34から発光素子 3の 基体 2側の空間へ進む光を全反射によって光出射方向 Dへ導く機能を有する。
[0020] 第 2の層（透光性層） 5は、第 2の屈折率 Nを有する第 2の透光性材料力もなる。第
2
2の屈折率 Nと第 1の屈折率 Nとは、 N <Nの関係を有している。このような第 2の
2 1 1 2
層 5は、第 1の層 4の上面 sに接しており、第 1の層 4と第 2の層 5との界面 (第 2の光反 射手段）は、第 2の層 5から基体 2側へ進もうとする光を全反射によって光出射方向 D へ導く機能を有する。
[0021] この第 1の透光性材料は、例えば、第 1の屈折率 Nが約 1. 3のフッ素榭脂などから なり、第 2の透光性材料は、例えば、第 2の屈折率 Nが約 1. 4のシリコン榭脂などか らなる。これらの榭脂を用いることにより、発光素子 3からの放射光及び熱に対する物 理的'ィ匕学的安定性が得られる。特に、第 1の透光性材料がフッ素榭脂からなる場合 、基体 2の第 1の層 4が設けられた領域の第 1の面 2aに粗面化処理が施されることで 、第 1の層 4が基体 2から剥離しに《なる。粗面化を施す方法としては、例えば、微粒 子ブラスト材によるブラスト法ゃスパッタ法が挙げられる。
[0022] 本実施の形態における発光装置 1にお!/、て、発光素子 3の透光性電極 34は、透光 性電極 34の屈折率 Nより小さい第 1の屈折率 Nを有する第 1の層 4に接しており、
0 1
第 1の層 4は、第 1の層 4の第 1の屈折率 Nより小さい第 2の屈折率 Nを有する第 2の
1 2
層 5に接している。本実施の形態における発光装置 1は、このような構成により、発光 素子 3から放射されて光出射方向 Dへと進む光のエネルギー損失を低減でき、発光 装置 1の発光強度を向上させることが可能となる。
[0023] ここで、発光素子 3の発光層 33により発生された光の光路について説明する。図 4 に示すように、発光素子 3の発光層 33により発生された光のうち、透光性電極 34側（ 図 4に示す仮想の座標における z軸の負方向）に放射された光 L1は、透光性電極 34 と第 1の層 4との界面 (透光性電極 34の表面 34a)で反射されて、発光素子 3の第 2の 面 3B側に進む。その後、発光素子 3の内部を進んだ光 L1は、発光素子 3から第 2の 層 5へと放射され、光出射方向 D (図 4に示す仮想の座標における z軸の正方向）へと 向かう。発光素子 3から第 2の榭脂 5へ放射された光のうち、枠体 9の反射面 9a等に よって反射され基体 2側へと進む光 L2は、図 4に示すように、第 1の層 4と第 2の層 5と の界面 sで反射されて、光出射方向 Dへと進む。
[0024] 従来の発光装置の構成において、発光素子 3の発光層 33により発生されて基体 2 側に進み、基体 2の第 1の面 2a、第 1,第 2の導電型の電極 35, 36、および第 1,第 2 の導電性接合剤 10A, 10Bによって吸収されていた光力 本実施の形態においては 、上述のように透光性電極 34と第 1の層 4との界面 34aや、第 1の層 4と第 2の層 5との 界面 sにおいて反射される。よって、本実施の形態における発光装置 1は、光出力が 高められている。
[0025] また、本実施の形態にお!、て、発光素子 3の透光性電極 34の屈折率 Nは、第 2の
0 層 5の第 2の屈折率 Nよりも大きぐ透光性電極 34の屈折率 N、第 1の屈折率 N、 および第 2の屈折率 Nは、 N <N <Nの関係を有している。このような関係を有す
2 1 2 0
ることにより、発光装置 1外部の大気の屈折率を考慮した場合においても、発光装置 1の輝度を向上することができる。すなわち、発光素子 3よりも発光装置 1の外部側（ 光出射方向 D側）に位置する第 2の層 5の屈折率 N力 第 1の層の屈折率 Nよりも大
2 1 きぐかつ、透光性電極 34の屈折率 Nよりも小さく調整されていることにより、第 2の
0
層 5の屈折率 N 1S 発光装置 1外部の大気の屈折率に対して極端に大きくなりすぎ
2
ない。このため、第 2の層 5から発光装置 1の外部へと進む光エネルギーの損失を低 減できる。
[0026] 特に、発光素子 3の透光性電極 34が ITO (屈折率 N約 2. 0)からなり、第 1の透光
0
性材料がフッ素榭脂 (屈折率 N約 1. 3)力もなり、第 2の層 5がシリコン榭脂 (屈折率 N約 1. 4)からなる場合、発光素子 3により発生された光が高効率に光出射方向 D
2
へ向かうため、発光装置 1の発光強度が向上する。
[0027] 本実施の形態において、波長変換部材 6は、第 2の層 5を覆い発光素子 3上に配置 されている。波長変換部材 6は、榭脂に蛍光物質が混入されたものであり、発光素子 3から放射された第 1の光を、第 1の光の波長範囲と異なる第 2の波長範囲にピーク 波長を有する第 2の光に変換して出力する機能を有する。図 1に示した構成におい て、波長変換部材 6は、枠体 9の開口を塞いでおり、シート形状を有している。
[0028] 発光素子 3により発生される第 1の光力 440nm〜470nm (青色）の少なくとも一 部の波長を有する場合、蛍光物質としては、発光素子 2の発光色と補色の関係を有 する 565nm〜590nm (黄色）の少なくとも一部の波長を有する第 2の光を放射する ものが用いられる。このような発光装置 1は、発光素子 3によって発生されて波長変換 部材 6を透過した青色光と波長変換部材 6から放射された黄色光との混合光である 白色光を光出射方向 Dに出射する。
[0029] 発光素子 3と蛍光物質との他の組合せとして、発光素子 3が 440nm〜470nm (青 色)の少なくとも一部の波長を有する第 1の光を発生する場合、蛍光物質としては、 5 20nm〜565nm (緑色）の少なくとも一部の波長を有する第 2の光と、 625nm〜740 nm (赤色）の少なくとも一部の波長を有する第 3の光とを放射するものが用いられる。 この発光素子 3と蛍光物質の糸且合せの場合、発光装置 1は、発光素子 3によって発生 されて波長変換部材 6を透過した青色光と波長変換部材 6から放射された緑色光お よび赤色光との混合光である白色光を光出射方向 Dに出射する。
[0030] 発光素子 3と蛍光物質との他の組合せとしては、発光素子 3力 210nm〜400nm( 紫外光)の少なくとも一部の波長を有する第 1の光を発生する場合、蛍光物質として は、 440nm〜470nm (青色）の少なくとも一部の波長を有する第 2の光と、 520nm 〜565nm (緑色）の少なくとも一部の波長を有する第 3の光と、 625nm〜740nm ( 赤色）の少なくとも一部の波長を有する第 4の光とを放射するものが用いられる。この 発光素子 3と蛍光物質の組合せの場合、発光装置 1は、波長変換部材 6から放射さ れた青色，緑色光および赤色光との混合光である白色光を光出射方向 Dに出射す る。
[0031] (第 2の実施の形態）
本発明の第 2の実施の形態について図 5〜図 7を用いて説明する。図 5は、第 2の実 施の形態の発光装置 12の構成を示す断面図である。図 6は、本実施の形態におけ る発光素子 23の構成を示す斜視図である。
[0032] 本実施の形態の発光装置 12は、基体 2と、基体 2上に実装された発光素子 23と、 発光素子 23の透光性電極 234を覆って基体 2上に設けられた第 1の層 4と、発光素 子 23および第 1の層 4を覆う第 2の層 5とを備えている。
[0033] 発光素子 23は、図 6に示すように、透光性電極 234が形成されており基体 2に対向 する第 1の面 23A (図 6における下面）と、光出射方向 Dに配置された第 2の面 23B ( 図 6における上面）とを有する発光ダイオードである。透光性電極 234は、発光素子 2 3の発光層 232より放射された光を透過させ、電流を発光素子 23全体に拡散させる 機能を有する。
[0034] 本実施の形態の発光素子 23は、ベース 230、 n型半導体層 231、発光層 232およ び P型半導体層 233とを備えた発光ダイオードである。発光素子 23の n型半導体層 2 31には、 n型電極 (第 1導電型の電極） 235が設けられており、発光素子 23の p型半 導体層 233上には、屈折率 Nの透光性電極 234と、透光性電極 234上に配置され
0
た p型電極 (第 2導電型の電極） 236とが設けられている。このような n型電極 235は、 例えば、 Ti/Alなどカゝらなり、 p型電極 236は、例えば Auなどカゝらなり、透光性電極 2 34上に部分的に設けられている。
[0035] 図 7に示すように、本実施の形態における発光素子 23の第 1導電型の電極 235は
、金線などのワイヤ 11により第 1の配線パターン 7Aと電気的に接続されている。また
、発光素子 23の第 2導電型の電極 236は、導電性接着剤 10Cを介して、第 2の配線 パターン 7Bと電気的に接続されて!、る。
[0036] 図 7に示した構成において、第 1の層 4は、透光性電極 234の表面 234aを覆い、基 体 2の第 1の面 2aに設けられている。また、第 2の層 5は、発光素子 23の第 2の面 23
Bを覆い、第 1の層 4上に設けられている。
[0037] 本実施の形態において、第 1の屈折率 Nと発光素子 23の透光性電極 234の屈折 率 Nとは、 N <Nの関係を有している。このような第 1の層 4は、発光素子 23の透光
0 1 0
性電極 234の表面 234Aに接して!/、る。
[0038] 発光素子 23は、電圧が印加されることにより、発光層 232より光を放射する。ここで 、発光素子 23の発光層 233により発生された光の光路について説明する。図 7に示 すように、発光素子 23の発光層 233により発生された光のうち、透光性電極 234側（ 図 7に示す仮想の座標における z軸の負方向）に放射された光 L1は、透光性電極 23 4と第 1の層 4との界面 (透光性電極 234の表面 234a)で反射されて、発光素子 23の 第 2の面 23B側に進む。その後、発光素子 23の内部を進んだ光 L1は、発光素子 23 力 第 2の層 5へと進入し、光出射方向 Dへと向かう。発光素子 23から第 2の榭脂 5へ 進入した光のうち、基体 2側へと進む光 L2は、図 7に示すように、第 1の層 4と第 2の 層 5との界面 sで反射されて、光出射方向 Dへと進む。
[0039] このように、本実施の形態の発光装置 12は、発光素子 23の透光性電極 234と第 1 の層 4との屈折率差と、第 1の層 4と第 2の層 5との屈折率差によって起こる光の全反 射により、発光素子 23によって発生された光を光出射方向 Dへ導くことにより、発光 輝度が高められている。
[0040] (第 3の実施の形態）
本発明の発光装置の第 3の実施の形態について、図 8〜図 9を用いて説明する。図 8 〜図 9は、第 3の実施の形態の発光装置 13の複数の構成例を示す断面図である。 図 8に示す発光装置 13の発光素子 3は、基体 2上の第 1、第 2の配線パターン 7A, 7 Bにフリップチップ接続されており、図 9に示す発光装置 13の発光素子 23は、基体 2 上の第 1の配線パターン 7Aにボンディングワイヤ 11を介して電気的に接続されてい る。
[0041] 本実施形態における発光装置 13は、発光素子 3 (23)が第 1の層 4に接している側 面 3s (23s)を有している。このような構成において、第 1の層 4の発光素子 3の側面 3 s (23s)の近傍 4nの厚み力 第 1の層 4の他の部分 4oよりも厚い。ここで、第 1の層 4 の厚みとは、基体 2の第 1の面 2Aから第 1の層 4の上面 sまでの長さをいい、図 8〜9 における仮想の座標における z軸方向のスカラーをいう。また、第 1の層 4の近傍 4n の厚みが、第 1の層 4の他の部分 4oよりも厚いとは、図 8〜9において拡大図で示す ように、第 1の層 4の発光素子 3の側面 3s (23s)に付着した部分の厚み 4xが、第 1の 層 4の他の部位の厚み 4yよりも厚いことをいう。このような構成により、本実施の形態 の発光装置 13は、発光素子 3を第 1の層 4によって基体 2に強固に固定することがで きる。
[0042] 図 8〜9において、第 1の層 4は、発光素子 3の側面 3sから枠体 9の内周面 9aにか けて厚みが薄くなつている。すなわち、図 8〜図 9において、第 1の層 4の上面 sは、発 光素子 3の端部力も枠体 9の内周面 9aに向かい低くなる構成を有しており、第 1の層 4の厚みは、発光素子 3の側面 3s (23s)と接する位置において最も厚い。
[0043] また、図 8〜9において第 1の層 4は基体 2上に部分的に配置されている。すなわち 、第 1の層 4は、発光素子 3 (23)の透光性電極 34 (234)を覆い、枠体 9の内周面 9a と離間して配置されている。このような構成により、図 8〜9に示す発光装置 13は、枠 体 9の内周面 9aにおける発光素子 3 (23)の光の吸収を低減することができる。
[0044] 図 9において、発光素子 23の第 1導電型の電極 235と第 1の配線パターン 7Aとを 接続するボンディングワイヤ 11は、第 1の層 4により被覆されていない。すなわち、ボ ンデイングワイヤ 11は、第 2の透光性材料力もなる第 2の層 5のみに覆われている。こ のような構成により、第 1の透光性材料と第 2の透光性材料との熱膨張係数差に起因 する応力が、ボンディングワイヤ 11に付加され難いため、発光装置 13の信頼性が向 上する。
[0045] また、図 8〜図 9において、波長変換層 6は、基体 2上にスぺーサ 30を介して固定さ れており、曲面部を有する。波長変換層 6を曲面部で構成することにより、均一な照 度の光を出射できる。
[0046] (第 4の実施の形態）
本発明の発光装置の第 4の実施の形態について図 10〜図 13を用いて説明する。図 10〜図 13は、第 4の実施の形態の発光装置の複数の構成例を示す要部拡大図で ある。
[0047] 本実施形態にぉ 、て、透光性電極 23 (234)が空気層 44によって覆われるように 基体 2上に設けられた第 2の層 5を有する。すなわち、本実施の形態の発光装置は、 第 1、第 2の実施の形態の発光装置において、第 1の層 44が空気層とされた構造を 有する。このような第 2の層 5は透光性材料力 なり、例えばシリコン榭脂からなる。
[0048] 図 10〜図 13に示す構造において、発光素子 3 (23)の透光性電極 34 (234)の表 面 34a (234a)には、透光性電極 34よりも屈折率が小さい空隙 44が配置されている 。このため、透光性電極 34 (234)力 発光素子 3 (23)の第 1の面 3A (23A)側へ進 む光が、透光性電極 34 (234)と空気層 44との界面で反射され、発光素子 3の発光 層 32から放射された光を、発光素子 3から効率良く光を取り出すことができる。このよ うな空気層 44は、図 12および図 13に示すように複数の気泡から形成されてもよ!、。
[0049] また、図 11および図 13において、発光素子 3の第 1導電型の電極 35と第 1の配線 パターン 7Aとを接続するボンディングワイヤ 11は、空気層 44の内部を通らず、第 2 の層 5のみに覆われている。このような構成により、ボンディングワイヤ 11に付加され る応力が低減されるため、第 1の配線パターン 7Aおよび第 1の導電型電極 35とボン デイングワイヤ 11との接続信頼性が向上する。
[0050] (第 5の実施の形態）
本発明の発光装置の第 5の実施の形態について説明する。図 14 (a)および図 15 (a )は、本実施形態における発光装置 15を示す断面図であり、図 14 (b)、図 15 (b)は、 図 14 (a)、図 15 (a)に示す要部拡大図である。図 14において、発光素子 3の第 1導 電型の電極 36と第 2導電型の電極 35とは、基体 52の搭載部 56にフリップチップ接 続されている。また、図 15において、発光素子 3の第 2導電型の電極 35は、基板 2上 に形成された第 1の配線パターン 7Aにワイヤボンディングされている。 [0051] 本実施の形態において、発光装置 15は、光出射方向 Dに突出された搭載部 56を 有する基体 52を備えている。本実施の形態における発光素子 3の搭載部 56は、発 光素子 3の透光性電極 34より小さ 、発光素子 3の実装面 56Aと、実装面 56Aに対し て角度 0 1で傾斜する第 1の傾斜面 56Bとを有する。
[0052] 本実施の形態の発光素子 3 (23)は、搭載部 56の実装面 56Aに対向する第 1の面 3A (23A)と、第 2の面 3B (23B)とを有しており、搭載部 56の実装面 56Aに搭載さ れる。このような構成を有することにより、発光素子 3 (23)により発生された光のうち、 発光素子 3 (23)の透光性電極 34 (234)から基体 2側 (発光素子の下方）に放射され た光が、発光素子 3 (23)と発光素子 3の実装面 56Aとの間の領域に閉じ込められる ことを低減できる。従って、発光装置 1の発光強度を向上することができる。
[0053] また、図 14、図 15における搭載部 56は、実装面 56Aに対して角度 Θ 2で傾斜する 第 2の傾斜面 56Cを有する。図 14、 15において、搭載部 56は、実装面 56aに近づく に従って、平面視で寸法が小さくなる構造を有しており、傾斜角度 θ 1と Θ 2が等しい 。このような構成により、搭載部 56の剛性を小さくすることができ、仮に、発光素子 3の 動作時の熱による応力が搭載部 56に加わっても、搭載部 56全体で応力を効率よく 緩和できる。このため、搭載部 56から発光素子 3に対して生じる応力も低減すること ができ、発光装置 1の特性を向上することができる。
[0054] このような搭載部 56は、例えば、 TiOを含む榭脂で形成され、白色とされる。白色
2
とされる場合、発光素子 3により放射された光を効率よく反射することができ、発光装 置 15の発光強度をさらに向上することができる。
[0055] 搭載部 56は、図 16および図 17に示すように、基体 52を貫通して設けられていても 良い。図 16および図 17において、搭載部 56の基体 52に固定される部分の側面 56s は、複数の段差形状を有する。このような構成により、搭載部 56と基体 52とを強固に 固定できる。
[0056] また、図 18、図 19に示すように、搭載部 56と基体 52とを一体的に形成してもよい。
搭載部 56と基体 52とを熱膨張係数が等しい同一の材料から形成することで、応力を 緩和することができ、発光装置 15の照度ムラを低減できる。
[0057] (第 6の実施の形態） 本発明の発光装置の第 6の実施の形態について説明する。本実施の形態における 発光装置は、発光素子 3が搭載された基体 2の第 1の面 2aに、粗面化された領域 62 を有する。図 20〜図 22において、第 1の層 4は基体 2の粗面化された領域 62上に配 置されている。
[0058] 図 20 (a)に示す構成において、発光素子 3は、基体 2の第 1の面 2aにフリップチッ プ接続されている。また、図 20 (b)に示す構成において、発光素子 23の第 2導電型 の電極 235は、ボンディングワイヤ 11が接続されて！、る。
[0059] 本実施の形態にぉ 、て、基体 2は、発光素子 3 (23)の透光性電極 34 (234)と対向 する領域 62が粗面化されている。このように基体 2が凹凸状の粗い表面を有すること により、発光素子 3から発光素子 3の下方に放射された光が反射されやすくなり、発 光装置 1の発光強度が向上される。
[0060] 図 20 (a)、 (b)にお!/、て、基体 2は発光素子 3 (23)の透光性電極 34 (234)の直下 領域が粗面化されている。このような構成により、特に発光素子 3 (33)の内部より出 射された光が照射されやすい領域の基体 2の表面において、光の反射効率を向上 することができる。
[0061] 本実施の形態の発光装置の他の例を図 21 (a)、 (b)に示す。図 21 (a)、 (b)に示す 発光装置は、発光素子 3 (23)と対向する位置の基体 2の表面 62と、第 2の配線バタ ーン 7Bの表面 67Bと力 粗面化されている。このような発光装置は、発光素子 3 (23 )の発光層 33 (233)より発生し、透光性電極 34 (234)を透過して基体 2側に進んだ 光を効率よく反射することができるため、発光装置の輝度が向上する。
[0062] 本実施の形態の発光装置の他の例を図 22 (a)、 (b)に示す。図 22 (a)、 (b)にお 、 て、発光素子 3 (23)の透光性電極 34 (234)の表面には、空気層 44が配置されてい る。また、発光素子 3の透光性電極 34と対向する位置の基体 2の表面 62と、第 2の配 線パターン 7Bの表面 67Bとは粗面化されている。このような構造により、発光素子 3 ( 23)より発生された光のうち、透光性電極と空気層 44との界面で反射せずに基体 2 側に進む光がある場合でも、基体 2の粗面化された領域 62および第 2の配線パター ン 7Bの粗面化された領域 67Bにおいて効率よく光を反射することができる。
[0063] 本実施の形態にぉ 、て、粗面化を施す方法としては、例えば、微粒子ブラスト材の ブラストゃスパッタ法による。
[0064] また、基体 2および第 1、第 2の配線パターンの 7A, 7Bの発光素子 3が実装された 領域の表面 62、 67Bを部分的に粗面化する方法として、基体 2および第 2の配線パ ターン 7Bの表面にセラミック粒子からなるフィルムを形成してもよ!/、。このようなフィル ムは、発光素子 3 (23)により放射された光を拡散する機能を有する。特に、発光素子 3 (23)が青色光を発生する発光ダイオードである場合、フィルムの材料として酸化チ タンを用いる。これにより、基体 2の表面や第 2の配線パターン 7Bの表面における光 の吸収が低減され、発光装置の発光強度が向上する。また、発光素子 3 (23)が紫外 光を発生する発光ダイオードである場合、フィルムの材料として紫外光を吸収しにく い酸ィ匕ジルコニウムを用いる。これにより、発光装置の発光強度を向上することがで きる。
[0065] (第 7の実施の形態）
本発明の発光装置の第 7の実施の形態について説明する。図 23〜図 29はそれぞ れ本実施形態の発光装置 17の各種例を示す断面図である。発光装置 17は、基体 2 上に搭載された発光素子 73と、発光素子 73を覆って基体 2上に設けられた第 1の層 74と、発光素子 73の表面を覆い第 1の層 74上に設けられた第 2の層 75とを備えて いる。
[0066] 本実施の形態において、基体 2の第 1の面 2aには、配線パターンに対して電気的 に短絡しな 、ように、アルミニウム (A1) ,銀 (Ag) ,金 (Au) , 白金 (Pt) ,または Cu等 の金属からなる反射層が、蒸着法ゃメツキ法により設けられている。これにより、発光 素子 73により発生された第 1の光が基体 2内部へ透過することを低減でき、また、発 光素子 73により発生された第 1の光は、基体 2の上方へ効率良く反射される。
[0067] 本実施形態の発光装置 17は、第 2の層 75より屈折率の小さい第 1の層 74を、第 2 の層 75と基体 2との間に有する。このような構成により、発光素子 73により発生された 第 1の光のうち、発光素子 73より下方に発せられた一部の光 L1は、第 1の層 74と第 2の層 75との界面で全反射される。また、発光素子 73により発生された第 1の光のう ち、発光素子 73より下方に発せられ、第 1の層 74と第 2の層 75との界面で全反射さ れない光 L3は、第 1の層 74の内部に入射する。図 23 (c)に示すように、第 1の層 74 の内部に入射した光 L3は、第 2の層 75から第 1の層 74へ入射する入射角 α 1より大 きな屈折角《2で屈折され、基体 2上面で反射された後に第 2の層 75に再び入射す る。
[0068] ここで、第 2の層 75の光が入射された位置 iと、第 2の層 75の光が出射された位置 o との間の距離を、第 2の層 75のみ力もなる第 1の構造 71 (図 23 (b) )と、第 1の構造 7 1と同じ厚みを有し、第 1の層 74と第 2の層 75とからなる第 2の構造 72 (図 23 (c) )と で比較する。図 23 (c)に示す第 1の層 74を有する第 2の構造 72における第 2の層 75 の光が入射された位置 iと出射された位置 oとの間の距離 Yは、図 23 (b)に示す第 1 の構造 71における第 2の層 75の光が入射された位置 iと出射された位置 oとの間の 距離 Xよりも大きい。従って、図 23 (c)に示すように、第 1の層 74を有する構造に入射 された光の方力 入射位置 iから、より離れた位置 oに出射される。
[0069] すなわち、発光素子 73により発生されて、第 1の層 74中に進む第 1の光のうち、第 1の層 74と第 2の層 75との界面の垂線に対して、臨界角より大きな角度で入射する 光は、スネルの法則によって界面で全反射される。また、界面の垂線に対して、臨界 角より小さな角度で入射する光の一部は、界面を透過して第 1の層 74中に入射する 。そして、第 1の層 74中に入射した光は、入射角より大きな屈折角で屈折される。す なわち、第 1の層 74中に入射した光は、第 1の層 74表面に対して浅い角度で進行し 、基体 2上面で反射されて、再び第 2の層 75に入射し、第 2の層 75の表面から出射さ れる。そして、第 2の層 75表面の光の入射位置 iと出射位置 oとの距離は、第 1の層 7 4を介さない図 23 (b)の場合よりも大きくなり、光が拡散されて第 2の層 75の外部に 放射されること〖こなる。
[0070] その結果、発光素子 73により発生された第 1の光のうち、発光素子 73よりも下方に 発せられた光は、第 1の層 74と第 2の層 75との界面で低損失に全反射され、第 2の 層 75中を伝搬して第 2の層 75の外部に放出される。また、発光素子 73により発生さ れた第 1の光のうち、第 1の層 74中に入射した光は、第 1の層 74と第 2の層 75との屈 折率差によって、より拡散される。そして、これらの光が上方に伝搬して発光装置の 外部に放出されるので、発光装置の光の放射強度 (点放射源からある方向の微小立 体角内に出る放射束をその立体角で割った値)および放射照度 (ある面に入射する 放射束をその面の面積で割った値)が向上するとともに、被照射面における放射強 度のむら (不均一性)が抑制される。
[0071] また、図 24 (a)〜（c)に示すように、第 1の層 74の、発光素子 3からの光が入射する 面力 凹凸面 74aとして形成されることがより好ましい。これによつて、発光素子 3から の光が第 1の層 74の表面で乱反射されるとともに、発光素子 3から側方に放射される 光が凹凸面 74aの凸部 74b側面に照射されるので、凸部 74b側面に立てた垂線と入 射光とが成す入射角を小さくすることができる。これによつて、発光素子 3から放射さ れる光が全反射することなく第 1の層 74に入射しやすくなる。その結果、発光素子 3 力も第 1の層 74に入射する光の放射束が増加することになり、第 1の層 74と第 1の層 74との屈折率差を利用して光の入射位置と出射位置との距離を大きくすることができ る。
[0072] 凹凸面 74aは、図 24 (a)に示すように、第 1の層 74の表面に半球状の凸部 74bが 形成されることによつてもよいし、図 24 (b)に示すように、三角形状の凸部 74bが形成 されることによつてもよいし、図 24 (c)に示すように、各々独立した半球状の凸部 74b が基体 2の表面に配列されるように形成されてもよ!ヽ。
[0073] また、図 24 (b)に示すように、三角形状の凸部 74bである場合、二等辺三角形であ る必要はなぐ例えば、凸部 74bの発光素子 73に対向する側の面は、発光素子 73 力もの光が基体 2の上面 2bに対して垂直方向に反射されるように、あるいは、さらに 枠体 (反射部材） 9を介して反射される光が基体 2の上面 2bに対して垂直方向に反 射されるように等の所望角度に全反射されるような傾斜面として形成され、他の面は 、発光素子 73からの光と平行な傾斜面となるように形成されてもよい。また、このよう な凸部 74bが平面視にお 、て発光素子 73を取り巻くように環状に形成されて!ヽても よい。
[0074] さらに、第 1の層 74は、図 24 (c)に示すように、凸部 74bと隣接する凸部 74bとの間 に基体 2の上面が露出するように設けられており、第 2の層 75と基体 2の上面 2bとが この露出部にお！、て接着されるように形成されて!、ることがより好まし！/、。これによつ て、それぞれ分割された第 1の層 74の体積は小さくなり、発光装置を作動させる際の 作動環境や発光素子 3からの熱による、第 1の層 74の熱膨張や熱収縮が小さくなる とともに、基体 2と第 2の層 75との接着強度が増加する。その結果、発光装置を作動 させる際の第 1の層 74の熱膨張や熱収縮によって生じる基体 2と第 2の層 75との剥 がれが低減され、発光装置を長期間にわたって正常に作動させることができる。
[0075] さらにまた、第 1の層 74は、発光素子 3の発光部 (発光素子 3の活性層）より下側に 配置されるように形成されることがより好ましい。第 1の層 74が発光部より上側にある 場合、発光部より下方に発せられる光は、第 1の層 74の上面で反射されない。よって 、第 1の層 74は、発光部より下側に配置されることがより好ましい。たとえば、第 1の層 74は、搭載部 2aを取り囲むように形成された基体 2上面の切り欠き部に、未硬化の 第 1の層 74が充填されるとともに硬化されることによって形成されてもよぐまたは基 体 2の上面から凸状に突出させた搭載部 2aの周囲に未硬化の第 1の層 74が塗布さ れるとともに硬化されることによって形成されてもよい。なお、第 1の層 74の下面は、 基体 2上面に設けられた複数の切り欠き部に未硬化の第 1の層 74が充填されるととも に硬化されることにより、凹凸状に形成されてもよい。
[0076] 第 1の層 74を構成する第 1の透光性材料は、光の屈折率が第 2の層 75を構成する 第 2の透光性材料の屈折率よりも小さいものから選ばれ、例えば、屈折率が 1. 5〜1 . 61のエポキシ榭脂、屈折率が 1. 4〜1. 52のシリコン榭脂、屈折率が 1. 3程度の フッ素系榭脂、または屈折率が 1. 5程度のゾルーゲルガラス等の透光性の材料から 選ばれ、第 2の層 75との屈折率差によって適宜選定される。特に第 1の透光性材料 力 Sフッ素榭脂からなり、第 2の層 75がシリコン榭脂からなる場合、第 1の層 74と第 2の 層 75との界面で発光素子により発生された光を高効率に反射できる。また、第 1の層 74が、第 2の層 75中に気体を含ませた気泡である場合、例えば空気は屈折率がほ ぼ 1なので、第 2の層 75との屈折率差を大きくできる点で好適である。
[0077] 例えば、図 23に示す第 1の層 74は、未硬化の榭脂製第 1の層 74を、基体 2の上面 2bにおける発光素子 73の発光部より下側に塗布するとともに、加熱等によって硬化 させて形成されたり、気泡状に気体を含ませた第 1の層 74を基体 2の上面 2bに塗布 して硬化させたりすればよい。そして、その上力も未硬化の第 2の層 75を、第 1の層 7 4および発光素子 73を被覆するように塗布し、これを加熱等によって硬化させれば、 第 2の層 75と基体 2との間に第 2の層 75より屈折率の小さ 、第 1の層 74が形成される [0078] または、第 1の層 74は、板状に形成された第 1の層 74が接着剤で基体 2の上面 2b に接着されることによって形成されてもよい。その後、第 1の層 74および発光素子 73 を被覆するように、基体 2の上面 2bに未硬化の第 1の層 74が塗布されたり、発光素 子 73が収納される凹部が形成された第 2の層 75が第 1の層 74に接着固定されたりし 、第 1の層 74が形成される。
[0079] さらに、第 1の層 74に凹凸面 74aが形成されている場合は、金型成形や切削成形 等の成形加工によって所望の凸部 74bが形成された板状の第 1の層 74を基体 2の 上面 2bに接着固定し、この第 1の層 74および発光素子 73を被覆するように未硬化 の第 2の層 75が塗布されて硬化されることによって、または、発光素子 73が収納され る凹部が形成された第 2の層 75がこの第 1の層 74に第 2の層 75と同程度の屈折率を 有する榭脂接着剤によって接着されることによって形成される。
[0080] また、第 1の層 74は、図 25に示すように、基体 2の上面 2bと第 2の層 75との一部が 接着され、残部が空隙または空洞として形成された空隙部または空洞部であってもよ い。この場合、発光装置の作動環境における外部力もの熱が、第 1の層 74によって、 外部基板力も基体 2を介して第 2の層 75に伝達され難くなる。これらにより、発光装置 17は、発光素子 73から第 2の層 75を介して所望の配光分布で光を放出することが できるとともに、基体 2と第 2の層 75との接着界面に集中する応力が減少し、第 2の層 75が基体 2から剥離し難くなる。
[0081] また、第 1の層 74は、次の方法によって形成してもよい。すなわち、図 26に示すよう に、基体 2の上面 2bの算術平均粗さ Raが 0.1〜1 μ mである凹凸面 2dを形成してお き、基体 2を第 1の層 74の熱硬化温度以上に加熱した後に、基体 2の上面 2bに未硬 化の第 2の層 75をディスペンサー等の塗布装置によって基体 2の上面 2bおよび発光 素子 73を被覆するように塗布する。これにより、基体 2の上面 2bの凹凸部 2dに残留 した気体の熱膨張によって形成された気泡から成る第 1の層 74が形成される。
[0082] 第 2の層 75は、図 27 (b)に示すように、枠体 9の内周面 9aの上端部より下側に注入 されることがより好ましい。これにより、第 2の層 75より出射された光力 さらに上方に 延在する内周面 9aで上方に反射されることになり、指向性の高い光を放出できる発 光装置とできるとともに、発光装置の光の放射強度が向上する。
[0083] 第 2の層 75は、シリコーン榭脂，エポキシ榭脂，ユリア榭脂等の透明榭脂や、低融 点ガラス，ゾル—ゲルガラス等の透明ガラス等カゝら成る。なお、第 2の層 75は透光性 を有しており、少なくとも発光素子 73の光を透過することができる。
[0084] 第 2の層 75は、発光素子 73表面に密着させて配置することにより、発光素子 73と 第 2の層 75との屈折率差によって発光素子 73の内部力も効率よく光を取り出すこと ができるとともに、発光素子 73内部における光の反射損失が発生するのを有効に抑 ff¾することができる。
[0085] 図 28 (a)に、第 2の層 75に、発光素子 73の発する光を波長変換する波長変換粒 子 6aを内部に含有させた図を示す。波長変換粒子 6aによって波長変換された所望 の波長スペクトルを有する光、または発光素子 73からの光と波長変換粒子 6aによつ て波長変換された光とが混合された所望の波長スぺ外ルを有する光が発光装置より 放出される。さらに、第 1の層 74で低損失に乱反射された光は、第 2の層 75中に均 一に分散された波長変換粒子 6aに万遍なく照射される。その結果、発光素子 73から の光によって照射される波長変換粒子 6aが増加し、発光装置の光の放射束が向上 するとともに、波長変換粒子 6aが第 1の層 74で乱反射された光によって均一に照射 されることにより、発光装置より放出される光の色ムラや色バラツキを抑制できる。この ような第 2の層 75は、基体 2の上面 2bに第 1の層 74が形成された後、波長変換粒子 6aが含有された未硬化の第 1の層 74をディスペンサー等の注入器により、第 1の層 7 4の上面に発光素子 73を被覆するように塗布し、熱硬化させるなどの方法によって形 成される。
[0086] 波長変換部材 6は、第 1の層 74との屈折率差が小さぐ紫外光領域から可視光領 域の光に対して透過率の高いシリコーン榭脂，エポキシ榭脂，ユリア榭脂等の透明 榭脂や、低融点ガラス，ゾルーゲルガラス等の透明ガラス等カゝら成り、波長変換粒子 6aが含有されている。
[0087] 図 28 (b)、図 29 (a)に、第 2の層 75の表面に、発光素子 73の発する光を波長変換 する波長変換部材 6が配置されている図を示す。このような構成により、第 1の層 74 で低損失に乱反射された光は、第 2の層 75を伝搬しながら、より広範囲に拡散され、 波長変換部材 6へ入射する。その結果、波長変換部材 6に含有されたそれぞれの波 長変換粒子 6aに照射される発光素子 73からの光が増加し、発光装置の光の放射束 が増加する。さらに、第 1の層 74によって乱反射された光が波長変換部材 6全体を万 遍なく照射することにより、波長変換部材 6に入射する光の放射強度のバラツキが少 なくなり、発光装置より放出される光の色バラツキや色ムラが抑制される。このような波 長変換部材 6は、波長変換粒子 6aが含有された未硬化の液状榭脂ゃ液状ガラスを ディスペンサー等の注入器により、第 2の層 75を被覆するように塗布し、熱硬化させ るなどの方法によって形成されたり、波長変換粒子 6aが含有された板状の波長変換 部材 6が第 2の層 75を被覆するように配置されたりすることによって、第 2の層 75の表 面に配置される。
[0088] そして、この波長変換粒子 6aを第 2の層 75および波長変換部材 6の少なくとも一方 、すなわち、第 2の層 75に、または波長変換部材 6に、または第 2の層 75および波長 変換部材 6の両方に含有させればょ 、。
[0089] また、図 29 (b)に示す構成においては、第 2の層 75の表面力も離間して、発光素 子 73の発する光を波長変換する波長変換部材 6が配置されている。
[0090] 本実施形態の発光素子 73は、少なくとも紫外領域力も青色領域に含まれる光を発 する。すなわち、発光素子 73からの光を波長変換する波長変換粒子 6aとして、第 2 の層 75および波長変換部材 6の少なくとも一方に、発光素子 73の光によって励起さ れ蛍光を発生する蛍光体を含有させた場合、少なくとも紫外領域から青色領域の短 波長でエネルギーの高 、発光素子 73の光によって、発光素子 73の光より長波長で エネルギーの低い蛍光に変換する波長変換効率の良好な蛍光体の選択肢が増え、 発光装置の光の放射束を増加させることができる。
[0091] また、発光素子 73は、発光装置から白色光や種々の色の光を視感性よく放出させ ると 、う観点から、 200乃至 500nmの紫外光から近紫外光または青色光で発光する 素子であるのがよい。例えば、サファイア基板上にガリウム（Ga)—窒素 (N) , A1-G a-N,インジウム (In)— GaN等力も構成されるバッファ層， N型層，発光層（活性層 ) , P型層を順次積層した窒化ガリウム系化合物半導体やシリコンカーバイド (SiC)系 化合物半導体，酸化亜鉛系化合物半導体，セレンィ匕亜鉛系化合物半導体，ダイヤ モンド系化合物半導体または窒化ホウ素系化合物半導体等が用いられる。
[0092] また、発光素子 73は、その電極が Au— Sn, Sn— Ag, Sn— Ag— Cuまたは Sn— Pb等のロウ材ゃ半田を用いた金属バンプ、または Auや Ag等の金属を用いた金属 バンプ、エポキシ榭脂等の樹脂に Ag等の金属粉末を含有して成る導電性榭脂から 成る導電性部材 10を介してフリップチップ実装によって配線パターンに電気的に接 続される。例えば、配線パターン上にペースト状の Au— Snや Pb— Sn等の半田材ゃ Agペースト等力もなる導電性部材 10がディスペンサー等を用いて載置され、発光素 子 73の電極と導電性部材 10とが接触するように発光素子 73が搭載され、その後、 全体が加熱されることにより、発光素子 73の電極と配線パターンとが導電性部材 10 によって電気的に接続された発光装置を作製する方法や、配線パターン上にペース ト状の Au— Snや Pb - Sn等の半田材カも成る導電性部材 10がディスペンサー等を 用いて載置されるとともに、全体が加熱され、その後、発光素子 73の電極と導電性部 材 10とが接触するように発光素子 73が搭載され、発光素子 73の電極と配線パター ンとが導電性部材 10によって電気的に接続された発光装置を作製する方法等があ る。なお、配線パターンおよび発光素子 73の電極を、例えば、ボンディングワイヤ等 の導電性部材 10で電気的に接続する方法を用いてもよぐフリップチップ実装しか用 V、ることができな 、ものではな 、。
[0093] そして、発光素子 73は、搭載部 2aに搭載されるとともに配線パターンに導電性部 材 10を介して電気的に接続された後に、基体 2の上面 2bや枠体 9の内側に発光素 子 73を被覆するように第 2の層 75が配置されるとともに、基体 2の上面 2bと第 2の層 75との接合部において第 1の層 74が配置される。
[0094] (第 8の実施の形態）
次に、本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は、上述の発光装 置を光源として所定の配置となるように設置したことにより、または本発明の複数個の 発光装置から成る発光装置群を、例えば、格子状や千鳥状，放射状，円状や多角形 状の同心状に複数群配置したもの等の所定の配置となるようにしたものである。これ により、従来の照明装置よりも強度ムラの抑制されたものとすることができる。
[0095] また、本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発 光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射板や光学レンズ、光拡散板等の光 反射手段 103を設置することにより、任意の配光分布の光を放射できる照明装置と することができる。
[0096] 例えば、図 30,図 31に示す平面図，断面図のように複数個の発光装置 101が発 光装置駆動回路基板等の発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部 102に複 数列に配置され、発光装置 101の周隨こ任意の形状に光学設計した光反射手段 10 3が設置されて成る照明装置の場合、隣接する一列上に配置された複数個の発光装 置 101において、隣り合う発光装置 101との間隔が最短に成らないような配置、いわ ゆる千鳥状とすることが好ましい。即ち、発光装置 101が格子状に配置される際には 、光源となる発光装置 101が直線上に配列されることによりグレアが強くなり、このよう な照明装置が人の視覚に入ってくることにより、不快感を起こしやすくなるのに対し、 千鳥状とすることにより、グレアが抑制され人間の目に対する不快感を低減すること ができる。さらに、隣り合う発光装置 101間の距離が長くなることにより、隣接する発光 装置 101間の熱的な干渉が抑制され、発光装置 101が実装された駆動部 102内に おける熱のこもりが抑制され、発光装置 101の外部に効率よく熱が放散される。その 結果、人の目に対しても不快感が少なぐ長期間にわたって光学特性の安定した長 寿命の照明装置を作製することができる。
[0097] また、照明装置が、図 32,図 33に示す平面図，断面図のような駆動部 102上に複 数の発光装置 101から成る円状や多角形状の発光装置 101群を、同心状に複数群 形成した照明装置の場合、 1つの円状や多角形状の発光装置 101群における発光 装置 101の配置数を照明装置の中央側より外周側ほど多くすることが好ましい。これ により、発光装置 101同士の間隔を適度に保ちながら発光装置 101をより多く配置す ることができ、照明装置の光の放射照度をより向上させることができる。また、照明装 置の中央部の発光装置 101の密度を低くして駆動部 102の中央部における熱のこも りを抑制することができる。よって、駆動部 102内における温度分布が一様となり、照 明装置を設置した外部電気回路基板やヒートシンクに効率よく熱が伝達され、発光 装置 101の温度上昇を抑制することができる。その結果、発光装置 101は長期間に わたり安定して動作することができるとともに長寿命の照明装置を作製することができ る。
[0098] このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる、一般照明用器具 、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装，展示用照 明器具、街路灯用照明器具、誘導灯器具および信号装置、舞台およびスタジオ用の 照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト 、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等や、 調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スィ ツチ、光センサー、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
[0099] また、上記実施の形態の説明にお 、て上下左右と!/、う用語は、単に図面上の位置 関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味す るものではない。
図面の簡単な説明
[0100] [図 1]本発明の第 1実施形態による発光装置の斜視図である。
[図 2]本発明の第 1実施形態による発光装置の断面図である。
[図 3]本発明の第 1実施形態に用いられる発光素子の構造を示す断面図である。
[図 4]本発明の第 1実施形態による発光装置の光学的機能を示す概念図である。
[図 5]本発明の第 2実施形態による発光装置を示す断面図である。
[図 6]本発明の第 2実施形態に用いられる発光素子の構造を示す断面図である。
[図 7]本発明の第 2実施形態による発光装置の光路を示す概念図である。
[図 8]本発明の第 3実施形態による発光装置を示す断面図である。
[図 9]本発明の第 3実施形態による発光装置の他の例を示す断面図である。
[図 10]本発明の第 4実施形態による発光装置の要部拡大断面図である。
[図 11]本発明の第 4実施形態による発光装置の他の例を示す要部拡大断面図であ る。
[図 12]本発明の第 4実施形態による発光装置の他の例を示す要部拡大断面図であ る。
[図 13]本発明の第 4実施形態による発光装置の他の例を示す要部拡大断面図であ る。 [図 14] (a)は、本発明の第 5実施形態による発光装置を示す断面図である。（b)は、（ a)の要部拡大断面図である。
[図 15] (a)は、本発明の第 5実施形態による発光装置の他の例を示す断面図である。 (b)は、（a)の要部拡大断面図である。
[図 16]本発明の第 5実施形態による発光装置の他の例を示す断面図である。
[図 17]本発明の第 5実施形態による発光装置の他の例を示す断面図である。
[図 18]本発明の第 5実施形態による発光装置の他の例を示す断面図である。
[図 19]本発明の第 5実施形態による発光装置の他の例を示す断面図である。
[図 20]本発明の第 6実施形態による発光装置を示す断面図である。
[図 21] (a)は、本発明の第 7実施形態による発光装置の一例を示す断面図である。（ b)および (c)は、第 7実施形態による発光装置の光学的機能を示す図である。
[図 22]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 23]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 24]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 25]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 26]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 27]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 28]本発明の発光装置の第 7実施形態の他の例を示す断面図である。
[図 29] (a) (b)本発明の第 7実施形態による発光装置を示す断面図である。
[図 30]本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
[図 31]図 30の照明装置の断面図である。
[図 32]本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
[図 33]図 32の照明装置の断面図である。
符号の説明
1 :発光装置
2 :基体
3 :発光素子
34 :透光性電極 A:第 1の面B:第 2の面:第 1の層:第 2の層

Claims

請求の範囲
[I] 基体と、
透光性電極が形成された下面を有し、前記基体上に実装された発光素子と、 前記透光性電極の屈折率より小さい第 1の屈折率を有し、前記発光素子の前記透 光性電極を覆って前記基体上に設けられた第 1の層と、
前記第 1の屈折率より大きい第 2の屈折率を有し、前記発光素子および前記第 1の 層を覆う透光性の第 2の層と、を備えた発光装置。
[2] 前記第 1の層が透光性材料力 なることを特徴とする請求項 1に記載の発光装置。
[3] 前記第 1の層がフッ素榭脂からなり、前記第 2の層がシリコン榭脂からなることを特徴 とする請求項 2に記載の発光装置。
[4] 前記基体の前記第 1の層が設けられた領域の表面が粗面であることを特徴とする請 求項 3に記載の発光装置。
[5] 前記発光素子が前記第 1の層に接している側面を有することを特徴とする請求項 3に 記載の発光装置。
[6] 前記第 1の層の前記発光素子の前記側面の近傍が、前記第 1の層の他の部分よりも 厚いことを特徴とする請求項 5に記載の発光装置。
[7] 前記第 1の層が空隙であることを特徴とする請求項 1に記載の発光装置。
[8] 前記発光素子は光を発生する発光層を有し、前記発光層により発生された前記光は
、前記発光層から前記透光性電極内に進み、前記第 2の層に放射されることを特徴 とする請求項 1に記載の発光装置
[9] 前記発光素子の前記透光性電極内を進む光は、前記第 1の層によって光出射方向 へ進むことを特徴とする請求項 8に記載の発光装置。
[10] 前記第 2の層が、前記発光素子の上面を覆うことを特徴とする請求項 1に記載の発光 装置。
[II] 前記第 2の層が、前記第 1の層に接する下面を有することを特徴とする請求項 1に記 載の発光装置。
[12] 前記第 2の層の前記下面が、前記発光素子の前記発光層よりも上方に設けられてい ることを特徴とする請求項 11に記載の発光装置。
[13] 前記第 2の層に放射された光は、前記第 1の層によって光出射方向へ進むことを特 徴とする請求項 12に記載の発光装置。
[14] 前記基体の前記発光素子が実装された領域の表面に、前記発光素子の光を拡散す るフィルムが設けられて 、ることを特徴とする請求項 1に記載の発光装置。
[15] 前記発光素子が青色光を発生する発光ダイオードであり、前記フィルムが酸化チタ ンカもなることを特徴とする請求項 14に記載の発光装置。
[16] 前記発光素子が紫外光を発生する発光ダイオードであり、前記フィルムが酸化ジル コ-ゥムカもなることを特徴とする請求項 14に記載の発光装置。
[17] 基体と、
透光性電極が形成された下面を有し、前記基体上に実装された発光素子と、 前記透光性電極内を進む光を全反射によって光出射方向へ導く光反射手段と、 前記発光素子を覆い、透光性材料から形成された透光性層と、
を備えた発光装置。
[18] 光源と、
前記光源力も放射された光を全反射によって光出射方向へ導く第 1の光反射手段と 前記第 1の光反射手段によって導かれた光を全反射によって光出射方向へ導く第 2 の光反射手段と、
を備えた発光装置。
[19] 前記光源は、 210ηπ！〜 470nmの少なくとも一部の波長を有する光を発生すること を特徴とする請求項 18に記載の発光装置。
[20] 前記第 2の光反射手段から放射された光の波長を変換して放射する波長変換手段 をさらに備えたことを特徴とする請求項 18記載の発光装置。
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