(57)【要約】【課題】光取出し効率の向上を図ることで、高輝度な発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】発光装置は、発光面Ｓ1から光を出射する発光素子３０と、発光素子３０が搭載面に搭載されたプリント配線基板２０と、発光素子２０を覆い封止する封止層５０と、発光素子３０の周囲のプリント配線基板２０に配置され、反射材を含有した反射層４０とを備えている。封止層５０は、発光素子３０の発光面Ｓ1から封止層５０の界面Ｓ3までの高さが、下限値Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ，上限値Ｔ2＝Ｌ2／２×１／ｔａｎθである。但し、Ｌ1は、発光素子３０の発光面Ｓ1の外接円の半径の長さ、Ｌ2は、プリント配線基板２０に形成された反射層４０の内接円の半径から長さＬ1を引いた長さ、θは、封止層５０と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ1と長さＬ2とはＬ1×２≦Ｌ2の関係である。【選択図】図２
2014093434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面から光を出射する発光素子と、
前記発光素子が搭載面に搭載された基体と、
前記発光素子を覆い封止する封止層と、
前記発光素子の周囲の前記基体上に配置され、反射材を含有した反射層とを備え、
前記発光素子の発光面から前記封止層の界面までの高さについて、式（１），（２）で示される下限値Ｔ1と上限値Ｔ2としたことを特徴とする発光装置。
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（１）
Ｔ2＝Ｌ2／２×１／ｔａｎθ  ・・・（２）
（但し、Ｌ1は、前記発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ2は、前記発光素子の発光面の中心から前記反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さ、θは、前記封止層と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ1と長さＬ2とはＬ1×２≦Ｌ2の関係である。）
【請求項２】
前記発光素子の発光面および前記反射層の反射面は、それぞれの外周の輪郭が正方形状に形成され、
前記発光素子と前記反射層とは、中心位置を合わせて配置され、
前記長さＬ1は、前記発光素子の発光面の外接円の半径であり、前記長さＬ2は、反射面の内接円の半径から前記長さＬ1を引いた長さである請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
発光面から光を出射する発光素子と、
前記発光素子が搭載面に搭載された基体と、
前記発光素子を覆い封止する封止層と、
前記発光素子の周囲の前記基体上に配置され、反射材を含有した反射層と、
前記反射層に配置され、前記発光素子から離れるに従って高さが高くなる傾斜面が形成され、前記傾斜面により光を反射する反射部材とを備え、
前記発光素子の発光面から前記封止層の界面までの高さについて、式（３），（４）で示される下限値Ｔ1と上限値Ｔ2としたことを特徴とする発光装置。
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（３）
Ｔ2＝Ｔ1＋Ｌ3／２×１／ｔａｎθ  ・・・（４）
（但し、Ｌ1は、前記発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ3は、前記発光素子の発光面の中心から前記反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さ、θは、前記封止層と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ3はＬ3≧０である。）
【請求項４】
前記傾斜面は、傾斜角度が前記臨界角θより小さい請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子の発光面および前記反射層の反射面は、それぞれの外周の輪郭が正方形状に形成され、
前記発光素子と前記反射層とは、中心位置を合わせて配置され、
前記反射部材は、前記反射層を円形に露出させ、
前記長さＬ1は、前記発光素子の発光面の外接円の半径であり、前記長さＬ3は、反射部材が露出させた円形の半径から前記長さＬ1を引いた長さである請求項３または４記載の発光装置。
【請求項６】
前記反射層の表面に凹凸が形成されている請求項１から５のいずれかの項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射材を含有した反射層が発光素子に隣接されて配置され、全体を封止層により封止した発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光装置は、基板に搭載された発光素子を保護するために樹脂により封止されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の発光装置は、発光素子を封止する樹脂層が流動性を有する樹脂を含む液状充填剤を滴下して硬化させており、その封止した樹脂層の上面が扁平な水平面になるように、該樹脂層の粘度を１５〜５５Ｐａ・ｓの範囲に、かつ、該樹脂層のチクソ値を２．０〜４．０の範囲に設定したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の発光装置では、樹脂層と空気との界面にて、発光素子の出射方向が臨界角以上になると、全反射が発生する。発光素子の光が、樹脂層と空気との界面にて全反射すると、戻り光となってしまい、再度反射して樹脂層から出射すればよいが、発光素子内へ戻ってしまったり、反射を繰り返す度に減衰してしまったりすれば、光取出し効率の低下となる。
【０００６】
そこで本発明は、光取出し効率の向上を図ることで、高輝度な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、発光面から光を出射する発光素子と、前記発光素子が搭載面に搭載された基体と、前記発光素子を覆い封止する封止層と、前記発光素子の周囲の前記基体上に配置され、反射材を含有した反射層とを備え、前記発光素子の発光面から前記封止層の界面までの高さについて、式（１），（２）で示される下限値Ｔ1と上限値Ｔ2としたことを特徴とする。
【０００８】
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（１）
Ｔ2＝Ｌ2／２×１／ｔａｎθ  ・・・（２）
（但し、Ｌ1は、前記発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ2は、前記発光素子の発光面の中心から前記反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さ、θは、前記封止層と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ1と長さＬ2とはＬ1×２≦Ｌ2の関係である。）
また、本発明の発光装置は、発光面から光を出射する発光素子と、前記発光素子が搭載面に搭載された基体と、前記発光素子を覆い封止する封止層と、前記発光素子の周囲の前記基体上に配置され、反射材を含有した反射層と、前記反射層に配置され、前記発光素子から離れるに従って高さが高くなる傾斜面が形成され、前記傾斜面により光を反射する反射部材とを備え、前記発光素子の発光面から前記封止層の界面までの高さについて、式（３），（４）で示される下限値Ｔ1と上限値Ｔ2としたことを特徴とする。
【０００９】
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（３）
Ｔ2＝Ｔ1＋Ｌ3／２×１／ｔａｎθ  ・・・（４）
（但し、Ｌ1は、前記発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ3は、前記発光素子の発光面の中心から前記反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さ、θは、前記封止層と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ3はＬ3≧０である。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光装置は、封止層の高さを、式（１），（２）または式（３），（４）で決定される下限値Ｔ1以上、上限値Ｔ2以下とすることで、発光素子の発光面からの光であって、封止層の界面にて全反射した光を、反射層の反射面にて反射させることができるので、光取出し効率の高い発光素子とすることができる。従って、発光素子を高輝度とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図
【図２】図１に示す発光装置の封止層の下限値および上限値を説明するための図、（Ａ）は下限値を説明するための一部断面図、（Ｂ）は下限値を算出するための式の説明図、（Ｃ）は上限値を説明するための一部断面図、（Ｄ）は上限値を算出するための式の説明図
【図３】図１に示す発光装置の発光素子の発光面と反射層の反射面とから封止層の下限値および上限値を説明するための平面図
【図４】図１に示す発光装置の発光素子の発光面と反射層の反射面とから封止層の高さの下限値および上限値を算出した例を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る発光装置の変形例を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図
【図６】本発明の実施の形態２に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図
【図７】図６に示す発光装置の封止層の下限値および上限値を説明するための図、（Ａ）は下限値を説明するための一部断面図、（Ｂ）は下限値を算出するための式の説明図、（Ｃ）は上限値を説明するための一部断面図、（Ｄ）は上限値を算出するための式の説明図
【図８】本発明の実施の形態２に係る発光装置の変形例を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願の第１の発明は、発光面から光を出射する発光素子と、発光素子が搭載面に搭載された基体と、発光素子を覆い封止する封止層と、発光素子の周囲の基体上に配置され、反射材を含有した反射層とを備え、発光素子の発光面から封止層の界面までの高さについて、式（５），（６）で示される下限値Ｔ1と上限値Ｔ2としたことを特徴とした発光装置である。
【００１３】
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（５）
Ｔ2＝Ｌ2／２×１／ｔａｎθ  ・・・（６）
（但し、Ｌ1は、発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ2は、発光素子の発光面の中心から反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さ、θは、封止層と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ1と長さＬ2とはＬ1×２≦Ｌ2の関係である。）
第１の発明によれば、封止層の高さを、式（５），（６）で決定される下限値Ｔ1以上上限値Ｔ2以下とすることで、発光素子の発光面からの光であって、封止層の界面にて全反射した光を、反射層の反射面にて反射させることができるので、光取出し効率の高い発光素子とすることができる。
【００１４】
本願の第２の発明は、発光素子の発光面および反射層の反射面は、それぞれの外周の輪郭が正方形状に形成され、発光素子と反射層とは、中心位置を合わせて配置され、長さＬ1は、発光素子の発光面の外接円の半径であり、長さＬ2は、反射面の内接円の半径から前記長さＬ1を引いた長さであることを特徴とした発光装置である。
【００１５】
第２の発明によれば、発光素子の発光面および反射層の反射面を、それぞれの外周の輪郭が正方形状に形成し、発光素子と反射層とを、中心位置を合わせて配置したときに、長さＬ1を、発光素子の発光面の外接円の半径とし、長さＬ2を、反射面の内接円の半径から前記長さＬ1を引いた長さとすることができる。
【００１６】
本願の第３の発明は、発光面から光を出射する発光素子と、発光素子が搭載面に搭載された基体と、発光素子を覆い封止する封止層と、発光素子の周囲の基体上に配置され、反射材を含有した反射層と、反射層に配置され、発光素子から離れるに従って高さが高くなる傾斜面が形成され、傾斜面により光を反射する反射部材とを備え、発光素子の発光面から封止層の界面までの高さについて、式（７），（８）で示される下限値Ｔ1と上限値Ｔ2としたことを特徴とした発光装置である。
【００１７】
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（７）
Ｔ2＝Ｔ1＋Ｌ3／２×１／ｔａｎθ  ・・・（８）
（但し、Ｌ1は、発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ3は、発光素子の発光面の中心から反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さ、θは、封止層と接する媒質との界面における臨界角、長さＬ3はＬ3≧０である。）
第３の発明によれば、封止層の高さを、式（７），（８）で決定される下限値Ｔ1以上、上限値Ｔ2以下とすることで、発光素子の発光面からの光であって、封止層の界面にて全反射した光を、反射層の反射面と反射部材の傾斜面にて反射させることができるので、光取り出し効率の高い発光素子とすることができる。
【００１８】
本願の第４の発明は、第２の発明において、傾斜面は、傾斜角度が臨界角θより小さいことを特徴とした発光装置である。
【００１９】
第４の発明によれば、傾斜面にて反射した光は、傾斜面が臨界角より小さいため、封止層の界面に入射するときには臨界角より小さい角度で入射する。従って、再び、封止層の界面で全反射することを防止することができ、封止層から出射させることができる。
【００２０】
本願の第５の発明は、第３または第４の発明において、発光素子の発光面および反射層の反射面は、それぞれの外周の輪郭が矩形状に形成され、発光素子と反射層とは、角部を合わせて配置され、反射部材は、反射層を円形に露出させ、長さＬ1は、発光素子の発光面の外接円の半径であり、長さＬ3は、反射部材が露出させた円形の半径から前記長さＬ1を引いた長さであることを特徴とした発光装置である。
【００２１】
第５の発明によれば、発光素子の発光面および反射層の反射面を、それぞれの外周の輪郭が正方形状に形成し、発光素子と反射層とを、中心位置を合わせて配置し、反射部材が、反射層を円形に露出させているときに、長さＬ1を、発光素子の発光面の外接円の半径とし、長さＬ3を、反射部材が露出させた円形の半径から長さＬ1を引いた長さとすることができる。
【００２２】
本願の第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、反射層の表面に凹凸が形成されていることを特徴とした発光装置である。
【００２３】
第６の発明によれば、反射層の表面を凹凸とすることで、発光素子からの直接の光、および封止層の界面による全反射した光を、反射層の表面で拡散光として反射させることができる。従って、反射層の表面による拡散光は、封止層の界面にて全反射させにくくなるため、更に光取出し効率を高めることができる。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光装置を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す発光装置１０は、基体であるプリント配線基板２０と、発光素子３０と、反射層４０と、封止層５０とを備えている。
【００２６】
プリント配線基板２０は、輪郭が正方形状に形成された絶縁性基板２１に金属薄膜による配線パターンが形成されたものである。絶縁性基板２１としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂やＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン樹脂系の熱硬化樹脂）、セラミック、シリコンなどを採用することができる。配線パターンは、発光素子３０が搭載されて導通接続する搭載端子２２と、発光装置１０が実装基板（図示せず）に搭載されたときに、実装基板に形成された端子に導通する底面端子２３と、絶縁性基板２１を貫通するスルーホール端子２４とが形成されている。
【００２７】
搭載端子２２としては、発光素子３０のｎ側端子と接続するカソード端子２２ａと、ｐ側端子と接触するアノード端子２２ｂとが形成されている。底面端子２３としては、カソード側底面端子２３ａとアノード側底面端子２３ｂとが形成されている。スルーホール端子２４としては、カソード端子２２ａとカソード側底面端子２３ａとを導通接続するカソード側スルーホール端子２４ａと、アノード端子２２ｂとアノード側底面端子２３ｂとを導通接続するアノード側スルーホール端子２４ｂとが形成されている。
【００２８】
発光素子３０は、フリップチップタイプの発光ダイオードで、発光面Ｓ1の輪郭が正方形状に形成されている。発光素子３０は、プリント配線基板２０の中心位置に合わせると共に、発光素子３０とプリント配線基板２０との対角線方向を合わせることで、角部をプリント配線基板２０の角部に合わせて配置されている。発光素子３０は、基板と、半導体層と、ｎ側端子と、ｐ側端子とを備えている。基板は、半導体層を保持する役目を負う。材質としては、絶縁性のサファイアやＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮなどを採用することができる。半導体層は、ｎ型層と、発光層と、ｐ型層とを基板上に順次積層したものである。これらの半導体層の材質は、窒化ガリウム系化合物であれば好ましい。具体的には、それぞれ、ｎ型層をＧａＮ、発光層をＩｎＧａＮ、ｐ型層をＧａＮとするなどである。なお、ｎ型層やｐ型層としては、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮを用いることもできる。また、ｎ型層と基板との間に、ＧａＮやＩｎＧａＮで形成したバッファ層を形成することも可能である。更に、例えば、発光層は、ＩｎＧａＮとＧａＮとを交互に積層した多層構造（量子井戸構造）とすることもできる。
【００２９】
ｎ側端子は、基板上に積層したｎ型層と発光層とｐ型層の一部から、発光層とｐ型層を除去し、ｎ型層を露出させ、この露出させたｎ型層上に形成されている。ｐ側端子は、ｐ型層上に形成されている。ｐ側端子は発光層で発した光を基板の側に反射するために反射率の高いＡｇやＡｌ、Ｒｈ等により形成された端子である。
【００３０】
なお、発光素子３０としては、フリップチップタイプについて詳細を説明したが、他のタイプの発光素子でも用いることができる。
【００３１】
反射層４０は、発光素子３０が搭載されたプリント配線基板２０上の領域であって、発光素子３０の搭載領域の残余の領域に、発光素子３０の周囲を囲うように形成され、発光素子３０の発光面Ｓ1を露出させる高さ（基板の高さ）に形成されている。反射層４０は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの樹脂もしくはガラスといった主材である透明媒体中に発光素子３０からの光を反射する粒状体の反射材を分散させたものである。反射層４０は、光を反射する反射材として酸化チタンの粒子と分散剤とを液状樹脂に含有させたものを硬化させることで形成することができる。反射層４０を、粉体状の酸化チタンと分散剤とを液状樹脂に含有させたものを硬化させて形成することで、絶縁性を保ちつつ、反射機能を備えたものとすることができる。また、反射層４０を形成する際に、流動性を高めることを目的として、液状樹脂にチキソトロピー付与剤を添加してもよい。チキソトロピー付与剤としては、例えば、微粉末シリカ等が使用できる。
【００３２】
なお、本実施の形態１では、反射材として酸化チタンを使用しているが、酸化アルミや二酸化ケイ素、窒化ホウ素なども反射材として使用することが可能である。つまり、反射材は、絶縁性を有すると共に、反射機能を有する金属酸化物であれば、使用することが可能である。
【００３３】
封止層５０は、発光素子３０および反射層４０を覆うように天面が矩形状に形成されている。封止層５０には、樹脂もしくはガラスといった主材である透明媒体中に、発光素子３０からの青色光に励起されて補色となる黄色光に波長を変換する蛍光体を含有させることができる。黄色光を発光する蛍光体を封止層５０に含有させることで、発光素子３０からの青色光と蛍光体からの黄色光とが混色するので、白色光とすることができる。蛍光体としては、珪酸塩蛍光体やＹＡＧ系蛍光体を使用することができる。
【００３４】
透明媒体としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂を主成分とする樹脂や、ゾルゲル法で作製されるガラス材料を用いることもできる。ガラス材料は硬化反応温度が摂氏２００度程度のものもあり、バンプや端子各部に用いる材料の耐熱性を考慮しても好適な材料と言える。
【００３５】
ここで、封止層の高さ（厚み）について、図２に基づいて説明する。
【００３６】
図２（Ａ）に示すように、封止層５０の高さの下限値Ｔ1は、発光素子３０の発光面Ｓ1の一端から出射した臨界角θとなる光が、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射して、発光素子３０の発光面Ｓ1へ戻るのではなく、発光面Ｓ1の他端を超えて反射層４０へ進行して、反射層４０の反射面Ｓ2にて反射して封止層５０の界面Ｓ3へ再び向かわせることができる高さに設定される。
【００３７】
従って、図２（Ｂ）に示すように、発光素子３０の発光面Ｓ1の中心から最遠点までの長さをＬ1とすると、下限値Ｔ1と長さＬ1と臨界角θとの関係は、式（９）となる。
【００３８】
Ｌ1×１／Ｔ1＝ｔａｎθ  ・・・（９）
このことから封止層５０の高さの下限値Ｔ1は、式（１０）で決定することができる。
【００３９】
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（１０）
本実施の形態１では、図３に示すように、発光面Ｓ1は正方形状であるため、発光面Ｓ1の中心Ｏからの最遠点は、発光面Ｓ1の輪郭線と対角線との交点となる。従って、長さＬ1は、発光面Ｓ1の対角線の長さの１／２となる。封止層５０の高さを下限値Ｔ1より高く（厚く）すると、界面Ｓ3にて反射した光は、長さＬ1を半径とした円周Ｃ1（発光面Ｓ1の外接円）より外側に位置する反射層４０へ戻すことができる。
【００４０】
封止層５０の高さを下限値Ｔ1以上とすることで、円周Ｃ1に囲まれた範囲のうち、発光面Ｓ1の範囲を除く反射層４０には、反射した光が到達しないが、確実に円周Ｃ1より外側の反射層４０に、界面Ｓ3に反射した光を向けることができる。
【００４１】
また、図２（Ｃ）に示すように、封止層５０の高さの上限値Ｔ2は、発光素子３０の発光面Ｓ1の他端から出射した臨界角θとなる光が、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射して、反射層４０の他端部側（外周側）へ進行して、反射面Ｓ2を超えずに反射層４０の反射面Ｓ2にて反射させて、封止層５０の界面Ｓ3へ再び向かわせることができる高さに設定される。
【００４２】
従って、図２（Ｄ）に示すように、発光素子３０の発光面Ｓ1の中心Ｏから反射層４０の反射面Ｓ2の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さをＬ2とすると、上限値Ｔ2と長さＬ2と臨界角θとの関係は、式（１１）となる。
【００４３】
Ｌ2／２×１／Ｔ2＝ｔａｎθ  ・・・（１１）
このことから封止層５０の高さの上限値Ｔ2は式（１２）とすることができる。
【００４４】
Ｔ2＝Ｌ2／２×１／ｔａｎθ  ・・・（１２）
但し、長さＬ1と長さＬ2とは、発光面Ｓ1からの光が全て反射面Ｓ2にて反射する必要があるため、Ｌ1×２≦Ｌ2の関係である。
【００４５】
本実施の形態１では、図３に示すように、反射層４０の反射面Ｓ2は、正方形状のプリント配線基板２０上に形成されているため、発光素子３０の発光面Ｓ1の中心から反射層４０の最遠点までの長さのうち最も短い長さは、プリント配線基板２０の輪郭線に内接する円周Ｃ2の半径となる。従って、長さＬ2は、プリント配線基板２０の内接円の円周Ｃ2の半径から発光面Ｓ1の外接円の円周Ｃ1の半径を引いた長さとなる。
【００４６】
封止層５０の高さを上限値Ｔ2以下とすることで、円周Ｃ2より外側の反射層４０には、反射した光が到達しないが、確実に円周Ｃ2より内側の反射層４０に、界面Ｓ3に反射した光を向けることができる。
【００４７】
以上のように、封止層５０の高さを、式（１０），（１２）で決定される下限値Ｔ1以上、上限値Ｔ2以下とすることで、発光素子３０の発光面Ｓ1からの光であって、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射した光を、反射層４０の反射面Ｓ2にて反射させることができるので、光取出し効率の高い発光装置１０とすることができる。従って、発光装置１０を高輝度とすることができる。
【００４８】
また、反射層４０が透明媒体中に反射材を分散含有したものとしているため、反射層４０による反射光を拡散光とすることができるので、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射させにくくすることができるので、更に光取出し効率を高めることができる。
【００４９】
実施の形態１に係る発光装置１０として、発光素子３０の発光面Ｓ1の長さＬ1の２倍の長さ、つまり対角線を０．３ｍｍから１ｍｍまで変化させると共に、反射層４０の反射面Ｓ2の長さＬ2の２倍の長さを０．５ｍｍから１．２ｍｍまで変化させたときの封止層５０の高さの下限値Ｔ1と上限値Ｔ2を求めた。その結果を、図４に示す。なお、封止層５０の屈折率を１．５３とする。従って、封止層５０と空気との界面における臨界角θは、４０．８３°である。
【００５０】
このようにして、高さの下限値Ｔ1と上限値Ｔ2との間の高さの封止層５０とすることができる。
【００５１】
（実施の形態１の変形例）
本発明の実施の形態１に係る発光装置の変形例を図面に基づいて説明する。なお、図５においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図５に示す発光装置１１は、反射層４１の表面を粗面としている。反射層４１の粗面は、ダイサーによる切削により形成することができる。また、反射層４１の粗面は、ブラスト加工でも形成することができる。
【００５３】
反射層４１の表面を微細な凸凹である粗面とすることで、発光素子３０からの直接の光、および封止層５０の界面Ｓ3による全反射した光を、反射層４１の表面で拡散光として反射させることができる。従って、反射層で反射した光の封止層５０の界面Ｓ3への入射角が、臨界角以上となることで再び界面Ｓ3で反射して戻ってしまうことを少なくすることができる。よって、反射層４１の表面による拡散光は、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射しにくくなるため、更に光取出し効率を高めることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光装置１２を図面に基づいて説明する。なお、図６においては、図１と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図６に示す発光装置１２には、反射層４０の外周部に反射部材６０が設けられている。この反射部材６０は、発光素子３０の周囲の反射層４０の反射面Ｓ2を露出させ、発光素子３０から離れるに従って高さが高くなる傾斜面Ｓ4が形成されている。傾斜面Ｓ4の傾斜角度（傾斜面Ｓ4と反射層４０の反射面Ｓ2とのなす角度）は、臨界角θより小さい角度としている。反射部材６０は、白色の樹脂による成形体とすることができる。反射部材６０の下端の輪郭は円形状に形成され、上端の輪郭は矩形状に形成されている。反射部材６０は、樹脂成形体の傾斜面Ｓ4に銀やアルミニウムを蒸着させてもよい。
【００５６】
このように反射部材６０が設けられた発光装置１２について、図７（Ａ）に示すように、封止層５０の高さの下限値Ｔ1は、発光素子３０の一端（出射方向の反射層４０とは反対側の端辺）から出射した臨界角θとなる光が、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射して、反射層４０へ進行し、反射層４０にて反射して封止層５０の界面Ｓ3へ再び向かわせることができる高さに設定される。
【００５７】
図７（Ｂ）に示すように、下限値Ｔ1と長さＬ1と臨界角θとの関係は、実施の形態１と同様に、式（１３）となることから、封止層５０の高さの下限値Ｔ1は、式（１４）で決定することができる。
【００５８】
Ｌ1×１／Ｔ1＝ｔａｎθ  ・・・（１３）
Ｔ1＝Ｌ1×１／ｔａｎθ  ・・・（１４）
本実施の形態２では、図６（Ｂ）に示すように、実施の形態１と同様に、発光面Ｓ1は正方形状であるため、発光面Ｓ1の中心からの最遠点は、発光面Ｓ1の輪郭線と対角線との交点となる。従って、長さＬ1は、発光面Ｓ1の対角線の１／２の長さとなる。
【００５９】
封止層５０の高さの上限値Ｔ2は、発光素子３０の一端から出射した臨界角θとなる光が、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射して、反射層４０の外周側へ進行して、反射部材６０の下端にて反射して封止層５０の界面Ｓ3へ再び向かわせることができる高さに設定される。発光素子３０の一端から出射した光が、下限値Ｔ1より高い位置にある封止層５０の界面Ｓ3にて全反射して反射部材６０の下端にて反射させられれば、発光素子３０の発光面Ｓ1の一端から他端までの間から出射した光は、封止層５０の界面Ｓ3から反射部材６０の傾斜面Ｓ4に到達させることができ、反射させることができる。
【００６０】
図７（Ｃ）および同図（Ｄ）に示すように、発光素子３０の一端から出射した光を、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射させ、反射部材６０の下端に到達させるには、上限値Ｔ2と長さＬ3と臨界角θとの関係は、式（１５）となる。但し、Ｌ3は、発光素子３０の発光面Ｓ1の中心Ｏから反射層４０の反射面Ｓ2の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さである。
【００６１】
（Ｔ2−Ｔ1）／（Ｌ3／２）＝ｔａｎθ  ・・・（１５）
このことから封止層５０の高さの上限値Ｔ2は式（１６）で決定することができる。
【００６２】
Ｔ2＝Ｔ1＋Ｌ3／２×１／ｔａｎθ  ・・・（１６）
また、発光面Ｓ1の他端側から出射して界面Ｓ3にて全反射した光が反射面Ｓ2を超えた場合には、傾斜面Ｓ4にて反射させることができる。
【００６３】
傾斜面Ｓ4にて反射した光は、傾斜面Ｓ4が臨界角θより小さいため、封止層５０の界面Ｓ3に入射するときには臨界角θより小さい角度で入射する。従って、再び、封止層５０の界面Ｓ3で全反射することを防止することができ、封止層５０から出射させることができる。
【００６４】
本実施の形態２では、図６（Ｂ）に示すように、傾斜面Ｓ4は反射面Ｓ2を円形に露出しているため、発光素子３０の発光面Ｓ1の中心から反射層４０の最遠点までの長さのうち最も短い長さは、傾斜面Ｓ4が露出した反射面Ｓ2の円周Ｃ3の半径となる。従って、長さＬ3は、反射面Ｓ2の円周Ｃ3の半径から発光面Ｓ1の外接円の円周Ｃ1の半径を引いた長さとなる。
【００６５】
なお、本実施の形態２では、反射部材６０が反射層４０を露出して長さＬ3がＬ3＞０であるが、反射部材６０が反射層４０を覆うことで長さＬ3をＬ3＝０としてもよい。従って、長さＬ3はＬ3≧０とすることができる。
【００６６】
このように、封止層５０の高さを、式（１４），（１６）で決定される下限値Ｔ1以上、上限値Ｔ2以下とすることで、発光素子３０の発光面Ｓ1からの光であって、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射した光を、反射層４０の反射面Ｓ2と反射部材６０の傾斜面Ｓ4にて反射させることができるので、光取出し効率の高い発光装置１２とすることができる。従って、発光装置１２を高輝度とすることができる。
【００６７】
（実施の形態２の変形例）
本発明の実施の形態２に係る発光装置の変形例を図面に基づいて説明する。なお、図８においては、図５と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図８に示す発光装置１３は、実施の形態１の変形例と同様に、反射層４１の表面を粗面としている。反射部材６０は、反射層４１を形成した後に、反射層４１の周縁部の上面に配置することで、反射部材６０の表面を荒らすことなく、反射層４１の表面を梨地加工することができる。
【００６９】
反射層４１の表面を微細な凸凹である粗面とすることで、発光素子３０からの直接の光、および封止層５０の界面による全反射した光を、反射層４１の表面で拡散光として反射させることができる。従って、反射層４１の表面による拡散光は、封止層５０の界面Ｓ3にて全反射させにくくなるため、更に光取出し効率を高めることができる。
【００７０】
以上、本実施の形態１，２に係る発光装置を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、発光素子３０の発光面Ｓ1の輪郭が正方形状に形成され、プリント配線基板２０が正方形状に形成されているため反射層４０の反射面Ｓ2の輪郭も正方形状に形成されている。しかし、Ｌ1を、発光素子の発光面の中心から最遠点までの長さ、Ｌ2を、発光素子の発光面の中心から反射層の反射面の最遠点までの長さのうち最も短い長さから、長さＬ1を引いた長さとすれば、発光面Ｓ1と反射面Ｓ2との輪郭は長方形でも五角形以上でも、異形状でもよい。また、封止層５０上に更に樹脂層を積層してもよい。更に、プリント配線基板２０は、金属薄板によるリードフレームとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、光取出し効率の向上を図ることで、高輝度とすることができるので、反射材を含有した反射層が発光素子に隣接されて配置され、全体を封止層により封止した発光装置に好適である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１１，１２，１３  発光装置
２０  プリント配線基板
２１  絶縁性基板
２２  搭載端子
２２ａ  カソード端子
２２ｂ  アノード端子
２３  底面端子
２３ａ  カソード側底面端子
２３ｂ  アノード側底面端子
２４  スルーホール端子
２４ａ  カソード側スルーホール端子
２４ｂ  アノード側スルーホール端子
３０  発光素子
４０，４１  反射層
５０  封止層
６０  反射部材
Ｓ1  発光面
Ｓ2  反射面
Ｓ3  界面
Ｓ4  傾斜面
Ｔ1  下限値
Ｔ2  上限値
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3  円周
θ  臨界角
Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3  長さ
【図１】
2014093434.tif 000003
【図２】
2014093434.tif 000004
【図３】
2014093434.tif 000005
【図４】
2014093434.tif 000006
【図５】
2014093434.tif 000007
【図６】
2014093434.tif 000008
【図７】
2014093434.tif 000009
【図８】
2014093434.tif 000010