(57)【要約】【課題】発光素子の封止樹脂層表面に突起が形成された発光装置において、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスの低減、白色光としての光取出し効率の向上を実現する。【解決手段】発光装置１０において、突起８の先端部の曲率半径Ｒを、突起８の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５とし、発光部２を構成する発光素子２ｂ・２ｇ・２ｒの３色の発光同士の混合によって白色光を発光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に搭載された発光色が異なる複数の発光素子で構成された発光部と、上記発光部を封止する樹脂層とを備え、上記樹脂層と空気との界面に角錐状または円錐状の突起が形成されている発光装置であって、
上記突起の先端部の曲率半径Ｒは、上記突起の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５であり、
上記発光部を構成する発光素子の２色の発光と、上記樹脂層に含まれる蛍光体によって蛍光した少なくとも１色の蛍光との混合によって白色光を発光する、あるいは、上記発光部を構成する発光素子の２色以上の発光同士の混合によって白色光を発光することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記発光部は、
第１の色波長域の光を発光する第１の発光素子と、
第２の色波長域の光を発光する第２の発光素子と、で構成されており、
上記樹脂層は、第３の色波長域の光を蛍光する上記蛍光体を含有しており、
上記蛍光体は、第１または第２の色波長域の光に対する吸収率が最も高いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
上記蛍光体は、２種類以上の蛍光体で構成されており、
これらの蛍光体は、上記第３の色波長域内で蛍光ピーク波長を有し、該蛍光ピーク波長が互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
上記発光部は、
第１の色波長域の光を発光する第１の発光素子と、
第２の色波長域の光を発光する第２の発光素子と、
第３の色波長域の光を発光する第３の発光素子と、で構成されており、
上記樹脂層は、蛍光体を含有していないことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
上記突起は、上記樹脂層と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１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、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード(Light Emitting Diode：ＬＥＤ)は，白熱電球、さらには蛍光灯に取って代わる照明用光源としての期待が非常に大きく、さらなる高効率化に向けた開発が盛んに行われている。
【０００３】
図７は、一般的な発光装置（発光ダイオード）の構成を模式的に示す断面図である。同図に示されるように、発光装置１００は、基板１０１と、基板１０１に設けられた発光素子１０２と、発光素子１０２を上方（光出射方向）から封止する透光性の樹脂層１０３と、を備えたパッケージ構造となっている。基板１０１上には、一対の電極が形成されており、発光素子１０２は、基板１０１上で、一対の電極と、ボンディングワイヤを介して接続している。また、発光素子１０２の周囲には、枠体１０４が形成されている。
【０００４】
特に、白色ダイオードでは、青色発光素子が、黄色蛍光体を含む樹脂層、または、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを含む樹脂層によって封止されたパッケージ構造になっている。また、従来の白色ダイオードのパッケージ構造の他の例としては、青色発光素子を封止する樹脂層に緑色蛍光体と、互いに蛍光ピーク波長が異なる２つの赤色蛍光体とが含まれた構成が挙げられる。そして、このような白色ダイオードでは、発光素子から放出される青色光と、該青色光が蛍光体にて波長変換された光とをミキシングすることによって、白色光を得ている。
【０００５】
また、従来の発光装置１００において、発光素子１０２を封止する樹脂層１０３の表面（光出射面）は、平坦面であることが一般的である。特に照明用の高輝度パッケージでは、多数個の発光素子１０２がパッケージ用の基板１０１上で平面的に実装され、蛍光体を含む樹脂層１０３によって大面積で一括封止されている。このため、樹脂層１０３の表面（封止界面）は、基板１０１に対して略平行面で平坦な形状である。また、発光装置１００では、樹脂層１０３に含まれる封止樹脂や蛍光体の員数低減を考慮して、少量の蛍光体樹脂での封止が行われる。このため、発光素子１０２と樹脂層１０３の表面（封止界面）とは、距離が数百μｍとなっており、非常に接近している。この場合、樹脂層１０３と空気との屈折率の違いによって、臨界角以上の角度で樹脂層１０３と空気との界面に入射する光は、樹脂層１０３外部に出射されるが、臨界角以下の角度で入射する光は、樹脂層１０３内部に向けて全反射される。この全反射した光は、樹脂層１０３の内部でロスされる。例えば、樹脂層１０３に含まれる封止樹脂が一般的に使用されるシリコーン樹脂である場合、その屈折率は１．４程度であるため、スネルの法則より臨界角は約４５度となる。よって、発光素子１０２の出射光のうち、樹脂層１０３の界面に対して４５度以下の角度で入射する青色光は、樹脂層１０３内部へ反射することになる。
【０００６】
そこで、樹脂層と空気との界面における全反射によるロスを低減させる方法として、樹脂層の表面に凹凸形状を有する構造体を形成する試みがなされている。図８は、樹脂層の表面に凹凸形状を有する構造体が形成された発光装置２００の概略構成を示す断面図である。
【０００７】
図８に示されるように、発光装置２００は、発光装置１００と同様の構成である。すなわち、発光装置２００は、基板２０１と、基板２０１に設けられた発光素子２０２と、発光素子２０２を上方（光出射方向）から封止する透光性の樹脂層２０３と、を備えたパッケージ構造となっている。基板２０１上には、一対の電極が形成されており、発光素子２０２は、基板２０１上で、一対の電極と、ボンディングワイヤを介して接続している。また、発光素子２０２の周囲には、枠体２０４が形成されている。さらに、発光装置２００では、光取出し効率の向上を目的として、樹脂層２０３の表面（出射面）に凹凸形状を有する構造体２０５が形成されている。このような発光装置２００は、例えば、特許文献１及び２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２４６１５号公報（２００６年  １月２６日公開）
【特許文献２】特開２０１１−１２９７９０号公報（２０１１年  ６月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８に示される構造体２０５によって、樹脂層２０３と空気との界面で全反射する光を低減することができる。しかし、樹脂層２０３と空気との界面が皆無となることは、物理的に不可能である。それゆえ、樹脂層２０３と空気との界面で反射する光（以下、表面反射光とする）がゼロになることはない。例えば、空気と屈折率ｎの物体との界面における表面反射率Ｒ０は、Ｒ０＝［（１−ｎ）／（１＋ｎ）］２で表される。屈折率ｎ＝１．４の場合、表面反射率Ｒ０は、２．８％と算出される。
【００１０】
ここで、図８に示される発光装置２００において、凹凸形状を有する構造体２０５を形成しても構造体２０５表面で反射される表面反射率を２．８％と仮定する。この場合、発光装置２００において、発光素子２０２から出射した光のうち２．８％は、パッケージから取り出すことができず、樹脂層２０３内部を反射し、基板２０１側へ戻る光となる。
【００１１】
上述したように、近年の白色ダイオードは、青色発光素子が、黄色蛍光体を含む樹脂層、または、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを含む樹脂層によって封止されたパッケージ構造が主流になっている。以降の説明では、省略のため、各色の組合せにて用いられる蛍光体を単に「蛍光体」と称することとする。
【００１２】
白色ダイオードでは、発光素子２０２から出射した青色光は、蛍光体を励起する。これによって、蛍光体（緑色蛍光体２０３ｇ及び赤色蛍光体２０３ｒ）から緑色光及び赤色光が発せられる。このように蛍光体から発せられた赤色光及び緑色光と、蛍光体を励起せずに発光素子２０２から出射した青色光とを混色して、白色光を得ている。そして、このように生成された白色光を樹脂層２０３から取り出すことによって、発光装置２００では、白色光の発光を実現している。
【００１３】
また、発光装置２００においては、赤色蛍光体２０３ｒ及び緑色蛍光体２０３ｇは、青色波長領域の光に対する吸収率が最も高くなるように設計されている。ここで、赤色蛍光体２０３ｒ及び緑色蛍光体２０３ｇといった蛍光体の発光（蛍光）過程について、説明する。
【００１４】
まず、蛍光体は、固有の波長分布（吸収スペクトル）で、発光素子２０２から出射された青色光を吸収する。次に、蛍光体内部でエネルギー変換が生じる。このとき、蛍光体に入射した青色光は、「蛍光体の励起（発光過程）に使用される」エネルギーと「そのままエネルギーロスとなる」エネルギーとに変換される。上記吸収スペクトルは、この２つエネルギーの波長分布を示すスペクトルである。前者の「蛍光体の励起（発光過程）に使用される」エネルギーの波長分布は、励起スペクトルと呼ばれる。エネルギーの波長分布は、吸収スペクトルと励起スペクトルとで、ほぼ同じであるが、ピーク高さは、吸収スペクトルの方が励起スペクトルよりも大きくなっている。
【００１５】
次いで、上記励起スペクトルに従って励起された蛍光体から蛍光が発せられる。この蛍光の波長分布は発光スペクトル（あるいは蛍光スペクトル）と呼ばれる。一般に赤色蛍光体の発光スペクトルは、赤色波長領域にピークを有し、緑色蛍光体の発光スペクトルは、緑色波長領域にピークを有する。
【００１６】
ところで、樹脂層２０３に含まれる蛍光体は、固有の吸収スペクトル、及び蛍光スペクトルを有する。図９は、赤色蛍光体の吸収スペクトル、及び蛍光スペクトルの一例を示すグラフである。なお、図９において、左側の実線グラフは、青色発光素子が赤色蛍光体と緑色蛍光体とを含む樹脂層によって封止されたパッケージ構造を有する一般的な白色ダイオードの発光スペクトルを示す。また、点線グラフは、白色ダイオードにて使用される赤色蛍光体の吸収スペクトルを示す。さらに、右側の実線グラフは、赤色蛍光体の蛍光スペクトルを示す。図９のグラフから、赤色蛍光体は、点線で示された吸収スペクトルの波長範囲の光を吸収し、右側実線グラフで示されたスペクトルの蛍光を発することになる。
【００１７】
図９に示される赤色蛍光体では、吸収率が最も高い色波長域は、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍであり、吸収率が８０％となっている。そして、赤色蛍光体は、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍの色波長域の光を吸収したとき、光が最も効率良く励起され、蛍光を発することになる。すなわち、赤色蛍光体に光が照射されても、最も蛍光効率が高い色波長域の光であっても、８０％の光しか蛍光体の励起に寄与せず、残りの２０％の光は、熱エネルギーに変換されエネルギーロスとなる。同様に、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍの色波長域以外の波長の光は、波長が長くなるに従って吸収率が悪くなるので、励起に際し、エネルギーロスが大きくなる。緑色蛍光体についても、同様のエネルギーロスが発生する。
【００１８】
また、上述したように、発光装置２００において、発光素子２０２から出射した光のうち２．８％は、パッケージから取り出すことができず、樹脂層２０３内部を反射し、基板２０１側へ戻る光となる。このとき、基板２０１側へ戻る光は、再度蛍光体に衝突する可能性がある。また、戻り光は、青色発光素子から出射する青色光だけでなく、一度蛍光体によって波長変換した光（緑色光及び赤色光）も含まれる。それゆえ、再度蛍光体に衝突する戻り光は、蛍光体による吸収率が最も大きい色波長域であり最も効率よく波長変換される光である可能性が低い。このため、従来の発光装置２００では、青色波長域（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）以外の光について、再度蛍光体によって励起するに際し、エネルギーロスが発生する。その結果、青色波長域以外の光の出射効率が悪くなり、白色光の発光量（白色光としての光取出し効率）が悪くなる。
【００１９】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、発光素子を封止する樹脂層表面に凹凸形状を有する構造体が形成された発光装置において、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の発光装置は、上記の課題を解決するために、基板と、基板上に搭載された発光色が異なる複数の発光素子で構成された発光部と、上記発光部を封止する樹脂層とを備え、上記樹脂層と空気との界面に角錐状または円錐状の突起が形成されている発光装置であって、上記突起の先端部の曲率半径Ｒは、上記突起の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５であり、上記発光部を構成する発光素子の２色の発光と、上記樹脂層に含まれる蛍光体によって蛍光した少なくとも１色の蛍光との混合によって白色光を発光する、あるいは、上記発光部を構成する発光素子の３色の発光同士の混合によって白色光を発光することを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、上記突起の先端部の曲率半径Ｒは、上記突起の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５であるので、突起の内側に向かって反射される光を低減し、突起の外側に向かって照射される光を増大することができるので、光取出し効率が高い発光装置を実現することができる。
【００２２】
さらに、上記の構成によれば、上記発光部を構成する発光素子の２色の発光と、上記樹脂層に含まれる蛍光体によって蛍光した少なくとも１色の蛍光との混合によって白色光を発光する、あるいは、上記発光部を構成する発光素子の３色の発光同士の混合によって白色光を発光する。すなわち、上記の構成によれば、白色光を発光するために、発光色が異なる２つ以上の発光素子を用いた構成になっている。それゆえ、上記の構成によれば、青色光を出射する発光素子と、赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを使用した従来の発光装置と比較して、蛍光体の絶対量を低減することができる。蛍光体によって吸収される光の量は、樹脂層における蛍光体の含有量に比例するので、蛍光体の絶対量を削減することによって蛍光体による光の吸収量を低減することが可能になる。
【００２３】
よって、上記の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００２４】
また、上記発光部を構成する発光素子の２色の発光と、上記樹脂層に含まれる蛍光体によって蛍光した少なくとも１色の蛍光との混合によって白色光を発光する第１の構成において、上記発光部は、第１の色波長域の光を発光する第１の発光素子と、第２の色波長域の光を発光する第２の発光素子と、で構成されており、上記樹脂層は、第３の色波長域の光を蛍光する上記蛍光体を含有しており、上記蛍光体は、第１または第２の色波長域の光に対する吸収率が最も高いことが好ましい。
【００２５】
これによって、上記の構成によれば、青色光を出射する発光素子と、赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを使用した従来の発光装置と比較して、蛍光体の絶対量を低減することができる。それゆえ、パッケージから取り出すことができず、樹脂層内部を反射し、基板側へ戻る光（戻り光）が再度蛍光体に衝突する確率を減らすことができる。その結果、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００２６】
また、上記第１の構成において、上記蛍光体は、２種類以上の蛍光体で構成されており、これらの蛍光体は、上記第３の色波長域内で蛍光ピーク波長を有し、該蛍光ピーク波長が互いに異なっていることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、第３の色波長域の光を蛍光する蛍光体として、第３の色波長域内で蛍光ピーク波長が互いに異なる２種類以上の蛍光体を用いているので、第３の色波長域の光は、スペクトル分布が広い光となる。その結果、上記の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくするとともに、よりスペクトル分布が広い白色光を発光することができ、演色性が高い発光装置を実現することができる。
【００２８】
また、上記第１の構成において、蛍光体の蛍光色は、１色に限定されず、発光素子の発光色との組合せによって、白色光を実現することができれば２色以上であってもよい。すなわち、本発明の発光装置の第１の構成において、上記発光部は、第１の色波長域の光を発光する第１の発光素子と、第２の色波長域の光を発光する第２の発光素子と、で構成されており、上記樹脂層は、第３の色波長域の光を蛍光する第１の蛍光体と、第２の色波長域内で蛍光ピーク波長が第２の発光素子の発光ピーク波長と異なる第２の蛍光体とを含有しており、上記第１の蛍光体は、第１または第２の色波長域の光に対する吸収率が最も高く、上記第２の蛍光体は、第１の色波長域の光に対する吸収率が最も高くてもよい。
【００２９】
また、上記発光部を構成する発光素子の３色の発光同士の混合によって白色光を発光する構成において、上記発光部は、第１の色波長域の光を発光する第１の発光素子と、第２の色波長域の光を発光する第２の発光素子と、第３の色波長域の光を発光する第３の発光素子と、で構成されており、上記樹脂層は、蛍光体を含有していないことが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、エネルギーロスに起因する蛍光体が樹脂層に含有しない構成とし、さらに樹脂層内部を伝搬する光を全て第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子から出射する光としている。それゆえ、上記の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスをゼロとすることができる。
【００３１】
また、本発明の発光装置では、上記突起は、上記樹脂層と同じ材料で構成されていることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、より効率よく光を照射方向へ導くことができるので、より光取出し効率が高い発光装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の発光装置は、以上のように、上記突起の先端部の曲率半径Ｒは、上記突起の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５であり、上記発光部を構成する発光素子の２色の発光と、上記樹脂層に含まれる蛍光体によって蛍光した少なくとも１色の蛍光との混合によって白色光を発光する、あるいは、上記発光部を構成する発光素子の３色の発光同士の混合によって白色光を発光する構成である。
【００３４】
それゆえ、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態１における発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の発光装置の樹脂層に形成された突起の形状を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態２における発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態３における発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施例に用いた発光装置の構造を示す模式図である。
【図６】実施例におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図７】一般的な発光装置（発光ダイオード）の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】樹脂層の表面に凹凸形状を有する構造体が形成された発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】赤色蛍光体の吸収スペクトル、及び蛍光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１０】緑色蛍光体の励起スペクトル、及び蛍光スペクトルの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また、本発明は、以下の各実施の形態および図面の構成に限定されるものではない。さらに、説明の便宜上、各実施形態において同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００３７】
〔実施の形態１〕
（発光装置１０の構成）
本発明の実施形態１における発光装置の基本構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の発光装置１０の概略構成を示す断面図である。
【００３８】
図１に示されるように、発光装置１０は、基板１と、基板１に設けられた発光部２と、発光部２を上方（光出射方向）から封止する透光性の樹脂層３と、を備えたパッケージ構造となっている。また、発光部２の周囲には、樹脂層３を取り囲む枠体４が形成されている。
【００３９】
基板１上には、一対の電極５、及び該電極５に接続する配線６が形成されている。配線６は、発光部２と電極５とを接続する電気配線である。発光部２と配線６とは、ボンディングワイヤ７を介して、電気接続している。発光部２は、発光素子２ｂ（第１の発光素子）、発光素子２ｇ（第２の発光素子）、及び発光素子２ｒ（第３の発光素子）で構成されている。発光素子２ｂは青色波長領域（４４０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域）に発光ピーク波長を有する光（第１の色波長域の光）を発光し、発光素子２ｇは緑色波長領域（５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長領域）に発光ピーク波長を有する光（第２の色波長域の光）を発光し、発光素子２ｒは赤色波長領域（６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長領域）に発光ピーク波長を有する光（第３の色波長域の光）を発光する。枠体４は、例えば白色樹脂から構成されたリフレクタである。
【００４０】
また、樹脂層３を構成する封止樹脂の種類は、特に限定されず、適宜、所望の種類の樹脂を用いることができる。例えば、封止樹脂としては、熱硬化性樹脂を用いることができ、さらに具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラニン樹脂、ポリウレタン樹脂、及び不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選択される１つ以上の樹脂を用いることができる。これらの中では、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００４１】
また、樹脂層３と空気との界面（出射面）には、角錐状または円錐状の突起８を有する構造体が形成されている。
【００４２】
構造体は、突起８のみからなるものであってもよいし、その他の構成を含むものであってもよい。上記その他の構成は、特に限定されないが、例えば、突起８を樹脂層３上へ接着させるための接着層を挙げることができる。より具体的には、１枚の接着層の上に１個または複数個の突起を形成したものを構造体として用いることも可能である。
【００４３】
また、上記構造体は、突起８と樹脂層３とが一体成形されたものであってもよい。当該構成であれば、突起８と樹脂層３とを別々に作製する必要がなく、上述した接着層も必要としないので、発光装置の製造工程を簡略化することができる。
【００４４】
上記接着層の材料としては、特に限定されないが、例えば、突起と同じ材料を用いることが可能である。また、突起の材料としては特に限定されないが、例えば、樹脂層３と同じ材料を用いることが可能である。具体的に、突起の材料としては、熱硬化性樹脂を用いることが可能であり、更に具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂および不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選択される１つ以上の樹脂を用いることが可能である。これらの中では、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂を用いることが好ましい。上記の構成によれば、構造体内における光のロスを低下させることができるので、より高い光取り出し効率を有する発光装置を実現することができる。
【００４５】
樹脂層３の上に形成される突起８の数としては特に限定されず、１個であってもよいし、複数であってもよい。複数である場合の突起８の数は特に限定されないが、例えば、１ｃｍ２の樹脂層３の上に、２個〜１０００個の突起、２〜１００個の突起、または、２〜２５個の突起が形成されるようにすればよい。より均一に対象に向かって光を照射するという観点からは、上記突起の数は複数であり、その数は多いほど好ましいといえる。
【００４６】
上記突起の形状は円錐または角錐である。角錐の場合の更に具体的な形状は特に限定されないが、例えば、三角錐または四角錐であり得る。
【００４７】
（発光装置１０の特徴的構成）
発光装置１０は、突起８の先端部の曲率半径をＲとし、突起の底面幅をφとした場合に、各突起８がＲ≦φ×０．１５であることを特徴の１つとしている。
【００４８】
ここでいう「底面幅φ」は、突起８が円錐である場合、底面である円の直径に相当する。また、突起８が角錐である場合における「底面幅φ」は、底面である多角形の外接円の直径に相当する。なお、突起８が角錐である場合、底面の形は、多角形であれば特に限定されないが、正多角形であることが好ましい。
【００４９】
底面幅φの長さは、特に限定されず適宜、所望の長さに設定することができる。例えば、底面幅φを、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍに設定することも可能であるし、０．１ｍｍ〜１ｍｍに設定することも可能であるし、０．５ｍｍ〜１ｍｍに設定することも可能であるし、１ｍｍに設定することも可能である。できるだけ多くの突起を形成するとともに、突起の先端部をより尖らせるという観点からは、底面幅φの長さは短い方が好ましい。
【００５０】
図２に、突起８の形状を示す側面図である。図２では、突起８の先端部の曲率半径をＲにて示し、突起８の底面幅をφにて示している。本実施の形態の発光装置１０では、Ｒ≦φ×０．１５である。なお、曲率半径Ｒの値は、小さければ小さいほど好ましい（理想的には０ｍｍ）。
【００５１】
図２の実線の矢印にて示すように、突起８の底面から突起８の内部に向かって光が入射される。なお、当該光は、図２には記載されていない発光素子から突起８に向かって照射された光である。図２の点線の矢印にて示すように、突起８の底面から突起８の内部に入射した光は、その一部（臨界角以上の角度にて突起８と空気との界面に入射する光）は突起８の外側に向かって出射されるが、その一部（臨界角以下の角度にて突起８と空気との界面に入射する光）は突起８の内側に向かって反射されることになる。本実施の形態の発光装置１０のように、Ｒ≦φ×０．１５であれば、突起８の外側に向かって出射される光の量を多くすることができるので、高い光取り出し効率を有する発光装置を実現することができる。
【００５２】
突起８の高さは、特に限定されず、適宜、所望の高さに設定することが可能である。例えば、突起８の高さを、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍの設定することも可能であるし、０．１ｍｍ〜５ｍｍに設定することも可能であるし、１ｍｍ〜５ｍｍに設定することも可能であるし、３ｍｍに設定することも可能であるが、これらに限定されない。
【００５３】
樹脂層３の上に形成される突起８の数が複数である場合には、各突起８の形状および／または寸法は同じであってもよいし、異なっていてもよい。対象に向かってムラ無く光を照射するという観点からは、各突起８の形状および／または寸法は同じであることが好ましい。
【００５４】
なお、発光装置１０は、例えば、以下の方法によって製造される。
【００５５】
すなわち、基板１に、発光素子２ｒ、発光素子２ｂ、及び発光素子２ｇを載置し、電極５に接続され基板１上に設けられた配線６と発光素子２ｒ、発光素子２ｂ、及び発光素子２ｇからなる発光部２とをボンディングワイヤ７によってワイヤボンディングする。このように製造された発光装置１０の基本構造に対して、樹脂層３、及び樹脂層３の上に配置された突起８を形成することになる。
【００５６】
この場合、例えば、（ｉ）発光装置１０の基本構造に対して予め樹脂層３を形成しておき、当該樹脂層３の上に、別途作製した突起８を貼り付ける、または、（ｉｉ）樹脂層３と突起８とを一体成形し、当該成形物を発光装置１０の基本構造の上に貼り付ける、の何れかによって、発光装置１０の基本構造に対して樹脂層３および突起８を形成することができる。
【００５７】
また、発光装置１０の他の特徴的構成は、図１に示されるように、赤色波長領域の光を発光する発光素子２ｒ、青色波長領域の光を発光する発光素子２ｂ、及び緑色波長領域の光を発光する発光素子２ｇで構成された発光部２を備え、発光部２を封止する樹脂層３は、蛍光体を含有していない構成である。このように発光装置１０の構成によれば、蛍光体を使用せず、赤色波長領域の光、青色波長領域の光、及び緑色波長領域の光の発光を、発光素子２ｒ、発光素子２ｂ、及び発光素子２ｇによって実現している。これによって、蛍光体が存在しないので、発光部２から出射した光のうち、パッケージから取り出されず樹脂層３内部を反射する戻り光は、蛍光体に衝突することはない。その結果、戻り光によって蛍光体が再励起するときのエネルギーロスをなくすことができる。
【００５８】
よって、発光装置１０の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００５９】
発光装置１０との比較のため、図８に示す発光装置２００の発光機構について、説明する。発光装置２００のパッケージ内部では、発光素子２０２から出射された青色光２１０、青色光２１０が赤色蛍光体２０３ｒまたは緑色蛍光体２０３ｇに衝突し波長変換された光２１１（赤色光または緑色光）、及び光２１１が再度赤色蛍光体２０３ｒまたは緑色蛍光体２０３ｇに衝突し波長変換された光２１２が伝搬している。光２１１は、発光素子２０２から出射された青色光２１０の一部が赤色蛍光体２０３ｒまたは緑色蛍光体２０３ｇを励起することによって赤色蛍光体２０３ｒまたは緑色蛍光体２０３ｇから発せられた蛍光である。光２１１の中には、凹凸形状を有する構造体２０５によってパッケージ外部へ取り出される光もあれば、構造体２０５と空気との界面で反射し基板２０１側へ戻る光もある。戻り光の一部は、再度赤色蛍光体２０３ｒまたは緑色蛍光体２０３ｇに衝突し、赤色蛍光体２０３ｒまたは緑色蛍光体２０３ｇを励起し、その結果、光２１２が発する。
【００６０】
ここで、例えば、青色光２１０が緑色蛍光体２０３ｇに衝突し、緑色蛍光体２０３ｇが光２１１として緑色光を発したと仮定する。この場合、緑色光としての光２１１は、例えば４８０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域に発光スペクトルを有する。このような光２１１が例えば図９に示される赤色蛍光体２０３ｒに再度衝突するとする。図９に示される吸収スペクトルによれば、光２１１の波長域（４８０ｎｍ〜６００ｎｍ）では、赤色蛍光体２０３ｒの吸収率は、最大となっておらず、４０％〜８０％となっている。それゆえ、緑色蛍光体２０３ｇから発せられた光２１１によって赤色蛍光体が再度励起される場合、赤色蛍光体２０３ｒは、光２１１の４０％しか吸収することができない。図９のグラフから、青色光２１０によって赤色蛍光体２０３ｒが励起される場合、赤色蛍光体２０３ｒは、青色光２１０の８０％を吸収することになる。よって、緑色蛍光体２０３ｇから発せられた光２１１によって赤色蛍光体２０３ｒが再度励起される場合、青色光２１０によって赤色蛍光体２０３ｒが励起される場合と比較して４０％のエネルギーロスとなってしまう。
【００６１】
本実施形態の発光装置１０では、このようなエネルギーロスをなくすため、エネルギーロスに起因する蛍光体が樹脂層３に含有しない構成とし、さらに樹脂層３内部を伝搬する光を全て発光素子２ｒ、発光素子２ｂ、及び発光素子２ｇから出射する光としている。
【００６２】
図１に示された発光装置１０では、青色光を発光する発光素子２ｂ、緑色光を発光する発光素子２ｇ、及び発光素子２ｒの組合せで白色光を得ていた。しかし、本実施形態の発光装置は、上記の組合せに限定されず、互いに発光する波長域が異なる３つの発光素子の組合せよって白色光を実現し得る構成であればよい。
【００６３】
〔実施の形態２〕
本発明の実施形態２における発光装置の構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の発光装置２０の概略構成を示す断面図である。
【００６４】
上記実施形態１の発光装置１０において、発光部２は、赤色波長領域の光を発光する発光素子２ｒ、青色波長領域の光を発光する発光素子２ｂ、及び緑色波長領域の光を発光する発光素子２ｇで構成され、３色の光を発光するようになっていた。本実施形態の発光装置２０においては、発光部２は、青色波長領域の光（第１の色波長域の光）を発光する発光素子２ｂ（第１の発光素子）、及び緑色波長領域の光（第２の色波長域の光）を発光する発光素子２ｇ（第２の発光素子）で構成され、２色の光を発光するようになっている。そして、樹脂層３は、赤色蛍光体３ｒ（第３の色波長域の光を蛍光する蛍光体）を含有している。
【００６５】
この赤色蛍光体３ｒは、青色波長領域の光に対する吸収率が最大になっており、例えば図３に示される吸収スペクトルを有する。なお、この赤色蛍光体３ｒは、青色波長領域の光に対する吸収率が最大になるものに限らず、緑色波長領域の光に対する吸収率が最大になるものであってもよい。すなわち、赤色蛍光体３ｒは、発光素子２ｂ及び発光素子２ｇから出射される光の何れか一方の色波長域に対して、吸収率が最大となる吸収スペクトルを有していればよい。また、赤色蛍光体３ｒは、赤色波長領域（６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満の波長領域）に蛍光ピーク波長を有する。
【００６６】
本実施形態の発光装置２０は、樹脂層３に含まれる蛍光体として、１色の光（すなわち、赤色波長域の光）を蛍光する赤色蛍光体３ｒのみを使用した構成になっている。それゆえ、赤色蛍光体２０３ｒ及び緑色蛍光体２０３ｇを使用した発光装置２００と比較して、発光装置２０は、赤色蛍光体３ｒのみを使用した構成となり、蛍光体の絶対量を削減することができるという利点がある。蛍光体によって吸収される光の量は、樹脂層３における蛍光体の含有量に比例するので、蛍光体の絶対量を削減することによって蛍光体による光の吸収量を低減することが可能になる。よって、発光装置２０によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００６７】
なお、赤色蛍光体３ｒから発せられた赤色光が再度赤色蛍光体３ｒに吸収される確率は、極めて低い。これは赤色蛍光体３ｒに限らず、どの色の蛍光体でも同じ現象である。一般的に、蛍光体の蛍光スペクトルは、励起スペクトル（吸収スペクトル）に対して長波長側にシフトする（ストークスシフト）。それゆえ、公知の蛍光体は、なるべくシフト量を大きくすることによって再吸収を防ぐように設計されている。
【００６８】
図１０は、緑色蛍光体の励起スペクトル、及び蛍光スペクトルの一例を示すグラフである。図１０中、点線のグラフが励起スペクトルを示し、実線のグラフが蛍光スペクトルを示す。
【００６９】
図１０に示された緑色蛍光体では、波長５００ｎｍ付近の発光に対して、再度同じ緑色蛍光体によって吸収可能であることがわかる。そして、波長５００ｎｍ付近の発光に対する緑色蛍光体の吸収率は、４０％程度であることがわかる。これに対して、図９に示される赤色蛍光体では、波長５３０ｎｍ付近の発光に対して、吸収率が７０％程度であることがわかる。
【００７０】
これらのことから、赤色蛍光体２０３ｒ及び緑色蛍光体２０３ｇを使用した発光装置２００では、同じ波長域の光（緑色波長域）が衝突しても、赤色蛍光体２０３ｒ及び緑色蛍光体２０３ｇという異種蛍光体間で吸収率差が大きいといえる。本実施形態の発光装置２０においては、使用する蛍光体を赤色蛍光体３ｒの１種類とすることによって、エネルギーロスを少なくすることができるといえる。
【００７１】
図３に示された発光装置２０では、青色光を発光する発光素子２ｂ、緑色光を発光する発光素子２ｇ、及び赤色蛍光体３ｒの組合せで白色光を得ていた。しかし、本実施形態の発光装置は、上記の組合せに限定されず、互いに発光する波長域が異なる２つの発光素子、及び１つの蛍光体との組合せによって白色光を実現し得る構成であればよい。例えば、白色光を実現する組合せとして、青色発光素子、赤色発光素子、及び緑色蛍光体という組合せも可能である。
【００７２】
〔実施の形態３〕
本発明の実施形態３における発光装置の構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の発光装置３０の概略構成を示す断面図である。
【００７３】
上記実施形態２の発光装置２０において、発光部２は、青色波長領域の光（第１の色波長域の光）を発光する発光素子２ｂ（第１の発光素子）、及び緑色波長領域の光（第２の色波長域の光）を発光する発光素子２ｇ（第２の発光素子）で構成され、２色の光を発光するようになっていた。また、樹脂層３は、赤色蛍光体３ｒ（第３の色波長域の光を蛍光する蛍光体）を含有していた。そして、赤色蛍光体３ｒは、図９に示されるように、赤色波長域に蛍光ピーク波長を有する１種の蛍光体であった。
【００７４】
本実施形態の発光装置３０において、赤色蛍光体３ｒ（第３の色波長域の光を蛍光する蛍光体）は、２種類の赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２で構成されている。赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２は、赤色波長域内で蛍光ピーク波長を有し、蛍光ピーク波長が互いに異なっている。具体的には、赤色蛍光体３ｒ１は、赤色波長域内の６００ｎｍに蛍光ピーク波長を有する。一方、赤色蛍光体３ｒ２は、赤色波長域内の６５０ｎｍに蛍光ピーク波長を有する。
【００７５】
本実施形態の発光装置３０は、樹脂層３に含まれる、赤色波長域の光を蛍光する赤色蛍光体として、互いに蛍光ピーク波長が異なる赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２を混合した構成になっている。発光装置３０の構成では、青色発光素子を封止する樹脂層に緑色蛍光体と、互いに蛍光ピーク波長が異なる２つの赤色蛍光体とが含まれる従来の発光装置と比較して、蛍光体の絶対量を削減することができるという利点がある。蛍光体によって吸収される光の量は、樹脂層３における蛍光体の含有量に比例するので、蛍光体の絶対量を削減することによって蛍光体による光の吸収量を低減することが可能になる。よって、発光装置２０によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００７６】
さらに、赤色波長域の光を蛍光する赤色蛍光体として、互いに蛍光ピーク波長が異なる２種類の赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２を用いているので、赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２の蛍光は、スペクトル分布が広い赤色光となる。その結果、本実施形態の発光装置３０の構成によれば、よりスペクトル分布が広い白色光を発光することができ、演色性が高い白色ダイオードを実現することができる。なお、図４に示された発光装置３０では、２種類の赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２が用いられたが、用いられる赤色蛍光体の種類は、２種類に限定されず、２種類以上であってもよい。
【００７７】
また、図４に示された発光装置３０では、青色光を発光する発光素子２ｂ、緑色光を発光する発光素子２ｇ、及び２種類の赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２の組合せで白色光を得ていた。しかし、本実施形態の発光装置は、上記の組合せに限定されず、互いに発光する波長域が異なる２つの発光素子、及び１色の蛍光体との組合せによって白色光を実現し得る構成であればよい。例えば、白色光を実現する組合せとして、青色発光素子、赤色発光素子、及び互いに蛍光ピーク波長が異なる２種類の緑色蛍光体という組合せも可能である。
【００７８】
さらには、蛍光体の蛍光は、１色に限定されず、発光素子の発光色との組合せによって白色光を実現できれば２色以上であってもよい。すなわち、本実施形態の発光装置は、互いに発光する波長域が異なる２つの発光素子、及び少なくとも１色の蛍光体との組合せによって白色光を実現し得る構成であればよい。例えば、白色光を実現する組合せとして、青色発光素子、赤色発光素子、緑色蛍光体、及び蛍光ピーク波長が上記赤色発光素子の発光ピーク波長と異なる赤色蛍光体という組合せも可能である。
【００７９】
以上のように、本発明の発光装置１０・２０は、基板１と、基板１上に搭載された複数の発光素子で構成された発光部２と、発光部２を封止する樹脂層３とを備え、樹脂層３と空気との界面に角錐状または円錐状の突起８が形成されている発光装置である。そして、突起８の先端部の曲率半径Ｒは、突起８の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５である。さらに、発光装置２０は、発光部２を構成する発光素子２ｂ・２ｇの２色の発光（青色光及び緑色光）と、樹脂層３に含まれる赤色蛍光体３ｒによって蛍光した１色の蛍光（赤色光）との混合によって白色光を発光する。また、発光装置１０は、発光部２を構成する発光素子２ｂ・２ｇ・２ｒの３色の発光同士の混合によって白色光を発光する。
【００８０】
発光装置１０・２０の構成によれば、突起８の先端部の曲率半径Ｒは、突起８の底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５であるので、突起８の内側に向かって反射される光を低減し、突起８の外側に向かって照射される光を増大することができるので、光取出し効率が高い発光装置を実現することができる。
【００８１】
さらに、発光装置１０・２０の構成によれば、白色光を発光するために、発光素子からの出射光を波長変換する蛍光体を用いていない、あるいは１種類の赤色蛍光体３ｒ（１色の波長領域の光を発光する蛍光体）を用いた構成になっている。それゆえ、青色光を出射する発光素子２０２と、赤色蛍光体２０３ｒ及び緑色蛍光体２０３ｇとを使用した従来の発光装置２００と比較して、蛍光体の絶対量を低減することができる。蛍光体によって吸収される光の量は、樹脂層における蛍光体の含有量に比例するので、蛍光体の絶対量を削減することによって蛍光体による光の吸収量を低減することが可能になる。
【００８２】
よって、発光装置１０・２０の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００８３】
また、発光装置２０において、発光部２は、青色波長域の光を発光する発光素子２ｂと、緑色波長域の光を発光する発光素子２ｇと、で構成されており、樹脂層３は、赤色波長域の光を蛍光する赤色蛍光体３ｒを含有しており、赤色蛍光体３ｒは、青色波長域または緑色波長域の光に対する吸収率が最も高いことが好ましい。
【００８４】
これによって、発光装置２０の構成によれば、従来の発光装置２００と比較して、蛍光体の絶対量を低減することができる。それゆえ、パッケージから取り出すことができず、樹脂層内部を反射し、基板側へ戻る光（戻り光）が再度蛍光体に衝突する確率を減らすことができる。その結果、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくし、白色光としての光取出し効率が向上した発光装置を実現することができる。
【００８５】
また、発光装置３０において、赤色蛍光体は、２種類の赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２で構成されており、これら赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２は、赤色波長域内で蛍光ピーク波長を有し、該蛍光ピーク波長が互いに異なることが好ましい。
【００８６】
発光装置３０の構成によれば、赤色波長域の光を蛍光する蛍光体として、赤色波長域内で蛍光ピーク波長が互いに異なる赤色蛍光体３ｒ１及び３ｒ２を用いているので、赤色波長域の光は、スペクトル分布が広い光となる。その結果、発光装置３０の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスを少なくするとともに、よりスペクトル分布が広い白色光を発光することができ、演色性が高い発光装置を実現することができる。
【００８７】
また、発光装置１０において、発光部２は、青色波長域の光を発光する発光素子２ｂと、緑色波長域の光を発光する発光素子２ｇと、赤色波長域の光を発光する発光素子２ｒと、で構成されており、樹脂層３は、蛍光体を含有していないことが好ましい。
【００８８】
発光装置１０の構成によれば、エネルギーロスに起因する蛍光体が樹脂層３に含有しない構成とし、さらに樹脂層３内部を伝搬する光を全て発光素子２ｂ、発光素子２ｇ、及び発光素子２ｒから出射する光としている。それゆえ、発光装置１０の構成によれば、蛍光体固有の吸収スペクトルに起因するエネルギーロスをゼロとすることができる。
【００８９】
また、発光装置１０・２０では、突起８は、樹脂層３と同じ材料で構成されていることが好ましい。発光装置１０・２０によれば、より効率よく光を照射方向へ導くことができるので、より光取出し効率が高い発光装置を実現することができる。
【００９０】
〔補足〕
なお、本発明の発光装置は、以下の〔１〕及び〔２〕のように表現することもできる。
【００９１】
〔１〕電極が形成された基板の上面に発光素子を有し、前記発光素子と前記電極とを電気的に接続すると共に、前記発光素子は発光素子から発する光により励起および蛍光する蛍光体を含有する樹脂体にて封止され、前記樹脂体と空気との界面に角錐状突起もしくは円錐状突起が形成され突起先端部の曲率半径Ｒは突起底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５である発光装置であって、前記発光素子は異なる発光波長をもつ２つ以上の発光素子で構成されている発光装置。
【００９２】
〔２〕電極が形成された基板の上面に発光素子を有し、前記発光素子と前記電極とを電気的に接続すると共に、前記発光素子は樹脂体にて封止され、前記樹脂体と空気との界面に角錐状突起もしくは円錐状突起が形成され突起先端部の曲率半径Ｒは突起底面幅φに対し、Ｒ≦φ×０．１５である発光装置であって、前記発光素子は異なる発光波長をもつ２つ以上の発光素子のみで構成され発光素子から発する光により励起および蛍光する蛍光体を含有しないことを特徴とする発光装置。
【００９３】
本発明の発光装置は、戻り光が蛍光体を再度励起することがないように構成された発光装置であるといえる。つまり、封止樹脂内に混合された蛍光体の使用量を減らし、蛍光体によって発せられていた光を、同様の発光波長域を持つ発光素子を樹脂内に配置することで置き換えを図り蛍光体の使用量を減らし、戻り光が再度蛍光体に衝突する確率を減らすことが可能となる。具体的には、青色発光素子からの青色光と緑と赤蛍光体からの蛍光という組み合わせによって生成していた白色光を、青色発光素子からの青色光と緑色発光素子からの緑色光、赤色発光素子からの赤色光の組み合わせによって生成することで、蛍光体の使用量をゼロとすることができる。同様に、青色発光素子、緑色発光素子および赤色蛍光体という組み合わせでも可能であるし、青色発光素子、赤色発光素子および緑色蛍光体という組み合わせも可能である。しかし、戻り光のロスが最も少ない構成は混色したいすべての光を発光素子から発生させる構成である。
【００９４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９５】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【実施例】
【００９６】
＜１：突起の先端部の曲率半径に関する検討＞
本発明者は、樹脂層の上に形成される突起の先端部の曲率半径が、発光装置の光取り出し効率にとって重要ではないかと考え、シミュレーションによって、当該仮説の妥当性を検証した。当該シミュレーションは、周知の解析ソフトウェア（ＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（サイバーネット社製））を用いて行った。また、具体的な解析方法は、当該解析ソフトウェアに添付の説明書に従った。
【００９７】
図５の（ａ）〜（ｃ）に、シミュレーションにて検討する発光装置の概略図を示す。
【００９８】
図５の（ａ）に示す発光装置は、樹脂層の上に突起を形成していない発光装置であり、図５の（ｂ）（ｃ）に示す発光装置は、樹脂層の上に突起が形成されている発光装置である。なお、以下に、上記発光装置の構成の更に詳細なデータを示す。
【００９９】
図５の（ａ）に示す発光装置
・発光面の面積        ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
・突起                ：設けられていない
・樹脂層の屈折率      ：１．４１。
【０１００】
図５の（ｂ）に示す発光装置
・発光面の面積        ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
・突起の形状          ：底面の直径が１ｍｍ、高さが３ｍｍ、先端の角度が３０度の円錐形
・突起の先端の曲率半径：なし
・樹脂層の屈折率      ：１．４１。
【０１０１】
図５の（ｃ）に示す発光装置
・発光面の面積        ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
・突起の形状          ：底面の直径が１ｍｍ、高さが３ｍｍ、先端の角度が３０度の円錐形
・突起の先端の曲率半径：０．２ｍｍ
・樹脂層の屈折率      ：１．４１。
【０１０２】
上記、シミュレーションの結果を、表１および図６に示す。
【０１０３】
【表１】
2014045098.tif 000003
【０１０４】
表１に示すように、突起の先端部分に曲率半径Ｒがある発光装置であっても、突起が無い平坦な樹脂層を有する発光装置と比較すれば、光の取り出し効率が上昇するものの、突起の先端部分で一部の光が反射することにより、理想的な発光装置（曲率半径Ｒがない発光装置）と比較すると、２０％程度も光取り出し効率が低下する結果となった。このことから、光取出し効率の向上のためには突起の先端部の形状が極めて重要であり、当該形状について考慮する必要があることが分かった。
【０１０５】
また、図６に示すように、突起の先端の曲率半径Ｒが大きくなればなるほど、光取り出し効率が低下する結果となった。更に具体的には、曲率半径Ｒ＝０．１５ｍｍ付近まではゆるやかに光取出し効率が減少しているが、曲率半径Ｒ＝０．２ｍｍ付近では光取出し効率が急激に低下するという結果が得られた。この結果から、突起の先端部の曲率半径Ｒと、突起の底面部の直径φとを、Ｒ≦φ×０．１５を満たすような形状とすることで、高い光取出し効率を得ることができることが明らかになった。
【０１０６】
＜２：発光装置の作製＞
図５の（ａ）〜（ｃ）に示す発光装置を実際に作製し、これらの発光装置における発光強度を比較した。まず、発光装置の製造方法について簡単に説明する。
【０１０７】
発光装置の基本構造は、従来周知の方法によって作製した。まず、発光素子を樹脂層（材料：信越化学製シリコーンＫＥＲ２５００）によって封止した。なお、本実施例では、当該樹脂層には蛍光体を含ませず、単純にＬＥＤチップから放射される青色光の強度に基づいて検証を行った。また、最終的に形成される発光装置の発光面が６ｍｍ×６ｍｍとなるようにした。
【０１０８】
次いで、図５の（ｂ）および（ｃ）に示す発光装置を作製するために、上記樹脂層の上に貼り付ける突起を作製した。
【０１０９】
具体的には、まず、ステンレス板材を放電加工により棒状に加工し、先端部を研削加工することで、四角錐形状のピン状部材を作成した。このピン状部材を組み合わせることにより、凸型の鋳型（材料：ステンレス、１ｃｍ２あたりの突起の数：１００個）を作製した。なお、当該凸型の鋳型が有する個々の突起の形状は、四角錐形状であり、底面が略１ｍｍ×１ｍｍであり、高さが略３ｍｍであった。
【０１１０】
次いで、当該凸型の鋳型を元に、射出成型を行うことで、鋳型形状が転写された、凹型の樹脂鋳型（材料：フッ素樹脂）を作製した。
【０１１１】
次いで、上記凹型の樹脂鋳型へ熱硬化性シリコーン樹脂を加え、当該熱硬化性シリコーン樹脂を加熱硬化（温度１５０℃）させることで、突起を有する構造体を作製した。
【０１１２】
次いで、上記構造体を上記樹脂層の上に接着して、図５の（ｂ）および（ｃ）に対応する発光装置を形成した。
【０１１３】
作製した発光装置を顕微鏡等によって観察した結果、実際に作製された図５の（ａ）〜（ｃ）に示す発光装置は、以下のような仕様であった。
【０１１４】
図５の（ａ）に示す発光装置
・突起                ：設けられていない
・樹脂層の屈折率      ：１．４１。
【０１１５】
図５の（ｂ）に示す発光装置
・突起の形状          ：底面が１ｍｍ×１ｍｍ、高さが３ｍｍの四角錐形
・突起の先端の曲率半径：０．０２ｍｍ以下
・樹脂層の屈折率      ：１．４１。
【０１１６】
図５の（ｃ）に示す発光装置
・突起の形状          ：底面が１ｍｍ×１ｍｍ、高さが３ｍｍの四角錐形
・突起の先端の曲率半径：０．２ｍｍ
・樹脂層の屈折率      ：１．４１。
【０１１７】
それぞれの発光装置を同一条件にて発光させ、その発光強度の比較を行った。その結果を、表２に示す。
【０１１８】
【表２】
2014045098.tif 000004
【０１１９】
表２から明らかなように、凹凸形状を有する構造体を備えることによって、発光装置の光取り出し効率が向上した。また、表２から明らかなように、凹凸形状の突起の先端が鋭利であるほど、発光装置の光取り出し効率が向上した。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の発光装置は、照明用光源、及び液晶ディスプレイのバックライト光源等に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１          基板
２          発光部
２ｂ          発光素子（第１の発光素子）
２ｇ          発光素子（第２の発光素子）
２ｒ          発光素子（第３の発光素子）
３          樹脂層
３ｒ          赤色蛍光体（第３の色波長域の光を蛍光する蛍光体）
３ｒ１，３ｒ２  赤色蛍光体
４          枠体
５          電極
６          配線
７          ボンディングワイヤ
８          突起
１０          発光装置
２０          発光装置
３０          発光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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