(57)【要約】【課題】発光素子及びその上の蛍光体層の側面を覆い、光取り出し効率を向上できる形状を有する側壁を備えた発光装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様として、基板１０と、基板１０上の発光素子１３と、発光素子１３上の、蛍光体を含む蛍光体層１４と、発光素子１３及び蛍光体層１４の側面を覆う、光反射材を含む側壁１６と、を有し、側壁１６の側面のうち、少なくとも向かい合う２つの側面が、発光素子１３側から蛍光体１４側に向かって狭まるテーパーを形成するように傾斜しており、側壁１６の発光素子１３の上面と同じ高さの厚さＷが、発光素子１３の発する光に対する側壁１６の反射率の側壁１６の厚さの増加に対する増加率が急激に低下する厚さ以上である、発光装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の発光素子と、
前記発光素子上の、蛍光体を含む蛍光体層と、
前記発光素子及び前記蛍光体層の側面を覆う、光反射材を含む側壁と、
を有し、
前記側壁の側面のうち、少なくとも向かい合う２つの側面が、前記発光素子側から前記蛍光体側に向かって狭まるテーパーを形成するように傾斜しており、
前記側壁の前記発光素子の上面と同じ高さの厚さの最小値が、前記発光素子の発する光に対する前記側壁の反射率の、前記側壁の厚さの増加に対する増加率が急激に低下する厚さ以上である、
発光装置。
【請求項２】
前記発光素子の発光波長が４００ｎｍ以上かつ４８０ｎｍ以下であり、
前記側壁が酸化チタンを含むシリコーン樹脂からなり、
前記側壁の前記発光素子の上面と同じ高さの厚さの最小値が５３μｍ以上である、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体層上の保護層をさらに含み、
前記側壁が前記発光素子、前記蛍光体層、及び前記保護層の側面を覆う、
請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記側壁の側面の傾斜した部分とその下の前記基板の側面が連続した斜面を形成している、
請求項１〜３のいずれか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】
従来、側面が傾斜した燐光体を含むポリマー結合剤により発光素子が封止された発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。燐光体を含むポリマー結合剤の傾斜した側面は、角度の付いたブレードを発光装置の個片化のために使用することにより形成される。
【０００３】
また、従来、逆三角形のガラス封止部材により発光素子が封止された発光装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、逆三角形のガラス封止部材のテーパー面で光を全反射させることにより光取り出し効率を向上できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５０６５９１号公報
【特許文献２】特開２００６−８０３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、発光素子及びその上の蛍光体層の側面を覆い、光取り出し効率を向上できる形状を有する側壁を備え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】
【０００６】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［４］の発光装置を提供する。
【０００７】
［１］基板と、前記基板上の発光素子と、前記発光素子上の、蛍光体を含む蛍光体層と、前記発光素子及び前記蛍光体層の側面を覆う、光反射材を含む側壁と、を有し、前記側壁の側面のうち、少なくとも向かい合う２つの側面が、前記発光素子側から前記蛍光体側に向かって狭まるテーパーを形成するように傾斜しており、前記側壁の前記発光素子の上面と同じ高さの厚さの最小値が、前記発光素子の発する光に対する前記側壁の反射率の、前記側壁の厚さの増加に対する増加率が急激に低下する厚さ以上である、
発光装置。
【０００８】
［２］前記発光素子の発光波長が４００ｎｍ以上かつ４８０ｎｍ以下であり、前記側壁が酸化チタンを含むシリコーン樹脂からなり、前記側壁の前記発光素子の上面と同じ高さの厚さの最小値が５３μｍ以上である、上記［１］に記載の発光装置。
【０００９】
［３］前記蛍光体層上の保護層をさらに含み、前記側壁が前記発光素子、前記蛍光体層、及び前記保護層の側面を覆う、上記［１］又は［２］に記載の発光装置。
【００１０】
［４］前記側壁の側面の傾斜した部分とその下の前記基板の側面が連続した斜面を形成している、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光素子及びその上の蛍光体層の側面を覆い、光取り出し効率を向上できる形状を有する側壁を備えた発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。
【図２】図２は、発光素子の発する光に対する側壁の反射率と側壁の厚さの関係の一例を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態に係る発光装置１の製造工程の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施の形態〕
（発光装置の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。図１（ａ）は発光装置１の短手方向の断面を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の断面に直交する発光装置１の長手方向の断面を示す。
【００１４】
発光装置１は、基板１０と、基板１０の一方の面上に形成された電極１１と、基板１０の他方の面上に形成された電極１２と、電極１１に電気的に接続されるように基板１０の一方の面上に搭載された発光素子１３と、発光素子１３上の蛍光体層１４と、蛍光体層１４上の保護層１５と、発光素子１３、蛍光体層１４、及び保護層１５の側面を覆う側壁１６と、を有する。
【００１５】
基板１０は、例えば、Ａｌ2Ｏ3基板、ＡｌＮ基板等のセラミック基板、表面が絶縁膜で覆われたＡｌ基板やＣｕ基板等の金属基板、又はガラスエポキシ基板である。電極１１及び電極１２は、Ｃｕ等の導電材料からなる。
【００１６】
発光素子１３は、例えば、ＬＥＤチップ又はレーザーダイオードチップである。また、発光素子１３は、典型的にはフリップチップ型の素子であるが、フェイスアップ型であってもよい。発光装置１に含まれる発光素子１３の個数は特に限定されない。
【００１７】
蛍光体層１４は、例えば、分散したシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等の透明部材からなり、粒子状の蛍光体を含む。蛍光体層１４に含まれる蛍光体の蛍光色は特に限定されない。発光素子１３は、蛍光体層１４に含まれる蛍光体の励起光源として機能し、発光素子１３の発光色と蛍光体層１４の発光色の混色が発光装置１の発光色になる。例えば、発光素子１３の発光色が青色であり、蛍光体層１４の発光色が黄色である場合、発光装置１の発光色は白色になる。
【００１８】
保護層１５は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等の透明部材からなる。
【００１９】
側壁１６は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等を母材とし、酸化チタン等の粒子状の光反射材を含む白色部材である。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、側壁１６の側面は、発光素子１３側から保護層１５側に向かって狭まるテーパーを形成するように傾斜している。このため、側壁１６の発光素子１３を囲む部分の厚さは厚く、蛍光体層１４及び保護層１５を囲む部分の厚さは薄くなる。
【００２１】
側壁１６の発光素子１３を囲む部分の厚さを厚くすることにより、反射率を大きくして発光素子１３の側方からの光の漏れを減らすことができる。一方で、蛍光体層１４及び保護層１５を囲む部分の厚さを薄くすることにより、反射率を小さくして蛍光体層１４から出る光を取り出すまでの光路長を短くし、発光装置１内での光の吸収減衰を抑えることができる。
【００２２】
また、側壁１６の発光素子１３の上面と同じ高さの厚さＷの最小値は、発光素子１３の発する光に対する側壁１６の反射率の、側壁１６の厚さの増加に対する増加率（側壁１６の厚さの増加量１μｍあたりの側壁１６の反射率の増加量）が急激に低下する厚さ（例えば、増加率が１／１０以下に低下する厚さ）以上である。これは、発光素子１３の側方からの光の漏れを効果的に抑えるためである。
【００２３】
図２は、酸化チタンを含むシリコーン樹脂の膜に波長４５０ｎｍの光を照射したときの、光の反射率と膜の厚さとの関係を示すグラフである。図２のプロット点の数値を次の表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
図２は、膜の厚さがおよそ５３μｍ未満のときは、厚さの増加に伴って反射率が急激に増加し、膜の厚さがおよそ５３μｍ以上のときは、厚さの増加に伴う反射率の増加が緩やかになることを示している。この場合、膜の厚さの増加に対する反射率の増加率が急激に低下する膜の厚さはおよそ５３μｍである。膜の厚さが５１μｍから５３μｍまで増加するときの反射率の増加率は０．３５％／μｍであり、膜の厚さが５３μｍから６３μｍまで増加するときの反射率の増加率は０．０１％／μｍであるから、膜の厚さ５３μｍを境に反射率の増加率がおよそ１／３５に低下している。また、照射する光の波長が４００ｎｍ以上かつ４８０ｎｍ以下の範囲内であれば、反射率と膜の厚さの関係は図２とほぼ同様になる。
【００２６】
すなわち、発光素子１３の発光波長が４００ｎｍ以上かつ４８０ｎｍ以下であり、側壁１６が酸化チタンを含むシリコーン樹脂からなる場合、側壁１６の発光素子１３の上面と同じ高さの厚さＷの最小値が５３μｍ以上であれば、発光素子１３の側方からの光の漏れを効果的に抑えることができる。
【００２７】
また、上述のように、側壁１６の全ての側面が傾斜していてもよいが、向かい合う２つの側面のみが発光素子１３側から保護層１５側に向かって狭まる（保護層１５が含まれない場合は、発光素子１３側から蛍光体層１４側に向かって狭まる）テーパーを形成するように傾斜していてもよい。
【００２８】
例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示される発光装置１のように、平面形状が長方形である場合、側壁１６の長手方向の側面のみが傾斜していてもよい。この場合、図１（ｂ）の断面に表れる側壁１６の側面は傾斜しない。これは、短手方向の側面は面積が比較的小さく、側面が傾斜することによる上述の効果が比較的弱いためである。
【００２９】
（発光装置の製造方法）
図３（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態に係る発光装置１の製造工程の一例を示す斜視図である。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示されるように、複数の電極１１及び電極１２を表面に有する基板１０を用意する。なお、図３（ａ）には基板１０の一部が図示されている。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示されるように、基板１０上の複数の電極１１に、複数の発光素子１３の図示されない電極を半田バンプ等の導電部材により接続する。
【００３２】
次に、図３（ｃ）に示されるように、蛍光体層１４と保護層１５を、蛍光体層１４が発光素子１３側を向くように発光素子１３上に設置する。
【００３３】
なお、蛍光体層１４と保護層１５は個別に設置してもよいし、一体化してから設置してもよい。また、蛍光体層１４と保護層１５は、発光素子１３を基板１０上に載せる前に発光素子１３上に設置してもよい。
【００３４】
次に、図３（ｄ）に示されるように、複数の発光素子１３、蛍光体層１４及び保護層１５の側面を白色部材１７で一括して覆う。白色部材１７は、後の工程で側壁１６に加工される、側壁１６と同じ材料からなる部材である。具体的には、例えば、基板１０上に発光素子１３、蛍光体層１４、及び保護層１５が埋め込まれるような高さまで白色部材１７を塗布した後、白色部材１７に研磨処理を施して複数の保護層１５の上面を露出させる。
【００３５】
なお、蛍光体層１４及び保護層１５と側壁１６（白色部材１７）との接合には、側壁１６が有する粘着性、接着性を用いてもよいが、蛍光体層１４及び保護層１５と側壁１６との界面に側壁１６よりも粘着性、接着性に優れる樹脂を用いてもよい。
【００３６】
次に、図３（ｅ）に示されるように、白色部材１７及び基板１０を切断し、複数の発光装置１を得る。
【００３７】
このとき、側面が傾斜したテーパー形状の刃を有するダイシングブレードや超音波カッターを白色部材１７及び基板１０の切断に用いて、側面の傾斜した側壁１６を形成することができる。この場合、側壁１６と基板１０の側面は連続した斜面を形成する。
【００３８】
側壁１６の向かい合う２つの側面のみに傾斜を形成する場合は、傾斜した側面を形成するための切断にテーパー形状の刃を有するダイシングブレード等を用いて、傾斜しない側面を形成するための切断に側面に傾斜がない刃を有するダイシングブレード等を用いればよい。この場合は、側壁１６の側面の傾斜した部分とその下の基板１０の側面が連続した斜面を形成する。
【００３９】
（実施の形態の効果）
上記の実施の形態によれば、側壁の側面に傾斜を設けることにより、発光素子１３の側方からの光の漏れを減らし、かつ蛍光体層１４から出た光の発光装置１内での吸収減衰を抑えることができる。また、側壁の側面の傾斜は、テーパー形状の刃を有するブレードやカッターを用いた切断により、容易に形成することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００４１】
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００４２】
１        発光装置
１３      発光素子
１４      蛍光体層
１５      保護層
１６      側壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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