(57)【要約】【課題】複数の発光素子が発した熱の放熱特性を向上させると共に、複数の発光素子が発した光を外部に効率よく取り出すことができる発光装置を提供する。【解決手段】本発明に係る発光装置１は、発光素子をガラス材料で封止して形成される発光部と、発光部が発する光を所定の方向へ反射し又は屈折する光学制御部４０と、光学制御部４０が所定の方向へ反射し又は屈折した光が入射する入射面３００、入射面３００に入射した光を反射する反射領域３０５、及び、反射領域３０５で反射した光を出射する出射面３１５を表面に有する導光部材３０と、発光部を搭載し、発光部からの熱を放熱すると共に、反射領域３０５を導光部材３０の外側から覆い、反射領域３０５を通過した光の少なくとも一部を出射面３１５の方向へ反射する反射部２０と、導光部材３０と反射部２０との間に設けられる中空部５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、
前記発光部が発する光を所定の方向へ反射し又は屈折する光学制御部と、
前記光学制御部が前記所定の方向へ反射し又は屈折した光が入射する入射面、前記入射面に入射した光を反射する反射領域、及び、前記反射領域で反射した光を出射する出射面を表面に有する導光部材と、
前記発光部を搭載し、前記発光部からの熱を放熱すると共に、前記反射領域を前記導光部材の外側から覆い、前記反射領域を通過した光の少なくとも一部を前記出射面の方向へ反射する反射部と、
前記導光部材と前記反射部との間に設けられる中空部と、を備える発光装置。
【請求項２】
前記発光部は、フリップチップ実装された発光素子を有する請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光部は、前記発光素子を封止するガラス材料を有する請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記導光部材は、前記反射領域に隣接し前記入射面から入射した光と平行に設けられる平行領域を表面に有し、
前記平行領域は、前記反射部が反射した光の少なくとも一部を透過する請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記導光部材は複数の前記反射領域と複数の前記平行領域とを有し、前記反射領域と前記平行領域とが前記入射面からの光の入射方向について交互に連続的に配置される請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光部は、間隔をおいて隣接する複数の前記発光素子を、ガラス材料で一体に封止して形成される請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光部に封止される複数の前記発光素子は、間隔をおいて一方向に並べられる請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光部に封止される複数の前記発光素子は、マトリックス状に並べられる請求項６に記載の発光装置。
【請求項９】
前記ガラス材料は、前記発光素子が発する光を異なる波長の光に変換する蛍光体を含有する請求項３に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光部と前記反射部との間に介在し、熱膨張率が前記反射部の熱膨張率より小さい介在部材を更に備える請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記反射部は、
複数の前記発光部を搭載する環状の搭載部と、
前記搭載部の内側に形成される貫通孔と、
を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記反射部は、前記貫通孔の内側に設けられる放熱用のフィンを有する請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記反射部は、
複数の前記発光部を搭載し、前記反射部と同等以上の熱伝導率を有する環状の搭載部
を更に有する請求項１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記導光部材の前記出射面を前記導光部材の外側から覆い、前記出射面から出射される光を取り出す開口を有し、前記反射部と接続されるカバー部材を更に備える請求項１から１３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、面状に光を発する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、ＧａＮ系化合物半導体及び所定の蛍光膜層から形成され白色に発光する発光素子と、発光素子が発する光を透過して外部へ向けて面状に発光する導光体と、導光体の周囲に設けられ発光素子が発する光を反射する反射部とを備え、反射部の縦断面が弓状に湾曲する曲面形状である面状光源について記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の面状光源によれば、発光素子自体が蛍光膜層を有しており、導光体の上下に蛍光膜層を設けることを要さないので、面状光源の厚みを低減できる。
【０００４】
また、特許文献２においては、光源と、光源が発する光を所定の方向に反射する対向反射鏡と、対向反射鏡からの入射光を反射する複数の反射面を有する導光体とを備え、対向反射鏡からの入射光の方向に対して所定の角度で複数の反射面が設けられている発光装置について記載されている。
【０００５】
特許文献２に記載の発光装置によれば、光源が発した光は、対向反射鏡によって所定の方向に反射され、反射された当該光は、複数の反射面において更に発光装置の外部に向かって反射される。これにより１つの発光素子で細長い領域を照射することができる。
【特許文献１】特開平１０−１６３５２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の面状光源においては、面状光源自体の厚みを低減して面状光源の小型化及び薄型化を図っているので、面状光源外部の表面積が小さく、発光素子が発する熱を面状光源から効率的に放熱することが困難である。また、特許文献２に記載の発光装置においては、複数の反射面で光を反射することにより光源が発した光を外部に取り出すので、複数の反射面以外の導光体の領域からは光を外部に取り出せず、光源の輝度が低い場合、当該発光装置が発する光は縞状になる場合がある。
【０００７】
そこで本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の発光素子が発した熱の放熱特性を向上させると共に、複数の発光素子が発した光を外部に効率よく取り出すことができる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明においては、発光素子をガラス材料で封止して形成される発光部と、発光部が発する光を所定の方向へ反射し又は屈折する光学制御部と、光学制御部が所定の方向へ反射し又は屈折した光が入射する入射面、入射面に入射した光を反射する反射領域、及び、反射領域で反射した光を出射する出射面を表面に有する導光部材と、発光部を搭載し、発光部からの熱を放熱すると共に、反射領域を導光部材の外側から覆い、反射領域を通過した光の少なくとも一部を出射面の方向へ反射する反射部と、導光部材と反射部との間に設けられる中空部とを備える発光装置が提供される。
【０００９】
また、上記発光装置において、導光部材は、反射領域に隣接し入射面から入射した光と平行に設けられる平行領域を表面に有し、平行領域は、反射部が反射した光の少なくとも一部を透過してもよい。また、導光部材は複数の反射領域と複数の平行領域とを有し、反射領域と平行領域とが入射面からの光の入射方向について交互に連続的に配置され手もよい。
【００１０】
また、上記発光装置において、発光部は、間隔をおいて隣接する複数の発光素子を、ガラス材料で一体に封止して形成されてもよい。また、発光部に封止される複数の発光素子は、間隔をおいて一方向に並べられてもよい。また、発光部に封止される複数の発光素子は、マトリックス状に並べられてもよい。また、上記発光装置において、ガラス材料は、発光素子が発する光を異なる波長の光に変換する蛍光体を含有していてもよい。
【００１１】
また、上記発光装置において、発光部と反射部との間に介在し、熱膨張率が反射部の熱膨張率より小さい介在部材を更に備えてもよい。また、反射部は、複数の発光部を搭載する環状の搭載部と、搭載部の内側に形成される貫通孔とを有していてもよい。また、上記発光装置において、反射部は、貫通孔の内側に設けられる放熱用のフィンを有していてもよい。
【００１２】
また、上記発光装置において、反射部は、複数の発光部を搭載し、反射部と同等以上の熱伝導率を有する環状の搭載部を更に有していてもよい。
【００１３】
また、上記発光装置において、導光部材の出射面を導光部材の外側から覆い、出射面から出射される光を取り出す開口を有し、反射部と接続されるカバー部材を更に備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の発光素子が発した熱の放熱特性を向上させると共に、複数の発光素子が発した光を外部に効率よく取り出すことができる発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の概要を示す。具体的には、図１（ａ）は、発光装置の底面図を示しており、図１（ｂ）は、（ａ）に示したＡ−Ａ線における発光装置の縦断面図の一部を示す。
【００１６】
（発光装置１の構成）
本実施形態に係る発光装置１は、発光部を有する光源１０と、光源１０が発した光を所定の方向に反射又は屈折する制御反射面４００を有する光学制御部４０と、光源１０が発した光及び制御反射面４００において反射又は屈折された光を入射する入射面３００、並びに入射面３００から入射した光に対して所定の角度で設けられる反射領域３０５及び入射面３００から入射した光と略平行に設けられる平行領域３１０を有する導光部材３０とを備える。ここで略平行とは、平行又は平行に準じた配置を意味しており、厳密に平行ではなくてもよい旨を示す。
【００１７】
更に、発光装置１は、介在部材２１０を介して光源１０を搭載する環状の搭載部２０４及び反射領域３０５を通過した光を反射する反射面２００を有する反射部２０と、導光部材３０と反射部２０との間に設けられる中空部５０と、光源１０から反射部２０に伝熱した光源１０からの熱を放熱するカバー部材としてのアルミ板７０とを備える。ここで、アルミ板７０は、ねじ８０により反射部２０に固定される。
【００１８】
また、反射部２０は、反射面２００と連続して、出射面３１５と略平行な平行面２０２を有する。更に、搭載部２０４の内側に貫通孔６０が形成される。そして、導光部材３０は、反射領域３０５において反射された光及び反射面２００において反射され平行領域３１０を透過した光を出射する出射面３１５を有する。
【００１９】
反射部２０は、発光部１００を搭載すると共に、反射領域３０５を導光部材３０の外側から覆う。そして、反射部２０は、上面視にて略円形に形成され、円の中心から所定の範囲において反射部２０の表側から裏側まで貫通する貫通孔６０を有する。一例として、反射部２０の外径Φは、１２５ｍｍに形成され、反射部２０の高さｈは、一例として１０ｍｍに形成される。貫通孔６０の形状は、上面視にて略六角形に形成される。更に、反射部２０は、中心から所定の間隔をおいて予め定められた距離まで延び、発光装置１が光を照射する照射面と略平行な平行面２０２を有する。なお、略円形又は略六角形とは、厳密に円形又は六角形ではなくてもよい旨を示す。
【００２０】
また、反射部２０は、平行面２０２に連続して形成され、平行面２０２から反射部２０の外縁まで所定の曲率で湾曲して設けられる反射面２００を有する。ここで所定の曲率は、平行面２０２と略平行な光が反射面２００に入射した場合に、発光装置１が光を照射する照射面の方向へ反射面２００に入射した光が反射される値に設定される。
【００２１】
更に、反射部２０は、内部に貫通孔６０が形成されており、複数の発光部を有する光源１０を搭載する環状の搭載部２０４を有する。そして、搭載部２０４は、貫通孔６０の周囲に沿って光源１０を搭載すべき領域に、介在部材２１０を介して光源１０を搭載する。すなわち、介在部材２１０は、発光部を有する光源１０と反射部２０との間に介在する。
【００２２】
本実施形態において、介在部材２１０は、平行面２０２に対して略垂直に、所定の厚さで形成される。すなわち、介在部材２１０は、貫通孔６０の外周に設けられる搭載部２０４の辺に沿って形成される。例えば、貫通孔６０の形状が上面視にて略六角形に形成される場合、複数の介在部材２１０が、当該六角形の各辺に沿ってそれぞれ形成される。
【００２３】
ここで、本実施形態に係る反射部２０は、熱伝導率が約１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱膨張係数が２１×１０−６／℃であるアルミニウム合金（ダイカスト）から形成される。そして、反射面２００は、光源１０が発する光に対して所定の反射率を有するように、例えば、鏡面加工される。なお、反射面２００の表面に、例えば、所定の膜厚のアルミニウムから形成される層を別途、蒸着等により形成してもよい。
【００２４】
一方、本実施形態に係る介在部材２１０は、反射部２０を形成する材料とは異なる材料で形成される。具体的に、介在部材２１０は、反射部２０を形成する材料の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を示す材料で形成される。例えば、介在部材２１０は、熱伝導率が約３９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱膨張係数が１７×１０−６／℃である無酸素銅から形成される。
【００２５】
光学制御部４０は、環状の搭載部２０４の外側において、貫通孔６０の周囲に沿って設けられる。具体的には、光学制御部４０は、介在部材２１０の光源１０を搭載する所定の領域以外において介在部材２１０及び反射部２０と接して、貫通孔６０の外周の複数の辺のそれぞれに設けられる。そして、光学制御部４０は、縦断面図において放物線形状に形成され、放物線の頂点を含む所定の領域に光源１０が配置される。また、光学制御部４０の表面であって、光源１０側の表面が制御反射面４００となる。
【００２６】
光学制御部４０は、例えば、アクリル樹脂等の可視光に対して透明な樹脂から形成される。そして、光学制御部４０の光源１０側の表面に、例えば、アルミニウムから形成される反射部材を設けることにより、光源１０が発する光を所定の方向へ反射する制御反射面４００が形成される。この場合において、反射部材は、光学制御部４０の光源１０側の表面に薄膜として設けられる。
【００２７】
光源１０は、介在部材２１０を介して反射部２０の上に設けられる。また、光源１０は、白色光を発する発光部を複数有する。光源１０は、光を出射する光出射面１０５から複数の発光部が発した光を光源１０の外部に出射する。本実施形態において、発光装置１は、複数の光源１０を有する。複数の光源１０はそれぞれ、貫通孔６０の外周に沿って設けられている複数の介在部材２１０のそれぞれに搭載される。そして、複数の光源１０はそれぞれ、介在部材２１０の上面に設けられる配線パターンと電気的に接続され、当該配線パターンから電力の供給を受ける。
【００２８】
導光部材３０は、上面視にて略ドーナツ形に形成される。すなわち、導光部材３０は、複数の光源１０及び複数の光学制御部４０を包囲する形に形成される。そして、導光部材３０は、光源１０が発する光を透過する透明樹脂から形成される。例えば、導光部材３０は、屈折率が約１．４９から１．５０である透明アクリル樹脂から形成される。
【００２９】
本実施形態に係る導光部材３０は、光学制御部４０の制御反射面４００において伝播方向が所定の方向に反射又は屈折された光、及び光源１０の発光部が発した光を入射する入射面３００を表面に有する。入射面３００は、光源１０の光出射面１０５と略平行に設けられる。また、導光部材３０は、入射面３００に入射する光に対して所定の角度で設けられ、入射面３００に入射した光を出射面３１５の方向に反射する複数の反射領域３０５を表面に有する。反射領域３０５の入射面３００に入射する光に対する所定の角度は、例えば、４５度である。なお、光源１０と入射面３００との間には中空部、すなわち、透明樹脂等が充填されていない空間（樹脂埋めされていない空間）が形成される。そして、この中空部は、導光部材３０の屈折率よりも小さい屈折率を有する気体（一例として、空気）で満たされている。
【００３０】
そして、導光部材３０は、入射面３００に対して略垂直に設けられ、反射部２０の外縁方向に向かって伸び、反射領域３０５で反射した光を出射する出射面３１５を表面に有する。ここで、導光部材３０は、複数の反射領域３０５のそれぞれに隣接して、入射面３００から入射した光と平行に設けられる複数の平行領域３１０を表面に有する。具体的には、反射領域３０５と平行領域３１０とが入射面３００からの光の入射方向について交互に連続的に配置され、複数の反射領域３０５と複数の平行領域３１０とで階段形状が形成される。
【００３１】
中空部５０は、導光部材３０と反射部２０との間に設けられる。本実施形態において中空部５０は、導光部材３０と反射部２０とによって挟まれた空気を含む空間である。中空部５０の存在により、導光部材３０の反射領域３０５及び平行領域３１０と反射面２００とが、直接には接触しないこととなる。
【００３２】
カバー部材としてのアルミ板８０は、上面視にて略ドーナツ形状に形成され、アルミニウム合金から形成される。本実施形態において、アルミ板８０は、導光部材３０の出射面３１５を導光部材３０の外側から覆い、出射面３１５から出射される光を取り出す開口９２を有する。
【００３３】
具体的には、アルミ板８０は、反射部２０の平行面２０２と略平行に設けられる。アルミ板８０は、貫通孔６０の外縁から反射部２０の外縁方向に向かって、所定の領域を覆う。例えば、アルミ板８０は、貫通孔６０の外縁から、貫通孔６０に最も近い位置に設けられる反射領域３０５によって反射される光が出射される出射面３１５の第１出射領域３１６の縁まで覆う形に形成される。また、アルミ板８０は、反射部２０とねじ８０により接続されて固定される。これにより、介在部材２１０を介して環状の搭載部２０４に搭載された複数の光源１０は、アルミ板８０と反射部２０の平行面２０２との間に設けられることとなる。
【００３４】
なお、反射部２０の形状は、上面視にて略円形に限られず、上面視にて多角形状（例えば、三角形状、四角形状、六角形状、又は八角形状等）に形成することもできる。そして、貫通孔６０の形状についても、上面視にて六角形状に限られず、他の多角形状（例えば、三角形状、四角形状、又は八角形状等）に形成することもできる。また、反射部２０は、マグネシウム合金（熱伝導率：約７０Ｗ／（ｍ・Ｋ））等の熱伝導率が高い他の材料から形成することもできる。例えば、マグネシウム合金の比重はアルミニウム合金の比重の約２／３であるので、発光装置１の重量を低減することを目的として、反射部２０をマグネシウム合金から形成してもよい。
【００３５】
また、光源１０が発する光は、青色光、赤色光、及び／又は緑色光のいずれであってもよい。この場合において、制御反射面４００を形成する反射部材は、光源１０が発する光の波長に応じて適宜選択してよい。すなわち、光源１０が発する光の波長に対して所定の反射率を示す反射部材を、制御反射面４００の上に形成してよい。所定の反射率は、例えば、光源１０が発する光の波長に対して９０％以上の反射率であってよい。
【００３６】
同様にして、反射部２０の反射面２００についても、光源１０が発する光の波長に対して所定の反射率を示す加工を施してもよい。例えば、光源１０が発する光の波長に対して所定の反射率を示す鏡面加工を反射面２００に施すことができる。また、光源１０が発する光の波長に対して所定の反射率を示す材料を、反射面２００の上に形成することができる。
【００３７】
また、光学制御部４０は、プリズムを用いて形成することもできる。例えば、光源１０の光出射面１０５の上方に、光源１０が発した光を屈折させ、導光部材３０の入射面３００に導光する光学制御部４０としてのプリズムを配置することができる。
【００３８】
また、複数の反射領域３０５のそれぞれの入射面３００に対する角度は、４５度に限られず、また、全てが４５度に統一されている場合に限られない。例えば、複数の反射領域３０５のそれぞれの入射面３００に対する角度は、複数の反射領域３０５のそれぞれにおいて異なっていてもよい。すなわち、発光装置１が光を照射する照射領域の範囲に応じて、複数の反射領域３０５のそれぞれの入射面３００に対する角度を適宜設定してもよい。
【００３９】
なお、導光部材３０は、透明樹脂の所定の領域を機械的にカットすることにより形成することができる。また、導光部材３０は、透明樹脂の所定の領域をレーザでカットすることにより形成することもできる。また、導光部材３０は、アクリル樹脂を所定の金型に流し込み、硬化させることにより形成することができる。
【００４０】
また、カバー部材の形状は、上面視にて略ドーナツ形状に限られず、カバー部材内部の貫通穴６０に対応する領域が貫通した形状であれば、外縁の形状は略多角形であってもよい。更に、カバー部材は、アルミニウム合金以外の金属材料、例えば、マグネシウム合金、又は無酸素銅から形成してもよい。
【００４１】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光源及び光学制御部の上面図を示す。また、図２（ｂ）は、第１の実施の形態に係る光学制御部の縦断面図を示す。更に、図２（ｃ）は、第１の実施の形態の変形例に係る光学制御部の縦断面図を示す。
【００４２】
図２（ａ）を参照すると分かるように、光学制御部４０は上面視にて略長方形に形成される。また、図２（ｂ）を参照すると分かるように、光学制御部４０は放物線形状に湾曲して設けられる。そして、光学制御部４０の頂点を含む所定の領域に、複数の白色光を発する発光部１００が所定の間隔で配置される。更に、光学制御部４０の表面であって、複数の発光部１００から構成される光源１０が配置される側の表面の所定の領域に、制御反射面４００が形成される。
【００４３】
本実施形態において、光学制御部４０はアクリル樹脂から形成される。そして、光学制御部４０の発光部１００が配置される側の表面に、制御反射面４００が形成される。例えば、制御反射面４００は、光学制御部４０の表面に所定の金属、例えば、アルミニウムを蒸着することにより形成される。
【００４４】
また、図２（ｃ）に示すように、本実施形態の変形例においては、光学制御部４０は、例えば所定の金属板を放物線形状に湾曲させて形成してもよい。例えば、熱伝導率がアルミニウムよりも高い無酸素銅からなる金属板を湾曲させて、光学制御部４０を形成することができる。この場合において、制御反射面４００は、銅板の表面を鏡面加工して形成するか、あるいは、銅板の表面に所定の金属、例えば、アルミニウムを蒸着して形成することができる。
【００４５】
なお、本実施形態において光源１０は３つの発光部１００を有するが、光源１０が有する発光部１００の数は３つに限られず、１つであってもよく、又は、４つ以上であってもよい。また、光学制御部４０の表面に所定の金属を蒸着して制御反射面４００を形成する場合、所定の金属はアルミニウムに限られない。例えば、光源１０が有する発光部１００が発する光の波長に応じて、Ａｇ等の他の金属、又は誘電体多層膜を適宜選択できる。すなわち、発光部１００が発する光が白色光でない場合、発光部１００が発する光の波長に対して、例えば、９０％以上の反射率を示す金属を適宜選択して制御反射面４００を形成してよい。
【００４６】
図３Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光部の縦断面図を示しており、図３Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光部の上面図を示す。
【００４７】
図３Ａに示すように、発光部１００は、絶縁性基板としてのアルミナ基板１３０と、アルミナ基板１３０上に搭載され、青色光を発する複数の発光素子１１０と、複数の発光素子１１０を搭載するアルミナ基板１３０と、複数の発光素子１１０を封止する低融点ガラスからなるガラス封止部１２０とを有する。ここで、複数の発光素子１１０はそれぞれ、ＧａＮ系化合物半導体材料から主として形成される。
【００４８】
また、発光部１００は、アルミナ基板１３０上に予め設けられた導電性材料から形成される回路パターン１４０と、複数の発光素子１１０のそれぞれと回路パターン１４０とを電気的に接続する導電性材料から形成される複数のバンプ１７０及び複数のバンプ１７２と、ガラス封止部１２０に含まれ、発光素子１１０が発する光を異なる波長の光に変換する蛍光体１８０と、アルミナ基板１３０に設けられたビアホールに形成される導電性材料から形成される複数のビアパターン１４２と、複数のビアパターン１４２のそれぞれを介して回路パターン１４０と電気的に接続する複数の回路パターン１４４とを有する。
【００４９】
そして、発光部１００の複数の回路パターン１４４と、金属から形成される介在部材２１０の上に絶縁層１６０を挟んで予め設けられた配線パターン１４６とは、接合部１４８を介して電気的に接続される。また発光部１００は、発光部１００が介在部材２１０に搭載されたときに、発光部１００と介在部材２１０との双方に接触して設けられる放熱パターン１５０を更に有する。
【００５０】
アルミナ基板１３０は、熱膨張率が約７×１０−６／℃のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）から形成される。アルミナ基板１３０の発光素子１１０を搭載する側の面には、導電性材料からなる回路パターン１４０が形成される。導電性材料は、例えば、タングステン（Ｗ）−ニッケル（Ｎｉ）−金（Ａｕ）の順にアルミナ基板１３０の上に形成される多層金属膜である。なお、回路パターン１４０は、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、又はＡｌ等の単一の導電性材料から形成することもでき、また、Ｗ−Ｎｉ−Ａｕ以外の他の金属材料から形成することもできる。
【００５１】
また、アルミナ基板１３０の発光素子１１０を搭載する面の反対側の面には、回路パターン１４０と同様の導電性材料によって形成される回路パターン１４４が設けられる。そして、回路パターン１４０と回路パターン１４４とは、アルミナ基板１３０の発光素子１１０を搭載する面から発光素子１１０を搭載する面の反対側の面まで貫通して設けられるビアホール内に形成されたビアパターン１４２を介して電気的に接続される。なお、ビアパターン１４２も、回路パターン１４０と同様の導電性材料によって形成される。
【００５２】
発光素子１１０は、熱膨張率がｃ軸に平行方向において約７×１０−６／℃であり、（０００１）面を有するサファイア基板と、サファイア基板の上に設けられるｎ型ＧａＮ層と、ｎ型ＧａＮ層の上に設けられる発光層としてのＩｎＧａＮ発光層と、ＩｎＧａＮ発光層の上に設けられるｐ型ＧａＮ層と、ｐ型ＧａＮ層の上に設けられ、ｐ型ＧａＮ層よりも不純物濃度が高いｐ＋型ＧａＮ層とを備える。また、発光素子１１０は、ｐ＋型ＧａＮ層の上に設けられるｐ型用電極と、ｐ型用電極の上に設けられるボンディングパッドと、ｐ＋型ＧａＮ層からｎ型ＧａＮ層の一部までエッチングして除去することにより露出したｎ型ＧａＮ層の上に設けられるｎ型用電極とを備える。
【００５３】
ここで、ｎ型ＧａＮ層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型ＧａＮ層と、ｐ＋型ＧａＮ層とは、例えば、有機金属化学気相成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）によって形成されるＩＩＩ族窒化物化合物半導体から構成される層である。例えば、ｎ型ＧａＮ層は、所定量のＳｉをｎ型ドーパントとしてドーピングして形成される。また、ＩｎＧａＮ発光層は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮから構成される多重量子井戸構造を有すべく形成される。更に、ｐ型ＧａＮ層とｐ＋型ＧａＮ層とはそれぞれ、所定量のＭｇをｐ型ドーパントとしてドーピングして形成される。
【００５４】
係る構成からなる本実施形態の発光素子１１０は、青色領域の波長の光を発する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。例えば、発光素子１１０は、順電圧が３．５Ｖ、順電流が１００ｍＡの場合におけるピーク波長が４６０ｎｍの光を発するフリップチップ型の青色ＬＥＤである。また、発光素子１１０は上面視にて略四角形状に形成される。そして、発光素子１１０の平面寸法は、幅方向寸法及び長手方向寸法がそれぞれ略０．３５ｍｍである。なお、発光素子１１０の平面寸法は０．３５ｍｍに限られず、３５０μｍ角サイズから３ｍｍ角サイズまで適宜選択できる。また、発光素子１１０は、０．２ｍｍ×０．４ｍｍ等の平面寸法を有する長方形に形成することもでき、複数の発光素子１１０の長手方向を同一直線に沿って配列して、各発光素子１１０の配列に要する幅方向寸法を小さくすることもできる。
【００５５】
本実施形態において複数の発光素子１１０は、アルミナ基板１３０上に所定の間隔をおいて隣接して搭載され、ガラス材料で一体に封止されて形成される。具体的には、図３Ｂに示すように、アルミナ基板１３０上に複数の発光素子１１０が、所定の間隔をおいて一方向に並べられて搭載される。組み上げの際、複数の発光素子１１０が、導光部材３０の厚さ方向に対して垂直な方向に一方向になるように並べる。これにより、導光部材３０への光結合効率を高め、成形が容易な肉薄の導光部材３０でも高効率のものとできる。また、複数の発光素子１１０はそれぞれ、アルミナ基板１３０上に設けられた回路パターン１４０に、バンプ１７０及びバンプ１７２を介してそれぞれ電気的に接続される。なお、複数の発光素子１１０の配列は、１列に配列することに限らない。例えば、光量の向上を目的として、複数の発光素子１１０を、平行面２０２の水平方向に沿って２列又は３列等の複数の列に配列することもできる。この場合において、光源１０は長方形状に形成される。そして、光源１０を導光部材３０の厚さ方向の寸法が他の方向の寸法よりも小さくすることが、導光部材３０の入射面３００に対する光源１０が発する光の光結合効率を向上させる観点から望ましい。
【００５６】
さらに、複数の発光素子１１０が搭載された発光部１００に限らず、１つの発光素子１１０が搭載された発光部１００を複数個、導光部材３０の厚さ方向に対して垂直な方向へ一列に並べてもよい。発光部１００に搭載される発光素子１１０が複数個ある場合は、発光部１００の取り付けの手間を省き、作業性を向上させることができるが、この場合、発光部１００の間隔を変える際の自由度を大にすることができる。
【００５７】
例えば、発光素子１１０のｎ型用電極と回路パターン１４０とをバンプ１７０を介して電気的に接続する。そして、発光素子１１０のｐ型用電極と回路パターン１４０とをバンプ１７２を介して電気的に接続する。ここで、バンプ１７０及びバンプ１７２は、例えば、Ａｕ等の金属材料から主として形成される。
【００５８】
ガラス封止部１２０は、６００℃でホットプレス加工できる無色透明の低融点ガラスからなり、発光素子１１０及びアルミナ基板１３０と同等の熱膨張率（７×１０−６／℃）を有する。すなわち、ガラス封止部１２０は、発光素子１１０を形成するアルミナ基板１３０と近い熱膨張率を有するガラス材料から形成される。本実施形態においては、ガラス封止部１２０に、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系（Ｒはアルカリ金属元素から選ばれる少なくとも１種）のガラス材料が用いられる。また、ガラス封止部１２０は、上面視にて長方形状に形成される。ガラス封止部１２０は、一例として、幅方向の長さＬが０．８５ｍｍに形成される。なお、ガラス封止部１２０を上面視にて長方形状に形成することにより、ガラス封止部１２０の幅方向、長手方向、及び厚さ方向のそれぞれについて異なる寸法に形成することができる。
【００５９】
ガラス封止部１２０は、蛍光体１８０がガラス封止部１２０内に分散されて形成される。本実施形態に係る蛍光体１８０は、発光素子１１０が発する青色光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体である。蛍光体１８０は、例えば、複数の発光素子１１０をガラス封止する場合における熱により特性が変質しないＹＡＧ蛍光体を用いることができる。これにより、発光部１００は白色光を発することとなる。
【００６０】
本実施形態に係る介在部材２１０上には、絶縁層１６０と、絶縁層１６０の上に設けられる配線パターン１４６とが形成される。そして、配線パターン１４６は、接合部１４８を介して、複数の回路パターン１４４とそれぞれ電気的に接続する。ここで、接合部１４８は、例えば、ＡｕＳｎ半田等の金属材料から形成される。また、絶縁層１６０は、介在部材２１０の上の放熱パターン１５０が設けられる領域以外に設けられ、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ等の絶縁材料から形成される。なお、配線パターン１４６は、回路パターン１４０と同様な導電材料から形成される。
【００６１】
放熱パターン１５０は、熱伝導率が約３９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である無酸素銅から形成される。放熱パターン１５０は、アルミナ基板１３０の発光素子１１０が搭載される面の反対側の面上に形成される。放熱パターン１５０は、例えば、上面視にて略四角形状に形成される。そして、放熱パターン１５０の厚さは、アルミナ基板１３０の発光素子１１０が搭載される面の反対側の面と介在部材２１０の面との間に間隙が生じない程度の厚さであり、例えば、約１０μｍである。
【００６２】
なお、発光素子１１０は、本実施形態において青色領域の波長の光を発するＬＥＤであるが、他の例においては、紫外領域の波長の光、紫色領域の波長の光、又は緑色領域の波長の光を発するＬＥＤであってもよい。また、発光素子１１０を形成するＩＩＩ族窒化物化合物半導体から形成される層の構成は、所定の波長の光を発する層の構成であれば、上記の記載に示した層の構成に限られない。更に他の例において発光素子１１０は、他の化合物半導体、例えば、ＺｎＯ系、ＺｎＳｅ系、ＧａＡｓ系、ＧａＰ系、又はＩｎＰ系の化合物半導体から構成されるＬＥＤであってもよい。そして、発光部１００が青色光、緑色光、又は赤色光を単色として発する場合、ガラス封止部１２０は蛍光体１８０を含まずに形成されてもよい。
【００６３】
図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る導光部材の反射領域及び平行領域の拡大した縦断面図を示す。また、図４（ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係る導光部材の反射領域及び平行領域の拡大した縦断面図を示す。
【００６４】
図４（ａ）を参照すると、反射領域３０５と平行領域３１０とは入射面３００からの光の入射方向について互いに隣接して連続的に形成される。すなわち、複数の反射領域３０５と複数の平行領域３１０とが入射面３００に入射する光の入射方向について交互に隣接して配置され、縦断面において階段形状を形成する。そして、反射領域３０５の面と平行領域３１０の面とがなす角は、本実施形態においては約４５度である。また、本実施形態においては、平行領域３１０の幅５００は約１０ｍｍ、及び反射領域３０５の幅５０２は約０．９ｍｍに形成される。
【００６５】
また、図４（ｂ）に示すように、本実施形態の変形例においては、平行領域３１０の幅５０４及び反射領域３０５の幅５０６を、本実施形態における幅５００及び幅５０２よりも狭く形成することもできる。例えば、幅５００を約１．０ｍｍに設定すると共に、幅５０２を約０．０９ｍｍに設定して形成することもできる。なお、反射領域３０５の幅と平行領域３１０の幅とを異なる幅に設定してもよい。例えば、反射領域３０５の幅を平行領域３１０の幅よりも狭い幅、又は広い幅に設定してもよい。
【００６６】
（発光装置１の動作）
図５Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の一部の縦断面図を示す。
【００６７】
複数の発光部１００を有する光源１０が発した光のうち、導光部材３０の入射面３００の法線方向と平行な光は、そのまま入射面３００に入射する。一方、光源１０が発した光のうち、光学制御部４０の制御反射面４００の方向に伝播する光は、制御反射面４００において伝播方向を入射面３００の方向に反射又は屈折されて伝播する。そして、伝播方向を入射面３００の方向に反射又は屈折された光は、入射面３００に入射する。
【００６８】
図５Ａを参照すると、入射面３００に入射した光４０１は導光部材３０中を入射面３００の法線方向に沿って伝播する。そして、反射領域３０５は、反射領域３０５に到達した光４０１を出射面３１５の方向に反射する（光４０２）。これは、導光部材３０の屈折率と中空部５０の屈折率との屈折率差により、入射面３００に入射する光に対して所定の角度で設けられる反射領域３０５が、入射面３００から入射した光に対して反射鏡の役割を果たすからである。
【００６９】
ここで、本実施形態に係る導光部材３０は、透明アクリル樹脂から形成され、屈折率は約１．４９から１．５０である。一方、中空部５０は主として空気から形成され、屈折率は約１．０である。
【００７０】
また、反射領域３０５を透過した光４０１の少なくとも一部の光は、反射部２０の反射面２００において、平行領域３１０の方向、すなわち出射面３１５の方向に反射される。そして、平行領域３１０は、反射部２０の反射面２００が反射した光の少なくとも一部を透過する。例えば、反射面２００において反射された光の少なくとも一部は、平行領域３１０を通過して出射面３１５の方向に伝播する（光４０３）。これにより、光源１０が発した光は、反射領域３０５で反射された光と、反射面２００で反射され、平行領域３１０を透過した光として、導光部材３０の出射面３１５から導光部材３０の外部に放出される。
【００７１】
図５Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の部分断面図を示す。
【００７２】
図５Ｂに示すように、入射面３００に入射角７００で入射した光４０５は、屈折角７０２だけ屈折してから導光部材３０中を伝播する。ここで、本実施形態においては、光源１０が発した光４０５が入射面３００に到達するまでの空間は空気から形成される。一方、導光部材３０はアクリル樹脂等から形成される。よって、入射角７００よりも屈折角７０２の方が小さくなる。したがって、入射面３００に入射角７００で入射した光４０５は、屈折角７０２の大きさから規定される拡がり角７１０の範囲内に集光され、導光部材３０中を伝播する。
【００７３】
図６（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光部及び介在部材の一部の縦断面図を示す。また、図６（ｂ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。
【００７４】
図６（ａ）を参照すると、発光部１００の複数の発光素子に電力を供給することにより複数の発光素子から発生した熱６００は、アルミナ基板１３０に接触している放熱パターン１５０を介して介在部材２１０に伝熱する。また、複数の発光素子において発生した熱の一部（熱６０２）は、アルミナ基板１３０に設けられている回路パターン１４４、回路パターン１４４と接触している接合部１４８、接合部１４８と接触している配線パターン１４６、及び配線パターン１４６と接触している絶縁層１６６のそれぞれを伝熱して介在部材２１０に到達する。
【００７５】
本実施形態において、放熱パターン１５０は発光部１００のアルミナ基板１３０よりも熱伝導率が大きい無酸素銅から形成されるので、発光部１００の複数の発光素子１１０において発生した熱は、放熱パターン１５０を通って介在部材２１０に優先的に伝熱する。そして、介在部材２１０は、放熱パターン１５０からの熱６００及び熱６０２を反射部２０に伝熱する。この場合において、介在部材２１０の熱膨張係数は反射部２０の熱膨張係数よりも小さいので、反射部２０が発光部１００を直接に搭載して、発光部１００から直接に熱を受け取る場合に比べて、発光部１００から受けた熱による介在部材２１０の熱膨張収縮は少ないものとなる。
【００７６】
次に図６（ｂ）を参照すると、介在部材２１０に発光部１００から伝熱してきた熱６００は、反射部２０の各部分から放熱される。すなわち、熱６００の一部である熱６０４は反射部２０の貫通孔６０の方向に伝熱して、貫通孔６０から発光装置１の外部に放熱される。また、熱６００の一部である熱６０６は、アルミ板７０の方向に伝熱して、アルミ板７０から発光装置１の外部に放熱される。
【００７７】
更に、熱６００の一部である熱６０８は、反射部２０の平行面２０２の方向及び反射面２００の方向に伝熱する。そして、熱６０８は平行面２０２が光学制御部４０及び導光部材３０と接している側の反対側から発光装置１の外部に放熱される（熱６１０）。同様に、熱６０８のうち、反射面２００の方向に伝熱した熱は、反射面２００が中空部５０と接している側の反対側から発光装置１の外部に放熱される（熱６１２）。ここで、中空部５０は、反射面２００と導光部材３０との間に配置されることにより、断熱効果を奏する断熱部材として、反射面２００から導光部材３０の反射領域３０５と平行領域３１０とに熱が伝熱することを防止する。
【００７８】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る発光部の変形例の縦断面図である。
【００７９】
図７に示す発光部１０１は、図３に示す第１の実施の形態に係る発光部１００とは、ガラス封止部１２０に蛍光体１８０が含まれておらず、ガラス封止部１２０の上に蛍光体含有ガラス１８２が設けられている点を除き略同一に構成を有するので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００８０】
まず、ガラス封止部１２０は、複数の発光素子１１０を蛍光体１８０を含まない低融点ガラスで封止する。そして、蛍光体含有ガラス１８２は、蛍光体１８０を含み、ガラス封止部１２０の上面を覆って設けられる。蛍光体含有ガラス１８２は、例えば、上面視にて略長方形に形成される。
【００８１】
蛍光体含有ガラス１８２は、６００℃でホットプレス加工できる無色透明の低融点ガラスから主として形成され、熱膨張率が約７×１０−６／℃である。例えば、蛍光体含有ガラス１８２のガラス成分は、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系（Ｒはアルカリ金属元素から選ばれる少なくとも１種）のガラス材料である。そして、蛍光体含有ガラス１８２に含まれる蛍光体１８０は、発光素子１１０が発する青色光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体である。蛍光体１８０は、例えば、ＹＡＧ蛍光体を用いることができる。
【００８２】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る反射部の変形例を示す。
【００８３】
図８に示す反射部２０は、第１の実施の形態に係る反射部２０とは、貫通孔６０の内部に放熱フィン６２を有することを除いて、略同一の構成を有するので、異なる構成を除き詳細な説明は省略する。
【００８４】
反射部２０は、貫通孔６０の内部に設けられる放熱用のフィンとしての放熱フィン６２を有する。例えば、貫通孔６０の内部に放熱用の複数の放熱フィン６２が設けられる。放熱フィン６２を設けることにより、貫通孔６０の表面と放熱フィン６２の表面とが外部の大気に接する表面積の合計が、放熱フィン６２を設けない場合に比べて増加する。なお、放熱フィン６２の表面に、更に凹凸を形成してもよい。
【００８５】
図９（ａ）から図９（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る反射部の変形例を示す。
【００８６】
図９（ａ）から図９（ｃ）は、反射部２０の貫通孔６０の形状及び貫通孔６０の部分が所定の材料で閉塞されているか否かの違いを除き、略同一の構成を有するので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００８７】
図９（ａ）を参照すると、第１の実施の形態において存在していた貫通孔６０が、反射部２０と同一の材料で閉塞される。すなわち、反射部２０は、複数の光源１０を略六角柱形状の搭載部２０４の各辺上に介在部材２１０を介して搭載する。本変形例においては、介在部材２１０は略六角形柱に形成され、搭載部２０４と適合する貫通孔を有する。介在部材２１０の各辺に、複数の光源１０がそれぞれ搭載され、光学制御部４０が光源１０を囲んで設けられる。そして、複数の光源１０を搭載した介在部材２１０が搭載部２０４に嵌め合わされる。
【００８８】
ここで、本変形例においては、光学制御部４０と介在部材２１０との間に所定の空間が予め形成されている。そして、本変形例に係る発光装置１は、搭載部２０４に光源１０を搭載した介在部材２１０を嵌め合わせた後に当該空間に抑え込みリング８２を挿入して、アルミ板７０で覆った後、ねじ８０でアルミ板７０を反射部２０に固定することにより形成される。これにより、光源１０において発生した熱は介在部材２１０を介して反射部２０及び反射部２０の搭載部２０４に伝熱して、反射部２０及びアルミ板７０の表面から放熱される。なお、本変形例に係る抑え込みリング８２は、例えば、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、又はフッ素ゴム等の弾性体から形成されるＯリングである。
【００８９】
図９（ｂ）を参照すると、第１の実施の形態と異なり、貫通孔６０は、上面視にて略四角形に形成される。そして、貫通孔６０の部分は反射部２０と同一の材料で閉塞される。貫通孔６０の部分の形状以外は図９（ａ）に示した変形例と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００９０】
図９（ｃ）は、反射部２０は、複数の光源１０を搭載して、反射部２０と同等以上の熱伝導率を有する環状の搭載部としての放熱部材６４を有する。放熱部材６４の上面視における形状は略四角形である。そして、放熱部材６４の外延の各辺上に、光源１０が搭載される。本変形例において、放熱部材６４は、例えば、反射部２０と同一の材料から形成される。
【００９１】
なお、放熱部材６４の上面視における形状は略四角形に限られず、略三角形、或いは略多角形の形状に形成されてもよい。また、放熱部材６４を形成する材料は、反射部２０を形成する材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を示す材料であってもよい。この場合において、放熱部材６４を形成する材料の熱膨張係数は、反射部２０を形成する材料の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。
【００９２】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、光源１０が発した光を、導光部材３０の反射領域３０５において全反射させて出射面３１５から理想的な効率で出射することができる。更に、反射領域３０５に全反射の臨界角より小さな角度で入射した光を、反射領域３０５に隣接して設けられた平行領域３１０を通して出射面３１５から出射させることができる。これにより、発光している発光装置１を上面視にて観察した場合に、発光装置１が発する光が縞状にはならず、全面を発光させることができる。
【００９３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、反射部２０の反射面２００と導光部材３０の反射領域３０５及び平行領域３１０との間に中空部５０を設けることができる。これにより、光源１０において発生した熱が反射領域３０５及び平行領域３１０に伝熱することを抑制できるので、反射領域３０５及び平行領域３１０が熱により変質することを抑制できる。したがって、光源１０において多量の熱が発生する場合であっても、発光装置１を長期的に使用した場合に、導光部材３０の劣化による光量の低減を防止できる。
【００９４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１においては、光源１０と入射面３００との間に空気で満たされた空間が存在する。これにより、当該空間と入射面３００との界面に入射する光の入射角７００に対して、屈折角７０２の方が小さい角度となる。そして、光源１０及び制御反射面４００から入射面３００に入る光は、導光部材３０内での拡がりが小さい状態となる（図５Ｂ参照）。すなわち、光源１０及び制御反射面４００から入射面３００に斜め方向から入射する光は、導光部材３０内においては、光源１０及び制御反射面４００から入射面３００に垂直に入射した光の伝播方向に揃う方向に屈折して伝播する。したがって、第１の実施の形態においては、入射面３００から入射した光が反射領域３００に到達する量を、当該空間を設けない場合に比べて多くできるので、入射面３００から入射した光のうち、反射領域３０５で反射する光の割合を大きくできる。
【００９５】
また、当該空間の存在により、上記のとおり入射角７００より屈折角７０２を小さくできるので、光源１０及び制御反射面４００から入射面３００に入射した光を的確に集光して、出射面３１５に向かって伝播させることができる。
【００９６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１においては、光源１０と入射面３００との間に空気で満たされた空間が存在しており、当該空間は透明樹脂等により埋められていない。したがって、当該空間とガラス封止部１２０との界面に発光素子１１０から直接入射した光のうち、臨界角を超える角度でガラス封止部１２０の界面に入射した光はガラス封止部１２０の界面において全反射する。しかしながら、本実施形態においては、ガラス封止部１２０内に蛍光体１８０が分散していることにより、絶えず全反射する角度となる閉じ込めモードは存在しなくなるため、当該空間が樹脂埋めされた場合と同等の量の光が光源１０から導光部材３０に伝播する。したがって、光源１０と入射面３００との間に空間を設けた場合であっても、光源１０が発した光の光量の低下を抑制できる。なお、光源１０と入射面３００との間を空間とすることにより、発光装置１の軽量化、発光装置１の材料費の低減、及び発光装置１の製造工程の簡略化ができる。
【００９７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１においては、発光装置１が備える光源１０の形状寸法は、幅方向寸法、長手方向寸法、及び厚さ方向寸法がそれぞれ異なる。したがって、光源１０が有する複数の発光素子１１０から光源１０のガラス封止部１２０と外部との界面まで距離は、光源１０の幅方向、長手方向、及び厚さ方向のそれぞれで異なるので、光源１０から放射状に発せられる光の色度は、幅方向、長手方向、及び厚さ方向のそれぞれで異なる。しかし、本実施形態においては、光源１０から放射状に発せられた光は、制御反射面４００で入射面３００に対して垂直となるように反射された後、導光部材３０が所定の間隔で有する複数の反射領域３０５において出射面３１５の方向に反射される。したがって、本実施形態においては、光学制御部４０、導光部材３０等の光学系により、光源１０から発せられた色度の異なる光が出射面３１５に集光されるので、出射面３１５から発光装置１の外部に放射される光の色度むらが低減する。
【００９８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、複数の発光素子１１０のそれぞれを所定の基板にフリップチップボンディングして、フリップチップボンディングした複数の発光素子１１０をガラスで封止したので、高輝度、耐高温光源としての光源１０とすることができる。ここで、複数の発光素子１１０がフリップチップボンディングされているので、フェイスアップにより複数の発光素子１１０を所定の基板に搭載する場合に比べて、発光素子１１０の単位面積あたりの搭載数を向上させることができる。また、所定の基板としてのアルミナ基板１３０とガラス封止部１２０を形成するガラスとの熱膨張率は同等の値であるので、光源１０を小型パッケージ化した状態で複数の発光素子１１０のそれぞれに大電流を供給して多大な熱が発生した場合であっても、熱膨張率差に起因してガラス封止部１２０がアルミナ基板１３０から剥離することを防止できる。また、ガラス封止部１２０はガラスから形成されるので、複数の発光素子１１０から放出される熱及び複数の発光素子１１０が発する光によって劣化しない。
【００９９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、光源１０と導光部材３０とは離れて形成される。すなわち、光源１０と導光部材３０とは、直接には接触していない。したがって、複数の光源１０を介在部材２１０が搭載した状態で、複数の光源１０のそれぞれに大電流を供給して多大な熱が発生した場合であっても、発生した熱が透光性樹脂から主として形成される導光部材３０に直接的に伝わって導光部材３０を劣化させることがない。これにより、複数の光源１０の点灯状態を継続した場合であっても、導光部材３０の劣化等による発光装置１の不具合の発生を抑制できる。
【０１００】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、光源１０の上面視における形状は長方形であり、長手方向の辺（長辺）と幅方向の辺（短辺）とが存在する。そして、複数の発光素子１１０を直線状に配列することにより、光源１０の幅方向の辺の長さを複数の発光素子１１０をマトリックス状に配列した場合に比べて短くすることができるので、導光部材３０の厚さを薄くした場合であっても、光源１０が発する光と入射面３００との光結合効率の低下を抑制できる。
【０１０１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、光源１０は反射部２０の搭載部２０４を形成する材料の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を示す材料から形成される介在部材２１０を介して、搭載部２０４に搭載される。これにより、光源１０を直接に反射部２０に搭載した場合に比べて、介在部材２１０に光源１０を搭載した方が熱膨張収縮が小さいので、光源１０に繰返し電力を供給して発光させた場合であっても、熱膨張収縮によって光源１０に電力を供給する介在部材２１０上の配線パターン１４６と光源１０の発光部１００の回路パターン１４４とが断線することを防止できる。
【０１０２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、反射部２０は貫通孔６０を有しているので、複数の光源１０が発した熱を、貫通孔６０から放熱できる。これにより、複数の発光素子１１０を含む発光部１００を複数有する光源１０を複数備えた場合であっても、光源１０における発熱により発光装置１の発光効率が低下することを防止できる。
【０１０３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、導光部材３０の出射面３１５を導光部材３０の外側から覆い、出射面３１５から出射される光を取り出す開口９２を有して、反射部２０と接続されるカバー部材としてのアルミ板７０を設けることができると共に、光源１０が発した光は光学制御部４０によって導光部材３０の方向に反射又は屈折させることができる。これにより、発光装置１の光出射面側と光出射面の反対側の反射部２０の双方から光源１０からの熱を放熱することができる。
【０１０４】
［第２の実施の形態］
図１０（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の底面図を示しており、図１０（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光装置のＢ−Ｂ線における縦断面図の一部を示す。
【０１０５】
第２の実施の形態に係る発光装置２は、図１から図９の上記説明における第１の実施の形態に係る発光装置１とは、発光部１０２と、発光部１０２の配置と、反射部２０が貫通孔を有さない点と、光学制御部４２とが異なる点を除き、発光装置１と略同一の構成を有すると共に、略同一の機能及び作用を奏する。したがって、発光装置１との相違点を除き、詳細な説明は省略する。また、発光部１０２と介在部材２１０とが接している部分の詳細については後述する。
【０１０６】
（発光装置２の構成）
本実施形態に係る発光装置２は、複数の発光素子を有する発光部１０２と、介在部材２１０を介して発光部１０２を搭載すると共に、平行面２０２及び反射面２００を有する反射部２０と、発光部１０２が発した光を所定の方向に反射又は屈折する制御反射面４００を有する光学制御部４２と、光学制御部４２を表面に有する透明樹脂８００とを備える。
【０１０７】
また、発光装置２は、制御反射面４００において反射又は屈折された光を入射する入射面３００、並びに入射面３００から入射した光に対して所定の角度で設けられる反射領域３０５及び入射面３００から入射した光と略平行に設けられる平行領域３１０を有する導光部材３０と、導光部材３０と反射部２０との間に設けられる中空部５０と、透明樹脂８００及び導光部材３０を外部から覆う前面カバー９０とを備える。
【０１０８】
発光部１０２は、介在部材２１０を介して反射部２０の平行面２０２に搭載される。すなわち、発光部１０２は、発光装置２が光を照射する照射面と略平行となる配置となる。ここで発光部１０２は、上面視にて略四角形状に形成される。すなわち、発光部１０２が発する光が出射される光出射面１０５の上面視における形状は略正方形である。そして、発光部１０２は、発光装置２が光を照射する照射面の方向に光を発する。なお、本実施形態に係る発光部１０２は白色光を発する。
【０１０９】
透明樹脂８００は、平坦面８１０と、平坦面８１０の外縁から傾斜して所定の距離まで形成される傾斜面８０２と、傾斜面８０２の縁から所定の曲率で形成され、頂点８３０において交わる湾曲面８２０とを有する。ここで透明樹脂８００は、上面視にて略円形に形成される。そして、透明樹脂８００は、頂点８３０から平坦面８１０の中心を結ぶ線に対して回転対称な形に形成される。透明樹脂８００は、例えば、透明アクリル樹脂から形成される。なお、平坦面８１０と傾斜面８０２とのなす角は鋭角である。
【０１１０】
ここで、本実施形態に係る導光部材３０は、透明樹脂８００の傾斜面８０２と適合する斜面３２０を予め有する。そして、透明樹脂８００は、平坦面８１０を発光装置２が光を照射する照射面側になるように、導光部材３０に予め設けられた斜面３２０に傾斜面８０２を嵌め合わされて設けられる。ここで、導光部材３０の出射面３１５と透明樹脂８００の平坦面８１０とは略一致するように配置される。なお、発光部１０２の上面視における正方形の対角線の交点と、透明樹脂８００の頂点８３０から平坦面８１０の中心を結ぶ線を発光部１０２の方向に延長した直線が発光部１０２と交わる点とが、略一致する位置に発光部１０２は配置される。
【０１１１】
本実施形態に係る光学制御部４２は、透明樹脂８００の湾曲面８２０の表面に形成される。例えば、光学制御部４２は、湾曲面８２０の表面にアルミニウムにより形成される薄膜である。そして、光学制御部４２の湾曲面８２０の反対側の表面が制御反射面４００となる。
【０１１２】
前面カバー９０は、上面視にて略円形に形成される。前面カバー９０は、例えば、アルミニウム合金から形成される。また、前面カバー９０は、導光部材３０の出射面３１５の所定の領域から光を発光装置２の外部に出射させる複数の開口９２を有する。そして、前面カバー９０は、透明樹脂８００及び導光部材３０を外部から反射部２０に固定する。
【０１１３】
なお、光学制御部４２を形成する材料は、発光部１０２が発する光の波長に応じて適宜選択してよい。例えば、発光部１０２は、青色光、緑色光、又は赤色光を単色として発する場合、光学制御部４２は、それぞれの波長に対して所定の反射率を有する材料で形成することができる。また、前面カバー９０は、マグネシウム合金、又は無酸素銅から形成することもできる。
【０１１４】
図１１（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光部の上面図を示す。また、図１１（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光部の底面図を示す。
【０１１５】
なお、第２の実施の形態に係る発光部１０２は、図１から図９で説明した第１の実施の形態に係る発光部１００とは、複数の発光素子１１０の配置が異なる点を除き略同一の構成を有するので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図１１（ａ）を参照すると、発光部１０２は複数の発光素子１１０を有する。具体的には、発光部１０２は、複数の発光素子１１０をガラス封止部１２０で封止する。そして、発光部１０２にガラス封止部１２０で封止される複数の発光素子１１０は、異なる２つの方向に向かって間隔を置いて隣接させて並べられる。すなわち、複数の発光素子１１０は、マトリックス状に並べられて配置される。
【０１１７】
本実施形態において、発光部１０２は、６×６個の発光素子１１０を有するが、発光部１０２が有する発光素子１１０の数はこれに限られない。例えば、発光部１０２は、マトリックス状に並べられたｎ×ｎ（ｎ：正の整数）個の発光素子１１０を有して形成することもできる。また、発光部１０２は、１つの発光素子１１０だけを有して形成されてもよい。
【０１１８】
図１１（ｂ）を参照すると、発光部１０２の背面、すなわちアルミナ基板１３０の発光素子１１０が搭載されている面の反対側の面には、回路パターン１４４及び略四角形の放熱パターン１５０が形成される。放熱パターン１５０は、複数の発光素子１１０において発生した熱を介在部材２１０に伝熱する。
【０１１９】
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る発光部と、介在部材と、及び反射部との縦断面図を示す。
【０１２０】
本実施形態に係る発光部１０２は、放熱パターン１５０と介在部材２１０との間にＭｏ箔９１０が設けられる点、及び配線パターン１４６が形成されたポリイミド回路基板９００が設けられる点を除き、図１から図９において説明した発光部１００と略同一の構成を有するので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１２１】
本実施形態に係る介在部材２１０は反射部２０の内部に設けられる。そして、介在部材２１０の上には、所定の領域にＭｏ箔９１０と、一部において介在部材２１０と直接に接すると共に一部においてＭｏ箔９１０と直接に接して設けられるポリイミド回路基板９００と、ポリイミド回路基板９００の上に予め形成される配線パターン１４６とが設けられる。そして、発光部１０２は、配線回路パターン１４６と発光部１０２の回路パターン１４４とを電気的に接続する接合部１４８を介して、ポリイミド回路基板９００に固定される。
【０１２２】
ここで、発光部１０２のアルミナ基板１３０に設けられている放熱パターン１５０は、Ｍｏ箔９１０に接する。したがって、介在部材２１０の上に設けられるＭｏ箔９１０は、上面視において略四角形であり、上面視にて少なくとも放熱パターン１５０よりも大きくなるように形成される。そして、発光部１０２において発生した熱は、放熱パターン１５０を伝熱して、Ｍｏ箔９１０を介して介在部材２１０に伝熱する。なお、Ｍｏ箔９１０を形成するモリブデン（Ｍｏ）は、熱伝導率が１４０Ｗ／ｍＫであり、熱膨張係数が４〜５×１０−６／℃である。
【０１２３】
（発光装置１０２の動作）
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の一部の縦断面図を示す。
【０１２４】
なお、本実施形態に係る発光装置２は、発光部１０２が発した光が入射面３００に入射するまでの光の挙動を除き、図１から図９において説明した発光装置１と略同一の機能及び作用を奏するので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１２５】
発光部１０２が発した光は、光学制御部４２の制御反射面４００において伝播方向を入射面３００の方向に反射又は屈折される。そして、伝播方向を入射面３００の方向に反射又は屈折された光４０４は、入射面３００に入射する。入射面３００に入射した光の挙動は、発光装置１と同様である。
【０１２６】
図１４（ａ）は、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る発光装置の縦断面図の一部を示す。また、図１４（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例に係る発光装置の背面図を示す。
【０１２７】
図１４（ａ）を参照すると、本実施形態に係る反射部２０は、発光部１０２を搭載する面の反対側の面に複数の放熱フィン部２２０を有する。そして、図１４（ｂ）を参照すると、複数の放熱フィン部２２０は、発光装置２の反射部２０の発光部１０２を搭載する面の反対側の面上に、所定形状で設けられる。これにより、反射部２０の反射部２０の発光部１０２を搭載する面の反対側の面に放熱フィン部２２０等の突起を設けない場合に比べて、発光部１０２で発生した熱を放熱する表面積を増大させることができる。
【０１２８】
図１５は、本発明の第２の実施の形態の他の変形例に係る発光装置の縦断面図の一部を示す。
【０１２９】
本変形例に係る反射部２０は、発光部１０２及び介在部材２１０の下方に開口孔を有する。そして、本変形例に係る発光装置２は、当該開口穴を通して介在部材２１０と接する伝熱部２２４と、反射部２０と接すると共に伝熱部２２４の周りに接して包囲する放熱フィン部２２２を有する。
【０１３０】
伝熱部２２４は、例えば、円柱形に形成される。そして、伝熱部２２４は、反射部２０を形成する材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料で形成される。例えば、伝熱部２２４は、無酸素銅から形成される。また、放熱フィン部２２２は、例えば、アルミニウム合金から形成される。なお、放熱フィン部２２２は、マグネシウム合金、又は無酸素銅から形成してもよい。更に、放熱フィン部２２２の表面に、所定の凹凸を更に形成してもよい。
【０１３１】
図１６は、本発明の第２の実施の形態の更に他の変形例に係る発光装置の縦断面図の一部を示す。
【０１３２】
本変形例に係る発光装置２は、発光部１０２の周囲に所定の間隙３５０を有する。そして、透明樹脂８０１が、発光部１０２を間隙３５０を介して包囲すると共に、光学制御部４２の制御反射面４００と導光部材３０の入射面３００とに接して設けられる。間隙３５０は主として空気から形成される。したがって、発光部１０２において発生した熱は、透明樹脂８０１には伝熱せず、介在部２１０を介して反射部２０に主として伝熱する。
【０１３３】
なお、透明樹脂８０１は、透明樹脂８００と同様の材料から形成される。また、縦型放熱フィン部２２６は、図１５において説明した放熱フィン部２２２と略同様の機能及び作用を奏するので、詳細な説明は省略する。
【０１３４】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係る発光装置２によれば、光学制御部４２を設けることにより発光部１０２が発した光のすべてを導光部材３０に伝播させることができる。これにより、発光装置２は、発光部１０２が発した光を効率よく発光装置２の外部に出射させることができる。
【０１３５】
また、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置２によれば、介在部材２１０を介して発光部１０２が発した熱を、反射部２０から放熱することができる。これにより、複数の発光素子１１０を有する発光部１０２において、多量の熱が発生した場合でも反射部２０から発生した当該熱を放熱できるので、発光装置２の発光効率の低下を防止できる。
【０１３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した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。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の底面図であり、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の縦断面図の一部である。
【図２】（ａ）は、第１の実施の形態に係る光源及び光学制御部の上面図であり、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る光学制御部の縦段面図であり、更に（ｃ）は、第１の実施の形態の変形例に係る光学制御部の縦断面図である。
【図３Ａ】第１の実施の形態に係る発光部の縦断面図である。
【図３Ｂ】第１の実施の形態に係る発光部の上面図である。
【図４】（ａ）は、第１の実施の形態に係る導光部材の反射領域及び平行領域の拡大した縦段面図であり、（ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係る導光部材の反射領域及び平行領域の拡大した縦断面図である。
【図５Ａ】第１の実施の形態に係る発光装置の一部の縦断面図である。
【図５Ｂ】第１の実施の形態に係る発光装置の部分断面図である。
【図６】（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光部及び介在部材の一部の縦段面図であり、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る発光部の変形例の縦断面図である。
【図８】第１の実施の形態に係る反射部の変形例を示す図である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、第１の実施の形態に係る反射部の変形例を示す図である。
【図１０】（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光装置の底面図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光装置のＢ−Ｂ線における縦断面図の一部である。
【図１１】（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光部の状面図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光部の底面図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る発光部と、介在部材と、及び反射部との縦断面図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る発光装置の一部の縦断面図である。
【図１４】（ａ）は、第２の実施の形態の変形例に係る発光装置の縦断面図の一部であり、（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例に係る発光装置の背面図である。
【図１５】第２の実施の形態の他の変形例に係る発光装置の縦断面図である。
【図１６】第２の実施の形態の更に他の変形例に係る発光装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１、２  発光装置
１０  光源
２０  反射部
３０  導光部材
４０、４２  光学制御部
５０  中空部
６０  貫通孔
６２  放熱フィン
６４  放熱部材
７０  アルミ板
８０  ねじ
８２  抑え込みリング
９０  前面カバー
９２  開口
１００、１０１、１０２  発光部
１０５  光出射面
１１０  発光素子
１２０  ガラス封止部
１３０  アルミナ基板
１４０、１４４  回路パターン
１４２  ビアパターン
１４６  配線パターン
１４８  接合部
１５０  放熱パターン
１６０  絶縁層
１７０、１７２  バンプ
１８０  蛍光体
１８２  蛍光体含有ガラス
２００  反射面
２０２  平行面
２０４  搭載部
２１０  介在部材
２２０、２２２  放熱フィン部
２２４  伝熱部
２２６  縦型放熱フィン部
３００  入射面
３０５  反射領域
３１０  平行領域
３１５  出射面
３１６  第１出射領域
３２０  斜面
３５０  間隙
４００  制御反射面
４０１、４０２、４０３、４０４、４０５  光
５００、５０２、５０４、５０６  幅
６００、６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２  熱
７００  入射角
７０２  屈折角
７１０  拡がり角
８００、８０１  透明樹脂
８０２  傾斜面
８１０  平坦面
８２０  湾曲面
８３０  頂点
９００  ポリイミド回路基板
９１０  Ｍｏ箔
【図１】
2008311471.tif 000003
【図２】
2008311471.tif 000004
【図３Ａ】
2008311471.tif 000005
【図３Ｂ】
2008311471.tif 000006
【図４】
2008311471.tif 000007
【図５Ａ】
2008311471.tif 000008
【図５Ｂ】
2008311471.tif 000009
【図６】
2008311471.tif 000010
【図７】
2008311471.tif 000011
【図８】
2008311471.tif 000012
【図９】
2008311471.tif 000013
【図１０】
2008311471.tif 000014
【図１１】
2008311471.tif 000015
【図１２】
2008311471.tif 000016
【図１３】
2008311471.tif 000017
【図１４】
2008311471.tif 000018
【図１５】
2008311471.tif 000019
【図１６】
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