(57)【要約】【課題】  単一の発光素子を用いて、線状光源の端部にわたって、均一及び光強度の高い発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、基板１３と、基板１３に配置された発光素子１１と、発光素子１１を覆う透光性部材と、基板１３に設けられた一対のリフレクタ１２と、を備えた発光装置１０であって、透光性部材は、発光素子１１の上に、蛍光体を含む第１層１４と、第１層１４よりも透光性の高い第２層１５とを順に有しており、第１層１４の一部を露出させた透光性部材の一対の側面が、基板１３の短手方向に対面されており、一対のリフレクタ１２が、発光素子１１を挟んで基板１３の長手方向に設けられている発光装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体配線が施された基板と、その基板に配置された発光素子と、その発光素子を覆う透光性部材と、前記基板に設けられた一対のリフレクタと、を備えた発光装置であって、
前記透光性部材は、前記発光素子の上に、蛍光体を含む第１層と、その第１層よりも透光性の高い第２層とを順に有しており、
前記第１層の一部を露出させた透光性部材の一対の側面が、前記基板の短手方向に対面されており、
前記一対のリフレクタが、前記発光素子を挟んで前記基板の長手方向に設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記リフレクタは、前記発光素子が配置された配置面に対して前記基板の側に鋭角を成す傾斜面を有する請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記鋭角は、４０°以上７０°以下である請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１層は、前記第２層の側に凸形状である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記リフレクタの高さは、前記第１層の高さより低い請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記リフレクタの高さは、前記リフレクタ間の距離の１／２８以上１／１４以下である請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第２層の形状は、前記基板の長手方向および短手方向の大きさと略同じ大きさの発光面を有する直方体である請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１層は、その下端部が前記リフレクタから離間されている請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光装置は、前記短手方向の側面の一方を実装面とする請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第２層は、レンズを備える請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
一方のリフレクタと他方のリフレクタとの間の距離は、前記基板の長手方向における第１層の幅の１．５倍以上５．０倍以下である請求項１から１０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、発光装置に関し、より詳細には、配光特性を制御するためのリフレクタを備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物半導体を材料とする発光素子が開発されたことから、発光素子から出力される光の一部を吸収して異なる波長の光を出力する蛍光体と組み合わせることにより、種々の色調の発光色を有する発光装置が製造されている。特に、発光素子が青色系の光を発する発光素子であり、蛍光体が青色系の光の一部を吸収して青色の補色に変換すれば、白色系の混色光を発光する発光装置が得られる。
そして、このような発光装置を、薄型化及び小型化が要求される携帯電話やデジタルカメラなどのバックライト光源として適用できるように、例えば、下記特許文献１及び２に開示されるような薄型化及び小型化された線状光源装置が提案されている。
【０００３】
このような線状光源装置では、バックライトを構成する導光板への光取り込み効率を向上させるために、複数の発光素子を直線状に配置し、各発光素子の間に反射板を配置することにより、高輝度を実現し、輝度むらの低減を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３５１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０６９１号公報
【特許文献３】特開２００６−２２９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、個々の部品の小型化及び簡素化がさらに進められており、上記特許文献３に開示されたような、発光素子を覆う透光性部材の側面に蛍光体を含む層の一部が露出された薄型の発光装置について、所望の配光特性を得ることにより、導光板の複雑な設計をより容易にすることが強く要求されている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、単一の発光素子を用いて、線状光源の中心部から端部にわたって、均一な光強度及び光強度の高い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、導体配線が施された基板と、その基板に配置された発光素子と、その発光素子を覆う透光性部材と、上記基板に設けられた一対のリフレクタと、を備えた発光装置であって、上記透光性部材は、上記発光素子の上に、蛍光体を含む第１層と、その第１層よりも透光性が高い第２層とを順に有しており、上記第１層の一部を露出させた透光性部材の一対の側面が、上記基板の短手方向に対面されており、上記一対のリフレクタが、上記発光素子を挟んで上記基板の長手方向に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発光装置では、上記リフレクタは、上記基板の発光素子が配置された配置面に対して基板の側に鋭角を成す傾斜面を有し、その鋭角は、４０°以上７０°以下であることが好ましい。上記第１層は、上記第２層の側に凸形状であることが好ましい。
【０００９】
上記リフレクタの高さは、上記第１層の高さより低いか、上記リフレクタ間の距離の１／２８以上１／１４以下であることが好ましい。上記第２層の形状は、上記基板の長手方向および短手方向の大きさと略同じ大きさの発光面を有する直方体であることが好ましい。
【００１０】
上記第１層は、その下端部がリフレクタから離間されていることが好ましい。上記発光装置は、短手方向の側面の一方を実装面とすることが好ましい。上記第２層は、上面にレンズを備えてもよい。一方のリフレクタと他方のリフレクタとの間の距離は、上記基板の長手方向における第１層の幅の１．５倍以上５．０倍以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光装置によれば、単一の発光素子を用いて、線状光源の一方の端部から他方の端部にわたって、均一な光強度及び光強度の高い発光装置を提供することができる。さらに、さらなる小型化及び簡素化を図りながら、所望の配光特性を実現することができ、導光板等の複雑な設計をより容易にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態における発光装置の斜視図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態における発光装置の側面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、本発明の発光装置は、主として、導体配線が施された基板１３と、その基板１３に配置されて上記導体配線と電気的に接続された発光素子１１と、その発光素子１１を被覆する透光性部材と、基板１３に配置された一対のリフレクタとを備える。さらに、透光性部材は、発光素子１１の上に、蛍光体を含む第１層１４と、その第１層１４よりも透光性の高い第２層１５とを順に有している。ここで、第１層の一部は、基板の短手方向に対面された透光性部材の一対の側面において露出されている。また、一対のリフレクタは、基板１３の中央に配置された発光素子を挟んで、それぞれ基板１３の長手方向の端部に設けられている。
【００１３】
（基板）
基板は、適当な機械的強度と絶縁性を有する材料であればどのような材料によって形成されていてもよい。例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ等のプラスチック、硝子、セラミック等からなる絶縁基板が挙げられる。通常、上面が平坦な略直方体形状を有している。絶縁基板上には、正電極及び負電極が所定の間隔をあけて形成されている。正電極及び負電極並びに導体配線は、Ｃｕを主成分とする金属層とすることが好ましい。具体的には、Ｃｕ、ＮｉおよびＡｇなどが積層された金属層が挙げられる。また、正電極及び負電極は、絶縁基板の裏面に形成された実装基板接続用の電極とスルーホール（図示せず）を介して接続されていることが好ましい。なお、基板は、単一層によって形成されていてもよいし、図１（ｂ）に示すように、表面に導電膜によるパターンを備えた複数の層を接着剤等で貼り合せた積層基板を用いてもよい。
【００１４】
（発光素子）
発光素子は、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる素子であればどのような半導体材料からなるものでもよい。例えば、基板上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、III−Ｖ族化合物半導体、II−VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。
【００１５】
蛍光体と組み合わせて、白色系の混色光を発する発光装置を構成するために適した発光素子として、窒化物半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いたものが適している。この発光素子は、ＩｎZＧａ1-ZＮ（０＜Ｚ＜１）を発光層として有しており、その混晶度によって発光波長を約３６５ｎｍから６５０ｎｍで任意に変えることができる。
【００１６】
発光素子を構成する基板としては、サファイアやスピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化珪素、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド；ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板、窒化物半導体基板（ＧａＮ、ＡｌＮ等）等が挙げられる。
発光層には、Ｓｉ、Ｇｅ等のドナー不純物またはＺｎ、Ｍｇ等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。
【００１７】
発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、発光層のＩｎＧａＮのＩｎ含有量、発光層にドープする不純物の種類を変化させるなどによって、紫外領域から赤色まで変化させることができる。
特に、白色系の光を発光させるために、発光波長が４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下に設定することが好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下に設定することがより好ましい。なお、蛍光体の種類を選択することにより、４００ｎｍより短い紫外域の波長の光を発光する発光素子を用いることもできる。
【００１８】
発光素子は、通常、基板に形成された導体配線の正電極または負電極に、それぞれ導電性ワイヤにより接続されている。なお、本形態は、このような接続形態に限定されることなく、フリップチップ実装された発光素子の電極が、導電性部材（例えば、半田、銀ペーストや金バンプ）を介して基板の正電極または負電極に接続されてもよい。導電性ワイヤとしては、発光素子の電極とのオーミック性が良好であるか、機械的接続性が良好であるか、電気伝導性及び熱伝導性が良好なものであることが好ましい。熱伝導率としては、０．０１ｃａｌ／Ｓ・ｃｍ2・℃／ｃｍ程度以上が好ましく、さらに０．５ｃａｌ／Ｓ・ｃｍ2・℃／ｃｍ程度以上がより好ましい。作業性などを考慮すると、ワイヤの直径は、１０μｍ以上４５μｍ以下程度であることが好ましい。このようなワイヤとしては、例えば、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金が挙げられる。
【００１９】
（透光性部材）
透光性部材は、少なくとも発光素子を被覆し、蛍光体を含む第１層と、この第１層上に形成された第２層とから構成される。なお、発光素子の電極が導電性ワイヤにて基板の電極と接続される場合、第１層は、発光素子とともに、好ましくは、その発光素子に接続される導電性ワイヤも被覆する。蛍光体を含む第１層を透光性部材の発光素子側に設けることにより、蛍光体が発光素子の極近くに分布することになり、蛍光体の光散乱によって第２層によるレンズ作用を最大限に発揮させることができ、所望の配光特性を得ることができるとともに、観察方向によって生じる色ムラを低減することができる。
【００２０】
透光性部材を構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、用いる発光素子が発光する光の８０％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、９５％以上を透過させる材料が適している。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ポリイミド樹脂などの透光性樹脂や、ガラスなどの透光性無機材料が挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、オキセタン樹脂を用いることが好ましい。
【００２１】
特に、第１透光性部材の粘度は、硬化前で１００ｍＰa・s以上２０００ｍＰa・s以下であることが好ましい。ここで「粘度」は、円錐平板型回転粘度計を用い、常温下で測定したものを指す。また、第１層は、硬化条件が８０℃以上１８０℃以下、数分から数時間の下で形状を維持できる程度の硬さになる樹脂であることが好ましい。
【００２２】
第１層に含有される蛍光体は、発光素子からの光を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。
【００２３】
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：ＥｕのほかＭＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、Ｍ1.8Ｓｉ5Ｏ0.2Ｎ8：Ｅｕ、Ｍ0.9Ｓｉ7Ｏ0.1Ｎ10：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。
【００２４】
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００２５】
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ5（ＰＯ4）3Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１種以上である。）などがある。
【００２６】
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ2Ｂ5Ｏ9Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００２７】
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｒ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｒ、ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ12：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎのいずれか１種以上である。）などがある。
【００２８】
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００２９】
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8Ｇｄ0.2）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ0.8Ｇａ0.2）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅなどもある。
【００３０】
その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ2ＧｅＯ4：Ｍｎ、ＭＧａ2Ｓ4：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００３１】
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて又はＥｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。
【００３２】
Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラス蛍光体とは、モル％表示で、ＣａＣＯ3をＣａＯに換算して２０モル％以上５０モル％以下、Ａｌ2Ｏ3を３０モル％以下、ＳｉＯを２５モル％以上６０モル％以下、ＡｌＮを５モル％以上５０モル％以下、希土類酸化物または遷移金属酸化物を０．１モル％以上２０モル％以下とし、５成分の合計が１００モル％となるオキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体である。なお、オキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体では、窒素含有量が１５ｗｔ％以下であることが好ましく、希土類酸化物イオンの他に増感剤となる他の希土類元素イオンを希土類酸化物として蛍光ガラス中に０．１モル％以上１０モル％以下の範囲の含有量で共賦活剤として含むことが好ましい。
【００３３】
透光性部材には、フィラー及び拡散剤等が含まれていてもよい。フィラーとしては、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3が挙げられ、照射された光を反射、散乱させることができる。また、混色が良好になるとともに色むらを低減させることができる。さらに、波長変換部材にフィラーを混合することにより、その粘度を調整することができるため、任意の形状に、任意の部位に、容易に配置させることができる。拡散剤は、光を拡散させるものであり、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。
【００３４】
なお、透光性部材は、発光装置の短手方向で対面する１組の側面において、第１層及び第２層が略面一に裁断され、第１層の一部が露出している。これにより、パッケージや基板に設けられた凹状の収納部に充填された樹脂に蛍光体を分散させた従来の発光装置に比べて、収納部を形成する側壁の肉厚分だけ薄型にできる。
本形態にかかる発光装置は、蛍光体を分散させた第１層の側面が発光装置の側面において露出している。そのため、第２層のレンズ特性に殆ど影響を与えることなく、色調を補正することができる。すなわち、第１層の側面を研磨する等して蛍光体を分散させた透光性部材の厚みを変化させれば、蛍光体の量も変化させることができる。
また、蛍光体を含む透光性部材の厚みを調整して、集合基板をダイシングすることにより、本実施形態の発光装置が得られる。これによって発光素子と蛍光体との発光強度比が変えられるため、色調の補正を行うことができる。一方で、第１層の側面を研磨して透光性部材の厚みを変化させても、第２層の形状は殆ど変化しないため、レンズ特性に影響を与えることなく、色調の補正が可能となる。ただし、実装面に垂直な方向における透光性部材の側面は、完全に平らである必要はなく、ある程度の曲率を有していてもよい。
【００３５】
特に、第１層は、その上の第２層の側に突出した凸形状であることが好ましい。第１層の内部に分散された蛍光体が発光するため、その分布が狭い方が理想的な点光源に近づくからである。したがって、第１層は、略半円柱状であり、透光性部材の側面における第１層の露出面に平行な任意の断面、つまり、第１層と第２層の間に形成された第１層の光取出面に直交する断面が半円状又は半楕円状となる。これによって観察方位による色ムラを小さくすることができる。
【００３６】
また、第２層は、基板の概観形状が直方体のとき、基板の形状に対応する柱状に成形されていることが好ましい。蛍光体を含む第１層との組み合わせにおいて、所望の配光特性を実現しやすいからである。具体的には、第２層の形状は、その下方においては、リフレクタ間を埋め込むために、四角錐台形状であるが、その上方においては、リフレクタ上にも第２層が配置され、基板形状に対応する柱状、つまり四角柱状に成形されている。このような形状により、リフレクタによる集光を緩和することができるとともに、第２層がレンズ機能を果たして、所望の配光特性を得ることができる。
【００３７】
第２層は、上面にレンズが形成されていてもよい。レンズは、第２層と一体的に形成されてもよいし、別個に形成され、それを貼着してもよい。レンズの形状は、半球状、半楕円球状であってもよいが、半円柱状、半楕円柱状であることが好ましい。半円柱状や半楕円柱状の場合、発光装置の短手方向におけるレンズの断面は曲率を有しておらず、光を直進させ、長手方向の断面においては曲率を有しており、光を正面方向に曲げることができる。
なお、第２層には、そのレンズ作用を阻害しない程度であれば、蛍光体や拡散剤が分散されていてもよい。例えば、第２層に含まれる蛍光体の平均密度は、第１層に含まれる蛍光体の平均密度の１／１０以下であることが好ましく、さらに１／１００以下であることが好ましい。
【００３８】
（リフレクタ）
リフレクタは、発光素子や蛍光体からの光を反射させ、所望の方向に取り出すために機能する。一対のリフレクタは、それぞれ、発光素子の側面に対面し、発光素子を挟んで基板の長手方向に配列される。一対のリフレクタは、いずれも、発光素子、さらに発光素子を被覆する蛍光体を含む第１層の下端部の外縁から、リフレクタの下端部の外縁が離間されるように配置されていることが好ましい。発光装置の長手方向に均一な強度の発光が得られるからである。さらに、山型の第一の層が一対のリフレクタ間の中心に配置されたとき、一方のリフレクタと他方のリフレクタとの間の距離Ｌ（図１（ｂ）参照）は、基板の長手方向に測った第一の層の幅（裾の長さ）に対して、１．５から５．０倍であることが好ましい。発光面の全体に渡って均一な強度を得るために、発光部となる第1層を点光源に近づけ、発光部からの光をリフレクタで反射させる光学設計が容易となるためである。
【００３９】
発光素子に対向するリフレクタの表面は、基板表面に対して所定の角度で傾斜する傾斜面を有する。この場合の傾斜角α（図１（ｂ）参照）は、例えば、基板表面に対して４０°以上７０°以下程度、さらに４５°以上６０°以下程度であることが好ましい。このような傾斜を有していることにより、より確実に均一な強度の配光を得ることができる。
【００４０】
リフレクタは、上述した第１層の高さよりも低い位置に配置されていることが好ましい。つまり、図１（ｂ）に示すように、発光素子が配置された基板上面からの第１層の高さよりも、基板上面からのリフレクタの高さｈが低いことが好ましい。リフレクタの高さｈが高くなると、過度に集光されやすくなり、所望の配光特性が得にくくなるからである。さらに、リフレクタの高さｈは、基板上面からの第２層の高さＨよりも低いことが好ましい。第２層を透過する光をリフレクタにて反射させることができ、リフレクタを外部環境から保護することができるからである。リフレクタの高さｈは、発光素子や蛍光体の種類、透光性部材の材料、発光装置の大きさ等によって適宜調整することができる。リフレクタの高さｈは、例えば、発光装置の長手方向の端部に一対のリフレクタを設けたとき、一方のリフレクタの下端部と、それと向かい合う他方のリフレクタの下端部との間隔Ｌの１／２８以上１／１４以下の高さが挙げられる。たとえば、後述する製造方法により形成された基板に設けられたリフレクタの高さｈは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度が適当である。
【００４１】
リフレクタの少なくとも傾斜面は、発光素子からの光を反射し得る材料であれば、どのような材料によって形成されていてもよい。すなわち、リフレクタ自体を反射率の高い白色系の材料で形成したり、リフレクタの表面のうち、少なくとも発光素子と向かい合う傾斜面を金属材料で被覆したりすることが好ましい。金属材料として、例えば、銀、金、銅、アルミニウム、パラジウム、ロジウム又はこれらの合金や積層体等が挙げられる。なお、リフレクタの上面あるいはリフレクタと第一の層との間の基板表面の少なくとも一方には、上記金属材料が配置されることなく、基板の材料である樹脂が露出されていることが好ましい。樹脂を材料とする第２層と基板との密着性を向上させるためである。
【００４２】
リフレクタは、積層基板を形成させる際に、基板を構成する各層とパターニングされた導電膜とを利用して、基板と一体的に形成してもよいし、所定形状のリフレクタを別個に形成し、基板上に貼り付けて一体化したものであってもよい。
【００４３】
（発光装置の製造方法）
図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、本形態の発光装置における基板の製造工程の概略について順を追って説明する断面図である。図７は、本形態の発光装置における基板の各構成部材を説明する斜視図である。本形態の発光装置における基板は、図７に示されるように、リフレクタ部２０、第１ベース部３０および第２ベース部４０並びにそれらを接着する第1接着部材２３および第２接着部材４３から構成される。
以下、本形態の発光装置の製造方法について詳細に説明するが、本発明は、以下に説明する基板およびその製造方法に限定されるものではないことは言うまでもない。
１．基板の作製
基板は、複数の発光装置を一括して製造するため、複数の発光素子を搭載できるような大面積の集合基板とすることが好ましい。このような集合基板は、例えば、厚さが０．０６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、それぞれ樹脂を主な材料とするリフレクタ部２０、第１ベース部３０及び第２ベース部４０とが積層された積層体が挙げられる。
【００４４】
リフレクタ部２０を形成するため、まず、図６（ａ）に示したように、例えばガラスエポキシ樹脂などの樹脂を主材料とする第１基材２１の片面全面に第1金属箔２２を形成する。この第1金属箔２２の形成は、両面全面に金属箔を形成した後、片面の金属箔を除去する方法でもよいし、片面にのみに形成する方法でもよい。この金属箔の膜厚は、特に限定されず、例えば、厚さ０．１ｍｍの基材に形成される金属箔の厚みは、０．０１８ｍｍ程度が好ましい。金属箔の材料は、特に限定されず、放熱性や電気伝導性が良好な銅や金を含む金属材料が好適に選択される。
なお、この第１基材２１に形成されるスリットの内面がリフレクタの傾斜面（反射面）に加工される。また、第１基材２１の厚みは、リフレクタ高さに略一致する。
【００４５】
次いで、第1金属箔２２が形成されていない第１基材２１の裏面の全面に第1接着部材２３を配置する。この第1接着部材２３は、リフレクタ部２０を後述の第１ベース部３０に貼り付けることができる材料であれば特に限定されない。また、本形態における第1接着部材２３の厚さは、例えば０．０５ｍｍである。
第1金属箔２２及び第1接着部材２３がそれぞれ形成された第１基材２１に、スリットを形成し、スリット内面の傾斜面をリフレクタの反射面に加工する。この加工による形状および第１基材２１のスリット内面の傾斜面が、発光装置に設けられるリフレクタとなる。そのため、これらは上述した形状および傾斜角で加工する。
【００４６】
第１ベース部３０を形成するために、まず、ガラスエポキシ樹脂からなる第２基材３１に、発光素子への給電を行う配線のための貫通孔を形成する。続いて、この貫通孔の内面全面に、例えば、メッキによって金属箔を形成する。次いで、貫通孔内に導電性材料３２、例えば、銅ペーストを埋設する。その後、再度、メッキによって、第２基材３１の表裏全面に第２金属箔３３を形成する。本形態における第２基材３１の厚みは、例えば、０．３ｍｍとし、メッキによる金属箔の総厚は、０．０４ｍｍとする。
【００４７】
第２ベース部４０は、発光装置１０の基板１３を構成する各部位のうち、発光素子が配置された載置面とは反対側の裏面に配置される部位となるものである。この部位には、発光素子に給電をする外部実装基板へ接続するための電極が配置される。
まず、ガラスエポキシ樹脂からなる第３基材４１に、上述したリフレクタ部２０の形成と同様に、第３基材４１の片面全面に第３金属箔４２を形成し、第３金属箔４２が形成されていないほうの第３基材４１の裏面全面に第２接着部材４３を配置する。そして、発光装置の長手方向の大きさに合わせて所定の間隔で複数のスリットを形成する。なお、本形態における第３基材４１の厚みは、例えば、０．３ｍｍとし、金属箔の厚みは、０．０１８ｍｍとする。また、第２接着部材４３の厚さは、０．０５ｍｍである。
図６（ａ）に示したように、リフレクタ部２０、第１ベース部３０及び第２ベース部４０を貼り合せる。すなわち、リフレクタ部２０と第１ベース部３０との間に第1接着部材２３、第１ベース部３０と第２ベース部４０との間に第２接着部材４３を介在させて順に積層させた後、各接着部材にてリフレクタ部２０、第１ベース部３０及び第２ベース部４０を接着する。なお、本形態における第1接着部材２３および第２接着部材４３は、図７に示したように、リフレクタ部２０および第２ベース部４０に形成されたスリットの形状および大きさに相応したスリットを有する粘着性シートである。この粘着性シートは、リフレクタ部２０および第２ベース部４０に形成されたスリットの位置に、粘着性シートのスリットが位置するように配置される。
【００４８】
得られた積層体に、図６（ｂ）に示されるように、例えば、銅、ニッケルおよび銀を材料とするメッキにより、最表面に銀を有する金属層５１を形成する。本形態における金属層５１の厚みは、例えば、０．９０ｍｍ程度とする。この金属層５１は、少なくともリフレクタ部２０の傾斜面を被覆し、さらに、第２ベース部４０の表面と、その第２ベース部４０のスリットから露出された第１ベース部３０の露出面と、を被覆する。さらに、金属層５１は、第１ベース部３０の埋設された導電性材料３２及び第２金属箔３３に電気的に接続する。なお、第２ベース部４０のスリットの内面および第２ベース部４０の裏面に配置された金属層５１により、実装基板接続用の電極が形成される。
最後に、図６（ｃ）に示されるように、形成された金属層５１の一部を、例えば、エッチングにより所定のパターンに除去して、リフレクタ及び配線（または電極）を形成することにより集合基板５０を得る。エッチングにより除去される金属層５１の一部は、後述のダイシングラインが通過するリフレクタの上面や、第２ベース部４０のスリットにより露出された第１ベース部３０の裏面側であることが好ましい。金属材料が無いことでダイシングが容易となり、ダイシングするときに金属層５１の剥離がなくなるからである。また、金属材料から樹脂材料を露出させることにより、樹脂の透光性部材と樹脂材料の基板との剥離がなくなるからである。
【００４９】
２．パッケージアッセンブリ
上述したように作製された集合基板５０上に、各発光素子の実装領域をマトリックス状に設定する。ここで、各発光素子の実装領域の両側に形成された正電極及び負電極は、集合基板５０の配線に接続され、上述した第１ベース部３０の貫通孔を介して、基板の裏面に形成された実装基板接続用の電極と接続する。
【００５０】
３．発光素子の実装
パッケージアッセンブリに形成された各負電極の所定の位置に、発光素子をダイボンディングした後、発光素子の電極とパッケージアッセンブリの電極とを導電性ワイヤにより電気的に接続する。
【００５１】
４．第１層の形成
次に、発光素子の上に第１層を形成する。なお、本形態における製造方法においては、透光性部材における第１層と第２層を別工程にて形成するが、本発明は、このような形成方法による発光装置に限定されることはない。すなわち、基板への透光性部材の形成に併行して、第１層および第２層の機能分離が成されて同時に形成されるような方法によって形成することもできる。このような形成方法として、例えば、蛍光体の自重による沈降を利用したポッティング法や孔版印刷などを挙げることができる。
第１層は、所定量の蛍光体が第１透光性樹脂に分散されたものとして形成される。このような第１層は、予め所定量の蛍光体が分散された第１透光性樹脂の材料を、直線状に連続して配置する方法、所謂ライン塗布法で形成することが好ましい。ライン塗布法によれば、第１層を薄膜化できると共に、製造工程が簡易になるからである。また、ライン塗布法では表面張力を利用して第１層を形成できるため、導電性ワイヤと正電極及び負電極のパターンに沿って第１層を形成することができる。また、正電極及び負電極のパターンを適切に配置すれば、第１層の形成領域を発光素子の極めて近くのみに制限することができる。
【００５２】
ライン塗布法とは、吐出器（ディスペンサ）から所定量の第１層の材料を吐出させながら、ディスペンサを発光素子の配列に沿って移動させ、複数の発光素子の上にライン状に連続した樹脂層を形成する方法である。ライン塗布法で形成した場合、第１層の形状を、樹脂の表面張力によって決めることができる。また、第１層の材料の吐出量を適切に調整することにより、表面張力によって導電性ワイヤを少し越えた高さで維持させることができる。このようにライン塗布法によれば、極めて簡易な構成によって短時間に多数のチップを同時処理でき、しかも形状が安定する。従って、ライン塗布法によって第１層を形成すれば、量産性が高く、また色調バラツキが少なくなるという利点が得られる。
第１層の材料をライン塗布した後、第１層の材料を硬化させる。第１層の材料が熱硬化性の樹脂であれば、常温でライン塗布した後、加熱して硬化させればよい。
【００５３】
５．第２層の形成
次に、発光素子の上に形成された第１層の上に第２層を形成する。第２層の形成には、トランスファモールド、圧縮成形、射出成形などの方法を用いることができる。例えば、トランスファモールドの場合、上記第１層を形成したパッケージアッセンブリの上側と下側をトランスファモールド成型用金型で挟み、上側の金型とパッケージアセンブリとの間に形成された樹脂の注入口を通じて第２透光性樹脂を流し込む。このとき、第２透光性樹脂は、半溶性のペレットとして準備し、注入口から圧入しながら樹脂を溶かす。そして、金型内で短時間加熱して硬化させた後、金型を外してさらに加熱することにより、第２層が形成できる。
【００５４】
トランスファモールドに代えて、圧縮成形で第２層を形成してもよい。特に使用する樹脂が、液状である場合は、トランスファモールドではなく、圧縮成形で第２層を形成することが好ましい。第２層を圧縮成形で形成する場合、第２層の材料が注入された金型に、第一の層を形成させた基板を押さえ付け、加熱して硬化させる。
【００５５】
６．ダイシング
第２ベース部４０のスリットの長手方向に想定されたダイシングラインに沿って、パッケージアセンブリをダイシングし、発光装置１０の長手方向および短手方向の大きさに相当する所定長さおよび所定幅で切り出すことによって発光装置１０を得る。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００５６】
図１（ａ）は、本実施例における発光装置１０の斜視図であり、図１（ｂ）は、本実施例における発光装置１０の側面図である。本実施例では、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示される構造の発光装置１０を以下の方法で作製する。図６は、本実施例の発光装置１０における基板１３の製造工程の概略を説明する断面図である。図７は、本実施例の発光装置１０における基板１３の各構成部材を説明する斜視図である。
まず、既に述べたような樹脂を主材料とする基材の積層により、発光素子の配置面に対する傾斜角αが４５°であり、最表面に銀を有するリフレクタ１２と、正電極１６及び負電極１７を形成した基板１３を準備する。次に、この基板１３上に、発光主波長が４２０ｎｍから４９０ｎｍである複数の発光素子をマトリックス状にダイボンドして、発光素子の電極と正電極１６及び負電極１７とをワイヤボンドした。
【００５７】
続いて、ＹＡＧ蛍光体の含有率が２０重量％以上３０重量％以下となるようにシリコーン樹脂に混合した材料を調整する。この材料を発光素子の列に沿ってライン塗布し、１５０℃の熱風オーブンにて４時間の加熱により樹脂を硬化させ、第１層１４を形成した。
次いで、透明エポキシ樹脂を用いてトランスファモールドにて第２層１５を成形した。なお、トランスファ硬化条件は、金型温度を１５０℃にして、５分間の制御である。さらに、金型から取り出して、追硬化を行った。追硬化条件は、周囲温度１５０℃のもと、４時間である。個々の発光装置で見たとき、第２層１５の形状は、略直方体であり、基板１３の長手方向および短手方向の大きさと略同じ大きさの発光面を発光装置１０の正面に有する。
最後に、ダイシングにて、個片に切り分け、複数の発光装置１０を得た。本実施例の発光装置１０は、このダイシングによる切断面、すなわち、上記発光面に隣接する側面の一方を、外部の配線基板に対する実装面とする。
【００５８】
得られた発光装置１０は、略中央に配置された発光素子１１を挟んで、基板１３の長手方向（図１（ａ）中、Ａ方向）のそれぞれの端部に一対のリフレクタ１２を有している。各リフレクタ１２の傾斜角αは、約４５°である。また、一方のリフレクタ１２の下端部とそれと向かい合う他方のリフレクタ１２の下端部との間隔Ｌを約５．７０ｍｍとし、リフレクタ１２上面の発光素子配置面からの高さｈは、約０．２５ｍｍである。なお、発光装置１０の長手方向の全長は、約７ｍｍであり、短手方向（図１（ａ）中、Ｂ方向）の全長は、約０．４ｍｍである。
また、発光装置１０の第１層は、その幅が最大で約３ｍｍ、高さが約０．２５ｍｍであり、第２層は、その幅が約３ｍｍ、高さＨが約０．４ｍｍである。
【００５９】
得られた発光装置について、長手方向の配光特性を測定する。すなわち、発光装置正面の光度が最大である光軸の中心を指向角０°として発光装置１０の長手方向中心軸を含む平面内で、指向角が０°から±９０°の各観測方位における光度を測定する。図２は、本実施例の配光特性の測定結果について、各観測方位における相対光度を実線で示す。
なお、比較例１として、実施例１の発光装置においてリフレクタを配置しない以外は、実質的に同様の発光装置を形成し、同様に配光特性を測定したその結果を図２中、破線で示す。さらに、比較例２乃至４として、リフレクタ１２の下端部の間隔Ｌ、リフレクタ１２の高さｈおよびリフレクタ１２の傾斜角αを以下の［表１］に示すように変更して、実施例１と同様に発光装置を形成して、その配光特性を測定する。比較例２乃至４の測定結果を、図３乃至図５中に、実施例１の配光特性を実線で、比較例２乃至４の配光特性をそれぞれ点線にて、実施例１の配光特性とともに同一グラフ上に示す。
【００６０】
【表１】
2008141145.tif 000003
図２によれば、本実施例では、リフレクタを配置することにより、正面（指向角が−３０°から＋３０°の範囲をいう。以下、同じ。）が略フラットな配光を得ることができる。一方、比較例１では、正面においてフラットにならず、正面で特に光度が大きく、さらに、正面から若干側方に外れた領域においては、光度の低下が著しく、フラットな配光を得ることができない。
図３によれば、比較例２は、実施例１と比較すると正面における光度の平坦性が若干悪くなることが分かる。
図４によれば、比較例３は、この程度の高さｈまでは同じような正面光度の平坦性が得られる。しかし、リフレクタを高くすることにより発光部である第１層から透光性部材の上面（発光面）までの高さが高くなり、光の取り出しが悪くなることが分かる。
図５によれば、比較例４は、実施例１と比較すると正面における光度の平坦性が若干悪くなることが分かる。
【実施例２】
【００６１】
実施例２として、リフレクタ１２の下端部の間隔Ｌを約４．０ｍｍとした以外、実施例１と同様に、発光装置を作成して配光特性を測定した。なお、この発光装置において、リフレクタと、第１層の下端部とは離間されている。
その結果、実施例１と比較すると正面における光度の平坦性は若干劣るが、比較例１に比べて、正面において良好な平坦性が得られた。
【実施例３】
【００６２】
実施例３として、リフレクタの高さｈを約０．４ｍｍとした以外、実施例１と同様に、発光装置を作成して配光特性を測定した。なお、この高さｈは、第１層の高さよりも高い値である。
その結果、実施例１と比較すると正面における光度の平坦性は若干劣るが、比較例１に比べて、正面において良好な平坦性が得られた。
【実施例４】
【００６３】
実施例４として、リフレクタの傾斜角αを６０°とした以外、実施例１と同様に、発光装置を作成して配光特性を測定した。
【００６４】
傾斜角αを変化させることによって、光度の平坦性が若干変化するものの、正面が略フラットな配光を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の発光装置は、照明器具、車両搭載用照明、ディスプレイ、インジケータ等のバックライトの光源として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明の発光装置の一実施形態を示す斜視図及び側面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例と比較例にかかる発光装置の配光特性を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の一実施例と別の比較例にかかる発光装置の配光特性を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一実施例と別の比較例にかかる発光装置の配光特性を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の一実施例と別の比較例にかかる発光装置の配光特性を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の発光装置における基板の製造工程の概略を説明する断面図である。
【図７】図７は、本発明の発光装置における基板の各構成部材を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０・・・発光装置
１１・・・発光素子
１２・・・リフレクタ
１３・・・基板
１４・・・第１層
１５・・・第２層
１６・・・正電極
１７・・・負電極
２０・・・リフレクタ部
２１・・・第1基材
３１・・・第２基材
４１・・・第３基材
２２・・・第1金属箔
３３・・・第２金属箔
４２・・・第３金属箔
２３・・・第1接着部材
４３・・・第２接着部材
３０・・・第１ベース部
３２・・・導電性材料
４０・・・第２ベース部
５０・・・基板
５１・・・金属層
【図１】
2008141145.tif 000004
【図２】
2008141145.tif 000005
【図３】
2008141145.tif 000006
【図４】
2008141145.tif 000007
【図５】
2008141145.tif 000008
【図６】
2008141145.tif 000009
【図７】
2008141145.tif 000010