(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の導電型層、発光層および第２の導電型層が形成され、該第１の導電型層、該発光層および該第２の導電型層に電圧を印加するための第１および第２電極を有する発光素子と、
ガラス材料からなるガラス接合材を介して前記各層の周囲を囲むように前記発光素子の側面に設けられており、無機材料からなる透光性を有する光学部材と、を備え、
前記第１および第２電極は、少なくとも表面が前記光学素子に覆われることなく露出し、
前記第１および第２電極のうちの少なくとも一方が透明電極である発光装置。
【請求項２】
前記ガラス接合材の屈折率は、前記発光素子の屈折率より小さく設定され、
前記光学部材の屈折率は、前記ガラス接合材の屈折率より高く設定されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記光学部材は、前記発光素子を収容するための貫通空間を有する筒状体である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記光学部材は、外表面が曲面形状である、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記光学部材は、複数の板状要素を備えてなり、該板状要素がそれぞれ前記発光素子の各側面の側方に位置することによって前記発光素子を収容するための貫通空間を形成している、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記光学部材は、外表面に回折格子が設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記光学部材は、前記発光素子から出射された光の波長を変換するための１または複数種の蛍光体を含有している、請求項１ないし６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体は、前記光学部材の外表面部に偏在させられている、請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光素子は、２３０〜４００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光を出射するものであり、
前記複数種の蛍光体は、前記発光素子から出射された光を、４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光にそれぞれ変換する第１から第３の蛍光体を含んでいる、請求項７または８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１の導電型層、前記第２の導電型層および前記発光層は、酸化亜鉛系化合物である、請求項１ないし９のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１１】
絶縁基板に対して１または複数の発光装置を搭載させた発光モジュールであって、
前記発光装置は、請求項１ないし１０のいずれかに記載したものであることを特徴とする、発光モジュール。
【請求項１２】
前記絶縁基板は、単一の発光装置が搭載されるものであり、かつ前記発光装置に導通接続される第１および第２接続導体を有している、請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１３】
前記第１および第２接続導体は、前記発光装置に導通接続される部分と、外部の配線に接続される部分と、を有している、請求項１２に記載の発光モジュール。
【請求項１４】
前記絶縁基板は、前記複数の発光装置を収容するための複数の凹部を有しており、
前記各発光装置は、前記複数の凹部のうちの対応する凹部に嵌め込まれている、請求項１１に記載の発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を有する発光装置、およびこの発光装置を備えた照明装置や表示装置などの発光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２に示したように、発光装置９としては、絶縁基板９０および枠体９１により形成される空間９２に、発光素子９３を収容したものがある（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
絶縁基板９０は、発光素子９３を搭載するための凹部９４を有するものであり、表面に導体層９５，９６が形成されている。導体層９５は、発光素子９３の下面電極（図示略）と導通接続されるものであり、凹部９４の底面９４Ａから絶縁基板９０の下面９０Ａにまで連続して設けられている。導体層９６は、ワイヤ９７を介して発光素子９３の上面電極（図示略）と導通接続されるものであり、絶縁基板９０の上面９０Ｂから下面９０Ａに連続して設けられている。
【０００４】
枠体９１は、貫通空間９８を有するものであるとともに、絶縁基板９０の上面９０Ｂに接合されている。絶縁基板９０に枠体９１を接合した状態では、絶縁基板９０の凹部９４と枠体９１の貫通空間９８によって発光素子９３を搭載するための空間９２が形成されている。この空間９２には、発光素子９３を保護するために、透光部９９が設けられている。この透光部９９は、空間９２に透明樹脂を充填することにより形成されている。
【０００５】
発光素子９３としては、種々のものが使用されるが、たとえば発光装置９においては白色光を出射させる場合などには、青色の光を放出する発光ダイオードが使用される。この場合、透光部９９あるいは発光素子９３の表面に、青色光を黄色光に変換するための波長変換層が設けられ、あるいは透光部９９の内部に黄色の蛍光を発する蛍光体を含有させられる。
【０００６】
その一方で、近年においては、より短波長の光（近紫外光から青色光）を放出する発光素子が開発されており（たとえば特許文献２参照）、このような短波長の発光素子もまた、発光装置９から白色光を出射させる場合に使用することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１７５５５３号公報
【特許文献２】特開２００４−３４２７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発光装置９では、発光素子９３から出射された光は、透光部９９が樹脂により形成されているために、その一部が透光部９９において吸収される。そのため、透光部９９は、吸収した光のエネルギによって経時的に劣化する。その結果、発光装置９を長期間使用する場合においては、透光部９９の劣化に起因して発光装置９の発光輝度の低下等の問題が生じ得る。とくに、疑似白色光を出射する発光装置９のように、発光素子９３として、青色発光ダイオードなどの波長の短い光を放出するものを使用する場合には、透光部９９の劣化が生じる可能性が高く、近年において開発されている、より短波長な光を放出する発光素子を使用する場合には、透光部９９の劣化が生じる可能性がより高くなる。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、出射光の波長が短い発光素子を使用する場合であっても、発光素子から出射される光による劣化を抑制でき、長期間の使用によっても発光輝度などの劣化が生じにくい発光装置および発光モジュールを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面においては、基板上に、第１の導電型層、発光層および第２の導電型層が形成され、該第１の導電型層、該発光層および該第２の導電型層に電圧を印加するための第１および第２電極を有する発光素子と、ガラス材料からなるガラス接合材を介して前記各層の周囲を囲むように前記発光素子の側面に設けられており、無機材料からなる透光性を有する光学部材と、を備え、前記第１および第２電極は、少なくとも表面が前記光学素子に覆われることなく露出し、前記第１および第２電極のうちの少なくとも一方が透明電極であることを特徴とする、発光装置が提供される。
【００１６】
本発明の第２の側面においては、絶縁基板に対して１または複数の発光装置が搭載された発光モジュールであって、前記発光装置は、本発明の第１の側面に係るものであることを特徴とする、発光モジュールが提供される。
【００１７】
絶縁基板は、たとえば単一の発光装置が搭載されるものであり、かつ発光装置に導通接続される第１および第２接続導体を有している。第１および第２接続導体は、たとえば発光装置に導通接続される部分と、外部の配線に接続される部分と、を有している。
【００１８】
絶縁基板は、複数の発光装置を収容するための複数の凹部を有するものであってもよい。この場合、各発光装置は、複数の凹部のうちの対応する凹部に嵌め込まれる。
【００１９】
本発明の発光モジュールは、たとえば照明装置あるいは表示装置として使用できるように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る発光装置は、ガラスにより形成された光学部材により、発光素子における光が出射される部分の少なくとも一部が覆われている。そのため、発光素子は、光学部材により保護される。また、光学部材は、ガラスにより形成されているが、２３０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光に対して透過率が高く、光吸収によって分子構造が破断され難く、透過率や機械的強度が劣化しにくい素材である。また発光素子は、ゾル−ゲルガラスや低融点ガラス等の液状から固体に変質されるガラスによって被覆されるのではなく、固体状のガラスがガラス接合材を介して発光素子の周辺に配置されることにより、発光素子からの光が効率よく光学部材に入射されるとともに、光学部材と外部気体との界面で反射を繰り返しながら、その光エネルギが低損失かつ即座に光学部材より外部に拡散されるため、発光素子の周りを樹脂により保護する従来の発光装置（図１２参照）に比べ、光エネルギに起因して発光装置の光出力が劣化する可能性は極めて小さい。その結果、発光素子からの光によって発光素子を保護する要素（光学部材）が光エネルギによって劣化する可能性が低減され、発光装置の発光輝度が低下するのが抑制される。これにより、本発明に係る発光装置は、長期間にわたって安定した光を出力させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る発光モジュール、たとえば照明装置や表示装置では、先の発光装置が使用されているため、長期間にわたって安定した照明・表示を行なうことが可能となる。
【００２２】
さらに、光学部材を発光素子に対してガラス接合材を介して密着させた場合には、ガラス接合材が存在することによって発光素子と光学部材の間に気体が残存する可能性が低減される。そのため、発光素子と光学部材との間に気体が残存する場合に比べて、発光素子からの光が、発光素子と光学部材との間において反射される可能性が低減される。これにより、本発明の発光装置では、発光素子からの光を、光学部材に対して効率良く導入させることができるようになる。とくに、ガラス接合材の屈折率を、発光素子の屈折率より小さく、かつ光学部材の屈折率よりも大きく設定した場合には、発光素子とガラス接合材との界面、およびガラス接合材と光学部材との界面における反射損失をも抑制できるため、発光素子からの光を、光学部材に対してさらに効率良く導入させることができる。さらに、発光素子の周囲には、光学部材が透明なガラス接合材を介して配置されることにより、発光装置の製造工程におけるガラスの体積収縮は、発光素子や光学部材と比べて体積を小さくできるガラス接合材のみに制限される。その結果、光学部材は、ガラス接合材にクラックを発生させることなく発光素子の周辺に取着される。
【００２３】
また、第１および第２電極の表面が露出するように光学部材を配置すれば、所定の配線などが形成された配線基板や回路基板などの実装基板と発光装置との間を、種々の接続手段を適用して適切に導通接続することができる。すなわち、実装基板の構成、あるいは発光装置における光の出射方向に応じて、半田、ワイヤボンディングなどの手法を用いて、目的とする状態で発光装置を実装基板に搭載することができる。さらに、発光モジュールにおいて、実装基板に凹部を設けるとともに、その凹部の内面に露出するように端子を設けておけば、凹部に発光装置を嵌め込むだけで、発光装置を実装基板の配線などの導通接続することもできる。
【００２４】
光学部材から第１および第２電極の表面が露出する発光装置は、光学部材として発光素子を収容するための貫通空間を有する筒状体を使用することにより、あるいは光学部材として複数の板状要素を発光素子の側面に密着させることによって容易に形成することができる。
【００２５】
また、光学部材を、発光素子から出射された光の波長を変換するための１または複数種の蛍光体を含有したものとすれば、発光装置から目的とする波長の光を出射させることができる。たとえば、発光素子としては、たとえば２３０〜４００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光を出射するものが使用する一方で、複数種の蛍光体として、前記発光素子から出射された光を、４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光にそれぞれ変換する第１から第３の蛍光体を使用する場合には、発光装置からは白色光を出射させることができる。
【００２６】
もちろん、本発明の発光装置は、使用する蛍光体の種類に応じて、白色光以外の光を出射するように構成することができ、たとえば赤色光、緑色光、青色光、黄色、マゼンダ、シアンなどを出射させることができる。
【００２７】
さらに、蛍光体を光学部材の外表面部に偏在させた場合には、蛍光体を含有する部分の厚みが小さくなるために、この部分を垂直に透過する光と斜めに透過する光の光路差が小さくなる。その結果、垂直に透過する光と斜めに透過する光の間の波長変換量の差が小さくなるために、発光素子からの光の一部の光をそのまま透過させる一方で、他の光の波長を変換し、それらの混合色を出射させる場合には、色ムラを抑制して全体から同様な色の光を出射させることが可能となる。
【００２８】
また、本発明の発光装置では、光学部材がガラスにより形成され、また必要に応じてガラス接合材が使用されているために、発光素子として波長の短い光を出射するもの、たとえば青色光や近紫外光を出射する酸化亜鉛系化合物半導体を使用する場合であっても、光学部材が劣化するのを効果的に抑制できるために、発光装置における発光輝度の低下を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下においては、本発明の第１ないし第４の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置ついて、図１ないし図３を参照して説明する。
【００３１】
図１および図２に示した発光装置Ｘは、発光素子１および光学部材２を備えたものであり、少なくとも光学部材２の外表面から光を出射するように構成されている。
【００３２】
発光素子１は、基板１０上に、ｎ型半導体層１１、発光層１２およびｐ型半導体層１３を積層形成したものであり、少なくとも側方に向けて光を出射するように構成されている。この発光素子１は、たとえばＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオードがあり、２３０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を放射するように構成されている。もちろん、発光素子１としては、ＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオード以外のシリコンカーバイド（ＳｉＣ）系化合物半導体、ダイヤモンド系化合物半導体、窒化ホウ素系化合物半導体等を使用することができ、発光装置Ｘにおいて出射させる光の波長に応じて、使用すべき発光素子１の種類を適宜選択すればよい。
【００３３】
基板１０の下面１０Ａおよびｐ型半導体層１３の上面１３Ａには、電極１４，１５が形成されている。これらの電極１４，１５は、発光層１２から光を放出させるために、ｎ型半導体層１１、発光層１２およびｐ型半導体層１３の間に電圧を印加するためのものである。電極１４，１５は、光を透過させる必要がある場合には透明に形成され、光を反射させる必要がある場合には反射率の高い材料により形成される。電極１４，１５を形成するための材料としては、電極１４，１５を透明に形成する場合にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）ガラスや酸化亜鉛系透明導電膜、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）との酸化物であるＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３などが使用される。また、電極１４，１５を反射率の高いものとして形成する場合にはアルミニウム、ロジウム、銀等の２３０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光に対して反射率が高い金属および合金などが使用される。
【００３４】
光学部材２は、ガラス接合材２１を介して発光素子１の側面１Ｂに設けられている。光学部材２は、発光素子１を保護する機能を果たすとともに、発光素子１において放出された光を外部に導く役割をも果たすものである。この光学部材２は、発光素子１を収容するための貫通空間２０を有するものであり、ガラスにより全体が透光性を有する筒状に形成されている。光学部材２を形成するためのガラス材料としては、たとえば石英ガラス、硼酸と珪酸とを含む光学ガラス、水晶、サファイアあるいは螢石を使用することができる。
【００３５】
貫通空間２０は、発光素子１の外観形状に対応させて直方体形状に形成されており、その内面と発光素子１の側面との間にガラス接合材２１を介在させた状態で、発光素子２を収容している。貫通空間２０に発光素子１を収容させた状態では、基板１０、ｎ型半導体層１１、発光層１２およびｐ型半導体層１３の周囲が光学部材２によって囲まれ、発光装置Ｘの全体としては略直体形状を呈している。
【００３６】
ただし、光学部材２は、発光素子１の側面における光が出射される部分を覆っていればよく、必ずしも発光素子１の側面の全体を覆う必要はない。たとえば、基板１０から光が出射されない場合には、光学部材２は、たとえばｎ型半導体層１１、発光層１２およびｐ型半導体層１３の周囲を選択的に囲むような形態に形成してもよい。
【００３７】
また、光学部材２は、その外表面における反射損失を低減するため、外表面に円錐状や円柱状、四角柱状等の回折格子を設けたり、外表面をブラスト加工や化学研磨等の表面加工によって粗化したりすることにより、より反射損失を抑制しながら効率よく光学部材２から外部気体に光を導き出すことができる。なお、外表面の算術平均粗さは、０．１〜１００μｍが好ましく、算術平均粗さが０．１μｍより小さい場合、および算術平均粗さが１００μｍより大きい場合、外表面における反射損失が抑制されず、光学部材２から外部気体に効率よく光を導き出すことができない。
【００３８】
ガラス接合材２１は、透光性を有するものであり、たとえば発光素子１よりも屈折率が小さく、光学部材２よりも屈折率が大きい材料により構成されている。このようなガラス接合材としては、たとえばゾル−ゲルガラスあるいは低融点ガラス、水ガラス接着剤を使用することができる。
【００３９】
図３に示したように、発光装置Ｘは、回路基板３などに実装して使用される。同図においては、電極１４が回路基板３の配線３０に対して半田などの導電性接合材を介して導通接続され、電極１５が回路基板３の配線３１に対してワイヤ３２を介して導通接続された例を示した。
【００４０】
発光装置Ｘでは、ガラスにより形成された光学部材２によって、発光素子１における光が出射される部分の少なくとも一部が囲まれている。その一方で、ガラスは、樹脂に比べ２３０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光に対して透過率が高く、光吸収によって分子構造が破断され難く、透過率や機械的強度が劣化しにくい素材である。そのため、発光装置Ｘは、発光素子１から出射された光が発光素子１の周り（光学部材２）において吸収されたとしても、発光素子１の周りを樹脂により保護する従来の発光装置９（図１２参照）に比べて、光エネルギに起因して透過率や機械的強度が劣化する可能性は極めて小さい。その結果、発光素子１からの光によって発光素子１を保護する要素（光学部材２）が劣化する可能性が低減され、発光装置Ｘの発光輝度が低下するのが抑制される。これにより、発光装置Ｘは、長期間にわたって安定した光を出力させることが可能となる。さらに、発光装置Ｘにおいて光が出射される面積が光学部材２の外表面によって増加することから、光学部材２に入射した発光素子１の光が外表面で反射されながら外部気体に導き出される確率が増加する。その結果、発光素子１の光は、効率よく光学部材２から外部気体に導き出され、発光装置Ｘより放射される光量は増加する。
【００４１】
また、ガラス接合材２１を介して、発光素子１に対して光学部材２を密着させた構成を採用することにより、発光素子１と光学部材２の間に気体が残存する可能性が、ガラス接合材２１が存在することによって低減される。そのため、発光素子１と光学部材２との間に気体が残存する場合に比べて、発光素子１からの光が、発光素子１と光学部材２との間において反射される可能性が低減される。これにより、発光装置Ｘでは、発光素子１からの光を、光学部材２に対して効率良く導入させることができるようになる。さらに、発光装置Ｘの製造工程や回路基板３への実装工程や作動環境において負荷される熱および各部材の熱膨張係数差により、光学部材２やガラス接合材２１にクラックが発生することが抑制されるため、発光装置Ｘにおいては、長期間にわたって安定した光を出力させることが可能となる。とくに、ガラス接合材２１の屈折率を発光素子の屈折率より小さく、かつ光学部材２の屈折率よりも大きく設定した場合には、発光素子１とガラス接合材２１との界面、およびガラス接合材２１と光学部材２との界面における反射損失を抑制できるため、発光素子１からの光を、光学部材２に対してさらに効率良く導入させることができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る発光モジュールについて、図４を参照して説明する。
【００４３】
図４に示した発光モジュール４は、面実装可能に構成されたものであり、発光装置４０および配線基板４１を備えている。
【００４４】
発光装置４０は、先に説明した本発明の第１の実施の形態に係る発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様なものであり、発光素子４２および光学部材４３を備えている。
【００４５】
発光装置４０は、光学部材４３の貫通空間４４に発光素子４２を収容させることにより、発光素子４２の周囲を光学部材４３によって囲んだものである。貫通空間４４の内面と発光素子４２の側面との間には、ガラス接合材４５が介在させられており、発光素子４２は、光学部材４３の内面に対して密着した状態とされている。
【００４６】
発光素子４２は、電極４６Ａ，４６Ｂをさらに備えており、これらの電極４６Ａ，４６Ｂは、貫通空間４４の上方および下方において露出している。
【００４７】
光学部材４３は、ガラスにより形成されており、屈折率がガラス接合材４５よりも小さくされている。一方、ガラス接合材４５は、屈折率が発光素子４２よりも小さくされている。なお、光学部材４３およびガラス接合材４５を形成するための材料としては、先に説明した発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様なものを使用することができる。
【００４８】
一方、配線基板４１は、絶縁基材４７の表面に外部接続用導体４８Ａ，４８Ｂが形成されたものである。外部接続用導体４８Ａ，４８Ｂは、発光装置４０の電極４６Ａ，４６Ｂに導通接続される上面導体部４８Ａａ，４８Ｂａと、回路基板などの実装対象物の配線に導通接続される下面導体部４８Ａｂ，４８Ｂｂと、上面導体部４８Ａａ，４８Ｂａと下面導体部４８Ａｂ，４８Ｂｂとの間を接続する側面導体部４８Ａｃ，４８Ｂｃを有している。
【００４９】
上面導体部４８Ａａは、半田や導電性樹脂などの導電性接合材４９Ａを介して発光素子４２の電極４６Ａに導通接続されている。一方、上面導体部４８Ｂａは、ワイヤ４９Ｂを介して発光素子４２の電極４６Ｂに導通接続されている。
【００５０】
発光モジュール４では、ガラスにより形成された光学部材４３によって発光素子４２が囲まれており、光学部材４３（貫通空間４４）の内面と発光素子４２の側面との間にガラス接合材４５が介在させられている。そのため、先に説明した発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様に、発光素子４２から放出される光を、光学部材４３に対して効率良く導くことができる。また、ガラス接合材４５の屈折率が発光素子４２よりも小さく、光学部材４３の屈折率がガラス接合材４５よりも小さいために、発光素子４２から例えば屈折率が１である空気に亘り、段階的に屈折率を低下させることにより、発光素子４２やガラス接合材４５および光学部材４３や空気の各界面における反射損失が抑制され、より効率良く発光素子４２からの光を外部に出射でき、発光装置４０の光出力を向上できる。
【００５１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る発光モジュールについて、図５を参照して説明する。ただし、図５においては、図４を参照して説明した発光モジュール４と同様な部材または要素については同一の符号を付してあり、重複説明は省略する。
【００５２】
図５に示した発光モジュール４′は、発光装置４０′および配線基板４１を備えているとともに、面実装可能とされている点において、先に説明した発光モジュール４（図４参照）と同様である。その一方で、発光モジュール４′は、発光装置４０′が配線基板４１に対して光学部材４３の外表面４３Ａが対面するように搭載されている点において異なっている。
【００５３】
また、発光装置４０′は、先に説明した発光装置Ｘ，４０（図１および図２、図４参照）と基本的な構成が同様であるが、これらの発光装置Ｘ，４０とは、電極４６Ａ′，４６Ｂ′の構成が異なっている。すなわち、電極４６Ａ′，４６Ｂ′は、配線基板４１における外部接続用導体４８Ａ，４８Ｂの上面導体部４８Ａａ，４８Ｂａに確実に導通接続できるように、光学部材４３の表面４３Ｂにまで延出して設けられている。そして、発光装置４０′は、電極４６Ａ′，４６Ｂ′が発光素子４２から下方に向けて延びる格好で、配線基板４１に搭載されており、電極４６Ａ′，４６Ｂ′と上面導体部４８Ａａ，４８Ｂａとの間が導電性接合材４９Ａ′，４９Ｂ′を介して導通接続されている。
【００５４】
発光モジュール４′の発光装置４０′では、先の発光装置Ｘ，４０（図１および図２、図４参照）と同様に、発光素子４２から放出される光が、ガラス接合材を透過して光学部材４３に効率良く導かれるとともに、図４の発光装置４０におけるワイヤ４９Ｂによる光吸収が無くなる。その結果、発光装置４０′を照明装置として使用した際の照射面においては、ワイヤ４９Ｂの影が無くなるとともに光学部材４３の外表面から上方に出射される光が増加するため、発光装置４０′、ひいては発光モジュール４′における輝度を向上することができるようになる。
【００５５】
本発明に係る発光装置、および発光モジュールにおいて採用される発光装置は、図１ないし図５を参照して説明したものには限定されず、種々に変更可能である。たとえば、発光装置は、図６ないし図９に示した構成とすることができ、その場合にも、先の発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様な作用効果を奏することができる。
【００５６】
図７に示した発光装置Ｘ２は、光学部材２Ａが４つの板状要素２２Ａ，２３Ａによって構成されたものであり、全体として略直方体形状に形成されている。この発光装置Ｘ２は、光学部材２Ａが４つの板状要素２２Ａ，２３Ａからなるものの、その機能は、筒状に形成された光学部材２（図１および図２参照）と同様である。
【００５７】
図８に示した発光装置Ｘ３は、光学部材２Ｂが円筒状に形成されたものである。このような発光装置Ｘ３では、光学部材２Ｂの外表面２４Ｂが曲面とされているために、発光素子１から放出された光を、光学部材２Ｂの外表面２４Ｂから略均一に出射させることができる。
【００５８】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示した発光装置Ｘ４，Ｘ５は、光学部材２Ｃ，２Ｄに蛍光体２５を分散させたものである。図９（ａ）に示した発光装置Ｘ４は、蛍光体２５を光学部材２Ｃの全体に分散させたものであり、図９（ｂ）に示した発光装置Ｘ５は、蛍光体２５を光学部材２Ｄの外表面部に選択的に分散させたものである。
【００５９】
光学部材２Ｃ，２Ｄに含有させる蛍光体２５は、発光装置Ｘ４，Ｘ５から出射させるべき光の波長（色）に応じて選択される。たとえば、発光装置Ｘ４，Ｘ５から白色光を出射させる場合には、蛍光体２５としては、発光素子１から出射された光を、４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光に変換する第１蛍光体、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光に変換する第２蛍光体、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光に変換する第３蛍光体が使用される。第１蛍光体としては、たとえば（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：ＥｕあるいはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを挙げることができ、第２蛍光体としては、たとえばＳｒＡｌ２Ｏ４：ＥｕやＺｎＳ：Ｃｕ，ＡｌあるいはＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕを挙げることができ、第３蛍光体としては、たとえばＳｒＣａＳ：ＥｕあるいはＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，ＬｉＥｕＷ２Ｏ８を挙げることができる。
【００６０】
一方、第１から第３蛍光体を使用して発光装置Ｘ４，Ｘ５から白色光を出射させる場合には、発光素子１としては、たとえば２３０〜４００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光を出射するものが使用される。このような発光素子１としては、ＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオードを挙げることができる。
【００６１】
また、発光素子１として青色光を出射するものを使用するとともに、蛍光体２５として青色光を黄色光に変換するもの、たとえばセリウム（Ｃｅ）で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ）あるいは、２価のユーロピウム（Ｅｕ）で活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩蛍光体を使用することによって、発光装置Ｘ４，Ｘ５から白色光を出射させるようにしてもよい。
【００６２】
図９（ａ）に示した発光装置Ｘ４は、蛍光体２５を光学部材２Ｃの全体に分散させたものであるから、蛍光体２５が分散された光学部材２Ｃを簡易に形成することができる。すなわち、発光装置Ｘ４では、光学部材２Ｃの製造が容易であるといった利点がある。一方、図９（ｂ）に示した発光装置Ｘ５は、蛍光体２５を光学部材２Ｄの外表面部に選択的に分散させたものであるから、光学部材２Ｄを水平に進行する光と、水平方向から傾斜した方向に進行する光との間において、光路差が小さくなる。その結果、水平方向に透過する光と斜めに透過する光の間の波長変換量の差が小さくなるために、発光素子１からの光の一部をそのまま透過させる一方で、一部の光の波長を変換してそれらの混合色を出射させる場合には、色ムラを抑制して全体から同様な色の光を出射させることが可能となる。さらに、発光素子１から出射される光は、蛍光体２５によって阻害されることなく光学部材２Ｄに効率よく入射されることから、発光素子１の光によって励起される蛍光体２５が増加し、発光装置Ｘ５の光出力は増加する。
【００６３】
もちろん、発光装置Ｘ４，Ｘ５は、使用する蛍光体２５の種類を適宜選択することにより、白色以外の光を出射するように構成することもでき、また光学部材２Ｃ，２Ｄに蛍光体２５を分散させる代わりに、光学部材２Ｃ，２Ｄの外表面に、蛍光体を含む波長変換層を設けてもよい。
【００６４】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る発光モジュールについて、図１０および図１１を参照しつつ説明する。
【００６５】
図１０および図１１に示した発光モジュール５は、照明装置あるいは表示装置として使用可能なものであり、複数の発光装置６および絶縁基板７を備えている。
【００６６】
複数の発光装置６は、先に説明した発光装置Ｘ，Ｘ２（図1および図２、図７参照）と同様に、発光素子６０の周囲を光学部材６１で囲んだものであるとともに、全体として直方体形状に形成されている。発光装置６は、目的に応じて、光学部材６１に蛍光体を含有させたものが使用される（図９（ａ）および図９（ｂ）の発光装置Ｘ４，Ｘ５参照）。
【００６７】
絶縁基板７は、複数の発光装置６を位置決め固定するとともに、各発光装置６に駆動電力を供給するためのものである。この絶縁基板７は、複数の貫通孔７０が形成された第１基板７１と、配線（図示略）がパターン形成された第２基板７２と、を有している。
【００６８】
第１基板７１の複数の貫通孔７０は、発光装置６を収容するためのものであり、マトリックス状に配置されている。各貫通孔７０の内面には、発光装置６の電極６２，６３に接触させるための一対の端子７３，７４が、互いに対面して設けられている。すなわち、各貫通孔７０に発光装置６を収容させた状態では、複数の発光装置６がマトリックス状に配置されるとともに、各発光装置６の電極６２，６３と貫通孔７０の一対の端子７３，７４とが導通接続された状態とされる。
【００６９】
第２基板７２の配線（図示略）は、第１基板７１の一対の端子７３，７４に導通接続されている。この配線はさらに、第２基板７２の側面に設けられた端子７５に導通接続されている。配線のパターンは、たとえば発光モジュール５における複数の発光装置６の駆動態様に応じて設計される。
【００７０】
たとえば発光モジュール５を表示装置として構成する場合には、各発光素装置６が個別に駆動可能とされるため、配線は各発光装置６を個別に駆動可能なようにパターン形成される。一方、発光モジュール５を照明装置として構成する場合には、各発光装置６は必ずしも個別に駆動可能に構成する必要はなく、たとえば全部を同時に駆動可能とし、または複数の発光装置６を複数のグループに分け、グループ毎に駆動可能とされ、そのような駆動が可能なように配線がパターン形成される。
【００７１】
発光モジュール５では、発光装置６として、先に説明した発光装置Ｘ，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ５（図１および図２、図７、図９（ａ）および図９（ｂ）参照）と同様なものが使用される。すなわち、発光装置６は、発光素子６０からの光によって光学部材６１が劣化することが抑制されるとともに、発光装置６の製造工程における各部材の体積収縮は、発光素子６０や光学部材６１と比べて体積を小さくできるガラス接合材２１のみに制限されることから、光学部材６１はガラス接合材２１にクラックを発生させることなく発光素子の周辺に取着される。その結果、このような発光装置６を使用した発光モジュール５では、長期間にわたって安定した光を出力させることが可能となる。
【００７２】
なお、発光モジュール５においては、第１基板７１に複数の貫通孔７０を設け、それらの貫通孔７０に発光装置６を収容させていたが、発光装置６は、絶縁基板の表面に対して、単に実装した形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示した発光装置の縦断面図である。
【図３】図１および図２に示した発光装置の使用例を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る発光モジュールを示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る発光モジュールを示す断面図である。
【図６】発光装置の他の例を示す縦断面図である。
【図７】発光装置の他の例を示す全体斜視図である。
【図８】発光装置の他の例を示す全体斜視図である。
【図９】発光装置の他の例を示す縦斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る発光モジュールを示す全体斜視図である。
【図１１】図１０に示した発光モジュールの要部を示す一部を分解して示した斜視図である。
【図１２】従来の発光装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ｘ，Ｘ１〜Ｘ５，４０，４０′，６  発光装置
１，４２，６０  発光素子
１０  （発光素子の）基板
１１  （発光素子の）ｎ型半導体層（第１の導電型層）
１２  （発光素子の）発光層
１３  （発光素子の）ｐ型半導体層（第２の導電型層）
１４，１５，４６Ａ，４６Ｂ,４６Ａ′,４６Ｂ′,６２,６３  （発光素子の）電極
２，２Ａ〜２Ｄ，４３  光学部材
２０，４４  （光学部材の）貫通空間
２１，４５  ガラス接合材
２２Ａ，２３Ａ  （光学部材の）板状要素
２５  （光学部材の）蛍光体
４，４′，５  発光モジュール
４１  （発光モジュールの）配線基板
４８Ａ，４８Ｂ  （発光モジュールの）外部接続用導体
７  （発光モジュールの）絶縁基板
７０  （絶縁基板の）凹部
【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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【図１１】
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【図１２】
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