(57)【要約】【課題】  発光素子が発する光を効率よく発光装置外に放射することができるとともに、色むらや強度むらのない発光装置を提供すること。【解決手段】  上面に発光素子４の搭載部１ａを有する基体１と、基体１の上面の外周部に搭載部１ａを取り囲むように取着された、内周面が光反射面とされた第一の枠体２と、下面側の開口が第一の枠体２の上面側の開口に一致するように第一の枠体２の上面に取着された、内周面が光反射面とされた第二の枠体３と、搭載部に搭載された発光素子４と、発光素子４を覆うとともに、上面の中央部が第一の枠体２の上面と同じ高さかまたは第一の枠体２の上面よりも高くなるように第一の枠体２の内側に充填された透光性部材５と、透光性部材５の上面を覆うように形成された、発光素子４が発光する光を波長変換する蛍光体を含有した透明部材から成る蛍光体層６とを具備している。【選択図】  図１
2005285871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に発光素子の搭載部を有する基体と、該基体の上面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着された、内周面が光反射面とされた第一の枠体と、下面側の開口が前記第一の枠体の上面側の開口に一致するように前記第一の枠体の上面に取着された、内周面が光反射面とされた第二の枠体と、前記搭載部に搭載された前記発光素子と、前記発光素子を覆うとともに、上面の中央部が前記第一の枠体の上面と同じ高さかまたは前記第一の枠体の上面よりも高くなるように前記第一の枠体の内側に充填された透光性部材と、該透光性部材の上面を覆うように形成された、前記発光素子が発光する光を波長変換する蛍光体を含有した透明部材から成る蛍光体層とを具備していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第一の枠体は、結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックス、平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスの粉末を分散した樹脂またはアルミニウムから成ることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第二の枠体は、アルミニウムまたは銀から成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記第二の枠体は、その内周面にアルミニウムまたは銀から成る金属層が被着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発光装置の製造方法であって、前記基体の上面に前記第一の枠体を取着する工程と、前記搭載部に前記発光素子を搭載する工程と、液状の前記透光性部材を上面の中央部が前記第一の枠体の上面と同じ高さかまたは前記第一の枠体の上面よりも高くなるように前記第一の枠体の内側に充填し硬化させる工程と、前記第一の枠体の上面に前記第二の枠体を取着する工程と、前記第二の枠体の内側の前記透光性部材の上面に前記蛍光体層を形成する工程とを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発光装置を所定の配置とするように設置したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード装置、特に発光素子から発せられる光を波長変換して外部に放出する発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子14を収容するための発光装置を図６に示す。図６に示すように、発光装置は、上面の中央部に発光素子14を搭載するとともに、発光素子14と発光素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）の内外を電気的に導通接続するリード端子やメタライズ配線層等から成る配線導体（図示せず）が形成された絶縁体から成る基体11と、基体11の上面に接着固定され、中央部に発光素子14を収納するための貫通孔が形成された、金属、樹脂またはセラミックス等から成る枠体12とから主に構成される。
【０００３】
基体11は酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂から成る。基体11がセラミックスから成る場合、その上面にメタライズ配線層がタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ）等から成る金属ペーストを高温で焼成して形成される。また、基体11が樹脂から成る場合、基体11をモールド成型する際に、銅（Ｃｕ）や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等から成るリード端子が基体11の内部に一端部が突出するように固定される。
【０００４】
また、枠体12は、アルミニウム（Ａｌ）やＦｅ−Ｎｉ−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属、アルミナ質焼結体等のセラミックスまたはエポキシ樹脂等の樹脂から成り、切削加工や金型成形、押し出し成型等の成形技術により形成される。さらに、枠体12の中央部には上方に向かうに伴って外側に広がる貫通孔が形成されており、貫通孔の内周面の光の反射率を向上させる場合、この内周面にＡｌ等の金属が蒸着法やメッキ法により被着される。そして、枠体12は、半田、銀ロウ等のロウ材または樹脂接着剤により、基体11の上面に接合される。
【０００５】
そして、基体11表面に形成した配線導体（図示せず）と発光素子14の電極とをボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続し、しかる後、発光素子14の表面に蛍光体層16を形成した後に、枠体12の内側に透明樹脂15を充填し熱硬化させることで、発光素子14からの光を蛍光体層16により波長変換し所望の波長スペクトルを有する光を取り出せる発光装置と成すことができる。
【特許文献１】特開2002-208735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、従来の発光装置では、蛍光体層16を均一な厚みで発光素子14上面や側面を覆うことが困難であり、発光素子14から発せられた光の蛍光体層16中を進行する行路長に差が生じ、発光装置から放出される光に色むらや強度むらが生じるという問題点を有していた。
【０００７】
このような問題点を解決するため、図７に示すような発光素子24の周囲を透光性部材25で覆い、この透光性部材25の上面に蛍光体層26を形成する構造が提案されている。図７の構造とすることで容易に蛍光体層26を均一な厚みにすることができ、発光素子24から発せられた光が蛍光体層26を透過するときの行路長差による色むらや強度むらを有効に抑制することができるというものである。
【０００８】
しかしながら、図７の構造は、発光素子24を基体21に実装後、液状の透光性部材25を枠体22の内側に充填し硬化させる必要があるが、その際、液状の透光性部材25が表面張力で枠体22の内周面を這い上がり、上面の中央部が凹んだ状態で硬化することとなる。そして、このような上面の中央部が凹んだ状態で硬化した透光性部材25の上面に、透明部材に分散させた蛍光体を塗布し蛍光体層26を塗布すると、蛍光体層26も透光性部材25の表面形状に倣った形で硬化することになる。これによって、蛍光体層26の外周部においては、発光素子24から発せられた光の進行方向と蛍光体層26との成す角度が小さくなり、この蛍光体層26の外周部における行路長が中央部における行路長よりも長くなるため、発光装置から放射される光が依然として色むらや強度むらが生じるという問題点があった。
【０００９】
また同時に、蛍光体層26の外周部においては、発光素子24の光により励起された蛍光体が発する蛍光の進行方向と蛍光体層26の外表面との成す角度が小さくなり、屈折率が大きい蛍光体層26と屈折率が小さい空気との界面である蛍光体層26の外表面において蛍光が全反射して蛍光体層26に閉じ込められることになり、発光装置の効率が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は発光素子が発する光を効率よく発光装置外に放射することができるとともに、色むらや強度むらのない発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発光装置は、上面に発光素子の搭載部を有する基体と、該基体の上面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着された、内周面が光反射面とされた第一の枠体と、下面側の開口が前記第一の枠体の上面側の開口に一致するように上記第一の枠体の上面に取着された、内周面が光反射面とされた第二の枠体と、上記搭載部に搭載された前記発光素子と、前記発光素子を覆うとともに、上面の中央部が上記第一の枠体の上面と同じ高さかまたは前記第一の枠体の上面よりも高くなるように上記第一の枠体の内側に充填された透光性部材と、該透光性部材の上面を覆うように形成された、上記発光素子が発光する光を波長変換する蛍光体を含有した透明部材から成る蛍光体層とを具備していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の発光装置において、好ましくは、第一の枠体は、結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックス、平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスの粉末を分散した樹脂またはアルミニウムから成ることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光装置において、好ましくは、第二の枠体は、アルミニウムまたは銀から成ることを特徴とする。
【００１４】
本発明の発光装置において、好ましくは、第二の枠体は、その内周面にアルミニウムまたは銀から成る金属層が被着されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の発光装置の製造方法は、上記本発明の発光装置の製造方法であって、前記基体の上面に前記第一の枠体を取着する工程と、前記搭載部に前記発光素子を搭載する工程と、液状の前記透光性部材を上面の中央部が前記第一の枠体の上面と同じ高さかまたは前記第一の枠体の上面よりも高くなるように前記第一の枠体の内側に充填し硬化させる工程と、前記第一の枠体の上面に前記第二の枠体を取着する工程と、前記第二の枠体の内側の前記透光性部材の上面に前記蛍光体層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の照明装置は、上記発光装置を所定の配置とするように設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光装置は、上面に発光素子の搭載部を有する基体と、基体の上面の外周部に載置部を取り囲むように取着された、内周面が光反射面とされた第一の枠体と、下面側の開口が第一の枠体の上面側の開口に一致するように第一の枠体の上面に取着された、内周面が光反射面とされた第二の枠体と、搭載部に搭載された発光素子と、発光素子を覆うとともに、上面の中央部が第一の枠体の上面と同じ高さかまたは第一の枠体の上面よりも高くなるように第一の枠体の内側に充填された透光性部材と、透光性部材の上面を覆うように形成された、発光素子が発光する光を波長変換する蛍光体を含有した透明部材から成る蛍光体層とを具備していることから、透光性部材の外周部の這い上がりがないために、透光性部材上に形成された蛍光体層の全面において発光素子から発せられた光の行路長を均一にすることができ、色むらや強度むらが生じるのを有効に防止することができる。
【００１８】
また、蛍光体層中の蛍光体から発せられた蛍光の進行方向と蛍光体層の外表面との成す角度も小さくなることはなく、蛍光が蛍光体層と空気との界面で全反射するのを有効に防止することができ、発光効率をより高めることができる。
【００１９】
本発明の発光装置は、好ましくは、第一の枠体は結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスから成ることから、結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスは、結晶粒が非常に高密度になるため結晶粒間の粒界や気孔が非常に小さいものとなり、第一の枠体の表面の結晶粒が占める割合が大きくなるので、発光素子から発光された光や蛍光体から発せられた蛍光が第一の枠体の内部に入り込むのを有効に抑制して反射率を高めることができ、その結果、発光装置の光出力を高めることができる。
【００２０】
また、第一の枠体の表面を高密度に占める結晶粒によって第一の枠体の表面に適度に凹凸が形成されるため、発光素子から発光される光を適度に乱反射させてより多くの蛍光体に光を照射させることができる。その結果、波長変換効率を向上させることができ、光出力や輝度、演色性を高めることができる。
【００２１】
さらに、高密度の結晶粒によって第一の枠体が構成されているため、第一の枠体の熱伝導率が向上し、発光素子の発する熱が第一の枠体を介して効率良く外部に放散することができるので、熱に起因する発光素子の発光効率の低下を有効に抑制できる。
【００２２】
本発明の発光装置は、好ましくは、第一の枠体は平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスの粉末を分散した樹脂から成ることから、一般的に樹脂や空気よりも高屈折率であるセラミックスの粉末、つまり樹脂中や空気中を導波する光に対し臨界反射角の大きいセラミックスの粉末を樹脂中や空気中を導波する光に対しランダムな面方向で樹脂中に分散させることができるので、発光素子から発せられた光や蛍光体から発せられた蛍光を効率よく乱反射させることができる。その結果、発光装置の光出力を高めることができる。
【００２３】
また、セラミックスの粉末によって発光素子から発光される光を適度に乱反射させることができるので、より多くの蛍光体に光を照射させることができる。その結果、波長変換効率を向上させることができ、光出力や輝度、演色性を高めることができる。
【００２４】
本発明の発光装置は、好ましくは、第一の枠体はアルミニウムから成ることから、アルミニウムは波長350〜780ｎｍの光を良好に全反射もしくは拡散反射させることができるため、発光素子が発した光が第一の枠体で反射される際に第一の枠体に吸収される割合が小さくなる。その結果、発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００２５】
本発明の発光装置は、好ましくは、第二の枠体はアルミニウムまたは銀から成ることから、アルミニウムまたは銀は波長380〜780ｎｍの光に対し正反射率が高く、蛍光体層から放出された光を第二の枠体によって所望の角度に集光させる際の損失をきわめて小さくすることができる。その結果、発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００２６】
本発明の発光装置は、好ましくは、第二の枠体は、その内周面にアルミニウムまたは銀から成る金属層が被着されていることから、アルミニウムまたは銀は波長380〜780ｎｍの光に対し正反射率が高く、蛍光体層から放出された光を第二の枠体によって所望の角度に集光させる際の損失をきわめて小さくすることができる。その結果、発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００２７】
また、第二の枠体をアルミニウムまたは銀から成る金属層が被着可能な様々な材料で形成することができ、第二の枠体の強度や接合性等を所望のものにすることができる。
【００２８】
本発明の発光装置の製造方法は、基体の上面に第一の枠体を取着する工程と、搭載部に発光素子を搭載する工程と、液状の透光性部材を上面の中央部が第一の枠体の上面と同じ高さかまたは第一の枠体の上面よりも高くなるように第一の枠体の内側に充填し硬化させる工程と、第一の枠体の上面に第二の枠体を取着する工程と、第二の枠体の内側の透光性部材の上面に蛍光体層を形成する工程とを含むことから、第一の枠体を基体に取り付け、その後第一の枠体の上端部まで透光性部材を充填することで第一の枠体の上端角部に働く表面張力を利用することができ、容易に平面もしくは上に凸の形状で透光性部材を硬化させることができる。よって、透光性部材の外周部が這い上がることによって透光性部材の中央部が凹んだ状態になることはなく、透光性部材の上面に形成される蛍光体層を蛍光体層の全面において発光素子から発せられた光の行路長を均一にすることができ、色むらや強度むらが生じるのを有効に防止することができる。
【００２９】
本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことから、半導体から成る発光素子の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能な小型の照明装置とすることができる。その結果、発光素子から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
【００３０】
また、本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具や光学レンズ、光拡散板等を設置することにより、任意の配光分布の光を放射する照明装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の発光装置について以下に詳細に説明する。図１は、本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は基体、２は第一の枠体、３は第二の枠体、４は発光素子、５はシリコーン樹脂やガラスなどの透光性部材、６は蛍光体層であり、主としてこれらで発光装置が構成されている。
【００３２】
本発明における基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミックス、またはシリカなどのガラス絶縁体であり、発光素子４を支持する支持部材である。
【００３３】
基体１の表面や内部には、発光装置の内外を電気的に導通接続するためのＷ、Ｍｏ、Ｍｎ等の金属粉末から成るメタライズ配線層が形成されており、また、基体１の上面の中央部に発光素子４を設置させるための配線パターンが施されてあり、下面等の外部に露出した表面のメタライズ配線層にＣｕ、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成るリード端子が接合される。そして、上記発光素子４を設置させるための配線パターンに発光素子４がＡｕ−Ｓｎ共晶半田などの接合材で接合される。
【００３４】
なお、メタライズ配線層の露出する表面にＮｉや金（Ａｕ）等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みで被着させておくのがよく、メタライズ配線層が酸化腐食するのを有効に防止できるとともに、メタライズ配線層と発光素子４との接続およびメタライズ配線層とボンディングワイヤとの接続を強固にすることができる。従って、メタライズ配線層の露出表面には、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されていることがより好ましい。
【００３５】
つぎに図１に示すように、第一の枠体２の内径の中心に発光素子４が配置されるように、基体１の上部表面に第一の枠体２を、半田やゾルゲルガラス，低融点ガラスなどの無機接着剤、もしくはエポキシ樹脂などの有機接着剤で取り付ける。なお、耐久性が必要な際は無機接着剤の方が好ましい。その後、第一の枠体２の上端部まで透光性部材５を充填する。この際、第一の枠体２の上端角部に働く表面張力を利用することで、容易に平面もしくは上に凸の形状で透光性部材５を硬化させることができる。
【００３６】
透光性部材５は、発光素子４が発する光に対し透明な材料であり、例えば、シリコーン樹脂やユリア樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、低融点ガラス、ゾルゲルガラス、有機無機ハイブリッドガラス、シリコーン変性ガラスなどが使用できる。
【００３７】
つぎに透光性部材５の上に蛍光体層６を形成する。蛍光体層６には発光素子４の光を所望の光（例えば、420〜780ｎｍの可視光）に変換させる蛍光体を含有する透明部材から成る。
【００３８】
その蛍光体には様々な材料が用いられ、一例としては赤色（約580〜780ｎｍ）の蛍光を発するＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、やＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ２Ｏ８、黄色（約480〜700ｎｍ）の蛍光を発するＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、緑色（約450〜650ｎｍ）の蛍光を発生する（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕ，ＭｎやＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、青色（約420〜550ｎｍ）の蛍光を発生するＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１２：Ｅｕ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕなどがある。
【００３９】
また、蛍光体層６を構成する透明部材は発光素子４が発する光と蛍光体が発する蛍光の両者に対し透明な材料を選ぶ必要があり、一例としてシリコーン樹脂やユリア樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、低融点ガラス、ゾルゲルガラス、有機無機ハイブリッドガラス、シリコーン変性ガラスなどが使用できる。
【００４０】
透光性部材５上への蛍光体層６の形成方法としては、蛍光体層６を予め所望の形状に成形した後透光性部材５の上に搭載することによって、または上記蛍光体と透明部材とを混練後、液状にてディスペンサーを用い透光性部材５の上に所望の厚さまで塗布した後オーブンで硬化させることによって行なわれる。
【００４１】
第一の枠体２は、金属やセラミックス、樹脂等から成り、その内周面が光反射面とされている。このような第一の枠体２は、切削加工や金型成型、セラミックグリーンシート積層法等により作製することができる。光反射面は、研磨や金型成型、金属膜の被着などにより作製することができる。
【００４２】
好ましくは、上記第一の枠体２の一部（少なくとも内周面の露出部）もしくは全部は結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックス、具体的には酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化カルシウム、硫酸バリウム、窒化アルミニウム、炭化珪素などのセラミックスを成形、焼結することによって得られるセラミックス体、もしくはそれらの混合物または粒径５μｍ以下であるセラミックス、具体的には酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化カルシウム、硫酸バリウム、窒化アルミニウム、炭化珪素などのセラミックスの粉末を均一に分散した樹脂、または鏡面加工や鏡面処理を施したアルミニウムであるほうがよい。
【００４３】
第一の枠体２が結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスから成る場合、結晶粒の平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスは、結晶粒が非常に高密度になるため結晶粒間の粒界や気孔が非常に小さいものとなり、第一の枠体２の表面の結晶粒が占める割合が大きくなるので、発光素子４から発光された光や蛍光体から発せられた蛍光が第一の枠体２の内部に入り込むのを有効に抑制して反射率を高めることができ、その結果、発光装置の光出力を高めることができる。
【００４４】
また、第一の枠体２の表面を高密度に占める結晶粒によって第一の枠体２の表面に適度に凹凸が形成されるため、発光素子４から発光される光を適度に乱反射させてより多くの蛍光体に光を照射させることができる。その結果、波長変換効率を向上させることができ、光出力や輝度、演色性を高めることができる。
【００４５】
さらに、高密度の結晶粒によって第一の枠体２が構成されているため、第一の枠体２の熱伝導率が向上し、発光素子４の発する熱が第一の枠体２を介して効率良く外部に放散することができるので、熱に起因する発光素子４の発光効率の低下を有効に抑制できる。
【００４６】
第一の枠体２が平均粒径が５μｍ以下であるセラミックスの粉末を分散した樹脂から成る場合、一般的に樹脂や空気よりも高屈折率であるセラミックスの粉末、つまり樹脂中や空気中を導波する光に対し臨界反射角の大きいセラミックスの粉末を樹脂中や空気中を導波する光に対しランダムな面方向で樹脂中に分散させることができるので、発光素子４から発せられた光や蛍光体から発せられた蛍光を効率よく乱反射させることができる。その結果、発光装置の光出力を高めることができる。
【００４７】
また、セラミックスの粉末によって発光素子４から発光される光を適度に乱反射させることができるので、より多くの蛍光体に光を照射させることができる。その結果、波長変換効率を向上させることができ、光出力や輝度、演色性を高めることができる。
【００４８】
第一の枠体２がアルミニウムから成る場合、アルミニウムは波長350〜780ｎｍの光を良好に全反射もしくは拡散反射させることができるため、発光素子４が発した光が第一の枠体２で反射される際に第一の枠体２に吸収される割合が小さくなる。その結果、発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００４９】
第一の枠体２は発光素子４が発する光を集光して蛍光体層６に直角に近い角度で入射させ、透光性部材５と蛍光体層６の界面での全反射を防ぐと同時に、必然的に生じる透光性部材５と蛍光体層６の界面で生じる、透光性部材５と蛍光体層６の界面から発光素子４に向かう反射光を反射し再び蛍光体層６に入射させる機能を有する。
【００５０】
次に第二の枠体３を第一の枠体２の上面に接着させる。なお、ここで用いる接着部材は半田や低融点ガラスなどの無機接着剤やエポキシなどの有機接着剤から選択できる。耐久性を考慮する際は無機接着剤の方が好ましい。
【００５１】
第二の枠体３によって蛍光体層６から発する光を第二の枠体３の内周面に正反射させることで蛍光体層６から発する光を所望の角度に集光することができる発光装置となる。
【００５２】
好ましくは第二の枠体３は鏡面加工を施したアルミニウム、銀もしくはそれらで表面が覆われている部材である方がよい。
【００５３】
第二の枠体３は蛍光体層６から発する光を第二の枠体３の内周面で正反射させることで蛍光体層６から発する光を所望の角度に配光させる機能がある。しかしながら正反射する際は必ず光吸収も生じるため材料を適当に選ばないと発光効率のよい発光装置を得ることができない。
【００５４】
アルミニウム、銀もしくはそれらで表面が覆われている部材は波長380〜780ｎｍの光に対し正反射率が高く、蛍光体層６から放出された光を第二の枠体３によって所望の角度に配光させる際も蛍光体層６から放出された光を損なうことが少ない。その結果発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００５５】
第二の枠体３を用いても得ることのできない配光角度を得るために、図１に示すように第二の枠体３の上端面にレンズ機能を持った蓋体７を接合材を用い取り付けることで広範囲の配光設計が可能とすることができる。蓋体７はガラス、サファイア、石英、またはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂（プラスチック）などの透明部材から成り、接合材はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂接着剤および半田、ロウ材、低融点ガラスなどの無機接着剤から成る。また蓋体７は第一の枠体２および第二の枠体３の内側に設置された、発光素子４、蛍光体層６、配線導体を保護する機能も併せ持つ。
【００５６】
また、好ましくは、蓋体７はガラス、サファイアを用い、上記接合材は半田、ロウ材、低融点ガラスなどの無機接着剤を用いる方がよい。その結果高耐久な発光装置を得ることができる。
【００５７】
また、好ましくは、蓋体７と蛍光体層６の間にはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ガラスなどの透明部材（図示せず）が設置されるほうがよい。その結果、蛍光体層６から蓋体７に至る屈折率差が抑制され、蓋体７の下界面で生じる反射損失が低下し発光装置の放射光強度が向上する。
【００５８】
蛍光体層６の屈折率は蛍光体の屈折率と蛍光体層６に含有される透明部材との合成となり、空気より大きくなる。その結果、蛍光体層６と外部の空気との界面で生じる臨界反射角は大きくなる。その結果、蛍光体層６で生じた光が外部に出る確率は低くなる。上記臨界反射角を小さくするためには蛍光体層６の屈折率と近似した屈折率を持ち、かつ蛍光体層６の発する光に対し透明で、かつ蛍光体層６の発する光に対し透明性が劣化しない材料で被覆することが有効である。この材料としては、シリコーン樹脂やゾルゲルガラス、シリコーン変性ガラス、フッ素樹脂、低融点ガラスなどの透明部材から成り、この透明部材の屈折率は空気より大きく蛍光体層６の屈折率と近い値を持つ。その結果、蛍光体層６と蓋体７の間にシリコーン樹脂やゾルゲルガラス、シリコーン変性ガラス、フッ素樹脂、低融点ガラスなどの透明部材を設置すると、蛍光体層６で生じた光が外部に放出される確率が高まり、発光効率のよい発光装置を得ることができる。
【００５９】
また、本発明の発光装置は、１個のものを所定の配置となるように設置したことにより、または複数個を、例えば、格子状や千鳥状，放射状，複数の発光装置から成る、円状や多角形状の発光装置群を同心状に複数群形成したもの等の所定の配置となるように設置したことにより、照明装置とすることができる。これにより、半導体から成る発光素子４の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能であり、発熱の小さな小型の照明装置とすることができる。その結果、発光素子４から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
【００６０】
また、本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具や光学レンズ、光拡散板等を設置することにより、任意の配光分布の光を放射できる照明装置とすることができる。
【００６１】
例えば、図２，図３に示す平面図，断面図のように複数個の発光装置８が発光装置駆動回路基板10に複数列に配置され、発光装置８の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具９が設置されて成る照明装置の場合、隣接する一列上に配置された複数個の発光装置８において、隣り合う発光装置８との間隔が最短に成らないような配置、いわゆる千鳥状とすることが好ましい。即ち、発光装置８が格子状に配置される際には、光源となる発光装置８が直線上に配列されることによりグレアが強くなり、このような照明装置が人の視覚に入ってくることにより、不快感や目の障害を起こしやすくなるのに対し、千鳥状とすることにより、グレアが抑制され人間の目に対する不快感や目に及ぼす障害を低減することができる。さらに、隣り合う発光装置８間の距離が長くなることにより、隣接する発光装置８間の熱的な干渉が有効に抑制され、発光装置８が実装された発光装置駆動回路基板10内における熱のこもりが抑制され、発光装置８の外部に効率よく熱が放散される。その結果、人の目に対しても障害の小さい長期間にわたり光学特性の安定した長寿命の照明装置を作製することができる。
【００６２】
また、照明装置が、図４，図５に示す平面図，断面図のような発光装置駆動回路基板10上に複数の発光装置８から成る円状や多角形状の発光装置８群を、同心状に複数群形成した照明装置の場合、１つの円状や多角形状の発光装置８群における発光装置８の配置数を照明装置の中央側より外周側ほど多くすることが好ましい。これにより、発光装置８同士の間隔を適度に保ちながら発光装置８をより多く配置することができ、照明装置の照度をより向上させることができる。また、照明装置の中央部の発光装置８の密度を低くして発光装置駆動回路基板10の中央部における熱のこもりを抑制することができる。よって、発光装置駆動回路基板10内における温度分布が一様となり、照明装置を設置した外部電気回路基板やヒートシンクに効率よく熱が伝達され、発光装置８の温度上昇を抑制することができる。その結果、発光装置８は長期間にわたり安定して動作することができるとともに長寿命の照明装置を作製することができる。
【００６３】
このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる、一般照明用器具、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装，展示用照明器具、街路用照明器具、誘導灯器具及び信号装置、舞台及びスタジオ用の照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等や、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
【００６４】
なお、本発明は以上の実施の形態の例および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。
【００６５】
また、本発明の照明装置は、複数個の発光装置を所定の配置となるように設置したものだけでなく、１個の発光装置を所定の配置となるように設置したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図３】図２の照明装置の断面図である。
【図４】本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図５】図４の照明装置の断面図である。
【図６】従来の発光装置を示す断面図である。
【図７】従来の発光装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１：基体
２：第一の枠体
３：第二の枠体
４：発光素子
５：透光性部材
６：蛍光体層
８：発光装置
【図１】
2005285871.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005285871.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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