(57)【要約】【課題】本発明は、発光装置の発光輝度を向上させることを目的とするものである。【解決手段】光反射面１ｒおよび底面１ｕからなる開口部１ｐを有する基体１と、開口部１ｐの底面１ｕ上に実装された発光素子２と、発光素子２を覆っている透光性部材３と、透光性部材３上に設けられた光学部材４とからなる。透光性部材３は、開口部１ｐの光反射面１ｒから離間されて開口部１ｐの底面１ｕ上に設けられている。
2007111355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射面および底面からなる開口部を有する基体と、
前記開口部の前記底面上に実装された発光素子と、
前記発光素子を覆っており、前記開口部の前記光反射面から離間されて前記開口部の前記底面上に設けられた透光性部材と、
前記透光性部材上に設けられた光学部材と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
前記透光性部材は、前記発光素子の側面および上端を取り囲んでいることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記透光性部材は、前記発光素子の前記上端側の厚みより大きい前記発光素子の前記側面側の厚みを有していることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子の側面から放射された光は、前記透光性部材によって光出射方向へ進むことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記透光性部材は、側面と、前記光学部材に付着している上面とを有していることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項６】
前記透光性部材の前記側面は、前記発光素子の前記側面から放射された光を全反射によって光出射方向へ導くことを特徴とする請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
前記光学部材を覆っている波長変換部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項８】
前記波長変換部材は、前記光学部材によって拡散して放射された光の波長を変換して放射することを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
前記波長変換部材は、シート形状を有していることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項１０】
前記波長変換部材は、ドーム形状を有していることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項１１】
前記光学部材は、前記波長変換部材に付着されたドーム形状の上面を有していることを特徴とする請求項１０記載の発光装置。
【請求項１２】
基体と、
前記基体上に実装された発光素子と、
前記発光素子を覆って前記基体上に設けられた透光性部材と、
前記透光性部材上に設けられた光学部材と、
前記光学部材および前記透光性部材を覆って前記基体上に設けられた波長変換部材とを備えており、該波長変換部材は、前記透光性部材との間に前記透光性部材の屈折率より小さい屈折率を有する透光性層を介して、前記透光性部材を囲んでいることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
前記波長変換部材は、ドーム形状を有しており、
前記光学部材は、前記波長変換部材に接着されたドーム形状の上面を有していることを特徴とする請求項１２記載の発光装置。
【請求項１４】
前記透光性層が空気層であることを特徴とする請求項１２記載の発光装置。
【請求項１５】
前記透光性層が樹脂材料からなることを特徴とする請求項１２記載の発光装置。
【請求項１６】
光源と、
前記光源から放射された光を全反射によって光出射方向へ導く光反射手段と、
前記光反射手段によって導かれた光を拡散させて放射する光学手段と、
を備えた発光装置。
【請求項１７】
前記光源は、２１０ｎｍ〜４７０ｎｍの少なくとも一部の波長を有する光を発生することを特徴とする請求項１６記載の発光装置。
【請求項１８】
前記光学手段から放射された光の波長を変換して放射する波長変換手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の発光装置。
【請求項１９】
前記波長変換手段は、前記光源によって発生された光のうち一部分の光の波長を５６５ｎｍ〜５９０ｎｍの少なくとも一部の波長に変換することを特徴とする請求項１８記載の発光装置。
【請求項２０】
前記波長変換手段は、５２０ｎｍ〜５６５ｎｍの少なくとも一部の波長を有する光と、６２５ｎｍ〜７４０ｎｍの少なくとも一部の波長を有する光とを放射することを特徴とする請求項１８記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光ダイオード素子などの光源を用いた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば照明器具などの発光装置として発光ダイオードランプなどを用いたものが開発されている。この発光ダイオードランプを用いた発光装置は、発光ダイオード素子などによって発生された光を蛍光材料などによって波長の異なる光に変換して、白色光などの出力光をつくり出すものである。このような発光ダイオード素子などを用いた照明器具などにおいては、低消費電力化および長寿命化が期待されている。
【特許文献１】特開２００３―２８２９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の発光ダイオード素子などの光源を用いた発光装置は、さらなる普及が期待されている中において、発光輝度を向上させるが重要となっている。この発光輝度の向上に関しては、光源によって発生された光の取出し効率を向上させることが重要である。【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みて案出されたものであり、発光装置の発光輝度を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の発光装置は、光反射面および底面からなる開口部を有する基体と、開口部の底面上に実装された発光素子と、発光素子を覆っている透光性部材と、透光性部材上に設けられた光学部材とからなる。透光性部材は、開口部の光反射面から離間されて開口部の底面上に設けられている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、開口部の光反射面から離間されて開口部の底面上に設けられた透光性部材を備えていることにより、発光素子によって発生された光を光出射方向へ導く効率を向上させることができ、発光装置の輝度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の発光装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。【０００８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１〜３を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態の発光装置の構成を示す斜視図である。図１において、発光装置の一部の構成については、発光装置の内部の構成を示すために図示を省略している。図２は、図１に示した発光装置の波長変換部材側からの平面透視図である。図２において、透視することによって見える構成については点線で表している。図３は、図２に示した発光装置のＡ−Ａ’線における断面図である。【０００９】
本実施の形態の発光装置は、基体１と、基体１上に実装された発光素子（光源）２と、発光素子２を覆っている透光性部材３と、透光性部材３上に設けられた光学部材４とを備えている。本実施の形態の発光装置は、光学部材４を覆っている波長変換部材（波長変換手段）５をさらに備えている。ここで、光学部材４を覆うとは、波長変換部材５が、光学部材４から放射された光が届く位置に設けられていることをいう。【００１０】
本実施の形態において、基体１は、光反射面１ｒと底面１ｕとからなる開口部１ｐを有している。ここで、基体１の光反射面１ｒは、発光素子２によって発生された光の少なくとも一部の波長の光を光出射方向Ｄへ反射するものである。光出射方向Ｄとは、発光装置から出力される光の進行方向のことであり、図１において上方（仮想のｘｙｚ座標においてｚ軸の正方向）である。図１において、発光装置は、仮想のｘｙｚ座標におけるｘｙ平面に実装された状態で表されている。基体１の表面（底面１ｕ）には、発光素子２に形成された複数の電極に対応しており、この複数の電極に電気的に接続された第１および第２の接続パッドが設けられている。【００１１】
発光素子２は、図４に示すように上端２ｔおよび側面２ｓを有する発光ダイオードであり、基体１の開口部１ｐの底部１ｂに設けられている。図１に示した構成において、発光素子２は、基体１の開口部１ｐの底面１ｕに実装されており、少なくとも側面２ｓから光を放射する。発光素子２は、２１０ｎｍ〜４７０ｎｍの少なくとも一部の波長を有する光を発生する。【００１２】
本実施の形態において、発光素子２は、基板上と、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層とを備えた発光ダイオードである。発光素子２のｎ型半導体層とｐ型半導体層には、それぞれｎ側電極、ｐ側電極が設けられている。発光素子２は、少なくとも側方（積層方向に垂直な方向）に向けて光を出射するように構成されている。ここで、図１において、発光素子２の積層方向は、仮想の座標におけるｚ軸方向であり、発光素子２の側方とは、仮想の座標におけるｘ軸方向およびｙ軸方向などである。【００１３】
発光素子２は、例えば、ＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオードであり、２３０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲にピーク波長を有する第１の光を発生する。発光素子２の他の例としては、例えば、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などの化合物半導体がある。【００１４】
本実施の形態において、透光性部材３は、発光素子２を覆っており、開口部１ｐの光反射面１ｒから離間されて開口部１ｐの底面１ｕ上に設けられている。ここで、発光素子２を覆うとは、発光素子２の側面２ｓの少なくとも一部を覆っていることをいう。図４に示した構成において、透光性部材３は、発光素子２の側面１ｓおよび上端１ｔを取り囲んでいる。透光性部材３は、側面３ｓと、光学部材４に付着する上面３ｕとを有しており、発光素子２の側面２ｓから放射された光を光出射方向Ｄへ導く機能を有している。透光性部材３の側面３ｓは、発光素子２の側面２ｓから放射された光を全反射によって光出射方向Ｄへ導く機能を有する光反射手段である。【００１５】
この透光性部材３は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、有機無機ハイブリッド樹脂などの透光性材料からなり、発光素子２を覆うようにして基体１の開口部１ｐの底部１ｂに部分的に設けられている。ここで、透光性とは、発光素子２によって発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。透光性部材３は、シリコーン樹脂からなることが好ましい。シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂等よりも耐熱性に優れているため、発光素子２によって発生される熱の影響が低減される。耐熱性に優れた透光性部材３が用いられることによって、光学部材４の熱的変性（変色など）が低減される。【００１６】
透光性部材３は、開口部１ｐの底部１ｂにおいて、発光素子２の側面２ｓと光学部材４の下面とに接して設けられている。すなわち、透光性部材３は、基体１の開口部１ｐの内周面から離間して設けられており、光学部材４の下面と発光素子２の側面２ｓとを被覆している。このような透光性部材３は、発光素子２の側面２ｓから放射された光を光学部材４へ導く機能を有する。なお、透光性部材３の屈折率をｎ１として、透光性部材３と基体１の開口部１ｐの内周面との間の層（図１において空気層）の屈折率をｎ２とすると、屈折率ｎ１，ｎ２は、ｎ１＞ｎ２の関係を満たす。図１において、透光性部材３の側面３ｓは透光性部材３の屈折率より小さい屈折率を有する空間（空気層）に接している。【００１７】
本実施の形態における発光装置において、透光性部材３は、光学部材４の下面と基体１の底面１ｕとの双方に付着されて、光学部材４と透光性部材３との間に介在されており、透光性部材３の側面３ｓは、光学部材４の表面から基体１の表面にかけて形成されている。本実施の形態における発光装置は、このような構成により、発光素子２から側方に出た光を上方（光出射方向ｄ）へ導く際のエネルギー損失が低減されている。【００１８】
ここで、透光性部材３の側面３ｓにおける光の反射について説明する。発光素子２の側面２ｓから出た光は、図４，５に示すように、透光性部材３の側面３ａで反射されて光学部材４の下面（光学部材４の発光素子２側の面）へと進む。その後、光学部材４の内部を進んだ光は、光学部材４の上面４ｕ（光学部材４の光出射方向Ｄ側の面）から開口部１ｐの上部へと進み、発光装置の外部へ放射される。【００１９】
従来の発光装置の構成において、発光素子の側方に出た光のうち、光反射面において反射される際にこの光反射面において吸収されていた光が、本実施の形態においては、上述のように透光性部材３と透光性部材３の外部との界面３ｓにおいて反射される。ここで、従来の構成おける光反射面による光の反射の際に生じる光損失と、本発明の透光性部材の側面３ｓにおける光の反射の際に生じる光損失とを比較すると、透光性部材３の側面３ｓにおける光損失のほうが小さい。よって、本実施の形態における発光装置は、光出力が高められている。特に、発光素子２によって発生される第１の光が紫外光である場合は、この第１の光が可視光である場合と比べて、従来の発光装置の光反射面における光損失が大きいが、本実施の形態の発光装置は、紫外光を発する発光素子を用いた場合にも、発光輝度が高められている。【００２０】
本実施の形態において、透光性部材３の側面３ｓは凹面形状を有している。本実施の形態の発光装置は、このような構成により、発光素子２から側方に放射された光が、透光性部材３の側面３ｓにおいて全反射されやすくなり、発光素子２から光学部材４への光取出しの効率が向上されている。【００２１】
本実施の形態において、透光性部材３は、発光素子２の上端２ｔと光学部材４の下面との間に設けられている。図６に示すように、発光素子２の側面２ｓに設けられた透光性部材３の厚みＸは、発光素子２と光学部材４との間に設けられた透光性部材３の厚みＹよりも厚い。このような構成により、透光性部材３の側面３ｓの面積より透光性部材３と光学部材４との接合面積の方が大きくなり、発光素子２から出射された光のうち透光性部材３の側面３ｓで反射される光の量より、光学部材４に直接入射される光（１次光）の量の方が多くなる。よって、発光素子２から出た光が効率よく発光装置の光出射方向Ｄへと導かれて発光装置の輝度が向上される。厚みＸが厚みＹの２倍以上であるとき、透光性部材３の側面３ｓの面積より透光性部材３と光学部材４との接合面積の方が大きくなる。【００２２】
光学部材４は、発光素子２の上方（発光装置の光出射方向Ｄ）に配置されており、例えば、樹脂、ガラスなどの透光性材料からなる。ここで、透光性とは、発光素子２によって発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。【００２３】
光学部材４および透光性部材３は、３８０ｎｍ〜８３０ｎｍの光に対して透明もしくは半透明である。３８０ｎｍ〜８３０ｎｍの光に対して透明とは、３８０ｎｍ〜８３０ｎｍの光の透過率が８０〜１００％であることをいい、３８０ｎｍ〜８３０ｎｍの光に対して半透明とは、３８０ｎｍ〜８３０ｎｍの光の透過率が５０〜８０％であることをいう。【００２４】
光学部材４は、発光素子２から放射されて透光性部材３によって導かれた光を、光出射方向Ｄに拡散させて放射する機能を有している。本実施の形態において、光学部材４は、平板形状を有しており、発光素子２から放射されて透光性部材３によって導かれた光を上方（波長変換部材５の方向）へ拡散させて放射するものである。光学部材４の他の構成例としては、凸形状の上面を有しており、発光素子２によって放射されて透光性部材３によって導かれた光を上方（波長変換部材５の方向）へ放射するものがある。【００２５】
光学部材４は、発光素子２によって発生された光を拡散させて光出射方向Ｄへ導くことにより、発光素子２による点発光が面発光とされて、発光装置の発光面における発光むらが低減されている。【００２６】
本実施の形態において、波長変換部材５はシート形状を有している。波長変換部材５（波長変換手段）は、発光素子２によって発生された光の波長を変換して放射する。図１に示した構成おいて、波長変換部材５は、発光素子２の上方に配置されており、基体１の開口部１ｐを塞いでいる。波長変換部材５は、樹脂に蛍光物質が混入されたものであり、発光素子２から放出された第１の光を、第１の光の波長範囲と異なる第２の波長範囲にピーク波長を有する第２の光に変換して出力する機能を有している。【００２７】
本発明の発光装置は、白色光を出力するものであり、発光素子２と蛍光物質との組合せとしては次のものがある。発光素子２が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍ（青色）の少なくとも一部の波長を有する第１の光を発生する場合、蛍光物質としては、発光素子２の発光色と補色の関係を有する５６５ｎｍ〜５９０ｎｍ（黄色）の少なくとも一部の波長を有する第２の光を放射するものが用いられる。この蛍光物質は、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅなどが好適である。この発光素子２と蛍光物質の組合せの場合、発光装置は、発光素子２によって発生されて波長変換部材５を透過した青色光と波長変換部材５から放射された黄色光との混合光である白色光を出射する。【００２８】
発光素子２と蛍光物質との他の組合せとしては、発光素子２が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍ（青色）の少なくとも一部の波長を有する第１の光を発生する場合、蛍光物質としては、５２０ｎｍ〜５６５ｎｍ（緑色）の少なくとも一部の波長を有する第２の光と、６２５ｎｍ〜７４０ｎｍ（赤色）の少なくとも一部の波長を有する第３の光とを放射するものが用いられる。この発光素子２と蛍光物質の組合せの場合、発光装置は、発光素子２によって発生されて波長変換部材５を透過した青色光と波長変換部材５から放射された緑色光および赤色光との混合光である白色光を出射する。【００２９】
発光素子２と蛍光物質との他の組合せとしては、発光素子２が２１０ｎｍ〜４００ｎｍ（紫外光）の少なくとも一部の波長を有する第１の光を発生する場合、蛍光物質としては、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍ（青色）の少なくとも一部の波長を有する第２の光と、５２０ｎｍ〜５６５ｎｍ（緑色）の少なくとも一部の波長を有する第３の光と、６２５ｎｍ〜７４０ｎｍ（赤色）の少なくとも一部の波長を有する第４の光とを放射するものが用いられる。この発光素子２と蛍光物質の組合せの場合、発光装置は、波長変換部材５から放射された青色，緑色光および赤色光との混合光である白色光を出射する。【００３０】
本実施の形態において、発光装置の発光面（波長変換部材５の上面）は、光学部材４の発光面側に位置する面に対して平行に配置されている。このような構成により光学部材４の上面から発光装置の発光面までの距離が全面的に等しくなり、光学部材４から光出射方向Ｄへ放出される光の光路長が均一となり、発光面における光の強度むらおよび色むらが低減されている。【００３１】
本実施形態の発光装置は、透光性部材３の側面３ｓにおける光全反射によって、発光素子２によって発生された光を上方へ導く構成であることにより、発光面５ｕの光軸（中心軸）Ｃに対し３０度から７０度の半値角θを有する。ここで、半値角θとは、図７に示すように、仮想の照明領域Ｒにおいて発光強度がピークとなる光軸Ｃ上の点Ａと、仮想の照明領域Ｒにおいて発光強度がピーク値の半分となる点Ｂと、発光面５ｕにおける光軸Ｃ上の点Ｏとからなる角度θのことをいう。【００３２】
ここで、本実施形態の発光装置の製造方法について図８を用いて説明する。本実施の形態の発光装置の製造方法は、次の工程（ａ）〜（ｅ）からなる。図８に示した工程（ａ）〜（ｅ）は、次に説明する工程（ａ）〜（ｅ）に対応している。【００３３】
（ａ）基体１の開口部１ｐの底面１ｕに発光素子２を実装する。【００３４】
（ｂ）発光素子２が実装された底面１ｕに、発光素子２の上方からシリコーン樹脂などからなる透光性部材３をポッティング、あるいはスプレーで吹きつけることにより、溶融された透光性部材３によって発光素子２を封止する。【００３５】
（ｃ）溶融状態の透光性部材３の上に、予め成形されたガラスなどからなる光学部材５をのせる。このとき透光性部材３は光学部材５の下面に沿ってぬれ広がり、透光性部材３の側面が凹面形状となる。【００３６】
（ｄ）透光性部材３を加熱または乾燥させて硬化させる。【００３７】
（ｅ）基体１の開口部１ｐに波長変換部材５を設ける。【００３８】
ここで、工程（ｂ）において、透光性部材３を所望の形に成型する枠部材を底面１ｕに設けておいて、この枠部材の内側に溶融された透光性部材３を充填してもよい。【００３９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は、第２の実施の形態の発光装置の構成を示す斜視図である。図１０は、本実施の形態の発光装置の構成を示す断面図である。図１１は、本実施の形態における基体２１の構成を示す斜視図である。図１２は、本実施の形態における透光性部材２３の構成を示す斜視図である。図１３は、本実施の形態における光学部材２４の構成を示す斜視図である。【００４０】
本実施の形態の発光装置は、基体２１と、基体２１上に実装された発光素子（光源）２２と、発光素子２２を覆っている透光性部材２３と、透光性部材２３上に設けられた光学部材２４とを備えている。本実施の形態の発光装置は、光学部材２４を覆っている波長変換部材（波長変換手段）２５をさらに備えている。ここで、光学部材２４を覆うとは、波長変換部材２５が、光学部材２４から放射された光が届く位置に設けられていることをいう。【００４１】
基体２１は、図１１に示すように、光反射面２１ｒおよび底面１ｕからなる開口部２１ｐを有している。ここで、基体２１の光反射面２１ｒは、発光素子２２によって発生された光の少なくとも一部の波長の光を光出射方向Ｄへ反射するものである。光出射方向Ｄとは、発光装置から出力される光の進行方向のことであり、図９において上方（仮想のｘｙｚ座標においてｚ軸の正方向）である。図９において、発光装置は、仮想のｘｙｚ座標におけるｘｙ平面に実装された状態で表されている。【００４２】
発光素子２２は、図１２に示すように、第１の実施の形態の構成と同様、基体２１の開口部２１ｐの底面２１ｕに実装されており、少なくとも側面から光を放射する。透光性部材２３は、図１２に示すように、第１の実施の形態の構成と同様、発光素子２２を覆っており、開口部２１ｐの光反射面２１ｒから離間されて開口部２１ｐの底面２１ｕ上に設けられている。ここで、発光素子２２を覆うとは、発光素子２２の側面の少なくとも一部を覆っていることをいう。図１２に示した構成において、透光性部材２３は、発光素子２２の側面および上端を取り囲んでいる。透光性部材２３は、側面と、光学部材２４に付着する上面とを有しており、発光素子２２の側面から放射された光を光出射方向Ｄへ導く機能を有している。透光性部材２３の側面は、発光素子２２の側面から放射された光を全反射によって光出射方向Ｄへ導く機能を有する光反射手段である。透光性部材２３の側面は、透光性部材２３の屈折率より小さい屈折率を有する空間（空気層）に接している。【００４３】
光学部材２４は、図１３に示すように、第１の実施の形態の構成と同様、発光素子２２の上方（発光装置の光出射方向Ｄ）に配置されている。ここで、透光性とは、発光素子２によって発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。光学部材２４は、発光素子２２から放射されて透光性部材２３によって導かれた光を、光出射方向Ｄに拡散させて放射する機能を有している。【００４４】
本実施の形態において、光学部材２４は、ドーム形状の上面を有しており、発光素子２２によって放射されて透光性部材２３によって導かれた光を波長変換部材２５へ放射するものがある。本実施の形態において、光学部材２４は、透光性部材２３に付着されて基体２１の表面に載せられている。光学部材２４は、発光素子２２によって発生された光を拡散させて波長変換部材２５へ導くことにより、発光素子２２による点発光が面発光とされて、発光装置の発光面における発光むらが低減される。【００４５】
本実施の形態において、波長変換部材２５は、ドーム形状を有しており、透光性部材２４の上面に付着されている。この波長変換部材２５は、透光性部材２４を覆って基体２１上に付着されている。波長変換部材２５は、発光素子２２によって発生されて透光性部材２４によって導かれた光の波長を変換して放射する。発光素子２２の光学的特性および波長変換部材２５の蛍光物質の例については、第１の実施の形態におけるものと同様である。【００４６】
ここで、図１４を用いて、本実施の形態の発光装置の機能について説明する。発光素子２２の側面から放射された光は、透光性部材２３の側面において全反射されて光学部材２４へ導かれる。光学部材２４に導かれた光は、光学部材２４によって波長変換部材２５へ放射される。波長変換部材２５に放射された光は、波長変換部材２５によって異なる波長に変換されて発光装置の外部へ放射される。【００４７】
このように、本実施の形態の発光装置は、透光性部材２３の内部と外部との屈折率差によって起こる光の全反射により、発光素子２２によって発生された光を光学部材２４へ導くことにより、発光素子２２から波長変換部材２５への光の取出し効率を向上させて発光輝度が高められている。【００４８】
本実施の形態の発光装置は、さらに、光学部材２４がドーム状の上面を有していることにより、波長変換部材２５に導かれる光の量のむらが低減されて、発光色のむらが低減されている。【００４９】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について説明する。図１５は、第３の実施の形態の発光装置の構成を示す斜視図である。図１６は、本実施の形態の発光装置の構成を示す断面図である。図１７は、本実施の形態の透光性部材３３の構成を示す斜視図である。図１８は、本実施の形態における光学部材３４の構成を示す斜視図である。【００５０】
本実施の形態の発光装置は、基体３１と、基体３１上に実装された発光素子（光源）３２と、発光素子３２を覆っている透光性部材３４と、透光性部材３４上に設けられた光学部材３５とを備えている。本実施の形態における発光装置は、透光性部材３３および光学部材３４を覆っている波長変換部材３５をさらに備えている。ここで、透光性部材３３を覆うとは、発光素子３２によって発生されて透光性部材３３を透過した光が届く位置に波長変換部材３５が設けられていることをいう。光学部材３４を覆うとは、光学部材３４から放射された光が届く位置に波長変換部材３５が設けられていることをいう。【００５１】
本実施の形態の構成において、第２の実施の形態の構成と異なる点は、波長変換部材３５が、発光素子３２が搭載されている基体３１の表面（上面３１ｕ）と同一の面上に設けられていることである。本実施の形態におけるその他の構成は、第２の実施の形態における構成と同様である。【００５２】
透光性部材３３は、発光素子３２を覆って基体３１の上面３１ｕ上に設けられている。ここで、発光素子３２を覆っているとは、発光素子３２の側面の少なくとも一部を覆っていることをいう。図１７に示した構成において、透光性部材３３は、発光素子３２の側面および上端を囲んでいる。透光性部材３３は、発光素子３２の側面から放射された光を全反射によって光学部材３４へ導く側面と、光学部材３４に付着された上面とを有している。【００５３】
光学部材３４は、透光性部材３３の厚みＨだけ基体３１の上面３１ｕから浮いた状態で透光性部材３３の上面に付着されている。光学部材３４は、ドーム形状の上面を有している。【００５４】
波長変換部材３５は、透光性部材３３との間に透光性部材３３の屈折率より小さい屈折率を有する透光性層３６を介して、透光性部材３３を囲んでいる。ここで、透光性部材３３を囲んでいるとは、発光素子３２によって発生されて透光性部材３３を透過した光が届く位置に波長変換部材３５が設けられていることをいう。図１９に示した構成において、透光性層３６は空気層である。ここで、層３６の透光性とは、発光素子３２によって発生された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。透光性層３６の他の例としては、透光性部材３３の屈折率より小さい屈折率を有する樹脂材料からなる層がある。【００５５】
本実施の形態の発光装置は、図１９に示すように、透発光素子から放射された光を光性部材３３の側面において反射して光学部材３４へ導くことにより、発光素子３２から波長変換部材３５への光の取出し効率が向上されて、発光輝度が向上されている。【００５６】
本実施の形態の発光装置は、発光素子３２によって発生された光が、透光性部材３３を介して光学部材３４へ導かれて、光学部材３４から波長変換部材３５へ放射されるという構成からなることにより、発光素子によって発生された光が波長変換部材に直接達する構成に比べて、発光の色むらが低減されている。【００５７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態について説明する。図２０（ａ）は、本発明の発光装置の第４の実施の形態における光学部材の構成を示す断面図である。この発光装置は、第１の実施の形態に示したものとは、光学部材４４の外周部が透光性部材３よりも外方に位置する点で相違している。すなわち、図２０（ｂ）に示した発光装置の平面透視（発光装置の発光面側からの透視）において、光学部材４４の外縁は、透光性部材３の外縁より外側に位置している。【００５８】
本実施形態においては、透光性部材３が光学部材４４の上面へ這い上がることを低減できる。よって、光学部材４４が傾きにくく、発光装置の発光面における光の強度むらが低減されている。【００５９】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態について説明する。図２０は本発明の発光装置の第５実施形態における光学部材を示す斜視図である。この発光装置は、第１実施形態に示したものとは、光学部材５４の上面の中央部に突出部５７が設けられている点で相違する。すなわち、本実施形態における発光装置は、光学部材５４の中央領域の厚みが、外周領域の厚みと比べて厚く形成されている。その他の構成は、第１実施形態と同等である。【００６０】
本実施形態においては、たとえ未硬化の透光性部材３が光学部材５４の上面へ這い上がったとしても、光学部材５４の光出射面である突出部５７には透光性部材３が被着しにくくい。よって、光学部材５４の光出射面において、透光性部材３が被着することによる光の吸収が低減されており、発光輝度が向上されている。【００６１】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態について説明する。図２２は、本発明の発光装置の第４の実施の形態における光学部材を示す断面図である。この発光装置においては、光学部材６４の発光素子２側の面（図２２において光学部材６４の下面）に透光性の保護膜６８が形成されている。【００６２】
このような保護膜６８として、無機絶縁膜（ＳｉＮ膜、ＳｉＮＯ膜など）、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）、金属酸化物膜（ＷＯ2、ＣａＦ2、Ａｌ2Ｏ3など）などが用いられる。特にＳｉＮ膜が用いられる場合、発光素子２を水分から保護することができ、発光装置の動作信頼性が向上する。【００６３】
なお、図２２では、光学部材６４の下面のみが保護膜６８に覆われている構造を示したが、他の構成としては、図２３に示すように、保護膜６８が光学部材６４の下面と透光性部材３の側方とを覆う構造がある。このような構造により、発光素子２に対する水分による影響をより低減されている。図２３において用いられる保護膜６８は、透光性部材３の側面あるいは保護膜６８の表面において発光素子２の側面から出た光が全反射する材料が用いられる。【００６４】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態について説明する。図２４は、本発明の発光装置の第７の実施の形態における基体７１の構成を示す図である。この発光装置においては、基体７１の透光性部材３が設けられる領域に凹部７３が設けられている。図２４において、透光性部材３が接合される領域の外周に位置する基体７１の表面に凹部７３が形成されている。このような構成により、基体７１の表面における透光性部材３の濡れ広がりが低減されている。このため、透光性部材３の形状を所望の形状とすることができ、発光輝度が向上されている。凹部７３の断面形状は、矩形状である。凹部７３の断面形状の他の例は、曲面形状である。このように曲面形状であることにより、凹部７３に流れ込んだ透光性部材３が、凹部７３の内面に沿って充填されて、巻き込む気泡（ガス）の量が低減されている。これにより、基体７１と透光性部材３との剥離が生じにくくなっている。【００６５】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態について説明する。図２５は、本発明の発光装置の第１０の実施の形態における構成を示す図である。基体１の開口部の内周面と第１の透光性部材３との間に、第１の透光性部材３の側面を被覆しており第１の透光性部材３よりも屈折率の低い第２の透光性部材８６が設けられている。【００６６】
本実施形態において、第１の透光性部材３の屈折率をｎ１、第２の透光性部材８６の屈折率をｎ３、第２の透光性部材８６と開口部の内周面との隙間の屈折率をｎ２とすると、屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ３は、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２の関係を満たしている。【００６７】
第２の透光性部材８６および第１の透光性部材３はともに光学部材４の下面に付着されており、このような構成によって、本実施形態の発光装置は、第１の透光性部材３の側面で反射されずに第１の透光性部材３を透過した光が、第２の透光性部材８６の側面において反射されて光学部材４へと導かれる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の構成を示す平面透視図である。
【図３】第１の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態における透光性部材３の構成を示す斜視図である。
【図５】第１の実施の形態における光学的機能を示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態における透光性部材３の構成を示す断面図である。
【図７】第１の実施の形態における光学的特性を示す断面図である。
【図８】第１の実施の形態の製造方法を示す斜視図である。
【図９】第２の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図１０】第２の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図１１】第２の実施の形態における基体２１の構成を示す斜視図である。
【図１２】第２の実施の形態における透光性部材２３の構成を示す斜視図である。
【図１３】第２の実施の形態における光学部材２４の構成を示す斜視図である。
【図１４】第２の実施の形態における光学的機能を示す断面図である。
【図１５】第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図１６】第３の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図１７】第３の実施の形態における透光性部材３３の構成を示す斜視図である。
【図１８】第３の実施の形態における光学部材３４の構成を示す斜視図である。
【図１９】第３の実施の形態における光学的機能を示す断面図である。
【図２０】第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図２１】第５の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図２２】第６の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図２３】第６の実施の形態の他の構成を示す断面図である。
【図２４】第７の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図２５】第８の実施の形態の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１：基体
１ｒ：光反射面
１ｕ：底面
１ｐ：開口部
２：発光素子
３：透光性部材
４：光学部材
５：波長変換部材
Ｄ：光出射方向
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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