(57)【要約】【課題】  イルミネーションに適した華やかな発光を可能とする発光装置を提供する。【解決手段】  発光装置は、基台と、基台に載置される発光素子と、発光素子を被覆する被覆部材と、被覆部材中に含まれ、発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、を有し、被覆部材は、発光素子を被覆する第１の層の上に、少なくとも第２の層および第３の層が積層されており、第２の層は基台から離れて配置されており、第２の層および前記第３の層には蛍光物質が含有されている。【選択図】      図１
2007287814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に載置される発光素子と、
前記発光素子を被覆する被覆部材と、
前記被覆部材中に含まれ、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
を有する発光装置であって、
前記被覆部材は、前記発光素子を被覆する第１の層の上に、少なくとも第２の層および第３の層が積層されており、
前記第２の層は前記基台から離れて配置されており、
前記第２の層および前記第３の層には蛍光物質が含有されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記被覆部材は、先端部からテーパー状に広がる砲弾型であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の層は、前記蛍光物質が０．１重量％以下、若しくは、前記蛍光物質が含有されておらず、
前記第３の層は、前記蛍光物質が８０重量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基台は底面と側面を持つ凹部を有し、前記発光素子は前記基台の凹部の底面に載置されており、
前記第１の層は、前記基台の凹部の側面に沿って延びる直線と前記被覆部材の表面とが交わる点よりも下方にあり、
前記第３の層は、前記基台の凹部の直上と前記被覆部材の表面とが交わる点よりも上方にあり、
前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間にあることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記被覆部材は第３の層から第１の層まで達する凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
基台と、
前記基台に載置される発光素子と、
前記発光素子を被覆する被覆部材と、
前記被覆部材中に含まれ、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
を有する発光装置であって、
前記発光装置は、前記発光素子からの第１の光と、前記発光素子および蛍光物質からの光が混合された第２の光と、前記蛍光物質からの第３の光と、を有し、
前記第１の光、前記第２の光及び前記第３の光は、前記発光装置の側方からそれぞれ個別に観測することができることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記第１の光、前記第２の光及び前記第３の光は、前記発光装置の上方からそれぞれ個別に観測することができることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記被覆部材の先端部から前記発光素子側に向かって、前記第３の光、前記第２の光、前記第１の光の順に観測することができることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光装置は、さらに、前記発光素子からの光が前記蛍光物質で反射される第４の光を有し、
前記第４の光は、前記発光装置の側方から観測することができることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１の光が前記被覆部材を介して観測できるように、前記蛍光物質は前記発光素子から離れて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項１１】
被覆部材と蛍光物質とを混合し、金型に注入する第１の工程と、
前記蛍光物質を含有する前記被覆部材を半硬化する第２の工程と、
前記被覆部材を前記金型に注入した後、発光素子が設けられた基台を前記金型に挿入する第３の工程と、
前記被覆部材を硬化する第４の工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発光装置に関し、特に、発光素子を有するイルミネーション用発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。また、該発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。また、発光素子を用いた発光装置として、発光素子に蛍光体を含有する樹脂を塗布するものが知られている。蛍光体が発光素子からの光の一部を吸収して波長変換することにより、発光素子からの光と蛍光体からの光との混色光を得ることができる。例えば、セリウムにより付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系（以下、ＹＡＧという）蛍光体を含有するエポキシ樹脂を、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層を備えた青色発光が可能な発光素子に塗布することによって、白色光を得ることが一般的に行われている。
また、従来の半導体発光装置として以下の構成を有するものがある。図７、図８は、発光素子７０、８０が基台の凹部内に配置されており、その発光素子の上部及び周辺は蛍光体７４、８４を含有する透明なシリコーン樹脂７３、８３で覆われている。発光素子は電力供給を受けて発光し、その光の一部を吸収し波長変換して発する蛍光と混合して混色光を得ている（特許文献１参照）。また、図９に示すように、基台の凹部内に配置された発光素子９０が樹脂で封止され、さらにその樹脂の上部に蛍光体を含有する樹脂９４が被覆されているもの（特許文献２参照）や、図１０に示すように、封止樹脂１０３に含有される蛍光体１０４と発光素子１００とが離れて配置されたもの（特許文献３参照）が挙げられる。いずれの発光装置も発光素子１００からの光は全て蛍光体１０４を含有する樹脂１０３を透過することにより、発光素子１００からの光の一部が蛍光体１０４で波長変換され、均一な混色光を得ている。
【特許文献１】特開２００２−３１４１４２号公報
【特許文献２】実登３０４８３６８号公報
【特許文献３】特開２０００−４９３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の発光装置は、発光素子が蛍光体を含有する樹脂に覆われており、発光素子からの光と蛍光体により波長変換された光を均一に混色することを前提とした構造となっている。このため、混色後の光は単色としてしか観測することができず、イルミネーション用としては華やかさに欠け十分満足できるとは言えない。
【０００４】
特に、特許文献３に記載された従来の発明（図１０）においては、蛍光体１０４を封止樹脂部材１０３内で沈降させることにより、封止樹脂部材１０３の先端へ移動させている。このため、実際にこの発光装置を製造する場合、蛍光体１０４を図１０の位置に移動させるよう調整することは非常に困難である。つまり、蛍光体１０４は発光素子１００付近にも残ってしまい、全体的にグラデーション状に蛍光体１０４が配置された状態で封止樹脂部材１０３が硬化されることになる。また、発光素子１００付近に蛍光体１０４が残らないよう完全に移動させてしまっては、含有される殆どの蛍光体１０４が封止樹脂部材１０３の先端に偏りすぎるために均一な混色光を得ることができない。したがって、特許文献３に記載された発明は実際の製造工程上、蛍光体１０４がどうしても発光素子１００付近にも残ってしまうことになる。このことは、均一な混色後の光を得ることが課題の１つでもある特許文献３に記載された発明ではそれほど問題にならない。しかし、華やかなイルミネーション用の発光装置としては十分満足できるものとは言えない。
【０００５】
そこで、本発明は、イルミネーションに適した華やかな発光を可能とする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】
【０００６】
本発明によれば、前記課題は次の手段により解決される。
【０００７】
本発明は、基台と、前記基台に載置される発光素子と、前記発光素子を被覆する被覆部材と、前記被覆部材中に含まれ、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、を有する発光装置であって、前記被覆部材は、前記発光素子を被覆する第１の層の上に、少なくとも第２の層および第３の層が積層されており、前記第２の層は前記基台から離れて配置されており、前記第２の層および前記第３の層には蛍光物質が含有されている発光装置に関する。これにより、少なくとも２色以上の光を観測することができ、イルミネーションに適した華やかな発光を可能とする発光装置を提供することができる。
【０００８】
前記被覆部材は、先端部からテーパー状に広がる砲弾型であることが好ましい。光を個別に外部へ放出し易くするためである。
前記第１の層は、前記蛍光物質が０．１重量％以下、若しくは、前記蛍光物質が含有されておらず、前記第３の層は、前記蛍光物質が８０重量％以上であることが好ましい。発光素子からの光を蛍光物質に反射させ、外部へ放出させるためである。また、発光素子からの光が第１の層を透過して外部へ放出し易くするためである。
前記基台は底面と側面を持つ凹部を有し、前記発光素子は前記基台の凹部の底面に載置されており、前記第１の層は、前記基台の凹部の側面に沿って延びる直線と前記被覆部材の表面とが交わる点よりも下方にあり、前記第３の層は、前記基台の凹部の直上と前記被覆部材の表面とが交わる点よりも上方にあり、前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間にあることが好ましい。さらにイルミネーションに適した華やかな発光を可能にするためである。
前記被覆部材は第３の層から第１の層まで達する凹部を有することができる。これにより、発光装置に対して側方への光を凹部で反射または屈折させて、上方にも光を放出できる。
【０００９】
本発明は、基台と、前記基台に載置される発光素子と、前記発光素子を被覆する被覆部材と、前記被覆部材中に含まれ、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、を有する発光装置であって、前記発光装置は、前記発光素子からの第１の光と、前記発光素子および蛍光物質からの光が混合された第２の光と、前記蛍光物質からの第３の光と、を有し、前記第１の光、前記第２の光及び前記第３の光は、前記発光装置の側方からそれぞれ個別に観測することができる発光装置に関する。これにより、イルミネーションに適した華やかな発光を可能とする発光装置を提供することができる。ただし、本明細書における各光、例えば第１乃至３の光は発光装置に電圧（電流）をかけることにより発光させたものを言う。
【００１０】
前記第１の光、前記第２の光及び前記第３の光は、前記発光装置の上方からそれぞれ個別に観測するものもできる。また、前記被覆部材の先端部から前記発光素子側に向かって、前記第３の光、前記第２の光、前記第１の光の順に観測するものもできる。これにより、発光装置の各方向に対してイルミネーションに適した華やかな発光を可能にする。
前記発光装置は、さらに、前記発光素子からの光が前記蛍光物質で反射される第４の光を有し、前記第４の光は、前記発光装置の側方から観測することができることが好ましい。第４の光は第２乃至３の光と見え方が異なり、発光装置の発光時の華やかさを向上させることができる。
前記第１の光が前記被覆部材を介して観測できるように、前記蛍光物質は前記発光素子から離れて配置されていることが好ましい。これにより、第１の光が被覆部材を透過している様子が観測することができ、発光装置の華やかさを向上させることができる。
【００１１】
本発明は、被覆部材と蛍光物質とを混合し、金型に注入する第１の工程と、前記蛍光物質を含有する前記被覆部材を半硬化する第２の工程と、前記被覆部材を前記金型に注入した後、発光素子が設けられた基台を前記金型に挿入する第３の工程と、前記被覆部材を硬化する第４の工程と、を有する。これにより、蛍光物質が発光素子付近に配置されることを防ぐことができ、イルミネーションに適した華やかな発光が可能な発光装置を容易に製造することができる。ただし、第２の工程の蛍光物質を含有する被覆部材を半硬化した状態で、第３の工程のように被覆部材を配置したときに界面が生じたとしても、本明細書における界面ではないものとする。本明細書における界面は、第２の工程で蛍光物質を含有する被覆部材を本硬化した状態で、第３の工程のように被覆部材を配置したときに生じるものをいう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、イルミネーションに適した華やかな光を演出可能な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】
【００１３】
以下に添付した図面を参照しつつ、本発明の実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態に係る発光装置は、以下の構成を採る。図１は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略図である。図２は、第１の実施の形態に係る発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。図３は、第１の実施の形態に係る発光装置を発光させた際の照射面の像を示す概略図である。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る発光装置は、発光素子１０と基台１１と導電性部材１２と被覆部材１３と蛍光物質１４とを備える、いわゆる砲弾型発光装置である。基台１１は凹部を有しており、発光素子１０は基台１１の凹部に載置する。導電性部材１２は発光素子１０と基台１１とを電気的に接続する。被覆部材１３は、先端部からテーパー状に広がる砲弾型である。これにより、光を個別に外部へ放出し易くすることができる。被覆部材１３の第１の層１５は、発光素子１０、基台１１の一部及び導電性部材１２を被覆し固定する。第１の層１５は蛍光物質１４の含有量が極めて少ない、若しくは、含有しない。第１の層１５の上部には、被覆部材１３の第２の層１６が積層される。第２の層１６は、基台１１との間に第１の層１５を有するよう基台１１から離れて位置する。これにより、少なくとも発光素子１０からの光の一部は、蛍光物質１４により波長変換された光と混色することなく、そのまま外部へ放出することができる。さらに、発光素子１０からの光を第１の層１５を介して観測することができる。第２の層１６は、蛍光物質１４を含有する。第２の層１６の上部には、被覆部材１３の第３の層１７が積層される。第３の層１７は、第２の層１６よりも蛍光物質１４を多く含有する。また、第３の層１７の厚さは、第２の層１６よりも薄い。これは、第２の層１６を通り外部へ放出される光が増えるためである。また、被覆部材１３の第１乃至３の層の各境界には界面が無い。
【００１６】
（作用及び効果）
上記の構成より、図２に示すように、第１の実施の形態に係る発光装置は、第１の光２００と第２の光２０２と第３の光２０４とを少なくとも有することができる。第１の光２００は、発光素子２０からの光が被覆部材２３の第１の層２５を通り外部へ放出される光であり、被覆部材２３を介して観測することができる。第２の光２０２は、発光素子２０からの光が第２の層２６を通り、その一部が蛍光物質２４により波長変換され外部へ放出される混色光である。第３の光２０４は、発光素子２０からの光が第２の層２６及び第３の層２８を通り蛍光物質２４により波長変換され外部へ放出される光である。このように、第１の光２００、第２の光２０２、第３の光２０４は、第１の層２５、第２の層２６、第３の層２７を透過しそれぞれ外部へ放出されるため、その層ごとに放出される第１の光２００、第２の光２０２、第３の光２０４が発光装置の側方からそれぞれ個別に観測することが可能となる。図３に示すように、発光装置の上方からも第1の光３００、第2の光３０２、第3の光３０４を個別に観測することができる。さらに、第１の光２００、第２の光２０２、第３の光２０４は、被覆部材２３の先端部から発光素子２０に向かって、第３の光２０４、第２の光２０２、第１の光２００の順に観測することができる。これに対し、従来の発光装置は、被覆部材の全体に蛍光体２４がグラデーション状に配置されるため、外部へ放出される混色光全体がグラデーション状となる。このため、第１の実施の形態に係る発光装置は、従来の発光装置とは少なくとも光の見え方が異なる。
したがって、第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、発光素子１０からの光と蛍光物質２４により波長変換された光とが混色されることなく個々に少なくとも２色以上の光が観測されることを可能にし、イルミネーションに適した華やかな光を得ることができる。
【００１７】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る発光装置は、以下の構成を採る。図４は、第２の実施の形態に係る発光装置および発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【００１８】
（構成）
第２の実施の形態に係る形態は、第１の層４５および第３の層４７に含有させた蛍光物質４４の量以外は、第１の実施の形態とほぼ同様の構成を採る。ほぼ同様の構成を採る部分については説明を省略する部分もある。
第２の実施の形態に係る発光装置は、発光素子４０と基台４１と導電性部材４２と被覆部材４３と蛍光物質４４とを備える、いわゆる砲弾型発光装置である。発光素子４０は基台４１に載置されており、発光素子４０と基台４１とは導電性部材４２により電気的に接続されている。発光素子４０、基台４１の一部及び導電性部材４２は、被覆部材４３の第１の層４５により覆われている。第１の層４５に含有される蛍光物質４４の量としては、被覆部材４３に対して０．１重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下であり、さらに好ましくは蛍光物質４４を含有しない。第１の層４５の上部には、被覆部材４３の第２の層４６が積層されている。第２の層４６は第１の層４５よりも蛍光物質４４を多く含有する。第２の層４６と第1の層４５とに含有される蛍光物質４４の量には１重量％以上、好ましくは３重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上の差がある。第２の層４６は基台４１との間に第１の層４５を有することにより、基台４１の凹部に載置される発光素子４０と第２の層４６とが離れて配置される。これにより、少なくとも発光素子４０からの光の一部は、蛍光物質４４により波長変換された光と混色することなく、そのまま外部へ放出することができる。さらに、発光素子１０からの光を第１の層１５を介して観測することができる。第２の層４６の上部には、第２の層４６よりもさらに蛍光物質４４を多く含有する第３の層４７が積層されている。第３の層４７は蛍光物質を８０重量％以上好ましくは９０重量％以上であり、さらに好ましくは９５重量％以上含有する。第３の層４７と第２の層４６とに含有される蛍光物質の量には１重量％以上、好ましくは３重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上の差がある。また、第３の層４７の厚さは、第２の層４６よりも薄いほうが第２の層４６を通り外部へ放出される光が増えるため好ましい。また、被覆部材４３の第１乃至３の層の各境界には界面が無い。
【００１９】
（作用及び効果）
上記の構成より、第２の実施の形態に係る発光装置は、第１の光４００と第２の光４０２と第３の光４０４とを少なくとも有し、さらに、第４の光４０６を有することができる。第１の光４００は、発光素子４０からの光が被覆部材４３の第１の層４５を通り外部へ放出される光である。第２の光４０２は、発光素子４０からの光が第２の層４６を通り、その一部が蛍光物質４４により波長変換され外部へ放出される混色光である。第３の光４０４は、発光素子４０からの光が第２の層４６及び第３の層４７を通り、蛍光物質４４により波長変換され外部へ放出される光である。第４の光４０６は、発光素子４０からの光が第２の層４６を通り、少なくとも第３の層４７に含有される蛍光体物質４４に反射され波長変換された反射光として第１の層４５から外部に放出される光である。第４の光４０６は、少なくとも発光装置の側方から観測することができる。ただし、第４の光４０６は、上記の構成を有するとき（第２の実施の形態に係る発光装置）のみに観測される光ではなく、上記の構成を有することにより、さらに明確に観測することが可能となる光である。これにより、第２の実施の形態に係る発光装置は、「第１の実施の形態」に記載された効果をさらに向上させるだけではなく、反射光である第４の光４０６が外部へ放出される様子を、第１の層４５から観測することができる。さらに、その第４の光４０６の中を透過している発光素子４０からの光も同時に第１の層４５を介して観測することができる。これに対し、蛍光物質が発光素子付近にも含有される従来の発明は、発光素子４０からの光を外部から直接観測することは不可能であり、第１の層４５で波長変換された光がそのまま外部に放出される。このため、第２の実施の形態に係る発光装置は、従来の発明とは少なくとも光の見え方が異なる。
したがって、第２の実施の形態に係る半導体発光装置は、発光素子４０からの光と蛍光物質４４により波長変換された光とが混色されることなく個々に少なくとも２色以上の光が観測されることを可能にし、さらにイルミネーションに適した華やかな光を得ることができる。
【００２０】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係る発光装置は、以下の構成を採る。図５は、第３の実施の形態に係る発光装置および発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【００２１】
（構成）
第３の実施の形態に係る発光装置は、第１の層５５、第２の層５６および第３の層５７の配置を限定したこと以外は、第１及び２の実施の形態とほぼ同様の構成を採る。ほぼ同様の構成を採る部分については説明を省略する部分もある。
第３の実施の形態に係る発光装置は、発光素子５０と基台５１と導電性部材５２と被覆部材５３と蛍光物質５４とを備える、いわゆる砲弾型発光装置である。基台５１は、底面と側面とを持つ凹部を有する。発光素子５０は、基台５１の凹部の底面に載置する。被覆部材５３の第１の層５５は、発光素子５０、基台５１の一部および導電性部材５２を被覆し固定する。第１の層５５は、基台５１の凹部の側面に沿って延びる直線と被覆部材５３の表面とが交わる点よりも下方にある。第１の層５５の上部には、被覆部材５３の第２の層５６が積層される。第２の層５６は、蛍光物質５４を含有する。第２の層５６の上部には、被覆部材５３の第３の層５７が積層される。第３の層５７は、基台５１の凹部の直上と被覆部材５３の表面が交わる点よりも上方にある。第３の層５７は、第２の層５６よりも蛍光物質５４を多く含有している。
【００２２】
（作用及び効果）
上記の構成より、第３の実施の形態に係る発光装置は、第１及び２の実施の形態とほぼ同様に、第１の光５００と第２の光５０２と第３の光５０４とを少なくとも有することができる。さらに、第３の実施の形態に係る発光装置は、基台５１の凹部の側面で反射される光５０６が、第２の層５６及び第３の層５７を透過するよう効率よく集光できる。このため、第２の層５６及び第３の層５７から外部へ放出される光を強めることが可能である。
これによっても、第３の実施の形態に係る半導体発光装置は、発光素子５０からの光と蛍光物質５４により波長変換された光とが混色されることなく個々に少なくとも２色以上の光が観測されることを可能にし、さらにイルミネーションに適した華やかな光を得ることができる。
【００２３】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態に係る発光装置は、以下の構成を採る。図６は、第４の実施の形態に係る発光装置および発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【００２４】
（構成）
第４の実施の形態に係る形態は、被覆部材６３に凹部を有すること以外は、第１乃至３の実施の形態とほぼ同様の構成を採る。ほぼ同様の構成を採る部分については説明を省略する部分もある。
第４の実施の形態に係る発光装置は、発光素子６０と基台６１と導電性部材６２と被覆部材６３と蛍光物質６４とを備える、いわゆる砲弾型発光装置である。被覆部材６３の端部には凹部を有しており、その凹部は被覆部材６３の第３の層６７から第１の層６５まで達している。被覆部材６３の凹部は、発光素子６０の直上にあるほうが好ましい。これにより、被覆部材６３の凹部にあたる光を発光装置の外部へ均一に放出できる。被覆部材６３の凹部の形状は、発光装置の少なくとも側方へ光を反射及び／又は屈折することができる形状が好ましく、特に好ましくは錘状である。
【００２５】
（作用及び効果）
上記の構成より、第４の実施の形態に係る発光装置は、第１乃至３の実施の形態とほぼ同様に第１乃至３の光を有することができる。さらに、第４の実施の形態に係る発光装置は、発光素子６０からの光を被覆部材６３の凹部により反射及び／又は屈折することができる。これにより、第1の層６５から発光装置の上方へ放出される光６０２と、第２の層６６から発光装置の上方へ放出される光６０４と、第３の層６７から発光装置の上方へ放出される光６０６とを有し、さらに、第1の層６５から発光装置の側方へ放出される光６０１と、第２の層６６から発光装置の側方へ放出される光６０３と、第３の層６７から発光装置の側方へ放出される光６０５とを有することができる。特に、発光装置の側方へ放出される光を強めることができる。
これによっても、第４の実施の形態に係る半導体発光装置は、発光素子６０からの光と蛍光物質６４により波長変換された光とが混色されることなく個々に少なくとも２色以上の光が観測されることを可能にし、さらにイルミネーションに適した華やかな光を得ることができる。
【００２６】
以下、上記した実施の形態における各構成について詳述する。
（発光素子）
発光素子は、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものを用いることができる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としても良い。発光素子は同一面側に電極を有するものを使用しているが、上下面に電極を有するものも使用することができる。また、ワイヤを用いずに、基台に発光素子をフェイスダウン実装することもできる。
発光素子は、１個に限られず複数個用いることができる。また、発光素子は紫外線から赤外光までの光を発するものを使用することができるが、可視光の光を発するものが好ましい。発光素子は、蛍光物質の吸収スペクトル、発光スペクトルや発光装置の発光色等によって適宜変更するが、発光ピーク波長が３６０ｎｍ乃至４７０ｎｍにあることが好ましい。発光ピーク波長が３００ｎｍ以下であると蛍光物質を保持する被覆部材が劣化してしまうからである。
【００２７】
（基台）
基台は凹部を有する。基台は、砲弾型の発光装置に用いるリードだけに限られず、樹脂やセラミックスを用いるパッケージにも応用することができる。リードは、電気伝導性性の良い部材を用いる。基台の凹部の底面には、発光素子を載置する。基台の凹部の側面は、発光素子からの光を反射して、上方に光を放射する。
【００２８】
（導電性部材）
導電性部材としては、発光素子の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性および熱伝導性が良いものが求められる。熱伝導率としては５０ｗ／（ｍ・ｋ）以上が好ましく、より好ましくは、２００ｗ／（ｍ・ｋ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性部材の直径は、好ましくは１０μｍ以上、４５μｍ以下である。このような導電性部材として、具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属およびそれらの合金を用いたワイヤが挙げられる。このような導電性部材は、ワイヤボンデイング装置によって、発光素子と内部端子との間に容易にボンデイング接続させることができる。
【００２９】
（蛍光物質）
蛍光物質は、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。このうちＣｅで付活されるイットリウム・アルミニウム酸化物を用いて説明するが、これに限定されない。
【００３０】
（被覆部材）
被覆部材は、第１の層、第２の層、第３の層を少なくとも有している。第１の層の上部には第２の層が積層され、その第２の層の上部には第３の層が積層される。第１の層、第２の層、第３の層は、被覆部材に対してそれぞれ１０分の１以上の厚みを有し、好ましくは６分の１以上の厚みを有する。被覆部材には、少なくとも１種類の蛍光物質を含有することができる。また、本明細書における第１の層、第２の層、第３の層には明確な境界は無く、含有する蛍光物質の密度によるものである。なお、界面によるものでは無い。第１の層は、被覆部材に対して蛍光物質を含有する量が０．１重量％以下、または蛍光物質を含有しない。第２の層の密度は、第１の層の密度よりも１０倍以上高く、好ましくは２０倍以上、さらに好ましくは４０倍以上である。第３の層の密度は、第２の層の密度よりも２倍以上高く、好ましくは４倍以上、さらに好ましくは８倍以上である。
被覆部材を構成する具体的材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂及びユリア樹脂などを用いることができる。このうち、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が好ましい。耐熱性、耐光性に優れているからである。被覆部材は、例えば、樹脂の粘度や揮発性、滴下条件等を調整することで、含有する蛍光物質の分布状態を調整することができる。また、所定の波長をカットする目的で有機や無機の着色染料や着色顔料を含有させることもできる。
【００３１】
（発光装置の製造方法）
実施の形態に係る発光装置の製造方法について、第１の実施の形態に係る発光装置を用いて説明する。
第１の実施の形態に係る発光装置は、基台１１と、基台に載置される発光素子１０と、発光素子を被覆する被覆部材１３と、被覆部材中に含まれ、発光素子からの光を波長変換する蛍光物質１４と、を有する。
被覆部材１３と蛍光物質１４を混合し、金型に注入する（第１の工程）。金型は、先端部からテーパー状に広がる砲弾型のほうが好ましい。
蛍光物質１４を含有する被覆部材１３を半硬化する（第２の工程）。蛍光物質１４は半硬化する際の熱により、被覆部材１３の中で沈降する。これにより、被覆部材１３は蛍光物質１４を少なくとも２層に配置することができる。このときの沈降状態は、選択した熱硬化性樹脂に応じて硬化温度及び硬化時間を適宜調整することで選択することができる。また、第２の工程を繰り返すことにより、被覆部材１３に配置される蛍光物質１４の層を２層以上設けることもできる。
被覆部材１３を金型に注入した後、発光素子１０が設けられた基台１１を金型に挿入する（第３の工程）。この被覆部材１３は、蛍光物質１４が含有されておらず、発光素子１０及び基台１１の一部を被覆する。このとき、発光素子１０は、第２の工程で設けられた蛍光物質１４を含有する被覆部材１３から離れて配置する。
被覆部材１３を硬化する（第４の工程）。
以上の工程を経ることにより発光装置を製造することができる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
実施例１は、第１の実施の形態とほぼ同様の形態を採る。同様な構成を採る部分については説明を省略する部分もある。実施例１について、図１を用いて説明する。実施例１は、発光素子１０と基台１１と導電性部材１２と被覆部材１３と蛍光物質１４とを備え、被覆部材１３は先端部からテーパー状に広がる砲弾型である。
なお、発光素子１０として窒化ガリウム系化合物半導体、被覆部材１３としてエポキシ樹脂、蛍光物質１４としてＹＡＧ系蛍光体を用いる。
基台（リードフレーム）１１は凹部（カップ部）を有しており、発光素子１０は基台１１の凹部に載置する。導電性部材（ワイヤ）１２は発光素子１０と基台１１とを電気的に接続する。被覆部材１３の第１の層１５は、発光素子１０、基台１１の一部及び導電性部材１２を被覆し固定する。第１の層１５は、蛍光物質１４の含有量が０．０１重量％以下である。第１の層１５の上部には、被覆部材１３の第２の層１６が積層される。第２の層１６は、基台１１との間に第１の層１５を有するよう基台１１から離れて配置する。第２の層１６は蛍光物質１４の含有量が３重量％以上5重量％未満である。第２の層１６の上部には被覆部材１３の第３の層１７が積層されており、第３の層１７は第２の層１６よりも多く蛍光物質１４を含有する。第３の層１７は蛍光物質１４の含有量が９５重量％以上である。また、第３の層１７の厚さは、第２の層１６よりも薄い。
以上のようにして作製した砲弾型発光装置は、イルミネーションに適した華やかな発光が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態に係る発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【図３】第１の実施の形態に係る発光装置を発光させた際の照射面の像を示す概略図である。
【図４】第２の実施の形態に係る発光装置および発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【図５】第３の実施の形態に係る発光装置および発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【図６】第４の実施の形態に係る発光装置および発光装置を発光させた際の光路を示す概略図である。
【図７】従来の発光装置を示す概略図である。
【図８】従来の発光装置を示す概略図である。
【図９】従来の発光装置を示す概略図である。
【図１０】従来の発光装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０，８０，９０、１００  発光素子
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１  基台
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２  導電性部材
１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３、９３、１０３  被覆部材
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４  蛍光物質
１５、２５、３５、４５、５５、６５  第１の層
１６、２６、３６、４６、５６、６６  第２の層
１７、２７、３７、４７、５７、６７  第３の層
２００、３００、４００、５００、６００  第１の光
２０２、３０２、４０２、５０２  第２の光
２０４、３０４、４０４、５０４  第３の光
４０６  第４の光
５０６  基台の凹部の側面で反射される光
６０１  第１の層から発光装置の側方へ放出される光
６０３  第２の層から発光装置の側方へ放出される光
６０５  第３の層から発光装置の側方へ放出される光
６０２  第１の層から発光装置の上方へ放出される光
６０３  第２の層から発光装置の上方へ放出される光
６０６  第３の層から発光装置の上方へ放出される光
【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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