(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズの位置精度が高く、光結合効率及び光取り出し効率の高い発光装置を提供する。【解決手段】基板１０上にバンプを介して搭載された発光素子１１、発光素子上に配された波長変換層１３、及び波長変換層上に配された透光性プレート１４、からなる発光積層体１５と、発光積層体上に形成されたレンズ２１と、を有している。上記レンズは、発光積層体の側面を覆って発光積層体を包含する側面被覆部２１Ｐと、透光性プレートの少なくとも上面端部に至って透光性プレートの上面を覆う上面被覆部２１Ｃと、を有する。【選択図】図１
2013026558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上にバンプを介して搭載された発光素子、前記発光素子上に配された波長変換層、及び前記波長変換層上に配された透光性プレート、からなる発光積層体と、
前記発光積層体上に形成されたレンズと、を有し、
前記レンズは、前記発光積層体の側面を覆って前記発光積層体を包含する側面被覆部と、前記透光性プレートの少なくとも上面端部に至って前記透光性プレートの上面を覆う上面被覆部と、を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記レンズは球形状レンズであって、前記レンズの前記側面被覆部は球面形状を有し、前記上面被覆部は曲面形状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３】
前記発光素子及び前記透光性プレートは回転対称形状を有し、前記透光性プレートは、前記透光性プレートの対称中心が前記発光素子の対称中心と前記発光素子及び前記透光性プレートの積層方向においてアライメントされて配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記透光性プレートは正方形形状を有し、前記透光性プレートの一辺の長さをＡ、前記透光性プレートと平行な面内における前記球形状レンズの最大直径をＤとしたとき、Ａ＜Ｄ＜２1/2×Ａを満たすことを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記透光性プレートは正方形形状を有し、前記透光性プレートの一辺の長さをＡ、前記透光性プレートと平行な面内における前記球形状レンズの最大直径をＤとしたとき、２1/2×Ａ≦Ｄを満たすことを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記基板及び前記レンズとの間に、フィラーを含むアンダーフィルが設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
基板上にバンプを介して発光素子をマウントするステップと、
前記発光素子の側面を覆うように前記発光素子上に波長変換体含有樹脂を塗布するステップと、
塗布した前記波長変換体含有樹脂上に透光性プレートを載置するステップと、
前記透光性プレートの側面及び前記波長変換体含有樹脂の側面を覆ってこれらを包含する側面被覆部と、前記透光性プレートの少なくとも上面端部に至って前記透光性プレートの上面を覆う上面被覆部と、を形成するように前記透光性プレート上に透光性樹脂を滴下するステップと、
前記波長変換体含有樹脂及び前記透光性樹脂の硬化を行い、前記波長変換体含有樹脂の硬化によって波長変換層を形成し、前記透光性樹脂の硬化によってレンズを形成するステップと、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】
本発明は、発光装置及びその製造方法に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）からの放出光を集光する集光用レンズを備えた発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子上に蛍光体材料を含む樹脂層（すなわち波長変換層）を形成し、発光素子からの光と蛍光体からの光とを混合して放出する発光装置が知られている。また、当該混合放出光を集光するためのレンズを備えた発光装置が知られている。
【０００３】
従来、一般的に、リードフレームとリードフレーム上に実装された発光素子を樹脂にて封止した構造を有し、封止材の形状をレンズ状にすることで指向性を高め、指向角の制御を行う、いわゆる砲弾型ＬＥＤが知られている。また、例えば、特許文献１には、曲面状に加工された反射ホーン内に発光素子を実装し、半球状に加工された金型を用いてレンズを成形する構造の発光装置が開示されている。特許文献２には、発光素子上面に波長変換部材入りの樹脂ペーストを塗布して曲面形状を作製し、波長変換部材を沈降又は分散させることで、混色した光を放出する発光装置が開示されている。特許文献３、４には、発光素子上に球状のレンズを設けた発光装置が開示されている。特許文献５には、発光素子上部に発光素子幅よりも大きなレンズを形成し、発光素子およびレンズ側面を反射材料で覆う構造の発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１１９９８７号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５１３６号公報
【特許文献３】特開２０００−０１３１２７号公報
【特許文献４】特開２０００−００６４６７号公報
【特許文献５】特開２００２−３０５３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１の発光装置では、球形の型を用いて樹脂を硬化させ、球形のレンズを発光素子に固着させることが開示されているが、型を用いた成形のため、高密度に実装された発光素子に個別のレンズを成形する場合には適用できない。また、型での成形であるため、配光の方向を決める要因として型とフレームの位置精度が重要となり、高い金型精度とリードフレームの位置精度が必要となる。さらにはレンズが発光素子に対して大きくなるため、封止材内での光伝播による吸収が大きくなってしまう。また、発光素子をリードフレームに実装するため、面実装に比べて、熱の伝播経路が狭くなり、熱抵抗を低くできない、という問題がある。
【０００６】
また、特許文献２の発光装置では、発光素子上面にのみ樹脂を塗布して上面に凸状曲面の波長変換層を形成するが、レンズの径を大きくすることが難しい。また、レンズ表面の曲率半径中心が発光素子表面よりも下側にあるため必然的に曲率が大きくなり、集光効果が小さく、レンズ上面に焦点を結ぶことができない。特許文献３、４の発光装置では、発光素子上部に独立した球状レンズを設置するが、レンズ部と発光素子との間に屈折率の低い空気領域が存在することで、光学的な結合が弱くなり光を効率よく取り出すことができず、光の損失が大きい。また、特許文献５の発光装置は、発光素子の幅よりも大きなレンズを発光素子上面に形成し、レンズおよび発光素子側面を反射材料で覆う構造を有している。この構造はレンズを発光素子の上面のみもしくは上面と側面の一部分のみでレンズと光学的に結合している。フリップチップ素子構造においては発光素子側面からも光が放射されるので、反射面が垂直もしくは垂直に近い形状となり、反射光を発光面方向に反射して多重反射や伝播距離の増大により吸収が増え、光の損失が生じる。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前述のような従来の発光装置の問題を解決し、位置精度が高く、光の吸収や損失が小さく、光結合効率及び光取り出し効率の高い発光装置を提供することにある。また、レンズが高精度に形成された、発光装置の色むらや個体間のばらつきの無い発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光装置は、
基板と、
基板上にバンプを介して搭載された発光素子、発光素子上に配された波長変換層、及び波長変換層上に配された透光性プレート、からなる発光積層体と、
発光積層体上に形成されたレンズと、を有し、
上記レンズは、発光積層体の側面を覆って発光積層体を包含する側面被覆部と、透光性プレートの少なくとも上面端部に至って透光性プレートの上面を覆う上面被覆部と、を有することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の発光装置の製造方法は、
基板上にバンプを介して発光素子をマウントするステップと、
発光素子の側面を覆うように発光素子上に波長変換体含有樹脂を塗布するステップと、
塗布した波長変換体含有樹脂上に透光性プレートを載置するステップと、
透光性プレートの側面及び波長変換体含有樹脂の側面を覆ってこれらを包含する側面被覆部と、透光性プレートの少なくとも上面端部に至って透光性プレートの上面を覆う上面被覆部と、を形成するように透光性プレート上に透光性樹脂を滴下するステップと、
上記波長変換体含有樹脂及び上記透光性樹脂の硬化を行い、波長変換体含有樹脂の硬化によって波長変換層を形成し、透光性樹脂の硬化によってレンズを形成するステップと、を有することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は、実施例１の発光装置の上面図であり、（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）のＶ−Ｖ線及びＷ−Ｗ線における断面を模式的に示す断面図である。
【図２】実施例１の発光装置の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は、実施例２の発光装置の上面図であり、（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）のＶ−Ｖ線及びＷ−Ｗ線における断面を模式的に示す断面図である。
【図４】実施例３の発光装置５の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下においては、本発明の好適な実施例について説明するが、これらを適宜改変し、組合せてもよい。また、以下に説明する図において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１（ａ）は、本発明の実施例１の発光装置５の上面図を、図１（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）のＶ−Ｖ線及びＷ−Ｗ線における断面を模式的に示す断面図である。
【００１３】
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、上面（素子搭載面）に配線（図示しない）が形成されたサブマウント基板１０上に、複数のバンプ１２を介して発光素子１１が実装されている。バンプ１２は例えば金（Ａｕ）からなり、発光素子１１の電極とサブマウント基板１０の配線とを接続する。
【００１４】
発光素子１１上には波長変換層１３が形成され、波長変換層１３は発光素子１１の側面の全体を覆うように形成されている。なお、波長変換層１３は発光素子１１の側面の少なくとも一部を覆うように形成されていてもよい。そして、波長変換層１３上には透明なプレート１４が形成されている。発光素子１１及び波長変換層１３からの放出光は透明プレート（以下、単にプレートともいう。）１４の上面を光取り出し面として取り出される。以下においては、発光素子１１、波長変換層１３及びプレート１４からなる積層構造体を発光積層体１５と称する。
【００１５】
また、発光素子１１、波長変換層１３及びプレート１４をその下部において覆うように形成された球形状を有するレンズ２１が設けられている。なお、図面の見易さ及び理解の容易さのため、レンズ２１にはハッチングを施さずに示している。なお、レンズ２１の詳細な構成については後に詳述する。
【００１６】
［発光積層体の構成］
波長変換層１３の基材には、蛍光体粒子１３ａが高濃度に分散され、さらにスペーサ１３ｂが配されている。基材としては、発光素子１１の発する光、及び発光素子１１の発する光により励起された蛍光体粒子１３ａが発する蛍光に対して透明又は透光性の材料が用いられる。基材は、透明樹脂等の有機材料であっても、ガラス等の無機材料であっても構わない。例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を用いることができる。また、スペーサ１３ｂの粒径よりも小さければ、フィラーや色素を基材に分散、混合することも可能である。
【００１７】
波長変換層１３に含有されるスペーサ１３ｂは、発光素子１１と透明プレート１４との間に挟まれることにより、発光素子１１の上面と透明プレート１４との間隔を定め、これにより波長変換層１３の層厚を規定（決定）している。スペーサ１３ｂは、形成すべき波長変換層１３の層厚に応じて、所望の粒径を有する粒子状のものであればよく、その形状は、多面体であっても球状であってもよい。例えば、１０μｍ以上、１００μｍ以下の粒径のスペーサ１３ｂを好適に用いることができる。このような粒径のスペーサ１３ｂは、発光素子１１の発する可視光波長よりも一桁以上大きいため、光を散乱させる作用はほとんど生じない。
【００１８】
スペーサ１３ｂの上部及び下部はそれぞれ、透明プレート１４及び発光素子１１と直接接していてもよいし、スペーサ１３ｂと透明プレート１４との間、及び、スペーサ１３ｂと発光素子１１上面との間に、波長変換層１３を構成する基材が挟まれていてもかまわない。硬化前の基材の粘土や、スペーサ１３ｂ表面の基材に対する濡れ性によって、スペーサ１３ｂの周囲には基材との親和性が生じ、スペーサ１３ｂとプレート１４との間に基材が入り込むためである。ただし、すべてのスペーサ１３ｂに対して同じ条件で基材との親和性が生じるため、スペーサ１３ｂが波長変換層１３の層厚を規定する作用を発揮することに変わりはない。
【００１９】
スペーサ１３ｂの材質は、高精度に所定の粒径を実現できるものであればガラス等の無機材料であっても樹脂等の有機材料であってもかまわない。スペーサ１３ｂは、発光素子１１の発する光及び蛍光体の蛍光に対して、半透明又は透明であることが望ましく、より好ましくは透明なものを用いる。また、スペーサ１３ｂの内部に蛍光体を分散させることも可能である。分散させる蛍光体は、蛍光体粒子１３ａと同様のものを用いることができる。
【００２０】
スペーサ１３ｂは、透明プレート１４を発光素子１１の上面に対して平行に支持するために、発光素子１１の上面に最低で３個配置されていることが好ましい。特に、発光素子１１の上面の四隅に１個ずつ配置されていることが好ましい。
【００２１】
スペーサ１３ｂは、粒径が大きいため、粒子間の引力・斥力により相互位置を変化させる作用は生じず、基材及び蛍光体粒子１３ａに混練された時点の分散状態を維持して発光素子１１上に展開される。
【００２２】
蛍光体粒子１３ａは、粒径がスペーサ１３ｂよりも小さいものを用いる。具体的には、スペーサ１３ｂの粒径よりもわずかでも小さければよいが、１０％以上小さいものが好ましい。蛍光体粒子１３ａとしては、発光素子１１の発する光により励起され、所望の波長の蛍光を発する蛍光体を用いる。例えば、白色光を発する発光装置を構成する場合、青色光を発する発光素子１１を用い、青色光を励起光として黄色蛍光を発する蛍光体（例えばYAG蛍光体）を用いることができる。
【００２３】
透明プレート１４は、平坦な下面を備え、この下面がスペーサ１３ｂにより支持されることにより、発光素子１１の上面と距離が一定の空間（波長変換層１３）が形成できる部材であればよい。透明プレート１４の平坦な下面は、巨視的に平坦であればよく、微視的には光を拡散・配向等させるための微細な凹凸が形成されていてもよい。凹凸を形成する場合には、スペーサ１３ｂや蛍光体粒子の作用に影響を与えないために、凹凸のサイズは５μｍ以下であることが好ましい。また、透明プレート１４の上面側に、光拡散・配向用の凹凸を設けることも可能である。
【００２４】
また、透明プレート１４の上面は、光取り出し面となるため、光の取り出し効率を向上させるために表面処理を施し加工していてもよい。また、透明プレート１４の上面は必ずしも平面である必要はなく、散乱・集光・配向を目的とした形状、球面形状や非球面形状、フレネルレンズ形状を有していてもよい。または、凹凸面が形成されていてもよく、あるいは、粗面化がなされていてもよい。
【００２５】
ここでは、プレート１４は、発光素子１１の発する光、及び、蛍光体粒子１３ａの発する蛍光に対して透明なものを用いているが、透光性のプレート又は所望の光学特性を有するものであっても構わない。例えば、所定の波長をカットする板状フィルタをプレート１４として用いることも可能である。また、発光素子１１からの光を所望の波長光に変換する蛍光体成分を含有する蛍光ガラスプレートや、蛍光体原料を焼結して作製した蛍光セラミックスのプレート（例えばYAGプレート）を用いることも可能である。
【００２６】
サブマウント基板１０としては、例えば金（Ａｕ）等の配線がなされた窒化アルミニウムセラミックスやアルミナセラミックス製の基板が用いられる。バンプ１２としては、例えば金（Ａｕ）バンプが用いられる。
【００２７】
［レンズの構成］
まず、発光素子１１は、フリップチップ型のＬＥＤであり、発光面（主面）を上面としてマウントされている。例えば、発光素子１１は、厚さが１００μｍであり、発光面は大きさが１ｍｍ×１ｍｍである。また、前述のように、発光素子１１上には波長変換層１３が形成され、波長変換層１３上には主面が正方形形状の透明なプレート１４が形成されている。本実施例において、プレート１４は、１．１ｍｍ角で、厚さが１００μｍである。ここで、プレート１４及び発光素子１１の各辺が互いに平行であるように配されていることが好ましい。また、波長変換層１３及び発光素子１１の対称中心（すなわち、対角線の交点）は積層方向においてアライメント（一致）されて配されていることが好ましい。
【００２８】
なお、プレート１４及び発光素子１１の形状及びサイズはこれらには限定されないが、以下においては、プレート１４及び発光素子１１が上記形状及びサイズを有する場合を例に説明する。
【００２９】
前述のように、発光素子１１、波長変換層１３及びプレート１４からなる発光積層体１５上にはレンズ２１が形成されている。図１（ａ）−（ｃ）に示すように、レンズ２１は球形状を有するレンズであるが、発光積層体１５の近傍においては、形状が球形状からずれている。すなわち、レンズ２１は、発光積層体１５をその下部において覆うように形成されている。
【００３０】
より詳細には、図１（ｂ）はプレート１４の光取り出し面（上面）の一辺と平行な方向（図１（ａ）、Ｖ−Ｖ線）における断面を示している。図に示すように、レンズ２１を構成する透明樹脂が発光素子１１の側面下端から波長変換層１３の側面及びプレート１４を覆うように形成されている。換言すれば、レンズ２１は、発光積層体１５の側面を覆って発光積層体１５を包含しており、このレンズ２１による被覆部（側面被覆部という。）２１Ｐは球面形状を有している。すなわち、側面被覆部２１Ｐは球面形状部２１Ｓの一部を構成している。つまり、側面被覆部２１Ｐの球面（表面）はレンズ２１の球面形状部２１と連なりその一部である。
【００３１】
一方、図１（ｃ）は発光素子１１の対角方向（図１（ａ）、Ｗ−Ｗ線）における断面を示している。図１（ｂ）にも示すように、光取り出し方向、すなわちレンズ２１の光軸上からプレート１４を見た場合に、波長変換層１３及びプレート１４の角部（対角部）が、レンズ２１の球状部分の外径内には包含されずに、はみ出している。しかし、レンズ２１を構成する透明樹脂がプレート１４の少なくとも上面端部に至る曲面形状を有し、プレート１４の上面全体を覆っている（上面被覆部という。）。すなわち、レンズ２１は当該上面被覆部２１Ｃにおいて曲面形状部を構成している。ここで、当該曲面形状は、当該滴下された透明樹脂の表面張力及びその硬化によって形成される形状であり、例えば、図１（ｃ）に示すように、プレート１４に向かって窪んだ凹面形状である。なお、レンズ２１の少なくとも上部は半球形状であることが好ましい。
【００３２】
ここで、プレート１４に平行な面内におけるレンズ２１の球面形状部２１Ｓの最大直径Ｄ（Ｄ＝２Ｒ，半径Ｒ）は正方形形状のプレート１４の一辺の長さ（Ａ）よりも大きく、その対角線の長さ（２1/2×Ａ）未満である。具体的には、例えば、上記したように、一辺が１．１ｍｍの正方形形状のプレート１４を用いる場合では、レンズ２１の直径Ｓは１．１ｍｍよりも大きく、２1/2×１．１ｍｍよりも小さい。
【００３３】
［発光装置の製造方法］
次に、本実施例の発光装置５の製造方法について図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図１（ａ）のＶ−Ｖ線における断面図と同様な断面を示す。まず、図２（ａ）に示すように、サブマウント基板１０上の配線と、発光素子１１の素子電極とをバンプ１２を用いて電気的に接続し、発光素子１１をマウントする。波長変換層１３の未硬化の基材を用意し、蛍光体粒子１３ａ及びスペーサ１３ｂを予め定めた濃度で添加し、混練することにより基材中に一様に分散させ、未硬化のペースト１３’を得る。このペースト１３’を図２（ｂ）に示すように、発光素子１１の上面に所定量塗布（又は滴下）し、発光素子１１の上面より若干大きい透明プレート１４を搭載する。透明プレート１４の自重、若しくは、必要に応じて透明プレート１４の上面に荷重をかけ、ペースト１３’中のスペーサ１３ｂによって透明プレート１４が発光素子１１の上面に支持され、発光素子１１の上面と透明プレート１４との間隔がスペーサ１３ｂによって定まるようにする。
【００３４】
これにより、図２（ｃ）に示すように、未硬化のペースト１３’はスペーサ１３ｂの粒径相当、もしくは、スペーサ１３ｂの周囲を覆う基材層の厚さを粒径に加えたものに相当する層厚のペースト１３’の層が形成される。このとき、ペースト１３’は発光素子１１の側面の少なくとも一部を覆いつつ表面張力を保つことによって、発光素子１１の側面と透明プレート１４の下面を接続する傾斜面１３０が形成される。
【００３５】
次に、図２（ｄ）に示すように、ディスペンサ２５を用い、レンズ２１の材料である透明又は透光性のシリコン樹脂を透明プレート１４の上部に所定量吐出（滴下）する。樹脂の表面張力によって滴下された樹脂が球形状となるようにすることができる。また、透明プレート１４の側面において、当該シリコン樹脂と波長変換層１３の樹脂とが互いに連続して繋がる量を吐出（滴下）する。例えばディスペンス方式の滴下により、透明プレート１４との表面張力によるセルフアライメントによって、高精度に透明プレート１４とのアライメントがなされたレンズ２１を形成することができる。また、樹脂の表面張力によって、透明プレート１４の対角部の上面上に精度よく樹脂を塗布することができる。また、レンズ２１のレンズ径は、シリコン樹脂の滴下量を変えて調整することができる。滴下後に、例えば１５０℃の環境下にて４時間放置し、波長変換層１３及びレンズ２１の樹脂の硬化を行い、図１（ａ）−（ｃ）に示す発光装置５が完成する。
【００３６】
［発光装置の作用］
上記構成の発光装置５の作用について以下に説明する。発光素子１１から放出された光は波長変換層１３に入射し、一部が蛍光体によって所定の波長の光に変換され、発光素子１１からの放出光と混合されて透明プレート１４から出射される。透明プレート１４の上面から出射された光は、レンズ２１の作用によって集光され、発光装置５の外部に放出される。
【００３７】
図１（ｂ）に示すように、発光素子１１、波長変換層１３及びプレート１４が完全にレンズ２１の球状部分に包含された領域（側面被覆部２１Ｐ）では、発光素子１１の側面、波長変換層１３及び透明プレート１４の側面の側面から出射された光も、レンズ２１の集光作用及びレンズ２１の球面（側面被覆部２１Ｐ）における反射によって高い効率で集光され、外部に放出される。
【００３８】
図１（ｃ）に示すように、波長変換層１３及びプレート１４がレンズ２１の球状部分には包含されずに、はみ出している対角部領域においても、当該領域のプレート１４上面を覆うように形成されたレンズ２１の上面被覆部２１Ｃによって、発光素子１１、波長変換層１３及びプレート１４からの光がレンズ２１内に効率よく誘導され、集光されて外部に放出される。
【００３９】
従って、本実施例の発光装置５によれば、光の吸収や損失が小さく、結合効率及び光取り出し効率の高い発光装置を提供することができる。また、これに加え、上述したように、高精度な光軸アライメントがなされたレンズ２１を容易に形成することができるので、結合効率が高く、発光装置の色むらや個体間のばらつきの無い発光装置を提供することができる。さらに、高精度で結合効率の高い発光装置を容易に製造可能である。
【００４０】
さらに、蛍光体を発光素子１１の周辺領域に高密度に分散させたことによって、当該周辺領域において蛍光体の発する熱を発光素子１１、バンプ１２を介して効果的に放散でき、熱引きが良好である。
【実施例２】
【００４１】
図３（ａ）は、本発明の実施例２の発光装置５の上面図を、図３（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）のＶ−Ｖ線及びＷ−Ｗ線における断面を模式的に示す断面図である。本実施例２が上記した実施例１と異なるのは、プレート１４の大きさに対するレンズ２１の大きさの比率である。
【００４２】
具体的には、本実施例においては、プレート１４に平行な面内におけるレンズ２１の球面形状部２１Ｓの最大直径Ｄが正方形形状のプレート１４の対角線の長さ（２1/2×Ａ）以上である。すなわち、プレート１４の角部（対角部）が、レンズ２１の光軸上からプレート１４を見た場合に、レンズ２１の球状部分の外径からはみ出していない。具体的には、例えば、上記したように、一辺が１．１ｍｍの正方形形状のプレート１４を用いる場合では、レンズ２１の直径Ｄは２1/2×１．１ｍｍ以上である。
【００４３】
実施例２の発光装置５によれば、実施例１の場合と同様に、結合効率及び光取り出し効率の高い発光装置を提供することができる。さらに、実施例１の場合に比べ、発光積層体１５が完全にレンズ２１の球状部分に包含された領域（側面被覆部２１Ｐ）の結合効率のみならず、上面被覆部２１Ｃにおける発光積層体１５からの放出光がレンズ２１内に一層効率よく誘導され、レンズ２１への結合効率がさらに向上する。
【実施例３】
【００４４】
図４は、本発明の実施例３の発光装置５の断面図である。なお、図１（ａ）のＶ−Ｖ線における断面図と同様な断面を示す。実施例３が上記した実施例１、２と異なるのは、レンズ２１の下部を覆うアンダーフィルが設けられている点である。
【００４５】
具体的には、図４に示すように、本実施例においては、基板１０とレンズ２１の下部との間にアンダーフィル３１が設けられている。アンダーフィル３１は、光の反射や散乱を目的とするフィラーを含む樹脂を用い、基板１０とレンズ２１の下部との間に、例えばディスペンス方式で注入し、形成する。フィラーとしては、例えばＴｉＯ2やＺｎＯなどの散乱フィラー、金属片や金属球などを用いることができる。
【００４６】
アンダーフィル３１は、レンズ２１の下部及び発光積層体１５の周囲を覆うように形成され、特に、波長変換層１３及び発光素子１１の側面からの光を反射・散乱させ、発光積層体１５からの光のレンズ２１への結合効率を向上させる。
【００４７】
レンズ２１の周囲を覆う高さは、発光素子１１の下面よりも高く、プレート１４に平行な面内におけるレンズ２１の最大直径部よりも低い位置が好ましい。また、プレート１４の下面よりも高く、プレート１４の上面よりも低い位置がより好ましい。
【００４８】
本実施例３の発光装置５によれば、実施例１、２の効果に加え、さらに結合効率及び光取り出し効率の高い発光装置を提供することができる。
【００４９】
なお、プレート１４は、正方形形状の場合を例に説明したが、多角形、円、楕円など、任意の形状を有していてもよい。なお、セルフアラインによる光軸アライメントがより高精度になされ、またより高結合効率が得られる点で、回転対称形状、あるいは正多角形形状を有することが好ましい。プレート１４及び発光素子１１が回転対称形状を有する場合、プレート１４及び発光素子１１の対称中心（すなわち、多角形形状の場合は対角線の交点）は積層方向においてアライメント（一致）されて配されていることが好ましい。また、プレート１４及び発光素子１１が多角形形状を有する場合、プレート１４及び発光素子１１の各辺が互いに平行であるように配されていることが好ましい。
【００５０】
また、実施例１から３において、レンズ２１の下部はプレート１４に向かって窪んだ凹面形状部（上面被覆部２１Ｃ）を有していたが、これに限らず、レンズ２１を形成するシリコン樹脂を増やすことで発光積層体１５近傍においても凹面形状の無い完全な球面形状としても良い。この場合、曲面形状部（上面被覆部２１Ｃ）は球面形状部２１Ｓと連続した球面として形成されることになる。
【００５１】
また、プレート１４は発光素子１１の上面よりも大きいものを使用したが、これに限らず、例えば発光素子１１の上面と同等以下のサイズでも良い。波長変換層１３は発光素子１１の側面を覆わなくなってしまうが、プレート１４によって発光素子１１の上面に波長変換層１３を形成することは可能である。
【００５２】
また、レンズ２１は、断面が円のいわゆるボールレンズに限らない。本明細書において、球形状のレンズは、楕円球形状レンズ等のレンズを含む。
【００５３】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、レンズの位置精度が高く、結合効率及び光取り出し効率の高い発光装置を提供することができる。また、レンズが高精度に形成された、色むらや個体間のばらつきの無い発光装置を提供することができる。
【００５４】
なお、上記した実施例は適宜組み合わせ、又は改変して適用することができる。また、上記した材料、数値等は例示に過ぎない。
【符号の説明】
【００５５】
１０  基板
１１  発光素子
１２  バンプ
１３  波長変換層
１４  プレート
１５  発光積層体
２１  レンズ
２１Ｐ  側面被覆部
２１Ｃ  上面被覆部
【図１】
2013026558.tif 000003
【図２】
2013026558.tif 000004
【図３】
2013026558.tif 000005
【図４】
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