(57)【要約】【課題】発光素子及び蛍光体が発する光の出射効率を高めるとともに、壁材の下側の接着層への光の照射及び変色した接着層の露出を防止した発光装置を提供する。【解決手段】発光装置は、基板と、該基板の上に搭載された発光素子と、基板の発光素子が搭載された面に接着層により固定され、発光素子を囲む壁部材と、壁部材が囲む空間に充填された封止樹脂層と、を備える。封止樹脂層は例えば蛍光体含有樹脂層である。壁部材は、基板から遠い側から基板側に向かって順に、光透過層と反射層とを一体的に重ねた構造を有する。光透過層は、発光素子が発する光及び封止樹脂層が蛍光体含有樹脂層である場合には蛍光体含有樹脂層が発する光を透過し、反射層は当該光を反射する反射性粒子を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の上に搭載された発光素子と、前記基板の前記発光素子が搭載された面に接着層により固定され、前記発光素子を囲む壁部材と、前記壁部材が囲む空間に充填された光透過性の封止樹脂層と、を備え、
前記壁部材は、前記基板から遠い側から前記基板側に向かって順に、前記発光素子が発する光を透過する光透過層と、当該光を反射する反射層とを一体的に重ねた構造を有し、前記光透過層は、ガラスクロス又はガラスファイバを含有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１記載の発光装置であって、
前記接着層はエポキシ系樹脂からなることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置であって、
前記封止樹脂層は、蛍光体及び／又は光拡散性粒子を含むことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一項に記載の発光装置であって、
前記光透過層と前記反射層は共に前記発光素子が発する光を透過する光透過性の樹脂を含み、前記反射層はさらに前記発光素子が発する光を反射する反射性粒子を含むことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発光装置であって、
前記光透過性の樹脂がシリコーン系樹脂であることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
基板と、該基板の上に搭載された発光素子と、前記基板の前記発光素子が搭載された面に接着層により固定され、前記発光素子を囲む壁部材と、前記壁部材が囲む空間に充填され、前記発光素子が発する光により蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体含有樹脂層と、を備え、
前記壁部材は、前記発光素子及び前記蛍光体がそれぞれ発する光を透過する光透過性樹脂及びガラスクロス又はガラスファイバを含む光透過層と、前記発光素子及び前記蛍光体がそれぞれ発する光を透過する光透過性樹脂及び当該光を反射する反射性粒子を含む反射層と、を有し、前記反射層が基板側に配置され、前記光透過樹脂層が前記反射層の上に配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項６記載の発光装置において、
前記壁部材は、前記光透過層を構成する材料と、前記反射層を構成する材料とを重ねて一体化した材料からなることを特徴とする発光装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記反射層は、上面が前記壁部材の高さの半分以下の位置に位置することを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記光透過層と前記反射層との界面は、前記発光素子の基板面からの高さと同じかそれよりも低い位置にあることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を用いた発光装置に係り、特に発光素子の周囲の空間を壁材で囲み、当該空間に透明な樹脂或いは蛍光体を含む樹脂を充填してなる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子（以下、単に発光素子という）を利用した発光装置では、基板に搭載した発光素子を光透過性の樹脂で封止した構造のものが広く用いられている。また発光素子が発する光を異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換材料を封止樹脂に加えておくことにより、発光素子が発する光と蛍光体が発する光が混合した光が得られる。
【０００３】
上述した構造の発光装置では、基板に搭載された発光素子の周囲に壁材を固定し、壁材に囲まれた空間に封止樹脂或いは蛍光体含有樹脂を充填することによって発光素子を覆う構造としている。
【０００４】
壁材の材料としては、白色顔料等の反射性粒子を樹脂中に分散させた白色樹脂や、光透過性の樹脂からなる壁材の壁面を反射層で覆ったものが広く用いられている。例えば特許文献１には、周壁体（壁材）の内側側面を金属反射層で覆った構造の発光装置が開示されている。また特許文献２には、光透過性部材からなる堰堤（壁材）の外周面に反射枠を形成した発光装置が開示されている。このような反射性の壁材は、その反射面で発光素子及び蛍光体が発する光を反射することによって、光の出射効率を高めている。また特許文献２に記載された構造では、光の出射方向を広げるようにするために反射面に傾斜がつけられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４４３３３号公報
【特許文献２】特開２００５−９８６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や特許文献２に記載された技術では、樹脂等で形成された壁材に対し、さらにその表面に反射面を形成する必要があり、製造工程が複雑になる。これに対し白色樹脂を用いた壁材は、加工性の観点で優れているが、半導体発光素子を用いた発光装置の製造工程では発光素子のはんだを用いた実装工程などで瞬間的ではあるが高温にさらされることになるため、耐熱性などの熱特性や強度を高めるためにガラスファイバやガラスクロスなどで補強する必要がある。例えば白色樹脂を含浸したガラスクロスのシートに所定の形状の穴をくり抜いて壁材用シートとし、これをプリント基板に固定し、くり抜いた穴によって形成されるキャビティに発光素子を実装することにより、キャビティ構造を持つ発光装置が容易に製造可能となる。
【０００７】
ところで、ガラスクロスは、例えばガラスファイバを縦横に平織した材料であり、細い透明なガラスファイバが所定の方向に配列している。このようなガラスクロス入りの白色樹脂を、クロス面が基板の主平面と平行となるように配置し、上述のように壁材を作製した場合、ガラスファイバは壁材の壁面に対し垂直方向に配列することになる。このためガラスファイバを通して、壁材内の蛍光体含有樹脂層で発生した光が壁材の外側に漏れ、しかも漏れ出した光は光出射方向とは異なる方向に向かう。その結果、光の出射効率が低下するという問題がある。
【０００８】
これに対し、透明な、すなわち蛍光体や発光素子が発する光に対し透過性のある樹脂で壁材を形成することも考えられる。壁材を透明にした場合、蛍光体や発光素子で発生した光は、基板と垂直な方向のみならず、壁材内で拡散し広い出射角度の光が得られることが期待される。
【０００９】
しかし、上述した構造の発光装置では、壁材をエポキシ樹脂等の接着層によって基板に固定しており、光が直接接着層に当たるため、その光劣化が加速される可能性がある。耐熱性のある接着剤として多用されているエポキシ樹脂は、耐熱性は高いものの、熱や光によって経時的に変色する傾向がある。接着層が経時的に変色した場合に、透明な壁材を通してその色が目立ってくる可能性がある。
【００１０】
本発明は、発光素子及び蛍光体が発する光の出射効率を高めるとともに、壁材の下側の接着層への光の照射及び変色した接着層の露出を防止した発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、封止樹脂が充填されるための空間を提供する壁部材に、光透過層と光反射層とからなる上下の二層構造を採用する。
【００１２】
すなわち本発明の発光装置は、基板と、該基板の上に搭載された発光素子と、前記基板の前記発光素子が搭載された面に接着層により固定され、前記発光素子を囲む壁部材と、前記壁部材が囲む空間に充填された光透過性の封止樹脂層と、を備え、前記壁部材は、前記基板から遠い側から前記基板側に向かって順に、前記発光素子が発する光を透過する光透過層と、当該光を反射する反射層とを一体的に重ねた構造を有し、光透過層がガラスクロス又はガラスファイバを含有するものである。
【００１３】
また本発明の発光装置は、基板と、該基板の上に搭載された発光素子と、前記基板の前記発光素子が搭載された面に接着層により固定され、前記発光素子を囲む壁部材と、前記壁部材が囲む空間に充填され、前記発光素子が発する光により蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体含有樹脂層と、を備え、前記壁部材は、前記発光素子及び前記蛍光体がそれぞれ発する光を透過する光透過性樹脂及びガラスクロス又はガラスファイバを含む光透過層と、前記発光素子及び前記蛍光体がそれぞれ発する光を透過する光透過性樹脂及び当該光を反射する反射性粒子を含む反射層と、を有し、前記反射層が基板側に配置され、前記光透過層が前記反射層の上に配置されているものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、壁部材に、光透過層と光反射層とからなる上下の二層構造を採用することにより、発光素子を覆うに十分な封止樹脂を充填する構造を保ちながら、光学的には反射層のみからなる壁部材と同様の機能（輝度向上）を達成することができる。また反射層はその下の接着層を覆い、接着層の光による劣化を防止する共に、変色した接着層を見えなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の発光装置の一実施形態の側断面図。
【図２】壁材における光の進路を説明する図で、（ａ）は従来の壁材、（ｂ）は透光性の壁材、（ｃ）実施形態の壁材を示す。
【図３】壁材における反射層及び光透過層の界面の位置と、発光素子の高さとの関係を示す図で、（ａ）は界面の位置が発光素子の高さとほぼ同じ位置にある場合、（ｂ）は界面の位置が発光素子の高さより低い位置にある場合、（ｃ）は界面の位置が発光素子の高さより高い位置にある場合を示す。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、実施形態の発光装置の製造方法の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の発光装置の一実施形態を説明する。
【００１７】
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、基板１０と、基板１０に接着層５０によって固定されたキャビティ壁（壁部材）３０と、キャビティ壁３０により形成されたキャビティ（空間）内の基板１０の上に搭載されたＬＥＤ素子２０と、キャビティ（空間）に充填された蛍光体含有樹脂層（封止樹脂層）４０とを備えている。図１において、上側がこの発光装置の光出射側となる。
【００１８】
基板１０には、搭載されるＬＥＤ素子２０の種類に応じて種々のものがあり、本発明において基板の種類は限定されるものではないが、図１に示す実施形態では、上面にＬＥＤ素子２０の電極と電気的接続を取るための配線パターンが形成されたプリント基板を示している。図示するプリント基板は、樹脂等の絶縁性基板の表面にＣｕ等の導電性金属の配線パターンが形成されたもので、表面の配線パターンは絶縁性基板に形成されたスルーホールを通して、裏面側に形成された配線パターンと電気的に接続されている。ＬＥＤ素子２０搭載面の配線パターンは、ＬＥＤ素子２０の正負電極の一方が接続される電極パッドと他方が接続される電極パッドが、電気的に絶縁された状態で形成されている。導電性金属や電極パッドには、Ｎｉ−Ａｕ等のメッキが施されていてもよい。
【００１９】
ＬＥＤ素子２０は、上面から光を発する構造のものであれば種類は特に限定されず、２つの電極端子部が上面に形成されたフェイスアップ素子、２つの電極端子部が下面に形成されたフリップ素子、２つの電極端子部が上面と下面に形成されたＭＢ（メタルボンド）素子等の公知の発光素子であって、蛍光体と組み合わせて所望の発光が得られるものを選択して用いることができる。例えば、青色光や紫外光を発光するＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系などのＬＥＤ素子が用いられる。
【００２０】
図１ではフェイスアップ素子を示しており、その上面に形成された電極端子部は金等の導線により、基板１０の配線パターンに機械的且つ電気的に接続されている。ＬＥＤ素子２０がフリップ素子の場合には、Ａｕバンプ等の導電性材料により基板に固定される。
【００２１】
キャビティ壁３０は、樹脂製の板を、所定の大きさの円や角状にくり抜いたものを接着層５０で基板１０に固定したものであり、円や角状にくり抜いた部分がキャビティを形成し、ＬＥＤ素子２０及び蛍光体含有樹脂層４０の収納部となる。従って、樹脂製の板の厚みにより、蛍光体含有樹脂の注入量を決めるキャビティの高さ（基板１０のＬＥＤ素子搭載面からの高さ）が決まる。キャビティの高さは、ＬＥＤ素子２０によって異なるが、好ましくはＬＥＤ素子の高さ（基板１０のＬＥＤ素子搭載面からの高さ）よりも３００μｍ以上高く、より好ましくはＬＥＤ素子高さに３００〜５００μｍ加えた高さである。所定のキャビティ高さを確保することにより、ＬＥＤ素子２０と基板とを接続する導線を隠すに十分な量の樹脂をキャビティ内に充填することができる。また蛍光体含有樹脂の蛍光体濃度が高くなくてもキャビティ内の蛍光体の絶対量を多くすることができ、高濃度樹脂を用いる場合の蛍光体絶対量のバラツキを防止することができる。
【００２２】
キャビティの径（キャビティが円形の場合には直径、四角形の場合には一辺の長さ）についてもＬＥＤ素子２０のサイズや導線及び配線パターンの引き回し状態によって異なるが、発光装置のサイズを小さくし、且つ、蛍光体の使用量を最小にするなどの観点から最小限の大きさにすることが好ましい。また、キャビティ壁がＬＥＤ素子に近いほど、本実施形態による輝度改善の効果が顕著に現れる。
【００２３】
本実施形態のキャビティ壁３０は、それを構成する樹脂製の板、光透過層と反射層とを含む特定の層構造を有することが特徴であり、その詳細は後述する。
【００２４】
蛍光体含有樹脂層４０は、ＬＥＤ素子２０が発する光により励起されて所定波長の蛍光を発する蛍光体４５の粒子を、ＬＥＤ素子２０が発する光及び蛍光に対して透明な樹脂に分散させた層である。一例として、ＬＥＤ素子がＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮなどの青色から紫色の光を発する発光素子の場合、ＹＡＧ系やＳｉＡｌＯＮなどの蛍光体が用いられ、これにより白色の光を取り出すことができる。なおＬＥＤ素子と蛍光体との組み合わせは、発光装置に要求される色味に応じて任意に変更できることは言うまでもない。
【００２５】
樹脂としては例えばシリコーン樹脂等の透光性の硬化型樹脂が用いられる。特にフェニル系シリコーン樹脂或いはジメチル系シリコーン樹脂などのシリコーン系樹脂が好適である。樹脂に含まれる蛍光体の含有量は、製造時の蛍光体含有樹脂の粘度や蛍光体層の厚みとの関係で適切な量に調整される。
【００２６】
蛍光体含有樹脂層４０は、蛍光体の他に、ガラスや樹脂ビーズなどの光拡散性粒子などを含んでいてもよい。また本実施形態では、封止樹脂層が蛍光体含有樹脂層４０である場合を示したが、封止樹脂層は蛍光体を含まない樹脂層であってもよい。
【００２７】
キャビティ壁３０は、前述したように、樹脂製の板を接着層５０によって基板１０に接合したものであり、樹脂製の板は、ＬＥＤ素子２０及び蛍光体がそれぞれ発する光を透過する透光性の層（光透過層）３１と、反射性粒子を含む反射樹脂層（反射層）３２とを含む層構造を有する。なお本明細書において、「透光性」及び「透明」は、ＬＥＤ素子２０が発する光及び／又は蛍光体が発する光をほぼ吸収することなく透過する（８５％／ｍｍ以上）性質を言い、それ以外の波長の光を吸収するか否かは問わない。
【００２８】
キャビティ壁３０は、光透過層と反射層とが一体的に積層された構成を有する。つまり、キャビティ壁３０は、光透過性樹脂からなる基材において、接着層側に反射性粒子が偏在してなる反射樹脂層３２と反射性粒子が存在しない領域である光透過層３１から構成されている。
【００２９】
キャビティ壁３０は、光透過層３１と反射樹脂層３２の二層からなるものだけでなく、他の層を含むことも可能である。例えば、反射樹脂層３２と接着層５０との間に、キャビティ壁３０と接着層５０との接着性を高めるための機能層や他の光透過層などを介在させることが可能である。また、光透過層３１と反射樹脂層３２とが界面を境に二層に分かれているのではなく、一つの層における反射性粒子の含有量（分布）がキャビティ壁の上から下に向かってゼロから所定の量に変化するような分布を持つものであってもよい。但し、光透過層３１が基板１０に接合される面と反対側に配置されていること、光透過層３１と反射樹脂層３２とが連続していて間に接着剤等の層が介在していないことが必要である。
【００３０】
この配置により、光透過層３１はキャビティ壁の最上層となり、ＬＥＤ素子２０及び蛍光体含有層４０が発する光を光出射側に出射させることができる。また光透過層３１の直接下側に反射樹脂層３２が存在することにより、蛍光体含有層４０や光透過層３１で拡散した光を反射して、光出射側に出射させるとともに、それより下の層、特に接着層５０が熱や光によって変色した場合にも、光出射側から見えなくすることができる。
【００３１】
さらに光透過層３１をキャビティ壁３０の上層として配置することにより、光出射効率を高めるためにキャビティ壁を低くした場合のデメリットを解消することができる。すなわち、光出射効率を高めるためだけであれば、白色樹脂からなるキャビティ壁を低くすることが考えられるが、キャビティ壁を低くした場合、ＬＥＤ素子２０と基板１０の配線パターンとを結ぶ導線を覆うに十分な量の蛍光体含有樹脂をキャビティに注入することが難しくなる。或いは導線を隠すために、導線のループ形状（ＬＥＤ素子２０の電極パッドから基板までに導線が描く円弧状の形状）を潰す必要があり、断線やショートなどの電気的不具合を招きやすくなる。さらにキャビティ壁が低いと高濃度で蛍光体を含む樹脂を少量注入することになるので、樹脂の注入量のバラツキが顕著に蛍光体絶対量のバラツキとなり、ひいては発光色の固体バラツキを招く。
【００３２】
これに対し、反射樹脂層３２に光を透過する光透過層３１を配置したことにより、低キャビティ壁による輝度向上効果が得られるとともに上述した低キャビティ壁の問題点を解消することができる。
【００３３】
次にキャビティ壁３０の材料について説明する。
【００３４】
光透過層３１は、基本的に、耐熱性のある透光性樹脂からなる。このような透光性樹脂としては、熱による変色が極めて少ないシリコーン系樹脂、特に強度のあるメチルフェニル系シリコーン樹脂やフェニル系シリコーン樹脂が好適である。
【００３５】
光透過層３１は、透光性樹脂にガラスクロスやガラスファイバを含む。ガラスファイバには、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラスなどガラスの組成が異なる種々のガラスファイバが知られており、または、ガラスファイバを平織にしたガラスクロスも、ガラスの種類に応じて種々の者が知られている。光透過層３１には、これら公知のガラスクロスやガラスファイバを用いることができ、ガラスクロス／ガラスファイバ（以下、まとめてガラスクロス等という）に上述した透光性樹脂を含浸させて成膜することにより光透過層とすることができる。ガラスクロス等はそれ自体透光性があり且つ屈折率（約１．５５）が硬質シリコーン樹脂の屈折率（約１．５３）に近いため、光透過層３１の透光性を維持しながら、層の熱伝導率や機械的な強度を高めることができ、熱による変形を抑制することができる。なおガラスクロス等を用いる場合には、樹脂との界面における反射を抑制するための表面処理を施すことも可能であり、それによりガラスクロス等の使用による光透過層３１の透光性の低下を防ぐことができる。
【００３６】
光透過層３１は、反射樹脂層３２に含まれる反射性粒子を含まない（ただし製造工程等により反射樹脂層からわずかに拡散して混入する場合を排除するものではない）。そのため、光透過層３１の透過率は反射樹脂層３２の透過率より高い。具体的には、光透過層３１の光透過性は、全光線透過率（ＪＩＳ）で８５％以上であることが好ましく、９０％以上がより好ましい。そのため、光透過層３１には、積極的には光拡散性粒子を含まないことが好ましいが、上述した光透過性を阻害しない範囲で、光拡散性粒子やその他の添加材を含んでもよい。例えば、強度を向上するために、光拡散性粒子を含んでもよい。但し、光透過層の光拡散性粒子の含有量は、反射層における光拡散性粒子の含有量の１０分の１以下が好ましく、具体的には、光拡散性粒子（或いは後述する光反射性粒子）は、光透過層３１の５重量％以下であることが好ましく、１重量％以下であることがより好ましい。
【００３７】
反射樹脂層３２は、ＬＥＤ素子２０及び蛍光体から発せられる光を反射する層であり、樹脂と反射性粒子を含む。樹脂としては、光透過層３１の樹脂と同様の透光性樹脂を用いることができる。特に光透過層と同じシリコーン系樹脂が好適である。反射性粒子としては、アルミナ、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、鉛白などの無機系の反射性粒子を用いることができ、特に隠ぺい性が高く、特定の波長の光を吸収しない酸化チタンや硫酸バリウムなどの白色の反射性粒子が好適である。これら反射性粒子の大きさは、特に限定されるものではないが、平均粒子径０．１μｍ〜１μｍ程度のものが好適である。
【００３８】
反射樹脂層３２は、反射率が高いほど、光の出射効率を高めることができ、また反射樹脂層３２の下側にある層、接着層５０を隠ぺいする効果が高い。具体的には反射率は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。反射樹脂層３２の反射率は、反射樹脂層３２における反射性粒子の種類や濃度や反射樹脂層３２の厚みで決まる。反射樹脂層３２の厚みは、後に詳述する光透過層３１との関係及びＬＥＤ素子２０や蛍光体含有樹脂層４０における蛍光体の領域の厚みとの関係で決まるものであるが、高さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のＬＥＤ素子２０を用いて、キャビティ壁の高さを４００μｍ〜５００μｍとした場合、２０μｍ〜２００μｍ程度であり、より好ましくは３０μｍ〜１００μｍ程度である。
【００３９】
また、反射樹脂層３２は、キャビティ壁の高さの半分以下の高さ、すなわち、反射樹脂層３２の上面は、キャビティ壁の高さの半分の高さ以下に位置することが好ましい。これにより、光透過層の高さを確保して、発光装置の光出射側への光量を増大させることができ、特に、ガラスクロス内に入射した光も発光装置の光出射側へ取り出すことができる。
【００４０】
反射樹脂層３２は、光透過層３１と同様に、ガラスクロス等を含んでいてもよい。ガラスクロス等を含有させた場合、特にガラスクロスを用いた場合、ガラスクロスを通して光が側方へ逃げることになるが、ＬＥＤ素子２０が上面から光を発するタイプであって反射樹脂層３２の上面（光透過層３１との界面）の高さがＬＥＤ素子２０の高さと同程度かそれ以下の場合には、ＬＥＤ素子２０から側方に向かう光は極めて少ないので、ガラスクロスを通した光の損失は殆ど無視することができる。ＬＥＤ素子２０が側面からも光を発するタイプの場合や反射樹脂層３２自体の厚みが薄い場合には、ガラスクロス等を用いなくてもよいことは言うまでもない。
【００４１】
接着層５０は、キャビティ壁３０と基板１０とを接着する接着剤の層であり、接着剤をシート状に成形した接着シートを用いることができる。接着剤としてはエポキシ系接着剤やイミド系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができるが、接合強度や発光装置製造工程における熱流動性や耐熱性の点でエポキシ系接着剤が好適に用いられる。
【００４２】
次に図２を参照して、本実施形態の発光装置における光の進路について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、白色樹脂３５とガラスクロス６０を用いたキャビティ壁３０１、比較例である透明樹脂３６とガラスクロス６０を用いたキャビティ壁３０２、の光の進路を説明する図、（ｃ）は本実施形態のキャビティ壁３０の光の進路を説明する図である。なおこれらの図では、説明のために、ガラスクロスの層とそれ以外の樹脂の層を別々の層として示しているが、実際には、ガラスクロスは樹脂の層内で層の面と平行してガラスファイバ（束）が並んだ状態になっている。
【００４３】
まず図２（ａ）に示す発光装置では、ＬＥＤ素子及び蛍光体含有樹脂層から光出射側に向かう光のうち一部の光Ａは、キャビティ壁３０１の壁面で反射して出射光Ａ’として出射するが、一部の光Ｂは、キャビティ壁３０１の壁面に露出しているガラスファイバを透過する。ガラスファイバは反射性の白色樹脂で囲まれているため、光Ｂは反射を繰り返しながら光ファイバ内を進み、最終的にキャビティ壁の外側に出る。この光は発光装置の出射光として寄与しない光となる。
【００４４】
一方、キャビティ壁３０２が透光性である発光装置では、図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子及び蛍光体含有樹脂層から光出射側に向かう光Ｃ、Ｄは、概ね透光性のキャビティ壁３０２を通して光出射側から出射されるが、少々ではあるが、一部の光Ｃ’、Ｄ’が透光性樹脂とガラスクロスとの界面で反射されて、キャビティ壁３０１を基板１０に固定している接着層５０に向かう。この光Ｃ”、Ｄ”は接着層５０を劣化させる原因になるとともに、接着層５０が変色していた場合、接着層５０により吸収されて残りの光が反射されるため、それが接着層５０の色として、光出射側から認識されることになる。つまり比較例の発光装置では、従来の発光装置（図２（ａ））に比べ光の出射効率を高めることはできるが、接着層５０が直接光にさらされるため、その劣化が進みやすく、また変色した場合にその色が見えてしまうことになる。
【００４５】
これに対し、本実施形態の発光装置では、図２（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子及び蛍光体含有樹脂層から光出射側に向かう光Ｅ、Ｆの多くは、光透過層３１を透過し、そのまま光出射側に向かう（出射光Ｅ’、Ｆ’）。またガラスファイバと樹脂との屈折率差が小さいため、ガラスファイバ内に入射した光は、図２（ａ）の場合のように反射を繰り返しながら側方に漏れにくくなる。透光性樹脂とガラスクロスとの界面で反射される光Ｅ”、Ｆ”もあるが、この光は反射樹脂層３２により反射され、出射光Ｅ’’’、Ｆ’’’として光出射側から取り出される。このように本実施形態の発光装置では、従来の発光装置により光の出射効率を高めることができ、しかも接着層５０を光にさらすことなくその劣化を防止することができ、また変色した接着層５０が見えることもない。
【００４６】
上述した本実施形態の効果を得るための、キャビティ壁３０の構造とＬＥＤ素子２０との関係を、二層構成のキャビティ壁３０を例にして説明する。図３（ａ）は、光透過層３１と反射樹脂層３２との界面の位置ｈ（基板１０のＬＥＤ素子搭載面からの高さ、以下同じ）が、ＬＥＤ素子２０の高さＨ２（基板１０のＬＥＤ素子搭載面からの高さ、以下同じ）とほぼ同じで蛍光体含有樹脂層４０の蛍光体含有領域の上面の高さＨ１より低い場合、（ｂ）は界面の位置ｈがＬＥＤ素子２０の高さＨ２より低い場合、（ｃ）は界面位置がＬＥＤ素子２０の高さより高く且つ蛍光体含有樹脂層４０の蛍光体含有領域の上面の高さＨ１よりも高い場合を示している。
【００４７】
図３（ａ）、（ｂ）に示す界面位置では、ＬＥＤ素子２０の上面から上の部分は、全て光透過層３１に囲まれているため、上面から出射して出射側に向かう光は効率よく取り出され、前方に広く広がる出射光が得られる。図３（ｂ）に示す場合は、ＬＥＤ素子２０が側面からも光を発する素子であっても、側面からの光によって側面の近傍に存在する蛍光体が発する光を、光透過層３１を介して出射させることができる。
【００４８】
図３（ｃ）に示す界面位置では、蛍光体含有樹脂層４０の蛍光体含有領域を反射樹脂層３２で囲んでいるので、反射層３２がガラスクロスを含有する場合には、光の側方への漏れが発生するものの、反射層３２の上に光透過層３１が存在することにより、光学的には白色樹脂からなるキャビティ壁を低くしたものと実質的に同様の輝度向上効果（光出射率向上効果）が得られ、しかも、キャビティ内に、ＬＥＤ素子２０と基板１０の配線パターンとを結ぶ導線を覆うに十分な量の樹脂を充填することができる。これにより、キャビティ壁が低い場合のデメリットを解消できる。
【００４９】
図３（ａ）〜（ｃ）のように、蛍光体含有樹脂層において、蛍光体粒子が沈降して蛍光体含有領域が形成されている場合には、光透過層３１と反射樹脂層３２との界面位置は、蛍光体含有領域の上面より低いことが好ましく（図３（ｃ）より図３（ａ）または図３（ｂ）が好ましく）、ＬＥＤ素子の上面より低いことがより好ましい（図３（ａ）より図３（ｂ）が好ましい）。
【００５０】
尚、上記において、図３を用いて、蛍光体含有樹脂層において蛍光体粒子が沈降した蛍光体含有領域が形成されている場合を例に、光透過層３１と反射樹脂層３２との界面位置についての好ましい関係を説明したが、本願発明の発光装置における蛍光体含有樹脂層において、蛍光体粒子は全体的に分散していてもよい。蛍光体粒子が蛍光体含有樹脂層全体に分散した状態である場合は、光透過層３１と反射樹脂層３２との界面位置は、ＬＥＤ素子の上面より高い位置であることが好ましい。蛍光体粒子が蛍光体含有樹脂層全体に分散している場合には、沈降している場合と比較して、出射光の蛍光体含有領域を通る光路長差が大きく、観視角度による色度変化が大きい発光装置となりやすいが、反射樹脂層３２による反射を利用して（比較的光路長が長く黄み寄りの光を反射樹脂層３２で発光装置の中心方向へ向けて反射して）、観視角度による色度変化を抑制できるためである。
【００５１】
本実施形態の発光装置は、キャビティ壁の材料として特定の材料を用意することを除いて、従来の発光装置と同様の方法で製造することができる。製造方法の一例を示す図４を参照して、本実施形態の発光装置の製造方法を説明する。
【００５２】
まず１ないし複数枚のガラスクロスに未硬化の透明樹脂（シリコーン樹脂）を含浸し、半硬化した状態（プリプレグ状態）の透明樹脂基板と、透明樹脂（シリコーン樹脂）に所定の量の反射性粒子を分散させた反射性樹脂からなるプリプレグ状態の反射性樹脂基板或いは必要に応じてガラスクロスを未硬化の反射性樹脂を含浸したプリプレグ状態の透明樹脂基板とを重ね、加圧硬化して一体化する（図４（ａ））。これにより光透過層と反射樹脂層との間に明確な界面がないキャビティ壁用基板３０’となる。この１枚のキャビティ壁用基板３０’は、図１に示すような発光装置単体を複数製造することができる大きさである。
【００５３】
キャビティ壁用基板３０’の反射樹脂層側に、接着シート５０’を重ねて加熱し、接着シートを半硬化の状態にする（図４（ｂ））。接着シート５０’は接着層５０となるものであり、耐熱性の点でエポキシ系接着剤が好適に用いられる。接着シート５０’が半硬化の状態で、キャビティ穴８０を開ける（図４（ｃ））。キャビティ穴８０の大きさや形状は、ＬＥＤ素子２０のサイズや発光装置の用途に応じて適宜決められる。
【００５４】
一方、ＬＥＤ素子を搭載するための基板１０を用意する（図４（ｄ））。基板１０としては、金属製のものや樹脂の表面に配線パターンを形成したものなど種々のものを採用することができる。図では、一例としてプリント基板を示している。プリント基板１０は、樹脂板の表面にＬＥＤ素子の電極パットが電気的に接続される配線パターンや電極が形成されたものであり、キャビティ壁用基板３０’のキャビティ穴に対応する位置に、各ＬＥＤ素子用の配線パターンが形成されている。
【００５５】
図４（ｃ）の接着シート付キャビティ壁用基板３０’の接着シート側をプリント基板１０に重ね、両者をヒーター付プレス機等を用いて、加圧／加熱して接着剤を硬化させて接着する（図４（ｅ））。これにより複数のキャビティが形成された基板１０となる。
【００５６】
図４（ｅ）のキャビティ付基板１０の各キャビティに、ＬＥＤ素子２０を搭載する。図示するフェイスアップ素子の場合、その底面をシリコーン系やエポキシ系などの接着剤で基板１０に固定し、上面に形成された二つの電極をそれぞれ基板１０の配線パターンに導線で電気的に連結させる。その後、キャビティ内に蛍光体含有樹脂を注入し、硬化し蛍光体含有樹脂層４０を形成する。最後にキャビティ間の基板１０とその上のキャビティ壁部分を切断して個々の発光装置に分離する（図４（ｆ））。
【００５７】
こうして製造される発光装置は、キャビティ壁３０の上部が光透過層３１で形成されているので、出射光量が多く輝度が高い。また、キャビティ壁の高さを適度に確保できるので、比較的低濃度の蛍光体含有樹脂を用いて、注入量のバラツキから発生する発光色バラツキを緩和させることが可能である。さらに、蛍光体を沈降させることによって、発光色にムラの少ない発光装置を得ることができる。
【００５８】
本実施形態によれば、輝度が高く、個々の発光装置による発光色のバラツキのない発光装置が得られる。また本実施形態によれば、接着層として経時的に変色しやすい材料を用いた場合にも、接着層の光による劣化を抑制でき、また変色があってもそれが見えることがなく発光装置が得られる。
【００５９】
以上、本発明の発光装置の一実施形態を説明したが、上記実施形態で説明した材料、形状や数値は一例であって、これに限定されることなく、本発明の発光装置の効果を阻害しない範囲で任意の変更が可能である。
【００６０】
例えば、図１〜図４では、ＬＥＤ素子が一つ搭載されている場合を示したが、複数搭載されている場合も本発明に含まれる。
例えば、図１〜図４では、キャビティ壁に囲まれた空間内に充填された光透過性の封止樹脂層内に蛍光体を含む場合を示したが、蛍光体を含まない場合も本発明に含まれる。
また、例えば、図１〜図４ではキャビティ壁の壁面が、基板１０のＬＥＤ素子搭載面に対し垂直である場合を示したが、壁面がＬＥＤ素子搭載面に対し傾斜していたり、また壁面が曲面である場合も本発明に含まれる。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００６２】
＜実施例＞
シリコーン樹脂に反射性粒子（酸化チタン）を含む反射性樹脂とガラスクロスからなるプリプレグ（厚み：４４０μｍ）と、反射性粒子を含まず反射性樹脂と同じ組成のシリコーン樹脂とガラスクロスからなる光透過樹脂のプリプレグ（厚み：６０μｍ）とを重ねて、温度１８０℃で加圧し、厚み約０．５ｍｍの壁部材用基板（図４の３０’）を作製した。
【００６３】
この壁部材用基板にエポキシ系接着剤からなる接着シートを重ねて、接着剤を半硬化状態にした後、直径３．８ｍｍの円形の穴をくり抜き、ガラスクロス含有シリコーン樹脂基材からなるプリント基板に接着シート側を重ね、プレス機で加熱・加圧し接着材をさらに硬化させて、壁部材用基板とプリント基板を一体化した。
【００６４】
円形の穴によって形成されたキャビティ内に、ＬＥＤ素子（ＧａＮ系青色発光ＬＥＤ素子）を実装した後、キャビティ内に蛍光体含有樹脂（黄色蛍光体：ＹＡＧ、含有量：１２重量％）を注入し硬化させて、白色発光装置（外形４．６ｍｍ×４．６ｍｍ、高さ０．７ｍｍ）を作製した。
【００６５】
＜比較例＞
壁部材用基板として、実施例と同じ反射性樹脂のみからなる基板を用いた以外は実施例と同様にして発光装置を作製した。
【００６６】
実施例と比較例でそれぞれ作製した発光装置の光束を２πタイプの積分球により測定した。その結果、実施例の発光装置は、約５％の光束向上が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明によれば、輝度が高く、発色のバラツキや外観の劣化のないバスタブタイプの発光装置が提供される。
【符号の説明】
【００６８】
１０・・・基板、２０・・・ＬＥＤ素子、３０・・・キャビティ壁、３１・・・光透過層、３２・・・反射層、４０・・・蛍光体含有樹脂層、４５・・・蛍光体、５０・・・接着層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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