(57)【要約】【課題】迷光の抑制が可能な配光特性を有する発光装置を提供する。【解決手段】基板と、基板上に設けられた発光素子と、基板上で発光素子を被覆する透光性封止部材と、を有し、透光性封止部材は、基板側から胴体部とレンズ部を有し、基板と胴体部の外表面とがなす内角は、基板とレンズ部の下端部の外表面とがなす内角よりも大きく、レンズ部の外表面は、外表面と光軸との交点である頂点と胴体部側の下端部との間において、頂点側及び下端部側よりも曲率半径が小さくなる領域を有する非球面からなり、レンズ部の光軸方向の長さは胴体部の光軸方向の長さより長く、発光素子の発光面の最大幅Ｗｍしたとき、胴体部の径Ｄｉが、２．０≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．４を満足するように設定されている。【選択図】図１
2017011257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた発光素子と、
前記基板上で前記発光素子を被覆する透光性封止部材と、を有し、
前記透光性封止部材は、前記基板側から胴体部とレンズ部を有し、
前記基板と前記胴体部の外表面とがなす内角は、前記基板と前記レンズ部の前記下端部の外表面とがなす内角よりも大きく、
前記レンズ部の外表面は、該外表面と前記光軸との交点である頂点と前記胴体部側の下端部との間において、前記頂点側及び前記下端部側よりも曲率半径が小さくなる領域を有する非球面からなり、
前記レンズ部の光軸方向の長さは、前記胴体部の光軸方向の長さより長く、
前記発光素子の発光面の最大幅をＷｍとしたとき、前記胴体部の径Ｄｉが、２．０≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．４を満足するように設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記胴体部の径Ｄｉが、１．８≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．５を満足するように設定されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記胴体部の前記レンズ部側の上端部は、前記光軸との角度が５５°以上、６５°以下である座標で表される範囲にある請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記レンズ部の外表面は、前記胴体部側の下端部と前記頂点の間の曲率半径が最小になる位置から前記下端部側及び前記頂点側に向かって曲率半径が大きくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記レンズ部の外表面は、曲率半径が前記レンズ部の高さの２．８倍以上である平坦部を光軸の周りに含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記平坦部は、前記発光素子の発光面と前記胴体部の光軸との交点と前記平坦部の下端の任意の位置とを結ぶ直線と光軸とがなす角度が、１５°以上、２５°以下となるように設けられた請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
前記胴体部は、円柱又は楕円柱である請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項８】
前記胴体部は、逆円錐台又は逆楕円錐台である請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光素子は、紫外域の波長の光を出射する請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１０】
放射角に対する光強度分布の半値全角が、７０°以上、８０°以下である１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１１】
放射角６０°以上の光強度が、放射角０°の光強度の２割以下である１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１２】
放射角に対する光強度分布曲線における傾きの変化率が、放射角０°で極大値を有する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１３】
前記レンズ部の光軸方向の長さは、前記胴体部の光軸方向の長さの１．１倍以上、１．５倍以下である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１４】
前記透光性封止部材の直径は、前記透光性封止部材の高さの１．１倍以上、１．４以下である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記レンズ部の外表面において、曲率半径が最小になる位置は、前記発光素子の発光面と前記胴体部の光軸との交点と前記曲率半径が最小になる位置とを結ぶ直線と前記光軸とがなす角度が、１５°以上、２５°以下となる範囲に設定された請求項１〜１４のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１６】
前記胴体部と前記レンズ部の間に連結部を含む請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の前記発光装置が、ある一定の間隔で複数配置されてなる発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低消費電力、長寿命、高信頼性など多くの特長を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置が種々の用途に幅広く用いられている。このような用途の拡大に伴い、それぞれの用途に応じた発光特性を有する発光装置が求められている。例えば、インクジェット記録装置において、インクを硬化させる光源に紫外線を出射する発光素子（ＬＥＤ）が用いられることがある（特許文献１）。このインクジェット記録装置は、主走査方向に移動しながら印刷対象であるメディアに対してインクヘッドからインクを射出するホルダと、ホルダと共に主走査方向に移動し、インクヘッドから射出したインクを硬化させる光を照射するランプと、を有する。
【０００３】
特許文献１に記載されたインクジェット記録装置では、前記ランプとして複数のＬＥＤが列状に配設された紫外線光源が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェット記録装置では、インクヘッドと紫外線光源とが比較的接近して配置されるために、光源からの光が、例えばメディア等で反射してインクヘッド方向に照射されることがあり、インクが硬化してしまうという課題があった。このような、インクヘッド方向、すなわち横方向に照射される光（以下、迷光と記載することがある）を抑えるために、インクジェット記録装置全体の構成を工夫したり、光源の構成を工夫したインクジェット記録装置が提案されたりしているが、全体の構成又は光源の構成が複雑になったり、迷光の抑制が不十分である場合がある。
また、インクジェット記録装置以外の用途であっても、不必要な方向に出射される光を抑制するために、用途に応じた配光特性が求められる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の実施形態は、迷光の抑制が可能な配光特性を有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】
【０００７】
そこで、本発明の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に設けられた発光素子と、前記基板上で前記発光素子を被覆する透光性封止部材と、を有し、前記透光性封止部材は、前記基板側から胴体部とレンズ部とを有し、前記基板と前記胴体部の外表面とがなす内角は、前記基板と前記レンズ部の前記下端部の外表面とがなす内角よりも大きく、前記レンズ部の外表面は、該外表面と前記光軸との交点である頂点と前記胴体部側の下端部との間において、前記頂点側及び前記下端部側よりも曲率半径が小さくなる領域を有する非球面からなり、前記レンズ部の光軸方向の長さは、前記胴体部の光軸方向の長さより長く、前記発光素子の発光面の最大幅をＷｍとしたとき、前記胴体部の径Ｄｉが、２．０≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．４を満足するように設定されている。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように構成された発光装置によれば、迷光の抑制が可能な配光特性を有する発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る発光装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係る発光装置の透光性封止部材の平面図である。
【図３】実施形態１に係る発光装置の透光性封止部材の断面図である。
【図４】実施例１の発光装置と比較例１の発光装置の配光特性を示すグラフである。
【図５】実施例１の発光装置において、透光性封止部材１の各部から出射される配光特性を示すグラフである。
【図６Ａ】図３に示す胴体部と形状が異なる透光性封止部材の断面図である。
【図６Ｂ】図３に示す胴体部と形状が異なる透光性封止部材の断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態２に係る発光装置の構成を示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す発光装置の側面図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示す発光装置の基板の平面図である。
【図８Ａ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．１になるように、最大幅Ｗｍを、２．７３に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｂ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．２になるように、最大幅Ｗｍを、２．５に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｃ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．３になるように、最大幅Ｗｍを、２．３１に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｄ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．４になるように、最大幅Ｗｍを、２．１２に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｅ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．６になるように、最大幅Ｗｍを、１．８８に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｆ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．７になるように、最大幅Ｗｍを、１．７６に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｇ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．８になるように、最大幅Ｗｍを、１．６７に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｈ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．９になるように、最大幅Ｗｍを、１．５８に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｉ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が２．０になるように、最大幅Ｗｍを、１．５に設定した。ときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｊ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が２．１になるように、最大幅Ｗｍを、１．４に設定した。ときの配光特性を示すグラフである。
【図８Ｋ】実施例２の発光装置において、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が３．１になるように、最大幅Ｗｍを、０．８５に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図９Ａ】実施例３の発光装置において、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）が１．５になるように、胴体部１１の高さｔ１１を、０．８２に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図９Ｂ】実施例３の発光装置において、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）が１．１になるように、胴体部１１の高さｔ１１を、１．１２に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図９Ｃ】実施例３の発光装置において、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）が１．０になるように、胴体部１１の高さｔ１１を、１．２３に設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図１０Ａ】実施例４の発光装置において、透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）が１．４になるように、胴体部１１の高さｔ１１、レンズ部１２の高さｔ１２及び連結部１３の高さｔ１３を設定したときの配光特性を示すグラフである。
【図１０Ｂ】実施例４の発光装置において、透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）が１．１になるように、胴体部１１の高さｔ１１、レンズ部１２の高さｔ１２及び連結部１３の高さｔ１３を設定したときの配光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置は、実施形態の技術的思想を具現化するためのものであって、本発明を、以下の具現化された形態に限定するものではない。特に、構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、単なる説明例であり、説明を明確にするために誇張していることがある。以下に記載される実施形態及び実施例は、各構成等を適宜組み合わせて適用できる。
【００１１】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る発光装置１０の構造を示す斜視図である。図１に示されるように、発光装置１０は、基板３と、基板３上に実装される発光素子２と、基板３上で発光素子２を直接被覆する透光性封止部材１とを有する。
そして、発光装置１０において、
（１）透光性封止部材１が、基板３側から胴体部１１と外表面が非球面であるレンズ部１２とを有し、そのレンズ部１２の光軸方向の長さが胴体部１１の光軸方向の長さより長くなっており、
（２）発光素子２の発光面の最大幅をＷｍとしたとき、胴体部１１の径Ｄｉが、２．０≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．４を満足するように設定されている。
以上のように構成された発光装置１０によれば、放射角に対する光強度分布の半値全角を小さくでき、例えば、インクジェット記録装置に使用される場合に、迷光の抑制が可能な発光装置を提供することが可能になる。
ここで、発光面の最大幅Ｗｍとは、例えば、発光面が四角形である発光素子２では、発光面の対角間の長さをいい、発光面が円形である発光素子２では、発光面の直径をいい、発光面が楕円である発光素子２では、発光面の長径の長さをいう。
また、胴体部１１の径Ｄｉは、胴体部１１の基板３側の底面の径をいう。
なお、発光装置１０は、必要に応じて保護素子４を含んでいてもよい。
以下、発光装置１０の構成について詳細に説明する。
【００１２】
実施形態１の基板３は、上面に第１電極３１及び第２電極３２を有する。第１電極３１及び第２電極３２は、正負の配線として機能する。発光素子２として、例えば、主に紫外域の波長の光（約２００ｎｍ〜４１０ｎｍ）を出射する発光ダイオードを用いることができるが、これに限定されない。発光素子２は、例えば、発光面側の上面に正又は負の一方の電極を有し、その反対側の面上に設けられる他方の電極が、基板３の第１電極３１上に導電性接着剤等で接続され、上面の正又は負の電極がワイヤーボンディングにより基板３の第２電極３２と接続されてもよい。また、正負の電極が同一面上に設けられた発光素子を用いてフリップチップ実装してもよいし、電極が設けられる面と反対側の面を基板３上に実装し、正負の電極をワイヤーボンディングによって第１電極３１と第２電極３２とにそれぞれ接続してもかまわない。
保護素子４は、例えば、基板３の第１電極３１と第２電極３２との間に発光素子２と並列に接続することができる。
【００１３】
（透光性封止部材１の構成）
透光性封止部材１は、基板３上で発光素子２を覆い、透光性封止部材１の光軸が発光素子２の発光部の中心に位置するように設けることができる。また、保護素子４を含む場合には、透光性封止部材１は、基板３上で発光素子２と保護素子４とを覆うように設けることができる。
【００１４】
図２は、実施形態１に係る発光装置の透光性封止部材の平面図である。図３は、実施形態１に係る発光装置の透光性封止部材の断面図である。尚、図３は断面図であるが、図の明瞭化のためにハッチングは省略する。図４は、実施形態１に係る実施例１の発光装置と比較例１の発光装置の配光特性を示すグラフである。実施形態１の透光性封止部材１は、光軸方向に出射される光の相対強度が高くなるように、基板３側から胴体部１１とレンズ部１２とを含み、レンズ部１２の外表面を非球面とし、レンズ部１２の光軸方向の長さが胴体部１１の光軸方向の長さより長くなっている（図３参照）。
【００１５】
（レンズ部１２の構成）
実施形態１において、レンズ部１２の曲面形状は、主として、放射角が０°〜６０°の範囲の配光特性を決定する。レンズ部１２は、光軸との交点である頂点と胴体部１１側の下端部との間において、頂点側及び下端部側よりも曲率半径Ｒが小さくなる領域を有する非球面の外表面を有する。具体的には、頂点と下端部の間で曲率半径Ｒが最小になる位置１２ａを有し、その位置１２ａから下端部側及び頂点側に近づくにつれて曲率半径Ｒが大きくなる非球面の外表面を有する。
【００１６】
以下、レンズ部１２の構成について具体的に説明する。尚、以下の説明において、レンズ部１２及び胴体部１１の外表面における位置は、発光素子２の発光面と透光性封止部材１の光軸との交点を原点（発光中心）とし、外表面上の任意の位置と原点とを結ぶ直線Ｌと光軸とがなす角度θにより示すものとする。また、発光素子２の配光分布の中心軸と発光素子の発光面とが交わる点を発光中心と呼ぶ。本実施形態において、好ましくは、発光素子２の配光分布の中心軸と透光性封止部材１の光軸とが一致するように発光素子２と透光性封止部材１とを配置する。
【００１７】
実施形態１において、レンズ部１２は、胴体部１１側の下端部（レンズ部１２と胴体部１１との境界）と原点とを結ぶ直線Ｌ３と光軸とのなす角度θ（図３に示すθ３）が５５°以上、６５°以下の範囲に位置するように設けられることが好ましい。また、レンズ部１２の外表面は、曲率半径が大きく実質的に平坦な平坦部１２１と、曲率半径が平坦部１２１より小さい曲面部とを有する。平坦部１２１は、レンズ部１２の高さｔ１２の２．８倍以上の曲率半径Ｒを有する実質的に平坦な面であり、図３に示すように、レンズ部１２の頂点（光軸と外表面との交点）を含み、平坦部１２１と曲面部との境界と原点とを結ぶ直線Ｌ１と光軸とがなす角度θ１以下の部分である。また、曲面部は、直線Ｌ１と光軸とがなす角度θがθ１より大きい、平坦部１２１の外側に位置する外表面である。平坦部１２１と曲面部とを分ける境界は、直線Ｌ１と光軸とがなす角度θ１で示される外表面上の位置であり、その境界を規定する角度θ１は、１５°≦θ１≦２５°の範囲に設定することが好ましい。
【００１８】
より具体的な一例を示せば、例えば、実施形態１のレンズ部１２は、直線Ｌ３と光軸との角度θ３が６０°以下である座標で表される範囲に設けられる。また、レンズ部１２において、例えば、光軸からの角度θ１が１９°以下である座標で表される範囲が、実質的に平坦な平坦部１２１となっている。実施形態１では、平面視で発光素子２に対応する領域を平坦部１２１とすることができる。
また、平坦部１２１は、レンズ部１２の下端部の半径を１とした場合、相対値が０〜０．４７で表される範囲に設けることができる。このような平坦部１２１は、上記相対値が０〜０．４７で表される範囲において、発光素子２の上面からレンズ部１２の頂点までの高さを１とした場合のサグ量ｚの相対値が、−０．０３１４以下となるように、外表面の形状を設定することにより構成できる。平坦部１２１は、完全に平坦な領域を含んでいても良い。なお、サグ量（ｓａｇ）ｚとは、透光性封止部材１の頂点において光軸と直交する直線から、透光性封止部材１の外表面までの距離をいう。
【００１９】
実施形態１では、透光性封止部材１が前述のような範囲にレンズ部１２を有し、レンズ部１２のうち光軸を中心とする一定の範囲に平坦部１２１を有することで、配光特性において放射角０°の光軸上でより効果的に光相対強度を高くできる。言い換えると、光強度分布曲線を放射角０°（光軸）上に尖った頂部を有する尖形とすることができる。
【００２０】
実施形態１では、レンズ部１２の外表面は、曲面部において、曲率半径Ｒが最小になる位置１２ａを含む。この位置１２ａは、透光性封止部材１の光軸を含む縦断面において、一点で示される点であってもよいし、ある範囲にわたって同じ最少曲率半径を有する曲線で示される領域であってもよい。この曲率半径Ｒが最小になる位置１２ａと原点とを結ぶ直線Ｌ２と光軸との角度θ２は、３５°≦θ２≦４５°の範囲に設定することが好ましく、これにより、より効果的に光軸方向に集中して光が出射することが可能になる。
例えば、レンズ部１２を、直線Ｌ３と光軸との角度θ３が６０°以下である座標で表される範囲とし、レンズ部１２において、光軸からの角度θ１が１９°以下である座標で表される範囲が、実質的に平坦な平坦部１２１とした場合、曲率半径Ｒが最小になる位置１２ａは、例えば、直線Ｌ２と光軸との角度θ２が４０°で表される位置に設定する。
【００２１】
曲面部において、平坦部１２１の下端（平坦部１２１と曲面部との境界）から曲率半径Ｒが最小になる位置１２ａまでを第１領域１２２とし、位置１２ａからレンズ部１２の下端（レンズ部１２と胴体部１１との境界）までを第２領域１２３とする。
第１領域１２２は、例えば、直線Ｌ２と光軸との角度θ２が１９°≦θ２≦４０°で表される範囲に設定できる。また、その場合、レンズ部１２の下端部の半径を１とした場合、光軸からの距離の相対値が０．４８〜０．７２で表される範囲に設けることができ、発光素子２の上面からレンズ部１２の頂点までの高さを１とした場合のサグ量ｚの相対値が、−０．０３１４より大きく、−０．２７７以下となるように、外表面の形状を設定することができる。
【００２２】
また、第２領域１２３は、光軸からの角度θ３が４０°＜θ３≦６０°以下である座標で表される範囲に設けることができる。
第２領域１２３は、レンズ部１２の下端部の半径ｈを１とした場合、光軸からの距離の相対値が０．７３〜１．０で表される範囲に設けることができ、発光素子２の上面からレンズ部１２の頂点までの高さを１とした場合のサグ量ｚの相対値が、−０．２７７より大きく、−０．６０３となるように、外表面の形状を設定することができる。
【００２３】
以上のように、レンズ部１２の外表面は、縦断面において頂部から下端部側に、平坦部１２１、第１領域１２２、第２領域１２３、をこの順番に有する非球面の凸曲面形状となっている。曲率半径Ｒは、平坦部１２１及び第１領域１２２において、光軸との角度が大きい座標で表される位置ほど小さくなり、第２領域において、光軸との角度が大きい座標で表される位置ほど大きくなる。なお、曲率半径Ｒの変化量は、第１領域において最も大きく、平坦部及び第２領域における曲率半径Ｒの変化量は、第１領域の曲率半径Ｒの変化量に比べて小さい。このような構成とすることで、配光特性において、より効果的に放射角０°の光軸上でより効果的に光相対強度を高くできる。
【００２４】
（胴体部１１の構成）
胴体部１１は、透光性封止部材１においてレンズ部１２よりも基板３側に設けられる。実施形態１の胴体部１１は、レンズ部１２側の上端部が直線Ｌと光軸とのなす角度θが５５°以上、６５°以下の範囲に位置するように設けられることが好ましい。胴体部１１は、その外表面と基板３の上面とがなす胴体部１１の内角θ５（以下、胴体部１１の内角θ５と記載することがある）が、レンズ部１２の下端部の外表面と基板３の上面とがなすレンズ部の内角θ４（以下、レンズ部１２の下端部の内角θ４と記載することがある）よりも大きくなるように構成される。したがって、実施形態１では、図３に示されるレンズ部１２の下端部の接線よりも内側に傾斜するような胴体部１１の外表面とすることができる。ここで、胴体部１１の外表面は、基板３に対して垂直（９０°）である場合も含む。尚、内角θ４は、光軸を含む断面において、レンズ部１２の下端部表面の接線と基板３の上面とがなす角度として表すこともできる。
【００２５】
前述のように規定される胴体部１１の形状を具体的に説明すると、以下の３つに分けることができる。
（１）図３に示されるように、胴体部１１の内角θ５がレンズ部１２の下端部の内角θ４よりも大きく、基板３に対して垂直（９０°）な外表面を有する胴体部１１（すなわち、円柱形状又は楕円柱形状）、
（２）図６Ａに示されるように、胴体部１１の内角θ５がレンズ部１２の下端部の内角θ４よりも大きく、かつ９０°よりも小さくなる外表面を有する胴体部１１（すなわち、円錐台形状又は楕円錐台形状）、
（３）図６Ｂに示されるように、胴体部１１の内角θ５がレンズ部１２の下端部の内角θ４よりも大きく、かつ９０°よりも大きくなる外表面を有する胴体部１１（すなわち、光軸からの距離が基板側ほど小さい逆傾斜、具体的には逆円錐台形状、逆楕円錐台形状）
【００２６】
なお、実施形態１の胴体部１１（円柱形状、楕円柱形状、（逆）円錐台形状及び（逆）楕円錐台形状）は、いずれも外表面が透光性封止部材１の光軸に直交する横断面において曲線であり、透光性封止部材１の光軸を含む縦断面において直線である。
【００２７】
胴体部１１は、主として、放射角が６０°以上の放射角が大きい部分での配光特性を決定するものであり、胴体部１１の内角θ５がレンズ部１２の下端部の内角θ４よりも大きくなる外表面であるほど（すなわち、逆傾斜の外表面を有することで）、胴体部１１の側面に入射する発光素子からの光の入射角が大きくなる。これにより、胴体部１１の側面でより多くの光が反射されるようになり、放射角が大きい部分における光相対強度を特に低くすることができる。なお、胴体部１１の形状は、円柱形状又は楕円柱形状であると好ましい。これにより、例えば、透光性封止部材１を金型で容易に成形することができる。
【００２８】
なお、胴体部１１の外表面は、縦断面において直線でなくてもよく、外表面が縦断面において曲線（例えば、外表面が外側に凸形状である変形円柱形状、変形楕円柱形状、変形（逆）円錐台形状及び変形（逆）楕円錐台形状等）の胴体部１１であってもよい。また、胴体部１１の外表面は、横断面において直線でもよく、例えば、胴体部１１の形状は四角柱等の多角柱でもかまわない。
【００２９】
実施形態１では、レンズ部１２の光軸方向の高さｔ１２は、胴体部１１の光軸方向の高さｔ１１の１．１倍以上、１．５倍以下とすることができ、より好ましくは、１．２倍以上、１．４倍以下とする。これにより、透光性封止部材１から取り出される光の取り出し効率を高く維持することができる。なお、胴体部１１の光軸方向の高さｔ１１は、被覆する発光素子２の高さよりも高いことが好ましい。そうすることで、放射角が大きい部分の光の相対強度を抑えることができる。
【００３０】
以上、説明した胴体部１１と、非球面で平坦部を有するレンズ部１２とからなる透光性封止部材１を有する発光装置１０は、図４に示されるように、放射角が０°のときに光強度分布曲線の傾きの変化率が極大値をとり、当該曲線において光軸上に尖った頂部が形成される。また、球面からなる透光性封止部材を有する比較例１の発光装置と比べ、放射角が大きい部分の光強度が抑えられた配光特性を有する。
【００３１】
具体的には、放射角に対する光強度分布の半値全角を、７０°以上、８０°以下にでき、放射角６０°以上の光強度を、放射角０°の光強度の２割以下にできる。したがって、実施形態１の発光装置１０は、例えば、横方向に照射される迷光（すなわち、放射角が大きい部分に照射される光）の抑制が望まれるインクジェット記録装置等への使用に適した配光特性を有する。
【００３２】
なお、実施形態１の発光装置１０によれば、レンズ部１２の外表面の非球面形状、胴体部１１の外表面の基板３に対する傾斜（内角θ５）、レンズ部１２の光軸方向の高さｔ１２と胴体部１１の光軸方向の高さｔ１１の比率等を適宜変更することにより、要求に合わせて配光特性を適宜変更できる。
【００３３】
また、以上のように構成された発光装置１０を、ある一定の間隔で複数配置して発光モジュールを構成することができる。上記のような配光特性を有する発光装置１０を用いる場合、例えば３．５ｍｍ〜８．０ｍｍ程度の一定の間隔で複数配置することで、メディア等の照射対象に対して均一に光を照射可能な発光モジュールを形成することができる。
【００３４】
（連結部１３、基部１４、鍔部８）
実施形態１の発光装置１０では、図３に示されるように、胴体部１１とレンズ部１２との間にさらに連結部１３を含んでもよい。また、胴体部１１の下端部と基板３との間に基部１４を有してもよい。連結部１３は、例えば胴体部１１とレンズ部１２と同様の横断面形状を有し、円錐台形状及び楕円錐台形状等に設けることができる。基部１４は、基板３側に向かって横断面の面積が大きくなるように設けることができる。連結部１３及び基部１４は、主として、透光性封止部材１の金型成形を容易にするなど製造上の便宜のため設けられるものであり、胴体部１１とレンズ部１２とによって形成される配光特性を実質的に変化させないように形状が決定される。しかしながら、連結部１３及び基部１４は、胴体部１１とレンズ部１２とによって形成される配光特性よりさらに光軸方向に集中して光が出射されるように、又は胴体部１１とレンズ部１２とによって形成される配光特性を調整するように形状を決定してもよい。
発光装置１０は、図２及び図３に示されるように、レンズ部１２の基部１４の下端側において、その外縁から外側に拡がった鍔部８を有していてもよい。鍔部８は、例えば、平面視で基板３と同様の矩形形状とすることができる。
【００３５】
実施形態１の透光性封止部材１は、発光装置の配光特性を設定する基本機能の他に、発光素子２、ワイヤ５、第１電極３１及び第２電極３２、その他接合部などを封止して、埃や外力などから保護する機能も有する。これらの機能を果たすために、透光性封止部材１を構成する材料として、電気的絶縁性を有し、発光素子２から出射される光を透過する（好ましくは透過率７０％以上）の材料を用いて形成することができる。具体的には、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂が挙げられる。ガラス等の無機材料を用いてもよい。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため好ましい。
【００３６】
以下、実施形態１の発光装置１０における透光性封止部材１以外の構成要素について説明する。
【００３７】
（発光素子２）
発光素子２は、発光装置が仕様される用途に合わせて、半導体材料の選択やその混晶比を適宜設定することにより、紫外から赤外まで幅広い範囲で発光波長を選択することができる。例えば、インクジェット記録装置等に使用される発光装置の発光素子は、紫外域の光を発光するように構成される。そのため、例えば、短波長の光が発光可能な窒化物半導体（主として一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ1−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される）を用いることが好ましい。このほか、ＩｎＡｌＧａＡｓ系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。発光素子２の外形や寸法は種々選択できるが、実施形態１では、例えば、平面視１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ角程度、厚み５０μｍ〜４００μｍ程度のＬＥＤチップを用いることができる。
【００３８】
（基板３）
基板３として、発光素子２に電流を供給可能な配線（実施形態１では、第１電極３１及び第２電極３２）と、配線を保持する絶縁性の母材とを有する配線基板を用いることができる。母材としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン又はこれらの混合物を含むセラミックス、ポリフタルアミドや液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ガラスエポキシ、ガラス、紙等が挙げられる。また、基材をポリイミドとし、可撓性の基板としてもよい。また、母材には、発光素子２からの光を効率良く反射させるために酸化チタンなどの白色顔料を配合してもよい。配線の材料としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はこれらの合金等を含む金属が挙げられる。配線の表面には、さらに金属等の被膜を有していてもよい。なお、基板３は配線のみで構成されていてもよい。基板３の外形は、平板形状、キャビティ形状等適宜選択でき、例えば、平面視３．５ｍｍ〜７．０ｍｍ角程度、厚み０．５〜３．０ｍｍ程度の平板形状のものを用いることができる。
【００３９】
＜実施例１＞
実施例１として、図１に示す発光装置１０を用いて配光特性のシミュレーションを行った。
実施例１では、平面視で１．４ｍｍ角、厚み０．３ｍｍ、発光ピーク波長約３８５ｎｍの発光素子２が、銅を含む電極（配線）と母材であるアルミナセラミックスとからなる平板状の基板３（平面視３．５ｍｍ角、厚み０．４ｍｍ）にフリップチップ実装され、透光性封止部材１が基板３上で発光素子２を直接被覆するように設けられている。なお、透光性封止部材１は、光軸が発光素子２の発光部の中心（実施例１では平面視で発光素子２の中心）に位置するように配置される。本シミュレーションにおいて、発光素子２の上面全体が発光面であると仮定しており、ここでは、１．４ｍｍ角の発光素子２を用いている。したがって、発光面の最大幅Ｗｍは、発光素子２の上面の対角かど間の距離（対角線の長さ）で与えられ、１．９８ｍｍである。
実施例１の透光性封止部材１において、レンズ部１２の外表面（非球面形状）は、以下の式（１）により設定した。具体的には、レンズ部１２の光軸を原点としたとき、レンズ部１２の外表面上の位置が以下の式により決定される。ここで、ｚは高さ方向の座標（ｍｍ）であり、ｈは高さ方向に直交する方向の座標（ｍｍ）である。
【数１】
2017011257.tif 000003
ここで、高次の非球面係数のうち、Ａは、０．８２３４２１とし、より高次のＢ，Ｃ，Ｄ，・・・はゼロ（０）とした。また、円錐定数Ｋは、−０．８７８３８９４とし、曲率ｃは、−１．８２２７２７３とした。
【００４０】
以上の式（１）により求めたｚ座標（ｍｍ）及びｈ座標（ｍｍ）を以下の表１に示す。また、表１には、レンズ部１２の下端の半径を１としたときのｈ座標の相対値、発光素素子の発光中心とレンズ部の頂点間の距離を１としたときのとのｚ座標の相対値、ｈ座標の相対値の変化量Δｈ及びｚ座標の相対値の変化量Δｚ（サグ量）、についても示している。
【００４１】
2017011257.tif 000004
【００４２】
具体的には、透光性封止部材の光軸との角度θ３が６０°以下である座標で表される範囲をレンズ部１２とし、６０°よりも大きく、９０°以下である座標で表される範囲を胴体部１１とした。
【００４３】
レンズ部１２の平坦部１２１は、光軸との角度θ１が０°≦θ＜２０である座標で表される範囲とした。実施例１では、光軸を中心とする直径１．４ｍｍの範囲を平坦部とした。平坦部１２１におけるサグ量ｚは、−０．０６８以下となるように設定した。平坦部１２１の曲率半径Ｒは、例えば略２．４４〜５．２７（近似値３．６５）とすることができる。
また、第１領域１２２を、光軸からの角度θ２が２０°≦θ２≦４０°である座標で表される範囲に設けた。実施例１では、平坦部１２１を除く、光軸を中心とする直径２．２ｍｍの範囲を第１領域とした。第１領域１２２におけるサグ量ｚは、−０．０６８より大きく、−０．５９６以下となるように設定した。第１領域１２２の曲率半径Ｒは、例えば１．４４〜２．４４（近似値１．８９）とすることができる。なお、光軸との角度が略４０°である座標で表される範囲において、曲率半径Ｒが最小になる（例えば、曲率半径Ｒ＝１．４４）位置１２ａを有する構成とした。
また、光軸からの角度が４０°＜θ２≦６０°である座標で表される範囲を、第２領域１２３とした。実施例１では、平坦部１２１及び第１領域１２２を除く、光軸を中心とする直径３．０ｍｍの範囲を第２領域１２３とした。第２領域１２３におけるサグ量ｚは、−０．５９６より大きく、−１．３０以下となるように設定した。第２領域１２３の曲率半径Ｒは、例えば１．４４〜１．５０（近似値１．４９）とすることができる。基板３とレンズ部１２（第２領域１２３）の下端部の外表面とがなす内角θ４は６０°とした。なお、レンズ部１２の下端部の半径は１．４９である。
【００４４】
実施例１の透光性封止部材１は、レンズ部１２と胴体部１１との間に連結部１３を含む。連結部１３はレンズ部１２から基板３側に連なり、外表面が曲率半径Ｒ＝０．７５程度の変形円錐台形状とした。
【００４５】
実施例１の胴体部１１は、レンズ部１２、連結部１３から基板側３に連なり、半径１．５ｍｍの円柱形状（基板３と胴体部１１の外表面とがなす内角θ５が９０°）である。
【００４６】
なお、実施例１の透光性封止部材１の光軸方向の高さは２．４２ｍｍであり、レンズ部１２の光軸方向の高さｔ１２は１．３ｍｍ、連結部１３の光軸方向の高さは０．１２ｍｍ、胴体部１１の光軸方向の高さｔ１１は１．０ｍｍとした。
【００４７】
比較例１として、実施例１の透光性封止部材１に代えて、半球面（半径１．５ｍｍ、高さ１．８ｍｍ（発光素子の上面中心からレンズ部頂点までの高さ１．５ｍｍ）、曲率半径Ｒ＝１．５）からなる透光性封止部材を用いた発光装置の配光特性のシミュレーションを行った。
【００４８】
それらの結果を図４に示す。図４に示されるように、光軸との成す角度（放射角）が０°以外の部分において、実施例１の発光装置１０の光強度は、比較例１の発光装置の光強度よりも小さくなることが確認できた。より具体的には、実施例１の発光装置の光強度分布曲線では光軸上に尖った頂部が形成され、放射角に対する光強度分布の半値全角が７０°以上、８０°以下となり、特に放射角６０°以上の光強度が放射角０°の光強度の２割以下に抑えられた。
【００４９】
図５は、実施例１の発光装置において、透光性封止部材１の各部から出射される配光特性を示すグラフである。図５に示されるように、Ｘ１で示す線はレンズ部１２の平坦部から出射される光の配光特性であり、Ｘ２で示す線はレンズ部１２における平坦部を除いた部分から出射される光の配光特性であり、Ｘ３で示す線は、胴体部１１の外表面から出射される光の配光特性を示している。図５に示されるように、放射角が０°〜６０°の配光特性は、主としてレンズ部１２の非球面からなる外表面により決定されることが確認できた。また、胴体部１１の外表面から放射角が６０°以上の光が出射されるが、その出射される光の強度は、図４の比較例１に示した配光特性と比較すると明らかなように、胴体部１１の外表面から出射される光の強度は大幅に抑制されることが確認できた。
【００５０】
実施例２
実施例２では、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）により配光特性がどのように変化するか確認するために、比（Ｄｉ／Ｗｍ）を変えてそれぞれの比（Ｄｉ／Ｗｍ）における配光特性をシミュレーションにより求めた。具体的には、実施例１のシミュレーションに用いたパラメータから発光面の最大幅Ｗｍのみを変更してシミュレーションを行った。
【００５１】
シミュレーション２ａ
シミュレーション２ａでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．１になるように、最大幅Ｗｍを、２．７３に設定した。得られた配光特性を図８Ａに示す。
【００５２】
シミュレーション２ｂ
シミュレーション２ｂでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．２になるように、最大幅Ｗｍを、２．５に設定した。得られた配光特性を図８Ｂに示す。
【００５３】
シミュレーション２ｃ
シミュレーション２ｃでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．３になるように、最大幅Ｗｍを、２．３１に設定した。得られた配光特性を図８Ｃに示す。
【００５４】
シミュレーション２ｄ
シミュレーション２ｄでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．４になるように、最大幅Ｗｍを、２．１２に設定した。得られた配光特性を図８Ｄに示す。
【００５５】
シミュレーション２ｅ
シミュレーション２ｅでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．６になるように、最大幅Ｗｍを、１．８８に設定した。得られた配光特性を図８Ｅに示す。
【００５６】
シミュレーション２ｆ
シミュレーション２ｆでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．７になるように、最大幅Ｗｍを、１．７６に設定した。得られた配光特性を図８Ｆに示す。
【００５７】
シミュレーション２ｇ
シミュレーション２ｇでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．８になるように、最大幅Ｗｍを、１．６７に設定した。得られた配光特性を図８Ｇに示す。
【００５８】
シミュレーション２ｈ
シミュレーション２ｈでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が１．９になるように、最大幅Ｗｍを、１．５８に設定した。得られた配光特性を図８Ｈに示す。
【００５９】
シミュレーション２ｉ
シミュレーション２ｉでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が２．０になるように、最大幅Ｗｍを、１．５に設定した。得られた配光特性を図８Ｉに示す。
【００６０】
シミュレーション２ｊ
シミュレーション２ｊでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が２．１になるように、最大幅Ｗｍを、１．４に設定した。得られた配光特性を図８Ｊに示す。
【００６１】
シミュレーション２ｋ
シミュレーション２ｋでは、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）が３．１になるように、最大幅Ｗｍを、０．８５に設定した。得られた配光特性を図８Ｋに示す。
【００６２】
以上のシミュレーションの結果、以下のことが確認された。
（１）発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）を、１．１以上に設定することにより、放射角度±６０°における光相対強度を、実施例１で示した比較例より低くできる。
（２）発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）を、１．３以上、２．０以下に設定することにより、放射角度±６０°における光相対強度と放射角度±３０°における光相対強度を共に、実施例１で示した比較例より低くできる。
（３）発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）を、１．４以上、１．８以下に設定することにより、光強度分布曲線を放射角０°（光軸）上に尖った頂部を有する尖形とすることができる。
【００６３】
以上のシミュレーションにより、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）を、２．０≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．３を満足するように設定することが好ましく、１．８≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．４を満足するように設定することがより好ましいことが確認された。また、発光素子２の発光面の最大幅Ｗｍと胴体部の径Ｄｉの比（Ｄｉ／Ｗｍ）を、１．８≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．５を満足するように設定すると、光強度分布曲線を放射角０°（光軸）頂部を鋭角の尖形にでき、さらに放射角度±６０°における光相対強度と放射角度±３０°における光相対強度を共により低くできる。
【００６４】
実施例３
実施例３では、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）により配光特性がどのように変化するか確認するために、比（ｔ１２／ｔ１１）を変えてそれぞれの比（ｔ１２／ｔ１１）について配光特性をシミュレーションにより求めた。具体的には、実施例１のシミュレーションに用いたパラメータから胴体部１１の高さｔ１１のみを変更してシミュレーションを行った。
【００６５】
シミュレーション３ａ
シミュレーション３ａでは、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）が１．５になるように、胴体部１１の高さｔ１１を、０．８２に設定した。得られた配光特性を図９Ａに示す。
【００６６】
シミュレーション３ｂ
シミュレーション３ｂでは、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）が１．１になるように、胴体部１１の高さｔ１１を、１．１２に設定した。得られた配光特性を図９Ｂに示す。
【００６７】
シミュレーション３ｃ
シミュレーション３ｃでは、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）が１．０になるように、胴体部１１の高さｔ１１を、１．２３に設定した。得られた配光特性を図９Ｃに示す。
【００６８】
以上のシミュレーションの結果、以下のことが確認された。
（１）胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）を、１．０以上に設定することにより、放射角度±６０°における光相対強度及び放射角度±３０°における光相対強度を、実施例１で示した比較例より低くできる。
（２）胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）を、１．０以上に設定することにより、光強度分布曲線を放射角０°（光軸）上に尖った頂部を有する尖形とすることができる。
また、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）を、１．１以上、１．５以下に設定すると、放射角度±６０°における光相対強度と放射角度±３０°における光相対強度を共により低くできる。
【００６９】
実施例４
実施例４では、透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）により配光特性がどのように変化するか確認するために、比（Ｄｉ／ｔ１）を変えてそれぞれの比（Ｄｉ／ｔ１）について配光特性をシミュレーションにより求めた。具体的には、実施例１のシミュレーションに用いたパラメータから透光性封止部材１の高さｔ１を変更してシミュレーションを行った。透光性封止部材１の高さｔ１は、胴体部１１の高さｔ１１、レンズ部１２の高さｔ１２及び連結部１３の高さｔ１３の合計である。実施例４のシミュレーションにおいて、連結部１３の高さｔ１３は、０．１２ｍｍとし、胴体部１１の高さｔ１１とレンズ部１２の高さｔ１２の比（ｔ１２／ｔ１１）は、１．３になるようにした。
【００７０】
シミュレーション４ａ
シミュレーション４ａでは、透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）が１．４になるように、胴体部１１の高さｔ１１、レンズ部１２の高さｔ１２及び連結部１３の高さｔ１３を設定した。得られた配光特性を図１０Ａに示す。
【００７１】
シミュレーション４ｂ
シミュレーション４ｂでは、透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）が１．１になるように、胴体部１１の高さｔ１１、レンズ部１２の高さｔ１２及び連結部１３の高さｔ１３を設定した。得られた配光特性を図１０Ｂに示す。
【００７２】
以上のシミュレーションの結果、以下のことが確認された。
（１）透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）を、１．１以上に設定することにより、放射角度±６０°における光相対強度及び放射角度±３０°における光相対強度を、実施例１で示した比較例より低くできる。
（２）透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）を、１．１以上に設定することにより、光強度分布曲線を放射角０°（光軸）上に尖った頂部を有する尖形とすることができる。
（３）透光性封止部材１の高さｔ１と胴体部１１の径Ｄｉの比（Ｄｉ／ｔ１）を、１．４を越えると、＋３０°〜＋６０°の放射角度における光相対強度及び−３０°〜−６０°の放射角度における光相対強度が大きくなる傾向がある。
【００７３】
以上のことから、透光性封止部材１の直径（胴体部１１の径Ｄｉ）は、透光性封止部材１の高さの１．１倍以上、１．４以下であることが好ましい。
【００７４】
＜実施形態２＞
図７Ａは、本発明の実施形態２に係る発光装置２０の構成を示す斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに示す発光装置２０の側面図である。実施形態２の発光装置２０は、主に、基板及び透光性封止部材の構成が実施形態１の発光装置１０と異なる。具体的には、側壁７を有する基板３ａを用い、該側壁７に、実施形態１で示した透光性封止部材１の胴体部１１の側面がもつ反射・導光機能をもたせる。すなわち、基板３ａの側壁７と、胴体部１１を含まない形態の透光性封止部材１ａ（すなわち、実施形態１のレンズ部１２に対応）とによって、放射角の大きい部分における光相対強度を低くして、迷光を抑制可能な配光特性を有する発光装置２０を形成するものである。
その他の構成については、実施形態１の発光装置１０の構成を適宜適用することができ、詳細な説明は省略する場合がある。
【００７５】
実施形態２の発光装置２０は、図７Ａに示されるように、側壁７で囲まれた凹部６を有する基板３ａと、凹部６の底面上（すなわち、凹部６の底面を形成する基板３ａ上）に接合される発光素子２ａと、側壁７の上面に接合されて凹部６の開口を封止する透光性封止部材１ａと、を有する。
【００７６】
図７Ｃは、図７Ａに示す発光装置２０の基板３ａの平面図である。実施形態２では、同一面上に正負の電極を有する発光素子２ａを、導電性又は非導電性の接着剤によって凹部６の底面の配線（アノード電極３１ａ及び／又はカソード電極３２ａ）上に実装し、適宜発光素子２ａの電極と配線とを導電性ワイヤ５で電気的に接続することができる。実施形態２では、平面視で、発光素子２ａの発光部の中心が、凹部６の底面の中心にくるように配置される。
なお、発光素子２ａは、実施形態１と同様に上下に電極を有するものを用いてもよいし、正負の電極が同一面上に設けられた発光素子を用いてフリップチップ実装してもよい。また、正負の電極が同一面上に設けられた発光素子を用い、電極を有する面と反対側の面を配線上に実装し、導電性ワイヤによって発光素子２ａの電極と配線とを接続してもかまわない。発光素子２ａの発光波長は、適宜所望の波長を選択することができる。また、発光素子２ａの大きさや形状も特に限定されず、例えば、平面視が矩形で１．４ｍｍ角、厚み０．３ｍｍのものを用いることができる。その他、六角形の発光素子を用いてもかまわない。なお、凹部６の底面上には、発光素子２ａの他に保護素子が配置されていてもよい。
【００７７】
実施形態２では、側壁７は、発光素子２ａの上面よりも高い位置まで設けられる。また、実施形態２の側壁７の内面は、凹部６の底面とのなす角度が、９０°以上となるように設けられることが好ましい。これにより、発光素子２ａから出射された光を効率的にレンズ部２１２方向へ反射・導光させることができ、光の取り出しを向上させることができる。
【００７８】
実施形態２では、側壁７の厚みは０．５ｍｍとすることができる。そうすることで、発光素子２ａからの光が側方へ透過することを抑え、上方（レンズ部２１２方向）へ効率よく導光させることができる。基板３ａ（側壁７）は、例えば平面視で３．５ｍｍ×２．８３ｍｍの矩形状とすることができるが、これに限らない。基板３ａの材料としては、実施形態１と同様のものを用いることができ、耐光性の観点から、特に窒化アルミ二ウム等のセラミックスを用いることが好ましい。
【００７９】
実施形態２では、透光性封止部材１ａが基板３ａの側壁７の上面に接合されて、凹部６を覆う。透光性封止部材１ａは、使用環境を考慮して、凹部６の開口部を封止するように、側壁７の上面全体に接合されていてもよく、これにより凹部６内への水分等の浸入を防ぐことができ、発光素子２ａの劣化を抑制することができる。透光性封止部材１ａは、その光軸が発光素子２ａの発光部の中心に位置するように、側壁７上に配置されることが好ましい。
実施形態２では、特に、紫外域の波長の光を出射する発光素子２ａを用いるような場合、透光性封止部材１ａの材料として前述のような樹脂材料の他、ガラス等の無機材料を好適に用いることができる。そうすることで、透光性封止部材１ａの劣化を抑制することができる。なお、実施形態２では、凹部６内が空隙になっているが、適宜、樹脂や波長変換部材等の部材を設けてもよい。
【００８０】
実施形態２の透光性封止部材１ａは、非球面からなる外表面を有するレンズ部２１２を有する。実施形態２では、レンズ部２１２は、光軸との交点である頂点と基板３ａ側の下端部との間において、頂点側及び下端部側よりも曲率半径が小さくなる領域を有する非球面のレンズ形状とすることができる。具体的な形状については、実施形態１の透光性封止部材１のレンズ部１２と同様の形状とすることができるので、詳細な説明は省略する。
このような形状のレンズ部２１２を、発光素子２ａから出射した光と、発光素子２ａから出射し、基板３ａの側壁７で透光性封止部材１ａ方向に反射・導光された光と、が通過して発光装置２０の外部へ取り出されることで、例えば半球面形状や平板形状の透光性封止部材を用いる場合と比べて、狭配光な発光装置２０とすることができる。すなわち、実施形態１では、透光性封止部材１の胴体部１１とレンズ部１２とによって、迷光を抑制した配光特性を有する発光装置１０が形成されたが、実施形態２では、基板３ａの側壁７を実施形態１の胴体部１１として作用させることで、該側壁７とレンズ部２１２とよって、迷光を抑制した配光特性を有する発光装置２０を形成することができる。例えば、放射角に対する光強度分布の半値全角が、６０°以上、７０°以下となるような発光装置２０を形成することができる。なお、上記のような配光特性を有する発光装置２０を複数配置した発光モジュールは、メディア等の照射対象に対して均一な光を照射可能であり、色ムラを抑制することができる。
【００８１】
実施形態２の透光性封止部材１ａは、レンズ部２１２の基部１４の下端側において、その外縁から外側に拡がった鍔部８を有する。鍔部８は、例えば、平面視で基板３ａと同様の矩形形状を有する。実施形態２では、透光性封止部材１ａは、鍔部８の外周部分（端面）が基板３ａの側壁７の上面上に位置するように、例えば、４つの角部で接着剤５０により基板３ａ（側壁７）に固定される。実施形態２では、鍔部８の外周部分の全体が側壁７の上面に接合されていてもよい。そうすることで、透光性封止部材１ａは、凹部６を隙間なく封止することができる。鍔部８は、平面視で、凹部６の開口形状（側壁７の上面内縁形状）と略同じ又はよりも大きい相似形状であると好ましい。これにより、例えば凹部６の開口形状と透光性封止部材１ａのレンズ２１２の外縁形状とが異なる場合でも、透光性封止部材１ａによって凹部６を封止しやすい。
【００８２】
透光性封止部材１ａと基板３ａ（側壁７の上面）とを接合する接着剤５０としては、前述の樹脂材料、Ａｕ−Ｓｎ等の半田等を用いることができる。特に、材料コストの観点から、シリコーン樹脂が好ましい。接着剤５０は、例えば、対向する位置に複数（すなわち、対向する辺どうしや角部付近に）設けることで、透光性封止部材１ａと基板３ａとを安定的に接合することができる。なお、接着剤は、側壁７の上面の全域に設けてもよい。なお、接着剤を用いずに、例えば溶接・溶着等の方法で、透光性封止部材１ａと基板３ａとを接合してもかまわない。
【００８３】
実施形態２では、例えば、凹部６の底面から側壁７の上面までの高さを０．６ｍｍとすると、透光性封止部材１ａの高さ（厚み）は１．８ｍｍ程度とすることができる。また、このとき、レンズ部２１２の厚みは１．４５ｍｍ、鍔部８の厚みは０．３５ｍｍ程度とすることができる。これにより、例えば、放射角に対する光強度分布の半値全角が、６０°以上、７０°以下となるような狭配光な発光装置２０を形成することができる。
【００８４】
実施形態２では、図７Ａ、図７Ｃに示すように、配線として凹部６の底面の中央部に正方形のアノード電極３１ａが設けられ、そのアノード電極３１ａを取り囲むようにカソード電極３２ａが設けられ、さらに１つの角部にアノード電極３１ａ及びカソード電極３２ａから分離されたアノード電極３１ｂが設けられている。
また、実施形態２では、図７Ｃに示されるように、発光装置２０を実装する際、例えば、発光装置２０の実装方向を識別するための識別マークを形成している。具体的には、開口部の形状が略矩形である凹部６において、４つの角部のうち３つをＲ面、１つをＣ面として、Ｃ面の部分を識別マークＣ１とすることができる。
【００８５】
また、側壁７の上面にパターンを形成することで、識別マークＣ２，Ｃ３を形成している。具体的には、図７Ｃに示されるように、側壁７の上面に、凹部６の底面のカソード電極３２ａの外周に沿ってコの字型（すなわち、アルファベットのＣ）パターンを形成して識別マークＣ２とし、保護素子が載置されるアノード電極３１ｂの外周に沿ってＬ字型の識別マークＣ３を形成することができる。このように、側壁７の上面にパターンを設けて識別マークとすることで、レンズ部２１２や鍔部８の外縁により、識別マークが認識しにくくなることを防止することができる。
パターンは、例えば、鍍金等で形成することができる。特に、パターンをＡｕ等で設けることで、透光性封止部材１ａを、半田等の接着剤を用いて側壁７上に接合する際に、接合性を高めることができる。
【００８６】
なお、実施形態２では、透光性封止部材１ａのレンズ部２１２の外表面を、光軸との交点である頂点と基板３ａ側の下端部との間において、頂点側及び下端部側よりも曲率半径が小さくなる領域を有する非球面としたが、これに限らない。例えば、レンズ部２１２の外表面は、光軸との交点である頂点と基板３ａ側の下端部との間において、曲率半径が小さくなる領域を有する非球面であってもよい。そうすることで、迷光を抑制した狭配光な配光特性を有する発光装置２０を形成することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１，１ａ  透光性封止部材
２，２ａ  発光素子
３，３ａ  基板
４  保護素子
５  ワイヤ
１０,２０  発光装置
１１  胴体部
１２,２１２  レンズ部
１２１  平坦部
１２２  第１領域
１２３  第２領域
１３  連結部
１４  基部
３１  第１電極
３２  第２電極
６  凹部
７  側壁
８  鍔部
Ｃ１,Ｃ２，Ｃ３  識別マーク
【図１】
2017011257.tif 000005
【図２】
2017011257.tif 000006
【図３】
2017011257.tif 000007
【図４】
2017011257.tif 000008
【図５】
2017011257.tif 000009
【図６Ａ】
2017011257.tif 000010
【図６Ｂ】
2017011257.tif 000011
【図７Ａ】
2017011257.tif 000012
【図７Ｂ】
2017011257.tif 000013
【図７Ｃ】
2017011257.tif 000014
【図８Ａ】
2017011257.tif 000015
【図８Ｂ】
2017011257.tif 000016
【図８Ｃ】
2017011257.tif 000017
【図８Ｄ】
2017011257.tif 000018
【図８Ｅ】
2017011257.tif 000019
【図８Ｆ】
2017011257.tif 000020
【図８Ｇ】
2017011257.tif 000021
【図８Ｈ】
2017011257.tif 000022
【図８Ｉ】
2017011257.tif 000023
【図８Ｊ】
2017011257.tif 000024
【図８Ｋ】
2017011257.tif 000025
【図９Ａ】
2017011257.tif 000026
【図９Ｂ】
2017011257.tif 000027
【図９Ｃ】
2017011257.tif 000028
【図１０Ａ】
2017011257.tif 000029
【図１０Ｂ】
2017011257.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月6日(2016.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた発光素子と、
前記基板上で前記発光素子を被覆する透光性封止部材と、を有し、
前記透光性封止部材は、前記基板側から胴体部とレンズ部を有し、
前記基板と前記胴体部の外表面とがなす内角は、前記基板と前記レンズ部の前記下端部の外表面とがなす内角よりも大きく、
前記レンズ部の外表面は、該外表面と前記光軸との交点である頂点と前記胴体部側の下端部との間において、前記頂点側及び前記下端部側よりも曲率半径が小さくなる領域を有する非球面からなり、
前記レンズ部の光軸方向の長さは、前記胴体部の光軸方向の長さより長く、
前記発光素子の発光面の最大幅をＷｍとしたとき、前記胴体部の径Ｄｉが、２．０≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．４を満足するように設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記胴体部の径Ｄｉが、１．８≧Ｄｉ／Ｗｍ≧１．５を満足するように設定されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記胴体部の前記レンズ部側の上端部は、前記光軸との角度が５５°以上、６５°以下である座標で表される範囲にある請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記レンズ部の外表面は、前記胴体部側の下端部と前記頂点の間の曲率半径が最小になる位置から前記下端部側及び前記頂点側に向かって曲率半径が大きくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記レンズ部の外表面は、曲率半径が前記レンズ部の高さの２．８倍以上である平坦部を光軸の周りに含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記平坦部は、前記発光素子の発光面と前記胴体部の光軸との交点と前記平坦部の下端の任意の位置とを結ぶ直線と光軸とがなす角度が、１５°以上、２５°以下となるように設けられた請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
前記胴体部は、円柱又は楕円柱である請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項８】
前記胴体部は、逆円錐台又は逆楕円錐台である請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光素子は、紫外域の波長の光を出射する請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１０】
放射角に対する光強度分布の半値全角が、７０°以上、８０°以下である１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１１】
放射角６０°以上の光強度が、放射角０°の光強度の２割以下である１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１２】
放射角に対する光強度分布曲線における傾きの変化率が、放射角０°で極大値を有する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１３】
前記レンズ部の光軸方向の長さは、前記胴体部の光軸方向の長さの１．１倍以上、１．５倍以下である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１４】
前記透光性封止部材の直径は、前記透光性封止部材の高さの１．１倍以上、１．４以下である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記レンズ部の外表面において、曲率半径が最小になる位置は、前記発光素子の発光面と前記胴体部の光軸との交点と前記曲率半径が最小になる位置とを結ぶ直線と前記光軸とがなす角度が、３５°以上、４５°以下となる範囲に設定された請求項１〜１４のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１６】
前記胴体部と前記レンズ部の間に連結部を含む請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の前記発光装置が、ある一定の間隔で複数配置されてなる発光モジュール。