(57)【要約】【課題】高効率化を実現可能な発光装置を提供する。【解決手段】基板１０１上に配置された発光素子１０３と、発光素子を覆う封止層１０４と、封止層上に配置されたテクスチャ層１０５と、を有し、テクスチャ層の表面は同心円の複数のリッジ構造１０５ａを有し、リッジ構造の同心円の半径方向Ｖｒの断面は、三角形状であって、三角形状の封止層側から最も遠位にある頂点から頂点と対向する底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する。【選択図】図１
2017098414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された発光素子と、
前記発光素子を覆う封止層と、
前記封止層上に配置されたテクスチャ層と、を有し、
前記テクスチャ層の表面は同心円の複数のリッジ構造を有し、前記リッジ構造の前記同心円の半径方向の断面は、三角形状であって、前記三角形状の前記封止層側から最も遠位にある頂点から前記頂点と対向する底辺に下した垂線と、前記頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する、発光装置。
【請求項２】
前記リッジ構造の断面の三角形状は直角三角形であり、前記同心円の中心に対し外側に、前記底辺と直角をなす辺が位置する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記テクスチャ層は、前記封止層の表面の面積の８０％以上に配置され、かつ、前記同心円の中心を含む前記表面の一部において配置されない、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記テクスチャ層は蛍光体を包含しない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記テクスチャ層は、厚さを２ｍｍとした場合の、５５０ｎｍの波長の光に対する光透過率が７０％以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記テクスチャ層と前記封止層とは同じ屈折率を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関し、特に発光素子を利用した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子として発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」とも称する）を利用した発光装置の高効率化が推進されている。
【０００３】
ＬＥＤは、Ｐ型とＮ型の半導体の接合によって構成されており、接合部に電圧が印加されることにより接合部において電子と正孔が結合し、半導体のバンドギャップに相当するエネルギーの光を放出する半導体素子である。
【０００４】
ＬＥＤは、既存の白熱電球と比較して、小型化、軽量化が可能であり、発熱が少なく、寿命が長く、高速の応答が可能であるという長所を有し、照明等の種々の発光装置として利用されている。
【０００５】
ＬＥＤを利用した発光装置は、一般的に、ＬＥＤのチップと、そのチップを覆うことで保護する封止層とを含み、ＬＥＤから放出された光は、封止層の表面から外部に放射される。しかし、封止層の屈折率が大気の屈折率と比較して大きいため、ＬＥＤから放出された光の比較的多くの部分が、封止層と大気との界面において封止層側に反射されることにより、発光装置としての高効率化が妨げられている。
【０００６】
発光装置の高効率化を実現する先行技術としては特許文献１および特許文献２に記載されたものがある。特許文献１には、ＬＥＤ上に形成されたカプセルの表面に複数の角錐等の突起からなるテクスチャを備え、ＬＥＤから放出された光が臨界角より小さい角度でテクスチャの表面に入射させることで反射する光を少なくし、光出力を増加させることが記載されている。特許文献２には、ＬＥＤを封止する樹脂層上に複数の角錐等の突起を形成することで、突起の内側に向かって反射する光を低減し、突起の外側に向かって照射される光を増大することで光取り出し効率を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１１−５２６０８３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＬＥＤから放出される光の封止層表面への入射角度は広い範囲に分布する。したがって、単に封止層表面に角錐等の突起を形成したとしても、突起の表面に入射したＬＥＤからの光の多くは一部または全部が反射し、反射した光は、発光装置からの光の照射方向とは逆方向に戻り、封止層に含まれる蛍光体との衝突等により減衰する。上記先行技術は、突起の表面で反射して戻る光を発光装置からの放射光として効率的に取り出していないという問題がある。
【０００９】
また、ＬＥＤから放出される光は、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する方向の強度が最も高くなるが、上記先行技術は、当該範囲の入射角で封止層表面に入射する光を発光装置からの放射光として適切に取り出していないという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。すなわち、断面が三角形状であって、当該三角形状の封止層側から最も遠位の頂点から底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する同心円の複数のリッジ構造を、封止層上のテクスチャ層の表面に設ける。これにより、リッジ構造の表面で反射する光の反射方向を発光装置からの光の照射方向に向けることができるため、テクスチャ層内における反射光を効率的に取り出すことで発光装置の高効率化を実現できる。さらに、ＬＥＤから放出される光のうち強度が最も高い、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する光のリッジ構造の表面での全反射を抑制できるため、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記課題は、以下の手段によって解決される。
【００１２】
基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆う封止層と、前記封止層上に配置されたテクスチャ層と、を有し、前記テクスチャ層の表面は同心円の複数のリッジ構造を有し、前記リッジ構造の前記同心円の半径方向の断面は、三角形状であって、前記三角形状の前記封止層側から最も遠位にある頂点から前記頂点と対向する底辺に下した垂線と、前記頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する、発光装置。
【発明の効果】
【００１３】
断面が三角形状であって、当該三角形状の封止層側から最も遠位の頂点から底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する同心円の複数のリッジ構造を、封止層上のテクスチャ層の表面に設ける。これにより、リッジ構造の表面で反射する光の反射方向を発光装置からの光の照射方向に向けることができるため、テクスチャ層内における反射光を効率的に取り出すことで発光装置の高効率化を実現できる。さらに、ＬＥＤから放出される光のうち強度が最も高い、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する光のリッジ構造の表面での全反射を抑制できるため、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】発光装置の構造を示す上面図および断面図である。
【図２】リッジ構造の断面について説明するための説明図である。
【図３】ＬＥＤから放出される光の封止層表面への入射角度と光強度との分布のグラフを示す図である。
【図４】角度θ１および角度θ２を４０度以下とした場合と、４０度より大きくした場合の戻り光の向きを比較して示す説明図である。
【図５】リッジ構造の断面が直角三角形である場合の角度θ１と発光装置の光取出し効率比との関係の測定結果を示す図である。
【図６】テクスチャ層の表面のリッジ構造を有さない領域の表面全体に対する面積割合である中心部面積割合と、光取出し効率比との関係の測定結果を示す図である。
【図７】発光装置の製造方法の第１実施形態を示す図である。
【図８】発光装置の製造方法の第２実施形態を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る発光装置の製造方法により製造される発光装置の構造を示す上面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る発光装置について詳細に説明する。
【００１６】
なお、本明細書において、一の層と他の層（大気を含む）との界面を当該一の層の表面と記載する。
【００１７】
また、図面において、各要素の寸法および比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る発光装置の構造を示す上面図および断面図である。図１のＡは発光装置１００の上面図であり、図１のＢは、当該上面図のＡ−Ａ’における断面図である。図１には、発光装置１００の構造の例としてＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）構造が示されている。
【００１９】
発光装置１００は、基板１０１、モールドフレーム１０２、ＬＥＤ１０３、封止層１０４、およびテクスチャ層１０５を有する。
【００２０】
基板１０１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、アルミニウム（Ａｌ）、またはシリコン（Ｓｉ）の板状体、または、アルミニウムの板状体上にアルミナおよび／またはシリコン（Ｓｉ）の層を設けたものにより構成され得る。基板１０１上には、各ＬＥＤ１０３にそれぞれ電力を供給するための図示しない電極が設けられ得る。
【００２１】
モールドフレーム１０２は、基板１０１上に設けられた円状の壁であり、ＬＥＤ１０３を覆う封止層１０４を形成する際、封止層１０４の材料であるシリコーン樹脂等をせき止めるためのダムとして機能する。これにより、モールドフレーム１０２は、モールドフレーム１０２の内部に配置された封止層１０４を囲むように構成される。モールドフレーム１０２は、ＬＥＤ１０３から放出された光を反射してテクスチャ層１０５の表面から光を外部に放射させるように光の向きを調整する機能を有する。モールドフレーム１０２は、アルミナおよび／またはシリコーン樹脂を用いて構成され得る。
【００２２】
ＬＥＤ１０３は、発光素子を構成し、青色光の光エネルギーに相当するバンドギャップを有する半導体を用いて構成された発光ダイオードのチップであり得る。ＬＥＤ１０３は、順方向に電圧が印加されることにより青色光を放出する。発光装置１００に実装されるＬＥＤ１０３の数は限定されず、単数であっても複数であってもよい。ＬＥＤ１０３は、図示しないボンディングワイヤおよび配線を介して上述した電極に接続され得る。
【００２３】
封止層１０４はＬＥＤ１０３を覆うことでＬＥＤ１０３を保護する。封止層１０４には、熱硬化性樹脂が用いられることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびフェノール樹脂の少なくともいずれか一つ以上が用いられ得る。封止層１０４の屈折率は、１．３５以上で１．９未満とされ得る。
【００２４】
封止層１０４には、例えば、光が入射することで赤色光よび緑色光をそれぞれ放出する赤色蛍光体および緑色蛍光体が分散されることで包含され得る。
【００２５】
赤色蛍光体としては、特に限定されないが、例えば、カズン（ＣＡＳＮ）赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）が用いられ得る。緑色蛍光体としては、特に限定されないが、例えば、ベータサイアロン（β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ）が用いられ得る。
【００２６】
ＬＥＤ１０３から放出された青色光と、各蛍光体から放出される赤色光および緑色光とが混合されることにより、白色光が発光装置１００から放射される。
【００２７】
なお、蛍光体として、赤色蛍光体および緑色蛍光体に代えて黄色蛍光体が用いられ得る。黄色蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）が用いられ得る。
【００２８】
テクスチャ層１０５は、封止層１０４上に配置され、表面に同心円の複数のリッジ構造１０５ａを有する。リッジ構造とは、線状に盛り上がった凸状の構造である。
【００２９】
テクスチャ層１０５には、熱硬化性樹脂が用いられることができ、例えば、シリコーン樹脂等のポリシロキサン結合を有する組成物、エポキシ樹脂、およびフェノール樹脂の少なくともいずれか一つ以上が用いられ得る。
【００３０】
テクスチャ層１０５は、厚さを２ｍｍとした場合の５５０ｎｍの波長の光に対する光透過率が７０％となるように構成することが望ましい。これにより、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。
【００３１】
同心円の各リッジ構造１０５ａの当該同心円の半径方向Ｖｒの断面（以下、「リッジ構造の断面」と称する）は、三角形状を有する。そして、当該三角形状の封止層１０４側から最も遠位にある頂点から当該頂点と対向する底辺に下した垂線と当該頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下に構成される。
【００３２】
図２は、リッジ構造の断面について説明するための説明図である。
【００３３】
図２のＡには、リッジ構造１０５ａの断面の三角形状ＡＢＣの封止層１０４側から最も遠位にある頂点Ａから頂点Ａと対向する底辺ｃに下した垂線ｄと、頂点Ａをなす辺ａおよび辺ｂとがそれぞれなす角度θ１および角度θ２が示されている。角度θ１および角度θ２は、４０度以下とされる。
【００３４】
図２のＢには、特に、リッジ構造の断面の三角形状ＡＢＣが直角三角形である場合が示されている。この場合は、辺ｂと垂線ｄ（垂線ｄは辺ｂと重なる）とがなす角度θ２は０度となる。
【００３５】
リッジ構造の断面の三角形状において、角度θ１および角度θ２を４０度以下とする理由について説明する。
【００３６】
図３は、ＬＥＤから放出される光の封止層表面への入射角度と光強度との分布のグラフを示す図である。グラフの縦軸は、封止層に入射される光の入射角度ごとの強度を、封止層１０４に入射される光全体の強度に対する割合として示している。図３には、ＬＥＤ１０３の数およびパッケージサイズの異なる２つの発光装置Ｙ、Ｔについての分布が示されている。
【００３７】
図３に示すように、ＬＥＤ１０３から放出される光の封止層１０４表面への入射角度は、両装置とも０度〜９０度まで広い範囲に分布し、入射角度が４５度近傍の範囲において光強度が最も高くなる。
【００３８】
したがって、入射角度が４５度近傍の範囲の光をリッジ構造１０５ａの表面から発光装置１００の外部に放射させるためにリッジ構造の断面である三角形状における角度θ１、θ２が調整されることが望ましい。すなわち、入射角度が４５度近傍の範囲の光のリッジ構造１０５ａの斜面（辺ａまたは辺ｂを含む面）に対する入射角がより小さくなるように角度θ１、θ２を調整し、当該斜面で全反射しにくくすることが望ましい。
【００３９】
さらに、ＬＥＤ１０３から放出された光のうちリッジ構造１０５ａの表面で反射される戻り光の向きを、発光装置１００からの光の照射方向（図１の矢印の方向）に向けて、発光装置１００からの放射光として取り出せるように角度θ１、θ２を調整することが望ましい。このためには、リッジ構造の断面の三角形状において、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることが必要となる。
【００４０】
角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、図３に破線で示された、表面にリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５を設けない場合の取出し可能な光の範囲を、実線で示された、当該テクスチャ層１０５を設けた場合の取出し可能な光の範囲まで拡大できる。
【００４１】
図４は、角度θ１および角度θ２を４０度以下とした場合と、４０度より大きくした場合の戻り光の向きを比較して示す説明図である。図４のＡは、角度θ１および角度θ２を４０度以下とした場合の戻り光の向きを示している。図４のＢは、角度θ１および角度θ２を４０度より大きくした場合の戻り光の向きを示している。
【００４２】
図４のＡに示すように、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、ＬＥＤ１０３から放出されリッジ構造１０５ａに入射した光ｉ１がリッジ構造１０５ａの表面ｆｂで反射された戻り光ｉ２の向きを、発光装置１００からの光の照射方向に向けることができる。すなわち、ＬＥＤ１０３から放出された光がリッジ構造１０５ａ内で反射されたとしても、封止層１０４の方向に光が戻ることを防止し、封止層１０４において蛍光体等と衝突することによる光の減衰を抑制できる。
【００４３】
一方、図４のＢに示すように、角度θ１および角度θ２を４０度より大きくすると、戻り光ｉ２の向きは、発光装置１００からの光の照射方向とは逆方向に向かう。さらに、戻り光ｉ２は光リッジ構造１０５ａの表面で反射され、反射された戻り光ｉ３は、破線の丸で囲まれて示されるように、封止層１０４の方向に向かい、封止層１０４において蛍光体等と衝突することで減衰し得る。封止層１０４内に戻った光は、蛍光体との衝突およびモールドフレーム１０２による反射等により、再度、発光装置１００からの光の照射方向に向かい、発光装置１００から外部に放射され得るが、蛍光体との衝突等により減衰するため、光取り出し効率が低下する。
【００４４】
したがって、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、リッジ構造１０５ａの表面ｆｂで反射された戻り光ｉ２の向きを発光装置１００からの光の照射方向に向けることができるため、戻り光の反射による光の減衰を抑制して光取り出し効率を増大できる。
【００４５】
なお、上述したように、ＬＥＤ１０３から放出される光の封止層表面への入射角度は０度〜９０度まで広い範囲に分布する。このため、角度θ１および角度θ２を４０度以下としても、ＬＥＤ１０３から放出されるすべての光について戻り光の向きを発光装置１００からの光の照射方向に向けることはできない。しかし、少なくとも、戻り光の向きが発光装置１００からの光の照射方向となる光の割合を増大させることができる。
【００４６】
また、角度θ１および角度θ２を４０度以下とすることで、リッジ構造１０５ａの表面に入射する光のリッジ構造１０５ａの表面に対する入射角を小さくすることができるため、リッジ構造１０５ａの表面における全反射を抑制し、光取出し効率を増大させることができる。
【００４７】
図５は、リッジ構造の断面が直角三角形である場合の角度θ１と発光装置の光取出し効率比との関係の測定結果を示す図である。当該直角三角形は、同心円のリッジ構造１０５ａの当該同心円の中心に対し外側に、底辺と直角をなす辺が位置する。光取出し効率比とは、テクスチャ層１０５を設けない場合の光取出し効率に対する被測定装置の光取出し効率の比である。
【００４８】
図５に示すように、角度θ１を４０度以下とすることにより、光取出し効率比が顕著に増加することが判る。
【００４９】
リッジ構造の断面は、同心円のリッジ構造１０５ａの当該同心円の中心に対し外側に、底辺と直角をなす辺が位置する直角三角形であることが望ましい。これにより、光取出し効率がさらに向上され発光装置のさらなる高効率化を実現できることが確認されている。さらに、当該直角三角形の底辺と直角をなす辺を含むリッジ構造１０５ａの表面が、封止層１０４の表面に対し垂直に配置され、当該リッジ構造１０５ａの表面において光が反射されるため、リッジ構造１０５ａを設けることによる配光特性の変動を抑制できる。
【００５０】
図１に戻り、テクスチャ層１０５は、封止層１０４の表面の面積の８０％以上に配置され、かつ、同心円のリッジ構造の当該同心円の中心を含む、封止層１０４の表面の一部の領域Ｓにおいて配置されないことが望ましい。これにより、リッジ構造１０５ａを形成するための金型の、領域Ｓに対応する部分に金型を厚さ方向に貫通する貫通孔を設け、当該貫通孔から真空引きを行い得る。当該真空引きを行うことで金型のリッジ構造１０５ａに対応する部分にテクスチャ層１０５の材料を隙間なく先端まで充填できる。特に、金型の表面に離型剤を塗布する場合は、離型剤とテクスチャ層１０５の材料との表面自由エネルギーの差により、離型剤とテクスチャ層１０５の材料との間に隙間が発生しやすくなる。この場合であっても、金型の領域Ｓに対応する部分に設けられた貫通孔から真空引きを行うことで、離型剤とテクスチャ層１０５の材料との間に隙間が発生することを防止し、リッジ構造１０５ａの頂点Ａが欠けること等による装置の歩留低下を抑制することができる。
【００５１】
テクスチャ層１０５を有さない領域Ｓを設ける場合に、封止層１０４の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層１０５を設ける理由について説明する。
【００５２】
図６は、封止層の表面のテクスチャ層を有さない領域の表面全体に対する面積割合である中心部面積割合と、光取出し効率比との関係の測定結果を示す図である。図６には、ＬＥＤ１０３の数およびパッケージサイズの異なる２つの発光装置Ａ、Ｂについての測定結果が示されている。
【００５３】
図６に示すように、中心部面積割合が２０％を超えると光取出し効率比が顕著に低下する。したがって、リッジ構造１０５ａの同心円の中心を含む、封止層１０４表面の一部においてテクスチャ層１０５を有さない領域Ｓを設け、かつ、封止層１０４の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層１０５を設ける。これにより、光取出し効率を低下させずに、リッジ構造１０５ａの成型性を向上して装置の歩留向上を実現できる。
【００５４】
発光装置１００の製造方法について説明する。
【００５５】
図７は、発光装置の製造方法の第１実施形態を示す図である。
【００５６】
図７のＡに示すように、基板１０１上にモールドフレーム１０２が設けられてなるパッケージ内に、ＬＥＤ１０３が実装された後、ＬＥＤ１０３を覆うように、蛍光体の粉末を含むシリコーン樹脂の封止材１０６が塗布される。
【００５７】
図７のＢに示すように、１００μｍピッチの複数のリッジ構造１０５ａを形成するための金型１０７の表面に図示しない離型剤が塗布され、１５０℃で３０分間加熱されることで離型剤が乾燥された後、リッジ構造１０５ａの材料であるシリコーン樹脂１０８が離型剤上に塗布される。シリコーン樹脂１０８には蛍光体が包含されていない。その後、シリコーン樹脂１０８は、５０℃の真空雰囲気で５〜３０分間乾燥されて粘度が低下される。
【００５８】
図７のＣに示すように、金型１０７の表面と封止材１０６の上面とが対面されて、金型１０７の表面上に塗布されたシリコーン樹脂１０８と封止材１０６とが密着される。このとき封止材１０６は熱硬化されていないため、封止材１０６の上面を鉛直上方向に向け、金型１０７の表面を鉛直下方向に向けた状態で、シリコーン樹脂１０８と封止材１０６とが密着される。シリコーン樹脂１０８と封止材１０６とが密着される際に積層された金型１０７および基板１０１は、０．１〜１ＭＰａで加圧されるとともに１５０℃で３０分間加熱される。これにより、封止材１０６が熱硬化されて封止層１０４が形成されるとともに、金型１０７の構造内にシリコーン樹脂１０８が十分に充填された状態でシリコーン樹脂１０８が熱硬化される。
【００５９】
図７のＤに示すように、封止材１０６およびシリコーン樹脂１０８が同時に熱硬化された後、シリコーン樹脂１０８が金型１０７から剥離されることで、封止層１０４の表面にリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５が形成される。
【００６０】
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法によれば、封止層１０４およびリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５の形成の際の熱硬化を同時に行う。これにより、発光装置１００の製造時間を短縮できる。さらに、封止層１０４とテクスチャ層１０５の熱硬化とが実質的に同時に行われることで、封止像１０４とテクスチャ層１０５との間に界面ができることを防止して、当該界面における光の減衰を予防できる。
【００６１】
なお、封止材１０６が熱硬化されて封止層１０４が形成された後に、封止層１０４と金型１０７の表面上に塗布されたシリコーン樹脂１０８とが密着されてシリコーン樹脂１０８が熱硬化されることで封止層１０４上にリッジ構造１０５ａが形成されてもよい。これにより、リッジ構造１０５ａ内に封止材１０６に含まれる蛍光体が拡散する可能性をより低減し、封止層１０４にのみ蛍光体を含み、テクスチャ層１０５には蛍光体を含まない構成の発光装置１００を製造できる。封止層１０４にのみ蛍光体を含み、テクスチャ層１０５には蛍光体を含まない構成とすることで、蛍光体と衝突することによる光強度の低下が抑制されて、より確実に装置の効率向上を実現できる。
【００６２】
図８は、発光装置の製造方法の第２実施形態を示す図であり、図９は、当該製造方法により製造される発光装置の構造を示す上面図および断面図である。
【００６３】
図８のＡに示すように、基板１０１上にモールドフレーム１０２が設けられてなるパッケージ内に、ＬＥＤ１０３が実装された後、ＬＥＤ１０３を覆うように、蛍光体の粉末を含むシリコーン樹脂の封止材１０６が塗布される。
【００６４】
その後、図８のＢに示すように、５０℃で２時間乾燥させることで、封止材１０６の粘度を低下させて、封止材１０６に含まれている蛍光体を基板１０１の方向に沈降させる。これにより、封止材１０６が、蛍光体を含む層と蛍光体を含まない層に分離するため、１５０℃で１時間加熱して封止材１０６を熱硬化することで、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａと蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂとが一体的に同時形成される。
【００６５】
図８のＣに示すように、１００μｍピッチの複数のリッジ構造１０５ａを形成するための金型１０７の表面に図示しない離型剤が塗布され、１５０℃で３０分間加熱されることで離型剤が乾燥された後、リッジ構造１０５ａの材料であるシリコーン樹脂１０８が離型剤上に塗布される。一方、封止層１０４の表面にもリッジ構造１０５ａの材料であるシリコーン樹脂１０９が塗布される。シリコーン樹脂１０８、１０９には蛍光体が包含されていない。その後、シリコーン樹脂１０８、１０９は、５０℃の真空雰囲気で５〜３０分間乾燥されて粘度が低下される。
【００６６】
図８のＤに示すように、金型１０７の表面と封止層１０４の表面とが対面されて、金型１０７の表面上に塗布されたシリコーン樹脂１０８と、封止層１０４の表面に塗布されたシリコーン樹脂１０９とが密着される。このとき封止層１０４は熱硬化されているため、封止層１０４の表面を鉛直下方向に向け、金型１０７の表面を鉛直上方向に向けた状態で、シリコーン樹脂１０８とシリコーン樹脂１０９とが密着され得る。シリコーン樹脂１０８とシリコーン樹脂１０９とが密着されることで積層された金型１０７および基板１０１は、０．１〜１ＭＰａで加圧されるとともに１５０℃で３０分間加熱される。これにより、金型１０７の構造内にシリコーン樹脂１０８、１０９が十分に充填された状態でシリコーン樹脂１０８、１０９が熱硬化される。
【００６７】
図８のＥに示すように、シリコーン樹脂１０８、１０９が熱硬化された後、金型１０７から剥離されることで、封止層１０４の表面にリッジ構造１０５ａを有するテクスチャ層１０５が形成される。
【００６８】
なお、図９に示すように、本実施形態より製造される発光装置１００においても、同心円のリッジ構造１０５ａの当該同心円の中心を含む、封止層１０４の表面の一部の領域Ｓにおいてテクスチャ層１０５が配置されない構成とされ得る。その際、封止層１０４の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層１０５が配置され得る。第２実施形態に係る発光装置１００の製造方法によれば、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａをＬＥＤ１０３近辺に限定し、封止層１０４の表面側に、蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂを有する構成の発光装置１００を製造できる。蛍光体を含む封止層の領域１０４ａをＬＥＤ１０３近辺に限定することにより、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率を低下させることができる。蛍光体を含む封止層の領域１０４ａは、封止層１０４全体の高さ（厚さ）の５０％以下の高さとなるように構成されることが望ましい。これにより、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率をさらに効果的に低下させることができる。
【００６９】
また、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａと蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂの熱硬化が実質的に同時に行われることで、領域１０４ａと領域１０４ｂとの間に界面ができることを防止して、当該界面における光の減衰を予防できる。
【００７０】
なお、第２実施形態においては、封止層１０４の蛍光体を含む領域１０４ａと蛍光体を含まない領域１０４ｂの熱硬化を実質的に同時に行っているが、別々に行ってもよい。その際、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａの材料のみに蛍光体を包含させることで、蛍光体を含む封止層の領域１０４ａと蛍光体を含まない封止層の領域１０４ｂとを有する構成の発光装置１００を製造できる。これにより、より確実に蛍光体を含む層と蛍光体を含まない層とを分離できるため、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率をさらに低下させることができる。
【００７１】
本発明の実施形態に係る発光装置は以下の効果を奏する。
【００７２】
断面が三角形状であって、当該三角形状の封止層側から最も遠位の頂点から底辺に下した垂線と、頂点をなす辺とがそれぞれなす角度が４０度以下である形状をそれぞれ有する同心円の複数のリッジ構造を、封止層上のテクスチャ層の表面に設ける。これにより、リッジ構造の表面で反射する光の反射方向を発光装置からの光の照射方向に向けることができるため、テクスチャ層内における反射光を効率的に取り出すことで発光装置の高効率化を実現できる。また、ＬＥＤから放出される光のうち強度が最も高い、封止層表面に対し４５°近傍の範囲の入射角で入射する光のリッジ構造の表面での全反射を抑制できるため、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。また、表面にリッジ構造を設けることにより、テクスチャ層の表面積を増大できるため、放熱性が向上することで信頼性を向上できる。
【００７３】
さらに、リッジ構造の断面を、直角三角形であって、リッジ構造の同心円の中心に対し外側に、底辺と直角をなす辺を有する形状とする。これにより、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。また、当該直角三角形の底辺と直角をなす辺を含むリッジ構造の表面が、封止層の表面に対し垂直に配置され、当該リッジ構造の表面において光が反射されるため、リッジ構造を設けることによる配光特性の変動を抑制できる。
【００７４】
さらに、リッジ構造の同心円の中心を含む封止層の表面の一部においてテクスチャ層を有さない領域を設け、かつ、封止層の表面の面積の８０％以上にテクスチャ層を設ける。これにより、光取出し効率を低下させずに、リッジ構造の成型性を向上して装置の歩留を向上し、生産性の向上を実現できる。
【００７５】
さらに、テクスチャ層は蛍光体を含まない構成とする。これにより、戻り光が蛍光体と衝突することで光強度が低下する確率を低下させ、戻り光を放射光として取り出すことで、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。
【００７６】
さらに、テクスチャ層は、厚さを２ｍｍとした場合の５５０ｎｍの波長に光に対する光透過率が７０％となるように構成する。これにより、発光装置のさらなる高効率化を実現できる。
【００７７】
さらに、テクスチャ層と封止層とは同じ屈折率とする。これにより、テクスチャ層と封止層との界面における反射を防止して発光装置のさらなる高効率化を実現できる。また、封止層とテクスチャ層とが同じ材料で構成され、熱硬化が同時に行われることで、封止像とテクスチャ層との間に界面ができることを防止して、当該界面における光の減衰を予防できる。
【００７８】
なお、本発明に係る発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、上述した実施形態においては、同心円の複数のリッジ構造の断面を同じものとして説明しているが、互いに異なっていてもよい。
【００８０】
また、発光装置を、白色光を放射する発光装置として説明しているが、白色光以外の光を放射する発光装置であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
Ｖｒ    リッジ構造の同心円の半径方向、
θ１    頂点Ａから底辺ｃに下した垂線ｄと辺ａとがなす角度、
θ２    頂点Ａから底辺ｃに下した垂線ｄと辺ｂとがなす角度、
１００    発光装置、
１０１    基板、
１０２    モールドフレーム、
１０３    ＬＥＤ、
１０４    封止層、
１０５    テクスチャ層、
１０５ａ    リッジ構造、
Ｓ    リッジ構造を有さない領域、
１０６    封止材、
１０７    金型、
１０８    シリコーン樹脂、
１０９    シリコーン樹脂。
【図１】
2017098414.tif 000003
【図２】
2017098414.tif 000004
【図３】
2017098414.tif 000005
【図４】
2017098414.tif 000006
【図５】
2017098414.tif 000007
【図６】
2017098414.tif 000008
【図７】
2017098414.tif 000009
【図８】
2017098414.tif 000010
【図９】
2017098414.tif 000011