(57)【要約】  【課題】  発光装置の熱放散性を高め、発光効率の低下を抑制した発光装置を提供すること。  【解決手段】  本発明の一実施形態にかかる発光装置は、発光素子３と、前記発光素子３と電気的に接続する導体２を有するとともに、平面視して、その上下方向に貫通するように貫通穴（切欠）１ａが設けられた基板１と、を具備し、前記基板１を平面視して、前記発光素子３は、前記貫通穴（切欠）１ａの少なくとも一部を塞ぐように配されることを特徴とするものである。  また、本発明の他の実施形態にかかる発光装置は、前記発光素子３は、透光性部材６で封止されてなることを特徴とするものである。  さらに、本発明のさらに他の実施形態にかかる発光装置は、前記基板１を平面視して、前記導体２は、前記貫通穴（切欠）１ａを挟んで、その両側に配されることを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子と電気的に接続する導体を有するとともに、平面視して、その上下方向に貫通するように切欠又は貫通穴が設けられた基板と、
を具備し、
前記基板を平面視して、前記発光素子は、前記切欠又は前記貫通穴の少なくとも一部を塞ぐように配されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記発光素子は、透光性部材で封止されてな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】
前記基板を平面視して、前記導体は、前記切欠又は貫通穴を挟んで、その両側に配されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基板は、複数の前記切欠又は前記貫通穴が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記切欠又は前記貫通穴は、前記発光素子から遠ざかるに従って広がるように形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記切欠又は前記貫通穴は、その内壁面に金属反射層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発光装置と、
前記発光装置の周囲を囲うように設けられたリフレクタと、
を具備した照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置として、例えば図５に示すように、凹部を有するパッケージ１０と、該パッケージ１０の凹部内に搭載される半導体発光素子３０と、該凹部を覆うように配置される蛍光体７０と、を有する発光装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４５４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の発光装置において、半導体発光素子からパッケージの凹部の底部側に放出された光は、パッケージの凹部の底部で反射される。パッケージ凹部の開口部側に放出された光強度とパッケージの凹部の底部側に放出された光強度とを比較すると、パッケージの凹部の底部側に放出された光は、一度パッケージの凹部の底部で反射されていることから、反射に伴うエネルギー損失によって、半導体発光素子の発光効率を十分に利用できなかった。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、半導体発光素子の発光効率を十分に利用した発光装置及び照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一例にかかる発光装置は、発光素子と、前記発光素子と電気的に接続する導体を有するとともに、平面視して、その上下方向に貫通するように切欠又は貫通穴が設けられた基板と、を具備し、前記基板を平面視して、前記発光素子は、前記切欠又は前記貫通穴の少なくとも一部を塞ぐように配されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一例にかかる発光装置は、発光素子の発光効率を十分に利用した発光装置及び照明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】
【０００７】
以下、本発明の一例にかかる発光装置について、各構成要素について説明する。
【０００８】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態を示す発光装置の外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´断面における断面構造図である。また、図２は、本発明の他の実施形態を示す発光装置の断面構造図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は、本発明の一実施形態を示す照明装置の断面構造図である。図４は、本発明の他の実施形態を示す照明装置の断面構造図である。
【０００９】
図中、１は基板、１ａは貫通穴（切欠）、１ｂは金属反射層、２は導体、３は発光素子、４は接着剤、５はワイヤ、６は透光性部材、７は蛍光体層、８はリフレクタ、８ａは光反射面、９は蛍光体フィルム、１０は透明封入部材、１１は放熱板である。  本発明の一例にかかる発光装置は、図１（ｂ）に示すように、発光素子３と、発光素子３と電気的に接続する導体２を有するとともに、その上下方向に貫通するように貫通穴（切欠）が設けられた基板１と、を具備し、基板１を平面視して、発光素子３は、切欠又は貫通穴の少なくとも一部を塞ぐように配されるものである。
【００１０】
このような構成によれば、半導体発光素子の発光効率を十分に利用した発光装置を提供することができる。
＜発光装置＞
（発光素子）
発光素子３の種類は、特に限定されるものではなく、任意の構成のものを採用することができる。例えば、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層を備える発光素子３を用いることができる。
【００１１】
発光素子３は、後述する基板１に設けられた導体２を介して電気的に接続されている。フリップチップボンディングの場合、従来周知のロウ材等の接着剤４によって、導体２と発光素子３とが電気的に接続される。また、ワイヤボンディングの場合は、ボンディングワイヤ５を介して、発光素子３と基板１とが電気的に接続される。
【００１２】
発光素子３は、その周囲を透光性部材６によって覆われていることが好ましく、発光素子３を外部から保護することができる。
【００１３】
当該透光性部材６は、発光素子３の発光が効率良く外部に放射されるように、発光素子３と外部（空気）との間に屈折率を有するものが良い。透光性部材６は、透明なフィルム状の樹脂等に、蛍光体が含有された蛍光体層７で覆われていることが好ましく、この蛍光体層７によって発光素子３の発光が波長変換され、蛍光体からの発光による混色または、発光素子３と蛍光体からの発光との混色により、白色等のあらゆる色が外部に放射される。
【００１４】
なお、基板１を平面視して、発光素子３は、切欠又は貫通穴の少なくとも一部を塞ぐように配されるとは、後述する基板１の貫通穴（切欠）の内部に発光素子３が位置してもよいし、基板１の貫通穴（切欠）の上面又は下面に位置するものであってもよい。
（基板）
基板は、銅、銅合金、銅クラッド材、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミニウムクラッド材の導電性からなるものや、アルミナ、サファイア（単結晶アルミナ）、窒化アルミニウム等のセラミックスや石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス等のガラスや、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂からなる電気的絶縁性のものが挙げられる。
【００１５】
電気的絶縁性を有するものとして、特に好ましくは発光素子３からの熱を効率良く外部に伝達できるためセラミックスが良い。
【００１６】
基板１には、導体２が形成されている。基板１が導電性からなる場合は、基板１と発光素子３とを電気的に絶縁するために、導体２は電気的絶縁材料（例えば、セラミックス）を介してメタライズが形成すればよい。また、基板１が電気的絶縁性を有するものからなる場合は、メタライズを直接形成すれば良い。
【００１７】
貫通穴（切欠）１ａは、基板１を平面視して、その上下方向に貫通するように設けられてなるものである。
【００１８】
貫通穴（切欠）１ａの形成方法は、基板１が導電性を有する金属からなる場合、ドリル等を用いた機械加工あるいはレーザ光によるレーザ加工を用いることができる。また、基板１がセラミックス等の誘電体からなる場合、サンドブラストを用いれば、基板１にクラックが入ることを抑制できる。
【００１９】
貫通穴（切欠）１ａの形状は、発光素子３から基板１表面に向かって広がるように形成されることが好ましく、円筒状の貫通穴（切欠）１ａと比較して、発光素子３の放射方向に近づけることによって、色ムラを抑制することができる。また、貫通穴（切欠）１ａの内壁部で発光素子３の光が乱反射することを抑制し、発光装置の光効率を向上させることができる。
【００２０】
また、貫通穴（切欠）１ａの内壁部には、金属反射層１ｂを有することが好ましい。すなわち、基板１が導電性を有する金属からなる場合は、当該内壁部をそのまま金属反射層１ｂとして用いることもできるが、基板１がセラミックス等の誘電体からなる場合は、アルミニウム、銀等の光反射性の高い金属反射層１bをスパッタリングや蒸着によって形成することができる。その結果、貫通孔１aの内面で吸収される光量（光強度）を低減できるため、光のロスを低減でき光取出効率（発光効率）を向上させることができる。
【００２１】
さらに、特に基板１が導電性を有するものである場合、基板１を平面視して、導体２は、貫通穴（切欠）１ａを挟んで、その両側に配されることが好ましい。この構成によれば、導体２同士に十分な沿面距離を保つことができるため、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。その結果、発光素子３を安定させて駆動できる。
【００２２】
より好ましくは、貫通穴（切欠）１ａは、発光素子３が配置される面の端部に、Ｒ面またはＣ面を有するのが好ましい。すなわち、発光素子３が配置される面の端部がＲ面またはＣ面を有することから、端部間の距離を保ち易いため、イオンマイグレーションの発生を一層抑制することができる。
【００２３】
また、基板１は、複数の切欠又は貫通穴が設けられることが好ましく、各切欠又は貫通穴に対応する発光素子３を複数備えることで、発光素子３の光利用効率を高めることができる。
【００２４】
より好ましくは、貫通孔１aは、基板１に複数形成されており、これら隣り合う貫通孔１aには発光素子３が基板１に対して相対するように配置されるのが良い。これは、複数の発光素子３がその上下面から発光した光量を互いに補うことができるため、外部からは発光装置全体でバランスのとれたものと視認できる（光の色ムラを防止できる）ためである。したがって、貫通孔１aは偶数個、すなわち発光素子３が偶数個あるのが好ましく、さらには基板１に均等の間隔で形成されていることが好ましい。
【００２５】
さらに、切欠部又は貫通孔１aは、その内部から発光素子３の下面にかけて透光性部材６で埋設されていることが好ましく、発光素子３を透光性部材６によって安定して保持できる。
【００２６】
またさらに、発光素子３の上面を埋設する透光性部材６はドーム状に形成されているのが好ましい。これは、発光素子３の上面から発光した光を上面周辺部に満遍なく取出すことができるため光のロスを低減でき光取出効率（発光効率）が向上するためである。
【００２７】
以下、本発明の他の実施形態にかかる発光装置について説明する。
【００２８】
図２に示すように、透光性部材６は、その表面から発光素子３の上下面までの長さが同じであることが好ましい。
【００２９】
すなわち、発光素子３の上下面から発せられる光が透光性部材６の内部を透過する際の光路長が近似となる部位が多くなるため、透光性部材６の外部に発せられる光強度をほぼ同じとできるためである。それゆえ、外部からは全体としてバランスのとれたものと視認でき光の色ムラを防止できる。
【００３０】
なお、図１（ｂ）、図２に示すように、透光性部材６の表面には蛍光体層７が覆われていることが好ましく、発光素子３から発光された光を、好適に蛍光体層７で長波長変換することができる。
＜照明装置＞
本発明の一実施形態にかかる照明装置は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、リフレクタ８を有するものである。
【００３１】
このような構成によれば、半導体発光素子の発光効率を十分に利用した照明装置を提供することができる。
（リフレクタ）
リフレクタ８は、発光装置から発せられた全方位の光を一定方向に向けて発光する機能を有するものであり、光指向性を向上させることができる。
【００３２】
リフレクタ８の材質は、銀、アルミニウム、セラミックス等の高い光反射性を有するものからなることが好ましい。また、リフレクタ８表面に、銀、アルミニウム等をメッキや蒸着、スパッタ等により光反射面８aを形成しても良い。
【００３３】
また、リフレクタ８は発光素子３が中央（リフレクタ８の中心線上）に配置されるように設けられるのが良い。これにより発光装置から発せられた光をリフレクタ８に偏り無く放射できるためリフレクタ８から一定方向に向けて発光された光を外部からは全体としてバランスのとれたものと視認できる（光の色ムラを防止できる）。
【００３４】
さらに、リフレクタ８は回転放物曲面の形状を有するとともに、発光素子３はその焦点に位置されるのが良い。これにより、発光装置から発光された光をリフレクタ８の上方向に平行光として発することができるため内部反射による光取出効率の低減を防止できる。また、リフレクタ８の内部には、透光性部材６の屈折率と同じまたは近似の透明封入部材１０が封入されても良い。
【００３５】
例えば、図３（ａ）に示すように、透光性樹脂６を覆うように設けた場合は、外部環境から発光装置をより強固に保護した照明装置とすることができる。また、図３（ｂ）に示すように、透光性部材６を介することなく透明封入部材１０を設けた場合は、製造工程上図３（ａ）よりも工程数が少なくできるため好ましい。
【００３６】
なお、図３（ａ）、図３（ｂ）の双方で、発光装置を外部からの衝撃による損傷を抑制することができる。
【００３７】
また、透明封入部材１０は、透明であるため発光装置から発光された光を外部に効率良く放射できる。なお、透明封入部材１０は、発光装置に蛍光体層７が形成されていない場合には、蛍光体フィルム９を載置する載置部としても機能する。そして、発光装置から取出された光を外部との界面に形成された蛍光体フィルム９で長波長変換することにより長波長変換された光が外部に取出し易くなり且つ演色性が向上することとなる。
【００３８】
なお、発光装置は銅、アルミニウム等の高熱伝導物質からなる放熱板１１に固着されることが好ましい。そして、発光素子３から発せられる熱は基板１を介して放熱板１１、そして外部基板（図示せず）に伝えられることとなり、発光素子３の光強度の向上を目的として大きな電流を流しても常時正常に起動できる。
【００３９】
また、図４に示すように、本発明の一実施形態にかかる発光装置を複数設けてもよい。すなわち、上述したように、貫通孔１aは、基板１に複数形成されており、これら隣り合う貫通孔１aには発光素子３が基板１に対して相対するように配置されるのが良い。これは、複数の発光素子３がその上下面から発光した光量を互いに補うことができるため、外部からは照明装置全体でバランスのとれたものと視認できる（光の色ムラを防止できる）ためである。それゆえ、貫通孔１aは偶数個、すなわち発光素子３が偶数個あるのが好ましく、さらには基板１に均等の間隔で形成されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態を示す発光装置の外観斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´断面における断面構造図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す発光装置の断面構造図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態を示す照明装置の断面構造図であり、（ｂ）は本発明の他の実施形態を示す照明装置の断面構造図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態を示す照明装置の断面構造図である。
【図５】従来の発光装置を示す断面構造図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：基板
１ａ：貫通穴（切欠部）
１ｂ：金属反射層
２：導体
３：発光素子
４：接着剤
５：ワイヤ
６：透光性部材
７：蛍光体層
８：リフレクタ
８ａ：光反射面
９：蛍光体フィルム
１０：透明封入部材
１１：放熱板
【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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