(57)【要約】【課題】発光装置の発光効率を向上させること。【解決手段】基体１４は、透光性材料からなり、第１の面１４ｕ、第２の面１４ｂおよび導体パターン１４ｃを有している。発光素子１０は、第１の面１４ｕに実装されている。発光部材１３は、発光素子の上方に配置されている。第１の光反射面１１は、発光素子１０および発光部材１３の間の空間Ｓを囲んでいる。第２の光反射面１２は、基体１４の第２の面１４ｂを覆っている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面より下側に位置する第２の面と、前記第１の面に形成された導体パターンとを有しており、第１の透光性材料からなる基体と、
前記導体パターンに電気的に接続されており、前記基体の前記第１の面に実装された半導体材料からなる発光素子と、
前記発光素子によって発生された光によって励起される蛍光材料を含んでおり、前記発光素子の上方に配置された発光部材と、
前記発光素子および前記発光部材の間の空間を囲んでいる第１の光反射面と、
前記基体の前記第２の面を覆っている第２の光反射面と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
前記導体パターンおよび前記発光素子を封入している第２の透光性材料からなる層をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の透光性材料が、前記第２透光性材料の屈折率より大きな屈折率を有していることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記層が、前記基体の前記第１の面に付着していることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
前記層が、前記第１の光反射面に付着していることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２の光反射面が曲面形状を有していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
前記導体パターンが透光性材料からなることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
前記導体パターンが光反射性を有する金属材料からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項９】
前記第２の光反射面が曲面形状を有していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第２の光反射面が放物面であることを特徴とする請求項９記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第２の光反射面が、前記基体の前記第２の面上に付着された金属層であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明分野などにおいて、発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置の開発が進められている。この発光装置は、発光素子によって発生された光の波長を変換する発光部材を有している。今後、発光装置において、発光効率のさらなる向上が求められている。
【特許文献１】特開２００５−２２８９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光装置における発光効率を向上させるためには、発光素子によって発生された光の波長変換の効率を向上させる必要がある。一般的に、発光素子によって発生された光の一部は、発光素子の周辺に設けられた部材が影響して、波長変換が行われる発光部材にまで到達しないことがある。発光部材におけるは波長変換の効率を向上させるためには、発光素子によって発生された光の損失を低減させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本実施の形態の発光装置は、基体、発光素子および発光部材を有している。基体は、第１の透光性材料からなり、第１の面、第２の面および第１の面に形成された導体パターンを有している。発光素子は、半導体材料からなり、導体パターンに電気的に接続されており、基体の第１の面に実装されている。発光部材は、発光素子の上方に配置されており、発光素子によって発生された光によって励起される蛍光材料を含んでいる。発光装置は、第１の光反射面および第２の光反射面をさらに有している。第１の光反射面は、発光素子および発光部材の間の空間を囲んでいる。第２の光反射面は、基体の第２の面を覆っている。
【発明の効果】
【０００５】
本実施の形態の発光装置は、第１の光反射面および第２の光反射面を有している。第２の光反射面は、基体の第２の面を覆っている。発光装置は、このような構成により、発光部材による波長変換において、発光素子から下方へ放射された光が補足的に利用されていることにより、発光効率が向上されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態が図面を参照して詳細に説明されている。本実施の形態の概念が、図１を参照して説明されている。発光装置１は、発光素子１０によって発生された光を上方へ反射する第１の光反射面１１および第２の光反射面１２を有している。“上方”とは、仮想のＸＺ空間におけるＺ軸の正方向のことをいう。発光装置１は、発光素子１０の上方に配置された発光部材１３をさらに有している。発光素子１０から上方へ放射された光Ｌ１ａは、第１の光反射面１１によって発光部材１３の方向へ反射される。光Ｌ１ａは、発光部材１３によって波長変換される。波長変換された光が、符号Ｌ２として示されている。発光素子１０から下方に放射された光Ｌ１ｂは、第２の光反射面１２によって発光部材１３の方向へ反射される。“下方”とは、Ｚ軸の負方向のことをいう。光Ｌ１ｂは、発光部材１３によって波長変換される。波長変換された光が、符号Ｌ２として示されている。本実施の形態の発光装置は、発光部材１３による波長変換において、発光素子１０から下方へ放射された光Ｌ１ｂを補足的に利用するものである。
【０００７】
本実施の形態の発光装置１が、図２−図４を参照して説明されている。発光装置１は、基体１４、発光素子１０および発光部材１３を有している。基体１４は、第１の透光性材料からなる。“透光性”とは、発光素子１０によって発生された光の波長の少なくとも一部が透過できることをいう。第１の透光性材料は、石英ガラスである。第１の透光性材料の他の例は、サファイアである。基体１４は、第１の面（上面）１４ｕ、第２の面（下面）１４ｂおよび導体パターン１４ｃを有している。図２−図４において、発光装置１は、仮想のＸＹＺ空間に置かれている。上面１４ｕは、平坦な形状を有している。下面１４ｂは、曲面形状を有しており、上面１４ｕの下側に位置している。下面１４ｂの形状は、放物面である。導体パターン１４ｃは、上面１４ｕ上に形成されている。導体パターン１４ｃは、透光性材料からなる。透光性材料は、ＩＴＯである。透光性材料の他の例は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）である。導体パターン１４ｃの他の例は、光反射性を有する金属材料からなる。金属材料は、金（Ａｕ），銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群から選択される。
【０００８】
発光素子１０は、半導体材料からなる発光ダイオードである。発光素子１０は、基体１４の上面１４ｕ上に実装されており、導体パターン１４ｃに電気的に接続されている。発光素子１０は、フリップチップ接続によって上面１４ｕ上に実装されている。図５に示されたように、発光素子１０は、基板１０ｂ上に積層された第１導電型半導体層（ｎ型層）１０ｎ、半導体活性層１０ａおよび第２導電型半導体層（ｐ型層）１０ｐを有している。基板１０ｂは、透光性材料からなる。第１の電極パッド（ｎ側電極パッド）１０ｎｐが、ｎ型層１０ｎ上に形成されている。ｎ側電極パッド１０ｎｐは、金（Ａｕ）からなる。透光性電極１０ｅがｐ型層１０ｐ上に形成されている。透光性電極１０ｅは、ＩＴＯからなる。第２の電極パッド（ｐ側電極パッド）１０ｐｐが透光性電極１０ｅ上に形成されている。ｐ側電極パッド１０ｐｐは、金（Ａｕ）からなる。発光素子１０は、ｎ側電極パッド１０ｎｐおよびｐ側電極パッド１０ｐｐを含む実装面Ｍを有している。図６に示されたように、発光素子１０は、半田１７を介して基体１４上に実装されている。半田１７は、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金からなる。半田１７が付着される電極１６が、導体パターン１４ｃ上に形成されている。電極１６は、金（Ａｕ）からなる。
【０００９】
発光部材１３は、発光素子１０の上方に配置されている。発光部材１３は、発光素子１０によって発生された光（Ｌ１ａおよびＬ１ｂ）によって励起されて、第２の光Ｌ２を放射する蛍光材料を含んでいる。発光部材１３は、シート形状を有している。
【００１０】
発光装置１は、第１の光反射面１１および第２の光反射面１２を有している。第１の光反射面１１は、発光素子１０および発光部材１３の間の空間Ｓを囲んでいる。発光素子１０から上方へ放射された光Ｌ１ａは、第１の光反射面１１によって発光部材１３の方向へ反射される。第２の光反射面１２は、基体１４の下面１４ｂを覆っている。図２−図４に示されように、第２の光反射面１２は、第２の面１４ｂ上に形成されている。第２の光反射面１２は、金属材料からなる。金属材料は、アルミニウム（Ａｌ）である。第２の光反射面１２は、蒸着によって下面１４ｂに付着されている。第２の光反射面１２は、曲面形状を有している。曲面形状は、放物面である。発光素子１０から下方に放射された光Ｌ１ｂは、第２の光反射面１２によって発光部材１３の方向へ反射される。第１の光反射面１１および第２の光反射面１２は、全体的に放物面を形成している。発光素子１０は、第１の光反射面１１および第２の光反射面１２からなる放物面の焦点に配置されている。本実施の形態の発光装置１は、発光部材１３による波長変換において、発光素子１０から下方へ放射された光Ｌ１ｂを補足的に利用していることにより、発光効率が向上されている。
【００１１】
図４に示されたように、発光装置１は、第２の透光性材料からなる層１５をさらに有している。“透光性”とは、発光素子１０によって発生された光（Ｌ１ａおよびＬ１ｂ）の波長の少なくとも一部が透過できることをいう。層１５は、導体パターン１４ｃおよび発光素子１０を封入している。第２の透光性材料は、樹脂である。樹脂は、シリコーン，エポキシまたはアクリルである。第２の透光性材料の他の例は、低融点ガラスである。層１５は、基体１４の透光性材料の屈折率より小さな屈折率を有している。層１５は、基体１４の上面１４ｕに付着している。層１５は、第１の光反射面１１に付着している。
【００１２】
発光装置１は、第１の部分１８ａおよび第２の部分１８ｂからなるパッケージを有している。第１の光反射面１１は、パッケージの第１の部分１８ａの内側表面に位置する。パッケージの第２の部分１８ｂは、樹脂接着剤を介して第１の部分１８ａに付着されている。第２の部分１８ｂおよび基体１４との間に空隙が存在する。発光装置１は、空隙を有していることにより、基体１４の破損の可能性が低減されている。発光装置１は、導体パターン１４ｃに電気的に接合されたリード端子１９を有している。
【００１３】
以下、本実施の形態の発光装置１および比較例の発光強度分布が、図７−図９を参照して説明されている。図７に示されたように、比較例の発光装置において、発光部材の中央領域に届く光Ｌ１ａｃの強度は、発光部材の周辺領域に届く光Ｌ１ａｐの強度より大きい。図９において破線によって示されたように、比較例の出力光は、光照射領域の中央部分において光強度が強く、周囲部分ほど光強度が弱い。一方、図８に示されたように、本実施の形態の発光装置１において、発光素子１０から下方へ放射された光Ｌ１ｂが、第２の光反射面１２によって、発光部材１３の周囲領域に補足的に到達する。図９において実線によって示されたように、本実施の形態の出力光、光照射領域の全体において、光強度のむらが低減されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の概念を示す図である。
【図２】本実施の形態の発光装置を示す斜視図である。
【図３】図２に示された発光装置の分解図である。
【図４】図２に示された発光装置の断面図である。
【図５】発光素子１０の構成を示す斜視図である。
【図６】発光素子１０の実装構造を示す断面図である。
【図７】比較例を説明する図である。
【図８】図２に示された発光装置を説明する図である。
【図９】図７および図８に示した発光装置の発光強度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  発光装置
１０  発光素子
１１  第１の光反射面
１２  第２の光反射面
１３  発光部材
１４  基体
１５  透光性材料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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