(57)【要約】【課題】  発光素子の出射光を効果的に利用して波長変換効率を高めると共に、波長変換光の発光装置からの出射光量を増大させる。【解決手段】  窒化カリウム系化合物半導体からなる発光素子２５を搭載する基板２１上に、前記発光素子２５から出射される短波長の光や蛍光体によって波長変換された長波長の光を反射する一対の反射層２２Ａ、２２Ｂを設け、該反射層２２Ａ、２２Ｂの一部分の面上あるいは該反射層２２Ａ、２２Ｂを含む前記基板２１の面上に少なくとも１種の蛍光体を含有した第１の蛍光体層２４を設け、前記発光素子２５を前記第１の蛍光体層２４を介して前記反射層２２Ａ、２２Ｂ上の所定の位置に固定し、少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂封止体２７で前記発光素子２５を封止する。反射膜２２Ａ、２２Ｂは配線電極も兼ねる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子と、前記発光素子を搭載する基板と、前記基板上に設けて前記発光素子を封止する透光性の樹脂封止体とを有する発光装置において、
前記基板上に反射層と、
該反射層の一部分の面上あるいは該反射層を含む前記基板の面上に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第１の蛍光体層を設け、
前記発光素子を前記第１の蛍光体層を介して前記反射層上の所定の位置に固定し、
前記反射層を前記発光素子から出射される短波長の光や前記蛍光体によって波長変換された長波長の光を反射する金属膜で形成すると共に、
前記樹脂封止体を少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂で形成したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子と、前記発光素子を搭載する基板と、前記基板上に設けて前記発光素子を封止する透光性の樹脂封止体とを有する発光装置において、
前記基板上に反射層と、
該反射層の一部分の面上あるいは該反射層を含む前記基板の面上に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第１の蛍光体層を設け、
前記発光素子を前記第１の蛍光体層を介して前記反射層上の所定の位置に固定し、
前記反射層を前記発光素子から出射される短波長の光や前記蛍光体によって波長変換された長波長の光を反射する金属膜で形成すると共に、
該樹脂封止体の外周面に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第２の蛍光体層を設けたことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記樹脂封止体は前記発光素子の周囲に中空部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子の上面又は外周面に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第３の蛍光体層を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記樹脂封止体、並びに、前記蛍光体を含有した第１の蛍光体層、第２の蛍光体層、第３の蛍光体層はシリコーン系樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２の蛍光体層の厚みは５０μｍ以下であって、蛍光体の含有量は４０〜６０重量％であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記反射層は配線電極を兼ねていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項８】
前記反射層は積層金属膜からなり、最表層膜はＡｌ、Ａｇ、Ａｕのいずれかの金属膜からなることを特徴とする請求項１、２、７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記反射層の最表層膜がＡｕ金属膜からなり、前記第１の蛍光体層は赤味成分が多く発光する蛍光体を含有していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子と蛍光体を用いて白色発光をさせる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子と蛍光体を組み合わせた従来の白色発光装置の一つに、例えば下記の特許文献１、特許文献２に示された構成のものがある。
【０００３】
特許文献１に示された構成は、図１０に示されるように、樹脂基板２上に窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子４を搭載し、一対の電極３とワイヤー５によってボンディングし、ＹＡＧ系の蛍光粒子を含有した樹脂材６で青色発光素子４を封止し、更に、樹脂材６の外周を着色剤である色素粒子を含有した塗料７で被覆した構成を取っている。
【０００４】
つまり、特許文献１に示された構成は、青色発光素子４からの発光波長でＹＡＧ系の蛍光粒子を励起させて黄色光に波長変換し、この黄色光と青色発光素子４からの青色光を合成することで白色光を得、そして更に、着色色素粒子でもって中間色を出すようにし、演色性を高める効果をもたらしている。
【０００５】
また、特許文献２に示された構成は、図１１に示されるように、透光性支持体１１に設けた凹部にＬＥＤチップ１２をエポキシ樹脂からなる透光性接着剤１４で固定し、透光性支持体１１に埋め込んで形成した一対の外部電極１５と導電性ワイヤー１３でワイヤーボンディングし、チタン酸バリウムを含有したシリコンゴムを硬化させて形成した保護部材１６でＬＥＤチップ１２を封止し、更に、酸化チタンやチタン酸バリウムなどの高反射率の部材を含有した樹脂や金属などからなる反射部材１７を設けた構成を取っている。
【０００６】
また、ＬＥＤチップ１２には窒化ガリウム系化合物半導体などが挙げられ、透光性接着剤１４に蛍光物質を含有させたものが用いられている。そして、蛍光物質としては赤色系が発光可能な蛍光物質やセリウム付活イットリウム・アルミニウム・ガーネットなどが挙げられている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２５８３１１号公報
【特許文献２】特開平１０−１５１７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記に挙げた従来技術にあっては次のような問題を有する。
窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子は、一般にサファイヤ基板上にｎ型半導体層とｐ型半導体層を成長させた構造を取り、そのｐｎ接合面をなす活性層（発光層）で発光が行われる。そして、発光素子の上面側や下面側、側面側へと四方・八方に発光した光が出射する。
また、窒化ガリウム系化合物半導体なる青色発光素子は、ピーク波長が４５０〜４７０ｎｍにあって４００ｎｍ以下の近紫外光を含んだ短波長の光を出射する。
特許文献１の構成においては、青色発光素子４を樹脂基板２上に搭載している。ガラエポなどの樹脂基板は４００ｎｍ前後の波長を境にして急激に光の反射率は変化し、近紫外光の反射率は低くなって多くの近紫外光を吸収する性質を有する。このため、青色発光素子４から真下にある樹脂基板２に向かって出射した多くの近紫外光は樹脂基板２に吸収され、蛍光粒子の励起に殆ど作用を及ぼさない。つまり、近紫外光の利用効率は低下し、蛍光粒子を励起させるための光量が十分に活用されないと云う問題がある。
更に、樹脂材６の外周を色素粒子を含有した塗料７で被覆しているので色素粒子に吸収される光も多く現れる。
このため、全体的に発光装置１から出射する光量（光束）が低下して明るさが低下すると云う問題を有する。
【０００９】
次に、特許文献２の構成においては、ＬＥＤチップ１２の発光した光で保護部材１６側に出射する光は反射部材１７によって蛍光物質を含有した透光性接着剤１４側に反射される構造を取っている。
しかしながら、反射部材１７を酸化チタンなどを含有した樹脂で構成した場合には、酸化チタンは紫外光を吸収する性質を有するので、反射部材１７に入射する近紫外光は酸化チタンに吸収され、反射部材１７からの近紫外光の反射光量は非常に少なくなってしまう。このため、蛍光物質の励起に及ぼす近紫外光の利用効率は低下する。
つまり、反射部材１７を酸化チタンなどを含有した樹脂で構成した場合には、ＬＥＤチップ１２から保護部材１６側に出射する近紫外光は透光性接着剤１４の蛍光物質の励起に余り利用されず、近紫外光の利用効率は低い。
【００１０】
更にまた、ＬＥＤチップ１２からの保護部材１６側に出射する光は一対の外部電極１５に囲まれた透光性支持体１１の方にも分散してしまうので、反射部材１７からの反射によって蛍光物質を含有した透光性接着剤１４を透過して透光性支持体１１のレンズ側に出射する光量は少なくなる。
以上のようなことから、蛍光物質による波長変換光量も少なくなり、また、発光装置からの出射光量も少なくなって光の取り出し効率が悪くなると云う問題を有する。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子から出射される近紫外光を含めた短波長の利用効率を高めて蛍光体の波長変換効率を高め、更に、その波長変換された長波長の光の出射光量（取り出し光量）を増やして明るくする。また、発光装置から紫外光が外部に漏れて出射するのを抑制する。更にまた、蛍光体を複数種類用いることで色度や演色性が向上した白色光を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
課題を解決するための手段として、本発明に係る請求項１に記載の発光装置の特徴は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子と、前記発光素子を搭載する基板と、前記基板上に設けて前記発光素子を封止する透光性の樹脂封止体とを有する発光装置において、
前記基板上に反射層と、該反射層の一部分の面上あるいは該反射層を含む前記基板の面上に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第１の蛍光体層を設け、前記発光素子を前記第１の蛍光体層を介して前記反射層上の所定の位置に固定し、前記反射層を前記発光素子から出射される短波長の光や前記蛍光体によって波長変換された長波長の光を反射する金属膜で形成すると共に、前記樹脂封止体を少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂で形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
窒化ガリウム系化合物半導体であるＧａＮなる発光素子は４６０ｎｍ付近にピーク波長を持つ青色光と近紫外光近傍の４０５ｎｍ付近でピーク波長を持つ近紫外光を含んだ短波長の光を出射する。また、この発光素子は素子基板として一般にサファイヤ基板を用い、サファイヤ基板上にｎ型半導体層とｐ型半導体層を成長させた構造を取り、そのｐｎ接合面をなす活性層（発光層）で発光が行われる。そして、発光素子から発光した光は発光素子の上面側や下面側（サファイヤ基板側）、側面側へと四方、八方に出射する。
ここで、本発明においては、上記発光素子を搭載する基板上に反射層と、この反射層の一部分の面上あるいは該反射層を含む基板の面上に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第１の蛍光体層を設ける。そして、発光素子を第１の蛍光体層を介して反射層上の所定の位置に固定する。つまり、第１の蛍光体層を発光素子を搭載するダイボンドペーストとして使用する。また、反射層は発光素子から出射される短波長の光や発光体によって波長変換された長波長の光を反射する金属膜で形成する。
【００１４】
このような構成を取ることにより、搭載する基板上には反射層、第１の蛍光体層、発光素子が積層した構造ができる。そして、発光素子から下面側にある第１の蛍光体層に向かって出射した近紫外光を含んだ短波長の光で、第１の蛍光体層の蛍光体に入射した光は蛍光体を励起させて蛍光体から長波長の可視光なる光が発光する。つまり、短波長は蛍光体を介して長波長の可視光に波長変換される。そして、長波長に変換された光は短波長や長波長の光を反射させる金属膜からなる反射層から反射され、そして、再び第１の蛍光体層を透過して上方に向かって出射するようになる。
また、第１の蛍光体層の蛍光体に入射しなかった短波長の光は第１の蛍光体層を透過して反射層に入射するが、短波長や長波長の光を反射させる金属膜からなる反射層によって反射されて再び第１の蛍光体層に入射する。そして、蛍光体による長波長への変換も伴って第１の蛍光体層の上方に向かって出射する。
【００１５】
また、本発明においては、樹脂封止体は少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂で形成する。これによって、発光素子の上面側や側面側に出射する短波長の光で樹脂封止体に含有する蛍光体を励起させて長波長の可視光に変換し、波長変換された可視光を発光装置から出射する。
なお、蛍光体を含有した樹脂封止体には第１の蛍光体層から出射した光も入射するが、その中には近紫外光や青色光の短波長の光も含まれてくる。しかしながら、この短波長の光も樹脂封止体に含有する蛍光体を励起させて長波長に変換されるようになる。
【００１６】
以上のような作用によって、発光素子からの近紫外光を含めた短波長の光の利用効率は高められて蛍光体による波長変換効率は高められ、波長変換された長波長の光の出射光量（本発明においては、光束を光量と表現して説明する）が増える。
例えば、蛍光体としてＹＡＧ蛍光体を用いると黄色光なる可視光に変換され、黄色光の出射光量が増える。そして、発光素子からの青色光との混色による明るい白色光が得られる。
また、蛍光体として青色発光の蛍光体や緑色発光の蛍光体、赤色発色の蛍光体など複数の蛍光体を適宜に含有させることによって所望の色度が得られ、そして、演色性、色再現性の良い白色光を得ることができる。
また、反射率の高い金属膜で反射層を形成することにより、上記で述べた如く高反射率の反射層が得られることは勿論であるが、電気抵抗率が低く熱伝導性の高い金属膜を選択することにより導電性を持った配線電極として利用することができ、また、放熱効果も得られるようになる。
【００１７】
また、本発明に係る請求項２に記載の発光装置の特徴は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子と、前記発光素子を搭載する基板と、前記基板上に設けて前記発光素子を封止する透光性の樹脂封止体とを有する発光装置において、前記基板上に反射層と、該反射層の一部分の面上あるいは該反射層を含む前記基板の面上に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第１の蛍光体層を設け、該第１の蛍光体層を介して前記発光素子を前記反射層上の所定の位置に固定し、前記反射層を前記発光素子から出射される短波長の光や前記蛍光体によって波長変換された長波長の光を反射する金属膜で形成すると共に、該樹脂封止体の外周面に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第２の蛍光体層を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
前述の請求項１に記載の発光装置の構成では樹脂封止体に蛍光体を含有させた構成を取っているが、請求項２に記載の発光装置の構成は樹脂封止体を透明な樹脂で形成し、その外周面に蛍光体含有の第２の蛍光体層を設けた構成を取っているものである。
樹脂封止体は発光素子と配線電極を電気的に接続するボンディングワイヤも被覆する必要があるために所要の厚みを必要とする。つまり、樹脂封止体を厚く形成する必要がある。厚みの厚い樹脂封止体に蛍光体を含有させた場合に、蛍光体の含有量にも関係されることではあるが、封止体の厚みが厚いことにより蛍光体による波長変換光や青色光の出射光量に限度が生まれてくる。
これに対して、蛍光体含有の第２の蛍光体層を設ける構成を取れば蛍光体層の厚みを任意に調整可能になる。そして、最適な厚みに設定することにより蛍光体による波長変換光や青色光の出射光量を増やすことができるようになる。つまり、明るさを増すことができる。
更にまた、第２の蛍光体層に含有する蛍光体を青色発光の蛍光体や緑色発光の蛍光体、赤色発色の蛍光体など複数の蛍光体を適宜に含有させることによって所望の色度が得られ、演色性や色再現性の良い白色光を得ることができる。
また、これによって蛍光体の使用量も減る効果も生まれる。
【００１９】
また、本発明に係る請求項３に記載の発光装置の特徴は、前記樹脂封止体は前記発光素子の周囲に中空部を有することを特徴とするものである。
【００２０】
周囲の急激な温度変化などによって基板や樹脂封止体に伸縮が発生しても、発光素子の周囲に中空部を設けることで発光素子やボンディングワイヤに応力が掛からない。そしてこれにより、周囲温度などの環境条件の厳しい場所で長期間使用しても接合不良や発光素子の劣化などによる電気的トラブルの発生を抑えることができ、品質の信頼性を高めることができる。
【００２１】
また、本発明に係る請求項４に記載の発光装置の特徴は、前記発光素子の上面又は外周面に少なくとも１種の蛍光体を含有した樹脂からなる第３の蛍光体層を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
発光素子の上面又は外周面に第３の蛍光体層を設ける構成は、発光素子を取り巻く外周域に蛍光体が均一に分散することから、蛍光体によって波長変換された長波長の光が均一に分布した状態で出射する。つまり、均一分布状態の出射光量が得られるので得られる白色光にムラなどが生じない。また、蛍光体層を設ける面積が少なくて済み、蛍光体の使用量を少なくできる効果を生む。
また、第３の蛍光体層を設けることで用いる蛍光体の種類を増やすことが可能になり、色度の調整などをよりきめ細かく行うことができるようになる。
【００２３】
また、本発明に係る請求項５に記載の発光装置の特徴は、前記樹脂封止体、並びに、前記蛍光体を含有した第１の蛍光体層、第２の蛍光体層、第３の蛍光体層はシリコーン系樹脂からなることを特徴とするものである。
【００２４】
シリコーン系樹脂は紫外線や可視光などに劣化せず、耐光性に優れた特性を有する。また、耐湿性も優れているので初期品質を長期間に渡って保持することができる。また、軟質性も有って耐衝撃性にも優れているので、ボンディングワイヤなどの破損や接着部分の剥がれなどの発生も防止できる。
【００２５】
また、本発明に係る請求項６に記載の発光装置の特徴は、前記第２の蛍光体層の厚みは５０μｍ以下であって、蛍光体の含有量は４０〜６０重量％であることを特徴とするものである。
【００２６】
第２の蛍光体層の厚みと蛍光体の含有量は蛍光体によって波長変換された可視光の発光装置から出射光量に深く係わり合いを持つ。
ここで、蛍光体の含有量を４０〜６０重量％に抑制するが、この範囲の中では近紫外光の出射が非常に少なくなって可視光の出射光量が一番増大する範囲になっている。つまり、４０重量％より少ないと近紫外光の出射が増えてきて好ましくない。また、６０重量％より多くなると可視光の出射光量が減少してくる。これは、発光の明るさを低下させることになる。
【００２７】
次に、第２の蛍光体層の厚みは５０μｍ以下に抑制するが、この厚みは蛍光体の粒径の大きさ、含有量と波長変換光の出射光量、層の成形容易性（コスト含む）などの関係で設定するのが好ましい。本発明においては、蛍光体の粒径は好ましくは３〜３０μｍに設定しており、上記蛍光体の含有量４０〜６０重量％の範囲において層の表面が凹凸無く綺麗に仕上げられ、そして出射光量が多く得られる範囲の限界として最大５０μｍに抑えている。
【００２８】
また、本発明に係る請求項７に記載の発光装置の特徴は、前記反射層は配線電極を兼ねていることを特徴とするものである。
【００２９】
反射層を金属膜で形成し、金属膜として光反射率の高い、電気抵抗率の低い金属で形成することにより発光素子と電気的に接続する配線電極として利用することができる。つまり、配線電極も兼ねる働きをさせることで配線電極を別途に設ける必要はなくなり、製造コスト面で安くできる
【００３０】
また、本発明に係る請求項８に記載の発光装置の特徴は、前記反射層は積層金属膜からなり、最表層膜はＡｌ、Ａｇ、Ａｕのいずれかの金属膜からなることを特徴とするものである。
【００３１】
Ａｌ、Ａｇ金属は近紫外光や青色光などの短波長の光や、可視光なる長波長の光に対して非常に高い反射率を持つ。また、Ａｕ金属は５５０ｎｍ以上の長波長の光に対して非常に高い反射率を持ち、蛍光体によって長波長に変換された光は高い反射率を持って反射される。
最表層膜としてＡｌ、Ａｇ、Ａｕなどの金属膜を設けることにより、近紫外光や青色光などの短波長の光や波長変換された長波長の光が良く反射される。短波長の光が反射されることで蛍光体の波長変換効率が高められて長波長の発光光量が増える。また、波長変換された長波長の光も反射されることで発光装置からの出射光量も増えるようになる。
【００３２】
また、本発明に係る請求項９に記載の発光装置の特徴は、前記反射層の最表層膜がＡｕ金属膜からなり、前記第１の蛍光体層は赤味成分が多く発光する蛍光体を含有していることを特徴とするものである。
【００３３】
第１の蛍光体層に赤味成分が多く発光する蛍光体を含有させることで赤色発光が行われる。一方、Ａｕ金属は５５０ｎｍ以上の長波長に対して非常に高い反射率を持っていることから、赤色光の多くは反射されるようになる。
これによって、発光装置から赤味成分の加わった発光色が出射するようになり、色度の調整や演色性、色再現性の向上が図れるようになる。
【発明の効果】
【００３４】
以上詳細に本発明の作用・効果を説明したが、大きな効果としては、発光素子が出射する近紫外光を含めた短波長の利用効率が高められて蛍光体の波長変換効率が高まり、波長変換された長波長の発光光量、及び長波長の出射光量が増える。つまり、発光装置からの取り出し光量が増えて明るい白色光が得られるようになる。また、近紫外光の波長変換効率が高められることで発光装置からの近紫外光の出射が少なくなって抑制される。また、発光色の異なる蛍光体を複数種類用いることも可能で、色度の調整や演色性、色再現性の向上などの改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための実施形態を図１〜図４を用いて説明する。なお、図１は本発明の実施形態に係る発光装置の斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１における発光装置の作用・効果を説明する模式的に示した説明図で、図４は金属材料別の分光反射率を示したグラフである。
【００３６】
本実施形態に係る発光装置２０は、図１、２に示すように、ガラスエポキシ樹脂などの樹脂からなる基板２１上に配線電極も兼ねた金属膜からなる対をなした反射層２２Ａ、２２Ｂを設け、更に、その反射層２２Ａ上の一部分に樹脂に蛍光体を含有した第１の蛍光体層２４を設け、この第１の蛍光体層２４をダイボンドペーストとして用いて窒化ガリウム系化合物半導体なる発光素子２５を反射層２２Ａ上の所定の位置に固定し、固定した発光素子２５と配線電極を兼ねている一対の反射層２２Ａ、２２Ｂをボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂで接続し、そして、蛍光体を含有した透光性の樹脂封止体２７でもって発光素子２５を封止した構成をなしている。
【００３７】
本実施形態においては、基板２１はガラスエポキシ樹脂やＢＴレジンなどの樹脂から形成している。樹脂以外の材料としてはセラミックなどの材料が好適に選ばれる。いずれも非導電性の材料であるが、放熱性を高める目的で熱伝導性の良い金属材料を選択することも可能である。なお、基板２１を金属材料で形成した場合は反射層２２Ａ、２２Ｂとの間で絶縁する必要がある。
【００３８】
対をなした反射層２２Ａ、２２Ｂは、本実施形態においては、Ｃｕ金属膜（最下層）＋Ｎｉ金属膜＋Ａｇ金属膜（最表層）を積層した積層金属膜で形成している。最表層膜がＡｇ金属膜であることから高い反射率を示し、基板２１上に搭載した発光素子２５からの出射光を高い反射率の下で反射する。また、上記３層の積層金属膜で形成した反射層２２Ａ、２２Ｂは、いずれの金属膜も電気抵抗率が低いので、発光素子２５に電圧を印加して発光させるための配線電極としての働きもなしている。
このため、反射層２２Ａ、２２Ｂは対をなして一対設けており、それぞれの反射層２２Ａ、２２Ｂは基板２１の上面２１ａ側、側面側のスルホール部２１ｃ、２１ｄ、下面２１ｂ側と繋げて設けている。そして、下面２１ｂ側にある反射層２２Ａ、２２Ｂは半田などを介しマザーボードなどに固定されるようになっている。
また、反射層２２Ａ、２２Ｂは基板２１の上面２１ａ側においては導通しないように所要の隙間Ｃを設けて絶縁している。
このように、本実施形態の反射層２２Ａ、２２Ｂは発光素子２５の発光した光などを反射させる反射機能と発光素子２５に電気的接続を図るための配線電極の機能を持っている。
【００３９】
この反射層２２Ａ、２２Ｂの形成方法は、真空蒸着法やスパッタリング法などのＰＶＤ法でＣｕ金属膜を形成し、不要部分のＣｕ金属膜をフォトリソグラフィ法で除去して所要の形状のＣｕ金属膜を形成する。次に、Ｎｉ金属メッキをした後にＡｇ金属メッキを施すことによってＣｕ＋Ｎｉ＋Ａｇの積層金属膜を形成することができる。
なお、ＰＶＤ法に代えてＣｕ箔膜を貼付け、レーザ加工方法によって不要部分のＣｕ箔膜を除去し、所要の形状のＣｕ箔膜を形成する方法も可能である。
Ｎｉ金属膜やＡｇ金属膜は湿式メッキ方法で形成できるので量産性があり、製造コストも安くできる。
【００４０】
第１の蛍光体層２４はシリコーン系樹脂に蛍光体を含有したものからなっている。そして、本実施形態においては図１、２に示すように、反射層２２Ａ上の一部分に、発光素子２５の下面とその周辺部のみに設けている。そして、この第１の蛍光体層２４をダイボンドペーストとして用いて発光素子２５を反射層２２Ａ上の所定の位置に固定している。
なお、図１、２においては、第１の蛍光体層２４を反射層２２Ａ上に設けているが、反射層２２Ａを縮小して反射層２２Ｂを拡張し、反射層２２Ｂ上に設けても何ら支障はない。
【００４１】
蛍光体は窒化ガリウム系化合物半導体なる発光素子２５から出射される光によって励起されて発光する蛍光体が用いられる。このような蛍光体としてペリレン系蛍光体などの有機蛍光体やアルミン酸塩蛍光体、リン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体などの無機蛍光体を用いることができるが、本実施形態においては、アルミン酸塩蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅなるＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いている。この蛍光体は発光素子２５の光を吸収して波長変換を起こし、黄色光なる長波長を発光する。
また、このＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなる蛍光体はＹ（イットリウム）の一部をＧｄ（ガドリニウム）で置換してＧｄを含有させることによって発光波長が長波長側にシフトして赤味成分を含んだ赤色なる発光色が得られる。また、Ａｌ（アルミニウム）の一部をＧａ（ガリウム）で置換してＧａを含有させることによって発光波長が短波長側にシフトすることができる。このように、ＧｄやＧａを置換させることによって様々な発光色の蛍光体を得ることができる。
【００４２】
また、含有させる蛍光体は１種類に限るものではない。例えば、黄色光を発光する蛍光体と赤色光を発光する蛍光体の２種類を適宜に混ぜ合わせることにより、赤味成分が入った白色光を得ることができる。
【００４３】
蛍光体は粒径が３〜３０μｍのものを使用し、含有量を５〜６０重量％の範囲で行い、第１の蛍光体層２４の厚みは５〜５０μｍの範囲に形成するのが好ましい。
ここで、蛍光体の粒子の大きさは、大きい方が発光したときの明るさが出る訳であるが、大きいものを使用する場合は蛍光体層の厚みを厚くする必要がある。しかしながら、蛍光体層の厚みを厚くすると、蛍光体の含有量とも関係することではあるが蛍光体層からの波長変換光の取り出し光量（出射光量）が減ると云う現象が生まれる。このため、第１の蛍光体層２４の厚みを波長変換光の取り出し光量が効果的に行われる範囲として上限を５０μｍに制限し、蛍光体の粒径を第１の蛍光体層２４から蛍光体が飛び出さずに平坦に形成できる大きさとして上限を３０μｍに制限している。また、粒径の小さい方としては３μｍまでのものに制限し、蛍光体から発光する光の明るさに所望の明るさが得られるようにしている。
蛍光体の含有量においては、含有量が５重量％より少ないと波長変換光量が少なくなり、所望の発光色が得られなくなる。また、６０重量％より多くなると波長変換光の第１の蛍光体層２４からの取り出し光量が減少すると云う問題が生じる。また、樹脂との粘性が高くなって第１の蛍光体層２４の成形性も悪くなる。
第１の蛍光体層２４の厚みは５〜５０μｍの範囲に制限する。厚みの下限は一番粒径の小さい蛍光体を用いた場合に蛍光体が層の表面から飛び出さない範囲として５μｍに制限している。また、上限の５０μｍは上記した如く波長変換光量の取り出しが効果的に行われる範囲であって、且つ、層の成形性が容易である範囲として５０μｍに制限している。
蛍光体層の厚みと蛍光体の含有量は波長変換光量や層からの出射光量に影響を及ぼすので上記の範囲の中で最良の効果が得られる数値を適宜に設定するのが好ましい。
【００４４】
蛍光体を含有させる樹脂はシリコーン系樹脂を用いている。シリコーン系樹脂は紫外線や可視光などに劣化せず、耐光性に優れた特性を有する。また、耐湿性も良いので水分などによる蛍光体への影響は非常に少ない。また、軟質性も有って耐衝撃性にも優れている。
【００４５】
次に、発光素子２５は窒化ガリウム系化合物半導体であるＧａＮからなり、サファイヤ基板２５上にｎ型半導体層２５ｂ、活性層（発光層）２５ｃ、ｐ型半導体層２５ｄを形成した構造をなしている。そして、ｎ型半導体層２５ｂにはパッド電極を設け、金線からなるボンディングワイヤ２６Ｂでもってｎ型半導体層２５ｂのパット電極と電気的導通性の良いカソード側の電極として作用する反射層２２Ｂとを電気的に接続し、また、ｐ型半導体層２５ｄにもパッド電極を設け、金線からなるボンディングワイヤ２６Ａでもってｐ型半導体層２５ｄのパット電極と電気的導通性の良いアノード側の電極として作用する反射層２２Ａとを電気的に接続している。
【００４６】
以上の構成をなすことにより、マザーボートなどを介してアノード側の電極として作用する反射層２２Ａに所要の電流を流すと発光素子２５に順方向の電流が流れ、発光素子２５の活性層２５ｃが発光する。
【００４７】
次に、樹脂封止体２７はシリコーン系樹脂に蛍光体を含有したものからなる。シリコーン系樹脂を用いる効果は前述の第１の蛍光体層２５のシリコーン系樹脂と同じ理由によるものであるが、耐衝撃性にも優れていることからボンディングワイヤなどの破損や接着部分の剥がれなどの発生を防止できる効果もある。
【００４８】
また、このシリコーン系樹脂に含有させる蛍光体は粒径３〜３０μｍの範囲のものを用い、含有量は樹脂封止体２７の厚みなどを考慮して出射光量が一番多く得られるように適宜に設定するのが好ましい。また、蛍光体は前述の第１の蛍光体層２４に含有させた蛍光体と同じ種類のものでも良く、また、発光色の異なる蛍光体でも良い。また、発光色の異なる複数の蛍光体を適宜に混ぜ合わせて用いても良い。
【００４９】
次に、以上の構成をなした発光装置の作用・効果について図３、４を用いて説明する。図３において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は発光素子２５の活性層（発光層）で発光した光の出射光を示している。出射光Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は発光素子２５の下方にある第１の蛍光体層２４に向かって出射した光で、Ｐ４は発光素子２５の上方に向かって出射した光を示している。
【００５０】
ＧａＮなる発光素子２５は４６０ｎｍ付近にピーク波長を持つ青色光と近紫外光近傍の４０５ｎｍ付近でピーク波長を持つ近紫外光を含んだ短波長の光を出射する。また、この発光素子２５は素子基板にサファイヤ基板を用いているので、活性層２５ｃで発光した光で下部のサファイヤ基板側に向かって出射する光はサファイヤ基板を透過して第１の蛍光体層２４に入射する。
そして、出射光Ｐ１の如く、第１の蛍光体層２４の蛍光体２４ｂに入射した光は蛍光体２４ｂを励起させ、蛍光体２４ｂから変換波長の長波長の光が発光する。そして、その長波長の光で、反射層２２Ａに入射した光は短波長や長波長を反射する反射層２２Ａから反射され、再び第１の蛍光体層２４と樹脂封止体２７を透過して外部への出射光Ｒ１２となって発光装置２０から出射する。また、反射層２２Ａに向かわなかった光は第１の蛍光体層２４、樹脂封止体２７を透過して外部への出射光Ｒ１１となって出射する。あるいは、第１の蛍光体層２４、発光素子２５、樹脂封止体２７を透過して外部への出射光Ｒ１３となって出射する。
【００５１】
図４は金属Ａｌ、Ａｇ、Ａｕの分光反射率を示したグラフである。本実施形態での反射層２２Ａ、２２Ｂは最表層膜をＡｇ金属膜で形成している。Ａｇ金属膜の場合、図４から分かるように、４００ｎｍ以上の可視光領域の波長の光は約９５％以上の反射率を持つ。従って、蛍光体２４ｂによって長波長に変換された光で反射層２２に入射する光は非常に高い反射率の下で反射層２２から反射される。
また、Ａｇ金属膜は、近紫外光である３４０〜４００ｎｍ波長の光は８０〜９５％の反射率を持ち、３３０ｎｍ波長より小さくなると急激に反射率は低下する。このことから、発光素子２５からの４６０ｎｍ付近にピーク波長を持つ青色光は勿論のこと、ピーク波長４０５ｎｍ付近にある近紫外光も反射層２２Ａ、２２Ｂから非常に高い反射率の下で反射される。
【００５２】
出射光Ｐ２は第１の蛍光体層２４の蛍光体２４ｂには入射せずに反射層２２Ａに直接入射する光を指している。上記に述べたように、Ａｇ金属膜からなる反射層２２Ａは発光素子２５の近紫外光を含んだ短波長なる出射光Ｐ２を高い反射率の下で反射する。そして、再び第１の蛍光体層２４に入射し、蛍光体２４ｂを励起させ、蛍光体２４ｂから波長変換された長波長の光が出射光Ｒ２となって樹脂封止体２７を透過して外部へと出射する。
【００５３】
同様に、出射光Ｐ３は、出射光Ｐ２と同様に、第１の蛍光体層２４の蛍光体２４ｂには入射せずに反射層２２に直接入射し、そして、反射層２２から反射されて第１の蛍光体層２４を透過し、樹脂封止体２７の蛍光体２７ｂに入射した光を指している。そして、蛍光体２７ｂを励起させ、蛍光体２７ｂから波長変換された長波長の光が出射光Ｒ３となって外部に出射する。出射光Ｐ３は第１の蛍光体層２４の蛍光体２４ｂを励起させていないが、樹脂封止体２７の蛍光体２７ｂを励起させて発光させている。
【００５４】
出射光Ｐ４は発光素子２５の上方に出射した光で、樹脂封止体２７の蛍光体２７ｂに入射して蛍光体２７ｂを励起させ、蛍光体２７ｂから波長変換された長波長の光が出射光Ｒ４となって外部に出射する。
【００５５】
以上述べたように、発光素子２５から出射する近紫外光を含めた短波長の光を高反射率の下で反射すると共に、蛍光体によって波長変換された長波長の光を高反射率の下で反射する反射層２２Ａ、２２Ｂを発光素子２５の下方側に設けることによって、発光素子２５の下方側に出射した光は蛍光体の波長変換に効果的に作用して長波長への波長変換光量が増える。つまり、発光素子２５の光の利用効率が高められて蛍光体による波長変換効率が高められる。そして、波長変換光の出射光量が増え、明るさが増すようになる。
【００５６】
また、第１の蛍光体層２４の蛍光体２４ｂや樹脂封止体２７の蛍光体２７ｂを発光色の異なるものを用いることも可能である。
例えば、第１の蛍光体層２４の蛍光体２４ｂにＹＡＧ系蛍光体でイットリウム（Ｙ）の一部をガドリニウム（Ｇｄ）で置換した（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなる赤色蛍光体を用い、樹脂封止体２７の蛍光体２７ｂにＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなる黄色蛍光体を用いれば、発光色に赤味成分を含んだ白色光が得られる。そして、これにより演色性や色再現性の向上、色度の向上も得られるようになる。
また、第１の蛍光体層２４や樹脂封止体２７に２種以上の蛍光体を適宜に混ぜ合わせて用いても良く、２種以上の蛍光体を適宜に混ぜ合わせることで色度の調整や演色性、色再現性の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、反射層２２Ａ、２２ＢをＣｕ＋Ｎｉ＋Ａｇを積層し、最表層膜をＡｇ金属膜で形成したが、反射層の最表層膜はＡｇ金属膜に限るものではない。例えば、図４に示すように、Ａｕ金属膜を用いた場合は、５００ｎｍ以下の短波長の光の反射率は４０％弱と低いが、５５０ｎｍ以上の長波長の光の反射率は高い。このことから、蛍光体によって長波長に変換された光は高い反射率が得られるので、Ａｇ金属膜より劣るものの反射層の金属膜として十分に利用することができる。なお、Ａｕ金属膜は耐蝕性には優れた効果がある。
また、Ａｇ金属膜やＡｕ金属膜以外の金属膜としてＡｌ金属膜が好適に適用できる。Ａｌ金属膜は、図４に示すように、短波長や長波長に対して９０％強の反射率を持つ。また、Ａｌは電気抵抗率が低いので電極としても十分に適用できる。
【００５８】
更に、本実施形態においては、反射層２２Ａ、２２Ｂは配線電極も兼ねた働きをなすものであるが、上記に述べた反射層の金属材料はいずれも熱伝導率が非常に高い。従って、反射層２２Ａ、２２Ｂを介して放熱する放熱効果も得られる。
【００５９】
以下、実施例を挙げて、本発明の発光装置の様々な構成について説明する。
【実施例１】
【００６０】
本発明の実施例１に係る発光装置について図５を用いて説明する。図５は本発明の実施例１に係る発光装置の要部断面図を示している。なお、前述の実施形態における構成部品と同じ仕様をなす構成部品は同一符号を付している。
実施例１に係る発光装置３０は、図５に示すように、樹脂などからなる基板２１上に配線電極も兼ねた金属膜からなる対をなした反射層２２Ａ、２２Ｂを設け、更に、その反射層２２Ａ、２２Ｂを含めた基板２１の上部のほぼ全面に蛍光体を含有した第１の蛍光体層３４を設け、この第１の蛍光体層３４を介してＧａＮの窒化ガリウム系化合物半導体なる発光素子２５を反射層２２Ａ上の所定の位置に固定し、固定した発光素子２５と配線電極を兼ねている一対の反射層２２Ａ、２２Ｂをボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂで接続し、そして、透光性の樹脂封止体３７でもって発光素子２５を封止し、樹脂封止体３７の外周面に蛍光体を含有した第２の蛍光体層３８を設けた構成をなしている。
【００６１】
上記構成の中で、基板２１、一対の反射層２２Ａ、２２Ｂ、発光素子２５、ボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂは前述の実施形態における構成のものと同じ仕様のものを用いている。従って、これらの部品の詳細説明は省略し、必要限度の説明に留めることとする。
【００６２】
第１の蛍光体層３４は基板２１の上面側の反射層２２Ａ、２２Ｂを含めたほぼ全面領域に設けている。また、この第１の蛍光体層３４はシリコーン系樹脂にＹ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅなるＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を含有したものから形成している。従って、この蛍光体は発光素子２５の光に励起されて黄色光の発光をなす。
【００６３】
第１の蛍光体層３４の蛍光体は、許容される３〜３０μｍの粒径の範囲の中で、平均粒径が３〜５μｍと小さ目な粒径で、粒径のバラツキ範囲を小さく抑えたものを使用している。安定した実装のし易さを考えると粒径が小さい方がよい。
蛍光体の含有量は、許容範囲５〜６０重量％の範囲に抑え、蛍光体層の厚みは蛍光体の粒子が表面から突出しないようにするために４０〜５０μｍの範囲に設定し、蛍光体層の表面に凹凸がなく平坦面をなすように形成している。
この第１の蛍光体層３４は発光素子２５から素子２５の裏面側や基板２１側に向かって出射した光を蛍光体で効果的に長波長に波長変換する目的で設けている。
蛍光体層の表面に凹凸があるとその凹凸面で光が反射してしまうので第１の蛍光体層３４への入射光量が減少し、光の利用効率は低下する。このため、表面を平坦面にして蛍光体層への入射光量が増えるようにし、蛍光体による波長変換光量が増えるようにしている。
【００６４】
樹脂封止体３７は透明なシリコーン系樹脂から形成している。シリコーン系樹脂は紫外線や可視光に対して耐光性が優れているので長寿命化が図れる。また、樹脂封止体３７と第１の蛍光体層３４を同一樹脂で形成することで樹脂封止体３７と第１の蛍光体層３４との境界面での光の屈折が生じない。そして、境界面での屈折が生じないことで第１の蛍光体層３４からの波長変換光の反射光は直線的に進行し、反射光の分布に偏りが生じずに全体的に分布が均一化されるようになる。
【００６５】
第２の蛍光体層３８はシリコーン系樹脂に発光色の異なる３種類の蛍光体を含有したものから形成している。
ここでの３種類の蛍光体は発光素子２５からの光によって励起され、赤色発光をする蛍光体（以降、Ｒ蛍光体と表す）と、青色発光する蛍光体（以降、Ｂ蛍光体と表す）と、緑色発光する蛍光体（以降、Ｇ蛍光体と表す）である。
このＲ、Ｂ、Ｇ蛍光体を適宜な量で混ぜ合わせることで、これらの蛍光体からのＲ、Ｂ、Ｇの発光色と発光素子２５からの青色光、第１の蛍光体層３４の蛍光体によって波長変換された黄色光とが混色されて所望の色度を持った演色性の高い白色光が得られるようにしている。
Ｒ、Ｂ、Ｇ蛍光体の含有量は総量的に４０〜６０重量％の割合でシリコーン系樹脂に混ぜ合わせている。このＲ、Ｂ、Ｇ蛍光体のそれぞれの割合は所望の色度が得られるように適宜に設定されるが、総量的には４０〜６０重量％に設定するのが好ましい。これは、６０重量％より多いと第２の蛍光体層３８から出射する波長変換された長波長なる可視光の出射光量が減り、明るさが低下してくる。また、樹脂塗料（インク）としての粘度が高くなり層の形成が難しくなると云う問題も生じる。また、４０重量％より少ないと層からの近紫外光の出射光量が増えてくる。紫外光は人体に良い影響を及ぼさないので極力少なくするのが好ましい。
ＧａＮからなる発光素子２５は近紫外光も出射する。この近紫外光をできるだけ蛍光体で長波長に変換し、可視光の出射光量を増やすようにするのが好ましい。
以上のことから、蛍光体の含有量を総量的に４０〜６０重量％の範囲に抑えることで紫外光の出射光量が少なくなり、蛍光体によって波長変換された可視光の出射光量が多くなる。
【００６６】
Ｒ、Ｂ、Ｇ蛍光体の粒径は、第１の蛍光体層３４の蛍光体と同様に、平均粒径が３〜５μｍの範囲でなるべく小さ目で、粒径のバラツキ範囲を小さく抑えたものを使用している。また、第２の蛍光体層３８は厚みを４０〜５０μｍの範囲に形成している。
【００６７】
以上の構成をなすことにより、発光素子２５から第１の蛍光体層３４に向かって出射した近紫外光を含めた短波長の光は第１の蛍光体層３４の蛍光体によって効果的に黄色光なる長波長に波長変換される。そして、波長変換された長波長や波長変換されなかった短波長は反射層２２Ａ、２２Ｂから高反射率の下で反射されて再び第１の蛍光体層３４を通過する。そして、樹脂封止体３７を透過して第２の蛍光体層３８に入射する。また、発光素子２５の側方や上方に出射した短波長の光は第２の蛍光体層３８に入射する。そして、第２の蛍光体層３８のＲ、Ｂ、Ｇ蛍光体を励起させてＲ、Ｂ、Ｇ発光色の光が拡散して出射する。
これによって、赤色光、青色光、緑色光が混ざり合って所望の色度の白色光が出射する。また、演色性や色再現性の向上を図ることができる。
【００６８】
また、前述の実施形態で述べたことではあるが、Ｃｕ＋Ｎｉ＋Ａｇ（最表層膜）からなる高反射率をなす反射層２２Ａ、２２Ｂによって、第１の蛍光体層３４の蛍光体による波長変換された長波長の可視光や波長変換されなかった短波長の光が高い反射率の下で反射される。そして、第２の蛍光体層３８の蛍光体の含有量の下で可視光へ波長変換され、波長変換光量が増える。発光素子２５から出射する短波長の光の利用効率が高められ、更に、蛍光体による波長変換効率が高められて可視光の光量が増え、明るい白色光が得られるようになる。
【００６９】
なお、第１の蛍光体層３４は、図５に示すように、基板２１の上面側の反射層２２Ａ、２２Ｂを含めたほぼ全面領域に形成している。全面領域に第１の蛍光体層３４を形成する方法は次のようにして行われる。
最初に、印刷法などの方法で第１の蛍光体層３４を形成するが、その時に反射層２２Ａ、２２Ｂとボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂが接合する２箇所の部分を、後工程での反射層２２Ａ、２２Ｂとボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂを接合するに支障のない程度の面積の開口部を設けて形成する。
そして、その開口部の部分で、反射層２２Ａ、２２Ｂとボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂが接合する。接合後はその開口部の箇所をポッティングなどの方法で同一樹脂を埋め込む。
このような方法を取ることによって全面領域に第１の蛍光体層３４を設けることができる。
なお、開口部の所が反射率の問題や発光色のムラなどに殆ど影響を与えない程度の状態であれば、開口部の所はそのままの状態にしておいても何ら支障はないものである。
【実施例２】
【００７０】
次に、図６を用いて本発明の実施例２に係る発光装置を説明する。なお、図６は本発明の実施例２に係る発光装置の要部断面図を示している。
【００７１】
実施例２の発光装置４０の構成について前述の実施例１の発光装置の構成と対比すると次の３つの構成部品の仕様が異なっている。
一対の配線電極を兼ねる反射層４２Ａ、４２ＢがＣｕ＋Ｎｉ＋Ａｕ（最表層膜）なる積層金属膜からなり、最表層膜がＡｕ金属膜からなっている。
また、第１の蛍光体層４４がシリコーン系樹脂に赤味成分が多く発光する蛍光体、即ち、Ｒ蛍光体を含有したものからなっている。
また、第２の蛍光体層４８がシリコーン系樹脂に黄色発光するＹＡＧ系蛍光体を含有したものからなっている。
【００７２】
Ａｕ金属は、図４に示されるように、５５０ｎｍ以上の可視光は非常に高い反射率を示すが、近紫外光を含めた５００ｎｍ以下の短波長は４０％近い低い反射率となっている。
そこで、実施例２においては、第１の蛍光体層４４をＲ蛍光体を含有させた構成にし、蛍光体での発光波長が６００ｎｍ以上となる赤味成分が多い可視光に変換し、反射層４２Ａ、４２Ｂを介して基板２１の上方に反射させる構成を取っている。
また、この第１の蛍光体層４４はＲ蛍光体の含有量を４０〜６０重量％と多目にし、波長変換光量が多くなるようにしている。
【００７３】
Ａｕ金属は５００ｎｍ以下の短波長の反射率は低いが、上記のようにＲ蛍光体によって６００ｎｍ以上の長波長に変換することによって、変換された長波長の光は、図４に示されるように、高い反射率の下で反射する。また、Ｒ蛍光体の含有量を波長変換光量が一番多くなって反射する含有量に設定することによって波長変換光量が増え、そして、変換波長の光の反射率が高められて出射光量が増え、赤味成分を含んだ明るい白色光が得られる。また、Ａｕ金属は耐蝕性に優れていることから長寿命化の効果も得る。
【実施例３】
【００７４】
次に、図７を用いて本発明の実施例３に係る発光装置を説明する。なお、図７は本発明の実施例３に係る発光装置の要部断面図を示している。
ここで、図７に示す発光装置５０は、前述の図５に示した実施例１の発光装置の構成に対して発光素子２５の上面側に第３の蛍光体層５９を設けた構成をなすものである。
【００７５】
第３の蛍光体層５９はシリコーン系樹脂にＹＡＧ系蛍光体を含有したものからなる。つまり、第１の蛍光体層３４の蛍光体と同一の蛍光体を含有したものからなっている。
また、この第３の蛍光体層５９の厚みと含有する蛍光体の粒径は、第１の蛍光体層３４と同じにし、厚みは４０〜５０μｍの範囲に設定し、蛍光体の平均粒径は３〜５μｍのものを用いている。
また、蛍光体の含有量は少な目に抑え、発光素子２５から出射する短波長の光の透過光量を確保し、透過した短波長の光で第２の蛍光体層３８の蛍光体を励起させている。
【００７６】
以上の構成をなすことにより、黄色光の光量が多くなると共に黄色光の分布状態も広がって均一性が高められ、色度の調整や演色性なども向上させることができる。
【００７７】
なお、実施例３においては、第３の蛍光体層５９は発光素子２５の上面のみに設けたが、発光素子２５の上面と側面を含めた外周面一周に渡って設けることも可能で、この場合には黄色光の出射分布状態はより均一になる。
【実施例４】
【００７８】
次に、図８を用いて本発明の実施例４に係る発光装置を説明する。なお、図８は本発明の実施例４に係る発光装置の要部断面図を示している。
【００７９】
実施例４の発光装置６０は発光素子２５を封止する樹脂封止体６７と発光素子２５との間に中空部Ｃを設けた構成をなす。また、発光素子２５の上面と側面の外周面全体に第３の蛍光体層６９を設けた構成をなす。
【００８０】
中空部Ｃを設けることで、周囲の急激な温度変化などによって基板２１や樹脂封止体６７に伸縮が発生しても、発光素子２５やボンディングワイヤ２６Ａ、２６Ｂに応力が掛からない。そのため、周囲温度などの環境条件の厳しい場所で長期間使用しても接合不良や発光素子２５の劣化などによる電気的トラブルの発生を抑えることができ、品質の信頼性を高めることができる。
【００８１】
樹脂封止体６７は蛍光体を含有しており、所要の強度を得る関係から一定の厚みを必要とするので、強度的に支障のない範囲の厚みで形成している。
また、蛍光体はＲ、Ｂ、Ｇの３種類の蛍光体を使用し、適宜な含有量で混ぜ合わせて混色によって白色光が得られるようにしている。
【００８２】
第３の蛍光体層６９は発光素子２５の上面と側面、即ち、外周面に設けている。この第３の蛍光体層６９は第１の蛍光体層３４と同じ厚みに形成し、蛍光体も第１の蛍光体層３４の蛍光体と同じものを使用している。蛍光体の含有量は少な目に抑え、発光素子２５から出射する短波長の光の透過光量を確保し、透過した短波長の光で樹脂封止体６７の蛍光体を励起させている。
【００８３】
このような構成を取ることにより、第１の蛍光体層３４の蛍光体と第３の蛍光体層６９の蛍光体から黄色光が発光し、黄色光が増えると同時に黄色光の光量分布が均一になるので色度や演色性の改善、色再現性の向上を図ることができる。
また、中空部Ｃにある発光素子２５を第３の蛍光体層６９で覆うことで、第３の蛍光体層６９を介して発光素子２５から多くの発光した光量を取り出すことができる。
【００８４】
なお、実施例４の構成は、発光素子２５の外周域を発光体の種類の異なる第３の蛍光体層６９と樹脂封止体６７で２重に囲う構成をなしているが、第３の蛍光体層６９にＲ、Ｂ、Ｇ蛍光体を所要の含有量で含有させることも可能である。第３の蛍光体層６９にＲ、Ｂ、Ｇ蛍光体を含有させた場合は樹脂封止体６７を無くすとか、樹脂封止体６７を透明な樹脂に置き換えるとかの構成にすることができる。このような構成は蛍光体の使用量を少なくすることができてコストダウン効果も得られる。
【実施例５】
【００８５】
次に、図９を用いて本発明の実施例５に係る発光装置を説明する。なお、図９は本発明の実施例５に係る発光装置の要部断面図を示している。
【００８６】
実施例５の発光装置７０は、図９に示すように、金属からなる基板７１に一対の絶縁層７４Ａ、７４Ｂを介在させて一対の配線電極７３Ａ、７３Ｂを設け、更に、発光素子２５を搭載する部位、及びその近傍をなす位置の基板７１上に反射層７２を設けている。
配線電極７３Ａは絶縁層７４Ａ上に設けており、金属からなる基板７１とは絶縁状態にある。また、配線電極７３Ｂは絶縁層７４Ｂ上に設けており、基板７１とは絶縁状態にある。
ここでの配線電極７３Ａはアノード側の電極をなして発光素子２５のｐ型半導体層とボンディングワイヤ２６Ａを介して接続し、また、配線電極７３Ｂはカソード側の電極をなして発光素子２５のｎ型半導体層とボンディングワイヤ２６Ｂを介して接続している。
また、一対の配線電極７３Ａ、７３ＢはＣｕ＋Ｎｉ＋Ａｇ（最表層膜）の３層の積層金属膜からなり、反射層７２も一対の配線電極７３Ａ、７３Ｂと同じ金属膜、即ち、Ｃｕ＋Ｎｉ＋Ａｇ（最表層膜）の積層金属膜からなっている。
また、一対の配線電極７３Ａ、７３Ｂは双方絶縁状態にあり、また、反射層７２とも一定の隙間をもって双方絶縁状態にある。
また、基板７１は金属からなるが、熱伝導率の高いＣｕやＣｕ合金、あるいは、ＡｌやＡｌ合金などの金属から形成している。
【００８７】
基板７１上の一対の配線電極７３Ａ、７３Ｂ及び反射層７２を含めた上面に第１の蛍光体層３４を設けている。この第１の蛍光体層３４は、前述の実施例１の第１の蛍光体層と同じ仕様をなしおり、シリコーン系樹脂にＹＡＧ系蛍光体を含有したものからなっている。そして、この第１の蛍光体層３４がダイボンドペーストの働きをなして発光素子２５を反射層７２の上部に固定している。
【００８８】
発光素子２５を封止する樹脂封止体３７は透明なシリコーン系樹脂からなり、前述の実施例１の樹脂封止体と同じ仕様をなしている。
【００８９】
更に、この樹脂封止体３７の外周面には第２の蛍光体層３８を設けている。この第２の蛍光体層３８はシリコーン系樹脂にＲＢＧ蛍光体の３種類を適宜に混ぜ合わせたものからなるもので、前述の実施例１での第２の蛍光体層と同じ仕様をなしている。
【００９０】
以上の構成をなすことにより、基板７１から積極的に放熱が行われるので更に明るい白色光が得られると共に発光装置の寿命も長くなる。更に、前述の実施例１で述べた効果と同じ効果を得ることができる。
【００９１】
以上、実施例１〜実施例５でもって本発明の発光装置の様々な構成について説明した。本発明の発光装置に反射枠を用いて発光した光に配向特性を持たせる構成も取ることが可能である。例えば、図９をもつて説明した実施例５の構成において、樹脂封止体３７の外周面に設けた第２の蛍光体層３８の４面からなる側面（これは発光装置７０の側面でもある）に反射枠を設けると、発光装置７０の側面から出射しようとする光は反射枠によって反射される。その反射光は発光装置７０の上面側に向かって進み、発光した光は全て発光装置７０の上面側から出射する。つまり、発光装置７０の上方に指向性を持たせることができる。
今、指向性を持たせた構成を実施例５の構成の発光装置で説明したが、これは、実施例１〜実施例４の構成の発光装置についても同じことが云える。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１における発光装置の作用・効果を説明する模式的に示した説明図である。
【図４】金属材料別の分光反射率を示したグラフである。
【図５】本発明の実施例１に係る発光装置の要部断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る発光装置の要部断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る発光装置の要部断面図である。
【図８】本発明の実施例４に係る発光装置の要部断面図である。
【図９】本発明の実施例５に係る発光装置の要部断面図である。
【図１０】特許文献１に示された発光装置の断面図である。
【図１１】特許文献２に示された発光装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
２０、３０、４０、５０、６０、７０    発光装置
２１、７１    基板
２１ａ    上面
２１ｂ    下面
２１ｃ、２１ｄ    スルホール部
２２Ａ、２２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、７２    反射層
２４、３４、４４    第１の蛍光体層
２５    発光素子
２５ａ    サファイヤ基板
２５ｂ    ｎ型半導体層
２５ｃ    活性層
２５ｄ    ｐ型半導体層
２６Ａ、２６Ｂ    ボンディングワイヤ
２７、３７、６７    樹脂封止体
３８、４８    第２の蛍光体層
５９、６９    第３の蛍光体層
７３Ａ、７３Ｂ    配線電極
７４Ａ、７４Ｂ    絶縁層
【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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【図１０】
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【図１１】
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