JP2007049019A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子を封止する光透過性部材の劣化を抑制して長寿命化を図った発光装置を提供する。
【解決手段】 配線パターン１１Ａ，１１Ｂが形成されている基板１２上には、所定位置にＬＥＤチップ１４が搭載されている。ＬＥＤチップ１４を覆うようにして、封止部材１５が設けられている。封止部材１５はドーム状を成した中空構造であるため、ＬＥＤチップ１４との間には空間（空気層）が形成される。このため、ＬＥＤチップ１４から封止部材１５への放射照度が小さくなり、封止部材１５のダメージが軽減される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）、レーザダイオード等の発光素子を樹脂等の封止部材により封止した構造の発光装置に関する。

近年、青色発光ダイオードや紫外線発光ダイオードの実用化により、白色光がＬＥＤにより得られるようになった。これにより、消費電力が大きく発熱をともなう照明用の白熱ランプやバックライト用の冷陰極蛍光管に代えて、小型で消費電力の少ない白色発光ＬＥＤによる発光装置が用いられるようになってきた。

この種の発光装置では、赤色系、緑色系、及び青色系の３種のＬＥＤ、あるいは青緑色系と黄色系の２種のＬＥＤを用いて白色系の照明光を得ている。また、青色等の単一色のＬＥＤと蛍光体を用いて白色光を得るＬＥＤ装置もある。また、紫外発光ＬＥＤと蛍光体を用いて白色光を得るＬＥＤ装置もある。

白色光が得られるＬＥＤ装置の応用分野の拡大にともない、特に、照明用のＬＥＤ装置では、発光強度の増大が要求されている。近年、発光効率が６０ｌｍ／Ｗを超える白色ＬＥＤ装置も実用化され、照明用途への利用の期待が高まってきているが、用途拡大に向けて発光強度のさらなる増大が望まれている。

さらに、ＬＥＤの発光波長が、赤から青、そして紫外へと短波長に移るにつれ、エネルギー強度も増大している。ところが、発光強度の増加にともなって、封止樹脂や蛍光体に対するダメージが大きくなり、これにより、封止樹脂や蛍光体の劣化が加速され、デバイスの寿命が短くなるという問題が発生している。

発光装置においては、一般に、ＬＥＤチップを湿気及び外部からの機械的衝撃から保護できること、空気とＬＥＤの中間の屈折率をもつ樹脂で封止することで光取り出し効率が高められること、レンズ状にすることで集光効果が得られること、樹脂に蛍光体を拡散することにより発光波長を変化させて白色を得られる等の利点から、ＬＥＤチップは、樹脂によって封止されている。

しかし、樹脂封止による発光装置は、ＬＥＤの発光強度の増大にともなって、その発熱により封止樹脂に対するダメージが大きくなる。特に、青色発光のＬＥＤや紫外発光のＬＥＤ及び封止樹脂にエポキシ樹脂を用いた場合、ＬＥＤからの青色光や紫外光によるエポキシ樹脂の劣化が激しいことが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
松下電工技報（Ｖｏｌ．５３ Ｎｏ．１）６頁

従来の発光装置によると、上述したように、ＬＥＤの発光強度の増大により、封止樹脂（光透過性部材）のＬＥＤ近傍の部分が、特に大きなダメージを受ける。この結果、封止樹脂の劣化が加速され、装置寿命が低下するという問題がある。

従って、本発明の目的は、発光素子を封止する光透過性部材の劣化を抑制して長寿命化を図った発光装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、光透過性部材によって封止された発光素子を備えた発光装置において、前記光透過性部材は、前記発光素子に接触しない状態で配置されていることを特徴とする発光装置を提供する。

本発明の発光装置によれば、発光素子を封止する光透過性部材の劣化を抑制して発光装置の長寿命化を図ることができる。また、本発明の発光装置によれば、発光素子と光透過性部材を分離することにより、光透過性部材として高温で成形する部材を使用することができる。

［第１の実施の形態］
（発光装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す。この発光装置１は、上面に配線パターン１１Ａ，１１Ｂが形成されている基板１２と、配線パターン１１Ａ，１１Ｂの端部に金バンプ１３Ａ，１３Ｂを介して基板１２上に搭載された発光素子としてのＬＥＤチップ１４と、ＬＥＤチップ１４に対して空間が形成されるようにして基板１２上に設けられた光透過性部材としての封止部材１５と、封止部材１５の内面に設けられた蛍光体層２１とを備える。

基板１２は、絶縁性を備える他、発光装置１の用途等に応じて、耐熱性、耐湿性、加工性等を備えるものを適宜選択する。

ＬＥＤチップ１４は、本実施の形態においては、青色光を発光するタイプを用いている。ＬＥＤチップ１４は、下面に金バンプ１３Ａ，１３Ｂが接続されている。金バンプ１３Ａ，１３Ｂは、ＬＥＤチップ１４の下面に形成されている電極１４ａ，１４ｂに接続されている。ＬＥＤチップ１４の表面は、ＬＥＤチップからの光取出効率を高めるためにシリコーン等、ＬＥＤチップより屈折率が低い（空気の屈折率より高い）材料で覆われている。

封止部材１５は、エポキシ、アクリル等の光透過性の樹脂材の成形等により、ＬＥＤチップ１４の発光中心から等距離のドーム形を成し、ほぼ均一な厚みになるように形成されている。従って、封止部材１５でＬＥＤチップ１４を封止したとき、封止部材１５内には、空気層となる空間が形成される。この封止部材１５は、その周縁をＬＥＤチップ１４を中心にして基板１２上に接着等により固定される。なお、封止部材１５は、他の材料、例えば、光透過性のガラス材を用いることもできる。

蛍光体層２１は、ＬＥＤチップ１４から放射される青色光によって励起されることにより、黄色光を発する珪酸塩系の蛍光体を用いて形成されている。ＬＥＤチップ１４から放射され、蛍光体層２１を透過した青色光と、蛍光体層２１から放射される黄色光との混合により白色光が生成される。なお、蛍光体層２１は、前記珪酸塩系のほか、例えば、ＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体等のガーネット系の蛍光体を用いることもできる。また、近紫外光（４０５ｎｍ）ＬＥＤ＋蛍光体や紫外線発光ＬＥＤ＋蛍光体の組み合わせでもよい。

また、蛍光体層２１は、封止部材１５の内面に上記した蛍光体を塗布して形成し、或いは、封止部材１５の内面に嵌合するドーム状の１つの部品にすることもできる。さらに、蛍光体を封止部材１５に添加することもできる。この添加は、蛍光体層２１と併用し、或いは蛍光体層２１に代えて用いることができる。

（発光装置の発光経路）
図２は、第１の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図１及び図２において、外部の電源回路等から配線パターン１１Ａ，１１Ｂに所定の電圧が印加されると、半田バンプ１３Ａ，１３Ｂを通して電源がＬＥＤチップ１４に供給され、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。

ＬＥＤチップ１４からの青色光は、蛍光体層２１および封止部材１５を通して外部に出射される。ＬＥＤチップ１４からの青色光が蛍光体層２１を透過する際、一部は黄色光に変換され、封止部材１５を透過するので、封止部材１５を透過した青色光と黄色光との混合により白色光が生成される。封止部材１５は、その内面からＬＥＤチップ１４の発光部までの距離が均等であるため、封止部材１５の表面から、光はほぼ均等に図示の矢印Ａのように出光する。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）封止部材１５をドーム状にし、ＬＥＤチップ１４と封止部材１５の間に空間（空気層）を形成したので、ＬＥＤチップ１４と封止部材１５の接触がなくなるとともに両者間の距離が長くなり、ＬＥＤチップ１４の発光強度が大きくなっても、封止部材１５のダメージを軽減することができる。
（ロ）封止部材１５の内側に蛍光体層２１を均一な厚さに形成することにより、青色光を発生するＬＥＤチップ１４との組み合わせによって光出射方向により色の違いの少ない白色光を得ることができる。
（ハ）封止部材１５とＬＥＤチップ１４を分離することにより、高温で成形する封止部材が使用できるため、ガラス等の紫外光に強い材料を選択することができる。
（ニ）封止部材１５内を密封せずに済むため、封止部材１５の樹脂使用量が少なくなり、発光装置１を軽量化することができる。
（ホ）ＬＥＤチップ１４から放出された光がチップ近傍の蛍光体等で反射されることがなく、ＬＥＤチップ１４内に戻る光が減少し、外部に出射される光が多くなる。ＬＥＤチップ１４の周囲に反射層や蛍光体層を設けることにより、これら層で反射された光が再度出射され、光取出効率を高めることができる。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、封止部材１５を縦長にした構成の封止部材１６にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。封止部材１６は、ＬＥＤチップ１４と封止部材１６との間の空間部も縦長にしており、封止部材１６の材料は、封止部材１５と同様である。

図４は、第２の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図３及び図４において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。ＬＥＤチップ１４からの青色光は、蛍光体層２１および封止部材１６を透過して出射される。ＬＥＤチップ１４からの青色光は、蛍光体層２１を透過する際、一部は黄色光に変換され、封止部材１６を透過する。封止部材１６を透過して青色光と黄色光が混合され白色光が生成される。この白色光は、その入射方向と封止部材１６の面とが成す角度に応じて屈折し、図４の矢印Ｂのように各方向へ出光する。例えば、ＬＥＤチップ１４の斜め方向からの放射光に対しては屈折角が大きくなり、鉛直方向の光強度が強くなる。

この第２の実施の形態によれば、封止部材１６がやや楕円形を有して凸レンズを形成しているため、鉛直方向（封止部材１６の中心方向）に屈折する光を多くすることできる。すなわち、ＬＥＤチップ１４の光出射面方向の光量を多くすることができる。従って、本実施の形態に係る発光装置１は、例えば、懐中電灯等の照明用光源に適している。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第２の実施の形態において、封止部材１６の高さを大きくして楕円形または卵形の形状にした封止部材１７を用いたものであり、その他の構成は第２の実施の形態と同様である。

図６は、第３の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図５及び図６において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。ＬＥＤチップ１４からの青色光は、蛍光体層２１を透過する際、一部が黄色光に変換されるので、青色光と黄色光が混合され白色光が封止部材１６から出射される。

図６に示すように、ＬＥＤチップ１４から基板１２に垂直な方向及び基板１２に水平な方向に放射された光は、封止部材１７をそのまま通過して外部へ出射する。そして、鉛直方向から水平方向に至る範囲に入射した光は、その入射方向と封止部材１７の外表面の曲面とが成す角度に応じて屈折し、外部へ出射する。

この第３の実施の形態においては、封止部材１７が長楕円の形状を有しているため、屈折率の大きな凸レンズとして機能し、ＬＥＤチップ１４からの光は、第２の実施の形態に比べ、ＬＥＤチップ１４の光出射面の前方に、より多く集光することができる。

また、第２の実施の形態に比べ、ＬＥＤチップ１４の前方への集光度を高めることができるので、前方への集光ビームを得たい用途に適している。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、封止部材１５に代えて、その外面形状を偏平にした封止部材１８を用いたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

封止部材１８は、上面を平坦に加工した平坦面１８ａとし、その角部１８ｂは曲面に加工されている。この角部１８ｂの曲面が、ＬＥＤチップ１４に対してリング状の凸レンズとして機能している。なお、封止部材１８の材料は、封止部材１５と同様である。

図８は、第４の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図７及び図８において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。ＬＥＤチップ１４からの青色光は、蛍光体層２１を透過する際、一部は黄色光に変換され、青色光と黄色光が混合され白色光となって封止部材１８から出射される。

図８に示すように、蛍光体層２１を通して封止部材１８の中心及び水平方向に入射した光は、そのまま封止部材１８を透過する。しかし、封止部材１８の角部１８ｂに入射した光は、角部１８ｂが曲面により凸レンズを形成しているために屈折し、所定の位置に集光する。

この第４の実施の形態によれば、ＬＥＤチップ１４からの光をリング状に集光させることができるので、例えば、リング状の光ビームを得たい用途に利用することができる。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第５の実施の形態］
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第４の実施の形態において、封止部材１８の平坦面１８ａに反射部１９を形成したものであり、その他の構成は、第４の実施の形態と同様である。

図１０は、第５の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図９及び図１０において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。その青色光は、蛍光体層２１を透過する際、一部は黄色光に変換され、青色光と黄色光が混合され白色光となって封止部材１８から出射される。

蛍光体層２１を通して封止部材１８の反射部１９へ入射した光は、一部が反射し、残りは反射部１９を通過する。反射部１９で反射した光は、一旦、内側へ反射した後、さらに反射光Ｃのように、基板１２の表面で反射し、最後に封止部材１８を透過して外部へ出射する。

また、ＬＥＤチップ１４から封止部材１８の角部１８ｂに入射した光は、角部１８ｂが曲面により凸レンズを形成しているため、所定位置に集光するように屈折して出光する。

この第５の実施の形態によれば、第４の実施の形態の効果に加え、封止部材１８の反射部１９に入射した光は、反射部１９で反射してサイド方向に出射するため、正面以外の方向、特に斜め方向の光強度を高めることができる。

［第６の実施の形態］
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、図７に示した第４の実施の形態において、封止部材１８の上面に凹部２０を形成したものであり、その他の構成は、第４の実施の形態と同様である。

凹部２０は、すり鉢状の断面形状を有し、その中心はＬＥＤチップ１４の光出射面の中心に合致している。封止部材１８の角部１８ｂは、凹部２０が設けられたことによって、凸レンズの曲面半径は第４の実施の形態に比べて小さくなっている。従って、角部１８ｂによる凸レンズの焦点距離ｆは、第４の実施の形態に比べて短くなっている。

図１２は、第６の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図１１及び図１２において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。この青色光は蛍光体層２１を透過する際、一部は黄色光に変換され、青色光と黄色光が混合されて白色光が封止部材１８から出射される。

ＬＥＤチップ１４から蛍光体層２１を介して封止部材１８の凹部２０に入射した光のうち、中心に入射した光は、そのまま透過して外部へ出射する。また、基板１２に水平な方向から封止部材１８に入射する光も、そのまま透過して外部へ出射する。一方、凹部２０の傾斜面に入射した光は、傾斜面の角度と入射光の角度に応じた屈折角により屈折し、外部へ出射する。

また、ＬＥＤチップ１４から封止部材１８の角部１８ｂに入射した光は、角部１８ｂにより形成された凸レンズによって定まる屈折角により屈折して出光する。

この第６の実施の形態によれば、第４の実施の形態に比べ、斜め上方向への光強度をさらに高めることができる。

［第７の実施の形態］
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、図１１に示した第６の実施の形態において、凹部２０の傾斜面に第５の実施の形態に示した反射部１９を設けたものであり、その他の構成は第６の実施の形態と同様である。

図１４は、第７の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図１３及び図１４において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。この青色光は蛍光体層２１を透過する際、蛍光体層２１により黄色光に変換され、青色光と黄色光が混合され白色光として封止部材１８から出射される。

ＬＥＤチップ１４から封止部材１８の反射部１９に入射した光は、その傾斜面の角度に応じた屈折角により反射光Ｄとなって屈折し、封止部材１８の側面方向へ出射する。さらに、ＬＥＤチップ１４から封止部材１８の周縁部１８ｃに入射した光は、周縁部１８ｃにより形成された凸レンズによって、リング状に集光するように屈折する。また、封止部材１８の側面に入射した光は、封止部材１８の材質により定まる屈折率で屈折し、斜め上方向へ出射する。

この第７の実施の形態によれば、封止部材１８設けられた凹部２０の内面に反射部１９を設けたことにより、第６の実施の形態に比べ、斜め上方向及び横方向への光出射量を更に増大させることができる。

［第８の実施の形態］
図１５は、本発明の第８の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、基板１２に代えてセラミック等によるパッケージ３０を用いたものであり、その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

パッケージ３０は、ＬＥＤチップ１４を搭載するための凹部３０ａを有している。図示を省略しているが、凹部３０ａの底面には、ＬＥＤチップ１４の半田バンプ１３Ａ，１３Ｂに接続される配線パターンが形成されている。更に、凹部３０ａの傾斜面には、反射部材３１が設けられている。この反射部材３１は、反射率の高い物質や塗料の塗布、メッキ、蒸着、金属箔の貼付等により形成することができる。なお、反射部材３１は、ＬＥＤチップ１４の搭載状況等によっては、省略してもよい。

図１６は、第８の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図１５及び図１６において、電源がＬＥＤチップ１４に供給されると、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。この青色光の内の水平方向に放射されたものを除く青色光は、蛍光体層２１に入射する。また、ＬＥＤチップ１４から反射部材３１に向けて放射された青色光は、反射部材３１で反射した後、蛍光体層２１に入射する。

蛍光体層２１では、第１の実施の形態で説明したように、ＬＥＤチップ１４による青色光と、蛍光体層２１から放射される黄色光との混合により、白色光が生成される。この白色光は、封止部材１５に入射し、その入射光の入射角度に応じた屈折角により封止部材１５から出射する。

この第８の実施の形態によれば、発光装置１をパッケージタイプにした場合でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、反射部材３１を設けることにより、上方向への出射光量を増大させることができる。

［第９の実施の形態］
図１７は、本発明の第９の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、ＬＥＤチップ１４と封止部材１５の間に耐紫外線特性を有するシリコーン等の樹脂を第２の封止部材２２として充填したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

第９の実施の形態によれば、第２の封止部材２２をＬＥＤチップ１４と封止部材１５の間に介在させたことにより、ＬＥＤチップ１４による青色光に含む紫外線が封止部材１５に到達する量を低減できる。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

［第１０の実施の形態］
図１８は、本発明の第１０の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、基板１２上に複数のＬＥＤチップ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを搭載してマルチチップの構成にするとともに、内面に蛍光体層２１が塗布された封止部材２３でＬＥＤチップ１４Ａ〜１４Ｄを封止して、発光装置１０を構成したものである。

ＬＥＤチップ１４Ａ〜１４Ｄは同一構成であるとともに、その構成及び仕様は、前記各実施の形態に示したＬＥＤチップ１４と同様である。また、ここでは、ＬＥＤチップを４個（１４Ａ〜１４Ｄ）としたが、任意数にすることができる。

基板１２は、前記各実施の形態に示した配線パターン１１Ａ，１１Ｂのほか、配線パターン１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅが形成されている。配線パターン１１Ａ〜１１Ｅは、一直線上に所定の間隔をもって配設されている。ＬＥＤチップ１４Ａ〜１４Ｄは、同じ向きにして配線パターン１１Ａ〜１１Ｅの隣接間に実装されている。つまり、ＬＥＤチップ１４Ａ〜１４Ｄは、配線パターン１１Ａ，１１Ｃ〜１１Ｅ，１１Ｂによって直列接続されている。

封止部材２３は、第１の実施の形態における封止部材１５と同様の材料を用いて作られており、凸レンズとして機能する形状に形成されている。なお、図１８では、周縁部の曲率半径を他の部分に比べて小さくしているが、他の実施の形態に示した構成にすることができる。

この第１０の実施の形態によれば、ＬＥＤチップ１４Ａ〜１４Ｄを１枚の基板１２上に搭載したことにより、発光強度を上げることができる。なお、蛍光体層２１を設けず、ＬＥＤチップとして、赤色光を出射する赤色ＬＥＤ、緑色光を出射する緑色ＬＥＤ、青色光を出射する青色ＬＥＤを用いてもよい。これにより、様々な色の光を発光させることができる。

［第１１の実施の形態］
図１９は、本発明の第１１の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、第１０の実施の形態において、封止部材２３の形状を表面が平坦な封止部材２４に代えたものであり、その他の構成は第１０の実施の形態と同様である。

この第１１の実施の形態によれば、発光装置１０の全体の高さを低くすることができる。

本発明者らは、図１に示した構成の発光装置１において、ＬＥＤチップに接する面と、離れた部分とにおける放射強度について検討した。まず、０．３ｍｍ×０．３ｍｍ×１ｍｍのサイズのＬＥＤチップ１４を用意した。このＬＥＤチップ１４の表面積Ｓ_ＬＥＤ（ｍｍ^２）は、次のようになる。
Ｓ_ＬＥＤ＝０．３×０．３×１＋０．３×０．１×４＝０．２１（ｍｍ^２）

ＬＥＤチップ１４から、Ｐｏ＝４ｍＷの放射束の光が、図２に示すように、各矢印で示す方向から１８０°の範囲に均等に放射されたとすると、ＬＥＤチップ１４に接する部分の放射照度Ｅ_ＬＥＤ（ｍＷ／ｍｍ^２）は、次のようになる。
Ｅ_ＬＥＤ＝４／Ｓ_ＬＥＤ＝４／０．２１＝１９．０５（ｍＷ／ｍｍ^２）
＝１９０５（ｍＷ／ｃｍ^２）・・・（１）

また、封止樹脂１５の形状が、ＬＥＤチップ１４を中心にした半球形状で、その内面直径Ｄが５ｍｍの場合、その表面積Ｓ_Ｍ（ｍｍ^２）は、次のようになる。
Ｓ_Ｍ＝πＤ^２／２＝３９（ｍｍ^２）

ここで、Ｐｏ＝４ｍＷの放射束の光が、ＬＥＤチップ１４から封止樹脂１５の半球面に均等に放射されるとすると、放射照度Ｅ_Ｍは、次のようになる。
Ｅ_Ｍ＝４／Ｓ_Ｍ＝０．１０（ｍＷ／ｍｍ^２）＝１０（ｍＷ／ｃｍ^２）・・・（２）

従って、ＬＥＤチップ１４に接する面と、内面直径Ｄが５ｍｍの半球面とでは、（１）式及び（２）式から、両者の比は１９０５／１０＝１９０となる。つまり、ＬＥＤチップ１４に接する面と、封止部材１５の内面とでは、放射照度は１９０倍の差になる。

例えば、環境試験でよく使用されるサンシャインウェザーメータでは、２５．５ｍＷ／ｃｍ^２程度である。サンシャインウェザーメータと比較した場合、波長が短い光で樹脂劣化及び蛍光体劣化が激しくなり、サンシャインウェザーメータでは、波長３００ｎｍ〜７００ｎｍの光の放射照度であるため、青色ＬＥＤや紫外線ＬＥＤの場合、条件が悪くなる。従って、第１の実施の形態のように、ＬＥＤチップ１４と封止部材１５の内面との間の距離を大きくとることにより、樹脂劣化及び蛍光体劣化を低減することができる。

［第１２の実施の形態］
図２０は、本発明の第１２の実施の形態に係る発光装置を示す。本実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態において、蛍光体層２１の内側であって、基板１２の表面（素子搭載面）に反射層２００を設けたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

図２１は、第１２の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す。図２０及び図２１において、外部の電源回路等から配線パターン１１Ａ，１１Ｂに所定の電圧が印加されると、半田バンプ１３Ａ，１３Ｂを通して電源がＬＥＤチップ１４に供給され、ＬＥＤチップ１４が青色光を発光する。

ＬＥＤチップ１４からの青色光は、蛍光体層２１および封止部材１５を通して外部に出射される。また、ＬＥＤチップ１４から青色光が反射層２００で反射され、空気層、蛍光体層２１および封止部材１５を通して外部に出射される。ＬＥＤチップ１４からの青色光が蛍光体層２１を透過する際、一部は黄色光に変換され、封止部材１５を透過するので、封止部材１５を透過した青色光と黄色光との混合により白色光が生成される。なお、反射層２００の代わりに蛍光体層（図示せず）を設けると、この蛍光体層において青色光と黄色光（波長変換光）との混合光としての白色光が生成される。封止部材１５は、その内面からＬＥＤチップ１４の発光部までの距離が均等であるため、封止部材１５の表面から、光はほぼ均等に図示の矢印Ａのように出光する。

この第１２の実施の形態によれば、基板１２の表面に反射層２００（蛍光体層）が設けられているため、封止部材１５から出射される光が多くなり、光取出効率を高めることができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、図１７の第９の実施の形態に示した第２の封止部材２２は、他の実施の形態に設けることも可能である。

また、第１〜第９の実施の形態に示した各封止部材の形状は、第１０及び第１１の実施の形態にも適用可能である。

また、上記各実施の形態において、ＬＥＤチップ１４，１４Ａ〜１４Ｄは、その発光面に粗面処理が施されていてもよい。

また、上記各実施の形態において、蛍光体層を形成しない構成とすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第１の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第２の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第３の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第４の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第５の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第５の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第６の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第６の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第７の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第７の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第８の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第８の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。 本発明の第９の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 本発明の第１０の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 本発明の第１１の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 本発明の第１２の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。 第１２の実施の形態における発光装置の光出射経路を示す説明図である。

符号の説明

１，１０ 発光装置
１１Ａ〜１１Ｅ 配線パターン
１２ 基板
１３Ａ，１３Ｂ 金バンプ
１４，１４Ａ〜１４Ｄ ＬＥＤチップ
１４ａ，１４ｂ 電極
１５、１６，１７，１８ 封止部材
１８ａ 平坦面
１８ｂ 角部
１８ｃ 周縁部
１９ 反射部
２０ 凹部
２１ 蛍光体層
２２ 第２の封止部材
２３，２４ 封止部材
３０ パッケージ
３０ａ 凹部
３１ 反射部材

Claims (10)

1. 光透過性部材によって封止された発光素子を備えた発光装置において、
   前記光透過性部材は、前記発光素子に接触しない状態で配置されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記光透過性部材は、前記発光素子との間に空気層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記光透過性部材は、前記発光素子から放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体層が内面に配設されている請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記光透過性部材は、全体または一部が凸レンズまたは凹レンズとして機能する形状を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記光透過性部材は、前記発光素子の光出射面に対向する部位の表面に、前記発光素子からの放射光を反射する反射部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 耐紫外線特性及び光透過性を有する第２の封止部材が、前記光透過性部材と前記発光素子との間に充填されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記発光素子は、複数からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
8. 前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または７に記載の発光装置。
9. 前記発光素子の表面は、前記発光素子の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率をもつ材料で覆われている請求項１に記載の発光装置。
10. 前記光透過性部材の内側であって、前記発光素子を搭載する基板の表面には、反射層または蛍光体層が設けられている請求項１に記載の発光装置。

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