特開 2015-188069 発光装置及び発光装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-188069(P2015-188069A)

(43)【公開日】2015年10月29日

(54)【発明の名称】発光装置及び発光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/58 20100101AFI20151002BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20151002BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20151002BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 430

   H01L23/30 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-35340(P2015-35340)

(22)【出願日】2015年2月25日

(31)【優先権主張番号】特願2014-51754(P2014-51754)

(32)【優先日】2014年3月14日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119301

【弁理士】

【氏名又は名称】蟹田 昌之

(72)【発明者】

【氏名】三次 智紀

(72)【発明者】

【氏名】小関 健司

【テーマコード（参考）】

4M109

5F142

【Ｆターム（参考）】

4M109AA01

4M109BA03

4M109CA04

4M109CA12

4M109CA21

4M109CA22

4M109DB20

4M109EC11

4M109EE12

4M109GA01

5F142AA03

5F142BA32

5F142CA11

5F142CA13

5F142CB11

5F142CD16

5F142CD17

5F142CD18

5F142CE02

5F142CE15

5F142CE16

5F142CE17

5F142CG45

5F142DA13

5F142DB02

(57)【要約】

【課題】基板による光の吸収を抑制して光出力を向上させることができる発光装置を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板上に実装された発光素子と、前記発光素子の上面に接着材を介して接着された第１透光性部材と、前記第１透光性部材の上面に載置された第２透光性部材と、を備え、前記第１透光性部材の下面周縁は平面視において前記発光素子の上面周縁よりも内側に位置し、前記接着材は、前記発光素子の上面から前記第２透光性部材の下面まで前記第１透光性部材の側面を覆いつつ延在して設けられるとともに、前記基板から離間して配置される発光装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に実装された発光素子と、
前記発光素子の上面に接着材を介して接着された第１透光性部材と、
前記第１透光性部材の上面に載置された第２透光性部材と、
を備え、
前記第１透光性部材の下面周縁は平面視において前記発光素子の上面周縁よりも内側に位置し、
前記接着材は、前記発光素子の上面から前記第２透光性部材の下面まで前記第１透光性部材の側面を覆いつつ延在して設けられるとともに、前記基板から離間して配置されることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記第１透光性部材の上面周縁は平面視において前記第２透光性部材の下面周縁よりも内側に位置してい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】

前記第２透光性部材の下面は平面視において前記発光素子と同一形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記第２透光性部材の下面周縁は平面視において前記発光素子の上面周縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。

【請求項5】

前記第２透光性部材の下面周縁は平面視において前記発光素子の上面周縁よりも外側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。

【請求項6】

前記第１透光性部材と前記第２透光性部材とが別体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。

【請求項7】

前記第１透光性部材と前記第２透光性部材とが前記接着材を介して接着されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。

【請求項8】

前記第１透光性部材と前記第２透光性部材とが前記接着材とは別体の接着材を介して接着されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。

【請求項9】

前記第１透光性部材と前記第２透光性部材とが一体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。

【請求項10】

前記第２透光性部材はフィラーを有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置。

【請求項11】

前記第１透光性部材はフィラーを有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。

【請求項12】

前記第２透光性部材の側面を覆う光反射性部材を備えたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の発光装置。

【請求項13】

前記光反射性部材は、さらに前記発光素子の側面を覆っていることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。

【請求項14】

発光素子の上面周縁よりも内側に下面周縁を平面視において位置させることができる第１透光性部材を準備し、前記第１透光性部材の下面周縁が前記発光素子の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう前記発光素子の上面に接着材を介して前記第１透光性部材を配置する工程と、
前記第１透光性部材の上面に前記接着材を介して第２透光性部材を配置する工程と、
前記接着材を硬化する工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項15】

一体に構成された第１透光性部材と第２透光性部材とからなる第３透光性部材の集合体を準備する工程と、
前記第３透光性部材の集合体を個々の第３透光性部材へと分割し、前記第１透光性部材の下面周縁を発光素子の上面周縁よりも平面視において内側に位置させることができる形状を有した複数の第３透光性部材を得る工程と、
前記第３透光性部材における前記第１透光性部材の下面周縁が前記発光素子の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう、前記第３透光性部材における第１透光性部材の下面を発光素子の上面に接着材を介して接合する工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項16】

第１透光性部材の上面に第２透光性部材の下面が接合された第４透光性部材の集合体を準備する工程と、
前記第４透光性部材の集合体を分割し、前記第１透光性部材の下面周縁を発光素子の上面周縁よりも平面視において内側に位置させることができる形状を有した複数の第４透光性部材を得る工程と、
前記第４透光性部材における前記第１透光性部材の下面周縁が前記発光素子の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう、前記第４透光性部材における第１透光性部材の下面を発光素子の上面に接着材を介して接合する工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項17】

前記第１透光性部材と前記第２透光性部材とは直接接合されることを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。

【請求項18】

前記第１透光性部材と前記第２透光性部材とは前記第１透光性部材の下面と前記発光素子の上面を接合する接着材とは別体の接着材により接合されることを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、板状光学層（第２透光性部材）が透明材料（接着材）を介して発光素子に接着される発光装置が提案された（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−４３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の発光装置では、透明材料（接着材）の硬化前に透明材料（接着材）が発光素子と板状光学層（第２透光性部材）との間から垂れて基板の上面に達してしまうことがあり、発光素子から出射した光が透明材料（接着材）を通って基板の上面に入射し基板に吸収されてしまう虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題は、接着材が基板から離間して配置される発光装置により解決することができる。このような発光装置としては、例えば、基板と、前記基板上に実装された発光素子と、前記発光素子の上面に接着材を介して接着された第１透光性部材と、前記第１透光性部材の上面に載置された第２透光性部材と、を備え、前記第１透光性部材の下面周縁は平面視において前記発光素子の上面周縁よりも内側に位置し、前記接着材は、前記発光素子の上面から前記第２透光性部材の下面まで前記第１透光性部材の側面を覆いつつ延在して設けられるとともに、前記基板から離間して配置されることを特徴とする発光装置を一例として挙げることができる。

【発明の効果】

【0006】

上記に記載の発光装置によれば、基板による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態１に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面を示す図である。

【図2】実施形態２に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ断面を示す図である。

【図3】実施形態３に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ断面を示す図である。

【図4】実施形態４に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ断面を示す図である。

【図5】実施形態５に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ断面を示す図である。

【図6】実施形態６に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＦ−Ｆ断面を示す図である。

【図7】実施形態７に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＧ−Ｇ断面を示す図である。

【図8】実施形態１に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。

【図9】実施形態５に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。

【図10】実施形態６に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［実施形態１に係る発光装置１００］
図１は、実施形態１に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面を示す図である。

【0009】

図１に示すように、実施形態１に係る発光装置１００は、基板１０と、基板１０上に実装された発光素子２０と、発光素子２０の上面に接着材３０を介して接着された第１透光性部材４０と、第１透光性部材４０の上面に載置された第２透光性部材５０と、を備え、第１透光性部材４０の下面周縁は平面視において発光素子２０の上面周縁よりも内側に位置し、接着材３０は、発光素子２０の上面から第２透光性部材５０の下面まで第１透光性部材４０の側面を覆いつつ延在して設けられるとともに、基板１０から離間して配置される発光装置である。

【0010】

以下、順に説明する。

【0011】

（基板１０）
基板１０には、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックス（ＨＴＣＣ、ＬＴＣＣ）などの絶縁性の基板などを用いることができる。なかでも、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスを利用したものが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが挙げられ、これらのセラミックス材料に、例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ、エポキシ系樹脂等の絶縁性材料を組み合わせても良い。

【0012】

（発光素子２０）
発光素子２０は、基板１０上に実装される。基板１０への実装方法は特に限定されないが、実施形態１では、フリップチップ実装により発光素子２０が基板１０上に実装されるものとする。発光素子２０には、いわゆる発光ダイオードを用いることが好ましい。なかでも、成長基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化物半導体、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体等、種々の半導体による発光層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。

【0013】

（第１透光性部材４０）
第１透光性部材４０は、発光素子２０の上面に接着材３０を介して接着されている。

【0014】

第１透光性部材４０の下面周縁は平面視において発光素子２０の上面周縁よりも内側に位置している。これにより、発光素子２０の上面の接着材３０が第１透光性部材４０の側面を這い上がることが可能となり、第１透光性部材４０の側面が接着材３０により覆われる。また、発光素子２０の上面の端部（側面と接する角部）において接着材３０の表面張力が働くようになり、接着材３０の発光素子２０の側面へ垂れ下がりが抑制され、接着材３０が基板１０にまで達することが防止される。

【0015】

特に限定されるものではないが、第１透光性部材４０の厚みは、第１透光性部材４０が厚いと発光素子２０からの光取り出し率が低下するため、薄い方が好ましい。具体的に説明すると、第１透光性部材４０の厚みは発光素子２０の厚みの４０〜１００％程度であることが好ましい。

【0016】

第１透光性部材４０の上面周縁は平面視において第２透光性部材５０の下面周縁よりも内側に位置している。これにより、接着材３０の這い上がりが第２透光性部材５０の下面の端部で抑制されるため、第２透光性部材５０の側面が接着材３０で覆われることを抑制することができる。

【0017】

第１透光性部材４０は、接着材３０が発光素子２０の側面から基板１０まで垂れ伝うのを抑制するための部材であると同時に、発光素子２０の発光を伝播するための部材である。このため、第１透光性部材４０には、発光素子２０からの発光を透過することのできる材料から形成された板状部材を用いることが好ましい。発光素子２０からの発光を透過することのできる材料の一例としては、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス材料、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、トリメチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を１種類以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂成形体、サファイアなどを挙げることができる。

【0018】

第１透光性部材４０は蛍光体や拡散材などのフィラーを有していてもよいし、有していなくてもよい。フィラーは、第１透光性部材４０の内部に含有させてもよいし、第１透光性部材４０の両面または片面にフィラーを含有する層を塗布することにより設けてもよい。

【0019】

（第２透光性部材５０）
第２透光性部材５０は、第１透光性部材４０の上面に載置されている。第１透光性部材４０の上面周縁は平面視において第２透光性部材５０の下面周縁よりも内側に位置しているため、第２透光性部材５０の側面が接着材３０で覆われることを抑制することができる。つまりは、第２透光性部材５０の側面が光反射性部材６０で被覆されやすくなり、第２透光性部材５０の側方を通過して光が抜け出ることが抑制される。したがって、第２透光性部材５０の上面を発光装置１００の発光面Ｘとした際に、発光する部分と発光しない部分とにおける輝度の差を明確にして見切り性の良い発光装置とすることができる。また、第２透光性部材５０が蛍光体を有する場合などにおいては、色（波長）や輝度が異なる光が第２透光性部材５０の上方と側方からそれぞれ取り出されることを防止して、色ムラや輝度ムラが発生することを防止することができる。

【0020】

特に限定されるものではないが、第２透光性部材５０が厚いと発光装置１００自体の厚さが厚くなるため、発光装置１００の小型化を考慮し、第２透光性部材５０の厚みは薄い方が好ましい。具体的に説明すると、第２透光性部材５０の厚みは例えば１００〜３００μｍ程度であることが好ましい。

【0021】

第２透光性部材５０の下面は、平面視において発光素子２０と同一形状（ほぼ同一の形状を含む。）とされている。これにより、第２透光性部材５０の外周部における色ムラが低減されるため、発光色の均一化が図られる。

【0022】

第２透光性部材５０は、第１透光性部材４０とは別体である。第２透光性部材５０と第１透光性部材４０との間の接合は、例えば、圧着、焼結、接着材による接着、低融点ガラスによる接着などで行うことができる。本実施形態１に係る発光装置１００では、第２透光性部材５０は接着材３０を介して第１透光性部材４０に接着されている。

【0023】

第２透光性部材５０には、第１透光性部材４０と同様の材料を用いることができる。第２透光性部材５０は蛍光体や拡散材などのフィラーを有していなくてもよいが、有していることが好ましい。フィラーを有する場合は、フィラーを第２透光性部材５０の内部に含有させてもよいし、第２透光性部材５０の両面または片面にフィラーを含有する層を設けてもよい。フィラーを含有する層を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー法、電着法、静電塗装法を用いることができる。あるいは樹脂に蛍光体を分散させた材料から成る蛍光体シート等を第２透光性部材５０に接着してもよい。

【0024】

（フィラー）
フィラーには、蛍光体や拡散材等を用いることができる。蛍光体としては、当該分野で公知のものを使用することができる。具体的には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４）などが挙げられる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光（例えば白色系）を出射する発光装置、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。特に、青色発光素子に組み合わせて白色発光させる蛍光体としては、青色で励起されて黄色のブロードな発光を示す蛍光体を用いることが好ましい。

【0025】

蛍光体は、複数の種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。例えば、Ｓｉ_６−ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８−Ｚ：Ｅｕ、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｚｎ：Ｃｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃ_ｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＢ_ｘＮ_３＋ｘ：Ｅｕ、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ及びＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕなどの蛍光体を所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いて、演色性や色再現性を調整することもできる。

【0026】

拡散材としては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、ガラス、カーボンブラック等を用いることができる。

【0027】

（接着材３０）
接着材３０は、発光素子２０の上面から第２透光性部材５０の下面まで第１透光性部材４０の側面を覆いつつ延在して設けられる。これにより、発光素子２０、第１透光性部材４０、及び第２透光性部材５０が互いに接着される。

【0028】

接着材３０は、基板１０から離間して配置される。接着材３０が基板１０から離間して配置されることにより、発光素子２０から出射した光が接着材３０を通って基板１０の上面に入射し基板１０に吸収されてしまうことがないため、発光装置１００の光出力が高くなる。また、接着材３０が基板１０に垂れると、垂れた接着材３０が基板１０上で横方向に広がり、発光素子２０から出射した光が基板１０上に広がった接着材３０中で反射され光束が低下するが、接着材３０が基板１０から離間して配置されることにより、このような光束の低下が抑制される。

【0029】

さらに、接着材３０が基板１０に垂れると、特に発光素子２０をフリップチップ実装する場合には、垂れた接着材３０が発光素子２０と実装基板１０との隙間へ入り込み耐熱衝撃性が悪化する虞があるが、接着材３０が基板１０から離間して配置されることにより、このような耐熱衝撃性の悪化も抑制される。すなわち、接着材３０としては各部材間の接着性を高める観点から低弾性樹脂ではなく高弾性樹脂を用いることが好ましいところ、接着材３０として用いた高弾性樹脂が発光素子２０と実装基板１０との隙間に入り込んでしまうと、樹脂硬化時及びリフロー時に発光素子２０が浮いて熱抵抗が低下し、最悪の場合は発光素子２０が点灯しなくなってしまう。実施形態１に係る発光装置１００によれば、接着材３０が基板１０から離間して配置されるため、このように発光素子２０と実装基板１０との間に隙間が生じるフリップチップ実装などの場合においても、耐熱衝撃性の悪化を抑制しつつ、各部材間の接着性を高めることが可能となる。

【0030】

発光素子２０の上面からの発光は、第１透光性部材４０及び接着材３０を介して第２透光性部材５０の下面へと伝播される。このため、接着材３０には、発光素子２０からの発光を第２透光性部材５０側へと有効に導光できる部材を用いることが好ましい。また、接着材３０には、前述のとおり各部材間の接着性を確保できる材料を用いることが好ましい。このような導光や接着に優れる材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料が挙げられる。なお、接着材３０は、フィラーを備えていてもよい。フィラーとしては、上で例示したものと同様のものが挙げられる。これらフィラーは、接着材３０を構成する材料中に含有されることが好ましい。

【0031】

（光反射性部材６０）
第２透光性部材５０は、その側面が光反射性部材６０で被覆されていることが好ましい。さらに、光反射性部材６０が発光素子２０の側面まで延在して設けられ、発光素子２０の側面が光反射性部材６０で被覆されていることがより好ましい。これにより、発光素子２０から横方向に出射される光を上方に効率的に取り出すことができる。すなわち、発光装置１００の発光面Ｘを必要な部分のみに限定して、不要な方向への発光を制限し、光取り出し効率を向上させることができる。また、第２透光性部材５０がフィラーを含有する場合には、第２透光性部材５０の側方を通過して発光素子２０からの出射光が抜け出ることが抑制されるため、色ムラや輝度ムラが発生することを防止することができる。

【0032】

光反射性部材６０は、発光素子２０からの光に対する反射率が６０％以上である反射性材料、より好ましくは８０％または９０％以上の光反射性材料で形成されているものが好ましい。このような光反射性材料は、例えば、セラミック、樹脂、誘電体、パルプ、ガラスまたはこれらの複合材料等により形成することができる。なかでも、任意の形状に容易に形成することができるという観点からは、樹脂により光反射性材料を形成することが好ましい。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。具体的には、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂の１種類以上を含む樹脂またはハイブリッド樹脂等が挙げられる。光反射性材料には、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、硫酸バリウム、カーボンブラック、各種希土類酸化物（例えば酸化イットリウム、酸化ガドリニウム）などの光反射材、光散乱剤又は着色剤等を含有させることが好ましい。また、ガラスファイバー、ワラストナイトなどの繊維状フィラー、カーボン等の無機フィラー、放熱性の高い材料（例えば窒化アルミ、窒化ホウ素等）を光反射性材料に含有させてもよい。なお、光反射性部材６０は、スクリーン印刷、ポッティング、トランスファーモールド、コンプレッションモールド等により形成することができる。

【0033】

以上説明したように、実施形態１に係る発光装置１００では、発光素子２０と第２透光性部材５０との間に、下面周縁が平面視において発光素子２０の上面周縁よりも内側に位置する第１透光性部材４０が設けられているため、接着材３０が基板１０に達することなく、接着材３０が基板１０から離間して配置される。したがって、実施形態１に係る発光装置１００によれば、発光素子２０から出射した光が接着材３０を通って基板１０の上面に入射し基板１０に吸収されてしまうことを防止して、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。

【0034】

［実施形態２に係る発光装置２００］
図２は、実施形態２に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ断面を示す図である。

【0035】

図２に示すように、実施形態２に係る発光装置２００は、第２透光性部材５０の下面周縁が平面視において発光素子２０の上面周縁よりも内側に位置している点で、第２透光性部材５０の下面が平面視において発光素子２０と同一形状である実施形態１に係る発光装置１００と相違する。実施形態２に係る発光装置２００によっても、実施形態１に係る発光装置１００と同様に、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。なお、第２透光性部材５０には蛍光体などのフィラーが含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。

【0036】

第１透光性部材４０と第２透光性部材５０を用いれば、発光素子２０の大きさに依存することなく発光装置２００の発光面積（発光面Ｘの面積。以下同じ。）を所望の大きさにすることが可能であるが、実施形態２に係る発光装置２００では、第２透光性部材５０の下面周縁を平面視において発光素子２０の上面周縁よりも内側に位置させるとともに、第１透光性部材４０の上面周縁を第２透光性部材５０の下面周縁よりも内側に位置させることにより、発光装置２００の発光面積（発光面Ｘの面積）の面積を発光素子２０の発光面積よりも小さく設定している。このように、発光装置２００の発光面積（発光面Ｘの面積）の面積を発光素子２０の発光面積よりも小さくすれば、光束を絞ることが可能となるため、発光面Ｘの輝度を高めるとともに、発光面Ｘにおける輝度ムラを抑制することができる。

【0037】

上記のとおり、実施形態２によれば、発光装置２００の発光面積（発光面Ｘの面積）が発光素子２０の発光面積よりも小さくなり光束が絞られる。したがって、発光装置２００の光束を高めるために、発光素子２０を大型化しながらも、発光装置２００自体の発光面積を絞ることが可能となるため、光学設計がし易くなり、車のヘッドランプなど発光面積が制限されているようなデザイン性が高い照明装置に適した発光装置を提供することができる。

【0038】

実施形態２に係る発光装置２００における第２透光性部材５０の下面の面積は、発光素子２０の上面の面積の７０％以上であることが好ましい。さらに、第２透光性部材５０の下面の面積は、第１透光性部材４０の上面の１０５〜３００％程度であることが好ましい。この範囲とすることで、平面視における第２透光性部材５０の外縁からの接着材３０のはみ出しを抑制して、発光する部分（発光面Ｘ）と発光しない部分とにおける輝度の差を明確にして見切りの良い発光装置とすることができる。

【0039】

一般に、発光素子の上面に、下面周縁が平面視において発光素子の上面周縁よりも内側に位置する透光性部材を配置する場合、接着材の這い上がりにより透光性部材の側面が接着材で覆われやすくなるため、透光性部材の側方を通過して光が抜け出やすくなり、透光性部材の上面を発光装置の発光面とした際に、発光する部分と発光しない部分とにおける輝度の差が不明確になりやすい。また、透光性部材が蛍光体を有する場合などにおいては、色（波長）や輝度が異なる光が透光性部材の上方と側方からそれぞれ取り出されてしまい、色ムラや輝度ムラが発生する虞がある。しかしながら、実施形態２に係る発光装置２００によれば、第２透光性部材５０が第１透光性部材４０を介して発光素子２０の上面に配置されるため、第２透光性部材５０の下面周縁が平面視において発光素子２０の上面周縁よりも内側に位置していても、第２透光性部材５０の側面を光反射性部材６０で容易に被覆することができる。したがって、輝度の差を明確にして見切り性の良い発光装置とすることができるとともに、色ムラや輝度ムラが発生を防止することができる。

【0040】

［実施形態３に係る発光装置３００］
図３は、実施形態３に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ断面を示す図である。

【0041】

図３に示すように、実施形態３に係る発光装置３００は、第２透光性部材５０の下面周縁が平面視において発光素子２０の上面周縁よりも外側に位置している点で、第２透光性部材５０の下面が平面視において発光素子２０と同一形状である実施形態１に係る発光装置１００と相違する。実施形態３に係る発光装置３００によっても、実施形態１に係る発光装置１００と同様に、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。

【0042】

実施形態３によれば、発光装置３００の発光面積が発光素子２０の発光面積よりも大きくなるため、光反射性部材６０による光反射を低減して光取り出し効率を上げることが可能となる。したがって、実施形態３によれば、特に発光面積の制限がない照明などに適した発光装置を提供することができる。

【0043】

なお、実施形態３に係る発光装置３００では、発光素子２０が、バンプなどの接合部材７１を用いたフリップチップ実装ではなく、樹脂やペーストなどの接合部材７２を用いた共晶接合で実装されている。発光素子２０が樹脂やペーストなどの接合部材７２を用いて実装される場合は、発光素子２０の下面の端部が接合部材７２で覆われてしまうため、接着材３０が発光素子２０の側面から基板１０側に垂れると、垂れた接着材３０が接合部材７２の上面を伝い基板１０上で横方向に広がりやすくなる。しかしながら、実施形態３に係る発光装置３００によれば、前述のとおり、接着材３０の発光素子２０の側面を伝う垂れ下がりが接着材３０の表面張力により発光素子２０の上面の端部（側面と接する角部）で抑制され、接着材３０が基板１０に到達してしまうことが防止される。したがって、実施形態３に係る発光装置３００によれば、樹脂やペーストなどの接合部材７２を用いた共晶接合で発光素子２０が基板１０に実装される場合においても、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。

【0044】

［実施形態４に係る発光装置４００］
図４は、実施形態４に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ断面を示す図である。

【0045】

図４に示すように、実施形態４に係る発光装置４００は、複数の発光素子２０が基板１０上に実装されている点で実施形態１に係る発光装置１００と相違する。このように、基板１０上に実装される発光素子２０の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。

【0046】

なお、実施形態４に係る発光装置４００のように複数の発光素子２０を設ける場合は、複数の第２透光性部材５０を設けてこれらを複数の発光素子２０の各々と接着してもよいが（図５に示した実施形態５を参照）、図４に示すように、１つの第２透光性部材５０を設けて、これに複数の第１透光性部材４０（及び複数の発光素子２０）を接着してもよい。この場合は、複数の発光素子２０及び複数の第１透光性部材４０の外周をつないだところを発光素子２０および第１透光性部材４０における上面周縁として、複数の第１透光性部材４０（及び複数の発光素子２０）を第２透光性部材５０に接着させることができる。このように、１つの第２透光性部材５０を設けて、これに複数の第１透光性部材４０（及び複数の発光素子２０）を接着しても、実施形態１に係る発光装置１００と同様に、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。また、疑似的に１つの大型発光装置を構成することができる。

【0047】

［実施形態５に係る発光装置５００］
図５は、実施形態５に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ断面を示す図である。

【0048】

図５に示すように、実施形態５に係る発光装置５００は、複数の発光素子２０が基板１０上に実装されている点で、実施形態１に係る発光装置１００と相違する。また、実施形態５に係る発光装置５００は、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが一体である点で、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが別体である実施形態１に係る発光装置１００と相違する。実施形態５に係る発光装置５００によっても、実施形態１に係る発光装置１００と同様に、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。なお、実施形態５において第１透光性部材４０と第２透光性部材５０は一体であるが、図５（ｂ）においては、理解を容易にするために、両者の間に破線を引いている。なお、以下では、第１透光性部材４０及び第２透光性部材５０が一体であることに鑑み、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とをまとめて第３透光性部材８０と称することがある。

【0049】

実施形態５に係る発光装置５００において、一体である第１透光性部材４０及び第２透光性部材５０は、フィラーを有していてもよいし、有していなくてもよい。フィラーを有する場合は、第１透光性部材４０及び第２透光性部材５０の内部に含有させてもよいし、第１透光性部材４０及び第２透光性部材５０の両面または片面に印刷やスプレーなどによりフィラーからなる層やフィラーを含有する層を塗布することにより設けてもよい。

【0050】

実施形態５に係る発光装置５００において、第１透光性部材４０の下面と発光素子２０の上面とは平面視において相似形状であることが好ましい。第１透光性部材４０の下面と発光素子２０の上面とを相似形状とすることで、第３透光性部材８０を発光素子２０の上面に載置する際に、セルフアライメント効果を利用して、第１透光性部材４０の下面を発光素子２０の上面の所定の位置に合わせることが容易になる。

【0051】

例えば、発光素子２０が平面視で矩形状である場合において、第１透光性部材４０の下面を発光素子２０の平面視と相似形状である矩形状とすれば、セルフアライメント効果が発揮されやすくなる。具体的に説明すると、発光素子２０の上面と第１透光性部材４０の下面の相似比は、セルフアライメント効果を発揮しつつ、色むらまたは輝度むらの少ない発光装置とすることができる１：０．７〜１．０の範囲であることが好ましく、第３透光性部材８０がフィラーを含有している場合は、１：０．９〜１．０の範囲とすることがより好ましい。相似比をこれらの範囲に収めれば、セルフアライメント効果が発揮されやすく、また色むらまたは輝度むらが少ない発光装置を提供することができる。

【0052】

第３透光性部材８０において、第１透光性部材４０の下面から第２透光性部材５０の上面までの長さは、短い方が好ましい。このようにすれば、光取り出し率を向上させることができる。また、第３透光性部材８０において、第１透光性部材４０の下面から第２透光性部材５０の上面までの長さの下限値は、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とを別体として用いる場合における両者の厚みの下限値の和（第１透光性部材４０の厚みの下限値＋第２透光性部材５０の厚みの下限値）よりも小さいことが好ましく、当該長さの上限値は、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とを別体として用いる場合における両者の厚みの上限値の和（第１透光性部材４０の厚みの上限値＋第２透光性部材５０の厚みの上限値）よりも小さいことが好ましい。このようにすれば、加工精度等を向上させることができる。以上を踏まえ具体的な一例を挙げると、第３透光性部材８０において、第１透光性部材４０の下面から第２透光性部材５０の上面までの長さは、例えば、１２０μｍ〜２５０μｍ程度であることが好ましい。なお、第３透光性部材８０がフィラーを含有する場合、第１透光性部材４０の厚みは薄い方が好ましく、具体的には第１透光性部材４０の下面から第２透光性部材５０の上面までの長さの５〜５０％程度であることが好ましい。このようにすれば、発光面Ｘの端部における色むらや輝度むらを抑制することができる。

【0053】

［実施形態６に係る発光装置６００］
図６は、実施形態６に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＦ−Ｆ断面を示す図である。

【0054】

図６に示すように、実施形態６に係る発光装置６００は、別体である第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが直接接合（例：融着、圧着、表面活性化接合、原子拡散接合）されてなる第４透光性部材９０を備えている点で、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが一の部材からなる実施形態５に係る発光装置５００と相違する。実施形態６に係る発光装置６００によっても、実施形態５に係る発光装置５００と同様に、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。

【0055】

［実施形態７に係る発光装置７００］
図７は、実施形態７に係る発光装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＧ−Ｇ断面を示す図である。

【0056】

図７に示すように、実施形態７に係る発光装置７００は、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが接着材３０とは別体の接着材３１により接合されている点で、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが直接接合されている実施形態６に係る発光装置６００と相違する。実施形態７に係る発光装置７００によっても、実施形態６に係る発光装置６００と同様に、基板１０による光の吸収を抑制して発光装置の光出力を向上させることができる。

【0057】

［実施形態１に係る発光装置１００の製造方法］
図８（ａ）から図８（ｆ）は、実施形態１に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。以下、図８（ａ）から図８（ｆ）を参照しつつ説明する。

【0058】

（第１工程）
まず、図８（ａ）に示すよう、基板１０上に発光素子２０を実装する。

【0059】

（第２工程）
次に、図８（ｂ）に示すよう、発光素子２０の上面に接着材３０を配置する。

【0060】

（第３工程）
次に、図８（ｃ）に示すよう、発光素子２０の上面周縁よりも内側に下面周縁を平面視において位置させることができる形状を有した第１透光性部材４０を準備し、第１透光性部材４０の下面周縁が発光素子２０の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう発光素子２０の上面に接着材３０を介して第１透光性部材４０を配置する。

【0061】

（第４工程）
次に、図８（ｄ）に示すよう、第１透光性部材４０の上面に接着材３０を配置する。

【0062】

（第５工程）
次に、図８（ｅ）に示すよう、第１透光性部材４０の上面に接着材３０を介して第２透光性部材５０を配置した後、接着材３０を硬化する。すなわち、発光素子２０と第１透光性部材４０との間に配置された接着材３０と、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０との間に配置された接着材３０と、を同時に硬化する。これにより、接着材３０は、発光素子２０の上面から第２透光性部材５０の下面まで第１透光性部材４０の側面を覆いつつ延在して設けられるとともに、基板１０から離間して配置される。なお、第２透光性部材５０の下面は、例えば、平面視において発光素子２０と同一形状であるものとすることができる。また、第１透光性部材４０の上面周縁は、例えば、第２透光性部材５０の下面周縁よりも平面視において内側に位置させることができる。

【0063】

（第６工程）
次に、図８（ｆ）に示すよう、第２透光性部材５０の側面（好ましくは第２透光性部材５０の側面及び発光素子２０の側面）を覆うように光反射性部材６０を設ける。

【0064】

以上説明した実施形態１に係る発光装置１００の製造方法によれば、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０との間に、発光素子２０と第１透光性部材４０との間に配置される接着材３０が配置されるため、特に複数の発光素子２０を有する発光装置において、複数の発光素子２０間の高低差による発光面の傾きおよび高さのバラつきを、接着材３０の量や第１透光性部材４０や第２透光性部材５０の高さで調整することができ好ましい。なお、個別の説明は省略するが、実施形態２から４に係る発光装置２００から４００の製造方法も上記と同様の工程により製造することができる。

【0065】

ただし、実施形態２に係る発光装置２００の製造方法においては、発光素子２０の上面周縁よりも下面周縁を平面視において内側に位置させることができる形状を有した第２透光性部材５０を準備し、第２透光性部材５０の下面周縁が発光素子２０の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう、第１透光性部材４０の上面に接着材３０を介して第２透光性部材５０を配置する。

【0066】

また、実施形態３に係る発光装置３００の製造方法においては、発光素子２０の上面周縁よりも下面周縁を平面視において外側に位置させることができる形状を有した第２透光性部材５０を準備し、第２透光性部材５０の下面周縁が発光素子２０の上面周縁よりも平面視において外側に位置するよう、第１透光性部材４０の上面に接着材３０を介して第２透光性部材５０を配置する。

【0067】

また、実施形態４に係る発光装置３００の製造方法においては、複数の発光素子２０を基板１０上に実装する。

【0068】

［実施形態５に係る発光装置５００の製造方法］
図９（ａ）から図９（ｄ）は、実施形態５に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。以下、図９（ａ）から図９（ｄ）を参照しつつ説明する。

【0069】

（第１工程）
まず、図９（ａ）に示すように、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とが一体である第３透光性部材８０の集合体を準備する。

【0070】

（第２工程）
次に、図９（ｂ）に示すよう、第３透光性部材８０の集合体を個々の第３透光性部材８０へと分割し、第１透光性部材４０の下面周縁を発光素子２０の上面周縁よりも平面視において内側に位置させることができる形状を有した複数の第３透光性部材８０を得る。具体的には、第３透光性部材８０の集合体を、刃幅ｔ１のブレードなどで第１透光性部材４０を切断した後、刃幅ｔ２（刃幅ｔ１＞ｔ２）のブレードなどで第２透光性部材５０を切断することにより分割された第３透光性部材８０を得る。

【0071】

（第３工程）
次に、図９（ｃ）に示すよう、基板１０上に発光素子２０を実装した後、第３透光性部材８０における第１透光性部材４０の下面周縁が発光素子２０の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう、第３透光性部材８０における第１透光性部材４０の下面を発光素子２０の上面に接着材３０を介して接合する。

【0072】

（第４工程）
次に、図９（ｄ）に示すよう、第２透光性部材５０の側面（好ましくは第２透光性部材５０の側面及び発光素子２０の側面）を覆うように光反射性部材６０を設ける。

【0073】

以上説明した実施形態５に係る発光装置５００の製造方法によれば、一体である第１透光性部材４０と第２透光性部材５０を発光素子２０上に配置することになるため、第１透光性部材４０を発光素子２０上へ配置した後に第１透光性部材４０とは別体である第２透光性部材５０を第１透光性部材４０上に配置する場合よりも製造工程を簡略化できる。

【0074】

［実施形態６に係る発光装置６００の製造方法］
図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、実施形態６に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。以下、図１０（ａ）から図１０（ｄ）を参照しつつ説明する。

【0075】

（第１工程）
まず、第１透光性部材４０の上面に第２透光性部材５０の下面が接合された第４透光性部材９０の集合体を準備する。具体的には、図１０（ａ）に示すよう、第１透光性部材４０の集合体と第２透光性部材５０の集合体とを準備し、互いに直接接合することにより第４透光性部材９０の集合体とする。

【0076】

（第２工程）
次に、図１０（ｂ）に示すよう、第４透光性部材９０の集合体を分割し、第４透光性部材９０における第１透光性部材４０の下面周縁が発光素子２０の上面周縁よりも平面視において内側に位置させることができる形状を有した複数の第４透光性部材９０を得る。具体的には、第４透光性部材９０の集合体を、刃幅ｔ１のブレードなどで第１透光性部材４０を切断した後、刃幅ｔ２（刃幅ｔ１＞ｔ２）のブレードなどで第２透光性部材５０を切断することにより分割された第４透光性部材９０を得る。

【0077】

（第３工程）
次に、図１０（ｃ）に示すよう、第４透光性部材９０における第１透光性部材４０の下面周縁が発光素子２０の上面周縁よりも平面視において内側に位置するよう、第４透光性部材９０における第１透光性部材４０の下面を発光素子２０の上面に接着材３０を介して接合する。

【0078】

（第４工程）
次に、図１０（ｄ）に示すよう、第２透光性部材５０の側面（好ましくは第２透光性部材５０の側面及び発光素子２０の側面）を覆うように光反射性部材６０を設ける。

【0079】

以上説明した実施形態６に係る発光装置６００の製造方法によれば、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とを発光素子２０上へ配置する前に、第１透光性部材４０と第２透光性部材５０とを互いに接合するため、第１透光性部材４０を発光素子２０上へ配置した後に第１透光性部材４０とは別体である第２透光性部材５０を第１透光性部材４０上に配置する場合よりも製造工程を簡略化できる。

【0080】

なお、個別の説明は省略するが、実施形態７に係る発光装置７００の製造方法も上記と同様の工程により製造することができる。ただし、実施形態７に係る発光装置７００の製造方法においては、第１透光性部材４０の下面と第２透光性部材５０の上面とを第１透光性部材４０の下面と発光素子２０の上面を接合する接着材３０とは別体の接着材３１により接合する。

【0081】

以上、実施形態について説明したが、これらの説明は、一例であり、特許請求の範囲に記載された構成を何ら限定するものではない。

【符号の説明】

【0082】

１０ 基板
２０ 発光素子
３０ 接着材
３１ 接着材
４０ 第１透光性部材
５０ 第２透光性部材
６０ 光反射性部材
７１ 接合部材
７２ 接合部材
８０ 第３透光性部材
９０ 第４透光性部材
１００ 発光装置
２００ 発光装置
３００ 発光装置
４００ 発光装置
５００ 発光装置
６００ 発光装置
Ｘ 発光面
ｔ１ 刃幅
ｔ２ 刃幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2015年3月24日

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0067】

また、実施形態４に係る発光装置４００の製造方法においては、複数の発光素子２０を基板１０上に実装する。