JP2012134355A

JP2012134355A - 発光装置およびその製造方法

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Publication number: JP2012134355A
Application number: JP2010285763A
Authority: JP
Inventors: Soji Owada; 聡二大和田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2030-12-22
Also published as: JP5553741B2

Abstract

【課題】発光面積が小さく、かつ、オイルブリード現象を防止できる発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】白色セラミック製外枠２４で外周を覆われた板状光学部材１４を、実装基板に搭載された発光素子１１の上に、光学層１３を挟んで搭載する。光学層１３の外周と板状光学部材１４の白色セラミック製外枠２４の外周を、光反射性樹脂材料１５により覆う。これにより、板状光学部材の側面から出射される光を白色セラミック製外枠２４で反射できるため、光反射性樹脂部材１５に強い光が入射するのを防ぐことができる。よって、光反射性樹脂部材１５の劣化を防止し、オイルブリードを防止できる。また、板状光学部材１４の上面が発光面となるため、発光面積を小さくできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子からの光を波長変換層で変換する発光装置に関する。

近年、発光量の大きな（ハイパワー）白色ＬＥＤが実用化されている。ハイパワー白色ＬＥＤのパッケージは、例えば、光束量向上等のために、セラミック等の基板上にハイパワーＬＥＤを高密度で実装し、蛍光体含有樹脂をＬＥＤに対して密着させた構造が知られている。

一方、ヘッドランプ等の車両用照明装置に用いられる白色ＬＥＤパッケージは、所定のカットオフラインを形成することが必要とされるため、特許文献１のように、ＬＥＤおよび蛍光体含有樹脂の周囲を反射部材（例えば、白色樹脂）で覆い、白色樹脂と蛍光体樹脂の境界でカットオフラインを形成している。

特開２００９−２１８２７４号公報

ハイパワー白色ＬＥＤの出力向上に伴い、ＬＥＤパッケージを構成する部材の劣化が問題となる。特許文献１の構造では、蛍光体含有樹脂の周囲を白色樹脂で覆った場合、白色樹脂の蛍光体含有樹脂に接する面には光が入射し、かつ、蛍光体含有樹脂から熱が伝導する。白色樹脂として、酸化チタン等の光散乱材を含有するシリコーン樹脂等が用いることにより、通常のＬＥＤ出力であれば長時間に渡って高信頼性が維持できる。しかし、ハイパワー白色ＬＥＤのように高密度で大出力のＬＥＤパッケージの場合には、白色樹脂が劣化を生じ、オイルブリードと呼ばれる現象が起こることが発明者らの実験により明らかになった。

オイルブリードは、樹脂が劣化により低分子化し、オイル状の物質が樹脂表面に浮き上がる現象である。オイルブリードが白色樹脂に生じると、浮き上ったオイル状の物質が蛍光体含有樹脂の上面まで濡れ広がって、出射光の配光特性に影響を与える。また、オイルブリードにより白色樹脂の端部付近の厚みが減少して、白色樹脂を通りぬける光量が増加してしまう。

特許文献１の構造の反射部材として、白色樹脂ではなく白色セラミックを用いた場合にはオイルブリードは生じない。しかし、白色セラミックは、白色樹脂のようにＬＥＤや蛍光体含有樹脂層の周囲に未硬化の樹脂を塗布や充填する工程で形成することはできないため、予め白色セラミックを成型しておく必要がある。ＬＥＤや蛍光体含有樹脂層の側面に密着するような複雑な形状で、かつ、サイズの小さな白色セラミックを高精度に成型するのは容易ではない。また、成型品の白色セラミックをＬＥＤの外側に配置しようとすると、ＬＥＤへの給電のためのボンディングワイヤと干渉するという実装上の問題も生じる。

一方、発光素子をカップや凹部等のキャビティ内に配置し、キャビティの内壁面をリフレクタ面として、発光素子の出射光を反射することにより、上方からの光の取り出し効率を上げることができる。この場合、キャビティの開口部が、発光面となる。開口サイズが小さいほど光の減衰を防ぎ、光束密度を高めることができるため、開口サイズの小さいキャビティを備えた発光装置が望まれている。

本発明の目的は、発光面積が小さく、かつ、オイルブリード現象を防止できる発光装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、以下のような発光装置が提供される。すなわち、基板と、基板上に実装された発光素子と、発光素子上に配置された、発光素子の発する光の少なくとも一部を透過する光学層と、光学層の上に搭載され、発光素子の発する光の少なくとも一部を透過する板状光学部材とを有する発光装置であって、板状光学部材の外周は、白色セラミック製外枠で覆われ、光学層と白色セラミック製外枠の側面は、光反射性樹脂部材により覆われている。

例えば、上述の板状光学部材は発光素子よりも大きく、光学層は、発光素子の側面と、白色セラミック製外枠とを結ぶ傾斜した側面を有する構成とすることができる。また例えば、板状光学部材は、発光素子よりも大きく、光学層は、発光素子の側面と、板状光学部材の外周とを結ぶ傾斜した側面を有する構成とすることも可能である。

白色セラミック製外枠の下面は、板状光学部材の下面よりも、発光素子側に突出している構成にすることが可能である。板状光学部材と白色セラミック製外枠との境界には、下面側に切り欠きが設けられている構成にすることも可能である。また、白色セラミック製外枠の底面を、板状光学部材の側面から主平面方向に離れるにつれ、発光素子から遠ざかる形状にすることも可能である。

本発明の第２の態様によれば、以下のような発光装置の製造方法が提供される。すなわち、白色セラミック製外枠で外周を覆われた板状光学部材を、発光素子の上に、光学層を挟んで搭載する第１工程と、光学層の外周と板状光学部材の白色セラミック製外枠の外周を、光反射性樹脂材料により覆う第２工程とを有する発光装置の製造方法である。

上述の第１工程では、白色セラミック製外枠で外周を覆われた板状光学部材と、発光素子との間に、未硬化の光学材料を滴下し、その表面張力により、発光素子の側面と白色セラミック製外枠を結ぶ傾斜した側面を有する未硬化の光学材料層を形成し、未硬化の光学材料層を硬化させることにより光学層を形成することができる。

もしくは、第１工程では、白色セラミック製外枠で外周を覆われた板状光学部材と、発光素子との間に、未硬化の光学材料を滴下し、その表面張力により、発光素子の側面と板状光学部材の外周とを結ぶ傾斜した側面を有する未硬化の光学材料層を形成し、未硬化の光学材料層を硬化させることにより光学層を形成することも可能である。

本発明によれば、板状光学部材の側面から出射される光を白色セラミック製外枠で反射することができるため、光反射性樹脂部材に強い光が入射するのを防ぐことができる。よって、光反射性樹脂部材の劣化を防止し、オイルブリードを防止できる。また、板状光学部材の上面が発光面となるため、発光面積を小さくすることができる。

実施形態１の発光装置の断面図。図１の発光装置の白色セラミック製外枠の透過率を示すグラフ。（ａ）〜（ｅ）実施形態１の発光装置の製造工程を示す説明図。（ａ）図１の発光装置の反射材料層１５の傾斜面１３０を直線状にした場合の断面図、（ｂ）図１の発光装置の反射材料層１５の傾斜面１３０を外側に凸の曲面にした場合の断面図。図１の発光装置の拡大断面図。実施形態２の発光装置の断面図。実施形態３の発光装置の断面図。実施形態４の発光装置の断面図。

以下、本発明の一実施の形態の発光装置について説明する。

（実施形態１）
発明者らは、ハイパワーＬＥＤパッケージに白色樹脂を反射部材として使用した場合にオイルブリードが生じる原因を確認するため、実験を行った。実験に用いたＬＥＤパッケージは、４５０ｎｍに発光ピークを持つ発光素子を、５５０ｎｍに発光ピークを持つＹＡＧ蛍光体を含有する樹脂で封止したものである。このＬＥＤパッケージの発光面となる上面には、ガラスの板状透明部材が搭載されている。ＹＡＧ蛍光体を含有させた樹脂の周囲と板状透明部材の側面は、ジメチル系シリコーンを使用した白色樹脂で覆われている。

このＬＥＤパッケージを、発光素子として２００ｍＡ／ｍｍ^２のものを用いたものと、発光素子として１０５０ｍＡ／ｍｍ^２のハイパワーものを用いたものの２種類を用意し、両者を比較した。これらの発光素子は４５０ｎｍにピークを持つ点では変わらない。両者を１３０℃の温度条件で発光させたところ、２００ｍＡ／ｍｍ^２の発光素子を用いたＬＥＤパッケージではオイルブリードは発生しなかったが、１０５０ｍＡ／ｍｍ^２の発光素子を用いたＬＥＤパッケージではオイルブリードが発生した。一方、発光させていないＬＥＤパッケージを２２０℃の温度条件に放置した場合、オイルブリードは生じなかった。

１３０℃の温度条件で１０５０ｍＡ／ｍｍ^２の発光素子を用いたＬＥＤパッケージを発光させ、オイルブリードを生じたさせた時の白色樹脂の温度をサーモグラフィで測定したところ１６６℃であった。つまり、パッケージの白色樹脂の温度が２２０℃よりも低温であったにも関わらず、白色樹脂にオイルブリードが生じた。また、白色樹脂の全領域にオイルブリードが発生したのではなく、カットオフラインを形成している境界付近の白色樹脂にオイルブリードが発生していた。これらのことから、オイルブリードの発生原因は単なる熱劣化ではなく、高密度の光が当たることによる光劣化が影響していることが確認できた。

そこで、本発明ではハイパワーＬＥＤパッケージの白色樹脂の信頼性をさらに向上させるため、以下のような構造とする。

図１に、実施形態１の発光装置の断面図を示す。この発光装置は、蛍光体含有層の上面に板状透明部材１４を備えている。板状透明部材１４の周囲には白色セラミック製外枠２４が配置されている。また、発光装置は、発光素子側面に近い位置に、光取り出しのための反射面１３０を備えている。

具体的には、上面に配線が形成されたサブマウント基板１０の上に、フリップチップタイプの発光素子（ＬＥＤ）１１が、複数のバンプ１２により実装されている。発光素子１１の上面には、発光素子１１の発する光の一部を吸収して励起され、所定の波長の蛍光を発する蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂層１３が搭載され、その上に白色セラミック製外枠２４を備えた板状透明部材１４が搭載されている。白色セラミック製外枠２４は、板状透明部材１４の外周面に密着して取り囲む外枠である。外枠２４の厚さは、板状透明部材１４の厚さと同一である。

基板１０上には枠体１６が配置されている。発光素子１１と枠体１６との間の空間は、反射材料層１５により充填され、蛍光体含有樹脂層１３および白色セラミック製外枠２４の外周側面を覆っている。また、反射材料層１５は、バンプ１２の間を埋めるように、発光素子１１の底面と基板１０の上面との間の空間も充填している。

サブマウント基板１０として、例えば、Auなどの配線パターンが形成されたAlNセラミックス製の基板を用いる。バンプ１２としては、例えばAuバンプを用いる。発光素子１１としては、所望の波長光を出射するものを用意する。例えば、青色光を発するものを用いる。

板状透明部材１４は、ガラスや石英等の無機材料の透明体により形成されている。白色セラミック製外枠２４は、アルミナや窒化アルミ等のように、白色で反射率の大きな無機材料であるセラミック材料で形成されている。

蛍光体含有樹脂層１３は、発光素子１１からの光を所望の波長光に変換する機能を有する。例えば発光素子１１からの光を励起光として所望の波長の蛍光を発する蛍光体を含有する樹脂により構成する。具体的には例えば、青色光を発する発光素子１１の発光により励起されて、黄色蛍光を発する蛍光体（例えばYAG蛍光体等）を含む透明樹脂（例えばシリコーン樹脂）により構成されている。これにより、青色光と黄色光が混色された白色光を発する発光装置を提供できる。蛍光体含有樹脂層１３は、蛍光体の他に、蛍光体よりも粒径の大きなガラスビーズ等のスペーサーを含有していても構わない。

なお、蛍光体含有樹脂層１３の膜厚は、所望の発光色を得るために必要な蛍光体量と、蛍光体含有割合によって決まる。ＹＡＧ蛍光体と青色発光素子１１とを用いて白色光を得る場合、蛍光体含有樹脂層１３の蛍光体含有割合を容易に製造可能な割合に設定したと仮定すると、蛍光体含有樹脂層１３の厚さは、発光素子１１の上部の膜厚で、５０μｍ程度となる。一方、板状透明部材１４の厚さは、ハンドリング性を考慮すると、３００μｍ程度になる。図１では図示の都合上、蛍光体含有樹脂層１３の厚さと板状透明部材１４の厚さを同等程度に表しているが、蛍光体含有樹脂層１３の厚さは、板状透明部材１４の数分の１程度である。

枠体１６は、例えばセラミックリングを用いる。

反射材料層１５は、非導電性で反射率の高いフィラーを含有する樹脂によって形成されている。フィラーとしては、酸化チタンや酸化亜鉛等を用い、樹脂としては、熱や光によって劣化しにくい例えばシリコーン樹脂を用いる。

板状透明部材１４の主平面方向の大きさは、発光素子１１よりも若干大きい。これにより、外枠２４が発光素子１１よりも外側に位置するため、白色セラミック製外枠付き透明板状部材１４と発光素子１１との間に配置されている蛍光体含有樹脂層１３の側面は、発光素子１１の側面と白色セラミック製外枠２４の縁部とをつなぐ傾斜面１３０を形成している。蛍光体含有樹脂層１３の外側を充填する反射材料層１５も傾斜面１３０に沿った形状である。反射材料層１５と蛍光体含有樹脂層１３との境界の傾斜面１３０は、発光素子１１および蛍光体含有樹脂層１３の出射光を上方へ反射する反射面となり、キャビティを構成している。

よって、発光素子１１の出射光のうち上方および側方に向けて出射される光は、蛍光体含有樹脂層１３に入射し、直接または傾斜面１３０により上方に向けて反射され、板状透明部材１４に入射し、板状透明部材１４の上面から出射される。その際、蛍光体含有樹脂層１３においては、一部の光が蛍光体に吸収されて蛍光に変換される。これにより、発光素子１１の出射光と、蛍光とが混合された所定の色の光（例えば白色光）を上方に向けて出射することができる。

この構造では、発光素子１１の側面から出射される光の多くは、傾斜面１３０で上方に向けて反射されるため、発光素子１１の内部に戻らず、発光素子１１によって吸収されない。また、発光素子１１の側面と傾斜面１３０までの距離は短いため、蛍光体含有樹脂層１３による吸収の影響もほとんど受けない。このように、発光素子１１から出射される光を傾斜面１３０をキャビティとして効率よく反射し、小さな発光面（板状透明部材１４の上面）から出射することができる。

また、発光素子１１と基板１０との間の空間がバンプ１２および反射材料層１５で充填されているため、発光素子１１から下面側に出射される光を、バンプ１２または反射材料層１５で反射して上方に向けて出射することができる。よって、発光素子１１の底面と基板１０の上面との間で光が繰り返し反射されて減衰するのを防止できるため、上方への光の取り出し効率を向上させることができる。

発光装置から出射される光はほとんどすべて板状透明部材１４を通過するため、出射光量が大きい場合には、板状透明部材１４の側面方向を介しその側面に接している上面周囲の反射材料層１５に対して出射される光も大きくなるため、板状透明部材１４の上面周囲の反射材料層１５の樹脂に劣化が生じ、オイルブリードが生じる恐れがあるが、本実施形態では白色セラミック製外枠２４がオイルブリードの発生を防止する。すなわち、白色セラミック製外枠２４が板状透明部材１４の周囲に配置されているため、板状透明部材１４の側面から出射した光が白色セラミック製外枠２４によって反射される。これにより、板状透明部材１４から反射材料層１５の上層領域に到達する光量を大幅に低減することができる。よって、反射材料層１５の上層領域でオイルブリードが生じるのを防止することができる。これにより、板状透明部材１４の上面がオイル状の物質で汚染されることもなく、反射材料層１５の膜厚が、白色セラミック製外枠２４の近傍で減少することもない。

実際に、アルミナ製で幅０．６ｍｍの外枠２４を製造し、その幅方向の透過率を測定したところ、図２のように透過率は１１〜１２％程度であった。よって、板状透明部材１４の側面から白色セラミック製外枠２４に入射した光は、反射材料層１５に到達する際には、１１〜１２％程度に減光される。これにより、発光素子１１の出射光量が大きい場合であっても、外枠２４の外側の反射材料層１５に到達する光量を低減でき、反射材料層１５の劣化によるオイルブリードを低減できる。

なお傾斜面１３０の反射材料層１５には、蛍光体含有樹脂層１３からの光が直接到達するため、反射材料層１５に劣化が生じる恐れがあるが、傾斜面１３０は傾斜しているため、垂直な端面となっている場合と比較して、到達する光の密度が低減され、光劣化を生じにくい。また、蛍光体含有樹脂層１３の厚みは、板状透明部材１４の厚みの数分の１程度である（例：板状透明部材１４の厚み３００μｍ程度、蛍光体含有樹脂層１３の厚み５０μｍ程度）ため、蛍光体含有樹脂層１３に接している反射材料層１５の樹脂の劣化により生じる影響は、板状透明部材１４の周囲の反射材料層１５の劣化により生じる影響よりも小さい。さらに、傾斜面１３０で反射材料層１５の樹脂に低分子化が生じた場合であっても、その上の反射材料層１５の表層部では、白色セラミック製外枠２４が劣化を抑制しているため、低分子化により生じたオイル状の物質の移動が劣化のない表面により停止させられ、表面から浸み出すのを防ぐことができる。

板状透明部材１４と白色セラミック製外枠２４との境界は、カットオフラインを形成するため、境界形状を所望の形状にすることにより所望の形状のカットオフラインを実現できる。

つぎに、本実施形態の発光装置の製造方法について図３（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。本実施形態では、未硬化の蛍光体含有樹脂層１３の表面張力を利用して、傾斜面１３０を形成する。

まず、白色セラミック製外枠２４を備えた板状透明部材１４を製造する。予め白色セラミックを外枠２４の形状に成型しておく。例えば、焼成前のセラミック材料を予め外枠２４の形状に成型した後、焼成する方法を用いることができる。

次に、常温環境下で、離型性の良い表面を持つシート（例：ポリテトラフルオロエチレン製のシート）の上に白色セラミック製外枠２４を配置し、外枠２４内にアルキルシリケート又は金属アルコラートを注入し、所定の温度条件で硬化処理を行う。アルキルシリケート又は金属アルコラートは所定の温度条件下で、脱アルコールによる縮合反応を生じさせると無機高分子体を形成する。これにより、無機高分子体からなる板状透明部材１４を白色セラミック製外枠２４の内側に形成することができる。なお、白色セラミック製外枠２４を備えた板状透明部材１４の製造方法は、この方法に限定されるものではなく、外枠２４内に溶融したガラスを充填してから冷却する方法や、予め切断しておいたガラス板の外側に、加熱して膨張させた外枠２４をはめ込み、冷却する方法等を用いることも可能である。

つぎに、図３（ａ）のように、サブマウント基板１０の上面の配線パターンに、フリップチップタイプの発光素子１１の素子電極をバンプ１２を用いて接合し、実装する。図３（ｂ）のように、未硬化の蛍光体含有樹脂１３’を発光素子１１の上面に塗布（滴下）し、発光素子１１の上面より若干大きい、白色セラミック製外枠２４を備えた板状透明部材１４を搭載する。これにより、図３（ｃ）のように未硬化の蛍光体含有樹脂１３’が発光素子１１の側面の少なくとも一部を覆いつつ表面張力を保つことによって、発光素子１１の側面と外枠２４の縁部を接続する傾斜面１３０が形成される。

蛍光体含有樹脂１３’を所定の硬化処理により硬化させ、蛍光体含有樹脂層１３を形成する。なお、この後の工程で蛍光体含有樹脂層１３の形状が変わらないのであれば、完全に硬化させず、半硬化となる条件で硬化させても良い。

つぎに、図３（ｄ）のように、発光素子１１の外側の基板１０上面に枠体１６を樹脂等で接着する。図３（ｅ）のように、発光素子１１、蛍光体含有樹脂層１３および外枠２４と、枠体１６との間に、ディスペンサなどで未硬化の反射材料を注入する。この際、発光素子１１の下部のバンプ１２の周囲にも反射材料が十分充填されるように注入する。また、蛍光体含有樹脂層１３の傾斜面１３０および波長変換層の側面に、反射材料（未硬化）が隙間なく密着するように充填する。これにより、蛍光体含有樹脂層１３の傾斜面１３０に沿う形状の傾斜面を有する反射材料層１５を形成することができる。最後に、反射材料を所定の硬化処理により硬化させ、反射材料層１５を形成する。以上により、本実施形態の発光装置が製造される。

本実施形態では、未硬化の透明材料の表面張力を利用することで容易に傾斜面１３０を形成することができるため、機械加工を必要とせず、小さな開口で所望の形状の傾斜面（キャビティ）を製造することができる。

なお、図１の発光装置では、傾斜面１３０を蛍光体含有樹脂層１３の内側に向かって凸の形状としているが、本発明はこの形状に限られるものではなく、図４（ａ）、（ｂ）のように、直線的な傾斜面１３０や外側に向かって凸の傾斜面１３０であってもよい。図４（ａ），（ｂ）の形状の傾斜面１３０は、図３（ｂ）の工程で、塗布する蛍光体含有樹脂１３’の量を調整することにより製造できる。具体的には、蛍光体含有樹脂１３’の量が少なければ、図１のように内側に向かって凸の曲面の傾斜面１３０が形成され、蛍光体含有樹脂１３’の量を増やすと図４（ａ）のように直線的な傾斜面１３０が形成され、さらに蛍光体含有樹脂１３’の量を増やすと図４（ｂ）のように外側向かって凸の曲面の傾斜面１３０を形成することができる。

上述してきたように、本実施形態の発光装置は、白色セラミック製外枠２４を備えた板状透明部材１４を用いることにより、白色樹脂を反射材料層１５として用いながら白色樹脂のオイルブリードを抑制することができる。よって、ハイパワーで、配光特性に優れ、かつ、所望のカットオフラインを形成することのできる発光装置を提供できる。

白色樹脂により反射材料層１５を形成することができるため、表面張力を利用して傾斜面１３０を形成することができる。これにより、発光素子１１に近接した位置にキャビティを形成することができ、発光面積が小さく、かつ、光の取り出し効率の高い発光装置が得られる。また、白色樹脂は、発光素子１１の底面側にも充填できるため、発光効率をさらに向上させることができる。さらに、白色樹脂を用いることにより、白色セラミックでキャビティを形成する場合と比較して、製造工程が容易になるというメリットもある。

また、白色セラミック製外枠２４は光を吸収しにくく、大光量を反射しても温度が上昇しにくい。よって、周囲の蛍光体含有樹脂層１３等に熱の影響を与えにくいというメリットもある。

実際に、図１の発光装置を製造して、大出力で発光させたところ、反射材料層１５にオイルブリード現象は生じないことが確認できた。

（実施形態２）
実施形態２の発光装置を図６を用いて説明する。

実施形態１の発光装置では、板状透明部材１４の周囲を取り囲む白色セラミック製外枠２４を設け、外枠２４の厚さを板状透明部材１４の厚さと同一にして外枠２４と板状透明部材１４の下面を滑らかな一体の面にしている。このため、未硬化の蛍光体含有樹脂層１３の表面張力により傾斜面１３０を構成すると、図１のように発光素子１１と外枠の外側端面とを結ぶ傾斜面が形成される。この場合、図５のように白色セラミック製外枠２４の直下の蛍光体含有樹脂層１３の形状が、厚さの薄い鋭角な角部を持つ形状となり、発光素子１１からの光が白色セラミック製外枠２４の下部において多重反射される。このため、蛍光体含有樹脂層１３の鋭角な角部において、他の部分よりも多くの蛍光が生じるため、発光色の色ムラを生じる恐れがある。

そこで、実施形態２では、図６のように白色セラミック製外枠２４の厚さを板状透明部材１４よりも厚くすることにより、外枠２４の下面を、板状透明部材１４の下面よりも下側（発光素子１１側）に突出させた構造とする。図３（ｂ），（ｃ）の工程で、未硬化の蛍光体含有樹脂層１３の表面張力により３傾斜面１３０を形成すると、傾斜面１３０は、図６のように発光素子１１の側面と白色セラミック製外枠２４とを結ぶ曲面となる。

これにより、白色セラミック製外枠２４の下に蛍光体含有樹脂層１３は形成されないので、外枠２４の下部での多重反射に起因する色ムラを防止することができる。

他の構成および製造方法は、実施形態１と同様であるので説明を省略する。

白色セラミック製外枠２４の突出した下面の位置により、傾斜面１３０の角度や長さが変化するので、所望するキャビティの形状に合わせて白色セラミック製外枠２４の下面の位置を設定する。なお、上向きに光を反射する傾斜面１３０を形成するために、外枠２４の下面は、発光素子１１の底面よりも上側に位置することが望ましい。

（実施形態３）
実施形態３の発光装置を図７を用いて説明する。

実施形態３では、実施形態２と同様に白色セラミック製外枠２４の下方に蛍光体含有樹脂層１３が形成されないようにするために、白色セラミック製外枠２４と板状透明部材１４との境界に沿って切り欠き２５を形成している。これにより、図３（ｂ）、（ｃ）の工程において、未硬化の蛍光体含有樹脂が白色セラミック製外枠２４まで濡れ広がらないため、板状透明部材１４の側面と発光素子１１の側面とを結ぶ傾斜面１３０を形成することができる。他の構成は、実施形態１と同様である。

切り欠き２５の幅および深さは、未硬化の蛍光体含有樹脂の濃度や白色セラミック製外枠２４や板状透明部材１４の濡れ性を考慮して、白色セラミック製外枠２４に濡れ広がらない幅および深さに設定する。例えば、切り欠き２５の幅は、５〜３０μｍ、深さは５〜５０μｍ程度に設定する。このような値に設定する理由は、幅を３０μｍより大きくすると、切り欠きの部分を通過した光が発光面に出て色ムラの原因となる可能性があり、深さを５０μｍより大きくすると、板状透明部材１４の強度低下となる可能性があるからである。

切り欠き２５が境界に形成された白色セラミック製外枠２４と板状透明部材１４を製造する方法としては、実施形態１と同様に、予め白色セラミック製外枠２４を成型しておき、その内側にアルキルシリケート又は金属アルコラートを充填し、無機高分子体を形成する方法を用いることができる。アルキルシリケート等を充填する工程の前に、白色セラミック製外枠２４の内側の側面に凸部材を配置することにより、この部分へアルキルシリケート等が充填されるのを妨げることができるため、凸部材の形状に対応した切り欠き２５を無機高分子体に形成することができる。

図７の例では、白色セラミック製外枠２４の内側面の下部を窪ませ、切り欠き２５の一部を形成している。このような形状に白色セラミック製外枠２４を製造する方法としては、成型時に内側面の下部を窪ませた型を用いる方法や、成型後に切削加工等により内側面の下部を削る方法を用いることができる。

なお、切り欠き２５は、図７のように白色セラミック製外枠２４の内側面に必ずしも設けなくてもよく、外枠２４の内側面を垂直にしても構わない。

（実施形態４）
実施形態４の発光装置を図８を用いて説明する。

実施形態４では、実施形態２と同様に白色セラミック製外枠２４の下方に蛍光体含有樹脂層１３が形成されないようにするために、図８のように、白色セラミック製外枠２４の底面を、板状透明部材１４の側面から離れるにつれ、発光素子１１から遠ざかる形状とした。すなわち、白色セラミック製外枠２４の厚さが、板状透明部材１４と接する部分は板状透明部材１４の厚さと等しく、板状透明部材１４から離れるにつれて薄くなるように、断面形状を三角形にした。これにより、白色セラミック製外枠２４の下面は、板状透明部材１４の下面と同一平面に位置しないため、外枠２４への未硬化の蛍光体含有樹脂の濡れ広がりを防止することができる。

白色セラミック製外枠２４は、主平面方向への光の透過率を低く維持しながら、濡れ広がり防止をするために、外枠２４の底角ｘは、４５°≦ｘ≦６０°程度であることが望ましい。

図３（ｂ）、（ｃ）の工程において、未硬化の蛍光体含有樹脂が白色セラミック製外枠２４まで濡れ広がらないため、板状透明部材１４の側面と発光素子１１の側面とを結ぶ傾斜面１３０を形成することができる。他の構成は、実施形態１と同様である。

上述してきた実施形態１〜４では、板状透明部材１４を用いたが、板状透明部材１４の代わりに、蛍光セラミックや蛍光体プレート等の蛍光体を含有する板状部材を用いることも可能である。この場合、蛍光体含有樹脂層１３は、蛍光体を含有しない透明樹脂層にすることも可能である。

１０…サブマウント基板、１１…発光素子、１２…バンプ、１３…蛍光体含有樹脂層、１４…板状透明部材、１５…反射材料層、１６…外枠、２４…白色セラミック製外枠、２５…切り欠き、１３０…傾斜面

Claims

基板と、該基板上に実装された発光素子と、前記発光素子上に配置された、前記発光素子の発する光の少なくとも一部を透過する光学層と、前記光学層の上に搭載され、前記発光素子の発する光の少なくとも一部を透過する板状光学部材とを有し、
前記板状光学部材の外周は、白色セラミック製外枠で覆われ、
前記光学層と前記白色セラミック製外枠の側面は、光反射性樹脂部材により覆われていることを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、前記板状光学部材は、前記発光素子よりも大きく、
前記光学層は、前記発光素子の側面と、前記白色セラミック製外枠とを結ぶ傾斜した側面を有することを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、前記板状光学部材は、前記発光素子よりも大きく、
前記光学層は、前記発光素子の側面と、前記板状光学部材の外周とを結ぶ傾斜した側面を有することを特徴とする発光装置。
請求項２に記載の発光装置において、前記白色セラミック製外枠の下面は、前記板状光学部材の下面よりも、前記発光素子側に突出していることを特徴とする発光装置。
請求項３に記載の発光装置において、前記板状光学部材と前記白色セラミック製外枠との境界には、下面側に切り欠きが設けられていることを特徴とする発光装置。
請求項３に記載の発光装置において、前記白色セラミック製外枠の底面は、前記板状光学部材の側面から主平面方向に離れるにつれ、前記発光素子から遠ざかる形状であることを特徴とする発光装置。
白色セラミック製外枠で外周を覆われた板状光学部材を、発光素子の上に、光学層を挟んで搭載する第１工程と、
前記光学層の外周と前記板状光学部材の白色セラミック製外枠の外周を、光反射性樹脂材料により覆う第２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７に記載の発光装置の製造方法において、前記第１工程では、前記白色セラミック製外枠で外周を覆われた板状光学部材と、前記発光素子との間に、未硬化の光学材料を滴下し、その表面張力により、前記発光素子の側面と前記白色セラミック製外枠を結ぶ傾斜した側面を有する未硬化の光学材料層を形成し、未硬化の光学材料層を硬化させることにより前記光学層を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
請求項７に記載の発光装置の製造方法において、前記第１工程では、前記白色セラミック製外枠で外周を覆われた板状光学部材と、前記発光素子との間に、未硬化の光学材料を滴下し、その表面張力により、前記発光素子の側面と前記板状光学部材の外周とを結ぶ傾斜した側面を有する未硬化の光学材料層を形成し、未硬化の光学材料層を硬化させることにより、前記光学層を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。