JPWO2014050650A1

JPWO2014050650A1 - 発光装置

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Publication number: JPWO2014050650A1
Application number: JP2014538414A
Authority: JP
Inventors: 田村　剛; 田村　　剛; 浩章正瑞; 藤川　康夫; 康夫藤川
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2016-08-22
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: JP6225910B2; CN104488096B; CN104488096A; US8933621B2; US20140084781A1; WO2014050650A1

Abstract

発光装置のオフ時に、蓄光材から取り出される光を均一にすることができるとともに、光の取り出し効率を向上させることができる発光装置を提供することを目的とする。基体１１と、基体１１の一面に設けられた複数の配線部１２と、配線部１２を被覆し、その一部に配線部１２を露出する開口を有する被覆部１５とを備えた基板１０、被覆部１５から露出した配線部１２に電気的に接続された複数の発光素子３０及び発光素子３０のそれぞれを封止する封止部材２０を備えてなり、被覆部１５は、少なくともその一部に蓄光材１５ａを含む発光装置。

Description

本発明は発光装置に関し、より詳細には、残光特性を有する蓄光材を備えた発光装置に関する。

従来から、光源のオフ時に残光を得るために、残光特性を有する蓄光材が、発光素子を用いた光源に利用されている。
例えば、基板上に配置された発光素子を取り囲むように反射部材が配置され、この反射部材の表面に蓄光材が配置された発光装置が提案されている。この発光装置では、反射部材の表面は、蓄光材が配置された部位と蓄光材が配置されていない部位とを設けることにより、発光装置のオン時における光反射の低減を抑制している（例えば、特開２００７−２３４６３２号公報）。

しかし、個々の発光素子を取り囲む反射部材の一部表面に蓄光部材が配置された発光装置では、複数個組み合わせて、より高輝度の発光装置を得ようとする場合、個々の発光装置において、反射部材による配光に制約があり、蓄光での輝度が不均一となる。また、この発光装置では、反射部材内において発光素子を被覆する透光性部材に蛍光体が含有されているため、発光装置のオフ時に、蓄光された光の出射経路に蛍光体が配置されることとなり、その光の一部が蛍光体により吸収され、他の一部が蛍光体により散乱されるため、蓄光材からの光を十分に取り出すことができないという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光装置のオフ時に、蓄光材から取り出される光の輝度ムラを解消し、つまり光を均一にし、かつ、光の取り出し効率を向上させることができる発光装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の発明を含む。
基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部と、該配線部を被覆し、その一部に前記配線部を露出する開口を有する被覆部とを備えた基板、
前記被覆部から露出した前記配線部に電気的に接続された複数の発光素子及び
該発光素子のそれぞれを封止する封止部材を備えてなり、
前記被覆部は、少なくともその一部に蓄光材を含むことを特徴とする発光装置。

本発明によれば、発光装置のオフ時に、蓄光材から取り出される光の輝度ムラを解消し、かつ、光の取り出し効率を向上させることができる発光装置を提供することができる。

本発明の発光装置の一実施形態を示す概要平面図である。図１Ａの発光装置の概要断面図である。本発明の発光装置の別の実施形態を示す概要断面図である。本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要断面図である。本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要平面図である。図４Ａの発光装置のさらに別の実施形態を示す概要断面図である。本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要平面図である。

本発明の発光装置は、主として、基板と、発光素子と、封止部材とを備える。
（基板）
基板は、少なくとも、基体と、この基体の一面上に設けられた複数の配線部と、配線部上に設けられた被覆部を備える。
基体は、発光装置の母体となる部材であり、目的や用途等に応じて、また、発光素子の実装、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適切な材料を用いて形成することができる。そのような材料としては、例えば、セラミックス（Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ等）、ガラスエポキシ、プラスチック、金属板や金属箔等の絶縁性又は導電性材料が挙げられる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどの樹脂が好ましい。特に、発光素子の実装にはんだを用いる場合には、耐熱性の高いポリイミドを用いることがより好ましい。また、基体を形成する材料に、光反射率の高い材料（例えば、酸化チタン等の白色フィラーなど）を含有させていてもよい。
基体の厚みは特に限定されることなく、例えば、１０μｍ〜数ｍｍ程度の厚みとすることができる。基体は、リジッド基板であっても可撓性を有するものであってもよいが、可撓性を有するものが好ましく、その場合には、１０μｍ〜１００μｍ程度が挙げられる。

基体は、目的や用途等に応じて、適切な形状（大きさ、長さ）とすることができる。基体は、実質的に基板の形状を規定し、その形状は、例えば、四角形、長方形、多角形、円形、楕円形及びそれらを組み合わせた形状等が挙げられる。本発明の発光装置を直管の蛍光灯などに使用する場合には、長手方向に延長した細長い形状とすることが好ましい。例えば、長手方向の長さと短手方向の長さとの比は、５：１〜５０：１程度が挙げられ、１０：１〜３０：１程度、１０：１〜２０：１程度がより好ましい。可撓性の基体は、湾曲又は屈曲など、変形させて用いることができるため、直管型照明の幅、長さよりも、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の大きいものを用いることができる。具体的には、約１２０ｃｍの直管型の照明とする場合、幅が０．５ｃｍ〜５ｃｍで、長さが３０ｃｍ〜１２０ｃｍの基体などとすることができる。
また、可撓性の基体は、このような長尺形状の基体（基板）を、複数個分合わせてロール・ｔｏ・ロール方式で製造することができる。この場合、基体にスプロケットホールを有していてもよい。

複数の配線部は、導電部材として形成されており、基体の一面上に配置され、発光素子に直接または間接的に接続される。配線部は、例えば、金、銀、銅及びアルミニウム等の金属又は合金の単層又は積層構造の導電性薄膜によって形成することができる。配線部は、基体の一面上のみならず、基板の種類によっては、基板の内部又は他面に配置されていてもよい。
配線部の厚みは特に限定されるものではなく、当該分野で通常使用される基板が備える配線部の厚みを適用することができる。例えば、数μｍ〜数ｍｍ程度が挙げられる。特に、上述したように、可撓性を有する基体を用いる場合には、配線部は、その可撓性を損なわない厚みであることが好ましく、例えば、８μｍ〜１５０μｍ程度が挙げられる。

複数の配線部の形状（パターン）は、特に限定されるものではなく、通常、発光素子を搭載する基板等における配線の形状又はパターンと同様又は準じた形状等、さらに放熱性及び／又は強度等を考慮した形状等とすることが好ましい。例えば、クランク形状、三角形、四角形等の多角形、円、楕円等の角のない形状、これらの形状に部分的に凹凸を有する形状等の１種又はこれらを組み合わせた形状が挙げられる。なお、配線部の角部は、丸みを帯びていることが好ましい。

複数の配線部は、互いに離間するように配置されている。このような配線部は、正負一対として構成されていればよく、正負一対の配線部を構成する、導電に寄与し得るそれぞれの配線部の数は特に限定されない。例えば、一対の配線部のそれぞれが、１つの配線部のみによって構成されていてもよいし、複数の配線部によって構成されていてもよい。

配線部は、比較的大面積で、種々の形状を有する配線部を組み合わせて配置することにより、発光装置の配置自由度を高めることができる。例えば、基体が長方形の場合には、長手方向に３個ずつ、短手方向に２個ずつ並べられた６個の発光素子を１ブロックとして並列に接続し、長手方向に並べられた１２ブロックを、正負一対の配線部によって直列に接続することなどが可能になる。また、基体が略正方形、円形又は楕円形状であり、１つの発光素子を通常の正負それぞれの配線部に接続したものであってもよい。

また、発光素子に直接または間接的に電気的に接続されるこれらの配線部（つまり、導電に寄与する配線部）に加えて、同様又は異なる形状等であって、通電に寄与しない配線部が配置されていてもよい。この通電に寄与しない配線部は、放熱部材又は発光素子の載置部として機能させることができる。例えば、基体が長手方向に延長した細長い形状の場合には、この通電に寄与しない配線部は、長手方向の端部まで延長され、短手方向において、配線部の両側に配置されることが好ましい。また、配線部は、配線部への電源の供給を可能とする端子を配置しておくことが好ましい。これにより、外部電源から発光素子に給電することができる。
このような配線部は、その一部を可撓性基体の略全体に配置（好ましくは、切れ目なく配置）させる場合には、基板が湾曲した場合などの発光素子及び後述する封止部材への応力負荷を軽減することができる。具体的には、配線部は、長手方向に延長した細長い形状の基体において、その長手方向に延長して長く配置させることが好ましく、長手方向の１／３〜１倍の長さで配置させることがより好ましい。

上述したように、複数の配線部は、基体の一表面においてそれぞれ分離されているため、その分離のために、配線部が設けられていない溝部（すなわち、基体が露出している部分）を有していることになる。溝部は、配線部間に配置されることから、その形状は配線部の形状に対応しており、例えば、クランク形状が挙げられる。溝部の幅は、配線部の幅より狭いこと、言い換えると、配線部が広い面積で設けることが好ましく、例えば０．０５ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができる。

配線部（導電に寄与する／寄与しない配線部の双方を含む）は、基体の一面において、できるだけ広い面積で設けられることにより、放熱性を高めることができる。
また、可撓性を有する基体を用いる場合、配線部が基体の一表面において全面に比較的大面積で配置されていることにより、その可撓性を保持しながら、かつ、適度な強度を付加することができ、可撓性基板の屈曲による配線部の断線、基板自体の破断等を有効に防止することができる。具体的には、基体の面積に対して５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、８０％以上、８５％以上又は９０％以上の面積で配線部を設けることがさらに好ましい。また、配線部の電気的な分離が必要な場合には、それが確保できるように、９８％程度以下又は９５％程度以下の面積で配置されることが好ましい。

配線部を被覆する被覆部は、発光素子から出射される光の反射膜として機能し得るものが好ましい。この被覆部は、後述するように、その一部に配線部を露出するような開口を有しており、この開口を除いて、基板の表面の略全面を被覆していることが好ましい。また、上述した配線間の溝部も被覆していることが好ましい。

開口は、発光素子を正負一対の配線部に接続するために、配線部を露出するように設けられている。開口の形状及び大きさは、特に限定されるものではなく、発光素子の配線部への電気的な接続を可能とする最小限の大きさが好ましい。
１つの基板における開口の数は特に限定されるものではなく、例えば、１つの基板に搭載する発光素子の数に応じて適宜決定することができる。

通常、発光装置としての出力及び配光等に応じて必要な発光素子の数及び配置が調整され、それによって開口の数及び位置が決定される。開口は、搭載する発光素子の数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、発光素子を２０個搭載する場合であって、１つの発光素子と１つの開口内に載置する場合は、被覆部には２０個の開口が配置される。あるいは、１つの開口に２つ以上の発光素子を載置させる場合、１０個以下の開口が配置される。
場合によっては、必ずしも開口内に発光素子が載置されていなくてもよい。例えば、発光装置をいくつかのランク（例えば、出力の異なる発光装置）に作り分ける場合、同じ基板（すなわち、被覆部に設けられる開口の数及び配置が同じもの）を用いて、開口内に搭載する発光素子の数を変えることで、出力を異ならせることができる。この場合、発光素子が搭載されていない開口が生じる。また、上述した端子など、発光素子に通電させるための部材等を配置する領域に、被覆部のない領域（開口）が形成されていてもよい。
なお、フリップチップ実装する場合は、１つの開口内に溝の一部を露出させるのが好ましい。

被覆部は、少なくともその一部に蓄光材を含む。また、被覆部は、発光素子の出射光及び後述する波長変換部材により変換された波長の光を反射する材料を含有又はこのような材料によって形成されることが好ましい。
このような材料としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ、シリコーン樹脂、ユリア樹脂等の樹脂が挙げられる。
被覆部は、単層又は積層構造のいずれでもよい。特に、単層構造の場合には、蓄光材が、被覆部全体に均一に含有又は分散されていることが好ましい。
積層構造の場合には、積層構造の最表面において蓄光材を含む層が配置していることが好ましい。また、最表面側から、蓄光材を含む層、次にフィラーを充填するなどして反射率を高めた層（光反射性を有する層）の順に積層されていることが好ましい。これにより蓄光材からの光が配線部に吸収されることを抑制し、光取り出し効率を高めることができる。この最表面における蓄光材を含む層は、被覆部の全面にわたって配置されていてもよいし、被覆部の表面に、部分的に凸部を、浮島状、縞状、格子状等の種々の形態で構成するように配置されていてもよい。つまり、凸部の上面視形状は、三角形、四角形等の多角形、円、楕円等、どのような形状であってもよい。

蓄光材は、当該分野で公知のもの、例えば、硫化物系蛍光物質、アルミン酸塩系蛍光物質、酸硫化物系蛍光物質等のいずれであってもよい。具体的には、特開２００５−３３０４５９号に記載されているもの等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、アルミン酸塩系蛍光物質、特にＳｒ₄Ａｌ₁₆Ｏ₂₅：Ｅｕ，Ｄｙ（ＳＡＥ）が好ましい。
蓄光材は、例えば、被覆部を構成する材料において、５〜６０ｗｔ％で含有されていることが好ましい。
また、被覆部は、例えば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ等のフィラーを含有していてもよい。
被覆部は、例えば、上述した樹脂に蓄光材を混合して、配線部の上にスクリーン印刷機等で印刷し、加熱硬化して固着させることができる。あるいは、蓄光材を混合した樹脂をシート状に加工し、配線部の上に接着剤を介して貼り付けてもよい。シートは、押出成形、射出成形、圧縮成形等の当該分野で公知の方法によって形成することができる。
また、積層構造の場合には、上述した樹脂による膜を形成した後、その上に蓄光材を含有する溶液又はポリマー溶液等を塗布する方法、上述した樹脂と蓄光材を含有するポリマー溶液とを共押出等する方法、上述した樹脂による膜に、蓄光材を含有するポリマー溶液等を全面又は部分的に印刷法により塗布する方法、加工された形状（例えば、シート状）の蓄光材を含有する樹脂を貼り付ける方法など、種々の方法によって形成することができる。

被覆部は、比較的薄い厚みで設けるのが好ましく、特に、被覆部よりも高い位置に発光素子の上面が位置するように配置することが好ましい。具体的には、被覆部の膜厚は、単層又は積層構造にかかわらず、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が挙げられる。

このように構成される基板は、可撓性を有するものが好ましい。これによって、種々の適用に対して、発光素子が搭載されたそのままの形態で又は適宜形状を変形させて利用することができる。基板の合計厚みは、上述した各構成部材の厚みによって調整することができるが、例えば、０．０５〜０．１５ｍｍ程度、好ましくは０．０７〜０．１２ｍｍ程度とすることができる。

なお、蓄光材が被覆部上に部分的に配置される場合には、蓄光効率をより高めるために、蓄光材が発光素子の上面よりも上にも存在するように、かつ、後述する封止部材の上面（最上面又は点）よりも下にのみ存在するように、蓄光材を配置することが好ましい。これにより、発光素子からの光が効率的に蓄光材に照射されるとともに、蛍光体からの光を蓄光材が吸収することによる光損失を回避することができる。

（発光素子）
発光素子は、被覆部から露出した配線部に電気的に接続されて、基板上において複数配置されている。特に、基板上の上述した被覆部の開口内において、２つの配線部を跨いで又は１つの配線部上に配置されることが好ましい。このような配置により、発光素子を正負一対の配線部に容易に電気的に接続することができる。
複数の発光素子は、発光装置として必要な出力及び配光を充足するように、その個数及び／又は色調及び／又は配置が決められる。従って、これに応じて、上述したように、配線部及び／又は被覆部の開口部等の形状及び位置等が調整され、そこに、発光素子が載置される。

発光素子は、半導体構造と、ｐ側電極と、ｎ側電極とを有する。
半導体構造は、例えば、透光性を有するサファイア基板上に順次積層された窒化ガリウム系半導体からなるｎ型層、活性層及びｐ型層等によって形成することができる。ただし、窒化ガリウム系半導体に限らず、ＩＩ−ＩＶ族、ＩＩＩ−Ｖ族半導体のいずれを用いてもよい。
ｎ側電極及びｐ側電極は、公知の電極材料の単層膜又は積層膜によって形成することができる。

発光素子は、基板上に、フリップチップ実装されていてもよいし、フェイスアップ実装されていてもよい。
フリップチップ実装される場合には、発光素子のｐ側電極及びｎ側電極は、一対の接合部材を介して一対の配線部にそれぞれ接続される。接合部材としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ａｕ−Ｓｎ系等のはんだ、Ａｕ等の金属のバンプ等を用いることができる。
フェイスアップ実装される場合には、発光素子は、樹脂などの絶縁性接合部材、上述の導電性の接合部材によって基体上（配線部上）に固定され、ワイヤによって配線部に電気的に接続される。発光素子の基板が導電性の場合は、上述の接合部材によって電気的に接続される。

本発明の発光装置では、発光素子が基板の配線部に直接電気的に接続されるように配置されているため、後述する封止部材から広配光の光を、基板を構成する被覆部の蓄光材に照射させることができる。これにより、蓄光材が被覆部のいずれの部位に配置されているとしても、輝度ムラの少ない残光を得ることができる。また、蓄光材を配線部に近接して配置させることができるため、熱引きが良好であり、蓄光材の劣化を抑制することが可能となる。

基板の一表面には、発光素子のみならず、ツェナーダイオード、ブリッジダイオードなどの保護素子又は関連部品（例えば、上述した外部接続用の端子、ヒューズ、抵抗等）が配置されていてもよい。このような保護素子及び関連部品は、発光素子が載置された開口内に、発光素子と一緒に配置してもよいし、別途開口を設け、その開口内に配置してもよい。ただし、発光素子からの光を吸収しない位置に配置することが好ましい。例えば、複数個の発光素子が直列接続された配線部に１つの保護素子を、発光素子の配置に関係なく、端子付近に載置させるなど、任意の位置に載置させることが好ましい。

（封止部材）
封止部材は、基板上において、発光素子をそれぞれ封止（被覆）する。１つの発光素子は、１つの封止部材で被覆することが好ましいが、２つ以上の発光素子が１つの封止部材に封止されていてもよい。封止部材は、発光素子からの光に対して透光性で、かつ、耐光性及び絶縁性を有するものが好ましい。この封止部材は、上述した被覆部の開口の全てを被覆するように配置されてもよいし、開口の一部を被覆しないように配置されていてもよい。ここでの透光性とは、発光素子の出射光の６０％程度以上を透過する性質、好ましくは７０％以上又は８０％以上の光を透過する性質を意味する。

封止部材は、具体的には、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂によって形成することができる。

封止部材は、発光素子から出射される光を吸収して異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換部材を含有していることが好ましい。このような波長変換部材としては、酸化物系、硫化物系、窒化物系の蛍光体などが挙げられる。例えば、発光素子として青色発光する窒化ガリウム系発光素子を用いる場合、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するＹＡＧ系、ＬＡＧ系、緑色発光するＳｉＡｌＯＮ系、赤色発光するＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ系の蛍光体を単独で又は組み合わせて用いることが好ましい。特に、液晶ディスプレイ、テレビのバックライト等の表示装置に用いる発光装置では、ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体とＳＣＡＳＮ蛍光体とを組み合わせて用いることが好ましい。また、照明用途としては、ＹＡＧ系又はＬＡＧ系の蛍光体とＳＣＡＳＮ系又はＣＡＳＮ系蛍光体とを組み合わせて用いることが好ましい。

なかでも、蛍光体は、上述した蓄光材より、発光ピークが長波長であるものが好ましい。例えば、蓄光材として、上述したアルミン酸塩系蛍光物質、特にＳｒ₄Ａｌ₁₆Ｏ₂₅：Ｅｕ，Ｄｙ（ＳＡＥ）を用いる場合には、このＳＡＥからの光の少なくとも一部で励起され、ＳＡＥからの光よりも視感度の高い光を発光する蛍光体の少なくとも１種を用いることが好ましい。

ここで、視感度とは、分光視感効果度とも呼ばれ、ヒトの目が波長ごとに光を感じ取る強さの度合を表すものであり、ヒトの目が最も強く感じる波長５５５ｎｍの光を１として、他の波長の明るさを感じる度合いを、比を用いて表現したものである。多数のヒトの視感度を平均化し、ＣＩＥ（国際照明委員会）が合意して定めたものを標準比視感度（比視感度）といい、本明細書では、この値を指すものとする。なお、視感度には明所視と暗所視があるが、本明細書では、明るい環境でのヒトの目の感じ方である明所比視感度のことを指す。「ＳＡＥからの光よりも視感度の高い光」とは、ＳＡＥの発光ピーク波長（４９５ｎｍ付近）における視感度（約０．２５）よりも高い視感度となる波長帯（約４９５〜約６３５ｎｍ）の光を意味する。よって、ＳＡＥの発光ピーク波長よりも視感度の高い黄色〜赤色領域の光が挙げられる。このような光を発する蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ系、ＣＡＳＮ系又はこれらの組み合わせが挙げられる。

これにより、蛍光体の励起効率を向上させ、良好な平均演色評価数Ｒａを得ることができる。ここでの平均演色評価数Ｒａとは、再表２００４／０８１１４０号公報によって示されている値であり、良好なＲａとは、７５〜９５程度の値であることを意味する。
つまり、被覆部における開口には、蓄光材が存在しないこととなるため、発光装置のオン時に、封止部材中の開口付近に存在する蛍光体が、ＳＡＥから発せられる光によって励起され、ＳＡＥより視感度の高い光に変換するため、発光装置のオフ時に、蓄光材が配置されていない開口において、蓄光材からの光の照射（残光）及びそれによって励起された蛍光体からの光が相まって、より顕著にかつ広範囲に光（残光）を感じさせることができる。

また、封止部材中の蛍光体は、黄色領域の光を出射し得るものが好ましい。これによって、蓄光材としてＳＡＥを用いた場合に、ＳＡＥの光を、視感度のよい光に変換して、残光をヒトの目に、より一層感じさせることができる。つまり、蛍光体として、黄色領域の光を出射し得るものを用いることにより、ＳＡＥにわずかでも発光素子からの光が吸収される場合においても、その吸収分を補填又は追加することができる。

封止部材は、光散乱材（硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素など）を含有していてもよい。
また、封止部材は、蓄光材が含有されていないことが好ましい。これによって、発光素子と封止部材中の蛍光体との間に、蓄光材を配置することがないため、発光素子からの光の全てを蛍光体に照射することができる。また、蓄光材に発光素子からの光が照射され、かつ、吸収されることを回避することができる。その結果、励起効率をより向上させることができる。具体的には、発光素子が青色領域の光を出射する場合、蓄光材（例えば、ＳＡＥ）により、その光が青緑領域の光に変換され、さらに、この変換光が蛍光体に出射されると、蛍光体の励起効率が低減することとなるが、このような蛍光体の励起効率の低減を確実に回避することができる。

封止部材の形状は、特に限定されるものではないが、発光素子から出射される光の配光性及び指向性を考慮して、凹レンズ又は凸レンズとすることが好ましい。なかでも、半球形状の凸レンズとすることが最も好ましい。

封止部材の大きさは、特に限定されず、発光装置の輝度、指向性等を考慮して適宜調整することができる。特に、封止部材は、樹脂層との接触面積をより広く確保できる大きさとすることが好ましい。基板として可撓性基板を用いる場合には、可撓性基板の可撓性を損なわない程度の大きさであることが好ましい。例えば、発光素子の全てを被覆することができる大きさ以上であって、発光素子の一辺の長さの２倍程度の径又は長さ以下であることがより好ましい。具体的には、一辺（直径）１ｍｍ〜４ｍｍ程度が挙げられる。

封止部材は、その外縁が、被覆部上に配置されていてもよいし、被覆部の開口内に配置されていてもよい。封止部材の外縁が被覆部上に配置されている場合、上述した被覆部に含有される蓄光材は、封止部材の下方から封止部材の外側にわたって分散されていてもよいし、被覆部の表面において蓄光材を含む凸部が、封止部材間に配置していてもよい。また、封止部材が被覆部の開口内に配置されている場合は、その外縁が、被覆部の開口縁に接触（密着）していることが好ましい。つまり、発光装置の表面において、蛍光体及び蓄光材が切れ目なく配置されていることが好ましい。これにより、発光装置のオフ時においても、残光の輝度ムラを低減することができる。

封止部材は、発光素子を被覆する限り、発光素子に直接接触していなくてもよく、発光素子との間に空洞を有していてもよいし、発光素子の上方では、発光素子に接触するが、発光素子の外周では、基板を構成する被覆部及び配線層と必ずしも直接接触せず、後述する樹脂層を介して配置されていてもよい。

（樹脂層）
発光素子の周囲には、樹脂層が配置されていることが好ましい。特に、発光素子が被覆部の開口内に配置される場合、発光素子の周囲であって、露出した配線層を被覆するように樹脂層が配置されていることが好ましい。被覆部に設けられた開口内に配置されているのであれば、被覆部の開口の外周、つまり、被覆部上にまでおよんで配置されていてもよいし、配線部の有無にかかわらず、例えば、配線部間の溝部及び／又は発光素子の直下に配置されていてもよい。

樹脂層は、発光素子の外縁（側面）に接していることが好ましい。通常、発光素子の基板上への搭載は、接合部材等を用いて行うが、この接合部材及び／又は基体の一部表面（例えば、配線部等）等は、樹脂層を構成する材料よりも、通常、光による劣化が生じやすい。従って、発光素子の近傍において、この接合部材及び／又は基体の一部表面等が樹脂層に被覆されるように配置されることが好ましい。これによって、発光素子から出射される比較的強い光を接合部材及び／又は基体等に直接照射されることがなくなるため、発光装置を構成する部材の光劣化を効果的に防止することができる。

樹脂層の発光素子と反対側の端部は、上述した封止部材の外縁内であってもよいし、外縁と一致してもよいし、外縁外であってもよい。特に、樹脂層が外縁外に配置する場合には、樹脂層と封止部材との接触面積を確保しやすくなるために、より強固に、封止部材を発光装置、特に、樹脂層に密着させることができる。

言い換えると、樹脂層の大きさ、つまり、発光装置を光取り出し方向から見た場合の平面積は、発光素子の平面積を除いた封止樹脂の平面積に対して、同等であってもよいし、大きくてもよいし、小さくてもよい。特に、発光素子の平面積を除いた封止樹脂の平面積の１／５〜３倍程度、１／４〜３倍程度が好ましく、１／３〜１．５倍がより好ましい。このように、樹脂層が配置する平面積が大きければ、後述するように、封止部材との接触面積が増大するため、両者の密着性により、発光装置の封止部材の密着性をより一層強固なものとすることができる。

樹脂層は、例えば、数μｍ〜数百μｍ程度の範囲内の膜厚で配置することができる。特に、発光素子に接触する部分は、発光素子の側面の高さに相当する膜厚以下であることが好ましい。樹脂層が、開口内全体に配置される場合には、開口の外縁と接触する部分は、開口の深さに相当する膜厚以下であることが好ましい。特に、発光素子から、その外側（発光素子の中心に対して外側）に向かって減少する厚みであることが好ましい。

樹脂層は、例えば、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等をベースポリマーとして含有する樹脂によって形成することができる。なかでも、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等をベースポリマーとして含有する樹脂が好ましい。ここで、ベースポリマーとは、樹脂層を構成する材料中、最も含有重量が多い樹脂を意味する。また、樹脂層は、例えば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＭｇＯなどの反射材及び／又は拡散材を含有させることが好ましい。これにより、効率よく光を反射させることができる。
樹脂層を構成する材料は単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これにより、光の反射率を調整することができ、また、樹脂の線膨張係数を調整することが可能となる。
また、樹脂層を構成する材料は、封止部材を構成する材料を含むことが好ましく、特に、封止部材を構成する樹脂と同一の樹脂を含むことがより好ましく、封止部材を構成するベースポリマーを、ベースポリマーとして含むことがさらに好ましい。これにより、封止部材の密着性をより確保することができる。

本発明の発光装置では、オン時においては、発光素子から出射される光のほぼ全てが封止部材に出射され、特に、封止部材に蛍光体が含有される場合には、発光素子から出射される光が蛍光体に照射されるために、効率的に蛍光体を励起させることができ、蓄光材による光の吸収を回避することができる。オフ時においては、蓄光材から発せられる残光が、封止部材中の蛍光体にあたる経路を最小限にとどめることができるため、残光の蛍光体による吸収又は閉じ込めが抑制され、残光の強度を向上させることができる。

以下に、本発明の発光装置についての具体的な実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
この実施の形態１の発光装置１００は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、基板１０と、基板１０の表面に配置された発光素子３０と、基板１０上であって発光素子３０を被覆する封止部材２０とを有する。

基板１０は、ポリイミド（膜厚２５μｍ程度）からなる可撓性を有する基体１１と、その一面に接着剤を介して設けられ、溝部１４によって分離された複数の配線部１２（銅箔、膜厚３５μｍ程度）と、その上に被覆された絶縁性を有する単層の被覆部１５とが積層構造によって形成されている。
被覆部１５は、酸化チタン含有シリコーン系樹脂に、蓄光材１５ａとして、ＳＡＥを１０ｗｔ％程度含有して、膜厚１５μｍ程度で膜状に形成されている。
配線部１２のうち、長手方向の略全体にわたって延長する配線部１３が、配線部１２への電源の供給を可能とする端子１３１と接続されている。
基板１０は、１１４１ｍｍ（長さ）×１５ｍｍ（幅）×０．０９ｍｍ（厚さ）のサイズを有する。
基板１０は、発光素子３０との電気的な接続のために、その一部領域において、配線部１２間の溝部１４と、配線部１２とを、開口によって被覆部１５から露出させている。
配線部１２は、クランク形状を有しており、溝の幅が０．３ｍｍ程度とされている。

発光素子３０は、半導体構造と、ｐ側電極と、ｎ側電極とを有する（図示せず）。半導体構造は、一部領域において、ｐ型半導体層及び発光層が除去されて、ｎ型半導体層が露出しており、その露出面にｎ側電極が形成されている。ｐ型半導体層の上面にはｐ側電極が形成されている。従って、ｎ側電極とｐ側電極とは、半導体構造に対して同じ面側に形成されていることとなる。
このような発光素子３０は、基板１０の被覆部１５から露出した一対の配線部１２に、ｎ側電極及びｐ側電極が配置された面を下に向けて、接合部材３５によって電気的に接続されている。
発光素子３０は、等間隔で、合計６個直線状に配置されている。

基板１０表面の発光素子３０が配置された領域の周囲には、樹脂層４０が配置されている。樹脂層４０は、例えば、酸化チタンが３０ｗｔ％程度含有されたシリコーン樹脂によって形成されている。この樹脂層４０は、発光素子３０の外縁、かつ接合部材３５上から、発光素子の外周であって、被覆部１５の開口内に配置している。樹脂層４０の厚みは、発光素子３０側においては、発光素子３０の高さと略同じ厚みであり、接合部材３５上においては徐々に薄くなり、被覆部１５との接触面で、被覆部１５と同等の厚みとなっている。

このように、樹脂層４０が、発光素子３０の外周において比較的大面積で配置されているため、封止部材２０を樹脂層４０とより大面積で接触させることができる。その結果、封止部材２０を、基板１０に対して、強固に密着させることができる。また、樹脂層４０は、接合部材３５、配線部１２よりも、反射率が高いため、より一層効率的に発光素子からの光取り出しを行うことができる。

発光素子３０が搭載された基板１０上であって、発光素子３０、その周囲に配置された樹脂層４０、この樹脂層４０直下から発光素子３０の外側に配置された被覆部１５の上に、封止部材２０が形成されている。封止部材２０は、例えば、蛍光体２０ａ及び２０ｂとして、ＬＡＧ及びＳＣＡＳＮを、合計１０ｗｔ％程度含有したシリコーン樹脂によって形成されている。つまり、封止部材２０は、樹脂層を構成するポリマーと同種のポリマーを含む。
封止部材２０の外縁ａは、基板１０の被覆部１５上に配置されている。封止部材２０は、ボッティング等によって、半円球状に成形されている。封止部材２０の直径は、例えば、３．５ｍｍ程度である。
封止部材２０が、樹脂層４０と同一のベースポリマーを含有して配置されるために、両者の密着性を確保することができる。特に、この発光装置１００では、樹脂層４０の全表面及び被覆部１５上に配置されている部分の全側面において、樹脂層４０と封止部材２０とが接触するために、より一層両者の接触面積を確保することができる、さらに、同一のベースポリマーを含有して配置されているために、両者の適合性、融和性及び相溶性が良好であるために、密着性をより強固なものとすることができる。
また、接合部材３５及び配線部１２の表面及びこれらの界面、配線部１２と反射膜１５との界面を、樹脂層４０によって被覆することができるため、これらの部位の光劣化、光劣化による剥離等を効果的に防止することができる。

本発明の発光装置では、オン時においては、発光素子から出射される光が封止部材に出射されるため、その光を、封止部材に含有される蛍光体に効率的に照射させることができる。これによって、効率的に蛍光体を励起させることができ、蓄光材による光の吸収を略回避することができる。
また、本発明の発光装置では、発光素子が基板の配線部に直接電気的に接続されるように配置されているため、封止部材から広配光の光を、効率的に被覆部の蓄光材に照射して、効率的に蓄光材を励起することができるため、封止部材中の蛍光体の励起と相まって、演色性を向上させることができるとともに、光を蓄積することが可能となる。
さらに、蓄光材が配線部に近接して配置していることから、光が照射されている間の熱引きが良好であり、蓄光材の劣化を抑制することが可能となる。

オフ時においては、蓄光材から発せられる残光は、封止部材中の蛍光体にあたる経路を最小限にとどめることができるため、つまり、封止部材の外縁が、被覆部の蓄光材が配置した部位のほんの一部上に配置しているのみであるため、残光の蛍光体による吸収又は閉じ込めを最小限にとどめることができ、残光の強度を向上させることができる。また、発光装置の表面において、蓄光材が切れ目なく配置していることにより、より広域の配光で、全体的に均一に残光を得ることができる。

さらに、反射性の被覆部１５の上に、蓄光材が配置されるため、蓄光材が発する光を効率的に取り出すことができる。
また、封止部材中の蛍光体は、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するＬＡＧ系であるために、蓄光材であるＳＡＥの光を、視感度のよい光に変換して、残光をヒトの目に、より一層感じさせることができ、発光素子からの光がＳＡＥに吸収される場合においても、その吸収分を補填又は追加することができる。

加えて、封止部材には、蓄光材が含有されていないため、発光素子からの光の全てを蛍光体に照射することができ、蓄光材に発光素子からの光が照射され、かつ、吸収されることを回避することができるために、励起効率をより向上させることができる。

（実施の形態２）
この実施の形態２の発光装置２００は、例えば、図２に示したように、封止部材２０の外縁が、基板１０の被覆部１５の開口の縁と一致しており、よって、被覆部１５中の蓄光体１５ａと、封止部材２０中の蛍光体２０ａ及び２０ｂとが切れ目なく配置している以外、発光装置１００と実質的に同じ構成を有する。
この発光装置２００においても、実施の形態１の発光装置１００と同様の効果を有する。特に、オン時において、発光素子から出射される光が全て封止部材に出射され、蓄光材に直接照射されないため、蓄光材による光の吸収を回避することができ、より効率的に蛍光体を励起させることができる。

（実施の形態３）
この実施の形態３の発光装置３００は、例えば、図３に示したように、被覆部が、ＴｉＯ₂を含有するシリコーン樹脂からなる樹脂層１５ｃ（厚み１５μｍ）の上に、蓄光材１５ａを１０ｗｔ％含有するシリコーン樹脂からなる蓄光材層１５ｄ（厚み１５μｍ）との積層構造によって形成されている以外、発光装置２００と実質的に同じ構成を有する。
この発光装置３００においても、実施の形態２の発光装置２００と同様の効果を有する。特に、被覆部において、光が照射される表面のみに蓄光材が集中しているために、より効率的に上記効果を発揮させることが可能となる。また、光反射性を有する樹脂層１５ｃの上に蓄光材が配置されているため、蓄光材が発する光を有効に利用することができる。

（実施の形態４）
この実施の形態４の発光装置４００は、例えば、図４Ａ及びＢに示したように、被覆部２５が、ポリイミドからなるシートと、このシートの上であって、封止部材２０間において、蓄光材１５ａを１０ｗｔ％含有するシリコーン樹脂からなるポリマー溶液を、部分的に印刷塗布することによって形成された凸状の蓄光材層２５ｄとによって形成されている以外、発光装置１００と実質的に同じ構成を有する。
この発光装置４００においても、上記と同様の効果を発揮させることができる。
なお、被覆部２５の一部を構成する蓄光材層は、印刷塗布するのみならず、ポッティング等によっても形成することができる。
このように、部分的な蓄光材層の配置は、設計の自由度を広げ、製造コストの低減を図ることができる。
また、蓄光材層２５ｄを凸形状とし、その最上点を、発光素子の上面よりも上とすることで、蓄光材から発せられる光の配光を広げることができる。

（実施の形態５）
この実施の形態５の発光装置５００は、例えば、図５に示したように、被覆部が、ポリイミドからなるシートと、このシート上であって、封止部材２０の外周領域以外の全面に、蓄光材１５ａを１０ｗｔ％含有するシリコーン樹脂からなるシート状の蓄光材層３５ｄとによって一体的に形成されて（蓄光材層３５ｄは、シート上に貼り付けられている）いる以外、発光装置４００と実質的に同じ構成を有する。
この発光装置５００においても、上記と同様の効果を発揮させることができる。
なお、蓄光材層は、シートの貼り付けのみならず、印刷等によっても形成することができる。

本発明の発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレター等、種々の光源に使用することができる。

１００、２００、３００、４００、５００発光装置
１０基板
１１基体
１２、１３配線部
１４溝部
１５、２５被覆部
１５ａ蓄光材
１５ｃ樹脂層
１５ｄ、２５ｄ、３５ｄ蓄光材層
２０封止部材
２０ａ、２０ｂ蛍光体
３０発光素子
３５接合部材
４０樹脂層

Claims

基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部と、該配線部を被覆し、その一部に前記配線部を露出する開口を有する被覆部とを備えた基板、
前記被覆部から露出した前記配線部に電気的に接続された複数の発光素子及び
該発光素子のそれぞれを封止する封止部材を備えてなり、
前記被覆部は、少なくともその一部に蓄光材を含むことを特徴とする発光装置。
前記蓄光材が、被覆部全体に含有されてなる請求項１に記載の発光装置。
前記被覆部が、積層構造を有しており、該積層構造の最表面において前記蓄光材を含む層が配置している請求項１に記載の発光装置。
前記封止部材は、その外縁が前記被覆部上に配置されており、前記蓄光材は、前記封止部材の下方から前記封止部材の外側にわたって含有されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
前記被覆部が、その表面において、前記蓄光材を含む凸部を有する請求項１に記載の発光装置。
前記封止部材が、蛍光体を含む請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
前記蓄光材がＳｒ₄Ａｌ₁₆Ｏ₂₅：Ｅｕ，Ｄｙであり、かつ、封止部材が、前記Ｓｒ₄Ａｌ₁₆Ｏ₂₅：Ｅｕ，Ｄｙからの光の少なくとも一部で励起され、前記Ｓｒ₄Ａｌ₁₆Ｏ₂₅：Ｅｕ，Ｄｙからの光よりも視感度の高い光を発光する蛍光体を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
前記蛍光体は、ＹＡＧ系、ＣＡＳＮ系又はこれらの組み合わせを含む請求項６又は７に記載の発光装置。
前記封止部材が、前記蓄光材を含有しない請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。