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JP5956167B2 - 発光装置、車両用灯具及び発光装置の製造方法 - Google Patents

発光装置、車両用灯具及び発光装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光素子を有する発光装置、車両用灯具及び発光装置の製造方法に関する。
発光ダイオード等の発光素子上に蛍光体粒子を含む樹脂層からなる波長変換層を形成し、発光素子からの光の一部を波長変換層中の蛍光体粒子で異なる波長の光に変換し、蛍光体粒子による変換後の光を発光素子からの波長変換層を通過する光と混合して放出する発光装置が知られている。
このような発光装置においては、波長変換層で混合された光を透過する透明板状部材が波長変換層上に配置されている（例えば、特許文献１及び２参照）。更に、発光素子、波長変換層及び透明板状部材の各々の側面を反射樹脂等の材料からなる反射部材で覆って発光素子からの出射光を効率よく外部に取り出す構成が備えられている。
特開２０１０−１９２６２９号公報 特開２０１０−２１９３２４号公報
しかしながら、かかる発光装置の信頼性試験時には、長時間に亘って発光素子に対して発光のために連続的に通電を行う故に、発光素子の発熱によって発光装置の反射部材を構成する反射材料が加熱され、又は発光素子の発光によって光触媒作用が生じることとなり、その結果、反射部材から透明液状成分が表面に染み出す現象、すなわちオイルブリードが生じる。その透明液状成分の染み出し量が多い場合には、透明液状成分は反射部材表面だけに留まらず、透明板状部材の表面や発光装置のパッケージングまで流れ出てしまい、発光装置の外観上の悪化をもたらす結果となる。また、このような発光装置を車両用灯具等の灯具の光源として用いた場合には、灯具内に染み出した透明液状成分が所望の配光特性を崩すという問題が生じることがある。
また、このような発光装置を常温等の通常の使用温度で使用続けた場合においては経時変化による反射部材の劣化が考えられる。反射部材が劣化すると信頼性試験の際と同様にオイルブリードが生じて透明液状成分が表面に染み出すことが起き得るため、発光装置としての信頼性を損なうという問題もあった。
そこで、本発明の目的は、かかる点を鑑みてなされたものであり、経時変化による反射部材の劣化によって反射部材からの透明液状成分が発光装置の表面に染み出すことを防止して信頼性の高い発光装置、車両用灯具及び発光装置の製造方法を提供することである。
本発明の発光装置は、基板と、前記基板上に搭載された半導体発光素子、前記半導体発光素子上に配置されて蛍光体粒子を含有する波長変換層、及び前記波長変換層上に搭載された透光性プレートからなる発光構造体と、フィラーを含有する樹脂からなり前記発光構造体の側面に配置された反射部材と、を備え、樹脂からなり前記反射部材上に配置され前記透光性プレートの側面に接して前記反射部材を封止する透光性部材を有し、前記透光性部材は、前記反射部材の表面全体を覆い、前記透光性部材は、前記フィラーを含まないか、あるいは３wt%以下で含むことを特徴としている。
本発明の車両用灯具は、上記の発光装置を光源として備えた車両用灯具であって、前記発光装置からの光を照射方向に向けて投影して照射面上に投影像を形成する光学系を有することを特徴としている。
本発明の発光装置の製造方法は、基板上に配置された半導体発光素子と透光性プレートとの間に蛍光体粒子を含有する波長変換層を形成する第１工程と、前記半導体発光素子、前記波長変換層及び前記透光性プレートからなる発光構造体の側面に反射部材形成用の未硬化の樹脂からなる反射材料を充填する第２工程と、前記透光性プレートの側面に接して前記反射部材を封止するように樹脂からなる透光性部材を前記反射部材上に配置する第３工程と、を含み、前記透光性部材は、前記反射部材の表面全体を覆い、前記透光性部材は、前記フィラーを含まないか、あるいは３wt%以下で含むことを特徴としている。
本発明の発光装置及びその製造方法によれば、透光性部材が反射部材の表面全体を覆って反射部材を封止するように形成されているので、信頼性試験を施した場合に、発光素子の発光のために光触媒作用又は発光素子の発熱による加熱により反射部材においてオイルブリードの透明液状成分が生じても、その透明液状成分の装置表面への染み出し経路が透光性部材によって塞がれることになる。すなわち、フィラーが含まれていないために光触媒作用がない透光性部材が透明液状成分の装置表面へ染み出し経路に蓋をする働きをする。特に、反射部材として光触媒作用のある材料を用いる場合にはオイルブリードにより生じる透明液状成分が多くなるため透光性部材が透明液状成分の染み出し防止として有効に作用することが期待できる。よって、オイルブリードにより透明液状成分が装置表面に染み出してくることを防止することができる。この結果、経時変化による反射部材の劣化によって反射部材からの透明液状成分が発光装置の表面に染み出すことを防止して信頼性の高い発光装置を提供することができる。
本発明の車両用灯具によれば、発光装置において装置表面へのオイルブリードによる透明液状成分の流れ出しが防止されるので、発光装置を光源として備えた場合に透明液状成分による配光への悪影響が防止され、所望の配光特性を得ることができる。
本発明の実施例１の発光装置を示す断面図である。 実施例１の発光装置の信頼性試験を施した結果を従来例及び比較例１〜３と共に示す図である。 図２の比較例２で生じたクラックを示す断面図及び上面図である。 実施例１の発光装置の製造方法を示す断面図である。 図４の製造方法の続き部分を示す断面図である。 本発明の実施例２の発光装置を示す断面図である。 本発明の実施例３の発光装置を示す断面図である。 本発明の実施例４の発光装置を示す断面図である。 本発明の実施例５の発光装置を示す断面図である。 発光装置１〜５のいずれかを光源として備えた車両用灯具の構成を示す図である。 発光装置１〜５のいずれかを光源として備えた車両用灯具の構成を示す図である。 発光装置１〜５のいずれかを光源として備えた車両用灯具の構成を示す図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例として発光装置の断面図を示している。この発光装置においては、実装基板１０上には、ＡＩＮ（窒化アルミ）セラミックス等の材料からなるサブマウント基板１１が接合剤１２を介して配置されている。サブマウント基板１１の大きさは実装基板１０のそれより小さい。また、サブマウント基板１１の上面には配線が形成されており、サブマウント基板１１上には、２つのフリップチップタイプの半導体発光素子（以下、単に発光素子と称す）１３が、各々複数のバンプ１４により接合されることにより実装されている。２つの発光素子１３は互いに同一のＬＥＤ（発光ダイオード）からなり、所定の間隔だけ互いに離間されて配置されている。発光素子１３の上面には、波長変換層１５が設けられ、波長変換層１５の上には透明板状部材（透光性プレート）１６が設けられている。
波長変換層１５の基材には、蛍光体粒子（図示せず）が高濃度で分散されている。その蛍光体粒子は発光素子１３の発する光により励起され所定波長の蛍光を発する、例えば、ＹＡＧ蛍光体粒子である。波長変換層１５の基材としては、発光素子１３の発する光と共に、蛍光体粒子が発する蛍光に対して透光性を有する材料が用いられる。基材は、透明樹脂等の有機材料であっても、ガラス等の無機材料であっても良い。例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を用いることができる。
また、波長変換層１５においては、発光素子１３の側面と透明板状部材１６の下面とを接続する傾斜面１５０が形成されている。また、２つの発光素子１３間においても発光素子１３の側面間を直接結ぶ傾斜面１５０が形成されている。これら傾斜面１５０は図１に示したように波長変換層１５側に若干窪んだ湾曲面でも良い。
透明板状部材１６は２つの発光素子１３を覆うように波長変換層１５上に形成されている。透明板状部材１６の上面が本発光装置の光取り出し面である。透明板状部材１６としては、発光素子１３の発する光、及び蛍光体粒子の発する蛍光に対して透光性を有するものを用いるが、所望の光学特性を有する透光性プレートであっても良い。例えば、特定の波長をカットする板状フィルターを透光性プレートとして用いることも可能である。また、発光素子１３からの光を所望の波長光に変換する蛍光体成分を含有する蛍光ガラスプレートや、蛍光体原料を焼結して作製した蛍光セラミックスのプレート(例えば、ＹＡＧプレート)を用いることも可能である。
また、透明板状部材１６の下面及び上面は平坦であるが、この平坦形状に限定されない。例えば、下面及び上面に光を拡散・配光等させるための微細な凹凸が形成されても良い。また、透明板状部材１６の上面は、光取り出し面となるため、光の取り出し効率を向上させるために表面処理を施し加工しても良い。また、透明板状部材１６の上面はレンズ形状に加工されていても良い。
また、実装基板１０上には、サブマウント基板１１と、発光素子１３、バンプ１４、波長変換層１５及び透明板状部材１６からなる発光構造体とを囲むように枠体１７が配置されている。枠体１７は例えば、セラミック又は反射樹脂からなり、透明板状部材１６の上面位置に達する高さを有する。また、サブマウント基板１１を含む発光構造体と枠体１７との間の空間は第１層として反射部材１８が配置されている。反射部材１８はサブマウント基板１１と発光素子１３との間のバンプ１４以外の空隙部分にも形成されている。
透明板状部材１６と枠体１７との間の反射部材１８の上面には断面が湾曲した窪みが形成されており、その窪みを埋めるように第２層として透明部材（透光性部材）１９が配置されている。透明部材１９は発光装置を上面側、すなわち透明板状部材１６側から見た場合に環状になっている。また、透明部材１９はその環状の内周側で透明板状部材１６と接触し、環状の外周側で枠体１７と接して反射部材１８を封止する。
反射部材１８は、シリコーン樹脂や無機バインダを含む樹脂からなるベース部材に、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ジルコニア、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のフィラーを含んでいる。反射部材１８の硬さはＡ硬度（ＪＩＳ）１０〜６０程度である。反射部材１８は軟らかいほどシリコンオイル等の可塑剤を多く含むので、その可塑剤がオイルブリードの透明液状成分として出てくるので、透明液状成分の発生量を多くしないためには望ましくはＡ硬度３０〜６０程度であり、例えば、Ａ硬度５３である。
透明部材１９は、反射部材１８と同じベース部材からなり、上記した酸化物のフィラーを含んでおらず、オイルブリードを発生しない程度の可塑剤を若干含んでいる。透明部材１９の硬さとしてはＡ硬度３０〜６０程度が望ましく、例えば、Ａ硬度４６が用いられる。また、透明部材１９は完全に透明な部材に限らず、半透明或いは色付きの透光性を有する部材であれば良い。
かかる構成の実施例１の発光装置において、発光素子１３から上方に放射された光は、波長変換層１５に入射し、一部が蛍光体粒子によって所定の波長の光に変換され、蛍光体粒子によって変換されなかった光と混合されて透明板状部材１６の上面から出射される。発光素子１３の側面から出射される光は、波長変換層１５に入射し、一部が蛍光体粒子によって所定の波長の光に変換され、波長変換層１５の傾斜面１５０に向かう。その傾斜面１５０に向かった光のうちの傾斜面１５０又は反射部材１８によって上方に反射された光が透明板状部材１６の上面から出射される。
図２は実施例１の発光装置（１Ａ及び１Ｂ）について信頼性試験を施した結果を従来例及び比較例と共に示している。信頼性試験では発光装置の発光素子へ通電によりジャンクション温度が１６５℃に設定された状態で１０００時間の連続点灯が行われた。
実施例１Ａでは反射部材１８としてＡ硬度５３の反射材料が用いられ、透明部材１９としてはＡ硬度４６の透明材料が用いられた。実施例１Ｂでは反射部材１８としてＡ硬度１０の反射材料が用いられ、透明部材１９としてはＡ硬度４６の透明材料が用いられた。
従来例は反射部材１８に相当する反射部材の第１層がＡ硬度５３で形成された発光装置であって透明部材１９に相当する第２層はない。
また、比較例１〜３は、実施例１の反射部材１８の位置部分に第１層と透明部材１９の位置部分に第２層とを有する発光装置であるが、比較例１〜３各々の第１層及び第２層共に反射部材である。比較例１〜３各々の硬度は、比較例１では第１層：Ａ硬度１０，第２層：Ａ硬度５３、比較例２では第１層：Ａ硬度５３，第２層：Ａ硬度７５、比較例３では第１層：Ａ硬度１０，第２層：Ａ硬度７５である。なお、従来例及び比較例１〜３のその他の構成は図１の実施例１の発光装置と同一である。
図２に示した信頼性試験の結果から分かるように、実施例１Ａ及び１Ｂについては透明液状成分の装置表面への染み出しがほとんど観察されず、またクラックの発生もなかった。他方、従来例及び比較例１〜３では透明液状成分の装置表面への染み出しが観察された。また、比較例２及び３では第２層にクラックが発生した。
ここで、第１層である反射部材の透明液状成分の染み出しの発生について考察する。先ず、その染み出す透明液状成分としては、反射部材の樹脂を軟らかくする効果を持つ可塑剤の成分が主成分と推定され、樹脂の硬化時にはベース部材とは反応することなく、反射部材内に別部材として存在している。反射部材が高温の雰囲気で発光素子の光に晒されると、結合しているメチル基の側鎖の分解が促され、切れた部分からその透明液状成分の染み出しが生じる。反射部材に混合されている上記のフィラーによる光触媒効果が更に分解を促進させている。酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブのように光触媒作用があるものの場合には特に分解が促進される。また、反射部材の樹脂はメチル基を有するもの以外にも分解されるような基、例えば、アルキル基やフェニル基を有するものでも同様に分解が促進されてしまう。
透明液状成分の染み出しが観察された従来例及び比較例１〜３では、熱源及び光源となる発光素子に近い部分で反射部材及び波長変換層と接している反射部材の部材が分解されている。
実施例１Ａ及び１Ｂでは透明液状成分の染み出しがほとんど生じなかった理由としては、透明部材１９にはフィラーが含有されていないので分解がないこと、及び透明部材１９の可塑剤の含有量が少ないために透明液状成分の染み出し量が少なくなったことが考えられる。また、透明部材１９にはフィラーが含有されていないことにより硬度が低いためにクラックが生じ難い。それ故に、反射部材１８で生じた部材の分解が表面へ染み出す経路に蓋をしたことになり、透明部材１９の表面において透明液状成分の染み出しがほとんど観察されなかったと推測される。
実施例１Ｂのように、第１層の反射部材１８の硬度がＡ１０程度の場合には、可塑剤が多い分だけ反射部材１８で生じる部材の分解が多くなり、その結果、透明部材１９の表面への染み出しが起きると推測したが、実際には透明液状成分の染み出しがほとんど観察されなかった。これは、やはり透明部材１９が透明液状成分の表面へ染み出す経路に蓋をする働きをしたと考えられる。
比較例１では、上記したように第１層にＡ硬度１０の反射部材が用いられ、第２層にＡ硬度５３の反射部材が用いられている。この比較例１の場合には従来例と比べて透明液状成分の染み出し量が多くなった。これは、第１層の反射部材の硬さを下げるために第１層に多く含まれる可塑剤が染み出して透明液状成分となるので、第２層の染み出し量に加算されて表面への染み出し量が多くなったと推測される。このことから可塑剤が多いほど表面への透明液状成分の染み出し量も多くなると理解することができる。
比較例２では、上記したように第１層にＡ硬度５３の反射部材が用いられ、第２層にＡ硬度７５の反射部材が用いられている。この比較例２の場合には第２層にクラックが発生した。このクラックは第２層に可塑剤が少ない反射部材が用いられたために発生したと推測される。
クラックは比較例２の発光装置の場合には、その発光装置について図３(a)の断面図及び図３(b)の上面図に符号２０で示すように、発光素子１３に近い第２層１９ａ部分で生じ易く、特に、第１層１８ａが透明板状部材１６の側面と接している部分で生じると共に、透明板状部材１６の側面から第２層１９ａを外枠１７方向に延びるように生じる。これは、第２層１９ａがＡ硬度７５の硬い樹脂であるので熱による膨張が起きたときに延びることなく割れたためにクラックが入り、第１層１８ａの反射部材において発生した透明液状成分が表面に染み出す経路の蓋をするには至らず、クラックが透明液状成分の表面への染み出す経路になってしまったと推測される。
比較例３では、比較例２と同様に、第２層のＡ硬度７５の反射部材にクラックが発生した。よって、比較例３の透明液状成分の染み出しはそのクラックを介して、第１層のＡ硬度１０の反射部材で大量に発生した透明液状成分が噴出してきたためと推測される。
このように実施例１の発光装置においては、反射部材１８と比べてフィラーなしで可塑剤が少ない透明材料（樹脂）からなる透明部材１９が反射部材１８の上面を覆うことにより反射部材１８を封止しているので、信頼性試験を施した場合に、発光素子１３の発熱又は光触媒作用のために反射部材１８においてオイルブリードにより透明液状成分が生じても、その透明液状成分の装置表面への染み出し経路が透明部材１９によって塞がれることになる。すなわち、光触媒効果がない透明部材１９が透明液状成分の装置表面へ染み出し経路に蓋をする働きをする。よって、経時変化による反射部材の劣化によりオイルブリードが生じて透明液状成分が装置表面に染み出すことを防止することができ、これにより信頼性の高い発光装置を得ることができる。
次に、実施例１の発光装置の製造方法について図４(a)〜(d)及び図５(a),(b)を用いて説明する。
（第１工程）
先ず、図４(a)に示すように、実装基板１０上には、サブマウント基板１１が接合剤１２によって接着され、その後、サブマウント基板１１上に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１３の素子電極をバンプ１４を用いて各々接合して２つの発光素子１３が実装される。
次に、波長変換層１５の未硬化の基材が用意され、蛍光体粒子が予め定めた濃度で添加され、十分に混練することにより、基材中に一様に分散され、未硬化のペースト１５ｂが得られる。このペースト１５ｂは図４(b)のように、各発光素子１３の上面に所定量だけ塗布(または滴下)され、そのペースト１５ｂの上に、２つの発光素子１３の上面を含む大きさの透明板状部材１６を搭載する。図４(b)に矢印Ａで示す方向に、透明板状部材１６の自重、もしくは、必要に応じて透明板状部材１６の上面に荷重をかけ、図４(c)に示すように発光素子１３上面と透明板状部材１６との間に所定の層厚でペースト１５ｂの層が形成される。
また、ペースト１５ｂは、発光素子１３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１３の側面と透明板状部材１６の下面を接続する傾斜面１５０が形成される。更に、２つの発光素子１３間においても発光素子１３の側面間を直接結ぶペースト１５ｂの傾斜面１５０が形成される。
ペースト１５ｂを所定の硬化処理により硬化させることにより波長変換層１５が形成される。この波長変換層１５の形成までが第１工程である。
なお、この後の工程で波長変換層１５の形状が変わらないのであれば、ペースト１５ｂを完全に硬化させず、半硬化となる条件で硬化させても良い。
また、ペースト１５ｂ中に所定の粒径を有する粒子状のスペーサー（３つ以上）を混入させて発光素子１３上面と透明板状部材１６との間に所定の層厚が得られるようにしても良い。
更に、図４(d)に示すように、実装基板１０上面に枠体１７が接着剤によって接着される。枠体１７は上記したようにサブマウント基板１１と、発光素子１３、バンプ１４、波長変換層１５及び透明板状部材１６からなる発光構造体とを囲むように配置される。
（第２工程）
このサブマウント基板１１を含む発光構造体と枠体１７との間の空間に、図５(a)に示すように反射部材１８のための未硬化の反射材料１８０が例えば、ポッティング方法により充填される。充填量は、反射材料１８０の表面が透明板状部材１６の下面と同じ高さ程度が望ましい。実際には、反射材料１８０が透明板状部材１６の下面と同じ高さまで充填されると、反射材料１８０は透明板状部材１６の側面まで達して、透明板状部材１６と枠体１７との間で反射材料１８０の表面は表面張力により湾曲して窪んだ形状になる。その反射材料１８０の窪んだ部分１８１の底面が透明板状部材１６の下面と同じ高さ位置になっていれば良い。未硬化の反射材料１８０は所定の硬化処理により硬化されて窪み部分を有する反射部材１８として形成される。
なお、反射部材１８の窪んだ部分の底面位置が透明板状部材１６の下面より低いと、発光素子１３の側面に接着している波長変換層１５に接している反射部材１８の厚みが薄くなる。こうなると、反射部材１８を透過して出てくる光成分が多くなるため反射部材１８で反射して透明板状部材１６から出てくる光成分が少なくなり、発光装置の輝度が低下する。また、反射部材１８を透過する成分が多いと、発光装置を車両用灯具に使用した場合に、カットオフライン（光照射面上に投影された光の明暗境界線）が出ないために良好な配光が得られない。
なお、反射材料１８０の充填にはポッティング方法に限らず、印刷方法等の他の方法を用いても良い。
（第３工程）
反射部材１８の窪んだ部分には、例えば、ポッティング方法により図５(b)に示すように未硬化の透明材料１９０が充填される。透明材料１９０はその窪み部分を埋めて反射部材１８を封止しかつ透明板状部材１６の上面に掛からないように充填される。未硬化の透明材料１９０は所定の硬化処理により硬化されて透明部材１９として形成される。以上により、実施例１の発光装置が製造される。
（第２実施例）
図６は本発明の第２実施例として発光装置の断面図を示している。この第２実施例の発光装置においては、サブマウント１１上に枠体１７が配置されており、第１実施例の実装基板１０が備えられていない。枠体１７は透明板状部材１６の上面位置に達する高さを有する。
サブマウント基板１１上において、発光素子１３、バンプ１４、波長変換層１５及び透明板状部材１６からなる発光構造体と枠体１７との間の空間には反射部材１８が形成されている。また、実施例１と同様に、透明板状部材１６と枠体１７との間の反射部材１８の上面には断面が湾曲した窪みが形成されており、その窪みを埋めるように透明部材１９が充填されることによって反射部材１８を封止する構造が形成されている。
実施例２の発光装置のその他の構成は実施例１の発光装置と同一であり、実施例２の場合でも実施例１と同様の効果が得られる。
（第３実施例）
図７は本発明の第３実施例として発光装置の断面図を示している。この第３実施例の発光装置においては、透明板状部材１６の側面に段差部１６ａが形成されており、透明板状部材１６の上面の大きさがその下面の大きさより小さくされている。すなわち、透明板状部材１６は凸状に形成されている。透明部材１９はその端部が段差部１６ａに載ることにより透明板状部材１６と接続している。
実施例３の発光装置のその他の構成は実施例１の発光装置と同一であり、実施例３の場合でも実施例１と同様の効果が得られる。実施例３では、特に、透明板状部材１６と透明部材１９との接続において図７から分かるように断面がＬ字の面において透明板状部材１６と透明部材１９とが接触しているので、反射部材１８におけるオイルブリードにより生じた透明液状成分の装置表面への染み出し経路が透明部材１９によって完全に封止されることになる。
また、実施例３の発光装置の製造方法は図４及び図５に示した実施例１の発光装置の製造方法と同様であるが、その製造段階では反射材料１８０の充填時に反射材料１８０の表面張力により透明板状部材１６の側面全てが反射材料１８０で覆われてしまうことが防止され、透明材料１９０の充填時に透明材料１９０と透明板状部材１６とを確実に接触させて反射部材１８を完全に覆うことができる。
なお、実施例３においては、透明板状部材１６の下面の大きさがその上面の大きさより小さくなるように段差部１６ａが形成されても良い。
（第４実施例）
図８は本発明の第４実施例として発光装置の断面図を示している。この第４実施例の発光装置においては、透明板状部材１６の側面に凹部１６ｂが形成され、透明部材１９の凸状の端部がその凹部１６ｂに入り込むことにより透明板状部材１６と透明部材１９とが接続している。
実施例４の発光装置のその他の構成は実施例１の発光装置と同一であり、実施例４の場合でも実施例１と同様の効果が得られる。実施例４では、特に、透明板状部材１６と透明部材１９との接続において図８から分かるように透明板状部材１６の側面が凹状にされ、透明部材１９の側面が凸状にされ、その凹凸が嵌まり合うことにより透明板状部材１６と透明部材１９とが接触しているので、反射部材１８におけるオイルブリードにより生じた透明液状成分の装置表面への染み出し経路が透明部材１９によって完全に塞がれることになる。
また、実施例４の発光装置の製造方法は図４及び図５に示した実施例１の発光装置の製造方法と同様であるが、その製造段階では反射材料１８０の充填時に反射材料１８０の表面張力により透明板状部材１６の側面全てが反射材料１８０で覆われてしまうことが防止され、透明材料１９０の充填時に透明材料１９０と透明板状部材１６とを確実に接触させて反射部材１８を完全に覆うことができる。
なお、実施例４においては、透明板状部材１６の側面が凸状にされ、透明部材１９の側面が凹状にされても良い。
また、上記した各実施例１〜４においては、反射部材１８の上面の窪みを埋めるように透明部材１９が配置されているが、本発明はこれに限定されず、反射部材の上面に窪みがなくても良く、反射部材の平坦な上面を覆うように透明部材１９が配置されても良い。
（第５実施例）
図９は本発明の第５実施例として発光装置の断面図を示している。この第５実施例の発光装置においては、サブマウント基板１１を含む発光構造体（発光素子１３、バンプ１４、波長変換層１５及び透明板状部材１６）と枠体１７との間に反射部材２８と透明部材２９とが一体に形成されている。透明部材２９では反射部材２８に比べてフィラーの含有率が少ない。
第５実施例の発光装置の製造方法では、図５(a)に示したサブマウント基板１１を含む発光構造体と枠体１７との間に充填された未硬化の反射材料１８０を、遠心分離機（図示せず）で反射材料１８０内のフィラーを沈降させることが行われる。反射材料１８０を注入後、遠心分離機によってフィラーを沈降させ、その後、５０℃程度にて約１時間に亘って温める。こうすることにより、反射部材２８と透明部材２９とに２層にすることができる。なお、この第５実施例の反射材料１８０としては２０〜３０wt%のフィラーを混合した反射部材を用いることができる。沈降によって透明部材２９はフィラーが３wt%以下になるようにすることが好ましい。また、遠心分離機の分離動作時間及び回転数、更に、５０℃の加熱時間に応じて反射部材２８及び透明部材２９の透明度を調整することができる。
実施例５の発光装置のその他の構成は実施例１の発光装置と同一であり、実施例５の場合でも実施例１と同様の効果が得られる。実施例５では、特に、反射部材２８と透明部材２９とが一体に形成されているので、２層を個別に形成した場合の層間の界面での剥離といった不具合を防止することができる。
なお、上記した各実施例においては、複数の発光素子が配置された発光装置が示されているが、本発明はこれに限定されず、単一の発光素子が配置された発光装置にも当然適用することができる。
また、上記した各実施例においては、発光素子としてＬＥＤが用いられているが、本発明はＬＥＤ以外の有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子等の他の半導体発光素子を用いることができる。更に、発光素子としてはフリップチップタイプの発光素子に限らず、本発明はワイヤーボンディングでサブマウント基板上のパターンと接続する方式の発光素子を用いても良いことは勿論である。
（車両用灯具１）
図１０は、上記した本発明の実施例１〜５に係る発光装置のいずれかを光源として備えた車両用灯具１０１（リフレクタ型）の構成を示す図である。
発光装置３０（実施例１〜５に係る発光装置）は、光取り出し面が図１０において下方を向くように配置されている。光学系を形成するリフレクタ２１０は、回転放物面を形成する光反射面を有し、その焦点位置が発光装置３０の近傍に設定されている。リフレクタ２１０の反射面は、複数の単位反射面からなるいわゆるマルチリフレクタを構成している。リフレクタ２１０は、光反射面が投影方向後方側から投影方向前方側に亘る範囲において発光装置３０を囲むように発光装置３０の下方側に配置され、発光装置３０からの光を投影方向に向けて反射させる。
（車両用灯具２）
図１１は、上記した本発明の実施例１〜５に係る発光装置のいずれかを光源として備えた車両用灯具１０２（プロジェクター型）の構成を示す図である。
発光装置３０は、光取り出し面が図１１において上方を向くように配置されている。光学系を形成するリフレクタ２１０は、回転放物面を形成する光反射面を有し、その第１の焦点位置が発光装置３０の近傍に設定され、第２の焦点位置がシェード２２０の上端縁近傍に設定されている。リフレクタ２１０の光反射面は、複数の単位反射面からなるいわゆるマルチリフレクタを構成している。リフレクタ２１０は、光反射面が投影方向後方側から投影方向前方側に亘る範囲において発光装置３０を囲むように発光装置３０の上方側に配置され、発光装置３０からの光を投影方向に向けて反射させる。
シェード２２０は、リフレクタ２１０からの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成する遮光部材である。シェード２２０は、発光装置３０及びリフレクタ２１０と、投影レンズ２３０の間であって、その上端縁が投影レンズ２３０の焦点に位置するように配置されている。投影レンズ２３０は、リフレクタ２１０からの反射光を拡大投影する。
（車両用灯具３）
図１２は、上記した本発明の実施例１〜５に係る発光装置のいずれかを光源として備えた車両用灯具１０３（ダイレクトプロジェクション型）の構成を示す図である。
発光装置３０は、光取り出し面が投影方向前方を向くように配置されている。発光装置３０の光は、光反射面を介することなく投影方向前方に配置された投影レンズ２３０に直接照射される。
シェード２２０は、発光装置３０からの光の一部を遮光してカットオフラインを形成する遮光部材である、シェード２２０は、発光装置３０と投影レンズ２３０の間であって、その上端縁が投影レンズ２３０の焦点に位置するように配置されている。投影レンズ２３０は、発光装置３０からの光を鉛直方向において反転投影するとともに水平方向に引き延ばしたような投影像を形成する。
１０ 実装基板
１１ サブマウント基板
１３ 発光素子
１４ バンプ
１５ 波長変換層
１６ 透明板状部材
１７ 枠体
１８ 反射部材
１９ 透明部材
３０ 発光装置

Claims (11)

  1. 基板と、
    前記基板上に搭載された半導体発光素子、前記半導体発光素子上に配置されて蛍光体粒子を含有する波長変換層、及び前記波長変換層上に搭載された透光性プレートからなる発光構造体と、
    フィラーを含有する樹脂からなり前記発光構造体の側面に配置された反射部材と、を備え、
    樹脂からなり前記反射部材上に配置され前記透光性プレートの側面に接して前記反射部材を封止する透光性部材を有し、
    前記透光性部材は、前記反射部材の表面全体を覆い、
    前記透光性部材は、前記フィラーを含まないか、あるいは３wt%以下で含むことを特徴とする発光装置。
  2. 前記反射部材の上面は窪みを有し、前記窪みを埋めるように前記透光性部材が配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 前記透光性プレートは側面に段差部を有し、前記段差部に前記透光性部材が接続していることを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
  4. 前記透光性プレートは側面において前記透光性部材と凹凸構造をもって接続していることを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
  5. 前記透光性部材はＡ硬度３０〜６０の範囲内の透明材料からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載の発光装置。
  6. 前記反射部材と前記透光性部材とは一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  7. 前記基板は、前記発光構造体がサブマウント基板を介して搭載された実装基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１記載の発光装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１つに記載の発光装置を光源として備えた車両用灯具であって、
    前記発光装置からの光を照射方向に向けて投影して照射面上に投影像を形成する光学系を有することを特徴とする車両用灯具。
  9. 基板上に配置された半導体発光素子と透光性プレートとの間に蛍光体粒子を含有する波長変換層を形成する第１工程と、
    前記半導体発光素子、前記波長変換層及び前記透光性プレートからなる発光構造体の側面に反射部材形成用の未硬化の樹脂からなる反射材料を充填する第２工程と、
    前記透光性プレートの側面に接して前記反射部材を封止するように樹脂からなる透光性部材を前記反射部材上に配置する第３工程と、を含み、
    前記透光性部材は、前記反射部材の表面全体を覆い、
    前記透光性部材は、前記フィラーを含まないか、あるいは３wt%以下で含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
  10. 前記第２工程においては前記反射材料の充填後、前記反射材料を硬化させ、
    前記第３工程においては未硬化の前記反射材料の表面張力により形成された窪みを埋めるように透明材料を充填し、充填した前記透明材料を硬化させて前記透光性部材を形成することを特徴とする請求項９記載の発光装置の製造方法。
  11. 前記第３工程においては遠心分離機で前記反射材料内のフィラーを沈降させ、前記フィラーの沈降後の前記反射材料を硬化させて前記反射部材と前記透光性部材とを形成することを特徴とする請求項９記載の発光装置の製造方法。
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