JP2019140305A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の異なる領域間において輝度の段差が少なく視認性が高い発光装置を提供する。【解決手段】搭載基板１１と、搭載基板上に並置されて第１の配列方向及び第１の配列方向に垂直な方向である第２の配列方向に配列された複数の発光構造体１０Ａ、１０Ｂを有し、複数の発光構造体の各々は、半導体発光素子１２と、半導体発光素子の上面に形成された波長変換部材１７と、を含み、第１の配列方向の両端に位置する発光構造体のうち少なくとも１つの発光構造体は、第１の配列方向において隣接する発光構造体に面する半導体発光素子及び波長変換部材の側面は被覆部材１９によって被覆され、第１の配列方向の端部側の半導体発光素子の側面は被覆部材によって被覆されるとともに波長変換部材の側面が露出していることを特徴とする。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を複数個用いた発光装置に関する。

半導体発光素子から出射する光が輝度の勾配を有する発光装置が知られている。例えば、特許文献１には、蛍光体粒子を含む蛍光体層と、散乱粒子を含む散乱層と、を具備し、蛍光体層の厚さ勾配と散乱層の厚さ勾配とは逆の関係を有する自動車ヘッドランプ用発光装置が開示されている。

また、複数の半導体発光素子が実装基板上に固定された発光装置が知られている。例えば、当該複数の半導体発光素子の各々によって照射される領域が異なる輝度となるように制御されて配光制御が行われる場合がある。

特開２０１４−７２３０９号公報

複数の半導体発光素子が実装基板上に固定された発光装置を自動車用灯具に用いた際に、輝度の高い領域と輝度の低い領域との境界において輝度の段差が大きくなり、視認性が低下する場合があったことが課題の一つとして挙げられる。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、輝度の異なる領域間において輝度の段差が少なく視認性が高い発光装置を提供することを目的としている。

本発明の発光装置は、搭載基板と、前記搭載基板上に並置されて第１の配列方向及び前記第１の配列方向に垂直な方向である第２の配列方向に配列された複数の発光構造体を有し、前記複数の発光構造体の各々は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の上面に形成された波長変換部材と、を含み、前記第１の配列方向の両端に位置する前記発光構造体のうち少なくとも１つの発光構造体は、前記第１の配列方向において隣接する発光構造体に面する前記半導体発光素子及び前記波長変換部材の側面は被覆部材によって被覆され、前記第１の配列方向の端部側の、前記半導体発光素子の側面は前記被覆部材によって被覆され、かつ、前記波長変換部材の側面は露出していることを特徴とする。

また、本発明の発光装置は、搭載基板と、前記搭載基板上に配置された発光構造体と、を含み、前記発光構造体は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の上面に形成された波長変換部材と、を含み、前記半導体発光素子及び前記波長変換部材は四方の側面を有し、前記半導体発光素子の前記四方の側面は被覆部材によって被覆され、前記波長変換部材の前記四方の側面の少なくとも一つは露出し、他の側面は前記被覆部材によって被覆されていることを特徴とする。

実施例１に係る発光装置の上面図である。 実施例１に係る発光装置の断面図である。 実施例１に係る発光装置の拡大断面図である。 実施例１に係る発光構造体の断面図である。 実施例１に係る発光装置の輝度分布を模式的に示す図である。 実施例２に係る発光装置の輝度分布を模式的に示す図である。 実施例３に係る発光装置の輝度分布を模式的に示す図である。 実施例４に係る発光構造体の断面図である。 実施例４に係る発光構造体の端部の輝度を示すグラフである。 実施例４に係る発光装置の輝度分布を模式的に示す図である。 実施例４に係る発光構造体の変形例の断面図である。 実施例に係る発光構造体の変形例の断面図である。

以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

図１Ａ及び図１Ｂを参照しつつ、実施例１の発光装置について説明する。図１Ａは、実施例１の発光装置１００を示す上面図である。図１Ａに示すように、発光装置１００は、搭載基板１１上に並置された複数の発光構造体１０を有している。複数の発光構造体１０は、Ｘ方向（第１の配列方向）及びＸ方向に垂直な方向であるＹ方向（第２の配列方向）に配列されている。

図１Ａは、Ｘ方向に３つの発光構造体１０が配列され、Ｙ方向に５つ以上の発光構造体１０が配列されている例を示している。発光構造体１０は、構造の一部が互いに異なる発光構造体１０Ａ及び発光構造体１０Ｂを含む。図１Ａに示すように、発光構造体１０は、例えば直方体形状又は立方体形状を有し、上面視において矩形の形状を有している。

図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａに沿った断面を示す断面図である。図１Ｂに示すように、発光構造体１０Ａが中央に配置されており、発光構造体１０Ａの両側、すなわちＸ方向の両端の位置に発光構造体１０Ｂが配置されている。まず、発光構造体１０Ａについて説明する。

発光構造体１０Ａは、搭載基板１１上に配置された半導体発光素子１２を有している。半導体発光素子１２は、半導体構造層１３、ｐ電極１４Ａ、ｎ電極１４Ｂ及び透光性基板１５を含んでいる。半導体構造層１３は、発光層を含む複数の半導体層を含み、光を出射する。

図１Ｃは、図１Ｂの発光構造体１０Ａの拡大断面図である。図１Ｃに示すように、半導体構造層１３は、ｐ型半導体層１３Ａ、発光層１３Ｂ及びｎ型半導体層１３Ｃがこの順に積層されて構成されている。半導体構造層１３は、発光層１３Ｂが搭載基板１１と平行になるように配置されている。

半導体構造層１３のｐ型半導体層１３Ａは、ｐ電極１４Ａと電気的に接続されている。また、半導体構造層１３のｎ型半導体層１３Ｃは、ｎ電極１４Ｂと電気的に接続されている。例えば、ｎ電極１４Ｂは、絶縁体からなる側壁ＳＷを有する貫通孔を介して、ｐ型半導体層１３Ａ及び発光層１３Ｂを貫通してｎ型半導体層１３Ｃに接続されている。

ｐ電極１４Ａは、搭載基板側のｐ側配線（図示せず）と電気的に接続されている。ｎ電極１４Ｂは、搭載基板側のｎ側配線（図示せず）と電気的に接続されている。例えば、搭載基板側のｐ側配線は、複数個設けられており、その各々が電気的に分離されていてもよい。

透光性基板１５は、半導体構造層１３の上面である光出射面１３Ｓ上に設けられている。透光性基板１５は、サファイア基板等の基板であり、半導体構造層１３からの光を透過させる。

波長変換部材１７は、透光性基板１５上に設けられている。波長変換部材１７は、例えば蛍光体粒子等の波長変換材料を含む部材である。例えば、波長変換部材１７は、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体等の蛍光体を含む樹脂であってもよい。あるいは、波長変換部材１７は、ガラス支持体及び蛍光体薄膜を含んでいてもよい。従って、波長変換部材１７は、半導体構造層１３から出射されて透光性基板１５を透過した光の波長を変換する。

被覆部材１９は、半導体構造層１３、透光性基板１５及び波長変換部材１７の側面を覆うように設けられている。すなわち、被覆部材１９は、半導体発光素子１２及び波長変換部材１７の側面を被覆している。当該被覆構造を第１の被覆構造と称する。すなわち、発光構造体１０ＡのＸ方向において隣接する発光構造体１０Ｂに面する側面は、第１の被覆構造を有する。

被覆部材１９は、例えば、光を反射する材料を含む部材である。例えば、被覆部材１９は、シリコーン樹脂等の樹脂材中に光散乱材を分散させたいわゆる白樹脂と称される材料によって形成される。

図１Ｃを参照すると、半導体構造層１３からの光は、被覆部材１９によって反射されて、発光構造体１０Ａの上方、すなわち波長変換部材１７の上面１７Ｓから出射される。被覆部材１９は、隣接する発光構造体間でのクロストークと呼ばれる現象の発生を防ぐ。

被覆部材１９に用いられる樹脂として、例えば、エポキシ樹脂またはポリアミド系樹脂等を用いることができる。また、光散乱材としては、ＴｉＯ₂などの白色顔料粒子が用いられてもよい。

次に、発光構造体１０Ｂについて説明する。図１Ｂに示すように、発光構造体１０Ｂは、発光構造体１０Ａと同様に、半導体発光素子１２を有している。また、発光構造体１０Ｂは、波長変換部材１７及び被覆部材１９を有している。

図１Ｂに示すように、発光構造体１０Ｂの、Ｘ方向（第１の配列方向）において隣接する発光構造体１０Ａに面する半導体発光素子１２及び波長変換部材１７の側面は被覆部材１９で覆われている。一方、Ｘ方向の端部側の半導体発光素子１２の側面は被覆部材１９で覆われているが、当該Ｘ方向の端部側の波長変換部材１７の側面は被覆部材１９で覆われていない（図中１７Ｗ）。すなわち、半導体発光素子１２の側面が被覆部材に被覆され、かつ、波長変換部材１７の側面が露出している。当該被覆構造を第２の被覆構造と称する。

なお、この実施例においては、発光構造体１０Ｂは、Ｙ方向（第２の配列方向）において隣接する発光構造体１０Ｂに面する半導体発光素子１２及び波長変換部材１７の側面は被覆部材１９で覆われている。また、この実施例において、発光構造体１０Ｂは直方体形状又は立方体形状を有している例について示している。また、半導体発光素子１２及び波長変換部材１７は直方体形状又は立方体形状を有しており、四方の側面を有している。すなわち、半導体発光素子１２の四方の側面は被覆部材１９で覆われている一方で、波長変換部材１７の側面は、少なくとも一方が露出しており、かつ、他の側面は被覆部材１９で覆われている。

なお、この実施例において、発光構造体１０が直方体形状又は立方体形状を有する例について説明するが、これに限らず、例えば一部に曲面を含む形状等の他の形状を有していても良い。

図２は、図１Ｂと同様に発光構造体１０ＢのＸ方向における断面を示す断面図である。図２中の矢印は、半導体構造層１３から出射された光の進行方向を模式的に示している。図２中、被覆部材１９によって反射される光の進路をａ、被覆部材１９によって反射されない光の進路をｂとして示している。

発光構造体１０ＢのＸ方向（第１の配列方向）における第１の被覆構造を有する端部では、半導体構造層１３から出射された光は、被覆部材１９によって反射され、波長変換部材１７の上面１７Ｓから出射される（図中ａ）。

発光構造体１０ＢのＸ方向における第２の被覆構造を有する端部では、半導体構造層１３から出射されて、被覆部材１９によって反射された光（図中ａ）は波長変換部材１７の上面１７Ｓにから出射される。一方、波長変換部材１７内を導波されて波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗに向かって進んだ光（図中ｂ）は、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗから出射される。

図３を参照しつつ、発光装置１００による照射輝度の分布について説明する。図３中の（ａ）は、Ｘ方向に配列された発光構造体１０の上面を示している。図３中の（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａに沿った断面を示している。図３において（ｃ）は、発光装置１００による照射輝度の分布を（ａ）のＡ−Ａに沿って模式的に示している。（ｃ）の縦軸はＸ方向、横軸は輝度の高さを示している。

図３中の（ｃ）における輝度は、発光装置１００のＸ方向に配列された発光構造体１０からなるアレイ上のＸ方向の位置に対応している。（ｃ）中のＢ１は、当該アレイの一方の端部から他方の端部までの領域と、当該領域の外側の領域との境界を示している。

図３の（ｃ）に示すＲＡは、Ｘ方向における発光構造体１０Ａの端部から端部までの領域に対応する輝度領域（以下、単に領域ＲＡとも称する）を示している。（ｃ）のＲＢは、Ｘ方向における一方の境界Ｂ１から他方の境界Ｂ１までの領域に対応する輝度領域のうち、輝度領域ＲＡの外側の輝度領域（以下、単に領域ＲＢとも称する）を示している。（ｃ）中のＢ２は、領域ＲＡと領域ＲＢとの境界を示している。

図３の（ｃ）に示す破線Ｌ１は、発光装置１００が図３中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｂに代えて発光構造体１０Ａを有している場合（すなわち、発光構造体１０Ａが３つ並んでいる場合）の輝度分布を表している（輝度Ｌ１とも称する）。図３の（ｃ）に示す実線Ｌ２は、図３中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ａ及び発光構造体１０Ｂによる輝度分布を表している（輝度Ｌ２とも称する）。

輝度Ｌ１は、当該境界Ｂ１において急峻に変化している。これに対して、輝度Ｌ２は、境界Ｂ１の付近で緩やかに変化している。上述したように、発光構造体１０Ｂの半導体構造層１３から出射される光は、波長変換部材１７の側面１７Ｗからも出射される。このため、輝度Ｌ２は、境界Ｂ１において緩やかに変化している。

また、輝度Ｌ１及びＬ２は、Ｘ方向に配列された３つの発光構造体１０について、Ｘ方向の両端に位置する発光構造体１０Ｂと、中央に位置する発光構造体１０Ａとを、照射輝度が互いに異なるように点灯させた例について示している。図３中の（ｃ）に示すように、輝度Ｌ１及びＬ２は、領域ＲＢよりも領域ＲＡにおいて高くなっている。

このように、発光装置１００によって光を照射する際に、Ｘ方向の中央の輝度が高く、両端部の輝度が低くなるように配光制御をすることができる。そして、発光構造体１０Ｂの第２の被覆構造によって、発光装置１００のＸ方向に配列された発光構造体１０からなるアレイの一方の端部から他方の端部までの領域と、当該領域の外側の領域との間の境界Ｂ１における輝度の変化を緩やかにすることができる。これによって、発光装置１００によって照射される領域である照射領域と、その外側の領域との間の輝度の段差を緩和することができる。

以上、説明したように、本実施例の発光装置１００によれば、発光装置１００によって照射される領域である照射領域と、その外側の領域との間の輝度の段差が少なく、視認性が高い発光装置を提供することができる。

図４を参照しつつ、実施例２の発光装置２００について説明する。図４中の（ａ）は、発光装置２００の一部である、Ｘ方向に配列された発光構造体１０の上面を示している。発光装置２００は、実施例１の発光装置１００の場合と同様に、搭載基板１１上に並置され、Ｘ方向及びＹ方向に配列された複数の発光構造体１０を有している。

図４中の（ａ）は、Ｘ方向に３つの発光構造体１０が配列されている例について示している。図４中の（ａ）に示すように、発光構造体１０は、発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃを含む。発光装置２００は、発光構造体１０Ａの代わりに発光構造体１０Ｃを含む点において発光装置１００と異なり、その余の点については同様の構成を有している。図４中の（ａ）に示すように、Ｘ方向の中央に発光構造体１０Ｃが配置されており、Ｘ方向の両端の位置に発光構造体１０Ｂが配置されている。

図４において（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａに沿った断面を示している。発光構造体１０Ｂは、発光装置１００の場合と同様に構成されている（図１Ｂ参照）。発光構造体１０Ｃは、Ｘ方向において隣接する発光構造体１０Ｂに面する半導体発光素子１２の側面が被覆部材１９で覆われている。一方、Ｘ方向において隣接する発光構造体１０Ｂに面する波長変換部材１７の側面は被覆部材１９で覆われずに露出している（図中１７Ｗ）。

すなわち、発光構造体１０ＣのＸ方向（第１の配列方向）において隣接する発光構造体１０Ｂに面する、半導体発光素子１２の両側面が被覆部材１９によって被覆され、波長変換部材１７の両側面が露出している。換言すれば、発光構造体１０Ｃは、Ｘ方向におけるいずれの端部にも第２の被覆構造を有している。

図４において（ｃ）は、発光装置２００による照射輝度の分布について、（ａ）のＡ−Ａに沿って模式的に示している。（ｃ）の縦軸はＸ方向、横軸は輝度の高さを示している。また、図４中の（ｃ）は、Ｘ方向に配列された３つの発光構造体１０について、Ｘ方向の両端に位置する発光構造体１０Ｂよりも、中央に位置する発光構造体１０Ｃの照射輝度が高くなるように点灯させた例について示している。

図４中の（ｃ）における輝度は、発光装置２００のＸ方向に配列された発光構造体１０からなるアレイ上のＸ方向の位置に対応している。（ｃ）中のＢ１は、当該アレイの一方の端部から他方の端部までの領域と、当該領域の外側の領域との境界を示している。

図４の（ｃ）に示すＲＣは、Ｘ方向における発光構造体１０Ｃの端部から端部までの領域に対応する輝度領域（以下、単に領域ＲＣとも称する）を示している。（ｃ）のＲＢは、Ｘ方向における一方の境界Ｂ１から他方の境界Ｂ１までの領域に対応する輝度領域のうち、輝度領域ＲＣの外側の輝度領域を示している。（ｃ）中のＢ２は、領域ＲＣと領域ＲＢとの境界を示している。すなわち、境界Ｂ２は、発光構造体１０Ｃによって照射される輝度の高い領域ＲＣと発光構造体１０Ｂによって照射される輝度の低い領域ＲＢとの間の境界である。

図４の（ｃ）に示す破線Ｌ１は、発光装置２００が図４中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃに代えて発光構造体１０Ａを有している場合（すなわち、発光構造体１０Ａが３つ並んでいる場合）の輝度分布を表している（輝度Ｌ１）。図４の（ｃ）に示す実線Ｌ３は、図４中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃによる輝度分布を表している（輝度Ｌ３とも称する）。境界Ｂ１では、輝度Ｌ１は急峻に変化し、輝度Ｌ３は緩やかに変化している。

また、境界Ｂ２でも、輝度Ｌ１は急峻に変化し、輝度Ｌ３は緩やかに変化している。上述したように、境界Ｂ２は、発光構造体１０ＣのＸ方向における端部に対応している。また、発光構造体１０Ｃは、Ｘ方向における両端部において第２の被覆構造を有する。

従って、当該両端部では、半導体構造層１３から出射された光は波長変換部材１７の側面１７Ｗからも出射される。これによって、発光構造体１０Ｃによって照射される輝度の高い領域ＲＣから、発光構造体１０Ｂによって照射される輝度の低い領域ＲＢにかけて、輝度の変化が緩やかとなる。

すなわち、発光装置２００によって照射される領域内で、輝度の高い領域と輝度の低い領域との間の輝度の段差が緩和される。このように、発光装置２００によって光を照射する際に、Ｘ方向の中央の輝度が高く、両端部にかけて次第に輝度が低くなるように配光制御をすることができる。

以上、説明したように、本実施例の発光装置２００によれば、発光構造体１０の各々の輝度を異ならせて配列した場合であっても、輝度の高い領域と輝度の低い領域との間の輝度の段差が少ない輝度プロファイルが得られ、視認性が高い発光装置を提供することができる。

図５を参照しつつ、実施例３の発光装置３００について説明する。図５中の（ａ）は、発光装置３００の一部である、Ｘ方向に配列された発光構造体１０の上面を示している。発光装置３００は、搭載基板１１上に並置され、Ｘ方向及びＹ方向に配列された複数の発光構造体１０を有している。

図５の（ａ）は、Ｘ方向に６つの発光構造体１０が配列されている例について示している。発光装置３００は、発光構造体１０がＸ方向に配列されている数が実施例２の発光装置２００と異なり、その余の点については同様の構成を有している。図５の（ａ）に示すように、発光装置３００は、発光構造体１０として発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃを含んでいる。

図５中の（ａ）に示すように、Ｘ方向に沿って、３つの発光構造体１０Ｂ、１つの発光構造体１０Ｃ、及び２つの発光構造体１０Ｂがこの順に配列されている。図５中の（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａに沿った断面を示している。発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃは、実施例２の発光装置２００の場合と同様に構成されている。

図５の（ｂ）に示すように、Ｘ方向の両端に配置された発光構造体１０Ｂのうちの一方の発光構造体１０Ｂと、発光構造体１０Ｃとの間に、発光構造体１０Ｂが配置されている。従って、当該間に配置されている発光構造体１０Ｂは、Ｘ方向において隣接する発光構造体１０に面する半導体発光素子１２の両側面が被覆部材１９によって被覆され、波長変換部材１７の少なくとも一方の側面１７Ｗが露出している。そして、当該間に配置されている発光構造体１０Ｂは、当該一方の発光構造体１０Ｂと同じ側の波長変換部材１７の側面１７Ｗが露出している。

すなわち、当該間に配置されている発光構造体１０Ｂは、当該一方の発光構造体１０ＢとＸ方向における同じ側に第２の被覆構造を有している。従って、Ｘ方向において隣接するいずれの２つの発光構造体１０についても、互いに面する波長変換部材１７の側面１７Ｗのいずれか一方が露出している。

図５中の（ｃ）は、発光装置３００による照射輝度の分布について、（ａ）のＡ−Ａに沿って模式的に示すグラフである。（ｃ）の縦軸はＸ方向、横軸は輝度の高さを示している。また、図５の（ｃ）は、Ｘ方向に配列された６つの発光構造体１０について、発光構造体１０Ｃの照射輝度が、発光構造体１０Ｂの照射輝度よりも高くなるように点灯させた例について示している。

また、発光構造体１０Ｂの各々は、Ｘ方向の両端部に近いほど輝度が低くなるように点灯されている。図５の（ｃ）に示すＰは、最も高い照射輝度の発光構造体１０が配置されている位置であるピーク輝度の位置Ｐを示している。

図５中の（ｃ）における輝度は、発光装置３００のＸ方向に配列された発光構造体１０からなるアレイ上のＸ方向の位置に対応している。（ｃ）中のＢ１は、当該アレイの一方の端部から他方の端部までの領域と、当該領域の外側の領域との境界である境界Ｂ１を示している。また、図５の（ｃ）中には、図４の（ｃ）の場合と同様に、領域ＲＣ、領域ＲＢ及び境界Ｂ２が示されている。

図５の（ｃ）に示す破線Ｌ４は、発光装置３００が図５中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃに代えて発光構造体１０Ａを有している場合（すなわち、発光構造体１０Ａが６つ並んでいる場合）の輝度分布を表している（輝度Ｌ４）。図５の（ｃ）に示す実線Ｌ５は、図５中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｃによる輝度分布を表している（輝度Ｌ５）。

図５の（ｃ）に示すように、輝度Ｌ４は、境界Ｂ１及び境界Ｂ２で、Ｘ方向に沿って急峻に変化している。また、発光構造体１０Ｂと隣接する発光構造体１０Ｂとの間に対応する輝度領域においても、輝度Ｌ４が急峻に変化している。

一方、輝度Ｌ５は、境界Ｂ１、境界Ｂ２及び発光構造体１０Ｂの各々の間に対応する輝度領域であっても、ピーク輝度の位置ＰからＸ方向に沿った発光装置３００の両端部にかけて緩やかに変化し、次第に低くなっている。従って、輝度Ｌ５は、輝度Ｌ４と比較して、輝度の段差が緩和されたプロファイルとなっている。

このように、ピーク輝度の位置Ｐに発光構造体１０Ｃを配置し、Ｘ方向の両端部の位置に、当該端部側の波長変換部材１７の側面が露出している発光構造体１０Ｂを配置し、さらに、発光構造体１０ＣとＸ方向の端部に配置された発光構造体１０Ｂとの間の位置に、当該端部の発光構造体１０Ｂと同じ側の波長変換部材１７の側面が露出している発光構造体１０Ｂを配置することで、ピーク輝度の位置ＰからＸ方向の端部にかけて、次第に輝度が低くなるように配光制御することができる。

以上、説明したように、本実施例の発光装置３００によれば、４つ以上の発光構造体１０の各々の輝度を異ならせて配列した場合であっても、ピーク輝度の位置から両端にかけて次第になだらかに変化する輝度プロファイルが得られる。従って輝度の高い領域と輝度の低い領域との間の輝度の段差が少なく、視認性に優れた発光装置を提供することができる。

図６Ａ、図６Ｂ及び図７を参照しつつ、実施例４の発光装置４００について説明する。発光装置４００は、実施例１乃至３の場合と同様に、搭載基板１１上に並置されてＸ方向及びＸ方向に垂直な方向であるＹ方向に配列された複数の発光構造体１０を有している。当該発光構造体１０には、発光構造体１０Ｄが含まれている。

図６Ａは、発光構造体１０ＤのＸ方向に沿った断面を示す断面図である。図６Ａに示すように、発光構造体１０Ｄは、発光構造体１０Ｂと同様に波長変換部材１７の一方の側面が露出しているが、当該露出している側面１７Ｗが、丸みを帯びた凸状の曲面形状形状（ラウンド形状）を有している。発光構造体１０Ｄは、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗの形状が異なる点を除いて、発光構造体１０Ｂと同様に構成されている。

図６Ｂは、発光構造体１０Ａ、発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｄについて、波長変換部材１７の端部からＸ方向に沿った距離毎の輝度を示すグラフである。発光構造体１０Ｂ及び発光構造体１０Ｄについては、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗを有する側の端部について示している。

図６Ｂのグラフの横軸は、波長変換部材１７の端部からのＸ方向に沿った距離を示し、縦軸は輝度を示している。当該輝度は、当該端部からの距離が３００μｍの位置の輝度を１００％とした場合の割合として示されている。

上述したように、発光構造体１０Ａは、Ｘ方向の端部において、半導体発光素子１２及び波長変換部材１７の側面が被覆部材１９によって被覆されており、半導体構造層１３から出射された光は被覆部材１９に反射されて波長変換部材１７の上面１７Ｓから出射される。

一方、発光構造体１０Ｂは、Ｘ方向の端部において、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗを有しており、半導体構造層１３から出射された光は波長変換部材１７の端部１７Ｗから出射される。

また、発光構造体１０Ｄは、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗがラウンド形状を有している。半導体構造層１３から出射された光は波長変換部材１７のラウンド形状の露出している側面１７Ｗから出射される。

図６Ｂに示すように、いずれの発光構造体１０も、波長変換部材１７の端部では（距離＝０）、２０％前後の低い輝度を示している。発光構造体１０Ａは、波長変換部材１７の端部からの距離が数十μｍの間で輝度が急峻に上昇して１００％に達している。

これに対して、発光構造体１０Ｂは、波長変換部材１７の端部からの距離が０から１５０乃至２００μｍにかけて次第に輝度が高くなり、１００％に達している。さらに、発光構造体１０Ｄは、当該距離の０から１５０乃至２００μｍにかけて、発光構造体１０Ｂの場合よりも緩やかに輝度が上昇して１００％に達している。

図７を参照しつつ、実施例４の発光装置４００の輝度分布について説明する。図７中の（ａ）は、発光装置４００の一部である、Ｘ方向に配列された発光構造体１０の上面を示している。図７の（ａ）に示すように、Ｘ方向に３つの発光構造体１０が配列されている。また、発光構造体１０は、発光構造体１０Ｄ及び発光構造体１０Ｅを含んでいる。図７中の（ａ）に示すように、Ｘ方向の中央に発光構造体１０Ｅが配置されており、Ｘ方向の両端の位置に発光構造体１０Ｄが配置されている。

図７の（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａに沿った断面を示している。発光構造体１０Ｅは、発光構造体１０Ｃと同様に、波長変換部材１７の両側面が露出しているが、当該露出している側面が、丸みを帯びた凸状の曲面形状（ラウンド形状）を有している。発光構造体１０Ｅは、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗの形状が異なる点を除いて、発光構造体１０Ｃと同様に構成されている。

図７中の（ｃ）は、発光装置４００による照射輝度の分布について、（ａ）のＡ−Ａに沿って模式的に示している。（ｃ）の縦軸はＸ方向、横軸は輝度の高さを示している。また、図７の（ｃ）は、Ｘ方向に配列された３つの発光構造体１０について、Ｘ方向の両端に位置する発光構造体１０Ｄよりも、中央に位置する発光構造体１０Ｅの照射輝度が高くなるように点灯させた例について示している。

図７中の（ｃ）における輝度分布は、発光装置４００のＸ方向に配列された発光構造体１０からなるアレイ上のＸ方向の位置に対応している。（ｃ）中のＢ１は、当該アレイの一方の端部から他方の端部までの領域と、当該領域の外側の領域との境界を示している。

図７の（ｃ）に示すＲＥは、Ｘ方向における発光構造体１０Ｅの端部から端部までの領域に対応する輝度領域（以下、単に領域ＲＥとも称する）を示している。（ｃ）中のＲＤは、Ｘ方向における一方の境界Ｂ１から他方の境界Ｂ１までの領域に対応する輝度のうち、輝度領域ＲＥの外側の輝度領域（以下、単に領域ＲＤとも称する）を示している。図中のＢ２は、領域ＲＤと領域ＲＥとの境界、すなわち、発光構造体１０Ｅによって照射される輝度の高い領域ＲＥと発光構造体１０Ｄによって照射される輝度の低い領域ＲＤとの間の境界を示している。

図７の（ｃ）に示す破線Ｌ１は、発光装置４００が図７中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｄ及び発光構造体１０Ｅに代えて発光構造体１０Ａを有している場合（すなわち、発光構造体１０Ａが３つ並んでいる場合）の輝度分布を表している（輝度Ｌ１）。図７の（ｃ）に示す実線Ｌ６は、図７中の（ａ）及び（ｂ）に示す発光構造体１０Ｄ及び発光構造体１０Ｅによる輝度分布を表している（輝度Ｌ６）。図７の（ｃ）において、境界Ｂ１及び境界Ｂ２で、輝度Ｌ１は急峻に変化している。これに対して輝度Ｌ６は緩やかに変化している。

上述したように、発光構造体１０が波長変換部材１７の露出した側面１７Ｗを有する場合には、半導体構造層１３から出射された光は当該露出した側面１７Ｗから出射される。また、当該波長変換部材１７の露出した側面１７Ｗがラウンド形状を有している場合には、半導体構造層１３から出射された光は当該ラウンド形状を有する側面１７Ｗから出射されて、緩やかな輝度プロファイルを示す（図６Ｂ参照）。

これによって、発光構造体１０Ｅによって照射される輝度の高い領域ＲＥから、発光構造体１０Ｄによって照射される輝度の低い領域ＲＤにかけて、輝度Ｌ６の変化は大きく緩和されている。

このように、発光装置４００によって光を照射する際に、Ｘ方向の中央の輝度が高く、両端部にかけて次第に輝度が低くなるように配光制御をすることができ、Ｘ方向に沿った輝度の変化をより一層なだらかにすることができる。

以上、説明したように、本実施例の発光装置４００によれば、発光構造体１０の各々の輝度を異ならせて配列した場合に、輝度の高い領域と輝度の低い領域との間の輝度の段差がより一層少ない輝度プロファイルが得られ、視認性に優れた発光装置を提供することができる。

なお、本実施例４において、発光装置４００が発光構造体１０Ｄ及び発光構造体１０Ｅを有している場合について説明したが、これに限らない。発光構造体１０の波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗのうち、少なくとも１つの側面１７Ｗがラウンド形状を有していればよい。発光構造体１０Ａ、発光構造体１０Ｂ、発光構造体１０Ｃ及び当該少なくとも一方の側面１７Ｗがラウンド形状を有する発光構造体が適宜組み合わされて配列されていてもよい。

なお、実施例４において、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗがラウンド形状を有している例について説明したが、変形例として、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗが他の形状を有していてもよい。

図８Ａは、図６Ａの発光構造体１０Ｄの変形例である発光構造体１０ＦのＸ方向に沿った断面を示す断面図である。図８Ａに示すように、発光構造体１０Ｆの波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗは、波長変換部材１７の上面１７Ｓから透光性基板１５の上面１５Ｓに向かって順方向に傾斜している（順テーパー形状）。発光構造体４００は、発光構造体１０Ｄに代えて、発光構造体１０Ｆを有していてもよい。

なお、上記の実施例において、発光構造体１０が、Ｘ方向にける端部に波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗを有している場合に、Ｘ方向に垂直な方向であるＹ方向における端部の被覆部材１９のＸ方向に沿った断面形状は、例えばラウンド形状等の、当該波長変換部材１７と同様の断面形状を有していてもよい。

また、図８Ｂは、発光構造体１０Ｂの変形例である発光構造体１０ＧのＸ方向に沿った断面を示す断面図である。図８Ｂに示すように、発光構造体１０Ｇは、波長変換部材１７の露出している端部側の被覆部材１９の上面まで波長変換部材１７が延在していない点において発光構造体１０Ｂと異なる。

上記の実施例において、発光構造体１０Ｂに代えて、発光構造体１０Ｇが用いられてもよい。また、上記の実施例において、波長変換部材１７の露出している端部において被覆部材１９の上面まで波長変換部材１７が延在している構成に代えて、当該延在していない構成を有していてもよい。

なお、上記の実施例において、発光構造体１０のＸ方向に沿った構成について説明したが、これに加えて、Ｙ方向の配列における端部においても、波長変換部材１７の露出している側面１７Ｗが設けられていてもよい。

なお、Ｘ方向及びＹ方向に配列される発光構造体１０の数は、上記の実施例において示した数に限られない。例えば、Ｘ方向に２以上、Ｙ方向に１以上の任意の数の発光構造体１０が配列されていればよい。

なお、上記の実施例において、発光構造体１０が直方体形状又は立方体形状を有する例について説明したが、これに限らず、例えば一部に曲面を含む形状等の他の形状を有していても良い。

以上、説明したように、本発明の発光装置によれば、複数の発光構造体を配列して点灯させる際に、当該配列の端部に、波長変換部材の側面が露出した第２の被覆構造を有する発光構造体を配置することで、当該発光装置によって照射される領域からその外側の領域にかけて変化の緩やかな輝度プロファイルを得ることができる。また、当該第２の被覆構造を有する発光構造体を当該配列の端部以外にも配置し、当該発光装置によって照射される輝度の高い領域と、輝度の低い領域との間の変化が緩やかな輝度プロファイルを得ることができる。従って、輝度の異なる領域間において輝度の段差が少なく視認性が高い発光装置を提供することができる。

１００、２００、３００、４００ 発光装置
１０ 発光構造体
１１ 搭載基板
１２ 半導体発光素子
１３ 半導体構造層
１４Ａ ｐ電極１４
１４Ｂ ｎ電極
１５ 透光性基板
１７ 波長変換部材
１７Ｓ 波長変換部材１７の上面
１７Ｗ 波長変換部材１７の露出している側面
１９ 被覆部材

Claims (5)

1. 搭載基板と、
   前記搭載基板上に並置されて第１の配列方向及び前記第１の配列方向に垂直な方向である第２の配列方向に配列された複数の発光構造体を有し、
   前記複数の発光構造体の各々は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の上面に形成された波長変換部材と、を含み、
   前記第１の配列方向の両端に位置する前記発光構造体のうち少なくとも１つの発光構造体は、
   前記第１の配列方向において隣接する発光構造体に面する前記半導体発光素子及び前記波長変換部材の側面は被覆部材によって被覆され、
   前記第１の配列方向の端部側の、前記半導体発光素子の側面は前記被覆部材によって被覆され、かつ、前記波長変換部材の側面は露出していることを特徴とする発光装置。
2. 前記第１の配列方向における前記発光構造体の少なくとも１つは、
   前記第１の配列方向において隣接する前記発光構造体に面する、前記半導体発光素子の両側面が前記被覆部材によって被覆され、前記波長変換部材の少なくとも一方の側面が露出していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１の配列方向における前記発光構造体の少なくとも１つは、
   前記第１の配列方向において隣接する前記発光構造体に面する、前記半導体発光素子の両側面が前記被覆部材によって被覆され、前記波長変換部材の両側面が露出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記波長変換部材の露出している側面の少なくとも１つは、前記第１の配列方向に沿った断面形状が順テーパー形状又はラウンド形状を有す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. 搭載基板と、
   前記搭載基板上に配置された発光構造体と、を含み、
   前記発光構造体は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の上面に形成された波長変換部材と、を含み、
   前記半導体発光素子及び前記波長変換部材は四方の側面を有し、
   前記半導体発光素子の前記四方の側面は被覆部材によって被覆され、
   前記波長変換部材の前記四方の側面の少なくとも一つは露出し、他の側面は前記被覆部材によって被覆されている発光装置。

Images