JP4483771B2

JP4483771B2 - 発光装置およびその製造方法

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Publication number: JP4483771B2
Application number: JP2005336189A
Authority: JP
Inventors: 洋二浦野; 幹生桝井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: JP2007142278A

Description

本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を利用した発光装置およびその製造方法に関するものである。

従来から、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装された回路基板と、当該回路基板におけるＬＥＤチップの実装面側でＬＥＤチップを囲む金属製（例えば、アルミニウム製）の枠体と、枠体の内側に充填されＬＥＤチップおよび当該ＬＥＤチップに接続されたボンディングワイヤを封止した透明樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止部とを備えた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。ここにおいて、上記特許文献１，２に記載された枠体は、回路基板から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる形状に形成されるとともに内側面が鏡面となっており、ＬＥＤチップから放射された光を反射するリフレクタを兼ねている。

また、上記特許文献２には、ＬＥＤチップとして青色光を放射する青色ＬＥＤチップを用い、青色ＬＥＤチップを封止する透明樹脂に青色ＬＥＤチップから放射された光によって励起されて発光する黄色蛍光体を分散させておくことで白色光の発光スペクトルを得ることができる発光装置が提案されている。
特開２００１−８５７４８号公報特開２００１−１４８５１４号公報

ところで、上述の発光装置において、封止部の材料としてエポキシ樹脂を用いたものでは、−４０℃の低温期間と８０℃の高温期間とを交互に繰り返すヒートサイクル試験（温度サイクル試験）を行うと、高温時に回路基板からなる実装基板の導体パターンの熱膨張に起因してボンディングワイヤが断線してしまうことがあった。また、封止部の材料としてエポキシ樹脂を用いたものでは、シリコーン樹脂を用いたものに比べて耐候性が低いという不具合があった。

これに対して、上述の発光装置において、封止部の材料としてシリコーン樹脂を用いたものでは、封止部がゲル状であって弾性を有しており、ヒートサイクル試験の高温時にボンディングワイヤが断線するのを防止することができるが、封止部の材料であるシリコーン樹脂の線膨張率が枠体の材料であるアルミニウムの線膨張率の１０倍以上の値であり、両者の線膨張率差に起因してヒートサイクル試験の低温時に封止部中にボイドが発生してしまうという不具合があった。

また、上述の発光装置においては、枠体の内側面を鏡面とすることでＬＥＤチップからの光を効率的に封止部の外部へ取り出すようにしているが、枠体の内側面での反射時に光損失が生じてしまうという不具合があった。

また、上記特許文献２には、ＬＥＤチップおよびＬＥＤチップに接続されたボンディングワイヤを封止する封止部の一部を凸レンズ状の形状とした発光装置が記載されているが、封止部の一部ないし全部に蛍光体を分散させてあるので、蛍光体の濃度が封止部の位置によってばらつきやすく、色むらの原因になってしまう。また、封止部の全体に蛍光体を分散させる場合には蛍光体の使用量が多くなり、コストが高くなってしまうという不具合があった。これに対して、蛍光体を透明材料とともに成形した成形品からなるドーム状の色変換部材を封止部に重ねて配置されたレンズとの間に空気層が形成される形で配設した構成のものが提案されているが、レンズの形状によってはレンズと空気層との界面での全反射に起因して光出力が低下してしまうことがあった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ、色むらの発生を抑制可能な発光装置およびその製造方法を提供することにある。

請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装された実装基板と、当該実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側でＬＥＤチップを囲んだ枠体と、枠体の内側でＬＥＤチップを封止した封止樹脂材料からなりゲル状のシリコーン樹脂である封止部と、封止部および枠体に重なる形で配置された成形品からなるレンズと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にレンズおよび枠体を収納する形で実装基板に固着されたドーム状の色変換部材とを備え、枠体が透明樹脂の成形品からなり、色変換部材と少なくともレンズの光出射面との間にレンズの屈折率および枠体の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層を介在させてなることを特徴とする。

この発明によれば、封止部がゲル状のシリコーン樹脂である封止樹脂材料により形成されるとともに枠体が透明樹脂の成形品からなるので、従来のように枠体が金属材料により形成されている場合に比べて枠体と封止部との線膨張率差を小さくすることができ、ヒートサイクル試験の低温時に封止部にボイドが発生するのを抑制することができるから、信頼性を高めることができ、しかも、枠体で光の反射損失が生じるのを抑制することができるから、光出力の向上を図れ、また、色変換部材と少なくともレンズの光出射面との間にレンズの屈折率および枠体の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層を介在させてあるので、色変換部材とレンズとの間に空気層を介在させてある場合に比べて、レンズの光出射面での全反射を抑制でき、光出力の向上を図れ、また、色変換部材がＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品からなるので、色むらの発生を抑制することができる。

請求項２の発明は、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装された実装基板と、当該実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側でＬＥＤチップを封止した封止樹脂材料からなりゲル状のシリコーン樹脂である封止部と、封止部に重なる形で配置された成形品からなるレンズと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にレンズおよび封止部を収納する形で実装基板に固着されたドーム状の色変換部材とを備え、色変換部材と少なくともレンズの光出射面との間にレンズの屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層を介在させてなることを特徴とする。

この発明によれば、封止部がゲル状のシリコーン樹脂からなる封止樹脂材料により形成されており、従来のような金属材料により形成された枠体が不要なので、ヒートサイクル試験の低温時に封止部にボイドが発生するのを抑制することができるから、信頼性を高めることができ、しかも、光出力の向上を図れ、また、色変換部材と少なくともレンズの光出射面との間にレンズの屈折率の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層を介在させてあるので、色変換部材とレンズとの間に空気層を介在させてある場合に比べて、レンズの光出射面での全反射を抑制でき、光出力の向上を図れ、また、色変換部材がＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品からなるので、色むらの発生を抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップが実装される金属板と、該金属板側とは反対の表面に前記ＬＥＤチップの両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターンが設けられるとともに前記ＬＥＤチップに対応する部位に窓孔が設けられ前記金属板に積層された絶縁性基板とからなり、前記ＬＥＤチップは、前記ＬＥＤチップと前記金属板との間に両者の線膨張率差に起因して前記ＬＥＤチップに働く応力を緩和するサブマウント部材であって前記ＬＥＤチップのチップサイズよりもサイズが大きく前記ＬＥＤチップと前記金属板とを熱結合させる平板状のサブマウント部材を介して前記金属板に実装されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記ＬＥＤチップで発生した熱をサブマウント部材および金属板を介して効率良く放熱させることができるとともに、前記ＬＥＤチップと前記金属板との線膨張率差に起因して前記ＬＥＤチップに働く応力を緩和することができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記サブマウント部材は、前記ＬＥＤチップにおける前記サブマウント部材側の表面が前記色変換部材における前記実装基板側の端縁よりも前記金属板から離れて位置するように厚み寸法が設定されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記ＬＥＤチップから側方に放射された光が前記色変換部材と前記実装基板との接合部を通して出射されるのを防止することができる。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記レンズの光入射面と前記封止部との間に介在し前記封止部と同一材料からなる熱応力緩和層を備えてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記レンズにかかる熱応力を緩和することができる。

請求項６の発明は、請求項１記載の発光装置の製造方法であって、実装基板にＬＥＤチップを実装してＬＥＤチップとボンディングワイヤとを接続した後、実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側に枠体を固着してから、枠体の内側にＬＥＤチップおよびボンディングワイヤを封止する封止樹脂材料を充填して硬化させることにより封止部を形成し、その後、封止部および枠体に重なる形でレンズを配置し、透明樹脂層となる透明樹脂材料を内側に入れた色変換部材を実装基板に対して位置決めして透明樹脂材料を硬化させることにより透明樹脂層を形成することを特徴とする。

この発明によれば、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ、色むらの発生を抑制可能な発光装置を提供することができる。

請求項１，２の発明では、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ、色むらの発生を抑制可能であるという効果がある。

請求項６の発明では、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ、色むらの発生を抑制可能な発光装置を提供することができるという効果がある。

以下、本実施形態の発光装置について図１〜図５を参照しながら説明する。

本実施形態の発光装置１は、ＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０が実装された実装基板２０と、実装基板２０におけるＬＥＤチップ１０の実装面側でＬＥＤチップ１０を囲んだ枠体４０と、枠体４０の内側でＬＥＤチップ１０およびＬＥＤチップ１０に接続されたボンディングワイヤ１４，１４を封止した封止樹脂材料からなりゲル状のシリコーン樹脂である封止部５０と、封止部５０および枠体４０に重なる形で配置された成形品からなるレンズ６０と、ＬＥＤチップ１０から放射された光によって励起されてＬＥＤチップ１０の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であって実装基板２０との間にレンズ６０および枠体４０を収納する形で実装基板２０に固着されたドーム状の色変換部材７０とを備えており、枠体４０が透明樹脂の成形品からなり、色変換部材７０とレンズ６０の光出射面６０ｂおよび枠体４０の外側面との間にレンズ６０の屈折率および枠体４０の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層８０を介在させてある。また、レンズ６０の光入射面６０ａと封止部５０および枠体４０との間に封止部５０と同一材料からなる熱応力緩和層５１を介在させてある。

なお、本実施形態の発光装置１は、例えば照明器具の光源として用いるものであり、例えばグリーンシートからなる絶縁層９０を介して金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕなどの熱伝導率の高い金属）製の器具本体１００に実装することで、ＬＥＤチップ１０から器具本体１００までの熱抵抗を小さくすることができて放熱性が向上し、ＬＥＤチップ１０のジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくでき、光出力の高出力化を図れる。ここで、照明器具の場合には、所望の光出力が得られるように、器具本体１００に複数個の発光装置１を実装して複数個の発光装置１を直列接続したり並列接続したりすればよい。

実装基板２０は、金属板２１と、金属板２１側とは反対の表面にＬＥＤチップ１０の図示しない両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターン２３，２３が設けられ金属板２１に積層されたガラスエポキシ（ＦＲ４）基板からなる絶縁性基板２２とで構成され、絶縁性基板２２においてＬＥＤチップ１０に対応する部位に窓孔２４が設けられており、ＬＥＤチップ１０で発生した熱が絶縁性基板２２を介さずに金属板２１に伝熱できるようになっている。ここにおいて、金属板２１の材料としてはＣｕを採用しているが、熱伝導率の比較的高い金属材料であればよく、Ｃｕに限らず、Ａｌなどを採用してもよい。なお、本実施形態では、金属板２１が熱伝導性材料からなりＬＥＤチップ１０が実装される伝熱板を構成している。また、金属板２１と絶縁性基板２２とは、絶縁性基板２２における金属板２１との対向面に形成された金属材料（ここでは、Ｃｕ）からなる接合用金属層２５（図１および図５参照）を介して固着されている。また、各リードパターン２３，２３は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成されている。絶縁性基板２２における金属板２１側とは反対の表面側には、各リードパターン２３，２３を覆う形で白色系の樹脂からなるレジスト層２６（図１および図５参照）が積層されており、レジスト層２６は、中央部に両リードパターン２３，２３のインナーリード部２３ａ，２３ａを露出させる円形状の開口窓２６ａが形成され、周部に各リードパターン２３，２３のアウターリード部２３ｂ，２３ｂそれぞれを露出させる円形状の開口窓２６ｂ，２６ｂが形成されている。

ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップであり、結晶成長用基板としてサファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がＧａＮに近く且つ導電性を有するｎ形のＳｉＣ基板からなる導電性基板１１を用いており、導電性基板１１の主表面側にＧａＮ系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部１２がエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長され、導電性基板１１の裏面に図示しないカソード側の電極であるカソード電極（ｎ電極）が形成され、発光部１２の表面（導電性基板１１の主表面側の最表面）に図示しないアノード側の電極であるアノード電極（ｐ電極）が形成されている。要するに、ＬＥＤチップ１０は、一表面側にアノード電極が形成されるとともに他表面側にカソード電極が形成されている。上記カソード電極および上記アノード電極は、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してあるが、上記カソード電極および上記アノード電極の材料は特に限定するものではなく、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えば、Ａｌなどを採用してもよい。なお、本実施形態では、ＬＥＤチップ１０の発光部１２が導電性基板１１よりも金属板２１から離れた側となるように金属板２１に実装されているが、ＬＥＤチップ１０の発光部１２が導電性基板１１よりも金属板２１に近い側となるように金属板２１に実装するようにしてもよい。光取り出し効率を考えた場合には、発光部１２を金属板２１から離れた側に配置することが望ましいが、本実施形態では導電性基板１１と発光部１２とが同程度の屈折率を有しているので、発光部１２を金属板２１に近い側に配置しても光の取り出し損失が大きくなりすぎることはない。

また、ＬＥＤチップ１０は、上述の金属板２１に、ＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されＬＥＤチップ１０と金属板２１との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ１０に働く応力を緩和するサブマウント部材３０を介して実装されている。サブマウント部材３０は、上記応力を緩和する機能だけでなく、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を金属板２１においてＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有している。本実施形態では、サブマウント部材３０の材料として熱伝導率が比較的高く且つ絶縁性を有するＡｌＮを採用しており、ＬＥＤチップ１０は、上記カソード電極がサブマウント部材３０におけるＬＥＤチップ１０側の表面に設けられ上記カソード電極と接続される導体パターン３１（図４参照）および金属細線（例えば、金細線、アルミニウム細線など）からなるボンディングワイヤ１４を介して一方のリードパターン２３と電気的に接続され、上記アノード電極がボンディングワイヤ１４を介して他方のリードパターン２３と電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１０とサブマウント部材３０とは、例えば、ＳｎＰｂ、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの半田や、銀ペーストなどを用いて接合すればよいが、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田を用いて接合することが好ましい。また、サブマウント部材３０は、導体パターン３１の周囲に、ＬＥＤチップ１０から放射された光を反射する反射膜（例えば、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜）が形成されている。

サブマウント部材３０の材料はＡｌＮに限らず、線膨張率が導電性基板１１の材料である６Ｈ−ＳｉＣに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であればよく、例えば、複合ＳｉＣ、Ｓｉなどを採用してもよい。本実施形態では、ＬＥＤチップ１０をサブマウント部材３０を介して金属板２１に実装してあるので、ＬＥＤチップ１０で発生した熱をサブマウント部材３０および金属板２１を介して効率良く放熱させることができるとともに、ＬＥＤチップ１０と金属板２１との線膨張率差に起因してＬＥＤチップ１０に働く応力を緩和することができる。

枠体４０は、上述のように透明樹脂（例えば、シリコーン樹脂など）の成形品からなり、円環状に形成されており、実装基板２０側の端縁が全周に亘って接着剤からなる接合部７５を介して実装基板２０に固着されている。なお、枠体４０と実装基板２０とを接合する接着剤としては、枠体４０と同じ材料を用いることが望ましい。

上述の封止部５０の封止樹脂材料としては、シリコーン樹脂を用いているが、シリコーン樹脂に限らず、例えばアクリル樹脂などを用いてもよい。

レンズ６０は、封止部５０側の光入射面６０ａが平面状に形成され光出射面６０ｂが凸曲面状に形成された平凸レンズ状に形成されている。ここにおいて、レンズ６０は、シリコーン樹脂の成形品からなるが、シリコーン樹脂の成形品に限らず、例えば、アクリル樹脂の成形品により構成してもよい。

熱応力緩和層５１は、封止部５０と同一材料であるシリコーン樹脂により形成されているが、封止部５０およびレンズ６０と同等の屈折率を有する材料であれば、シリコーン樹脂以外の材料でもよい。

ところで、レンズ６０は、光出射面６０ｂが球面の一部により形成されており、当該球面の中心がＬＥＤチップ１０の厚み方向に沿った発光部１２の中心線上に位置するように配置されている。言い換えれば、レンズ６０は、当該レンズ６０の光軸がＬＥＤチップ１０の厚み方向に沿った発光部１２の中心線上に位置するように配置されている。

色変換部材７０は、シリコーン樹脂のような透明材料とＬＥＤチップ１０から放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合した混合物の成形品により構成されている。したがって、本実施形態の発光装置１は、ＬＥＤチップ１０から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とが色変換部材７０の外面７０ｂを通して放射されることとなり、白色光を得ることができる。なお、色変換部材７０の材料として用いる透明材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用してもよい。また、色変換部材７０の材料として用いる透明材料に混合する蛍光体も黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。

ここで、色変換部材７０は、内面７０ａがレンズ６０の光出射面６０ｂに沿った形状に形成されている。したがって、レンズ６０の光出射面６０ｂの位置によらず法線方向における光出射面６０ｂと色変換部材７０の内面７０ａとの間の距離が略一定値となっている。なお、色変換部材７０は、位置によらず法線方向に沿った肉厚が一様となるように成形されている。色変換部材７０は、開口部の周縁を実装基板２０に対して、例えば接着剤（例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など）を用いて接合すればよい。

また、透明樹脂層８０は、シリコーン樹脂により形成されているが、シリコーン樹脂に限らず、レンズ６０の屈折率および枠体４０の屈折率を下回らない透明樹脂材料により形成されていればよい。すなわち、透明樹脂層８０は、レンズ６０の屈折率および枠体４０の屈折率と同じかそれ以上の値の屈折率を有する透明樹脂材料により形成されていればよい。

ところで、本実施形態の発光装置１では、上述のサブマウント部材３０の厚み寸法を、ＬＥＤチップ１０におけるサブマウント部材３０側の表面が色変換部材７０における実装基板２０側の端縁よりも金属板２１から離れて位置するように設定してあり、ＬＥＤチップ１０から側方に放射された光が色変換部材７０と実装基板２０との接合部７５を通して出射されるのを防止することができる（つまり、ＬＥＤチップ１０から放射された青色光が色変換部材７０を通らずに外部へ出射されるのを防止することができる）。

本実施形態の発光装置１の製造にあたっては、図６（ａ）に示すように、実装基板２０にＬＥＤチップ１０を実装してＬＥＤチップ１０とボンディングワイヤ１４，１４とを接続した後、実装基板２０におけるＬＥＤチップ１０の実装面側に枠体４０を固着してから、図６（ｂ）に示すように、枠体４０の内側にＬＥＤチップ１０およびボンディングワイヤ１４，１４を封止する封止樹脂材料を充填して硬化させることにより封止部５０を形成し、続いて、図６（ｃ）に示すように、封止部５０および枠体４０に熱応力緩和層５１を介して重なる形でレンズ６０を配置し、透明樹脂層８０となる透明樹脂材料８０ａを内側に入れた色変換部材７０を用意し、その後、当該色変換部材７０を実装基板２０に対して位置決めして透明樹脂材料８０ａを硬化させることにより透明樹脂層８０を形成するようにしている。このような製造方法によれば、製造過程で封止部５０にボイドが発生しにくくなり、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ、色むらの発生を抑制可能な発光装置１を提供することができる。

以上説明した本実施形態の発光装置１では、封止部５０がゲル状のシリコーン樹脂からなる封止樹脂材料により形成されるとともに枠体４０が透明樹脂の成形品からなるので、従来のように枠体が金属材料により形成されている場合に比べて枠体４０と封止部５０との線膨張率差を小さくすることができ、ヒートサイクル試験の低温時に封止部５０にボイドが発生するのを抑制することができるから、信頼性を高めることができ、しかも、枠体４０で光の反射損失が生じるのを抑制することができるから、光出力の向上を図れる。また、色変換部材７０とレンズ６０の光出射面６０ｂおよび枠体４０の外側面との間にレンズ６０の屈折率および枠体４０の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層８０を介在させてあるので、色変換部材７０とレンズ６０との間に空気層を介在させてある場合に比べて、レンズ６０の光出射面６０ｂでの全反射を抑制でき、光出力の向上を図れる。また、色変換部材７０がＬＥＤチップ１０から放射された光によって励起されてＬＥＤチップ１０の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品からなるので、色むらの発生を抑制することができる。また、本実施形態の発光装置１は、レンズ６０の光入射面６０ａと封止部５０および枠体４０との間に介在し封止部５０と同一材料からなる熱応力緩和層５１を備えているので、レンズ６０にかかる熱応力を緩和することができる。

ところで、上述の実施形態の発光装置１は、色変換部材７０とレンズ６０の光出射面６０ｂおよび枠体４０の外側面との間にレンズ６０の屈折率および枠体４０の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層８０を介在させてあるが、透明樹脂層８０は、色変換部材７０と少なくともレンズ６０の光出射面６０ｂとの間に介在させてあればよい。また、上述の実施形態の発光装置１では、枠体４０を備えているが、図７に示すように枠体４０を備えていない構造を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、ＬＥＤチップ１０として、発光色が青色の青色ＬＥＤチップを採用しており、導電性基板１１としてＳｉＣ基板を採用しているが、ＳｉＣ基板の代わりにＧａＮ基板を用いてもよく、ＳｉＣ基板やＧａＮ基板を用いた場合には結晶成長用基板として絶縁体であるサファイア基板を用いている場合に比べて、結晶成長用基板の熱伝導率が高く結晶成長用基板の熱抵抗を小さくできる。また、ＬＥＤチップ１０の発光色は青色に限らず、例えば、赤色、緑色などでもよい。すなわち、ＬＥＤチップ１０の発光部１２の材料はＧａＮ系化合物半導体材料に限らず、ＬＥＤチップ１０の発光色に応じて、ＧａＡｓ系化合物半導体材料やＧａＰ系化合物半導体材料などを採用してもよい。また、導電性基板１１もＳｉＣ基板に限らず、発光部１２の材料に応じて、例えば、ＧａＡｓ基板、ＧｓＰ基板などから適宜選択すればよい。また、ＬＥＤチップ１０と実装基板２０との線膨張率の差が比較的小さい場合には上記実施形態で説明したサブマウント部材３０は必ずしも設ける必要はない。また、実装基板２０についても上記実施形態で説明した構造以外の構造を採用してもよい。

実施形態の発光装置の概略断面図である。同上の発光装置の一部破断した概略分解斜視図である。同上の発光装置の要部概略平面図である。同上の発光装置におけるサブマウント部材の概略斜視図である。同上の発光装置における絶縁性基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ概略断面図、（ｃ）は一部破断した概略下面図である。同上の発光装置の製造方法の説明図である。同上の他の構成例を示す概略断面図である。

符号の説明

１発光装置
１０ＬＥＤチップ
１４ボンディングワイヤ
２０実装基板
２１金属板
２２絶縁性基板
２３リードパターン
２６レジスト層
３０サブマウント部材
４０枠体
５０封止部
６０レンズ
６０ａ光入射面
６０ｂ光出射面
７０色変換部材
８０透明樹脂層

Claims

ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装された実装基板と、当該実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側でＬＥＤチップを囲んだ枠体と、枠体の内側でＬＥＤチップを封止した封止樹脂材料からなりゲル状のシリコーン樹脂である封止部と、封止部および枠体に重なる形で配置された成形品からなるレンズと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にレンズおよび枠体を収納する形で実装基板に固着されたドーム状の色変換部材とを備え、枠体が透明樹脂の成形品からなり、色変換部材と少なくともレンズの光出射面との間にレンズの屈折率および枠体の屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層を介在させてなることを特徴とする発光装置。
ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装された実装基板と、当該実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側でＬＥＤチップを封止した封止樹脂材料からなりゲル状のシリコーン樹脂である封止部と、封止部に重なる形で配置された成形品からなるレンズと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にレンズおよび封止部を収納する形で実装基板に固着されたドーム状の色変換部材とを備え、色変換部材と少なくともレンズの光出射面との間にレンズの屈折率を下回らない透明樹脂材料からなる透明樹脂層を介在させてなることを特徴とする発光装置。
前記実装基板は、前記ＬＥＤチップが実装される金属板と、該金属板側とは反対の表面に前記ＬＥＤチップの両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターンが設けられるとともに前記ＬＥＤチップに対応する部位に窓孔が設けられ前記金属板に積層された絶縁性基板とからなり、前記ＬＥＤチップは、前記ＬＥＤチップと前記金属板との間に両者の線膨張率差に起因して前記ＬＥＤチップに働く応力を緩和するサブマウント部材であって前記ＬＥＤチップのチップサイズよりもサイズが大きく前記ＬＥＤチップと前記金属板とを熱結合させる平板状のサブマウント部材を介して前記金属板に実装されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
前記サブマウント部材は、前記ＬＥＤチップにおける前記サブマウント部材側の表面が前記色変換部材における前記実装基板側の端縁よりも前記金属板から離れて位置するように厚み寸法が設定されてなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
前記レンズの光入射面と前記封止部との間に介在し前記封止部と同一材料からなる熱応力緩和層を備えてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発光装置。
請求項１記載の発光装置の製造方法であって、実装基板にＬＥＤチップを実装してＬＥＤチップとボンディングワイヤとを接続した後、実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側に枠体を固着してから、枠体の内側にＬＥＤチップおよびボンディングワイヤを封止する封止樹脂材料を充填して硬化させることにより封止部を形成し、その後、封止部および枠体に重なる形でレンズを配置し、透明樹脂層となる透明樹脂材料を内側に入れた色変換部材を実装基板に対して位置決めして透明樹脂材料を硬化させることにより透明樹脂層を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。