JP5084324B2

JP5084324B2 - 発光装置および照明装置

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Publication number: JP5084324B2
Application number: JP2007088427A
Authority: JP
Inventors: 俊雄幡; 誠英賀谷; 正宏小西
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP2008251663A

Description

本発明は、発光ダイオードチップを用いた発光装置および当該発光装置を用いた照明装置に関するものである。

近年、照明装置の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）が多く用いられるようになってきている。ＬＥＤを使った照明装置の白色光を得る方法として、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤの三種類のＬＥＤを用いる方法、青色ＬＥＤから発した励起光を変換して黄色光を発する蛍光体を用いる方法などがある。

照明用光源としては、十分な輝度の白色光が要求されているために、ＬＥＤチップを複数個用いた照明装置が商品化されている。

ＬＥＤチップの下面からの光が有効に活用される従来例を図２０に示す（特許文献１参照）。回路基板５００の略中央部に底面に球面部２００ａとその上に広がる円錐部２００ｂとよりなる反射枠を形成し、この反射枠の内面に、反射手段として、銀やアルミニウムなどの蒸着によって形成された金属反射膜６００を形成する。前記球面部２００ａ内に透明樹脂４００を注入し、該透明樹脂４００の上面にＬＥＤチップ２００を実装し、ＬＥＤチップ２００を覆うように透光性樹脂４２０で封止する。ＬＥＤチップの下面からの光は、球面部２００ａで反射・集光されてＬＥＤチップの上面方向に出射されるので、光のロスがなく高輝度化される。また、球面部の形状を変化させることにより、セットに適した配光特性が得られる。

また、別の従来例を、図２１に示す（特許文献２参照）。ＬＥＤチップの発熱を効率的に放熱させることができる生産性に優れた表面実装型のＬＥＤ部品とその製造方法を提供することを目的とするものである。本従来例は、ＬＥＤチップ２００を搭載した金属またはセラミックよりなる放熱板１００を接合した構造とし、前記ＬＥＤチップと配線パターン３００を持つ配線基板５００はワイヤＷにより電気的に接続され、透明樹脂４００によってＬＥＤチップとワイヤを埋設した構成とされている。
特開２００５−０５６９４１号公報特開２００６−２８７０２０号公報

図２０に示す従来例は、ＬＥＤチップからの光を球面状の金属反射膜で反射させるＬＥＤチップパッケージである。この球面状の反射構造には、製造工程が複雑であるという問題があった。また、たとえば照明装置に用いる発光装置としては、十分な輝度と輝点状発光ではない均一な発光が必要であるために、複数の発光素子を基板上に設ける必要がある。その場合、従来例に示すような反射構造では適用することができず、新たな反射構造が必要であった。さらに、従来例では、透明樹脂上にＬＥＤチップを設けているために、ＬＥＤチップからの熱が十分に放熱されず、ＬＥＤチップを搭載する場合においては、放熱性の悪さが顕著となっていた。

また、図２１に示す発光装置は、ＬＥＤチップ２００と配線パターン３００を持つ配線基板５００はワイヤＷにより電気的に接続され、透明樹脂４００によってＬＥＤチップとワイヤを埋設した構成とされている。しかし、この構造では、基板へ光が漏れて有効に活用されないという問題があった。また、透明樹脂４００の塗布方法は詳細に記載されておらず、また、配線パターン３００は、配線基板５００の側面と裏面の一部に形成されており、製造方法が困難となり、安価な発光装置を提供することは困難である。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、発光素子の下方に漏れる光を有効に活用し、かつ、発光素子からの熱を放散ができる発光装置を提供することを目的としたものである。

本発明は、基板と、前記基板に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子を覆い前記発光素子によって励起される蛍光体を含む封止樹脂と、前記基板の前記発光素子の設けられた面と反対の面に設けられた第１反射層とを有することを特徴とする発光装置であって、前記発光素子が窒化ガリウム系化合物半導体よりなる青色系ＬＥＤチップであり、前記蛍光体がセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体またはユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体であり、前記第１反射層がＡｇ−Ｎｄの合金またはＭｏであることを特徴とする発光装置である。

本構成により、基板側に漏れた光が、反射層で上方に反射され、前記蛍光体層で蛍光体を励起し、発光素子からの光が、発光素子が取り付けられた基板側から漏れた光を有効に活用する事が可能となる。特に蛍光体が基板表面の近傍に沈降している場合でも、有効に蛍光体を励起し発光強度を高めることができる。また、基板に発光素子を設けているため発光素子の熱放散も良好になる。

本発明の発光装置は、さらに、第１反射層は、基板の発光素子の設けられた面と反対の面に設けられた窪みに設けられていることが好ましい。

本構成により、反射層は窪み内に納まり、発光装置を取り付ける際の機械的なダメージ（擦り傷・磨耗）などを避ける事が可能となる。

本発明は、基板と、前記基板に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子を覆い前記発光素子によって励起される蛍光体を含む封止樹脂と、前記基板の内部に設けられた第１反射層とを有することを特徴とする発光装置であって、前記発光素子が窒化ガリウム系化合物半導体よりなる青色系ＬＥＤチップであり、前記蛍光体がセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体またはユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体であり、前記第１反射層がＡｇ−Ｎｄの合金またはＭｏであることを特徴とする発光装置である。

本構成により、発光素子からの光が、発光素子が取り付けられた基板側から漏れる発光素子からの光を有効に活用する事が可能となる。

本発明の発光装置は、さらに、基板は、少なくとも２枚の基板を貼り合わせて構成され、第１反射層は、前記少なくとも２枚の基板に挟まれていることが好ましい。

本構成により、反射層がセラミック基板内部にあるので、基板強度があり、さらに、発光装置を取り付ける際の機械的なダメージ（擦り傷・磨耗）などを避ける事が可能である。

本発明の発光装置は、さらに、発光素子は、基板に設けられた第２反射層上に備えられていることが好ましい。

本構成により、複数の反射層を有することになり、より高精度に基板側から漏れる光を有効に活用する事ができる。

本発明の発光装置は、さらに、第１反射層は、発光素子から基板を透過する光を反射することが好ましい。

本発明の発光装置は、さらに、第１反射層は、発光素子に面する側において、凹凸部を有することが好ましい。また、第１反射層は、凸部が、発光素子の下方になるように配置されることが好ましい。

本構成により、発光素子の直下に漏れた光を有効に上方の蛍光体を含有する封止樹脂層に再度入射させることが可能となる。

本発明の発光装置は、第１反射層は、Ａｇ−Ｎｄの合金またはＭｏである。特に、Ａｇ−Ｎｄ等の合金を用いる場合は、Ａｇの凝集を抑制し、反射率の低下を防ぐことができる。

本発明の発光装置は、さらに、第１反射層は、基板の発光素子が設けられた面から、０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲内にある事が好ましい。０．０１ｍｍより近い場合は、作製が困難となり、１ｍｍより離れた場合は、基板側に漏れた光を有効に上方に反射できないという問題が発生する。より好ましい範囲は、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内である。

本発明の発光装置は、さらに、基板は、セラミック基板または酸化アルミニウム基板であることが好ましい。また、セラミック基板は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、フォルステライト、ステアタイト、低温焼結セラミックの内の一つまたはこれらの複合材料からなることが好ましい。

上記材料の基板は、熱膨張が小さく、熱伝導が良く、より高い放熱性と耐熱性を要求される用途に対してはより熱伝導性に優れているために、駆動電流として大電流が供給できる。さらにまた、ＬＥＤチップの信頼性の向上ができ、ＬＥＤチップからの熱による蛍光体の劣化を抑えることができる。なお、これらは幾分光透過性があり、発光素子からの光の漏れが生じるものであるが、前記したように基板側に漏れた光が反射層で上方に反射され有効に利用される。

本発明の発光装置は、さらに、第１反射層の形状は、基板に設けられる配線パターンの外周部に対して外側になるように設けられることが好ましい。本構成により、配線パターン間に設けられる各ＬＥＤチップからの光が、反射層の効果を一様に得る事ができ、色ずれが生じる事を避けることが可能となる。

本発明の発光装置は、さらに、基板に設けられる配線パターンは、透明導電体膜であることがより好ましい。本構成により、配線パターンでの光損失を抑え、取り出す光量を増加させる事ができる。

本発明の発光装置は、さらに、前記蛍光体を含む封止樹脂は２層にしてもよい。本構成により、外部へ照射される光の色度をより正確に制御することが可能である。

本発明は、上記いずれかの発光装置を用いた照明装置である。
発光装置の形状が、長方形状、略正方形状の場合、発光素子を密着して並べることができ、蛍光灯型ＬＥＤランプとして作製する場合は特に好ましい。

本発明によれば、発光素子が取り付けられた基板側から漏れる発光素子からの光を有効に活用することが可能となる。また、発光素子からの熱が、基板を通じて拡散することが可能となる。

（実施形態１）
図１に本発明の発光装置１０００を上面から見た模式図を示す。発光装置は、酸化アルミニウム（以下、アルミナとよぶ）基板１、発光部１００１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３のネジ、外部接続ランドに接続された外部配線、外部配線が通る外部配線用穴、第一の蛍光体含有封止樹脂層５から構成されている。

図２に本実施形態の発光装置の反射層および配線パターンなどを示す。アルミナ基板１、アルミナ基板上の配線パターン２、チップ載置部４１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、ボンディングワイヤ位置決めあるいはチップ搭載位置目安パターン４２、アルミナ基板裏面に形成された第１反射層４４から構成されている。

次に、図３（ａ）から（ｅ）を参照して、発光装置１０００の製造方法を以下に示す。（ａ）アルミナ基板１厚さ１ｍｍの片面に第１反射層４４としてＡｇ−Ｎｄ合金厚さ０．１ｍｍをスパッタリング法を用いて形成する。その後、フォトエッチング法にてほぼ長方形状パターンを形成する。第１反射層４４として、０．１ｍｍ程度の厚さがあれば、反射層としての効果がより得られる。また、Ａｇ−Ｎｄなどの合金を用いる事により、Ａｇの凝集を抑制し、反射率の低下を防ぐことができる。

また、アルミナ基板１厚さ１ｍｍ上面に金膜厚さ０．０７ｍｍをスパッタリング法を用いて形成する。その後、フォトエッチング法にて配線パターン形状２（幅１ｍｍ、間隔２ｍｍ）を形成する。ここで、配線パターン形状２は、ほぼ第１反射層４４の形状と一致するような位置に形成されているが、第１反射層４４は少なくとも配線パターン形状２の最外周部形状から外に出るように形成されていることが好ましい。そのように形成することにより、配線パターン間に設けられる各ＬＥＤチップからの光が、反射層の効果を一様に得ることができ、色ずれが生じることを避けることが可能となる。
（ｂ）アルミナ基板上にＬＥＤチップ３（短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍ）をエポキシ樹脂を用いて固定する。ＬＥＤチップ３と配線パターン２をボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。
（ｃ）アルミナ基板１上にほぼ長方形状のシリコーンゴムシート４を密着させる。
（ｄ）次に、このシリコーンゴムシート４内に蛍光体を含む封止樹脂を注入し、この蛍光体を含む封止樹脂を熱硬化させ、第一の蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。

より具体的には、ＣＩＥの色度表で（ｘ，ｙ）＝（０．３４５，０．３５）となる光が得られるように下記蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とが重量比が５：１００となるように混合されたものを前記シリコーンゴムシート４内に注入した後、１５０℃の温度で６０分硬化させ、第一の蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。なお、色度範囲が図４の（ｂ）領域内、たとえば黄色光を発光するように設定されている。また、上記色度範囲は本実施形態における好ましい範囲の一例であって、これに制限されるものではなく、取り出す光の光度に応じて適宜変更される。また、以下の実施形態においても同様である。
（ｅ）その後にシリコーンゴムシート４を取り除き、発光部１００１が形成される。

図１９にシリコーンゴムシート４の概略図を示す。蛍光体を含有した透光性樹脂を注入する領域４５から成っている。このため、シリコーンゴムシート４は蛍光体を含有した透光性樹脂を塗布する際のダム（樹脂漏れを防ぐ）のような機能を有している。したがって、前記シリコーンゴムシート４はダムシートと呼べるような特徴を有している。また、前記ダムシートは、何度も使用することが可能である。また、前記ダムシートの形状を変えることにより発光部の形状（蛍光体層の形状）を容易にいろいろと変えられることを特徴としている。

次に、蛍光体を用いた発光装置に適用した本発明の効果について説明する。
図２３（ａ）（ｂ）は、実施形態１の断面図を一部強調した模式図である。図２３（ａ）に示した通り、本実施形態では、ＬＥＤチップからの光は、直接または第１反射層４４で反射して蛍光体に衝突し、蛍光体を励起して黄色光の発光がなされる。つまり、この第１反射層４４によって、基板に漏れる光が、第１反射層４４で反射されて、蛍光体含有封止樹脂層を通過するため、蛍光体により効率よく、たとえば黄色の光に変換されるので、演色性の高い発光装置となる。

また、蛍光体は封止樹脂内で沈降する場合（図２３（ｂ））があるが、本発明は基板側から光を反射するので、その場合であっても、第１反射層４４がなければ励起できない蛍光体までも励起することが可能である。

よって、本実施の形態のように蛍光体を用いた発光装置においては、光を有効に活用し蛍光体を励起するので、たとえば黄色光の強い電球色が望まれる照明装置用の発光装置として特に好適である。なお、図２３は、第１反射層を基板裏面に設けた実施形態であるが、基板内部に第１反射層を備える後述の実施形態においても同様の効果がある。

また、基板をエッチングしてその窪みに第１反射層を設けている場合には、第１反射層は窪み内に納まり、発光装置を取り付ける際の機械的なダメージ（擦り傷・磨耗）などを避けることが可能である。

また、配線パターン形状２を平行にし、配線パターン間にＬＥＤチップ積載領域を設けることにより、ＬＥＤチップの載置ピッチを配線パターンと並行方向に自在に決めることが可能となり、発光装置の輝度調整、色度調整、放熱対策が容易にできる。

本実施形態では、発光装置１０００の外形形状をほぼ正方形状にし、発光部１００１の形状はほぼ長方形状としたが、円形、楕円形などであってもよい。

また、蛍光体含有封止樹脂層を形成する具体的材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂や、耐光性に優れたシリカゾル、硝子などの透光性無機材料が好適に用いられる。また、蛍光体と共に拡散剤を含有させてもよい。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、二酸化珪素などが好適に用いられる。

発光装置１０００を用いて作製した照明器具の応用例として、図１６に蛍光灯形ＬＥＤランプ８０００、図１８に電球形ＬＥＤランプ８００２の模式図を示す。

以上、ＬＥＤチップとしては、サファイア基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成した青色ＬＥＤチップを用いている。しかし、窒化ガリウム系化合物半導体よりなる青色系ＬＥＤチップに限らず、ＧａＮ基板上に青色系のＬＥＤチップ、ＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体よりなる青色系のＬＥＤチップを使用してもよい。また、ＩｎＧａＡｌＰ系、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体のＬＥＤチップを用いてもよいことは言うまでもない。

蛍光体としては、Ｃｅ：ＹＡＧ（セリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥあるいはＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・ガーネット）蛍光体、ユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体などを好適に用いることができる。

なお、蛍光体含有封止樹脂層を形成する際にモールド用の封止樹脂を滴下していてもよい。また、金型を用いて蛍光体含有封止樹脂層を形成してもよく、この蛍光体含有封止樹脂層の形状として、たとえば上方に凸となる半球状の形状に形成して蛍光体含有封止樹脂層にレンズとしての機能を持たせることも可能になる。

また、ＬＥＤチップの接着は熱硬化性樹脂などによって行なうことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。

なお、ＬＥＤチップの一方の面にＰ側電極およびＮ側電極が形成され、その面を上面として２本のワイヤボンディングを行なった状態を示した。また、ＬＥＤチップとして青色発光を示したが、発光色はこれに限定されず、たとえば紫外線発光のものや緑色発光のものを用いてもよい。また、ＬＥＤチップから発する光を蛍光体によって変換して白色を得る方法を示したが、蛍光体を用いずにたとえば赤、緑、青の３色のＬＥＤチップをそれぞれ用いて白色、電球色など照明に必要な色を得てもよい。

また基板はアルミナ以外にセラミック基板でもよい。いずれの基板も熱膨張が小さく、熱伝導が良く、より高い放熱性と耐熱性を要求される用途に対してはより熱伝導性に優れているために、駆動電流として大電流が供給できる。さらにまた、ＬＥＤチップの信頼性の向上ができ、ＬＥＤチップからの熱による蛍光体の劣化を抑えることができる。

特に、セラミック基板は高い絶縁性を有しているために、基板上に絶縁層を形成しなくてもよいため、作製が容易となる。また、配線パターン側面とＬＥＤチップ側面の間隔が沿面距離の確保が不要となる。

さらに、セラミック基板の上に配線パターンを直接形成でき、ソルダーレジストを必要としない。配線を半田などで熱接続する際に生じていたソルダーレジストの変色問題もなくなる。さらに、発光素子の発熱によるソルダーレジストの変色問題もなくなる。

いずれにしても上記ＬＥＤチップ搭載に好適な基板は搭載したＬＥＤチップから基板への光の漏れが生じる。

以下、実施形態１の発光装置の一部を変更した他の実施形態について説明する。実施形態１との共通の部分に関しては説明を省略して、それぞれの実施形態の特徴部分について記載する。

（実施形態２）
実施形態２の発光装置を、図５に示す。本実施の形態は基板の内部に第１反射層を設けたものである。

図５は、発光部１００２の断面から見た模式図である。セラミック基板１内に、第１反射層４４としてＭｏ（モリブデン）厚さ０．１ｍｍが形成されている。具体的には、たとえば２枚のセラミック板の間に第１反射層４４を挟む。第１反射層４４は、たとえば実施形態１と同様にスパッタリング法およびフォトエッチング法を用いて形成される。

この基板内部へ第１反射層を設ける構成により、第１反射層を基板に漏れた光を有効に反射しえる位置に形成でき、かつ、基板全体の厚みを厚くして機械的強度や放熱効果をさらに高める利点がある。また、Ｍｏは、熱膨張係数が基板とほぼ同じであるため、基板と第１反射層の熱膨張係数の差から生じる破損を防止することができ、発光装置の信頼性を確保する事が可能となる。

次に、配線パターン２を形成する。上記実施形態１でも説明したように、第１反射層４４が少なくとも配線パターン形状２の最外周部形状から外に出るように形成されていることが好ましい。次に、ＬＥＤチップをセラミック基板にエポキシ樹脂を用いて接合し、さらに、ＬＥＤチップ３と配線パターン２をボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。ＬＥＤチップ３、配線パターン２とボンディングワイヤＷを覆うように蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。

よって、発光部１００２が作製される。
本実施形態の発光装置は、実施形態１と同様に、基板側から漏れる光を有効に活用することができる。また、第１反射層がセラミック基板内部にあるので、基板強度があり、さらに、発光装置を取り付ける際の機械的なダメージ（擦り傷・磨耗）などを避けることが可能である。

（実施形態３）
実施形態３の発光装置を、図６に示す。

図６は、発光部１００３の断面から見た模式図である。セラミック基板１内に、第１反射層４４として銀層厚さ０．０２ｍｍが形成されている。次に、配線パターン２とＬＥＤチップ搭載部および第２反射層４３としての銀層厚さ０．０５ｍｍを形成する。

ここで、第１反射層４４が少なくとも配線パターン形状２の最外周部形状から外に出るように形成する。次に、ＬＥＤチップ３をシリコーン樹脂を用いてＬＥＤチップ搭載部および第２反射層４３に接合する。次に、ＬＥＤチップ３と配線パターン２をボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。ＬＥＤチップ３、配線パターン２とボンディングワイヤＷを覆うように蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。

よって、発光部１００３が作製される。
本実施形態の発光装置は、複数の反射層を有しており、実施形態１および２よりも、より高精度に基板側から光が漏れる光を有効に活用することができる。また、第１反射層に共晶チップが使用でき、蛍光体が黄色発光の場合は、より黄色光が強い電球色を持つ発光装置が作製できる。

（実施形態４）
次に、実施形態４の発光装置を、図７に示す。

図７は、発光部１００４の断面から見た模式図である。セラミック基板１内に、第１反射層４４として銀層厚さ０．１ｍｍが形成されている。次に、セラミック基板１上に配線パターン２１を形成する。ここで、配線パターン２１は第１反射層４４の形状内に入るように形成する。

次に、ＬＥＤチップ３をエポキシ樹脂を用いてセラミック基板１に接合する。次に、ＬＥＤチップ３と配線パターン２１をボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。ＬＥＤチップ３、配線パターン２１をボンディングワイヤＷを覆うように蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。ここで、配線パターン２１として透明導電体膜を用いた。透明導電体膜を用いることにより、配線パターン２１での光損失を抑え、取り出す光量を増加させることができる。本実施形態では、透明導電体膜として、具体的にはＩＴＯを用いているが、他にはＩｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム）、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｓｎ（スズ）ドープＩｎ_２Ｏ_３、Ｓｂ（アンチモン）ドープＳｎＯ_２なども適用できる。なお、配線パターンの厚さは０．０１０ｍｍ、幅は０．７ｍｍとした。

（実施形態５）
次に、実施形態５の発光装置を、図８に示す。

図８は、発光部１００５の断面から見た模式図である。セラミック基板１内に、第１反射層４４としてＭｏ（モリブデン）厚さ０．０７ｍｍが形成されている。

本実施形態における第１反射層４４は、凹凸状に形成され、凸部はＬＥＤチップのほぼ下方に位置するようにＬＥＤチップを搭載する。このような凹凸形状の第１反射層４４を用いることにより、セラミック基板１に照射される光をＬＥＤチップのほぼ下方の第１反射層４４の凸部で角度をつけて拡散し、ＬＥＤチップ下面に光が戻るのを防ぐことができる。よって、ＬＥＤチップ下面での光損失を抑制することが可能となる。また、第１反射層４４の凹凸のパターンとしては、凸部がＬＥＤチップ下方にあればよく、ストライプ状であってもよいし、ドット状であってもよい。また、凸部がＬＥＤチップの下方にない場合であっても、光拡散の効果が得られる。

次に、セラミック基板１上に配線パターン２を形成する。ここで、配線パターン２は第１反射層４４の形状内に入るように形成する。次に、ＬＥＤチップ３をエポキシ樹脂を用いてセラミック基板１に接合する。次に、ＬＥＤチップ３と配線パターン２をボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。ＬＥＤチップ３、配線パターン２とボンディングワイヤＷを覆うように蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。

（実施形態６）
次に、実施形態６の発光装置を説明する。

本実施形態は、蛍光体含有封止樹脂層を２層にすることにより、外部へ照射される光の色度をより正確に制御することを可能とするものである。

図９に本発明の発光装置２０００を上面から見た模式図を示す。発光装置は、酸化アルミニウム（以下、アルミナとよぶ）基板１、発光部２００１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３のネジ、外部接続ランドに接続された外部配線、外部配線が通る外部配線用穴、第一の蛍光体含有封止樹脂層５、第一の蛍光体含有封止樹脂層５上に塗布された第二の蛍光体含有封止樹脂層５１から構成されている。

図１０に本実施形態の発光装置の配線パターンと上面反射層などを示す。アルミナ基板１、アルミナ基板上の配線パターン２、第１反射層４４およびチップ載置部４１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、ボンディングワイヤ位置決めあるいはチップ搭載位置目安パターン４２、第２反射層４３から構成されている。

図２２（ａ）から（ｅ）に発光装置２０００の製造方法を以下に示す。
（ａ）アルミナ基板１厚さ１ｍｍ内に第１反射層４４として、Ａｇ厚さ０．１ｍｍが形成されたアルミナ基板１を準備する。ここで、第１反射層４４はほぼ長方形状パターンとする。

アルミナ基板１表面上に配線パターンとして金膜厚さ０．０７ｍｍをスパッタリング法を用いて形成する。その後、フォトエッチング法にて配線パターン形状２（幅１ｍｍ、間隔２ｍｍ）を形成する。ここで、配線パターン形状２は、ほぼ第１反射層４４の形状と一致するような位置に形成する。次に、アルミナ基板１表面上に第２反射層４３およびチップ載置部４１として、銀メッキ法にて銀箔膜０．０１ｍｍ、長さ９ｍｍ、幅０．５ｍｍを形成する。
（ｂ）前記第２反射層４３およびチップ載置部４１上にＬＥＤチップ３（短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍ）をエポキシ樹脂を用いて固定する。ＬＥＤチップ３と配線パターン２をボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。
（ｃ）アルミナ基板１上にほぼ長方形状のシリコーンゴムシート４を密着させる。
（ｄ）次に、このシリコーンゴムシート４内に第一の蛍光体を含む封止樹脂を注入し、この蛍光体を含む封止樹脂を熱硬化させる。

より具体的には、ＣＩＥの色度表で（ｘ，ｙ）＝（０．３２５，０．３３５）となる光が得られるように、下記蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とが重量比が５：１００となるように混合されたものを前記シリコーンゴムシート４内に注入した後、１５０℃の温度で３０分硬化させ第一の蛍光体含有封止樹脂層５を形成する。色度範囲が図４の（ａ）領域内に入るように形成する。

次に、発光装置２０００の色度特性を測定する。色度範囲が図４の（ｂ）領域内に入っていない場合、第一の蛍光体含有封止樹脂層５上にＣＩＥの色度表でｘ、ｙ＝（０．３４５、０．３５）となる光が得られるように下記蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とが重量比が２：１００となるように混合されたものを前記シリコーンゴムシート内に注入した後、１５０℃の温度で１時間硬化させ第二の蛍光体含有封止樹脂層５１を形成する。

再度、発光装置２０００の色度特性を測定する。色度範囲が図４の（ｂ）領域内に入っていると、発光部２００１が製造される。
（ｅ）その後にシリコーンゴムシート４を取り除き、発光部２００１が形成される。

本実施形態では、第一の蛍光体含有封止樹脂層５および第二の蛍光体含有封止樹脂層５１の２層の蛍光体含有封止樹脂層を有し、上述したようにそれぞれにおいて、所定の色度範囲に入るように制御して発光装置を形成している。したがって、より正確に外部へ照射される光の色度を制御することが可能となる。

また、第１反射層として共晶チップが使用でき、より黄色光の強い電球色を持つ発光装置を作製することも可能である。

なお、発光装置２０００の外形形状をほぼ正方形状にし、発光部２００１の形状はほぼ長方形状としたが、円形、楕円形などであっても本発明は適用が可能である。

次に、実施形態６の別形態を図１１に示す。
図１１は、発光装置の配線パターンと上面の反射層などを示している。アルミナ基板１、アルミナ基板上の配線パターン２、第１反射層４４およびチップ載置部４１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、ボンディングワイヤ位置決めあるいはチップ搭載位置目安パターン４２、第２反射層４３から構成されている。

第２反射層４３およびチップ載置部４１の形状が違うのみで、発光装置の作製方法（ＬＥＤチップの搭載、蛍光体含有封止樹脂層の形成方法など）は、実施形態６と同様である。第２反射層４３およびチップ載置部４１の形状は、ほぼ丸形で、直径０．６ｍｍ、ピッチ０．７３８ｍｍ、配線パターンに対しての間隔は、ほぼ真ん中１ｍｍの位置とした。

ここで作製された発光装置を３０００とする。ここで、第１反射層４４は、アルミナ基板１内に形成されている。

次に、実施形態６の別形態を図１２に示す。
図１２は、別形態の発光装置４０００を上面から見た模式図である。発光装置は、アルミナ基板１、発光部４００１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、第一蛍光体含有封止樹脂層５で構成されている。

ここで、発光装置４０００の外形形状をほぼ正方形状にした。発光部４００１の形状はほぼ円形状とした。

図１３は、別形態の発光装置５０００を上面から見た模式図を示す。発光装置は、アルミナ基板１、発光部５００１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、第一の蛍光体含有封止樹脂層５、第一の蛍光体含有封止樹脂層５上のほぼ全面に塗布された第二の蛍光体含有封止樹脂層５１から構成されている。ここで、発光装置５０００の外形状は円形で、発光部５００１は六角形状をしている。

ここで、第２反射層４３およびチップ載置部４１がセラミック基板１上に形成されている。直径は０．５ｍｍ、ピッチ０．７５ｍｍとした。また、第１反射層４４は発光部５００１とほぼ同じ六角形状とした。

図１４は、別形態の発光装置６０００を上面から見た模式図を示す。発光装置は、セラミック基板１、発光部６００１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、第一の蛍光体含有封止樹脂層５から構成されている。ここで、発光装置６０００の外形状は円形で、発光部６００１も円形状をしている。また、第１反射層は発光部６００１とほぼ同じ円形状とした。

図１５は、別形態の発光装置７０００を上面から見た模式図を示す。発光装置は、セラミック基板１、発光部７００１、正電極外部接続ランド１０１、負電極外部接続ランド９１、取り付け部１３、長方形状に形成された第一の蛍光体含有封止樹脂層５、前記第一の蛍光体含有封止樹脂層５上に部分的に塗布された第二の蛍光体含有封止樹脂層５１から構成されている。ここで、発光装置７０００の外形状は円形で、発光部７００１は長方形状をしている。また、第１反射層は発光部７００１とほぼ同じ長方形状とした。

以上、別形態を含めた実施形態１から６に記載の各実施形態の発光装置は、発光装置および発光部の外形状を適宜変更することにより、図１６または図１７の発光装置として適用して応用例である照明器具を作製できる。また、図１８に示した応用例である照明器具も作製可能である。

また、実施形態で示した発光装置は、いずれもＬＥＤチップからの光を、発光素子が設けられた基板裏面（発光素子が設けられた面と反対の面）もしくは基板内部に反射層を設けることにより、基板側に漏れてくる光を反射させて外部に取り出す光量を増やすことが可能である。特に、照明器具に用いる発光装置においては、光の出力が大きいＬＥＤを用いるため、基板に漏れる光の損失が問題であり、本願発明が好適に適用できる。

また、本願発明の発光装置は、上記実施形態の説明でも述べたように、色ずれが少ないという効果があり、照明装置と同様に、均一的な光照射が求められる表示装置などのバックライト照明用としても、有効に適用が可能である。

さらに、本願発明では、発光素子としてＬＥＤチップを用いているが、これに限定されることなく他の発光素子を採用した場合でも適用は可能であり、複数のＬＥＤチップを用いた発光装置に限らず、一つのＬＥＤチップを搭載した発光装置においても、上述の効果は得られ適用できる。

また、今回開示された上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の発光装置を示す概略上面図である。本発明の実施形態１に示す発光部の配線パターンと反射層の概略図である。本発明の実施形態１に示す製造工程概略断面図である。色度表である。本発明の実施形態２の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態３の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態４の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態５の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態６の発光装置を示す概略上面図である。本発明の実施形態６に示す発光部の配線パターンと反射層の概略図である。本発明の実施形態６の別形態の発光部の配線パターンと反射層の概略図である。本発明の実施形態６の別形態の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態６の別形態の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態６の別形態の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施形態６の別形態の発光装置を示す概略断面図である。本発明の発光装置を用いた照明器具の概略図である。本発明の発光装置を用いた照明器具の概略図である。本発明の発光装置を用いた照明器具の概略図である。本発明の製造方法に用いるシリコーンゴムシート（ダムシート）の概略図である。従来例の概略断面図である。従来例の概略断面図である。本発明の実施形態６に示す製造工程概略断面図である。本発明の効果を説明するための図である。

１基板、２配線パターン、３ＬＥＤチップ、４シリコーンゴムシート、Ｗボンディングワイヤ、５第一の蛍光体含有封止樹脂層、５１第二の蛍光体含有封止樹脂層、１０１正電極配線パターン、９１負電極配線パターン、４１チップ搭載部、４３第２反射層、４４第１反射層、１０００，２０００，３０００，４０００，５０００，６０００，７０００発光装置、１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，４００１，５００１，６００１，７００１発光部、８０００，８００１蛍光灯形ＬＥＤランプ、８００２電球形ＬＥＤランプ。

Claims

基板と、
前記基板に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子を覆い前記発光素子によって励起される蛍光体を含む封止樹脂と、
前記基板の前記発光素子の設けられた面と反対の面に設けられた第１反射層とを有することを特徴とする発光装置であって、
前記発光素子が窒化ガリウム系化合物半導体よりなる青色系ＬＥＤチップであり、
前記蛍光体がセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体またはユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体であり、
前記第１反射層がＡｇ−Ｎｄの合金またはＭｏである、発光装置。
前記第１反射層は、前記基板の前記発光素子の設けられた面と反対の面に設けられた窪みに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
基板と、
前記基板に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子を覆い前記発光素子によって励起される蛍光体を含む封止樹脂と、
前記基板の内部に設けられた第１反射層とを有することを特徴とする発光装置であって、
前記発光素子が窒化ガリウム系化合物半導体よりなる青色系ＬＥＤチップであり、
前記蛍光体がセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体またはユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体であり、
前記第１反射層がＡｇ−Ｎｄの合金またはＭｏである、発光装置。
前記基板は、少なくとも２枚の基板を貼り合わせて構成され、
前記第１反射層は、前記少なくとも２枚の基板に挟まれていることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
前記発光素子は、前記基板に設けられた第２反射層上に備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
前記第１反射層は、前記発光素子に面する側において、凹凸部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
前記第１反射層は、凸部が、前記発光素子の下方になるように配置されることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
前記第１反射層は、前記基板の前記発光素子が設けられた面から、０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
前記第１反射層の形状は、前記基板に設けられる配線パターンの外周部に対して外側になるように設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置。
前記基板に設けられる配線パターンは、透明導電体膜であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の発光装置。
前記蛍光体を含む封止樹脂は、２層であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
請求項１〜１１のいずれかに記載の発光装置を用いた照明装置。