(57)【要約】本発明のＬＥＤ光源は、主面１０ａを有する基板１０と、基板１０の主面１０ａに支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子１２と、ＬＥＤ素子１２の側面を取り囲む反射面１４を有する開口部を備え、基板１０の主面１０ａに支持された反射板１６と、ＬＥＤ素子１２および反射板１６を覆う封止樹脂層１８とを備えている。そして、封止樹脂層１８のうち、反射板１６の側面１６ｗを覆う部分の厚さをＤｗ、反射板の上面１６ｈを覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗが１．２以上１．８以下である。
2005083805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する基板と、
前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された反射板と、
前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層と、
を備え、
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さをＤｗ、前記反射板の上面を覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗが１．２以上１．８以下であるＬＥＤ光源。
【請求項２】
前記反射板の開口部の内壁面と前記ＬＥＤ素子との間に配置され、前記ＬＥＤ素子を覆う波長変換部を備え、
前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長に変換する蛍光体を含有する樹脂から形成されている請求項２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の開口部に位置する部分は、前記反射板の上面を覆う部分よりも突出したレンズ形状を有している請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ素子。
【請求項５】
前記ＬＥＤ素子の動作中における発熱量は、１Ｗ／ｃｍ２以上である請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項６】
前記基板の主面に支持される前記ＬＥＤ素子の個数は２以上である請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項７】
前記基板の熱膨張係数ｎ１は、０．４×１０−５／Ｋ以上２．５×１０−５／Ｋ以下であり、
前記封止樹脂層の熱膨張係数ｎ２は、６．０×１０−５／Ｋ以上８．０×１０−５／Ｋ以下であり、
前記反射板の熱膨張係数ｎ３は、２．３×１０−５／Ｋ以上８．６×１０−５／Ｋ以下である、請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項８】
Ｄｈは１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、Ｄｗが１００μｍ以上１５００μｍ以下である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項９】
Ｄｗは１００μｍ以上９００μｍ以下である請求項８に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１０】
前記反射板は、前記開口部が形成された平板から構成されている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１１】
前記反射板に形成された前記開口部の個数は、４以上である請求項１０に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１２】
前記封止樹脂層はエポキシ樹脂を主成分として含有する材料から形成されている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１３】
前記封止樹脂層は前記反射板の上面全体を覆っている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１４】
前記反射板の上面の輪郭は矩形である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１５】
請求項１に記載のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源に電力を供給する回路と、
を備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＬＥＤ光源に関し、特に、一般照明用の白色光源として好適に使用され得るＬＥＤ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】  発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ素子」と称する。）は、小型で効率が良く鮮やかな色の発光を示す半導体素子であり、優れた単色性ピークを有している。ＬＥＤ素子を用いて白色発光をさせる場合、例えば赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、および青色ＬＥＤ素子を近接するように配置し、拡散混色を行えばよい。しかし、各ＬＥＤ素子が優れた単色性ピークを有するがゆえに、色ムラが生じやすいという問題がある。すなわち、各ＬＥＤ素子からの発光が不均一になって混色がうまくいかないと、色ムラが生じた白色発光となってしまう。このような色ムラの問題を解消するために、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせて白色発光を得る技術が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。【０００３】  特許文献１に開示されている技術によれば、青色ＬＥＤ素子からの発光と、その発光で励起され黄色を発光する黄色蛍光体からの発光とによって白色発光を得ている。この技術では、１種類のＬＥＤ素子だけを用いて白色発光を得るので、複数種類のＬＥＤ素子を近接させて白色発光を得る場合に生じる色ムラの問題を解消することができる。【０００４】  特許文献２に開示されたＬＥＤ照明光源は、図１１に示すような構成を有している。すなわち、図１１のＬＥＤ照明光源は、ＬＥＤ素子４０１を載置しているカップ４０３の内部が蛍光体を含む第１の樹脂４０５で充填され、さらにＬＥＤ素子４０１の全体が第２の樹脂４０４で封止された構造を有している。ＬＥＤ素子４０１はリードフレーム４０２およびワイヤ４０６を介して駆動電流が供給され、発光する。ＬＥＤ素子４０１から放射された光は、第１の樹脂４０５に含まれる蛍光体によって当該光の波長よりも波長の長い光に変換される。ＬＥＤ素子４０１から放射された光と、第１の樹脂４０５で変換された光とが混色を起こす結果、所望の色の光（を合成することができる。ＬＥＤ素子４０１から青色が発光される場合において、その光によって第１の樹脂４０５内の蛍光物質が黄色を発光すると、両方の色が混じりあって白色が得られる。【０００５】  一般に１個のＬＥＤ素子から得られる光束は小さいため、一般照明用光源として広く普及している白熱電球や蛍光ランプと同程度の光束を得るには、複数のＬＥＤ素子を同一基板上に配列してＬＥＤ照明光源を構成することが望ましい。そのようなＬＥＤ照明光源は、例えば特許文献３に開示されている。
【特許文献１】：特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献２】：特開平１０−５６２０８号公報
【特許文献３】：特開２００３−１２４５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  同一基板上に多数のＬＥＤチップを高密度で実装する場合、製造の容易さから、多数のＬＥＤチップの配列された基板面が樹脂で一括的に封止される。しかしながら、本願発明者の実験によると、上記の樹脂封止が行なわれたＬＥＤ光源には、熱衝撃時によって封止樹脂層と基板との界面に割れやクラックが生じ、封止樹脂層にリークが生じるという問題のあることがわかった。このようなリークが発生すると、空気中の水分によりＬＥＤチップが劣化する。その結果、信頼性が低下し、素子寿命が短くなってしまうため、実用上大きな支障となっている。【０００７】  本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、熱衝撃による封止樹脂層の割れやクラックの発生を抑制し、信頼性および寿命を改善したＬＥＤ光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明のＬＥＤ光源は、主面を有する基板と、前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された反射板と、前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層とを備え、前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さをＤｗ、前記反射板の上面を覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗが１．２以上１．８以下である。【０００９】  好ましい実施形態において、前記反射板の開口部の内壁面と前記ＬＥＤ素子との間に配置され、前記ＬＥＤ素子を覆う波長変換部を備え、前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する。【００１０】  好ましい実施形態において、前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長に変換する蛍光体を含有する樹脂から形成されている。【００１１】  好ましい実施形態において、前記封止樹脂層のうち、前記反射板の開口部に位置する部分は、前記反射板の上面を覆う部分よりも突出したレンズ形状を有している。【００１２】  好ましい実施形態において、前記ＬＥＤ素子の動作中における発熱量は、１Ｗ／ｃｍ２以上である。【００１３】  好ましい実施形態において、前記基板の主面に支持される前記ＬＥＤ素子の個数は２以上である。【００１４】  好ましい実施形態において、前記基板の熱膨張係数ｎ１は、０．４×１０−５／Ｋ以上２．５×１０−５／Ｋ以下であり、前記封止樹脂層の熱膨張係数ｎ２は、６．０×１０−５／Ｋ以上８．０×１０−５／Ｋ以下であり、前記反射板の熱膨張係数ｎ３は、２．３×１０−５／Ｋ以上８．６×１０−５／Ｋ以下である。【００１５】  好ましい実施形態において、Ｄｈは１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、Ｄｗが１００μｍ以上１５００μｍ以下である。【００１６】  好ましい実施形態において、Ｄｗは１００μｍ以上９００μｍ以下である。【００１７】  好ましい実施形態において、前記反射板は、前記開口部が形成された平板から構成されている。【００１８】  好ましい実施形態において、前記反射板に形成された前記開口部の個数は、４以上である。【００１９】  好ましい実施形態において、前記封止樹脂層はエポキシ樹脂を主成分として含有する材料から形成されている。【００２０】  好ましい実施形態において、前記封止樹脂層は前記反射板の上面全体を覆っている。【００２１】  好ましい実施形態において、前記反射板の上面の輪郭は矩形である。【００２２】  本発明の照明装置は、上記いずれかのＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源に電力を供給する回路とを備えている。【００２３】  本発明のＬＥＤ光源の製造方法は、主面を有する基板と、前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された反射板とを備えた構造物を用意する工程と、前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層の形状を規定する成形型を用意する工程と、前記成形型の内壁面と前記反射板の上面および側面との間に所定の間隔を有する隙間を形成するように前記基板に対する前記成形型の位置を合わせる工程と���前記隙間に樹脂を流し込み、前記樹脂を硬化させることにより、前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層を形成する工程とを含み、前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さをＤｗ、前記反射板の上面を覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗを１．２以上１．８以下の範囲内に調節する。
【発明の効果】
【００２４】  本発明によれば、反射板を覆う封止樹脂層の厚さを調節することにより、熱衝撃による封止樹脂層の劣化を抑え、信頼性および寿命を改善したＬＥＤ光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】［図１］（ａ）は、本発明のＬＥＤ光源の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、その上面図である。
［図２］本発明のＬＥＤ光源の他の構成を模式的に示す断面図である。
［図３］（ａ）は、本発明のＬＥＤ光源の更に他の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、その上面図である。
［図４］（ａ）から（ｃ）は封止樹脂層の作製方法の従来例を示す工程断面図である。
［図５］（ａ）から（ｃ）は、本発明で好適に用いられ得る封止樹脂層の作製方法の一例を示す工程断面図である。
［図６］（ａ）から（ｃ）は、封止樹脂層の作製工程における位置あわせズレを示す断面図である。
［図７］本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源の概略図である。
［図８］本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源の一部の断面図である。
［図９］（ａ）は、本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源の断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤ光源の上面図である。
［図１０］本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源に関するヒートサイクル試験の結果を示すグラフである。
［図１１］従来のＬＥＤ光源の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】    １０      基板
１０ａ    基板の主面
１２      ＬＥＤ素子
１４      反射面
１６      反射板
１６ｗ    反射板の側面
１６ｈ    反射板の上面
１８      封止樹脂層
Ｄｗ    封止樹脂層のうち、反射板の側面を覆う部分の厚さ、
Ｄｈ    封止樹脂層のうち、反射板の上面ｈを覆う部分の厚さ
２０    成形型
４０    成形型
１０１    金属ベース
１０２    コンポジット層
１０３    ＬＥＤ素子
１０４    蛍光体樹脂部
１０５    反射板
１０６    封止樹脂層
４０１    ＬＥＤ素子
４０２    リードフレーム
４０３    カップ
４０４    第２樹脂部
４０５    第１樹脂部
４０６    ワイヤ
１００１    基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】  本発明のＬＥＤ光源は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、主面１０ａを有する基板１０と、基板１０ａの主面１０ａに支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子１２と、ＬＥＤ素子１２の側面を取り囲む反射面１４を有する開口部を備えた反射板１６とを備えている。反射板１６は、基板１０の主面１０ａに支持されている。ＬＥＤ素子１２および反射板１６は封止樹脂層１８によって全体が覆われているため、ＬＥＤ素子１２は大気から遮断（封止）されている。【００２８】  ＬＥＤ素子１２は、後に詳しく説明するように、好適にはＬＥＤベアチップと、このチップを覆う蛍光体樹脂とから構成される。ＬＥＤ素子１２から放射された光は、封止樹脂層１８を透過して矢印の方向に取り出される。より具体的には、ＬＥＤ素子１２から放射された光の一部は、反射板１６の反射面１４によって反射された後、封止樹脂層１８の外側に出射され、前記光の残りの部分は、反射面１４で反射されることなく封止樹脂層１８を透過して封止樹脂層１８の外側に出射される。【００２９】  本願明細書では、封止樹脂層１８のうち、反射板１６の側面１６ｗを覆う部分の厚さをＤｗ、反射板１６の上面１６ｈを覆う部分の厚さをＤｈとする。図１には示されていないが、封止樹脂層１８の一部にレンズ状の凸部が設けられていてもよい。図２は、レンズ状に突出する部分（マイクロレンズ部）を有する封止樹脂層１８を示す図である。図２に示すＬＥＤ光源では、反射板１６の上面１６ｈを覆う部分の厚さは一様ではない。マイクロレンズ部の厚さＤｈ’は、反射板１６の上面１６ｈからマイクロレンズ部の上端までの距離（レベル差）である。この厚さＤｈ’は、厚さＤｈの２倍から２０倍の大きさを有している。このようなマイクロレンズ部の厚さＤｈ’は、封止樹脂層１８の熱衝撃耐性にほとんど影響しない。本発明にとって重要なパラメータは、反射板１６の端面近傍おける封止樹脂層１８の厚さである。したがって、本明細書における「Ｄｈ」は、反射板１６の端面近傍おける封止樹脂層１８の厚さを意味するものとのする。【００３０】  なお、図１に示すように、反射板１６における開口部の内壁面を反射面１４として機能させるには、開口部の内壁面を凹面上にカーブさせたり、傾斜させることが好ましい。【００３１】  図１の例では、単一のＬＥＤ素子が基板１０に実装されているが、光束を高めるという観点からは、１つの基板１０に実装するＬＥＤ素子の個数を複数にすることが好ましい。図３（ａ）及び（ｂ）は、７×７＝４９個のＬＥＤ素子を基板１０上に実装したＬＥＤ光源の上面図を示している。図３の例では、反射板１６に４９個の開口部が設けられており、各開口部の中心付近にＬＥＤ素子（図３において不図示）が設けられている。このような場合でも、封止樹脂層１８は、１つの連続した層として、複数のＬＥＤ素子のすべてを覆っている。【００３２】  本発明では、封止樹脂層１８のクラック発生を抑制し、ＬＥＤ光源の耐久性を高めるため、Ｄｈ／Ｄｗを１．２以上１．８以下の範囲内に設定している。【００３３】  従来、ＬＥＤ素子および反射板を封止樹脂層によって封止する場合、製造方法上の理由から、封止樹脂層の一部は反射板から外側に広く延びた形状を有��ていた。このため、従来のＬＥＤ光源におけるＤｈ／Ｄｗは、１に略等しいか、１より小さな値を有していた。【００３４】  以下、従来のＬＥＤ光源におけるＤｈ／Ｄｗが１よりも小さな値を有していた理由を理解するため、まず、図４（ａ）から（ｃ）を参照しながら、従来のトランスファモールド法によって封止樹脂層１８を形成する方法を説明する。【００３５】  まず、図４（ａ）に示すように、主面１０ａ上にＬＥＤ素子（不図示）および反射板１６を実装した基板１０を用意する。不図示のＬＥＤ素子は、例えば超音波フリップチップ実装によって基板１０に固着されている。反射板１６は、例えば接着層を介して基板１０の主面に固着されている。一方、封止樹脂層１８の形状を規定する成形型２０を用意し、成形装置（不図示）にセットする。成形型２０の凹部が封止樹脂層１８の外形を規定することになる。より詳細には、成形型２０の凹部の内壁面２０ａが封止樹脂層１８の上面および側面を規定することになる。【００３６】  次に、図４（ｂ）に示すように、成形型２０に基板１０を押し当て、成形型２０の凹部内に反射板１６を完全に収容する。このとき、成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の上面および側面との間には隙間２０ｂが形成され、その隙間２０ｂに樹脂が充填される。樹脂は、成形型２０に設けた不図示の樹脂供給路を通って成形型２０の凹部に注入される。【００３７】  成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の上面および側面との間に形成されている隙間２０ｂに注入された樹脂は、加圧された状態のまま、１５０〜１８０℃の温度で３〜５分程度保持され、硬化する。その後、図４（ｃ）に示すように、基板１０を成形型２０から離すことにより、封止樹脂層１８を形成することができる。【００３８】  成形型２０を反射板１６が搭載された基板１０に押し当てるには、上述のように成形型２０の凹部内に反射板１６を完全に収容する必要がある。成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の側面との間に形成される隙間２０ｂを小さくしようとすると、反射板１６に対する成形型２０の位置合わせ（アライメント）精度を高めることが必要になる。【００３９】  従来、成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の側面との間には、十分な隙間が形成されるように位置合わせのマージンを確保していた。このため、最終的に形成される封止樹脂層１８のうち、反射板１６の側面１６ｗを覆う部分の厚さＤｗは大きくなり、Ｄｈ／Ｄｗはせいぜい１か、それよりも小さな値を有していた。【００４０】  本発明者は、封止樹脂層１８に発生するクラックが封止樹脂層１８と基板１０または反射板１６との間に存在する熱膨張率の差に起因して生じると考え、また、後に詳しく説明するように、封止樹脂層１８のうち反射板１６の側面を覆う部分の厚さＤｗを従来よりも小さく設定してＤｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下の範囲内に調節すれば、クラックの発生を抑制できることを見出し、本発明に想到した。【００４１】  以下、図５（ａ）から（ｃ）を参照しながら、本発明における封止樹脂層１８を形成する方法を説明する。【００４２】  まず、図５（ａ）に示すように、主面１０ａ上にＬＥＤ（素子）および反射板１６を実装した基板１０と、成形型４０を用意する。本発��では、成形型４０の凹部のサイズが従来の成形型２０の凹部のサイズと異なっている。【００４３】  次に、図５（ｂ）に示すように、成形型４０に基板１０を押し当て、成形型４０の凹部内に反射板１６を完全に収容する。このときに形成される成形型４０の内壁面４０ａと反射板１６の上面との隙間の大きさをＤｈに設定し、成形型４０の内壁面２０ａと反射板１６の隙間の大きさをＤｗに設定する。Ｄｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下の範囲にある。【００４４】  この後、上記隙間に樹脂を充填し、従来方法と同様にして樹脂を硬化させる。その後、図５（ｃ）に示すように、基板１０を成形型４０から離すことにより、封止樹脂層１８を形成する。得られた封止樹脂層１８の外形は、成形型４０の凹部の内壁４０ａの形状によって規定され、Ｄｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下の範囲内にある。【００４５】  本発明では、反射板１６が搭載された基板１０に成形型４０を押し当てるときの位置合わせ精度を従来よりも高めることが必要になる。この位置合わせ精度が低く成形型４０と基板１０との水平方向の配置関係がずれると、成形型４０の凹部内に反射板１６を適切に収容できなくなり、Ｄｈ／Ｄｗを所定範囲内に調節することができなくなる。図６（ａ）の矢印の方向に成形型４０と基板１０との配置関係がずれると、図６（ｂ）または図６（ｃ）に示すように、成形型４０と反射板１６とが衝突する場合さえある。このような衝突が発生すると、封止樹脂層１８を形成することができなくなる。本願発明では、このような不具合を避けるように、位置合わせ精度の高い成形装置を用いて封止樹脂層１８を形成する。【００４６】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。【００４７】（実施形態）
まず、図７から図１０を参照しながら本発明によるＬＥＤ光源の実施形態を説明する。【００４８】  図７は、本実施形態におけるＬＥＤ光源の概観を示した斜視図である。簡単のため、ＬＥＤチップの配線や給電ピンなどの記載を図７から省略している。図８は、本実施形態のＬＥＤ光源における或るＬＥＤチップ１０３およびその周辺部を拡大した断面図である。【００４９】  本実施形態では、光束を高めるために、基板１００１上に多数のＬＥＤチップを二次元的に配列している。１つの基板１００１上に配列するＬＥＤチップの個数は、例えば４〜１００個であるが、この個数は用途によって変化し、この範囲から外れても良い。また、１つのチップでも高い光束を実現できる大型ＬＥＤチップを用いる場合は、基板１００１上に単一のＬＥＤチップを実装しても良い。本実施形態では、７行×７列に合計で４９個のＬＥＤチップを配列している。【００５０】  本発明では、点灯時のＬＥＤ素子から発生する熱量が基板主面における単位面積あたり、２Ｗ／ｃｍ２以上である場合に特に顕著な効果を得ることができる。このように発熱量が高いと、光源のＯＮ／ＯＦＦに伴ってＬＥＤ光源の温度が大きく上下するため、前述した熱膨張係数差に起因したクラックが発生しやすくなるからである。１つの大型ＬＥＤチップを基板上に実装する場合、１個のＬＥＤチップから１Ｗ程度の熱量が発生することがある。このような場合、単位面積あたりの発熱量は、４Ｗ／ｃｍ２以上に達することになり、多数のＬＥＤチップを実装した場合と同様に封止樹脂層にクラックが生じやすくなる。しかしながら、本発明によれば、このようなクラックの発生を効果的に抑制することができる。【００５１】  本実施形態における各ＬＥＤチップ１０３は、図８に示すように、蛍光物質を含んだ蛍光体樹脂部１０４で覆われている。蛍光体樹脂部１０４は、ＬＥＤチップ１０３から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する蛍光体（蛍光物質）と、蛍光体を分散させる樹脂とから形成されている。ＬＥＤチップ１０３は、基板１００１の上面上に実装されている。基板１００１の上面には、配線パターン（不図示）が形成されており、本実施形態では、その配線パターンの一部（例えば、ランド）に、ＬＥＤチップ１０３がフリップチップ方式で実装されている。【００５２】  基板１００１の上面（主面）には、図７に示されるように反射板１０５が配置されており、反射板１０５には、蛍光体樹脂部１０４を取り囲む複数の開口部が形成されている。各開口部の内壁面は、ＬＥＤチップ１０３から放射された光を反射する反射面として機能する。【００５３】  本実施形態では、蛍光体樹脂部１０４および反射板１０５がエポキシ樹脂からなる封止樹脂層１０６で覆われている。封止樹脂層１０６は、反射板１０５の開口部の内部へ外気が進入することを防いでいる。【００５４】  基板１００１は、好ましくは放熱性に優れた材料から形成される。本実施形態の基板１００１は、図８に示されるように、金属ベース１０１と、コンポジット層１０２とを備えている。金属ベース１０１は、熱伝導率の高いＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）などの金属材料から形成されることが好ましい。コンポジット層１０２は、例��ばアルミナとエポキシ樹脂のコンポジットから形成されている。コンポジット層１０２は絶縁層の機能を発揮するとともに、優れた放熱性を発揮する。コンポジット層１０２の厚さは、放熱性の観点から、０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲に設定される。本実施形態におけるコンポジット層１０２の厚さは０．２ｍｍである。なお、基板１００１の全体としての厚さは、例えば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が実用的である。本実施形態の基板１００１の厚さは１．０ｍｍである。【００５５】  このようなコンポジット基板は、高い熱伝導率（例えば、１．２℃／Ｗ以上）を実現でき、放熱性に優れる。その結果、各ＬＥＤチップの温度上昇を抑制しながら、各ＬＥＤチップに大きな電流を流すことができるため、大きい光束を得ることができる。【００５６】  なお、基板１００１は、上記構成を有するものに限定されず、ＡｌＮ等のセラミック基板であってもよい。ただし、基板１００１の熱膨張係数ｎ１は、０．４×１０−５／Ｋ以上２．５×１０−５／Ｋ以下の範囲に設定されることが好ましい。本実施形態の基板１００１では、Ａｌからなる金属ベース１０１の厚さがコンポジット層１０２の厚さの３倍以上であるため、基板１００１の全体としての熱膨張係数は、Ａｌの熱膨張係数に支配され、２．３５×１０−５／Ｋ程度である。【００５７】  現在普及している青色のＬＥＤ素子１０３の大きさは、その発光面の一辺が０．３ｍｍ以上２．０以下ｍｍ程度である。本実施形態では、発光面の形状が０．３ｍｍ×０．３ｍｍの正方形のＬＥＤ素子１０３を用いている。ＬＥＤチップ素子１０３の発光中心波長は４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度の範囲にあることが好ましい。本実施形態では、発光効率の点から、発光中心波長が４７０ｎｍのＬＥＤ素子を用いている。【００５８】  ＬＥＤ素子１０３を覆う蛍光体樹脂部１０４は、シリコーンを主成分とした樹脂であり、蛍光物質を含有している。蛍光物質は、例えば（Ｙ・Ｓｍ）３（Ａｌ・Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅや（Ｙ０．３９Ｇｄ０．５７Ｃｅ０．０３Ｓｍ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２などである。【００５９】  反射板１０５は、蛍光体樹脂部１０４から出てくる光を効率よく矢印Ｄの方向へ反射するように、放物面加工が施されている。反射板１０５は、好適にはＡｌや樹脂などから形成される。本発明に好適に用いられる反射板の熱膨張係数ｎ３は２．３×１０−５／Ｋ以上８．６×１０−５／Ｋ以下の範囲にある。反射板１０５の厚さは、好ましくは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定される。反射板１０５の上面が矩形である場合、その一辺の長さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されることが実用的である。本実施形態の反射板１０５は、熱膨張係数２．３５×１０−５／ＫのＡｌから形成され、その厚さは１．０ｍｍ、上面の輪郭は２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形である。【００６０】  封止樹脂層１０６は、エポキシ樹脂を主成分としており、透明（可視光透過率９８％／ｍｍ程度）である。封止樹脂層１０６は、蛍光体樹脂部１０４と反射板１０５を覆っており、封止樹脂層１０６および基板１００１によってＬＥＤ素子１０３が封止されている。封止樹脂層の熱膨張係数ｎ２は、６．０×１０−５／Ｋ以上８��０×１０−５／Ｋの範囲に設定されることが実用的である。本実施形態の封止樹脂層１０６の熱膨張係数は６．５×１０−５／Ｋである。【００６１】  このような構成のＬＥＤ光源について、熱衝撃試験を行い、封止樹脂層１０６のクラックを観察し、リークの有無を検討した。具体的な試験は、ＪＩＳ規格の「ＪＩＳ  Ｃ  ７０２１  Ａ−３」に沿って行った。試験条件は、本実施形態に係るＬＥＤ光源を１００℃の液層に１５秒以上漬けた後、３秒以内に０℃の液層に移載する。ＬＥＤ光源を０℃の液層に５分以上漬けた後、３秒以内に再び１００℃の液層に漬け、その中で１５秒以上保持する。これらの工程をヒートショックの１サイクルとし、封止樹脂層１０６にクラックなどの外観異常が発生するまでのヒートショツクのサイクル数を測定した。ＪＩＳ規格では、１０サイクル以上の耐久性が要求されている。【００６２】  図９（ａ）は、ＬＥＤ光源の側面図であり、図９（ｂ）は、その上面図である。図９（ａ）に示す「Ｄｈ」は、反射板１０５の上面（反射板１０５の光取り出し方向の面）における封止樹脂層１０６の厚さを示している。「Ｄｗ」は、反射板１０５の側面（反射板１０５の上面と垂直な面）における封止樹脂層１０６の平均厚さを示している。反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６の厚さは、場所によって異なるが、平均厚さＤｗの±約１０％の範囲に含まれる。【００６３】  本実験では、Ｄｈを１００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲内で変化させ、Ｄｗを１００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲内で変化させた多数のサンプルを作製し、上記の熱衝撃試験を行った。図１０は、熱衝撃試験の結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｄｗに対するＤｈの比率（Ｄｈ／Ｄｗ）であり、縦軸は、クラックなどの外観異常がはじめて現れるヒートショックのサイクルの数を示している。【００６４】  図１０からわかるように、Ｄｈ／Ｄｗが１．１８以上１．８以下の場合、２０サイクル以上の耐久性がある。２０サイクルの耐久性は、ＬＥＤ光源のオン−オフ・スイッチングを行なう場合の寿命に換算すると、２００００回のスイッチングに相当し、通常の使用条件における２００００時間の寿命に相当する。【００６５】  Ｄｈ／Ｄｗを１．１８よりも大きくしてゆくと、耐久性が向上し、Ｄｈ／Ｄｗを１．２では、３０サイクルの耐久性が得られ、Ｄｈ／Ｄｗを１．２３のときには、６０サイクルの耐久性が達成される。Ｄｈ／Ｄｗが１．２３以上１．４５以下ときには、６０サイクル以上の優れた耐久性が発揮されるが、Ｄｈ／Ｄｗが１．３５程度でピーク値をとり、その後は、Ｄｈ／Ｄｗが増加するにつれて耐久性の低下が観察される。しかしながら、Ｄｈ／Ｄｗが１．８を超えない限り、耐久性は充分に高く維持される。【００６６】  製造工程中における各種プロセスパラメータの変動を考慮すると、Ｄｈ／Ｄｗを１．２以上１．８以下の範囲内に調節することが好ましい。Ｄｈ／Ｄｗがこの範囲内にあれば、１０サイクル以上の耐久性を充分に満足する。【００６７】  Ｄｈ／Ｄｗが約１．２よりも小さくなると、熱衝撃に対する耐久性が低下する理由は、反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６の厚さＤｗが相対的に大きくなるとほど、反射板１０５の側面における封止���脂層１０６が基板主面に平行な方向に大きく熱膨張および熱収縮するようになる。一方、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６は、反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６の膨張・収縮の影響を受けて膨張・収縮しようとする。しかし、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６の厚さＤｈが充分に大きな値を有していないと、基板主面に平行な方向における膨張・収縮の程度が、反射板１０５の上面に位置する封止樹脂層１０６と側面に位置する封止樹脂層１０６との間で大きく異なるものとなる。このような場合に、反射板１０５の周囲（特に四隅の近傍）における封止樹脂層１０６にクラックが発生しやすくなる。Ｄｈ／Ｄｗが小さくなり、１に近づくにつれ、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６の基板主面に平行な方向における膨張・収縮の程度が急激に低下するため、反射板１０５の側面部における封止樹脂層１０６の膨張・収縮を吸収できず、耐久性も顕著に低下することになる。【００６８】  一般に、ＤｈよりもＤｗを小さくなることは製造工程の点で難しく従来の製造方法に従えば、Ｄｈ／Ｄｗは１以下になっていた。このため、従来のＬＥＤ光源では、封止樹脂層１０６の四隅で特にクラックが発生しやすく寿命に問題があった。【００６９】  Ｄｗを小さく設定するためには、成形装置の位置合わせ精度を高める必要がある。クラックの発生を抑制するには、Ｄｗを９００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下に調節することが好ましい。Ｄｗをこのような値に設定するには、成形装置の位置合わせ精度をＤｗの１０％程度に高める制御が必要になる。【００７０】  一方、Ｄｈ／Ｄｗが１．８よりも大きくなると、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６の厚さＤｈが相対的に大きくなるため、その膨張・収縮を反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６が充分に吸収できなくなり、クラックが発生しやすくなる。【００７１】  なお、封止樹脂層１０６にレンズ形状を付与する場合、成形型にレンズ形状に対応した面を形成すればよい。封止樹脂層１０６の一部がレンズまたはレンズアレイと機能する場合、前述のように、Ｄｈは、レンズが存在してない部分における封止樹脂層１０６の厚さになる。この厚さ（Ｄｈ）は、例えば７００μｍ以上８００μｍ以下に設定される。【００７２】  本実施形態における基板および反射板の形状は、いずれも、上面および下面の輪郭が正方形であるが、本発明における基板および反射板の形状は、これに限定されない。基板および反射板の形状は、円柱、円錐台、曲板であっても良い。【００７３】  反射板の四隅では、封止樹脂層１０６の膨張収縮による応力の集中が生じやすく、このような応力の集中は、封止樹脂層１０６のクラックを引き起こす原因となる。このため、反射板は、角が丸められた形状、例えば円柱や円錐台の形状を有することが好ましい。上面および下面の形状が円である平板から反射板を構成した場合、封止樹脂層１０６の膨張収縮による応力の集中が緩和されるため、より熱衝撃に強いＬＥＤ光源を得ることができる。【００７４】  基板の上面や反射板の上下面は、カーブしているよりも平坦であることが好ましい。これらの面が平坦であれば、封止樹脂層の成型時に樹脂の流れがよく、成型時のクラック発生や残留応力が軽減される。【００７５】  蛍光体樹脂部の主成分としてシリコーン樹脂を用いている。シリコーン樹脂は、透光性に優れ、光の取り出し効率が高くなる。ただし、蛍光体を含有する樹脂はこれに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】  本発明のＬＥＤ光源は、熱衝撃に対して高い信頼性を示すため、一般照明だけではなく、より使用環境の厳しい状況で使用される光源にも適している。
【図１】
2005083805.tif 000003
【図２】
2005083805.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月30日(2005.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する基板と、
前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された反射板と、
前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層と、
を備え、
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さをＤｗ、前記反射板の上面を覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗが１．２以上１．８以下であるＬＥＤ光源。
【請求項２】
前記反射板の開口部の内壁面と前記ＬＥＤ素子との間に配置され、前記ＬＥＤ素子を覆う波長変換部を備え、
前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長に変換する蛍光体を含有する樹脂から形成されている請求項２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の開口部に位置する部分は、前記反射板の上面を覆う部分よりも突出したレンズ形状を有している請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ素子。
【請求項５】
前記ＬＥＤ素子の動作中における発熱量は、１Ｗ／ｃｍ2以上である請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項６】
前記基板の主面に支持される前記ＬＥＤ素子の個数は２以上である請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項７】
前記基板の熱膨張係数ｎ1は、０．４×１０-5／Ｋ以上２．５×１０-5／Ｋ以下であり、
前記封止樹脂層の熱膨張係数ｎ2は、６．０×１０-5／Ｋ以上８．０×１０-5／Ｋ以下であり、
前記反射板の熱膨張係数ｎ3は、２．３×１０-5／Ｋ以上８．６×１０-5／Ｋ以下である、請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項８】
Ｄｈは１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、Ｄｗが１００μｍ以上１５００μｍ以下である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項９】
Ｄｗは１００μｍ以上９００μｍ以下である請求項８に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１０】
前記反射板は、前記開口部が形成された平板から構成されている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１１】
前記反射板に形成された前記開口部の個数は、４以上である請求項１０に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１２】
前記封止樹脂層はエポキシ樹脂を主成分として含有する材料から形成されている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１３】
前記封止樹脂層は前記反射板の上面全体を覆っている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１４】
前記反射板の上面の輪郭は矩形である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１５】
請求項１に記載のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源に電力を供給する回路と、
を備えた照明装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源に関し、特に、一般照明用の白色光源として好適に使用され得るＬＥＤ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ素子」と称する。）は、小型で効率が良く鮮やかな色の発光を示す半導体素子であり、優れた単色性ピークを有している。ＬＥＤ素子を用いて白色発光をさせる場合、例えば赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、および青色ＬＥＤ素子を近接するように配置し、拡散混色を行えばよい。しかし、各ＬＥＤ素子が優れた単色性ピークを有するがゆえに、色ムラが生じやすいという問題がある。すなわち、各ＬＥＤ素子からの発光が不均一になって混色がうまくいかないと、色ムラが生じた白色発光となってしまう。このような色ムラの問題を解消するために、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせて白色発光を得る技術が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
特許文献１に開示されている技術によれば、青色ＬＥＤ素子からの発光と、その発光で励起され黄色を発光する黄色蛍光体からの発光とによって白色発光を得ている。この技術では、１種類のＬＥＤ素子だけを用いて白色発光を得るので、複数種類のＬＥＤ素子を近接させて白色発光を得る場合に生じる色ムラの問題を解消することができる。
【０００４】
特許文献２に開示されたＬＥＤ照明光源は、図１１に示すような構成を有している。すなわち、図１１のＬＥＤ照明光源は、ＬＥＤ素子４０１を載置しているカップ４０３の内部が蛍光体を含む第１の樹脂４０５で充填され、さらにＬＥＤ素子４０１の全体が第２の樹脂４０４で封止された構造を有している。ＬＥＤ素子４０１はリードフレーム４０２およびワイヤ４０６を介して駆動電流が供給され、発光する。ＬＥＤ素子４０１から放射された光は、第１の樹脂４０５に含まれる蛍光体によって当該光の波長よりも波長の長い光に変換される。ＬＥＤ素子４０１から放射された光と、第１の樹脂４０５で変換された光とが混色を起こす結果、所望の色の光（を合成することができる。ＬＥＤ素子４０１から青色が発光される場合において、その光によって第１の樹脂４０５内の蛍光物質が黄色を発光すると、両方の色が混じりあって白色が得られる。
【０００５】
一般に１個のＬＥＤ素子から得られる光束は小さいため、一般照明用光源として広く普及している白熱電球や蛍光ランプと同程度の光束を得るには、複数のＬＥＤ素子を同一基板上に配列してＬＥＤ照明光源を構成することが望ましい。そのようなＬＥＤ照明光源は、例えば特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献２】特開平１０−５６２０８号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
同一基板上に多数のＬＥＤチップを高密度で実装する場合、製造の容易さから、多数のＬＥＤチップの配列された基板面が樹脂で一括的に封止される。しかしながら、本願発明者の実験によると、上記の樹脂封止が行なわれたＬＥＤ光源には、熱衝撃時によって封止樹脂層と基板との界面に割れやクラックが生じ、封止樹脂層にリークが生じるという問題のあることがわかった。このようなリークが発生すると、空気中の水分によりＬＥＤチップが劣化する。その結果、信頼性が低下し、素子寿命が短くなってしまうため、実用上大きな支障となっている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、熱衝撃による封止樹脂層の割れやクラックの発生を抑制し、信頼性および寿命を改善したＬＥＤ光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＬＥＤ光源は、主面を有する基板と、前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された反射板と、前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層とを備え、前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さをＤｗ、前記反射板の上面を覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗが１．２以上１．８以下である。
【０００９】
好ましい実施形態において、前記反射板の開口部の内壁面と前記ＬＥＤ素子との間に配置され、前記ＬＥＤ素子を覆う波長変換部を備え、前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する。
【００１０】
好ましい実施形態において、前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長に変換する蛍光体を含有する樹脂から形成されている。
【００１１】
好ましい実施形態において、前記封止樹脂層のうち、前記反射板の開口部に位置する部分は、前記反射板の上面を覆う部分よりも突出したレンズ形状を有している。
【００１２】
好ましい実施形態において、前記ＬＥＤ素子の動作中における発熱量は、１Ｗ／ｃｍ2以上である。
【００１３】
好ましい実施形態において、前記基板の主面に支持される前記ＬＥＤ素子の個数は２以上である。
【００１４】
好ましい実施形態において、前記基板の熱膨張係数ｎ1は、０．４×１０-5／Ｋ以上２．５×１０-5／Ｋ以下であり、前記封止樹脂層の熱膨張係数ｎ2は、６．０×１０-5／Ｋ以上８．０×１０-5／Ｋ以下であり、前記反射板の熱膨張係数ｎ3は、２．３×１０-5／Ｋ以上８．６×１０-5／Ｋ以下である。
【００１５】
好ましい実施形態において、Ｄｈは１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、Ｄｗが１００μｍ以上１５００μｍ以下である。
【００１６】
好ましい実施形態において、Ｄｗは１００μｍ以上９００μｍ以下である。
【００１７】
好ましい実施形態において、前記反射板は、前記開口部が形成された平板から構成されている。
【００１８】
好ましい実施形態において、前記反射板に形成された前記開口部の個数は、４以上である。
【００１９】
好ましい実施形態において、前記封止樹脂層はエポキシ樹脂を主成分として含有する材料から形成されている。
【００２０】
好ましい実施形態において、前記封止樹脂層は前記反射板の上面全体を覆っている。
【００２１】
好ましい実施形態において、前記反射板の上面の輪郭は矩形である。
【００２２】
本発明の照明装置は、上記いずれかのＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源に電力を供給する回路とを備えている。
【００２３】
本発明のＬＥＤ光源の製造方法は、主面を有する基板と、前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された反射板とを備えた構造物を用意する工程と、前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層の形状を規定する成形型を用意する工程と、前記成形型の内壁面と前記反射板の上面および側面との間に所定の間隔を有する隙間を形成するように前記基板に対する前記成形型の位置を合わせる工程と、前記隙間に樹脂を流し込み、前記樹脂を硬化させることにより、前記ＬＥＤ素子および前記反射板を覆う封止樹脂層を形成する工程とを含み、前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さをＤｗ、前記反射板の上面を覆う部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈ／Ｄｗを１．２以上１．８以下の範囲内に調節する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、反射板を覆う封止樹脂層の厚さを調節することにより、熱衝撃による封止樹脂層の劣化を抑え、信頼性および寿命を改善したＬＥＤ光源を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のＬＥＤ光源は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、主面１０ａを有する基板１０と、基板１０ａの主面１０ａに支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子１２と、ＬＥＤ素子１２の側面を取り囲む反射面１４を有する開口部を備えた反射板１６とを備えている。反射板１６は、基板１０の主面１０ａに支持されている。ＬＥＤ素子１２および反射板１６は封止樹脂層１８によって全体が覆われているため、ＬＥＤ素子１２は大気から遮断（封止）されている。
【００２６】
ＬＥＤ素子１２は、後に詳しく説明するように、好適にはＬＥＤベアチップと、このチップを覆う蛍光体樹脂とから構成される。ＬＥＤ素子１２から放射された光は、封止樹脂層１８を透過して矢印の方向に取り出される。より具体的には、ＬＥＤ素子１２から放射された光の一部は、反射板１６の反射面１４によって反射された後、封止樹脂層１８の外側に出射され、前記光の残りの部分は、反射面１４で反射されることなく封止樹脂層１８を透過して封止樹脂層１８の外側に出射される。
【００２７】
本願明細書では、封止樹脂層１８のうち、反射板１６の側面１６ｗを覆う部分の厚さをＤｗ、反射板１６の上面１６ｈを覆う部分の厚さをＤｈとする。図１には示されていないが、封止樹脂層１８の一部にレンズ状の凸部が設けられていてもよい。図２は、レンズ状に突出する部分（マイクロレンズ部）を有する封止樹脂層１８を示す図である。図２に示すＬＥＤ光源では、反射板１６の上面１６ｈを覆う部分の厚さは一様ではない。マイクロレンズ部の厚さＤｈ'は、反射板１６の上面１６ｈからマイクロレンズ部の上端までの距離（レベル差）である。この厚さＤｈ'は、厚さＤｈの２倍から２０倍の大きさを有している。このようなマイクロレンズ部の厚さＤｈ'は、封止樹脂層１８の熱衝撃耐性にほとんど影響しない。本発明にとって重要なパラメータは、反射板１６の端面近傍おける封止樹脂層１８の厚さである。したがって、本明細書における「Ｄｈ」は、反射板１６の端面近傍おける封止樹脂層１８の厚さを意味するものとのする。
【００２８】
なお、図１に示すように、反射板１６における開口部の内壁面を反射面１４として機能させるには、開口部の内壁面を凹面上にカーブさせたり、傾斜させることが好ましい。
【００２９】
図１の例では、単一のＬＥＤ素子が基板１０に実装されているが、光束を高めるという観点からは、１つの基板１０に実装するＬＥＤ素子の個数を複数にすることが好ましい。図３（ａ）及び（ｂ）は、７×７＝４９個のＬＥＤ素子を基板１０上に実装したＬＥＤ光源の上面図を示している。図３の例では、反射板１６に４９個の開口部が設けられており、各開口部の中心付近にＬＥＤ素子（図３において不図示）が設けられている。このような場合でも、封止樹脂層１８は、１つの連続した層として、複数のＬＥＤ素子のすべてを覆っている。
【００３０】
本発明では、封止樹脂層１８のクラック発生を抑制し、ＬＥＤ光源の耐久性を高めるため、Ｄｈ／Ｄｗを１．２以上１．８以下の範囲内に設定している。
【００３１】
従来、ＬＥＤ素子および反射板を封止樹脂層によって封止する場合、製造方法上の理由から、封止樹脂層の一部は反射板から外側に広く延びた形状を有していた。このため、従来のＬＥＤ光源におけるＤｈ／Ｄｗは、１に略等しいか、１より小さな値を有していた。
【００３２】
以下、従来のＬＥＤ光源におけるＤｈ／Ｄｗが１よりも小さな値を有していた理由を理解するため、まず、図４（ａ）から（ｃ）を参照しながら、従来のトランスファモールド法によって封止樹脂層１８を形成する方法を説明する。
【００３３】
まず、図４（ａ）に示すように、主面１０ａ上にＬＥＤ素子（不図示）および反射板１６を実装した基板１０を用意する。不図示のＬＥＤ素子は、例えば超音波フリップチップ実装によって基板１０に固着されている。反射板１６は、例えば接着層を介して基板１０の主面に固着されている。一方、封止樹脂層１８の形状を規定する成形型２０を用意し、成形装置（不図示）にセットする。成形型２０の凹部が封止樹脂層１８の外形を規定することになる。より詳細には、成形型２０の凹部の内壁面２０ａが封止樹脂層１８の上面および側面を規定することになる。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示すように、成形型２０に基板１０を押し当て、成形型２０の凹部内に反射板１６を完全に収容する。このとき、成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の上面および側面との間には隙間２０ｂが形成され、その隙間２０ｂに樹脂が充填される。樹脂は、成形型２０に設けた不図示の樹脂供給路を通って成形型２０の凹部に注入される。
【００３５】
成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の上面および側面との間に形成されている隙間２０ｂに注入された樹脂は、加圧された状態のまま、１５０〜１８０℃の温度で３〜５分程度保持され、硬化する。その後、図４（ｃ）に示すように、基板１０を成形型２０から離すことにより、封止樹脂層１８を形成することができる。
【００３６】
成形型２０を反射板１６が搭載された基板１０に押し当てるには、上述のように成形型２０の凹部内に反射板１６を完全に収容する必要がある。成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の側面との間に形成される隙間２０ｂを小さくしようとすると、反射板１６に対する成形型２０の位置合わせ（アライメント）精度を高めることが必要になる。
【００３７】
従来、成形型２０の内壁面２０ａと反射板１６の側面との間には、十分な隙間が形成されるように位置合わせのマージンを確保していた。このため、最終的に形成される封止樹脂層１８のうち、反射板１６の側面１６ｗを覆う部分の厚さＤｗは大きくなり、Ｄｈ／Ｄｗはせいぜい１か、それよりも小さな値を有していた。
【００３８】
本発明者は、封止樹脂層１８に発生するクラックが封止樹脂層１８と基板１０または反射板１６との間に存在する熱膨張率の差に起因して生じると考え、また、後に詳しく説明するように、封止樹脂層１８のうち反射板１６の側面を覆う部分の厚さＤｗを従来よりも小さく設定してＤｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下の範囲内に調節すれば、クラックの発生を抑制できることを見出し、本発明に想到した。
【００３９】
以下、図５（ａ）から（ｃ）を参照しながら、本発明における封止樹脂層１８を形成する方法を説明する。
【００４０】
まず、図５（ａ）に示すように、主面１０ａ上にＬＥＤ（素子）および反射板１６を実装した基板１０と、成形型４０を用意する。本発明では、成形型４０の凹部のサイズが従来の成形型２０の凹部のサイズと異なっている。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、成形型４０に基板１０を押し当て、成形型４０の凹部内に反射板１６を完全に収容する。このときに形成される成形型４０の内壁面４０ａと反射板１６の上面との隙間の大きさをＤｈに設定し、成形型４０の内壁面２０ａと反射板１６の隙間の大きさをＤｗに設定する。Ｄｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下の範囲にある。
【００４２】
この後、上記隙間に樹脂を充填し、従来方法と同様にして樹脂を硬化させる。その後、図５（ｃ）に示すように、基板１０を成形型４０から離すことにより、封止樹脂層１８を形成する。得られた封止樹脂層１８の外形は、成形型４０の凹部の内壁４０ａの形状によって規定され、Ｄｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下の範囲内にある。
【００４３】
本発明では、反射板１６が搭載された基板１０に成形型４０を押し当てるときの位置合わせ精度を従来よりも高めることが必要になる。この位置合わせ精度が低く、成形型４０と基板１０との水平方向の配置関係がずれると、成形型４０の凹部内に反射板１６を適切に収容できなくなり、Ｄｈ／Ｄｗを所定範囲内に調節することができなくなる。図６（ａ）の矢印の方向に成形型４０と基板１０との配置関係がずれると、図６（ｂ）または図６（ｃ）に示すように、成形型４０と反射板１６とが衝突する場合さえある。このような衝突が発生すると、封止樹脂層１８を形成することができなくなる。本願発明では、このような不具合を避けるように、位置合わせ精度の高い成形装置を用いて封止樹脂層１８を形成する。
【００４４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４５】
（実施形態）
まず、図７から図１０を参照しながら本発明によるＬＥＤ光源の実施形態を説明する。
【００４６】
図７は、本実施形態におけるＬＥＤ光源の概観を示した斜視図である。簡単のため、ＬＥＤチップの配線や給電ピンなどの記載を図７から省略している。図８は、本実施形態のＬＥＤ光源における或るＬＥＤチップ１０３およびその周辺部を拡大した断面図である。
【００４７】
本実施形態では、光束を高めるために、基板１００１上に多数のＬＥＤチップを二次元的に配列している。１つの基板１００１上に配列するＬＥＤチップの個数は、例えば４〜１００個であるが、この個数は用途によって変化し、この範囲から外れても良い。また、１つのチップでも高い光束を実現できる大型ＬＥＤチップを用いる場合は、基板１００１上に単一のＬＥＤチップを実装しても良い。本実施形態では、７行×７列に合計で４９個のＬＥＤチップを配列している。
【００４８】
本発明では、点灯時のＬＥＤ素子から発生する熱量が基板主面における単位面積あたり、２Ｗ／ｃｍ2以上である場合に特に顕著な効果を得ることができる。このように発熱量が高いと、光源のＯＮ／ＯＦＦに伴ってＬＥＤ光源の温度が大きく上下するため、前述した熱膨張係数差に起因したクラックが発生しやすくなるからである。１つの大型ＬＥＤチップを基板上に実装する場合、１個のＬＥＤチップから１Ｗ程度の熱量が発生することがある。このような場合、単位面積あたりの発熱量は、４Ｗ／ｃｍ2以上に達することになり、多数のＬＥＤチップを実装した場合と同様に封止樹脂層にクラックが生じやすくなる。しかしながら、本発明によれば、このようなクラックの発生を効果的に抑制することができる。
【００４９】
本実施形態における各ＬＥＤチップ１０３は、図８に示すように、蛍光物質を含んだ蛍光体樹脂部１０４で覆われている。蛍光体樹脂部１０４は、ＬＥＤチップ１０３から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する蛍光体（蛍光物質）と、蛍光体を分散させる樹脂とから形成されている。ＬＥＤチップ１０３は、基板１００１の上面上に実装されている。基板１００１の上面には、配線パターン（不図示）が形成されており、本実施形態では、その配線パターンの一部（例えば、ランド）に、ＬＥＤチップ１０３がフリップチップ方式で実装されている。
【００５０】
基板１００１の上面（主面）には、図７に示されるように反射板１０５が配置されており、反射板１０５には、蛍光体樹脂部１０４を取り囲む複数の開口部が形成されている。各開口部の内壁面は、ＬＥＤチップ１０３から放射された光を反射する反射面として機能する。
【００５１】
本実施形態では、蛍光体樹脂部１０４および反射板１０５がエポキシ樹脂からなる封止樹脂層１０６で覆われている。封止樹脂層１０６は、反射板１０５の開口部の内部へ外気が進入することを防いでいる。
【００５２】
基板１００１は、好ましくは放熱性に優れた材料から形成される。本実施形態の基板１００１は、図８に示されるように、金属ベース１０１と、コンポジット層１０２とを備えている。金属ベース１０１は、熱伝導率の高いＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）などの金属材料から形成されることが好ましい。コンポジット層１０２は、例えばアルミナとエポキシ樹脂のコンポジットから形成されている。コンポジット層１０２は絶縁層の機能を発揮するとともに、優れた放熱性を発揮する。コンポジット層１０２の厚さは、放熱性の観点から、０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲に設定される。本実施形態におけるコンポジット層１０２の厚さは０．２ｍｍである。なお、基板１００１の全体としての厚さは、例えば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が実用的である。本実施形態の基板１００１の厚さは１．０ｍｍである。
【００５３】
このようなコンポジット基板は、高い熱伝導率（例えば、１．２℃／Ｗ以上）を実現でき、放熱性に優れる。その結果、各ＬＥＤチップの温度上昇を抑制しながら、各ＬＥＤチップに大きな電流を流すことができるため、大きい光束を得ることができる。
【００５４】
なお、基板１００１は、上記構成を有するものに限定されず、ＡｌＮ等のセラミック基板であってもよい。ただし、基板１００１の熱膨張係数ｎ1は、０．４×１０-5／Ｋ以上２．５×１０-5／Ｋ以下の範囲に設定されることが好ましい。本実施形態の基板１００１では、Ａｌからなる金属ベース１０１の厚さがコンポジット層１０２の厚さの３倍以上であるため、基板１００１の全体としての熱膨張係数は、Ａｌの熱膨張係数に支配され、２．３５×１０-5／Ｋ程度である。
【００５５】
現在普及している青色のＬＥＤ素子１０３の大きさは、その発光面の一辺が０．３ｍｍ以上２．０以下ｍｍ程度である。本実施形態では、発光面の形状が０．３ｍｍ×０．３ｍｍの正方形のＬＥＤ素子１０３を用いている。ＬＥＤチップ素子１０３の発光中心波長は４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度の範囲にあることが好ましい。本実施形態では、発光効率の点から、発光中心波長が４７０ｎｍのＬＥＤ素子を用いている。
【００５６】
ＬＥＤ素子１０３を覆う蛍光体樹脂部１０４は、シリコーンを主成分とした樹脂であり、蛍光物質を含有している。蛍光物質は、例えば（Ｙ・Ｓｍ）3（Ａｌ・Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅや（Ｙ0.39Ｇｄ0.57Ｃｅ0.03Ｓｍ0.01）3Ａｌ5Ｏ12などである。
【００５７】
反射板１０５は、蛍光体樹脂部１０４から出てくる光を効率よく矢印Ｄの方向へ反射するように、放物面加工が施されている。反射板１０５は、好適にはＡｌや樹脂などから形成される。本発明に好適に用いられる反射板の熱膨張係数ｎ3は２．３×１０-5／Ｋ以上８．６×１０-5／Ｋ以下の範囲にある。反射板１０５の厚さは、好ましくは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定される。反射板１０５の上面が矩形である場合、その一辺の長さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されることが実用的である。本実施形態の反射板１０５は、熱膨張係数２．３５×１０-5／ＫのＡｌから形成され、その厚さは１．０ｍｍ、上面の輪郭は２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形である。
【００５８】
封止樹脂層１０６は、エポキシ樹脂を主成分としており、透明（可視光透過率９８％／ｍｍ程度）である。封止樹脂層１０６は、蛍光体樹脂部１０４と反射板１０５を覆っており、封止樹脂層１０６および基板１００１によってＬＥＤ素子１０３が封止されている。封止樹脂層の熱膨張係数ｎ2は、６．０×１０-5／Ｋ以上８．０×１０-5／Ｋの範囲に設定されることが実用的である。本実施形態の封止樹脂層１０６の熱膨張係数は６．５×１０-5／Ｋである。
【００５９】
このような構成のＬＥＤ光源について、熱衝撃試験を行い、封止樹脂層１０６のクラックを観察し、リークの有無を検討した。具体的な試験は、ＪＩＳ規格の「ＪＩＳ Ｃ ７０２１ Ａ‐３」に沿って行った。試験条件は、本実施形態に係るＬＥＤ光源を１００℃の液層に１５秒以上漬けた後、３秒以内に０℃の液層に移載する。ＬＥＤ光源を０℃の液層に５分以上漬けた後、３秒以内に再び１００℃の液層に漬け、その中で１５秒以上保持する。これらの工程をヒートショックの１サイクルとし、封止樹脂層１０６にクラックなどの外観異常が発生するまでのヒートショックのサイクル数を測定した。ＪＩＳ規格では、１０サイクル以上の耐久性が要求されている。
【００６０】
図９（ａ）は、ＬＥＤ光源の側面図であり、図９（ｂ）は、その上面図である。図９（ａ）に示す「Ｄｈ」は、反射板１０５の上面（反射板１０５の光取り出し方向の面）における封止樹脂層１０６の厚さを示している。「Ｄｗ」は、反射板１０５の側面（反射板１０５の上面と垂直な面）における封止樹脂層１０６の平均厚さを示している。反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６の厚さは、場所によって異なるが、平均厚さＤｗの±約１０％の範囲に含まれる。
【００６１】
本実験では、Ｄｈを１００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲内で変化させ、Ｄｗを１００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲内で変化させた多数のサンプルを作製し、上記の熱衝撃試験を行った。図１０は、熱衝撃試験の結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｄｗに対するＤｈの比率（Ｄｈ／Ｄｗ）であり、縦軸は、クラックなどの外観異常がはじめて現れるヒートショックのサイクルの数を示している。
【００６２】
図１０からわかるように、Ｄｈ／Ｄｗが１．１８以上１．８以下の場合、２０サイクル以上の耐久性がある。２０サイクルの耐久性は、ＬＥＤ光源のオン−オフ・スイッチングを行なう場合の寿命に換算すると、２００００回のスイッチングに相当し、通常の使用条件における２００００時間の寿命に相当する。
【００６３】
Ｄｈ／Ｄｗを１．１８よりも大きくしてゆくと、耐久性が向上し、Ｄｈ／Ｄｗを１．２では、３０サイクルの耐久性が得られ、Ｄｈ／Ｄｗを１．２３のときには、６０サイクルの耐久性が達成される。Ｄｈ／Ｄｗが１．２３以上１．４５以下ときには、６０サイクル以上の優れた耐久性が発揮されるが、Ｄｈ／Ｄｗが１．３５程度でピーク値をとり、その後は、Ｄｈ／Ｄｗが増加するにつれて耐久性の低下が観察される。しかしながら、Ｄｈ／Ｄｗが１．８を超えない限り、耐久性は充分に高く維持される。
【００６４】
製造工程中における各種プロセスパラメータの変動を考慮すると、Ｄｈ／Ｄｗを１．２以上１．８以下の範囲内に調節することが好ましい。Ｄｈ／Ｄｗがこの範囲内にあれば、１０サイクル以上の耐久性を充分に満足する。
【００６５】
Ｄｈ／Ｄｗが約１．２よりも小さくなると、熱衝撃に対する耐久性が低下する理由は、反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６の厚さＤｗが相対的に大きくなるとほど、反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６が基板主面に平行な方向に大きく熱膨張および熱収縮するようになる。一方、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６は、反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６の膨張・収縮の影響を受けて膨張・収縮しようとする。しかし、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６の厚さＤｈが充分に大きな値を有していないと、基板主面に平行な方向における膨張・収縮の程度が、反射板１０５の上面に位置する封止樹脂層１０６と側面に位置する封止樹脂層１０６との間で大きく異なるものとなる。このような場合に、反射板１０５の周囲（特に四隅の近傍）における封止樹脂層１０６にクラックが発生しやすくなる。Ｄｈ／Ｄｗが小さくなり、１に近づくにつれ、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６の基板主面に平行な方向における膨張・収縮の程度が急激に低下するため、反射板１０５の側面部における封止樹脂層１０６の膨張・収縮を吸収できず、耐久性も顕著に低下することになる。
【００６６】
一般に、ＤｈよりもＤｗを小さくなることは製造工程の点で難しく、従来の製造方法に従えば、Ｄｈ／Ｄｗは１以下になっていた。このため、従来のＬＥＤ光源では、封止樹脂層１０６の四隅で特にクラックが発生しやすく、寿命に問題があった。
【００６７】
Ｄｗを小さく設定するためには、成形装置の位置合わせ精度を高める必要がある。クラックの発生を抑制するには、Ｄｗを９００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下に調節することが好ましい。Ｄｗをこのような値に設定するには、成形装置の位置合わせ精度をＤｗの１０％程度に高める制御が必要になる。
【００６８】
一方、Ｄｈ／Ｄｗが１．８よりも大きくなると、反射板１０５の上面における封止樹脂層１０６の厚さＤｈが相対的に大きくなるため、その膨張・収縮を反射板１０５の側面における封止樹脂層１０６が充分に吸収できなくなり、クラックが発生しやすくなる。
【００６９】
なお、封止樹脂層１０６にレンズ形状を付与する場合、成形型にレンズ形状に対応した面を形成すればよい。封止樹脂層１０６の一部がレンズまたはレンズアレイと機能する場合、前述のように、Ｄｈは、レンズが存在してない部分における封止樹脂層１０６の厚さになる。この厚さ（Ｄｈ）は、例えば７００μｍ以上８００μｍ以下に設定される。
【００７０】
本実施形態における基板および反射板の形状は、いずれも、上面および下面の輪郭が正方形であるが、本発明における基板および反射板の形状は、これに限定されない。基板および反射板の形状は、円柱、円錐台、曲板であっても良い。
【００７１】
反射板の四隅では、封止樹脂層１０６の膨張収縮による応力の集中が生じやすく、このような応力の集中は、封止樹脂層１０６のクラックを引き起こす原因となる。このため、反射板は、角が丸められた形状、例えば円柱や円錐台の形状を有することが好ましい。上面および下面の形状が円である平板から反射板を構成した場合、封止樹脂層１０６の膨張収縮による応力の集中が緩和されるため、より熱衝撃に強いＬＥＤ光源を得ることができる。
【００７２】
基板の上面や反射板の上下面は、カーブしているよりも平坦であることが好ましい。これらの面が平坦であれば、封止樹脂層の成型時に樹脂の流れがよく、成型時のクラック発生や残留応力が軽減される。
【００７３】
蛍光体樹脂部の主成分としてシリコーン樹脂を用いている。シリコーン樹脂は、透光性に優れ、光の取り出し効率が高くなる。ただし、蛍光体を含有する樹脂はこれに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のＬＥＤ光源は、熱衝撃に対して高い信頼性を示すため、一般照明だけではなく、より使用環境の厳しい状況で使用される光源にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は、本発明のＬＥＤ光源の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、その上面図である。
【図２】本発明のＬＥＤ光源の他の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明のＬＥＤ光源の更に他の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、その上面図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は封止樹脂層の作製方法の従来例を示す工程断面図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、本発明で好適に用いられ得る封止樹脂層の作製方法の一例を示す工程断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、封止樹脂層の作製工程における位置あわせズレを示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源の概略図である。
【図８】本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源の一部の断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源の断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤ光源の上面図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるＬＥＤ光源に関するヒートサイクル試験の結果を示すグラフである。
【図１１】従来のＬＥＤ光源の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０        基板
１０ａ      基板の主面
１２        ＬＥＤ素子
１４        反射面
１６        反射板
１６ｗ      反射板の側面
１６ｈ      反射板の上面
１８        封止樹脂層
Ｄｗ        封止樹脂層のうち、反射板の側面を覆う部分の厚さ
Ｄｈ        封止樹脂層のうち、反射板の上面ｈを覆う部分の厚さ
２０        成形型
４０        成形型
１０１        金属ベース
１０２        コンポジット層
１０３        ＬＥＤ素子
１０４        蛍光体樹脂部
１０５        反射板
１０６        封止樹脂層
４０１        ＬＥＤ素子
４０２        リードフレーム
４０３        カップ
４０４        第２樹脂部
４０５        第１樹脂部
４０６        ワイヤ
１００１        基板
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005083805.tif 000014
【図２】
2005083805.tif 000015
【図３】
2005083805.tif 000016
【図４】
2005083805.tif 000017
【図５】
2005083805.tif 000018
【図６】
2005083805.tif 000019
【図７】
2005083805.tif 000020
【図８】
2005083805.tif 000021
【図９】
2005083805.tif 000022
【図１０】
2005083805.tif 000023
【図１１】
2005083805.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月6日(2006.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する基板と、
前記基板の主面に支持された少なくとも１つのＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子の側面を取り囲む反射面を有する開口部を備え、前記基板の主面に支持された厚さ０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の平板から構成される反射板と、
前記ＬＥＤ素子および前記反射板の上面および側面の全体を覆う封止樹脂層と、
を備え、
前記基板の熱膨張係数ｎ1は、０．４×１０-5／Ｋ以上２．５×１０-5／Ｋ以下であり、
前記封止樹脂層の熱膨張係数ｎ2は、６．０×１０-5／Ｋ以上８．０×１０-5／Ｋ以下であり、
前記反射板の熱膨張係数ｎ3は、２．３×１０-5／Ｋ以上８．６×１０-5／Ｋ以下であり、
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の平均厚さをＤｗ、前記反射板の上面における端面近傍を覆う厚さが略一様な部分の厚さをＤｈとするとき、Ｄｈは１００μｍ以上１５００μｍ以下、Ｄｗは１００μｍ以上１５００μｍ以下、Ｄｈ／Ｄｗは１．２以上１．８以下であり、
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の側面を覆う部分の厚さは、前記側面上において平均厚さＤｗの±１０％の範囲内にある、ＬＥＤ光源。
【請求項２】
前記反射板の開口部の内壁面と前記ＬＥＤ素子との間に配置され、前記ＬＥＤ素子を覆う波長変換部を備え、
前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
前記波長変換部は、前記ＬＥＤ素子から放射された光を当該光の波長よりも長い波長に変換する蛍光体を含有する樹脂から形成されている請求項２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
前記封止樹脂層のうち、前記反射板の開口部に位置する部分は、前記反射板の上面を覆う部分よりも突出したレンズ形状を有している請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ素子。
【請求項５】
前記ＬＥＤ素子の動作中における発熱量は、１Ｗ／ｃｍ2以上である請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項６】
前記基板の主面に支持される前記ＬＥＤ素子の個数は２以上である請求項１に記載のＬＥＤ素子。
【請求項７】
Ｄｗは１００μｍ以上９００μｍ以下である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項８】
前記反射板に形成された前記開口部の個数は、４以上である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項９】
前記封止樹脂層はエポキシ樹脂を主成分として含有する材料から形成されている請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１０】
前記反射板の上面の輪郭は矩形である請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１１】
請求項１に記載のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源に電力を供給する回路と、
を備えた照明装置。
【国際調査報告】
2005083805.tif 000025
2005083805.tif 000026
2005083805.tif 000027
2005083805.tif 000028