(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に発光素子の搭載部を有する基体と、
前記基体の前記上面に位置した一端および前記基体の下面に位置した他端を有する配線導体と、
前記基体の上面に前記配線導体の前記一端および前記搭載部を取り囲むように取着された、内周面が第１の光反射面とされた枠状の第１の反射部材と、
前記基体の上面に、前記第１の反射部材の外周面に対し空隙部を介して前記第１の反射部材を取り囲むように取着されるとともに、前記第１の反射部材の上端よりも上方に第２の光反射面が設けられた枠状の第２の反射部材であって、前記第１の反射部材の外周面と並行である内周面を備える第２の反射部材とを具備し、
前記第２の光反射面は、下端よりも上端の方が外側に広がった傾斜面であり、
前記基体の前記上面を基準として、前記第１の反射部材の上端の高さをＹ１、前記内周面の上端の高さをＹ２、前記第２の光反射面の上端の高さをＹ３とした場合、Ｙ２≦Ｙ１＜Ｙ３であり、
前記配線導体の前記他端は、前記第２の反射部材の下方に配置されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記基体および前記第１の反射部材は、セラミックスから成ることを特徴とする請求項１記載の発光素子収納用パッケージ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された発光素子収納用パッケージと、
前記搭載部に搭載された発光素子と、
前記第１の反射部材の内側に前記発光素子を覆うように設けられた透光性部材とを備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発光装置と、
前記発光装置が搭載され、前記発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、
前記発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含むことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
上面に発光素子の搭載部を有する基体と、
前記基体の上面に前記搭載部を取り囲むように取着された、内周面が第１の光反射面とされた枠状の第１の反射部材と、
前記基体の上面に、前記第１の反射部材の外周面に対し空隙部を介して前記第１の反射部材を取り囲むように取着されるとともに、前記第１の反射部材の上端よりも上方に第２の光反射面が設けられた枠状の第２の反射部材であって、前記第１の反射部材の外周面と並行である内周面を備える第２の反射部材と、
前記搭載部に搭載された発光素子と、
前記第２の反射部材の開口部を塞ぐように前記第２の反射部材に取着された、前記発光素子からの光の一部または全部を波長変換する蛍光体層とを備え、
前記第２の光反射面は、下端よりも上端の方が外側に広がった傾斜面であり、
前記基体の前記上面を基準として、前記第１の反射部材の上端の高さをＹ１、前記内周面の上端の高さをＹ２、前記第２の光反射面の上端の高さをＹ３とした場合、Ｙ２≦Ｙ１＜Ｙ３であることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発光装置と、
前記発光装置が搭載され、前記発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、
前記発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含むことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から発光される光を蛍光体で波長変換し外部に放射する発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置ならびに照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置は、発光素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）と、発光素子と、透光性部材とを備えることによって主に構成されている。パッケージは、基体と、反射部材とから成る。反射部材は、枠状に形成され、内周面が、発光素子が発光する光を反射する反射面とされている。
【０００３】
この発光装置は、外部電気回路から供給される駆動電流によって発光素子１４を発光させることができる。近年、これらの発光装置は、照明用光源として利用されるようになってきており、発光装置の作動時における配光分布、放熱性のよいものが要求されている。また、この発光装置を照明用光源として用いる場合、発光装置の寿命が重要な問題となることから、高輝度であるとともに長寿命な発光装置が要求されている。
【０００４】
そこで最近では発光装置の安定した配光分布を得るために、反射部材の様々な構造が検討されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０７３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の発光装置において、所望の反射特性を有する一体の反射面を有した体積の大きい反射部材を接合すると、パッケージ製造工程における取り扱いの際、または発光装置を使用する際等に基体１１および反射部材１２に、熱膨張係数差による応力および曲げモーメント等が発生したり、パッケージの封止性が十分なものでなくなったりするという問題点を招来させていた。
【０００７】
したがって、本発明はかかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、熱膨張係数差等によって起きる発光装置の配光分布の変動を抑制することができ、封止性が良好な発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上面に発光素子の搭載部を有する基体と、
前記基体の前記上面に位置した一端および前記基体の下面に位置した他端を有する配線導体と、
前記基体の上面に前記配線導体の前記一端および前記搭載部を取り囲むように取着された、内周面が第１の光反射面とされた枠状の第１の反射部材と、
前記基体の上面に、前記第１の反射部材の外周面に対し空隙部を介して前記第１の反射部材を取り囲むように取着されるとともに、前記第１の反射部材の上端よりも上方に第２の光反射面が設けられた枠状の第２の反射部材であって、前記第１の反射部材の外周面と並行である内周面を備える第２の反射部材とを具備し、
前記第２の光反射面は、下端よりも上端の方が外側に広がった傾斜面であり、
前記基体の前記上面を基準として、前記第１の反射部材の上端の高さをＹ１、前記内周面の上端の高さをＹ２、前記第２の光反射面の上端の高さをＹ３とした場合、Ｙ２≦Ｙ１＜Ｙ３であり、
前記配線導体の前記他端は、前記第２の反射部材の下方に配置されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージである。
【０００９】
また、本発明において、前記基体および前記第１の反射部材は、セラミックスから成ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の発光素子収納用パッケージと、
前記搭載部に搭載された発光素子と、
前記第１の反射部材の内側に前記発光素子を覆うように設けられた透光性部材とを備えていることを特徴とする発光装置である。
【００１１】
また、本発明は、上記の発光装置と、
前記発光装置が搭載され、前記発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、
前記発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含むことを特徴とする照明装置である。
【００１２】
また、本発明は、上面に発光素子の搭載部を有する基体と、
前記基体の上面に前記搭載部を取り囲むように取着された、内周面が第１の光反射面とされた枠状の第１の反射部材と、
前記基体の上面に、前記第１の反射部材の外周面に対し空隙部を介して前記第１の反射部材を取り囲むように取着されるとともに、前記第１の反射部材の上端よりも上方に第２の光反射面が設けられた枠状の第２の反射部材であって、前記第１の反射部材の外周面と並行である内周面を備える第２の反射部材と、
前記搭載部に搭載された発光素子と、
前記第２の反射部材の開口部を塞ぐように前記第２の反射部材に取着された、前記発光素子からの光の一部または全部を波長変換する蛍光体層とを備え、
前記第２の光反射面は、下端よりも上端の方が外側に広がった傾斜面であり、
前記基体の前記上面を基準として、前記第１の反射部材の上端の高さをＹ１、前記内周面の上端の高さをＹ２、前記第２の光反射面の上端の高さをＹ３とした場合、Ｙ２≦Ｙ１＜Ｙ３であることを特徴とする発光装置である。
【００１３】
本発明は、上記本発明の発光装置と、前記発光装置が搭載され、前記発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、前記発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含むことを特徴とする照明装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発光素子収納用パッケージにおいては、反射部材が２つに分割されて、第２の反射部材が、基体の上面に第１の反射部材の外周面に対し空隙部を介して第１の反射部材を取り囲むように取着される。これによって、パッケージ製造工程における加熱および冷却、または発光装置を作動させる際に発生する熱等が加わっても、第１および第２の反射部材の熱膨張が小さくなるとともに、介在する空隙部によってそれぞれの熱膨張による変形が相互に応力を生じさせない。したがって、これらと基体との間に生じる熱膨張係数差による応力および曲げモーメントの発生を緩和することができる。また、第１および第２の反射部材の相互作用による変形が、介在する隙間によって吸収され、発光装置の配光分布の変動を抑制することができる。
【００１５】
また、第２の光反射面が第１の光反射面よりも上方に設けられるので、第１の光反射面と合わせて光反射面を広くできるとともに、相互に連携させて配向制御をすることができ、発光素子からの光を効率よくかつ所望の配光分布で上方の発光装置外に導くことができる。
【００１６】
また、前記第２の反射部材は、前記第１の反射部材を取り囲み、前記第１の反射部材の外周面と並行である内周面をさらに備え、前記第２の光反射面は、下端よりも上端の方が外側に広がった傾斜面であり、前記基体の前記上面を基準として、前記第１の反射部材の上端の高さをＹ１、前記内周面の上端の高さをＹ２、前記第２の光反射面の上端の高さをＹ３とした場合、Ｙ２≦Ｙ１＜Ｙ３とすると、第２の反射部材によって配光制御をさせることができ、発光装置の所望の配光分布を得ることができるので、配光分布のバラツキを抑えることができる。
【００１７】
本発明によれば、基体および第１の反射部材は、セラミックスから成るので、基体と発光素子との熱膨張係数差が小さくなり、発光素子から発生する熱および外部環境の熱によって発生する、基体と発光素子との間の応力が抑制される。さらに、基体および第１の反射部材はセラミックスから成るので、基体と第１の反射部材との熱膨張係数差に起因して発生する、基体と第１の反射部材との接合部における応力も、また、これらの応力に起因した第１の光反射面の変形が抑制される。さらにまた、樹脂から成る基体および第１の反射部材と比較し、作動環境の水分および熱または発光素子からの熱および光による、基板および第１の光反射面の反射率および耐水性の劣化等を抑制できる。その結果、発光装置は、長期間にわたり光出力の低下が抑制されつつ発光素子を安定して作動させることができる。
【００２１】
本発明によれば、発光装置は、上記本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載された発光素子と、第２の反射部材の開口部を塞ぐように第２の反射部材に取着された、発光素子からの光の一部または全部を波長変換する蛍光体層とを備えているので、発光素子から発生する熱に起因した蛍光体層の特性劣化を抑制できる。すなわち、蛍光体層を第２の反射部材の開口部に配置する場合、蛍光体層を第１の反射部材の内側もしくは開口部を塞ぐように配置する際と比較し、発光素子から蛍光体層までの放熱経路が長くなり、熱抵抗が増加するとともに、発光素子から第１の反射部材を介して蛍光体層に伝搬する熱の経路も隙間によって遮断される。従って、発光素子から蛍光体層までの熱が伝わり難く、その結果、蛍光体を含有する透明部材としてエポキシ樹脂やアクリル樹脂等を用いた場合、透明樹脂が加熱されて黄変したり透過率が劣化したりするのを抑制できるとともに、蛍光体層に充填された蛍光体の酸化還元反応等の化学反応が熱によって加速されることによる光出力の劣化を抑制できる。
【００２２】
本発明によれば、照明装置は、上記本発明の発光装置と、発光装置が搭載され、発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含むので、任意の配光分布を持つ、色ムラの少ない安定した光学特性の照明装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
【図１】本発明の第１の実施形態の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の参考例の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の参考例の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の第３の参考例の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示
【図５Ｂ】本発明の第３の参考例の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示す断面図および一部を断面で示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の照明装置を示す平面図である。
【図８】図７の照明装置の断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の照明装置を示す平面図である。
【図１０】図９の照明装置の断面図である。
【図１１】従来の発光装置の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
本発明の発光素子収納用パッケージおよびこれを用いた発光装置ならびに照明装置について以下に詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の発光装置を示す断面図である。この図において、基体１と、第１の反射部材２と、第２の反射部材３とによって、主として発光素子収納用パッケージが構成される。また、主として、発光素子４と、第１の反射部材２の内側に発光素子４を覆うように設けられた透光性部材５とが、本発明のパッケージに備えられることによって発光素子４を収納する発光装置が構成される。
【００２５】
基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミックス、または樹脂等から成り、基体１上面の中央部には発光素子４の搭載部１ａが形成されている。また、搭載部１ａの近傍には、発光素子収納用パッケージの外側にかけて導出される配線導体１ｂの一端が形成されている。なお、搭載部１ａを基体１の上面中央部に設けられた突出部の上面に設けてもよい。
【００２６】
配線導体１ｂは、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｕ等のメタライズ層で形成されており、例えば、Ｗ等の粉末に溶媒および可塑剤を添加混合して得た金属ペーストを、所定パターンに印刷塗布し高温で焼成することによって基体１に形成される。配線導体１ｂの表面には、酸化防止の目的ならびにボンディングワイヤ（図示せず）および導電性部材６を強固に接続する目的のために、厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層、または厚さ０．５〜５μｍのＡｕ層等の金属層をメッキ法によって被着させておくと良い。
【００２７】
また、配線導体１ｂは、基体１の内部に形成された配線層を介して他端が発光装置の外表面に導出されて外部電気回路に接続されることによって、発光素子４と外部電気回路とを電気的に接続する機能を有する。
【００２８】
また、基体１は、発光素子４を支持し搭載するための支持部材として機能する。基体１上面には発光素子４の搭載部１ａが設けられており、発光素子４が樹脂接着剤、または錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）半田もしくはＡｕ−Ｓｎ半田等の低融点ロウ材等を介して取着される。
【００２９】
さらに、基体１には、上面に第１の反射部材２が、半田もしくはＡｇロウ等のロウ材、またはエポキシ樹脂、アクリル樹脂もしくはシリコーン樹脂等の樹脂接着剤から成る接合材を介して発光素子４が搭載される搭載部１ａを取り囲むように取着されるとともに、第１の反射部材２の外周面２ｂに対し隙間７を介して第１の反射部材２を取り囲むように第２の反射部材３が半田もしくはＡｇロウ等のロウ材、またはエポキシ樹脂、アクリル樹脂もしくはシリコーン樹脂等の樹脂接着剤から成る接合材を介して取着される。
【００３０】
第１の反射部材２は、発光素子４に面する内周面が第１の光反射面２ａとされており、その内側の基体１および第１の反射部材２によって形成される凹部には、発光素子４の光で励起されて発光する蛍光体（図示せず）を含有した透光性部材５が発光素子４を覆うように注入される。なお、第１の反射部材２の内周面は、下端よりも上端の方が外方に広がった傾斜面とされ、この傾斜面に第１の光反射面２ａが形成される。また、平面視における第１の反射部材２の外周面２ｂ、内周面の形状は特に限定されるものではないが、多角形状、円形状、または楕円形状等に形成される。
【００３１】
本発明の第２の反射部材３は、第１の反射部材２の外周面２ｂを隙間７を介して取り囲む第２の反射部材３の内周面３ａと、この内周面３ａよりも上側に設けられ、少なくとも第１の反射部材２の上端よりも上方に透光性部材５または発光素子４からの光を配光制御する第２の反射面３ｂが形成される。また、第２の反射面３ｂは、その下端よりも上端の方が外方に広がった傾斜面に形成される。なお、平面視における第２の反射部材３の外周面、内周面の形状は特に限定されるものではないが、多角形状、円形状または楕円形上等に形成される。内周面３ａは必ずしも第１の反射部材２の外周面２ｂと同軸状に対応させる必要はないが、通常は対応させた多角形状、円形状または楕円形状等に形成される。
【００３２】
第２の反射部材３は、基体１上面に第１の反射部材２の外周面２ｂと第２の反射部材３の内周面３ａとの間に隙間７を設けて取着されることによって、発光素子収納用パッケージの製造工程における加熱および冷却、または発光装置を作動させる際に発光素子４が発生する熱および発光素子収納用パッケージの周囲温度によって、基体１、第１の反射部材２および第２の反射部材３の熱膨張および熱収縮によって生じる熱応力を緩和することができる。即ち、反射部材２，３が２つに分割されて、第１の反射部材２および第２の反射部材３それぞれの体積が小さくなるので、それぞれの熱膨張量または熱収縮量は少なくなる。さらに第１の反射部材２と第２の反射部材３との間に隙間７を設けることによって、第１の反射部材２と第２の反射部材３とが熱膨張しても、第１の反射部材２および第２の反射部材３が相互に押し合うように作用して生じるそれぞれの反射部材２，３内部の応力と、この応力によって生じる変形を隙間７で吸収することができ、これらによって基体１に作用する力を緩和することができる。
【００３３】
第１の反射部材２および第２の反射部材３を、図１１に示すように分割されたものとし、第１の反射部材２の外周面と第２の反射部材３の内周面とを接触させた発光素子収納用パッケージが考えられる。これによっても、パッケージ製造工程における加熱および冷却、または発光装置を作動させる際に発生する熱等が加わることによる熱膨張および熱収縮によって、第１の反射部材２と第２の反射部材３との間にお互いに応力が掛かり、形状が変化することによって発光装置の配光分布が変動するという問題点をある程度解決することができる。
【００３４】
しかしながら、図１のように構成することによって、基体１と第１の反射部材２および第２の反射部材３との間で発生する熱膨張係数差に起因した水平方向の応力がより好適に緩和されることになり、第１の反射部材２と第２の反射部材３との作用で発生する基体１への曲げモーメントが緩和される。これによって、基体１中央部に集中する応力が減少し、基体１に生じるクラックの発生が抑制されるとともに、基体１と第１の反射部材２および第２の反射部材３との剥離の発生も抑制することができる。その結果、基体１に形成された配線導体１ｂに断線等の障害を及ぼすことがなくなり、発光装置は、発光素子４に安定した電力供給を維持することができ、第１および第２の反射部材２，３と基体１との剥離等が生じることがなくなるので、発光素子収納用パッケージとしての気密性を保持することができ、長期信頼性に優れたものとなる。また、第１の反射部材２の内側に充填される透光性部材５の表面が変形したり、第１の光反射面２ａと第２の光反射面３ｂａとの傾斜角度が変化したりすることがなくなるので、所望の配光分布で光を放射することができる発光装置とすることができる。
【００３５】
また、反射部材２，３が第１の反射部材２と第２の反射部材３とに２分割されているため、蛍光体を含有した透光性部材５および発光素子４からの光を配光制御する機能を、第１の反射部材２と第２の反射部材３とによって独立させて行なわせることができ、発光装置に発光素子４が発生する熱および周囲温度等による熱が負荷されても、第１の反射部材２と第２の反射部材３とを隙間７を介して配置することによって、熱膨張によって相互に作用し合う変形等の影響を小さくでき、この変形による発光特性や配光特性の変動を抑制することができる。
【００３６】
すなわち、発光素子４に近接してその周囲を取り囲む、透光性部材５が充填された第１の反射部材２を、例えば発光部とし、発光素子４から離間させて第１の反射部材２の外周面２ｂを取り囲むように配置された第２の反射部材３を配光制御部とし、それぞれの機能を独立させるように第１および第２の反射部材２，３を配置させることによって、配光制御の機能を有する第２の反射部材３には、発光素子４の熱が第１の反射部材２を介して伝導され難くなり、さらには基体１の外周部に取着した第２の反射部材３まで発光素子４の熱が伝導され難くなる。その結果、発光素子４の熱による第２の反射部材３の変形が抑制され、発光素子４の作動時における発光装置の配光特性を安定させることができる。その結果、本発明の発光装置は、作動時における発光装置の配光特性、色変動および発光特性の変動の少ない安定したものとなる。
【００３７】
また、本発明は、高反射率であるがビッカース硬度が低く配光分布の変動が起こりやすいＡｌまたはＡｇ等の金属を反射部材に用いても安定した光学特性を提供することができる。
【００３８】
さらに、第１の反射部材２と第２の反射部材３との間に隙間７を設けることによって、第１の反射部材２および第２の反射部材３の外気に接する表面積が増え、これによって、発光装置周囲の気流によって放熱を向上させることができる。なお、隙間７に、例えば、熱伝導性のよい弾性部材を充填することによって、発光素子４の発する熱を第１の反射部材２および第２の反射部材３を介して放熱する構造としてもよいことは言うまでも無い。こうすれば、発光装置の冷却がよくなり、発光素子４の発光効率および寿命を損じることなく、また、発光波長が長波長側に遷移することを抑制できる。
【００３９】
また、図１に示されるように、第１の反射部材２の外周高さをＹ１、第２の光反射面３ｂの下端までの高さをＹ２、第２の反射部材３の高さをＹ３とした場合、Ｙ２≦Ｙ１＜Ｙ３とすることが好ましい。これによって、発光素子４および透光性部材５中の蛍光体から発せられて第１の反射部材２の側方へ出射される光は、常に第２の反射部材３上の第２の光反射面３ｂに照射されるので、第２の反射部材３によって配光制御することができ、所望の発光装置の配光分布を得ることができる。
【００４０】
例えば、図２に示す本発明の第１の参考例のように、第１の反射部材２の高さＹ１と第２の光反射面３ｂの下端の高さＹ２とがＹ２＞Ｙ１の場合、発光素子４または透光性部材５中の蛍光体からの光の一部は内周面３ａに照射されてしまい、第２の光反射面３ｂに照射されない。したがって、内周面３ａに照射されて分散されてしまう光によって発光装置の配光分布が広くなるとともに、光の分散によって明るさにムラを生じる。また、図３に示す本発明の第２の参考例のように、第１の反射部材２の高さＹ１と第２の反射部材３の高さＹ３とがＹ１＞Ｙ３の場合、第２の反射部材３の第２の光反射面３ｂにまったく光が照射されず、発光装置は十分に指向性がある光を放射することができない。
【００４１】
また、第１の反射部材２は、第１の光反射面２ａの光反射率が９０％以上であることが好ましい。これによって、第１の光反射面２ａによって反射されて蛍光体を励起させる光が増加し、透光性部材５中の蛍光体から発生する光を増加させることができるとともに、蛍光体や発光素子４からの光を上側に効率よく反射することができ、発光装置の発光効率が向上する。
【００４２】
第１の光反射面２ａは、第１の反射部材２がＡｌまたはＡｇ等の金属から成る場合、内周面を化学研磨や電解研磨等の研磨加工で鏡面化することによって形成され、これによって光反射率を９０％以上にすることができる。第１の反射部材２がステンレス鋼（ＳＵＳ）、鉄（Ｆｅ）−Ｎｉ−コバルト（Ｃｏ）合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、セラミックスまたは樹脂等から成り、鏡面においても比較的に反射率の低い材料から成る場合、その内周面にメッキ法または蒸着法等によってＡｌ、Ａｇ、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）または銅（Ｃｕ）等の金属薄膜の鏡面を形成すればよい。または、表面に、例えば厚さ１〜１０μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ０．１〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法または無電解メッキ法によって順次被着されていてもよい。これによって、第１の光反射面２ａの耐食性が向上するとともに、反射率の劣化が抑制される。さらに、第１の反射部材２が樹脂から成る場合、酸化チタン（チタニア）からなるフィラーを分散させた樹脂材料またはフッ素系のテフロン（登録商標）樹脂等の反射率の高い材料を用い、切削加工または金型成型等を行なって形成することも可能である。
【００４３】
第２の反射部材３は、透光性部材５からの散乱光を第２の光反射面３ｂで反射させて配光を制御するために、正反射率の高い金属、セラミックスまたは樹脂、即ちＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＣｒまたはＣｕ等の金属、酸化アルミニウム質焼結体、酸化ジルコニウム質焼結体等のセラミックス、エポキシ樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）等の樹脂に切削加工または金型成形等を行なうことによって形成される。を用いてもよい。第２の光反射面３ｂは、拡散反射率よりも正反射率が高い反射面とするのがよく、この点で、第２の光反射面３ｂは、樹脂またはセラミックスで形成するよりも金属で形成するのが好ましい。
【００４４】
第２の光反射面３ｂは、切削加工や金型成形等で形成された第２の反射部材３を化学研磨または電解研磨等の研磨加工を施して鏡面化されることによって形成される。あるいは、第２の反射部材３がセラミックスまたは樹脂等の絶縁体から成る場合、第２の光反射面３ｂにメッキまたは蒸着等によってＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＣｒまたはＣｕ等の金属薄膜の鏡面を形成してもよい。または、表面に厚さ１〜１０μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ０．１〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法または無電解メッキ法によって順次被着されていてもよい。これによって、内周面３ａの耐食性が向上するとともに、第２の光反射面３ｂにおける反射率の劣化が抑制される。
【００４５】
なお、第１の反射部材２および第２の反射部材３は、Ａｌ、Ａｇ、ＡｕまたはＣｕ等の熱伝導性の高い金属材料を用いることが好ましい。これによって、発光装置全体の放熱性が向上し、熱が発光素子４に蓄積され難くなる。したがって、発光素子４は、発光効率や長期信頼性が維持されるとともに、発光素子４の温度上昇によって発光の中心波長が遷移することを抑制することができる。
【００４６】
また、第１の反射部材２は、第２の反射部材３と異なる材料を用いてもよい。即ち、基体１が、熱膨張係数が６×１０−６／℃であるセラミックスから成り、第１の反射部材２または第２の反射部材３が、熱膨張係数が大きく異なる金属部材または樹脂から成る場合、基体１と第１の反射部材２または第２の反射部材３との熱膨張係数差が大きくなり、発光素子収納用パッケージの製造工程における加熱および冷却、または発光装置を作動させる際の発光素子４が発生する熱および発光装置の周囲温度によって、基体１と第１の反射部材２または第２の反射部材３とに発生する応力が増大し、基体１や基体１と第１の反射部材２または第２の反射部材３との接合部にクラックが生じたり、剥離が生じたりする。したがって、第１の反射部材２または第２の反射部材３に基体１の熱膨張係数と近似する材料、例えばＣｒ（熱膨張係数６．８×１０−６／℃）、炭化珪素（ＳｉＣ、熱膨張係数６．６×１０−６／℃）等を用いたり、ヤング率の大きな材料、例えばＦｅ（１９２．２ＧＰａ）、Ｔｉ（１０４．３ＧＰａ）、またはヤング率が大きいとともに高反射率のＡｌもしくはＡｇ等を第１の反射部材２または第２の反射部材３として用いたりすることによって、基体１と第１の反射部材２または第２の反射部材３との熱膨張係数差による各部の応力の発生を抑制することができるとともに、基体１の反りを緩和することができ、第１および第２の光反射面２ａ，３ｂの反射角度の変動を少なくすることができる。
【００４７】
また、本発明の基体１および第１の反射部材２は、セラミックスから成ることが好ましい。基体１がセラミックスから成ることによって、基体１と発光素子４との熱膨張係数差が小さくなり、発光素子４から発生する熱および外部環境の熱によって発生する、基体１と発光素子４との間の応力が抑制される。さらに、基体１および第１の反射部材２はセラミックスからなるので、基体１と第１の反射部材２との熱膨張係数差に起因して発生する、基体１と第１の反射部材２との接合部における応力、およびこれらの応力に起因した第１の光反射面２ａの変形が抑制される。さらにまた、樹脂から成る基体１および第１の反射部材２と比較し、作動環境の水分および熱または発光素子４からの熱および光による、基板１および第１の光反射面２ａの反射率および耐水性の劣化等を抑制できる。その結果、発光装置は、長期間にわたり光出力の低下が抑制されつつ発光素子４を安定して作動させることができる。
【００４８】
発光素子４が窒化ガリウム系化合物半導体の場合、発光層が形成される基板として、熱膨張係数が約５×１０−６／℃であるサファイア基板が用いられる。また、発光素子４がガリウム砒素系化合物半導体の場合、ガリウム砒素系化合物半導体の熱膨張係数は約６×１０−６／℃である。また、基体１および第１の反射部材２として酸化アルミニウム質焼結体を用いる場合、酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約６×１０−６／℃であり、上記の発光素子４との熱膨張係数差を小さくできる。一方、基体１がエポキシ樹脂または液晶ポリマ（ＬＣＰ）樹脂から成る場合、熱膨張係数が約２０×１０−６／℃となり、上記の発光素子４との熱膨張係数差が大きくなり、基体１と発光素子４との接合部に応力が集中し、発光素子４がフリップチップ実装される発光装置では電気的な接続不良が発生し、発光素子４を正常に作動させることができなくなる場合がある。
【００４９】
また、基体１と発光素子４との接合部に発生する応力が発光素子４の発光層に集中するため、発光素子４はピエゾ効果が原因と推測される光波長のズレが発生するとともに、発光装置から放出される光の色が変化したり、強度がバラついたり、光ムラが発生したりして、照明装置に用いる光源として良好な照明光を得ることが難しくなる。また、セラミックスは安定な材質であるので、作動環境の温度および水分等による第１の光反射面２ａの反射率の低下を抑制でき、発光素子収納用パッケージおよび発光装置は、長期間にわたり光出力の低下を抑制しつつ、発光素子４を安定して作動させることができるとともに、色特性の安定した光を放出することができる。
【００５０】
また、基体１および第１の反射部材２は、白色系のセラミックス、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、酸化ジルコニウム質焼結体（ジルコニアセラミックス）、酸化イットリウム質焼結体（イットリアセラミックス）または酸化チタン質焼結体（チタニアセラミックス）から成ることがより好ましい。なお、白色系とは、少なくとも紫外領域から可視光領域にわたる反射率の最大値と最小値との差分が、１０％以内の反射特性を有するものである。
【００５１】
このように、基体１および第１の反射部材２にセラミックスを用いることによって、発光素子収納用パッケージの製造工程において、発光素子収納用パッケージに熱が繰り返し加えられても、製造工程における作業環境が変化しても、製造工程の経過時間が長くなっても、基体１と第１の反射部材２との接合部に集中する応力によるクラックの発生、または基体１と第１の反射部材２との剥離、基体１や第１の反射部材２の変形を抑制できるとともに、基体１および第１の反射部材２の反射率の変動を抑制できる。さらに、このセラミックスが白色系であることによって、紫外領域から可視光領域にわたって効率よく、さらに波長依存性による影響を小さくして光を反射できる。その結果、発光装置は、長期間にわたって正常かつ安定して作動できるとともに、光出力および色のバラツキが抑制された光を放出できる。
【００５２】
また、第２の反射部材３は、アルミニウムから成ることが好ましい。これによって、第２の反射部材３は、酸化による不動態膜によって反射率の変化が少なく、発光素子からの光を効率よくかつ作動環境による反射率の低下が少ない発光素子収納パッケージを作製できる。また、アルミニウムは、紫外領域から可視光領域における反射率の波長依存性が少ないので、紫外領域から近紫外領域または青色領域の光に対する反射率の低下が少なく、また、作動環境における水分および酸素による腐食に起因する反射率の低下を抑制でき、発光装置の光出力および長期信頼性の低下を抑制することができる。
【００５３】
さらに、アルミニウムから成る第２の反射部材３を用いることによって、例えば、酸化アルミニウム質焼結体等から成る透光性を有する第１の反射部材２を用いる場合、第１の反射部材２の側面を透過して発光装置の外部に漏れ出る光を遮光することができる。これによって、発光装置を表示用の光源として用いる際には、発光装置の発光面と非発光面とのコントラストがより明確になり、表示用の光源として視認性の優れた発光装置を作製できる。さらに、発光素子４が青色領域から紫外領域において発光するものである場合、第１の反射部材２を透過する高エネルギー光を遮光することができ、周囲の光劣化部材を劣化させない耐環境性に優れた発光装置を作製できる。
【００５４】
発光素子４は、基体１に形成された配線導体１ｂにワイヤボンディング（図示せず）、または発光素子４の電極部を下側にして、Ａｕ−Ｓｎ半田もしくはＰｂ−Ｓｎ半田等の半田材あるいはＡｇペースト等の導電性樹脂から成る導電性部材６によって接続するフリップチップボンディング方式を用いて電気的に接続される。
【００５５】
好ましくは、フリップチップボンディング方式によって接続するのがよく、これによって、配線導体１ｂを発光素子４の直下に設けることができるため、発光素子４周辺の基体１上面に配線導体１ｂを設けるためのスペースを設ける必要がなくなる。これによって、発光素子４から発光された光が、基体１の配線導体１ｂで吸収されて放射光強度が低下するのを抑制することができる。さらに、発光素子４からの熱は、配線導体１ｂを介して基体１に効率よく伝導されることによって、発光装置の作動時における発光素子４の温度上昇を有効に抑制することができ、発光効率の低下や発光波長の変動を抑制することができる。
【００５６】
配線導体１ｂは、基体１がセラミックスから成る場合、Ｗ、Ｍｏ、ＣｕまたはＡｇ等の金属粉末のメタライズ層を基体１の表面および内部に形成することによって形成される。または、基体１がエポキシまたはＬＣＰ等の樹脂から成る場合、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等のリード端子を埋設し一端を載置部１ａに露出させることによって形成される。または、配線導体１ｂが形成された絶縁体から成る入出力端子を基体１に設けた貫通孔に嵌着接合させることによって設けられる。
【００５７】
また、配線導体１ｂの露出する表面には、ＮｉまたはＡｕ等の耐食性に優れる金属を１〜２０μｍ程度の厚さで被着させておくのが良く、配線導体１ｂの酸化腐食を有効に防止し得るともに、発光素子４と配線導体１ｂとの電気的な接続を強固にし得る。したがって、配線導体１ｂの露出表面には、例えば、厚さ１〜１０μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ０．１〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法または無電解メッキ法によって順次被着されているのがより好ましい。
【００５８】
透光性部材５は、エポキシ樹脂もしくはシリコーン樹脂等の透明樹脂または透明ガラスから成り、蛍光体を含有した未硬化の透明部材を第１の反射部材２の内側にディスペンサー等の注入器によって発光素子４を覆うように注入し、加熱硬化させることによって形成される。また、発光素子４が屈折率２．５のＧａＮから成り、発光素子４が屈折率１．７のサファイア基板上に形成されているとき、屈折率１〜１．７の透明樹脂や透明ガラスを用いることによって、発光素子４および基板との屈折率差が小さくなり、発光素子４から光をより多く取り出すことができる。これによって、発光強度が向上し、放射光強度や輝度を著しく向上できるとともに、蛍光体の光を用いて任意の波長スペクトルを有する光を放射することができる発光装置を作製することができる。
【００５９】
また、透光性部材５は、図４に示す本発明の第２の実施形態のように、蛍光体を含有しない透光性部材５を第１の反射部材２の内側に配置して、その上面を塞ぐように蛍光体を含有した透明部材で作製したシート状の蛍光体層８を配置する構成にしてもよい。このように発光素子４の周りに蛍光体を配置しないことによって、蛍光体による光の閉じ込めが抑制され、発光素子４の周りの樹脂の劣化および光吸収損失が抑制される。その結果、発光素子４から効率よく光を取り出し、シート状の蛍光体層８に光を照射することができるので、蛍光体から発生する光出力が増加するとともに色むらが小さく発光効率の高い発光装置を作製することができる。
【００６０】
また、本発明の第３の参考例において、発光装置は、図５Ａの断面図および図５Ｂの一部を断面で示す斜視図のように、上記の発光素子収納用パッケージと、搭載部１ａに搭載された発光素子４と、第２の反射部材３の開口部を塞ぐように第２の反射部材３に取着された、発光素子４からの光の一部または全部を波長変換する蛍光体層８とを備えているのが良い。これによって、発光素子４から発生する熱に起因した蛍光体層８の特性劣化を抑制できる。すなわち、蛍光体層８を第２の反射部材３の開口部に配置する場合、蛍光体層８を第１の反射部材２の内側もしくは開口部を塞ぐように配置する際と比較し、発光素子４から第２の反射部材３を経由した蛍光体層８までの放熱経路が長くなり蛍光体層８に熱が伝わり難くなる。
【００６１】
また、発光素子４から第１の反射部材２を介して蛍光体層８に伝わる熱の経路は隙間７によって遮断されるので伝わり難くなる。従って、発光素子４からの熱が蛍光体層８に伝わり難いので、蛍光体を含有する透明部材としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコーン樹脂等を用いた場合、透明樹脂が加熱されて黄変したり、透過率が劣化したりするのを抑制できるとともに、蛍光体層８に充填された蛍光体の酸化、還元反応等の化学反応が熱によって加速されることによる光出力の劣化を抑制できる。さらに、蛍光体層８の下面の外周部よりも下方に放出される光、および蛍光体層８の側面よりも側方に放出される光が、第１の反射部材２の上端面および第２の光反射面３ｂで反射されることによって、蛍光体層８から上方に放出される光が増加し、発光装置の光出力および輝度が向上する。
【００６２】
また、第１の反射部材２の内側に透光性部材５を充填したときに透光性部材５の表面が表面張力によって一定の形状にならなくても、蛍光体層８は、第２の反射部材３の開口部を塞ぐように第２の反射部材３に取着され、第１の反射部材２の透光性部材５の表面と接触させることなく取着できる。したがって、例えば、あらかじめ板状（シート状）に形成した蛍光体層８を第２の反射部材３の開口部に配置する際に、透光性部材５の表面形状に影響されずに配置することができる。これによって、発光素子４からの光の照射が均一となり、色ムラが生じ難い発光装置とすることができる。
【００６３】
なお、第２の光反射面３ｂは、発光素子４および蛍光体層８からの光の配光分布を任意に制御するために、下端よりも上端の方が外方に広がった傾斜面に形成されてもよい。これによって、蛍光体層８から放出される光の一部は、少なくとも第２の光反射面３ｂに照射されるので、第２の反射部材３によって配光制御され、所望の発光装置の配光分布を得ることができる。
【００６４】
また、蛍光体層８は、第２の反射部材３の開口部を塞ぐように第２の反射部材３の光反射面３ｂに、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂等の透明部材を介して取着されることによって、蛍光体層８と第２の反射部材３との間に空気層ができないので、空気層の屈折率差によって生じる反射損失を抑制することができる。その結果、蛍光体層８から第２の光反射面３ｂで反射される光が増加し、発光装置の光出力が向上する。
【００６５】
さらにまた、図５Ａおよび図５Ｂのように、透光性部材５の上面と蛍光体層８の下面との間に空隙部９を設ける場合、蛍光体層８の内部から下方向に出力される可視光の一部が、蛍光体層８の下面と空隙部９との界面で上方向に全反射される。その結果、発光装置は、蛍光体層８から上方に放出される可視光が増加し、発光装置の光出力が向上する。
【００６６】
なお、発光装置から拡散光を放出させる場合、図６に示す本発明の第３の実施形態の発光装置の断面図のように、第２の反射部材３の外側面の高さを内周面３ａの高さと同一、もしくは内周面３ａよりも低くし、内周面３ａの第１の反射部材２の上端よりも上方を第２の光反射面としてもよい。蛍光体層８からの光は、図５Ａおよび図５Ｂの第２の光反射面３ｂの傾斜面によるような配光制御は行なえないが、発光装置の外部に拡散させて照射することができ、十分目的を達成することができる。
【００６７】
また、発光素子４は、少なくとも紫外領域から青色領域の光を放出する発光素子４であることがより好ましい。すなわち、発光素子４からの光を波長変換する蛍光体層８に、発光素子４の光によって励起され蛍光を発生する蛍光体を含有させた場合、少なくとも紫外領域から青色領域の短波長でエネルギーの高い発光素子４の光によって、発光素子４の光よりも長波長でエネルギーの低い蛍光に変換する蛍光体の波長変換効率は向上し、発光装置の光出力が増加する。
【００６８】
なお、発光素子４から発生する光の紫外領域とは、可視光の短波長端３６０〜４００ｎｍを上限とし、下限は１ｎｍくらいまでの波長範囲の電磁波とする（理化学事典第５版／岩波書店）。また、青色領域とは、可視光の短波長端３６０〜４００ｎｍを下限とし、上限は４９５ｎｍくらいまでの波長範囲とする（ＪＩＳ  Ｚ８７０１  ＸＹＺ表色系の色度座標）。
【００６９】
次に、図７は本発明の第４の実施形態の照明装置を示す平面図であり、図８は図７の断面図を示す。また、図９は本発明の第５の実施形態の照明装置を示す平面図であり、図１０は図９の断面図を示す。図７、図８、図９および図１０において、照明装置は、本発明の発光装置１０１と、発光装置１０１を駆動する電気配線を有する駆動部１０２と、光反射手段１０３とを含む。光反射手段の一例として、図には反射板が示される。反射板は、例えば発光装置１０１から出射される光を反射し、所定の配光分布に調整する機能を有する金属板等で形成される。
【００７０】
本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置１０１を光源として備えたものであり、例えば駆動部１０２に、本発明の発光装置１０１を所定の配置（図７および図９参照）で搭載し、その周囲に光反射手段１０３等が設置される。駆動部１０２には発光装置１０１を駆動し、発光装置１０１への電力制御機能を有する回路を備えることによって、発光装置１０１の光量を変動させることもできる。また、駆動部１０２にパルス制御機能を有する回路を備えることによって、発光素子４を短時間に点滅させる機能を持たせることが可能になるとともに、パルス制御によって発光素子４の合計の発光時間を短縮させることができ、照明装置の消費電力を低下させたり、発光素子４の寿命を延ばしたりすることができる。さらにまた、駆動部１０２に過電圧保護機能を備えることによって、発光素子４の劣化や故障を防ぐことができ、長寿命かつ高信頼性の照明装置を提供することができる。
【００７１】
本発明の照明装置は、複数個の発光装置１０１を光源として備えてもよく、このとき、それぞれの発光装置１０１の光の強弱が生じてしまうのを避けるために、第２の反射部材２の配光を広くし、その上部に光の拡散を目的とした光学レンズまたは平板状の透光性の蓋体を半田または接着剤等で接合することによって光を均一に拡散させるものとすることができる。また、色ムラの少ない、所望の配光分布を有する照明装置を得ることができる。好ましくは、複数個の発光装置１０１全てを覆う第３の反射部材３を設け、その上部に、光を集光させたり、拡散させたりする光学レンズまたは平板状の透光性の蓋体を半田または接着剤等で接合してもよい。これによって、色ムラの少ない、所望の放射角度で光を取り出すことができるとともに発光装置１０１の内部への耐浸水性が改善された長期信頼性に優れる照明装置とすることができる。そして、さらに照明装置の反射板１０３の開口部にレンズまたは透光性の蓋体を設ければよい。
【００７２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行なうことは何等支障ない。例えば、第１の光反射面２ａおよび／または第２の光反射面３ｂを曲面状として発光装置から放射される光の配光制御をすることによって、指向性が高い光を放射することができる。
【００７３】
また、隙間７には、シリコーン樹脂等の弾性部材を配置してもよく、第１の反射部材２と第２の反射部材３との熱膨張が生じても弾性部材によって吸収することができ、第１および第２の反射部材２，３の変形を防ぐことができる。さらに、好ましくは第１の反射部材２の外周面２ｂと第２の反射部材３の内周面３ａの平面視における形状を円形にすることによって、それぞれの面２ｂ，３ａで発生する応力、および曲がりモーメントも均等に分散することができ、応力を分散させることによって、クラックおよび第１および第２の反射部材２，３の変形を抑制しやすくすることができる。
【００７４】
さらにまた、第１の反射部材２および第２の反射部材３の上面に透光性部材５から出射される光、ならびに第２の光反射面３ｂで反射した光を集光させたり、拡散させたりする光学レンズまたは平板状の透光性の蓋体を半田または接着剤等で接合することによって、所望の放射角度で光を取り出すことができる発光装置になるとともに、発光装置の内部への耐浸水性が改善されるので長期信頼性が向上した発光装置となる。
【００７５】
なお、上記実施の形態の説明に用いた上下左右の表現は、単に図面上の位置関係を説明するものであって、実際の使用時における配置を規定するものではない。
【００７６】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００７７】
１  基体
１ａ  搭載部
２  第１の反射部材
２ａ  第１の光反射面
３  第２の反射部材
３ａ  内周面
３ｂ  第２の光反射面
４  発光素子
５  透光性部材
６  導電性部材
８  蛍光体層
１０１  発光装置
１０２  駆動部
１０３  光反射手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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