(57)【要約】【課題】高い放熱性及び発光効率を備える発光装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つの発光素子と、前記発光素子が実装される実装面側に前記発光素子を収納する少なくとも１つの収納開口部を有するパッケージ本体と、前記発光素子と電気的に接続される電極部と、前記実装面側とは反対に位置する裏面側に形成され、前記発光素子が発する熱を放熱する放熱部と、を備え、前記電極部及び前記放熱部は、前記発光素子の前記裏面側における対応した素子対応領域の周辺の領域に配置されている。【選択図】図２
2014022441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光素子と、
前記発光素子が実装される実装面側に前記発光素子を収納する少なくとも１つの収納開口部を有するパッケージ本体と、
前記発光素子と電気的に接続された電極部と、
前記実装面側とは反対に位置する裏面側に形成され、前記発光素子が発する熱を放熱する放熱部と、を備え、
前記電極部及び前記放熱部は、前記発光素子の前記裏面側における対応した素子対応領域の周辺の領域に配置されている
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記電極部は、前記裏面側に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電極部及び前記放熱部は、前記素子対応領域の外側の領域のみに配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記パッケージ本体の収納開口部には複数の前記発光素子が収納され、
前記放熱部は、前記素子対応領域同士の間に配置されている
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。
【請求項５】
前記放熱部の形状は、網の目状又は格子状である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記電極部及び前記放熱部は、前記パッケージ本体の収納開口部の前記裏面側における対応した収納開口部対応領域の周辺の領域に配置されている
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。
【請求項７】
前記電極部及び前記放熱部は、前記収納開口部対応領域の外側の領域のみに配置されている
ことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記パッケージ本体は、セラミックスからなる
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記パッケージ本体の収納開口部の底面から前記パッケージ本体の裏面までの距離は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記放熱部は、前記パッケージ本体の裏面から前記収納開口部の底面に向かって延在している
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記収納開口部は、前記発光素子を収納し、前記発光素子の発光に基づき所定の色の光を出射する第１開口部と、前記第１開口部と並んで配置され、前記発光素子を収納し、前記発光素子の発光に基づき所定の色の光を出射する第２開口部と、を備え、
前記放熱部は、前記第１開口部の前記裏面側における対応した第１開口部対応領域と、前記第２開口部の前記裏面側における対応した第２開口部対応領域との間に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置が実装されるとともに、電気的に接続される基板と、を備える
ことを特徴とする発光モジュール装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の発光モジュール装置と、
前記発光モジュール装置に接続されたヒートシンクと、を備える
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
発光素子を実装するためのパッケージ基板であって、
前記発光素子が実装される実装面側に前記発光素子を収納する収納開口部を備えるパッケージ本体と、
前記発光素子と電気的に接続される電極部と、
前記実装面側とは反対に位置する裏面側に形成され、前記発光素子が発する熱を放熱する放熱部と、を備え、
前記電極部及び前記放熱部は、前記発光素子の実装領域の前記裏面側における対応した素子対応領域の周辺の領域に配置されている
ことを特徴とするパッケージ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光素子を備える発光装置、当該発光装置を用いた発光モジュール装置、当該発光モジュール装置を光源として備える照明装置、及び当該発光装置に用いられるパッケージ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ等の発光素子を収納するＬＥＤパッケージの端子を、実装用の基板のパッドに電気的に接続した発光ダイオードモジュールが広く知られている。このようなＬＥＤパッケージを備えた発光ダイオードモジュールとしては、例えば、特許文献１の発光ダイオードの実装構造や特許文献２の発光ダイオードパッケージモジュールが提案されている。
【０００３】
特許文献１の発光ダイオードの実装構造は、例えば、発光素子と、この発光素子に接続する端子とを収納するパッケージからなる発光ダイオードと、金属製のベース部材と、このベース部材に形成される絶縁層と、この絶縁層上に形成され前記端子と電気的に接続するパッドとを有する硬質基板とを備えている。そして、特許文献１の発光ダイオードの実装構造には、前記端子が前記パッドに接続され、前記パッケージの裏面と前記硬質基板との間に熱伝導部材が設けられている。
【０００４】
特許文献２の発光ダイオードパッケージモジュールは、例えば、パッケージ基板と、該パッケージ基板の一面に実装される発光ダイオードチップと、パッケージ基板の他面に形成され、発光ダイオードチップと電気的に接続された電極パッドと、パッケージ基板の他面に形成され、電極パッドに対して電気的に絶縁された放熱パッドとを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１００６８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１９７３２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、特許文献１の発光ダイオードの実装構造及び特許文献２の発光ダイオードパッケージモジュールは、熱伝導部材及び放熱パッドによって発光素子が発する熱を放熱することができるが、発光素子が発する光がパッケージ基板を透過して熱伝導部材及び放熱パッドに吸収されるため、モジュールとしての発光効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い放熱性及び発光効率を備える発光装置、発光モジュール装置、照明装置及びパッケージ基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するため、本発明の発光装置は、少なくとも１つの発光素子と、前記発光素子が実装される実装面側に前記発光素子を収納する少なくとも１つの収納開口部を有するパッケージ本体と、前記発光素子と電気的に接続される電極部と、前記実装面側とは反対に位置する裏面側に形成され、前記発光素子が発する熱を放熱する放熱部と、を備え、前記電極部及び前記放熱部は、前記発光素子の前記裏面側における対応した素子対応領域の周辺の領域に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上述した目的を達成するため、本発明の発光モジュール装置は、上述したいずれかの発光装置と、当該発光装置が実装されるとともに、電気的に接続される基板と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明の照明装置は、上述した発光モジュールと、当該発光モジュール装置に接続されたヒートシンクと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明のパッケージ基板は、発光素子を実装するためのパッケージ基板であって、前記発光素子が実装される実装面側に前記発光素子を収納する収納開口部を備えるパッケージ本体と、前記発光素子と電気的に接続される電極部と、前記実装面側とは反対に位置する裏面側に形成され、前記発光素子が発する熱を放熱する放熱部と、を備え、前記電極部及び前記放熱部は、前記発光素子の実装領域の前記裏面側における対応した素子対応領域の周辺の領域に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明における発光装置、発光モジュール装置、照明装置及びパッケージ基板では、電極部及び放熱部が、素子対応領域の周辺の領域に配置されているため、発光素子から出射してパッケージ本体にて反射されることなく裏面に到達した光が、電極部及び放熱部によって吸収される確率を低減することができる。また、本発明における発光装置、発光モジュール装置、照明装置及びパッケージ基板では、放熱部を備えることから放熱を良好に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い放熱性及び高い発光効率を両立させ得る発光装置、発光モジュール装置、照明装置及びパッケージ基板を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る発光装置の平面図である。
【図２】図１の発光装置の底面図である。
【図３】図１の発光装置の正面図である。
【図４】図１の発光装置の側面図である。
【図５】図１中のV−V線に沿う発光装置の断面図である。
【図６】図１中のVI−VI線に沿う発光装置の断面図である。
【図７】図６中のVII−VII線に沿う発光装置の断面図である。
【図８】実施例１に係る発光モジュール装置を図５に対応した状態で示す断面図である。
【図９】実施例１の変形例に係る発光装置の底面図である。
【図１０】実施例１の変形例に係る発光装置の底面図である。
【図１１】実施例１の変形例に係る発光装置の底面図である。
【図１２】実施例１の変形例に係る発光装置の底面図である。
【図１３】実施例１の変形例に係る発光装置の底面図である。
【図１４】実施例１の変形例に係る発光装置の平面図である。
【図１５】図１４中のXIV−XIV線に沿う発光装置の断面図である。
【図１６】実施例２に係る発光装置の平面図である。
【図１７】図１６の発光装置の底面図である。
【図１８】図１６の発光装置の正面図である。
【図１９】図１６の発光装置の側面図である。
【図２０】図１６中のXX−XX線に沿う発光装置の断面図である。
【図２１】図２０中のXXI−XXI線に沿う発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、各実施例及び変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、各実施例及び変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明によるパッケージ基板、発光装置、又は発光モジュール装置を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、各実施例及び変形例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【実施例１】
【００１６】
＜発光装置の全体構成＞
先ず、本発明の実施例に係る発光装置１及びパッケージ基板２の構成を図１乃至図７を参照しつつ説明する。図１は、本実施例に係る発光装置１の平面図である。図２は、図１の発光装置１の底面図である。図３は、図１の発光装置１の正面図である。図４は、図１の発光装置１の側面図である。図５は、図１中のV−V線に沿う発光装置１の断面図である。図６は、図１中のVI−VI線に沿う発光装置１の断面図である。図７は、図６中のVII−VII線に沿う発光装置１の断面図である。なお、図１乃至図７において、発光装置１の平面図（図１）における一方向をＸ方向、当該平面図においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、発光装置１の高さ方向をＺ方向と定義する。
【００１７】
概略的な構成として、発光装置１は、パッケージ基板２、パッケージ基板２に実装される発光素子であるＬＥＤチップ３、及びＬＥＤチップ３を覆い封止機能を備える波長変換部材４から構成されている。従って、本実施例において、発光装置１は、ＬＥＤチップ３から出射される光、及びＬＥＤチップ３から出射された光を波長変換して得られる光を混合することにより、擬似的な白色光を外部に向けて出射する。
【００１８】
以下において、発光装置１を構成する各部材を詳細に説明するとともに、発光装置１の動作及び効果を説明する。
【００１９】
（パッケージ基板）
図１乃至図７から分かるように、パッケージ基板２は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）等のセラミックスからなるパッケージ本体１１を備えている。特に、図１、図５及び図６に示すように、パッケージ本体１１は、平板の底板部１１ａ上に、ＬＥＤチップ３を収納するための収納開口部１１ｂが形成されている側壁部１１ｃを積層した２層構造を有している。そして、収納開口部１１ｂは、ＬＥＤチップ３が実装される実装面１１ｄ側に位置するように配置されている。収納開口部１１ｂの開口面（すなわち、ＸＹ平面における形状）は円形であり、全体的な形状は円柱状である。なお、パッケージ本体１１の材料は、セラミックスに限定されることなく、例えば、各種の樹脂、ガラス等の公知のパッケージ材料を用いることができる。また、これらの材料を組み合わせたり、複合して用いることもできる。
【００２０】
特に、図１及び図６に示すように、パッケージ本体１１には、ＬＥＤチップ３の電極に外部から電力供給するため電力供給路１５ａ、１５ｂが形成されている。電力供給路１５ａ、１５ｂは、導電性を備える材料（例えば、金）からなる。具体的には、電力供給路１５ａは、内部電極パッド１２ａ、外部電極パッド１３ａ、及び内部電極パッド１２ａと外部電極パッド１３ａとを接続する配線パターン１４ａから形成されている。また、電力供給路１５ｂは、内部電極パッド１２ｂ、外部電極パッド１３ｂ、及び内部電極パッド１２ｂと外部電極パッド１３ｂとを接続する配線パターン１４ｂから形成されている。
【００２１】
図１、図６、及び図７から分かるように、内部電極パッド１２ａ、１２ｂは、底板部１１ａと側壁部１１ｃとの界面に形成され、その一部は収納開口部１１ｂの底面において露出している。本実施例において、内部電極パッド１２ａ、１２ｂの平面形状（ＸＹ平面における形状）は長方形であり、その数量は２個であるが、これに限られることなく、ＬＥＤチップ３同士の接続構成、ＬＥＤチップ３の実装数量、及び収納開口部１１ｂの開口面積等の構成に応じて適宜変更することができる。なお、内部電極パッド１２ａ、１２ｂの形状は、ＬＥＤチップ３から出射される光を吸収させないためにも、できる限り露出面積を小さくすることが好ましい。
【００２２】
図２乃至図６から分かるように、外部電極パッド１３ａ、１３ｂは、パッケージ本体１１の裏面１１ｅに形成されている。より具体的に、外部電極パッド１３ａ、１３ｂは、パッケージ本体１１の裏面１１ｅの外縁に沿って形成され、ＸＹ平面における形状は長方形である。外部電極パッド１３ａ、１３ｂの形状は、発光装置１が実装されることになる実装基板４２（図８参照）に形成された各端子の形状に応じて適宜変更することができる。
【００２３】
なお、電力供給路１５ａ、１５ｂとしての抵抗率を下げる観点からは、外部電極パッド１３ａ、１３ｂの形成面積をできる限り大きくすることが好ましい。しかしながら、電力供給路１５ａ、１５ｂの形成面積を大きくする場合、発光装置１における発光効率の観点から、外部電極パッド１３ａ、１３ｂの形成位置とＬＥＤチップ３の実装位置が重要になるが、かかる位置関係については後述する。また、外部電極パッド１３ａ、１３ｂの形成位置は、パッケージ本体１１の裏面１１ｅに限定されることなく、例えば、パッケージ本体１１の側面に形成されてもよい。
【００２４】
図４乃至図７から分かるように、配線パターン１４ａ、１４ｂは、内部電極パッド１２ａ、１２ｂと、外部電極パッド１３ａ、１３ｂとを電気的に接続するように、底板部１１ａと側壁部１１ｃとの界面からパッケージ本体１１の側面に亘って形成されている。また、図４に示すように、配線パターン１４ａ、１４ｂのＹ方向における幅は、外部電極パッド１３ａ、１３ｂのＹ方向における幅と同一である。これは、電力供給路１５ａ、１５ｂとしての抵抗率を下げるためである。
【００２５】
更に、図２乃至図６に示すように、パッケージ本体１１の裏面１１ｅには、本発明の放熱部に該当する放熱パッド１６が形成されている。具体的に、放熱パッド１６は、Ｘ方向における裏面１１ｅの中央部をＹ方向に沿って延びるように形成されており、外部電極パッド１３ａ、１３ｂに対して平行である。放熱パッド１６は、ＬＥＤチップ３から発する熱を発光装置１の外部に放熱するために設けられており、その材料には、熱伝導性に優れた材料（例えば、金）等が用いられる。また、ＬＥＤチップ３から発する熱を放熱パッド１６から効率良く放熱するために、放熱パッド１６の形成面積をできる限り大きくすることが好ましい。しかしながら、放熱パッド１６の形成面積を大きくする場合、発光装置１における発光効率の観点から放熱パッド１６の形成位置とＬＥＤチップ３の実装位置が重要になるが、かかる位置関係については後述する。
【００２６】
なお、ＸＹ平面における放熱パッド１６の形状は、図２に示すような長方形に限定されることはなく、ＬＥＤチップ３からの熱を十分に放熱することができれば、例えば、放熱パッド１６に複数の開口を設けてもよい。このような放熱パッド１６の形状により、ＬＥＤチップ３から出射する光が放熱パッド１６によって吸収される可能性が低下することになる。
【００２７】
パッケージ本体１１の収納開口部１１ｂから裏面１１ｅまでの距離（すなわち、パッケージ本体１１を構成する底板部１１ａの厚さ）は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。このような範囲に底板部１１ａの厚さを調整する理由としては、底板部１１ａの厚さが０．５ｍｍ以下になると、ＬＥＤチップ３から出射する光がパッケージ本体１１から反射する確率が減少し、発光装置１の発光効率の低下に繋がるからである。また、底板部１１ａの厚さが１．５ｍｍ以上になると、ＬＥＤチップ３から生じる熱がＺ方向へ十分に拡散しなくなり、放熱パッド１６まで到達しなくなるからである。
【００２８】
以上のような構成から、パッケージ基板２は、パッケージ本体１１、電力供給路１５ａ、１５ｂ及び放熱パッド１６から構成されている。ここで、電力供給路１５ａ、１５ｂの内部電極パッド１２ａ、１２ｂ、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ、及び配線パターン１４ａ、１４ｂは同一材料から構成されていることから、各部材間に界面が形成されることなく一体的に形成され、電力供給路１５ａ、１５ｂのそれぞれが連続する１つの部材として形成されることになる。
【００２９】
パッケージ基板２の製造方法は、以下の通りである。主原料をアルミナ材とするセラミック原料粉末を、有機バインダ、及び有機溶剤とともに粉砕混合し、その後にキャスティングによって複数のグリーンシートを形成する。形成したグリーンシートの１枚に、電力供給路１５ａ、１５ｂ、及び放熱パッド１６の下地となる導体を印刷し、その後、公知のメッキ技術等により導体上に金を堆積し、電力供給路１５ａ、１５ｂを形成する。この際、１枚のグリーンシートから複数の底板部１１ａを得ることができるため、当該グリーンシートには複数の電力供給路１５ａ、１５ｂが形成されることになる。
【００３０】
次に、上記グリーンシートとは別のグリーンシートに、収納開口部１１ｂに対応する開口を複数形成する。続いて、導体が印刷されたグリーンシート上に、開口が形成されたグリーンシートを積層し、更に焼成を施すことにより、２枚のグリーンシートを一体的に焼き固めて１枚のセラミック体を形成する。そして、電力供給路１５ａ、１５ｂが形成された状態のセラミック体を分割することにより、複数のパッケージ基板２が形成される。
【００３１】
（ＬＥＤチップ）
本実施例においてＬＥＤチップ３には、４１０ｎｍのピーク波長を有した紫色光を発する紫色ＬＥＤチップを用いる。具体的には、このようなＬＥＤチップとして、例えばＩｎＧａＮ半導体が発光層に用いられるＧａＮ系ＬＥＤチップがある。なお、ＬＥＤチップ３の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なＬＥＤチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施例においてＬＥＤチップ３が発する光のピーク波長は、４００ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲内にあるのが好ましく、４０５ｎｍ〜４１５ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。なお、紫色ＬＥＤチップに代えて、紫外線を出射する他のＬＥＤチップや、又は近紫外チップを用いてもよい。
【００３２】
図１、図５及び図６から分かるように、４個のＬＥＤチップ３が、収納開口部１１ｂの底面の中央部に２行×２列で実装されている。例えば、各ＬＥＤチップ３は、パッケージ本体１１に対して、接着剤（図示せず）等を用いて接着固定されている。また、図１に示すように、各ＬＥＤチップ３の収納開口部１１ｂの底面に向く面に対して逆側の面には、ｐ電極２１及びｎ電極２２が設けられている。そして、Ｘ方向に実装されている２個のＬＥＤチップ同士が金属ワイヤ２３によって電気的に接続されている。より具体的には、Ｘ方向に並置して実装されている２個のＬＥＤチップ３のうちの−Ｘ方向側に位置するＬＥＤチップ３のｎ電極２２と、＋Ｘ方向側に位置するＬＥＤチップ３のｐ電極２１とが、金属ワイヤ２３によって接続されている。更に、４個のＬＥＤチップ３は、内部電極パッド１２ａ、１２ｂの近接するいずれかと、金属ワイヤ２３を介して電気的に接続されている。より具体的には、−Ｘ方向側に位置するＬＥＤチップ３のｐ電極２１と内部電極パッド１２ａとが金属ワイヤ２３によって接続され、＋Ｘ方向側に位置するＬＥＤチップ３のｎ電極２２と内部電極パッド１２ａとが金属ワイヤ２３によって接続されている。
【００３３】
上述した接続構成により、４個のＬＥＤチップ３のうち、Ｘ方向に並置された２個のＬＥＤチップは、内部電極パッド１２ａ、１２ｂ間で直列に接続されることになる。また、＋Ｙ方向側において直列に接続された２個のＬＥＤチップと、−Ｙ方向側において直列に接続された２個のＬＥＤチップとは、内部電極パッド１２ａ、１２ｂ間で並列に接続されることになる。なお、ＬＥＤチップ３の接続は、このような接続方法に限定されることなく、直列接続のみ又は並列接続のみのような接続方法を用いてもよい。
【００３４】
ここで、ＬＥＤチップ３のパッケージ本体１１への実装方法は、上述した方法に限定されるものではなく、ＬＥＤチップ３の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、金属バンプ又は半田付けにより、ＬＥＤチップ３のｐ電極２１及びｎ電極２２を内部電極パッド１２ａ、１２ｂに接合してもよい。このような場合には、ＬＥＤチップ３のｐ電極２１及びｎ電極２２が、収納開口部１１ｂの底面に向くように、ＬＥＤチップ３が載置されることになる。
【００３５】
（波長変換部材）
図１、図５、及び図６から分かるように、パッケージ本体１１の収納開口部１１ｂには、波長変換部材４が開口を充填するように形成されている。波長変換部材４は、ＬＥＤチップ３から出射した紫色光を波長変換するために設けられている。本実施例の発光装置１においては、ＬＥＤチップ３から出射された紫色光と、当該紫色光が波長変換部材４によって波長変換されて出射される光とを合成し、合成光である擬似的な白色光が出射されることになる。なお、波長変換部材４は、収納開口部１１ｂを充填するように設けられることに限定されず、例えば、収納開口部１１ｂの開口部分に設置されたガラス板等の透明基板のいずれかの面に波長変換部材４が塗布されてもよく、蛍光体を樹脂等の有機物やガラス等の無機物と混合して、加熱等により固化してもよい。波長変換部材の形状は目的に合わせて選択すればよいが、例えば、板状でもドーム状でもよい。
【００３６】
また、図５及び図６に示すように、波長変換部材４は、ＬＥＤチップ３から入射する紫色光の少なくとも一部を吸収し、当該紫色光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体２４と、蛍光体２４を保持する母材２５とから構成されている。本実施例の発光装置１においては、紫色光を出射するＬＥＤチップ３を発光素子として使用しているため、当該紫色光を青色光、緑色光、及び赤色光に波長変換して白色光を合成可能である。従って、本実施例における蛍光体２４は、紫色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に紫色光とは異なる波長の青色光を発する青色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体、及び赤色光を発する赤色蛍光体が用いられる。
【００３７】
具体的な青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００３８】
具体的な緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上で、通常は５５０ｎｍ未満、好ましくは５４２ｎｍ以下、より好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００３９】
具体的な赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上で、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００４０】
母材２５には、シリコーン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の種々の樹脂又はガラス等の透光性を備える材料を用いることができるが、本実施例においては、例えば、シリコーン系樹脂を使用した。本実施例において、波長変換部材４は、樹脂である母材２５に蛍光体２４を練り込むことにより形成されている。
【００４１】
＜ＬＥＤチップと外部電極パッド及び放熱パッドとの位置関係＞
次に、ＬＥＤチップ３と、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６との位置関係について、図２、図５及び図６を参照しつつ詳細に説明する。なお、図２における破線は、パッケージ本体１１の実装面１１ｄ側に実装されたＬＥＤチップ３の位置を裏面１１ｅ側に示した素子対応領域３１、及びパッケージ本体１１の収納開口部１１ｂの位置を裏面１１ｅ側に示した収納開口部対応領域３２である。
【００４２】
図２、図５及び図６から分かるように、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ、及び放熱パッド１６は、素子対応領域３１の周辺の領域に配置されている。特に、本実施例において、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ、及び放熱パッド１６は、素子形成領域３１の外側の領域のみに配置されており、Ｚ方向において、ＬＥＤチップ３とは重複（オーバーラップ）する位置には形成されていない。更に、放熱パッド１６は、各ＬＥＤチップ３に対応した素子形成領域３１同士の間に配置されている。このようなＬＥＤチップ３と、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６との位置関係により、ＬＥＤチップ３から出射するとともに、パッケージ本体１１にて反射されることなく裏面１１ｅに到達する光が外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６によって吸収される確率を低減することができる。このような光の吸収を低減することにより、発光装置１における発光効率を向上することが可能になる。
【００４３】
また、図２、図５及び図６から分かるように、外部電極パッド１３ａ、１３ｂは、収納開口部対応領域３２の周辺の領域に配置されている。特に、本実施例において、外部電極パッド１３ａ、１３ｂは、収納開口部対応領域３２の外側の領域のみに配置されており、Ｚ方向において、収納開口部１１ｂとは重複する位置には形成されていない。このような構造により、パッケージ本体１１にて反射されることなく裏面１１ｅに到達する光が外部電極パッド１３ａ、１３ｂによって吸収される確率をより一層低減することができる。このような光の吸収をより一層低減することにより、発光装置１における発光効率をより一層向上することが可能になる。
【００４４】
＜発光モジュール装置及び照明装置＞
次に、本実施例の発光装置１を備える発光モジュール装置４１について、図８を参照しつつ説明する。図８は、図５に対応した状態の発光モジュール装置４１の断面図である。図８におけるＸ方向及びＺ方向は、図５の場合と同一である。
【００４５】
図８に示すように、発光モジュール装置４１は、上述した発光装置１、及び発光装置１を実装するための実装基板４２を備えている。実装基板４２は、光を反射する材料から構成されていることが好ましい。例えば、実装基板４２は、各種のセラミックス、樹脂、ガラス、アルミ等の金属等を材料とする基板から構成されていてもよい。また、実装基板４２は、これらの材料を組み合わせたり、複合して用いることもできる。更に、実装基板４２は、光を反射しない材料からなる透明なガラス基板の表面に光を反射する材料を形成してもよい。なお、発光装置１の数量は１個に限れることなく、通常は、複数の発光装置１を実装基板４２に実装することになる。
【００４６】
また、実装基板４２は、実装面４２ａ上に、パッケージ基板２の外部電極パッド１３ａ、１３ｂと電気的に接続される外部電極用接続端子４３ａ、４３ｂ、及びパッケージ基板２の放熱パッド１６と接続される放熱パッド用端子４４が形成されている。外部電極用接続端子４３ａ、４３ｂは、外部電極パッド１３ａ、１３ｂを介してＬＥＤチップ３と電気的に接続される必要があるため、導電性の材料（例えば、金、銀、銅、アルミニウム）から形成されている。放熱パッド用端子４４は、放熱パッド１６から伝導する熱を実装基板４２に効率良く放熱するための材料から構成されていることが好ましく、例えば、金等の金属から構成されている。
【００４７】
このような実装基板４２に発光装置１が実装された状態の発光モジュール装置４１においては、パッケージ本体１１の実装面１１ｄ側から擬似的な白色光が出射されることになる。一方、ＬＥＤチップ３の発光に基づく光の一部は、パッケージ本体１１に反射されることなく、また外部電極パッド１３ａ、１３ｂ、及び放熱パッド１６に吸収されることなく、パッケージ本体１１の裏面１１ｅから出射され、その後、実装基板４２の実装面４２ａ側において反射され、パッケージ本体１１に反射されることなく発光装置１の内部へと再び入射することになる。このように再び発光装置１の内部へと入射した光の一部は、波長変換部材４へと到達し、波長変換部材４を構成する蛍光体２４によって青色光、緑色光、又は赤色光に波長変換されるか、或いは波長変換部材４を通過してパッケージ本体１１の実装面１１ｄ側から出射されることになる。
【００４８】
このように、本実施例の発光モジュール装置４１においては、ＬＥＤチップ３から出射した光及び波長変換部材４の蛍光体２４によって波長変換された青色光、緑色光、又は赤色光を発光装置１の外部に効率よく出射することができるため、本実施例の発光モジュール装置４１は、従来よりも高い発光効率を有することになる。
【００４９】
このような発光モジュール装置４１は、いずれも図示しないヒートシンク、リフレクタ、レンズ、電源等の照明装置を構成する部材を適宜接続することにより、高い発光効率及び高い放熱性を有する照明装置を実現することができる。例えば、当該照明装置としては、発光モジュール装置４１の発光面（すなわち、パッケージ本体１１の実装面１１ｄ側）にリフレクタが接続され、発光モジュール装置４１の実装基板４２にヒートシンクが接続されてもよい。
【００５０】
＜実施例の効果＞
本実施例に係る発光装置１は、４つのＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３が実装される実装面１１ｄ側にＬＥＤチップ３を収納する収納開口部１１ｂを有するパッケージ本体１１と、実装面１１ｄ側とは反対に位置する裏面１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ３と電気的に接続された外部電極パッド１３ａ、１３ｂと、裏面１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ３が発する熱を放熱する放熱パッド１６と、を備えている。このような発光装置１において、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６は、ＬＥＤチップ３の裏面１１ｅ側における対応した素子対応領域３１の周辺の領域に配置されており、このような構成により、ＬＥＤチップ３から出射するとともに、パッケージ本体１１にて反射されることなく裏面１１ｅに到達する光が外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６によって吸収されることを抑制することができる。そして、本実施例に係る発光装置１においては、このような光の吸収を低減することにより、発光効率の向上を図りつつ、ＬＥＤチップ３において生じる熱を良好に放熱することが可能になる。
【００５１】
また、本実施例に係る発光装置１において、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６は、素子対応領域３１の外側の領域のみに配置されているため、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６における光の吸収をより低減し、発光効率のより一層の向上を図ることが可能になる。
【００５２】
本実施例に係る発光装置１において、パッケージ本体１１の収納開口部１１ｂの底面からパッケージ本体１１の裏面１１ｅまでの距離（すなわち、パッケージ本体１１の底板部１１ａの厚さ）は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。このような範囲に底板部１１ａの厚さが調整されることにより、ＬＥＤチップ３において生ずる熱を放熱パッド１６に向けて十分に拡散し、放熱パッド１６を介して効率良く放熱することができ、且つ発光装置１自体の発光効率の低下を抑制することができる。
【００５３】
本実施例に係る発光装置１において、外部電極パッド１３ａ、１３ｂは、パッケージ本体１１の収納開口部１１ｂの裏面１１ｅ側における対応した収納開口部対応領域３２の周辺の領域に配置されている。このような構成により、ＬＥＤチップ３から出射するとともに、パッケージ本体１１にて反射されることなく裏面１１ｅに到達する光が外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６によって吸収されること更に抑制し、発光装置１の発光効率の更なる向上を可能になる。
【００５４】
本実施例の発光モジュール装置４１、及び当該発光モジュール装置４１を光源とする照明装置においては、本実施例の発光装置１を備えているため、本実施例の発光装置１の効果と同様に、高い放熱性及び発光効率を備えることになる。
【００５５】
本実施例に係るパッケージ基板２は、ＬＥＤチップ３が実装される実装面１１ｄ側にＬＥＤチップ３を収納する収納開口部１１ｂを備えるパッケージ本体１１と、実装面１１ｄ側とは反対に位置する裏面１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ３と電気的に接続される外部電極パッド１３ａ、１３ｂと、裏面１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ３が発する熱を放熱する放熱パッド１６と、を有している。このようなパッケージ基板２において、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６は、ＬＥＤチップ３の実装領域の裏面１１ｅ側における対応した素子対応領域３１の周辺の領域に配置されている。このような構成から、本実施例に係るパッケージ基板２も、発光装置１の効果と同様に、放熱性及び発光効率の向上を図ることができる。
【００５６】
＜変形例＞
上述した発光装置１の構造は一例に過ぎず、各種の構成部材の構造及び形状は、本発明の要旨を変更しない範囲において任意に変更することが可能である。以下において、発光装置及びその構成部材の変形例を説明する。
【００５７】
（ＬＥＤチップ及び波長変換部材の変形例）
上述した実施例においては、発光装置１の光源として紫色光を出射するＬＥＤチップ３を用いたが、発光装置１から白色光を出射することができれば、紫色光を出射するＬＥＤチップ３に限定されることなく、例えば、青色光を出射する青色ＬＥＤチップを用いてもよい。具体的な青色ＬＥＤチップの発光ピーク波長は、通常は４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は４８０ｎｍ未満、より好ましくは４７０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。このような場合、波長変換部材４は、当該波長の光を励起光として吸収して黄色光を出射する黄色蛍光体を分散して保持することになる。
【００５８】
具体的な黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上で、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００５９】
また、上述した変形例において、ＬＥＤチップ３から出射される青色光と、黄色蛍光体である蛍光体２４から出射される黄色光とを合成し、発光装置１から擬似的に白色光を出射していたが、白色光の色温度を低色温度側に調節するため、又は、白色光の演色性を上げる等のために、波長変換部材４が含有する黄色蛍光体に赤色蛍光体及び／又は緑色蛍光体を添加してもよい。また、黄色光は赤色光と緑色光との合成光であるため、波長変換部材４が含有する蛍光体を赤色蛍光体及び緑色蛍光体に代えてもよい。このような場合には、ＬＥＤチップ３から出射される青色光と、赤色蛍光体から出射される赤色光と、緑色蛍光体から出射される緑色光とを合成し、発光装置１から擬似的に白色光を出射することになる。
【００６０】
具体的な緑色蛍光体、及び赤色蛍光体の発光ピーク波長は、上述したものと同一である。
【００６１】
更に、本実施例の発光装置１から出射される光は白色光に限られることなく、青色光、赤色光、黄色光等の有色光を出射するようにしてもよい。このような場合には、各色を出射する発光素子をＬＥＤチップ３として用いてもよく、発光素子に用いられるＬＥＤチップ３の特性に応じて、蛍光体を適宜変更してもよい。
【００６２】
そして、上述した実施例に係る発光装置１の波長変換部材４は、樹脂である母材２５内には蛍光体２４のみが分散して保持されていたが、光拡散部材を母材２５内に混入させてもよい。光拡散部材としては、例えば、無機系光拡散材、又は有機系光拡散材を用いることができる。
【００６３】
（放熱パッドの変形例）
上述した実施例において、ＸＹ平面における放熱パッド１６の形状は長方形であり、その形成位置は、素子対応領域３１の間において、Ｙ方向に延在していたが、このような形状に限定されることなく、例えば、図９乃至図１１のいずれかの形状を有する放熱パッドが、パッケージ本体１１の裏面１１ｅに形成されていてもよい。以下において、図９乃至図１１を参照しつつ、本発明の放熱部の変形例を説明する。図９乃至図１１は、図２に対応した状態で示す、発光装置１の底面図である。なお、放熱部以外の構成については、上述した実施例と同一であるため、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６４】
図９に係る変形例において、放熱パッド１６ａは網の目状に形成されている。そして、放熱パッド１６ａは、ＸＹ平面において素子対応領域３１と重なっておらず、放熱パッド１６ａの開口部分に素子対応領域３１が位置している。また、パッケージ本体１１の裏面１１ｅにおいて、放熱パッド１６ａは外部電極パッド１３ａ、１３ｂの間に位置しており、放熱パッド１６ａ及び素子対応領域３１も重なることなく配置されている。以上のことから、図９に係る変形例においても、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ａは、素子対応領域３１の外側の領域のみに配置されているため、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ａにおける光の吸収をより低減し、発光効率の向上を図りつつ、ＬＥＤチップ３において生じる熱を良好に放熱することが可能になる。具体的には、実施例１に比してＬＥＤチップ３において生じる熱をより良好に放熱することが可能になる。
【００６５】
図１０に係る変形例において、放熱パッド１６ｂは格子状に形成されている。図１０に係る変形例も、図９に係る変形例と同様に、放熱パッド１６ｂは、ＸＹ平面において素子対応領域３１と重なっておらず、放熱パッド１６ｂの開口部分に素子対応領域３１が位置している。また、図９に係る変形例と同様に、パッケージ本体１１の裏面１１ｅにおいて、放熱パッド１６ａは外部電極パッド１３ａ、１３ｂの間に位置しており、放熱パッド１６ａ及び素子対応領域３１も重なることなく配置されている。以上のことから、図１０における変形例においても、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ｂは、素子対応領域３１の外側の領域のみに配置されているため、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ｂにおける光の吸収をより低減し、発光効率の向上を図りつつ、ＬＥＤチップ３において生じる熱を良好に放熱することが可能になる。具体的には、実施例１に比してＬＥＤチップ３において生じる熱をより良好に放熱することが可能になる。
【００６６】
図１１に係る変形例において、放熱パッド１６ｃは、素子形成領域３１同士の間をＸ方向及びＹ方向に伸長しており、十字状に形成されている。図１１に係る変形例も、図９及び図１０に係る変形例と同様に、放熱パッド１６ｃ及び外部電極パッド１３ａ、１３ｂは、ＸＹ平面において素子対応領域３１と重なることなく配置されている。以上のことから、図１１における変形例においても、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ｃは、素子対応領域３１の外側の領域のみに配置されているため、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ｃにおける光の吸収をより低減し、発光効率の向上を図りつつ、ＬＥＤチップ３において生じる熱を良好に放熱することが可能になる。具体的には、実施例１に比してＬＥＤチップ３において生じる熱をより良好に放熱することが可能になる。
【００６７】
また、上述した実施例において、放熱パッド１６は、収納開口部対応領域３２内にも形成されているが、外部電極パッド１３ａ、１３ｂと同様に、収納開口部対応領域３２の周辺の領域に形成されてもよい。図１２を参照しつつ、このような放熱部の変形例を説明する。なお、図１２は、図２に対応した状態で示す、発光装置１の底面図であり、放熱部以外の構成については、上述した実施例と同一であるため、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６８】
図１２に係る変形例において、放熱パッド１６ｄは、収納開口部態様領域３２の外周に沿って、円弧状に２つ形成されている。従って、図１２に係る変形例においては、外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６ｄによって囲まれるように、素子対応領域３１及び収納開口対応領域３２が位置している。このように、外部電極パッド１３ａ、１３ｂのみならず放熱パッド１６も収納開口部対応領域３２の周辺の領域に配置されると、実施例１に比して発光装置１における発光効率を更に向上することが可能になる。
【００６９】
更に、上述した実施例において、放熱パッド１６は、素子対応領域３１の外側の領域のみに配置されていたが、その一部が素子対応領域３１の内側の領域に配置されてもよい。図１３を参照しつつ、このような放熱部の変形例を説明する。なお、図１３は、図２に対応した状態で示す、発光装置１の底面図であり、放熱部以外の構成については、上述した実施例と同一であるため、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７０】
図１３に係る変形例において、放熱パッド１６ｅのＸＹ平面における形状は略長方形であって、放熱パッド１６ｅは全体的にＹ方向に延在している。また、放熱パッド１６ｅは、パッケージ本体１１の裏面１１ｅの中心付近においてＸ方向にも延在しており、その一部が素子対応領域３２の内側の領域にまで到達している。このような場合であっても、素子対応領域３１の内側の領域に配置される部分によって、ＬＥＤチップ３の発光に基づく光がほとんど吸収されなければ、従来の発光装置よりも発光効率を十分に低減し、発光効率の向上を図りつつ、ＬＥＤチップ３において生じる熱を良好に放熱することが可能になる。具体的には、実施例１に比してＬＥＤチップ３において生じる熱をより良好に放熱することが可能になる。
【００７１】
なお、放熱パッド１６ｅのみならず、外部電極パッド１３ａ、１３ｂについても、その一部が素子対応領域３１の内側の領域に配置されてもよい。同様に、外部電極パッド１３ａ、１３ｂの一部が、収納開口部対応領域３２の内側の領域に配置されてもよい。このような場合であっても、素子対応領域３１又は収納開口部対応領域３２の内側の領域に配置される外部電極パッド１３ａ、１３ｂによって、ＬＥＤチップ３の発光に基づく光がほとんど吸収されなければ、従来の発光装置よりも発光効率を十分に低減することができる。
【００７２】
そして、上述した実施例においては、パッケージ本体１１の裏面１１ｅのみに、放熱パッド１６として放熱部が設けられていたが、本発明の放熱部はこのような形態に限定されることはない。図１４及び図１５を参照しつつ、本発明の放熱部の変形例を説明する。図１４は、本実施例の変形例に係る発光装置１’の平面図（ＸＹ平面図）である。また、図１５は、図１４中のXIV−XIV線に沿う発光装置１’の断面図である。なお、放熱部以外の構成については、上述した実施例と同一であるため、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７３】
図１４及び図１５に示すように、変形例に係る発光装置１’は、本発明の放熱部として機能する放熱体５１を備えるパッケージ基板２’を含んでいる。放熱体５１は、パッケージ本体１１の裏面１１ｅから収納開口部１１ｂの底面に亘って形成されている。すなわち、放熱体５１は、上述した実施例に係る放熱パッド１６とは異なり、パッケージ本体１１を貫通するように形成され、開口収納部１１ｂの底面に露出している。従って、放熱体５１は、直方体状に形成されている。
【００７４】
本変形例においては、パッケージ本体１１よりも放熱性に優れた放熱体５１がＬＥＤチップ３の近傍にまで延在しているため、ＬＥＤチップ３において生じる熱を一段と良好に発光装置１’の外部に放熱することができる。また、ＸＹ平面における放熱体５１とＬＥＤチップ３との位置関係は、上述した実施例と同一であるため、発光効率の観点においては発光装置１’も上述した実施例と同一の効果を奏することになるが、放熱性については上述した実施例の発光装置１よりも良い効果を奏することになる。
【実施例２】
【００７５】
実施例１においては、発光装置１には１つの収納開口部１１ｂが形成され、当該１つの収納開口部１１ｂ内に収納されるように、４個のＬＥＤチップ３が実装されていたが、収納開口部１１ｂが複数の開口部から構成されてもよい。以下において、収納開口部が２つの開口部から構成されている場合の発光装置１０１を実施例２とし、図１６乃至図２１を参照しつつ詳細に説明する。図１６は、本実施例に係る発光装置１０１の平面図である。図１７は、図１６の発光装置１０１の底面図である。図１８は、図１６の発光装置１０１の正面図である。図１９は、図１６の発光装置１０１の側面図である。図２０は、図１６中のXX−XX線に沿う発光装置１０１の断面図である。図２１は、図２０中のXXI−XXI線に沿う発光装置１０１の断面図である。なお、図１６乃至図２１において、発光装置１０１の平面図（図１６）における一方向をＸ方向、当該平面図においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、発光装置１０１の高さ方向をＺ方向と定義する。
【００７６】
＜発光装置の全体構成＞
概略的な構成として、発光装置１０１は、パッケージ基板１０２、パッケージ基板１０２に実装される発光素子であるＬＥＤチップ１０３、及びＬＥＤチップ１０３を覆い封止機能を備える波長変換部材１０４ａ、１０４ｂから構成されている。従って、実施例１に係る発光装置１と同様に、発光装置１０１は、ＬＥＤチップ１０３から出射される光、及びＬＥＤチップ１０３から出射された光を波長変換して得られる光を混合することにより、擬似的な白色光を外部に向けて出射することになる。
【００７７】
以下において、発光装置１０１を構成する各部材を詳細に説明するとともに、発光装置１０１の動作及び効果を説明する。
【００７８】
（パッケージ基板）
図１６乃至図２１から分かるように、パッケージ基板１０２は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）等のセラミックスからなるパッケージ本体１１１を備えている。特に、図１６、図２０及び図６に示すように、パッケージ本体１１１は、平板の底板部１１１ａ上に、ＬＥＤチップ１０３を収納するため収納開口部１１１ｂが形成されている側壁部１１１ｃを積層した２層構造を有している。そして、収納開口部１１１ｂは、同一の形状からなる２つの開口部である第１開口部１１７、第２開口部１１８から構成されている。第１開口部１１７及び第２開口部１１８は、ＬＥＤチップ１０３が実装される実装面１１１ｄ側に並置されている。第１開口部１１７及び第２開口部１１８の開口面（すなわち、ＸＹ平面における形状）は楕円形である。なお、パッケージ本体１１１の材料は、実施例１に係る発光装置１と同様に、種々の材料、組合せを用いることができる。
【００７９】
また、図１６乃至図２１から分かるように、パッケージ本体１１１には、ＬＥＤチップ１０３の電極に外部から電力供給するため電力供給路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄが形成されている。電力供給路１１５（１１５ａ〜１１５ｄを総称する場合に使用する）は、導電性を備える材料（例えば、金）からなる。具体的には、電力供給路１１５ａは、内部電極パッド１１２ａ、外部電極パッド１１３ａ、及び内部電極パッド１１２ａと外部電極パッド１１３ａとを接続する配線パターン１１４ａから形成されている。同様に、電力供給路１１５ｂ〜１１５ｄは、内部電極パッド１１２ｂ〜１１２ｄ、外部電極パッド１１３ｂ〜１１３ｄ、及び配線パターン１１４ｂ〜１１４ｄから形成されている。なお、本発明に係る電極部は、外部電極パッド１１３（１１３ａ〜１１３ｄを総称する場合に使用する）に対応している。
【００８０】
図１６及び図２１から分かるように、内部電極パッド１１２（１１２ａ〜１１２ｄを総称する場合に使用する）は、底板部１１１ａと側壁部１１１ｃとの界面に形成され、その一部が収納開口部１１１ｂの底面において露出している。より具体的には、３つの内部電極パッド１１２ａ、及び３つの内部電極パッド１１２ｂは第１開口部１１７において露出し、３つの内部電極パッド１１２ｃ、及び３つの内部電極パッド１１２ｄは第２開口部１１８において露出している。本実施例において、内部電極パッド１１２の平面形状（ＸＹ平面における形状）は長方形であり、その数量は合計１２個であるが、実施例１に係る内部電極パッド１２ａ、１２ｂと同様に、構成に応じて適宜変更することができる。また、実施例１に係る内部電極パッド１２ａ、１２ｂと同様に、できる限り露出面積を小さくすることが好ましい。
【００８１】
図１７乃至図２０から分かるように、外部電極パッド１１３は、パッケージ本体１１１の裏面１１１ｅに形成されている。より具体的に、外部電極パッド１１３ａ〜１１３ｄのそれぞれは、パッケージ本体１１１の裏面１１１ｅの四隅に形成されている。裏面１１１ｅにおける外部電極パッド１１３の形状は概ね長方形であるが、発光装置１０１が実装されることになる実装基板に形成された各端子の形状に応じて適宜変更することができる。なお、実施例１に係る外部電極パッド１３ａ、１３ｂと同様の観点から、外部電極パッド１１３の形成位置とＬＥＤチップ１０３の実装位置が重要になるが、かかる位置関係については後述する。
【００８２】
図１９及び図２１から分かるように、配線パターン１１４は、内部電極パッド１１２と、外部電極パッド１１３とを電気的に接続するように、底板部１１１ａと側壁部１１１ｃとの界面からパッケージ本体１１１の側面に亘って形成されている。より具体的には、配線パターン１１４ａ、１１４ｄは、パッケージ本体１１１の側面においてＺ方向に延在し、パッケージ本体１１１の底板部１１１ａ上においてＹ方向に延在することで、内部電極パッド１１２ａ、１１２ｄと外部電極パッド１１３ａ、１１３ｄとを電気的に接続している。一方、配線パターン１１４ｂ、１１４ｃは、パッケージ本体１１１の側面においてＺ方向に延在し、パッケージ本体１１１の底板部１１１ａ上において先ずＸ方向に延在するとともに、Ｘ方向における中央部でＹ方向に延在することで、内部電極パッド１１２ｂ、１１２ｃと外部電極パッド１１３ｂ、１１３ｃとを電気的に接続している。すなわち、配線パターン１１４ｂ、１１４ｃは、ＸＹ平面において、略Ｌ字状に形成されている。
【００８３】
更に、図１７乃至図２０に示すように、パッケージ本体１１１の裏面１１１ｅには、本発明の放熱部に該当する放熱パッド１１６が形成されている。具体的に、放熱パッド１１６は、Ｘ方向における裏面１１１ｅの中央部をＹ方向に沿って延びるように形成されている。また、図１８に示すように、放熱パッド１１６は、パッケージ本体１１１を構成する底板部１１１ａの側面にも形成されている。放熱パッド１１６は、ＬＥＤチップ１０３から発する熱を発光装置１０１の外部に放熱するために設けられており、その材料には、熱伝導性に優れた材料（例えば、金）等が用いられる。また、実施例１に係る放熱パッド１６と同様の観点から、放熱パッド１１６の形成位置とＬＥＤチップ１０３の実装位置が重要になるが、かかる位置関係については後述する。
【００８４】
なお、ＸＹ平面における放熱パッド１１６の形状は、図１７に示すような長方形に限定されることはなく、ＬＥＤチップ１０３からの熱を十分に放熱することができれば、例えば、放熱パッド１１６に複数の開口を設けてもよい。このような放熱パッド１１６の形状により、ＬＥＤチップ１０３から出射する光が放熱パッド１１６によって吸収される可能性が低下することになる。
【００８５】
パッケージ本体１１１の収納開口部１１１ｂから裏面１１１ｅまでの距離（すなわち、パッケージ本体１１１を構成する底板部１１１ａの厚さ）は、実施例１と同様の理由から、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００８６】
以上のような構成から、パッケージ基板１０２は、パッケージ本体１１１、電力供給路１１５、及び放熱パッド１１６から構成されている。そして、実施例１の電力供給路１５と同様に、電力供給路１１５の内部電極パッド１１２、外部電極パッド１１３、及び配線パターン１１４は同一材料から構成されていることから、各部材間に界面が形成されることなく一体的に形成され、電力供給路１１５のそれぞれが連続する１つの部材として形成されることになる。
【００８７】
パッケージ基板１１２の製造方法は、電力供給路１１５の下地となる導体を印刷する際のパターンが実施例１と異なるだけであり、その他の製造工程及び製造条件は同一である。このため、パッケージ基板１１２の製造方法の説明については省略する。
【００８８】
（ＬＥＤチップ）
本実施例においてＬＥＤチップ１０３には、４１０ｎｍのピーク波長を有した紫色光を発するＬＥＤチップを用いる。具体的なＬＥＤチップ１０３の構成については、実施例１に係るＬＥＤチップ３と同様であるため、説明については省略する。
【００８９】
なお、ＬＥＤチップ１０３の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なＬＥＤチップなどの半導体発光素子を用いることができる。例えば、第１開口部１１７内に収納されるＬＥＤチップ１０３が青色光を出射し、第２開口部１１８内に収納されるＬＥＤチップ１０３が赤色光や紫色光を出射する等、第１開口部１１７内及び第２開口部１１８内に収納されるＬＥＤチップ１０３が発する光のピーク波長を相違させてもよい。ＬＥＤチップ１０３が出射する光の波長は、発光装置１０１から擬似的に出射する白色光をどのように合成するかにより、適宜選択することができる。
【００９０】
図１６及び図２０から分かるように、第１開口部１１７及び第２開口部１１８のそれぞれには、６個のＬＥＤチップ１０３が収納されている。第１開口部１１７及び第２開口部１１８のそれぞれにおいては、Ｙ方向において３個のＬＥＤチップ１０３が列をなすように並置され、Ｘ方向において２個のＬＥＤチップ１０３が並置されることなく、Ｙ方向に偏移して配置されている。例えば、各ＬＥＤチップ１０３は、パッケージ本体１１１に対して、接着剤（図示せず）等を用いて接着固定されている。また、図１６に示すように、各ＬＥＤチップ１０３の収納開口部１１１ｂの底面に向く面に対して逆側の面には、ｐ電極１２１及びｎ電極１２２が設けられている。そして、ＬＥＤチップ１０３のｐ電極１２１は、金属ワイヤ１２３を介して内部電極パッド１１２ａ又は内部電極パッド１１２ｃに接続され、ＬＥＤチップ１０３のｎ電極１２２は、金属ワイヤ１２３を介して内部電極パッド１１２ｂ又は内部電極パッド１１２ｄに接続されている。
【００９１】
上述した接続構成により、第１開口部１１７及び第２開口部１１８のそれぞれにおいては、ＬＥＤチップ１０３が並列に接続されていることになる。なお、ＬＥＤチップ１０３の接続は、このような並列接続に限定されることなく、直列接続又は並列接続と直列接続とを組み合わせた接続を用いることができる。
【００９２】
ここで、ＬＥＤチップ１０３のパッケージ本体１１１への実装方法は、実施例１に係る発光装置１と同様に、ＬＥＤチップ１０３の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。
【００９３】
（波長変換部材）
図１６及び図２０から分かるように、パッケージ本体１１１の第１開口部１１７には波長変換部材１０４ａが開口を充填するように形成され、パッケージ本体１１１の第２開口部１１８には波長変換部材１０４ｂが開口を充填するように形成されている。具体的な波長変換部材１０４ａ、１０４ｂの波長変換方法や充填方法、設置方法については、実施例１に係る波長変換部材４と同様であるため、説明については省略する。
【００９４】
また、図２０に示すように、波長変換部材１０４ａ、１０４ｂは、ＬＥＤチップ１０３から入射する紫色光を吸収し、当該紫色光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体１２４ａ、１２４ｂと、蛍光体１２４ａ、１２４ｂを保持する母材１２５ａ、１２５ｂとから構成されている。本実施例における蛍光体１２４ａ、１２４ｂは、紫色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に紫色光とは異なる波長の青色光を発する青色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体、及び赤色光を発する赤色蛍光体が用いられる。ここで、青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体は、上述した実施例１と同様であって、その発光ピーク波長等の説明は省略する。
【００９５】
母材１２５ａ、１２５ｂには、種々の樹脂又はガラス等の透光性を備える材料を用いることができるが、本実施例においても実施例１と同様に、シリコーン系樹脂を使用した。なお、母材１２５ａ、１２５ｂは、一方が樹脂、他方がガラスであってよく、各母材の樹脂が異なる材料から構成されてもよい。本実施例において、波長変換部材１０４ａ、１０４ｂは、樹脂である母材１２５ａ、１２５ｂに蛍光体１２４ａ、１２４ｂを練り込むことにより形成されている。
【００９６】
ここで、蛍光体１２４ａにおける青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体の配合比は、蛍光体１２４ｂにおける青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体の配合比と異なっている。従って、ＬＥＤチップ１０３から紫色光が出射すると、第１開口部１１７及び第２開口部１１８のそれぞれからは、色又は色温度等の特性の異なる白色光が出射することになる。そして、当該特性の異なる白色光が出射して合成されることにより、発光装置１０１から合成光である擬似的な白色光が出射されることになる。すなわち、発光装置１０１においては、第１開口部１１７及び第２開口部１１８における各色の蛍光体の配合比を調整し、収納開口部１１１ｂから出射される異なる特性の白色光を合成する。そして、各開口部に収納されたＬＥＤチップ１０３に供給する電力を調整することで、発光装置１０１から出射されることになる合成光を調光及び調色することができる。
【００９７】
なお、第１開口部１１７及び第２開口部１１８から出射する光は、合成光である白色光に限定されることなく、青色光、緑色光、若しくは赤色光、又はこれらを合成して得られる有色の合成光であってもよい。このような場合、例えば、蛍光体１２４ａは、紫色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に紫色光とは異なる波長の青色光を発する青色蛍光体、及び緑色光を発する緑色蛍光体が用いられ、蛍光体１２４ｂは、紫色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に紫色光とは異なる波長の青色光を発する青色蛍光体、及び赤色光を発する赤色蛍光体が用いられてもよい。
【００９８】
このような構成の場合、第１開口部１１７から青色光及び緑色光を出射させるとともに、第２開口部１１８から青色光及び赤色光を出射させて合成光である擬似的な白色光等の色の光を得ているため、各開口部に収納されたＬＥＤチップ１０３に供給する電力を調整することで、発光装置１０１から出射される白色光の色、色度等の光学的特性を容易に変化させることが可能になる。また、上記構成により、色相、彩度、明度等、所望の出射光を容易に得ることができ、その程度を調整することができる。なお、第１開口部１１７及び第２開口部１１８から出射する光は、異なる色であってもよく、同色であってもよい。
【００９９】
また、実施例１の変形例と同様に、ＬＥＤチップ１０３に青色光を出射する青色ＬＥＤチップを用いる場合には、例えば、波長変換部材１０４ａは当該青色光を励起光として吸収して黄色光を出射する黄色蛍光体を分散して保持し、波長変換部材１０４ｂは当該青色光を励起光として吸収して黄色光を出射する黄色蛍光体及び赤色光を出射する赤色蛍光体を分散して保持してもよい。
【０１００】
＜ＬＥＤチップと外部電極パッド及び放熱パッドとの位置関係＞
次に、ＬＥＤチップ１０３と、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６との位置関係について、図１７及び図２０を参照しつつ詳細に説明する。なお、図１７における破線は、パッケージ本体１１１の実装面１１１ｄ側に実装されたＬＥＤチップ１０３の位置を裏面１１１ｅ側に示した素子対応領域１３１、パッケージ本体１１１の第１開口部１１７の位置を裏面１１１ｅ側に示した第１開口部対応領域１３２ａ、及びパッケージ本体１１１の第２開口部１１８の位置を裏面１１１ｅ側に示した第２開口部対応領域１３２ｂである。
【０１０１】
図１７及び図２０から分かるように、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、素子対応領域１３１の周辺の領域に配置されている。特に、本実施例において、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、素子形成領域１３１の外側の領域のみに配置されており、Ｚ方向において、ＬＥＤチップ１０３とは重複する位置には形成されていない。更に、放熱パッド１１６は、第１開口部対応領域１３２ａ内の素子形成領域１３１と、第２開口部対応領域１３２ｂ内の素子形成領域１３１との間に配置されている。このようなＬＥＤチップ１０３と、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６との位置関係により、ＬＥＤチップ１０３から出射するとともに、パッケージ本体１１１にて反射されることなく裏面１１１ｅに到達する光が外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６によって吸収されることを抑制することができる。このような光の吸収を低減することにより、発光装置１０１における発光効率を向上することが可能になる。
【０１０２】
また、図１７及び図２０から分かるように、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、第１開口部対応領域１３２ａ及び第２開口部対応領域１３２ｂの周辺の領域に配置されている。特に、本実施例において、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、第１開口部対応領域１３２ａ及び第２開口部対応領域１３２ｂの外側の領域のみであって、第１開口部対応領域１３２ａと第２開口部対応領域１３２ｂとの間に配置されている。すなわち、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、Ｚ方向において、第１開口部１１７及び第２開口部１１８とは重複する位置には形成されていない。このような構造により、パッケージ本体１１１にて反射されることなく裏面１１１ｅに到達する光が外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６によって吸収されることをより一層抑制することができる。このような光の吸収をより一層低減することにより、発光装置１０１における発光効率をより一層向上することが可能になる。
【０１０３】
なお、本実施例においては、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、第１開口部対応領域１３２ａ及び第２開口部対応領域１３２ｂの外側の領域のみに配置されていたが、実施例１の変形例（図１３）に係る外部電極パッド１３ａ、１３ｂ及び放熱パッド１６と同様に、その一部が素子対応領域１３１の内側の領域に配置されてもよい。すなわち、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、Ｙ方向のみならずＸ方向にも延在するように形成され、その一部がＬＥＤチップ１０３とオーバーラップするように配置されてもよい。同様に、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６の一部が、第１開口部対応領域１３２ａ及び第２開口部対応領域１３２ｂの内側の領域に配置されてもよい。例えば、実施例１の変形例（図９乃至図１１）のように、外部電極パッド１１３の形状が網の目状、格子状又は十字状であり、放熱パッド１１６の一部が第１開口部対応領域１３２ａ及び第２開口部対応領域１３２ｂの内側の領域に配置されるものの、放熱パッド１１６と素子対応領域１３１とが重ならないように配置されてもよい。これらの場合であっても、素子対応領域１３１、第１開口部対応領域１３２ａ、又は第２開口部対応領域１３２ｂの内側の領域に配置される部分によって、ＬＥＤチップ１０３から出射された光がほとんど吸収されなければ、従来の発光装置よりも発光効率を十分に低減することができる。
【０１０４】
実施例１に係る発光装置１と同様に、本実施例に係る発光装置１０１を実装基板に搭載することにより、発光モジュール装置を構成することができる。また、発光装置１０１を含む発光モジュール装置を光源として、照明装置を構成することもできる。このような発光モジュール装置及び照明装置は、実施例１に係る発光モジュール装置４１及び照明装置と同様の効果を奏することが可能である。
【０１０５】
＜実施例の効果＞
本実施例に係る発光装置１０１は、１２個のＬＥＤチップ１０３と、ＬＥＤチップ１０３が実装される実装面１１１ｄ側にＬＥＤチップ１０３を収納する収納開口部１１１ｂを有するパッケージ本体１１１と、実装面１１１ｄ側とは反対に位置する裏面１１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ１０３と電気的に接続された外部電極パッド１１３と、裏面１１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ１０３が発する熱を放熱する放熱パッド１１６と、を備えている。このような発光装置１０１において、外部電極パッド１１３ａ、１１３ｂ及び放熱パッド１１６は、ＬＥＤチップ１０３の裏面１１１ｅ側における対応した素子対応領域１３１の周辺の領域に配置されており、このような構成により、ＬＥＤチップ１０３から出射するとともに、パッケージ本体１１１にて反射されることなく裏面１１１ｅに到達する光が外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６によって吸収されることを抑制することができる。そして、本実施例に係る発光装置１０１においては、このような光の吸収を低減することにより、発光効率の向上を図りつつ、ＬＥＤチップ１０３において生じる熱を良好に放熱することが可能になる。
【０１０６】
また、本実施例に係る発光装置１０１において、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、素子対応領域１３１の外側の領域のみに配置されているため、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６における光の吸収をより低減し、発光効率のより一層の向上を図ることが可能になる。
【０１０７】
本実施例に係る発光装置１０１において、パッケージ本体１１１の収納開口部１１１ｂの底面からパッケージ本体１１１の裏面１１１ｅまでの距離（すなわち、パッケージ本体１１１の底板部１１１ａの厚さ）は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。このような範囲に底板部１１１ａの厚さが調整されることにより、ＬＥＤチップ１０３において生ずる熱を効率良く放熱することができ、且つ発光装置１０１自体の発光効率の低下を抑制することができる。
【０１０８】
本実施例に係る発光装置１０１においては、収納開口部１１１ｂが第１開口部１１７及び第２開口部１１８から構成され、第１開口部１１７及び第２開口部１１８のそれぞれに６個のＬＥＤチップ１０３が収納され、第１開口部１１７と第２開口部１１８から出射される光の色は互いに異なっている。このように、２つの開口部から異なる色の光を出射させて合成光である擬似的な白色光を得ているため、各開口部に収納されたＬＥＤチップ１０３に供給する電力を調整することで、発光装置１０１から出射される白色光の色、色度等の光学的特性を容易に変化させることが可能になる。
【０１０９】
本実施例に係る発光装置１０１において、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、パッケージ本体１１１の第１開口部１１７の裏面１１１ｅ側における対応した第１開口部対応領域１３２ａ、及びパッケージ本体１１１の第２開口部１１８の裏面１１１ｅ側における対応した第２開口部対応領域１３２ｂの周辺の領域に配置されている。このような構成により、ＬＥＤチップ１０３から出射するとともに、パッケージ本体１１１にて吸収されることなく裏面１１１ｅに到達する光が外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６によって吸収されることを更に抑制し、発光装置１０１の発光効率の更なる向上を可能になる。
【０１１０】
本実施例に係るパッケージ基板１０２は、ＬＥＤチップ１０３が実装される実装面１１１ｄ側にＬＥＤチップ１０３を収納する収納開口部１１１ｂを備えるパッケージ本体１１１と、実装面１１１ｄ側とは反対に位置する裏面１１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ１０３と電気的に接続される外部電極パッド１１３と、裏面１１１ｅ側に形成され、ＬＥＤチップ１０３が発する熱を放熱する放熱パッド１１６と、を有している。このようなパッケージ基板１０２において、外部電極パッド１１３及び放熱パッド１１６は、ＬＥＤチップ１０３の実装領域の裏面１１１ｅ側における対応した素子対応領域１３１の周辺の領域に配置されている。このような構成から、本実施例に係るパッケージ基板１０２も、発光装置１０１の効果と同様に、放熱性及び発光効率の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１’、１０１    発光装置
２、２’、１０２    パッケージ基板
３、１０３    ＬＥＤチップ（発光素子）
４、１０４ａ、１０４ｂ    波長変換部材
１１、１１１    パッケージ本体
１１ａ、１１１ａ    底板部
１１ｂ、１１１ｂ    収納開口部
１１ｃ、１１１ｃ    側壁部
１１ｄ、１１１ｄ  実装面
１１ｅ、１１１ｅ    裏面
１２ａ、１２ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ    内部電極パッド
１３ａ、１３ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ    外部電極パッド（電極部）
１４ａ、１４ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ    配線パターン
１５ａ、１５ｂ、１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄ    電力供給路
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１１６    放熱パッド（放熱部）
２１、１２１    ｐ電極
２２、１２２    ｎ電極
２３、１２３    金属ワイヤ
２４、１２４ａ、１２４ｂ    蛍光体
２５、１２５ａ、１２５ｂ    母材
３１、１３１    素子対応領域
３２    収納開口部対応領域
４１    発光モジュール装置
４２    実装基板
４２ａ    実装面
４３ａ、４３ｂ    外部電極用接続端子
４４    放熱パッド用端子
５１    放熱体
１１７    第１開口部
１１８    第２開口部
１３２ａ    第１開口部対応領域
１３２ｂ    第２開口部対応領域
【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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【図１２】
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【図１３】
2014022441.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2014022441.tif 000017
【図１６】
2014022441.tif 000018
【図１７】
2014022441.tif 000019
【図１８】
2014022441.tif 000020
【図１９】
2014022441.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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