(57)【要約】  ＬＥＤモジュールは、透光性の光拡散基板と、光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、光拡散基板の一表面側でＬＥＤチップを覆う色変換部と、を備える。色変換部は、ＬＥＤチップから放射される光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成されている。ＬＥＤモジュールは、光拡散基板の他表面側に配置された実装基板を備える。実装基板は、電気絶縁性を有する絶縁部材と、絶縁部材に埋設されＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、絶縁部材が、拡散反射性を有する非透光性部材からなる。
2013179623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の光拡散基板と、前記光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記光拡散基板の前記一表面側で前記ＬＥＤチップを覆う色変換部と、前記光拡散基板の他表面側に配置された実装基板と、を備え、前記色変換部は、前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成され、前記実装基板は、電気絶縁性を有する絶縁部材と、前記絶縁部材に埋設され前記ＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、前記絶縁部材は、拡散反射性を有する非透光性部材であることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記第１電極および前記第２電極の各々が前記配線パターンとワイヤを介して電気的に接続されており、前記配線パターンの一部が、前記光拡散基板の前記実装基板側への垂直投影領域に設けられていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記光拡散基板は、前記絶縁部材に埋設されて側面と前記他表面とが前記絶縁部材に接しており、前記実装基板は、前記配線パターンが、前記光拡散基板の前記一表面上に設けられた部位を備え、前記配線パターンは、前記第１電極および前記第２電極に一端部がそれぞれ接合された各前記ワイヤの他端部と前記部位とが接合されており、前記色変換部は、前記光拡散基板の前記一表面側において前記ＬＥＤチップおよび各前記ワイヤを覆っていることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、白色系の発光が要求される発光装置としては、図２７に示す構成の発光装置が提案されている（日本国特許出願公開番号２００７−１０９７０１：特許文献１）。この発光装置は、放熱機能と光反射機能とを兼ね備えた金属板２０３と、光を通過させる貫通孔２０７を有する配線板２０１と、配線板２０１と金属板２０３とを張り合わせる接着シート２０２と、を備えている。そして、この発光装置は、ＬＥＤチップからなる発光素子２１４が、配線板２０１の貫通孔２０７直下にある金属板２０３に搭載され、発光素子２１４と配線板２０１の上面にあるランド２０６とが、金属線２１５でワイヤーボンディング接続されている。【０００３】
上述の発光装置では、金属板２０３として、アルミニウム板などを用いる旨が記載されている。【０００４】
図２７に示した構成の発光装置では、発光素子２１４の発光層から放射された光の一部が、発光素子２１４中を透過して金属板２０３で反射されるものと推考される。しかしながら、この発光装置では、金属板２０３で全反射された光が、発光素子２１４内で吸収されたり、多重反射されること、などに起因して、光取り出し効率が低下してしまうと推考される。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、光取り出し効率を向上させることが可能なＬＥＤモジュールを提供することにある。
【０００６】
本発明のＬＥＤモジュールは、透光性の光拡散基板と、前記光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記光拡散基板の前記一表面側で前記ＬＥＤチップを覆う色変換部と、前記光拡散基板の他表面側に配置された実装基板と、を備え、前記色変換部は、前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成され、前記実装基板は、電気絶縁性を有する絶縁部材と、前記絶縁部材に埋設され前記ＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、前記絶縁部材は、拡散反射性を有する非透光性部材であることを特徴とする。
【０００７】
このＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記第１電極および前記第２電極の各々が前記配線パターンとワイヤを介して電気的に接続されており、前記配線パターンの一部が、前記光拡散基板の前記実装基板側への垂直投影領域に設けられていることが好ましい。
【０００８】
このＬＥＤモジュールにおいて、前記光拡散基板は、前記絶縁部材に埋設されて側面と前記他表面とが前記絶縁部材に接しており、前記実装基板は、前記配線パターンが、前記光拡散基板の前記一表面上に設けられた部位を備え、前記配線パターンは、前記第１電極および前記第２電極に一端部がそれぞれ接合された各前記ワイヤの他端部と前記部位とが接合されており、前記色変換部は、前記光拡散基板の前記一表面側において前記ＬＥＤチップおよび各前記ワイヤを覆っていることが好ましい。
【０００９】
本発明のＬＥＤモジュールにおいては、光拡散基板と、拡散反射性を有する非透光性部材と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａは、実施形態１のＬＥＤモジュールの概略平面図である。図１Ｂは、実施形態１のＬＥＤモジュールの概略断面図である。
【図２】図２Ａ、２Ｂは、参考例１の構造における光の進行経路の説明図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｄは、参考例１の構造における構造パラメータの説明図である。
【図４】図４は、参考例１の構造におけるＬＥＤチップの発光層での吸収率と光取り出し効率との関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】図５は、参考例１の構造におけるＬＥＤチップの発光層での吸収率と光取り出し効率比との関係を示す図である。
【図６】図６は、参考例１の構造における光取り出し効率の内訳のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図７は、参考例２、３および４それぞれの光束の測定結果の説明図である。
【図８】図８は、参考例２、３および４それぞれの光束の測定結果の説明図である。
【図９】図９は、参考例２、３および４それぞれの光束の測定結果の説明図である。
【図１０】図１０は、全反射率と波長との関係説明図である。
【図１１】図１１Ａは、実施形態２のＬＥＤモジュールの概略平面図である。図１１Ｂは、実施形態２のＬＥＤモジュールの概略断面図である。
【図１２】図１２Ａは、実施形態３のＬＥＤモジュールの概略平面図である。図１２Ｂは、実施形態３のＬＥＤモジュールの概略断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態３のＬＥＤモジュールにおける光拡散基板の概略斜視図である。
【図１４】図１４は、アルミナ粒子の粒径と反射率との関係説明図である。
【図１５】図１５は、実施形態３のＬＥＤモジュールの実施例における光拡散基板およびアルミナ基板の反射率−波長特性図である。
【図１６】図１６は、実施形態３のＬＥＤモジュールにおける光拡散基板の模式説明図である。
【図１７】図１７は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光拡散基板のガラス配合率と積分球の積分強度との関係説明図である。
【図１８】図１８は、実施形態３の実施例における光拡散基板およびアルミナ基板の反射率−波長特性図である。
【図１９】図１９は、実施形態３のＬＥＤモジュールの光取り出し効率の向上に関する原理を説明するための推定メカニズム図である。
【図２０】図２０Ａ〜２０Ｃは、実施形態３のＬＥＤモジュールの光取り出し効率の向上に関する原理を説明するための推定メカニズム図である。
【図２１】図２１は、実施形態３のＬＥＤモジュールの第１変形例の概略断面図である。
【図２２】図２２は、実施形態３のＬＥＤモジュールの第２変形例の概略斜視図である。
【図２３】図２３Ａは、実施形態３の照明器具の一部破断した概略斜視図である。図２３Ｂは、図２３Ａの要部拡大図である。
【図２４】図２４Ａは、実施形態３の直管形ＬＥＤランプの一部破断した概略斜視図である。図２４Ｂは、図２４Ａの要部拡大図である。
【図２５】図２５は、実施形態３の照明器具の第１変形例の概略斜視図である。
【図２６】図２６は、実施形態３の照明器具の第１変形例の一部破断した概略斜視図である。
【図２７】図２７は、従来例の発光装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１について図１Ａ、１Ｂに基いて説明する。
【００１２】
ＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側に透明な第１接合部３を介して接合されたＬＥＤチップ４と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側でＬＥＤチップ４を覆う色変換部５と、を備えている。色変換部５は、ＬＥＤチップ４から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ４とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成されている。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置された実装基板７を備えている。実装基板７は、電気絶縁性を有する絶縁部材７２と、絶縁部材７２に埋設されＬＥＤチップ４が電気的に接続される配線パターン７１と、を備えており、絶縁部材７２が、拡散反射性を有する非透光性部材からなる。
【００１３】
これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４の発光層４３（図２Ａ、２Ｂ参照）で発光し、ＬＥＤチップ４内および第１接合部３を通過した光の一部が光拡散基板２内で拡散されたり、光拡散基板２の側面２ｓｃから取り出されることとなる。よって、ＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置され拡散反射性を有する非透光性部材（絶縁部材７２）と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００１４】
以下、ＬＥＤモジュール１の各構成要素について詳細に説明する。
【００１５】
ＬＥＤチップ４は、このＬＥＤチップ４の厚み方向の一面側に、アノード電極である第１電極（図示せず）と、カソード電極である第２電極（図示せず）と、が設けられている。
【００１６】
ＬＥＤチップ４は、図２Ａ、２Ｂに示すように、ｎ形半導体層４２、発光層４３およびｐ形半導体層４４を有するＬＥＤ構造部４０を、基板４１の主表面４１ａ側に備えている。ｎ形半導体層４２、発光層４３およびｐ形半導体層４４の積層順は、基板４１に近い側から順に、ｎ形半導体層４２、発光層４３、ｐ形半導体層４４としてあるが、これに限らず、ｐ形半導体層４４、発光層４３、ｎ形半導体層４２の順でもよい。ＬＥＤチップ４は、ＬＥＤ構造部４０と基板４１との間に、バッファ層を設けてある構造が、より好ましい。発光層４３は、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造を有することが好ましいが、これに限らない。例えば、ＬＥＤチップ４は、ｎ形半導体層４２と発光層４３とｐ形半導体層４４とでダブルヘテロ構造を構成するようにしてもよい。なお、ＬＥＤチップ４の構造は、特に限定するものではない。ＬＥＤモジュール１としては、ＬＥＤチップ４として内部に反射層（例えば、ブラッグ反射器などの反射部）を備えていない構造のＬＥＤチップを採用する場合に、内部に反射層を備えたＬＥＤチップを採用する場合に比べて、光拡散基板２と、拡散反射性を有する非透光性部材からなる絶縁部材７２と、を備えたことによる光取り出し効率の向上効果が大きい。
【００１７】
ＬＥＤチップ４としては、例えば、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップを採用することができる。この場合、ＬＥＤチップ４は、基板４１としてサファイア基板を備えている。ただし、ＬＥＤチップ４の基板４１は、サファイア基板に限らず、例えば、発光層４３で発光する光に対して透明な基板であればよい。
【００１８】
ＬＥＤチップ４のチップサイズは、特に限定するものではない。ＬＥＤチップ４としては、例えば、チップサイズが０．３ｍｍ□（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）や０．４５ｍｍ□（０．４５ｍｍ×０．４５ｍｍ）や１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）のものなどを用いることができる。また、ＬＥＤチップ４の平面形状は、正方形状に限らず、例えば、長方形状などでもよい。ＬＥＤチップ４の平面形状が、長方形状の場合、ＬＥＤチップ４としては、例えば、チップサイズが０．５ｍｍ×０．２４ｍｍのものなどを用いることができる。
【００１９】
また、ＬＥＤチップ４は、発光層４３の材料や発光色を特に限定するものではない。すなわち、ＬＥＤチップ４としては、青色ＬＥＤチップに限らず、例えば、紫色光ＬＥＤチップ、紫外光ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップなどを用いてもよい。
【００２０】
ＬＥＤチップ４と光拡散基板２とを接合する第１接合部３の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料などを採用することができる。
【００２１】
光拡散基板２の材質としては、例えば、透光性セラミックス（アルミナ、硫酸バリウムなど）を採用することができる。透光性セラミックスは、バインダ、添加物などの種類や濃度によって、透過率、反射率および熱伝導率を調整することが可能である。ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の一表面２ｓａ側の中央部に、透明な第１接合部３を介してＬＥＤチップ４が接合されている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４の発光層４３からＬＥＤチップ４の厚み方向の他面側へ放射された光がＬＥＤチップ４の側面から取り出されやすくなり、また、光拡散基板２内で拡散され光拡散基板２の一表面２ｓａの周部から取り出されやすくなる。よって、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
光拡散基板２は、矩形板状に形成してあるが、これに限らず、例えば、円形状、多角形状などでもよい。光拡散基板２の平面サイズは、ＬＥＤチップ４の平面サイズよりも大きく設定してある。これにより、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
光拡散基板２は、ＬＥＤチップ４に近い線膨張率を持つように構成することで、ＬＥＤチップ４と実装基板７との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ４に働く応力を緩和する応力緩和機能を有することが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４と実装基板７との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ４に働く応力を緩和することが可能となる。
【００２４】
また、光拡散基板２は、ＬＥＤチップ４で発生した熱を実装基板７側へ伝熱させる熱伝導機能を有していることが好ましい。また、光拡散基板２は、ＬＥＤチップ４で発生した熱をＬＥＤチップ４のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有していることが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４で発生した熱を光拡散基板２および実装基板７を介して効率良く放熱させることが可能となる。
【００２５】
色変換部５の形状は、ＬＥＤチップ４の平面形状などに基いて適宜設定すればよい。例えば、ＬＥＤチップ４の平面形状が長方形状の場合には、色変換部５を半楕円球状の形状とし、平面視での色変換部５の長軸方向、短軸方向を、平面視でのＬＥＤチップ４の長手方向、短手方向それぞれと揃えることが好ましい。また、ＬＥＤチップ４の平面形状が正方形状の場合には、色変換部５の形状を半球状の形状とすることが好ましい。ただし、色変換部５の形状は、特に限定するものではなく、ＬＥＤモジュール１の所望の配光特性に基いて適宜設定すればよい。色変換部５は、ＬＥＤチップ４だけでなくＬＥＤチップ４に接続された各ワイヤ８の各々の一部を覆っている。色変換部５は、ＬＥＤチップ４の上記一面側および側面と、光拡散基板２の一表面２ｓａの周部とに接している。色変換部５は、例えば、成形法により形成することができる。
【００２６】
色変換部５の材料である透明材料としては、シリコーン樹脂を採用している。透明材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することもできる。
【００２７】
色変換部５の材料である蛍光体は、ＬＥＤチップ４から放射される光を当該光よりも長波長の光に変換する波長変換材料として機能する。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることが可能となる。
【００２８】
ＬＥＤモジュール１は、例えば、ＬＥＤチップ４として青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換材料の蛍光体として黄色蛍光体を採用すれば、白色光を得ることが可能となる。すなわち、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とが色変換部５の表面を通して放射可能となり、白色光を得ることが可能となる。
【００２９】
波長変換材料である蛍光体としては、黄色蛍光体だけに限らず、例えば、黄色蛍光体と赤色蛍光体とを採用したり、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを採用してもよい。また、波長変換材料である蛍光体は、１種類の黄色蛍光体に限らず、発光ピーク波長の異なる２種類の黄色蛍光体を採用してもよい。ＬＥＤモジュール１は、波長変換材料として複数種の蛍光体を採用することにより、演色性を高めることが可能となる。
【００３０】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側が、透明な第２接合部（図示せず）を介して配線パターン７１に接合されている。要するに、光拡散基板２と実装基板７とは、透明な第２接合部を介して接合されている。第２接合部の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料などを採用することができる。
【００３１】
実装基板７は、ＬＥＤチップ４が電気的に接続された非透光性の配線パターン７１と、配線パターン７１が埋設され電気絶縁性を有する絶縁部材７２と、を備えている。配線パターン７１は、ＬＥＤチップ４への給電用の導体パターンである。導体パターンとは、パターン化された導体部を意味する。
【００３２】
実装基板７は、絶縁部材７２が、配線パターン７１の裏面側だけでなく、配線パターン７１の主表面側の大部分を覆っている。実装基板７は、配線パターン７１の主表面側において、絶縁部材７２に、ＬＥＤチップ４の第１電極および第２電極の各々に一端部が接合された各ワイヤ８の他端部を通す穴７３が形成されている。
【００３３】
配線パターン７１の材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銅、リン青銅、銅合金（例えば、４２アロイなど）、ニッケル合金などを採用することができる。配線パターン７１は、例えば、リードフレーム、金属箔、金属膜などを利用して形成することができる。リードフレームは、金属フレームであり、帯状の金属フープ材から形成されている。金属フープ材の厚みは、例えば、１００μｍ〜１５００μｍ程度の範囲で設定することが好ましい。
【００３４】
リードフレームは、主表面側に、金属フープ材に比べてＬＥＤチップ４からの光に対する反射率の高い表面処理層（図示せず）を適宜設けてもよい。表面処理層としては、例えば、Ａｇ膜、Ｎｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ａｇ膜とＰｄ膜とＡｕＡｇ合金膜との積層膜などを採用することができる。表面処理層は、長期的な信頼性（例えば、耐酸化性、耐腐食性、絶縁部材７２との密着性など）の観点から、Ａｇ膜よりも、Ｎｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ａｇ膜とＰｄ膜とＡｕＡｇ合金膜などのほうが好ましい。表面処理層は、めっき層などにより構成することが好ましい。要するに、表面処理層は、めっき法により形成することが好ましい。リードフレームは、主表面側に限らず、全体に表面処理層を形成してあってもよい。また、リードフレームの主表面側の表面処理層は、スポットめっき法などによって部分的に形成するようにしてもよい。
【００３５】
なお、金属フープ材としては、母材であるアルミニウム板の一表面側にアルミニウム板よりも高純度のアルミニウム膜が積層され、このアルミニウム膜上に、屈折率の異なる２種類の誘電体膜からなる増反射膜が積層された高反射基板を用いることもできる。ここで、２種類の誘電体膜としては、例えば、ＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜とを採用することが好ましい。高反射基板としては、例えば、アラノッド（alanod）社のＭＩＲＯ２、ＭＩＲＯ（登録商標）を用いることができる。上述のアルミニウム板としては、表面が陽極酸化処理されたものを用いてもよい。金属フープ材として、上述のような高反射基板を用いる場合には、各ワイヤ８それぞれとの電気的接続のための導電膜をめっき法などによって形成するか、増反射膜をパターニングする必要がある。
【００３６】
配線パターン７１は、ＬＥＤチップ４の第１電極と第２電極とのうちの一方が、ワイヤ８を介して電気的に接続される第１導体部（第１パターン）７１ａと、第１電極と第２電極とのうちの他方がワイヤ８を介して電気的に接続される第２導体部（第２パターン）７１ｂと、を備えている。なお、図１の例では、第１電極がワイヤ８を介して第１導体部７１ａと電気的に接続され、第２電極がワイヤ８を介して第２導体部７１ｂと電気的に接続されている。
【００３７】
実装基板７は、配線パターン７１において絶縁部材７２により覆われた領域以外の領域の主表面側に、最表層がＡｕ膜からなる表面処理層が形成されていることが好ましい。この表面処理層の材料は、配線パターン７１の材料に比べて、耐酸化性および耐腐食性が高い材料が好ましい。ここにおいて、表面処理層は、例えば、配線パターン７１が上述のリードフレームを利用して形成されていて配線パターン７１の材料がＣｕである場合、Ｎｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜もしくはＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜からなることが好ましい。これにより、表面処理層は、耐酸化性および耐腐食性が高く、また、ワイヤ８を構成する金ワイヤとの接合強度を高めることが可能となり、また、配線パターン７１の材料であるＣｕが表面処理層のＡｕ膜中へ拡散するのを抑制することが可能となる。
【００３８】
実装基板７の平面形状は、矩形状としてある。これに対し、配線パターン７１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとが規定方向（図１Ａの左右方向）に並設され、且つ、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとの両方を包含する仮想四角形が、絶縁部材７２の外周形状よりもやや小さく当該外周形状に相似な矩形となるように形成されている。ここで、配線パターン７１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとで、上記仮想四角形の大部分を占めるように外形寸法が設定されている。具体的には、第１導体部７１ａは、外周形状が矩形状であり、上記規定方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に沿った辺の長さの４分の３よりもやや小さな寸法に設定され、上記規定方向に直交する方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に直交する方向に沿った辺の長さと同じ寸法に設定してある。また、第２導体部７１ｂは、上記規定方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に沿った辺の長さの４分の１よりもやや小さな寸法に設定され、上記規定方向に直交する方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に直交する方向に沿った辺の長さと同じ寸法に設定してある。実装基板７は、第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂそれぞれの形状や大きさを特に限定するものではないが、配線パターン７１の平面積が絶縁部材７２の平面積に近いほうが、好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、放熱性を向上させることが可能となる。配線パターン７１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとの大きさが逆でもよい。また、配線パターン７１は、配線パターン７１の厚み方向への第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとのいずれか一方の投影領域内に光拡散基板２が収まるように、第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂそれぞれの外形寸法が設定されていることが好ましい。
【００３９】
実装基板７は、配線パターン７１の一部が、光拡散基板２の実装基板７側への垂直投影領域に設けられているのが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４で発生した熱を、配線パターン７１の厚み方向および横方向（面内方向）へ広げて絶縁部材７２の裏面側へ伝熱させることが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、放熱性が向上してＬＥＤチップ４の温度上昇を抑制することが可能となり、光出力のより一層の高出力化を図ることが可能となる。実装基板７は、放熱性を向上させる観点から、配線パターン７１の第１導体部７１ａの一部が、光拡散基板２の実装基板７側への垂直投影領域の全域に亘って設けられているのが好ましく、この垂直投影領域よりも大きな規定領域の全域に亘って設けられているのが、より好ましい。
【００４０】
実装基板７の平面形状は、矩形状に限らず、例えば、円形状、楕円形状、三角形状、矩形以外の多角形状などの形状としてもよい。
【００４１】
絶縁部材７２は、拡散反射性を有する非透光性部材である。絶縁部材７２は、樹脂に反射率を高めるためのフィラーを添加した材料から形成されている。一例として、絶縁部材７２は、樹脂として不飽和ポリエステルを採用し、フィラーとしてチタニアを採用することができる。絶縁部材７２の樹脂としては、不飽和ポリエステルに限らず、例えば、ビニルエステルなどを採用することができる。また、フィラーとしては、チタニアに限らず、例えば、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウムなどを用いることができる。
【００４２】
絶縁部材７２は、光拡散基板２の近傍において第１導体部７１ａ、第２導体部７１ｂそれぞれの１箇所を露出させる穴７３を有し、且つ、実装基板７の外周部において第１導体部７１ａ、第２導体部７１ｂそれぞれの１箇所を露出させる開孔部（図示せず）を有するように、パターニングされている。これにより、第１導体部７１ａ、第２導体部７１ｂは、光拡散基板２の近傍において露出した部位が、ワイヤ８が接続される接続部を構成し、実装基板７の外周部において露出した部位が外部接続用の端子部を構成している。
【００４３】
穴７３は、開口形状を円形状としてある。穴７３の内径は、０．５ｍｍに設定してあるが、この値は一例であり、特に限定するものではない。穴７３の形状は、円形状に限らず、例えば、矩形状、楕円形状などでもよい。穴７３は、平面視においてＬＥＤチップ４の両側に１つずつ形成されている。
【００４４】
実装基板７の形成方法の一例としては、例えば、まず、配線パターン７１を有するリードフレームを準備してから、配線パターン７１に対して表面処理層を電解めっき法により形成し、その後、インサート成形法によって、配線パターン７１が埋設された絶縁部材７２を成形し、その後、リードフレームの不要部分を切断するようにすればよい。この実装基板７の形成方法は、一例である。実装基板の形成方法は、他の形成方法でもよい。
【００４５】
実装基板７の一表面７ｓａ側に配置するＬＥＤチップ４の個数は、１個に限らず、複数個でもよい。ＬＥＤチップ４の個数が複数個の場合には、ＬＥＤチップ４の個数と光拡散基板２の個数とは同じでもよいし、ＬＥＤチップ４の個数よりも光拡散基板２の個数が少なくてもよい。要するに、ＬＥＤモジュール１は、例えば、１個の光拡散基板２に１個のＬＥＤチップ４が第１接合部３を介して接合された構成を、ＬＥＤチップ４の個数だけ備えた構成でもよいし、１個の光拡散基板２に複数個のＬＥＤチップ４の各々が第１接合部３を介して接合された構成を備えたものでもよい。
【００４６】
また、ＬＥＤモジュール１は、例えば、実装基板７の平面形状を長尺状として、実装基板７の長手方向に沿って複数個のＬＥＤチップ４を配列した構成としてもよい。この場合、配線パターン７１は、複数個のＬＥＤチップ４を直列接続可能に構成してもよいし、並列接続可能に構成してもよいし、直並列接続可能に構成してもよい。
【００４７】
ワイヤ８としては、金ワイヤに限らず、例えば、アルミニウムワイヤなどを採用することができる。
【００４８】
ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から放射された光および蛍光体から放射された光を効率良く絶縁部材７２の表面で拡散反射させることが可能となる。したがって、ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の平面サイズを光拡散基板２の平面サイズよりも大きくした構成でありながら、ＬＥＤチップ４から放射された光および蛍光体から放射された光が絶縁部材７２の表面で拡散反射され、実装基板７に吸収されるのを抑制することが可能となる、これにより、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２を備えていることにより、光拡散基板２直下の絶縁部材７２が空気に触れないので、絶縁部材７２が経年劣化しにくくなり、経年劣化による影響を低減することが可能となる。
【００４９】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置されＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射性を有する非透光性部材（絶縁部材７２）と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となり、光出力（光束）の高出力化を図ることが可能となる。
【００５０】
ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の一表面７ｓａ側において色変換部５および色変換部５から露出している各ワイヤ８を覆う透明材料からなるカバー部（図示せず）を備えることが好ましい。カバー部の材料としては、色変換部５の材料である透明材料と同じ材料などを採用することができる。すなわち、カバー部の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。なお、カバー部の光出射面は、色変換部５の光出射面に沿った形状であることが好ましい。また、ＬＥＤモジュール１の製造時には、色変換部５を形成した後に、例えば、ディスペンサなどにより、各穴７３にカバー部の材料を充填して各ワイヤ８が光拡散基板２に接触しないようにし、その後、カバー部を形成すればよい。
【００５１】
ところで、本願発明者らは、光取り出し効率の向上を図るという課題を解決するために、特にＬＥＤチップ４を搭載するサブマウント部材２０（図２Ａ、２Ｂ、３Ａ〜３Ｄ、７〜９参照）、サブマウント部材２０におけるＬＥＤチップ４側とは反対側に配置される支持部材１７０（図７〜９参照）に着目し、鋭意研究を行った。
【００５２】
まず、本願発明者らは、ＬＥＤチップ４をサブマウント部材２０に第１接合部３を介して接合することでＬＥＤチップ４をサブマウント部材２０に搭載した構造（参考例１）に関して、サブマウント部材２０の材質の違いによる光取り出し効率の違いについて検討した。ＬＥＤチップ４としては、基板４１がサファイア基板であり、発光層４３から放射される光が青色光であるＧａＮ系青色ＬＥＤチップを準備した。また、サブマウント部材２０としては、透光性セラミックス基板（透光性アルミナ基板）、透光性セラミックス基板に比べて反射率の高い金属板（Ａｇ基板、Ａｌ基板）を準備した。また、第１接合部３の材料は、シリコーン樹脂とした。
【００５３】
図２Ａには、参考例１の構造においてサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合について、発光層４３の任意の点から放射された光の進行経路を矢印で模式的に示してある。また、図２Ｂには、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｇ基板とした場合について、発光層４３の任意の点から放射された光の進行経路を矢印で模式的に示してある。参考例１の構造での光取り出し効率については、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合の方が、サブマウント部材２０をＡｇ基板とした場合よりも、８〜１０％、高かった。
【００５４】
参考例１の構造については、図３Ａ〜３Ｄに示す構造パラメータを設定した。ＬＥＤチップ４については、平面形状を長方形とし、長辺の長さ寸法Ｈ４１を０．５ｍｍ、短辺の長さ寸法Ｈ４２を０．２４ｍｍとした。また、ＬＥＤチップ４については、基板４１とＬＥＤ構造部４０とを合わせた厚み寸法ｔ４を０．１４ｍｍ、ＬＥＤ構造部４０の厚み寸法ｔ５を０．０００４ｍｍ、ＬＥＤチップ４の上記一面から発光層４３までの厚み寸法ｔ６を０．０００３ｍｍとした。また、ＬＥＤチップ４については、基板４１の材料を屈折率が１．７７のサファイアとし、ＬＥＤ構造部４０を屈折率が２．５のＧａＮとした。
【００５５】
また、発光層４３については、発光層４３の全点いずれからも、全方向に等方的に均一な強度の光が放射されるものと仮定した。
【００５６】
また、第１接合部３については、厚み寸法ｔ３を０．００５ｍｍとし、材料を屈折率が１．４１のシリコーン樹脂とした。
【００５７】
サブマウント部材２０については、平面形状を矩形状とし、隣り合う２つの辺の長さ寸法Ｈ１、Ｈ２それぞれを３．７５ｍｍ、３．７５ｍｍとした。したがって、ＬＥＤチップ４の長手方向に沿った方向におけるＬＥＤチップ４とサブマウント部材２０の外周線との距離Ｌ１は、１．６２５ｍｍとし、ＬＥＤチップ４の短手方向に沿った方向におけるＬＥＤチップ４とサブマウント部材２０の外周線との距離Ｌ２は、１．７５５ｍｍとした。
【００５８】
また、サブマウント部材２０の光学特性については、透光性セラミックス基板の場合、反射率を９２％、透過率を８％と仮定した。そして、本願発明者らは、サブマウント部材２０が透光性セラミックス基板の場合について、図３Ｄに示すように、セラミックスからなる母材中に母材とは屈折率の異なる球状の粒子が混入されている構造モデルを考え、上述の反射率、透過率それぞれの値が得られるように、母材の屈折率を１．７７、粒子の屈折率を１．０、粒子サイズを３．０μｍ、粒子濃度を１６．５％と仮定した。
【００５９】
また、参考例１の構造から放射される全光束は、参考例１の構造が無限遠にあると見なすファーフィールド（far field）受光器で検出するものと仮定した。
【００６０】
光取り出し効率の実測値については、参考例１の構造においてサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合の光取り出し効率が７２．５％であるのに対し、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合の光取り出し効率が６８．７％であった。
【００６１】
図４は、参考例１の構造において発光層４３での吸収率と全体での光取り出し効率との関係をシミュレーションした結果を示す。図４中のＤ１は、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合のシミュレーション結果を示す。図４中のＤ２は、サブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合のシミュレーション結果を示す。なお、このシミュレーションでは、ＬＥＤチップ４の側面ではフレネル損失のみが生じると仮定した。また、このシミュレーションは、モンテカルロ法を用いた光線追跡法による幾何光学シミュレーションである。
【００６２】
図４に示したシミュレーション結果からは、発光層４３での光吸収率が約０．２％のときにＤ１、Ｄ２とも光取り出し効率が約７０％となり、実測値に近い値が得られた。
【００６３】
図５は、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合の光取り出し効率に対するサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板の光取り出し効率の比を光取り出し効率比として定義し、発光層４３の光吸収率と光取り出し効率比との関係を示したものである。
【００６４】
図５からは、発光層４３の光吸収率の大小にかかわらず光取り出し効率比が１よりも大きな値となっていることが分かる。すなわち、図５からは、発光層４３の光吸収率が同一条件であれば、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合よりも、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合のほうが、光取り出し効率が高くなることが分かる。参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合よりも、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合のほうが、光取り出し効率が高くなるという結果は、実測値の場合と同様である。
【００６５】
図６は、参考例１の構造においてサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板、Ａｌ基板とした場合、それぞれの光取り出し効率の内訳をシミュレーションした結果である。図６では、基板材質がセラミックスの場合が、サブマウント部材２０が透光性セラミックス基板の場合に対応し、基板材質がアルミニウムの場合が、サブマウント部材２０がＡｌ基板の場合に対応している。光取り出し効率の内訳に関して、図６中のＩ１は、ＬＥＤチップ４の上記一面からの光取り出し効率である。また、図６中のＩ２は、ＬＥＤチップ４の側面からの光取り出し効率である。また、図６中のＩ３は、サブマウント部材２０におけるＬＥＤチップ４側の露出表面（上面）からの光取り出し効率である。また、図６中のＩ４は、サブマウント部材２０の側面とＬＥＤチップ４側とは反対側の露出表面（下面）とからの光取り出し効率である。
【００６６】
図６から、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合には、Ｉ３およびＩ４が０であるのに対して、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合には、Ｉ１およびＩ２それぞれが若干減少するものの、Ｉ３とＩ４とを合わせて９．３％の光取り出し効率が得られ、トータルとしての光取り出し効率が向上することが分かる。
【００６７】
図７、８は、各々の左下に示す参考例２の構造、各々の中央下に示す参考例３の構造、各々の右下に示す参考例４の構造それぞれについて、サブマウント部材２０の平面サイズを２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）で一定とし厚み寸法を種々変化させた場合について、光束を積分球により測定した結果をまとめた図である。参考例２の構造は、参考例１の構造に対して、サブマウント部材２０におけるＬＥＤチップ４側とは反対側に配置される支持部材１７０を追加した構造である。参考例３の構造は、参考例２の構造にＬＥＤチップ４を封止するシリコーン樹脂からなる封止部１５０を追加した構造である。参考例４の構造は、参考例２の構造にＬＥＤチップ４を覆う色変換部５を追加した構造である。色変換部５は、透明材料としてシリコーン樹脂を採用し、波長変換材料として黄色蛍光体を採用した。図７と図８との相違点は、図７の支持部材１７０がＡｌ基板であるのに対し、図８の支持部材１７０がＡｇ基板である点のみである。なお、Ａｌ基板、Ａｇ基板の反射率は、それぞれ、約７８％、約９８％である。
【００６８】
また、図７のＥ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４は、サブマウント部材２０の厚み寸法を、それぞれ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍおよび１．０ｍｍとしたときの光束比である。また、図８のＦ１、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４は、サブマウント部材２０の厚み寸法を、それぞれ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍおよび１．０ｍｍとしたときの光束比である。光束比は、参考例２の構造、参考例３の構造および参考例４の構造それぞれの光束と、サブマウント部材２０として厚み寸法が１．０ｍｍの高純度アルミナ基板を採用し支持部材１７０をなくした基準構造での光束と、の相対値である。したがって、図７、８の結果は、光束比が１よりも大きい場合、基準構造よりも光束が大きいことを意味し、光束比が１よりも小さい場合、基準構造よりも光束が小さいことを意味している。
【００６９】
図７の結果から、本願発明者らは、参考例４の構造において支持部材１７０をＡｌ基板とした場合、サブマウント部材２０の厚み寸法を０．８ｍｍ以上とすれば、基準構造よりも光束を大きくすることが可能であると考えた。また、図８の結果から、本願発明者らは、参考例４の構造において支持部材１７０をＡｇ基板とした場合、サブマウント部材２０の厚み寸法を０．８ｍｍ以上とすれば、基準構造よりも光束を大きくすることが可能であると考えた。逆に言えば、本願発明者らは、参考例４の構造において支持部材１７０をＡｌ基板やＡｇ基板などの金属板とした場合、光取り出し効率を向上させるという観点から、サブマウント部材２０の厚み寸法の薄型化が制限されると考えた。
【００７０】
また、本願発明者らは、ＬＥＤチップ４から支持部材１７０に到達した光を拡散反射させることでＬＥＤチップ４へ戻る光を低減するために、支持部材１７０として白色系の拡散反射基板を用いることを検討した。
【００７１】
図９は、参考例２の構造、参考例３の構造および参考例４の構造の各々について、サブマウント部材２０の平面サイズを２ｍｍ□で一定とし、厚み寸法を０．４ｍｍとした場合について、光束を積分球により測定した結果をまとめた図である。
【００７２】
図９のＥ１は、支持部材１７０をＡｌ基板とした場合の光束比である。図９のＦ１は、支持部材１７０をＡｇ基板とした場合の光束比である。図９のＧ１は、支持部材１７０を白色系の拡散反射基板（白色塗装を施した基板）とした場合の光束比である。拡散反射基板の反射率は、約９２％である。なお、図１０には、本願発明者らが比較検討したＡｇ基板、ＭＩＲＯ２およびセラミックス基板（上述の高純度アルミナ基板）それぞれの全反射率の波長依存性を示す。
【００７３】
図９の光束比は、参考例２の構造、参考例３の構造および参考例４の構造それぞれの光束と、サブマウント部材２０として厚み寸法が１．０ｍｍの高純度アルミナ基板を採用し支持部材１７０をなくした基準構造での光束と、の相対値である。したがって、図９の結果は、光束比が１よりも大きい場合、基準構造よりも光束が大きいことを意味し、光束比が１よりも小さい場合、基準構造よりも光束が小さいことを意味している。
【００７４】
本願発明者らは、図９の結果から、支持部材１７０として拡散反射基板を採用することにより、支持部材１７０としてＡｌ基板やＡｇ基板などの金属基板を採用する場合に比べて、光取り出し効率の向上を図ることが可能となるという知見を得た。
【００７５】
そして、本願発明者らは、この知見に基いて、本実施形態のＬＥＤモジュール１を想起するに至った。
【００７６】
ＬＥＤモジュール１は、上述のように、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側に透明な第１接合部３を介して接合されたＬＥＤチップ４と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側でＬＥＤチップ４を覆う色変換部５と、を備えている。ここで、色変換部５は、ＬＥＤチップ４から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ４とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成されている。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置される絶縁部材７２が設けられた実装基板７を備えている。絶縁部材７２は、ＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射性を有する非透光性部材からなる。ＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置され拡散反射性を有する非透光性部材を構成する絶縁部材７２と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となり、光出力（光束）の高出力化を図ることが可能となる。ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２による光の導光効果により、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、また、ＬＥＤチップ４から放射されて光拡散基板２の一表面２ｓａ側から他表面２ｓｂ側に透過する光を絶縁部材７２により拡散反射することにより、色変換部５の蛍光体の変換効率を向上させて光取り出し効率を向上させることが可能となるものと推考される。
【００７７】
実装基板７の配線パターン７１は、絶縁部材７２の平面視における外周線の位置まで広げてもよいが、ＬＥＤモジュール１を搭載する部材（例えば、照明器具の器具本体など）が導電性材料により形成されているような場合には、上述の外周線よりも内側の位置まで広げるにとどめて、この部材との所望の沿面距離を確保できるようすることが好ましい。
【００７８】
また、ＬＥＤモジュール１は、実装基板７における配線パターン７１の裏面側が絶縁部材７２で覆われているので、金属製の部材（例えば、照明器具における金属製の器具本体や放熱部材など）に対して設置して用いるような場合に、耐雷サージ性を高めることが可能となる。
【００７９】
（実施形態２）
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１について図１１に基いて説明する。
【００８０】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２が、絶縁部材７２に埋設されて光拡散基板２の側面２ｓｃと他表面２ｓｂとが絶縁部材７２に接している点などが実施形態１のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
また、実装基板７は、配線パターン７１が、光拡散基板２の一表面２ｓａ上に設けられた部位を備えている。ここで、配線パターン７１は、第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂそれぞれが、光拡散基板２の一表面２ｓａ上に設けられた部位を備えている。なお、第１導体部７１ａのうち実装基板７の厚み方向に沿って形成された部位と光拡散基板２の一表面２ｓａ上に設けられた部位とを合わせた第１延設部位７１ａｂを、Ｌ字状の形状としてある。また、第２導体部７１ｂのうち実装基板７の厚み方向に沿って形成された部位と光拡散基板２の一表面２ｓａ上に設けられた部位とを合わせた第２延設部位７１ｂｂを、Ｌ字状の形状としてある。
【００８２】
配線パターン７１は、第１電極に一端部が接合されたワイヤ８の他端部と、第１導体部７１ａにおいて光拡散基板２の一表面２ｓａ上に設けられた部位とが、接合されている。また、配線パターン７１は、第２電極に一端部が接合されたワイヤ８の他端部と、第２導体部７１ｂにおいて光拡散基板２の一表面２ｓａ上に設けられた部位とが、接合されている。すなわち、配線パターン７１は、第１延設部位７１ａｂ、第２延設部位７１ｂｂの各々の先端部にワイヤ８の他端部が接合されている。配線パターン７１は、１つのリードフレームを利用して形成してある。ここで、第１延設部位７１ａｂ、第２延設部位７１ｂｂは、例えば、リードフレームの元となる金属フープ材において第１延設部位７１ａｂ、第２延設部位７１ｂｂそれぞれとなる長方形状の領域の３辺に沿ったＵ字状のスリットを、金属フープ材に対してプレス加工を施すことで形成し、その後で、上記長方形状の領域を折り曲げ加工することにより形成することができる。配線パターン７１は、リードフレームを利用して形成してあるものに限らず、金属膜や金属箔などを利用して形成してもよい。配線パターン７１を金属膜や金属箔を利用して形成する場合には、光拡散基板２の厚み方向への光拡散基板２の投影領域の全域を含む配線パターン７１を形成することが可能となる。
【００８３】
色変換部５は、光拡散基板２の一表面２ｓａ側においてＬＥＤチップ４および各ワイヤ８を覆っている。
【００８４】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２が、絶縁部材７２に埋設されて光拡散基板２の側面２ｓｃと他表面２ｓｂとが絶縁部材７２に接しており、色変換部５が、光拡散基板２の一表面２ｓａ側においてＬＥＤチップ４および各ワイヤ８を覆っているので、実施形態１のＬＥＤモジュール１のようなカバー部を形成することなく、信頼性を向上させることが可能となる。これにより、本実施形態のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１に比べて低コスト化を図ることが可能となる。
【００８５】
（実施形態３）
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１について図１２、１３に基いて説明する。
【００８６】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２が厚み方向において重なる二層のセラミック層２ａ、２ｂからなる点が、実施形態１のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
光拡散基板２は、各セラミック層２ａ、２ｂの光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ４から遠いセラミック層２ａの方が、ＬＥＤチップ４から放射される光に対する反射率が高くなっている。ここで、光学特性とは、反射率、透過率、吸収率などである。光拡散基板２は、厚み方向において重なる複数のセラミック層からなり、各セラミック層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ４から遠いセラミック層ほど、ＬＥＤチップ４から放射される光に対する反射率が高い性質を有していればよい。
【００８８】
これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４の発光層４３（図２Ａ参照）からＬＥＤチップ４の厚み方向の他面側へ放射された光が、セラミック層２ｂとセラミック層２ａとの界面で拡散反射されやすくなる。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から光拡散基板２側へ出射した光がＬＥＤチップ４へ戻るのを抑制することが可能となるとともに、実装基板７の一表面７ｓａへ入射するのを抑制することが可能となり、光拡散基板２の一表面２ｓａや側面２ｓｃから光を取り出しやすくなる。よって、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、且つ、実装基板７の反射率が光取り出し効率に与える影響を低減することが可能となり、光取り出し効率の経時変化を抑制することが可能となる。
【００８９】
光拡散基板２については、説明の便宜上、ＬＥＤチップ４に最も近い最上層のセラミック層２ｂを第１セラミック層２ｂと称し、ＬＥＤチップ４から最も遠い最下層のセラミック層２ａを第２セラミック層２ａと称することもある。
【００９０】
第１セラミック層２ｂの材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を採用することができる。ここで、第１セラミック層２ｂは、例えば、アルミナ基板により構成することができる。第１セラミック層２ｂは、アルミナ基板により構成する場合、アルミナ粒子の粒径が、１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。第１セラミック層２ｂは、アルミナ粒子の粒径が大きい方が、反射率を小さくでき、アルミナ粒子の粒径が小さいほうが散乱効果を大きくできる。要するに、反射率を小さくすることと、散乱効果を大きくすることとは、トレードオフの関係にある。
【００９１】
上述の粒径とは、個数基準粒度分布曲線により得られる値である。個数基準粒度分布曲線は、画像イメージング法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）によって観察してＳＥＭ画像を取得し、そのＳＥＭ画像を画像処理して求めた粒子の大きさ（二軸平均径）と個数とから得られるものである。この個数基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値をメディアン径（ｄ50）といい、上述の粒径は、メディアン径を意味している。
【００９２】
なお、理論上、アルミナ基板における球形のアルミナ粒子の粒径と反射率との関係は、図１４に示すような関係にあり、粒径が小さくなるほど反射率が高くなる。第１セラミック層２ｂのメディアン径（ｄ50）と反射率の測定値との関係は、図１４の理論値と略同じであった。反射率の測定値は、分光光度計および積分球を用いて測定した値である。
【００９３】
第２セラミック層２ａの材料としては、例えば、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＡｌ2Ｏ3よりも高屈折率の材料（例えば、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2など）とＣａＯとＢａＯとを成分として含む複合材料を採用することができる。第２セラミック層２ａは、Ａｌ2Ｏ3粒子の粒径が、０．１μｍ〜１μｍであることが好ましい。第２セラミック層２ａは、複合材料の成分、組成、粒径、厚さなどを調整することで、光学特性（反射率、透過率、吸収率など）を調整することが可能である。光拡散基板２は、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａとで同じ材料を採用する場合、第１セラミック層２ｂの粒径を第２セラミック層２ａの粒径よりも大きくすればよい。
【００９４】
ＬＥＤモジュール１の実施例は、光拡散基板２の厚さＨｓを０．５ｍｍ、第２セラミック層２ａの厚さＨsaを０．１ｍｍ、波長が４５０ｎｍの光に対する第２セラミック層２ａの反射率を９６％、第１セラミック層２ｂの厚さＨsbを０．４ｍｍ、波長が４５０ｎｍの光に対する第１セラミック層２ｂの反射率を８０％としてあるが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。また、ＬＥＤモジュール１の実施例は、光拡散基板２の平面サイズを、２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）としてあるが、特に限定するものではない。
【００９５】
ＬＥＤモジュール１の実施例に用いた光拡散基板２の反射率−波長特性は、図１５中のＡ１に示した通りである。また、厚さが０．４ｍｍの単一層のアルミナ基板の反射率−波長特性は、図１５中のＡ２に示した通りであった。なお、図１５の反射率−波長特性は、分光光度計および積分球を用いて測定した結果である。
【００９６】
第１セラミック層２ｂは、１５００℃〜１６００℃程度の高温で焼成されたセラミックスからなる第１の緻密質層である。第１セラミック層２ｂは、高温焼成によってセラミック粒子同士が強固に結合されており、第２セラミック層２ａよりも良好な剛性を有している。ここで、良好な剛性とは、相対的に抗折強度が高いことを意味する。第１セラミック層２ｂの材料としては、アルミナが好ましい。
【００９７】
また、第２セラミック層２ａは、第１セラミック層２ｂに比べて比較的低温である１０００℃以下（例えば、８５０℃〜１０００℃）で焼成されたセラミックスである。第２セラミック層２ａを構成するセラミックスは、例えば、セラミックフィラー（セラミックの微粒子）とガラス成分を含んだ第２の緻密質層や、セラミックフィラー（セラミックの微粒子）とガラス成分を含んだ多孔質層とすることができる。
【００９８】
第２の緻密質層は、セラミックフィラー同士が焼結により結合し、ガラス成分がセラミックフィラーの周りにマトリックス（matrix）となり配置され、緻密質セラミックとなったものである。第２の緻密質層では、主に、セラミックフィラーが光反射機能を発揮する。第２の緻密質層は、例えば、硼珪酸ガラス、硼珪酸亜鉛ガラスおよびアルミナを含むガラスセラミックス、ソーダ石灰ガラスおよびアルミナを含むガラスセラミックスなどにセラミックフィラーを混合した材料を採用することができる。ガラスセラミックスに含まれるガラスの含有量は、３５〜６０ｗｔ％程度の範囲で設定するのが好ましい。また、ガラスセラミックスに含まれるセラミックスの含有量は、４０〜６０ｗｔ％程度の範囲で設定するのが好ましい。なお、第２の緻密質層は、硼珪酸亜鉛ガラスの亜鉛成分を酸化チタンや酸化タンタルに置換してガラスセラミックスの屈折率を高くすることもできる。セラミックフィラーの材料としては、ガラスセラミックスよりも屈折率の高い材料が好ましく、例えば、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化チタン、酸化バリウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、ケイ酸塩酸化物（ジルコン）などを採用することができる。
【００９９】
第２セラミック層２ａを多孔質層により構成する場合（以下、この場合の「第２セラミック層２ａ」を「多孔質層２ａ」とも称する。）には、図１６に示す模式図のように、多数の気孔２０ｃを有する多孔質層２ａと第１セラミック層２ｂとの間に第１ガラス層２０ａａを介在させ、多孔質層２ａにおける第１セラミック層２ｂ側とは反対側に第２ガラス層２０ａｂを積層してあるのが好ましい。多孔質層２ａの気孔率は、４０％程度に設定してあるが、特に限定するものではない。第１ガラス層２０ａａおよび第２ガラス層２０ａｂは、いずれも、ガラス成分からなる透明層であり、可視光を透過する。第１ガラス層２０ａａおよび第２ガラス層２０ａｂの厚みは、例えば１０μｍ程度に設定すればよいが、特に限定するものではない。第１ガラス層２０ａａおよび第２ガラス層２０ａｂの各ガラス成分は、いずれも、約半分がＳｉＯ2で構成されているが、特に限定するものではない。
【０１００】
第１ガラス層２０ａａは、多孔質層２ａと第１セラミック層２ｂとの間に介在するように配され、製造時の焼成によって多孔質層２ａの表面および第１セラミック層２ｂの表面と密着している。
【０１０１】
第２ガラス層２０ａｂは、多孔質層２ａにおける第１セラミック層２ｂ側とは反対側に配され、多孔質層２ａを保護する。これにより、多孔質層２ａにおける第１セラミック層２ｂ側とは反対側の表面に存在する気孔２０ｃは、第２ガラス層２０ａｂにより封孔されている。
【０１０２】
多孔質層２ａは、セラミックフィラー（セラミックの微粒子）とガラス成分を含んでなる。多孔質層２ａは、セラミックフィラー同士が焼結により結合してクラスターとなり、多孔質構造が形成されている。ガラス成分はセラミックフィラーのバインダとなる。多孔質層２ａでは、セラミックフィラーと多数の気孔２０ｃが主たる光反射機能を発揮する。なお、多孔質層２ａは、例えば、国際公開番号ＷＯ２０１２／０３９４４２  Ａ１の段落〔００２３〕−〔００２６〕および〔図４〕に開示されているパッケージの製造工程に準じて形成することができる。
【０１０３】
多孔質層２ａは、例えば、ガラス成分とセラミック成分（アルミナ、ジルコニアなど）との重量比率を変えることにより、反射率を変えることが可能である。つまり、多孔質層２ａは、ガラス配合率を変えることにより、反射率を変えることが可能である。図１７は、横軸がガラス配合率、縦軸が多孔質層２ａに光を入射したときの反射光についての積分球による積分強度である。積分球では、波長が３８０〜７８０ｎｍの反射光を積分した。図１７からは、ガラス配合率を低くすることにより、反射率を高めることが可能となることが分かる。
【０１０４】
本実施形態のＬＥＤモジュール１の実施例では、第１セラミック層２ｂを、アルミナを１６００℃で焼成することによって形成し、多孔質層２ａを、ガラス成分とセラミック成分とを２０：８０の重量比率となるように配合した材料を８５０℃で焼成することによって形成している。また、実施例では、ガラス成分としてメディアン径が約３μｍの硼珪酸ガラスを採用し、アルミナとして、メディアン径が約０．５μｍのものとメディアン径が約２μｍのものとを配合したものを採用し、ジルコニアとしてメディアン径が約０．２μｍのものを採用している。また、実施例では、第１セラミック層２ｂの厚さを０．３８ｍｍ、多孔質層２ａの厚さを０．１０ｍｍとしている。実施例における光拡散基板２の反射率−波長特性は、図１８中のＡ３に示した通りであった。また、厚さが０．３８ｍｍの単一層のアルミナ基板の反射率−波長特性は、図１８中のＡ４に示した通りであった。なお、多孔質層２ａにおけるガラス成分とセラミック成分との重量比率や、各材料の粒径（メディアン径）は、特に限定するものではない。
【０１０５】
多孔質層２ａは、製造時において第１ガラス層２０ａａ、第２ガラス層２０ａｂの各ガラス成分が浸み込むことにより、厚み方向の両面から内部に向けて、ガラス成分の濃度が漸減する傾斜組成を有している。
【０１０６】
具体的には、厚みが１００μｍ程度の多孔質層２ａの厚み方向に沿った断面を顕微鏡で観察した結果、多孔質層２ａの厚み方向の両面から深さが約２０μｍまでの各領域では、単位面積当たりでガラスが７０％以上の面積を占め、ガラスの緻密質層が存在している。これに対し、多孔質層２ａの厚み方向の両面から深さが２０μｍよりも深い内部領域では、単位面積当たりでガラスが２０％程度の面積を占め、ガラスとセラミックフィラーとが互いにある程度の割合で混在する疎な層が存在している。
【０１０７】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２が、互いに光学特性が異なる二層のセラミック層２ａ、２ｂからなり、ＬＥＤチップ４から遠いセラミック層２ａの方が、ＬＥＤチップ４に近いセラミック層２ｂに比べて、ＬＥＤチップ４から放射される光に対する反射率が高い。これにより、本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２が単一層のアルミナ基板のみにより構成されている場合に比べて、光取り出し効率を向上させることが可能となる。本実施形態のＬＥＤモジュール１では、光拡散基板２の一表面２ｓａで反射される光を低減することが可能となってＬＥＤチップ４での吸収損失を低減することが可能となる。更に、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、光拡散基板２での光の吸収率（略０％）を実装基板７での光の吸収率（例えば、２〜８％程度）よりも低下させることが可能であり、光拡散基板２の一表面２ｓａに入射した光の一部が第１セラミック層２ｂ内で散乱されたり、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａとの界面で反射されたりすることが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２を透過して実装基板７の一表面７ｓａに達する光を低減することが可能となって、実装基板７での吸収損失を低減することが可能となり、光取り出し効率の向上が可能となる。
【０１０８】
ところで、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａとで、相対的に、第１セラミック層２ｂの光の透過率を高くし、第２セラミック層２ａでの光の散乱率を高くしている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から遠い第２セラミック層２ａで光を拡散させることが可能となり、第１セラミック層２ｂのみの場合に比べて、実装基板７に到達する前に拡散される光が多くなると推考される。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２直下で実装基板７に反射された光がＬＥＤチップ４に戻らずに拡散される可能性も高くなると推考される。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２を第２セラミック層２ａのみにより構成すると、ＬＥＤチップ４から光拡散基板２側へ放射された光がＬＥＤチップ４の近くで散乱される可能性が高くなるので、ＬＥＤチップ４の近くで散乱された光がＬＥＤチップ４に戻ってしまう可能性が高くなると推考される。よって、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２を第２セラミック層２ａのみにより構成する場合に比べて、ＬＥＤチップ４に戻る光を少なくできるものと推考される。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２を第１セラミック層２ｂのみにより構成する場合に比べて、光拡散基板２として同じ反射率を得るために必要な光拡散基板２の厚さを薄くすることが可能となる。
【０１０９】
色変換部５は、光拡散基板２の一表面２ｓａ上でＬＥＤチップ４と各ワイヤ８の各々の一部とを覆う半球状に形成されている。このため、ＬＥＤモジュール１では、各ワイヤ８の各々の残りの部分と色変換部５とを覆う封止部（図示せず）を設けることが好ましい。封止部は、透明材料からなることが好ましい。封止部の透明材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。封止部の透明材料は、色変換部５の透明材料との線膨張率差が小さい材料が好ましく、線膨張率が同じ材料がより好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、封止部と色変換部５との線膨張率差に起因して封止部と色変換部５との界面付近で各ワイヤ８の各々に応力が集中するのを抑制することが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、各ワイヤ８の断線が発生するのを抑制することが可能となる。さらに、ＬＥＤモジュール１は、封止部と色変換部５との線膨張率差に起因して封止部または色変換部５にクラックが発生するのを抑制することが可能となる。また、封止部は、例えば、半球状に形成することが好ましいが、これに限らず、例えば、半楕円球状や半円柱状などの形状としてもよい。
【０１１０】
ＬＥＤモジュール１の光取り出し効率が向上する原理については、図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃの推定メカニズム図で説明する。なお、本実施形態のＬＥＤモジュール１は、仮に推定メカニズムが別であっても、本発明の範囲内である。
【０１１１】
図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃに示した矢印は、ＬＥＤチップ４の発光層４３（図２Ａ参照）から放射された光の進行経路を模式的に示したものである。図１９、２０Ａおよび２０Ｂにおける実線の矢印は、発光層４３から放射され光拡散基板２の一表面２ｓａで反射された光の進行経路を模式的に示している。また、図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃの各々における破線の矢印は、発光層４３から放射され光拡散基板２内に進入した光の進行経路を模式的に示している。
【０１１２】
本願発明者らは、図１９、２０Ａおよび２０Ｂに示すように、第１セラミック層２ｂにおいて、セラミック粒子と粒界相（ガラス成分が主成分）との屈折率差に起因して、セラミック粒子と粒界相との界面で、反射や屈折が生じる、と推定した。また、本願発明者らは、図１９、２０Ｃに示すように、第２セラミック層２ａにおいて、セラミック粒子と気孔や粒界相（ガラス成分が主成分）との屈折率差に起因して、セラミック粒子と気孔や粒界相との界面で、反射や屈折が生じる、と推定した。また、本願発明者らは、図１９、２０Ｃに示すように、第２セラミック層２ａにおいて、気孔と粒界相との屈折率差に起因して、気孔と粒界相との界面で、反射や屈折が生じる、と推定した。また、本願発明者らは、セラミックの板材に関して、板厚が同じであれば、セラミック粒子の粒径が大きいほど、界面の数が少なくなり、光が単位長さだけ進行する場合にセラミック粒子と粒界相との界面を通る確率が小さくなるため、反射率が小さくなり透過率が大きくなる、と推定した。
【０１１３】
そして、本願発明者らは、ＬＥＤチップ４から放射された光を、第１セラミック層２ｂにおいてできるだけ透過させ、第２セラミック層２ａにおいてできるだけ反射させることにより、ＬＥＤモジュール１の光取り出し効率を向上できるものと推考した。このため、光拡散基板２は、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａとで、第１セラミック層２ｂにおけるセラミック粒子の粒径を相対的に大きくすることが好ましく、第２セラミック層２ａにおけるセラミック粒子の粒径を相対的に小さくし、かつ第２セラミック層２ａが気孔を含んだ構成とすることが好ましい。
【０１１４】
本実施形態のＬＥＤモジュール１では、光拡散基板２が厚み方向において重なる二層のセラミック層２ａ、２ｂからなることにより、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
【０１１５】
本実施形態のＬＥＤモジュール１では、光拡散基板２における複数のセラミック層（第１セラミック層２ｂ、第２セラミック層２ａ）が、互いに光学特性の異なる透光層を構成している。
【０１１６】
要するに、光拡散基板２は、厚み方向において重なる複数の透光層からなり、当該複数の透光層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ４から遠い透光層ほど、ＬＥＤチップ４から放射される光に対する反射率が高い性質を有していればよい。以下では、ＬＥＤチップ４に最も近い最上層の透光層を第１透光層と称し、ＬＥＤチップ４から最も遠い最下層の透光層を第２透光層と称することもある。
【０１１７】
第１透光層は、ＬＥＤチップ４から放射される光の透過率が高く、屈折率がＬＥＤチップ４の屈折率に近い材料が好ましい。第１透光層の屈折率がＬＥＤチップ４の屈折率に近いとは、第１透光層の屈折率と、ＬＥＤチップ４における基板４１（図２Ａ、２Ｂ参照）の屈折率との差が０．１以下であることを意味し、屈折率差が０であるのがより好ましい。また、第１透光層は、耐熱性が高い材料が好ましい。
【０１１８】
第１透光層の材料は、セラミックに限らず、例えば、ガラス、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、サファイア、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどを採用することもできる。セラミックの材料としては、Ａｌ2Ｏ3に限らず、他の金属酸化物（例えば、マグネシア、ジルコニア、チタニアなど）や、金属窒化物（例えば、窒化アルミニウムなど）などでもよい。第１透光層の材料は、ＬＥＤチップ４から放射された光を前方散乱させる観点から、単結晶よりもセラミックのほうが好ましい。
【０１１９】
透光性セラミックスとしては、例えば、株式会社村田製作所の製品であるルミセラ（登録商標）、日本ガイシ株式会社のハイセラム（製品名）などを採用することもできる。ルミセラ（登録商標）は、Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3系の複合ペロブスカイト構造を主結晶相としている。ハイセラムは、透光性アルミナセラミックスである。
【０１２０】
第１透光層の材料は、セラミックの場合、粒径が１μｍ〜５μｍ程度であるのが好ましい。
【０１２１】
第１透光層は、単結晶の内部に空隙や、屈折率を変化させた改質部などを形成したものでもよい。空隙や改質部などは、例えば、フェムト秒レーザからのレーザ光を、単結晶における空隙や改質部の形成予定領域に集光照射することで形成することができる。フェムト秒レーザのレーザ光の波長や照射条件などは、単結晶の材料や、形成対象（空隙、改質部）、形成対象の大きさなどによって、適宜変更すればよい。また、第１透光層は、ベース樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなど）に、このベース樹脂（以下、「第１ベース樹脂」という。）とは屈折率の異なるフィラー（以下、「第１フィラー」という。）を含有させたものでもよい。第１フィラーは、第１ベース樹脂との屈折率差が小さいほうが好ましい。また、第１フィラーは、熱伝導率が高いほうが好ましい。また、第１透光層は、熱伝導性を高める観点では第１フィラーの充填密度が高いほうが好ましい。第１フィラーの形状は、入射する光の全反射を抑制する観点から、球状であるのが好ましい。第１フィラーは、粒径が大きいほうが、反射、屈折が少ない。第１透光層は、この第１透光層の厚み方向においてＬＥＤチップ４に近い側に、相対的に粒径の大きな第１フィラーがあり、ＬＥＤチップ４から遠い側に、相対的に粒径の小さな第１フィラーがあるように構成してもよい。この場合には、第１透光層を、互いに第１フィラーの粒径の異なる複数の層を多層化して構成してもよい。
【０１２２】
第１透光層におけるＬＥＤチップ４側の表面（光拡散基板２の一表面２ｓａ）のうちＬＥＤチップ４の搭載領域の周囲には、ＬＥＤチップ４から光拡散基板２側へ放射され光拡散基板２の内部で反射されたり屈折された光が全反射するのを抑制するための微細な凹凸構造部が形成されているのが好ましい。凹凸構造部は、第１透光層の表面を例えばサンドブラスト加工などによって粗面化することにより形成してもよい。凹凸構造部の表面粗さは、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１（ＩＳＯ  ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａが、０．０５μｍ程度であるのが好ましい。
【０１２３】
また、光拡散基板２は、第１透光層におけるＬＥＤチップ４側の表面のうちＬＥＤチップ４の搭載領域の周囲に、第１透光層よりも屈折率の小さな樹脂層を形成したものを採用してもよい。樹脂層の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを採用することができる。樹脂層の材料としては、蛍光体を含有させた樹脂を採用してもよい。
【０１２４】
第２透光層は、ＬＥＤチップ４から放射された光を正反射させるように構成されたものよりも、拡散反射させるように構成されたものが好ましい。
【０１２５】
第２透光層の材料は、セラミックに限らず、例えば、ガラス、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、サファイア、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどを採用することもできる。セラミックの材料としては、Ａｌ2Ｏ3に限らず、他の金属酸化物（例えば、マグネシア、ジルコニア、チタニアなど）や、金属窒化物（例えば、窒化アルミニウムなど）などでもよい。
【０１２６】
第２透光層の材料は、セラミックの場合、粒径が、１μｍ以下であるのが好ましく、０．１μｍ〜０．３μｍ程度あるのがより好ましい。また、第２透光層は、例えば、上述の多孔質層２ａにより構成することができる。第１透光層は、純度が９９．５％のアルミナからなる第１セラミック層２ｂにより構成した場合、嵩密度が、３．８〜３．９５ｇ／ｃｍ3であった。また、第１透光層は、純度が９６％のアルミナからなる第１セラミック層２ｂにより構成した場合、嵩密度が、３．７〜３．８ｇ／ｃｍ3であった。これに対し、第２透光層は、多孔質層２ａにより構成した場合、嵩密度が、３．７〜３．８ｇ／ｃｍ3であった。なお、上述の嵩密度は、ＳＥＭによって観察してＳＥＭ画像を取得し、そのＳＥＭ画像を画像処理して推定した値である。
【０１２７】
第２透光層は、単結晶の内部に空隙や、屈折率を変化させた改質部などを形成したものでもよい。空隙や改質部などは、例えば、フェムト秒レーザからのレーザ光を、単結晶における空隙や改質部の形成予定領域に集光照射することで形成することができる。フェムト秒レーザのレーザ光の波長や照射条件などは、単結晶の材料や、形成対象（空隙、改質部）、形成対象の大きさなどによって、適宜変更すればよい。また、第２透光層は、ベース樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂など）に、このベース樹脂（以下、「第２ベース樹脂」という。）とは屈折率の異なるフィラー（以下、「第２フィラー」という。）を含有させたものでもよい。第２透光層は、この第２透光層の厚み方向においてＬＥＤチップ４に近い側に、相対的に粒径の大きな第２フィラーがあり、ＬＥＤチップ４から遠い側に、相対的に粒径の小さな第２フィラーがあるように構成してもよい。また、第２フィラーの材料としては、例えば、白色の無機材料が好ましく、例えば、ＴｉＯ2やＺｎＯなどの金属酸化物を採用することができる。また、第２フィラーの粒径は、例えば、０．１μｍ〜０．３μｍ程度が好ましい。また、第２フィラーの充填率は、例えば、５０〜７５ｗｔ％程度が好ましい。また、第２ベース樹脂のシリコーン樹脂としては、例えば、メチルシリコーンや、フェニルシリコーンなどを採用することができる。第２フィラーは、中実粒子の場合、第２ベース樹脂との屈折率差が大きいほうが好ましい。第２ベース樹脂に第２フィラーを含有させた材料としては、例えば、信越化学工業株式会社のＫＥＲ−３２００−Ｔ１などを採用することもできる。
【０１２８】
また、第２フィラーとしては、コアシェル粒子（core-shell particle）や中空粒子（hollow particle）などを採用することもできる。コアシェル粒子については、コアの屈折率を任意に設定できるが、第２ベース樹脂の屈折率よりも小さいほうが好ましい。中空粒子については、内部が気体（例えば、空気、不活性ガスなど）もしくは真空で、第２ベース樹脂よりも屈折率が小さいほうが好ましい。
【０１２９】
また、第２透光層は、光拡散シートにより構成してもよい。光拡散シートとしては、例えば、多数の気泡の入った白色のポリエチレンテレフタレートシートなどを採用することができる。
【０１３０】
光拡散基板２は、第１透光層と第２透光層との両方がセラミックの場合、それぞれを形成するためのセラミックグリーンシート（ceramic green sheet）を重ね合わせて焼結させることで形成することができる。なお、光拡散基板２は、第２透光層が気泡を備えている場合、第１透光層も気泡を備えていてもよいが、第１透光層のほうが第２透光層よりも気泡の数が少なく、嵩密度が大きいことが好ましい。
【０１３１】
第１透光層および第２透光層は、いずれも、ＬＥＤチップ４や蛍光体からの光や熱に対する耐性の高い材料が好ましい。
【０１３２】
ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に、ＬＥＤチップ４などからの光を反射する反射層を備えていてもよい。反射層の材料としては、銀、アルミニウム、銀アルミニウム合金、それ以外の銀合金またはアルミニウム合金などを採用することができる。反射層は、例えば、薄膜、金属箔、ソルダーレジスト（半田）などにより構成することができる。反射層は、光拡散基板２に設けてもよいし、実装基板７に設けてもよい。
【０１３３】
ＬＥＤモジュール１は、図２１に示す第１変形例のように、色変換部５が、ＬＥＤチップ４、各ワイヤ８および光拡散基板２を覆う形状であってもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、各ワイヤ８の断線を抑制することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【０１３４】
色変換部５の形状は、半球状としてあるが、これに限らず、例えば、半楕円球状や、半円柱状などの形状でもよい。
【０１３５】
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第２変形例について図２２に基いて説明する。
【０１３６】
第２変形例のＬＥＤモジュール１は、実装基板７が長尺状の形状であり、複数個のＬＥＤチップ４（図２１参照）を備えている。なお、第１変形例のＬＥＤモジュール１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
【０１３７】
ＬＥＤモジュール１は、複数個のＬＥＤチップ４が実装基板７の一表面７ｓａ側で規定方向に配列されている。また、ＬＥＤモジュール１は、上記規定方向に配列された各ＬＥＤチップ４及び各ＬＥＤチップ４の各々に接続された各ワイヤ８（図２１参照）がライン状の色変換部５で覆われている。色変換部５は、上記規定方向において隣り合うＬＥＤチップ４同士の間に、隣り合うＬＥＤチップ４から放射される光の全反射を抑制する凹部５ｂが設けられているのが好ましい。
【０１３８】
第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂは、上記規定方向に配列されたＬＥＤチップ４の一群に対して１つずつ設けられている。
【０１３９】
第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂの各々の平面形状は、櫛形状に形成されている。第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとは、実装基板７の短手方向に沿った方向において互いに入り組むように配置されている。ここで、配線パターン７１は、第１導体部７１ａの第１櫛骨部７１ａ１と第２導体部７１ｂの第２櫛骨部７１ｂ１とが対向している。配線パターン７１は、実装基板７の長手方向に沿った方向において、第１導体部７１ａの第１櫛歯部７１ａ２と第２導体部７１ｂの第２櫛歯部７１ｂ２とが隙間を介して交互に並んでいる。
【０１４０】
ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の長手方向（上記規定方向）に配列された複数個（例えば、９個）のＬＥＤチップ４が並列接続されている。ＬＥＤモジュール１は、これら複数個のＬＥＤチップ４が並列接続された並列回路に対して給電可能となっている。要するに、ＬＥＤモジュール１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとの間に給電することにより、全てのＬＥＤチップ４に対して給電することができる。また、複数個のＬＥＤモジュール１を並べて用いるような場合には、隣り合うＬＥＤモジュール１同士を、例えば、導電性部材や、送り配線用の電線（図示せず）やコネクタ（図示せず）などにより電気的に接続するようにすればよい。この場合には、複数個のＬＥＤモジュール１に対して、１つの電源ユニットから電力を供給して、各ＬＥＤモジュール１の全てのＬＥＤチップ４を発光させることが可能となる。
【０１４１】
色変換部５は、上述のように、上記規定方向において隣り合うＬＥＤチップ４同士の間に、隣り合うＬＥＤチップ４から放射される光の全反射を抑制する凹部５ｂが設けられているのが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から放射され色変換部５と空気との境界面に入射する光の全反射を抑制することが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、色変換部５が半円柱状である場合に比べて、全反射に起因して閉じ込められる光を低減できるから、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。要するに、ＬＥＤモジュール１は、全反射損失を低減することが可能となり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
【０１４２】
色変換部５は、各ＬＥＤチップ４の上記一面と実装基板７の一表面７ｓａとの段差を反映した断面形状に形成されている。よって、色変換部５は、ＬＥＤチップ４の配列方向に直交する断面形状が凸形状であり、ＬＥＤチップ４の配列方向に沿った断面形状が凹凸形状となっている。要するに、ＬＥＤモジュール１は、ライン状の色変換部５に、光取り出し効率を向上させる凹凸構造が形成されている。
【０１４３】
この凹凸構造の周期は、ＬＥＤチップ４の配列ピッチと同じである。凹凸構造の周期とは、各ＬＥＤチップ４の各々を覆う凸部５ａの配列ピッチである。
【０１４４】
色変換部５の表面の形状は、色変換部５の上記表面においてＬＥＤチップ４からの光線が交わる点の法線と上記光線とのなす角が臨界角よりも小さくなるように設計するのが好ましい。ここで、ＬＥＤモジュール１は、色変換部５の各凸部５ａの表面の略全面で、ＬＥＤチップ４からの上記光線の入射角（光入射角度）が臨界角よりも小さくなるように、色変換部５の上記表面の形状を設計することが好ましい。
【０１４５】
このため、色変換部５は、各ＬＥＤチップ４の各々を覆う各凸部５ａが、半球状に形成されているのが好ましい。各凸部５ａの各々は、光拡散基板２の厚み方向において重なる凸部５ａの光軸とＬＥＤチップ４の光軸とが一致するように設計されている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、色変換部５の上記表面（色変換部５と空気との境界面）での全反射を抑制することが可能となるだけでなく、色むらを抑制することが可能となる。色むらとは、光の照射方向によって色度が変化している状態である。ＬＥＤモジュール１は、色むらを視認できない程度に抑制することが可能となる。
【０１４６】
ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から凸部５ａの表面までの光路長をＬＥＤチップ４からの光の放射方向によらず略均一化することが可能となり、色むらをより抑制することが可能となる。色変換部５の各凸部５ａは、半球状に限らず、例えば、半楕円球状の形状でもよい。なお、各凸部５ａの各々は、半円柱状や、直方体状などの形状でもよい。
【０１４７】
ＬＥＤモジュール１の製造にあたっては、まず、実装基板７を準備する。その後には、実装基板７上に各ＬＥＤチップ４の各々に対応付けられた光拡散基板２を接合する。その後には、ダイボンド装置などにより、各ＬＥＤチップ４を対応する光拡散基板２の一表面２ｓａ側にダイボンドする。その後には、ワイヤボンディング装置などにより、各ＬＥＤチップ４の第１電極および第２電極それぞれと配線パターン７１とをワイヤ８を介して接続する。その後には、ディスペンサシステム（dispenser system）などを利用して色変換部５を形成する。
【０１４８】
ディスペンサシステムにより色変換部５を形成する際には、例えば、ディスペンサヘッドをＬＥＤチップ４の配列方向に沿って移動させつつ、ノズルから色変換部５の材料を吐出させて塗布する。
【０１４９】
ここで、色変換部５の材料を色変換部５の表面形状に基づく塗布形状となるようにディスペンサシステムにより塗布する場合には、例えば、ディスペンサヘッドを移動させながら、材料を吐出させて塗布すればよい。例としては、ディスペンサヘッドの移動速度を変化させることにより、塗布量を変化させ、また、ディスペンサヘッドを上下させることにより、ノズルとノズル直下の実装基板７の一表面７ｓａとの距離を変化させている。より具体的には、色変換部５の各凸部５ａの元になる箇所に材料を塗布する場合と、色変換部５の隣り合う凸部５ａ間の部分の元になる箇所に材料を塗布する場合とで、移動速度を相対的に異ならせてあり、前者の場合に移動速度を遅くし、後者の場合に移動速度を速くしている。また、色変換部５の表面形状に基づいてディスペンサヘッドを上下させている。これらにより、ディスペンサシステムにより色変換部５を形成する方法では、材料を色変換部５の表面形状に基づく塗布形状とすることが可能となる。塗布形状は、材料を硬化させるときの収縮を考慮して設定すればよい。
【０１５０】
ディスペンサシステムは、ディスペンサヘッドを移動させるロボットからなる移動機構と、実装基板７の一表面７ｓａおよびノズルそれぞれのテーブルからの高さを測定するセンサ部と、移動機構およびノズルからの材料の吐出量を制御するコントローラと、を備えているのが好ましい。コントローラは、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより実現することができる。また、ディスペンサシステムは、コントローラに搭載されたプログラムを適宜変更することにより、ＬＥＤチップ４の配列ピッチや、ＬＥＤチップ４の個数、色変換部５のライン幅などの異なる複数種の品種に対応することが可能となる。
【０１５１】
また、色変換部５の表面形状は、例えば、材料の粘度などを調整することで制御することも可能である。各凸部５ａの各々の表面（凸曲面）の曲率は、材料の粘度や表面張力、ワイヤ８の高さなどによって設計可能である。曲率を大きくするには、材料の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたり、ワイヤ８の高さを高くすることで実現可能となる。また、ライン状の色変換部５の幅（ライン幅）を狭くするには、材料の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたりすることで実現可能となる。材料の粘度は、１００〜２０００ｍＰa・s程度の範囲に設定するのが好ましい。なお、粘度の値は、例えば、円錐平板型回転粘度計を用いて常温下で測定した値を採用することができる。
【０１５２】
また、ディスペンサシステムは、未硬化の材料が所望の粘度になるように加熱するヒータを備えていてもよい。これにより、ディスペンサシステムは、材料の塗布形状の再現性を向上させることが可能となり、色変換部５の表面形状の再現性を向上させることが可能となる。
【０１５３】
ところで、ＬＥＤモジュール１は、種々の照明装置の光源として用いることが可能である。ＬＥＤモジュール１を備えた照明装置の一例としては、例えば、ＬＥＤモジュール１を光源として器具本体に配置した照明器具や、ランプ（例えば、直管形ＬＥＤランプ、電球形ランプなど）などを好適に挙げることができるが、これら以外の照明装置でもよい。ここにおいて、ＬＥＤモジュール１は、器具本体が金属製で導電性を有しているような場合でも、絶縁部材７２を備えていることにより、配線パターン７１と器具本体との間の所望の沿面距離を確保することが可能となる。照明器具では、器具本体を金属製とすれば、ＬＥＤモジュール１で発生した熱をより効率良く放熱させることが可能となる。
【０１５４】
器具本体の材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、絶縁部材７２よりも熱伝導率の高い材料がより好ましい。ここで、器具本体の材料としては、アルミニウム、銅などの熱伝導率の高い金属を採用することが好ましい。
【０１５５】
器具本体へのＬＥＤモジュール１の取り付け手段としては、例えば、螺子などの取付具を採用してもよいし、熱硬化型のシート状接着剤のエポキシ樹脂層を器具本体とＬＥＤモジュール１との間に介在させて接合してもよい。シート状接着剤としては、シリカやアルミナなどのフィラーからなる充填材を含有し且つ加熱時に低粘度化するとともに流動性が高くなる性質を有するＢステージのエポキシ樹脂層（熱硬化性樹脂）とプラスチックフィルム（ＰＥＴフィルム）とが積層されたシート状接着剤を用いることができる。このようなシート状接着剤としては、例えば、東レ株式会社製の接着剤シートＴＳＡなどがある。フィラーとしては、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂よりも熱伝導率の高い電気絶縁性材料を用いればよい。上述のエポキシ樹脂層の厚みは、１００μｍに設定してあるが、この値は一例であり、特に限定するものではなく、例えば、５０μｍ〜１５０μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。上述のエポキシ樹脂層の熱伝導率は、４Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
【０１５６】
上述のシート状接着剤のエポキシ樹脂層は、電気絶縁性を有するとともに熱伝導率が高く加熱時の流動性が高く凹凸面への密着性が高いという性質を有している。したがって、照明器具は、上述のエポキシ樹脂層から形成される絶縁層とＬＥＤモジュール１および器具本体との間に空隙が発生するのを防止することができて密着信頼性を向上させることが可能となり、また、密着不足による熱抵抗の増大やばらつきの発生を抑制することが可能となる。絶縁層は、電気絶縁性および熱伝導性を有し、ＬＥＤモジュール１と器具本体とを熱結合する機能を有している。
【０１５７】
しかして、照明器具は、ＬＥＤモジュール１と器具本体との間に例えばサーコン（登録商標）のようなゴムシート状やシリコーンゲル状の放熱シート（熱伝導シート）などを挟む場合に比べて、各ＬＥＤチップ４から器具本体までの熱抵抗を低減することが可能となるとともに、熱抵抗のばらつきを低減することが可能となる。これにより、照明器具は、放熱性が向上し、各ＬＥＤチップ４のジャンクション温度の温度上昇を抑制することが可能となるから、入力電力を大きくすることが可能となり、光出力の高出力化を図ることが可能となる。上述のエポキシ樹脂層の厚みは、１００μｍに設定してあるが、この値は一例であり、特に限定するものではなく、例えば、５０μｍ〜１５０μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。なお、上述のエポキシ樹脂層の熱伝導率は、４Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
【０１５８】
また、直管形ＬＥＤランプについては、例えば、社団法人日本電球工業会により、「Ｌ型ピン口金ＧＸ１６ｔ−５付直管形ＬＥＤランプシステム（一般照明用）」（ＪＥＬ  ８０１：２０１０）が規格化されている。
【０１５９】
このような直管形ＬＥＤランプを構成する場合には、例えば、透光性材料（例えば、乳白色のガラス、乳白色の樹脂など）により形成された直管状の管本体と、管本体の長手方向の一端部および他端部それぞれに設けられた第１口金、第２口金とを備え、管本体内に、実装基板７が長尺状であり複数個のＬＥＤチップ４が実装基板７の長手方向に配列されたＬＥＤモジュール１を収納した構成とすればよい。
【０１６０】
以下では、第２変形例のＬＥＤモジュール１を光源として備えた照明器具５０について、図２３Ａ、２３Ｂに基いて説明する。
【０１６１】
照明器具５０は、ＬＥＤ照明器具であり、器具本体５１と、器具本体５１に保持された光源であるＬＥＤモジュール１と、を備えている。
【０１６２】
器具本体５１は、ＬＥＤモジュール１よりも平面サイズの大きな長尺状（ここでは、矩形板状）に形成されている。照明器具５０は、器具本体５１の厚み方向の一表面５１ｂ側にＬＥＤモジュール１が配置されている。照明器具５０は、ＬＥＤモジュール１の長手方向と器具本体５１の長手方向とが揃うように、器具本体５１に対してＬＥＤモジュール１が配置されている。また、照明器具５０は、器具本体５１の一表面５１ｂ側に、ＬＥＤモジュール１を覆うカバー５２が配置されている。カバー５２は、ＬＥＤモジュール１から放射された光を透過させる機能を有する。
【０１６３】
また、照明器具５０は、ＬＥＤモジュール１へ直流電力を供給して各ＬＥＤチップ４（図２１参照）を点灯（発光）させる点灯装置５３を備えている。照明器具５０は、点灯装置５３とＬＥＤモジュール１とが、リード線などの電線５４を介して電気的に接続されている。
【０１６４】
照明器具５０は、器具本体５１の厚み方向の他表面５１ｃ側に、点灯装置５３を収納する凹所５１ａが形成されている。凹所５１ａは、器具本体５１の長手方向に沿って形成されている。また、器具本体５１には、一表面５１ｂと凹所５１ａの内底面との間の薄肉部を貫通し電線５４が挿通される貫通孔（図示せず）が形成されている。
【０１６５】
ＬＥＤモジュール１は、配線パターン７１の露出した部位において電線５４を接続することが可能となっている。配線パターン７１と電線５４との接続部は、例えば、半田などの導電性接合材からなる接続部や、雄型のコネクタと雌型のコネクタとからなる接続部などを採用することができる。
【０１６６】
照明器具５０は、点灯装置５３からＬＥＤモジュール１へ直流電力を供給してＬＥＤモジュール１を点灯させることができる。なお、点灯装置５３は、例えば、商用電源のような交流電源から電力供給される構成のものでもよいし、太陽電池や蓄電池などの直流電源から電力供給される構成のものでもよい。
【０１６７】
照明器具５０の光源は、第２変形例のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１〜３、実施形態３の第１変形例のいずれかのＬＥＤモジュール１において、第２変形例と同様に実装基板７を長尺状の形状とし１つの実装基板７に対して複数のＬＥＤチップ４を備えた構成としたものでもよい。
【０１６８】
器具本体５１の材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、実装基板７よりも熱伝導率の高い材料がより好ましい。ここで、器具本体５１の材料としては、アルミニウム、銅などの熱伝導率の高い金属を採用することが好ましい。照明器具５０は、器具本体５１の材料を金属とすることにより、放熱性を向上させることが可能となる。
【０１６９】
器具本体５１へのＬＥＤモジュール１の取り付け手段としては、例えば、螺子などの取付具を採用してもよいし、熱硬化型のシート状接着剤のエポキシ樹脂層を器具本体５１とＬＥＤモジュール１との間に介在させて接合してもよい。
【０１７０】
カバー５２の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ガラスなどを採用することができる。
【０１７１】
カバー５２は、ＬＥＤモジュール１から放射された光の配光を制御するレンズ部（図示せず）を一体に備えていることが好ましい。これにより、照明器具５０は、カバー５２と別体のレンズをカバー５２に取り付けた構成に比べて、低コスト化を図ることが可能となる。
【０１７２】
以上説明した照明器具５０では、光源として上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、低コスト化および光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【０１７３】
以下では、第２変形例のＬＥＤモジュール１を光源として備えた直管形ＬＥＤランプ６０について図２４Ａ、２４Ｂに基いて説明する。
【０１７４】
直管形ＬＥＤランプ６０は、透光性材料により形成された直管状（円筒状）の管本体６１と、管本体６１の長手方向の一端部、他端部それぞれに設けられた第１口金６２、第２口金６３と、を備え、管本体６１内に第２変形例のＬＥＤモジュール１が収納されている。ＬＥＤモジュール１は、第２変形例のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１〜３、実施形態３の第１変形例のいずれかのＬＥＤモジュール１において、第２変形例と同様に実装基板７を長尺状の形状とし１つの実装基板７に対して複数のＬＥＤチップ４を備えた構成としたものでもよい。
【０１７５】
管本体６１の材料としては、例えば、透明なガラス、乳白色のガラス、透明な樹脂、乳白色の樹脂などを採用することができる。
【０１７６】
第１口金６２には、ＬＥＤモジュール１に電気的に接続された２本の給電端子（以下、「第１ランプピン」という。）６４、６４が設けられている。これら２本の第１ランプピン６４、６４は、照明器具(図示せず)の器具本体に保持された給電用のランプソケットの２つの給電用接触子それぞれに電気的に接続可能となるように構成されている。
【０１７７】
第２口金６３には、アース用の１本の接地端子（以下、「第２ランプピン」という。）６５が設けられている。この１本の第２ランプピン６５は、器具本体に保持された接地用のランプソケットの接地用接触子に電気的に接続可能となるように構成されている。
【０１７８】
各第１ランプピン６４の各々は、Ｌ字状に形成されており、管本体６１の長手方向に沿って突出したピン本体６４ａと、ピン本体６４ａの先端部から管本体６１の１つの径方向に沿って延設された鍵部６４ｂと、で構成されている。２つの鍵部６４ｂは、互いに離れる向きに延設されている。なお、各第１ランプピン６４は、細長の金属板を折曲することにより形成されている。
【０１７９】
第２ランプピン６５は、第２口金６３の端面（口金基準面）から管本体６１とは反対側へ突出している。また、第２ランプピン６５は、Ｔ字状に形成されている。なお、直管形ＬＥＤランプ６０は、例えば、社団法人日本電球工業会により規格化されている「Ｌ型ピン口金ＧＸ１６ｔ−５付直管形ＬＥＤランプシステム（一般照明用）」（ＪＥＬ  ８０１：２０１０）の規格などを満たすように構成されていることが好ましい。
【０１８０】
以上説明した直管形ＬＥＤランプ６０では、管本体６１内に上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、低コスト化および光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【０１８１】
ＬＥＤモジュール１を備えたランプは、上述の直管形ＬＥＤランプに限らず、例えば、管本体内に、ＬＥＤモジュール１と、ＬＥＤモジュール１を点灯させる点灯装置とを備えた構成の直管形ＬＥＤランプとしてもよい。なお、点灯装置は、外部電源からランプピンを介して給電される。
【０１８２】
第２変形例のＬＥＤモジュール１は、実装基板７が長尺状の形状であり、複数個のＬＥＤチップ４を備えているが、適用する照明器具の種別などによって実装基板７の形状や、配線パターン７１の形状、ＬＥＤチップ４の個数、配置などを適宜変更することが可能である。
【０１８３】
以下では、ＬＥＤモジュール１を備えた照明器具９０の一形態について図２５、２６に基いて説明する。なお、第２変形例と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１８４】
照明器具９０は、ダウンライトとして使用可能なＬＥＤ照明器具であり、器具本体９１ａと、器具本体９１ａに保持された光源であるＬＥＤモジュール１と、を備えている。また、照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１を点灯させる点灯装置が収納された矩形箱状のケース９８を備えている。点灯装置とＬＥＤモジュール１とは、図示しない電線などにより電気的に接続されている。
【０１８５】
照明器具９０は、器具本体９１が円板状に形成されており、器具本体９１ａの一面側にＬＥＤモジュール１が配置されている。また、照明器具９０は、器具本体９１の他面から突出する複数のフィン９１ａｂを備えている。器具本体９１と各フィン９１ａｂとは一体に形成されている。
【０１８６】
ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の平面形状が正方形状の形状であり、複数（例えば、４８個）のＬＥＤチップ４（図２１参照）が２次元アレイ状に配列されている。また、ＬＥＤモジュール１は、仮想線上に並ぶ一群（例えば、８個）のＬＥＤチップ４が直列接続されている。ＬＥＤモジュール１は、規定数（例えば、６つ）の仮想線を想定しており、一群のＬＥＤチップ４を直列接続した直列回路を上記規定数だけ備えており、上記規定数の直列回路が並列接続されるように配線パターン７１を設計してある。なお、実装基板７の平面形状は、正方形状に限らず、例えば、正方形以外の多角形状や円形状などでもよい。また、実装基板７の一表面７ｓａ側に配置する複数のＬＥＤチップ４の電気的な接続関係も特に限定するものではない。ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４と同じ数の光拡散基板２（図２１参照）を備えていてもよいし、一群のＬＥＤチップ４に対して１つの光拡散基板２を備えているようにしてもよい。
【０１８７】
また、照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１から側方へ放射された光を反射する第１リフレクタ９３と、カバー９２と、カバー９２から出射する光の配光を制御する第２リフレクタ９４とを備えている。なお、照明器具９０は、器具本体９１と、第２リフレクタ９４とで、ＬＥＤモジュール１、第１リフレクタ９３およびカバー９２を収納する器具外郭を構成している。
【０１８８】
器具本体９１は、上記一面側に、２つの突台部９１ａが互いに対向して設けられている。そして、照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１を固定する板状の固定部材９５が２つの突台部９１ａに架設されている。固定部材９５は、板金により形成されており、各突台部９１ａの各々に螺子９７により固定されている。第１リフレクタ９３は、器具本体９１に固定されている。ＬＥＤモジュール１は、第１リフレクタ９３と固定部材９５とで挟持されるようにしてもよい。第１リフレクタ９３は、白色の合成樹脂により形成してある。
【０１８９】
固定部材９５は、ＬＥＤモジュール１の実装基板７の一部を露出させる開孔部９５ａが形成されている。照明器具９０は、実装基板７と器具本体９１との間に、熱伝導部９６を介在させてある。熱伝導部９６は、実装基板７から器具本体９１へ熱を伝熱させる機能を有する。熱伝導部９６は、熱伝導性グリースにより形成してあるが、これに限らず、例えば、熱伝導性シートを用いてもよい。
【０１９０】
熱伝導性シートとしては、電気絶縁性および熱伝導性を有するシリコーンゲルのシートを用いることができる。また、熱伝導性シートとして用いるシリコーンゲルのシートは、軟質なものが好ましい。この種のシリコーンゲルのシートとしては、例えば、サーコン（登録商標）などを用いることができる。
【０１９１】
また、熱伝導性シートの材料は、シリコーンゲルに限らず、電気絶縁性および熱伝導性を有していれば、例えば、エラストマーでもよい。
【０１９２】
照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１で発生した熱を、熱伝導部９６を通して器具本体９１へ効率よく伝熱させることが可能となる。よって、照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１で発生した熱を器具本体９１およびフィン９１ａｂから効率良く放熱させることが可能となる。
【０１９３】
器具本体９１およびフィン９１ａｂの材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、実装基板７よりも熱伝導率の高い材料がより好ましい。ここで、器具本体９１およびフィン９１ａｂの材料としては、アルミニウム、銅などの熱伝導率の高い金属を採用することが好ましい。
【０１９４】
カバー９２の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ガラスなどを採用することができる。
【０１９５】
カバー９２は、ＬＥＤモジュール１から放射された光の配光を制御するレンズ部（図示せず）を一体に備えていてもよい。
【０１９６】
第２リフレクタ９４の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、樹脂、セラミックなどを採用することができる。
【０１９７】
以上説明した照明器具９０では、光源として上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、低コスト化および光出力の高出力化を図ることが可能となる。また、照明器具９０では、器具本体９１が、ＬＥＤモジュール１の実装基板７を兼ねる構成としてもよい。
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年8月24日(2015.8.24)
【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】
透光性の光拡散基板と、前記光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記光拡散基板の前記一表面側で前記ＬＥＤチップを覆う色変換部と、前記光拡散基板の他表面側に配置された実装基板と、を備え、前記色変換部は、前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成され、前記実装基板は、電気絶縁性を有する絶縁部材と、前記絶縁部材に埋設され前記ＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、前記絶縁部材は、拡散反射性を有する非透光性部材であり、
前記ＬＥＤチップは、ｎ形半導体層、発光層およびｐ形半導体層を有するＬＥＤ構造部を、前記発光層で発光する光に対して透明な基板の主表面側に備え、前記ＬＥＤ構造部よりも前記基板が前記光拡散基板側に近くなるように配置されており、
前記光拡散基板の平面サイズが前記ＬＥＤチップの平面サイズよりも大きく、前記ＬＥＤチップの前記発光層から前記光拡散基板側へ放射された光の一部が前記光拡散基板内で拡散され、前記光拡散基板の前記一表面の周部から取り出され、
前記絶縁部材が、前記光拡散基板の前記他表面側に配置され、前記ＬＥＤチップから放射されて前記光拡散基板の前記一表面側から前記他表面側へ透過する光を拡散反射する、
ことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記第１電極および前記第２電極の各々が前記配線パターンとワイヤを介して電気的に接続されており、前記配線パターンの一部が、前記光拡散基板の前記実装基板側への垂直投影領域に設けられていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記光拡散基板は、前記絶縁部材に埋設されて側面と前記他表面とが前記絶縁部材に接しており、前記実装基板は、前記配線パターンが、前記光拡散基板の前記一表面上に設けられた部位を備え、前記配線パターンは、前記第１電極および前記第２電極に一端部がそれぞれ接合された各前記ワイヤの他端部と前記部位とが接合されており、前記色変換部は、前記光拡散基板の前記一表面側において前記ＬＥＤチップおよび各前記ワイヤを覆っていることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側が、透明な第２接合部（図示せず）を介して実装基板７に接合されている。要するに、光拡散基板２と実装基板７とは、透明な第２接合部を介して接合されている。第２接合部の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料などを採用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８４】
照明器具９０は、ダウンライトとして使用可能なＬＥＤ照明器具であり、器具本体９１と、器具本体９１に保持された光源であるＬＥＤモジュール１と、を備えている。また、照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１を点灯させる点灯装置が収納された矩形箱状のケース９８を備えている。点灯装置とＬＥＤモジュール１とは、図示しない電線などにより電気的に接続されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８５】
照明器具９０は、器具本体９１が円板状に形成されており、器具本体９１の一面側にＬＥＤモジュール１が配置されている。また、照明器具９０は、器具本体９１の他面から突出する複数のフィン９１ａｂを備えている。器具本体９１と各フィン９１ａｂとは一体に形成されている。
【国際調査報告】
2013179623.tif 000030
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