(57)【要約】  【課題】  本発明は、製造コストの低減を図れるＬＥＤ発光装置を提供することを目的の一つとする。さらに信頼性の高いＬＥＤ発光装置を提供することを目的の一つとする。  【解決手段】  ＬＥＤ素子と、  前記ＬＥＤ素子がマウントされる基板と、  前記基板上の前記ＬＥＤ素子の周囲に形成される金属製のリフレクタであって、ウェットエッチングによって形成され、その上面が前記ＬＥＤ素子の発光層よりも高い位置にあるリフレクタと、  を備える、ＬＥＤ発光装置とする。  【選択図】  図２
2006253229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子がマウントされる基板と、
前記基板上の前記ＬＥＤ素子の周囲に形成される金属製のリフレクタであっ
て、ウェットエッチングによって形成され、その上面が前記ＬＥＤ素子の発光
層よりも高い位置にあるリフレクタと、
を備える、ＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
前記リフレクタの上面が、前記ＬＥＤ素子の上面よりも高い位置にある、請
求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
前記リフレクタの表面に、前記金属と異なる材料からなる光反射層が形成さ
れている、請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
前記基板上に、前記リフレクタと同一の材料からなる導電パターンが形成さ
れている、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
ＬＥＤ素子実装用基板にリフレクタを形成する方法であって、
（ａ）１００μｍ以上の金属導体層を表面に形成された前記基板を準備するステ
ップと、
（ｂ）前記金属導体層の一部をエッチングにより除去し、前記ＬＥＤ素子がマ
ウントされる領域及びリフレクタ面を形成するステップと、
を含むＬＥＤ素子実装用基板にリフレクタを形成する方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）において、前記リフレクタと導電回路パターンが前記金
属導体層で構成されるように、所定のパターンで前記金属導体層が残存するよ
うに、前記金属導体層の一部をエッチングによって除去する、請求項５に記載
の方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｂ）の後に、
（ｃ）前記リフレクタの表面に光反射層を形成するステップ、
を行うことを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ発光装置に関する。詳しくは、ＬＥＤ発光装置のリフレクタ
の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤ素子から横方向に放出される光を有効に
利用するために、ＬＥＤ素子の周囲にリフレクタ（反射部材）が設置される。
例えば、ＬＥＤ素子の周囲のリフレクタは、Ａｌ等の金属や樹脂等により形成
され、接着剤により基板上の所定の位置に固定される。このようなＬＥＤ発光
装置の例であるＬＥＤユニット１００を図４Ａに示す。ＬＥＤユニット１００
では基板１０１上にＬＥＤ素子１０２がマウントされている。ＬＥＤ素子１０
２の周囲にはリフレクタ１０３が接着剤を含む接着層１０４によって基板１０
１上に固定されており、ＬＥＤユニット１００は封止部材１０５により封止さ
れている。また、別のＬＥＤ発光装置として、リフレクタが樹脂製の基板と一
体的に形成されたものがある。このようなＬＥＤ発光装置の例であるＬＥＤユ
ニット２００を図４Ｂに示す。ＬＥＤユニット２００では、樹脂製の基板２０
１の上にＬＥＤ素子２０２がマウントされている。ＬＥＤ素子２０２の周囲に
は、基板２０１と一体的に形成されたリフレクタ２０３が形成されている。な
お、ＬＥＤユニット２００はリードフレーム２０５、２０６を備える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のＬＥＤユニット１００では、その製造工程において接着剤の塗付、リ
フレクタの取り付けといった作業が必要になることから、製造コストが高くな
る。また、ＬＥＤユニット１００、及び５００では、その製造工程においてリ
フレクタを形成するための鋳型が必要となり、製造コストを引き上げることに
なる。リフレクタに接着剤を使用する場合、接着剤がＬＥＤ素子の熱の影響を
受け、これがＬＥＤユニットの機能に影響する恐れがあった。リフレクタを樹
脂で構成した場合、リフレクタを介した効率的な放熱を期待できない。
そこで本発明は、製造コストの低減を図れるＬＥＤ発光装置を提供すること
を目的の一つとする。さらに信頼性の高いＬＥＤ発光装置を提供することを目
的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は以上の目的の少なくとも一つを達成するために、以下に示すＬＥＤ
発光装置を提供する。即ち、
ＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子がマウントされる基板と、
前記基板上の前記ＬＥＤ素子の周囲に形成される金属製のリフレクタであっ
て、ウェットエッチングによって形成され、その上面が前記ＬＥＤ素子の発光
層よりも高い位置にあるリフレクタと、
を備える、ＬＥＤ発光装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、基板上のＬＥＤ素子の周囲に、ウェットエッチングによって形
成されたリフレクタが備えられる。そのため、リフレクタ固定用の接着層、及
びリフレクタ形成用の鋳型が不要である。これにより、ＬＥＤ発光装置の製造
コストが低減する。また、リフレクタは金属製であるため熱伝導性が良く、リ
フレクタを介した放熱が良好に行われる。その結果、装置全体の放熱特性が良
好となり、信頼性の高いＬＥＤ発光装置となる。また、リフレクタの上面を、
ＬＥＤ素子の発光層よりも高い位置としたため、リフレクタはＬＥＤ素子から
横方向に放出される光を受光し易い。これによって発光効率が向上する
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明におけるＬＥＤ発光装置の構成要素について詳細に説明する。
本発明のＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤ素子、基板、及びリフレクタを備える。
ＬＥＤ素子は基板上の所定の位置にマウントされる。ＬＥＤ素子の発光色は目
的に応じて適宜選択される。例えば、青色、赤色、緑色等、所望の発光色に応
じて選択される。また、ＬＥＤ素子を複数個用いることもできる。その場合に
は、同種の発光素子を組み合わせることはもちろんのこと、異なる種類の発光
素子を複数組み合わせても良い。例えば、光の三原色である赤、緑、青色の発
光色を有する発光素子を組み合わせる。かかる構成によれば、任意の色を発光
可能なＬＥＤ発光装置とすることができる。
【０００７】
基板の材質は、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フェノー
ル樹脂、ガラス含有エポキシ樹脂等の樹脂やセラミックス等又はアルミ、銅、
鉄等の金属を採用することができる。基板上のＬＥＤ素子の周囲には、ＬＥＤ
素子から横方向に放出される光の一部を受光し反射するためのリフレクタが設
けられる。通常、ＬＥＤ素子を囲繞するようにリフレクタを形成する。但し、
ＬＥＤ素子の一部にのみ対向するようにリフレクタを形成しても良い。
【０００８】
以下のようにリフレクタを形成する。まず、基板表面にＣｕなどの金属層を
形成する。金属層は真空蒸着、スパッタリングなど公知の方法で形成すること
ができる。金属層の形成後、金属層表面の、ＬＥＤ素子がマウントされる位置
の周囲にリフレクタ形状に合わせたレジストパターンを形成する。レジストパ
ターンはフォトレジスト法などの公知の方法により形成することができる。パ
ターン形成後、金属層をエッチング液（エッチャント）に曝露しウェットエッ
チングを行う。これにより金属層が、パターンに従って基板が露出するまで除
去される。エッチング終了後、レジストを除去する。ここで、ウェットエッチ
ングは等方的に進行するため、エッチングされた壁面にサイドエッチが生じる。
その結果、リフレクタのＬＥＤ側の表面は湾曲した面となる。
【０００９】
リフレクタは、その上面がＬＥＤ素子の発光層の位置よりも高い位置となる
ように形成される。好ましくは、ＬＥＤ素子の上面よりも高い位置となるよう
に形成される。ＬＥＤ素子から横方向に放出される光を受光しやくなる。より
好ましくは、リフレクタの高さがＬＥＤ素子の高さの１．５倍以上となるよう
に形成される。ＬＥＤ素子から横方向に放出される光を一層効率よく受光でき
るからである。リフレクタの具体的な高さは、例えば５０〜５００μｍ、好まし
くは７５〜４００μｍ、より好ましくは１００〜３００μｍである。
なお、金属層の厚さはリフレクタの高さを考慮して決定することができる。
金属層の厚さは、基板全体に渡って一定でなくてもよい。例えば、リフレクタ
を形成する部分の金属層を厚くしてもよい。
【００１０】
なお、リフレクタを光反射性の低い金属で形成する場合には、リフレクタ表
面に光反射層を設けて、リフレクタの光反射性を高めることができる。光反射
層はＡｇ、Ａｌなどの光反射性の高い金属を塗付すること等により形成できる。
金属の塗付はディップ法（ウェットメッキ）、蒸着など公知の方法を採用して
よい。かかる光反射層によるとＬＥＤ素子の光をより効率的に反射することが
できる。なお、リフレクタを形成する金属が、目的とする波長の光に対し十分
な光反射性を有する場合は光反射層を設けなくても良い。
【００１１】
基板上にはＬＥＤ素子に電力を供給する導電パターンが設けられる。導電パ
ターンはリフレクタと同一の材料で同時に形成することが好ましい。即ち、ま
ず、基板上に金属層を既述の方法で形成する。その後、リフレクタ用のレジス
トパターンとともに導電パターン用のレジストパターンを金属層に形成する。
パターン形成後、既述の方法でウェットエッチングを行う。これにより、両パ
ターンに従って、基板が露出するまで金属層が除去される。ウェットエッチン
グ後、レジストを除去する。このようにして、リフレクタの形成と同時に導電
パターンを形成することができる。かかる方法よると、リフレクタの形成と導
電パターンの形成とを一工程で行うことができるので、製造工程を簡略化でき
る。
【００１２】
以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の一の実施例であるＬＥＤ発光装置１の斜視図を図１に示す。図１に
おけるａ-ａ位置の断面図を図２に示す。ＬＥＤ発光装置１はＬＥＤ素子１０、
リフレクタ１１、導電パターン１４を基板１３上に備える。ＬＥＤ素子１０は
サファイヤ基板上に設けられたＧａＮ系の半導体からなり、ｐ及びｎ電極が同
一面に設けられ、電極が上面側になったフェイスアップ型であって、基板１３
上にマウントされている。ＬＥＤ素子１０の近傍にはリフレクタ１１が設けら
れている。リフレクタ１１の形状は、平面視でＬＥＤ素子１０を中心とした円
環状であり、ＬＥＤ素子１０を囲繞している。さらにリフレクタ１１の外側に
は導電パターン１４が設けられている。導電パターン１４とＬＥＤ素子１０は
ワイヤ１９によりワイヤボンディングされている。なお、破線１８はＬＥＤ素
子１０の光軸方向を示す。
【００１４】
リフレクタ１１及び導電パターン１４は、図３に示すように形成される。ま
ず、まず、ガラス含有エポキシ基板１３上にＣｕを１５０μｍの厚みを有した金
属層１５として形成した基板を準備する。（ステップＩ）準備した基板の金属
層１５上にフォトレジスト１６をスクリーン印刷する。（ステップＩＩ）。フ
ォトレジスト１６の塗布後、リフレクタ１１及び導電パターン１４のパターン
を備えたフォトマスク１７を通してフォトレジスト１６を露光する（ステップ
ＩＩＩ）。露光後、現像液にディップしてフォトマスク１７のパターン以外の
部分のフォトレジスト１６を除去し、レジストパターンを形成する（ステップ
ＩＶ）。その後、基板１３をエッチャント（塩化第２鉄、塩化第２銅を含む）
に４５℃で１５分間ディッピングして、レジストパターンに沿ってウェットエッ
チングする（ステップＶ）。ウェットエッチングは基板１３が露出するまで行
う（ステップＶＩ）。エッチング後、レジスト１６を除去する（ステップＶＩ
Ｉ）。このようにして、リフレクタ１１及び導電パターン１４が形成される。
さらにリフレクタ１１にはＡｇメッキを施す。上記の如く形成されたリフレク
タ１１の壁面１２は、ウェットエッチングによるサイドエッチのため、湾曲し
た面となっている。なお、ＬＥＤ素子１０の高さ（基板１３の表面からＬＥＤ
素子１０の上面までの距離）は約９０μｍであって、サファイヤ基板の厚さがＬ
ＥＤ素子の厚さを占めるため、発光層の高さは、約８０から９０μｍの高さ位置
に存在し、リフレクタ１１の上面までの距離は約１５０μｍである（図２参照）。
【００１５】
ＬＥＤ発光装置１によると、リフレクタ１１は基板１３上の金属層１５をウ
ェットエッチングして形成される。そのため、リフレクタ固定用の接着層、及
びリフレクタ形成用の鋳型が不要である。これにより、ＬＥＤ発光装置１の製
造コストが低減する。また、リフレクタ１１はＣｕ製であるため熱伝導性が良
く、リフレクタ１１を介した放熱が良好に行われる。そのため、ＬＥＤ発光装
置１は放熱特性が良く、信頼性が高い。また、リフレクタ１１の高さは約１５
０μｍであって、ＬＥＤ素子１０の高さ（約９０μｍ）よりも１．５倍以上高い
ため、壁面１２はＬＥＤ素子１０から横方向に放出される光を受光し易い。さ
らに、リフレクタ１１にはＡｇメッキが施されているため、光反射性が高い。
これにより、受光したＬＥＤ素子１０の光を光軸方向１８へ効率よく反射する。
また、壁面１２は湾曲しているのでリフレクタ１１による反射光は広がりにく
い。なお、リフレクタ１１と導電パターン１４とは同時に形成されるため、作
業工程が削減され製造工程が簡略化される。
【００１６】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるもの
ではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明のＬＥＤ発光装置は、様々な発光部の光源として利用される。例えば、
室内照明の光源としてその利用が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の一実施例であるＬＥＤ発光装置１の斜視図を示す。
【図２】図２はＬＥＤ発光装置１のａ−ａ線断面図を示す。
【図３】図３はリフレクタ１１及び導電パターン１４の形成工程を示す図ある。
【図４】図４Ａは従来例のＬＥＤ発光装置１００の縦断面図を示す。図４Ｂは従来例のＬＥＤ発光装置２００の縦断面図を示す。
【符号の説明】
【００１９】
１  ＬＥＤ発光装置
１０ＬＥＤ素子
１１  リフレクタ
１２  光反射面
１３  基板
１４  導電パターン
１５  金属層
１６  フォトレジスト
１９  ワイヤ
１００  ２００  従来のＬＥＤ発光装置
【図１】
2006253229.tif 000003
【図２】
2006253229.tif 000004
【図３】
2006253229.tif 000005
【図４】
2006253229.tif 000006