(57)【要約】【課題】  光の取り出し効率を向上でき、かつ、ＬＥＤチップの温度上昇を抑制できるＬＥＤユニットを提供する。【解決手段】  ＬＥＤユニットは、導電性を有する熱伝導部１と、熱伝導部１の一面に伝熱的及び電気的に接続される熱伝導性及び導電性を有する基板２と、熱伝導部１と反対側の基板２の面に接合されるｎ型半導体層３０、基板２と反対側のｎ型半導体層３０の面に設けられる発光層３１、及びｎ型半導体層と反対側の発光層３１の面に設けられるＰ型半導体層３２からなるＬＥＤチップ３と、発光層３１と反対側のｐ型半導体層３２の面に接合される透明電極４と、ｐ型半導体層３２と反対側の透明電極４の面に接合されＬＥＤチップ３からの光を拡散する光拡散部５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する熱伝導部と、熱伝導部の一面に伝熱的及び電気的に接続される熱伝導性及び導電性を有する基板と、熱伝導部と反対側の基板の面に接合されるＰ型及びｎ型のいずれか一方の半導体層、基板と反対側の一方の半導体層の面に設けられる発光層、及び一方の半導体層と反対側の発光層の面に設けられる他方の半導体層からなるＬＥＤチップと、発光層と反対側の他方の半導体層の面に接合される透明電極と、他方の半導体層と反対側の透明電極の面側に設けられＬＥＤチップからの光を拡散する光拡散部とを備えていることを特徴とするＬＥＤユニット。
【請求項２】
基板は、炭化珪素を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項３】
基板は透光性を有し、前記基板の側面は熱伝導部側からＬＥＤチップ側へ傾斜するテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤユニット。
【請求項４】
基板は、金属材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項５】
熱伝導部と基板とは、基板の線膨張率と同程度の線膨張率を有する熱応力緩和部材を介して伝熱的及び電気的に接続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ＬＥＤユニット。
【請求項６】
少なくともＬＥＤチップを囲繞し、ＬＥＤチップからの光を光拡散部側へ反射する反射部材を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項７】
光拡散部のＬＥＤチップからの光の出射面は、ＬＥＤチップからの光の反射を低減する間隔の凹凸を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項８】
少なくとも光拡散部と透明電極の接合面は、ＬＥＤチップからの光の反射を低減する間隔の凹凸を有してい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ＬＥＤユニット。
【請求項９】
光拡散部は、ＬＥＤチップからの光を所定の方向へ屈折させる湾曲面を備えてい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ＬＥＤユニット。
【請求項１０】
光拡散部及び透明電極の屈折率を、ＬＥＤチップの屈折率に近い値と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ＬＥＤユニット。
【請求項１１】
ＬＥＤチップからの光を所定波長の光に変換する蛍光体を備え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ＬＥＤユニット。
【請求項１２】
蛍光体は、透明電極と反対側の光拡散部の面側に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１３】
蛍光体は、透明電極側の光拡散部の面側に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１４】
蛍光体と透明電極との間に、ＬＥＤチップからの光を透過し、蛍光体により波長変換された光を反射するフィルタを介在させていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のＬＥＤユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤチップを備えるＬＥＤユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図２２に示すようなＬＥＤユニットが提供されている。このＬＥＤユニットは、成長基板１００と、成長基板１００に形成された窒化物系のＬＥＤチップ１０１と、成長基板１００の上方に配置されＬＥＤチップ１０１の光を拡散する光拡散部１０２と、光拡散部１０２の上方に配置されＬＥＤチップ１０１の光を所定波長の光に変換する波長変換部１０３と、これら成長基板１００、ＬＥＤチップ１０１、光拡散部１０２、波長変換部１０３を収納するパッケージ１０４と、パッケージ１０４が半田付けされる放熱板１０５とを備えている。
【０００３】
成長基板１００は、たとえば透明結晶基板であるサファイア基板であり、この成長基板１００上に、ＬＥＤチップ１０１がエピタキシャル成長等によって形成されている。
【０００４】
ＬＥＤチップ１０１は、窒化物系、たとえばＧａＮ等を用いて成長基板１００の一面に形成されており、成長基板１００と反対側の面（図２２における下面）に、ｐ極とｎ極とを備えている。このＬＥＤチップ１０１は形成後も成長基板１００から取り外さずに、成長基板１００とともに用いられる。
【０００５】
光拡散部１０２は、略半球状に形成されたシリコンゴムからなり、波長変換部１０３は、ＬＥＤチップ１０１の光を所定波長の光に変換する蛍光体が分散されたシリコンシートからなる。
【０００６】
パッケージ１０４は、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックスを用いて上面が開口した箱状に形成されており、内部に成長基板１００、ＬＥＤチップ１０１、光拡散部１０２、及び波長変換部１０３が収納される。また、パッケージ１０４は、ＬＥＤチップ１０１の各極とそれぞれ電気的に接続される電極１０４ａ，１０４ｂを備えており、これら電極１０４ａ，１０４ｂは、Ｎｉ及びＡｕを用いて、パッケージ１０４内の底面からパッケージ１０４の外側面に亘るように形成されている。
【０００７】
放熱板１０５は、たとえば銅製のものであり、その上面部に、絶縁層１０５ａ，１０５ｂを介して、パッケージ１０４の電極１０４ａ，１０４ｂがそれぞれ半田付けされる電極１０６ａ，１０６ｂが形成されている。
【０００８】
上記の部材により図２２に示すＬＥＤユニットは構成され、各部材は次のようにして取り付けられている。ＬＥＤチップ１０１は成長基板１００とともにパッケージ１０４内に成長基板１００をパッケージ１０４の開口側へ向けて収納され、ＬＥＤチップ１０１のｐ極及びｎ極をパッケージ１０４内の底面の電極１０４ａ，１０４ｂにそれぞれＡｕバンプ１０４ｃを用いてフリップチップ実装されている。そして、光拡散部１０２はパッケージ１０４に収納された成長基板１００上に球面部分を上方に向けて配置され、この状態で、ＬＥＤチップ１０１、成長基板１００、及び光拡散部１０２はシリコン樹脂１０７により封止されている。この後に、パッケージ１０４の開口を覆うように波長変換部１０３が配置されている。このようにしてＬＥＤチップ１０１、成長基板１００、光拡散部１０２、及び波長変換部１０３が収納されたパッケージ１０４は、パッケージ１０４の外側面の電極１０４ａ，１０４ｂを、放熱板１０５の電極１０６ａ，１０６ｂにそれぞれ半田１０８により半田付けすることで放熱板１０５に実装されている。
【０００９】
以上述べたようなＬＥＤユニットでは、ＬＥＤチップを結晶成長させる成長基板をＬＥＤチップから除去せずにそのまま用いているが、ＬＥＤチップから成長基板を除去するものとしては、次に示すようなものがある。
【００１０】
たとえば、ＬＥＤチップから成長基板を除去し、成長基板が接合されいてたＬＥＤチップの面に、ヒートシンクとなる熱伝導性基板を半田付けにより接合したものを用いるＬＥＤユニットが提供されている（特許文献１）。また、成長基板と反対側のＬＥＤチップの面をＳｉ基板上に設けたＳｉＯ２層に形成した電極層に接合した後に、ＬＥＤチップから成長基板を除去し、成長基板が接合されていたＬＥＤチップの面に透明電極を接合したものを用いるＬＥＤユニットが提供されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−１９６１９７号公報（第１９図、第２１図）
【特許文献２】特開２００２−１４１４９２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した図２２に示すＬＥＤユニットでは、ＬＥＤチップ１０１の光が、成長基板１００、光拡散部１０２、波長変換部１０３を通ってパッケージ１０４外部へと出射されるように構成されているが、サファイア基板等の成長基板１００とＬＥＤチップ１０１や、ＬＥＤチップ１０１外の雰囲気等とは、屈折率の差が大きく、これにより成長基板１００との境界面での光の反射が増えていた。
【００１２】
すなわち、ＬＥＤチップ１０１の光の光路上にサファイア基板のような成長基板１００を配置していると、成長基板１００によってＬＥＤチップ１０１側へ反射される光の量が増え、このような光はＬＥＤチップ１０１で多重反射されてＬＥＤチップ１０１内に閉じ込められ、徐々に減衰して熱損失となるため、光の取り出し効率が悪かった。
【００１３】
これに対し、上記の特許文献１，２では、成長基板を除去してＬＥＤチップの光の光路上から取り除くことで上記の問題を解決している。
【００１４】
しかしながら、特許文献１のＬＥＤユニットでは、ＬＥＤチップを熱伝導性基板に半田付けしているので、ＬＥＤチップに駆動電流を供給するには、ワイヤボンディング等によりＬＥＤチップの電極と基板の電極とを接続しなければならず、ワイヤボンディングした際にはワイヤ等がＬＥＤチップの光路上に位置して邪魔になるから、光の取り出し効率の改善が十分に図られていなかった。
【００１５】
一方、特許文献２のＬＥＤユニットでは、Ｓｉ基板上のＳｉＯ２層に形成した電極層と透明電極とによってＬＥＤチップに駆動電流を供給することにより、ＬＥＤチップの光を遮らないようにしているが、電極層が形成されるＳｉＯ２層は熱抵抗が大きいのでＬＥＤチップの温度上昇を抑制効果が悪く、このような温度上昇の抑制効果を改善するためには、新たにＬＥＤチップの熱を熱伝導部に伝熱させるための部材を設ける必要があった。
【００１６】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、光の取り出し効率を向上でき、かつ、ＬＥＤチップの温度上昇を抑制できるＬＥＤユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項１のＬＥＤユニットでは、導電性を有する熱伝導部と、熱伝導部の一面に伝熱的及び電気的に接続される熱伝導性及び導電性を有する基板と、熱伝導部と反対側の基板の面に接合されるＰ型及びｎ型のいずれか一方の半導体層、基板と反対側の一方の半導体層の面に設けられる発光層、及び一方の半導体層と反対側の発光層の面に設けられる他方の半導体層からなるＬＥＤチップと、発光層と反対側の他方の半導体層の面に接合される透明電極と、他方の半導体層と反対側の透明電極の面側に設けられＬＥＤチップからの光を拡散する光拡散部とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明によれば、ＬＥＤチップを接合する基板として導電性を有するものを用いるとともに、基板と反対側のＬＥＤチップの面に透明電極を接合しているので、基板と透明電極とによってＬＥＤチップに駆動電流を供給でき、これにより、従来のようにワイヤボンディング等のＬＥＤチップの光を妨げる構成を用いなくて済むから、ＬＥＤユニットの光取り出し効率を向上することができる。しかも、基板に導電性だけでなく熱伝導性を有するものを用いているので、基板を介してＬＥＤチップに生じる熱を効率良く熱伝導部に伝熱することが可能になり、そのため、ＬＥＤチップの熱を熱伝導部に伝熱させるための部材を新たに設ける必要がなくなり、これにより部品点数を省略しつつ、ＬＥＤチップの温度上昇を抑制できる。
【００１９】
請求項２のＬＥＤユニットでは、請求項１の構成に加えて、基板は、炭化珪素を用いて形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ＬＥＤチップを設ける基板として、導電性を有する炭化珪素を用いた基板をＬＥＤチップの電極として利用することができる。そのため、ＬＥＤチップを別の基板で形成してから取り外す（リフトオフ）しなくても、このような基板に形成することによってそのままＬＥＤユニットに実装することができ、これにより、ＬＥＤユニットを容易に製造できるようになる。しかも、炭化珪素を用いた基板は、高い熱伝導性を有しているので、ＬＥＤチップの温度上昇をさらに抑制することができる。
【００２１】
請求項３のＬＥＤユニットでは、請求項１又は請求項２の構成に加えて、基板は透光性を有し、前記基板の側面は熱伝導部側からＬＥＤチップ側へ傾斜するテーパ状に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明によれば、透光性を有する基板の側面をテーパ状に形成しているので、基板の側面へのＬＥＤチップからの光の入射角を小さくすることができる。そのため、基板の側面での光の全反射を低減して多重反射に起因する光の減衰を抑制でき、これにより、基板から外部へ透過する光の量が増え、結果としてＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【００２３】
請求項４のＬＥＤユニットでは、請求項１の構成に加えて、基板は、金属材料を用いて形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明によれば、一般的によく用いられる半導体基板を用いるよりも熱伝導率が高い金属からＬＥＤチップを接合する基板を形成しているので、全体として放熱性を向上でき、これにより、ＬＥＤチップの温度上昇を抑制できる。
【００２５】
請求項５のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至３のいずれか１項の構成に加えて、熱伝導部と基板とは、基板の線膨張率と同程度の線膨張率を有する熱応力緩和部材を介して伝熱的及び電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明によれば、熱伝導部と基板との間に生じる熱応力を応力緩和部材で緩和して、基板にかかる熱応力を低減することができ、これにより、基板にかかる熱応力に起因するＬＥＤチップの破損等を防止することができる。
【００２７】
請求項６のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至５のいずれか１項の構成に加えて、少なくともＬＥＤチップを囲繞し、ＬＥＤチップからの光を光拡散部側へ反射する反射部材を有していることを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明によれば、反射部材を設けることにより、少なくともＬＥＤチップの側面から出射される光を光拡散部側へ反射させているので、これにより、ＬＥＤチップからの光の利用効率が向上し、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【００２９】
請求項７のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至６のいずれか１項の構成に加えて、光拡散部のＬＥＤチップからの光の出射面は、ＬＥＤチップからの光の反射を低減する間隔の凹凸を有していることを特徴とする。
【００３０】
請求項７の発明によれば、光拡散部の出射面におけるＬＥＤチップからの光の反射を低減することができ、これにより、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３１】
請求項８のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至７のいずれか１項の構成に加えて、少なくとも光拡散部と透明電極の接合面は、ＬＥＤチップからの光の反射を低減する間隔の凹凸を有していることを特徴とする。
【００３２】
請求項８の発明によれば、光拡散部と透明電極の接合面での反射を低減することができ、これにより、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３３】
請求項９のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至８のいずれか１項の構成に加えて、光拡散部は、ＬＥＤチップからの光を所定の方向へ屈折させる湾曲面を備えていることを特徴とする。
【００３４】
請求項９の発明によれば、光拡散部に光を所定の方向へ屈折させる湾曲面を設けることで、この湾曲面においてはＬＥＤチップからの光の全反射を低減することができる。そのため、全反射された光の多重反射に起因する光の減衰を抑制でき、これにより、光拡散部から外部へ出射する光の量を増やして、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【００３５】
請求項１０のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至９のいずれか１項の構成に加えて、光拡散部及び透明電極の屈折率を、ＬＥＤチップの屈折率に近い値としていることを特徴とする。
【００３６】
請求項１０の発明によれば、ＬＥＤチップからの光が透明電極及び光拡散部を通過する際に、ＬＥＤチップと透明電極の接合面、透明電極と光拡散部の接合面において、ＬＥＤチップからの光の全反射及びフレネル反射を低減することができ、これにより、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【００３７】
請求項１１のＬＥＤユニットでは、請求項１乃至１０のいずれか１項の構成に加えて、ＬＥＤチップからの光を所定波長の光に変換する蛍光体を備えていることを特徴とする。
【００３８】
請求項１１の発明によれば、所望の色の光を発するＬＥＤユニットを得ることができる。
【００３９】
請求項１２のＬＥＤユニットでは、請求項１１の構成に加えて、蛍光体は、透明電極と反対側の光拡散部の面側に設けられていることを特徴とする。
【００４０】
請求項１２の発明によれば、蛍光体の配置をＬＥＤユニットの組立の最後に行うことができるので、実際にＬＥＤユニットを駆動させた後に、ＬＥＤユニットの出射光の波長のばらつきに合わせて蛍光体を選定することができ、これにより、色のばらつきを抑制したＬＥＤユニットを得ることができる。
【００４１】
請求項１３のＬＥＤユニットでは、請求項１１の構成に加えて、蛍光体は、透明電極側の光拡散部の面側に設けられていることを特徴とする。
【００４２】
請求項１３の発明によれば、ＬＥＤチップからの光がＬＥＤチップの近傍で蛍光体により波長の異なる光に変換されるため、ＬＥＤチップからの光と蛍光体からの光とが同様な指向性を有したまま光拡散部を通過することになり、これにより、ＬＥＤチップからの光と蛍光体からの光とが同様な配光分布を有するので、これらの光が均一に混ぜ合わされ、ＬＥＤユニットの出射光の色均一性を向上できる。
【００４３】
請求項１４のＬＥＤユニットでは、請求項１１乃至１３のいずれか１項の構成に加えて、蛍光体と透明電極との間に、ＬＥＤチップからの光を透過し、蛍光体により波長変換された光を反射するフィルタを介在させていることを特徴とする。
【００４４】
請求項１４の発明によれば、蛍光体により波長変換された光がＬＥＤチップ側へ放射されたとしても、このような光をフィルタによってＬＥＤユニットの出射面側へと反射することができ、これによりＬＥＤユニットの光の取り出し効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、ＬＥＤチップを接合する基板として導電性を有するものを用いるとともに、基板と反対側のＬＥＤチップの面に透明電極を接合しているから、ＬＥＤユニットの光取り出し効率を向上できるという効果があり、且つ、基板に導電性だけでなく熱伝導性を有するものを用いているから、ＬＥＤチップの温度上昇を抑制できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に、本発明の実施形態について図１乃至図２を用いて説明する。
【００４７】
（実施形態１）
本実施形態のＬＥＤユニットは、図１に示すように、導電性を有する熱伝導部１と、熱伝導部１の一面（図１における上面）に伝熱的及び電気的に接続される熱伝導性及び導電性を有する基板２と、熱伝導部１と反対側の基板２の面に接合されるｎ型半導体層３０、基板２と反対側のｎ型半導体層３０の面に設けられる発光層３１、及びｎ型半導体層と反対側の発光層３１の面に設けられるＰ型半導体層３２からなるＬＥＤチップ３と、発光層３１と反対側のｐ型半導体層３２の面に接合される透明電極４と、ｐ型半導体層３２と反対側の透明電極４の面に接合されＬＥＤチップ３からの光（以下、励起光という）を拡散する光拡散部５と、光拡散部５を熱伝導部１に支持させるスペーサ６（図２参照）とを備えている。
【００４８】
熱伝導部１は、たとえば、図２（ａ）に示すように、熱伝導性及び導電性を有するＣｕやＡｌ等の金属材料から矩形平板状に形成された平板部１０を備えている。また、平板部１０の一面（図２（ａ）における上面）には、略中央部に基板２と接続される薄膜の電極１１が形成され、四隅部のうちの１つにＬＥＤチップ３に駆動電流を供給する外部電源Ｖ（図１参照）と接続される薄膜の電極１２が形成されている。この電極１１は、たとえば図３に示すように、膜厚が３μｍのＮｉ薄膜１１ａ上に、膜厚が０．５μｍのＡｕ薄膜１１ｂを積層したものであり、電極１２も同様の形に設けられている。そして、これら電極１１，１２は、平板部１０が導電性を有していることにより、互いに電気的に接続されている。尚、図２では電極１２を熱伝導部１の一面に設けた例を示しているが、図１では電極１２を熱伝導部１の側面に設けた例を示している。
【００４９】
基板２は、たとえば、熱伝導性及び導電性を有する材料から矩形平板状に形成されている。このような材料としては、下記の表１に示すような抵抗率が１×１０−６Ω・ｍ程度の半導体材料等が用いられ、本実施形態では、３Ｃ−ＳｉＣ等の立方晶炭化珪素や６Ｈ−ＳｉＣ等の六方晶炭化珪素等の熱伝導率が高い炭化珪素（炭化シリコン）を用いている。尚、表１に示す熱抵抗値は、面積が１ｍｍ２、長さが０．３ｍｍの時の値を示している。
【００５０】
【表１】
2006278567.tif 000003
【００５１】
ＬＥＤチップ３は、基板２上にエピタキシャル成長等により形成される。このとき、図１に示すように、基板２側からｎ型半導体層３０、発光層（活性層）３１、ｐ型半導体層３２となるように成長を行う。このようなＬＥＤチップ３は、たとえば、ＩｎＧａＮ系、ＩｎＡｌＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＧａＰ系等の赤色光〜紫外光を発生するものが用いられ、本実施形態では、ＬＥＤチップ３の材料として、ＧａＮ系を用いて、青色ＬＥＤを形成するようにしている。尚、ｎ型半導体層３０とｐ型半導体層３２の形成順序は逆であってもよい。
【００５２】
光拡散部５は、図２に示すように、線膨張率が３〜８×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４〜２．１程度の光学ガラス、たとえば線膨張率が５×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４５８程度である石英から矩形平板状に形成され、その一端縁には、略半球状の切欠５ａが設けられている。この光拡散部５の下面となる一面には、透明電極４が形成されている。透明電極４は、図３に示すように、光拡散部５の一面を覆うように形成されており、材料としては、Ｎｉ（０．００５ｕｍ）とＡｕ（０．００５ｕｍ）とを、Ｎ２（９０％），Ｏ２（１０％）の雰囲気中で、６００℃で１０ｍｉｎ加熱することにより得られるＮｉ／Ａｕ：Ｏが用いられている。また、透明電極４としては、上記のＮｉ／Ａｕ：Ｏの他、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系、ＺｎＯ、ＴｉＮ薄膜、ＴｉＯ２等を用いることができる。そして、このような光拡散部５の切欠５ａの周辺部には、透明電極４と外部電源Ｖとを電気的に接続するための電極５ｂが形成されている。この電極５ｂは、光拡散部５の下面に形成された透明電極４から切欠５ａを通って光拡散部５の上面に亘るように形成された膜厚３μｍのＮｉ薄膜５ｂ１と、Ｎｉ薄膜５ｂ１を覆う膜厚０．５μｍのＡｕ薄膜５ｂ２とで構成されている。
【００５３】
スペーサ６は、たとえば絶縁性樹脂等を用いて光拡散部５と略同形状の矩形平板状に形成されており、厚み寸法は基板２とＬＥＤチップ３の厚み寸法の合計値と略等しくなるように設定している。また、スペーサ６の略中央部には、円形状の孔部６ａが貫設されており、ＬＥＤユニットを組立てた際には、熱伝導部１とスペーサ６と光拡散部５とによってＬＥＤチップ３を囲うハウジングが形成され、この孔部６ａがＬＥＤチップ３収納用のスペースとなる。
【００５４】
以上の部材からＬＥＤユニットは次のようにして形成されている。ＬＥＤチップ３と透明電極４との接合は、予め透明電極４と接合されるＬＥＤチップ３の面（本実施形態ではｐ型半導体層３２の上面）上に、図３に示すように、透明電極４と同じ材料のＮｉ／Ａｕ：Ｏからなる薄膜３３を形成した後に、ＬＥＤチップ３を透明電極４に対して所定位置に位置させ、透明電極４と薄膜３３とを共晶接合することにより行う。次に、ＬＥＤチップ３を備える基板２を熱伝導性部材１の電極１１に、Ａｕ−Ｓｎ等のコンタクトメタル３４を用いて共晶接合することにより基板２と熱伝導部１とを接合するのであるが、このとき金属表面の酸化物の除去や、ぬれ性を確保するためにフラックスを用いている。一方、スペーサ６は、接着シート７，７を用いて透明電極４と熱伝導部１に接着されている。尚、この接着シート７は、図１では省略している。
【００５５】
このようにして、熱伝導部１、基板２、ＬＥＤチップ３、透明電極４、光拡散部５、スペーサ６の各部材がそれぞれ取り付けられることで、図２（ｂ）に示すように、フェイスアップ型の青色ＬＥＤユニットが得られ、このＬＥＤユニットでは、図１に示すように、電極５ｂ＞透明電極４＞ＬＥＤチップ３（ｐ型半導体層３２＞発光層３１＞ｎ型半導体層３０）＞基板２＞電極１１＞熱伝導部１＞電極１２の電路が形成されており、電極５ｂがｐ極、電極１２がｎ極となる。
【００５６】
そして、図１に示すように、外部電源Ｖの高電位側を電極５ｂに接続するとともに、低電位側を電極１２に接続することによって、ＬＥＤチップ３が青色に発光し、このＬＥＤチップ３の励起光が、透明電極４を通って光拡散部５に入り、光拡散部５から出射されるのである。この動作時には、ＬＥＤチップ３が発熱するが、この熱は、熱伝導性を有する基板２から熱伝導部１に伝熱され、これによりＬＥＤチップ３の温度上昇が抑えられている。
【００５７】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、ＬＥＤチップ３を設ける基板２として、導電性を有するものを用いているので基板２をＬＥＤチップ３の電極として利用することができる。そのため、ＬＥＤチップ３を別の基板で形成してから取り外す（リフトオフ）しなくても、上記の基板２に形成することによってそのままＬＥＤユニットに実装することができ、これにより、ＬＥＤユニットを容易に製造できるようになる。加えて、基板２と反対側のＬＥＤチップ３の面に透明電極４を接合しているので、基板２と透明電極４とによってＬＥＤチップ３に駆動電流を供給でき、これにより、従来のようにワイヤボンディング等のＬＥＤチップの光を妨げる構成を用いなくて済むから、ＬＥＤユニットの光取り出し効率を向上することができる。しかも、基板２に導電性だけでなく熱伝導性を有するものを用いているので、基板２を介してＬＥＤチップ３に生じる熱を熱伝導部１に伝熱させることが可能になり、そのため、ＬＥＤチップ３の熱を熱伝導部１に伝熱させるための部材を新たに設ける必要がなくなり、これにより部品点数を省略しつつ、ＬＥＤチップ３の温度上昇を抑制できる。さらに、ＬＥＤチップ３と透明電極４の接合、及び基板２と熱伝導部１の接合を共晶接合のようなプリント基板の製造工程で用いられる実装方法を用いることができるため、半導体実装技術を用いなくて済み、これによってもＬＥＤユニットの製造を容易に行うことができる。
【００５８】
ところで  ＬＥＤチップ３の屈折率は２．５程度となるものが多いため、光拡散部５及び透明電極４の屈折率をＬＥＤチップ３の屈折率と近い値、たとえば１．９〜２．６とすれば、ＬＥＤチップ３の励起光を効率良く取り出すことができる。この場合、透明電極４及び光拡散部５の屈折率が２．５〜２．６程度であれば、ＬＥＤチップ３の屈折率と略等しくなるため、ＬＥＤチップ３と透明電極４の接合面、及び透明電極４と光拡散部５の接合面において全反射及びフレネル反射がほとんど生じないようにすることができる。また、透明電極４及び光拡散部５の屈折率が１．９〜２．４程度であれば、各接合面における臨界角は４９．５°〜７３．７°と大きくなり、フレネル反射率も２％と以下となる。このように、透明電極４と光拡散部５の屈折率をＬＥＤチップ３の屈折率に近い値とすることによってＬＥＤチップ３と透明電極４の接合面、及び透明電極４と光拡散部５の接合面においてＬＥＤチップ３からの光の全反射及びフレネル反射を低減することができ、これにより、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができるのである。尚、透明電極４と光拡散部５の屈折率は１．９〜２．６に限られるものではなく、ＬＥＤチップ３の屈折率に近い値とすればよいことは勿論である。
【００５９】
一方、上記のＬＥＤユニットの例は、熱伝導部１に１つのＬＥＤチップ３を設けたものであるが、たとえば図４に示すように、ＬＥＤチップ３を複数設けるようにしてもよい。この図４に示すＬＥＤユニットでは、熱伝導部１は熱伝導性及び導電性を有するＣｕやＡｌ等の金属材料から円形状に形成された円板部１３を備え、この円板部１３の下面には絶縁層１４が形成されている。また、円板部１３の一面（図４における上面）には、正五角形の頂点位置とその中央部とに、上記の電極１１が形成され、径方向の端部に上記の電極１２が形成されている。一方、基板２及びＬＥＤチップ３は同じものを用いており、また、透明電極４及び光拡散部５は、熱伝導部１の形状に合わせて円板状に形成されている点を除いては上記のＬＥＤユニットと同じ構成であるから、説明は省略する。
【００６０】
このように、熱伝導部１に形成する電極１１を増やすことによって、複数のＬＥＤチップ３を並列的に接続していくことができ、これにより、複数のＬＥＤチップ３を備えるＬＥＤユニットを非常に容易に設計することができる。
【００６１】
（実施形態２）
上記実施形態１では、ＬＥＤチップ３を接合する基板としてＧａＮ等の半導体基板を用いているが、本実施形態では、このような基板として金属基板を用いていることに特徴があり、ＬＥＤチップ３と基板を除いては上記実施形態１と同様の構成であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
つまり、本実施形態では、ＬＥＤチップ３を接合する基板２０として、図５に示すように、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、ロジウム等の導電性及び熱伝導性に優れた金属を用いており、基板２０は上記実施形態１と同様な矩形平板状に形成されている。また、このような基板２０のＬＥＤチップ３との接合面にＩｎ膜やＳｎ膜を形成したものを用いても良い。
【００６３】
ＬＥＤチップ３は、上記実施形態１とは異なり、別途サファイア等の透明な結晶成長基板上にエピタキシャル成長等によって形成される。このとき、結晶成長基板側からｎ型半導体層３０、発光層（活性層）３１、ｐ型半導体層３２となるように成長を行う。このようなＬＥＤチップ３は、たとえば、ＩｎＧａＮ系、ＩｎＡｌＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＧａＰ系等の赤色光〜紫外光を発生するものが用いられ、本実施形態では、ＧａＮ系を用いて、青色ＬＥＤを形成している。尚、ｎ型半導体層３０とｐ型半導体層３２の形成順序は逆であってもよい。
【００６４】
上述したように基板２０に金属基板を用いた場合、ＬＥＤチップ３と基板２０との接合を行う必要があり、この接合は次のようにして行われる。まず、ＬＥＤチップ３を上述したように結晶成長基板上に成長させる。次に、ＬＥＤチップ３において発光層３１と反対側のｐ型半導体層３２の面に基板２を接合し、この後に、結晶成長基板側からレーザを照射して、結晶成長基板とｎ型半導体層３０との界面のＧａＮを分解するとともに、温度を３０℃〜１００℃に調整することで、結晶成長基板を剥離する。そして、ｎ型半導体層３０の面に残っているＧａを酸洗浄により除去し、これにより、ＬＥＤチップ３が接合された基板２０が得られる。
【００６５】
以上により得られたＬＥＤチップ３及び基板２０、並びに、上述した熱伝導部１、透明電極４、光拡散部５、スペーサ６とで、図６に示すＬＥＤユニットが次のようにして形成されている。ＬＥＤチップ３と透明電極４との接合は、予め透明電極４と接合されるＬＥＤチップ３の面（本実施形態ではｎ型半導体層３０の上面）上に、図３に示すように、透明電極４と同じ材料のＮｉ／Ａｕ：Ｏからなる薄膜３３を形成した後に、ＬＥＤチップ３を透明電極４に対して所定位置に位置させ、透明電極４と薄膜３３とを共晶接合することにより行う。次に、ＬＥＤチップ３を備える基板２０を熱伝導性部材１の電極１１に、Ａｕ−Ｓｎ等のコンタクトメタル３４を用いて共晶接合することにより基板２０と熱伝導部１とを接合するのであるが、このとき金属表面の酸化物の除去や、ぬれ性を確保するためにフラックスを用いている。尚、スペーサ６は、接着シート７，７を用いて透明電極４と熱伝導部１に接着される。
【００６６】
このようにして、熱伝導部１、基板２０、ＬＥＤチップ３、透明電極４、光拡散部５、スペーサ６の各部材がそれぞれ取り付けられることで、図６に示すように、フェイスアップ型の青色ＬＥＤユニットが得られ、このＬＥＤユニットでは、図６に示すように、電極１２＞熱伝導部１＞電極１１＞基板２０＞ＬＥＤチップ３（ｐ型半導体層３２＞発光層３１＞ｎ型半導体層３０）＞透明電極４＞電極５ｂの電路が形成されており、電極１２がｐ極、電極５ｂがｎ極となる。尚、本実施形態のＬＥＤユニットでは、上記実施形態１とは電流の流れる向きが異なっているが、ＬＥＤチップ３を結晶成長基板に成長させる際に、ｐ型半導体層３２から成長させれば、実施形態１と同じ向きとなる。
【００６７】
そして、図６に示すように、外部電源Ｖの高電位側を電極１２に接続するとともに、低電位側を電極５ｂに接続することによって、ＬＥＤチップ３が青色に発光し、このＬＥＤチップ３の励起光が、透明電極４を通って光拡散部５に入り、光拡散部５から出射されるのである。この動作時には、ＬＥＤチップ３が発熱するが、この熱は、高い熱伝導性を有する金属を用いた基板２０から熱伝導部１に伝熱され、これによりＬＥＤチップ３の温度上昇が上記実施形態１に比べて抑えられている。
【００６８】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、一般的によく用いられる半導体基板を用いるよりも熱伝導率が高い金属からＬＥＤチップ３を設ける基板２０を形成しているので、ＬＥＤチップ３を別の基板で形成する必要はあるものの、全体として放熱性を向上でき、これにより、ＬＥＤチップ３の温度上昇を抑制できる。
【００６９】
（実施形態３）
ところで、上記実施形態１では、熱伝導部１と基板２とに用いる材料の線膨張率が大きく異なっていると、このような線膨張率の違い（熱膨張差）に起因する歪みにより、ＬＥＤチップ３側に熱応力が生じ、これにより、ＬＥＤチップ３が破損する等の問題があった。
【００７０】
そこで、本実施形態では、このような熱応力を緩和するために、図７に示すように熱伝導部１に導電性を有する熱応力緩和部材１５を形成し、この熱応力緩和部材１５上に電極１１を形成することで、熱伝導部１と基板２とを熱応力緩和部材１５を介して伝熱的及び電気的に接続するようにしている。尚、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
このような熱応力緩和部材１５は、ＬＥＤチップ３を備える基板２の材料によって適宜選択され、特に、線膨張率が基板２の線膨張率に近ければ近い程、基板２にかかる熱応力を緩和することができる。ここで、表２に、ＬＥＤチップ３や、基板２の材料、及びこれらの接合材料の例と、各々の線膨張係数及び熱伝導率を示す。
【００７２】
【表２】
2006278567.tif 000004
【００７３】
上記表１，２によれば、たとえば基板２としてＧａＡｓや、ＧａＮ等を用いた場合は、熱応力緩和部材１５としてＣ１０Ｂ２（Ｗ＋Ｃｕ）を用い、基板２として３ｃ−ＳｉＣや６Ｈ−ＳｉＣを用いた場合は、熱応力緩和部材１５としてタングステンを用いれば良い。したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、上述したように基板２の線膨張率に応じて熱応力緩和部材１５を選択することで、熱伝導部１と基板２の線膨張率の差により生じる熱応力を応力緩和部材１５で緩和して、基板２にかかる応力を低減することができ、これにより、基板２にかかる熱応力に起因するＬＥＤチップ３の破損等を防止することができる。
【００７４】
ここで、このような熱応力緩和部材１５の熱伝導部１への接合は、ロウ付け等によって行うことができるが、熱応力緩和部材１５としてタングステンや、Ｃ１０Ｂ２（Ｗ＋Ｃｕ）等のタングステンを含む合金を用い、熱伝導部１として銅を用いれば、タングステンと銅との直接接合によって熱応力緩和部材１５を熱伝導部１に接合することが可能になる。このような直接接合によれば、従来のロウ付けでは接合面積が６０〜８０％、ロウ付強度（剪断強度）が９８Ｎ／ｍｍ２（１０ｋｇｆ／ｍｍ２）以上であるのに対し、接合面積が略１００％、ロウ付強度（剪断強度）が１２７Ｎ／ｍｍ２（１３ｋｇｆ／ｍｍ２）以上を確保することが可能になるため、直接接合により接合することが好ましい。加えて、直接接合ではフラックス等が必要ないので、接合部にフラックスが残留することがなく、しかも、接合面において熱抵抗が生じないという利点もある。さらに、タングステンと銅とを接合する際に、たとえば銀ロウでロウ付けした場合、熱伝導率が１８５．４Ｗ／ｍ・Ｋ程度となるのに対して、直接接合によれば、２１１．８Ｗ／ｍ・Ｋ程度となり、この点でも直接接合が優れている。
【００７５】
（実施形態４）
一方、上記実施形態１において光拡散部５として、屈折率が１．４〜２．１程度の光学ガラス（たとえば、石英では１．４５８、サファイアでは１．７７、ＳｉＯ２では１．５、ポリマー等では１．４〜１．７である）を用いているので、ＬＥＤユニットの外部である大気の屈折率との差が大きい。そのため、上記実施形態１では、光拡散部５の出射面（つまりは光拡散部５の外部との境界面）において、臨界角が小さくなってＬＥＤチップ３の励起光が全反射され易くなり、また、臨界角を下回るものでも屈折率の差が大きくなることによりフレネル反射される割合が増え、このように反射された励起光が光拡散部５内で多重反射されて損失となり、これによりＬＥＤユニットの光取り出し効率が悪化するという問題が生じていた。
【００７６】
本実施形態のＬＥＤユニットは、上記問題を解決するためのものであり、図８（ａ）に示すように光拡散部５の形状に特徴がある。尚、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
本実施形態の光拡散部５は、上記実施形態１と同様に、線膨張率が３〜８×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４〜２．１程度の光学ガラス、たとえば線膨張率が５×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４５８程度である石英から矩形平板状に形成されているものであるが、その出射面に、図８（ａ）に示すように、反射低減部５０が設けられている。反射低減部５０は、図８（ｂ）に示すように、前記出射面に光拡散部５の厚み方向（図８（ｂ）における上下方向）に沿った深さ方向において開口幅が徐々に狭くなったＶ溝状の凹部５０ａが複数並設されてなる凹凸を有し、この凹凸の間隔ｄはＬＥＤチップ３の励起光の波長の１／４〜１００倍としている。
【００７８】
このような反射低減部５０は、レーザ加工や、半導体エッチング、型による成形等で光拡散部５に形成することができる。一例としてレーザ加工による場合を挙げると、波長８００ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、加工エネルギー１μＪ／ｐｕｌｓｅ程度であるようなフェムト秒レーザを用いることによって、たとえばＡｌ２Ｏ３からなる光拡散部５にｄ＝１００ｎｍ程度で形成することができる。ここで、光拡散部５を、ガラス材料やポリマーから形成しておけば、反射低減部５０の加工を容易に行うことができる。
【００７９】
以上により形成される反射低減部５０は、凹凸の間隔ｄを上述したようにＬＥＤチップ３の励起光の波長の１／４〜１００倍としているが、間隔ｄが、励起光の波長の１／４〜１倍、１〜５倍、５〜１０倍のどの範囲内の値を有しているかによって、それぞれ反射低減の原理が異なっている。
【００８０】
最初に、凹凸の間隔（言い換えれば、凹凸の周期構造の周期）ｄを励起光の波長の１／４〜１倍未満程度とした場合について説明する。このとき、外部の屈折率をｎ１、光拡散部５の屈折率をｎ２、反射低減部５０において図８（ｂ）の左右方向における凹部５０ａの幅をａ、そのときの光拡散部５の幅をｂ（＝ｄ−ａ）とすれば、励起光のＴＥ波に対する反射低減部５０の有効屈折率＜ｎＥ＞は、下記の式で表すことができる。
【００８１】
【数１】
2006278567.tif 000005
【００８２】
同様に、励起光のＴＭ波に対する反射低減部５０の有効屈折率＜ｎＭ＞は、下記の式で表すことができる。
【００８３】
【数２】
2006278567.tif 000006
【００８４】
ここで、光拡散部５の屈折率ｎ２は外部の屈折率ｎ１よりも大きいものであるから、上記の２つの式から分かるように、反射低減部５０の各有効屈折率＜ｎＥ＞，＜ｎＭ＞は、凹部５０ａの幅ａが大きくなるにつれて、外部の屈折率ｎ１に近付くように徐々に小さくなる。つまり、反射低減部５０の各有効屈折率＜ｎＥ＞，＜ｎＭ＞が光拡散部５の屈折率ｎ２と外部の屈折率ｎ１との中間の値となるので、この反射低減部５０が光拡散部５と外部との中間の屈折率を持つ薄膜層として作用することになる。したがって、光拡散部５、反射低減部８、及び外部の各部間の臨界角がそれぞれ大きくなり、これにより、出射面での全反射を低減するとともに、屈折率の差に起因するフレネル反射を低減でき、結果として光の取り出し効率が向上する。
【００８５】
次に、凹凸の間隔ｄを励起光の波長の１〜５倍とした場合、上記有効屈折率による効果が有効に作用しなくなるが、逆に波動光学的な効果が有効に作用するようになる。つまり、間隔ｄを励起光の波長の１〜５倍とすることで、光拡散部５の出射面で回折光を発生させ、このような回折光を用いることにより臨界角以上の反射される光を取り出すことができるようになり、結果として光の取り出し効率を向上させることができるのである。
【００８６】
最後に、凹凸の間隔ｄを励起光の波長の５〜１００倍とした場合、幾何光学的な効果が有効に作用するようになる。つまり、出射面に凹凸を形成することによって、励起光が臨界角以上の角度で突入できない面が増え、これにより、出射面での全反射を低減でき、結果として光の取り出し効率を向上することができる。
【００８７】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、反射低減部５０の凹凸の間隔ｄをＬＥＤチップ３の励起光の波長の１／４〜１倍、１〜５倍、５〜１００倍のいずれにしても光拡散部５の出射面における反射を低減することができ、このような間隔ｄの凹凸を有する反射低減部５０を形成することによって、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上させることができるのである。
【００８８】
また、このような反射低減部５０を光拡散部５の入射面、つまりは透明電極４を積層する面に形成しておけば、光拡散部５と透明電極４の接合面を、ＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１の反射を低減する間隔の凹凸形状とすることができ、これにより、光拡散部５と透明電極４の接合面でのＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１の反射を低減して、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００８９】
（実施形態５）
ところで、上記実施形態１で述べたようにＬＥＤチップ３に用いる材料は、たとえばＧａＮやＳｉＣ等であり、これらの屈折率は、ＧａＮで２．５、ＳｉＣで２．６程度となっている。これに対して、ＬＥＤチップ３に接合される透明電極４は、たとえばＩＴＯ等であり、その屈折率は１．９程度であるので、ＬＥＤチップ３と透明電極４の接合面（境界面）において、上記実施形態４の光拡散部５の場合と同様に、臨界角が小さくなって光が全反射され易くなり、また、臨界角を下回るものでも屈折率の差が大きくなることによりフレネル反射される光の割合が増え、このように反射された光がＬＥＤチップ３内で多重反射されて損失となり、これによりＬＥＤユニットの光取り出し効率が悪化するという問題が生じていた。このような問題は実施形態１で述べたように、透明電極４とＬＥＤチップ３の屈折率を同程度の値とすることで解消することができるが、このように屈折率を同程度とすることが困難な場合もある。
【００９０】
本実施形態のＬＥＤユニットは、上記問題を解決するためのものであり、図９（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ３の形状に特徴がある。尚、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
本実施形態のＬＥＤチップ３は、上記実施形態１と同様に、基板２上にエピタキシャル成長等により形成されており、透明電極４が接合されるｐ型半導体層３２の出射面（図９における上面）に、図９（ｂ）に示すように、反射低減部３４が設けられている。反射低減部３４は、図９（ｂ）に示すように、前記出射面にＬＥＤチップ３の厚み方向（図９（ｂ）における上下方向）に沿った深さ方向において開口幅が徐々に狭くなったＶ溝状の凹部３４ａが複数並設されてなる凹凸を有し、この凹凸の間隔ｄはＬＥＤチップ３の励起光の波長の１／４〜１００倍としている。尚、反射低減部３４の効果については上記実施形態４の反射低減部５０と同様であるから、詳細な説明は省略する。
【００９２】
そして、このＬＥＤチップ３の反射低減部３４上に透明電極４と同じ材料からなる薄膜（図示せず）を形成し、この薄膜と透明電極４とを共晶接合等により接合することで、図９（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３と透明電極４とが、ＬＥＤチップ３の反射低減部３４の凹部３４ａ内に透明電極４が入り込んだ状態で接合され、これによりＬＥＤチップ３と透明電極４との接合面が間隔ｄの凹凸形状となる。
【００９３】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、反射低減部３４の凹凸の間隔ｄをＬＥＤチップの励起光の波長の１／４〜１００倍としているので、ＬＥＤチップ３と透明電極４の接合面での反射を低減することができ、このような間隔ｄの凹凸を有する反射低減部３４を形成することによって、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上させることができるのである。
【００９４】
（実施形態６）
上記実施形態１では、基板２の材料として、ＳｉＣ系や、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等を用いており、これらの材料は透光性を有しているため、ＬＥＤチップ３の励起光は、基板２を透過することになる。
【００９５】
このとき、上記実施形態１では図１に示すように、基板２のＬＥＤチップ３が設けられる上面と、基板２の側面と間の角度が略９０°となっているため、励起光の基板２の側面への入射角が全体的に大きく、これによりＬＥＤチップ３の励起光が全反射され易くなっている。そして、このように全反射された励起光は、基板２内で多重反射され、この反射のうちに次第に吸収されて減衰して損失となってしまうため、このような光を有効に利用できていなかった。
【００９６】
本実施形態のＬＥＤユニットは、上記問題を解決するためのものであり、ＬＥＤチップ３を形成する基板の構成に特徴がある。尚、その他の構成は上記実施形態１と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の基板２１は、図１０に示すように、たとえば、上記の表１に示すような熱伝導性及び導電性を有する材料から、側面が下面（熱伝導部１側の面）から上面（光拡散部５側の面）にいくにつれて外方へ傾斜するようなテーパ状となった、いわゆる台形状に形成されており、側面と上面との角度が鋭角のθとなっている。このような基板２１は、表１の材料を用いて矩形平板状に形成した後に、刃先がＶ形状のブレードによるダイシングやレーザ加工、エッチングなどを利用して側面をテーパ状に形成することで得ることができる。
【００９８】
次に図１１（ａ）を用いて、この基板２１にＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１が入射した場合について説明する。ここで、ＬＥＤチップ３を理想的な点光源の集合体として考え、基板２１の上面に設けたＬＥＤチップ３のある点からの励起光Ｌ１と基板２１の上面との角度がφであるとすると、上記実施形態１のように上面と側面との角度が９０度である場合（図１１に点線で示す）は、基板２１の側面への励起光Ｌ１の入射角がφとなるのに対し、本実施形態のように側面と上面との角度が鋭角のθである場合、側面への励起光Ｌ１の入射角φ’は、φ＋θ−９０°となる。つまり、θを小さくすればするほど入射角φ’を小さくすることができるのである。たとえば、基板２１の材料として屈折率が２．６程度であるＳｉＣ系を用い、外部（空気）の屈折率が１程度であるとすると、臨界角は約２２．６°となるので、入射角φ’が２２．６°未満となるように、φに対してθの値を設定しておけば、少なくとも基板２１の上面に対する角度φ以下の励起光については、全反射を防止して外部へと透過させることができる。
【００９９】
以上述べた本実施形態のＬＥＤユニットによれば、基板２１の側面をテーパ状に形成する（つまりは、基板２１の形状を光源となるＬＥＤチップ３に対して最適な形状（半球状）に近付けている）ことにより、基板２１の側面への入射角を小さくすることができる。そのため、基板２１の側面での励起光の全反射を低減して多重反射に起因する光の減衰を抑制でき、これにより、基板２１から外部へ透過する励起光の量が増え、結果としてＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【０１００】
また、基板２１の形状は上記のものに限られるものではなく、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように上下を逆にした形状としても同様の効果を得ることができ、状況によって好適な形状とすればよい。
【０１０１】
（実施形態７）
本実施形態のＬＥＤユニットは、上記実施形態１のＬＥＤユニットの構成において、スペーサ６を設ける替わりにＬＥＤチップ３からの光を反射する反射部材となるリフレクタ６０を設けたことに特徴があり、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
このリフレクタ６０は、図１２，１３に示すように、上記のスペーサ６と同様に、たとえば絶縁性樹脂等を用いて光拡散部５と略同形状の矩形平板状に形成されるとともに、厚み寸法が基板２とＬＥＤチップ３の厚み寸法の合計値と略等しくなるように形成され、これによりスペーサ６と同様に光拡散部５を熱伝導部１に支持させるようにしている。また、リフレクタ６０の略中央部には、円形状の孔部６０ａが貫設されており、ＬＥＤユニットを組立てた際には、熱伝導部１とリフレクタ６０と光拡散部５とによってＬＥＤチップ３を囲うハウジングが形成され、この孔部６０ａがＬＥＤチップ３収納用のスペースとなる。ここで孔部６０ａは、リフレクタ６０の上面側となる光拡散部５側から下面側となる熱伝導部１側にいくにつれて狭径となるように形成されており、孔部６０ａの内周面には、ＬＥＤチップ３を囲繞し、ＬＥＤチップ３の励起光を光拡散部５側へ反射する反射面６１が形成されている。このようなリフレクタ６０は、図１３に示すように、上記実施形態１のスペーサ６と同様に接着シート７，７を用いて熱伝導部１と光拡散部５との間に配置される。
【０１０３】
上記の反射面６１は、たとえば、母材となるリフレクタ６０の孔部６０ａの内周面に、剥離防止用のアンダーコートを塗布した後に銀を蒸着して、この上にＳｉＯ２等のトップコートを塗布することにより得られる。このような銀蒸着処理品では、５５０ｎｍの光の反射率が９８％、耐熱温度が１００℃のものを得ることができる。
【０１０４】
また、反射面６１として、アルミ蒸着によるものを用いても良く、この場合は、母材となるリフレクタ６０の孔部６０ａの内周面に、剥離防止用のアンダーコートを塗布した後にアルミを蒸着して、この上にＳｉＯ２及びＴｉＯ２の多層膜からなり特定波長の光の反射率を向上させる増反射膜をトップコートとして塗布することにより得られる。このようなアルミ蒸着処理品では、５５０ｎｍの光の反射率が９６％、耐熱温度が１８０℃のものを得ることができる。
【０１０５】
或いは、蒸着によるものではなく、反射板（図示せず）を孔部６０ａの内周面に配設することによっても同様の効果を得ることができる。このような反射板としては、たとえば、ＪＩＳ規格のＡ１０５０等を用いることができ、このＡ１０５０の場合は、５５０ｎｍの光の反射率が最大で８８％、耐熱温度が２００℃のものが得られる。尚、これらの反射率は純度によって変化する。
【０１０６】
以上述べた本実施形態のＬＥＤユニットによれば、図１２に示すようなリフレクタ６０を設けているので、ＬＥＤチップ３や、ＬＥＤチップ３の基板２の側面から出射される励起光を光拡散部５側へ反射させることができ、これにより、ＬＥＤチップ３の励起光の利用効率が向上し、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【０１０７】
ところで、上記のＬＥＤユニットの例は、熱伝導部１に１つのＬＥＤチップ３を設けたものであるが、たとえば図１４に示すように、ＬＥＤチップ３を複数設けるようにしてもよい。この図１４に示すＬＥＤユニットでは、熱伝導部１は熱伝導性及び導電性を有するＣｕやＡｌ等の金属材料から円形状に形成された円板部１３を備え、この円板部１０の下面には絶縁層１４が形成されている。また、円板部１３の一面（図１４における上面）には、正五角形の頂点位置とその中央部とに、上記の電極１１が形成され、径方向の端部に上記の電極１２が形成されている。一方、基板２及びＬＥＤチップ３は同じものを用い、透明電極４及び光拡散部５は、熱伝導部１の形状に合わせて円板状に形成されている点を除いては上記のＬＥＤユニットと同じ構成であるから、説明は省略する。
【０１０８】
このように、熱伝導部１に形成する電極１１を増やすことによって、複数のＬＥＤチップ３を並列的に接続していくことができ、これにより、複数のＬＥＤチップ３を備えるＬＥＤユニットを非常に容易に設計することができる。
【０１０９】
（実施形態８）
本実施形態のＬＥＤユニットは、熱伝導部１の構成に特徴があり、その他の構成については上記実施形態１と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態の熱伝導部１は、たとえば、図１５に示すように、熱伝導性及び導電性を有するＣｕやＡｌ等の金属材料から矩形平板状に形成された平板部１０を備えており、この平板部１０の一面（図１５における上面）には、ＬＥＤチップ３及び基板２を収納できる程度の大きさの凹部１６が形成されている。また、熱伝導部１の平板部１０の一面は、凹部１６及び電極１２（図示せず）を除いて、図１５に示すように、透明電極４との絶縁性を確保するための絶縁層１７により被覆されている。
【０１１１】
凹部１６は、開口面側から底面側へ行くにつれて狭径となるように内周面がテーパ状に形成されている。また、凹部１６の底面部には上記実施形態３で述べたような熱応力緩和部材１５が設けられるとともに、熱応力緩和部材１５上に電極１１が形成されている。加えて、凹部１６の内周面には、上記実施形態７で述べた反射面６１が形成され、これによりＬＥＤチップ３や基板２の側面からの光を光拡散部５側へ反射できるようになっている。
【０１１２】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、上記実施形態７と同様に、ＬＥＤチップ３や、ＬＥＤチップ３の基板２の側面から出射される励起光を光拡散部５側へ反射させることができ、これにより、ＬＥＤチップ３の励起光の利用効率が向上し、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。しかも、熱伝導部１に反射面６１を形成しているので、上記実施形態７のようにリフレクタ６０を別個に設けなくて済むから、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができる。
【０１１３】
（実施形態９）
上記実施形態４では、図１６（ｂ）に示すような光拡散部５の出射面でのＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１の全反射を低減するために、光拡散部５の出射面にＬＥＤチップ３の励起光の波長の１／４〜１０倍の間隔の凹凸を有する反射低減部５０を設けていたが、本実施形態では、反射低減部５０を設ける替わりに、図１６（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１を所定方向へと屈折させる湾曲面（つまりは凸面レンズ）を有するレンズ部５１ａを光拡散部５１に一体に設けて、光拡散部５でのＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１の全反射を低減するようにしている。尚、その他の構成は上記実施形態８と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
本実施形態の光拡散部５１は、図１６（ａ）に示すように、線膨張率が３〜８×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４〜２．１程度の光学ガラス、たとえば線膨張率が５×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４５８程度である石英から形成され、矩形平板状の平板部５１ｂと、平板部５１ｂの上面の略中央部に形成された略半球状のレンズ部５１ａとを一体に備えている。ここで、レンズ部５１ａの大きさは、光拡散部５１の厚み方向（上下方向）において、ＬＥＤチップ３を完全に被覆できる程度の大きさとするのが良く、さらにはレンズ部５１ａの曲率半径がＬＥＤチップ３のサイズ、たとえば一辺の２倍以上とするのが好ましい。
【０１１５】
このような光拡散部５１では、レンズ部５１ａにおいて光拡散部５１の出射面に対するＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１の入射角が小さくなるから、図１６（ｂ）に示す上面が平坦面となっている光拡散部５では全反射されていたＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１を、全反射させずに所望の方向へと屈折させて光拡散部５１から出射させることができる。
【０１１６】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、光拡散部５１の出射面でのＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１の全反射を低減して多重反射に起因する光の減衰を抑制でき、これにより、光拡散部５１から外部へ透過する光の量が増え、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。
【０１１７】
（実施形態１０）
上記実施形態７，８では、図１７（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３や基板２の側面から外部へ出射する励起光Ｌ１を有効利用するために、このような光を光拡散部５側へ反射する反射面６１（図１２，１５参照）を設けるようにしていたが、本実施形態では、図１７（ａ）に示すように、光拡散部５２でＬＥＤチップ３及び基板２を囲繞することで、これらの光を利用していることに特徴がある。尚、その他の構成は、熱伝導部１に凹部１６を設けてない点を除いて上記実施形態８と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
つまり、本実施形態の光拡散部５２は、図１７（ａ）に示すように、線膨張率が３〜８×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４〜２．１程度の光学ガラス、たとえば線膨張率が５×１０−６／Ｋ、屈折率が１．４５８程度である石英から矩形平板状に形成され、その下面の略中央部にＬＥＤチップ３及び基板２を収納できる程度の大きさに形成された略半球状の凹部５１ａを備えている。この凹部５１ａには、その底部から内周面の一部を通って光拡散部５の下面に亘るように透明電極４が形成されている。そして、円弧状に湾曲した凹部５１ａの内周面が、ＬＥＤチップ３や基板２の側面から出射した光を上方へと屈折させる湾曲面（つまりは凹面レンズ）となっている。
【０１１９】
このように光拡散部５２に凹部５２ａを形成して、この凹部５２ａ内にＬＥＤチップ３及び基板２を配置することによって、これらの側面から出射される光を凹部５２ａの内周面により上方へと屈折させて取り出すことができるようになる。これにより、光の利用効率が向上し、結果として、ＬＥＤユニットの光の取り出し効率を向上することができる。しかも、光拡散部５に凹部５１ａを形成するだけなので、上記実施形態７，８のように反射面６１を形成しなくて済み、そのため、製造コストの低減を図ることができる。
【０１２０】
加えて、図１８に示すように、光拡散部５２の出射面となる上面を円弧状に湾曲する凸面レンズ形状とした光拡散部５２’を用いることができ、この場合は、上記の効果に加えて、上記実施形態９で述べたように光拡散部の出射面においてＬＥＤチップ３の光の全反射を低減することができるから、さらなる光の取り出し効率の向上を図ることができる。
【０１２１】
（実施形態１１）
本実施形態のＬＥＤユニットは、ＬＥＤチップ３の励起光を所定波長の光に変換する波長変換部８を備えていることを特徴とするものであり、その他の構成は上記実施形態８と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
波長変換部８は、たとえば光拡散部５の上面を覆うような平板状に形成されたポリマーやガラス等の透明部材に、表３に示すような蛍光体を分散させて形成されている。このように形成された波長変換部８は、図１９（ａ）に示すように、透明電極４と反対側の光拡散部５の面、つまりは光拡散部５の出射面となる上面に接合されている。ここで、波長変換部８として、光拡散部５と同じ材料を用いること等により、光拡散部５と波長変換部８の屈折率を略同じ値として、屈折率の差が殆ど生じないようにしておけば、光拡散部５と波長変換部８の接合面において全反射及びフレネル反射が殆ど生じなくなり、これにより多重反射による損失を大幅に抑えることができる。
【０１２３】
ところで、本実施形態のＬＥＤユニットでは、青色の励起光Ｌ１を発するＬＥＤチップ３を用いているので、波長変換部８に分散させる蛍光体として、青色光励起蛍光体のうち発光色が黄色となるＢａ２ＳｉＯ４系や、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２系、Ｃａ２ＢＯ３Ｃｌ２系等のいわゆる黄色蛍光体を用いれば、ＬＥＤチップ３の青色の励起光Ｌ１と、波長変換部８で変換された黄色の変換光Ｌ２とにより擬似的な白色光を得ることができ、ＬＥＤユニットを白色光源として用いることができる。
【０１２４】
【表３】
2006278567.tif 000007
【０１２５】
また、波長変換部８には、複数の蛍光体を分散させるようにしてもよく、たとえば、青色光励起蛍光体のうち、発光色が赤色の赤色蛍光体と発光色が緑色の緑色蛍光体とを分散させることができる。この場合、ＬＥＤチップ３の青色の励起光と、各蛍光体により変換された赤色及び緑色の変換光とによって、上記の青色の励起光と黄色の変換光とから白色光を得る場合に比べて、波長帯域幅が広く演色性の高い白色光を得ることができる。
【０１２６】
一方、ＬＥＤチップ３として、青色光を発するものではなく紫〜紫外光を発するものを用いても良い。この場合、表３に示すような紫外光励起蛍光体のうち、発光色が赤色、緑色、及び青色の３種類の蛍光体を波長変換部８に分散させれば、ＬＥＤチップ３の紫外光を蛍光体により赤色光、緑色光、及び青色光にそれぞれ変換して白色光を得ることができる。
【０１２７】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、透明電極４と反対側の光拡散部５の面に波長変換部８を設けているので、波長変換部８の取り付けをＬＥＤユニットの組立の最後に行うことができる。そのため、実際にＬＥＤユニットを駆動させた後でも波長変換部８を取り付けることが可能であるから、ＬＥＤユニットの出射光の波長のばらつきに合わせて蛍光体の選定を行うことにより、色のばらつきを抑制したＬＥＤユニットを得ることができる。
【０１２８】
以上述べたＬＥＤユニットの例は、１つのＬＥＤチップ３から白色光を得る構成としたものであるが、本実施形態のＬＥＤユニットはこれらの例に限られるものではなく、たとえば、図１９（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３を３つ以上設けるような構成とすることができる。
【０１２９】
この図１９（ｂ）に示す例では、ＬＥＤチップ３として紫外光を発するものを用いており、各ＬＥＤチップ３に用いる波長変換部としては、たとえば左側のＬＥＤチップ３には赤色蛍光体を分散させた波長変換部８ａを用い、中央のＬＥＤチップ３には緑色蛍光体を分散させた波長変換部８ｂを用い、右側のＬＥＤチップ３には青色蛍光体を分散させた波長変換部８ｃを用いる。これにより、各ＬＥＤチップ３の紫外光である励起光Ｌ１をそれぞれ、赤色の変換光ＬＲ、緑色の変換光ＬＧ、及び青色の変換光ＬＢに変換することができ、これら３色の変換光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢにより白色光を得ることができる。
【０１３０】
一方、ＬＥＤチップ３を３つ設ける構成において、ＬＥＤチップ３として紫外光ではなく青色の励起光Ｌ１を発するものを用いる場合は、３つのＬＥＤチップ３のうちいずれか２つを赤色光と緑色光とにそれぞれ変換すれば、同様に白色光を得ることができる。
【０１３１】
このように、３つのＬＥＤチップ３を用いることにより、３種の蛍光体を１つの波長変換部８に分散させる場合に比べて、色合いを容易に調整することができる白色光源を得ることができる。
【０１３２】
また、これら３つのＬＥＤチップ３を個別に点灯制御するようにすれば、３つのＬＥＤチップ３を１画素とするフルカラーディスプレイとしても利用可能になる。
【０１３３】
尚、上記例では、蛍光体を透明材料に分散させて波長変換部８を構成しているが、単に蛍光体を光拡散部５上に塗布するようにしてもよい。
【０１３４】
（実施形態１２）
ところで、上記実施形態１１では、光拡散部５の上面に波長変換部８を設けているので、ＬＥＤチップ３の励起光は、光拡散部５で拡散された後に波長変換部８に入射し、一部が波長変換部８の蛍光体により異なる波長の変換光へ変換される。しかしながら、蛍光体は変換光Ｌ２を等方的に放射する、いわゆる点光源として働くから、蛍光体が分散された波長変換部８は点光源の集合体として考えられる。そのため、波長変換部８の変換光と光拡散部５を透過してきたＬＥＤチップ３の励起光とは異なる指向性を有することになり、このように励起光と変換光の指向性が異なっていると、たとえば青色の励起光と黄色の変換光とから白色光を得る際等に、均一な色合いを得ることが非常に困難になるという問題があった。
【０１３５】
本実施形態は、上記の問題を解決するためのものであり、図２０に示すように、波長変換部８を光拡散部５１と透明電極４との間に配置していることに特徴がある。その他の構成は上記実施形態９の図１６（ａ）に示すＬＥＤユニットと同様であるので、同様の部材については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
すなわち、本実施形態のＬＥＤユニットでは、図２０に示すように、光拡散部５１の下面（つまりはＬＥＤチップ３の励起光の入射面）に波長変換部８を配置するとともに、波長変換部８の下面に透明電極４を形成し、この透明電極４の下面から光拡散部５１の側面に亘るように電極５ｂを形成して透明電極４と外部電源Ｖ（図１参照）とを接続できるようにしている。
【０１３７】
上述したように波長変換部８を配置することにより、蛍光体が光拡散部５０の透明電極４側の部位に設けられ、これに伴なってＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１がＬＥＤチップ３の近傍で変換光Ｌ２に変換される。このようにＬＥＤチップ３と波長変換部８とを近接配置することによって、励起光Ｌ１と変換光Ｌ２とが同様な指向性を有したまま光拡散部５１を通過することになるので、励起光Ｌ１と変換光Ｌ２は同様な配光分布を有することになる。
【０１３８】
したがって、本実施形態によれば、ＬＥＤチップ３の青色の励起光Ｌ１と、波長変換部８の黄色の変換光Ｌ２とが同様の配光分布を有することになるので、均一な色合いの白色光源を得ることができる。
【０１３９】
（実施形態１３）
本実施形態のＬＥＤユニットは、図２１（ａ）に示すように、蛍光体が分散された波長変換部８と透明電極４との間に、ＬＥＤチップ３の励起光を透過し、波長変換部８で励起光を所定波長に変換してなる変換光を反射するフィルタ９を備えていることを特徴とするものであり、その他の構成は上記実施形態１１と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４０】
このようなフィルタ９は、たとえば、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の薄膜を交互に積層して構成された多層薄膜構造のものであり、ＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１を透過し、波長変換部８の変換光Ｌ２を反射する特性を有するように設定している。尚、フィルタ９に用いる薄膜は上記のＳｉＯ２やＴｉＯ２に限られるものではなく、２種類の屈折率を有する薄膜を交互に多層形成することで同様の特性を有するフィルタ９を形成することができる。
【０１４１】
そして、このフィルタ９は、図２１（ｂ）に示すように、下面に透明電極４を備える光拡散部５と、蛍光体が分散された波長変換部８との間に設けられており、次に、このようにフィルタ９を備えたＬＥＤユニットの動作について説明する。
【０１４２】
このＬＥＤユニットの電極５ｂ，１２に外部電源Ｖを接続し、ＬＥＤチップ３に駆動電流を供給してＬＥＤチップ３を発光させると、フィルタ９は上述したように励起光Ｌ１を透過する特性を有しているので、ＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１は、透明電極４、光拡散部５、フィルタ９を透過して、波長変換部８へ入る。そして、ＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１は、波長変換部８に分散された蛍光体により一部が変換光Ｌ２に変換され、残りはそのまま波長変換部８を通って、変換光Ｌ２とともにＬＥＤユニット外部へと出射される。
【０１４３】
ここで、変換光Ｌ２は蛍光体から等方的に放射される、つまり蛍光体は点光源として作用するから、変換光Ｌ２の一部は波長変換部８の入射面側、つまりフィルタ９側へと放射され、また、波長変換部８の出射面側へと放射された変換光Ｌ２であっても波長変換部８の出射面における全反射やフレネル反射によって同様にフィルタ９側へと戻ってしまう場合がある。このような場合でも、フィルタ９に変換光Ｌ２を反射する特性を持たせているから、上記のような入射面側へ進む変換光Ｌ２をフィルタ９によって出射面側へと反射して、変換光Ｌ２の損失を抑制することができる。
【０１４４】
このようにして、ＬＥＤユニットの波長変換部８から励起光Ｌ１と変換光Ｌ２の２種類の光が出射され、これらが混ざることで、擬似的な白色光が得られる。
【０１４５】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニットによれば、ＬＥＤチップ３の励起光Ｌ１を透過し、波長変換部８により励起光Ｌ１を変換してなる変換光Ｌ２を反射するフィルタ９を透明電極４と波長変換部８との間に介在させているので、波長変換部８の入射面側（透明電極４側）へと戻る変換光Ｌ２をフィルタ９によって波長変換部８の出射面側へと反射することができ、これによりＬＥＤユニットの光の取り出し効率の向上を図ることができる。
【０１４６】
一方、フィルタ９の配置位置は、波長変換部８と光拡散部５との間に限られるものではなく、少なくとも波長変換部８よりもＬＥＤチップ３側にあればよい。たとえば、フィルタ９を光拡散部５と透明電極４との間に配置することができる。また、この場合、波長変換部８を設ける替わりに、蛍光体を光拡散部５に分散させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の実施形態１のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図２】（ａ）は、同上のＬＥＤユニットの分解斜視図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの斜視図である。
【図３】同上のＬＥＤユニットの部分説明図である。
【図４】同上のＬＥＤユニットの他の例を示す分解斜視図である。
【図５】本発明のＬＥＤユニットの基板に用いる材料の特性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態２のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図７】本発明の実施形態３のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施形態４のＬＥＤユニットの概略説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの要部の説明図である。
【図９】（ａ）は、本発明の実施形態５のＬＥＤユニットの概略説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの要部の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態６のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図１１】（ａ）は、同上のＬＥＤユニットの要部の説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの他の例を示す説明図であり、（ｃ）は、同上のＬＥＤユニットの他の例を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態７のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図１３】（ａ）は、同上のＬＥＤユニットの分解斜視図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの斜視図である。
【図１４】同上のＬＥＤユニットの他の例を示す分解斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態８のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の実施形態９のＬＥＤユニットの概略説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの比較例の概略説明図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の実施形態１０のＬＥＤユニットの概略説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの比較例の概略説明図である。
【図１８】同上のＬＥＤユニットの他の例を示す概略説明図である。
【図１９】（ａ）は、本発明の実施形態１１のＬＥＤユニットの概略説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの他の例を示す概略説明図である。
【図２０】本発明の実施形態１２のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【図２１】（ａ）は、本発明の実施形態１３のＬＥＤユニットの概略説明図であり、（ｂ）は、同上のＬＥＤユニットの要部の説明図である。
【図２２】従来のＬＥＤユニットの概略説明図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１    熱伝導部
２    基板
３    ＬＥＤチップ
３０  ｎ型半導体層
３１  発光層
３２  ｐ型半導体層
４    透明電極
５    光拡散部
【図１】
2006278567.tif 000008
【図２】
2006278567.tif 000009
【図３】
2006278567.tif 000010
【図４】
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【図５】
2006278567.tif 000012
【図６】
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【図７】
2006278567.tif 000014
【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】
2006278567.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
2006278567.tif 000022
【図１６】
2006278567.tif 000023
【図１７】
2006278567.tif 000024
【図１８】
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【図１９】
2006278567.tif 000026
【図２０】
2006278567.tif 000027
【図２１】
2006278567.tif 000028
【図２２】
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