(57)【要約】【課題】耐ヒートサイクル性が向上された発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、基台１１と、基台１１の主面１１ａに形成されたパターン配線１６と、基台１１の主面１１ａに搭載された発光素子１２と、パターン配線１６及び発光素子１２を電気的に接続する金属線１７と、金属線１７を覆い、且つ、パターン配線１６及び発光素子１２の少なくとも一部を覆う透光性膜１４と、透光性膜１４を覆う封止材１９と、を備える。透光性膜１４は、金属線１７と基台１１との間に位置し、基台１１の主面１１ａから金属線１７まで立設されている壁部１４ｂを有する。【選択図】図２
2019145711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台の主面に形成されたパターン配線と、
前記基台の前記主面に搭載された発光素子と、
前記パターン配線及び前記発光素子を電気的に接続する金属線と、
前記金属線を覆い、且つ、前記パターン配線及び前記発光素子の少なくとも一部を覆う透光性膜と、
前記透光性膜を覆う封止材と、を備え、
前記透光性膜は、前記金属線と前記基台との間に位置し、前記基台の前記主面から前記金属線まで立設されている壁部を有する
発光装置。
【請求項２】
さらに、前記主面を上面視した場合に、前記発光素子を囲む枠体を備える
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記透光性膜は、前記枠体の一部を覆い、
前記透光性膜の厚みは、前記枠体を覆う部分の厚みよりも、前記発光素子を覆う部分の厚みの方が厚い
請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記主面に直交する断面を見た場合に、前記透光性膜は、前記枠体における前記発光素子側の内面とは反対側の面である外面まで連続して覆う
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記金属線を覆う前記透光性膜の厚みは、５０μｍ以下である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記透光性膜の硬さは、前記封止材よりも硬い
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記封止材は、１０ｐｐｍ以上のＣｅを含む
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
さらに、前記封止材に封止されており、前記発光素子が発する光を励起光として蛍光を発する蛍光体を備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
さらに、前記封止材に封止されている無機フィラーを備える
請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記封止材は、前記発光素子を覆う第１封止層と、前記第１封止層を覆う第２封止層とを有し、
前記第１封止層に封止される前記蛍光体の密度は、前記第２封止層に封止される前記蛍光体の密度より高い
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記蛍光体は、
前記第１封止層に封止される第１蛍光体と、
前記第２封止層に封止され、且つ、前記第１蛍光体とは前記発光素子が発する光を励起光として発する蛍光の蛍光スペクトルが異なる第２蛍光体と、を含む
請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記透光性膜の主成分は、
ＳｉＨ基含有（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体、又は、
ＳｉＨ基含有（メタ）アクリル酸エステル、及び、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合体を含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記透光性膜の主成分は、
Ｓｉビニル基を含有しＳｉＨ基を含まないアクリル酸エステル、又は、メタクリル酸エステルの少なくとも一方を含むアクリル樹脂を含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記透光性膜の主成分は、
（ポリ）シラザン系化合物の反応生成物を含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記（ポリ）シラザン系化合物は、反応生成物を生成時に水素とアンモニアとを発生する
請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記反応生成物は、ＳｉＯ２を含む
請求項１４又は１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記透光性膜の主成分は、
（ポリ）シラザン系化合物とＳｉＨ基含有アクリル酸エステル、又は、メタクリル酸エステルの少なくとも一方を含むアクリル樹脂を含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記透光性膜の主成分は、メタクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸エステルとフッ素含有モノマーとを含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記透光性膜の主成分は、さらに、カルボキシ含有モノマーを含む
請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記透光性膜の主成分は、さらに、イソシアヌレート化合物を含む
請求項１９に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が基台に配置された構成の発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子は、高効率で省スペースな光源として照明用途又はディスプレイ用途等の各種の照明装置に広く利用されている。特許文献１には、基板に配置されたＬＥＤを封止材によって封止した発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５８０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発光装置において、発光素子を発光させた、つまり、発光装置を点灯させた場合に、熱を発する。この場合に、発光素子を封止する封止材は、熱によって膨張又は収縮することにより、変形する。発光装置の点灯及び消灯を繰り返すと、封止材は、繰り返し発光素子から熱を受け、膨張及び収縮することにより繰り返し変形する。この際に、発光素子に接続された、電力を供給するための金属線は、封止材の変形による応力を繰り返し受けることとなる。このような応力を繰り返し受けた金属線は、断線してしまうリスクが高まる。そのため、発光装置には、繰り返し熱を受けても故障しにくい性能、つまり、耐ヒートサイクル性が要求される。
【０００５】
本発明は、耐ヒートサイクル性が向上された発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る発光装置は、基台と、前記基台の主面に形成されたパターン配線と、前記基台の前記主面に搭載された発光素子と、前記パターン配線及び前記発光素子を電気的に接続する金属線と、前記金属線を覆い、且つ、前記パターン配線及び前記発光素子の少なくとも一部を覆う透光性膜と、前記透光性膜を覆う封止材と、を備え、前記透光性膜は、前記金属線と前記基台との間に位置し、前記基台の前記主面から前記金属線まで立設されている壁部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発光装置によれば、耐ヒートサイクル性が向上された発光装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る発光装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る発光装置が備える透光性膜を説明するための上面部分拡大図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置の構成を説明するための図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置のヒートサイクル試験の結果を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１０】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１１】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸およびＹ軸は、互いに直交し、且つ、いずれもＺ軸に直交する軸である。また、以下の実施の形態において、Ｚ軸正方向側を上側、Ｚ軸負方向側を下側として記載する場合がある。
【００１２】
（実施の形態１）
［構成］
まず、図１〜図４を参照して、実施の形態１に係る発光装置１０の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る発光装置１０の外観斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【００１３】
図２に示すように、発光装置１０は、基台１１の主面１１ａに複数の発光素子１２が直接搭載（つまり、実装）された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールである。
【００１４】
図１及び図２に示すように、発光装置１０は、基台１１と、複数の発光素子１２と、封止材１３と、透光性膜１４と、枠体１５と、パターン配線１６と、電極１６ａ、１６ｂと、金属線１７とを備える。パターン配線１６は、電極１６ａ、電極１６ｂと電気的に接続されている。電極１６ａ、電極１６ｂには、図示しない外部商用電源等が接続され、当該外部商用電源等から電力が供給されることで、発光装置１０は、発光する。
【００１５】
基台１１は、主面１１ａを有する板状の部材である。具体的には、基台１１は、主面１１ａ上に複数の発光素子１２が配置される板材である。基台１１は、例えば、金属材料からなるメタルベース基板、又は、セラミックからなるセラミック基板である。また、基台１１は、樹脂からなる樹脂基板であってもよい。
【００１６】
セラミック基板としては、酸化アルミニウム（アルミナ）からなるアルミナ基板又は窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板又は銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。
【００１７】
なお、基台１１として、例えば、光反射率が高い（例えば、光反射率が９０％以上の）基板が採用されてもよい。基台１１として光反射率の高い基板が採用されることで、発光素子１２が発する光を基台１１の表面で反射させることができる。この結果、発光装置１０の光取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えば、アルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
【００１８】
また、基台１１として、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナ、窒化アルミニウム等からなる透光性セラミック基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板、又は、透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。なお、図１に示す基台１１は矩形であるが、円形等、その他の形状であってもよい。
【００１９】
発光素子１２は、発光装置１０の光源であり、光を発する発光素子である。発光素子１２は、例えば、青色光を発する青色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップである。発光素子１２としては、例えば、ＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長（発光スペクトルのピーク波長）が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の窒化ガリウム系のＬＥＤチップが採用される。
【００２０】
基台１１上には、複数の発光素子１２からなる発光素子列が複数設けられている。また、直列接続された発光素子１２同士は、主に、金属線１７によってＣｈｉｐ  Ｔｏ  Ｃｈｉｐで電気的に接続される。
【００２１】
金属線１７は、電極１６ａ、１６ｂ及びパターン配線１６を介して図示しない外部商用電源等の電源から供給される電力を発光素子１２へ供給するボンディングワイヤである。或いは、金属線１７は、複数の発光素子１２間を電気的に接続するボンディングワイヤである。金属線１７は、例えば、金によって形成されるが、銀又は銅等のその他の金属によって形成されてもよい。なお、発光装置１０は、少なくとも１つの発光素子１２を備えればよい。
【００２２】
パターン配線１６は、基台１１の主面１１ａに形成される金属配線である。発光装置１０においては、一部が枠体１５に覆われている。パターン配線１６は、電極１６ａ、１６ｂと、電気的に接続されている。具体的には、パターン配線１６の一部が、枠体１５及び封止材１３に覆われていない、図示しない外部商用電源と接続される電極１６ａ、１６ｂとなっている。また、パターン配線１６は、金属線１７を介して発光素子１２と電気的に接続されている。つまり。電極１６ａ、１６ｂは、パターン配線１６、及び、金属線１７を介して、発光素子１２と電気的に接続されている。パターン配線１６、電極１６ａ、１６ｂは、例えば、金によって形成されるが、銀又は銅等のその他の金属によって形成されてもよい。
【００２３】
封止材１３は、複数の発光素子１２、透光性膜１４、金属線１７、及び、パターン配線１６の一部を封止する封止部材である。平面視において、封止材１３は、円環状の枠体１５にせき止められることによって円形状に形成される。なお、平面視とは、基台１１の主面１１ａに垂直な方向から見ることを意味する。
【００２４】
封止材１３は、例えば、発光素子１２が発する光の波長を変換する複数の蛍光体１８（蛍光体粒子）を含む。具体的には、発光装置１０は、封止材１３に封止されており、発光素子１２が発する光を励起光として蛍光を発する蛍光体１８を備えてもよい。封止材１３としては、例えば、シリコーン樹脂が用いられるが、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられてもよい。また、蛍光体１８には、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の黄色蛍光体粒子が採用される。
【００２５】
この構成により、発光素子１２の一例である青色ＬＥＤチップが発した青色光の一部は、封止材１３に含まれる蛍光体１８の一例である黄色蛍光体粒子によって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光とは、封止材１３中で拡散及び混合される。これにより、封止材１３からは、黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光との混合光である白色光が出射される。なお、封止材１３は、発光素子１２、及び、金属線１７を、塵芥、水分、外力等から保護する機能も有する。
【００２６】
また、封止材１３には、無機フィラー２０が含まれてもよい。無機フィラー２０は、蛍光体１８の沈降を抑制する部材である。無機フィラー２０の材料としては、例えば、粒径が１０ｎｍ程度のシリカであるが、その他の材料であってもよい。
【００２７】
また、封止材１３は、１０ｐｐｍ以上のＣｅ（セリウム）を含むとよい。封止材１３に添加されるＣｅは、特に限定されないが、例えば、Ｃｅ錯体である。
【００２８】
枠体１５は、上面視で複数の発光素子１２を囲み、硬化される前の封止材１３をせき止めるための部材である。枠体１５は、言い換えれば、ダム材であり、封止材１３に隣接する。
【００２９】
枠体１５には、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂、又は、熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、枠体１５には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂等が用いられる。
【００３０】
なお、枠体１５は、発光装置１０の光取り出し効率を高めるために、光反射性を有することが望ましい。枠体１５には、例えば、白色の顔料等を含む白樹脂が用いられるとよい。また、枠体１５の光反射性を高めるために、枠体１５の中には、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、及び、ＭｇＯ等の粒子が含まれてもよい。なお、枠体１５の材料は、樹脂に限定されるものではなく、例えば、セラミック等の材料が用いられてもよい。
【００３１】
発光装置１０においては、枠体１５は、上面視した場合、複数の発光素子１２を囲むように円環状に形成される。これにより、発光装置１０の光の取り出し効率を高めることができる。なお、枠体１５は、例えば、外形が上面視で矩形の環状に形成されてもよく、上面視で複数の発光素子１２を囲む形状であればよい。
【００３２】
透光性膜１４は、金属線１７を覆う透光性の樹脂材料である。
【００３３】
図３は、実施の形態１に係る発光装置１０が備える透光性膜１４を説明するための上面部分拡大図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。なお、図３においては、説明のために封止材１３の図示を省略している。
【００３４】
図３及び図４に示すように、透光性膜１４は、金属線１７を覆うように形成されている。また、図４に示すように、透光性膜１４は、例えば、金属線１７における径方向の全周を覆う。また、透光性膜１４は、図２及び図４に示すように、金属線１７と基台１１との間に位置し、基台１１の主面１１ａから金属線１７まで立設されている壁部１４ｂと、パターン配線１６及び発光素子１２の少なくとも一部を覆う層状の層部１４ｃとを有する。また、透光性膜１４の壁部１４ｂは、基台１１の主面１１ａを上面視した場合に、金属線１７の延在方向（図３においては、Ｘ軸方向）に沿って金属線１７を覆うように連続して形成されている。また、透光性膜１４は、金属線１７から、基台１１の主面１１ａ、パターン配線１６、及び、発光素子１２までを連続して覆う。
【００３５】
壁部１４ｂは、基台１１の主面１１ａから金属線１７に向かって立ち上がっており、金属線１７を下側から支持するように形成されている。言い換えると、透光性膜１４が有する壁部１４ｂは、金属線１７と基台１１の主面１１ａとの間においてＸＺ平面に広がるカーテン状となっており、金属線１７の延在方向（つまり、Ｘ軸方向）に延在している。また、壁部１４ｂは、例えば、パターン配線１６及び発光素子１２に連なって形成されており、その少なくとも一部が、基台１１の主面１１ａ、発光素子１２、パターン配線１６、及び、発光素子１２及びパターン配線１６を電気的に接続する金属線１７に囲まれた位置に位置している。例えば、発光装置１０が複数の発光素子１２を備える場合、壁部１４ｂは、その少なくとも一部が、基台１１の主面１１ａ、２つの発光素子１２、及び、当該２つの発光素子１２を電気的に接続する金属線１７に囲まれた位置に位置している。また、例えば、壁部１４ｂにおける主面１１ａに平行な方向であって、金属線１７の延在方向に直交する方向の幅（つまり、Ｙ軸方向の幅）の一部は、金属線１７の径より薄くなっている。
【００３６】
層部１４ｃは、基台１１の主面１１ａ、パターン配線１６、及び、発光素子１２の上面及び側面を連続して覆う。また、透光性膜１４は、図２に示すように、枠体１５の一部を覆う。具体的には、透光性膜１４の層部１４ｃは、基台１１の主面１１ａ、パターン配線１６等から枠体１５の内面１５ａを連続して覆う。透光性膜１４の厚みは、枠体１５を覆う部分の厚みよりも、発光素子１２を覆う部分の厚みの方が厚いとよい。具体的には、透光性膜１４の厚みは、枠体１５を覆う部分の厚みｔ２よりも、発光素子１２を覆う部分の厚みｔ１の方が厚いとよい。
【００３７】
また、基台１１の主面１１ａの法線方向における、基台１１とは反対側に位置する金属線１７を覆う透光性膜１４の厚みは、５０μｍ以下であるとよい。具体的には、図２及び図４に示すように、Ｚ軸方向における、金属線１７を覆う透光性膜１４の厚みｔ３は、５０μｍ以下であるとよい。
【００３８】
また、透光性膜１４の硬さは、封止材１３よりも硬いとよい。硬さは、例えば、タイプＡデュロメータ硬さであり、ここでのデュロメータ硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３−３において規定されるタイプＡデュロメータ硬さである。なお、硬さは、ビッカース硬度等を基準により比較されてもよい。例えば、透光性膜１４の材料には、封止材１３に用いられる材料よりも、架橋密度が高く、熱膨張しにくい材料が採用される。
【００３９】
透光性膜１４は、例えば、基台１１の主面１１ａ上に、発光素子１２、枠体１５、パターン配線１６、電極１６ａ、１６ｂ、及び、金属線１７が配置された状態で、基台１１と枠体１５とで形成される空間に、溶剤となる液状の希釈剤に５％程度の透光性膜１４の材料（具体的には、透光性膜１４の主成分となる固形物）が希釈された溶液を流し込み、希釈剤を揮発させることで形成される。溶剤としては、透光性膜１４の主成分となる固形物を溶解し、均一な溶液として得られる有機溶剤であれば限定されるものではなく、公知の有機溶剤を使用できる。溶剤としては、例えば、キシレン、トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、ヘプタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶剤、リグロイン、シクロヘキサノン、ジエチルエーテル、ゴム揮発油、シリコーン系溶剤等が例示される。なお、透光性膜１４は、ディスペンサ等を用いて、例えば、金属線１７の周囲等、所望の位置に形成されてもよい。
【００４０】
透光性膜１４は、例えば、ガラス材料（具体的には、いわゆるガラスライクな材料）である。或いは、透光性膜１４の材料は、フッ素を含むフッ素系材料でもよい。或いは、透光性膜１４の材料は、窒素を含む窒素系材料でもよい。
【００４１】
具体的には、透光性膜１４の主成分は、例えば、ＳｉＨ基含有（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体、又は、ＳｉＨ基含有（メタ）アクリル酸エステル、及び、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合体を含む。なお、（メタ）アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルを含む。
【００４２】
アクリル酸エステルとしては、公知のアクリル酸エステルが採用でき、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸ｎ−デシル、アクリル酸イソデシル等が例示される。
【００４３】
また、メタクリル酸エステルとしては、公知のメタアクリル酸エステルが採用でき、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸イソオクチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸イソノニル、メタクリル酸ｎ−デシル、メタクリル酸イソデシル等が例示される。
【００４４】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、Ｓｉビニル基を含有しＳｉＨ基を含まないアクリル酸エステル、又は、メタクリル酸エステルの少なくとも一方を含むアクリル樹脂を含んでもよい。
【００４５】
アクリル樹脂としては、公知のアクリル樹脂が採用でき、１分子中に１つ以上のＳｉビニル基を含有するアクリル酸エステルの単独重合体、１分子中に１つ以上のＳｉビニル基を含有するメタクリル酸エステルの単独重合体、１分子中に１つ以上のＳｉビニル基を含有するアクリル酸エステルと１分子中に１つ以上のＳｉビニル基を含有するメタクリル酸エステルとの共重合体、１分子中に１つ以上のＳｉビニル基を含有するアクリル酸エステルと当該アクリル酸エステルとは異なるアクリル酸エステルとの共重合体、１分子中に１つ以上のＳｉビニル基を含有するメタクリル酸エステルと当該メタクリル産エステルとは異なるメタクリル酸エステルとの共重合体等が例示される。
【００４６】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、（ポリ）シラザン系化合物の反応生成物を含んでもよい。なお、（ポリ）シラザン系化合物とは、１個のシラザン結合を有したシラザン化合物、又は、ポリシラザン化合物を含む。
【００４７】
（ポリ）シラザン化合物としては、公知の（ポリ）シラザン系化合物が採用でき、例えば、Ｒ’２Ｓｉ（ＮＲ）２／２単位及び／又はＲ’Ｓｉ（ＮＲ）３／２単位（ここで、Ｒは上記と同じであり、Ｒ’は１価の有機基である。）を有するものである。
【００４８】
（ポリ）シラザン系化合物は、反応生成物を生成時に水素とアンモニアとを発生する。ここで、反応生成物とは、透光性膜１４を形成する際に生成される物質であり、例えば、ＳｉＯ２である。
【００４９】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、（ポリ）シラザン系化合物とＳｉＨ基含有アクリル酸エステル、又は、メタクリル酸エステルの少なくとも一方を含むアクリル樹脂を含む。
【００５０】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、メタクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸エステルとフッ素含有モノマーとを含む。
【００５１】
フッ素含有モノマーとしては、公知のフッ素含有モノマーが採用され、例えば、パーフルオロヘキシルエチル（メタ）アクリレート、パーフルオロブチルエチル（メタ）アクリレート等が例示される。
【００５２】
なお、透光性膜１４の主成分は、さらに、カルボキシ含有モノマーを含んでもよい。
【００５３】
カルボキシ含有モノマーとしては、公知のカルボキシ含有モノマーが採用され、例えば、メタクリル酸、２−メタクリロイロキシフタル酸、２−メタクロイロキシエチル−コハク酸、２‐メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、アクリル酸、２−アクリロイロキシフタル酸、２−アクロイロキシエチル−コハク酸、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸等が例示される。
【００５４】
また、透光性膜１４の主成分は、さらに、イソシアヌレート化合物を含んでもよい。
【００５５】
イソシアヌレート化合物は、イソシアヌレート骨格とアルコキシシリル基とを有する化合物であり、透光性膜１４には、メタクリル酸エステルと、（メタ）アクリル酸エステルと、フッ素含有モノマーと、カルボキシ含有モノマーと、さらに、公知のイソシアヌレート化合物とを主成分として含む材料が採用されてもよい。
【００５６】
［試験結果］
続いて、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、発光装置１０のヒートサイクル試験の結果について説明する。
【００５７】
図５Ａは、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置の構成を説明するための図である。具体的には、図５Ａには、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置に採用した材料、形状等を表で示している。
【００５８】
実施例の発光装置における基台の材質は、アルミナである。また、基台の主面には、１８直列２５並列の合計４５０の発光素子（ＬＥＤチップ）を実装している。また、実施例の発光装置の発光領域の径は、３３ｍｍであり、各ＬＥＤチップの厚みは、それぞれ１５０μｍである。実施例の発光装置の封止材（具体的には、透明樹脂材料）は、シリコーン樹脂であり、封止材の硬さ（タイプＡデュロメータ硬さ）は、２５である。また、実施例の発光装置は、透光性膜を有する。
【００５９】
また、比較例の発光装置における基台の材質は、アルミナである。また、基台の主面には、１８直列２５並列の合計４５０の発光素子（ＬＥＤチップ）を実装している。また、比較例の発光装置の発光領域の径は、３３ｍｍであり、各ＬＥＤチップの厚みは、それぞれ１５０μｍである。比較例の発光装置の封止材（具体的には、透明樹脂材料）は、シリコーン樹脂であり、封止材の硬さ（タイプＡデュロメータ硬さ）は、２５である。
【００６０】
ここで、比較例の発光装置は、透光性膜を有していない。つまり、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置は、透光性膜の有無のみが異なる。
【００６１】
なお、実施例の発光装置及び比較例の発光装置の枠体は、厚み（つまり、基板の主面からの高さ）は、６００μｍ程度であり、金属線の径は、２５μｍ程度である。
【００６２】
図５Ｂは、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置のヒートサイクル試験の結果を示す図である。なお、試験した発光装置の個数は、実施例に係る発光装置を４個とし、比較例に係る発光装置を８個とした。また、図５Ｂに示す試験結果は、ヒートサイクル試験として、−４０℃で３０分間維持した後、＋１０５℃で３０分間維持することを１サイクルとして、複数回温度変化を繰り返した際の故障数を示す。ここでの故障とは、発光装置の不点灯である。
【００６３】
図５Ｂに示すように、２０００サイクルまでは、実施例に係る発光装置及び比較例に係る発光装置のいずれも故障は見られなかった。２２００サイクル経過時には、実施例に係る発光装置の故障数は０であり、比較例に係る発光装置の故障数は１であった。また、２４００サイクル経過時には、実施例に係る発光装置の故障数は０であり、比較例に係る発光装置の故障数は３であった。また、２６００サイクル経過時には、実施例に係る発光装置の故障数は０であり、比較例に係る発光装置の故障数は４であった。また、２８００サイクル経過時には、実施例に係る発光装置の故障数は０であり、比較例に係る発光装置の故障数は５であった。
【００６４】
以上の結果から、発光装置１０が透光性膜１４を有することにより、耐ヒートサイクル性が大幅に向上することが分かる。
【００６５】
［効果等］
以上説明したように、発光装置１０は、基台１１と、基台１１の主面１１ａに形成されたパターン配線１６と、基台１１の主面１１ａに搭載された発光素子１２と、パターン配線１６及び発光素子１２を電気的に接続する金属線１７と、金属線１７を覆い、且つ、パターン配線１６及び発光素子１２の少なくとも一部を覆う透光性膜１４と、透光性膜１４を覆う封止材１３と、を備える。透光性膜１４は、金属線１７と基台１１との間に位置し、基台１１の主面１１ａから金属線１７まで立設されている壁部１４ｂを有する。
【００６６】
このような構成によれば、透光性膜１４が有する壁部１４ｂは、金属線１７を下側から支持する。そのため、金属線１７は、透光性膜１４の壁部１４ｂに支持されるため、封止材１３の膨張及び収縮によって変形しにくくなる。これにより、金属線１７における封止材１３の熱による膨張及び収縮による断線が抑制されることから、発光装置１０の耐ヒートサイクル性は、向上される。
【００６７】
例えば、発光装置１０は、さらに、基台１１の主面１１ａを上面視した場合に、発光素子１２を囲む枠体１５を備える。
【００６８】
透光性膜１４は、例えば、溶媒となる液状の希釈剤に透光性膜１４の材料が希釈された溶液を用いて形成される。そのため、発光装置１０が枠体１５を備えることにより、透光性膜１４は、簡便に形成され得る。また、例えば、枠体１５に光反射率の高い材料が採用されることで、発光素子１２から発せられた光は、枠体１５で反射されやすくなる。この場合、発光装置１０の光取り出し効率は、向上される。
【００６９】
また、例えば、透光性膜１４は、枠体１５の一部を覆う。この場合、透光性膜１４の厚みは、枠体１５を覆う部分の厚みｔ２よりも、発光素子１２を覆う部分の厚みｔ１の方が厚い。
【００７０】
枠体１５の内面１５ａ側まで透光性膜１４で覆うことにより、金属線１７が封止材１３の膨張及び収縮によってより変形しにくくなるが、例えば、発光素子１２の上面には、金属線１７がボンディングされた、金属線１７と発光素子１２との接点が存在する。当該接点は、ヒートサイクルによる影響をより強く受けやすい、つまり、金属線１７の断線に影響を与えやすい。そのため、当該接点の部分の透光性膜１４の厚み（つまり、発光素子１２の上面側の厚みｔ１）を厚くすることで、耐ヒートサイクル性は、より向上される。そのため、透光性膜１４の厚みが、枠体１５を覆う部分の厚みｔ２よりも、発光素子１２を覆う部分の厚みｔ１の方が厚い構成とすることで、より少ない材料で、耐ヒートサイクル性を、より向上させることができる。
【００７１】
また、例えば、金属線１７を覆う透光性膜１４の厚みｔ３は、５０μｍ以下である。
【００７２】
透光性膜１４の厚みｔ３を厚くすることで、耐ヒートサイクル性は向上されるが、厚くしすぎると、発光素子１２から発せられる、発光装置１０からの光の取り出し効率が低下する懸念がある。そのため、透光性膜１４の厚みｔ３を、５０μｍ以下とすることで、光の取り出し効率の低下を抑制しつつ、且つ、発光装置１０の耐ヒートサイクル性を向上させることができる。
【００７３】
また、例えば、透光性膜１４の硬さは、封止材１３よりも硬い。つまり、透光性膜１４には、封止材１３より熱膨張しにくい材料が採用されるとよい。
【００７４】
これにより、金属線１７は、封止材１３より硬い（つまり、熱膨張しにくい）透光性膜１４で覆われることになるため、ヒートサイクルによる影響をより受けにくくなる。そのため、このような構成によれば、発光装置１０の耐ヒートサイクル性は、より向上される。
【００７５】
また、例えば、封止材１３は、１０ｐｐｍ以上のＣｅを含む。
【００７６】
封止材１３にシリコーン樹脂が採用された場合、熱が加えられると、大気中の酸素と結合して硬くなり、弾性率が上がるときがある。このとき、ヒートサイクルによって金属線１７に封止材１３から加えられる応力が向上するため、金属線１７は、断線しやすくなる。ここで、封止材１３がＣｅを１０ｐｐｍ以上含むことにより、封止材１３が酸素と結合して硬くなるのを抑制することができる。そのため、このような構成によれば、発光装置１０の耐ヒートサイクル性は、さらに向上される。
【００７７】
また、例えば、発光装置１０は、さらに、封止材１３に封止されており、発光素子１２が発する光を励起光として蛍光を発する蛍光体１８を備える。
【００７８】
これにより、例えば、発光素子１２に青色ＬＥＤチップ等の青色単色の光を発する部材が採用された場合においても、蛍光体１８が好適に選択されることにより、発光装置１０から、演色性の高い白色光を発せさせることができる。
【００７９】
また、例えば、発光装置１０は、さらに、封止材１３に封止されている無機フィラー２０を備える。
【００８０】
これにより、例えば、封止材１３に蛍光体１８が含まれる場合には、蛍光体１８の沈降を抑制することができる。
【００８１】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、ＳｉＨ基含有（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体、又は、ＳｉＨ基含有（メタ）アクリル酸エステル、及び、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合体を含む。
【００８２】
このような材料が透光性膜１４として採用されることで、透光性膜１４と封止材１３との接着性を向上させ、且つ、金属線１７の腐食を抑制することができる。
【００８３】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、Ｓｉビニル基を含有しＳｉＨ基を含まないアクリル酸エステル、又は、メタクリル酸エステルの少なくとも一方を含むアクリル樹脂を含んでもよい。
【００８４】
このような材料が透光性膜１４として採用されることでもまた、透光性膜１４と封止材１３との接着性を向上させ、且つ、金属線１７の腐食を抑制することができる。
【００８５】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、（ポリ）シラザン系化合物の反応生成物を含んでもよい。また、例えば、（ポリ）シラザン系化合物は、反応生成物を生成時に水素とアンモニアとを発生する。また、例えば、反応生成物とは、ＳｉＯ２である。
【００８６】
このような材料が透光性膜１４として採用されることでもまた、透光性膜１４と封止材１３との接着性を向上させ、且つ、金属線１７の腐食を抑制することができる。
【００８７】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、（ポリ）シラザン系化合物とＳｉＨ基含有アクリル酸エステル、又は、メタクリル酸エステルの少なくとも一方を含むアクリル樹脂を含む。
【００８８】
このような材料が透光性膜１４として採用されることで、透光性膜１４及び封止材１３は、ヒートサイクルによって割れることが抑制される。
【００８９】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、メタクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸エステルとフッ素含有モノマーとを含む。
【００９０】
このような材料が透光性膜１４として採用されることで、透光性膜１４に覆われる金属線１７の硫化等の腐食は、抑制される。
【００９１】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、さらに、カルボキシ含有モノマーを含んでもよい。
【００９２】
このような材料が透光性膜１４としてさらに採用されることで、透光性膜１４に覆われる金属線１７の硫化等の腐食は、抑制され、且つ、透光性膜１４及び封止材１３は、ヒートサイクルによって割れることが抑制される。
【００９３】
また、例えば、透光性膜１４の主成分は、さらに、イソシアヌレート化合物を含んでもよい。
【００９４】
このような材料が透光性膜１４としてさらに採用されることで、透光性膜１４に覆われる金属線１７の硫化等の腐食は、さらに抑制され、且つ、透光性膜１４及び封止材１３は、ヒートサイクルによって割れることが抑制される。
【００９５】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る発光装置１０では、封止材１３は、１層からなる。実施の形態２に係る発光装置１０ａでは、封止材は、２層からなる。
【００９６】
以下、図６を参照して、実施の形態２に係る発光装置について、説明する。なお、実施の形態２に係る発光装置の説明においては、実施の形態１に係る発光装置１０と実質的に同一の構成に関しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００９７】
［構成］
図６は、実施の形態２に係る発光装置１０ａの断面図である。なお、図６に示す断面図は、図２に示す断面図に対応する発光装置１０ａの断面を示す図である。
【００９８】
図６に示すように、実施の形態２に係る発光装置１０ａは、基台１１と、複数の発光素子１２と、封止材２３と、透光性膜１４ａと、枠体１５と、パターン配線１６と、金属線１７とを備える。なお、図示しないが、パターン配線１６は、図１に示す発光装置１０と同様に、封止材１３に覆われていない電極１６ａ、電極１６ｂと電気的に接続されている。当該電極には、図示しない外部商用電源等が接続され、当該外部商用電源等から電力が供給されることで、発光装置１０ａは、発光する。
【００９９】
透光性膜１４ａは、透光性膜１４と同様に、金属線１７を覆う透光性の樹脂材料である。透光性膜１４ａは、例えば、金属線１７における径方向の全周を覆う。また、透光性膜１４ａは、金属線１７と基台１１との間に位置し、基台１１の主面１１ａから金属線１７まで立設されている壁部１４ｂｂと、パターン配線１６及び発光素子１２の少なくとも一部を覆う層状の層部１４ｃｃとを有する。また、透光性膜１４ａの壁部１４ｂｂは、基台１１の主面１１ａを上面視した場合に、金属線１７の延在方向に沿って金属線１７を覆うように連続して形成されている。また、透光性膜１４ａは、金属線１７から、基台１１の主面１１ａ、パターン配線１６、及び、発光素子１２までを連続して覆う。
【０１００】
壁部１４ｂｂは、実施の形態１に係る透光性膜１４が有する壁部１４ｂと同様に、基台１１の主面１１ａから金属線１７に向かって立ち上がっており、金属線１７を下側から支持するように形成されている。また、壁部１４ｂｂは、例えば、パターン配線１６及び発光素子１２に連なって形成されており、その少なくとも一部が、基台１１の主面１１ａ、発光素子１２、パターン配線１６、及び、発光素子１２及びパターン配線１６を電気的に接続する金属線１７に囲まれた位置に位置している。例えば、発光装置１０が複数の発光素子１２を備える場合、壁部１４ｂは、その少なくとも一部が、基台１１の主面１１ａ、２つの発光素子１２、及び、当該２つの発光素子１２を電気的に接続する金属線１７に囲まれた位置に位置している。また、例えば、壁部１４ｂにおける主面１１ａに平行な方向であって、金属線１７の延在方向に直交する方向の幅（つまり、Ｙ軸方向の幅）の一部は、金属線１７の径より薄くなっている。
【０１０１】
また、実施の形態２に係る透光性膜１４ａは、実施の形態１に係る透光性膜１４と異なり、基台１１の主面１１ａに直交する断面を見た場合に、枠体１５における発光素子１２側の内面１５ａとは反対側の面である外面１５ｂまで連続して覆う。具体的には、透光性膜１４ａの層部１４ｃｃは、基台１１の主面１１ａ、パターン配線１６等から枠体１５の内面１５ａを連続して覆い、さらに、内面１５ａから外面１５ｂまでを連続して覆う。
【０１０２】
なお、透光性膜１４ａに採用される材料は、透光性膜１４と同様でよい。
【０１０３】
封止材２３は、複数の発光素子１２、金属線１７、及び、パターン配線１６の一部を封止する封止部材である。平面視において、封止材２３は、実施の形態１に係る発光装置１０が有する封止材１３と同様に、円環状の枠体１５にせき止められることによって円形状に形成される。
【０１０４】
実施の形態２に係る封止材２３は、発光素子１２を覆う第１封止層１３ａと、第１封止層１３ａを覆う第２封止層１３ｂとを有する。ここで、第１封止層１３ａに封止される蛍光体２８の密度は、第２封止層１３ｂに封止される蛍光体２８の密度より高く設定される。例えば、封止材１３を固めるまでの時間を長くとることで、蛍光体２８を意図的に沈降させることで、封止材２３中の蛍光体２８の密度を変えることができる。
【０１０５】
なお、第１封止層１３ａと、第２封止層１３ｂとに用いられる封止材２３の材料は、異なる材料でもよいし、同じ材料でもよい。同じ材料が採用される場合、図６に示す第１封止層１３ａと第２封止層１３ｂとの間に界面は形成されない。封止材２３としては、例えば、シリコーン樹脂が用いられるが、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられてもよい。
【０１０６】
また、第１封止層１３ａに封止される蛍光体２８と、第２封止層１３ｂに封止される蛍光体２８とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。図６には、蛍光体２８は、第１封止層１３ａに封止される第１蛍光体１８ａと、第２封止層１３ｂに封止され、且つ、第１蛍光体１８ａとは発光素子１２が発する光を励起光として発する蛍光の蛍光スペクトルが異なる第２蛍光体１８ｂと、を含む場合について例示している。
【０１０７】
第１蛍光体１８ａには、例えば、赤色蛍光体の一例である、蛍光スペクトルの中心波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が採用され、第２蛍光体１８ｂには、例えば、緑色蛍光体の一例である、蛍光スペクトルの中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用される。もちろん、第１蛍光体１８ａに緑色蛍光体が採用され、第２蛍光体１８ｂに赤色蛍光体が採用されてもよい。
【０１０８】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態２に係る発光装置１０ａが備える透光性膜１４は、基台１１の主面１１ａに直交する断面を見た場合に、枠体１５における発光素子１２側の内面１５ａとは反対側の面である外面１５ｂまで連続して覆う。
【０１０９】
このような構成によれば、さらに耐ヒートサイクル性が向上される。
【０１１０】
また、例えば、封止材２３は、発光素子１２を覆う第１封止層１３ａと、第１封止層１３ａを覆う第２封止層１３ｂとを有する。この場合、第１封止層１３ａに封止される蛍光体２８の密度は、第２封止層１３ｂに封止される蛍光体２８の密度より高くてもよい。
【０１１１】
これにより、第１封止層１３ａは、第２封止層１３ｂより熱による膨張（変形）が起こりにくくなる。そのため、このような構成によれば、金属線１７は、より断線しにくくなる。
【０１１２】
また、例えば、蛍光体２８は、第１封止層１３ａに封止される第１蛍光体１８ａと、第２封止層１３ｂに封止され、且つ、第１蛍光体１８ａとは発光素子１２が発する光を励起光として発する蛍光の蛍光スペクトルが異なる第２蛍光体１８ｂと、を含む。
【０１１３】
これにより、発光装置１０ａは、発する蛍光が異なる複数の蛍光体を備えることで、様々な色の光を混合して発することができるようになる。そのため、このような構成によれば、発光装置１０ａは、より演色性の高い光を発することができる。
【０１１４】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る発光装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１１５】
上記実施の形態では、発光装置は、青色光を発する発光素子の一例であるＬＥＤチップと黄色蛍光体粒子との組み合わせによって白色光を放出したが、白色光を放出するための構成はこれに限らない。
【０１１６】
例えば、青色光を発するＬＥＤチップと、赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子とが組み合わされてもよい。また、青色光を発するＬＥＤチップよりも短波長である紫外光を放出する紫外ＬＥＤチップと、主に紫外光により励起されることで青色光、赤色光及び緑色光を放出する、青色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子及び赤色蛍光体粒子とが組み合わされてもよい。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、基板に実装されたＬＥＤチップは、他のＬＥＤチップと金属線によって、Ｃｈｉｐ  Ｔｏ  Ｃｈｉｐで接続された。しかしながら、ＬＥＤチップは、金属線によって基板のパターン配線に接続され、当該パターン配線を介して他のＬＥＤチップと電気的に接続されてもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態では、発光装置に用いられる発光素子としてＬＥＤチップが例示された。しかしながら、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）もしくは無機ＥＬ等のＥＬ素子等の他の種類の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。
【０１１９】
また、発光装置には、発光色が異なる２種類以上の発光素子が用いられてもよい。例えば、発光装置は、演色性を高める等の目的で、青色光を発するＬＥＤチップに加えて赤色光を発するＬＥＤチップを備えてもよい。
【０１２０】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０、１０ａ  発光装置
１１  基台
１１ａ  主面
１２  発光素子
１３、２３  封止材
１３ａ  第１封止層
１３ｂ  第２封止層
１４、１４ａ  透光性膜
１４ｂ、１４ｂｂ  壁部
１５  枠体
１５ｂ  外面
１６  パターン配線
１６ａ、１６ｂ  電極
１７  金属線
１８、２８  蛍光体
１８ａ  第１蛍光体
１８ｂ  第２蛍光体
２０  無機フィラー
ｔ１、ｔ２、ｔ３  厚み
【図１】
2019145711.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
2019145711.tif 000009