(57)【要約】【課題】光取り出し効率を向上させることが可能で且つ信頼性の向上を図ることが可能な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、ＬＥＤチップ２と、実装基板３と、カバー部４と、を備える。実装基板３は、セラミック基板３０と、セラミック基板３０の第１面３０ａとは反対側の第２面３０ｂ上に形成され、光を反射する金属材料により形成された反射層３３と、反射層３３を覆っているガスバリア層３４と、を備える。ＬＥＤチップ２は、セラミック基板３０の第１面３０ａに接合部５を介して接合されている。接合部５は、ＬＥＤチップ２から放射される光を通すように構成されている。セラミック基板３０は、光の拡散透過性を有し、且つ、ＬＥＤチップ２よりも平面サイズが大きい。反射層３３は、セラミック基板３０よりも平面サイズが小さく、且つ、セラミック基板３０の第２面３０ｂにおけるＬＥＤチップ２の投影領域よりも広い領域に形成されている。【選択図】図１
2015065244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが実装された実装基板と、前記ＬＥＤチップを覆っており、前記ＬＥＤチップから放射される光を通すカバー部と、を備え、
前記実装基板は、セラミック基板と、前記セラミック基板の第１面とは反対側の第２面上に形成され、前記ＬＥＤチップから放射される光を反射する金属材料により形成された反射層と、前記反射層を覆っているガスバリア層と、を備え、
前記ＬＥＤチップは、前記セラミック基板の前記第１面に接合部を介して接合され、
前記接合部は、前記ＬＥＤチップから放射される光を通すように構成され、
前記セラミック基板は、光の拡散透過性を有し、且つ、前記ＬＥＤチップよりも平面サイズが大きく、
前記反射層は、前記セラミック基板よりも平面サイズが小さく、前記セラミック基板の前記第２面における前記ＬＥＤチップの投影領域よりも広い領域に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記セラミック基板は、アルミナ基板であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記セラミック基板と前記ガスバリア層との界面が凹凸を有することを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
【請求項４】
前記実装基板は、複数の前記ＬＥＤチップが実装されており、前記セラミック基板の前記第１面から突出する突起が形成されており、前記突起が、互いに隣り合う前記ＬＥＤチップ同士の間で両前記ＬＥＤチップから離れて位置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記突起は、前記セラミック基板と一体に形成されていることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
前記カバー部は、光を透過する透明材料と、前記ＬＥＤチップから放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する波長変換材料と、の混合体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記波長変換材料は、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であることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
前記反射層は、前記セラミック基板の前記第２面における前記カバー部の投影領域よりも広い領域に形成されていることを特徴とする請求項６又は７記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（light emitting diode chip）を備えた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発光装置としては、例えば、図１０に示す構成の発光装置１０１が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
発光装置１０１は、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板１１０と、ＬＴＣＣ基板１１０上に形成された銀反射層１０３と、銀反射層１０３を覆うガラス層１０４と、ガラス層１０４の上に設置されたＬＥＤチップ１０２と、を備えている。また、発光装置１０１は、ＬＥＤチップ１０２とボンディングワイヤ１０７とが、ドーム状の蛍光体含有封止樹脂１０８で封止されている。ＬＴＣＣ基板１１０は、多層（１０層）のＬＴＣＣ層１１０ａ〜１１０ｊから成っている。発光装置１０１は、ＬＴＣＣ基板１１０の厚さが１ｍｍ、銀反射層１０３の厚さが０．２５ｍｍ、ガラス層１０４の厚さが０．０１ｍｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発光装置１０１では、ＬＥＤチップ１０２から放射され銀反射層１０３で反射された光が、ＬＥＤチップ１０２内で吸収されたり、多重反射されること等に起因して、光取り出し効率が低下しやすい、と推考される。
【０００６】
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で且つ信頼性の向上を図ることが可能な発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが実装された実装基板と、前記ＬＥＤチップを覆っており、前記ＬＥＤチップから放射される光を通すカバー部と、を備え、前記実装基板は、セラミック基板と、前記セラミック基板の第１面とは反対側の第２面上に形成され、前記ＬＥＤチップから放射される光を反射する金属材料により形成された反射層と、前記反射層を覆っているガスバリア層と、を備え、前記ＬＥＤチップは、前記セラミック基板の前記第１面に接合部を介して接合され、前記接合部は、前記ＬＥＤチップから放射される光を通すように構成され、前記セラミック基板は、光の拡散透過性を有し、且つ、前記ＬＥＤチップよりも平面サイズが大きく、前記反射層は、前記セラミック基板よりも平面サイズが小さく、前記セラミック基板の前記第２面における前記ＬＥＤチップの投影領域よりも広い領域に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発光装置において、前記セラミック基板は、アルミナ基板であることが好ましい。
【０００９】
この発光装置において、前記セラミック基板と前記ガスバリア層との界面が凹凸を有することが好ましい。
【００１０】
この発光装置において、前記実装基板は、複数の前記ＬＥＤチップが実装されており、前記セラミック基板の前記第１面から突出する突起が形成されており、前記突起が、互いに隣り合う前記ＬＥＤチップ同士の間で両前記ＬＥＤチップから離れて位置していることが好ましい。
【００１１】
この発光装置において、前記突起は、前記セラミック基板と一体に形成されていることが好ましい。
【００１２】
この発光装置において、前記カバー部は、光を透過する透明材料と、前記ＬＥＤチップから放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する波長変換材料と、の混合体で形成されていることが好ましい。
【００１３】
この発光装置において、前記波長変換材料は、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であることが好ましい。
【００１４】
この発光装置において、前記反射層は、前記セラミック基板の前記第２面における前記カバー部の投影領域よりも広い領域に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の発光装置においては、前記ＬＥＤチップから前記セラミック基板側へ放射された光の一部が、前記セラミック基板内で拡散され、前記セラミック基板の前記第１面における前記ＬＥＤチップの投影領域以外の領域から出射される。これにより、本発明の発光装置においては、光取り出し効率を向上させることが可能となる。また、本発明の発光装置においては、金属材料により形成された前記反射層が前記ガスバリア層により覆われているので、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態の発光装置を示す概略断面図である。
【図２】図２は、実施形態の発光装置を示す概略平面図である。
【図３】実施形態の発光装置の要部概略平面図である。
【図４】実施形態の発光装置の要部概略断面図である。
【図５】図５は、アルミナ基板の厚さとアルミナ基板の反射率との関係説明図である。
【図６】図６は、アルミナ基板と銀層との積層体におけるアルミナ基板の厚さと積層体の反射率との関係説明図である。
【図７】実施形態の発光装置の第１変形例を示す概略断面図である。
【図８】実施形態の発光装置の第２変形例を示す要部概略断面図である。
【図９】実施形態の発光装置の第２変形例における要部概略平面図である。
【図１０】図１０は、従来例の発光装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本実施形態の発光装置１について、図１〜４に基づいて説明する。
【００１８】
発光装置１は、ＬＥＤチップ２と、ＬＥＤチップ２が実装された実装基板３と、ＬＥＤチップ２を覆っており、ＬＥＤチップ２から放射される光を通すカバー部４と、を備える。実装基板３は、セラミック基板３０と、セラミック基板３０の第１面３０ａとは反対側の第２面３０ｂ上に形成され、ＬＥＤチップ２から放射される光を反射する金属材料により形成された反射層３３と、反射層３３を覆っているガスバリア層３４と、を備える。ＬＥＤチップ２は、セラミック基板３０の第１面３０ａに接合部５を介して接合されている。接合部５は、ＬＥＤチップ２から放射される光を通すように構成されている。セラミック基板３０は、拡散透過性を有し、且つ、ＬＥＤチップ２よりも平面サイズが大きい。反射層３３は、セラミック基板３０よりも平面サイズが小さく、且つ、セラミック基板３０の第２面３０ｂにおけるＬＥＤチップ２の投影領域よりも広い領域に形成されている。発光装置１は、ＬＥＤチップ２からセラミック基板３０側へ放射された光の一部が、セラミック基板３０内で拡散され、セラミック基板３０の第１面３０ａにおけるＬＥＤチップ２の投影領域以外の領域３０ａａから出射される。これにより、発光装置１は、光取り出し効率を向上させることが可能となる。また、発光装置１は、金属材料により形成された反射層３３がガスバリア層３４により覆われているので、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００１９】
発光装置１の各構成要素については、以下に詳細に説明する。
【００２０】
ＬＥＤチップ２は、図４に示すように、基板２１を備え、基板２１の第１面２１ａ側に、半導体材料により形成された多層膜２２を備えている。多層膜２２は、第１導電型半導体層と、第２導電型半導体層と、を備える。多層膜２２は、第１導電型半導体層が、第２導電型半導体層よりも基板２１の第１面２１ａに近い位置に形成されている。言い換えれば、第２導電型半導体層は、第１導電型半導体層における基板２１側とは反対側に形成されている。ＬＥＤチップ２は、第１導電型半導体層がｎ型半導体層により構成され、第２導電型半導体層がｐ型半導体層により構成されている。ＬＥＤチップ２は、第１導電型半導体層がｐ型半導体層により構成され、第２導電型半導体層がｎ型半導体層により構成されていてもよい。
【００２１】
基板２１は、多層膜２２を支持する機能を備える。多層膜２２は、エピタキシャル成長法等により形成することができる。エピタキシャル成長法は、結晶成長法を採用することができる。結晶成長法としては、例えば、有機金属気相成長（metal organic vapor phase epitaxy：ＭＯＶＰＥ）法、ハイドライド気相成長（hydride vapor phase epitaxy：ＨＶＰＥ）法、分子線エピタキシー（molecular beam epitaxy：ＭＢＥ）法等を採用できる。なお、多層膜２２は、この多層膜２２を形成する際に不可避的に混入される水素、炭素、酸素、シリコン、鉄等の不純物が存在してもよい。基板２１は、例えば、多層膜２２を形成する際の結晶成長用基板により構成することができる。
【００２２】
ＬＥＤチップ２は、青色光を放射する青色ＬＥＤチップにより構成してある。ＬＥＤチップ２は、ＧａＮ系青色ＬＥＤチップにより構成する場合、基板２１として、例えば、ＧａＮ基板を採用することができる。ＧａＮ系青色ＬＥＤチップとは、多層膜２２の半導体材料としてＧａＮ系材料を採用したＬＥＤチップである。ＧａＮ系材料としては、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等が挙げられる。基板２１は、多層膜２２から放射される光を効率良く透過できる材料により形成されていればよく、ＧａＮ基板に限らず、例えば、サファイア基板等を採用することもできる。要するに、基板２１は、多層膜２２から放射される光に対して透明な基板が好ましい。ＬＥＤチップ２は、多層膜２２が、基板２１と第１導電型半導体層との間に介在するバッファ層（buffer layer）を備えた構成でもよい。ＬＥＤチップ２は、多層膜２２の半導体材料を特に限定するものではない。また、ＬＥＤチップ２は、発光波長を特に限定するものではない。ＬＥＤチップ２は、青色ＬＥＤチップに限らず、例えば、紫色光を放射する紫色ＬＥＤチップ、緑色光を放射する緑色ＬＥＤチップ、赤色光を放射する赤色ＬＥＤチップ、紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップ等でもよい。
【００２３】
ＬＥＤチップ２は、多層膜２２が、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層との間に、発光層を備えているのが好ましい。この場合、多層膜２２から放射される光は、発光層から放射される光であり、発光層の材料により発光波長が規定される。発光層は、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２は、第１導電型半導体層と発光層と第２導電型半導体層とで、ダブルヘテロ構造（double heterostructure）を構成するようにしてもよい。
【００２４】
第１導電型半導体層は、単層構造に限らず、多層構造でもよい。また、第２導電型半導体層は、単層構造に限らず、多層構造でもよい。
【００２５】
ＬＥＤチップ２は、多層膜２２の一部を、多層膜２２の表面側から第１導電型半導体層の途中までエッチングすることで除去してある。要するに、ＬＥＤチップ２は、多層膜２２の一部をエッチングすることで形成された、図示しないメサ構造（mesa structure）を有している。これにより、ＬＥＤチップ２は、第２導電型半導体層の表面と第１導電型半導体層の表面との間に段差が形成されている。ＬＥＤチップ２は、第１導電型半導体層の露出した表面上に第１電極２３が形成され、第２導電型半導体層の表面上に第２電極２４が形成されている。ＬＥＤチップ２は、第１導電型半導体層の導電型（第１導電型）がｎ型であり、第２導電型半導体層の導電型（第２導電型）がｐ型である場合、第１電極２３、第２電極２４が、負電極、正電極を、それぞれ構成する。また、ＬＥＤチップ２は、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型である場合、第１電極２３、第２電極２４が、正電極、負電極を、それぞれ構成する。いずれにしても、ＬＥＤチップ２は、このＬＥＤチップ２の厚み方向の一面側に、第１電極２３と、第２電極２４と、が設けられている。
【００２６】
ＬＥＤチップ２のチップサイズ（chip size）は、特に限定するものではない。ＬＥＤチップ２は、平面形状が長方形状の場合、例えば、チップサイズが０．５２ｍｍ×０．３９ｍｍのものを用いることができる。また、ＬＥＤチップ２は、平面形状が正方形状の場合、例えば、０．３ｍｍ□（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）や０．４５ｍｍ□（０．４５ｍｍ×０．４５ｍｍ）や１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）のもの等を用いることができる。ＬＥＤチップ２については、平面形状やチップサイズを限定するものではない。
【００２７】
実装基板３は、ＬＥＤチップ２を実装する基板である。「実装する」とは、ＬＥＤチップ２を配置して機械的に接続すること及び電気的に接続することを含む概念である。
【００２８】
実装基板３は、セラミック基板３０の第１面３０ａ上に、ＬＥＤチップ２が接合部５を介して配置され、ＬＥＤチップ２がセラミック基板３０に機械的に接続されている。接合部５の材料は、ＬＥＤチップ２から放射される光に対する透過率が高い材料が好ましく、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等を採用することができる。これにより、接合部５は、ＬＥＤチップ２から放射される光を通すことができる。
【００２９】
また、実装基板３は、セラミック基板３０の第１面３０ａ側に、ＬＥＤチップ２の第１電極２３、第２電極２４それぞれが電気的に接続される第１導体部３１、第２導体部３２を備えている。実装基板３は、第１導体部３１と第２導体部３２とが空間的に分離されるように、第１導体部３１及び第２導体部３２がパターン形成されている。発光装置１は、ＬＥＤチップ２の第１電極２３と実装基板３の第１導体部３１とが、第１ワイヤ７１を介して電気的に接続されている。また、発光装置１は、ＬＥＤチップ２の第２電極２４と実装基板３の第２導体部３２とが、第２ワイヤ７２を介して電気的に接続されている。第１ワイヤ７１及び第２ワイヤ７２としては、例えば、金ワイヤ、銀ワイヤ、銅ワイヤ、アルミニウムワイヤ等を採用することができる。
【００３０】
第１導体部３１は、第１ワイヤ７１が接続される第１接続部３１ａと、平面視においてカバー部４よりも外側に位置する第１端子部３１ｂと、を備えている。第２導体部３２は、第１ワイヤ７２が接続される第２接続部３２ａと、平面視においてカバー部４よりも外側に位置する第２端子部３２ｂと、を備えている。第１接続部３１ａ、第２接続部３２ａ、第１ワイヤ７１及び第２ワイヤ７２は、カバー部４により覆われている。
【００３１】
第１導体部３１及び第２導体部３２は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してある。第１導体部３１及び第２導体部３２は、これに限らず、例えば、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｔｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜との積層膜等を採用することができる。第１導体部３１及び第２導体部３２は、積層膜により構成する場合、セラミック基板３０から最も離れた最上層の膜がＡｕにより形成され、セラミック基板３０に最も近い最下層の膜がセラミック基板３０との密着性の高い材料により形成されているのが好ましい。第１導体部３１及び第２導体部３２は、積層膜に限らず、単層膜により構成してもよい。
【００３２】
セラミック基板３０は、平板状に形成されている。セラミック基板３０は、平面視形状を正方形状としてあるが、これに限らず、例えば、長方形状、矩形以外の多角形状、円形状等でもよい。セラミック基板３０の平面サイズは、ＬＥＤチップ２の平面サイズよりも大きく設定してある。ＬＥＤチップ２の平面サイズは、ＬＥＤチップ２のチップサイズと同じ意味である。
【００３３】
発光装置１は、セラミック基板３０の第１面３０ａにおけるＬＥＤチップ２の搭載用領域に、ＬＥＤチップ２が接合部５を介して接合されている。
【００３４】
セラミック基板３０は、光の拡散透過性を有しおり、ＬＥＤチップ２から放射される光を透過したり、拡散したりする。セラミック基板３０の材質としては、例えば、透光性セラミックスを採用することができる。透光性セラミックスとしては、例えば、アルミナセラミックス等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、添加物等の種類や濃度によって、透過率、反射率、屈折率及び熱伝導率を調整することも可能である。
【００３５】
セラミック基板３０は、光拡散性を有することが好ましい。これにより、発光装置１は、ＬＥＤチップ２からセラミック基板３０側へ放射された光が、セラミック基板３０内で拡散される。これにより、発光装置１は、ＬＥＤチップ２からセラミック基板３０側へ出射した光がＬＥＤチップ２へ戻るのをより抑制することが可能となり、且つ、セラミック基板３０の第１面３０ａにおけるＬＥＤチップ２の投影領域以外の領域３０ａａから光を取り出しやすくなる。よって、発光装置１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、全光束量を向上させることが可能となる。セラミック基板３０の第１面３０ａにおけるＬＥＤチップ２の投影領域とは、ＬＥＤチップ２をＬＥＤチップ２の厚み方向に沿ってセラミック基板３０の第１面３０ａに投影した領域を意味する。また、セラミック基板３０の第１面３０ａにおけるＬＥＤチップ２の投影領域以外の領域３０ａａのうち光が出射されるのは、第１導体部３１及び第２導体部３２が形成されてない部位である。
【００３６】
セラミック基板３０は、例えば、アルミナ基板により構成することができる。アルミナ基板は、アルミナ粒子の粒径を０．６μｍ程度に設定してある。アルミナ基板は、アルミナ粒子の粒径が、０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。アルミナ基板は、アルミナ粒子の粒径が大きくなるにつれて反射率が低くなり、アルミナ粒子の粒径が小さくなるにつれて光の散乱効果が大きくなる傾向にある。要するに、反射率を低くすることと、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。
【００３７】
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。ここで、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。
【００３８】
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、粒径が小さくなるほど反射率が高くなる傾向にある。
【００３９】
反射層３３は、セラミック基板３０の第２面３０ｂ上に形成されている。この反射層３３は、第２面３０ｂの一部を覆うように形成されている。
【００４０】
反射層３３は、ＬＥＤチップ２から放射されセラミック基板３０の第２面３０ｂに達した光を反射するために設けてある。このため、反射層３３は、セラミック基板３０の第２面３０ｂにおけるＬＥＤチップ２の投影領域よりも広い領域に形成されている。これにより、発光装置１は、ＬＥＤチップ２から放射されセラミック基板３０の第２面３０ｂに達した光を、より効率良く反射させることが可能となる。カバー部４が透明材料と波長変換材料との混合体で形成されている場合、反射層３３は、セラミック基板３０の第２面３０ｂにおけるカバー部４の投影領域よりも広い領域に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１は、ＬＥＤチップ２から放射され反射層３３で反射された光が、カバー部４を通らずに出射されるのを抑制することが可能となり、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。また、発光装置１は、放熱性の観点から、反射層３３が、より広い領域に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１は、ＬＥＤチップ２で発生して反射層３３へ伝導された熱を、より広い範囲に伝導させることが可能となり、放熱性を、より向上させることが可能となる。
【００４１】
反射層３３は、セラミック基板３０よりも平面サイズが小さく、セラミック基板３０の第２面３０ｂの外周線から離れて配置されている。ＬＥＤチップ２の投影領域とは、ＬＥＤチップ２の厚み方向への投影領域であり、ＬＥＤチップ２をセラミック基板３０の第２面３０ｂに垂直投影した領域を意味する。
【００４２】
反射層３３の平面形状は、正方形状としてあるが、これに限らず、例えば、長方形状、矩形以外の多角形状、円形状等でもよい。
【００４３】
反射層３３の金属材料としては、ＬＥＤチップ２から放射される光に対する反射率の高い材料が好ましい。ＬＥＤチップ２から放射される光が可視光の場合、反射層３３の金属材料は、例えば、銀、銀合金等が好ましい。反射層３３は、単層構造に限らず、例えば、銀層とパラジウム層と金銀合金層との積層膜等を採用してもよい。反射層３３は、例えば、蒸着法やスパッタ法等の薄膜形成技術によって形成することができる。
【００４４】
ガスバリア層３４は、反射層３３が外部のガスに曝されるのを抑制して反射層３３を保護する保護層としての機能を有する。ガスバリア層３４は、反射層３３においてセラミック基板３０の第２面３０ｂに接している面以外の全面を覆うように形成されている。これにより、発光装置１は、反射層３３が外気に曝されるのを防止することが可能となり、反射層３３が外気等によって腐食されるのを抑制することが可能となる。よって、発光装置１は、信頼性の向上を図ることが可能となる。特に、発光装置１は、反射層３３の金属材料が銀を含んでいる場合、反射層３３の銀が空気中の硫化ガス等によって硫化されるのを抑制することが可能となり、反射層３３の反射率の経時変化を抑制することが可能となる。硫化ガスは、例えば、硫化水素や二酸化硫黄等である。
【００４５】
ガスバリア層３４は、金属酸化膜により構成されている。金属酸化膜としては、酸化アルミニウム膜を採用しているが、これに限らず、例えば、酸化チタン膜、酸化ルテニウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化モリブデン膜、酸化シリコン膜等を採用することができる。ガスバリア層３４は、例えば、スパッタ法等の薄膜形成技術によって形成することができる。
【００４６】
実装基板３の形成にあたっては、例えば、セラミック基板３０の第２面３０ｂ上に反射層３３を形成してから、セラミック基板３０の第２面３０ｂ側にガスバリア層３４を形成し、その後、セラミック基板３０の第１面３０ａ上に第１導体部３１及び第２導体部３２を形成すればよい。
【００４７】
実装基板３は、１５５０℃〜１６００℃程度の焼成温度で焼成されたアルミナ基板により構成されるセラミック基板３０に対して、反射層３３及びガスバリア層３４を薄膜形成技術により形成したものである。これにより、実装基板３は、内部に銀層を備えたＬＴＣＣ基板（low temperature co-fired ceramics substrate）により構成される場合に比べて、同じ厚さでの熱抵抗を低減することが可能となる。これは、ＬＴＣＣ基板が、アルミナ基板の焼成温度に比べて比較的低温である１０００℃以下（例えば、８５０℃〜１０００℃）で焼成された基板であるためである。また、実装基板３は、反射層３３の材料の選択肢が多くなるという利点もある。
【００４８】
カバー部４は、セラミック基板３０の第１面３０ａ側で、ＬＥＤチップ２、第１ワイヤ７１及び第２ワイヤ７２を覆っている。これにより、発光装置１は、実装基板３とカバー部４とで、パッケージを構成している。
【００４９】
カバー部４は、半球状の形状としてある。カバー部４の形状は、半球状に限らず、例えば、半楕円球状や、半円柱状の形状としてもよい。
【００５０】
カバー部４は、ＬＥＤチップ２、第１ワイヤ７１及び第２ワイヤ７２を封止する封止部を兼ねている。
【００５１】
カバー部４の材料としては、光を透過する透明材料を用いるのが好ましい。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・無機ハイブリッド材料等を採用することができる。
【００５２】
カバー部４は、光を透過する透明材料と、ＬＥＤチップ２から放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する波長変換材料と、の混合体で形成されている構成としてもよい。これにより、発光装置１は、ＬＥＤチップ２から放射される光と波長変換材料からから放射される光との混色光を得ることが可能となる。
【００５３】
波長変換材料は、ＬＥＤチップ２から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ２とは異なる色の光を放射する蛍光体であるのが好ましい。
【００５４】
発光装置１は、例えば、ＬＥＤチップ２として青色ＬＥＤチップを採用し、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、発光装置１は、ＬＥＤチップ２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カバー部４から出射可能となり、白色光を得ることが可能となる。
【００５５】
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、蛍光体としては、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。発光装置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。
【００５６】
カバー部４の表面の形状は、カバー部４の表面においてＬＥＤチップ２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、発光装置１は、カバー部４の表面の略全面で、ＬＥＤチップ２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、カバー部４の表面の形状を設計することが好ましい。
【００５７】
このため、カバー部４は、例えば、半球状に形成されているのが好ましい。発光装置１は、ＬＥＤチップ２の光軸とカバー部４の光軸とが一致するようにカバー部４が設計されているのが好ましい。これにより、発光装置１は、カバー部４の表面（カバー部４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。発光装置１は、色むらを人が視認できない程度に抑制することが可能となる。
【００５８】
また、発光装置１は、ＬＥＤチップ２からカバー部４の表面までの光路長をＬＥＤチップ２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。カバー部４の形状は、半球状に限らず、例えば、半楕円球状の形状でもよい。
【００５９】
発光装置１は、カバー部４が光拡散材を含有している構成としてもよい。光拡散材は、粒子状であり、カバー部４に分散されていることが好ましい。発光装置１は、カバー部４が光拡散材を含有していることにより、色むらを更に抑制することが可能となる。光拡散材の材料としては、無機材料、有機材料、有機・無機ハイブリッド材料等を用いることができる。無機材料としては、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、酸化チタン、金等を用いることができる。有機材料としては、例えば、フッ素系樹脂等を用いることができる。発光装置１は、光拡散材とカバー部４の透明材料との屈折率差が大きいほど、同程度の色むらを抑制する効果を得るのに必要な光拡散材の含有率を低減することが可能となる。
【００６０】
また、発光装置１は、ＬＥＤチップ２が青色ＬＥＤチップであり、カバー部４が複数種の蛍光体（緑色蛍光体、赤色蛍光体）及び光拡散材を含有している構成とすれば、演色性をより向上させることが可能となる。
【００６１】
発光装置１の製造にあたっては、まず、実装基板３を準備し、その後、以下の第１工程、第２工程及び第３工程を順次行う。第１工程では、ダイボンド装置等により、ダイ（die）であるＬＥＤチップ２をセラミック基板３０の第１面３０ａ上にダイボンドする。つまり、ＬＥＤチップ２をセラミック基板３０の第１面３０ａに接合部５を介して接合する。第２工程では、ワイヤボンディング装置等により、ＬＥＤチップ２の第１電極２３、第２電極２４と、第１導体部３１、第２導体部３２とを、第１ワイヤ７１、第２ワイヤ７２を介してそれぞれ電気的に接続するワイヤボンディングを行う。第３工程では、ディスペンサシステム（dispenser system）等を利用してカバー部４を形成する。
【００６２】
発光装置１は、ＬＥＤチップ２等で発生した熱を効率良く放熱させる観点から、実装基板３の厚さ方向における実装基板３の熱抵抗が小さいほうが好ましい。
【００６３】
ところで、本願発明者らは、厚さの異なる複数枚のアルミナ基板（京セラ株式会社製のＡ４７３）を準備し、各アルミナ基板それぞれの反射率を測定する実験を行った。図５には、厚さが０．４ｍｍのアルミナ基板の反射率の測定値をＤ１で示し、厚さが０．６ｍｍのアルミナ基板の反射率の測定値をＤ２で示し、厚さが１ｍｍのアルミナ基板の反射率の測定値をＤ３で示してある。反射率の測定値は、積分球及び分光光度計を用いて測定した値である。
【００６４】
アルミナ基板は、厚さが薄くなるにつれて、厚さ方向における熱抵抗を低減することができる。しかしながら、図５からは、アルミナ基板の厚さが薄くなるにつれて、アルミナ基板の反射率が低下する傾向があることが分かる。
【００６５】
また、本願発明者らは、厚さの異なる複数枚のアルミナ基板（京セラ株式会社製のＡ４７３）を準備し、各アルミナ基板それぞれと銀層との積層体を作製し、各積層体それぞれについてアルミナ基板側から光を入射して反射率を測定する実験を行った。図６には、厚さが０．４ｍｍのアルミナ基板と銀層との積層体の反射率の測定値をＤ１で示し、厚さが０．６ｍｍのアルミナ基板と銀層との積層体の反射率の測定値をＤ２で示し、厚さが１ｍｍのアルミナ基板と銀層との積層体の反射率の測定値をＤ３で示してある。反射率の測定値は、積分球及び分光光度計を用いて測定した値である。
【００６６】
図６からは、アルミナ基板と銀層との積層体とすることにより、アルミナ基板の厚さが薄くなるにつれて反射率が高くなる傾向にあることが分かる。また、図５、６からは、アルミナ基板と銀層との積層体とすることにより、アルミナ基板の単体の場合に比べて、アルミナ基板の厚さの違いによる反射率の差が小さくなる傾向にあること分かる。積層体は、アルミナ基板の厚さが薄くなるにつれて、厚さ方向における熱抵抗を低減することができる。
【００６７】
このため、本実施形態の発光装置１では、実装基板３が、上述のセラミック基板３０と反射層３３との積層構造を備えていることにより、実装基板３の厚さの薄型化を図ることで熱抵抗の低減を図ることができ、且つ、ＬＥＤチップ２から放射された光を効率良く外部へ出射させることが可能となる。
【００６８】
図７は、発光装置１の第１変形例の発光装置１１を示す概略断面図である。発光装置１１は、発光装置１と基本構成が同じである。発光装置１１は、セラミック基板３０とガスバリア層３４との界面が凹凸を有している点が発光装置１と相違するだけである。このため、発光装置１１の詳細な説明は、省略する。なお、発光装置１１において、発光装置１と同様の構成要素には同一の符号を付してある。
【００６９】
発光装置１１は、セラミック基板３０の第２面３０ｂにおける周部に凹凸構造を形成することで、セラミック基板３０とガスバリア層３４との界面が凹凸を有している。
【００７０】
発光装置１１は、発光装置１に比べて、セラミック基板３０とガスバリア層３４との密着性を向上させることが可能となり、また、セラミック基板３０とガスバリア層３４との界面に沿った、反射層３３と大気との間の距離を長くすることが可能となる。これにより、発光装置１１は、発光装置１に比べて、セラミック基板３０とガスバリア層３４との境界から硫黄ガスが侵入するのを、より抑制することが可能となる。よって、発光装置１１は、発光装置１に比べて反射層３３の腐食を、より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。
【００７１】
第２変形例の発光装置１２は、図８、９に示すように、実装基板３に、複数のＬＥＤチップ２が実装されている。また、発光装置１２は、セラミック基板３０の第１面３０ａから突出する突起３５が形成されており、突起３５が、互いに隣り合うＬＥＤチップ２、２同士の間で両ＬＥＤチップ２、２から離れて位置している。発光装置１２は、発光装置１、２と基本構成が略同じである。このため、発光装置１２の詳細な説明は、省略する。なお、発光装置１２において、発光装置１、１１と同様の構成要素には同一の符号を付してある。
【００７２】
発光装置１２は、複数のＬＥＤチップ２を接続した接続形態として、複数のＬＥＤチップ２が直列接続された構成を有してもよいし、並列接続された構成を有してもよいし、直並列接続された構成を有してもよい。実装基板３は、上記接続形態に応じて適宜にパターン形成された導体部を備えていればよい。なお、図９のように複数の突起３５の一群が全体として格子状に形成されている場合には、ＬＥＤチップ２同士をワイヤで電気的に接続してもよい。また、実装基板３は、セラミック基板３０において、一群のＬＥＤチップ２給電するための導体部の形成部位を避けて突起３５を形成してもよい。
【００７３】
発光装置１２は、実装基板３に、複数のＬＥＤチップ２が実装されているので、発光装置１に比べて、光出力の高出力化を図ることが可能となる。また、発光装置１２は、セラミック基板３０の第１面３０ａから突出する突起３５が形成されており、突起３５が、互いに隣り合うＬＥＤチップ２、２同士の間で両ＬＥＤチップ２、２から離れて位置しているので、実装基板３の強度を向上させることが可能となる。突起３５は、ＬＥＤチップ２から側方へ放射された光を所望の光取り出し方向へ反射させる反射部としての機能を備えるのが好ましい。このため、実装基板３は、突起３５の側面が光反射面を構成するのが好ましい。これにより、発光装置１２は、ＬＥＤチップ２から側方へ放射された光が、突起３５で反射されてＬＥＤチップ２へ戻るのを抑制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。
【００７４】
突起３５の側面は、平面状としてあるが、これに限らず、例えば、曲面状や階段状でもよい。実装基板３は、突起３５の側面を平面状とする場合、セラミック基板３０の第１面３０ａと突起３５の側面とのなす角度を鈍角とし、この角度を適宜設定すればよい。
【００７５】
発光装置１２は、ＬＥＤチップ２が２次元アレイ状に配列されているが、これに限らず、例えば、１次元アレイ状に配列されたものでもよい。
【００７６】
発光装置１２は、セラミック基板３０の第２面３０ｂ上において、１つの反射層３３が複数のＬＥＤチップ２それぞれの投影領域を含む大きさに形成されているが、各ＬＥＤチップ２それぞれに１対１で対応するように複数の反射層３３を備えた構成としてもよい。
【００７７】
発光装置１２は、突起３５が、セラミック基板３０と一体に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１２では、突起３５とセラミック基板３０とが別部材であって突起３５とセラミック基板３０とを固着されている場合に比べて、実装基板３の強度を向上させることが可能となる。
【００７８】
上述の実施形態等において説明した各図は、模式的なものであり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態等に記載した材料、数値等は、好ましいものを例示しているだけであり、それに限定するものではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１、１１、１２  発光装置
２  ＬＥＤチップ
３  実装基板
４  カバー部
５  接合部
３０  セラミック基板
３０ａ  第１面
３０ａａ  領域
３０ｂ  第２面
３３  反射層
３４  ガスバリア層
３５  突起
【図１】
2015065244.tif 000003
【図２】
2015065244.tif 000004
【図３】
2015065244.tif 000005
【図４】
2015065244.tif 000006
【図５】
2015065244.tif 000007
【図６】
2015065244.tif 000008
【図７】
2015065244.tif 000009
【図８】
2015065244.tif 000010
【図９】
2015065244.tif 000011
【図１０】
2015065244.tif 000012