(57)【要約】【課題】演色性の向上を図ることが可能で且つ光出力の高出力化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１ａは、実装基板２と、発光素子３と、発光素子３を覆っている第１波長変換層４と、第１波長変換層４から離れて配置された第２波長変換層５と、を備える。第１波長変換層４は、第１透光性材料と、発光素子３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第１波長変換材料と、の混合体で形成されている。第２波長変換層５は、第２透光性材料と、発光素子３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第２波長変換材料と、の混合体で形成されている。第２透光性材料は、第１透光性材料よりも耐熱性が高い。第２波長変換材料は、第１波長変換材料よりも耐熱性が高い。発光装置１ａは、発光素子３と第２波長変換層５との間における実装基板２を介した伝熱を抑制する断熱部６を備える。【選択図】図１
2015109391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、前記実装基板の第１面側に実装された発光素子と、前記発光素子を覆っている第１波長変換層と、前記第１波長変換層における前記発光素子側とは反対側で前記第１波長変換層から離れて配置された第２波長変換層と、を備え、
前記第１波長変換層は、第１透光性材料と、前記発光素子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第１波長変換材料と、の混合体で形成され、
前記第２波長変換層は、第２透光性材料と、前記発光素子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第２波長変換材料と、の混合体で形成されており、前記第２透光性材料が前記第１透光性材料よりも耐熱性が高く、前記第２波長変換材料が前記第１波長変換材料よりも耐熱性が高く、
前記発光素子と前記第２波長変換層との間における前記実装基板を介した伝熱を抑制する断熱部を備える、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１透光性材料は、透光性樹脂であり、前記第２透光性材料は、ガラスである、
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１波長変換材料は、赤色蛍光体であり、前記第２波長変換材料は、黄色蛍光体である、
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】
前記第２波長変換層は、板状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記実装基板の前記第１面側に複数の前記発光素子を備え、
前記複数の前記発光素子のうち一部の前記発光素子のみ前記第１波長変換層で覆われている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２波長変換層は、前記発光素子の厚み方向への投影領域の外周線よりも内側に位置している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第２波長変換層は、前記複数の前記発光素子の全てを内包する最小の凸多角形の、前記実装基板の厚み方向への投影領域の外周線よりも内側に位置している、
ことを特徴とする請求項５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）、ＬＤチップ（laser diode chip）等の発光素子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９に示す構成の発光装置１３０が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
発光装置１３０は、発光素子としてのＬＥＤチップ１０４と、ＬＥＤチップ１０４が固着された基板１０２と、透光性を有する封止外層１０８と、を備えている。また、発光装置１３０は、ＬＥＤチップ１０４を基板１０２に固着するダイボンド剤１０５を備えている。また、発光装置１３０は、ＬＥＤチップ１０４の表面に密着してＬＥＤチップ１０４を覆っている発光素子表面層１２１を備えている。
【０００４】
封止外層１０８は、強度の強い透光性樹脂等によって形成されている。封止外層１０８の内部は、中空である。
【０００５】
ＬＥＤチップ１０４は、紫外光又は近紫外光を発する。封止外層１０８は、青色蛍光体１１０Ｂを含有している。発光素子表面層１２１は、緑色蛍光体１１０Ｇを含有している。ダイボンド剤１０５は、赤色蛍光体１１０Ｒを含有している。
【０００６】
また、照明装置としては、例えば、図１０に示す構成の照明装置３０１が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
照明装置３０１は、少なくとも１つの赤色ＬＥＤ３０２と、少なくとも１つの青色ＬＥＤ３０３と、支持基板３０９と、側壁部３１０と、光出射窓３０７と、波長変換材料３０５と、反射コーティング３１１と、を備えている。
【０００８】
波長変換材料３０５は、青色ＬＥＤ３０３によって放射される光の少なくとも一部は、緑色又は緑がかった光として再放射され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２６７０３９公報
【特許文献２】特表２０１２−５０７８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発光装置の分野においては、発光装置１３０や照明装置３０１に限らず、光出力の更なる向上が望まれている。
【００１１】
しかしながら、発光装置１３０では、発光素子表面層１２１の緑色蛍光体１１０Ｇで発生する熱と、ダイボンド剤１０５の赤色蛍光体１１０Ｒで発生する熱と、の影響でＬＥＤチップ１０４のジャンクション温度が上昇しやすくなる。このため、発光装置１３０では、入力電流の大電流化による光出力の高出力化が難しかった。
【００１２】
また、発光装置１３０では、赤色蛍光体１１０ＲがＬＥＤチップ１０４の熱の影響を受けやすく、赤色蛍光体１１０Ｒの温度消光により、効率が低下してしまう。
【００１３】
また、照明装置３０１では、波長変換材料３０５で発生した熱が支持基板３０９へ放熱されにくく、波長変換材料３０５の温度が高くなりやすい。このため、照明装置３０１では、波長変換材料３０５として、温度消光の大きな蛍光体（例えば、赤色蛍光体）を使用すると効率が低下してしまうので、使用できる蛍光体が制限されて演色性を高めるのが難しい。
【００１４】
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、演色性の向上を図ることが可能で且つ光出力の高出力化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】
【００１５】
本発明の発光装置は、実装基板と、前記実装基板の第１面側に実装された発光素子と、前記発光素子を覆っている第１波長変換層と、前記第１波長変換層における前記発光素子側とは反対側で前記第１波長変換層から離れて配置された第２波長変換層と、を備える。前記第１波長変換層は、第１透光性材料と、前記発光素子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第１波長変換材料と、の混合体で形成されている。前記第２波長変換層は、第２透光性材料と、前記発光素子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第２波長変換材料と、の混合体で形成されている。前記第２透光性材料は、前記第１透光性材料よりも耐熱性が高い。前記第２波長変換材料は、前記第１波長変換材料よりも耐熱性が高い。本発明の発光装置は、前記発光素子と前記第２波長変換層との間における前記実装基板を介した伝熱を抑制する断熱部を備える。
【００１６】
この発光装置において、前記第１透光性材料は、透光性樹脂であり、前記第２透光性材料は、ガラスであるのが好ましい。
【００１７】
この発光装置において、前記第１波長変換材料は、赤色蛍光体であり、前記第２波長変換材料は、黄色蛍光体であるのが好ましい。
【００１８】
この発光装置において、前記第２波長変換層は、板状に形成されているのが好ましい。
【００１９】
この発光装置において、前記実装基板の前記第１面側に複数の前記発光素子を備え、前記複数の前記発光素子のうち一部の前記発光素子のみ前記第１波長変換層で覆われているのが好ましい。
【００２０】
この発光装置において、前記第２波長変換層は、前記発光素子の厚み方向への投影領域の外周線よりも内側に位置しているのが好ましい。
【００２１】
この発光装置において、前記第２波長変換層は、前記複数の前記発光素子の全てを内包する最小の凸多角形の、前記実装基板の厚み方向への投影領域の外周線よりも内側に位置しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の発光装置においては、前記第１波長変換層と、前記第２波長変換層と、を備えることで、演色性の向上を図ることが可能となる。また、本発明の発光装置においては、前記第１透光性材料よりも耐熱性の高い前記第２透光性材料と、前記第１波長変換材料よりも耐熱性の高い前記第２波長変換材料と、の混合体で形成された前記第２波長変換層が、前記発光素子を覆う前記第１波長変換層から離れて配置され、更に前記断熱部を備える。よって、本発明の発光装置では、前記発光素子近傍の発熱量を低減することが可能となり、より大きな電流を前記発光素子に供給することが可能となるから、光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）は、実施形態１の発光装置を示す概略平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態１の発光装置の第１変形例を示す概略平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の発光装置の第２変形例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の発光装置の第３変形例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、実施形態１の発光装置の第４変形例を示す概略断面図である。
【図６】図６（ａ）は、実施形態２の発光装置を示す概略平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の発光装置の第１変形例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、実施形態２の発光装置の第２変形例を示す概略断面図である。
【図９】図９は、従来例の発光装置を示す模式断面図である。
【図１０】図１０は、従来例の照明装置の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施形態１）
以下では、本実施形態の発光装置１ａについて、図１（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
【００２５】
発光装置１ａは、実装基板２と、実装基板２の第１面２ａ側に実装された発光素子３と、発光素子３を覆っている第１波長変換層４と、第１波長変換層４における発光素子３側とは反対側で第１波長変換層４から離れて配置された第２波長変換層５と、を備える。第１波長変換層４は、第１透光性材料と、発光素子３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第１波長変換材料と、の混合体で形成されている。第２波長変換層５は、第２透光性材料と、発光素子３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第２波長変換材料と、の混合体で形成されている。第２透光性材料は、第１透光性材料よりも耐熱性が高い。第２波長変換材料は、第１波長変換材料よりも耐熱性が高い。また、発光装置１ａは、発光素子３と第２波長変換層５との間における実装基板２を介した伝熱を抑制する断熱部６を備える。よって、発光装置１ａは、発光素子３の光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【００２６】
発光装置１ａの各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。
【００２７】
発光素子３は、ＬＥＤチップ３０により構成されている。ＬＥＤチップ３０は、基板３１を備え、基板３１の第１面３１ａ側に、半導体材料により形成された多層膜３２を備えている。多層膜３２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３２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３１の第１面３１ａ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３１側とは反対側に形成されている。ＬＥＤチップ３０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３０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。
【００２８】
基板３１は、多層膜３２を支持する機能を備える。多層膜３２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３２は、この多層膜３２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３１は、例えば、多層膜３２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。
【００２９】
ＬＥＤチップ３０は、例えば、青色光を放射する青色ＬＥＤチップを採用することができる。ＬＥＤチップ３０は、ＧａＮ系青色ＬＥＤチップにより構成する場合、基板３１として、例えば、サファイア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３２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３１は、多層膜３２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、サファイア基板に限らず、例えば、ＧａＮ基板等を採用することもできる。要するに、基板３１は、多層膜３２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３０は、多層膜３２が、基板３１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３０は、多層膜３２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３０は、発光波長を特に限定するものではない。ＬＥＤチップ３０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チップ等でもよい。
【００３０】
ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２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３２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３０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。
【００３１】
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。
【００３２】
ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２の一部を、多層膜３２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３０は、多層膜３２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３０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３０は、第１導電型半導体層の露出した表面上に第１電極３３が形成され、第２導電型半導体層の表面上に第２電極３４が形成されている。ＬＥＤチップ３０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３３、第２電極３４が、負電極、正電極を、それぞれ構成する。また、ＬＥＤチップ３０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３３、第２電極３４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３０は、このＬＥＤチップ３０の厚み方向の一面側に、第１電極３３と、第２電極３４と、が設けられている。
【００３３】
ＬＥＤチップ３０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３０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３０は、平面形状が正方形状の場合、例えば、チップサイズが０．３ｍｍ□（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）、０．４５ｍｍ□（０．４５ｍｍ×０．４５ｍｍ）、１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）等のものを用いることができる。ＬＥＤチップ３０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。
【００３４】
実装基板２は、発光素子３を実装する基板である。「実装する」とは、発光素子３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。
【００３５】
実装基板２の平面形状は、矩形状としてある。実装基板２の平面形状は、矩形状に限らず、例えば、矩形状以外の多角形状や、円形状等でもよい。
【００３６】
実装基板２は、支持体２０と、支持体２０の第１面２０ａ側に所定のパターンで形成され発光素子３が電気的に接続される第１導体部２３及び第２導体部２４と、を備える。支持体２０は、平板状の形状に形成されている。実装基板２は、第１導体部２３と第２導体部２４とが空間的に分離されるように形成されている。発光素子３は、実装基板２にフリップチップ実装されている。これにより、発光素子３は、第１電極３３が第１導体部２３に第１バンプ（図示せず）を介して電気的に接続されている。また、発光素子３は、第２電極３４が第２導体部２４に第２バンプ（図示せず）を介して電気的に接続されている。第１バンプ及び第２バンプの材料としては、例えば、Ａｕが好ましい。
【００３７】
支持体２０は、例えば、セラミック基板により構成することができる。これにより、発光装置１ａは、支持体２０が樹脂基板により構成されている場合に比べて、放熱性を向上させることが可能となり、発光装置１ａの光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【００３８】
セラミック基板の材質としては、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。セラミック基板は、バインダ、添加物等の種類や濃度によって、反射率を調整することも可能である。セラミック基板は、支持体２０の第１面２０ａを構成する表面が拡散反射性を有するのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３からセラミック基板側へ出射した光が発光素子３へ戻るのを、抑制することが可能となる。
【００３９】
セラミック基板は、光拡散性を有していてもよい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３からセラミック基板側へ放射された光が、セラミック基板内で拡散される。よって、発光装置１ａは、発光素子３からセラミック基板側へ出射した光が発光素子３へ戻るのを、より抑制することが可能となる。要するに、発光装置１ａは、支持体２０の第１面２０ａにおける発光素子３の投影領域２０１の周辺領域２０２から光を取り出しやすくなる。よって、発光装置１ａ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。支持体２０の第１面２０ａにおける発光素子３の投影領域２０１とは、発光素子３を発光素子３の厚み方向に沿って支持体２０の第１面２０ａに投影した領域を意味する。また、支持体２０の第１面２０ａにおける周辺領域２０２のうち光が出射されるのは、第１導体部２３及び第２導体部２４が形成されてない部位である。
【００４０】
発光装置１ａは、実装基板２が、セラミック基板により構成される支持体２０の第２面２０ｂに、発光素子３からの光を反射する反射層を備えた構成としてもよい。また、発光装置１ａは、実装基板２の第２面２ｂに、発光素子３からの光を反射する反射部材を配置した構成としてもよい。反射層や反射部材は、セラミック基板により構成される支持体２０の第２面２０ｂにおける、発光素子３の垂直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。発光装置１ａは、放熱性の観点から、反射層や反射部材が、金属により形成されているのが好ましい。また、発光装置１ａは、放熱性の観点から、反射層や反射部材が、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１ａは、発光素子３で発生して反射層や反射部材へ伝導された熱を、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】
セラミック基板としては、例えば、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板等を採用することができる。
【００４２】
第１導体部２３及び第２導体部２４は、例えば、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成することができる。第１導体部２３及び第２導体部２４は、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜に限らず、例えば、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＰｄ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２３及び第２導体部２４は、積層膜により構成する場合、支持体２０から最も離れた最上層の膜がＡｕにより形成され、支持体２０に最も近い最下層の膜が支持体２０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２３及び第２導体部２４は、積層膜に限らず、単層膜により構成してもよい。
【００４３】
支持体２０は、金属板と、この金属板の表面に形成された電気絶縁層と、を備えた構成としてもよい。これにより、発光装置１ａは、支持体２０が樹脂基板である場合に比べて、放熱性を向上させることが可能となり、信頼性の向上を図れ、且つ、発光装置１ａの光出力の高出力化を図ることが可能となる。金属板は、例えば、アルミニウム基板、銅基板等を採用することができる。実装基板２は、電気絶縁層上に第１導体部２３及び第２導体部２４が形成されている。実装基板２は、例えば、金属ベースプリント配線板により形成することができる。
【００４４】
実装基板２は、白色系のレジスト層を備えた構成とすることができる。レジスト層は、電気絶縁層において、第１導体部２３及び第２導体部２４のいずれも形成されていない部位を覆っているのが好ましい。レジスト層の材料としては、例えば、白色レジストを採用することができる。白色レジストとしては、例えば、白色顔料を含有した樹脂を挙げることができる。白色顔料としては、例えば、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）等が挙げられる。樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂等が挙げられる。白色レジストとしては、例えば、株式会社朝日ラバーのシリコーン製の白色レジスト材である“ASA COLOR（登録商標） RESIST INK”等を採用することができる。レジスト層は、例えば、塗布法により形成することができる。なお、実装基板２は、電気絶縁層を白色系のレジスト層により構成してもよい。
【００４５】
発光装置１ａは、白色系のレジスト層を備えていることにより、発光素子３から実装基板２に入射する光を、レジスト層の表面で反射させやすくなる。これにより、発光装置１ａは、発光素子３から放射された光が実装基板２に吸収されるのを抑制することが可能となる。よって、発光装置１ａは、外部への光取り出し効率の向上による光出力の向上を図ることが可能となる。
【００４６】
第１波長変換層４は、第１透光性材料が、透光性樹脂であるのが好ましい。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を採用することができる。
【００４７】
第１波長変換層４は、第１波長変換材料が、赤色蛍光体であるのが好ましい。赤色蛍光体は、発光素子３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である赤色光を放射する蛍光体である。赤色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ2+付活窒化物蛍光体等を採用することができる。Ｅｕ2+付活窒化物蛍光体としては、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+や、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+等が挙げられる。なお、第１波長変換層４は、第１透光性材料に第１波長変換材料が分散されている。
【００４８】
第１波長変換層４は、発光素子３における実装基板２と対向する面側以外の表面を覆うように形成されている。第１波長変換層４は、発光素子３に密着して形成されている。第１波長変換層４は、例えば、発光素子３の表面上の厚さが略同じになるように形成することができる。これにより、発光装置１ａは、発光素子３から第１波長変換層４の表面４ａまでの光路長を、発光素子３からの光の放射方向によらず、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。第１波長変換層４は、例えば、スクリーン印刷法等により形成することができる。
【００４９】
第１波長変換層４の形状は、特に限定するものではなく、半球状や半楕円球状等の形状でもよい。
【００５０】
第２波長変換層５は、第２透光性材料が、ガラスであるのが好ましい。第２透光性材料は、ガラスに限らず、第１透光性材料よりも耐熱性が高ければ、透光性樹脂でもよい。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を採用することができる。発光装置１ａは、第１透光性材料としてシリコーン樹脂を採用し、第２透光性材料として、第１透光性材料よりも耐熱性の高いシリコーン樹脂を採用してもよい。
【００５１】
第２波長変換層５は、第２波長変換材料が、黄色蛍光体であるのが好ましい。黄色蛍光体は、発光素子３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である黄色光を放射する蛍光体である。黄色蛍光体としては、例えば、例えば、Ｃｅ3+付活ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）蛍光体、Ｅｕ2+付活酸窒化物蛍光体等を採用することができる。Ｃｅ3+付活ＹＡＧ蛍光体としては、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+等が挙げられる。Ｅｕ2+付活酸窒化物蛍光体としては、例えば、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+等が挙げられる。なお、第２波長変換層５は、第２透光性材料に第２波長変換材料が分散されている。
【００５２】
第２波長変換層５は、板状に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第２波長変換層５の成形性を向上させることが可能となる。第２波長変換層５は、板状の形状として、矩形板状の形状を採用しているが、これに限らず、例えば、円形板状等の形状を採用してもよい。
【００５３】
発光装置１ａは、例えば、実装基板２の第１面２ａ側で発光素子３及び第１波長変換層４を囲むように配置されたフレーム部７を備え、第２波長変換層５がフレーム部７に接合されているのが好ましい。フレーム部７の材料としては、例えば、セラミックや金属等を採用することができる。これにより、発光装置１ａは、フレーム部７の材料が樹脂である場合に比べて、第２波長変換層５で発生した熱を、フレーム部７を介して実装基板２へ伝熱させやすくなり、第２波長変換材料の効率の低下を抑制することが可能となる。フレーム部７の材料は、実装基板２における支持体２０との線膨張係数差が小さな材料が好ましい。支持体２０がセラミック基板の場合、フレーム部７の材料は、セラミック基板と同じ材料が好ましい。また、支持体２０が金属板と電気絶縁層とで構成されている場合、フレーム部７の材料は、金属板と同じ材料が好ましい。
【００５４】
発光装置１ａは、フレーム部７における実装基板２に近い側の第１端部７ａと、実装基板２とが接合されている。また、発光装置１ａは、フレーム部７における実装基板２から遠い側の第２端部７ｂと第２波長変換層５の外周部とが接合されている。フレーム部７の第２端部７ｂと第２波長変換層５の外周部とは、直接接合されているのが好ましい。
【００５５】
フレーム部７の形状は、矩形枠状としてあるが、これに限らず、例えば、円形枠状（円筒状）の形状としてもよい。フレーム部７の形状は、例えば、第２波長変換層５の形状や発光装置１ａの所望の配光特性等に基づいて設定するのが好ましい。また、発光装置１ａは、フレーム部７の内側面に、白色の塗料を塗布して光反射層を形成した構成としてもよい。白色の塗料としては、フレーム部７の材料に比べて可視光に対する反射率の高い材料を採用することが好ましい。
【００５６】
発光装置１ａは、実装基板２と、フレーム部７と、第２波長変換層５と、でパッケージ１０を構成している。発光装置１ａは、パッケージ１０の気密性が確保されるように、フレーム部７が、実装基板２及び第２波長変換層５と接合されているのが好ましい。第１導体部２３は、フレーム部７よりも外側で露出した部位の一部が、第１端子部２７を構成している。また、第２導体部２４は、フレーム部７よりも外側で露出した部位の一部が、第２端子部２８を構成している。
【００５７】
発光装置１ａは、支持体２０の形状が平板状の形状に限らない。例えば、発光装置１ａは、支持体２０を、発光素子３を収納する凹部が形成された形状としてもよく、凹部の周壁がフレーム部７を兼ねるようにしてもよい。また、発光装置１ａは、支持体２０の第１面２０ａからフレーム部７が一体に突出した構成としてもよい。いずれにしても、発光装置１ａは、実装基板２及びフレーム部７が、第２波長変換層５よりも熱伝導率の高い材料により形成されているのが好ましい。
【００５８】
発光装置１ａは、第１透光性材料が、透光性樹脂であり、第２透光性材料が、ガラスであるのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第２波長変換層５の耐熱性、耐湿性を向上させることが可能となる。また、発光装置１ａは、第２波長変換層５の中心から実装基板２までの熱抵抗を低減することが可能となる。これにより、発光装置１ａは、第２波長変換層５の第２波長変換材料の効率の低下を抑制することが可能となる。
【００５９】
また、発光装置１ａは、第１波長変換材料が、赤色蛍光体であり、第２波長変換材料が、黄色蛍光体であるのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、演色性を高めることが可能となる。発光装置１ａは、例えば、発光素子３として青色ＬＥＤチップを採用し、第１波長変換材料として赤色蛍光体を採用し、第２波長変換材料として黄色蛍光体を採用することにより、演色性の高い白色光を得ることが可能となる。すなわち、発光装置１ａは、発光素子３から放射された青色の光と、赤色蛍光体から放射された赤色の光と、黄色蛍光体から放射された黄色の光と、が第２波長変換層５から出射可能となり、演色性の高い白色光を得ることが可能となる。また、発光装置１ａは、第２波長変換材料の黄色蛍光体として、例えば、ＹＡＧ蛍光体を用いることにより、第２透光性材料としてガラスを採用する場合に、第２波長変換層５の形成時に第２波長変換材料が劣化するのを抑制することが可能となる。第２透光性材料は、可視光の透過率が高く且つ軟化点が低いガラスが好ましい。ガラスの軟化点は、例えば、６００℃程度、或いはそれ以下の温度が好ましい。
【００６０】
なお、第１波長変換材料は、１種類の赤色蛍光体に限らず、例えば、発光スペクトルの異なる複数種類の赤色蛍光体を採用してもよい。また、第２波長変換材料は、１種類の黄色蛍光体に限らず、例えば、発光スペクトルの異なる複数種類の黄色蛍光体を採用してもよい。発光装置１ａは、第１波長変換材料として複数種類の赤色蛍光体を採用することにより、演色性を更に高めることが可能となる。また、発光装置１ａは、第２波長変換材料として複数種類の黄色蛍光体を採用することにより、演色性を更に高めることが可能となる。
【００６１】
断熱部６は、発光素子３と第２波長変換層５との間における実装基板２を介した伝熱を抑制するように構成されている。これにより、発光装置１ａは、発光素子３で発生した熱が実装基板２を介して第２波長変換層５へ伝熱されるのを抑制することが可能となり、第２波長変換材料の効率の低下を抑制することが可能となる。また、発光装置１ａは、第２波長変換層５で発生した熱が実装基板２を介して発光素子３へ伝熱されるのを抑制することが可能となり、発光素子３のジャンクション温度の上昇を抑制することが可能となる。
【００６２】
断熱部６は、実装基板２の第１面２ａに形成した溝２５に形成されている。溝２５は、環状の形状として、矩形環状の形状を採用しているが、これに限らず、例えば、円環状の形状としてもよい。また、溝２５は、環状に限らず、直線状や曲線状等の形状として、複数、形成してもよい。発光装置１ａは、複数の溝２５を備えた構成とする場合、第１導体部２３及び第２導体部２４を避けて溝２５を形成してあるのが好ましい。
【００６３】
発光装置１ａでは、断熱部６を、支持体２０よりも熱伝導率の低い材料により形成してある。断熱部６の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等を採用することができる。断熱部６は、例えば、ポッティングや、印刷法等により形成することができる。
【００６４】
以上説明した発光装置１ａは、第２波長変換層５が、発光素子３を覆っている第１波長変換層４と離れている。また、発光装置１ａは、第２波長変換層５の第２透光性材料の耐熱性が第１波長変換層４の第１透光性材料の耐熱性よりも高い。また、発光装置１ａは、第２波長変換層５の第２波長変換材料の耐熱性が第１波長変換層４の第１波長変換材料の耐熱性よりも高い。また、発光装置１ａは、発光素子３と第２波長変換層５との間における実装基板２を介した伝熱を抑制する断熱部６を備える。発光装置１ａは、第１波長変換層４と、第２波長変換層５と、を備えることで、演色性の向上を図ることが可能となる。また、発光装置１ａは、第１透光性材料よりも耐熱性の高い第２透光性材料と、第１波長変換材料よりも耐熱性の高い第２波長変換材料と、の混合体で形成された第２波長変換層５が、発光素子３を覆う第１波長変換層４から離れて配置され、更に断熱部６を備える。これにより、発光装置１ａは、発光素子３近傍の発熱量を低減することが可能となり、発光素子３のジャンクション温度の上昇や、第１波長変換材料の温度消光を抑制することが可能となる。よって、発光装置１ａは、より大きな電流を発光素子３に供給することが可能となるから、光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【００６５】
図２（ａ）及び（ｂ）は、発光装置１ａの第１変形例の発光装置１ｂを示す。発光装置１ｂは、発光装置１ａと基本構成が略同じであり、発光素子３の実装形態が相違する。なお、発光装置１ｂにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
発光装置１ｂは、発光素子３が、実装基板２に接合部（図示せず）を介して接合されている。これにより、発光装置１ｂは、発光素子３が実装基板２に機械的に接続されている。
【００６７】
発光装置１ｂは、発光素子３の第１電極３３と実装基板２の第１導体部２３とが第１ワイヤ８３を介して電気的に接続されている。また、発光装置１ｂは、発光素子３の第２電極３４と実装基板２の第２導体部２４とが第２ワイヤ８４を介して電気的に接続されている。第１ワイヤ８３及び第２ワイヤ８４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。
【００６８】
発光装置１ｂは、支持体２０における発光素子３の搭載用領域に、発光素子３が接合部を介して接合されている。
【００６９】
発光装置１ｂは、支持体２０としてセラミック基板を採用している場合、接合部の材料として、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のが好ましい。これにより、発光装置１ｂは、発光素子３から放射される光の一部を、接合部を介してセラミック基板に入射させることも可能となる。
【００７０】
発光装置１ｂは、支持体２０の一部を構成する金属板に、接合部を介して接合された構成としてもよい。これにより、発光装置１ｂは、発光素子３で発生した熱の伝熱経路として、発光素子３で発生した熱を、電気絶縁層を介さずに金属板に伝熱させる伝熱経路が形成される。よって、発光装置１ｂは、放熱性を向上させることが可能となる。
【００７１】
発光装置１ｂは、発光素子３が、板状のサブマウント部材（図示せず）を介して金属板に搭載された構成としてもよい。サブマウント部材の材料は、電気絶縁層よりも熱伝導率の高く、金属板よりも発光素子３との線膨張率差が小さな材料が好ましい。これにより、発光装置１ｂは、発光素子３で発生した熱の伝熱経路として、発光素子３で発生した熱を、電気絶縁層を介さずにサブマウント部材及び金属板に伝熱させる伝熱経路が形成される。よって、発光装置１ｂは、放熱性を向上させることが可能となる。サブマウント部材の材料としては、例えば、ＡｌＮを採用することができる。サブマウント部材と金属板とは、接合部を介して接合すればよい。サブマウント部材と金属板とを接合する接合部の材料としては、例えば、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕ等の鉛フリー半田が好ましい。発光装置１ｂは、サブマウント部材と金属板とを接合する接合部の材料としてＡｕＳｎを採用する場合、製造時において、金属板の表面における接合表面に予めＡｕ又はＡｇからなる金属層を形成する前処理が必要である。
【００７２】
図３は、発光装置１ａの第２変形例の発光装置１ｃを示す概略断面図である。発光装置１ｃは、発光装置１ａと基本構成が略同じであり、断熱部６の構成が相違する。なお、発光装置１ｃにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
発光装置１ｃは、フレーム部７における実装基板２側の第１端部７ａが、実装基板２の第１面２ａに近づくにつれて幅の狭くなる先細り状の形状に形成されている。これにより、発光装置１ｃは、フレーム部７が実装基板２の第１面２ａに線状に接触しており、フレーム部７の第１端部７ａが、断熱部６を兼ねている。よって、発光装置１ｃは、フレーム部７とは別途に断熱部６を形成する場合に比べて、低コスト化を図ることが可能となる。
【００７４】
発光装置１ｃは、フレーム部７の第１端部７ａを先細り状の形状としてあるが、これに限らず、例えば、第１端部７ａに複数の凹部を設けて、各凹部に樹脂を埋め込むことで断熱部６を形成してもよい。
【００７５】
図４は、発光装置１ａの第３変形例の発光装置１ｄを示す概略断面図である。発光装置１ｄは、発光装置１ａと基本構成が略同じであり、フレーム部７の形状が相違する。なお、発光装置１ｄにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
発光装置１ｄは、フレーム部７の形状が、実装基板２の第１面２ａから離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ筒状に形成されている。これにより、発光装置１ｄは、フレーム部７を、発光素子３及び第１波長変換層４それぞれからの光を第２波長変換層５側へ反射させるリフレクタに兼用することが可能となる。フレーム部７は、テーパ筒状の形状として、テーパ角筒状の形状を採用しているが、これに限らず、例えば、テーパ円筒状の形状でもよい。
【００７７】
発光装置１ｄは、フレーム部７がリフレクタを兼ねていることにより、発光装置１ａ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。
【００７８】
図５は、発光装置１ａの第４変形例の発光装置１ｅを示す概略断面図である。発光装置１ｅは、発光装置１ａと基本構成が略同じである。なお、発光装置１ｅにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
発光装置１ｅは、第２波長変換層５が、発光素子３の厚み方向への投影領域の外周線よりも内側に位置している。発光装置１ｅは、フレーム部７の形状が、実装基板２の第１面２ａから離れるにつれて開口面積が徐々に小さくなる逆テーパ筒状に形成されている。フレーム部７は、逆テーパ筒状の形状として、逆テーパ角筒状の形状を採用しているが、これに限らず、例えば、逆テーパ円筒状の形状でもよい。
【００８０】
発光装置１ｅは、発光装置１ａに比べて発光面積が小さいので、照明装置等に適用する場合に、反射板やレンズ等による配光制御が、より容易となり、配光角をより小さくすることが可能となる。よって、発光装置１ｅを適用した照明装置は、外部の被照射面に、光をスポット的に照射することが可能となる。
【００８１】
（実施形態２）
以下では、本実施形態の発光装置１ｆについて図６（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
【００８２】
発光装置１ｆは、実装基板２の第１面２ａ側に複数の発光素子３を備えている点が実施形態１の発光装置１ａ（図１（ａ）及び（ｂ）参照）と相違する。なお、発光装置１ｆにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
発光装置１ｆは、実装基板２の第１面２ａ側に複数の発光素子３を備えていることにより、発光装置１ｆの光出力の高出力化を図ることが可能となる。
【００８４】
発光装置１ｆは、複数の発光素子３がアレイ状に配列された構成とすることができる。発光装置１ｆは、例えば、図６（ａ）に示すように、複数の発光素子３が２次元アレイ状に配列された構成とすることができる。
【００８５】
発光装置１ｆは、複数の発光素子３が直列接続されている。発光装置１ｆは、複数の発光素子３の電気的な接続形態として、複数の発光素子３が直列接続された接続形態を採用しているが、これに限らず、直並列接続された接続形態や、並列接続された接続形態を採用してもよい。実装基板２は、複数の発光素子３の接続形態に基づいて所定のパターンに形成された第１導体部２３及び第２導体部２４を備えていればよい。
【００８６】
図７は、発光装置１ｆの第１変形例の発光装置１ｇを示す概略断面図である。発光装置１ｇは、発光装置１ｆと基本構成が略同じである。なお、発光装置１ｇにおいて、発光装置１ｆと同様の構成要素については、発光装置１ｆと同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
発光装置１ｇは、実装基板２の第１面２ａ側に複数の発光素子３を備え、複数の発光素子３のうち一部の発光素子３のみ第１波長変換層４で覆われている。これにより、発光装置１ｇは、発光装置１ｆに比べて、効率を向上させることが可能となる。
【００８８】
図８は、発光装置１ｆの第２変形例の発光装置１ｈを示す概略断面図である。発光装置１ｈは、発光装置１ｆと基本構成が略同じであり、フレーム部７の形状が相違する。なお、発光装置１ｈにおいて、発光装置１ｆと同様の構成要素については、発光装置１ｆと同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
発光装置１ｈは、第２波長変換層５が、複数の発光素子３の全てを内包する最小の凸多角形の、実装基板２の厚み方向への投影領域の外周線よりも内側に位置している。凸多角形は、正方形としてあるが、これに限らず、例えば、長方形、六角形等でもよい。発光装置１ｈは、フレーム部７の形状が、実装基板２の第１面２ａから離れるにつれて開口面積が徐々に小さくなる逆テーパ筒状に形成されている。フレーム部７は、逆テーパ筒状の形状として、逆テーパ角筒状の形状を採用しているが、これに限らず、例えば、逆テーパ円筒状の形状でもよい。
【００９０】
発光装置１ｈは、発光装置１ｆに比べて発光面積が小さいので、照明装置等に適用する場合に、反射板やレンズ等による配光制御が、より容易となり、配光角をより小さくすることが可能となる。よって、発光装置１ｆを適用した照明装置は、外部の被照射面に、光をスポット的に照射することが可能となる。
【００９１】
ところで、発光装置１ａ〜１ｈ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。照明装置としては、例えば、発光装置１ａ〜１ｈのいずれか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、電球形ランプ等）等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。
【００９２】
発光装置１ａ〜１ｈは、発光素子３として、厚み方向の一面側に第１電極３３と第２電極３４とが設けられたものを用いているが、これに限らない。発光素子３としては、発光素子３の厚み方向の一方の面側に第１電極３３が形成され、他方の面側に第２電極３４が形成された構成のものを用いてもよい。
【００９３】
また、発光装置１ａ〜１ｈは、発光素子３としてＬＥＤチップ３０を採用しているが、これに限らず、例えば、ＬＤチップを採用してもよい。
【００９４】
上述の実施形態１、２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１、２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】
【００９５】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ  発光装置
２  実装基板
２ａ  第１面
３  発光素子
４  第１波長変換層
５  第２波長変換層
６  断熱部
【図１】
2015109391.tif 000003
【図２】
2015109391.tif 000004
【図３】
2015109391.tif 000005
【図４】
2015109391.tif 000006
【図５】
2015109391.tif 000007
【図６】
2015109391.tif 000008
【図７】
2015109391.tif 000009
【図８】
2015109391.tif 000010
【図９】
2015109391.tif 000011
【図１０】
2015109391.tif 000012