(57)【要約】【課題】  発熱を多量に発生するＬＥＤ素子を用いた場合でも、その発熱を容易に発光装置外へ放熱できるるようにした発光装置を提供する。【解決手段】  ＬＥＤ素子１３と、  ＬＥＤ素子１３を搭載し、ＬＥＤ素子１３に電気を供給する配線を有した絶縁性のセラミックス基板１１ａと、セラミックス基板１１ａに一体的に形成され、ＬＥＤ素子１３から発せられる光を反射する反射面を有したセラミックス基板１１ａと同種の絶縁性のセラミックスからなるリフレクタ部１２からなる発光装置１０。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と
前記発光素子を搭載し、発光素子に電気を供給する配線を有した絶縁性のセラミックス基板と、
前記基板に一体的に形成され、前記発光素子から発せられる光を反射する反射面を有した前記基板と同種の絶縁性のセラミックスからなるリフレクタ部からなる発光装置。
【請求項２】
前記基板および前記リフレクタ部は窒化アルミニウムからなるセラミックスからなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記基板内部にに設けられた前期配線はタングステンからなり、前記配線の前記発光素子が搭載される部位には、タングステン上に金層が形成されてい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】
前記基板内部にに設けられた前期配線は、タングステン層と金層の間に少なくとも一種類の異なる金属膜を有する積層構造からな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５】
前記基板の前記発光素子は、前記基板の前記金層上にフリップチップ搭載されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子は、蛍光体を含有した透明な材料で封止されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関し、特に、多量の熱を発生する可能性がある発光素子とリフレクタ部の反射面を十分に近接して配置できるようにした発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（light-Emitting Diode：発光ダイオード）を光源とする発光装置の代表的な構造として、ＬＥＤ素子及び電極を有したポリアミドからなる枠とその枠内に配置されたＬＥＤ素子を透光性を有する封止材料で覆うものがある。
【０００３】
ＬＥＤ素子を樹脂製の枠体内に封止樹脂で封止することにより、発光装置の設計自由度や生産性に優れる反面、ＬＥＤ素子から放射される熱が十分に発光装置内から放出できず、電気エネルギーが光エネルギーに変換できず、発光装置の発光効率を低下させることが問題となる。
近年、高出力のＬＥＤの開発が進められており、すでに数ワットの大出力タイプも製品化されている。ＬＥＤは発熱の少ないことが特徴であるが、高出力（高輝度）タイプのＬＥＤ素子は大電流が流れるため、無視できないレベルの発熱が生じる。
【特許文献１】特開平９−２８３８０３号公報  このため発光装置の基板の材料としてセラミックスを用いた発光装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基板をセラミックスとしても高輝度のLEDを得るにはリフレクタ部を形成する必要があった。樹脂などからなるリフレクタ部を基板に後から張り合わせることができるが、材料の熱膨張の差などから、クラックやはがれの恐れがあった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、発光素子から多量の発熱が生じた場合でも、リフレクタと基板の熱応力に起因するクラックを防止できるようにした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】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するため、発光素子と  前記発光素子を搭載し、発光素子に電気を供給する配線を有した絶縁性のセラミックス基板と、  前記基板に一体的に形成され、前記発光素子から発せられる光を反射する反射面を有した前記基板と同種の絶縁性のセラミックスからなるリフレクタ部からなる発光装置。
【０００７】
前記基板および前記リフレクタ部は窒化アルミニウムからなるセラミックスからなることが好ましい。
【０００８】
前記基板内部に設けられた前期配線はタングステンからなり、前記配線の前記発光素子が搭載される部位には、タングステン上に金層が形成されていることが好ましい。
また、前期配線はタングステン層と金層の間にバリアメタル層として、少なくとも一種類以上の異なる金属層を介する積層構造として形成しても良い。
【０００９】
前記基板の前記発光素子は、前記基板の前記金層上にフリップチップ搭載されていることが好ましい。
【００１０】
前記発光素子は、蛍光体を含有した透明な材料で封止されていても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光装置によれば、絶縁性のセラミックス基板と基板と同種の絶縁性のセラミックスからなるリフレクタ部としたことにより、熱膨脹に起因する基板とリフレクタ部のクラックまたは剥離の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図で、図２は、その正面図である。この発光装置１０は、給電部材としての基板部１１と、この基板部１１の上面に搭載されたリフレクタ部１２と、基板部１１とリフレクタ１２部とで形成されている凹部内に配置されたＬＥＤ素子１３と、ＬＥＤ素子１３を覆うように封止された封止部材１４とを備えて構成される。
【００１３】
基板部１１は、窒化アルミニウムからなるセラミックス基板１１ａ（絶縁性基板）と、このセラミック基板１１ａの上面に所定のパターンで形成されたタングステンからなる配線層１１ｂ，１１ｃと、セラミック基板１１ａの下面に所定のパターンで形成されたタングステンからなる配線層１１ｄ，１１ｅと、配線層１１ｃの表面に被覆されたＮｉメッキ膜上のＡｕメッキ膜１１ｆと、配線層１１ｄの表面に被覆されたＮｉメッキ膜上のＡｕメッキ膜１１ｇと、配線層１１ｄの表面に被覆されたＮｉメッキ膜上のＡｕメッキ膜１１ｈと、配線層１１ｅの表面に被覆されたＮｉメッキ膜上のＡｕメッキ膜１１ｉと、配線層１１ｂと配線層１１ｄを接続するタングステンからなるスルーホール１１ｊと、配線層１１ｃと配線層１１ｅを接続するタングステンからなるスルーホール１１ｋとを備えている。
【００１４】
配線層１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅは、電源を供給するための電極として機能する。また、Ａｕメッキ膜１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉは、接続性、導電性、及び耐腐食性を向上させるために設けられている。なお、基板部１１は、ＬＥＤ素子１２の搭載の前に、配線層１１ｂ〜１１ｅ、Ａｕメッキ膜１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ、及びスルーホール１１ｊ，１１ｋは、予めセラミック基板１１ａに形成しておく必要がある。
【００１５】
リフレクタ部１２は、窒化アルミニウムからなるセラミックスで形成されており、斜面からなるリフレクタ面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを４面有しており、これらのリフレクタ面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ表面には、アルミを蒸着した反射層１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが設けられている。
【００１６】
あらかじめタングステンで配線した焼成前の基板１１と焼成前のリフレクタ部１２を準備し、基板１１とリフレクタ部１２を張り合わせて焼成し一体化する。その後、Ｎｉメッキ膜を形成した後Ａｕメッキ膜１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉを形成する。その後、配線部にレジスト加工した後、リフレクタ面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの表面にアルミ蒸着を行い反射層１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈを形成し、その後レジストを取り除いている。
【００１７】
ＬＥＤ素子１３は、サファイヤ基板上に形成したＧａＮ系の青色ＬＥＤを用いており、そのチップサイズは、０．３×０．３ｍｍ（標準サイズ）、１×１ｍｍ（ラージサイズ）等である。封止部材１４には、ＹＡＧ系などの蛍光材料を有したシリコーン樹脂が用いられる。
【００１８】
以下に、発光装置１０の組み立てについて説明する。
【００１９】
まず、基板部１１の配線層１１ｂ，１１ｃ上にＬＥＤ素子１３を位置決めして、配線層１１ｂとバンプ２１、及び配線層１１ｄとバンプ２２とをそれぞれ溶着する。
【００２０】
次に、液状のシリコーン樹脂材と蛍光体を混合した液体をＬＥＤ素子１３の中心部の真上から滴下して、ＬＥＤ素子１３の上面及び側面の全体にコーティングすることにより封止部材１４を形成する。なお、蛍光体を混合したシリコーン樹脂を下層に、上層は、蛍光体を含有しない透明なシリコーン樹脂の２層とした構成としても良い。
【００２１】
次に、封止部材１４を形成された状態で基板部１１、リフレクタ部１２およびＬＥＤ素子１３を１５０℃程度の温度雰囲気に置き、封止部材１４を硬化させる。
【００２２】
上記構成の発光装置１０において、例えば、配線層１１ｄがＬＥＤ素子１３のアノード側であるとすると、配線層１１ｄに直流電源（図示せず）のプラス側が接続され、配線層１１ｅにはマイナス側が接続される。ＬＥＤ素子１３に対して、ｐ側電極及びｎ側電極に電気的に接続されたバンプ２１、２２を介して順方向の電圧を印加すると、ＬＥＤ素子１３内の発光層内においてホール及びエレクトロンのキャリア再結合が発生して発光し、出力光がサファイヤ基板を介してＬＥＤ素子１３の外部へ放射される。この光の殆どは封止部材１４内を透過して封止部材１４の外へ出光し、一部は内面反射をして封止部材１４の外へ出光する。
【００２３】
上記した第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）窒化アルミニウムからなるセラミックスで基板部とリフレクタ部を一体に形成したので、ＬＥＤ素子からの熱を効率よく発光装置外に取り除くことができ、効率よく電流をＬＥＤ素子に注入でき、発光効率を向上できる。
（２）セラミックス基板部にタングステンで配線しているため、セラミックス焼成時の熱に配線が耐えることができ、また、セラミックス内の配線が容易に得られる。
（３）ＬＥＤ素子を基板部にフリップチップ実装しているため、反射層を有したリフレクタ面をＬＥＤ素子に近づけることができる。このため、蛍光体含有の封止樹脂をＬＥＤ素子周囲に小さいサイズとすることができるため、発光強度の大きな発光装置を得ることができる。
（４）封止樹脂をシリコーン樹脂、基板部とリフレクタ部を窒化アルミニウムからなるセラミックスという耐熱性がある材料で構成しているので、外部からの熱に強い発光装置が得られる。
【００２４】
また、基板部１１とリフレクタ部１２を窒化アルミニウムからなるセラミックスに限定されるものではなく、酸化アルミニウムセラミックス、炭化シリコンセラミックスなどのセラミックスが使用できる。
【００２５】
更に、封止部材１４は、シリコーン樹脂に限定されるものではなく、エポキシ樹脂などの他の透明樹脂や、ガラスなどの透明無機材料を用いても良い。なお封止部材にガラスを用いると、熱膨張率が樹脂よりもセラミックスに近いため、基板部１１とリフレクタ部１２との剥離が防止でき、有機物が材料に用いられていないため、熱などに強い耐久性に優れる発光装置とすることができる。
【００２６】
また、封止部材１４には、蛍光体の分散性を向上させ、光の取り出しを向上させるために、拡散材などを含有させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る発光装置の正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  発光装置
１１  基板部
１１ａ  セラミック基板
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ  配線層
１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ  Ａｕメッキ膜
１１ｊ，１１ｋ  スルーホール
１２  リフレクタ部
１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ  反射層
１３  ＬＥＤ素子
１４  封止部材
２１，２２    バンプ
【図１】
2005166937.tif 000003
【図２】
2005166937.tif 000004