(57)【要約】【課題】基板の表面における実装領域に実装された発光素子から発生する熱を、該発光素子の上面に接して配置される蛍光部材を経て、該蛍光部材の上面の周辺側に配置される枠体を介して外部へ効果的に放熱し得る発光装置を提供する。【解決手段】表面３に発光素子１０の実装領域１２を有する基板２と、前記実装領域１２に実装された発光素子１０と、該発光素子１０の上方に配置された平板状の蛍光部材１４とを備え、該蛍光部材１４の上面における周辺側に接合され、該蛍光部材１４の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔２１を平面視の内側に有する枠体２０を有すると共に、該枠体２０は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなる、発光装置１ａ。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に発光素子の実装領域を有する基板と、
上記基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、
上記発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、
上記蛍光部材の上面における周辺側に接合され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、
上記枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなる、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
表面に発光素子の実装領域を有する基板と、
上記基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、
上記発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、
上記蛍光部材の上面における周辺側に接触して配置され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、
上記枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなる、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記枠体および前記蛍光部材は、それぞれ平面視が矩形状を呈すると共に、
平面視と直交する側面視において、上記枠体の両端間の長さは、上記蛍光部材の両端間の長さよりも大であり、且つ前記枠体の貫通孔の内法寸法は、前記蛍光部材の両端間の長さよりも小である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記枠体の下面および貫通孔の内面のうち、少なくとも前記下面には、光反射性および光吸収性の少なくとも一方を有する薄膜部を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子の側面および前記蛍光部材の側面のうち、少なくとも、前記蛍光部材の側面には、側壁部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記側壁部材は、前記基板の表面および前記蛍光部材の側面に接着された樹脂であるか、あるいは、前記枠体の下面における外面側に接合され、且つ少なくとも上記蛍光部材の側面を覆うように配設されると共に、金属、セラミック、あるいは金属とセラミックとの複合材の何れの材料からなる、
ことを特徴とする請求項５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、例えば、発光ダイオードなどの発光素子を基板の表面に実装した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、基体と、該基体の上面に位置する素子実装部に実装した発光素子と、該発光素子の側面に接して周囲を被覆する白色の被覆部材と、該被覆部材および前記発光素子の上面を跨って配置され且つ蛍光体を含有する平板状の透光性部材と、該透光性部材の上面の周辺側に配置され且つ中央側に貫通孔を有する遮光性部材と、を備えている発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記発光装置によれば、側面発光型で小型の発光装置の提供が可能となる。【０００３】
しかし、前記発光装置において、前記透光性部材（蛍光部材）やその上面の周辺側に配置される矩形枠状の前記遮光性部材は、白色の被覆部材を構成する樹脂と同様な樹脂、黒色顔料を含む樹脂、あるいはガラスのような熱伝導率が比較的低い材料で構成されている。そのため、前記発光素子から発生する熱は、前記透光性部材および遮光性部材を経て上方の外部に放熱されにくくなるので、当該発光装置の内部に前記熱が滞留し易くなる。その結果、前記遮光性部材などを構成する樹脂やガラスに亀裂が生じ、甚だしくは、割れに至ってしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０７３０７号公報（第１〜１７頁、図１〜８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、基板の表面における実装領域に実装された発光素子から発生する熱を、該発光素子の上面に接して配置される蛍光部材を経て、該蛍光部材の上面における周辺側に配置される枠体を介して外部へ効果的に放熱し得る発光装置を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、前記枠体を構成する材料を比較的熱伝導性の高いセラミック、金属、あるいはセラミックおよび金属からなる複合材料とする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による第１の発光装置（請求項１）は、表面に発光素子の実装領域を有する基板と、該基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、該発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、前記蛍光部材の上面における周辺側に接合され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、該枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなる、ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による第２の発光装置（請求項２）は、表面に発光素子の実装領域を有する基板と、該基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、該発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、前記蛍光部材の上面における周辺側に接触して配置され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、該枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなる、ことを特徴とする。
前記第１の発光装置と第２の発光装置によれば、以下の効果（１）、（２）を得ることが可能である。
（１）前記発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材の上面における周辺側に接合されるか、あるいは、接触して配置され、且つ前記貫通孔を内側に有する前記枠体が、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなっている。その結果、該枠体が前述した樹脂やガラスなどに比べて比較的高い熱伝導率を有するため、前記発光素子から発生し且つ前記蛍光部材を経てきた熱を、効果的に外部へ放熱することが可能となる。
（２）上記効果（１）に起因して、前記枠体や蛍光部材に熱が滞留しにくく、前述した亀裂や割れなどの不具合が抑制されるので、信頼性の高い発光装置となる。
【０００８】
尚、前記基板を構成する材料は、セラミックの場合、例えば、アルミナやムライト、あるいはガラス−セラミックなどでも良いが、該基板自体の放熱性の観点から、熱伝導率が比較的高い窒化アルミニウムが推奨される。あるいは、アルミニウムや銅などの金属材料からなり、表面に絶縁膜を被覆した基板としても良い。
また、前記基板の表面における実装領域は、発光素子を実装するため、複数の実装用端子が配置され、該実装用端子ごとは、表面配線やボンディングワイヤーを介するか、あるいは当該基板を厚み方向に沿って貫通するビア導体および裏面側の外部接続端子などを介して、外部のマザーボードなどと導通可能とされる。
更に、前記発光素子には、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）、半導体レーザー（以下、ＬＤとする）、または赤外線発光素子などが例示される。
また、前記蛍光部材は、前記発光素子から射出された光に反応して、例えば、白色光などを外部に放射する板状体であり、次述する母材と該母材に含有される蛍光材および充填剤からなる。
【０００９】
更に、前記蛍光部材の母材には、例えば、各種のシリコン樹脂、エポキシ、フェノール、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂や、これらの樹脂を１種以上含む複合樹脂、あるいは、各種のガラスなどが含まれる。
また、前記蛍光部材に含まれる蛍光材には、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、シリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ４）、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2）などが含まれる。
更に、前記蛍光部材に含まれる充填剤には、例えば、珪酸、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、アルミナ、ガラス、カーボンブラックなどが含まれる。
【００１０】
また、前記枠体を構成する金属には、アルミニウム（Ａｌ）やその合金、銅や銅合金、鉄、普通鋼、ステンレス鋼、または特殊鋼、チタンやその合金、マグネシウムやその合金などが例示される。
更に、前記枠体を構成するセラミックには、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化硅素（ＳｉＣ）、窒化硅素（ＳｉＮ）などが含まれる。
また、前記枠体を構成する金属とセラミックとの複合材には、例えば、アルミニウムと炭化硅素（Ａｌ・ＳｉＣ）、硅素と炭化硅素（Ｓｉ・ＳｉＣ）からなるものが含まれる。
加えて、前記第１の発光装置において、前記蛍光部材と枠体とを接合する接合材には、例えば、セラミック（アルミナ、珪酸、カルシア、酸化ボロンなど）粒子、金属（銀、白金、パラジウム、銅、金など）粒子、あるいは無機（炭素、カーボンブラックなど）粒子など高伝熱性成分が配合される。上記蛍光部材と枠体とが、前記のような接合材で接合されていることにより、該蛍光部材からの熱を確実に上記枠体に伝達できる経路が確保される。
【００１１】
また、本発明には、前記枠体および前記蛍光部材は、それぞれ平面視が矩形状を呈すると共に、平面視と直交する側面視において、上記枠体の両端間の長さは、上記蛍光部材の両端間の長さよりも大であり、且つ前記枠体の貫通孔の内法寸法は、前記蛍光部材の両端間の長さよりも小である、発光装置（請求項３）も含まれる。
上記のような発光装置によれば、上記枠体の両端間の長さ（外形寸法）が上記蛍光部材の両端間の長さ（外形寸法）より大で、且つ上記枠体の貫通孔の内法寸法が上記蛍光部材の両端間の長さ（外形寸法）よりも小である関係から、枠体の平面視おける面積を比較的広く取れることに起因して、該枠体を経た放熱性が向上するため、前記効果（１）を一層確実に得ることができる。
尚、前記枠体の貫通孔も、平面視で該枠体の外形とほぼ相似形の矩形状とすることができる。
また、前記側面視とは、平面視が矩形状を呈する前記枠体および前記蛍光部材における１つの視角と、該視角と直角方向における視覚との双方を含んでいる。そのため、上記枠体と蛍光部材とが平面視で長方形状であっても、それらの長辺と短辺との双方の方向に沿った側面視を含んでいる。
【００１２】
更に、本発明には、前記枠体の下面および貫通孔の内面のうち、少なくとも前記下面には、光反射性および光吸収性の少なくとも一方を有する薄膜部を有する、発光装置（請求項４）も含まれる。
これによれば、前記効果（１），（２）に加えて、以下の効果（３）を得ることが可能となる。
（３）前記枠体の下面と、該貫通孔の内面との一方または双方に、光反射性および光吸収性の一方または双方を有する薄膜部を有している。そのため、発光素子から発せられた光のうち、前記薄膜部で反射したり吸収され光を除き、乱反射の光が比較的少なく且つほぼ直進性で且つ鮮やかな光を、前記貫通孔を通じて外部に対して発光し得る。従って、安定した発光状態を提供することが可能となる。
尚、前記薄膜部は、例えば、スパッタリングにより約数μｍ〜約数１０μｍの厚みにより被覆される銀などの金属薄膜である。
【００１３】
また、本発明には、前記発光素子の側面および前記蛍光部材の側面のうち、少なくとも、前記蛍光部材の側面には、側壁部材が配設されている、発光装置（請求項５）も含まれる。
これによれば、上記側壁部材が少なくとも蛍光部材の側面に配設されているので、該蛍光部材を、前記基板の表面における実装領域上で、且つ上記発光素子の上面に接した位置において、安定した姿勢で保持することができる。
更に、上記側壁部材が上記発光素子の側面と蛍光部材の側面との双方に配設された形態によれば、前記基板の表面における実装領域上において、発光素子、蛍光部材、および前記枠体をかかる順序にして所定の姿勢で安定して保持することができる。従って、前記効果（１）〜（３）を確実に得ることが可能となる。
【００１４】
加えて、本発明には、前記側壁部材は、前記基板の表面および前記蛍光部材の側面に接着された樹脂であるか、あるいは、前記枠体の下面における外面側に接合され、且つ少なくとも上記蛍光部材の側面を覆うように配設されると共に、金属、セラミック、あるいは金属とセラミックとの複合材の何れの材料からなる、発光装置（請求項６）も含まれる。
上記のうち、上記側壁部材が、前記基板の表面および前記蛍光部材の側面に接着した樹脂である形態によれば、上記基板の表面上に、前記発光素子、蛍光部材、および枠体をこれらの順で容易に保持できるので、前記効果（１）〜（３）を確実に得ることができる。
一方、上記側壁部材が、金属、セラミック、あるいは金属とセラミックとの複合材の何れの材料からなる形態では、前記効果に加え、前記発光素子から発生した熱を、該側壁部材を介しても外部へ効果的に放熱できるので、前記効果（１）を一層顕著に得ることができる。かかる形態の場合、前記側壁部材の材料は、前記枠体の材料と共通（同一あるいは同種）にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による第１の発光装置における一形態を示す平面図。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図。
【図３】上記発光装置の作用を示す概略図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は前記と異なる形態の発光装置を示す垂直断面図、
【図５】前記とは更に異なる形態の発光装置を示す垂直断面図。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は第２の発光装置の形態を示す垂直断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による第１の発光装置における一形態の発光装置１ａを示す平面図であり、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った垂直断面図である。
上記発光装置１ａは、図１，図２に示すように、平面視が長方形（矩形）状で且つ平板状の基板２と、該基板２の表面３における平面視の中央側に位置する実装領域１２と、該実装領域１２の上方に実装された発光素子１０と、該発光素子１０の上方に下面が接して配置された平板状の蛍光部材１４と、該蛍光部材１４の上面における周辺側に接合され、且つ平面視の内側に貫通孔２１を有する枠体２０と、を備えている。
【００１７】
前記基板２は、セラミックのうちで熱伝導率が比較的高い窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮと記載する）からなり、対向する表面３および裏面４と、該表面３と裏面４との間に位置する長辺および短辺の側面５とを有する。該基板２の表面３には、その長辺方向に沿って左右一対の接続端子６ａと、該接続端子６ａから表面３の中央側（実装領域１２側）に延びた一対の表面配線６とが左右対称に形成され、該表面配線６ごとの中央側の先端には、一対の実装用端子６ｐが個別且つ対称に形成されている。該一対の実装用端子６ｐを含む領域が前記実装領域１２である。また、上記接続端子６ａごとには、ボンディングワイヤー７が個別に接続されている。尚、上記表面配線６は、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）からなる。
【００１８】
図１，図２に示すように、前記実装領域１２の上方には、当該実装領域１２に含まれる前記実装用端子６ｐごとの上に設けたＡｇロウなどのロウ材１１を介して、平面視が正方形（矩形）状で且つ全体が平板状の前記発光素子１０が実装されている。該発光素子１０は、例えば、ＬＥＤが挙げられる。
また、上記発光素子１０の上方には、該発光素子１０の上面と下面が接する蛍光部材１４が配置されている。該蛍光部材１４は、平面視が上記発光素子１０よりも大きな正方形状で且つ全体が平板状を呈する。そのため、該蛍光部材１４における四辺の側面側は、上記発光素子１０の各側面よりも外側に突出している。かかる発光素子１０は、例えば、ｎ型窒化ガリウム層およびｐ型窒化ガリウム層と、これらの間に配置された発光層とを有する、いわゆるＬＥＤ素子である。
【００１９】
更に、図１，図２に示すように、前記蛍光部材１４の上面における周辺側には、接合材１５を介して、平面視の外形が正方形状で且つ薄板の枠体２０が接合されている。かかる枠体２０は、例えば、アルミナ（セラミック）、アルミニウム合金（金属）、あるいはアルミニウムと炭化硅素との複合材（Ａｌ・ＳｉＣ）からなり、平面視における内側には、上記蛍光部材１４の上面を露出させるための貫通孔２１を開設している。該貫通孔２１は、平面視で該枠体２０の外形とほぼ相似形の正方形状を呈する。
尚、上記接合材１５には、例えば、銀ロウ（Ａｇ−Ｃｕ合金）などや、ガラスなどに高伝熱性成分のアルミナ粒子を配合したものが使用される。
【００２０】
因みに、図１の平面視や、図２における２つの直交する角度の側面視ごとにおいて、前記枠体２０の両端間（一辺）の長さＬ２は、前記蛍光部材１４の両端間（一辺）の長さＬ１よりも大であると共に、前記枠体２０の貫通孔２１の内法寸法Ｌ３は、前記蛍光部材１４の両端間の長さＬ１よりも小の関係となるように設定されている。
即ち、枠体２０の外形（Ｌ２）は、平面視で蛍光部材１４の外形（Ｌ１）よりも大きく、且つ該枠体２０の貫通孔２１の内法寸法（Ｌ３）は、蛍光部材１４の外形（Ｌ１）よりも小さくし、枠体２０の周辺側を蛍光部材１４の各側面よりも外側に位置させることで、平面視における当該枠体２０の面積を広くしている。
また、図２に示すように、前記基板２の表面３、発光素子１０の各側面、前記蛍光部材１４の各側面、および前記枠体２０の下面の周辺側に囲まれた凹所には、例えば、シリコーン樹脂からなり、平面視が四角形（矩形）枠状の側壁部材１６が配設されている。
【００２１】
上記側壁部材１６は、内周側に段部１７を有し、該段部１７において前記蛍光部材１４の下面における周辺側を支持している。該側壁部材１６は、例えば、溶けたシリコーン樹脂（樹脂）、マグネシウム合金（金属）、あるいはアルミナ粉末などを含む絶縁性ペースト（セラミックペースト）を、ディスペーンサーなどを用い、前記凹所の周囲に沿って複数回に亘り内側から外側にずらしつつ注下して、順次凝固させたものである。かかる側壁部材１６を形成することにより、前記発光素子１０、蛍光部材１４、枠体２０、および前記基板２が、互いに所要の姿勢で位置決めされつつ、接着ないし接合されている。
加えて、図２に示すように、前記枠体２０の底面および貫通孔２１の内面の双方には、予め、光反射性および光吸収性の一方または双方を有する薄膜部２２，２３が連続して被覆されている。該薄膜部２２，２３は、例えば、銀を上記の位置に対しスパッタリングすることにより、厚みを約数μｍにして形成される。
【００２２】
尚、前記薄膜部２２，２３は、放熱性の観点から、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）などの光反射性の金属により形成しておく方が望ましい。その理由は、光吸収性を有する薄膜部とした場合、安定した発光状態を得る点では有効であるが、光を吸収した際に、発熱作用を生じるのに対し、光反射性を有する薄膜部は、光を反射した際に発熱を生じないので、安定した発光状態および効果的な放熱性を有する故である。
【００２３】
前記発光装置１ａにおいて、前記ボンディングワイヤー７ごとから各表面配線６などを介して、前記発光素子１０の底面側の電極を通じて該発光素子１０に給電すると、図３中の矢印で示すように、かかる発光素子１０の上面、各側面、および下面から所定の光が発光される。かかる光のうち、上記発光素子１０の上面から発射された光は、大半が前記枠体２０の貫通孔２１を通って、上方に放射される。しかし、一部の光は、前記薄膜部２２，２３に吸収されるか、あるいは、該薄膜部２２，２３で反射する。一方、上記発光素子１０の各側面から発射された光は、図３中の矢印で示すように、主に一部が前記側壁部材１６を構成する樹脂を透過すると共に、残部が前記樹脂に吸収される。
【００２４】
前記の結果、前記発光素子１０から発せられた光のうち、薄膜部２２，２３で反射したり、吸収された光を除き、乱反射の光が比較的少なく且つほぼ直進性で且つ鮮やかな光を、前記貫通孔２１を通じて外部に対して発光し得る。従って、安定した発光状態を提供することができる。
しかも、前記発光に伴って発光素子１０から発生した熱は、前記蛍光部材１４および枠体２０を経て効果的に外部へ放熱される。更に、一部の熱は、前記基板２を経て外部に放熱される。その結果、前記枠体２０や蛍光部材１４付近に熱が滞留しにくく、かかる蛍光部材１４などに亀裂や割れなどの不具合が抑制される。
従って、前記のような発光装置１ａによれば、前記効果（１）〜（３）を確実に奏することが可能である。
【００２５】
図４（Ａ）は、前記発光装置１ａとは異なる形態である第１の発光装置１ｂを示す前記図２と同様な垂直断面図である。
上記発光装置１ｂは、図４（Ａ）に示すように、前記同様のＡｌＮからなる基板２と、該基板２の表面３における実装領域１２の上方に実装された前記同様の発光素子１０と、該発光素子１０の上方に下面が接して配置された前記同様の蛍光部材１４と、該蛍光部材１４の上面における周辺側に下面の内周側が接合された前記同様の枠体２０と、を備えている。該枠体２０の下面および貫通孔２１の内面には、前記同様の薄膜部２２，２３が被覆されている。
【００２６】
図４（Ａ）に示すように、前記発光装置１ｂにおいて、前記基板２の表面３と、発光素子１０の側面と、該発光素子１０よりも外側に突出した蛍光部材１４の下面における周辺側とに囲まれた垂直断面が長方形で且つ平面視が枠形状の空間には、前記同様の樹脂からなる側壁部材１８が上記３者を接着しつつ形成されている。更に、該側壁部材１８の側面と、上記蛍光部材１４の側面との外側には、上記枠体２０の下面における側面側に接合された側壁部材２５が配設されている。該側壁部材２５は、前記同様のセラミック、金属、あるいは、セラミックと金属との複合材（例えば、アルミニウムと炭化硅素（Ａｌ・ＳｉＣ））の何れかからなり、垂直断面が縦長の長方形状で、且つ平面視が矩形枠状を呈している。尚、該側壁部材２５の下面も基板２の表面３と前記接合材１５により接合されている。
【００２７】
前記のような発光装置１ｂによれば、前記発光素子１０から上方に発光された大半の光は、前記枠体２０の貫通孔２１を通じて外部に放射され、且つ発光素子１０の側面から側方に発光された光は、樹脂製の前記側壁部材１８内で吸収されか、あるいは、該側壁部材１８を透過し、該透過した光は、セラミックまたは金属などから前記側壁部材２５に吸収あるいは反射される。その結果、上記光は、枠体２０の貫通孔２１を通じて、乱反射が少なく射出方向を揃えて外部に放射される。
しかも、前記発光素子１０から発生した熱は、前記蛍光部材１４を経て前記枠体２０や側壁部材２５から外部へ効果的に放熱される。その結果、前記蛍光部材１４付近や枠体２０の付近に熱が滞留しにくく、かかる蛍光部材１４などに亀裂や割れなどの不具合を一層抑制し得る。
【００２８】
図４（Ｂ）は、前記発光装置１ｂの変形形態である第１の発光装置１ｃを示す前記同様の垂直断面図である。
上記発光装置１ｃは、図４（Ｂ）に示すように、前記発光装置１ｂと同様な基板２、発光素子１０、蛍光部材１４、枠体２０、および前記セラミックまたは金属などからなる前記側壁部材２５を備えている。
かかる発光装置１ｃにおいて、前記発光装置１ｂとの相違点の１つは、上記基板２の表面３、上記発光素子１０の側面、上記蛍光部材１４の下面における周辺側、および上記側壁部材２５の内側面に囲まれた空間に対し、前記樹脂製の側壁部材１８を配設せず、中空部Ｓとしたところである。
【００２９】
更に、図４（Ｂ）に示すように、発光装置１ｃの前記基板２では、該基板２の表面３に対称に設けた一対の表面配線６と、当該基板２の裏面４に設けた複数の外部接続端子９との間を、前記表面３と裏面４との間を貫通する複数のビア導体８ａを介して、個別に電気的に接続している点でも相違している。
尚、上記ビア導体８ａや外部接続端子９も、ＷあるいはＭｏからなる。また、上記ビア導体８ａは、予め、断面積を比較的太径とした放熱ビアとしても良い。
上記のような構造の発光装置１ｃによっても、前記発光装置１ｂと同様の光の放射特性および熱の放熱特性を奏することが可能である。
【００３０】
図４（Ｃ）は、前記発光装置１ｂ，１ｃの応用形態である第１の発光装置１ｄを示す前記同様の垂直断面図である。
上記発光装置１ｄは、図４（Ｃ）に示すように、前記発光装置１ｂ，１ｃと同様な基板２、発光素子１０、および蛍光部材１４を備えている。該蛍光部材１４の側面および上面の周辺側には、垂直断面が逆Ｌ字形状の枠材２６が接合されている。該枠材２６は、前記枠体２０と同様に平面視の内側に貫通孔２１を有する枠部（枠体）２７と、該枠部２７の下面における周辺側から前記基板２の表面３側に垂下した垂直断面が縦長の長方形状を呈する側壁部（側壁部材）２８と、を一体に有している。該枠材２６は、アルミナ粉末などを含むセラミックペーストを所定の成形型内に押し込むか、アルミニウム合金などの金属溶湯を鋳型内で鋳込で形成されている。
【００３１】
また、図４（Ｃ）に示すように、前記枠材２６における枠部２７の貫通孔２１の内面、該枠部２７の下面、および側壁部２８の内側面には、前記同様の薄膜部２２，２３，２４が連続して被覆されている。
更に、図示のように、前記基板２では、該基板２の表面３に設ける一対の表面配線６を、該基板２の対向する側面５ごとにまで個別に延長し、該側面５ごとの表面３と裏面４との間に個別に設けた側面配線８ｂを介して、当該基板２の裏面４に形成された複数の外部接続端子９と個別に接続している。
加えて、前記基板２の表面３、上記発光素子１０の側面、上記蛍光部材１４の下面における周辺側、および上記枠材２６の側壁部２８の内側面に囲まれた部位（空間）を、中空部Ｓとしている。尚、該中空部Ｓに対して、前記同様の樹脂製の側壁部材１８を配設しても良い。
【００３２】
前記のような発光装置１ｄによれば、前記発光素子１０から上方に発光された大半の光は、前記枠体２０の貫通孔２１を通じて外部に放射され、且つ発光素子１０の側面から側方に発光された光は、前記枠材２６の側壁部２８の内側面に設けた薄膜部２４によって吸収されるか、あるいは反射される。その結果、上記光は、枠材２６における枠部２７の貫通孔２１を通じて、乱反射が少なく射出方向を揃えて外部へ放射される。
しかも、前記発光素子１０から発生した熱は、前記蛍光部材１４を経て前記枠材２６の枠部２７および側壁部２８から外部へ一層効果的に放熱される。その結果、前記蛍光部材１４付近や、枠材２６の枠部２７付近に熱が滞留しにくく、かかる蛍光部材１４などに亀裂や割れなどの不具合を確実に防ぐことができる。
【００３３】
従って、前記のような形態を有する第１の発光装置１ｂ〜１ｄによっても、前記効果（１）〜（３）を確実に奏することが可能である。
尚、前記発光装置１ｂの基板２において、前記ボンディングワイヤー７を省略し、前記ビア導体８ａあるいは側面配線８ｂと共に、更に裏面４側の外部接続端子９を併設した形態としても良い。
また、前記発光装置１ｃの基板２において、前記ビア導体８ａを省略し、前記ボンディングワイヤー７を用いる形態か、あるいは側面配線８ｂおよび裏面４側の外部接続端子９を設けた形態の何れかとしても良い。
更に、前記発光装置１ｄの基板２において、前記側面配線８ｂを省略し、前記ボンディングワイヤー７を用いる形態か、あるいは前記ビア導体８ａおよび裏面４側の外部接続端子９を設けた形態の何れかとしても良い。
【００３４】
図５は、前記各形態とは更に異なる形態である第１の発光装置１ｅを示す前記同様の垂直断面図である。
上記発光装置１ｅは、図５に示すように、前記同様にボンディングワイヤー７が接合される一対の表面配線６を表面３に有する基板２、発光素子１０、蛍光部材１４、枠体２０、および前記セラミックまたは金属などからなる側壁部材２９を備えている。該側壁部材２９は、上記枠体２０の下面における周辺側に接合され、且つその内側面が上記蛍光部材１４の側面に接すると共に、その下面は前記蛍光部材１４の側面よりもやや下側の位置に垂下している。
【００３５】
更に、図５に示すように、前記基板２の表面３、発光素子１０の側面、蛍光部材１４の下面における周辺側、および側壁部材２９の内側面と下面に囲まれた凹所には、前記同様の樹脂からなる側壁部材１９が配設されている。かかる側壁部材１９は、平面視が矩形枠状を呈し、且つ垂直断面がほぼ正方形で且つ外側面の上方に、上記側壁部材２９の下面付近を支持する段部１９ａを有している。
前記のような発光装置１ｅも、比較的近似する形態の前記発光装置１ｂと同様な発光特性および放熱特性を併有しているので、前記効果（１）〜（３）を確実に奏することが可能である。
尚、前記発光装置１ｅの基板２についても、前記ボンディングワイヤー７を省略し、前記ビア導体８ａあるいは側面配線８ｂと共に、前記裏面４側の外部接続端子９を併設した形態としても良い。
【００３６】
図６（Ａ）は、本発明による第２の発光装置における一形態の発光装置１ｆを示す前記同様の垂直断面図である。
上記発光装置１ｆは、図６（Ａ）に示すように、前記同様にボンディングワイヤー７が接合される一対の表面配線６を表面３に有する基板２、発光素子１０、蛍光部材１４、枠体２０、および前記樹脂からなる側壁部材１６を備えている。
該発光装置１ｆが前記第１の発光装置１ａ〜１ｅと異なる点は、上記枠体２０は、蛍光部材１４の上面おける周辺側に接触して配置されていることであり、換言すると、該蛍光部材１４は、その全表面の何れにおいても接合部を有していない。即ち、当該蛍光部材１４は、側壁部材１８の段部１７と内側面と枠体２０の底面とにより、全周の周辺側を挟まれる上記構造によって位置固定されている。
尚、図６（Ａ）では、前記枠体２０の貫通孔２１の内面だけに、薄膜部２２を被覆しているが、該枠体２０の下面にも、前記薄膜部２３を連続して被覆しても良い。あるいは、上記薄膜部２２を省略した形態としても良い。
また、前記発光装置１ｆにおいて、前記ボンディングワイヤー７に替えて、前記基板２に前記ビア導体８ａや側面配線８ｂを用いた形態としても良い。
【００３７】
図６（Ｂ）は、第２の発光装置における別形態の発光装置１ｇを示す前記同様の垂直断面図である。
上記発光装置１ｇは、図６（Ｂ）に示すように、前記同様の基板２、発光素子１０、および蛍光部材１４を備えている。該蛍光部材１４の上面の周辺側および側面は、前記同様の枠材２６における枠部（枠体）２７と側壁部（側壁部材）とが個別に接触して配置されている。即ち、該蛍光部材１４も、その全表面の何れにおいても接合部を有しておらず、前記発光素子１０の上面と、枠部２７の下面と、側壁部２８の内側面とによって、拘束され且つ位置固定されている。
【００３８】
尚、前記枠材２６には、前述した枠材２６と同様のものが使用される。
また、図６（Ｂ）では、前記枠部２７の貫通孔２１の内面だけに、薄膜部２２を被覆しているが、該枠部２７の下面および側壁部２８の内側面にも、前記薄膜部２３，２４を連続して被覆しても良い。あるいは、上記薄膜部２２を有さない形態としても良い。
更に、前記発光装置１ｇの基板２においても、前記側面配線８ｂを省略し、前記ボンディングワイヤー７を用いる形態か、あるいは前記ビア導体８ａおよび裏面４側の外部接続端子９を設けた形態の何れかとしても良い。。
加えて、前記発光装置１ｇにおいて、前記枠材２６を前述したような枠体２０と側壁部材２５，２９との組み合わせにより構成した形態としても良い。
以上のような第２の配線基板１ｆ，１ｇによっても、前記効果（１）乃至（３）が得られると共に、その組み立て時において、前記蛍光部材１４に関する接着工程を不要にできる利点を更に有している。
【００３９】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記基板２は、前記ＡｌＮ以外の高温焼成セラミック、あるいはガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックからなるものとしても良い。後者の場合、前記表面配線６、ビア導体８ａ、側面配線８ｂ、外部接続端子９などの導体には、銅あるいは銀が適用される。
また、前記基板２は、複数のセラミック層を上下に積層してなり、係るセラミック層間に内層配線が適宜形成された形態や、アルミニウムや銅などの金属からなる基板とし、且つその表面に絶縁膜を被覆した形態としても良い。
更に、前記発光素子、蛍光部材、および枠体は、前記基板２の表面３と裏面４との双方に、対称あるいはほぼ対称にして配設した形態としても良い。
【００４０】
また、前記発光素子、蛍光部材、および枠体は、それぞれ平面視が長方形で且つ互いにほぼ相似形である形態としても良い。かかる形態においても、上記枠体の両端間の長さは、上記蛍光部材の両端間の長さよりも大であり、且つ前記枠体の貫通孔の内法寸法は、前記蛍光部材の両端間の長さよりも小である、との前記関係は、それぞれの長辺方向および短辺方向においても、個別に適用される。
更に、前記発光素子、蛍光部材、および枠体は、それぞれ平面視が円形状、長円形状、楕円形状、あるいは五角形以上の正多角形または変形多角形を呈し、且つ互いに平面視がほぼ相似形である形態としても良い。これらの形態においても、前記の関係は、複数の異なる方向において、個別に適用される。
【００４１】
また、前記枠体２０および側壁部材２５，２９は、互いに同一のセラミック、同一の金属、あるいは同一のセラミックと金属との複合材からなる組合せとしても良い。更に、同種または異種の金属同士、同種または異種のセラミック同士、同種または異種の上記複合材同士、あるいは、セラミックと金属、セラミックと上記複合材、あるいは、金属と上記複合材との組合せからなり、且つ互いに同様の光反射性および光吸収性の少なくとも一方を有するもの同士としても良い。
また、前記薄膜部２２は、前記枠体２０の下面２３と、前記側壁部材２５の発光素子２０側の内壁面とにおいて、個別にあるいは連続して設けても良い。更に、該薄膜部２２は、上記枠体２０および上記側壁部材２５における外表面の全体に設けられていても良い。
加えて、前記発光素子は、前記ＬＥＤに限らず、ＬＤや赤外線発光素子としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、基板の表面における実装領域に実装された発光素子から発生する熱を、該発光素子の上面に接して配置される蛍光部材を経て、該蛍光部材の上面における周辺側に配置される枠体を介して外部へ効果的に放熱し得る発光装置を確実に提供できる。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ〜１ｇ…………発光装置
２……………………基板
３……………………表面
１０…………………発光素子
１２…………………実装領域
１４…………………蛍光部材
１６，１８，１９…樹脂製の側壁部材
２０…………………枠体
２１…………………貫通孔
２５．２９…………側壁部材
２７…………………枠部（枠体）
２８…………………側壁部（側壁部材）
Ｌ１，Ｌ２…………両端間の長さ
Ｌ３…………………内法寸法
【図１】
2018173913.tif 000003
【図２】
2018173913.tif 000004
【図３】
2018173913.tif 000005
【図４】
2018173913.tif 000006
【図５】
2018173913.tif 000007
【図６】
2018173913.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月14日(2019.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に発光素子の実装領域を有する基板と、
上記基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、
上記発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、
上記蛍光部材の上面における周辺側に接合され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、
上記枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなり、
上記枠体の下面および上記貫通孔の内面のうち、少なくとも前記内面には、光反射性を有する金属からなる薄膜部を有する、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
表面に発光素子の実装領域を有する基板と、
上記基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、
上記発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、
上記蛍光部材の上面における周辺側に接触して配置され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、
上記枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなり、
上記枠体の下面および上記貫通孔の内面のうち、少なくとも前記内面には、光反射性を有する金属からなる薄膜部を有する、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記枠体および前記蛍光部材は、それぞれ平面視が矩形状を呈すると共に、
平面視と直交する側面視において、上記枠体の両端間の長さは、上記蛍光部材の両端間の長さよりも大であり、且つ前記枠体の貫通孔の内法寸法は、前記蛍光部材の両端間の長さよりも小である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子の側面および前記蛍光部材の側面のうち、少なくとも、前記蛍光部材の側面には、側壁部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記側壁部材は、前記基板の表面および前記蛍光部材の側面に接着された樹脂であるか、あるいは、前記枠体の下面における外面側に接合され、且つ少なくとも上記蛍光部材の側面を覆うように配設されると共に、金属、セラミック、あるいは金属とセラミックとの複合材の何れの材料からなる、、
ことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、前記枠体を構成する材料を比較的熱伝導性の高いセラミック、金属、あるいはセラミックおよび金属からなる複合材料とする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による第１の発光装置（請求項１）は、表面に発光素子の実装領域を有する基板と、該基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、該発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、前記蛍光部材の上面における周辺側に接合され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、該枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなり、上記枠体の下面および上記貫通孔の内面のうち、少なくとも前記内面には、光反射性を有する金属からなる薄膜部を有する、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明による第２の発光装置（請求項２）は、表面に発光素子の実装領域を有する基板と、該基板の表面における実装領域に実装された発光素子と、該発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材と、を備えた発光装置であって、前記蛍光部材の上面における周辺側に接触して配置され、該蛍光部材の上面の中央側を上方に露出させる貫通孔を平面視の内側に有する枠体を有すると共に、該枠体は、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなり、上記枠体の下面および上記貫通孔の内面のうち、少なくとも前記内面には、光反射性を有する金属からなる薄膜部を有する、ことを特徴とする。
前記第１の発光装置と第２の発光装置によれば、以下の効果（１）乃至（３）を得ることが可能である。
（１）前記発光素子の上方に配置された平板状の蛍光部材の上面における周辺側に接合されるか、あるいは、接触して配置され、且つ前記貫通孔を内側に有する前記枠体が、金属、セラミック、あるいは、金属とセラミックとの複合材の何れかの材料からなっている。その結果、該枠体が前述した樹脂やガラスなどに比べて比較的高い熱伝導率を有するため、前記発光素子から発生し且つ前記蛍光部材を経てきた熱を、効果的に外部へ放熱することが可能となる。
（２）上記効果（１）に起因して、前記枠体や蛍光部材に熱が滞留しにくく、前述した亀裂や割れなどの不具合が抑制されるので、信頼性の高い発光装置となる。
（３）前記枠体の下面と前記貫通孔の内面のうち、少なくとも該内面に、光反射性を有する薄膜部を有している。そのため、発光素子から発せられた光のうち、前記薄膜部で反射することで、乱反射の光が比較的少なく且つほぼ直進性で且つ鮮やかな光を、前記貫通孔を通じて外部に対して発光し得る。従って、安定した発光状態を提供することが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
尚、前記薄膜部は、例えば、スパッタリングにより約数μｍ〜約数１０μｍの厚みにより被覆される銀などの金属薄膜である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明には、前記発光素子の側面および前記蛍光部材の側面のうち、少なくとも、前記蛍光部材の側面には、側壁部材が配設されている、発光装置（請求項４）も含まれる。
これによれば、上記側壁部材が少なくとも蛍光部材の側面に配設されているので、該蛍光部材を、前記基板の表面における実装領域上で、且つ上記発光素子の上面に接した位置において、安定した姿勢で保持することができる。
更に、上記側壁部材が上記発光素子の側面と蛍光部材の側面との双方に配設された形態によれば、前記基板の表面における実装領域上において、発光素子、蛍光部材、および前記枠体をかかる順序にして所定の姿勢で安定して保持することができる。従って、前記効果（１）〜（３）を確実に得ることが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
加えて、本発明には、前記側壁部材は、前記基板の表面および前記蛍光部材の側面に接着された樹脂であるか、あるいは、前記枠体の下面における外面側に接合され、且つ少なくとも上記蛍光部材の側面を覆うように配設されると共に、金属、セラミック、あるいは金属とセラミックとの複合材の何れの材料からなる、発光装置（請求項５）も含まれる。
上記のうち、上記側壁部材が、前記基板の表面および前記蛍光部材の側面に接着した樹脂である形態によれば、上記基板の表面上に、前記発光素子、蛍光部材、および枠体をこれらの順で容易に保持できるので、前記効果（１）〜（３）を確実に得ることができる。
一方、上記側壁部材が、金属、セラミック、あるいは金属とセラミックとの複合材の何れの材料からなる形態では、前記効果に加え、前記発光素子から発生した熱を、該側壁部材を介しても外部へ効果的に放熱できるので、前記効果（１）を一層顕著に得ることができる。かかる形態の場合、前記側壁部材の材料は、前記枠体の材料と共通（同一あるいは同種）にしても良い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
１ａ〜１ｇ…………発光装置
２……………………基板
３……………………表面
１０…………………発光素子
１２…………………実装領域
１４…………………蛍光部材
１６，１８，１９…樹脂製の側壁部材
２０…………………枠体
２１…………………貫通孔
２２，２３…………薄膜部
２５．２９…………側壁部材
２７…………………枠部（枠体）
２８…………………側壁部（側壁部材）
Ｌ１，Ｌ２…………両端間の長さ
Ｌ３…………………内法寸法
【国際調査報告】
2018173913.tif 000009
2018173913.tif 000010
2018173913.tif 000011
2018173913.tif 000012