(57)【要約】【課題】  光の取出し効率を高くすることができる発光素子用配線基板および発光量の大きい発光装置を提供する。【解決手段】  絶縁性を有する基板４には、発光素子Ｃを搭載する素子搭載部Ａが設けられる。素子搭載部Ａは、基板４に配置される素子搭載部本体１９と、この素子搭載部本体１９に連なって基板４の厚み方向Ｚの一表面１３から厚み方向Ｚに先細状に突出する突起部１４とから成る。発光素子Ｃは、この突起部１４の厚み方向Ｚの先端の搭載面１５に第２接合部２６を介して搭載される。互いに隣接する突起部１４のうちの一方の突起部１４は、他方の突起部１４に搭載される発光素子Ｃからの光が到達する領域内に配置されるように設けられる。搭載面１５の面積は、発光素子Ｃの突起部１４に対向する実装面２０の面積と等しく選ばれる。【選択図】      図１
2007273603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性を有し、配線が形成される基板と、
外周面が前記基板の厚み方向の一表面から突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜し、前記一表面から最も離れた先端部に発光素子を搭載する搭載面が形成される複数の素子搭載部とを含み、
各素子搭載部は、各素子搭載部に搭載される各発光素子からの光が到達する領域内で相互に近接して配置されることを特徴とする発光素子用配線基板。
【請求項２】
前記搭載面の面積は、前記発光素子の前記素子搭載部に対向する実装面の面積と等しく選ばれることを特徴とする請求項１記載の発光素子用配線基板。
【請求項３】
前記素子搭載部は、金属から成ることを特徴とする請求項１または２記載の発光素子用配線基板。
【請求項４】
前記素子搭載部は、前記厚み方向に貫通して前記基板に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子用配線基板。
【請求項５】
前記素子搭載部は、銅またはアルミニウムから成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子用配線基板。
【請求項６】
前記搭載面と前記一表面との間の、前記素子搭載部の前記外周面上に形成され、銀またはアルミニウムから成る反射膜をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光素子用配線基板。
【請求項７】
前記基板の一表面上には、前記搭載面に搭載される前記発光素子および前記複数の素子搭載部を外囲する枠部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光素子用配線基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光素子用配線基板と、
前記搭載面に搭載される発光素子と、
前記基板に形成される前記配線および前記発光素子を接続する素子接続部とを含むことを特徴とする発光装置。
【請求項９】
透光性を有し、前記発光素子を被覆する被覆部をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が設けられる発光素子用配線基板およびこの発光素子用配線基板を備える発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light Emitting Diode：略称ＬＥＤ）を用いた発光装置は、白熱電球および蛍光灯などの発光装置に比べて発光効率が非常に高く、かつ発熱量が小さい。たとえば幅方向の寸法が約０．１ｍｍと非常に小形で、通電量が約３０ｍＡのときの発熱量が約０．０１ｍＷとなる発熱量の小さいＬＥＤがある（たとえば特許文献１参照）。またＬＥＤを収容する容器として、基板の表面から厚み方向に突出する凸部が形成された発光素子収納用パッケージがある（たとえば特許文献２参照）。前記凸部は、先端部に発光素子が載置される載置部を有する。基板の厚み方向の一表面部には、発光素子の所定の端子とボンディングワイヤによって接続される配線導体が形成されている。配線導体と載置部との基板の厚み方向における位置を異ならせることによって、発光素子を載置部に取付けるときに導電性を有する接着剤が配線導体に付着することを防ぎ、発光素子と前記配線導体とが不所望に導通することを防いでいる。
【０００３】
ＬＥＤを用いた発光装置は、小形かつ発熱量が小さいという利点があるが、白熱電球および蛍光灯などの発光装置に比べて発光量が小さいので、照明用の装置として用いられるよりも、表示用の装置の光源として用いられている。
【０００４】
発光装置の高輝度化に鑑みて、発光素子を基板に取付けるための接着剤に、蛍光粒子を含ませた発光装置がある（たとえば特許文献３参照）。蛍光粒子を含む接着剤を用いることによって、発光装置の光の取出し方向に垂直な方向に放射される光、および基板側に放射される光が蛍光粒子を励起する。この励起された蛍光粒子は、発光素子からの光の波長を変換して四方八方に発光する。これによって光の取出し方向に放射される光以外の光も発光装置から放射される光として利用され、輝度の高い発光装置が実現されている。
【０００５】
また発光装置の高輝度化に鑑みて、複数の発光素子を備える発光装置がある。このように複数の発光素子を備えることによって輝度の高い発光装置が実現されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３４７９０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６１２３号公報
【特許文献３】特開２００２−１１１０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術の発光装置では、照明用の装置としては発光量が十分ではないので、発光装置からの光の取出し効率をさらに高くすることができる発光素子用配線基板および発光量の大きい発光装置が求められている。
【０００８】
また蛍光粒子を含む接着剤を用いて発光素子と基板とを接合する場合には、半田などの金属に比べて熱伝導率の低い樹脂を接着剤に用いる必要があるので、発光素子の放熱性が低下し、発光素子の温度上昇に伴って発光量が低下するという問題がある。
【０００９】
また複数の発光素子を備える発光装置では、各発光素子が互いに光を遮る遮蔽物として機能するので、全ての発光素子からの光量を合計した光量よりも発光装置からの光の光量が小さくなり、光の取出し効率が小さくなるという問題がある。
【００１０】
したがって本発明の目的は、光の取出し効率を高くすることができる発光素子用配線基板および発光量の大きい発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電気絶縁性を有し、配線が形成される基板と、
外周面が前記基板の厚み方向の一表面から突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜し、前記一表面から最も離れた先端部に発光素子を搭載する搭載面が形成される複数の素子搭載部とを含み、
各素子搭載部は、各素子搭載部に搭載される各発光素子からの光が到達する領域内で相互に近接して配置されることを特徴とする発光素子用配線基板である。
【００１２】
また本発明は、前記搭載面の面積は、前記発光素子の前記素子搭載部に対向する実装面の面積と等しく選ばれることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記素子搭載部は、金属から成ることを特徴とする。
また本発明は、前記素子搭載部は、前記厚み方向に貫通して前記基板に設けられることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記素子搭載部は、銅またはアルミニウムから成ることを特徴とする。
また本発明は、前記搭載面と前記一表面との間の、前記素子搭載部の前記外周面上に形成され、銀またはアルミニウムから成る反射膜をさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記基板の一表面上には、前記搭載面に搭載される前記発光素子および前記複数の素子搭載部を外囲する枠部をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記発光素子用配線基板と、
前記搭載面に搭載される発光素子と、
前記基板に形成される前記配線および前記発光素子を接続する素子接続部とを含むことを特徴とする発光装置である。
【００１７】
また本発明は、透光性を有し、前記発光素子を被覆する被覆部をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、素子搭載部の外周面は、基板の厚み方向の一表面から突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜する。素子搭載部の基板から最も離れた先端部には、発光素子を搭載する搭載面が形成される。この搭載面に搭載される発光素子は、基板側と反対側の光の取出し方向に光を放射するだけでなく、基板側にも光を放射する。各素子搭載部は、各素子搭載部に搭載される各発光素子からの光が到達する領域内で相互に近接して配置されるので、各素子搭載部に搭載される各発光素子からの光のうちの少なくとも一部は、それぞれ他の素子搭載部の外周面に入射する。この外周面は、前述したように傾斜しているので、入射した光を発光素子から基板側とは反対側の向きに反射する。これによって発光素子から基板側に放射される光が、光の取出し方向に取出されることになり、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
【００１９】
また、発光素子から放出される光は、様々な部分で反射したり、散乱したりすることから、素子搭載部の外周面が基板の表面に対して垂直に形成された場合には、外周面に入射した光は、基板の厚み方向の一表面に反射されて、損失してしまうのに対して、素子搭載部の外周面を角度をつけて形成することによって従来基板側に反射されてしまうような光であっても、角度を有する外周面によって、側方あるいは基板とは反対側の前方に光を誘導することができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
【００２０】
また本発明によれば、搭載面の面積は、発光素子の素子搭載部に対向する実装面の面積と等しい。搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも小さい場合、素子搭載部と発光素子との接合部分の面積が小さくなる。この場合、発光素子に発生する熱量が効率的に素子搭載部を介して拡散され難くなる。発光素子は、温度が上昇すると発光効率が低下するので、このように搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも小さい場合、発光素子の発光効率が低下する。また搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも小さい場合、発光素子と搭載面との接合部分の面積が小さくなるので、発光素子と搭載面との接合性が低下する。また搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも大きければ、発光素子から基板側に放射される光の一部が搭載面に入射する。この場合、発光素子からの光が、隣接する素子搭載部の外周面に入射しなくなるので、光の取出し効率が低下する。本発明では搭載面の面積は、発光素子の実装面の面積と等しいので、発光素子の放熱性が高く、光の取出し効率が高く、かつ発光素子と搭載面との接合性の良い発光素子用配線基板が実現される。
【００２１】
また本発明によれば、素子搭載部は、樹脂およびセラミックスなどよりも熱伝導性の高い金属から成るので、発光素子に発生する熱量を効率的に素子搭載部に拡散することができる。これによって発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
【００２２】
また本発明によれば、素子搭載部は、基板の厚み方向を貫通するので、発光素子に発生する熱量は、素子搭載部を伝導して、基板の厚み方向の他表面側からも放熱される。これによって発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
【００２３】
また本発明によれば、素子搭載部として、金属の中でも安価で、熱伝導性が高く、しかも加工も用意であることから、銅またはアルミニウムを用いることで発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
【００２４】
また本発明によれば、素子搭載部は、樹脂およびセラミックスなどよりも熱伝導性の高い銅またはアルミニウムから成るので、発光素子に発生する熱量を効率的に素子搭載部に拡散することができる。これによって発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
【００２５】
また本発明によれば、素子搭載部の外周面に反射率の高い銀またはアルミニウムから成る反射膜が形成されるので、発光素子から基板側に放射される光のうちの、反射膜によって反射される光の割合が高くなる。これによって光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
【００２６】
また本発明によれば、前記搭載面に搭載される前記発光素子および素子搭載部を外囲する枠部が形成される。この枠部によって、たとえば障害物と発光素子とが衝突することを防ぐことができ、発光素子が保護される。またたとえば蛍光体によって発光素子を外囲する場合、この枠部と基板とが容器として機能するので、蛍光体を前記容器に容易に充填することができ、発光素子を蛍光体が外囲する発光装置を容易に作製することができる。
【００２７】
また本発明によれば、前述したように光の取出し効率を高くすることができる発光素子用配線基板を用いて発光装置を構成するので、発光量の大きい発光装置を実現することができる。
【００２８】
また本発明によれば、発光素子を被覆部が覆うので、発光素子を水分および塵埃などから保護することができる。また被覆部は、透光性を有するので、発光素子からの光が被覆部によって吸収されない。これによって発光量の大きい発光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態の発光装置１を示す断面図である。図２は、発光装置１の平面図である。発光装置１は、発光素子用配線基板２と、ｓ個（記号ｓは、２以上の整数）の発光素子Ｃとを含んで構成される。発光素子用配線基板２は、発光素子Ｃを収容するための収容器として機能する。発光素子Ｃは、本実施の形態では発光ダイオード（
Light Emitting Diode：略称ＬＥＤ）を含んで構成されるＬＥＤチップによって実現される。
【００３０】
発光素子用配線基板２は、電気絶縁性を有する基板４と、基板４に形成される配線５と、ｓ個の発光素子Ｃがそれぞれ搭載されるｓ個の素子搭載部Ａと、発光素子Ｃを囲う枠部７とを含んで構成される。
【００３１】
基板４は、本実施の形態においては板状に形成され、厚み方向に垂直な断面が正方形となるように形成される。基板４は、白色である。基板４が白色であるので、搭載する発光素子Ｃからの光に対して反射率が高くなる。これによって発光素子Ｃから基板４に入射した光が光の取出し方向に反射され、発光素子Ｃからの光を効率的に利用することができる。以後、基板４の厚み方向を厚み方向Ｚと記載し、基板４の幅方向を第１幅方向Ｘと記載し、第１幅方向Ｘおよび厚み方向Ｚに垂直な基板４の幅方向を第２幅方向Ｙと記載する場合がある。
【００３２】
基板４には、前記ｓ個の素子搭載部Ａがそれぞれ設けられるｓ本の第１貫通孔Ｂがそれぞれ形成される。ｓ本の第１貫通孔Ｂは、それぞれ厚み方向Ｚに基板４を貫通する。ｓ本の第１貫通孔Ｂは、本実施の形態では基板４において、ｍ行ｎ列（記号ｍ，ｎは、それぞれ２以上の整数であって、ｍ×ｎ＝ｓを満たす）の第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙに平行な正方形のマトリクス状に配置される。以後、第１幅方向Ｘの一方Ｘ１から他方Ｘ２に向かってｉ番目（記号ｉは、１以上かつｍ以下の整数）かつ第２幅方向Ｙの一方Ｙ１から他方Ｙ２に向かってｊ番目（記号ｊは、１以上かつｎ以下の整数）に形成される第１貫通孔Ｂを第１貫通孔Ｂ（ｉ，ｊ）と記載し、第１貫通孔Ｂ（ｉ，ｊ）に設けられる素子搭載部Ａを、素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ）と記載する場合がある。以後ｓ個の素子搭載部およびｓ本の第１貫通孔のうちの不特定のものを記載するときには、単にそれぞれ素子搭載部Ａおよび第１貫通孔Ｂと記載する場合がある。
【００３３】
第１貫通孔Ｂ（ｉ，１）と基板４の第２幅方向Ｙの一方Ｙ１の端部との間の第１貫通孔（ｉ，１）寄りの部位には、厚み方向Ｚに基板４を貫通するｍ本の第２貫通孔１０がそれぞれ形成される。この第２貫通孔１０には、後述するｍ本の第１貫通電極９がそれぞれ設けられる。また前記第１貫通孔Ｂ（ｉ，ｎ）と基板４の第２幅方向Ｙの他方Ｙ２の端部との間の第１貫通孔Ｂ（ｉ，ｎ）寄りの部位には、厚み方向Ｚに基板４を貫通するｍ本の第３貫通孔１２がそれぞれ形成される。この第３貫通孔１２には、後述するｍ本の第２貫通電極１１がそれぞれ設けられる。基板４は、本実施の形態では、樹脂よりも熱伝導率の高いセラミックスから成る。これによって発光素子Ｃの放熱性を高めることができる。
【００３４】
素子搭載部Ａは、基板４の厚み方向Ｚに基板４を貫通して基板４に設けられる。素子搭載部Ａは、基板４の前記第１貫通孔Ｂに臨む内周面上に形成される第１接合部１６を介して基板４に接合される。素子搭載部Ａは、第１貫通孔Ｂに配置される素子搭載部本体１９と、この素子搭載部本体１９に連なって外周面１７が基板４の厚み方向Ｚの一方Ｚ１に突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜する突起部１４とから成る。基板４の厚み方向Ｚの一表面１３から突出するとは、具体的には基板４の厚み方向Ｚの一表面１３を含む仮想一平面から突出することを意味する。なお、素子搭載部Ａは、基板４と同じ部材で一体的に形成されていてもよく、また、板状の基板４の表面に、基板４とは異なる素材からなる突起部１４が配置されていてもよい。
【００３５】
素子搭載部本体１９および突起部１４は、本実施の形態では四角すい台状に形成され、厚み方向Ｚの一方Ｚ１ほど先細状に形成される。また素子搭載部本体１９の外周面の厚み方向Ｚに対する傾斜角度は、突起部１４の外周面１７の厚み方向Ｚに対する傾斜角度θよりも小さい。このように素子搭載部本体１９が四角すい台状に形成されるので、素子搭載部本体１９が第１貫通孔Ｂの所定の位置に容易に嵌り込む。これによって素子搭載部Ａを基板４に容易に組み込むことができる。素子搭載部Ａの厚み方向Ｚの一方Ｚ１の先端部に形成される搭載面１５、すなわち突起部１４の厚み方向Ｚの一方Ｚ１の先端部に形成される搭載面１５は、厚み方向Ｚに垂直な平面に形成される。本実施の形態では、搭載面１５は、正方形となるように形成され、各辺が第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙにそれぞれ平行に形成される。また本実施の形態では、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３を含む仮想一平面における素子搭載部Ａの断面は、搭載面１５よりも大きい正方形に形成され、各辺が第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙにそれぞれ平行に形成される。本実施の形態では、突起部１４の搭載面１５と、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３を含む仮想一平面との間の突起部１４の外周面１７は、平面状に形成される。素子搭載部Ａは、少なくとも基板４よりも熱伝導率が高い材料を用いて形成される。これによって発光素子Ｃの放熱性を高めることができる。
【００３６】
素子搭載部Ａの表面上には、発光素子Ｃから放射される光の波長に対して反射率の高い反射膜１８が形成される。反射膜１８は、１層または複数層の膜から構成される。反射膜１８は、素子搭載部Ａから最も離間する層がたとえばＡｌ２Ｏ３、ＡｌまたはＡｇから成る。反射膜１８の素子搭載部Ａから最も離間する層が、Ａｌ２Ｏ３から成る場合には、反射率が約７０％であり、Ａｌから成る場合には、反射率が７５％〜９０％であり、Ａｇから成る場合には、反射率が９０％〜９５％である。また反射膜１８は、反射膜１８と素子搭載部Ａとの密着性を向上するため、およびＡｇから成る層の変色を防止するために、素子搭載部ＡにＮｉから成る層、Ａｕから成る層、Ａｇから成る層がこの順に積層されて形成されてもよい。反射膜１８は、たとえばめっき法を用いて形成される。
【００３７】
搭載面１５は、好ましくは発光素子Ｃの突起部１４に対向する実装面２０と略同一形状に形成される。より好ましくは搭載面１５は、発光素子Ｃの実装面２０と同一形状に形成される。すなわち搭載面１５の面積は、より好ましくは発光素子Ｃの実装面２０と等しく選ばれる。
【００３８】
配線５は、導電性を有する材料を用いて形成される。配線５は、第１貫通電極９と、第２貫通電極１１と、第１表面パッド電極２１と、第２表面パッド電極２２と、第１裏面パッド電極２３と、第２裏面パッド電極２４と、第３表面パッド電極３０とを含んで構成される。
【００３９】
第１貫通電極９は、基板４の第２貫通孔１０に形成される。第１表面パッド電極２１は、第１貫通電極９の厚み方向Ｚの一表面を覆って基板４の厚み方向Ｚの一表面１３上に形成される。第１裏面パッド電極２３は、第１貫通電極９の厚み方向Ｚの他方Ｚ２の表面を覆って基板４の厚み方向Ｚの他表面２５上に形成される。第１表面パッド電極２１と、第１貫通電極９と、第１裏面パッド電極２３とは電気的に接続される。
【００４０】
第２貫通電極１１は、第３貫通孔１２に形成される。第２表面パッド電極２２は、第２貫通電極１１の厚み方向Ｚの一表面を覆って基板４の厚み方向Ｚの一表面１３上に形成される。第２裏面パッド電極２４は、第２貫通電極１１の厚み方向Ｚの他表面を覆って基板４の厚み方向Ｚの他表面２５上に形成される。第２表面パッド電極２２と、第２貫通電極１１と、第２裏面パッド電極２４とは電気的に接続される。
【００４１】
第３表面パッド電極３０は、第１貫通孔Ｂ（ｉ，ｊ）と、第１貫通孔Ｂ（ｉ，ｊ+１）との間の基板４の一表面１３上に形成される。
【００４２】
発光素子Ｃは、第２接合部２６を介して搭載面１５にそれぞれ搭載される。以後素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ）に搭載される発光素子Ｃを特定して記載するときには、発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）と記載する場合がある。発光素子Ｃは、本実施の形態では板状であって、厚み方向Ｚに垂直な断面が正方形状に形成される。発光素子Ｃの突起部１４に対向する実装面２０の形状は、本実施の形態では搭載面１５の形状と等しい。発光素子Ｃは、厚み方向Ｚの一方から見て搭載面１５と、発光素子Ｃの実装面２０とが一致するように搭載面１５に搭載される。
【００４３】
発光装置１は、素子接続部に相当するボンディングワイヤ２７をさらに含む。本実施の形態では、１行〜ｍ行の各行に配置される発光素子Ｃは、それぞれ直列に接続される。また、発光素子Ｃの接続形態は並列としてもよいことはいうまでもない。発光素子Ｃ（ｉ，１）のアノードは、ボンディングワイヤ２７を介して素子搭載部Ａ（ｉ，１）の第２幅方向Ｙの一方Ｙ１に形成された第１表面パッド電極２１に接続され、発光素子Ｃ（ｉ，ｎ）のカソードは、ボンディングワイヤ２７を介して素子搭載部Ａ（ｉ，ｎ）の第２幅方向Ｙの他方Ｙ２に形成された第２表面パッド電極２２に接続される。また発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）のカソードは、ボンディングワイヤ２７を介して素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ）と素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ＋１）との間に形成された第３表面パッド電極３０に接続される。また発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）のアノードは、ボンディングワイヤ２７を介して素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ−１）と素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ）との間に形成された第３表面パッド電極３０に接続される。つまり発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）のカソードと発光素子Ｃ（ｉ，ｊ＋１）のアノードとが接続される。したがってｉ行の直列に接続されたｎ個の発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）は、第１裏面パッド電極２３と第２裏面パッド電極２４とに直列に電気的に接続される。これによって発光装置１の外部から第１および第２裏面パッド電極２３，２４を介して発光素子Ｃに電力を供給することができ、発光素子Ｃを発光させることができる。
【００４４】
枠部７は、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３の周縁部に第３接合部２８を介して厚み方向Ｚの一方Ｚ１に平行に延びて形成される。枠部７は、少なくとも発光素子Ｃの厚み方向Ｚの一表面２９よりも厚み方向Ｚの一方Ｚ１に延びて形成され、搭載面１５に搭載される発光素子Ｃおよび突起部１４を外囲する。枠部７の厚み方向Ｚに垂直な断面の内周は、本実施の形態では正方形となるように形成される。また枠部７の内周面は、本実施の形態では厚み方向Ｚに平行な平面状に形成される。
【００４５】
発光装置１は、発光素子Ｃからの光の波長において透光性を有する材料を用いて形成される被覆部３１をさらに有する。被覆部３１は、枠部７によって囲まれる領域に樹脂などが充填されて形成される。被覆部３１は、厚み方向Ｚの一方Ｚ１の表面３２の位置が、枠部７の厚み方向Ｚの一方Ｚ１の表面３３の位置と等しくなるように形成される。
【００４６】
各突起部１４は、各突起部１４に搭載される各発光素子Ｃからの光が到達する領域内で相互に近接して配置される。本実施の形態では光が到達する領域とは、反射光が到達する領域ではなく、発光素子Ｃに対向する外周面１７に直接的に光が到達する領域を意味する。本実施の形態では、各突起部１４は、発光素子Ｃからの光が２分の１程度に減衰する領域内に設けられる。このように各素子搭載部Ａを配置することによって、各突起部１４に搭載される各発光素子Ｃからの光のうちの少なくとも一部は、それぞれ他の突起部１４の外周面１７に入射する。たとえば素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ）に搭載される発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）からの光は、少なくとも素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ＋１）、素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ−１）、素子搭載部Ａ（ｉ＋１，ｊ）、素子搭載部Ａ（ｉ−１，ｊ）、素子搭載部Ａ（ｉ＋１，ｊ＋１）、素子搭載部Ａ（ｉ＋１，ｊ−１）、素子搭載部Ａ（ｉ−１，ｊ＋１）および素子搭載部Ａ（ｉ−１，ｊ−１）のそれぞれの発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）に対向する外周面１７に入射する。これによって反射膜１８が、近接する素子搭載部Ａに搭載された発光素子Ｃからの光を厚み方向Ｚの一方Ｚ１に反射する反射膜として有効に機能する。
【００４７】
発光装置１の各部材の寸法は、発光素子Ｃから放射される光を最も効率的に取出すことができ、かつ発光素子Ｃに発生する熱量を最も効率的に放熱することができるように選ばれる。仮に第１幅方向Ｘの一方Ｘ１に隣接する発光素子Ｃからの光が、第１幅方向Ｘに平行に反射膜１８に入射した場合について考える。このような光が反射膜１８に入射するのは、第１幅方向Ｘに互いに隣接する発光素子Ｃ間の距離が、無限大のときである。反射膜１８に入射した光を厚み方向Ｚの一方Ｚ１に反射するためには、突起部１４の外周面１７の厚み方向Ｚからの傾斜角度θは、４５°である必要がある。互いに隣接する発光素子Ｃ間の距離は、無限大ではないので、反射膜１８に入射した光を効率的に厚み方向Ｚの一方Ｚ１に反射するためには、突起部１４の外周面１７の厚み方向Ｚからの傾斜角度θは、４５°未満に選ばれる必要がある。ただし素子搭載部Ａ（ｉ，ｊ）に搭載される発光素子Ｃ（ｉ，ｊ）から基板４側に放射される光を厚み方向Ｚの一方Ｚ１に効率的に反射するためには、外周面１７の厚み方向Ｚからの傾斜角度θは、４５°未満に限られない。したがって突起部１４の外周面１７の厚み方向Ｚからの傾斜角度θは、隣接する突起部１４に搭載される発光素子Ｃからの光、および自身に搭載される発光素子Ｃから基板４側に放射される光を効率的に厚み方向Ｚの一方Ｚ１に反射する角度に選ばれ、好ましくは２０°以上かつ７０°未満に選ばれ、より好ましくは３０°以上かつ６０°未満に選ばれる。また突起部１４の厚み方向Ｚの寸法Ｈ１は、傾斜角度θと同様に発光素子Ｃの光の取出し効率に大きく影響し、発光素子Ｃの厚み方向Ｚの寸法Ｈ２および第２接合部２６の厚み方向Ｚの寸法Ｈ３に基づいて設定される。第２接合部２６の厚み方向Ｚの寸法Ｈ３は、５μｍ程度に選ばれる。突起部１４の厚み方向Ｚの寸法Ｈ１は、（Ｈ２＋Ｈ３）の１倍〜５倍に選ばれ、たとえば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに選ばれる。第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０の厚み方向Ｚの寸法Ｈ３は、発光素子Ｃから放出される光に影響を与えない程度に薄く、かつ電気抵抗が大きくならない程度に厚くする必要があり、たとえば突起部１４の厚み方向Ｚの寸法Ｈ１の１０分の１〜２０分の１程度に選ばれ、０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍに選ばれる。枠部７の互いに対向する面と面との間の寸法Ｗ１、および枠部７の厚み方向Ｚの寸法Ｈ５は、発光装置１の光の放射角に大きく影響する。たとえば放射角を小さくする場合には、寸法Ｗ１を小さく設定し、かつ寸法Ｈ５を大きく設定する。
【００４８】
各素子搭載部Ａは、基板４の一表面１３上の間隔を可能な限り小さくするように配置される。これによって、発光素子Ｃから基板４側に放射される光が基板４の一表面１３に入射することを防ぐことができ、より多くの光が反射膜１８に入射し、基板４側に放射された光を効率的に厚み方向Ｚの一方Ｚ１に反射することができる。互いに第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙに隣接する素子搭載部Ａの搭載面１５の中心を通る厚み方向Ｚに平行な軸線Ｌ間の距離Ｗ２は、発光素子Ｃの第２幅方向Ｙの寸法Ｗ３の３倍〜５倍に選ばれ、たとえば１．８ｍｍ〜３．０ｍｍに選ばれる。
【００４９】
次に発光装置１の製造方法について説明する。
基板４は、本実施の形態ではＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＡｌＮおよびＳｉ３Ｎ４などを主結晶相とするセラミックスから成る。
【００５０】
Ａｌ２Ｏ３を主結晶相とするＡｌ２Ｏ３質焼結体を用いて基板４を作製する場合、安価な原料を使用することができるので、安価な発光素子用配線基板２を得ることができる。Ａｌ２Ｏ３を主結晶相とするＡｌ２Ｏ３質焼結体とは、たとえば、Ｘ線回折を用いた構造解析において、Ａｌ２Ｏ３のピークが主ピークとして検出されるようなもので、Ａｌ２Ｏ３の結晶を体積比率として、５０体積％以上含有していることが望ましい。
【００５１】
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックスから成る基板４を形成するには、まず平均粒径が０．１μｍ〜８μｍ、好ましくは平均粒径が１．０μｍ〜２．０μｍの純度９９質量％以上のＡｌ２Ｏ３粉末に、平均粒径が１．０μｍ〜２．０μｍのＭｎ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯの群から選ばれる少なくとも１種の焼結助剤と、成形用有機樹脂（バインダ）とをトルエンなどを溶媒として混合し、スラリーと呼ばれる泥状粘稠物を調製する。Ａｌ２Ｏ３を除く焼結助剤などの組成物の添加量は、Ａｌ２Ｏ３を主結晶とする緻密体を得るために、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは、１０質量％以下とすることが望ましい。特にＡｌ２Ｏ３を除く焼結助剤などの組成物の添加量が１５質量％以下とした場合には、得られる基板４の大部分をＡｌ２Ｏ３結晶によって形成することができる。また、これらの焼結助剤の添加量は、焼成温度を低くするために５質量％以上、より好ましくは７質量％以上とすることが望ましい。
【００５２】
このようにして調製したスラリーを、ドクターブレード法を用いて所定の形状に成形し、セラミックグリーンシートと呼ばれるセラミック成形体を形成する。
【００５３】
次にセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施すことによって第１〜第３貫通孔Ｂ，１０，１２を形成する。次に第２および第３貫通孔１０，１２に、導電性を有する材料から成る粉末を含有する導電性ペーストを充填する。また第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０、第１および第２裏面パッド電極２３，２４が形成されるべき部位に、前記導電性ペーストを印刷する。前記粉末は、後述する焼成時において溶融しないモリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）などから成る。
【００５４】
次に導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを酸化雰囲気、還元雰囲気、または不活性雰囲気において、１３００℃〜１６００℃の温度範囲で焼成する。これによって基板４が形成されるとともに、第１および第２貫通電極９，１１、第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０、第１および第２裏面パッド電極２３，２４が形成される。なお、第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０、第１および第２裏面パッド電極２３，２４を、薄膜法を用いて基板４の表面に形成したり、金属箔をセラミック成形体の表面に転写するなどして形成してもよい。
【００５５】
セラミック基板は、高剛性であり、発光素子Ｃの発する光や熱による変質がなく、比較的高熱伝導率の素材が多いので、高性能で長寿命の発光素子用配線基板２となる。
【００５６】
なおＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＡｌＮ、およびＳｉ３Ｎ４などを主結晶相とするセラミックスの場合には、焼成温度が異なるが、Ａｌ２Ｏ３を主結晶相とするセラミックスから成る基板４を形成する手順とほぼ同様の手順を経ることによって基板４を形成することができる。基板４として、低温焼成セラミックス基板、いわゆるガラスセラミックス基板を用いた場合には、熱伝導率、強度、および剛性がアルミナセラミックスなどの１０５０℃以上の温度域で焼成されるセラミックスには劣るが、熱膨張係数を容易に制御することができるので、容易に素子搭載部Ａとの熱膨張係数の整合を図ることができる。またＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＣａＯなどを主結晶相とするガラスセラミックスの場合には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックスの焼成温度よりも低い温度で焼成することができるので、融点の低い銅および銀などの低抵抗率を有する金属から成る第１および第２貫通電極９，１１、第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０、第１および第２裏面パッド電極２３，２４を同時焼成することができる。これによって低抵抗の配線５を形成することができ、配線５における電気的な損失および発熱を抑制することができる。
【００５７】
次に第１貫通孔Ｂに素子搭載部Ａを挿入して、基板４と素子搭載部Ａとを第１接合部１６を介して接合する。素子搭載部Ａは、たとえば、金属から成る金属板または金属箔をプレス機械などによって打ち抜き加工することによって形成される。素子搭載部Ａは、たとえば熱伝導率が高い銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などから成る。ＣｕおよびＡｌは、安価なので、安価に発光装置１を製造することができる。また素子搭載部Ａは、プレス加工、鋳込み、研磨加工および粉末冶金などの加工方法によって形成することができる。これによって複雑な形状の素子搭載部Ａを形成することができる。また以上述べた方法とは異なる他の加工方法を用いて素子搭載部Ａを形成してもよい。
【００５８】
第１接合部１６は、金属、セラミックス、および樹脂の群から選ばれる少なくとも１種から成る。第１接合部１６は、たとえば融点の低い金属によって実現され、たとえば錫６０質量％〜１０質量％−鉛４０質量％〜９０質量％の半田、または鉛を含まない鉛フリー半田によって実現される。このように融点の低い半田を用いることによって、基板４と素子搭載部Ａとを接合する接合工程の作業を簡易に行うことができる。
【００５９】
第１接合部１６に金属を用いる場合には、基板４の第１貫通孔Ｂに臨む内周面上に、第１接合部１６との濡れ性を向上させるために予め金属層を形成する必要がある。半田を用いる場合には、２３０℃の窒素雰囲気のリフロー炉において１０秒間処理することによって、基板４と素子搭載部Ａとを接合することができる。
また、半田以外ではたとえば共晶Ａｇろう材を用いて、８００℃の窒素と水素との混合雰囲気のリフロー炉において１時間処理することによって、基板４と素子搭載部Ａとを接合することができる。
【００６０】
また、いわゆる活性金属法を用いて基板４と素子搭載部Ａとを接合することもできる。
また、第１接合部１６として樹脂を用いる場合には、一般的に用いられるエポキシ樹脂系の接合剤を用いることが望ましい。樹脂を用いる場合には、接合剤の硬化温度に応じてたとえば８０〜１５０℃の雰囲気において２０〜４０分間加熱して接合剤を硬化し、第１接合部１６を介して基板４と素子搭載部Ａとを接合することができる。
【００６１】
樹脂を用いた接合は、安価で、かつ容易に接合することができる点において金属を用いた接合よりも優れている。特に樹脂を用いて基板４を形成した場合には、樹脂を接合材として用いると、基板４と素子搭載部Ａとの接合力が高くなる。また樹脂を接合材として用いると比較的低温で接合処理を行うことができるので、基板４に与えるダメージがほとんどなく、第１接合部１６の基板４との界面および素子搭載部Ａとの界面からクラックが生じることを防ぐことができ、信頼性の高い発光素子用配線基板２を作製することができる。
【００６２】
また、第１接合部１６としてセラミックスを用いる場合には、たとえば低融点のガラスセラミックスが用いられる。このような低融点のガラスセラミックスを用いることで、６００℃以下の比較的低温において基板４と素子搭載部Ａとを接合することができ、接合により発生する熱応力を小さくすることができる。
【００６３】
また、第１接合部１６を、金属、セラミックスおよび樹脂を複合化した材料を用いて形成してもよい。たとえば金属粉末とセラミック粉末と樹脂とを適当な比率で混合することによって、第１接合部１６の熱膨張係数を基板４および素子搭載部Ａの熱膨張係数に応じて調整することができ、接合時に生じる応力を低減することができる。
【００６４】
枠部７は、ＡｌまたはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属を用いて形成され、第３接合部２８を介して基板４に接続される。第３接合部２８は、前述した第１接合部１６と同様に形成される。枠部７を安価で容易に成形することができる金属によって形成するので、複雑な形状の枠部７であっても容易にかつ安価に成形することができ、安価に発光素子用配線基板２を製造することができる。枠部７の表面の反射率が低い場合には、枠部７の表面上に前述した反射膜１８と同様に反射率の高い反射膜を形成してもよい。
【００６５】
次に素子搭載部Ａの搭載面１５に第２接合部２６を介して発光素子Ｃを接合する。第２接合部２６は、接合剤を硬化することによって形成され、Ａｕ−Ｓｎろう材およびエポキシ樹脂などによって実現される。Ａｕ−Ｓｎろう材を用いて発光素子Ｃを接合すると、熱伝導率の高い第２接合部２６が実現される。この場合には、発光素子Ｃに発生する熱量が第２接合部２６を介して効率的に素子搭載部Ａに拡散されるので、発光素子Ｃの放熱性が向上する。したがって蛍光体を含む接着剤を用いて発光素子Ｃを接合する従来の技術の発光装置よりも発光素子Ｃの放熱性を向上することができ、発光素子Ｃの発熱によって発光量が低下することを防ぐことができる。
【００６６】
発光素子Ｃを取付けると、次にボンディングワイヤ２７によって発光素子Ｃと配線５とを電気的に接続する。次に発光素子用配線基板２によって囲まれる空間に、エポキシ樹脂を充填して硬化することによって被覆部３１を形成する。このように発光素子Ｃを熱伝導率の高い金属から成る素子搭載部Ａに取付けるので、発光素子Ｃに発生する熱量を効率的に素子搭載部Ａに拡散することができ、発光素子Ｃに発生する熱量を効率的に放熱することができる。さらに発光素子Ｃから素子搭載部Ａに放熱された熱量は、空気、基板４および熱伝導率の高い金属から成る枠部７に拡散するので、効率的に発光素子Ｃに発生する熱量を放熱することができる。これによって発熱による発光素子Ｃの輝度の低下を抑制することができる。またヒートシンクなどの放熱部材をさらに設ける必要がなくなるので、発光装置１の小形化を実現することができるとともに、安価に発光装置１を製造することができる。
【００６７】
以上説明した本実施の形態の発光装置１によれば、突起部１４は、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３から、厚み方向Ｚの一方Ｚ１に先細状に突出するように形成される。発光素子Ｃは、厚み方向Ｚの一方Ｚ１の光の取出し方向だけでなく、基板４側にも光を放射する。互いに隣接する突起部１４のうちの一方に搭載された発光素子Ｃから基板４側に放射される光の少なくとも一部は、他方の突起部１４の外周面１７に入射する。この外周面１７は、前述したように傾斜しているので、入射した光を発光素子Ｃから基板４側とは反対側の向きに反射する。これによって発光素子Ｃから基板４側に放射される光が、光の取出し方向に取出されることになり、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板２が実現される。
【００６８】
また、発光素子３から放出される光は、様々な部分で反射したり、散乱したりすることから、突起部１４の外周面１７が基板４に対して垂直に形成された場合には、外周面１７に入射した光は、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３に反射されて、損失してしまうのに対して、突起部１４の外周面１７を角度をつけて形成することによって従来基板側に反射されてしまうような光であっても、角度を有する外周面１７によって、厚み方向Ｚに垂直な方向あるいは基板４とは反対側の前方に光を誘導することができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板２が実現される。
【００６９】
また発光素子Ｃから基板４側に放射される光の少なくとも一部は、光を放射する発光素子Ｃを搭載する突起部１４の外周面１７に形成された反射膜１８に入射して反射され、光の取出し方向に光が取出される。このように反射膜１８は、隣接する突起部１４に搭載される発光素子Ｃだけでなく、自身に搭載される発光素子Ｃからの光を反射する反射膜として機能するので、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板２が実現される。
【００７０】
特に突起部１４の外周面１７の厚み方向Ｚからの傾斜角度θは、３０°〜６０°に選ばれ、突起部１４の厚み方向Ｚの寸法Ｈ１は、（Ｈ２＋Ｈ３）の１倍〜５倍に選ばれるので、反射膜１８は、光を反射する膜として有効に機能し、光の取出し効率が高くなる。
【００７１】
また突起部１４の外周面１７に、素子搭載部Ａの表面よりも反射率の高い反射膜１８が形成されるので、発光素子Ｃから基板４側に放射される光をより反射することができる。これによって発光装置１の光の取出し効率を高くすることができる。また反射膜１８を形成することによって、素子搭載部Ａを腐食から防ぐことができる。
【００７２】
また本実施の形態の発光装置１の搭載面１５の面積は、発光素子Ｃの突起部１４に対向する実装面２０の面積と等しい。搭載面１５の面積が発光素子Ｃの実装面２０の面積よりも小さい場合、素子搭載部Ａと発光素子Ｃとの接合部分の面積が小さくなる。この場合、発光素子Ｃに発生する熱量が効率的に素子搭載部Ａを介して拡散され難くなる。発光素子Ｃは、温度が上昇すると発光効率が低下するので、このように搭載面１５の面積が発光素子Ｃの実装面２０の面積よりも小さい場合、発光素子Ｃの発光効率が低下する。また搭載面１５の面積が発光素子Ｃの実装面２０の面積よりも小さい場合、発光素子Ｃと搭載面１５との接合部分の面積が小さくなるので、発光素子Ｃと搭載面１５との接合性が低下する。また搭載面１５の面積が発光素子の実装面２０の面積よりも大きければ、発光素子Ｃから基板４側に放射される光の一部が搭載面１５に入射する。この場合、発光素子Ｃからの光が、隣接する突起部１４の外周面１７に入射しなくなるので、光の取出し効率が低下する。本実施の形態では搭載面１５の面積は、発光素子Ｃの実装面２０の面積と等しいので、発光素子Ｃの放熱性が高く、光の取出し効率の高く、かつ発光素子Ｃと搭載面１５との接合性の良い発光素子用配線基板２が実現される。
【００７３】
また本実施の形態の発光装置１の素子搭載部Ａは、樹脂およびセラミックスなどよりも熱伝導性の高い金属から成るので、発光素子Ｃに発生する熱量を効率的に素子搭載部Ａに拡散することができる。これによって発光素子Ｃの温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板２が実現される。また素子搭載部Ａは、金属の中でも特に安価で、熱伝導性が高く、かつ加工の容易な銅またはアルミニウムから成るので、前述した発光効率の高くなる発光素子用配線基板２を安価に製造することができる。
【００７４】
また本実施の形態の発光装置１では、厚み方向Ｚに平行に延びる軸線周りに発光素子Ｃおよび突起部１４を囲う枠部７が形成される。この枠部７によって、たとえば障害物と発光素子Ｃとが衝突することを防ぐことができ、発光素子Ｃが保護される。また被覆部３１を形成するときに、この枠部７と基板４とが被覆部３１の材料を充填するときの容器として機能するので、被覆部３１を容易に形成することができる。また枠部７には反射率の高い反射膜が形成されるので、枠部７によって光が反射される。これによって発光素子Ｃからの光を、光の取出し方向に集めることができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板２が実現される。
【００７５】
また本実施の形態の発光装置１は、発光素子Ｃを被覆する被覆部３１を有するので、発光素子Ｃを水分および塵埃などから保護することができる。被覆部３１は、透光性を有するので、発光素子Ｃからの光が被覆部３１によって吸収されない。これによって発光量の大きい発光装置１を実現することができる。
【００７６】
本実施の形態の発光装置１における素子搭載部Ａは、ＣｕまたはＡｌから成るとしたけれども、これらに限らずに搭載される発光素子Ｃの性能、基板４の種類、特性、およびコストを考慮して素子搭載部Ａの材料を選択してもよい。たとえば素子搭載部Ａは、Ｃｕ−Ｗ（タングステン）などの複合材を用いて形成してもよい。このように２種類以上の金属を含有するＣｕ−Ｗなどの複合材を用いる場合には、用いる金属とその比率とを調整することによって、所望の特性を有する素子搭載部Ａを作製することができる。また素子搭載部Ａは、合金によって形成されてもよい。また素子搭載部Ａは、セラミックスによって形成してもよく、この場合には基板４と同時焼成することができる。
【００７７】
また本実施の形態の発光装置１の基板４は、セラミックスから成るとしたけれども、有機系の樹脂によって形成されてもよい。樹脂基板は、セラミックス基板に比べて安価なので、安価な発光素子用配線基板２を得ることができる。さらに剛性、強度、吸湿性および耐熱性などを向上させるために、セラミック粉末およびガラスクロスなどを含有する樹脂基板を用いて基板４を形成することが望ましい。
【００７８】
また本実施の形態の発光装置１の枠部７は、内周面が厚み方向Ｚに平行に形成されるとしたけれども、厚み方向Ｚに対して傾斜状に形成されてもよい。たとえば枠部７の内周面の厚み方向Ｚに垂直な断面が、基板４から離間するにつれて広くなるように形成されてもよい。このように枠部７の内周面の形状を設定することによって、発光装置１の光の放射角を任意に調整することができる。
【００７９】
また本実施の形態の発光装置１の枠部７は、金属から成るとしたけれども、セラミックスによって形成されてもよい。この場合には、基板４を焼成するときに枠部７も同時焼成することができ、工程を簡略化することができるので、安価な発光素子用配線基板２を容易に作製することができる。またセラミックスは耐熱性および耐湿性に優れているので、セラミック製の枠部７を用いることによって長期間の発光装置１の使用、および悪条件での発光装置１の使用などにおいても優れた耐久性を有する発光素子用配線基板２となる。
【００８０】
また本実施の形態の発光装置１に加えて、素子搭載部Ａの厚み方向Ｚの他表面にヒートシンクなどの冷却装置を設けてもよい。冷却装置を設けることによって、更に放熱性が向上する。
【００８１】
また本発明の形態の発光装置１の基板４に、搭載する発光素子Ｃの光の波長に対して反射率の高い反射膜を形成してもよい。たとえば無電解めっき法を用いて基板４に反射膜を形成すると、基板に入射した光が光の取出し方向に反射されるので、発光素子Ｃからの光を有効に利用することができ、発光装置の光の取出し効率を向上することができる。
【００８２】
また本実施の形態の発光装置１では、配線５と発光素子Ｃとをボンディングワイヤ２７によって電気的に接続しているが、フリップチップ接続によって電気的に接続してもよい。
【００８３】
また本実施の形態の発光装置１では、被覆部３１によって発光素子Ｃが被覆されているが、被覆部３１を形成せずにたとえば透光性を有する蓋体を用いて発光素子Ｃを封止してもよい。蓋体は、たとえば厚み方向Ｚの一方Ｚ１から照明装置１を覆うように形成される。また、被覆部３１に加えてさらに蓋体を形成してもよい。蓋体としては、ガラスなどの透光性を有する材料を用いることが望ましい。また発光素子Ｃが放射する光の波長を変換するための蛍光体を被覆部３１に添加してもよい。
【００８４】
また本実施の形態の発光装置１では、発光素子Ｃが第１および第２貫通電極９，１１を介して第１および第２裏面パッド電極２３，２３と接続される構成について説明したが、第１および第２貫通電極９，１１を設けずに、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３側から発光素子Ｃに給電するような構成の照明装置としてもよい。また、基板４は、多層基板によって構成されてもよい。
【００８５】
また本実施の形態の発光装置１では、枠部７が設けられるが、枠部７を具備しない発光装置を構成してもよい。
【００８６】
また本実施の形態の発光装置１では、搭載面１５の面積と、発光素子Ｃの突起部１４に対向する実装面２０の面積とが等しく選ばれるとしたけれども、搭載面１５の面積は、発光素子Ｃの実装面２０の面積よりも小さくてもよい。この場合であっても、前述したように発光素子Ｃからの光が突起部１４の外周面１７に入射するので、発光装置１の光の取出し効率が向上する。
【００８７】
また本実施の形態の発光装置１では、ｓ個の素子搭載部Ａは、マトリクス状に配置されるとしたけれども、配置のされかたはマトリクス状に限られない。たとえばｓ個の素子搭載部Ａは、直線状、千鳥格子状、同心円状、異なる半径を有する同心円状および放射状に配置されてもよい。また素子搭載部Ａは、規則的に配置されなくてもよく、不規則に配置されてもよい。素子搭載部Ａを不規則に配置すると、光の干渉縞が発生し難くなる。
【００８８】
また本実施の形態の発光装置１では、発光素子Ｃは、直列に接続されて給電されるとしたけれども、並列接続または並列接続および直列接続を用いた接続であってもよい。また個々の発光素子Ｃに直接給電するような構成としてもよい。
【００８９】
また本実施の形態の発光装置１の発光素子Ｃおよび基板４の厚み方向Ｚの断面は、正方形に形成されるとしたけれども、正方形に限らず、長方形、円形および楕円形などであってもよい。
【００９０】
図３は、本発明の他の実施の形態の発光装置の素子搭載部Ａ２を示す断面図である。本実施の形態の発光装置は、突起部４２を除いて前述の実施の形態の発光装置１と同様の構成であるので、突起部４２以外の構成については説明を省略し、突起部４２についてのみ説明する。
【００９１】
突起部４２の形状は、前述の実施の形態の突起部１４の形状に類似する。突起部４２の外周面４３は、本実施の形態では平面状でなく、前述の実施の形態の突起部１４の平面状の外周面１７に比べて素子搭載部Ａ２の内側に湾曲して形成される。このように突起部１４を形成した場合であっても、前述したように発光装置１の光の取出し効率が向上する。
【００９２】
図４は、本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部Ａ３を示す断面図である。本実施の形態の発光装置は、突起部４６を除いて前述の実施の形態の発光装置１と同様の構成であるので、突起部４６以外の構成については説明を省略し、突起部４６についてのみ説明する。
【００９３】
突起部４６の形状は、前述の実施の形態の突起部１４の形状に類似する。突起部４６の外周面４７は、本実施の形態では平面状でなく、前述の実施の形態の突起部１４の平面状の外周面１７に比べて素子搭載部Ａ３の外方に湾曲して形成される。このように突起部１４を形成した場合であっても、前述したように発光装置１の光の取出し効率が向上する。
【００９４】
図５は、本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部Ａ４を示す断面図である。本実施の形態の発光装置は、突起部５０を除いて前述の実施の形態の発光装置１と同様の構成であるので、突起部５０以外の構成については説明を省略し、突起部５０についてのみ説明する。
【００９５】
突起部５０の形状は、前述の実施の形態の突起部１４の形状に類似する。突起部５０の厚み方向Ｚの他端部の周縁部は、突起部５０の内側に退避する凹所５１が形成される。突起部５０が凹所５１を有することによって、被覆部３１が凹所５１に嵌り込む。これによって被覆部３１と発光素子用配線基板との密着性が向上する。
【００９６】
図６は、本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の枠部５３を示す切断端面図である。本実施の形態の発光装置は、枠部５３を除いて前述の実施の形態の発光装置１と同様の構成であるので、枠部５３以外の構成については説明を省略し、枠部５３についてのみ説明する。
【００９７】
枠部５３の厚み方向Ｚの一端部には、枠部の内側に延びる庇部５４が形成される。枠部５３が庇部５４を有することによって、被覆部３１が発光素子用配線基板に嵌り込む。これによって被覆部３１と発光素子用配線基板との密着性が向上する。この庇部５３は、発光素子Ｃからの光を遮るので、発光装置の光量が小さくならない程度かつ被覆部３１との密着性が高くなる程度の大きさに形成される。
【実施例】
【００９８】
図１および図２に示す発光装置１を作製し、発光装置１の光量を測定した。作製した発光装置１は、１０行２０列に配列された２００個の発光素子Ｃを含んで構成される。
【００９９】
まず基板４を作製するために原料粉末としてＡｌ２Ｏ３の粉末を９０質量％、ＭｇＯの粉末を５質量％、ＳｉＯ２の粉末を５質量％の割合で混合し、バインダとしてアクリル系の成形用有機樹脂を用い、溶媒としてトルエンを用いて混合し、スラリーを調製した。Ａｌ２Ｏ３の粉末には、純度９９質量％以上で、平均粒径が１．０μｍのものを用い、ＭｇＯの粉末には、純度９９質量％以上で、平均粒子径が１．３μｍのものを用い、ＳｉＯ２の粉末には、純度９９質量％以上で、平均粒径が１．０μｍのものを用いた。この後にドクターブレード法を用いてセラミックグリーンシートを作製した。
【０１００】
次に配線５の材料として導電性ペーストを調製した。導電性ペーストは、９５質量％のＷの粉末と、５質量％のＡｌ２Ｏ３の粉末とを混合し、アクリル系の樹脂をバインダとして用い、溶媒としてアセトンを用いて混合して調製した。Ｗの粉末には、平均粒子径が２μｍのものを用い、Ａｌ２Ｏ３の粉末には、平均粒径が１．０μｍのものを用いた。次に、作製したセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施し、第１貫通孔Ｂ、第２貫通孔１０および第３貫通孔１２を形成した。第２貫通孔１０および第３貫通孔１２の直径は、１００μｍとし、この第２貫通孔１０および第３貫通孔１２に、調製した導電性ペーストをスクリーン印刷法によって充填するとともに、第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０、第１裏面パッド電極２３および第２裏面パッド電極２４が形成される部位に配線パターン状に導電性ペーストを印刷塗布した。
【０１０１】
このようにして作製したグリーンシートを、焼成後の第１幅方向Ｘの寸法Ｄ２、第２幅方向Ｙの寸法Ｗ４、厚み方向Ｚの寸法Ｈ６が、それぞれＤ２＝４０ｍｍ、Ｗ４＝８０ｍｍ、Ｈ６＝０．８ｍｍとなるように組み合わせ、位置合わせをし、積層圧着し、焼成した。
焼成後、第１表面パッド電極２１、第２表面パッド電極２２、第１裏面パッド電極２３および第２裏面パッド電極２４の表面にＮｉめっき、Ａｕめっきを順次施した。
【０１０２】
枠部７は、熱膨張係数が２３×１０−６／℃、熱伝導率が２３８Ｗ／ｍ・ＫのＡｌから成る金属を用いて形成した。また枠部７を基板４に接合する前に、前述した配線５用の導電性ペーストを用いて、基板４の厚み方向Ｚの一表面１３の枠部７が搭載される周縁部に金属層を形成した。次に半田を用いて枠部７を基板４に接合した。
【０１０３】
素子搭載部Ａは、（Ｃｕ）から成り、素子搭載部本体１９の表面と第１貫通孔Ｂに臨む基板４の内周面との間の間隔が１００μｍ〜３００μｍとなるように成形した。また素子搭載部Ａの表面にＮｉから成る層、Ａｕから成る層、Ａｇから成る層をこの順にめっきして反射膜１８を成膜した。第１貫通孔Ｂに臨む基板４の内周面に共晶Ａｇ−Ｃｕろう材ペーストを塗布し、素子搭載部Ａをこの第１貫通孔Ｂに挿入し、８９０℃の窒素と水素との混合雰囲気において３０間分加熱処理し、第１接合部１６を形成して素子搭載部Ａを基板４に接合した。
【０１０４】
次に搭載面１５にＡｕ−Ｓｎろう材を塗布し、発光素子ＣであるＬＥＤチップを搭載面１５に搭載し、４００℃の窒素雰囲気において加熱することによって第２接合部２６を形成して、発光素子Ｃを素子搭載部Ａに接合した。本実施例では、発光素子Ｃに出力が１．５ＷのＬＥＤチップを用いた。次にボンディングワイヤ２７によって発光素子Ｃと配線５とを電気的に接続した。次に熱膨張係数が４０×１０−６／℃のエポキシ樹脂を発光素子用配線基板２に充填し、硬化させることによって被覆部３１を作製した。
【０１０５】
作製した発光装置１の突起部１４の厚み方向Ｚの寸法Ｈ１は、０．２ｍｍであり、外周面１７の厚み方向Ｚからの傾斜角度θは、３０°であり、第１〜第３表面パッド電極２１，２２，３０の厚み方向Ｚの寸法Ｈ４は、０．０１ｍｍであり、第２接合部２６の厚み方向Ｚの寸法Ｈ３は、０．００５ｍｍであり、発光素子Ｃの厚み方向Ｚの寸法Ｈ２は、０．１ｍｍであり、発光素子Ｃの第１幅方向Ｘの寸法Ｄ１は、０．６ｍｍであり、発光素子Ｃの第２幅方向Ｙの寸法Ｗ３は、０．６ｍｍであり、枠部７の互いに対向する面と面との間の第２方向Ｙの寸法Ｗ１は、７０ｍｍであり、枠部７の互いに対向する面と面との間の第１方向Ｘの寸法Ｄ３は、３０ｍｍであり、枠部７の厚み方向Ｚの寸法Ｈ５は、０．５ｍｍである。また互いに第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙに隣接する素子搭載部Ａの搭載面１５の中心を通る厚み方向Ｚに平行な軸線Ｌ間の距離Ｗ２は、３ｍｍである。
【０１０６】
作製した発光装置１の各発光素子Ｃに０．４Ａの電流を通電し、通電を開始してから１時間後に全放射束測定を行った。このときの発光装置１からの光強度は、４５Ｗであった。
【０１０７】
（比較例）
比較例として素子搭載部が四角柱状の発光装置を作製した。比較例として作製した発光装置は、実施例において作製した発光装置1の素子搭載部Ａと形状が異なり、素子搭載部以外の形状は実施例において作製した発光装置１と同じである。比較例の発光装置における素子搭載部は、厚み方向Ｚに四角柱状に延びて形成されている。素子搭載部の第１幅方向Ｘおよび第２幅方向Ｙの寸法は、それぞれ発光素子Ｃの第１幅方向Ｘおよび第２幅方向Ｙの寸法と等しい。比較例として作製した発光装置１の各発光素子Ｃに０．４Ａの電流を通電し、通電を開始してから１時間後に全放射束測定を行った。このときの発光装置１からの光強度は、４０Ｗであった。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の一形態の発光装置１を示す断面図である。
【図２】発光装置１の平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の発光装置の素子搭載部Ａ２を示す断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部Ａ３を示す断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部Ａ４を示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の枠部５３を示す切断端面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  発光装置
２  発光素子用配線基板
４  基板
５  配線
７，５３  枠部
１４，４２，４６，５０  突起部
１５  搭載面
１７  外周面
１８  反射膜
１９  素子搭載部本体
２０  実装面
２７  ボンディングワイヤ
３１  被覆部
Ａ，Ａ２，Ａ３，Ａ４  素子搭載部
Ｃ  発光素子
【図１】
2007273603.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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