(57)【要約】【課題】蛍光体セラミックスの放熱性を向上させることができ、蛍光体セラミックスの発光効率の低下を抑制することができる発光装置を提供すること。【解決手段】  外部から電力が供給される回路基板２と、回路基板２からの電力により発光する発光ダイオード３と、発光ダイオード３を囲むように回路基板２の上に設けられるハウジング４と、ハウジング４の上に設けられる蛍光体セラミックスプレート６とを備える発光装置１において、ハウジング４の上に、内周縁から外周縁までの長さが、主として０．３ｍｍ以上であり、厚みが、２００μｍ以下の接着剤層５を、ハウジング４の周方向すべてにわたって設け、その接着剤層５を介して蛍光体セラミックスプレート６をハウジング４に接着する。【選択図】図１
2012039031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から電力が供給される回路基板と、
前記回路基板の上に電気的に接合され、前記回路基板からの電力により発光する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードを囲むように前記回路基板の上に設けられ、上端部が、前記発光ダイオードの上端部よりも上側に配置されるハウジングと、
前記ハウジングの上に前記ハウジングの周方向すべてにわたって設けられ、内周縁から外周縁までの長さが、主として０．３ｍｍ以上であり、厚みが、２００μｍ以下の接着剤層と、
前記ハウジングの上に、前記接着剤層を介して接着される蛍光体セラミックスと
を備えることを特徴とする、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを備える発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、青色光を受けて黄色光を発光するＹＡＧ系蛍光体で青色発光ダイオードを被覆し、青色発光ダイオードからの青色光と、ＹＡＧ系蛍光体の黄色光とを混色させて白色光を得る白色発光ダイオードが知られている。
【０００３】
例えば、ＬＥＤ素子が接合された基板と、ＬＥＤ素子を囲むように基板の上に接合される円筒状の型枠と、型枠の上端に固定材（低融点ガラス等の接着剤）を介して載置される蛍光体セラミックス板とを備える発光装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
このような発光装置では、ＬＥＤ素子からの光を受けて、蛍光体セラミックス板が発光するときに、蛍光体セラミックス板が発熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、上記した特許文献１では、蛍光体セラミックス板の発熱により、蛍光体セラミックス板の発光効率が低下するという不具合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、蛍光体セラミックスの放熱性を向上させることができ、蛍光体セラミックスの発光効率の低下を抑制することができる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】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明の発光装置は、外部から電力が供給される回路基板と、前記回路基板の上に電気的に接合され、前記回路基板からの電力により発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを囲むように前記回路基板の上に設けられ、上端部が、前記発光ダイオードの上端部よりも上側に配置されるハウジングと、前記ハウジングの上に前記ハウジングの周方向すべてにわたって設けられ、内周縁から外周縁までの長さが、主として０．３ｍｍ以上であり、厚みが、２００μｍ以下の接着剤層と、前記ハウジングの上に、前記接着剤層を介して接着される蛍光体セラミックスとを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光装置によれば、蛍光体セラミックスが、内周縁から外周縁までの長さが、０．３ｍｍ以上であり、厚みが、２００μｍ以下の接着剤層を介して、ハウジングに接着されている。
【００１０】
そのため、蛍光体セラミックスからの熱を、効率よくハウジングに伝達して、ハウジングを介して放熱することができる。
【００１１】
その結果、蛍光体セラミックスの放熱性を向上させることができ、蛍光体セラミックスの発光効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の発光装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の発光装置の一実施形態を示す断面図である。図２は、図１に示す発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
発光装置１は、図１および図２に示すように、回路基板２、発光ダイオード３、ハウジング４、接着剤層５、および、蛍光体セラミックスの一例としての蛍光体セラミックスプレート６を備えている。
【００１５】
回路基板２は、ベース基板７、および、ベース基板７の上面に形成される配線パターン８を備えている。回路基板２、具体的には、配線パターン８には、外部からの電力が供給される。
【００１６】
ベース基板７は、平面視略矩形平板状に形成されており、例えば、アルミニウムなどの金属、例えば、アルミナなどのセラミック、例えば、ポリイミド樹脂などから形成されている。
【００１７】
ベース基板７の熱伝導率は、例えば、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００１８】
なお、ベース基板７を金属から形成した場合には、ベース基板７と配線パターン８との短絡を防止するために、ベース基板７と配線パターン８との間に絶縁層を設ける。ここで、絶縁層の熱伝導率が低い場合（例えば、５Ｗ／ｍ・Ｋ以下）であっても、ベース基板７の熱伝導率が上記範囲内であれば、蛍光体セラミックスプレート６からの熱を、効率よくハウジング４に伝達することができる。
【００１９】
また、ベース基板７の反射率は、少なくとも発光ダイオード３が載置される領域（ハウジング４に囲まれる領域）において、発光ダイオード３からの光に対して、例えば、７０％以上、好ましくは、９０％以上、より好ましくは、９５％以上となるように設定される。
【００２０】
なお、発光ダイオード３が載置される領域（ハウジング４に囲まれる領域）には、ベース基板７の表面に、例えば、白色のフィラーが分散された樹脂コーティングを施して、反射率のより一層の向上を図ることができる。
【００２１】
配線パターン８は、発光ダイオード３の端子と、発光ダイオード３に電力を供給するための電源（図示せず）の端子（図示せず）とを電気的に接続している。配線パターン８は、例えば、銅、鉄などの導体材料から形成されている。
【００２２】
配線パターン８の熱伝導率は、例えば、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００２３】
また、配線パターン８の反射率は、少なくとも発光ダイオード３が載置される領域（ハウジング４に囲まれる領域）において、発光ダイオード３からの光に対して、例えば、７０％以上、好ましくは、９０％以上、より好ましくは、９５％以上となるように設定される。
【００２４】
発光ダイオード３は、具体的には、青色発光ダイオードであり、ベース基板７の上に設けられている。各発光ダイオード３は、ワイヤ９を介して、配線パターン８に電気的に接合（ワイヤボンディング）されている。発光ダイオード３は、回路基板２からの電力により発光する。
【００２５】
ハウジング４は、その上端部が発光ダイオード３の上端部よりも上側に配置されるように、ベース基板７の上面から上方に立設され、平面視において、発光ダイオード３を囲むような枠形状に形成されている。また、ハウジング４は、下方から上方に向かって開口断面積が拡がるように、断面テーパ形状に形成されている。
【００２６】
ハウジング４は、例えば、アルミナ、ジルコニア、イットリアなどの酸化物セラミックス材料、例えば、窒化アルミニウムなどの窒化物セラミックス材料、例えば、Ｃｕ系素材（例えば、Ｃｕ-Ｆｅ-Ｐなど)、Ｆｅ系素材(例えば、Ｆｅ-４２％Ｎｉなど)などの金属材料などの材料から形成されている。ハウジング４は、好ましくは、セラミックス材料、より好ましくは、アルミナから形成されている。
【００２７】
ハウジング４が上記した材料から形成されていれば、熱伝導率の向上を図るとともに、反射率の向上を図ることができる。
【００２８】
また、ハウジング４を金属材料から形成する場合には、例えば、白色のフィラーが分散された樹脂コーティングを施して、反射率のより一層の向上を図ることができる。
【００２９】
ハウジング４の熱伝導率は、例えば、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００３０】
ハウジング４の反射率は、発光ダイオード３からの光に対する反射率が、例えば、７０％以上、好ましくは、９０％以上、より好ましくは、９５％以上となるように設定される。
【００３１】
また、ハウジング４は、その上端面における内周縁から外周縁までの長さが、例えば、０．３ｍｍ以上、好ましくは、１ｍｍ以上、通常、５ｍｍ以下となるように形成される。
【００３２】
また、ハウジング４の上端面には、上記の長さを確保していれば、蛍光体セラミックスプレート６を嵌合可能な段差を形成することもできる。
【００３３】
なお、ハウジング４は、予め、回路基板２と一体的に、ハウジング付きの回路基板として形成することもできる。ハウジング付きの回路基板として、市販品が入手可能であり、例えば、キャビティー付き多層セラミック基板（品番：２０７８０６、住友金属エレクトロデバイス社製）などが挙げられる。
【００３４】
また、ハウジング４の中には、必要により、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、これらのハイブリッド樹脂など、好ましくは、シリコーン樹脂が、封止材として満たされている。ハウジング４内が封止材で満たされていれば、全反射による発光ダイオード３からの発光光の閉じ込めを低減することができる。
【００３５】
接着剤層５は、蛍光体セラミックスプレート６およびハウジング４の両方に対して十分な接着力を有し、少なくとも、発光装置１の駆動中において、蛍光体セラミックスプレート６またはハウジング４の温度に対して十分な耐熱性を有する材料からなり、ハウジング４の上端面において、ハウジング４の周方向すべてにわたって設けられている。
【００３６】
接着剤層５を形成する接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などからなる接着剤が挙げられる。
【００３７】
接着剤層５は、その内周縁から外周縁までの長さ（糊代幅）が、例えば、０．３ｍｍ以上、好ましくは、０．３〜５ｍｍ、より好ましくは、０．３〜２ｍｍとなるように形成される。
【００３８】
なお、接着剤層５の糊代幅は、接着剤層５の周方向長さ（内周基準）の例えば、８０％以上、好ましくは、９０％以上が上記範囲内である。
【００３９】
また、接着剤層５の糊代幅が上記範囲内であれば、蛍光体セラミックスプレート６からの熱を、接着剤層５を介して効率よくハウジングに伝達して、ハウジングを介して放熱することができる。
【００４０】
接着剤層５は、その厚みが、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下、より好ましくは、５０μｍ以下、通常、５μｍ以上である。
【００４１】
接着剤層５の厚みが上記範囲内であれば、蛍光体セラミックスプレート６からの熱を、接着剤層５を介して効率よくハウジングに伝達して、ハウジングを介して放熱することができる。また、エッジ部分からの水分や硫黄などの不純物の混入を抑制することができる。また、接着剤層５から発光光が漏洩することを抑制することができる。
【００４２】
なお、接着剤層５には、必要により、接着性を損なわない程度において、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、カーボン、銀などのフィラーを添加することもできる。接着剤層５にフィラーを添加すれば、接着剤層５の熱伝導性を向上させることができる。
【００４３】
接着剤層５の熱伝導率は、例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００４４】
蛍光体セラミックスプレート６は、ハウジング４の上に、ハウジング４に囲まれる領域を閉鎖するように、接着剤層５を介して接着されている。
【００４５】
蛍光体セラミックスプレート６は、励起光として、波長３５０〜４８０ｎｍの光の一部または全部を吸収して励起され、励起光よりも長波長、例えば、５００〜６５０ｎｍの蛍光を発光する蛍光材を含有している。
【００４６】
蛍光材としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２:Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２:Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ３Ｏ１２:Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２:Ｃｅ、Ｌｕ２ＣａＭｇ２（Ｓｉ，Ｇｅ）３Ｏ１２:Ｃｅなどのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光材、例えば、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４:Ｅｕ、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２:Ｅｕ、Ｓｒ３ＳｉＯ５:Ｅｕ、Ｌｉ２ＳｒＳｉＯ４:Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｉ２Ｏ７:Ｅｕなどのシリケート蛍光材、例えば、ＣａＡｌ１２Ｏ１９:Ｍｎ、ＳｒＡｌ２Ｏ４:Ｅｕなどのアルミネート蛍光材、例えば、ＺｎＳ:Ｃｕ，Ａｌ、ＣａＳ:Ｅｕ、ＣａＧａ２Ｓ４:Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４:Ｅｕなどの硫化物蛍光材、ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２:Ｅｕ、ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２:Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２:Ｅｕ、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮなどの酸窒化物蛍光材、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３:Ｅｕ、ＣａＳｉ５Ｎ８:Ｅｕなどの窒化物蛍光材、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６:Ｍｎ、Ｋ２ＴｉＦ６:Ｍｎなどのフッ化物系蛍光材などが挙げられる。好ましくは、ガーネット型蛍光材、より好ましくは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２:Ｃｅが挙げられる。
【００４７】
また、蛍光体セラミックスプレート６は、好ましくは、光を透過する透光性を有している。
【００４８】
蛍光体セラミックスプレート６を作製するには、まず、蛍光材からなる蛍光材粒子を作製する。
【００４９】
蛍光材粒子を作製するには、蛍光材としてＹ３Ａｌ５Ｏ１２:Ｃｅを形成する場合には、例えば、硝酸イットリウム六水和物などのイットリウム含有化合物、例えば、硝酸アルミニウム九水和物などのアルミニウム含有化合物、および、例えば、硝酸セリウム六水和物などのセリウム含有化合物を、例えば、蒸留水などの溶媒に所定の割合で溶解させ、前駆体溶液を調製する。
【００５０】
前駆体溶液を調製するには、イットリウム原子１００モルに対して、アルミニウム原子が、例えば、１２０〜２２０モル、好ましくは、１６０〜１８０モル、セリウム原子が、例えば、０．０１〜２．０モル、好ましくは、０．２〜１．５モルとなるように、イットリウム含有化合物、アルミニウム含有化合物およびセリウム含有化合物を配合し、溶媒に溶解させる。
【００５１】
次いで、前駆体溶液を、噴霧しながら熱分解することにより、前駆体粒子を得る。なお、前駆体粒子は、そのまま蛍光材粒子として用いることもできるが、好ましくは、例えば、１０００〜１４００℃、好ましくは、１１５０〜１３００℃で、例えば、０．５〜５時間、好ましくは、１〜２時間、仮焼成し、蛍光材粒子とする。
【００５２】
前駆体粒子を仮焼成すれば、得られた蛍光材粒子の結晶相を調整することができ、高密度な蛍光体セラミックスプレート６を得ることができる。
【００５３】
得られた蛍光材粒子の平均粒子径（自動比表面積測定装置（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｔｉｃｓ社製、モデルＧｅｍｉｎｉ  ２３６５）を用いたＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）法により測定する。）は、例えば、５０〜１００００ｎｍ、好ましくは、５０〜１０００ｎｍ、より好ましくは、５０〜５００ｎｍである。
【００５４】
なお、蛍光材粒子の平均粒子径を測定するには、上記したＢＥＴ法以外に、例えば、レーザ回折法、電子顕微鏡による直接観察などの方法を用いことができる。また、得られた蛍光材粒子を分級し、上記した平均粒子径よりも大きな粒子径を有する粗大粒子を取り除くこともできる。
【００５５】
蛍光材粒子の平均粒子径が上記範囲内であると、蛍光体セラミックスプレート６の高密度化、焼結時の寸法安定性の向上、および、ボイドの発生の低減を実現することができる。
【００５６】
また、蛍光材粒子としては、例えば、酸化イットリウム粒子などのイットリウム含有粒子、例えば、酸化アルミニウム粒子などのアルミニウム含有粒子、例えば、酸化セリウム粒子などのセリウム含有粒子を混合した混合物を使用することもできる。
【００５７】
この場合には、イットリウム原子１００モルに対して、アルミニウム原子が、例えば、１２０〜２２０モル、好ましくは、１６０〜１８０モル、セリウム原子が、例えば、０．０１〜２．０モル、好ましくは、０．２〜１．５モルとなるように、イットリウム含有粒子、アルミニウム含有粒子およびセリウム含有粒子を混合する。
【００５８】
次いで、蛍光体セラミックスプレート６を作製するには、蛍光材粒子からなるセラミックグリーン体を作製する。
【００５９】
セラミックグリーン体を作製するには、例えば、蛍光材粒子を、金型を用いてプレスする。
【００６０】
このとき、まず、蛍光材粒子を、バインダー樹脂、分散剤、可塑剤、焼結助剤などの添加剤を適宜用いて、例えば、キシレンなどの芳香族系溶媒、例えば、メタノールなどのアルコールなど、揮発性を有する溶媒に分散させて、蛍光材粒子分散液を調製し、次いで、蛍光材粒子分散液を、例えば、スプレードライによって乾燥させて、蛍光材粒子と添加剤とを含有する粉末を調製し、次いで、粉末をプレスすることもできる。
【００６１】
なお、蛍光材粒子を溶媒に分散させるには、上記した添加剤以外に、加熱により分解されるものであれば特に限定されず、公知の添加剤を使用することができる。
【００６２】
蛍光材粒子を溶媒に分散させる方法としては、例えば、乳鉢、各種ミキサー、ボールミル、ビーズミルなどの公知の分散器具を用いて、湿式混合する。
【００６３】
また、セラミックグリーン体を作製するには、例えば、ＰＥＴフィルムなどの樹脂基材の上に、蛍光材粒子分散液を、必要により粘度調整した後、例えば、ドクターブレード法などによりテープキャスティングするか、または押出成形し、乾燥することもできる。なお、ドクターブレード法を用いる場合には、各セラミックグリーン体の厚みは、ドクターブレードのギャップを調整することで制御する。
【００６４】
なお、蛍光材粒子分散液にバインダー樹脂などの添加剤を配合した場合には、セラミックグリーン体を焼成する前に、セラミックグリーン体を、空気中で、例えば、４００〜８００℃で、例えば、１〜１０時間加熱し、添加剤を分解除去する脱バインダー処理を実施する。このとき、昇温速度は、例えば、０．２〜２．０℃／分である。昇温速度が上記範囲内であれば、セラミックグリーン体の変形やクラックなどを防止することができる。
【００６５】
次いで、蛍光体セラミックスプレート６を作製するには、セラミックグリーン体を焼成する。
【００６６】
焼成温度、時間および焼成雰囲気は、蛍光材によって適宜設定されるが、蛍光材がＹ３Ａｌ５Ｏ１２:Ｃｅであれば、例えば、真空中、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中、または、水素、水素／窒素混合ガスなどの還元ガス中において、例えば、１５００〜１８００℃、好ましくは、１６５０〜１７５０℃で、例えば、０．５〜２４時間、好ましくは、３〜５時間焼成する。
【００６７】
なお、還元雰囲気で焼成する場合には、還元ガスとともにカーボン粒子を併用することもできる。カーボン粒子を併用すれば、さらに還元性を高めることができる。
【００６８】
また、焼成温度までの昇温速度は、例えば、０．５〜２０℃／分である。昇温温度が上記範囲内であれば、効率よく昇温することができながら、結晶粒（グレイン）を比較的穏やかに成長させて、ボイドの発生を抑制することができる。また、さらに蛍光体セラミックスプレート６の高密度化、透光性の向上を図るには、熱間等方加圧式焼結法（ＨＩＰ法）により加圧下で焼結する。
【００６９】
これにより、蛍光体セラミックスプレート６を得る。
【００７０】
得られた蛍光体セラミックスプレート６の厚みは、例えば、１００〜１０００μｍ、好ましくは、１５０〜５００μｍである。
【００７１】
蛍光体セラミックスプレート６の厚みが上記範囲内であれば、取り扱い性の向上、および、破損の防止を図ることができる。
【００７２】
また、得られた蛍光体セラミックスプレート６の全光線透過率（ａｔ７００ｎｍ）は、例えば、３０〜９０％、好ましくは、６０〜８０％である。
【００７３】
また、得られた蛍光体セラミックスプレート６の熱伝導率は、例えば、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００７４】
なお、蛍光体セラミックスプレート６は、上記した蛍光材を１種または２種以上任意に選択し、発光装置１の発光光を任意の色調に調整するように、作製することもできる。具体的には、蛍光体セラミックスプレート６を、緑色光を発光する蛍光材から形成して、緑色光を発光する発光装置１を得ることや、黄色光を発光する蛍光材と、赤色光を発光する蛍光材とを組み合わせて、電球色に近い光を発光する発光装置１を得ることもできる。
【００７５】
また、ハウジング４の上には、必要により、蛍光体セラミックスプレート６を被覆するように、略半球形状（略ドーム形状）のレンズ１０を設置することができる。レンズ１０は、例えば、シリコーン樹脂などの透明樹脂から形成されている。
【００７６】
発光装置１を作製するには、まず、回路基板２にハウジング４を設ける。次いで、ハウジング４内に、発光ダイオード３を設置し、ワイヤ９で、発光ダイオード３と回路基板２とを電気的に接合する。
【００７７】
次いで、ハウジング４内を必要により封止材で満たし、接着剤層５を介して、ハウジング４の上に、蛍光体セラミックスプレート６を設置する。
【００７８】
ハウジング４の上に接着剤層５を設けるには、上記した接着剤を、上記した厚みおよび／または糊代幅でハウジング４の上端面に塗布する。
【００７９】
このとき、接着剤層５は、ハウジング４の上端面の全面に設けることもでき、ハウジング４の上端面の一部（内周付近、外周付近または中央部）に設けることもできる。
【００８０】
また、接着剤層５を設けるには、まず、蛍光体セラミックスプレート６の全面に接着剤を塗工し、その後、接着剤が塗工された蛍光体セラミックスプレート６を、ハウジング４（および封止材）に接合することもできる。
【００８１】
そして、蛍光体セラミックスプレート６の上に、必要により接着剤を介してレンズ１０を設置して、発光装置１の作製を完了する。
【００８２】
なお、ベース基板７の裏面には、必要により、ヒートシンク（図示せず）が、設けられる。
【００８３】
この発光装置１によれば、蛍光体セラミックスプレート６が、糊代幅が、主として０．３ｍｍ以上であり、厚み２００μｍ以下の接着剤層５を介して、ハウジング４に接着されている。
【００８４】
そのため、蛍光体セラミックスプレート６から接着剤層５を介してハウジング４へ至る熱の伝導距離（すなわち、接着剤層５の厚み）を低減することができ、また、蛍光体セラミックスプレート６から接着剤層５を介してハウジング４へ至る熱の伝導パスの幅（すなわち、接着剤層５の糊代幅）を確保することができる。
【００８５】
そのため、蛍光体セラミックスプレート６からの熱を、効率よくハウジング４に伝達して、ハウジング４を介して放熱することができる。
【００８６】
その結果、蛍光体セラミックスプレート６の放熱性を向上させることができ、蛍光体セラミックスプレート６の発光効率の低下を抑制することができる。
【００８７】
なお、上記した実施形態では、１つの発光ダイオード３を有する発光装置１を示しているが、発光装置１に備えられる発光ダイオード３の数は、特に限定されず、発光装置１を、例えば、複数の発光ダイオード３を、平面的（二次元的）または直線的（一次元的）に並べたアレイ状に形成することもできる。
【００８８】
また、ハウジング４の形状は、特に限定されず、例えば、略矩形枠形状、略円形枠形状などに形成することができる。
【００８９】
また、上記した実施形態では、蛍光体セラミックスプレート６の上に、半球状のレンズ１０を設けたが、レンズ１０の替わりに、例えば、マイクロレンズアレイシート、拡散シートなどを設けることもできる。
【００９０】
この発光装置１は、例えば、大型液晶画面のバックライト、各種照明機器、自動車のヘッドライト、広告看板、デジタルカメラ用フラッシュ等、高輝度、高出力を必要とするパワーＬＥＤ光源として好適に用いられる。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例等により何ら限定されるものではない。
１．蛍光体セラミックスプレートの作製
（１）蛍光材粒子の作製
硝酸イットリウム六水和物１４．３４９ｇ（０．１４９８５ｍｏｌ）、硝酸アルミニウム九水和物２３．４５ｇ（０．２５ｍｏｌ）、硝酸セリウム六水和物０．０１６ｇ（０．０００１５ｍｏｌ）を２５０ｍｌの蒸留水に溶解させ、０．４Ｍの前駆体溶液を調製した。
【００９２】
この前駆体溶液を、二流体ノズルを用いて、ＲＦ誘導プラズマ炎中に１０ｍｌ／ｍｉｎの速度で噴霧し、熱分解することにより、前駆体粒子を得た。
【００９３】
得られた前駆体粒子の結晶相は、Ｘ線回折法により分析したところ、アモルファスとＹＡＰ（イットリウム・アルミニウム・ぺロブスカイト、ＹＡｌＯ３）結晶との混合相であった。
【００９４】
また、得られた前駆体粒子の平均粒子径（自動比表面積測定装置（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｔｉｃｓ社製、モデルＧｅｍｉｎｉ  ２３６５）を用いたＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）法により測定した。）は、約７５ｎｍであった。
【００９５】
次に、得られた前駆体粒子を、アルミナ製のるつぼに入れ、電気炉にて、１２００℃で２時間仮焼成して、蛍光材粒子を得た。
【００９６】
得られた蛍光材粒子の結晶相は、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）結晶の単一相であった。
【００９７】
また、得られた蛍光材粒子の平均粒子径は、約９５ｎｍであった。
（２）蛍光材粒子分散液の調製
得られた蛍光材粒子４ｇ、バインダー樹脂として、ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ｂｕｔｙｌ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ)０．２１ｇ、焼結助剤として、シリカ粉末（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）０．０１２ｇ、溶媒として、メタノール１０ｍｌを、乳鉢により混合した。
【００９８】
これにより、蛍光材粒子が分散された蛍光材粒子分散液を調製した。
（３）セラミックグリーン体の作製
得られた蛍光材粒子分散液をドライヤーにて乾燥し、粉末を得た。この粉末７００ｍｇを２０ｍｍ×３０ｍｍの一軸性プレスモールド型に充填し、油圧式プレス機にて約１０ｋＮで加圧することにより、厚み約３５０μｍの略矩形状のセラミックグリーン体を得た。
（４）セラミックグリーン体の焼成
得られたセラミックグリーン体を、アルミナ製管状電気炉にて、空気中、２℃／ｍｉｎの昇温速度で８００℃まで加熱し、バインダー樹脂などの有機成分を分解除去する脱バインダー処理を実施した。
【００９９】
その後、アルミナ製管状電気炉内を、ロータリーポンプで真空排気し、１５００℃で５時間焼成することで、蛍光体セラミックスプレートを得た。
【０１００】
得られた蛍光体セラミックスプレートの厚みは、約２８０μｍであった。
２．評価用発光ダイオード素子の作製
実施例１
キャビティー付き多層セラミック基板（住友金属エレクトロデバイス社製、品番２０７８０６、外寸：３．５ｍｍ×２．８ｍｍ、キャビティー：長軸方向が２．６８ｍｍ、短軸方向が１．９８ｍｍの略楕円形、ハウジング高さ：０．６ｍｍｔ、ハウジング材質：アルミナ、熱伝導率１７Ｗｍ・Ｋ、反射率７５％）のキャビティー内に、青色発光ダイオードチップ（クリー社製、品番Ｃ４５０ＥＺ１０００−０１２３、９８０μｍ×９８０μｍ×１００μｍｔ）をＡｕ−Ｓｎはんだにてダイアタッチし、Ａｕ線にて発光ダイオードチップの電極から多層セラミック基板のリードフレームにワイヤボンディングすることで、青色発光ダイオードチップ１個を実装した発光ダイオードパッケージを作製した。
【０１０１】
別途、蛍光体セラミックスプレートを、多層セラミック基板の外寸に合わせて、３．５ｍｍ×２．８ｍｍのサイズに切り出した。
【０１０２】
次いで、多層セラミックス基板のハウジングの上端面の内周付近に、接着剤として、熱硬化性の液状エポキシ樹脂（日東電工社製、品番ＮＴ８０８０）を塗布し、その上に蛍光体セラミックスプレートを載置した。
【０１０３】
その後、１２０℃で１分、さらに、１３５℃で４時間加熱し、接着剤を硬化させて接着剤層を形成した。これにより、接着剤層を介して、蛍光体セラミックスプレートをハウジングに接着した。
【０１０４】
これにより、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１０５】
実施例２
多層セラミック基板のキャビティー内をゲル状シリコーン樹脂（旭化成ワッカーシリコーン社製、製品名：ＷＡＣＫＥＲ  ＳｉｌＧｅｌ  ６１２）で充填し、１００℃で１５分加熱してゲル状シリコーン樹脂を硬化させた以外は、実施例１と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１０６】
実施例３
接着剤として、熱硬化性シリコーンエラストマー樹脂（信越シリコーン社製、品番：ＫＥＲ−２５００）を用いて、１００℃で１時間、さらに、１５０℃で１時間加熱して硬化させた以外は、実施例１と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１０７】
実施例４
接着剤層の厚みを表１に記載したように調整した以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１０８】
実施例５
接着剤層の厚みを表１に記載したように調整した以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１０９】
実施例６
接着剤に、フィラーとしてチタン酸バリウム粒子（堺化学工業社製、品番：ＢＴ−０３、吸着比表面積値：３．７ｇ／ｍ２）を、接着剤とチタン酸バリウム粒子との総量に対して、６０質量％添加した以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１０】
比較例１
接着剤層の厚みを表１に記載したように調整した以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１１】
比較例２
接着剤層の厚みを表１に記載したように調整した以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１２】
比較例３
接着剤層の厚みを表１に記載したように調整した以外は、実施例６と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１３】
比較例４
蛍光体セラミックスプレートを２．９ｍｍ×２．２ｍｍのサイズに切り出し、糊代幅を表１に記載したように調整した以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１４】
なお、接着剤層をハウジングの上端面の全面に形成し、蛍光体セラミックスプレートは、長軸方向が２．６８ｍｍ、短軸方向が１．９８ｍｍの略楕円形のキャビティーを閉鎖するように、接着剤層の上に載置した。そして、上下方向に投影したときに、蛍光体セラミックスプレート、接着剤層およびハウジングが重なる部分を、糊代とし、残部の接着剤層を露出させた。
【０１１５】
比較例５
蛍光体セラミックスプレートを３．１ｍｍ×２．４ｍｍのサイズに切り出し、糊代幅を表１に記載したように調整した以外は、比較例４と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１６】
比較例６
接着剤層の代わりに、厚み５００μｍのコットン綿を介して、蛍光体セラミックスプレートをハウジングの上に載置した以外は、実施例１と同様にして、発光ダイオード素子を得た。
【０１１７】
比較例７
熱硬化性シリコーンエラストマーに、市販のＹＡＧ蛍光体粉末（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｔｅｃｈ社製、品番ＢＹＷ０１Ａ、平均粒子径９μｍ）を、熱硬化性シリコーンエラストマーとＹＡＧ蛍光体粉末との総量に対して、２０質量％分散させた溶液を、アプリケーターを用いてＰＥＴフィルム上に約２００μｍの厚みに塗工し、１００℃で１時間、１５０℃で１時間加熱することにより、蛍光体分散樹脂シートを作製した。
【０１１８】
そして、蛍光体セラミックスプレートの代わりに蛍光体分散樹脂シートを用いた以外は、実施例３と同様にして、発光ダイオード素子を得た。接着剤層の糊代幅および厚み（マイクロメータにより測定した。）を表１に記載する。
【０１１９】
参考例１および３
実施例１と同様にして発光ダイオードパッケージのみを用意した。
【０１２０】
参考例２
実施例１と同様にして発光ダイオードパッケージを用意し、多層セラミック基板のキャビティー内に、青色発光ダイオードおよびＡｕ線が埋没されるようにゲル状シリコーン樹脂（旭化成ワッカーシリコーン社製、製品名：ＷＡＣＫＥＲ  ＳｉｌＧｅｌ  ６１２）を充填し、１００℃で１５分加熱してゲル状シリコーン樹脂を硬化させた。
【０１２１】
次いで、蛍光体セラミックスプレートを１．５ｍｍ×１．５ｍｍのサイズに切り出し、ハウジング内の青色発光ダイオードの直上に載置した。
３．蛍光体セラミックスプレート表面の温度測定
各実施例、各比較例および各参考例で得られた発光装置の、発光ダイオードに１Ａの電流を通電した際の蛍光体セラミックスプレート（各実施例、各比較例および参考例２）、ハウジング（参考例３）または青色発光ダイオードチップ（参考例１）の温度を、赤外線カメラ（ＦＬＩＲ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社製、製品名Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｃａｍｅｒａ  Ａ３２５）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【０１２２】
【表１】
2012039031.tif 000003
【符号の説明】
【０１２３】
１    発光装置
２    回路基板
３    発光ダイオード
４    ハウジング
５    接着剤層
６    蛍光体セラミックスプレート
【図１】
2012039031.tif 000004
【図２】
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