(57)【要約】【課題】従来技術よりも設計の自由度をもたせることができるプレート状のセラミックス部材を提供する。【解決手段】半導体発光素子から発された光の波長を変換するプレート状のセラミックス部材１５であって、二種類以上のセラミックス素材から構成され、複数のブロック１５ａ、１５ｂに区画されているとともに、それぞれのブロックは二種類以上のセラミックス素材の中からそれぞれ選択された一種類のセラミックス素材からなり、二種類以上のセラミックス素材のうちの少なくとも一種類のセラミックス素材は、光の波長を変換する波長変換材料を含有している。【選択図】図２
2009177106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子から発された光の波長を変換する半導体発光装置用セラミックス部材であって、
二種類以上のセラミックス素材から構成され、複数のブロックに区画されているとともに、それぞれのブロックは前記二種類以上のセラミックス素材の中からそれぞれ選択された一種類のセラミックス素材からなり、
前記二種類以上のセラミックス素材のうちの少なくとも一種類のセラミックス素材は、光の波長を変換する波長変換材料を含有すること
を特徴とする半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項２】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、幅、奥行き、厚みの三方向のうち少なくともひとつの方向に二個以上のブロックが配列されるように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、二個以上のブロックが配列されている方向のうちの少なくともひとつの方向において、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項３】
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、二個以上のブロックが配列されている方向のうち少なくともひとつの方向において、前記二種類以上のセラミックス素材が順次繰り返して現れるように選択されていること
を特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項４】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、幅および奥行き方向に二個以上のブロックが配列された配列層が、厚み方向に二層以上積層されるように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、いずれの方向においても、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項５】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、幅および奥行き方向に二個以上厚み方向に一個のブロックが配列されるように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、いずれの方向においても、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項６】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、幅方向に二個以上奥行き方向に一個のブロックが配列された配列層が、厚み方向に二層以上積層されるように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、いずれの方向においても、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項７】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、幅方向に二個以上奥行きおよび厚み方向に一個のブロックが配列されるように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項８】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、幅方向に二個以上奥行き方向に一個のブロックが配列された第一配列層と幅方向に一個奥行き方向に二個以上のブロックが配列された第二配列層とが、厚み方向に交互に二層以上積層されるように区画され、
前記第一配列層におけるそれぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、幅方向において、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択され、
前記第二配列層におけるそれぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、奥行き方向において、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項９】
前記ブロックの少なくとも一辺の長さが５μｍ以上１００μｍ以下であること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１０】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、厚み方向に二個以上幅および奥行き方向に一個のブロックが配列されるように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１１】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、一または二以上のブロックが他の一または二以上のブロックを内包するように区画され、
それぞれのブロックを構成するセラミックス素材は、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように選択されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１２】
前記二種類以上のセラミックス素材には、波長変換材料を含有する第一のセラミックス素材と、波長変換材料を含有しない第二のセラミックス素材とが含まれており、
前記第二のセラミックス素材の熱伝導率は、前記第一のセラミックス素材の熱伝導率よりも高いこと
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１３】
前記二種類以上のセラミックス素材には、波長変換材料を含有する第一および第二のセラミックス素材が含まれており、
前記第一のセラミックス素材に含有されている波長変換材料の発光ピーク波長と前記第二のセラミックス素材に含有されている波長変換材料の発光ピーク波長とが異なること
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１４】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、一または二以上のブロックを含む第一領域と、一または二以上のブロックを含みかつ前記第一領域を囲繞する第二領域とを有し、
前記第一領域に含まれるブロックはいずれも波長変換材料を含有し、
前記第二領域に含まれるブロックはいずれも前記第一領域における波長変換材料の含有率よりも低い含有率で波長変換材料を含有する、もしくは、いずれも波長変換材料を含有しないこと
を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１５】
前記第二領域に含まれるブロックはいずれも透光性材料から構成されていること
を特徴とする請求項１４に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１６】
前記半導体発光装置用セラミックス部材は、特定の波長の光が入射されたとき、前記第一領域にのみ発熱があること
を特徴とする請求項１４に記載の半導体発光装置用セラミックス部材。
【請求項１７】
光の波長を変換する波長変換材料を含有するセラミックス素材を少なくとも一種類含む二種類以上のセラミックス素材から構成された半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法であって、
前記二種類以上のセラミックス素材の種類毎に、セラミックス素材の未焼成シートを用意する第１工程と、
前記第１工程において用意された二種類以上のセラミックス素材の未焼成シートを積層してシート積層体を形成する第２工程と、
前記第２工程において得られたシート積層体を、前記シート積層体上面に対して垂直または斜め方向に薄切りして、各種類のセラミックス素材からなるブロックが前記第２工程において積層された順番に配列されてなる未焼成シートを形成する第３工程と、
前記第３工程において得られた未焼成シートを用いて、目的とするセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体を形成する第４工程と、
前記第４工程において得られた未焼成セラミックス構造体を焼成する第５工程と
を含むことを特徴とする半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項１８】
前記第４工程において、前記第３工程において得られた未焼成シートを、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように積層してシート積層体を形成し、得られたシート積層体を前記未焼成セラミックス構造体とすること
を特徴とする請求項１７に記載の半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項１９】
前記第４工程は、
前記第３工程において得られた未焼成シートを、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように積層してシート積層体を形成する第１サブ工程と、
前記第１サブ工程において得られたシート積層体を、前記シート積層体上面に垂直または斜め方向に前記シート積層体を薄切りして、各種類のセラミックス素材からなるブロックが第一の方向には前記第２工程において積層された順番に配列され第二の方向には前記第１サブ工程において積層された順番に配列されてなる未焼成シートを形成する第２サブ工程と、
前記２サブ工程において得られた未焼成シートを、隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなるように積層してシート積層体を形成し、得られたシート積層体を前記未焼成セラミックス構造体とする第３サブ工程と
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項２０】
前記第１工程において用意される未焼成シートの厚みは、５μｍ以上１ｍｍ以下であること
を特徴とする請求項１７に記載の半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項２１】
光の波長を変換する波長変換材料を含有するセラミックス素材を少なくとも一種類含む二種類以上のセラミックス素材から構成された半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法であって、
前記二種類以上のセラミックス素材の中から選択された二つのセラミックス素材のそれぞれのビレットを作製する第１工程と、
前記第１工程において得られた二つのビレットのうちの一方のビレットを芯材とし、他方のビレットを被覆材として、前記二つのビレットから構成された棒状の未焼成成形体を形成する第２工程と、
前記第２工程において得られた棒状の未焼成成形体を、長手方向に対して垂直に薄切りして、前記二つのビレットから構成されたプレート状の未焼成成形体を形成する第３工程と、
前記第３工程において得られたプレート状の未焼成成形体を用いて、目的とするセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体を形成する第４工程と、
前記第４工程において得られた未焼成セラミックス構造体を焼成する第５工程と
を含むことを特徴とする半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項２２】
前記第２工程では、押し出し成型機を用いて前記二つのビレットを棒状に成形し、その後、乾燥設備を用いて棒状に成形された成形体を乾燥させることにより、前記棒状の未焼成成形体を得ること
を特徴とする請求項２１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項２３】
前記第２工程では、前記二つのビレットのうちの一方のビレットから固形の芯材を形成し、さらに、押し出し成型機を用いて前記固形の芯材に前記二つのビレットのうちの他方のビレットを被覆させて棒状に成形し、その後、乾燥設備を用いて棒状に成形された成形体を乾燥させることにより、前記棒状の未焼成成形体を得ること
を特徴とする請求項２１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項２４】
さらに、前記第５工程において得られたセラミックス構造体の片面または両面を、グラインダを用いて研磨する第６工程を含むこと
を特徴とする請求項２１に記載の半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法。
【請求項２５】
基台に実装された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の光の照射方向に配設された、請求項１に記載のセラミックス部材と
を備えることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２６】
基台と、基台に実装された半導体発光素子と、請求項１４に記載のセラミックス部材とを備え、
前記セラミックス部材は、前記第一領域が前記半導体発光素子の光の照射方向に配されるとともに前記第二領域が前記基台に接合されるように配設されていること
を特徴とする半導体発光装置。
【請求項２７】
前記セラミックス部材は、プレート状の形状を有し前記半導体発光素子の発光面に対向配置されており、
前記セラミックス部材を前記半導体発光素子の光の照射方向からみたとき、前記セラミックス部材の第一領域は、前記半導体発光素子の発光面に相当する領域を下限とし、前記セラミックス部材の厚みに相当する長さだけ前記セラミックス部材の光の照射領域を外縁方向に拡張した領域を上限とする範囲内の領域を占めていること
を特徴とする請求項２６に記載の半導体発光装置。
【請求項２８】
前記基台は有底筒状の形状を有し、前記半導体発光素子は前記基台の筒内の底部に実装され、前記セラミックス部材はプレート状の形状を有し前記有底筒状の基台の開口部を塞ぐように配設されており、
前記セラミックス部材を前記半導体発光素子の光の照射方向からみたとき、前記セラミックス部材の第一領域は、前記基台の開口部に相当する領域を下限とし、前記セラミックス部材の厚みに相当する長さだけ前記基台の開口部に相当する領域を外縁方向に拡張した領域を上限とする範囲内の領域を占めていること
を特徴とする請求項２６に記載の半導体発光装置。
【請求項２９】
前記セラミックス部材の第二領域は前記基台に金属材料により接合されていること
を特徴とする請求項２６に記載の半導体発光装置。
【請求項３０】
前記半導体発光装置は、さらに、前記セラミックス部材の表面に設けられた光学部材を備えること
を特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の半導体発光装置。
【請求項３１】
請求項２５または請求項２６に記載の半導体発光装置を用いたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子から発された光の波長を変換する部材の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子である青色発光ダイオードと、青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体粒子を内部に含むシリコーン樹脂成型体とを備える白色光源が普及してきている。青色発光ダイオードから発された青色光は、シリコーン樹脂成型体を透過する際に一部黄色光に変換され、その結果青色光と黄色光とが混色された白色光が出力される。シリコーン樹脂成型体は、シリコーン樹脂中に黄色蛍光体粒子を分散させて蛍光体ペーストを作製し、この蛍光体ペーストを所定形状に成形し、熱硬化させることにより形成される。
【０００３】
現在のところ青色光を黄色光に変換する部材としては、上記のような樹脂成型体が広く普及しているものの、樹脂成型体には次のような欠点があることが指摘されている。
蛍光体粒子は広い粒度分布をもつので樹脂中で均一に分散させることが困難である。また均一に分散させたとしても蛍光体粒子は樹脂よりも比重が重いので、蛍光体ペーストを作製してから長時間放置しておくと蛍光体粒子が沈降していき、均一な分散状態を維持することができない。したがって製品間で樹脂成型体中の蛍光体粒子の密度がばらつき、結果として製品間で色合いのばらつきが生じてしまう。
【０００４】
またシリコーンやエポキシなどの樹脂は経年劣化により透光性が低下するため、長期間にわたり高い光出力を得ることが困難である（例えば、特許文献１参照）。
このような欠点に対して、特許文献１は、セラミック素材である黄色蛍光体をプレート状に成形して焼成し、その結果得られたプレート状のセラミックス部材を光の波長を変換する部材として採用することを提案している。特許文献１には、そうすることで長期間にわたり高い光出力を得ることができると記載されている。また特許文献１に明示はされていないが、プレート状のセラミックス部材を採用すれば、そもそも蛍光体粒子を樹脂中に分散させる工程を要しないので、製品間での色合いのばらつきの問題も解消されると推察される。
【特許文献１】特開２００４−１４６８３５号公報
【特許文献２】特開２００７−１５０３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に開示された技術では、セラミックス素材として一種類の蛍光体材料からプレート状のセラミックス部材を形成しているため、現実に利用可能な蛍光体材料の種類に制限があることを考慮すると、プレート状のセラミックス部材の設計に自由度をもたせることが困難であるという問題がある。
【０００６】
例えば、プレート状のセラミックス部材の放熱特性を高めるために熱伝導率の高いセラミックス素材を採用しようとしても、現実に利用可能な蛍光体材料の種類に制限があることから、所望の放熱特性を実現することができない場合があると考えられる。また光の色合いを調整するためにプレート状のセラミックス部材の厚みを薄くしようとしても、機械的強度を確保する観点から、所望の色合いを実現することができない場合があると考えられる。
【０００７】
そこで本発明は、従来技術よりも設計に自由度をもたせることができる半導体発光装置用セラミックス部材、半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法、半導体発光装置および表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体発光装置用セラミックス部材は、半導体発光素子から発された光の波長を変換する半導体発光装置用セラミックス部材であって、二種類以上のセラミックス素材から構成され、複数のブロックに区画されているとともに、それぞれのブロックは前記二種類以上のセラミックス素材の中からそれぞれ選択された一種類のセラミックス素材からなり、前記二種類以上のセラミックス素材のうちの少なくとも一種類のセラミックス素材は、光の波長を変換する波長変換材料を含有する。
【０００９】
また本発明に係る半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法は、光の波長を変換する波長変換材料を含有するセラミックス素材を少なくとも一種類含む二種類以上のセラミックス素材から構成された半導体発光装置用セラミックス部材の製造方法であって、前記二種類以上のセラミックス素材の種類毎に、セラミックス素材の未焼成シートを用意する第１工程と、前記第１工程において用意された二種類以上のセラミックス素材の未焼成シートを積層してシート積層体を形成する第２工程と、前記第２工程において得られたシート積層体を、前記シート積層体上面に垂直または斜め方向に薄切りして、各種類のセラミックス素材からなるブロックが前記第２工程において積層された順番に配列されてなる未焼成シートを形成する第３工程と、前記第３工程において得られた未焼成シートを用いて、目的とするセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体を形成する第４工程と、前記第４工程において得られた未焼成セラミックス構造体を焼成する第５工程とを含む。
【００１０】
また本発明に係る半導体発光装置は、基台に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光の照射方向に配設された、上記構成のセラミックス部材とを備える。
また本発明に係る表示装置は、上記構成の半導体発光装置を用いる。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によれば、半導体発光装置用セラミックス部材は、二種類以上のセラミックス素材から構成され、少なくとも一種類のセラミックス素材は波長変換材料を含有している。このように二種類以上のセラミックス素材を用いることにより、一種類のみのセラミックス素材を用いた従来技術に比べてセラミックス部材の設計に自由度をもたせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００１３】
半導体発光装置であるＬＥＤ光源１０は、主要な構成要素としてパッケージ基台１１、ＬＥＤ素子１３およびプレート状のセラミックス部材１５を備えている。パッケージ基台１１は、有底筒状の形状を有し、筒内の底部にＬＥＤ素子１３を実装するとともにプレート状のセラミックス部材１５を筒の開口部を塞ぐように配設するものである。またパッケージ基台１１は、熱伝導率が高い材料として、例えば、銅、アルミニウム、鉄、金、銀、ステンレスやこれらを含む合金、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化珪素など）、金属窒化物（窒化アルミニウム、窒化珪素など）、炭化珪素、金属シリコン、炭素などの無機物を材質とする材料から構成されている。パッケージ基台に熱伝導率が高い材料を用いることで、後述する波長変換部材の発熱抑制効果が更に高まる。ここでＬＥＤ素子とは、第一の導電型層と第二導電型層との間に発光層を含む半導体多層膜構造から成る半導体発光素子である。ＬＥＤ素子１３は、パッケージ基台１１の表面に形成された配線パターン１２上に実装されており、配線パターン１２を介して電力が供給されると青色光を発光するものである。ＬＥＤ素子１３の周囲は、例えばシリコーン、エポキシやフッ素などの樹脂材やガラスなどの無機材の透光性材料１４が充填されている。なおＬＥＤ素子１３の周囲に透光性材料１４を充填せずに中空としてもよい。プレート状のセラミックス部材１５は、ＬＥＤ素子１３の前面に配設されおり、青色光を黄色光に変換する部材として機能する。ＬＥＤ素子１３から発された青色光は、プレート状のセラミックス部材１５を透過する際に一部黄色光に変換され、その結果、青色光と黄色光とが混色された白色光が出力される。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図である。
図２に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなる１５個のブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなる１５個のブロック１５ｂとの合計３０個のブロックに区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、幅方向および厚み方向のいずれの方向においても隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。なおセラミックス素材Ａ、Ｂのうち少なくとも一種類は青色光を黄色光に変換する蛍光体材料を含有している。セラミックス素材Ａ、Ｂの具体的な組み合わせを以下に例示する。
（例１）
セラミックス素材Ａ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）
セラミックス素材Ｂ：透光性材料Ａｌ２Ｏ３
（例２）
セラミックス素材Ａ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）
セラミックス素材Ｂ：透光性材料ＹＡＧ
（例３）
セラミックス素材Ａ：黄緑色蛍光体Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ一部Ｇａ置換）
セラミックス素材Ｂ：黄橙色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ一部Ｇｄ置換）
（例４）
セラミックス素材Ａ：緑色蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
セラミックス素材Ｂ：赤色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
上記の例１は、黄色蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅと透光性材料であるアルミナＡｌ２Ｏ３
との組み合わせである。また例２は、黄色蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅと透光性材料であるＹＡＧとの組み合わせである。このように黄色蛍光体と透光性材料とを組み合わせることで、例えば、機械的強度を確保しつつ所望の色合いを実現することができる。また例１に関しては、ＹＡＧ：Ｃｅの熱伝導率が１１Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対し、アルミナＡｌ２Ｏ３
の熱伝導率は３０Ｗ／ｍ・Ｋである。このように黄色蛍光体と当該黄色蛍光体よりも高い熱伝導率をもつ透光性材料との組み合わせを採用することにより、プレート状のセラミックス部材１５の放熱特性を高めることができる。近年、蛍光体は発光したときにストークスロスによる発熱が生じる一方、蛍光体の温度が高くなるほど発光効率が低下することが判明してきている（図３８に、蛍光体温度と発光ピーク高さの関係を示す）。そのためプレート状のセラミックス部材１５の放熱特性を高めるために熱伝導率が高いセラミックス素材を採用することが望まれている。上記の組み合わせを採用することにより、プレート状のセラミックス部材１５の放熱特性を高めることができ、取り付けたパッケージ基台１１を通じて蛍光体の発熱を外部に放熱することが可能となり、その結果、発光効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
また上記の例３は、黄色蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ中のアルミニウムＡｌの一部をガリウムＧａで置換した黄緑色蛍光体と黄色蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ中のイットリウムＹの一部をガドリウムＧｄで置換した黄橙色蛍光体との組み合わせである。アルミニウムＡｌの一部をガリウムＧａで置換することで、発光ピーク波長を短波長側にシフトさせることができる。また、イットリウムＹの一部をガドリウムＧｄで置換することにより、発光ピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。このように発光ピーク波長が異なる蛍光体同士の組み合わせを採用することにより、所望の色合いを実現することができるとともに、照明として必要な演色性の向上も実現することができる。
【００１６】
また上記の例４は、緑色蛍光体である（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋と赤色蛍光体である（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋との組み合わせである。すなわち発光ピーク波長が異なる蛍光体同士の組み合わせの一例である。珪酸ストロンチウム・バリウム（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４にユーロピウムＥｕを導入した蛍光体は、ストロンチウムＳｒとバリウムＢａとの組成比を変えることにより緑色から橙色まで発光色を調整することができる。このように発光ピーク波長が異なる蛍光体同士の組み合わせを採用することにより、所望の色合いを実現することができるとともに、照明として必要な演色性の向上も実現することができる。
【００１７】
蛍光体材料としては、上記以外に、ＹＡＧにテルビウムＴｂを付活したものＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ３＋、ＹＡＧにセリウムＣｅおよびプラセオジウムＰｒを付活したものＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋，Ｐｒ３＋、チオガレート蛍光体ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋  あるいはα−サイアロン蛍光体Ｃａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、（０．７５（Ｃａ０．９Ｅｕ０．１）Ｏ・２．２５ＡｌＮ・３．２５Ｓｉ３Ｎ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ１．５Ａｌ３Ｓｉ９Ｎ１６：Ｅｕ２＋など）なども利用可能である。緑色蛍光体としては、上記以外に、アルミン酸塩蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、α−サイアロン蛍光体Ｓｒ１．５Ａｌ３Ｓｉ９Ｎ１６：Ｅｕ２＋、Ｃａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｙｂ２＋、β−サイアロン蛍光体β-Ｓｉ３Ｎ４：Ｅｕ２＋、酸窒化物蛍光体であるオクソニトリドシリケート（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ２＋やオクソニトリドアルミノシリケート（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ４ＡｌＯＮ７：Ｃｅ３＋や （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２−ｘＳｉｘＯ４−ｘＮｘ：Ｅｕ２＋（０＜ｘ＜２）、窒化物蛍光体であるニトリドシリケート蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｃｅ３＋、チオガレート蛍光体ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ガーネット蛍光体Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋，ＢａＹ２ＳｉＡｌ４Ｏ１２：Ｃｅ３＋なども利用可能である。橙色蛍光体としては、上記以外にα−サイアロン蛍光体Ｃａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋などが利用可能である。赤色蛍光体としては、硫化物蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ２＋，Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｓｍ３＋、珪酸塩（シリケート）蛍光体Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋や窒化物または酸窒化物蛍光体である（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＮ２：Ｅｕ２＋，（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋やＳｒ２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ２＋（０≦ｘ≦１）なども利用可能である。透光性材料としては、上記以外に、ＭｇＯ（熱伝導率５４Ｗ／ｍ・Ｋ）、Ｙ２Ｏ３（熱伝導率１４．５Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＺｎＯ（熱伝導率２０Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＡｌＮ（熱伝導率１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）などの酸化物や窒化物のほか、ＳｉＣ（熱伝導率４００Ｗ／ｍ・Ｋ）などの炭素系材料も利用可能である。
【００１８】
半導体発光素子からの発光ピーク波長が、波長２００ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の紫外光、波長３８０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下の可視光を発するものと、上述の蛍光体材料も含めて以下に示す発光ピーク波長の蛍光体材料を組み合わせると白色光を合成することが可能である。以下、その例を示す。
（１）発光ピーク波長が２００ｎｍ以上４２０ｎｍ未満、好ましくは３６０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の半導体発光素子と、発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の青色蛍光体と、発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上６００ｎｍ未満、好ましくは５６５ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の黄色から橙色蛍光体の組合せ。
（２）発光ピーク波長が２００ｎｍ以上４２０ｎｍ未満、好ましくは３６０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の半導体発光素子と、発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の青色蛍光体と発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、好ましくは５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の青緑〜緑色蛍光体と、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、好ましくは６２０ｎｍ以上，６４０ｎｍ以下の赤色蛍光体の組合せ。
（３）発光ピーク波長が２００ｎｍ以上４２０ｎｍ未満、好ましくは３６０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の半導体発光素子と、発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の青色蛍光体と、発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、好ましくは５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の青緑〜緑色蛍光体と、発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上６００ｎｍ未満、好ましくは５６５ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の黄〜橙色蛍光体と、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、好ましくは６２０ｎｍ以上，６４０ｎｍ以下の赤色蛍光体の組合せ。
（４）発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の半導体発光素子と、発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上６００ｎｍ未満、好ましくは５６５ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の黄〜橙色蛍光体の組合せ。
（５）発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の半導体発光素子と、発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、好ましくは５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の青緑〜緑色蛍光体と、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、好ましくは６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色蛍光体の組合せ。
（６）発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の半導体発光素子と、発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、好ましくは５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の青緑〜緑色蛍光体と、発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上６００ｎｍ未満、好ましくは５６５ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の黄〜橙色蛍光体と、発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、好ましくは６２０ｎｍ以上，６４０ｎｍ以下の赤色蛍光体の組合せ。
（７）発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の半導体発光素子と、発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、好ましくは５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の青緑〜緑色蛍光体との組合せ。
（８）発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の半導体発光素子と、発光ピーク波長が５６０ｎｍ以上６００ｎｍ未満、好ましくは５６５ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の黄〜橙色蛍光体の組合せ。
（９）発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の半導体発光素子と、発光ピーク波長が５９０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満、好ましくは６００ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の橙〜赤色蛍光体の組合せ。
【００１９】
半導体発光素子の半導体多層膜は一般的に知られるＧａＮ等の窒化物半導体材料、ＺｎＯ等の酸化物半導体材料、ＺｎＳ等の硫化物半導体材料からなる。
図２に示すプレート状のセラミックス部材１５は、厚み方向に３層、幅方向に１０列に区画されているが、本発明はこれに限られるものではない。現実的なプレート状のセラミックス部材１５の寸法の一例は、幅約３ｍｍ、奥行き約３ｍｍ、厚み約１００μｍであり、ひとつのブロックの寸法の一例は、幅約２０μｍ、奥行き約３ｍｍ、厚み約２０μｍである。この寸法例の場合、プレート状のセラミックス部材１５は、厚み方向に５層、幅方向に１５列に区画されることになる。なお現在のところブロックの一辺の長さは、後述する製造方法によれば約５μｍまでは容易に実現可能であることが確認されている。
【００２０】
以下、図３から図１１を用いてプレート状のセラミックス部材の構成に関する変形例を説明する。これらの変形例においても、区画の数自体は製品仕様等により適宜変更されるものである。
【００２１】
図３に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなる１５個のブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなる１５個のブロックとの合計３０個のブロックに区画されている。図３に示すプレート状のセラミックス部材１５では、厚み方向に３層に区画され、１層目と３層目は幅方向に１０列に区画されるとともに２層目は奥行き方向に１０列に区画されている。ブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、層内において隣接するブロック同士は異なるセラミックス素材からなる。
【００２２】
図４に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなる１５０個のブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなる１５０個のブロック１５ｂとの合計３００個のブロックに区画されている。図４に示すプレート状のセラミックス部材１５では、厚み方向に３層、幅方向に１０列、奥行き方向に１０列に区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、幅方向、奥行きおよび厚み方向のいずれの方向においても隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。
【００２３】
図５に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなる５個のブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなる５個のブロック１５ｂとの合計１０個のブロックに区画されている。図５に示すプレート状のセラミックス部材１５では、幅方向に１０列に区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、幅方向において隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。
【００２４】
図６に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなる５０個のブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなる５０個のブロック１５ｂとの合計１００個のブロックに区画されている。図６に示すプレート状のセラミックス部材１５では、幅方向に１０列、奥行き方向に１０列に区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、幅方向および奥行き方向のいずれの方向においても隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。
【００２５】
図７に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなる２個のブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなる３個のブロック１５ｂとの合計５個のブロックに区画されている。図７に示すプレート状のセラミックス部材１５では、厚み方向に５層に区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、厚み方向において隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。
【００２６】
図８に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ｃからなる１個のブロック１５ｃとセラミックス素材Ｄからなる１個のブロック１５ｄとセラミックス素材Ｅからなる１個のブロック１５ｅとの合計３個のブロックに区画されている。セラミックス素材Ｃ、Ｄ、Ｅのうち少なくとも一種類は青色光を黄色光に変換する蛍光体材料を含有している。図８に示すプレート状のセラミックス部材１５では、ブロック１５ｅがブロック１５ｃ、１５ｄを内包するように区画されている。このような内包構造は、特に、湿度に弱い硫化物系蛍光体ＣａＳ：Ｅｕやチオガレート系蛍光体などを採用する場合に有効である。
【００２７】
図９に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ｃからなる５個のブロック１５ｃとセラミックス素材Ｄからなる５個のブロック１５ｄとセラミックス素材Ｅからなる１個のブロック１５ｅとの合計１１個のブロックに区画されている。
【００２８】
図１０に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ｆからなる１０個のブロック１５ｆとセラミックス素材Ｇからなる１０個のブロック１５ｇとセラミックス素材Ｈからなる１０個のブロック１５ｈとの合計３０個のブロックに区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、幅方向および厚み方向のいずれの方向においても隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。なおセラミックス素材Ｆ、Ｇ、Ｈのうち少なくとも一種類は青色光を黄色光に変換する蛍光体材料を含有している。セラミックス素材Ｆ、Ｇ、Ｈの具体的な組み合わせを以下に例示する。
（例５）
セラミックス素材Ｆ：黄緑色蛍光体Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋(ＹＡＧ：Ｃｅ一部Ｇａ置換)
セラミックス素材Ｇ：黄橙色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋(ＹＡＧ：Ｃｅ一部Ｇｄ置換)
セラミックス素材Ｈ：透光性材料Ａｌ２Ｏ３
上記の例５は、黄色蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ中のアルミニウムＡｌの一部をガリウムＧａで置換した黄緑色蛍光体と黄色蛍光体であるＹＡＧ：Ｃｅ中のイットリウムＹの一部をガドリウムＧｄで置換した黄橙色蛍光体と透光性材料であるアルミナＡｌ２Ｏ３との組み合わせである。このように二種類の黄色蛍光体とこれらよりも高い熱伝導率をもつ透光性材料とを組み合わせることで、所望の色合いを実現するとともに照明として必要な演色性の向上を実現しつつプレート状のセラミックス部材１５の放熱特性を高めることができる。
【００２９】
図１１に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ｆからなる２個のブロック１５ｆとセラミックス素材Ｇからなる１個のブロック１５ｇとセラミックス素材Ｈからなる２個のブロック１５ｈとの合計５個のブロックに区画されている。図１１に示すプレート状のセラミックス部材１５では、厚み方向に５層に区画されている。これらのブロックはいずれも同一寸法の直方体形状をしており、厚み方向において隣接するブロック同士が異なるセラミックス素材からなる。
＜製造方法＞
次に、上記構成のプレート状のセラミックス部材の製造方法について説明する。
【００３０】
図１２は、本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の製造方法のフローを示す図である。
このフローでは、セラミックス素材Ａ、Ｂから構成されたプレート状のセラミックス部材を形成する例が示されている。まずセラミックス素材Ａを含む未焼成シート（「グリーンシート」とも称される）を作製するため、分散用撹拌装置を用いてセラミックス素材Ａの原料、バインダ、可塑剤および溶剤を含むスラリーを調製し（ステップＳ１１）、ベースフィルム上にシート成形する（ステップＳ１２）。例えば、セラミックス素材Ａを黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅとすると、セラミックス素材Ａの原料としてイットリウム酸化物Ｙ２Ｏ３、アルミニウム酸化物Ａｌ２Ｏ３、セリウム酸化物ＣｅＯ２が選択される。また、バインダとしてブチラール樹脂、可塑剤としてブチルベンジルフタレート、溶剤として酢酸ブチル（９０％）とブチルカルビトール（１０％）との混合剤をそれぞれ採用することができる。
【００３１】
また上記工程と並行してセラミックス素材Ｂを含む未焼成シートを作製する（ステップＳ１３、１４）。例えば、セラミックス素材Ｂを透光性材料Ａｌ２Ｏ３とすると、セラミックス素材Ｂの原料としてアルミニウム酸化物Ａｌ２Ｏ３が選択される。
【００３２】
次にセラミックス素材Ａを含む未焼成シートとセラミックス素材Ｂを含む未焼成シートとを積層してシート積層体を形成する（ステップＳ１５）。
次に精密切断機を用いて、シート積層体を、シート積層体上面に対して垂直方向に切断し、セラミックス素材Ａ、Ｂを縞状に含む未焼成シートを形成する（ステップＳ１６）。そして得られた未焼成シートを組み合わせて、目的とするプレート状のセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体を形成する。
【００３３】
次に未焼成セラミックス構造体を脱脂炉で脱バインダし（ステップＳ１７）、焼成炉で焼成する（ステップＳ１８）。脱バインダ工程では、例えば、室温から４００℃まで１時間当たり５０℃のペースで温度上昇させ、４００℃を２時間〜４時間程度維持させ、その後自然に冷却させる。また焼成工程では、例えば、真空またはＮ２−Ｈ２雰囲気下で約１７００℃〜１８００℃まで加熱する。これにより目的とするプレート状のセラミックス部材の構造に対応するセラミックス構造体を得ることができる。
【００３４】
次に得られたセラミックス構造体を表面研磨し（ステップＳ１９）、目的とするプレート状のセラミックス部材のサイズに寸断し（ステップＳ２０）、検査工程を経て（ステップＳ２１）、プレート状のセラミックス部材の製品を得る。
【００３５】
図１３は、シート成形工程（ステップＳ１２、Ｓ１４）の様子を模式的に示す図である。
シート成形工程では、水平方向に搬送されるベースフィルム３２上にダイコーター２１を用いてスラリーの薄膜３１を形成し、乾燥設備２２内部を通過させて乾燥させることにより、セラミックス素材Ａを含有する未焼成シートを成形する。未焼成シートの厚みは、約５μｍ程度から１ｍｍ程度まで適宜調整可能であり、焼成時の収縮および表面研磨の研磨量を考慮して最終製品の厚みよりも若干厚めに調整される。ベースフィルム３２は、例えばポリエチレンテレフタレートからなり、約５０μｍの厚みをもつ。乾燥設備２２の温度条件は、例えば９０℃〜１１０℃程度であり、スラリーの膜厚や搬送速度に応じて適宜調整される。
【００３６】
図１４は、積層工程（ステップＳ１５）の様子を模式的に示す図である。
積層工程では、発泡シート２４が形成されたステンレス製の支持板２３を用意し（図１４（ａ））、ベースフィルム３４が貼りついた状態のセラミックス素材Ａを含む未焼成シート３３を発泡シート２４上に載置して加熱および加圧を行う（図１４（ｂ））。発泡シート２４の厚みは約１５０μｍ〜２００μｍ程度であり、加熱は８０℃〜１００℃程度、加圧は１０ｋｇ／ｃｍ２〜３０ｋｇ／ｃｍ２程度である。その後、ベースフィルム３４を剥離し（図１４（ｃ））、未焼成シート３３を残す（図１４（ｄ））。次にベースフィルム３６が貼りついた状態のセラミックス素材Ｂを含む未焼成シート３５を未焼成シート３３上に載置して加熱および加圧を行い（図１４（ｅ））、ベースフィルム３６を剥離し（図１４（ｆ））、未焼成シート３５を残す（図１４（ｇ））。このような作業を、セラミックス素材Ａを含む未焼成シートとセラミックス素材Ｂを含む未焼成シートとで交互に繰り返す。
【００３７】
図１５は、積層体切断工程（ステップＳ１６）の様子を模式的に示す図である。
積層体切断工程では、まず発泡シート２４を約１５０℃まで加熱して発泡させ（図１５（ａ））、シート積層体３６を支持板２３から剥離させ（図１５（ｂ））、精密切断機２５を用いてシート積層体３６をシート積層体上面に垂直方向に切断し、セラミックス素材Ａ、Ｂを縞状に含む未焼成シート３７を形成する（図１５（ｄ））。得られた未焼成シート３７を組み合わせて、目的とするプレート状のセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体３８を形成する（図１５（ｅ））。未焼成セラミックス構造体３８は、図２に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応している。なお未焼成シート３７は単体でも未焼成セラミックス構造体として利用可能である。その場合には図５に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応することになる。
【００３８】
またセラミックス素材Ａ、Ｂを縞状に含む未焼成シート３７を順次９０°ずつ回転させながら積層すれば、図３に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体を形成することができる。
【００３９】
また図１６に示すように、未焼成シート３７をさらに組み合わせて切断して（図１６（ａ））、セラミックス素材Ａ、Ｂを市松状に含む未焼成シート４０を形成し（図１６（ｂ））、これを組み合わせて未焼成セラミックス構造体４１を形成することができる（図１６（ｃ））。未焼成セラミックス構造体４１は、図４に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応している。未焼成シート４０は単体でも未焼成セラミックス構造体として利用可能である。その場合には図６に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応することになる。
【００４０】
以上、二種類のセラミックス素材Ａ、Ｂから構成されたプレート状のセラミックス部材を形成する方法を例示したが、図１７、１８に示すように三種類以上のセラミックス素材から構成されたプレート状のセラミックス部材を形成する場合も同様である。したがって図１０および図１１に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体も容易に形成することができる。
【００４１】
また図７に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体は、積層体切断工程を経ずに得ることができる。また図８および図９に示すプレート状のセラミックス部材の構造に対応する未焼成セラミックス構造体は、まず未焼成シートを用いて内包される構造体を形成した後に、この構造体の側面を別の未焼成シートで覆うことにより形成することができる。
＜検証＞
発明者らは本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の性能を検証するため、プレート状のセラミックス部材のサンプルを作製し、（１）プレートの放熱特性、（２）プレート表面の発光色むら、（３）サンプル間の色合いのばらつきについて評価を実施した。
【００４２】
図１９は、検証システムの構成を模式的に示す断面図である。
ＬＥＤ光源の構成は、ＬＥＤ素子１３の周囲が中空５１になっていること以外は、図１に示した構成と同様である。ＬＥＤ光源は、基板５２の表面に形成された基板電極５３上に実装されており、基板電極５３を介して電力供給を受ける。基板５２の裏面にはヒートシンク５４が設けられている。ＬＥＤ素子１３としては、１ｍｍ角サイズでＩｆ＝１０００ｍＡ（光出力９００ｍＷ相当）のものを用いた。（１）のプレートの放熱特性および（３）のサンプル間の色合いのばらつきについては、図１９に示す検証システムを用いて評価した。
【００４３】
図２０は、検証システムの構成を模式的に示す断面図である。
ＬＥＤ光源の構成は、パッケージ基台１１の形状およびＬＥＤ素子１３の周囲に透光性材料１４であるシリコーンが充填されていること以外は図１９の構成と同様である。（２）のプレート表面の発光色むらについては、図２０に示す検証システムを用いて評価した。
【００４４】
以下に検証結果をそれぞれ説明する。
図２１はプレートの放熱特性の検証結果およびサンプルの構成を説明するための図である。
【００４５】
今回、プレートの放熱特性の検証をするにあたり、蛍光粒子シリコーンプレート（図２１（ｂ））、セラミックス単体プレート（図２１（ｃ））、セラミックス複合プレート（図２１（ｄ））の三種類の波長変換部材を用意した。プレートのサイズとしては、幅２．５ｍｍ、奥行き２．５ｍｍ、厚み０．３ｍｍのものを用いた。蛍光粒子シリコーンプレートは、黄色蛍光体粒子ＹＡＧ：Ｃｅを内部に含むシリコーン樹脂成型体である。セラミックス単体プレートは、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅのみから構成されている。セラミックス複合プレートは、図２と同様の構造を有し、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅと透光性材料Ａｌ２Ｏ３から構成されている。蛍光粒子シリコーンプレートおよびセラミックス単体プレートはいずれも従来技術に該当し、セラミックス複合プレートは本発明の実施の形態１に該当する。
【００４６】
図２１（ａ）のプレートの放熱特性の検証結果によれば、ＬＥＤ素子１３が発光しているとき、ＬＥＤ素子１３のチップ温度は蛍光粒子シリコーンプレートでは４５℃、セラミックス単体プレートでは４６℃、セラミックス複合プレートでは４７℃である。一方、プレートの表面温度は、蛍光粒子シリコーンプレートでは１５０℃、セラミックス単体プレートでは８５℃、セラミックス複合プレートでは６５℃である。これにより本発明の実施の形態１は従来技術よりも優れた放熱特性を提供することができることがわかる。
【００４７】
図２２はプレート表面の発光色むらの検証結果およびサンプルの構成を説明するための図である。
今回、プレート表面の発光色むらの検証をするにあたり、蛍光粒子シリコーンプレート（図２２（ｂ））、セラミックス単体プレート（図２２（ｃ））、セラミックス単層複合プレート（図２２（ｄ））、セラミックス多層複合プレート（図２２（ｅ））の四種類の波長変換部材を用意した。プレートのサイズとしては、幅２ｍｍ、奥行き２ｍｍ、厚み０．３ｍｍのものを用いた。蛍光粒子シリコーンプレートは、黄色蛍光体粒子ＹＡＧ：Ｃｅを内部に含むシリコーン樹脂成型体である。セラミックス単体プレートは、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅのみから構成されている。セラミックス単層複合プレートは、図５と同様の構造を有し、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅと透光性材料ＹＡＧから構成されている。セラミックス多層複合プレートは、図２と同様の構造を有し、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅと透光性材料ＹＡＧから構成されている。蛍光粒子シリコーンプレートおよびセラミックス単体プレートはいずれも従来技術に該当し、セラミックス単層複合プレートおよびセラミックス多層複合プレートは本発明の実施の形態１に該当する。プレート表面の発光色むらは、顕微鏡と分光測定装置とを組み合わせた顕微分光システムを用いて測定した。プレート表面の任意の２５点の直径２００μｍの定点の色度を測定し、その色の差の大小を色むらとして各種プレート間の特性を比較した。
【００４８】
図２２（ａ）のプレート表面の発光色むらの検証結果によれば、ＬＥＤ素子１３が発光しているとき、蛍光粒子シリコーンプレートでは発光色むらが無く、セラミックス単体プレートではＣｅ濃度、プレートの厚み、直線透過率の調整により発光色むらを無くすことができる。一方、セラミックス単層複合プレートでは発光色むらが生じるが、直線透過率の調整により発光色むらを軽減することができる。またセラミックス多層複合プレートでは黄色蛍光体からなるブロックに関してはＣｅ濃度、プレートの厚み、直線透過率を調整するとともに透光性材料からなるブロックに関しては直線透過率を調整することにより発光色むらを無くすことができる。
【００４９】
図２３はサンプル間の色合いのばらつきの検証結果を説明するための図である。
今回、サンプル間の色合いのばらつきを検証するにあたり、蛍光粒子シリコーンプレート、セラミックス複合プレート、セラミックス複合プレート（厚み制御）の三種類の波長変換部材を用意した。プレートのサイズとしては、幅２．５ｍｍ、奥行き２．５ｍｍ、厚み０．３ｍｍのものを用いた。蛍光粒子シリコーンプレートは、黄色蛍光体粒子ＹＡＧ：Ｃｅを内部に含むシリコーン樹脂成型体である。セラミックス複合プレートは、図２と同様の構造を有し、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅと透光性材料ＹＡＧから構成されている。セラミックス複合プレート（厚み制御）はさらにプレートの厚みを調整したものである。蛍光粒子シリコーンプレートは従来技術に該当し、セラミックス複合プレートおよびセラミックス複合プレート（厚み制御）は本発明の実施の形態１に該当する。サンプル間の色合いのばらつきを評価するにあたって、発光色の測定は積分球を用いた。
【００５０】
各プレート構成について１００個ずつサンプルを作製し、色合いの測定結果を色度座標系にプロットした。色度座標におけるプロットの分布がサンプル間の色合いのばらつきに相当する。これによれば、セラミックス複合プレート（図２３（ｂ））では蛍光粒子シリコーンプレート（図２３（ａ））よりもサンプル間の色合いのばらつきを２／５倍に抑制することができ、さらに、セラミックス複合プレートの厚み制御をすれば（図２３（ｃ））、セラミックス複合プレート（図２３（ｂ））よりもサンプル間の色合いのばらつきを２／３倍に抑制することができることが判明した。
（実施の形態２）
＜構成＞
図２４は、本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置の構成を模式的に示す断面図である。また図２５は、本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図である。
【００５１】
実施の形態２では、セラミックス部材１５の構成が実施の形態１と異なる。これ以外の構成については実施の形態１と共通するので説明を省略する。
図２４および図２５に示すセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなるブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなるブロック１５ｂとの合計２個のブロックに区画されている。また波長変換材料である蛍光体材料の含有率の観点からみると、セラミックス部材１５は、蛍光体材料を含有している第一領域、および第一領域を囲繞し蛍光体材料を含有しない（あるいは第一領域よりも低い含有率で蛍光体材料を含有している）第二領域を有している。この例では、第一領域はブロック１５ａから構成され、第二領域はブロック１５ｂから構成されている。セラミックス部材１５の第一領域は、円板形状をしており、そのサイズに関しては第一領域の直径をＬａ、パッケージ基台１１の開口部の内径をＬｂ、セラミックス部材１５の厚みをＴとしたとき、Ｌｂ≦Ｌａ≦（Ｌｂ＋Ｔ）の条件を満たすことが好ましい。またセラミックス部材１５の第二領域は、ハンダ、ろう材、接着剤あるいは留め具などによりパッケージ基台１１に接合されている。セラミックス素材Ａ、Ｂの具体的な組み合わせを以下に例示する。
（例６）
セラミックス素材Ａ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）
セラミックス素材Ｂ：透光性材料Ａｌ２Ｏ３
（例７）
セラミックス素材Ａ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）
セラミックス素材Ｂ：透光性材料ＹＡＧ
（例８）
セラミックス素材Ａ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）、セリウム高濃度
セラミックス素材Ｂ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）、セリウム低濃度
上記の例６、例７の蛍光体材料の組み合わせは、実施の形態１の例１、例２の蛍光体材料の組み合わせと同様である。黄色蛍光体としてはＹＡＧ：Ｃｅ以外に実施の形態１に例示したものを利用することができる。また第二領域を構成するセラミックス素材Ｂについては、透光性材料のみに限らず、不透明な材料を採用することとしても構わない。
【００５２】
上記の例８は、セラミックス素材Ａ、Ｂのいずれも黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅを含む。ただし第一領域を構成するセラミックス素材Ａと第二領域を構成するセラミックス素材Ｂとを比較したとき、付活剤であるセリウムのドープ量が異なる。第二領域では第一領域に比べてセリウムのドープ量を少なくすることで、第二領域における発熱を低減することができ、その結果セラミックス部材１５の放熱特性を高めることができる。
【００５３】
以下、図２６から図２９を用いてプレート状のセラミックス部材の構成に関する変形例を説明する。
図２６および図２７に示すプレート状のセラミックス部材１５では、いずれも第一領域を構成するブロック１５ａの厚みおよび位置が図２４および図２５に示すプレート状のセラミックス部材１５と異なる。図２６に示すプレート状のセラミックス部材１５では、第一領域の側面および下面が第二領域により囲繞されている。図２７に示すプレート状のセラミックス部材１５では、第一領域の側面および上下面が第二領域により囲繞されている。
【００５４】
図２８に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ｉからなるブロック１５ｉとセラミックス素材Ｊからなるブロック１５ｊとセラミックス素材Ｋからなるブロック１５ｋの合計３個のブロックに区画されている。この例では、第一領域はブロック１５ｉおよびブロック１５ｊから構成され、第二領域はブロック１５ｋから構成されている。セラミックス素材Ｉ、Ｊ、Ｋの具体的な組み合わせを以下に例示する。
（例９）
セラミックス素材Ｉ：黄緑色蛍光体Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ一部Ｇａ置換）
セラミックス素材Ｊ：黄橙色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ一部Ｇｄ置換）
セラミックス素材Ｋ：透光性材料ＹＡＧ
（例１０）
セラミックス素材Ｉ：緑色蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
セラミックス素材Ｊ：赤色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
セラミックス素材Ｋ：透光性材料ＹＡＧ
上記の例９、１０の蛍光体材料の組み合わせは、実施の形態１の例３、４の蛍光体材料の組み合わせと同様である。黄緑色蛍光体、黄橙色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体としては上記以外に実施の形態１に例示したものを利用することができる。また第二領域を構成するセラミックス素材Ｋについては、透光性材料のみに限らず、不透明な材料を採用することとしても構わない。
【００５５】
図２９に示すプレート状のセラミックス部材１５は、セラミックス素材Ａからなるブロック１５ａとセラミックス素材Ｂからなるブロック１５ｂとセラミックス素材Ｌからなるブロック１５ｌの合計３個のブロックに区画されている。この例では、第一領域はブロック１５ａから構成され、第二領域はブロック１５ｂおよびブロック１５ｌから構成されている。セラミックス素材Ａ、Ｂ、Ｌの具体的な組み合わせを以下に例示する。
（例１１）
セラミックス素材Ａ：黄色蛍光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ：Ｃｅ）
セラミックス素材Ｂ：透光性材料ＹＡＧ
セラミックス素材Ｌ：透光性材料Ａｌ２Ｏ３
上記の例１１では、ブロック１５ｌの構成材料としてＹＡＧよりも熱伝導率が高いアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を採用しているので、セラミックス部材１５の放熱特性を高めることができる。
＜製造方法＞
次に、上記構成のプレート状のセラミックス部材の製造方法に関して２つの代表例を説明する。
【００５６】
図３０は、本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の製造方法のフローを示す図である。
このフローでは、セラミックス素材Ａ、Ｂから構成されたプレート状のセラミックス部材を形成する例が示されている。まず分散用攪拌装置を用いてセラミックス素材Ａの原料、バインダ、可塑剤および溶剤を含むビレットを調製する（ステップＳ３１）。例えば、セラミックス素材Ａを黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅとすると、セラミックス素材Ａの原料としてイットリウム酸化物Ｙ２Ｏ３、アルミニウム酸化物Ａｌ２Ｏ３、セリウム酸化物ＣｅＯ２が選択される。バインダとしてメチルセルロース、可塑剤としてポリアクリル酸、溶剤として水をそれぞれ採用することができる。
【００５７】
また上記工程と並行して分散用攪拌装置を用いてセラミックス素材Ｂの原料、バインダ、可塑剤および溶剤を含むビレットを調製する（ステップＳ３２）。例えば、セラミックス素材Ｂを透光性材料ＹＡＧとすると、セラミックス素材Ｂの原料としてイットリウム酸化物Ｙ２Ｏ３、アルミニウム酸化物Ａｌ２Ｏ３が選択される。
【００５８】
次に押し出し成型機を用いて、セラミックス素材Ａを含むビレットを芯材としセラミックス素材Ｂを含むビレットを被覆材とする、二つのビレットから構成された棒状（スティック状）の未焼成成形体を形成する（ステップＳ３３）。
【００５９】
次に精密裁断機を用いて、棒状の未焼成成形体を、長手方向に対して垂直に切断し、セラミックス素材Ａを中央に含みセラミックス素材Ｂを周囲に含むプレート状の未焼成成形体を形成する（ステップＳ３４）。
【００６０】
次にプレート状の未焼成成形体を脱バインダし（ステップＳ３５）、焼成し（ステップＳ３６）、表面研磨し（ステップＳ３７）、検査工程を経て（ステップＳ３８）、プレート状のセラミックス部材の製品を得る。脱バインダ、焼成、表面研磨、検査の各工程については、実施の形態１と同様である。
【００６１】
図３１は、スティック成形工程（ステップＳ３３）の様子を模式的に示す図である。
スティック成形工程では、まず、セラミックス素材Ａを含むビレット７１が押し出し成型機２６の内側のシリンダに投入され、セラミックス素材Ｂを含むビレット７２が外側のシリンダに投入される。その後、押し出し成型機２６のシリンダヘッドの押圧に伴い、ビレット７１、７２が押し出され、乾燥設備２２を通過して乾燥され、棒状の未焼成成形体となる。なお図３１に示す例では、両方のビレット７１、７２がいずれも流動性をもつ状態で押し出し成型されているが、図３２に示すように一方のビレット７１をあらかじめ固形化しておくこととしてもよい。このようにすればビレット７１、７２の境界面の形状の製造誤差を抑制することができる。
【００６２】
図３３は、スティック切断工程（ステップＳ３４）の様子を模式的に示す図である。
スティック切断工程では、スティック成形工程において得られた棒状の未焼成成形体７３を用意し（図３３（ａ））、精密切断機２５を用いて棒状の未焼成成形体７３を長手方向に対して垂直に切断し（図３３（ｂ））、セラミックス素材Ａを中央に含みセラミックス素材Ｂを周囲に含むプレート状の未焼成成形体７４を得る（図３３（ｃ））。未焼成成形体７４の構造は、図２４および図２５に示すプレート状のセラミックス部材１５の構造に対応している。したがって未焼成成形体７４をそのまま焼成することにより図２４および図２５に示すプレート状のセラミックス部材１５を得ることができる。またセラミックス素材Ｂを含むビレット７２のみからなるプレート状の未焼成成形体を作製しておき、これを未焼成成形体７４の一面または両面に張り合わせて焼成することにより、図２６、図２７、図２９に示すプレート状のセラミックス部材１５を得ることができる。またセラミックス素材Ａが異なる二種類のプレート状の未焼成成形体７４を作製しておき、これらを張り合わせて焼成することにより、図２８に示すプレート状のセラミックス部材１５を得ることができる。
【００６３】
図３４は、本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の製造方法のフローを示す図である。
このフローでは、セラミックス素材Ａ、Ｂから構成されたプレート状のセラミックス部材を形成する例が示されている。まず分散用攪拌装置を用いてセラミックス素材Ａの原料、バインダ、可塑剤および溶剤を含むスラリーを調製する（ステップＳ５１）。例えば、セラミックス素材Ａを黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅとすると、セラミックス素材Ａの原料としてイットリウム酸化物Ｙ２Ｏ３、アルミニウム酸化物Ａｌ２Ｏ３、セリウム酸化物ＣｅＯ２が選択される。これと並行して、散用攪拌装置を用いてセラミックス素材Ｂの原料、バインダ、可塑剤および溶剤を含むスラリーを調製する（ステップＳ５２）。セラミックス素材Ｂを透光性材料ＹＡＧとすると、セラミックス素材Ｂの原料としてイットリウム酸化物Ｙ２Ｏ３、アルミニウム酸化物Ａｌ２Ｏ３が選択される。バインダ、可塑剤および溶剤については実施の形態１と同様とする。
【００６４】
次にセラミックス素材Ｂを含むスラリーから未焼成シートを成形し（ステップＳ５３）、スクリーン印刷機を用いてセラミックス素材Ｂを含む未焼成シートの主面にセラミックス素材Ａを含むスラリーを印刷する（ステップＳ５４）。
【００６５】
次に未焼成シートを脱バインダし（ステップＳ５５）、焼成し（ステップＳ５６）、表面研磨し（ステップＳ５７）、寸断し（ステップＳ５８）、検査工程を経て（ステップＳ５９）、プレート状のセラミックス部材の製品を得る。脱バインダ、焼成、表面研磨、寸断、検査の各工程については、実施の形態１と同様である。
【００６６】
図３５は、印刷工程（ステップＳ５３）以後の工程の様子を模式的に示す図である。
印刷工程では、印刷板２７およびスキージ２８を用いて、セラミックス素材Ｂを含む未焼成シート７５の主面にセラミックス素材Ａを含むスラリー７６を塗布し（図３５（ａ））、塗布されたスラリー７６を乾燥設備２２にて乾燥させる（図３５（ｂ））。その後、発泡シート２４を発泡させて、ステンレス製の支持板２３から未焼成シート７５を剥離させる（図３５（ｃ））。焼成工程では、スラリー７６に含有されていたセリウムイオンが未焼成シート７５に拡散されていき、結果的にセリウムがドープされた領域７５ａとドープされていない領域７５ｂとが形成される（図３５（ｄ））。その後、シート７５は表面がグラインダ２９で研磨され（図３５（ｅ））、ダイシングソー３０を用いて個片化される（図３５（ｆ））。
＜検証＞
発明者らは本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の性能を検証するため、プレート状のセラミックス部材のサンプルを作製し、プレートの放熱特性について評価を実施した。
【００６７】
図３６は、検証システムの構成を模式的に示す断面図である。
パッケージ基台１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）製であり、開口部のサイズはφ１．８ｍｍである。セラミックス部材１５のサイズは４ｍｍ×４ｍｍ×０．３ｍｍであり、第一領域のサイズはφ１．９ｍｍ×０．３ｍｍである。ＬＥＤ素子１３としては、１ｍｍ角サイズでＩｆ＝１０００ｍＡ（光出力９００ｍＷ相当）のものを用いた。
【００６８】
図３７はプレートの放熱特性の検証結果およびサンプルの構成を説明するための図である。
今回、プレートの放熱特性を検証するにあたり、蛍光粒子シリコーンプレート（図３７（ｂ））、セラミックス単体プレート（図３７（ｃ））、セラミックス複合１プレート（図３７（ｄ））、セラミックス複合２プレート（図３７（ｅ））の四種類の波長変換部材を用意した。蛍光粒子シリコーンプレートは、黄色蛍光体粒子ＹＡＧ：Ｃｅを内部に含むシリコーン樹脂成形体である。セラミックス単体プレートは、黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅのみから構成されている。セラミックス複合１プレートは、第一領域を黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅで構成し第二領域を透光性材料ＹＡＧで構成されている。またセラミックス複合２プレートは第一領域を黄色蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅで構成し第二領域を透光性材料アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で構成されている。蛍光粒子シリコーンプレートおよびセラミックス単体プレートが従来技術に該当し、セラミックス複合１プレートおよびセラミックス複合２プレートが本発明の実施の形態２に該当する。
【００６９】
図３７（ａ）のプレートの放熱特性の検証結果によれば、ＬＥＤ素子１３が発光しているとき、ＬＥＤ素子１３のチップ温度は蛍光粒子シリコーンプレートでは１０５℃、セラミックス単体プレートでは１０６℃、セラミックス複合１プレートでは１０６℃、セラミックス複合２プレートでは１０７℃である。一方、プレートの表面温度は、蛍光粒子シリコーンプレートでは２１０℃、セラミックス単体プレートでは１４４℃、セラミックス複合１プレートでは１３６℃、セラミックス複合２プレートでは１２１℃である。
【００７０】
すなわち本発明の実施の形態２に係るプレートの表面温度は、従来技術に係るプレートの表面温度に比べて低くなる。これは、セラミックス部材の第二領域には波長変換材料としての蛍光体材料が含有されていないため第二領域におけるストークスロスによる発熱がなく、プレート全体としての発熱量を削減でき、さらに第一領域において発生した熱が第二領域ひいてはパッケージ基台に伝導しやすくなるからであると推察される。
【００７１】
またセラミックス部材の第二領域にはＬＥＤ素子からの光が直接入射されることはなく、第一領域を介して迷光として入射される。そのため第二領域に第一領域と同様の濃度で蛍光体材料を含有させることとすれば（従来技術に相当する）、第二領域から出射された迷光は第一領域から出射された光よりも蛍光体材料を含有する領域を長く通過することとなり、蛍光色が相対的に強くなって色むらを生じさせてしまう。本発明の実施の形態２では、第二領域には蛍光体材料が含有されていない、あるいは第二領域には第一領域よりも低濃度で蛍光体材料が含有されているため、第二領域における色むらを抑制することができる。
＜変形例および応用例＞
図３９は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ光源の変形例を模式的に示す断面図である。
【００７２】
図３９（ａ）に示すようにＬＥＤ光源６０は、基台６１に形成された配線パターン６２上にＬＥＤ素子６３が実装され、ＬＥＤ素子６３の発光面に直接接触するようにプレート状のセラミックス部材６５を配設し、ＬＥＤ素子６３およびプレート状のセラミックス部材６５の周囲を樹脂６４で覆うようにした構成でもよい。また図３９（ｂ）に示すようにＬＥＤ素子６３を、ワイヤ６６を用いたワイヤボンディングにより実装してもよい。また図３９（ｃ）に示すように光学部材６７を配設することとしてもよい。光学部材６７は透光性材料であるＹＡＧ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＭｇＯなどにより構成することができる。
【００７３】
図４０は、光学部材６７の構造を例示する図である。
光学部材６７の構造は、ドーム形状（図４０（ａ））、ドーム形状の複合体（図４０（ｂ））、粗化面形状（図４０（ｃ））、逆メサ形状（図４０（ｄ））、ラウンド形状（図４０（ｅ））、プレート状のセラミックス部材を埋め込んだドーム形状（図４０（ｆ））などが考えられる。またプレート状のセラミックス部材の表面形状自体を光学部材として利用することも考えられる（図４０（ｇ））。例えば、透光性材料にエッチングされやすい材料を使用すれば、エッチングによりプレート状のセラミックス部材の表面に凹凸形状を形成することができる。なお光学部材６７は、例えばドーム形状にくりぬいた金型でドーム形状のセラミックス部材を形成し、これをプレート状のセラミックス部材に熱圧着することにより取り付けることができる。
【００７４】
図４１は、本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の変形例を示す図である。
セラミックス部材１５の第一領域を構成するブロック１５ａは、パッケージ基台１１の開口部形状に応じて正方形の板状としてもよく（図４１（ａ））、多角形の板状としてもよい（図４１（ｂ））。またセラミックス部材１５の外形は円板形状でもよく（図４１（ｃ））、長方形の板状でもよい（図４１（ｄ））。また第一領域は第二領域上に突設されていてもよいし（図４１（ｅ））、多チップ用途として複数設けられていてもよい（図４１（ｆ））。また第二領域の内周にパッケージ基台との接合用の金属層１５ｍを設けることとしてもよい。
【００７５】
図４２および図４３は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ光源の変形例を模式的に示す断面図である。
図４２（ａ）に示すようにＬＥＤ光源８０は、ＬＥＤ素子８３の周囲を中空８８とした構造としてもよい。また図４２（ｂ）に示すようにＬＥＤ光源８０は、ＬＥＤ素子８３の上面とセラミックス部材８５の下面とを密着させた構造としてもよい。また図４２（ｃ）に示すようにＬＥＤ光源８０は、基台８１の上面に形成された金属層８１ｍとセラミックス部材８５の第二領域の下面に形成された金属層８５ｍとを金属接合した構造としてもよい。また図４２（ｄ）に示すようにＬＥＤ光源８０は、基台８１の筒内に反射板８１ｒを設け、ＬＥＤ素子８３をレンズ状の透光性材料８４で覆うこととしてもよい。また図４２（ｅ）に示すようにＬＥＤ素子８３に直接セラミックス部材８５を配設した構造としてもよい。ここでＬＥＤ素子８３はＬＥＤ基板８３ａ、発光層８３ｂ、金属層８３ｍを有しており、ＬＥＤ素子８３の金属層８３ｍがセラミックス部材８５の第二領域に形成された金属層８５ｍに金属接合される構造となっている。また図４３（ａ）に示すように基台８１に複数のＬＥＤ素子８３を実装し、セラミックス部材８５の第一領域の範囲を基台８１の開口部と同じ程度にすることとしてもよいし、図４３（ｂ）および図４３（ｃ）に示すようにセラミックス部材８５の第一領域の範囲をＬＥＤ素子８３に対応する部分のみにしてもよい。ここでＬＥＤ素子８３に対応する部分とは、光の照射方向から見たときにＬＥＤ素子８３の発光面に相当する領域を下限とし、セラミックス部材の厚みに相当する長さだけセラミックス部材の光の照射領域を外縁方向に拡張した領域を上限とする範囲内をいうものとする。光の照射領域とは、セラミックス部材８５のＬＥＤ素子８３に対向する面においてＬＥＤ素子８３からの光が入射される領域である。また図４３（ｂ）に示すように基台８１を平板状とし基台８１上に配設された金属部材９０によりセラミックス部材８５を支持することとしてもよいし、図４３（ｃ）に示すように基台８１を有底筒状とし基台８１によりセラミックス部材８５を支持することとしてもよい。また図４３（ｄ）に示すように光学部材８７を設けることとしてもよい。光学部材８７の例としては、図４０に示すもののほか、図４４に示すようにセラミックス部材８５の表面および裏面に形成することとしてもよい。また図４５（ａ）に示すようにセラミックス部材の両面を平坦面としてもよいし、図４５（ｂ）に示すようにセラミックス部材の一方の面のみを粗面としてもよく、あるいは図４５（ｃ）に示すようにセラミックス部材の両面を粗面としてもよい。また図４５（ｄ）および図４５（ｅ）に示すようにセラミックス部材の第一領域がセラミックス部材の厚み方向に拡径したり縮径したりしてもよい。
【００７６】
なお本発明の実施の形態に係るＬＥＤ光源の応用例としては、図４６の分解斜視図に示すような電光掲示板等の表示装置を挙げることができる。表示装置９１は、複数のＬＥＤ光源１０が二次元的に配設された基板９２、基板９２上に配設されＬＥＤ光源１０対応位置に開口９３ａをもつ反射板９３、反射板９３上に配設され開口９３ａ対応位置に光を所望方向に集光させるレンズ９４ａをもつレンズ板９４、ならびに基板の前面に配された前面パネル、基板および前面パネルを支持する筐体などから構成される。
【００７７】
以上、本発明に係るプレート状のセラミックス部材およびＬＥＤ光源について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態１ではプレート状のセラミックス部材は直方体形状のブロックに区画されているが、必ずしも直方体形状に限られるものではない。例えば、断面が平行四辺形となる斜方体形状でもよい。斜方体形状のブロックは、シート積層体を切断する工程において、シート積層体上面に斜め方向に切断することにより実現可能である。
（２）実施の形態では波長変換材料として蛍光体を用いているが一般的な蛍光体の他にも、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料であれば特に限定することなく本発明に用いることが可能である。
（３）実施の形態では半導体発光素子としてＬＥＤ素子を用いているが本発明はこれに限られない。例えば発光トランジスタや半導体レーザなどでも利用可能である。
（４）実施の形態では青色発光ダイオードと黄色蛍光体との組み合わせにより白色光を得ることとしているが、これに限らず、紫外線発光ダイオードと三原色（赤色、緑色、青色）を発光する各蛍光体との組み合わせとしてもよい。
（５）実施の形態１ではプレート状のセラミックス部材は複数の同一寸法のブロックに区画されていることとしているが、本発明はこれに限られない。未焼成シートのシート成形工程においてスラリーの薄膜の膜厚を適宜調整することにより、異なる厚みをもつ未焼成シートを成形することができる。このようにして成形された厚みの異なる未焼成シートを用いることで、異なる寸法のブロックに区画されたプレート状のセラミックス部材を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、例えば、ＬＥＤを用いた白色光源に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ光源の構成を模式的に示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図１１】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図１２】本発明の実施の形態１に係るプレート状のセラミックス部材の製造方法のフローを示す図
【図１３】シート成形工程（ステップＳ１２、Ｓ１４）の様子を模式的に示す図
【図１４】積層工程（ステップＳ１５）の様子を模式的に示す図
【図１５】積層体切断工程（ステップＳ１６）の様子を模式的に示す図
【図１６】積層体切断工程（ステップＳ１６）の様子を模式的に示す図
【図１７】積層工程（ステップＳ１５）の様子を模式的に示す図
【図１８】積層体切断工程（ステップＳ１６）の様子を模式的に示す図
【図１９】検証システムの構成を模式的に示す断面図
【図２０】検証システムの構成を模式的に示す断面図
【図２１】プレートの放熱特性の検証結果およびサンプルの構成を説明するための図
【図２２】プレート表面の発光色むらの検証結果およびサンプルの構成を説明するための図
【図２３】サンプル間の色合いのばらつきの検証結果を説明するための図
【図２４】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ光源の構成を模式的に示す断面図
【図２５】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図２６】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図２７】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図２８】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図２９】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の構成を模式的に示す斜視図
【図３０】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の製造方法のフローを示す図
【図３１】スティック成形工程（ステップＳ３３）の様子を模式的に示す図
【図３２】スティック成形工程（ステップＳ３３）の様子を模式的に示す図
【図３３】スティック切断工程（ステップＳ３４）の様子を模式的に示す図
【図３４】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の製造方法のフローを示す図
【図３５】印刷工程（ステップＳ５４）以降の工程の様子を模式的に示す図
【図３６】検証システムの構成を模式的に示す断面図
【図３７】プレートの放熱特性の検証結果およびサンプルの構成を説明するための図
【図３８】蛍光体温度および発光ピーク高さの関係を示す図
【図３９】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ光源の変形例を模式的に示す断面図
【図４０】光学部材６７の構造を例示する図
【図４１】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の変形例を示す図
【図４２】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ光源の変形例を模式的に示す断面図
【図４３】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ光源の変形例を模式的に示す断面図
【図４４】光学部材８７の構造を例示する図
【図４５】本発明の実施の形態２に係るプレート状のセラミックス部材の変形例を示す断面図
【図４６】本発明の実施の形態に係る表示装置の主要部分の分解斜視図
【符号の説明】
【００８０】
１０、６０、８０    ＬＥＤ光源
１１、６１、８１    パッケージ基台
１２、６２、８２    配線パターン
１３、６３、８３    ＬＥＤ素子
１４、６４、８４    透光性材料
１５、６５、８５    プレート状のセラミックス部材
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  ブロック
１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ  ブロック
１５ｉ、１５ｊ、１５ｋ、１５ｌ  ブロック
１５ｍ、８１ｍ、８３ｍ、８５ｍ    金属層
２１    ダイコーター
２２    乾燥設備
２３    支持板
２４    発泡シート
２５    精密切断機
２６    押し出し成型機
２７    印刷板
２８    スキージ
２９    グラインダ
３０    ダイシングソー
３１    スラリーの薄膜
３２、３４、３６、４３、４５、４７    ベースフィルム
３３、３５、３７、４０、４２、４４、４６、４９、７５    未焼成シート
３６、４８    シート積層体
３８、４１    未焼成セラミックス構造体
６１    基台
６６    ワイヤ
６７    光学部材
７１、７２    ビレット
７３    棒状の未焼成成形体
７４    プレート状の未焼成成形体
７６    スラリー
９０    金属部材
９１    表示装置
９２    基板
９３    反射板
９４    レンズ板
【図１】
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【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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【図７】
2009177106.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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