発光装置
【課題】紫外光を外部に直接放出しにくい構造の発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１であって、第１基板２と、第１基板２上の中央領域に位置する中央部に設けられるとともに、第１基板２の外周領域に位置する外周部の一部を露出した第２基板３と、第２基板３上に設けられた、紫外光を含む光を発する発光素子４と、第２基板３上に設けられた、発光素子４を取り囲むとともに、第１基板２の露出した外周部上にまで延在した枠体５と、枠体５上に支持されるとともに発光素子４と間を空けて設けられた、蛍光体６を含有する波長変換部材７と、第１基板２の露出した外周部に形成された配線導体に接続されたリード端子９１，９２と、配線導体およびリード端子９１，９２の少なくとも一方の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層とを備えている。
【解決手段】発光装置１であって、第１基板２と、第１基板２上の中央領域に位置する中央部に設けられるとともに、第１基板２の外周領域に位置する外周部の一部を露出した第２基板３と、第２基板３上に設けられた、紫外光を含む光を発する発光素子４と、第２基板３上に設けられた、発光素子４を取り囲むとともに、第１基板２の露出した外周部上にまで延在した枠体５と、枠体５上に支持されるとともに発光素子４と間を空けて設けられた、蛍光体６を含有する波長変換部材７と、第１基板２の露出した外周部に形成された配線導体に接続されたリード端子９１，９２と、配線導体およびリード端子９１，９２の少なくとも一方の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を含む発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。当該発光装置は、消費電力が少ないことまたは製品寿命が長いことに関して注目されている。なお、発光装置として、発光素子から発せられる光を波長変換部で特定の波長帯の可視光に変換して、外部に取り出すものがある（下記特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３２００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光装置の開発において、発光素子や波長変換部からの熱によって発光装置の寿命や信頼性が低下したり、発光素子からの光を直接視認することで、人体への悪影響を起こしたりする危険性があるため、発光素子からの光を外部に直接放出しにくい構造が求められている。
【０００５】
本発明は、発光素子からの光を外部に直接放出しにくい構造の発光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】
【０００６】
本発明の実施形態に係る発光装置は、第１基板と、前記第１基板上の中央領域に位置する中央部に設けられるとともに、前記第１基板の外周領域に位置する外周部の一部を露出した第２基板と、前記第２基板上に設けられた発光素子と、前記第２基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、前記第１基板の露出した前記外周部上にまで延在した枠体と、前記枠体上に支持されるとともに前記発光素子と間を空けて設けられた、蛍光体を含有する波長変換部材と、前記第１基板の露出した前記外周部に形成された配線導体に接続されたリード端子と、前記配線導体および前記リード端子の少なくとも一方の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発光素子や波長変換部材からの熱による、発光装置の寿命や信頼性の低下を抑制できるとともに、発光素子からの光を外部に直接放出しにくい構造の発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の概観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の概観を示す斜視図であって、発光素子および枠体を取り除いた状態を示している。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図４】図３に示す発光装置の一部を拡大した拡大断面図である。
【図５】図３に示す発光装置の一部を拡大した拡大断面図である。
【図６】本発明の一本実施形態に係る発光装置の透過平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る発光装置の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。
【００１０】
＜発光装置の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置の概観斜視図であって、斜め上方から斜め下方を見たものである。図２は、発光装置の概観斜視図であって、発光素子および枠体を取り除き、第２基板の概観を示している。図３は、図１に示す発光装置のＸ−Ｘ’に沿った断面図である。図４は、図３に示す発光装置の一部Ａを拡大した拡大断面図である。図５は、図３に示す発光装置の一部Ｂを拡大した拡大断面図である。図６は、発光装置の透過平面図であって、第１基板上に形成された、金メッキ層に対する発光素子とリード端子の配置を示している。
【００１１】
発光装置１は、第１基板２と、第１基板２上の中央領域に位置する中央部Ｒ１に設けられ、第１基板２の外周領域に位置する外周部Ｒ２の一部を露出した第２基板３と、第２基板３上に設けられた発光素子４と、第２基板３上に設けられた、発光素子４を取り囲むとともに、第１基板２の露出した外周部Ｒ２上にまで延在した枠体５と、枠体５上に支持されるとともに発光素子４と間を空けて設けられた、蛍光体６を含有する波長変換部材７と、第１基板２の露出した外周部Ｒ２に形成された配線導体に接続されたリード端子９と、配線導体の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層８とを備えている。なお、本実施形態に係る発光素子４は、例えば、発光ダイオードであって、半導体を用いたｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって紫外光を含む光を放出する。
【００１２】
第１基板２は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等から成る。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。
【００１３】
第１基板２は、第１基板２の内外を電気的に導通する配線導体が形成されている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、第１基板２となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、金メッキ層８が形成されている。なお、金メッキ層８は、金を主成分とする層であって、材料中の金の割合が５６％以上のものをいう。
【００１４】
第１基板２は、矩形状であって、平面視したときの一辺の長さが、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、第１基板２の上下方向の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１５】
金メッキ層８は、配線導体を被覆することで、配線導体が酸化して、電気抵抗が大きくなるのを抑制することができる。また、金メッキ層８は、青色より長波長の光に対する反射率と比べ、青色から短波長の光、特に紫外光に対する反射率が低く、光吸収が大きくなることから、発光素子４から放射される光が青色から短波長の光の場合、第２基板３と枠体５との接合部が小さくなる第１基板２の露出した外周部Ｒ２から、枠体５や第２基板３と枠体５の接合部を介して発光装置１の外部に放射される発光素子４が発する光を吸収することができ、外部に直接発光素子４からの光が放出されるのを抑制することができる。配線導体の表面に青色より長波長の光に対する反射率と比べ、青色から短波長の光に対する反射率が同等の銀などメッキする場合は、発光素子４からの光は、第２基板３と枠体５との接合部が小さくなる第１基板２の露出した第２基板３外周部から、枠体５や第２基板３と枠体５の接合部を介して発光装置１の外部に放射されてしまう。なお、ここでいう、
青色から短波長の光とは、波長が３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下のものをいい、青色から長波長の光とは、波長が５３０ｎｍよりも大きいものをいう。
【００１６】
金メッキ層８は、第１基板２の上面の大部分に形成されている。第１基板２の外周部Ｒ２から第１基板２の中央部Ｒ１にかけて連続して形成されている。金メッキ層８は、第１基板２の上面に一対の層として形成されている。金メッキ層８が一対になっているのは、発光素子４の陰極と陽極が導通しないようにするためである。金メッキ層８が、第１基板２の上面に大きく形成されていることで、発光素子４から放射される光が青色から短波長の光の場合、発光素子４の発する光が外部に漏れ出るのを効果的に抑制することができる。
【００１７】
第２基板３は、第１基板２上に設けられる。第２基板３は、第１基板２上の中央領域に位置する中央部Ｒ１に設けられ、中央部Ｒ１の外周領域に位置する外周部Ｒ２の一部を露出する。第２基板３は、第１基板２と同様に、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等から成る。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。
【００１８】
第２基板３は、第２基板３の内外を電気的に導通する配線導体、ビア導体１０が形成されている。配線導体またはビア導体１０は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体またはビア導体１０は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、第２基板３となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。
【００１９】
第２基板３は、一対の切欠き３ａが形成された板体である。切欠き３ａは、板体の両端部に形成されている。第２基板３は、切欠きを除いたと仮定したと場合、平面視したときの一辺の長さが、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、第２基板３の上下方向の厚みは、例えば０．３以上３ｍｍ以下に設定されている。また、切欠き３ａは、矩形状であって、平面視したときの一辺の長さが、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。そして、切欠き３ａから第１基板２の上面に形成された金メッキ層８が露出している。
【００２０】
ビア導体１０は、第２基板３を上下方向に貫通して、第２基板３の中央部Ｒ１に形成されている。ビア導体１０は、第１基板２の上面に形成された金メッキ層８と電気的に接続される。ビア導体１０は、一対の金メッキ層８のそれぞれと電気的に接続されるように、一対の金メッキ層８上のそれぞれに少なくとも一つ形成されている。そして、ビア導体１０は、発光素子４と金メッキ層８とを電気的に接続できる。ビア導体１０は、円柱状であって、例えば直径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。なお、ビア導体１０は、第２基板３に対して、例えばパンチング加工またはレーザー加工を用いてビア孔を形成し、そのビア孔に導電材料を印刷して得られる。
【００２１】
発光素子４は、第２基板３上に実装される。発光素子４は、第２基板３に形成されたビア導体１０上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続される。
【００２２】
発光素子４は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。透光性基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば５０μｍ以上１０００μｍ以下である
。
【００２３】
光半導体層は、透光性基体上に形成される第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウム
ヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化イン
ジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは
、例えば１μｍ以上５μｍ以下であって、発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であって、第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された発光素子４では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発する素子を用いることができる。
【００２４】
枠体５は、第１基板２または第２基板３と同様にセラミック材料から成り、第２基板３の上面に積層されて、例えば樹脂等の接着材を介して接続されている。枠体５は、第２基板３上の発光素子４を取り囲むように設けられている。なお、平面視して、枠体５の内壁面の形状を円形とすると、発光素子４が発光する光を全方向に反射させて外部に放出することができる。
【００２５】
また、枠体５は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を所望の形状に形成して焼結された多孔質材料から構成してもよい。枠体５を多孔質材料から構成した場合は、枠体５は、発光素子４から発せられる光エネルギーによる反射率の低下や、機械的な強度劣化が抑制される。さらに、発光素子４からの光が、多孔質材料から成る枠体５の表面で拡散して反射される。よって、発光素子４から発せられる光は、波長変換部材７の一部に集中することなく、波長変換部材７に入射される。その結果、波長変換部材７は、波長変換部材７の一部が温度上昇することによる波長変換効率の低下や、波長変換部材７の一部が温度上昇することによる透過率や機械的強度の劣化が抑制される。
【００２６】
また、枠体５で囲まれる領域は、第２基板３の上面に対して垂直な壁面と、下部から上部に向かって幅広に傾斜する傾斜面と、枠体５の上端内側には段差５ａが設けられている。なお、枠体５の壁面には、例えば、タングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層が形成されてもよい。この金属層は、発光素子４の発する光を反射させる機能を有する。
【００２７】
また、枠体５の傾斜面の傾斜角度は、基板２の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。また、枠体５の壁面の表面粗さは、算術平均粗さＲａが例えば、１μｍ以上３μｍ以下に設定されている。
【００２８】
枠体５の段差５ａは、波長変換部材７を支持する機能を有している。段差５ａは、枠体５の上部の一部を内側に向けて切欠いたものであって、枠体５の内周面を一周するように連続して設けられており、波長変換部材７の端部を支持することができる。
【００２９】
枠体５は、切欠き３ａが設けられている個所にかけて設けられ、第１基板２の露出した外周部Ｒ１上にまで延在して形成されている。枠体５の下面は、その外周の一部が、第１基板２の上面に形成された金メッキ層８と間をあけて設けられている。そして、第１基板２の露出した外周部Ｒ２に形成された金メッキ層８上に、リード端子９が接続されている。なお、金メッキ層８の上面と枠体５の下面との間の隙間は、第２基板３の厚みに相当する。枠体５は、第２基板３の側面から外方に向かって、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の大きさではみ出ている。
【００３０】
枠体５で囲まれる領域に、光透過性の封止部材１１が充填されている。封止部材１１は、発光素子４を封止するとともに、発光素子４から発せられる光が透過する機能を備えている。封止部材１１は、枠体５の内方に発光素子４を収容した状態で、枠体５で囲まれる領域であって、波長変換部材７が封止部材１１によって枠体５に傾いて接合されないよう、段差５ａの高さ位置よりも低い位置まで充填される。なお、封止部材１１は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂が用いられる。なお、封止部材１１の熱伝導率は、例えば、０．１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。
【００３１】
波長変換部材７は、発光素子４の発する光の波長を変換する機能を有している。波長変換部材７は、発光素子４から発せられる光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体６が励起されて、光を発するものである。
【００３２】
波長変換部材７は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなり、その絶縁樹脂、ガラス中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体が含有されている。波長変換部材７として透光性ガラスが用いられる場合には、発光装置１の気密性を向上させることができる。
【００３３】
また、蛍光体６は、波長変換部材７中に均一に分散するようにしている。なお、波長変換部材７の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。波長変換部材７の熱膨張率は、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。波長変換部材７の屈折率は、例えば、１．３以上１．６以下に設定されている。例えば、波長変換部材７の材料の組成比を調整することで、波長変換部材７の屈折率を調整することができる。
【００３４】
また、波長変換部材７の全体の厚みは、例えば、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されており、且つ厚みが一定に設定されている。ここで、厚みが一定とは、厚みの誤差が０．５μｍ以下のものを含む。波長変換部材７の厚みを一定にすることにより、波長変換部材７内で励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材７における輝度ムラを抑制することができる。
【００３５】
枠体５の段差５ａ上に、波長変換部材７の端部が接着部材を介して固定されている。接着部材は、波長変換部材７を枠体５に固着するものである。接着部材は、波長変換部材７の端部上から枠体５の段差５ａ個所にかけて設けられている。また、接着部材は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスが用いられる。なお、接着部材の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。接着部材の熱膨張率な、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。
【００３６】
リード端子９は、外部の電子機器、外部の基板等とを電気的に接続するための部材である。リード端子９は、ろう材を介して、第１基板２の露出した外周部Ｒ１に形成された金メッキ層８上に接続される。そして、金メッキ層８とリード端子９とが電気的に接続される。リード端子９は、例えば、銅、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金等の導電材料からなる。リード端子９は、矩形状であって、平面視したときの一辺の長さが例えば２ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、リード端子９の上下方向の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であって、金メッキ９の上面と枠体５の下面の間の隙間よりも小さく設定されている。その結果、蛍光体の発熱に起因した波長変換部
材７からの熱が枠体５を介して直接にリード端子９に伝わらず、リード端子９の接合部における熱応力の発生や材料物性の変化を抑制できる。さらに、発光素子４からの熱は、第１基板２からリード端子９を介して枠体５には伝わらず、枠体５や封止部材１１、波長変換部材７の材料物性の変化を抑制できるとともに、枠体５の下面に対向して露出されたリード端子９の表面から大気中に熱が放散される。なお、リード端子９の形状は、矩形状に限らず、矩形状、円状、楕円状または多角形状を組み合わせた種々の形状を取ることができる。
【００３７】
また、リード端子９は、一対の露出した外周部Ｒ２のそれぞれに設けられている。一対のリード端子９は、第２基板３の側面と間をあけた状態で固定されている。その結果、発光素子４からの熱は、第２基板３を介してリード端子９に伝わり難くなり、熱による配線導体とリード端子９との接合強度の劣化や熱応力によるクラックや割れの発生を抑制することができる。また、リード端子９を配線導体に接合する際のリード端子９の方向性を決めるため、一方のリード端子９１の幅を他方のリード端子９２より小さくする場合、一方のリード端子９１と第２基板３の側面との間隔が、他方のリード端子９２の第２基板３の側面との間隔より大きくなる状態で固定されている。その結果、発光素子４からの熱は、第２基板３や第１基板２を介してリード端子９１に伝わり難くできる。なお、リード端子９は、第２基板３の側面と例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下を空けて設けられている。
【００３８】
一対のリード端子９が、第２基板３の側面と近接している状態のものと、第２基板３の側面と間を空けた状態のものがあることで、リード端子９の接続個所が、左右非対称になる。リード端子９の接続状態の違いにより、発光装置１の組み立て時の方向性の間違いが発生する虞を効果的に低減することができる。
【００３９】
また、リード端子９は、リード端子９の側面と第２基板３の側面との間に緩衝部材１２が設けられてもよい。緩衝部材１２は、リード端子９の側面と第２基板３の側面との間に充填されて形成される。その結果、第１基板２、第２基板および枠体５との接合強度を向上させることができるとともに、第１基板２、第２基板、枠体５およびリード端子９の熱膨張差に起因する熱応力を緩和できる。なお、緩衝部材１２は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂等の樹脂材料やガラス材料からなり、発光素子４から放射される光を透過する透光性材料でもよく、発光素子４からの光による材料物性の変化を抑制できる。また、緩衝部材１２を透過する発光素子４からの光は、金メッキ層８によって吸収され、発光装置１の外部へ放射されることを抑制できる。なお、緩衝部材１２が透光性材料からなる場合、屈折率は、例えば１．３以上１．６以下に設定される。
【００４０】
リード端子９の側面と第２基板３の側面との間に透光性材料からなる緩衝部材１２が充填されていることで、緩衝部材１２とその周囲との間で屈折率の違いを設けることができ、発光素子４が発する光が緩衝部材１２にて反射したり、進行方向が変化して金メッキ層８で吸収されることで、外部に進行する発光素子４からの光の量を低減することができる。なお、緩衝部材１２は、リード端子９の上面の一部にまで被着して設けられていてもよい。
【００４１】
また、リード端子９の側面と第２基板３の側面との間にのみ緩衝部材１２を設けることで、蛍光体の発熱に起因した波長変換部材７からの熱が枠体５を介して緩衝部材１２に伝わらず、緩衝部材１２の熱による材料物性の変化を抑制できるという作用効果を奏する。
【００４２】
本実施形態に係る発光装置１は、第１基板２上に第２基板３を積層し、第１基板２の上面の高さ位置と、第２基板３の上面の高さ位置を異ならせ、第２基板３の上面の高さ位置を高く設定し、その上面に発光素子４を実装する。発光素子４が発する光のうち、発光素子４から上方に向かって進行する光は、波長変換部材７によって可視光に波長変換されて
、外部に取り出される。また、発光素子４が発する光のうち、発光素子４の側面から平面方向に向かって進行する光は、枠体４によって反射されて上方または下方に向かって進行する。また、発光素子４から放射される光が青色から短波長の光の場合、発光素子４の発する光のうち、発光素子４から下方に向かって進行する光は、第２基板３を通過したとしても、金メッキ層８にて反射または吸収されて、直接外部に紫外光が取り出されるのを抑制することができる。
【００４３】
本実施形態に係る発光装置１は、枠体５が、第２基板３に対して接着材を介して接続されているため、その接着材が形成されている層から外部に向かって紫外光が直接放出されようとする。しかしながら、接着材とその周囲の屈折率の違いにより、紫外光の進行方向が変化して、発光素子から放射される光が青色から短波長の光の場合、金メッキ層８にて発光素子からの光が反射または吸収され、外部に取り出される発光素子からの光を低減することができる。
【００４４】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、金メッキ層８の代わりに、光を吸収または反射する導電材料であってもよい。また、金メッキ層８が第１基板２の上面の大部分に形成されていなくもてよい。また、上述した実施形態では、配線導体上に金メッキ層８を形成した構成であったが、リード端子９の上面に金メッキ層８を形成した構成であってもよい。
【００４５】
＜発光装置の製造方法＞
ここで、図１に示す発光装置１の製造方法を説明する。まず、第１基板２および第２基板３を準備する。第１基板２および第２基板３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。そして、混合物から複数のグリーンシートを作製する。
【００４６】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、第１基板２または第２基板３となるセラミックグリーンシートに配線導体となるメタライズパターンおよび必要に応じてビア導体１０をそれぞれ所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層した状態で焼成することで、第１基板２および第２基板３を準備することができる。
【００４７】
枠体５を準備する。枠体５は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を準備する。そして、枠体５の型枠内に、セラミック材料を充填して乾燥させた後に、焼成することで段差５ａを有する枠体５を準備することができる。
【００４８】
次に、一対のリード端子９を準備する。リード端子９は、金型加工で作製することができる。そして、第１基板２上の露出した金メッキ層８に対して、例えば、ろう材または半田を介して一対のリード端子９を電気的に接続する。そして、第２基板３の上面であって中央部Ｒ２に発光素子４を実装し、発光素子４とビア導体１０とを電気的に接続する。
【００４９】
次に、第２基板３上に、枠体５を、透光性材料からなるシリコーン樹脂からなる接着材を介して接合することによって設ける。このとき、シリコーン樹脂からなる接着材が、リード端子９と第２基板３の側面との間に充填されるように枠体５を第１基板２に接合することにより、枠体５を第１基板２に接合すると同時に緩衝部材１２を設けることができる。
【００５０】
そして、基板２上の枠体５で囲まれた領域に、例えば封止部材１１としてのシリコーン樹脂を充填する。その後、例えば１５０℃以上の温度にシリコーン樹脂を熱して、シリコーン樹脂を硬化させることで、封止部材１１を形成して発光素子４を封止する。
【００５１】
次に、波長変換部材７を準備する。波長変換部材７は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて作製することができる。また、波長変換部材７は、未硬化の波長変換部材７を型枠に充填し、硬化して取り出すことによっても得ることができる。
【００５２】
そして、準備した波長変換部材７を枠体５の段差５ａ上に位置合わせして、接着部材としてのシリコーン樹脂を介して接着する。その後、例えば１５０℃以上であって封止部材１１が破壊されない３６０℃以下の温度にシリコーン樹脂を熱して、シリコーン樹脂を硬化させる。このようにして、発光装置１を製造することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 発光装置
２ 第１基板
３ 第２基板
３ａ 切欠き
４ 発光素子
５ 枠体
５ａ 段差
６ 蛍光体
７ 波長変換部材
８ 金メッキ層
９ リード端子
１０ ビア導体
１１ 封止部材
１２ 緩衝部材
Ｒ１ 中央部
Ｒ２ 外周部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を含む発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。当該発光装置は、消費電力が少ないことまたは製品寿命が長いことに関して注目されている。なお、発光装置として、発光素子から発せられる光を波長変換部で特定の波長帯の可視光に変換して、外部に取り出すものがある（下記特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３２００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光装置の開発において、発光素子や波長変換部からの熱によって発光装置の寿命や信頼性が低下したり、発光素子からの光を直接視認することで、人体への悪影響を起こしたりする危険性があるため、発光素子からの光を外部に直接放出しにくい構造が求められている。
【０００５】
本発明は、発光素子からの光を外部に直接放出しにくい構造の発光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】
【０００６】
本発明の実施形態に係る発光装置は、第１基板と、前記第１基板上の中央領域に位置する中央部に設けられるとともに、前記第１基板の外周領域に位置する外周部の一部を露出した第２基板と、前記第２基板上に設けられた発光素子と、前記第２基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、前記第１基板の露出した前記外周部上にまで延在した枠体と、前記枠体上に支持されるとともに前記発光素子と間を空けて設けられた、蛍光体を含有する波長変換部材と、前記第１基板の露出した前記外周部に形成された配線導体に接続されたリード端子と、前記配線導体および前記リード端子の少なくとも一方の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発光素子や波長変換部材からの熱による、発光装置の寿命や信頼性の低下を抑制できるとともに、発光素子からの光を外部に直接放出しにくい構造の発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の概観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の概観を示す斜視図であって、発光素子および枠体を取り除いた状態を示している。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図４】図３に示す発光装置の一部を拡大した拡大断面図である。
【図５】図３に示す発光装置の一部を拡大した拡大断面図である。
【図６】本発明の一本実施形態に係る発光装置の透過平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る発光装置の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。
【００１０】
＜発光装置の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置の概観斜視図であって、斜め上方から斜め下方を見たものである。図２は、発光装置の概観斜視図であって、発光素子および枠体を取り除き、第２基板の概観を示している。図３は、図１に示す発光装置のＸ−Ｘ’に沿った断面図である。図４は、図３に示す発光装置の一部Ａを拡大した拡大断面図である。図５は、図３に示す発光装置の一部Ｂを拡大した拡大断面図である。図６は、発光装置の透過平面図であって、第１基板上に形成された、金メッキ層に対する発光素子とリード端子の配置を示している。
【００１１】
発光装置１は、第１基板２と、第１基板２上の中央領域に位置する中央部Ｒ１に設けられ、第１基板２の外周領域に位置する外周部Ｒ２の一部を露出した第２基板３と、第２基板３上に設けられた発光素子４と、第２基板３上に設けられた、発光素子４を取り囲むとともに、第１基板２の露出した外周部Ｒ２上にまで延在した枠体５と、枠体５上に支持されるとともに発光素子４と間を空けて設けられた、蛍光体６を含有する波長変換部材７と、第１基板２の露出した外周部Ｒ２に形成された配線導体に接続されたリード端子９と、配線導体の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層８とを備えている。なお、本実施形態に係る発光素子４は、例えば、発光ダイオードであって、半導体を用いたｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって紫外光を含む光を放出する。
【００１２】
第１基板２は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等から成る。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。
【００１３】
第１基板２は、第１基板２の内外を電気的に導通する配線導体が形成されている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、第１基板２となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、金メッキ層８が形成されている。なお、金メッキ層８は、金を主成分とする層であって、材料中の金の割合が５６％以上のものをいう。
【００１４】
第１基板２は、矩形状であって、平面視したときの一辺の長さが、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、第１基板２の上下方向の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１５】
金メッキ層８は、配線導体を被覆することで、配線導体が酸化して、電気抵抗が大きくなるのを抑制することができる。また、金メッキ層８は、青色より長波長の光に対する反射率と比べ、青色から短波長の光、特に紫外光に対する反射率が低く、光吸収が大きくなることから、発光素子４から放射される光が青色から短波長の光の場合、第２基板３と枠体５との接合部が小さくなる第１基板２の露出した外周部Ｒ２から、枠体５や第２基板３と枠体５の接合部を介して発光装置１の外部に放射される発光素子４が発する光を吸収することができ、外部に直接発光素子４からの光が放出されるのを抑制することができる。配線導体の表面に青色より長波長の光に対する反射率と比べ、青色から短波長の光に対する反射率が同等の銀などメッキする場合は、発光素子４からの光は、第２基板３と枠体５との接合部が小さくなる第１基板２の露出した第２基板３外周部から、枠体５や第２基板３と枠体５の接合部を介して発光装置１の外部に放射されてしまう。なお、ここでいう、
青色から短波長の光とは、波長が３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下のものをいい、青色から長波長の光とは、波長が５３０ｎｍよりも大きいものをいう。
【００１６】
金メッキ層８は、第１基板２の上面の大部分に形成されている。第１基板２の外周部Ｒ２から第１基板２の中央部Ｒ１にかけて連続して形成されている。金メッキ層８は、第１基板２の上面に一対の層として形成されている。金メッキ層８が一対になっているのは、発光素子４の陰極と陽極が導通しないようにするためである。金メッキ層８が、第１基板２の上面に大きく形成されていることで、発光素子４から放射される光が青色から短波長の光の場合、発光素子４の発する光が外部に漏れ出るのを効果的に抑制することができる。
【００１７】
第２基板３は、第１基板２上に設けられる。第２基板３は、第１基板２上の中央領域に位置する中央部Ｒ１に設けられ、中央部Ｒ１の外周領域に位置する外周部Ｒ２の一部を露出する。第２基板３は、第１基板２と同様に、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等から成る。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。
【００１８】
第２基板３は、第２基板３の内外を電気的に導通する配線導体、ビア導体１０が形成されている。配線導体またはビア導体１０は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体またはビア導体１０は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、第２基板３となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。
【００１９】
第２基板３は、一対の切欠き３ａが形成された板体である。切欠き３ａは、板体の両端部に形成されている。第２基板３は、切欠きを除いたと仮定したと場合、平面視したときの一辺の長さが、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、第２基板３の上下方向の厚みは、例えば０．３以上３ｍｍ以下に設定されている。また、切欠き３ａは、矩形状であって、平面視したときの一辺の長さが、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。そして、切欠き３ａから第１基板２の上面に形成された金メッキ層８が露出している。
【００２０】
ビア導体１０は、第２基板３を上下方向に貫通して、第２基板３の中央部Ｒ１に形成されている。ビア導体１０は、第１基板２の上面に形成された金メッキ層８と電気的に接続される。ビア導体１０は、一対の金メッキ層８のそれぞれと電気的に接続されるように、一対の金メッキ層８上のそれぞれに少なくとも一つ形成されている。そして、ビア導体１０は、発光素子４と金メッキ層８とを電気的に接続できる。ビア導体１０は、円柱状であって、例えば直径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。なお、ビア導体１０は、第２基板３に対して、例えばパンチング加工またはレーザー加工を用いてビア孔を形成し、そのビア孔に導電材料を印刷して得られる。
【００２１】
発光素子４は、第２基板３上に実装される。発光素子４は、第２基板３に形成されたビア導体１０上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続される。
【００２２】
発光素子４は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。透光性基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば５０μｍ以上１０００μｍ以下である
。
【００２３】
光半導体層は、透光性基体上に形成される第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウム
ヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化イン
ジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは
、例えば１μｍ以上５μｍ以下であって、発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であって、第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された発光素子４では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発する素子を用いることができる。
【００２４】
枠体５は、第１基板２または第２基板３と同様にセラミック材料から成り、第２基板３の上面に積層されて、例えば樹脂等の接着材を介して接続されている。枠体５は、第２基板３上の発光素子４を取り囲むように設けられている。なお、平面視して、枠体５の内壁面の形状を円形とすると、発光素子４が発光する光を全方向に反射させて外部に放出することができる。
【００２５】
また、枠体５は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を所望の形状に形成して焼結された多孔質材料から構成してもよい。枠体５を多孔質材料から構成した場合は、枠体５は、発光素子４から発せられる光エネルギーによる反射率の低下や、機械的な強度劣化が抑制される。さらに、発光素子４からの光が、多孔質材料から成る枠体５の表面で拡散して反射される。よって、発光素子４から発せられる光は、波長変換部材７の一部に集中することなく、波長変換部材７に入射される。その結果、波長変換部材７は、波長変換部材７の一部が温度上昇することによる波長変換効率の低下や、波長変換部材７の一部が温度上昇することによる透過率や機械的強度の劣化が抑制される。
【００２６】
また、枠体５で囲まれる領域は、第２基板３の上面に対して垂直な壁面と、下部から上部に向かって幅広に傾斜する傾斜面と、枠体５の上端内側には段差５ａが設けられている。なお、枠体５の壁面には、例えば、タングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層が形成されてもよい。この金属層は、発光素子４の発する光を反射させる機能を有する。
【００２７】
また、枠体５の傾斜面の傾斜角度は、基板２の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。また、枠体５の壁面の表面粗さは、算術平均粗さＲａが例えば、１μｍ以上３μｍ以下に設定されている。
【００２８】
枠体５の段差５ａは、波長変換部材７を支持する機能を有している。段差５ａは、枠体５の上部の一部を内側に向けて切欠いたものであって、枠体５の内周面を一周するように連続して設けられており、波長変換部材７の端部を支持することができる。
【００２９】
枠体５は、切欠き３ａが設けられている個所にかけて設けられ、第１基板２の露出した外周部Ｒ１上にまで延在して形成されている。枠体５の下面は、その外周の一部が、第１基板２の上面に形成された金メッキ層８と間をあけて設けられている。そして、第１基板２の露出した外周部Ｒ２に形成された金メッキ層８上に、リード端子９が接続されている。なお、金メッキ層８の上面と枠体５の下面との間の隙間は、第２基板３の厚みに相当する。枠体５は、第２基板３の側面から外方に向かって、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の大きさではみ出ている。
【００３０】
枠体５で囲まれる領域に、光透過性の封止部材１１が充填されている。封止部材１１は、発光素子４を封止するとともに、発光素子４から発せられる光が透過する機能を備えている。封止部材１１は、枠体５の内方に発光素子４を収容した状態で、枠体５で囲まれる領域であって、波長変換部材７が封止部材１１によって枠体５に傾いて接合されないよう、段差５ａの高さ位置よりも低い位置まで充填される。なお、封止部材１１は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂が用いられる。なお、封止部材１１の熱伝導率は、例えば、０．１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。
【００３１】
波長変換部材７は、発光素子４の発する光の波長を変換する機能を有している。波長変換部材７は、発光素子４から発せられる光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体６が励起されて、光を発するものである。
【００３２】
波長変換部材７は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスからなり、その絶縁樹脂、ガラス中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体が含有されている。波長変換部材７として透光性ガラスが用いられる場合には、発光装置１の気密性を向上させることができる。
【００３３】
また、蛍光体６は、波長変換部材７中に均一に分散するようにしている。なお、波長変換部材７の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。波長変換部材７の熱膨張率は、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。波長変換部材７の屈折率は、例えば、１．３以上１．６以下に設定されている。例えば、波長変換部材７の材料の組成比を調整することで、波長変換部材７の屈折率を調整することができる。
【００３４】
また、波長変換部材７の全体の厚みは、例えば、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されており、且つ厚みが一定に設定されている。ここで、厚みが一定とは、厚みの誤差が０．５μｍ以下のものを含む。波長変換部材７の厚みを一定にすることにより、波長変換部材７内で励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材７における輝度ムラを抑制することができる。
【００３５】
枠体５の段差５ａ上に、波長変換部材７の端部が接着部材を介して固定されている。接着部材は、波長変換部材７を枠体５に固着するものである。接着部材は、波長変換部材７の端部上から枠体５の段差５ａ個所にかけて設けられている。また、接着部材は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、透光性のガラスが用いられる。なお、接着部材の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。接着部材の熱膨張率な、例えば０．８×１０−５／Ｋ以上８×１０−５／Ｋ以下に設定されている。
【００３６】
リード端子９は、外部の電子機器、外部の基板等とを電気的に接続するための部材である。リード端子９は、ろう材を介して、第１基板２の露出した外周部Ｒ１に形成された金メッキ層８上に接続される。そして、金メッキ層８とリード端子９とが電気的に接続される。リード端子９は、例えば、銅、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金等の導電材料からなる。リード端子９は、矩形状であって、平面視したときの一辺の長さが例えば２ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、リード端子９の上下方向の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であって、金メッキ９の上面と枠体５の下面の間の隙間よりも小さく設定されている。その結果、蛍光体の発熱に起因した波長変換部
材７からの熱が枠体５を介して直接にリード端子９に伝わらず、リード端子９の接合部における熱応力の発生や材料物性の変化を抑制できる。さらに、発光素子４からの熱は、第１基板２からリード端子９を介して枠体５には伝わらず、枠体５や封止部材１１、波長変換部材７の材料物性の変化を抑制できるとともに、枠体５の下面に対向して露出されたリード端子９の表面から大気中に熱が放散される。なお、リード端子９の形状は、矩形状に限らず、矩形状、円状、楕円状または多角形状を組み合わせた種々の形状を取ることができる。
【００３７】
また、リード端子９は、一対の露出した外周部Ｒ２のそれぞれに設けられている。一対のリード端子９は、第２基板３の側面と間をあけた状態で固定されている。その結果、発光素子４からの熱は、第２基板３を介してリード端子９に伝わり難くなり、熱による配線導体とリード端子９との接合強度の劣化や熱応力によるクラックや割れの発生を抑制することができる。また、リード端子９を配線導体に接合する際のリード端子９の方向性を決めるため、一方のリード端子９１の幅を他方のリード端子９２より小さくする場合、一方のリード端子９１と第２基板３の側面との間隔が、他方のリード端子９２の第２基板３の側面との間隔より大きくなる状態で固定されている。その結果、発光素子４からの熱は、第２基板３や第１基板２を介してリード端子９１に伝わり難くできる。なお、リード端子９は、第２基板３の側面と例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下を空けて設けられている。
【００３８】
一対のリード端子９が、第２基板３の側面と近接している状態のものと、第２基板３の側面と間を空けた状態のものがあることで、リード端子９の接続個所が、左右非対称になる。リード端子９の接続状態の違いにより、発光装置１の組み立て時の方向性の間違いが発生する虞を効果的に低減することができる。
【００３９】
また、リード端子９は、リード端子９の側面と第２基板３の側面との間に緩衝部材１２が設けられてもよい。緩衝部材１２は、リード端子９の側面と第２基板３の側面との間に充填されて形成される。その結果、第１基板２、第２基板および枠体５との接合強度を向上させることができるとともに、第１基板２、第２基板、枠体５およびリード端子９の熱膨張差に起因する熱応力を緩和できる。なお、緩衝部材１２は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂等の樹脂材料やガラス材料からなり、発光素子４から放射される光を透過する透光性材料でもよく、発光素子４からの光による材料物性の変化を抑制できる。また、緩衝部材１２を透過する発光素子４からの光は、金メッキ層８によって吸収され、発光装置１の外部へ放射されることを抑制できる。なお、緩衝部材１２が透光性材料からなる場合、屈折率は、例えば１．３以上１．６以下に設定される。
【００４０】
リード端子９の側面と第２基板３の側面との間に透光性材料からなる緩衝部材１２が充填されていることで、緩衝部材１２とその周囲との間で屈折率の違いを設けることができ、発光素子４が発する光が緩衝部材１２にて反射したり、進行方向が変化して金メッキ層８で吸収されることで、外部に進行する発光素子４からの光の量を低減することができる。なお、緩衝部材１２は、リード端子９の上面の一部にまで被着して設けられていてもよい。
【００４１】
また、リード端子９の側面と第２基板３の側面との間にのみ緩衝部材１２を設けることで、蛍光体の発熱に起因した波長変換部材７からの熱が枠体５を介して緩衝部材１２に伝わらず、緩衝部材１２の熱による材料物性の変化を抑制できるという作用効果を奏する。
【００４２】
本実施形態に係る発光装置１は、第１基板２上に第２基板３を積層し、第１基板２の上面の高さ位置と、第２基板３の上面の高さ位置を異ならせ、第２基板３の上面の高さ位置を高く設定し、その上面に発光素子４を実装する。発光素子４が発する光のうち、発光素子４から上方に向かって進行する光は、波長変換部材７によって可視光に波長変換されて
、外部に取り出される。また、発光素子４が発する光のうち、発光素子４の側面から平面方向に向かって進行する光は、枠体４によって反射されて上方または下方に向かって進行する。また、発光素子４から放射される光が青色から短波長の光の場合、発光素子４の発する光のうち、発光素子４から下方に向かって進行する光は、第２基板３を通過したとしても、金メッキ層８にて反射または吸収されて、直接外部に紫外光が取り出されるのを抑制することができる。
【００４３】
本実施形態に係る発光装置１は、枠体５が、第２基板３に対して接着材を介して接続されているため、その接着材が形成されている層から外部に向かって紫外光が直接放出されようとする。しかしながら、接着材とその周囲の屈折率の違いにより、紫外光の進行方向が変化して、発光素子から放射される光が青色から短波長の光の場合、金メッキ層８にて発光素子からの光が反射または吸収され、外部に取り出される発光素子からの光を低減することができる。
【００４４】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、金メッキ層８の代わりに、光を吸収または反射する導電材料であってもよい。また、金メッキ層８が第１基板２の上面の大部分に形成されていなくもてよい。また、上述した実施形態では、配線導体上に金メッキ層８を形成した構成であったが、リード端子９の上面に金メッキ層８を形成した構成であってもよい。
【００４５】
＜発光装置の製造方法＞
ここで、図１に示す発光装置１の製造方法を説明する。まず、第１基板２および第２基板３を準備する。第１基板２および第２基板３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。そして、混合物から複数のグリーンシートを作製する。
【００４６】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、第１基板２または第２基板３となるセラミックグリーンシートに配線導体となるメタライズパターンおよび必要に応じてビア導体１０をそれぞれ所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層した状態で焼成することで、第１基板２および第２基板３を準備することができる。
【００４７】
枠体５を準備する。枠体５は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料を準備する。そして、枠体５の型枠内に、セラミック材料を充填して乾燥させた後に、焼成することで段差５ａを有する枠体５を準備することができる。
【００４８】
次に、一対のリード端子９を準備する。リード端子９は、金型加工で作製することができる。そして、第１基板２上の露出した金メッキ層８に対して、例えば、ろう材または半田を介して一対のリード端子９を電気的に接続する。そして、第２基板３の上面であって中央部Ｒ２に発光素子４を実装し、発光素子４とビア導体１０とを電気的に接続する。
【００４９】
次に、第２基板３上に、枠体５を、透光性材料からなるシリコーン樹脂からなる接着材を介して接合することによって設ける。このとき、シリコーン樹脂からなる接着材が、リード端子９と第２基板３の側面との間に充填されるように枠体５を第１基板２に接合することにより、枠体５を第１基板２に接合すると同時に緩衝部材１２を設けることができる。
【００５０】
そして、基板２上の枠体５で囲まれた領域に、例えば封止部材１１としてのシリコーン樹脂を充填する。その後、例えば１５０℃以上の温度にシリコーン樹脂を熱して、シリコーン樹脂を硬化させることで、封止部材１１を形成して発光素子４を封止する。
【００５１】
次に、波長変換部材７を準備する。波長変換部材７は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて作製することができる。また、波長変換部材７は、未硬化の波長変換部材７を型枠に充填し、硬化して取り出すことによっても得ることができる。
【００５２】
そして、準備した波長変換部材７を枠体５の段差５ａ上に位置合わせして、接着部材としてのシリコーン樹脂を介して接着する。その後、例えば１５０℃以上であって封止部材１１が破壊されない３６０℃以下の温度にシリコーン樹脂を熱して、シリコーン樹脂を硬化させる。このようにして、発光装置１を製造することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 発光装置
２ 第１基板
３ 第２基板
３ａ 切欠き
４ 発光素子
５ 枠体
５ａ 段差
６ 蛍光体
７ 波長変換部材
８ 金メッキ層
９ リード端子
１０ ビア導体
１１ 封止部材
１２ 緩衝部材
Ｒ１ 中央部
Ｒ２ 外周部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板上の中央領域に位置する中央部に設けられるとともに、前記第１基板の外周領域に位置する外周部の一部を露出した第２基板と、
前記第２基板上に設けられた、紫外光を含む光を発する発光素子と、
前記第２基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、前記第１基板の露出した前記外周部上にまで延在した枠体と、
前記枠体上に支持されるとともに前記発光素子と間を空けて設けられた、蛍光体を含有する波長変換部材と、
前記第１基板の露出した前記外周部に形成された配線導体に接続されたリード端子と、
前記配線導体および前記リード端子の少なくとも一方の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記リード端子の上面と前記枠体の下面との間には隙間が設けられており、前記隙間に緩衝部材が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、
前記第２基板は、前記発光素子に電気的に接続されたビア導体が設けられており、
前記金メッキ層は、前記第１基板の前記外周部から前記第１基板の前記中央部にかけて連続して形成され、前記ビア導体に電気的に接続されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発光装置であって、
前記リード端子の前記中央部側の端面は、前記第２基板の側面と間を空けて配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板上の中央領域に位置する中央部に設けられるとともに、前記第１基板の外周領域に位置する外周部の一部を露出した第２基板と、
前記第２基板上に設けられた、紫外光を含む光を発する発光素子と、
前記第２基板上に設けられた、前記発光素子を取り囲むとともに、前記第１基板の露出した前記外周部上にまで延在した枠体と、
前記枠体上に支持されるとともに前記発光素子と間を空けて設けられた、蛍光体を含有する波長変換部材と、
前記第１基板の露出した前記外周部に形成された配線導体に接続されたリード端子と、
前記配線導体および前記リード端子の少なくとも一方の上面に形成された金を主成分とする金メッキ層と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記リード端子の上面と前記枠体の下面との間には隙間が設けられており、前記隙間に緩衝部材が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、
前記第２基板は、前記発光素子に電気的に接続されたビア導体が設けられており、
前記金メッキ層は、前記第１基板の前記外周部から前記第１基板の前記中央部にかけて連続して形成され、前記ビア導体に電気的に接続されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発光装置であって、
前記リード端子の前記中央部側の端面は、前記第２基板の側面と間を空けて配置されていることを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４５７８６（Ｐ２０１３−４５７８６Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０１５７（Ｐ２０１１−１８０１５７）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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