発光装置
【課題】 セラミックス基板の窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置において、発光素子が発する光をムラなく効率良く取り出すことができ、しかも放熱性に優れた発光装置を提供する。
【解決手段】 セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置において、該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、該下端側基底面に接しないように該窪みの側面に形成された反射層とを備え、前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも上方側に位置するように前記下端側基底面よりも上方に備えられた第２基底面上に載置された構成とする。
【解決手段】 セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置において、該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、該下端側基底面に接しないように該窪みの側面に形成された反射層とを備え、前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも上方側に位置するように前記下端側基底面よりも上方に備えられた第２基底面上に載置された構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子がセラミックス基板の窪み内に載置された、いわゆるセラミックスパッケージ型の発光装置に関し、特に、発光素子から発光される光の取出し効率が高く、放熱性にも優れた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤディスプレイ等に使用されているＬＥＤチップとして、セラミックス基板で構成されたセラミックスパッケージを用いた発光装置が知られている。
従来の発光装置としては、例えば図１５に示すように、窪み１０３が形成されたセラミックス基板１０２と、該窪み１０３の内部に配されたＬＥＤチップ１０６と、該ＬＥＤチップ１０６に電力を供給するための導電体層１０５と、窪み１０３の側面に光の反射効率を高めるために形成された反射層１０４とを備えてなり、導電体層１０５の上にＬＥＤチップ１０６が載置された状態で構成されたものが開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】実開平４−１０５５６２ しかしながら、斯かる構成の発光装置によれば、ＬＥＤチップ１０６から横方向へ発せられた光の一部が窪み１０３の側面に露出したセラミックス基板１０２へと透過してしまい、ＬＥＤチップ１０６からの光の取出し効率が低下するという問題がある。
【０００３】
これに対し、下記特許文献２記載の如く、側面の反射層を窪みの基底面にまで延在させ、横方向へ発せられる光を反射させる構成の発光装置も開示されている。
【特許文献２】特開２００２−２３２０１７
【０００４】
しかしながら、この種の発光装置においては、ＬＥＤチップに電力を供給する導電体層としてのカソードおよびアノードをそれぞれ離間させ、しかも、該導電体層と前記反射層とも離間させるように構成する必要があるため、前記特許文献２記載の発光装置によれば、ＬＥＤチップの載置面においてセラミックス基板が表面に露出した状態となりやすい。
そうすると、該特許文献２記載の発光装置によれば、反射層を介して光を有効に取り出すことはできるが、ＬＥＤチップの載置面において光がセラミックス基板へと透過しやすく、光の取出し効率が低下するという問題がある。
【０００５】
また、ＬＥＤの載置面に設けた導電体層はセラミックス基板に比して熱伝導性に優れ、放熱作用による発光装置の冷却効果をも奏しうるものであるが、該導電体層の面積が減少すると発光面側からの放熱効果が低下してしまい、キャビティー内部の温度上昇を招いてＬＥＤチップの寿命に悪影響を及ぼす虞もある。
【０００６】
一方、下記特許文献３記載の如く、導電体層を構成するカソードおよびアノードをそれぞれ窪みの側面全体に延長させるようにして形成し、これらのカソードおよびアノードを反射層として機能させることにより、光の反射する面積を拡大させた構成の発光装置も開示されている（特許文献３）。
【特許文献３】特開平９−４５９６５
【０００７】
しかしながら、斯かる構成の発光装置では、導電体層をカソードおよびアノードとして機能させる必要があるため、カソードとアノードとの間に隙間を設ける必要が生じ、該反射層にセラミックス基板の露出した溝が形成されることとなる。
そうすると、斯かる構成の発光装置では、露出したセラミックス基板へ光が透過して、光の取出し効率が低下するという問題が生じるのみならず、反射層によって反射される光にムラが生じるという問題をも招くこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、セラミックス基板の窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置において、発光素子が発する光を効率良く且つムラなく取り出すことができ、しかも放熱性にも優れた発光装置を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべく、本発明の発光装置は、セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、該下端側基底面に接しないように少なくとも前記窪みの側面に形成された反射層とを備え、前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも上方側に位置するように前記下端側基底面よりも上方側に備えられた第２基底面上に載置されてなることを特徴とする。
【００１０】
斯かる構成の発光装置によれば、発光素子が反射層と導電体層との隙間よりも上方側に位置するように窪みの基底面よりも上方側に載置されているため、発光素子から横方向へ向かって発せられる光が、セラミックス基板に吸収されずに反射層によって反射することとなり、光の取出し効率が改善される。
また、窪みの側面に形成された反射層が、窪みの下端側基底面には接しないように設けられているため、導電体層を下端側基底面の広い範囲にわたって形成することが可能となり、該導電体層を介しての光の反射効率を高め、しかも放熱性にも優れた発光装置とすることができる。
【００１１】
また、該発光装置においては、好ましくは前記発光素子が、前記第２基底面上に形成された第２の反射層の上に載置されたものとする。発光素子が、第２基底面上に形成された第２の反射層の上に載置されていれば、該発光素子から下方へ発せられる光をも効果的に反射させ、光の取出し効率を更に高めることができる。
【００１２】
また、本発明の発光装置は、セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、該下端側基底面に接しないように該窪みの側面に形成された反射層とを備え、前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも下方側に位置するように前記下端側基底面に形成された凹部内に載置されてなることを特徴とする。
【００１３】
斯かる構成の発光装置によれば、発光素子が反射層と導電体層との隙間よりも下方側に位置するように窪みの基底面に形成された凹部内に載置されているため、発光素子から横方向へ向かって発せられる光が、セラミックス基板に吸収されずに反射層又は導電体層によって反射することとなるため、光の取出し効率が改善される。
また、窪みの側面に形成された反射層が、窪みの下端側基底面には接しないように設けられているため、導電体層を下端側基底面の広い範囲にわたって形成することが可能となり、該導電体層を介しての光の反射効率を高め、しかも放熱性にも優れた発光装置とすることができる。
【００１４】
さらに、該発光装置においては、好ましくは前記凹部の内面全体が、導電体層又は第２の反射層によって覆われたものとする。凹部の内面全体が、導電体層又は第２の反射層によって覆われていると、発光素子から発せられる光を全て上方へ向けて反射させることができ、発光素子からの光の取出し効率を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明に係る発光装置によれば、発光素子が発する光を効率良く取り出すことができ、しかも放熱性にも優れたものとなる。さらに、該発光装置の側面に設けられた反射層には、セラミックス基板の露出した溝を設ける必要がなく、セラミックス基板の略全域を覆うような形状とすることができるため、ムラのない光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第一実施形態）
図１は、本発明の発光装置の第一実施形態を示した平面図であり、図２は、図１における２−２線断面図、図３は、図１における３−３線断面図である。
図１〜３に示すように、第一実施形態に係る発光装置１は、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５と、該窪み３の側面３ｂに形成された第１の反射層４ａとを備え、窪み３の内部には発光素子としてのＬＥＤチップ６が載置されている。
【００１７】
第一実施形態において、前記窪み３は、その水平方向断面が楕円となるような略円筒形状に形成されており、前記第１の反射層４ａは、前記下端側基底面３ａと接する部分を除く該窪みの側面３ｂ全体を覆うように前記セラミックス基板２上に被着されている。
【００１８】
前記窪み３の下端側基底面３ａに形成された導電体層５は、発光素子であるＬＥＤチップ６に電力を供給するためのものであり、該窪み３の外部から導通された一対のカソードおよびアノードとして構成されている。該カソードおよびアノードは、前記窪みの下端側基底面３ａの両端（図１において左右両端、以下、これを結ぶ方向をＸ軸方向ともいう）から中央に向かってそれぞれ矩形状に形成されている。また、カソードおよびアノードは、それぞれ、下端側基底面３ａと後述する凸部１０とを合わせた窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成されている。
【００１９】
また、該第一実施形態の発光装置１では、下端側基底面３ａにはＬＥＤチップ６を載置するための平板状の凸部１０が形成されている。該凸部１０は、導電体層５が形成された下端側基底面３ａよりも上方に突出した状態で形成されており、その上面は、前記側面３ｂに形成された第１の反射層４ａの下端と同じ高さとなるように構成されている。
【００２０】
さらに、該凸部１０の中央、即ち、前記カソードとアノードとの間の領域には、第２の反射層４ｂが形成されており、該第２の反射層４ｂは、発光素子であるＬＥＤチップ６が載置される領域を含み、その両端（図１において上下両端、以下、これを結ぶ方向をＹ軸方向ともいう）が窪み３の側面３ｂにまで達するように形成されており、側面３ｂに達した部分、即ち、下端側基底面３ａと側面３ｂとの境界部分では、該第２の反射層４ｂは前記第１の反射層４ａと接合され、セラミックス基板２が完全に被覆された状態となっている。また、第２の反射層４ｂは、下端側基底面３ｂと凸部１０とを合わせた窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成されている。
【００２１】
そして、該第２の反射層４ｂの中央部、即ち、下端側基底面３ａの中央部には、発光素子であるＬＥＤチップ６が接着剤層（図示せず）を介して着接されており、該ＬＥＤチップ６と前記アノードおよびカソードとしての導電体層５とは、ボンディングワイヤ７によってそれぞれ電気的に接続されている。
さらに、該窪み３の内部は、光透過性の樹脂で満たされた状態となっている。
【００２２】
斯かる構成の発光装置１によれば、ＬＥＤチップ６が凸部１０の上に載置され、第１の反射層４ａの下端よりも上方に位置した状態となっているため、ＬＥＤチップ６から発せられる水平方向の光は、全て該第１の反射層４ａによって反射されることとなる。
さらに、該第一実施形態では、凸部１０のＹ軸方向両端に於いて、前記第１の反射層４ａと第２の反射層４ｂとが接合され、セラミックス基板２が完全に被覆された状態となっているため、ＬＥＤチップ６からＹ軸方向に向けて発せられる光は完全に反射されることとなる。
【００２３】
また、該第一実施形態では、窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成された第２の反射層４ｂと、同じく窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成されたカソードおよびアノードとしての導電体層５が形成されているため、該ＬＥＤチップ６から下方に向けて発せられる光も、これら第２の反射層４ｂおよび導電体層５によって有効に反射されることとなる。
【００２４】
さらに、上述のように、第２の反射層４ｂが広い範囲にわたって形成されていれば、ＬＥＤチップから発生する熱を効果的に発散させることができ、該ＬＥＤチップ６の過熱を防止することが可能となる。
【００２５】
また、上記第一実施形態においては、図４に示すように、第２の反射層４ｂの下に熱伝導性の良好な穴埋めスルーホール１５を設けることにより、ＬＥＤチップ６で発生する熱を、該穴埋めスルーホール１５を介して裏面側より外部へ放出させる構成としてもよい。
斯かる穴埋めスルーホール１５を構成する材料としては、例えば、タングステン、銅、銀などの金属部材を使用できるほか、導電性部材が使用できない場合には、エポキシ樹脂などの絶縁性部材を使用することができる。
【００２６】
さらに、発光装置の裏面側には、前記穴埋めスルーホール１５と接続された金属面を形成することもでき、これによって裏面側からの放熱性をより一層高めることができる。
【００２７】
（第二実施形態）
図５は、本発明の発光装置の第二実施形態を示した平面図であり、図６は、図５における６−６線断面図、図７は、図５における７−７線断面図である。
図５〜７に示すように、第二実施形態に係る発光装置１は、前記第一実施形態に係る発光装置とその基本構成を同じくするものであり、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５（カソード又はアノードの何れか一方）と、該窪み３の側面３ｂに形成された反射層４とを備え、窪み３の内部には発光素子としてのＬＥＤチップ６が載置されている。
【００２８】
本実施形態では、図５および６に示されているように、前記下端側基底面３ａは窪み３の一端側の約１／３の領域を占めるように形成されており、他端側の約２／３の領域は、該下端側基底面３ａよりも高い位置に形成された第２基底面３ｃとなっている。該第２基底面３ｃには、前記下端側基底面３ａとは逆の電極（カソード又はアノードの何れか他方）である導電体層５が形成されている。さらに、本実施形態では、該第２基底面３ｃに形成された導電体層５は、窪みの側面３ｂの全域に延びるようにして形成されており、第２基底面３ｃから側面３ｂに延びるように形成された導電体層５が、反射層４を兼ねた構成となっている。言い換えれば、窪みの側面３ｂに形成された反射層４は、導電体層５の一方（カソード又はアノード）を兼ねた構成となっている。ただし、側面３ｂに形成された反射層４は、第２基底面３ｃよりも下方側には形成されておらず、この第２基底面３ｃと下端側基底面３ａとの間においては、セラミックス基板２が露出した構成となっている。そして、ＬＥＤチップ６は、この第２基底面３ｃ上に形成された導電体層５の上に載置された構成となっている。
【００２９】
斯かる構成の発光装置１によれば、ＬＥＤチップ６が反射層４と導電体層５との隙間よりも上方側に位置するように第２基底面３ｃの上に載置された状態となっているため、ＬＥＤチップ６から発せられる水平方向の光は、全て反射層４によって反射されることとなる。
【００３０】
さらに、上記構成の発光装置１によれば、第２基底面から側面３ｂに延びるように形成された導電体層５が、反射層４をも兼ねた構成となっているため、セラミックス基板２の露出した領域が極めて少なく、発光素子から発せられる光をより一層効率的に反射させることができる。しかも、本実施形態に係る発光装置１では、反射層４が導電体層５を兼ねているにも拘らず、窪み３の側面３ｂ全域に反射層４が形成されているため、従来の発光装置のように反射層によって反射される光にムラが生じるという問題を招くことがない。
【００３１】
（第三実施形態）
図８は、本発明の発光装置の第二実施形態を示した平面図であり、図９は、図８における９−９線断面図、図１０は、図８における１０−１０線断面図である。
図８〜１０に示すように、第三実施形態に係る発光装置１も、上記実施形態に係る発光装置とその基本構成を同じくするものであり、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５と、該窪み３の側面３ｂに形成された反射層４とを備え、窪み３の内部には発光素子としてのＬＥＤチップ６が載置されている。
【００３２】
該第三実施形態の発光装置１では、下端側基底面３ａの中央領域に、さらに凹部１１が形成されている。該凹部１１は、ＬＥＤチップ６を載置するための底面１１ａと、該底面１１ａから凹部１１の開口端側に向かって広がるように形成された側面１１ｂとを備えている。また、該凹部１１の底面１１ａおよび側面１１ｂの全体には、導電体層５としてのアノード（又はカソード）が被着されており、該凹部１１内においてはセラミックス基板２が導電体層５によって完全に被覆された状態となっている。
そして、発光素子であるＬＥＤチップ６は、該凹部１１の底面１１ａに被着された導電体層５の上に、接着剤層（図示せず）を介して着接されている。
【００３３】
また、凹部１１に形成された導電体層５は、凹部１１の開口端を越えて下端側基底面３ａにまで至るように広い範囲で形成されており、その一端は、窪み３の側面３ｂにまで達するように延びて形成されている。
【００３４】
導電体層５のもう一方であるアノード（又はカソード）は、下端側基底面３ａに被着されており、ＬＥＤチップ６は、前記第一実施形態と同様に、ボンディングワイヤ７によってこれらアノードおよびカソードと電気的に接続されている。
【００３５】
さらに、窪み３の側面３ｂには、前記第一実施形態と同じく反射層４が形成されている。該反射層４は側面３ｂの全周を覆うように形成され、その下端は、下端側基底面３ａに形成された前記導電体層５と離間するように、例えば０．１ｍｍ程度の僅かな隙間をあけて形成されている。
【００３６】
斯かる構成の発光装置１によれば、ＬＥＤチップ６が凹部１１の内部に載置されているため、ＬＥＤチップ１１から横方向又は下方向へ向けて発せられる光は、全て凹部内面に形成された導電体層５によって反射されることとなる。
また、該ＬＥＤチップ６から斜め上方へ向けて発せられる光は、側面３ｂの全周を覆うように形成された反射層４によって反射されることとなる。
よって、該第三実施形態に係る発光装置１では、側面３ｂに形成された反射層５と下端側基底面３ａに形成された導電体層５との間には隙間があり、その部分ではセラミックス基板２が露出する構成となっているにも拘らず、ＬＥＤチップ６から発せられる光が該セラミックス基板６に透過することを有効に防止しうるものとなる。
【００３７】
尚、該第三実施形態においては、図１１に示すように、カソードとアノードとを絶縁しうる最小限度の間隔を確保していれば、導電体層５は、下端側基底面３ａの略全域（例えば、９５％以上）を占めるように、さらに広範囲にわたって形成することも可能である。
【００３８】
（第四実施形態）
図１２は、本発明の発光装置の第四実施形態を示した平面図であり、図１３は、図１２における１３−１３線断面図、図１４は、図１２における１４−１４線断面図である。
図１２〜１４に示すように、第四実施形態に係る発光装置１は、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５と、該窪み３の側面３ｂに形成された反射層４とを備え、下端側基底面３ａの中央領域には凹部１１が形成されてなり、該凹部１１は、ＬＥＤチップ６を載置するための底面１１ａと、該底面１１ａから凹部１１の開口端側に向かって広がるように形成された側面１１ｂとを備え、該凹部１１の底面１１ａに被着された導電体層５の上に、発光素子であるＬＥＤチップ６が載置されている点において、前記第三実施形態と同じ構成である。
【００３９】
該第四実施形態の発光装置１では、側面３ｂに形成された反射層４が下端側基底面３ａにまで達するように形成され、一方、下端側基底面３ａに形成された導電体層５が側面３ｂから僅かに離間して形成され、これによって反射層４と導電体層５との絶縁が図られた構成となっている。
【００４０】
斯かる構成の発光装置１においても、ＬＥＤチップ６が凹部１１の内部に載置されているため、ＬＥＤチップ１１から横方向又は下方向へ向けて発せられる光は、全て凹部内面に形成された導電体層５によって反射されることとなる。
また、該ＬＥＤチップ６から斜め上方へ向けて発せられる光は、側面３ｂの全周を覆うように形成された反射層４によって反射されることとなる。
よって、該第四実施形態に係る発光装置１によれば、下端側基底面３ａにおいて僅かにセラミックス基板２が露出する構成となっているにも拘らず、ＬＥＤチップ６から発せられる光が該セラミックス基板６に透過することを有効に防止しうるものとなる。
【００４１】
尚、本発明においては、窪みの内部の形状については特に限定されず、前記第一乃至第四実施形態に於いて示した形状と異なる形状とすることも可能である。例えば、凸部を設ける場合には、該凸部の上に載置される発光素子から水平方向に発せられる光が、側面に形成された反射層によって反射される程度の高さを備えたものであればよい。
また、凹部を設ける際には、該凹部の内側に載置される発光素子から該凹部の外側へと発せられる光が、側面に形成された反射層と下端側基底面に形成された導電体層との隙間に達しない程度の深さを備えたものであればよい。
【００４２】
また、前記第一実施形態においては、凸部１０に第２の反射層が形成された場合について説明したが、本発明は、斯かる構成に限定されるものではない。よって、例えば、前記凸部を窪み側面と離間するように下端側基底面の中央領域にのみ形成し、該第２の反射層の代わりにカソード又はアノードの何れか一方の導電体層５を凸部の上面にまで延在させるように形成してもよい。
【００４３】
同様に、前記第三および第四実施形態においては、カソード又はアノードの何れか一方の導電体層を凹部内面にまで至るように形成された場合について説明したが、本発明は、斯かる構成に限定されるものではない。よって、例えば、前記凹部内面全体を覆うような第２の反射層を形成し、該第２の反射層と離間した状態で、下端側基底面上にカソードおよびアノードとしての導電体層を形成してもよい。
【００４４】
また、本発明においては、反射層および導電体層を構成する材料については特に限定されない。
即ち、前記反射層は、発光素子から発せられる光を効率良く反射しうるものであれば特に限定されず、従来公知の材料および構成を採用することができる。反射層を構成する材料としては、例えば、金や銀、ニッケル等の金属材料を好適に使用することができる。
【００４５】
また、導電体層についても、発光素子に電力を供給するための導電性を有するものあれば特に限定されないが、発光素子から発せられる光を効率良く反射させうるものや、熱伝導率の高いものを好適に採用することができる。該導電体層を構成する材料としては、例えば、タングステン、銅、金、ニッケル等の金属材料を好適に使用することができる。
【００４６】
また、前記窪み３内には、蛍光体が含まれていることが好ましい。
窪み３内に蛍光体が含まれていれば、ＬＥＤチップ６から発せられた光の一部は、該蛍光体に照射・吸収され、該蛍光体からは、ＬＥＤチップから発せられた光とは異なる光が放出されることとなる。これにより、ＬＥＤチップ６から発せられた光と蛍光体１２から発せられた光とが混合されることとなり、種々の色味の発光装置を提供することができる。例えば、青色に発光するＬＥＤチップ６と、黄色に発光する蛍光体１２とを用いることにより、白色系に発光する発光装置となる。
【００４７】
蛍光体としては、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、希土類酸硫化物、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、窒化物系蛍光体、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、又は、Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体としては、Ｍ5（ＰＯ4）3Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などが挙げられる。
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体としては、Ｍ2Ｂ5Ｏ9Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などが挙げられる。
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体としては、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｒ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｒ、ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ12：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などが挙げられる。
希土類酸硫化物蛍光体としては、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕなどが挙げられる。
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8Ｇｄ0.2）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ0.8Ｇａ0.2）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などが挙げられる。
その他の蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ2ＧｅＯ4：Ｍｎ、ＭＧａ2Ｓ4：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などが挙げられる。また、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＭＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、Ｍ1.8Ｓｉ5Ｏ0.2Ｎ8：Ｅｕ、Ｍ0.9Ｓｉ7Ｏ0.1Ｎ10：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）なども使用できる。
さらに、前記蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ等から選択される１種以上を含有させることもできる。
【００４８】
また、他の蛍光体として、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一種の元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一種の元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活された窒化物系蛍光体を採用することもできる。
【００４９】
窒化物蛍光体は、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ系窒化物蛍光体である。この蛍光体は、一般式ＬXＳｉYＮ(2/3X+4/3Y)：Ｅｕ若しくはＬXＳｉYＯZＮ(2/3X+4/3Y-2/3Z)：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか。０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８である。）で表される。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。具体的には、（ＳｒXＣａ1-X）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、Ｃａ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＳｒXＣａ1-XＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、ＳｒＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、ＣａＳｉ7Ｎ10：Ｅｕで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。
発光中心には、希土類元素であるユウロピウムＥｕを用いることが好ましい。ユウロピウムは、主に２価と３価のエネルギー準位を持つ。蛍光体は、母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ2+を付活剤として用いることが好ましい。Ｅｕ2+は、酸化されやすく、３価のＥｕ2Ｏ3の組成で市販されている。しかし、市販のＥｕ2Ｏ3では、Ｏの関与が大きく、良好な蛍光体が得られにくい。そのため、Ｅｕ2Ｏ3からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。但し、Ｂを添加した場合は、その限りではない。
添加物であるＢは、Ｅｕ2+の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率の向上を図る。Ｂは、原料中に含有させるか、又は、製造工程中にＢ化合物を含有させ、原料と共に焼成する。
【００５０】
窒化物蛍光体には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することもできる。これらの元素は、粒径を大きくしたり、発光輝度を高めたりする等の作用を有している。また、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＮｉは、残光を抑えることができるという作用を有している。
【００５１】
このような窒化物系蛍光体は、ＬＥＤチップ６によって発光された青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。窒化物系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体と共に上記の構成を有する発光装置に使用すれば、ＬＥＤチップ６により発光された青色光と、窒化物系蛍光体による黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色に発光する発光装置を提供することができる。窒化物系蛍光体の他に加える蛍光体には、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質が含有されていることが好ましい。前記イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質を含有することにより、所望の色度に調節することができるからである。セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質は、ＬＥＤチップ６により発光された青色光の一部を吸収して黄色領域の光を発光する。こうして、ＬＥＤチップ６により発光された青色光と、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の黄色光とを混色させることにより、青白い白色に発光する発光装置を提供することができる。
【００５２】
前記蛍光体としては、酸窒化物蛍光体を使用することもできる。酸窒化物蛍光体は、賦活剤に希土類元素を用いており、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＶ族元素と、を少なくとも含有するものである。該元素の組合せは任意であるが、以下の組成のものを使用することが好ましい。該酸窒化物蛍光体は、ＬXＭYＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z)：Ｒ、又は、ＬXＭYＱTＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y+T-(2/3)Z)：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＶ族元素である。Ｑは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩＩ族元素である。Ｏは、酸素元素である。Ｎは、窒素元素である。Ｒは、希土類元素である。０．５＜Ｘ＜１．５、１．５＜Ｙ＜２．５、０＜Ｔ＜０．５、１．５＜Ｚ＜２．５である。）の一般式で表される。前記Ｘ、前記Ｙ、前記Ｚは、該範囲で高い輝度を示す。そのうち特に、一般式中、前記Ｘ、前記Ｙ、前記Ｚが、Ｘ＝１、Ｙ＝２、Ｚ＝２で表される酸窒化物蛍光体は高い輝度を示すため特に好ましい。但し、上記範囲に限定されず、任意のものも使用できる。具体的にはＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｃａ0.5Ｓｒ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｃａ0.5Ｂａ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｃａ0.5Ｚｎ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｓｒ0.5Ｍｇ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＺｎＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＧｅ2Ｂ0.01Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧｅ2Ｇａ0.01Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ、ＣａＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ等で表される酸窒化物蛍光体を使用することできる。また、ここで示すように、本酸窒化物蛍光体は、ＯとＮとの比を変化させることで、色調や輝度を調節することができる。また、（Ｌ＋Ｍ）／（Ｏ＋Ｎ）で示す陽イオンと陰イオンのモル比を変化させることでも、発光スペクトルや強度を調整することも可能である。これは、例えば、真空などの処理を施し、ＮやＯを脱離させること等により可能であるが、この方法には、限定されない。この酸窒化物蛍光体の組成中には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕの少なくとも１種以上含有されていてもよい。これらを添加することにより輝度、量子効率等の発光効率を調整することができるからである。また、その他の元素も特性を損なわない程度に入っていても良い。但し、本発明に用いる蛍光体は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００５３】
前記酸窒化物蛍光体に含まれる第ＩＩ族元素の一部は、前記賦活剤Ｒで置換される。前記第ＩＩ族元素と前記賦活剤Ｒとの混合量に対して、前記賦活剤Ｒの量は、（前記第ＩＩ族元素と前記賦活剤Ｒとの混合量）：（前記賦活剤Ｒの量）＝１：０．００１乃至１：０．８のモル比であることが好ましい。
Ｒは、希土類元素である。具体的には、Ｒは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕである。これら希土類元素のうち、Ｅｕが好ましい。また、Ｅｕと、希土類元素から選ばれる少なくとも１以上の元素と、を含んでいるものも使用することができる。特に、賦活剤Ｒは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群から選ばれるＥｕを必須とする少なくとも１種以上である希土類元素であることが好ましい。Ｅｕ以外の元素は、共賦活剤として、作用するためである。Ｒは、Ｅｕが５０重量％以上含有されていることが好ましい。
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
これらの蛍光体は、ＬＥＤチップ６の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色、また、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する。これらの蛍光体は１種のみでも良いが、数種類を組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。
例えば、紫外線発光のＬＥＤチップ６を用い、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、又はＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕと、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光する（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕと、からなる蛍光体を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三原色である赤・青・緑を使用しているため、蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。
【００５４】
上記蛍光体の粒径は、１μｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは２μｍ〜８μｍである。特に、５μｍ〜８μｍが好ましい。２μｍより小さい粒径を有する蛍光体は、凝集体を形成しやすい傾向にある。一方、５μｍ〜８μｍの粒径範囲の蛍光体は、光の吸収率及び変換効率が高い。このように、光学的に優れた特徴を有する粒径の大きな蛍光体を含有させることにより、発光装置の量産性が向上する。
ここで粒径は、空気透過法で得られる平均粒径を指す。具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、１ｃｍ3分の試料を計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読みとり、平均粒径に換算した値である。本発明で用いられる蛍光体の平均粒径は２μｍ〜８μｍの範囲であることが好ましい。また、この平均粒径値を有する蛍光体が、頻度高く含有されていることが好ましい。また、粒度分布も狭い範囲に分布しているものが好ましく、特に、微粒子２μｍ以下の少ないものが好ましい。このように粒径、及び粒度分布のバラツキが小さい蛍光体を用いることにより、より色ムラが抑制され、良好な色調を有する発光装置が得られる。
【００５５】
発光装置１における蛍光体の配置場所は、ＬＥＤチップ６との位置関係において種々の場所に配置することができる。例えば、ＬＥＤチップ６を被覆するコーティング部材中に、蛍光体を含有させることができる。また、ＬＥＤチップ６と蛍光体とを、間隙をおいて配置しても良いし、ＬＥＤチップ６の上部に蛍光体を、直接載置しても良い。また、前記図５の凹部１１に蛍光体を混入させたコーティング部材を配置し、その凹部を覆うように窪み３内に異なる若しくは同一のコーティング部材を配置してもよい。また、二種類以上の蛍光体を用いる場合、凹部１１に長波長側の蛍光体を配置し、窪み３に短波長側の蛍光体を配置する。これによりＬＥＤチップ６の光路長の近い方に長波長側の蛍光体を配置するため、短波長側の蛍光体の光が長波長側の蛍光体に吸収されることは少ないため、色度調整の容易な高輝度な発光装置を提供することができる。
【００５６】
蛍光体は、有機材料である樹脂や無機材料であるガラスなど種々のコーティング部材（バインダー）を用いて、付着させることができる。コーティング部材は、蛍光体をＬＥＤチップ６に固着させるためのバインダーとしての役割を有することもある。コーティング部材（バインダー）として有機物を使用する場合、具体的材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーンなどの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられる。特に、シリコーンを用いると、信頼性に優れ、且つ蛍光体の分散性を向上させることができ好ましい。
また、無機物である結着剤をコーティング部材（バインダー）として用いることもできる。結着剤とは、いわゆる低融点ガラスであり、微細な粒子であり、且つ紫外から可視領域の輻射線に対して吸収が少なく、コーティング部材（バインダー）中にて極めて安定であることが好ましい。
また、粒径の大きな蛍光体をコーティング部材（バインダー）に付着させる場合、融点が高くても粒子が超微粉体である結着剤、例えば、シリカ、アルミナ、あるいは沈殿法で得られる細かい粒度のアルカリ土類金属のピロリン酸塩、正りん酸塩などを使用することが好ましい。これらの結着剤は、単独、若しくは互いに混合して用いることができる。
ここで、上記結着剤の塗布方法について述べる。結着剤は、結着効果を十分に高めるため、ビヒクル中に湿式粉砕して、スラリー状にして、結着剤スラリーとして用いることが好ましい。前記ビヒクルとは、有機溶媒あるいは脱イオン水に少量の粘結剤を溶解して得られる高粘度溶液である。例えば、有機溶媒である酢酸ブチルに対して粘結剤であるニトロセルロースを１ｗｔ％含有させることにより、有機系ビヒクルが得られる。
このようにして得られた結着剤スラリーに、蛍光体を含有させて塗布液を作製する。塗布液中のスラリーの添加量は、塗布液中の蛍光体量に対してスラリー中の結着剤の総量が、１〜３ｗｔ％程度とすることができる。光束維持率の低下を抑制するため、結着剤の添加量が少ない方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の発光装置の第一実施形態を示した平面図。
【図２】図１における２−２線断面図。
【図３】図１における３−３線断面図。
【図４】第一実施形態において、スルーホールを設けた状態を示した断面図。
【図５】本発明の発光装置の第二実施形態を示した平面図。
【図６】図５における６−６線断面図。
【図７】図５における７−７線断面図。
【図８】本発明の発光装置の第三実施形態を示した平面図。
【図９】図８における９−９線断面図。
【図１０】図８における１０−１０線断面図。
【図１１】第三実施形態において、導電体層をより広範囲に設けた状態を示した平面図。
【図１２】本発明の発光装置の第四実施形態を示した平面図。
【図１３】図１２における１３−１３線断面図。
【図１４】図１２における１４−１４線断面図。
【図１５】従来の発光装置を示した断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１ 発光装置
２ セラミックス基板
３ 窪み
３ａ 下端側基底面
３ｂ 側面
３ｃ 第２基底面
４ 反射層
４ａ 第１の反射層
４ｂ 第２の反射層
５ 導電体層
６ 発光素子（ＬＥＤチップ）
７ ボンディングワイヤ
１０ 凸部
１１ 凹部
１５ 穴埋めスルーホール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子がセラミックス基板の窪み内に載置された、いわゆるセラミックスパッケージ型の発光装置に関し、特に、発光素子から発光される光の取出し効率が高く、放熱性にも優れた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤディスプレイ等に使用されているＬＥＤチップとして、セラミックス基板で構成されたセラミックスパッケージを用いた発光装置が知られている。
従来の発光装置としては、例えば図１５に示すように、窪み１０３が形成されたセラミックス基板１０２と、該窪み１０３の内部に配されたＬＥＤチップ１０６と、該ＬＥＤチップ１０６に電力を供給するための導電体層１０５と、窪み１０３の側面に光の反射効率を高めるために形成された反射層１０４とを備えてなり、導電体層１０５の上にＬＥＤチップ１０６が載置された状態で構成されたものが開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】実開平４−１０５５６２ しかしながら、斯かる構成の発光装置によれば、ＬＥＤチップ１０６から横方向へ発せられた光の一部が窪み１０３の側面に露出したセラミックス基板１０２へと透過してしまい、ＬＥＤチップ１０６からの光の取出し効率が低下するという問題がある。
【０００３】
これに対し、下記特許文献２記載の如く、側面の反射層を窪みの基底面にまで延在させ、横方向へ発せられる光を反射させる構成の発光装置も開示されている。
【特許文献２】特開２００２−２３２０１７
【０００４】
しかしながら、この種の発光装置においては、ＬＥＤチップに電力を供給する導電体層としてのカソードおよびアノードをそれぞれ離間させ、しかも、該導電体層と前記反射層とも離間させるように構成する必要があるため、前記特許文献２記載の発光装置によれば、ＬＥＤチップの載置面においてセラミックス基板が表面に露出した状態となりやすい。
そうすると、該特許文献２記載の発光装置によれば、反射層を介して光を有効に取り出すことはできるが、ＬＥＤチップの載置面において光がセラミックス基板へと透過しやすく、光の取出し効率が低下するという問題がある。
【０００５】
また、ＬＥＤの載置面に設けた導電体層はセラミックス基板に比して熱伝導性に優れ、放熱作用による発光装置の冷却効果をも奏しうるものであるが、該導電体層の面積が減少すると発光面側からの放熱効果が低下してしまい、キャビティー内部の温度上昇を招いてＬＥＤチップの寿命に悪影響を及ぼす虞もある。
【０００６】
一方、下記特許文献３記載の如く、導電体層を構成するカソードおよびアノードをそれぞれ窪みの側面全体に延長させるようにして形成し、これらのカソードおよびアノードを反射層として機能させることにより、光の反射する面積を拡大させた構成の発光装置も開示されている（特許文献３）。
【特許文献３】特開平９−４５９６５
【０００７】
しかしながら、斯かる構成の発光装置では、導電体層をカソードおよびアノードとして機能させる必要があるため、カソードとアノードとの間に隙間を設ける必要が生じ、該反射層にセラミックス基板の露出した溝が形成されることとなる。
そうすると、斯かる構成の発光装置では、露出したセラミックス基板へ光が透過して、光の取出し効率が低下するという問題が生じるのみならず、反射層によって反射される光にムラが生じるという問題をも招くこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、セラミックス基板の窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置において、発光素子が発する光を効率良く且つムラなく取り出すことができ、しかも放熱性にも優れた発光装置を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべく、本発明の発光装置は、セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、該下端側基底面に接しないように少なくとも前記窪みの側面に形成された反射層とを備え、前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも上方側に位置するように前記下端側基底面よりも上方側に備えられた第２基底面上に載置されてなることを特徴とする。
【００１０】
斯かる構成の発光装置によれば、発光素子が反射層と導電体層との隙間よりも上方側に位置するように窪みの基底面よりも上方側に載置されているため、発光素子から横方向へ向かって発せられる光が、セラミックス基板に吸収されずに反射層によって反射することとなり、光の取出し効率が改善される。
また、窪みの側面に形成された反射層が、窪みの下端側基底面には接しないように設けられているため、導電体層を下端側基底面の広い範囲にわたって形成することが可能となり、該導電体層を介しての光の反射効率を高め、しかも放熱性にも優れた発光装置とすることができる。
【００１１】
また、該発光装置においては、好ましくは前記発光素子が、前記第２基底面上に形成された第２の反射層の上に載置されたものとする。発光素子が、第２基底面上に形成された第２の反射層の上に載置されていれば、該発光素子から下方へ発せられる光をも効果的に反射させ、光の取出し効率を更に高めることができる。
【００１２】
また、本発明の発光装置は、セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、該下端側基底面に接しないように該窪みの側面に形成された反射層とを備え、前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも下方側に位置するように前記下端側基底面に形成された凹部内に載置されてなることを特徴とする。
【００１３】
斯かる構成の発光装置によれば、発光素子が反射層と導電体層との隙間よりも下方側に位置するように窪みの基底面に形成された凹部内に載置されているため、発光素子から横方向へ向かって発せられる光が、セラミックス基板に吸収されずに反射層又は導電体層によって反射することとなるため、光の取出し効率が改善される。
また、窪みの側面に形成された反射層が、窪みの下端側基底面には接しないように設けられているため、導電体層を下端側基底面の広い範囲にわたって形成することが可能となり、該導電体層を介しての光の反射効率を高め、しかも放熱性にも優れた発光装置とすることができる。
【００１４】
さらに、該発光装置においては、好ましくは前記凹部の内面全体が、導電体層又は第２の反射層によって覆われたものとする。凹部の内面全体が、導電体層又は第２の反射層によって覆われていると、発光素子から発せられる光を全て上方へ向けて反射させることができ、発光素子からの光の取出し効率を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明に係る発光装置によれば、発光素子が発する光を効率良く取り出すことができ、しかも放熱性にも優れたものとなる。さらに、該発光装置の側面に設けられた反射層には、セラミックス基板の露出した溝を設ける必要がなく、セラミックス基板の略全域を覆うような形状とすることができるため、ムラのない光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第一実施形態）
図１は、本発明の発光装置の第一実施形態を示した平面図であり、図２は、図１における２−２線断面図、図３は、図１における３−３線断面図である。
図１〜３に示すように、第一実施形態に係る発光装置１は、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５と、該窪み３の側面３ｂに形成された第１の反射層４ａとを備え、窪み３の内部には発光素子としてのＬＥＤチップ６が載置されている。
【００１７】
第一実施形態において、前記窪み３は、その水平方向断面が楕円となるような略円筒形状に形成されており、前記第１の反射層４ａは、前記下端側基底面３ａと接する部分を除く該窪みの側面３ｂ全体を覆うように前記セラミックス基板２上に被着されている。
【００１８】
前記窪み３の下端側基底面３ａに形成された導電体層５は、発光素子であるＬＥＤチップ６に電力を供給するためのものであり、該窪み３の外部から導通された一対のカソードおよびアノードとして構成されている。該カソードおよびアノードは、前記窪みの下端側基底面３ａの両端（図１において左右両端、以下、これを結ぶ方向をＸ軸方向ともいう）から中央に向かってそれぞれ矩形状に形成されている。また、カソードおよびアノードは、それぞれ、下端側基底面３ａと後述する凸部１０とを合わせた窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成されている。
【００１９】
また、該第一実施形態の発光装置１では、下端側基底面３ａにはＬＥＤチップ６を載置するための平板状の凸部１０が形成されている。該凸部１０は、導電体層５が形成された下端側基底面３ａよりも上方に突出した状態で形成されており、その上面は、前記側面３ｂに形成された第１の反射層４ａの下端と同じ高さとなるように構成されている。
【００２０】
さらに、該凸部１０の中央、即ち、前記カソードとアノードとの間の領域には、第２の反射層４ｂが形成されており、該第２の反射層４ｂは、発光素子であるＬＥＤチップ６が載置される領域を含み、その両端（図１において上下両端、以下、これを結ぶ方向をＹ軸方向ともいう）が窪み３の側面３ｂにまで達するように形成されており、側面３ｂに達した部分、即ち、下端側基底面３ａと側面３ｂとの境界部分では、該第２の反射層４ｂは前記第１の反射層４ａと接合され、セラミックス基板２が完全に被覆された状態となっている。また、第２の反射層４ｂは、下端側基底面３ｂと凸部１０とを合わせた窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成されている。
【００２１】
そして、該第２の反射層４ｂの中央部、即ち、下端側基底面３ａの中央部には、発光素子であるＬＥＤチップ６が接着剤層（図示せず）を介して着接されており、該ＬＥＤチップ６と前記アノードおよびカソードとしての導電体層５とは、ボンディングワイヤ７によってそれぞれ電気的に接続されている。
さらに、該窪み３の内部は、光透過性の樹脂で満たされた状態となっている。
【００２２】
斯かる構成の発光装置１によれば、ＬＥＤチップ６が凸部１０の上に載置され、第１の反射層４ａの下端よりも上方に位置した状態となっているため、ＬＥＤチップ６から発せられる水平方向の光は、全て該第１の反射層４ａによって反射されることとなる。
さらに、該第一実施形態では、凸部１０のＹ軸方向両端に於いて、前記第１の反射層４ａと第２の反射層４ｂとが接合され、セラミックス基板２が完全に被覆された状態となっているため、ＬＥＤチップ６からＹ軸方向に向けて発せられる光は完全に反射されることとなる。
【００２３】
また、該第一実施形態では、窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成された第２の反射層４ｂと、同じく窪み底面全体の１／５〜１／４を占めるような広い範囲にわたって形成されたカソードおよびアノードとしての導電体層５が形成されているため、該ＬＥＤチップ６から下方に向けて発せられる光も、これら第２の反射層４ｂおよび導電体層５によって有効に反射されることとなる。
【００２４】
さらに、上述のように、第２の反射層４ｂが広い範囲にわたって形成されていれば、ＬＥＤチップから発生する熱を効果的に発散させることができ、該ＬＥＤチップ６の過熱を防止することが可能となる。
【００２５】
また、上記第一実施形態においては、図４に示すように、第２の反射層４ｂの下に熱伝導性の良好な穴埋めスルーホール１５を設けることにより、ＬＥＤチップ６で発生する熱を、該穴埋めスルーホール１５を介して裏面側より外部へ放出させる構成としてもよい。
斯かる穴埋めスルーホール１５を構成する材料としては、例えば、タングステン、銅、銀などの金属部材を使用できるほか、導電性部材が使用できない場合には、エポキシ樹脂などの絶縁性部材を使用することができる。
【００２６】
さらに、発光装置の裏面側には、前記穴埋めスルーホール１５と接続された金属面を形成することもでき、これによって裏面側からの放熱性をより一層高めることができる。
【００２７】
（第二実施形態）
図５は、本発明の発光装置の第二実施形態を示した平面図であり、図６は、図５における６−６線断面図、図７は、図５における７−７線断面図である。
図５〜７に示すように、第二実施形態に係る発光装置１は、前記第一実施形態に係る発光装置とその基本構成を同じくするものであり、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５（カソード又はアノードの何れか一方）と、該窪み３の側面３ｂに形成された反射層４とを備え、窪み３の内部には発光素子としてのＬＥＤチップ６が載置されている。
【００２８】
本実施形態では、図５および６に示されているように、前記下端側基底面３ａは窪み３の一端側の約１／３の領域を占めるように形成されており、他端側の約２／３の領域は、該下端側基底面３ａよりも高い位置に形成された第２基底面３ｃとなっている。該第２基底面３ｃには、前記下端側基底面３ａとは逆の電極（カソード又はアノードの何れか他方）である導電体層５が形成されている。さらに、本実施形態では、該第２基底面３ｃに形成された導電体層５は、窪みの側面３ｂの全域に延びるようにして形成されており、第２基底面３ｃから側面３ｂに延びるように形成された導電体層５が、反射層４を兼ねた構成となっている。言い換えれば、窪みの側面３ｂに形成された反射層４は、導電体層５の一方（カソード又はアノード）を兼ねた構成となっている。ただし、側面３ｂに形成された反射層４は、第２基底面３ｃよりも下方側には形成されておらず、この第２基底面３ｃと下端側基底面３ａとの間においては、セラミックス基板２が露出した構成となっている。そして、ＬＥＤチップ６は、この第２基底面３ｃ上に形成された導電体層５の上に載置された構成となっている。
【００２９】
斯かる構成の発光装置１によれば、ＬＥＤチップ６が反射層４と導電体層５との隙間よりも上方側に位置するように第２基底面３ｃの上に載置された状態となっているため、ＬＥＤチップ６から発せられる水平方向の光は、全て反射層４によって反射されることとなる。
【００３０】
さらに、上記構成の発光装置１によれば、第２基底面から側面３ｂに延びるように形成された導電体層５が、反射層４をも兼ねた構成となっているため、セラミックス基板２の露出した領域が極めて少なく、発光素子から発せられる光をより一層効率的に反射させることができる。しかも、本実施形態に係る発光装置１では、反射層４が導電体層５を兼ねているにも拘らず、窪み３の側面３ｂ全域に反射層４が形成されているため、従来の発光装置のように反射層によって反射される光にムラが生じるという問題を招くことがない。
【００３１】
（第三実施形態）
図８は、本発明の発光装置の第二実施形態を示した平面図であり、図９は、図８における９−９線断面図、図１０は、図８における１０−１０線断面図である。
図８〜１０に示すように、第三実施形態に係る発光装置１も、上記実施形態に係る発光装置とその基本構成を同じくするものであり、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５と、該窪み３の側面３ｂに形成された反射層４とを備え、窪み３の内部には発光素子としてのＬＥＤチップ６が載置されている。
【００３２】
該第三実施形態の発光装置１では、下端側基底面３ａの中央領域に、さらに凹部１１が形成されている。該凹部１１は、ＬＥＤチップ６を載置するための底面１１ａと、該底面１１ａから凹部１１の開口端側に向かって広がるように形成された側面１１ｂとを備えている。また、該凹部１１の底面１１ａおよび側面１１ｂの全体には、導電体層５としてのアノード（又はカソード）が被着されており、該凹部１１内においてはセラミックス基板２が導電体層５によって完全に被覆された状態となっている。
そして、発光素子であるＬＥＤチップ６は、該凹部１１の底面１１ａに被着された導電体層５の上に、接着剤層（図示せず）を介して着接されている。
【００３３】
また、凹部１１に形成された導電体層５は、凹部１１の開口端を越えて下端側基底面３ａにまで至るように広い範囲で形成されており、その一端は、窪み３の側面３ｂにまで達するように延びて形成されている。
【００３４】
導電体層５のもう一方であるアノード（又はカソード）は、下端側基底面３ａに被着されており、ＬＥＤチップ６は、前記第一実施形態と同様に、ボンディングワイヤ７によってこれらアノードおよびカソードと電気的に接続されている。
【００３５】
さらに、窪み３の側面３ｂには、前記第一実施形態と同じく反射層４が形成されている。該反射層４は側面３ｂの全周を覆うように形成され、その下端は、下端側基底面３ａに形成された前記導電体層５と離間するように、例えば０．１ｍｍ程度の僅かな隙間をあけて形成されている。
【００３６】
斯かる構成の発光装置１によれば、ＬＥＤチップ６が凹部１１の内部に載置されているため、ＬＥＤチップ１１から横方向又は下方向へ向けて発せられる光は、全て凹部内面に形成された導電体層５によって反射されることとなる。
また、該ＬＥＤチップ６から斜め上方へ向けて発せられる光は、側面３ｂの全周を覆うように形成された反射層４によって反射されることとなる。
よって、該第三実施形態に係る発光装置１では、側面３ｂに形成された反射層５と下端側基底面３ａに形成された導電体層５との間には隙間があり、その部分ではセラミックス基板２が露出する構成となっているにも拘らず、ＬＥＤチップ６から発せられる光が該セラミックス基板６に透過することを有効に防止しうるものとなる。
【００３７】
尚、該第三実施形態においては、図１１に示すように、カソードとアノードとを絶縁しうる最小限度の間隔を確保していれば、導電体層５は、下端側基底面３ａの略全域（例えば、９５％以上）を占めるように、さらに広範囲にわたって形成することも可能である。
【００３８】
（第四実施形態）
図１２は、本発明の発光装置の第四実施形態を示した平面図であり、図１３は、図１２における１３−１３線断面図、図１４は、図１２における１４−１４線断面図である。
図１２〜１４に示すように、第四実施形態に係る発光装置１は、窪み３を有するように構成されたセラミックス基板２と、該窪み３の上端開口部に対向する下端側基底面３ａに形成された導電体層５と、該窪み３の側面３ｂに形成された反射層４とを備え、下端側基底面３ａの中央領域には凹部１１が形成されてなり、該凹部１１は、ＬＥＤチップ６を載置するための底面１１ａと、該底面１１ａから凹部１１の開口端側に向かって広がるように形成された側面１１ｂとを備え、該凹部１１の底面１１ａに被着された導電体層５の上に、発光素子であるＬＥＤチップ６が載置されている点において、前記第三実施形態と同じ構成である。
【００３９】
該第四実施形態の発光装置１では、側面３ｂに形成された反射層４が下端側基底面３ａにまで達するように形成され、一方、下端側基底面３ａに形成された導電体層５が側面３ｂから僅かに離間して形成され、これによって反射層４と導電体層５との絶縁が図られた構成となっている。
【００４０】
斯かる構成の発光装置１においても、ＬＥＤチップ６が凹部１１の内部に載置されているため、ＬＥＤチップ１１から横方向又は下方向へ向けて発せられる光は、全て凹部内面に形成された導電体層５によって反射されることとなる。
また、該ＬＥＤチップ６から斜め上方へ向けて発せられる光は、側面３ｂの全周を覆うように形成された反射層４によって反射されることとなる。
よって、該第四実施形態に係る発光装置１によれば、下端側基底面３ａにおいて僅かにセラミックス基板２が露出する構成となっているにも拘らず、ＬＥＤチップ６から発せられる光が該セラミックス基板６に透過することを有効に防止しうるものとなる。
【００４１】
尚、本発明においては、窪みの内部の形状については特に限定されず、前記第一乃至第四実施形態に於いて示した形状と異なる形状とすることも可能である。例えば、凸部を設ける場合には、該凸部の上に載置される発光素子から水平方向に発せられる光が、側面に形成された反射層によって反射される程度の高さを備えたものであればよい。
また、凹部を設ける際には、該凹部の内側に載置される発光素子から該凹部の外側へと発せられる光が、側面に形成された反射層と下端側基底面に形成された導電体層との隙間に達しない程度の深さを備えたものであればよい。
【００４２】
また、前記第一実施形態においては、凸部１０に第２の反射層が形成された場合について説明したが、本発明は、斯かる構成に限定されるものではない。よって、例えば、前記凸部を窪み側面と離間するように下端側基底面の中央領域にのみ形成し、該第２の反射層の代わりにカソード又はアノードの何れか一方の導電体層５を凸部の上面にまで延在させるように形成してもよい。
【００４３】
同様に、前記第三および第四実施形態においては、カソード又はアノードの何れか一方の導電体層を凹部内面にまで至るように形成された場合について説明したが、本発明は、斯かる構成に限定されるものではない。よって、例えば、前記凹部内面全体を覆うような第２の反射層を形成し、該第２の反射層と離間した状態で、下端側基底面上にカソードおよびアノードとしての導電体層を形成してもよい。
【００４４】
また、本発明においては、反射層および導電体層を構成する材料については特に限定されない。
即ち、前記反射層は、発光素子から発せられる光を効率良く反射しうるものであれば特に限定されず、従来公知の材料および構成を採用することができる。反射層を構成する材料としては、例えば、金や銀、ニッケル等の金属材料を好適に使用することができる。
【００４５】
また、導電体層についても、発光素子に電力を供給するための導電性を有するものあれば特に限定されないが、発光素子から発せられる光を効率良く反射させうるものや、熱伝導率の高いものを好適に採用することができる。該導電体層を構成する材料としては、例えば、タングステン、銅、金、ニッケル等の金属材料を好適に使用することができる。
【００４６】
また、前記窪み３内には、蛍光体が含まれていることが好ましい。
窪み３内に蛍光体が含まれていれば、ＬＥＤチップ６から発せられた光の一部は、該蛍光体に照射・吸収され、該蛍光体からは、ＬＥＤチップから発せられた光とは異なる光が放出されることとなる。これにより、ＬＥＤチップ６から発せられた光と蛍光体１２から発せられた光とが混合されることとなり、種々の色味の発光装置を提供することができる。例えば、青色に発光するＬＥＤチップ６と、黄色に発光する蛍光体１２とを用いることにより、白色系に発光する発光装置となる。
【００４７】
蛍光体としては、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、希土類酸硫化物、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、窒化物系蛍光体、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、又は、Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体としては、Ｍ5（ＰＯ4）3Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などが挙げられる。
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体としては、Ｍ2Ｂ5Ｏ9Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などが挙げられる。
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体としては、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｒ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｒ、ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｒ、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ12：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などが挙げられる。
希土類酸硫化物蛍光体としては、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕなどが挙げられる。
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8Ｇｄ0.2）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ0.8Ｇａ0.2）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などが挙げられる。
その他の蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ2ＧｅＯ4：Ｍｎ、ＭＧａ2Ｓ4：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などが挙げられる。また、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＭＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、Ｍ1.8Ｓｉ5Ｏ0.2Ｎ8：Ｅｕ、Ｍ0.9Ｓｉ7Ｏ0.1Ｎ10：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）なども使用できる。
さらに、前記蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ等から選択される１種以上を含有させることもできる。
【００４８】
また、他の蛍光体として、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一種の元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一種の元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活された窒化物系蛍光体を採用することもできる。
【００４９】
窒化物蛍光体は、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ系窒化物蛍光体である。この蛍光体は、一般式ＬXＳｉYＮ(2/3X+4/3Y)：Ｅｕ若しくはＬXＳｉYＯZＮ(2/3X+4/3Y-2/3Z)：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか。０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８である。）で表される。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。具体的には、（ＳｒXＣａ1-X）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、Ｃａ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、ＳｒXＣａ1-XＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、ＳｒＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、ＣａＳｉ7Ｎ10：Ｅｕで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。
発光中心には、希土類元素であるユウロピウムＥｕを用いることが好ましい。ユウロピウムは、主に２価と３価のエネルギー準位を持つ。蛍光体は、母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ2+を付活剤として用いることが好ましい。Ｅｕ2+は、酸化されやすく、３価のＥｕ2Ｏ3の組成で市販されている。しかし、市販のＥｕ2Ｏ3では、Ｏの関与が大きく、良好な蛍光体が得られにくい。そのため、Ｅｕ2Ｏ3からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。但し、Ｂを添加した場合は、その限りではない。
添加物であるＢは、Ｅｕ2+の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率の向上を図る。Ｂは、原料中に含有させるか、又は、製造工程中にＢ化合物を含有させ、原料と共に焼成する。
【００５０】
窒化物蛍光体には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することもできる。これらの元素は、粒径を大きくしたり、発光輝度を高めたりする等の作用を有している。また、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＮｉは、残光を抑えることができるという作用を有している。
【００５１】
このような窒化物系蛍光体は、ＬＥＤチップ６によって発光された青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。窒化物系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体と共に上記の構成を有する発光装置に使用すれば、ＬＥＤチップ６により発光された青色光と、窒化物系蛍光体による黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色に発光する発光装置を提供することができる。窒化物系蛍光体の他に加える蛍光体には、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質が含有されていることが好ましい。前記イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質を含有することにより、所望の色度に調節することができるからである。セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質は、ＬＥＤチップ６により発光された青色光の一部を吸収して黄色領域の光を発光する。こうして、ＬＥＤチップ６により発光された青色光と、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の黄色光とを混色させることにより、青白い白色に発光する発光装置を提供することができる。
【００５２】
前記蛍光体としては、酸窒化物蛍光体を使用することもできる。酸窒化物蛍光体は、賦活剤に希土類元素を用いており、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＶ族元素と、を少なくとも含有するものである。該元素の組合せは任意であるが、以下の組成のものを使用することが好ましい。該酸窒化物蛍光体は、ＬXＭYＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z)：Ｒ、又は、ＬXＭYＱTＯZＮ((2/3)X+(4/3)Y+T-(2/3)Z)：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＶ族元素である。Ｑは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩＩ族元素である。Ｏは、酸素元素である。Ｎは、窒素元素である。Ｒは、希土類元素である。０．５＜Ｘ＜１．５、１．５＜Ｙ＜２．５、０＜Ｔ＜０．５、１．５＜Ｚ＜２．５である。）の一般式で表される。前記Ｘ、前記Ｙ、前記Ｚは、該範囲で高い輝度を示す。そのうち特に、一般式中、前記Ｘ、前記Ｙ、前記Ｚが、Ｘ＝１、Ｙ＝２、Ｚ＝２で表される酸窒化物蛍光体は高い輝度を示すため特に好ましい。但し、上記範囲に限定されず、任意のものも使用できる。具体的にはＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｃａ0.5Ｓｒ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｃａ0.5Ｂａ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｃａ0.5Ｚｎ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、Ｓｒ0.5Ｍｇ0.5Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＺｎＳｉ2Ｂ0.1Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＧｅ2Ｂ0.01Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧｅ2Ｇａ0.01Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、ＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ、ＣａＧｅ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ，Ｃｅ等で表される酸窒化物蛍光体を使用することできる。また、ここで示すように、本酸窒化物蛍光体は、ＯとＮとの比を変化させることで、色調や輝度を調節することができる。また、（Ｌ＋Ｍ）／（Ｏ＋Ｎ）で示す陽イオンと陰イオンのモル比を変化させることでも、発光スペクトルや強度を調整することも可能である。これは、例えば、真空などの処理を施し、ＮやＯを脱離させること等により可能であるが、この方法には、限定されない。この酸窒化物蛍光体の組成中には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕの少なくとも１種以上含有されていてもよい。これらを添加することにより輝度、量子効率等の発光効率を調整することができるからである。また、その他の元素も特性を損なわない程度に入っていても良い。但し、本発明に用いる蛍光体は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００５３】
前記酸窒化物蛍光体に含まれる第ＩＩ族元素の一部は、前記賦活剤Ｒで置換される。前記第ＩＩ族元素と前記賦活剤Ｒとの混合量に対して、前記賦活剤Ｒの量は、（前記第ＩＩ族元素と前記賦活剤Ｒとの混合量）：（前記賦活剤Ｒの量）＝１：０．００１乃至１：０．８のモル比であることが好ましい。
Ｒは、希土類元素である。具体的には、Ｒは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕである。これら希土類元素のうち、Ｅｕが好ましい。また、Ｅｕと、希土類元素から選ばれる少なくとも１以上の元素と、を含んでいるものも使用することができる。特に、賦活剤Ｒは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群から選ばれるＥｕを必須とする少なくとも１種以上である希土類元素であることが好ましい。Ｅｕ以外の元素は、共賦活剤として、作用するためである。Ｒは、Ｅｕが５０重量％以上含有されていることが好ましい。
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
これらの蛍光体は、ＬＥＤチップ６の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色、また、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する。これらの蛍光体は１種のみでも良いが、数種類を組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。
例えば、紫外線発光のＬＥＤチップ６を用い、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、又はＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕと、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光する（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕと、からなる蛍光体を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三原色である赤・青・緑を使用しているため、蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。
【００５４】
上記蛍光体の粒径は、１μｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは２μｍ〜８μｍである。特に、５μｍ〜８μｍが好ましい。２μｍより小さい粒径を有する蛍光体は、凝集体を形成しやすい傾向にある。一方、５μｍ〜８μｍの粒径範囲の蛍光体は、光の吸収率及び変換効率が高い。このように、光学的に優れた特徴を有する粒径の大きな蛍光体を含有させることにより、発光装置の量産性が向上する。
ここで粒径は、空気透過法で得られる平均粒径を指す。具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、１ｃｍ3分の試料を計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読みとり、平均粒径に換算した値である。本発明で用いられる蛍光体の平均粒径は２μｍ〜８μｍの範囲であることが好ましい。また、この平均粒径値を有する蛍光体が、頻度高く含有されていることが好ましい。また、粒度分布も狭い範囲に分布しているものが好ましく、特に、微粒子２μｍ以下の少ないものが好ましい。このように粒径、及び粒度分布のバラツキが小さい蛍光体を用いることにより、より色ムラが抑制され、良好な色調を有する発光装置が得られる。
【００５５】
発光装置１における蛍光体の配置場所は、ＬＥＤチップ６との位置関係において種々の場所に配置することができる。例えば、ＬＥＤチップ６を被覆するコーティング部材中に、蛍光体を含有させることができる。また、ＬＥＤチップ６と蛍光体とを、間隙をおいて配置しても良いし、ＬＥＤチップ６の上部に蛍光体を、直接載置しても良い。また、前記図５の凹部１１に蛍光体を混入させたコーティング部材を配置し、その凹部を覆うように窪み３内に異なる若しくは同一のコーティング部材を配置してもよい。また、二種類以上の蛍光体を用いる場合、凹部１１に長波長側の蛍光体を配置し、窪み３に短波長側の蛍光体を配置する。これによりＬＥＤチップ６の光路長の近い方に長波長側の蛍光体を配置するため、短波長側の蛍光体の光が長波長側の蛍光体に吸収されることは少ないため、色度調整の容易な高輝度な発光装置を提供することができる。
【００５６】
蛍光体は、有機材料である樹脂や無機材料であるガラスなど種々のコーティング部材（バインダー）を用いて、付着させることができる。コーティング部材は、蛍光体をＬＥＤチップ６に固着させるためのバインダーとしての役割を有することもある。コーティング部材（バインダー）として有機物を使用する場合、具体的材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーンなどの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられる。特に、シリコーンを用いると、信頼性に優れ、且つ蛍光体の分散性を向上させることができ好ましい。
また、無機物である結着剤をコーティング部材（バインダー）として用いることもできる。結着剤とは、いわゆる低融点ガラスであり、微細な粒子であり、且つ紫外から可視領域の輻射線に対して吸収が少なく、コーティング部材（バインダー）中にて極めて安定であることが好ましい。
また、粒径の大きな蛍光体をコーティング部材（バインダー）に付着させる場合、融点が高くても粒子が超微粉体である結着剤、例えば、シリカ、アルミナ、あるいは沈殿法で得られる細かい粒度のアルカリ土類金属のピロリン酸塩、正りん酸塩などを使用することが好ましい。これらの結着剤は、単独、若しくは互いに混合して用いることができる。
ここで、上記結着剤の塗布方法について述べる。結着剤は、結着効果を十分に高めるため、ビヒクル中に湿式粉砕して、スラリー状にして、結着剤スラリーとして用いることが好ましい。前記ビヒクルとは、有機溶媒あるいは脱イオン水に少量の粘結剤を溶解して得られる高粘度溶液である。例えば、有機溶媒である酢酸ブチルに対して粘結剤であるニトロセルロースを１ｗｔ％含有させることにより、有機系ビヒクルが得られる。
このようにして得られた結着剤スラリーに、蛍光体を含有させて塗布液を作製する。塗布液中のスラリーの添加量は、塗布液中の蛍光体量に対してスラリー中の結着剤の総量が、１〜３ｗｔ％程度とすることができる。光束維持率の低下を抑制するため、結着剤の添加量が少ない方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の発光装置の第一実施形態を示した平面図。
【図２】図１における２−２線断面図。
【図３】図１における３−３線断面図。
【図４】第一実施形態において、スルーホールを設けた状態を示した断面図。
【図５】本発明の発光装置の第二実施形態を示した平面図。
【図６】図５における６−６線断面図。
【図７】図５における７−７線断面図。
【図８】本発明の発光装置の第三実施形態を示した平面図。
【図９】図８における９−９線断面図。
【図１０】図８における１０−１０線断面図。
【図１１】第三実施形態において、導電体層をより広範囲に設けた状態を示した平面図。
【図１２】本発明の発光装置の第四実施形態を示した平面図。
【図１３】図１２における１３−１３線断面図。
【図１４】図１２における１４−１４線断面図。
【図１５】従来の発光装置を示した断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１ 発光装置
２ セラミックス基板
３ 窪み
３ａ 下端側基底面
３ｂ 側面
３ｃ 第２基底面
４ 反射層
４ａ 第１の反射層
４ｂ 第２の反射層
５ 導電体層
６ 発光素子（ＬＥＤチップ）
７ ボンディングワイヤ
１０ 凸部
１１ 凹部
１５ 穴埋めスルーホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、
該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、
該下端側基底面に接しないように少なくとも前記窪みの側面に形成された反射層とを備え、
前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも上方側に位置するように前記下端側基底面よりも上方側に備えられた第２基底面上に載置されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記発光素子が、導電体層と離間した第２の反射層の上に載置されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、
該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、
該下端側基底面に接しないように該窪みの側面に形成された反射層とを備え、
前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも下方側に位置するように前記下端側基底面に形成された凹部内に載置されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記凹部の内面全体が、導電体層又は第２の反射層によって覆われていることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項１】
セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、
該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、
該下端側基底面に接しないように少なくとも前記窪みの側面に形成された反射層とを備え、
前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも上方側に位置するように前記下端側基底面よりも上方側に備えられた第２基底面上に載置されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記発光素子が、導電体層と離間した第２の反射層の上に載置されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
セラミックス基板に形成された窪み内に発光素子が載置されてなる発光装置であって、
該窪みの上端側開口部に対向する下端側基底面に形成された導電体層と、
該下端側基底面に接しないように該窪みの側面に形成された反射層とを備え、
前記発光素子が前記反射層と前記導電体層との隙間よりも下方側に位置するように前記下端側基底面に形成された凹部内に載置されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記凹部の内面全体が、導電体層又は第２の反射層によって覆われていることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１３１５７（Ｐ２００６−１３１５７Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８８５５７（Ｐ２００４−１８８５５７）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]