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JP6065811B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤチップと蛍光体を含む波長変換板とを備えた発光装置（ＬＥＤパッケージ）に関するものである。
図７に示すように、色むらの防止と狭指向角の双方を満たす発光装置５１として、ＬＥＤチップ５３をマウントケース５２にフリップチップ実装し、ＬＥＤチップ５３の光取出面側に、蛍光体５５を含む波長変換板５４を配置したものが提案されている（特許文献１，２）。波長変換板５４の蛍光体５５が、ＬＥＤチップ５３からの発光光により励起されて発光光と波長の異なる蛍光（すなわち波長変換光）を発し、発光光と蛍光との合成色光、あるいは蛍光色主体の光が外部に取り出される。ＬＥＤチップ５３の周囲は光反射性被覆材５６で覆われている。
このような発光装置５１では、ＬＥＤチップ５３自体が発光時に発熱するだけでなく、蛍光体５５が波長変換する際のエネルギーロスにより発熱し波長変換板５４が高温になる。ＬＥＤチップ５３自体の熱は、バンプ５７を経てマウントケース５２に効率的に放熱される。一方、波長変換板５４の熱は、ＬＥＤチップ５３や光反射性被覆材５６等の周辺部材を経て放熱され、主としてはＬＥＤチップ５３→バンプ５７→マウントケース５２という放熱経路で放熱される。
特開２００７−１９０９６号公報 再公表特許ＷＯ２００９／０６９６７１Ａ１
しかし、ＬＥＤチップ５３自体が前記のとおり発熱していて波長変換板５４との温度差が小さいため、波長変換板５４の熱をＬＥＤチップ５３を経て放熱させるのは効率が悪く、波長変換板５４を効率よく冷却することができなかった。このため、蛍光体５５の発光効率が熱により低下して、輝度が低くなる問題があった。また、波長変換板５４や光反射性被覆材５６等の周辺部材が熱劣化しやすく、発光装置５１の寿命を短くする原因となっていた。これらの問題は、ＬＥＤチップ５３のジャンクション温度が高いほど顕著となる。
そこで、本発明の目的は、蛍光体を含む波長変換板の熱を、ＬＥＤチップを経る放熱経路とは別のサブ放熱経路からも効率的に放熱し、蛍光体の発光効率の熱による低下を防いで、高輝度な発光を実現し、また、波長変換板及びその周辺部材の熱劣化を防いで発光装置の長寿命化を図ることにある。
本発明の発光装置は、ＬＥＤチップの光取出面側に蛍光体を含む波長変換板を配置し、波長変換板の表面に成膜した透明熱伝導膜と、ＬＥＤチップの近傍の放熱体と、透明熱伝導膜を放熱体に熱的に接続する熱接続部材とにより、波長変換板の熱を放熱するサブ放熱経路を形成し、光反射性被覆材でＬＥＤチップの周囲を覆うとともに熱接続部材を埋設したことを特徴とする。
さらに、本発明の発光装置は、マウントにＬＥＤチップをフリップチップ実装し、ＬＥＤチップの光取出面側に蛍光体を含む波長変換板を配置し、波長変換板の表面に成膜した透明熱伝導膜と、透明熱伝導膜をマウントに熱的に接続する熱接続部材とにより、波長変換板の熱を放熱するサブ放熱経路を形成し、光反射性被覆材でＬＥＤチップの周囲を覆うとともに熱接続部材を埋設したことを特徴とする。
これらの発明において、透明熱伝導膜を波長変換板の光取出側の表面に成膜し、熱接続部材としてワイヤを用いることができる。
また、波長変換板をＬＥＤチップの周縁よりはみ出す大きさに形成し、透明熱伝導膜を波長変換板の光取入側の表面の少なくともＬＥＤチップの周縁よりはみ出した部分に成膜し、熱接続部材として前記はみ出した部分を機械的に支持する熱伝導ブロックを用いることができる。
また、波長変換板をＬＥＤチップの周縁よりはみ出す大きさに形成し、透明熱伝導膜を波長変換板の光取入側の表面の少なくともＬＥＤチップの周縁よりはみ出した部分に成膜し、前記はみ出した部分を機械的に支持する支持ブロックを設け、熱接続部材としてワイヤを用いて前記はみ出した部分の透明熱伝導膜に接続することができる。
また、波長変換板をＬＥＤチップの周縁よりはみ出す大きさに形成し、透明熱伝導膜を波長変換板の光取出側の表面の少なくともＬＥＤチップの周縁よりはみ出した部分に成膜し、熱接続部材として前記波長変換板の側周囲を取り囲む熱伝導枠を用いることができる。
光反射性被覆材で、ＬＥＤチップの周囲を覆うとともに、熱接続部材を埋設することにより、光反射性被覆材がＬＥＤチップからその周囲へ漏れる光を反射して上方へ取り出せるようにするとともに、埋設された熱接続部材が光反射性被覆材の内部構造体（補強体）として作用する。
波長変換板の側端面を上細りのテーパー形状にし、該側端面も光反射性被覆材で覆うようにすることが好ましい。波長変換板が光反射性被覆材から外れるのを防止できる。
次に、本発明の発光装置の製造方法は、マウントにＬＥＤチップをフリップチップ実装するステップと、蛍光体を含むとともに表面に透明熱伝導膜を成膜した波長変換板をＬＥＤチップの光取出面側に配置するステップと、熱接続部材により透明熱伝導膜をマウントに熱的に接続するステップと、光反射性被覆材でＬＥＤチップの周囲を覆うとともに熱接続部材を埋設するステップとを含むことを特徴とする。
本発明の発光装置及びその製造方法によれば、蛍光体を含む波長変換板の熱を、ＬＥＤチップを経る放熱経路とは別のサブ放熱経路からも効率的に放熱できるので、蛍光体の発光効率の熱による低下を防いで、高輝度な発光を実現できる。また、波長変換板及びその周辺部材の熱劣化を防いで、発光装置の長寿命化を図ることもできる。
実施例１の発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図である。 実施例２の発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。 実施例３の発光装置を示し、（ａ）は製造途中の断面図、（ｂ）は製造後の断面図である。 実施例４の発光装置の断面図である。 波長変換板又は透明熱伝導膜の変更例を示し、（ａ）は変更例１の断面図、（ｂ）は変更例２の断面図、（ｃ）は変更例３の断面図、（ｄ）は変更例４の断面図、（ｅ）は変更例５の断面図である。 実施例５の発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図である。 従来例の発光装置の断面図である。
ＬＥＤチップの光取出面側に蛍光体を含む波長変換板を配置し、波長変換板の表面に成膜した透明熱伝導膜と、ＬＥＤチップの近傍の放熱体と、透明熱伝導膜を放熱体に熱的に接続する熱接続部材とにより、波長変換板の熱を放熱するサブ放熱経路を形成してなる発光装置について、各部の形態を次に説明する。
１．ＬＥＤチップ
ＬＥＤチップの発光色や半導体の化学系又は層構成は、特に限定されない。例えば、発光色は赤、橙、緑、青、紫等の可視光でもよいし、紫外光でもよい。また、半導体の化学系としては、ＧａＡｓ系、ＧａＰ系、ＧａＮ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳｅ系等を例示できる。ＬＥＤチップの実装タイプも、特に限定されず、フリップチップでもフェイスアップでもよいが、ＬＥＤチップの光取出面に波長変換板を配置しやすい点で、フリップチップが好ましい。
２．波長変換板
波長変換板は、蛍光体を含み、透光性を有し、板状のものであれば、特に限定されず、次のものを例示できる。
（ア）蛍光体の粒子が板内部に分散した透明無機材料又は透明有機材料よりなる板
（イ）蛍光体が板表面に層状に設けられた透明無機材料又は透明有機材料よりなる板
（ウ）蛍光体の単結晶体、多結晶体又はアモルファス体よりなる板
（エ）蛍光体の粒子が、結合材を用いて又は用いないで、焼結、凝集等により固められてなる板
耐熱性及び耐久性の観点から、（ア）（イ）では有機材料よりも無機材料の方が好ましい。無機材料としてはガラスを例示でき、有機材料としては樹脂を例示できる。同じく、（エ）の結合材は有機材料よりも無機材料の方が好ましい。例えば、次に挙げるＹＡＧの蛍光体がアルミナの結合材を用いて焼結されたＹＡＧ／アルミナ焼結体等である。
蛍光体は、ＬＥＤチップの発光光により励起されて発光光とは波長の異なる蛍光（波長変換光）を放射するものであり、蛍光体の蛍光色や材料は、用途やＬＥＤチップの発光色に応じて適宜選択することができ、特に限定されない。例えば、青色の発光光で励起されて黄色の蛍光を放射する蛍光体としては、セリウムで付括されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、ＬＡＧ（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）等を例示できる。
波長変換板は、両面とも平坦な面であってもよいし、全体又は一部に曲面を有するものでもよいし、全体又は一部に凹凸面を有するものであってもよい。波長変換板の大きさは、特に限定されないが、ＬＥＤチップの光取出面の全体を覆う大きさであることが好ましく、ＬＥＤチップの光取出面より大きいことがさらに好ましい。波長変換板の厚さは、特に限定されないが、発光効率や色度調整の観点から、５０〜５００μｍが好ましい。
波長変換板は、ＬＥＤチップの光取出面に、接着剤あるいは熱圧着により接合しているか、オイル等の液体又は粘性体を介して密着していることが好ましい。ＬＥＤチップの発光光が波長変換板に効率よく入射するためである。接着剤は有機でも無機でもよいが、ＬＥＤチップとの屈折率差が小さい高屈折率のものが好ましく、この点で無機が好ましい。
３．サブ放熱経路
３−１．透明熱伝導膜
透明熱伝導膜は、特に限定されないが、波長変換板よりも熱伝導性の高いものが好ましく、特に透明導電膜を用いることが好ましい。透明導電膜は熱伝導性も高いからである。透明熱伝導膜の材料としては、特に限定されないが、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ等の金属の酸化物や窒化物、Ｎｉ等の金属（但し３ｎｍ以下の薄膜）等を例示できる。酸化物としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ2等を例示でき、好ましくはＩＴＯである。これらの例はすべて透明導電膜である。透明熱伝導膜の厚さは、特に限定されないが、光吸収と熱抵抗の観点から、２００〜９００ｎｍが好ましい。
透明熱伝導膜は、波長変換板の光取出側の表面の全体又は一部に成膜してもよいし、波長変換板の光取入側（ＬＥＤチップ側）の表面の全体又は一部に成膜してもよい。一部に成膜する例としては、当該表面の周縁付近部に枠状に成膜する例、当該表面に並列、屈曲又は枝分かれして延伸する帯状に成膜する例等を例示できる。全体に成膜する場合は、波長変換板の熱を集める作用が大きくなるが、透明熱伝導膜による光の吸収が若干生じる。一部に成膜する場合は、波長変換板の熱を集める作用が若干小さくなるが、透明熱伝導膜による光の吸収が減る。
３−２．放熱体
ＬＥＤチップの近傍の放熱体は、ＬＥＤチップに応じた熱容量を備えたものであれば特に限定されず、ＬＥＤチップを実装したマウント、該マウントに熱的に接続したヒートシンク、該マウントとは熱的に切り離されたヒートシンク等を例示できる。マウントの形態は、特に限定されず、板状（基板等）でもよいし、フレーム状（リードフレーム等）、ブロック状でもよい。基板としては、ベース基板、サブマウント基板、マウントケースの基板部等を例示できる。ヒートシンクの形態も、特に限定されず、板状、フィン状等を例示できる。
放熱体の材料としては、特に限定されないが、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ等のセラミックや、Ａｌ、Ｃｕ等の金属や、熱伝導フィラーを含有した樹脂等を例示できる。
３−３．熱接続部材
熱接続部材の形態としては、特に限定されないが、ワイヤ、ブロック、ハンダ等を例示できる。熱接続部材の材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属や、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ等のセラミック等を例示できる。透明熱伝導膜と放熱体のそれぞれ熱接続部材を接続する部位には、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属よりなるパッドを設けることができる。
４．その他（光反射性充填材）
ＬＥＤチップの周囲ないし波長変換板の下方には、光反射性充填材が充填されることが好ましい。また、その充填を容易にするため、ＬＥＤチップから離間した周囲にケースが設けられ、ケースの内側に光反射性充填材を充填するようにすることが好ましい。光反射性充填材としては、白色樹脂等を例示できる。光反射性充填材は、光反射フィラーが含有された充填材である。充填材としては、シリコーン、エポキシ等の樹脂、ガラス等の無機材料を例示できる。光反射フィラーとしては、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等のセラミックの粒子を例示できる。
図１に示す実施例１の発光装置１は、トップビュータイプＳＭＤ（Surface Mount Device、基板表面実装型デバイス）の例であり、マウントケース２と、ＬＥＤチップ１０と、波長変換板７と、波長変換板７の熱を放熱するサブ放熱経路２０と、光反射性被覆材９とから構成されている。なお、これらの各部には、以下に説明するもの以外にも、上記形態の項で例示したものを用いることもできる。
マウントケース２は、基板部３とその外縁部から起立した枠部４とがセラミック（例えばＡｌＮ）により一体形成されてされてなるものである。基板部３には、それぞれビアで上面パターンと下面パターンとが導通してなる導電性の負側パターン５と正側パターン６とが設けられている。なお、基板部３と枠部４とは別体形成されていてもよいし、枠部の無いマウント基板でもよい。
ＬＥＤチップ１０は、透明基板１１（例えばサファイア基板）にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層等の半導体層１２（例えばＧａＮ系）が積層形成され、ｎ型半導体層とｐ型半導体層にそれぞれｎ側電極１３とｐ側電極１４が形成されてなり、遷移間エネルギに対応する光（例えば青色光）を発するものである。ＬＥＤチップ１０は、ｎ側電極１３とｐ側電極１４がそれぞれ上面パターンにバンプ１５で接続されることにより基板部３にフリップチップ実装され、透明基板１１の上面が光取出面となっている。
波長変換板７は、蛍光体８（例えばＹＡＧ）の粒子が板内部に分散したガラスよりなる板であり、ＬＥＤチップ１０の周縁よりはみ出す大きさに形成されている。波長変換板７は、ＬＥＤチップ１０の透明基板１１の光取出面に無機接着剤１６により接合されている。例えばＹＡＧの蛍光体８はＬＥＤチップ１０の青色の発光光により励起されて黄色の蛍光を放射する。波長変換板７の上面が光取出側の表面であり、青色の発光光と黄色の蛍光とが補色関係で合成された白色光が外部に取り出される。
サブ放熱経路２０は、波長変換板７の光取出側の表面の全体に形成された透明熱伝導膜２１と、放熱体としてのマウントケース２の基板部３と、透明熱伝導膜２１と基板部３とを熱的に接続した熱接続部材としてのリボンワイヤ２２（例えばＡｌ。例えば４本）とから構成されている。詳しくは、透明熱伝導膜２１の上面の四隅部にボンディングパッド２３（例えばＡｕ）が設けられ、基板部３の上面のＬＥＤチップ１０から離れた四箇所にもボンディングパッド２４（例えばＡｕ）が設けられ、これらのボンディングパッド２３，２４にリボンワイヤ２２が両端部においてボンディングされて架設されている。
光反射性被覆材９には、高反射フィラー（例えばＡｌ2Ｏ3）含有の樹脂（例えばシリコーン）が用いられている。光反射性被覆材９は、枠部４の内部空間全体に充填され、ＬＥＤチップ１０の周囲を覆うだけでなく、波長変換板７のＬＥＤチップ１０の周縁よりはみ出した部分７ａの下方、波長変換板７の周囲、及び、波長変換板７の上面の四隅（ボンディングパッド２３及びリボンワイヤ２２の端部とともに）を覆っており、また、リボンワイヤ２２を埋設している。
上記の発光装置１を製造するには、基板部３にＬＥＤチップ１０をフリップチップ実装し、波長変換板７をＬＥＤチップ１０の光取出面側に配置して接合し、リボンワイヤ２２により透明熱伝導膜２１と基板部３とを熱的に接続し、光反射性被覆材９をスクリーン印刷法やディスペンサーで設けてＬＥＤチップ１０の周囲等を覆うとともにリボンワイヤ２２を埋設する、という手順で行うことができる。
実施例１の発光装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤチップ１０自体の発光時の熱は、バンプ１５→パターン５，６→基板部３と伝わって放熱される。
（２）波長変換板７の蛍光体８が波長変換する際のエネルギーロスにより生じる熱は、第１に波長変換板７の下面に伝わり、無機接着剤１６→ＬＥＤチップ１０→バンプ１５→パターン５，６→基板部３というメイン放熱経路で放熱されるとともに、第２に波長変換板７の上面に伝わり、透明熱伝導膜２１→ボンディングパッド２３→リボンワイヤ２２→ボンディングパッド２４→基板部３というサブ放熱経路２０で放熱される。前述のとおり、ＬＥＤチップ１０自体が発熱していて波長変換板７との温度差が小さいため、メイン放熱経路による放熱は効率が悪いが、サブ放熱経路２０にはそのような問題はないため、ＬＥＤチップ１０のジャンクション温度によらず効率よく放熱・冷却できる。このように波長変換板７の熱をメイン放熱経路とは別のサブ放熱経路２０からも効率的に放熱できるので、蛍光体８の発光効率の熱による低下を防いで、高輝度な発光を実現できる。また、波長変換板７及びその周辺部材である光反射性被覆材９の熱劣化を防いで、発光装置１の長寿命化を図ることもできる。
（３）リボンワイヤ２２は、光反射性被覆材９に埋設されているため、光反射性被覆材９の内部構造体（補強体）として作用し、光反射性被覆材９の安定性を向上させる。
（４）リボンワイヤ２２には、ＬＥＤチップ１０から側方へ放射された発光光が光反射性被覆材９に一部透過しても、これを遮断する作用がある。
（５）波長変換板７がＬＥＤチップ１０の周縁よりはみ出す大きさに形成され、はみ出した部分７ａの上方にボンディングパッド２３を位置させているので、ＬＥＤチップ１０から上方への光がボンディングパッド２３やリボンワイヤ２２で遮られない。
図２に示す実施例２の発光装置１は、サブ放熱経路２０が実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。そこで、サブ放熱経路２０についてのみ説明し、共通部分は図２に実施例１と共通の符号を付して説明に代える。
実施例２におけるサブ放熱経路２０は、波長変換板７の光取入側の表面（下面）の全体に形成された透明熱伝導膜２１と、放熱体としてのマウントケース２の基板部３と、透明熱伝導膜２１と基板部３とを熱的に接続した熱接続部材としての熱伝導ブロック２５（例えばＣｕ、Ｃｕとその他の金属との積層等）とから構成されている。詳しくは、波長変換板７の上記はみ出した部分７ａの下方に位置するように、透明熱伝導膜２１の下面の周縁付近部に平面視で四角枠状のボンディングパッド２３（例えばＡｕ）が設けられている。基板部３の上面のＬＥＤチップ１０から離れた箇所には平面視で四角枠状の熱伝導ブロック２５が接合され、熱伝導ブロック２５の上面にもボンディングパッド２４（例えばＡｕ）が設けられている。これらのボンディングパッド２３，２４はハンダ２６（例えばＡｕ−Ｓｕハンダ）により接合されている。熱伝導ブロック２５としては、例えばＣｕ単体、又はＣｕと他金属（Ｎｉ等）との積層体からなるものを用いることができる。また、熱伝導ブロック２５を、基板部３と同じセラミックにより基板部３と一体形成することもできる。
実施例２の発光装置１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）実施例１の（１）と同様である。
（２）波長変換板７の蛍光体８が波長変換する際のエネルギーロスにより生じる熱は、波長変換板７の下面に伝わり、第１に、無機接着剤１６→ＬＥＤチップ１０→バンプ１５→パターン５，６→基板部３というメイン放熱経路で放熱されるとともに、第２に、透明熱伝導膜２１→ボンディングパッド２３→ハンダ２６→ボンディングパッド２４→熱伝導ブロック２５→基板部３というサブ放熱経路２０で放熱される。この放熱作用による効果は実施例１の（２）と同様である。
（３）熱伝導ブロック２５は、光反射性被覆材９に埋設されているため、光反射性被覆材９の内部構造体（補強体）として作用し、光反射性被覆材９の安定性を向上させる。
（４）熱伝導ブロック２５には、ＬＥＤチップ１０から側方へ放射された発光光が光反射性被覆材９に一部透過しても、これを遮断する作用がある。
（５）実施例１の（５）と同様である。
（６）熱伝導ブロック２５が、波長変換板７を機械的に支持するブロックとして作用するため、波長変換板７の安定性を向上させる。
図３に示す実施例３の発光装置１は、サブ放熱経路２０が実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。そこで、サブ放熱経路２０についてのみ説明し、共通部分は図３に実施例１と共通の符号を付して説明に代える。
実施例３におけるサブ放熱経路２０は、波長変換板７の光取入側の表面（下面）の全体に形成された透明熱伝導膜２１と、放熱体としてのマウントケース２の基板部３と、透明熱伝導膜２１と基板部３とを熱的に接続した熱接続部材としてのリボンワイヤ２２（例えばＡｌ）とから構成されている。詳しくは、波長変換板７の上記はみ出した部分７ａの下方に位置するように、透明熱伝導膜２１の下面の周縁付近部に平面視で四角枠状のボンディングパッド２３（例えばＡｕ）が設けられている。基板部３の上面のＬＥＤチップ１０から離れた箇所には平面視で四角枠状の支持ブロック３０が接合され、基板部３の上面の支持ブロック３０から離れた四箇所にもボンディングパッド２４（例えばＡｕ）が設けられている。リボンワイヤ２２は、下端部がボンディングパッド２４にボンディングされ、上端部が支持ブロック３０上に載置され、ボンディングパッド２３とリボンワイヤ２２の上端部がハンダ２６（例えばＡｕ−Ｓｕハンダ）により接合されている。支持ブロック３０は、必ずしも熱伝導性であることを要しないから、例えば樹脂により形成されている（よって金属やセラミックよりも安価である）。
実施例３の発光装置１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）実施例１の（１）と同様である。
（２）波長変換板７の蛍光体８が波長変換する際のエネルギーロスにより生じる熱は、波長変換板７の下面に伝わり、第１に、無機接着剤１６→ＬＥＤチップ１０→バンプ１５→パターン５，６→基板部３というメイン放熱経路で放熱されるとともに、第２に、透明熱伝導膜２１→ボンディングパッド２３→ハンダ２６→リボンワイヤ２２→基板部３というサブ放熱経路２０で放熱される。この放熱作用による効果は実施例１の（２）と同様である。
（３）支持ブロック３０は、光反射性被覆材９に埋設されているため、光反射性被覆材９の内部構造体（補強体）として作用し、光反射性被覆材９の安定性を向上させる。
（４）支持ブロック３０には、ＬＥＤチップ１０から側方へ放射された発光光が光反射性被覆材９に一部透過しても、これを遮断する作用がある。
（５）実施例１の（５）と同様である。
（６）支持ブロック３０が、波長変換板７を機械的に支持するブロックとして作用するため、波長変換板７の安定性を向上させる。
図４に示す実施例４の発光装置１は、ケースマウントに代えてサブマウント３３を用いた点においてのみ実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。そこで、相違する点について説明し、共通部分は図４に実施例１と共通の符号を付して説明に代える。
サブマウント３３は単なる板状のものであり、実施例１のような枠部はないため、光反射性被覆材９は山形状に形成される。実施例４の発光装置１によっても、実施例１と同様の作用効果が得られる。
［変更例］
図５に、前記実施例の波長変換板７又は透明熱伝導膜２１を変更した変更例１〜５を示す。
図５（ａ）に示す変更例１は、波長変換板７の側端面を上細りのテーパー形状にして、波長変換板７が光反射性被覆材９から上方へ外れないようにしたものである。
図５（ｂ）に示す変更例２は、実施例１の波長変換板７として、蛍光体８が光取出側の表面に層状に設けられた透明無機材料（例えばガラス）よりなる板を用いたものである。
図５（ｃ）に示す変更例３は、実施例２，３の波長変換板７として、蛍光体８が光取入側の表面に層状に設けられた透明無機材料（例えばガラス）よりなる板を用いたものである。
図５（ｄ）に示す変更例４は、実施例１の透明熱伝導膜２１を、波長変換板７の光取出側の表面のうちはみ出した部分７ａに設け、ＬＥＤチップ１０の上方には存在しないようにした例である。透明熱伝導膜２１による光の吸収が減る効果がある。
図５（ｅ）に示す変更例５は、実施例２，３の透明熱伝導膜２１を、波長変換板７の光取入側の表面のうちはみ出した部分７ａに設け、ＬＥＤチップ１０の上方には存在しないようにした例である。透明熱伝導膜２１による光の吸収が減る効果がある。
図６に示す実施例５（光反射性被覆材９で熱伝導枠２７を埋設していない点で参考例である。）の発光装置１は、ケースマウントに代えてサブマウント３３を用いた点と、サブ放熱経路２０が実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。そこで、サブマウント３３と、サブ放熱経路２０についてのみ説明し、共通部分は図６に実施例１と共通の符号を付して説明に代える。
サブマウント３３（例えばＡｌＮ）は単なる板状のものであり、実施例１のような枠部はない。実施例５におけるサブ放熱経路２０は、波長変換板７の光取出側の表面（上面）の全体に形成された透明熱伝導膜２１と、放熱体としてのサブマウント３３と、透明熱伝導膜２１とサブマウント３３とを熱的に接続した熱接続部材としての熱伝導枠２７とから構成されている。熱伝導枠２７はセラミック（例えばＡｌＮ）により、ＬＥＤチップ１０及び波長変換板７の側周囲を取り囲む枠ブロック状に形成され、さらに上部には内側への突出部２７ａが形成されている。熱伝導枠２７はサブマウント３３の上面に接合されている。突出部２７ａは波長変換板７のはみ出した部分７ａの上方に位置し、突出部２７ａと透明熱伝導膜２１の上面の周縁付近部との間はハンダ２６で接続されている。なお、熱伝導枠２７は 他部材との絶縁性を確保できれば、金属（例えばＣｕ、Ａｌ等）で形成されたものでもよい。また、透明熱伝導膜２１を、上記図５（ｄ）のように、波長変換板７の光取出側の表面のうちはみ出した部分７ａに設け、ＬＥＤチップ１０の上方には存在しないようにしてもよい。
実施例５の発光装置１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）実施例１の（１）と同様である。
（２）波長変換板７の蛍光体８が波長変換する際のエネルギーロスにより生じる熱は、波長変換板７の下面に伝わり、第１に、無機接着剤１６→ＬＥＤチップ１０→バンプ１５→パターン５，６→基板部３というメイン放熱経路で放熱されるとともに、第２に、透明熱伝導膜２１→ハンダ２６→熱伝導枠２７→サブマウント３３というサブ放熱経路２０で放熱される。この放熱作用による効果は実施例１の（２）と同様である。
（３）熱伝導枠２７は、光反射性被覆材９を取り囲むため、光反射性被覆材９を保護する。
（４）熱伝導枠２７には、ＬＥＤチップ１０から側方へ放射された発光光が光反射性被覆材９に一部透過しても、これを遮断する作用がある。
（５）実施例１の（５）と同様である。
（６）熱伝導枠２７が、波長変換板７を機械的に支持するブロックとして作用するため、波長変換板７の安定性を向上させる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
１ 発光装置
２ マウントケース
３ 基板部
４ 枠部
５ 負側パターン
６ 正側パターン
７ 波長変換板
７ａ はみ出した部分
８ 蛍光体
９ 光反射性被覆材
１０ ＬＥＤチップ
１１ 透明基板
２０ サブ放熱経路
２１ 透明熱伝導膜
２２ リボンワイヤ
２３ ボンディングパッド
２４ ボンディングパッド
２５ 熱伝導ブロック
２６ ハンダ
２７ 熱伝導枠
３０ 支持ブロック
３３ サブマウント

Claims (7)

  1. ＬＥＤチップの光取出面側に蛍光体を含む波長変換板を配置し、波長変換板の表面に設けた透明熱伝導膜と、ＬＥＤチップの近傍の放熱体と、透明熱伝導膜を放熱体に熱的に接続する熱接続部材とにより、波長変換板の熱を放熱するサブ放熱経路を形成し、光反射性被覆材でＬＥＤチップの周囲を覆うとともに熱接続部材を埋設したことを特徴とする発光装置。
  2. マウントにＬＥＤチップをフリップチップ実装し、ＬＥＤチップの光取出面側に蛍光体を含む波長変換板を配置し、波長変換板の表面に設けた透明熱伝導膜と、透明熱伝導膜をマウントに熱的に接続する熱接続部材とにより、波長変換板の熱を放熱するサブ放熱経路を形成し、光反射性被覆材でＬＥＤチップの周囲を覆うとともに熱接続部材を埋設したことを特徴とする発光装置。
  3. 透明熱伝導膜を波長変換板の光取出側の表面に設け、熱接続部材としてワイヤを用いた請求項１又は２記載の発光装置。
  4. 波長変換板をＬＥＤチップの周縁よりはみ出す大きさに形成し、透明熱伝導膜を波長変換板の光取入側の表面の少なくともＬＥＤチップの周縁よりはみ出した部分に設け、熱接続部材として前記はみ出した部分を機械的に支持する熱伝導ブロックを用いた請求項１又は２記載の発光装置。
  5. 波長変換板をＬＥＤチップの周縁よりはみ出す大きさに形成し、透明熱伝導膜を波長変換板の光取入側の表面の少なくともＬＥＤチップの周縁よりはみ出した部分に設け、前記はみ出した部分を機械的に支持する支持ブロックを設け、熱接続部材としてワイヤを用いて前記はみ出した部分の透明熱伝導膜に接続した請求項１又は２記載の発光装置。
  6. 波長変換板の側端面を上細りのテーパー形状にし、該側端面も光反射性被覆材で覆った請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. マウントにＬＥＤチップをフリップチップ実装するステップと、蛍光体を含むとともに表面に透明熱伝導膜を設けた波長変換板をＬＥＤチップの光取出面側に配置するステップと、熱接続部材により透明熱伝導膜をマウントに熱的に接続するステップと、光反射性被覆材でＬＥＤチップの周囲を覆うとともに熱接続部材を埋設するステップとを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
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