JP2001148512A

JP2001148512A - 照明光源

Info

Publication number: JP2001148512A
Application number: JP32833799A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sugimoto; 勝杉本; Hideyoshi Kimura; 秀吉木村; Eiji Shiohama; 英二塩浜; Jiro Hashizume; 二郎橋爪
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-05-29
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP3640153B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストを低減し、色のバラツキを防止する。【解決手段】板状の金属ベース１００ａを有し、この
金属ベース１００ａの上面に絶縁層１００ｂが一面に積
層され、この絶縁層１００ｂの上面の必要箇所に配線パ
ターン導体１００ｃが積層され、この配線パターン導体
１００ｃの一部領域に蛍光体層１００ｄが積層されて成
り、所望の回路が設けられる印刷配線基板と、この印刷
配線基板の上面に一体に取着され、孔Ｈ１が複数穿設さ
れた反射枠１００ｅとにより基板１００を構成し、この
基板１００における各孔Ｈ１で構成される窪みの底面中
央に半導体発光素子２００を実装し、その上に樹脂３０
０を凸レンズ状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子を
用いた照明光源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体発光素子により構成される
光源が種々提案され、例えば、特開平５−１５２６０９
号公報には、ステム上に載置される発光素子が、一般式
Ｇａ_XＡｌ_1-XＮ（但し０≦Ｘ≦１である）で表される窒
化ガリウム系化合物半導体よりなり、さらに樹脂モール
ド中に、窒化ガリウム系化合物半導体の発光により励起
されて蛍光を発する蛍光染料、または蛍光顔料が添加さ
れてなり、発光ピークが４３０ｎｍ付近、および３７０
ｎｍ付近にある窒化ガリウム系化合物半導体材料よりな
る発光素子を有するＬＥＤの視感度を良くし、またその
輝度を向上させることができる発光ダイオードが開示さ
れている。

【０００３】また、特開平７−９９３４５号公報には、
発光チップの発光を発光観測面側に反射するカップの底
部に発光チップが載置された発光素子全体を、カップ内
部を充填する第一の樹脂と、その第一の樹脂を包囲する
第二の樹脂とからなる樹脂で封止し、第一の樹脂には発
光チップの発光波長を他の波長に変換する蛍光物質、ま
たは発光チップの発光波長を一部吸収するフィルター物
質が含有され、変換された発光の集光をよくしてＬＥＤ
の輝度を高め、また蛍光顔料を使用した際、波長の異な
るＬＥＤを近接して設置しても混色の起こらない発光ダ
イオードが開示されている。

【０００４】さらに、特許第２９２７２７９号公報に
は、マウント・リードのカップ内に配置させた発光層が
窒化ガリウム系化合物半導体であるＬＥＤチップと、Ｌ
ＥＤチップと導電性ワイヤーを用いて電気的に接続させ
たインナー・リードと、ＬＥＤチップが発光した光によ
って励起され発光する蛍光体を含有する透明樹脂をカッ
プ内に充填させたコーティング部材と、コーティング部
材、ＬＥＤチップ、導電性ワイヤー及びマウント・リー
ドとインナーリードの先端を被覆するモールド部材とを
有し、ＬＥＤチップは、発光スペクトルが４００ｎｍか
ら５３０ｎｍの単色性ピーク波長を発光し、蛍光体は
（ＲＥ_1-x Ｓｍ_x）₃（Ａｌ_yＧａ_1-y）₅Ｏ₁₂：Ｃｅであ
り（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ＲＥは、Ｙ、Ｇ
ｄから選択される少なくとも１種である）、且つＬＥＤ
チップからの光及び蛍光体からの光はモールド部材を透
過することによって白色系が発光可能な発光ダイオード
が記載されている。

【０００５】上記文献には、ＬＥＤチップの発光色を蛍
光体で色変換させた発光ダイオードによって、１種類の
ＬＥＤチップを用いて白色系など他の発光色を発光させ
ることができるとの記載がある。具体的には、ＬＥＤチ
ップからの発光を波長変換した発光ダイオードとして、
青色系の発光ダイオードの発光と、その発光を吸収し黄
色系を発光する蛍光体からの発光との混色により白色系
が発光可能であると記載されている。つまり、蛍光体か
らの黄色系の発光と、蛍光体に吸収されなかった発光ダ
イオードからの青色系の発光との混色によって、白色系
の発光が得られる。

【０００６】ここで、特許第２９２７２７９号公報に記
載の発光ダイオードの具体構造を説明すると、従来と同
様に樹脂部が砲弾形となる発光ダイオードは、図１５に
示すように、リードフレームであるマウント・リード１
のカップ内にＬＥＤチップ２をマウントし、ワイヤボン
ディングにより電性ワイヤー３でＬＥＤチップ２の両電
極をそれぞれマウント・リード１およびインナー・リー
ド４に接続し、マウント・リード１のカップ内にコーテ
ィング部５を設け、そしてＬＥＤチップ２側を砲弾形の
モールド部材６で覆う構造になっている。

【０００７】また、チップ型の発光ダイオードは、図１
６に示すように、電極１１を有する筐体１２にＬＥＤチ
ップ１３をマウントし、ワイヤボンディングにより電性
ワイヤー１４でＬＥＤチップ１３の各電極を筐体１２の
各電極１１に接続し、筐体１２内にモールド部材１５を
設ける構造になっている。

【０００８】また、面状発光光源は、図１７に示すよう
に、線状光源を面状光源に変換するための導光板２１な
どを用い、コの字形状の金属基板２２にＬＥＤチップ２
３を積載し、その中にフォトルミネセンスが含有された
コーティング部２４を設ける構造になっている。

【０００９】さらに、ＬＥＤ表示器は、図１８に示すよ
うに、筐体３１、発光ダイオード３２および充填材３３
などにより構成されている。現在、照明用として使用さ
れているユニットも、これと同様に、ＬＥＤを印刷配線
基板に複数個実装して構成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１５
および図１６に示す発光ダイオードでは、ＬＥＤチップ
がマウント・リードや筐体に実装されるので、発光ダイ
オードを基板上に実装する場合、２回実装しなければな
らず、コスト増の課題が生じる。

【００１１】また、マウント・リードのカップ内に、Ｌ
ＥＤチップの発光を変換するフォトルミネセンス蛍光体
を含有するコーティング部を設ける場合、蛍光体の量の
制御が困難になり、色のバラツキが生じやすくなる。例
えば所望する発光色が白色である場合に蛍光体の量にバ
ラツキが生じると、蛍光体から発せられる黄色系の光に
バラツキが生じ、得られる発光色が高温度の青白い色調
に変化したり、逆に低温度の黄色みがかった色調に変化
したりする。このような色調のバラツキは、特に複数の
光源を面状に設けた場合に、色むらとして容易に判別さ
れてしまう。

【００１２】なお、カップ内に蛍光体（物質）を配置す
るためには、蛍光体を樹脂に含有させる必要がある。し
かし、蛍光体を含有する樹脂は高エネルギーの青色光と
素子近傍の高温に同時に晒されると劣化するので、光源
としての寿命が短くなる。

【００１３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、コスト低減および色のバラツキ防止が可能にな
る照明光源を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明の照明光源は、板状のベース部材
を有し、このベース部材の一の面側に導体層が積層さ
れ、この導体層の一の面側に蛍光体層が積層されて成る
実装基板と、前記実装基板の一の面上に実装される複数
の半導体発光素子とを備えるのである。

【００１５】この構成では、実装の回数が１回で済むの
で、コストの低減が可能になる。特に、実装基板に設け
られる半導体発光素子が増加するにつれてコストダウン
の効果はより一層大きくなる。また、蛍光体層が分散保
持する蛍光体の濃度を一定にすれば、蛍光体層の膜厚を
制御するだけで、蛍光体の量的制御を非常に容易に行え
る。これにより、蛍光体の量を実装基板全体で均一にす
ることができるとともに、蛍光体の量を所定の一定値に
調整することができるので、色のバラツキ防止が可能に
なる。

【００１６】なお、請求項１記載の照明光源において、
前記実装基板の一の面上における前記複数の半導体発光
素子の各実装領域には窪みが形成されている構造でもよ
い（請求項２）。この構造では、例えば窪みの側面にも
蛍光体層を積層すれば、半導体発光素子から放射された
光のうち、実装基板側への光に加えて実装基板の一の面
に沿った方向の光が窪み側面の蛍光体層により所定の色
の光に変換されるので、その所定の色の光の割合を高く
することができる。そして、半導体発光素子毎の蛍光体
層の面積が大きくなるので、窪みを形成しない構造の照
明光源と発光色を同じ色調にする場合、蛍光体層に含有
すべき蛍光体の濃度を、窪みを形成しない構造の照明光
源のそれよりも低くすることができる。これにより、蛍
光体間の多重散乱によって蛍光体層に光が滞在する時間
が短くなるので、光化学反応による蛍光体およびこれを
含有する樹脂の劣化を好適に抑制することが可能とな
る。

【００１７】また、請求項１記載の照明光源において、
前記複数の半導体発光素子の各々は蛍光体が少なくとも
上面にコーティングされている構成でもよい（請求項
３）。この構成では、各半導体発光素子から放射された
ほぼ全方向の光が、蛍光体層および半導体発光素子にコ
ーティングされた蛍光体によって均等に波長変換される
ので、色むらのない均質な光を得ることができる。

【００１８】また、請求項１または２記載の照明光源に
おいて、前記複数の半導体発光素子の各上方に設けられ
る遮光板を備える構成でもよい（請求項４）。この構成
によれば、各半導体発光素子から放射された光が蛍光体
層を通らずにそのまま外部に向かう割合が低くなるの
で、色むらのない均質な光を得ることができる。

【００１９】また、請求項１または２記載の照明光源に
おいて、前記複数の半導体発光素子の各上方に設けられ
る反射板を備える構成でもよい（請求項５）。この構成
によれば、各半導体発光素子から放射された光が蛍光体
層を通らずにそのまま外部に向かう割合が低くなるの
で、色むらのない均質な光を得ることができる。

【００２０】また、請求項１または２記載の照明光源に
おいて、前記複数の半導体発光素子の各上方に設けられ
る蛍光板を備える構成でもよい（請求項６）。この構成
によれば、各半導体発光素子から放射された光が蛍光板
を通るようになり、蛍光体を含有する領域を通らずにそ
のまま外部に向かう割合が低くなるので、色むらのない
均質な光を得ることができる。

【００２１】また、請求項１〜６のいずれかに記載の照
明光源において、前記ベース部材は金属により成り、前
記ベース部材と前記導体層との間には絶縁層が積層され
ている構造でもよい（請求項７）。この構造では、各半
導体発光素子がベース部材を通じて放熱することによ
り、各半導体発光素子近傍の温度が低くなり、蛍光体層
がエネルギーを持つ光と半導体発光素子近傍の高温に同
時に晒されることによる劣化が抑制される。この結果、
光源としての寿命を延ばすことが可能になる。

【００２２】さらに、請求項１〜７のいずれかに記載の
照明光源において、前記半導体発光素子は青色系のＬＥ
Ｄ素子であり、前記蛍光体層には前記ＬＥＤ素子からの
光で励起されると黄色系の光を発する蛍光体が含有され
ている構成でもよい（請求項８）。この構成では、白色
光の照明光源を得ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る照明光源の断面構造を示す模式図、図２〜図６は図１
に示す照明光源の製造手順の説明図で、これらの図を用
いて以下に第１実施形態の説明を行う。ただし、図１は
照明光源の断面構造の一部を示す。

【００２４】図１の照明光源は、複数の光源が例えば線
状またはマトリクス状に配置されて成り、基板１００
（実装基板）と、この基板１００に実装される複数（図
１では１つのみ図示）の半導体発光素子２００と、各半
導体発光素子２００の領域に設けられる凸レンズ状で透
光性の樹脂３００とにより構成されている。

【００２５】基板１００は、例えば最小内径２ｍｍ程
度、最大内径３ｍｍ程度のすり鉢型で窪みを形成する孔
Ｈ１が複数穿設された反射枠１００ｅが上面に一体に取
着されて成る印刷配線基板により構成されている。この
印刷配線基板自体は、熱伝導の良いアルミや銅などによ
り板状に形成される金属ベース１００ａを有し、この金
属ベース１００ａの上面（一の面）に絶縁層１００ｂが
一面に積層され、この絶縁層１００ｂの上面の必要箇所
に配線パターン導体１００ｃが積層され、この配線パタ
ーン導体１００ｃの一部領域に蛍光体層１００ｄが積層
されて成り、所望の回路が設けられる。蛍光体層１００
ｄは、半導体発光素子２００からの光で励起されると黄
色系の光を発する蛍光体を分散保持するエポキシ樹脂に
より成り、各半導体発光素子２００が実装される周辺領
域、図１の例では、各孔Ｈ１により形成される窪み底面
のほぼ全域に形成されている。また、反射枠１００ｅの
各孔Ｈ１の周壁は鏡面仕上げになっている。

【００２６】半導体発光素子２００は、窒化ガリウム系
化合物半導体より成る青色系のＬＥＤ素子であり、ワイ
ヤボンディングによるリード線Ｗで、対応する配線パタ
ーン導体１００ｄにそれぞれ接続されるＰ，Ｎ電極を同
一面（図では上面）に有するチップ状に形成されてい
る。

【００２７】次に、上記構成の照明光源の製造手順を説
明する。まず、金属ベース１００ａを用意して、図２に
示すように、金属ベース１００ａの上面に絶縁層１００
ｂを積層し、この絶縁層１００ｂの上面に配線パターン
導体１００ｃとなる導体層を積層し、続いてこの導体層
の上面に蛍光体層１００ｄを積層する。ここで、絶縁層
１００ｂを介した金属ベース１００ａの上面側への導体
層の積層は、張り合わせにより行う方法を採ることがで
きる。蛍光体層１００ｄの積層は、蛍光体を含有する透
光性の樹脂を導体層上に塗布することにより行う方法を
採ることができる。あるいは、蛍光体を含有した透光性
の樹脂をシート状に予め形成しておき、これを金属ベー
ス１００ａの導体層の上面に張り合わせる方法、または
スパッタにより蒸着する方法を採り得る。

【００２８】この後、図３に示すように、所望の回路を
設けるために導体層を除去すべき部分の上方にある蛍光
体層１００ｄの除去を行う。この除去方法には、種々の
方法があり、例えば、少量生産の場合には、エンドミル
などで蛍光体層１００ｄの一部を切削する方法を採り得
る。これに対し、大量生産の場合には、レジスト材でマ
スクを行い、例えばウレソルブ（商標）などの溶剤を用
いて蛍光体層１００ｄの一部を溶解する方法、またはサ
ンドブラストなどで蛍光体層１００ｄの一部を剥離する
方法などを採り得る。さらに、蛍光体層１００ｄの樹脂
がフォトレジストのような光反応性のものであれば、所
望の部分を残すようにマスクを用いて露光を行い、この
後、熱処理をしてエッチングを実行すればよい。第１実
施形態では、レジスト材でマスクを行い、溶剤を用いて
蛍光体層１００ｄの一部を溶解する方法を採るが、図で
はそのレジスト層の図示は省略してある。

【００２９】この後、除去せずに残した蛍光体層１００
ｄおよびその上のレジスト層をマスクにして、図４に示
すように、所望の回路を設けるために除去すべき導体層
の一部をエッチングにより除去する。

【００３０】この後、図５に示すように、ボンディング
パッドを形成すべき領域および各半導体発光素子２００
が実装される周辺領域外の領域（図１参照）にある蛍光
体層１００ｄを上記と同様の方法で除去する。続いて、
ボンディングに必要なニッケルおよび金の層をメッキな
どの方法で形成する。これにより、基板１００を構成す
る印刷配線基板が得られる。

【００３１】この後、基板１００の各窪み内の底面中央
に対応する印刷配線基板の蛍光体層１００ｄ上に（図１
参照）、図６に示すように、半導体発光素子２００を例
えば透明樹脂で接着固定（マウント）する。このとき、
必要あれば他の素子も実装されるのは言うまでもない。
続いて、ワイヤボンディングによりリード線Ｗで、半導
体発光素子２００の各電極を対応する配線パターン導体
１００ｃのボンディングパッドに接続する。

【００３２】この後、上記印刷配線基板の上面に反射枠
１００ｅを接着剤などで取着し、これにより構成される
基板１００における各窪みに樹脂３００を充填する。こ
のとき、樹脂３００は、図１に示すように、基板１００
の上方に向けて盛り上がる凸レンズ状に形成される。

【００３３】このように構成される照明光源では、半導
体発光素子２００が発光すると、青色系の光が蛍光体に
吸収されて得られる黄色系の光と、蛍光体に吸収されな
かった青色系の光との混色によって、白色系の発光が得
られる。

【００３４】以上、第１実施形態によれば、実装の回数
が１回で済むので、コストの低減が可能になる。特に、
基板１００に設けられる半導体発光素子２００が増加す
るにつれてコストダウンの効果はより一層大きくなる。

【００３５】また、蛍光体層１００ｄは薄膜形成的手法
を用いて設けられるので、蛍光体層１００ｄが分散保持
する蛍光体の濃度を一定にすれば、蛍光体層１００ｄの
膜厚を制御するだけで、蛍光体の量的制御を非常に容易
に行える。これにより、蛍光体の量を基板１００全体で
均一にすることができるとともに、蛍光体の量を所定の
一定値に調整することができるので、色のバラツキ防止
が可能になる。

【００３６】また、基板１００は金属ベース１００ａを
有するので、各半導体発光素子２００が金属ベース１０
０ａを通じて放熱することにより、各半導体発光素子２
００近傍の温度が低くなり、蛍光体層１００ｄが高エネ
ルギーの青色光と半導体発光素子２００近傍の高温に同
時に晒されることによる劣化が抑制される。これによ
り、光源としての寿命を延ばすことが可能になる。

【００３７】さらに、基板１００に蛍光体層１００ｄを
積層したので、樹脂３００に蛍光体を含有する必要がな
く、バインダーと混合し、焼成してバインダーを除去す
るなどの方法で固着させることが可能になる。

【００３８】なお、第１実施形態では、基板１００のベ
ース部材は、金属ベース１００ａが使用される構成にな
っているが、これに限らず、ガラスエポキシや紙フェノ
ールなどにより成るベース部材が使用される構成でもよ
い。この場合、絶縁層１００ｂを設ける必要がないのは
言うまでもない。

【００３９】また、第１実施形態では、基板１００は、
反射枠１００ｅが上面に一体に取着されて成る印刷配線
基板により構成されるが、反射枠１００ｅを使用しない
構成でもよい。この構成の場合、上記製造手順におい
て、ワイヤボンディングによりリード線Ｗで、半導体発
光素子２００の各電極を対応する配線パターン導体１０
０ｃのボンディングパッドに接続した後、各半導体発光
素子２００に樹脂３００を凸レンズ状（例えば半球状）
に形成すればよい。

【００４０】さらに、第１実施形態では、半導体発光素
子は、ワイヤボンディングによるリード線で、対応する
配線パターン導体にそれぞれ接続されるＰ，Ｎ電極を同
一面に有するチップ状に形成される構造になっている
が、これに限らず、ダイスボンディングによる搭載接合
およびワイヤボンディングによるリード線で、対応する
配線パターン導体に接続されるＰ，Ｎ電極をそれぞれ互
いに反対方向を向く両面に有するチップ状に形成される
構造でもよい。あるいは、ダイスボンディングによる搭
載接合で、対応する配線パターン導体にそれぞれ接続さ
れるＰ，Ｎ電極を両側に有するチップ状に形成される構
造でもよい。これらいずれの構造でも基板に実装可能で
あり、上記効果を奏することができるのは言うまでもな
い。

【００４１】図７は本発明の第２実施形態に係る照明光
源の断面構造を示す模式図で、この図を用いて以下に第
２実施形態の説明を行う。ただし、図７は照明光源の断
面構造の一部を示す。

【００４２】図７の照明光源は、複数の半導体発光素子
２００および樹脂３００などを第１実施形態と同様に備
えているほか、第１実施形態との相違点として基板１０
１を備えている。

【００４３】この基板１０１は、例えば最小内径３ｍｍ
程度、最大内径５〜１０ｍｍ程度のすり鉢型の孔Ｈ２が
複数穿設された反射枠１０１ｅが上面に一体に取着され
て成る印刷配線基板により構成されている。この印刷配
線基板自体は、例えば最小内径２ｍｍ程度、最大内径３
ｍｍ程度の逆円錐台形状の窪みＣａｖが複数上面側に形
成された金属ベース１０１ａを有し、この金属ベース１
０１ａの上面に絶縁層１０１ｂが一面に積層され、この
絶縁層１０１ｂの上面の必要箇所に配線パターン導体１
０１ｃが積層され、この配線パターン導体１０１ｃの一
部領域に蛍光体層１０１ｄが積層されて成り、所望の回
路が設けられる。蛍光体層１０１ｄは、半導体発光素子
２００からの光で励起されると黄色系の光を発する蛍光
体を分散保持するエポキシ樹脂により成り、各半導体発
光素子２００が実装される周辺領域、図７の例では、上
記印刷配線基板の各窪みＣａｖのほぼ全域に形成されて
いる。また、反射枠１０１ｅの各孔Ｈ２の周壁は鏡面仕
上げになっている。

【００４４】この構成では、半導体発光素子２００から
放射された光のうち、下方向への光に加えて横方向の光
が蛍光体層１０１ｄにより黄色系の光に変換されるの
で、黄色系の光の割合が高くなる。

【００４５】以上、第２実施形態によれば、第１実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、黄色系
の光の割合が高くなるので、色温度を低く設定する必要
がある用途に好適な照明光源を得ることができる。

【００４６】また、黄色系の光の割合が高くなるととも
に、半導体発光素子２００毎に、第１実施形態のように
蛍光体層の全てを平面に積層するのではなく、蛍光体層
の一部を窪みＣａｖの斜面に積層することにより、半導
体発光素子２００毎の蛍光体層の面積が大きくなるの
で、発光色を第１実施形態と同じ色調にする場合、蛍光
体層１０１ｄに含有すべき蛍光体の濃度を第１実施形態
のそれよりも低くすることができる。これにより、蛍光
体間の多重散乱によって蛍光体層１０１ｄに光が滞在す
る時間が短くなるので、光化学反応による蛍光体および
これを含有する樹脂の劣化を第１実施形態よりも好適に
抑制することが可能となる。

【００４７】さらに、蛍光体を含有する樹脂が半導体発
光素子２００から離れたところまで位置するので、半導
体発光素子２００の温度の影響を受け、光化学反応が促
進されて劣化する割合が低くなる。

【００４８】図８は本発明の第３実施形態に係る照明光
源の断面構造を示す模式図で、この図を用いて以下に第
３実施形態の説明を行う。ただし、図８は照明光源の断
面構造の一部を示す。

【００４９】図８の照明光源は、複数の半導体発光素子
２００および樹脂３００などを第２実施形態と同様に備
えているほか、第２実施形態との相違点として基板１０
２を備えている。

【００５０】この基板１０２は、所望の回路が設けられ
る印刷配線基板であって、逆円錐台形状の窪みＣａｖが
複数上面側に形成された金属ベース１０２ａを有し、こ
の金属ベース１０２ａの上面に絶縁層１０２ｂが一面に
積層され、この絶縁層１０２ｂの上面の必要箇所に配線
パターン導体１０２ｃが積層され、この配線パターン導
体１０２ｃの一部領域に蛍光体層１０２ｄが積層されて
成る。

【００５１】次に、上記照明光源の製造手順の一例を説
明する。まず、金属ベース１０２ａを用意して、第１実
施形態と同様に、金属ベース１０２ａの上面に絶縁層１
０２ｂを積層し、この絶縁層１０２ｂの上面に導体層を
積層し、続いてこの導体層の上面に蛍光体層１０２ｄを
積層する。

【００５２】この後、所望の回路を設けるために導体層
を除去すべき部分の上方にある蛍光体層１０２ｄを除去
し、続いて所望の回路を設けるために除去すべき導体層
の一部をエッチングにより除去する。これにより、配線
パターン導体１０２ｃが形成される。

【００５３】この後、ボンディングパッドを形成すべき
領域および各半導体発光素子２００が実装される周辺領
域外の領域（図８参照）にある蛍光体層１０２ｄを除去
し、続いてボンディングに必要なニッケルおよび金の層
をメッキなどの方法で形成する。これにより、基板１０
２が得られる。

【００５４】この後、基板１０２の各窪みＣａｖ内の底
面中央に位置する蛍光体層１０２ｄ上に（図８参照）、
半導体発光素子２００をマウントし、続いてワイヤボン
ディングによりリード線Ｗで、半導体発光素子２００の
各電極を対応する配線パターン導体１０２ｃのボンディ
ングパッドに接続する。

【００５５】この後、基板１０２の各窪みＣａｖに樹脂
３００を充填する。このとき、樹脂３００は、図８に示
すように、基板１０２の上方に向けて盛り上がる凸レン
ズ状に形成される。

【００５６】以上、第３実施形態によれば、第２実施形
態と同様の効果を奏することが可能になる。また、各窪
みＣａｖに反射板の機能を持たせれば、反射枠を具備し
た場合と同様の配光が可能になる。

【００５７】なお、第３実施形態では、図８に示すよう
に、各窪みＣａｖが金属ベース１０２ａに形成される
が、各窪みＣａｖをプレスなどで形成してもよい。この
プレス成形の場合には、図９に示すように、金属ベース
の下面に突部１０２ｆが形成される。また、プレス成形
は、基板１０２の製作前に実行される手順でもよく、あ
るいは基板１０２の製作後に実行される手順でもよい。
このようなプレス成形については、第３実施形態に限ら
ず、第２実施形態の金属ベース１０１ａにも適用可能で
ある。

【００５８】また、第３実施形態では、基板１０２のベ
ース部材は、金属ベース１０２ａになっているが、これ
に限らず、図１０に示すように、ガラスエポキシや紙フ
ェノールなどにより成る基板（樹脂基板）に配線をメッ
キなどで設けたベース部材ＭＩＤでもよい。この場合、
図１０に示すように、絶縁層１０２ｂは不要になる。こ
のようなベース部材も、第２実施形態の金属ベース１０
１ａに代えて適用可能である。

【００５９】図１１は本発明の第４実施形態に係る照明
光源の断面構造を示す模式図で、この図を用いて以下に
第４実施形態の説明を行う。ただし、図１１は照明光源
の断面構造の一部を示す。

【００６０】図１１の照明光源は、基板１０２および樹
脂３００などを第３実施形態と同様に備えているほか、
第３実施形態との相違点として基板１０２に実装される
複数の半導体発光素子２０１を備えている。

【００６１】半導体発光素子２０１は、窒化ガリウム系
化合物半導体より成る青色系のＬＥＤ素子２０１ａを有
し、ワイヤボンディングによるリード線Ｗで、対応する
配線パターン導体１０２ｃにそれぞれ接続されるＰ，Ｎ
電極を同一面に有するチップ状に形成され、ＬＥＤ素子
２０１ａの光で励起されると黄色系の光を発する蛍光体
層２０１ｂがＬＥＤ素子２０１ａの上面にコーティング
されて成る。

【００６２】ここで、仮に、各ＬＥＤ素子２０１ａの上
面に蛍光体層２０１ｂをコーティングするだけでは、各
半導体発光素子２０１から下方および横方向に放射され
た光が蛍光体層２０１ｂを通らずにそのまま外部に放射
する割合が大きく、青色系の光と波長変換された黄色系
の光との比率によって色調が決定されることから、レン
ズによる集光後の色調にむらが生じることになる。ま
た、仮に、基板１０２の上面に蛍光体層１０２ｄを積層
するだけでは、各半導体発光素子２０１から上方に放射
された光が蛍光体層１０２ｄを通らずにそのまま外部に
放射することになるので、レンズによる集光後の色調に
むらが生じることになる。これらに対し、第４実施形態
では、各半導体発光素子２０１から放射されたほぼ全方
向の光が均等に蛍光体を含有する領域を通るので、色む
らのない均質な白色光を得ることができる。

【００６３】以上、第４実施形態によれば、第３実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、半導体
発光素子２０１に蛍光体層２０１ｂを設けることで、色
むらのない均質な白色光を得ることができる。

【００６４】図１２は本発明の第５実施形態に係る照明
光源の断面構造を示す模式図で、この図を用いて以下に
第５実施形態の説明を行う。ただし、図１２は照明光源
の断面構造の一部を示す。

【００６５】図１２の照明光源は、基板１０２、複数の
半導体発光素子２００、および樹脂３００などを第３実
施形態と同様に備えているほか、第３実施形態との相違
点として、各半導体発光素子２００上方（前方）の樹脂
３００内に設けられ、半導体発光素子２００の直接光を
遮断するための遮光板４００を備えている。

【００６６】ここで、遮光板４００の大きさは、半導体
発光素子２００からの距離、必要な光量および光の均質
度に応じて設定される。例えば、半導体発光素子２００
から離れるほど、半導体発光素子２００の直接光を遮断
するために、遮光板４００は大きくなるが、この遮光板
４００の大きさは、必要な光量および光の均質度に応じ
て制限される。

【００６７】次に、上記照明光源の製造手順の一例を説
明する。まず、基板１０２を用意して、基板１０２の各
窪みＣａｖ内の底面中央に位置する蛍光体層１０２ｄ上
に、半導体発光素子２００をマウントし、続いてワイヤ
ボンディングによりリード線Ｗで、半導体発光素子２０
０の各電極を対応する配線パターン導体１０２ｃのボン
ディングパッドに接続する。

【００６８】この後、基板１０２の各窪みＣａｖに樹脂
３００を途中まで充填し、若干硬化した後に遮光板４０
０を半導体発光素子２００の上方に載置し、続いてその
上に樹脂３００を充填する。このとき、樹脂３００は、
図１２に示すように、基板１０２の上方に向けて盛り上
がる凸レンズ状に形成される。

【００６９】以上、第５実施形態によれば、各半導体発
光素子２００から放射された光が蛍光体層１０２ｄを通
らずにそのまま外部に向かう割合が低くなるので、第４
実施形態と同様の効果を奏することが可能になる。

【００７０】図１３は本発明の第６実施形態に係る照明
光源の断面構造を示す模式図で、この図を用いて以下に
第６実施形態の説明を行う。ただし、図１３は照明光源
の断面構造の一部を示す。

【００７１】図１３の照明光源は、基板１０２、複数の
半導体発光素子２００、および樹脂３００などを第３実
施形態と同様に備えているほか、第３実施形態との相違
点として、各半導体発光素子２００上方の樹脂３００内
に設けられ、半導体発光素子２００の直接光を下側に反
射するための反射板４０１を備えている。

【００７２】この反射板４０１は、第５実施形態の遮光
板４００と同様にして設けられ、図１３の例では、下に
凸の凸面鏡になっている。反射板４０１は、平板状でも
よいが下に凸の凸面形状に形成されることで、半導体発
光素子２００からの光を基板１０２上の蛍光体層１０２
ｄ全体に均等に反射することができる。

【００７３】以上、第６実施形態によれば、各半導体発
光素子２００から放射された光が蛍光体層１０２ｄを通
らずにそのまま外部に向かう割合が低くなるので、第４
実施形態と同様の効果を奏することが可能になる。

【００７４】図１４は本発明の第７実施形態に係る照明
光源の断面構造を示す模式図で、この図を用いて以下に
第７実施形態の説明を行う。ただし、図１４は照明光源
の断面構造の一部を示す。

【００７５】図１４の照明光源は、基板１０２、複数の
半導体発光素子２００、および樹脂３００などを第３実
施形態と同様に備えているほか、第３実施形態との相違
点として複数の樹脂板４０２を備えている。

【００７６】樹脂板４０２は、半導体発光素子２００か
らの光で励起されると黄色系の光を発する蛍光体を分散
保持する板状で透光性の樹脂により成り、各半導体発光
素子２００上方の樹脂３００内に設けられている。ま
た、樹脂板４０２は、第５実施形態の遮光板４００と同
様の大きさに形成される構成でもよいが、半導体発光素
子２００から上方に放射される光が樹脂板４０２で遮断
されないので、樹脂板４０２を遮光板４００より大きく
しても構わない。

【００７７】以上、第７実施形態によれば、各半導体発
光素子２００から放射された光が樹脂板４０２を通るこ
とになり、蛍光体を含有する領域を通らずにそのまま外
部に向かう割合が低くなるので、第４実施形態と同様の
効果を奏することが可能になる。

【００７８】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、板状のベース部材を有し、この
ベース部材の一の面側に導体層が積層され、この導体層
の一の面側に蛍光体層が積層されて成る実装基板と、前
記実装基板の一の面上に実装される複数の半導体発光素
子とを備えるので、コストの低減および色のバラツキ防
止が可能になる。

【００７９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の照明光源において、前記実装基板の一の面上におけ
る前記複数の半導体発光素子の各実装領域には窪みが形
成されているので、例えば窪みの側面にも蛍光体層を積
層すれば、蛍光体層により変換される所定の色の光の割
合を高くすることができるとともに、蛍光体層に含有す
べき蛍光体の濃度を、窪みを形成しない構造の照明光源
のそれよりも低くすることができ、この結果、光化学反
応による蛍光体およびこれを含有する樹脂の劣化を好適
に抑制することが可能となる。

【００８０】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の照明光源において、前記複数の半導体発光素子の各
々は蛍光体が少なくとも上面にコーティングされている
ので、色むらのない均質な光を得ることができる。

【００８１】請求項４記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の照明光源において、前記複数の半導体発光
素子の各上方に設けられる遮光板を備えるので、色むら
のない均質な光を得ることができる。

【００８２】請求項５記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の照明光源において、前記複数の半導体発光
素子の各上方に設けられる反射板を備えるので、色むら
のない均質な光を得ることができる。

【００８３】請求項６記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の照明光源において、前記複数の半導体発光
素子の各上方に設けられる蛍光板を備えるので、色むら
のない均質な光を得ることができる。

【００８４】請求項７記載の発明によれば、請求項１〜
６のいずれかに記載の照明光源において、前記ベース部
材は金属により成り、前記ベース部材と前記導体層との
間には絶縁層が積層されているので、光源としての寿命
を延ばすことが可能になる。

【００８５】請求項８記載の発明によれば、請求項１〜
７のいずれかに記載の照明光源において、前記半導体発
光素子は青色系のＬＥＤ素子であり、前記蛍光体層には
前記ＬＥＤ素子からの光で励起されると黄色系の光を発
する蛍光体が含有されているので、白色光の照明光源を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る照明光源の断面構
造を示す模式図である。

【図２】図１に示す照明光源の製造手順の説明図であ
る。

【図３】図１に示す照明光源の製造手順の説明図であ
る。

【図４】図１に示す照明光源の製造手順の説明図であ
る。

【図５】図１に示す照明光源の製造手順の説明図であ
る。

【図６】図１に示す照明光源の製造手順の説明図であ
る。

【図７】本発明の第２実施形態に係る照明光源の断面構
造を示す模式図である。

【図８】本発明の第３実施形態に係る照明光源の断面構
造を示す模式図である。

【図９】プレス成形で形成された窪みを有する金属ベー
スの断面構造を示す模式図である。

【図１０】金属ベースに代わる別のベース部材の断面構
造を示す模式図である。

【図１１】本発明の第４実施形態に係る照明光源の断面
構造を示す模式図である。

【図１２】本発明の第５実施形態に係る照明光源の断面
構造を示す模式図である。

【図１３】本発明の第６実施形態に係る照明光源の断面
構造を示す模式図である。

【図１４】本発明の第７実施形態に係る照明光源の断面
構造を示す模式図である。

【図１５】従来の発光ダイオードの断面構造を示す模式
図である。

【図１６】従来の発光ダイオードの断面構造を示す模式
図である。

【図１７】従来の面状発光光源の断面構造を示す模式図
である。

【図１８】従来のＬＥＤ表示器を示す模式図である。

【符号の説明】

１００，１０１，１０２基板１００ａ，１０１ａ，１０２ａ金属ベース１００ｂ，１０１ｂ，１０２ｂ絶縁層１００ｃ，１０１ｃ，１０２ｃ配線パターン導体１００ｄ，１０１ｄ，１０２ｄ蛍光体層１００ｅ，１０１ｅ反射枠２００，２０１半導体発光素子３００樹脂４００遮光板４０１反射板４０２樹脂板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩浜英二大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者橋爪二郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 5F041 AA05 AA11 AA12 CB36 DA55 DA81 EE23 EE24 FF11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状のベース部材を有し、このベース部
材の一の面側に導体層が積層され、この導体層の一の面
側に蛍光体層が積層されて成る実装基板と、前記実装基板の一の面上に実装される複数の半導体発光
素子とを備える照明光源。
【請求項２】前記実装基板の一の面上における前記複
数の半導体発光素子の各実装領域には窪みが形成されて
いる請求項１記載の照明光源。
【請求項３】前記複数の半導体発光素子の各々は蛍光
体が少なくとも上面にコーティングされている請求項１
記載の照明光源。
【請求項４】前記複数の半導体発光素子の各上方に設
けられる遮光板を備える請求項１または２記載の照明光
源。
【請求項５】前記複数の半導体発光素子の各上方に設
けられる反射板を備える請求項１または２記載の照明光
源。
【請求項６】前記複数の半導体発光素子の各上方に設
けられる蛍光板を備える請求項１または２記載の照明光
源。
【請求項７】前記ベース部材は金属により成り、前記
ベース部材と前記導体層との間には絶縁層が積層されて
いる請求項１〜６のいずれかに記載の照明光源。
【請求項８】前記半導体発光素子は青色系のＬＥＤ素
子であり、前記蛍光体層には前記ＬＥＤ素子からの光で
励起されると黄色系の光を発する蛍光体が含有されてい
る請求項１〜７のいずれかに記載の照明光源。