JPWO2013179625A1 - Ｌｅｄモジュールおよびその製造方法、照明器具 - Google Patents

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Abstract

ＬＥＤモジュールは、サブマウント部材と、サブマウント部材の厚み方向の一面側に第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、第１接合部が、ＬＥＤチップから放射される光を通すように構成され、サブマウント部材が、光拡散性を有する透光性部材である。サブマウント部材の平面サイズは、ＬＥＤチップの平面サイズよりも大きい。配線パターンは、サブマウント部材の一面においてＬＥＤチップを避けて設けられている。サブマウント部材は、厚み方向において重なる複数の透光層からなり、各透光層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップから遠い透光層ほど、ＬＥＤチップから放射される光の波長域における反射率が高い。照明器具は、光源としてＬＥＤモジュールを備える。

Description

本発明は、ＬＥＤモジュールおよびその製造方法、照明器具に関するものである。
従来から、図４５に示す構成の発光装置１００が提案されている（日本国特許出願公開番号２００８−９１８３１：特許文献１）。発光装置１００は、窒化物系セラミックス基板１２１の表面上に酸化物層１２３を介してＡｕ層１２４が設けられたサブマウント基板１２０と、このサブマウント基板１２０上にはんだ層１２５を介して搭載されたＬＥＤ発光素子１２６と、を備えている。酸化物層１２３は、金属酸化物を主成分としている。サブマウント基板１２０は、窒化物系セラミック基板１２１において、Ａｕ層１２４が形成されていない表面上に、Ａｇ又はＡｌの少なくとも１種よりなる反射膜層１２２が形成されている。
特許文献１には、ＬＥＤ発光素子１２６からの光を効率良く取り出す目的で、窒化物系セラミックス基板１２１として、反射率の高い窒化アルミニウムを使用することが好ましい旨が記載されている。
また、従来から、図４６に示す構成のチップ型発光素子が提案されている（日本国特許出願公開番号１１−１１２０２５：特許文献２）。このチップ型発光素子は、絶縁性基板２０１と、絶縁性基板２０１の表面にマウントされるＬＥＤチップ２０６と、ＬＥＤチップ２０６の周辺を被覆するパッケージ２０７と、を備えている。
特許文献２には、絶縁性基板２０１として、アルミナ、窒化アルミナなどのセラミックスからなる白色系の絶縁性基板を用いることにより、ＬＥＤチップ２０６の基板の裏面側に進んだ青色の光を反射することができる旨が記載されている。
また、従来から、図４７に示すように、基板３０４および反射部材３０２を有する発光素子収納パッケージと、基板３０４の搭載部３０４ａに搭載されたＬＥＤチップからなる発光素子３０６と、を備えた発光装置を、外部回路基板３０１に実装してなる構成が提案されている（日本国特許出願公開番号２００６−２３７５５７：特許文献３）。
特許文献３には、基板３０４および反射部材３０２が、白色系のセラミックスからなることが好ましい旨が記載されている。また、特許文献３には、上述の発光装置を光源として備えた照明装置が記載されている。
図４５の構成の発光装置１００では、ＬＥＤ発光素子１２６の発光層から放射された光の一部が、ＬＥＤ発光素子１２６中を透過して窒化物系セラミック基板１２１側に向い、はんだ層１２５で反射されるものと推考される。しかしながら、発光装置１００では、はんだ層１２５で反射された光が、ＬＥＤ発光素子１２６内で吸収されたり、多重反射されることなどに起因して、光取り出し効率が低下してしまうと推考される。
図４６の構成のチップ型発光素子では、ＬＥＤチップ２０６の基板の裏面側に進んだ青色の光が、絶縁性基板２０１で反射されるが、ＬＥＤチップ２０６内で吸収されたり、多重反射されることなどに起因して、光取り出し効率が低下してしまうと推考される。
図４７の構成では、発光素子３０６の発光層から放射された光の一部が、発光素子３０６中を透過して基板３０４側へ向い、基板３０４で反射されるが、発光素子３０６内で吸収されたり、多重反射されることなどに起因して、光取り出し効率が低下してしまうと推考される。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、光取り出し効率を向上させることが可能なＬＥＤモジュールおよびその製造方法、照明器具を提供することにある。
本発明のＬＥＤモジュールは、サブマウント部材と、前記サブマウント部材の厚み方向の一面側に第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、前記第１接合部が、前記ＬＥＤチップから放射される光を通すように構成され、前記サブマウント部材が、光拡散性を有する透光性部材であり、前記サブマウント部材の平面サイズは、前記ＬＥＤチップの平面サイズよりも大きく、前記配線パターンは、前記サブマウント部材の前記一面において前記ＬＥＤチップを避けて設けられ、前記サブマウント部材は、前記厚み方向において重なる複数の透光層からなり、前記複数の前記透光層の光学特性が互いに異なり、前記ＬＥＤチップから遠い前記透光層ほど、前記ＬＥＤチップから放射される光の波長域における反射率が高いことを特徴とする。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する第１蛍光体を含有する透明材料により形成された色変換部を備え、前記色変換部は、前記ＬＥＤチップの側面と前記ＬＥＤチップにおける前記第１接合部側とは反対側の表面とを覆うように配置されていることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記色変換部は、光拡散材を含有していることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、不透光基板を備え、前記サブマウント部材は、前記不透光基板の一表面側に第２接合部を介して接合されていることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記第１接合部と前記第２接合部との少なくとも一方は、前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する第２蛍光体を含有していることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記サブマウント部材の前記一面側に、光が最終的に通過する外殻を構成する樹脂部を備え、前記樹脂部は、光拡散材を含有した透明樹脂からなることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記サブマウント部材の前記一面側に複数の前記ＬＥＤチップを備え、前記配線パターンは、前記サブマウント部材の前記一面上で互いに離れて配置された第１導体部と、第２導体部と、を備え、前記複数の前記ＬＥＤチップのうち直列接続するＬＥＤチップの一群が、前記第１導体部と前記第２導体部とを結ぶ仮想線上に配置されており、前記仮想線上において前記第１導体部に最も近い前記ＬＥＤチップのアノード電極が、第１ワイヤにより前記第１導体部と電気的に接続され、前記仮想線上において前記第２導体部に最も近い前記ＬＥＤチップのカソード電極が、第２ワイヤにより前記第２導体部と電気的に接続され、前記仮想線上において隣り合う前記ＬＥＤチップのうち前記第１導体部側の前記ＬＥＤチップのカソード電極と前記第２導体部側の前記ＬＥＤチップのアノード電極とが、第３ワイヤにより電気的に接続されていることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記仮想線上に配置された前記一群のＬＥＤチップと前記第１ワイヤと前記第２ワイヤと前記第３ワイヤとを覆うライン状の封止部を備え、前記封止部は、前記仮想線上において隣り合う前記ＬＥＤチップ同士の間に、前記隣り合う前記ＬＥＤチップから放射される光の全反射を抑制する凹部が設けられていることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記サブマウント部材の前記厚み方向の他面側に、前記ＬＥＤチップからの光を反射する反射層を備えることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、前記反射層が金属層であり、前記サブマウント部材の前記他面側に、前記反射層を保護する保護層を備えることが好ましい。
このＬＥＤモジュールにおいて、各前記透光層の各々は、セラミック層であることが好ましい。
本発明のＬＥＤモジュールの製造方法は、前記ＬＥＤモジュールの製造方法であって、前記反射層の形成にあたっては、前記ＬＥＤチップから最も遠い前記透光層の元になるセラミックグリーンシートに、前記反射層の元になる銀ペーストをスクリーン印刷してから前記銀ペーストを焼成することにより前記反射層を形成することを特徴とする。
本発明の照明器具は、前記ＬＥＤモジュールを光源として備えることを特徴とする。
本発明のＬＥＤモジュールにおいては、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
本発明のＬＥＤモジュールの製造方法においては、光取り出し効率を向上させることが可能なＬＥＤモジュールを提供することが可能となる。
本発明の照明器具においては、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
図１は、実施形態１のＬＥＤモジュールの概略断面図である。 図２は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおけるサブマウント部材の概略斜視図である。 図３は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光の進行経路の模式説明図である。 図４は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光の進行経路の模式説明図である。 図５は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光の進行経路の模式説明図である。 図６は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光の進行経路の模式説明図である。 図７は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける不透光基板の他の構成例を示す概略断面図である。 図８は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光の進行経路の模式説明図である。 図９は、アルミナ粒子の粒径と反射率との関係説明図である。 図１０は、比較例のＬＥＤモジュールのサブマウント部材の厚さと光取り出し効率との関係のシミュレーション結果の説明図である。 図１１は、比較例のＬＥＤモジュールのサブマウント部材の平面サイズと光出射量との関係のシミュレーション結果の説明図である。 図１２は、サブマウント部材の厚さと光取り出し効率との関係の実験結果の説明図である。 図１３は、参考形態４の参考例１におけるサブマウント部材およびアルミナ基板の反射率−波長特性図である。 図１４は、第１セラミック層におけるアルミナ粒子の粒径と効率および色差との関係の実験結果の説明図である。 図１５は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおけるサブマウント部材の模式説明図である。 図１６は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおけるサブマウント部材のガラス配合率と積分球の積分強度との関係説明図である。 図１７は、実施形態１の実施例１におけるサブマウント部材およびアルミナ基板の反射率−波長特性図である。 図１８は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第１変形例を示す概略断面図である。 図１９は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第１変形例における光取り出し効率の向上に関する原理を説明するための推定メカニズム図である。 図２０Ａ〜２０Ｃは、実施形態１のＬＥＤモジュールの第１変形例における光取り出し効率の向上に関する原理を説明するための推定メカニズム図である。 図２１は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第２変形例を示し、一部破断した概略斜視図である。 図２２は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第３変形例を示し、一部破断した概略斜視図である。 図２３は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第４変形例の要部概略断面図である。 図２４は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第５変形例の要部概略断面図である。 図２５は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第６変形例の要部概略断面図である。 図２６は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第７変形例の要部概略断面図である。 図２７は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第８変形例の要部概略断面図である。 図２８は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第９変形例の要部概略断面図である。 図２９は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおけるサブマウント部材の他の構成例を説明するための要部概略断面図である。 図３０は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第１０変形例の要部概略断面図である。 図３１は、実施形態１のＬＥＤモジュールの第１１変形例の要部概略断面図である。 図３２Ａは、実施形態２のＬＥＤモジュールの概略斜視図である。図３２Ｂは、図３２ＡのＸ−Ｘ概略断面図である。図３２Ｃは、図３２ＡのＹ−Ｙ概略断面図である。 図３３は、実施形態２のＬＥＤモジュールの変形例を示し、一部破断した概略斜視図である。 図３４は、実施形態２のＬＥＤモジュールの変形例を示す概略断面図である。 図３５Ａは、実施形態２の照明器具の一部破断した概略斜視図である。図３５Ｂは、図３５Ａの要部拡大図である。 図３６Ａは、実施形態２の直管形ＬＥＤランプの一部破断した概略斜視図である。図３６Ｂは、図３６Ａの要部拡大図である。 図３７は、実施形態３のＬＥＤモジュールの概略斜視図である。 図３８は、実施形態３のＬＥＤモジュールの要部概略斜視図である。 図３９は、実施形態３のＬＥＤモジュールの要部概略平面図である。 図４０は、実施形態３のＬＥＤモジュールの第１変形例の概略斜視図である。 図４１は、実施形態３のＬＥＤモジュールの第２変形例の概略斜視図である。 図４２は、実施形態３のＬＥＤモジュールの第２変形例の要部概略斜視図である。 図４３は、実施形態３の照明器具の概略斜視図である。 図４４は、実施形態３の照明器具の一部破断した概略斜視図である。 図４５は、従来例の発光装置の断面図である。 図４６は、他の従来例のチップ型発光素子の斜視説明図である。 図４７は、別の従来例の構成の断面図である。
（実施形態１）
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１について、図１〜８に基いて説明する。
ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４と、サブマウント部材４の厚み方向の一面４ｓａ側に第１接合部５を介して接合されたＬＥＤチップ６と、ＬＥＤチップ６が電気的に接続される配線パターン（導体パターン）８と、を備えている。
ＬＥＤモジュール１は、第１接合部５が、ＬＥＤチップ６から放射される光を通すように構成され、サブマウント部材４が、光拡散性を有する透光性部材である。透光性部材とは、入射した光を屈折させたり内部で拡散（散乱）させたりすることで外部へ出射させる部材である。
サブマウント部材４の平面サイズは、ＬＥＤチップ６の平面サイズよりも大きい。配線パターン８は、サブマウント部材４の一面４ｓａにおいてＬＥＤチップ６を避けて設けられている。サブマウント部材４は、サブマウント部材４の厚み方向において重なる少なくとも二層の透光層からなり、各透光層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ６から遠い透光層ほど、ＬＥＤチップ６から放射される光の波長域における反射率が高い。
これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６の発光層（図示せず）で発光し、ＬＥＤチップ６内および第１接合部５を通過した光の一部がサブマウント部材４内で拡散される。よって、ＬＥＤチップ６内および第１接合部５を通過した光は、全反射されにくくなり、サブマウント部材４の側面４ｓｃや一面４ｓａから取り出されやすくなる。このため、ＬＥＤモジュール１においては、光取り出し効率を向上させることが可能となり、全光束量を向上させることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２を備えていてもよい。この場合、ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４が、不透光基板２の一表面２ｓａ側に第２接合部３を介して接合されているのが好ましい。
ＬＥＤモジュール１の各構成要素については、以下に詳細に説明する。
ＬＥＤチップ６は、このＬＥＤチップ６の厚み方向の一面側に、アノード電極である第１電極（図示せず）と、カソード電極である第２電極（図示せず）と、が設けられている。
ＬＥＤチップ６は、図３に示すように、ｎ形半導体層、発光層およびｐ形半導体層を有するＬＥＤ構造部６０を、基板６１の主表面側に備えている。ｎ形半導体層、発光層およびｐ形半導体層の積層順は、基板６１に近い側から順に、ｎ形半導体層、発光層、ｐ形半導体層としてあるが、これに限らず、ｐ形半導体層、発光層、ｎ形半導体層の順でもよい。ＬＥＤチップ６は、ＬＥＤ構造部６０と基板６１との間に、バッファ層を設けてある構造が、より好ましい。発光層は、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造を有することが好ましいが、これに限らない。例えば、ＬＥＤチップ６は、ｎ形半導体層と発光層とｐ形半導体層とでダブルヘテロ構造を構成するようにしてもよい。なお、ＬＥＤチップ６の構造は、特に限定するものではない。ＬＥＤモジュール１としては、内部にブラッグ反射器などの反射部を備えたＬＥＤチップを採用することもできる。
ＬＥＤチップ６としては、例えば、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップを採用することができる。この場合、ＬＥＤチップ６は、基板６１としてサファイア基板を備えている。ただし、ＬＥＤチップ６の基板６１は、サファイア基板に限らず、発光層で発光する光に対して透明な基板であればよい。
ＬＥＤチップ６のチップサイズは、特に限定するものではない。ＬＥＤチップ６としては、例えば、チップサイズが０．３ｍｍ□（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）や０．４５ｍｍ□（０．４５ｍｍ×０．４５ｍｍ）や１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）のものなどを用いることができる。また、ＬＥＤチップ６の平面形状は、正方形状に限らず、例えば、長方形状などでもよい。ＬＥＤチップ６の平面形状が、長方形状の場合、ＬＥＤチップ６のチップサイズとしては、例えば、０．５ｍｍ×０．２４ｍｍのものなどを用いることができる。
また、ＬＥＤチップ６は、発光層の材料や発光色を特に限定するものではない。すなわち、ＬＥＤチップ６としては、青色ＬＥＤチップに限らず、例えば、紫色ＬＥＤチップ、紫外ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップなどを用いてもよい。
ＬＥＤチップ６とサブマウント部材４とを接合する第１接合部５の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料などの透明材料を採用することができる。
サブマウント部材４を構成する透光性部材は、紫外波長域および可視波長域の光を透過する透光性を有しており、図４中に矢印で模式的に示したように、ＬＥＤチップ６のＬＥＤ構造部６０の発光層から放射される光を透過したり、拡散したりする。サブマウント部材４を構成する透光性部材の材質としては、例えば、透光性セラミックス（アルミナ、硫酸バリウムなど）を採用することができる。透光性セラミックスは、バインダ、添加物などの種類や濃度によって、透過率、反射率、屈折率および熱伝導率を調整することが可能である。ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の一面４ｓａ側の中央部に第１接合部５を介してＬＥＤチップ６が接合されている。
サブマウント部材４は、光拡散性を有する。これにより、ＬＥＤモジュール１は、図４中に矢印で模式的に示したように、ＬＥＤチップ６のＬＥＤ構造部６０の発光層からＬＥＤチップ６の厚み方向の他面側へ放射された光が、サブマウント部材４内で拡散される。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６からサブマウント部材４側へ出射した光がＬＥＤチップ６へ戻るのをより抑制することが可能となり、且つ、サブマウント部材４の一面４ｓａや側面４ｓｃから光を取り出しやすくなる。よって、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。なお、図４では、破線の矢印が、サブマウント部材４内で拡散された光の進行方向を模式的に示している。また、図４では、実線の矢印が、サブマウント部材４の側面４ｓｃから出射した光の進行方向を模式的に示している。
サブマウント部材４は、平面視形状を矩形状としてあるが、これに限らず、例えば、円形状、矩形以外の多角形状などでもよい。サブマウント部材４の平面サイズは、ＬＥＤチップ６の平面サイズよりも大きく設定してある。これにより、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
サブマウント部材４は、ＬＥＤチップ６に近い線膨張率を持つように構成することで、ＬＥＤチップ６と不透光基板２との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ６に働く応力を緩和する応力緩和機能を有することが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６と不透光基板２との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ６に働く応力を緩和することが可能となる。
また、サブマウント部材４は、ＬＥＤチップ６で発生した熱を不透光基板２側へ伝導させる熱伝導機能を有していることが好ましい。また、サブマウント部材４は、ＬＥＤチップ６で発生した熱をＬＥＤチップ６のチップサイズよりも広い範囲に伝導させる熱伝導機能を有していることが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６で発生した熱をサブマウント部材４および不透光基板２を介して効率良く放熱させることが可能となる。
サブマウント部材４と不透過基板２とを接合する第２接合部３の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料などの透明材料を採用することができる。また、第２接合部３の材料としては、導電性ペースト（例えば、銀ペースト、金ペーストなど）や、フィラー（例えば、チタニア、酸化亜鉛など）を添加した樹脂などを採用してもよい。第２接合部３の材料として、銀ペーストを採用する場合には、第２接合部３の周囲を、ガスバリア性の高い接着剤などからなるガスバリア層で囲むことが好ましい。また、不透光基板２が一表面２ｓａ側にレジスト層を備えている場合には、このレジスト層を第２接合部３として利用してもよい。
不透光基板２は、理想的には可視波長域の光を透過しない不透光媒質（不透明体）であり、可視波長域の光を透過しない不透過基板である。不透光基板２は、可視波長域の光の透過率が０％〜１０％であるのが好ましく、０〜５％がより好ましく、０〜１％が更に好ましい。また、不透光基板２は、理想的には可視波長域の光を吸収しないものが好ましく、可視波長域の光の吸収率が０％〜１０％であるのが好ましく、０〜５％がより好ましく、０〜１％が更に好ましい。透過率及び吸収率は、積分球を利用して測定した値である。
不透光基板２の材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銅、リン青銅、銅合金（例えば、４２アロイなど）、ニッケル合金などを採用することができる。
不透光基板２は、上述の材質からなる母材の表面に、母材に比べてＬＥＤチップ６から放射される光に対する反射率の高い反射層（図示せず）を設けたものでもよい。つまり、不透光基板２は、反射層を表面処理層として設けたものでもよい。反射層としては、例えば、Ａｇ膜、Ｎｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ａｇ膜とＰｄ膜とＡｕＡｇ合金膜との積層膜などを採用することができる。金属材料からなる反射層は、めっき層などにより構成することが好ましい。要するに、金属材料からなる反射層は、めっき法により形成することが好ましい。また、反射層としては、例えば、白色系のレジスト層を採用することができる。このレジスト層の材料としては、例えば、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）などの白色顔料を含有した樹脂（例えば、シリコーン樹脂など）からなる白色レジストを採用することができる。白色レジストとしては、例えば、株式会社朝日ラバーのシリコーン製の白色レジスト材であるASA COLOR（登録商標） RESIST INKなどを採用することができる。白色系のレジスト層は、例えば、塗布法により形成することができる。
不透光基板２としては、母材であるアルミニウム板の一表面側にアルミニウム板よりも高純度のアルミニウム膜が積層され、このアルミニウム膜上に、屈折率の異なる２種類の誘電体膜からなる増反射膜が積層された高反射基板を用いることもできる。ここで、２種類の誘電体膜としては、例えば、ＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜とを採用することが好ましい。ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２として高反射基板を用いることにより、可視光に対する反射率を９５％以上とすることが可能となる。この高反射基板としては、例えば、アラノッド（alanod）社のＭＩＲＯ２、ＭＩＲＯ（登録商標）を用いることができる。上述のアルミニウム板としては、表面が陽極酸化処理されたものを用いてもよい。
また、不透光基板２としては、樹脂に反射率を高めるためのフィラーを添加した材料から形成された絶縁性基板でもよい。このような絶縁性基板については、例えば、樹脂として不飽和ポリエステルを採用し、フィラーとしてチタニアを採用することができる。絶縁性基板の樹脂としては、不飽和ポリエステルに限らず、例えば、ビニルエステルなどを採用することができる。また、フィラーとしては、チタニアに限らず、例えば、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウムなどを用いることができる。また、不透光基板２としては、白色樹脂により形成された樹脂基板や、白色樹脂により形成された反射層を有するセラミック基板でもよい。
サブマウント部材４の一面４ｓａ側には、ＬＥＤチップ６への給電用の配線部である配線パターン（以下、「回路パターン」とも称する。）８が設けられている。ＬＥＤチップ６は、電極（第１電極、第２電極）がワイヤ７を介して配線パターン８と電気的に接続されている。ワイヤ７としては、例えば、金ワイヤ、アルミニウムワイヤなどを採用することができる。配線パターン８の材料としては、例えば、銅、リン青銅、銅合金（例えば、４２アロイなど）、ニッケル合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを採用することができる。配線パターン８は、例えば、リードフレーム、金属箔、金属膜などを利用して形成することができる。サブマウント部材４が導電性を有している場合、サブマウント部材４と配線パターン８との間には、電気絶縁層を設ければよい。なお、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、サブマウント部材４と配線パターン８とで、ＬＥＤチップ６が実装される実装基板を構成している。
配線パターン８は、表面処理層（図示せず）が形成されていることが好ましい。表面処理層は、配線パターン８の材料に比べて、耐酸化性及び耐腐食性の高い金属材料からなることが好ましい。配線パターン８の材料が銅の場合、表面処理層としては、例えば、ニッケル膜、ニッケル膜と金膜との積層膜、ニッケル膜とパラジウム膜と金膜との積層膜、ニッケル膜とパラジウム膜との積層膜などを形成することが好ましい。ここで、表面処理層は、低コスト化の観点から、ニッケル膜とパラジウム膜との積層膜がより好ましい。なお、表面処理層は、例えば、めっき法により形成すればよい。
不透光基板２の平面形状は、矩形状としてあるが、これに限らず、例えば、円形状、楕円形状、三角形状、矩形以外の多角形状などの形状としてもよい。
サブマウント部材４の一面４ｓａ側に配置するＬＥＤチップ６の個数は、１個に限らず、複数個でもよい。また、ＬＥＤモジュール１は、例えば、サブマウント部材４の平面形状を長尺状として、サブマウント部材４の長手方向に沿って複数個のＬＥＤチップ６を配列した構成としてもよい。この場合、回路パターン８は、複数個のＬＥＤチップ６を直列接続可能に構成してもよいし、並列接続可能に構成してもよいし、直並列接続可能に構成してもよい。要するに、ＬＥＤモジュール１は、複数個のＬＥＤチップ６が直列接続された回路構成を有していてもよいし、複数個のＬＥＤチップ６が並列接続された回路構成を有してもよいし、複数個のＬＥＤチップ６が直並列接続された回路構成を有してもよい。
ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２の一表面２ｓａが光拡散性あるいは鏡面反射性を有することが好ましい。
不透光基板２の一表面２ｓａが光拡散性を有する場合、ＬＥＤモジュール１は、図５中に矢印で模式的に示したように、ＬＥＤチップ６のＬＥＤ構造部６０の発光層から放射され第１接合部５、サブマウント部材４および第２接合部３を透過した光を不透光基板２の一表面２ｓａで拡散反射させることが可能となり、ＬＥＤチップ６へ戻る光を低減できる。なお、図５では、破線の矢印が、サブマウント部材４の一面４ｓａに入射して不透光基板２の一表面２ｓａで拡散反射された光の進行方向を模式的に示している。また、図５では、実線の矢印が、サブマウント部材４の一面４ｓａに入射してサブマウント部材４の側面４ｓｃから出射した光の進行方向を模式的に示している。
また、不透光基板２の一表面２ｓａが鏡面反射性を有する場合、ＬＥＤモジュール１は、図６中に矢印で模式的に示したように、ＬＥＤチップ６から放射され第１接合部５、サブマウント部材４および第２接合部３を透過し不透光基板２の一表面２ｓａに斜め入射した光を正反射させることが可能となり、サブマウント部材４の側面４ｓｃからの光取り出しを向上させることが可能となる。なお、図６では、右側の矢印が、サブマウント部材４の一面４ｓａに入射して不透光基板２の一表面２ｓａで正反射された光の進行方向を模式的に示している。また、図６では、左側の矢印が、サブマウント部材４の一面４ｓａに入射してサブマウント部材４の側面４ｓｃから出射した光の進行方向を模式的に示している。
ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２の一表面２ｓａが光拡散性あるいは鏡面反射性を有することにより、光取り出し効率を更に向上させることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。この場合、ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２の材料として例えばアルミニウムや銅などの熱伝導率の高い金属を採用することにより、不透光基板２にヒートシンクの機能を持たせることが可能となる。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６で発生する熱をより効率的に放熱させることが可能となり、光出力の高出力化を図ることが可能となる。ＬＥＤモジュール１は、図７に示すように、不透光基板２の他表面２ｓｂ側に他表面２ｓｂから突出する複数のフィン２２を一体に備えた構成とすることにより、部品点数を増加させることなく、放熱性をより向上させることが可能となる。複数のフィン２２を一体に備えた不透光基板２は、例えば、アルミダイキャストなどにより形成することができる。
ＬＥＤモジュール１は、第１蛍光体を含有した透明材料により形成された色変換部１０を備えていてもよい。第１蛍光体とは、ＬＥＤチップ６から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ６とは異なる色の光を放射する蛍光体である。色変換部１０は、半球状の形状に形成されている。色変換部１０の形状は、半球状に限らず、例えば、半楕円球状や、半円柱状などの形状としてもよい。
色変換部１０の透明材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがナノメートル（ｎｍ）レベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。
色変換部１０の蛍光体は、ＬＥＤチップ６から放射される光を当該光よりも長波長の光に変換する波長変換材料として機能する。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、例えば、ＬＥＤチップ６として青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換材料の蛍光体として黄色蛍光体を採用すれば、白色光を得ることが可能となる。すなわち、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とがＬＥＤチップ６やサブマウント部材４から出射可能となり、白色光を得ることが可能となる。
波長変換材料である蛍光体としては、黄色蛍光体だけに限らず、例えば、黄色蛍光体と赤色蛍光体とを採用したり、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを採用してもよい。また、波長変換材料である蛍光体は、１種類の黄色蛍光体に限らず、発光ピーク波長の異なる２種類の黄色蛍光体を採用してもよい。ＬＥＤモジュール１は、波長変換材料として複数種の蛍光体を採用することにより、演色性を高めることが可能となる。
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４が厚み方向において重なる二層のセラミック層４ａ、４ｂからなる。
サブマウント部材４は、各セラミック層４ａ、４ｂの光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ６から遠いセラミック層４ａの方が、ＬＥＤチップ６から放射される光に対する反射率が高くなっている。ここで、光学特性とは、反射率、透過率、吸収率などである。サブマウント部材４は、厚み方向において重なる少なくとも二層のセラミック層からなり、各セラミック層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ６から遠いセラミック層ほど、ＬＥＤチップ６から放射される光に対する反射率が高い性質を有していればよい。
これにより、ＬＥＤモジュール１は、図８中に矢印で模式的に示したように、ＬＥＤチップ６のＬＥＤ構造部６０の発光層からＬＥＤチップ６の厚み方向の他面側へ放射された光が、セラミック層４ｂとセラミック層４ａとの界面で拡散反射されやすくなる。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６からサブマウント部材４側へ出射した光がＬＥＤチップ６へ戻るのを抑制することが可能となるとともに、不透光基板２の一表面２ｓａへ入射するのを抑制することが可能となり、サブマウント部材４の一面４ｓａや側面４ｓｃから光を取り出しやすくなる。よって、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。しかも、ＬＥＤモジュール１は、不透光基板２を備える構成を採用する場合、不透光基板２の反射率の影響を低減することが可能となって、不透光基板２の材料の自由度を高めることが可能となる。
サブマウント部材４については、説明の便宜上、ＬＥＤチップ６に最も近い最上層のセラミック層４ｂを第１セラミック層４ｂと称し、ＬＥＤチップ６から最も遠い最下層のセラミック層４ａを第２セラミック層４ａと称することもある。
第１セラミック層４ｂの材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を採用することができる。ここで、第１セラミック層４ｂは、例えば、アルミナ基板により構成することができる。第１セラミック層４ｂは、アルミナ基板により構成する場合、アルミナ粒子の粒径が、１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。第１セラミック層４ｂは、アルミナ粒子の粒径が大きい方が、反射率を小さくでき、アルミナ粒子の粒径が小さいほうが散乱効果を大きくできる。要するに、反射率を小さくすることと、散乱効果を大きくすることとは、トレードオフの関係にある。
上述の粒径とは、個数基準粒度分布曲線により得られる値である。ここで、個数基準粒度分布曲線は、画像イメージング法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）によって観察してＳＥＭ画像を取得し、そのＳＥＭ画像を画像処理して求めた粒子の大きさ（二軸平均径）と個数とから得られるものである。この個数基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値をメディアン径（ｄ50）といい、上述の粒径は、メディアン径を意味している。
なお、理論上、アルミナ基板における球形のアルミナ粒子の粒径と反射率との関係は、図９に示すような関係にあり、粒径が小さくなるほど反射率が高くなる。第１セラミック層４ｂのメディアン径（ｄ50）と反射率の測定値との関係は、図９の理論値と略同じであった。反射率の測定値は、分光光度計および積分球を用いて測定した値である。
第２セラミック層４ａの材料としては、例えば、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＡｌ2Ｏ3よりも高屈折率の材料（例えば、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2など）とＣａＯとＢａＯとを成分として含む複合材料を採用することができる。第２セラミック層４ａは、Ａｌ2Ｏ3粒子の粒径が、０．１μｍ〜１μｍであることが好ましい。第２セラミック層４ａは、複合材料の成分、組成、粒径、厚さなどを調整することで、光学特性（反射率、透過率、吸収率など）を調整することが可能である。サブマウント部材４は、第１セラミック層４ｂと第２セラミック層４ａとで同じ材料を採用する場合、第１セラミック層４ｂの粒径を第２セラミック層４ａの粒径よりも大きくすればよい。
ところで、本願発明者らは、本実施形態のＬＥＤモジュール１の比較例として、サブマウント部材を単一層のアルミナ基板のみにより構成したＬＥＤモジュールを想定した。そして、本願発明者らは、この比較例のＬＥＤモジュールにおけるサブマウント部材の寸法をパラメータとして、この比較例のＬＥＤモジュールの光取り出し効率をシミュレーションした結果、その一例として、図１０に示す結果を得た。このシミュレーションは、モンテカルロ法を用いた光線追跡法による幾何光学シミュレーションである。なお、このシミュレーションでは、不透光基板２の一表面２ｓａの反射率を９５％、不透光基板２の吸収率を５％と仮定した。また、このシミュレーションでは、ＬＥＤチップ６のチップサイズを０．５ｍｍ×０．２４ｍｍと仮定した。
図１０は、横軸がサブマウント部材の厚さ、縦軸が光取り出し効率であり、同図中の“Ｂ１”がサブマウント部材の平面サイズを１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）とした場合、同図中の“Ｂ２”がサブマウント部材の平面サイズを２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）とした場合をそれぞれ示している。図１０から、サブマウント部材の厚さが２ｍｍ以下では、サブマウント部材の平面サイズによらず、不透光基板２による光吸収により光取り出し効率が低下しているものと推考される。
また、図１０から、サブマウント部材の厚さが２ｍｍ以下では、サブマウント部材の平面サイズが小さい方が光取り出し効率が向上することが分かる。
そこで、本願発明者らは、比較例のＬＥＤモジュールにおいて、アルミナ基板のみからなるサブマウント部材の厚さを０．４ｍｍとして、平面サイズを１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）、２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）としたそれぞれについて、ＬＥＤモジュールの各面からの光出射量の比率をシミュレーションした結果、その一例として、図１１に示す結果を得た。このシミュレーションは、モンテカルロ法を用いた光線追跡法による幾何光学シミュレーションである。なお、このシミュレーションでは、不透光基板２の一表面２ｓａの反射率を９５％、不透光基板２の吸収率を５％と仮定した。また、このシミュレーションでは、ＬＥＤチップ６のチップサイズを０．５ｍｍ×０．２４ｍｍと仮定した。また、このシミュレーションでは、ＬＥＤチップ６の側面ではフレネル損失のみが生じると仮定した。
図１１中の“Ｉ１”は、ＬＥＤチップ６からの出射光量の比率である。また、図１１中の“Ｉ２”は、サブマウント部材におけるＬＥＤチップ６側の露出表面（サブマウント部材の一面のうち露出した部位）からの出射光量の比率である。また、図１１中の“Ｉ３”は、サブマウント部材の側面からの出射光量の比率である。
本願発明者らは、図１０および図１１の結果から、サブマウント部材４の平面サイズを小さくしたほうが、サブマウント部材４の側面４ｓｃからの出射光量の比率が高くなり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となるという知見を得た。
また、本願発明者らは、種々の不透光基板２に対してサブマウント部材の平面サイズを２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）として、サブマウント部材の厚さとＬＥＤモジュールから放射される光束との関係を調べた。光束は、積分球により測定した。その結果、本願発明者らは、図１２に示す実験結果を得た。この実験では、ＬＥＤチップ６として、基板がサファイア基板で発光層の発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを採用した。また、ＬＥＤチップ６のチップサイズは、０．５ｍｍ×０．２４ｍｍである。また、色変換部１０は、シリコーン樹脂と黄色蛍光体とからなる。図１２中のＣ１上の白丸（○）は、参考形態１のＬＥＤモジュールに関する、光束の測定値である。参考形態１のＬＥＤモジュールでは、サブマウント部材としてアルミナ基板を用い、不透光基板２として、波長が４６０ｎｍの光に対する反射率が９８％の銀基板を用いた。また、図１２中のＣ２上の白三角（△）は、参考形態２のＬＥＤモジュールに関する、光束の測定値である。参考形態２のＬＥＤモジュールでは、サブマウント部材としてアルミナ基板を用い、不透光基板２として、銅基板の表面に、波長が４６０ｎｍの光に対する反射率が９２％の白色レジストからなる反射層を設けたものを用いた。また、図１２中のＣ３上の白ひし形（◇）は、参考形態３のＬＥＤモジュールに関する、光束の測定値である。参考形態３のＬＥＤモジュールでは、サブマウント部材としてアルミナ基板を用い、不透光基板２として、波長が４６０ｎｍの光に対する反射率が９５％のアルミニウム基板を用いた。
図１２のＣ１、Ｃ２およびＣ３から、本実施形態のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４を厚くすることで、光取り出し効率を向上できるものと推考される。また、本実施形態のＬＥＤモジュール１は、不透光基板２を備えた構成とする場合、参考形態１のように不透光基板２として銀基板を用いることにより、光取り出し効率が高くできるものと推考される。
一方、ＬＥＤチップ６で発生した熱を効率良く不透光基板２の他表面側へ伝熱させる観点（つまり、放熱性を向上させる観点）からは、サブマウント部材４の厚さが薄いほうが好ましい。要するに、光取り出し効率と放熱性とは、トレードオフの関係にある。
また、本願発明者らは、サブマウント部材４を設けず、不透光基板２として、高純度のアルミナ基板を用いた基準構造のＬＥＤモジュールを作製し、この基準構造のＬＥＤモジュールに関しても光束を測定する実験を行った。図１２中の黒四角（■）は、基準構造のＬＥＤモジュールに関する、光束の測定値である。そして、本願発明者らは、上述の参考形態１のＬＥＤモジュールでは、基準構造のＬＥＤモジュールの光束以上の光束が得られるサブマウント部材の厚さが０．４ｍｍ以上であるという実験結果を得た。このため、本願発明者らは、光取り出し効率および放熱性を考慮して、サブマウント部材の厚さを０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲で設定することが好ましいと考えた。なお、基準構造のＬＥＤモジュールで用いたアルミナ基板については、厚さが１ｍｍ、粒径が１μｍ、反射率が９１％であった。
また、不透光基板２として銀基板を用いた参考形態１のＬＥＤモジュールでは、銀基板の硫化により反射率が低下してしまう懸念がある。また、白色レジストからなる反射層を用いた参考形態２のＬＥＤモジュールでは、白色レジストが熱劣化して反射率が低下してしまう懸念がある。
そこで、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、不透光基板２を、銅からなる母材（銅基板）の表面に白色レジスト層からなる反射層を備えた構成とし、サブマウント部材４を、厚み方向に重なる第２セラミック層４ａと第１セラミック層４ｂとを備えた構成の透光性部材としてある。
本願発明者らは、本実施形態のＬＥＤモジュール１と略同じ構成で、配線パターン８をサブマウント部材４ではなく不透光基板２の一表面２ｓａに設けた参考形態４のＬＥＤモジュールに関し、サブマウント部材４の厚さＨｓ（図２参照）を０．５ｍｍ、第２セラミック層４ａの厚さＨsa（図２参照）を０．１ｍｍ、波長が４５０ｎｍの光に対する第２セラミック層４ａの反射率を９６％、第１セラミック層４ｂの厚さＨsb（図２参照）を０．４ｍｍ、波長が４５０ｎｍの光に対する第１セラミック層４ｂの反射率を８０％とした参考例１について、光束を測定する実験を行った。図１２中の黒丸（●）が、参考例１での光束の測定値である。図１２から、実施例１のＬＥＤモジュール１では、基準構造のＬＥＤモジュールよりも光束が向上していることが分かる。また、図１２から、参考例１のＬＥＤモジュール１では、参考形態１、２および３それぞれにおいてサブマウント部材４の厚さを０．５ｍｍとする場合に比べて光束を向上させることが可能になると推考される。
なお、参考例１におけるサブマウント部材４の反射率−波長特性は、図１３中のＡ１に示した通りであり、厚さが０．４ｍｍの単一層のアルミナ基板の反射率−波長特性は、図１３中のＡ２に示した通りであった。なお、このアルミナ基板は、参考形態１、２および３のアルミナ基板と同じ仕様のものである。また、図１３の反射率−波長特性は、分光光度計および積分球を用いて測定した。
また、本願発明者らは、ＬＥＤモジュール１に関し、第１セラミック層４ｂにおけるアルミナ粒子の粒径（メディアン径）を種々変化させ、各々のＬＥＤモジュール１について、光束および色度（chromaticity）それぞれを測定する実験を行った。この実験では、ＬＥＤチップ６として、基板がサファイア基板で発光層の発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを採用した。また、ＬＥＤチップ６のチップサイズは、０．５ｍｍ×０．２４ｍｍである。サブマウント部材４は、厚さを０．４９ｍｍ、平面サイズを２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
色度は、ＣＩＥ表色系のｘｙ色度図（chromaticity diagram）での色度座標（chromaticity coordinates）によって定められる色の心理物理的性質である。色度に関しては、ＬＥＤモジュール１から放射する光の放射角が０°となる方向(光軸方向)、放射角が６０°となる方向（光軸とのなす角度が６０°となる方向）それぞれについて測定した。色度の測定は、分光光度計により各放射角の各々でのスペクトル分布を求め、各スペクトル分布の各々から、ＣＩＥ表色系の色度を算出した。
図１４は、実験の結果をまとめたものである。図１４の横軸は、粒径である。また、図１４の左側の縦軸は、光束とＬＥＤモジュール１への入力電力とから求めた効率である。また、図１４の右側の縦軸は、色差である。色差は、放射角が０°となる方向での色度座標のｘの値（以下、「ｘ0」とする。）を基準としたときの、放射角が６０°となる方向での色度座標のｘ（以下、「ｘ1」とする。）の値の増減値である。つまり、図１４の右側の縦軸の色差は、（ｘ1−ｘ0）の値である。（ｘ1−ｘ0）の値が正の値の場合、その絶対値が大きいほど、色度が黄白色側へシフトしていることを意味する。また、（ｘ1−ｘ0）の値が負の値の場合、その絶対値が大きいほど、色度が青白色側へシフトしていることを意味する。なお、ＬＥＤモジュール１の色度の設計値は、（０．３３，０．３３）である。つまり、色度座標のｘの設計値は、０．３３である。色度の設計値は、一例であり、特に限定するものではない。
図１４中の黒菱形（◆）は、ＬＥＤモジュール１の効率の実測値である。また、図１４中の黒四角（■）は、ＬＥＤモジュール１の色差の測定値である。また、図１４中の白菱形（◇）は、上述の基準構造のＬＥＤモジュールの効率の測定値である。また、図１４中の白四角（□）は、上述の基準構造のＬＥＤモジュールの色差の測定値である。なお、基準構造のＬＥＤモジュールについては、サブマウント部材４を備えていないので、図１４の横軸の粒径が、アルミナ基板の粒径となっている。
ＬＥＤモジュール１の色差の許容範囲については、色むらを抑制する観点と、基準構造のＬＥＤモジュールの色差と同等以下の色差を実現する観点と、から、例えば、−０．００１５〜０．００１５の範囲であるのが好ましい。
図１４から、ＬＥＤモジュール１では、基準構造のＬＥＤモジュールよりも効率が向上していることが分かる。また、図１４から、ＬＥＤモジュール１では、粒径を１μｍ〜４μｍの範囲で設定することにより、色差が許容範囲を超える（言い換えれば、基準構造のＬＥＤモジュールの色差よりも大きくなる）のを抑制しつつ、基準構造のＬＥＤモジュールに比べて効率の向上を図れると推考される。
第１セラミック層４ｂは、１５００℃〜１６００℃程度の高温で焼成されたセラミックスからなる第１の緻密質層である。第１セラミック層４ｂは、高温焼成によってセラミック粒子同士が強固に結合されており、第２セラミック層４ａよりも良好な剛性を有している。ここで、良好な剛性とは、相対的に抗折強度が高いことを意味する。第１セラミック層４ｂの材料としては、アルミナが好ましい。
また、第２セラミック層４ａは、第１セラミック層４ｂに比べて比較的低温である１０００℃以下（例えば、８５０℃〜１０００℃）で焼成されたセラミックスである。第２セラミック層４ａを構成するセラミックスは、例えば、セラミックフィラー（セラミックの微粒子）とガラス成分を含んだ第２の緻密質層や、セラミックフィラー（セラミックの微粒子）とガラス成分を含んだ多孔質層とすることができる。
第２の緻密質層は、セラミックフィラー同士が焼結により結合し、ガラス成分がセラミックフィラーの周りにマトリックス（matrix）となり配置され、緻密質セラミックとなったものである。第２の緻密質層では、主に、セラミックフィラーが光反射機能を発揮する。第２の緻密質層は、例えば、硼珪酸ガラス、硼珪酸亜鉛ガラスおよびアルミナを含むガラスセラミックス、ソーダ石灰ガラスおよびアルミナを含むガラスセラミックスなどにセラミックフィラーを混合した材料を採用することができる。ガラスセラミックスに含まれるガラスの含有量は、３５〜６０ｗｔ％程度の範囲で設定するのが好ましい。また、ガラスセラミックスに含まれるセラミックスの含有量は、４０〜６０ｗｔ％程度の範囲で設定するのが好ましい。なお、第２の緻密質層は、硼珪酸亜鉛ガラスの亜鉛成分を酸化チタンや酸化タンタルに置換してガラスセラミックスの屈折率を高くすることもできる。セラミックフィラーの材料としては、ガラスセラミックスよりも屈折率の高い材料が好ましく、例えば、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化チタン、酸化バリウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、ケイ酸塩酸化物（ジルコン）などを採用することができる。
第２セラミック層４ａを多孔質層により構成する場合（以下、「第２セラミック層４ａ」を「多孔質層４ａ」とも称する。）には、図１５に示す模式図のように、多数の気孔４０ｃを有する多孔質層４ａと第１セラミック層４ｂとの間に第１ガラス層４０ａａを介在させ、多孔質層４ａにおける第１セラミック層４ｂ側とは反対側に第２ガラス層４０ａｂを積層してあるのが好ましい。多孔質層４ａの気孔率は、４０％程度に設定してあるが、特に限定するものではない。第１ガラス層４０ａａおよび第２ガラス層４０ａｂは、いずれも、ガラス成分からなる透明層であり、可視光を透過する。第１ガラス層４０ａａおよび第２ガラス層４０ａｂの厚みは、例えば１０μｍ程度に設定すればよいが、特に限定するものではない。第１ガラス層４０ａａおよび第２ガラス層４０ａｂの各ガラス成分は、いずれも、約半分がＳｉＯ2で構成されているが、特に限定するものではない。
第１ガラス層４０ａａは、多孔質層４ａと第１セラミック層４ｂとの間に介在するように配され、製造時の焼成によって多孔質層４ａの表面および第１セラミック層４ｂの表面と密着している。
第２ガラス層４０ａｂは、多孔質層４ａにおける第１セラミック層４ｂ側とは反対側に配され、多孔質層４ａを保護する。これにより、多孔質層４ａにおける第１セラミック層４ｂ側とは反対側の表面に存在する気孔４０ｃは、第２ガラス層４０ａｂにより封孔されている。
多孔質層４ａは、セラミックフィラー（セラミックの微粒子）とガラス成分を含んでなる。多孔質層４ａは、セラミックフィラー同士が焼結により結合してクラスターとなり、多孔質構造が形成されている。ガラス成分はセラミックフィラーのバインダとなる。多孔質層４ａでは、セラミックフィラーと多数の気孔が主たる光反射機能を発揮する。なお、多孔質層４ａは、例えば、国際公開番号ＷＯ２０１２／０３９４４２ Ａ１の段落〔００２３〕−〔００２６〕および〔図４〕に開示されているパッケージの製造工程に準じて形成することができる。
多孔質層４ａは、例えば、ガラス成分とセラミック成分（アルミナ、ジルコニアなど）との重量比率を変えることにより、反射率を変えることが可能である。つまり、多孔質層４ａは、ガラス配合率を変えることにより、反射率を変えることが可能である。図１６は、横軸がガラス配合率、縦軸が積分球による積分強度である。積分球では、波長が３８０〜７８０ｎｍの反射光を積分した。図１６からは、ガラス配合率を低くすることにより、反射率を高めることが可能となることが分かる。
そこで、実施例１では、第１セラミック層４ｂを、アルミナを１６００℃で焼成することによって形成し、多孔質層４ａを、ガラス成分とセラミック成分とを２０：８０の重量比率となるように配合した材料を８５０℃で焼成することによって形成している。実施例１では、ガラス成分としてメディアン径が約３μｍの硼珪酸ガラスを採用し、アルミナとして、メディアン径が約０．５μｍのものとメディアン径が約２μｍのものとを配合したものを採用し、ジルコニアとしてメディアン径が約０．２μｍのものを採用している。また、実施例１では、第１セラミック層４ｂの厚さを０．３８ｍｍ、多孔質層４ａの厚さを０．１０ｍｍとしている。実施例１におけるサブマウント部材４の反射率−波長特性は、図１７中のＡ３に示した通りであり、厚さが０．３８ｍｍの単一層のアルミナ基板の反射率−波長特性は、図１７中のＡ４に示した通りであった。なお、多孔質層４ａにおけるガラス成分とセラミック成分との重量比率や、各材料の粒径（メディアン径）は、特に限定するものではない。
多孔質層４ａは、製造時において第１ガラス層４０ａａ、第２ガラス層４０ａｂの各ガラス成分が浸み込むことにより、厚み方向の両面から内部に向けて、ガラス成分の濃度が漸減する傾斜組成を有している。
具体的には、厚みが１００μｍ程度の多孔質層４ａの厚み方向に沿った断面を顕微鏡で観察した結果、多孔質層４ａの厚み方向の両面から深さが約２０μｍまでの各領域では、単位面積当たりでガラスが７０％以上の面積を占め、ガラスの緻密質層が存在している。これに対し、多孔質層４ａの厚み方向の両面から深さが２０μｍよりも深い内部領域では、単位面積当たりでガラスが２０％程度の面積を占め、ガラスとセラミックフィラーとが互いにある程度の割合で混在する疎な層が存在している。
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４が、二層のセラミック層４ａ、４ｂからなり、各セラミック層４ａ、４ｂの光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ６から遠いセラミック層４ａの方が、ＬＥＤチップ６に近いセラミック層４ｂに比べて、ＬＥＤチップ６から放射される光に対する反射率が高い。これにより、本実施形態のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４が単一層のアルミナ基板のみにより構成されている場合に比べて、光取り出し効率を向上させることが可能となる。本実施形態のＬＥＤモジュール１では、サブマウント部材４の一面４ｓａで反射される光を低減することが可能となってＬＥＤチップ６での吸収損失を低減することが可能となる。更に、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、サブマウント部材４での光の吸収率（略０％）を不透光基板２での光の吸収率（例えば、２〜８％程度）よりも低下させることが可能であり、サブマウント部材４の一面４ｓａに入射した光の一部がセラミック層４ｂ内で散乱されたり、セラミック層４ｂとセラミック層４ａとの界面で反射されたりすることが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４を透過して不透光基板２の一表面２ｓａに達する光を低減することが可能となって、不透光基板２での吸収損失を低減することが可能となり、光取り出し効率の向上が可能となる。
ところで、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、第１セラミック層４ｂと第２セラミック層４ａとで、相対的に、第１セラミック層４ｂの光の透過率を高くし、第２セラミック層４ａでの光の散乱率を高くしている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から遠い第２セラミック層４ａで光を拡散させることが可能となり、第１セラミック層４ｂのみの場合に比べて、不透光基板２に到達する前に拡散される光が多くなると推考される。また、ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４直下で不透光基板２に反射された光がＬＥＤチップ６に戻らずに拡散される可能性も高くなると推考される。また、ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４を第２セラミック層４ａのみにより構成すると、ＬＥＤチップ６からサブマウント部材４側へ放射された光がＬＥＤチップ６の近くで散乱される可能性が高くなるので、ＬＥＤチップ６の近くで散乱された光がＬＥＤチップ６に戻ってしまう可能性が高くなると推考される。よって、ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４を第２セラミック層４ａのみにより構成する場合に比べて、ＬＥＤチップ６に戻る光を少なくできるものと推考される。また、ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４を第１セラミック層４ｂのみにより構成する場合に比べて、サブマウント部材４として同じ反射率を得るために必要なサブマウント部材４の厚さを薄くすることが可能となる。
色変換部１０は、サブマウント部材４上でＬＥＤチップ６と各ワイヤ７の各々の一部とを覆う半球状に形成されている。このため、ＬＥＤモジュール１では、各ワイヤ７の各々の残りの部分と色変換部１０とを覆う封止部（図示せず）を設けることが好ましい。封止部は、透明材料からなることが好ましい。封止部の透明材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。この封止部の透明材料は、色変換部１０の透明材料との線膨張率差が小さい材料が好ましく、線膨張率が同じ材料がより好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、封止部と色変換部１０との線膨張率差に起因して封止部と色変換部１０との界面付近で各ワイヤ７の各々に応力が集中するのを抑制することが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、各ワイヤ７の各々の断線が発生するのを抑制することが可能となる。さらに、ＬＥＤモジュール１は、封止部と色変換部１０との線膨張率差に起因して封止部または色変換部１０にクラックが発生するのを抑制することが可能となる。また、この封止部は、例えば、半球状に形成することが好ましいが、これに限らず、例えば、半楕円球状や半円柱状などの形状としてもよい。また、色変換部１０の形状は、半球状に限らず、半楕円球状や半円柱状などの形状としてもよい。
ＬＥＤモジュール１は、図１８に示す第１変形例のように、色変換部１０が、ＬＥＤチップ６、各ワイヤ７およびサブマウント部材４を覆う半球状の形状であってもよい。
図１８に示す第１変形例について、ＬＥＤモジュール１の光取り出し効率が向上する原理を、図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃの推定メカニズム図で説明する。なお、第１変形例は、仮に推定メカニズムが別であっても、本発明の範囲内である。
図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃに示した矢印は、ＬＥＤチップ６のＬＥＤ構造部６０の発光層から放射された光の進行経路を模式的に示したものである。図１９、２０Ａおよび２０Ｂにおける実線の矢印は、発光層から放射されサブマウント部材４の一面４ｓａで反射された光の進行経路を模式的に示している。また、図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃの各々における破線の矢印は、ＬＥＤ構造部６０の発光層から放射されサブマウント部材４内に進入した光の進行経路を模式的に示している。
本願発明者らは、図１９、２０Ａおよび２０Ｂに示すように、第１セラミック層４ｂにおいて、セラミック粒子と粒界相（ガラス成分が主成分）との屈折率差に起因して、セラミック粒子と粒界相との界面で、反射や屈折が生じる、と推定した。また、本願発明者らは、図１９、２０Ｃに示すように、第２セラミック層４ａにおいて、セラミック粒子と気孔や粒界相（ガラス成分が主成分）との屈折率差に起因して、セラミック粒子と気孔や粒界相との界面で、反射や屈折が生じる、と推定した。また、本願発明者らは、図１９、２０Ｃに示すように、第２セラミック層４ａにおいて、気孔と粒界相との屈折率差に起因して気孔と粒界相との界面で、反射や屈折が生じる、と推定した。また、本願発明者らは、セラミックの板材に関して、板厚が同じであれば、セラミック粒子の粒径が大きいほど、界面の数が少なくなり、光が単位長さだけ進行する場合にセラミック粒子と粒界相との界面を通る確率が小さくなるため、反射率が小さくなり透過率が大きくなる、と推定した。
そして、本願発明者らは、ＬＥＤチップ６から放射された光を、第１セラミック層４ｂにおいてできるだけ透過させ、第２セラミック層４ａにおいてできるだけ反射させることにより、ＬＥＤモジュール１の光取り出し効率を向上できるものと推考した。このため、サブマウント部材４は、第１セラミック層４ｂと第２セラミック層４ａとで、第１セラミック層４ｂにおけるセラミック粒子の粒径を相対的に大きくすることが好ましく、第２セラミック層４ａにおけるセラミック粒子の粒径を相対的に小さくし、かつ第２セラミック層４ａが気孔を含んだ構成とすることが好ましい。
ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４を長尺状の形状として、サブマウント部材４の長手方向に沿って複数個のＬＥＤチップ６が配列された構成としてもよい。この場合、ＬＥＤモジュール１は、例えば、図２１に示す第２変形例のように、ＬＥＤチップ６の配列方向に直交する方向に沿って各ワイヤ７を配置し、色変換部１０を、サブマウント部材４上でＬＥＤチップ６と各ワイヤ７の各々の一部とを覆う半球状の形状としてもよい。なお、図２１では、図１に示した配線パターン８の図示を省略してある。
また、ＬＥＤモジュール１は、例えば、図２２に示す第３変形例のように、ＬＥＤチップ６の配列方向に沿って各ワイヤ７を配置し、色変換部１０を、ＬＥＤチップ６と各ワイヤ７の各々とを覆う凸形状としてもよい。なお、図２２では、図１に示した配線パターン８の図示を省略してある。
本実施形態のＬＥＤモジュール１では、サブマウント部材４における各セラミック層（第１セラミック層４ｂ、第２セラミック層４ａ）の各々が、互いに光学特性の異なる透光層を構成している。
サブマウント部材４は、厚み方向において重なる少なくとも二層の透光層からなり、各透光層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ６から遠い透光層ほど、ＬＥＤチップ６から放射される光に対する反射率が高い性質を有していればよい。以下では、ＬＥＤチップ６に最も近い最上層の透光層を第１透光層と称し、ＬＥＤチップ６から最も遠い最下層の透光層を第２透光層と称することもある。
第１透光層は、ＬＥＤチップ６から放射される光の透過率が高く、屈折率がＬＥＤチップ６の屈折率に近い材料が好ましい。第１透光層の屈折率がＬＥＤチップ６の屈折率に近いとは、第１透光層の屈折率と、ＬＥＤチップ６における基板６１の屈折率との差が０．１以下であることを意味し、屈折率差が０であるのがより好ましい。また、第１透光層は、耐熱性が高い材料が好ましい。
第１透光層の材料は、セラミックに限らず、例えば、ガラス、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、サファイア、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどを採用することもできる。セラミックの材料としては、Ａｌ2Ｏ3に限らず、他の金属酸化物（例えば、マグネシア、ジルコニア、チタニアなど）や、金属窒化物（例えば、窒化アルミニウムなど）などでもよい。第１透光層の材料は、ＬＥＤチップ６から放射された光を前方散乱させる観点から、単結晶よりもセラミックのほうが好ましい。
透光性セラミックスとしては、例えば、株式会社村田製作所の製品であるルミセラ（登録商標）、日本ガイシ株式会社のハイセラム（製品名）などを採用することもできる。ルミセラ（登録商標）は、Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3系の複合ペロブスカイト構造を主結晶相としている。ハイセラムは、透光性アルミナセラミックスである。
第１透光層は、セラミックの場合、粒径が１μｍ〜５μｍ程度であるのが好ましい。
第１透光層は、単結晶の内部に空隙や、屈折率を変化させた改質部などを形成したものでもよい。空隙や改質部などは、例えば、フェムト秒レーザからのレーザ光を、単結晶における空隙や改質部の形成予定領域に集光照射することで形成することができる。フェムト秒レーザのレーザ光の波長や照射条件などは、単結晶の材料や、形成対象（空隙、改質部）、形成対象の大きさなどによって、適宜変更すればよい。また、第１透光層は、ベース樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなど）に、このベース樹脂（以下、「第１ベース樹脂」という。）とは屈折率の異なるフィラー（以下、「第１フィラー」という。）を含有させたものでもよい。第１フィラーは、第１ベース樹脂との屈折率差が小さいほうが好ましい。また、第１フィラーは、熱伝導率が高いほうが好ましい。また、第１透光層は、熱伝導性を高める観点では第１フィラーの充填密度が高いほうが好ましい。第１フィラーの形状は、入射する光の全反射を抑制する観点から、球状であるのが好ましい。第１フィラーは、粒径が大きいほうが、反射、屈折が少ない。第１透光層は、この第１透光層の厚み方向においてＬＥＤチップ６に近い側に、相対的に粒径の大きな第１フィラーがあり、ＬＥＤチップ６から遠い側に、相対的に粒径の小さな第１フィラーがあるように構成してもよい。この場合には、第１透光層を、互いに第１フィラーの粒径の異なる複数の層を多層化して構成してもよい。
第１透光層におけるＬＥＤチップ６側の表面（サブマウント部材４の一面４ｓａ）のうちＬＥＤチップ６の搭載領域の周囲には、ＬＥＤチップ６からサブマウント部材４側へ放射されサブマウント部材４の内部で反射されたり屈折された光が全反射するのを抑制するための微細な凹凸構造部が形成されているのが好ましい。凹凸構造部は、第１透光層の表面を例えばサンドブラスト加工などによって粗面化することにより形成してもよい。凹凸構造部の表面粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１（ＩＳＯ ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａが、０．０５μｍ程度であるのが好ましい。
また、サブマウント部材４は、第１透光層におけるＬＥＤチップ６側の表面のうちＬＥＤチップ６の搭載領域の周囲に、第１透光層よりも屈折率の小さな樹脂層を形成したものを採用してもよい。樹脂層の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを採用することができる。樹脂層の材料としては、蛍光体を含有させた樹脂を採用してもよい。
第２透光層は、ＬＥＤチップ６から放射された光を正反射させるように構成されたものよりも、拡散反射させるように構成されたものが好ましい。
第２透光層の材料は、セラミックに限らず、例えば、ガラス、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、サファイア、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどを採用することもできる。セラミックの材料としては、Ａｌ2Ｏ3に限らず、他の金属酸化物（例えば、マグネシア、ジルコニア、チタニアなど）や、金属窒化物（例えば、窒化アルミニウムなど）などでもよい。
第２透光層は、セラミックの場合、粒径が、１μｍ以下であるのが好ましく、０．１μｍ〜０．３μｍ程度あるのがより好ましい。また、第２透光層は、例えば、上述の多孔質層４ａにより構成することができる。第１透光層は、純度が９９．５％のアルミナからなる第１セラミック層４ｂにより構成した場合、嵩密度が、３．８〜３．９５ｇ／ｃｍ3であった。また、第１透光層は、純度が９６％のアルミナからなる第１セラミック層４ｂにより構成した場合、嵩密度が、３．７〜３．８ｇ／ｃｍ3であった。これに対し、第２透光層は、多孔質層４ａにより構成した場合、嵩密度が、３．７〜３．８ｇ／ｃｍ3であった。なお、上述の嵩密度は、ＳＥＭによって観察してＳＥＭ画像を取得し、そのＳＥＭ画像を画像処理して推定した値である。
第２透光層は、単結晶の内部に空隙や、屈折率を変化させた改質部などを形成したものでもよい。空隙や改質部などは、例えば、フェムト秒レーザからのレーザ光を、単結晶における空隙や改質部の形成予定領域に集光照射することで形成することができる。フェムト秒レーザのレーザ光の波長や照射条件などは、単結晶の材料や、形成対象（空隙、改質部）、形成対象の大きさなどによって、適宜変更すればよい。また、第２透光層は、ベース樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂など）に、このベース樹脂（以下、「第２ベース樹脂」という。）とは屈折率の異なるフィラー（以下、「第２フィラー」という。）を含有させたものでもよい。第２透光層は、この第２透光層の厚み方向においてＬＥＤチップ６に近い側に、相対的に粒径の大きな第２フィラーがあり、ＬＥＤチップ６から遠い側に、相対的に粒径の小さな第２フィラーがあるように構成してもよい。また、第２フィラーの材料としては、例えば、白色の無機材料が好ましく、例えば、ＴｉＯ2やＺｎＯなどの金属酸化物を採用することができる。また、第２フィラーの粒径は、例えば、０．１μｍ〜０．３μｍ程度が好ましい。また、第２フィラーの充填率は、例えば、５０〜７５ｗｔ％程度が好ましい。また、第２ベース樹脂のシリコーン樹脂としては、例えば、メチルシリコーンや、フェニルシリコーンなどを採用することができる。第２フィラーは、中実粒子の場合、第２ベース樹脂との屈折率差が大きいほうが好ましい。第２ベース樹脂に第２フィラーを含有させた材料としては、例えば、信越化学工業株式会社のＫＥＲ−３２００−Ｔ１などを採用することもできる。
また、第２フィラーとしては、コアシェル粒子（core-shell particle）や中空粒子（hollow particle）などを採用することもできる。コアシェル粒子については、コアの屈折率を任意に設定できるが、第２ベース樹脂の屈折率よりも小さいほうが好ましい。中空粒子については、内部が気体（例えば、空気、不活性ガスなど）もしくは真空で、第２ベース樹脂よりも屈折率が小さいほうが好ましい。
また、第２透光層は、光拡散シートにより構成してもよい。光拡散シートとしては、例えば、多数の気泡の入った白色のポリエチレンテレフタレートシートなどを採用することができる。
サブマウント部材４は、第１透光層と第２透光層との両方がセラミックの場合、それぞれを形成するためのセラミックグリーンシート（ceramic green sheet）を重ね合わせて焼結させることで形成することができる。なお、サブマウント部材４は、第２透光層が気泡を備えている場合、第１透光層も気泡を備えていてもよいが、第１透光層のほうが第２透光層よりも気泡の数が少なく、嵩密度が大きいことが好ましい。
第１透光層および第２透光層は、いずれも、ＬＥＤチップ６や蛍光体からの光や熱に対する耐性の高い材料が好ましい。
ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の他面４ｓｂ側に、ＬＥＤチップ６などからの光を反射する反射層を備えていてもよい。反射層の材料としては、銀、アルミニウム、銀アルミニウム合金、それ以外の銀合金またはアルミニウム合金などを採用することができる。反射層は、例えば、薄膜、金属箔、ソルダーレジスト（半田）などにより構成することができる。反射層は、サブマウント部材４に設けてもよいし、不透光基板２に設けてもよい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第４変形例について図２３に基いて説明する。
第４変形例のＬＥＤモジュール１は、第１接合部５および第２接合部３の各々の材料が、透明材料と第１蛍光体とからなる点が実施形態１のＬＥＤモジュール１と相違する。第２蛍光体とは、ＬＥＤチップ６から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ６の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体である。要するに、第４変形例のＬＥＤモジュール１は、第１接合部５および第２接合部３の各々が、ＬＥＤチップ６から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ６とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有している点が実施形態１のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図２３では、図１に示したワイヤ７、配線パターン８の図示を省略してある。
蛍光体は、ＬＥＤチップ６から放射される光を当該光よりも長波長の光に変換する波長変換材料として機能する。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、例えば、ＬＥＤチップ６として青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換材料の蛍光体として黄色蛍光体を採用すれば、白色光を得ることが可能となる。すなわち、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とがＬＥＤチップ６やサブマウント部材４から出射可能となり、白色光を得ることが可能となる。なお、図２３中には、ＬＥＤチップ６から放射された光および第１接合部５の蛍光体で波長変換された光の進行経路の一例を模式的に示してある。
波長変換材料である蛍光体としては、黄色蛍光体だけに限らず、例えば、黄色蛍光体と赤色蛍光体とを採用したり、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを採用してもよい。また、波長変換材料である蛍光体は、１種類の黄色蛍光体に限らず、発光ピーク波長の異なる２種類の黄色蛍光体を採用してもよい。ＬＥＤモジュール１は、波長変換材料として複数種の蛍光体を採用することにより、演色性を高めることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、第１接合部５と第２接合部３との少なくとも一方が、ＬＥＤチップ６から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ６とは異なる色の光を放射する第２蛍光体を含有している構成としてもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、第１接合部５と第２接合部３との両方に蛍光体を含有させる場合、第１接合部５の蛍光体と第２接合部３の蛍光体とで、放射する光の波長を異ならせてもよい。
この場合には、ＬＥＤチップ６に近い第１接合部５における蛍光体として、２種類の蛍光体のうち相対的に長波長の光を放射する蛍光体（例えば、赤色蛍光体）を採用し、ＬＥＤチップ６から遠い第２接合部３における蛍光体として、相対的に短波長の光を放射する蛍光体（緑色蛍光体）を採用することができる。これにより、ＬＥＤモジュール１は、第１接合部５の蛍光体で波長変換された光が第２接合部３の蛍光体で２次吸収されるのを抑制することが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、２種類の蛍光体の組合せが、赤色蛍光体と緑色蛍光体であり、緑色蛍光体が赤色蛍光体に比べて温度特性が悪い蛍光体（温度消光が多い蛍光体）であっても、ヒートシンクとして機能する不透光基板２の近くに緑色蛍光体を配置することができるので、緑色蛍光体の温度上昇を抑制でき、緑色蛍光体の温度消光を抑制することが可能となる。
また、ＬＥＤモジュール１は、例えば、ＬＥＤチップ６に近い第１接合部５における蛍光体として、２種類の蛍光体のうち相対的に短波長の光を放射する蛍光体（緑色蛍光体）を採用し、ＬＥＤチップ６から遠い第２接合部３における蛍光体として、相対的に長波長（赤色蛍光体）の光を放射する蛍光体を採用してもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、第２接合部３の蛍光体で波長変換された光が第１接合部５の蛍光体で２次吸収されるのを抑制することが可能となる。
なお、第４変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第５変形例について図２４に基いて説明する。
第５変形例のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０の形状が実施形態１のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図２４では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
色変換部１０は、ＬＥＤチップ６の側面とＬＥＤチップ６における第１接合部５側とは反対側の表面とを覆うように配置されている。本実施形態のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０を、層状の形状としてある。色変換部１０は、例えば、成形法、スクリーン印刷法などにより形成することが可能である。ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０を層状の形状とすることで、色変換部１０を薄くできるので、色変換部１０の蛍光体で熱に変換してしまう光を低減することが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が光拡散材を含有している構成としてもよい。光拡散材は、粒子状であり、色変換部１０に分散されていることが好ましい。ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が光拡散材を含有していることにより、色むらを更に抑制することが可能となる。光拡散材の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、酸化チタン、Ａｕなどの無機材料、フッ素系樹脂などの有機材料、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。ＬＥＤモジュール１は、光拡散材と色変換部１０の透明材料との屈折率差が大きいほど、同程度の色むらを抑制する効果を得るのに必要な光拡散材の含有率を低減することが可能となる。
また、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６が青色ＬＥＤチップであり、色変換部１０が複数種の蛍光体（緑色蛍光体、赤色蛍光体）および光拡散材を含有している構成とすれば、演色性をより向上させることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６が紫外ＬＥＤチップであり、色変換部１０が複数種の蛍光体（青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体）および光拡散材を含有している構成とすれば、演色性をより向上させることが可能となる。
第５変形例のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０とは別に、第１接合部５と第２接合部３との少なくとも一方が、第２蛍光体を含有している構成としてもよい。第２蛍光体とは、ＬＥＤチップ６から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ６とは異なる色の光を放射する蛍光体である。また、ＬＥＤモジュール１は、例えば、図２５に示す第６変形例のように、色変換部１０が、ＬＥＤチップ６を覆うだけでなく、サブマウント部材４の周囲（図２５の例では、一面４ｓａの周部および側面４ｓｃ）を覆うように配置された構成としてもよい。図２５では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
第６変形例の場合、サブマウント部材４の周囲に配置される色変換部１０の蛍光体としては、第１接合部５の蛍光体よりも相対的に短波長の光を放射する蛍光体を採用することが好ましい。これにより、第６変形例のＬＥＤモジュール１においては、サブマウント部材４の周囲に配置される色変換部１０での再吸収を抑制することが可能となる。
なお、第５変形例および第６変形例の各々のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第７変形例について図２６に基いて説明する。
第７変形例のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の一面４ｓａ側に、ＬＥＤチップ６を覆う樹脂部１１を備えている点が第５変形例のＬＥＤモジュール１と相違する。樹脂部１１は、光が最終的に通過する外殻（言い換えれば、光を取り出す外殻）を構成することが好ましい。本実施形態のＬＥＤモジュール１における樹脂部１１は、色変換部１０も覆っている。なお、第５変形例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図２６では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
樹脂部１１は、光拡散材を含有した透明樹脂からなることが好ましい。透明樹脂としては、シリコーン樹脂を採用している。透明樹脂は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを採用することもできる。光拡散材の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、酸化チタン、Ａｕなどの無機材料、フッ素系樹脂などの有機材料、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。
樹脂部１１は、半球状の形状としてあるが、半球状に限らず、例えば、半楕円球状の形状や、半円柱状の形状としてもよい。
第７変形例のＬＥＤモジュール１では、樹脂部１１を備えていることにより、信頼性を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、上述のように樹脂部１１が光拡散材を含有している構成としてもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、色むらを更に抑制することが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が複数種の蛍光体を含有し、樹脂部１１が拡散材を含有している構成とすれば、演色性をより向上させることが可能となる。
なお、第７変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第８変形例について図２７に基いて説明する。
第８変形例のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の一面４ｓａ側に、ＬＥＤチップ６を覆う樹脂部１１を備えている点が第５変形例と相違する。樹脂部１１は、光を取り出す外殻を構成することが好ましい。なお、第５変形例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図２７では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
樹脂部１１は、光拡散材を含有した透明樹脂からなることが好ましい。透明樹脂としては、シリコーン樹脂を採用している。透明樹脂は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを採用することもできる。光拡散材の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、酸化チタン、Ａｕなどの無機材料、フッ素系樹脂などの有機材料、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。
樹脂部１１は、半球状の形状としてあるが、半球状に限らず、例えば、半楕円球状の形状や、半円柱状の形状としてもよい。
第８変形例のＬＥＤモジュール１では、樹脂部１１を備えていることにより、信頼性を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、上述のように樹脂部１１が光拡散材を含有している構成としてもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、色むらを抑制することが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、第１接合部３と第２接合部５との少なくとも一方が複数種の蛍光体（第１蛍光体）を含有し、樹脂部１１が光拡散材を含有している構成とすれば、演色性をより向上させることが可能となる。
なお、第８変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。
以下では、第９変形例のＬＥＤモジュール１について図２８に基いて説明する。
第９変形例のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０の形状が実施形態１のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図２８では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
色変換部１０は、不透光基板２の一表面２ｓａ側で、第１接合部３、サブマウント部材４、第２接合部５およびＬＥＤチップ６を覆う半球状の形状としてある。
第９変形例のＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６の発光層（図示せず）で発光しＬＥＤチップ６内および第１接合部５を通過した光の一部が、サブマウント部材４内で拡散される。よって、ＬＥＤチップ６内および第１接合部５を通過した光は、全反射されにくくなり、サブマウント部材４の側面４ｓｃや一面４ｓａから取り出されやすくなる。このため、ＬＥＤモジュール１においては、光取り出し効率を向上させることが可能となり、全光束量を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１では、不透光基板２の一表面２ｓａが拡散反射性或いは正反射性を有するようにすれば、色変換部１０から不透光基板２側へ放射された光を不透光基板２で反射することにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。この場合、ＬＥＤモジュール１では、不透光基板２で反射された光のうち色変換部１０の方向へ反射された光が、再度、色変換部１０へ入射するので、色変換部１０での変換率が高くなる。
サブマウント部材４は、図２９に示すように、一面４ｓａ側の周部において一面４ｓａと側面４ｓｃとの間に面取り部４１が形成されていてもよい。面取り部４１は、４５°面取りのＣ面取り部としてあるが、これに限らず、Ｒ面取り部でもよい。
色変換部１０は、半球状の形状としてあるが、これに限らず、例えば、半楕円球状の形状や、半円柱状の形状としてもよい。
なお、第９変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。また、第９変形例のＬＥＤモジュール１において、色変換部１０の代わりに、透明樹脂からなる封止部を色変換部１０と同様の形状で設けてもよい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第１０変形例について図３０に基いて説明する。
第１０変形例のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０の形状が第９変形例のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、第９変形例と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図３０では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
第１０変形例のＬＥＤモジュール１における色変換部１０の形状は、砲弾状である。この砲弾状の色変換部１０は、前端側（不透光基板２から遠い側）の半球状の部位と、後端側（不透光基板２から近い側）の円柱状の部位とで構成されている。
サブマウント部材４の平面形状については、矩形状に限らず、例えば、矩形以外の多角形状や、円形状としてもよい。
なお、第１０変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第１１変形例について図３１に基いて説明する。
第１１変形例のＬＥＤモジュール１の基本構成は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と略同じであり、不透光基板２（図１参照）が、図示しない照明器具の器具本体により構成され、この器具本体とサブマウント部材４とが第２接合部３（図１参照）を介して接合されている点が相違する。なお、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。また、図３１では、図１に示したワイヤ７および配線パターン８の図示を省略してある。
ところで、本願発明者らは、ＬＥＤモジュール１の光取り出し効率の向上を図るのに有効なサブマウント部材４の寸法パラメータの数値についてシミュレーションした結果、後述の（１０）式、（１１）式および（１２）式の条件を満たすことが好ましいという知見を得た。シミュレーション条件については、第９変形例で説明したシミュレーション条件と同じである。
サブマウント部材４の平面形状については、矩形状に限らず、例えば、矩形以外の多角形状や、円形状としてもよい。
なお、第１１変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１のＬＥＤモジュール１と同様、不透光基板２が、ヒートシンクの機能を有することが好ましい。
ところで、第１１変形例のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１、第１変形例〜第１０変形例の各ＬＥＤモジュール１は、種々の照明装置の光源として用いることが可能である。
ＬＥＤモジュール１を備えた照明装置の一例としては、例えば、ＬＥＤモジュール１を光源として器具本体に配置した照明器具がある。照明器具は、器具本体と、器具本体に保持されたＬＥＤモジュール１と、を備えていればよい。ＬＥＤモジュール１を備えた照明器具では、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
また、ＬＥＤモジュール１を備えた照明装置の一例として、ランプの一種である直管形ＬＥＤランプを構成することができる。ランプは、ＬＥＤモジュール１を光源として備えていればよい。ＬＥＤモジュール１を光源として備えたランプでは、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。なお、直管形ＬＥＤランプについては、例えば、社団法人日本電球工業会により、「Ｌ型ピン口金ＧＸ１６ｔ−５付直管形ＬＥＤランプシステム（一般照明用）」（ＪＥＬ ８０１：２０１０）が規格化されている。
このような直管形ＬＥＤランプを構成する場合には、例えば、透光性材料（例えば、乳白色のガラス、乳白色の樹脂など）により形成された直管状の管本体と、管本体の長手方向の一端部および他端部それぞれに設けられた第１口金、第２口金とを備え、管本体内に、不透光基板２が長尺状であり複数個のＬＥＤチップ６が不透光基板２の長手方向に配列されたＬＥＤモジュール１を収納した構成とすればよい。
（実施形態２）
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、図３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃに示すように、サブマウント部材４が長尺状の形状であり、複数個のＬＥＤチップ６を備えている点が実施形態２のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
ＬＥＤモジュール１は、複数個のＬＥＤチップ６がサブマウント部材４の一面４ｓａ側で規定方向（図３２Ｂの左右方向）に配列されている。また、ＬＥＤモジュール１は、上記規定方向に配列された各ＬＥＤチップ６及び各ＬＥＤチップ６の各々に接続された各ワイヤ７がライン状の色変換部１０で覆われている。色変換部１０は、上記規定方向において隣り合うＬＥＤチップ６同士の間に、隣り合うＬＥＤチップ６から放射される光の全反射を抑制する凹部１０ｂが設けられている。
配線部である配線パターン８は、ＬＥＤチップ６の第１電極（アノード電極）が接続される第１導体部（第１配線パターン部）８ａと、ＬＥＤチップ６の第２電極（カソード電極）が接続される第２導体部（第２配線パターン部）８ｂと、を有している。
第１導体部８ａおよび第２導体部８ｂの各々の平面形状は、櫛形状に形成されている。第１導体部８ａと第２導体部８ｂとは、サブマウント部材４の短手方向に沿った方向において互いに入り組むように配置されている。ここで、配線パターン８は、第１導体部８の第１櫛骨部８ａａと第２導体部８ｂの第２櫛骨部８ｂａとが対向している。配線パターン８は、サブマウント部材４の長手方向に沿った方向において、第１導体部８ａの第１櫛歯部８ａｂと第２導体部８ｂの第２櫛歯部８ｂｂとが隙間を介して交互に並んでいる。
ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の長手方向（上記規定方向）に配列された複数個（図示例では、９個）のＬＥＤチップ６が並列接続されている。ＬＥＤモジュール１は、これら複数個のＬＥＤチップ６が並列接続された並列回路に対して給電可能となっている。要するに、ＬＥＤモジュール１は、第１導体部８ａと第２導体部８ｂとの間に給電することにより、全てのＬＥＤチップ６に対して給電することができる。また、複数個のＬＥＤモジュール１を並べて用いるような場合には、隣り合うＬＥＤモジュール１同士を、例えば、導電性部材や、送り配線用の電線（図示せず）やコネクタ（図示せず）などにより電気的に接続するようにすればよい。この場合には、複数個のＬＥＤモジュール１に対して、１つの電源ユニットから電力を供給して、各ＬＥＤモジュール１の全てのＬＥＤチップ６を発光させることが可能となる。
色変換部１０は、例えば、第１蛍光体を含有する透明材料からなる。色変換部１０は、透明材料である樹脂に第１蛍光体が分散されているのが好ましい。色変換部１０の樹脂は、ＬＥＤチップ６及び第１蛍光体それぞれから放射される光を透過する材料であれば、特に限定するものではない。
色変換部１０の樹脂としては、例えば、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、ポリカーボネイト樹脂などを採用することができる。樹脂としては、耐熱性、耐候性の観点から、シリコーン樹脂が好ましく、温度サイクルによる熱応力によってワイヤ７が切れるのを抑制する観点から、ゲル状シリコーンが、より好ましい。
第１蛍光体は、ＬＥＤチップ６から放射される光を当該光よりも長波長の光に変換する波長変換材料として機能する。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射される光と前記蛍光体から放射される光との混色光を得ることが可能となる。要するに、色変換部１０は、ＬＥＤチップ６から放射される光を当該光よりも長波長の光に変換する波長変換部としての機能を備えている。また、色変換部１０は、各ＬＥＤチップ６及び各ワイヤ７を封止する封止部としての機能を備えている。
ＬＥＤモジュール１は、例えば、ＬＥＤチップ６として青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換材料である蛍光体として黄色蛍光体を採用すれば、白色光を得ることが可能となる。すなわち、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とが色変換部１０の表面から出射可能となり、白色光を得ることが可能となる。
波長変換材料である蛍光体としては、黄色蛍光体だけに限らず、例えば、黄色蛍光体と赤色蛍光体とを採用したり、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを採用してもよい。また、波長変換材料である蛍光体は、１種類の黄色蛍光体に限らず、発光ピーク波長の異なる２種類の黄色蛍光体を採用してもよい。ＬＥＤモジュール１は、波長変換材料として複数種の蛍光体を採用することにより、演色性を高めることが可能となる。
色変換部１０は、上述のように、上記規定方向において隣り合うＬＥＤチップ６同士の間に、ＬＥＤチップ６から放射される光の全反射を抑制する凹部１０ｂが設けられている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射され色変換部１０と空気との境界面に入射する光の全反射を抑制することが可能となる。よって、ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が半円柱状である場合に比べて、全反射に起因して閉じ込められる光を低減できるから、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。要するに、ＬＥＤモジュール１は、全反射損失を低減することが可能となり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
色変換部１０は、各ＬＥＤチップ６の上記一面とサブマウント部材４の一面４ｓａとの段差を反映した断面形状に形成されている。よって、色変換部１０は、ＬＥＤチップ６の配列方向に直交する断面形状が凸形状であり、ＬＥＤチップ６の配列方向に沿った断面形状が凹凸形状となっている。要するに、ＬＥＤモジュール１は、ライン状の色変換部１０に、光取り出し効率を向上させる凹凸構造が形成されている。
この凹凸構造の周期は、ＬＥＤチップ６の配列ピッチと同じである。凹凸構造の周期とは、各ＬＥＤチップ６の各々を覆う凸部１０ａの配列ピッチである。
色変換部１０の表面の形状は、色変換部１０の上記表面においてＬＥＤチップ６からの光線が交わる点の法線と上記光線とのなす角が臨界角よりも小さくなるように設計すればよい。ここで、ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０の各凸部１０ａの表面の略全面で、ＬＥＤチップ６からの上記光線の入射角（光入射角度）が臨界角よりも小さくなるように、色変換部１０の上記表面の形状を設計することが好ましい。
このため、色変換部１０は、各ＬＥＤチップ６の各々を覆う各凸部１０ａが、半球状に形成されているのが好ましい。各凸部１０ａの各々は、サブマウント部材４の厚み方向において重なる凸部１０ａの光軸とＬＥＤチップ６の光軸とが一致するように設計されている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０の上記表面（色変換部１０と空気との境界面）での全反射を抑制することが可能となるだけでなく、色むらを抑制することが可能となる。色むらとは、光の照射方向によって色度が変化している状態である。ＬＥＤモジュール１は、色むらを視認できない程度に抑制することが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から凸部１０ａの表面までの光路長をＬＥＤチップ６からの光の放射方向によらず略均一化することが可能となり、色むらをより抑制することが可能となる。色変換部１０の各凸部１０ａは、半球状に限らず、例えば、半楕円球状の形状でもよい。なお、各凸部１０ａの各々は、半円柱状や、直方体状などの形状でもよい。
ＬＥＤモジュール１の製造にあたっては、まず、サブマウント部材４を準備する。その後には、ダイボンド装置などにより、各ＬＥＤチップ６をサブマウント部材４の一面４ｓａ側にダイボンドする。その後には、ワイヤボンディング装置などにより、各ＬＥＤチップ６の第１電極および第２電極それぞれと配線パターン８とをワイヤ７を介して接続する。その後には、ディスペンサシステム（dispenser system）などを利用して色変換部１０を形成する。
ディスペンサシステムにより色変換部１０を形成する際には、例えば、ディスペンサヘッドをＬＥＤチップ６の配列方向に沿って移動させつつ、ノズルから色変換部１０の材料を吐出させて塗布する。
ここで、色変換部１０の材料を色変換部１０の表面形状に基づく塗布形状となるようにディスペンサシステムにより塗布する場合には、例えば、ディスペンサヘッドを移動させながら、材料を吐出させて塗布すればよい。例としては、ディスペンサヘッドの移動速度を変化させることにより、塗布量を変化させ、また、ディスペンサヘッドを上下させることにより、ノズルとノズル直下のサブマウント部材４の一面４ｓａとの距離を変化させている。より具体的には、色変換部１０の各凸部１０ａの元になる箇所に材料を塗布する場合と、色変換部１０の隣り合う凸部１０ａ間の部分の元になる箇所に材料を塗布する場合とで、移動速度を相対的に異ならせてあり、前者の場合に移動速度を遅くし、後者の場合に移動速度を速くしている。また、色変換部１０の表面形状に基づいてディスペンサヘッドを上下させている。これらにより、ディスペンサシステムにより色変換部１０を形成する方法では、材料を色変換部１０の表面形状に基づく塗布形状とすることが可能となる。塗布形状は、材料を硬化させるときの収縮を考慮して設定すればよい。
ディスペンサシステムは、ディスペンサヘッドを移動させるロボットからなる移動機構と、サブマウント部材４の一面４ｓａおよびノズルそれぞれのテーブルからの高さを測定するセンサ部と、移動機構およびノズルからの材料の吐出量を制御するコントローラと、を備えているのが好ましい。コントローラは、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより実現することができる。また、ディスペンサシステムは、コントローラに搭載されたプログラムを適宜変更することにより、ＬＥＤチップ６の配列ピッチや、ＬＥＤチップ６の個数、色変換部１０のライン幅などの異なる複数種の品種に対応することが可能となる。
また、色変換部１０の表面形状は、例えば、材料の粘度などを調整することで制御することも可能である。各凸部１０ａの各々の表面（凸曲面）の曲率は、材料の粘度や表面張力、ワイヤ７の高さなどによって設計可能である。曲率を大きくするには、材料の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたり、ワイヤ７の高さを高くすることで実現可能となる。また、ライン状の色変換部１０の幅（ライン幅）を狭くするには、材料の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたりすることで実現可能となる。材料の粘度は、１００〜２０００ｍＰa・s程度の範囲に設定するのが好ましい。なお、粘度の値は、例えば、円錐平板型回転粘度計を用いて常温下で測定した値を採用することができる。
また、ディスペンサシステムは、未硬化の材料が所望の粘度になるように加熱するヒータを備えていてもよい。これにより、ディスペンサシステムは、材料の塗布形状の再現性を向上させることが可能となり、色変換部１０の表面形状の再現性を向上させることが可能となる。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の変形例について図３３、３４に基いて説明する。なお、実施形態２と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を適宜省略する。
変形例のＬＥＤモジュール１は、不透光基板２の一表面２ｓａ側で、複数個のＬＥＤチップ６が、規定方向（以下、「第１方向」という。）に沿って等間隔で配置されている。
配線パターン８は、それぞれ櫛形状に形成され互いに入り組むように配置された第１導体部８ａ、第２導体部８ｂを備えている。第１導体部８ａは、各ＬＥＤチップ６の第１電極がワイヤ７（以下、「第１ワイヤ７ａ」という。）を介して電気的に接続されている。第２導体部８ｂは、各ＬＥＤチップ６の第２電極がワイヤ７（以下、「第２ワイヤ７ｂ」という。）を介して電気的に接続されている。
第１導体部８ａは、上記第１方向に沿って形成された第１櫛骨部８ａａと、各々が上記第１方向に直交する第２方向に沿って形成された複数の第１櫛歯部８ａｂと、を備えている。
第２導体部８ｂは、上記第１方向に沿って形成された第２櫛骨部８ｂａと、各々が上記第２方向に沿って形成された複数の第２櫛歯部８ｂｂと、を備えている。
第１導体部８ａは、上記複数の第１櫛歯部８ａｂが、相対的に幅広の第１櫛歯部８ａｂ（８ａｂ1）の一群と、相対的に幅狭の第１櫛歯部８ａｂ（８ａｂ2）の一群と、で構成されている。第１導体部８ａは、幅広の第１櫛歯部８ａｂ1と幅狭の第１櫛歯部８ａｂ2とが、上記第１方向において交互に並んでいる。
第２導体部８ｂは、上記複数の第２櫛歯部８ｂｂが、相対的に幅広の第２櫛歯部８ｂｂ（８ｂｂ1）の一群と、相対的に幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ（８ｂｂ2）の一群と、で構成されている。第２導体部８ｂは、幅広の第２櫛歯部８ｂｂ1と幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ2とが、上記第１方向において交互に並んでいる。
配線パターン８は、上記第１方向において、幅広の第１櫛歯部８ａｂ1、幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ2、幅狭の第１櫛歯部８ａｂ2及び櫛歯部８ｂｂ1が、サイクリックに並んでいる。
不透光基板２は、電気絶縁性を有するベース基材２ａの一表面上に配線パターン８が形成されており、ベース基板２ａの上記一表面側に配線パターン８を覆うレジスト層２ｂが形成されている。レジスト層２ｂは、ベース基板２ａの上記一表面において配線パターン８が形成されていない部位も覆うように形成されている。レジスト層２ｂの材料としては、例えば、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）などの白色顔料を含有した樹脂（例えば、シリコーン樹脂など）からなる白色レジストを採用することができる。白色レジストとしては、例えば、株式会社朝日ラバーのシリコーン製の白色レジスト材“ASA COLOR（登録商標） RESIST INK”などを採用することができる。
レジスト層２ｂには、各々が第１櫛歯部８ａｂにおいて第１ワイヤ７ａが接続される第１パッド部を露出させるための複数の開孔部２ｂａと、各々が第２櫛歯部８ｂｂにおいて第２ワイヤ７ｂが接続される第２パッド部を露出させるための複数の開孔部２ｂｂとが、形成されている。要するに、レジスト層２ｂには、上記第１方向において開孔部２ｂａと開孔部２ｂｂとが交互に形成されている。レジスト層２ｂは、複数の開孔部２ｂａと複数の開孔部２ｂｂとが一直線上に並ぶように形成されている。
幅広の第１櫛歯部８ａｂ1における第１パッド部を露出させるための開孔部２ｂａは、上記第１方向において幅広の第１櫛歯部８ａｂ1の中心線よりも、隣り合う幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ2から遠い側に形成されている。ＬＥＤモジュール１は、幅広の第１櫛歯部８ａｂ1において中心線よりも隣り合う幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ2に近い側の領域の鉛直上方にサブマウント部材４及びＬＥＤチップ６が配置されている。
幅狭の第１櫛歯部８ａｂ2における第１パッド部を露出させるための開孔部２ｂａは、幅狭の第１櫛歯部８ａｂ2の中心線上に形成されている。
幅広の第２櫛歯部８ｂｂ1における第２パッド部を露出させるための開孔部２ｂｂは、上記第１方向において幅広の第２櫛歯部８ｂｂ1の中心線よりも、隣り合う幅狭の第１櫛歯部８ａｂ2から遠い側に形成されている。ＬＥＤモジュール１は、幅広の第２櫛歯部８ｂｂ1において中心線よりも隣り合う幅狭の第１櫛歯部８ａｂ2に近い側の領域の鉛直上方にサブマウント部材４及びＬＥＤチップ６が配置されている。
幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ2における第２パッド部を露出させるための開孔部２ｂｂは、幅狭の第２櫛歯部８ｂｂ2の中心線上に形成されている。
各ＬＥＤチップ６は、平面視で、第１電極が第１ワイヤ７ａを介して接続される第１パッド部と、第２電極が第２ワイヤ７ｂを介して接続される第２パッド部と、の間に配置されている。要するに、ＬＥＤモジュール１は、複数のＬＥＤチップ６と、複数の第１パッド部と、複数の第２パッド部と、が平面視で一直線上に並ぶように配置されている。
色変換部１０は、複数のＬＥＤチップ６と複数の第１ワイヤ７ａと複数の第２ワイヤ７ｂとを覆うライン状に形成されている。色変換部１０は、上記第１方向に直交する断面での形状が半球状に形成されている。色変換部１０は、実施形態２と同様の形状でもよい。
変形例のＬＥＤモジュール１では、不透光基板２における各ＬＥＤチップ６それぞれの垂直投影領域に配線パターン８が存在する。これにより、変形例のＬＥＤモジュール１は、点灯しているときに、各ＬＥＤチップ６及び色変換部１０で発生した熱を、配線パターン８を介して広い範囲に伝熱させることが可能となる。つまり、変形例のＬＥＤモジュール１は、放熱性を向上させることが可能となり、光出力の高出力化を図ることが可能となる。また、変形例のＬＥＤモジュール１は、各ＬＥＤチップ６の向きを同じにできるので、不透光基板２上の各サブマウント部材４上に各ＬＥＤチップ６を接合する工程における各ＬＥＤチップ６の取り扱いが容易になり、製造が容易になる。
ところで、実施形態２のＬＥＤモジュール１、実施形態２の変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態１、実施形態１の第１変形例〜第１１変形例の各ＬＥＤモジュール１と同様、種々の照明装置の光源として用いることが可能である。ＬＥＤモジュール１を備えた照明装置の一例としては、例えば、ＬＥＤモジュール１を光源として器具本体に配置した照明器具や、ランプ（例えば、直管形ＬＥＤランプ、電球形ランプなど）などを好適に挙げることができるが、これら以外の照明装置でもよい。
以下では、実施形態２のＬＥＤモジュール１を光源として備えた照明器具５０について、図３５Ａ、３５Ｂに基いて説明する。
照明器具５０は、ＬＥＤ照明器具であり、器具本体５１と、器具本体５１に保持された光源であるＬＥＤモジュール１と、を備えている。
器具本体５１は、ＬＥＤモジュール１よりも平面サイズの大きな長尺状（ここでは、矩形板状）に形成されている。照明器具５０は、器具本体５１の厚み方向の一表面５１ｂ側にＬＥＤモジュール１が配置されている。照明器具５０は、ＬＥＤモジュール１の長手方向と器具本体５１の長手方向とが揃うように、器具本体５１に対してＬＥＤモジュール１が配置されている。また、照明器具５０は、器具本体５１の一表面５１ｂ側に、ＬＥＤモジュール１を覆うカバー５２が配置されている。カバー５２は、ＬＥＤモジュール１から放射された光を透過させる機能を有する。
また、照明器具５０は、ＬＥＤモジュール１へ直流電力を供給して各ＬＥＤチップ６を点灯（発光）させる点灯装置５３を備えている。照明器具５０は、点灯装置５３とＬＥＤモジュール１とが、リード線などの電線５４を介して電気的に接続されている。
照明器具５０は、器具本体５１の厚み方向の他表面５１ｃ側に、点灯装置５３を収納する凹所５１ａが形成されている。凹所５１ａは、器具本体５１の長手方向に沿って形成されている。また、器具本体５１には、一表面５１ｂと凹所５１ａの内底面との間の薄肉部を貫通し電線５４が挿通される貫通孔（図示せず）が形成されている。
ＬＥＤモジュール１は、配線パターン８の露出した部位において電線５４を接続することが可能となっている。配線パターン８と電線５４との接続部は、例えば、半田などの導電性接合材からなる接続部や、雄型のコネクタと雌型のコネクタとからなる接続部などを採用することができる。
照明器具５０は、点灯装置５３からＬＥＤモジュール１へ直流電力を供給してＬＥＤモジュール１を点灯させることができる。なお、点灯装置５３は、例えば、商用電源のような交流電源から電力供給される構成のものでもよいし、太陽電池や蓄電池などの直流電源から電力供給される構成のものでもよい。
照明器具５０の光源は、実施形態２のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１、実施形態１の第１変形例〜第１１変形例、実施形態２の変形例のいずれかのＬＥＤモジュール１でもよい。
器具本体５１の材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、サブマウント部材４よりも熱伝導率の高い材料がより好ましい。ここで、器具本体５１の材料としては、アルミニウム、銅などの熱伝導率の高い金属を採用することが好ましい。
器具本体５１へのＬＥＤモジュール１の取り付け手段としては、例えば、螺子などの取付具を採用してもよいし、熱硬化型のシート状接着剤のエポキシ樹脂層を器具本体５１とＬＥＤモジュール１との間に介在させて接合してもよい。シート状接着剤としては、シリカやアルミナなどのフィラーからなる充填材を含有し且つ加熱時に低粘度化するとともに流動性が高くなる性質を有するＢステージのエポキシ樹脂層（熱硬化性樹脂）とプラスチックフィルム（ＰＥＴフィルム）とが積層されたシート状接着剤を用いることができる。このようなシート状接着剤としては、例えば、東レ株式会社製の接着剤シートＴＳＡなどがある。フィラーとしては、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂よりも熱伝導率の高い電気絶縁性材料を用いればよい。上述のエポキシ樹脂層の厚みは、１００μｍに設定してあるが、この値は一例であり、特に限定するものではなく、例えば、５０μｍ〜１５０μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。上述のエポキシ樹脂層の熱伝導率は、４Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
上述のシート状接着剤のエポキシ樹脂層は、電気絶縁性を有するとともに熱伝導率が高く加熱時の流動性が高く凹凸面への密着性が高いという性質を有している。したがって、照明器具５０は、上述のエポキシ樹脂層から形成される絶縁層とＬＥＤモジュール１および器具本体５１との間に空隙が発生するのを抑制することができて密着信頼性を向上させることが可能となり、また、密着不足による熱抵抗の増大やばらつきの発生を抑制することが可能となる。絶縁層は、電気絶縁性および熱伝導性を有し、ＬＥＤモジュール１と器具本体５１とを熱結合する機能を有している。
しかして、照明器具５０は、ＬＥＤモジュール１と器具本体５１との間に例えばサーコン（登録商標）のようなゴムシート状やシリコーンゲル状の放熱シート（熱伝導シート）などを挟む場合に比べて、各ＬＥＤチップ６の各々から器具本体５１までの熱抵抗を低減することが可能となるとともに、熱抵抗のばらつきを低減することが可能となる。これにより、照明器具５０は、放熱性が向上し、各ＬＥＤチップ６の各々のジャンクション温度の温度上昇を抑制することが可能となるから、入力電力を大きくすることが可能となり、光出力の高出力化を図ることが可能となる。上述のエポキシ樹脂層の厚みは、１００μｍに設定してあるが、この値は一例であり、特に限定するものではなく、例えば、５０μｍ〜１５０μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。なお、上述のエポキシ樹脂層の熱伝導率は、４Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
カバー５２の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ガラスなどを採用することができる。
カバー５２は、ＬＥＤモジュール１から放射された光の配光を制御するレンズ部（図示せず）を一体に備えている。カバー５２と別体のレンズをカバー５２に取り付けた構成に比べて、低コスト化を図ることが可能となる。
以上説明した照明器具５０では、光源として上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、低コスト化および光出力の高出力化を図ることが可能となる。
照明器具５０は、器具本体５１の材料を金属とすることにより、放熱性を向上させることが可能となる。
以下では、実施形態２のＬＥＤモジュール１を光源として備えた直管形ＬＥＤランプ８０について図３６Ａ、３６Ｂに基いて説明する。
直管形ＬＥＤランプ８０は、透光性材料により形成された直管状（円筒状）の管本体８１と、管本体８１の長手方向の一端部、他端部それぞれに設けられた第１口金８２、第２口金８３と、を備え、管本体８１内に実施形態２のＬＥＤモジュール１が収納されている。ＬＥＤモジュール１は、実施形態２のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１、実施形態１の第１変形例〜第１１変形例のいずれかのＬＥＤモジュール１でもよい。なお、一般的な直管形ＬＥＤランプについては、例えば、社団法人日本電球工業会により、「Ｌ型ピン口金ＧＸ１６ｔ−５付直管形ＬＥＤランプシステム（一般照明用）」（ＪＥＬ ８０１：２０１０）が規格化されている。
管本体８１の材料としては、例えば、透明なガラス、乳白色のガラス、透明な樹脂、乳白色の樹脂などを採用することができる。
第１口金８２には、ＬＥＤモジュール１に電気的に接続された２本の給電端子（以下、「第１ランプピン」という。）８４、８４が設けられている。これら２本の第１ランプピン８４、８４は、照明器具(図示せず)の器具本体に保持された給電用のランプソケットの２つの給電用接触子それぞれに電気的に接続可能となるように構成されている。
第２口金８３には、アース用の１本の接地端子（以下、「第２ランプピン」という。）８５が設けられている。この１本の第２ランプピン８５は、器具本体に保持された接地用のランプソケットの接地用接触子に電気的に接続可能となるように構成されている。
各第１ランプピン８４の各々は、Ｌ字状に形成されており、管本体８１の長手方向に沿って突出したピン本体８４ａと、ピン本体８４ａの先端部から管本体８１の１つの径方向に沿って延設された鍵部８４ｂと、で構成されている。２つの鍵部８４ｂは、互いに離れる向きに延設されている。なお、各第１ランプピン８４は、細長の金属板を折曲することにより形成されている。
第２ランプピン８５は、第２口金８３の端面（口金基準面）から管本体８１とは反対側へ突出している。また、第２ランプピン８５は、Ｔ字状に形成されている。なお、直管形ＬＥＤランプ８０は、例えば、社団法人日本電球工業会により規格化されている「Ｌ型ピン口金ＧＸ１６ｔ−５付直管形ＬＥＤランプシステム（一般照明用）」（ＪＥＬ ８０１：２０１０）の規格などを満たすように構成されていることが好ましい。
以上説明した直管形ＬＥＤランプ８０では、管本体８１内に上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、低コスト化および光出力の高出力化を図ることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１を備えたランプは、上述の直管形ＬＥＤランプに限らず、例えば、管本体内に、ＬＥＤモジュール１と、ＬＥＤモジュール１を点灯させる点灯装置とを備えた構成の直管形ＬＥＤランプとしてもよい。なお、点灯装置は、外部電源からランプピンを介して給電される。
実施形態２のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４が長尺状の形状であり、複数個のＬＥＤチップ６を備えているが、適用する照明器具の種別などによってサブマウント部材４の形状やＬＥＤチップ６の個数、配置などを適宜変更することが可能である。
（実施形態３）
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１について、図３７〜３９に基いて説明する。
本実施形態のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４が正方形状の形状であり、複数（図示例では、３６個）のＬＥＤチップ６が２次元アレイ状に配列されている点が実施形態２のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態２と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
ＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の一面４ｓａ側に複数のＬＥＤチップ６を備えている。また、配線パターン８は、サブマウント部材４の一面４ｓａ上で互いに離れて配置された第１導体部８ａと、第２導体部８ｃと、を備えている。ＬＥＤモジュール１は、複数のＬＥＤチップ６のうち直列接続するＬＥＤチップ６の一群が、第１導体部８ａと第２導体部８ｂとを結ぶ仮想線Ｍ１上に配置してある。そして、ＬＥＤモジュール１は、仮想線Ｍ１上において第１導体部８ａに最も近いＬＥＤチップ６のアノード電極が、ワイヤ７（第１ワイヤ７ａ）により第１導体部８ａと電気的に接続され、仮想線Ｍ１上において第２導体部８ｂに最も近いＬＥＤチップ６のカソード電極が、ワイヤ（第２ワイヤ７ｂ）により第２導体部８ｂと電気的に接続され、仮想線Ｍ１上において隣り合うＬＥＤチップ６のうち第１導体部８ａ側のＬＥＤチップ６のカソード電極と第２導体部８ｂ側のＬＥＤチップ６のアノード電極とが、ワイヤ７（第３ワイヤ７ｃ）により電気的に接続されている。
これにより、ＬＥＤモジュール１は、実施形態２のように、各ＬＥＤチップ６の近傍に第１導体部８ａおよび第２導体部８ｂが存在する場合に比べて、ＬＥＤチップ６から放射され配線パターン８に直接的に入射する光や、ＬＥＤチップ６からサブマウント部材４の一面４ｓａへ入射してサブマウント部材４内を通って配線パターン８に入射する光が、配線パターン８で吸収されるのを抑制することが可能となり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、複数（図示例では、６本）の仮想線Ｍ１を想定しており、各仮想線Ｍ１の各々に、一群のＬＥＤチップ６として６個のＬＥＤチップを配置してあるが、仮想線Ｍ１の数や仮想線Ｍ１上のＬＥＤチップ６の数を限定するものではない。
ＬＥＤモジュール１は、仮想線Ｍ１上に配置された一群のＬＥＤチップ６と第１ワイヤ７ａと第２ワイヤ７ｂと第３ワイヤ７ｃとを覆う色変換部１０を備えているのが好ましい。色変換部１０は、半円柱状の形状に形成されている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、隣り合うＬＥＤチップ６間を接続している第３ワイヤ７ｃの断線が発生するのを抑制することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、かつ、色むらを抑制することが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１は、配線パターン８を、サブマウント部材４の外周部に沿って設けてあるので、配線パターン８による光吸収をより抑制することが可能となり、光取り出し効率のより一層の向上を図ることが可能となる。
ＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が、仮想線Ｍ１上に配置された複数のＬＥＤチップ６と第１ワイヤ７ａと第２ワイヤ７ｂと第３ワイヤ７ｃとを覆うライン状の封止部を兼ねているが、色変換部１０の代わりに、透明材料により形成されたライン状の封止部を設けてもよい。封止部の透明材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用することができる。ＬＥＤモジュール１は、仮想線Ｍ１上に配置された複数のＬＥＤチップ６と第１ワイヤ７ａと第２ワイヤ７ｂと第３ワイヤ７ｃとを覆うライン状の封止部を備えることにより、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。サブマウント部材４の平面形状は、正方形状に限らず、例えば、正方形以外の多角形状や、円形状などでもよい。また、ＬＥＤモジュール１は、第１導体部８ａと第２導体部８とをそれぞれ帯状の形状として互いに対向配置してあるが、第１導体部８ａおよび第２導体部８ｂそれぞれの形状は特に限定するものではない。また、仮想線Ｍ１は、直線としてあるが、直線に限らず、曲線や、直線と曲線とを組み合わせた線などでもよい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第１変形例について図４０に基いて説明する。
第１変形例のＬＥＤモジュール１は、サブマウント部材４の厚み方向の他面４ｓｂ側に、ＬＥＤチップ６からの光を反射する反射層４３を備える点が実施形態３のＬＥＤモジュール１と相違する。なお、実施形態３と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
第１変形例のＬＥＤモジュール１は、反射層４３が金属層であり、サブマウント部材４の他面４ｓｂ側に、反射層を保護する保護層４４を備えることが好ましい。
金属層の材料は、ＬＥＤチップ６から放射される光に対する反射率が高い材料が好ましい。金属層の材料としては、例えば、銀、銀合金などを採用することができる。ＬＥＤモジュール１は、反射層４３を構成する金属層の材料が銀や銀合金の場合、反射層４３の平面サイズをサブマウント部材４の平面サイズよりも小さくし、保護層４４が反射層４３の表面および側面を覆うように形成されているのが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、反射層４３が外気などに晒されて硫化するのを抑制することが可能となり、光取り出し効率の経時変化を抑制することが可能となる。保護層４４は、例えば、セラミック層などにより構成することができる。
第１変形例のＬＥＤモジュール１の製造方法は、実施形態２のＬＥＤモジュール１の製造方法と略同じであり、サブマウント部材４を準備するにあたって、サブマウント部材４の他面４ｓａ側に反射層４３、保護層４４が形成されたものを準備する点などが相違する。
サブマウント部材４を準備した後には、ダイボンド装置などにより、第１ワイヤ７ａ、第２ワイヤ７ｂおよび第３ワイヤ７ｃそれぞれによるワイヤボンディングを行い、その後、ディスペンサシステムなどを利用して色変換部１０を形成すればよい。
ところで、反射層４３の形成にあたっては、例えば、ＬＥＤチップ６から最も遠い透光層である第２透光層（第２セラミック層４ａ）の元になるセラミックグリーンシートに、反射層４３の元になる銀ペーストをスクリーン印刷してから銀ペーストを焼成することにより反射層４３を形成するようにすればよい。これにより、ＬＥＤモジュール１の製造方法では、反射層４３の形成時に第２透光層も形成することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。また、ＬＥＤモジュール１の製造方法では、例えば、第２透光層の元になるセラミックグリーンシートに銀ペーストをスクリーン印刷してから、保護層の元になるセラミックグリーンシートを重ね合わせ、その後で焼成することにより、第２透光層と反射層４３と保護層４４とを同時に形成するようにしてもよい。
以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１の第２変形例について図４１、４２に基いて説明する。
第２変形例のＬＥＤモジュール１は、実施形態３のＬＥＤモジュール１に比べて、第１導体部８ａと第２導体部８ｂとの間隔を短くしてあり、第１導体部８ａに最も近いＬＥＤチップ６との間の距離を短くし、第２導体部８ｂに最も近いＬＥＤチップ６との間の距離を短くしてある。なお、実施形態３と同様の構成要素については、同様の符号を付して説明を省略する。
また、第２変形例のＬＥＤモジュール１における色変換部１０は、仮想線Ｍ１上において隣り合うＬＥＤチップ６同士の間に、ＬＥＤチップ６から放射される光の全反射を抑制する凹部１０ｂが設けられている。
これにより、第２変形例のＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ６から放射され色変換部１０と空気との境界面に入射する光の全反射を抑制することが可能となる。よって、第２変形例のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が半円柱状である場合に比べて、全反射に起因して閉じ込められる光を低減できるから、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。要するに、ＬＥＤモジュール１は、全反射損失を低減することが可能となり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
第２変形例のＬＥＤモジュール１は、色変換部１０が封止部を兼ねているが、色変換部１０の代わりに、透明材料により形成された同形状の封止部を設けてもよい。
以下では、第２変形例のＬＥＤモジュール１を備えた照明器具７０の一形態について図４１、４２に基いて説明する。
照明器具７０は、ダウンライトとして使用可能なＬＥＤ照明器具であり、器具本体７１ａと、器具本体７１ａに保持された光源であるＬＥＤモジュール１と、を備えている。また、照明器具７０は、ＬＥＤモジュール１を点灯させる点灯装置が収納された矩形箱状のケース７８を備えている。点灯装置とＬＥＤモジュール１とは、図示しない電線などにより電気的に接続されている。
照明器具７０は、器具本体７１が円板状に形成されており、器具本体７１ａの一面側にＬＥＤモジュール１が配置されている。また、照明器具７０は、器具本体７１の他面から突出する複数のフィン７１ａｂを備えている。器具本体７１と各フィン７１ａｂとは一体に形成されている。
また、照明器具７０は、ＬＥＤモジュール１から側方へ放射された光を反射する第１リフレクタ７３と、カバー７２と、カバー７２から出射する光の配光を制御する第２リフレクタ７４とを備えている。なお、照明器具７０は、器具本体７１と、第２リフレクタ７４とで、ＬＥＤモジュール１、第１リフレクタ７３およびカバー７２を収納する器具外郭を構成している。
器具本体７１は、上記一面側に、２つの突台部７１ａが互いに対向して設けられている。そして、照明器具７０は、ＬＥＤモジュール１を固定する板状の固定部材７５が２つの突台部７１ａに架設されている。固定部材７５は、板金により形成されており、各突台部７１ａの各々に螺子７７により固定されている。第１リフレクタ７３は、器具本体７１に固定されている。ＬＥＤモジュール１は、第１リフレクタ７３と固定部材７５とで挟持されるようにしてもよい。第１リフレクタ７３は、白色の合成樹脂により形成してある。
固定部材７５は、ＬＥＤモジュール１のサブマウント部材４の一部を露出させる開孔部７５ａが形成されている。照明器具７０は、サブマウント部材４と器具本体７１との間に、熱伝導部７６を介在させてある。熱伝導部７６は、サブマウント部材４から器具本体７１へ熱を伝熱させる機能を有する。熱伝導部７６は、熱伝導性グリースにより形成してあるが、これに限らず、例えば、熱伝導性シートを用いてもよい。
熱伝導性シートとしては、例えば、電気絶縁性および熱伝導性を有するシリコーンゲルのシートを用いることができる。また、熱伝導性シートとして用いるシリコーンゲルのシートは、軟質なものが好ましい。この種のシリコーンゲルのシートとしては、例えば、サーコン（登録商標）などを用いることができる。
また、熱伝導性シートの材料は、シリコーンゲルに限らず、電気絶縁性および熱伝導性を有していれば、例えば、エラストマーでもよい。
照明器具７０は、ＬＥＤモジュール１で発生した熱を、熱伝導部７６を通して器具本体７１へ効率よく伝熱させることが可能となる。よって、照明器具７０は、ＬＥＤモジュール１で発生した熱を器具本体７１およびフィン７１ａｂから効率良く放熱させることが可能となる。
器具本体７１およびフィン７１ａｂの材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、サブマウント部材４よりも熱伝導率の高い材料がより好ましい。ここで、器具本体７１およびフィン７１ａｂの材料としては、アルミニウム、銅などの熱伝導率の高い金属を採用することが好ましい。
カバー７２の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ガラスなどを採用することができる。
カバー７２は、ＬＥＤモジュール１から放射された光の配光を制御するレンズ部（図示せず）を一体に備えていてもよい。
第２リフレクタ７４の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、樹脂、セラミックなどを採用することができる。
以上説明した照明器具７０では、光源として上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、低コスト化および光出力の高出力化を図ることが可能となる。また、照明器具７０では、器具本体７１が、ＬＥＤモジュール１の不透光基板２を兼ねる構成としてもよい。

Claims (13)

  1. サブマウント部材と、前記サブマウント部材の厚み方向の一面側に第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが電気的に接続される配線パターンと、を備え、前記第１接合部が、前記ＬＥＤチップから放射される光を通すように構成され、前記サブマウント部材が、光拡散性を有する透光性部材であり、前記サブマウント部材の平面サイズは、前記ＬＥＤチップの平面サイズよりも大きく、前記配線パターンは、前記サブマウント部材の前記一面において前記ＬＥＤチップを避けて設けられ、前記サブマウント部材は、前記厚み方向において重なる複数の透光層からなり、前記複数の前記透光層の光学特性が互いに異なり、前記ＬＥＤチップから遠い前記透光層ほど、前記ＬＥＤチップから放射される光の波長域における反射率が高いことを特徴とするＬＥＤモジュール。
  2. 前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する第１蛍光体を含有する透明材料により形成された色変換部を備え、前記色変換部は、前記ＬＥＤチップの側面と前記ＬＥＤチップにおける前記第１接合部側とは反対側の表面とを覆うように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
  3. 前記色変換部は、光拡散材を含有していることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤモジュール。
  4. 不透光基板を備え、前記サブマウント部材は、前記不透光基板の一表面側に第２接合部を介して接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
  5. 前記第１接合部と前記第２接合部との少なくとも一方は、前記ＬＥＤチップから放射される光によって励起されて前記ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する第２蛍光体を含有していることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤモジュール。
  6. 前記サブマウント部材の前記一面側に、光が最終的に通過する外殻を構成する樹脂部を備え、前記樹脂部は、光拡散材を含有した透明樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
  7. 前記サブマウント部材の前記一面側に複数の前記ＬＥＤチップを備え、前記配線パターンは、前記サブマウント部材の前記一面上で互いに離れて配置された第１導体部と、第２導体部と、を備え、前記複数の前記ＬＥＤチップのうち直列接続するＬＥＤチップの一群が、前記第１導体部と前記第２導体部とを結ぶ仮想線上に配置されており、前記仮想線上において前記第１導体部に最も近い前記ＬＥＤチップのアノード電極が、第１ワイヤにより前記第１導体部と電気的に接続され、前記仮想線上において前記第２導体部に最も近い前記ＬＥＤチップのカソード電極が、第２ワイヤにより前記第２導体部と電気的に接続され、前記仮想線上において隣り合う前記ＬＥＤチップのうち前記第１導体部側の前記ＬＥＤチップのカソード電極と前記第２導体部側の前記ＬＥＤチップのアノード電極とが、第３ワイヤにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
  8. 前記仮想線上に配置された前記一群のＬＥＤチップと前記第１ワイヤと前記第２ワイヤと前記第３ワイヤとを覆うライン状の封止部を備え、前記封止部は、前記仮想線上において隣り合う前記ＬＥＤチップ同士の間に、前記隣り合う前記ＬＥＤチップから放射される光の全反射を抑制する凹部が設けられていることを特徴とする請求項７記載のＬＥＤモジュール。
  9. 前記サブマウント部材の前記厚み方向の他面側に、前記ＬＥＤチップからの光を反射する反射層を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
  10. 前記反射層が金属層であり、前記サブマウント部材の前記他面側に、前記反射層を保護する保護層を備えることを特徴とする請求項９記載のＬＥＤモジュール。
  11. 各前記透光層は、セラミック層であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
  12. 請求項９又は１０記載のＬＥＤモジュールの製造方法であって、前記反射層の形成にあたっては、前記ＬＥＤチップから最も遠い前記透光層の元になるセラミックグリーンシートに、前記反射層の元になる銀ペーストをスクリーン印刷してから前記銀ペーストを焼成することにより前記反射層を形成することを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
  13. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュールを光源として備えることを特徴とする照明器具。
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