KR20100098660A - 발광장치 - Google Patents

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KR20100098660A
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Abstract

발광 장치(1)은 LED 칩(10)과 해당 LED 칩(10)이 실장된 실장 기판(20)을 구비한다. 또한, 발광 장치(1)는 발광성 무기재료에 의해 형성된 돔 형상의 커버 부재(60)와, LED 칩(10)으로부터 방사되는 광에 의해 여기되어 LED 칩(10) 보다 장파장의 광을 방사하는 형광체를 함유한 투광성 재료(실리콘 수지 등)에 의해 형성된 돔 형상의 색변환층(70)을 구비한다. 커버 부재(60)는 실장 기판(20)과의 사이에 공기층(80)이 존재하는 형태로 실장 기판(20)에 고착되며 색변환층(70)은 커버 부재(60)의 광출사면측에 적층되어 있다.

Description

발광장치{Light Emitting Device}
본 발명은 LED 칩(발광 다이오드 칩)을 이용한 발광 장치에 관한 것이다.
종래로부터 LED 칩을 이용한 발광 장치가 제공되고 있다. 이 종류의 발광 장치에는 광의 혼색에 의해 원하는 색의 광(예를 들면, 백색광)을 얻기 위해, LED 칩으로부터 방사된 광에 의해 여기되어, LED 칩과는 다른 발광 색의 광을 방사하는 형광체가 비교적 자주 사용되고 있다.
예를 들면, 일본국 특허공보 제3978451호에는, 도 10에 도시한 바와 같은 발광 장치(101)가 기재되어 있다. 발광 장치(101)는 LED 칩(110)과 해당 LED 칩(110)이 실장된 실장 기판(120)과, 투광성 밀봉부(150)와, 색변환 부재(170)를 구비하고 있다. 투광성 밀봉부(150)는 실장 기판(120)에 있어서 LED 칩(110)의 실장면측에서 LED 칩(110)을 밀봉한 반구 형상의 것이며 제1의 투광성 재료(예를 들면 실리콘 수지 등)에 의해 형성되어 있다. 색변환 부재(170)는 LED 칩(110)으로부터 방사되는 광에 의해 여기되어 LED 칩(110)보다도 장파장의 광을 방사하는 형광체를 함유한 제2의 투광성 재료(예를 들면, 실리콘 수지 등)에 의해 돔 형상으로 형성되어 있다. 이 색변환 부재(170)는 투광성 밀봉부(150)와의 사이에 공기층(180)이 있는 형태로 실장 기판(120)에 고착되어 있다. 한편, 상기 일본국 특허공보에는, LED 칩(110)으로서 자외선 LED 칩 외에 가시광선 LED 칩이 예시되어 있다.
상술한 발광 장치(101)는 예를 들면 조명 용도로 쓸 수 있다(예를 들면, 조명 기구의 광원으로 쓸 수 있다). 이때, 고휘도를 얻기 위해서 발광 장치(101)로 흐르는 전류를 증가하면, 색변환 부재(170)의 제2의 투광성 재료가 형광체로부터의 광이나 열에 의해 시간이 경과함에 따라 열화하여 투과율이 저하하는 우려가 있다. 이러한 경우에 발생하는 문제로서는, 발광 장치(101)로부터 출력되는 광량이 저하되는 문제나, LED 칩(110)으로부터 방사되는 광과 형광체로부터 방사되는 광의 밸런스가 무너져 색도(색상 및 채도)가 맞지 않게 되는 문제, 색변환 부재(170)의 열에 의한 열화로 인하여 수명이 짧아지는 문제 등이 고려될 수 있다.
여기서, 색변환 부재(170)의 제2의 투광성 재료로서, 실리콘 수지 등의 투광성 유기재료가 아니라 유리와 같은 투광성 무기재료를 사용하는 것이 고려될 수 있다. 투광성 무기재료는 투광성 유기재료에 비해서 열전도성이 우수하다. 그러므로, 형광체에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 발광 장치(101)를 내열성, 내광성, 및 내습성도 우수하다 할 수 있다.
여기서, 제2의 투광성 재료로서 유리를 사용했을 경우의 색변환 부재(170)의 제조 방법으로는, 유리의 기초가 되는 유리 분말과 형광체의 기초가 되는 형광체 분말과의 혼합 분말을 원하는 형상의 성형체로 성형하고, 그 후에 이 성형체를 소성하는 방법이 고려된다.
한편, 상술한 색변환 부재(170)의 제조 방법에서는, 성형체를 소성하는 소성 온도가 높고 기포가 적은 치밀한 색변환 부재(형광체 분산 유리)(170)를 얻을 수 있다. 그렇지만 이 경우에는, 형광체의 산화나 유리와의 반응 등에 의해 형광체의 양자효율의 저하나 유리의 착색이 쉽게 일어난다. 한편, 소성 온도가 낮으면 형광체의 양자효율의 저하는 억제되지만, 색변환 부재(170)에 기포가 쉽게 잔류하여 유리의 투과율이 쉽게 저하된다.
상술한 바와 같이 형광체의 양자효율의 저하나 기포의 잔류나 착색에 의한 유리의 투과율 저하는, 발광 장치(101)의 광 취득 효율을 저하시키는 요인이 된다.
그러므로, 형광체의 양자효율의 저하가 적고 기포의 잔류나 착색이 없는 색변환 부재(170)의 개발이 기대되고 있다.
또, 발광 장치(101)에서는, 색변환 부재(170 )자체에서 돔 형태의 형상을 유지할 필요가 있으므로, 색변환 부재(170)의 두께를 얇게 하는 것이 어렵다. 여기서, 색변환 부재(170)의 두께가 두꺼우면 색변환 부재(170)를 통과하는 광의 광로 길이 차가 커지고, 얼룩이 쉽게 생긴다.
본 발명은 상기에 점을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 형광체의 온도상승을 억제할 수 있는 동시에 형광체를 함유한 투광성 재료의 열의 열화를 억제할 수 있고, 또한 얼룩의 발생을 억제할 수 있는 발광 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관련한 발광 장치는 LED 칩과 해당 LED 칩이 실장된 실장기판을 구비하고 있다. 본 발명에 관련한 발광 장치는 더욱이 투광성 무기재료에 의해 형성된 돔 형상의 커버 부재와 상기 LED 칩으로부터 방사되는 광에 의해 여기되어서 상기 LED 칩보다 긴 파장의 광을 방사하는 형광체를 함유한 투광성 재료에 의해 형성된 돔 형상의 색 변환층을 구비하고 있다. 상기 커버 부재는 상기 실장 기판 사이에 공기층이 존재하는 형태로 상기 실장 기판에 고착되어 있다. 상기 색변환층은 상기 커버 부재의 광 입사면측 혹은 광 출사면측에 적층되어 있다.
이 발명에 따르면, 색변환층으로 발생한 열을 상기 커버 부재를 통하여 상기 실장 기판측으로 방열시킬 수 있다. 그러므로, 형광체의 온도상승을 억제할 수 있어 광속의 증가를 도모할 수 있다. 또한, 형광체를 함유한 투광성 재료의 열 열화를 억제할 수 있다. 게다가, 색변환층은 커버 부재에 의해 돔 형상의 형상이 보유되기 때문에 색변환층의 두께를 얇게 할 수 있다. 이것에 의해 색변환층을 통과하는 광의 광로 길이의 차를 줄일 수 있고, 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
바람직한 형태로서는 상기 실장 기판에 있어서 상기 LED 칩의 실장면측에서 상기 LED칩을 밀봉하는 투광성 밀봉부를 구비하고 있다. 상기 공기층은 상기 커버 부재와 상기 투광성 밀봉부의 사이에 있다.
이 발명에 따르면, 상기 투광성 밀봉부가 없을 경우와 비교하여, 상기 색변환층으로 발생한 열을 상기 색변환층-상기 공기층-투광성 밀봉부-상기 실장 기판을 통과하는 경로에서도 방열시킬 수 있다. 그러므로, 상기 색변환층의 온도상승을 억제할 수 있다. 이로써 상기 형광체의 온도상승을 억제할 수 있어 광속의 증가를 도모할 수 있는 동시에, 상기 형광체를 함유한 투광성 재료의 열 열화를 억제할 수 있다.
더욱 바람직한 형태로서는 상기 LED 칩으로부터 방사되는 광을 투과하고 상기 색변환층의 상기 형광체로부터 방사되는 광을 반사하는 파장선택 필터층을 구비하고 있다. 상기 파장선택 필터층은 상기 투광성 밀봉부의 광출사면측에 형성되어 있다. 상기 공기층은 상기 커버 부재와 상기 파장선택 필터층의 사이에 있다.
이 발명에 따르면, 상기 색변환층의 상기 형광체로부터 방사된 광의 취득 효율이 향상되기 때문에 광속을 더욱 증가시킬 수 있다. 게다가, 상기 커버 부재와 파장선택필터층의 사이에 상기 공기층이 존재하므로, 상기 색변환층에서 발생하는 열로 인해 파장선택 필터층에 소요되는 열응력을 줄일 수 있다. 그러므로, 파장선택 필터층에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
바람직한 형태로서, 상기 투광성 밀봉부는 유리에 의해 형성된다.
이 발명에 따르면, 상기 투광성 밀봉부가 실리콘 수지 등의 유기재료에 의해 형성되어 있을 경우와 비교하여, 상기 색변환층-상기 공기층-상기 투광성 밀봉부-상기 실장 기판을 통과하는 경로의 열전도성이 향상된다. 그러므로, 상기 색변환층의 온도상승을 억제하는 것이 더욱 가능해진다.
바람직한 형태로서는 상기 LED 칩으로부터 방사되는 광을 투과하고 상기 색변환층의 상기 형광체로부터 방사되는 광을 반사하는 파장선택 필터층을 구비하고 있다. 상기 색변환층은 상기 커버 부재의 상기 광출사면측에 적층되어 있다. 상기 파장선택 필터층은 상기 커버 부재의 상기 광입사면측에 적층되어 있다.
이 발명에 따르면, 상기 색변환층의 상기 형광체로부터 방사된 광의 취득 효율이 향상되기 때문에 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
바람직한 형태로서는 상기 색변환층은 상기 형광체를 덮는 투광성 피막을 포함하고 있다. 상기 투광성 피막의 굴절율은 상기 형광체의 굴절율과 상기 투광성 재료의 굴절율 사이의 값이다.
이 발명에 따르면, 상기 형광체가 상기 투광성 재료에 직접 접하고 있을 경우와 비교하여, 상기 형광체와 상기 투광성 재료와의 사이에 있어서 계면에서의 반사율이 굴절율 차이의 감소에 의해 절감된다. 그러므로, 상기 LED 칩으로부터 방사되는 광이 상기 형광체내부로 입사하는 비율 및 상기 형광체가 발하는 광이 상기 형광체외부로 나오는 비율이 증가한다. 그 결과, 상기 색변환층의 광취득 효율이 향상된다. 이것에 의해 발광 장치전체의 외부로의 광취득 효율이 보다 한층 향상되고, 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
바람직한 형태로서는 상기 실장 기판은 상기 LED 칩이 전기적으로 접속되는 배선 패턴이 형성된 절연성 기판과, 해당 절연성 기판의 두께 방향에 관설(貫設)된 전열부를 구비하고 있다. 상기 전열부는 상기 절연성 기판보다도 열전도율이 높은 재료에 의해 형성되어 있다. 상기 색변환층은 상기 전열부에 열 결합된다.
이 발명에 따르면, 상기 색변환층에서 발생한 열을 상기 실장 기판의 전열부를 통하여 방열시킬 수 있다. 그러므로, 상기 색변환층의 온도상승을 보다 억제할 수 있고, 광속의 증가를 도모할 수 있다.
바람직한 형태로서는 상기 실장 기판보다도 반사율이 높은 재료에 의해 형성된 반사 부재를 구비하고 있다. 상기 반사 부재는 적어도 상기 커버 부재 및 상기 색변환층에 있어서 상기 실장 기판측의 모서리와 상기 실장 기판의 사이에 개재되어 있다.
이 발명에 따르면, 상기 LED 칩으로부터 방사된 광이나 상기 색변환층으로부터 방사된 광이 상기 실장 기판에 흡수되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 발광 장치전체의 외부로의 광취득 효율이 보다 한층 향상하고, 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 1은 실시예1의 발광 장치의 개략단면도이다.
도 2는 실시예2의 발광 장치의 개략단면도이다.
도 3은 실시예3의 발광 장치의 개략단면도이다.
도 4는 실시예4의 발광 장치의 개략단면도이다.
도 5는 실시예5의 발광 장치의 개략단면도이다.
도 6은 실시예6의 발광 장치를 나타내고, (a)는 주요부분 개략평면도이고, (b)는 (a)의 A-A' 단면에 대응하는 발광 장치 전체의 개략단면도이며, (c)는 (a)의 B-B' 단면에 대응하는 발광 장치전체의 개략단면도이다.
도 7은 실시예7의 발광 장치를 나타내고, (a)는 개략단면도이고, (b)는 주요부분 개략평면도이다.
도 8은 실시예8의 발광 장치의 개략단면도이다.
도 9는 실시예9의 발광 장치를 나타내고, (a) 은 주요부분 개략평면도이고, (b)는 (a)의 A-A'단면에 대응하는 발광 장치전체의 개략단면도이며, (c)은 (a)의 B-B' 단면에 대응하는 발광 장치전체의 개략단면도이다.
도 10은 기존 예의 발광 장치의 개략단면도이다.
(실시예1)
본 실시예의 발광 장치(1)는 도 1에 나타내듯이, LED 칩(10)과 해당 LED 칩(10)이 실장된 실장 기판(20)을 구비하고 있다. 더욱이 발광 장치(1)는 투광성 무기재료에 의해 형성된 돔 형상의 커버 부재(60)와, LED 칩(10)으로부터 방사되는 광에 의해 여기되어서 LED 칩(10) 보다 장파장의 광을 방사하는 형광체를 함유한 투광성 재료에 의해 형성된 돔 형상의 색변환층(70)을 구비하고 있다. 커버 부재(60)는 실장 기판(20)과의 사이에 공기층(80)이 존재하는 형태로 실장 기판(20)에 고착되며 색변환층(70)은 커버 부재(60)의 광출사면측에 적층되어 있다.
한편, 발광 장치(1)는 투광성 밀봉부(50)와 광학 부재(40)를 구비하고 있다. 투광성 밀봉부(50)는 실장 기판(20)에 있어서 LED 칩(10)의 실장면측에서 LED 칩(10)을 밀봉하고 있다. 광학 부재(40)는 돔 형상이고, 실장 기판(20)에 있어서 LED 칩(10)의 실장면측에 LED 칩(10)을 둘러싸는 형태로 배치되어 있다. 여기서 투광성 밀봉부(50)는 광학 부재(40)의 안쪽이 채워져 있다. 따라서, 공기층(80)은 투광성 밀봉부(50)와 커버 부재(60)의 사이, 보다 자세하게는 광학 부재(40)과 커버 부재(60)과의 사이에 존재하고 있다. 한편, 투광성 밀봉부(50) 및 광학 부재(40)는 반드시 설치될 필요는 없다.
또한 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 LED 칩(10)으로서 청색광을 방사하는 GaN계 청색 LED 칩을 이용하고 있다. 또한, 색변환층(70)의 형광체로서 LED 칩(10)으로부터 방사된 청색광에 의해 여기되어서 황색광을 방사하는 입자 형상의 황색 형광체를 이용하고 있다. 그러므로, 본 실시예의 발광 장치(1)에 따르면, LED 칩(10)으로부터 방사되어 투광성 밀봉부(50), 광학 부재(40), 공기층(80), 커버 부재(60) 및 색변환층(70)을 통과한 청색광과, 색변환층(70)의 황색형광체로부터 방사된 황색광의 혼색 광으로 이루어지는 백색광을 얻을 수 있다.
LED 칩(10)의 두께 방향의 양면 각각에는 전극(미도시)이 형성되어 있다. 상기 각 전극은 하층측의 Ni막과 상층측의 Au막의 적층막에 의해 구성되어 있다.
실장 기판(20)은 LED 칩(10)이 한 표면측에 탑재되는 사각형 기판의 서브마운트 부재(sub-mount member : 30)와 열전도성 재료에 의해 형성되는 사각형 기판 형상의 전열판(heat conductive plate : 21)과, 사각형 기판 형상의 플렉시블 프린트배선 기판에 의해 형성되는 배선 기판(22)으로 구성되어 있다.
여기서, 서브마운트 부재(30)는 전열판(21)의 일면측(도1에 있어서 표면측)의 중앙부에 고착되어 있다. 또한, 배선 기판(22)은 전열판(21)의 상기 일면측에 예를 들면 폴리오레핀계의 고착 시트(미도시)를 사이에 두고 고착되어 있다. 이 배선 기판(22)의 중앙부에는 서브마운트 부재(30)를 노출시키는 사각형상의 홀(24)이 형성되어 있다. 그러므로, 실장 기판(20)에서는 LED 칩(10)에서 발생한 열이 배선 기판(22)을 통하지 않고 서브마운터 부재(30) 및 전열판(21)으로 전열된다.
한편, 전열판(21)은 Cu로 이루어지는 금속판(21a)를 기본으로 하며, 해당 금속판(21a) 두께 방향의 양면 각각은 Au막으로 이루어지는 코팅 막(21b)이 형성되어 있다. 한편, 배선 기판(22)은 폴리이미드 필름으로 이루어지는 절연성 기재(22a)의 한 표면측에, LED 칩(10)으로 급전용의 한 쌍의 배선 패턴(23,23)이 설치되어지는 동시에, 각 배선 패턴(23,23) 및 절연성 기재(22a)에 있어 배선 패턴(23,23)이 형성되지 않은 부위를 덮는 백색계의 수지로 이루어지는 레지스터 층(26)이 적층되어 있다.
여기서, LED 칩(10)의 한쪽 전극은 본딩 와이어(14)을 통해 한 방향의 배선 패턴(23)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, LED 칩(10)의 다른 방향의 전극은 서브마운트 부재(30)의 전극 패턴(31) 및 본딩 와이어(14)을 통해 다른 방향의 배선 패턴(23)과 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 각 배선 패턴(23,23)은 절연성 기재(dielectric substrate: 22a)의 외주 형상의 반보다 약간 작은 외주 형상으로 형성되어 있다. 또한, 절연성 기재(22a)의 재료로서는 FR4, FR5, 종이 페놀 등을 이용해도 좋다.
레지스터 층(26)은 배선 기판(22)의 홀(24)의 근방에 있어서 각 배선 패턴(23,23)의 2개소가 노출되고, 배선 기판(22)의 주변부에 있어서 각 배선 패턴(23,23)의 1개소가 노출되도록 패터닝되어 있다. 각 배선 패턴(23,23)에서는 배선 기판(22)의 홀(24) 근방에 있어서 노출된 부위가 본딩 와이어(14)가 접속되는 단자부(23a)를 구성하고 있다. 또한, 각 배선 패턴(23,23)에서는 배선 기판(22)의 주변부에 있어서 노출된 원 형상의 부위가 외부접속용의 전극부(23b)을 구성하고 있다. 한편, 배선 기판(22)의 배선 패턴(23,23)은 Cu막과 Ni막과 Au막의 적층막에 의해 구성되며 최상층이 Au막으로 되어 있다.
서브마운트 부재(30)는 열전도율이 비교적 높고 상기 절연성을 가지는 AIN에 의해 형성되어 있다. 또한, 서브마운트 부재(30)의 평면 사이즈는 LED 칩(10)의 칩 사이즈 보다 크게 설정되어 있다. 이러한 서브마운트 부재(30)는 응력완화 기능과 열전도 기능을 갖고 있다. 상기 응력완화 기능은 전열판(21)과 LED 칩(10)의 선 팽창율 차이로 인해 LED 칩(10)에 작용하는 응력을 완화하는 기능이다. 또한, 상기 열전도 기능은 LED 칩(10)에서 발생한 열을 전열판(21)에 있어서 LED 칩(10)의 칩 사이즈 보다 넓은 범위에 전열시키는 기능이다. 따라서, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 LED 칩(10)과 전열판(21)과의 선 팽창율 차이로 인하여 LED 칩(10)에 작용하는 응력을 완화할 수 있는 동시에, LED 칩(10)에서 발생한 열을 서브마운트 부재(30) 및 전열판(21)을 통해 효율적으로 방열시킬 수 있다.
또한, 서브마운트 부재(30)의 한 표면측에는 LED 칩(10)에 있어서 서브마운트 부재(30)측의 전극(상기 다른 방향의 전극)과 접합되는 상술한 전극 패턴(31)이 형성되어 있다. 더욱이, 서브마운트 부재(30)의 한 표면측에 있어서 전극 패턴(31)의 주위에는 LED 칩(10)의 측면에서 방사된 광을 반사하는 반사 막(32)이 형성되어 있다. 따라서, LED 칩(10)의 측면에서 방사된 가시광이 서브마운트 부재(30)로 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 이로써 외부로의 광 방출의 효율을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 서브마운트 부재(30)의 두께 치수를 해당 서브마운트 부재(30)의 표면이 배선 기판(22)의 레지스터 층(26)의 표면보다 전열판(21)으로부터 떨어지도록 설정되어 있다. 그러므로, LED 칩(10)으로부터 측 방향에 방사된 광이 배선 기판(22)의 홀(24)의 내주면을 통하여 배선 기판(22)에 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 서브마운트 부재(30)의 재료로서 열전도율이 비교적 높고 절연성을 소유하는 AIN을 이용하고 있다. 그러나, 서브마운트 부재(30)의 재료는 AIN에 한하지 않고, 예를 들면, 복합 SiC, Si 등도 좋다. 전극 패턴(31)은 Au를 주성분으로 하는 Au와 Sn의 합금(예를 들면, 80Au-20Sn, 70Au-30Sn 등)에 의해 형성되어 있다. 반사 막(32)은 Al에 의해 형성되지만, Al 에 한하지 않고 Ag, Ni, Au 등에 의해 형성되어도 좋다.
본 실시예에서는 투광성 밀봉부(50)의 재료인 밀봉재료로서는 실리콘 수지를 이용하고 있다. 하지만 해당 밀봉재료는 실리콘 수지에 한하지 않고 예를 들면 에폭시 수지나 유리 등도 무방하다.
광학 부재(40)는 투광성 재료(예를 들면, 실리콘 수지 등)의 성형품으로서 돔 형상으로 형성되어 있다. 여기에서, 광학 부재(40)의 투광성 재료로서는 광학 부재(40)와 투광성 밀봉부(50)의 굴절율 차이 및 선 팽창율 차이가 작도록 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 실시예에서는 투광성 밀봉부(50)의 재료인 밀봉 재료가 실리콘 수지이기 때문에, 광학 부재(40)를 실리콘 수지에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 투광성 밀봉부(50)의 재료인 밀봉재료가 에폭시 수지의 경우에는 광학 부재(40)도 에폭시 수지로 형성하고, 상기 밀봉재료가 유리인 경우에는 광학 부재(40)도 유리로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 광학 부재(40)를 실장 기판(20)에 배치하는 것에 대하여 예를 들면 접착제(예를 들면, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 저 융점 유리 등)를 사용하며, 광학 부재(40)에 있어서 실장 기판(20)측의 모서리(개구부의 테두리)를 실장 기판(20)에 고착하면 좋다.
한편, 투광성 밀봉부(50)의 형성에 있어서는 우선 실장 기판(20)에 LED 칩(10)을 설치하여 LED 칩(10)과 본딩 와이어(14,14)를 전기적으로 접속한다. 그 다음 LED 칩(10) 및 본딩 와이어(14,14)를 투광성 밀봉부(50)의 일부로 이루어지는 미경화 제1의 밀봉재료로 덮는다. 그리고, 해당 제1 밀봉재료와 동일재료로 이루어진 투광성 밀봉부(50)의 다른 부분이 되는 미경화의 제2 밀봉재료를 내측으로 넣은 광학 부재(40)를 실장 기판(20)에 대하여 위치를 정한다. 마지막으로, 상기 제1 밀봉재료와 상기 제2 밀봉재료를 경화시킴으로써, 투광성 밀봉부(50)를 형성한다. 이렇게 하여 투광성 밀봉부(50)를 형성함으로써, 제조 과정에서 투광성 밀봉부(50)에 보이드(void)가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 한편, 상술한 투광성 밀봉부(50)의 형성 방법은 어디까지나 하나의 예이며, 이것에 한정하는 것은 아니다.
커버 부재(60)는 투광성 무기재료인 유리로 형성되어 있다. 또한, 커버 부재(60)는 두께가 같도록 형성되어 있다. 이러한 커버 부재(60)를 실장 기판(20)에 고착하는데 있어서 예를 들면 저 융점 유리 등을 이용하고, 커버 부재(60)에 있어서 실장 기판(20)측의 모서리(개구부의 테두리)를 실장 기판(20)에 고착하면 좋다. 여기서, 실장 기판(20)에 있어서 커버 부재(60)의 모서리가 중복되는 부위는 가시광에 대한 반사율이 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상의 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 종류의 재료로서는 예를 들면 상술한 백색계의 수지나, Al, Ag 등을 사용할 수 있다. 또한, 커버 부재(60)는 색변환층(70)과 비교하여 열전도율이 높아지도록 구성되어 있다. 이로써 색변환층(70)에서 발생한 열을 효율적으로 흡수하고, 실장 기판(20)으로 방열하는 것이 가능해진다.
색변환층(70)은 LED 칩(10)로부터 방사된 청색광에 의해 여기되어서 황색광을 방사하는 입자 형상의 황색형광체를 함유한 투광성 재료(예를 들면, 실리콘 수지 등)을 사용하여 돔 형상으로 형성되어 있다. 색변환층(70)은 커버 부재(60) 보다 두께가 얇거나 두께가 같도록 형성되어 있다. 또한, 색변환층(70)은 커버 부재(60)의 광출사면측에서 그 전면을 덥도록 고착(접착) 되어 있다. 본 실시예에서는 색변환층(70)의 투광성 재료로서 실리콘 수지를 이용하고 있다. 그렇지만 색변환층(70)의 재료로서 이용하는 투광성 재료는 실리콘 수지에 한하지 않고, 예를 들면, 아크릴수지, 유기성분과 무기성분이 nm 레벨 혹은 분자 레벨로 혼합, 결합한 유기·무기 하이브리드 재료 등을 사용해도 좋다.
한편, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 커버 부재(60)와 실장 기판(20)의 사이에 공기층(80)이 존재한다[여기에서는 커버 부재(60)와 광학 부재(40)와의 사이에 공기층(80)이 형성되어 있다]. 그러므로, LED 칩(10)으로부터 방사되고, 공기층(80) 및 커버 부재(60)를 통하여 색변환층(70)에 입사하며, 해당 색변환층(70) 중의 형광체의 입자에 의해 산란된 광 중에서 실장 기판(20)측으로 산란되어 실장 기판(20) 표면 등에서 흡수되는 광의 광량을 절감할 수 있다. 이로써, 장치 전체로서의 외부로의 광 취득 효율이 향상될 수 있다는 이점이 있다. 또한, 외부 분위기의 수분이 LED 칩(10)에 도달하기 어려워지는 이점이 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시예의 발광 장치(1)은 커버 부재(60)와, 색변환층(70)을 구비하고 있다. 커버 부재(60)는 투광성 무기재료인 유리로 돔 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 커버 부재(60)는 실장 기판(20)의 사이에 공기층(80)이 존재하는 형태로 실장 기판(20)에 고착되어 있다. 한편, 색변환층(70)은 LED 칩(10)로부터 방사되는 광에 의해 여기되어서 LED 칩(10)에서도 장 파장의 광을 방사하는 형광체를 함유한 투광성 재료로 돔 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 색변환층(70)은 커버 부재(60)의 광출사면측에 적층되어 있다.
따라서, 본 실시예의 발광 장치(1)에 의하면 색변환층(70)으로 발생한 열을 커버 부재(60)를 통하여 실장 기판(20)측으로 방열시킬 수 있다. 그러므로, 형광체의 온도상승을 억제할 수 있어서 광속(光束)의 증가를 도모할 수 있다. 이로써 형광체를 함유한 투광성 재료의 열 열화를 억제할 수 있다. 게다가, 커버 부재(60)에 의해 색변환층(70)의 형상(돔 형상)이 유지되기 때문에, 색변환층(70)의 두께를 얇게 할 수 있다. 이로써 색변환층(70)을 통과하는 광의 광로 길이 차를 줄일 수 있고, 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 커버 부재(60)의 재료로서 유리를 이용하고 있으므로 수증기나 NOx 등에 대한 가스 베리어성이나 내투습성이 향상되고 신뢰성 및 내구성이 향상된다.
또, 본 실시예의 발광 장치(1)는 상술한 바와 같이 투광성 밀봉부(50)를 구비하고 있다. 그러므로, 투광성 밀봉부(50)가 없을 경우와 비교하여 색변환층(70)에서 발생한 열을 색변환층(70)-커버 부재(60)-공기층(80)-투광성 밀봉부(50)-실장 기판(20)을 통과하는 경로에서도 방열시킬 수 있다. 따라서, 색변환층(70)의 온도상승을 억제할 수 있고 형광체의 온도상승을 억제할 수 있어서 광속의 증가를 도모할 수 있다. 또한, 형광체를 함유한 투광성 재료의 열 열화를 억제할 수 있다.
여기서, 투광성 밀봉부(50)를 유리로 형성하면, 투광성 밀봉부(50)가 실리콘 수지 등의 유기재료로 형성되어 있을 경우에 비교하여 색변환층(70)-커버 부재(60)-공기층(80)-투광성 밀봉부(50)-실장 기판(20)을 통과하는 경로의 열전도성이 향상한다. 이로써 색변환층(70)의 온도상승을 보다 억제하는 것이 가능해진다. 한편, 도1 가운데의 화살표는 색변환층(70)의 형광체로 발생한 열의 전열경로를 나타내고 있다. 그렇지만, 색변환층(70)의 형광체에서 발생한 열은 화살표로 제시한 경로에서 전열되는 성분 이외에, 대기중으로 복사나 대류로 방열되는 성분도 있다.
또한, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 색변환층(70)에 있어서 투광성 피막으로 형광체를 덮어도 좋다. 여기서 상기 투광성 피막은 굴절율의 값이 형광체의 굴절율과 투광성 재료(예를 들면, 실리콘 수지 등)의 굴절율 사이의 재료(예를 들면, SiO2 등)를 이용하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 형광체가 투광성 재료에 직접 접하고 있을 경우와 비교하여 형광체와 투광성 재료의 사이에 있어서 계면에서의 반사율을 굴절율 차이의 감소에 의해 절감시킬 수 있다. 그러므로, LED 칩(10)으로부터 방사되는 광이 형광체 내부로 입사하는 비율 및 형광체가 발하는 광이 형광체 외부에 방출하는 비율이 증가한다. 그 결과, 색변환층(70)의 광 방출 효율이 향상되고 이로써 발광 장치(1) 전체의 외부로의 광 방출 효율이 향상되고 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
여기서, SiO2 등으로 이루어지는 투광성 피막은 졸겔법, 스퍼터법 등의 일반적인 형성 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, SiO2로부터 이루어지는 투광성 피막은 졸겔법으로 형성하는 것이 바람직하다. 졸겔법에 의해 SiO2로 이루어지는 투광성 피막을 형성하는 것에 있어서, 우선 메탄올 등의 유기용매 중에서 형광체와 유기실란(Organosilane)화합물과 물을 혼합하여 졸을 형성한다. 그 다음에, 해당 졸에 촉매를 더해서 가열함으로써 가수분해, 축합반응을 촉진시킨다. 이로써 형광체의 표면에 SiO2로 이루어지는 투광성 피막이 형성된다. 한편, 투광성 피막의 재료는 형광체 및 투광성 재료의 굴절율에 따라 적당히 선택할 수 있으며, 예를 들면 SiO2, AI203, Y2O3 등의 무기재료나 실리콘 수지 등의 유기재료도 좋다. 또한, 투광성 피막의 형성 방법은 투광성 피막의 재료에 따라 적당히 선택하면 된다.
(실시예 2)
본 실시예의 발광 장치(1)는 도 2에서 나타내듯이, 커버 부재(60)의 광입사면측에 색변환층(70)이 적층되어 있는 점과, 색변환층(70)과 광학 부재(40)의 사이에 공기층(80)이 형성되어 있는 점이 실시예 1과 다르다. 한편, 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 1과 거의 일치하므로 실시예 1과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 발광 장치(1)에서는 상술한 바와 같이 색변환층(70)이 커버 부재(60)의 광입사면측에 적층되어 있으며 공기층(80)은 색변환층(70)과 광학 부재(40)의 사이에 형성되어 있다. 그러므로, 색변환층(70)을 커버 부재(60)에 의해 보호할 수 있다.
한편, 본 실시예의 발광 장치(1)에 따르면 실시예1의 발광 장치(1)와 같이 색변환층(70)이 커버 부재(60)의 광출사면측에 적층되어 있을 경우와 비교하여, 색변환층(70)의 형광체의 흡습 열화를 억제할 수 있다.
(실시예 3)
본 실시예의 발광 장치(1)는 도3에서 나타내듯이 커버 부재(60)의 광입사면측에 적층된 색변환층(70)에 투광성 재료층(90)이 적층되어 있는 점과, 해당 투광성 재료층(90)과 광학 부재(40)의 사이에 공기층(80)이 형성되어 있는 점이 실시예 2와 다르다. 한편 본 실시예 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 2와 거의 일치하므로 실시예 2와 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
투광성 재료층(90)은 예를 들면, 유리 등의 투광성 무기재료로 이루어진다. 이 투광성 재료층(90)은 색변환층(70)에 있어서 커버 부재(60)측과는 반대측의 전면을 덮도록 하여 색변환층(70)에 적층되어 있다.
이상에서 상술한 본 실시예의 발광 장치(1)에 따르면, 색변환층(70)에서 발생한 열을 투광성 재료층(90)을 통해 실장 기판(20)측으로 방열시킬 수 있다. 그러므로, 실시예 2에 비교하여 색변환층(70)의 형광체로 발생한 열의 전열경로가 증가하여 방열성이 향상된다.
(실시예4)
본 실시예의 발광 장치(1)는 도 4에서 나타내듯이, 파장선택 필터층(100)을 구비하고 있는 점에서 실시예 1과 다르다. 한편, 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예1과 거의 일치하여 실시예1과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
파장선택 필터층(100)은 LED 칩(10)으로부터 방사되는 광을 투과하고 색변환층(70)의 형광체로부터 방사되는 광을 반사하도록 구성되어 있다. 이러한 파장선택 필터층(100)은 상대적으로 굴절율이 높은 고굴절율 재료로 이루어지는 제1의 유전체 막과 상대적으로 굴절율이 낮은 저굴절율 재료로 이루어지는 제2의 유전체 막이 교대로 적층된 광학 다층막으로 구성되어 있다. 여기서 고굴절율 재료로서는 예를 들면, Ta205, TiO2 등을 사용하고, 저굴절율 재료로서는 예를 들면, SiO2, MgF2 등을 사용하면 좋다. 상술한 제 1의 유전체막 및 제 2의 유전체 막은 이온 플레이팅(ion plating)이나 이온 빔 도움 증착법(ion-beam assisted deposition), 라디칼 도움 스퍼터링(radical assisted sputtering)법 등의 얇은 막 형성 기술에 의해 용이하게 형성될 수 있다. 파장선택 필터층(100)을 상술한 광학다층막으로 구성하는 것으로 파장선택 필터층(100)의 내구성을 높일 수 있다.
여전히 고굴절율 재료 및 저굴절율 재료가 상술한 재료에 한정되는 것은 아니다. 또한, 파장선택 필터층(100)의 각 유전체 막(제 1의 유전체 막 및 제 2의 유전체 막)의 적층 수나 막 두께는 해당 파장선택 필터층(100)에 접하는 커버 부재(60)의 굴절율, 각 유전체 막의 굴절율, LED 칩(10)의 발광 피크 파장과 색변환층(70)의 형광체 발광 피크 파장 사이의 컷오프 파장 등에 따라 적당히 설정하면 된다.
여기서, 파장선택 필터층(100)은 커버 부재(60)의 광입사면측에 그 전면을 덮도록 적층되어 있다. 그러므로, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 파장선택 필터층(100)과 광학 부재(40)의 사이에 공기층(80)이 형성되어 있다.
이상에서 설명한 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 커버 부재(60)의 광출사면측에 색변환층(70)이 적층되며 커버 부재(60)의 광입사면측에 파장선택 필터층(100)이 적층되어 있다. 그러므로, 색변환층(70)의 형광체로부터 방사된 광의 취득 효율이 향상되어 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
또, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 돔 형상의 파장선택 필터층(100)과 광학 부재(40)의 사이에 공기층(80)이 형성되어 있다. 이로써 파장선택 필터층(100)과 광학 부재(40)의 사이의 매질이 실리콘 수지 등의 투광성 수지로 형성되어 있을 경우와 비교하여 파장선택 필터층(100)의 필터로서 분광 특성의 입사각의존성을 줄일 수 있다. 그러므로, 발광 장치(1) 전체로서 외부로의 광취득 효율을 향상할 수 있는 동시에 얼룩을 줄일 수 있다는 이점이 있다.
(실시예5)
본 실시예의 발광 장치(1)에서는 도 5에서 나타내듯이, 파장선택 필터층(100)의 위치가 실시예 4와 다르다. 한편, 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 4와 거의 일치하여 실시예 4와 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 발광 장치(1)에서는 파장선택 필터층(100)이 투광성 밀봉부(50)의 광출사면측에 형성되어 있다(여기서는, 파장선택 필터층(100)이 광학 부재(40)의 광출사면에 형성되어 있다). 그러므로, 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 공기층(80)이 파장선택 필터층(100)과 커버 부재(60) 사이에 형성되어 있다.
이와 같이 본 실시예의 발광 장치(1)에서는, 실시예 4와 동일하게 파장선택 필터층(100)을 구비하고 있다. 그러므로, 실시예 4와 동일하게 색변환층(70)의 형광체로부터 방사된 광의 취득 효율이 향상되어 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
한편, 실시예 4의 발광 장치(1)에서는 파장선택 필터층(100)을 커버 부재(60)에 적층하고 있다. 그러므로, 색변환층(70)의 형광체로 발생하는 열로 인해서 파장선택 필터층(100)에 응력이 들어, 파장선택 필터층(100)에 크랙이 발생하여 광취득 효율이 저하되는 우려가 있다.
이에 대해 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 커버 부재(60)와 파장선택 필터층(100) 사이에 공기층(80)이 존재하고 있다. 그러므로, 색변환층(70)으로 발생하는 열로 인하여 파장선택 필터층(100)에 드는 열응력을 절감할 수 있어 파장선택 필터층(100)으로의 크랙 발생을 억제할 수 있는 이점이 있다.
여전히 본 실시예에서는 색변환층(70)을 커버 부재(60)의 광출사면측에 적층하고 있다. 하지만 실시예 2,3과 같이 색변환층(70)을 커버 부재(60)의 광입사면측에 적층해도 좋다. 또한, 본 실시예에서는 파장선택 필터층(100)을 광학 부재(40)의 광출사면에 형성하고 있다. 그렇지만, 광학 부재(40)를 설치하지 않고 파장선택 필터층(100)을 투광성 밀봉부(50)의 광출사면에 형성해도 좋다.
(실시예6)
본 실시예의 발광 장치(1)에서는, 도6에 나타내듯이 실장 기판(20)의 구조 등이 실시예 1과 다르다. 한편, 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 1과 거의 일치하므로 실시예 1과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서 실장 기판(20)은 절연성 기판(20a)과 전열부(20b,20b)로 구성되어 있다. 절연성 기판(20a)은 예를 들면, 산화 알루미나 기판, 질화 알루미늄 기판 등의 전기절연성을 가지며 열전도율이 높은 세라믹스 기판이나 법랑 기판, 표면에 실리콘 산화 막이 형성된 실리콘 기판 등이 있다. 이 절연성 기판(20a)에는 LED 칩(10)이 전기적으로 접속되는 배선 패턴(23,23)이 형성되어 있다. 전열부(20b)는 절연성 기판(20)a의 두께 방향에 관설(貫設)되어 있다. 이들 전열부(20b, 20b)는 절연성 기판(20a)보다 열전도율의 높은 재료(예를 들면, Cu 등의 열전도율의 높은 금속재료)에 의해 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서 LED 칩(10)은 두께 방향의 한 표면측에 각 전극이 형성되어 있다. LED 칩(10)의 양쪽 전극 각각은 본딩 와이어(14)를 사이에 두고 배선 패턴(23,23)의 단자부(23a,23a)와 직접 접속되어 있다.
본 실시예에 있어서 색변환층(70)은 적어도 일부 색변환층(70)에 있어서 실장 기판(20)측의 모서리(개구부의 테두리)의 일부가 전열부(20b,20b)와 접촉하도록 커버 부재(60)에 적층되어 있다. 즉, 본 실시예의 발광 장치(1)에 있어서 색변환층(70)과 전열부(20b,20b)가 열 결합되어 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 실시예의 발광 장치(1)에 따르면, 색변환층(70)이 전열부(20b,20b)에 열결합되어 있으므로 색변환층(70)으로 발생한 열을 실장 기판(20)의 전열부(20b,20b)를 통하여 방열시킬 수 있다. 그러므로, 색변환층(70)의 온도상승을 보다 억제할 수 있고 광속의 증가를 도모할 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 LED 칩(10)으로서 두께 방향의 한 표면측에 각 전극이 형성된 것을 사용하고 있지만, 실시예 1과 같이 두께 방향의 양면으로 전극이 형성된 것을 사용해도 좋다. 이 경우에는 예를 들면, 2개의 배선 패턴(23,23)내 한 방향의 배선 패턴(23) 일부를 LED 칩(10)의 다이 패드로서 이용하도록 해당 한 방향의 배선 패턴(23)을 패턴 설계하면 좋다.
(실시예 7)
본 실시예의 발광 장치(1)에서는 도 7에서 나타내듯이, 반사 부재(95)를 구비하고 있는 점에서 실시예1과 다르다. 한편 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 1과 거의 일치하여 실시예 1과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
반사 부재(95)는 LED 칩으로부터 방사되는 광 및 색변환층(70)으로부터 방사되는 광을 반사한다. 본 실시예에서는 도 7에서 나타내듯이, 반사 부재(95)는 커버 부재(60) 및 색변환층(70)에 있어서 실장 기판(20)측의 모서리와 실장 기판(20)사이에 개재되어 있다.
또한, 반사 부재(95)는 예를 들면, 실장 기판(20)보다 반사율의 높은 재료에 의해 형성되어 있다. 특히 반사 부재(95)의 재료로서는 가시광에 대한 반사율이 80%이상, 바람직하게는 90%이상의 재료가 좋다.
이러한 반사 부재(95)의 재료로서는 금속재료(예를 들면, Al, Ag, Al합금, Ag합금 등)이나 백색계의 무기재료(예를 들면, BaSO4 등)을 사용할 수 있다. 여기서 반사 부재(95)의 재료로서 금속재료를 사용할 경우에는 다음과 같이 반사 부재(95)를 형성하면 좋다. 즉, 스퍼터법이나 증착법 등을 이용하고 커버 부재(60) 및 색변환층(70)의 모서리 혹은 실장 기판(20)의 한 표면측(여기서는 레지스트층(26)의 표면측)에 반사 부재(95)를 형성하면 좋다. 또한, 반사 부재(95)로서 백색계의 무기재료를 사용할 경우에는 다음과 같이 반사 부재(95)를 형성하면 좋다. 즉, 무기재료(예를 들면, BaSO4)의 분말에 투명재료(예를 들면, 실리콘 수지 등의 투광성 유기재료나, 유리 등의 투광성 무기재료)로 이루어지는 바인더를 첨가하여 커버 부재(60) 및 색변환층(70)의 모서리 혹은 실장 기판(20)의 상기 한 표면에 코팅하는 것으로 반사 부재(95)를 형성하면 좋다.
이상에서 말한 본 실시예의 발광 장치(1)에서는 LED 칩(10)으로부터 방사된 광이나 색변환층(70)으로부터 방사된 광이 실장 기판(20)에 흡수되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 발광 장치(1) 전체의 외부로의 광취득 효율이 한층 향상되고 광속을 더욱 증가시킬 수 있다. 한편, 반사 부재(95)는 적어도 커버 부재(60) 및 색변환층(70)에 있어서 실장 기판(20)측의 모서리와 실장 기판(20)의 사이에 있으면, 실장 기판(20)의 상기 한 표면에 있어서 색변환층(70)보다 외측의 부위에 연장하여 설치해도 좋다. 여기서 색변환층(70)보다 외측에서 레지스트층(26)의 대략 전체를 덮도록 설치해도 좋다. 단, 반사 부재(95)가 금속재료인 경우에는 반사 부재(95)가 상기 전도성을 가지므로 반사 부재(95)과 전극부(23b)가 합선되지 않도록 전극부(23b) 근방은 피할 필요가 있다.
(실시예8)
본 실시예의 발광 장치(1)는 도8에서 나타내듯이, 실시예 7과 같은 반사 부재(95)를 구비하고 있는 점에서 실시예 2와 다르다. 한편, 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 2과 거의 일치하므로, 실시예 2와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
그러므로, 본 실시예의 발광 장치(1)에서도 LED 칩(10)으로부터 방사된 광이나 색변환층(70)으로부터 방사된 광이 실장 기판(20)에 흡수되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 발광 장치(1) 전체의 외부로의 광취득 효율이 한층 향상되고 광속을 더욱 증가시킬 수 있다. 한편, 실시예 3,4,5의 발광 장치에 있어서도 같은 반사 부재(95)를 설치해도 좋다.
(실시예 9)
본 실시예의 발광 장치(1)는 도 9에서 나타내듯이, 실시예 7과 같은 반사 부재(95)를 구비하고 있는 점에서 실시예 6과 다르다. 한편, 본 실시예의 발광 장치(1)의 기본구성은 실시예 6과 거의 일치하므로, 실시예 6과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 발광 장치(1)에서는, 실장 기판(20)내 Cu 등의 열전도율이 높은 금속재료에 의해 형성된 전열부(20b,20b)와 중복되는 위치에 반사 부재(95)가 설치된다. 그러므로, 반사 부재(95) 재료로서는 BaSO4 등을 사용하면 좋다. 한편, Cu의 반사율은 파장 500nm의 광에 대하여 약 60%이며 청색광에 대해서는 약 60%이다.
이상에서 말한 본 실시예의 발광 장치(1)에서도 LED 칩(10)으로부터 방사된 광이나 색변환층(70)으로부터 방사된 광이 실장 기판(20)에 흡수되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 발광 장치(1) 전체의 외부로의 광취득 효율이 한층 향상되고 광속을 더욱 증가시킬 수 있다.
여전히, 상술의 각 실시예 1-9에서는 LED 칩(10)으로서 발광 색이 청색인 청색LED 칩을 사용하고 있지만, LED 칩(10)으로부터 방사되는 광은 청색광에 한정하지 않으며 예를 들면, 적색광, 녹색광, 보라색광, 자외광 등에서도 좋다. 또한, 색변환층(70)에 있어서의 형광체도 황색형광체에 한정하지 않으며 예를 들면 색 조정이나 연색성을 높이는 등의 목적으로 복수 종류의 형광체를 사용해도 좋다. 예를 들면 적색형광체와 녹색 형광체를 쓰는 것으로 연색성의 높은 백색광을 얻을 수 있다. 여기서 복수 종류의 형광체를 사용할 경우에는 반드시 발광 색의 다른 형광체의 조합에 한정하지 않으며, 예를 들면 발광 색은 어떠한 황색으로 발광 스펙트로의 다른 복수종류의 형광체를 조합시켜도 좋다. 또한, 상술의 각 실시예 1-9에서는 LED 칩(10)을 1개만 구비한 발광 장치(1)에 대해서 예시했지만, LED 칩(10)의 수는 특히 한정하는 것이 아니다. 예를 들면, 하나의 실장 기판(20)에 복수개의 LED 칩(10)을 설치하고 이들 복수개의 LED 칩(10)을 하나의 투광성 밀봉부(50)로 밀봉한 구조를 사용해도 좋다.
또, 상술의 실시예 1-5,7,8에서는 LED 칩(10)으로서 두께 방향의 양면에 전극이 형성된 것을 사용하고 있다. 하지만 실시예 1-5,7,8에 있어서도 실시예 6,9와 같이 한 표면측으로 양쪽 전극이 형성된 LED 칩(10)을 사용해도 좋다. 이 경우에는 LED 칩(10)의 양쪽 전극 각각을, 본딩 와이어(14)를 사이에 두고 배선 패턴(23,23)과 직접 접속할 수 있다. 또한, 실시예 1~5, 7, 8의 발광 장치(1)은 LED 칩(10)과 전열판(21) 사이에 서브마운트 부재(30)을 개재시키고 있다. 하지만 LED 칩(10)과 전열판(21)의 선 팽창율 차이가 비교적 작을 경우에는 서브마운트 부재(30)은 반드시 할 필요는 없다.

Claims (8)

  1. LED 칩과, 상기 LED 칩이 실장된 실장 기판을 구비한 발광 장치에 있어서,
    투광성 무기재료에 의해 형성된 돔 형상의 커버 부재와,
    상기 LED 칩으로부터 방사되는 광에 의해 여기되어 상기 LED 칩보다 장파장의 광을 방사하는 형광체를 함유한 투광성 재료에 의해 형성된 돔 형상의 색변환층을 구비하고,
    상기 커버 부재는 상기 실장 기판과의 사이에 공기층이 존재하는 형태로 상기 실장 기판에 고착되며,
    상기 색변환층은 상기 커버 부재의 광입사면측 혹은 광출사면측에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실장 기판에 있어서 상기 LED 칩의 실장면측에서 상기 LED 칩을 밀봉하는 투광성 밀봉부를 구비하고,
    상기 공기층은 상기 커버 부재와 상기 투광성 밀봉부의 사이에 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 LED 칩으로부터 방사되는 광을 투과하고 상기 색변환층의 상기 형광체에서 방사되는 광을 반사하는 파장선택 필터층을 구비하고,
    상기 파장선택 필터층은 상기 투광성 밀봉부의 광출사면측에 형성되며,
    상기 공기층은 상기 커버 부재와 상기 파장선택 필터층의 사이에 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 투광성 밀봉부는 유리에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 LED 칩으로부터 방사되는 광을 투과하고 상기 색변환층의 상기 형광체로부터 방사되는 광을 반사하는 파장선택 필터층을 구비하고,
    상기 색변환층은 상기 커버 부재의 상기 광출사면측에 적층되며,
    상기 파장선택 필터층은 상기 커버 부재의 상기 광입사면측에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 색변환층은 상기 형광체를 덮는 투광성 피막을 포함하고,
    상기 투광성 피막의 굴절율은 상기 형광체의 굴절율과 상기 투광성 재료의 굴절율 사이의 값인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 실장 기판은 상기 LED 칩이 전기적으로 접속되는 배선 패턴이 형성된 절연성 기판과 해당 절연성 기판의 두께 방향으로 관설된 전열부를 갖추고,
    상기 전열부는 상기 절연성 기판보다도 열전도율의 높은 재료에 의해 형성되며, 상기 색변환층은 상기 전열부가 열 결합되어서 되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 실장 기판보다도 반사율의 높은 재료에 의해 형성된 반사 부재를 구비하고,
    상기 반사 부재는 적어도 상기 커버 부재 및 상기 색변환층에 있어서의 상기 실장 기판측의 모서리와 상기 실장 기판과의 사이에 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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