WO2023033006A1 - Ｌｅｄ発光装置 - Google Patents

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WO2023033006A1
WO2023033006A1 PCT/JP2022/032677 JP2022032677W WO2023033006A1 WO 2023033006 A1 WO2023033006 A1 WO 2023033006A1 JP 2022032677 W JP2022032677 W JP 2022032677W WO 2023033006 A1 WO2023033006 A1 WO 2023033006A1
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WO
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layer
emitting device
light emitting
led
led light
Prior art date
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PCT/JP2022/032677
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English (en)
French (fr)
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陽 大滝
高史 飯野
貞人 今井
一輝 松村
Original Assignee
シチズン電子株式会社
シチズン時計株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to an LED light emitting device.
  • LED light-emitting diode
  • U.S. Pat. No. 9,865,783 describes an LED device having one low refractive index layer on the bottom surface, and laminating one low refractive index layer with a thickness of 800 nm and one high refractive index layer with a thickness of 400 nm.
  • a light-emitting device is described that is disposed on a substrate that has a printed circuit board.
  • LED light-emitting devices using LED dies as light-emitting elements expands, it is desired to further improve the reliability of LED light-emitting devices.
  • An object of the present disclosure is to provide an LED light emitting device capable of improving reliability.
  • An LED light emitting device includes a mounting substrate having a base, a reflective layer containing silver and laminated on the base, and a multilayer reflective film laminated on the reflective layer, and emits blue light.
  • a LED die mounted in a light emitting region on a mounting substrate; a sealing resin containing phosphor particles that seals the surface of the LED die and the mounting substrate within the light emitting region; a DBR layer that blocks at least part of emitted blue light;
  • the multilayer reflective film includes one TiO 2 layer and one SiO 2 layer, and the DBR layer is a layer in which multiple sets of dielectrics composed of a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated, and a phosphor The particles settle in the encapsulating resin to form a phosphor layer that covers part of the sides of the LED die and part of the surface of the multilayer reflective film in the light emitting area.
  • the phosphor layer includes an aggregation layer in which phosphor particles aggregate.
  • the phosphor layer preferably includes an aggregation layer in which phosphor particles aggregate and a floating layer in which phosphor particles float.
  • the LED light emitting device further includes a circuit board fixed on the mounting board, and a wiring pattern arranged on the circuit board, and the LED die comprises a transparent substrate, the transparent substrate and a pair of electrodes connected to the semiconductor laminate, wherein a predetermined voltage is applied between the pair of electrodes via a wiring pattern.
  • Blue light is emitted from the light-emitting layer, and at least part of the phosphor layer is preferably formed between the light-emitting layer and the multilayer reflective film.
  • the phosphor particles include first phosphor particles and second phosphor particles having an average particle size smaller than that of the first phosphor particles, and part of the second phosphor particles are preferably arranged between the first phosphor particles.
  • the high refractive index layer is selected from the group consisting of TiO2 , ZrO2 , ZnSe, Si3N4 , Nb2O5 , TaO5 , HfO2 , and has a low refractive index.
  • the layer is selected from the group consisting of SiO2 , MgF2 , Al2O3 , CaF.
  • the LED light emitting device further includes a metal film disposed between the lower surface of the LED die and the multilayer reflective film.
  • the LED light-emitting device further includes a transparent material disposed between the multilayer reflective film and the sealing resin.
  • the LED light emitting device further includes a die bonding material for mounting the LED die on the mounting substrate, and the die bonding material contains reflector particles.
  • the sealing resin contains 0 to 10 wt% of filler with respect to the sealing resin.
  • the multilayer reflective film preferably includes one TiO2 layer and one SiO2 layer.
  • the TiO 2 layer and the SiO 2 layer forming the multilayer reflective film each have a thickness of 30 to 100 nm.
  • the LED light-emitting device includes a mounting substrate, a reflective layer containing silver and laminated on the mounting substrate, and a plurality of oxide films having different refractive indices, and an accumulator layer laminated on the reflective layer.
  • a sealing resin that contains a phosphor and seals the LED die, and a light shielding layer that is disposed between the reflection enhancing film and the semiconductor laminate and blocks at least part of blue light.
  • the light shielding layer is a reflective film or a metal reflective film laminated on the surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the semiconductor laminated body is laminated, or both the reflective film and the metallic reflective film is preferably
  • the LED die is preferably bonded to the mounting substrate with an adhesive member containing synthetic resin, and the reflection enhancing film preferably has a SiO 2 layer laminated above the reflective layer.
  • the phosphor is preferably deposited so as to cover at least part of the surface of the mounting substrate and the surface and side surfaces of the LED die.
  • the reliability of the LED light emitting device according to the present disclosure can be improved.
  • (a) is a conceptual diagram showing a first state for explaining the movement of silver
  • (b) is a conceptual diagram showing a second state
  • (c) is a conceptual diagram showing a third state.
  • (a) shows a cross-sectional image of the multilayer reflective film when the reflectance is relatively high
  • (b) shows a cross-sectional image of the multilayer reflective film when the reflectance decreases
  • (c) shows a further decrease in reflectance.
  • (d) shows a top image of the multilayer reflective film shown in (a)
  • (e) shows a top image of the multilayer reflective film shown in (c).
  • a top view image of a multilayer reflective film is shown.
  • FIG. 4(a) is a plan view of an LED light emitting device according to an embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA shown in (a).
  • Figure 4(a) is a cross-sectional view of the LED die shown in Figure 4(a); It is an enlarged view of the part shown by arrow B in FIG.4(b).
  • (a) shows the state of the phosphor layer in the LED light-emitting device 1
  • (b) shows the state of the phosphor layer in the LED light-emitting device 101.
  • FIG. (a) shows a cross-sectional image of the LED light-emitting device 1
  • (b) shows a cross-sectional image of an LED light-emitting device 102 that is a modification of the LED light-emitting device 1.
  • FIG. (a) is a schematic diagram showing a mounting substrate and an LED die used in the LED light emitting device 1
  • (b) is a schematic diagram showing a mounting substrate and an LED die used in an LED light emitting device 105 according to a third comparative example.
  • FIG. 3C is a schematic diagram showing a mounting substrate and an LED die used in an LED light emitting device 104 according to a second comparative example
  • FIG. 4D is a schematic diagram showing an LED light emitting device 103 according to a first comparative example 1 is a schematic diagram showing a mounting substrate and an LED die to be mounted;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing a mounting substrate 110 included in LED light emitting devices 103 and 104 according to comparative examples;
  • FIG. 5 is a diagram showing luminous flux residual ratios of an LED light emitting device according to an embodiment, an LED light emitting device according to a first comparative example, an LED light emitting device according to a second comparative example, and an LED light emitting device according to a third comparative example;
  • FIG. 1 is a conceptual diagram explaining the movement of silver found by the inventors of the present invention
  • FIG. 1(a) shows the first state
  • FIG. 1(b) shows the second state
  • 1(c) shows the third state.
  • the LED die is placed on top of the multilayer reflective film in the LED light emitting device.
  • the multilayer reflective film includes a buffer layer, a silver-containing reflective layer stacked on the buffer layer, a silica (SiO 2 ) layer stacked on the reflective layer, and a titania (TiO 2 ) layer stacked on the silica layer. consists of
  • the reflective layer In the first state, the reflective layer is irradiated with blue light from the LED die through the titania layer and the silica layer, but the silver contained in the reflective layer has not yet moved.
  • silver begins to migrate into the titania layer (see second state).
  • silver continues to migrate to form voids in which silver disappears in part of the reflective layer, exposing the buffer layer underneath the reflective layer (see the third state). ).
  • the reflectance of the reflective layer decreases and the amount of light emitted from the LED light emitting device decreases.
  • the reflection-increasing function of the reflection-increasing film formed by the silica layer and the titania layer deteriorates, further reducing the amount of light emitted from the LED light-emitting device.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams showing the movement state of silver
  • FIG. 2A is a cross-sectional image of the multilayer reflective film when the reflectance is relatively high
  • FIG. FIG. 2(c) is a cross-sectional image of the multilayer reflective film when the reflectance is further reduced.
  • FIG. 2(d) is a top view image of the multilayer reflective film shown in FIG. 2(a)
  • FIG. 2(e) is a top view image of the multilayer reflective film shown in FIG. 2(c).
  • FIGS. 2(a) to 2(c) a plurality of LED light-emitting devices as shown in FIG. 1 are prepared, and while the LED dies are lit, a part of the multilayer reflective film is cut and cross-sectioned with the passage of time. was photographed.
  • FIGS. 2(d) and 2(e) the upper surface of the multilayer reflective film with the LED die removed is photographed before photographing the cross section of FIGS. 2(a) and 2(c).
  • An actual LED light-emitting device includes a sealing resin containing phosphor particles, but the LED light-emitting device for photographing in FIGS. 2A to 2E does not include a sealing resin.
  • FIGS. 2(a) and 2(d) show a state in which the luminous flux residual rate, which is an index showing the change in luminous flux when the initial luminous flux is 100%, is 96.4%
  • FIG. 2(b) shows the luminous flux
  • 2(c) and 2(e) show a state in which the residual rate is 93.0%, and a state in which the luminous flux residual rate is 89.3%.
  • dashed lines indicate LED mounting areas where LED dies are mounted.
  • the measured concentration of silver in the titania layer is 1.0 at %, indicating that the migration of silver from the reflective layer to the titania layer is thought to have almost never occurred.
  • the black dots in FIG. 2(d) indicate voids in the reflective layer due to the movement of silver, and occur in 3.2% of the area of the LED mounting region indicated by the dashed line.
  • the result of measuring the concentration of silver in the titania layer is 2.9 at %, and it is possible to confirm the migration of silver from the reflective layer to the titania layer. . It is considered that the luminous flux retention rate decreased because the function of the reflective layer decreased due to the migration of silver.
  • FIGS. 2(c) and 2(e) state where the luminous flux retention rate is further reduced
  • the measured silver concentration in the titania layer is 3.8 at %, indicating that the migration of silver from the reflective layer to the titania layer It can be seen that the volume has increased. It is considered that the luminous flux retention rate further decreased because the function of the reflective layer was significantly degraded due to the movement of silver.
  • the black dots (voids in the reflective layer) in FIG. 2(e) occur in an area of 11.3% of the area of the LED mounting area indicated by the dashed line.
  • FIG. 3 is a top view of the multilayer reflective film.
  • FIG. 3 uses one of the LED light-emitting devices created for the photographing of FIGS. The LED die was removed from the multilayer reflective film, and the upper surface of the multilayer reflective film was photographed over a wide area including the LED die mounting area. In FIG. 3, the dashed line indicates the LED mounting area where the LED die is mounted.
  • black dots (voids in the reflective layer) in FIG. 3 occur in the LED mounting area inside the dashed line, such as the point ⁇ 1, but they also occur to some extent outside the LED mounting area, such as the point ⁇ 2. are doing. Since the area that is most irradiated with the blue light emitted from the LED die is the LED mounting area, it is considered that many black spots (voids in the reflective layer) are generated in the LED mounting area. On the other hand, since the blue light emitted from the LED die also irradiates the outside of the LED mounting area, it is considered that black spots (voids in the reflective layer) are also generated outside the LED mounting area.
  • the silver contained in the reflective layer contained in the multilayer reflective film is irradiated with the blue light emitted from the LED die, and the titania contained in the increased reflection film laminated with the reflective layer Move to layer. Therefore, if a light shielding layer that blocks at least part of the blue light is arranged between the reflective layer containing silver and the semiconductor laminate of the LED die, the migration of silver in response to the irradiation of the blue light in the LED mounting area can be prevented. can be suppressed.
  • Part of the light emitted from the LED light-emitting device is emitted from the light-emitting layer of the LED die, reflected on the substrate surface within the light-emitting region, and then emitted to the outside of the LED light-emitting device. Therefore, in order to improve the reliability of the LED light emitting device, it is important to protect the multilayer reflective film in the LED mounting area, but it is also important to protect the multilayer reflective film outside the LED mounting area in the light emitting area.
  • FIG. 4 of U.S. Pat. No. 9,865,783 shows an LED device having one low refractive index layer on the bottom surface, one low refractive index layer having a thickness of 800 nm and one high refractive index layer having a thickness of 400 nm. is arranged on a laminated substrate.
  • a substrate is described in which a plurality of sets of a high refractive index layer of 20 to 200 nm and a low refractive index layer of 20 to 200 nm are laminated over the entire surface. .
  • the entire surface of the substrate is relatively thin (the thickness of each layer is 30-100 nm), forming a multilayer reflective film consisting of one TiO2 layer and one SiO2 layer, and a plurality of dielectrics consisting of a high refractive index layer and a low refractive index layer on the bottom surface of the LED die.
  • DBR layers that are assembled and laminated are arranged.
  • the DBR layer protects the multilayer reflective film in the LED mounting area
  • the phosphor layer protects the surface of the multilayer reflective film outside the LED mounting area in the light emitting area.
  • the phosphor particles are contained in the sealing resin, placed inside the reflective frame, and then allowed to stand still for a predetermined time to settle on the surface of the multilayer reflective film. , forming a phosphor layer.
  • the phosphor layer is formed, part of the blue light emitted from the light-emitting layer of the LED die is converted into other color light by the phosphor layer, so that the blue light illuminating the multilayer reflective film is reduced. Therefore, compared to the case where the surface of the multilayer reflective film is directly irradiated with blue light, black spots (voids in the reflective layer) are less likely to occur in the multilayer reflective film if the phosphor layer is formed on the surface of the multilayer reflective film.
  • the DBR layer has strong directivity with respect to the incident angle. In other words, since the angle of incidence of the blue light emitted from the light-emitting layer of the LED die toward the outside of the LED mounting area is large, even if the DBR layer is arranged outside the LED mounting area, the blue light is not efficiently reflected, and the LED The occurrence of black spots (voids in the reflective layer) in the multilayer reflective film outside the mounting area cannot be suppressed so much.
  • FIG. 4(a) is a plan view of the LED light emitting device 1 according to the embodiment
  • FIG. 4(b) is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4(a).
  • the LED light emitting device 1 includes a mounting board 10, a circuit board 11, a pair of wiring patterns 12 and 13, a pair of electrodes 14 and 15, a plurality of LED dies 16, bonding wires 17, a solder resist 18, It has a reflective frame 19, a sealing resin 20, and the like.
  • the LED light emitting device 1 is a Chip on Board (COB) type LED light emitting device.
  • the mounting substrate 10 is a substrate that has a rectangular planar shape and a planar area on the surface on which the LED die 16 is mounted.
  • the circuit board 11 has the same planar shape as the mounting board 10, is adhered to the surface of the mounting board 10, and has a circular opening 11a formed in the center.
  • a pair of wiring patterns 12 and 13 are formed on the upper surface of the circuit board 11 so as to surround the opening 11a, and a pair of electrodes 14 and 15 are formed near two diagonally opposite corners.
  • the electrode 14 is the anode electrode and the electrode 15 is the cathode electrode.
  • a pair of electrodes 14 and 15 are connected to an external power supply (not shown), and the LED light emitting device 1 emits light in response to application of a predetermined voltage between the pair of electrodes 14 and 15 .
  • the LED die 16 is mounted on the mounting substrate 10 exposed from the opening 11a via an insulating adhesive or the like.
  • FIG. 4 shows an example in which the LED light emitting device 1 has 40 LED dies 16 .
  • the bonding wires 17 are made of a conductive material such as gold and connect between the cathodes 32 and anodes 33 of the adjacent LED dies 16 . Also, the bonding wires 17 connect between the LED die 16 and the wiring patterns 12 and 13 adjacent to the outer edge of the opening 11a. In the LED light-emitting device 1 , rows in which eight LED dies 16 are connected in series via bonding wires 17 are connected in parallel to the wiring patterns 12 and 13 over five rows. However, in the LED dies according to the embodiment, the number of series-connected LED dies 16 and the number of parallel-connected columns may be determined as appropriate.
  • the solder resist 18 is a heat-resistant insulating resin such as epoxy resin, and covers the entire surface of the pair of wiring patterns 12 and 13 excluding the pair of electrodes 14 and 15 outside the opening 11a. It is arranged on the substrate 11 .
  • the reflective frame 19 is a synthetic resin such as silicone resin containing a filler such as silica, and is arranged along the outer edge of the opening 11a so as to cover the wiring patterns 12 and 13 .
  • the reflective frame 19 reflects the blue light emitted from the LED die 16 and emits it above the LED light-emitting device 1 , that is, in the direction opposite to the mounting substrate 10 of the LED die 16 .
  • a region inside the reflective frame 19 is defined as a light emitting region 19a.
  • the encapsulating resin 20 is a colorless and transparent synthetic resin such as epoxy resin and silicone resin.
  • the sealing resin 20 contains green phosphor particles, also called a first phosphor such as Y3Al5O12 :Ce (Yttrium Aluminum Garnet, YAG), and a second phosphor such as CaAlSiN3 :Eu (CASN). Red phosphor particles, also called red phosphor particles, are admixed.
  • the green phosphor particles and the red phosphor particles are deposited and arranged to cover at least a portion of the surface of the mounting substrate 10 and the surface and sides of the LED die 16 .
  • the LED light emitting device 1 emits white light by mixing the blue light from the LED die with the green and red lights obtained by exciting the green and red phosphors with a part of the blue light.
  • the phosphors mixed in the sealing resin 20 are not limited to the two types of phosphors described above, and phosphors having at least one of different compositions and particle diameters can be arbitrarily combined and selected.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the LED die 16.
  • the LED die 16 has a transparent substrate 30, a semiconductor laminate 31, a cathode 32, and an anode 33, and a DBR layer (Distributed Bragg Reflector) 34 is arranged on the bottom surface.
  • the transparent substrate 30 is made of a transparent material that transmits light, such as sapphire and spinel, and has a first surface 30a on which the semiconductor laminate 31 is laminated and a second surface 30b on which the DBR layer 34 is laminated.
  • the substrate thickness of the transparent substrate 30 is, for example, 200 ⁇ m, preferably 100 ⁇ m or more.
  • the semiconductor laminate 31 has an n-type semiconductor layer 35 , a light-emitting layer 36 and a p-type semiconductor layer 37 .
  • the n-type semiconductor layer 35 has gallium nitride (GaN) doped with silicon (Si), for example.
  • the light emitting layer 36 has well layers and barrier layers in which gallium nitride is doped with aluminum (Al) and indium (In).
  • the p-type semiconductor layer 37 has gallium nitride doped with magnesium (Mg).
  • the cathode 32 and the anode 33 are metal electrodes made of, for example, any of Al, Cu, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr and Ti or alloys thereof and combinations of these metals and alloys. layer.
  • Cathode 32 is laminated on n-type semiconductor layer 35 and anode 33 is laminated on p-type semiconductor layer 37 .
  • the light-emitting layer 36 emits blue light by applying a predetermined forward voltage between the cathode 32 and the anode 33 .
  • the peak wavelength of blue light emitted by the LED die 16 is 430 nm to 470 nm.
  • the DBR layer 34 has a multi-layer structure in which a plurality of sets of dielectrics each including a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated, and reflects blue light emitted from the light emitting layer 36 with high efficiency.
  • the high refractive index layer is selected from the group consisting of TiO2 , ZrO2 , ZnSe, Si3N4 , Nb2O5 , TaO5 , HfO2
  • the low refractive index layer is SiO2 , MgF2 , Al2 . It is selected from the group consisting of O3 , CaF.
  • the film thickness of each layer constituting the DBR layer 34 is preferably 20 to 150 nm.
  • the LED die 16 may also have a metal film selected from the group consisting of Al, Ag, Pt, and Pd along with the DBR layer 34 .
  • the cathode 32 and the anode 33 are positioned on top of the LED die 16, and the light-emitting layer 36 is also positioned substantially on top of the LED die 16. It will be done. Specifically, since the p-type semiconductor layer 37 , the light emitting layer 36 and the n-type semiconductor layer 35 are very thin, the height of the light emitting layer 36 can be considered to be substantially the same as the thickness of the transparent substrate 30 .
  • FIG. 6 is an enlarged view of part B in FIG. 4(b).
  • FIG. 6 shows a portion of the mounting board 10 and the circuit board 11, and one of the 40 LED dies 16 mounted on the mounting board 10.
  • FIG. 6 the positional relationship of each component is schematically shown, and the size relationship of each component is not necessarily accurate. Also, in FIG. 6, the description of the reflective frame 19 and the sealing resin 20 is omitted.
  • the LED light emitting device 1 includes an adhesive material 21 for bonding the circuit board 11 to the mounting board 10, a die bonding material 22 for mounting the LED die 16 on the mounting board 10, and at least the surface of the mounting board 10 and the surface and side surfaces of the LED die. and a transparent material 23 arranged to cover a part thereof.
  • the adhesive 21 is, for example, a silicone resin-based or epoxy resin-based adhesive member.
  • the die bonding material 22 is an adhesive member containing synthetic resin such as silicone resin or polyimide silicone resin.
  • the transparent material 23 is a light-transmitting member made of an acrylic component, a fluorine component, a silicone component, a metal oxide, or the like, and the rigidity of the transparent material 23 may be higher than that of the sealing resin 20 . Also, the transparent material 23 may be the same synthetic resin material as the sealing resin 20 .
  • the mounting board 10 has a base 41 and a multilayer reflective film 42 formed on one surface of the base 41 .
  • the base 41 may be metal containing aluminum, copper, or the like, or may be ceramic containing alumina, aluminum nitride, or the like.
  • the multilayer reflective film 42 has, from the base 41 side, at least a buffer layer 42a, a reflective layer including an Ag layer 42b, an adhesive layer 42c, an SiO2 layer 42d, and a TiO2 layer 42e.
  • the SiO 2 layer 42d and the TiO 2 layer 42 are sometimes referred to as an enhanced reflection film.
  • the adhesive layer 42c is arranged to enhance the adhesiveness between the Ag layer 42b and the SiO2 layer 42d.
  • the buffer layer 42a is a multilayer film including at least an alumite layer and having functions such as insulation, silver diffusion prevention, and adhesion between the base 41 and the Ag layer 42b.
  • the adhesive layer 42c functions as an adhesive layer for bonding the Ag layer 42b and the SiO2 layer 42d.
  • the layer thickness of the adhesive layer 42c is, for example, 5 nm, preferably 0.5 nm or more and 10 nm or less.
  • the SiO 2 layer 42d and the TiO 2 layer 42e are laminated above the Ag layer 42b and also function as protective layers for preventing sulfurization of silver contained in the Ag layer 42b. Also , the refractive index of the SiO 2 layer 42d is lower than that of the TiO 2 layer 42e. The upward reflection of the light emitted to the mounting substrate 10 side of the LED light emitting device 1 is enhanced. Therefore, the SiO 2 layer 42 d and the TiO 2 layer 42 e function as a reflection enhancing film for enhancing the upward reflection of the light emitted from the LED die 16 toward the mounting substrate 10 toward the LED light emitting device 1 .
  • the layer thickness of the SiO 2 layer 42d is, for example, 65 nm, which is 30 nm or more and 100 nm or less.
  • the layer thickness of the TiO 2 layer 42e is, for example, 50 nm, which is 30 nm or more and 100 nm or less.
  • the multilayer reflective film 42 has a pair of SiO 2 layer 42d and TiO 2 layer 42e.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the relationship between the LED die and the phosphor layer.
  • 7A shows the state of the phosphor layer in the LED light-emitting device 1
  • FIG. 7B shows the state of the phosphor layer in the LED light-emitting device 101, which is a modification of the LED light-emitting device 1.
  • FIG. 7A and 7B, the cathode 32 and anode 33 of the LED die 16 shown in FIG. 5 and the die bonding material 22 and transparent material 23 shown in FIG. 6 are omitted.
  • the LED light emitting device 101 is the same as the LED light emitting device 1 except for the sedimentation state of the phosphor particles.
  • green phosphor particles and red phosphor particles are mixed in the sealing resin 20, as described above.
  • 5 wt % of filler is mixed in the sealing resin 20 .
  • the green phosphor particles with a large average particle size mostly sink downward, but some of the red phosphor particles with a smaller average particle size than the green phosphor particles do not settle completely and float slightly. It is in a state of Some of the red phosphor particles are arranged between the green phosphor particles. By arranging some of the red phosphor particles between the green phosphor particles, the red phosphor particles close the gaps between the green phosphor particles having a large average particle size, and the blue light emitted from the LED die 16 is reduced. The probability of reaching the multilayer reflective film 42 can be reduced.
  • the phosphor particles settle in the sealing resin 20 to form the phosphor layer 50.
  • the sealing resin 20 contains almost no filler. Therefore, most of the green phosphor particles and red phosphor particles settle completely, and the phosphor layer 50 in which the particles are agglomerated covers the surface of the LED die 16 and part of the side surface of the LED die 16. It is formed on the surface of the mounting board 10 so as to cover it. That is, the phosphor layer 50 is formed as an aggregation layer, and the floating layer 52 hardly exists.
  • the aggregation degree of the phosphor layer 50 in the LED light emitting device 101 is higher than the aggregation degree of the phosphor particles in the aggregation layer 51 of the LED light emitting device 1 .
  • FIG. 7B in order to show the degree of aggregation of the phosphor layer 50, large-diameter phosphor particles (green phosphor particles), small-diameter phosphor particles (red phosphor particles), and rectangular Described the filler. In the actual LED light-emitting devices 1 and 101, some phosphor particles that do not completely settle may float even in the portion of the sealing resin 20 not shown as the phosphor layer 50.
  • FIG. 7B in order to show the degree of aggregation of the phosphor layer 50, large-diameter phosphor particles (green phosphor particles), small-diameter phosphor particles (red phosphor particles), and rectangular Described the filler. In the actual LED light-emitting devices 1 and 101, some phosphor particles that do not completely settle may float even in the portion of the sealing resin 20 not shown as the phosphor layer 50.
  • the blue light emitted from the light-emitting layer 36 directly downward is efficiently reflected by the DBR layer 34, and the amount of light illuminating the multilayer reflective film 42 is reduced.
  • the migration of silver in the Ag layer 42b and the exposure of the buffer layer 42a are suppressed.
  • part of the blue light emitted from the light-emitting layer 36 to the periphery of the LED die 16 is emitted from the phosphor particles (b1) constituting the phosphor layer 50 formed by agglomeration of phosphor particles, particularly the aggregation layer 51.
  • the light is wavelength-converted into color light other than blue and emitted from the phosphor particles (b1). Therefore, since the amount of blue light that finally irradiates the multilayer reflective film 42 is reduced, it is possible to suppress the migration of silver in the Ag layer 42b and the exposure of the buffer layer 42a as shown in FIG.
  • the DBR layer 34 arranged on the lower surface of the LED die 16 and the phosphor layer 50 arranged on the surface of the multilayer reflective film 42 around the LED die 16 make the entire light-emitting region 19a 1, the migration of silver in the Ag layer 42b and the exposure of the buffer layer 42a are suppressed.
  • the phosphor layer 50 having a higher aggregation degree than the aggregation layer 51 in the LED light-emitting device 1 is formed. Therefore, as in the LED light-emitting device 1, it is possible to suppress the movement of silver in the Ag layer 42b to expose the buffer layer 42a as shown in FIG. 1 in the entire light-emitting region 19a.
  • FIG. 8(a) shows a cross-sectional image of the LED light-emitting device 1
  • FIG. 8(b) shows a cross-sectional image of an LED light-emitting device 102 that is a modification of the LED light-emitting device 1.
  • FIG. 8(a) shows a cross-sectional image of the LED light-emitting device 1
  • FIG. 8(b) shows a cross-sectional image of an LED light-emitting device 102 that is a modification of the LED light-emitting device 1.
  • the LED dies 16 are arranged close to each other. is formed in The aggregation layer 51 below the phosphor layer 50 is formed on the surface side of the mounting substrate 10 , and the floating layer 52 is formed above the aggregation layer 51 .
  • FIG. 8(b) is a cross-sectional image of an LED light-emitting device 102 that is a modification of the LED light-emitting device 1.
  • FIG. The LED light emitting device 102 is the same as the LED light emitting device 1 except for the mixing ratio of the filler to the sealing resin 20 .
  • 5 wt % filler is mixed with the sealing resin 20, but in the LED light emitting device 102 shown in FIG. 8B, 10 wt % filler is mixed.
  • 10 wt % filler is mixed.
  • the width of the floating layer 52 containing some green phosphor particles and many red phosphor particles is widened.
  • most of the green phosphor particles and part of the red phosphor particles have settled down, and an aggregation layer 51 in which the phosphor particles have aggregated is firmly formed on the surface side of the mounting substrate 10. Observable.
  • the filler contained in the sealing resin 20 preferably has an average particle size (particle size of individual primary particles in a non-aggregated state) of about 1 ⁇ m to 25 ⁇ m, more preferably about 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the shape of the filler is crushed or spherical, and is composed of silicon dioxide (silica), alumina, titania, zirconia, magnesia, or the like.
  • the filler may contain a nano-sized particle diameter filler for adjusting the viscosity of the sealing resin 20, adjusting the sedimentation state of the phosphor particles, and the like.
  • the filler has heat resistance and is easily adsorbed to the phosphor particles.
  • FIG. 9A is the LED light emitting device 1
  • (b) is the LED light emitting device 105 according to the third comparative example
  • (c) is the LED light emitting device 104 according to the second comparative example
  • (d) is the first comparison 1 is a schematic diagram illustrating a mounting substrate and an LED die used in each of the LED light emitting devices 103 according to the example;
  • FIG. 9A is the LED light emitting device 1
  • (b) is the LED light emitting device 105 according to the third comparative example
  • (c) is the LED light emitting device 104 according to the second comparative example
  • (d) is the first comparison 1 is a schematic diagram illustrating a mounting substrate and an LED die used in each of the LED light emitting devices 103 according to the example;
  • FIGS. 9A to 9D Although the sealing resin 20, the phosphor layer 50, and the like are omitted in FIGS. 9A to 9D, the phosphor layer 50 as shown in FIG. It shall be formed.
  • the LED light-emitting device 103 according to the first comparative example shown in FIG. 9(d) and the LED light-emitting device 1 shown in FIG. 9(a) differ only in the mounting substrate and the LED die used.
  • the LED die 112 of the LED light emitting device 103 is obtained by removing the DBR layer 34 from the LED die 16, and the mounting board of the LED light emitting device 103 is the mounting board 110 shown in FIG.
  • the LED light emitting device 104 according to the second comparative example shown in FIG. 9(c) and the LED light emitting device 1 shown in FIG. 9(a) differ only in the mounting substrate used.
  • the mounting substrate included in the LED light emitting device 104 is the mounting substrate 110 shown in FIG.
  • the LED light-emitting device 105 according to the third comparative example shown in FIG. 9(b) and the LED light-emitting device 1 shown in FIG. 9(a) differ only in the LED dies used.
  • the LED die 112 included in the LED light emitting device 105 is obtained by removing the DBR layer 34 from the LED die 16 .
  • FIG. 10 is a diagram showing a mounting substrate 110 included in LED light emitting devices 103 and 104 according to comparative examples.
  • the mounting substrate 110 has a multilayer reflective film 111 formed on one surface of the base 41 and functioning as a light reflecting system.
  • the base 41 is the same as the LED light emitting device 1, and the multilayer reflective film 111 has at least a buffer layer 111a, an Ag layer 111b, an Al2O3 layer 111c, and a TiO2 layer 111d from the base 41 side.
  • the multilayer reflective film 111 instead of the SiO 2 layer 42d of the multilayer reflective film 42 in the LED light emitting device 1, an Al 2 O 3 layer 111c having high adhesion to the Ag layer and relatively high silver penetration is used. We are using. Therefore, the multilayer reflective film 111 does not have a layer corresponding to the adhesive layer 42 c of the multilayer reflective film 42 in the LED light emitting device 1 . However, in the multilayer reflective film 111, as compared with the multilayer reflective film 42, silver is more likely to migrate from the Ag layer 111b to the Al 2 O 3 layer 111c upon irradiation with blue light, resulting in exposure of the buffer layer 111a. Cheap.
  • FIG. 11 is a diagram showing luminous flux residual rates of the LED light emitting device 1, the LED light emitting device 103 according to the first comparative example, the LED light emitting device 104 according to the second comparative example, and the LED light emitting device 105 according to the third comparative example. is.
  • the luminous flux retention rate shown in FIG. 11 is the result of a test under the conditions that the temperature of the cathode electrode 15 is 105° C. and the input power is 170W.
  • the luminous flux retention rate after 6000 hours is 99.5%.
  • the residual luminous flux after 6000 hours was 78.9%, and in the LED light emitting device 104 according to the second comparative example, the residual luminous flux after 6000 hours is 80.1%.
  • the luminous flux remaining rate after 6000 hours is 95.7%.
  • the difference in the residual luminous flux after 6000 hours between the LED light-emitting device 1 and the LED light-emitting device 105 is the difference in the residual luminous flux after 6000 hours between the LED light-emitting device 1 and the LED light-emitting device 104. lower than 19.4%.
  • the difference in the residual luminous flux after 6000 hours between the LED light-emitting device 1 and the LED light-emitting device 105 is similar to that between the LED light-emitting device 103 and the LED light-emitting device 104 using different mounting substrates. It is more than three times the 1.2% difference in survival rate.
  • the LED device 1 having the DBR layer 34 disposed on the bottom surface of the LED die 16 and the phosphor layer 50 disposed on the surface of the multilayer reflective film 42 around the LED die 16, Only 101 and 102 were able to improve the characteristic of the luminous flux survival rate, which is one of the reliability requirements. This is because, in the LED light emitting devices 1, 101 and 102, the DBR layer 34 and the phosphor layer 50 move the silver of the Ag layer 42b over the entire light emitting region 19a as shown in FIG. This is because exposure of 42a is suppressed.
  • a transparent material 23 is arranged so as to cover at least part of the surface of the mounting substrate 10 and the surface and side surfaces of the LED die 16 .
  • the transparent material 23 is irradiated with blue light, the transparent material 23 in contact with the multilayer reflective film 42 shrinks, thereby generating stress in the multilayer reflective film 42 and causing a gap between the Ag layer 42b and the SiO 2 layer 42d. There is a risk of peeling.
  • the fluorescent layer 50 reduces the amount of blue light with which the transparent material 23 is irradiated, so that penetration of silver from the Ag layer 42b into the TiO 2 layer 42e is suppressed.
  • the presence of the transparent material 23 increases the adhesion of the sealing resin 20 to the surface of the mounting substrate 10 . If the adhesion of the sealing resin 20 to the surface of the mounting substrate 10 is improved, the adhesion of the phosphor layer 50 to the surface of the mounting substrate 10 is also improved, which is preferable for suppressing the exposure of the buffer layer 42a.
  • the LED die 16 is mounted on the mounting board 10 with the die bonding material 22.
  • the die bonding material 22 may contain oxides such as titania, alumina, and silica as particles of the reflector. In this case, both the DBR layer 34 and the die bonding material 22 can further reflect blue light.
  • the die bonding material 22 may contain phosphor particles. By including phosphor particles in the die bonding material 22, the die bonding material 22 is formed as a phosphor layer, and both the DBR layer 34 and the die bonding material 22 further reduce the amount of blue light irradiated to the multilayer reflective film 42. It becomes possible to
  • Blue light is emitted from the light emitting layer 36 of the LED die 16, as shown in FIG. 7(a). Therefore, in order to efficiently protect the surface of the multilayer reflective film 42, it is necessary to form at least a portion of the phosphor layer 50 below the light emitting layer 36 of the LED die 16, especially the aggregation layer 51. This is preferable for suppressing the exposure of the buffer layer 42a.

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Abstract

信頼性を向上させることが可能なＬＥＤ発光装置を提供する。基台と、銀を含有し基台上に積層された反射層、及び、反射層上に積層された多層反射膜とを有する実装基板と、青色光を出射し実装基板上の発光領域に実装されるＬＥＤダイと、蛍光体粒子を含みＬＥＤダイ及び発光領域内の実装基板の表面を封止する封止樹脂と、ＬＥＤダイの下面に配置されＬＥＤダイから出射される青色光の少なくとも一部を遮断するＤＢＲ層とを有し、多層反射膜はＴｉＯ2層及びＳｉＯ2層を含み、ＤＢＲ層は高屈折率層及び低屈折率層から構成される誘電体が複数組積層された層であり、蛍光体粒子は封止樹脂内で沈降して、ＬＥＤダイの側面の一部及び発光領域内で多層反射膜の表面の一部を覆う蛍光体層を形成する、ＬＥＤ発光装置。

Description

ＬＥＤ発光装置
　本発明は、ＬＥＤ発光装置に関する。
　発光ダイオード（Light Emitting Diode、ＬＥＤ）ダイを発光素子として使用するＬＥＤ発光装置において、信頼性を向上させる種々の技術が知られている。
　国際公開第２０２１／０６０５３１号に記載されるＬＥＤ発光装置は、アルミニウム実装基板の表面に配置される増反射膜の表面を平坦化することにより、増反射膜におけるピンホールを低減することで、所望の反射率を維持すると共に、信頼性を向上させることができる。
　米国特許第９，８６５，７８３号には、底面に１層の低屈折率層を有するＬＥＤ素子を、８００ｎｍ厚の１層の低屈折率層に４００ｎｍ厚の１層の高屈折率層を積層した基板上に配置した発光装置が記載されている。
　しかしながら、ＬＥＤダイを発光素子として使用するＬＥＤ発光装置の用途が拡大するに従って、ＬＥＤ発光装置の信頼性を更に向上させることが望まれている。
　本開示は、信頼性を向上させることが可能なＬＥＤ発光装置を提供することを目的とする。
　本開示に係るＬＥＤ発光装置は、基台と、銀を含有し基台上に積層された反射層、及び、反射層上に積層された多層反射膜とを有する実装基板と、青色光を出射し実装基板上の発光領域に実装されるＬＥＤダイと、蛍光体粒子を含みＬＥＤダイ及び発光領域内の実装基板の表面を封止する封止樹脂と、ＬＥＤダイの下面に配置されＬＥＤダイから出射される青色光の少なくとも一部を遮断するＤＢＲ層とを有し、
　多層反射膜は１層のＴｉＯ2層及び１層のＳｉＯ2層を含み、ＤＢＲ層は高屈折率層及び低屈折率層から構成される誘電体が複数組積層された層であり、蛍光体粒子は封止樹脂内で沈降して、ＬＥＤダイの側面の一部及び発光領域内で多層反射膜の表面の一部を覆う蛍光体層を形成する。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、蛍光体層は、蛍光体粒子が凝集した凝集層を含む、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、蛍光体層は、蛍光体粒子が凝集した凝集層、及び、蛍光体粒子が浮遊した浮遊層を含む、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、実装基板の上に固定された回路基板と、回路基板の上に配置された配線パターンと、を更に有し、ＬＥＤダイは、透明基板、前記透明基板に積層された発光層を有する半導体積層体、及び、半導体積層体に接続された一対の電極を有し、一対の電極の間に配線パターンを介して所定の電圧が印加されることに応じて発光層から青色光を出射し、蛍光体層の少なくとも一部は、発光層と多層反射膜との間に形成されている、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、蛍光体粒子は、第１蛍光体粒子と、第１蛍光体粒子より平均粒径の小さい第２蛍光体粒子を含み、第２蛍光体粒子の一部は、第１蛍光体粒子の間に配置される、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、高屈折率層は、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＳｅ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｎｂ2Ｏ5、ＴａＯ5、ＨｆＯ2からなる群より選択され、低屈折率層は、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＦからなる群より選択される、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤダイの下面と多層反射膜との間に配置された金属膜を更に有する、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、多層反射膜と封止樹脂との間に配置された透明材を更に有する、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤダイを実装基板に実装するためのダイボンド材を更に有し、ダイボンド材は、反射材粒子を含有する、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、封止樹脂は、封止樹脂に対して０～１０ｗｔ％のフィラーを含有する、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、多層反射膜は、１層のＴｉＯ2層及び１層のＳｉＯ2層を含む、ことが好ましい。
　さらに、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、多層反射膜を構成するＴｉＯ2層及びＳｉＯ2層の膜厚は、それぞれ３０～１００ｎｍである、ことが好ましい。
　また、本開示に係るＬＥＤ発光装置は、実装基板、銀を含有し且つ実装基板上に積層された反射層、及び屈折率の異なる複数の酸化膜により形成され且つ反射層上に積層された増反射膜を有する実装基板と、実装基板の上に固定された回路基板と、回路基板の上に配置された配線パターンと、透明基板、透明基板に積層されたｎ型半導体層及びｐ型半導体層を有する半導体積層体、並びに配線パターン及び半導体積層体に接続された一対の電極を有し、一対の電極の間に所定の電圧が印加されることに応じて、青色光を出射するＬＥＤダイと、蛍光体を含み、ＬＥＤダイを封止する封止樹脂と、増反射膜と半導体積層体との間に配置され、青色光の少なくとも一部を遮断する遮光層とを有する。
　また、本開示に係るＬＥＤ発光装置は、遮光層は、透明基板の半導体積層体が積層された面と反対の面に積層された反射膜又は金属反射膜、若しくは反射膜及び金属反射膜の双方であることが好ましい。
　また、本開示に係るＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤダイは、合成樹脂を含む接着部材で実装基板に接着され、増反射膜は、反射層の上方に積層されたＳｉＯ2層を有することが好ましい。
　また、本開示に係るＬＥＤ発光装置は、蛍光体は、実装基板の表面、並びにＬＥＤダイの表面及び側面の少なくとも一部を覆うように沈降して配置されることが好ましい。
　本開示に係るＬＥＤ発光装置は、信頼性を向上させることができる。
（ａ）は銀の移動を説明するための第１の状態を示す概念図であり、（ｂ）は第２の状態を示す概念図であり、（ｃ）は第３の状態を示す概念図である。 （ａ）は反射率が比較的高いときの多層反射膜の断面像を示し、（ｂ）は反射率が低下したときの多層反射膜の断面像を示し、（ｃ）は反射率が更に低下したときの多層反射膜の断面像を示し、（ｄ）は（ａ）に示す多層反射膜の上面像を示し、（ｅ）は（ｃ）に示す多層反射膜の上面像を示す。 多層反射膜の上面像を示す。 （ａ）は実施形態に係るＬＥＤ発光装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図４（ａ）に示すＬＥＤダイの断面図である。 図４（ｂ）において矢印Ｂで示される部分の拡大図である。 （ａ）はＬＥＤ発光装置１における蛍光体層の状態を示し、（ｂ）はＬＥＤ発光装置１０１における蛍光体層の状態を示す。 （ａ）はＬＥＤ発光装置１の断面像を示し、（ｂ）はＬＥＤ発光装置１の変形例であるＬＥＤ発光装置１０２の断面像を示す。 （ａ）はＬＥＤ発光装置１で使用される実装基板及びＬＥＤダイを示す模式図であり、（ｂ）は第３比較例に係るＬＥＤ発光装置１０５で使用される実装基板及びＬＥＤダイを示す模式図であり、（ｃ）は第２比較例に係るＬＥＤ発光装置１０４で使用される実装基板及びＬＥＤダイを示す模式図であり、（ｄ）は第１比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３で使用される実装基板及びＬＥＤダイを示す模式図である。 比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３及び１０４が有する実装基板１１０を示す図である。 実施形態に係るＬＥＤ発光装置、第１比較例に係るＬＥＤ発光装置、第２比較例に係るＬＥＤ発光装置及び第３比較例に係るＬＥＤ発光装置の光束残存率を示す図である。
　本発明によるＬＥＤ発光装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
　図１は本発明の発明者らが見出した銀の移動を説明する概念図であり、図１（ａ）は第１の状態を示し、図１（ｂ）は第２の状態を示し、図１（ｃ）は第３の状態を示す。いずれの状態も、ＬＥＤ発光装置において、ＬＥＤダイは、多層反射膜の上面に配置されている。多層反射膜は、バッファ層、バッファ層に積層された銀を含有した反射層、反射層上に積層されたシリカ（ＳｉＯ2）層、及び、シリカ層上に積層されたチタニア（ＴｉＯ2）層から構成される。
　第１の状態では、ＬＥＤダイからチタニア層及びシリカ層を介して青色光が反射層に照射してはいるが、まだ反射層に含有される銀は移動していない。第１の状態から時間が経過すると、銀がチタニア層に移動を開始する（第２の状態参照）。第２の状態からさらに時間が経過すると、銀の移動が継続して、反射層の一部において銀が消失した空隙が形成され、反射層の下層のバッファ層が露出する（第３の状態参照）。
　第３の状態に示す様に、反射層に空隙が形成されバッファ層が露出すると、反射層の反射率が低下して、ＬＥＤ発光装置から出射される光の光量が減少する。また、銀がチタニア層に移動することで、シリカ層とチタニア層とにより形成される増反射膜が有する増反射機能が低下して、ＬＥＤ発光装置から出射される光の光量が更に減少する。
　図２は銀の移動状態を示す図であり、図２（ａ）は反射率が比較的高いときの多層反射膜の断面像であり、図２（ｂ）は反射率が低下したときの多層反射膜の断面像であり、図２（ｃ）は反射率が更に低下したときの多層反射膜の断面像である。図２（ｄ）は図２（ａ）に示す多層反射膜の上面像であり、図２（ｅ）は図２（ｃ）に示す多層反射膜の上面像である。
　図２（ａ）～図２（ｃ）では、図１に示すようなＬＥＤ発光装置を複数作成し、ＬＥＤダイを点灯させながら、時間の経過と共に、多層反射膜の一部を切断して断面を撮影した。図２（ｄ）及び図２（ｅ）では、図２（ａ）及び図２（ｃ）の断面を撮影する前に、ＬＥＤダイを取り除いた多層反射膜の上面を撮影したものである。なお、実際のＬＥＤ発光装置では蛍光体粒子を含む封止樹脂を備えているが、図２（ａ）～（ｅ）の撮影のためのＬＥＤ発光装置は封止樹脂を備えていない。
　図２（ａ）及び２（ｄ）は初期の光束を１００％としたときの光束の変化を示す指標である光束残存率が９６．４％である状態を示し、図２（ｂ）は光束残存率が９３．０％である状態を示し、図２（ｃ）及び２（ｅ）は、光束残存率が８９．３％である状態を示す。また、図２（ｄ）及び２（ｅ）において、破線は、ＬＥＤダイが実装されたＬＥＤ実装領域を示す。
　図２（ａ）及び２（ｄ）（光束残存率が比較的高い状態）では、チタニア層の銀の濃度を測定した結果は１．０ａｔ％であり、反射層からチタニア層への銀の移動はほとんど生じていないと考えられる。図２（ｄ）における黒点は、銀が移動したことによる反射層の空隙を示しており、破線で示すＬＥＤ実装領域の面積に対して３．２％の領域で発生している。
　図２（ｂ）（光束残存率が低下した状態）では、チタニア層の銀の濃度を測定した結果は２．９ａｔ％であり、反射層からチタニア層への銀の移動を確認することがでる。銀の移動により反射層の機能が低下した事によって、光束残存率が低下したと考えられる。
　図２（ｃ）及び２（ｅ）（光束残存率が更に低下した状態）では、チタニア層の銀の濃度を測定した結果は３．８ａｔ％であり、反射層からチタニア層への銀の移動量が増加したことを確認することができる。銀の移動により反射層の機能が大きく低下した事によって、光束残存率が更に低下したと考えられる。図２（ｅ）における黒点（反射層の空隙）は、破線で示すＬＥＤ実装領域の面積に対して１１．３％の領域で発生している。
　図３は、多層反射膜の上面像である。図３は、図２（ａ）～（ｅ）の撮影のために作成したＬＥＤ発光装置の内の１つを利用し、光束残存率が図２（ｃ）と同程度に低下した状態で、多層反射膜からＬＥＤダイを取り除き、ＬＥＤダイ実装領域を含む広範囲で多層反射膜の上面を撮影した。図３において、破線は、ＬＥＤダイが実装されたＬＥＤ実装領域を示す。
　図３における黒点（反射層の空隙）は、例えば点α１の様に破線の内側であるＬＥＤ実装領域に多く発生しているが、例えば点α２の様にＬＥＤ実装領域の外側にもある程度は発生している。ＬＥＤダイから出射される青色光に最も照射される領域がＬＥＤ実装領域であることから、ＬＥＤ実装領域において黒点（反射層の空隙）が多く発生するものと考えられる。一方、ＬＥＤダイから出射した青色光は、ＬＥＤ実装領域の外側も照射することから、ＬＥＤ実装領域の外側においても黒点（反射層の空隙）が発生するものと考えられる。
　上述したように、多層反射膜に含まれる反射層に含有される銀は、ＬＥＤダイから出射される青色光に照射されることに応じて、反射層の積層された増反射膜に含まれるチタニア層に移動する。したがって、銀を含有する反射層とＬＥＤダイの半導体積層体との間に青色光の少なくとも一部を遮断する遮光層を配置すれば、ＬＥＤ実装領域における青色光の照射に応じた銀の移動を抑制することが可能となる。
　ＬＥＤ発光装置から出射される光の一部は、ＬＥＤダイの発光層から出射され、発光領域内の基板表面に反射された後に、ＬＥＤ発光装置の外部へ出射する。したがって、ＬＥＤ発光装置の信頼性を向上させるためには、ＬＥＤ実装領域における多層反射膜の保護も重要であるが、発光領域におけるＬＥＤ実装領域外における多層反射膜の保護も重要である。
　米国特許第９，８６５，７８３号の図４には、下面に１層の低屈折率層を有するＬＥＤ素子を、８００ｎｍ厚の１層の低屈折率層に４００ｎｍの１層の高屈折率層を積層した基板上に配置した例が記載されている。しかしながら、このような厚い層を基板全体に均一に配置することは、製造上非常に困難且つ高コストとなってしまう。また、米国特許第９，８６５，７８３号の図５には、２０～２００ｎｍの高屈折率層と２０～２００ｎｍの低屈折率層の組を表面全体に複数組積層した基板が記載されている。しかしながら、このような複数組の高屈折率層及び低屈折率層を基板全体に均一に配置することは、製造上非常に困難且つ高コストとなってしまう。
　そこで、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、多層反射膜での光の反射を増強しつつ、簡単且つ低コストで製造可能な様に、基板の表面全体には、比較的薄い（各層の厚さが３０～１００ｎｍ）１層のＴｉＯ2層及び１層のＳｉＯ2層から構成される多層反射膜を形成し、ＬＥＤダイの底面には高屈折率層及び低屈折率層から構成される誘電体が複数組積層されたＤＢＲ層を配置している。これによって、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、ＤＢＲ層によってＬＥＤ実装領域における多層反射膜を保護すると共に、発光領域におけるＬＥＤ実装領域外における多層反射膜の表面は蛍光体層によって保護するようにしている。このため、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、多層反射膜での光の反射を増強しつつ、長期間に渡って光束残存率を高く維持することが可能となる（図１１参照）。
　なお、本開示に係るＬＥＤ発光装置では、蛍光体粒子は、封止樹脂に含有されて反射枠の内部に配置され、その後所定の時間静置されることによって多層反射膜の表面に沈降して、蛍光体層を形成する。蛍光体層が形成されると、ＬＥＤダイの発光層から出射された青色光の一部は蛍光体層で他の色光に変換されるので、多層反射膜を照射する青色光は減少する。したがって、青色光が直接多層反射膜の表面を照射する場合と比較して、多層反射膜の表面に蛍光体層が形成されていると、多層反射膜における黒点（反射層の空隙）の発生を抑制することが可能となる。なお、一般にＤＢＲ層は入射角度に対する指向性が強い。言い換えると、ＬＥＤダイの発光層からＬＥＤ実装領域外へ向けて出射さえる青色光の入射角度は大きいため、ＬＥＤ実装領域外にＤＢＲ層を配置しても、効率よく青色光が反射されず、ＬＥＤ実装領域外における多層反射膜における黒点（反射層の空隙）の発生をそれほど抑制することはできない。
　図４（ａ）は実施形態に係るＬＥＤ発光装置１の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。
　ＬＥＤ発光装置１は、実装基板１０と、回路基板１１と、一対の配線パターン１２及び１３と、一対の電極１４及び１５と、複数のＬＥＤダイ１６と、ボンディングワイヤ１７と、ソルダーレジスト１８と、反射枠１９と、封止樹脂２０等を有する。ＬＥＤ発光装置１は、チップオンボード（Chip on Board、ＣＯＢ）型のＬＥＤ発光装置である。
　実装基板１０は、矩形の平面形状を有し、表面にＬＥＤダイ１６が実装される平面領域を有する基板である。
　回路基板１１は、実装基板１０と同一の平面形状を有し、実装基板１０の表面に接着され、中心部には円形の開口部１１ａが形成される。回路基板１１の上面には、開口部１１ａを取り囲むように一対の配線パターン１２及び１３が形成され、対角線上で向かい合う二つの角の近傍に一対の電極１４及び１５がそれぞれ形成される。
　電極１４はアノード電極であり、電極１５はカソード電極である。一対の電極１４及び１５は、不図示の外部電源に接続され、一対の電極１４及び１５の間に所定の電圧が印加されることに応じて、ＬＥＤ発光装置１は光を出射する。
　ＬＥＤダイ１６は、絶縁性の接着剤等を介して、開口部１１ａから露出している実装基板１０の上に実装される。図４において、ＬＥＤ発光装置１が４０個のＬＥＤダイ１６を有する場合の例を示す。
　ボンディングワイヤ１７は、金等の導電性部材で形成され、隣接するＬＥＤダイ１６のカソード３２とアノード３３との間を接続する。また、ボンディングワイヤ１７は、開口部１１ａの外縁に隣接するＬＥＤダイ１６と配線パターン１２及び１３との間を接続する。ＬＥＤ発光装置１では、８個のＬＥＤダイ１６がボンディングワイヤ１７を介して直列接続された列が、５列に亘って配線パターン１２及び１３に並列接続される。しかしながら、実施形態に係るＬＥＤダイでは、直列接続されるＬＥＤダイ１６の数及び、並列接続される列の数は適宜決定されてもよい。
　ソルダーレジスト１８は、エポキシ樹脂等の耐熱性絶縁樹脂であり、開口部１１ａの外側を、一対の電極１４及び１５を除く一対の配線パターン１２及び１３の表面を全体に亘って覆うように、回路基板１１上に配置される。
　反射枠１９は、シリコーン樹脂等の合成樹脂にシリカ等のフィラーが含有された樹脂であり、開口部１１ａの外縁に沿って、配線パターン１２及び１３を覆うように配置される。反射枠１９は、ＬＥＤダイ１６から出射された青色光を反射して、ＬＥＤ発光装置１の上方、すなわちＬＥＤダイ１６の実装基板１０の反対の方向に向けて出射する。反射枠１９の内側の領域を発光領域１９ａとする。
　封止樹脂２０は、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂等の無色且つ透明な合成樹脂であり、反射枠１９の内側に配置され、ＬＥＤダイ１６及びボンディングワイヤ１７を一体的に被覆する。封止樹脂２０には、Y3Al5O12:Ce（Yttrium Aluminum Garnet、ＹＡＧ）等の第１蛍光体とも称される緑色蛍光体粒子及びCaAlSiN3:Eu（ＣＡＳＮ）等の第２蛍光体とも称される赤色蛍光体粒子が混合される。緑色蛍光体粒子及び赤色蛍光体粒子は、実装基板１０の表面及びＬＥＤダイ１６の表面及び側面の少なくとも一部を覆うように沈降して配置される。ＬＥＤ発光装置１は、ＬＥＤダイからの青色光と、一部の青色光によって緑色蛍光体及び赤色蛍光体を励起させて得られる緑色光及び赤色光とを混合させることで白色光を出射する。なお、封止樹脂２０に混合される蛍光体は、上記の２種類の蛍光体に限定されず、組成及び粒径の少なくとも一方が異なる蛍光体を任意に組み合わせて選択することが可能である。
　図５は、ＬＥＤダイ１６の断面図である。
　ＬＥＤダイ１６は、透明基板３０と、半導体積層体３１と、カソード３２と、アノード３３を有し、下面にＤＢＲ層（ブラッグ反射鏡：Distributed Bragg Reflector）３４が配置されている。透明基板３０は、サファイヤ及びスピネル等の光を透過する透明な材料で形成され、半導体積層体３１が積層された第１面３０ａと、ＤＢＲ層３４が積層された第２面３０ｂとを有する。透明基板３０の基板厚は、例えば２００μｍであるが、１００μｍ以上であることが好ましい。透明基板３０の膜厚を厚くすることで、封止樹脂２０に含有される蛍光体に入射する青色光の光量が増加し、実装基板１０に入射する青色光の光量が減少する。
　半導体積層体３１は、ｎ型半導体層３５と、発光層３６と、ｐ型半導体層３７とを有する。ｎ型半導体層３５は、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされた窒化ガリウム（ＧａＮ）を有する。また、発光層３６は、窒化ガリウムにアルミニウム（Ａｌ）及びインジウム（Ｉｎ）がドープされた井戸層及び障壁層を有する。また、ｐ型半導体層３７は、マグネシウム（Ｍｇ）がドープされた窒化ガリウムを有する。
　カソード３２及びアノード３３は、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＴｉの何れかの金属又はこれらの合金並びにこれらの金属及び合金の組み合わせから成る金属電極層である。カソード３２はｎ型半導体層３５上に積層され、アノード３３はｐ型半導体層３７上に積層される。発光層３６は、カソード３２とアノード３３との間に所定の順方向電圧が印加されることにより、青色光を出射する。ＬＥＤダイ１６が出射する青色光のピーク波長は、４３０ｎｍ～４７０ｎｍである。
　ＤＢＲ層３４は、高屈折率層及び低屈折率層からなる１組の誘電体が複数組積層された多層構造を有し、発光層３６から出射される青色光を高効率に反射する。高屈折率層は、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＳｅ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｎｂ2Ｏ5、ＴａＯ5、ＨｆＯ2からなる群より選択され、低屈折率層は、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＦからなる群より選択される。ＤＢＲ層３４を構成する各層の膜厚は、２０～１５０ｎｍであることが好ましい。なお、ＤＢＲ層３４では、高屈折率層及び低屈折率層からなる１組の誘電体が５～３０組程度積層されることが好ましい。また、ＬＥＤダイ１６は、ＤＢＲ層３４と共に、Ａｌ、Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄからなる群より選択される金属膜を有していても良い。
　ＬＥＤダイ１６が、実装基板１０に実装されてボンディングワイヤ１７により接続される場合、カソード３２及びアノード３３はＬＥＤダイ１６の最上部に位置し、発光層３６もほぼＬＥＤダイ１６の最上部に位置することとなる。具体的には、ｐ型半導体層３７、発光層３６、及び、ｎ型半導体層３５は非常に薄いので、発光層３６の高さは、ほぼ透明基板３０の基板厚と同じと考えて良い。
　図６は、図４（ｂ）のＢ部の拡大図である。
　図６において、実装基板１０及び回路基板１１の一部、並びに実装基板１０の上に実装される４０個のＬＥＤダイ１６の１つを示す。図６において、各構成要素の位置関係は、模式的に示され、各構成要素の大きさの関係は必ずしも正確ではない。また、図６において、反射枠１９及び封止樹脂２０の記載は省略している。
　ＬＥＤ発光装置１は、回路基板１１を実装基板１０に接着する接着材２１と、ＬＥＤダイ１６を実装基板１０に実装するダイボンド材２２と、実装基板１０の表面及びＬＥＤダイの表面及び側面の少なくとも一部を覆うように配置される透明材２３とを有する。接着材２１は、例えばシリコーン樹脂系又はエポキシ樹脂系の接着部材である。また、ダイボンド材２２は、例えばシリコーン樹脂系又はポリイミドシリコーン樹脂系等の合成樹脂を含む接着部材である。透明材２３は、アクリル成分、フッ素成分、シリコーン成分、金属酸化物等で形成された光透過部材であり、透明材２３の剛性は封止樹脂２０よりも高くてもよい。また、透明材２３は封止樹脂２０と同じ合成樹脂材であってもよい。
　図６に示すように、実装基板１０は、基台４１と、基台４１の一方の面に形成される多層反射膜４２とを有する。基台４１は、アルミニウム、銅などを含む金属でもよいし、アルミナ、窒化アルミニウムなどを含むセラミックスでもよい。
　多層反射膜４２は、基台４１側から少なくともバッファ層４２ａ、Ａｇ層４２ｂを含む反射層、接着層４２ｃ、ＳｉＯ2層４２ｄ、及び、ＴｉＯ2層４２ｅを有する。ＳｉＯ2層４２ｄ及びＴｉＯ2層４２を増反射膜と称する場合がある。なお、接着層４２ｃは、Ａｇ層４２ｂとＳｉＯ2層４２ｄとの接着性を高めるために配置されている。
　バッファ層４２ａは、基台４１とＡｇ層４２ｂの間で、絶縁、銀の拡散防止および接着等の機能を有し、少なくともアルマイト層を含む多層膜である。
　接着層４２ｃは、Ａｇ層４２ｂとＳｉＯ2層４２ｄとを接着させるための接着層として機能する。接着層４２ｃの層厚は、例えば５ｎｍであり、０．５ｎｍ以上であり且つ１０ｎｍ以下であることが好ましい。
　ＳｉＯ2層４２ｄ及びＴｉＯ2層４２ｅは、Ａｇ層４２ｂの上方に積層され、Ａｇ層４２ｂに含まれる銀の硫化を防止するための保護層としても機能する。また、ＳｉＯ2層４２ｄの屈折率はＴｉＯ2層４２ｅより低く、低屈折率層であるＳｉＯ2層４２ｄと高屈折率層であるＴｉＯ2層４２ｅと間の屈折率差により、ＬＥＤダイ１６から実装基板１０の側に出射される光のＬＥＤ発光装置１の上方に向けた反射を増強する。したがって、ＳｉＯ2層４２ｄ及びＴｉＯ2層４２ｅは、ＬＥＤダイ１６から実装基板１０の側に出射される光のＬＥＤ発光装置１の上方に向けた反射を増強させるための増反射膜として機能する。ＳｉＯ2層４２ｄの層厚は、例えば６５ｎｍであり、３０ｎｍ以上であり且つ１００ｎｍ以下である。ＴｉＯ2層４２ｅの層厚は、例えば５０ｎｍであり、３０ｎｍ以上であり且つ１００ｎｍ以下である。多層反射膜４２では、一対のＳｉＯ2層４２ｄ及びＴｉＯ2層４２ｅを有する。
　図７は、ＬＥＤダイと蛍光体層との関係を説明するための模式図である。図７（ａ）はＬＥＤ発光装置１における蛍光体層の状態を示し、図７（ｂ）はＬＥＤ発光装置１の変形例であるＬＥＤ発光装置１０１における蛍光体層の状態を示す。図７（ａ）及び（ｂ）において、図５に示すＬＥＤダイ１６のカソード３２及びアノード３３、図６に示すダイボンド材２２及び透明材２３の記載は省略している。ＬＥＤ発光装置１０１は、蛍光体粒子の沈降状態以外はＬＥＤ発光装置１と同一である。
　ＬＥＤ発光装置１では、前述したように、緑色蛍光体粒子と赤色蛍光体粒子が封止樹脂２０に混合されている。また、封止樹脂２０には、フィラーが封止樹脂２０に対して５ｗｔ％混合されている。このため、平均粒径が大きい緑色蛍光体粒子は下方へほぼ沈降するが、平均粒径が緑色蛍光体粒子と比べて小さい赤色蛍光体粒子の一部は、完全には沈降せず、若干浮遊した状態となっている。なお、赤色蛍光体粒子の一部は、緑色蛍光体粒子の間に配置される。赤色蛍光体粒子の一部が緑色蛍光体粒子の間に配置されることで、平均粒径が大きい緑色蛍光体粒子の隙間を赤色蛍光体粒子が塞ぎ、ＬＥＤダイ１６から出射された青色光が多層反射膜４２に到達する確率を低減することができる。
　したがって、ＬＥＤ発光装置１では、図７（ａ）に示す様に、封止樹脂２０内で蛍光体粒子が沈降し蛍光体層５０が形成されている。詳細には、蛍光体層５０の下部には、ほとんどの緑色蛍光体粒子及び一部の赤色蛍光体粒子が凝集した凝集層５１が形成され、ＬＥＤダイ１６の表面と、ＬＥＤダイ１６の側面の一部を含んで実装基板１０の多層反射膜４２の表面を覆っている。さらに、凝集層５１の上部には、一部の緑色蛍光体粒子と多くの赤色蛍光体粒子が若干浮遊しながら存在する浮遊層５２が形成されている。
　図７（ｂ）に示す変形例のＬＥＤ発光装置１０１では、封止樹脂２０には、フィラーがほとんど混合されていない。そのため、ほとんどの緑色蛍光体粒子及び赤色蛍光体粒子が完全に沈降し、且つ、それらの粒子が凝集された蛍光体層５０が、ＬＥＤダイ１６の表面と、ＬＥＤダイ１６の側面の一部を覆うように実装基板１０の表面に形成されている。すなわち、蛍光体層５０が凝集層として形成されており、浮遊層５２はほとんど存在しない。ＬＥＤ発光装置１０１における蛍光体層５０の凝集度は、ＬＥＤ発光装置１の凝集層５１における蛍光体粒子の凝集度より更に高い。
　なお、図７（ｂ）において、蛍光体層５０の凝集度合いを示すために、大径の蛍光体粒子（緑色蛍光体粒子）、小径の蛍光体粒子（赤色蛍光体粒子）、及び、矩形のフィラーを記載した。なお、実際のＬＥＤ発光装置１及び１０１では、蛍光体層５０として示していない封止樹脂２０の部分にも多少は沈降しきれない蛍光体粒子が浮遊する場合もある。
　図７（ａ）に示す様に、発光層３６から真下に出射された青色光は、ＤＢＲ層３４により効率的に反射されて、多層反射膜４２を照射する光量が低減されるので、図１に示す様にＡｇ層４２ｂの銀が移動してバッファ層４２ａが露出することを抑制している。一方、発光層３６からＬＥＤダイ１６の周囲に出射された青色光の一部は、蛍光体粒子が凝集して形成された蛍光体層５０の特に凝集層５１を構成する蛍光体粒子（ｂ１）で吸収され、波長変換されて青色以外の色光となって蛍光体粒子（ｂ１）から出射される。したがって、最終的に多層反射膜４２を照射する青色光の光量が低減するので、図１に示す様にＡｇ層４２ｂの銀が移動してバッファ層４２ａが露出することを抑制できる。
　このように、ＬＥＤ発光装置１では、ＬＥＤダイ１６の下面に配置されたＤＢＲ層３４と、ＬＥＤダイ１６の周囲で多層反射膜４２の表面に配置された蛍光体層５０により、発光領域１９ａ全体において、図１に示す様にＡｇ層４２ｂの銀が移動してバッファ層４２ａが露出することを抑制している。
　一方、図７（ｂ）に示す変形例のＬＥＤ発光装置１０１では、ＬＥＤ発光装置１における凝集層５１よりも更に凝集度が高い蛍光体層５０が形成されている。したがって、ＬＥＤ発光装置１と同様に、発光領域１９ａ全体において、図１に示す様にＡｇ層４２ｂの銀が移動してバッファ層４２ａが露出することを抑制できる。
　図８（ａ）はＬＥＤ発光装置１の断面像を示し、図８（ｂ）はＬＥＤ発光装置１の変形例であるＬＥＤ発光装置１０２の断面像を示している。
　図８（ａ）に示す様に、ＬＥＤ発光装置１では、ＬＥＤダイ１６が近接して配置されていることから、蛍光体層５０は、複数のＬＥＤダイ１６間と、各ＬＥＤダイ１６の表面に形成されている。蛍光体層５０の下部の凝集層５１は、実装基板１０の表面側に形成され、浮遊層５２は、凝集層５１の上方に形成されている。
　図８（ｂ）は、ＬＥＤ発光装置１の変形例であるＬＥＤ発光装置１０２の断面画像である。ＬＥＤ発光装置１０２は、封止樹脂２０へのフィラーの混合比以外合は、ＬＥＤ発光装置１と同一である。ＬＥＤ発光装置１では、前述した様に、封止樹脂２０に対して５ｗｔ％のフィラーを混合しているが、図８（ｂ）に示すＬＥＤ発光装置１０２では、１０ｗｔ％のフィラーを混合している。
　ＬＥＤ発光装置１０２では、フィラーの混合比が異なることから、一部の緑色蛍光体粒子と多くの赤色蛍光体粒子が浮遊するように含まれる浮遊層５２の幅が広がっているように観察できる。しかしながら、ほとんどの緑色蛍光体粒子及び一部の赤色蛍光体粒子が沈降し、且つ、それらの蛍光体粒子が凝集された凝集層５１が、実装基板１０の表面側にしっかり形成されているように観察できる。
　未硬化の封止樹脂２０が反射枠１９内に配置された後、そのまま所定時間静置されると、封止樹脂２０のバインダーである透明な合成樹脂より比重の重い蛍光体粒子が下方に沈降する。したがって、所定時間の静置後に、封止樹脂２０を硬化させると、図８（ａ）及び（ｂ）の蛍光体層５０の状態が維持される。なお、封止樹脂２０内に混合されるフィラーの含有ｗｔ％と蛍光体層５０の形成には相関がある。所望の蛍光体層５０を形成するためには、封止樹脂２０に対して、０～１０ｗｔ％のフィラーを混合することが好ましい。
　封止樹脂２０が含有するフィラーは、平均粒径（凝集していない状態における個々の１次粒子の粒径）が１μｍ～２５μｍ程度が好ましく、更には５μｍ～１０μｍ程度が好ましい。フィラーの形状は、破砕形状、又は、球状であり、二酸化ケイ素（シリカ）、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはマグネシア等により構成されている。また、フィラーには、ミクロンオーダーのフィラーの他に、封止樹脂２０の粘度調整、蛍光体粒子の沈降状態調整等の為に、ナノサイズの粒子径のフィラーを含んでいても良い。なお、フィラーは、耐熱性を有し、蛍光体粒子に吸着し易いものであることが好ましい。
　図９（ａ）はＬＥＤ発光装置１、（ｂ）は第３比較例に係るＬＥＤ発光装置１０５、（ｃ）は第２比較例に係るＬＥＤ発光装置１０４、及び、（ｄ）は第１比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３のそれぞれで使用される実装基板及びＬＥＤダイを示す模式図である。
　図９（ａ）～図９（ｄ）では、封止樹脂２０及び蛍光体層５０等は省略されているが、各ＬＥＤ発光装置では、図７（ａ）に示すような蛍光体層５０が形成されているものとする。
　図９（ｄ）に示す第１比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３と図９（ａ）に示すＬＥＤ発光装置１とは、使用される実装基板及びＬＥＤダイのみが相違する。ＬＥＤ発光装置１０３が有するＬＥＤダイ１１２は、ＬＥＤダイ１６からＤＢＲ層３４を取り除いたものであり、ＬＥＤ発光装置１０３が有する実装基板は、図１０に示す実装基板１１０である。
　図９（ｃ）に示す第２比較例に係るＬＥＤ発光装置１０４と図９（ａ）に示すＬＥＤ発光装置１とは、使用される実装基板のみが相違する。ＬＥＤ発光装置１０４が有する実装基板は、図１０に示す実装基板１１０である。
　図９（ｂ）に示す第３比較例に係るＬＥＤ発光装置１０５と図９（ａ）に示すＬＥＤ発光装置１とは、使用されるＬＥＤダイのみが相違する。ＬＥＤ発光装置１０５が有するＬＥＤダイ１１２は、ＬＥＤダイ１６からＤＢＲ層３４を取り除いたものである。
　図１０は、比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３及び１０４が有する実装基板１１０を示す図である。図１０に示す様に、実装基板１１０は、基台４１の一方の面に形成され、光反射システムとして機能する多層反射膜１１１を有する。基台４１はＬＥＤ発光装置１と同様であり、多層反射膜１１１は、基台４１側から少なくともバッファ層１１１ａ、Ａｇ層１１１ｂ、Ａｌ2Ｏ3層１１１ｃ、及び、ＴｉＯ2層１１１ｄを有する。
　多層反射膜１１１では、ＬＥＤ発光装置１における多層反射膜４２のＳｉＯ2層４２ｄの代わりに、Ａｇ層との間の密着性が高いが、銀の侵入性がある程度高いＡｌ2Ｏ3層１１１ｃを利用している。そのため、多層反射膜１１１では、ＬＥＤ発光装置１における多層反射膜４２の接着層４２ｃに相当する層を有していない。しかしながら、多層反射膜１１１では、多層反射膜４２と比較して、青色光の照射によって、Ａｇ層１１１ｂからＡｌ2Ｏ3層１１１ｃへの銀の移動が発生し易く、バッファ層１１１ａの露出が起こりやすい。
　図１１は、ＬＥＤ発光装置１、第１比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３、第２比較例に係るＬＥＤ発光装置１０４、及び、第３比較例に係るＬＥＤ発光装置１０５の光束残存率を示す図である。図１１に示す光束残存率は、カソード電極である電極１５の温度が１０５℃であり且つ投入電力が１７０Ｗである条件下で試験された結果である。
　実施形態に係るＬＥＤ発光装置１では、６０００時間経過後の光束残存率は、９９．５％である。一方、第１比較例に係るＬＥＤ発光装置１０３では、６０００時間経過後の光束残存率は７８．９％であり、第２比較例に係るＬＥＤ発光装置１０４では、６０００時間経過後の光束残存率は８０．１％である。また、第３比較例に係るＬＥＤ発光装置１０５では、６０００時間経過後の光束残存率は、９５．７％である。
　使用する実装基板が相違するＬＥＤ発光装置１とＬＥＤ発光装置１０４との間の６０００時間経過後の光束残存率の差は、１９．４％であった。
　使用する実装基板が相違するＬＥＤ発光装置１とＬＥＤ発光装置１０５との間の６０００時間経過後の光束残存率の差は、３．８％であった。ＬＥＤ発光装置１とＬＥＤ発光装置１０５との間の６０００時間経過後の光束残存率の差は、ＬＥＤ発光装置１とＬＥＤ発光装置１０４との間の６０００時間経過後の光束残存率の差である１９．４％よりも低い。しかしながら、ＬＥＤ発光装置１とＬＥＤ発光装置１０５との間の６０００時間経過後の光束残存率の差は、同様に使用する実装基板が相違するＬＥＤ発光装置１０３とＬＥＤ発光装置１０４との間の光束残存率の差である１．２％の３倍以上である。
　なお、図７で示したＬＥＤ発光装置１０１及び図８で示したＬＥＤ発光装置１０２についての光束残存率を測定した結果も、図１１に示すＬＥＤ発光装置１と同様であった。図示はしていないが、ＬＥＤ発光装置１で図７（ａ）に示すような蛍光体層５０を形成しない比較例に係るＬＥＤ発光装置の６０００時間経過後の光束残存率は、第３比較例に係るＬＥＤ発光装置１０５における６０００時間経過後の光束残存率よりも低かった。
　図１１等から理解できるように、ＬＥＤダイ１６の下面に配置されたＤＢＲ層３４、及び、ＬＥＤダイ１６の周囲で多層反射膜４２の表面に配置された蛍光体層５０を有するＬＥＤ装置１、１０１、及び、１０２のみが、信頼性要求項目の１つである光束残存率の特性を向上させることができた。これは、ＬＥＤ発光装置１、１０１、及び、１０２では、ＤＢＲ層３４、及び、蛍光体層５０が、発光領域１９ａ全体において、図１に示す様にＡｇ層４２ｂの銀が移動してバッファ層４２ａが露出することを抑制しているからである。
　（他の変形例）
　図６に示した様に、ＬＥＤ発光装置１では、実装基板１０の表面及びＬＥＤダイ１６の表面及び側面の少なくとも一部を覆うように、透明材２３が配置されている。透明材２３に青色光が照射されると、多層反射膜４２と接している透明材２３が収縮することにより多層反射膜４２に応力が発生し、Ａｇ層４２ｂとＳｉＯ2層４２ｄとの間が剥離するおそれがある。しかしながら、ＬＥＤ発光装置１では、蛍光体層５０によって、透明材２３に照射される青色光の光量が低減されるので、Ａｇ層４２ｂからＴｉＯ2層４２ｅへの銀の侵入が抑制されている。一方、透明材２３が存在すると封止樹脂２０の実装基板１０の表面への付着性が高くなる。実装基板１０の表面への封止樹脂２０の付着性が高まれば、蛍光体層５０の実装基板１０の表面への付着性も高まるので、バッファ層４２ａの露出を抑制する上で好ましい。
　図６に示した様に、ＬＥＤ発光装置１では、ダイボンド材２２でＬＥＤダイ１６を実装基板１０に実装している。ここで、ダイボンド材２２に、チタニア、アルミナ、シリカ等の酸化物を反射材の粒子として含有させても良い。この場合、ＤＢＲ層３４とダイボンド材２２の両方で、更に青色光を反射させることが可能となる。また、ダイボンド材２２に、蛍光体粒子を含有させても良い。ダイボンド材２２に、蛍光体粒子を含有させることで、ダイボンド材２２は蛍光体層として形成され、ＤＢＲ層３４ダイボンド材２２の両方で、多層反射膜４２に照射される青色光の光量を更に低減することが可能となる。
　図７（ａ）に示した様に、ＬＥＤダイ１６の発光層３６から青色光が出射される。そのために、多層反射膜４２の表面を効率よく保護するためには、ＬＥＤダイ１６の発光層３６よりも下方に蛍光体層５０の少なくとも一部、特に凝集層５１が形成されている事が、バッファ層４２ａの露出を抑制する上で好ましい。

Claims (12)

  1. 　基台と、銀を含有し前記基台上に積層された反射層、及び、前記反射層上に積層された多層反射膜とを有する実装基板と、
    　青色光を出射し、前記実装基板上の発光領域に実装されるＬＥＤダイと、
    　蛍光体粒子を含み、前記ＬＥＤダイ及び前記発光領域内の前記実装基板の表面を封止する封止樹脂と、
    　前記ＬＥＤダイの下面に配置され、前記ＬＥＤダイから出射される青色光の少なくとも一部を遮断するＤＢＲ層と、を有し、
    　前記ＤＢＲ層は、高屈折率層及び低屈折率層から構成される誘電体が複数組積層された層であり、
    　前記蛍光体粒子は、前記封止樹脂内で沈降して、前記ＬＥＤダイの側面の一部及び前記発光領域内で前記多層反射膜の表面の一部を覆う蛍光体層を形成する、
    　ことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
  2. 　前記蛍光体層は、蛍光体粒子が凝集した凝集層を含む、請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
  3. 　前記蛍光体層は、蛍光体粒子が凝集した凝集層、及び、蛍光体粒子が浮遊した浮遊層を含む、請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
  4. 　前記実装基板の上に固定された回路基板と、
    　前記回路基板の上に配置された配線パターンと、を更に有し、
    　前記ＬＥＤダイは、透明基板、前記透明基板に積層された発光層を有する半導体積層体、及び、前記半導体積層体に接続された一対の電極を有し、前記一対の電極の間に前記配線パターンを介して所定の電圧が印加されることに応じて前記発光層から青色光を出射し、
    　前記蛍光体層の少なくとも一部は、前記発光層と前記多層反射膜との間に形成されている、請求項１～３の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  5. 　前記蛍光体粒子は、第１蛍光体粒子と、前記第１蛍光体粒子より平均粒径の小さい第２蛍光体粒子を含み、前記第２蛍光体粒子の一部は、前記第１蛍光体粒子の間に配置される請求項４に記載のＬＥＤ発光装置。
  6. 　前記高屈折率層は、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＳｅ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｎｂ2Ｏ5、ＴａＯ5、ＨｆＯ2からなる群より選択され、前記低屈折率層は、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＦからなる群より選択される、請求項１～５の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  7. 　前記ＬＥＤダイの下面と前記多層反射膜との間に配置された金属膜を更に有する、請求項１～６の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  8. 　前記多層反射膜と前記封止樹脂との間に配置された透明材を更に有する、請求項１～７の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  9. 　前記ＬＥＤダイを前記実装基板に実装するためのダイボンド材を更に有し、
    　前記ダイボンド材は、反射材粒子を含有する、請求項１～８の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  10. 　前記封止樹脂は、前記封止樹脂に対して０～１０ｗｔ％のフィラーを含有する、請求項１～９の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  11. 　前記多層反射膜は、１層のＴｉＯ2層及び１層のＳｉＯ2層を含む、請求項１～１０の何れか一項に記載のＬＥＤ発光装置。
  12. 　前記多層反射膜を構成するＴｉＯ2層及びＳｉＯ2層の膜厚は、それぞれ３０～１００ｎｍである、請求項１１に記載のＬＥＤ発光装置。
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