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WO2013179626A1 - Ｌｅｄモジュール - Google Patents

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WO2013179626A1
WO2013179626A1 PCT/JP2013/003303 JP2013003303W WO2013179626A1 WO 2013179626 A1 WO2013179626 A1 WO 2013179626A1 JP 2013003303 W JP2013003303 W JP 2013003303W WO 2013179626 A1 WO2013179626 A1 WO 2013179626A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
led chip
substrate
layer
led module
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/003303
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浦野　洋二
暁史 中村
隼人 井岡
良治 今井
純 合田
平野　徹
鈴木　雅教
秀明 日向
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Priority to US14/404,092 priority Critical patent/US9437581B2/en
Priority to CN201380028419.1A priority patent/CN104350618B/zh
Priority to EP13796411.0A priority patent/EP2858132B1/en
Priority to JP2014518274A priority patent/JP5997766B2/ja
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Definitions

  • the present invention relates to an LED module.
  • the light emitting device includes a metal plate 203 having a heat radiation function and a light reflection function, a wiring board 201 having a through hole 207 for passing light, and an adhesive sheet 202 for bonding the wiring board 201 and the metal plate 203 together. Is equipped.
  • the light emitting element 214 formed of an LED chip is mounted on the metal plate 203 immediately below the through hole 207 of the wiring board 201, and the light emitting element 214 and the land 206 on the upper surface of the wiring board 201 are metal. Wire bonding is connected by a wire 215.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an LED module capable of improving the light extraction efficiency.
  • the LED module of the present invention comprises a translucent light diffusion substrate, an LED chip bonded to one surface side of the light diffusion substrate via a transparent first bonding portion, and the one surface side of the light diffusion substrate A phosphor that covers the LED chip and a mounting substrate, and the color converter is excited by the light emitted from the LED chip and emits light of a color different from that of the LED chip
  • the mounting substrate includes a diffuse reflection layer that diffusely reflects the light emitted from the LED chip and the light emitted from the phosphor, and the diffuse reflection layer includes the light diffusion layer. It is characterized in that it is disposed on the other surface side of the substrate.
  • the LED chip is provided with a first electrode and a second electrode on one surface side in the thickness direction, and the mounting substrate is the first electrode and the second electrode of the LED chip.
  • Each of which includes a wiring pattern electrically connected via a wire, and a resin portion disposed on the back surface side of the wiring pattern, the wiring pattern being non-light transmitting, and the resin portion being electrically
  • the wires has an insulating property
  • the diffuse reflection layer is formed on the main surface side of the wiring pattern
  • the diffuse reflection layer has one end joined to the first electrode and the second electrode. It is preferable that the through-hole which lets the other end part of this pass is formed.
  • the LED chip is provided with a first electrode and a second electrode on one surface side in the thickness direction, and the mounting substrate is the first electrode and the second electrode of the LED chip.
  • the mounting substrate is the first electrode and the second electrode of the LED chip.
  • substrate side is a transparent 2nd junction part via the transparent 2nd junction part It is preferable to be joined to the main surface side.
  • the LED module according to the present invention includes the light transmitting substrate and the diffuse reflection layer for diffusely reflecting the light emitted from the LED chip and the light emitted from the phosphor. It is possible to improve the light extraction efficiency.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of the LED module of Embodiment 1.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the LED module of Embodiment 1.
  • FIG. FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of light traveling paths in the structure of the first embodiment.
  • FIGS. 3A to 3D are explanatory diagrams of structural parameters in the structure of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a view showing a simulation result of the relationship between the absorptivity of the light emitting layer of the LED chip and the light extraction efficiency in the structure of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the absorptivity of the light emitting layer of the LED chip and the light extraction efficiency ratio in the structure of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing simulation results of breakdown of light extraction efficiency in the structure of the first reference example.
  • FIG. 7 is an explanatory view of measurement results of luminous fluxes of reference examples 2, 3 and 4 respectively.
  • FIG. 8 is an explanatory view of measurement results of luminous fluxes of reference examples 2, 3 and 4 respectively.
  • FIG. 9 is an explanatory view of measurement results of luminous fluxes of reference examples 2, 3 and 4 respectively.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the total reflectance and the wavelength.
  • 11A is a schematic plan view of the LED module of Embodiment 2.
  • FIG. 11B is a schematic cross-sectional view of the LED module of Embodiment 2.
  • FIG. 12A is a schematic plan view of the LED module of Embodiment 3.
  • FIG. 11A is a schematic plan view of the LED module of Embodiment 2.
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view of the LED module of Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 13 is a schematic perspective view of a light diffusion substrate in the LED module of the third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the particle size of the alumina particles and the reflectance.
  • FIG. 15 is a reflectance-wavelength characteristic diagram of the light diffusion substrate and the alumina substrate in the example of the LED module of the third embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic explanatory view of a light diffusion substrate in the LED module of the third embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the relationship between the glass blending ratio of the light diffusion substrate in the LED module of Embodiment 1 and the integrated intensity of the integrating sphere.
  • FIG. 18 is a reflectance-wavelength characteristic diagram of the light diffusion substrate and the alumina substrate in the example of the third embodiment.
  • FIG. 19 is an estimation mechanism diagram for explaining the principle regarding improvement in light extraction efficiency of the LED module of the third embodiment.
  • 20A to 20C are estimation mechanism diagrams for explaining the principle regarding the improvement of the light extraction efficiency of the LED module of the third embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a first modified example of the LED module of the third embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic perspective view of a second modification of the LED module of the third embodiment.
  • FIG. 23A is a partially broken schematic perspective view of the lighting device of Embodiment 3.
  • FIG. 23B is an enlarged view of a main part of FIG. 23A.
  • FIG. 24A is a partially broken schematic perspective view of the straight tube LED lamp according to the third embodiment.
  • FIG. 24B is an enlarged view of a main part of FIG. 24A.
  • FIG. 25 is a schematic perspective view of a first modified example of the lighting device of the third embodiment.
  • FIG. 26 is a partially broken schematic perspective view of the first modified example of the lighting device of the third embodiment.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting device.
  • the LED module 1 includes a translucent light diffusion substrate 2, an LED chip 4 bonded to one surface 2 sa side of the light diffusion substrate 2 via a transparent first bonding portion 3, and one surface of the light diffusion substrate 2. And a color converter 5 covering the LED chip 4 on the 2sa side.
  • the color converter 5 is formed of a transparent material containing a phosphor that is excited by the light emitted from the LED chip 4 and emits light of a color different from that of the LED chip 4.
  • the LED module 1 includes a mounting substrate 7.
  • the mounting substrate 7 includes the diffuse reflection layer 6 that diffusely reflects the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the phosphor, and the diffuse reflection layer 6 is disposed on the other surface 2sb side of the light diffusion substrate 2 ing.
  • the LED module 1 emits light in the light emitting layer 43 (see FIGS. 2A and 2B) of the LED chip 4 and a part of the light passing through the LED chip 4 and the first bonding portion 3 is in the light diffusion substrate 2 It is diffused or taken out from the side surface 2 sc of the light diffusion substrate 2. Therefore, the LED module 1 is disposed on the side of the translucent light diffusion substrate 2 and the other surface 2sb of the light diffusion substrate 2 and diffuses and reflects the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the phosphor. By providing the reflective layer 6, it is possible to improve the light extraction efficiency.
  • the LED chip 4 is provided with a first electrode (not shown) as an anode electrode and a second electrode (not shown) as a cathode electrode on one side in the thickness direction of the LED chip 4 .
  • the LED chip 4 includes an LED structure 40 having an n-type semiconductor layer 42, a light emitting layer 43 and a p-type semiconductor layer 44 on the main surface 41a side of the substrate 41.
  • the stacking order of the n-type semiconductor layer 42, the light emitting layer 43 and the p-type semiconductor layer 44 is as the n-type semiconductor layer 42, the light emitting layer 43 and the p-type semiconductor layer 44 in order from the side close to the substrate 41 Alternatively, the p-type semiconductor layer 44, the light emitting layer 43, and the n-type semiconductor layer 42 may be in this order.
  • the LED chip 4 more preferably has a structure in which a buffer layer is provided between the LED structure 40 and the substrate 41.
  • the light emitting layer 43 preferably has a single quantum well structure or a multiple quantum well structure, but is not limited thereto.
  • the n-type semiconductor layer 42, the light emitting layer 43, and the p-type semiconductor layer 44 may form a double hetero structure.
  • the structure of the LED chip 4 is not particularly limited.
  • an LED chip having a structure without a reflective layer (for example, a reflector such as a Bragg reflector) inside is adopted as the LED chip 1 as the LED module 1, an LED chip with a reflective layer inside is adopted. Compared with the case where it carries out, the improvement effect of the light extraction efficiency by having comprised the light-diffusion board
  • the LED chip 4 includes a sapphire substrate as the substrate 41.
  • the substrate 41 of the LED chip 4 is not limited to the sapphire substrate, and may be any substrate that is transparent to light emitted from the light emitting layer 43, for example.
  • the chip size of the LED chip 4 is not particularly limited.
  • the LED chip 4 for example, those having a chip size of 0.3 mm ⁇ (0.3 mm ⁇ 0.3 mm), 0.45 mm ⁇ (0.45 mm ⁇ 0.45 mm), 1 mm ⁇ (1 mm ⁇ 1 mm), etc. It can be used.
  • the planar shape of the LED chip 4 is not limited to the square shape, and may be, for example, a rectangular shape.
  • the LED chip 4 having a rectangular planar shape for example, one having a chip size of 0.5 mm ⁇ 0.24 mm can be used.
  • the LED chip 4 does not specifically limit the material and luminescent color of the light emitting layer 43. That is, the LED chip 4 is not limited to the blue LED chip, and for example, a violet light LED chip, an ultraviolet light LED chip, a red LED chip, a green LED chip, or the like may be used.
  • silicone resin As a material of the 1st junction part 3 which joins LED chip 4 and light diffusion substrate 2, for example, silicone resin, epoxy resin, hybrid material of silicone resin and epoxy resin, etc. can be adopted.
  • the LED module 1 As a material of the light diffusion substrate 2, for example, translucent ceramics (alumina, barium sulfate, etc.) can be adopted. In the translucent ceramics, it is possible to adjust the transmittance, the reflectance and the thermal conductivity depending on the kind and concentration of the binder, the additive and the like.
  • the LED chip 4 In the LED module 1, the LED chip 4 is bonded to a central portion on one surface 2 sa side of the light diffusion substrate 2 via the transparent first bonding portion 3.
  • the LED module 1 light emitted from the light emitting layer 43 of the LED chip 4 to the other surface side in the thickness direction of the LED chip 4 can be easily extracted from the side surface of the LED chip 4.
  • the light diffusion substrate 2 is easily diffused and taken out from the periphery of one surface 2sa of the light diffusion substrate 2. Therefore, the LED module 1 can improve the light extraction efficiency.
  • the light diffusion substrate 2 is formed in a rectangular plate shape, but is not limited to this, and may be, for example, a circular shape, a polygonal shape, or the like.
  • the planar size of the light diffusion substrate 2 is set larger than the planar size of the LED chip 4. Thereby, the LED module 1 can improve the light extraction efficiency.
  • the light diffusion substrate 2 is configured to have a coefficient of linear expansion close to that of the LED chip 4, thereby relieving stress acting on the LED chip 4 due to the difference in coefficient of linear expansion between the LED chip 4 and the mounting substrate 7. It is preferable to have a stress relaxation function. Thereby, the LED module 1 can relieve the stress acting on the LED chip 4 due to the difference in the linear expansion coefficient between the LED chip 4 and the mounting substrate 7.
  • the light diffusion substrate 2 preferably has a heat transfer function of transferring heat generated by the LED chip 4 to the mounting substrate 7 side.
  • the light diffusion substrate 2 preferably has a heat transfer function of transferring the heat generated by the LED chip 4 to a range wider than the chip size of the LED chip 4.
  • the shape of the color conversion unit 5 may be appropriately set based on the planar shape of the LED chip 4 or the like.
  • the color conversion unit 5 is formed in a semi-elliptic spherical shape, and the major axis direction and the minor axis direction of the color conversion unit 5 in plan view are planar view It is preferable to align the LED chip 4 with the longitudinal direction and the short direction.
  • the planar shape of LED chip 4 is square shape, it is preferable to make the shape of the color conversion part 5 into a hemispherical shape.
  • the shape of the color conversion unit 5 is not particularly limited, and may be appropriately set based on the desired light distribution characteristic of the LED module 1.
  • the color converter 5 covers a part of each of the wires 8 connected to the LED chip 4 as well as the LED chip 4.
  • the color conversion unit 5 is in contact with the one surface side and the side surface of the LED chip 4 and the peripheral portion of one surface 2 sa of the light diffusion substrate 2.
  • the color converter 5 can be formed, for example, by a molding method.
  • silicone resin As a transparent material which is a material of the color conversion part 5, silicone resin is employed.
  • the transparent material is not limited to the silicone resin, and, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, glass, an organic-inorganic hybrid material in which an organic component and an inorganic component are mixed and bound at the nm level or molecular level can be adopted.
  • the phosphor that is the material of the color conversion unit 5 functions as a wavelength conversion material that converts the light emitted from the LED chip 4 into light having a wavelength longer than that of the light. Thereby, the LED module 1 can obtain mixed color light of the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the phosphor.
  • the LED module 1 can emit the blue light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the yellow phosphor through the surface of the color conversion unit 5 and can obtain white light.
  • the fluorescent substance which is a wavelength conversion material not only yellow fluorescent substance but yellow fluorescent substance and red fluorescent substance may be adopted or red fluorescent substance and green fluorescent substance may be adopted, for example.
  • the fluorescent substance which is a wavelength conversion material may employ
  • the LED module 1 can improve color rendering by adopting a plurality of types of phosphors as wavelength conversion materials.
  • the mounting substrate 7 preferably includes a non-light transmitting wiring pattern 71 to which the LED chip 4 is electrically connected, and a resin portion 72 disposed on the back surface side of the wiring pattern 71.
  • the resin portion 72 has electrical insulation.
  • the wiring pattern 71 which is a wiring portion is a conductor pattern for supplying power to the LED chip 4.
  • the conductor pattern means a patterned conductor portion.
  • the diffuse reflection layer 6 is formed on the main surface side of the wiring pattern 71.
  • the diffuse reflection layer 6 is formed with a through hole 61 through which the other end of each wire 8 whose one end is joined to the first electrode and the second electrode of the LED chip 4 is passed.
  • the wiring pattern 71 for example, aluminum, aluminum alloy, silver, copper, phosphor bronze, copper alloy (for example, 42 alloy or the like), nickel alloy or the like can be adopted.
  • the wiring pattern 71 can be formed using, for example, a lead frame, a metal foil, a metal film, or the like.
  • the lead frame is a metal frame and is formed of a strip-shaped metal hoop material.
  • the thickness of the metal hoop material is preferably set, for example, in the range of about 100 ⁇ m to 1500 ⁇ m.
  • the lead frame may appropriately be provided with a surface treatment layer (not shown) having a higher reflectance to light from the LED chip 4 than the metal hoop material on the main surface side.
  • a surface treatment layer for example, a laminated film of Ag film, Ni film, Pd film and Au film, a laminated film of Ni film and Au film, a laminated film of Ag film, Pd film and AuAg alloy film, etc. are adopted. can do.
  • the surface treatment layer is a lamination of a Ni film, a Pd film, and an Au film rather than an Ag film from the viewpoint of long-term reliability (for example, oxidation resistance, corrosion resistance, adhesion to the resin portion 72, etc.)
  • a film, a laminated film of Ni film and Au film, Ag film, Pd film and AuAg alloy film are preferable.
  • the surface treatment layer is preferably composed of a plating layer or the like. In short, the surface treatment layer is preferably formed by plating.
  • the lead frame is not limited to the main surface side, and a surface treatment layer may be formed on the whole. The surface treatment layer on the main surface side of the lead frame may be partially formed by spot plating or the like.
  • the metal hoop material an aluminum film having a purity higher than that of the aluminum plate is laminated on one surface side of an aluminum plate as a base material, and two kinds of dielectric films having different refractive indexes are formed on the aluminum film. It is also possible to use a high reflection substrate on which a reflection enhancing film is laminated.
  • the two types of dielectric films for example, it is preferable to adopt an SiO 2 film and a TiO 2 film.
  • the high reflection substrate for example, MIRO 2 by MIRANO (registered trademark) of Alanod Co., Ltd. can be used.
  • the above-mentioned aluminum plate you may use that by which the surface was anodized.
  • the wiring pattern 71 includes a first conductor portion (first pattern) 71a to which one of the first electrode and the second electrode of the LED chip 4 is electrically connected through the wire 8, and the first electrode And a second conductor portion (second pattern) 71 b electrically connected to the other of the second electrode through the wire 8.
  • first electrode is electrically connected to the first pattern 71 a through the wire 8
  • second electrode is electrically connected to the second conductor portion 71 b through the wire 8.
  • a surface treatment layer whose outermost layer is formed of an Au film be formed on the main surface side of the area other than the area covered by the diffuse reflection layer 6 in the wiring pattern 71.
  • the material of the surface treatment layer is preferably a material having high oxidation resistance and corrosion resistance as compared to the material of the wiring pattern 71.
  • the surface treatment layer is a laminated film of Ni film, Pd film and Au film or It is preferable to be a laminated film of a Ni film and an Au film.
  • the surface treatment layer is high in oxidation resistance and corrosion resistance, and it is possible to increase the bonding strength with the gold wire constituting the wire 8, and Cu, which is a material of the wiring pattern 71, is a surface It is possible to suppress diffusion into the Au film of the processing layer.
  • a method of forming the mounting substrate 7 for example, first, a lead frame having the wiring pattern 71 is prepared, and then the diffuse reflection layer 6 is formed on the wiring pattern 71. Thereafter, the surface treatment layer is formed by electrolytic plating. Thereafter, the resin portion 72 in which the wiring pattern 71 is embedded may be formed by an insert molding method, and then an unnecessary portion of the lead frame may be cut.
  • the diffuse reflection layer 6 is formed before the surface treatment layer is formed by the electrolytic plating method. Therefore, as compared with the case where the diffuse reflection layer 6 is not formed before the surface treatment layer is formed, It becomes possible to reduce the amount of plating applied to the wiring pattern 71, and to achieve cost reduction.
  • the formation method of the above-mentioned mounting substrate 7 is an example, and may be other formation methods.
  • the planar shape of the mounting substrate 7 is rectangular.
  • the first conductor portion 71a and the second conductor portion 71b are arranged in parallel in the specified direction (the left-right direction in FIG. 1A), and the first conductor portion 71a and the second conductor portion 71b
  • the virtual quadrangle including both of them is formed to be a rectangle slightly smaller than the outer peripheral shape of the resin portion 72 and similar to the outer peripheral shape.
  • the outer dimensions of the wiring pattern 71 are set such that the first conductor portion 71a and the second conductor portion 71b occupy most of the virtual quadrangle.
  • the first conductor portion 71a has an outer peripheral shape of a rectangular shape, and the length dimension in the specified direction is more than three quarters of the length of the side along the specified direction of the virtual quadrilateral
  • the dimension is set to a slightly smaller dimension, and the length dimension in the direction orthogonal to the prescribed direction is set to the same dimension as the length of the side along the direction orthogonal to the prescribed direction of the virtual quadrilateral.
  • the length dimension in the defining direction is set to a size slightly smaller than one fourth of the length of the side along the defining direction of the virtual quadrilateral
  • the length dimension in the orthogonal direction is set to the same dimension as the length of the side along the direction orthogonal to the specified direction of the virtual quadrilateral.
  • the mounting substrate 7 does not particularly limit the shape or size of each of the first conductor portion 71 a and the second conductor portion 71 b, but most of the surface of the resin portion 72 on the light diffusion substrate 2 side with the wiring pattern 71 is It is preferable to set so as to cover the wiring pattern 71. Thereby, the LED module 1 can improve heat dissipation.
  • the wiring pattern 71 has the first conductor portion 71a so that the light diffusion substrate 2 can be contained in the projection area of either the first conductor portion 71a or the second conductor portion 71b in the thickness direction of the wiring pattern 71. It is preferable that the external dimensions of each of the second conductor portions 71b be set. In short, the wiring pattern 71 has the first conductor portion 71 a and the second conductor 71 a so that the light diffusion substrate 2 can be accommodated in either the vertical projection region of the first conductor portion 71 a or the vertical projection region of the second conductor portion 71 b. It is preferable that the external dimensions of each of the portions 71 b be set.
  • the planar shape of the mounting substrate 7 is not limited to a rectangular shape, and may be, for example, a circular shape, an elliptical shape, a triangular shape, or a polygonal shape other than a rectangular shape.
  • a white resist (resin) or the like can be adopted as a material of the diffuse reflection layer 6, a white resist (resin) or the like.
  • the material of the diffuse reflection layer 6 is preferably a white resist, and among the white resists, a white resist is more preferable.
  • the LED module 1 can diffuse and reflect the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the phosphor efficiently on the surface of the diffuse reflection layer 6 because the color of the diffuse reflection layer 6 is white. It becomes.
  • the LED module 1 has a configuration in which the planar size of the mounting substrate 7 is larger than the planar size of the light diffusion substrate 2, the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the phosphor diffusely reflect It becomes possible to suppress that the light is diffused and reflected on the surface 6 and absorbed by the mounting substrate 7. This makes it possible to improve the light extraction efficiency of the LED module 1. Further, the LED module 1 includes the light diffusion substrate 2 so that the diffusion reflection layer 6 immediately below the light diffusion substrate 2 does not touch air, so the diffusion reflection layer 6 is less likely to deteriorate with age, and the influence of the age deterioration Can be reduced.
  • the diffuse reflection layer 6 is formed to cover most of the wiring pattern 71 in plan view.
  • the diffusive reflection layer 6 has a through hole 61 for exposing one portion of each of the first conductor portion 71 a and the second conductor portion 71 b in the vicinity of the light diffusion substrate 2, and the first peripheral portion of the mounting substrate 7 It is patterned so as to have an opening (not shown) for exposing one place of each of the conductor portion 71a and the second conductor portion 71b.
  • the first conductor portion 71 a and the second conductor portion 71 b in the vicinity of the light diffusion substrate 2 constitute a connection portion to which the wire 8 is connected, and a portion exposed in the outer peripheral portion of the mounting substrate 7 Constitute a terminal portion for external connection.
  • the resin part 72 may be formed of a material in which a filler having a thermal conductivity higher than that of the resin is mixed with the resin. As a result, in the mounting substrate 7, the thermal resistance of the resin portion 72 can be reduced as compared to the case where the resin portion 72 is formed of a resin in which no filler is mixed.
  • resin of the resin part 72 vinyl ester resin, unsaturated polyester resin etc. are employable, for example.
  • the filler for example, magnesium oxide, boron nitride, aluminum hydroxide, glass fiber or the like is preferably used. Also, the filling rate of the filler is preferably about 60 volume percent to about 75 volume percent.
  • the mounting substrate 7 can make the thermal conductivity of the resin portion 72 about 4 W / mK to 10 W / mK.
  • the resin portion 72 of the mounting substrate 7 adopts vinyl ester resin as the resin, magnesium oxide as the material of the filler, and the filling rate of the filler is 67 volume percent, the thermal conductivity is 5 W / mK
  • the linear expansion coefficient can be about 18 to 22 ppm / K.
  • the thermal conductivity of aluminum and copper is about 23 ppm / K and about 17 ppm / K, respectively.
  • the number of LED chips 4 arranged on the one surface 7 sa side of the mounting substrate 7 is not limited to one, and may be plural.
  • the number of LED chips 4 and the number of light diffusion substrates 2 may be the same, or the number of light diffusion substrates 2 may be smaller than the number of LED chips 4 .
  • the LED module 1 may have, for example, a configuration in which one LED chip 4 is bonded to one light diffusion substrate 2 via the first bonding portion 3 by the number of the LED chips 4.
  • Each of the plurality of LED chips 4 may be bonded to one light diffusion substrate 2 via the first bonding portion 3.
  • the planar shape of the mounting substrate 7 may be elongated, and a plurality of LED chips 4 may be arranged along the longitudinal direction of the mounting substrate 7.
  • the wiring pattern 71 may be configured such that a plurality of LED chips 4 can be connected in series, can be connected in parallel, or can be connected in series and parallel.
  • the wire 8 not only a gold wire but an aluminum wire etc. are employable, for example.
  • the through hole 61 has a circular opening shape. Although the internal diameter of the through hole 61 is set to 0.5 mm, this value is an example and is not particularly limited.
  • the shape of the through hole 61 is not limited to a circular shape, and may be, for example, a rectangular shape, an elliptical shape, or the like.
  • the through holes 61 are formed one on each side of the LED chip 4 in a plan view.
  • the light diffusion substrate 2 and the mounting substrate 7 are bonded via a transparent second bonding portion (not shown).
  • a transparent second bonding portion for example, a silicone resin, an epoxy resin, or the like can be adopted.
  • the LED module 1 preferably includes a cover (not shown) made of a transparent material that covers the color conversion unit 5 and the wires 8 exposed from the color conversion unit 5 on the one surface 7 sa side of the mounting substrate 7.
  • a cover made of a transparent material that covers the color conversion unit 5 and the wires 8 exposed from the color conversion unit 5 on the one surface 7 sa side of the mounting substrate 7.
  • the material of the cover portion the same material as the transparent material which is the material of the color conversion portion 5 can be adopted. That is, as the material of the cover portion, for example, a silicone resin, an epoxy resin, an epoxy resin, an acrylic resin, glass, an organic / inorganic hybrid material in which an organic component and an inorganic component are mixed and combined at the nm level or molecular level can do.
  • the light emitting surface of the cover portion has a shape along the light emitting surface of the color conversion unit 5.
  • the through holes 61 are filled with the material of the cover portion by, for example, a dispenser to prevent the wires 8 from contacting the light diffusion substrate 2. Then, the cover may be formed.
  • the inventors of the present invention in particular, the submount member 20 mounting the LED chip 4 (see FIGS. 2A, 2B, 3A to 3D, 7 to 9), Focusing on the support member 170 (see FIGS. 7 to 9) disposed on the side opposite to the LED chip 4 side in the submount member 20, an intensive study was conducted.
  • the inventors of the present invention have a structure in which the LED chip 4 is mounted on the submount member 20 by bonding the LED chip 4 to the submount member 20 via the first bonding portion 3 (reference example 1).
  • the difference in light extraction efficiency due to the difference in the material of the member 20 was examined.
  • the LED chip 4 a GaN-based blue LED chip was prepared in which the substrate 41 is a sapphire substrate and the light emitted from the light emitting layer 43 is blue light.
  • the submount member 20 a light transmitting ceramic substrate (light transmitting alumina substrate) and a metal plate (Ag substrate, Al substrate) having a higher reflectance than the light transmitting ceramic substrate were prepared.
  • the material of the first bonding portion 3 was a silicone resin.
  • FIG. 2A in the case where the submount member 20 is a translucent ceramic substrate in the structure of the reference example 1, the traveling path of light emitted from an arbitrary point of the light emitting layer 43 is schematically shown by arrows.
  • FIG. 2B in the case where the submount member 20 is an Ag substrate in the structure of the reference example 1, the traveling path of light emitted from an arbitrary point of the light emitting layer 43 is schematically shown by arrows.
  • the light extraction efficiency in the structure of the reference example 1 it was 8 to 10% higher in the case of using the submount member 20 as the translucent ceramic substrate than in the case of using the submount member 20 as the Ag substrate. .
  • the LED chip 4 has a rectangular planar shape, the long side length dimension H41 of 0.5 mm, and the short side length dimension H42 of 0.24 mm.
  • the total thickness t4 of the substrate 41 and the LED structure 40 is 0.14 mm
  • the thickness t5 of the LED structure 40 is 0.0004 mm
  • the light emitting layer 43 from the one surface of the LED chip 4 The thickness dimension t6 of up to 0.0003 mm.
  • the material of the substrate 41 is sapphire with a refractive index of 1.77
  • the LED structure 40 is GaN with a refractive index of 2.5.
  • the thickness dimension t3 was 0.005 mm, and the material was a silicone resin having a refractive index of 1.41.
  • the planar shape of the submount member 20 is rectangular, and the length dimensions H1 and H2 of two adjacent sides are 3.75 mm and 3.75 mm, respectively. Therefore, the distance L1 between the LED chip 4 and the outer peripheral line of the submount member 20 in the direction along the longitudinal direction of the LED chip 4 is 1.625 mm, and the LED chip 4 in the direction along the lateral direction of the LED chip 4 The distance L2 between the and the outer peripheral line of the submount member 20 was 1.755 mm.
  • the reflectance is 92% and the transmittance is 8%.
  • the submount member 20 is a translucent ceramic substrate, as shown in FIG. 3D, spherical particles having a refractive index different from that of the base material are mixed in the base material made of ceramic as shown in FIG. 3D.
  • the refractive index of the base material is 1.77
  • the refractive index of particles is 1.0
  • the particle size is 3.0 ⁇ m
  • the concentration was assumed to be 16.5%.
  • the total luminous flux emitted from the structure of the reference example 1 was detected by a far field light receiver that the structure of the reference example is considered to be at infinity.
  • the light extraction efficiency in the case of using the submount member 20 as the translucent ceramic substrate in the structure of the reference example 1 is 72.5%, in the structure of the reference example 1
  • the light extraction efficiency was 68.7% when the mount member 20 was an Al substrate.
  • FIG. 4 shows the result of simulating the relationship between the absorptivity of the light emitting layer 43 and the light extraction efficiency as a whole in the structure of the first embodiment.
  • D1 in FIG. 4 shows the simulation result in the case of using the submount member 20 as a translucent ceramic substrate.
  • D2 in FIG. 4 shows a simulation result in the case where the submount member 20 is an Al substrate. In this simulation, it is assumed that only the Fresnel loss occurs on the side surface of the LED chip 4. Moreover, this simulation is a geometrical optical simulation by a ray tracing method using a Monte Carlo method.
  • FIG. 5 defines the ratio of the light extraction efficiency of the translucent ceramic substrate to the light extraction efficiency when the submount member 20 is an Al substrate in the structure of the first embodiment as the light extraction efficiency ratio, The relationship between the light absorptivity of the light emitting layer 43 and the light extraction efficiency ratio is shown.
  • the light extraction efficiency ratio is a value larger than 1 regardless of the light absorption rate of the light emitting layer 43. That is, from FIG. 5, if the light absorptivity of the light emitting layer 43 is the same condition, the submount member 20 is a translucent ceramic substrate than in the case of using the submount member 20 as an Al substrate in the structure of Reference Example 1. It can be seen that the light extraction efficiency is higher in the case of. In the structure of the first embodiment, the light extraction efficiency is higher in the case where the submount member 20 is a translucent ceramic substrate than in the case where the submount member 20 is an Al substrate. It is similar.
  • FIG. 6 is a result of simulating the breakdown of the light extraction efficiency when the submount member 20 in the structure of the reference example 1 is a translucent ceramic substrate or an Al substrate.
  • the case where the substrate material is ceramic corresponds to the case where the submount member 20 is a translucent ceramic substrate
  • the case where the substrate material is aluminum corresponds to the case where the submount member 20 is an Al substrate.
  • I1 in FIG. 6 is the light extraction efficiency from the one surface of the LED chip 4.
  • I2 in FIG. 6 is the light extraction efficiency from the side surface of the LED chip 4.
  • I3 in FIG. 6 is the light extraction efficiency from the exposed surface (upper surface) of the submount member 20 on the LED chip 4 side.
  • I4 in FIG. 6 is the light extraction efficiency from the side surface of the submount member 20 and the exposed surface (lower surface) opposite to the LED chip 4 side.
  • the structure of the reference example 2 is a structure in which a support member 170 disposed on the side opposite to the LED chip 4 side in the sub mount member 20 is added to the structure of the reference example 1.
  • the structure of Reference Example 3 is a structure in which a sealing portion 150 made of silicone resin for sealing the LED chip 4 is added to the structure of Reference Example 2.
  • the structure of the reference example 4 is a structure in which the color conversion unit 5 covering the LED chip 4 is added to the structure of the reference example 2.
  • the color conversion part 5 adopted silicone resin as a transparent material, and adopted yellow fluorescent substance as a wavelength conversion material.
  • the difference between FIG. 7 and FIG. 8 is that the support member 170 of FIG. 7 is an Ag substrate while the support member 170 of FIG. 7 is an Al substrate.
  • the reflectances of the Al substrate and the Ag substrate are about 78% and about 98%, respectively.
  • E1, E2, E3 and E4 in FIG. 7 are luminous flux ratios when the thickness dimension of the submount member 20 is 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm and 1.0 mm, respectively.
  • F1, F2, F3 and F4 in FIG. 8 are luminous flux ratios when the thickness dimension of the submount member 20 is 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm and 1.0 mm, respectively.
  • the luminous flux ratio the luminous flux of each of the structure of the reference example 2, the structure of the reference example 3 and the structure of the reference example 4 and the high purity alumina substrate of 1.0 mm in thickness dimension as the submount member 20 are used. And the relative value of the luminous flux at the reference structure.
  • the results in FIGS. 7 and 8 indicate that the luminous flux ratio is larger than that of the reference structure when the luminous flux ratio is larger than one, and that the luminous flux is smaller than the reference structure when the luminous flux ratio is smaller than one. doing.
  • the support member 170 is an Al substrate in the structure of the fourth embodiment, if the thickness dimension of the submount member 20 is 0.8 mm or more, the light flux is more than the reference structure. I thought it was possible to make it bigger. Further, from the results shown in FIG. 8, when the support member 170 is an Ag substrate in the structure of the fourth embodiment, if the thickness dimension of the submount member 20 is 0.8 mm or more, it is more than the reference structure. It was considered possible to increase the luminous flux. Conversely, when the support member 170 is made of a metal plate such as an Al substrate or an Ag substrate in the structure of the fourth embodiment, the thickness of the submount member 20 is improved from the viewpoint of improving the light extraction efficiency. It was thought that the thinning of dimensions would be limited.
  • the inventors of the present invention use a white-based diffuse reflection substrate as the support member 170 in order to reduce light returning to the LED chip 4 by diffusely reflecting the light that has reached the support member 170 from the LED chip 4. It was investigated.
  • E1 in FIG. 9 is a luminous flux ratio when the support member 170 is an Al substrate.
  • F1 in FIG. 9 is a luminous flux ratio when the support member 170 is an Ag substrate.
  • G1 in FIG. 9 is a luminous flux ratio when the support member 170 is a white-based diffuse reflection substrate (a substrate coated with white paint). The reflectivity of the diffuse reflective substrate is about 92%.
  • FIG. 10 shows the wavelength dependency of the total reflectance of each of the Ag substrate, MIRO 2 and the ceramic substrate (the above-mentioned high purity alumina substrate) which the present inventors compared and studied.
  • the luminous flux ratio of FIG. 9 is based on the luminous flux of each of the structure of the reference example 2, the structure of the reference example 3 and the structure of the reference example 4, and a high purity alumina substrate of 1.0 mm in thickness dimension as the submount member 20 It is a relative value of the luminous flux in the reference structure which eliminated 170. Therefore, the result in FIG. 9 means that the luminous flux is larger than the reference structure when the luminous flux ratio is larger than 1 and that the luminous flux is smaller than the reference structure when the luminous flux ratio is smaller than 1 There is.
  • the inventors of the present invention adopt a diffuse reflection substrate as the support member 170, so that the light extraction efficiency can be improved compared to the case where a metal substrate such as an Al substrate or an Ag substrate is adopted as the support member 170. We have found that it is possible to improve.
  • the LED module 1 includes the translucent light diffusion substrate 2 and the LED chip 4 bonded to the one surface 2sa side of the light diffusion substrate 2 via the transparent first bonding portion 3; And a color converter 5 covering the LED chip 4 on the side of one surface 2sa of the substrate 2.
  • the color converter 5 includes a phosphor and a transparent material that are excited by the light emitted from the LED chip 4 and emit light of a color different from that of the LED chip 4.
  • the LED module 1 is provided with a diffuse reflection layer 6 disposed on the other surface 2sb side of the light diffusion substrate 2 and diffusely reflecting the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the phosphor. Is equipped.
  • the LED module 1 includes a translucent light diffusion substrate 2 and a diffuse reflection layer 6 disposed on the other surface side of the light diffusion substrate 2 to diffusely reflect light emitted from the LED chip 4 and light emitted from the phosphor.
  • the light extraction efficiency can be improved, and the light output (light flux) can be increased.
  • the LED module 1 can improve the light extraction efficiency by the light guiding effect of light by the light diffusion substrate 2, and can be emitted from the LED chip 4 to one surface 2 sa side of the light diffusion substrate 2 from the other surface By diffusely reflecting the light transmitted to the 2sb side by the diffuse reflection layer 6, it is speculated that the conversion efficiency of the phosphor of the color conversion unit 5 can be improved and the light extraction efficiency can be improved.
  • the LED module 1 of the present embodiment most of the surface of the resin portion 72 on the light diffusion substrate 2 side is covered with the wiring pattern 71 by the wiring pattern 71. It is possible to spread the heat transferred to the wiring pattern 71 in the thickness direction and the lateral direction (in-plane direction) of the wiring pattern 71 and transfer the heat to the resin portion 72. Thus, the heat dissipation of the LED module 1 is improved, and the temperature rise of the LED chip 4 can be suppressed, and the light output can be further enhanced.
  • the wiring pattern 71 of the mounting substrate 7 may be extended to the position of the outer peripheral line in a plan view of the resin portion 72, but a member (for example, a fixture body of a lighting fixture) mounting the LED module 1 is formed of a conductive material. In such a case, it is preferable to be able to secure a desired creepage distance with this member only by extending it to a position inside the above-mentioned peripheral line.
  • the mounting substrate 7 since the mounting substrate 7 includes the resin portion 72 on the back surface side of the wiring pattern 71, a metal member (for example, a metal fixture body or a heat radiation member in a lighting fixture) When installed and used, it is possible to enhance the lightning surge resistance.
  • a metal member for example, a metal fixture body or a heat radiation member in a lighting fixture
  • the mounting substrate 7 is provided with the diffuse reflection layer 6, it is possible to reduce the light loss in the wiring pattern 71, and to increase the light output. Is possible.
  • the diffuse reflection layer 6 is formed on the other surface 2sb side of the light diffusion substrate 2, and the opposite side of the diffuse reflection layer 6 to the light diffusion substrate 2 is a transparent second joint (
  • the LED module 1 is different from the LED module 1 of the first embodiment in that it is joined to the main surface side of the wiring pattern 71 via the wiring pattern 71 (not shown).
  • symbol is attached
  • the diffuse reflection layer 6 is not formed on the mounting substrate 7, and the resin portion 72 is joined not only on the back surface side of the wiring pattern 71 but also on the main surface side of the wiring pattern 71. It covers most of the area that is not.
  • the mounting substrate 7 is a hole through which the other end of each wire 8 whose one end is joined to the first electrode and the second electrode of the LED chip 4 is passed through the resin portion 72 on the main surface side of the wiring pattern 71 73 are formed.
  • the LED module 1 of the present embodiment diffuses and reflects the light emitted from the LED chip 4 and the light emitted from the LED chip 4 disposed on the side of the light transmitting substrate 2 and the other surface 2sb of the light diffusing substrate 2.
  • the diffuse reflection layer 6 it is possible to improve the light extraction efficiency, and it is possible to achieve high output of light (light flux).
  • an appropriate filler may be added to the resin.
  • resin part 72 can adopt unsaturated polyester as resin, and can adopt titania as a filler.
  • the LED module 1 can suppress light absorption by the resin portion 72 and the wiring pattern 71 of the mounting substrate 7, and can further improve the light extraction efficiency.
  • the LED module 1 of the present embodiment is different from the LED module 1 of the first embodiment in that the light diffusion substrate 2 is composed of two ceramic layers 2 a and 2 b overlapping each other in the thickness direction.
  • symbol is attached
  • the optical properties of the ceramic layers 2 a and 2 b are different from each other, and the ceramic layer 2 a farther from the LED chip 4 has a higher reflectance to light emitted from the LED chip 4.
  • the optical characteristics include reflectance, transmittance, and absorptivity.
  • the light diffusion substrate 2 is composed of a plurality of ceramic layers overlapping in the thickness direction, the optical properties of the respective ceramic layers are different from each other, and the ceramic layer farther from the LED chip 4 has a higher reflectance to light emitted from the LED chip 4 As long as you have
  • the LED module 1 can suppress the return of light emitted from the LED chip 4 to the light diffusion substrate 2 side back to the LED chip 4 and suppress the incidence of light to the mounting substrate 7 This becomes possible and it becomes easy to take out light from one surface 2sa and side surface 2sc of the light diffusion substrate 2. Therefore, the LED module 1 can improve the light extraction efficiency, and can reduce the influence of the reflectance of the mounting substrate 7 on the light extraction efficiency, thereby suppressing the temporal change of the light extraction efficiency. It is possible to
  • the uppermost ceramic layer 2b closest to the LED chip 4 is referred to as a first ceramic layer 2b, and the lowermost ceramic layer 2a farthest from the LED chip 4 is a second ceramic layer 2a.
  • first ceramic layer 2b the uppermost ceramic layer 2b closest to the LED chip 4
  • second ceramic layer 2a the lowermost ceramic layer 2a farthest from the LED chip 4
  • the first ceramic layer 2b As a material of the first ceramic layer 2b, for example, alumina (Al 2 O 3 ) can be adopted.
  • the first ceramic layer 2b can be made of, for example, an alumina substrate.
  • the particle size of alumina particles is preferably 1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the above-mentioned particle size is a value obtained by a number-based particle size distribution curve.
  • the number-based particle size distribution curve can be obtained by measuring the particle size distribution by the image imaging method. Specifically, the SEM image is obtained by observation with a scanning electron microscope (SEM), and the SEM image is obtained. Obtained by image processing the particle size (biaxial average diameter) and the number of particles.
  • the particle diameter value at which the integrated value is 50% in this number-based particle size distribution curve is referred to as the median diameter (d 50 ), and the above-mentioned particle diameter means the median diameter.
  • the relationship between the particle diameter of the spherical alumina particles and the reflectance in the alumina substrate is as shown in FIG. 14, and the reflectance becomes higher as the particle diameter becomes smaller.
  • the relationship between the median diameter (d 50 ) of the first ceramic layer 2 b and the measured value of the reflectance was substantially the same as the theoretical value of FIG.
  • the measured value of reflectance is a value measured using a spectrophotometer and an integrating sphere.
  • the material of the second ceramic layer 2a includes, for example, a material having a refractive index higher than that of SiO 2 , Al 2 O 3, and Al 2 O 3 (for example, ZrO 2 , TiO 2, etc.), CaO, and BaO.
  • Composite materials can be employed.
  • the second ceramic layer 2a preferably has a particle size of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m of Al 2 O 3 particles.
  • the second ceramic layer 2a can adjust optical characteristics (reflectance, transmittance, absorptivity, etc.) by adjusting the components, composition, particle size, thickness, etc. of the composite material.
  • the particle diameter of the first ceramic layer 2b may be made larger than the particle diameter of the second ceramic layer 2a.
  • the thickness Hs of the light diffusion substrate 2 is 0.5 mm
  • the thickness Hsa of the second ceramic layer 2a is 0.1 mm
  • the thickness Hsb of the first ceramic layer 2b is 0.4 mm
  • the reflectance of the first ceramic layer 2b to light with a wavelength of 450 nm is 80%, these numerical values are an example and are particularly limited. is not.
  • the planar size of the light diffusion substrate 2 is 2 mm ⁇ 2 mm (2 mm ⁇ 2 mm), but is not particularly limited.
  • the reflectance-wavelength characteristics of the light diffusion substrate 2 used in the embodiment of the LED module 1 are as shown by A1 in FIG.
  • the reflectance-wavelength characteristics of the single-layered alumina substrate having a thickness of 0.4 mm were as shown in A2 in FIG.
  • the reflectance-wavelength characteristics in FIG. 15 are the results of measurement using a spectrophotometer and an integrating sphere.
  • the first ceramic layer 2b is a first dense layer made of ceramics fired at a high temperature of about 1500 ° C. to 1600 ° C.
  • the ceramic particles of the first ceramic layer 2b are firmly bonded to each other by high-temperature firing, and the first ceramic layer 2b has a better rigidity than the second ceramic layer 2a.
  • good rigidity means that the bending strength is relatively high.
  • alumina is preferable.
  • the second ceramic layer 2a is a ceramic sintered at 1000 ° C. or less (eg, 850 ° C. to 1000 ° C.), which is a relatively low temperature as compared to the first ceramic layer 2 b.
  • the ceramic constituting the second ceramic layer 2a is, for example, a second dense layer containing a ceramic filler (fine particles of ceramic) and a glass component, or a porous layer containing a ceramic filler (fine particles of ceramic) and a glass component It can be done.
  • the ceramic fillers are joined together by sintering, and the glass component is arranged around the ceramic filler as a matrix and becomes a dense ceramic.
  • the ceramic filler mainly exerts a light reflection function.
  • a material in which a ceramic filler is mixed with borosilicate glass, zinc borosilicate glass and glass ceramics containing alumina, soda lime glass and glass ceramics containing alumina can be adopted.
  • the content of glass contained in the glass ceramic is preferably set in the range of about 35 to 60 wt%. Further, the content of ceramics contained in the glass ceramics is preferably set in the range of about 40 to 60 wt%.
  • the zinc component of zinc borosilicate glass can be replaced with titanium oxide or tantalum oxide to increase the refractive index of the glass ceramic.
  • a material having a refractive index higher than that of glass ceramics is preferable.
  • tantalum pentoxide, niobium pentoxide, titanium oxide, barium oxide, barium sulfate, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, zinc oxide, Zirconium oxide, silicate oxide (zircon) or the like can be employed.
  • the second ceramic layer 2a is formed of a porous layer (hereinafter, the "second ceramic layer 2a" in this case is also referred to as “porous layer 2a")
  • the second ceramic layer 20ab is on the opposite side of the porous layer 2a to the first ceramic layer 2b side.
  • the porosity of the porous layer 2a is set to about 40%, it is not particularly limited.
  • Each of the first glass layer 20aa and the second glass layer 20ab is a transparent layer made of a glass component, and transmits visible light.
  • the thicknesses of the first glass layer 20aa and the second glass layer 20ab may be set to, for example, about 10 ⁇ m, but are not particularly limited.
  • Each glass component of the first glass layer 20aa and the second glass layer 20ab are both but about half is composed of SiO 2, it is not particularly limited.
  • the first glass layer 20aa is disposed so as to be interposed between the porous layer 2a and the first ceramic layer 2b, and adheres to the surface of the porous layer 2a and the surface of the first ceramic layer 2b by firing at the time of production. ing.
  • the second glass layer 20ab is disposed on the side of the porous layer 2a opposite to the first ceramic layer 2b side, and protects the porous layer 2a.
  • the pores 20c present on the surface of the porous layer 2a opposite to the first ceramic layer 2b are sealed by the second glass layer 20ab.
  • the porous layer 2a contains a ceramic filler (ceramic fine particles) and a glass component.
  • the ceramic fillers are joined together by sintering to form clusters, and a porous structure is formed.
  • the glass component is a binder of the ceramic filler.
  • the ceramic filler and the large number of pores 20c exert the main light reflection function.
  • the porous layer 2a can be formed, for example, according to the process of manufacturing the package disclosed in paragraphs [0023] to [0026] and [FIG. 4] of International Publication No. WO 2012/039442 A1.
  • the porous layer 2a can change the reflectance, for example, by changing the weight ratio of the glass component to the ceramic component (alumina, zirconia, etc.). That is, the porous layer 2a can change the reflectance by changing the glass content.
  • the horizontal axis represents the glass content
  • the vertical axis represents the integral intensity of the reflected light when light is incident on the porous layer 2a.
  • the reflected light with a wavelength of 380 to 780 nm was integrated. It can be seen from FIG. 17 that the reflectance can be increased by lowering the glass content.
  • the first ceramic layer 2 b is formed by firing alumina at 1600 ° C., and the porous layer 2 a is prepared by weight ratio of 20:80 for glass component and ceramic component. It forms by baking at 850 degreeC the material mix
  • borosilicate glass having a median diameter of about 3 ⁇ m is employed as the glass component, and alumina having a median diameter of about 0.5 ⁇ m and a median diameter of about 2 ⁇ m is used.
  • the zirconia one having a median diameter of about 0.2 ⁇ m is employed.
  • the thickness of the first ceramic layer 2b is 0.38 mm
  • the thickness of the porous layer 2a is 0.10 mm.
  • the reflectance-wavelength characteristics of the light diffusion substrate 2 in the example are as shown in A3 in FIG.
  • the reflectance-wavelength characteristics of a 0.38 mm-thick single-layer alumina substrate were as shown in A4 in FIG.
  • the weight ratio of the glass component to the ceramic component in the porous layer 2a and the particle size (median diameter) of each material are not particularly limited.
  • the gradient composition in which the concentration of the glass component gradually decreases from both sides in the thickness direction have.
  • the light diffusion substrate 2 is composed of two ceramic layers 2 a and 2 b having different optical characteristics, and the ceramic layer 2 a farther from the LED chip 4 is closer to the LED chip 4
  • the reflectance to the light emitted from the LED chip 4 is higher than that in 2b.
  • the LED module 1 according to the present embodiment can improve the light extraction efficiency as compared to the case where the light diffusion substrate 2 is formed of only a single layer of alumina substrate.
  • the absorptivity (approximately 0%) of light in the light diffusion substrate 2 is made lower than the absorptivity (for example, about 2 to 8%) of the light in the mounting substrate 7
  • the LED module 1 can reduce the light passing through the light diffusion substrate 2 and reaching the mounting substrate 7, and can reduce the absorption loss in the mounting substrate 7. It is possible to improve.
  • the light transmittance of the first ceramic layer 2b is relatively increased between the first ceramic layer 2b and the second ceramic layer 2a, and the second ceramic layer 2a is used. It increases the light scattering rate.
  • the LED module 1 can diffuse light by the second ceramic layer 2a far from the LED chip 4 and is diffused before reaching the mounting substrate 7 as compared with the case of only the first ceramic layer 2b. It is thought that there will be more light.
  • the possibility that light reflected by the mounting substrate 7 immediately below the light diffusion substrate 2 is diffused without returning to the LED chip 4 is also high.
  • the LED module 1 when the light diffusion substrate 2 is made up of only the second ceramic layer 2a, the LED module 1 is highly likely to scatter light emitted from the LED chip 4 toward the light diffusion substrate 2 in the vicinity of the LED chip 4 Therefore, it is presumed that the light scattered near the LED chip 4 is likely to be returned to the LED chip 4. Therefore, it is speculated that the LED module 1 can reduce the light returning to the LED chip 4 as compared with the case where the light diffusion substrate 2 is formed only by the second ceramic layer 2a. In addition, the LED module 1 reduces the thickness of the light diffusion substrate 2 necessary to obtain the same reflectance as the light diffusion substrate 2 as compared to the case where the light diffusion substrate 2 is configured only by the first ceramic layer 2 b. It becomes possible.
  • the color conversion unit 5 is formed in a shape (for example, a hemispherical shape) covering the LED chip 4 and a part of each of the wires 8 on one surface 2 sa of the light diffusion substrate 2. For this reason, in the LED module 1, it is preferable to provide a sealing portion (not shown) that covers the remaining portion of each of the wires 8 and the color conversion portion 5.
  • the sealing portion is preferably made of a transparent material.
  • a transparent material of the sealing portion for example, a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, glass, an organic / inorganic hybrid material in which an organic component and an inorganic component are mixed and combined at the nm level or molecular level may be adopted. it can.
  • the transparent material of the sealing portion is preferably a material having a small difference in linear expansion coefficient from the transparent material of the color conversion portion 5, and more preferably a material having the same linear expansion coefficient.
  • stress is concentrated on each of the wires 8 in the vicinity of the interface between the sealing portion and the color converting portion 5 due to the difference in linear expansion coefficient between the sealing portion and the color converting portion 5. Can be suppressed. Therefore, the LED module 1 can suppress the occurrence of disconnection of each wire 8. Furthermore, the LED module 1 can suppress generation of a crack in the sealing unit or the color converting unit 5 due to the difference in linear expansion coefficient between the sealing unit and the color converting unit 5.
  • the sealing portion is preferably formed in a hemispherical shape, for example. However, the sealing portion is not limited to this, and may have a shape such as a semi-elliptic sphere or a semi-cylindrical shape.
  • the principle of improving the light extraction efficiency of the LED module 1 will be described with reference to FIGS. 19, 20A, 20B, and 20C.
  • the LED module 1 of this embodiment is within the scope of the present invention even if the estimation mechanism is different.
  • FIGS. 19, 20A, 20B and 20C schematically show the traveling path of the light emitted from the light emitting layer 43 (see FIG. 2A) of the LED chip 4.
  • Solid arrows in FIGS. 19, 20A and 20B schematically show the traveling path of the light emitted from the light emitting layer 43 and reflected by one surface 2 sa of the light diffusion substrate 2.
  • the broken arrows in each of FIGS. 19, 20A, 20B, and 20C schematically show the traveling path of light emitted from the light emitting layer 43 and entering the light diffusion substrate 2.
  • the present inventors as shown in FIGS. 19, 20A and 20B, in the first ceramic layer 2b, due to the difference in refractive index between the ceramic particles and the grain boundary phase (main component of the glass component), It was estimated that reflection and refraction occur at the interface with the grain boundary phase.
  • the inventors of the present invention in the second ceramic layer 2a, ceramic due to the difference in refractive index between the ceramic particles and the pores or grain boundary phase (main component of the glass component). It was estimated that reflection and refraction occur at the interface between particles and pores and grain boundary phase.
  • FIGS. 19 the inventors of the present invention, in the second ceramic layer 2a, ceramic due to the difference in refractive index between the ceramic particles and the pores or grain boundary phase (main component of the glass component). It was estimated that reflection and refraction occur at the interface between particles and pores and grain boundary phase.
  • the inventors of the present invention reflect light at the interface between the pores and the grain boundary phase in the second ceramic layer 2a due to the refractive index difference between the pores and the grain boundary phase. It was estimated that refraction occurred. Also, with regard to ceramic plate materials, the number of interfaces decreases as the particle size of the ceramic particles increases, as long as the plate thickness is the same, and when the light travels by a unit length, the ceramic particles Since the probability of passing through the interface with the grain boundary phase decreases, it is estimated that the reflectance decreases and the transmittance increases.
  • the present inventors can improve the light extraction efficiency of the LED module 1 by transmitting the light emitted from the LED chip 4 as much as possible in the first ceramic layer 2b and reflecting it as much as possible in the second ceramic layer 2a. I considered it as a thing.
  • the light diffusion substrate 2 it is preferable to relatively increase the particle size of the ceramic particles in the first ceramic layer 2b between the first ceramic layer 2b and the second ceramic layer 2a, and in the second ceramic layer 2a. It is preferable that the particle diameter of the ceramic particles be relatively reduced, and that the second ceramic layer 2a include pores.
  • the light extraction efficiency can be improved by forming the light diffusion substrate 2 with the two ceramic layers 2a and 2b overlapping in the thickness direction.
  • the plurality of ceramic layers (the first ceramic layer 2 b and the second ceramic layer 2 a) in the light diffusion substrate 2 constitute light transmitting layers having different optical characteristics.
  • the light diffusion substrate 2 is composed of a plurality of light transmitting layers overlapping in the thickness direction, the optical characteristics of the plurality of light transmitting layers are different from each other, and the light transmitting layer is further radiated from the LED chip 4 as it is farther from the LED chip 4 It is sufficient that the light reflectance is high.
  • the uppermost light transmission layer closest to the LED chip 4 may be referred to as a first light transmission layer
  • the lowermost light transmission layer farthest from the LED chip 4 may be referred to as a second light transmission layer.
  • the first light transmitting layer preferably has a high transmittance of light emitted from the LED chip 4 and a material having a refractive index close to that of the LED chip 4. If the refractive index of the first light transmitting layer is close to the refractive index of the LED chip 4, the difference between the refractive index of the first light transmitting layer and the refractive index of the substrate 41 (see FIGS. 2A and 2B) in the LED chip 4 is It means that it is 0.1 or less, and the refractive index difference is more preferably 0. In addition, the first light transmitting layer is preferably a material having high heat resistance.
  • the material of the first light transmitting layer is not limited to ceramic, and, for example, glass, SiC, GaN, GaP, sapphire, epoxy resin, silicone resin, unsaturated polyester, or the like can be adopted.
  • the material of the ceramic is not limited to Al 2 O 3, and may be another metal oxide (eg, magnesia, zirconia, titania, etc.), metal nitride (eg, aluminum nitride, etc.), etc. From the viewpoint of forward scattering of the light emitted from the LED chip 4, the material of the first light transmitting layer is preferably ceramic rather than single crystal.
  • Lumicella which is a product of Murata Manufacturing Co., Ltd., high serum (product name) of NGK Insulators Ltd., or the like can be adopted.
  • Lumicella registered trademark
  • High serum is a translucent alumina ceramic.
  • the material of the first light transmitting layer preferably has a particle diameter of about 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the first light transmitting layer may have a void, a modified portion with a changed refractive index, or the like formed inside the single crystal.
  • the void, the modified portion, and the like can be formed, for example, by focusing and irradiating a laser beam from a femtosecond laser in a region where formation of the void or the modified portion in the single crystal is to be formed.
  • the wavelength and irradiation condition of the laser light of the femtosecond laser may be changed as appropriate depending on the material of the single crystal, the formation target (void, modified portion), the size of the formation target, and the like.
  • the first light transmitting layer is made of a base resin (for example, epoxy resin, silicone resin, unsaturated polyester, etc.), and a filler having a refractive index different from that of the base resin (hereinafter referred to as "first base resin").
  • first base resin for example, epoxy resin, silicone resin, unsaturated polyester, etc.
  • first filler a filler having a refractive index different from that of the base resin
  • first filler preferably has a small difference in refractive index with the first base resin.
  • the first filler preferably has a high thermal conductivity.
  • the one where the filling density of a 1st filler is high is preferable in a viewpoint of improving thermal conductivity.
  • the shape of the first filler is preferably spherical in view of suppressing total reflection of incident light.
  • the first filler has less reflection and refraction as the particle diameter is larger.
  • the first light transmitting layer has a first filler having a relatively large particle diameter on the side closer to the LED chip 4 in the thickness direction of the first light transmitting layer, and on the side farther from the LED chip 4 It may be configured to have a small diameter first filler.
  • the first light transmitting layer may be configured by forming a plurality of layers having different particle diameters of the first filler from one another.
  • the light diffusion substrate 2 is emitted from the LED chip 4 around the mounting region of the LED chip 4 It is preferable that a fine uneven structure portion for suppressing total reflection of light reflected or refracted in the inside of 2 is formed.
  • the uneven structure portion may be formed by roughening the surface of the first light transmitting layer by, for example, sand blasting.
  • the surface roughness of the concavo-convex structure portion for example, the arithmetic average roughness Ra defined in JIS B 0601-2001 (ISO 4287-1997) is preferably about 0.05 ⁇ m.
  • a resin layer having a smaller refractive index than the first light transmission layer is formed around the mounting area of the LED chip 4 in the surface on the LED chip 4 side in the first light transmission layer. It may be adopted.
  • a material of a resin layer a silicone resin, an epoxy resin, etc. are employable, for example.
  • a material of a resin layer you may employ
  • the second light transmitting layer is more preferably configured to diffusely reflect the light emitted from the LED chip 4 than the one configured to specularly reflect the light.
  • the material of the second light transmitting layer is not limited to ceramic, and, for example, glass, SiC, GaN, GaP, sapphire, epoxy resin, silicone resin, unsaturated polyester, or the like can be adopted.
  • the material of the ceramic is not limited to Al 2 O 3, and may be another metal oxide (eg, magnesia, zirconia, titania, etc.), metal nitride (eg, aluminum nitride, etc.), etc.
  • the material of the second light transmitting layer preferably has a particle diameter of 1 ⁇ m or less, and more preferably about 0.1 ⁇ m to 0.3 ⁇ m.
  • the second light transmitting layer can be formed of, for example, the above-described porous layer 2a.
  • the first light transmitting layer was constituted of the first ceramic layer 2 b made of alumina having a purity of 99.5%, the bulk density was 3.8 to 3.95 g / cm 3 .
  • the first light transmitting layer was constituted of the first ceramic layer 2b made of alumina having a purity of 96%, the bulk density was 3.7 to 3.8 g / cm 3 .
  • the bulk density was 3.7 to 3.8 g / cm 3 .
  • the above-mentioned bulk density is the value which observed by SEM, acquired the SEM image, image-processed the SEM image, and estimated it.
  • the second light transmitting layer may have a void, a modified portion with a changed refractive index, or the like formed inside the single crystal.
  • the void, the modified portion, and the like can be formed, for example, by focusing and irradiating a laser beam from a femtosecond laser in a region where formation of the void or the modified portion in the single crystal is to be formed.
  • the wavelength and irradiation condition of the laser light of the femtosecond laser may be changed as appropriate depending on the material of the single crystal, the formation target (void, modified portion), the size of the formation target, and the like.
  • the second light transmitting layer is composed of a base resin (for example, epoxy resin, silicone resin, unsaturated polyester, fluorine resin, etc.), and this base resin (hereinafter referred to as “second base resin") has a refractive index. It may be one containing different fillers (hereinafter referred to as "second fillers").
  • the second light transmitting layer has a second filler having a relatively large particle diameter on the side closer to the LED chip 4 in the thickness direction of the second light transmitting layer, and on the side farther from the LED chip 4 It may be configured such that there is a second filler with a small diameter.
  • the material of the second filler for example, white inorganic materials are preferred, for example, can be employed metal oxides such as TiO 2 or ZnO.
  • the particle diameter of the second filler is preferably, for example, about 0.1 ⁇ m to 0.3 ⁇ m.
  • the filling rate of the second filler is preferably, for example, about 50 to 75 wt%.
  • a silicone resin of 2nd base resin methyl silicone, phenyl silicone, etc. are employable, for example.
  • the second filler preferably has a large difference in refractive index with the second base resin.
  • KER-3200-T1 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can also be adopted.
  • core-shell particles, hollow particles, and the like can also be employed as the second filler.
  • the refractive index of the core can be set arbitrarily, it is preferable that the refractive index of the core is smaller than the refractive index of the second base resin.
  • the inside is a gas (for example, air, inert gas, etc.) or vacuum and the refractive index is smaller than that of the second base resin.
  • the second light transmitting layer may be configured of a light diffusion sheet.
  • a white polyethylene terephthalate sheet containing a large number of air bubbles can be adopted.
  • the light diffusion substrate 2 is formed by overlapping and sintering ceramic green sheets for forming the first light transmission layer and the second light transmission layer. be able to.
  • the first light transmitting layer may also include the air bubble, but the first light transmitting layer is more than the second light transmitting layer. It is preferable that the number of bubbles be small and the bulk density be large.
  • the first light transmitting layer and the second light transmitting layer are preferably made of materials having high resistance to light and heat from the LED chip 4 and the phosphor.
  • the LED module 1 may be provided with a reflective layer on the other surface 2sb side of the light diffusion substrate 2 for reflecting light from the LED chip 4 or the like.
  • a material of the reflective layer silver, aluminum, a silver aluminum alloy, other silver alloys or aluminum alloys can be adopted.
  • the reflective layer can be made of, for example, a thin film, a metal foil, a solder resist (solder) or the like.
  • the reflective layer may be provided on the light diffusion substrate 2 or on the mounting substrate 7.
  • the LED module 1 may have a shape in which the color conversion unit 5 covers the LED chip 4, the wires 8, and the light diffusion substrate 2 as in the first modification shown in FIG. 21. As a result, the LED module 1 can suppress the disconnection of the wires 8 and can improve the reliability.
  • the shape of the color conversion unit 5 is hemispherical, but is not limited thereto.
  • the shape may be semi-elliptic spherical or semi-cylindrical.
  • the mounting substrate 7 has a long shape, and includes a plurality of LED chips 4 (see FIG. 21).
  • symbol is attached
  • a plurality of LED chips 4 are arranged in a defined direction on one surface 7 sa side of the mounting substrate 7. Further, in the LED module 1, the LED chips 4 arranged in the prescribed direction and the wires 8 (see FIG. 21) connected to the LED chips 4 are covered with the line-shaped color conversion unit 5. . It is preferable that the color conversion part 5 is provided with the recessed part 5b which suppresses the total reflection of the light radiated
  • the 1st conductor part 71a and the 2nd conductor part 71b are provided one by one to a group of LED chips 4 arranged in the above-mentioned specified direction.
  • each of the first conductor portion 71a and the second conductor portion 71b is formed in a comb shape.
  • the first conductor portion 71 a and the second conductor portion 71 b are arranged so as to intermingle with each other in the direction along the short direction of the mounting substrate 7.
  • a first comb bone 71a1 of the first conductor 71a and a second comb bone 71b1 of the second conductor 71b are opposed to each other.
  • the first comb teeth 71a2 of the first conductor 71a and the second comb teeth 71b2 of the second conductor 71b alternate with a gap therebetween. Lined up.
  • the LED module 1 a plurality of (for example, nine) LED chips 4 arranged in the longitudinal direction (the prescribed direction) of the mounting substrate 7 are connected in parallel.
  • the LED module 1 can supply power to a parallel circuit in which the plurality of LED chips 4 are connected in parallel.
  • the LED module 1 can supply power to all the LED chips 4 by supplying power between the first conductor portion 71a and the second conductor portion 71b.
  • the adjacent LED modules 1 may be formed of, for example, a conductive member, a wire (not shown) for feeding wiring, a connector (not shown), etc.
  • the electrical connection may be made by the In this case, power can be supplied from a single power supply unit to the plurality of LED modules 1 so that all the LED chips 4 of each LED module 1 can emit light.
  • the concave portion 5 b for suppressing the total reflection of light emitted from the adjacent LED chips 4 is provided between the adjacent LED chips 4 in the prescribed direction.
  • the LED module 1 can suppress total reflection of light emitted from the LED chip 4 and incident on the interface between the color conversion unit 5 and air. Therefore, compared with the case where the color conversion unit 5 has a semi-cylindrical shape, the LED module 1 can reduce the light confined due to the total reflection, so that the light extraction efficiency can be improved. In short, the LED module 1 can reduce the total reflection loss, and can improve the light extraction efficiency.
  • the color conversion portion 5 is formed in a cross-sectional shape that reflects the step between the one surface of each LED chip 4 and the one surface 7 sa of the mounting substrate 7. Therefore, the color converter 5 has a convex cross-sectional shape orthogonal to the arrangement direction of the LED chips 4, and has an uneven cross-sectional shape along the arrangement direction of the LED chips 4. In short, in the LED module 1, the linear color conversion unit 5 is formed with a concavo-convex structure that improves the light extraction efficiency.
  • the period of this uneven structure is the same as the arrangement pitch of the LED chips 4.
  • the period of the concavo-convex structure is an arrangement pitch of the convex portions 5 a covering the respective LED chips 4.
  • the shape of the surface of the color converter 5 is designed such that the angle between the light ray and the normal to the point where the light beam from the LED chip 4 intersects on the surface of the color converter 5 is smaller than the critical angle.
  • the LED module 1 is colored so that the incident angle (light incident angle) of the light beam from the LED chip 4 is smaller than the critical angle on substantially the entire surface of each convex portion 5 a of the color conversion unit 5. It is preferable to design the shape of the surface of the conversion unit 5.
  • each convex portion 5 a that covers each of the LED chips 4 is formed in a hemispherical shape.
  • Each of the convex portions 5 a is designed such that the optical axis of the convex portions 5 a overlapping in the thickness direction of the light diffusion substrate 2 coincides with the optical axis of the LED chip 4.
  • the LED module 1 can not only suppress the total reflection on the surface of the color conversion unit 5 (the interface between the color conversion unit 5 and the air) but also suppress color unevenness. It becomes possible. Uneven color is a state in which the chromaticity changes depending on the light irradiation direction. The LED module 1 can suppress the color unevenness to such an extent that it can not be visually recognized.
  • the LED module 1 can substantially equalize the optical path length from the LED chip 4 to the surface of the convex portion 5 a regardless of the radiation direction of the light from the LED chip 4 and can further suppress color unevenness Become.
  • Each convex part 5a of the color conversion part 5 is not limited to a hemispherical shape, but may be, for example, a semi-elliptical spherical shape.
  • Each of the convex portions 5a may have a semi-cylindrical shape, a rectangular parallelepiped shape, or the like.
  • the mounting substrate 7 is prepared. Thereafter, the light diffusion substrate 2 associated with each of the LED chips 4 is bonded onto the mounting substrate 7. Thereafter, each LED chip 4 is die-bonded to one surface 2sa side of the corresponding light diffusion substrate 2 by a die bonding apparatus or the like. Thereafter, each of the first electrode and the second electrode of each LED chip 4 is connected to the wiring pattern 71 through the wire 8 by a wire bonding apparatus or the like. Thereafter, the color conversion unit 5 is formed using a dispenser system or the like.
  • the material of the color conversion unit 5 is discharged and applied from the nozzle.
  • the material of the color conversion unit 5 is applied by the dispenser system so as to have an application shape based on the surface shape of the color conversion unit 5, for example, the material is discharged and applied while moving the dispenser head.
  • the application amount is changed by changing the moving speed of the dispenser head, and the distance between the nozzle and one surface 7sa of the mounting substrate 7 directly below the nozzle is changed by moving the dispenser head up and down.
  • the material is applied to the original portion of each convex portion 5 a of the color conversion portion 5.
  • the moving speed is made relatively different, and in the former case, the moving speed is reduced, and in the latter case, the moving speed is increased. Further, the dispenser head is moved up and down based on the surface shape of the color conversion unit 5.
  • the material can be made to have an application shape based on the surface shape of the color conversion unit 5.
  • the application shape may be set in consideration of shrinkage when curing the material.
  • the dispenser system includes a moving mechanism including a robot for moving the dispenser head, a sensor unit for measuring the height of each surface 7sa of the mounting substrate 7 and the nozzle from the table, and the discharge amount of the material from the moving mechanism and the nozzle. It is preferable to have a controller to control.
  • the controller can be realized, for example, by mounting a suitable program in a microcomputer.
  • the dispenser system is compatible with a plurality of types of products such as the arrangement pitch of the LED chips 4, the number of the LED chips 4, the line width of the color conversion unit 5, and the like by changing the program installed in the controller as appropriate. It becomes possible.
  • the surface shape of the color conversion unit 5 can also be controlled, for example, by adjusting the viscosity of the material.
  • the curvature of each surface (convex curved surface) of each convex portion 5 a can be designed by the viscosity or surface tension of the material, the height of the wire 8 or the like. The curvature can be increased by increasing the viscosity of the material, increasing the surface tension, or increasing the height of the wire 8.
  • the viscosity of the material is preferably set in the range of about 100 to 2000 mPa ⁇ s.
  • the value of viscosity can be, for example, a value measured at normal temperature using a conical and flat plate rotational viscometer.
  • the dispenser system may also include a heater to heat the uncured material to the desired viscosity. Thereby, the dispenser system can improve the reproducibility of the application shape of the material, and can improve the reproducibility of the surface shape of the color conversion unit 5.
  • the LED module 1 can be used as a light source of various lighting devices.
  • a lighting fixture in which the LED module 1 is used as a light source in the fixture body a lamp (for example, a straight tube LED lamp, a bulb lamp etc.) etc.
  • other lighting devices may be used.
  • the LED module 1 is provided with the resin portion 72 even when the device body is made of metal and has conductivity, so that the desired creepage distance between the wiring pattern 71 and the device body is obtained. It is possible to secure In the lighting device, if the device body is made of metal, it is possible to dissipate heat generated by the LED module 1 more efficiently.
  • a material with high heat conductivity is preferable, and a material with heat conductivity higher than the resin part 72 is more preferable.
  • a material of the device body it is preferable to use a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper.
  • thermosetting sheet-like adhesive As a means for attaching the LED module 1 to the instrument body, for example, a fixture such as a screw may be adopted, or an epoxy resin layer of a thermosetting sheet-like adhesive may be used between the instrument body and the LED module 1 And may be joined.
  • the sheet-like adhesive contains a filler made of a filler such as silica and alumina, and has a B-stage epoxy resin layer (thermosetting resin) and plastic that have a property of lowering viscosity and increasing flowability during heating
  • a sheet-like adhesive in which a film (PET film) is laminated can be used.
  • a sheet-like adhesive there is, for example, an adhesive sheet TSA manufactured by Toray Industries, Inc., and the like.
  • an electrically insulating material having a thermal conductivity higher than that of an epoxy resin which is a thermosetting resin may be used.
  • the thickness of the above-mentioned epoxy resin layer is set to 100 ⁇ m, but this value is an example and is not particularly limited. For example, it may be appropriately set in the range of about 50 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the thermal conductivity of the above-mentioned epoxy resin layer is preferably 4 W / m ⁇ K or more.
  • the epoxy resin layer of the sheet-like adhesive described above has properties such as electrical insulation, high thermal conductivity, high fluidity at the time of heating, and high adhesion to an uneven surface. Therefore, the lighting fixture can prevent the occurrence of a space between the insulating layer formed of the above-mentioned epoxy resin layer and the LED module 1 and the fixture body, and can improve the adhesion reliability. In addition, it is possible to suppress the increase of the thermal resistance and the occurrence of the variation due to the insufficient adhesion.
  • the insulating layer has electrical insulation and thermal conductivity, and has a function of thermally coupling the LED module 1 and the fixture body.
  • the luminaire can improve the heat dissipation and suppress the temperature rise of the junction temperature of each LED chip 4, the input power can be increased, and the light output can be increased.
  • the thickness of the above-mentioned epoxy resin layer is set to 100 ⁇ m, but this value is an example and is not particularly limited. For example, it may be appropriately set in the range of about 50 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the heat conductivity of the above-mentioned epoxy resin layer is 4 W / m * K or more.
  • a straight tube-like tube main body formed of a translucent material (for example, milky white glass, milky white resin, etc.), and the longitudinal direction of the tube main body
  • a first base and a second base provided at each of the one end and the other end are provided, and in the tube main body, the mounting substrate 7 is elongated and the plurality of LED chips 4 are in the longitudinal direction of the mounting substrate 7 It may be configured to accommodate the arranged LED modules 1.
  • the lighting fixture 50 provided with the LED module 1 of the 2nd modification as a light source is demonstrated based on FIG. 23A and 23B.
  • the lighting fixture 50 is an LED lighting fixture, and includes a fixture main body 51 and an LED module 1 which is a light source held by the fixture main body 51.
  • the fixture body 51 is formed in a long shape (here, a rectangular plate shape) larger in planar size than the LED module 1.
  • the LED module 1 is disposed on the side of one surface 51 b in the thickness direction of the device main body 51.
  • the LED module 1 is disposed with respect to the fixture body 51 such that the longitudinal direction of the LED module 1 and the longitudinal direction of the fixture body 51 are aligned.
  • a cover 52 that covers the LED module 1 is disposed on the one surface 51 b side of the device main body 51.
  • the cover 52 has a function of transmitting light emitted from the LED module 1.
  • the lighting fixture 50 is equipped with the lighting device 53 which supplies DC power to the LED module 1 and lights (emits) each LED chip 4 (see FIG. 21).
  • the lighting device 53 and the LED module 1 are electrically connected via a wire 54 such as a lead wire.
  • a recess 51 a for housing the lighting device 53 is formed on the other surface 51 c side in the thickness direction of the device main body 51.
  • the recess 51 a is formed along the longitudinal direction of the instrument body 51.
  • the through-hole (not shown) which penetrates the thin part between the one surface 51b and the inner bottom face of the recess 51a, and the electric wire 54 is penetrated is formed in the instrument main body 51. As shown in FIG.
  • the LED module 1 can connect the electric wire 54 at the exposed portion of the wiring pattern 71.
  • a connection portion between the wiring pattern 71 and the electric wire 54 for example, a connection portion made of a conductive bonding material such as solder or a connection portion made of a male connector and a female connector can be adopted.
  • the lighting fixture 50 can supply DC power from the lighting device 53 to the LED module 1 to light the LED module 1.
  • the lighting device 53 may be configured to be supplied with power from an AC power supply such as a commercial power supply, or may be configured to be supplied with power from a DC power supply such as a solar cell or a storage battery.
  • the light source of the lighting fixture 50 is not limited to the LED module 1 of the second modification, and the LED module 1 of any of the first to third embodiments and the first modification of the third embodiment is mounted as in the second modification.
  • the substrate 7 may have a long shape and a plurality of LED chips 4 may be provided for one mounting substrate 7.
  • the instrument main body 51 As a material of the instrument main body 51, a material with high thermal conductivity is preferable, and a material with thermal conductivity higher than the mounting substrate 7 is more preferable.
  • a material of the instrument main body 51 it is preferable to use a metal having a high thermal conductivity such as aluminum, copper or the like.
  • the luminaire 50 can improve heat dissipation by making the material of the luminaire main body 51 metal.
  • a fixture such as a screw may be adopted, or an epoxy resin layer of a thermosetting sheet-like adhesive can be used together with the instrument body 51 and the LED module 1 May be interposed between the two.
  • cover 52 for example, acrylic resin, polycarbonate resin, silicone resin, glass or the like can be adopted.
  • the cover 52 integrally includes a lens unit (not shown) that controls the light distribution of the light emitted from the LED module 1.
  • a lens unit (not shown) that controls the light distribution of the light emitted from the LED module 1.
  • the luminaire 50 described above by including the above-described LED module 1 as a light source, it is possible to improve the light extraction efficiency, and it is possible to achieve cost reduction and high light output. Become.
  • the straight tube type LED lamp 60 has a straight tube (cylindrical) tube main body 61 formed of a translucent material, and a first mouthpiece 62 provided at each of one end and the other end of the tube main body 61 in the longitudinal direction. , And a second base 63, and the LED module 1 of the second modified example is housed in the tube main body 61.
  • the LED module 1 is not limited to the LED module 1 of the second modification, and in the LED module 1 of any of the first to third embodiments and the first modification of the third embodiment, the mounting substrate 7 is the same as the second modification.
  • a plurality of LED chips 4 may be provided on one mounting substrate 7 in an elongated shape.
  • the tube main body 61 As a material of the tube main body 61, for example, transparent glass, milky white glass, transparent resin, milky white resin or the like can be adopted.
  • the first cap 62 is provided with two feed terminals (hereinafter referred to as “first lamp pins”) 64 and 64 electrically connected to the LED module 1. These two first lamp pins 64, 64 are configured to be electrically connectable to each of the two power supply contacts of the power supply lamp socket held by the fixture body of the lighting fixture (not shown). It is done.
  • the second base 63 is provided with a single ground terminal (hereinafter referred to as “second lamp pin”) 65 for grounding.
  • the one second lamp pin 65 is configured to be electrically connectable to the grounding contact of the grounding lamp socket held by the instrument body.
  • Each of the first lamp pins 64 is formed in an L shape, and extends in the radial direction of the tube main body 61 from the pin main body 64a projecting along the longitudinal direction of the tube main body 61 and the tip of the pin main body 64a. And a key portion 64b extended along the same. The two key portions 64 b extend away from each other.
  • Each first lamp pin 64 is formed by bending an elongated metal plate.
  • the second lamp pin 65 protrudes from the end face (base reference surface) of the second base 63 to the opposite side to the tube main body 61.
  • the second lamp pin 65 is formed in a T-shape.
  • the straight tube type LED lamp 60 is, for example, a “straight tube type LED lamp system with L-shaped pin cap GX16t-5 (for general lighting)” standardized by the Japan Light Bulb Industry Association (JEL 801: 2010 It is preferable to be configured to satisfy the standard of.
  • the lamp provided with the LED module 1 is not limited to the above-described straight tube type LED lamp.
  • a straight tube type LED provided with the LED module 1 and a lighting device for lighting the LED module 1 in a tube body It may be a lamp.
  • the lighting device is supplied with power from an external power supply via a lamp pin.
  • the mounting substrate 7 has a long shape, and includes a plurality of LED chips 4.
  • the shape of the mounting substrate 7 or wiring according to the type of the lighting device to be applied The shape of the pattern 71, the number of the LED chips 4, the arrangement, and the like can be changed as appropriate.
  • the lighting fixture 90 is an LED lighting fixture that can be used as a downlight, and includes a fixture body 91a and an LED module 1 that is a light source held by the fixture body 91a. Moreover, the lighting fixture 90 is equipped with the rectangular box-like case 98 in which the lighting apparatus which makes the LED module 1 light was accommodated. The lighting device and the LED module 1 are electrically connected by a wire (not shown) or the like.
  • a device body 91 is formed in a disk shape, and the LED module 1 is disposed on one surface side of the device body 91a.
  • the lighting fixture 90 includes a plurality of fins 91 ab projecting from the other surface of the fixture main body 91.
  • the instrument body 91 and the fins 91ab are integrally formed.
  • the planar shape of the mounting substrate 7 is a square shape, and a plurality of (for example, 48) LED chips 4 (see FIG. 21) are arranged in a two-dimensional array.
  • a group (for example, eight) of LED chips 4 arranged on a virtual line is connected in series.
  • the LED module 1 assumes a prescribed number (for example, six) of virtual lines, and includes the series circuit in which a group of LED chips 4 are connected in series in the prescribed number, and the prescribed number of series circuits are parallel
  • the wiring pattern 71 is designed to be connected.
  • the planar shape of the mounting substrate 7 is not limited to a square, and may be, for example, a polygonal shape or a circular shape other than a square.
  • the LED module 1 may include the same number of light diffusion substrates 2 (see FIG. 21) as the LED chips 4 or one light diffusion substrate 2 for a group of LED chips 4 It is also good.
  • the lighting fixture 90 includes a first reflector 93 that reflects light emitted to the side from the LED module 1, a cover 92, and a second reflector 94 that controls distribution of light emitted from the cover 92. ing.
  • the lighting fixture 90 comprises the fixture outer body which accommodates the LED module 1, the 1st reflector 93, and the cover 92 with the fixture main body 91 and the 2nd reflector 94. FIG.
  • the instrument main body 91 is provided with two projecting portions 91 a facing each other on the one surface side. And in the lighting fixture 90, a plate-shaped fixing member 95 for fixing the LED module 1 is bridged over the two projecting portions 91a.
  • the fixing member 95 is formed of a sheet metal, and is fixed to each of the protruding portions 91 a by screws 97.
  • the first reflector 93 is fixed to the instrument body 91.
  • the LED module 1 may be held between the first reflector 93 and the fixing member 95.
  • the first reflector 93 is formed of a white synthetic resin.
  • the fixing member 95 is formed with an opening 95 a that exposes a part of the mounting substrate 7 of the LED module 1.
  • a heat conducting portion 96 is interposed between the mounting substrate 7 and the device body 91.
  • the heat conducting portion 96 has a function of transferring heat from the mounting substrate 7 to the instrument body 91.
  • the heat conducting portion 96 is formed of a heat conductive grease, but not limited to this, for example, a heat conductive sheet may be used.
  • the heat conductive sheet for example, a sheet of silicone gel having electrical insulation and heat conductivity can be used.
  • the sheet of silicone gel used as the heat conductive sheet is preferably soft.
  • SURCON registered trademark
  • the material of the thermally conductive sheet is not limited to silicone gel, but may be, for example, an elastomer as long as it has electrical insulation and thermal conductivity.
  • the lighting fixture 90 can efficiently transfer the heat generated by the LED module 1 to the fixture main body 91 through the heat conducting portion 96. Therefore, the lighting fixture 90 can efficiently dissipate the heat generated by the LED module 1 from the fixture main body 91 and the fins 91ab.
  • a material having a high thermal conductivity is preferable, and a material having a thermal conductivity higher than that of the mounting substrate 7 is more preferable.
  • a material of the instrument main body 91 and the fins 91ab it is preferable to use a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper.
  • cover 92 for example, acrylic resin, polycarbonate resin, silicone resin, glass or the like can be adopted.
  • the cover 92 may be integrally provided with a lens unit (not shown) for controlling the light distribution of the light emitted from the LED module 1.
  • the 2nd reflector 94 As a material of the 2nd reflector 94, aluminum, stainless steel, resin, ceramics etc. are employable, for example.
  • the device body 91 may be configured to double as the mounting substrate 7 of the LED module 1.

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Abstract

　ＬＥＤモジュールは、透光性の光拡散基板と、光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、光拡散基板の上記一表面側でＬＥＤチップを覆う色変換部と、実装基板と、を備える。色変換部は、ＬＥＤチップから放射される光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成されている。実装基板は、ＬＥＤチップから放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層を備え、拡散反射層が、光拡散基板の他表面側に配置されている。

Description

ＬＥＤモジュール

　本発明は、ＬＥＤモジュールに関するものである。
　従来から、白色系の発光が要求される発光装置としては、図２７に示す構成の発光装置が提案されている（日本国特許出願公開番号２００７－１０９７０１：特許文献１）。この発光装置は、放熱機能と光反射機能とを兼ね備えた金属板２０３と、光を通過させる貫通孔２０７を有する配線板２０１と、配線板２０１と金属板２０３とを張り合わせる接着シート２０２と、を備えている。そして、この発光装置は、ＬＥＤチップからなる発光素子２１４が、配線板２０１の貫通孔２０７直下にある金属板２０３に搭載され、発光素子２１４と配線板２０１の上面にあるランド２０６とが、金属線２１５でワイヤーボンディング接続されている。
　上述の発光装置では、金属板２０３として、アルミニウム板などを用いる旨が記載されている。
　図２７に示した構成の発光装置では、発光素子２１４の発光層から放射された光の一部が、発光素子２１４中を透過して金属板２０３で反射されるものと推考される。しかしながら、この発光装置では、金属板２０３で全反射された光が、発光素子２１４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モジュールを提供することにある。
　本発明のＬＥＤモジュールは、透光性の光拡散基板と、前記光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記光拡散基板の前記一表面側で前記ＬＥＤチップを覆う色変換部と、実装基板と、を備え、前記色変換部は、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蛍光体を含有する透明材料により形成され、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップから放射される光および前記蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層を備え、前記拡散反射層が、前記光拡散基板の他表面側に配置されていることを特徴とする。
　このＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップの前記第１電極および前記第２電極がそれぞれワイヤを介して電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの裏面側に配置された樹脂部と、を備え、前記配線パターンが非透光性であり、前記樹脂部が、電気絶縁性を有し、前記配線パターンの主表面側に、前記拡散反射層が形成され、前記拡散反射層には、前記第１電極および前記第２電極に一端部がそれぞれ接合された各前記ワイヤの他端部を通す貫通孔が形成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ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップの前記第１電極および前記第２電極がそれぞれワイヤを介して電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの裏面側に配置された樹脂部と、を備え、前記配線パターンが非透光性であり、前記樹脂部が、電気絶縁性を有し、前記拡散反射層は、前記光拡散基板の前記他表面側に形成されており、前記光拡散基板側とは反対側が、透明な第２接合部を介して前記配線パターンの主表面側に接合されていることが好ましい。
　本発明のＬＥＤモジュールにおいては、透光性の光拡散基板と、前記ＬＥＤチップから放射される光および前記蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。

図１Ａは、実施形態１のＬＥＤモジュールの概略平面図である。図１Ｂは、実施形態１のＬＥＤモジュールの概略断面図である。 図２Ａ、２Ｂは、参考例１の構造における光の進行経路の説明図である。 図３Ａ～３Ｄは、参考例１の構造における構造パラメータの説明図である。 図４は、参考例１の構造におけるＬＥＤチップの発光層での吸収率と光取り出し効率との関係のシミュレーション結果を示す図である。 図５は、参考例１の構造におけるＬＥＤチップの発光層での吸収率と光取り出し効率比との関係を示す図である。 図６は、参考例１の構造における光取り出し効率の内訳のシミュレーション結果を示す図である。 図７は、参考例２、３および４それぞれの光束の測定結果の説明図である。 図８は、参考例２、３および４それぞれの光束の測定結果の説明図である。 図９は、参考例２、３および４それぞれの光束の測定結果の説明図である。 図１０は、全反射率と波長との関係説明図である。 図１１Ａは、実施形態２のＬＥＤモジュールの概略平面図である。図１１Ｂは、実施形態２のＬＥＤモジュールの概略断面図である。 図１２Ａは、実施形態３のＬＥＤモジュールの概略平面図である。図１２Ｂは、実施形態３のＬＥＤモジュールの概略断面図である。 図１３は、実施形態３のＬＥＤモジュールにおける光拡散基板の概略斜視図である。 図１４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１５は、実施形態３のＬＥＤモジュールの実施例における光拡散基板およびアルミナ基板の反射率－波長特性図である。 図１６は、実施形態３のＬＥＤモジュールにおける光拡散基板の模式説明図である。 図１７は、実施形態１のＬＥＤモジュールにおける光拡散基板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１８は、実施形態３の実施例における光拡散基板およびアルミナ基板の反射率－波長特性図である。 図１９は、実施形態３のＬＥＤモジュールの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３のＬＥＤモジュールの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３のＬＥＤモジュールの第１変形例の概略断面図である。 図２２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２３Ａ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２３Ｂは、図２３Ａの要部拡大図である。 図２４Ａは、実施形態３の直管形ＬＥＤランプの一部破断した概略斜視図である。図２４Ｂは、図２４Ａの要部拡大図である。 図２５は、実施形態３の照明器具の第１変形例の概略斜視図である。 図２６は、実施形態３の照明器具の第１変形例の一部破断した概略斜視図である。 図２７は、従来例の発光装置を示す断面図である。
　（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１Ａ、１Ｂに基いて説明する。
　ＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側に透明な第１接合部３を介して接合されたＬＥＤチップ４と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側でＬＥＤチップ４を覆う色変換部５と、を備えている。色変換部５は、ＬＥＤチップ４から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ４とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有する透明材料により形成されている。また、ＬＥＤモジュール１は、実装基板７を備えている。実装基板７は、ＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層６を備え、拡散反射層６が、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置されている。
　これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４の発光層４３（図２Ａ、２Ｂ参照）で発光し、ＬＥＤチップ４内および第１接合部３を通過した光の一部が光拡散基板２内で拡散されたり、光拡散基板２の側面２ｓｃから取り出されることとなる。よって、ＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置されＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層６と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
　以下、ＬＥＤモジュール１の各構成要素について詳細に説明する。
　ＬＥＤチップ４は、このＬＥＤチップ４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４は、図２Ａ、２Ｂに示すように、ｎ形半導体層４２、発光層４３およびｐ形半導体層４４を有するＬＥＤ構造部４０を、基板４１の主表面４１ａ側に備えている。ｎ形半導体層４２、発光層４３およびｐ形半導体層４４の積層順は、基板４１に近い側から順に、ｎ形半導体層４２、発光層４３、ｐ形半導体層４４としてあるが、これに限らず、ｐ形半導体層４４、発光層４３、ｎ形半導体層４２の順でもよい。ＬＥＤチップ４は、ＬＥＤ構造部４０と基板４１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４３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４は、ｎ形半導体層４２と発光層４３とｐ形半導体層４４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４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、ＬＥＤチップ４として内部に反射層（例えば、ブラッグ反射器などの反射部）を備えていない構造のＬＥＤチップを採用する場合に、内部に反射層を備えたＬＥＤチップを採用する場合に比べて、光拡散基板２と拡散反射層６とを備えたことによる光取り出し効率の向上効果が大きい。
　ＬＥＤチップ４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４は、基板４１としてサファイア基板を備えている。ただし、ＬＥＤチップ４の基板４１は、サファイア基板に限らず、例えば、発光層４３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４のチップサイズは、特に限定するものではない。ＬＥＤチップ４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４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。平面形状が長方形状のＬＥＤチップ４としては、例えば、チップサイズが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４は、発光層４３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４としては、青色ＬＥＤチップに限らず、例えば、紫色光ＬＥＤチップ、紫外光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４と光拡散基板２とを接合する第１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を採用することができる。
　光拡散基板２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、光拡散基板２の一表面２ｓａ側の中央部に、透明な第１接合部３を介してＬＥＤチップ４が接合されている。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４の発光層４３からＬＥＤチップ４の厚み方向の他面側へ放射された光がＬＥＤチップ４の側面から取り出されやすくなり、また、光拡散基板２内で拡散され光拡散基板２の一表面２ｓａの周部から取り出されやすくなる。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。
　光拡散基板２は、矩形板状に形成してあるが、これに限らず、例えば、円形状、多角形状などでもよい。光拡散基板２の平面サイズは、ＬＥＤチップ４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。
　光拡散基板２は、ＬＥＤチップ４に近い線膨張率を持つように構成することで、ＬＥＤチップ４と実装基板７との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ４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４と実装基板７との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ４に働く応力を緩和することが可能となる。
　また、光拡散基板２は、ＬＥＤチップ４で発生した熱を実装基板７側へ伝熱させる熱伝導機能を有していることが好ましい。また、光拡散基板２は、ＬＥＤチップ４で発生した熱をＬＥＤチップ４のチップサイズよりも広い範囲に伝熱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４で発生した熱を光拡散基板２および実装基板７を介して効率良く放熱させることが可能となる。
　色変換部５の形状は、ＬＥＤチップ４の平面形状などに基いて適宜設定すればよい。例えば、ＬＥＤチップ４の平面形状が長方形状の場合には、色変換部５を半楕円球状の形状とし、平面視での色変換部５の長軸方向、短軸方向を、平面視でのＬＥＤチップ４の長手方向、短手方向それぞれと揃えることが好ましい。また、ＬＥＤチップ４の平面形状が正方形状の場合には、色変換部５の形状を半球状の形状とすることが好ましい。ただし、色変換部５の形状は、特に限定するものではなく、ＬＥＤモジュール１の所望の配光特性に基いて適宜設定すればよい。色変換部５は、ＬＥＤチップ４だけでなくＬＥＤチップ４に接続された各ワイヤ８の各々の一部を覆っている。色変換部５は、ＬＥＤチップ４の上記一面側および側面と、光拡散基板２の一表面２ｓａの周部とに接している。色変換部５は、例えば、成形法により形成することができる。
　色変換部５の材料である透明材料としては、シリコーン樹脂を採用している。透明材料は、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、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もできる。
　色変換部５の材料である蛍光体は、ＬＥＤチップ４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４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４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４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５の表面を通して放射可能となり、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。
　実装基板７は、ＬＥＤチップ４が電気的に接続された非透光性の配線パターン７１と、配線パターン７１の裏面側に配置された樹脂部７２と、を備えているのが好ましい。樹脂部７２は、電気絶縁性を有している。配線部である配線パターン７１は、ＬＥＤチップ４への給電用の導体パターンである。導体パターンとは、パターン化された導体部を意味する。
　実装基板７は、配線パターン７１の主表面側に、拡散反射層６が形成されている。拡散反射層６には、ＬＥＤチップ４の第１電極および第２電極に一端部がそれぞれ接合された各ワイヤ８の他端部を通す貫通孔６１が形成されている。
　配線パターン７１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。配線パターン７１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。リードフレームは、金属フレームであり、帯状の金属フープ材から形成されている。金属フープ材の厚みは、例えば、１００μｍ～１５００μｍ程度の範囲で設定することが好ましい。
　リードフレームは、主表面側に、金属フープ材に比べてＬＥＤチップ４からの光に対する反射率の高い表面処理層（図示せず）を適宜設けてもよい。表面処理層としては、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。表面処理層は、長期的な信頼性（例えば、耐酸化性、耐腐食性、樹脂部７２との密着性など）の観点から、Ａｇ膜よりも、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合金膜などのほうが好ましい。表面処理層は、めっき層などにより構成することが好ましい。要するに、表面処理層は、めっき法により形成することが好ましい。リードフレームは、主表面側に限らず、全体に表面処理層を形成してあってもよい。また、リードフレームの主表面側の表面処理層は、スポットめっき法などによって部分的に形成するようにしてもよい。
　なお、金属フープ材としては、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。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。金属フープ材として、上述のような高反射基板を用いる場合には、各ワイヤ８それぞれとの電気的接続のための導電膜をめっき法などによって形成するか、増反射膜をパターニングする必要がある。
　配線パターン７１は、ＬＥＤチップ４の第１電極と第２電極とのうちの一方が、ワイヤ８を介して電気的に接続される第１導体部（第１パターン）７１ａと、第１電極と第２電極とのうちの他方がワイヤ８を介して電気的に接続される第２導体部（第２パターン）７１ｂと、を備えている。なお、図１の例では、第１電極がワイヤ８を介して第１パターン７１ａと電気的に接続され、第２電極がワイヤ８を介して第２導体部７１ｂと電気的に接続されている。
　実装基板７は、配線パターン７１において拡散反射層６により覆われた領域以外の領域の主表面側に、最表層がＡｕ膜からなる表面処理層が形成されていることが好ましい。この表面処理層の材料は、配線パターン７１の材料に比べて、耐酸化性および耐腐食性が高い材料が好ましい。ここにおいて、表面処理層は、例えば、配線パターン７１が上述のリードフレームを利用して形成されていて配線パターン７１の材料がＣｕである場合、Ｎｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜もしくはＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜からなることが好ましい。これにより、表面処理層は、耐酸化性および耐腐食性が高く、また、ワイヤ８を構成する金ワイヤとの接合強度を高めることが可能となり、また、配線パターン７１の材料であるＣｕが表面処理層のＡｕ膜中へ拡散するのを抑制することが可能となる。
　実装基板７の形成方法の一例としては、例えば、まず、配線パターン７１を有するリードフレームを準備してから、配線パターン７１に拡散反射層６を形成し、その後、表面処理層を電解めっき法により形成し、その後、インサート成形法によって、配線パターン７１が埋設された樹脂部７２を成形し、その後、リードフレームの不要部分を切断するようにすればよい。この実装基板７の形成方法では、表面処理層を電解めっき法により形成する前に、拡散反射層６を形成するので、表面処理層を形成する前に拡散反射層６がない場合に比べて、配線パターン７１に施すめっきの量を低減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。上述の実装基板７の形成方法は、一例であり、他の形成方法でもよい。
　実装基板７の平面形状は、矩形状としてある。これに対し、配線パターン７１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとが規定方向（図１Ａの左右方向）に並設され、且つ、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとの両方を包含する仮想四角形が、樹脂部７２の外周形状よりもやや小さく当該外周形状に相似な矩形となるように形成されている。ここで、配線パターン７１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとで、上記仮想四角形の大部分を占めるように外形寸法が設定されている。具体的には、第１導体部７１ａは、外周形状が矩形状であり、上記規定方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に沿った辺の長さの４分の３よりもやや小さな寸法に設定され、上記規定方向に直交する方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に直交する方向に沿った辺の長さと同じ寸法に設定してある。また、第２導体部７１ｂは、上記規定方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に沿った辺の長さの４分の１よりもやや小さな寸法に設定され、上記規定方向に直交する方向における長さ寸法が、上記仮想四角形の上記規定方向に直交する方向に沿った辺の長さと同じ寸法に設定してある。実装基板７は、第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂそれぞれの形状や大きさを特に限定するものではないが、配線パターン７１で樹脂部７２における光拡散基板２側の表面の大部分を配線パターン７１で覆うように設定することが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、放熱性を向上させることが可能となる。配線パターン７１は、第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとの大きさが逆でもよい。また、配線パターン７１は、配線パターン７１の厚み方向への第１導体部７１ａと第２導体部７１ｂとのいずれか一方の投影領域内に光拡散基板２が収まるように、第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂそれぞれの外形寸法が設定されていることが好ましい。要するに、配線パターン７１は、第１導体部７１ａの垂直投影領域内もしくは第２導体部７１ｂの垂直投影領域内のいずれかに光拡散基板２が収まるように、第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂそれぞれの外形寸法が設定されていることが好ましい。
　実装基板７の平面形状は、矩形状に限らず、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。
　拡散反射層６の材料としては、白色のレジスト（樹脂）などを採用することができる。拡散反射層６の材料は、白色系のレジストが好ましく、白色系のレジストのなかでも、白色のレジストがより好ましい。ＬＥＤモジュール１は、拡散反射層６の色が白色であることにより、ＬＥＤチップ４から放射された光および蛍光体から放射された光を効率良く拡散反射層６の表面で拡散反射させることが可能となる。したがって、ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の平面サイズを光拡散基板２の平面サイズよりも大きくした構成でありながら、ＬＥＤチップ４から放射された光および蛍光体から放射された光が拡散反射層６の表面で拡散反射され、実装基板７に吸収されるのを抑制することが可能となる、これにより、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。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２を備えていることにより、光拡散基板２直下の拡散反射層６が空気に触れないので、拡散反射層６が経年劣化しにくくなり、経年劣化による影響を低減することが可能となる。
　拡散反射層６は、平面視において、配線パターン７１の大部分を覆うように形成されている。この拡散反射層６は、光拡散基板２の近傍において第１導体部７１ａ、第２導体部７１ｂそれぞれの１箇所を露出させる貫通孔６１を有し、且つ、実装基板７の外周部において第１導体部７１ａ、第２導体部７１ｂそれぞれの１箇所を露出させる開孔部（図示せず）を有するように、パターニングされている。これにより、第１導体部７１ａ、第２導体部７１ｂは、光拡散基板２の近傍において露出した部位が、ワイヤ８が接続される接続部を構成し、実装基板７の外周部において露出した部位が外部接続用の端子部を構成している。
　樹脂部７２は、樹脂に当該樹脂よりも熱伝導率の高いフィラーを混合した材料により形成してもよい。これにより、実装基板７は、樹脂部７２が、フィラーが混合されていない樹脂により形成されている場合に比べて、樹脂部７２の熱抵抗を低減することが可能となる。樹脂部７２の樹脂としては、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを採用することができる。また、フィラーとしては、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、ガラス繊維などを用いることが好ましい。また、フィラーの充填率は、６０体積パーセント～７５体積パーセント程度が好ましい。これにより、実装基板７は、樹脂部７２の熱伝導率を４Ｗ／ｍＫ～１０Ｗ／ｍＫ程度とすることが可能となる。一例として、実装基板７の樹脂部７２は、樹脂としてビニルエステル樹脂を、フィラーの材料として酸化マグネシウムを、それぞれ採用し、フィラーの充填率を６７体積パーセントとすれば、熱伝導率を５Ｗ／ｍＫ、線膨張率を１８～２２ｐｐｍ／Ｋ程度とすることが可能となる。アルミニウムおよび銅の熱伝導率は、それぞれ、２３ｐｐｍ／Ｋ程度、１７ｐｐｍ／Ｋ程度である。
　実装基板７の一表面７ｓａ側に配置するＬＥＤチップ４の個数は、１個に限らず、複数個でもよい。ＬＥＤチップ４の個数が複数個の場合には、ＬＥＤチップ４の個数と光拡散基板２の個数とは同じでもよいし、ＬＥＤチップ４の個数よりも光拡散基板２の個数が少なくてもよい。要するに、ＬＥＤモジュール１は、例えば、１個の光拡散基板２に１個のＬＥＤチップ４が第１接合部３を介して接合された構成を、ＬＥＤチップ４の個数だけ備えたものでもよいし、１個の光拡散基板２に複数個のＬＥＤチップ４の各々が第１接合部３を介して接合された構成を備えたものでもよい。
　また、ＬＥＤモジュール１は、例えば、実装基板７の平面形状を長尺状として、実装基板７の長手方向に沿って複数個のＬＥＤチップ４を配列した構成としてもよい。この場合、配線パターン７１は、複数個のＬＥＤチップ４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。
　ワイヤ８としては、金ワイヤに限らず、例えば、アルミニウムワイヤなどを採用することができる。
　貫通孔６１は、開口形状を円形状としてある。貫通孔６１の内径は、０．５ｍｍ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い。貫通孔６１の形状は、円形状に限らず、例えば、矩形状、楕円形状などでもよい。貫通孔６１は、平面視においてＬＥＤチップ４の両側に１つずつ形成されている。
　光拡散基板２と実装基板７とは、透明な第２接合部（図示せず）を介して接合されている。第２接合部の材料としては、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。
　ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の一表面７ｓａ側において色変換部５および色変換部５から露出している各ワイヤ８を覆う透明材料からなるカバー部（図示せず）を備えることが好ましい。カバー部の材料としては、色変換部５の材料である透明材料と同じ材料などを採用することができる。すなわち、カバー部の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、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。なお、カバー部の光出射面は、色変換部５の光出射面に沿った形状であることが好ましい。また、ＬＥＤモジュール１の製造時には、色変換部５を形成した後に、例えば、ディスペンサなどにより、各貫通孔６１にカバー部の材料を充填して各ワイヤ８が光拡散基板２に接触しないようにし、その後、カバー部を形成すればよい。
　ところで、本願発明者らは、光取り出し効率の向上を図るという課題を解決するために、特にＬＥＤチップ４を搭載するサブマウント部材２０（図２Ａ、２Ｂ、３Ａ～３Ｄ、７～９参照）、サブマウント部材２０におけるＬＥＤチップ４側とは反対側に配置される支持部材１７０（図７～９参照）に着目し、鋭意研究を行った。
　まず、本願発明者らは、ＬＥＤチップ４をサブマウント部材２０に第１接合部３を介して接合することでＬＥＤチップ４をサブマウント部材２０に搭載した構造（参考例１）に関して、サブマウント部材２０の材質の違いによる光取り出し効率の違いについて検討した。ＬＥＤチップ４としては、基板４１がサファイア基板であり、発光層４３から放射される光が青色光であるＧａＮ系青色ＬＥＤチップを準備した。また、サブマウント部材２０としては、透光性セラミックス基板（透光性アルミナ基板）、透光性セラミックス基板に比べて反射率の高い金属板（Ａｇ基板、Ａｌ基板）を準備した。また、第１接合部３の材料は、シリコーン樹脂とした。
　図２Ａには、参考例１の構造においてサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合について、発光層４３の任意の点から放射された光の進行経路を矢印で模式的に示してある。また、図２Ｂには、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｇ基板とした場合について、発光層４３の任意の点から放射された光の進行経路を矢印で模式的に示してある。参考例１の構造での光取り出し効率については、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合の方が、サブマウント部材２０をＡｇ基板とした場合よりも、８～１０％、高かった。
　参考例１の構造については、図３Ａ～３Ｄに示す構造パラメータを設定した。ＬＥＤチップ４については、平面形状を長方形とし、長辺の長さ寸法Ｈ４１を０．５ｍｍ、短辺の長さ寸法Ｈ４２を０．２４ｍｍとした。また、ＬＥＤチップ４については、基板４１とＬＥＤ構造部４０とを合わせた厚み寸法ｔ４を０．１４ｍｍ、ＬＥＤ構造部４０の厚み寸法ｔ５を０．０００４ｍｍ、ＬＥＤチップ４の上記一面から発光層４３までの厚み寸法ｔ６を０．０００３ｍｍとした。また、ＬＥＤチップ４については、基板４１の材料を屈折率が１．７７のサファイアとし、ＬＥＤ構造部４０を屈折率が２．５のＧａＮとした。
　また、発光層４３については、発光層４３の全点いずれからも、全方向に等方的に均一な強度の光が放射されるものと仮定した。
　また、第１接合部３については、厚み寸法ｔ３を０．００５ｍｍとし、材料を屈折率が１．４１のシリコーン樹脂とした。
　サブマウント部材２０については、平面形状を矩形状とし、隣り合う２つの辺の長さ寸法Ｈ１、Ｈ２それぞれを３．７５ｍｍ、３．７５ｍｍとした。したがって、ＬＥＤチップ４の長手方向に沿った方向におけるＬＥＤチップ４とサブマウント部材２０の外周線との距離Ｌ１は、１．６２５ｍｍとし、ＬＥＤチップ４の短手方向に沿った方向におけるＬＥＤチップ４とサブマウント部材２０の外周線との距離Ｌ２は、１．７５５ｍｍとした。
　また、サブマウント部材２０の光学特性については、透光性セラミックス基板の場合、反射率を９２％、透過率を８％と仮定した。そして、本願発明者らは、サブマウント部材２０が透光性セラミックス基板の場合について、図３Ｄに示すように、セラミックスからなる母材中に母材とは屈折率の異なる球状の粒子が混入されている構造モデルを考え、上述の反射率、透過率それぞれの値が得られるように、母材の屈折率を１．７７、粒子の屈折率を１．０、粒子サイズを３．０μｍ、粒子濃度を１６．５％と仮定した。
　また、参考例１の構造から放射される全光束は、参考例の構造が無限遠にあると見なすファーフィールド（far field）受光器で検出するものと仮定した。
　光取り出し効率の実測値については、参考例１の構造においてサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合の光取り出し効率が７２．５％であるのに対し、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合の光取り出し効率が６８．７％であった。
　図４は、参考例１の構造において発光層４３での吸収率と全体での光取り出し効率との関係をシミュレーションした結果を示す。図４中のＤ１は、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合のシミュレーション結果を示す。図４中のＤ２は、サブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合のシミュレーション結果を示す。なお、このシミュレーションでは、ＬＥＤチップ４の側面ではフレネル損失のみが生じると仮定した。また、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。
　図４に示したシミュレーション結果からは、発光層４３での光吸収率が約０．２％のときにＤ１、Ｄ２とも光取り出し効率が約７０％となり、実測値に近い値が得られた。
　図５は、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合の光取り出し効率に対するサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板の光取り出し効率の比を光取り出し効率比として定義し、発光層４３の光吸収率と光取り出し効率比との関係を示したものである。
　図５からは、発光層４３の光吸収率の大小にかかわらず光取り出し効率比が１よりも大きな値となっていることが分かる。すなわち、図５からは、発光層４３の光吸収率が同一条件であれば、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合よりも、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合のほうが、光取り出し効率が高くなることが分かる。参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合よりも、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合のほうが、光取り出し効率が高くなるという結果は、実測値の場合と同様である。
　図６は、参考例１の構造においてサブマウント部材２０を透光性セラミックス基板、Ａｌ基板とした場合、それぞれの光取り出し効率の内訳をシミュレーションした結果である。図６では、基板材質がセラミックスの場合が、サブマウント部材２０が透光性セラミックス基板の場合に対応し、基板材質がアルミニウムの場合が、サブマウント部材２０がＡｌ基板の場合に対応している。光取り出し効率の内訳に関して、図６中のＩ１は、ＬＥＤチップ４の上記一面からの光取り出し効率である。また、図６中のＩ２は、ＬＥＤチップ４の側面からの光取り出し効率である。また、図６中のＩ３は、サブマウント部材２０におけるＬＥＤチップ４側の露出表面（上面）からの光取り出し効率である。また、図６中のＩ４は、サブマウント部材２０の側面とＬＥＤチップ４側とは反対側の露出表面（下面）とからの光取り出し効率である。
　図６から、参考例１の構造においてサブマウント部材２０をＡｌ基板とした場合には、Ｉ３およびＩ４が０であるのに対して、サブマウント部材２０を透光性セラミックス基板とした場合には、Ｉ１およびＩ２それぞれが若干減少するものの、Ｉ３とＩ４とを合わせて９．３％の光取り出し効率が得られ、トータルとしての光取り出し効率が向上することが分かる。
　図７、８は、各々の左下に示す参考例２の構造、各々の中央下に示す参考例３の構造、各々の右下に示す参考例４の構造それぞれについて、サブマウント部材２０の平面サイズを２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）で一定とし厚み寸法を種々変化させた場合について、光束を積分球により測定した結果をまとめた図である。参考例２の構造は、参考例１の構造に対して、サブマウント部材２０におけるＬＥＤチップ４側とは反対側に配置される支持部材１７０を追加した構造である。参考例３の構造は、参考例２の構造にＬＥＤチップ４を封止するシリコーン樹脂からなる封止部１５０を追加した構造である。参考例４の構造は、参考例２の構造にＬＥＤチップ４を覆う色変換部５を追加した構造である。色変換部５は、透明材料としてシリコーン樹脂を採用し、波長変換材料として黄色蛍光体を採用した。図７と図８との相違点は、図７の支持部材１７０がＡｌ基板であるのに対し、図８の支持部材１７０がＡｇ基板である点のみである。なお、Ａｌ基板、Ａｇ基板の反射率は、それぞれ、約７８％、約９８％である。
　また、図７のＥ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４は、サブマウント部材２０の厚み寸法を、それぞれ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍおよび１．０ｍｍとしたときの光束比である。また、図８のＦ１、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４は、サブマウント部材２０の厚み寸法を、それぞれ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍおよび１．０ｍｍとしたときの光束比である。光束比は、参考例２の構造、参考例３の構造および参考例４の構造それぞれの光束と、サブマウント部材２０として厚み寸法が１．０ｍｍの高純度アルミナ基板を採用し支持部材１７０をなくした基準構造での光束と、の相対値である。したがって、図７、８の結果は、光束比が１よりも大きい場合、基準構造よりも光束が大きいことを意味し、光束比が１よりも小さい場合、基準構造よりも光束が小さいことを意味している。
　図７の結果から、本願発明者らは、参考例４の構造において支持部材１７０をＡｌ基板とした場合、サブマウント部材２０の厚み寸法を０．８ｍｍ以上とすれば、基準構造よりも光束を大きくすることが可能であると考えた。また、図８の結果から、本願発明者らは、参考例４の構造において支持部材１７０をＡｇ基板とした場合、サブマウント部材２０の厚み寸法を０．８ｍｍ以上とすれば、基準構造よりも光束を大きくすることが可能であると考えた。逆に言えば、本願発明者らは、参考例４の構造において支持部材１７０をＡｌ基板やＡｇ基板などの金属板とした場合、光取り出し効率を向上させるという観点から、サブマウント部材２０の厚み寸法の薄型化が制限されると考えた。
　また、本願発明者らは、ＬＥＤチップ４から支持部材１７０に到達した光を拡散反射させることでＬＥＤチップ４へ戻る光を低減するために、支持部材１７０として白色系の拡散反射基板を用いることを検討した。
　図９は、参考例２の構造、参考例３の構造および参考例４の構造の各々について、サブマウント部材２０の平面サイズを２ｍｍ□で一定とし、厚み寸法を０．４ｍｍとした場合について、光束を積分球により測定した結果をまとめた図である。
　図９のＥ１は、支持部材１７０をＡｌ基板とした場合の光束比である。図９のＦ１は、支持部材１７０をＡｇ基板とした場合の光束比である。図９のＧ１は、支持部材１７０を白色系の拡散反射基板（白色塗装を施した基板）とした場合の光束比である。拡散反射基板の反射率は、約９２％である。なお、図１０には、本願発明者らが比較検討したＡｇ基板、ＭＩＲＯ２およびセラミックス基板（上述の高純度アルミナ基板）それぞれの全反射率の波長依存性を示す。
　図９の光束比は、参考例２の構造、参考例３の構造および参考例４の構造それぞれの光束と、サブマウント部材２０として厚み寸法が１．０ｍｍの高純度アルミナ基板を採用し支持部材１７０をなくした基準構造での光束と、の相対値である。したがって、図９の結果は、光束比が１よりも大きい場合、基準構造よりも光束が大きいことを意味し、光束比が１よりも小さい場合、基準構造よりも光束が小さいことを意味している。
　本願発明者らは、図９の結果から、支持部材１７０として拡散反射基板を採用することにより、支持部材１７０としてＡｌ基板やＡｇ基板などの金属基板を採用する場合に比べて、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。
　そして、本願発明者らは、この知見に基いて、本実施形態のＬＥＤモジュール１を想起するに至った。
　ＬＥＤモジュール１は、上述のように、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側に透明な第１接合部３を介して接合されたＬＥＤチップ４と、光拡散基板２の一表面２ｓａ側でＬＥＤチップ４を覆う色変換部５と、を備えている。ここで、色変換部５は、ＬＥＤチップ４から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ４とは異なる色の光を放射する蛍光体および透明材料を含んでいる。また、ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置されＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層６が設けられた実装基板７を備えている。ＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の他表面側に配置されＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層６と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となり、光出力（光束）の高出力化を図ることが可能となる。ＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２による光の導光効果により、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、また、ＬＥＤチップ４から放射されて光拡散基板２の一表面２ｓａ側から他表面２ｓｂ側に透過する光を拡散反射層６により拡散反射することにより、色変換部５の蛍光体の変換効率を向上させて光取り出し効率を向上させることが可能となるものと推考される。
　また、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、配線パターン７１で樹脂部７２における光拡散基板２側の表面の大部分を配線パターン７１で覆うように設定してあるので、ＬＥＤチップ４で発生して配線パターン７１へ伝熱された熱を、配線パターン７１の厚み方向および横方向（面内方向）へ広げて樹脂部７２へ伝熱させることが可能となる。これにより、ＬＥＤモジュール１は、放熱性が向上してＬＥＤチップ４の温度上昇を抑制することが可能となり、光出力のより一層の高出力化を図ることが可能となる。
　実装基板７の配線パターン７１は、樹脂部７２の平面視における外周線の位置まで広げてもよいが、ＬＥＤモジュール１を搭載する部材（例えば、照明器具の器具本体など）が導電性材料により形成されているような場合には、上述の外周線よりも内側の位置まで広げるにとどめて、この部材との所望の沿面距離を確保できるようすることが好ましい。
　また、ＬＥＤモジュール１は、実装基板７が配線パターン７１の裏面側に樹脂部７２を備えているので、金属製の部材（例えば、照明器具における金属製の器具本体や放熱部材など）に対して設置して用いるような場合に、耐雷サージ性を高めることが可能となる。
　また、本実施形態のＬＥＤモジュール１では、実装基板７が拡散反射層６を備えていることにより、配線パターン７１での光損失を低減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。
　（実施形態２）
　以下では、本実施形態のＬＥＤモジュール１について図１１に基いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１は、拡散反射層６が、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に形成され、拡散反射層６における光拡散基板２側とは反対側が、透明な第２接合部（図示せず）を介して配線パターン７１の主表面側に接合されている点などが実施形態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、実装基板７には、拡散反射層６が形成されておらず、樹脂部７２が、配線パターン７１の裏面側だけでなく、配線パターン７１の主表面側において拡散反射層６が接合されていない領域の大部分を覆っている。
　また、実装基板７は、配線パターン７１の主表面側において、樹脂部７２に、ＬＥＤチップ４の第１電極および第２電極に一端部がそれぞれ接合された各ワイヤ８の他端部を通す穴７３が形成されている。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１は、透光性の光拡散基板２と、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に配置されＬＥＤチップ４から放射される光および蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層６と、を備えていることにより、光取り出し効率を向上させることが可能となり、光出力（光束）の高出力化を図ることが可能となる。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１は、樹脂部７２の反射率を高めるために、樹脂に適宜のフィラーを添加してもよい。一例として、樹脂部７２は、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。これにより、ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の樹脂部７２や配線パターン７１での光吸収を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。
　（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１２、１３に基いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１は、光拡散基板２が厚み方向において重なる二層のセラミック層２ａ、２ｂからなる点が、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。
　光拡散基板２は、各セラミック層２ａ、２ｂの光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ４から遠いセラミック層２ａの方が、ＬＥＤチップ４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。光拡散基板２は、厚み方向において重なる複数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４から遠いセラミック層ほど、ＬＥＤチップ４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、ＬＥＤチップ４の発光層４３（図２Ａ参照）からＬＥＤチップ４の厚み方向の他面側へ放射された光が、セラミック層２ｂとセラミック層２ａ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４から光拡散基板２側へ出射した光がＬＥＤチップ４へ戻るのを抑制することが可能となるとともに、実装基板７へ入射するのを抑制することが可能となり、光拡散基板２の一表面２ｓａや側面２ｓｃ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り、且つ、実装基板７の反射率が光取り出し効率に与える影響を低減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。
　光拡散基板２については、説明の便宜上、ＬＥＤチップ４に最も近い最上層のセラミック層２ｂを第１セラミック層２ｂと称し、ＬＥＤチップ４から最も遠い最下層のセラミック層２ａを第２セラミック層２ａと称することもある。
　第１セラミック層２ｂ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２ｂ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２ｂ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２ｂ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。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１４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２ｂのメディアン径（ｄ50）と反射率の測定値との関係は、図１４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２ａ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２ａ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２ａ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。光拡散基板２は、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａとで同じ材料を採用する場合、第１セラミック層２ｂの粒径を第２セラミック層２ａの粒径よりも大きくすればよい。
　ＬＥＤモジュール１の実施例は、光拡散基板２の厚さＨｓを０．５ｍｍ、第２セラミック層２ａの厚さＨsaを０．１ｍｍ、波長が４５０ｎｍの光に対する第２セラミック層２ａの反射率を９６％、第１セラミック層２ｂの厚さＨsbを０．４ｍｍ、波長が４５０ｎｍの光に対する第１セラミック層２ｂの反射率を８０％としてあるが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。また、ＬＥＤモジュール１の実施例は、光拡散基板２の平面サイズを、２ｍｍ□（２ｍｍ×２ｍｍ）としてあるが、特に限定するものではない。
　ＬＥＤモジュール１の実施例に用いた光拡散基板２の反射率－波長特性は、図１５中のＡ１に示した通りである。また、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１５中のＡ２に示した通りであった。なお、図１５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結果である。
　第１セラミック層２ｂ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２ｂ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２ａ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２ｂ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２ａは、第１セラミック層２ｂ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２ａ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２ａを多孔質層により構成する場合（以下、この場合の「第２セラミック層２ａ」を「多孔質層２ａ」とも称する。）には、図１６に示す模式図のように、多数の気孔２０ｃを有する多孔質層２ａと第１セラミック層２ｂとの間に第１ガラス層２０ａａを介在させ、多孔質層２ａにおける第１セラミック層２ｂ側とは反対側に第２ガラス層２０ａｂを積層してあるのが好ましい。多孔質層２ａ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２０ａａおよび第２ガラス層２０ａｂ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２０ａａおよび第２ガラス層２０ａｂ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２０ａａおよび第２ガラス層２０ａｂ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２０ａａは、多孔質層２ａと第１セラミック層２ｂ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２ａの表面および第１セラミック層２ｂの表面と密着している。
　第２ガラス層２０ａｂは、多孔質層２ａにおける第１セラミック層２ｂ側とは反対側に配され、多孔質層２ａを保護する。これにより、多孔質層２ａにおける第１セラミック層２ｂ側とは反対側の表面に存在する気孔２０ｃは、第２ガラス層２０ａｂにより封孔されている。
　多孔質層２ａ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いる。多孔質層２ａ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２ａでは、セラミックフィラーと多数の気孔２０ｃが主たる光反射機能を発揮する。なお、多孔質層２ａ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２ａ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２ａ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１７は、横軸がガラス配合率、縦軸が多孔質層２ａに光を入射したときの反射光についての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１７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。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１の実施例では、第１セラミック層２ｂ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２ａ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。また、実施例では、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、実施例では、第１セラミック層２ｂの厚さを０．３８ｍｍ、多孔質層２ａの厚さを０．１０ｍｍとしている。実施例における光拡散基板２の反射率－波長特性は、図１８中のＡ３に示した通りであった。また、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１８中のＡ４に示した通りであった。なお、多孔質層２ａ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２ａは、製造時において第１ガラス層２０ａａ、第２ガラス層２０ａｂ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２ａ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２ａ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２ａ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、光拡散基板２が、互いに光学特性が異なる二層のセラミック層２ａ、２ｂからなり、ＬＥＤチップ４から遠いセラミック層２ａの方が、ＬＥＤチップ４に近いセラミック層２ｂに比べて、ＬＥＤチップ４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、光拡散基板２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、光拡散基板２の一表面２ｓａ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４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、光拡散基板２での光の吸収率（略０％）を実装基板７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、光拡散基板２の一表面２ｓａに入射した光の一部が第１セラミック層２ｂ内で散乱されたり、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａ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、光拡散基板２を透過して実装基板７に達する光を低減することが可能となって、実装基板７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２ｂと第２セラミック層２ａとで、相対的に、第１セラミック層２ｂの光の透過率を高くし、第２セラミック層２ａ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４から遠い第２セラミック層２ａで光を拡散させることが可能となり、第１セラミック層２ｂのみの場合に比べて、実装基板７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、光拡散基板２直下で実装基板７に反射された光がＬＥＤチップ４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、光拡散基板２を第２セラミック層２ａのみにより構成すると、ＬＥＤチップ４から光拡散基板２側へ放射された光がＬＥＤチップ４の近くで散乱される可能性が高くなるので、ＬＥＤチップ４の近くで散乱された光がＬＥＤチップ４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、光拡散基板２を第２セラミック層２ａのみにより構成する場合に比べて、ＬＥＤチップ４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、光拡散基板２を第１セラミック層２ｂのみにより構成する場合に比べて、光拡散基板２として同じ反射率を得るために必要な光拡散基板２の厚さを薄くすることが可能となる。
　色変換部５は、光拡散基板２の一表面２ｓａ上でＬＥＤチップ４と各ワイヤ８の各々の一部とを覆う形状（例えば、半球状など）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８の各々の残りの部分と色変換部５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。封止部の透明材料は、色変換部５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５との線膨張率差に起因して封止部と色変換部５との界面付近で各ワイヤ８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８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５との線膨張率差に起因して封止部または色変換部５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、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。
　ＬＥＤモジュール１の光取り出し効率が向上する原理については、図１９、２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃの推定メカニズム図で説明する。なお、本実施形態のＬＥＤモジュール１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４の発光層４３（図２Ａ参照）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４３から放射され光拡散基板２の一表面２ｓａ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、発光層４３から放射され光拡散基板２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２ｂ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２ａ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２ａ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４から放射された光を、第１セラミック層２ｂにおいてできるだけ透過させ、第２セラミック層２ａ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、光拡散基板２は、第１セラミック層２ｂと第２セラミック層２ａとで、第１セラミック層２ｂ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２ａ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２ａが気孔を含んだ構成とすることが好ましい。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１では、光拡散基板２が厚み方向において重なる二層のセラミック層２ａ、２ｂからなることにより、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
　本実施形態のＬＥＤモジュール１では、光拡散基板２における複数のセラミック層（第１セラミック層２ｂ、第２セラミック層２ａ）が、互いに光学特性の異なる透光層を構成している。
　要するに、光拡散基板２は、厚み方向において重なる複数の透光層からなり、当該複数の透光層の光学特性が互いに異なり、ＬＥＤチップ４から遠い透光層ほど、ＬＥＤチップ４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４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４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４から放射される光の透過率が高く、屈折率がＬＥＤチップ４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４の屈折率に近いとは、第１透光層の屈折率と、ＬＥＤチップ４における基板４１（図２Ａ、２Ｂ参照）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４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透光層の材料は、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４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４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４側の表面（光拡散基板２の一表面２ｓａ）のうちＬＥＤチップ４の搭載領域の周囲には、ＬＥＤチップ４から光拡散基板２側へ放射され光拡散基板２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、光拡散基板２は、第１透光層におけるＬＥＤチップ４側の表面のうちＬＥＤチップ４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４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透光層の材料は、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２ａ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２ｂ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２ｂ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２ａ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４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４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。
　光拡散基板２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、光拡散基板２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４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、光拡散基板２の他表面２ｓｂ側に、ＬＥＤチップ４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、光拡散基板２に設けてもよいし、実装基板７に設けてもよい。
　ＬＥＤモジュール１は、図２１に示す第１変形例のように、色変換部５が、ＬＥＤチップ４、各ワイヤ８および光拡散基板２を覆う形状であってもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、各ワイヤ８の断線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。
　色変換部５の形状は、半球状としてあるが、これに限らず、例えば、半楕円球状や、半円柱状などの形状でもよい。
　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２２に基いて説明する。
　第２変形例のＬＥＤモジュール１は、実装基板７が長尺状の形状であり、複数個のＬＥＤチップ４（図２１参照）を備えている。なお、第１変形例の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。
　ＬＥＤモジュール１は、複数個のＬＥＤチップ４が実装基板７の一表面７ｓａ側で規定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４及び各ＬＥＤチップ４の各々に接続された各ワイヤ８（図２１参照）がライン状の色変換部５で覆われている。色変換部５は、上記規定方向において隣り合うＬＥＤチップ４同士の間に、隣り合うＬＥＤチップ４から放射される光の全反射を抑制する凹部５ｂが設けられているのが好ましい。
　第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂは、上記規定方向に配列されたＬＥＤチップ４の一群に対して１つずつ設けられている。
　第１導体部７１ａおよび第２導体部７１ｂ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７１ａと第２導体部７１ｂとは、実装基板７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７１は、第１導体部７１ａの第１櫛骨部７１ａ１と第２導体部７１ｂの第２櫛骨部７１ｂ１とが対向している。配線パターン７１は、実装基板７の長手方向に沿った方向において、第１導体部７１ａの第１櫛歯部７１ａ２と第２導体部７１ｂの第２櫛歯部７１ｂ２とが隙間を介して交互に並んでいる。
　ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の長手方向（上記規定方向）に配列された複数個（例えば、９個）のＬＥＤチップ４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４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７１ａと第２導体部７１ｂとの間に給電することにより、全てのＬＥＤチップ４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４を発光させることが可能となる。
　色変換部５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４同士の間に、隣り合うＬＥＤチップ４から放射される光の全反射を抑制する凹部５ｂが設けられているのが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４から放射され色変換部５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５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５は、各ＬＥＤチップ４の上記一面と実装基板７の一表面７ｓａ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５は、ＬＥＤチップ４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４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５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４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４の各々を覆う凸部５ａの配列ピッチである。
　色変換部５の表面の形状は、色変換部５の上記表面においてＬＥＤチップ４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るのが好ましい。ここで、ＬＥＤモジュール１は、色変換部５の各凸部５ａの表面の略全面で、ＬＥＤチップ４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５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５は、各ＬＥＤチップ４の各々を覆う各凸部５ａが、半球状に形成されているのが好ましい。各凸部５ａの各々は、光拡散基板２の厚み方向において重なる凸部５ａの光軸とＬＥＤチップ４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５の上記表面（色変換部５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４から凸部５ａの表面までの光路長をＬＥＤチップ４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５の各凸部５ａ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５ａ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、実装基板７を準備する。その後には、実装基板７上に各ＬＥＤチップ４の各々に対応付けられた光拡散基板２を接合する。その後には、ダイボンド装置などにより、各ＬＥＤチップ４を対応する光拡散基板２の一表面２ｓａ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４の第１電極および第２電極それぞれと配線パターン７１とをワイヤ８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５を形成する。
　ディスペンサシステムにより色変換部５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４の配列方向に沿って移動させつつ、ノズルから色変換部５の材料を吐出させて塗布する。
　ここで、色変換部５の材料を色変換部５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実装基板７の一表面７ｓａとの距離を変化させている。より具体的には、色変換部５の各凸部５ａの元になる箇所に材料を塗布する場合と、色変換部５の隣り合う凸部５ａ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５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５を形成する方法では、材料を色変換部５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、実装基板７の一表面７ｓａ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４の配列ピッチや、ＬＥＤチップ４の個数、色変換部５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５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５ａ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８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８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５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５の表面形状の再現性を向上させることが可能となる。
　ところで、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。ここにおいて、ＬＥＤモジュール１は、器具本体が金属製で導電性を有しているような場合でも、樹脂部７２を備えていることにより、配線パターン７１と器具本体との間の所望の沿面距離を確保することが可能となる。照明器具では、器具本体を金属製とすれば、ＬＥＤモジュール１で発生した熱をより効率良く放熱させることが可能となる。
　器具本体の材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、樹脂部７２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および器具本体との間に空隙が発生するのを防止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と器具本体とを熱結合する機能を有している。
　しかして、照明器具は、ＬＥＤモジュール１と器具本体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４から器具本体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、照明器具は、放熱性が向上し、各ＬＥＤチップ４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。
　また、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、実装基板７が長尺状であり複数個のＬＥＤチップ４が実装基板７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。
　以下では、第２変形例の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２３Ａ、２３Ｂ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４（図２１参照）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７１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７１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、第２変形例のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１～３、実施形態３の第１変形例のいずれかのＬＥＤモジュール１において、第２変形例と同様に実装基板７を長尺状の形状とし１つの実装基板７に対して複数のＬＥＤチップ４を備えた構成としたものでもよい。
　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、実装基板７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。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。
　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。
　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ことが好ましい。これにより、照明器具５０は、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、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、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。
　以下では、第２変形例のＬＥＤモジュール１を光源として備えた直管形ＬＥＤランプ６０について図２４Ａ、２４Ｂに基いて説明する。
　直管形ＬＥＤランプ６０は、透光性材料により形成された直管状（円筒状）の管本体６１と、管本体６１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６２、第２口金６３と、を備え、管本体６１内に第２変形例のＬＥＤモジュール１が収納されている。ＬＥＤモジュール１は、第２変形例のＬＥＤモジュール１に限らず、実施形態１～３、実施形態３の第１変形例のいずれかのＬＥＤモジュール１において、第２変形例と同様に実装基板７を長尺状の形状とし１つの実装基板７に対して複数のＬＥＤチップ４を備えた構成としたものでもよい。
　管本体６１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６２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。）６４、６４が設けられている。これら２本の第１ランプピン６４、６４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６３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。）６５が設けられている。この１本の第２ランプピン６５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６４の各々は、Ｌ字状に形成されており、管本体６１の長手方向に沿って突出したピン本体６４ａと、ピン本体６４ａの先端部から管本体６１の１つの径方向に沿って延設された鍵部６４ｂと、で構成されている。２つの鍵部６４ｂ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６４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６５は、第２口金６３の端面（口金基準面）から管本体６１とは反対側へ突出している。また、第２ランプピン６５は、Ｔ字状に形成されている。なお、直管形ＬＥＤランプ６０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６０では、管本体６１内に上述のＬＥＤモジュール１を備えていることにより、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。
　第２変形例のＬＥＤモジュール１は、実装基板７が長尺状の形状であり、複数個のＬＥＤチップ４を備えているが、適用する照明器具の種別などによって実装基板７の形状や、配線パターン７１の形状、ＬＥＤチップ４の個数、配置などを適宜変更することが可能である。
　以下では、ＬＥＤモジュール１を備えた照明器具９０の一形態について図２５、２６に基いて説明する。なお、第２変形例と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　照明器具９０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９１ａと、器具本体９１ａ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９０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９８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９０は、器具本体９１が円板状に形成されており、器具本体９１ａ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９０は、器具本体９１の他面から突出する複数のフィン９１ａｂを備えている。器具本体９１と各フィン９１ａｂとは一体に形成されている。
　ＬＥＤモジュール１は、実装基板７の平面形状が正方形状の形状であり、複数（例えば、４８個）のＬＥＤチップ４（図２１参照）が２次元アレイ状に配列されている。また、ＬＥＤモジュール１は、仮想線上に並ぶ一群（例えば、８個）のＬＥＤチップ４が直列接続されている。ＬＥＤモジュール１は、規定数（例えば、６つ）の仮想線を想定しており、一群のＬＥＤチップ４を直列接続した直列回路を上記規定数だけ備えており、上記規定数の直列回路が並列接続されるように配線パターン７１を設計してある。なお、実装基板７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、実装基板７の一表面７ｓａ側に配置する複数のＬＥＤチップ４の電気的な接続関係も特に限定するものではない。ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ４と同じ数の光拡散基板２（図２１参照）を備えていてもよいし、一群のＬＥＤチップ４に対して１つの光拡散基板２を備えているようにしてもよい。
　また、照明器具９０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９３と、カバー９２と、カバー９２から出射する光の配光を制御する第２リフレクタ９４とを備えている。なお、照明器具９０は、器具本体９１と、第２リフレクタ９４とで、ＬＥＤモジュール１、第１リフレクタ９３およびカバー９２を収納する器具外郭を構成している。
　器具本体９１は、上記一面側に、２つの突台部９１ａが互いに対向して設けられている。そして、照明器具９０は、ＬＥＤモジュール１を固定する板状の固定部材９５が２つの突台部９１ａに架設されている。固定部材９５は、板金により形成されており、各突台部９１ａの各々に螺子９７により固定されている。第１リフレクタ９３は、器具本体９１に固定されている。ＬＥＤモジュール１は、第１リフレクタ９３と固定部材９５とで挟持されるようにしてもよい。第１リフレクタ９３は、白色の合成樹脂により形成してある。
　固定部材９５は、ＬＥＤモジュール１の実装基板７の一部を露出させる開孔部９５ａが形成されている。照明器具９０は、実装基板７と器具本体９１との間に、熱伝導部９６を介在させてある。熱伝導部９６は、実装基板７から器具本体９１へ熱を伝熱させる機能を有する。熱伝導部９６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９０は、ＬＥＤモジュール１で発生した熱を、熱伝導部９６を通して器具本体９１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９０は、ＬＥＤモジュール１で発生した熱を器具本体９１およびフィン９１ａｂから効率良く放熱させることが可能となる。
　器具本体９１およびフィン９１ａｂの材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、実装基板７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９１およびフィン９１ａｂ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９２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９２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９４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９０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９０では、器具本体９１が、ＬＥＤモジュール１の実装基板７を兼ねる構成としてもよい。

Claims (3)

  1. 　透光性の光拡散基板と、前記光拡散基板の一表面側に透明な第１接合部を介して接合されたＬＥＤチップと、前記光拡散基板の前記一表面側で前記ＬＥＤチップを覆う色変換部と、実装基板と、を備え、前記色変換部は、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蛍光体を含有する透明材料により形成され、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップから放射される光および前記蛍光体から放射される光を拡散反射する拡散反射層を備え、前記拡散反射層が、前記光拡散基板の他表面側に配置されていることを特徴とするＬＥＤモジュール。
  2. 　前記ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップの前記第１電極および前記第２電極がそれぞれワイヤを介して電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの裏面側に配置された樹脂部と、を備え、前記配線パターンが非透光性であり、前記樹脂部が、電気絶縁性を有し、前記配線パターンの主表面側に、前記拡散反射層が形成され、前記拡散反射層には、前記第１電極および前記第２電極に一端部がそれぞれ接合された各前記ワイヤの他端部を通す貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。

  3. 　前記ＬＥＤチップは、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものであり、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップの前記第１電極および前記第２電極がそれぞれワイヤを介して電気的に接続された配線パターンと、前記配線パターンの裏面側に配置された樹脂部と、を備え、前記配線パターンが非透光性であり、前記樹脂部が、電気絶縁性を有し、前記拡散反射層は、前記光拡散基板の前記他表面側に形成されており、前記光拡散基板側とは反対側が、透明な第２接合部を介して前記配線パターンの主表面側に接合されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
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