JP7430650B2 - 蛍光体基板、発光基板及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光体基板、発光基板及び照明装置に関する。

特許文献１には、発光素子（ＬＥＤ素子）が搭載された基板を備えるＬＥＤ照明器具が開示されている。このＬＥＤ照明器具は、基板の表面に反射材を設けて、発光効率を向上させている。

中国特許公開１０６１６３１１３号公報

特許文献１に開示されているＬＥＤ照明装置は、そもそも、反射材を利用してＬＥＤ照明器具が発光する光を発光素子が発光する光と異なる発光色の光に調整することができない。さらに、特許文献１には、基板の具体的な構成について明確に開示されていない。

本発明は、一面に蛍光体層を備え、かつ、複数の発光素子が搭載される蛍光体基板において、反り難い蛍光体基板の提供を目的とする。

本発明の第１態様の蛍光体基板は、一面に複数の発光素子が搭載される蛍光体基板であって、絶縁基板と、前記絶縁基板の一面に配置され、前記複数の発光素子に接合する複数の電極を有する第１電極群と、前記絶縁基板の一面に配置され、前記発光素子の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む蛍光体層と、を備え、前記絶縁基板は、ビスマレイミド樹脂及びガラスクロスを含んでいる。

本発明の第２態様の蛍光体基板は、第１態様の蛍光体基板であって、前記絶縁基板の他面に配置され、複数の電極を有する第２電極群、を備える。

本発明の第３態様の蛍光体基板は、第１又は第２態様の蛍光体基板であって、前記絶縁基板の縦方向及び横方向の熱膨張係数は、それぞれ、５０℃以上１００℃以下の範囲において１０ｐｐｍ／℃以下とされている。

本発明の第４態様の蛍光体基板は、第１～第３態様のいずれか一態様の蛍光体基板であって、前記絶縁基板のガラス転移温度は、３００℃よりも高い。

本発明の第５態様の蛍光体基板は、第１～第４態様のいずれか一態様の蛍光体基板であって、前記絶縁基板の貯蔵弾性率は、１００℃以上３００℃以下の範囲において、１．０×１０^１０Ｐａよりも大きく１．０×１０^１１Ｐａよりも小さい。

本発明の第６態様の蛍光体基板は、第１～第５態様のいずれか一態様の蛍光体基板であって、前記第２電極群が有する前記複数の電極は、前記第１電極群が有する前記複数の電極と電気的に接続していないダミー電極とされる。

本発明の第７態様の蛍光体基板は、第１～第６態様のいずれか一態様の蛍光体基板であって、前記第２電極群は、パターンを形成している。

本発明の第８態様の蛍光体基板は、第１～第７態様のいずれか一態様の蛍光体基板であって、前記絶縁基板の厚みは、２００μｍ以下とされている。

本発明の第９態様の蛍光体基板は、第８態様の蛍光体基板であって、前記絶縁基板の厚みは、１００μｍ以上とされている。

本発明の第１０態様の蛍光体基板は、第１～第９態様いずれか一態様の蛍光体基板であって、前記発光素子は、ＬＥＤが組み込まれ、チップサイズにパッケージされたＣＳＰとされている。

本発明の発光基板は、第１～第１０態様のいずれか一態様の蛍光体基板と、前記第１電極群の前記複数の電極にそれぞれ接合する複数の発光素子と、を備える。

本発明の照明装置は、前記発光基板と、前記発光素子を発光させるための電力を供給する電源と、を備える。

本発明の第１～第１０態様の蛍光体基板は、一面に蛍光体層を備えかつ複数の発光素子が搭載される蛍光体基板において、複数の発光素子の発熱に起因する反りの発生を抑制することができる。

また、本発明の発光基板は、蛍光体基板の反りの発生が抑制されることに伴い、複数の発光素子及び蛍光体層からの発光を安定させることができる。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

本実施形態の発光基板の平面図である。 本実施形態の発光基板及び蛍光体基板の底面図である。 図１Ａの１Ｃ－１Ｃ切断線により切断した発光基板の部分断面図である。 本実施形態の蛍光体基板（蛍光体層を省略）の平面図である。 本実施形態の蛍光体基板の平面図である。 本実施形態の発光基板の製造方法における第１工程の説明図である。 本実施形態の発光基板の製造方法における第２工程の説明図である。 本実施形態の発光基板の製造方法における第３工程の説明図である。 本実施形態の発光基板の製造方法における第４工程の説明図である。 本実施形態の発光基板の製造方法における第５工程の説明図である。 本実施形態の発光基板の発光動作を説明するための図である。 第１比較形態の発光基板の発光動作を説明するための図である。 本実施形態の発光基板の相関色温度の第１試験の結果を表すグラフである。 本実施形態の発光基板の相関色温度の第２試験の結果を表すグラフである。 変形例の発光基板及び蛍光体基板の底面図である。

≪概要≫
以下、本実施形態の発光基板１０の構成及び機能について図１Ａ～図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂを参照しながら説明する。次いで、本実施形態の発光基板１０の製造方法について図３Ａ～図３Ｅを参照しながら説明する。次いで、本実施形態の発光基板１０の発光動作について図４を参照しながら説明する。次いで、本実施形態の効果について図４～図７等を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照するすべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

≪本実施形態の発光基板の構成及び機能≫
図１Ａは本実施形態の発光基板１０の平面図（表面３１から見た図）、図１Ｂは本実施形態の発光基板１０の底面図（裏面３３から見た図）である。図１Ｃは、図１Ａの１Ｃ－１Ｃ切断線により切断した発光基板１０の部分断面図である。
本実施形態の発光基板１０は、表面３１及び裏面３３から見て、一例として矩形とされている。また、本実施形態の発光基板１０は、複数の発光素子２０と、蛍光体基板３０と、コネクタ、ドライバＩＣ等の電子部品（図示省略）とを備えている。すなわち、本実施形態の発光基板１０は、蛍光体基板３０に、複数の発光素子２０及び上記電子部品が搭載されたものとされている。
本実施形態の発光基板１０は、リード線の直付けにより又はコネクタを介して外部電源（図示省略）から給電されると、発光する機能を有する。そのため、本実施形態の発光基板１０は、例えば照明装置（図示省略）等における主要な光学部品として利用される。

＜複数の発光素子＞
複数の発光素子２０は、それぞれ、一例として、フリップチップＬＥＤ２２（以下、ＬＥＤ２２という。）が組み込まれたＣＳＰ（Chip Scale Package）とされている（図１Ｃ参照）。ＣＳＰとして、図１Ｃに示すように、ＬＥＤ２２の底面を除く全周囲（５面）が蛍光体封止層２４により覆われていることが好ましい。蛍光体封止層２４には蛍光体が含まれ、ＬＥＤ２２の光は蛍光体封止層２４の蛍光体により色変換されて外部に出射する。複数の発光素子２０は、図１Ａに示されるように、蛍光体基板３０の表面３１（一面の一例）に、表面３１の全体に亘って規則的に並べられた状態で、蛍光体基板３０に搭載されている。なお、本実施形態の各発光素子２０が発光する光の相関色温度は、一例として３，０１８Ｋとされている。また、複数の発光素子２０は、発光動作時に、ヒートシンク（図示省略）や冷却ファン（図示省略）を用いることで、蛍光体基板３０を一例として常温から５０℃～１００℃に収まるように放熱（冷却）されている。ここで、本明細書で数値範囲に使用する「～」の意味について補足すると、例えば「５０℃～１００℃」は「５０℃以上１００℃以下」を意味する。そして、本明細書で数値範囲に使用する「～」は、「『～』の前の記載部分以上『～』の後の記載部分以下」を意味する。

＜蛍光体基板＞
図２Ａは、本実施形態の蛍光体基板３０の図であって、蛍光体層３６を省略して図示した平面図（表面３１から見た図）である。図２Ｂは、本実施形態の蛍光体基板３０の平面図（表面３１から見た図）である。なお、本実施形態の蛍光体基板３０の底面図は、発光基板１０を裏面３３から見た図と同じである。また、本実施形態の蛍光体基板３０の部分断面図は、図１Ｃの部分断面図から発光素子２０を除いた場合の図と同じである。すなわち、本実施形態の蛍光体基板３０は、表面３１及び裏面３３から見て、一例として矩形とされている。

本実施形態の蛍光体基板３０は、絶縁層３２（絶縁基板の一例）と、電極層３４（第１電極群の一例）と、蛍光体層３６と、裏面パターン層３８（第２電極群の一例）とを備えている（図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ及び図２Ｂ参照）。なお、図２Ａでは蛍光体層３６が省略されているが、蛍光体層３６は、図２Ｂに示されるように、一例として、絶縁層３２及び電極層３４の表面３１における、後述する複数の電極対３４Ａ（複数の電極の一例）以外の部分に配置されている。

また、蛍光体基板３０には、図１Ｂ及び図２Ａに示されるように、四つ角付近の４箇所及び中央付近の２箇所の６箇所に貫通孔３９が形成されている。６箇所の貫通孔３９は、蛍光体基板３０及び発光基板１０の製造時に位置決め孔として利用されるようになっている。あわせて、６箇所の貫通孔３９は、（発光）灯具筐体への熱引き効果確保（基板反り及び浮き防止）のための取り付け用のネジ穴として利用される。なお、本実施形態の蛍光体基板３０は、後述するように、絶縁板の両面に銅箔層が設けられた両面板（以下、マザーボードＭＢという。図３Ａ参照）を加工（エッチング等）して製造される。

〔絶縁層〕
以下、本実施形態の絶縁層３２の主な特徴について説明する。
形状は、前述のとおり、一例として表面３１及び裏面３３から見て矩形である。
材質は、一例としてビスマレイミド樹脂及びガラスクロスを含む絶縁材である。また、当該絶縁材にはハロゲン及びリンは含まれていない（ハロゲンフリー、リンフリー）。
厚みは、一例として１００μｍ～２００μｍが好ましい。
縦方向及び横方向の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、それぞれ、一例として、５０℃～１００℃の範囲において１０ｐｐｍ／℃以下である。また、別の見方をすると、縦方向及び横方向の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、それぞれ、一例として、６ｐｐｍ／Ｋである。この値は、本実施形態の発光素子２０の場合とほぼ同等（９０％～１１０％、すなわち±１０％以内）である。
ガラス転移温度は、一例として、３００℃よりも高い。
貯蔵弾性率は、一例として、１００℃～３００℃の範囲において、１．０×１０^１０Ｐａよりも大きく１．０×１０^１１Ｐａよりも小さい。
縦方向及び横方向の曲げ弾性率は、一例として、それぞれ、常態において３５ＧＰａ及び３４ＧＰａである。
縦方向及び横方向の熱間曲げ弾性率は、一例として、２５０℃において１９ＧＰａである。
吸水率は、一例として、２３℃の温度環境で２４時間放置した場合に０．１３％である。
比誘電率は、一例として、１ＭＨｚ常態において４．６である。
誘電正接は、一例として、１ＭＨｚ常態において、０．０１０である。
なお、本実施形態の絶縁層３２はマザーボードＭＢの絶縁層の部分に相当するが、当該マザーボードＭＢには一例として利昌工業株式会社製のＣＳ－３３０５Ａが用いられる。

〔電極層〕
本実施形態の電極層３４は、絶縁層３２の表面３１側に設けられた金属層とされている。本実施形態の電極層３４は一例として銅箔層（Ｃｕ製の層）とされている。別言すれば、本実施形態の電極層３４は、少なくともその表面が銅を含んで形成されている。
電極層３４は、絶縁層３２に設けられたパターンとされ、コネクタ（図示省略）が接合される端子（図示省略）と導通している。そして、電極層３４は、コネクタを介して外部電源（図示省略）から給電された電力を、発光基板１０の構成時の複数の発光素子２０に供給するようになっている。そのため、電極層３４の一部は、複数の発光素子２０がそれぞれ接合される複数の電極対３４Ａとされている。すなわち、本実施形態の発光基板１０の電極層３４は、絶縁層３２に配置され、各発光素子２０に接続されている。

また、前述のとおり、本実施形態の発光基板１０における複数の発光素子２０は表面３１の全体に亘って規則的に並べられていることから、複数の電極対３４Ａも表面３１の全体に亘って規則的に並べられている（図２Ａ参照）。電極層３４における複数の電極対３４Ａ以外の部分を、配線部分３４Ｂという。本実施形態では、図１Ｃに示されるように、一例として、複数の電極対３４Ａは、配線部分３４Ｂよりも絶縁層３２（蛍光体基板３０）の厚み方向外側に突出している。別言すると、電極層３４における絶縁層３２の厚み方向外側に向く面において、それぞれ各発光素子２０が接合される面（接合面３４Ａ１）は、接合面３４Ａ１以外の面（非接合面３４Ｂ１）よりも、絶縁層３２の厚み方向外側に位置している。
なお、絶縁層３２の表面３１における電極層３４が配置されている領域（第１配置領域と定義する。）は、一例として、絶縁層３２の表面３１の６０％以上の領域（面積）とされている（図２Ａ参照）。また、第１配置領域の８０％以上の領域は、絶縁層３２の厚み方向において、絶縁層３２における裏面パターン層３８が配置されている領域（第２配置領域と定義する。）と重なっている。

〔蛍光体層〕
本実施形態の蛍光体層３６は、図２Ｂに示されるように、一例として、絶縁層３２及び電極層３４の表面３１における、複数の電極対３４Ａ以外の部分に配置されている。すなわち、蛍光体層３６は、電極層３４における複数の電極対３４Ａ以外の領域に配置されている。別言すると、蛍光体層３６の少なくとも一部は、表面３１側から見て、各接合面３４Ａ１の周りを全周に亘って囲むように配置されている（図１Ｃ及び図２Ｂ参照）。そして、本実施形態では、絶縁層３２の表面３１における蛍光体層３６が配置されている領域は、一例として、絶縁層３２の表面３１における８０％以上の領域とされている。
なお、蛍光体層３６における絶縁層３２の厚み方向外側の面は、電極層３４の接合面３４Ａ１よりも当該厚み方向外側に位置している（図１Ｃ参照）。

本実施形態の蛍光体層３６は、一例として、後述する蛍光体とバインダーとを含む絶縁層とされている。蛍光体層３６に含まれる蛍光体は、バインダーに分散された状態で保持されている微粒子とされ、各発光素子２０のＬＥＤ２２の発光を励起光として励起する性質を有する。具体的には、本実施形態の蛍光体は、発光素子２０の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある性質を有する。なお、バインダーは、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等で、ソルダーレジストに含まれるバインダーと同等の絶縁性を有するものであればよい。

（蛍光体の具体例）
ここで、本実施形態の蛍光体層３６に含まれる蛍光体は、一例として、Ｅｕを含有するα型サイアロン蛍光体、Ｅｕを含有するβ型サイアロン蛍光体、Ｅｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体及びＥｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体からなる群から選ばれる少なくとも一種以上の蛍光体とされている。なお、前述の蛍光体は、本実施形態の一例であり、ＹＡＧ、ＬｕＡＧ、ＢＯＳその他の可視光励起の蛍光体のように、前述の蛍光体以外の蛍光体であってもよい。

Ｅｕを含有するα型サイアロン蛍光体は、一般式：Ｍ_ｘＥｕ_ｙＳｉ_{１２－（ｍ＋ｎ）}Ａｌ_{（ｍ＋ｎ）}Ｏ_ｎＮ_１６－ｎで表される。上記一般式中、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ及びランタニド元素（ただし、ＬａとＣｅを除く）からなる群から選ばれる、少なくともＣａを含む１種以上の元素であり、Ｍの価数をａとしたとき、ａｘ＋２ｙ＝ｍであり、ｘが０＜ｘ≦１．５であり、０．３≦ｍ＜４．５、０＜ｎ＜２．２５である。

Ｅｕを含有するβ型サイアロン蛍光体は、一般式：Ｓｉ_６－ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８－ｚ（ｚ＝０．００５～１）で表されるβ型サイアロンに発光中心として二価のユーロピウム（Ｅｕ^２＋）を固溶した蛍光体である。

また、窒化物蛍光体として、Ｅｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体、Ｅｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体等が挙げられる。

Ｅｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体（窒化物蛍光体の一例）は、例えば、式ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋で表され、Ｅｕ^２＋を付活剤とし、アルカリ土類ケイ窒化物からなる結晶を母体とする赤色蛍光体をいう。なお、本明細書におけるＥｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体の定義では、Ｅｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体が除かれる。

Ｅｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体（窒化物蛍光体の一例）は、例えば、式（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋で表され、Ｅｕ^２＋を付活剤とし、アルカリ土類ケイ窒化物からなる結晶を母体とする赤色蛍光体をいう。

〔裏面パターン層〕
本実施形態の裏面パターン層３８は、絶縁層３２の裏面３３側に設けられた金属層とされている。本実施形態の裏面パターン層３８は一例として銅箔層（Ｃｕ製の層）とされている。

裏面パターン層３８は、図１Ｂに示されるように、絶縁層３２の長手方向に沿って直線状に並べられている複数の矩形部分３８Ａ（複数の電極の一例、以下、複数の部分３８Ａという。）の塊が短手方向において位相をずらしたよう隣接して並べられている層とされている。すなわち、本実施形態の裏面パターン層３８は、複数の部分３８Ａを並べたパターンを形成している。

なお、裏面パターン層３８は、一例として、独立フローティング層とされている。すなわち、本実施形態の裏面パターン層３８（を構成する複数の部分３８Ａ）は、表面３１側の電極層３４が有する複数の電極対３４Ａと電気的に接続していない、ダミー電極とされている。また、本実施形態の第２配置領域の面積は、第１配置領域の面積よりも大きく設定されているが（図１Ｂ及び図２Ａ参照）、第１配置領域の面積の９０％～１１０％の面積に設定されている。

以上が、本実施形態の発光基板１０及び蛍光体基板３０の構成についての説明である。

≪本実施形態の発光基板の製造方法≫
次に、本実施形態の発光基板１０の製造方法について図３Ａ～図３Ｅを参照しながら説明する。本実施形態の発光基板１０の製造方法は第１工程、第２工程、第３工程、第４工程及び第５工程を含んでおり、各工程はこれらの記載順で行われる。

＜第１工程＞
図３Ａは、第１工程の開始時及び終了時を示す図である。第１工程は、マザーボードＭＢの表面３１に厚み方向から見て電極層３４と同じパターン３４Ｃを、裏面３３に裏面パターン層３８を形成する工程である。本工程は、例えばマスクパターン（図示省略）を用いたエッチングにより行われる。

＜第２工程＞
図３Ｂは、第２工程の開始時及び終了時を示す図である。第２工程は、パターン３４Ｃの一部をハーフハッチ（厚み方向の途中までエッチング）する工程である。本工程が終了すると、結果的に、複数の電極対３４Ａと配線部分３４Ｂとを有する電極層３４が形成される。すなわち、本工程が終了すると、電極層３４に複数の接合面３４Ａ１と複数の非接合面３４Ｂ１とが形成される。本工程は、例えばマスクパターン（図示省略）を用いたエッチングにより行われる。

＜第３工程＞
図３Ｃは、第３工程の開始時及び終了時を示す図である。第３工程は、絶縁層３２の表面３１、すなわち電極層３４が形成された面の全面に蛍光体塗料３６Ｃを塗布する工程である。本工程では、例えば、印刷により蛍光体塗料３６Ｃを塗布する。この場合、蛍光体塗料３６Ｃをすべての電極対３４Ａよりも厚く塗布する。別言すると、この場合、蛍光体塗料３６Ｃを絶縁層３２の厚み方向において、各接合面３４Ａ１を厚み方向の外側から覆うように（各接合面３４Ａ１が蛍光体塗料３６Ｃで隠れるように）塗布する。

＜第４工程＞
図３Ｄは、第４工程の開始時及び終了時を示す図である。第４工程は、蛍光体塗料３６Ｃが硬化した蛍光体層３６の一部を除去して、すべての電極対３４Ａの接合面３４Ａ１を露出させる工程である。ここで、蛍光体塗料３６Ｃのバインダーが例えば熱硬化性樹脂である場合は、加熱により蛍光体塗料３６Ｃを硬化させた後に２次元レーザー加工装置（図示省略）を用いて蛍光体層３６における各接合面３４Ａ１上の部分に選択的にレーザー光を照射する。その結果、蛍光体層３６における各接合面３４Ａ１上の部分及び電極対３４Ａの各接合面３４Ａ１付近の部分がアブレーションされて、各接合面３４Ａ１が露出する。以上の結果、本実施形態の蛍光体基板３０が製造される。
なお、本工程は、上記の方法の他に、例えば、以下の方法により行ってもよい。蛍光体塗料３６Ｃのバインダーが例えばＵＶ硬化性樹脂（感光性樹脂）である場合、各接合面３４Ａ１と重なる部分（塗料開口部）にマスクパターンをかけて、ＵＶ光を露光し、当該マスクパターン以外をＵＶ硬化させ、非露光部（未硬化部）を樹脂除去液により取り除くことで、各接合面３４Ａ１を露出させる。その後、一般的には、熱をかけてアフターキュアを行う（写真現像法）。

＜第５工程＞
図３Ｅは、第５工程の開始時及び終了時を示す図である。第５工程は、蛍光体基板３０に複数の発光素子２０を搭載する工程である。本工程は、蛍光体基板３０の複数の電極対３４Ａの各接合面３４Ａ１にはんだペーストＳＰを印刷し、各接合面３４Ａ１に複数の発光素子２０の各電極を位置合わせした状態で、一例として２５０℃の環境下ではんだペーストＳＰを溶かす。その後、はんだペーストＳＰが冷却された固化すると、各電極対３４Ａに各発光素子２０が接合される。すなわち、本工程は、一例としてリフロー工程により行われる。

以上が、本実施形態の発光基板１０の製造方法についての説明である。

≪本実施形態の発光基板の発光動作≫
次に、本実施形態の発光基板１０の発光動作について図４を参照しながら説明する。ここで、図４は、本実施形態の発光基板１０の発光動作を説明するための図である。

まず、複数の発光素子２０を作動させる作動スイッチ（図示省略）がオンになると、コネクタ（図示省略）を介して外部電源（図示省略）から電極層３４への給電が開始され、複数の発光素子２０は光Ｌを放射状に発散出射し、その光Ｌの一部は蛍光体基板３０の表面３１に到達する。以下、出射された光Ｌの進行方向に分けて光Ｌの挙動について説明する。

各発光素子２０から出射された光Ｌの一部は、蛍光体層３６に入射することなく外部に出射される。この場合、光Ｌの波長は、各発光素子２０から出射された際の光Ｌの波長と同じままである。

また、各発光素子２０から出射された光Ｌの一部分の中のＬＥＤ２２自身の光は、蛍光体層３６に入射する。ここで、前述の「光Ｌの一部分の中のＬＥＤ２２自身の光」とは、出射された光Ｌのうち各発光素子２０（ＣＳＰ自身）の蛍光体（蛍光体封止層２４）により色変換されていない光、すなわち、ＬＥＤ２２自身の光（一例として青色（波長が４７０ｎｍ近傍）の光）を意味する。そして、ＬＥＤ２２自身の光Ｌが蛍光体層３６に分散されている蛍光体に衝突すると、蛍光体が励起して励起光を発する。ここで、蛍光体が励起する理由は、蛍光体層３６に分散されている蛍光体が青色の光に励起ピークを持つ蛍光体（可視光励起蛍光体）を使用しているためである。これに伴い、光Ｌのエネルギーの一部は蛍光体の励起に使われることで、光Ｌはエネルギーの一部を失う。その結果、光Ｌの波長が変換される（波長変換がなされる）。例えば、蛍光体層３６の蛍光体の種類によっては（例えば、蛍光体に赤色系ＣＡＳＮを用いた場合には）光Ｌの波長が長くなる（例えば６５０ｎｍ等）。また、蛍光体層３６での励起光はそのまま蛍光体層３６から出射するものもあるが、一部の励起光は下側の電極層３４に向かう。そして、一部の励起光は電極層３４での反射により外部に出射する。以上のように、蛍光体層３６の蛍光体による励起光の波長が６００ｎｍ以上の場合、電極層３４がＣｕでも反射効果が望める。なお、蛍光体層３６の蛍光体の種類によっては光Ｌの波長が前述の例と異なるが、いずれの場合であっても光Ｌの波長変換がなされることになる。例えば、励起光の波長が６００ｎｍ未満の場合、電極層３４又はその表面を例えばＡｇ（鍍金）とすれば反射効果が望める。また、蛍光体層３６の下側（絶縁層３２側）に白色の反射層が設けられてもよい。反射層は、例えば、酸化チタンフィラー等の白色塗料により設けられる。

以上のとおり、各発光素子２０が出射した光Ｌ（各発光素子２０が放射状に出射した光Ｌ）は、それぞれ、上記のような複数の光路を経由して上記励起光とともに外部に照射される。そのため、蛍光体層３６に含まれる蛍光体の発光波長と、発光素子２０（ＣＳＰ）におけるＬＥＤ２２を封止した（又は覆う）蛍光体（蛍光体封止層２４）の発光波長とが異なる場合、本実施形態の発光基板１０は、各発光素子２０が出射した際の光Ｌの束を、各発光素子２０が出射した際の光Ｌの波長と異なる波長の光Ｌを含む光Ｌの束として上記励起光とともに照射する。例えば、本実施形態の発光基板１０は、発光素子２０が出射した光（波長）と蛍光体層３６より出射された光（波長）との合成光を照射する。

以上が、本実施形態の発光基板１０の発光動作についての説明である。

≪本実施形態の効果≫
次に、本実施形態の効果について図面を参照しながら説明する。

＜第１の効果＞
第１の効果については、本実施形態を以下に説明する第１比較形態（図５参照）と比較して説明する。ここで、第１比較形態の説明において、本実施形態と同じ構成要素等を用いる場合は、その構成要素等に本実施形態の場合と同じ名称、符号等を用いることとする。図５は、第１比較形態の発光基板１０Ａの発光動作を説明するための図である。第１比較形態の発光基板１０Ａ（複数の発光素子２０を搭載する基板３０Ａ）は、蛍光体層３６を備えていない点以外は、本実施形態の発光基板１０（蛍光体基板３０）と同じ構成とされている。

第１比較形態の発光基板１０Ａの場合、各発光素子２０から出射され、基板３０Ａの表面３１に入射した光Ｌは、波長が変換されることなく反射又は散乱する。そのため、第１比較形態の基板３０Ａの場合、発光素子２０が搭載された場合に発光素子２０が発光する光と異なる発光色の光に調整することができない。すなわち、第１比較形態の発光基板１０Ａの場合、発光素子２０が発光する光と異なる発光色の光に調整することができない。

これに対して、本実施形態の場合、絶縁層３２の厚み方向から見て、絶縁層３２の表面３１であって、各発光素子２０との各接合面３４Ａ１の周囲には蛍光体層３６が配置されている。そのため、各発光素子２０から放射状に出射された光Ｌの一部は、蛍光体層３６に入射して、蛍光体層３６により波長変換されて、外部に照射される。この場合、各発光素子２０から放射状に出射された光Ｌの一部は、蛍光体層３６に入射して、蛍光体層３６に含まれる蛍光体を励起させ、励起光を発生させる。

ここで、図６は、本実施形態の発光基板１０の相関色温度の第１試験の結果を表すグラフである。また、図７は、本実施形態の発光基板１０の相関色温度の第２試験の結果を表すグラフである。
第１試験は、相関色温度が２２００Ｋ～２３００Ｋ相当である複数の発光素子２０を備えた発光基板１０に給電して発光させた場合における、複数の発光素子２０に電流（ｍＡ）と、相関色温度（Ｋ）との関係を調べて結果である。ここで、ＨＥ（１）及びＨＥ（２）は電極層３４の構造が本実施形態と同じ構造の場合の２つの実施例を示す。図６の結果のとおり、いずれの場合であっても、発光基板１０が発光する光Ｌの相関色温度は、複数の発光素子２０の相関色温度よりも低くなっている。すなわち、本実施形態の場合、蛍光体層３６を備えることで相関色温度をシフトさせることができていた。

また、第２試験は、相関色温度が２９００Ｋ～３０００Ｋ相当である複数の発光素子２０を備えた発光基板１０に給電して発光させた場合における、複数の発光素子２０に電流（ｍＡ）と、相関色温度（Ｋ）との関係を調べて結果である。ここで、ＨＥ（１）は電極層３４の構造が本実施形態と同じ構造の場合を示す。図７の結果のとおり、発光基板１０が発光する光Ｌの相関色温度は、複数の発光素子２０の相関色温度よりも低くなっている。すなわち、本実施形態の場合、蛍光体層３６を備えることで相関色温度をシフトさせることができていた。

したがって、本実施形態の蛍光体基板３０によれば、発光素子２０が搭載された場合に、蛍光体基板３０から発光される光Ｌを発光素子２０が発光する光Ｌと異なる発光色の光に調整することができる。これに伴い、本実施形態の発光基板１０によれば、蛍光体基板３０から発光される光Ｌを発光素子２０が発光する光Ｌと異なる発光色の光Ｌに調整することができる。別の見方をすると、本実施形態の発光基板１０によれば、発光素子２０が発光する光Ｌと異なる発光色の光Ｌを外部に照射することができる。

＜第２の効果＞
第１比較形態の場合、図５に示されるように、各発光素子２０の配置間隔に起因して外部に照射される光Ｌに斑が発生する。ここで、光Ｌの斑が大きいほど、グレアが大きいという。
これに対して、本実施形態の場合、図２Ｂに示されるように、各接合面３４Ａ１の周囲を（全周に亘って）蛍光体層３６に囲まれたうえで、さらに隣接する発光素子２０同士の間にも蛍光体層３６が設けられている。そのため、各接合面３４Ａ１の周囲（各発光素子２０の周囲）からも励起光が発光される。
したがって、本実施形態によれば、第１比較形態に比べて、グレアを小さくすることができる。
特に、本効果は、蛍光体層３６が絶縁層３２の全面に亘って設けられている場合、具体的には、絶縁層３２の表面３１における蛍光体層３６が配置されている領域が表面１３の８０％以上の領域のような場合に有効である。

＜第３の効果＞
前述のとおり、複数の発光素子２０は、発光動作時に、ヒートシンク（図示省略）や冷却ファン（図示省略）を用いることで、蛍光体基板３０を一例として常温から５０℃～１００℃に収まるように放熱（冷却）される。そのため、電極層３４及び絶縁層３２は熱膨張し、各発光素子２０も熱膨張する。そして、前者と後者との熱膨張率の差に起因して、絶縁層３２と電極層３４とから構成される基板３０に反りが発生する。その結果、複数の発光素子２０及び蛍光体層３６から発光する光Ｌの進行方向が反りにより影響を受ける虞がある。また、反りにより蛍光体層３６にクラックが発生する虞がある。
しかしながら、本実施形態では、絶縁層３２を介し表裏に同じ熱挙動（膨張、収縮）する部材を（すなわち、同じような形状の部材）貼り付けることで、反りを押さえる。表面３１側だけＣｕパターンを張ると熱挙動の異なる物質界面で応力、反りが発生するが、両面に挟み込むことで強制的に反りをなくす。これに伴い、本実施形態の発光基板１０は、故障が発生し難い。また、本実施形態の発光基板１０は、複数の発光素子２０及び蛍光体層３６からの発光を安定させることができる。
なお、本実施形態の場合、絶縁層３２の表面３１に対する第１配置領域（電極層３４の配置領域）の割合は６０％以上とされている（図２Ａ参照）。そのため、電極層３４のほとんどの部分を占める配線部分３４Ｂ（図２Ａ参照）に放熱機能を持たせている。すなわち、本実施形態の場合、電極層３４と裏面パターン層３８とが協業して、複数の発光素子２０による熱を効果的に放熱させている点で有効といえる。
さらに、本実施形態では、第１配置領域の少なくとも一部（８０％以上）の領域が絶縁層３２の厚み方向において裏面パターン層３８と重なっている。そのため、絶縁層３２の熱を当該厚み方向の両側から効率よく逃がす（放熱する）ことができる点で有効といえる。
さらに、本実施形態では、第２配置領域の面積が第１配置領域の面積の９０％～１１０％とされている。すなわち、裏面パターン層３８は、絶縁層３２において、電極層３４とほぼ同等（±１０％程度）の領域で接触している。そのため、絶縁層３２の熱を絶縁層３２の表面３１側及び裏面３３側から効率よく放熱することができる。

＜第４の効果＞
前述のとおり、本実施形態の蛍光体基板３０と蛍光体基板３０に配置された複数の発光素子２０は、製造時の第５工程（リフロー工程）の際に、一例として２５０℃に加熱される（図３Ｅ参照）。そのため、蛍光体基板３０は熱膨張し、各発光素子２０も熱膨張する。そして、前者と後者との熱膨張率の差に起因して、絶縁層３２（蛍光体基板３０）に反りが発生する。その結果、複数の発光素子２０の実装不良が起こる虞がある。
しかしながら、本実施形態の場合、表面３１及び裏面３３に同物性、構造の電極層を用いることで反りを押さえ、更に絶縁層３２と発光素子２０（ＣＳＰ）間の熱応力を、夫々熱膨張係数を同じ又は同じ程度とすることで抑制する。これに伴い、本実施形態によれば、製造不良が発生し難い。

以上が、本実施形態の効果についての説明である。

以上のとおり、本発明について前述の実施形態及び実施例を例として説明したが、本発明は前述の実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、下記のような形態（変形例）も含まれる。

例えば、本実施形態の説明では、発光素子２０の一例をＣＳＰであるとした。しかしながら、発光素子２０の一例はＣＳＰ以外でもよい。例えば、単にフリップチップを搭載したものでもよい。また、ＣＯＢデバイスの基板自身に応用することもできる。

また、本実施形態の説明では、蛍光体層３６における絶縁層３２の厚み方向外側の面は、電極層３４の接合面３４Ａ１よりも当該厚み方向外側に位置しているとした（図１Ｃ参照）。しかしながら、前述の第１の効果の説明のメカニズムを考慮すると、蛍光体層３６における絶縁層３２の厚み方向外側の面が電極層３４の接合面３４Ａ１と当該厚み方向において同じ又は接合面３４Ａ１よりも当該厚み方向内側の位置としても第１の効果を奏することは明らかである。

また、本実施形態の説明では、蛍光体層３６は、絶縁層３２及び電極層３４の表面３１における、複数の電極対３４Ａ以外の部分に配置されているとした（図２Ｂ参照）。しかしながら、前述の第１の効果の説明のメカニズムを考慮すると、蛍光体基板３０の表面３１における複数の電極対３４Ａ以外の部分の全域に亘って配置されていなくても第１の効果を奏することは明らかである。したがって、本実施形態の場合と異なる表面３１の範囲に蛍光体層３６が配置されている点のみ本実施形態の蛍光体基板３０及び発光基板１０と異なる形態であっても、当該形態は本発明の技術的範囲に属するといえる。

また、本実施形態の説明では、蛍光体基板３０及び発光基板１０を製造するに当たり、利昌工業株式会社製のＣＳ－３３０５ＡをマザーボードＭＢとして用いると説明した。しかしながら、これは一例であり、異なるマザーボードＭＢを用いてもよい。例えば、利昌工業株式会社製のＣＳ－３３０５Ａの絶縁層厚、銅箔厚等の標準仕様にこだわるものではなく、特に銅箔圧は更に厚いものを用いてもよい。

また、本実施形態の発光基板１０（その変形例も含む）は、他の構成要素と組み合せて、照明装置に応用することができる。この場合における他の構成要素は、発光基板１０の発光素子２０を発光させるための電力を供給する電源等である。

また、本実施形態では、裏面パターン層３８（を構成する複数の部分３８Ａ）は、表面３１側の電極層３４が有する複数の電極対３４Ａと電気的に接続していない、ダミー電極とされているとして説明した。しかしながら、裏面パターン層３８を例えばスルーホール（図示省略）を介して表面３１の電極層３４に接続し、裏面パターン層３８を電極層３４に電力を供給するための電気経路の一部として構成してもよいし、放熱ルートの一部として構成してもよい。

また、本実施形態の蛍光体基板３０の裏面３３には、裏面パターン層３８が配置されているとして説明した。しかしながら、図８の変形例の蛍光体基板３０Ａ（発光基板１０Ａ）のように、裏面３３に裏面パターン層３８がなくてもよい。

この出願は、２０１８年１２月２７日に出願された日本出願特願２０１８－２４４５４６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (11)

1. 一面に複数の発光素子が搭載される蛍光体基板であって、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板の一面に配置され、前記複数の発光素子に接合する複数の電極を有する第１電極群と、
   前記絶縁基板の一面に配置され、前記発光素子の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む蛍光体層と、
   前記絶縁基板の他面に配置され、複数の電極を有する第２電極群と、
   を備え、
   前記絶縁基板は、ビスマレイミド樹脂及びガラスクロスを含んでおり、
   前記第１電極群は、前記絶縁基板の一面の６０％以上の領域である第１配置領域に設けられ、かつ、前記第２電極群は前記絶縁基板の厚み方向において前記第１配置領域の８０％以上の領域と重なっている、蛍光体基板。
2. 前記絶縁基板の縦方向及び横方向の熱膨張係数は、それぞれ、５０℃以上１００℃以下の範囲において１０ｐｐｍ／℃以下とされている、
   請求項１に記載の蛍光体基板。
3. 前記絶縁基板のガラス転移温度は、３００℃よりも高い、
   請求項１または２に記載の蛍光体基板。
4. 前記絶縁基板の貯蔵弾性率は、１００℃以上３００℃以下の範囲において、１．０×１０^１０Ｐａよりも大きく１．０×１０^１１Ｐａよりも小さい、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の蛍光体基板。
5. 前記第２電極群が有する前記複数の電極は、前記第１電極群が有する前記複数の電極と電気的に接続していないダミー電極とされる、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蛍光体基板。
6. 前記第２電極群は、パターンを形成している、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の蛍光体基板。
7. 前記絶縁基板の厚みは、２００μｍ以下とされている、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の蛍光体基板。
8. 前記絶縁基板の厚みは、１００μｍ以上とされている、
   請求項７に記載の蛍光体基板。
9. 前記発光素子は、ＬＥＤが組み込まれ、チップサイズにパッケージされたＣＳＰとされている、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の蛍光体基板。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の蛍光体基板と、
    前記第１電極群の前記複数の電極にそれぞれ接合する複数の前記発光素子と、
    を備える発光基板。
11. 請求項１０に記載の発光基板と、
    前記発光素子を発光させるための電力を供給する電源と、
    を備える照明装置。

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