JP2017191875A - 発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で指向性が低く、全方向に二次光を照射することが可能な発光モジュールを提供する。【解決手段】表面及び裏面を有する基板（１）と、３８０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有する一次光で発光し表面に搭載された発光素子（２）と、発光素子（２）を封止する波長変換部材（３）とを備える発光モジュールであって、波長変換部材（３）は、一次光によって励起されて二次光を発する蛍光体粒子（４）を含有し、少なくとも裏面の一部を覆う。【選択図】図３

Description

本発明は、発光モジュールに関し、特に発光素子が発光する一次光により励起されて二次光を発光する蛍光体を備える発光モジュールに関する。

近年、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを用い、発光素子が発光した一次光により蛍光体が励起され二次光を発光する発光モジュールが利用されている。このような発光モジュールでは、基板またはリードフレームの表面に発光素子を実装して、蛍光体を含有した波長変換部材で発光素子を封止する形態が一般的に採用されている（例えば特許文献１，２等を参照）。

図２８は、従来の発光モジュールにおける蛍光体が発光した二次光の光路を説明する模式図である。発光モジュールは、基板１の表面に発光素子２を搭載し、波長変換部材３に蛍光体粒子４を含有させて発光素子２を封止している。発光素子２は、基板１に形成された配線パターンから電力が供給されて一次光で発光する。蛍光体粒子４は、一次光が入射すると励起されて波長変換した二次光を発し、二次光と波長変換されなかった一次光が波長変換部材３の外側に取り出される。

図２８に示すように蛍光体粒子４の周囲全方向に進行するため、基板１方向に進行した二次光は基板１で遮られて反射し上方に取り出される。図中では簡略化して蛍光体粒子４を一つしか示していないが、波長変換部材３には多量の蛍光体粒子４が含有されており、各蛍光体粒子４で同様の波長変換と光取り出しが行われる。全ての蛍光体粒子４からの二次光の合計が発光モジュールの配光特性となる。

図２９は、従来の発光モジュールにおける光の指向性を示す模式図である。図中で発光素子２から放射状に伸びる破線は、発光素子２の上方を０°として水平方向を±９０°としたときの光の進行方向を示している。また、図中で発光素子２を中心とした半円状の破線は、０°方向を基準としたときの各方向における相対光強度を示している。図２９に示したように従来の発光モジュールでは、基板１の鉛直方向への光強度が最大で水平方向への光は小さくなっており、指向性が高い配光特性となっている。

特開２０１５−０１２２９３号公報 特開２０１５−０２９１２２号公報

イルミネーションや照明器具では、指向性が低い配光特性が好ましい場合がある。しかし従来の発光モジュールでは、指向性の低い配光特性を実現するためには光学系部材を追加する必要があり、部品点数が増加して組立工数も増加してしまうという問題があった。また、追加した光学系部材と発光モジュールの位置合わせも必要であり、組立工程が煩雑になるという問題もあった。

特に、従来の発光モジュールでは、基板１の裏面側に対しても光を照射して、全方向に均等に二次光を照射するような配光特性は、光学系部材を追加しても困難であった。

そこで本発明は、簡便な構成で指向性が低く、全方向に二次光を照射することが可能な発光モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の発光モジュールは、表面及び裏面を有する基板と、３８０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有する一次光で発光し前記表面に搭載された発光素子と、前記発光素子を封止する封止部材とを備える発光モジュールであって、前記封止部材は、前記一次光によって励起されて二次光を発する蛍光体を含有し、少なくとも前記裏面の一部を覆うことを特徴とする。

このような本発明の発光モジュールでは、封止部材が蛍光体を含有して、基板の表面に搭載された発光素子を封止し、基板の裏面の一部も覆うことで、基板裏面側からも二次光の取り出しをできる。これにより、簡便な構成で指向性が低く、全方向に二次光を照射することが可能となる。

また本発明の一態様では、前記基板の両側面が前記封止部材に覆われ、前記基板の幅は前記封止部材の幅の１／２以下である。

また本発明の一態様では、前記基板が透光性材料で形成されている。

また本発明の一態様では、前記基板の屈折率と、前記基板と接触する前記封止部材の屈折率との差が０．４以下である。

また本発明の一態様では、前記封止部材は、前記表面を覆う第１領域と前記裏面を覆う第２領域とを有し、前記第１領域における前記蛍光体の濃度は、前記第２領域における前記蛍光体の濃度よりも高い。

また本発明の一態様では、前記封止部材は、前記発光素子の直上である第３領域を有し、前記第３領域における前記蛍光体の濃度は、他の領域よりも高い。

また本発明の一態様では、前記封止部材は、前記発光素子の直上である第４領域における散乱剤の濃度が、他の領域よりも高い。

また本発明の一態様では、前記基板に沿って前記発光素子が複数配列され、前記基板の一端から他端に向かって前記発光素子同士の間隔が徐々に広くなっている。

また本発明の一態様では、前記基板に沿って前記発光素子が複数配列され、前記基板の一方から他方に向かって前記封止部材の厚みが徐々に厚くなっている。

また本発明の一態様では、前記一次光及び／又は前記二次光を散乱する拡散層を備え、前記拡散層が前記封止部材を覆っている。

また本発明の一態様では、前記蛍光体が、青色蛍光体を含有する第５領域と、黄色蛍光体を含有する第６領域とを有し、前記第５領域は前記第６領域を覆っている。

本発明では、簡便な構成で指向性が低く、全方向に二次光を照射することが可能な発光モジュールを提供することができる。

第１実施形態における発光モジュール１０を示す模式図である。 発光モジュール１０における波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す図であり、幅方向の断面図である。 発光モジュール１０における波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す図であり、長手方向の断面図である。 発光モジュール１０を製造する方法の一例を示す模式図である。 第２実施形態における発光モジュール２０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。 第３実施形態における発光モジュール３０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。 第４実施形態における発光モジュール４０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。 第４実施形態との比較例を示す模式図であり、蛍光体粒子４による二次光の反射を示している。 第５実施形態における発光モジュール５０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。 第７実施形態の発光モジュール６０を示す模式図である。 第８実施形態の発光モジュール７０を示す模式図である。 第９実施形態の発光モジュール８０を示す模式図である。 第１０実施形態の発光モジュール９０を示す模式図である。 第１１実施形態の発光モジュール１００を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４、散乱剤８を模式的に示す幅方向の断面図である。 第１２実施形態の発光モジュール１１０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ，４ｂを模式的に示す幅方向の断面図である。 第１３実施形態の発光モジュール１２０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ、拡散シート９ａを模式的に示す幅方向の断面図である。 第１４実施形態の発光モジュール１３０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ、拡散レンズ９ｂを模式的に示す幅方向の断面図である。 第１５実施形態の発光モジュール１４０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ、拡散シート９ａ、拡散レンズ９ｂを模式的に示す幅方向の断面図である。 第１６実施形態の発光モジュール１５０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４、散乱剤８を模式的に示す幅方向の断面図である。 第１７実施形態の発光モジュール１６０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４、散乱剤８を模式的に示す幅方向の断面図である。 第１８実施形態の発光モジュール１７０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。 第１９実施形態の発光モジュール１８０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。 第２０実施形態の発光モジュール１９０を示す模式図である。 第２１実施形態の発光モジュール２００を示す模式図である。 第２２実施形態の発光モジュール２１０を示す模式図である。 第２３実施形態の発光モジュール２２０を示す模式図である。 第２４実施形態の発光モジュール２３０を示す模式図である。 従来の発光モジュールにおける蛍光体が発光した二次光の光路を説明する模式図である。 従来の発光モジュールにおける光の指向性を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態における発光モジュール１０を示す模式図である。図２は、発光モジュール１０における波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す図であり、幅方向の断面図である。図３は、発光モジュール１０における波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す図であり、長手方向の断面図である。

発光モジュール１０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４が分散されている。図１に示したように本実施形態の発光モジュール１０は、幅方向の断面が略円形で長手方向の断面が長円形状の略円柱形状をしており、基板１の表面と裏面、側面、端面のいずれの方向にも光を照射する。

基板１は、表面に導電パターンが形成され、複数の発光素子２を搭載して回路を構成するための回路基板である。基板１の形状は、例えば図１に示したように長手方向を有する矩形状とされている。基板１の長手方向における一方の端部は波長変換部材３で覆われており、他方の端部は波長変換部材３から露出している。露出した他方の端部では、表面に形成された導電パターンも露出され、外部との電気的接続が行われる。基板１を構成する材料としては、通常のプリント配線基板として用いられるものであればよく、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料や、金属板の表裏面に絶縁膜を形成したもの、フレキシブル基板などであってもよい。

発光素子２は、基板１の表面に搭載されて電流供給により発光する素子であり、発光ダイオードや有機ＥＬ素子、半導体レーザ素子などが挙げられる。発光素子２は、波長変換部材３に含有される蛍光体粒子を励起する波長を含んだ一次光で発光し、好ましいピーク波長は紫色から青色の３８０〜４８０ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは３８０〜４１０ｎｍの範囲である。また、発光素子２としてはＬＥＤ等のベアチップであってもよく、チップをパッケージ化したものであってもよい。

波長変換部材３は、発光素子２と基板１の表面、裏面、側面を覆って形成された略円柱状であり、発光素子２全体を被覆するため本発明の封止部材に相当している。波長変換部材３には、樹脂等のバインダ材料中に多数の蛍光体粒子４が分散されており、発光素子２からの一次光により蛍光体粒子４が励起されて波長変換した二次光を発する。波長変換部材３が波長変換して得られる光としては、アンバー色や白色などがあり、分散されている蛍光体粒子４の種類により選択することができる。また、波長変換部材３にバインダ材料とは屈折率が異なる微粒子を散乱剤として含有させてもよい。

波長変換部材３を構成する材料は、発光素子２からの一次光および蛍光体粒子からの二次光を透過できるものであれば限定されない。具体的には、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機化合物、セラミックス等の無機物が挙げられる。

蛍光体粒子４は、発光素子２からの一次光によって励起され二次光を発する蛍光体材料が粒子化された部材である。蛍光体粒子４の材料や組成は限定されず、無機物でも有機物でもよい。蛍光体粒子４の粒径は数μｍ〜５０μｍの範囲が好ましい。また、蛍光体粒子４として複数種類の材料を用いてもよく、複数種類の蛍光体粒子４で異なる波長の二次光に波長変換するとしてもよい。

蛍光体粒子４を構成する材料としては、例えば無機化合物では酸化物系、窒化物系などがあり、具体的には酸化物系にはＣａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ、ＣａＳｃ₂Ｏ₄：Ｃｅ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）₃（Ｎ，Ｏ）₄：Ｅｕ、Ｂａ₃Ｓｉ₆Ｏ₁₂Ｎ₂：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ、クルムス、ＣａＳｒクロロアパタイトなどが挙げられる。窒化物系にはＹ−ＳｉＯ−Ｎ：Ｃｅ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｃｅ、ＡｌＮ：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₆Ｎ₈：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₉Ａｌ₁₉ＯＮ₃₁：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ₂Ｏ₃Ｎ₂：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₅ＡｌＯ₂Ｎ₇：Ｅｕ、ＢａＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ、Ｂａ₃Ｓｉ₆Ｏ₁₂Ｎ₂：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ₂Ｏ₃Ｎ₂：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₅ＡｌＯ₂Ｎ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₃Ｓｉ₁₃Ａｌ₃Ｏ₂Ｎ₂₁：Ｅｕ、Ｓｒ₅Ｓｉ₂₁Ａｌ₅Ｏ₂Ｎ₃₅：Ｅｕ、β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（（Ｓｉ，Ａｌ）₆（Ｏ，Ｎ）₈：Ｅｕ）、ＭＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ）、ＡｌＯＮ：Ｍｎ、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｙｂ、ＭＹＳｉ₄Ｎ₇：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ，Ｂａ）、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（Ｃａ_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆：Ｅｕ）、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｃｅ、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、Ｍ₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）、ＬａＳｉ₃Ｎ₅：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ₂：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ₂：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＮ₃：Ｅｕが挙げられる。硫化物系には（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＣａＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌが挙げられる。有機物にはｂｒｉｌｌｉａｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅ ＦＦ、ｂａｓｉｃ ｙｅｌｌｏｗ ＨＧ、ｅｏｓｉｎｅ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂが挙げられる。

本実施形態の発光モジュール１０では、図１〜３に示したように波長変換部材３が基板１の表面と裏面、両側面と一方の端部を覆っている。これにより、発光素子２が発光した一次光は波長変換部材３の内部を伝搬して、波長変換部材３と外部との界面や蛍光体粒子４または散乱剤により一部が繰り返し散乱され、基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込む。波長変換部材３の各領域に分散されている蛍光体粒子４は、一次光によって励起されて二次光を発し、波長変換部材３の表面側領域、裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域から二次光が取り出される。したがって、図１に矢印で模式的に示したように、発光モジュール１０から全方向に二次光を照射することができる。本実施形態では、発光モジュール１０の形状として略円柱形状のものを示したが、他の形状であっても基板１の側面および裏面にまで波長変換部材３を形成することで、全方向に対して二次光を取り出すことができる。

図４は、発光モジュール１０を製造する方法の一例を示す模式図である。まず、予め用意した基板１上に複数の発光素子２を搭載しておく。また、基板１と発光素子２に対応した凹部を有する封止部上部３ａと封止部下部３ｂとを予め各種樹脂成型方法で成型しておく。次に、封止部上部３ａと封止部下部３ｂとで基板１及び発光素子２の上方及び下方から挟み、両者を接着剤等で接着する。このように、予め封止部上部３ａと封止部下部３ｂとを成型しておくことで、発光モジュール１０を簡便に組み立てることができる。発光モジュール１０の製造方法としては、図３に示した方法に限定されず、金型を用いた波長変換部材３の射出成型や、ポッティング成型など各種方法を用いることができる。

上述したように本実施の形態では、蛍光体粒子４を含有した波長変換部材３で基板１の表面と裏面を覆うので、簡便な構成で全方位に指向性が低い二次光を照射できる。よって、柱状の発光モジュール１０全体が発光するような配光特性を得ることができる。このような配光特性を実現することで、意匠性が向上してイルミネーション等の用途に適した発光モジュール１０を提供することができる。
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について図５を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図５は、本実施形態における発光モジュール２０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３は基板１の表面と側面の全体を覆うとともに、裏面に回り込んで裏面の少なくとも一部を覆うように形成されている。

本実施形態でも、波長変換部材３が基板１の裏面側の少なくとも一部を覆っているため、発光素子２が発光した一次光は波長変換部材３の内部を伝搬して、波長変換部材３と外部との界面や蛍光体粒子４または散乱剤により一部が繰り返し散乱され、基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込む。波長変換部材３の各領域に分散されている蛍光体粒子４は、一次光によって励起されて二次光を発し、波長変換部材３の各領域から二次光が取り出される。したがって、基板１の裏面全てを波長変換部材３で覆わなくとも、発光モジュール１０から全方向に二次光を照射することができる。

また本実施形態では、図５に示すように基板１の発光素子２を搭載した領域の裏面側には波長変換部材３が設けられない領域が存在し、基板１の裏面が露出している。これにより、露出した基板１の裏面からの放熱性を向上させることができる。また、露出した基板１の裏面に外部から発光モジュール２０への電気的接続をすることもできる。
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について図６を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図６は、本実施形態における発光モジュール３０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３に含有される蛍光体粒子４の濃度を領域ごとに変える点が第１実施形態と異なっている。

図６に示すように本実施形態の発光モジュール３０では、基板１の表面側を覆う封止部上部３ａと裏面側を覆う封止部下部３ｂとで波長変換部材３の蛍光体粒子４の濃度が異なり、封止部上部３ａで濃度が高く封止部下部３ｂで濃度が低くなっている。このような濃度分布の波長変換部材３は、図４に示したような予め封止部上部３ａと封止部下部３ｂとを蛍光体粒子４の濃度が異なる別体として成型しておき、基板１と発光素子２を挟み込んで接着するなどの方法で製造することができる。また、蛍光体粒子４の濃度が異なる樹脂材料を用いる射出成型やポッティング成型、２色成型などでも製造可能である。

発光素子２からの一次光は、波長変換部材３と外部との界面や蛍光体粒子４または散乱剤により散乱されて、波長変換部材３の内部を伝搬して基板１の裏面側である封止部下部３ｂにも到達する。しかし、封止部下部３ｂに到達する一次光の光量は、封止部上部３ａの光量よりも小さくなってしまう。そこで、封止部上部３ａでの蛍光体粒子４の濃度を封止部下部３ｂよりも高くすることで、封止部上部３ａの領域内で蛍光体粒子４により一次光を二次光に波長変換し、発光モジュール３０全体での二次光への効率的な波長変換をすることができる。

また、図中に矢印で模式的に示した二次光の経路のように、蛍光体粒子４からの二次光は各方向に向かって照射され、その一部が蛍光体粒子４によって遮蔽されるか散乱される。封止部上部３ａでは蛍光体粒子４の濃度が高いため、蛍光体粒子４による遮蔽や散乱の確率が大きくなり、外部への二次光の取り出し効率が低い。封止部下部３ｂでは蛍光体粒子４の濃度が低いため、蛍光体粒子４による遮蔽や散乱の確率が低く、外部への二次光の取り出し効率が高い。

さらに、封止部上部３ａで蛍光体粒子４の濃度を高くすることで、一次光および二次光が蛍光体粒子４によって散乱されて基板１の裏面側に回りこむ確率が高くなり、封止部下部３ｂに伝搬する一次光および二次光が増加する。これにより、封止部下部３ｂでの一次光と二次光の光量を増加させることができる。
（実施例１）
蛍光体粒子４として青色蛍光体と黄色蛍光体を用い、封止部上部３ａの蛍光体粒子４の濃度を合計２．０体積％とし、封止部下部３ｂの蛍光体粒子４の濃度を合計０．６７体積％として白色発光する発光モジュール３０を作製した。発光モジュール３０からは、基板１の表面側と裏面側から同程度の光量の白色光が取り出された。
（実施例２）
蛍光体粒子４として赤色蛍光体を用い、封止部上部３ａの蛍光体粒子４の濃度を１．０体積％とし、封止部下部３ｂの蛍光体粒子４の濃度を０．３３体積％として赤色発光する発光モジュール３０を作製した。発光モジュール３０からは、基板１の表面側と裏面側から同程度の光量の赤色光が取り出された。

基板１の表面側と裏面側から同程度の光量を取り出すためには、封止部上部３ａに含有される蛍光体粒子４の体積濃度Ｄａと、封止部下部３ｂに含有される蛍光体粒子４の体積濃度Ｄｂの比Ｄｂ／Ｄａを０．１〜０．６の範囲とすることが好ましい。

以上に述べたように、本実施形態の発光モジュール３０では、波長変換部材３に蛍光体粒子４の濃度分布を設け、封止部上部３ａの蛍光体粒子４の濃度を封止部下部３ｂの濃度よりも高くすることで、発光モジュール３０全体での光量を向上させるとともに、基板１の裏面側から取り出される二次光の光量を増加させて、全方位により均等に二次光を照射し指向性の低い発光モジュールを実現できる。
（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について図７及び図８を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図７は、本実施形態における発光モジュール４０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。図中の矢印は蛍光体粒子４からの二次光の経路を模式的に示している。図８は本実施形態との比較例を示す模式図であり、蛍光体粒子４による二次光の反射を示している。本実施形態の発光モジュール４０では、基板１の幅が波長変換部材３の幅の１／２以下である点が第１実施形態と異なっている。

本実施形態の発光モジュール４０では、基板１の幅を波長変換部材３の幅の１／２以下としているため、蛍光体粒子４からの基板１の裏面側にまで到達して取り出される二次光の光量が増加する。また、基板１の幅を波長変換部材３の幅の１／２よりも小さくすることで、発光素子２が発光した一次光が波長変換部材３の内部を伝搬して基板１の裏面側に回り込みやすくなる。よって基板１の裏面側領域で蛍光体粒子４によって波長変換されて取り出される二次光の光量も増加する。

図８に示した比較例では、基板１の幅が波長変換部材３の１／２より大きい。この場合、基板１の表面側に含有された蛍光体粒子４からの二次光が基板１によって遮られてその一部が反射し、基板１の表面側から外部に取り出される光量が増加し、基板１の裏面側から外部に取り出される光量が低下する。

図８に示した比較例でも、基板１の表面と裏面と側面が波長変換部材３で覆われているため、基板１の裏面側から二次光を取り出して全方向に照射することはできる。しかし、本実施の形態の発光モジュール４０のように基板１の幅を波長変換部材３の１／２以下とすることで、基板１の裏面側からの二次光を取り出しやすくなり、より低い指向性を簡便な構成で実現することができる。
（第５実施形態）
次に本発明の第５実施形態について図９を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図９は、本実施形態における発光モジュール５０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。図中の矢印は蛍光体粒子４からの二次光の経路を模式的に示している。本実施形態の発光モジュール５０では、基板１が透光性材料で構成されている点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール５０の基板１を構成する透光性材料としては、透光性セラミックやガラス、透明なＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などが挙げられる。また、発光素子２が発光する一次光または蛍光体粒子４が波長変換した二次光に対して、基板１の光透過率が５％以上であることが好ましい。

本実施形態の発光モジュール５０でも、発光素子２が発光した一次光は波長変換部材３の内部を伝搬して、基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込む。さらに発光モジュール５０では、基板１を透光性材料で構成しているため、基板１の表面側で蛍光体粒子４により波長変換された二次光は、基板１を透過して基板１の裏面側領域の波長変換部材３に到達して外部に取り出される。また、基板１を透光性材料で構成することで、発光素子２が発光した一次光が基板１を透過して裏面側に到達し、基板１の裏面側領域で蛍光体粒子４によって波長変換されて取り出される二次光の光量も増加する。

以上に述べたように、本実施の形態の発光モジュール５０では、基板１を透光性材料で構成することで、基板１の裏面側からの二次光を取り出しやすくなり、より低い指向性を簡便な構成で実現することができる。
（第６実施形態）
次に本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、基板１を構成する材料の屈折率と、波長変換部材３を構成する材料の屈折率との差を０．４以下とする。これにより、空気中では光の反射率が高い材料であっても、基板１の表面と裏面を覆うことで波長変換部材３との屈折率差による光の反射率を抑制し、一次光や二次光の一部が裏面側に透過する。

したがって、基板１の表面側で蛍光体粒子４により波長変換された二次光は、基板１を透過して基板１の裏面側領域の波長変換部材３に到達して外部に取り出される。また、発光素子２が発光した一次光が基板１を透過して裏面側に到達し、基板１の裏面側領域で蛍光体粒子４によって波長変換されて取り出される二次光の光量も増加する。

本実施の形態でも、基板１と波長変換部材３の屈折率差を０．４以下とすることで、基板１の裏面側からの二次光を取り出しやすくなり、より低い指向性を簡便な構成で実現することができる。
（第７実施形態）
次に本発明の第７実施形態について図１０を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１０は、本実施形態の発光モジュール６０を示す模式図である。本実施形態では、発光素子２の直上に蛍光体粒子４の濃度が高い高濃度領域５を設ける点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール６０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４が分散されている。また、波長変換部材３のうち発光素子２の直上に位置する領域には、蛍光体粒子４の濃度が他の領域よりも高い高濃度領域５が形成されている。具体的な蛍光体粒子４の濃度としては、高濃度領域５では５体積％以上の濃度で、波長変換部材３のその他の領域では０．１〜５体積％の濃度とすることが好ましい。

このような高濃度領域５の形成方法としては、図４に示したように予め封止部上部３ａと封止部下部３ｂを成型する際に、蛍光体粒子４の濃度が異なる樹脂材料を用いて射出成型やポッティング成型、２色成型などで封止部上部３ａ中に高濃度領域５を形成する方法が挙げられる。また、基板１の表面に発光素子２を搭載した後に、マスクとスキージ等を用いて発光素子２の上部に蛍光体粒子４を高濃度に含有した樹脂層を塗布し、硬化させて高濃度領域５を形成するとしてもよい。また、蛍光体粒子４を高濃度に含有したシートやキャップ等を別途成型し、これを発光素子２の直上を被うように接着剤等で貼り付けてもよい。

発光素子２からの一次光の配光特性は、基板１の上方に強い指向性で放射される。したがって、波長変換部材３に含有される蛍光体粒子４の濃度を均一にすると、発光素子２の上方の領域が部分的に明るく発光する傾向がある。このような不均一な発光を抑制するために、蛍光体粒子４や散乱剤の濃度を高くし過ぎると、発光素子２からの光路が長い領域に到達する光量が低下し、均一性を確保するのが難しい。

発光モジュール６０では、発光素子２の直上に設けられた高濃度領域５で蛍光体粒子４によって一次光を二次光に波長変換するとともに、蛍光体粒子４によって一次光および二次光を散乱する。高濃度領域５で散乱された一次光および二次光は、発光素子２から放射される一次光よりも指向性が弱く、波長変換部材３の全方向に向かって進行する。発光モジュール６０でも、波長変換部材３が基板１の表面と裏面、両側面と一方の端部を覆っており、一次光および二次光は基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込んで取り出される。

したがって本実施形態でも、高濃度領域５を発光素子２の直上領域に設けることで、簡便な構成で部分的に明るい領域が生じることを抑制して、全方位に指向性が低い二次光を照射できる。
（第８実施形態）
次に本発明の第８実施形態について図１１を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１１は、本実施形態の発光モジュール７０を示す模式図である。本実施形態では、発光素子２の直上に散乱剤の濃度が高い高散乱領域６を設ける点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール７０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には蛍光体粒子４又は散乱剤、又は双方が分散されている。また、波長変換部材３のうち発光素子２の直上に位置する領域には、散乱剤の濃度が他の領域よりも高い高散乱領域６が形成されている。具体的な散乱剤の材料としては、ＳｉＯ₂やＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅などが挙げられる。また、高散乱領域６に分散される散乱剤の濃度としては、５〜５０体積％の範囲が好ましく、波長変換部材３のその他の領域では高散乱領域６よりも低濃度であればよく、散乱剤を含有しなくてもよい。

このような高散乱領域６の形成方法としては、図４に示したように予め封止部上部３ａと封止部下部３ｂを成型する際に、散乱剤の濃度が異なる樹脂材料を用いて射出成型やポッティング成型、２色成型などで封止部上部３ａ中に高散乱領域６を形成する方法が挙げられる。また、基板１の表面に発光素子２を搭載した後に、マスクとスキージ等を用いて発光素子２の上部に散乱剤を高濃度に含有した樹脂層を塗布し、硬化させて高散乱領域６を形成するとしてもよい。また、高散乱領域６を別途成型し、これを発光素子２の直上を被うように、接着剤等で貼り付けてもよい。

発光モジュール７０では、発光素子２の直上に設けられた高散乱領域６で散乱剤によって一次光を散乱する。高散乱領域６で散乱された一次光は、発光素子２から放射される一次光よりも指向性が弱く、波長変換部材３の全方向に向かって進行する。発光モジュール７０でも、波長変換部材３が基板１の表面と裏面、両側面と一方の端部を覆っており、一次光および二次光は基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込んで取り出される。

したがって本実施形態でも、高散乱領域６を発光素子２の直上領域に設けることで、簡便な構成で部分的に明るい領域が生じることを抑制して、全方位により均等に指向性が低い二次光を照射できる。
（第９実施形態）
次に本発明の第９実施形態について図１２を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１２は、本実施形態の発光モジュール８０を示す模式図である。本実施形態では、基板１の表面に搭載した複数の発光素子２同士の間隔が一定ではない点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール８０では、基板１の長手方向に沿って発光素子２が複数配列され、基板１の一端から他端に向かって、図中矢印で示すように発光素子２同士の間隔が徐々に広くなっている。ここでは、波長変換部材３から基板１が突出した図中左側の端部から右側の端部に向かって発光素子２同士の間隔が広くなっている例を示したが、左側の端部から右側の端部に向かって発光素子２同士の間隔が短くなるとしてもよい。

このように基板１の表面に配置される発光素子２の実装密度を長手方向に沿って変化させることで、発光素子２同士の間隔が小さい領域では二次光の光量が多く、間隔が大きい領域では二次光の光量が少なくなる。したがって発光モジュール８０では、長手方向に沿って明るさが徐々に変化するグラデーション状に光取り出しが可能となり、意匠性が向上する。

発光モジュール８０の幅方向の断面は、第１実施形態で示した図２と同様であり、発光素子２が発光した一次光は波長変換部材３の内部を伝搬して、基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込む。したがって幅方向の断面内では基板１の表面側、側面側、裏面側のいずれの円周方向からも二次光を取り出すことができる。

本実施形態の発光モジュール８０では、基板１の表面における発光素子２の配置間隔を調整するだけでグラデーション状の光量分布と、円周方向への均一な光取り出しを実現できる。したがって発光素子２毎に電流値又はＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を変化させる等の複雑な駆動回路や回路配線が不要である。また、波長変換部材３の内部に複雑な光学系部材を設ける必要もなく、簡便な構成で所望の光量分布を実現できる。
（第１０実施形態）
次に本発明の第１０実施形態について図１３を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１３は、本実施形態の発光モジュール９０を示す模式図である。本実施形態では、基板１の長手方向に沿って波長変換部材３の直径が変化する点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール９０では、基板１の長手方向に沿って発光素子２が複数配列され、基板１の一端から他端に向かって、図中矢印で示すように波長変換部材３の直径が徐々に広くなっている。ここでは、波長変換部材３から基板１が突出した図中左側の端部から右側の端部に向かって波長変換部材３の直径が大きくなっている例を示したが、左側の端部から右側の端部に向かって波長変換部材３の直径が小さくなるとしてもよい。波長変換部材３の直径が小さい領域では、発光素子２からの一次光や蛍光体粒子４からの二次光が外部に取り出されるまでの光路長が短く、蛍光体粒子４や散乱剤により散乱される確率が小さいため、取り出される光量が大きい。一方、波長変換部材３の直径が大きい領域では、一次光と二次光が外部に取り出されるまでの光路長が長く、蛍光体粒子４や散乱剤によって散乱される確率が高くなり、取り出される光量が小さくなる。

このように波長変換部材３の直径を長手方向に沿って変化させることで、波長変換部材３の直径が小さい領域では二次光の光量が多く、直径が小さい領域では二次光の光量が少なくなる。したがって発光モジュール９０では、長手方向に沿って明るさが徐々に変化するグラデーション状に光取り出しが可能となり、意匠性が向上する。

発光モジュール９０の幅方向の断面は、第１実施形態で示した図２と同様であり、発光素子２が発光した一次光は波長変換部材３の内部を伝搬して、基板１の表面側領域から裏面側領域、側面領域、端部領域の各領域に回り込む。したがって幅方向の断面内では基板１の表面側、側面側、裏面側のいずれの円周方向からも二次光を取り出すことができる。

本実施形態の発光モジュール９０でも、波長変換部材３の直径を調整するだけでグラデーション状の光量分布と、円周方向１８０°以上の広い範囲での光取り出しを実現できる。
（第１１実施形態）
次に本発明の第１１実施形態について図１４を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１４は、本実施形態の発光モジュール１００を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４、散乱剤８を模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３の最外周に拡散層７を設けている点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール１００は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４が分散されている。また、波長変換部材３の最外周には拡散層７が設けられており、拡散層７を構成する樹脂等のバインダ中には散乱剤８が含有されている。具体的な散乱剤８の材料としては、ＳｉＯ₂やＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅などが挙げられる。また、拡散層７に分散される散乱剤８の濃度としては、０．１〜１０体積％の範囲が好ましい。

ここでは、拡散層７として樹脂中に散乱剤８を含有させたものを示したが、可視光を散乱することができるものであれば構造は限定されず、波長変換部材３の外周表面に微小な凹凸を形成した構造や、波長変換部材３の外周に微小な気泡を含有させる構造などでもよい。

波長変換部材３が外部に露出していると、発光素子２を発光させない非点灯の状態では、波長変換部材３に含有される蛍光体粒子４の色が外観色となってしまう。しかし本実施形態では、発光モジュール１００の最外周に拡散層７を設けているため、発光素子２を発光させない非点灯の状態であっても、外部からの光が拡散層７で散乱されて白色に視認される。つまり発光モジュール１００では非点灯状態に外観色が白色であり、点灯状態では二次光を全方向により均等に照射する。本実施形態では、波長変換部材３の最外周に拡散層７を設けるという簡便な構成で、発光モジュール１００の非点灯時の外観色を白色とすることができ、意匠性が向上する。
（第１２実施形態）
次に本発明の第１２実施形態について図１５を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１５は、本実施形態の発光モジュール１１０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ，４ｂを模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３の内側領域に蛍光体粒子４ａを含有し、内側領域の外周を覆う外側領域に蛍光体粒子４ｂを含有している点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール１１０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には、基板１と発光素子２を直接覆う内側領域には黄色光に波長変換する黄色蛍光体が蛍光体粒子４ａとして分散され、内側領域の外周を覆う外側領域には青色光に波長変換する青色蛍光体が蛍光体粒子４ｂとして分散されている。波長変換部材３に分散される蛍光体粒子４ａ，４ｂの濃度としては、それぞれ０．１〜５体積％の範囲が好ましい。

黄色蛍光体を含有した波長変換部材３は、発光素子２を発光させない非点灯状態では黄色の外観色となる。一方、青色蛍光体を含有した波長変換部材３は、非点灯状態で少し青みがかった白色の外観色となる。本実施形態の発光モジュール１１０では、波長変換部材３の内側領域に黄色蛍光体を含有させ、その外周を覆う外側領域に青色蛍光体を含有させている。これにより、発光モジュール１１０では非点灯状態に少し青みがかった白色の外観色であり、点灯状態では二次光を全方向に照射する。本実施形態では、波長変換部材３の最外周に青色蛍光体の蛍光体粒子４を含有させるという簡便な構成で、発光モジュール１１０の非点灯時の外観色を白色とすることができ、意匠性が向上する。
（第１３実施形態）
次に本発明の第１３実施形態について図１６を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１６は、本実施形態の発光モジュール１２０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ、拡散シート９ａを模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３全体を拡散シート９ａで被覆した点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール１２０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４が分散されている。また、波長変換部材３の全体が拡散シート９ａで被覆されている。

拡散シート９ａは、波長変換部材３とは別体に設けられた可撓性を有するシート状の部材であり、透光性の樹脂材料中に散乱剤を含有しており、透過する可視光を拡散させる機能を備えている。散乱剤の代わりに気泡を含有する構造や、表面に微小な凹凸を含有する構造などであってもよい。本実施形態の発光モジュール１２０は、第１実施形態と同様にして基板１と発光素子２と波長変換部材３を用意し、予め用意した拡散シート９ａで波長変換部材３の外周を被覆して接着剤で固定することで形成できる。

本実施形態でも、発光モジュール１２０の最外周を拡散シート９ａで被覆しているため、発光素子２を発光させない非点灯の状態であっても、外部からの光が拡散シート９ａで散乱されて白色に視認される。発光モジュール１２０では非点灯状態に外観色が白色であり、点灯状態では二次光を全方向により均等に照射する。本実施形態では、波長変換部材３の最外周を拡散シート９ａで被覆するという簡便な構成で、発光モジュール１２０の非点灯時の外観色を白色とすることができ、意匠性が向上する。
（第１４実施形態）
次に本発明の第１４実施形態について図１７を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１７は、本実施形態の発光モジュール１３０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ、拡散レンズ９ｂを模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３の外側に波長変換部材３よりも外側に拡散レンズ９ｂを設ける点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール１３０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４が分散されている。また、波長変換部材３よりも外側に、波長変換部材３から離間した位置に拡散レンズ９ｂが設けられている。本実施形態では、波長変換部材３と拡散レンズ９ｂとは長手方向の中心軸が一致するように互いに位置決めされている。

拡散レンズ９ｂは、波長変換部材３とは別体に設けられた略円筒状の部材であり、透光性の樹脂材料中に散乱剤を含有しており、透過する可視光を拡散させる機能を備えている。散乱剤の代わりに気泡を含有する構造や、表面に微小な凹凸を含有する構造などであってもよい。拡散レンズ９ｂは、散乱剤を分散した樹脂材料を射出成型等の樹脂成形技術を用いて略円筒形状に加工することで得られる。

本実施形態の発光モジュール１２０は、第１実施形態と同様にして基板１と発光素子２と波長変換部材３を用意し、予め用意した拡散レンズ９ｂの内部に位置決めすることで形成される。図１７では拡散レンズ９ｂを支持する構造を示していないが、図示しないスペーサーや締結部材等を用いて波長変換部材３と拡散レンズ９ｂとが所定の位置関係になるように固定される。

本実施形態でも、発光モジュール１３０よりも外側に拡散レンズ９ｂを設けているため、発光素子２を発光させない非点灯の状態であっても、外部からの光が拡散レンズ９ｂで散乱されて白色に視認される。発光モジュール１３０では非点灯状態に外観色が白色であり、点灯状態では二次光を全方向により均等に照射する。本実施形態では、波長変換部材３よりも外側に拡散レンズ９ｂを設けるという簡便な構成で、発光モジュール１３０の非点灯時の外観色を白色とすることができ、意匠性が向上する。
（第１５実施形態）
次に本発明の第１５実施形態について図１８を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１８は、本実施形態の発光モジュール１４０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４ａ、拡散シート９ａ、拡散レンズ９ｂを模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３全体を拡散シート９ａで被覆し、波長変換部材３よりも外側に拡散レンズ９ｂを設ける点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール１４０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４が分散されている。また、波長変換部材３の全体が拡散シート９ａで被覆され、波長変換部材３よりも外側に波長変換部材３から離間した位置に拡散レンズ９ｂが設けられている。

本実施形態でも、発光モジュール１４０の最外周を拡散シート９ａで被覆し、外側に拡散レンズ９ｂを設けているため、発光素子２を発光させない非点灯の状態であっても、外部からの光が拡散シート９ａおよび拡散レンズ９ｂで散乱されて白色に視認される。発光モジュール１４０では非点灯状態に外観色が白色であり、点灯状態では二次光を全方向により均等に照射する。本実施形態では、波長変換部材３の最外周を拡散シート９ａで被覆し、外側に拡散レンズ９ｂを設けるという簡便な構成で、発光モジュール１４０の非点灯時の外観色を白色とすることができ、意匠性が向上する。
（第１６実施形態）
次に本発明の第１６実施形態について図１９を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図１９は、本実施形態の発光モジュール１５０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４、散乱剤８を模式的に示す幅方向の断面図である。

発光モジュール１５０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面及び側面を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４と散乱剤８が分散されており、基板１の表面、裏面及び側面にも蛍光体粒子４と散乱剤８が分散されている。

散乱剤８は、波長変換部材３のバインダ材料とは屈折率が異なる微粒子であり、バインダ材料との屈折率差によって波長変換部材３を伝搬する光を散乱させる。散乱剤８の材料としては、ＳｉＯ₂やＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅などが挙げられる。また、波長変換部材３に含有される散乱剤８の濃度Ｄｄとしては、０．１〜３０体積％の範囲が好ましい。散乱剤８としてＳｉＯ₂を用いた場合には、波長変換部材３に含有される蛍光体粒子４の濃度Ｄａとの比率Ｄａ：Ｄｄを約１：４とすることが好ましい。

波長変換部材３に蛍光体粒子４と共に散乱剤８を含有させることで、波長変換部材３を伝搬する一次光および二次光が散乱剤８に入射するたびに、バインダ材料との屈折率差によって界面で散乱される。これにより、波長変換部材３の内部では一次光および二次光が繰り返し散乱され、基板１の側面側領域や裏面側領域に到達しやすくなり、全方向により均一に二次光を照射しやすくなる。

上述したように本実施の形態では、波長変換部材３に蛍光体粒子４と散乱剤８を含有させるので、より均等に指向性が低い二次光を照射できる。よって、柱状の発光モジュール１５０全体が発光するような配光特性を得ることができる。このような配光特性を実現することで、意匠性が向上してイルミネーション等の用途に適した発光モジュール１５０を提供することができる。
（第１７実施形態）
次に本発明の第１７実施形態について図２０を用いて説明する。第１６実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２０は、本実施形態の発光モジュール１６０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４、散乱剤８を模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３に含有される散乱剤８の濃度を領域ごとに変える点が第１６実施形態と異なっている。

図２０に示すように本実施形態の発光モジュール１６０では、基板１の表面側を覆う封止部上部３ａと裏面側を覆う封止部下部３ｂとで散乱剤８の濃度が異なり、封止部上部３ａで濃度が高く封止部下部３ｂで濃度が低くなっている。また、封止部下部３ｂは散乱剤８を含まなくてもよい。このような濃度分布の波長変換部材３は、図４に示したような予め封止部上部３ａと封止部下部３ｂとを散乱剤８の濃度が異なる別体として成型しておき、基板１と発光素子２を挟み込んで接着するなどの方法で製造することができる。また、散乱剤８の濃度が異なる樹脂材料を用いる射出成型やポッティング成型、２色成型などでも製造可能である。

封止部上部３ａの散乱剤８濃度が高いと、一次光および二次光が散乱される確率が高くなり、内部で繰り返し散乱されるため封止部上部３ａから外部に取り出される光量が減少し、封止部上部３ａから封止部下部３ｂにまで回りこむ光量が増加する。これにより、基板１の表面側で発光素子２からの一次光が直接照射される封止部上部３ａと、散乱剤８により散乱されて一次光および二次光が到達する封止部下部３ｂとの光量のバランスをより均一にすることができる。

上述したように本実施の形態では、波長変換部材３の封止部上部３ａに含有される散乱剤８の濃度を封止部下部３ｂよりも高くすることで、より均等に指向性が低い二次光を照射できる。よって、柱状の発光モジュール１６０全体が均一に発光するような配光特性を得ることができる。このような配光特性を実現することで、意匠性が向上してイルミネーション等の用途に適した発光モジュール１６０を提供することができる。
（第１８実施形態）
次に本発明の第１８実施形態について図２１を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２１は、本実施形態の発光モジュール１７０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３で発光素子２を封止せず、カバー部材として用いる点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール１７０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が基板１と発光素子２の上面、側面および下面を包囲するように設けられている。図に示すように本実施形態の波長変換部材３は略円筒形状の部材であり、発光素子２を封止せず発光素子２から離間した位置にカバー部材として設けられている。略円筒形状の波長変換部材３は、蛍光体粒子４を分散した樹脂材料を射出成型等の樹脂成形技術を用いて略円筒形状に加工することで得られる。

本実施形態の発光モジュール１７０は、表面に複数の発光素子２を搭載した基板１を用意し、予め用意した波長変換部材３の内部に位置決めすることで形成される。図２１では波長変換部材３を支持する構造を示していないが、図示しないスペーサーや締結部材等を用いて波長変換部材３と基板１とが所定の位置関係になるように固定される。

本実施形態では、発光素子２が発光した一次光は、波長変換部材３の内部空間を伝搬して波長変換部材３の内面に入射し、波長変換部材３に含有された蛍光体粒子４により二次光に波長変換される。一次光および二次光は、波長変換部材３に含有された蛍光体粒子４や散乱剤によって散乱され、波長変換部材３の内部空間やバインダ材料中を伝搬して、波長変換部材３のうち基板１の側面や裏面に対向する領域にまで到達する。これにより、発光モジュール１７０では、基板１の表面、側面、裏面に対向する領域といった１８０°以上の広い方位から二次光を取り出すことができる。
（第１９実施形態）
次に本発明の第１９実施形態について図２２を用いて説明する。第１８実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２２は、本実施形態の発光モジュール１８０を示す模式図であり、波長変換部材３と蛍光体粒子４を模式的に示す幅方向の断面図である。本実施形態では、波長変換部材３が基板１の裏面側全体をカバーせず、一部が切り欠かれている点が第１８実施形態と異なっている。

発光モジュール１８０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が基板１と発光素子２の上面、側面および下面を包囲するように設けられている。図に示すように本実施形態の波長変換部材３は、略円筒形状の一部が長手方向に切り欠かれた部材であり、長手方向の中心を軸として１８０°以上の角度を有していることで、基板１の裏面側領域を部分的に覆って、発光素子２を封止せず発光素子２から離間した位置にカバー部材として設けられている。波長変換部材３の切り欠かれた領域は、基板１の裏面側に位置するが、基板１の表面側全体と側面、および裏面側領域の一部を覆うように波長変換部材３が配置される。

本実施形態の発光モジュール１８０でも、発光素子２が発光した一次光は、波長変換部材３の内部空間を伝搬して波長変換部材３の内面に入射し、波長変換部材３に含有された蛍光体粒子４により二次光に波長変換される。一次光および二次光は、波長変換部材３の内部空間やバインダ材料中を伝搬して裏面側の領域にまで回りこむ。これにより、発光モジュール１８０では、基板１の表面、側面、裏面の一部に対向する領域といった１８０°以上の広い方位から二次光を取り出すことができる。
（第２０実施形態）
次に本発明の第２０実施形態について図２３を用いて説明する。第１８実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２３は、本実施形態の発光モジュール１９０を示す模式図である。本実施形態では、波長変換部材３の内部空間に向けて送風装置Ｆから空気を送り込む点が第１８実施形態と異なっている。

発光モジュール１９０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が基板１と発光素子２の上面、側面および下面を包囲するように設けられている。図に示すように本実施形態の波長変換部材３は略円筒形状の部材であり、発光素子２を封止せず発光素子２から離間した位置にカバー部材として設けられている。波長変換部材３の両端は開放されており、その一端側に送風装置Ｆが配置されている。

送風装置Ｆは、外部からの電力が供給されて制御信号によって回転駆動され、波長変換部材３の内部空間に空気を送り込む装置であり、例えば送風ファンなどを用いることができる。ここでは送風装置Ｆを波長変換部材３の端部から離間した位置に設けた例を示したが、波長変換部材３の端部に接触してもよく、内部空間に設けるとしてもよい。また、送風装置Ｆから波長変換部材３の内部に空気を送り込む例を示したが、波長変換部材３の内部空間に空気の流れを発生させることができればよく、内部空間から空気を外部に排出するとしてもよい。

本実施形態の発光モジュール１９０では、送風装置Ｆによって波長変換部材３の内部空間に空気が送り込まれ、基板１の表面に搭載された複数の発光素子２の周囲にある空気を流動させる。これにより、発光素子２が発光する際に生じる熱を効率的に放熱して、発光素子２を冷却して発光波長の安定化を図り、発光素子２の長寿命化を図ることができる。また、波長変換部材３の内部空間の空気を流動させるので、波長変換部材３を冷却することもできる。
（第２１実施形態）
次に本発明の第２１実施形態について図２４を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２４は、本実施形態の発光モジュール２００を示す模式図である。本実施形態では、基板１の長手方向における両方の端部も波長変換部材３で封止する点が第１実施形態と異なっている。

発光モジュール２００は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が複数の発光素子２と共に基板１の表面、裏面、側面及び両端部を覆うように形成されている。波長変換部材３には全体に蛍光体粒子４が分散されており、基板１の表面、裏面、側面および両端部にも蛍光体粒子４が分散されている。基板１から波長変換部材３の外部に図示しない導電部材等を引き出すことで、基板１および発光素子２に対する電気的接続がされており、発光モジュール２００外部から電力が供給される。

本実施形態の発光モジュール２００では、基板１の長手方向両端部も波長変換部材３で封止しているため、両端部方向も含めて全方向に二次光を取り出すことができる。
（第２２実施形態）
次に本発明の第２２実施形態について図２５を用いて説明する。第１８実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２５は、本実施形態の発光モジュール２１０を示す模式図である。本実施形態では、波長変換部材３の直径が長手方向に沿って変化し、波長変換部材３と発光素子２との距離が長手方向に沿って変化する点が第１８実施形態と異なっている。

発光モジュール２１０は、基板１上に複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が基板１と発光素子２の上面、側面、下面及び両端部を包囲するように設けられている。図に示すように本実施形態の波長変換部材３は両端が閉じた略円錐台形状の筒状部材であり、発光素子２を封止せず発光素子２から離間した位置にカバー部材として設けられている。略円錐台形状の筒状部材とは、長手方向に沿って直径が漸増または漸減する円錐の頂点領域を切り欠いた形状である。

図に示すように、波長変換部材３の内部空間に基板１が配置されているが、発光素子２から波長変換部材３までの距離は、基板１の左端部から右端部に向かって徐々に大きくなっている。発光素子２から波長変換部材３までの距離が大きいと、単位面積当たりに入射する一次光の光量が減少する。これにより、発光素子２と波長変換部材３の距離が小さい領域では二次光の光量が多く、距離が大きい領域では二次光の光量が少なくなる。したがって本実施形態の発光モジュール２１０では、長手方向に沿って明るさが徐々に変化するグラデーション状に光取り出しが可能となり、意匠性が向上する。
（第２３実施形態）
次に本発明の第２３実施形態について図２６を用いて説明する。第１８実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２６は、本実施形態の発光モジュール２２０を示す模式図である。本実施形態では、基板１を複数備えて傾斜させることで、波長変換部材３と発光素子２との距離が長手方向に沿って変化する点が第１８実施形態と異なっている。

発光モジュール２２０は、２つの基板１ａ，１ｂ上にそれぞれ複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が基板１と発光素子２の上面、側面、下面及び両端部を包囲するように設けられている。図に示すように本実施形態の波長変換部材３は略円筒形状の部材であり、発光素子２を封止せず発光素子２から離間した位置にカバー部材として設けられている。基板１ａ，１ｂは、それぞれ波長変換部材３の長手方向中心軸に対して傾斜して配置されている。

図に示すように、基板１ａ，１ｂが傾斜して設けられているため、発光素子２から波長変換部材３までの距離は、基板１の左端部から右端部に向かって徐々に大きくなっている。発光素子２から波長変換部材３までの距離が大きいと、単位面積当たりに入射する一次光の光量が減少する。これにより、発光素子２と波長変換部材３の距離が小さい領域では二次光の光量が多く、距離が大きい領域では二次光の光量が少なくなる。したがって本実施形態の発光モジュール２２０でも、長手方向に沿って明るさが徐々に変化するグラデーション状に光取り出しが可能となり、意匠性が向上する。
（第２４実施形態）
次に本発明の第２４実施形態について図２７を用いて説明する。第１８実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図２７は、本実施形態の発光モジュール２３０を示す模式図である。本実施形態では、ステップ形状の基板１を複数備えることで、波長変換部材３と発光素子２との距離が長手方向に沿って変化する点が第１８実施形態と異なっている。

発光モジュール２３０は、２つの基板１ｃ，１ｄ上にそれぞれ複数の発光素子２が搭載され、波長変換部材３が基板１と発光素子２の上面、側面、下面及び両端部を包囲するように設けられている。図に示すように本実施形態の波長変換部材３は略円筒形状の部材であり、発光素子２を封止せず発光素子２から離間した位置にカバー部材として設けられている。基板１ｃ，１ｄは、それぞれ階段状に形成されて各段に発光素子２が搭載されており、波長変換部材３の長手方向中心軸から各段の距離が変化するように配置されている。

図に示すように、基板１ｃ，１ｄが階段状に設けられているため、発光素子２から波長変換部材３までの距離は、基板１の左端部から右端部に向かって徐々に大きくなっている。発光素子２から波長変換部材３までの距離が大きいと光路長が長くなり、蛍光体粒子４または散乱剤８によって一次光及び二次光が遮蔽や散乱されるため、一次光と二次光の光量が減少する。これにより、発光素子２と波長変換部材３の距離が小さい領域では二次光の光量が多く、距離が大きい領域では二次光の光量が少なくなる。したがって本実施形態の発光モジュール２３０でも、長手方向に沿って明るさが徐々に変化するグラデーション状に光取り出しが可能となり、意匠性が向上する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１…基板
１０〜２３０…発光モジュール
１，１ａ〜１ｄ…基板
３…波長変換部材
３ａ…封止部上部
３ｂ…封止部下部
４，４ａ，４ｂ…蛍光体粒子
５…高濃度領域
６…高散乱領域
７…拡散層
８…散乱剤
９ａ…拡散シート
９ｂ…拡散レンズ

Claims (11)

1. 表面及び裏面を有する基板と、３８０〜４８０ｎｍの範囲にピーク波長を有する一次光で発光し前記表面に搭載された発光素子と、前記発光素子を封止する封止部材とを備える発光モジュールであって、
   前記封止部材は、前記一次光によって励起されて二次光を発する蛍光体を含有し、少なくとも前記裏面の一部を覆うことを特徴とする発光モジュール。
2. 請求項１に記載の発光モジュールであって、
   前記基板の両側面が前記封止部材に覆われ、前記基板の幅は前記封止部材の幅の１／２以下であることを特徴とする発光モジュール。
3. 請求項１または２に記載の発光モジュールであって、
   前記基板が透光性材料で形成されていることを特徴とする発光モジュール。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記基板の屈折率と、前記基板と接触する前記封止部材の屈折率との差が０．４以下であることを特徴とする発光モジュール。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記封止部材は、前記表面を覆う第１領域と前記裏面を覆う第２領域とを有し、前記第１領域における前記蛍光体の濃度は、前記第２領域における前記蛍光体の濃度よりも高いことを特徴とする発光モジュール。
6. 請求項１乃至５の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記封止部材は、前記発光素子の直上である第３領域を有し、前記第３領域における前記蛍光体の濃度は、他の領域よりも高いことを特徴とする発光モジュール。
7. 請求項１乃至６の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記封止部材は、前記発光素子の直上である第４領域における散乱剤の濃度が、他の領域よりも高いことを特徴とする発光モジュール。
8. 請求項１乃至７の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記基板に沿って前記発光素子が複数配列され、前記基板の一端から他端に向かって前記発光素子同士の間隔が徐々に広くなっていることを特徴とする発光モジュール。
9. 請求項１乃至８の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記基板に沿って前記発光素子が複数配列され、前記基板の一方から他方に向かって前記封止部材の厚みが徐々に厚くなっていることを特徴とする発光モジュール。
10. 請求項１乃至９の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
    前記一次光及び／又は前記二次光を散乱する拡散層を備え、前記拡散層が前記封止部材を覆っていることを特徴とする発光モジュール。
11. 請求項１乃至１０の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
    前記蛍光体が、青色蛍光体を含有する第５領域と、黄色蛍光体を含有する第６領域とを有し、前記第５領域は前記第６領域を覆っていることを特徴とする発光モジュール。

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