JP2018022808A

JP2018022808A - 発光装置及び照明装置

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Publication number: JP2018022808A
Application number: JP2016154083A
Authority: JP
Inventors: 考志大村; Takashi Omura; 康晴上野; Yasuharu Ueno
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2018-02-08

Abstract

【課題】高演色性を有し、発光効率のよい発光装置を提供すること。【解決手段】発光装置１０であって、基板１１と、基板１１に配置された青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂと、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止する封止部材であって、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する光によって励起され、かつ、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光によって励起されない黄色蛍光体１４ｂを含む封止部材１３とを備え、封止部材１３は、封止部材１３の外面における、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に形成された凹部２０を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、発光装置及びこれを備える照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の半導体発光素子は、高効率で省スペースな光源として照明用途またはディスプレイ用途等の各種の照明装置に広く利用されている。

ＬＥＤを複数備えるＬＥＤモジュールでは、例えば青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するよう構成される。また、演色性を向上させるために、上記構成に加えて赤色ＬＥＤチップが用いられる場合もある。

特許文献１には、基板上に青色発光ダイオード素子と赤色発光ダイオード素子と搭載し、これら発光素子をモールド樹脂で被覆した発光装置が開示されている。この発光装置では、モールド樹脂内に、青色発光を黄色発光に波長変換する蛍光体の粒子が混入されており、これにより、青、黄色、赤の発光が混合される。特許文献１では、この構成により、すべての可視光領域において、十分な発光強度が得られる旨が記載されている。

特開２００４−３５６１１６号公報

上記従来の技術のように、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとを黄色蛍光体を含む封止部材で封止した場合、赤色ＬＥＤチップから発せられる光（赤色光）について、封止部材の内部における散乱による損失が生じる。このことは、発光装置における、演色性または発光効率の向上の観点からは好ましくない。

そのため、例えば、基板上において、１以上の青色ＬＥＤチップのみを黄色蛍光体を含む封止部材で封止し、１以上の赤色ＬＥＤチップについては封止しない（または、蛍光体を含まない透明樹脂によって封止する）ことも考えられる。

しかしながら、基板上に並べて配置される複数の発光素子を備える発光装置では、例えば、高出力化または小型化などの要求にこたえるために、隣り合う発光素子間の距離が縮められる傾向にある。そのため、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとを混載するＬＥＤモジュールにおいても、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとが近距離で基板上に配置される場合がある。この場合、例えば、基板上の複数の青色ＬＥＤチップのみを黄色蛍光体を含む封止部材で封止することは現実的には困難である。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、高演色性を有し、発光効率のよい発光装置及び発光装置を備える照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る発光装置は、基板と、前記基板に配置された第一発光素子及び第二発光素子と、前記第一発光素子及び前記第二発光素子を封止する封止部材であって、前記第一発光素子が発する光によって励起され、かつ、前記第二発光素子が発する光によって励起されない蛍光体を含む封止部材とを備え、前記封止部材は、前記封止部材の外面における、前記第二発光素子に対向する位置に形成された凹部を有する。

また、本発明の一態様に係る照明装置は、上記発光装置を備える。

本発明によれば、高演色性を有し、発光効率のよい発光装置及び照明装置を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る発光装置の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る発光装置の平面図である。図３は、実施の形態１に係る発光装置の構造を示す平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面の概要図である。図５は、実施の形態１に係る封止部材の構成要素を模式的に示す図である。図６は、実施の形態１に係る発光装置が放出する光の分光分布を示す図である。図７は、実施の形態１の変形例１に係る発光装置の断面の概要図である。図８は、実施の形態１の変形例２に係る発光装置の断面の概要図である。図９は、実施の形態１の変形例３に係る発光装置の断面の概要図である。図１０Ａは、実施の形態１の変形例４に係る発光装置の断面の概要図である。図１０Ｂは、実施の形態１の変形例４に係る光拡散部の構成概要を示す図である。図１１Ａは、実施の形態１の変形例５に係る発光装置の一部を示す斜視図である。図１１Ｂは、実施の形態１の変形例５に係る発光装置の断面の概要図である。図１２は、実施の形態２に係る照明装置の断面図である。図１３は、実施の形態２に係る照明装置及びその周辺部材の外観斜視図である。

以下、実施の形態及びその変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態及び変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及び変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

（実施の形態１）
［発光装置の構成］
まず、実施の形態１に係る発光装置の構成について図１〜図３を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る発光装置１０の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る発光装置１０の平面図である。なお、図１及び図２では、封止部材１３を視認しやすいように、封止部材１３の外面１３ａにドットが付されている。さらに、図２では、封止部材１３に形成された複数の凹部２０を識別しやすいように、凹部２０を、封止部材１３の外面１３ａとは異なるドットを付した矩形で表している。

図３は、実施の形態１に係る発光装置１０の構造を示す平面図である。なお、図３では、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂの配列及び配線パターンなどを示すために、図２に示される封止部材１３及びダム部１５の図示は省略されている。また、図３では、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとを識別しやすいように、青色ＬＥＤチップ１２ａを無地の矩形で表し、赤色ＬＥＤチップ１２ｂをハッチングを付した矩形で表している。

図１〜図３に示されるように、実施の形態１に係る発光装置１０は、基板１１と、基板１１に配置された青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂを備える。具体的には、本実施の形態では、基板１１の主面１１ａに、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂが配置されている。また、本実施の形態では、発光装置１０にはさらに、封止部材１３とダム部１５とが備えられている。なお、基板１１の主面１１ａは、基板１１の厚み方向の両面のうち、青色ＬＥＤチップ１２ａ等の発光素子が配置されている面である、ということもできる。

発光装置１０は、基板１１に複数のＬＥＤチップが直接実装された、いわゆるＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールである。

基板１１は、配線１６、電極１６ａ及び電極１６ｂがパターン形成された、いわゆるプリント基板である。基板１１の種類としては、セラミック基板、樹脂基板、またはメタルベース基板などが例示される。

セラミック基板としては、酸化アルミニウム（アルミナ）からなるアルミナ基板または
窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板または銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。なお、実施の形態１では基板１１は矩形であるが、円形などその他の形状であってもよい。

青色ＬＥＤチップ１２ａは、第一発光素子の一例である。例えばＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長（発光スペクトルのピーク波長）が４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の窒化ガリウム系の半導体発光素子が、青色ＬＥＤチップ１２ａとして採用される。

赤色ＬＥＤチップ１２ｂは、第二発光素子の一例である。例えばＡｌＧａＩｎＰ系の材料によって構成された、中心波長が約６００ｎｍ〜６６０ｎｍの半導体発光素子が、赤色ＬＥＤチップ１２ｂとして採用される。

本実施の形態では、直列接続された１２個のＬＥＤチップからなる発光素子群が５つ基板１１の主面１１ａに配置されている。具体的には、５つの発光素子群のそれぞれは、６個の青色ＬＥＤチップ１２ａと６個の赤色ＬＥＤチップ１２ｂとを含み、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとが交互に並べられている。また、これら５つの発光素子群は並列接続されており、電極１６ａと電極１６ｂとの間に電力が供給されることにより発光する。

また、直列接続されたＬＥＤチップ同士（隣り合う青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂ）は、ボンディングワイヤ１７によってＣｈｉｐＴｏＣｈｉｐで接続される。ボンディングワイヤ１７は、ＬＥＤチップに接続される給電用のワイヤである。ボンディングワイヤ１７、並びに、上述の配線１６、電極１６ａ、及び電極１６ｂの金属材料としては、例えば、Ａｕ（金）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）等が採用される。

なお、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂの個数、配置レイアウト、及び、電気的な接続の態様に特に限定はなく、発光装置１０は、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂのそれぞれを少なくとも１つ備えればよい。また、１以上の青色ＬＥＤチップ１２ａ、及び、１以上の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに、互いに異なる経路で電力が供給されてもよい。

ダム部１５は、基板１１の主面１１ａ上に設けられた、封止部材１３を形成する材料をせき止める部材である。ダム部１５の素材としては、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、ダム部１５の素材として、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはポリフタルアミド（ＰＰＡ）などが採用される。

ダム部１５は、発光装置１０の光取り出し効率を高めるために、光反射性を有することが望ましい。そこで、実施の形態１では、ダム部１５には、白色の樹脂（いわゆる白樹脂）が用いられる。なお、ダム部１５の光反射性を高めるために、ダム部１５の中には、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、及びＭｇＯ等の粒子が含まれてもよい。

本実施の形態に係るダム部１５は、平面視（発光装置１０を基板１１の主面１１ａの側から見た場合、以下同じ。）において、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを囲むように円環状に形成される。そして、ダム部１５に囲まれた領域には、封止部材１３が形成される。なお、ダム部１５の平面視における形状に特に限定はなく、例えば、矩形の環状に形成されてもよい。

封止部材１３は、本実施の形態では、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止する部材である。本実施の形態では、封止部材１３はさらに、ボンディングワイヤ１７及び配線１６の一部を封止している。

また、本実施の形態では、封止部材１３は、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する光によって励起され、かつ、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光によって励起されない蛍光体を含んでいる。また、封止部材１３の外面１３ａには、図１及び図２に示すように、複数の凹部２０が形成されている。封止部材１３が上記構成を有することで、発光装置１０の演色性及び発光効率の向上等が実現されている。以下、図４〜図６を用いて、封止部材１３の構成について説明する。

［封止部材の構成］
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面の概要図である。なお、図４では、発光装置１０の断面を模式的に示しており、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂの個数は省略して図示されている。このことは、後述する各種の変形例（図７〜図１０Ａ）についても同じである。

図５は、実施の形態１に係る封止部材１３の構成要素を模式的に示す図である。図６は、実施の形態１に係る発光装置１０が放出する光の分光分布を示す図である。なお、図６に示すグラフにおける縦軸は、光の相対強度である。

図４に示すように、封止部材１３は、封止部材１３の外面１３ａにおける、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に形成された凹部２０を有する。具体的には、本実施の形態において、封止部材１３の外面１３ａは、基板１１の主面１１ａと対向する、主面１１ａから遠い側の面であり、かつ、主面１１ａと略平行な平面を形成する面である。

つまり、凹部２０は、平面を形成する外面１３ａに設けられた窪みであり、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂの直上（図４においてＺ軸方向プラス側を上とした場合）の位置のそれぞれに配置されている。

本実施の形態において、封止部材１３は、図５に示すように、波長変換材として黄色蛍光体１４ｂを含んだ透光性樹脂材料１４ａによって形成されている。透光性樹脂材料１４ａとしては、例えば、メチル系のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などが採用される。

黄色蛍光体１４ｂは、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する光によって励起され、かつ、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光によって励起されない蛍光体の一例である。黄色蛍光体１４ｂは、青色ＬＥＤチップ１２ａからの光によって黄色蛍光を発する。黄色蛍光体１４ｂとしては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用される。

青色ＬＥＤチップ１２ａが発した青色光の一部は、封止部材１３に含まれる黄色蛍光体１４ｂによって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体１４ｂに吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体１４ｂによって波長変換された黄色光とは、封止部材１３中で拡散及び混合される。これにより、封止部材１３からは、白色光が出射される。また、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発した赤色光は、黄色蛍光体１４ｂによる波長変換を受けることなく、封止部材１３を通過して外部に放出される。

このように構成された発光装置１０から放出される光の分光分布には、例えば図６に示すように、青色光のピーク波長（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍあたり）及び黄色蛍光のピーク波長（５４０ｎｍ〜５７０ｎｍあたり）に加え、赤色光のピーク波長（６００ｎｍ〜６６０ｎｍあたり）が明確に現れる。すなわち、発光装置１０では、青色ＬＥＤチップ１２ａと黄色蛍光体１４ｂとの組み合わせに、さら赤色ＬＥＤチップ１２ｂを加えることで、発光装置１０から放出される光の演色性が向上されている。

［効果など］
本実施の形態では、上述のように青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂは封止部材１３により一括して封止されている。そのため、赤色ＬＥＤチップ１２ｂの周囲にも封止部材１３が存在する。

この場合、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光（赤色光）は、封止部材１３が含有する黄色蛍光体１４ｂによって散乱する。このことは、例えば、発光装置１０の発光効率を低下させる要因、または、演色性の向上を阻害する要因となり得る。

このような、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが封止部材１３で封止されることによる弊害をなくすために、例えば、波長変換が必要な青色ＬＥＤチップ１２ａのみを封止部材１３で封止し、赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止部材１３で封止しないこと（封止部材１３の塗り分け）も考えられる。

しかしながら、例えば発光装置１０の高出力化または小型化を考慮すると、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとの距離は短いことが好ましく、このことは、封止部材１３の塗り分けの困難性を招く。例えば、赤色ＬＥＤチップ１２ｂの平面視における形状が、１．０ｍｍ×０．５ｍｍの矩形である場合、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとの間の距離（図４におけるＸ軸方向の距離、以下「チップ間距離」ともいう。）は、０．５ｍｍ程度である。このように、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとが近接する場合、赤色ＬＥＤチップ１２ｂと隣り合う青色ＬＥＤチップ１２ａのみに、黄色蛍光体１４ｂを含んだ透光性樹脂材料１４ａ（蛍光体含有樹脂）を塗布することは困難であり、現実的ではない。特に、本実施の形態のように、基板１１に複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂが混在している場合、この困難性は顕著となる。

そこで、本実施の形態に係る発光装置１０では、封止部材１３で青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂを一括封止し、かつ、赤色ＬＥＤチップ１２ｂの直上の位置に凹部２０を設ける。これにより、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光に対する封止部材１３の影響を低減させている。

すなわち、本実施の形態に係る発光装置１０は、基板１１と、基板１１に配置された青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂと、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止する封止部材１３とを備える。封止部材１３は、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する光によって励起され、かつ、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光によって励起されない黄色蛍光体１４ｂを含む。封止部材１３は、封止部材１３の外面１３ａにおける、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に形成された凹部２０を有する。

つまり、本実施の形態に係る発光装置１０では、簡単に言うと、青色ＬＥＤチップ１２ａの上方には封止部材１３が厚く形成されており、赤色ＬＥＤチップ１２ｂの上方には封止部材１３が薄く形成されている。

これにより、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する光に対する適切な波長変換が行われ、かつ、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光についての取り出し効率が向上される。つまり、本実施の形態に係る発光装置１０によれば、高演色性を有し、発光効率のよい発光装置を実現することができる。

また、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとを近接して配置することができる。このことは、発光装置１０の高出力化または小型化に有利である。

また、封止部材１３は、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対し、波長変換（光色変換）機能は持たないが、赤色ＬＥＤチップ１２ｂを、水分または塵等の異物から保護する保護部材として機能する。このことは、赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止部材１３で封止することのメリットの一つである。

なお、封止部材１３における凹部２０の形成は、例えば、レーザー光を用いて行われる。具体的には、ダム部１５の内側に、ディスペンサを用いて黄色蛍光体１４ｂを含んだ透光性樹脂材料１４ａを流入して硬化させる。これにより、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂの上方に、ほぼ平らな外面１３ａが形成される。その後、レーザー光によって、外面１３ａにおける複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに対応する領域を焼くことで、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに対応する位置に凹部２０が形成される。このように、凹部２０の形成にレーザー光を用いることで、例えば、精度よく複数の凹部２０を封止部材１３に形成することができる。

なお、封止部材１３における複数の凹部２０の形成の手法に特に限定はなく、例えば、金型を用いた成形品として、複数の凹部２０を有する封止部材１３が作製されてもよい。

また、本実施の形態では、凹部２０は、平面視において、赤色ＬＥＤチップ１２ｂ以上の大きさに形成されている。例えば、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが、平面視において、横幅（Ｘ軸方向の幅）が１．０ｍｍ、縦幅（Ｙ軸方向の幅）が０．５ｍｍの矩形である場合を想定する。この場合、凹部２０は、例えば、平面視において、横幅（Ｘ軸方向の幅）が１．０ｍｍ以上、縦幅（Ｙ軸方向の幅）が０．５ｍｍ以上の矩形である。また、凹部２０は、封止部材１３を平面視（透視）した場合に、凹部２０が赤色ＬＥＤチップ１２ｂを含む位置に存在する。

この構成によれば、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光の、封止部材１３による損失の抑制がより確実化される。

また、本実施の形態では、基板１１には、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂが配置されており、封止部材１３は、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂのそれぞれの上方に、凹部２０を有する。

ここで、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを用いて照明光を放出する場合、照明光における発光色または輝度の偏りを抑制するために、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとを混在させることが好ましい。そのため、本実施の形態では、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとが交互に並ぶようにこれらＬＥＤチップを基板１１に配置している。

このように、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａの各々と、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂのいずれかとが近接する状態で基板１１に配置した場合、例えば、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａのみを封止部材１３で封止することの困難性はさらに向上する。

しかしながら、本実施の形態では、混在して配置された複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止部材１３によって一括封止している。これにより、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａそれぞれが発する光に対する適切な波長変換がなされる。さらに、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに対向する位置に凹部２０が設けられていることで、封止部材１３による、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光の取り出し効率の低下が抑制されている。

すなわち、本実施の形態に係る発光装置１０では、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａの中に散在する複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれの封止部材１３による封止を許容することで、チップ間距離の短縮化（ＬＥＤチップの高密度実装）を可能としている。これにより、基板１１の主面１１ａ上における、単位面積あたりのＬＥＤチップの配置数を増加させることができる。その結果、発光装置１０の高出力化または小型化が可能となる。また、封止部材１３の、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに対応する位置に凹部２０が設けられていることで、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれが発する光が、演色性の向上に効率よく利用される。

また、本実施の形態では、基板１１に配置される第一発光素子は青色ＬＥＤチップ１２ａであり、基板１１に配置される第二発光素子は赤色ＬＥＤチップ１２ｂであり、かつ、封止部材１３に含まれる蛍光体は、黄色蛍光体１４ｂである。

つまり、波長変換材としての黄色蛍光体１４ｂと、黄色蛍光体１４ｂを励起する青色光を発する青色ＬＥＤチップ１２ａと、黄色蛍光体１４ｂを励起しない赤色光を発する赤色ＬＥＤチップ１２ｂとが組み合わせられている。これにより、発光装置１０は、例えば図６に示すように、比較的に大きな赤色成分を有することで演色性が高められた光を放出することができる。その結果、発光装置１０を、例えば、人の生活空間に適した照明光を放出する照明装置の光源として用いることができる。

なお、発光装置１０が備える、発光素子及び蛍光体の種類は、上記の種類に限定されない。例えば、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有する封止部材１３と青色ＬＥＤチップ１２ａとにより白色光を生成し、さらに、封止部材１３に封止された赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光によって演色性が向上されてもよい。この場合であっても、封止部材１３の外面１３ａの、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２０が設けられていることで、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光の効率的な利用がなされる。

ここで、発光装置１０が備える封止部材１３が有する、演色性または発光効率の向上のための構成は、上記説明された構成以外であってもよい。そこで、封止部材１３に関する各種の変形例について、上記実施の形態との差分を中心に以下に説明する。

（実施の形態１の変形例１）
図７は、実施の形態１の変形例１に係る発光装置１０ａの断面の概要図である。本変形例に係る発光装置１０ａは、上記実施の形態１に係る発光装置１０と共通する基本構成を有する。具体的には、発光装置１０ａは、基板１１の主面１１ａに配置され、封止部材１３によって一括封止された複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを備える。また、封止部材１３の外面１３ａの、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２１が設けられている。

本変形例に係る発光装置１０ａでは、複数の（図７では２つの）赤色ＬＥＤチップ１２ｂが隣り合って配置されている点で、上記実施の形態１に係る発光装置１０（例えば図４参照）と異なる。また、発光装置１０ａでは、基板１１上において隣り合って配置された少なくとも２つの赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に、１つの凹部２１が設けられている。この場合であっても、封止部材１３が凹部２１を有することで、当該少なくとも２つの赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光についての、封止部材１３による損失が抑制される。

また、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂが封止部材１３によって一括封止される点については、上記実施の形態１と共通しており、そのため、青色ＬＥＤチップ１２ａと赤色ＬＥＤチップ１２ｂとを近接して配置することが可能である。これにより、発光装置１０ａの高出力化または小型化が可能となる。

（実施の形態１の変形例２）
図８は、実施の形態１の変形例２に係る発光装置１０ｂの断面の概要図である。本変形例に係る発光装置１０ｂは、上記実施の形態１に係る発光装置１０と共通する基本構成を有する。具体的には、発光装置１０ｂは、基板１１の主面１１ａに配置され、封止部材１３によって一括封止された複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを備える。また、封止部材１３の外面１３ａの、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２２が設けられている。

本変形例に係る発光装置１０ｂでは、封止部材１３の外面１３ａに形成された凹部２２の形状が、上記実施の形態１に係る凹部２０と異なる。具体的には、本変形例に係る凹部２２は、赤色ＬＥＤチップ１２ｂから遠ざかるに従って広がる開口を形成している。

より詳細には、凹部２２は、封止部材１３の外面１３ａに略平行な底面であって、赤色ＬＥＤチップ１２ｂと対向する底面を形成する底面部２２ａと、底面部２２ａと外面１３ａとを接続する斜面であって、外側（赤色ＬＥＤチップ１２ｂから遠ざかる方向）に傾く斜面を形成する内側面部２２ｂとを有する。

このように、凹部２２の内面の一部である内側面部２２ｂが外側に傾いていることで、例えば、封止部材１３の中から内側面部２２ｂを介して放出される光が、凹部２２の外側に出力されやすくなる。これにより、例えば、発光装置１０ｂの発光効率が向上される。

（実施の形態１の変形例３）
図９は、実施の形態１の変形例３に係る発光装置１０ｃの断面の概要図である。本変形例に係る発光装置１０ｃは、上記実施の形態１に係る発光装置１０と共通する基本構成を有する。具体的には、発光装置１０ｃは、基板１１の主面１１ａに配置され、封止部材１３によって一括封止された複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを備える。また、封止部材１３の外面１３ａの、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２３が設けられている。

また、本変形例に係る発光装置１０ｃが有する凹部２３は、赤色ＬＥＤチップ１２ｂから遠ざかるに従って広がる開口を形成している。より詳細には、本変形例に係る凹部２３の内面２３ａは曲面形状を有している。なお、凹部２３の平面視における形状は、例えば、赤色ＬＥＤチップ１２ｂ以上の大きさに形成された円形または楕円形等である。

このように、凹部２３の内面２３ａが曲面形状（例えば球面）を有していることで、封止部材１３の内部から凹部２３の内面２３ａ（封止部材１３と大気との界面）に様々な角度で入射する光が、凹部２３の外側に出力される確率が増加する。

つまり、凹部２３は、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に形成されていることで、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光についての、封止部材１３による損失を抑制することができる。さらに、凹部２３の内面２３ａが、図９に示すように曲面で形成されていることで、例えば、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する光に基づく白色光の、凹部２３における取り出し効率が向上する。

（実施の形態１の変形例４）
図１０Ａは、実施の形態１の変形例４に係る発光装置１０ｄの断面の概要図である。図１０Ｂは、実施の形態１の変形例４に係る光拡散部３０の構成概要を示す図である。なお、図１０Ｂにおいて、光拡散材３０ｂは、白色の円形で模式的に図示されている。

本変形例に係る発光装置１０ｄは、上記実施の形態１に係る発光装置１０と共通する基本構成を有する。具体的には、発光装置１０ｄは、基板１１の主面１１ａに配置され、封止部材１３によって一括封止された複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを備える。また、封止部材１３の外面１３ａの、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２４が設けられている。

本変形例に係る発光装置１０ｄはさらに、凹部２４に収容された、光拡散部３０を備えている。具体的には、本変形例では、図１０Ｂに示すように、光拡散部３０は、光拡散材３０ｂを含有する透光性樹脂材料３０ａによって形成されている。

光拡散材３０ｂは、例えばシリカ、炭酸カルシウム、または酸化チタン等の粒子であり、例えばシリコーン樹脂である透光性樹脂材料３０ａ内に分散して存在している。

このように、凹部２４に、光拡散材３０ｂが収容されていることで、例えば、凹部２４の直下の赤色ＬＥＤチップ１２ｂから発せられ、凹部２４の内面を通過した赤色光は、光拡散材３０ｂによって拡散されて放出される。これにより、例えば、青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂが混載されていることに起因する色ムラが低減される。

また、凹部２４に光拡散材３０ｂが収容されていることで、例えば、赤色光の集光が抑制される。例えば、発光装置１０からの光の放出方向（Ｚ軸方向プラス側）に、集光のためのフレネルレンズが配置された場合において、赤色光が線状に集光されることが抑制される。つまり、本変形例に係る発光装置１０ｄによれば、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する赤色光をぼかして放出することができる。そのため、発光装置１０ｄが、例えばスポットライトの光源として採用された場合において、赤色光が集光される可能性を低減することができる。

また、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれが発する赤色光をどの程度ぼかすか（赤色光の拡散の度合い）の調整が可能である。例えば、光拡散材３０ｂの種類または濃度等を変更することで、赤色光の拡散の度合いを調整が可能である。つまり、例えば封止部材１３が含有する蛍光体の種類または濃度を変更することなく、赤色光の拡散の度合いを調整することが可能である。

なお、光拡散材３０ｂは、シリカ等の粒子である必要はなく、例えば、透光性樹脂材料３０ａ内に形成された気泡が、光拡散材３０ｂとして機能してもよい。

（実施の形態１の変形例５）
図１１Ａは、実施の形態１の変形例５に係る発光装置１０ｅの一部を示す斜視図である。図１１Ｂは、実施の形態１の変形例５に係る発光装置１０ｅの断面の概要図である。なお、図１１Ｂでは、発光装置１０ｅを封止部材１３の幅方向（Ｙ軸方向）の中央で切断した場合の断面が模式的に図示されている。また、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、ＬＥＤチップ間を接続するワイヤ等の部材の図示は省略されている。

本変形例に係る発光装置１０ｅは、上記実施の形態１に係る発光装置１０と共通する基本構成を有する。具体的には、発光装置１０ｅは、基板１１の主面１１ａに配置され、封止部材１３によって一括封止された複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを備える。また、封止部材１３の外面１３ａの、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２５が設けられている。

本変形例に係る発光装置１０ｅでは、封止部材１３が、一列に並ぶ５つのＬＥＤチップ（３つの青色ＬＥＤチップ１２ａ及び２つの赤色ＬＥＤチップ１２ｂ）のみを封止している点で、上記実施の形態１に係る発光装置１０と異なる。つまり、本変形例に係る封止部材１３は、基板１１の主面１１ａ上に直線状に形成されている。

このような形状の封止部材１３は、例えば、以下の工程により形成される。すなわち、一列に並ぶ５つのＬＥＤチップの上方から、蛍光体含有樹脂（黄色蛍光体１４ｂを含む透光性樹脂材料１４ａ、図５参照）を、ディスペンサを用いて塗布し、硬化させる。その後、例えばレーザー光により、外面１３ａにおける複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに対応する領域を焼くことで、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂそれぞれに対応する位置に凹部２５が形成される。

なお、本変形例では、比較的に粘性が高い蛍光体含有樹脂が用いられており、実施の形態１に係る発光装置１０が有するダム部１５（図４参照）のような、封止部材１３を形成する工程において蛍光体含有樹脂をせき止めるための部材は不要である。また、封止部材１３が有する凹部２５の形成のための手法は、レーザー光の照射には限定されず、金型を用いた成形品として、複数の凹部２５を有する封止部材１３が作製されてもよい。また、例えば、赤色ＬＥＤチップ１２ｂへの蛍光体含有樹脂の塗布量を、青色ＬＥＤチップ１２ａへの蛍光体含有樹脂の塗布量よりも少なくすることで、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置のそれぞれに、凹部２５が形成されてもよい。

このように、封止部材１３は、一列に並ぶ１以上の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び１以上の赤色ＬＥＤチップ１２ｂを封止するように長尺状に形成されてもよい。この場合であっても、発光装置１０ｅは、青色ＬＥＤチップ１２ａが封止部材１３に封止されていることで、青色ＬＥＤチップ１２ａが発する青色光に基づく白色光を放出することができる。また、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２５が存在することで、赤色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光についての、封止部材１３による損失が抑制される。すなわち、発光装置１０ｅによれば、高演色性と発光効率のよさとの両立が可能である。

さらに、赤色ＬＥＤチップ１２ｂの封止部材１３による封止が許容されていることで、チップ間距離を比較的に短くすることができる。その結果、発光装置１０ｅの高出力化または小型化が可能となる。

なお、本変形例では、封止部材１３は平面視において直線状の形状であるが、封止部材１３は、例えば、平面視において曲がった形状であってもよい。例えば、基板１１の主面１１ａにおいて、複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂが円環状に並んで配置された場合、封止部材１３は平面視において円環形状であってもよい。この場合であっても、赤色ＬＥＤチップ１２ｂに対向する位置に凹部２５が存在することで、高演色性と発光効率のよさとの両立等の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る照明装置２００について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、実施の形態２に係る照明装置２００の断面図である。図１３は、実施の形態２に係る照明装置２００及びその周辺部材の外観斜視図である。

図１２及び図１３に示されるように、実施の形態２に係る照明装置２００は、例えば、住宅等の天井に埋込配設されることにより下方（廊下または壁等）に光を照射するダウンライト等の埋込型照明装置である。

照明装置２００は、発光装置１０を備える。照明装置２００はさらに、基部２１０と枠体部２２０とが結合されることで構成される略有底筒状の器具本体２０１と器具本体２０１に配置された、反射板２３０及びカバー部材２４０とを備える。

基部２１０は、発光装置１０が取り付けられる取付台である。また、基部２１０は、発光装置１０で発生する熱を放熱するヒートシンクとしても機能する。基部２１０は、金属材料を用いて略円柱状に形成されており、実施の形態２ではアルミダイカスト製である。

基部２１０の上部（天井側部分）には、上方に向かって突出する複数の放熱フィン２１１が一方向に沿って互いに一定の間隔をあけて設けられている。これにより、発光装置１０で発生する熱を効率よく放熱させることができる。

枠体部２２０は、内面に反射面を有する略円筒状のコーン部２２１と、コーン部２２１が取り付けられる枠体本体部２２２とを有する。コーン部２２１は、金属材料を用いて成形されており、例えば、アルミニウム合金等を絞り加工またはプレス成形することによって作製することができる。枠体本体部２２２は、硬質の樹脂材料または金属材料によって成形されている。枠体部２２０は、枠体本体部２２２が基部２１０に取り付けられることによって固定されている。

反射板２３０は、内面に反射機能を有する円環枠状（漏斗状の）反射部材である。反射板２３０は、例えばアルミニウム等の金属材料を用いて形成することができる。なお、反射板２３０は、金属材料ではなく、硬質の白色樹脂材料によって形成してもよい。

カバー部材２４０は、透光性を有する部材である。カバー部材２４０は、例えば、反射板２３０と枠体部２２０との間に配置された平板プレートであり、反射板２３０に取り付けられている。カバー部材２４０は、例えばアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料によって円盤状に形成することができる。

なお、照明装置２００は、カバー部材２４０として、例えば、集光のためのフレネルレンズ等のレンズを備えてもよい。

また、照明装置２００は、カバー部材２４０を備えなくてもよい。この場合であっても、発光装置１０が備える複数の青色ＬＥＤチップ１２ａ及び複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｂ（例えば図４参照）は、少なくとも封止部材１３によって保護される。

また、図１３に示されるように、照明装置２００には、発光装置１０に点灯電力を給電する点灯装置２５０と、商用電源からの交流電力を点灯装置２５０に中継する端子台２６０とが接続される。

点灯装置２５０及び端子台２６０は、器具本体２０１とは別体に設けられた取付板２７０に固定される。取付板２７０は、金属材料からなる矩形板状の部材を折り曲げて形成されており、その長手方向の一端部の下面に点灯装置２５０が固定されるとともに、他端部の下面に端子台２６０が固定される。取付板２７０は、器具本体２０１の基部２１０の上部に固定された天板２８０と互いに連結される。

照明装置２００は、発光装置１０を備えることで、例えば、演色性が高い照明光を効率よく放出することができる。

なお、照明装置２００は、発光装置１０に換えて、上記実施の形態１の変形例１〜５のいずれかに係る発光装置（１０ａ〜１０ｅのいずれか）を備えてもよい。

また、本実施の形態では、照明装置として、ダウンライトが例示されたが、本発明は、スポットライトなどの他の照明装置として実現されてもよい。

（他の実施の形態）
以上、実施の形態１及びその変形例に係る発光装置１０及び１０ａ〜１０ｅ、並びに、実施の形態２に係る照明装置２００について説明したが、本発明は、実施の形態１等に限定されるものではない。

例えば、実施の形態１では、隣り合う青色ＬＥＤチップ１２ａ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｂは、ボンディングワイヤ１７によって、ＣｈｉｐＴｏＣｈｉｐで接続された。しかしながら、例えば青色ＬＥＤチップ１２ａは、ボンディングワイヤ１７によって基板１１上に設けられた配線（金属層）に接続され、当該配線を介して、赤色ＬＥＤチップ１２ｂと電気的に接続されてもよい。

また、実施の形態１では、発光装置１０に用いる第一発光素子及び第二発光素子としてＬＥＤチップが例示された。しかしながら、半導体レーザー等の半導体発光素子、または、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）もしくは無機ＥＬ等のＥＬ素子等の他の種類の固体発光素子が、第一発光素子及び第二発光素子として採用されてもよい。

なお、上記の実施の形態１に関する補足事項は、実施の形態１の変形例１〜５及び実施の形態２に係る発光装置等について適用されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ発光装置
１１基板
１２ａ青色ＬＥＤチップ（第一発光素子）
１２ｂ赤色ＬＥＤチップ（第二発光素子）
１３封止部材
１３ａ外面
１４ｂ黄色蛍光体（蛍光体）
２０、２１、２２、２３、２４、２５凹部
２３ａ内面
３０光拡散部
２００照明装置

Claims

基板と、
前記基板に配置された第一発光素子及び第二発光素子と、
前記第一発光素子及び前記第二発光素子を封止する封止部材であって、前記第一発光素子が発する光によって励起され、かつ、前記第二発光素子が発する光によって励起されない蛍光体を含む封止部材とを備え、
前記封止部材は、前記封止部材の外面における、前記第二発光素子に対向する位置に形成された凹部を有する
発光装置。
前記凹部は、平面視において、前記第二発光素子以上の大きさに形成されている
請求項１記載の発光装置。
前記基板には、複数の前記第一発光素子及び複数の前記第二発光素子が配置されており、
前記封止部材は、複数の前記第二発光素子のそれぞれの上方に、前記凹部を有する
請求項１または２記載の発光装置。
前記凹部は、前記第二発光素子から遠ざかるに従って広がる開口を形成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記凹部の内面は曲面形状を有する
請求項４記載の発光装置。
さらに、前記凹部に収容された、光拡散部を備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第一発光素子は、青色ＬＥＤチップであり、前記第二発光素子は、赤色ＬＥＤチップであり、かつ、前記蛍光体は黄色蛍光体である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置を備える
照明装置。