JP2019021744A - 発光装置、及び、照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子が発する光の光取り出し効率が向上された発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に配置された青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒと、基板１１上に配置され、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒを囲む環状の包囲部材１５と、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止する第一封止部材１３ａと、第一封止部材１３ａの青色ＬＥＤチップ１２ｂを封止している部分の上方に配置された、波長変換材を含む第二封止部材１３ｂと、第一封止部材１３ａの赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止している部分の上方に配置された第三封止部材１３ｃとを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、発光装置、及び、発光装置を用いた照明装置に関する。

従来、基板に実装されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップが蛍光体を含有する樹脂で形成された封止部材によって封止されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の発光装置（発光モジュール）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２０１６１４号公報

上記のような発光装置においては、発光素子が発する光の光取り出し効率の向上が課題となる。例えば、基板上に青色ＬＥＤチップ及び赤色ＬＥＤチップの２種類のＬＥＤチップが実装され、封止部材によって封止されている場合、赤色ＬＥＤチップの光取り出し効率の向上が課題となる。

本発明は、発光素子が発する光の光取り出し効率が向上された発光装置及び照明装置を提供する。

本発明の一態様に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置された第一発光素子及び第二発光素子と、前記基板上に配置され、前記第一発光素子及び前記第二発光素子を囲む包囲部材と、前記第一発光素子及び前記第二発光素子を封止する第一封止部材と、前記第一封止部材の前記第一発光素子を封止している部分の上方に配置された、波長変換材を含む第二封止部材と、前記第一封止部材の前記第二発光素子を封止している部分の上方に配置された第三封止部材とを備え、前記第一発光素子の発光ピーク波長は、前記第二発光素子の発光ピーク波長よりも短く、前記第三封止部材は、前記第二封止部材よりも上方に突出している。

本発明の一態様に係る照明装置は、前記発光装置と、前記発光装置に、当該発光装置を点灯させるための電力を供給する点灯装置とを備える。

本発明によれば、発光素子が発する光の光取り出し効率が向上された発光装置及び照明装置が実現される。

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に係る発光装置の内部構造を示す平面図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線における発光装置の模式断面図である。 図５は、実施の形態１に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。 図６Ａは、実施の形態１に係る発光装置の製造方法を示す第一の模式断面図である。 図６Ｂは、実施の形態１に係る発光装置の製造方法を示す第二の模式断面図である。 図６Ｃは、実施の形態１に係る発光装置の製造方法を示す第三の模式断面図である。 図６Ｄは、実施の形態１に係る発光装置の製造方法を示す第四の模式断面図である。 図６Ｅは、実施の形態１に係る発光装置の製造方法を示す第五の模式断面図である。 図７は、変形例１に係る発光装置の模式断面図である。 図８は、実施の形態２に係る照明装置の断面図である。 図９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。

また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。座標軸におけるＺ軸方向は、例えば、鉛直方向であり、Ｚ軸＋側は、上側（上方）と表現され、Ｚ軸−側は、下側（下方）と表現される。Ｚ軸方向は、言い換えれば、発光装置が備える基板に垂直な方向である。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。Ｘ−Ｙ平面は、発光装置が備える基板の主面に平行な平面である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視形状」とは、Ｚ軸方向から見た形状を意味する。

（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面を用いて説明する。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に係る発光装置の内部構造を示す平面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線における模式断面図である。

なお、図３は、図２において第一封止部材１３ａ、第二封止部材１３ｂ、及び、第三封止部材１３ｃ、及び、包囲部材１５を取り除き、ＬＥＤチップの配列及び配線パターンなどの内部の構造を示した平面図である。図４においては、波長変換材１４の形状及び粒径などは、模式的に図示されており、正確ではない。

図１〜図４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、複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂと、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｒと、第一封止部材１３ａと、第二封止部材１３ｂと、第三封止部材１３ｃと、包囲部材１５とを備える。なお、発光装置１０は、青色ＬＥＤチップ１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤチップ１２ｒを少なくとも１つずつ備えればよい。

発光装置１０は、基板１１に青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒが直接実装された、いわゆるＣＯＢ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が設けられた基板である。なお、配線１６は、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒに電力を供給するための金属配線である。電極１６ａ及び電極１６ｂは、発光装置１０が外部装置から直流電力の供給を受けるための２つの電極であり、発光装置１０は、電極１６ａ及び電極１６ｂの間に直流電力が供給されることで発光する。

基板１１は、例えば、メタルベース基板またはセラミック基板である。また、基板１１は、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。

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、基板１１として、例えば光反射率が高い（例えば光反射率が９０％以上の）基板が採用されてもよい。基板１１として光反射率の高い基板が採用されることで、ＬＥＤチップが発する光を基板１１の表面で反射させることができる。この結果、発光装置１０の光の取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えばアルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。

また、基板１１として、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナや窒化アルミニウムからなる透光性セラミック基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板または透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。

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１２ｂは、第一発光素子の一例であって、基板１１上に配置（実装）される。青色ＬＥＤチップ１２ｂは、例えば、ＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、発光スペクトルのピーク波長（発光ピーク波長）が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下のＬＥＤチップである。つまり、青色ＬＥＤチップ１２ｂは、青色光を発する。青色ＬＥＤチップ１２ｂは、主として上方に向けて光を発する。つまり、青色ＬＥＤチップ１２ｂは、主として、第二封止部材１３ｂに向けて光を発する。

赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、第二発光素子の一例であって、基板１１上に配置（実装）される、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、例えばＡｌＧａＩｎＰ系の材料によって構成された、発光スペクトルのピーク波長（発光ピーク波長）が６００ｎｍ以上６４０ｎｍ以下のＬＥＤチップである。つまり、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、赤色光を発する。赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、主として上方に向けて光を発する。つまり、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、主として、第三封止部材１３ｃに向けて光を発する。

青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、いずれも片面電極構造のＬＥＤチップであり、上面にアノード及びカソードを有する。６つの青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び１つの赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、ボンディングワイヤ１７によってチップトゥチップで直列接続されることにより発光素子列を構成する。

ボンディングワイヤ１７は、ＬＥＤチップに電気的及び構造的に接続される給電用のワイヤである。なお、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は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）等の金属材料によって形成される。

発光装置１０は、６つの青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び１つの赤色ＬＥＤチップ１２ｒによって構成された発光素子列を５つ備える。これら５つの発光素子列は並列接続され、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。５つの発光素子列は、全体として略円形の発光領域を形成するように配置される。

なお、１つの発光素子列に含まれる青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒの個数、並びに、発光装置１０が備える発光素子列の個数は一例であり、特に限定されない。また、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、互いに背向するアノード及びカソードを有する両面電極構造のＬＥＤチップであってもよいが、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒがいずれも片面電極構造であれば、基板１１への複数のＬＥＤチップの実装が容易になる利点がある。

包囲部材１５は、基板１１上に配置される。包囲部材１５は、第一封止部材１３ａ及び第二封止部材１３ｂよりも上方に突出し、第一封止部材１３ａ、及び、第二封止部材１３ｂをせき止めるためのダム材として機能する部材である。また、包囲部材１５は、配線１６の少なくとも一部を覆うことにより、配線１６を保護する機能も有する。

包囲部材１５は、複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂ、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｒ、第一封止部材１３ａ、第二封止部材１３ｂ、及び、第三封止部材１３ｃを側方から囲む円環状である。なお、包囲部材１５は、環状であればよく、矩形環状であってもよいし、レーストラック形状であってもよい。

包囲部材１５には、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、包囲部材１５には、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）樹脂などが用いられる。

包囲部材１５は、発光装置１０の光の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、包囲部材１５には、白色の樹脂（いわゆる白樹脂）が用いられる。なお、包囲部材１５の光反射性を高めるために、包囲部材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。

第一封止部材１３ａは、配線１６の少なくとも一部、複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂ、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｒ、及び、複数のボンディングワイヤ１７を一括封止する封止層である。第一封止部材１３ａは、複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂ、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｒ、及び、複数のボンディングワイヤ１７を塵芥、水分、外力等から保護する機能を有する。

第一封止部材１３ａの基材は、例えば、透光性樹脂材料である。第一封止部材１３ａは、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。発光装置１０においては、第一封止部材１３ａは、透明のシリコーン樹脂によって形成され、波長変換材１４を含まない。

第二封止部材１３ｂは、第一封止部材１３ａの青色ＬＥＤチップ１２ｂを封止している部分の上方に配置される封止層である。第二封止部材１３ｂは、第一封止部材１３ａの青色ＬＥＤチップ１２ｂを封止している部分に接している。第二封止部材１３ｂの基材は、例えば、透光性樹脂材料である。第二封止部材１３ｂの基材は、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。第二封止部材１３ｂの基材は、第一封止部材１３ａを構成する透光性樹脂材料と同一であってもよい。

第二封止部材１３ｂには、波長変換材１４が含まれる。波長変換材１４は、具体的には、例えば、発光ピーク波長が５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の緑色蛍光体である。緑色蛍光体の粒径（より具体的には、メジアン径（ｄ５０））は、例えば、１２μｍ以上１７μｍ以下である。

第二封止部材１３ｂに含まれる波長変換材１４は、特に限定されない。第二封止部材１３ｂには、青色ＬＥＤチップ１２ｂが発する光によって励起される蛍光体が含まれればよい。例えば、第二封止部材１３ｂには、緑色蛍光体に加えて、赤色蛍光体が波長変換材１４として含まれてもよい。赤色蛍光体は、具体的には、例えば、発光ピーク波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋蛍光体または、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋蛍光体などである。赤色蛍光体の粒径（より具体的には、メジアン径（ｄ５０））は、例えば、１０μｍ以上１８μｍ以下である。

また、第二封止部材１３ｂには、フィラーが含まれてもよい。フィラーは、例えば、粒径が１０ｎｍ程度のシリカである。フィラーが含まれることにより、フィラーが抵抗となって蛍光体が沈降しにくい。このため、第二封止部材１３ｂ内において、蛍光体を均一に分散して配置することができる。

このように、青色ＬＥＤチップ１２ｂの上方には、波長変換材１４を含まない第一封止部材１３ａ及び波長変換材１４を含む第二封止部材１３ｂが積層される。青色ＬＥＤチップ１２ｂが青色光を発すると、発せられた青色光の一部は、第二封止部材１３ｂに含まれる波長変換材１４（緑色蛍光体）によって緑色光に波長変換される。そして、波長変換材１４に吸収されなかった青色光と、波長変換材１４によって波長変換された緑色光とは、第二封止部材１３ｂ中で拡散及び混合される。これにより、第二封止部材１３ｂからは、白色光が出射される。

第三封止部材１３ｃは、第一封止部材１３ａの赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止している部分の上方に配置される透光性樹脂材料である。第三封止部材１３ｃは、第一封止部材１３ａの赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止している部分に接している。また、第三封止部材１３ｃと、上述の第二封止部材１３ｂとは、第一封止部材１３ａの上面に、当該上面に沿う方向に並んで配置されている。平面視において、第三封止部材１３ｃの端部は、赤色ＬＥＤチップ１２ｒ及び青色ＬＥＤチップ１２ｂの間に位置し、第三封止部材１３ｃは、赤色ＬＥＤtチップ１２ｒとは重なるが、青色ＬＥＤチップ１２ｂとは重ならない。

第三封止部材１３ｃの基材は、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。第二封止部材１３ｂの基材は、第一封止部材１３ａを構成する透光性樹脂材料と同一であってもよい。発光装置１０においては、第三封止部材１３ｃは、透明のシリコーン樹脂によって形成され、波長変換材１４を含まない。

第三封止部材１３ｃからは、赤色光が出射される。発光装置１０の出射光は、第二封止部材１３ｂから出射される白色光、及び、第三封止部材１３ｃから出射される赤色光が混ざった白色光である。出射光に赤色ＬＥＤチップ１２ｒからの赤色光が含まれることにより、発光装置１０の演色性が高められる。

このように、赤色ＬＥＤチップ１２ｒの上方には、いずれも波長変換材１４を含まない第一封止部材１３ａ及び第三封止部材１３ｃが積層される。これにより、赤色ＬＥＤチップ１２ｒが発する赤色光が波長変換材１４によって散乱されることが抑制され、赤色光を発光装置１０の外部に効率的に取り出すことができる。

また、第三封止部材１３ｃの表面は、円形ドーム状の曲面である。これにより、第三封止部材１３ｃはレンズとして機能し、このような第三封止部材１３ｃによれば、赤色光を発光装置１０の外部により効率的に取り出すことができる。なお、第三封止部材１３ｃは、所望の形状に形成されればよく、曲面を有することは必須ではない。

なお、後述のように、第三封止部材１３ｃは、第二封止部材１３ｂよりも先に第一封止部材１３ａ上に形成され、第二封止部材１３ｂに対してダム材として機能する。これにより、第三封止部材１３ｃ上に波長変換材１４を含む第二封止部材１３ｂが付着してしまうことが抑制される。つまり、赤色光が波長変換材１４によって散乱されることが抑制され、赤色光を発光装置１０の外部に効率的に取り出すことができる。

［発光装置の製造方法］
次に、発光装置１０の製造方法について説明する。図５は、発光装置１０の製造方法のフローチャートである。図６Ａ〜図６Ｅは、発光装置１０の製造方法を示す模式断面図である。なお、以下の製造方法、及び、以下の説明で示す寸法等は、一例である。

まず、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、基板１１の上面にＬＥＤチップ（青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒ）が実装される（図５のＳ１１）。

ＬＥＤチップの実装は、ダイアタッチ材等によってＬＥＤチップをダイボンディングすることにより行われる。このとき、１つの発光素子列を構成する複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、ボンディングワイヤ１７及び配線１６により電気的に接続される。なお、ＬＥＤチップの高さは、０．２ｍｍ程度であり、ボンディングワイヤ１７は、ＬＥＤチップの上面から０．１５ｍｍ程度上方に出ている。

次に、基板１１の上面に、複数のＬＥＤチップを囲む円環状に包囲部材１５が形成される（図５のＳ１２）。包囲部材１５の形成には、白樹脂を吐出するディスペンサが用いられる。包囲部材１５の高さは、０．８〜０．９ｍｍ程度である。

次に、図６Ｃに示されるように、複数のＬＥＤチップを一括封止する第一封止部材１３ａが形成される（図５のＳ１３）。具体的には、包囲部材１５で囲まれる領域に、透光性樹脂材料（封止材）が塗布（注入）され、加熱または光照射等によって硬化される。第一封止部材１３ａの厚みは、０．４ｍｍ程度である。

次に、図６Ｄに示されるように、第一封止部材１３ａの赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止している部分の上に第三封止部材１３ｃが形成される（図５のＳ１４）。具体的には、第一封止部材１３ａを構成する透光性樹脂材料よりも粘度またはチクソ性の高い透光性樹脂材料を、第一封止部材１３ａのうち赤色ＬＥＤチップ１２ｒの上方に位置する部分を狙ってポッティングする。その後、ポッティングされた透光性樹脂材料が加熱または光照射等によって硬化されることにより、第三封止部材１３ｃが形成される。

次に、図６Ｅに示されるように、第二封止部材１３ｂが形成される（図５のＳ１５）。具体的には、波長変換材１４を含む透光性樹脂材料が第一封止部材１３ａ上の包囲部材１５で囲まれる領域に塗布（注入）される。この透光性樹脂材料は、第三封止部材１３ｃの高さを超えないように注入される。これにより、第三封止部材１３ｃ上に波長変換材１４を含む第二封止部材１３ｂが付着してしまうことが抑制される。その後、塗布された透光性樹脂材料が加熱または光照射等によって硬化されることにより、第二封止部材１３ｂが形成される。この結果、完成した発光装置１０においては、第三封止部材１３ｃが第二封止部材１３ｂよりも上方に突出する。第二封止部材１３ｂの厚みは、０．４ｍｍ程度である。なお、発光装置１０においては、第二封止部材１３ｂの厚みは、第一封止部材１３ａの厚みよりも薄い。

なお、第三封止部材１３ｃは、少なくとも第二封止部材１３ｂよりも上方に突出していればよいが、発光装置１０では、包囲部材１５よりも上方に突出している。この場合、ステップＳ１５において、透光性樹脂材料は、包囲部材１５の高さを超えないように注入されればよい。第三封止部材１３ｃが包囲部材１５よりも上方に突出していれば、第三封止部材１３ｃ上に波長変換材１４を含む第二封止部材１３ｂが付着してしまうことがさらに抑制される。

［発光装置が備える封止構造］
一般に、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、青色ＬＥＤチップ１２ｂに比べて高価である。そこで、発光装置１０においては、赤色ＬＥＤチップ１２ｒが発する赤色光の光取り出し効率を向上させて、赤色ＬＥＤチップ１２ｒの数を減らすことで、コストダウンを図ることができる。

ここで、赤色ＬＥＤチップ１２ｒ、及び、青色ＬＥＤチップ１２ｂのうち赤色ＬＥＤチップ１２ｒのみが波長変換材１４を含有しない封止部材（透光性樹脂材料）によって封止されることで、赤色光が波長変換材１４によって散乱されることが抑制される。つまり、赤色ＬＥＤチップ１２ｒが発する赤色光の光取り出し効率が向上される。このとき、赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止する封止部材がきれいに湾曲した表面を有することで、封止部材のレンズとしての機能が向上され、赤色光の光取り出し効率をさらに向上することができる。

しかしながら、赤色ＬＥＤチップ１２ｒにはボンディングワイヤ１７が接続されている。赤色ＬＥＤチップ１２ｒに直接透光性樹脂材料をポッティングすると、ボンディングワイヤ１７が障害となり、きれいに湾曲した表面を有する封止部材を形成することが難しい。また、複数のＬＥＤチップが密集して配置されているような場合に、赤色ＬＥＤチップ１２ｒに直接透光性樹脂材料をポッティングすると、当該赤色ＬＥＤチップ１２ｒと隣り合うＬＥＤチップが障害となり、きれいに湾曲した表面を有する封止部材を形成することが難しい。

そこで、発光装置１０の製造においては、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｒ、複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂ、及び、複数のボンディングワイヤ１７を第一封止部材１３ａによって一括して封止した後、第一封止部材１３ａ上の赤色ＬＥＤチップ１２ｒに対応する位置にのみ選択的に透光性樹脂材料がポッティングされる。これにより、表面がきれいに湾曲した第三封止部材１３ｃを赤色ＬＥＤチップ１２ｒの上方に形成することができ、赤色光の光取り出し効率を向上することができる。

［変形例１：封止部材の厚み］
発光装置１０においては、第一封止部材１３ａの厚みは、第二封止部材１３ｂの厚みよりも厚い。これにより、複数の赤色ＬＥＤチップ１２ｒ、複数の青色ＬＥＤチップ１２ｂ、及び、複数のボンディングワイヤ１７を確実に封止することができる。

しかしながら、図７に示される発光装置１０ａのように、第二封止部材１３ｂの厚みは、第一封止部材１３ａの厚みよりも厚くてもよい。図７は、変形例１に係る発光装置の模式断面図である。

このように、波長変換材１４を含む第二封止部材１３ｂの厚みが比較的分厚ければ、製造誤差等による第二封止部材１３ｂの厚みのわずかな変動が発光装置１０ａの出射光の色味に及ぼす影響が低減される。つまり、発光装置１０ａの出射光の色味のばらつきが抑制される。

［変形例２：封止部材の屈折率］
また、第三封止部材１３ｃの屈折率は、第一封止部材１３ａの屈折率よりも高くてもよい。これにより、外部の空気層に近づくにつれて屈折率が低くなり、層間の屈折率差が小さくなる。このため全反射の発生が抑制され、赤色光の光取り出し効率が向上される。なお、第三封止部材１３ｃの屈折率は、空気の屈折率よりも高い。

同様に、第二封止部材１３ｂの屈折率は、第一封止部材１３ａの屈折率よりも低くてもよい。これにより、外部の空気層に近づくにつれて屈折率が低くなり、層間の屈折率差が小さくなる。このため全反射の発生が抑制され、青色光の光取り出し効率が向上される。なお、第二封止部材１３ｂの屈折率は、空気の屈折率よりも高い。

なお、第一封止部材１３ａ及び第三封止部材１３ｃは、いずれも波長変換材１４を含まない透光性樹脂材料によって形成される。そこで、第一封止部材１３ａの屈折率は、第三封止部材１３ｃの屈折率と同一であり、第一封止部材１３ａ及び第三封止部材１３ｃは、同一の樹脂材料によって形成されてもよい。これにより、第一封止部材１３ａと第三封止部材１３ｃとの界面における赤色光の全反射が抑制され、赤色光の光取り出し効率が向上される。

また、第一封止部材１３ａ及び第三封止部材１３ｃは、同一の樹脂材料によって一体的に形成されてもよい。この場合、第三封止部材１３ｃの塗布後に第一封止部材１３ａ及び第三封止部材１３ｃが一括して硬化されれば、例えば、第一封止部材１３ａと第三封止部材１３ｃとの間に透光性樹脂材料の界面が形成されない利点がある。

［変形例３：波長変換材の濃度］
第二封止部材１３ｂ内の波長変換材の濃度は、例えば、フィラーなどによって均一にされるが、第二封止部材１３ｂ内では、上方よりも下方のほうが波長変換材１４の濃度が高くてもよい。このような構成は、例えば、上記図５のステップＳ１５において、波長変換材１４を含む透光性樹脂材料を注入した後、硬化を開始するまでの時間（放置時間）を長くすることにより波長変換材１４を沈降させることで実現可能である。

これにより、発光装置１０の出射光の角度に対する色むらが生じにくくなる。

［効果等］
以上説明したように、発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に配置された青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒと、基板１１上に配置され、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒを囲む包囲部材１５と、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止する第一封止部材１３ａと、第一封止部材１３ａの青色ＬＥＤチップ１２ｂを封止している部分の上方に配置された、波長変換材を含む第二封止部材１３ｂと、第一封止部材１３ａの赤色ＬＥＤチップ１２ｒを封止している部分の上方に配置された第三封止部材１３ｃとを備える。青色ＬＥＤチップ１２ｂの発光ピーク波長は、赤色ＬＥＤチップ１２ｒの発光ピーク波長よりも短く、第三封止部材１３ｃは、第二封止部材１３ｂよりも上方に突出している。青色ＬＥＤチップ１２ｂは、第一発光素子の一例であり、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、第二発光素子の一例である。

これにより、第三封止部材１３ｃを所望の形状に形成することが容易となり、第三封止部材１３ｃが所望の形状に形成されることで、赤色光（第二発光素子が発する光）の光取り出し効率を向上することができる。

また、包囲部材１５は、第一封止部材１３ａよりも上方に突出していてもよい。

これにより、包囲部材１５は、第一封止部材１３ａに対してダム材として機能することができる。

また、包囲部材１５は、第二封止部材１３ｂよりも上方に突出していてもよい。

これにより、包囲部材１５は、第二封止部材１３ｂに対してダム材として機能することができる。

また、第三封止部材１３ｃは、包囲部材１５よりも上方に突出していてもよい。

これにより、第三封止部材１３ｃ上に波長変換材１４を含む第二封止部材１３ｂが付着してしまうことが抑制される。つまり、赤色光の光取り出し効率を向上することができる。

また、第三封止部材１３ｃの表面は、曲面であってもよい。

これにより、第三封止部材１３ｃはレンズとして機能し、このような第三封止部材１３ｃによれば、赤色光を発光装置１０の外部に効率的に取り出すことができる。

また、第一封止部材１３ａの厚みは、第二封止部材１３ｂの厚みよりも厚くてもよい。

これにより、青色ＬＥＤチップ１２ｂ、及び、赤色ＬＥＤチップ１２ｒを確実に封止することができる。

また、発光装置１０ａにおいては、第二封止部材１３ｂの厚みは、第一封止部材１３ａの厚みよりも厚い。

これにより、製造誤差等による第二封止部材１３ｂの厚みのわずかな変動が発光装置１０ａの出射光の色味に及ぼす影響が低減される。つまり、発光装置１０ａの出射光の色味のばらつきが抑制される。

また、発光装置１０は、さらに、青色ＬＥＤチップ１２ｂ及び赤色ＬＥＤチップ１２ｒを電気的に接続するボンディングワイヤ１７を備え、第一封止部材１３ａは、さらに、ボンディングワイヤ１７の全体を封止してもよい。

これにより、ボンディングワイヤ１７が障害となって第三封止部材１３ｃが変形することが抑制されるため、第三封止部材１３ｃを所望の形状に形成することが容易となる。第三封止部材１３ｃが所望の形状に形成されることで、赤色光の光取り出し効率を向上することができる。

また、第二封止部材１３ｂ内では、上方よりも下方のほうが波長変換材１４の濃度が高くてもよい。

これにより、発光装置１０の出射光の角度に対する色むらが生じにくくなる。

また、第二封止部材１３ｂの屈折率は、第一封止部材１３ａの屈折率より低くてもよい。

これにより、第一封止部材１３ａと第二封止部材１３ｂとの界面における青色光の全反射が抑制され、青色光の光取り出し効率が向上される。

また、第三封止部材１３ｃの屈折率は、第一封止部材１３ａの屈折率よりも低くてもよい。

これにより、第一封止部材１３ａと第三封止部材１３ｃとの界面における赤色光の全反射が抑制され、赤色光の光取り出し効率が向上される。

また、第一封止部材１３ａの屈折率は、第三封止部材１３ｃの屈折率と同一であり、第一封止部材１３ａ及び第三封止部材１３ｃは、同一の樹脂材料によって形成されてもよい。

これにより、第一封止部材１３ａと第三封止部材１３ｃとの界面における赤色光の全反射が抑制され、赤色光の光取り出し効率が向上される。

なお、青色ＬＥＤチップ１２ｂは、青色光を発し、赤色ＬＥＤチップ１２ｒは、赤色光を発する。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る照明装置について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、実施の形態２に係る照明装置の断面図である。図９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。

図８及び図９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の空間（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と、当該器具本体に配置された、反射板２３０及び透光パネル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とともに、発光装置１０で発生する熱を放熱するヒートシンクである。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。

透光パネル２４０は、光拡散性及び透光性を有する透光部材である。透光パネル２４０は、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。透光パネル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、透光パネル２４０を備えなくてもよい。透光パネル２４０を備えないことで、照明装置２００から出射される光の光束を向上させることができる。

また、図９に示されるように、照明装置２００には、発光装置１０に、当該発光装置１０を点灯させるための電力を供給する点灯装置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は、具体的には、端子台２６０から中継される交流電力を直流電力に変換して発光装置１０に出力する。

点灯装置２５０及び端子台２６０は、器具本体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。

以上説明したように、照明装置２００は、発光装置１０と、発光装置１０に、当該発光装置１０を点灯させるための電力を供給する点灯装置２５０とを備える。これにより、赤色光の光取り出し効率が向上された照明装置が実現される。なお、照明装置２００は、発光装置１０に代えて、発光装置１０ａを備えてもよい。

なお、実施の形態２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、実施の形態に係る発光装置、及び、照明装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態では、発光装置は、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、及び、緑色蛍光体との組み合わせによって白色光を放出したが、白色光を放出するための構成はこれに限らない。例えば、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色蛍光体、及び、赤色蛍光体が組み合わされてもよい。つまり、第二封止部材は、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を含んでもよい。また、緑色蛍光体に代えて、または、緑色蛍光体に加えて黄色蛍光体が組み合わされてもよい。

あるいは、青色光よりも短波長である紫外光を放出する紫外ＬＥＤチップと、主に紫外光により励起されることで青色光、赤色光及び緑色光を発する、青色蛍光体、緑色蛍光体、及び、赤色蛍光体とが組み合わされてもよい。つまり、ＬＥＤチップは、紫外光を発し、封止部材は、青色蛍光体、緑色蛍光体、及び、赤色蛍光体を含んでもよい。また、発光装置は、白色以外の色の光を発してもよい。

また、上記実施の形態では、基板に実装されたＬＥＤチップは、他のＬＥＤチップとボンディングワイヤによって、チップトゥチップで接続された。しかしながら、ＬＥＤチップは、ボンディングワイヤによって基板上に設けられた配線（金属膜）に接続され、当該配線を介して他のＬＥＤチップと電気的に接続されてもよい。

また、上記実施の形態では、発光装置に用いる発光素子としてＬＥＤチップが例示された。しかしながら、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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、発光素子として採用されてもよい。

また、上記実施の形態の断面図に示される積層構造は、一例であり、本発明は上記積層構造に限定されない。つまり、上記積層構造と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる積層構造も本発明に含まれる。例えば、上記積層構造と同様の機能を実現できる範囲で、上記積層構造の層間に別の層が設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、積層構造の各層を構成する主たる材料について例示しているが、積層構造の各層には、上記積層構造と同様の機能を実現できる範囲で他の材料が含まれてもよい。

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。例えば、本発明は、発光装置の製造方法として実現されてもよい。

１０、１０ａ 発光装置
１１ 基板
１２ｂ 青色ＬＥＤチップ（第一発光素子）
１２ｒ 赤色ＬＥＤチップ（第二発光素子）
１３ａ 第一封止部材
１３ｂ 第二封止部材
１３ｃ 第三封止部材
１４ 波長変換材
１５ 包囲部材
１７ ボンディングワイヤ
２００ 照明装置
２５０ 点灯装置

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板上に配置された第一発光素子及び第二発光素子と、
   前記基板上に配置され、前記第一発光素子及び前記第二発光素子を囲む包囲部材と、
   前記第一発光素子及び前記第二発光素子を封止する第一封止部材と、
   前記第一封止部材の前記第一発光素子を封止している部分の上方に配置された、波長変換材を含む第二封止部材と、
   前記第一封止部材の前記第二発光素子を封止している部分の上方に配置された第三封止部材とを備え、
   前記第一発光素子の発光ピーク波長は、前記第二発光素子の発光ピーク波長よりも短く、
   前記第三封止部材は、前記第二封止部材よりも上方に突出している
   発光装置。
2. 前記包囲部材は、前記第一封止部材よりも上方に突出している
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記包囲部材は、前記第二封止部材よりも上方に突出している
   請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記第三封止部材は、前記包囲部材よりも上方に突出している
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記第三封止部材の表面は、曲面である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記第一封止部材の厚みは、前記第二封止部材の厚みよりも厚い
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記第二封止部材の厚みは、前記第一封止部材の厚みよりも厚い
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
8. さらに、前記第一発光素子及び前記第二発光素子を電気的に接続するワイヤを備え、
   前記第一封止部材は、さらに、前記ワイヤの全体を封止する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記第二封止部材内では、上方よりも下方のほうが前記波長変換材の濃度が高い
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置。
10. 前記第二封止部材の屈折率は、前記第一封止部材の屈折率よりも低い
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光装置。
11. 前記第三封止部材の屈折率は、前記第一封止部材の屈折率よりも低い
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
12. 前記第一封止部材の屈折率は、前記第三封止部材の屈折率と同一であり、
    前記第一封止部材及び前記第三封止部材は、同一の樹脂材料によって形成される
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
13. 前記第一発光素子は、青色光を発し、
    前記第二発光素子は、赤色光を発する
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発光装置と、
    前記発光装置に、当該発光装置を点灯させるための電力を供給する点灯装置とを備える
    照明装置。

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