JP7181466B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置に関する。

一般に、発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置は、照明器具等の各種の光源として広く利用されている。このような発光装置として、例えば、複数の発光素子と、蛍光体と、それぞれの発光素子に個別に電流を流すパッケージとを備える発光装置がある（例えば、特許文献１）。このような発光装置では、それぞれの発光素子の発光強度を調整することで、発光装置から出射される光を所望の発光色とすることができる。

特開２０１３－１２０８１２号公報

発光色として幅広い色度の光を発光可能な発光装置の要求がある。

そこで、本発明の一実施形態では、発光色として幅広い色度の光を発光可能な発光装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態の発光装置は、支持体と、前記支持体上に配置され、それぞれの発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である第１発光素子および第２発光素子と、前記第１発光素子の上面に配置され、発光ピーク波長が５００nm以上６８０nm以下である第１蛍光体を含む第１透光性部材と、前記第２発光素子の上面に配置される第２透光性部材と、前記第１透光性部材および前記第２透光性部材を覆い、第２蛍光体を含む封止部材と、を備え、前記第１発光素子および前記第２発光素子はそれぞれ独立して駆動可能であり、前記第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値が、前記第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きく、前記第１発光素子の高さが前記第２発光素子の高さよりも低く、前記第１発光素子の上方に位置する前記第２蛍光体の量が、前記第２発光素子の上方に位置する前記第２蛍光体の量よりも多い。

本発明の一実施形態により、発光色として幅広い色度の光を発光可能な発光装置を提供することが可能となる。

図１Ａは、第１実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。 図１Ｂは、図１Ａ中のＩＢ－ＩＢ線における模式端面図である。 図１Ｃは、第１実施形態に係る発光装置の模式的下面図である。 図１Ｄは、第１実施形態に係る発光装置のリード、発光素子、保護素子およびワイヤの模式的上面図である。 図２Ａは、第１実施形態に係る発光装置の変形例の模式的上面図である。 図２Ｂは、図２Ａ中のＩＩＢ－ＩＩＢ線における模式端面図である。 図３Ａは、第２実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。 図３Ｂは、図３Ａ中のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線における模式端面図である。

以下、図面に基づいて詳細に説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかり易さのために用いているに過ぎない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。

本明細書中および図面中において、Ｘ方向は、横方向を示し、右方向（Ｘ_＋方向）および左方向（Ｘ_－方向）の双方を含む。また、Ｙ方向は、縦方向を示し、上方向（Ｙ_＋方向）および下方向（Ｙ_－方向）の双方を含む。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る発光装置１００を図１Ａから図２Ｂに基づいて説明する。図１Ａでは、凹部１３の内部が分かりやすいように封止部材を省略して図示し、さらに第１透光性部材３１および第２透光性部材３２が発光素子の上面上に位置するため第１発光素子２１および第２発光素子２２の外縁を破線で図示する。

発光装置１００は、支持体１０と、第１発光素子２１と、第２発光素子２２と、第１透光性部材３１と、第２透光性部材３２と、封止部材４０と、を備える。第１発光素子２１および第２発光素子２２は、支持体１０上に配置される。第１発光素子２１および第２発光素子２２のそれぞれの発光ピーク波長は、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である。第１発光素子２１の高さｈ１は、第２発光素子２２の高さｈ２よりも低い。第１発光素子２１および第２発光素子２２はそれぞれ独立して駆動可能である。第１透光性部材３１は、第１発光素子２１の上面に配置される。第１透光性部材３１は、発光ピーク波長が５００nm以上６８０nm以下である第１蛍光体３１ａを含んでいる。第２透光性部材３２は、第２発光素子２２の上面に配置される。第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値は、第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きい。封止部材４０は、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２を覆っている。封止部材４０は、第２蛍光体４１ａを含んでいる。第１発光素子２１の上方に位置する第２蛍光体の量は、第２発光素子の上方に位置する第２蛍光体の量よりも多い。本明細書において、発光素子の上方に位置する第２蛍光体の量とは、上面視において発光素子と重なる部分の封止部材に含まれる第２蛍光体の合計質量のことである。また、第１発光素子および／または第２発光素子を発光素子と呼ぶことがある。

第１発光素子２１の上方に位置する第２蛍光体４１ａの量が、第２発光素子２２の上方に位置する第２蛍光体４１ａの量よりも多いことにより、第１透光性部材から出射される光は、第２透光性部材から出射される光よりも第２蛍光体４１ａを励起させる割合が大きくなる。これにより、第１発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値を、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。また、第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値は、第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きいことにより、更に第１発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値を、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。これにより、発光色として幅広い色度の光を発光可能な発光装置を提供することが可能となる。

支持体１０は、第１発光素子２１および第２発光素子２２を配置するための部材である。図１Ａに示すように、支持体１０は、第１リード１１ａ、第２リード１１ｂ、第３リード１１ｃおよび第４リード１１ｄを含む複数のリード１１と、複数のリード１１と一体に形成された樹脂部１２とを備えていてもよい。支持体１０は凹部１３を有し、凹部１３の底面において、第１リード１１ａ、第２リード１１ｂ、第３リード１１ｃおよび第４リード１１ｄの上面の一部が樹脂部１２から露出する。凹部１３の底面において、樹脂部１２から露出した第１リード１１ａの上面に第１発光素子２１が配置され、樹脂部１２から露出した第２リード１１ｂの上面に第２発光素子２２が配置される。

支持体１０は、上面１０ａおよび上面１０ａと反対側に位置する下面１０ｂとを有する。また、支持体１０は、上面視において略矩形の外形形状を有し、第１外側面１０ｃ、第１外側面１０ｃと反対側に位置する第２外側面１０ｄ、第３外側面１０ｅ、および第３外側面１０ｅと反対側に位置する第４外側面１０ｆを有する。図１Ｂに示すように、第１外側面１０ｃにおいて、第１リード１１ａは樹脂部１２から露出し、第１リード１１ａと樹脂部１２とは同一面になっている。第２外側面１０ｄにおいて、第２リード１１ｂは樹脂部１２から露出し、第２リード１１ｂと樹脂部１２とは同一面になっている。図１Ａに示すように、４つの外側面において、第１リード１１ａ、第２リード１１ｂ、第３リード１１ｃおよび第４リード１１ｄが樹脂部１２から外側に延出しないことで、Ｘ方向およびＹ方向において小型の発光装置１００を提供することができる。本明細書における「同一面」には、±５μｍ以内の変動は許容される。

支持体１０の下面１０ｂは、発光装置１００を実装基板に実装する実装面として機能する。図１Ｃに示すように、支持体の下面１０ｂにおいて、第１リード１１ａ、第２リード１１ｂ、第３リード１１ｃおよび第４リード１１ｄは、樹脂部１２から露出している。これにより、第１発光素子２１および第２発光素子２２から発生する熱を、支持体の下面１０ｂから効率的に放熱することができる。また、支持体の下面１０ｂにおいて、複数のリード１１の下面と樹脂部１２の下面とは同一面に形成されている。

図１Ａに示すように、凹部１３は内側壁の一部に延伸部１３ａを有することが好ましい。延伸部１３ａは、支持体１０の外側面から支持体の内側に向かう方向に延伸する樹脂部１２の一部である。延伸部１３ａを有することで、支持体１０と封止部材４０が接する面積が増加するので、支持体１０と封止部材４０の密着強度が向上する。延伸部１３ａは、複数のリード１１のうち少なくとも２つのリードに跨って形成されることが好ましい。これにより、少なくとも２つのリード間の強度が高くなるので支持体１０の強度が向上する。

発光装置１００は、凹部１３の内側壁の一部に第１凹部１３ｂを有することが好ましい。第１凹部１３ｂを有することで、支持体１０と封止部材４０の密着強度が向上する。また、発光素子および／又は保護素子と接続するワイヤの一端を第１凹部１３ｂの近傍に接続することで、ワイヤを接続する領域を大きく確保することができ、ワイヤの接続不良等の可能性を低減することができる。

図１Ｄに示すように、複数のリード１１は上面に窪み部１１ｅを備えていてもよい。窪み部１１ｅ内に樹脂部が形成されることにより、複数のリードと樹脂部の密着強度が向上する。

図２Ａおよび図２Ｂで示す発光装置１００の変形である発光装置１００Ａは、凹部１３の底面に位置する樹脂部１２の上面に凹み部１２ａ、１２ｂを有する。樹脂部１２が凹み部１２ａ、１２ｂを有することで、樹脂部１２と封止部材４０との密着性を向上させることができる。発光装置は、凹み部を１つ有していてもよく、凹み部を複数有していてもよい。図２Ａに示すように、凹み部１２ａは、第１リード１１ａと第２リード１１ｂとの間に形成してもよい。また、上面視において、凹み部１２ａは第１発光素子２１のＹ_＋方向における端部よりもＹ_＋方向に延伸し、且つ、第１発光素子２１のＹ_―方向における端部よりもＹ_―方向に延伸することが好ましい。このようにすることで、第１発光素子２１の近傍において樹脂部１２と封止部材４０との密着性を向上させることができる。また、上面視において、凹み部１２ａは第２発光素子２２のＹ_＋方向における端部よりもＹ_＋方向に延伸し、且つ、第２発光素子２２のＹ_―方向における端部よりもＹ_―方向に延伸することが好ましい。このようにすることで、第２発光素子２２の近傍において樹脂部１２と封止部材４０との密着性を向上させることができる。凹み部１２ｂは第１リード１１ａと第３リード１１ｃとの間と、第２リード１１ｂと第４リード１１ｄとの間と、第３リード１１ｃと第４リード１１ｄとの間に形成してもよい。上面視において、凹み部１２ｂは、第１発光素子２１のＸ_＋方向における端部よりもＸ_＋方向に延伸し、且つ、第１発光素子２１のＸ_―方向における端部よりもＸ_―方向に延伸することが好ましい。このようにすることで、第１発光素子２１の近傍において樹脂部１２と封止部材４０との密着性を向上させることができる。また、上面視において、凹み部１２ｂは、第２発光素子２２のＸ_＋方向における端部よりもＸ_＋方向に延伸し、且つ、第２発光素子２２のＸ_―方向における端部よりもＸ_―方向に延伸することが好ましい。このようにすることで、第２発光素子２２の近傍において樹脂部１２と封止部材４０との密着性を向上させることができる。

第１発光素子２１および第２発光素子２２は、発光装置の光源として機能し、さらに蛍光体の励起源となる。第１発光素子２１および第２発光素子２２は、４３０ｎｍ～４８０ｎｍの発光ピーク波長を有する。第１発光素子２１および第２発光素子２２が、近紫外領域よりも長波長の発光ピーク波長を有することで、近紫外領域の光の問題（例えば、人体や照射物に悪影響を及ぼしたり、発光装置の構成部材が劣化し発光装置の発光効率が大幅に低下したりするという問題）を抑制することができる。

第１発光素子２１と第２発光素子２２はそれぞれ独立して駆動可能である。これにより、第１発光素子２１と第２発光素子２２に流す電流値を個別に設定することができる。例えば、第１発光素子２１と第２発光素子２２に流す電流値を異ならせて駆動させることができる。図１Ａに示す発光装置１００では、第１発光素子２１は第１リード１１ａの上面に配置され、第２発光素子２２は第２リード１１ｂの上面に配置される。第１発光素子２１は上面に正負の電極を有し、正負の電極のうち一方の電極はワイヤを介して第３リード１１ｃと電気的に接続され、他方の電極はワイヤを介して第１リード１１ａと電気的に接続されている。第２発光素子２２は、上面に正負の電極を有し、正負の電極のうち一方の電極はワイヤを介して第４リード１１ｃと電気的に接続され、他方の電極はワイヤを介して第２リード１１ｂと電気的に接続されている。

第１発光素子２１の高さｈ１は、第２発光素子２２の高さｈ２よりも低い。これにより、上面視において第１発光素子と重なる部分の封止部材の体積が、第２発光素子と重なる部分の封止部材の体積よりも大きくなりやすい。このため、第１発光素子２１の上方に位置する第２蛍光体の量を第２発光素子の上方に位置する第２蛍光体の量よりも多くしやすくなる。第１発光素子２１の高さｈ１とは、第１発光素子２１の下面から上面までの最大距離であり、第２発光素子２２の高さｈ２とは、第２発光素子２２の下面から上面までの最大距離である。

第１発光素子の高さは第２発光素子の高さよりも７μｍ以上低いことが好ましく、１０μｍ以上低いことがより好ましく、３０μｍ以上低いことが更に好ましい。第１発光素子の高さが第２発光素子の高さよりも７μｍ以上低いことにより、第１発光素子２１の上方に位置する第２蛍光体の量と第２発光素子の上方に位置する第２蛍光体の量の差を大きくしやすくなる。第１発光素子の高さと第２発光素子の高さの差は５００μｍ以内であることが好ましく、３００μｍ以内であることでより好ましい。第１発光素子の高さと第２発光素子の高さの差が５００μｍ以内であることにより、第２発光素子の高さを低くすることができるので、Ｚ方向において発光装置を小型化しやすくなる。

上面視において、第１発光素子の面積と第２発光素子の面積は同じでもよく、異なっていてもよい。図２Ａに示すように、上面視において、第１発光素子の面積は第２発光素子の面積よりも大きくてもよい。第１発光素子の面積が第２発光素子の面積よりも大きいことにより、第１発光素子の上面に配置される第１透光性部材の体積を大きくしやすくなる。このため、第１透光性部材に含まれる第１蛍光体の量を多くしやすくなる。また、第１発光素子の面積が第２発光素子の面積よりも大きいことにより、第１発光素子２１の上方に位置する第２蛍光体の量を多くしやすくなる。これにより、第１発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値を、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。

第１発光素子２１と第２発光素子２２の間には壁等の仕切り部材が配置されていないことが好ましい。これにより、第１発光素子２１からの光と、第２発光素子２２からの光が混色されやすくなるので、混色性の優れた発光装置とすることができる。なお、例えば、灯具等の他の部材で発光装置の光を混色させる場合は、第１発光素子２１と第２発光素子２２との間に壁等の仕切り部材が配置されていてもよい。

発光装置１００は、第１発光素子２１の上面に配置される第１透光性部材３１と、第２発光素子２２の上面に配置される第２透光性部材３２とを備える。第１実施形態に係る発光装置１００では、第１透光性部材３１は発光ピーク波長が５００nm以上６８０nm以下である第１蛍光体３１ａを含む。これにより、第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値を、前記第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。

第１透光性部材３１は、第２発光素子から離れて配置される。このようにすることで、第２発光素子からの光により第１透光性部材３１の第１蛍光体が励起することを抑制できる。これにより、第２発光素子のみを駆動させた時に発光装置から出射される光の色度のｘ値が大きくなることを抑制できる。

第２透光性部材３２は、第１発光素子から離れて配置される。このようにすることで、第１発光素子の近傍に位置する第１透光性部材および／又は封止部材の割合を増やすことができる。これにより、第１発光素子からの光により第１透光性部材中の第１蛍光体および封止部材中の第２蛍光体を励起させる割合を大きくすることができるので、第１発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値を大きくできる。

第１蛍光体３１ａは、第１発光素子から光を吸収し、５００nm以上６８０nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する光に変換する部材である。第１蛍光体３１ａの発光ピーク波長は６１０nm以上６８０nm以下である赤色の光を発する赤色蛍光体であるが好ましい。１９３１ＣＩＥ色度図上における光の色度は、一般的に赤色成分が多いと色度のｘ値が大きくなる傾向がある。このため、第１蛍光体３１ａとして赤色蛍光体を用いることで、第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値を大きくしやすくなる。第１蛍光体３１ａは、例えば、半値幅の広い赤色蛍光体を用いることが好ましい。これにより、発光装置１００の演色性を向上させることができる。赤色蛍光体の半値幅は、例えば、例えば８０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、８５ｎｍ以上９５ｎｍ以下が好ましい。このような第１蛍光体３１ａとして、例えば、下記式（１）で表される組成を有する赤色蛍光体を用いることができる。
（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（１）
式（１）で表される組成を有する赤色蛍光体を用いることで、発光装置の演色性を向上させつつ、発光装置の光取出しを向上させることができる。
また、第１蛍光体３１ａの含有量は、例えば、第１透光性部材３１の全重量に対して３０～８０重量％である。

第２透光性部材３２は蛍光体を含んでいてもよく、蛍光体を含んでいなくてもよい。第２透光性部材３２は蛍光体を含まないことが好ましい。第２透光性部材３２が蛍光体を含まないことにより、第２透光性部材３２の出射光の大部分は、青色成分の多い第２発光素子２２の光となる。これにより、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値が大きくなることを抑制できる。これにより、第１発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値を、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。

第２透光性部材３２が第３蛍光体を含んでいる場合には、第３蛍光体の発光ピーク波長は、第１蛍光体の発光ピーク波長より短いことが好ましい。このようにすることで、第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値を、第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。また、第３蛍光体は第１蛍光体と同一組成の蛍光体であってもよい。第１蛍光体と第３蛍光体とが同一組成の蛍光体の場合には、第１透光性部材に含まれる第１蛍光体の含有量は、第２透光性部材に含まれる第３蛍光体の含有量よりも多いことが好ましい。このようにすることで、第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値を、第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。

第２発光素子２２の上面に第２透光性部材３２を設けることで、第２発光素子２２の上方に位置する第２蛍光体４１ａの量を少なくすることができる。これにより、第２発光素子２２および第２透光性部材３２から出射される光は、第２蛍光体４１ａを励起させる割合が少なくなる。このため、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値が大きくなることを抑制できる。これにより、第１発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値を、第２発光素子のみを駆動させた時の発光装置から出射される光の色度のｘ値よりも大きくしやすくなる。

第１透光性部材３１は、第１発光素子の上面のみを覆ってもよく、第１発光素子の上面と側面の少なくとも一部を覆ってもよい。第１発光素子の側面の少なくとも一部が第１透光性部材３１から露出することで、第１発光素子の側面から出る光を取り出しやすくなるので発光装置の光取出し効率が向上する。また、第１発光素子の側面の全面が第１透光性部材３１から露出してもよい。

第２透光性部材３２は、第２発光素子の上面のみを覆ってもよく、第２発光素子の上面と側面の少なくとも一部を覆ってもよい。第２発光素子の側面の少なくとも一部が第２透光性部材３２から露出することで、第２発光素子の側面から出る光を取り出しやすくなるので発光装置の光取出し効率が向上する。また、第２発光素子の側面の全面が第２透光性部材３２から露出してもよい。

第１透光性部材３１および第２透光性部材３２となる液状の樹脂材料を発光素子の上面に塗布する場合、発光素子の上面の縁部で表面張力が働き、樹脂材料の広がりを発素子の縁部内に留めることができる。これにより、複数の発光装置を製造する場合に、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２の形状を安定して形成することができ、製造の歩留りを向上させることができる。また、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２が安定して形成されることで、所望の配光等を有する発光装置とすることができる。
なお、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２は種々の方法で形成される。例えば、第１透光性部材３１等は、樹脂材料を印刷、ポッティング又はスプレー法等で形成してもよく、また、シート状またはブロック状の樹脂部材を接着剤等により貼り付けて形成してもよい。また、蛍光体を含む透光性部材は、例えば、電気泳動堆積法等で形成してもよい。

第１透光性部材３１と第２透光性部材３２とは離れて位置し、第１透光性部材３１と第２透光性部材３２との間には封止部材４０の一部が位置していることが好ましい。第１透光性部材３１および第２透光性部材３２が１つの連続した部材でないことにより、第１光源（第１発光素子２１および第１透光性部材３１）からの光と、第２光源（第２発光素子２２および第２透光性部材３２）からの光とが互いに干渉することを抑制することができる。その結果、第１光源および第２光源それぞれの色度を、独立して調整しやすくなる。

封止部材４０は、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２を覆う。発光装置１００では、封止部材４０は、凹部１３内に位置し、第１透光性部材３１の上面、第２透光性部材３２の上面、第１発光素子２１の側面および第２発光素子２２の側面を被覆している。

封止部材４０は、第２蛍光体４１ａを含んでいる。第２蛍光体４１ａの発光ピーク波長は特に限定されず、第１蛍光体３１ａと同じ発光ピーク波長の蛍光体でもよく、第１蛍光体３１ａと異なる発光ピーク波長の蛍光体でもよい。例えば、第１蛍光体３１ａと第２蛍光体４１ａは同一組成の蛍光体でもよい。第２蛍光体４１ａの発光ピーク波長は、第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短いことが好ましい。第２蛍光体４１ａの発光ピーク波長が第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短いことにより、第１蛍光体３１ａから発する光が第２蛍光体４１ａに吸収される割合を抑制することができる。第２蛍光体４１ａとしては例えば、下記式（２）で表される組成を有する蛍光体が挙げられる。
（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ（２）

封止部材は、第２蛍光体のみを含んでいてもよく、複数種の蛍光体を含んでいてもよい。封止部材が複数種類の蛍光体を含むことで発光装置の色度の調整が容易になる。例えば、封止部材が複数種の蛍光体を含有している場合には、下記式（１）で表される組成を有する蛍光体と、下記式（２）で表される組成を有する蛍光体を含んでもよい。
（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（１）
（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ（２）

封止部材の上面は平坦でもよく、図２Ｂに示すように、封止部材４０は上面の一部に凸部４０ａを有していてもよい。凸部４０ａは第２透光部材３２の上方に位置することが好ましい。このようにすることで、第２透光部材３２が封止部材４０から露出することを抑制することができる。また、第１透光部材の上方に封止部材の凸部が位置していてもよい。

例えば、発光装置１００は、第１発光素子２１だけを駆動させた場合に色温度２０００～４０００Ｋの光を発することが可能である。また、発光装置１００は、第２発光素子２２だけを駆動させた場合に、第１発光素子２１だけを駆動させた場合の色温度よりも高く設定され、色温度５０００～８０００Ｋの光を発することが可能である。さらに、発光装置１００は、第１発光素子２１および第２発光素子２２それぞれに流す電流値を調整することで、色温度２０００～８０００Ｋの発光色の光を発することができる。これにより、発光色として幅広い相関色温度の光を発光可能な発光装置とすることができる。

以下、本発明の発光装置１００に用いる各部材について詳細に説明する。

（支持体）
支持体１０は、発光素子を配置するための基台である。支持体１０は、母体と複数の電極部とを有する。支持体１０の母体となる材料は、例えば、樹脂、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミックス、パルプ、ガラス、又はこれらの複合材料等の公知の材料を用いることができる。支持体１０の母体は、単層構造でもよいし、複数の層を含む多層構造でもよい。

例えば、樹脂部１２と複数のリード１１を備える支持体１０を好適に用いることができる。これにより、放熱性が高い発光装置とすることができる。なお、図１Ａで示す発光装置１００では、支持体１０の外側面において、複数のリード１１は樹脂部１２から外側に延出していないが、本実施形態の発光装置はこれに限られない。つまり、支持体１０の外側面において、複数のリード１１の一部が樹脂部１２から外側に延出していてもよい。これにより、発光素子が発する熱を効率的に外側に放熱することができる。

支持体１０の外形形状および凹部１３の開口形状は、上面視において、矩形、その他の多角形、円形、楕円形等の形状とすることができる。凹部１３の開口形状は、図１Ａで示すように、上面視において、凹部１３の内側壁の一部に延伸部１３ａを有するなど、開口形状の一部を変形させることができる。これにより、変形した開口形状の一部をアノードマークまたはカソードマークなどリードの極性を示すマークとして機能させることができる。

（複数のリード）
複数のリード１１は、導電性を有し、発光素子に給電するための電極として機能する。複数のリードは、母材として、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属を用いることができる。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。特に、母材には安価で放熱性が高い銅を用いることが好ましい。また、複数のリードは、母材の表面に金属層を有していてもよい。金属層は、例えば、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを含む。なお、金属層は、複数のリードの全面に設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。また、金属層は、リードの上面に形成される領域と、リードの下面に形成される領域とで異なる層にすることができる。例えば、リードの上面に形成される金属層は、ニッケルおよび銀の金属層を含む複数層からなる金属層であり、リードの下面に形成される金属層は、ニッケルの金属層を含まない金属層である。また、例えば、リードの上面に形成される銀等の金属層は、リードの下面に形成される銀等の金属層よりも厚くすることができる。

複数のリードの最表面に銀を含む金属層が形成される場合は、銀を含む金属層の表面に酸化ケイ素等の保護層を設けることが好ましい。これにより、銀を含む金属層が大気中の硫黄成分等によって変色することを抑制することができる。保護層の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによって成膜することができるが、その他の既知の方法を用いてもよい。

（樹脂部）
樹脂部１２は、母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物等の硬化体、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、エポキシ樹脂組成物や変性シリコーン樹脂組成物の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
また、樹脂部１２の樹脂材料として、耐熱性および耐光性に優れたシリコーン樹脂組成物（例えばＳＭＣ樹脂）を用いることが好ましい。

（第１発光素子、第２発光素子）
第１発光素子２１および第２発光素子２２は、発光装置１００の光源として機能し、さらに蛍光体の励起源となる。発光素子には、例えばＬＥＤチップを用いることができる。発光素子は、半導体層と、素子基板と、電極を有する。電極は、金、銀、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金で構成することができる。半導体材料としては、窒化物半導体を用いることが好ましい。窒化物半導体は、主として一般式Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される。このほか、ＩｎＡｌＧａＡｓ系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。発光素子の素子基板は、主として半導体積層体を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成長用基板であるが、結晶成長用基板から分離した半導体素子構造に接合させる接合用基板であってもよい。素子基板の母材としては、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。なかでも、サファイアが好ましい。素子基板の厚さは、適宜選択でき、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、素子基板の強度および／又は発光装置の厚さの観点において、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。例えば、第１発光素子２１の素子基板の厚みを第２発光素子２２の素子基板の厚みより薄くすることで、第１発光素子２１の高さを第２発光素子２２の高さよりも低くすることができる。第１発光素子２１および第２発光素子２２は、それぞれの発光ピーク波長を同等でもよく、第１発光素子２１および第２発光素子２２は、それぞれの発光ピーク波長を異なるようにしてもよい。

（第１透光性部材、第２透光性部材）
第１透光性部材３１は第１発光素子２１の上面上に位置し、第２透光性部材３２は第２発光素子２２の上面上に位置する。第１透光性部材３１は、第１蛍光体３１ａを含む。第１透光性部材および第２透光性部材は、発光素子の上面と直接接して配置していてもよいし、発光素子の上方に位置して発光素子の上面との間に別の部材（例えば、上述した保護層）が位置していてもよい。

第１透光性部材３１および第２透光性部材３２は、種々の形状とすることができる。図１Ｂで示すように、第１透光性部材３１の上面の全てが曲面となることが好ましい。これにより、第１発光素子２１から出射される光が、第１透光性部材３１の表面で反射されて第１発光素子２１側に戻ることを抑制することができる。同様に、第２透光性部材３２の上面の全てが曲面となることが好ましい。これにより、第２発光素子２２から出射される光が、第２透光性部材３２の表面で反射されて第２発光素子２２側に戻ることを抑制することができる。

第１透光性部材３１および第２透光性部材３２の高さは、同じ高さであってもよく、異なっていてもよい。例えば、第１透光性部材３１の高さは第２透光性部材３２よりも高くてもよい。これにより、第１透光性部材３１中に含有させる第１蛍光体３１ａの含有量を増加させることができる。このため、第１透光性部材３１から出射される光の色度のｘ値と、第２透光性部材３２から出射される光の色度のｘ値との差を大きくしやすくなる。第１透光性部材３１の高さとは、第１透光性部材３１の上面から下面までの最大の距離のことである。また、第２透光性部材３２の高さとは、第２透光性部材３２の上面から下面までの最大の距離のことである。

第１透光性部材３１および第２透光性部材３２は、母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。母材となる樹脂材料は、樹脂部１２の母材として用いることができる樹脂材料を用いることができる。特に、シリコーン樹脂組成物やエポキシ樹脂組成物を用いることが好ましい。また、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させることができる。また、第１透光性部材３１の母材となる樹脂材料と、第２透光性部材３２の母材となる樹脂材料とは屈折率を異ならせてもよい。

第１蛍光体３１ａは、第１発光素子２１の光で励起する蛍光体であればよく、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_８ＭｇＳｉ_４Ｏ_１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）_２：Ｅｕ、（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ、（ｘ-ｓ）ＭｇＯ・（ｓ/２）Ｓｃ_２Ｏ_３・ｙＭｇＦ_２・ｕＣａＦ_２・（１-ｔ）ＧｅＯ_２・（ｔ/２）Ｍ^ｔ _２Ｏ_３：ｚＭｎ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ、（Ｌａ，Ｙ）_３Ｓｉ_６Ｎ_１１：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_３Ｓｉ_６Ｏ_９Ｎ_４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ)Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、Ｋ_２（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ_６：Ｍｎの蛍光体を用いることができる。

なお、第１透光性部材３１又は第２透光性部材３２は、樹脂材料以外に、セラミックス、ガラスまたは蛍光体の焼結体等から形成されてもよい。これにより、高出力の発光装置において発光装置の信頼性を向上させることができる。

（封止部材）
発光装置１００は、第１透光性部材３１および第２透光性部材３２を覆う封止部材４０を備える。封止部材４０は、発光素子等を外力や埃、水分などから保護することができる。封止部材４０は、発光素子から出射される光の６０％以上を透過するもの、さらに８０％以上を透過するものが好ましい。封止部材４０の母材としては、樹脂部１２で用いられる樹脂材料を用いることができる。母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを１つ以上含む樹脂を用いることができる。封止部材は単一層から形成することもでき、また、複数層から構成することもできる。また、封止部材４０には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させることができる。

封止部材４０は、発光素子からの光の波長を変換する第２蛍光体４１ａを含む。第２蛍光体４１ａとしては、第２蛍光体４１ａとして、半値幅の広い蛍光体を用いることが好ましく、例えば、（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを用いることが好ましい。光散乱粒子および／又は蛍光体の含有量は、例えば、封止部材４０の全重量に対して１０～１５０重量％程度である。

なお、封止部材４０は、樹脂材料以外に、セラミックス、ガラスまたは蛍光体の焼結体等から形成されてもよい。これにより、高出力の発光装置において発光装置の信頼性を向上させることができる。また、高出力の発光装置の場合は、第１透光性部材３１、第２透光性部材３２および封止部材４０をセラミックス、ガラスまたは蛍光体の焼結体等で形成することができる。

（保護素子）
発光装置１００は、静電耐圧を向上させるために保護素子５１、５２を備えることができる。保護素子は、１つであってもよいし、複数あってもよい。例えば、図１Ａに示すように、１つの発光素子に対して１つの保護素子を配置することができる。発光装置１００では、各発光素子の導電路が別になっているので、それぞれの発光素子に対して１つの保護素子を配置することで、発光装置１００の静電耐圧をより向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る発光装置２００を図３Ａおよび図３Ｂに基づいて説明する。図３Ａでは、凹部１３の内部が分かりやすいように封止部材を省略して図示し、さらに第１透光性部材３１および第２透光性部材３２が発光素子の上面上に位置するため第１発光素子２１および第２発光素子２２の外縁を破線で図示する。発光装置２００は、支持体が第１リード、第２リードおよび第３リードの３つのリードを備える点で、第１実施形態に係る発光装置１００と主に異なる。

図３Ａに示すように、支持体１０’は、第１リード１１ａ’、第２リード１１ｂ’および第３リード１１ｃ’を含む複数のリードと、複数のリードと一体に形成された樹脂部１２とを備える。図３Ｂに示すように、凹部１３の底面において、樹脂部１２から露出した第１リード１１ａ’の上面に第１発光素子２１および第２発光素子２２が配置される。第１発光素子２１は上面に正負の電極を有し、正負の電極のうち一方の電極はワイヤを介して第２リード１１ｂ’と電気的に接続され、他方の電極はワイヤを介して第１リード１１ａ’と電気的に接続されている。第２発光素子２２は、上面に正負の電極を有し、正負の電極のうち一方の電極はワイヤを介して第３リード１１ｃ’と電気的に接続され、他方の電極はワイヤを介して第１リード１１ａ’と電気的に接続されている。このように電気的に接続することで、第１発光素子２１と第２発光素子２２はそれぞれ独立して駆動可能である。尚、支持体は３以上のリードを備えていてもよい。

第１実施形態で説明をした発光装置の特徴部は第２実施形態にも好適に適用可能である。

１００、１００Ａ、２００ 発光装置
１０ 支持体
１１ リード
１１ａ 第１リード
１１ｂ 第２リード
１１ｃ 第３リード
１１ｄ 第４リード
１２ 樹脂部
２１ 第１発光素子
２２ 第２発光素子
３１ 第１透光性部材
３１ａ 第１蛍光体
３２ 第２透光性部材
４０ 封止部材
４１ａ 第２蛍光体

Claims (7)

1. 支持体と、
   前記支持体上に配置され、それぞれの発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である第１発光素子および第２発光素子と、
   前記第１発光素子の上面に配置され、発光ピーク波長が５００nm以上６８０nm以下である第１蛍光体を含む第１透光性部材と、
   前記第２発光素子の上面に配置される第２透光性部材と、
   前記第１透光性部材および前記第２透光性部材を覆い、第２蛍光体を含む封止部材と、を備え、
   前記第１発光素子および前記第２発光素子はそれぞれ独立して駆動可能であり、
   前記第１透光性部材から出射される光の色度のｘ値が、前記第２透光性部材から出射される光の色度のｘ値よりも大きく、
   前記第１発光素子の高さが前記第２発光素子の高さよりも低く、前記第１発光素子の上方に位置する前記第２蛍光体の量が、前記第２発光素子の上方に位置する前記第２蛍光体の量よりも多い発光装置。
2. 前記第２蛍光体の発光ピーク波長は、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１発光素子の高さが前記第２発光素子の高さよりも７μｍ以上低い請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記第１発光素子の側面の少なくとも一部が前記第１透光性部材から露出し、
   前記第２発光素子の側面の少なくとも一部が前記第２透光性部材から露出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記発光装置は、
   前記第１発光素子だけを駆動させたときに、色温度２０００～４０００Ｋ の光を発し、
   前記第２発光素子だけを駆動させたときに、色温度５０００～８０００Ｋの光を発する、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記発光装置は色温度２０００～８０００Ｋの光を発する、請求項１～５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記支持体は第１リード、第２リード、第３リードおよび第４リードを有し、
   前記第１発光素子は前記第１リードの上面に配置され、
   前記第２発光素子は前記第２リードの上面に配置され、
   前記第３リードは、前記第１発光素子の一の電極と電気的に接続され、
   前記第４リードは、前記第２発光素子の一の電極と電気的に接続される、請求項１～６のいずれか１項に記載の発光装置。

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