JP7433566B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。

基板の表面に配列されてモジュール化された複数の発光素子を有し、照明器具に取り付けられて照明器具の光源として機能する発光装置が知られている。発光装置に含まれる発光素子は、例えば、蛍光体で被覆されたＬＥＤダイ、及び蛍光体で被覆されたＬＥＤダイをパッケージ化したＬＥＤモジュールであり、主に表面から光を出射する。また、多数の発光素子が配列される発光装置として、色別の区画を多数備えたカラーフィルタの区画毎に白色ＬＥＤパッケージを配置した発光装置が知られている。なお、発光素子としては、様々な小型の発光素子が採用可能であるが、本開示では、ＬＥＤダイが発光素子の一例として説明される。

特開２００６―８６１９１号公報には、枠状の遮光部材で発光面を複数の区画に区分して、区分された区画に、ＬＥＤダイ及びＬＥＤダイを被覆する蛍光体層を備えた発光素子を配置した発光装置が記載される。また、特許第６０９５４７９号公報には、暖色の光を出射するチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と寒色の光を出射するＣＳＰが互い違いに配列され、ＣＳＰの間に白色反射樹脂を充填した発光装置が記載されている。なお、ＣＳＰは、発光素子の一例であり、ＬＥＤダイの表面及び側面を被覆する蛍光樹脂と、底面に形成された電極とを備え、ＬＥＤダイと同程度の平面サイズを有する。

特開２００６―８６１９１号公報及び特許第６０９５４７９号公報に記載された発光装置は、点灯状態であるとき、１ｍ程度離れた観察者によって、発光素子が粒状に視認されることがある。発光装置と観察者との間に拡散板を配置することで、発光装置から出射された光の輝度分布が均一化し、発光素子が粒状に視認されることを防止できる。発光装置から出射される光は、発光装置と拡散板との距離を長くすること、及び拡散板の拡散度を増大させることで輝度が均一化されることが知られている。

しかしながら、照明器具は、発光装置と拡散板との距離を長くすることにより大型化する。また、照明器具は、拡散板の拡散度を増大させることにより発光効率が低下する。本開示は、上記課題に鑑みて為されたものであり、より均一な輝度分布を有する光を出射可能な発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係る発光装置は、基板に実装されると共に第１ＬＥＤダイを有し、第１波長を有する光を出射する複数の第１発光素子と、複数の第１発光素子を覆うように配置され、複数の第１発光素子から出射された光を透光する第１透光層と、第１透光層を覆うように配置され、第１透光層を透光した光を透光する第２透光層と、上方に膨らむように形成される湾曲面を第１透光層及び第２透光層が接する内壁の上部に有し、複数の第１発光素子を囲むように基板に配置され、第１発光素子から出射された光を反射する反射材と、を有し、第１ＬＥＤダイの表面と第１透光層の表面との間の厚さＴは、
Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ）
で示される厚さＴ１よりも厚く、ここで、ＬＧ１は第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であり、θｃは第１透光層から空気に光が出射するときの臨界角であり、第２透光層の上端が反射材の湾曲面に接する第２接触部と反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離は、第１透光層の上端が反射材に接する第１接触部と反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離よりも長い。

さらに、本開示に係る発光装置では、第２透光層の上端が反射材の湾曲面に接する第２接触部の高さは、第１透光層の上端が反射材に接する第１接触部の高さよりも高いことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、反射材は、重畳して配置される複数の層を有することが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の層のそれぞれの幅は、複数の層のそれぞれと基板との間に配置される複数の層のそれぞれの幅よりも狭いことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における第１透光層の厚さは、第１接触部における第１透光層の厚さよりも薄いことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、第１透光層の厚さは、第１接触部から離隔するに従って薄くなることが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における第２透光層の厚さは、第２接触部における第２透光層の厚さよりも厚いことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、第２透光層の厚さは、第２接触部から離隔するに従って厚くなることが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、反射材における最上層より下側に配置される層の少なくとも１つは、上方に膨らむように形成される湾曲面を表面として有し、反射材における最上層の頂部は、最上層の内壁が最上層の下方に配置される湾曲面を有する層の頂部よりも外側に位置するように配置されることが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における第１透光層の厚さは、第１接触部における第１透光層の厚さと等しいことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、第１接触部は、最上層の下方に配置される層の湾曲面に接触し、第２接触部は、最上層の湾曲面に接触することが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における第２透光層の厚さは、第１接触部における第２透光層の厚さと等しいことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、第１透光層は、複数の第１発光素子から出射された光を第２透光層に導光する導光層であり、第２透光層は、導光層を導光した光を拡散する拡散層であることが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、第２透光層は、第１拡散材、第１拡散材と組成が異なる第２拡散材を含有することが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の第１発光素子は、青色光を出射する青色発光素子であり、第１透光層は、複数の第１発光素子から出射された光を第２透光層に導光する導光層であり、第２透光層は、導光層を導光した青色光を吸収することに応じて光を出射する蛍光体を含有する蛍光層であることが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置は、複数の第１発光素子のそれぞれの周囲を囲むように配置される白色樹脂を更に有することが好ましい。

また、本開示に係る発光装置の製造方法は、基板が準備される基板準備工程と、第１ＬＥＤダイを有する第１発光素子が基板上に実装される発光素子実装工程と、反射材が第１発光素子を囲むように配置される反射材配置工程と、第１透光層が第１発光素子を覆うように配置される第１透光層配置工程と、第１透光層を覆うように第２透光層が配置される第２透光層配置工程と、を有し、反射材は、上方に膨らむように形成される湾曲面を第１透光層及び第２透光層が接する内壁の上部に有し、複数の第１発光素子を囲むように基板に配置され、第１発光素子から出射された光を反射し、第１ＬＥＤダイの表面と第１透光層の表面との間の厚さＴは、
Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ）
で示される厚さＴ１よりも厚く、ここで、ＬＧ１は第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であり、θｃは第１透光層から空気に光が出射するときの臨界角であり、第２透光層の上端が反射材の湾曲面に接する第２接触部と反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離は、第１透光層の上端が反射材に接する第１接触部と反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離よりも長い。

さらに、本開示に係る発光装置の製造方法では、第２透光層配置工程は、拡散材を含有する第２透光層の固化前の原材料を塗布し、塗布された第２透光層の固化前の原材料を固化して、均一な厚さを有する第２透光層を形成する工程を含むことが好ましい。

さらに、本開示に係る発光装置の製造方法は、第２透光層配置工程の前に、第１発光素子に電流を供給することに応じて第１透光層から出射される光の色度を測定し、第２透光層から出射される光の色度が所定の色度になるように、塗布する第２透光層の固化前の原材料の量を決定する工程を更に含むことが好ましい。

本開示に係る発光装置は、より均一な輝度分布を有する光を出射することができる。

（ａ）は本開示に係る発光装置の概要を説明するための図（その１）であり、（ｂ）は本開示に係る発光装置の概要を説明するための図（その２）である。 第１実施形態に係る発光装置の斜視図である。 図２に示すＡ－Ａ´線に沿う発光装置の断面図である。 図２に示す発光装置の特性図である。 図２に示す透明層の厚さの説明図（その１）である。 図２に示す透明層の厚さの説明図（その２）である。 第２実施形態に係る発光装置の平面図である。 図７に示す透明層の厚さの説明図（その１）である。 図７に示す透明層の厚さの説明図（その２）である。 第３実施形態に係る発光装置の平面図である。 第４実施形態に係る発光装置の平面図である。 （ａ）は図１１に示すＣ－Ｃ´線に沿う発光装置の断面図（その１）であり、（ｂ）は図１１に示す図１１に示すＣ－Ｃ´線に沿う発光装置の断面図（その２）である。 （ａ）は第５実施形態に係る発光装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置の平面図である。 図１３（ｂ）に示すＤ－Ｄ´線に沿う発光装置の断面図である。 図１４に示す導光層及び拡散層のそれぞれの表面が反射材に接触する接触部と導光層及び拡散層のそれぞれを形成する固化前の樹脂の表面の形状との関係を説明するための図であり、（ａ）は固化前の樹脂の表面が反射材に接触する接触部と固化前の樹脂の延伸方向との関係を示し、（ｂ）は（ａ）に示す接触部Ｃ１で固化前の樹脂の表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果であり、（ｃ）は（ａ）に示す接触部Ｃ２で固化前の樹脂の表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果であり、（ｄ）は（ａ）に示す接触部Ｃ３で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果であり、（ｅ）は（ａ）に示す接触部Ｃ４で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果である。 図１４に示す発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）は第５実施形態に係る発光装置の試作品の断面図であり、（ｂ）は反射枠の上部の近傍の拡大断面図であり、（ｃ）は第１発光素子及び第２発光素子の近傍の拡大断面図である。 比較例に係る発光装置及び図１３に示す発光装置から出射される光の輝度特性を示す図である。 （ａ）は第６実施形態に係る発光装置の断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す反射材の構造を説明するための図である。 （ａ）は第１変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｂ）は第２変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｃ）は第３変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｄ）は第４変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｅ）は第５変形例に係る発光装置の断面図である。 （ａ）は第６変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｂ）は第７変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｃ）は第８変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｄ）は第９変形例に係る発光装置の断面図であり、（ｅ）は（ａ）において矢印Ｄで示す部分の拡大図であり、（ｆ）は（ｂ）において矢印Ｅで示す部分の拡大図であり、（ｇ）は（ｃ）において矢印Ｆで示す部分の拡大図である。 第１０変形例に係る発光装置の断面図である。 塗布される拡散層の固化前の原材料の量と色度のシフト量との関係を示す図である。 第１１変形例に係る発光装置の斜視図である。 第１２変形例に係る発光装置の斜視図である。 第１３変形例に係る発光装置の斜視図である。 図２６に示す発光装置の製造方法を示す図であり、（ａ）は発光素子実装工程であり、（ｂ）は枠材配置工程である。

以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。ただし、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。また、図面の説明において、同一又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。説明のため部材の縮尺は適宜変更している。

（本開示に係る発光装置の概要）
図１（ａ）は本開示に係る発光装置の概要を説明するための図（その１）であり、図１（ｂ）は本開示に係る発光装置の概要を説明するための図（その２）である。図１（ａ）及び１（ｂ）は、本開示に係る発光装置の断面図である。

発光装置１は、基板１０と、第１発光素子１１と、第２発光素子１２と、反射材１３と、導光層１４とを有する。基板１０は、セラミックス及びアルミニウム等の熱伝導率が高い部材で形成され、第１発光素子１１及び第２発光素子１２を実装する。第１発光素子１１及び第２発光素子１２は、ＬＥＤダイ及びＬＥＤダイから出射された光の波長を変換して第１波長及び第２波長を有する光を出射する蛍光体が含有されたシリコーン樹脂等の封止材を有するＣＳＰ型の発光素子である。反射材１３は、酸化チタン（ＴｉＯ₂）等の白
色の粒子が含有されたシリコーン樹脂で形成され、第１発光素子１１及び第２発光素子１２を囲むように配置される。導光層１４は、第１発光素子１１及び第２発光素子１２から出射された光を透過するシリコーン樹脂であり、反射材１３に囲まれた領域に充填される。発光装置１は、第１発光素子１１及び第２発光素子１２のＬＥＤダイの表面と導光層１４の表面との間の厚さＴをＴ１以上であり且つＴ２以下とすることで、均一性が高い輝度を有する光を出射する。

第１発光素子１１のＬＥＤダイの表面と導光層１４の表面との間の厚さＴの最小値Ｔ１は、第１発光素子１１のＬＥＤダイの間の離隔距離がＬＧ１であり、導光層１４から空気に光が出射するときの臨界角がθｃであるとき、
Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ） （１）
で示される。また、第１発光素子１１のＬＥＤダイの表面と導光層１４の表面との間の厚さＴの最大値Ｔ２は、１つの第１発光素子１１を挟んで配置される２つの第１発光素子１１のＬＥＤダイの間の離隔距離がＬＧ２であるとき、
Ｔ２ ＝ ＬＧ２ ／ （２ｔａｎθｃ） （２）
で示される。第１発光素子１１のＬＥＤダイの表面と導光層１４の表面との間の厚さＴは、１ｍｍ以上であり且つ１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

発光装置１は、第１発光素子１１のＬＥＤダイの表面と導光層１４の表面との間の厚さＴをＴ１以上とすることで、第１発光素子１１から出射される光が導光層１４の表面の全面に亘って出射される。また、発光装置１は、第１発光素子１１のＬＥＤダイの表面と導光層１４の表面との間の厚さＴをＴ２以下とすることで、導光層１４の厚さが厚くなり発光効率が低下することを防止すると共に製造コストが上昇することを抑制することができる。第２発光素子１２のＬＥＤダイの高さは第１発光素子１１のＬＥＤダイの高さと同一であり且つ第２発光素子１２のＬＥＤダイの配置ピッチは、第１発光素子１１のＬＥＤダイの配置ピッチと同一である。

発光装置１は、ＣＳＰ型の発光素子が採用されるが、ＬＥＤダイを基板に実装するチップオンボード（ＣＯＢ）型の発光装置であってもよく、表面実装（ＳＭＤ）型の発光素子を実装する発光装置であってもよい。

発光装置２は、第１発光素子１５及び導光層１６を第１発光素子１１、第２発光素子１２及び導光層１４の代わりに有することが発光装置１と相違する。第１発光素子１５は、第１波長を有する光を出射するＬＥＤダイである。導光層１６は、蛍光体層１７と、透明層１８とを有する。蛍光体層１７は、第１発光素子１５から出射された光の波長を変換して第２波長を有する光を出射する蛍光体が含有されたシリコーン樹脂である。透明層１８は、第１発光素子１５及び蛍光体層１７に含有される蛍光体から出射された光を透過するシリコーン樹脂である。発光装置２は、第１発光素子１５の表面と導光層１６の表面との間の厚さＴをＴ３以上であり且つＴ４以下とすることで、イエローリングの発生を抑制する。

第１発光素子１５の表面と導光層１６の表面との間の厚さＴの最小値Ｔ３は、反射材１３に隣接して配置される第１発光素子１５と反射材１３との間の離隔距離がＬＢ１であるとき、
Ｔ３ ＝ ＬＢ１ ／ ｔａｎθｃ （３）
で示される。すなわち、反射材１３に隣接して配置される第１発光素子１５と反射材１３との間の離隔距離ＬＢ１は、Ｔｔａｎθｃよりも短い。また、第１発光素子１５の表面と導光層１６の表面との間の厚さＴの最大値Ｔ４は、第１発光素子１５の中で他の１つの第１発光素子１５を介して隣接して配置される第１発光素子１５と反射材１３との間の離隔距離がＬＢ２であるとき、
Ｔ４ ＝ ＬＢ２ ／ ｔａｎθｃ （４）
で示される。すなわち、他の１つの第１発光素子１５を介して反射材１３に隣接して配置される第１発光素子１５と反射材１３との間の離隔距離ＬＢ２は、Ｔｔａｎθｃよりも長い。

発光装置２は、第１発光素子１５の表面と導光層１６の表面との間の厚さＴをＴ３以上とすることで、反射材１３に隣接して配置される第１発光素子１５から出射される光が反射材１３に内接する導光層１６の表面の外縁に出射される。発光装置２は、第１発光素子１５から出射される光が反射材１３に内接する導光層１４の表面の外縁に出射されることで、蛍光体層１７に含有される蛍光体から出射される光のみが導光層１６の表面の外縁に出射されてイエローリングが発生するおそれはない。また、発光装置２は、第１発光素子１５の表面と導光層１６の表面との間の厚さＴをＴ４以下とすることで、導光層１６の厚さが厚くなり発光効率が低下することを防止すると共に製造コストが上昇することを抑制することができる。

（第１実施形態に係る発光装置の構成及び機能）
図２は第１実施形態に係る発光装置の斜視図であり、図３は図２のＡ－Ａ´線に沿う断面図である。発光装置３は、基板２０と、基板２０の表面に実装された８個の第１発光素子２１及び第２発光素子２２と、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の上部に配置されたシート状の導光層２３とを備えている。シート状の導光層２３の上面は平坦であるとより好ましい。発光装置３の製造方法は、よく知られているので、詳細な説明は省略する。

基板２０は、セラミック又はアルミベース基板等の反射率及び熱伝導性の高い絶縁基板であり、一対の角部に電源電極２０ａが形成され、他の一対の角部にネジ止め用の切欠き２０ｂが形成される。第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、基板２０の表面に４×４のマトリクス状に配列される。また、第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、市松模様状に配列される。導光層２３は、シリコーン樹脂により形成され、第１発光素子２１及び第２発光素子２２を覆うように配置される。導光層２３は、フィラーとも称される拡散材を含有しない。なお、図２において、電源電極２０ａと第１発光素子２１及び第２発光素子２２との間、及び第１発光素子２１及び第２発光素子２２のそれぞれの間を接続する配線は省略される。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、１．７ｍｍ×１．７ｍｍの矩形の平面形状を有し、ＬＥＤダイ２４と、蛍光樹脂２５と、反射枠２６とを含む。第１発光素子２１に含まれるＬＥＤダイ２４及び蛍光樹脂２５は第１ＬＥＤダイ及び第１蛍光樹脂とも称され、第２発光素子２２に含まれるＬＥＤダイ２４及び蛍光樹脂２５は第２ＬＥＤダイ及び第２蛍光樹脂とも称される。ＬＥＤダイ２４は、１．０ｍｍ×１．０ｍｍの矩形の平面形状を有し、青色ダイオードであり、上方に配置されるサファイヤ基板と、サファイヤ基板の下方に形成される発光層と、底面に配置されるアノード電極及びカソード電極を有する。ＬＥＤダイ２４から出射される青色の光の主波長は、４４５ｎｍと４９５ｎｍとの間の範囲内であり、一例では４５０ｎｍである。蛍光樹脂２５は、ＹＡＧ等の蛍光体を含有するシリコーン樹脂であり、ＬＥＤダイ２４の表面及び側面を被覆し、ＬＥＤダイ２４の発光の一部を波長変換する。反射枠２６は、酸化チタン等の反射性微粒子を含有したシリコーン樹脂であり、蛍光樹脂２５を囲み、ＬＥＤダイ２４から出射された光を上方へ向かわせる。第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、蛍光樹脂２５に含有される蛍光体の含有率が相違し、第１波長を有する光及び第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する。第１発光素子２１から出射される第１波長を有する光は例えば色温度が５０００Ｋである寒色の光であり、第２発光素子２２から出射される第２波長を有する光は例えば色温度が２７００Ｋである暖色の光である。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、基板２０の表面にフリップチップ実装される。導光層２３は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の表面に接着材を介して接着される。

図４は、発光装置３の正面輝度と導光層２３の厚さの関係を示す特性図である。発光装置３の正面輝度は、図２に示すＡ－Ａ´線に沿って計測され、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光の輝度は同一となるように調整される。

図４の縦軸は正面輝度のピークとボトムの変動幅を示し、横軸は導光層２３の厚さ（ｍｍ）を示す。発光装置３から出射される光の正面輝度は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の直上で最大になり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の間の中間点上で最小になる。図４において、曲線Ｗ４０１は正面輝度のピーク値（最大値）とボトム値（最小値）の差である変動幅を示す。曲線Ｗ４０１で示す正面輝度の変動幅は、導光層２３の厚さがゼロのとき、すなわち導光層２３が配置されないときの値を１００％として規格化される。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光の正面輝度の変動幅は、導光層２３が厚くなるに従って低下し、導光層２３の厚さが１ｍｍを超えると変化が小さくなる。

図５は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さの下限値の一例の説明図であり、図２に示すＡ－Ａ´線に沿う発光装置３の断面図である。図５は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の間の距離が長くなるように誇張して記載される。図５において、導光層２３の表面の位置は、第１位置２３ａ、第２位置２３ｂ及び第３位置２３ｃが示される。第１位置２３ａは下限値であるときの導光層２３の表面の位置であり、第２位置２３ｂは下限値よりも長いときの導光層２３の表面の位置であり、第３位置２３ｃは下限値よりも短いときの導光層２３の表面の位置である。

第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４と隣接する第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ１であり、隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ２であり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２を介して離隔して配置される第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４と第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ３である。光線Ｐ１は、第１発光素子２１の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。光線Ｐ２は、第２発光素子２２の第１発光素子２１に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と第１位置２３ａである導光層２３の表面との間の厚さはＴ１で示される。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴ１は、導光層２３から空気中に光が出射するときの臨界角θｃ及び第１発光素子２１と第２発光素子２２との間の距離ＬＧ１から、
Ｔ１＝ＬＧ１／（２ｔａｎθｃ） （１）
で示される。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１であるとき、第１発光素子２１と第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の間の中線と導光層２３の表面とが交差する交差部２７において、光線Ｐ１と光線Ｐ２とが交差する。

導光層２３の表面の位置が第２位置２３ｂであり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１よりも厚いとき、暗線は発生しない。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１よりも厚いとき、交差部２７において、導光層２３の表面から外部に光が出射される。一方、導光層２３の表面の位置が第３位置２３ｃであり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１よりも薄いとき、帯状の暗部が発生する。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１よりも薄いとき、交差部２７の近傍では、導光層２３の表面から外部に光が出射しない。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１以上であるとき、導光層２３の表面の全体から光が出射し、発光装置３から出射される光輝度の均一化が向上する。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１以上であるとき、輝度の均一性が高い光が出射されるので、拡散度の低い拡散板と組み合わせることで、発光装置３が搭載される照明器具から出射する光の輝度が更に均一化する。

図６は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴの最適値及び上限値の説明図であり、図２に示すＡ－Ａ´線に沿う発光装置３の断面図である。

光線Ｐ１は、第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。光線Ｐ３は、光線Ｐ１を出射する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４に第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。導光層２３の表面の位置が第４位置２３ｄであり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ２であるとき、光線Ｐ１及び光線Ｐ３は、導光層２３の表面の交差部２８で交差する。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴ２は、導光層２３から空気に光が出射するときの臨界角θｃ及び第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の離隔距離ＬＧ２から、
Ｔ２＝ＬＧ２／（２ｔａｎθｃ） （２）
で示される。発光装置３では、第２発光素子２２から直上方向に出射される光は、導光層２３の表面の交差部２８近傍で導光層２３の表面から外部に出射する。発光装置３は、導光層２３の表面から全体に亘って均等に外部に光線を出射する。

シリコーン樹脂で形成される導光層２３の屈折率は１．４であり、臨界角θｃは約４５°である。また、第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４と第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の距離ＬＧ１は１．０ｍｍであり、第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４と第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４との間の距離ＬＧ２は３．０ｍｍである。臨界角θｃが４５°であり、距離ＬＧ１が１．０ｍｍであり、距離ＬＧ２が３．０ｍｍであるとき、式（１）により算出されるＴ１は０．５ｍｍである。また、式（２）により算出されるＴ２は１．５ｍｍである。曲線Ｗ４０１は、導光層２３の厚さＴが１ｍｍを超えると変化量、すなわち減衰量が小さくなり、飽和する。曲線Ｗ４０１に対応する正面輝度の変動幅は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴがＴ２の３分の２の値で飽和する。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さが０．５ｍｍ、すなわちＴ１であるとき、曲線Ｗ４０１の値は約８０％である。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さが１．５ｍｍ、すなわちＴ２であるとき、曲線Ｗ４０１の値は約７５％である。

発光装置３において、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴは、Ｔ１以上であるときに、出射される光の輝度の均一性が向上する。しかしながら、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴがＴ１の近傍であるとき、出射される光の輝度の均一性をより向上させるために、導光層２３の上方に拡散層を備えるのが好ましい。

また、導光層２３は、厚さＴが厚くなると、発光効率が低下すると共に、取扱性が低下する。一方、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴが１．０ｍｍ以上になると、正面輝度の変動幅は飽和する。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さの上限は、Ｔ２´＝ＬＧ３／（２ｔａｎθｃ）としてもよい。発光装置３において、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さは、Ｔ１以上であり且つＴ２´以下であることが好ましい。具体的には、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴは、０．５ｍｍ以上であり且つ２．５ｍｍ以下であることが好ましい。

導光層２３は、発光効率の低下を抑制するためには薄い方が好ましいので、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴは、Ｔ２が最適値である。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さが０．５ｍｍあるとき、すなわち（２／３）×Ｔ２の近傍から正面輝度の変動幅が小さくなるので、厚さＴは、（２／３）×Ｔ２以上であり且つＴ２´以下であることが更に好ましい。

図４～６を参照して、輝度の均一性が向上することが説明された。しかしながら、発光装置３は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光の相対強度を調整することにより、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光の中間の色を有する光を出射できる。導光層２３の表面における第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光の分布すなわち混色性を向上させることが望まれる。

（第２実施形態に係る発光装置の構成及び機能）
図７は、第２実施形態に係る発光装置の平面図である。

発光装置４は、実装される第１発光素子２１及び第２発光素子２２の数が発光装置３と相違する。実装される第１発光素子２１及び第２発光素子２２の数以外の発光装置４の構成及び機能は、発光装置３の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、基板２０の表面に７×７のマトリクス状に配列される。また、第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、基板２０の表面に市松模様状に配列される。

図８は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴの下限値の説明図であり、図７のＢ－Ｂ´線に沿った発光装置４の断面図である。

１つの第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ１であり、１つの第１発光素子２１及び２つの第２発光素子２２を挟んで配置される２つの第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ２である。また、２つの第１発光素子２１及び３つの第２発光素子２２を挟んで配置される第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ３である。光線Ｐ１は、第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。光線Ｐ２は、光線Ｐ１を出射する第１発光素子２１に１つの第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の光線Ｐ１を出射する第１発光素子２１側の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と第１位置２３ａである導光層２３の表面との間の厚さはＴ１で示される。第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴ１は、導光層２３から空気中に光が出射するときの臨界角θｃ及び１つの第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の距離ＬＧ１と式（１）で示される関係を有する。

導光層２３の表面の位置が第２位置２３ｂであり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１以上であるとき、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光は、導光層２３の表面の全面に亘って混色する。導光層２３の表面の位置が第３位置２３ｃであり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ１よりも薄いとき、交差部２７の近傍では、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光は、混色しない。

図９は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴの最適値及び上限値の説明図であり、図７に示すＢ－Ｂ´線に沿う発光装置４の断面図である。

光線Ｐ１は、第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。光線Ｐ３は、光線Ｐ１を出射する第１発光素子２１に１つの第１発光素子２１及び２つの第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の光線Ｐ１を出射する第１発光素子２１側の第２発光素子２２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。導光層２３の表面の位置が第４位置２３ｄであり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さがＴ２であるとき、光線Ｐ１及び光線Ｐ３は、導光層２３の表面の交差部２８で交差する。

第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴ２は、導光層２３から空気に光が出射するときの臨界角θｃ及び、１つの第１発光素子２１及び２つの第２発光素子２２を介して隣接する第１発光素子２１のＬＥＤダイ２４の間の離隔距離ＬＧ２と式（２）で示される関係を有する。導光層２３は、発光効率の低下を抑制するためには薄い方が好ましいので、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴは、Ｔ２が最適値である。

発光装置４は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さをＴ１以上であり且つＴ２以下とすることで、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光の混色性を向上させることができる。

（第３実施形態に係る発光装置の構成及び機能）
図１０は、第３実施形態に係る発光装置の平面図である。発光装置５は、デルタ配置され、それぞれがＲＧＢ色に対応する波長を有する光を出射する第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３を第１発光素子２１及び第２発光素子２２の代わりに有することが発光装置３と相違する。第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３以外の発光装置５の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置３の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第１発光素子３１は、青色のＬＥＤダイ２４、及びＣＡＳＮ等の赤色の光を出射する蛍光体を含有し且つ青色のＬＥＤダイを被覆するシリコーン樹脂により形成され、赤色の光を出射する。第１発光素子３１から出射される赤色の光の主波長は、６００ｎｍと６８０ｍとの間の範囲内であり、一例では６６０ｎｍである。第２発光素子３２は、青色のＬＥＤダイ２４、及びＹＡＧ等の緑色の光を出射する蛍光体を含有し且つ青色のＬＥＤダイ２４を被覆するシリコーン樹脂により形成され、緑色の光を出射する。第２発光素子３２から出射される緑色の光の主波長は、５００ｎｍと５７０ｍとの間の範囲内であり、一例では５５０ｎｍである。第３発光素子３３は、青色のＬＥＤダイ２４により形成され、青色の光を出射する。第３発光素子３３から出射される青色の光の主波長は、４４５ｎｍと４９５ｎｍとの間の範囲内であり、一例では４５０ｎｍである。なお、第１発光素子３１に含まれるＬＥＤダイ２４は第１ＬＥＤダイとも称され、第２発光素子３２に含まれるＬＥＤダイ２４は第２ＬＥＤダイとも称され、第３発光素子３３に含まれるＬＥＤダイ２４は第３ＬＥＤダイとも称される。

隣接して配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ１であり、１つの第１発光素子３１を挟んで配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４の間の距離はＬＧ２である。第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４の間の距離ＬＧ１から式（１）により算出されるＴ１以上である。また、第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３のＬＥＤダイ２４の表面と導光層２３の表面との間の１つの第１発光素子３１を挟んで配置される２つの第１発光素子３１の間の距離ＬＧ２から式（２）により算出されるＴ２以下である。なお、厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４との間の距離が最も短い方向に隣接して配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４の間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上の値であってもよい。また、厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４との間の距離が最も長い方向に隣接して配置される第１発光素子３１のＬＥＤダイ２４の間の距離から式（２）により算出されるＴ２以下の値であってもよい。

また、厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３のＬＥＤダイ２４との間の距離が最も長い方向に隣接して配置される第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３のＬＥＤダイ２４のそれぞれの間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上の値であってもよい。また、厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３のＬＥＤダイ２４との間の距離が最も短い方向に隣接して配置される第１発光素子３１、第２発光素子３２及び第３発光素子３３のＬＥＤダイ２４のそれぞれの間の距離から式（２）により算出されるＴ２以下の値であってもよい。なお、発光装置５は、導光層２３を覆うように配置され、導光層２３を導光した光を拡散する拡散層を更に有してもよい。

（第４実施形態に係る発光装置の構成及び機能）
図１１は第４実施形態に係る発光装置の平面図であり、図１２（ａ）は図１１に示すＣ－Ｃ´線に沿う発光装置の断面図（その１）であり、図１２（ｂ）は図１１に示す図１１に示すＣ－Ｃ´線に沿う発光装置の断面図（その２）である。発光装置６は、基板４０と、第１発光素子４１と、反射材４２と、導光層４３と、拡散層４４とを有する。基板４０は、基板２０と同様の構成及び機能を有する。第１発光素子４１は、青色のＬＥＤダイにより形成され、青色の光を出射する。第１発光素子４１から出射される青色の光の主波長は、４４５ｎｍと４９５ｎｍとの間の範囲内であり、一例では４５０ｎｍである。反射材４２は、酸化チタン等の白色の粒子が含有されたシリコーン樹脂で形成され、第１発光素子４１を囲むように配置される。導光層４３は、蛍光体層４５と、透明層４６とを有する。蛍光体層４５は、第１発光素子４１から出射された光を吸収して黄色の光を出射するＹＡＧ等の蛍光体を含有するシリコーン樹脂である。シリコーン樹脂である。透明層４６は、第１発光素子１５及び蛍光体層１７に含有される蛍光体から出射された光を透過するシリコーン樹脂である。

拡散層４４は、シリコーン樹脂にフィラーを含んだ拡散剤、拡散粒子を含有するシート、塗布された微小粒子粉体、及びプリズム等であり、前方散乱が多く、後方散乱の少ないものが好ましい。拡散層４４は、表面又は裏面がシボ加工された光透過板であってもよい。拡散層４４は、透明層４６の表面における輝度及び混色の均一化を向上させる。また、拡散層４４の表面の全体から光が出射されるため、発光装置６を照明器具に取り付けたとき、照明器具が備える拡散部材の拡散度を小さくでき、発光効率の低下が抑制される。なお、拡散層４４は、省略されてもよい。

第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子４１の間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上である。また、１つの第１発光素子４１を挟んで配置される２つの第１発光素子４１の間の距離から式（２）により算出されるＴ２以下である。

拡散層４４の厚さＴｋは、０ｍｍよりも厚く且つ第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴよりも薄いことが好ましい。拡散層４４の厚さＴｋは、第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴの０．３倍よりも厚く且つ第１発光素子４１のＬＥＤダイの表面と導光層４３の表面との間の厚さＴの０．５倍よりも薄いことが更に好ましい。

第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴが１．０ｍｍ以上であり且つ１．５ｍｍ以下であるとき、拡散層４４の厚さを０．５ｍｍとすると、第１発光素子４１からの光の正面輝度の変動幅は、４０％と良好な値になる。導光層４３が配置されず且つ拡散層４４の厚さが１．２５ｍｍであるとき、第１発光素子４１からの光の全光束は、拡散層４４が配置されない場合と比較して７．５％低下する。一方、導光層４３の厚さが１．２５ｍｍであり且つ拡散層４４の厚さが０．５ｍｍであるとき、第１発光素子４１からの光の全光束は、拡散層４４が配置されない場合と比較して３．９％低下し、導光層４３が配置されないときよりも全光束の低下が抑制される。第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴが１．０ｍｍ以上であり且つ１．５ｍｍ以下であるとき、拡散層４４の厚さが０．５ｍｍとすると、拡散層４４の厚さＴｋは、厚さＴの０．３倍よりも厚く且つ０．５倍よりも薄い範囲に含まれる。拡散層４４の厚さＴｋを厚さＴの０．３倍よりも厚く且つ厚さＴの０．５倍よりも薄くすることで、第１発光素子４１からの光の正面輝度の変動幅を減少させ且つ全光束の低下を抑制することができる。

イエローリングは、第１発光素子４１から出射される青色の光と、蛍光体層４５に含有される蛍光体から出射される黄色の光とが混色せずに、反射材４２の内壁の近傍に黄色のリングが発生する現象である。

図１２（ａ）において、反射材４２に隣接して配置される第１発光素子４１と反射材４２との間の離隔距離はＬＢ１であり、光線Ｐ４は、第１発光素子４１の反射材４２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴの最小値Ｔ３は、
Ｔ３ ＝ ＬＢ１ ／ ｔａｎθｃ （３）
で示される。すなわち、反射材４２に隣接して配置される第１発光素子４１と反射材４２との間の離隔距離ＬＢ１は、Ｔｔａｎθｃよりも短い。離隔距離ＬＢ１は、少なくとも２辺の一部が他の第１発光素子４１に囲まれない第１発光素子４１と反射材４２との間の最小距離である。

また、図１２（ｂ）において、他の１つの第１発光素子４１を介して反射材４２に隣接して配置される第１発光素子４１と反射材４２との間の離隔距離はＬＢ２であり、光線Ｐ５は、他の１つの第１発光素子４１を介して反射材４２に隣接して配置される第１発光素子４１の反射材４２に対向する辺から出射し、導光層２３の表面に臨界角θｃで入射する。第１発光素子４１の表面と導光層４３の表面との間の厚さＴの最大値Ｔ４は、第１発光素子４１の中で他の１つの第１発光素子４１を介して隣接して配置される第１発光素子４１と反射材４２との間の離隔距離がＬＢ２であるとき、
Ｔ４ ＝ ＬＢ２ ／ ｔａｎθｃ （４）
で示される。すなわち、他の１つの第１発光素子４１を介して反射材４２に隣接して配置される第１発光素子４１と反射材４２との間の離隔距離ＬＢ２は、Ｔｔａｎθｃよりも長い。

（第５実施形態に係る発光装置の構成及び機能）
図１３（ａ）は第５実施形態に係る発光装置の斜視図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す発光装置の平面図であり、図１４は図１３（ｂ）に示すＤ－Ｄ´線に沿う発光装置の断面図である。発光装置７ａは、第１発光素子２１と、第２発光素子２２と、基板４０ａと、反射材４２ａと、導光層４３ａと、拡散層４４ａとを有する。第１発光素子２１及び第２発光素子２２の構成及び機能は、図２及び３を参照して説明されたので、ここでは詳細な説明は省略する。基板４０ａは、基板２０と同様の構成及び機能を有する。

反射材４２ａは、酸化チタン等の白色の粒子が含有されたシリコーン樹脂で形成され、第１発光素子４１を囲むように配置される。反射材４２ａは、重畳して配置される複数の層を有する。具体的には、反射材４２ａは、第１層４５ａと、第２層４６ａと、第３層４７ａとを有する。第１層４５ａは最下層であり、第２層４６ａは中間層であり、第３層４７ａは最上層である。最上層である第３層４７ａは、略半円形の断面形状を有する。第３層４７ａが略半円形の断面形状を有することで、反射材４２ａは、上方に膨らむように形成される湾曲面を内壁の上部に有する。第１層４５ａ、第２層４６ａ及び第３層４７ａのそれぞれは、内壁及び外壁が鉛直方向に直立するように配置される。しかしながら、実施形態に係る反射材は、２層又は４層以上の複数の層によって形成されてもよい。また、複数の層のそれぞれの幅は、複数の層のそれぞれと基板４０ａとの間に配置される複数の層の幅よりも狭くなるように配置されてもよい。複数の層のそれぞれの幅を複数の層のそれぞれと基板４０ａとの間に配置される複数の層の幅よりも狭くなるように配置することで、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光が拡散層４４ａを介して効率よく出射することができる。

導光層４３ａは、第１透光層とも称され、導光層２３と同様に、シリコーン樹脂により形成され、第１発光素子２１及び第２発光素子２２を覆うように配置されると共に、フィラーとも称される拡散材を含有しない。導光層４３ａの表面は、第１接触部とも称される端部が反射材４２ａの第３層４７ａに接触し、複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央に向かって高さが低くなる凹状の断面形状を有する。

拡散層４４ａは、第２透光層とも称され、第１発光素子４１から出射された光を拡散する拡散材を含有するシリコーン樹脂である。拡散層４４ａの裏面は、導光層４３ａの表面に接触するように配置され、導光層４３ａの表面と同様に、端部から複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央に向かって高さが低くなる凹状の断面形状を有する。導光層４３ａの表面は、第２接触部とも称される端部が反射材４２ａの第３層４７ａに接触し、複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央に向かって高さが高くなる凸状の断面形状を有する。

拡散層４４ａに含有される拡散材は、例えばシリカ（ＳｉＯ₂）及び酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）の少なくとも一方である。拡散層４４ａに含有される拡散材がシリカであるとき、
シリカとシリコーン樹脂との間の屈折率差が小さいため、散乱度を高くするためにシリカの含有量が増加して、拡散層４４ａの固化前の原材料の粘度が上昇して塗布性が低下する。一方、拡散層４４ａに含有される拡散材が酸化チタンであるとき、酸化チタンとシリコーン樹脂との間の屈折率差が大きいため、少ない酸化チタンの含有量で所望の散乱度が実現可能である。拡散層４４ａに含有される拡散材が酸化チタンであるとき、酸化チタンの含有量が少なくなるので。酸化チタンの分布が不均一であるとき、拡散層４４ａを介して出射される光の輝度及び色度が不均一になるおそれがある。また、酸化チタンの含有量が多くなると、酸化チタンで反射する戻り光の量が増加して、発光効率が低下するおそれがある。

拡散層４４ａに含有される拡散材は、シリカ及び酸化チタンの双方であることが好ましい。シリカ及び酸化チタンの双方を拡散材として拡散層４４ａに含有することで、拡散層４４ａの固化前の原材料の粘度の上昇を抑制しつつ、所望の散乱度を有する拡散層４４ａを形成することができる。

なお、拡散層４４ａに含有される拡散材は、シリカ及び酸化チタンに限定されず、所定の屈折率を有する第１拡散材、第１拡散材の屈折率と異なる屈折率を有し、且つ、第１拡散材と組成が異なる第２拡散材であってもよい。また、拡散材は、互いに組成が異なる３種以上の拡散材が拡散層４４ａに含有されてもよい。

図１５は、導光層４３ａ及び拡散層４４ａのそれぞれの表面が反射材４２ａに接触する接触部と導光層４３ａ及び拡散層４４ａのそれぞれを形成する固化前の樹脂の表面の形状との関係を説明するための図である。図１５（ａ）は、固化前の樹脂の表面が反射材４２ａに接触する接触部と固化前の樹脂の延伸方向との関係を示す。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ１で固化前の樹脂の表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ２で固化前の樹脂の表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果である。図１５（ｄ）は、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ３で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果である。図１５（ｅ）は、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ４で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す実測結果である。図１５（ｂ）～１５（ｅ）に示す実測結果は、導光層４３ａ及び拡散層４４ａのそれぞれを形成する固化前の樹脂の反射材４２ａに対する接触角は３０°とした。なお、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ５で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示す図は省略した。

反射材４２ａの内壁が鉛直方向に延伸する接触部Ｃ１で固化前の樹脂の表面が接触したとき、固化前の樹脂は、鉛直方向から接触角に対応する角度だけ傾斜した方向Ｌ１に向けて接触部Ｃ１から延伸する。接触部Ｃ１よりも高い湾曲面に位置する接触部Ｃ２で固化前の樹脂の表面が接触したとき、接触部Ｃ２における接線方向が傾斜するため、固化前の樹脂は、接触角に接触部Ｃ２における接線方向に対応する角度だけ傾斜した方向Ｌ２に向けて接触部Ｃ１から延伸する。接触部Ｃ２で固化前の樹脂の表面が接触したとき、固化前の樹脂の延伸方向は、接触部Ｃ１で固化前の樹脂の表面が接触したときよりも水平方向に近づく。

接触部Ｃ２よりも更に高い湾曲面に位置する接触部Ｃ３で固化前の樹脂の表面が接触したとき、接触部Ｃ３における接線方向が更に傾斜するため、固化前の樹脂は、接触部Ｃ２から延伸するときよりも更に水平方向に近い方向Ｌ３に延伸する。接触部Ｃ３よりも更に高い湾曲面の頂部に位置する接触部Ｃ４で固化前の樹脂の表面が接触したとき、固化前の樹脂の延伸方向は、水平方向よりも上側の方向Ｌ４に延伸する。

上方に膨らむように形成される湾曲面に固化前の樹脂の接触部が接触するとき、接触部の高さを高くすることに応じて、固化前の樹脂の延伸方向は、鉛直下方向から水平方向に近づき、水平方向を超えて鉛直上方向に近づく。拡散層４４ａの樹脂の接触部の高さを導光層４３ａの樹脂の接触部の高さよりも高くすることで、導光層４３ａ及び拡散層４４ａのそれぞれの表面の延伸方向を相違させることが可能になる。導光層４３ａ及び拡散層４４ａのそれぞれの表面の延伸方向を相違させることで、導光層４３ａの厚さは、第２接触部から離隔するに従って厚くなる。第１発光素子２１及び第２発光素子２２が実装される実装領域の中央における導光層４３ａの厚さは、第２接触部から離隔するに従って厚くなり、表面が反射材４２ａに接触する接触部における導光層４３ａの厚さよりも厚くすることができる。また、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ５で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の中央部の厚さは、図１５（ａ）に示す接触部Ｃ４で固化前の樹脂のそれぞれの表面が接触したときの固化前の樹脂の断面形状を示した図１５（ｅ）の中央部の厚さよりも更に厚い。

接触部Ｃ１～Ｃ４のそれぞれは、導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部の例である。また、接触部Ｃ２～Ｃ５のそれぞれは、拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触部の例である。接触部Ｃ１が導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部であるとき、導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部である接触部Ｃ１と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、「ぜロ」である。反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０は、反射材４２ａの内壁が基板４０ａに接触する部分である。接触部Ｃ２が拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触部であるとき、接触部Ｃ２が拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触である接触部Ｃ２と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、Ｗ１である。第２接触部である接触部Ｃ２と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離Ｗ１は、第１接触部である接触部Ｃ１と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離「ゼロ」よりも長い。

接触部Ｃ１及びＣ２の何れか一方が導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部であるとき、接触部Ｃ１及びＣ２と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、「ゼロ」及びＷ１である。接触部Ｃ３が拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触部であるとき、接触部Ｃ３と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、Ｗ２である。第２接触部である接触部Ｃ３と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離Ｗ２は、第１接触部である接触部Ｃ１及びＣ２と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離「ゼロ」及びＷ１よりも長い。

接触部Ｃ１～Ｃ３の何れか１つが導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部であるとき、接触部Ｃ１～Ｃ３と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、「ゼロ」、Ｗ１及びＷ２である。接触部Ｃ４が拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触部であるとき、接触部Ｃ４と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、Ｗ３である。第２接触部である接触部Ｃ４と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離Ｗ３は、第１接触部である接触部Ｃ１～Ｃ３と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離「ゼロ」、Ｗ１及びＷ２よりも長い。

接触部Ｃ１～Ｃ４の何れか１つが導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部であるとき、接触部Ｃ１及びＣ２と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、「ゼロ」、Ｗ１、Ｗ２及びＷ３である。接触部Ｃ５が拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触部であるとき、接触部Ｃ５と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離は、Ｗ４である。第２接触部である接触部Ｃ５と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離Ｗ４は、第１接触部である接触部Ｃ１～Ｃ４と反射材４２ａの内壁の下端Ｐ０との間の水平方向の離隔距離「ゼロ」、Ｗ１、Ｗ２及びＷ３よりも長い。

図１６は、発光装置７ａの製造方法を示すフローチャートである。

まず、基板準備工程において、基板４０ａが準備される（Ｓ１０１）。次いで、発光素子実装工程において、第１発光素子２１及び第２発光素子２２が基板４０ａ上に実装される（Ｓ１０２）。次いで、ワイヤボンディング工程において、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のそれぞれが、基板４０ａ上に配置される二対のアノード電極及びカソード電極のそれぞれに、不図示のボンディングワイヤを介して電気的に接続される（Ｓ１０３）。

次いで、反射材配置工程において、反射材４２ａが１発光素子２１及び第２発光素子２２を囲むように配置される（Ｓ１０４）。まず、第１層４５ａの固化前の原材料が配置され、次いで第２層４６ａの固化前の原材料が配置され、次いで第３層４７ａの固化前の原材料が配置される。そして、基板４０ａが加熱されることに応じて第１層４５ａ、第２層４６ａ及び第３層４７ａの原材料が固化することで、反射材４２ａが形成される。発光装置７ａでは、導光層４３ａの表面の端部である第１接触部が第３層４７ａで反射材４２ａに接触するので、第１層４５ａ及び第２層４６ａに加えて第３層４７ａを積層した後で、導光層４３ａの固化前の樹脂を充填することができる。

次いで、導光層配置工程において、導光層４３ａが配置される（Ｓ１０５）。まず、導光層４３ａの固化前の原材料が配置される。次いで、基板４０ａが加熱されることに応じて導光層４３ａの原材料が固化することで、導光層４３ａが形成される。

そして、拡散層配置工程において、拡散層４４ａが配置される（Ｓ１０６）ことで、発光装置７ａの製造工程は、終了する。まず、拡散層４４ａの固化前の原材料がスプレーによって導光層４３ａ上に塗布することで配置される。拡散層４４ａの固化前の原材料をスプレーによって塗布することで、導光層４３ａの表面の形状が平坦形状、上側に湾曲する凸形状、又は下側に湾曲する凹形状の何れの形状でも拡散層４４ａが形成される。

図１７（ａ）は第５実施形態に係る発光装置７ａの試作品の断面図である。図１７（ｂ）は反射材４２ａの上部の近傍の拡大断面図であり、図１７（ｃ）は第１発光素子２１及び第２発光素子２２の近傍の拡大断面図である。

第５実施形態に係る発光装置７ａの試作品において、第１発光素子２１の表面と導光層４３ａの表面の底部との間の厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子２１の間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上である。また、第２発光素子２２の表面と導光層４３ａの表面の底部との間の厚さＴは、隣接して配置される第２発光素子２２の間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上である。また、基板４０ａの表面から導光層４３ａの表面の底部までの高さＨ３は、反射材４２ａの高さＨ２よりも低い。また、基板４０ａの表面から拡散層４４ａの表面の頂部までの高さ（Ｈ３＋Ｈ４）は、反射材４２ａの高さＨ２よりも高い。

また、発光装置７ａの試作品において、反射材４２ａに隣接して配置される第１発光素子２１及び第２発光素子２２と反射材４２ａとの間における第１発光素子２１の表面と導光層４３ａの表面の底部との間の厚さＴは、式（３）により算出されるＴ３より厚い。式（３）における離隔距離ＬＢ１は、反射材４２ａに隣接して配置される第１発光素子２１及び第２発光素子２２と反射材４２ａとの間の離隔距離である。

発光装置７ａでは、導光層４３ａの厚さは、第１接触部から離隔するに従って薄くなる。発光装置７ａでは、導光層４３ａの厚さが第１接触部から離隔するに従って薄くなるので、第１発光素子２１及び第２発光素子２２が実装される実装領域の中央における導光層４３ａの厚さは、第１接触部における導光層４３ａの厚さよりも薄い。また、発光装置７ａでは、拡散層４４ａの上端が反射材４２ａの湾曲面に接する第２接触部の高さが導光層４３ａの上端が反射材４２ａに接する第１接触部の高さよりも高いので、拡散層４４ａの厚さは、反射材４２ａから離隔するに従って厚くなる。拡散層４４ａの厚さが反射材４２ａから離隔するに従って厚くなるので、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の密度が高い実装領域の中央部における拡散層４４ａの厚さが最も厚い。また、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の密度が低い実装領域の外縁部における拡散層４４ａの厚さが最も薄い。発光素子の密度が高い領域において拡散層４４ａの厚さを厚くすると共に、発光素子の密度が低い領域において拡散層４４ａの厚さを薄くすることで、発光装置７ａは、出射する光の輝度及び色度の均一性を向上させることができる。

図１８は比較例に係る発光装置及び発光装置７ａから出射される光の輝度特性を示す図である。図１８において、横軸は図１３（ｂ）のＤ－Ｄ´線に沿う断面における反射材４２ａの間の位置を示し、縦軸は輝度を示す。また、Ｗ１０１は表面が平坦な導光層を有し且つ拡散層を有さない発光装置の輝度特性を示し、Ｗ１０２は発光装置７ａの輝度特性を示す。

拡散層を有さない発光装置では、発光素子が配置される領域の輝度が高い一方、発光素子が配置されない領域の輝度が低く、発光素子が配置される領域の輝度と発光素子が配置されない領域の輝度の差が大きい。一方、発光装置７ａでは、輝度の最大値は拡散層を有さない発光装置の輝度の１／３程度であるものの、輝度の均一性が向上している。

また、発光装置７ａでは、導光層４３ａの表面の端部である第１接触部が第３層４７ａで反射材４２ａに接触するので、第１層４５ａ及び第２層４６ａに加えて第３層４７ａを積層した後で、導光層４３ａの固化前の樹脂を充填することができる。導光層４３ａの表面の端部が第２層４６ａで反射材４２ａに接触する場合、導光層４３ａを形成した後に、第３層４７ａが配置されるので、発光装置７ａでは、製造工程を簡略化できる。

（第６実施形態に係る発光装置の構成及び機能）
図１９（ａ）は第６実施形態に係る発光装置の断面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）に示す反射材の構造を説明するための図である。図１９（ａ）は図１３（ｂ）に示すＤ－Ｄ´線に沿う断面図に対応する断面図である。

発光装置７ｂは、反射材４２ｂ、導光層４３ｂ及び拡散層４４ｂを反射材４２ａ、導光層４３ａ及び拡散層４４ａの代わりに有することが発光装置７ａと相違する。反射材４２ｂ、導光層４３ｂ及び拡散層４４ｂ以外の発光装置７ｂの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置７ａの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

反射材４２ｂは、酸化チタン等の白色の粒子が含有されたシリコーン樹脂で形成され、第１層４５ｂと、第２層４６ｂと、第３層４７ｂとを有する。第１層４５ｂ、第２層４６ｂ及び第３層４７ｂのそれぞれは、球面状の湾曲面を表面として有し、第１層４５ｂ、第２層４６ｂ及び第３層４７ｂの順に重畳して配置される。第３層４７ｂは、頂点の上面視における位置が第２層４６ｂの頂点の位置よりも外側に位置するように配置される。導光層４３ｂの端部である第１接触部は最上層である第３層４７ｂの下方に配置される第２層４６ｂの湾曲面に接触し、拡散層４４ｂの端部である第２接触部は第３層４７ｂの湾曲面に接触する。

導光層４３ｂは、導光層４３ａと同様に第１透光層とも称され、表面が水平方向に延伸することが導光層４３ａと相違する。第１発光素子２１及び第２発光素子２２が実装される実装領域の中央における導光層４３ｂの厚さは、第１接触部における導光層４３ｂの厚さと等しい。表面の延伸方向以外の導光層４３ｂの構成及び機能は、導光層４３ａの構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。

拡散層４４ｂは、拡散層４４ａと同様に第２透光層とも称され、表面が水平方向に延伸することが拡散層４４ａと相違する。表面の延伸方向以外の拡散層４４ｂの構成及び機能は、拡散層４４ａの構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。

導光層４３ｂでは、導光層４３ｂの外縁である第１接触部の高さは、調整することで導光層４３ｂの表面が水平方向に延伸するように調整される。また、拡散層４４ｂでは、拡散層４４ｂの外縁である第２接触部の高さは、調整することで拡散層４４ｂの表面が水平方向に延伸するように調整される。導光層４３ｂ及び拡散層４４ｂの双方の表面が水平方向に延伸するので、第１発光素子２１及び第２発光素子２２が実装される実装領域の中央における拡散層４４ｂの厚さは、第１接触部における拡散層４４ｂの厚さと等しい。

（変形例に係る発光装置）
図２０（ａ）は第１変形例に係る発光装置の断面図であり、図２０（ｂ）は第２変形例に係る発光装置の断面図であり、図２０（ｃ）は第３変形例に係る発光装置の断面図である。図２０（ｄ）は第４変形例に係る発光装置の断面図であり、図２０（ｅ）は第５変形例に係る発光装置の断面図である。図２０（ａ）～２０（ｅ）は、図２に示すＡ－Ａ´線に沿う断面図に対応する断面図である。

第１変形例に係る発光装置８ａは、反射材５０及び導光層５１を導光層２３の代わりに有することが発光装置３と相違する。反射材５０及び導光層５１以外の発光装置８ａの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置３の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

反射材５０は、反射材４２と同様に、酸化チタン等の白色の粒子が含有されたシリコーン樹脂で形成され、第１発光素子２１及び第２発光素子２２を囲むように配置される。導光層５１は、反射材５０によって囲まれた領域に充填されたシリコーン樹脂であり、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光を透過する。導光層５１は、固化前の樹脂材が反射材５０に充填された後に、基板２０を加熱することで固化前の樹脂材が固化して形成される。発光装置８ａは、反射材５０を有することで、導光層５１の表面から指向性が高い光を出射することができる。なお、発光装置３～５は、反射材を有さないが、複数の第１発光素子を囲むように基板に配置され、第１発光素子から出射された光を反射する反射材を更にしてもよい。

第２変形例に係る発光装置８ｂは、拡散層５２を有することが発光装置８ａと相違する。拡散層５２以外の発光装置７ｂの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ａの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

拡散層５２は、拡散層４４と同様に、拡散粒子を含有するシート、塗布された微小粒子粉体、及びプリズム等であり、裏面を導光層５１の表面に接着することで、導光層５１に接続される。発光装置８ｂは、拡散層５２を有することで、輝度の均一性及び混色性が高い光を出射することができる。なお、発光装置３～５は、拡散層を有さないが、導光層を覆うように配置され、前記導光層を導光した光を拡散する拡散層を更にしてもよい。

第３変形例に係る発光装置８ｃは、拡散層５３を拡散層５２の代わりに有することが発光装置８ｂと相違する。拡散層５３以外の発光装置８ｃの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ｂの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

拡散層５３は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の上方に拡散部５３ａが形成されることが拡散層５２と相違する。発光装置８ｃは、出射される光の輝度が高い第１発光素子２１及び第２発光素子２２の上方に拡散部５３ａが形成されることで、輝度が高い光を効率的に混色して、発光効率の低下を抑制しながら輝度の均一性及び混色性が高い光を出射することができる。

第４変形例に係る発光装置８ｄは、導光層５４及び拡散層５５を導光層５１及び拡散層５２の代わりに有することが発光装置８ｂと相違する。導光層５４及び拡散層５５以外の発光装置８ｄの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ｂの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

導光層５４は、表面の形状が凸状に湾曲することが導光層５１と相違する。拡散層５５は、導光層５４の表面の形状に応じて中央部が上方に突出するように湾曲した形状を有することが拡散層５３と相違する。発光装置８ｄは、中央部が上方に突出するように湾曲したレンズ形状を導光層５４及び拡散層５５が有するので、指向性が高い光を出射することができる。

第５変形例に係る発光装置８ｅは、枠材５６及び接着層５７を反射材５０及び導光層５１の代わりに有することが発光装置８ａと相違する。枠材５６及び接着層５７以外の発光装置８ｅの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ａの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

枠材５６は、拡散枠５８と、導光部５９とを有する。拡散枠５８は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２を囲むように配置される側部と、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の上方を覆う上部とを有し、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射された光を拡散して外部に出射する。拡散枠の導光部５９の側面を覆う側面は、導光部の表面を覆う拡散部よりも厚さが厚くなることで、反射枠として機能する。導光部５９は、シリコーン樹脂等の第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光を透過する部材で形成され、拡散枠５８と一体化される。接着層５７は、シリコーン樹脂等の第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光を透過する部材で形成され、枠材５６を基板２０に接着する接着部材である。

発光装置８ｅは、枠材５６が拡散枠５８及び導光部５９を有するので、ダム材とも称される反射材を配置しないので、製造工程の簡素化が可能である。また、発光装置８ｅでは、拡散枠５８及び導光部５９は、枠材５６により一体化されるため、導光部５９の厚さを均一に製造することが容易である。また、発光装置８ｅでは、拡散枠５８の拡散度を調整することで、所望の拡散度を有する拡散層を容易に形成することができる。なお、枠材５６は、導光部５９の側面の厚さを厚くすることで反射枠として機能させるが、実施形態に係る発光層装置では、反射率の高い材料を導光部５９の側面に配置してもよい。

図２１（ａ）は第６変形例に係る発光装置の断面図であり、図２１（ｂ）は第７変形例に係る発光装置の断面図であり、図２１（ｃ）は第８変形例に係る発光装置の断面図であり、図２１（ｄ）は第９変形例に係る発光装置の断面図である。図２１（ｅ）は図２１（ａ）において矢印Ｄで示す部分の拡大図であり、図２１（ｆ）は図２１（ｂ）において矢印Ｅで示す部分の拡大図であり、図２１（ｇ）は図２１（ｃ）において矢印Ｆで示す部分の拡大図である。図２１（ａ）～図２１（ｄ）は、図２に示すＡ－Ａ´線に沿う断面図に対応する断面図である。

発光装置８ｆは、白色樹脂６０を有することが発光装置８ｂと相違する。白色樹脂６０以外の発光装置８ｆの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ｂの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

白色樹脂６０は、反射材４２と同様に、酸化チタン等の白色の粒子が含有されたシリコーン樹脂で形成され、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の間に配置される。発光装置８ｆは、白色樹脂６０が第１発光素子２１及び第２発光素子２２の間に配置されることで、基板４０に吸収される光量を抑制して、発光効率を向上させることができる。なお、反射材５０及び拡散層５３は、省略されてもよい。

発光装置８ｇは、第１発光素子６１及び第２発光素子６２を第１発光素子２１及び第２発光素子２２の代わりに有することが発光装置８ｆと相違する。第１発光素子６１及び第２発光素子６２以外の発光装置８ｇの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ｆの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第１発光素子６１及び第２発光素子６２は、第１発光素子６１及び第２発光素子６２が有する蛍光樹脂の側面が直立せずに上方に向かって外側に開くように配置されることが第１発光素子２１及び第２発光素子２２と相違する。発光装置８ｇは、第１発光素子６１及び第２発光素子６２の間に白色樹脂６０が配置されることで、白色樹脂６０が反射材として機能して、発光効率を更に向上させることができる。なお、反射材５０及び拡散層５３は、省略されてもよい。

発光装置８ｈは、白色樹脂６０ａを白色樹脂６０の代わりに有することが発光装置８ｆと相違する。また、発光装置８ｈは、透明樹脂６０ｂを有することが発光装置８ｆと相違する。白色樹脂６０ａ及び透明樹脂６０ｂ以外の発光装置８ｈの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ｆの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

白色樹脂６０ａは、第１発光素子２１及び第２発光素子２２との間に透明樹脂６０ｂが配置される凹部が形成されることが白色樹脂６０と相違する。凹部が形成されること以外の白色樹脂６０ａの構成及び機能は、白色樹脂６０の構成及び機能と同一なのでここでは詳細な説明は省略する。透明樹脂６０ｂは、第１発光素子２１及び第２発光素子２２と白枠６３との間に配置される。透明樹脂６０ｂは、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の蛍光樹脂２５の側面に沿って配置され、側面が上方に向かって外側に開くように配置される。

発光装置８ｉは、白枠６３及び枠材６４を反射材５０、導光層５１、拡散層５２及び白色樹脂６０の代わりに有することが発光装置８ｆと相違する。白枠６３及び枠材６４以外の発光装置８ｉの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置８ｆの構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

白枠６３は、白色樹脂６０よりも剛性が高い白色の樹脂材で形成され、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のそれぞれが挿入される複数の挿入孔が形成される。枠材６４は、導光層６５と、導光層６５に接着される拡散層６６とを有する。導光層６５は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光を透過する透明シートであり、拡散層６６は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２から出射される光を拡散する拡散シートである。

図２２は、第１０変形例に係る発光装置の断面図である。発光装置６ａは、導光層４７を導光層４３の代わりに有することが発光装置６と相違する。導光層４７以外の発光装置６ａの構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置６の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。導光層４７は、蛍光体層４８を蛍光体層４５の代わりに有することが導光層４３と相違する。蛍光体層４８は、第１発光素子４１の周囲近傍に偏在する。蛍光体層４８は、蛍光体の沈降、塗布、電気泳動等によって形成される。

第１発光素子４１の表面と導光層４７の表面との間の厚さＴは、隣接して配置される第１発光素子４１の間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上である。また、第１発光素子４１の表面と導光層２３の表面との間の１つの第１発光素子４１を挟んで配置される２つの第１発光素子４１の間の距離から式（２）により算出されるＴ２以下である。

発光装置６ａは、第１発光素子４１から出射される光、及び第１発光素子４１の周囲近傍に偏在する蛍光体層４８に含有される蛍光体から出射される光を透明層４６を介して出射することで、混色性が高い光を出射することができる。

発光装置６ａは、発光装置７ａの製造方法と同様の製造方法によって製造されてもよい。まず、基板準備工程において、基板４０が準備される。次いで、発光素子実装工程において、第１発光素子４１が基板４０上に実装される。次いで、ワイヤボンディング工程において、第１発光素子４１のそれぞれが、基板４０上に配置される一対のアノード電極及びカソード電極のそれぞれに、不図示のボンディングワイヤを介して電気的に接続される。次いで、反射材配置工程において、反射材４２が第１発光素子４１を囲むように配置される。次いで、導光層配置工程において、導光層４７が配置される。そして、拡散層配置工程において、拡散層４４が配置されることで、発光装置６ａの製造工程は、終了する。

なお、拡散層４４の厚さを調整することで、発光装置６ａから出射される光の色度を調整してもよい。導光層４７を配置する導光層配置工程が終了しした後、且つ、拡散層配置工程の前に、第１発光素子４１に電流を供給することに応じて透明層４６から出射される光の色度が測定される。

次いで、測定された色度と所望の色度との間の差に応じて、配置される導光層４７の厚さが決定される。スプレー等によって塗布された拡散層４４の固化前の原材料を固化することで、拡散層４４が形成されるとき、塗布される拡散層４４の固化前の量を決定することで、配置される導光層４７の厚さが決定される。塗布される拡散層４４の固化前の原材料の量は、塗布される拡散層４４の固化前の原材料の量と色度のシフト量との関係を示すテーブルを参照して決定される。

図２３は、塗布される拡散層４４の固化前の原材料の量と色度のシフト量との関係を示す図である。

塗布される拡散層４４の固化前の原材料の量が増加されると、形成される拡散層４４の厚さが厚くなる。形成される拡散層４４の厚さが厚くなると、拡散層４４で反射して蛍光体層４８を透過する戻り光の量が増加する。蛍光体層４８を透過する戻り光の量が増加すると、蛍光体層４８に含有される蛍光体によって青色から黄色に波長変換される光の増加することで、図２３において矢印で示される方向に発光装置６ａから出射される光の色度がシフトする。

発光装置６ａから出射される光の所望の色度までのシフト量が少ない場合、拡散層４４は厚さが薄くなるように配置され、発光装置６ａから出射される光の所望の色度までのシフト量が多い場合、拡散層４４は厚さが厚くなるように配置される。

また、拡散材に加えて拡散層４４に蛍光体を含有させることで、形成される拡散層４４の厚さによる出射光の色度調整の自由度が向上する。

図２４は、第１１変形例に係る発光装置の斜視図である。

発光装置９は、基板７０と、第１発光素子７１と、導光層７２と、コネクタ７３とを有する。基板７０は、例えばガラスエポキシ基板であり、第１発光素子７１とコネクタ７３とを接続する配線パターンが形成される。第１発光素子７１は、ＳＭＤ型の発光素子であり、基板７０の表面の中央部に４×４のマトリクス状に配列される。導光層７２は、シリコーン樹脂により形成され、第１発光素子７１を覆うように配置される。

導光層７２の厚さ、すなわち第１発光素子７１のＬＥＤダイの表面と導光層７２の表面との間の厚さは、隣接して配置される第１発光素子７１の間の距離から式（１）により算出されるＴ１以上である。また、第１発光素子７１のＬＥＤダイの表面と導光層７２の表面との間の１つの第１発光素子７１を挟んで配置される２つの第１発光素子７１の間の距離から式（２）により算出されるＴ２以下である。

発光装置９は、ＳＭＤ型の発光素子を使用して、ＣＯＢ型の発光装置と同様の光学特性を実現することができる。また、発光装置９は、基板７０に実装される複数の電子部品を有し、複数の第１発光素子等の発光を制御する制御回路を更に有することにより、ディミング等の種々の制御が可能な発光装置を単一の基板上に実装することができる。

図２５は、第１２変形例に係る発光装置の斜視図である。

発光装置９ａは、基板８０と、第１発光素子８１と、第２発光素子８２と、枠材８３と、電子部品８４とを有する。基板８０は、アルミベース基板又はCEM３基板であり、一対
の電極８０ａが配置されると共に、第１発光素子８１、第２発光素子８２及び電子部品８４と一対の電極８０ａとの間を接続する配線パターンが形成される。第１発光素子８１及び第２発光素子８２は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２と同様に、ＣＳＰ型の発光素子であり、寒色及び暖色の光を出射する。枠材８３は、反射部８５と、反射部８５と一体成形される導光層である導光部８６とを有する。反射部８５は、第１発光素子８１及び第２発光素子８２から出射される光を反射する合成樹脂で形成される枠材であり、第１発光素子８１及び第２発光素子８２を囲むように配置される。導光部８６は、第１発光素子８１及び第２発光素子８２から出射される光を透過する合成樹脂で形成される枠材であり、第１発光素子８１及び第２発光素子８２を覆うように配置される。電子部品８４は、抵抗、コンデンサ、ＭＯＳＦＥＴ及び半導体装置等を含み、フリッカ抑制及びディミング等の種々の制御を実現する。

図２６は、第１３変形例に係る発光装置の斜視図である。

発光装置９ｂは、基板９０と、第１発光素子９１と、枠材９２と、白色樹脂９３と、透光層９４とを有する。基板９０は、基板８０と同様に、ガラスエポキシ基板、アルミベース基板又はＣＥＭ３基板であり、一対の電極９０ａが配置されると共に、第１発光素子９１と一対の電極９０ａとの間を接続する配線パターンが形成される。第１発光素子９１は、ＬＥＤダイ２４と同様に、青色ダイオードであり、青色の光を出射する。枠材９２は、白色の枠状の部材であり、第１発光素子９１の周囲を囲むように配置される。白色樹脂９３は、白色の樹脂であり、第１発光素子９１のそれぞれの周囲を囲むように配置される。白色樹脂９３は、第１発光素子９１の高さよりも高い。透光層９４は、蛍光体を含有するシリコーン樹脂である。透光層９４に含有される蛍光体は、単一の蛍光体であってもよく、２種類の蛍光体であってもよい。透光層９４が２種類の蛍光体を含有するとき、第１発光素子９１のそれぞれに対応するように、２種類の蛍光体を別個に配置してもよい。

図２７は発光装置９ｂの製造方法を示す図であり、図２７（ａ）は発光素子実装工程を示し、図２７（ｂ）は枠材配置工程を示す。

まず、発光素子実装工程において、第１発光素子９１が基板９０上に実装される。次いで、枠材配置工程において、一体成形された枠材９２及び白色樹脂９３が基板９０に配置される。そして、透光層形成工程において、透光層９４が形成される。透光層９４は、透光層９４の固化前の樹脂を枠材９２の内部に充填した後に、基板９０を加熱することで、透光層９４が形成される。

発光装置７ａでは、第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、ＣＳＰ型の発光素子であり且つ拡散層４４ａが配置されるが、実施形態に係る発光装置では、ＣＳＰ型の発光素子及び拡散層４４ａの代わりに青色発光素子及び蛍光体層が配置されてもよい。ＣＳＰ型の発光素子及び拡散層４４ａの代わりに青色発光素子及び蛍光体層が配置されることで、発光装置は、リモートフォスファー構造型の発光装置とすることができる。なお、拡散層４４ａの代わりに配置される蛍光体層において、樹脂に含有される蛍光体を固化前に沈降させて、透光層との界面に蛍光体を配置してもよい。

また、第１発光素子２１及び第２発光素子２２のそれぞれにおいて青色のＬＥＤダイ２４の表面に蛍光体層を配置するときに、静電塗布により蛍光体層を青色のＬＥＤダイ２４の表面に配置してもよい。静電塗布により蛍光体層を青色のＬＥＤダイ２４の表面に配置するとき、フリップチップ接続される青色のＬＥＤダイ２４の電極を接地することで、青色のＬＥＤダイ２４が静電破壊することを防止することができる。静電塗布により蛍光体層を青色のＬＥＤダイ２４の表面に配置するとき、実装基板上で静電塗布処理を実行してもよく、塗布基板上で静電塗布した後に実装基板上に青色のＬＥＤダイ２４を実装してもよい。

本開示に係る発光装置は、所定の厚さを有する導光層を発光素子と拡散層との間に配置することで、光束の減少量を抑制しつつ混色性が高い光を出射することができる。本開示に係る発光装置は、導光層を有することで、出射される光の輝度の変動幅を、導光層を有さない場合と比較して２０％～３０％程度抑制することができる。また、本開示に係る発光装置は、導光層に加えて拡散層を有することで、導光層を有さない場合と比較して４０％～６０％程度抑制することができる。

また、本開示に係る発光装置は、導光層を有することで、出射される光の色度の変動幅を、導光層を有さない場合と比較して３％～３０％程度抑制することができる。また、本開示に係る発光装置は、導光層に加えて拡散層を有することで、導光層を有さない場合と比較して４５％～７５％程度抑制することができる。

なお、説明される発光装置では、導光層はシリコーン樹脂で形成されるが、本開示に係る発光装置では、導光層は、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリスチレン樹脂等の合成樹脂によって形成されてもよい。また、説明される発光装置では、導光層は単一の樹脂であるシリコーン樹脂で形成されるが、屈折率が異なる複数の合成樹脂を積層することによって形成されてもよい。導光層が屈折率が異なる複数の合成樹脂を積層することによって形成されるとき、導光層の厚さは、式（１）～（４）の式を樹脂層毎に演算して決定される。

また、本開示に係る発光装置では、反射層は、基板に重畳して配置される複数の反射層によって形成されてもよい。反射層が基板に重畳して配置される複数の反射層によって形成されるとき、最上段に配置される反射層の中心部は、他の反射層の中心部よりも外側に配置されてもよい。最上段に配置される反射層の中心部は、他の反射層の中心部よりも外側に配置されることで、導光層の固化前の樹脂を反射材の内側に充填するときに、導光層の固化前の樹脂は、最上段の反射層まで這い上がることはなく、平坦な導光層が形成可能である。

これまでの説明で使用してきた発光素子は、青色発光するＬＥＤダイ２４等を蛍光樹脂等で被覆したものであった。カラーフィルタを備える発光装置では、カラーフィルタの一の色で区画された領域に一の白色ＬＥＤ、他の色で区画された領域に他の白色ＬＥＤを配したとき、１つの区画とそこに配された白色ＬＥＤの組が発光素子にされる。カラーフィルタ全体及び白色ＬＥＤの集合は、発光素子に対応する。カラーフィルタを発光素子として使用する発光装置は、式（１）～（４）を参照して説明された関係が成立する。また、微細な発光部が配列したマイクロＬＥＤや有機ＥＬも同様に、式（１）～（４）を参照して説明された関係が成立する。

また、個別の発光素子の発光量を独立して制御できるとき、本開示に係る発光装置は、ディスプレイとして使用してもよい。しかしながら、本開示に係る発光装置は、分解能を低下させることなく、出射する光の輝度の均一性及び混色性を改善することができる。

Claims (16)

1. 基板と、
   前記基板に実装されると共に第１ＬＥＤダイを有し、第１波長を有する光を出射する複数の第１発光素子と、
   前記複数の第１発光素子を覆うように配置され、前記複数の第１発光素子から出射された光を透光する第１透光層と、
   前記第１透光層を覆うように配置され、前記第１透光層を透光した光を透光する第２透光層と、
   上方に膨らむように形成される湾曲面を前記第１透光層及び前記第２透光層が接する内壁の上部に有し、前記複数の第１発光素子を囲むように前記基板に配置され、前記第１発光素子から出射された光を反射する反射材と、を有し、
   前記第１ＬＥＤダイの表面と前記第１透光層の表面との間の厚さＴは、
   Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ）
   で示される厚さＴ１よりも厚く、
   ここで、ＬＧ１は前記第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であり、θｃは前記第１透光層から空気に光が出射するときの臨界角であり、
   前記第２透光層の上端が前記反射材の湾曲面に接する第２接触部と前記反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離は、前記第１透光層の上端が前記反射材に接する第１接触部と前記反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離よりも長く、
   前記第１透光層は、前記反射材の上部の近傍において前記第１接触部で前記湾曲面に接触し、
   前記第１透光層は、前記第１接触部から、前記第１透光層の固化前の樹脂の反射材に対する接触角に前記第１接触部における接線方向に対応する角度だけ傾斜した方向に向けて延伸し、
   前記複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における前記第１透光層の厚さは、前記第１接触部における前記第１透光層の厚さよりも薄い、
   ことを特徴とする発光装置。
2. 前記第２透光層は、前記反射材の上部の近傍において前記第２接触部で前記湾曲面に接触し、
   前記第２透光層は、前記第２接触部から、前記第２透光層の固化前の樹脂の反射材に対する接触角に前記第２接触部における接線方向に対応する角度だけ傾斜した方向に向けて延伸する、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第２透光層の上端が前記反射材の湾曲面に接する前記第２接触部の高さは、前記第１透光層の上端が前記反射材に接する前記第１接触部の高さよりも高い、請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記反射材は、重畳して配置される複数の層を有する、請求項１又は２に記載の発光装置。
5. 前記複数の層のそれぞれの幅は、前記複数の層のそれぞれと前記基板との間に配置される前記複数の層のそれぞれの幅よりも狭い、請求項４に記載の発光装置。
6. 前記第１透光層の厚さは、前記第１接触部から離隔するに従って薄くなる、請求項１又は２に記載の発光装置。
7. 前記複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における前記第２透光層の厚さは、前記第２接触部における前記第２透光層の厚さよりも厚い、請求項１又は２に記載の発光装置。
8. 前記第２透光層の厚さは、前記第２接触部から離隔するに従って厚くなる、請求項７に記載の発光装置。
9. 前記第１透光層は、前記複数の第１発光素子から出射された光を前記第２透光層に導光する導光層であり、
   前記第２透光層は、前記導光層を導光した光を拡散する拡散層である、
   請求項１又は２に記載の発光装置。
10. 前記第２透光層は、第１拡散材、前記第１拡散材と組成が異なる第２拡散材を含有する、請求項９に記載の発光装置。
11. 前記複数の第１発光素子は、青色光を出射する青色発光素子であり、
    前記第１透光層は、前記複数の第１発光素子から出射された光を前記第２透光層に導光する導光層であり、
    前記第２透光層は、前記導光層を導光した青色光を吸収することに応じて光を出射する蛍光体を含有する蛍光層である、
    請求項１又は２に記載の発光装置。
12. 前記複数の第１発光素子のそれぞれの周囲を囲むように配置される白色樹脂を更に有する、請求項１又は２に記載の発光装置。
13. 基板が準備される基板準備工程と、
    第１ＬＥＤダイを有する複数の第１発光素子が基板上に実装される発光素子実装工程と、
    反射材が前記複数の第１発光素子を囲むように配置される反射材配置工程と、
    第１透光層が前記複数の第１発光素子を覆うように配置される第１透光層配置工程と、
    前記第１透光層を覆うように第２透光層が配置される第２透光層配置工程と、を有し、
    前記反射材は、上方に膨らむように形成される湾曲面を前記第１透光層及び前記第２透光層が接する内壁の上部に有し、前記複数の第１発光素子を囲むように前記基板に配置され、前記複数の第１発光素子から出射された光を反射し、
    前記第１ＬＥＤダイの表面と前記第１透光層の表面との間の厚さＴは、
    Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ）
    で示される厚さＴ１よりも厚く、
    ここで、ＬＧ１は前記第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であり、θｃは前記第１透光層から空気に光が出射するときの臨界角であり、
    前記第２透光層の上端が前記反射材の湾曲面に接する第２接触部と前記反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離は、前記第１透光層の上端が前記反射材に接する第１接触部と前記反射材の内壁の下端との間の水平方向の離隔距離よりも長く、
    前記第１透光層は、前記反射材の上部の近傍において前記第１接触部で前記湾曲面に接触し、
    前記第１透光層は、前記第１接触部から、前記第１透光層の固化前の樹脂の反射材に対する接触角に前記第１接触部における接線方向に対応する角度だけ傾斜した方向に向けて延伸し、
    前記複数の第１発光素子が実装される実装領域の中央における前記第１透光層の厚さは、前記第１接触部における前記第１透光層の厚さよりも薄い、
    ことを特徴とする発光装置の製造方法。
14. 前記第２透光層は、前記反射材の上部の近傍において前記第２接触部で前記湾曲面に接触し、
    前記第２透光層は、前記第２接触部から、前記第２透光層の固化前の樹脂の反射材に対する接触角に前記第２接触部における接線方向に対応する角度だけ傾斜した方向に向けて延伸する、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
15. 前記第２透光層配置工程は、
    拡散材を含有する前記第２透光層の固化前の原材料を塗布し、
    前記塗布された第２透光層の固化前の原材料を固化して、均一な厚さを有する前記第２透光層を形成する、
    工程を含む、請求項１３又は１４に記載の発光装置の製造方法。
16. 前記第２透光層配置工程の前に、前記複数の第１発光素子に電流を供給することに応じて前記第１透光層から出射される光の色度を測定し、
    前記第２透光層から出射される光の色度が所定の色度になるように、前記塗布する第２透光層の固化前の原材料の量を決定する、
    工程を更に含む、請求項１５に記載の発光装置の製造方法。

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