(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数種類の発光素子のうち、同色の光を放射する複数の前記発光素子は、複数の群に分割され、各群に含まれる前記同色の光を放射する複数の発光素子は、前記第1の面において配線と実装パッドとにより互いに直列接続され、各群の間が、前記積層基板の層間または前記積層基板の前記第1の面とは反対側の第2の面においてパターン配線により互いに直列接続されている請求項1記載の発光装置。
前記複数種類の発光素子は、緑色の光を放射する第1の発光素子、青色の光を放射する第2の発光素子、赤色の光を放射する第3の発光素子、蛍光体を有し黄色または橙色の光を放射する第4の発光素子である請求項1または2に記載の発光装置。
複数の前記第3の発光素子および複数の前記第4の発光素子の少なくとも一部は、複数の前記第2の発光素子が設けられる領域の外側に設けられている請求項3記載の発光装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施形態に係る発明は、
複数の層を厚み方向に貫通する導電ビアを有する積層基板と;前記積層基板の第1の面に分散配置され、放射する光の色が互いに異なる上下電極型の複数種類の発光素子と;を具備し、前記積層基板の前記第1の面を含む層を除いた層数が、前記発光素子の種類の数の半分以下である発光装置である。
この発光装置によれば、複数種類の発光素子を備え、放熱性を向上させたものとすることができる。
【0011】
また、前記複数種類の発光素子のうち、同色の光を放射する複数の前記発光素子は、複数の群に分割され、各群に含まれる前記同色の光を放射する複数の発光素子は、前記第1の面において配線と実装パッドとにより互いに直列接続され、各群の間が、前記積層基板の層間または前記積層基板の前記第1の面とは反対側の第2の面においてパターン配線により互いに直列接続されているようにすることができる。
この様にすれば、複数種類の発光素子を高密度に分散配置する場合であっても、光の色毎に複数の発光素子を直列接続するのが容易となる。
【0012】
また、前記複数種類の発光素子は、緑色の光を放射する第1の発光素子、青色の光を放射する第2の発光素子、赤色の光を放射する第3の発光素子、蛍光体を有し黄色または橙色の光を放射する第4の発光素子とすることができる。
この様にすれば、フルカラーの光を照射することができる。また、平均演色評価数Raの制御を行うこともできる。
【0013】
また、複数の前記第3の発光素子および複数の前記第4の発光素子の少なくとも一部は、複数の前記第2の発光素子が設けられる領域の外側に設けられているようにすることができる。
この様にすれば、温度特性が悪い第3の発光素子の放熱が容易となるので、色ムラや輝度ムラが生じるのを抑制することができる。また、蛍光体を有する第4の発光素子と、波長の短い光を放射する第2の発光素子との間の距離を長くすることができる。そのため、第2の発光素子から放射された波長の短い光が第4の発光素子の蛍光体に入射して意図しない蛍光が生じるのを抑制することができる。そのため、色の再現性を向上させることができる。
【0014】
実施形態に係る発明は、上記の発光装置と;前記発光装置が収納される筐体と;を具備した照明装置である。
この照明装置によれば、複数種類の発光素子を備え、放熱性を向上させたものとすることができる。
【0015】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0016】
(発光装置)
図1は、本実施の形態に係る発光装置1を例示するための模式平面図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、
図1においては封止部40、配線部12などを省いて描いている。
図2は、
図1におけるA−A線断面図である。
図1および
図2に示すように、発光装置1には、基板10、発光部20、枠部30、および封止部40が設けられている。
【0017】
基板10は、層11a〜11d、配線部12a〜12g、および入力端子12ha〜12hgを有する。基板10は、積層基板である。
層11a〜11dは、板状を呈している。層11bは、層11aの一方の面側に設けられている。層11cは、層11bの、層11aが設けられる側とは反対側に設けられている。層11dは、層11cの、層11bが設けられる側とは反対側に設けられている。すなわち、層11a〜11dは、積層されている。層11a〜11dは、熱伝導率の高い材料を用いて形成するのが好ましい。熱伝導率の高い材料は、例えば、セラミックス(例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど)などの無機材料とすることができる。
【0018】
配線部12aは、実装パッド12a1、導電ビア12a2、パターン配線12a3、パターン配線12a4、および導電ビア12a5を有する。
実装パッド12a1は、層11dの、層11c側とは反対側の面(第1の面の一例に相当する)に設けられている。実装パッド12a1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12a1は、1つの発光素子20yに対して1つ設けられている。
導電ビア12a2は、層11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12a2は、所定の実装パッド12a1とパターン配線12a3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12a1とパターン配線12a3との接続に関する詳細は後述する。
導電ビア12a5は、層11c〜11aを厚み方向に貫通している。導電ビア12a5は、パターン配線12a3とパターン配線12a4との間を電気的に接続する。
パターン配線12a3は、層11cと層11dの間に設けられている。
パターン配線12a4は、層11aの、層11b側とは反対側の面(第2の面の一例に相当する)に設けられている。パターン配線12a4は、対応する入力端子12haと電気的に接続されている。
【0019】
配線部12bは、実装パッド12b1、導電ビア12b2、パターン配線12b3、パターン配線12b4、および導電ビア12b5を有する。
実装パッド12b1は、層11dの、層11c側とは反対側の面に設けられている。実装パッド12b1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12b1は、1つの発光素子20oに対して1つ設けられている。
導電ビア12b2は、層11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12b2は、所定の実装パッド12b1とパターン配線12b3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12b1とパターン配線12b3との接続に関する詳細は後述する。
導電ビア12b5は、層11c〜11aを厚み方向に貫通している。導電ビア12b5は、パターン配線12b3とパターン配線12b4との間を電気的に接続する。
パターン配線12b3は、層11cと層11dの間に設けられている。
パターン配線12b4は、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。パターン配線12b4は、対応する入力端子12hbと電気的に接続されている。
【0020】
配線部12cは、実装パッド12c1、導電ビア12c2、パターン配線12c3、パターン配線12c4、および導電ビア12c5を有する。
実装パッド12c1は、層11dの、層11c側とは反対側の面に設けられている。実装パッド12c1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12c1は、1つの発光素子20rに対して1つ設けられている。
導電ビア12c2は、層11c、11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12c2は、所定の実装パッド12c1とパターン配線12c3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12c1とパターン配線12c3との接続に関する詳細は後述する。
導電ビア12c5は、層11b、11aを厚み方向に貫通している。導電ビア12c5は、パターン配線12c3とパターン配線12c4との間を電気的に接続する。
パターン配線12c3は、層11bと層11cの間に設けられている。
パターン配線12c4は、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。パターン配線12c4は、対応する入力端子12hcと電気的に接続されている。
【0021】
配線部12dは、実装パッド12d1、導電ビア12d2、パターン配線12d3、パターン配線12d4、および導電ビア12d5を有する。
実装パッド12d1は、層11dの、層11c側とは反対側の面に設けられている。実装パッド12d1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12d1は、1つの発光素子20cに対して1つ設けられている。
導電ビア12d2は、層11c、11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12d2は、所定の実装パッド12d1とパターン配線12d3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12d1とパターン配線12d3との接続に関する詳細は後述する。
導電ビア12d5は、層11b、11aを厚み方向に貫通している。導電ビア12d5は、パターン配線12d3とパターン配線12d4との間を電気的に接続する。
パターン配線12d3は、層11bと層11cの間に設けられている。
パターン配線12d4は、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。パターン配線12d4は、対応する入力端子12hdと電気的に接続されている。
【0022】
配線部12eは、実装パッド12e1、導電ビア12e2、パターン配線12e3、パターン配線12e4、および導電ビア12e5を有する。
実装パッド12e1は、層11dの、層11c側とは反対側の面に設けられている。実装パッド12e1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12e1は、1つの発光素子20b1に対して1つ設けられている。
導電ビア12e2は、層11b〜11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12e2は、所定の実装パッド12e1とパターン配線12e3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12e1とパターン配線12e3との接続に関する詳細は後述する。
導電ビア12e5は、層11aを厚み方向に貫通している。導電ビア12e5は、パターン配線12e3とパターン配線12e4との間を電気的に接続する。
パターン配線12e3は、層11aと層11bの間に設けられている。
パターン配線12e4は、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。パターン配線12e4は、対応する入力端子12heと電気的に接続されている。
【0023】
配線部12fは、実装パッド12f1、導電ビア12f2、パターン配線12f3、パターン配線12f4、および導電ビア12f5を有する。
実装パッド12f1は、層11dの、層11c側とは反対側の面に設けられている。実装パッド12f1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12f1は、1つの発光素子20gに対して1つ設けられている。
導電ビア12f2は、層11b〜11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12f2は、所定の実装パッド12f1とパターン配線12f3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12f1とパターン配線12f3との接続に関する詳細は後述する。
導電ビア12f5は、層11aを厚み方向に貫通している。導電ビア12f5は、パターン配線12f3とパターン配線12f4との間を電気的に接続する。
パターン配線12f3は、層11aと層11bの間に設けられている。
パターン配線12f4は、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。パターン配線12f4は、対応する入力端子12hfと電気的に接続されている。
【0024】
配線部12gは、実装パッド12g1、導電ビア12g2、およびパターン配線12g3を有する。
実装パッド12g1は、層11dの、層11c側とは反対側の面に設けられている。実装パッド12g1は、枠部30の内側に設けられている。実装パッド12g1は、1つの発光素子20b2に対して1つ設けられている。
導電ビア12g2は、層11a〜11dを厚み方向に貫通している。導電ビア12g2は、所定の実装パッド12g1とパターン配線12g3との間を電気的に接続する。なお、所定の実装パッド12g1とパターン配線12g3との接続に関する詳細は後述する。
パターン配線12g3は、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。パターン配線12g3は、対応する入力端子12hgと電気的に接続されている。
【0025】
ここで、光の色毎に発光素子の点灯と消灯の制御を行うことができるように、複数の発光素子は、光の色毎に電気的に接続される。また、各発光素子に流れる電流の値を同等にするために、複数の発光素子は光の色毎に直列接続される。
ところが、
図1に示すように、発光素子20y〜20b2は、層11dの一方の面に分散配置される。そのため、層11dの一方の面上において、光の色毎に複数の発光素子を直列接続するのが困難となったり、発光素子20y〜20b2の高密度実装が困難となったりするおそれがある。
【0026】
そこで、本実施の形態に係る発光装置1においては、分散配置された発光素子20y〜20b2を光の色毎に直列接続するのを容易とするために、パターン配線12a3〜12g3および導電ビア12a2〜12g2を設けている。
例えば、分散配置された複数の発光素子20yに応じて配置された複数の実装パッド12a1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20yは配線21と実装パッド12a1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12a3と導電ビア12a2で電気的に直列接続している。
分散配置された複数の発光素子20oに応じて配置された複数の実装パッド12b1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20oは配線21と実装パッド12b1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12b3と導電ビア12b2で電気的に直列接続している。
分散配置された複数の発光素子20rに応じて配置された複数の実装パッド12c1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20rは配線21と実装パッド12c1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12c3と導電ビア12c2で電気的に直列接続している。
【0027】
分散配置された複数の発光素子20cに応じて配置された複数の実装パッド12d1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20cは配線21と実装パッド12d1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12d3と導電ビア12d2で電気的に直列接続している。
分散配置された複数の発光素子20b1に応じて配置された複数の実装パッド12e1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20b1は配線21と実装パッド12e1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12e3と導電ビア12e2で電気的に直列接続している。
分散配置された複数の発光素子20gに応じて配置された複数の実装パッド12f1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20gは配線21と実装パッド12e1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12f3と導電ビア12f2で電気的に直列接続している。
分散配置された複数の発光素子20b2に応じて配置された複数の実装パッド12g1を、配線21による直列接続が可能か否かで複数の群に分け、各群に含まれる複数の発光素子20b2は配線21と実装パッド12e1とにより互いに直列接続し、各群の間はパターン配線12g3と導電ビア12g2で電気的に直列接続している。
【0028】
この様にすれば、複数種類の発光素子を高密度に分散配置する場合であっても、光の色毎に複数の発光素子を直列接続するのが容易となる。
また、本実施の形態においては、パターン配線12a3〜12f3のうち、いずれか2つ以上を同じ位置(同じ層間)に設ける様にしている。例えば、パターン配線12a3とパターン配線12b3、パターン配線12c3とパターン配線12d3、パターン配線12e3とパターン配線12f3を同じ位置(同じ層間)に設ける様にしている。そのため、発光素子が設けられる層を除いた層の数は、発光素子の種類の数の半分以下とすることができる。例えば、
図2に例示をしたものの場合には、7種類の発光素子20y〜20b2に対して、3つの層11b〜11dを設ければ良いことになる。この場合、層の数を減らすことができれば、熱抵抗を小さくすることができるので、発光素子20y〜20b2において発生した熱の放熱が容易となる。
すなわち、本実施の形態によれば、複数種類の発光素子を備え、放熱性を向上させることができる発光装置とすることができる。
【0029】
ここで、赤色の光を放射する発光素子20rは、温度上昇に伴い発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりする場合がある。発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりすると、色ムラや輝度ムラが生じるおそれがある。また、発光素子の放熱が悪いと発光素子に印加する電力を増加させることができなくなるので、高出力化が図れなくなるおそれもある。
【0030】
本実施の形態によれば、熱抵抗を小さくすることができるので、色ムラや輝度ムラが生じるのを抑制することができる。また、高出力化を図ることもできる。
なお、配線部の位置、同じ層間に設けるパターン配線の数は、後述する発光素子の配置、発光素子の種類の数などに応じて適宜変更することができる。
【0031】
また、本実施の形態においては、パターン配線12a3〜12g3のそれぞれは、1つの層間に設けられ、複数の層間に分散させて設けるようにしていない。そのため、配線部12a〜12gの簡素化を図ることができ、製造コストを低減させることができる。
【0032】
入力端子12ha〜12hgは、層11aの、層11b側とは反対側の面に設けられている。
入力端子12ha〜12hgには、発光装置1の外部に設けられた図示しない電源や制御装置などが電気的に接続される。
そのため、発光装置1は、発光素子の種類毎に点灯と消灯の制御を行うことで、フルカラーの光を照射することができるようになっている。
【0033】
配線部12a〜12g、入力端子12ha〜12hgの材料は、導電性材料であれば特に限定はない。配線部12a〜12g、入力端子12ha〜12hgの材料は、例えば、銀、銅、金、タングステンなどの金属とすることができる。
層11a〜11dの材料をセラミックスとする場合には、基板10は、例えば、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)法を用いて形成することができる。例えば、基板10は、層11a〜11dと配線部12a〜12g、入力端子12ha〜12hgを900℃以下の温度で同時に焼成することで形成することができる。
【0034】
また、基板10の、発光部20が設けられる側とは反対側の面に、図示しないヒートスプレッタを設けることもできる。図示しないヒートスプレッタは、熱伝導性グリースや半田などを介して基板10と接続することができる。図示しないヒートスプレッタを設けるようにすれば、発光部20において発生した熱の伝導や分散を図ることができる。そのため、発光部20に印加する電力を増加させることができるようになるので、発光装置1から照射される光の光量を増加させることができる。また、熱伝導経路を確保することが容易となるので、封止部40の温度、ひいては発光部20の温度が上昇するのを抑制することができる。
【0035】
発光部20は、発光素子20y、20o、20r、20c、20b1、20g、20b2を有する。
発光素子20yは、例えば、黄色の光を放射する。発光素子20yは、例えば、ピーク波長が570nm以上、590nm以下の光を放射する。発光素子20yは、例えば、青色の光を放射する発光ダイオードと、発光ダイオードの光の放射面に設けられ黄色の蛍光を発する蛍光体とを備えたものとすることができる。
発光素子20oは、例えば、橙色の光を放射する。発光素子20oは、例えば、ピーク波長が590nmを超え、620nm以下の光を放射する。発光素子20oは、例えば、青色の光を放射する発光ダイオードと、発光ダイオードの光の放射面に設けられアンバーの蛍光を発する蛍光体とを備えたものとすることができる。
発光素子20rは、例えば、赤色の光を放射する。発光素子20rは、例えば、ピーク波長が610nm以上、660nm以下の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
【0036】
発光素子20cは、例えば、シアンの光を放射する。発光素子20cは、例えば、ピーク波長が500nm以上、505nm以下の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20b1は、例えば、ピーク波長が475nm程度の青色の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20gは、例えば、緑色の光を放射する。発光素子20gは、例えば、ピーク波長が505nmを超え、540nm以下の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20b2は、例えば、ピーク波長が450nm程度の青色の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
【0037】
なお、一例として、7種類の発光素子20y〜20b2を設ける場合を例示したが、少なくとも3種類の発光素子(緑色の光を放射する発光素子、青色の光を放射する発光素子、赤色の光を放射する発光素子)が設けられていればよい。
ただし、例示をしたものの様に、4種類以上の発光素子を設ければ、平均演色評価数Raの制御をも行うことができる。
【0038】
発光素子20y〜20b2は、COB(Chip on Board)方式を用いて、実装パッド12a1〜12g1の上に実装されている。発光素子20y〜20b2は、銀ペーストや銀ナノペーストなどを介して実装パッド12a1〜12g1の上に接合されている。発光素子20y〜20b2は、上下電極型の発光ダイオードである。
【0039】
ここで、発光ダイオードの形式には、電極の位置に応じて、フェイスアップ型、フリップチップ型、上下電極型がある。
また、複数の発光ダイオードを電気的に接続する場合には、各発光ダイオードに流れる電流の値を同等とするために直列接続とされる。
【0040】
図3(a)は、フェイスアップ型の発光ダイオード120aと、その配線形態を例示するための模式断面図である。
図3(a)に示すように、フェイスアップ型の発光ダイオード120aの場合には、発光ダイオード120aは基板110の表面に実装される。そして、発光ダイオード120aの上面に設けられたプラス側の電極およびマイナス側の電極と、発光ダイオード120aの近傍に設けられた実装パッド112aとを、配線21を介して電気的に接続している。
【0041】
この場合、発光ダイオード120a同士の間に、実装パッド112aを設けるためのスペースや、配線21を接続するためのスペースが必要となる。そのため、発光ダイオード120a同士の間の距離を長くする必要がある。
【0042】
この様に、フェイスアップ型の発光ダイオード120aの場合には、基板110の一方の表面に、発光ダイオード120aを設けるためのスペース、実装パッド112aを設けるためのスペース、および配線21を接続するためのスペースが必要となる。そのため、スペース効率の低下、ひいては高密度実装が困難となる。また、プラス側の電極およびマイナス側の電極の配線作業が必要となるので生産性の低下や製造コストの増大を招くおそれもある。
【0043】
図3(b)は、フリップチップ型の発光ダイオード120bと、その配線形態を例示するための模式断面図である。
図3(b)に示すように、フリップチップ型の発光ダイオード120bの場合には、発光ダイオード120bは基板110の表面に設けられた実装パッド112bの上に実装される。
フリップチップ型の発光ダイオード120bとすれば、スペース効率の向上、ひいては高密度実装が可能となる。
【0044】
ところが、フルカラーの光を照射する発光装置1の場合には、少なくとも3種類の発光素子が必要となる。また、
図1に例示をしたように、複数種類の発光素子が分散して配置される。そして、発光素子の種類毎(光の色毎)に、分散配置された複数の発光素子を直列接続する必要がある。そのため、基板110の一方の表面に設けられる配線パターンの形状が複雑となったり、結果的に発光ダイオード120b同士の間の距離を長くする必要が生じたりする。このことは、発光素子の種類が多くなるほど顕著になる。
そのため、フルカラーの光を照射する発光装置1の場合には、フリップチップ型の発光ダイオード120bとすると、かえって高密度実装が困難となったり、発光装置1の大型化を招いたりするおそれがある。
【0045】
図3(c)は、上下電極型の発光ダイオード120cと、その配線形態を例示するための模式断面図である。
図3(c)に示すように、上下電極型の発光ダイオード120cの場合には、発光ダイオード120cは基板110の表面に設けられた実装パッド112cの上に実装される。 上下電極型の発光ダイオード120cとすれば、フェイスアップ型の発光ダイオード120aと比べて、スペース効率の向上、ひいては高密度実装が可能となる。
【0046】
また、発光ダイオード120cの一方の電極は、配線21を介して実装パッド112cと接続される。そのため、実装パッド112cの位置や形状などに関する自由度が高くなる。フルカラーの光を照射する発光装置1の場合には、複数種類の発光素子が分散して配置されるので、フリップチップ型の発光ダイオード120bとするよりも上下電極型の発光ダイオード120cとした方がかえってスペース効率の向上、ひいては高密度実装が可能となる。
そのため、発光素子20y〜20b2は、上下電極型の発光ダイオードとしている。
【0047】
上下電極型の発光ダイオードである発光素子20y〜20b2においては、基板10側の電極(下側電極)が鉛フリー半田(SAC:SnAgCuなど)や金錫(AuSn)合金ペーストなどの導電性の接合材を介して、実装パッド12a1〜12g1と電気的に接続される。発光素子20y〜20b2の基板10側とは反対側の電極(上側電極)は、配線21を介して、実装パッド12a1〜12g1と電気的に接続される。配線21は、例えば、ワイヤーボンディング法を用いて接続することができる。
【0048】
次に、発光素子20y〜20b2の配置について説明する。
前述したように、赤色の光を放射する発光素子20rは、温度上昇に伴い発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりする場合がある。発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりすると、色ムラや輝度ムラが生じるおそれがある。そのため、発光素子20rの配設位置は、放熱性を考慮して決定することが好ましい。この場合、発光素子20y〜20b2が設けられる領域(例えば、枠部30の内側の領域)の周縁領域13は、中央領域14よりも放熱しやすい。そのため、発光素子20rは、発光素子20y〜20b2が設けられる領域の周縁領域13に設けることが好ましい。
【0049】
なお、複数の発光素子20rを周縁領域13に集めると、発光装置1から赤色の光のみを照射させる場合に、リング状の光が照射面に照射される様にも思える。しかしながら、赤色の光は、波長が長く、半値幅も広いので拡散しやすい。そのため、複数の発光素子20rを周縁領域13に集めても、リング状の赤色の光が照射面に照射されることを抑制することができる。
【0050】
また、青色やシアンの光を放射する発光素子20c、20b1、20b2は、波長が短く、半値幅も狭いので拡散しにくい。そのため、発光素子20c、20b1、20b2を周縁領域13に集めると、発光装置1から青色やシアンの光のみを照射させる場合に、リング状の光が照射面に照射されるおそれがある。そのため、発光素子20c、20b1、20b2は、発光素子20y〜20b2が設けられる領域の中央領域14に設けることが好ましい。
【0051】
なお、発光素子20c、20b1、20b2は、温度上昇に伴い発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりするおそれが少ない。そのため、放熱しにくい中央領域14に発光素子20c、20b1、20b2を設けるようにしても、色ムラや輝度ムラが生じるおそれは少ない。
【0052】
また、発光装置1から白色の光を照射することを考慮すると、発光素子20c、20b1、20b2の総数は、発光素子20y、20o、20r、20gの総数の1/4程度で足りる。そのため、数の少ない発光素子20c、20b1、20b2を面積の小さい中央領域14に設けるようにすれば、発光素子同士の間の距離が過度に長くなったり、過度に短くなったりするのを抑制することができる。
【0053】
また、黄色の光を放射する発光素子20yと、橙色の光を放射する発光素子20oは、蛍光体を有している。そのため、発光素子20y、20oが、波長の短い光を放射する発光素子20c、20b1、20b2と隣接していると、発光素子20c、20b1、20b2から放射された波長の短い光が蛍光体に入射して意図しない蛍光が生じるおそれがある。意図しない蛍光が生じると、色の再現性が低下するおそれがある。そのため、発光素子20y、20oは、なるべく発光素子20c、20b1、20b2と隣接しないようにすることが好ましい。
【0054】
例えば、発光素子20y、20oは、なるべく周縁領域13に設けるようにすることが好ましい。なお、波長の長い赤色の光が発光素子20y、20oの蛍光体に入射しても蛍光は生じない。そのため、赤色の光を放射する発光素子20rと、発光素子20y、20oとを周縁領域13に設けても意図しない蛍光が生じるおそれはない。
【0055】
すなわち、複数の発光素子20y、複数の発光素子20o、および複数の発光素子20rの少なくとも一部は、複数の発光素子20c、複数の発光素子20b1、および複数の発光素子20b2が設けられる領域の外側に設けられている。
【0056】
また、発光素子20rは蛍光体を有していないので、発光素子20rと、発光素子20c、20b1、20b2とを隣接させても意図しない蛍光が生じるおそれはない。そのため、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間に発光素子20rを設ける様にすることがより好ましい。この様にすれば、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間の距離を長くすることができるので、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じるの抑制することができる。
【0057】
この場合、発光素子20c、20b1、20b2に隣接する発光素子20y、20oの数は、発光素子20c、20b1、20b2に隣接する発光素子20rの数よりも少なくすることが好ましい。
【0058】
また、発光素子20gは、発光素子20c、20b1、20b2よりも波長の長い光を放射するので、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間に発光素子20gを設けることもできる。この場合、発光素子20rと、発光素子20c、20b1、20b2との間に発光素子20gを設けることがより好ましい。この様にすれば、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間の距離をさらに長くすることができるので、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じるのをさらに抑制することができる。
【0059】
また、封止部40の上面40aの面積(発光装置1の発光面積)をS1、発光素子20y〜20b2の総面積をS2とした場合に、S2/S1が0.2未満となるようにすると、発光素子20y〜20b2同士の間の距離が長くなるので、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じるのを抑制することが容易となる。
ところが、S2/S1が0.2未満となるようにすると、発光素子20y〜20b2同士の間の距離が長くなりすぎて、同じ光量を得るためにはより大きな発光面積が必要となる。
【0060】
一方、S2/S1が0.3を超えると、発光素子20y〜20b2同士の間の距離が短くなりすぎて、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じ易くなる。
そのため、S2/S1は、0.2以上、0.3以下となるようにすることが好ましい。
【0061】
枠部30は、枠状を呈している。枠部30は、基板10の発光素子20y〜20b2が設けられる面に設けられている。枠部30は、発光素子20y〜20b2を囲むように設けられている。枠部30は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)やPC(polycarbonate)などの樹脂や、セラミックスなどから形成することができる。
【0062】
また、枠部30の材料を樹脂とする場合には、酸化チタンなどからなる粒子を混合して、発光素子20y〜20b2から照射された光に対する反射率を向上させることができる。なお、酸化チタンの粒子に限定されるわけではなく、発光素子20y〜20b2から照射された光に対する反射率が高い材料からなる粒子を混合させるようにすればよい。また、枠部30は、例えば、白色の樹脂から形成することもできる。すなわち、枠部30は、封止部40が形成される領域を規定する機能とリフレクタの機能を併せ持つものとすることができる。なお、枠部30の形状は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、枠部30は必ずしも必要ではなく省くこともできる。なお、枠部30が設けられない場合には、封止部40の形状は、例えば、ドーム状などとすることができる。
【0063】
封止部40は、枠部30の内側に設けられている。封止部40の上面40aを平坦面とする場合には、封止部40の高さは、枠部30の高さよりも低くすることが好ましい。この様にすれば、後述する樹脂の供給を行う際に、樹脂が枠部30の外側に溢れ出るのを抑制することができる。封止部40は、発光素子20y〜20b2を覆うように設けられている。封止部40の上面40aを平坦面とする場合には、封止部40の高さ寸法は、例えば、発光素子20y〜20b2の厚み寸法の2倍〜5倍程度とすることができる。なお、発光素子20y〜20b2の厚み寸法は、0.1mm程度とすることができる。
【0064】
また、封止部40の上面40aは、例えば、ドーム状の曲面などとすることもできる。
【0065】
封止部40は、透光性を有する材料から形成されている。封止部40は、例えば、シリコーン系樹脂などの透明樹脂から形成することができる。この場合、封止部40は、メチルシリコーン樹脂から形成することが好ましい。メチルシリコーン樹脂は、耐熱性と柔軟性を有しているからである。この場合、メチルシリコーン樹脂の硬度は、ショアA20〜A40程度とすることが好ましい。
封止部40は、例えば、枠部30の内側に樹脂を供給することで形成することができる。樹脂の供給は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。
【0066】
(発光装置1の製造方法)
次に、発光装置1の製造方法について例示をする。
まず、基板10を作成する。基板10は、例えば、LTCC法を用いて形成することができる。例えば、層11a〜11dに、前述した実装パッド、導電ビア、配線部、入力端子などを形成し、これを900℃以下の温度で同時に焼成することで形成することができる。
【0067】
次に、基板10に発光素子20y〜20b2を実装する。この際、発光素子20y〜20b2の配置が前述したものの様になるようにする。なお、発光素子20y〜20b2の実装には、既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
次に、発光素子20y〜20b2を囲むように枠部30を設ける。この場合、基板10に枠状の枠部30を接着するようにしてもよいし、基板10に樹脂を枠状に塗布しこれを硬化させるようにしてもよい。
【0068】
次に、枠部30の内側に、透光性を有する樹脂を供給して封止部40を形成する。
樹脂の供給は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。この際、供給する樹脂の粘度を調整して、封止部40の上面40aの形状を制御する。例えば、粘度の低い樹脂を供給することで、封止部40の上面40aが平坦面となるようにする。例えば、粘度の高い樹脂を供給することで、封止部40の上面40aがドーム状の曲面となるようにする。なお、供給する樹脂の粘度は、例えば、予め実験やシミュレーションを行うことで決定することができる。
【0069】
次に、必要に応じて、基板10の、発光素子20y〜20b2が設けられる側とは反対側の面に、ヒートスプレッタを設ける。
以上のようにして、発光装置1を製造することができる。
【0070】
(照明装置)
次に、本実施の形態に係る照明装置100について例示をする。
図4は、本実施の形態に係る照明装置100を例示するための模式断面図である。
図4に例示をした照明装置100は、建造物や競技場などに設置される投光器である。なお、本実施の形態に係る照明装置100は、投光器に限定されるわけではない。照明装置100は、フルカラーの光を照射することができるものであればよい。
図4に示すように、照明装置100には、照射部110および光源部120が設けられている。
【0071】
照射部110は、筐体111およびリフレクタ112を有する。
筐体111は、箱状を呈している。筐体111は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。筐体111の、光源部120側とは反対側の端部は開口している。この開口は、図示しない透光カバーにより塞がれている。筐体111の、光源部120側の端部には、孔部111aが設けられている。
【0072】
リフレクタ112は、筐体111の内部に設けられている。リフレクタ112の、光源部120側とは反対側の端部には、外方に向けて突出するフランジ112aが設けられている。フランジ112aは、筐体111の内壁に設けられた図示しない取り付け板に固定されている。
【0073】
リフレクタ112は、両端部が開口した筒状体とすることができる。リフレクタ112は、光源部120側に向かうに従い断面寸法が漸減する形態を有している。リフレクタ112の内面は、鏡面となっている。リフレクタ112の光源部120側の端部は、孔部111aの内部に設けられている。リフレクタ112の光源部120側の端部は、発光装置1と対峙する位置に設けられている。なお、発光装置1の光の放射側に、例えば半球状のレンズなどを配置しても良い。また、レンズの出光面に拡散処理を施したり、拡散シートを貼り付けたりすることもできる。拡散処理を施したり、拡散シートを貼り付けたりすれば、発光素子20y〜20b2から放射された光を拡散することができるので、色ムラの発生をさらに抑制することができる。
【0074】
光源部120は、発光装置1、筐体121、取付部122、放熱部123、パッキン124、放熱フィン125、およびヒートパイプ126を有する。
筐体121は、箱状を呈している。筐体121は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。筐体121の照射部110側の端部には、孔部が設けられている。この孔部の内部には、取付部122に取り付けられた発光装置1が設けられている。すなわち、発光装置1は、筐体121に収納されている。
【0075】
取付部122は、板状を呈している。取付部122は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。取付部122は、ネジなどの締結部材を用いて、放熱部123に取り付けられている。取付部122の照射部110側の端面には凹部が設けられている。この凹部の内部には、発光装置1が取り付けられている。
【0076】
放熱部123は、板状を呈している。放熱部123は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。放熱部123は、図示しないネジなどの締結部材を用いて、筐体121の内部に取り付けられている。
パッキン124は、環状を呈している。パッキン124は、放熱部123と筐体121の内壁面との間に設けられている。
【0077】
放熱フィン125は、薄板状を呈している。放熱フィン125は、複数設けられている。放熱フィン125は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。放熱フィン125は、放熱部123の、取付部122が設けられる側とは反対側の面に設けられている。
【0078】
ヒートパイプ126は、放熱部123と放熱フィン125の間に設けられている。ヒートパイプ126は、複数設けることができる。
その他、発光装置1を制御する図示しない制御装置を設けることができる。例えば、制御装置は、発光素子20y〜20b2毎に点灯と消灯を制御する。また、制御装置は、発光素子20y〜20b2毎に供給される電力を制御して、発光素子20y〜20b2毎に発光出力を制御する。
【0079】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。