特許 6643910 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643910

(24)【登録日】2020年1月9日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/58 20100101AFI20200130BHJP

   H01L 33/54 20100101ALI20200130BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20200130BHJP

   F21V 9/00 20180101ALI20200130BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20200130BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20200130BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20200130BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/58

   H01L33/54

   F21S2/00 100

   F21V9/16 100

   H01L23/30 F

   H01L23/30 B

   F21Y101:02

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-21918(P2016-21918)

(22)【出願日】2016年2月8日

(65)【公開番号】特開2017-143104(P2017-143104A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2019年1月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100119987

【弁理士】

【氏名又は名称】伊坪 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100161089

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 良一

(72)【発明者】

【氏名】栗城 新吾

【審査官】 小濱 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８４３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４９５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３３４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９２４０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央領域および前記中央領域よりも高さが低く前記中央領域を取り囲む外周領域を上面側に有する基板と、
前記基板の前記中央領域上に実装された複数の第１の発光素子と、
前記複数の第１の発光素子に電気的に接続された第１の組の電極端子と、
前記中央領域の縁部に沿って配置され、前記中央領域を取り囲む透光性の第１の封止枠と、
前記第１の封止枠により囲まれる前記中央領域上の空間に充填されて前記複数の第１の発光素子を一体的に封止する第１の封止樹脂と、
前記基板の前記外周領域上に実装された複数の第２の発光素子と、
前記複数の第２の発光素子に電気的に接続された第２の組の電極端子と、
前記中央領域および前記外周領域を取り囲むように前記外周領域の縁部に沿って配置され、前記第１の封止枠よりも上端の位置が低い反射性の第２の封止枠と、
前記第１の封止枠および前記第２の封止枠により囲まれる前記外周領域上の空間に充填されて前記複数の第２の発光素子を一体的に封止する第２の封止樹脂と、
を有することを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記第１の封止樹脂は、前記複数の第１の発光素子からの光により励起される蛍光体を含有し、
前記第２の封止樹脂は、前記複数の第２の発光素子からの光により励起される蛍光体を含有し、前記第１の封止樹脂と同じ厚さを有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記第１の封止枠の外周側に接触して前記第１の封止枠を取り囲むように前記中央領域の縁部に沿って配置され、上端の高さが前記第２の封止枠と同じである反射性の第３の封止枠をさらに有する、請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記第３の封止枠の内周側が前記第１の封止枠の内部に埋め込まれている、請求項３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記基板は、金属製の実装基板と、中央部分を取り囲む外周開口部を有し前記実装基板の上面に固定された絶縁性の回路基板とで構成され、
前記中央領域は、前記回路基板の前記中央部分の上面であり、
前記外周領域は、前記外周開口部内で露出している前記実装基板の上面である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項6】

前記基板は、中央部分が１段高くなる段差を有する金属製の実装基板であり、
前記中央領域は、前記段差の上側における前記実装基板の上面であり、
前記外周領域は、前記段差の下側における前記実装基板の上面である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項7】

前記複数の第１の発光素子が発光することにより、前記第１の封止樹脂を通して第１の白色光が出射され、
前記複数の第２の発光素子が発光することにより、前記第２の封止樹脂を通して前記第１の白色光とは色温度が異なる第２の白色光が出射される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

セラミック基板または金属基板などの汎用基板の上にＬＥＤ（発光ダイオード）素子などの発光素子が実装されたＣＯＢ（Chip On Board）の発光装置が知られている。こうした発光装置では、蛍光体を含有する樹脂により例えば青色光を発光するＬＥＤ素子を封止し、ＬＥＤ素子からの光により蛍光体を励起させて得られる光を混合させることにより、用途に応じて白色光などを得ている。

【0003】

特許文献１には、２色以上に配色された光を照射し、２色間の境界にも発光素子が間隔を空けずに配列されて有効に発光するＣＯＢ構造の面状発光装置が記載されている。この発光装置は、基板と、基板上の実装領域に配列された発光素子と、基板上の実装領域の周囲に形成された枠体と、枠体の内側に充填されて発光素子を封止して当該発光素子が発光した光を透過させる封止部材とを備え、平面視において枠体に囲まれた照射領域が中央部の第１照射領域、それを囲う第２照射領域に区画されて異なる発光色で照射する。この発光装置は、第１照射領域に、蛍光体を含有する第２照射領域の第２封止部材を分離するために、第２照射領域と区切る透光壁をさらに備える。透光壁は埋設した発光素子が発光した光を透過するため、第２照射領域との境界近傍においても均一に光を照射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０５１３７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の発光装置では、第１照射領域と第２照射領域とを区切る透光壁の下にも、一部の発光素子が配置されている。このため、発光素子を封止する封止部材だけでなく、透光壁にも蛍光体を混入させないと、透光壁の下に配置された発光素子だけが蛍光体に覆われず、直接光を出射することになるため、透光壁の部分に色むらが生じ得る。また、特許文献１の発光装置では、照射領域が２重になっているが、すべての発光素子が同時に点灯するため、調色ができない。

【0006】

調色可能な発光装置を実現するためには、独立に駆動可能であり発光色が互いに異なる複数の発光部を１つの発光装置の中に設けることが考えられる。そうすれば、各発光部の駆動電流を調整して、各発光部からの出射光を混合させることにより、それらの中間色を出すことができる。しかしながら、こうした発光装置では、各発光部からの出射光の混色性が必ずしも十分でなかったり、発光部間の境界線が目立つために色むらが生じたりすることがある。

【0007】

そこで、本発明は、独立に駆動可能な複数の発光部からの出射光の混色性を向上させた発光装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

中央領域および中央領域よりも高さが低く中央領域を取り囲む外周領域を上面側に有する基板と、基板の中央領域上に実装された複数の第１の発光素子と、複数の第１の発光素子に電気的に接続された第１の組の電極端子と、中央領域の縁部に沿って配置され、中央領域を取り囲む透光性の第１の封止枠と、第１の封止枠により囲まれる中央領域上の空間に充填されて複数の第１の発光素子を一体的に封止する第１の封止樹脂と、基板の外周領域上に実装された複数の第２の発光素子と、複数の第２の発光素子に電気的に接続された第２の組の電極端子と、中央領域および外周領域を取り囲むように外周領域の縁部に沿って配置され、第１の封止枠よりも上端の位置が低い反射性の第２の封止枠と、第１の封止枠および第２の封止枠により囲まれる外周領域上の空間に充填されて複数の第２の発光素子を一体的に封止する第２の封止樹脂とを有することを特徴とする発光装置が提供される。

【0009】

上記の発光装置では、第１の封止樹脂は、複数の第１の発光素子からの光により励起される蛍光体を含有し、第２の封止樹脂は、複数の第２の発光素子からの光により励起される蛍光体を含有し、第１の封止樹脂と同じ厚さを有することが好ましい。

【0010】

上記の発光装置は、第１の封止枠の外周側に接触して第１の封止枠を取り囲むように中央領域の縁部に沿って配置され、上端の高さが第２の封止枠と同じである反射性の第３の封止枠をさらに有することが好ましい。
また、上記の発光装置では、第３の封止枠の内周側が第１の封止枠の内部に埋め込まれていることが好ましい。

【0011】

上記の発光装置では、基板は、金属製の実装基板と、中央部分を取り囲む外周開口部を有し実装基板の上面に固定された絶縁性の回路基板とで構成され、中央領域は、回路基板の中央部分の上面であり、外周領域は、外周開口部内で露出している実装基板の上面であることが好ましい。
あるいは、上記の発光装置では、基板は、中央部分が１段高くなる段差を有する金属製の実装基板であり、中央領域は、段差の上側における実装基板の上面であり、外周領域は、段差の下側における実装基板の上面であることが好ましい。

【0012】

上記の発光装置では、複数の第１の発光素子が発光することにより、第１の封止樹脂を通して第１の白色光が出射され、複数の第２の発光素子が発光することにより、第２の封止樹脂を通して第１の白色光とは色温度が異なる第２の白色光が出射されることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

上記の発光装置によれば、独立に駆動可能な複数の発光部からの出射光の混色性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】発光装置１の斜視図および断面図である。

【図2】実装基板１０および回路基板２０の斜視図および端面図である。

【図3】ＬＥＤ素子３１，３２の配置例を示す平面図および断面図である。

【図4】発光装置１の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図5】発光装置１の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図6】発光装置１の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図7】別の発光装置２の斜視図および断面図である。

【図8】発光装置２の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図9】発光装置２の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図10】発光装置２の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図11】さらに別の発光装置３の斜視図および断面図である。

【図12】発光装置３の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図13】発光装置３の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図14】発光装置３の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。

【図15】さらに別の発光装置４の断面図である。

【図16】さらに別の発光装置５の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しつつ、発光装置について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

【0016】

図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、発光装置１の斜視図および断面図である。図１（Ａ）は完成品としての発光装置１の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿った発光装置１の断面図である。発光装置１は、発光素子としてＬＥＤ素子を含み、例えば投光器、高天井照明、スタディアム照明、イルミネーションなどのＬＥＤ光源装置として利用される。発光装置１は、主要な構成要素として、実装基板１０、回路基板２０、ＬＥＤ素子３１，３２、中央封止枠４１、外周封止枠４２および封止樹脂５１，５２を有する。

【0017】

発光装置１では、封止樹脂５１，５２により覆われた部分が発光部に相当し、この発光部は、中央封止枠４１により、円形のものとドーナツ型のものに２分割されている。中央の発光部に対応して電極端子２２０，２３０が、外周側の発光部に対応して電極端子２７０，２８０がそれぞれ設けられており、２分割された発光部（２つの発光部）は互いに独立して点灯可能である。また、これら２つの発光部は、例えば、中央の発光部が５０００Ｋの白色光を出射し、外周側の発光部が３０００Ｋの白色光を出射するなど、互いに異なる色温度の白色光を出射するように設計されている。発光装置１では、電極端子２２０，２３０と電極端子２７０，２８０に流す電流を調整することにより、５０００Ｋ、３０００Ｋおよびそれらの中間色の光が得られる。すなわち、発光装置１は、２つのＬＥＤ発光モジュールを１台に集約して２組の電極端子を設けることで、白色光の調色機能を実現させたＣＯＢの発光装置である。

【0018】

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、実装基板１０および回路基板２０の斜視図および端面図である。図２（Ａ）は実装基板１０と回路基板２０の分解斜視図であり、図２（Ｂ）は実装基板１０と回路基板２０が互いに貼り合わされた状態の斜視図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った実装基板１０および回路基板２０の端面図である。発光装置１の基板は、実装基板１０と回路基板２０とで構成されている。

【0019】

実装基板１０は、一例として正方形の形状を有し、その上面にＬＥＤ素子３２が実装される金属製の基板である。実装基板１０は、ＬＥＤ素子３１，３２および後述する蛍光体の粒子により発生した熱を放熱させる放熱基板としても機能するため、例えば、耐熱性および放熱性に優れたアルミニウムで構成される。ただし、実装基板１０の材質は、耐熱性と放熱性に優れたものであれば、例えば銅など、別の金属でもよい。

【0020】

回路基板２０は、例えばガラスエポキシ基板などの絶縁性の基板であり、一例として、実装基板１０と同じ大きさの正方形の形状を有する。回路基板２０は、その中央部分の上面に円形の中央領域２１ができるように形成された４つの外周開口部２６Ａ〜２６Ｄを有する。外周開口部２６Ａ〜２６Ｄは、全体として、中央領域２１を取り囲むほぼ円環状の形状を有する。回路基板２０は、その下面が例えば接着シートにより実装基板１０の上面に貼り付けられて固定される。

【0021】

外周開口部２６Ａ〜２６Ｄ内で露出している実装基板１０の上面のことを、以下ではそれぞれ「外周領域１６Ａ〜１６Ｄ」という。外周領域１６Ａ〜１６Ｄは、回路基板２０の厚さ（壁部２９の高さ）の分だけ中央領域２１よりも高さが低く、中央領域２１を取り囲むように配置されている。

【0022】

ＬＥＤ素子３１は、第１の発光素子の一例であり、回路基板２０の中央領域２１上に実装されている。ＬＥＤ素子３２は、第２の発光素子の一例であり、外周開口部２６Ａ〜２６Ｄ内で露出した実装基板１０の外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上に実装されている。なお、発光装置１では、外周開口部２６Ａ〜２６Ｄのそれぞれに、複数のＬＥＤ素子３２が実装されている。ＬＥＤ素子３１，３２は、それぞれ、例えば発光波長帯域が４５０〜４６０ｎｍ程度の青色光を発光する青色ＬＥＤである。各ＬＥＤ素子３１，３２の下面は、例えば透明な絶縁性の接着剤などにより、実装基板１０または回路基板２０の上面に直接固定されている。

【0023】

回路基板２０の上面には、配線パターン２２，２３、電極端子２２０，２３０、配線パターン２７，２８、および電極端子２７０，２８０が形成されている。電極端子２２０と電極端子２７０は、回路基板２０の１つの角部付近に配置されている。一方、電極端子２３０と電極端子２８０は、電極端子２２０と電極端子２７０が配置された角部とは対角に位置する角部付近に配置されている。

【0024】

配線パターン２２は、中央領域２１を取り囲むように半周にわたって中央領域２１の縁部を通り、外周開口部２６Ａと外周開口部２６Ｄとの間の壁部である接続領域２２１の上を通って、電極端子２２０に接続されている。配線パターン２３は、配線パターン２２とは点対称の形状を有し、中央領域２１の中心を挟んで配線パターン２２とは反対側で半周にわたって中央領域２１の縁部を通り、外周開口部２６Ｂと外周開口部２６Ｃとの間の壁部である接続領域２３１の上を通って、電極端子２３０に接続されている。

【0025】

配線パターン２７は、外周開口部２６Ａ，２６Ｂの外周側の縁部、および外周開口部２６Ａと外周開口部２６Ｂとの間の壁部である接続領域２７１に沿って延び、電極端子２７０に接続されている。配線パターン２８は、配線パターン２７とは点対称の形状を有し、外周開口部２６Ｃ，２６Ｄの外周側の縁部、および外周開口部２６Ｃと外周開口部２６Ｄとの間の壁部である接続領域２８１に沿って延び、電極端子２８０に接続されている。

【0026】

電極端子２２０，２３０は、第１の組の電極端子の一例であり、それぞれ配線パターン２２，２３を介してＬＥＤ素子３１に電気的に接続されている。電極端子２２０，２３０は、一方がアノード電極、他方がカソード電極となり、これらが外部電源に接続されて電圧が印加されると、ＬＥＤ素子３１は発光する。電極端子２７０，２８０は、第２の組の電極端子の一例であり、それぞれ配線パターン２７，２８を介してＬＥＤ素子３２に電気的に接続されている。電極端子２７０，２８０は、一方がアノード電極、他方がカソード電極となり、これらが外部電源に接続されて電圧が印加されると、ＬＥＤ素子３２は発光する。

【0027】

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、ＬＥＤ素子３１，３２の配置例を示す平面図および断面図である。図３（Ａ）は、中央封止枠４１、外周封止枠４２および封止樹脂５１，５２が取り除かれた発光装置１の平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に符号ＩＩＩＢで示した部分の拡大断面図である。

【0028】

発光装置１に含まれるＬＥＤ素子３１，３２の個数は何個でもよく、用途に応じて適宜定められる。図１（Ｂ）および後述する図４（Ａ）以降では、簡単のためＬＥＤ素子３１，３２を少数しか図示していないが、実際には、図３（Ａ）に示すように、発光装置１の素子数はより多数であってもよい。

【0029】

ＬＥＤ素子３１，３２は上面に一対の素子電極を有し、図３（Ａ）に示すように、隣接するＬＥＤ素子３１，３２の素子電極は、ボンディングワイヤ（以下、単にワイヤという）３３，３４により互いに電気的に接続される。より詳細には、中央領域２１に配置されたＬＥＤ素子３１は、ワイヤ３３によって１５個ずつ直列に接続されており、この１５個のＬＥＤ素子３１が１つのグループを構成している。各グループの両端のＬＥＤ素子３１から出たワイヤ３３は、配線パターン２２または配線パターン２３に接続されており、発光装置１では、１１個のグループのＬＥＤ素子３１が、配線パターン２２と配線パターン２３の間に並列に接続されている。ＬＥＤ素子３１の順方向電圧をＶｆｗ１とおくと、電極端子２２０と電極端子２３０の間に１５×Ｖｆｗ１以上の電圧を印加することにより、すべてのＬＥＤ素子３１が点灯する。

【0030】

外周開口部２６Ａ〜２６Ｄ内に配置されたＬＥＤ素子３２は、ワイヤ３４によって２４個ずつ直列に接続されており、この２４個のＬＥＤ素子３２が１つのグループを構成している。各グループの両端のＬＥＤ素子３２から出たワイヤ３４は、接続領域２７１または接続領域２８１の上で配線パターン２７または配線パターン２８に接続されており、発光装置１では、１６個のグループのＬＥＤ素子３２が、配線パターン２７と配線パターン２８の間に並列に接続されている。ＬＥＤ素子３２の順方向電圧をＶｆｗ２とおくと、電極端子２７０と電極端子２８０の間に２４×Ｖｆｗ１以上の電圧を印加することにより、すべてのＬＥＤ素子３２が点灯する。

【0031】

外周開口部２６Ａ内に配置されたＬＥＤ素子３２と外周開口部２６Ｄ内に配置されたＬＥＤ素子３２とは、接続領域２２１を跨いで互いに接続されている。図３（Ｂ）に示すように、この部分では、ワイヤ３４は、底辺を除いた略台形形状をして、接続領域２２１およびその上の配線パターン２２を跨いでいる。さらに、接続領域２２１では、配線パターン２２とワイヤ３４の間でショートが発生しないように、配線パターン２２の上にレジスト樹脂６０が塗布されている。封止樹脂５２は、ＬＥＤ素子３２、ワイヤ３４およびレジスト樹脂６０を覆うように充填されている。

【0032】

なお、外周開口部２６Ｂ内に配置されたＬＥＤ素子３２と外周開口部２６Ｃ内に配置されたＬＥＤ素子３２とは、接続領域２３１を跨いで互いに接続されている。この部分の断面は図３（Ｂ）に示したものと同様である。

【0033】

中央封止枠４１は、第１の封止枠の一例であり、封止樹脂５１の流出しを防止するためのダム材である。中央封止枠４１は、中央領域２１の大きさに合わせて形成された円形の枠体であり、中央領域２１を取り囲むように、中央領域２１の縁部に沿って配置される。中央封止枠４１は、回路基板２０の上面で、配線パターン２２，２３と重なる位置に固定される。また、中央封止枠４１は、ＬＥＤ素子３１から出射された光とＬＥＤ素子３２から出射された光との混色性が高まるように、例えば透明なシリコーン樹脂で構成され、透光性を有する。なお、中央封止枠４１には、散乱材が混入されていてもよい。

【0034】

外周封止枠４２は、第２の封止枠の一例であり、封止樹脂５２の流出しを防止するためのダム材である。外周封止枠４２は、外周開口部２６Ａ〜２６Ｄの外側の円周の大きさに合わせて形成された円形の枠体であり、中央領域２１および外周領域１６Ａ〜１６Ｄを取り囲むように、外周領域１６Ａ〜１６Ｄの縁部に沿って配置される。外周封止枠４２は、回路基板２０の上面で、配線パターン２７，２８と重なる位置に固定される。また、外周封止枠４２は、例えば白色粒子が混入された不透明なシリコーン樹脂で構成され、反射性を有する。これにより、外周封止枠４２は、ＬＥＤ素子３１，３２から側方に出射された光を、ＬＥＤ素子３１，３２から見て実装基板１０とは反対側である発光装置１の上方に向けて反射させる。

【0035】

中央封止枠４１と外周封止枠４２は、ともに回路基板２０の上面において、同心円状に配置されている。中央封止枠４１と外周封止枠４２の下端の高さは同じであるが、中央封止枠４１の方が外周封止枠４２よりも背が高い。言い換えると、外周封止枠４２は、中央封止枠４１よりも上端の位置（高さ）が低い。

【0036】

封止樹脂５１は、第１の封止樹脂の一例であり、中央封止枠４１により囲まれる中央領域２１上の空間に充填されて、複数のＬＥＤ素子３１を一体的に封止（保護）する。例えば、封止樹脂５１は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの無色かつ透明な樹脂である。封止樹脂５１は、図１（Ａ）に示した例では円板状に硬化され、例えば中央封止枠４１により固定される。

【0037】

封止樹脂５２は、第２の封止樹脂の一例であり、中央封止枠４１および外周封止枠４２により囲まれる外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上および接続領域２２１，２３１，２７１，２８１上の空間に充填されて、複数のＬＥＤ素子３２を一体的に封止（保護）する。例えば、封止樹脂５２は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの無色かつ透明な樹脂である。封止樹脂５２の材質は、封止樹脂５１と同じでもよいし、封止樹脂５１とは異なっていてもよい。封止樹脂５２は、図１（Ａ）に示した例では円環状に硬化され、例えば中央封止枠４１と外周封止枠４２により固定される。封止樹脂５２の上面の高さは封止樹脂５１と比べて低いが、封止樹脂５２は、封止樹脂５１と同じ厚さを有する。

【0038】

封止樹脂５１は、ＬＥＤ素子３１からの光により励起される蛍光体を含有し、封止樹脂５２は、ＬＥＤ素子３２からの光により励起される蛍光体を含有する。例えば、封止樹脂５１，５２は、それぞれ、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）などの黄色蛍光体を含有してもよいし、あるいは複数種類の蛍光体を含有してもよい。複数種類の蛍光体は、例えば、（ＢａＳｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などの緑色蛍光体と、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋などの赤色蛍光体との組合せでもよいし、あるいは緑色蛍光体と赤色蛍光体にさらに黄色蛍光体を組み合わせてもよい。この場合、封止樹脂５１，５２のそれぞれを通して、青色ＬＥＤであるＬＥＤ素子３１またはＬＥＤ素子３２からの青色光と、その光が蛍光体を励起させて得られる光（黄色光、緑色光、赤色光など）とを混合させることで得られる白色光が出射される。

【0039】

発光装置１では、封止樹脂５１と封止樹脂５２とで、蛍光体の種類、配合比またはそれらの両方を変えてもよい。例えば、封止樹脂５１の蛍光体は、ＬＥＤ素子３１からの光とその光が蛍光体を励起させて得られる光とを混合させることで色温度５０００Ｋの白色光が得られるように選択される。また、封止樹脂５２の蛍光体は、ＬＥＤ素子３２からの光とその光が蛍光体を励起させて得られる光とを混合させることで色温度３０００Ｋの白色光が得られるように選択される。この場合、発光装置１では、ＬＥＤ素子３１が発光することにより、第１の白色光として５０００Ｋの白色光が出射され、ＬＥＤ素子３２が発光することにより、第１の白色光とは色温度が異なる第２の白色光として３０００Ｋの白色光が出射される。

【0040】

発光装置１とは異なり、中央の発光面である封止樹脂５１の上面と、外周側の発光面である封止樹脂５２の上面とを同じ高さにして、封止樹脂５１で覆われた中央の発光部と、封止樹脂５２で覆われた外周側の発光部とから、互いに異なる色温度の白色光を出射させることも考えられる。しかしながら、中央と外周側の発光面を同じ高さにすると、ＬＥＤ素子３１から側方に出射された光束の一部は、中央封止枠４１を透過した後、外周封止枠４２で中心軸（封止樹脂５１の中央を通り回路基板２０に垂直に伸びる軸）方向に反射するため、中央の発光部の照射角が小さくなる。その結果、中央の発光部の光束と外周側の発光部の光束との混色性が低下する。

【0041】

一方、発光装置１では、外周領域１６Ａ〜１６Ｄよりも中央領域２１の方が回路基板２０の厚さの分だけ高い位置にあるので、外周側のＬＥＤ素子３２よりも中央のＬＥＤ素子３１の方が高い位置に実装されている。また、外周封止枠４２の上端よりも中央封止枠４１の上端の方が高い位置にあるため、封止樹脂５２の上面よりも封止樹脂５１の上面の方が高い位置にある。このように中央の発光部を底上げすると、底上げがない場合よりも中央の発光部からの白色光の照射角が広くなるので、中央の発光部から出射される５０００Ｋの白色光は、外周側の発光部から出射される３０００Ｋの白色光と混色しやすくなる。したがって、発光装置１では、中央の発光部を底上げしない場合と比べて、中央の発光部と外周側の発光部との混色性が向上する。

【0042】

また、発光装置１では、封止樹脂５１と封止樹脂５２とが同じ厚さを有する。このように、両者の樹脂厚を同じにすると、例えば封止樹脂５１，５２に同一の蛍光体含有樹脂を使用する場合に、中央の発光部と外周側の発光部とで同じ発光特性が得られるので、設計した色を出しやすくなるという利点がある。

【0043】

図４（Ａ）〜図６（Ｂ）は、発光装置１の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。図４（Ｂ）、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）は、それぞれ、図４（Ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線、図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線および図６（Ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った端面を示す。図２（Ａ）〜図３（Ｂ）および図４（Ａ）〜図６（Ｂ）を参照して、発光装置１の製造工程を説明する。

【0044】

発光装置１の製造時には、まず、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、外周開口部２６Ａ〜２６Ｄを有する回路基板２０と実装基板１０とが、重ね合わされて貼り合わされる。そして、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、回路基板２０の中央領域２１上に複数のＬＥＤ素子３１が実装され、外周開口部２６Ａ〜２６Ｄ内で露出している実装基板１０の外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上に、複数のＬＥＤ素子３２が実装される。続いて、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、各ＬＥＤ素子３１は、ワイヤ３３を介して電極端子２２０，２３０に電気的に接続され、各ＬＥＤ素子３２は、ワイヤ３４を介して電極端子２７０，２８０に電気的に接続される。

【0045】

次に、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、外周領域１６Ａ〜１６Ｄの縁部に沿って、回路基板２０上に外周封止枠４２が固定される。また、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、中央領域２１の縁部に沿って、回路基板２０上に中央封止枠４１が固定される。さらに、中央封止枠４１により囲まれる中央領域２１上の空間に封止樹脂５１が充填され、中央封止枠４１および外周封止枠４２により囲まれる外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上の空間に封止樹脂５２が充填される。これにより、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す発光装置１が完成する。

【0046】

図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、別の発光装置２の斜視図および断面図である。図７（Ａ）は完成品としての発光装置２の斜視図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿った発光装置２の断面図である。発光装置２は、発光装置１にはない中央封止枠４３を有する点が、発光装置１とは異なる。発光装置２の中央封止枠４３以外の構成要素は発光装置１のものと同じであるため、発光装置１と重複する部分には発光装置１のものと同一の符号を使用し、それらの詳細な説明は省略する。

【0047】

中央封止枠４３は、第３の封止枠の一例であり、外周開口部２６Ａ〜２６Ｄの内側の円周の大きさに合わせて形成された円形の枠体である。中央封止枠４３は、中央封止枠４１の外周側に接触して中央封止枠４１を取り囲むように中央領域２１の縁部に沿って配置される。中央封止枠４３は、外周封止枠４２と同様に、例えば白色粒子が混入された不透明なシリコーン樹脂で構成され、反射性を有する。

【0048】

また、中央封止枠４３は、回路基板２０の上面において、中央封止枠４１および外周封止枠４２と同心円状に配置されている。中央封止枠４３の背の高さは、外周封止枠４２と同じである。すなわち、中央封止枠４３の下端の位置（高さ）は中央封止枠４１および外周封止枠４２と同じであるが、中央封止枠４３の上端の位置（高さ）は、中央封止枠４１よりも低く、外周封止枠４２と同じである。これにより、発光装置２では、封止樹脂５２は、外周封止枠４２と中央封止枠４３の上端の高さまで充填されている。

【0049】

発光装置２でも、中央の発光部は外周側の発光部よりも底上げされており、中央封止枠４１は透明樹脂で構成されている。発光装置２では、中央の発光部と外周側の発光部の間に白色樹脂の中央封止枠４３があるが、中央封止枠４１の方が中央封止枠４３よりも背が高いので、中央封止枠４３の上側では、中央の発光部と外周側の発光部の間で白色光が混ざり合う。このため、発光装置２でも、発光装置１と同様に、中央の発光部を底上げしない場合と比べて、中央の発光部と外周側の発光部との混色性が向上する。

【0050】

また、発光装置２では、上端の高さが外周封止枠４２と同じ中央封止枠４３があるため、外周封止枠４２と中央封止枠４３の上端に合わせて封止樹脂５２を充填することにより、外周側の封止樹脂５２の高さを一定に揃えることが容易になる。

【0051】

また、発光装置２では、中央封止枠４３は白色樹脂で構成され反射性を有するため、例えば、中央領域２１のＬＥＤ素子３１から側方に出射された光は、中央封止枠４１を透過して、中央封止枠４３により発光装置１の上方に反射する。これにより、発光装置２では、発光装置１よりも、装置正面での輝度が向上する。

【0052】

図８（Ａ）〜図１０（Ｂ）は、発光装置２の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。図８（Ｂ）、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）は、それぞれ、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線、図９（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線および図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿った端面を示す。図２（Ａ）〜図３（Ｂ）および図８（Ａ）〜図１０（Ｂ）を参照して、発光装置２の製造工程を説明する。

【0053】

発光装置１の製造時と同様に、まず、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、実装基板１０に貼り合わされた回路基板２０の中央領域２１上に複数のＬＥＤ素子３１が実装され、実装基板１０の外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上に複数のＬＥＤ素子３２が実装される。続いて、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、各ＬＥＤ素子３１は、ワイヤ３３を介して電極端子２２０，２３０に電気的に接続され、各ＬＥＤ素子３２は、ワイヤ３４を介して電極端子２７０，２８０に電気的に接続される。

【0054】

次に、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、回路基板２０上において、外周領域１６Ａ〜１６Ｄの縁部に沿って外周封止枠４２が固定され、中央領域２１の縁部に沿って中央封止枠４３が固定される。また、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、中央領域２１上において、中央封止枠４３の内周側に接触するように、中央封止枠４１が固定される。さらに、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、外周封止枠４２および中央封止枠４３により囲まれる外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上の空間に、封止樹脂５２が充填される。また、中央封止枠４１により囲まれる中央領域２１上の空間に、封止樹脂５１が充填される。これにより、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す発光装置２が完成する。

【0055】

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、さらに別の発光装置３の斜視図および断面図である。図１１（Ａ）は完成品としての発光装置３の斜視図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線に沿った発光装置３の断面図である。発光装置３は、発光装置１の中央封止枠４１に代えて中央封止枠４１’を有し、発光装置２と同じ中央封止枠４３を有する点が、発光装置１とは異なる。発光装置３の中央封止枠４１’，４３以外の構成要素は発光装置１のものと同じであるため、発光装置１と重複する部分には発光装置１のものと同一の符号を使用し、それらの詳細な説明は省略する。

【0056】

発光装置２では、中央封止枠４１と中央封止枠４３は、互いに接触しているが、別個の封止枠である。一方、発光装置３では、中央封止枠４３は、中央封止枠４１’に埋め込まれ、中央封止枠４１’と一体になっている。より詳細には、図１１（Ｂ）に示すように、発光装置３では、中央封止枠４３の内周側の半分程度が、中央封止枠４１’の外周側の下部において中央封止枠４１’の内部に埋め込まれている。中央封止枠４１’は、中央封止枠４１と同様に、中央領域２１の大きさに合わせて例えば透明なシリコーン樹脂で形成された円形の枠体であるが、中央封止枠４１とは異なり、外周側の下部に、全周にわたって、中央封止枠４３がはめ込まれる窪みを有する。中央封止枠４１’も第１の封止枠の一例である。

【0057】

発光装置３の中央封止枠４１’、外周封止枠４２および中央封止枠４３の高さの関係および材質は、それぞれ、発光装置１，２のものと同じである。また、発光装置３でも、封止樹脂５２は、外周封止枠４２と中央封止枠４３の上端の高さまで充填されている。このため、発光装置３でも、発光装置１，２と同様に、中央の発光部と外周側の発光部との混色性が向上するとともに、外周側の封止樹脂５２の高さを一定に揃えることが容易になる。さらに、発光装置３では、中央封止枠４３の内周側の半分程度が中央封止枠４１’に重なっているので、その分だけ、発光装置２よりも封止樹脂５２の上面の面積が広くなり、その結果、外周側の発光部が広くなる。

【0058】

図１２（Ａ）〜図１４（Ｂ）は、発光装置３の製造工程の例を説明するための斜視図および端面図である。図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）および図１４（Ｂ）は、それぞれ、図１２（Ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線、図１３（Ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線および図１４（Ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った端面を示す。図２（Ａ）〜図３（Ｂ）および図１２（Ａ）〜図１４（Ｂ）を参照して、発光装置３の製造工程を説明する。

【0059】

発光装置１，２の製造時と同様に、まず、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すように、実装基板１０に貼り合わされた回路基板２０の中央領域２１上に複数のＬＥＤ素子３１が実装され、実装基板１０の外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上に複数のＬＥＤ素子３２が実装される。続いて、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、各ＬＥＤ素子３１は、ワイヤ３３を介して電極端子２２０，２３０に電気的に接続され、各ＬＥＤ素子３２は、ワイヤ３４を介して電極端子２７０，２８０に電気的に接続される。

【0060】

次に、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すように、回路基板２０上において、外周領域１６Ａ〜１６Ｄの縁部に沿って外周封止枠４２が固定され、中央領域２１の縁部に沿って、中央封止枠４３が固定される。また、図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すように、外周封止枠４２および中央封止枠４３により囲まれる外周領域１６Ａ〜１６Ｄ上の空間に、封止樹脂５２が充填される。さらに、外周側の下部に全周にわたって中央封止枠４３の曲面に合わせた窪みを有する中央封止枠４１’が、図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）に示すように、中央封止枠４３と噛み合うように中央領域２１上に固定される。また、中央封止枠４１’により囲まれる中央領域２１上の空間に、封止樹脂５１が充填される。これにより、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す発光装置３が完成する。

【0061】

上記の説明とは異なり、中央封止枠４１’，４３を初めから１つの封止枠として形成し、それを中央領域２１上に配置して、封止樹脂５１を充填してもよい。

【0062】

今までに説明した発光装置１〜３では、回路基板２０の中央領域２１上にＬＥＤ素子３１を実装し、回路基板２０の外周開口部２６Ａ〜２６Ｄ内の実装基板１０上にＬＥＤ素子３２を実装することで、外周側の発光部に対して中央の発光部を底上げしている。しかしながら、以下で説明するように、実装基板自体に段差を設けることで、外周側の発光部に対して中央の発光部を底上げしてもよい。

【0063】

図１５および図１６は、それぞれ、さらに別の発光装置４，５の断面図である。発光装置４，５の斜視図は図１（Ａ）と同じであり、図１５および図１６は、それぞれ発光装置４，５について、図１（Ｂ）と同様の断面を示す。発光装置４，５は、実装基板と回路基板の形状のみが発光装置１とは異なり、その他の点では発光装置１と同じ構成を有するため、発光装置１と重複する部分には発光装置１のものと同一の符号を使用し、それらの詳細な説明は省略する。

【0064】

図１５に示すように、発光装置４の実装基板１０’は、中央部分の上面側が例えば円板状に１段高くなる段差を有し、中央部分の下面側に凹部１２を有する。実装基板１０’は、アルミニウムなどの金属製の基板の中央部分を下面側から凹ませて形成される。また、発光装置４の回路基板２０’は、回路基板２０の外周開口部２６Ａ〜２６Ｄと同様の外周開口部に加えて、円形の中央開口部２１’を有する絶縁性の基板である。符号２９は、回路基板２０’の一部であり、中央開口部２１’と外周開口部を隔てる壁部を示す。

【0065】

図１６に示すように、発光装置５の実装基板１０’’も、発光装置４の実装基板１０’と同様に、中央部分の上面側が例えば円板状に１段高くなる段差を有するが、実装基板１０’’の下面側は平坦な面である。実装基板１０’’は、例えば、大きさの異なるアルミニウムなどの金属製の基板を２枚貼り合わせて構成される。また、発光装置５の回路基板２０’は、発光装置４のものと同じである。

【0066】

発光装置４，５では、回路基板２０’の中央開口部２１’に実装基板１０’，１０’’の段差部分がはめ込まれており、段差の上側における実装基板１０’，１０’’の上面である中央領域１１’が、中央開口部２１’内で露出している。また、段差の下側における実装基板１０’，１０’’の上面である外周領域１６’が、外周開口部内で露出している。そして、ＬＥＤ素子３１，３２は、それぞれ、実装基板１０’，１０’’の上面である中央領域１１’および外周領域１６’上に実装されている。

【0067】

発光装置４，５でも、中央の発光部は外周側の発光部よりも底上げされており、中央封止枠４１は透明樹脂で構成されているので、発光装置１と同様に、中央の発光部を底上げしない場合と比べて、中央の発光部と外周側の発光部との混色性が向上する。さらに、発光装置４，５では、ＬＥＤ素子３２だけでなくＬＥＤ素子３１も実装基板１０’，１０’’の上面に直接実装されている。このため、発光装置４，５では、ＬＥＤ素子３１により発する熱も実装基板１０’，１０’’に効率よく逃がすことができるので、発光装置１よりも放熱性が向上する。

【0068】

なお、ＬＥＤ素子３１，３２の一方または両方は、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤか、あるいは青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤなどの、複数種類のＬＥＤ素子であってもよい。例えば、ＬＥＤ素子３１として青色ＬＥＤの１種類を使用し、ＬＥＤ素子３２として青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの３種類を使用してもよい。この場合、封止樹脂５１には、黄色蛍光体を含有する透明樹脂を使用し、封止樹脂５２には、蛍光体を含有しない透明樹脂を使用してもよい。ＬＥＤ素子３１またはＬＥＤ素子３２として青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤを使用する場合には、それらのＬＥＤ素子からの青色光、緑色光および赤色光により白色光が得られるので、封止樹脂は蛍光体を含有しなくてもよい。また、例えば、ＬＥＤ素子３１またはＬＥＤ素子３２として複数種類のＬＥＤ素子を使用する場合には、電極端子２２０，２３０または電極端子２７０，２８０も複数組設けて、種類ごとにＬＥＤ素子を接続するとよい。

【符号の説明】

【0069】

１，２，３，４，５ 発光装置
１０，１０’，１０’’ 実装基板
１１’，２１ 中央領域
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６’ 外周領域
２０，２０’ 回路基板
２２０，２３０，２７０，２８０ 電極端子
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ 外周開口部
３１，３２ ＬＥＤ素子
４１，４１’，４３ 中央封止枠
４２ 外周封止枠
５１，５２ 封止樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】