特許 7125570 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】

(24)【登録日】2022-08-16

(45)【発行日】2022-08-24

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20220817BHJP

   F21V 9/30 20180101ALI20220817BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20220817BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20220817BHJP

   F21Y 113/13 20160101ALN20220817BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220817BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 482

F21S2/00 100

F21V9/30

F21V19/00 170

H01L33/58

F21Y113:13

F21Y115:10

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022533999

(86)(22)【出願日】2021-06-28

(86)【国際出願番号】 JP2021024370

(87)【国際公開番号】W WO2022004663

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2022-07-01

(31)【優先権主張番号】P 2020111283

(32)【優先日】2020-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(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】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(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】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100160716

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 力

(72)【発明者】

【氏名】堺 圭亮

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１８９６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９８４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ９／３０

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｈ０１Ｌ ３３／５８

Ｆ２１Ｙ １１３／１３

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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導光する導光層と、を有し、
前記第１ＬＥＤダイの表面と前記導光層の表面との間の厚さＴは、
Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ）
で示される厚さＴ１よりも厚い、
ここで、ＬＧ１は前記第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であり、θｃは前記導光層から空気に光が出射するときの臨界角である、
ことを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記第１ＬＥＤダイの表面と前記導光層の表面との間の厚さＴは、
Ｔ２ ＝ ＬＧ２ ／ （２ｔａｎθｃ）
で示される厚さＴ２よりも薄い、
ここで、ＬＧ２は前記複数の第１発光素子に含まれる１つの前記第１発光素子を挟んで配置される２つの前記第１ＬＥＤダイの間の離隔距離である、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記複数の第１発光素子のそれぞれと交互に配置されるように前記基板に実装されると共に第２ＬＥＤダイを有し、前記第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する複数の第２発光素子を更に有する、請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記複数の第１発光素子と前記複数の第２発光素子との間に配置された白色樹脂を更に有する、請求項３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記複数の第１発光素子のそれぞれは、前記第１ＬＥＤダイを被覆する第１蛍光体樹脂を更に含み、
前記複数の第２発光素子のそれぞれは、前記第２ＬＥＤダイを被覆する第２蛍光体樹脂を更に含み、
前記第１蛍光体樹脂及び前記第２蛍光体樹脂の側面は、上方に向かって外側に開くように配置される、請求項４に記載の発光装置。

【請求項6】

前記第１蛍光体樹脂及び前記第２蛍光体樹脂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透明樹脂を更に有する、請求項５に記載の発光装置。

【請求項7】

第２ＬＥＤダイを有し、前記第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する複数の第２発光素子と、
第３ＬＥＤダイを有し、前記第１波長及び前記第２波長と異なる第３波長を有する光を出射する複数の第３発光素子と、を更に有し、
前記複数の第１ＬＥＤダイの間の離隔距離は、前記第２ＬＥＤダイ及び前記第３ＬＥＤダイの間の離隔距離よりも長い、請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項8】

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を更に有し、
前記導光層は、前記複数の第１発光素子から出射された光を吸収し、前記第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する蛍光体を含有する蛍光体層、及び前記蛍光体層の上方に配置され、前記蛍光体を含有しない透明層を含み、
他の１つの第１発光素子を介して前記反射材に隣接して配置される第１ＬＥＤダイと前記反射材との間の離隔距離ＬＢ１は、Ｔｔａｎθｃよりも短い、
請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項9】

前記反射材に隣接して配置される前記第１ＬＥＤダイと前記反射材との間の離隔距離ＬＢ２は、Ｔｔａｎθｃよりも短い、請求項８に記載の発光装置。

【請求項10】

前記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有する、請求項１～８の何れか一項に記載の発光装置。

【請求項11】

前記導光層は、前記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と枠材として一体化される、前記請求項３又は４に記載の発光装置。

【請求項12】

前記複数の第１発光素子は、表面実装型の発光素子である、請求項１～１１の何れか一項に記載の発光装置。

【請求項13】

前記基板に実装される複数の電子部品を有し、前記複数の第１発光素子の発光を制御する制御回路を更に有する、請求項１～１２の何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】

本開示は、発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【発明の概要】

【0004】

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。

【0005】

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を提供することを目的とする。

【0006】

本開示に係る発光装置は、基板と、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１ＬＥＤダイから出射された光を導光する導光層と、を有し、第１発光素子の表面と導光層の表面との間の厚さＴは、
Ｔ１ ＝ ＬＧ１ ／ （２ｔａｎθｃ）
で示される厚さＴ１よりも厚い、ここで、ＬＧ１は複数の第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であり、θｃは導光層から空気に光が出射するときの臨界角である。

【0007】

さらに、本開示に係る発光装置では、第１ＬＥＤダイの表面と導光層の表面との間の厚さＴは、
Ｔ２ ＝ ＬＧ２ ／ （２ｔａｎθｃ）
で示される厚さＴ２よりも薄い、ここで、ＬＧ２は複数の第１発光素子に含まれる１つの第１発光素子を挟んで配置される２つの第１ＬＥＤダイの間の離隔距離であることが好ましい。

【0008】

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と交互に配置されるように基板に実装されると共に第２ＬＥＤダイを有し、第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する複数の第２発光素子を更に有することが好ましい。

【0009】

さらに、本開示に係る発光装置は、複数の第１発光素子と複数の第２発光素子との間に配置された白色樹脂を更に有することが好ましい。

【0010】

さらに、本開示に係る発光装置では、複数の第１発光素子のそれぞれは、第１ＬＥＤダイを被覆する第１蛍光体樹脂を更に含み、複数の第２発光素子のそれぞれは、第２ＬＥＤダイを被覆する第２蛍光体樹脂を更に含み、第１蛍光体樹脂及び第２蛍光体樹脂の側面は、上方に向かって外側に開くように配置されることが好ましい。

【0011】

さらに、本開示に係る発光装置は、第１蛍光体樹脂及び前記第２蛍光体樹脂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透明樹脂を更に有することが好ましい。

【0012】

さらに、本開示に係る発光装置は、第２ＬＥＤダイを有し、第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する複数の第２発光素子と、第３ＬＥＤダイを有し、第１波長及び第２波長と異なる第３波長を有する光を出射する複数の第３発光素子と、を更に有し、複数の第１ＬＥＤダイの間の離隔距離は、第２ＬＥＤダイ及び第３ＬＥＤダイの間の離隔距離よりも長いことが好ましい。

【0013】

さらに、本開示に係る発光装置は、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有し、導光層は、複数の第１発光素子から出射された光を吸収し、第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する蛍光体を含有する蛍光体層、及び蛍光体層の上方に配置され、蛍光体を含有しない透明層を含み、他の１つの第１発光素子を介して反射材に隣接して配置される第１ＬＥＤダイと反射材との間の離隔距離ＬＢ１は、Ｔｔａｎθｃよりも短いことが好ましい。

【0014】

さらに、本開示に係る発光装置では、反射材に隣接して配置される第１ＬＥＤダイと反射材との間の離隔距離ＬＢ２は、Ｔｔａｎθｃよりも短いことが好ましい。

【0015】

さらに、本開示に係る発光装置は、導光層を覆うように配置され、導光層を導光した光を拡散する拡散層を更に有することが好ましい。

【0016】

さらに、本開示に係る発光装置は、導光層を覆うように配置され、導光層を導光した光を拡散する拡散層を更に有することが好ましい。

【0017】

さらに、本開示に係る発光装置では、導光層は、前記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と枠材として一体化されることが好ましい。

【0018】

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、表面実装型の発光素子であることが好ましい。

【0019】

さらに、本開示に係る発光装置は、基板に実装される複数の電子部品を有し、前記複数の第１発光素子の発光を制御する制御回路を更に有することが好ましい。

【0020】

発光装置発光装置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。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【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、（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2】第１実施形態に係る発光装置の斜視図である。

【図3】図２に示すＡ－Ａ´線に沿う発光装置の断面図である。

【図4】図２に示す発光装置の特性図である。

【図5】図２に示す透明層の厚さの説明図（その１）である。

【図6】図２に示す透明層の厚さの説明図（その２）である。

【図7】第２実施形態に係る発光装置の平面図である。

【図8】図７に示す透明層の厚さの説明図（その１）である。

【図9】図７に示す透明層の厚さの説明図（その２）である。

【図10】第３実施形態に係る発光装置の平面図である。

【図11】第４実施形態に係る発光装置の平面図である。

【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、（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。

【図13】（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。

【図14】（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。

【図15】第１０変形例に係る発光装置の断面図である。

【図16】第１１変形例に係る発光装置の斜視図である。

【図17】第１２変形例に係る発光装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。

【0023】

（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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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よりも長い。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よりも短い。

【0030】

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。

【0031】

（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。

【0032】

基板２０は、セラミック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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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０．３ｍｍ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２．３ｍｍである。臨界角θｃが４５°であり、距離ＬＧ１が０．３ｍｍであり、距離ＬＧ２が２．３ｍｍであるとき、式（１）により算出されるＴ１は０．１５ｍｍである。また、式（２）により算出されるＴ２は１．１５ｍｍ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の約８０％の値で飽和する。

【0048】

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０．１５ｍｍ、すなわちＴ１であるとき、曲線Ｗ４０１の値は約９５％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１．１５ｍｍ、すなわちＴ２であるとき、曲線Ｗ４０１の値は約７５％である。

【0049】

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。

【0050】

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、１．０ｍｍ以上であり且つ１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

【0051】

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０．５Ｔ２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、０．５Ｔ２以上であり且つＴ２´以下であることが更に好ましい。

【0052】

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。

【0053】

（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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

（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。

【0065】

第１発光素子３１は、青色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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

（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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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の他の第１発光素子４１に囲まれない角と反射材４２との間の最小距離である。

【0075】

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。

【0076】

（変形例に係る発光装置）
図１３（ａ）は第１変形例に係る発光装置の断面図であり、図１３（ｂ）は第２変形例に係る発光装置の断面図であり、図１３（ｃ）は第３変形例に係る発光装置の断面図である。図１３（ｄ）は第４変形例に係る発光装置の断面図であり、図１３（ｅ）は第５変形例に係る発光装置の断面図である。図１３（ａ）～１３（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。

【0077】

第１変形例に係る発光装置７ａ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７ａ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。

【0078】

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７ａ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。

【0079】

第２変形例に係る発光装置７ｂは、拡散層５２を有することが発光装置７ａ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。

【0080】

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７ｂ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。

【0081】

第３変形例に係る発光装置７ｃ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７ｂと相違する。拡散層５３以外の発光装置７ｃ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７ｂ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。

【0082】

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７ｃ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。

【0083】

第４変形例に係る発光装置７ｄ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７ｂと相違する。導光層５４及び拡散層５５以外の発光装置７ｄ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７ｂ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。

【0084】

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７ｄ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。

【0085】

第５変形例に係る発光装置７ｅ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７ａと相違する。枠材５６及び接着層５７以外の発光装置７ｅ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。

【0086】

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。

【0087】

発光装置７ｅ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７ｅ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７ｅ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。

【0088】

図１４（ａ）は第６変形例に係る発光装置の断面図であり、図１４（ｂ）は第７変形例に係る発光装置の断面図であり、図１４（ｃ）は第８変形例に係る発光装置の断面図であり、図１４（ｄ）は第９変形例に係る発光装置の断面図である。図１４（ｅ）は図１４（ａ）において矢印Ｄで示す部分の拡大図であり、図１４（ｆ）は図１４（ｂ）において矢印Ｅで示す部分の拡大図であり、図１４（ｇ）は図１４（ｃ）において矢印Ｆで示す部分の拡大図である。図１４（ａ）～図１４（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。

【0089】

発光装置８ａは、白色樹脂６０を有することが発光装置７ｂと相違する。白色樹脂６０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７ｂ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。

【0090】

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８ａ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。

【0091】

発光装置８ｂ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８ａ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８ｂ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。

【0092】

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８ａ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。

【0093】

発光装置８ｃ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８ａと相違する。また、発光装置８ｃは、透明樹脂６０ｂを有することが発光装置８ａと相違する。白色樹脂６０ａ及び透明樹脂６０ｂ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。

【0094】

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の蛍光体樹脂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。

【0095】

発光装置８ｄ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８ａと相違する。白枠６３及び枠材６４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。

【0096】

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。

【0097】

図１５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。

【0098】

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。

【0099】

また、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（３）により算出されるＴ３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（４）により算出されるＴ４以下である。

【0100】

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。

【0101】

図１６は、第１１変形例に係る発光装置の斜視図である。

【0102】

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。

【0103】

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。

【0104】

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。

【0105】

図１７は、第１２変形例に係る発光装置の斜視図である。

【0106】

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、基板７０と同様に、ガラスエポキシ基板であり、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。

【0107】

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。

【0108】

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。

【0109】

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。

【0110】

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。

【0111】

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。

【0112】

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。

【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】

【図17】