特許 7476002 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】2024-04-19

(45)【発行日】2024-04-30

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20240422BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20240422BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20240422BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20240422BHJP

   F21V 9/38 20180101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

H01L33/50

H01L33/58

H01L23/30 F

F21V9/38

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020118732

(22)【出願日】2020-07-09

(65)【公開番号】P2022022873

(43)【公開日】2022-02-07

【審査請求日】2023-04-07

(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

(72)【発明者】

【氏名】大森 祐治

(72)【発明者】

【氏名】今井 貞人

(72)【発明者】

【氏名】小山田 和

(72)【発明者】

【氏名】大滝 陽

(72)【発明者】

【氏名】飯野 高史

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 紘幹

【審査官】右田 昌士

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２０４４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２４２５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０２２２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８５３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１８８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９２７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５７６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２３０６９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０８２５８１０８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２８３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７６２４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

Ｆ２１Ｖ ９／００ － ９／４５

Ｈ０１Ｌ ２３／２８ － ２３／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に実装された発光素子と、
前記基板上において、前記発光素子の周囲に配置された保持材と、
前記発光素子を封止するために、前記保持材の内側に充填された封止材と、を有し、
前記封止材は、前記発光素子から出射される光を波長変換して出射する蛍光材料を含み、
前記保持材は、前記蛍光材料が出射する光のピーク波長を吸収スペクトルの吸収帯に含み、且つ、前記発光素子が出射する光のピーク波長を吸収スペクトルの吸収帯に含まない顔料を含み、
前記保持材は、樹脂及び前記顔料を含む第１部分と、前記顔料を含まず、樹脂及び反射材料を含み且つ前記第１部分の内側及び外側に配置された第２部分とを含む、
ことを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記第１部分は、上部に平坦部を有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記封止材の上面は前記平坦部と同じ高さに位置している、請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記蛍光材料から出射される光は黄色を有し、前記顔料は青色を有する、請求項１～３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】

本発明は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子を有する発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子であるＬＥＤ素子は、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く鮮やかな発光色を有することから、近年、照明などに広く利用されている。

【0003】

隣接するＬＥＤランプを隔壁で個別のセグメントに区切り、セグメント内をモールド樹脂で固め、隔壁とモールド樹脂との接触面にＬＥＤ発光波長の補色吸収層を設けたＬＥＤアレイ光源が開示されている（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平１－１２３３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１２（ａ）は従来の発光装置９０の一例を示す平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＩＢ－ＩＢ線断面図の内、図１２（ａ）の点線領域に対応する部分を示す図である。

【0006】

発光装置９０は、ＬＥＤ素子９１と、樹脂枠９２と、封止樹脂９３とを有する。青色ＬＥＤであるＬＥＤ素子９１からの青色光と、青色光によって封止樹脂９３中に含有される黄色蛍光体を励起させて得られる黄色光とを混合させることで得られる白色光が、発光装置９０から出射する。黄色蛍光体を使用する場合、ＬＥＤ素子９１が出射した青色光が封止樹脂９３内を長く通過すると、光が黄色蛍光体を照射する確率が増加し、発光装置９０から出射される光はより黄色くなる。ＬＥＤ素子９１から斜めに出射した光Ｌ１は、ＬＥＤ素子９１の上面から垂直に出射した光Ｌ２に比べて、封止樹脂９３内を長く通過する。ＬＥＤ素子９１から斜めに出射した光Ｌ１が樹脂枠９２の近傍から発光装置９０の外部に出射すると、白色光の周囲に黄色いリング状の光（以下、イエローリングと称することがある）が発生する。イエローリングの発生によって、発光装置９０から出射される光の色の均一性が損なわれる。

【0007】

そこで、本発明は、イエローリングの発生を抑制することができる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】

基板と、基板上に実装された発光素子と、基板上において、発光素子の周囲に配置された保持材と、発光素子を封止するために、保持材の内側に充填された封止材と、を有し、封止材は、発光素子から出射される光を波長変換して出射する蛍光材料を含み、保持材は、蛍光材料が出射する光のピーク波長を吸収スペクトルの吸収帯に含み、且つ、発光素子が出射する光のピーク波長を吸収スペクトルの吸収帯に含まない顔料を含む発光装置が提供される。

【0009】

上記の発光装置では、保持材は、樹脂と顔料を含み、保持材全体に顔料が分散されていることが好ましい。

【0010】

上記の発光装置では、保持材は、樹脂と顔料を含む第１部分、及び、顔料を含まず、樹脂と反射材料を含み且つ第１部分の内側に配置された第２部分を含むことが好ましい。

【0011】

上記の発光装置では、第２部分は、第１部分が配置されている外側から発光素子が実装されている内側に向かって、徐々に基板からの高さが低くなる反射面を有することが好ましい。

【0012】

上記の発光装置では、保持材は、樹脂及び顔料を含む第１部分と、顔料を含まず、樹脂及び反射材料を含み且つ第１部分の内側及び外側に配置された第２部分とを含むことが好ましい。

【0013】

上記の発光装置では、第１部分は、上部に平坦部を有することが好ましい。

【0014】

上記の発光装置では、封止材の上面は第２部分の頂部と同じ高さに位置していることが好ましい。

【0015】

上記の発光装置では、封止材の上面は平坦部と同じ高さに位置していることが好ましい。

【0016】

上記の発光装置では、蛍光材料から出射される光は黄色を有し、顔料は青色を有することが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、イエローリングの発生を抑制することができる発光装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】（ａ）、（ｂ）は発光装置１の平面図、断面図である。

【図2】（ａ）、（ｂ）は吸収スペクトル等を示したグラフである。

【図3】（ａ）～（ｄ）は発光装置１の製造方法の概略説明図である。

【図4】（ａ）、（ｂ）は発光装置２の平面図、断面図である。

【図5】（ａ）～（ｅ）は発光装置２の製造方法の概略説明図である。

【図6】（ａ）、（ｂ）は発光装置３の平面図、断面図である。

【図7】（ａ）～（ｅ）は発光装置３の製造方法の概略説明図である。

【図8】（ａ）、（ｂ）は発光装置４の平面図、断面図である。

【図9】（ａ）～（ｅ）は発光装置４の製造方法の概略説明図である。

【図10】（ａ）、（ｂ）は発光装置５の平面図、断面図である。

【図11】（ａ）～（ｅ）は発光装置５の製造方法の概略説明図である。

【図12】（ａ）、（ｂ）は発光装置９０の平面図、断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

（第１実施形態）
図１（ａ）は第１実施形態に係る発光装置１の上方視した平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）においてＡＡ´で示した位置における断面図である。

【0021】

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１５、複数のＬＥＤ素子３０、ダム材４０および封止材５０を有する。発光装置１は、例えば、投光器、高天井照明、スタジアムの照明・イルミネーションなどの光源装置のＬＥＤ光源として使用され、白色光を出射する。

【0022】

なお、図１（ｂ）では、断面部分における要素のみを示し、断面部分よりも奥にある要素は、図示を分かり易くするために表示を省略している。また、発光装置１の最上層には蛍光体粒子を含有し且つ透光性を有する封止材５０が存在するが、便宜上下層の部分は観察可能であるものとして、図１（ａ）では下層の部分を実線で示している。また、ダム材４０も不透明であるが、図１（ａ）では半透明であるものとして図示している。

【0023】

図１に示す様に、実装基板１０は、その上面に複数のＬＥＤ素子３０が実装される平坦なアルミニウム製の基板であり、一例として正方形の形状を有する。実装基板１０は、セラミック製の基板でもよい。また、実装基板１０の上面には、不図示の銀層などの高反射処理層（反射層）が形成されている。反射層は、誘電体多層膜のような増反射膜でも良い。第１端子電極２１及び第２端子電極２３が設けられている対角線上の２つの頂点とは異なる対角線上の２つの角部付近に、発光装置１を固定するための貫通穴が設けられても良い。

【0024】

実装基板１０の上面には、円形の開口部１６を有する回路基板１５が接着剤により付着している。回路基板１５は、ガラスエポキシ素材で形成された絶縁性の基板である。回路基板１５の上面には、配線パターンが形成されている。配線パターンは、円弧形状の第１電極２０、第１電極２０と電気的に接続されている第１端子電極２１、円弧形状の第２電極２２、及び、第２電極２２と電気的に接続されている第２端子電極２３を含んでいる。配線パターンは、例えば、銅上にニッケル、金メッキをして形成される。

【0025】

第１端子電極２１及び第２端子電極２３は、実装基板１０の対角線上で向かい合う２つの頂点付近に形成されている。第１端子電極２１はカソード（負）電極であり、第２端子電極２３はアノード（正）電極であり、これらに外部電源から電圧が印加されることによって、ＬＥＤ素子３０に通電されて、発光装置１は発光する。なお、第１端子電極２１及び第２端子電極２３付近の参照符号２４及び２５は、第１端子電極２１及び第２端子電極２３の極性を示すパターンであり、配線パターンではないが、配線パターンと同じ金メッキ層で形成されている。

【0026】

回路基板１５の上面は、第１端子電極２１、第２端子電極２３、及び、極性パターン２４、２５の表面以外は、第１端子電極２１及び第２端子電極２３間の短絡防止等の為に、不図示のソルダーマスクによって被膜されている。

【0027】

実装基板１０上に実装された複数のＬＥＤ素子３０は金線のボンディングワイヤ（以下、単にワイヤという）３２で相互に接続され、更にワイヤで第１電極２０及び第２電極２２とも接続されている。図１の例では、ＬＥＤ素子３０は、５個ずつ５列並列に、第１電極２０及び第２電極２２間に接続されているが、ＬＥＤ素子の直列の個数、並列の列数は任意であって、他の数であっても良い。

【0028】

ＬＥＤ素子３０は、発光素子の一例であり、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。前述した様に、発光装置１では、複数（５×５＝２５個）のＬＥＤ素子３０が実装基板１０上に実装されており、これらは同じ波長の青色光を発光する。

【0029】

ＬＥＤ素子３０は上面に一対の素子電極を有する。図１に示すように、隣接するＬＥＤ素子３０の素子電極は、ワイヤ３２により直列に接続され、さらに、両端のＬＥＤ素子３０の素子電極は、第１電極２０又は第２電極２２にワイヤ３２により接続されている。ＬＥＤ素子３０の下面は、例えば透明な絶縁性の接着剤（ダイボンド）などにより、回路基板１５の開口部１６の内側で、実装基板１０の上面に直接固定されている。ＬＥＤ素子３０は、アルミニウム製の実装基板１０上に形成された反射層上に直接固着されているため、放熱効果が高く、高出力の発光を行うことが可能である。

【0030】

参照符号３１で示す部品は、第１電極２０と第２電極２２の間に過電圧が印加されたときにＬＥＤ素子３０を保護するツェナーダイオード素子である。

【0031】

ダム材４０は、保持材の一例であり、実装基板１０上において、ＬＥＤ素子３０の周囲に配置され、光を吸収する円環状（トロイダル状、ドーナッツ状）の枠体である。ダム材４０は、回路基板１５上の第１電極２０、第２電極２２、及び、ツェナーダイオード素子３１と重なる位置に、それらを覆い複数のＬＥＤ素子３０を取り囲むように形成されている。

【0032】

ダム材４０は、シリコーン樹脂と所定の顔料を含む。所定の顔料は、封止材５０に含まれる蛍光体が出射する光のピーク波長を吸収スペクトルの吸収帯に含み、且つ、ＬＥＤ素子３０が出射する光のピーク波長を吸収スペクトルの吸収帯に含まない顔料である。吸収スペクトルは、標準の光源に対して対象物が吸収する光のスペクトルであり、吸収帯は、吸収スペクトルのある範囲が連続した吸収を示す部分である。吸収帯は、例えば、吸収率が所定比率（例えば６０％）以上である波長帯である。即ち、この顔料は、蛍光体により波長変換され蛍光体から出射される光が有する色の補色を有する。発光装置１では、蛍光体から出射される光は黄色を有し、ＬＥＤ素子３０から出射される光は青色を有し、顔料は青色を有する。そのような顔料として、例えばウルトラマリン又はコバルトブルー等が使用される。なお、顔料は、蛍光体から出射される光が有する色の補色であれば、青色以外の他の色を有してもよい。

【0033】

ダム材４０全体には、その顔料が分散されている。ダム材４０は、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光を発光装置１の上方（各ＬＥＤ素子３０から見て実装基板１０とは反対側）に反射させつつ、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５０に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置１では、複数のＬＥＤ素子３０からの出射光が実装基板１０の反射層およびダム材４０によって上方に反射するので、出射効率が高くなる。一方、発光装置１では、各ＬＥＤ素子３０から出射され且つ封止材５０に含まれる蛍光体により波長変換された光がダム材４０に吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置１から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。なお、ダム材４０は、図１に示す様に、平面視で、円形に配置されているが、楕円形に配置されていても良い。また、ダム材４０は、上記の顔料と同一の色を有する金属材料、又は、上記の顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。

【0034】

封止材５０は、回路基板１５上に配置されたダム材４０の内側、即ちダム材４０で囲まれる部分に注入（充填）されて略円板状に硬化され、複数のＬＥＤ素子３０を一体に被覆し保護（封止）する。封止材５０の上面は、ダム材４０の頂部と同じ高さに位置している。即ち、ダム材４０の少なくとも一部は封止材５０と接しており、ダム材４０は封止材５０と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材５０としてシリコーン樹脂が用いられるが、無色かつ透明で、２５０℃程度の耐熱性がある他の樹脂を利用することができる。

【0035】

封止材５０には、各ＬＥＤ素子３０からの出射光の波長を変換する蛍光体が混入されている。蛍光体は、蛍光材料の一例であり、ＬＥＤ素子３０から出射される光を波長変換して出射する。封止材５０は、こうした蛍光体として、ＹＡＧ（yttrium aluminum garnet）などの黄色蛍光体を含有する。発光装置１は、青色ＬＥＤであるＬＥＤ素子３０からの青色光と、それによって黄色蛍光体を励起させて得られる黄色光とを混合させることで得られる白色光を出射する。前述した黄色蛍光体は一例であって、封止材５０は、他の蛍光体を含有することもできる。

【0036】

発光装置１では、ＬＥＤ素子３０の充填率が高いため、発光エリア（ダム材４０の内側）の単位面積当たりの発熱量も多い。ＬＥＤ素子同士の間隔が狭くなって光の密度が高まると、封止材５０が含有する蛍光体に当たる光の密度も高くなり、蛍光体自体も発熱する。そこで、発光装置１では、封止材５０内の蛍光体を沈降させて実装基板１０に近付けることにより、蛍光体自体の放熱性も向上させて、熱を発散させやすくしている。

【0037】

図２（ａ）、（ｂ）は、ＬＥＤ素子３０及び蛍光体による光のスペクトルと、ダム材の吸収スペクトルとを模式的に示したグラフである。

【0038】

図２（ａ）、（ｂ）の横軸は、波長（ｎｍ）を示し、右に行くほど波長が長くなる。図２（ａ）、（ｂ）の縦軸は、ＬＥＤ素子３０及び蛍光体による光のスペクトルについて、光の相対放射強度を示し、上に行くほど強度が高くなる。また、図２（ａ）、（ｂ）の縦軸は、ダム材の吸収スペクトルについて、吸収率を示し、上に行くほど吸収率が高くなる。

【0039】

図２（ａ）のグラフ２０１は、ＬＥＤ素子３０及び蛍光体から出射される光のスペクトルを示す。このスペクトルには、ＬＥＤ素子３０により放射された青色光のピーク波長λ１と、蛍光体により波長変換された黄色光のピーク波長λ２の近傍にそれぞれ強度のピークが存在している。グラフ２０２は、ウルトラマリンが顔料として使用されたダム材の吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルにおいて、蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ２における吸収率は約１．０であり、ＬＥＤ素子３０により出射される光のピーク波長λ１における吸収率は約０．５である。即ち、蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ２はウルトラマリンの吸収帯に含まれており、蛍光体により波長変換される光は、ウルトラマリンが顔料として用いられたダム材にほぼ吸収される。一方、ＬＥＤ素子３０により出射される光のピーク波長λ１はウルトラマリンの吸収帯に含まれておらず、ＬＥＤ素子３０により出射される光は、ウルトラマリンが顔料として用いられたダム材により反射する。

【0040】

図２（ｂ）のグラフ２１１は、図２（ａ）のグラフ２０１と同様の光のスペクトルを示す。グラフ２１２は、コバルトブルーが顔料として使用されたダム材の吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルにおいて、蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ２における吸収率は約０．９であり、ＬＥＤ素子３０により出射される光のピーク波長λ１における吸収率は約０．４である。即ち、蛍光体により波長変換される光のピーク波長λ２はコバルトブルーの吸収帯に含まれており、蛍光体により波長変換される光は、コバルトブルーが顔料として用いられたダム材にほぼ吸収される。一方、ＬＥＤ素子３０により出射される光のピーク波長λ１はコバルトブルーの吸収帯に含まれておらず、ＬＥＤ素子３０により出射される光は、コバルトブルーが顔料として用いられたダム材により反射する。

【0041】

発光装置１では、蛍光体により波長変換される光が有する色の補色を有するダム材４０が、ＬＥＤ素子３０及び封止材５０の周囲に配置される。これにより、発光装置１では、ＬＥＤ素子３０から斜めに出射された光はダム材４０で良好に反射されて出射されつつ、ＬＥＤ素子３０から斜めに出射され蛍光体により波長変換された光はダム材４０に吸収されるので、イエローリングの発生が抑制される。

【0042】

図３（ａ）～図３（ｄ）は、発光装置１の製造方法の概略説明図である。以下、図３を用いて、発光装置１の製造方法について説明する。

【0043】

最初に、実装基板１０と各種配線パターンが形成された回路基板１５が用意され、実装基板１０と回路基板１５が接着材により接着され、回路基板１５の上面に第１電極２０及び第２電極２２が実装される。図３（ａ）は、実装基板１０と回路基板１５が接着された状態を示す図である。

【0044】

次に、回路基板１５の開口部１６の内側で、実装基板１０の上面に複数のＬＥＤ素子３０が実装され、ＬＥＤ素子３０相互間、及び、ＬＥＤ素子３０と第１電極２０、第２電極２２間がワイヤで接続される。図３（ｂ）は、実装基板１０の上面にＬＥＤ素子３０が実装され、ワイヤで接続された状態を示す図である。

【0045】

次に、複数のＬＥＤ素子３０の周囲に円を描き且つ第１電極２０、第２電極２２を覆う様に、未硬化のダム材用樹脂が所定の供給ノズル（不図示）から充填されて加熱され、ダム材４０が形成される。図３（ｃ）は、ダム材４０が第１電極２０、第２電極２２の上に形成された時の断面のイメージ図である。

【0046】

次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズル（不図示）から、ダム材４０の内側にダム材４０の頂点の高さまで充填されて加熱され、封止材５０が形成され、発光装置１が完成する。図３（ｄ）は、封止材５０が形成された時の断面のイメージ図である。

【0047】

（第２実施形態）
図４（ａ）は第２実施形態に係る発光装置２の上方視した平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）においてＡＡ´で示した位置における断面図である。

【0048】

発光装置２は、主要な構成要素として、実装基板１０、回路基板１５、複数のＬＥＤ素子３０、ダム材４１および封止材５１を有する。実装基板１０、回路基板１５および複数のＬＥＤ素子３０の構成は、発光装置１が有する実装基板１０、回路基板１５及び複数のＬＥＤ素子３０の構成と同様である。

【0049】

ダム材４１は、保持材の一例であり、第１部分４１ａ及び第２部分４１ｂを含む。第１部分４１ａは、ダム材４０と同様に、実装基板１０上においてＬＥＤ素子３０の周囲に配置され、光を吸収する円環状の枠体である。第２部分４１ｂは、第１部分４１ａの内側に配置され、第２部分４１ｂの頂部は、第１部分４１ａの頂部より下（実装基板１０）に位置している。

【0050】

第１部分４１ａは、シリコーン樹脂と所定の顔料を含む。この顔料は、ダム材４０に含まれる顔料と同様の顔料である。なお、第１部分４１ａは、この顔料と同一の色を有する金属材料、又は、この顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。一方、第２部分４１ｂは、この顔料を含まず、シリコーン樹脂と、酸化チタン（又はシリカ）等の反射材料と、を含む反射性の白色樹脂で構成される。

【0051】

第２部分４１ｂは、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光、及び、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５１に含まれる蛍光体により波長変換された光を発光装置２の上方に反射させる。一方、第１部分４１ａ全体には、上記の顔料が分散されている。第１部分４１ａは、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光を発光装置２の上方に反射させつつ、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５１に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置２では、ＬＥＤ素子３０及び蛍光体からの出射光が第２部分４１ｂによって上方に反射するので、発光装置１と比較して、出射効率がより高くなる。一方、発光装置２では、蛍光体により波長変換された光が第１部分４１ａに吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置２から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。

【0052】

封止材５１は、封止材５０と同様に、回路基板１５上に配置されたダム材４１の内側、即ちダム材４１で囲まれる部分に注入（充填）されて略円板状に硬化され、複数のＬＥＤ素子３０を一体に被覆し保護（封止）する。封止材５１の上面は、ダム材４１の第１部分４１ａの頂部と同じ高さに位置している。即ち、ダム材４１の第１部分４１ａの少なくとも一部は封止材５１と接しており、ダム材４１は封止材５１と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材５１は、封止材５０と同様の材料で形成される。

【0053】

図５（ａ）～図５（ｅ）は、発光装置２の製造方法の概略説明図である。以下、図５を用いて、発光装置２の製造方法について説明する。

【0054】

図５（ａ）～図５（ｂ）に示す製造手順は、図３（ａ）～図３（ｂ）に示した製造手順と同様である。実装基板１０の上面にＬＥＤ素子３０が実装された後、複数のＬＥＤ素子３０の周囲に円を描き且つ第１電極２０、第２電極２２を覆う様に、未硬化の第２部分用樹脂が所定の供給ノズルから充填されて加熱され、ダム材４１の第２部分４１ｂが形成される。図５（ｃ）は、第２部分４１ｂが第１電極２０、第２電極２２の上に形成された時の断面のイメージ図である。

【0055】

次に、第２部分４１ｂの一部を覆う様に、第２部分４１ｂの外側に、未硬化の第１部分用樹脂が所定の供給ノズルから充填されて加熱され、ダム材４１の第１部分４１ａが形成される。図５（ｄ）は、第１部分４１ａが第２部分４１ｂの外側に形成された時の断面のイメージ図である。

【0056】

次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、ダム材４１の内側に第１部分４１ａの頂点の高さまで充填されて加熱され、封止材５１が形成され、発光装置２が完成する。図５（ｅ）は、封止材５１が形成された時の断面のイメージ図である。

【0057】

（第３実施形態）
図６（ａ）は第３実施形態に係る発光装置３の上方視した平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）においてＡＡ´で示した位置における断面図である。

【0058】

発光装置３は、主要な構成要素として、実装基板１０、回路基板１５、複数のＬＥＤ素子３０、ダム材４１および封止材５２を有する。実装基板１０、回路基板１５、複数のＬＥＤ素子３０およびダム材４１の構成は、発光装置２が有する実装基板１０、回路基板１５、複数のＬＥＤ素子３０およびダム材４１の構成と同様である。

【0059】

封止材５２は、封止材５１と同様に、回路基板１５上に配置されたダム材４１の内側、即ちダム材４１で囲まれる部分に注入（充填）されて略円板状に硬化され、複数のＬＥＤ素子３０を一体に被覆し保護（封止）する。封止材５２は、ダム材４１の第２部分４１ｂの内側に注入されて略円板状に硬化され、封止材５２の上面は、ダム材４１の第２部分４１ｂの頂部と同じ高さに位置している。封止材５２は、封止材５１と同様の材料で形成される。

【0060】

図７（ａ）～図７（ｅ）は、発光装置３の製造方法の概略説明図である。以下、図７を用いて、発光装置３の製造方法について説明する。

【0061】

図７（ａ）～図７（ｄ）に示す製造手順は、図５（ａ）～図５（ｄ）に示した製造手順と同様である。ダム材４１の第１部分４１ａが第２部分４１ｂの外側に形成された後、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、第２部分４１ｂの内側に第２部分４１ｂの頂点の高さまで充填されて加熱され、封止材５２が形成され、発光装置３が完成する。図７（ｅ）は、封止材５２が形成された時の断面のイメージ図である。

【0062】

（第４実施形態）
図８（ａ）は第４実施形態に係る発光装置４の上方視した平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）においてＡＡ´で示した位置における断面図である。

【0063】

発光装置４は、主要な構成要素として、実装基板１０、回路基板１５、複数のＬＥＤ素子３０、ダム材４３および封止材５３を有する。実装基板１０、回路基板１５および複数のＬＥＤ素子３０の構成は、発光装置１が有する実装基板１０、回路基板１５及び複数のＬＥＤ素子３０の構成と同様である。なお、図８（ａ）では、回路基板１５の開口部１６内に位置する要素、及び、ダム材４３の下側に位置する要素は、図示を分かり易くするために表示を省略している。

【0064】

ダム材４３は、保持材の一例であり、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂを含む。第１部分４３ａは、ダム材４０と同様に、実装基板１０上においてＬＥＤ素子３０の周囲に配置され、光を吸収する円環状の枠体である。第２部分４３ｂは、第１部分４３ａの内側及び外側に配置されている。第１部分４３ａは、断面がＬ字型になるように形成され、上部に平坦部４３ｄを有し、回路基板１５上に配置され且つ平坦部４３ｃの外側端部まで伸延する基部４３ｄをさらに有している。第１部分４３ａの上部に形成された平坦部４３ｃは、第２部分４３ｂの頂部より突出し、第２部分４３ｂの頂部より高い位置に位置する。

【0065】

第１部分４３ａは、成型用の樹脂と所定の顔料を含む。この顔料は、ダム材４０に含まれる顔料と同様の顔料である。なお、第１部分４３ａは、この顔料と同一の色を有する金属材料、又は、この顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。一方、第２部分４３ｂは、この顔料を含まず、シリコーン樹脂と、酸化チタン（又はシリカ）等の反射材料と、を含む反射性の白色樹脂で構成される。

【0066】

第２部分４３ｂの内、第１部分４３ａの内側に配置された部分は、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光、及び、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５３に含まれる蛍光体により波長変換された光を発光装置４の上方に反射させる。一方、第１部分４３ａ全体には、上記の顔料が分散されている。第１部分４３ａは、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光を発光装置４の上方に反射させつつ、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５３に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置４では、ＬＥＤ素子３０及び蛍光体からの出射光が第２部分４３ｂによって上方に反射するので、発光装置１と比較して、出射効率がより高くなる。一方、発光装置４では、蛍光体により波長変換された光が第１部分４３ａに吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置４から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。

【0067】

また、発光装置４では、予め定められたサイズに成型された第１部分４３ａによってダム材４３の上部に平坦部４３ｃが形成されることにより、発光装置４の全体の高さを安定させることが可能となる。

【0068】

封止材５３は、封止材５０と同様に、回路基板１５上に配置されたダム材４３の内側、即ちダム材４３で囲まれる部分に注入（充填）されて略円板状に硬化され、複数のＬＥＤ素子３０を一体に被覆し保護（封止）する。封止材５３の上面は、ダム材４３の第１部分４３ａの平坦部４３ｃと同じ高さに位置している。即ち、ダム材４３の第１部分４３ａの少なくとも一部は封止材５３と接しており、ダム材４３は封止材５３と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材５３は、封止材５０と同様の材料で形成される。

【0069】

図９（ａ）～図９（ｅ）は、発光装置４の製造方法の概略説明図である。以下、図９を用いて、発光装置４の製造方法について説明する。

【0070】

図９（ａ）～図９（ｂ）に示す製造手順は、図３（ａ）～図３（ｂ）に示した製造手順と同様である。実装基板１０の上面にＬＥＤ素子３０が実装された後、複数のＬＥＤ素子３０の周囲に円を描き、且つ、第１電極２０、第２電極２２を覆う様に、未硬化の第２部分用樹脂４３’が所定の供給ノズルから充填される。図９（ｃ）は、未硬化の第２部分用樹脂４３’が第１電極２０、第２電極２２の上に形成された時の断面のイメージ図である。

【0071】

次に、円環状且つＬ字状に形成された第１部分４３ａが、未硬化の第２部分用樹脂４３’の上側に、平坦部４３ｃが上側（実装基板１０の反対側）を向き、且つ、第２部分用樹脂４３’に沿って配置される。次に、基部４３ｄの先端が未硬化の第２部分用樹脂４３’の上部から挿入される。その後、第２部分用樹脂４３’が加熱され、第１部分４３ａより内側及び外側の部分が第２部分４３ｂとして形成される。図９（ｄ）は、第１部分４３ａを挟んで第２部分４３ｂが形成された時の断面のイメージ図である。

【0072】

次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、ダム材４３の内側に第１部分４３ａの平坦部４３ｃの高さまで充填されて加熱され、封止材５３が形成され、発光装置４が完成する。図９（ｅ）は、封止材５３が形成された時の断面のイメージ図である。

【0073】

（第５実施形態）
図１０（ａ）は第５実施形態に係る発光装置５の上方視した平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）においてＡＡ´で示した位置における断面図である。

【0074】

発光装置５は、主要な構成要素として、実装基板１０、回路基板１５、複数のＬＥＤ素子３０、ダム材４４および封止材５４を有する。実装基板１０、回路基板１５および複数のＬＥＤ素子３０の構成は、発光装置１が有する実装基板１０、回路基板１５及び複数のＬＥＤ素子３０の構成と同様である。なお、図１０（ａ）では、回路基板１５の開口部１６内に位置する要素、及び、ダム材４４の下側に位置する要素は、図示を分かり易くするために表示を省略している。

【0075】

ダム材４４は、保持材の一例であり、第１部分４４ａ及び第２部分４４ｂを含む。第１部分４４ａは、ダム材４０と同様に、実装基板１０上においてＬＥＤ素子３０の周囲に配置され、光を吸収する円環状の枠体である。第１部分４４ａは、断面がＬ字型になるように形成され、上部に平坦部４４ｃを有し、回路基板１５上に配置され且つ平坦部４４ｄの外側端部まで伸延する基部４４ｄをさらに有している。第２部分４４ｂは、第１部分４４ａの内側に配置され、第１部分４４ａが配置されている外側からＬＥＤ素子３０が実装されている内側に向かって、徐々に実装基板１０からの高さが低くなる反射面を有する。第１部分４４ａの上部に形成された平坦部４４ｃは、第２部分４４ｂの頂部より高い位置に位置する。

【0076】

第１部分４４ａは、成型用の樹脂と所定の顔料を含む。この顔料は、ダム材４０に含まれる顔料と同様の顔料である。なお、第１部分４４ａは、この顔料と同一の色を有する金属材料、又は、この顔料で表面処理された金属材料で形成されてもよい。一方、第２部分４４ｂは、この顔料を含まず、シリコーン樹脂と、酸化チタン（又はシリカ）等の反射材料と、を含む反射性の白色樹脂で構成される。

【0077】

第２部分４４ｂは、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光、及び、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５４に含まれる蛍光体により波長変換された光を発光装置５の上方に反射させる。一方、第１部分４４ａ全体には、上記の顔料が分散されている。第１部分４４ａは、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射された青色光を発光装置５の上方に反射させつつ、各ＬＥＤ素子３０から側方に出射され且つ封止材５４に含まれる蛍光体により波長変換された光を吸収する。発光装置５では、ＬＥＤ素子３０及び蛍光体からの出射光が第２部分４４ｂによって上方に反射するので、発光装置１と比較して、出射効率がより高くなる。一方、発光装置５では、蛍光体により波長変換された光が第１部分４４ａに吸収されるので、イエローリングの発生が抑制され、発光装置５から出射される光の色を均一に保つことが可能となる。

【0078】

また、発光装置５では、予め定められたサイズに成型された第１部分４４ａによってダム材４４の上部に平坦部４４ｃが形成されることにより、発光装置５の全体の高さを安定させることが可能となる。さらに、発光装置５では、予め定められた形状に成型された第１部分４４ａが設けられることにより、第２部分４４ｂを第１部分４４ａに沿って形成させることが可能となり、第２部分４４ｂを凹形状に形成させることが容易となる。

【0079】

封止材５４は、封止材５０と同様に、回路基板１５上に配置されたダム材４４の内側、即ちダム材４４で囲まれる部分に注入（充填）されて略円板状に硬化され、複数のＬＥＤ素子３０を一体に被覆し保護（封止）する。封止材５４の上面は、ダム材４４の第１部分４４ａの平坦部４４ｃと同じ高さに位置している。即ち、ダム材４４の第１部分４４ａの少なくとも一部は封止材５４と接しており、ダム材４４は封止材５４と接する面に上記の顔料を含んでいる。封止材５４は、封止材５０と同様の材料で形成される。

【0080】

図１１（ａ）～図１１（ｅ）は、発光装置５の製造方法の概略説明図である。以下、図１１を用いて、発光装置５の製造方法について説明する。

【0081】

図１１（ａ）～図１１（ｂ）に示す製造手順は、図３（ａ）～図３（ｂ）に示した製造手順と同様である。実装基板１０の上面にＬＥＤ素子３０が実装された後、円環状且つＬ字状に形成された第１部分４４ａが、平坦部４４ｃが上側（実装基板１０の反対側）を向き、且つ、複数のＬＥＤ素子３０の周囲、特に第１電極２０、第２電極２２の外側に配置される。次に、基部４４ｄの先端が回路基板１５上に接着材により接着される。図１１（ｃ）は、第１部分４４ａが回路基板１５上に配置された時の断面のイメージ図である。

【0082】

次に、未硬化の第２部分用樹脂が、第１部分４４ａの内側に、第１電極２０、第２電極２２を覆うように所定の供給ノズルから充填される。これにより、外側から内側に向かって徐々に高さが低くなるように第２部分４４ｂが形成される。図１１（ｄ）は、第２部分４４ｂが第１電極２０、第２電極２２の上に形成された時の断面のイメージ図である。

【0083】

次に、未硬化の封止材用樹脂が所定の供給ノズルから、ダム材４４の内側に第１部分４４ａの平坦部４４ｃの高さまで充填されて加熱され、封止材５４が形成され、発光装置５が完成する。図１１（ｅ）は、封止材５４が形成された時の断面のイメージ図である。

【0084】

上述した発光装置１～５では、図１、図４、図６、図８、図１０に示す様に、アルミニウム製の実装基板１０の上に配線パターンを設けた回路基板１５を付着させた基材が利用されている（ＣＯＢ）。しかしながら、発光装置１～５において、セラミック製の実装基板１０の上に、回路基板１５を設けずに、直接配線パターンを配置した基材が利用されても良い（ＳＭＤ）。

【符号の説明】

【0085】

１、２、３、４、５ 発光装置
１０ 実装基板
１５ 回路基板
３０ ＬＥＤ素子
４０、４１、４３、４４ ダム材
４１ａ、４３ａ、４４ａ 第１部分
４１ｂ、４３ｂ、４４ｂ 第２部分
５０、５１、５２、５３、５４ 封止材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】