(57)【要約】【課題】配光特性を変化させずに発光領域を変更可能な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、基板１１と、基板１１上に配置される複数の発光素子２０と、複数の発光素子２０を囲むように基板１１上に配置される枠体部４０と、複数の発光素子２０を封止するように枠体部４０の内側に配置される封止層５０と、を備え、枠体部４０は、複数の発光素子２０を囲むように配置される第１枠体４１と、第１枠体４１の外側に配置され、第１枠体４１よりも封止層５０の表面からの高さの高い第２枠体４２とを有し、発光素子２０から出射し封止層５０の表面を通過して第１枠体４１の上を超えた光が、第２枠体４２を照射しない様に、第２枠体４２が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置される複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を囲むように前記基板上に配置される枠体部と、
前記複数の発光素子を封止するように前記枠体部の内側に配置される封止層と、
を備え、
前記枠体部は、前記複数の発光素子を囲むように配置される第１枠体と、前記第１枠体の外側に配置され、前記第１枠体よりも前記封止層の表面からの高さの高い第２枠体とを有し、
前記発光素子から出射し前記封止層の表面を通過して前記第１枠体の上を超えた光が、前記第２枠体を照射しない様に、前記第２枠体が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止層の表面の位置は、前記第１枠体の高さよりも低いか、又は、前記第１枠体の高さと一致しており、
前記第１枠体の頂点と前記第２枠体の頂点との間の前記封止層の表面と平行な方向における距離ｒ１と、前記第１枠体の頂点と前記第２枠体の頂点との間の前記封止層の表面に垂直な方向における距離ｈ１と、前記発光素子から出射し前記封止層の表面を通過して前記第１枠体の頂点と接するように前記第１枠体を超える光線が前記封止層の表面となす角度であって、最小の角度である角度θ１とは、下記式の関係を満たす、
ｈ１  ＜  ｒ１／ｔａｎθ１
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記枠体部は、前記第１枠体と、前記第２枠体と、前記第２枠体の外側に配置され、前記第２枠体よりも前記封止層の表面からの高さの高い第３枠体とを有し、
前記封止層の表面の位置は、前記第２枠体の高さと一致しており、
前記発光素子から出射し前記封止層の表面を通過して前記第２枠体の上を超えた光は、前記第３枠体を照射しない請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記封止層は、
蛍光体を含み、前記複数の発光素子を封止するように配置される第１封止層と、
蛍光体を含み、前記第１封止層上に配置される第２封止層と、
を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
複数の発光素子を、基板上に配置する第１工程と、
前記複数の発光素子を囲むように、第１枠体を前記基板上に形成する第２工程と、
前記第１枠体よりも前記基板の表面からの高さの高い第２枠体を、前記第１枠体の外側の前記基板上に形成する第３工程と、
前記複数の発光素子を封止するように、少なくとも前記第１枠体の内側に封止層を形成する第４工程と、
を備え、
前記発光素子から出射し前記封止層の表面を通過して前記第１枠体の上を超えた光が、前記第２枠体を照射しない様に、前記第２枠体が形成されることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記第４工程は、
前記封止層の表面の位置に関わらず、前記封止層に含まれる蛍光体の量が一定になるように前記封止層を形成することを含む請求項５に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）素子等の発光素子を利用した発光装置が、照明等に広く利用されている。
【０００３】
例えば、セラミックス基板又は金属基板等の基板の上にＬＥＤ（発光ダイオード）素子等の発光素子が実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）型の発光装置が提案されている。こうした発光装置によると、蛍光体を含む樹脂により青色光を発光する発光素子を封止し、発光素子からの光により蛍光体を励起させて得られる光と、青色光とを混合させることにより、用途に応じた光を得ることができる。
【０００４】
特許文献１は、基板と、基板上に配置される複数の発光素子と、複数の発光素子を囲むように基板上に配置される枠体と、蛍光体を含み複数の発光素子を封止するように枠体の内側に配置される封止層とを備えた発光装置を提案している。枠体は、第１枠体と、第１枠体の外側に配置され、第１枠体よりも高さの高い第２枠体を有する。封止層は、複数の発光素子を封止するように第１枠体の内側に配置される第１封止層と、第１封止層上に配置され、第２枠体の内側に配置される第２封止層を有する。
【０００５】
複数の発光素子が発する光は封止層の表面から出射するので、封止層の表面は発光領域を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１３８１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１が開示する発光装置では、第２封止層の表面は第１封止層の表面よりも広いので、第２枠体及び第２封止層が配置されることにより、第１封止層のみの時と比べて発光領域が拡大する。
【０００８】
しかし、第１封止層の表面から出射した光の一部が第２枠体を照射するので、第２枠体及び第２封止層が配置されることにより、第１封止層のみの時と比べて配光特性は変化する。
【０００９】
一方、発光装置が組み込まれる照明装置の光学設計を容易する観点からは、発光装置は、発光領域が変化しても配光特性が同一であることが好ましい。
【００１０】
そこで、本明細書では、配光特性を変化させずに発光領域を変更可能な発光装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書に開示する発光装置は、基板と、基板上に配置される複数の発光素子と、複数の発光素子を囲むように基板上に配置される枠体部と、複数の発光素子を封止するように枠体部の内側に配置される封止層と、を備え、枠体部は、複数の発光素子を囲むように配置される第１枠体と、第１枠体の外側に配置され、第１枠体よりも封止層の表面からの高さの高い第２枠体とを有し、発光素子から出射し封止層の表面を通過して第１枠体の上を超えた光が、第２枠体を照射しない様に、第２枠体が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、発光装置では、封止層の表面の位置は、第１枠体の高さよりも低いか、又は、第１枠体の高さと一致しており、第１枠体の頂点と第２枠体の頂点との間の封止層の表面と平行な方向における距離ｒ１と、第１枠体の頂点と第２枠体の頂点との間の封止層の表面に垂直な方向における距離ｈ１と、発光素子から出射し封止層の表面を通過して第１枠体の頂点と接するように第１枠体を超える光線が封止層の表面となす角度であって、最小の角度である角度θ１とは、下記式の関係を満たすことが好ましい。
ｈ１  ＜  ｒ１／ｔａｎθ１
【００１３】
また、発光装置では、枠体部は、第１枠体と、第２枠体と、第２枠体の外側に配置され、第２枠体よりも封止層の表面からの高さの高い第３枠体とを有し、封止層の表面の位置は、第２枠体の高さと一致しており、発光素子から出射し封止層の表面を通過して第２枠体の上を超えた光は、第３枠体を照射しないことが好ましい。
【００１４】
また、発光装置では、封止層は、蛍光体を含み、複数の発光素子を封止するように配置される第１封止層と、蛍光体を含み、第１封止層上に配置される第２封止層と、を有することが好ましい。
【００１５】
本明細書に開示する発光装置の製造方法は、複数の発光素子を、基板上に配置する第１工程と、複数の発光素子を囲むように、第１枠体を基板上に形成する第２工程と、第１枠体よりも基板の表面からの高さの高い第２枠体を、第１枠体の外側の基板上に形成する第３工程と、複数の発光素子を封止するように、少なくとも第１枠体の内側に封止層を形成する第４工程と、を備え、発光素子から出射し封止層の表面を通過して第１枠体の上を超えた光が、第２枠体を照射しない様に、第２枠体が形成されることを特徴とする。
【００１６】
発光装置の製造方法において、第４工程は、封止層の表面の位置に関わらず、封止層に含まれる蛍光体の量が一定になるように封止層を形成することを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本明細書に開示する発光装置は、配光特性を変化させずに発光領域を変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）は、本明細書に開示する発光装置の一実施形態の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ´線断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の要部拡大図である。
【図２】本明細書に開示する発光装置を備えた照明装置を示す図である。
【図３】第１枠と、第２枠及び第３枠との関係を説明する図（その１）である。
【図４】第１枠と、第２枠及び第３枠との関係を説明する図（その２）である。
【図５】第２枠と第３枠との関係を説明する図である。
【図６】本明細書に開示する発光装置の一実施形態の変型例（その１）を示す図である。
【図７】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その１）である。
【図８】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その２）である。
【図９】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その３）である。
【図１０】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その４）である。
【図１１】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その５）である。
【図１２】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その６）である。
【図１３】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その７）である。
【図１４】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その８）である。
【図１５】本明細書に開示する発光装置の製造方法の一実施形態の工程を説明する図（その９）である。
【図１６】本明細書に開示する発光装置の一実施形態の変型例（その２）を示す図である。
【図１７】本明細書に開示する発光装置の一実施形態の変型例（その３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本明細書で開示する発光装置の好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００２０】
図１（Ａ）は、本明細書に開示する発光装置の一実施形態の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ´線断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の要部拡大図である。図１（Ａ）においては、封止層の表示を省略している。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）においては、発光素子とワイヤとの接続関係を示す為に、Ａ−Ａ´線断面には含まれないワイヤも示している。
【００２１】
発光装置１は、実装基板１１と、回路基板１２と、複数の発光素子２０と、枠体部４０と、封止層５０を備える。
【００２２】
実装基板１１は、一例として、矩形の形状を有し、アルミ製の基板である。実装基板１１は、平坦な表面を有する。回路基板１２と、複数の発光素子２０と、枠体部４０と、封止層５０は、実装基板１１の平坦な表面上に配置されて支持される。
【００２３】
回路基板１２は、一例として、実装基板１１と同じ輪郭を有し、実装基板１１上に配置される。回路基板１２は、その中心部に円形の開口部１２Ａを有する。回路基板１２は、裏面が接着シート等の接着部材によって実装基板１１の上に貼り付けられて固定される。回路基板１２の表面には、開口部１２Ａを取り囲むように、一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂが配置される。また、回路基板１２の表面で対角に位置する２つの角部には、発光装置１を外部電源（図示せず）に接続するための一対の接続電極１７Ａ及び１７Ｂが配置される。一方の接続電極１７Ａはアノードであり、他方の接続電極１７Ｂはカソードである。一対の接続電極１７Ａ及び１７Ｂに外部電源から直流電圧が印加されることによって、発光素子２０は発光する。回路基板１２、及び一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂは、絶縁性の膜であるソルダレジスト１４によって覆われて保護される。一対の接続電極１７Ａ及び１７Ｂは、例えば、ソルダレジスト１４によって覆われていない実装基板１１が露出して形成される。
【００２４】
発光素子２０は、矩形上に形成された青色系の半導体発光素子（以下、青色ＬＥＤ素子とも称する）である。複数の発光素子２０が、開口部１２Ａ内の実装基板１１上に配置される。発光素子２０は、その上面が実装基板１１の表面と平行に配置されることが好ましい。発光素子２０として、例えば発光波長域が４４０〜４５５ｎｍのＩｎＧａＮ系化合物半導体等を用いることができる。
【００２５】
発光素子２０の上面には一対の素子電極（図示せず）が配置される。近接する発光素子２０の素子電極は、ワイヤ３０によって電気的に接続される。開口部１２Ａの外周側に位置する発光素子２０の第１の素子電極は、ワイヤ３０によって、回路基板１２の配線パターン１３Ａ又は１３Ｂと電気的に接続され、第２の素子電極は、ワイヤ３０によって、隣接する発光素子２０の素子電極と電気的に接続される。複数の発光素子２０は、一対の接続電極１７Ａ及び１７Ｂの間に直列接続されることによって、一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂ及びワイヤ３０を介して直流電流が供給される。
【００２６】
枠体部４０は、環状の第１枠体４１と、環状の第２枠体４２と、環状の第３枠体４３を有する。第１枠体４１は、複数の発光素子２０を囲むように、開口部１２Ａの周囲に沿って配置される。第２枠体４２は、第１枠体４１の外側に第１枠体４１の外周に沿うように配置され、第１枠体４１よりも封止層５０の表面５０Ａからの高さが高い。図１に示す発光装置１では、封止層５０の表面５０Ａは平坦であり、実装基板１１の表面と平行であるとする。ただし、封止層５０の表面５０Ａは平坦でない場合もあるので、封止層５０の表面５０Ａの位置は、発光装置１の設計上の平坦な表面５０Ａの位置としてもよい。第３枠体４３は、第２枠体４２の外側に第２枠体４２の外周に沿うように配置され、第２枠体４２よりも封止層５０の表面５０Ａからの高さが高い。
【００２７】
発光装置１では、第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３は、ほぼ同じ幅を有する。第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３の断面形状は、中央が高く周辺が低く、上方に向かって凸である。第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３は、白色の成形樹脂で形成されることが好ましい。例えば、第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３は、酸化チタン等の微粒子が分散されたシリコン樹脂又はエポキシ樹脂を用いて形成される。
【００２８】
封止層５０は、透光性を有する樹脂に蛍光体が含有された部材であり、複数の発光素子２０を封止するために第１枠体４１の内側に配置される。図１（Ｃ）に示すように、発光装置１では、封止層５０の表面５０Ａの位置は、第１枠体４１の頂点よりも低く、第１枠体４１の側面の部分にある。蛍光体は、発光素子２０が出射した青色光を吸収して黄色光に波長変換する、例えばＹＡＧ（ｙｔｔｒｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｇａｒｎｅｔ）等の粒子状の蛍光体材料であり、青色光と蛍光体により波長変換された黄色光とが混合されることにより白色光が得られる。封止層５０は、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の樹脂に蛍光体が含有されて形成され得る。封止層５０は、青色光を吸収して他の色の光に波長変換する蛍光体を有していてもよい。また、発光素子２０が白色系の半導体発光素子である場合には、封止層５０は、蛍光体を有していなくてもよい。
【００２９】
封止層５０の表面５０Ａは、発光装置１の発光領域を形成する。発光素子２０から第１枠体４１に向けて出射された光は、第１枠体４１の内側、即ち発光素子２０側の表面で反射されて発光装置１の上方に出射される。
【００３０】
発光装置１では、枠体部４０内に充填する封止層５０の量を変化させることにより、封止層５０の表面５０Ａの表面積を変化させて、発光領域を増減することができる。例えば、図１（Ｃ）に示すように、封止層５０の表面５０Ｂが形成する発光領域は、表面５０Ａが形成する発光領域よりも広くなる。更に、封止層５０の表面５０Ｃが形成する発光領域は、表面５０Ｂが形成する発光領域よりも広くなる。
【００３１】
このように、発光装置１は、枠体部４０が高さの異なる第１枠体４１〜第３枠体４３を有することにより、枠体部４０内に充填する封止層５０の量を変化させて、発光領域を増減することができる。
【００３２】
また、封止層５０に含まれる蛍光体の粒子は、樹脂よりも比重が高いので、封止層５０を製造する時に、複数の発光素子２０側に沈降する。したがって、表面５０Ｂを形成する時の封止層又は表面５０Ｃを形成する時の封止層に含まれる蛍光体の材料及び蛍光体の量を、表面５０Ａを形成する時の封止層５０と同じにすることにより、複数の発光素子２０側に沈降している蛍光体の状態をほぼ同じにすることができる。これにより、それぞれの表面の位置における発光装置の色度特性を同じにすることができる。即ち、発光装置の色度特性を変化させずに、発光領域を増減することができる。
【００３３】
図２は、発光装置１を備えた照明装置６０を示す図である。
【００３４】
照明装置６０は、発光装置１と、レンズ６１と、発光装置１上に配置されてレンズ６１を支持する支持体６２を備える。
【００３５】
発光装置１から出射された光は、レンズ６１により集光されて外部を照射する。
【００３６】
発光装置１からどの方向に（角度）に光がどれくらいの強さで発しているか示すものを発光装置１の配光特性という。発光領域が変化しても配光特性が同一であることは、発光装置１が組み込まれる照明装置６０の光学設計を容易する観点から好ましい。
【００３７】
発光装置１は、枠体部４０内に充填される封止層５０の高さを変更することにより封止層５０の表面５０Ａの面積を変化させて、発光領域を変更することができる。発光装置１は、発光領域を変更しても、同一の色度特性及び配光特性を有することが可能である。
【００３８】
次に、発光装置１は、色度特性及び配光特性を変化させずに発光領域を変更可能であることについて、図３〜図５を参照しながら、以下に説明する。
【００３９】
図３は、図１（Ｃ）に示す図と同じであるが、ワイヤの表示を省略している。
【００４０】
封止層５０の表面５０Ａの位置は、第１枠体４１の頂点Ｐ１よりも低く、第１枠体４１の側面の部分にある。
【００４１】
図３に示す発光装置１では、発光素子２０から出射し封止層５０の表面５０Ａを通過して第１枠体４１の頂点Ｐ１上を超えた光線は、第２枠体４２及び第３枠体４３を照射しない。
【００４２】
発光素子２０から出射した光の一部は、封止層５０を通過し表面５０Ａにおいて屈折して、第１枠体４１を超える光線となる。ここで、表面５０に対して角度θ１で出射して頂点Ｐ１と接するように第１枠体４１を超える光線として、最も小さい角度θ１を有する光線Ｌ１を考える。複数の発光素子２０の配光特性が同じであれば、光線Ｌ１は、最も外側に配置される発光素子が出射する光線となる。一方、複数の発光素子２０の配光特性が異なる場合には、何れかの発光素子２０から出射して最も小さい角度θ１を形成する光線が光線Ｌ１となる。
【００４３】
図３に示すように、円形の開口部１２Ａの動径方向をｘ軸方向とし、封止層５０の表面と垂直な方向をｙ軸方向とする。ｘ軸方向は、封止層５０の表面５０Ａと平行な方向と一致しており、ｙ軸方向は、封止層５０の表面５０Ａに垂直な方向と一致している。また、ｘ軸方向は、封止層５０の表面と平行であり、第１枠体４１〜第３枠体４３が並ぶ方向と一致する。
【００４４】
そして、第１枠体４１の頂点Ｐ１と第２枠体４２の頂点Ｐ１との間のｘ軸方向の距離をｒ１とし、第１枠体４１の頂点Ｐ１と第２枠体４２の頂点Ｐ２との間のｙ軸方向の距離をｈ１とすると、下記式（１）の関係が満たされることにより、第１枠体４１を超えた光線Ｌ１は、第２枠体４２を照射しない。第１枠体４１の頂点Ｐ１は、ｙ軸方向において最も高い位置をいう。同様に、第２枠体４２の頂点Ｐ１は、ｙ軸方向において最も高い位置をいう。
【００４５】
ｈ１  ＜  ｒ１／ｔａｎθ１      （１）
【００４６】
また、第１枠体４１の頂点Ｐ１と第３枠体４３の頂点Ｐ３との間のｘ軸方向の距離をｒ２とし、第１枠体４１の頂点Ｐ１と第３枠体４３の頂点Ｐ３との間のｙ軸方向の距離をｈ２とすると、下記式（２）の関係が満たされることにより、第１枠体４１及び第２枠体４２を超えた光線Ｌ１は、第３枠体４３を照射しない。
【００４７】
ｈ２  ＜  ｒ２／ｔａｎθ１      （２）
【００４８】
図３に示す発光装置１では、封止層５０の表面５０Ａが第１枠体４１の頂点Ｐ１よりも低く、上記式（１）及び（２）の関係が満たされるように、第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３が配置されるので、第２枠体４２及び第３枠体４３は、光線Ｌ１により照射されない。
【００４９】
また、発光領域から角度θ１よりも大きい角度で出射される光によっても、第２枠体４２及び第３枠体４３は照射されない。
【００５０】
これにより、第２枠体４２又は第３枠体４３が、光を散乱又は反射して、発光領域の周囲に暗く光る環状の領域が形成されることが防止されるので、発光領域の拡大及び輝度ムラの発生が抑制される。
【００５１】
次に、発光装置１の発光領域を増加させた場合について、図４を参照しながら以下に説明する。
【００５２】
図４に示す発光装置１では、封止層５０は、蛍光体を含み、複数の発光素子２０を封止するように配置される封止層５０を有する。図４は、ワイヤの表示を省略している。
【００５３】
封止層５０の表面５０Ｂの位置は、ｙ軸方向において、第１枠体４１の頂点Ｐ１の位置と一致している。図４に示す表面５０Ｂの面積は、図３に示す発光装置よりも増大しており、発光領域が拡大している。
【００５４】
図４に示す発光装置１は、その色度特性を、図３に示す発光装置と同じにする観点から、封止層５０に含まれる蛍光体の材料及び蛍光体の量を、図３に示す発光装置と同じにしている。図４に示す発光装置１の封止層５０の体積は、図３に示す発光装置とは異なるので、図４に示す発光装置１の封止層５０に含まれる蛍光体の濃度は、図３に示す発光装置の封止層に含まれる蛍光体の濃度とは異なっている。
【００５５】
発光素子２０から出射し、封止層５０を通過し表面５０Ｂにおいて屈折して、表面５０Ｂに対して角度θ２で出射して頂点Ｐ１と接するように第１枠体４１を超える光線として、最も小さい角度θ２を形成する光線L２を考える。上述した光線Ｌ１に対する説明は、光線Ｌ２に対して適宜適用される。
【００５６】
下記式（３）の関係が満たされることにより、第１枠体４１を超えた光線Ｌ２は、第２枠体４２を照射しない。
【００５７】
ｈ１  ＜  ｒ１／ｔａｎθ２      （３）
【００５８】
また、下記式（４）の関係が満たされることにより、第１枠体４１及び第２枠体４２を超えた光線Ｌ２は、第３枠体４３を照射しない。
【００５９】
ｈ２  ＜  ｒ２／ｔａｎθ２      （４）
【００６０】
図４に示す発光装置１では、封止層５０の表面５０Ｂが第１枠体４１の頂点Ｐ１と一致しており、上記式（３）及び（４）の関係が満たされるように、第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３が配置されるので、第２枠体４２及び第３枠体４３は、光線Ｌ２により照射されない。
【００６１】
また、発光領域から角度θ２よりも大きい角度で出射される光によっても、第２枠体４２及び第３枠体４３は照射されない。
【００６２】
上述したように、図４に示す発光装置１では、発光領域が増加するように変化しても、発光素子２０から出射し封止層５０の表面５０Ｂを通過して第１枠体４１上を超えた光線は、第２枠体４２及び第３枠体４３を照射しないので、図３に示す発光装置と同じ配光特性を有する。また、図４に示す発光装置１の色度特性は、図３に示す発光装置と同じである。
【００６３】
また、図４に示す発光装置１では、発光領域が増加するように変化しても、発光素子２０から出射し封止層５０の表面５０Ｂを通過して第１枠体４１上を超えた光線は、第２枠体４２及び第３枠体４３を照射しない。これにより、第２枠体４２又は第３枠体４３が、光を散乱又は反射して、発光領域の周囲に暗く光る環状の領域が形成されることが防止される。したがって、発光領域の拡大及び輝度ムラの発生が抑制される。
【００６４】
次に、発光装置１の発光領域を更に増加させた場合について、図５を参照しながら以下に説明する。
【００６５】
封止層５０の表面５０Ｃの位置は、ｙ軸方向において、第２枠体４２の頂点Ｐ２の位置と一致している。図５に示す表面５０Ｃの面積は、図４に示す発光装置よりも増大しており、発光領域が更に拡大している。
【００６６】
図５に示す発光装置１の色度特性は、図３に示す発光装置と同じである。図４に示す発光装置の封止層の説明は、図５に示す発光装置１の封止層５０に対して適宜適用される。図５は、ワイヤの表示を省略している。
【００６７】
発光素子２０から出射し、封止層５０を通過して表面５０Ｃにおいて屈折し、表面５０Ｃに対して角度θ３で出射して頂点Ｐ２と接するように第２枠体４２を超える光線として、最も小さい角度θ３を形成する光線Ｌ３を考える。上述した光線Ｌ１に対する説明は、光線Ｌ３に対して適宜適用される。
【００６８】
第２枠体４２の頂点Ｐ２と第３枠体４３の頂点Ｐ３との間のｘ軸方向の距離をｒ３とし、第２枠体４２の頂点Ｐ２と第３枠体４３の頂点Ｐ３との間のｙ軸方向の距離をｈ３とすると、下記式（５）の関係が満たされることにより、光線Ｌ３は、第３枠体４３を照射しない。第３枠体４３の頂点Ｐ３は、ｙ軸方向において最も高い位置をいう。
【００６９】
ｈ３  ＜  ｒ３／ｔａｎθ３      （５）
【００７０】
図５に示す発光装置１では、封止層５０の表面５０Ｃが第２枠体４２の頂点Ｐ２と一致しており、上記式（５）の関係が満たされるように、第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３が配置されるので、第３枠体４３は、光線Ｌ３により照射されない。
【００７１】
また、発光領域から角度θ３よりも大きい角度で出射される光によっても、第３枠体４３は照射されない。
【００７２】
上述したように、図５に示す発光装置１では、発光領域が更に増加するように変化しても、発光素子２０から出射し封止層５０の表面５０Ｃを通過して第２枠体４２上を超えた光線は、第３枠体４３を照射しないので、図３に示す発光装置と同じ配光特性を有する。また、図５に示す発光装置１の色度特性は、図３に示す発光装置と同じである。
【００７３】
また、図５に示す発光装置１では、発光領域が更に増加するように変化しても、発光素子２０から出射し封止層５０の表面５０Ｃを通過して第２枠体４２上を超えた光線は、第３枠体４３を照射しない。これにより、第３枠体４３が、光を散乱又は反射して、発光領域の周囲に暗く光る環状の領域が形成されることが防止される。したがって、発光領域の拡大及び輝度ムラの発生が抑制される。
【００７４】
次に、上述した本実施形態の発光装置の変型例を、図６を参照しながら、以下に説明する。
【００７５】
図６（Ａ）は、本明細書に開示する発光装置の一実施形態の変型例の平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ´線断面図である。
【００７６】
本変形例の発光装置１は、枠体部４０が、第１枠体４１、第２枠体４２、第３枠体４３と共に、第４枠体４４及び第５枠体４５を有する点が、上述した実施形態とは異なっている。
【００７７】
第１枠体４１、第２枠体４２、第３枠体４３は、上述した実施形態と同様である。
【００７８】
第４枠体４４は、環状の形状を有し、第３枠体４３の外側に第３枠体４３の外周に沿うように配置され、第３枠体４３よりも封止層５０の表面５０Ａからの高さが高い。また、第５枠体４５は、環状の形状を有し、第４枠体４４の外側に第４枠体４４の外周に沿うように配置され、第４枠体４４よりも封止層５０の表面５０Ａからの高さが高い。
【００７９】
第１枠体４１、第２枠体４２、第３枠体４３、第４枠体４４及び第５枠体４５は、ほぼ同じ幅を有する。
【００８０】
本変形例の発光装置１は、封止層５０の表面５０Ａの位置を第１枠体４１よりも低い位置に設定するか、又は、封止層５０の表面５０Ａの位置を、第１枠体４１、第２枠体４２、第３枠体４３、又は第４枠体４４の高さと一致するように設定することにより、色度特性及び配光特性を変化させずに、発光領域を変更することが可能である。
【００８１】
本明細書では、枠体部４０を形成する枠体の数は、２つ以上であれば、特に制限はされない。例えば、枠体部４０は、４つの枠体を有していてもよいし、６以上の枠体を有していてもよい。
【００８２】
次に、本明細書に開示する発光装置１の製造方法の一実施形態を、図７〜図１５を参照しながら、以下に説明する。
【００８３】
まず、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、実装基板１１と開口部１２Ａを有する回路基板１２とを接着し、回路基板１２上に印刷法等の技術を用いて、一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂが形成される。そして、一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂ上に、ソルダレジスト１４のパターンが形成される。一対の接続電極１７Ａ、１７Ｂは、ソルダレジスト１４により覆われていない実装基板１１の部分により形成される。ソルダレジスト１４は、回路基板１２の開口部１２Ａ及び一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂの一部が露出するように、円形の開口部１４Ａを有する。図７（Ａ）は、図１（Ａ）に対応する平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ´線断面図である。この説明は、以下の工程における他の図面に対しても適宜適用される。
【００８４】
次に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、回路基板１２の開口部１２Ａから露出している実装基板１１上に、複数の発光素子２０がダイボンドにより接着される。
【００８５】
次に、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、近接する発光素子２０同士をワイヤ３０で互いに電気的に接続し、また開口部１２Ａの外周側に位置する発光素子２０を、ワイヤ３０を用いて配線パターン１３Ａ又は１３Ｂに接続する。一例では、ワイヤ３０は、超音波溶着によって発光素子２０に接続される。本実施形態では、８個の発光素子２０が直列接続された４つの列が、一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂの間に並列に接続される。
【００８６】
次に、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、開口部１２Ａの周囲に沿って、回路基板１２、一対の配線パターン１３Ａ、１３Ｂの上に、環状の第１枠体４１が形成される。第１枠体４１は、ソルダレジスト１４の開口部１４Ａの内側に沿って形成されて、ワイヤ３０と配線パターン１３Ａ又は１３Ｂとの接点を覆う。
【００８７】
第１枠体４１の材料として、例えば、酸化チタン等の微粒子が分散されたシリコン樹脂又はエポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。
【００８８】
第１枠体４１を形成する方法として、例えば、液体の樹脂を、ソルダレジスト１４の開口部１４Ａの内側に沿って１回塗布した後、後述する第２枠体４２及び第３枠体４３を形成する樹脂と共に硬化する技術を用いることができる。
【００８９】
次に、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第１枠体４１の外側に第１枠体４１の外周に沿うように、且つソルダレジスト１４の開口部１４Ａに沿って、環状の第２枠体４２がソルダレジスト１４上に形成される。第２枠体４２は、第１枠体４１よりも実装基板１１の表面からの高さが高くなるように形成される。
【００９０】
第２枠体４２の材料として、第１枠体４１と同様のものを用いることができる。第２枠体４２を形成する方法として、例えば、液体の樹脂を、ソルダレジスト１４の開口部１４Ａに沿って１回塗布した後、前述した第１枠体４１及び後述する第３枠体４３を形成する樹脂と共に硬化する技術を用いることができる。
【００９１】
次に、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、第２枠体４２の外側に第２枠体４２の外周に沿うように、環状の第３枠体４３がソルダレジスト１４上に形成される。第３枠体４３は、第２枠体４２よりも実装基板１１の表面からの高さが高くなるように形成される。具体的には、第３枠体４３及び第２枠体４２は、同じソルダレジスト１４の表面上に配置されており、第３枠体４３は、第２枠体４２よりも高く形成される。
【００９２】
第３枠体４３の材料として、第２枠体４２と同様のものを用いることができる。
【００９３】
第３枠体４３を、第２枠体４２と同じ材料を用いて、第２枠体４２と同じ幅で形成する場合、図１２（Ｃ）に示すように、液体の樹脂を、第２枠体４２の外周に沿うように２回塗布した後、前述した第１枠体４１及び第２枠体４２を形成する樹脂と共に硬化する技術を用いることができる。これにより、液状の樹脂がたれて、第３枠体４３の幅が広がることを防止できる。
【００９４】
また、第３枠体４３を、第２枠体４２と同じ材料を用いて、第２枠体４２よりも広い幅で形成する場合、図１３に示すように、液体の樹脂を、第２枠体４２の外側に第２枠体４２の外周に沿うように１回塗布した後、硬化する技術を用いることができる。
【００９５】
次に、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、第１枠体４１の内側に蛍光体を含む樹脂が充填されて、複数の発光素子２０を封止するように、封止層５０が形成される。図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示す例では、封止層５０の表面５０Ａの位置は、第１枠体４１の側面の部分に位置する。これにより、図１に示す発光装置１が得られる。
【００９６】
第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３の位置及び形状は、式（１）及び式（２）の関係を満たすように決定されることが好ましい。
【００９７】
図１に示す発光装置１の発光領域を増大させたい場合には、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、第１枠体４１の内側に蛍光体を含む樹脂が更に充填されて封止層５０が形成される。封止層５０の表面５０Ｂの位置は、第１枠体４１の高さと一致しており、図１に示す発光装置よりも発光領域が増大する。第１枠体４１、第２枠体４２及び第３枠体４３の位置及び形状は、式（３）及び式（４）の関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、図１５に示す発光装置１の配光特性は、図１４に示す発光装置の配光特性と同じになる。
【００９８】
また、封止層５０に含まれる蛍光体の材料として、図１４における封止層に含まれる蛍光体と同じものを使用し、封止層５０に含まれる蛍光体の総量を、図１４における封止層に含まれる蛍光体の量と同じにすることにより、図１５に示す発光装置１の色度特性は、図１４に示す発光装置の色度特性と同じになる。
【００９９】
本発明では、上述した実施形態の発光装置及び発光装置の製造方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
【０１００】
例えば、枠体部が有する枠体の数は、上述した実施形態及び変形例に制限されない。図１６に示すように、枠体部４０は、２つ枠体４１、４２を有していてもよい。また、枠体部４０は、５つ以上の枠体を有していてもよい。
【０１０１】
また、図１７に示すように、複数の発光素子２０は、回路基板１２上に配置されていてもよい。図１７に示す発光装置１では、回路基板１２は、セラミックス等の機械的強度の高い材料を用いて形成されており、開口部を有していない。複数の発光素子２０は、実装基板上ではなく、回路基板１２に直接配置されている。図１７に示す発光装置１は、実装基板を備えていないが、回路基板１２は、実装基板上に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１    発光装置
１１    実装基板
１２    回路基板
１２Ａ    開口部
１３Ａ、１３Ｂ    配線パターン
１４    ソルダレジスト
１７Ａ、１７Ｂ    接続電極
２０    発光素子
３０    ワイヤ３０
４０    枠体部
４１    第１枠体
４２    第２枠体
４３    第３枠体
４４    第４枠体
４５    第５枠体
５０    封止層
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ    封止層の表面
６０    照明装置
６１    レンズ
６２    支持体
【図１】
2020119994.tif 000003
【図２】
2020119994.tif 000004
【図３】
2020119994.tif 000005
【図４】
2020119994.tif 000006
【図５】
2020119994.tif 000007
【図６】
2020119994.tif 000008
【図７】
2020119994.tif 000009
【図８】
2020119994.tif 000010
【図９】
2020119994.tif 000011
【図１０】
2020119994.tif 000012
【図１１】
2020119994.tif 000013
【図１２】
2020119994.tif 000014
【図１３】
2020119994.tif 000015
【図１４】
2020119994.tif 000016
【図１５】
2020119994.tif 000017
【図１６】
2020119994.tif 000018
【図１７】
2020119994.tif 000019