(57)【要約】【課題】混色性を向上できて色むらの発生を抑制でき且つ光出力の向上を図れる発光装置を提供する。【解決手段】互いに主波長の異なる光を放射する複数種のＬＥＤチップ１１〜１３と、当該複数種のＬＥＤチップ１１〜１３が一表面側に実装された実装基板２０と、実装基板２０の上記一表面側において当該複数種のＬＥＤチップ１１〜１３を覆うレンズ部（透明体）３０とを備える。レンズ部３０に、各ＬＥＤチップ１１〜１３から放射される光により表面プラズモン５０が励起され表面プラズモン共鳴が起こる多数の金属ナノ構造体４０を設けてある。【選択図】図１
2010192829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに主波長の異なる光を放射する複数種のＬＥＤチップと、当該複数種のＬＥＤチップが一表面側に実装された実装基板と、実装基板の前記一表面側において当該複数種のＬＥＤチップを覆う透明体とを備え、当該透明体に、各ＬＥＤチップから放射される光により表面プラズモンが励起され表面プラズモン共鳴が起こる多数の金属ナノ構造体が設けられてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記金属ナノ構造体は、球状の金属ナノ粒子からなり、前記透明体内に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記金属ナノ構造体は、球状の金属ナノ粒子からなり、前記透明体の光出射面に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記金属ナノ構造体は、金属ナノロッドからなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに主波長の異なる複数種のＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を利用した発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップを用いた白色光源として、青色光を放射するＧａＮ系のＬＥＤチップと当該ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる発光色の光を放射する蛍光体（例えば、黄色蛍光体、あるいは、赤色蛍光体および緑色蛍光体）とを用いた発光装置（以下、蛍光体方式の発光装置と称する）や、発光色が赤色のＬＥＤチップと発光色が緑色のＬＥＤチップと発光色が青色のＬＥＤチップとを用いた発光装置（以下、複数チップ方式の発光装置と称する）が各所で研究開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、複数チップ方式の発光装置は、蛍光体方式の発光装置に比べて色度や色温度の制御が容易であるという特長があるが、ＬＥＤチップの劣化速度が異なるため、同じ色度を保つためには、各色のＬＥＤチップの光出力をモニタリングしてフィードバック制御を行うなどの工夫が必要である。
【０００４】
また、両者の発光装置に共通の課題として、色むらがある。特に、複数チップ方式の発光装置では、主波長の異なる複数種のＬＥＤチップが空間的に分離して配置されていることにより、色むらが発生しやすい。
【０００５】
ここにおいて、複数チップ方式の発光装置を用いた照明装置として、赤色光（Ｒ）を放射するＬＥＤチップ、緑色光（Ｇ）を放射するＬＥＤチップ、および青色光（Ｂ）を放射するＬＥＤチップを有する発光部と、発光部から放射された光の配光を制御するガラス製の配光レンズとを備えた照明装置が提案されている。
【０００６】
しかしながら、この種の照明装置では、主波長の異なる光Ｒ，Ｇ，Ｂに対して媒質の屈折率が異なるので、図７に示すようにガラス中で同じ光路を辿った光Ｒ，Ｇ，Ｂでもスネルの法則に従って空気中への屈折方向が分かれてしまう。ここにおいて、ガラスと空気との界面にガラス側から光Ｒ，Ｇ，Ｂが同じ光路で入射する場合の入射角をθ、屈折角をθＲ，θＧ，θＢ、ガラスにおける光Ｒ，Ｂそれぞれの屈折率をｎＲ，ｎＢとすると、スネルの法則により、sinθＢ＝ｎＢsinθの関係、並びに、sinθＲ＝ｎＲsinθの関係が成り立ち、ガラスでは、ｎＢ＞ｎＲであるから、θＢ＞θＲとなる。したがって、配光レンズを用いて発光部からの光を集光すると、色収差が発生し、光軸上から見た際に、図８に示すように赤色領域イと緑色領域ロと青色領域ハとの全てが重なる領域（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）と２つが重なる領域（Ｒ＋Ｇ，Ｇ＋Ｂ）と重ならない領域（Ｒ、Ｇ）とが存在し、色むらが見られる。
【０００７】
ところで、照明系の光学設計では、光線追跡法を用いた幾何学光学設計を行っているのが一般的であるが、幾何学光学設計では、屈折率が変化する界面での屈折により光の進行方向を制御することを前提としており、配光レンズの厚み寸法を大きくする必要があり、光の進行方向の制御範囲には限界がある。したがって、色むらがなく且つ狭角配光が可能な照明器具の薄型化が制限される。
【０００８】
これに対して、従来から、ＬＥＤ照明器具などに用いる白色光源として、互いに主波長の異なる複数種のＬＥＤチップ（例えば、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ）と、これら複数種のＬＥＤチップを一表面側に実装した実装基板と、実装基板の上記一表面側において各ＬＥＤチップを封止した透光性封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）からなる封止部とを備え、封止部中に平均粒子径が１０μｍ〜１ｍｍ程度のガラスビーズからなる光拡散材（光分散部材）を含有させてなる複数チップ方式の発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２８０６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記特許文献１に開示された発光装置では、各ＬＥＤチップそれぞれからの放射光が封止部中の光拡散材により反射され混色されるので、色むらの発生を抑制することができる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発光装置のように透光性封止樹脂中に光拡散材を含有させたものでは、光拡散材に起因した光損失が生じ、光出力が低下してしまう。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、混色性を向上できて色むらの発生を抑制でき且つ光出力の向上を図れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、互いに主波長の異なる光を放射する複数種のＬＥＤチップと、当該複数種のＬＥＤチップが一表面側に実装された実装基板と、実装基板の前記一表面側において当該複数種のＬＥＤチップを覆う透明体とを備え、当該透明体に、各ＬＥＤチップから放射される光により表面プラズモンが励起され表面プラズモン共鳴が起こる多数の金属ナノ構造体が設けられてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、互いに主波長の異なる複数種のＬＥＤチップから放射される光により、各ＬＥＤチップを覆っている透明体の多数の金属ナノ構造体の表面に表面プラズモンが励起され表面プラズモン共鳴が起こるから、混色性を向上できるとともに各ＬＥＤチップから放射された光の増強が可能となり、混色性を向上できて色むらの発生を抑制でき且つ光出力の向上を図れる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記金属ナノ構造体は、球状の金属ナノ粒子からなり、前記透明体内に設けられてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、空気中の水分や酸素の吸着や、前記金属ナノ構造体の形状変化、凝集などに起因した前記金属ナノ構造体の劣化を防止することができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記金属ナノ構造体は、球状の金属ナノ粒子からなり、前記透明体の光出射面に配置されてなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記金属ナノ構造体を容易に形成することができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記金属ナノ構造体は、金属ナノロッドからなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記金属ナノ構造体が金属ナノ粒子である場合に比べて、光の増強効果が強く、光出力の高出力化を図れる。また、この発明によれば、金属ナノロッドの長軸の長さと短軸の長さとの比であるアスペクト比の制御により、指向性制御や、増強波長の制御も可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、混色性を向上できて色むらの発生を抑制でき且つ光出力の向上を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１の発光装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）は要部説明図である。
【図２】（ａ）は表面プラズモン共鳴を確認するための構造例を示し、（ｂ）は（ａ）のＸＺ断面における表面プラズモン共鳴による光強度分布図、（ｃ）は（ａ）のＸＹ断面における表面プラズモン共鳴による光強度分布図である。
【図３】同上の発光装置の他の構成例を示し、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面に相当する概略断面図である。
【図４】実施形態２の発光装置の概略断面図である。
【図５】実施形態３の発光装置の概略断面図である。
【図６】実施形態４の発光装置の概略断面図である。
【図７】従来例における色むらの発生原因の説明図である。
【図８】同上における色むらの発生原因の説明図である。断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、互いに主波長の異なる複数種（ここでは、３種類）のＬＥＤチップ１１，１２，１３を用いたものであり、主波長が６５０ｎｍで発光色が赤色のＬＥＤチップ（赤色ＬＥＤチップ）１１と、主波長が５５０ｎｍで発光色が緑色のＬＥＤチップ（緑色ＬＥＤチップ）１２と、主波長が４５０ｎｍで発光色が青色のＬＥＤチップ（青色ＬＥＤチップ）１３と、これら主波長の異なる複数種のＬＥＤチップ１１〜１３が一表面側に実装された１つの矩形板状の実装基板２０と、実装基板２０の上記一表面側において各ＬＥＤチップ１１〜１３および各ＬＥＤチップ１１〜１３に電気的に接続されたボンディングワイヤ（図示せず）を覆う透光性材料からなるレンズ部３０とを備えており、各ＬＥＤチップ１１〜１３へ順方向電流を流すことにより、赤色光と緑色光と青色光との混色光として白色光を得ることができる。なお、実装基板２０の平面形状は矩形状に限定するものではなく、例えば、三角形状、菱形状、五角形状、六角形状などの形状でもよい。
【００２４】
ＬＥＤチップ１１〜１３は、実装基板２０の上記一表面側の中央部において横一列に等間隔で近接して配置されており、実装基板２０には、各ＬＥＤチップ１１１〜１３への給電用の導体パターン（図示せず）が形成されている。ここにおいて、ＬＥＤチップ１１〜１３の配置は特に限定するものではなく、平面視において３つのＬＥＤチップ１１〜１３それぞれの中心が仮想的な正三角形の３つの頂点それぞれに対応する位置となるように配置してもよい。
【００２５】
レンズ部３０は、透光性材料により半球状の凸レンズ状に形成されており、レンズ部３０が各ＬＥＤチップ１１〜１３を封止する封止部を兼ねているが、透光性材料により形成され各ＬＥＤチップ１１〜１３を封止した凸レンズ状の封止部と、透光性材料により形成され封止部を覆うドーム状の光学部材とでレンズ部３０を構成するようにしてもよい。なお、これらの透光性材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ガラス、シリコーン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂などを採用すればよく、封止部と光学部材とは同じ透光性材料により形成してもよいし、異なる透光性材料により形成してもよい。
【００２６】
ところで、本実施形態の発光装置では、レンズ部３０に、各ＬＥＤチップ１１〜１３から放射される光により表面プラズモン５０が励起され表面プラズモン共鳴を起こす多数の金属ナノ構造体４０が設けられており、レンズ部３０が、多数の金属ナノ構造体４０が設けられた透明体を構成している。ここにおいて、金属ナノ構造体４０は、長軸方向に直交する断面の直径が２００ｎｍ以下、望ましくは５０ｎｍ以下の金属ナノロッドにより構成してあり、レンズ部３０の光出射面から当該光出射面に交差する方向に突出している。要するに、金属ナノ構造体４０は、レンズ部３０と当該レンズ部３０の光出射面に接する媒質（空気）との界面付近に配置されている。
【００２７】
表面プラズモン５０は、金属ナノ構造体４０の表面に存在する自由電子の振動モード（金属ナノ構造体４０の表面に局在し表面からの深さとともに振幅が指数関数的に減衰するプラズマモード）の電子密度波（表面波）であり、光と相互作用する。要するに、表面プラズモン５０は、光と直接相互作用し、励起時に増強された電磁場を発生させる。ここにおいて、表面プラズモン５０は、金属ナノ構造体４０の金属材料の複素誘電率の実部（ε’＝ｎ２−ｋ２、ただし、ｎは屈折率、ｋは消衰係数）が負の値で、且つ、絶対値が大きい材料（例えば、ＡｕやＡｇなど）の場合に、可視光域の光との相互作用が強い。本実施形態では、金属ナノ構造体４０を金属ナノロッドにより構成しているが、金属ナノ構造体４０を粒径が２００ｎｍ以下、望ましくは２０ｎｍ以下の金属ナノ粒子により構成してもよく、この場合も金属材料としてＡｕやＡｇを採用することにより、表面プラズモン５０と可視光域の光との相互作用が強くなる。
【００２８】
ここで、参考例として、図２（ａ）に示すように、主波長が４５０ｎｍの青色ＬＥＤチップ１３の光取り出し面に短軸長（直径）が５０ｎｍ、長軸長が２００ｎｍの金属ナノロッド（棒状金属ナノ粒子）からなる金属ナノ構造体４０を配置した構造モデルにおいて、青色ＬＥＤチップ１３から放射される光が金属ナノ構造体４０に入射した際の表面プラズモン共鳴による金属ナノ構造体４０付近の光強度分布（光の振幅の分布であり、電場・磁場の振幅の分布に相当する）について、ＦＤＴＤ法（Finite-Difference Time-Domain method：時間領域差分法、あるいは有限差分時間領域法と呼ばれている）を用いた電磁界シミュレーションを行った結果を、図２（ｂ）、（ｃ）に示す。ここにおいて、図２（ａ）の構造モデルでは、ＬＥＤチップ１３の発光層の中心位置をＸＹＺ直交座標の原点として、当該発光層と金属ナノ構造体４０との間の媒質をＧａＮ（屈折率が２．４）、ＬＥＤチップ１３および金属ナノ構造体４０の周囲の媒質を空気（屈折率が１）、金属ナノ構造体４０の金属材料をＡｇとし、ＬＥＤチップ１３の発光層からの光の放射方向をＺ軸方向としてある。ここで、図２（ｂ）はＹ＝０でのＸＺ断面における光強度分布を示し、図２（ｃ）はＺ＝０．３μｍでのＸＹ断面における光強度分布を示している。また、図２（ｂ），（ｃ）では、光強度の大きさ（任意単位）を色の違いとして示してあり、正の値と負の値とでは位相が逆になっていることを意味している。
【００２９】
図２（ｂ），（ｃ）より、金属ナノ構造体４０の近傍で光強度が局所的に増強されていることが分かる。要するに、図２（ｂ），（ｃ）より、ＬＥＤチップ１３からの光が表面プラズモン共鳴により増強されていることが分かる。ここで、図２（ａ）に示した構造モデルでは、発光層と金属ナノ構造体４０との間の媒質（つまり、光が伝搬する媒質）をＧａＮとしてあるが、当該媒質をレンズ部３０の材料（ガラス、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂など）としても本質的には同じ現象（表面プラズモン共鳴による光の増強）が起こり、また、発光層と金属ナノ構造体４０との距離に関係なく同じ現象が起こる。また、本実施形態の発光装置では、金属ナノ構造体４０を金属ナノロッドにより構成しているが、図４に示した発光装置のように金属ナノ構造体４０を球状の金属ナノ粒子により構成してもよい。
【００３０】
ところで、本実施形態の発光装置では、金属ナノ構造体４０にＬＥＤチップ１１〜１３の光が入射することにより表面プラズモン５０が励起され、表面プラズモン共鳴により特定の波長成分の光が特定の方向において強くなり、金属ナノ構造体４０への入射光が反射光に変化せずに金属ナノ構造体４０の表面に沿って伝達されるようになる。ここで、表面プラズモン共鳴に寄与する光の波長や進行方向は、金属ナノ構造体４０の配置間隔や形状により制御することが可能である。
【００３１】
したがって、各ＬＥＤチップ１１〜１３から放射される各主波長の光の位相分布を均等にして混色性を向上するには、図１に示すように、金属ナノロッドからなる金属ナノ構造体４０をレンズ部３０の光出射面に交差する方向へ突出させたり、図４に示すように、球状の金属ナノ粒子からなる金属ナノ構造体４０をレンズ部３０の光出射面に交差する方向で複数個（図示例では、２個）連ねた鎖状としレンズ部３０の光出射面に配置するのが望ましく、金属ナノ構造体４０を図１や図４のように配置することで、指向性制御（例えば、偏角配光制御など）を行うことも可能となる。ただし、金属ナノ構造体４０を金属ナノロッドとした方が、球状の金属ナノ粒子をレンズ部３０の光出射面に交差する方向に連ねる場合に比べて発光装置の製造が容易である。なお、金属ナノ構造体４０をレンズ部３０に配列する方法としては、例えば、金属ナノ構造体４０の配列パターンに応じたナノメータオーダの微細なパターンが施されたスタンプ（モールド）を用いて、あらかじめレンズ部３０の光出射面にプラスの帯電パターンを形成しておき、マイナスに帯電した金属ナノ構造体４０を気相で供給することで金属ナノ構造体４０とレンズ部３０との静電ポテンシャルに従って金属構造体４０を移動させて固着するようにしてもよいし、粒子表面間に働く力を利用した自己組織化と呼ばれる方法を採用してもよい。
【００３２】
上述の表面プラズモン５０の共鳴波長（吸収ピーク波長）は、金属ナノ構造体４０の金属材料の種類、金属ナノ構造体４０のサイズ（粒径、長軸長、短軸長、アスペクト比＝長軸長／短軸長など）、金属ナノ構造体４０に対するコーティング膜の有無、コーティング膜の誘電率などによって調整することができる。また、金属ナノ構造体４０の調整条件（形成条件）、形状などに依存する体積平均一次粒径および体積平均凝集径が大きくなるに従って、共鳴波長が変化する。
【００３３】
表面プラズモン５０の共鳴波長は、Ｍｉｅ理論（Mie theory）におけるＭｉｅ散乱の公式によって予測することができる。例えば、金属ナノ構造体４０の金属材料がＡｇ、Ａｕ、およびＣｕの場合の表面プラズモン５０の共鳴波長が、それぞれ、約４００ｎｍ、約５３０ｎｍ、および約５７０ｎｍである場合、金属材料がＡｕである金属ナノ構造体４０をＳｉＯ２膜でコーティングしたときの共鳴波長は約５１０ｎｍないし５４０ｎｍであり、金属材料がＡｕである金属ナノ構造体４０をＴｉＯ２膜でコーティングしたときの共鳴波長は約６４０ｎｍである。これは、金属ナノ構造体４０に接する媒質の誘電率が高くなるにつれて表面プラズモン５０の共鳴波長が長波長側（低フォトンエネルギ側）へシフトするからであり、ＴｉＯ２の方がＳｉＯ２に比べて誘電率が高いためである。また、金属材料がＡｇである金属ナノ構造体４０をＳｉＯ２膜でコーティングしたときの共鳴波長は約４２５ｎｍである。ただし、表面プラズモン５０の共鳴波長は、金属ナノ構造体４０の粒径が大きくなるにつれて長波長側へシフトする。
【００３４】
また、金属ナノ構造体４０を構成する金属ナノロッドの金属材料をＡｕとした場合、金属ナノロッドのアスペクト比(＝長軸長／短軸長)を制御することで、可視光線から近赤外光線（現状では、５３０ｎｍ〜１１００ｎｍ）までの任意の特定波長で表面プラズモン共鳴を起こすことが可能であり、金属ナノロッドの金属材料をＡｇとすれば、Ａｕの場合に比べて短波長側で表面プラズモン共鳴を起こすことが可能である。また、粒子の形状に異方性のある金属ナノロッドは、レンズ部３０の光出射面における配向を制御することにより、マクロな光学的性質を制御することが可能であり、球状の金属ナノ粒子に比べて指向性制御（配光制御）の点が有利である。また、金属ナノロッドは球状の金属ナノ粒子に比べて光の増強効果も強い。
【００３５】
なお、金属ナノ構造体４０を構成する金属ナノロッドや球状の金属ナノ粒子の形成方法としては、周知の形成方法を適宜採用すればよく、例えば、ＣＶＤ法、金属塩化物の還元・酸化・窒化法、水素中還元法、溶媒蒸着法、エピタキシャル成長法、ガス中蒸着法、レーザーアブレーション法、金属蒸気合成法、流動油上真空蒸着法）などの気相法や、コロイド法、水熱合成法、ゾル・ゲル法、中和分解法、加水分解法、化学沈殿法、共沈法、アトマイジング（噴霧・固化）法、逆ミセル法、エマルジョン法などの液相法や、再結晶法、熱分解法、焼成法、黒鉛化法、熱還元法、粉砕法などの固相法、などを適宜採用すればよい。
【００３６】
本実施形態では、各ＬＥＤチップ１１〜１３として例えば面発光型のＬＥＤチップを用いるとすれば、それぞれの放射光強度の放射角依存性がランバート（Lambert）型分布で近似される。したがって、主波長の異なる３種類の各ＬＥＤチップ１１，１２，１３それぞれの放射光強度が球状領域で均等であり、レンズ部３０に複数の金属ナノ構造体４０が設けられていないとすると、レンズ部３０の光出射面において３つの球状領域が重なる中央部（頂部の表面）では赤色ＬＥＤチップ１１からの放射光（赤色光）と緑色ＬＥＤチップ１２からの放射光（緑色光）と青色ＬＥＤチップ１３からの放射光（青色光）とが混色されて所望の白色光が得られ、３つの球状領域が重ならない周部では所望の混色光が得られない。
【００３７】
これに対して、本実施形態の発光装置では、複数種のＬＥＤチップ１１〜１３を覆うレンズ部３０に、各ＬＥＤチップ１１〜１３から放射される光により表面プラズモンが励起され表面プラズモン共鳴が起こる多数の金属ナノ構造体４０が設けられているので、各ＬＥＤチップ１１〜１３から放射される光により各金属ナノ構造体４０の表面に表面プラズモン５０が励起され表面プラズモン共鳴が起こるから、混色性を向上できるとともに各ＬＥＤチップ１１〜１３から放射された光の増強が可能となり、混色性を向上できて色むらの発生を抑制でき且つ光出力の向上を図れる。ここにおいて、本実施形態の発光装置では、金属ナノ構造体４０のサイズや配置をランダムにすることにより、各ＬＥＤチップ１１〜１３からの各主波長の光の出射方向が揃いやすくなり、混色性が向上する（なお、図１中の実線の矢印はＬＥＤチップ１１から放射された赤色の光、破線の矢印はＬＥＤチップ１２から放射された緑色の光、一点鎖線の矢印はＬＥＤチップ１３から放射された青色の光、それぞれの伝搬方向を模式的に示している）。ここで、本実施形態の発光装置では、例えば金属ナノロッドからなりサイズがランダム（アスペクト比を決定する長軸長や短軸長がランダム）な金属ナノ構造体４０をレンズ部３０の光出射面に配置すれば、表面プラズモン共鳴が起こる共鳴波長がランダムになり、混色性が向上する。また、図３に示すように、サイズの異なる金属ナノ構造体４０をマトリクス状にしてランダムに配置すれば、レンズ部３０の光出射面から出射する各主波長の光の伝搬方向が揃いやすくなり、混色性がより向上する。
【００３８】
また、本実施形態では、金属ナノ構造体４０を金属ナノロッドにより構成しているので、金属ナノ構造体４０が球状の金属ナノ粒子である場合に比べて、増強効果が強く、光出力の高出力化を図れる。また、金属ナノロッドのアスペクト比の制御により、指向性制御（例えば、偏角配光制御）や、増強波長の制御も可能となる。
【００３９】
以上説明した本実施形態の発光装置を照明器具の光源として用いれば、配光レンズの厚み寸法を小さくすることができ、色むらがなく且つ狭角配光が可能な照明器具の薄型化を図れる。
【００４０】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図３に示すように、金属ナノ構造体４０が、球状の金属ナノ粒子により構成され、レンズ部３０内に設けられている点が相違するだけである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、金属ナノ粒子からなる金属ナノ構造体４０を透光性材料からなるレンズ部３０に分散させてある。ここにおいて、金属ナノ構造体４０をレンズ部３０内に設けるには、例えば、予め精製した金属ナノ粒子からなる金属ナノ構造体４０を分散させた透光性材料（例えば、シリコーン樹脂など）によりレンズ部３０を形成すればよい。また、レンズ部３０を、ＬＥＤチップ１１〜１３を封止するレンズ状の封止部と、当該封止部を覆う光学部材とで構成する場合には、予め精製した金属ナノ粒子からなる金属ナノ構造体４０を分散させた透光性材料により光学部材を形成するようにしてもよいし、封止部の表面側に金属ナノ構造体４０を分散させた透光性材料を塗布するようにしてもよい。なお、レンズ部３０内に金属ナノ構造体４０を形成する方法として、例えば、負イオン注入法を採用してもよく、この場合には、深さ方向の空間制御性を高めることができる。
【００４２】
以上説明した本実施形態の発光装置では、空気中の水分や酸素の吸着や、金属ナノ構造体４０の形状変化、融着、凝集などに起因した金属ナノ構造体４０の劣化を防止することができる。
【００４３】
（実施形態３）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、実装基板２０としてＬＥＤチップ１１〜１３およびレンズ部３０を収納する収納凹所が形成されたものを用いており、実装基板２０の収納凹所を閉塞する形で実装基板２０に気密的に固着されるガラス基板６０の光出射面に金属ナノ構造体４０を設けてある点が相違する。要するに、本実施形態では、ガラス基板６０が、金属構造体４０が設けられた透明体を構成している。ここにおいて、実装基板２０における上記収納凹所の内面には、各ＬＥＤチップ１１〜１３からの光を反射する反射膜が適宜設けられている。なお、他の構成は実施形態１と同様なので、説明を省略する。
【００４４】
ところで、上述の各実施形態では、互いに主波長の異なる複数種のＬＥＤチップ１１〜１３として赤色ＬＥＤチップ１１と緑色ＬＥＤチップ１２と青色ＬＥＤチップ１３とを備え、所望の混色光として白色光を得るようにしているが、発光装置を構成するＬＥＤチップの主波長の組み合わせや数は特に限定するものではなく、所望の混色光に応じて適宜設定すればよい。
【００４５】
また、各ＬＥＤチップ１１〜１３と実装基板２０との線膨張率差が比較的大きい場合には、各ＬＥＤチップ１１〜１３を、各ＬＥＤチップ１１〜１３と実装基板２０との線膨張率の差に起因して各ＬＥＤチップ１１〜１３に働く応力を緩和するサブマウント部材を介して実装基板２０に実装するようにしてもよい。ここで、サブマウント部材は、各ＬＥＤチップ１１〜１３ごとに１つずつ設けてもよいが、複数種のＬＥＤチップ１１〜１３に対して１つだけ設けるようにした方が部品点数の削減および発光装置全体の小型化の点で有利である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  ＬＥＤチップ（赤色ＬＥＤチップ）
１２  ＬＥＤチップ（緑色ＬＥＤチップ）
１３  ＬＥＤチップ（青色ＬＥＤチップ）
２０  実装基板
３０  レンズ部（透明体）
４０  金属ナノ構造体
５０  表面プラズモン
６０  ガラス基板（透明体）
【図１】
2010192829.tif 000003
【図３】
2010192829.tif 000004
【図４】
2010192829.tif 000005
【図５】
2010192829.tif 000006
【図６】
2010192829.tif 000007
【図７】
2010192829.tif 000008
【図８】
2010192829.tif 000009
【図２】
2010192829.tif 000010