(57)【要約】【課題】発光素子からの光を波長変換して外部に放出する構成を有し、かつ、色ムラの発生を抑制できる発光装置および照明用光源を提供すること。【解決手段】透光性を有する基板２１と、基板２１の主面に配置されたＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２を封止する封止部材２３であって、ＬＥＤ２２が発する光の波長を変換する第一波長変換材２３ａを含む封止部材２３と、基板２１の主面とは反対側の面である裏面の、ＬＥＤ２２に対向する位置に陥凹状に設けられた凹部２４であって、ＬＥＤ２２から発せられ基板２１の内部を透過した光の波長を変換する第二波長変換材２５を収容する凹部２４とを備える。【選択図】図４
2014110301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記基板の主面に配置された発光素子と、
前記発光素子を封止する封止部材であって、前記発光素子が発する光の波長を変換する第一波長変換材を含む封止部材と、
前記基板の前記主面とは反対側の面である裏面の、前記発光素子に対向する位置に陥凹状に設けられた凹部であって、前記発光素子から発せられ前記基板の内部を透過した光の波長を変換する第二波長変換材を収容する凹部と
を備える発光装置。
【請求項２】
前記凹部の開口の、前記基板の厚み方向と直交する平面における大きさは、前記基板を前記主面の方向から透視した場合において、前記発光素子を含む大きさである
請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記基板の前記主面には、複数の前記発光素子が配置されており、
前記凹部は、前記基板の前記裏面における、複数の前記発光素子のそれぞれに対向する位置に設けられている
請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
前記基板の前記主面には、複数の前記発光素子が配置されており、
前記凹部は、複数の前記発光素子のうちの少なくとも２つの前記発光素子の並び方向に沿って、前記裏面に長尺状に設けられている
請求項１または２記載の発光装置。
【請求項５】
前記第一波長変換材と前記第二波長変換材とは同一の材料であり、
前記封止部材は、前記第一波長変換材を含む波長変換材含有樹脂で形成されており、
前記凹部には、前記波長変換材含有樹脂が収容されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記凹部の内面に、複数の凹形状または凸形状が並ぶことで形成された凹凸部が形成されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置と、
透光性のグローブと、
前記グローブの内方に向かって延びるように設けられた支柱とを備え、
前記発光装置は、前記グローブ内に配置されるように前記支柱に固定されている
照明用光源。
【請求項８】
前記支柱は、透光性を有する
請求項７記載の照明用光源。
【請求項９】
前記支柱は、前記支柱の端面が、前記基板の前記裏面の、少なくとも１つの前記凹部を含む領域に接続されている状態で、前記発光装置を固定している
請求項８記載の照明用光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子等の発光素子を備える発光装置および照明用光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子は、高効率および長寿命であることから、各種ランプの新しい光源として期待されており、ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプの研究開発が進められている。
【０００３】
ＬＥＤランプとしては、電球形蛍光灯および白熱電球に代替する電球形のＬＥＤランプ（電球形ＬＥＤランプ）、あるいは、直管形蛍光灯に代替する直管形のＬＥＤランプ（直管形ＬＥＤランプ）等がある。例えば、特許文献１には、従来の電球形ＬＥＤランプが開示されている。また、特許文献２には、従来の直管形ＬＥＤランプが開示されている。
【０００４】
ＬＥＤランプでは、光源として、基板上に複数のＬＥＤが実装されてなるＬＥＤモジュール（発光装置）が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１３７１７号公報
【特許文献２】特開２００９−０４３４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、発光特性や外観を白熱電球に模した構成の電球形ＬＥＤランプが検討されている。例えば、白熱電球に用いられるグローブ（ガラスバルブ）を用いて、当該グローブ内の中心位置にＬＥＤモジュールを中空状態で保持する構成の電球形ＬＥＤランプが提案されている。
【０００７】
より具体的には、グローブの開口からグローブの中心に向かって延設された支柱（ステム）を用いて、この支柱の頂部にＬＥＤモジュールを固定する。ＬＥＤモジュールは、例えば、基板と、基板の表面に複数列で実装された複数のＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを列毎に一括封止する封止部材とを備えている。なお、封止部材としては、例えば蛍光体含有樹脂が用いられる。
【０００８】
このような構造のＬＥＤモジュールにおいて、例えば各ＬＥＤチップからの青色光は、封止部材の蛍光体によって波長変換がなされ、その結果、封止部材からは白色光が発せられる。
【０００９】
このとき、基板が透明でない場合であっても、例えば当該基板の裏面全体が支柱等によって覆われていない場合、各ＬＥＤチップからの青色光の一部が基板を透過し基板の裏面から外方に放出される場合がある。この場合、ＬＥＤモジュールからの発光における色ムラが観察される。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を考慮し、発光素子からの光を波長変換して外部に放出する構成を有し、かつ、色ムラの発生を抑制できる発光装置および照明用光源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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る発光装置は、透光性を有する基板と、前記基板の主面に配置された発光素子と、前記発光素子を封止する封止部材であって、前記発光素子が発する光の波長を変換する第一波長変換材を含む封止部材と、前記基板の前記主面とは反対側の面である裏面の、前記発光素子に対向する位置に陥凹状に設けられた凹部であって、前記発光素子から発せられ前記基板の内部を透過した光の波長を変換する第二波長変換材を収容する凹部とを備える。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る発光装置において、前記凹部の開口の、前記基板の厚み方向と直交する平面における大きさは、前記基板を前記主面の方向から透視した場合において、前記発光素子を含む大きさであるとしてもよい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る電球形ランプにおいて、前記基板の前記主面には、複数の前記発光素子が配置されており、前記凹部は、前記基板の前記裏面における、複数の前記発光素子のそれぞれに対向する位置に設けられているとしてもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る発光装置において、前記基板の前記主面には、複数の前記発光素子が配置されており、前記凹部は、複数の前記発光素子のうちの少なくとも２つの前記発光素子の並び方向に沿って、前記裏面に長尺状に設けられているとしてもよい。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る発光装置において、前記第一波長変換材と前記第二波長変換材とは同一の材料であり、前記封止部材は、前記第一波長変換材を含む波長変換材含有樹脂で形成されており、前記凹部には、前記波長変換材含有樹脂が収容されているとしてもよい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る発光装置において、前記凹部の内面に、複数の凹形状または凸形状が並ぶことで形成された凹凸部が形成されているとしてもよい。
【００１７】
また、発明の一態様に係る照明用光源は、上記いずれかの態様の発光装置と、透光性のグローブと、前記グローブの内方に向かって延びるように設けられた支柱とを備え、前記発光装置は、前記グローブ内に配置されるように前記支柱に固定されている。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る照明用光源において、前記支柱は、透光性を有するとしてもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る照明用光源において、前記支柱は、前記支柱の端面が、前記基板の前記裏面の、少なくとも１つの前記凹部を含む領域に接続されている状態で、前記発光装置を固定しているとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発光素子からの光を波長変換して外部に放出する構成を有し、かつ、色ムラの発生を抑制できる発光装置および照明用光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施の形態に係る電球形ランプの正面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る電球形ランプの分解斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る電球形ランプの断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係るＬＥＤモジュールの構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態の変形例１に係るＬＥＤモジュールの構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態の変形例２に係るＬＥＤモジュールの構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態の変形例３に係るＬＥＤモジュールと支柱との対応関係を示す図である。
【図８】図８は、内面に凹凸部を備える凹部の断面形状の一例を示す図である。
【図９】図９は、凹部の、曲線を含む断面形状の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【００２３】
また、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２４】
［電球形ランプの全体構成］
まず、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ１の全体構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、実施の形態に係る電球形ランプ１の正面図である。図２は、実施の形態に係る電球形ランプ１の分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る電球形ランプ１の断面図である。
【００２６】
なお、図１において、紙面上下方向に沿って描かれた一点鎖線は電球形ランプ１のランプ軸Ｊ（中心軸）を示している。ランプ軸Ｊとは、電球形ランプ１を照明装置（不図示）のソケットに取り付ける際の回転中心となる軸であり、口金３０の回転軸と一致している。
【００２７】
電球形ランプ１は、照明用光源の一例であり、電球形蛍光灯または白熱電球の代替品となる電球形ＬＥＤランプである。
【００２８】
また、図３において、点灯回路８０については断面図ではなく正面図である。
【００２９】
電球形ランプ１は、透光性のグローブ１０と、光源であるＬＥＤモジュール２０と、ランプ外部から電力を受ける口金３０と、支柱４０と、支持板５０と、樹脂ケース６０と、リード線７０と、点灯回路８０とを備える。
【００３０】
電球形ランプ１は、グローブ１０と樹脂ケース６０と口金３０とによって外囲器が構成されている。
【００３１】
以下、本実施の形態に係る電球形ランプ１の各構成要素について説明する。
【００３２】
［グローブ］
グローブ１０は、ＬＥＤモジュール２０を収納するとともに、ＬＥＤモジュール２０からの光をランプ外部に透過させる透光性カバーである。グローブ１０の内面に入射したＬＥＤモジュール２０の光は、グローブ１０を透過してグローブ１０の外部へと取り出される。
【００３３】
本実施の形態におけるグローブ１０は、ＬＥＤモジュール２０からの光に対して透明な材料から構成されている。このようなグローブ１０としては、例えば、可視光に対して透明なシリカガラス製のガラスバルブ（クリアバルブ）が採用される。
【００３４】
この場合、グローブ１０内に収納されたＬＥＤモジュール２０は、グローブ１０の外側から視認することができる。
【００３５】
なお、グローブ１０は、必ずしも可視光に対して透明である必要はなく、グローブ１０に光拡散機能を持たせてもよい。例えば、シリカや炭酸カルシウム等の光拡散材を含有する樹脂や白色顔料等をグローブ１０の内面または外面の全面に塗布することによって乳白色の光拡散膜を形成してもよい。また、グローブ１０の材質としては、ガラス材に限らず、アクリル（ＰＭＭＡ）またはポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂等による樹脂材を用いてもよい。
【００３６】
［ＬＥＤモジュール］
ＬＥＤモジュール２０は、発光素子の一例であるＬＥＤ（ＬＥＤチップ）２２を有し、リード線７０を介してＬＥＤ２２に電力が供給されることにより発光する発光モジュール（発光装置）である。
【００３７】
ＬＥＤモジュール２０は、支柱４０によってグローブ１０内で保持されている。
【００３８】
ＬＥＤモジュール２０は、グローブ１０によって形成される球形状の中心位置（例えば、グローブ１０の内径が大きい径大部分の内部）に配置されることが好ましい。
【００３９】
このように、グローブ１０の中心位置にＬＥＤモジュール２０が配置されることにより、電球形ランプ１の配光特性は、従来のフィラメントコイルを用いた一般的な白熱電球と近似した配光特性となる。
【００４０】
また、本実施の形態のＬＥＤモジュール２０は、透光性を有する基板２１と、基板２１の主面に配置されたＬＥＤ２２と、第一波長変換材２３ａを含み、ＬＥＤ２２を封止する封止部材２３と、基板２１の主面とは反対側の面である裏面に陥凹状に設けられた、第二波長変換材２５を収容する凹部２４とを備える。
【００４１】
基板２１は、例えば厚さ１ｍｍ程度の基板である。本実施の形態では、光の反射率が比較的に高い（例えば７０％以上）白色アルミナ基板が基板２１として採用される。
【００４２】
なお、ＬＥＤモジュール２０が備える基板２１の素材はアルミナに限定されない。例えば、窒化アルミニウムからなる透光性セラミックス基板、透明なガラス基板、水晶からなる基板、サファイア基板、または樹脂製の基板などが基板２１として採用され得る。
【００４３】
また、リジッド基板ではなく、フレキシブル基板、またはリジッドフレキシブル基板を基板２１として採用することもできる。
【００４４】
また、本実施の形態では、図１および図２に示すように、基板２１の主面に複数のＬＥＤ２２が４列に並べられており、これに対応して、主面側に４列の封止部材２３が設けられている。
【００４５】
なお、封止部材２３の列数は２に限定されない。例えば、１または３以上の列に並べられたＬＥＤ２２に対応して、１列または３列以上の封止部材２３が基板２１に配置されてもよい。
【００４６】
また、封止部材２３に含まれる第一波長変換材２３ａ、および、凹部２４に収容された第二波長変換材２５のそれぞれは、ＬＥＤ２２が発する光の波長を変換する材料である。
【００４７】
本実施の形態のＬＥＤモジュール２０は、これら封止部材２３および凹部２４が配置されていることで、ＬＥＤモジュール２０からの発光における色ムラの発生を抑制している。
【００４８】
ＬＥＤモジュール２０の構成の詳細については、図４を用いて後述する。
【００４９】
［口金］
口金３０は、ＬＥＤモジュール２０のＬＥＤを発光させるための電力を電球形ランプ１の外部から受ける受電部である。口金３０は、二接点によって交流電力を受電し、口金３０で受電した電力はリード線を介して点灯回路８０の電力入力部に入力される。
【００５０】
例えば、口金３０には商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から交流電力が供給される。具体的には、口金３０は、照明器具（照明装置）のソケットに取り付けられてソケットから交流電力を受ける。これにより、電球形ランプ１（ＬＥＤモジュール２０）が点灯する。
【００５１】
口金３０の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、ねじ込み型のエジソンタイプ（Ｅ型）の口金を用いている。また、口金３０と採用されるＥ型の口金としては、例えば、Ｅ２６形、Ｅ１７形、またはＥ１６形等がある。
【００５２】
［支柱］
支柱４０は、グローブ１０の開口部１１の近傍からグローブ１０の内方に向かって延びるように設けられた金属製のステム（金属支柱）である。
【００５３】
支柱４０は、グローブ１０内でＬＥＤモジュール２０を支持する支持部材として機能する。支柱４０の一端はＬＥＤモジュール２０に接続され、他端は支持板５０に接続されている。
【００５４】
支柱４０は、ＬＥＤモジュール２０で発生する熱を口金３０側に放熱させるための放熱部材としても機能する。従って、支柱４０を熱伝導率の高い金属材料、例えば熱伝導率が約２３７［Ｗ／ｍ・Ｋ］のアルミニウム（Ａｌ）を主成分として構成することで、支柱４０による放熱効率を高めることができる。
【００５５】
その結果、温度上昇によるＬＥＤ２２の発光効率および寿命の低下を抑制することができる。
【００５６】
支柱４０の金属材料としては、アルミニウム合金の他に、銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）等が採用されてもよい。また、支柱４０の素材として金属ではなく樹脂が採用されてもよい。
【００５７】
例えば、支柱４０の素材として、アクリルまたは透明セラミックス等の透明性の高い材料が採用された場合、ＬＥＤモジュール２０から発せられた光を、支柱４０を透過させてグローブ１０の外方に放出させることも可能である。
【００５８】
また、支柱４０として、樹脂等からなる支柱の表面に金属膜を形成したものが採用されてもよい。
【００５９】
支柱４０は、本実施の形態では断面積が一定の円柱状の部材である。支柱４０は、ＬＥＤモジュール２０が固定される端面４５を有し、この端面４５がＬＥＤモジュール２０の基板２１の裏面と当接してＬＥＤモジュール２０を支持する。
【００６０】
具体的には、ＬＥＤモジュール２０と支柱４０の端面４５とは、例えばシリコーン樹脂等の樹脂の接着剤により接着される。
【００６１】
このように、本実施の形態では、ＬＥＤモジュール２０は、基板２１の裏面が支柱４０の端面４５と当接した状態で支柱４０に支持されている。これにより、ＬＥＤモジュール２０の放熱効率が高められ、その結果、温度上昇によるＬＥＤ２２の発光効率の低下および寿命の低下を抑制することができる。
【００６２】
なお、支柱４０の形状は円柱状に限定されず、例えば角柱状でもよい。また、例えば、支柱４０のＬＥＤモジュール２０側の端部が、ＬＥＤモジュール２０に近づくに従って断面積が大きくなるような形状であってもよい。
【００６３】
［支持板］
支持板５０は、支柱４０を支持する部材であり、樹脂ケース６０に固定されている。支持板５０は、グローブ１０の開口部１１の開口端に接続されてグローブ１０の開口部１１を塞ぐように配置されている。
【００６４】
具体的には、支持板５０は、周縁に段差部を有する円盤状部材であり、その段差部にはグローブ１０の開口部１１の開口端が当接されている。そして、この段差部において、支持板５０と樹脂ケース６０とグローブ１０の開口部１１の開口端とは、接着剤によって固着されている。
【００６５】
支持板５０は、支柱４０と同様に、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料により構成されることで、支持板５０による支柱４０を熱伝導したＬＥＤモジュール２０の熱の放熱効率が高められる。その結果、温度上昇によるＬＥＤの発光効率の低下および寿命の低下をさらに抑制することができる。なお、支持板５０と支柱４０とは同一の金型により一体的に成形されていてもよい。
【００６６】
［樹脂ケース］
樹脂ケース６０は、支柱４０と口金３０とを絶縁すると共に点灯回路８０を収納するための絶縁ケース（回路ホルダ）である。樹脂ケース６０は、大径円筒状の第１ケース部６１と、小径円筒状の第２ケース部６２とから構成されている。樹脂ケース６０は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）によって成形されている。
【００６７】
第１ケース部６１の外表面は外気に露出しているので、樹脂ケース６０に伝導した熱は、主に第１ケース部６１から放熱される。第２ケース部６２は、外周面が口金３０の内周面と接触するように構成されており、第２ケース部６２の外周面には口金３０と螺合するための螺合部が形成されている。
【００６８】
［リード線］
２本のリード線７０は、ＬＥＤモジュール２０を点灯させるための電力を点灯回路８０からＬＥＤモジュール２０に供給するためのリード線対である。リード線７０として、例えば銅線等の針金状の金属電線が絶縁性樹脂で被覆された電線が採用される。
【００６９】
各リード線７０は、グローブ１０内に配置され、一端がＬＥＤモジュール２０の外部端子と電気的に接続され、他端が点灯回路８０の電力出力部と電気的に接続されている。言い換えると、当該他端は口金３０と電気的に接続されている。
【００７０】
［点灯回路］
点灯回路８０は、ＬＥＤモジュール２０のＬＥＤを点灯させるための駆動回路（回路ユニット）であり、樹脂ケース６０によって覆われている。点灯回路８０は、口金３０から給電された交流電力を直流電力に変換し、２本のリード線７０を介して変換後の直流電力をＬＥＤモジュール２０のＬＥＤに供給する。
【００７１】
点灯回路８０は、例えば、回路基板と、回路基板に実装された複数の回路素子（電子部品）とによって構成される。回路基板は、金属配線がパターン形成されたプリント基板であり、当該回路基板に実装された複数の回路素子同士を電気的に接続する。本実施の形態において、回路基板は、複数の回路素子が配置された主面がランプ軸と直交する姿勢で配置されている。
【００７２】
また、複数の回路素子は、例えば、各種コンデンサ、抵抗素子、整流回路素子、コイル素子、チョークコイル（チョークトランス）、ノイズフィルタ、ダイオード、または集積回路素子などで構成される。
【００７３】
なお、電球形ランプ１は、必ずしも点灯回路８０を備える必要はない。例えば、照明器具または電池等から電球形ランプ１に直接直流電力が供給される場合には、電球形ランプ１は、点灯回路８０を備えなくてもよい。また、点灯回路８０は、平滑回路に限られるものではなく、調光回路および昇圧回路等を適宜選択し組み合わせることで構成することができる。
【００７４】
［ＬＥＤモジュールの構成の詳細］
次に、本実施の形態に係るＬＥＤモジュール２０の特徴的な構成について、図４を用いて説明する。
【００７５】
図４は、実施の形態に係るＬＥＤモジュール２０の構成を示す図である。
【００７６】
なお、図４の（ａ）は、ＬＥＤモジュール２０の上面図（ＬＥＤモジュール２０を、主面側（Ｚ軸正の側）から見た図）である。図４の（ｂ）は、ＬＥＤモジュール２０の、図４の（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。図４の（ｃ）は、ＬＥＤモジュール２０の、図４の（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【００７７】
ＬＥＤモジュール２０において、１列に並べられた複数のＬＥＤ２２は、図示しない配線で例えば直列に接続されており、その両端に設けられた電極を介して通電することで発光する。
【００７８】
また、これらＬＥＤ２２のそれぞれは、単色の可視光を発するベアチップであり、透光性のダイアタッチ剤（ダイボンド剤）によって基板２１の主面にダイボンディングされている。つまり、本実施の形態に係るＬＥＤモジュール２０は、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）構造である。
【００７９】
各ＬＥＤ２２としては、例えば青色光を発光する青色ＬＥＤチップが採用される。青色ＬＥＤチップとしては、例えばＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム系の半導体発光素子が用いられる。
【００８０】
封止部材２３は、１列に並べられた複数のＬＥＤ２２を一括封止するとともに、ＬＥＤ２２が発する光の波長を変換する第一波長変換材２３ａを有する。
【００８１】
本実施の形態において、封止部材２３は、所定の樹脂の中に、第一波長変換材２３ａとして所定の蛍光体粒子が含有された蛍光体含有樹脂によって形成されている。
【００８２】
なお、所定の樹脂としては、例えばシリコーン樹脂等の透光性材料が採用される。また、所定の蛍光体粒子としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子が採用される。
【００８３】
この黄色蛍光体粒子は、ＬＥＤ２２からの青色光によって励起されると黄色光を放出する。その結果、当該黄色光とＬＥＤ２２からの青色光とによって得られる白色光が放出される。
【００８４】
ここで、基板２１として、上述のように、白色アルミナ基板が基板２１として採用された場合、基板２１は透明ではないが、透光性を有しており、かつ、厚みも１ｍｍ程度である。
【００８５】
そのため、主面に配置されたＬＥＤ２２からの青色光が基板２１を透過して裏面から放出される。具体的には、ＬＥＤ２２から基板２１に向かう光、および、封止部材２３内において拡散または反射した光が基板２１内に進入する。
【００８６】
なお、例えば厚さ１ｍｍで光の反射率が９４％の白色アルミナ基板の場合、主面側の光束と裏面側の光束との比は、約９５：５である。また、例えば厚さ０．６３５ｍｍで光の反射率が８８％の白色アルミナ基板の場合、主面側の光束と裏面側の光束との比は、約９３：７である。
【００８７】
また、基板２１内に進入した光は、例えば基板２１を構成するアルミナ多結晶体の結晶粒界で散乱されて、基板２１の裏面から外部に放出される。その結果、基板２１の裏面に何ら対策を施さないと仮定した場合、基板２１の裏面から漏れる青色光が、封止部材２３を介して放出される白色光に混じることで、外観上、ＬＥＤモジュール２０からの発光における色ムラが観察される。
【００８８】
しかしながら、本実施の形態のＬＥＤモジュール２０では、基板２１の裏面に凹部２４が配置されている。
【００８９】
凹部２４は、基板２１の裏面の、ＬＥＤ２２に対向する位置に設けられており、当該ＬＥＤ２２から発せられ基板２１の内部を透過した光の波長を変換する第二波長変換材２５を収容している。
【００９０】
なお、本実施の形態における凹部２４には、所定の樹脂の中に、第二波長変換材２５として所定の蛍光体粒子が含有された蛍光体含有樹脂が収容されている。
【００９１】
具体的には、本実施の形態では、凹部２４には、封止部材２３と同じく、例えば、シリコーン樹脂等の透光性材料にＹＡＧ系の黄色蛍光体粒子が含有された蛍光体含有樹脂が収容されている。
【００９２】
すなわち、基板２１の内部を経由して凹部２４に到達した青色光は、第二波長変換材２５である黄色蛍光体粒子によって白色光に変換され、凹部２４の開口から外部に放出される。その結果、ＬＥＤモジュール２０からの発光における色ムラの発生が抑制される。
【００９３】
また、本実施の形態では、図２および図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、凹部２４は、基板２１の裏面における、複数のＬＥＤ２２のそれぞれに対向する位置に設けられている。
【００９４】
つまり、基板２１では、主面の複数のＬＥＤ２２の各々に対応して、裏面に凹部２４が設けられている。
【００９５】
その結果、例えば、第二波長変換材２５を含む材料（波長変換材含有材料）を、マトリクス状に並べられた複数のＬＥＤ２２の裏側の位置を一括して覆うように配置するよりも、波長変換材含有材料の内部での光の損失が減少し、基板２１の裏面における光の取出し効率が向上する。
【００９６】
また、複数のＬＥＤ２２の各々に対応して配置される波長変換材含有材料の量および厚み等が、凹部２４の内面の形状および大きさによって規制される。つまり、複数の凹部２４それぞれの波長変換材含有材料の量等が均一化される。その結果、各凹部２４から放出される光の色の均一化が図られる。
【００９７】
また、基板２１の凹部２４が形成された部分は、他の部分よりも薄くなるため、当該他の部分よりも光の透過率が向上する。そのため、基板２１として比較的に安価な白色アルミナ基板を採用した場合であっても、基板２１の裏面側における光束を増加させることができる。
【００９８】
つまり、基板２１に、第二波長変換材２５が収容された凹部２４を配置することによる効果は、基板２１の裏面からの青色光の漏れ出しを抑制することができる、と表現することもでき、基板２１の裏面から放出される白色光の光束を増加させることができる、と表現することもできる。
【００９９】
また、波長変換材含有材料は、基板２１の裏面に陥凹状に設けられた凹部２４に、完全に埋め込むことが可能であるため、波長変換材含有材料を基板２１の裏面から突出させない状態で配置することができる。簡単にいうと、基板２１の裏面を実質的に平面に維持することが可能である。
【０１００】
そのため、ＬＥＤモジュール２０を、比較的大きな端面４５を有する支柱４０に取り付けることが可能である。この場合、ＬＥＤモジュール２０と支柱４０との接触面積が増加するため、例えば支柱４０による放熱効率がさらに向上される。
【０１０１】
なお、封止部材２３を形成する材料と、凹部２４に収容された材料とが同一である必要はなく、例えば、これら材料が含有する蛍光体または樹脂の種類または濃度が異なっていてもよい。
【０１０２】
また、凹部２４に収容される蛍光体含有樹脂に含まれる蛍光体粒子の濃度を調節すること、または、凹部２４の容積（凹部２４に収容される蛍光体含有樹脂の量）等を調節することなどによって、凹部２４から放出される光の色を調整することができる。
【０１０３】
例えば生産コストの抑制等の観点から、封止部材２３を形成する材料、および凹部２４内に配置する材料として同一の蛍光体含有樹脂を用いる場合、凹部２４の容積を調節することで、凹部２４を介して放出される光の色を調節することができる。例えば、凹部２４の深さ調節することで、基板２１の裏面側から放出される光の色を、基板２１の主面側から放出される光の色により近づけることが可能である。
【０１０４】
また、封止部材２３および凹部２４に収容される材料の素材の一部として、上記のシリコーン樹脂等の透光性材料ではなく、フッ素系樹脂等の有機材を用いてもよく、低融点ガラスまたはゾルゲルガラス等の無機材等を用いてもよい。また、封止部材２３および凹部２４に収容される材料の内部に、シリカ粒子等の光拡散材が分散されていてもよい。
【０１０５】
さらに、本実施の形態では、図４の（ａ）に示すように、凹部２４の開口（図４の（ａ）において点線の矩形で表されている。）の基板２１の厚み方向と直交する平面（ＸＹ平面）における大きさは、基板２１を主面の方向から透視した場合において、ＬＥＤ２２を含む大きさである。
【０１０６】
つまり、基板２１の裏面において、ＬＥＤ２２の下方に相当する領域を覆うように、凹部２４が設けられている。そのため、基板２１の裏面からの青色光の漏れ出しがより確実に抑制される。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態に係るＬＥＤモジュール２０は、透光性を有する基板２１と、基板２１の主面に配置されたＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２を封止する封止部材２３と、基板２１の裏面の、封止部材２３に対向する位置に設けられた凹部２４とを備える。
【０１０８】
封止部材２３は、ＬＥＤ２２が発する光の波長を変換する第一波長変換材２３ａを含み、凹部２４は、ＬＥＤ２２から発せられ基板２１の内部を透過した光の波長を変換する第二波長変換材２５を収容している。
【０１０９】
ＬＥＤモジュール２０は、上記構成を採用することで、基板２１の裏面側から放出される光の色を、基板２１の主面側から放出される光、つまり、封止部材２３から放出される光の色に合わせこむことが可能となる。その結果、ＬＥＤモジュール２０からの発光における色ムラの発生が抑制される。
【０１１０】
また、基板２１として白色アルミナ基板等の安価な白色基板を用いることで、低コスト化を実現しつつ、かつ、色ムラの発生が抑制されたＬＥＤモジュール２０を得ることができる。
【０１１１】
また、封止部材２３を形成する材料と凹部２４に収容される材料とを共通化（例えば、上述の蛍光体含有樹脂）した場合、例えば、ＬＥＤモジュール２０の生産コストの抑制または生産効率の向上等が図られる。
【０１１２】
また、第二波長変換材２５を含む材料は、基板２１の裏面において凹部２４に収容されるため、基板２１の裏面に接続される支柱の端面の大きさおよび形状、ならびに接続位置についての自由度が高いＬＥＤモジュール２０の提供が可能である。
【０１１３】
また、本実施の形態の電球形ランプ１は、ＬＥＤモジュール２０と、透光性のグローブ１０と、グローブ１０の内方に向かって延びるように設けられた支柱４０とを備え、ＬＥＤモジュール２０は、グローブ１０内に配置されるように支柱４０に固定されている。
【０１１４】
この構成により、例えば、白熱電球に近似した配光特性を有する電球形ランプ１が実現される。
【０１１５】
（変形例１）
次に、実施の形態の変形例１について、図５を用いて説明する。
【０１１６】
図５は、実施の形態の変形例１に係るＬＥＤモジュール２０ａの構成を示す図である。
【０１１７】
なお、図５の（ａ）は、ＬＥＤモジュール２０ａの部分的な上面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
【０１１８】
図５に示す変形例１に係るＬＥＤモジュール２０ａは、実施の形態に係るＬＥＤモジュール２０とは異なり、凹部２４ａが、複数のＬＥＤ２２の並び方向に沿って、基板２１の裏面に長尺状に設けられている。
【０１１９】
つまり、１列に並べられた複数のＬＥＤ２２を一括して封止する封止部材２３に対向する位置に、封止部材２３と同じ方向に長尺状の凹部２４ａが設けられている。この場合は凹部２４ａは、基板２１の裏面に設けられた溝と表現することもできる。
【０１２０】
基板２１の裏面に、図５に示す凹部２４ａを設けることで、例えば、封止部材２３内において拡散または反射して基板２１内に進入した光が、波長変換されずに基板２１の裏面から放出されることが抑制される。
【０１２１】
（変形例２）
次に、実施の形態の変形例２について、図６を用いて説明する。
【０１２２】
図６は、実施の形態の変形例１に係るＬＥＤモジュール２０ｂの構成を示す図である。
【０１２３】
なお、図６の（ａ）は、ＬＥＤモジュール２０ｂの部分的な上面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。
【０１２４】
図６に示す変形例２に係るＬＥＤモジュール２０ｂでは、上面から基板２１を透視した場合において、凹部２４ｂが、隣接する２つの封止部材２３をまたぐように基板２１の裏面に配置されている。
【０１２５】
つまり、変形例２に係るＬＥＤモジュール２０ｂでは、凹部２４ｂが、Ｙ軸方向に並んだ２つのＬＥＤ２２の並び方向に沿って、基板２１の裏面に長尺状に設けられている。これにより、封止部材２３内において拡散または反射して基板２１内に進入した光が、波長変換されずに基板２１の裏面から放出されることが抑制される。
【０１２６】
なお、凹部２４ｂは、Ｙ軸方向に並んだ４つのＬＥＤ２２の並び方向に沿って、基板２１の裏面に長尺状に設けられていてもよい。つまり、上面から基板２１を透視した場合において、凹部２４ｂが４つの封止部材２３をまたぐように基板２１の裏面に配置されていてもよい。
【０１２７】
このように凹部２４ｂを配置した場合であっても、基板２１の裏面を実質的に平面に維持することは可能であるため、支柱４０の端面４５を、基板２１の裏面の例えば中央部分に接着剤等によって接続することは可能である。
【０１２８】
以上、実施の形態の変形例１および２として説明したように、基板２１の裏面に配置される凹部（２４ａ、２４ｂ）は、複数のＬＥＤ２２のうちの少なくとも２つのＬＥＤ２２の並び方向に沿って、基板２１の裏面に長尺状に設けられていてもよい。
【０１２９】
つまり、基板２１の裏面において、凹部は、複数のＬＥＤ２２のそれぞれに対応して１つずつ設ける必要はなく、２以上のＬＥＤ２２に対応して１つの凹部が設けられていてもよい。
【０１３０】
これにより、例えば、隣接する２つのＬＥＤ２２の間の領域の裏側にも、第二波長変換材２５が配置されるため、基板２１の裏面からの青色光の漏れ出しがより確実に抑制される。また、基板２１の裏面側への第二波長変換材２５の配置に係る作業効率が向上される。
【０１３１】
（変形例３）
次に、実施の形態の変形例３について、図７を用いて説明する。
【０１３２】
図７は、実施の形態の変形例３に係るＬＥＤモジュール２０と支柱４０ａとの対応関係を示す図である。
【０１３３】
なお、図７の（ａ）は、ＬＥＤモジュール２０の下面図（ＬＥＤモジュール２０を、裏面側（Ｚ軸負の側）から見た図）であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す図である。
【０１３４】
図７に示す変形例３に係るＬＥＤモジュール２０は、実施の形態における支柱４０より直径ｄの大きな支柱４０ａと接続されている。
【０１３５】
そのため、図７の（ａ）に示すように、基板２１の裏面における、支柱４０ａの端面と接触する領域である支柱接触領域２１ａに、１以上の凹部２４が含まれている。つまり、支柱４０ａは、支柱４０ａの端面が、基板２１の裏面の、少なくとも１つの凹部２４を含む支柱接触領域２１ａに接続されている状態で、ＬＥＤモジュール２０を固定している。
【０１３６】
すなわち、上述のように、第二波長変換材２５を含む材料は、凹部２４に収容されているため、このように、支柱接触領域２１ａに１以上の凹部２４が含まれる場合であっても、平面の端面を有する支柱４０ａと基板２１とを接着剤等で接続することは可能である。
【０１３７】
ここで、支柱４０ａが透光性を有する場合、具体的には、支柱４０ａの素材として、アクリルまたは透明セラミックス等の透明性の高い材料が採用された場合を想定する。この場合、支柱接触領域２１ａに含まれる１以上の凹部２４から放出される光が、支柱４０ａの端面から支柱４０ａに進入し、支柱４０ａの周面から放出される。
【０１３８】
つまり、この場合、支柱４０ａを導光体として機能させることができる。その結果、例えば、ＬＥＤモジュール２０と支柱４０ａとを備える電球形ランプ１における全光束を向上させることができる。
【０１３９】
なお、透光性を有する支柱４０ａによる効果は、上記の変形例１および２に係るＬＥＤモジュール２０ａおよび２０ｂが支柱４０ａに接続された場合であっても発揮される。
【０１４０】
（その他）
以上、本発明に係るＬＥＤモジュールおよび電球形ランプについて、実施の形態およびその変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態および変形例に限定されるものではない。
【０１４１】
例えば、上記の実施の形態におけるＬＥＤモジュール２０が備える凹部２４の内面に、細かな凹凸が形成されてもよい。
【０１４２】
図８は、内面に凹凸部２６を備える凹部２４ｃの断面形状の一例を示す図である。
【０１４３】
図８に示すように、凹部２４ｃには、その内面に、微細かつ複数の凹形状または凸形状が並ぶことで形成された凹凸部２６が配置されている。
【０１４４】
このように、凹部２４ｃの内面に凹凸部２６が配置されていることで、ＬＥＤ２２から発せられ基板２１の内部を透過した光の、凹凸部２６が配置された境界面における、全反射量が減少し、その結果、凹部２４ｃにおける光の取出し効率は向上する。
【０１４５】
つまり、基板２１の裏面に配置された各凹部２４ｃの内面に凹凸部２６が配置されることで、基板２１の裏面側における光束を増加させることができる。
【０１４６】
なお、凹凸部２６の形状に特に限定はなく、例えば、半球状の穴、または、半球状の突起が複数並べられることで、凹凸部２６が形成されていてもよい。
【０１４７】
また、この凹凸部２６による効果は、凹凸部２６が、実施の形態の変形例１および２における凹部２４ａおよび２４ｂの内面に配置された場合であっても発揮される。
【０１４８】
また、凹部２４等の凹部は、いずれも断面が矩形である（図４〜図６参照）。しかしながら凹部の断面形状は矩形以外でもよい。
【０１４９】
図９は、凹部の、曲線を含む断面形状の一例を示す図である。
【０１５０】
具体的には、図９では、断面形状が半楕円形である凹部２４ｄが示されている。つまり、凹部２４ｄの内面は曲面で構成されている。
【０１５１】
このように、凹部２４ｄの内面が曲面で構成されていることにより、ＬＥＤ２２から発せられ基板２１を透過した光の、凹部２４ｄの内面境界における全反射量が減少し、その結果、凹部２４ｄにおける光の取出し効率は向上する。
【０１５２】
なお、凹部２４ｄの内面に、図８に示す凹凸部２６のような、微細な凹凸が形成されていてもよい。
【０１５３】
また、凹部２４ｄの内面の全てが曲面である必要はなく、平面と曲面との組み合わせで凹部２４ｄの内面が構成されていてもよい。
【０１５４】
また、断面形状が矩形以外の多角形である凹部など、ＬＥＤモジュール２０、２０ａ、および２０ｂ（以下、「ＬＥＤモジュール２０等」という。）が基板２１に備える凹部の形状としては様々な形状が採用し得る。開口の形状も、凹部２４のような矩形（例えば図４の（ａ）参照）である必要はなく、矩形以外の多角形、楕円、または正円など、各種の形状が基板２１に備えられる凹部の開口形状として採用し得る。
【０１５５】
また、ＬＥＤモジュール２０等において、基板２１の主面に複数のＬＥＤ２２が配置されるとした。しかしながら、ＬＥＤモジュール２０等は、少なくとも１つのＬＥＤ２２と、当該少なくとも１つのＬＥＤ２２に対応して基板２１の裏面に配置された、少なくとも１つの凹部（凹部２４等）を備えればよい。
【０１５６】
また、例えば、実施の形態におけるＬＥＤモジュール２０のように、基板２１の裏面における、支柱４０の端面４５との接触領域が、凹部２４が配置された領域と重ならない場合、第二波長変換材２５を含む材料は、凹部２４に完全に収容されていなくてもよい。
【０１５７】
つまり、上述の蛍光体含有樹脂を凹部２４に流し込んだ結果として、蛍光体含有樹脂の一部が、凹部２４の開口から外部に露出していてもよい。
【０１５８】
また、上記の実施の形態および変形例において、ＬＥＤモジュール２０等は、青色ＬＥＤチップであるＬＥＤ２２を備えるとした。
【０１５９】
また、ＬＥＤモジュール２０等が備える封止部材２３および凹部２４のそれぞれは、波長変換材として黄色蛍光体粒子を含むとした。つまり、ＬＥＤモジュール２０等では、青色ＬＥＤチップ（ＬＥＤ２２）と、黄色蛍光体粒子との組み合わせによって白色光を放出するとした。
【０１６０】
しかしながら、ＬＥＤ２２の発光色と波長変換材の種類との組み合わせはこれに限らない。
【０１６１】
例えば、ＬＥＤモジュール２０等は、赤色蛍光体および緑色蛍光体を波長変換材として採用し、これと青色ＬＥＤチップであるＬＥＤ２２とを組み合わせることによりに白色光を放出してもよい。
【０１６２】
また、ＬＥＤ２２として、青色以外の色を発光するＬＥＤチップが採用されてもよい。例えば、ＬＥＤ２２として紫外線発光のＬＥＤチップを用いる場合、波長変換材として採用する蛍光体粒子としては、三原色（赤色、緑色、青色）に発光する各色蛍光体粒子を組み合わせたものが採用される。
【０１６３】
さらに、蛍光体粒子以外の材料が波長変換材として採用されてもよい。例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、または顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。
【０１６４】
また、上記の実施の形態および変形例において、ＬＥＤ２２は、ＬＥＤチップそのものでなくてもよい。ＬＥＤ２２は、例えば、上面が開口したパッケージとパッケージ内に配置されたＬＥＤチップとを備えるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤであってもよい。
【０１６５】
また、上記の実施の形態および変形例において、ＬＥＤモジュール２０等の光源である発光素子として、ＬＥＤチップ（ＬＥＤ２２）が採用されるとした。しかしながら、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）または無機ＥＬ等が、ＬＥＤモジュール２０等が備える発光素子として採用されてもよい。
【０１６６】
また、上記の実施の形態では、グローブ１０の大きさは樹脂ケース６０の大きさよりも大きいとした（例えば、図１参照）。しかし、例えば、グローブ１０の大きさを樹脂ケース６０の大きさよりも小さくした電球形ランプにも、上述のＬＥＤモジュール２０等を発光装置として採用することができる。
【０１６７】
また、上記の実施の形態では、ＬＥＤモジュール２０を発光装置として採用した電球形ランプ１について説明したが、実施の形態および変形例に係るＬＥＤモジュール２０等は、直管形ランプまたは丸形ランプ等の照明用光源における発光装置として採用されてもよい。また、ランプ以外の機器における発光装置としてＬＥＤモジュール２０等が用いられてもよい。
【０１６８】
また、本発明は、ＬＥＤモジュール２０等のいずれかを備える照明用光源としてのみならず、当該照明用光源を備える照明装置として実現することもできる。
【０１６９】
例えば、本発明は、上記の電球形ランプ１と、当該電球形ランプ１が取り付けられる点灯器具とを備える照明装置として構成することができる。
【０１７０】
この場合、点灯器具は、照明用光源の消灯および点灯を行うも器具であり、例えば、天井に取り付けられる器具本体と、照明用光源を覆うカバーとを備える。このうち、器具本体は、照明用光源の口金が装着されるとともに照明用光源に給電を行うソケットを有する。
【０１７１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態および変形例に施したもの、または、実施の形態および変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を有するランプ、特に、従来の白熱電球等を代替する電球形ランプ等として有用であり、照明装置等における機器の光源として広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１  電球形ランプ
１０  グローブ
１１  開口部
２０、２０ａ、２０ｂ  ＬＥＤモジュール
２１  基板
２１ａ  支柱接触領域
２３  封止部材
２３ａ  第一波長変換材
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  凹部
２５  第二波長変換材
２６  凹凸部
３０  口金
４０、４０ａ  支柱
４５  端面
５０  支持板
６０  樹脂ケース
６１  第１ケース部
６２  第２ケース部
７０  リード線
８０  点灯回路
【図１】
2014110301.tif 000003
【図２】
2014110301.tif 000004
【図３】
2014110301.tif 000005
【図４】
2014110301.tif 000006
【図５】
2014110301.tif 000007
【図６】
2014110301.tif 000008
【図７】
2014110301.tif 000009
【図８】
2014110301.tif 000010
【図９】
2014110301.tif 000011