(57)【要約】【課題】波長変換層での二次吸収を抑制するとともに、より色むらの少ない光を放射することが可能な発光装置を提供する。【解決手段】実装基板４にそれぞれ実装された第一のＬＥＤチップ（第一の発光素子）１１および第二のＬＥＤチップ（第二の発光素子）２１と、第一のＬＥＤチップ１１上に備えられ青色光を吸収し緑色の蛍光を発する第一の波長変換層１２と、第一のＬＥＤチップ１１および第一の波長変換層１２を被覆する第一の透光性部材５と、第二のＬＥＤチップ２１上に備えられ青色光を吸収し第一の波長変換層１２からの緑色の蛍光よりも長波長の赤色の蛍光を発する第二の波長変換層２２と、第二のＬＥＤチップ２１および第二の波長変換層２２を被覆する第二の透光性部材６とを有し、第一の透光性部材５は、第二の透光性部材６よりも屈折率が大きく、且つ第二の透光性部材６と接している発光装置である。【選択図】図１
2011096739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板の一表面にそれぞれ実装された第一の発光素子および第二の発光素子と、前記第一の発光素子上に備えられ前記第一の発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し蛍光を発する第一の波長変換層と、前記第一の発光素子および前記第一の波長変換層を被覆する第一の透光性部材と、前記第二の発光素子上に備えられ前記第二の発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し前記第一の波長変換層からの前記蛍光よりも長波長の蛍光を発する第二の波長変換層と、前記第二の発光素子および前記第二の波長変換層を被覆する第二の透光性部材とを有し、前記第一の透光性部材は、前記第二の透光性部材よりも屈折率が大きく、且つ前記第二の透光性部材と接していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
第二の透光性部材は、拡散材が分散されてなることを特徴とする請求項１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、発光素子および該発光素子からの光を波長変換する波長変換層を用いた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、実装基板に実装されるＬＥＤチップなどの半導体発光素子からなる発光素子と、該発光素子を被覆し、該発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し波長変換して補色となる光を発する蛍光体が含有された透光性部材からなる波長変換層とを備え、たとえば、発光素子からの青色光と波長変換層からの黄色光とを混色した白色光を放射する発光装置が開発されている。この種の発光装置は、発光素子の光出力の高出力化などにともない照明器具にまで利用されている。
【０００３】
ところで、発光装置は、たとえば、放射する白色光を、より太陽光などの自然光に近づけさせるため、青色光を放射する発光素子と、緑色光を発する蛍光体（緑色蛍光体）および赤色光を発する蛍光体（赤色蛍光体）などを組み合わせた波長変換層とを用いて白色光の演色性を高めた構造とする場合がある。
【０００４】
このような複数種の蛍光体を含有した波長変換層を備える発光装置は、主発光波長の長波長の蛍光体（たとえば、赤色蛍光体）が、主発光波長のより短波長側の蛍光体（たとえば、緑色蛍光体）で変換された光の一部を吸収（以下、二次吸収という）し波長変換する。そのため、発光装置は、蛍光体での波長変換に伴う損失が重複することにより、発光効率を十分に高めることができない。
【０００５】
そこで、複数種の蛍光体間での上述の二次吸収を抑制するため、緑色蛍光体を含有する波長変換層と、赤色蛍光体を含有する波長変換層とに分離した構造を有する発光装置が考えられている。たとえば、図６に示すように、実装基板４の一表面にそれぞれ実装された第一のＬＥＤチップ１１および第二のＬＥＤチップ２１と、第一のＬＥＤチップ１１の全体を被覆して第一のＬＥＤチップ１１からの光を吸収し蛍光を発する蛍光体が含有された第一の波長変換層１２’と、第二のＬＥＤチップ２１の全体を被覆して第二のＬＥＤチップ２１からの光を吸収し第一の波長変換層１２’からの前記蛍光よりも長波長の蛍光を発する蛍光体が含有された第二の波長変換層２２’と、第一のＬＥＤチップ１１、第一の波長変換層１２’、第二のＬＥＤチップ２１および第二の波長変換層２２’を被覆する透光性部材１５とを有し、第一の波長変換層１２’と第二の波長変換層２２’との境界に反射膜１４を形成した発光装置１０’が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。なお、実装基板４上には、第一のＬＥＤチップ１１、第一の波長変換層１２’、第二のＬＥＤチップ２１および第二の波長変換層２２’からの光を反射させる反射層１３が形成されている。
【０００６】
図６に示す発光装置１０’では、第一のＬＥＤチップ１１から放射される光は、第一の波長変換層１２’に照射され、第一の波長変換層１２’の蛍光体から放射される光は、全方向に等方的に放射される。しかしながら、図６に示す発光装置１０’では、第一の波長変換層１２’と、第二の波長変換層２２’との境界に、反射膜１４が形成されていることにより、第一の波長変換層１２’から放射された光が反射膜１４で反射され、第二の波長変換層２２’によって二次吸収されることなく効率のよい光を放射することが可能になる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１７８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６に示した構成の発光装置１０’は、反射膜１４が第一の波長変換層１２’から放射される光および第二の波長変換層２２’から放射される光を、それぞれ反射させて外部に放射する。そのため、発光装置１０’は、発光装置１０’から放射された第一の波長変換層１２’からの光と、第二の波長変換層２２’からの光とを十分に混色させることが難しい場合がある。
【０００９】
特に、照明用途にまで利用される発光装置１０’では、発光装置１０’と、発光装置１０’からの混色光が照射される照射面との距離が離れるにつれて、照射された混色光の色むらが大きく観測される傾向にあり、より均一な光が求められている現在においては、上述の発光装置１０’の構成では十分ではなく更なる改良が求められている。
【００１０】
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、波長変換層での二次吸収を抑制するとともに、より色むらの少ない光を得ることが可能な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】
【００１１】
請求項１の発明は、実装基板の一表面にそれぞれ実装された第一の発光素子および第二の発光素子と、前記第一の発光素子上に備えられ前記第一の発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し蛍光を発する第一の波長変換層と、前記第一の発光素子および前記第一の波長変換層を被覆する第一の透光性部材と、前記第二の発光素子上に備えられ前記第二の発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し前記第一の波長変換層からの前記蛍光よりも長波長の蛍光を発する第二の波長変換層と、前記第二の発光素子および前記第二の波長変換層を被覆する第二の透光性部材とを有し、前記第一の透光性部材は、前記第二の透光性部材よりも屈折率が大きく、且つ前記第二の透光性部材と接していることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、第一の透光性部材は、第二の透光性部材よりも屈折率が大きく、且つ前記第二の透光性部材と接していることにより、たとえば、前記第一の発光素子から放射された青色光を吸収して発した前記第一の波長変換層の緑色光の一部が、前記第二の透光性部材で全反射される。そのため、発光装置は、前記第一の波長変換層からの緑色光が前記第二の波長変換層に入射し二次吸収されることを抑制し、発光効率を高くすることができる。また、前記第一の波長変換層からの光は、前記第二の透光性部材で全てが完全に反射されるものでもない。さらに、前記第二の波長変換層から放射された光は、前記第一の透光性部材を透過することができる。そのため、発光装置は、前記第一および第二の波長変換層からの相互の光を混色させやすくすることが可能となり、発光効率の低下を引き起こすことなく、より色むらの少ない光を放射することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第二の透光性部材は、拡散材が分散されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記第二の透光性部材に拡散材が分散されていることにより、前記第二の発光素子および前記第二の波長変換層からの光は、前記第二の透光性部材から外に広がって光が放射されるように配光されるため、前記第一の発光素子および前記第一の波長変換層から放射された光との混色が促進される。そのため、発光装置は、色むらがさらに少ない混色光を放射することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、第一の発光素子および第一の波長変換層を被覆する第一の透光性部材と、第二の発光素子および第二の波長変換層を被覆する第二の透光性部材とを有し、前記第一の透光性部材は、前記第二の透光性部材よりも屈折率が大きく、且つ前記第二の透光性部材と接していることにより、前記第二の波長変換層での二次吸収を抑制するとともに、より色むらの少ない光を放射することが可能な発光装置を提供できるという顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１の発光装置を示す概略断面図である。
【図２】発光装置の波長変換層からの光の放射を示し、（ａ）は比較のための発光装置の説明図、（ｂ）は実施形態１の発光装置の説明図、（ｃ）は実施形態１の発光装置における原理説明図である。
【図３】実施形態１の他の発光装置を示す概略断面図である。
【図４】同上の別の発光装置を示す概略断面図である。
【図５】実施形態２の発光装置を示す概略断面図である。
【図６】従来の発光装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、本実施形態の発光装置を図１から図４に基づいて説明する。なお、図１から図４において同じ部材に対しては、同じ番号を付して重複する説明を省略している。
【００１８】
本実施形態の図１に示す発光装置１０は、実装基板４の一表面４ａに実装される青色光を発光する第一の発光素子たる第一のＬＥＤチップ１１と、第一のＬＥＤチップ１１上に備えられ第一のＬＥＤチップ１１からの青色光の一部を吸収し緑色の蛍光を発する緑色蛍光体が含有された透光性樹脂層からなる第一の波長変換層１２とを有している。また、発光装置１０は、実装基板４の上記一表面４ａに実装される青色光を発光する第二の発光素子たる第二のＬＥＤチップ２１と、第二のＬＥＤチップ２１上に備えられ第二のＬＥＤチップ２１からの青色光の一部を吸収し第一の波長変換層１２の緑色の蛍光よりも長波長の赤色の蛍光を発する赤色蛍光体が含有された透光性樹脂層からなる第二の波長変換層２２とを有している。ここにおいて、発光装置１０は、第一のＬＥＤチップ１１および第一の波長変換層１２を被覆する第一の透光性部材５と、第二のＬＥＤチップ２１および第二の波長変換層２２を被覆する第二の透光性部材６とを有し、第一の透光性部材５が、第二の透光性部材６よりも屈折率が大きく、且つ第二の透光性部材６と接している。
【００１９】
この発光装置１０では、第一のＬＥＤチップ１１および第一のＬＥＤチップ１１上の緑色の蛍光を発する第一の波長変換層１２を短波長発光部１とし、第二のＬＥＤチップ２１および第二のＬＥＤチップ２１上の赤色の蛍光を発する第二の波長変換層２２を長波長発光部２としている。
【００２０】
より具体的には、発光装置１０は、矩形平板状のアルミナセラミック基板上にＡｕでメッキされた一対の導体パターン（図示していない）が形成された実装基板４を用いている。実装基板４の一対の導体パターンには、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１ごとに、それぞれＡｕバンプ３を複数個設けている。実装基板４の上記一表面４ａに実装された第一のＬＥＤチップ１１および第二のＬＥＤチップ２１は、それぞれサファイア基板上にｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体層、Ｉｎが含有された窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層、ｐ型の窒化ガリウム系化合物半導体層が順に積層されている。第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１は、前記ｐ型の窒化ガリウム系化合物半導体層および前記発光層の一部が除去されて前記ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体層が部分的に露出しておより、同一平面側にｐ型およびｎ型の各窒化ガリウム系化合物半導体層と電気的に接続されるアノード電極およびカソード電極がそれぞれ設けられている。第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１は、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１の同一平面側に設けられた前記アノード電極および前記カソード電極を、実装基板４の一対の導体パターン上のＡｕバンプ３にフリップチップ実装して給電可能に実装されている。
【００２１】
実装基板４の上記一表面４ａ上にそれぞれ実装された第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１は、通電によりピーク波長が、たとえば、４５０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲内にある青色光をそれぞれ放射する。このような第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１の外形は、たとえば、大きさが約１ｍｍ角で、厚みが約１００μｍとすることができる。
【００２２】
また、第一の波長変換層１２は、第一のＬＥＤチップ１１からの青色光を吸収して緑色光が発光可能な緑色蛍光体（たとえば、Ｅｕで付活された（ＳｒＢａ）２ＳｉＯ４など）をバインダーとなるシリコーン樹脂中に均一に分散させ、外形を第一のＬＥＤチップ１１と略同じ約１ｍｍ角として、厚さ約１００μｍのフィルム状に形成している。短波長発光部１は、第一のＬＥＤチップ１１上に第一の波長変換層１２を透光性を有する接着剤により接着することで形成させている。
【００２３】
同様に、第二の波長変換層２２は、第二のＬＥＤチップ２１からの青色光を吸収して赤色光が発光可能な赤色蛍光体（たとえば、Ｅｕで付活されたＣａＡｌＳｉＮ３など）をバインダーとなるシリコーン樹脂中に均一に分散させ、外形を第二のＬＥＤチップ２１と略同じ約１ｍｍ角として、厚さ約１００μｍのフィルム状に形成している。長波長発光部２は、第二のＬＥＤチップ２１上に第二の波長変換層２２を透光性を有する接着剤により接着することで形成している。
【００２４】
ところで、蛍光体は、励起源からのエネルギー（ここでは、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１からの青色光）によって励起されて全方向に等方的に蛍光を放射する性質を有するため、発光装置１０の第一の波長変換層１２から放射される光の一部は、第二の波長変換層２２側にも向かう。そのため、たとえば、図２（ａ）に示す発光装置１０”の場合、短波長発光部１の緑色蛍光体を含有する第一の波長変換層１２から長波長発光部２側に放射される緑色光（図２（ａ）中の矢印）は、赤色蛍光体を含有する第二の波長変換層２２で二次吸収されることになる。
【００２５】
図２（ａ）の発光装置１０”に対して、図２（ｂ）に示す本実施形態の発光装置１０は、短波長発光部１の第一の波長変換層１２から長波長発光部２側に放射された緑色光（図２（ｂ）中の矢印）は、第二の透光性部材６によって全反射され発光装置１０の外部に放射される。したがって、図２（ｂ）の発光装置１０は、図２（ａ）の発光装置１０”と比較して第一の波長変換層１２から放射され第二の波長変換層２２に到達する光を少なくさせ、第二の波長変換層２２での二次吸収に伴う発光効率の低下を抑制することが可能となる。
【００２６】
すなわち、本実施形態の発光装置１０は、図２（ｃ）で例示するように、第一の波長変換層１２から放射され長波長発光部２側に向かう光（図２（ｃ）中の矢印Ａを参照）が第二の透光性部材６の表面で全反射するようにしている。より具体的には、発光装置１０は、上述の光（図２（ｃ）中の矢印Ａを参照）と、第二の透光性部材６の前記光が照射される表面での接線（図２（ｃ）中の破線Ｂを参照）の垂線（図２（ｃ）中の一点鎖線Ｃを参照）とをなす角度が臨界角θ以上となるように設計すればよい。
【００２７】
なお、図２（ａ）では、説明のために短波長発光部１を被覆する透光性部材を省略している。また、図２（ｂ），（ｃ）では、短波長発光部１を被覆するとともに、第二の透光性部材６と接し、第二の透光性部材６よりも屈折率の大きい第一の透光性部材５を省略している。
【００２８】
以下、本実施形態の発光装置１０に用いられる各構成について詳述する。
【００２９】
本実施形態１の発光装置１０に用いられる第一および第二の発光素子は、通電により光を発光可能なものである。第一および第二の発光素子の放射する光は、たとえば、可視光のうちピーク波長が４５０ｎｍから４７０ｎｍの青色光とすることができるが、青色光のみに限定するものではなく、他の波長の光や第一の波長変換層１２や第二の波長変換層２２を効率よく励起させるために紫外線を用いてもよい。発光素子たるＬＥＤチップ１１，２１としては、たとえば、サファイア基板、スピネル基板、窒化ガリウム基板、酸化亜鉛基板や炭化シリコン基板などの結晶成長基板上にｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層、多重量子井戸構造や単一量子井戸構造の発光層となるインジウムが含有された窒化ガリウム系化合物体層、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層を順に積層させたものが挙げられる。
【００３０】
なお、絶縁性基板を用いたＬＥＤチップ１１，２１は、前記ｐ型の窒化ガリウム系半導体層側から前記ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体層の一部を露出させることにより、同一平面側でアノード電極におよびカソード電極をそれぞれ形成することができる。また、導電性基板を用いたＬＥＤチップ１１，２１は、ＬＥＤチップ１１，２１の厚み方向の両面側にアノード電極やカソード電極を形成すればよい。
【００３１】
ＬＥＤチップ１１，２１に設けられる前記アノード電極や前記カソード電極は、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ａｌ膜、ＩＴＯ膜など窒化ガリウム系化合物半導体層などと良好なオーミック特性が得られる材料であれば、限定されるものではない。
【００３２】
同一平面側に前記アノード電極および前記カソード電極が設けられたＬＥＤチップ１１，２１は、実装基板４上の一対の導電パターンにＡｕバンプ３などの金属バンプを用いてフリップチップ実装させることができる。また、ＬＥＤチップ１１，２１として、厚み方向の両面側に前記アノード電極や前記カソード電極が形成されたＬＥＤチップ１１，２１を用いる場合は、ＬＥＤチップ１１，２１が実装される実装基板４上に形成された一対の導体パターンのうちの一方の導体パターンと、ＬＥＤチップ１１，２１の前記アノード電極あるいは前記カソード電極とを導電性部材（たとえば、ＡｕＳｎやＡｇペーストなど）を介してダイボンディングなどして電気的に接続させる。また、ＬＥＤチップ１１，２１の光取り出し面側の他方の前記カソード電極あるいは前記アノード電極は、ワイヤ（たとえば、金線やアルミニウム線など）を介して他方の導体パターンと電気的に接続させればよい。
【００３３】
なお、本実施形態の図１に示す発光装置１０では、実装基板４上の上記一表面４ａの周部に二個の第一のＬＥＤチップ１１，１１、実装基板４上の上記一表面４ａの中央部に一個の第二のＬＥＤチップ２１を実装しているが、各ＬＥＤチップ１１，２１の数は、それぞれ一個だけでも、それぞれ複数個でもよい。この場合、各ＬＥＤチップ１１，２１は、適宜に直列、並列や直並列に電気的に接続させればよい。また、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１は、同種のものを用いてもよいし、異なる発光波長の光を発光する複数個のＬＥＤチップ１１，２１を用いてもよい。発光装置１０は、実装基板４の一表面４ａ上で、長波長発光部２が複数個の短波長発光部２により囲まれるように配置される場合、特に二次吸収を抑制する効果が顕著に現れる。
【００３４】
次に、本実施形態の発光装置１０に用いられる実装基板４は、発光素子たる第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１がそれぞれ実装可能なものである。また、実装基板４は、実装基板４上の前記一対の導体パターン（たとえば、最表面がＡｕでメッキされた導体パターン）を利用して、ＬＥＤチップ１１，２１の通電経路を構成してもよい。このような実装基板４は、アルミナや窒化アルミニウムなどを用いたセラミック基板、Ｆｅ、ＣｕやＡｌなどの金属材料を用いた金属ベース基板やガラスエポキシ樹脂基板などを用いることができる。実装基板４としてアルミナセラミック基板を用いた場合は、導体パターンを形成しやすく、ガラスエポキシ樹脂基板などと比較して熱伝導率も高く、ＬＥＤチップ１１，２１の点灯で生じた熱を外部に効率よく放熱させ発光装置１０の放熱性を高めることができる。実装基板４として前記金属ベース基板を用いる場合は、各ＬＥＤチップ１１，２１が電気的に短絡しないように前記金属ベース基板上に絶縁層を適宜に形成すればよい。
【００３５】
なお、本実施形態の発光装置１０は、矩形平板状の実装基板４を用いているが、実装基板４の上記一表面４ａの外周部に、短波長発光部１および長波長発光部２から放射される光を外部に放射させやすくさせるために、側壁（図示していない）を設けても良い。側壁は、実装基板４の上記一表面４ａから外部に向かって広がるテーパー部を有することで、発光装置１０の外部に光を取り出し易くなり、発光装置１０の発光効率の低下を抑制することができる。また、前記側壁を備えた実装基板４として、カップを備えたリードフレームを用いてもよい。実装基板４として、カップを備えたリードフレームを用いる場合、発光装置１０は、前記カップの内底面に第一のＬＥＤチップ１１および第二のＬＥＤチップ２１を実装させればよい。
【００３６】
また、本実施形態の発光装置１０は、前記側壁に、光を反射する反射層を設けてもよい。たとえば、前記側壁に反射層として銀メッキを形成させた場合、銀メッキは、短波長発光部１および長波長発光部２から放射する光に対して、１回の反射で約２％の反射損を生ずるだけとすることが可能である。なお、前記テーパー部に前記反射層を設けても良いことはいうまでもない。
【００３７】
さらに、発光装置１０は、実装基板４の上記一表面４ａに、反射部（図示せず）を設けても良く、このような反射部は、短波長発光部１から放射される光と、長波長発光部２から放射される光とを効率よく反射可能なものであって、具体的には、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金などの金属材料やＢａＳＯ４などの白色顔料となる無機材料が含有されたガラス材料などを用いて構成すればよい。本実施形態の発光装置１０は、前記反射部を設けることにより短波長発光部１の発光効率が高まると共に、前記反射部で反射された光による第二の波長変換層２２での二次吸収も抑制可能となる。なお、前記反射部が導電性を有する場合、発光装置１０は、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１のそれぞれの前記アノード電極と前記カソード電極とが短絡しないように、前記反射部と前記一対の導体パターンとの間に絶縁層（図示していない）を適宜に形成させればよい。
【００３８】
実装基板４には、実装基板４の上記一表面４ａから側面および裏面にも導体パターンを延設させて発光装置１０の外部電極として構成してもよい。このような発光装置１０の外部電極は、リフロー工程などによって配線基板（図示せず）と電気的に接続させることができる。
【００３９】
本実施形態に用いられる第一および第二の波長変換層１２，２２は、発光素子たる第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１がそれぞれ放射する光の少なくとも一部を吸収して波長変換し、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１からの光よりも長波長側にピークをもつ蛍光を発するものである。
【００４０】
第一の波長変換層１２は、たとえば、第一のＬＥＤチップ１１から放射された光の一部を吸収して、より長波長側に発光ピークをもつ蛍光を放射する蛍光体をシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂やガラスなどの透光性材料中に含有して形成すればよい。第二の波長変換層２２は、第二のＬＥＤチップ２１から放射された光の一部を吸収してより長波長側に発光ピークをもつ蛍光を放射する蛍光体を含有するものであり、第一の波長変換層１２の蛍光よりも長波長の光を放射する。第二の波長変換層２２も、第一の波長変換層１２と同様に、たとえば、蛍光体をシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂やガラスなどの透光性材料中に含有することができる。発光装置１０が放射する光を、演色性の高い白色光とするには、青色光を放射する第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１と第一および第二の波長変換層１２，２２との組み合わせにおいて、第一の波長変換層１２用の蛍光体として緑色蛍光体、第二の波長変換層２２用の蛍光体として赤色蛍光体を用いることができる。
【００４１】
また、第一および第二の波長変換層１２，２２の厚みは、それぞれ発光装置１０から放射する光の目標とする色温度、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１から放射される青色光の発光強度や蛍光体の含有量などによって異なるが、たとえば、約１００μｍの厚みに形成することができる。
【００４２】
第一および第二の波長変換層１２，２２に用いられる蛍光体としては、たとえば、Ｃｅで付活されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２やＣｅで付活されたＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２などのアルミネート系の蛍光体のほか、Ｅｕで付活されたＢａ２ＳｉＯ４やＥｕで付活された（ＳｒＢａ）２ＳｉＯ４などの珪酸塩系の蛍光体、Ｅｕで付活されたＣａＡｌＳｉＮ３、Ｅｕで付活されたＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８、Ｅｕで付活されたＣａ２Ｓｉ５Ｎ８、Ｅｕで付活されたＳｒＳｉ７Ｎ１０やＥｕで付活されたＣａＳｉ７Ｎ１０などの窒化物系の蛍光体を採用することもできる。また、第一および第二の波長変換層１２，２２に用いられる前記蛍光体は、第一の波長変換層１２用の緑色蛍光体と第二の波長変換層２２用の赤色蛍光体に限らず、第一の波長変換層１２用の黄色蛍光体と第二の波長変換層２２用の赤色蛍光体などとして用いても、白色光を得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態の発光装置１０では、第一のＬＥＤチップ１１および第一の波長変換層１２が第一の透光性部材５で被覆され、第二のＬＥＤチップ２１および第二の波長変換層２２が第二の透光性部材６で被覆されている。発光装置１０は、第一の透光性部材５の屈折率を、第二の透光性部材６の屈折率よりも大きくしている。第一の透光性部材５は、第二の透光性部材６と接しており、好適には第一の透光性部材５が、第二の透光性部材６を被覆している。
【００４４】
これにより、発光装置１０は、上述の図２（ｂ）で示したごとく実装基板４の一表面４ａに実装された第一のＬＥＤチップ１１上の第一の波長変換層１２から放射された蛍光（図中の矢印を参照）が第二の透光性部材６に入射されることを抑制することができ、第二の波長変換層２２での二次吸収に伴う発光効率の低下を抑制させるとともに、より色むらの少ない光を得ることができる。
【００４５】
たとえば、発光装置１０は、第一のＬＥＤチップ１１上に形成された第一の波長変換層１２から放射された緑色光のうち、緑色光の一部が実装基板４上の長波長発光部２側へ向かう。しかしながら、発光装置１０は、第二の波長変換層２２を第一の透光性部材５よりも相対的に屈折率の小さい第二の透光性部材６で被覆していることにより、第一の透光性部材５と第二の透光性部材６との界面で屈折率差に伴う光の反射する割合が増加する。これにより、発光装置１０は、緑色光が第二の波長変換層２２へ入射することを抑制され、第二の波長変換層２２による二次吸収を抑制し、発光効率の低下をより抑制することが可能となる。
【００４６】
このような第一および第二の透光性部材５，６は、短波長発光部１，１および長波長発光部２をそれぞれ被覆し、外部からの力に対して保護などするために好適に用いられるものであって、可視域において透光性の高い透光性材料を好適に用いることができる。第一および第二の透光性部材５，６の具体的材料としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂やガラスなどが挙げられ、使用する部位に応じて適した屈折率を有する材料を適宜に採用すればよい。エポキシ樹脂は、たとえば、屈折率が１．５５から１．６１とすることができ、シリコーン樹脂は、屈折率が１．３５から１．５３とすることができる。
【００４７】
第一および第二の透光性部材５，６としてシリコーン樹脂を用いた場合は、第一の透光性部材５としてフェニル系シリコーン樹脂を用い、第二の透光性部材６としてフッ素系のシリコーン樹脂を用いることで、第一の透光性部材５の屈折率を第二の透光性部材６の屈折率よりも高くすることができる。
【００４８】
第一および第二の透光性部材５，６は、たとえば、実装基板４上に短波長発光部１および長波長発光部２をそれぞれ形成後、最初に第二の透光性部材６となるフッ素系のシリコーン樹脂材料を長波長発光部２を包囲するように充填して加熱硬化する。次に、第一の透光性部材５となるフェニル系シリコーン樹脂材料を、第二の透光性部材６が形成された実装基板４上に複数個の短波長発光部１，１および第二の透光性部材６を被覆するように塗布して加熱硬化させればよい。
【００４９】
なお、第一の透光性部材５と第二の透光性部材６とが接する界面には、第二の透光性部材６よりも屈折率が大きく、第一の透光性部材５よりも屈折率の小さい第三の透光性部材（図示せず）を設けてもよい。前記第三の透光性部材を設けることにより、第一の透光性部材５と前記第三の透光性部材との界面では反射しなかった第一の波長変換層１２からの光を、前記第三の透光性部材と第二の透光性部材６との界面で反射させることが可能となる。そのため、発光装置１０は、全体として第一の透光性部材５から第二の透光性部材６に向かう第一の波長変換層１２からの光を更に抑制し、発光効率の低下を抑制することが可能となる。
【００５０】
また、発光装置１０は、実装基板４の一表面４ａ上に複数個の短波長発光部１および長波長発光部２を配置させた場合、第二の透光性部材６は、個々の長波長発光部２に対してそれぞれ形成させてもよいし、複数個の長波長発光部２に対して、一個の第二の透光性部材６を設けても良い。すなわち、図３に示す発光装置１０のごとく、たとえば、二個の長波長発光部２，２を、それぞれ二個の第二の透光性部材６，６で個別に被覆するとともに、一個の第一の透光性部材５によって、二個の透光性部材６，６および二個の短波長発光部１，１を被覆することができる。
【００５１】
これによって、図３に示す発光装置１０は、各短波長発光部１，１と、各長波長発光部２，２との距離や出力を考慮し、各別に透光性部材６，６の屈折率や第一の透光性部材５と第二の透光性部材６，６との界面の形状を変えて、第二の波長変換層での二次吸収の抑制や混色性の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
また、図４に示す発光装置１０は、たとえば、二個の長波長発光部２，２を一個の第二の透光性部材６で被覆するとともに、一個の第一の透光性部材５によって、第二の透光性部材６および二個の短波長発光部１，１を被覆させることができる。
【００５３】
これによって、図４に示す発光装置１０は、各透光性部材５，６の形成が一回で済むため、量産性よく製造させることができる。
【００５４】
次に、本実施形態の発光装置１０の製造工程について説明する。
【００５５】
実装基板４の上記一表面４ａに第一のＬＥＤチップ１１を複数個のＡｕバンプ３を用いてフリップチップ実装する。同様に、実装基板４の上記一表面４ａに第二のＬＥＤチップ２１を複数個のＡｕバンプ３を用いてフリップチップ実装する。第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１は、フリップチップ実装に先立って、それぞれ、第一のＬＥＤチップ１１上に第一の波長変換層１２を形成し、第二のＬＥＤチップ２１上に第二の波長変換層２２を形成している。このような第一および第二の波長変換層１２，２２の形成方法としては透光性部材たるシリコーン樹脂をバインダーとして蛍光体が充填されたフィルム状のシート（大きさ：約１ｍｍ角、厚み約１００μｍ）を、ＬＥＤチップ１１，２１のサファイア基板上に透光性の接着剤により接着させればよい。
【００５６】
これにより、実装基板４の上記一表面４ａに実装した第一のＬＥＤチップ１１は、緑色蛍光体が含有された第一の波長変換層１２を、第二のＬＥＤチップ２１には赤色蛍光体が含有された第二の波長変換層２２がそれぞれ積載される。
【００５７】
なお、第一および第二の波長変換層１２，２２は、実装基板４上に第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１を実装した後、スクリーン印刷法を利用して、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１上に蛍光体を含有する透光性材料を塗布させて、それぞれ形成させることもできる。また、第一および第二の波長変換層１２，２２は、実装基板４上に第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１を実装した後、インクジェット印刷法を利用して、第一および第二のＬＥＤチップ１１，２１上に蛍光体を含有する透光性材料を吐出させ、それぞれ形成させてもよい。
【００５８】
続いて、本実施形態の発光装置１０では、第二のＬＥＤチップ２１および第二の波長変換層２２上にフッ素系のシリコーン樹脂からなる第二の透光性部材６を塗布して被覆し加熱硬化させる。その後、第一のＬＥＤチップ１１、第一の波長変換層１２および第二の透光性部材６上にフェニル系のシリコーン樹脂からなる第一の透光性部材５を塗布して被覆し加熱硬化させている。これにより、発光装置１０は、第一の透光性部材５の屈折率が、第二の透光性部材６の屈折率よりも大きくしている。第一の透光性部材５は、第二の透光性部材６と接して被覆している。なお、第一および第二の透光性部材５，６との界面の形状は、第二の透光性部材６の形成時における透光性材料の粘度の調整などにより、比較的簡単に変更することができる。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態は、図１で示した実施形態１の第二の透光性部材６に、図５の発光装置１０で示すように拡散材７を含有させた点が異なる。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適宜省略する。
【００６０】
以下、本実施形態の発光装置１０を図５に示す概略断面図で説明する。
【００６１】
本実施形態の図５に示す発光装置１０は、青色光を発光する第一のＬＥＤチップ１１が実装基板４の一表面４ａの導体パターン（図示せず）に複数個のＡｕバンプ３を用いてフリップチップ実装されている。同様に、青色光を発光する第二のＬＥＤチップ２１は実装基板４の上記一表面４ａの導体パターン（図示せず）に複数個のＡｕバンプ３を用いてフリップチップ実装されている。第一のＬＥＤチップ１１上には、第一のＬＥＤチップ１１からの青色光の一部を吸収し緑色の蛍光を発する緑色蛍光体が含有された透光性樹脂層からなる第一の波長変換層１２を形成させている。同様に、第二のＬＥＤチップ１１上には、第二のＬＥＤチップ２１からの青色光の一部を吸収し赤色の蛍光を発する赤色蛍光体が含有された透光性樹脂層からなる第二の波長変換層２２を形成させている。これにより、この発光装置１０では、第一のＬＥＤチップ１１および第一のＬＥＤチップ１１上の緑色の蛍光を発する第一の波長変換層１２を短波長発光部１とし、第二のＬＥＤチップ２１および第二のＬＥＤチップ２１上の赤色の蛍光を発する第二の波長変換層２２を長波長発光部２として構成させている。
【００６２】
また、本実施形態の発光装置１０では、実装基板４の上記一表面４ａにおける周部に設けられた二個の短波長発光部１，１が第一の透光性部材５で被覆され、上記一表面４ａの中央部に設けられた一個の長波長発光部２が第二の透光性部材６で被覆されている。発光装置１０は、第一の透光性部材５の屈折率が、第二の透光性部材６の屈折率よりも大きくしている。第一の透光性部材５は、第二の透光性部材６と接しており、好適には第一の透光性部材５が、第二の透光性部材６を被覆している。
【００６３】
本実施形態の発光装置１０では、特に、第二の透光性部材６中に拡散材７を含有させることにより、実装基板４の第二の透光性部材６から長波長発光部２の光を拡散させて外部に放射させる。これにより図５に示す発光装置１０は、拡散材７を含有させない発光装置１０と比較して、第二の透光性部材６から放射される光の配光をより広げ、発光装置１０から放射される光の混色性をより促進させることが可能となる。また、第一の透光性部材５および第二の透光性部材６の両方に拡散材７を含有させる発光装置１０よりも、発光効率の低下を少なくすることができる。
【００６４】
このような拡散材７の材料としては、酸化アルミニウム、シリカ、酸化チタンなどの無機材料やフッ素系樹脂などの有機材料、有機成分と無機成分とを分子レベルや粒子レベルで複合化した有機無機ハイブリッド材料などが挙げられ、平均粒径もたとえば、数μｍから数十μｍまでで適宜に選択すればよい。
【００６５】
なお、拡散材７を含有する第二の透光性部材６を形成させるためには、硬化前の第二の透光性部材６の透光性材料中に予め拡散材７を分散含有させておき、拡散材７が分散した透光性材料を長波長発光部２が配置された実装基板４の上記一表面４ａ上に被覆して加熱硬化させればよい。
【符号の説明】
【００６６】
４  実装基板
４ａ  一表面
５  第一の透光性部材
６  第二の透光性部材
７  拡散材
１０  発光装置
１１  第一のＬＥＤチップ（第一の発光素子）
１２  第一の波長変換層
２１  第二のＬＥＤチップ（第二の発光素子）
２２  第二の波長変換層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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