(57)【要約】【課題】光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置及びその製造方法、並びに照明器具を提供する。【解決手段】発光装置１０は、セラミック基板１の上面にＬＥＤチップ３を有し、ＬＥＤチップ３から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体２０にてＬＥＤチップ３を封止してなる。樹脂体２０は、ＬＥＤチップ３からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体２１と、第１樹脂体２１上に、透光性を有する蛍光体非含有の第２樹脂体２２と、第２樹脂体２２上に、透光性を有する蛍光体非含有の第３樹脂体２３とからなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に発光素子を有し、該発光素子から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体にて該発光素子を封止してなる発光装置において、
上記樹脂体は、
上記発光素子からの光の波長を変換する上記蛍光体を含有する第１樹脂体と、
上記第１樹脂体上に、透光性を有する蛍光体非含有の第２樹脂体と、
上記第２樹脂体上に、透光性を有する蛍光体非含有の第３樹脂体とからなっていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第３樹脂体の上表面には、円錐状又は角錐状の凹凸形状が、単数又は複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
基板の上面に発光素子を載置し、該発光素子から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体にて該発光素子を封止してなる発光装置の製造方法において、
上記発光素子からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体にて上記発光素子を封止して硬化させる第１樹脂体封止硬化工程と、
上記第１樹脂体上に、透光性を有する液状の蛍光体非含有の第２樹脂体を塗布する第２樹脂体塗布工程と、
上記第２樹脂体上に、蛍光体非含有の第３樹脂体を載置する第３樹脂体載置工程と、
上記第２樹脂体を硬化させることにより、上記第１樹脂体と第３樹脂体とを接合させる接合工程とを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１樹脂体封止硬化工程により第１樹脂体にて前記発光素子を封止して硬化させた後に、該第１樹脂体からの出射光の色度測定を行う色度測定工程と、
上記色度測定工程にて測定した上記第１樹脂体からの出射光の色度と目標色度との差分に基づいて、形状の異なる各種の第３樹脂体のうちから一種の第３樹脂体を選択して前記第２樹脂体を介して前記第１樹脂体に該第３樹脂体を載置する第３樹脂体選択載置工程とを含むことを特徴とする請求項３記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第３樹脂体選択載置工程では、
各種の形状を有する前記第３樹脂体を、第２樹脂体を介して第１樹脂体に載置したときの、上記第１樹脂体からの出射光の色度に対する第３樹脂体からの出射光の色度へのシフト量の相関値から、一種の形状の第３樹脂体を選択し、該選択した第３樹脂体を、第２樹脂体を介して第１樹脂体に載置することを特徴とする請求項４記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１樹脂体からの出射光の色度が発光装置からの出射光の目標色度である前記第３樹脂体からの出射光の色度よりも高くなるように、該第１樹脂体に含有される蛍光体の濃度を調整することを特徴とする請求項３，４又は５記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第３樹脂体は、基板に垂直な方向の厚さの異なる各種の直方体形状から選択された一種からなっていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は２記載の発光装置を搭載していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の上面に発光素子を有し、上記発光素子から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体にて該発光素子を封止してなる発光装置及びその製造方法、並びに照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光装置としての発光ダイオードは照明用器具や液晶ディスプレイの光源として広く使用されている。一般的な発光ダイオード１００は、図１０に示すように、一対の電極１０４・１０４が形成された基板１０１と、この基板１０１上に設けられて、ボンディングワイヤを介して電極１０４・１０４と接続される発光素子１０３と、この発光素子１０３上方を封止する透光性の樹脂体１２０とによって構成されている。特に白色ダイオードでは、青色発光素子を黄色蛍光体又は赤色蛍光体と緑色蛍光体とが含まれた樹脂体にて封止された構成となっており、発光素子１０３から放出される青色光と、蛍光体にて波長変換された光とをミキシングすることにより、白色光を得る方法が一般的に知られている。また、蛍光体の種類や濃度を変更することによって、発光ダイオードから発せられる光の色度特性（（ｘ、ｙ）値及び色温度等）を変更することが可能であり、照明用や液晶ディスプレイ等、それぞれの用途に応じて様々な色度特性を持つ発光ダイオードが製造されている。
【０００３】
上記の白色ダイオードは、照明用器具又は液晶ディスプレイ用のバックライト光源として用いられているが、それぞれの用途別に、所定の一定範囲内の色度特性が要求されるため、同一色度の発光ダイオードを安定して生産することが極めて重要となる。そのためには、蛍光体を含有する樹脂により発光素子を封止する工程の安定化が特に必要となる。
【０００４】
一般に、蛍光体入り樹脂は、所定量の透明樹脂体と蛍光体粒子とを混錬した後、ディスペンス装置等により発光素子上に定量塗布され、加熱等の手段により硬化される。しかし、この工程内には、樹脂量や蛍光体量のばらつき、混錬状態の違い、混錬から塗布までの時間のばらつき、又は塗布状態ばらつき等の色度ばらつきの原因となる様々な要因が存在するため、この蛍光体塗布工程及び硬化工程の管理のみで、各製品間の色度ばらつきを抑制することは極めて困難である。
【０００５】
そこで、色度ばらつきを抑制する方法として、例えば特許文献１のパッケージ型発光装置では、複数個存在するパッケージ間の色度ばらつきを低減する方法が開示されている。この方法では、発光装置の蛍光体樹脂表面に遮光性又は半遮光性の塗料によってドット又はラインが形成されており、複数個存在するパッケージ毎にその密度を変化させることによって、色度特性を合わせる方法が採用されている。
【０００６】
また、例えば特許文献２には、発光素子を封止する透光性部材の表面に凹みを形成することによって、色度調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２５８３０９号公報（２００３年９月１２日公開）
【特許文献２】特開２００６−３０３３０３号公報（２００６年１１月２日公開）
【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、上記従来の特許文献１に開示の方法では、遮光性を有する塗料に光が遮られるため、発光効率の低下が懸念される。また、特許文献２に開示された方法でも、本来ならば空気中に出射する光の一部を、凹面にて全反射させることにより色度調整を行っている。このため、特許文献１と同様に、発光効率の低下が懸念される。また、透光性部材表面に凹面を形成するためにはレーザ等の加工装置が必要となるため、製造コストの増大も懸念される。さらに、個々に形状がばらつくパッケージについては、レーザ加工（加工位置、加工深さ、加工幅、加工表面状態のばらつきも影響）と光学特性シフトとの再現性が乏しく、レーザ加工と色度検査とを繰り返すことによって、色度を合わせ込む必要があったため、工程が煩雑で工数が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置及びその製造方法、並びに照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発光装置は、上記課題を解決するために、基板の上面に発光素子を有し、該発光素子から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体にて該発光素子を封止してなる発光装置において、上記樹脂体は、上記発光素子からの光の波長を変換する上記蛍光体を含有する第１樹脂体と、上記第１樹脂体上に、透光性を有する蛍光体非含有の第２樹脂体と、上記第２樹脂体上に、透光性を有する蛍光体非含有の第３樹脂体とからなっていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の発光装置の製造方法は、上記課題を解決するために、基板の上面に発光素子を載置し、該発光素子から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体にて該発光素子を封止してなる発光装置の製造方法において、上記発光素子からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体にて上記発光素子を封止して硬化させる第１樹脂体封止硬化工程と、上記第１樹脂体上に、透光性を有する液状の蛍光体非含有の第２樹脂体を塗布する第２樹脂体塗布工程と、上記第２樹脂体上に、蛍光体非含有の第３樹脂体を載置する第３樹脂体載置工程と、上記第２樹脂体を硬化させることにより、上記第１樹脂体と第３樹脂体とを接合させる接合工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、蛍光体非含有の第３樹脂体を、蛍光体を含有する第１樹脂体に蛍光体非含有の第２樹脂体を介して載置することによって、発光装置の樹脂体中での発光素子からの光の軌跡が変化する。
【００１３】
このため、蛍光体を含む第１樹脂体を硬化させた時点で確定した色度を、第３樹脂体を載置することによって、シフトさせることが可能となる。この結果、各発光装置間の色度ばらつきを低減することが可能となる。これにより、目標とする色度範囲から外れたことにより破棄しなければならない製品を少なくすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明では、特許文献１に開示の方法のような遮光性を有する塗料は使用していないので、発光素子からの光が遮られることがなく、発光効率の低下はない。
【００１５】
したがって、光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置及びその製造方法を提供することができる。
【００１６】
本発明の発光装置では、前記第３樹脂体の上表面には、円錐状又は角錐状の凹凸形状が、単数又は複数形成されているとすることができる。
【００１７】
これにより、第３樹脂体と空気との界面における全反射を抑制することによって、色度のばらつきの低減すると共に、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第１樹脂体封止硬化工程により第１樹脂体にて前記発光素子を封止して硬化させた後に、該第１樹脂体からの出射光の色度測定を行う色度測定工程と、上記色度測定工程にて測定した上記第１樹脂体からの出射光の色度と目標色度との差分に基づいて、形状の異なる各種の第３樹脂体のうちから一種の第３樹脂体を選択して前記第２樹脂体を介して前記第１樹脂体に該第３樹脂体を載置する第３樹脂体選択載置工程とを含むことが好ましい。
【００１９】
これにより、最適な形状の第３樹脂体を選択して、第２樹脂体を介して第１樹脂体に該第３樹脂体を接合することによって、発光装置の最終的な平均色度を目標とする色度範囲内とすることができる。すなわち、色度ずれの大小に応じて、最適な形状の第３樹脂体を選択することによって、様々な色度ずれに対処することが可能となる。したがって、各発光装置間の色度ばらつきを低減し、製品を安定して提供することが可能となる。
【００２０】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３樹脂体選択載置工程では、各種の形状を有する前記第３樹脂体を、第２樹脂体を介して第１樹脂体に載置したときの、上記第１樹脂体からの出射光の色度に対する第３樹脂体からの出射光の色度へのシフト量の相関値から、一種の形状の第３樹脂体を選択し、該選択した第３樹脂体を、第２樹脂体を介して第１樹脂体に載置することが好ましい。
【００２１】
これにより、各種の形状を有する第３樹脂体が用意され、その第３樹脂体を第１樹脂体に載置した場合における色度のシフト量の相関値が、データベース化されている。したがって、そのデータベースに基づいて、各種の形状を有する複数種類の第３樹脂体から最適な形状のものを選択して、第１樹脂体に載置することが可能となる。したがって、第１樹脂体にて封止・硬化した時点で発生する色度ばらつきに対し、より正確に目標色度への合わせ込みを行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第１樹脂体からの出射光の色度が発光装置からの出射光の目標色度である前記第３樹脂体からの出射光の色度よりも高くなるように、該第１樹脂体に含有される蛍光体の濃度を調整することが好ましい。
【００２３】
すなわち、第３樹脂体を第１樹脂体に載置する前後において、発光装置の色度は小さくなる方向へシフトする。そこで、予め色度が高くなるように第１樹脂体に含有される蛍光体の濃度を調整することによって、高い確率にて目標色度範囲内の発光装置を製造することが可能となる。
【００２４】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３樹脂体は、基板に垂直な方向の厚さの異なる各種の直方体形状から選択された一種からなっているとすることが可能である。
【００２５】
このように、第３樹脂体の厚さを変えることにより、発光装置の色度を任意に変化させることが可能となる。
【００２６】
本発明の照明器具は、上記課題を解決するために、上記記載の発光装置を搭載していることを特徴としている。
【００２７】
上記の発明によれば、光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置を搭載した照明器具を提供することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の発光装置は、以上のように、樹脂体は、発光素子からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体と、上記第１樹脂体上に、透光性を有する蛍光体非含有の第２樹脂体と、上記第２樹脂体上に、透光性を有する蛍光体非含有の第３樹脂体とからなっているものである。
【００２９】
本発明の発光装置の製造方法は、以上のように、発光素子からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体にて上記発光素子を封止して硬化させる第１樹脂体封止硬化工程と、上記第１樹脂体上に、透光性を有する液状の蛍光体非含有の第２樹脂体を塗布する第２樹脂体塗布工程と、上記第２樹脂体上に、蛍光体非含有の第３樹脂体を載置する第３樹脂体載置工程と、上記第２樹脂体を硬化させることにより、上記第１樹脂体と第３樹脂体とを接合させる接合工程とを含む方法である。
【００３０】
本発明の照明器具は、以上のように、上記記載の発光装置を搭載しているものである。
【００３１】
それゆえ、光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置及びその製造方法、並びに照明器具を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明における発光装置の実施の一形態を示すものであって、発光装置におけるＬＥＤチップから出射される光の軌跡を示す断面図である。
【図２】上記発光装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】上記発光装置における樹脂体の詳細構造を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、直方体形状からなる第３樹脂体の厚さが異なる場合の、ＬＥＤチップから発せられた光の軌跡の変化を示す断面図である。
【図５】第３樹脂体の表面に凹凸形状が形成されている第３樹脂体の構成、及びＬＥＤチップから発せられた光の軌跡を示す断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、表面に凹凸の高さが変化する各種の凹凸形状が複数形成されている第３樹脂体において、ＬＥＤチップから発せられた光の軌跡の変化を示す断面図である。
【図７】上記発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は上記発光装置の第３樹脂体における板厚と色度ｘ値シフト量との相関関係を示すグラフであり、（ｂ）上記発光装置の第３樹脂体における板厚と色度ｙ値シフト量との相関関係を示すグラフである。
【図９】上記発光装置の第３樹脂体における板厚と発光スペクトルの積分強度との相関関係を示すグラフである。
【図１０】従来の発光装置の構成を示す断面図である。
【図１１】上記従来の発光装置における発光素子から出射される光の軌跡を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３４】
（発光装置の構成）
本実施の形態の発光装置の構成について、図２及び図３に基づいて説明する。図２は上記発光装置の全体構成を示す平面図であり、図３は上記発光装置における樹脂体の詳細構造を示す断面図である。
【００３５】
本実施の形態の発光装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）からなっており、例えば、液晶ディスプレイのバックライトやシーリングライト等の照明器具に使用される。
【００３６】
上記発光装置１０は、図２に示すように、基板としてのセラミック基板１と、例えば樹脂からなる枠体２・２と、発光素子としてのＬＥＤチップ３と、電極としての一対の電極配線パターン４・４と、上記ＬＥＤチップ３を封止する透光性の樹脂体２０とから主に構成されている。上記ＬＥＤチップ３からは、ボンディングワイヤ６・６を介して一対の電極配線パターン４・４にそれぞれ接続されており、各電極配線パターン４・４は電極端子５・５にそれぞれ接続されている。
【００３７】
尚、本実施の形態では、枠体２・２が２重のリング状に設けられており、その外周側リングと内周側リングとの間、及び内周側リングの内側に、それぞれ複数個のＬＥＤチップ３が配設されている。ただし、本発明においては、複数のＬＥＤチップ３の配設方法は、必ずしもリング状でなくてよい。また、ＬＥＤチップ３は、複数でなく１個でありかつその周りに枠体２が囲んでいるものであってもよい。さらに、基板の材質については、セラミック基板１に限らず、例えば、金属基板表面に絶縁層を形成した基板を使用してもよい。
【００３８】
上記構成の発光装置１０では、白色ダイオードの場合、ＬＥＤチップ３から波長４５０ｎｍ付近の青色光が放出され、一部は樹脂体２０の外部へ放出され、また一部は樹脂体２０内部の蛍光体を励起して波長変換される。そして、この青色光と、蛍光体により波長変換された光とがミキシングされることによって、白色光が得られるようになっている。
【００３９】
ここで、発光装置１０としての平均的な色度は、直接外部へ出射される青色光と波長変換された光との光量比により決定される。
【００４０】
したがって、光量比を変動させる要因が、色度ばらつきの原因となる。
【００４１】
この光量比を変動させる要因の一つとして、樹脂体２０に含まれる蛍光体の量や分散状態のばらつきが挙げられる。しかしながら、蛍光体を含む樹脂の塗布・硬化工程には様々な誤差要因が存在する。そのため、この工程の誤差管理のみにて各発光装置１０間の色度ばらつきを低減することは極めて困難である。
【００４２】
また、この光量比を変動させる他の要因として、蛍光体を含有する樹脂体の厚さが挙げられる。蛍光体を含有する樹脂体の厚さが、光量比を変動させる要因となる理由を、従来例の説明図である図１１に基づいて説明する。図１１は、従来の一般的な発光ダイオード１００における発光素子１０３から出射される光の軌跡を示す断面図である。
【００４３】
従来の一般的な発光ダイオード１００では、図１１に示すように、発光素子１０３を封止する樹脂体１２０の表面は平坦面であることが一般的である。特に、照明用の高輝度パッケージでは多数個の発光素子１０３が基板１０１上で平面的に実装され、蛍光体入りの樹脂体１２０にて大面積で一括封止されている。このため、封止界面は基板１０１に対して略平行面で平坦な形状となっており、封止樹脂や蛍光体の低減を考慮して少量の蛍光体樹脂での封止を行う。この結果、発光素子１０３と樹脂体１２０の封止界面との距離が数百μｍと非常に接近している。この場合、樹脂体１２０と空気との屈折率の違いにより、臨界角以上の角度にて樹脂体１２０と空気との界面に入射する光は樹脂体１２０外部に出射される。しかし、臨界角以下の角度にて入射する光は、樹脂体１２０の内部に向けて全反射され、内部でロスされる。或いは、樹脂体１２０の内部の蛍光体を励起することによって、波長変換される。例えば、樹脂体１２０が一般的に使用されるシリコーン樹脂である場合、その屈折率は１．４程度であるため、スネルの法則より臨界角は約４５度となる。したがって、４５度以下の角度の青色光は樹脂体１２０の内部へ反射することになる。
【００４４】
この結果、従来の一般的な発光ダイオード１００では、樹脂体１２０の厚さが薄いために、直接外部へ出射される青色光と波長変換された光との光量比が変動することになる。
【００４５】
そこで、本実施の形態の樹脂体２０では、図３に示すように、下から順に、蛍光体を含有する第１樹脂体２１と第２樹脂体２２と第３樹脂体２３との３層からなっている。
【００４６】
上記第１樹脂体２１は蛍光体を含有しており、製造に際して、所定の量の蛍光体と透光性樹脂体とを混錬することにより、蛍光体を含有する樹脂体として作製されるものとなっている。また、第３樹脂体２３は、本実施の形態では、蛍光体を含有しない固形の樹脂体からなっており、後述するように、厚さの異なる樹脂体、又は表面に種類の異なる凹凸を形成した樹脂体が、それぞれ複数用意されてなっている。
【００４７】
さらに、第２樹脂体２２は、蛍光体を含有する第１樹脂体２１を硬化させた後、硬化した第１樹脂体２１に塗布されるものであって、硬化した第１樹脂体２１の上に第３樹脂体２３を固着するための接着剤として機能するものとなっている。
【００４８】
上記構成の３層からなる樹脂体２０における作用について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の発光装置１０におけるＬＥＤチップ３から出射される光の軌跡を示す断面図である。
【００４９】
図１に示すように、ＬＥＤチップ３から放出される青色光は、蛍光体を含有する第１樹脂体２１、並びに蛍光体を含有しない第２樹脂体２２及び第３樹脂体２３を通過し、第３樹脂体２３と空気との界面に到達する。
【００５０】
ここで、臨界角未満の角度で入射した光は空気中に直接放出されるが、臨界角以上の角度で入射した光は界面にて全反射される。この場合、前記図１０に示す一般的な発光ダイオード１００での光の軌跡と同様に、一部は内部にてロスされるが、他の一部は第２樹脂体２２及び第３樹脂体２３の側面から空気中に放出される。前述したとおり、発光装置１０の平均的な色度は、外部に直接出射される青色光と蛍光体にて波長変換された光との光量比により決定される。したがって、樹脂体２０が第１樹脂体２１のみである場合、その塗布・硬化工程において様々な誤差要因が存在するため色度ばらつきの発生が避けられない。
【００５１】
しかし、樹脂体２０として、第２樹脂体２２及び第３樹脂体２３を第１樹脂体２１に追加することにより、上記の光量比を任意に変化させることが可能となる。すなわち、例えば、厚さ、又は凹凸形状の異なる第３樹脂体２３を選択して、第１樹脂体２１の載置することによって、第３樹脂体２３から外部へ直接出射されるＬＥＤチップ３からの直接光及び蛍光体にて波長変換された光の光量比を変動させることが可能となる。この結果、第１樹脂体２１を硬化させた時点で一旦確定した発光装置１０の平均的な色度を、シフトさせることが可能となる。
【００５２】
例えば、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、第３樹脂体２３として、直方体からなり、セラミック基板１に対して垂直方向の厚さのそれぞれ異なる３種類の第３樹脂体２３ａ１・２３ａ２・２３ａ３を用意する。すなわち、第３樹脂体２３の厚さは、
第３樹脂体２３ａ１＜第３樹脂体２３ａ２＜第３樹脂体２３ａ３
となっている。
【００５３】
この場合、第３樹脂体２３の厚さが変化すると共に、第３樹脂体２３から外部へ直接放出される青色光の量が変化することになる。発光装置１０の平均的な色度は、外部へ直接出射される青色光と蛍光体にて波長変換された光の光量比により決定される。このため、第３樹脂体２３の厚さを変えることにより、発光装置１０の色度を任意に変化することが可能となる。
【００５４】
この結果、蛍光体を含む第１樹脂体２１を塗布・硬化させた時点で確定してしまう各発光装置１０間の色度ばらつきに対しても、複数種類の厚さの第３樹脂体２３ａ１・２３ａ２・２３ａ３から最適な厚さのものを選択し載置することにより、目標色度へシフトさせることが可能となる。したがって、目標とする色度範囲内の製品を安定して生産することが可能となる。
【００５５】
また、このような光量比を任意に変化させる形状として、例えば、図５に示すように、第３樹脂体２３の表面形状を凹凸面とした第３樹脂体２３ｂとすることも可能である。この第３樹脂体２３ｂの凹凸形状は、例えば、円錐状又は角錐状とすることが可能であり、また、第３樹脂体２３ｂの凹凸の個数は、単数又は複数とすることが可能である。尚、第３樹脂体２３ｂの凹凸の個数が単数とは、例えば、第３樹脂体２３ｂの表面が１個の円錐状又は１個の角錐状からなっている場合をいう。
【００５６】
このように、第３樹脂体２３の表面形状を凹凸面とした第３樹脂体２３ｂとすることによって、図５に示すように、第３樹脂体２３ｂから空気層に対して臨界角未満の角度で入射する確率が高くなるため、光の取り出し効率を向上させる効果が期待できる。
【００５７】
上記表面形状を各種の凹凸形状とした第３樹脂体２３ｂの作用について、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、表面に凹凸の高さが変化する各種の凹凸形状が複数形成されている第３樹脂体２３ｂ１・２３ｂ２・２３ｂ３において、ＬＥＤチップから発せられた光の軌跡の変化を示す断面図である。
【００５８】
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、凹凸形状の変化に伴い、第３樹脂体第３樹脂体２３ｂ１・２３ｂ２・２３ｂ３から空気中へ直接射出される成分と全反射する成分との比が変化すると考えられる。尚、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）では、凹凸の高さが変化する場合の変化を模式的に表しているが、その他にも、セラミック基板１の表面に平行な方向における個々の凹凸の幅、互いの凹凸間距離、又は凹凸先端の角度等を変化させることによっても、同様の変化をさせることが可能である。
【００５９】
このように、第３樹脂体２３ｂの表面の凹凸形状を変化させることによっても、第３樹脂体２３ｂの外部へ直接出射される青色光の量が変化することになる。そして、発光装置１０の平均的な色度は直接出射される青色光と、蛍光体にて波長変換された光の光量比により決定される。この結果、第３樹脂体２３ｂの表面の凹凸形状を変えることにより、発光装置１０の色度を任意に変化することが可能となる。
【００６０】
したがって、蛍光体を含む第１樹脂体２１にて発生する各発光装置１０間の色度ばらつきに対しても、様々な凹凸形状を有する第３樹脂体２３ｂを載置することによって、光の取り出し効率を向上させつつ、目標色度へシフトさせることが可能となる。この結果、目標とする色度範囲内の製品を安定して生産することが可能となる。
【００６１】
（発光装置の製造方法）
ここで、本実施の形態の発光装置１０の製造方法について、図７に基づいて説明する。
図７は、上記発光装置１０の製造方法を示すフローチャートである。
【００６２】
図７に示すように、まず、セラミック基板１上にＬＥＤチップ３を載置し、セラミック基板１上に設けられた電極配線パターン４・４とＬＥＤチップ３とをボンディングワイヤ６・６にてワイヤボンディングした後、枠体２を形成する（Ｓ１）。次に、所定の量の蛍光体と透光性樹脂体を混錬することにより、蛍光体を含有する第１樹脂体２１を作製する（Ｓ２）。この蛍光体を含有する第１樹脂体２１を、ディスペンサー等を用いてＬＥＤチップ３上に定量塗布する（Ｓ３）。この後、加熱等の方法により第１樹脂体２１を硬化させ、ＬＥＤチップ３を封止する（Ｓ４）。この段階で、発光装置１０としての色度は一旦確定されるが、前述したとおり、第１樹脂体２１の塗布・硬化工程には様々な誤差要因が含まれるため、各発光装置１０間には色度ばらつきが発生する。
【００６３】
そこで、本実施の形態の製造方法では、次に、第１樹脂体２１にて封止・硬化した時点での発光装置１０の平均色度特性の測定を行う（Ｓ５）。この測定により、第１樹脂体２１を形成した段階での発光装置１０の平均色度と目標とする色度との差分を定量的に把握することができる。
【００６４】
次いで、本実施の形態では、第１樹脂体２１の表面に透光性を有する液状の第２樹脂体２２を定量塗布し（Ｓ６）、予め選択した蛍光体を含有しない第３樹脂体２３を載置する（Ｓ７）。
【００６５】
ここで、第３樹脂体２３の形状に関しては、上述したように、その形状が異なるものが予め複数種類用意されており、それぞれの形状と、第１樹脂体２１上に載置したときに生じる色度シフト量との相関に関して、データベース化されている（Ｓ１１，Ｓ１２）。これにより、第１樹脂体２１の硬化後に行われた色度測定結果から定量化された目標色度との差分に対し、最適な形状の第３樹脂体２３を選択して接合することが好ましい。この結果、発光装置１０の最終的な平均色度を、目標とする色度範囲内の製品を安定して製造することが可能となる。
【００６６】
尚、第３樹脂体２３を載置したときには、発光装置１０の平均色度は小さくなる方向へシフトする。このため、第１樹脂体２１の硬化時における途中段階の色度は、常に目標色度より大きな値になるよう、第１樹脂体２１中の蛍光体濃度は高濃度に調整されていることが好ましい。
【００６７】
また、第３樹脂体２３の形状は、例えば直方体形状のものであって、セラミック基板１に垂直方向に対する厚さが異なる、複数種類のものが用意されていてもよい。或いは、その表面に単数又は複数の円錐状又は角錐状の凹凸形状を有していてもよく、その先端角度や、大きさ、凹凸間距離に関して、複数種類の異なる形状のものが用意されていることが好ましい。この場合、第３樹脂体２３と空気との界面における全反射を抑制し、光取り出し効率を向上させる効果も期待できる。
【００６８】
最後に、加熱等の手段により、第２樹脂体２２を硬化させることによって、第１樹脂体２１と第３樹脂体２３を接合させ（Ｓ８）、発光装置１０のパッケージを完成させる（Ｓ９）。
【００６９】
尚、第１樹脂体２１、第２樹脂体２２、第３樹脂体２３の接合に関する工程は、第１樹脂体２１、第２樹脂体２２、第３樹脂体２３のそれぞれの界面に空気が混入することを防止するため、真空状態にて行われることが好ましい。
【００７０】
このように、本実施の形態の発光装置１０は、セラミック基板１の上面にＬＥＤチップ３を有し、ＬＥＤチップ３から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体２０にてＬＥＤチップ３を封止してなる。樹脂体２０は、ＬＥＤチップ３からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体２１と、第１樹脂体２１上に、透光性を有する蛍光体非含有の第２樹脂体２２と、第２樹脂体２２上に、透光性を有する蛍光体非含有の第３樹脂体２３とからなっている。
【００７１】
また、本実施の形態の発光装置１０の製造方法は、セラミック基板１の上面にＬＥＤチップ３を載置し、ＬＥＤチップ３から発する光を吸収して励起する蛍光体を含有する樹脂体２０にてＬＥＤチップ３を封止してなる発光装置１０の製造方法である。そして、ＬＥＤチップ３からの光の波長を変換する蛍光体を含有する第１樹脂体２１にてＬＥＤチップ３を封止して硬化させる第１樹脂体封止硬化工程と、第１樹脂体２１上に、透光性を有する液状の蛍光体非含有の第２樹脂体２２を塗布する第２樹脂体塗布工程と、第２樹脂体２２上に、蛍光体非含有の第３樹脂体２３を載置する第３樹脂体載置工程と、第２樹脂体２２を硬化させることにより、第１樹脂体２１と第３樹脂体２３とを接合させる接合工程とを含む。
【００７２】
上記の構成によれば、蛍光体非含有の第３樹脂体２３を、蛍光体を含有する第１樹脂体２１に蛍光体非含有の第２樹脂体２２を介して載置することによって、発光装置１０の樹脂体２０中でのＬＥＤチップ３からの光の軌跡が変化する。
【００７３】
このため、蛍光体を含む第１樹脂体２１を硬化させた時点で確定した色度を、第３樹脂体２３を載置することによって、シフトさせることが可能となる。この結果、各発光装置１０間の色度ばらつきを低減することが可能となる。これにより、目標とする色度範囲から外れたことにより破棄しなければならない製品を少なくすることが可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態では、特許文献１に開示の方法のような遮光性を有する塗料は使用していないので、発光素子からの光が遮られることがなく、発光効率の低下はない。
【００７５】
したがって、光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置１０及びその製造方法を提供することができる。
【００７６】
また、本実施の形態の発光装置１０では、第３樹脂体２３ｂの上表面には、円錐状又は角錐状の凹凸形状が、単数又は複数形成されているとすることができる。
【００７７】
これにより、第３樹脂体２３ｂと空気との界面における全反射を抑制することによって、色度のばらつきの低減すると共に、光取り出し効率を向上させることが可能となる。また、凹凸形状の変化に伴い、第３樹脂体２３ｂから空気中へ直接射出される成分と全反射する成分の比を調整することができる。
【００７８】
また、本実施の形態の発光装置１０の製造方法では、第１樹脂体封止硬化工程により第３樹脂体２３にてＬＥＤチップ３を封止して硬化させた後に、第１樹脂体２１からの出射光の色度測定を行う色度測定工程と、色度測定工程にて測定した第１樹脂体２１からの出射光の色度と目標色度との差分に基づいて、形状の異なる各種の第３樹脂体２３ａ１・２３ａ２・２３ａ３又は第３樹脂体２３ｂ１・２３ｂ２・２３ｂ３のうちから一種の第３樹脂体２３を選択して第２樹脂体２２を介して第１樹脂体２１に第３樹脂体２３を載置する第３樹脂体選択載置工程とを含む。
【００７９】
これにより、最適な形状の第３樹脂体２３を選択して、第２樹脂体２２を介して第１樹脂体２１に第３樹脂体２３を接合することによって、発光装置１０の最終的な平均色度を目標とする色度範囲内とすることができる。すなわち、色度ずれの大小に応じて、最適な形状の第３樹脂体２３を選択することによって、様々な色度ずれに対処することが可能となる。したがって、各発光装置１０間の色度ばらつきを低減し、製品を安定して提供することが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態の発光装置１０の製造方法では、第３樹脂体選択載置工程では、各種の形状を有する第３樹脂体２３ａ・２３ｂを、第２樹脂体２２を介して第１樹脂体２１に載置したときの、第１樹脂体２１からの出射光の色度に対する第３樹脂体２３ａ・２３ｂからの出射光の色度へのシフト量の相関値から、一種の形状の第３樹脂体２３ａ・２３ｂを選択し、該選択した第３樹脂体２３ａ・２３ｂを、第２樹脂体２２を介して第１樹脂体２１に載置する。
【００８１】
これにより、各種の形状を有する第３樹脂体２３ａ・２３ｂが用意され、その第３樹脂体２３ａ・２３ｂを第１樹脂体２１に載置した場合における色度のシフト量の相関値が、データベース化されている。したがって、そのデータベースに基づいて、各種の形状を有する複数種類の第３樹脂体２３ａ・２３ｂから最適な形状のものを選択して、第１樹脂体２１に載置することが可能となる。したがって、第１樹脂体２１にて封止・硬化した時点で発生する色度ばらつきに対し、より正確に目標色度への合わせ込みを行うことが可能となる。
【００８２】
また、本実施の形態の発光装置１０の製造方法では、第１樹脂体２１からの出射光の色度が発光装置１０からの出射光の目標色度である第３樹脂体２３からの出射光の色度よりも高くなるように、第１樹脂体２１に含有される蛍光体の濃度を調整する。
【００８３】
すなわち、第３樹脂体２３を第１樹脂体２１に載置する前後において、発光装置１０の色度は小さくなる方向へシフトする。そこで、予め色度が高くなるように第１樹脂体２１に含有される蛍光体の濃度を調整することによって、高い確率にて目標色度範囲内の発光装置１０を製造することが可能となる。
【００８４】
また、本実施の形態の発光装置１０の製造方法では、第３樹脂体２３ａは、セラミック基板１に垂直な方向の厚さの異なる各種の直方体形状から選択された一種からなっているとすることが可能である。
【００８５】
このように、第３樹脂体２３ａの厚さを変えることにより、発光装置１０の色度を任意に変化させることが可能となる。
【００８６】
また、本実施の形態の照明器具は、本実施の形態の発光装置１０を搭載している。それゆえ、光の取り出し効率を高く維持しながら、各製品間の色度ばらつきを低減し得る発光装置１０を搭載した照明器具を提供することができる。
【００８７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００８８】
本実施の形態における発光装置１０の製造方法の実施例を、図８（ａ）（ｂ）〜図９に基づいて以下に示す。図８（ａ）は発光装置１０の第３樹脂体２３における板厚と色度ｘ値シフト量との相関関係を示すグラフであり、図８（ｂ）は発光装置１０の第３樹脂体２３における板厚と色度ｙ値シフト量との相関関係を示すグラフである。また、図９は、発光装置１０の第３樹脂体２３における板厚と発光スペクトルの積分強度との相関関係を示すグラフである。尚、本実施例においては、発光装置１０における目標とする平均色度（ｘ，ｙ）は、（ｘ，ｙ）＝（０．３０，０．２９）を中心に±３％の範囲（０．２９１〜０．３０９，０．２８１３〜０．２９８７）に設定した。
【００８９】
最初に、以下に示す方法により、本実施の形態の発光装置１０における第３樹脂体２３の形状とそれを載置したときに生じる色度シフト量との相関についてデータベースを作成した。
【００９０】
すなわち、まず、図７に示すＳ１〜Ｓ５の工程にしたがって、図３に示す第１樹脂体２１までにおいて構成される発光装置１０を作製し、硬化した第１樹脂体２１での色度測定を行った（図７に示すＳ５）。次に、真空容器内にて第２樹脂体２２を定量塗布し、その上に第３樹脂体２３を載置した。そして、１２０℃にて加熱することにより第２樹脂体２２を熱硬化させ、第１樹脂体２１と第３樹脂体２３とを接合した。このとき、第３樹脂体２３の形状としては、直方体型の３種類の第３樹脂体２３ａ１・２３ａ２・２３ａ３を用意し、セラミック基板１に対する垂直方向の厚さを順に１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとした。
【００９１】
ここで、図７に示すＳ５においては、第１樹脂体２１までが塗布・硬化された状態の発光装置１０の平均的な色度を測定した。その後、厚さの異なる三種類の第３樹脂体２３ａ１・２３ａ２・２３ａ３を接合したときの色度をそれぞれ測定し、第３樹脂体２３の厚さと色度シフト量との相関に関するデータベースを作成した。その結果、図８（ａ）（ｂ）に示すように、第３樹脂体２３の厚さと色度シフト量との相関が得られた。また、図９に示すように、第３樹脂体２３を載置したときの、第３樹脂体２３の厚さに対する発光スペクトルの積分強度の変化を示すグラフが得られた。
【００９２】
図９から判るように、第３樹脂体２３を載置することにより、発光スペクトルの積分強度値は全て上昇しており、光をロスすることなく、発光装置１０の平均色度をシフトできていることが分かる。
【００９３】
次に、本実施の形態における発光装置１０の製造方法を用いて、複数個の発光装置１０の製造して、第３樹脂体２３における色度調整機能についての確認実験を行った。
【００９４】
実験においては、上述した手順にて、図１に示す第１樹脂体２１までにて構成される発光装置１０を３サンプル作製した。このとき、目標色度に対して発光装置１０の平均色度が高くなるよう、蛍光体濃度を高めに調整して作製した。ここで、３サンプルそれぞれの発光装置１０の平均色度測定を行った。その結果、３サンプルそれぞれの色度ｙ値は表１に示すように、目標色度に対して高い値となっており、かつ、目標とする色度範囲内に入っていない状態であった。
【００９５】
【表１】
2013149867.tif 000003
【００９６】
次に、図８（ａ）（ｂ）に示す、第３樹脂体２３の厚さと色度シフト量の相関データに基づいて、それぞれのサンプルＮｏ.１〜Ｎｏ.３に対して、最適な第３樹脂体２３の厚さを算出し、最適な第３樹脂体２３の選定を行った。今回の実施例では、第３樹脂体２３ａとして０．５〜３ｍｍ厚さのものを、０．５ｍｍ刻みで用意していたため、サンプルＮｏ.１〜Ｎｏ.３に対して、それぞれ、１ｍｍ、３ｍｍ、１．５ｍｍの第３樹脂体２３ｂを設置することに決定した。
【００９７】
そして、前述した方法により、第３樹脂体２３ａを接合した。ここで、最終的な平均色度を測定した結果を、表２に示す。
【００９８】
【表２】
2013149867.tif 000004
【００９９】
表２においては、発光装置１０の最終的な平均色度は，全て目標とする色度範囲内である平均色度（ｘ，ｙ）＝（０．３０，０．２９）を中心に±３％の範囲（０．２９１〜０．３０９，０．２８１３〜０．２９８７）に入っていることが判明した。
【０１００】
尚、同様の製造方法により、任意の色度ばらつきに対しても、最適な形状の様々な凹凸形状を有する第３樹脂体２３ｂを選択して接合することによって、目標色度内の製品を安定して製造することが可能であることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明における発光装置及びその製造方法、並びに照明器具は、液晶ディスプレイのバックライト光源、又はシーリングライト等の照明器具に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１        セラミック基板（基板）
２        枠体
３        ＬＥＤチップ（発光素子）
４        電極配線パターン（電極）
１０        発光装置
２０        樹脂体
２１        第１樹脂体
２２        第２樹脂体
２３        第３樹脂体
２３ａ      第３樹脂体
２３ａ１     第３樹脂体
２３ａ２     第３樹脂体
２３ａ３     第３樹脂体
２３ｂ      第３樹脂体
２３ｂ１     第３樹脂体
２３ｂ２     第３樹脂体
２３ｂ３     第３樹脂体
【図１】
2013149867.tif 000005
【図２】
2013149867.tif 000006
【図３】
2013149867.tif 000007
【図４】
2013149867.tif 000008
【図５】
2013149867.tif 000009
【図６】
2013149867.tif 000010
【図７】
2013149867.tif 000011
【図８】
2013149867.tif 000012
【図９】
2013149867.tif 000013
【図１０】
2013149867.tif 000014
【図１１】
2013149867.tif 000015