発光装置
【課題】２色以上に配色された光を照射し、２色間の境界にも発光素子が間隔を空けずに配列されて有効に発光するＣＯＢ構造の面状発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１０は、基板１と、基板１上の実装領域１ａに配列された発光素子４と、基板１上の実装領域１ａの周囲に形成された枠体７と、枠体７の内側に充填されて発光素子４を封止して当該発光素子４が発光した光を透過させる封止部材と、を備え、平面視において枠体７に囲まれた照射領域が、中央部の第１照射領域１１、それを囲う第２照射領域１２に区画されて異なる発光色で照射する。発光装置１０は、第１照射領域１１に、蛍光体を含有する第２照射領域１２の第２封止部材８２を分離するために、第２照射領域１２と区切る透光壁６をさらに備える。透光壁６は埋設した発光素子４が発光した光を透過するため、第２照射領域１２との境界近傍においても均一に光を照射する。
【解決手段】発光装置１０は、基板１と、基板１上の実装領域１ａに配列された発光素子４と、基板１上の実装領域１ａの周囲に形成された枠体７と、枠体７の内側に充填されて発光素子４を封止して当該発光素子４が発光した光を透過させる封止部材と、を備え、平面視において枠体７に囲まれた照射領域が、中央部の第１照射領域１１、それを囲う第２照射領域１２に区画されて異なる発光色で照射する。発光装置１０は、第１照射領域１１に、蛍光体を含有する第２照射領域１２の第２封止部材８２を分離するために、第２照射領域１２と区切る透光壁６をさらに備える。透光壁６は埋設した発光素子４が発光した光を透過するため、第２照射領域１２との境界近傍においても均一に光を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子が２次元配列されて搭載されたＣＯＢ構造の発光装置、特に２色以上に配色された光を照射する面状発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子は、小型で電力効率がよく鮮やかな色に発光し、また半導体素子であるため球切れ等の心配がなく、さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、半導体発光素子を光源として搭載した発光装置は、照明器具や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトの一般的民生用光源として、その用途に対応した構造のものが利用されている。
【０００３】
通常、半導体発光素子を光源とする発光装置は、一般的な半導体素子と同様に、半導体発光素子（以下、発光素子）を、当該発光装置に駆動電流を供給するための配線を設けた基材に搭載して前記配線に電気的に接続し、発光素子を樹脂で封止して製造される。この樹脂は、発光素子が発光した光を透過させるために透光性の材料が適用されるが、さらにこの透光性樹脂（封止部材）に蛍光体を含有させることにより、発光素子が発光する光の色だけでなく、蛍光体により波長変換された光との混色で発光する発光装置が知られている。
【０００４】
また、発光装置の構造の一つに、表面にリード電極のパターンが金属膜で形成された平板形状の基板に、半導体素子を搭載してリード電極に電気的に接続し、樹脂で封止したＣＯＢ（Chip on Board）構造がある。ＣＯＢ構造の発光装置は、発光素子を、基板の所定の実装領域に搭載し、発光素子の電極を基板上のリード電極（インナーリード）にワイヤボンディング等で電気的に接続し、発光素子やボンディングワイヤを被覆するように実装領域を透光性樹脂で封止して製造される。
【０００５】
ＣＯＢ構造の発光装置は、基板を平板形状として、多数の発光素子を比較的短い間隔で配列して載置することができる。さらに配列された発光素子を囲む閉じた環状の枠（枠体）を基板上に形成することにより、発光素子を配列した領域の面積が大きくても、封止部材として硬化前の液状の樹脂材料を枠体の内側に充填することで容易に封止でき、また枠体の形状により、所望の照射領域の形状とした大型の面状発光装置とすることができる。また、枠体を白色樹脂等の反射率の高い材料で形成することで、発光素子から側方へ出射した光が反射して上方へ照射されるため、発光素子の搭載個数に対して光の取出し効率の高い、すなわち発光効率の高い発光装置となる。したがって、ＣＯＢ構造の発光装置は、ＬＥＤ電球やスポットライト等の照明器具として、１台にて広い面積の照射領域から強い光を照射するように、数十個以上の発光素子を高密度（狭ピッチ）で搭載した大型の面状発光装置に特に好適な構造である。
【０００６】
複数の発光素子を配列して搭載したＣＯＢ構造の発光装置（以下、発光装置）においては、異なる発光色の発光素子を２種類以上搭載したり、発光素子の配列された領域を２以上に区画して異なる蛍光体を添加した透光性樹脂で封止することにより、領域毎に異なる色の光を照射する発光装置が知られている。このような発光装置が照射する光は、混色された光となって取り出され、各領域からの光の色や配色等によっては、単色の光を照射する発光装置よりも演色性を向上させることができるため、様々な発光装置が開発されている。
【０００７】
具体的には、白色光が得られる発光装置として、発光色が青色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ）を発光素子として搭載し、黄色蛍光体を添加した透光性樹脂で封止することで、元の青色の光と蛍光体で波長変換された黄色の光とから白色光を合成するものが知られている。このような発光装置は、比較的安価に製造することができるが、赤色および緑色の光の波長域の成分が不足しているために演色性に劣る。そこで、配列された発光素子の１個ないし複数個で領域を区画して、それぞれの領域から赤色、緑色、青色の３色の光や補色関係にある２色の光を照射することで、全体としてより自然光に近い白色光が得られる発光装置が開発されている。
【０００８】
このような発光装置には、例えば、発光色が青緑色および橙色の２種類のＬＥＤを搭載したものと、青色の１種類のＬＥＤを配列して、赤色および緑色の蛍光体をそれぞれ添加した透光性樹脂で領域別に区画して封止したものとが挙げられる。発光色の異なる発光素子を搭載する前者の発光装置は、発光素子が発光した光を直接に取り出すので発光効率が高いが、個々のＬＥＤが発光する光は波長の幅が狭いため、所望の色みの白色光が得られる発光装置を製造するためには、搭載するＬＥＤを選別する必要があって高コストになる。また、発光色の違いにより電気的特性が異なる等の２種類以上の発光素子を一対の電流で駆動する発光装置に搭載することは、各発光素子に駆動電流が均等に供給されるように電気的に接続することが設計上困難な場合がある。これに対して、異なる蛍光体で２色以上にそれぞれ波長変換された光を照射する後者の発光装置は、蛍光体で波長変換された光はある程度波長に幅があるために、所望の色みの白色光が得られる発光装置を容易に製造することができる。さらに、異なる発光色のＬＥＤと異なる蛍光体とを組み合わせて、多様な波長の色を照射して演色性をいっそう向上させた発光装置も開発されている（例えば特許文献１，２）。
【０００９】
特許文献１には、配列された発光素子（ＬＥＤチップ）を１個ないし３個１組毎に、添加された蛍光体の種類等の異なる透光性樹脂で封止して、さらに全体を覆う透明な樹脂でレンズを設けた発光装置が開示されている。この発光装置においては、蛍光体の異なる透光性樹脂同士は、間隔を空けず、または間隔を狭くして間を透光性樹脂で埋められている。また、特許文献２には、領域毎に異なる蛍光体を添加した透光性樹脂で封止した発光装置として、各領域に配列された発光素子を反射部材からなる枠体で囲い、枠体の内側にそれぞれ透光性樹脂が充填された発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２２７６７９号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１５６７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載された発光装置は、所望の領域に限定して蛍光体の種類を変えた透光性樹脂で発光素子を封止している。このように発光素子を被覆する高さに透光性樹脂を設けるためには、ある程度の粘度を有するペースト状の樹脂材料を盛るように形成する。しかし、封止する領域が広くなると、高粘度の樹脂材料では作業性が低下する。また、高粘度の樹脂材料に蛍光体を混合すると、蛍光体が比較的均一に分散した状態で硬化する。光がこのような封止部材を透過する過程において、蛍光体で波長変換された光がさらに蛍光体に到達すると吸収・拡散されるため、光の取出し効率が低下する。
【００１２】
これに対して、特許文献２に記載された発光装置は、反射部材で枠体を形成した内側に、低粘度の樹脂材料を充填するため、広い領域であっても容易に封止することができる。また、混合された蛍光体は、樹脂材料が硬化するまでに沈殿するため、基板上に載置された発光素子近傍に偏って分布する。このような封止部材においては、光は発光素子から出射してすぐに好適に波長変換され、当該封止部材の蛍光体が分布していない領域を透過して、効率よく取り出される。しかし、枠体を設けた領域には発光素子が載置されないため、発光装置全体での搭載個数が減少し、反射部材により発光素子の搭載個数に対しての発光効率を高くすることはできても輝度は低くなる。特に、枠体に囲まれて区画された照射領域の平面視形状が円形等の主に曲線からなる形状とした発光装置においては、局所的に枠体近傍の発光素子の間隔が空き易く、配列される発光素子の個数がさらに少なく、全体だけでなくさらに枠体近傍の輝度が低くなる。
【００１３】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、区画された領域のそれぞれから異なる光を照射して演色性に優れ、かつ隣り合う領域の境界にも発光素子が間隔を広く空けずに配列されて有効に発光する発光装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上の実装領域に配列された複数の発光素子と、前記基板上に形成された一対のリード電極と、前記基板上の前記実装領域の周囲に形成された枠体と、前記複数の発光素子を封止して当該複数の発光素子が発光した光を透過させる封止部材と、を備え、前記複数の発光素子のそれぞれの一対の電極が前記一対のリード電極に電気的に接続され、前記実装領域が２以上の照射領域に区画されて、前記複数の発光素子が発光した光を前記照射領域のそれぞれから異なる色の光として照射する。前記発光装置は、隣り合う２つの前記照射領域の一方に他方と区切る壁体をさらに備え、前記封止部材が、前記壁体にまたは前記壁体と前記枠体とに囲まれた内側に充填されて前記照射領域毎に分離されて備えられる。そして、前記隣り合う２つの照射領域のそれぞれにおける前記封止部材は、いずれか一方のみが蛍光体を含有し、あるいは互いに異なる蛍光体を含有し、前記壁体は当該壁体が設けられた照射領域に載置された前記発光素子の少なくとも一部を被覆し、前記被覆された発光素子が発光した光を透過させる材料からなることを特徴とする。
【００１５】
このように、発光装置は、隣り合う２つの領域の一方に、光が透過する壁を設けて封止部材を仕切ることにより、製造時において樹脂材料が他の領域に混入することなく封止することができるため、それぞれの領域に異なる蛍光体を含有させて異なる色の光とすることができ、また壁が発光素子を被覆しても、壁が光を透過するので、発光効率が損なわれることなく、発光素子を配列することができる。
【００１６】
また、本発明に係る発光装置において、壁体が、当該壁体の設けられた照射領域から照射する光の色に対応した蛍光体を含有してもよい。壁体に蛍光体を含有させることで、壁体を透過する光を所望の色に波長変換することができる。
【００１７】
さらに本発明に係る発光装置において、壁体は、隣接する封止部材の少なくとも１つと屈折率が異なる材料からなることが好ましい。壁体と封止部材とで異なる屈折率とすることで、発光素子から側方へ出射した光がその界面に反射し易く、光が異なる照射領域へ進入して蛍光体に吸収されて減衰することを抑制して、光の取出し効率の低下を抑えた発光装置とすることができる。
【００１８】
また、本発明に係る発光装置において、発光素子は、異なる色の光を発光する２種類以上が配列されていてもよく、また隣り合う２つの照射領域の境界上に載置されていないことが好ましい。このように、発光色の異なる２種類以上の発光素子を搭載することで、蛍光体のみによらずに多様な配色の発光装置とすることができる。また、発光素子が照射領域を跨がないように配列されることで、照射領域に、隣り合う他の照射領域の発光色の異なる発光素子の一部が配されることがなく、境界近傍においても所望の色の光を照射する発光装置とすることができる。
【００１９】
さらに、本発明に係る発光装置は、枠体が、発光素子が発光した光を上方へ照射するように内壁面を反射面とすることが好ましい。このように、配列した発光素子を囲む枠体を反射面とすることで、発光素子からの光の取出し効率が向上する。
【００２０】
さらに、本発明に係る発光装置は、枠体の内側に充填されて、壁体および封止部材の上に形成され、発光素子が発光した光を透過させる透光部材をさらに備えることが好ましい。発光装置の外観が整えられ、また、照射領域のそれぞれから照射した光を一体として取り出すことができる。
【００２１】
また、照射領域の１つは、その平面視における中心が、前記実装領域の平面視における中心と略一致し、前記１つの照射領域を囲うように隣り合う他の前記照射領域が区画されていることが好ましい。このように、中心から周縁部へと色の変化する配色とすることで、均一に混色された光を照射する発光装置とすることができる。
【００２２】
さらに前記発光装置においては、平面視における最外周の照射領域から照射する光は、色温度が２７００〜４０００Ｋの範囲に最も近いことが好ましい。あるいは２以上の照射領域について、前記実装領域の平面視における周縁寄りの前記照射領域の方が波長の長い光を照射することが好ましい。このように、照射領域の位置に応じた配色とすることで、いっそう演色性に優れた発光装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る発光装置によれば、２色以上に配色されても、発光素子の搭載個数を照射領域全体に配列して光量の大きい面状発光装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発光装置の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る発光装置の部分断面図であり、図２のＡ−Ａ線矢視断面図に対応する拡大図である。
【図４】本発明に係る発光装置の光の照射を説明する模式図であり、（ａ）は第１実施形態、（ｂ）、（ｃ）は第２実施形態の部分断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態ないし第４実施形態に係る発光装置の外観図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態の変形例に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る発光装置は、ＬＥＤ電球やスポットライト等の照明器具に用いられ、公知の発光装置と同様の外観とすることができる。以下、本発明に係る発光装置について、図面を参照して説明する。なお、本明細書における平面（上面）は、発光装置の光の照射面である。そして、発光装置の構成要素等の形状、位置についての説明は、別途記載ない限り、平面視におけるものとする。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０は、矩形平板状の基板１の上面の中央部に矩形の環（四角環）状の枠体７が設けられ、枠体７の内側に透明部材（透光部材）９が、その下に封止部材８が、それぞれ透光性樹脂で形成されている。さらに発光装置１０は、封止部材８に被覆されて搭載された発光素子４（図１不図示）により、枠体７の内側を照射領域として光を上方へ照射する。発光装置１０は、基板１の上面の枠体７の外側に、発光素子４の駆動電圧を外部から印加するための一対のパッド電極（アウターリード）として、正極２１および負極２２の各パッド部２１ｃ，２２ｃが金属膜で形成されている。発光装置１０においては、基板１の上面に、カソードマークおよび認識マークが、パッド部２１ｃ，２２ｃと同様に金属膜で形成されている。カソードマークは「−」形状で、発光装置１０の使用時にパッド部２１ｃ，２２ｃを識別するために、負極２２のパッド部２２ｃ近傍に設けられている。認識マークは、発光装置１０の製造において、基板１に発光素子４を実装する際の、位置を認識するための目印である。カソードマークおよび認識マークは、発光装置１０の仕様によって位置および形状が設計され、あるいはなくてもよく、例えばカソードマークに代えてアノードマークが正極２１のパッド部２１ｃ近傍に設けられていたり（図５に示す第２実施形態参照）、アノードマークとカソードマークの両方が設けられてもよい。
【００２７】
発光装置１０の、枠体７および透明部材９に被覆された部分について、図２および図３を参照して説明する。図２では、横方向に平面視長方形の基板１の長辺方向を示し、また、枠体７は輪郭線のみを二点鎖線で表し、表層の枠体７の内側（照射領域全体）に形成される封止部材８（８１，８２）および透明部材９（図３参照）は省略する。
【００２８】
発光装置１０は、基板１上の枠体７の内側を実装領域１ａ（図２において右下１／４領域にのみ破線で表す）としてこの実装領域１ａに発光素子４，４，…を配列して備え、実装領域１ａの周囲の枠体７に被覆される領域に、正極２１および負極２２における発光素子４を電気的に接続するための部分であるインナーリード部（リード電極）２１ａ，２２ａを備える。発光装置１０は、パッド部２１ｃ，２２ｃにて駆動電圧を印加されることにより発光素子４が発光して、封止部材８（８１，８２）および透明部材９を透過して枠体７の内側（図２に示す内側の輪郭線内）を照射領域として上方に光を照射する。したがって、本実施形態に係る発光装置１０は、照射領域の全体の平面視形状が図２において縦に長い長方形（角丸長方形）になる。また、発光装置１０は、インナーリード部２１ａ，２２ａに電気的に接続された保護素子５をさらに備える。発光素子４および保護素子５は、後記するように、ボンディングワイヤ（ワイヤ）Ｗにてインナーリード部２１ａ，２２ａに電気的に接続される。
【００２９】
発光装置１０は、基板１上の照射領域にすなわち枠体７の内側に、枠体７と同じく四角環形状の透光壁（壁体）６をさらに備え、これにより照射領域が中央の第１照射領域１１とその外側の第２照射領域１２とに区画される。この透光壁６は、平面視において図２に示すように、配列された発光素子４，４，…に重なって設けられ、言い換えると、発光素子４，４，…は、透光壁６の配置に関わらず等間隔に配列される。なお、図２において、透光壁６は、枠体７と同様に輪郭線のみを２点鎖線（太線）で表す。このような透光壁６に重なった発光素子４は、図３に示すように、重なった領域である一部または全体がワイヤＷも含めて透光壁６に埋設される。発光装置１０は、発光素子４およびワイヤＷを封止部材８または透光壁６に埋設することにより、そして、保護素子５、ワイヤＷ、およびワイヤＷが接続される領域であるインナーリード部２１ａ，２２ａを、枠体７に埋設することにより、塵芥、水分、外力等から保護する。以下、発光装置１０を構成する要素について、詳細に説明する。
【００３０】
（基板）
基板１は、発光装置１０の基材であり、発光素子４等を配置する支持体であって、図１に示すように矩形平板状に形成されている。基板１は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージ用の基板と同様に、ある程度の強度を有する絶縁性材料で形成されたものが好ましく、また、発光素子４の発光した光や外光の透過し難い光透過率の低い材料で形成されたものが好ましい。具体的には、セラミックス（Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ等）、あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂が挙げられる。これらの材料は、公知の方法で平板状に形成される。なお、基板１の形状および大きさは限定されず、製品としてユーザに提供する発光装置の形態や用途に応じて、適宜設計される。
【００３１】
図２に示すように、基板１（図２の全体）は、発光装置１０において照射領域とする領域（枠体７の内側の輪郭線内）に、それより一回り小さいまたは略一致する平面視形状の実装領域１ａが区画される。実装領域１ａは、発光素子４を配置するための領域であり、発光装置１０における照射領域の位置および形状に基づき設計される。基板１の上面には、前記した正極２１および負極２２（適宜まとめて導電層２と称する）やカソードマーク等の他に、発光素子４のそれぞれが載置される位置に、発光素子４の平面視形状よりも一回り大きい形状の反射層３，３，…が金属膜で形成されている。
【００３２】
（導電層）
正極２１および負極２２は、一対の電極として、基板１の上面に、実装領域１ａを挟んで対向するように互いに離間した２つの金属膜として形成されている。正極２１および負極２２はそれぞれ、外部から発光素子４の駆動電圧を印加するためのパッド部２１ｃ，２２ｃ、発光素子４のパッド電極を電気的に接続するためのインナーリード部２１ａ，２２ａ、およびパッド部２１ｃ（２２ｃ）とインナーリード部２１ａ（２２ａ）を接続する配線部２１ｂ，２２ｂからなる。パッド部２１ｃ，２２ｃの形状および大きさならびに基板１における位置は、発光装置１０において（封止後に）露出して、外部から電気的に接続可能であれば特に限定されず、発光装置１０の形態や用途に応じて適宜設計される。インナーリード部２１ａ，２２ａは、発光素子４，４，…のうちの配列の端に配置された発光素子４をワイヤボンディングにて接続可能なように、実装領域１ａの周囲に実装領域１ａから所定の間隔を空けてカギ型に形成される。
【００３３】
導電層２（正極２１および負極２２）は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージ用の基板上へリード電極のパターンに形成される金属膜を適用することができ、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられ、Ａｕ膜が特に好ましい。後記するように、ワイヤＷには金（Ａｕ）ワイヤが適用されることが多く、正極２１および負極２２のインナーリード部２１ａ，２２ａがワイヤＷと同じ材料のＡｕ膜であれば、強固に接合し易い。あるいはＣｕ膜等にＡｕ膜を積層してもよく、導電層２は、異なる金属膜を２層以上積層して形成されてもよい。導電層２とする金属膜は、無電解めっきまたは電解めっきで基板１表面に形成することが好ましく、また同時にアノードマーク等を形成することができる。導電層２の厚さは特に限定されず、ワイヤボンディングの条件やリード電極としての抵抗等に応じて適宜設計される。
【００３４】
（反射層）
反射層３は、発光装置１０の発光効率を向上させるために、発光素子４から下方へ出射した光を反射して発光装置１０から上方へ照射させる反射膜である。さらに、本実施形態に係る発光装置１０においては、両面電極構造の発光素子４（発光素子４１）が搭載されるため、下面側の電極が電気的に反射層３に接続される。反射層３は、基板１の実装領域１ａの発光素子４のそれぞれが載置される位置に、発光素子４の平面視形状よりも一回り大きく、かつ互いに短絡しないように反射層３，３間を空けて形成される。反射層３は、光反射率の高い金属膜であれば特に材料は限定されないが、Ａｇ，Ａｕが好ましく、可視光に対する反射率が高いＡｇが特に好ましい。ＡｕはＡｇよりも光を吸収し易いが、例えば導電層２と共にＡｕめっき膜で反射層３を形成した後、Ａｕめっき膜表面にＴｉＯ2膜をさらに形成することで、光反射率を高くすることができる。反射層３は、導電層２と同様に無電解めっきまたは電解めっきで基板１表面に形成することが好ましく、また反射層３の厚さは特に限定されないので、例えば導電層２と同じ厚さとして、基板１表面に同時に形成してもよい。あるいは、導電層２はＡｕめっき膜、反射層３はＡｇめっき膜として、別工程にてめっきを行ってもよい。
【００３５】
（発光素子）
発光素子４は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体等から構成される公知の半導体発光素子を適用でき、面状発光装置の光源としては広い面積に光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）が好ましい。発光素子４は、所望の発光色を得るために任意の波長のものを選択すればよい。具体的には、青色の光（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍ）や緑色の光（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍ）を発光する発光ダイオードとしては、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される窒化物系半導体を、赤色の光（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を発光する発光ダイオードとしては、ＧａＡｌＡｓ，ＡｌＩｎＧａＰ等で表されるヒ素系化合物やリン系化合物の半導体をそれぞれ適用することができ、さらに混晶比により発光色を変化させた発光ダイオードとなる。発光装置１０から照射される光を赤色とする場合はＧａＡｌＡｓ等を適用すればよく、それ以外の色とする場合は、窒化物系半導体を適用し、さらに必要に応じて後記するように封止部材８１，８２に蛍光体を含有させる。本実施形態に係る発光装置１０には、発光色の異なる２種類の発光ダイオードである発光素子４１，４２を搭載し、これらを適宜まとめて発光素子４と表す。
【００３６】
本実施形態に係る発光装置１０においては、図２に示すように、発光素子４（４１，４２）は平面視長方形であり、基板１の実装領域１ａを埋めるように、一定間隔で配列され、当該配列された発光素子４，４，…が一体となって発光装置１０の照射領域から面状の光を照射する。このように発光素子４が一定間隔で配列されることで、発光装置１０から照射される光は面内で一様の輝度を示す。本実施形態においては、発光素子４，４，…は、長手方向を図２における横方向に向きを揃えて、マトリクス状に６個×１０列の合計６０個を配列して備えられ、そのうち、第１照射領域１１には４個×６列の２４個の発光素子４１が、第２照射領域１２には３６個の発光素子４２が、それぞれ搭載される。
【００３７】
また、本実施形態に係る発光装置１０に搭載された発光素子４１，４２は、フェイスアップ（ＦＵ）実装に対応し、図３に示すように、発光素子４１は両面電極構造で、一対のパッド電極のｐ電極が上面に、ｎ電極が下面に形成され、発光素子４２は一対のパッド電極が共に上面に形成されている。したがって、発光素子４１は、基板１の実装領域１ａに配列される際に、反射層３表面に、はんだや導体ペースト等の公知の導電性の接合部材により底面を接合されると同時にｎ電極が電気的に接続される。同様に発光素子４２も、底面を反射層３表面に接合されるが、樹脂等の非導電性の接合部材を用いてもよい。そして、発光素子４１については、ｐ電極は直接にワイヤボンディングにてワイヤＷと接続され、ｎ電極は反射層３がワイヤＷと接続される。一方、発光素子４２は、ｐ電極およびｎ電極が共にワイヤＷと接続される。
【００３８】
さらに発光素子４１，４２はｐ電極を形成された側を図２および図３における左に向きを揃えて配列され、それぞれの発光素子４（４１，４２）は、正極２１のインナーリード部２１ａの近傍の配列の端に配置した発光素子４（４２）から負極２２のインナーリード部２２ａ近傍の配列の端に配置した発光素子４（４２）までを、隣り合う発光素子４を１個以上経由して、あるいは経由せずに２個を、直列にワイヤＷで接続されることにより、インナーリード部２１ａ，２２ａに電気的に接続される。このように接続されることで、実装領域１ａに２次元に配列された発光素子４，４，…のすべてについて、実装領域１ａの外側のインナーリード部２１ａ，２２ａから電圧を印加することができる。
【００３９】
ここで、発光装置１０において、直列に接続される発光素子４の組は、その発光素子４の個数が同数に統一されていることが望ましい。発光素子４，４，…は、組単位で並列にインナーリード部２１ａ，２２ａに接続されて、共通の電圧を印加されるので、組毎に発光素子４の個数が異なると抵抗が異なって、組によって発光素子４の１個あたりに印加される電圧に差が生じて発光する光の光量が一様にならず、照射領域に輝度の面内ばらつきが生じる。さらに本実施形態に係る発光装置１０のように、順方向降下電圧Ｖfの異なる２種類以上の発光ダイオード（発光素子４１，４２）を搭載する場合は、発光素子４１，４２それぞれの個数を統一する。具体的には、図２に示すように、６個の発光素子４１と９個の発光素子４２の計１５個で一組として直列に接続し、４組を並列に接続する。このように、発光素子４（４１，４２）の搭載個数や配列に応じて接続仕様を設計する。あるいは、すべての発光素子４を１個ずつ並列に接続してもよく、例えば各発光素子４のｐ電極同士、ｎ電極同士をそれぞれワイヤで接続してインナーリード部２１ａ，２２ａまで接続すればよい（図示省略）。
【００４０】
（保護素子）
保護素子５は、ツェナーダイオードやコンデンサ等であり、過電圧印加による発光素子４の破壊を防止するために搭載される。保護素子５は、発光素子４から出射する光を遮らないように照射領域の外に配置されることが好ましく、したがって、枠体７に埋設されていることが好ましい。本実施形態に係る発光装置１０においては、保護素子５は底面に図示しないアノード電極を備えてインナーリード部２１ａ表面にはんだや導体ペースト等にて接続され、上面に備えたカソード電極がインナーリード部２２ａにワイヤボンディングにて接続される。
【００４１】
（ワイヤ）
ワイヤＷは、発光素子４（４１，４２）や保護素子５のような電子部品を正極２１および負極２２のインナーリード部２１ａ，２２ａへ電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤＷは、ワイヤボンディングにて一般的に使用されるワイヤであり、材料としては、Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ａｌまたはそれらの合金が挙げられる。特に熱伝導率等に優れ、また発光素子４のパッド電極材料に一般に適用されるＡｕが好ましい。また、ワイヤＷの径は特に限定されず、ワイヤＷの材料、抵抗、ワイヤボンディングの条件、発光素子４や保護素子５の仕様等に応じて適宜選択される。
【００４２】
（枠体、透光壁）
枠体７は基板１上に発光装置１０の照射領域全体を区画し、この照射領域を透光壁６がさらに２つの照射領域１１，１２に区画する。透光壁６および枠体７は、後記するように、透光性樹脂材料を当該透光壁６、枠体７の内側、透光壁６と枠体７との間にそれぞれ充填して封止部材８１，８２および透明部材９を形成するための堰である。
【００４３】
枠体７は、封止部材８１，８２や透光壁６と共にワイヤＷ等を封止（埋設）してこれを保護する。したがって、枠体７は、図２に示すように、実装領域１ａを囲うようにインナーリード部２１ａ，２２ａを被覆する領域に矩形（縦に長い長方形）の環状に形成され、これに伴い、これらに接続するワイヤＷ、ならびにインナーリード部２１ａ上の保護素子５を埋設する。さらに枠体７は、その内壁面で発光素子４から側方へ出射した光を上方へ反射させて発光装置１０の発光効率を向上させるための反射板である。あるいは、枠体７は、透光壁６と同様に光を透過させる材料で形成されて、発光装置１０の照射領域から側方へも光が照射される構成としてもよい。
【００４４】
枠体７は絶縁体であり、基板１と同様に、ある程度の強度を有し、発光素子４の発光した光や外光の透過し難い光透過率の低い材料で形成されることが好ましい。さらに、枠体７は、先にワイヤボンディングで設けられたワイヤＷをできるだけ変形させないように埋設するために、基板１上へ液状やペースト状で成形してそのまま凝固させて形成できる材料を適用する。詳しくは後記製造方法にて説明するが、堰として十分な高さに形成するために、ペースト状すなわち高粘度の液状の材料が好ましい。このような材料として熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられ、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、枠体７は、反射率を高くするために白色であることが好ましい。さらに枠体７は、反射率をいっそう高くするために、前記樹脂材料に、発光素子４が発光した光を吸収し難く、かつ母材である当該樹脂に対して屈折率差の大きい反射材料（例えばＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＭｇＯ等）の粉末を、予め分散させて形成してもよい。
【００４５】
枠体７は、基板１からの高さを特に規定しないが、図３に示すように、透光壁６およびその内外に充填されて形成される封止部材８１，８２のさらに上の照射領域全体に、当該枠体７の内側に透明部材９を充填して形成するために、透光壁６よりも高いことが好ましい。また、枠体７は、発光素子４から側方へ出射して照射領域の外側へ向かう光をそのまま発光装置１０の外に出射させないように、反射面を形成する高さにする。また、枠体７は、平面視における幅（壁の厚み）を特に規定せず、インナーリード部２１ａ，２２ａを被覆し、かつ所望の高さに形成することができる幅とすればよい。
【００４６】
透光壁６は、第１封止部材８１と第２封止部材８２を分離させて形成するための堰であり、これにより発光装置１０の照射領域を第１照射領域１１と第２照射領域１２とに区画する。さらに透光壁６は、自身が照射領域１１，１２の一方の一部を構成するために、封止部材８１，８２と同様に光を透過する材料で形成される。詳しくは、本実施形態において、透光壁６は閉じた環状であり、当該透光壁６およびその内側で構成される第１照射領域１１と外側で構成される第２照射領域１２とに区画する。すなわち、図２に示す透光壁６の外側の輪郭線が、第１照射領域１１と第２照射領域１２との境界線となる。透光壁６が設けられることにより、封止部材８１，８２が、透光壁６の内側と外側それぞれに液状の樹脂材料を充填して形成されるので、硬化前においてもこれらの樹脂材料が透光壁６に隔てられて互いに混入することがなく、一方のみに、または互いに異なる蛍光体を含有させることができる。
【００４７】
さらに透光壁６は、光を透過する材料で形成されるため、発光素子４を被覆して形成されても、発光素子４が発光した光は当該透光壁６の外へ取り出される（図４（ａ）参照）ので、透光壁６は、発光素子４の配列に合わせることなく任意の平面視形状に形成することができる。言い換えると、発光装置１０は、基板１上（実装領域１ａ）の透光壁６の形成される位置を避けて発光素子４を配列する必要がなく、照射領域１１，１２間の境界等においても一定間隔で配列することができるため、照射領域全体における光量のムラが低減される。さらに、発光装置１０の製造において、基板１への発光素子４の搭載の作業性が低下せず、また発光素子４，４間のワイヤＷの接続（ワイヤボンディング）が容易である。ただし、本実施形態においては、照射領域１１，１２は、それぞれ異なる発光色の発光素子４１，４２が搭載されるため、境界線が発光素子４１，４２の載置された間となるように区画されることが好ましい。したがって、図２に示すように、透光壁６は、少なくとも外側の輪郭線が発光素子４（４１，４２）の配列に沿うように、枠体７と同様に四角環形状に形成されて、中心が照射領域全体の中心と略一致する縦に長い長方形の第１照射領域１１とこれを囲む四角環形状の第２照射領域１２とに区画する。
【００４８】
透光壁６は、光を透過する絶縁体であって、先に基板１上に搭載された発光素子４およびワイヤボンディングで設けられたワイヤＷを埋設（封止）する。そのため、透光壁６は、封止部材８１，８２と同様に、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等の透光性樹脂材料を適用することができ、発光装置１０の形態や用途に応じて選択され、例えば、発光素子４として高出力の発光ダイオードを搭載する場合には、特に耐熱性に優れたシリコーン樹脂が好ましい。そして、枠体７と同様に、粘度を調整してペースト状とした前記樹脂材料を基板１上に成形してそのまま凝固させて形成される。詳しくは後記製造方法にて説明する。
【００４９】
さらに、透光壁６は、当該透光壁６を含む第１照射領域１１から、配列する発光素子４（４１）が発光する光を波長変換させて照射する場合は、第１封止部材８１と同様に、蛍光体を前記樹脂材料に添加する（第３実施形態参照）。ただし、透光壁６は、前記した通り形成時において高粘度の樹脂材料であるので、添加、混合した蛍光体が均一に分散した状態をある程度保持して硬化する。そのため、蛍光体が沈殿し易く発光素子４近傍に偏って分布する封止部材８１，８２と比較して、光の取出し効率が低くなり易い。また、同じ第１照射領域１１において、透光壁６と第１照射領域１１とで蛍光体の分布状態が異なるので、それぞれから照射する光の色を一致させることが困難である。したがって、照射領域１１，１２の一方のみにおいて蛍光体で波長変換した光を照射する場合は、蛍光体を含まない方に透光壁６を含む構成とすることが好ましい。このように透光壁６（第１照射領域１１）は、蛍光体を含有しない場合には、第２照射領域１２から照射される光と光量を均衡化するべく、第１封止部材８１と共に光拡散剤を添加されてもよい。
【００５０】
透光壁６は、基板１からの高さを特に規定しないが、図３に示すように、内側および外側の枠体７との間に充填されて形成される封止部材８１，８２が発光素子４およびワイヤＷを完全に埋設して露出させない高さとなるようにする。一方、透光壁６は、後記するように上に透明部材９が形成されるため、枠体７よりも低いことが好ましい。また、透光壁６は、平面視における幅（壁の厚み）を特に規定せず、所望の高さに形成することができる幅とすればよい。ただし、透光壁６の幅が太過ぎると、第１封止部材８１を充填する領域が小さくなる。
【００５１】
（封止部材）
本発明に係る発光装置１０は、発光素子４およびワイヤＷを封止（埋設）してこれらを保護し、かつ発光素子４が発光した光を透過させて外部へ取り出すための封止部材８として、図２に示すように、平面視で２つに区画された領域（照射領域１１，１２）のそれぞれに第１封止部材８１および第２封止部材８２を備える。詳しくは、第１封止部材８１は透光壁６の内側に、第２封止部材８２は透光壁６の外側であって枠体７との間に、それぞれ基板１上に液状の樹脂材料を充填して、前記したように発光素子４およびワイヤＷを完全に埋設して露出させない高さに形成される。さらに、第１封止部材８１および第２封止部材８２の少なくとも一方は、蛍光物質（蛍光体）を含有して光が透過する際にその波長を変換する。
【００５２】
封止部材８１，８２は、発光ダイオード等を搭載した一般的な発光装置の封止に用いられる透光性樹脂材料を適用することができ、具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。また、封止部材８１，８２は、先に基板１上に形成された透光壁６、枠体７が堰になるので、比較的低粘度の液状の樹脂材料で形成することができ、本実施形態に係る発光装置１０のように広い領域（照射領域１１，１２）を封止するために好適である。また、封止部材８１，８２は、それぞれの樹脂材料が透光壁６に隔てられて互いに混入することがないので、蛍光体を一方のみにまたは互いに異なる種類を含有させることができる。さらに、このような低粘度の樹脂材料に蛍光体を混合した場合、硬化するまでに蛍光体が沈殿し易いので、図４（ａ）に示す第２封止部材８２のように、基板１上に載置された発光素子４の表面（上面および側面）近傍に偏って蛍光体ＦＬが分布して、発光素子４が発光した光が好適に波長変換される。また、これらの樹脂材料に、発光装置１０の目的や用途に応じて前記蛍光体の他に、着色剤、光拡散剤、フィラー等を含有させてもよい。以下、封止部材８１，８２、さらに透光壁６に含有させる蛍光体について説明する。
【００５３】
蛍光体は、発光素子４が発光した光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換部材である。蛍光体は公知の材料を適用すればよく、例えばＹ（イットリウム）、Ａｌ（アルミニウム）、およびＧａ（ガーネット）を混合してＣｅ等で賦活されたＹＡＧ系蛍光体や、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等を用いることができる。これらの材料から、後記するように発光素子４の発光色と組み合わせて、第１照射領域１１、第２照射領域１２から照射する光が所望の色となるように選択する。例えば、緑色や黄色を発光するＹＡＧ系蛍光体やクロロシリケート蛍光体、赤色を発光する(Ｓｒ,Ｃａ)ＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ等のＳＣＡＳＮ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ等のＣＡＳＮ系蛍光体が挙げられ、また２種類以上の蛍光体を混合して用いてもよい。
【００５４】
（透明部材）
発光装置１０においては、その照射領域の全体を被覆する透明部材９を備えることが好ましい。透明部材９は、図３に示すように、透光壁６および封止部材８１，８２により形成された表面の凹凸を均すようにこれらの上に形成されて発光装置１０の外観を整え、また、透光壁６および封止部材８１，８２のそれぞれから照射した光を一体として取り出すことができる。透明部材９は、封止部材８１，８２と同様に、透光性樹脂材料を枠体７の内側に充填して形成される。透光壁６の表面形状は限定されず、例えば平坦であっても凸レンズ状（図５参照）であってもよく、製品としてユーザに提供する発光装置１０の形態や用途に応じて適宜設計される。
【００５５】
（発光装置の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を説明する。発光装置１０は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージや従来の発光装置と同様の方法で製造できる。また、基板１が面方向に発光装置１０の複数台分が連結した状態で製造されてもよく、この場合は、最後（透明部材９を形成した後）に、１台ずつに基板１を切断、分離して完成となる。
【００５６】
まず、基板１の表面（上面）に、無電解めっきで金属膜を所定の形状にパターニングした導電層２および反射層３を形成する。このとき、同時にまたは前後してカソードマークおよび認識マーク（図１参照）を形成することができる。
【００５７】
次に、基板１上の実装領域１ａに所定の間隔で形成された反射層３に、発光素子４（４１，４２）を搭載、配列する。このとき、発光素子４の底面を接合部材で反射層３に接合する。また、保護素子５をインナーリード部２１ａ上の所定位置に搭載する。接合部材によっては、すべての発光素子４および保護素子５を配列した後、基板１を加熱して接合部材を硬化する、あるいは溶融して接着固定する。なお、発光素子４１，４２および保護素子５の搭載順序は限定されない。そして、ワイヤボンディングにより、搭載した発光素子４および保護素子５のそれぞれのパッド電極または反射層３にワイヤＷを接続し、インナーリード部２１ａ，２２ａへ電気的に接続する。
【００５８】
次に、透光壁６および枠体７を形成する。詳しくは、透光壁６、枠体７それぞれの平面視形状に合わせた環形状の吐出口（ノズル）を備えた樹脂吐出装置にて、ペースト状の樹脂材料を基板１上の枠体７の形成位置に吐出し、熱処理等の樹脂材料に対応した処理により硬化または凝固させる。あるいは、透光壁６、枠体７の幅（環の太さ）に合わせた口径の吐出口で、基板１を載置した台を透光壁６、枠体７の平面視形状に合わせて長方形を描くように水平に移動させながら樹脂材料を吐出して、透光壁６および枠体７を形成することもできる。なお、透光壁６および枠体７は樹脂材料を同時に吐出してもよく、また同時に熱処理等にて硬化させてもよく、あるいはいずれか一方を硬化させてから他方を形成してもよい。
【００５９】
次に、透光壁６の内側、および外側であって枠体７との間のそれぞれに、所望の蛍光体を含有させた透光性樹脂材料を充填して、必要に応じて熱処理や光照射等の処理により硬化させて第１封止部材８１および第２封止部材８２を形成する。封止部材８１，８２は、それぞれの透光性樹脂材料を同時に充填してもよく、また同時に硬化させてもよく、あるいはいずれか一方を硬化させてから他方を充填してもよい。また、透光壁６のみを形成してその内側に第１封止部材８１を形成した後に、枠体７を形成して第２封止部材８２を形成することもできる。さらに、例えば第１封止部材８１が蛍光体等を含有しない透明な透光性樹脂材料で形成される場合は、第２封止部材８２のみを形成した後に、次の透明部材９と一体に第１封止部材８１を形成することもできる。
【００６０】
最後に、枠体７の内側に透明な透光性樹脂材料を充填し、封止部材８１，８２と同様に硬化して透明部材９を形成することにより、発光装置１０が完成する。透明部材９の表面形状を凸レンズ状に形成する場合は、ある程度高粘度の樹脂材料を適用すればよい。
【００６１】
（発光装置の設計）
面状発光装置において、２以上に区画された照射領域のそれぞれから異なる色の光を照射して、全体で混色された一体の光とするためには、照射領域中心から外周に向けて色を変化させることが好ましい。発光素子として発光ダイオードを配列して搭載した発光装置においては、発光素子のそれぞれが光を全方位に放射することから、照射領域の境界近傍で混色される光が均一となる。以下、本発明の第１実施形態に係る発光装置の設計の一例を説明する。
【００６２】
本実施形態に係る発光装置１０は、図２に示すように、照射領域の全体と同じく縦に長い長方形で中心が略一致する第１照射領域１１と、これを囲む第２照射領域１２とが区画され、それぞれ異なる色の光を照射して全体として自然光に近い白色光となるように設計される。ここでは、第１照射領域１１において、発光素子４１を赤色ＬＥＤとし、波長変換をせずに赤色の光を照射する。一方、第２照射領域１２において、発光素子４２を青色ＬＥＤとし、黄色蛍光体により白色の光を照射する。このような構成により、第２照射領域１２からの青色みがかった白色光に第１照射領域１１からの赤色の光が混色して白熱電球光に近い光（色温度２７００〜４０００Ｋの光）が照射される。さらに、照射領域の最外周の第２照射領域１２から当該照射領域の全体で表そうとする白色光により近い光を照射することにより、発光装置１０の照射面に正対していない方向から見ても比較的均一な色の光が照射される。
【００６３】
発光装置１０においては、透光壁６は蛍光体を要しない第１照射領域１１に設けられることが好ましい。前記した通り、製造時において、高粘度の樹脂材料で形成する透光壁６では蛍光体が沈殿し難く、蛍光体による波長変換効率を封止部材８１，８２と同等にすることが困難であるからである。なお、図２に示すように、透光壁６は、８個の発光素子４１について一部が埋設されるように形成されているが、幅を太く広げて、発光素子４１の全体が埋設されてもよい（第４実施形態参照）。また、発光素子４１，４２の出力の違い等にもよるが、第１照射領域１１においては波長変換に伴う光の吸収がないので、発光素子４１，４２の１個あたりの光量が第２照射領域１２よりも多い。そのため、第１照射領域１１の方を面積および発光素子４１の搭載個数をより少なくし、さらに必要に応じて第１封止樹脂８１および透光壁６に光拡散剤を含有させて、第２照射領域１２との光量の均衡をとることが好ましい。
【００６４】
（発光装置の動作）
このように設計された第１実施形態に係る発光装置の動作（光の照射）について、図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）では、発光素子４（４１，４２）のパッド電極、ワイヤＷ、および反射層３を省略する。
【００６５】
第１実施形態に係る発光装置１０においては、第２封止部材８２中に蛍光体ＦＬが沈殿して発光素子４（４２）表面近傍に偏って分布している。そのため、発光素子４２が発光した光は、蛍光体ＦＬにより効率よく波長変換されて第２封止部材８２、さらに透明部材９を透過して発光装置１０の外へ照射される。ここで、発光素子４（４１，４２）は、当該発光素子４の発光層（活性層）から全方位に光を放射するため、上方だけでなく、側方や下方へも光が出射される。そのため、発光素子４２から側方へ出射したり下方へ出射して反射層３で反射した光の一部（例えば光線Ｌ2）は、第２封止部材８２から第１照射領域１１の透光壁６に進入し、あるいはさらに第１封止部材８１に進入する。これら透光壁６等は蛍光体を含有しないため、発光素子４２から出射して第２封止部材８２において波長変換された光は、透光壁６や第１封止部材８１により波長変換されたり吸収されることなく、透明部材９を透過して第１照射領域１１から発光装置１０の外へ照射される。
【００６６】
一方、第１照射領域１１の第１封止部材８１や透光壁６に埋設された発光素子４（４１）が発光した光の一部（例えば光線Ｌ1，Ｌ3）は、第２封止部材８２に進入する。しかし、第２封止部材８２において蛍光体ＦＬは底（基板１上および発光素子４２上）に沈殿して存在するので、発光素子４１からの光は第２封止部材８２を透過する際に吸収等されることなく、さらに透明部材９を透過して第２照射領域１２から発光装置１０の外へ照射される。
【００６７】
このように、照射領域１１，１２間が遮光されないため、照射領域１１，１２それぞれに載置された発光素子４１，４２が発光した光、あるいはさらに波長変換された光は、照射領域１１，１２境界近傍で混色しながら発光装置１０の外へ照射される。したがって、発光装置１０は、照射領域全体で一体に近い光を取り出すことができる。
【００６８】
以上のように、第１実施形態に係る発光装置は、照射領域を２以上に区画してもその境界近傍を含めて発光素子を均等に配列することができるので輝度が低下せず、さらに隣り合う照射領域のそれぞれで、搭載した発光素子の発光色および蛍光体の有無の両方を切り替えることができるので、配色の選択性が広く、演色性を向上させることができる。
【００６９】
〔第２実施形態〕
第１実施形態に係る発光装置は、照射領域をマトリクス状の発光素子の配列に沿うように区画して、それぞれの照射領域に異なる発光色の発光素子を搭載したが、発光素子の配列に合わせることなく任意の平面視形状に区画されてもよい。以下、第２実施形態に係る発光装置について、図５および図６を参照して説明する。第１実施形態に係る発光装置１０と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第２実施形態に係る発光装置１０Ａは、図５に示すように、第１実施形態に係る発光装置１０（図１参照）と同様に、矩形平板状の基板１Ａの上面の中央部に環状の枠体７Ａが設けられ、その内側に透明部材９Ａが、その下に図示しない封止部材８（図１参照）が、それぞれ形成され、枠体７Ａの内側に照射領域を構成する。本実施形態では、枠体７Ａは円環形状であるので照射領域は円形になる。また、透明部材９Ａは、表面形状を凸レンズ状に形成されているが、例えば平坦でもよい。また、基板１Ａの上面に、カソードマークに代えてアノードマークが、さらに温度計測ポイントが金属膜で形成される。温度計測ポイントは、発光装置１０Ａに搭載された発光素子４の動作温度およびジャンクション温度を検査するために、当該表面で温度を計測する金属膜である。正極２１Ａおよび負極２２Ａの各パッド部２１ｃ，２２ｃ、および認識マークは、形状以外は発光装置１０と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
発光装置１０Ａの、枠体７Ａ、透明部材９Ａおよび封止部材８に被覆された部分について、図６を参照して説明する。図６では、縦方向に平面視長方形の基板１Ａの長辺方向を示し、また、枠体７Ａおよび透光壁６Ａは輪郭線のみを２点鎖線で表し、枠体７Ａの内側に形成される透明部材９Ａおよび封止部材８（８１，８２）は省略する。
【００７２】
発光装置１０Ａは、基板１Ａ上の枠体７Ａの内側の輪郭線内の、当該輪郭線よりも一回り小さい円形の実装領域１ａ（図６において左上１／４領域にのみ破線で表す）に、発光素子４，４，…を配列して備える。基板１Ａ上の実装領域１ａの周囲には、インナーリード部２１ａ，２２ａが、円形の実装領域１ａから所定の間隔を空けて半円周に沿った形状に形成される。
【００７３】
さらに発光装置１０Ａは、基板１Ａ上の照射領域に、すなわち枠体７Ａの内側に、枠体７Ａと同心円状の円環形状の透光壁（壁体）６Ａをさらに備えて、中心が照射領域全体の中心と略一致する円形の第１照射領域１１Ａとこれを囲む円環形状の第２照射領域１２Ａとに区画される。本実施形態においては、第１実施形態と同様に、透光壁６Ａは第１照射領域１１Ａの一部を構成し、透光壁６Ａの外側の輪郭線が照射領域１１Ａ，１２Ａの境界線となる。このように、透光壁６Ａは平面視で曲線状に形成されているため、以下に記載するようにマトリクス状に配列された発光素子４，４，…は、その一部が照射領域１１Ａ，１２Ａの境界線を跨いで載置される。
【００７４】
発光装置１０Ａには、発光素子４として、発光色の異なる２種類の発光ダイオードである発光素子４３，４２が搭載される（第１実施形態と同様に、適宜まとめて発光素子４と表す）。発光素子４３，４２は、平面視長方形の同一形状で、第１実施形態の発光素子４２（図３参照）と同様に一対のパッド電極が共に上面に形成されている。発光素子４（発光素子４３，４２）は、長手方向を図６における横方向に、かつｐ電極を左側に向きを揃えて、実装領域１ａの中央に９個×８列をマトリクス状に、その上下に各３列を横方向に半ピッチずらし、計１４列に配列され、さらに配列の左右両端の各３個を右に９０°回転して配置される。このように配列されることで、図６における左右上下対称に、計１１０個の発光素子４が、均等にかつ効率的に実装領域１ａに搭載される。そのうち、第１照射領域１１Ａには６０個の発光素子４３が、第２照射領域１２Ａには５０個の発光素子４２が、それぞれ搭載される。
【００７５】
本実施形態に係る発光装置１０Ａは、６０個の発光素子４３と５０個の発光素子４２の２種類の発光素子４を搭載しているため、ワイヤＷにて、６個の発光素子４３と５個の発光素子４２の計１１個で一組として直列に接続し、１０組を並列に接続する。また、発光装置１０Ａにおいては、発光素子４（４３，４２）はすべて、一対のパッド電極が共に上面に形成されているので、配列の端のインナーリード部２１ａ，２２ａに直接に接続した発光素子４以外の発光素子４については、隣の発光素子４のパッド電極へワイヤＷを接続すればよい。したがって、ワイヤＷの両端の接続位置の高低差が小さく、発光素子４，４間隔が比較的短く配列されてもワイヤボンディングが容易である。
【００７６】
また、本実施形態に係る発光装置１０Ａに搭載された発光素子４（４３，４２）はすべて、一対のパッド電極が共に上面に形成されているため、第１実施形態のように金属膜（反射層３）に接合する必要はなく、かつ発光素子４毎に分離した金属膜とする必要もない。発光装置１０Ａにおいては、反射層３Ａは、基板１Ａの実装領域１ａの全体に、当該実装領域１ａよりも一回り大きい円形で、かつ正極２１Ａと負極２２Ａとが短絡しないようにインナーリード部２１ａ，２２ａから間隔を空けて形成される。なお、基板１Ａが、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）で形成されている等、表面の反射率が十分に高い場合は反射層３Ａを設けなくてもよい。
【００７７】
（発光装置の設計および動作）
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置の設計の一例およびその動作（光の照射）を説明する。本実施形態に係る発光装置１０Ａは、第１実施形態に係る発光装置１０と同様に、照射領域の全体と中心が略一致する第１照射領域１１Ａと、これを囲む第２照射領域１２Ａとが区画され、それぞれ異なる色の光を照射する。ここでは、第１照射領域１１Ａにおいて、発光素子４３を緑色ＬＥＤとし、波長変換をせずに緑色の光を照射する。一方、第２照射領域１２Ａにおいて、発光素子４２を青色ＬＥＤとし、赤色蛍光体により赤紫（マゼンタ）色の光を照射する。したがって、発光装置１０Ａにおいては、第１実施形態と同様に、透光壁６Ａは蛍光体を要しない第１照射領域１１Ａに設けられることが好ましい。なお、当然ながら発光装置１０と同じ配色としてもよい。
【００７８】
図２に示す第１実施形態に係る発光装置１０と異なり、本実施形態においては、発光素子４（４３，４２）の配列に合わせることなく照射領域１１Ａ，１２Ａが区画される。したがって、照射領域１１Ａ，１２Ａの境界線上においては、照射領域１１Ａ，１２Ａの一方に搭載された発光素子４３または発光素子４２の一部が他方へ突出する。ここでは、図６に示すように、第１照射領域１１Ａに搭載された発光素子４３の８個について、それぞれの一部が透光壁６Ａから突出して第２照射領域１２Ａの第２封止部材８２に埋設される。このような発光素子４３の第２封止部材８２に埋設された部分から出射した光は、第２封止部材８２に含有される赤色蛍光体によって緑色から黄色の光に変換されるため、照射領域１１Ａ，１２Ａ境界近傍から局所的に黄色の光が照射されることになる。ただし、このような光は、発光装置１０Ａの照射領域の全体から照射される光に対して微少であり、さらに第１実施形態にて図４（ａ）を参照して説明したように、照射領域１１Ａ，１２Ａのそれぞれから照射した光は境界近傍で混色しながら発光装置１０Ａの外へ照射される。したがって、かかる構成としても、発光装置１０Ａは、照射領域全体で一体に近い光を取り出すことができる。
【００７９】
なお、発光装置１０Ａを、第１実施形態に係る発光装置１０と同じ配色とした場合は、発光素子４３は赤色ＬＥＤであるから、第２封止部材８２に埋設された部分では黄色蛍光体によって吸収される。また、照射領域１１Ａ，１２Ａの区画を変えて、発光素子４２が第１照射領域１１Ａへ突出する構成としてもよい。すなわち発光素子４２はその一部が透光壁６Ａに埋設されるので、青色の光が波長変換されることなく外部へ照射される。このように、発光素子４３，４２の発光色および第２封止部材８２に含有された蛍光体の種類によって、照射領域１２Ａ，１１Ａへ突出した発光素子４３または発光素子４２から照射する光の色または光の有無が異なる。しかし、いずれにおいても、発光装置１０Ａが照射する光の全体への影響は微少であり、さらにより影響を抑えるために、発光素子４３，４２のいずれが照射領域１１Ａ，１２Ａ境界線上に載置されるかを選択し、あるいは発光素子４３，４２の照射領域１２Ａ，１１Ａへ突出する部分ができるだけ少なくなるように、照射領域１１Ａ，１２Ａを区画すればよい。
【００８０】
以上のように、第２実施形態に係る発光装置は、均等に配列された発光素子のそれぞれの位置に関係なく任意の平面視形状に形成された透光壁によって区画された照射領域毎に、異なる色に配色された光を照射する。したがって、特に円形等の曲線からなる形状に照射領域が区画されても、発光素子を隣り合う照射領域の間で間隔を空けて配列したり、搭載個数を減らす必要がないため、照射領域全体として輝度が均一かつ照射される光量が多い発光装置となる。
【００８１】
〔第３実施形態〕
第１、第２実施形態に係る発光装置は、区画した照射領域のそれぞれに、発光色の異なる発光素子を搭載し、さらに隣り合う照射領域の一方のみに蛍光体を含有した封止部材を設けて波長変換された光を照射するが、照射領域の他方にも、透光壁を含めて蛍光体にて波長変換された光を照射することもできる。以下、図５に示す第２実施形態に係る発光装置と同じ外観の発光装置について、透光壁に蛍光体を含有させた態様について、図７および図４（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。第１、第２実施形態と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８２】
第３実施形態に係る発光装置１０Ｂは、透光壁６Ｂ、ならびに照射領域１１Ｂ，１２Ｂの区画および第１封止部材８１Ａの構成、さらに発光素子４の配列以外は第２実施形態に係る発光装置１０Ａと同じとする。発光装置１０Ｂに搭載される発光素子４はすべて同じ種類とし、発光装置１０Ａに搭載された発光素子４３，４２と同じ形状およびパッド電極構造とする。
【００８３】
発光素子４，４，…は、図６に示す発光装置１０Ａと同様にマトリクス状に計１４列に配列されるが、発光装置１０に対して横方向に半ピッチずらして実装領域１ａの中央の６列には各列１０個が配列され、上から１列目および下から１列目の計２列については横方向に半ピッチずらして配置される。このように配列されることで、第２実施形態と同様に、図７における左右上下対称に、計１１０個の発光素子４が、均等にかつ効率的に、さらにすべて向きを揃えて実装領域１ａに搭載される。そして、発光装置１０Ｂは１１０個の１種類の発光素子４を搭載しているため、１１個の発光素子４を一組として直列に接続し、１０組を並列に接続する。本実施形態においては、図７における上下対称にワイヤＷが接続されている。
【００８４】
図７に示すように、発光装置１０Ｂは、基板１Ａ上の照射領域に、すなわち枠体７Ａの内側に、枠体７Ａと同心円状の円環形状の透光壁（壁体）６Ｂをさらに備えて、中心が照射領域全体の中心と略一致する円形の第１照射領域１１Ｂとこれを囲む円環形状の第２照射領域１２Ｂとに区画される。本実施形態においては、透光壁６Ｂは第２照射領域１２Ｂの一部を構成し、したがって透光壁６Ｂの内側の輪郭線が照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線となる。第２実施形態と同様に、透光壁６Ｂは発光素子４の配列に合わせることなく形成されているため、照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線を跨いで発光素子４が載置される。
【００８５】
（発光装置の設計）
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置の設計の一例を説明する。本実施形態に係る発光装置１０Ｂは、第１、第２実施形態と同様に、照射領域の全体と中心が略一致する第１照射領域１１Ｂと、これを囲む第２照射領域１２Ｂとが区画され、それぞれ異なる色の光を照射して全体として自然光に近い白色光となるように設計される。１種類の発光素子４を備える発光装置１０Ｂにおいては、発光素子４として青色ＬＥＤを搭載し、赤色蛍光体と緑色蛍光体を用いて、照射領域１１Ｂ，１２Ｂからそれぞれ波長変換された異なる色の光を照射するものとする。
【００８６】
本実施形態のように照射領域の中心から外周に向けて環状に配色する場合には、中心からより強い光を照射することが好ましく、特に人の目に最も強く見える波長５５５ｎｍにより近い光を照射領域の中心に配することが好ましい。したがって、第１照射領域１１Ｂの第１封止部材８１Ａに青色の光をより吸収しない緑色蛍光体を、第２照射領域１２Ｂの第２封止部材８２および透光壁６Ｂに赤色蛍光体を、それぞれ含有させる。また、赤色蛍光体の方が緑色蛍光体よりも多く光を吸収するために、第２照射領域１２Ｂから照射される光の方が発光素子４の１個あたりの光量が弱くなる傾向がある。そこで、第２照射領域１２Ｂの面積および発光素子４の搭載個数を多くして、第１照射領域１１Ｂとの光量の均衡をとる。ここでは、合計１１０個の発光素子４について、第１照射領域１１Ｂは、３６個および一部が含まれるものを８個（約１／２、約１／４が含まれるもの各４個）、計４２個相当を備えるように区画される。一方、第２照射領域１２Ｂは、残りの６８個相当の発光素子４を備える。
【００８７】
（発光装置の動作）
このように設計された第２実施形態に係る発光装置の動作（光の照射）について、図４（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。図４（ｂ）、（ｃ）では、図４（ａ）と同様に発光素子４のパッド電極、ワイヤＷ、および反射層３Ａを省略する。前記した通り、発光素子４は青色ＬＥＤであり、第１封止部材８１Ａに含有される蛍光体ＦＬ1は緑色蛍光体、第２封止部材８２および透光壁６Ｂに含有される蛍光体ＦＬ2は赤色蛍光体である。
【００８８】
図４（ｂ）に示すように、第２照射領域１２Ｂの第２封止部材８２に埋設された発光素子４が発光した光は、蛍光体ＦＬ2により波長変換され、さらに側方へ出射した光の一部は、第２封止部材８２から透光壁６Ｂに進入する（例えば光線Ｌ21）。この光は、蛍光体ＦＬ2により波長変換された光であるので、透光壁６Ｂを透過する際に、当該透光壁６Ｂに分散する同じ蛍光体ＦＬ2により吸収されて減衰する。一方、第２照射領域１２Ｂの透光壁６Ｂに埋設された発光素子４が発光した光（例えば光線Ｌ31，Ｌ32）は、側方へ出射して第２封止部材８２や第１照射領域１１Ｂの第１封止部材８１Ａに進入しても、蛍光体ＦＬ2，ＦＬ1は底に沈殿しているので、吸収等されることなく封止部材８１Ａ，８２を透過して発光装置１０Ｂの外へ照射される。
【００８９】
同様に、第１照射領域１１Ｂの第１封止部材８１Ａに埋設された発光素子４が発光した光は、蛍光体ＦＬ1により波長変換され、さらに側方へ出射した光の一部は、第２照射領域１２Ｂの透光壁６Ｂに進入する（例えば光線Ｌ11）。ここで、蛍光体ＦＬ1により波長変換された光は、蛍光体ＦＬ2を励起させることが可能な波長であるため、透光壁６Ｂに分散する蛍光体ＦＬ2によりさらに波長変換されて透光壁６Ｂを透過して、発光装置１０Ｂの外へ照射される。
【００９０】
このように、透光壁６Ｂに蛍光体を含有させると、封止部材８１Ａ，８２に埋設された発光素子４から進入した光は、透光壁６Ｂに分散された蛍光体により吸収され、また波長変換される場合もある程度の吸収を伴うために減衰する。そこで、光の取出し効率をいっそう向上させるために、発光装置１０Ｂは以下の構成とすることが好ましい。
【００９１】
屈折率の異なる２種類の透光性物質間では、光が屈折率の高い方から低い方へ進入する際、その界面で入射角に応じた光の一部または全部が反射する。したがって、発光装置においては、一般的に光の取出し側（図３、図４における上側）に屈折率のより高い材料を配することが好ましい。本実施形態では、透光壁６Ｂを封止部材８１Ａ，８２に対して屈折率の低い材料で形成することにより、図４（ｂ）に示す光線Ｌ12，Ｌ22のように、封止部材８１Ａ，８２のそれぞれから透光壁６Ｂに進入する光の一部を反射させる。これにより、透光壁６Ｂを透過する光（光線Ｌ11，Ｌ21）が減り、透光壁６Ｂによる光の減衰が抑制される。なお、図４（ｂ）では、封止部材８１Ａ，８２と透明部材９Ａとは同じ屈折率として表す。このような屈折率の差異は、封止部材８１Ａ，８２、透光壁６Ｂ、さらに透明部材９Ａのそれぞれに適用する樹脂材料の選択により設けられる。
【００９２】
また、このように透光壁６Ｂを低屈折率とした場合、第１封止部材８１Ａで波長変換されて、さらに透光壁６Ｂで波長変換されて取り出される光（光線Ｌ11）が減るが、このような２段階で波長変換される光をより低減する場合には、透光壁６Ｂに蛍光体ＦＬ1を分散させる、すなわち透光壁６Ｂが第１照射領域１Ｂに含まれるように構成すればよい（図示せず）。さらにこの場合は、照射領域１１Ｂ，１２Ｂ間での光の混色が抑制された発光装置となる。
【００９３】
また、透光壁６Ｂを封止部材８１Ａ，８２に対して屈折率の高い材料で形成してもよい。この場合は、図４（ｃ）に示すように、透光壁６Ｂに埋設された発光素子４が発光した光（光線Ｌ34，Ｌ35）や、第１封止部材８１Ａから透光壁６Ｂに進入した光（光線Ｌ13）が、封止部材８１Ａ，８２との界面で一部が反射する。その結果、透光壁６Ｂの上方から透明部材９Ａへ出射する光（光線Ｌ33）以外は、透光壁６Ｂ中で反射を繰り返し、特に当該透光壁６Ｂに蛍光体を含有する場合には光が吸収されて減衰する。したがって、照射領域１１Ｂ，１２Ｂ境界近傍での光がある程度減衰するが、混色が抑制された発光装置となる。なお、図４（ｃ）では、透光壁６Ｂと透明部材９Ａとは同じ屈折率として表す。
【００９４】
このように、封止部材８１Ａ，８２、透光壁６Ｂで屈折率の差を設ける場合、壁面（透光壁６Ｂと封止部材８１Ａ，８２との界面）で光をより反射し易くするために、透光壁６Ｂは幅を調整して壁面を所望の角度に傾斜させてもよく、例えば樹脂材料の粘度によって透光壁６Ｂの壁面の傾斜角度（高さに対する幅）を制御することができる。
【００９５】
ここで、図４（ｃ）に示すように、発光素子４が、第１照射領域１１Ｂと第２照射領域１２Ｂとの境界線上に載置された、すなわち第１封止部材８１Ａと透光壁６Ｂとに埋設された場合、当該発光素子４が発光した光は、第１封止部材８１Ａを透過する光（光線Ｌ36）と透光壁６を透過する光（光線Ｌ33）とが、それぞれに含有される蛍光体ＦＬ1，ＦＬ2により異なる色に波長変換されて外部へ照射される。したがって、図７に示すように、発光素子４の配列に関わらずに透光壁６Ｂを形成して第１照射領域１１Ｂと第２照射領域１２Ｂに区画しても、それぞれの照射領域１１Ｂ，１２Ｂから所望の色の光を照射する発光装置１０Ｂとなる。
【００９６】
なお、本実施形態のように、透光壁６Ｂに、同じ第２照射領域１２Ｂを構成する第２封止部材８２と同様に蛍光体ＦＬ2を含有させても、第２封止部材８２のように蛍光体ＦＬ2が沈殿しないために第２封止部材８２と同等の波長変換効率を得難い。そのため、透光壁６Ｂと第２封止部材８２とで照射される光の色が完全に一致しない場合があるが、一体の第２照射領域１２Ｂとして同系色の光を照射すればよい。また、透光壁６Ｂと第２封止部材８２とで異なる蛍光体を含有させてもよく、さらには異なる発光色の発光素子４を埋設してもよい。
【００９７】
（変形例）
さらに演色性をいっそう向上させるために、第３実施形態の変形例に係る発光装置として、図７に示す前記第３実施形態に係る発光装置１０Ｂの、第１照射領域１１Ｂから波長５５５ｎｍの光（黄緑色）にできるだけ近い光を、第２照射領域１２Ｂから色温度２７００〜４０００Ｋの光（黄色みがかった白色）またはそれに近い光を、それぞれ照射するように設計する。前記した通り、照射領域の中心から波長５５５ｎｍの光を照射することが好ましく、一方、照射領域の最外周から当該照射領域の全体で表そうとする色温度２７００〜４０００Ｋの光に近い光を照射することにより、発光装置の照射面に正対していない方向から見ても比較的均一な色の光が照射される。
【００９８】
第１照射領域１１Ｂには青緑色ＬＥＤを搭載して、赤色蛍光体により黄緑色の光を照射し、第２照射領域１２Ｂには青色ＬＥＤを搭載して、黄色蛍光体により白色の光を照射する。青色ＬＥＤと黄色蛍光体による白色の光は青色みがかった色温度４０００Ｋ超の光になる傾向があるため、黄色蛍光体による波長変換を高効率とするために、蛍光体が沈殿し難い透光壁６Ｂは、第２照射領域１２Ｂよりも、第１照射領域１１Ｂに設けられることが好ましい（図６参照）。なお、青緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとは順方向降下電圧Ｖfが近似する発光ダイオードを適用することができるため、同じ発光素子４として、電気的に接続することができる。また、照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線上に配置される８個の発光素子４については、青緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤいずれを載置してもよいが、第１照射領域１１Ｂの赤色蛍光体を含有する透光壁６Ｂに青色ＬＥＤが埋設されるよりも、黄色蛍光体を含有する第２封止部材８２に青緑色ＬＥＤが埋設される方が好ましい。すなわち、照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線上には第１照射領域１１Ｂの青緑色ＬＥＤを載置することが好ましい。あるいは、発光素子４が照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線を跨がないように、透光壁６Ｂを平面視で角丸正方形等の直線で構成してしてもよい（図２参照）。すなわち、照射領域の全体と中央の第１照射領域１１Ｂ（１１）とで形状が必ずしも同じでなくてもよい。
【００９９】
以上のように、第３実施形態およびその変形例に係る発光装置は、第２実施形態と同様に、均等に配列された発光素子のそれぞれの位置に関係なく任意の平面視形状に形成された透光壁によって区画された照射領域毎に、異なる色に配色された光を照射する。さらに隣り合う照射領域の両方に、透光壁も含めて蛍光体を含有させることにより、演色性をいっそう向上させた発光装置となる。なお、第１、第２、第３実施形態においては、１つの環状の透光壁を形成して中央の第１照射領域とそれを囲む第２照射領域との２つに区画したが、これに限られず、２（二重環）以上の透光壁を形成すれば３つ以上の照射領域に区画することができる。
【０１００】
〔第４実施形態〕
第１、第２、第３実施形態に係る発光装置は、いずれも照射領域を中心領域とその周囲の環状領域とに区画して配色された光を照射するが、照射領域の形状はこれに限られない。以下、図５に示す第２、第３実施形態に係る発光装置と同じ外観の発光装置について、照射領域の形状を変えて区画したものについて図８および図９を参照して説明する。発光装置１０，１０Ａ，１０Ｂと同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
第４実施形態に係る発光装置１０Ｃは、平面視において、図８に示すように円形の照射領域を十字に４等分して、右上と左下を第１照射領域１１Ｃ，１１Ｃ、左上と右下を第２照射領域１２Ｃ，１２Ｃに区画される。そのため、透光壁６Ｃは、各第１照射領域１１Ｃに含まれて、照射領域１１Ｃ，１２Ｃの境界線に沿ってカギ型に形成される。また、２つの透光壁６Ｃ，６Ｃが中心（屈曲部）で離間して、第２照射領域１２Ｃ，１２Ｃが中心で連続しているが、透光壁６Ｃ，６Ｃを中心で接続させることにより完全に分離されてもよい（図示せず）。２つの第２照射領域１２Ｃ，１２Ｃが完全に透光壁６Ｃ，６Ｃで分離された場合、それぞれの第２封止部材８２に異なる蛍光体を含有させて、異なる色の光を照射することができる。
【０１０２】
本実施形態においては、発光素子４，４，…は、図７に示す発光装置１０Ｂと同様に配列されるが、上から１列目および下から１列目の計２列について横方向に半ピッチずらさず、完全にマトリクス状に配列され、そのため、照射領域１１Ｃ，１２Ｃいずれかの側（図８では第１照射領域１１Ｃ側）に各１個多く配置される。このように配列されることで、第１実施形態（図２参照）と同様に、発光素子４が照射領域１１Ｃ，１２Ｃの境界線を跨がない。本実施形態に係る発光装置１０Ｃに搭載される発光素子４は発光装置１０Ｂと同様にすべて同じ種類（同程度の順方向降下電圧Ｖf）とするが、第２実施形態に係る発光装置１０Ａ（図６参照）と同様に、発光素子の種類を切り替えて備えることができる。この場合は、第２実施形態と同様に、直列に接続する組において発光素子の種類毎に個数を揃えてワイヤＷで接続する。さらに、透光壁６Ｃ，６Ｃは、発光素子４の全体が埋設されるように形成されているので、第１照射領域１１Ｃにおいて、例えば透明な透光壁６Ｃに被覆された発光素子４と蛍光体を含有させた第１封止部材８１Ａに被覆された発光素子４とで異なる種類として、全体として同系色の光が照射されるように構成してもよい。
【０１０３】
図９に示す第４実施形態の変形例に係る発光装置１０Ｄは、平面視において、発光装置１０Ｃと同様に円形の照射領域を十字に４分割されるが、透光壁６Ｄを十字型として、透光壁６Ｄにより右上と左下に分断された第１照射領域１１Ｄと、透光壁６Ｄを含んで第１照射領域１１Ｄよりも広い面積の第２照射領域１２Ｄとに区画される。
【０１０４】
本変形例においては、発光素子４，４，…は、図６に示す発光装置１０Ａと同様に配列されるが、上から１〜３列目および下から１〜３列目について横方向に半ピッチずらさず、また、上から２列目および下から２列目の発光素子４については第１照射領域１１Ｄに１個多く配置され、配列の左右両端の９０°回転された各３個を除いて、完全にマトリクス状に配列される。このように配列されることで、発光装置１０Ａと同様に１１０個の発光素子４（４３，４２）が配列され、また、発光素子４が照射領域１１Ｄ，１２Ｄの境界線を跨がず、さらに透光壁６Ｄに発光素子４（４２）の全体が埋設される。さらに、本変形例においては、第１照射領域１１Ｄに４０個の発光素子４３を、第２照射領域１２Ｄに７０個の発光素子４２を配列して備え、４個の発光素子４３と７個の発光素子４２の計１１個で一組として直列に接続し、１０組を並列に接続する。したがって、本変形例は、第１照射領域１１Ｄよりも第２照射領域１２Ｄの方が面積が広く発光素子４２の搭載個数も多いため、発光素子４３，４２の１個あたりの光量が、第１照射領域１１Ｄの方が第２照射領域１２Ｄよりも多い場合に適用されることが好ましい。さらに、電気的特性（順方向降下電圧Ｖf）の異なる２種類の発光素子４３，４２を搭載することができるので、第１、第２実施形態と同様に配色の選択性が広い。
【０１０５】
以上のように、第４実施形態およびその変形例に係る発光装置は、直線で構成される透光壁によって十字に４分割して区画された照射領域毎に、異なる色に配色された光を照射する。したがって、透光壁の形状によって様々な形状に照射領域を区画することができる。なお、第４実施形態およびその変形例においては、４つに区画された照射領域から２色の光を照射するとしたが、これに限られず、さらに照射領域を多く区画したり、３色以上に配色した光を照射することができる。また、第２、第３実施形態に係る発光装置の環状の透光壁と組み合わせることもできる。また、第１実施形態のように照射領域が矩形の発光装置に適用することもできる。
【０１０６】
以上、本発明に係る発光装置について、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 発光装置
１，１Ａ 基板
１ａ 実装領域
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 第１照射領域（照射領域）
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 第２照射領域（照射領域）
２１，２１Ａ 正極
２１ａ インナーリード部（リード電極）
２１ｂ 配線部
２１ｃ パッド部
２２，２２Ａ 負極
２２ａ インナーリード部（リード電極）
２２ｂ 配線部
２２ｃ パッド部
３，３Ａ 反射層
４ 発光素子
４１，４２，４３ 発光素子
５ 保護素子
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 透光壁（壁体）
７，７Ａ 枠体
８ 封止部材
８１，８１Ａ 第１封止部材（封止部材）
８２ 第２封止部材（封止部材）
９，９Ａ 透明部材（透光部材）
ＦＬ，ＦＬ1，ＦＬ2 蛍光体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子が２次元配列されて搭載されたＣＯＢ構造の発光装置、特に２色以上に配色された光を照射する面状発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子は、小型で電力効率がよく鮮やかな色に発光し、また半導体素子であるため球切れ等の心配がなく、さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、半導体発光素子を光源として搭載した発光装置は、照明器具や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトの一般的民生用光源として、その用途に対応した構造のものが利用されている。
【０００３】
通常、半導体発光素子を光源とする発光装置は、一般的な半導体素子と同様に、半導体発光素子（以下、発光素子）を、当該発光装置に駆動電流を供給するための配線を設けた基材に搭載して前記配線に電気的に接続し、発光素子を樹脂で封止して製造される。この樹脂は、発光素子が発光した光を透過させるために透光性の材料が適用されるが、さらにこの透光性樹脂（封止部材）に蛍光体を含有させることにより、発光素子が発光する光の色だけでなく、蛍光体により波長変換された光との混色で発光する発光装置が知られている。
【０００４】
また、発光装置の構造の一つに、表面にリード電極のパターンが金属膜で形成された平板形状の基板に、半導体素子を搭載してリード電極に電気的に接続し、樹脂で封止したＣＯＢ（Chip on Board）構造がある。ＣＯＢ構造の発光装置は、発光素子を、基板の所定の実装領域に搭載し、発光素子の電極を基板上のリード電極（インナーリード）にワイヤボンディング等で電気的に接続し、発光素子やボンディングワイヤを被覆するように実装領域を透光性樹脂で封止して製造される。
【０００５】
ＣＯＢ構造の発光装置は、基板を平板形状として、多数の発光素子を比較的短い間隔で配列して載置することができる。さらに配列された発光素子を囲む閉じた環状の枠（枠体）を基板上に形成することにより、発光素子を配列した領域の面積が大きくても、封止部材として硬化前の液状の樹脂材料を枠体の内側に充填することで容易に封止でき、また枠体の形状により、所望の照射領域の形状とした大型の面状発光装置とすることができる。また、枠体を白色樹脂等の反射率の高い材料で形成することで、発光素子から側方へ出射した光が反射して上方へ照射されるため、発光素子の搭載個数に対して光の取出し効率の高い、すなわち発光効率の高い発光装置となる。したがって、ＣＯＢ構造の発光装置は、ＬＥＤ電球やスポットライト等の照明器具として、１台にて広い面積の照射領域から強い光を照射するように、数十個以上の発光素子を高密度（狭ピッチ）で搭載した大型の面状発光装置に特に好適な構造である。
【０００６】
複数の発光素子を配列して搭載したＣＯＢ構造の発光装置（以下、発光装置）においては、異なる発光色の発光素子を２種類以上搭載したり、発光素子の配列された領域を２以上に区画して異なる蛍光体を添加した透光性樹脂で封止することにより、領域毎に異なる色の光を照射する発光装置が知られている。このような発光装置が照射する光は、混色された光となって取り出され、各領域からの光の色や配色等によっては、単色の光を照射する発光装置よりも演色性を向上させることができるため、様々な発光装置が開発されている。
【０００７】
具体的には、白色光が得られる発光装置として、発光色が青色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ）を発光素子として搭載し、黄色蛍光体を添加した透光性樹脂で封止することで、元の青色の光と蛍光体で波長変換された黄色の光とから白色光を合成するものが知られている。このような発光装置は、比較的安価に製造することができるが、赤色および緑色の光の波長域の成分が不足しているために演色性に劣る。そこで、配列された発光素子の１個ないし複数個で領域を区画して、それぞれの領域から赤色、緑色、青色の３色の光や補色関係にある２色の光を照射することで、全体としてより自然光に近い白色光が得られる発光装置が開発されている。
【０００８】
このような発光装置には、例えば、発光色が青緑色および橙色の２種類のＬＥＤを搭載したものと、青色の１種類のＬＥＤを配列して、赤色および緑色の蛍光体をそれぞれ添加した透光性樹脂で領域別に区画して封止したものとが挙げられる。発光色の異なる発光素子を搭載する前者の発光装置は、発光素子が発光した光を直接に取り出すので発光効率が高いが、個々のＬＥＤが発光する光は波長の幅が狭いため、所望の色みの白色光が得られる発光装置を製造するためには、搭載するＬＥＤを選別する必要があって高コストになる。また、発光色の違いにより電気的特性が異なる等の２種類以上の発光素子を一対の電流で駆動する発光装置に搭載することは、各発光素子に駆動電流が均等に供給されるように電気的に接続することが設計上困難な場合がある。これに対して、異なる蛍光体で２色以上にそれぞれ波長変換された光を照射する後者の発光装置は、蛍光体で波長変換された光はある程度波長に幅があるために、所望の色みの白色光が得られる発光装置を容易に製造することができる。さらに、異なる発光色のＬＥＤと異なる蛍光体とを組み合わせて、多様な波長の色を照射して演色性をいっそう向上させた発光装置も開発されている（例えば特許文献１，２）。
【０００９】
特許文献１には、配列された発光素子（ＬＥＤチップ）を１個ないし３個１組毎に、添加された蛍光体の種類等の異なる透光性樹脂で封止して、さらに全体を覆う透明な樹脂でレンズを設けた発光装置が開示されている。この発光装置においては、蛍光体の異なる透光性樹脂同士は、間隔を空けず、または間隔を狭くして間を透光性樹脂で埋められている。また、特許文献２には、領域毎に異なる蛍光体を添加した透光性樹脂で封止した発光装置として、各領域に配列された発光素子を反射部材からなる枠体で囲い、枠体の内側にそれぞれ透光性樹脂が充填された発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２２７６７９号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１５６７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載された発光装置は、所望の領域に限定して蛍光体の種類を変えた透光性樹脂で発光素子を封止している。このように発光素子を被覆する高さに透光性樹脂を設けるためには、ある程度の粘度を有するペースト状の樹脂材料を盛るように形成する。しかし、封止する領域が広くなると、高粘度の樹脂材料では作業性が低下する。また、高粘度の樹脂材料に蛍光体を混合すると、蛍光体が比較的均一に分散した状態で硬化する。光がこのような封止部材を透過する過程において、蛍光体で波長変換された光がさらに蛍光体に到達すると吸収・拡散されるため、光の取出し効率が低下する。
【００１２】
これに対して、特許文献２に記載された発光装置は、反射部材で枠体を形成した内側に、低粘度の樹脂材料を充填するため、広い領域であっても容易に封止することができる。また、混合された蛍光体は、樹脂材料が硬化するまでに沈殿するため、基板上に載置された発光素子近傍に偏って分布する。このような封止部材においては、光は発光素子から出射してすぐに好適に波長変換され、当該封止部材の蛍光体が分布していない領域を透過して、効率よく取り出される。しかし、枠体を設けた領域には発光素子が載置されないため、発光装置全体での搭載個数が減少し、反射部材により発光素子の搭載個数に対しての発光効率を高くすることはできても輝度は低くなる。特に、枠体に囲まれて区画された照射領域の平面視形状が円形等の主に曲線からなる形状とした発光装置においては、局所的に枠体近傍の発光素子の間隔が空き易く、配列される発光素子の個数がさらに少なく、全体だけでなくさらに枠体近傍の輝度が低くなる。
【００１３】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、区画された領域のそれぞれから異なる光を照射して演色性に優れ、かつ隣り合う領域の境界にも発光素子が間隔を広く空けずに配列されて有効に発光する発光装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上の実装領域に配列された複数の発光素子と、前記基板上に形成された一対のリード電極と、前記基板上の前記実装領域の周囲に形成された枠体と、前記複数の発光素子を封止して当該複数の発光素子が発光した光を透過させる封止部材と、を備え、前記複数の発光素子のそれぞれの一対の電極が前記一対のリード電極に電気的に接続され、前記実装領域が２以上の照射領域に区画されて、前記複数の発光素子が発光した光を前記照射領域のそれぞれから異なる色の光として照射する。前記発光装置は、隣り合う２つの前記照射領域の一方に他方と区切る壁体をさらに備え、前記封止部材が、前記壁体にまたは前記壁体と前記枠体とに囲まれた内側に充填されて前記照射領域毎に分離されて備えられる。そして、前記隣り合う２つの照射領域のそれぞれにおける前記封止部材は、いずれか一方のみが蛍光体を含有し、あるいは互いに異なる蛍光体を含有し、前記壁体は当該壁体が設けられた照射領域に載置された前記発光素子の少なくとも一部を被覆し、前記被覆された発光素子が発光した光を透過させる材料からなることを特徴とする。
【００１５】
このように、発光装置は、隣り合う２つの領域の一方に、光が透過する壁を設けて封止部材を仕切ることにより、製造時において樹脂材料が他の領域に混入することなく封止することができるため、それぞれの領域に異なる蛍光体を含有させて異なる色の光とすることができ、また壁が発光素子を被覆しても、壁が光を透過するので、発光効率が損なわれることなく、発光素子を配列することができる。
【００１６】
また、本発明に係る発光装置において、壁体が、当該壁体の設けられた照射領域から照射する光の色に対応した蛍光体を含有してもよい。壁体に蛍光体を含有させることで、壁体を透過する光を所望の色に波長変換することができる。
【００１７】
さらに本発明に係る発光装置において、壁体は、隣接する封止部材の少なくとも１つと屈折率が異なる材料からなることが好ましい。壁体と封止部材とで異なる屈折率とすることで、発光素子から側方へ出射した光がその界面に反射し易く、光が異なる照射領域へ進入して蛍光体に吸収されて減衰することを抑制して、光の取出し効率の低下を抑えた発光装置とすることができる。
【００１８】
また、本発明に係る発光装置において、発光素子は、異なる色の光を発光する２種類以上が配列されていてもよく、また隣り合う２つの照射領域の境界上に載置されていないことが好ましい。このように、発光色の異なる２種類以上の発光素子を搭載することで、蛍光体のみによらずに多様な配色の発光装置とすることができる。また、発光素子が照射領域を跨がないように配列されることで、照射領域に、隣り合う他の照射領域の発光色の異なる発光素子の一部が配されることがなく、境界近傍においても所望の色の光を照射する発光装置とすることができる。
【００１９】
さらに、本発明に係る発光装置は、枠体が、発光素子が発光した光を上方へ照射するように内壁面を反射面とすることが好ましい。このように、配列した発光素子を囲む枠体を反射面とすることで、発光素子からの光の取出し効率が向上する。
【００２０】
さらに、本発明に係る発光装置は、枠体の内側に充填されて、壁体および封止部材の上に形成され、発光素子が発光した光を透過させる透光部材をさらに備えることが好ましい。発光装置の外観が整えられ、また、照射領域のそれぞれから照射した光を一体として取り出すことができる。
【００２１】
また、照射領域の１つは、その平面視における中心が、前記実装領域の平面視における中心と略一致し、前記１つの照射領域を囲うように隣り合う他の前記照射領域が区画されていることが好ましい。このように、中心から周縁部へと色の変化する配色とすることで、均一に混色された光を照射する発光装置とすることができる。
【００２２】
さらに前記発光装置においては、平面視における最外周の照射領域から照射する光は、色温度が２７００〜４０００Ｋの範囲に最も近いことが好ましい。あるいは２以上の照射領域について、前記実装領域の平面視における周縁寄りの前記照射領域の方が波長の長い光を照射することが好ましい。このように、照射領域の位置に応じた配色とすることで、いっそう演色性に優れた発光装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る発光装置によれば、２色以上に配色されても、発光素子の搭載個数を照射領域全体に配列して光量の大きい面状発光装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発光装置の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る発光装置の部分断面図であり、図２のＡ−Ａ線矢視断面図に対応する拡大図である。
【図４】本発明に係る発光装置の光の照射を説明する模式図であり、（ａ）は第１実施形態、（ｂ）、（ｃ）は第２実施形態の部分断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態ないし第４実施形態に係る発光装置の外観図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態の変形例に係る発光装置の、発光素子の実装領域およびその周辺における平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る発光装置は、ＬＥＤ電球やスポットライト等の照明器具に用いられ、公知の発光装置と同様の外観とすることができる。以下、本発明に係る発光装置について、図面を参照して説明する。なお、本明細書における平面（上面）は、発光装置の光の照射面である。そして、発光装置の構成要素等の形状、位置についての説明は、別途記載ない限り、平面視におけるものとする。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る発光装置１０は、矩形平板状の基板１の上面の中央部に矩形の環（四角環）状の枠体７が設けられ、枠体７の内側に透明部材（透光部材）９が、その下に封止部材８が、それぞれ透光性樹脂で形成されている。さらに発光装置１０は、封止部材８に被覆されて搭載された発光素子４（図１不図示）により、枠体７の内側を照射領域として光を上方へ照射する。発光装置１０は、基板１の上面の枠体７の外側に、発光素子４の駆動電圧を外部から印加するための一対のパッド電極（アウターリード）として、正極２１および負極２２の各パッド部２１ｃ，２２ｃが金属膜で形成されている。発光装置１０においては、基板１の上面に、カソードマークおよび認識マークが、パッド部２１ｃ，２２ｃと同様に金属膜で形成されている。カソードマークは「−」形状で、発光装置１０の使用時にパッド部２１ｃ，２２ｃを識別するために、負極２２のパッド部２２ｃ近傍に設けられている。認識マークは、発光装置１０の製造において、基板１に発光素子４を実装する際の、位置を認識するための目印である。カソードマークおよび認識マークは、発光装置１０の仕様によって位置および形状が設計され、あるいはなくてもよく、例えばカソードマークに代えてアノードマークが正極２１のパッド部２１ｃ近傍に設けられていたり（図５に示す第２実施形態参照）、アノードマークとカソードマークの両方が設けられてもよい。
【００２７】
発光装置１０の、枠体７および透明部材９に被覆された部分について、図２および図３を参照して説明する。図２では、横方向に平面視長方形の基板１の長辺方向を示し、また、枠体７は輪郭線のみを二点鎖線で表し、表層の枠体７の内側（照射領域全体）に形成される封止部材８（８１，８２）および透明部材９（図３参照）は省略する。
【００２８】
発光装置１０は、基板１上の枠体７の内側を実装領域１ａ（図２において右下１／４領域にのみ破線で表す）としてこの実装領域１ａに発光素子４，４，…を配列して備え、実装領域１ａの周囲の枠体７に被覆される領域に、正極２１および負極２２における発光素子４を電気的に接続するための部分であるインナーリード部（リード電極）２１ａ，２２ａを備える。発光装置１０は、パッド部２１ｃ，２２ｃにて駆動電圧を印加されることにより発光素子４が発光して、封止部材８（８１，８２）および透明部材９を透過して枠体７の内側（図２に示す内側の輪郭線内）を照射領域として上方に光を照射する。したがって、本実施形態に係る発光装置１０は、照射領域の全体の平面視形状が図２において縦に長い長方形（角丸長方形）になる。また、発光装置１０は、インナーリード部２１ａ，２２ａに電気的に接続された保護素子５をさらに備える。発光素子４および保護素子５は、後記するように、ボンディングワイヤ（ワイヤ）Ｗにてインナーリード部２１ａ，２２ａに電気的に接続される。
【００２９】
発光装置１０は、基板１上の照射領域にすなわち枠体７の内側に、枠体７と同じく四角環形状の透光壁（壁体）６をさらに備え、これにより照射領域が中央の第１照射領域１１とその外側の第２照射領域１２とに区画される。この透光壁６は、平面視において図２に示すように、配列された発光素子４，４，…に重なって設けられ、言い換えると、発光素子４，４，…は、透光壁６の配置に関わらず等間隔に配列される。なお、図２において、透光壁６は、枠体７と同様に輪郭線のみを２点鎖線（太線）で表す。このような透光壁６に重なった発光素子４は、図３に示すように、重なった領域である一部または全体がワイヤＷも含めて透光壁６に埋設される。発光装置１０は、発光素子４およびワイヤＷを封止部材８または透光壁６に埋設することにより、そして、保護素子５、ワイヤＷ、およびワイヤＷが接続される領域であるインナーリード部２１ａ，２２ａを、枠体７に埋設することにより、塵芥、水分、外力等から保護する。以下、発光装置１０を構成する要素について、詳細に説明する。
【００３０】
（基板）
基板１は、発光装置１０の基材であり、発光素子４等を配置する支持体であって、図１に示すように矩形平板状に形成されている。基板１は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージ用の基板と同様に、ある程度の強度を有する絶縁性材料で形成されたものが好ましく、また、発光素子４の発光した光や外光の透過し難い光透過率の低い材料で形成されたものが好ましい。具体的には、セラミックス（Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ等）、あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂が挙げられる。これらの材料は、公知の方法で平板状に形成される。なお、基板１の形状および大きさは限定されず、製品としてユーザに提供する発光装置の形態や用途に応じて、適宜設計される。
【００３１】
図２に示すように、基板１（図２の全体）は、発光装置１０において照射領域とする領域（枠体７の内側の輪郭線内）に、それより一回り小さいまたは略一致する平面視形状の実装領域１ａが区画される。実装領域１ａは、発光素子４を配置するための領域であり、発光装置１０における照射領域の位置および形状に基づき設計される。基板１の上面には、前記した正極２１および負極２２（適宜まとめて導電層２と称する）やカソードマーク等の他に、発光素子４のそれぞれが載置される位置に、発光素子４の平面視形状よりも一回り大きい形状の反射層３，３，…が金属膜で形成されている。
【００３２】
（導電層）
正極２１および負極２２は、一対の電極として、基板１の上面に、実装領域１ａを挟んで対向するように互いに離間した２つの金属膜として形成されている。正極２１および負極２２はそれぞれ、外部から発光素子４の駆動電圧を印加するためのパッド部２１ｃ，２２ｃ、発光素子４のパッド電極を電気的に接続するためのインナーリード部２１ａ，２２ａ、およびパッド部２１ｃ（２２ｃ）とインナーリード部２１ａ（２２ａ）を接続する配線部２１ｂ，２２ｂからなる。パッド部２１ｃ，２２ｃの形状および大きさならびに基板１における位置は、発光装置１０において（封止後に）露出して、外部から電気的に接続可能であれば特に限定されず、発光装置１０の形態や用途に応じて適宜設計される。インナーリード部２１ａ，２２ａは、発光素子４，４，…のうちの配列の端に配置された発光素子４をワイヤボンディングにて接続可能なように、実装領域１ａの周囲に実装領域１ａから所定の間隔を空けてカギ型に形成される。
【００３３】
導電層２（正極２１および負極２２）は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージ用の基板上へリード電極のパターンに形成される金属膜を適用することができ、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられ、Ａｕ膜が特に好ましい。後記するように、ワイヤＷには金（Ａｕ）ワイヤが適用されることが多く、正極２１および負極２２のインナーリード部２１ａ，２２ａがワイヤＷと同じ材料のＡｕ膜であれば、強固に接合し易い。あるいはＣｕ膜等にＡｕ膜を積層してもよく、導電層２は、異なる金属膜を２層以上積層して形成されてもよい。導電層２とする金属膜は、無電解めっきまたは電解めっきで基板１表面に形成することが好ましく、また同時にアノードマーク等を形成することができる。導電層２の厚さは特に限定されず、ワイヤボンディングの条件やリード電極としての抵抗等に応じて適宜設計される。
【００３４】
（反射層）
反射層３は、発光装置１０の発光効率を向上させるために、発光素子４から下方へ出射した光を反射して発光装置１０から上方へ照射させる反射膜である。さらに、本実施形態に係る発光装置１０においては、両面電極構造の発光素子４（発光素子４１）が搭載されるため、下面側の電極が電気的に反射層３に接続される。反射層３は、基板１の実装領域１ａの発光素子４のそれぞれが載置される位置に、発光素子４の平面視形状よりも一回り大きく、かつ互いに短絡しないように反射層３，３間を空けて形成される。反射層３は、光反射率の高い金属膜であれば特に材料は限定されないが、Ａｇ，Ａｕが好ましく、可視光に対する反射率が高いＡｇが特に好ましい。ＡｕはＡｇよりも光を吸収し易いが、例えば導電層２と共にＡｕめっき膜で反射層３を形成した後、Ａｕめっき膜表面にＴｉＯ2膜をさらに形成することで、光反射率を高くすることができる。反射層３は、導電層２と同様に無電解めっきまたは電解めっきで基板１表面に形成することが好ましく、また反射層３の厚さは特に限定されないので、例えば導電層２と同じ厚さとして、基板１表面に同時に形成してもよい。あるいは、導電層２はＡｕめっき膜、反射層３はＡｇめっき膜として、別工程にてめっきを行ってもよい。
【００３５】
（発光素子）
発光素子４は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体等から構成される公知の半導体発光素子を適用でき、面状発光装置の光源としては広い面積に光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）が好ましい。発光素子４は、所望の発光色を得るために任意の波長のものを選択すればよい。具体的には、青色の光（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍ）や緑色の光（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍ）を発光する発光ダイオードとしては、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される窒化物系半導体を、赤色の光（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を発光する発光ダイオードとしては、ＧａＡｌＡｓ，ＡｌＩｎＧａＰ等で表されるヒ素系化合物やリン系化合物の半導体をそれぞれ適用することができ、さらに混晶比により発光色を変化させた発光ダイオードとなる。発光装置１０から照射される光を赤色とする場合はＧａＡｌＡｓ等を適用すればよく、それ以外の色とする場合は、窒化物系半導体を適用し、さらに必要に応じて後記するように封止部材８１，８２に蛍光体を含有させる。本実施形態に係る発光装置１０には、発光色の異なる２種類の発光ダイオードである発光素子４１，４２を搭載し、これらを適宜まとめて発光素子４と表す。
【００３６】
本実施形態に係る発光装置１０においては、図２に示すように、発光素子４（４１，４２）は平面視長方形であり、基板１の実装領域１ａを埋めるように、一定間隔で配列され、当該配列された発光素子４，４，…が一体となって発光装置１０の照射領域から面状の光を照射する。このように発光素子４が一定間隔で配列されることで、発光装置１０から照射される光は面内で一様の輝度を示す。本実施形態においては、発光素子４，４，…は、長手方向を図２における横方向に向きを揃えて、マトリクス状に６個×１０列の合計６０個を配列して備えられ、そのうち、第１照射領域１１には４個×６列の２４個の発光素子４１が、第２照射領域１２には３６個の発光素子４２が、それぞれ搭載される。
【００３７】
また、本実施形態に係る発光装置１０に搭載された発光素子４１，４２は、フェイスアップ（ＦＵ）実装に対応し、図３に示すように、発光素子４１は両面電極構造で、一対のパッド電極のｐ電極が上面に、ｎ電極が下面に形成され、発光素子４２は一対のパッド電極が共に上面に形成されている。したがって、発光素子４１は、基板１の実装領域１ａに配列される際に、反射層３表面に、はんだや導体ペースト等の公知の導電性の接合部材により底面を接合されると同時にｎ電極が電気的に接続される。同様に発光素子４２も、底面を反射層３表面に接合されるが、樹脂等の非導電性の接合部材を用いてもよい。そして、発光素子４１については、ｐ電極は直接にワイヤボンディングにてワイヤＷと接続され、ｎ電極は反射層３がワイヤＷと接続される。一方、発光素子４２は、ｐ電極およびｎ電極が共にワイヤＷと接続される。
【００３８】
さらに発光素子４１，４２はｐ電極を形成された側を図２および図３における左に向きを揃えて配列され、それぞれの発光素子４（４１，４２）は、正極２１のインナーリード部２１ａの近傍の配列の端に配置した発光素子４（４２）から負極２２のインナーリード部２２ａ近傍の配列の端に配置した発光素子４（４２）までを、隣り合う発光素子４を１個以上経由して、あるいは経由せずに２個を、直列にワイヤＷで接続されることにより、インナーリード部２１ａ，２２ａに電気的に接続される。このように接続されることで、実装領域１ａに２次元に配列された発光素子４，４，…のすべてについて、実装領域１ａの外側のインナーリード部２１ａ，２２ａから電圧を印加することができる。
【００３９】
ここで、発光装置１０において、直列に接続される発光素子４の組は、その発光素子４の個数が同数に統一されていることが望ましい。発光素子４，４，…は、組単位で並列にインナーリード部２１ａ，２２ａに接続されて、共通の電圧を印加されるので、組毎に発光素子４の個数が異なると抵抗が異なって、組によって発光素子４の１個あたりに印加される電圧に差が生じて発光する光の光量が一様にならず、照射領域に輝度の面内ばらつきが生じる。さらに本実施形態に係る発光装置１０のように、順方向降下電圧Ｖfの異なる２種類以上の発光ダイオード（発光素子４１，４２）を搭載する場合は、発光素子４１，４２それぞれの個数を統一する。具体的には、図２に示すように、６個の発光素子４１と９個の発光素子４２の計１５個で一組として直列に接続し、４組を並列に接続する。このように、発光素子４（４１，４２）の搭載個数や配列に応じて接続仕様を設計する。あるいは、すべての発光素子４を１個ずつ並列に接続してもよく、例えば各発光素子４のｐ電極同士、ｎ電極同士をそれぞれワイヤで接続してインナーリード部２１ａ，２２ａまで接続すればよい（図示省略）。
【００４０】
（保護素子）
保護素子５は、ツェナーダイオードやコンデンサ等であり、過電圧印加による発光素子４の破壊を防止するために搭載される。保護素子５は、発光素子４から出射する光を遮らないように照射領域の外に配置されることが好ましく、したがって、枠体７に埋設されていることが好ましい。本実施形態に係る発光装置１０においては、保護素子５は底面に図示しないアノード電極を備えてインナーリード部２１ａ表面にはんだや導体ペースト等にて接続され、上面に備えたカソード電極がインナーリード部２２ａにワイヤボンディングにて接続される。
【００４１】
（ワイヤ）
ワイヤＷは、発光素子４（４１，４２）や保護素子５のような電子部品を正極２１および負極２２のインナーリード部２１ａ，２２ａへ電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤＷは、ワイヤボンディングにて一般的に使用されるワイヤであり、材料としては、Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ａｌまたはそれらの合金が挙げられる。特に熱伝導率等に優れ、また発光素子４のパッド電極材料に一般に適用されるＡｕが好ましい。また、ワイヤＷの径は特に限定されず、ワイヤＷの材料、抵抗、ワイヤボンディングの条件、発光素子４や保護素子５の仕様等に応じて適宜選択される。
【００４２】
（枠体、透光壁）
枠体７は基板１上に発光装置１０の照射領域全体を区画し、この照射領域を透光壁６がさらに２つの照射領域１１，１２に区画する。透光壁６および枠体７は、後記するように、透光性樹脂材料を当該透光壁６、枠体７の内側、透光壁６と枠体７との間にそれぞれ充填して封止部材８１，８２および透明部材９を形成するための堰である。
【００４３】
枠体７は、封止部材８１，８２や透光壁６と共にワイヤＷ等を封止（埋設）してこれを保護する。したがって、枠体７は、図２に示すように、実装領域１ａを囲うようにインナーリード部２１ａ，２２ａを被覆する領域に矩形（縦に長い長方形）の環状に形成され、これに伴い、これらに接続するワイヤＷ、ならびにインナーリード部２１ａ上の保護素子５を埋設する。さらに枠体７は、その内壁面で発光素子４から側方へ出射した光を上方へ反射させて発光装置１０の発光効率を向上させるための反射板である。あるいは、枠体７は、透光壁６と同様に光を透過させる材料で形成されて、発光装置１０の照射領域から側方へも光が照射される構成としてもよい。
【００４４】
枠体７は絶縁体であり、基板１と同様に、ある程度の強度を有し、発光素子４の発光した光や外光の透過し難い光透過率の低い材料で形成されることが好ましい。さらに、枠体７は、先にワイヤボンディングで設けられたワイヤＷをできるだけ変形させないように埋設するために、基板１上へ液状やペースト状で成形してそのまま凝固させて形成できる材料を適用する。詳しくは後記製造方法にて説明するが、堰として十分な高さに形成するために、ペースト状すなわち高粘度の液状の材料が好ましい。このような材料として熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられ、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、枠体７は、反射率を高くするために白色であることが好ましい。さらに枠体７は、反射率をいっそう高くするために、前記樹脂材料に、発光素子４が発光した光を吸収し難く、かつ母材である当該樹脂に対して屈折率差の大きい反射材料（例えばＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＭｇＯ等）の粉末を、予め分散させて形成してもよい。
【００４５】
枠体７は、基板１からの高さを特に規定しないが、図３に示すように、透光壁６およびその内外に充填されて形成される封止部材８１，８２のさらに上の照射領域全体に、当該枠体７の内側に透明部材９を充填して形成するために、透光壁６よりも高いことが好ましい。また、枠体７は、発光素子４から側方へ出射して照射領域の外側へ向かう光をそのまま発光装置１０の外に出射させないように、反射面を形成する高さにする。また、枠体７は、平面視における幅（壁の厚み）を特に規定せず、インナーリード部２１ａ，２２ａを被覆し、かつ所望の高さに形成することができる幅とすればよい。
【００４６】
透光壁６は、第１封止部材８１と第２封止部材８２を分離させて形成するための堰であり、これにより発光装置１０の照射領域を第１照射領域１１と第２照射領域１２とに区画する。さらに透光壁６は、自身が照射領域１１，１２の一方の一部を構成するために、封止部材８１，８２と同様に光を透過する材料で形成される。詳しくは、本実施形態において、透光壁６は閉じた環状であり、当該透光壁６およびその内側で構成される第１照射領域１１と外側で構成される第２照射領域１２とに区画する。すなわち、図２に示す透光壁６の外側の輪郭線が、第１照射領域１１と第２照射領域１２との境界線となる。透光壁６が設けられることにより、封止部材８１，８２が、透光壁６の内側と外側それぞれに液状の樹脂材料を充填して形成されるので、硬化前においてもこれらの樹脂材料が透光壁６に隔てられて互いに混入することがなく、一方のみに、または互いに異なる蛍光体を含有させることができる。
【００４７】
さらに透光壁６は、光を透過する材料で形成されるため、発光素子４を被覆して形成されても、発光素子４が発光した光は当該透光壁６の外へ取り出される（図４（ａ）参照）ので、透光壁６は、発光素子４の配列に合わせることなく任意の平面視形状に形成することができる。言い換えると、発光装置１０は、基板１上（実装領域１ａ）の透光壁６の形成される位置を避けて発光素子４を配列する必要がなく、照射領域１１，１２間の境界等においても一定間隔で配列することができるため、照射領域全体における光量のムラが低減される。さらに、発光装置１０の製造において、基板１への発光素子４の搭載の作業性が低下せず、また発光素子４，４間のワイヤＷの接続（ワイヤボンディング）が容易である。ただし、本実施形態においては、照射領域１１，１２は、それぞれ異なる発光色の発光素子４１，４２が搭載されるため、境界線が発光素子４１，４２の載置された間となるように区画されることが好ましい。したがって、図２に示すように、透光壁６は、少なくとも外側の輪郭線が発光素子４（４１，４２）の配列に沿うように、枠体７と同様に四角環形状に形成されて、中心が照射領域全体の中心と略一致する縦に長い長方形の第１照射領域１１とこれを囲む四角環形状の第２照射領域１２とに区画する。
【００４８】
透光壁６は、光を透過する絶縁体であって、先に基板１上に搭載された発光素子４およびワイヤボンディングで設けられたワイヤＷを埋設（封止）する。そのため、透光壁６は、封止部材８１，８２と同様に、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等の透光性樹脂材料を適用することができ、発光装置１０の形態や用途に応じて選択され、例えば、発光素子４として高出力の発光ダイオードを搭載する場合には、特に耐熱性に優れたシリコーン樹脂が好ましい。そして、枠体７と同様に、粘度を調整してペースト状とした前記樹脂材料を基板１上に成形してそのまま凝固させて形成される。詳しくは後記製造方法にて説明する。
【００４９】
さらに、透光壁６は、当該透光壁６を含む第１照射領域１１から、配列する発光素子４（４１）が発光する光を波長変換させて照射する場合は、第１封止部材８１と同様に、蛍光体を前記樹脂材料に添加する（第３実施形態参照）。ただし、透光壁６は、前記した通り形成時において高粘度の樹脂材料であるので、添加、混合した蛍光体が均一に分散した状態をある程度保持して硬化する。そのため、蛍光体が沈殿し易く発光素子４近傍に偏って分布する封止部材８１，８２と比較して、光の取出し効率が低くなり易い。また、同じ第１照射領域１１において、透光壁６と第１照射領域１１とで蛍光体の分布状態が異なるので、それぞれから照射する光の色を一致させることが困難である。したがって、照射領域１１，１２の一方のみにおいて蛍光体で波長変換した光を照射する場合は、蛍光体を含まない方に透光壁６を含む構成とすることが好ましい。このように透光壁６（第１照射領域１１）は、蛍光体を含有しない場合には、第２照射領域１２から照射される光と光量を均衡化するべく、第１封止部材８１と共に光拡散剤を添加されてもよい。
【００５０】
透光壁６は、基板１からの高さを特に規定しないが、図３に示すように、内側および外側の枠体７との間に充填されて形成される封止部材８１，８２が発光素子４およびワイヤＷを完全に埋設して露出させない高さとなるようにする。一方、透光壁６は、後記するように上に透明部材９が形成されるため、枠体７よりも低いことが好ましい。また、透光壁６は、平面視における幅（壁の厚み）を特に規定せず、所望の高さに形成することができる幅とすればよい。ただし、透光壁６の幅が太過ぎると、第１封止部材８１を充填する領域が小さくなる。
【００５１】
（封止部材）
本発明に係る発光装置１０は、発光素子４およびワイヤＷを封止（埋設）してこれらを保護し、かつ発光素子４が発光した光を透過させて外部へ取り出すための封止部材８として、図２に示すように、平面視で２つに区画された領域（照射領域１１，１２）のそれぞれに第１封止部材８１および第２封止部材８２を備える。詳しくは、第１封止部材８１は透光壁６の内側に、第２封止部材８２は透光壁６の外側であって枠体７との間に、それぞれ基板１上に液状の樹脂材料を充填して、前記したように発光素子４およびワイヤＷを完全に埋設して露出させない高さに形成される。さらに、第１封止部材８１および第２封止部材８２の少なくとも一方は、蛍光物質（蛍光体）を含有して光が透過する際にその波長を変換する。
【００５２】
封止部材８１，８２は、発光ダイオード等を搭載した一般的な発光装置の封止に用いられる透光性樹脂材料を適用することができ、具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。また、封止部材８１，８２は、先に基板１上に形成された透光壁６、枠体７が堰になるので、比較的低粘度の液状の樹脂材料で形成することができ、本実施形態に係る発光装置１０のように広い領域（照射領域１１，１２）を封止するために好適である。また、封止部材８１，８２は、それぞれの樹脂材料が透光壁６に隔てられて互いに混入することがないので、蛍光体を一方のみにまたは互いに異なる種類を含有させることができる。さらに、このような低粘度の樹脂材料に蛍光体を混合した場合、硬化するまでに蛍光体が沈殿し易いので、図４（ａ）に示す第２封止部材８２のように、基板１上に載置された発光素子４の表面（上面および側面）近傍に偏って蛍光体ＦＬが分布して、発光素子４が発光した光が好適に波長変換される。また、これらの樹脂材料に、発光装置１０の目的や用途に応じて前記蛍光体の他に、着色剤、光拡散剤、フィラー等を含有させてもよい。以下、封止部材８１，８２、さらに透光壁６に含有させる蛍光体について説明する。
【００５３】
蛍光体は、発光素子４が発光した光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換部材である。蛍光体は公知の材料を適用すればよく、例えばＹ（イットリウム）、Ａｌ（アルミニウム）、およびＧａ（ガーネット）を混合してＣｅ等で賦活されたＹＡＧ系蛍光体や、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等を用いることができる。これらの材料から、後記するように発光素子４の発光色と組み合わせて、第１照射領域１１、第２照射領域１２から照射する光が所望の色となるように選択する。例えば、緑色や黄色を発光するＹＡＧ系蛍光体やクロロシリケート蛍光体、赤色を発光する(Ｓｒ,Ｃａ)ＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ等のＳＣＡＳＮ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ等のＣＡＳＮ系蛍光体が挙げられ、また２種類以上の蛍光体を混合して用いてもよい。
【００５４】
（透明部材）
発光装置１０においては、その照射領域の全体を被覆する透明部材９を備えることが好ましい。透明部材９は、図３に示すように、透光壁６および封止部材８１，８２により形成された表面の凹凸を均すようにこれらの上に形成されて発光装置１０の外観を整え、また、透光壁６および封止部材８１，８２のそれぞれから照射した光を一体として取り出すことができる。透明部材９は、封止部材８１，８２と同様に、透光性樹脂材料を枠体７の内側に充填して形成される。透光壁６の表面形状は限定されず、例えば平坦であっても凸レンズ状（図５参照）であってもよく、製品としてユーザに提供する発光装置１０の形態や用途に応じて適宜設計される。
【００５５】
（発光装置の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を説明する。発光装置１０は、一般的な半導体素子のＣＯＢパッケージや従来の発光装置と同様の方法で製造できる。また、基板１が面方向に発光装置１０の複数台分が連結した状態で製造されてもよく、この場合は、最後（透明部材９を形成した後）に、１台ずつに基板１を切断、分離して完成となる。
【００５６】
まず、基板１の表面（上面）に、無電解めっきで金属膜を所定の形状にパターニングした導電層２および反射層３を形成する。このとき、同時にまたは前後してカソードマークおよび認識マーク（図１参照）を形成することができる。
【００５７】
次に、基板１上の実装領域１ａに所定の間隔で形成された反射層３に、発光素子４（４１，４２）を搭載、配列する。このとき、発光素子４の底面を接合部材で反射層３に接合する。また、保護素子５をインナーリード部２１ａ上の所定位置に搭載する。接合部材によっては、すべての発光素子４および保護素子５を配列した後、基板１を加熱して接合部材を硬化する、あるいは溶融して接着固定する。なお、発光素子４１，４２および保護素子５の搭載順序は限定されない。そして、ワイヤボンディングにより、搭載した発光素子４および保護素子５のそれぞれのパッド電極または反射層３にワイヤＷを接続し、インナーリード部２１ａ，２２ａへ電気的に接続する。
【００５８】
次に、透光壁６および枠体７を形成する。詳しくは、透光壁６、枠体７それぞれの平面視形状に合わせた環形状の吐出口（ノズル）を備えた樹脂吐出装置にて、ペースト状の樹脂材料を基板１上の枠体７の形成位置に吐出し、熱処理等の樹脂材料に対応した処理により硬化または凝固させる。あるいは、透光壁６、枠体７の幅（環の太さ）に合わせた口径の吐出口で、基板１を載置した台を透光壁６、枠体７の平面視形状に合わせて長方形を描くように水平に移動させながら樹脂材料を吐出して、透光壁６および枠体７を形成することもできる。なお、透光壁６および枠体７は樹脂材料を同時に吐出してもよく、また同時に熱処理等にて硬化させてもよく、あるいはいずれか一方を硬化させてから他方を形成してもよい。
【００５９】
次に、透光壁６の内側、および外側であって枠体７との間のそれぞれに、所望の蛍光体を含有させた透光性樹脂材料を充填して、必要に応じて熱処理や光照射等の処理により硬化させて第１封止部材８１および第２封止部材８２を形成する。封止部材８１，８２は、それぞれの透光性樹脂材料を同時に充填してもよく、また同時に硬化させてもよく、あるいはいずれか一方を硬化させてから他方を充填してもよい。また、透光壁６のみを形成してその内側に第１封止部材８１を形成した後に、枠体７を形成して第２封止部材８２を形成することもできる。さらに、例えば第１封止部材８１が蛍光体等を含有しない透明な透光性樹脂材料で形成される場合は、第２封止部材８２のみを形成した後に、次の透明部材９と一体に第１封止部材８１を形成することもできる。
【００６０】
最後に、枠体７の内側に透明な透光性樹脂材料を充填し、封止部材８１，８２と同様に硬化して透明部材９を形成することにより、発光装置１０が完成する。透明部材９の表面形状を凸レンズ状に形成する場合は、ある程度高粘度の樹脂材料を適用すればよい。
【００６１】
（発光装置の設計）
面状発光装置において、２以上に区画された照射領域のそれぞれから異なる色の光を照射して、全体で混色された一体の光とするためには、照射領域中心から外周に向けて色を変化させることが好ましい。発光素子として発光ダイオードを配列して搭載した発光装置においては、発光素子のそれぞれが光を全方位に放射することから、照射領域の境界近傍で混色される光が均一となる。以下、本発明の第１実施形態に係る発光装置の設計の一例を説明する。
【００６２】
本実施形態に係る発光装置１０は、図２に示すように、照射領域の全体と同じく縦に長い長方形で中心が略一致する第１照射領域１１と、これを囲む第２照射領域１２とが区画され、それぞれ異なる色の光を照射して全体として自然光に近い白色光となるように設計される。ここでは、第１照射領域１１において、発光素子４１を赤色ＬＥＤとし、波長変換をせずに赤色の光を照射する。一方、第２照射領域１２において、発光素子４２を青色ＬＥＤとし、黄色蛍光体により白色の光を照射する。このような構成により、第２照射領域１２からの青色みがかった白色光に第１照射領域１１からの赤色の光が混色して白熱電球光に近い光（色温度２７００〜４０００Ｋの光）が照射される。さらに、照射領域の最外周の第２照射領域１２から当該照射領域の全体で表そうとする白色光により近い光を照射することにより、発光装置１０の照射面に正対していない方向から見ても比較的均一な色の光が照射される。
【００６３】
発光装置１０においては、透光壁６は蛍光体を要しない第１照射領域１１に設けられることが好ましい。前記した通り、製造時において、高粘度の樹脂材料で形成する透光壁６では蛍光体が沈殿し難く、蛍光体による波長変換効率を封止部材８１，８２と同等にすることが困難であるからである。なお、図２に示すように、透光壁６は、８個の発光素子４１について一部が埋設されるように形成されているが、幅を太く広げて、発光素子４１の全体が埋設されてもよい（第４実施形態参照）。また、発光素子４１，４２の出力の違い等にもよるが、第１照射領域１１においては波長変換に伴う光の吸収がないので、発光素子４１，４２の１個あたりの光量が第２照射領域１２よりも多い。そのため、第１照射領域１１の方を面積および発光素子４１の搭載個数をより少なくし、さらに必要に応じて第１封止樹脂８１および透光壁６に光拡散剤を含有させて、第２照射領域１２との光量の均衡をとることが好ましい。
【００６４】
（発光装置の動作）
このように設計された第１実施形態に係る発光装置の動作（光の照射）について、図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）では、発光素子４（４１，４２）のパッド電極、ワイヤＷ、および反射層３を省略する。
【００６５】
第１実施形態に係る発光装置１０においては、第２封止部材８２中に蛍光体ＦＬが沈殿して発光素子４（４２）表面近傍に偏って分布している。そのため、発光素子４２が発光した光は、蛍光体ＦＬにより効率よく波長変換されて第２封止部材８２、さらに透明部材９を透過して発光装置１０の外へ照射される。ここで、発光素子４（４１，４２）は、当該発光素子４の発光層（活性層）から全方位に光を放射するため、上方だけでなく、側方や下方へも光が出射される。そのため、発光素子４２から側方へ出射したり下方へ出射して反射層３で反射した光の一部（例えば光線Ｌ2）は、第２封止部材８２から第１照射領域１１の透光壁６に進入し、あるいはさらに第１封止部材８１に進入する。これら透光壁６等は蛍光体を含有しないため、発光素子４２から出射して第２封止部材８２において波長変換された光は、透光壁６や第１封止部材８１により波長変換されたり吸収されることなく、透明部材９を透過して第１照射領域１１から発光装置１０の外へ照射される。
【００６６】
一方、第１照射領域１１の第１封止部材８１や透光壁６に埋設された発光素子４（４１）が発光した光の一部（例えば光線Ｌ1，Ｌ3）は、第２封止部材８２に進入する。しかし、第２封止部材８２において蛍光体ＦＬは底（基板１上および発光素子４２上）に沈殿して存在するので、発光素子４１からの光は第２封止部材８２を透過する際に吸収等されることなく、さらに透明部材９を透過して第２照射領域１２から発光装置１０の外へ照射される。
【００６７】
このように、照射領域１１，１２間が遮光されないため、照射領域１１，１２それぞれに載置された発光素子４１，４２が発光した光、あるいはさらに波長変換された光は、照射領域１１，１２境界近傍で混色しながら発光装置１０の外へ照射される。したがって、発光装置１０は、照射領域全体で一体に近い光を取り出すことができる。
【００６８】
以上のように、第１実施形態に係る発光装置は、照射領域を２以上に区画してもその境界近傍を含めて発光素子を均等に配列することができるので輝度が低下せず、さらに隣り合う照射領域のそれぞれで、搭載した発光素子の発光色および蛍光体の有無の両方を切り替えることができるので、配色の選択性が広く、演色性を向上させることができる。
【００６９】
〔第２実施形態〕
第１実施形態に係る発光装置は、照射領域をマトリクス状の発光素子の配列に沿うように区画して、それぞれの照射領域に異なる発光色の発光素子を搭載したが、発光素子の配列に合わせることなく任意の平面視形状に区画されてもよい。以下、第２実施形態に係る発光装置について、図５および図６を参照して説明する。第１実施形態に係る発光装置１０と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第２実施形態に係る発光装置１０Ａは、図５に示すように、第１実施形態に係る発光装置１０（図１参照）と同様に、矩形平板状の基板１Ａの上面の中央部に環状の枠体７Ａが設けられ、その内側に透明部材９Ａが、その下に図示しない封止部材８（図１参照）が、それぞれ形成され、枠体７Ａの内側に照射領域を構成する。本実施形態では、枠体７Ａは円環形状であるので照射領域は円形になる。また、透明部材９Ａは、表面形状を凸レンズ状に形成されているが、例えば平坦でもよい。また、基板１Ａの上面に、カソードマークに代えてアノードマークが、さらに温度計測ポイントが金属膜で形成される。温度計測ポイントは、発光装置１０Ａに搭載された発光素子４の動作温度およびジャンクション温度を検査するために、当該表面で温度を計測する金属膜である。正極２１Ａおよび負極２２Ａの各パッド部２１ｃ，２２ｃ、および認識マークは、形状以外は発光装置１０と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
発光装置１０Ａの、枠体７Ａ、透明部材９Ａおよび封止部材８に被覆された部分について、図６を参照して説明する。図６では、縦方向に平面視長方形の基板１Ａの長辺方向を示し、また、枠体７Ａおよび透光壁６Ａは輪郭線のみを２点鎖線で表し、枠体７Ａの内側に形成される透明部材９Ａおよび封止部材８（８１，８２）は省略する。
【００７２】
発光装置１０Ａは、基板１Ａ上の枠体７Ａの内側の輪郭線内の、当該輪郭線よりも一回り小さい円形の実装領域１ａ（図６において左上１／４領域にのみ破線で表す）に、発光素子４，４，…を配列して備える。基板１Ａ上の実装領域１ａの周囲には、インナーリード部２１ａ，２２ａが、円形の実装領域１ａから所定の間隔を空けて半円周に沿った形状に形成される。
【００７３】
さらに発光装置１０Ａは、基板１Ａ上の照射領域に、すなわち枠体７Ａの内側に、枠体７Ａと同心円状の円環形状の透光壁（壁体）６Ａをさらに備えて、中心が照射領域全体の中心と略一致する円形の第１照射領域１１Ａとこれを囲む円環形状の第２照射領域１２Ａとに区画される。本実施形態においては、第１実施形態と同様に、透光壁６Ａは第１照射領域１１Ａの一部を構成し、透光壁６Ａの外側の輪郭線が照射領域１１Ａ，１２Ａの境界線となる。このように、透光壁６Ａは平面視で曲線状に形成されているため、以下に記載するようにマトリクス状に配列された発光素子４，４，…は、その一部が照射領域１１Ａ，１２Ａの境界線を跨いで載置される。
【００７４】
発光装置１０Ａには、発光素子４として、発光色の異なる２種類の発光ダイオードである発光素子４３，４２が搭載される（第１実施形態と同様に、適宜まとめて発光素子４と表す）。発光素子４３，４２は、平面視長方形の同一形状で、第１実施形態の発光素子４２（図３参照）と同様に一対のパッド電極が共に上面に形成されている。発光素子４（発光素子４３，４２）は、長手方向を図６における横方向に、かつｐ電極を左側に向きを揃えて、実装領域１ａの中央に９個×８列をマトリクス状に、その上下に各３列を横方向に半ピッチずらし、計１４列に配列され、さらに配列の左右両端の各３個を右に９０°回転して配置される。このように配列されることで、図６における左右上下対称に、計１１０個の発光素子４が、均等にかつ効率的に実装領域１ａに搭載される。そのうち、第１照射領域１１Ａには６０個の発光素子４３が、第２照射領域１２Ａには５０個の発光素子４２が、それぞれ搭載される。
【００７５】
本実施形態に係る発光装置１０Ａは、６０個の発光素子４３と５０個の発光素子４２の２種類の発光素子４を搭載しているため、ワイヤＷにて、６個の発光素子４３と５個の発光素子４２の計１１個で一組として直列に接続し、１０組を並列に接続する。また、発光装置１０Ａにおいては、発光素子４（４３，４２）はすべて、一対のパッド電極が共に上面に形成されているので、配列の端のインナーリード部２１ａ，２２ａに直接に接続した発光素子４以外の発光素子４については、隣の発光素子４のパッド電極へワイヤＷを接続すればよい。したがって、ワイヤＷの両端の接続位置の高低差が小さく、発光素子４，４間隔が比較的短く配列されてもワイヤボンディングが容易である。
【００７６】
また、本実施形態に係る発光装置１０Ａに搭載された発光素子４（４３，４２）はすべて、一対のパッド電極が共に上面に形成されているため、第１実施形態のように金属膜（反射層３）に接合する必要はなく、かつ発光素子４毎に分離した金属膜とする必要もない。発光装置１０Ａにおいては、反射層３Ａは、基板１Ａの実装領域１ａの全体に、当該実装領域１ａよりも一回り大きい円形で、かつ正極２１Ａと負極２２Ａとが短絡しないようにインナーリード部２１ａ，２２ａから間隔を空けて形成される。なお、基板１Ａが、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）で形成されている等、表面の反射率が十分に高い場合は反射層３Ａを設けなくてもよい。
【００７７】
（発光装置の設計および動作）
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置の設計の一例およびその動作（光の照射）を説明する。本実施形態に係る発光装置１０Ａは、第１実施形態に係る発光装置１０と同様に、照射領域の全体と中心が略一致する第１照射領域１１Ａと、これを囲む第２照射領域１２Ａとが区画され、それぞれ異なる色の光を照射する。ここでは、第１照射領域１１Ａにおいて、発光素子４３を緑色ＬＥＤとし、波長変換をせずに緑色の光を照射する。一方、第２照射領域１２Ａにおいて、発光素子４２を青色ＬＥＤとし、赤色蛍光体により赤紫（マゼンタ）色の光を照射する。したがって、発光装置１０Ａにおいては、第１実施形態と同様に、透光壁６Ａは蛍光体を要しない第１照射領域１１Ａに設けられることが好ましい。なお、当然ながら発光装置１０と同じ配色としてもよい。
【００７８】
図２に示す第１実施形態に係る発光装置１０と異なり、本実施形態においては、発光素子４（４３，４２）の配列に合わせることなく照射領域１１Ａ，１２Ａが区画される。したがって、照射領域１１Ａ，１２Ａの境界線上においては、照射領域１１Ａ，１２Ａの一方に搭載された発光素子４３または発光素子４２の一部が他方へ突出する。ここでは、図６に示すように、第１照射領域１１Ａに搭載された発光素子４３の８個について、それぞれの一部が透光壁６Ａから突出して第２照射領域１２Ａの第２封止部材８２に埋設される。このような発光素子４３の第２封止部材８２に埋設された部分から出射した光は、第２封止部材８２に含有される赤色蛍光体によって緑色から黄色の光に変換されるため、照射領域１１Ａ，１２Ａ境界近傍から局所的に黄色の光が照射されることになる。ただし、このような光は、発光装置１０Ａの照射領域の全体から照射される光に対して微少であり、さらに第１実施形態にて図４（ａ）を参照して説明したように、照射領域１１Ａ，１２Ａのそれぞれから照射した光は境界近傍で混色しながら発光装置１０Ａの外へ照射される。したがって、かかる構成としても、発光装置１０Ａは、照射領域全体で一体に近い光を取り出すことができる。
【００７９】
なお、発光装置１０Ａを、第１実施形態に係る発光装置１０と同じ配色とした場合は、発光素子４３は赤色ＬＥＤであるから、第２封止部材８２に埋設された部分では黄色蛍光体によって吸収される。また、照射領域１１Ａ，１２Ａの区画を変えて、発光素子４２が第１照射領域１１Ａへ突出する構成としてもよい。すなわち発光素子４２はその一部が透光壁６Ａに埋設されるので、青色の光が波長変換されることなく外部へ照射される。このように、発光素子４３，４２の発光色および第２封止部材８２に含有された蛍光体の種類によって、照射領域１２Ａ，１１Ａへ突出した発光素子４３または発光素子４２から照射する光の色または光の有無が異なる。しかし、いずれにおいても、発光装置１０Ａが照射する光の全体への影響は微少であり、さらにより影響を抑えるために、発光素子４３，４２のいずれが照射領域１１Ａ，１２Ａ境界線上に載置されるかを選択し、あるいは発光素子４３，４２の照射領域１２Ａ，１１Ａへ突出する部分ができるだけ少なくなるように、照射領域１１Ａ，１２Ａを区画すればよい。
【００８０】
以上のように、第２実施形態に係る発光装置は、均等に配列された発光素子のそれぞれの位置に関係なく任意の平面視形状に形成された透光壁によって区画された照射領域毎に、異なる色に配色された光を照射する。したがって、特に円形等の曲線からなる形状に照射領域が区画されても、発光素子を隣り合う照射領域の間で間隔を空けて配列したり、搭載個数を減らす必要がないため、照射領域全体として輝度が均一かつ照射される光量が多い発光装置となる。
【００８１】
〔第３実施形態〕
第１、第２実施形態に係る発光装置は、区画した照射領域のそれぞれに、発光色の異なる発光素子を搭載し、さらに隣り合う照射領域の一方のみに蛍光体を含有した封止部材を設けて波長変換された光を照射するが、照射領域の他方にも、透光壁を含めて蛍光体にて波長変換された光を照射することもできる。以下、図５に示す第２実施形態に係る発光装置と同じ外観の発光装置について、透光壁に蛍光体を含有させた態様について、図７および図４（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。第１、第２実施形態と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８２】
第３実施形態に係る発光装置１０Ｂは、透光壁６Ｂ、ならびに照射領域１１Ｂ，１２Ｂの区画および第１封止部材８１Ａの構成、さらに発光素子４の配列以外は第２実施形態に係る発光装置１０Ａと同じとする。発光装置１０Ｂに搭載される発光素子４はすべて同じ種類とし、発光装置１０Ａに搭載された発光素子４３，４２と同じ形状およびパッド電極構造とする。
【００８３】
発光素子４，４，…は、図６に示す発光装置１０Ａと同様にマトリクス状に計１４列に配列されるが、発光装置１０に対して横方向に半ピッチずらして実装領域１ａの中央の６列には各列１０個が配列され、上から１列目および下から１列目の計２列については横方向に半ピッチずらして配置される。このように配列されることで、第２実施形態と同様に、図７における左右上下対称に、計１１０個の発光素子４が、均等にかつ効率的に、さらにすべて向きを揃えて実装領域１ａに搭載される。そして、発光装置１０Ｂは１１０個の１種類の発光素子４を搭載しているため、１１個の発光素子４を一組として直列に接続し、１０組を並列に接続する。本実施形態においては、図７における上下対称にワイヤＷが接続されている。
【００８４】
図７に示すように、発光装置１０Ｂは、基板１Ａ上の照射領域に、すなわち枠体７Ａの内側に、枠体７Ａと同心円状の円環形状の透光壁（壁体）６Ｂをさらに備えて、中心が照射領域全体の中心と略一致する円形の第１照射領域１１Ｂとこれを囲む円環形状の第２照射領域１２Ｂとに区画される。本実施形態においては、透光壁６Ｂは第２照射領域１２Ｂの一部を構成し、したがって透光壁６Ｂの内側の輪郭線が照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線となる。第２実施形態と同様に、透光壁６Ｂは発光素子４の配列に合わせることなく形成されているため、照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線を跨いで発光素子４が載置される。
【００８５】
（発光装置の設計）
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置の設計の一例を説明する。本実施形態に係る発光装置１０Ｂは、第１、第２実施形態と同様に、照射領域の全体と中心が略一致する第１照射領域１１Ｂと、これを囲む第２照射領域１２Ｂとが区画され、それぞれ異なる色の光を照射して全体として自然光に近い白色光となるように設計される。１種類の発光素子４を備える発光装置１０Ｂにおいては、発光素子４として青色ＬＥＤを搭載し、赤色蛍光体と緑色蛍光体を用いて、照射領域１１Ｂ，１２Ｂからそれぞれ波長変換された異なる色の光を照射するものとする。
【００８６】
本実施形態のように照射領域の中心から外周に向けて環状に配色する場合には、中心からより強い光を照射することが好ましく、特に人の目に最も強く見える波長５５５ｎｍにより近い光を照射領域の中心に配することが好ましい。したがって、第１照射領域１１Ｂの第１封止部材８１Ａに青色の光をより吸収しない緑色蛍光体を、第２照射領域１２Ｂの第２封止部材８２および透光壁６Ｂに赤色蛍光体を、それぞれ含有させる。また、赤色蛍光体の方が緑色蛍光体よりも多く光を吸収するために、第２照射領域１２Ｂから照射される光の方が発光素子４の１個あたりの光量が弱くなる傾向がある。そこで、第２照射領域１２Ｂの面積および発光素子４の搭載個数を多くして、第１照射領域１１Ｂとの光量の均衡をとる。ここでは、合計１１０個の発光素子４について、第１照射領域１１Ｂは、３６個および一部が含まれるものを８個（約１／２、約１／４が含まれるもの各４個）、計４２個相当を備えるように区画される。一方、第２照射領域１２Ｂは、残りの６８個相当の発光素子４を備える。
【００８７】
（発光装置の動作）
このように設計された第２実施形態に係る発光装置の動作（光の照射）について、図４（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。図４（ｂ）、（ｃ）では、図４（ａ）と同様に発光素子４のパッド電極、ワイヤＷ、および反射層３Ａを省略する。前記した通り、発光素子４は青色ＬＥＤであり、第１封止部材８１Ａに含有される蛍光体ＦＬ1は緑色蛍光体、第２封止部材８２および透光壁６Ｂに含有される蛍光体ＦＬ2は赤色蛍光体である。
【００８８】
図４（ｂ）に示すように、第２照射領域１２Ｂの第２封止部材８２に埋設された発光素子４が発光した光は、蛍光体ＦＬ2により波長変換され、さらに側方へ出射した光の一部は、第２封止部材８２から透光壁６Ｂに進入する（例えば光線Ｌ21）。この光は、蛍光体ＦＬ2により波長変換された光であるので、透光壁６Ｂを透過する際に、当該透光壁６Ｂに分散する同じ蛍光体ＦＬ2により吸収されて減衰する。一方、第２照射領域１２Ｂの透光壁６Ｂに埋設された発光素子４が発光した光（例えば光線Ｌ31，Ｌ32）は、側方へ出射して第２封止部材８２や第１照射領域１１Ｂの第１封止部材８１Ａに進入しても、蛍光体ＦＬ2，ＦＬ1は底に沈殿しているので、吸収等されることなく封止部材８１Ａ，８２を透過して発光装置１０Ｂの外へ照射される。
【００８９】
同様に、第１照射領域１１Ｂの第１封止部材８１Ａに埋設された発光素子４が発光した光は、蛍光体ＦＬ1により波長変換され、さらに側方へ出射した光の一部は、第２照射領域１２Ｂの透光壁６Ｂに進入する（例えば光線Ｌ11）。ここで、蛍光体ＦＬ1により波長変換された光は、蛍光体ＦＬ2を励起させることが可能な波長であるため、透光壁６Ｂに分散する蛍光体ＦＬ2によりさらに波長変換されて透光壁６Ｂを透過して、発光装置１０Ｂの外へ照射される。
【００９０】
このように、透光壁６Ｂに蛍光体を含有させると、封止部材８１Ａ，８２に埋設された発光素子４から進入した光は、透光壁６Ｂに分散された蛍光体により吸収され、また波長変換される場合もある程度の吸収を伴うために減衰する。そこで、光の取出し効率をいっそう向上させるために、発光装置１０Ｂは以下の構成とすることが好ましい。
【００９１】
屈折率の異なる２種類の透光性物質間では、光が屈折率の高い方から低い方へ進入する際、その界面で入射角に応じた光の一部または全部が反射する。したがって、発光装置においては、一般的に光の取出し側（図３、図４における上側）に屈折率のより高い材料を配することが好ましい。本実施形態では、透光壁６Ｂを封止部材８１Ａ，８２に対して屈折率の低い材料で形成することにより、図４（ｂ）に示す光線Ｌ12，Ｌ22のように、封止部材８１Ａ，８２のそれぞれから透光壁６Ｂに進入する光の一部を反射させる。これにより、透光壁６Ｂを透過する光（光線Ｌ11，Ｌ21）が減り、透光壁６Ｂによる光の減衰が抑制される。なお、図４（ｂ）では、封止部材８１Ａ，８２と透明部材９Ａとは同じ屈折率として表す。このような屈折率の差異は、封止部材８１Ａ，８２、透光壁６Ｂ、さらに透明部材９Ａのそれぞれに適用する樹脂材料の選択により設けられる。
【００９２】
また、このように透光壁６Ｂを低屈折率とした場合、第１封止部材８１Ａで波長変換されて、さらに透光壁６Ｂで波長変換されて取り出される光（光線Ｌ11）が減るが、このような２段階で波長変換される光をより低減する場合には、透光壁６Ｂに蛍光体ＦＬ1を分散させる、すなわち透光壁６Ｂが第１照射領域１Ｂに含まれるように構成すればよい（図示せず）。さらにこの場合は、照射領域１１Ｂ，１２Ｂ間での光の混色が抑制された発光装置となる。
【００９３】
また、透光壁６Ｂを封止部材８１Ａ，８２に対して屈折率の高い材料で形成してもよい。この場合は、図４（ｃ）に示すように、透光壁６Ｂに埋設された発光素子４が発光した光（光線Ｌ34，Ｌ35）や、第１封止部材８１Ａから透光壁６Ｂに進入した光（光線Ｌ13）が、封止部材８１Ａ，８２との界面で一部が反射する。その結果、透光壁６Ｂの上方から透明部材９Ａへ出射する光（光線Ｌ33）以外は、透光壁６Ｂ中で反射を繰り返し、特に当該透光壁６Ｂに蛍光体を含有する場合には光が吸収されて減衰する。したがって、照射領域１１Ｂ，１２Ｂ境界近傍での光がある程度減衰するが、混色が抑制された発光装置となる。なお、図４（ｃ）では、透光壁６Ｂと透明部材９Ａとは同じ屈折率として表す。
【００９４】
このように、封止部材８１Ａ，８２、透光壁６Ｂで屈折率の差を設ける場合、壁面（透光壁６Ｂと封止部材８１Ａ，８２との界面）で光をより反射し易くするために、透光壁６Ｂは幅を調整して壁面を所望の角度に傾斜させてもよく、例えば樹脂材料の粘度によって透光壁６Ｂの壁面の傾斜角度（高さに対する幅）を制御することができる。
【００９５】
ここで、図４（ｃ）に示すように、発光素子４が、第１照射領域１１Ｂと第２照射領域１２Ｂとの境界線上に載置された、すなわち第１封止部材８１Ａと透光壁６Ｂとに埋設された場合、当該発光素子４が発光した光は、第１封止部材８１Ａを透過する光（光線Ｌ36）と透光壁６を透過する光（光線Ｌ33）とが、それぞれに含有される蛍光体ＦＬ1，ＦＬ2により異なる色に波長変換されて外部へ照射される。したがって、図７に示すように、発光素子４の配列に関わらずに透光壁６Ｂを形成して第１照射領域１１Ｂと第２照射領域１２Ｂに区画しても、それぞれの照射領域１１Ｂ，１２Ｂから所望の色の光を照射する発光装置１０Ｂとなる。
【００９６】
なお、本実施形態のように、透光壁６Ｂに、同じ第２照射領域１２Ｂを構成する第２封止部材８２と同様に蛍光体ＦＬ2を含有させても、第２封止部材８２のように蛍光体ＦＬ2が沈殿しないために第２封止部材８２と同等の波長変換効率を得難い。そのため、透光壁６Ｂと第２封止部材８２とで照射される光の色が完全に一致しない場合があるが、一体の第２照射領域１２Ｂとして同系色の光を照射すればよい。また、透光壁６Ｂと第２封止部材８２とで異なる蛍光体を含有させてもよく、さらには異なる発光色の発光素子４を埋設してもよい。
【００９７】
（変形例）
さらに演色性をいっそう向上させるために、第３実施形態の変形例に係る発光装置として、図７に示す前記第３実施形態に係る発光装置１０Ｂの、第１照射領域１１Ｂから波長５５５ｎｍの光（黄緑色）にできるだけ近い光を、第２照射領域１２Ｂから色温度２７００〜４０００Ｋの光（黄色みがかった白色）またはそれに近い光を、それぞれ照射するように設計する。前記した通り、照射領域の中心から波長５５５ｎｍの光を照射することが好ましく、一方、照射領域の最外周から当該照射領域の全体で表そうとする色温度２７００〜４０００Ｋの光に近い光を照射することにより、発光装置の照射面に正対していない方向から見ても比較的均一な色の光が照射される。
【００９８】
第１照射領域１１Ｂには青緑色ＬＥＤを搭載して、赤色蛍光体により黄緑色の光を照射し、第２照射領域１２Ｂには青色ＬＥＤを搭載して、黄色蛍光体により白色の光を照射する。青色ＬＥＤと黄色蛍光体による白色の光は青色みがかった色温度４０００Ｋ超の光になる傾向があるため、黄色蛍光体による波長変換を高効率とするために、蛍光体が沈殿し難い透光壁６Ｂは、第２照射領域１２Ｂよりも、第１照射領域１１Ｂに設けられることが好ましい（図６参照）。なお、青緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとは順方向降下電圧Ｖfが近似する発光ダイオードを適用することができるため、同じ発光素子４として、電気的に接続することができる。また、照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線上に配置される８個の発光素子４については、青緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤいずれを載置してもよいが、第１照射領域１１Ｂの赤色蛍光体を含有する透光壁６Ｂに青色ＬＥＤが埋設されるよりも、黄色蛍光体を含有する第２封止部材８２に青緑色ＬＥＤが埋設される方が好ましい。すなわち、照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線上には第１照射領域１１Ｂの青緑色ＬＥＤを載置することが好ましい。あるいは、発光素子４が照射領域１１Ｂ，１２Ｂの境界線を跨がないように、透光壁６Ｂを平面視で角丸正方形等の直線で構成してしてもよい（図２参照）。すなわち、照射領域の全体と中央の第１照射領域１１Ｂ（１１）とで形状が必ずしも同じでなくてもよい。
【００９９】
以上のように、第３実施形態およびその変形例に係る発光装置は、第２実施形態と同様に、均等に配列された発光素子のそれぞれの位置に関係なく任意の平面視形状に形成された透光壁によって区画された照射領域毎に、異なる色に配色された光を照射する。さらに隣り合う照射領域の両方に、透光壁も含めて蛍光体を含有させることにより、演色性をいっそう向上させた発光装置となる。なお、第１、第２、第３実施形態においては、１つの環状の透光壁を形成して中央の第１照射領域とそれを囲む第２照射領域との２つに区画したが、これに限られず、２（二重環）以上の透光壁を形成すれば３つ以上の照射領域に区画することができる。
【０１００】
〔第４実施形態〕
第１、第２、第３実施形態に係る発光装置は、いずれも照射領域を中心領域とその周囲の環状領域とに区画して配色された光を照射するが、照射領域の形状はこれに限られない。以下、図５に示す第２、第３実施形態に係る発光装置と同じ外観の発光装置について、照射領域の形状を変えて区画したものについて図８および図９を参照して説明する。発光装置１０，１０Ａ，１０Ｂと同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
第４実施形態に係る発光装置１０Ｃは、平面視において、図８に示すように円形の照射領域を十字に４等分して、右上と左下を第１照射領域１１Ｃ，１１Ｃ、左上と右下を第２照射領域１２Ｃ，１２Ｃに区画される。そのため、透光壁６Ｃは、各第１照射領域１１Ｃに含まれて、照射領域１１Ｃ，１２Ｃの境界線に沿ってカギ型に形成される。また、２つの透光壁６Ｃ，６Ｃが中心（屈曲部）で離間して、第２照射領域１２Ｃ，１２Ｃが中心で連続しているが、透光壁６Ｃ，６Ｃを中心で接続させることにより完全に分離されてもよい（図示せず）。２つの第２照射領域１２Ｃ，１２Ｃが完全に透光壁６Ｃ，６Ｃで分離された場合、それぞれの第２封止部材８２に異なる蛍光体を含有させて、異なる色の光を照射することができる。
【０１０２】
本実施形態においては、発光素子４，４，…は、図７に示す発光装置１０Ｂと同様に配列されるが、上から１列目および下から１列目の計２列について横方向に半ピッチずらさず、完全にマトリクス状に配列され、そのため、照射領域１１Ｃ，１２Ｃいずれかの側（図８では第１照射領域１１Ｃ側）に各１個多く配置される。このように配列されることで、第１実施形態（図２参照）と同様に、発光素子４が照射領域１１Ｃ，１２Ｃの境界線を跨がない。本実施形態に係る発光装置１０Ｃに搭載される発光素子４は発光装置１０Ｂと同様にすべて同じ種類（同程度の順方向降下電圧Ｖf）とするが、第２実施形態に係る発光装置１０Ａ（図６参照）と同様に、発光素子の種類を切り替えて備えることができる。この場合は、第２実施形態と同様に、直列に接続する組において発光素子の種類毎に個数を揃えてワイヤＷで接続する。さらに、透光壁６Ｃ，６Ｃは、発光素子４の全体が埋設されるように形成されているので、第１照射領域１１Ｃにおいて、例えば透明な透光壁６Ｃに被覆された発光素子４と蛍光体を含有させた第１封止部材８１Ａに被覆された発光素子４とで異なる種類として、全体として同系色の光が照射されるように構成してもよい。
【０１０３】
図９に示す第４実施形態の変形例に係る発光装置１０Ｄは、平面視において、発光装置１０Ｃと同様に円形の照射領域を十字に４分割されるが、透光壁６Ｄを十字型として、透光壁６Ｄにより右上と左下に分断された第１照射領域１１Ｄと、透光壁６Ｄを含んで第１照射領域１１Ｄよりも広い面積の第２照射領域１２Ｄとに区画される。
【０１０４】
本変形例においては、発光素子４，４，…は、図６に示す発光装置１０Ａと同様に配列されるが、上から１〜３列目および下から１〜３列目について横方向に半ピッチずらさず、また、上から２列目および下から２列目の発光素子４については第１照射領域１１Ｄに１個多く配置され、配列の左右両端の９０°回転された各３個を除いて、完全にマトリクス状に配列される。このように配列されることで、発光装置１０Ａと同様に１１０個の発光素子４（４３，４２）が配列され、また、発光素子４が照射領域１１Ｄ，１２Ｄの境界線を跨がず、さらに透光壁６Ｄに発光素子４（４２）の全体が埋設される。さらに、本変形例においては、第１照射領域１１Ｄに４０個の発光素子４３を、第２照射領域１２Ｄに７０個の発光素子４２を配列して備え、４個の発光素子４３と７個の発光素子４２の計１１個で一組として直列に接続し、１０組を並列に接続する。したがって、本変形例は、第１照射領域１１Ｄよりも第２照射領域１２Ｄの方が面積が広く発光素子４２の搭載個数も多いため、発光素子４３，４２の１個あたりの光量が、第１照射領域１１Ｄの方が第２照射領域１２Ｄよりも多い場合に適用されることが好ましい。さらに、電気的特性（順方向降下電圧Ｖf）の異なる２種類の発光素子４３，４２を搭載することができるので、第１、第２実施形態と同様に配色の選択性が広い。
【０１０５】
以上のように、第４実施形態およびその変形例に係る発光装置は、直線で構成される透光壁によって十字に４分割して区画された照射領域毎に、異なる色に配色された光を照射する。したがって、透光壁の形状によって様々な形状に照射領域を区画することができる。なお、第４実施形態およびその変形例においては、４つに区画された照射領域から２色の光を照射するとしたが、これに限られず、さらに照射領域を多く区画したり、３色以上に配色した光を照射することができる。また、第２、第３実施形態に係る発光装置の環状の透光壁と組み合わせることもできる。また、第１実施形態のように照射領域が矩形の発光装置に適用することもできる。
【０１０６】
以上、本発明に係る発光装置について、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 発光装置
１，１Ａ 基板
１ａ 実装領域
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 第１照射領域（照射領域）
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 第２照射領域（照射領域）
２１，２１Ａ 正極
２１ａ インナーリード部（リード電極）
２１ｂ 配線部
２１ｃ パッド部
２２，２２Ａ 負極
２２ａ インナーリード部（リード電極）
２２ｂ 配線部
２２ｃ パッド部
３，３Ａ 反射層
４ 発光素子
４１，４２，４３ 発光素子
５ 保護素子
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 透光壁（壁体）
７，７Ａ 枠体
８ 封止部材
８１，８１Ａ 第１封止部材（封止部材）
８２ 第２封止部材（封止部材）
９，９Ａ 透明部材（透光部材）
ＦＬ，ＦＬ1，ＦＬ2 蛍光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上の実装領域に配列された複数の発光素子と、前記基板上に形成された一対のリード電極と、前記基板上の前記実装領域の周囲に形成された枠体と、前記複数の発光素子を封止して当該複数の発光素子が発光した光を透過させる封止部材と、を備え、前記複数の発光素子のそれぞれの一対の電極が前記一対のリード電極に電気的に接続され、前記実装領域が２以上の照射領域に区画されて、前記複数の発光素子が発光した光を前記照射領域のそれぞれから異なる色の光として照射する発光装置において、
隣り合う２つの前記照射領域の一方に、他方と区切る壁体をさらに備え、
前記封止部材は、前記壁体にまたは前記壁体と前記枠体とに囲まれた内側に充填されて、前記照射領域毎に分離されて備えられ、
前記隣り合う２つの照射領域のそれぞれにおける前記封止部材は、いずれか一方のみが蛍光体を含有し、あるいは互いに異なる蛍光体を含有し、
前記壁体は、当該壁体が設けられた照射領域に載置された前記発光素子の少なくとも一部を被覆し、前記被覆された発光素子が発光した光を透過させる材料からなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記壁体は、当該壁体が設けられた照射領域から照射する光の色に対応した蛍光体を含有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記壁体は、隣接する封止部材の少なくとも１つと屈折率が異なる材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子は、異なる色の光を発光する２種類以上が配列されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、隣り合う２つの前記照射領域の境界上に載置されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記枠体は、前記複数の発光素子が発光した光を上方へ照射するように内壁面を反射面とすることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記枠体の内側に充填されて、前記壁体および前記封止部材の上に形成され、前記発光素子が発光した光を透過させる透光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記照射領域の１つは、その平面視における中心が、前記実装領域の平面視における中心と略一致し、
前記１つの照射領域を囲うように隣り合う他の前記照射領域が区画されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
平面視における最外周の前記照射領域から照射する光は、色温度が２７００〜４０００Ｋの範囲に最も近いことを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記２以上の照射領域は、前記実装領域の平面視における周縁寄りの前記照射領域の方が波長の長い光を照射することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の発光装置。
【請求項１】
基板と、前記基板上の実装領域に配列された複数の発光素子と、前記基板上に形成された一対のリード電極と、前記基板上の前記実装領域の周囲に形成された枠体と、前記複数の発光素子を封止して当該複数の発光素子が発光した光を透過させる封止部材と、を備え、前記複数の発光素子のそれぞれの一対の電極が前記一対のリード電極に電気的に接続され、前記実装領域が２以上の照射領域に区画されて、前記複数の発光素子が発光した光を前記照射領域のそれぞれから異なる色の光として照射する発光装置において、
隣り合う２つの前記照射領域の一方に、他方と区切る壁体をさらに備え、
前記封止部材は、前記壁体にまたは前記壁体と前記枠体とに囲まれた内側に充填されて、前記照射領域毎に分離されて備えられ、
前記隣り合う２つの照射領域のそれぞれにおける前記封止部材は、いずれか一方のみが蛍光体を含有し、あるいは互いに異なる蛍光体を含有し、
前記壁体は、当該壁体が設けられた照射領域に載置された前記発光素子の少なくとも一部を被覆し、前記被覆された発光素子が発光した光を透過させる材料からなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記壁体は、当該壁体が設けられた照射領域から照射する光の色に対応した蛍光体を含有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記壁体は、隣接する封止部材の少なくとも１つと屈折率が異なる材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子は、異なる色の光を発光する２種類以上が配列されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、隣り合う２つの前記照射領域の境界上に載置されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記枠体は、前記複数の発光素子が発光した光を上方へ照射するように内壁面を反射面とすることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記枠体の内側に充填されて、前記壁体および前記封止部材の上に形成され、前記発光素子が発光した光を透過させる透光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記照射領域の１つは、その平面視における中心が、前記実装領域の平面視における中心と略一致し、
前記１つの照射領域を囲うように隣り合う他の前記照射領域が区画されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
平面視における最外周の前記照射領域から照射する光は、色温度が２７００〜４０００Ｋの範囲に最も近いことを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記２以上の照射領域は、前記実装領域の平面視における周縁寄りの前記照射領域の方が波長の長い光を照射することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５１３７５（Ｐ２０１３−５１３７５Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９８１４（Ｐ２０１１−１８９８１４）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
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