JP2014036107A - 発光モジュール及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的均質で質のよい光を出力することができる発光モジュールおよび照明装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の発光モジュール１０ａは、基板１を具備する。また、実施形態の発光モジュール１０ａは、基板１に設けられ、発光する光の波長が異なる複数の種類の発光素子（例えば、赤色ＬＥＤ２ａ、青色ＬＥＤ４ａ）を具備する。また、実施形態の発光モジュール１０ａは、発光素子を基板１上で種類毎に区画するように、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第１の透明部材２０ａを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光モジュール及び照明装置に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）モジュールとして、基板上に複数のＬＥＤチップを搭載したものが一般的になっている。

発光モジュールは、複数のＬＥＤチップが集まって実装された基板上に、白色の堰止め部材を形成し、堰止め部材によって形成された空間に蛍光体樹脂を流し込んで硬化させた集合実装タイプであるＬＥＤランプに、光源として使用されているものがある。

しかしながら、堰止め部材によりＬＥＤチップから発光される光が照射される範囲が狭くなり、角度色差が大きくなるような場合がある。この場合、ＬＥＤランプから出力される光の品質が悪いという問題がある。

特開２００１−３５１４０２号公報

本発明が解決しようとする課題は、比較的均質で質のよい光を出力することができる発光モジュールおよび照明装置を提供することである。

実施形態の発光モジュールは、基板と、基板に設けられ、発光する光の波長が異なる複数の種類の発光素子と、発光素子を基板上で種類毎に区画するように、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第１の透明部材と、を具備する。

本発明によれば、比較的均質で質のよい光を出力することが期待できる。

図１は、第１の実施形態に係る発光モジュールを装着した照明装置を示す縦断面図である。 図２は、第１の実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。 図３は、第１の実施形態に係る発光モジュールを装着した照明装置を示す横断面図である。 図４は、第１の実施形態に係る発光モジュールの電気配線を示す図である。 図５は、第２の実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。 図６は、実験結果の一例を示す図である。 図７は、実験結果の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、各実施形態に係る発光モジュールおよび照明装置を説明する。各実施形態において同一の機能を有する構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明する発光モジュールおよび照明装置は、一例を示すに過ぎず、本発明を限定するものではない。また、以下の実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組み合わせてもよい。

以下の第１の実施形態および第２の実施形態において、発光モジュールは、基板と、基板に設けられ、発光する光の波長が異なる複数の種類の発光素子と、発光素子を基板上で種類毎に区画するように、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第１の透明部材と、を具備する。第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の発光モジュールによれば、発光素子が種類ごとに区画された状態で、発光素子からの光が所定の透過率で第１の透明部材を透過する。これにより、複数の種類の発光素子から発光される光が照射される範囲が広がる。そのため、第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の発光モジュールから出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。したがって、第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の発光モジュールによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

また、以下の第１の実施形態および第２の実施形態において、複数の発光素子は、発光する光の波長が第１の波長である第１の種類の発光素子と、発光する光の波長が第２の波長である第２の種類の発光素子とである。第１の種類の発光素子は、発光素子の温度の上昇とともに発光素子の発光量が低下する第１の熱特性を有する。また、第２の種類の発光素子は、第１の熱特性よりも発光素子の温度の上昇に伴い低下する発光量の大きさが大きい第２の熱特性を有する。

また、以下の第１の実施形態および第２の実施形態において、第２の種類の発光素子は、基板上に例えば環状に配置され、第１の種類の発光素子は、基板上における環状の中心に配置される。このように、熱の影響を受けやすい第２の種類の発光素子を、環状の中心よりも熱が逃げやすい環状に配置することで、熱特性が劣る第２の種類の発光素子の発光量の低下を抑制することができる。

また、以下の第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の照明装置は、発光モジュールを具備する。第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の照明装置によれば、発光素子が種類ごとに区画された状態で、発光素子からの光が所定の透過率で第１の透明部材を透過する。そのため、第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の照明装置から出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。したがって、第１の実施形態および第２の実施形態の各実施形態の照明装置によれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

また、以下の第２の実施形態の発光モジュールでは、複数の種類の発光素子の外側に設けられ、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第２の透明部材を具備する。第２の実施形態の発光モジュールによれば、発光素子からの光が所定の透過率で外側に設けられた第２の透明部材を透過する。これにより、発光素子から発光される光が照射される範囲が拡大される。そのため、第２の実施形態の発光モジュールから出力される光は、色分離、および、角度色差が抑制される。したがって、第２の実施形態の発光モジュールによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

また、以下の第１の実施形態及び第２の実施形態において、半導体の発光素子としては、ＬＥＤチップを挙げることができるが、これに限られず、例えば、半導体レーザー、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子を用いることもできる。発光素子にＬＥＤチップを用いる場合、ＬＥＤチップの発光色は、赤色、緑色、青色のいずれであってもよい。また、異なる発光色のＬＥＤチップを組み合わせて用いてもよい。

また、以下の実施形態では、照明装置は、形状がクリプトン電球型であるとするが、これに限らず、一般電球型、砲弾型その他であってもよい。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る発光モジュールを装着した照明装置を示す縦断面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る照明装置１００ａは、発光モジュール１０ａを備える。また、照明装置１００ａは、本体１１、口金部材１２ａ、アイレット部１２ｂ、カバー１３、制御部１４、電気配線１４ａ、電極接合部１４ａ−１、電気配線１４ｂ、電極接合部１４ｂ−１を備える。

発光モジュール１０ａは、本体１１の鉛直方向の上面に配置される。発光モジュール１０ａは、基板１を備える。基板１は、低熱伝導率のセラミックス、例えば、アルミナにより形成される。基板１の熱伝導率は、例えば、３００［Ｋ］大気雰囲気下において、３３［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。

基板１がセラミックスにより形成されたものである場合には、機械的強度、寸法精度も高いため、発光モジュール１０ａを量産する際の歩留まり向上、発光モジュール１０ａの製造コストの低減、発光モジュール１０ａの長寿命化に寄与する。また、セラミックスは、可視光の反射率が高いため、ＬＥＤモジュールの発光効率を向上させる。

なお、基板１は、アルミナに限らず、窒化ケイ素、酸化ケイ素等を用いて形成されてもよい。また、基板１の熱伝導率は、好適には２０〜７０［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。基板１の熱伝導率が、２０〜７０［Ｗ／ｍ・Ｋ］である場合には、製造コスト、反射率及び基板１上に実装される発光素子間の熱影響を抑制することができる。また、好適な熱伝導率を有するセラミックスにより形成された基板１は、熱伝導率が高いものと比較して、基板１上に実装される発光素子間の熱影響を抑制できる。このため、好適な熱伝導率を有するセラミックスにより形成された基板１は、基板１上に実装する発光素子間の離間距離を短くすることができ、より小型化が可能になる。

なお、基板１は、窒化アルミニウム等のアルミニウムの窒化物を用いて形成されてもよい。この場合、基板１の熱伝導率は、例えば、３００［Ｋ］大気雰囲気下において、約９９．５質量％のアルミニウムの熱伝導率である２２５［Ｗ／ｍ・Ｋ］よりも小さい。

発光モジュール１０ａは、基板１の鉛直方向の上面の円周上に赤色ＬＥＤ２ａが配置される。また、発光モジュール１０ａは、基板１の鉛直方向の上面の中心付近に青色ＬＥＤ４ａが配置される。赤色ＬＥＤ２ａは、青色ＬＥＤ４ａと比較して、発光素子の温度の上昇とともに発光素子の発光量がさらに低下する。すなわち、赤色ＬＥＤ２ａは、青色ＬＥＤ４ａと比較して、発光素子の温度の上昇とともに発光素子の発光量が低下する大きさが大きいという点で熱特性が劣る。第１の実施形態は、基板１が、低熱伝導率のセラミックスであるので、青色ＬＥＤ４ａが発した熱が基板１を介して赤色ＬＥＤ２ａへ伝導することを抑制し、赤色ＬＥＤ２ａの発光効率の悪化を抑制する。

また、赤色ＬＥＤ２ａは、発光する光の波長のピークが、例えば、６３５ｎｍであり、青色ＬＥＤ４ａは、発光する光の波長のピークが、例えば、４５０ｎｍである。

なお、図１では、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａは、数を省略して記載している。すなわち、第１のＬＥＤ群として、複数の赤色ＬＥＤ２ａが、基板１の鉛直方向の上面の円周上に配置される。また、第２のＬＥＤ群として、複数の青色ＬＥＤ４ａが、基板１の鉛直方向の上面の中心付近に配置される。

複数の赤色ＬＥＤ２ａを含む第１のＬＥＤ群は、ともに堰止め部材である第１の透明部材２０ａおよび部材２１ａと基板１とによって形成された空間に、各種樹脂が流れ込まれて硬化した封止部３ａにより上部から被覆される。封止部３ａは、基板１の鉛直方向の上面において、断面が略半円状又は略台形であって、複数の赤色ＬＥＤ２ａを被覆するように円環状に形成される。また、複数の青色ＬＥＤ４ａを含む第２のＬＥＤ群は、第１の透明部材２０ａにより形成される円環の内側の面と、基板１とで形成される凹部ごと、封止部５ａにより上部から被覆される。

第１の透明部材２０ａは、例えば、シリコーン樹脂を含む材料で形成される。第１の透明部材２０ａは、複数の赤色ＬＥＤ２ａを含む第１のＬＥＤ群と複数の青色ＬＥＤ４ａを含む第２のＬＥＤ群とを基板１上で、発光する光の波長の種類毎に区画するように設けられている。また、第１の透明部材２０ａは、青色ＬＥＤ４ａおよび赤色ＬＥＤ２ａにより発光された光を所定の透過率で透過させる。例えば、第１の透明部材２０ａの透過率が１００％であるとすると、青色ＬＥＤ４ａおよび赤色ＬＥＤ２ａにより発光されて第１の透明部材２０ａに照射された光は、全て第１の透明部材２０ａを透過することとなる。これでは、光の干渉が発生し、品質の悪い光が、照明装置１００ａから出力されることになる。このような事態が発生しないように、第１の透明部材２０ａの透過率は、例えば、８６％とする。なお、第１の透明部材２０ａの透過率の値はこれに限られない。例えば、第１の透明部材２０ａの透過率は、［８０］％〜［９５］％の範囲のいずれかの値を採ることができる。なお、発生する光の干渉の程度が、光の品質にさほど影響しないような程度である場合には、透過率が１００％のシリコーン樹脂を含む材料で形成された部材を、第１の透明部材２０ａとして採用することもできる。

また、第１の透明部材２０ａの反射率は、所定値、例えば、６．８％である。なお、第１の透明部材２０ａの反射率の値はこれに限られない。例えば、第１の透明部材２０ａの反射率は、［１０］％〜［１５］％の範囲のいずれかの値を採ることができる。

封止部３ａ及び封止部５ａは、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂等の各種樹脂を部材として形成することができる。封止部５ａは、蛍光体を含まない、拡散性が高い透明樹脂であってもよい。以下、本体１１及びカバー１３により形成される空間に封入される気体を「封入気体」と呼ぶ。封入気体は、例えば、大気である。

また、発光モジュール１０ａは、後述の電極６ａ−１が、電極接合部１４ａ−１と接続される。また、発光モジュール１０ａは、後述の電極８ａ−１が、電極接合部１４ｂ−１と接続される。

本体１１は、熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウムで形成される。本体１１は、横断面が略円の円柱状をなし、一端にカバー１３が取り付けられ、他端に口金部材１２ａが取り付けられる。また、本体１１は、外周面が、一端から他端へ向かい順次径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成される。本体１１は、外観がミニクリプトン電球におけるネック部のシルエットに近似する形状に構成される。本体１１は、外周面に、一端から他端に向かい放射状に突出する図示しない多数の放熱フィンが一体形成される。

口金部材１２ａは、例えば、エジソンタイプのＥ形口金で、ネジ山を備えた銅板製の筒状のシェル、シェルの下端の頂部に電気絶縁部を介して設けられた導電性のアイレット部１２ｂを備える。シェルの開口部が、本体１１の他端の開口部と電気的に絶縁して固定される。シェル及びアイレット部１２ｂは、制御部１４における図示しない回路基板の電力入力端子から導出された図示しない入力線が接続される。

カバー１３は、グローブを構成し、例えば、乳白色のポリカーボネートで一端に開口を備えるミニクリプトン電球のシルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成される。カバー１３は、発光モジュール１０ａの発光面を覆うように開口端部が本体１１に嵌め込まれて固定される。これにより、一端にカバー１３であるグローブを有し、他端にＥ形の口金部材１２ａが設けられた、全体の外観形状がミニクリプトン電球のシルエットに近似し、ミニクリプトン電球に代替が可能な口金付ランプとして、照明装置１００ａが構成される。なお、カバー１３を本体１１に固定する方法は、接着、嵌合、螺合、係止等、何れの方法であってもよい。

制御部１４は、基板１に実装された青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの点灯を制御する図示しない制御回路を、外部と電気的に絶縁するように収容する。制御部１４は、制御回路による制御により、交流電圧を直流電圧に変換して青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａへ供給する。また、制御部１４は、制御回路の出力端子に青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａへ給電するための電気配線１４ａが接続される。また、制御部１４は、制御回路の入力端子に、第２の電気配線１４ｂが接続される。電気配線１４ａ及び電気配線１４ｂは、絶縁被覆される。

電気配線１４ａは、本体１１に形成された図示しない貫通孔及び図示しないガイド溝を介して本体１１の一端の開口部に導出される。電気配線１４ａは、絶縁被覆が剥離された先端部分である電極接合部１４ａ−１が、基板１上に配置された配線の電極６ａ−１と接合される。電極６ａ−１については、後述する。

また、電気配線１４ｂは、本体１１に形成された図示しない貫通孔及び図示しないガイド溝を介して本体１１の一端の開口部に導出される。電気配線１４ｂは、絶縁被覆が剥離された先端部分である電極接合部１４ｂ−１が、基板１上に配置された配線の電極８ａ−１と接合される。電極８ａ−１については、後述する。

このようにして、制御部１４は、シェル及びアイレット部１２ｂを介して入力された電力を、電気配線１４ａを介して青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａへ供給する。そして、制御部１４は、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａへ供給した電力を、電気配線１４ｂを介して回収する。

図２は、第１の実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。図２は、図１において、矢印Ａ方向からみた発光モジュール１０ａの上面図である。図２に示すように、略矩形の基板１の中心の円周上に、複数の赤色ＬＥＤ２ａを含む第１のＬＥＤ群が、円環状に規則的に配置される。そして、複数の赤色ＬＥＤ２ａを含む第１のＬＥＤ群は、封止部３ａにより、円環状かつ全面的に被覆される。基板１において、封止部３ａが被覆する領域を、第１の領域と呼ぶ。

また、図２に示すように、円環状の第１のＬＥＤ群の外側に、部材２１ａが円環状に配置されている。また、図２に示すように、円環状の第１のＬＥＤ群の内側に、第１の透明部材２０ａが円環状に配置されている。

また、図２に示すように、略矩形の基板１の中心付近に、複数の青色ＬＥＤ４ａを含む第２のＬＥＤ群が、格子状に規則的に配置される。そして、複数の青色ＬＥＤ４ａを含むＬＥＤ群は、封止部５ａにより、全面的に被覆される。また、封止部５ａは、前述の第１の領域の円環の内部を全面的に被覆する。基板１において、封止部５ａが被覆する領域を、第２の領域と呼ぶ。

また、図２に示すように、青色ＬＥＤ４ａと、赤色ＬＥＤ２ａとの距離のうちの最短距離を、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの距離Ｄ１とする。なお、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの距離は、青色ＬＥＤ４ａと、赤色ＬＥＤ２ａとの距離のうちの最短距離に限らず、第１のＬＥＤ群の中心位置と、第２のＬＥＤ群の中心位置との距離であってもよい。図２に示す例では、例えば、第１のＬＥＤ群の中心位置は、円環状に配置される赤色ＬＥＤ２ａの各中心を通過する円周上の一点である。また、例えば、第２のＬＥＤ群の中心位置は、青色ＬＥＤ４ａが格子状に配置される中心である。この場合、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの距離は、青色ＬＥＤ４ａが格子状に配置される中心と、円環状に配置される赤色ＬＥＤ２ａの各中心を通過する円周上の一点との距離である。

発光モジュール１０ａは、熱特性が大きく異なる複数種類のＬＥＤをセラミックスの基板１上にＬＥＤの種類ごとに領域を分離して混載しても、例えば、青色ＬＥＤが発する熱を赤色ＬＥＤが受ける影響を抑制する。よって、発光モジュール１０ａは、所望の発光特性を得ることが容易となる。

また、発光モジュール１０ａは、例えば、青色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤが領域を分離して配置される。このため、発光モジュール１０ａは、例えば、青色ＬＥＤが発する熱が赤色ＬＥＤに伝導することを抑制するため、発光モジュール１０ａ全体の熱特性を向上させる。

また、第１のＬＥＤ群は、基板１上に環状に配置され、第２のＬＥＤ群は、基板１上における環状の中心に配置される。このように、熱の影響を受けやすい第１のＬＥＤ群を、環状の中心よりも熱が逃げやすい環状に配置することで、熱特性が劣る第１のＬＥＤ群の発光量の低下を抑制することができる。

なお、図２では、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの個数及び位置は、一例を示すに過ぎない。すなわち、青色ＬＥＤ４ａが基板１の中心付近に規則的に位置され、青色ＬＥＤ４ａを取り囲むように規則的に赤色ＬＥＤ２ａが配置される構成であれば、何れでの方法もよい。

図３は、第１の実施形態に係る発光モジュールを装着した照明装置を示す横断面図である。図３は、図２における発光モジュール１０ａのＢ−Ｂ断面図である。図３では、照明装置１００ａのカバー１３や、本体１１の下部の記載を省略している。図３に示すように、照明装置１００ａの本体１１は、発光モジュール１０ａの基板１を収容する凹部１１ａ、基板１を固定する固定部材１５ａ及び固定部材１５ｂを備える。発光モジュール１０ａは、基板１が本体１１の凹部１１ａに収容される。

そして、基板１の縁部が、固定部材１５ａ及び固定部材１５ｂの押圧力により凹部１１ａの下方へ押圧されることにより、発光モジュール１０ａが本体１１に固定される。これにより、発光モジュール１０ａが、照明装置１００ａに取り付けられる。なお、発光モジュール１０ａを照明装置１００ａに取り付ける方法は、図３に示す方法に限定されず、接着、嵌合、螺合、係止等、何れの方法であってもよい。

図３に示すように、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの距離Ｄ１は、基板１の鉛直方向の厚みＤ２よりも長い。青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａが発光により発する熱は、基板１において、鉛直方向よりも水平方向へ伝導しやすい。このため、例えば、青色ＬＥＤ４ａが発した熱が、基板１の水平方向を介して赤色ＬＥＤ２ａへ伝導し、赤色ＬＥＤ２ａの発光効率をさらに悪化させる。しかし、青色ＬＥＤ４ａ及び赤色ＬＥＤ２ａの距離Ｄ１を、基板１の鉛直方向の厚みＤ２よりも長くすることで、青色ＬＥＤ４ａが発した熱が基板１の水平方向を介して赤色ＬＥＤ２ａへ伝導することを抑制する。よって、赤色ＬＥＤ２ａの発光効率の悪化を抑制する。

図４は、第１の実施形態に係る発光モジュールの電気配線を示す図である。図４に示すように、発光モジュール１０ａは、基板１上において、照明装置１００ａの電極接合部１４ａ−１と接続される電極６ａ−１、電極６ａ−１から延伸する配線６ａを備える。また、発光モジュール１０ａは、基板１上において、ボンディグワイヤ９ａ−１により直列に接続された複数の赤色ＬＥＤ２ａを介して配線６ａと並列に接続される配線７ａを備える。また、発光モジュール１０ａは、基板１上において、ボンディグワイヤ９ａ−２により直列に接続された複数の青色ＬＥＤ４ａを介して配線７ａと並列に接続される配線８ａを備える。配線８ａは、延伸する先端に、照明装置１００ａの電極接合部１４ｂ−１と接続される電極８ａ−１を備える。

このように、ボンディグワイヤ９ａ−１及びボンディグワイヤ９ａ−２により直列に接続された複数の赤色ＬＥＤ２ａ及び複数の青色ＬＥＤ４ａを並列に接続することで、各青色ＬＥＤ４ａ及び各赤色ＬＥＤ２ａあたりに流れる電流量を抑制して発熱を抑える。よって、発光モジュール１０ａは、発熱による発光特性の悪化を低減する。さらに、例えば、ボンディグワイヤ９ａ−２により直列に接続された青色ＬＥＤ４ａの並列接続数を図４に示すよりも多くし、１つの赤色ＬＥＤ２ａを流れる電流よりも１つの青色ＬＥＤ４ａを流れる電流を小さくする。これにより、発光モジュール１０ａは、熱による赤色ＬＥＤ２ａの発光特性の悪化による、発光特性の悪化を低減する。

このように、赤色ＬＥＤ２ａが発光した光、および、青色ＬＥＤ４ａが発した光が、第１の透明部材２０ａを透過する。これにより、赤色ＬＥＤ２ａが発光した光、および、青色ＬＥＤ４ａが発した光が照射される範囲が広がるので、発光モジュール１０ａから出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。

なお、以上の第１の実施形態では、赤色ＬＥＤ２ａを基板１上に円環状に配置し、その円環状の中心付近に青色ＬＥＤ４ａを配置するとした。しかし、円環状に限らず、矩形、菱形その他、環状をなす形状であれば、何れでもよい。

第１の実施形態の発光モジュール１０ａは、基板１を具備する。また、第１の実施形態の発光モジュール１０ａは、基板１に設けられ、発光する光の波長が異なる複数の種類の発光素子（例えば、赤色ＬＥＤ２ａ、青色ＬＥＤ４ａ）を具備する。また、第１の実施形態の発光モジュール１０ａは、発光素子を基板１上で種類毎に区画するように、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第１の透明部材２０ａを具備する。第１の実施形態の発光モジュール１０ａによれば、発光素子が種類ごとに区画された状態で、発光素子からの光が所定の透過率で第１の透明部材２０ａを透過する。これにより、複数の種類の発光素子が発した光が照射される範囲が広がる。そのため、第１の実施形態の発光モジュール１０ａから出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。したがって、第１の実施形態の発光モジュール１０ａによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

また、第１の実施形態において、第１の種類の発光素子（例えば、青色ＬＥＤ４ａ）は、発光素子の温度の上昇とともに発光素子の発光量が低下する第１の熱特性を有する。また、第２の種類の発光素子（赤色ＬＥＤ２ａ）は、第１の熱特性よりも発光素子の温度の上昇に伴い低下する発光量の大きさが大きい第２の熱特性を有する。

また、第１の実施形態において、第２の種類の発光素子は、基板１上に環状に配置され、第１の種類の発光素子は、基板１上における環状の中心に配置される。このように、熱の影響を受けやすい第２の種類の発光素子を、環状の中心よりも熱が逃げやすい環状に配置することで、熱特性が劣る第２の種類の発光素子の発光量の低下を抑制することができる。

また、第１の実施形態の照明装置１００ａは、発光モジュール１０ａを具備する。第１の実施形態の照明装置１００ａによれば、発光素子が種類ごとに区画された状態で、発光素子からの光が所定の透過率で第１の透明部材２０ａを透過する。これにより、発光素子から発光される光が照射される範囲が拡大される。そのため、第１の実施形態の照明装置１００ａから出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。したがって、第１の実施形態の照明装置１００ａによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態と異なる点は、第２の実施形態では、部材２１ａに代えて、第２の透明部材２１ｂを用いた点である。その他の点については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図５は、第２の実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。図５は、図１において、矢印Ａ方向からみた発光モジュール１０ｂの上面図である。図５に示すように、略矩形の基板１の中心の円周上に、複数の赤色ＬＥＤ２ａを含む第１のＬＥＤ群が、円環状に規則的に配置される。そして、複数の赤色ＬＥＤ２ａを含む第１のＬＥＤ群は、封止部３ａにより、円環状かつ全面的に被覆される。

また、図５に示すように、円環状の第１のＬＥＤ群の外側に、第２の透明部材２１ｂが円環状に配置されている。また、図５に示すように、円環状の第１のＬＥＤ群の内側に、第１の透明部材２０ａが円環状に配置されている。

第２の透明部材２１ｂは、複数の種類の発光素子（赤色ＬＥＤ２ａ、青色ＬＥＤ４ａ）の外側に設けられ、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる。第２の透明部材２１ｂは、例えば、シリコーン樹脂を含む材料で形成される。第２の透明部材２１ｂは、青色ＬＥＤ４ａおよび赤色ＬＥＤ２ａにより発光された光を所定の透過率で透過させる。第２の透明部材２１ｂの透過率は、例えば、８６％とする。なお、第２の透明部材２１ｂの透過率の値はこれに限られない。例えば、第２の透明部材２１ｂの透過率は、［８０］％〜［９５］％の範囲のいずれかの値を採ることができる。

また、第２の透明部材２１ｂの反射率は、所定値、例えば、６．８％である。なお、第２の透明部材２１ｂの反射率の値はこれに限られない。例えば、第２の透明部材２１ｂの反射率は、［１０］％〜［１５］％の範囲のいずれかの値を採ることができる。

このように、赤色ＬＥＤ２ａが発光した光、および、青色ＬＥＤ４ａが発した光が、第１の透明部材２０ａを透過する。これにより、赤色ＬＥＤ２ａが発光した光、および、青色ＬＥＤ４ａが発した光が照射される範囲が広がるので、発光モジュール１０ｂから出力される光は、角度ごとの照度の差、角度色差、が抑制される。

また、赤色ＬＥＤ２ａが発光した光、および、青色ＬＥＤ４ａが発した光が、第２の透明部材２１ｂを透過する。これにより、発光素子から発光される光が照射される範囲が拡大される。そのため、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂから出力される光は、色分離、および、角度色差が抑制される。したがって、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

以上、第２の実施形態について説明した。第２の実施形態の発光モジュール１０ｂは、基板１を具備する。また、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂは、基板１に設けられ、発光する光の波長が異なる複数の種類の発光素子（例えば、赤色ＬＥＤ２ａ、青色ＬＥＤ４ａ）を具備する。また、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂは、発光素子を基板１上で種類毎に区画するように、発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第１の透明部材２０ａを具備する。第２の実施形態の発光モジュール１０ｂによれば、発光素子が種類ごとに区画された状態で、発光素子からの光が所定の透過率で第１の透明部材２０ａを透過する。これにより、複数の種類の発光素子が発した光が照射される範囲が広がる。そのため、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂから出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。したがって、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

また、第２の実施形態において、第１の種類の発光素子（例えば、青色ＬＥＤ４ａ）は、発光素子の温度の上昇とともに発光素子の発光量が低下する第１の熱特性を有する。また、第２の種類の発光素子（赤色ＬＥＤ２ａ）は、第１の熱特性よりも発光素子の温度の上昇に伴い低下する発光量の大きさが大きい第２の熱特性を有する。

また、第２の実施形態において、第２の種類の発光素子は、基板１上に環状に配置され、第１の種類の発光素子は、基板１上における環状の中心に配置される。このように、熱の影響を受けやすい第２の種類の発光素子を、環状の中心よりも熱が逃げやすい環状に配置することで、熱特性が劣る第２の種類の発光素子の発光量の低下を抑制することができる。

また、第２の実施形態の照明装置１００ｂは、発光モジュール１０ｂを具備する。第２の実施形態の照明装置１００ｂによれば、発光素子が種類ごとに区画された状態で、発光素子からの光が所定の透過率で第１の透明部材２０ａを透過する。これにより、発光素子から発光される光が照射される範囲が拡大される。そのため、第２の実施形態の照明装置１００ｂから出力される光は、角度ごとの照度の差、および、角度色差が抑制される。したがって、第２の実施形態の照明装置１００ｂによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

また、第２の実施形態では、赤色ＬＥＤ２ａが発光した光、および、青色ＬＥＤ４ａが発した光が、第２の透明部材２１ｂを透過する。これにより、発光素子から発光される光が照射される範囲が拡大される。そのため、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂから出力される光は、色分離、および、角度色差が抑制される。したがって、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂによれば、比較的均質で質のよい光を出力することができる。

以上、各実施形態について説明した。上述した実施形態では、赤色ＬＥＤ２ａおよび青色ＬＥＤ４ａをそれぞれ、封止部３ａ、封止部５ａで封止する場合について説明したが、発光モジュールは、この例に限られない。例えば、発光モジュールは、赤色ＬＥＤ２ａおよび青色ＬＥＤ４ａが同一の封止部３ａで封止されてもよい。この場合、発光モジュールは、第１の透明部材２０ａを用いずに、第２の透明部材２１ｂを用いることができる。以下、このような発光モジュールを、変形例の発光モジュールと称する。

ここで、第１の実施形態の発光モジュール１０ａ、第２の実施形態の発光モジュール１０ｂ、変形例の発光モジュール、比較例の発光モジュール５０ａ、５０ｂの光の特性を比較した実験の実験結果を下記の表１を用いて説明する。ここで、発光モジュール５０ａは、発光モジュール１０ａにおいて、第１の透明部材２０ａに代えて、白色の部材が用いられた発光モジュールである。また、発光モジュール５０ｂは、変形例の発光モジュールにおいて、第２の透明部材２１ｂに代えて、部材２１ａが用いられた発光モジュールである。

表１に示すように、実験対象の評価項目としては、「色分離」がどれだけ抑制できたか、「光の干渉」がどれだけ抑制できたか、赤色ＬＥＤ４ａの光の「取り出し効率」がある。表１は、これらの評価項目を４段階「◎（よくできた）」、「○（できた）」、「△（まあまあできた）」、「×（あまりできない）」で評価した場合を示す。表１に示されるように、発光モジュール１０ａ、１０ｂともに、低い評価がなく、実用的であることが分かる。また、変形例の発光モジュールも、低い評価がなく、実用的であることが分かる。

図６、図７は、実験結果の一例を示す図である。図６は、角度ごとの光束比率を示すグラフである。図６から、角度が大きくなったときに、発光モジュール１０ａ、１０ｂおよび変形例の発光モジュールのほうが、発光モジュール５０ａ、５０ｂよりも光束比率を維持できることが分かる。また、図７から、角度が大きくなったときに、発光モジュール１０ａ、１０ｂおよび変形例の発光モジュールのほうが、発光モジュール５０ａ、５０ｂよりも色差を抑制できることが分かる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 基板
２ａ 赤色ＬＥＤ
４ａ 青色ＬＥＤ
１０ａ 発光モジュール
２０ａ 第１の透明部材
２１ｂ 第２の透明部材
１００ａ、１００ｂ 照明装置

Claims (5)

1. 基板と；
   前記基板に設けられ、発光する光の波長が異なる複数の種類の発光素子と；
   前記発光素子を前記基板上で前記種類毎に区画するように前記基板に設けられ、前記発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第１の透明部材と；
   を具備することを特徴する発光モジュール。
2. 前記複数の種類の発光素子の外側に設けられ、前記発光素子により発光された光を所定の透過率で透過させる第２の透明部材：
   を更に具備することを特徴する請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記複数の発光素子は、発光する光の波長が第１の波長である第１の種類の発光素子と、発光する光の波長が第２の波長である第２の種類の発光素子とであり、
   前記第１の種類の発光素子は、発光素子の温度の上昇とともに発光素子の発光量が低下する第１の熱特性を有し、
   前記第２の種類の発光素子は、前記第１の熱特性よりも発光素子の温度の上昇に伴い低下する発光量の大きさが大きい第２の熱特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光モジュール。
4. 前記第２の種類の発光素子は、前記基板上に環状に配置され、
   前記第１の種類の発光素子は、前記基板上における前記環状の中心に配置されることを特徴とする請求項３に記載に発光モジュール。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光モジュール；
   を具備することを特徴とする照明装置。

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