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JP2007150233A - 色温度可変発光デバイス - Google Patents

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JP2007150233A JP2006127960A JP2006127960A JP2007150233A JP 2007150233 A JP2007150233 A JP 2007150233A JP 2006127960 A JP2006127960 A JP 2006127960A JP 2006127960 A JP2006127960 A JP 2006127960A JP 2007150233 A JP2007150233 A JP 2007150233A
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信男 見藤
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TRION KK
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Abstract

【課題】放射光の色温度を変化させることができる色温度可変発光デバイスを提供する。
【解決手段】本色温度可変発光デバイス１は、青色発光ダイオード２１と、青色発光ダイオード２１を埋設する第１埋設材部１１０と、橙色発光ダイオード２２と、橙色発光ダイオード２２を埋設する第２埋設材部１２０と、を備え、第１埋設材部１１０は、透光性樹脂１１１と黄色蛍光体１１３とを含有し、第２埋設材部１２０は、透光性樹脂１２１と石英ガラス粒子１２２とを含有し且つ黄色蛍光体を含有せず、石英ガラス粒子１２２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ及びＭｏから選ばれる少なくとも１種の金属元素を不純物として含有する石英ガラスからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、色温度可変発光デバイスに関する。更に詳しくは、本発明は、放射される光の色温度を変化させることができる色温度可変発光デバイスに関する。
従来から、異なる色を放射する発光ダイオード（以下、単に「ＬＥＤ」ともいう）を備え、異なる放射光を混色して使用する発光デバイスが知られている。このような発光デバイスとしては、下記特許文献１及び特許文献２が知られている。
下記特許文献１は、青色ＬＥＤと黄色蛍光体と赤色ＬＥＤとを有し、色再現性のよい白色光が得られる発光装置である。下記特許文献２は、青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体と橙色ＬＥＤとを有し、自然かつ混色状態が良い白色光が得られる発光ダイオードである。
特開２００６−８０３３４号公報 特開２００５−２１６８９２号公報
上記特許文献１の発光装置では、補助ＬＥＤとして赤色ＬＥＤを用いているために、演色性が改善された光を得ることや、色温度が３０００Ｋ未満であるような赤色が強い光や、色温度が６０００Ｋ以上であるような青色が強い光を得ることはできるが、照明として多用される３０００〜４０００Ｋ程度の色温度の光を得ることができない。また、この特許文献１では色温度をコントロールすることは検討も示唆もされていない。
一方、上記特許文献２の発光ダイオードは、補助ＬＥＤとして橙色ＬＥＤを用いたものであるが、青色ＬＥＤと橙色ＬＥＤとが共にＹＧＡ蛍光体で覆われた構造である。このため、橙色光がＹＡＧ蛍光体で拡散されて、白色光と橙色光とが十分に混色される点において優れているが、ＹＡＧ蛍光体は透光性を有さないため、橙色光が減衰されて橙色光を十分に利用することができない。また、十分な混色状態を得るには青色ＬＥＤの光度を低下させなければならず、全体として光度の小さいＬＥＤとなってしまうという問題がある。また、この特許文献２では色温度をコントロールすることは検討も示唆もされていない。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、放射される光の色温度を変化させることができる色温度可変発光デバイス及びこれを備える発光装置を提供することを目的とする。
本発明は以下のとおりである。
（１）青色発光ダイオードと、該青色発光ダイオードを埋設する第１埋設材部と、橙色発光ダイオードと、該橙色発光ダイオードを埋設する第２埋設材部と、を備え、
該第１埋設材部は、透光性樹脂と黄色蛍光体とを含有し、
該第２埋設材部は、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有し且つ黄色蛍光体を含有せず、
該石英ガラス粒子は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ及びＭｏから選ばれる少なくとも１種の金属元素を不純物として含有する石英ガラスからなることを特徴とする色温度可変発光デバイス。
（２）上記石英ガラス粒子に含有される上記不純物の含有量は、該石英ガラス粒子全体を１００質量％とした場合に、各金属元素の酸化物換算で０．０１〜０．２質量％である上記（１）に記載の色温度可変発光デバイス。
（３）上記第１埋設材部は、上記石英ガラス粒子を含有する上記（１）又は（２）に記載の色温度可変発光デバイス。
（４）一面と該一面から凹んだ凹部とを備える収容体を有し、
該凹部内に、上記青色発光ダイオード及び上記第１埋設材部が配置され、
該一面上に、上記橙色発光ダイオード及び上記第２埋設材部が配置されている上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の色温度可変発光デバイス。
（５）上記収容体は多層配線板からなり、
絶縁層と該絶縁層の一面に積層された厚さ５０〜５００μｍの放熱用支持フィルムと該絶縁層の他面に設けられた導体層とを有し、該絶縁層と該導体層とを貫通する第１貫通孔が設けられた底部基板、
該底部基板の他面のうちの該第１貫通孔の開口部を除く部分に積層され、且つ該第１貫通孔の開口面の全面と連通する第２貫通孔を有する絶縁性中間層、
及び、該絶縁性中間層の表面のうちの該第２貫通孔の開口部を除く部分に積層され、且つ該第２貫通孔の開口面の全面と連通する第３貫通孔を有する上部基板、を備える上記（４）に記載の色温度可変発光デバイス。
（６）上記収容体と、少なくとも３つのリード体と、該収容体及び該リード体の各々の一部を封止する樹脂モールドと、を備え、
該収容体は、一体成形された金属からなり、且つ延設されたリード部を有する上記（４）に記載の色温度可変発光デバイス。
本発明の色温度可変発光デバイスによれば、色温度を変化させることができる。特に２０００〜１１０００Ｋの広い範囲で色温度を自在に変化させることができる。更に、色温度によらず一定の光度で変化させることができ、特に高い光度且つ広い色温度で変化させることができる。
石英ガラス粒子に含有される不純物の含有量が０．０１〜０．２質量％である場合は、
透光性と光分散性とを最も効率よく有することができ、混色性がよく、且つ光度の高い色温度可変発光デバイスとすることができる。特に無効光を効率よく発光光に変換でき、高効率且つ高光度の色温度可変発光デバイスとすることができる。
第１埋設材部が石英ガラス粒子を含有する場合は、特に光度の高い色温度可変発光デバイスとすることができる。
一面と一面から凹んだ凹部とを備える収容体を有し、凹部内に青色ＬＥＤ及び第１埋設材部が配置され、一面上に、橙色ＬＥＤ及び第２埋設材部が配置されている場合は、より確実に色温度を変化させることができる。特に２０００〜１１０００Ｋの広い範囲で色温度を自在に変化させることができる。更に、色温度によらず一定の光度で変化させることができ、特に高い光度且つ広い色温度で変化させることができる。
収容体が上記多層配線板からなる場合は、自在に回路設計を行うことができる。特に絶縁性中間層を備えるために、底部基板だけでなく、絶縁性中間層にも回路を備えることができ、高度なＬＥＤ制御を行うことができる。また、絶縁性中間層を備えるために、簡便に一面と凹部とを有する基板を設計できる。
収容体と少なくとも３つのリード体と収容体及びリード体の各々の一部を封止する樹脂モールドとを備え、収容体は一体成形された金属からなり且つ延設されたリード部を有する場合は、広く汎用されている形態において、色温度を変化させることができる。
以下、本発明を図１〜２２を用いて詳しく説明する。
本発明の色温度可変発光デバイス１は、青色ＬＥＤ２１と、該青色ＬＥＤ２１を埋設する第１埋設材部１１０と、橙色ＬＥＤ２２と、該橙色ＬＥＤ２２を埋設する第２埋設材部１２０と、を備え、該第１埋設材部１１０は、透光性樹脂１１１と黄色蛍光体１１３とを含有し、該第２埋設材部１２０は、透光性樹脂１２１と石英ガラス粒子１２２とを含有し且つ黄色蛍光体を含有せず、該石英ガラス粒子１２２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ及びＭｏから選ばれる少なくとも１種の金属元素を不純物として含有する石英ガラスからなることを特徴とする。
上記「青色ＬＥＤ２１」は、青色光を放射できるＬＥＤである。この青色ＬＥＤの構成は特に限定されず、公知の青色ＬＥＤを用いることができる。尚、青色光とは、青色に視認できる光であればよく、その波長等は特に限定されないが、通常、４６０〜４７０ｎｍの範囲の発光波長である。
上記「第１埋設材部１１０」は、青色ＬＥＤ２１を埋設する埋設材からなる部分である。この第１埋設材部１１０は、透光性樹脂１１１と黄色蛍光体１１３とを含有する。このうち透光性樹脂１１１は、通常、黄色蛍光体１１３に対してマトリックスとなる樹脂である。
上記「透光性樹脂１１１」は、透光性を有する樹脂である。その透光性は可視光に対する透光性であり、特に３００〜９５０ｎｍの波長の光について６０％以上（より好ましくは７０〜９５％、更に好ましくは７５〜９５％、特に好ましくは７５〜９０％）の透光率であることが好ましい。
この透光性樹脂１１１を構成する樹脂は特に限定されない。透光性樹脂としては、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。第１埋設材部に含有される透光性樹脂の含有量は特に限定されないが、充填材全体を１００体積％とした場合に１０〜１００体積％（更に１３〜１００体積％、より更に２０〜１００体積％、特に３０〜１００体積％）とすることができる。尚、通常、上記透光性樹脂を用いるが、透光性樹脂に換えて液体ガラスを用いることもできる。
上記「黄色蛍光体１１３」は、上記青色ＬＥＤ２１からの光を受けて黄色光（波長４００〜５５０ｎｍ）を放射できる蛍光体である。この黄色蛍光体の種類は特に限定されないが、例えば、ＴＡＧ蛍光体、ＹＡＧ蛍光体、サルファイド蛍光体及びニトライド蛍光体等を用いることができる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのなかでも特にＴＡＧ蛍光体が好ましい。ＴＡＧ蛍光体は、他の黄色蛍光体に比べて充填性に優れており、後述する収容体１００を用いる場合には特に優れた効果を発揮できる。即ち、例えば、ＹＡＧ蛍光体を用いる場合には透光性樹脂１１１と混合し、更に、後述する石英ガラス粒子１１３と混合すると埋設材の粘度が大きくなり、青色ＬＥＤ２１を埋設することが困難となる場合がある。しかし、ＴＡＧ蛍光体では、このような構成においても埋設材の粘度が過度に上昇せず、埋設作業を問題なく行うことができる。
この黄色蛍光体１１３の含有量は特に限定されないが、第１埋設材部１１０全体を１００質量％とした場合に１０〜４０質量％（より好ましくは１５〜３５質量％、更に好ましくは２０〜３０質量％、特に好ましくは２１〜２５質量％）とすることが好ましい。
また、黄色蛍光体１１３の大きさ及び形状等は特に限定されないが、通常、平均粒径３０〜２００μｍ（より好ましくは４０〜１５０μｍ、特に好ましくは４５〜１４７μｍ）であることが好ましい。また、その形状は、通常、球状及び／又は不定形粒子状である。
この第１埋設材部１１０には、透光性樹脂１１１及び黄色蛍光体１１３以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、後述する石英ガラス粒子１１２及び他の蛍光体が挙げられる。
これらの石英ガラス粒子１１２及び／又は他の蛍光体が含有される場合、通常、上記透光性樹脂１１１は石英ガラス粒子１１２及び他の蛍光体に対してマトリックスとなる。従って、石英ガラス粒子１１２及び他の蛍光体は、各々透光性樹脂１１１内に分散されて含有されることが好ましい。また、より均一に分散されていることが好ましい。
下記特定の石英ガラス粒子１１２は、透光性を向上する効果と光分散性を向上する効果とを合わせ有する。従って、青色ＬＥＤ２１から放射された光を分散させつつ、透過させることができる。即ち、第１埋設材部１１０に黄色蛍光体１１３が含有されると、これが含有されない場合に比べて第１埋設材部１１０の光透過率は低下する。しかし、石英ガラス粒子１１２が含有されることで光の通路が確保され、石英ガラス粒子１１２が含有されない場合に比べて透過率の低下は抑制される。また、石英ガラス粒子１１２は優れた光分散性を有するために、比較的少量の黄色蛍光体量であっても同等の黄色光を得ることができる。このため、全体としては黄色蛍光体１１３を含有しながら高い光度を得ることができる。更に、石英ガラス粒子１１２の光分散性のために得られる黄色光と青色光との混色性も向上される。
第１埋設材部１１０に石英ガラス粒子１１２が含有される場合、その含有量は特に限定されないが、第１埋設材部１１０全体を１００質量％とした場合に０．０１〜５０質量％（より好ましくは１〜４５質量％、更に好ましくは１０〜４５質量％、より更に好ましくは２０〜４３質量％、特に好ましくは２５〜４２質量％、より特に好ましくは３０〜４０質量％）とすることが好ましい。
一方、上記他の蛍光体としては、例えば、赤色蛍光能を有する蛍光体（赤色蛍光体）、青色蛍光能を有する蛍光体（青色蛍光体）、緑色蛍光能を有する蛍光体（緑色蛍光体）、及び橙色蛍光能を有する蛍光体等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記「橙色ＬＥＤ２２」は、橙色光を放射できるＬＥＤである。この橙色ＬＥＤ２２の構成は特に限定されず、公知の橙色ＬＥＤを用いることができる。尚、橙色光とは、橙色に視認できる光であればよく、その波長等は特に限定されないが、通常、５５０〜６５０ｎｍ（好ましくは５６０〜６１０ｎｍ、より好ましくは５７０〜６００ｎｍ、更に好ましくは５７５〜５９５ｎｍ）の範囲の発光波長である。
上記「第２埋設材部１２０」は、橙色ＬＥＤ２２を埋設する埋設材からなる部分である。この第２埋設材部１２０は、透光性樹脂１２１と石英ガラス粒子１２２とを含有する。但し、上記黄色蛍光体は含有されない（意図的に含有されないことを意味し、含有された効果が得られない程度の不可避的な含有はよい）。
第２埋設材部１２０に含有される透光性樹脂１２１は、前記第１埋設材部１１０における透光性樹脂１１１をそのまま適用できる。但し、前記第１埋設材部１１０における透光性樹脂１１１と第２埋設材部１２０における透光性樹脂１２１とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。この透光性樹脂１２１は、通常、石英ガラス粒子１２２に対してマトリックスとなる樹脂であり、石英ガラス粒子１２２は透光性樹脂１２１内に分散して含有され、更には、均一に分散されていることが好ましい。
上記「石英ガラス粒子１２２（１１２）」は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ及びＭｏから選ばれる少なくとも１種の金属元素を不純物として含有する石英ガラスからなる粒子である。上記各金属元素は、通常、酸化物及び／又は複酸化物として含有される。即ち、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２及びＭｏＯ２等が挙げられる。不純物の含有割合は特に限定されないが、通常、石英ガラス粒子全体を１００質量％とした場合に各元素の酸化物換算で０．０１〜０．２質量％（好ましくは０．０５〜０．２質量％、より好ましくは０．１〜０．１５質量％）である（複数の元素が含有される場合はその酸化物換算の合計量）。この範囲では透光性と光分散性とを最も効率よく有することができる。尚、上記酸化物換算は、ＡｌはＡｌ２Ｏ３、ＴｉはＴｉＯ２、ＦｅはＦｅ２Ｏ３、ＮｂはＮｂ２Ｏ５、ＺｒはＺｒＯ２、ＭｎはＭｎＯ２、ＭｏはＭｏＯ２として換算するものである。
石英ガラス粒子１２２の大きさ及び形状等は特に限定されないが、平均粒径（最大長さ）は１〜３０μｍ（より好ましくは１〜１５μｍ、更に好ましくは２〜１０μｍ、より更に好ましくは３〜７μｍ、特に好ましくは４〜６μｍ、とりわけ好ましくは４〜５μｍ）が好ましい。この範囲では、十分な透光性を確保しつつ、且つ十分な光分散性を得ることができる。石英ガラス粒子１２２の形状は特に限定されないが、通常、球状である。球状であることで透光性樹脂１２０に分散して含有されたとしても後述する収容体１００に作業性よく充填することができる。
また、石英ガラス粒子１２２の含有量は特に限定されないが、第２埋設材部１２０全体を１００質量％とした場合に０．０１〜５０質量％（より好ましくは１〜４５質量％、更に好ましくは１０〜４５質量％、より更に好ましくは２０〜４３質量％、特に好ましくは２５〜４２質量％、より特に好ましくは３０〜４０質量％）とすることが好ましい。
更に、この石英ガラス粒子１２２における透光性とは、可視光に対する透光性であり、特に３００〜９５０ｎｍの波長の光について５％以上（より好ましくは１０〜５０％、更に好ましくは２０〜６０％）の透光率であることが好ましい。
この石英ガラス粒子１２２は、透光性と光分散性とのバランスに特に優れている。即ち、通常のガラス材料（石英ガラス以外の他のガラス）に比べて長波長側における透過能に優れている。従って、橙色ＬＥＤによる長波長側の光の放射を妨げ難く、橙色ＬＥＤを搭載することによる効果を発揮させ易い。更に、石英ガラス粒子１２２は、石英結晶に比べて光分散能に優れている。即ち、石英結晶は、石英ガラスに比べて更に透光性には優れるが、ほとんど不純物を含有しない。不純物が含有されないために、石英結晶を用いた場合には粒子表面での反射を光分散機能として利用するだけである。これに対して石英ガラス粒子は不純物を上記範囲で含有するために、透光性を十分に確保しつつも、優れた光分散性を有する。従って、粒子の内部及び表面の両方において光分散性を発揮させることができ、優れた混色性を発揮させることができる。
更に、石英ガラス粒子は、比熱容量が大きく、埋設材部（１１０及び１２０）全体、更には、発光デバイス１全体の温度を低く保つことができる。従って、石英ガラスを含有しない場合に比べて優れた耐熱性を発揮でき、より大電流仕様のＬＥＤを用いることができる。
第２埋設材部１２０に石英ガラス粒子が含有されることにより、青色ＬＥＤ２１及び第１埋設材部１１０から得られる色温度の高い白色光と、橙色ＬＥＤ２２から得られる橙色光とを効率よく混色することができる。加えて、第２埋設材部１２０に黄色蛍光体が含有されないことで、高光度白色光に対して橙色ＬＥＤ２２の発光を十分な光度で得ることができる。従って、色温度可変発光デバイス１全体として、色温度を変化させられるだけでなく、同時に光度も制御できる。即ち、従来であれば低い色温度では光度を小さくせざるを得なかったのに対して、低い色温度でも高光度で発光させることができる。
この第２埋設材部１２０には、透光性樹脂１２１以外の他の成分を含有してもよいが、蛍光体等の非透光性の成分は含有されないことが好ましい。即ち、第２埋設材部１２０に黄色蛍光体が含有されないことによる効果が十分に発揮される範囲であれば含有されてもよい。
本発明の色温度可変発光デバイス１は、上記の構成を有すればよく、各部の配置等は特に限定されないが、一面１０１と該一面１０１から凹んだ凹部１０２とを備える収容体１００を有し、該凹部１０２内に、上記青色ＬＥＤ２１及び上記第１埋設材部１１０が配置され、該一面１０１上に、上記橙色ＬＥＤ２２及び上記第２埋設材部１２０が配置されていることが好ましい。更には、上記第１埋設材部１１０上に更に第２埋設材部１２０が配置されていることが好ましい。第１埋設材部１１０上に第２埋設材部１２０が配置される場合は更に混色性及び高光度性が向上される。
上記「収容体１００」は、一面１０１とこの一面１０１から凹んだ凹部１０２とを備えるものである。この収容体１００としては、基板（図１〜１４参照）及びフレーム（図１５〜１７及び図２０参照）等が挙げられる。
凹部１０２の深さは特に限定されず、例えば、０．２〜５ｍｍ（一面１０１から凹部１０２の最低部までの距離）とすることができる。また、特に広角用途には深さが０．２〜２ｍｍであることが好ましい。更に、凹部１０２の大きさも特に限定されず、凹部１０２の平面形状等により適宜の大きさとすることができる。例えば、凹部１０２の平面形状が円形状である場合には、その直径は２〜１２ｍｍ（更には５〜１２ｍｍ、特に５〜８ｍｍ）とすることができる。円形状以外の形状である場合にも、仮想円を設定することで同様な寸法とすることができる。
また、凹部１０２の形状は特に限定されない。即ち、例えば、その平面形状は、図９、図１１、図１２及び図１３等に示すように円形状であってもよく、また、三角形及び四角形等のその他の形状であってもよい。更に、図１０に示すようにＬＥＤ１つにつき１つの凹部を有し、これらが放射状に連通されてなる略星形形状等であってもよい。更に、収容体１００が備える凹部１０２の数も特に限定されず１つであってもよく、２つ以上であってもよい。但し、図１０のように連通された１つの凹部１０２であることにより、第１埋設材部１１０の充填をスムーズに行うことができ、作業性に優れる。更に、凹部１０２の断面形状は特に限定されず、椀形状であってもよく、底面が略平坦な形状であってもよいが、これらのうちでは底面が略平坦な形状を有することが好ましい。
一面１０１の大きさ、形状、等も特に限定されない。図２０に例示する収容体１００のように枠部を備えなくてもよいが、第２埋設材部１２０で橙色ＬＥＤ２２を覆うために枠部を備えることもできる。即ち、上記一面から立ち上がる更に一段を備えることができる。例えば、図１〜８及び図１１に例示するＬＥＤ実装基板（色温度可変発光デバイス１の１種）においては後述する絶縁性中間層１２及び上部基板１３（立上り部１０３）であり、図１５〜１７に例示するフレームのカップ部（収容体１００）における立ち上がり部１０３である。従って、これらの収容体１００は、一面１０１と、該一面１０１から凹んだ凹部１０２と、該一面から立ち上がった立ち上がり部１０３との３段形状を有することが好ましい。
また、例えば、収容体１００は、図１〜３及び図１１等に例示するように周辺部から中心部に向かって凹んだ形状であってもよい。また、例えば、図４〜６等に例示するように中心部から周辺部に向かって凹んだ形状であってもよい。
この収容体１００として、より具体的には下記（１）、下記（２）及び下記（３）の各々色温度可変発光デバイス１に備えられた収容体１００が挙げられる（各収容体１００については、各色温度可変発光デバイス１において説明する）。
即ち、（１）上記収容体１００は多層配線板からなり、絶縁層と該絶縁層の一面に積層された厚さ５０〜５００μｍの放熱用支持フィルム４と該絶縁層の他面に設けられた導体層５とを有し、該絶縁層と該導体層５とを貫通する第１貫通孔が設けられた底部基板１１、該底部基板１１の他面のうちの該第１貫通孔の開口部を除く部分に積層され、且つ該第１貫通孔の開口面の全面と連通する第２貫通孔を有する絶縁性中間層１２、及び、該絶縁性中間層１２の表面のうちの該第２貫通孔の開口部を除く部分に積層され、且つ該第２貫通孔の開口面の全面と連通する第３貫通孔を有する上部基板１３、を備える色温度可変発光デバイス１（以下、単に「多層基板タイプ」ともいう。図１〜１４参照）。
また、（２）少なくとも３つのリード体６０１と、該収容体１００及び該リード体６０１の各々の一部を封止する樹脂モールド６０２と、を備え、該収容体１００は、一体成形された金属からなり、且つ延設されたリード部１０４を有する色温度可変発光デバイス１（以下、単に「樹脂モールドタイプ」ともいう。図１５〜１９参照）。
更に、（３）少なくとも一面が開放された外殻ケース７０１内に、収容体１００とリード体７０２とが収容され、外殻ケース７０１内に透光性樹脂（第１埋設材部１１０の透光性樹脂を適用できる。また、第２埋設材部１２０そのものを充填することもできる）が充填された色温度可変発光デバイス１（以下、単に「ケースタイプ」ともいう。図２０参照）。収容体１００内の構成は従前の通りである。
［１］多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１（図１〜１４参照）
以下、上記（１）の多層基板タイプの色温度可変発光デバイスについて説明する。
上記「底部基板１１」は、絶縁層と、その一面に設けられた銅箔等からなる放熱用支持フィルム４と、他面に積層された導体層５とを有する両面に金属層が設けられた積層体である。絶縁層は特に限定されず、各種の絶縁材料からなる絶縁層を用いることができる。この絶縁材料としては樹脂及びセラミック等が挙げられる。
上記樹脂を用いる場合、樹脂の種類は特に限定されないが、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェニレン樹脂、フェニレンエーテル樹脂及びフェノール樹脂等の絶縁性樹脂が挙げられる。これらのなかではエポキシ樹脂が好ましい。絶縁性、取扱い性及び汎用性に優れるためである。樹脂を用いた絶縁層は、例えば、ガラスクロス等の基材にエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂のワニスを含浸させたプリプレグが硬化された基板（以下、単に「ガラスエポキシ基板」ともいう）を用いることができる。
上記セラミックを用いる場合、セラミックの種類は特に限定されず、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素及びアルミナ等が挙げられる。尚、窒化アルミニウムを用いて製造した絶縁層は透光性を有し、表面に、例えば、銀等をめっきすることによって容易に反射効率を向上させることができる。
この底部基板１１の厚さは特に限定されず、１００〜４０００μｍ、特に３００〜３０００μｍ、更に５００〜２５００μｍとすることができる。
また、この底部基板１１は、ＬＥＤ（２１及び２２等）から発生する熱を放散させるための上記「放熱用支持フィルム４」を絶縁層の一面に備える。一方、絶縁層の他面に設けられる導体層５は、ＬＥＤと電気的に接続されることになる電極等を有する配線パターン等を形成するためのものである。
このうち放熱用支持フィルム４を設ける方法は特に限定されないが、放熱のためには相当の厚さが必要であるため、通常、金属箔を積層する方法により設けられる。放熱用支持フィルム４の材質も特に限定されず、銅及びアルミニウム等を用いることができる。これらの金属のうちでは熱伝導性に優れるため銅が好ましい。放熱用支持フィルム４の厚さは５０〜５００μｍであり、５０〜３００μｍであることが好ましい。放熱用支持フィルム４の厚さが５０〜５００μｍであれば、この放熱用支持フィルム４に接合されるＬＥＤ（通常青色ＬＥＤ２１）を支持することができ、且つ放熱も十分になされる。更に、軽量なＬＥＤ実装基板とすることができる。
配線パターン等を形成するための導体層５の形成方法は特に限定されず、金属箔を積層する方法、めっき法及びスパッタリング法等のいずれであってもよい。導体層５の材質も特に限定されず、銅及び銀等を用いることができる。この導体層５の形成には、通常、銅が用いられる。即ち、いわゆる両面銅貼積層を用いることもできる。この配線パターン等となる導体層の厚さは、例えば、１０〜１５０μｍとすることができる。
更に、底部基板１１には第１貫通孔が設けられている。この第１貫通孔は前記凹部１０２に相当するものである。この第１貫通孔の個数は特に限定されない。即ち、例えば、図１２（チップタイプ）に例示するように１つの基板に１つの第１貫通孔を備えてもよく、図１３（アレイタイプ）に例示するように１つの基板に２つ以上の第１貫通孔を備えてもよい。また、少なくとも基板に実装されるＬＥＤの個数と同数の第１貫通孔を有してもよい。更に、この第１貫通孔の個数は、実装されるＬＥＤの個数と同数とすることもできる。
この第１貫通孔は、絶縁層と、この絶縁層の他面に設けられた配線パターン等を形成するための導体層５とを貫通して設けられる。更に、反射層６を備える場合には、この反射層６とを貫通して設けられる。
第１貫通孔の内壁面は、絶縁層が現れたままの状態でもよく、導体層５及び／又は反射層６を設けることもできる。導体層５及び／又は反射層６を備えることにより光度をより高くできる。反射層６の材質は特に限定されず、銀、銅、金、ニッケル及びニッケル−クロム等の金属とすることができる。これらの金属のうちでは、特に優れた反射効率を有するため銀が好ましい。即ち、反射層６としては、例えば、第１貫通孔の内面に無電解Ｎｉめっき（例えば５〜１５μｍ）、電解Ａｕめっき（例えば０．５〜２μｍ）及び電解Ａｇめっき（例えば１０〜２５μｍ）を各々この順に施して形成することができる。このような積層めっきは、窪み内に金属イオン（例えば、Ａｕイオン、Ａｇイオン等）を含有する液体を投入し、窪み内に予め形成しためっき層（例えば、無電解Ｎｉめっき層）に通電することにより形成できる。
更に、底部基板１１に設けられた第１貫通孔内に露出された放熱用支持フィルム４の表面には、反射層６を備えなくてもよいが、反射層６（以下、単に「底部反射層」ともいう）を備えることができる。底部反射層６を備える場合には、ＬＥＤ（特に青色ＬＥＤ２１）から横方向へ放射される光（リング発光となる）や無効光などを、放射方向（底部基板１１側から上部基板１３側）へ効率良く放射できる。特に、青色ＬＥＤ２１を覆う第１埋設材部１１０内に石英ガラス粒子１１２が含有される場合には、図２２に示すように、青色ＬＥＤ２１の近傍にある石英ガラス粒子１１２に青色ＬＥＤ２１からの光があたり、この光が散乱されて底部反射層６にあたって放射方向へ導くことができる。従って、リング発光を抑制して、効率よく光を外へ放射させることができ、より発光効率のよいＬＥＤ実装基板を得ることができる。
更に、第１貫通孔を構成する壁面は、底部基板１１（の一面）に対して略垂直に設けられていてもよいが、底部基板１１から上部基板１３の方向へ広がって開口するラッパ形状の貫通孔とすることもできる。即ち、第１貫通孔の内壁面は底部基板１１から上面側へと傾斜する傾斜面にすることもできる。傾斜面とした場合は、出力光をより広範囲（広角的に）放射させることできる。更に、傾斜面に反射層６を設けた場合はより高光度にできる。傾斜面の角度は、底部基板１１の一面に対して８０〜２０°、特に７０〜３０°とすることができる。
第１貫通孔の内部には、青色ＬＥＤ２１が放熱用支持フィルム４上に接合されている。青色ＬＥＤ２１を接合する方法は特に限定されず、接着性樹脂及び銀ペースト、はんだペースト等により接合でき、なかでも接着性樹脂７が好ましい。接着性樹脂７としてはエポキシ樹脂等が挙げられる。また、青色ＬＥＤ２１は、第１貫通孔内に１のみを備えてもよく、複数を備えてもよい。更に、青色ＬＥＤ２１を第１貫通孔内に２つ以上備える場合には、バランスよく、相互に近接させて配置することが好ましい。特に３つを備える場合には正三角形（実質的な正三角形）の各頂点となる位置に配設されることが好ましい。
尚、ＬＥＤ（青色ＬＥＤ２１だけでなく橙色ＬＥＤ２２についても同様）には、ダイボンド方式（ＬＥＤの上面に２つの電極を有する）のＬＥＤと、シングルボンド方式（ＬＥＤの基体が一方の電極となり、他方がＬＥＤの上面に配設されている）のＬＥＤとが知られている。これらのＬＥＤはいずれを用いてもよいが、ダイボンド方式のＬＥＤを用いることが好ましい。シングルボンド方式のＬＥＤでは放熱用支持フィルム４（橙色ＬＥＤ２２にあっては一面）を電極として機能させることとなる。従って、複数のＬＥＤを１つの貫通孔内に配設するためには、放熱用支持フィルム４の表面を、搭載するＬＥＤの数に対応した数の電極に分割して各々の電極間を絶縁する必要がある。一方、ダイボンド方式のＬＥＤでは、放熱用支持フィルム４を電極として利用する必要がなく、この放熱用支持フィルム４の全面（放熱用支持フィルム４上に底部反射層６を備える場合には底部反射層６の全面、但しＬＥＤの下面を除く）を反射層６として利用できる点において優れているためである。
上記「絶縁性中間層１２」は、底部基板１１の他面に積層された層である。この絶縁性中間層１２は、絶縁層と、その両面に設けられた絶縁性接着層８とを有することができる。絶縁層は前記の底部基板１１が有する絶縁層と同様に樹脂及びセラミック等により形成することができる。
更に、絶縁性接着層８の形成方法も特に限定されないが、絶縁性接着剤（エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が好ましい）を塗布し、又はフィルム等の固形であるときは積層し、この未硬化の接着層と、底部基板１１と絶縁性中間層１２、又は、上部基板１３と絶縁性中間層１２とを当接させ、その後、硬化させて一体に接着することができる。更に、この絶縁性接着層８は、絶縁性中間層１２の一部が硬化されてなる層であってもよい。
絶縁性中間層１２は第２貫通孔を有する。この第２貫通孔は、底部基板１１に設けられた第１貫通孔及び上部基板１３に設けられた第３貫通孔の各々の開口面とそれぞれの全面で連通している。その個数は特に限定されないが、通常、第１貫通孔及び第３貫通孔の各々の個数と同数である。第２貫通孔は、絶縁層と、絶縁性接着層８を備える場合には、この絶縁性接着層８とを貫通して設けられる。
第２貫通孔の平面形状は特に限定されないが、第１貫通孔の平面形状と相似又は同じであることが好ましい。また、第１貫通孔と第２貫通孔とは軸を同じくしていることが好ましい。更に、第２貫通孔の開口寸法（円形であるときは直径、その他の形状であるときは最大寸法）は特に限定されず、第１貫通孔と同じか第１貫通孔よりも大きい。
この第２貫通孔の内壁面には、必要に応じて、第１貫通孔と同様に、反射層６を設けることができる。更に、第１貫通孔と同様に傾斜面とすることもできる。更に、傾斜面とし、且つこの傾斜面に反射層６を設けることができる。
絶縁性中間層１２には、ＬＥＤ（青色ＬＥＤ２１及び／又は橙色ＬＥＤ２２）を点灯させ、且つ制御するための回路１２１が配設されていてもよい。この回路１２１には、抵抗、ダイオード及びコネクタ（コネクタ用配線など）等を配置できる。絶縁性中間層１２の厚さは特に限定されず、１００〜２００μｍとすることができる。更に、絶縁性接着層８の厚さも特に限定されず、２０〜５０μｍとすることができる。この絶縁性中間層１２を備えることで、底部基板１１と上部基板１３とを絶縁することができる。従って、底部基板１１の回路５、絶縁性中間層１２の回路１２１、及び上部基板１３の回路などを各々独立して（絶縁させて）形成することができる。例えば、絶縁性中間層１２に形成したスルーホール１２２を介して一部の配線を絶縁性中間層１２の上面側へ引き回すことにより、回路を底部基板１１と絶縁性中間層１２とに分離することもできる（図１１参照）。特にダイボンド方式のＬＥＤを用いる場合には、放熱用支持フィルム４を電極として利用しないためにボンディングワイヤ９が接続されるランド３の数が多くなる。このような場合であっても、絶縁性中間層１２を備えることで回路を振り分けることができる。絶縁性中間層１２に回路１２１を備える場合には、いわゆる片面銅貼積層を絶縁性中間層１２として用いることもできる。
上記「上部基板１３」は、絶縁性中間層１２上に積層された層である。上部基板１３は、絶縁層を有する。また、その両面又は片面には導体層５を設けることができる。絶縁層としては底部基板１３における絶縁層と同様の絶縁材を用いることができる。上部基板１３の厚さは特に限定されず、１００〜４０００μｍ、特に３００〜３０００μｍ、更に５００〜２５００μｍとすることができる。
上部基板１３は第２埋設材部１２０を充填する際に、第２埋設材部１２０（未硬化の第２埋設材部を構成する充填剤）が他部へ流れ出さないように保持するための、保持枠としての機能を有することができる（絶縁性中間層１２も同様の機能を有することができる）。
また、上部基板１３が導体層５を備える場合には、ＬＥＤを点灯させ、且つ制御するための回路を配設することができる。この回路には、抵抗、ダイオード及びコネクタ（コネクタ用配線など）等を配置することができる。上部基板１３に導体層５の形成方法は特に限定されず、金属箔を積層する方法、めっき法及びスパッタリング法等のいずれであってもよい。導体層５の材質も特に限定されず、銅等を用いることができ、通常、銅が用いられる。即ち、いわゆる両面銅貼積層を用いることもできる。この導体層の厚さは、例えば、１０〜１５０μｍとすることができる。
上部基板１３は第３貫通孔を有する。この第３貫通孔は、底部基板１３に設けられた第１貫通孔及び絶縁性中間層１２に設けられた第２貫通孔と連通している。第３貫通孔は、上部基板１３の絶縁層を貫通して設けられ、絶縁層に導体層５が設けられている場合は絶縁層及び導体層５を貫通して設けられる。第３貫通孔の平面形状は限定されないが、第１貫通孔及び第２貫通孔の各々の平面形状と相似であることが好ましく、更には第１貫通孔、第２貫通孔及び第３貫通孔が軸を同じくしていることがより好ましい。また、第３貫通孔の開口寸法（円形であるときは直径、その他の形状であるときは最大寸法）は特に限定されず、第１貫通孔と同じか第１貫通孔よりも大きい。更に、第２貫通孔と同じか第２貫通孔よりも大きい。
第３貫通孔の内壁面には、必要に応じて、第１貫通孔と同様に、反射層６を設けることができる。更に、第１貫通孔と同様に傾斜面とすることもできる。更に、傾斜面とし、且つこの傾斜面に反射層６を設けることができる。
また、上部基板１３は、内壁面に導体層５及び反射層６を備えない場合には透光性を有する透光性上部基板となる。即ち、例えば、内壁面に導体層５及び反射層６を備えないガラスエポキシ基板を用いた場合には透光性基板を有する。更に、ガラスエポキシ基板に換えて、ポリカーボネート系樹脂（ポリカーボネート等）、ポリオレフィンサルファイド系樹脂（ポリエチレンサルファイド等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等）などからなる基板を用いた場合には、更に優れた透光性を有することができる。
上部基板１３が透光性である場合には、非透光性（反射層等を備える）である場合に比べて視野角の広い色温度可変発光デバイス１とすることができる。即ち、第３貫通孔の内壁面に反射層６を備える色温度可変発光デバイス１は、ＬＥＤからの光をより指向的に放射できる。例えば、視野角は９０度未満（特に７０〜８０度）とすることができる。
一方、第３貫通孔の内壁面に反射層６等を備えない色温度可変発光デバイス１では、ＬＥＤが放射する光をより広角的に放射できる傾向にある。例えば、視野角は９０度以上（特に１００〜１２０度、更には１１０〜１１５度）とすることができる。このようなＬＥＤ実装基板は、特に、室内、車内、船内及び航空機内等における広角照明に用いることができる。更に、透光性看板等の内部照明等として用いることができる。
上記上部基板１３における透光性とは、可視光に対する透光性であり、特に４００〜８００ｎｍの波長の光について７０％以上（より好ましくは７０〜９５％、更に好ましくは７５〜９５％、特に好ましくは８０〜９０％）の透光率であることが好ましい。このような材料としては、各種光学樹脂が挙げられる。即ち、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル樹脂、シクロオレフィン樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、及び環状ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。尚、演色性を改善するため等のフィルタ機能を付与する場合には、所定の波長（又は波長域）における透過率が特異的に低下されていてもよい。
更に、この上部基板１３は、上記透光性の有無に関わらず、金属粒子及びセラミック粒子（結晶性石英粒子など）を分散させて含有させることにより、ＬＥＤからの光を分散させて、色温度可変発光デバイス１の光度を向上させることもできる。これらの光分散性粒子を含有させる場合には、上部基板１３は非透光性であるよりも、透光性であることが好ましい。
第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔とは、各々の全段面が連通するように積層されていればよい。それぞれの中心軸はずれていてもよく、一致していてもよいが、軸を同じくすることが好ましい。また、前記のように各々の貫通孔の寸法も特に限定されないが、図１に例示するように、第１貫通孔よりも第２貫通孔が大きく、第２貫通孔よりも第３貫通孔が大きい相関とすることができる。また、図２に例示するように、第１貫通孔よりも第２貫通孔が大きく、第２貫通孔と第３貫通孔とが同じ大きさである相関とすることができる。更に、図示しないが、第１貫通孔と第２貫通孔とが同じ大きさであり、第２貫通孔よりも第３貫通孔が大きい相関とすることができる（この場合は、橙色ＬＥＤ２２は絶縁性中間層１２上に配置される）。
本発明の色温度可変発光デバイス１には、図７及び８に示すように、レンズ２００を備えることができる。レンズ２００を備えることにより備えない場合に比べて光度を向上させることできる（無効光を集光することができる）。また、備えない場合に比べてレンズ形状によってより広角又はより狭角（指向性）の視野角の色温度可変発光デバイス１とすることができる。
レンズ２００としては、上記多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１においては、例えば、上部基板１３上に設けられ、且つ少なくとも第３貫通孔の開口面を覆う、多層基板部とは別体のレンズ２００を備えることができる（図７参照）。また、上記第２埋設材部１２０の上面がレンズ形状に成型された第２埋設材部１２０と一体のレンズ２００を備えることができる。これらのうちでは別体のレンズ２００を用いることが好ましい。レンズ形状を精度良く自由に選択することができるからである。更に、上部基板１３上に設けられ、且つ少なくとも第３貫通孔の開口面を覆う、多層基板部とは別体のレンズ２００とフード２０２とを備えることができる。フード２０２を備え、更にはフード２０２が光反射能及び／又は拡散能を有する（例えば、図８に示すように反射層６を備える）ことで色温度可変発光デバイス１を搭載する基板の主面に対して略垂直な方向へ光を放射できるようになる（図８参照）。
更に、例えば、前述のように上部基板１３が透光性であり、且つ広角レンズを上部基板１３上に第３貫通孔の開口面を覆って備える場合には、視野角が特に広い（例えば、視野角が９０度以上、特に１００〜１２０度、更には１１０〜１１５度）色温度可変発光デバイス１を得ることができる（図７参照）。一方、より狭角なレンズ２００を備えることにより視野角が狭い指向性に優れた（例えば、視野角が９０度未満、特に７０〜８０度）色温度可変発光デバイス１を得ることができる。
この色温度可変発光デバイス１に用いるレンズ２００の形状は特に限定されず、凸レンズ形状であってもよく、凹レンズ形状であってもよい。また、レンズ２００の内側の形状も特に限定されず、平坦面であってもよく、凹面であってもよく、凸面であってもよい。
また、上記別体のレンズ２００を備える場合は、図７に示すようにリブ部２０１を備えることによって第３貫通孔内に圧入して配設してもよく、上部基板１３上に接着剤等によって接合して配設してもよく、その他の方法により配設してもよい。これらのなかではリブ部２０１を用いることが好ましい。接着剤を用いる場合に比べて屈折率の変化する界面数を低減でき、より光度の高い色温度可変発光デバイス１が得られる。また、レンズ２００を構成する材質は限定されず、樹脂レンズであってもよく、ガラスレンズであってもよい。
更に、レンズ２００を備える場合にはレンズ２００を、上部基板１３が透光性を有する場合には上部基板１３を、各々（少なくとも一方を）着色することで、レンズ２００及び上部基板１３にフィルタ機能を持たせることができる。この着色は、レンズ２００及び／又は上部基板１３を構成する材料内に着色剤を混入して行ってもよく、レンズ２００及び／又は上部基板１３の表面を染色して行ってもよい。例えば、ピンク色に着色することで、演色性を改善できる。
赤色着色剤（染料など）及び赤色蛍光体等は、加熱により性能が低下するものが多く、特に８０℃、更には１００℃以上の温度が負荷される状況では劣化が激しい。しかし、本多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１は放熱性に優れており、赤色着色剤及び赤色蛍光体が劣化し難く、長期にわたって赤色を保持できる。また、この効果は、第２埋設材部１２０（更には第１埋設材部１１０に含有されてもよい）に石英ガラス粒子１２２（第１埋設材部においては１１２）が含有されることで特に効果的である。
赤色フィルタ層としては、例えば、質量割合において透光性樹脂：赤色蛍光体：石英ガラス粒子が、３５〜５５質量％：４０〜５５質量％：５〜１５質量％で含有された層が挙げられる。この赤色フィルタ層は、流動性を有する透光性樹脂（未硬化物）中に赤色蛍光体等を含有する混合樹脂を流し込んだ後に、硬化させて形成してもよい。更に、予め薄膜状（厚さ０．１５〜０．８ｍｍ程度）に形成された状態のシート状物を積層して形成してもよい。尚、赤色蛍光体としては、稀土類ボレート系蛍光体｛（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ等｝、酸化イットリウム系蛍光体（Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ等）などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
また、ピンク色とは、通常、白色光：赤色光が２０〜８０％：８０〜２０％（好ましくは３０〜７０％：７０〜３０％）で混色された色である。この混合比率は、発光時間の比率に相当し、通常、デューティー比で制御される。
本多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１は、底部基板１１と、絶縁性中間層１２と、上部基板１３とを備える。これらの底部基板１１、絶縁性中間層１２及び上部基板１３は、各々単層であってもよく、複層であってもよい。
更に、底部基板１１と上部基板１３との間に、絶縁性中間層１２の他に更に１層又は２層以上（通常、６層以下）の絶縁層を有していてもよい。この場合、各々の絶縁層の間には、絶縁性中間層１２が有する絶縁性接着層８と同様の絶縁性接着層を介装できる。また、このように更に他の絶縁層を設けたときは、この絶縁層に、絶縁性中間層１２等と同様に、ＬＥＤを点灯させ、且つ制御するための回路を配設できる。
本多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１は、基板（底部基板１１、絶縁性中間層１２、上部基板１３及び各種回路等）、青色ＬＥＤ２１、第１埋設材部１１０、橙色ＬＥＤ２２、第２埋設材部１２０及びレンズ２００等以外にも他部を備えることができる。他部としては、図１２及び１３に示すコネクタ５００が挙げられる。このうち図１３に例示するコネクタ５００は、色温度可変発光デバイス１同士を接続するためのコネクタ５００、色温度可変発光デバイス１と各種外部回路とを接続するためのコネクタ５００等が挙げられる。上記色温度可変発光デバイス１同士を接続できるコネクタ５００を備える場合には、必要に応じて色温度可変発光デバイス１を延長（増設）できる。
この多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１は、通常、マザーボード３００等へ搭載して使用される。例えば、図１４に示すように、放熱用支持フィルム４の一部を端子電極として利用し、マザーボード３００が備えるマザーボード側回路３０１と接続して使用できる。接続に際しては導電性接合材３０２（即ち、ハンダ及びロウ材など）を用いることができる。更に、導電性接合材３０２による接続では、図１４に示すようにフィレットを伴って接続されることが好ましい。これにより、底部基板１１の側面に配設された導体層５との間の確実な電気的接続を得ると共に、優れた接合強度が得られる。従って、ＬＥＤ実装基板を備えたマザーボートにおける信頼性を向上させることができる。
［２］樹脂モールドタイプの色温度可変発光デバイス１（図１５〜１９参照）
以下、上記（２）の樹脂モールドタイプの色温度可変発光デバイス１について説明する。
即ち、少なくとも３つのリード体６０１と、該収容体１００及び該リード体６０１の各々の一部を封止する樹脂モールド６０２と、を備え、該収容体１００は、一体成形された金属からなり、且つ延設されたリード部１０４を有する色温度可変発光デバイス１である（図１５〜１９参照）。
上記「リード体６０１」は、導電性材料からなり、収容体１００内に収容されたＬＥＤを制御するためのリードである。このリード体６０１は、通常、一部（インナーリード部）が樹脂モールド６０２内に配置され、残部（アウターリード部）が外部に突出されている。
このリード体６０１の数は特に限定されないが、少なくとも３つを備え、４つを備えてもよく、５つを備えてもよく、６つを備えてもよい。通常、１０個（１０本）以下である。
リード体を３つ備える場合の各ＬＥＤとの接続は、例えば、図１５に例示されるように、青色ＬＥＤ２１と接続される２つのリード体６０１と、橙色ＬＥＤ２２と接続される１つのリード体６０１を備えることができる。尚、橙色ＬＥＤ２２を制御するための他方のボンディングワイヤ９は収容体１００又は収容体１００から延設されたリード部１０４と接続できる。
更に、図１６に例示するように、青色ＬＥＤ２１と接続される２つのリード体６０１と、橙色ＬＥＤ２２と接続される１つのリード体６０１を備えることができる。尚、橙色ＬＥＤ２２を制御するための他方のボンディングワイヤ９は収容体１００又は収容体１００から延設されたリード部１０４と接続できる。
また、各リード体６０１の形状は得に限定されず、図１５及び図１６に例示するように、略直線形状であってもよい。また、図１７に例示するように屈曲した屈曲形状であってもよい。更に湾曲した湾曲形状であってもよい。上記屈曲形状及び上記湾曲形状のリード体６０１を備える場合には、図１７に例示するように本樹脂モールドタイプの色温度可変発光デバイス１を搭載する基板の主面に対して略垂直な方向へ光を放射できる。
上記「収容体１００」は、一体成形された金属からなり、且つ延設されたリード部１０４を有する。この収容体１００は、樹脂モールドタイプの色温度可変発光デバイス１つに対して、１つのみを備えてもよく、２つ以上を備えてもよい。また、この収容体１００の形状等は前述の通りである。更に、収容体１００を構成する金属の種類は特に限定されない。即ち、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ及びＡｇ等を用いることができる。また、これらの金属のめっき層等を備えることもできる。
この収容体１００が備えるリード部１０４は、前記リード体６０１と同様に、導電性材料からなる。このリード部１０４は、少なくとも一部が樹脂モールド６０２外へ突出されてアウターリード部として機能する。また、このリード部１０４は、前記リード体６０１に比べてより放熱性に優れた材質及び／又は形状とすることができる。即ち、熱伝導性により優れた材料から形成したり、リード部１０４の太さを太くしたりすることができる。これにより収容体１００内でＬＥＤにより生じた熱をリード部１０４を介して、樹脂モールド６０２外へ排出することを促進できる。このリード部１０４は、収容体１つに対して、１つのみを備えてもよく、２つ以上を備えてもよい。
この樹脂モールドタイプの色温度可変発光デバイス１としては、例えば、図１９に例示するように、中心部に大面積の収容体１００を備え、樹脂モールド６０２の四隅に各々３つのリード体６０１とリード部１０４とが配置されるように構成することができる。このように配置することで、収容体１００の面積（平面視面積）を広く確保できる。また、収容体１００を大きくすることにより放熱性が向上させることができる。尚、図１９における円形の点線は樹脂モールド６０２がレンズ形状部６０３と土台部６０４とを有する場合（図１８参照）におけるこれらの境界線を示している。
上記「樹脂モールド６０２」は、収容体１００及びリード体６０１の各々の一部を封止する部分である。また、この樹脂モールド６０２は、透光性樹脂から形成され、更に通常、型成形される。但し、樹脂モールド６０２を構成する透光性樹脂内には、放熱性及び電気的特性を向上させつための各種成分を含有してもよい。また、着色等されていてもよい。
更に、この樹脂モールド６０２の形状は特に限定されない。即ち、例えば、図１５〜１８に例示するように、レンズ形状部を備えてもよい。また、レンズ形状部を備えなくてもよい。
この樹脂モールド６０２を構成する透光性樹脂の種類は特に限定されず、前記透光性樹脂をそのまま適用できる。但し、樹脂モールド６０２を構成する透光性樹脂と、第１埋設材部１１０及び第２埋設材部１２０の各々を構成する透光性樹脂とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
［３］ケースタイプの色温度可変発光デバイス１（図２０参照）
以下、上記（３）のケースタイプの色温度可変発光デバイス１について説明する。
即ち、少なくとも一面が開放された外殻ケース７０１内に、収容体１００とリード体７０２とが収容され、外殻ケース７０１内に透光性樹脂が充填された色温度可変発光デバイス１である（図２０参照）。
上記「外殻ケース７０１」は、収容体１００及びリード体７０２を収容するケースである。この外殻ケース７０１はどのような材料からなってもよい。即ち、例えば、樹脂、金属、セラミックス及びガラス等が挙げられる。この外殻ケース７０１を構成する樹脂の種類は特に限定されず、例えば、前記透光性樹脂をそのまま適用できる。但し、外殻ケース７０１を構成する樹脂と、第１埋設材部１１０及び第２埋設材部１２０の各々を構成する透光性樹脂とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。尚、外殻ケース７０１が透光性を有する材料からなる場合には、外殻ケース７０１の内面のうち、ＬＥＤからの光の放射を要しない内壁面に反射層６を設けることができる。これにより、必要な発光方向へ光を集中させることができ、光度を向上させることができる。この反射層６としては、多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１における反射層６をそのまま適用できる。従って、図２０に例示するように、例えば、本ケースタイプの色温度可変発光デバイス１を搭載する基板の主面に対して略垂直な方向へ光を放射させることができる。
上記「収容体１００」は、どのような材料からなってもよいが、図２０に例示するように一体成形された金属から形成できる。この金属の種類は特に限定されない。即ち、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ及びＡｇ等を用いることができる。また、これらの金属のめっき層等を備えることもできる。また、この収容体１００の一部は外殻ケース７０１内に配置され且つ他部（放熱部７０３）が外殻ケース７０１外へ突出されることで、放熱性を向上させることができる。前記多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１における放熱用支持フィルム４と同様な機能を有することができる。この収容体１００は、ケースタイプの色温度可変発光デバイス１つに対して、１つのみを備えてもよく、２つ以上を備えてもよい。また、この収容体１００の形状等は前述の通りである。
上記「リード体７０１」は、前記樹脂モールドタイプの色温度可変発光デバイス１におけるリード体６０１をそのまま適用できる。このリード体７０１の形状は特に限定されないが、例えば、図２０に例示するように、屈曲板状体のリード体７０１を用いることができる。このリード体７０１は、一部が外殻ケース７０１内に突出され（インナーリード部）、他部が外殻ケース７０１外に突出されている（アウターリード部）。
本発明の色温度可変発光デバイス１によれば、色温度を２０００〜１１０００Ｋ（特に２０００〜４０００Ｋ及び４８００〜１１０００Ｋ、更には３０００〜４０００Ｋ及び４８００〜８０００Ｋ）の範囲で変化させることができる。即ち、いわゆる温白色といわれる３１００〜３３００Ｋ（特に３１５０〜３５０Ｋ）の色温度を含んで色温度を変化させることができる。更に、いわゆる白色といわれる５１００〜５３００Ｋ（特に５１５０〜５２５０Ｋ）の演色性に優れた色温度範囲を含んで色温度を変化させることができる。また、いわゆる昼光色といわれる７７００〜７９００Ｋ（特に７７５０〜７８５０Ｋ）の色温度範囲を含んで色温度を変化させることができる。
更に、本発明の色温度可変発光デバイス１によれば、上記色温度に関わらず、その光度を０．０５〜１００Ｃｄ（特に多層基板タイプで１〜１００Ｃｄ、樹脂モールドタイプで０．０５〜５Ｃｄ、更には多層基板タイプで１〜８０Ｃｄ）の範囲で変化させることができる。即ち、所望の色温度と所望の光度とを組み合わせてコントロールすることができる。
本発明の色温度可変発光デバイスにおける回路構成（及びその周辺回路構成）は特に限定されないが、例えば、図２１に示すような構成とすることができる。図２１に示す回路は、例えば、前記多層基板タイプの色温度可変発光デバイスである場合には、その全部を色温度可変発光デバイスに搭載することもできる。また、一部のみを本発明の色温度可変発光デバイスに搭載してもよい。
この回路は、基準信号発信回路部４０１ａ及び４０１ｂを備えることができる。基準信号発信回路部４０１ａ及び４０１ｂは、ＬＥＤ（２１及び２２）の点滅周期の基準となる信号を形成する回路である。具体的には、この回路には各種振動子（水晶振動子）及びオペアンプ等を適用できる。基準信号発信回路部は１つのみを備え、一種の基準信号で青色ＬＥＤ２１及び橙色ＬＥＤ２２の両方を制御してもよいが、基準信号発信回路部を各々の種類に応じて２種備えることで、個別の基準信号で制御することができる。この場合はより正確且つ自由に色温度を変化させることができる。また、個別の波形設計ができるために、一方のＬＥＤの非発光中に他方のＬＥＤを発光させること等ができる。
この回路は、基準信号発信回路部４０１ａ及び４０１ｂと接続されたデューティー制御回路部４０２ａ及び４０２ｂを備えることができる。上記基準信号発信回路部が１つのみの場合であっても、このデューティー制御回路部４０２ａ及び４０２ｂは各ＬＥＤ種（青色ＬＥＤ２１及び橙色ＬＥＤ２２）に対して個別に（例えば２種を）備えることが好ましい。このデューティー制御回路部４０２ａ及び４０２ｂは、基準信号発信回路部４０１ａ及び４０１ｂで形成された基準信号に基づいてデューティー比を制御する回路である。
この回路は、デューティー制御回路部４０２ａ及び４０２ｂと接続されたデューティー設定回路部４０３を備えることができる。このデューティー設定回路部４０３は、所望のデューティー比を設定する回路である。通常、青色ＬＥＤ２１の光度を大きくするに従い、逆に橙色ＬＥＤ２２の光度を小さくすることで色温度を連続的に高くできる。一方、橙色ＬＥＤ２２の光度を大きくするに従い、逆に青色ＬＥＤ２１の光度を小さくすることで色温度を連続的に低くできる。従って、一定のデューティー比で固定して制御する場合にはクロスフェーダー回路などを用いることができる。
この回路は、デューティー設定回路部４０３と接続された光量設定回部４０４を備えることができる。光量設定回部４０４は、得られる光全体の光度を制御する回路である。この光量設定回部４０４を備えることにより、例えば、色温度が低く且つ全体の光度は高い発光、色温度が高く且つ全体の光度は低い発光、色温度が低く且つ全体の光度も低い発光、色温度が高く且つ全体の光度も高い発光等を自在に、連続的に得ることができる。
この回路は、デューティー制御回路部４０２ａ及び４０２ｂと接続された駆動回路部４０５を備えることができる。この駆動回路部４０５は、デューティー制御回路部４０２ａ及び４０２ｂから得られた信号を用いてＬＥＤ（２１及び２２）を駆動するためのドライバである。この駆動回路部４０５は、図２１に示すように各系列のＬＥＤに対して各々１つを備えてもよく、すべてのＬＥＤを統合して駆動する１つを備えてもよい。この駆動回路部４０５としては、各種トランジスタを用いることができ、なかでもＣＭＯＳが好ましい。
この回路は、電流制御回路部４０６を備えることができる。この電流制御回路部４０６は、ＬＥＤ（２１及び２２）に流れる電流量を制御する回路である。具体的には抵抗回路及び抵抗素子等が挙げられる。この電流制御回路部４０６は、図２１に示すように各系列のＬＥＤに対して各々１つを備えてもよく、すべてのＬＥＤを統合して制御する１つを備えてもよい。
この回路は、保護回路部４０７を備えることができる。この保護回路部４０７は、過電圧がかかるのを保護する回路である。この回路は、更に、通常、電源４０８に接続されて使用できる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
（１）底部基板１１
ガラスエポキシコア（絶縁層）からなり、片面に５０μｍの銅箔が積層された厚さ約１．７ｍｍの片面銅張積層板に、ドリル加工によって等間隔に複数個の第１貫通孔を形成した。この第１貫通孔は直径４ｍｍの円筒形に形成した。次いで、上記銅箔をパターニングして配線パターンを形成した。その後、厚さ４０μｍのエポキシ製プリプレグを、上記配線パターンが形成されていない側の一面に積層（第１貫通孔の開口部を除く）した。次いで、このプリプレグを介して放熱用支持フィルム４となる厚さ１０５μｍのパターニングされた銅箔を接合し、底部基板１１を得た。
（２）絶縁性中間層１２
ガラスエポキシコア（絶縁層）からなり、片面に５０μｍの銅箔が積層された厚さ約１．７ｍｍの片面銅張積層板に、ドリル加工によって第１貫通孔に対応する位置に、直径８ｍｍの円筒形の第２貫通孔を形成した。更に、上記銅箔にボンディングワイヤが接続されることとなるランドをパターニングした。更に、上記銅箔が積層されていない側の一面に厚さ４０μｍのエポキシ製プリプレグを第２貫通孔を除く部分に積層して絶縁性中間層１２を得た。
（３）上部基板１３
ガラスエポキシコア（絶縁層）のみからなる厚さ約１．６ｍｍの基板に、ドリル加工によって第２貫通孔に対応する位置に、直径１２ｍｍの円筒形の第３貫通孔を形成した。更に、厚さ４０μｍのエポキシ製プリプレグを第３貫通孔を除く部分に積層して上部基板１３を得た。
（４）底部基板１１、絶縁性中間層１２及び上部基板１３の積層
上記（１）〜（３）で得られた各層を、第１貫通孔、第２貫通孔及び第３貫通孔が各々同心円状となるように配置して、各々プリプレグを介して熱圧着積層して、多層基板を得た。この多層基板における「一面１０１」は底部基板１１の上面に相当し、この一面１０１から凹んだ「凹部１０２」は第１貫通孔に相当する。
（５）反射層６の形成
上記多層基板の第１貫通孔及び第２貫通孔内を無電解めっきにより、ニッケルめっき層を形成した。次いで、ニッケルめっき層が形成された凹部内に、めっき液を充填して電解めっきにより金めっき層を積層し、更に、同様にして銀めっき層を形成して、反射層６を得た。
（６）ＬＥＤ２１及び２２の実装
第１貫通孔の内部の径方向の中心部において、放熱用支持フィルム４上の反射層６上に２Ｗ仕様の青色ＬＥＤ１つをエポキシ樹脂により接合した。次いで、この青色ＬＥＤ２１と絶縁性中間層１２上に形成されたランド３とを金線からなるボンディングワイヤ９により図１３に示すように接続した。
その後、第１貫通孔内に、シリコン樹脂１１１と、石英ガラス粒子１１２と、ＴＡＧ蛍光体１１３とを含有する第１埋設材を充填、硬化して、第１埋設材部１１０を形成した。尚、シリコン樹脂１１１と、石英ガラス粒子１１２と、ＴＡＧ蛍光体１１３との質量比は５０：２５：２５である。
更に、絶縁性中間層１２上の反射層６上に橙色ＬＥＤ３つを略正三角形の配置となるように、エポキシ樹脂により接合した。次いで、この各橙色ＬＥＤ２２を、図１３に示すように直列接続しつつ、更に、絶縁性中間層１２上に形成されたランド３と金線からなるボンディングワイヤ９により接続した。
その後、第２貫通孔及び第３貫通孔内に、シリコン樹脂１２１と石英ガラス粒子１２２とを含有する第２埋設材を充填、硬化して、第２埋設材部１２０を形成した。尚、シリコン樹脂１２１と石英ガラス粒子１２２との質量比は８０：２０である。
このようにして、図１に示す多層基板タイプの色温度可変発光デバイス１を得た。
（７）色温度の変化
図２１に示す回路と、図１に示す色温度可変発光デバイスとを接続し、１２Ｖの電源と接続して、稼働させた。その結果、光度は２〜２０Ｃｄの間で連続的に可変できた。更に、上記光度の範囲で更に色温度は３０００〜４０００Ｋ及び４８００〜８０００Ｋの間で自由に変化させることができた。
尚、本発明においては、上記の具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（多層基板タイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイスにおける凹部の形状及び各ＬＥＤの配置の一例を示す模式的な平面図である。 本色温度可変発光デバイスにおける凹部の形状及び各ＬＥＤの配置の一例を示す模式的な平面図である。 本色温度可変発光デバイスにおける凹部の形状及び各ＬＥＤの配置の一例を示す模式的な透過斜視図である。 本色温度可変発光デバイスの一例の模式的な平面図である。 本色温度可変発光デバイスの一例の模式的な平面図である。 本色温度可変発光デバイスをマザーボード実装した状態の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（樹脂モールドタイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（樹脂モールドタイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（樹脂モールドタイプ）の一例の断面を示す模式図である。 本色温度可変発光デバイス（樹脂モールドタイプ）の一例を模式的に示す斜視図である。 本色温度可変発光デバイス（樹脂モールドタイプ）の収容体及びリード体の形状の一例を模式的に示す平面図である。 本色温度可変発光デバイス（ケースタイプ）の一例を示す模式的な透過斜視図である。 本色温度可変発光デバイスを制御する回路の一例を示す模式図である。 石英ガラス粒子による効果を説明する模式図である。
符号の説明
１；色温度可変発光デバイス、１１；底部基板、１２；絶縁性中間層、１２１；絶縁性中間層回路、１２２；スルーホール、１３；上部基板、２１；青色発光ダイオード、２２；橙色発光ダイオード、３；電極（ランド）、４；放熱用支持フィルム（銅箔）、５；導体層（銅箔層、底部基板回路）、６；反射層（銀めっき層）、７；接合層、８；絶縁性接着層、９；ボンディングワイヤ、１００；収容体、１０１；一面（収容体の一面）、１０２；凹部（収容体の凹部）、１０３；立ち上がり部、１０４；リード部、１１０；第１埋設材部、１１１；透光性樹脂、１１２；石英ガラス粒子、１１３；黄色蛍光体、１２０；第２埋設材部、１２１；透光性樹脂、１２２；石英ガラス粒子、２００；レンズ、２０１；リブ部、３００；マザーボード、３０１；マザーボード側回路、３０２；導電性接合材、４０１ａ及び４０１ｂ；基準信号発信回路部、４０２ａ及び４０２ｂ；デューティー制御回路部、４０３；デューティー設定回路部、４０４；光量設定回部、４０５；駆動回路部、４０６；電流制御回路部、４０７；保護回路部、４０８；電源、５００；コネクタ、６０１；リード体、６０２；樹脂モールド、６０３；レンズ形状部、６０４；土台部、７０１；外殻ケース、７０２；リード体、７０３；放熱部。

Claims (6)

  1. 青色発光ダイオードと、該青色発光ダイオードを埋設する第１埋設材部と、橙色発光ダイオードと、該橙色発光ダイオードを埋設する第２埋設材部と、を備え、
    該第１埋設材部は、透光性樹脂と黄色蛍光体とを含有し、
    該第２埋設材部は、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有し且つ黄色蛍光体を含有せず、
    該石英ガラス粒子は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ及びＭｏから選ばれる少なくとも１種の金属元素を不純物として含有する石英ガラスからなることを特徴とする色温度可変発光デバイス。
  2. 上記石英ガラス粒子に含有される上記不純物の含有量は、該石英ガラス粒子全体を１００質量％とした場合に、各金属元素の酸化物換算で０．０１〜０．２質量％である請求項１に記載の色温度可変発光デバイス。
  3. 上記第１埋設材部は、上記石英ガラス粒子を含有する請求項１又は２に記載の色温度可変発光デバイス。
  4. 一面と該一面から凹んだ凹部とを備える収容体を有し、
    該凹部内に、上記青色発光ダイオード及び上記第１埋設材部が配置され、
    該一面上に、上記橙色発光ダイオード及び上記第２埋設材部が配置されている請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の色温度可変発光デバイス。
  5. 上記収容体は多層配線板からなり、
    絶縁層と該絶縁層の一面に積層された厚さ５０〜５００μｍの放熱用支持フィルムと該絶縁層の他面に設けられた導体層とを有し、該絶縁層と該導体層とを貫通する第１貫通孔が設けられた底部基板、
    該底部基板の他面のうちの該第１貫通孔の開口部を除く部分に積層され、且つ該第１貫通孔の開口面の全面と連通する第２貫通孔を有する絶縁性中間層、
    及び、該絶縁性中間層の表面のうちの該第２貫通孔の開口部を除く部分に積層され、且つ該第２貫通孔の開口面の全面と連通する第３貫通孔を有する上部基板、を備える請求項４に記載の色温度可変発光デバイス。
  6. 上記収容体と、少なくとも３つのリード体と、該収容体及び該リード体の各々の一部を封止する樹脂モールドと、を備え、
    該収容体は、一体成形された金属からなり、且つ延設されたリード部を有する請求項４に記載の色温度可変発光デバイス。
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