CN105280786B - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供降低多个发光元件之间的色相不均的发光装置及其制造制造方法。发光装置(1)具有基体(10)；配置于基体(10)的上表面(10a)的第一框体(11)；配置于基体(10)的上表面(10a)、与第一框体(11)分离且包围第一框体(11)的第二框体(12)。在被第一框体(11)包围的区域内配置多个发光元件(2)。在被第一框体(11)包围的区域内配置第一密封树脂(21)，覆盖多个发光元件(2)。第一密封树脂(21)包含将多个发光元件(2)发出的光的波长转换的波长转换构件。在被第二框体(12)包围的区域内配置第二密封树脂(22)，覆盖第一密封树脂(21)。第二密封树脂(22)具有在第一密封树脂(21)上具有凸状的上表面的光扩散材料层(221)。

Description

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明的实施方式涉及发光装置及其制造方法。
背景技术
近年来，在一般照明用的灯具等中，代替以往的白炽灯，更低消耗电力的发光二极管(Light Emitting Diode：以下也称作“LED”。)的利用得到发展，其应用领域也正在扩大。其中，在聚光灯、探照灯等中，为了提高2次光学系统的光取出效率，寻求发光部极小、发光面内的亮度不均、色相不均较少的高输出且高光质的LED。
作为减轻这样的发光不均的方法，有在发光元件的密封材料中混合填充物来将光扩散的方法。例如，为了实现白色LED，考虑将蓝色LED和由该蓝色LED的射出光激发而发出黄色的荧光的YAG荧光体组合而成的发光装置的例子。在该发光装置中，在用于对贴装于罩内的蓝色LED进行密封的树脂等的密封材料中混合有YAG荧光体。而且，在同一密封材料内除了荧光体之外还混合扩散材料，从而荧光体在密封树脂内进一步分散。
但是，在这样的结构中，有时会产生色相不均。具体而言，在着眼于从LED元件放出的射出光一直到从发光装置的发光面出来的期间的光程时，就从LED元件的正上方射出的光和从LED元件的侧面射出而通过密封材料内的光而言，光程产生差异。其结果是，光程越长，激发分散于密封树脂内的荧光体的成分越增加，因此，会产生色调偏移。因此，在从平面观察发光装置的发光面的情况下，在发光元件的正上方和发光元件周围之间产生了色相不均。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-041290号公报
专利文献2：日本特开2008-282754号公报
专利文献3：日本特开2011-159970号公报
发明内容
发明要解决的课题
因此，实施方式涉及的课题在于提供降低了色相不均的发光装置。
用于解决课题的手段
实施方式涉及的发光装置的特征在于，该发光装置具备：基体；第一框体，其配置于所述基体的上表面；第二框体，其配置于所述基体的上表面，与所述第一框体分离且包围所述第一框体；多个发光元件，其配置于被所述第一框体包围的区域内；第一密封树脂，其配置于被所述第一框体包围的区域内，且覆盖所述多个发光元件，该第一密封树脂包含对所述多个发光元件发出的光的波长进行转换的波长转换构件；第二密封树脂，其在所述第一密封树脂上具有光扩散材料层，该光扩散材料层具有凸状的上表面，该第二密封树脂配置于被所述第二框体包围的区域内。
实施方式涉及的发光装置的制造方法的特征在于，该发光装置的制造方法包括下述工序：在基体的上表面配置多个发光元件的工序；以包围所述多个发光元件的方式在所述基体的上表面设置第一框体、并且以包围所述第一框体的方式在所述基体的上表面设置第二框体的工序；在被所述第一框体包围的区域内填充包含波长转换构件的第一密封树脂来覆盖多个发光元件的工序；在被所述第二框体包围的区域内填充包含光扩散材料的第二密封树脂来覆盖所述第一密封树脂并使所述第二密封树脂所包含的所述光扩散材料沉降，从而在所述第一密封树脂上形成具有凸状的上表面的光扩散材料层的工序。
发明效果
根据实施方式涉及的发光装置及其制造方法，能减低多个发光元件之间的色相不均。
附图说明
图1是表示一实施方式涉及的发光装置的俯视图。
图2是图1的A-A线的剖视图。
图3A是将图2的一部分放大表示的放大剖视图。
图3B是表示一实施方式的变形例涉及的发光装置的放大剖视图。
图4A是用于说明一实施方式涉及的发光装置的制造方法的说明图。
图4B是用于说明一实施方式涉及的发光装置的制造方法的说明图。
图4C是用于说明一实施方式涉及的发光装置的制造方法的说明图。
图4D是用于说明一实施方式涉及的发光装置的制造方法的说明图。
附图标记说明
1 发光装置
2 发光元件
3 透镜
5 金属线
10 基体
10a 上表面
11 第一框体
12 第二框体
21 第一密封树脂
22 第二密封树脂
221 光扩散材料层
221a 顶部
221b 最下部
222 透光性树脂层
具体实施方式
以下，通过附图详细地说明实施方式。
图1是表示一实施方式涉及的发光装置的俯视图。图2是表示一实施方式涉及的发光装置的剖视图。图3A是图2的一部分放大图。如图1～图3A所示，发光装置1具有：基体10；配置于基体10的上表面10a的第一框体11；配置于基体10的上表面10a、且与第一框体11分离地包围第一框体11的第二框体12。
第一框体11与第二框体12分别形成为环状。在基体的上表面10a中的、被第一框体11包围的区域内配置有多个发光元件2。
在被第一框体11包围的区域内配置有第一密封树脂21。第一密封树脂21覆盖多个发光元件2。第一密封树脂21包含对多个发光元件2发出的光的波长进行转换的波长转换构件。
在被第二框体12包围的区域内配置有第二密封树脂22。第二密封树脂22覆盖第一框体11和第一密封树脂21。第二密封树脂22包含光扩散材料，在第一密封树脂21侧具有由光扩散材料构成的光扩散材料层221。第二密封树脂22中的光扩散材料的比重比光扩散材料以外的其他材料重。具体而言，光扩散材料层221通过使比重比第二密封树脂22所包含的树脂成分重的光扩散材料沉降而堆积为层状来形成。也就是说，光扩散材料层221位于第二密封树脂22中的下层侧(下层侧是指第一密封树脂上的第一密封树脂侧)。需要说明的是，对来自发光装置1的射出光没有影响的程度的量的未沉降的(少量的)光扩散材料也可以分散于第二密封树脂22的除了光扩散材料层221以外的部分。
如以上那样形成的第二密封树脂22在第一密封树脂21侧具有光扩散材料层221，该光扩散材料层221在第一密封树脂21上具有凸状的上表面。也就是说，第二密封树脂22具有光扩散材料层221，光扩散材料层221在第一密封树脂的上表面形成为凸状。这是为了：在第二密封树脂22中，在光扩散材料沉降而堆积时，光扩散材料在第一密封树脂21的上表面保持稳定的倾斜角度地堆积，在与第一密封树脂21的上表面大致相同高度的第一框体11上及接近第一框体11的位置沉降的光扩散材料的一部分未堆积于第一框体11上，在第一框体11与第二框体12之间流动而堆积。其结果是，光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面形成为凸状。凸状可以为曲面形状，或者也可以为大致梯形状，但优选的是，光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面具有顶部221a，在顶部221a处，光扩散材料层221的厚度变厚。
另外，光扩散材料层221也形成于第一框体11的外侧，但堆积于第一框体11与第二框体12之间的光扩散材料层221的上表面形成为凹状。光扩散材料也堆积于第一框体11上及第二框体12上，因此，在第一框体11及第二框体12相对于剖视半圆形状等基体10的上表面10a倾斜的情况下，光扩散材料也堆积于第一框体11及第二框体12的斜面上，在斜面上滑落的光扩散材料多数情况下堆积于第一框体11及第二框体12的附近。凹状可以为曲面形状，或者也可以为大致倒梯形状。即，光扩散材料层221的上表面在第一框体11与第二框体12之间具有最下部221b。在最下部221b处，光扩散材料层221的厚度变薄。最下部221b的高度优选比第一密封树脂21的高度低。若成为这样的状态，则在使光扩散材料沉降而堆积时，多余的光扩散材料在第一框体11与第二框体12之间充分地流动。也就是说，多余的光扩散材料未被放置于发光装置1的光路上(第一密封树脂21上)，能抑制大量的光扩散材料引起的光透过率的降低。
若这样地将光扩散材料层221的上表面形成为凹状，则在基体10侧，光扩散材料以较高的密度存在，能减小第二密封树脂22的基体10侧的热膨胀系数。因此，在将基体10由膨胀系数比第二密封树脂22小的材料构成的情况下，能减小基体10侧的第二密封树脂22与基体10之间的热膨胀系数差，能抑制第二密封树脂22与基体10之间的剥离，而且也能抑制第一框体11及第二框体12与基体10之间的剥离。
同样地，若将光扩散材料层221的上表面形成为凹状，则在第一框体11与第二框体12之间，光扩散材料在第一框体11的外侧面及第二框体12的内侧面附近以更高密度存在，能减小第二密封树脂22的第一框体11及第二框体12附近的热膨胀系数。由此，能抑制第二密封树脂22与框体之间的剥离。
关于发光装置1的动作进行说明。
从发光元件2射出的光在通过第一密封树脂21时被第一密封树脂21中的波长转换构件转换，来自发光元件2的射出光和由波长转换构件转换后的光入射到第二密封树脂22区域。
在此，在以上那样构成的发光装置1中，第一密封树脂21所包含的波长转换构件也存在于多个发光元件2之间。从发光元件2的上表面射出的光和从发光元件2的侧面射出的光由于通过第一密封树脂21时的光程不同，因此，产生色相不均。
在实施方式涉及的发光装置1中，光扩散材料层221形成于第一密封树脂21的上表面，因此，通过第一密封树脂21时产生的色相不均经由光扩散材料层221被混色，从而能降低发光装置1的发光面的色相不均。
另外，光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面形成为凸状，因此，在第一密封树脂21的上表面的外周侧，能减少光扩散材料层221的量。由此，在取出发光元件2的光的光路上未配置多余的光扩散材料，因此，能降低多余的光扩散材料引起的光透过率的降低。
另外，在实施方式涉及的发光装置1中，光扩散材料层221在第一框体11与第二框体12之间形成为凹状，因此，在位于比第一框体11与第二框体12靠上方的第二密封树脂22中实质上不包含光扩散材料。即，在位于比第一框体11与第二框体12靠上方、成为光的光路的第二密封树脂22中实质上不存在多余的光扩散材料，因此能抑制光射出率的降低。
在实施方式涉及的发光装置1中，第一框体11与第二框体12分离地配置，从而利用第二密封树脂中所包含的光扩散材料的流动现象，光扩散材料层221在第一密封树脂的上表面形成为凸状。在此，第一框体与第二框体未必需要完全地分离，只要能在第一框体与第二框体之间确保光扩散材料能流动的区域，则第一框体与第二框体也可以以一部分接触的状态配置。例如，也包含第一框体与第二框体的上部分离而下部接触的状态等。在该情况下，在上部分离开的第一框体与第二框体之间流动有光扩散材料层，从而在第一密封树脂上形成具有凸状的上表面的光扩散材料层。
这样，在实施方式涉及的发光装置1中，能够优先地在必要的区域配置光扩散材料，能减少不需要的区域的光扩散材料。
另外，当为了覆盖第二框体12及第二密封树脂22而设置凸透镜3时，第一密封树脂21的上表面的中央部的色相不均存在进一步加强的倾向。因此，在设置了凸透镜3的发光装置中，如上述那样，更优选在第一密封树脂21的上表面的中央部配置光扩散材料层221的顶部221a，通过该具有顶部221a的光扩散材料层221，能有效地抑制在第一密封树脂21的上表面的中央部变大的色相不均。
关于发光装置1的制造方法进行说明。
如图1及图4A所示，在基体10的上表面10a载置有多个发光元件2。然后，如图1及图4B所示，在基体10的上表面10a设置包围多个发光元件2的第一框体11，在基体10的上表面10a设置包围第一框体11的第二框体12。然后，如图1及图4C所示，在被第一框体11包围的区域内填充包含波长转换构件的第一密封树脂21来覆盖多个发光元件2。需要说明的是，第二框体12也可以在向第一框体11填充了第一密封树脂21之后设置。但是，通过连续地设置第一框体与第二框体，能同时进行固化工序，因此，能缩短工序时间。
然后，如图1及图4D所示，在被第二框体12包围的区域内填充包含光扩散材料的第二密封树脂22来覆盖第一密封树脂21。此时，未固化或半固化状态的第二密封树脂22中的光扩散材料的比重比第二密封树脂22中的光扩散材料以外的其他材料重，因此，第二密封树脂22中的光扩散材料在直至第二密封树脂22达到完全固化状态的期间向下侧沉降而堆积。
通过使第二密封树脂22所包含的光扩散材料沉降在第一密封树脂21上，如图3A所示，由光扩散材料构成的光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面形成为凸状。具体而言，首先，将包含光扩散材料的未固化的第二密封树脂22滴下到第一密封树脂21的上表面的中央部。被滴下到该中央部的未固化的第二密封树脂22在第一密封树脂21的上表面扩展，在到达第一框体11之后向第一框体11与第二框体12之间流出，以大致未固化状态最终流动至第二密封树脂22的上表面成为大致平坦。第二密封树脂22所包含的光扩散材料在第二密封树脂22被滴下之后不久开始沉降，在由于第二密封树脂22的流动而第二密封树脂22的形状发生变化的过程中，光扩散材料沉降。这与光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面形成为凸状紧密相关。即，在被滴下到中央部之后不久第二密封树脂22在第一密封树脂21的上表面未充分扩展的初期阶段沉降的光扩散材料在第一密封树脂21的上表面的中央部在中心沉降。由于在该中央部沉降的光扩散材料，在第二密封树脂22中，接近第一密封树脂21的一侧的光扩散材料的浓度变高。在第二密封树脂22中的接近该第一密封树脂21的一侧的光扩散材料的浓度变高的部分，与光扩散材料的浓度较低的部分相比，粘度变高而流动性变差，因此，在第二密封树脂22未充分扩展的初期阶段沉降了的光扩散材料的大部分留在第一密封树脂21的上表面的中央部，在该中央部堆积有较多光扩散材料。在该初期阶段之后，直至到达第一框体11的期间也产生同样的现象，随着从第一密封树脂21的上表面的中央部离开而光扩散材料的堆积量减少，其结果是，光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面形成为凸状。而且，在到达了第一框体11之后而到达第二框体12之前，留在未堆积在第一密封树脂21的上表面而流动的第二密封树脂22内的光扩散材料与第二密封树脂22一起向第一框体11与第二框体12之间流出。向第一框体11与第二框体12之间流出的第二密封树脂22，直至第一框体11与第二框体12之间被第二密封树脂22充分填满，由于毛细管现象而润湿上升到第二框体的内侧，其结果是，成为表面凹陷的凹形状。在该状态下，也产生光扩散材料的沉降。此时，在两侧变厚的部分，与厚度较厚相应地，含有较多的光扩散材料，该光扩散材料在第一框体11与第二框体12的附近堆积较厚。由此，与第二密封树脂22表面的凹形状对应地，在第一框体11与第二框体12之间形成凹形状的光扩散材料层。
这样，在实施方式涉及的发光装置1中，在第二密封树脂所包含的比重比该树脂大的光扩散材料在树脂中沉降的过程中，利用在第一框体11与第二框体12之间滑落的现象而形成上表面为凸形状的光扩散材料层221。树脂所包含的光扩散材料的沉降特性能够通过适当选择树脂的种类、固化之前的树脂的粘度、光扩散材料的种类及光扩散材料相对于树脂的含量来调整。因此，在本实施方式中，通过适当选择树脂的种类、固化之前的树脂的粘度、光扩散材料的种类及光扩散材料相对于树脂的含量，能形成具有期望的凸状的上表面的光扩散材料层221。
另外，在第一框体11与第二框体12之间，使第二密封树脂22所包含的光扩散材料沉降，从而光扩散材料层221的上表面在第一框体11与第二框体12之间形成为凹状。即，利用树脂所包含的光扩散材料的流动现象而形成光扩散材料层221，因此，光扩散材料堆积在第一框体11及第二框体12的侧面，或者堆积在第一框体11及第二框体12的上表面的光扩散材料滑落而堆积在第一框体11及第二框体12的侧面侧。由此，光扩散材料层221的上表面形成为凹状，在第一框体11与第二框体12之间具有最下部221b。
这样，通过在包含被第一框体11包围且位于比基体10的上表面10a高的位置的第一密封树脂21的上表面和被包围在第一框体11与第二框体12之间的基体10的上表面10a在内的具有高低差的部位同时填充包含光扩散材料的未固化的第二密封树脂22，能将光扩散材料层221在较高的位置形成为凸状、在较低的位置形成为凹状。
在发光装置1的制造方法中，使第二密封树脂22所包含的光扩散材料在第一密封树脂21上沉降，从而在第一密封树脂21的上表面优先形成由光扩散材料构成的光扩散材料层221，因此，能降低由具有多个发光元件2引起而产生的色相不均，能容易地制造色相不均较少的发光装置1。而且，通过将光扩散材料层221的上表面形成为凸状，即，使光扩散材料更多地配置于第一密封树脂21上表面的中央部，即使在第二密封树脂的上表面安装凸透镜，中央部的色相不均也不会由于凸透镜而被加强，因此，能使多个发光元件载置部作为疑似点光源发挥功能。
另外，在实施方式涉及的发光装置1的制造方法中，在第一框体11与第二框体12之间，使第二密封树脂22所包含的光扩散材料沉降，其结果是，光扩散材料层221的上表面在第一框体11与第二框体12之间形成为凹状，因此，能容易地制造能抑制光扩散材料浪费的发光装置1。
以下，说明本实施方式涉及的发光装置的优选的方式。
(基体10)
基体10例如是引线框。引线框的材料没有特别限定，但优选由热传导率比较大的材料形成。通过由这样的材料形成，能有效地将由发光元件2产生的热散热。例如，优选具有200W/(m·K)程度以上的热传导率的材料、具有比较大的机械强度的材料、冲切加工或蚀刻加工等容易的材料。例如举出铜、铝、金、银、钨、铁、镍等金属或铁一镍合金、磷青铜、加入铁的铜等或在这些材料的表面实施了银、铝、铜、金等的金属镀膜而成的材料。需要说明的是，在基体10使用引线框的情况下，优选为在平板状的引线框的阳极引线与阴极引线之间配置有绝缘性构件的平板状的基体。
需要说明的是，作为基体10，除了引线框以外，可以由例如树脂材料(玻璃环氧树脂等的环氧系树脂)、陶瓷(HTCC、LTCC)等的绝缘性材料、绝缘性材料与金属构件的复合材料等形成。
(发光元件2)
发光元件2是半导体发光元件，只要是被称为所谓的发光二极管的元件，可以是任意的元件。例如举出在基板上通过InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等的氮化物半导体、III-V族化合物半导体、II-VI族化合物半导体等各种半导体形成包含发光层的层叠结构而成的元件。
就发光元件2的发光波长而言，通过使半导体的材料、混晶比、发光层的InGaN的In含量、掺杂在发光层中的杂质的种类变化等，能从紫外区域到红色发生变化。
发光元件2经由金属线5与基体10的上表面10a电连接。作为构成金属线5的材料，例如举出金、银、铜、铂、铝等的金属及它们的合金。
多个发光元件2载置为俯视呈大致正方形状。由此，多个发光元件2之间的第一密封树脂21的量均匀，能降低发光的色相不均。需要说明的是，多个发光元件2也可以配置为长方形、多边形、圆形等其他形状，但从上述色相不均的观点出发，优选配置为俯视呈正方形。
(第一框体11)
第一框体11设置为包围载置于基体10上的多个发光元件2的周围。在由该第一框体11包围的区域内填充第一密封树脂21。第一框体11由于形成为包围发光元件2，因此，发挥拦截第一密封树脂21的作用。
第一框体11配置于基体10的上表面10a，在被第一框体11包围的区域内载置有多个发光元件2。换言之，第一框体11配置为包围载置于基体10的上表面10a的多个发光元件2。在被第一框体11包围的区域内填充有覆盖多个发光元件2的第一密封树脂21。这样，第一框体11被利用为用于填充第一密封树脂21的堤坝。第一框体11通过将构成第一框体11的第一框体用树脂以期望的形状配置于要形成第一框体11的区域并使其固化而形成。
构成第一框体11的第一框体用树脂只要能在形成为任意的形状之后使其固化即可，可以由任意的树脂构成，但优选与基体10的密接性优异、且与第一密封树脂21的密接性也优异的树脂。作为这样的树脂，例如有硅酮树脂、环氧树脂等。在本实施方式涉及的发光装置1中，第一框体11形成为俯视下呈大致矩形的环状。需要说明的是，第一框体11可以形成为椭圆形的环状、圆形的环状、多边形的环状等各种各样的形状。在本说明书中，矩形是指长方形及正方形。
第一框体11的高度优选形成得比发光元件2的高度高。由此，能够将覆盖发光元件2的第一密封树脂21的上表面形成为与第一框体的高度大致相同高度的大致平坦的面。通过使第一密封树脂的上表面为大致平坦的面，能容易地在第一密封树脂上形成具有凸状的上表面的光扩散材料层。在此，大致平坦的面只要是平坦至第二密封树脂中所包含的光扩散材料能利用流动现象在第一密封树脂上形成具有凸状的上表面的光扩散材料层的程度即可，容许一些凹凸。
(第二框体12)
第二框体12设置为包围设于基体10上的第一框体11的周围。在由该第二框体12包围的区域内填充第二密封树脂22。第二框体12形成为包围第一框体，发挥对覆盖第一框体及第一密封树脂的第二密封树脂22进行拦截的作用。
第二框体12通过将构成第二框体12的第二框体用树脂以期望的形状配置在要形成第二框体12的区域并使其固化而形成。
构成第二框体12的第二框体用树脂只要能在形成为任意的形状之后使其固化即可，可以由任意的树脂构成，但优选与基体10的密接性优异、且与第二密封树脂的密接性也优异的树脂。作为这样的树脂，例如有硅酮树脂、环氧树脂等。在本实施方式涉及的发光装置1中，第二框体12形成为俯视呈圆形的环状，但也可以形成为椭圆形的环状、矩形的环状、多边形的环状等各种各样的形状。
在实施方式的发光装置1中，第一框体11形成为俯视大致矩形状，第二框体12形成为俯视大致圆形状。通过在这样的大致矩形状的第一框体11的内侧以矩阵状配置多个发光元件2，能够使第一框体11与和第一框体11接近的发光元件2之间的距离均匀，能抑制第一密封树脂21上表面的中央部与端部的色相不均。而且，通过将第二框体12形成为俯视大致圆形状，并配置覆盖第二框体12及第二密封树脂22的圆顶型的透镜，能够做成接近缩小了发光区域的点光源的发光装置1。
如实施方式中的发光装置1那样，在第一框体与第二框体的俯视形状不同的情况下，第一框体与第二框体之间的距离产生差异。例如，在第一框体为俯视矩形状、第二框体为俯视圆形状的情况下，从矩形的角部到第二框体的距离与从矩形的1边的中央部到第二框体的距离不同，但通过使第一框体与第二框体分离，能在第一框体与第二框体之间将光扩散材料形成为凹状。
第二框体12的高度优选形成得比第一框体11的高度高。由此，如后述那样，在将第二密封树脂22填充于被第二框体12包围的区域内时，第二密封树脂22能将第一密封树脂21密封。
另外，考虑上述的第二密封树脂22的流动及光扩散材料的沉降特性时，第二框体的高度优选为第一框体的高度的1.05～2倍左右，更优选为1.15～1.5倍左右。
(第一密封树脂21)
第一密封树脂21配置于第一框体11内，将多个发光元件2密封。第一密封树脂21的高度优选为与第一框体11的高度大致相同。通过使第一密封树脂的上表面为与第一框体的高度大致相同高度的大致平坦的面，能容易地在第一密封树脂上形成具有凸状的上表面的光扩散材料层。第一密封树脂21在透光性树脂中含有波长转换构件。
作为构成这样的第一密封树脂21的透光性树脂，例如举出硅酮树脂、硅酮改性树脂、环氧树脂、环氧改性树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、TPX树脂、聚降冰片烯树脂或含有1种以上的上述树脂的混合树脂。其中，优选使用硅酮树脂或环氧树脂。
波长转换构件是用于使多个发光元件2发出的光的波长转换的构件。这样的波长转换构件适合利用能由发光元件发出的光激发的荧光体。作为荧光体，能够使用在该领域公知的荧光体。例如，举出由铈活化了的YAG(钇·铝·石榴石)系荧光体、由铈活化了的LAG(镥·铝·石榴石)系荧光体、由铕及/或铬活化了的含氮铝硅酸钙(CaO-Al2O3一SiO2)系荧光体、由铕活化了的硅酸盐((Sr，Ba)2SiO4)系荧光体、β赛隆(sialon)荧光体、氯硅酸盐荧光体、CASN系或SCASN系荧光体等氮化物系荧光体、稀土金属氮化物荧光体、氧氮化物荧光体、KSF(K2SiF6：Mn)系荧光体、硫化物系荧光体等。由此，能做成射出可见波长的一次光及二次光的混色光(例如白色系)的发光装置、由紫外光的一次光激发而射出可见波长的二次光的发光装置。特别是，作为与蓝色发光元件组合而进行白色发光的荧光体，优选使用由蓝色激发而显示黄色的宽幅的发光的荧光体。荧光体也可以组合使用多种荧光体。也能以与期望的色调适合的组合、配合比使用而调整显色属性、颜色再现性。
就荧光体而言，不仅限于使第一密封树脂21中含有粒状的荧光体，也可以设置含有荧光体的层。作为形成含有荧光体的层的方法，并不特别限定，例如可以使用喷射法、电沉积法、静电涂装法。或者，也可以将由使荧光体分散于树脂中而成的材料构成的荧光体片等粘接于发光元件2上。
另外，荧光体材料例如可以为被称为所谓的纳米水晶、量子点的发光物质。作为这样的材料，半导体材料例如可以举出II-VI族、III-V族或IV-VI族的半导体，具体而言为CdSe、核壳型的CdSXSel-X/ZnS、GaP、InAs等的纳米尺寸的高分散粒子。这样的荧光体例如可以举出粒径为1～100nm、优选1～20nm左右(原子10～50个左右)的荧光体。通过使用这样的荧光体，能抑制内部散射，能抑制颜色转换后的光的散射，从而能更进一步提高光的透过率。
另外，作为荧光体材料，可以使用有机系的发光材料。作为有机系的发光材料，代表性的可以举出使用了有机金属络合物的发光材料，透明性较高的发光材料较多。因此，在使用有机系的发光材料作为荧光体材料的情况下，能获得与使用量子点荧光体的情况同样的效果。
(第二密封树脂22)
第二密封树脂22配置于第二框体12内，将第一框体11及第一密封树脂21密封。第二密封树脂22的高度为与第二框体12的高度大致相同。第二密封树脂22在透光性树脂中含有光扩散材料，具有下层侧的光扩散材料层221和上层侧的光扩散材料较少的透光性树脂层222。需要说明的是，光扩散材料层221由于利用第二密封树脂中所包含的光扩散材料的流动现象而形成，因此，下层侧的光扩散材料层221与上层侧的透光性树脂层222的分界未必需要明确。
作为构成这样的第二密封树脂22的透光性树脂，例如举出硅酮树脂、硅酮改性树脂、环氧树脂、环氧改性树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、TPX树脂、聚降冰片烯树脂或含有1种以上的上述树脂的混合树脂。其中，优选使用硅酮树脂或环氧树脂。
光扩散材料层221设于基体10的上表面10a和第一密封树脂21的上表面。光扩散材料层221的上表面形成为在第一密封树脂21的上表面的中央部具有顶部221a的凸状。光扩散材料层221的上表面形成为在第一框体11与第二框体12之间具有最下部221b的凹状。
光扩散材料层221通过光扩散材料堆积而形成。光扩散材料是使光扩散的材料，能缓和来自发光元件2的指向性，能增大视场角。
作为光扩散材料，例如可以使用二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、氧化锌、钛酸钡、氧化铝、氧化铁、氧化铬、氧化锰、玻璃、炭黑等。其中，在选择硅酮树脂作为构成第二密封树脂22的透光性树脂的情况下，优选使用物性与硅酮树脂接近的二氧化硅。
就光扩散材料的粒径而言，根据构成所使用的第二密封树脂的透光性树脂的种类及光扩散材料的种类而选择优选的粒径。例如，在使用硅酮树脂作为构成第二密封树脂的透光性树脂、使光扩散材料为二氧化硅的情况下，优选的二氧化硅的粒径为1～2μm左右，硅酮树脂中的优选的二氧化硅的浓度为20～30wt％左右。通过使粒径及浓度处于该范围内，二氧化硅容易在第一密封树脂21的上表面形成为凸状。作为相同的扩散材料重量，当粒径过大时，在第一密封树脂21的上表面均匀地分布，另一方面，当粒径过小时，沉降的扩散材料的量减少，因此，在第一密封树脂21的上表面均匀地分布。总之，当粒径过大或过小时，难以堆积为凸状。
透光性树脂层222的上表面在本实施方式中为大致平坦面。但是，透光性树脂层222的上表面并不限定为平坦面，例如，如图3B所示，也可以为中央部变厚的凸形状。透光性树脂层222由透光性树脂构成。
构成光扩散材料层221的光扩散材料的比重比构成透光性树脂层222的透光性树脂重。第二密封树脂22由于在透光性树脂中含有光扩散材料，因此，将该第二密封树脂22填充于第二框体12内时，第二密封树脂22中所含有的光扩散材料由于其自重而沉降，从而形成第二密封树脂的下层侧的光扩散材料层221和第二密封树脂的上层侧的光扩散材料较少的透光性树脂层222。
在形成光扩散材料层221的过程中，沉降在第一密封树脂21上表面的接近第一框体11的位置及第一框体11上的光扩散材料的一部分滑落而堆积在第一框体11与第二框体12之间。其结果是，光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的外周部分变薄，在第一密封树脂21上表面的中央部变厚。由此，光扩散材料层221的上表面在第一密封树脂21的上表面形成为凸状。
(金属线5)
实施方式涉及的发光装置1具备将基体10与发光元件2电连接的金属线5。发光元件2经由金属线5与基体10电连接。金属线5贯通第一框体11。通过金属线5通过第一框体11，从而与越过第一框体11地连接金属线5的情况相比，能将金属线5的环顶抑制得较低，由此，能将金属线5的长度抑制为用于将发光元件2与基体10连接的所需最小限度的长度。
在实施方式涉及的发光装置1中，金属线5优选配置为还到达第二框体12或贯通第二框体12。通过金属线5贯通第一框体11、并到达第二框体12，从而与越过包围第一密封树脂21及第二密封树脂22区域的第二框体地配置金属线的情况相比，能将金属线5抑制为所需最小限度的长度。
这样的金属线5通过在将发光元件2经由金属线5与基体10连接之后以包围发光元件2的方式设置第一框体11而能容易地形成。需要说明的是，此时的第一框体11的高度优选形成得比金属线5的环顶高。由此，在由第一框体11包围的区域内，能将金属线5收容在第一密封树脂21内，能够防止第一密封树脂21与第二密封树脂22的界面处的热膨胀的影响引起的金属线5的断线。
金属线5在第一框体11与第二框体12之间配置于第二密封树脂22的下层侧。即，金属线5在第一框体11与第二框体12之间被位于第二密封树脂22的下层侧的光扩散材料层221覆盖。由此，金属线5由弹性模量低且线膨胀系数小的光扩散材料层221保护。因此，能防止密封树脂的热膨胀的影响引起的金属线5的断线。另外，能抑制光被金属线5吸收，因此，发光层率上升。
作为金属线5，优选与发光元件2的电极的电阻性良好、或机械接合性良好、或电传导性及热传导性良好的材料。
金属线5例如可以使用金、银、铜、铂、铝等的金属及它们的合金、在金属线5表面包覆了银或银合金而得到的金属线等。其中，优选热阻优异的金。另外，为了提高光的取出效率，优选表面由银或银合金构成。金属线5的直径并不特别限定，但可举出10μm～70μm左右。优选为15～50μm左右，更优选为18～30μm左右。
(凸透镜3)
本实施方式涉及的发光装置1具有覆盖第二框体12及第二密封树脂22的凸透镜3。凸透镜3的上表面形成为在第一密封树脂21的上表面的中央部具有顶部的凸状。通常，当在具备多个发光元件的发光装置上设置透镜时，存在发光元件正上方与发光元件之间的色相不均进一步加强的倾向。在本实施方式涉及的发光装置1中，由于将凸透镜3配置于第一密封树脂21的上表面中央部，因此，能有效地抑制该色相不均。需要说明的是，也可以不是凸透镜3，例如是板状的透镜、上表面凹状的透镜、菲涅耳透镜。通过做成为这样的形状，能调整指向特性。
凸透镜3只要是能取出光即可，可以由任意的材料构成。作为构成凸透镜3的材料，例如可以适当利用硅酮树脂、环氧树脂等。
(发光装置1的制造方法)
如图4A所示，在基体10的上面10a载置发光元件2，将多个发光元件2经由金属线5与基体10电连接。然后，如图4B所示，以包围多个发光元件2的方式在基体10的上表面10a由第一框体用树脂形成第一框体并使其固化。而且，以包围第一框体11的方式在基体10的上表面10a由第二框体用树脂形成第二框体12并使其固化。
然后，如图4C所示，在被第一框体11包围的区域内填充第一密封树脂21来覆盖多个发光元件2。然后，如图4D所示，在被第二框体12包围的区域内填充包含光扩散材料的未固化的第二密封树脂22来覆盖第一框体及第一密封树脂21。此时，如前述那样，在未固化的第二密封树脂22中，光扩散材料的比重比透光性树脂重，因此，光扩散材料向第二密封树脂22的下侧沉降。其结果是，如图3A所示，光扩散材料层221在第一密封树脂21的上表面形成为凸状，并且在第一框体11与第二框体12之间形成为凹状。需要说明的是，也可以在向第一框体11填充第一密封树脂21之后形成第二框体12。
然后，如图2所示，以覆盖第二框体12及第二密封树脂22的方式设置凸透镜3，从而制造发光装置1。
以上，说明了实施方式，但本发明并不限定于上述的实施方式，能在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种设计变更。
以下，基于附图详细地说明实施方式涉及的发光装置的实施例。
如图1～图3A所示，该实施例的发光装置1具备：配置于基体10的上表面10a的第一框体11；包围第一框体11的第二框体12；载置于被第一框体11包围的区域内的多个发光元件2；覆盖多个发光元件2的第一密封树脂21；和覆盖第一密封树脂且配置在被第二框体包围的区域内的第二密封树脂22。
基体10为平板状的引线框，对Cu合金的表面实施镀Ag。引线框具有正负一对的阳极引线和阴极引线，在该阳极引线与阴极引线之间配置绝缘性构件而成为平板状的基体10。需要说明的是，本实施例的发光装置1由于在阴极引线上设置第一框体11及第二框体12，因此，阳极引线与阴极引线之间(P-N间隙)不在由第一框体11及第二框体12包围的区域内露出。因此，不需要在配置于阳极引线与阴极引线之间的绝缘性构件上配置反射性较高的材料。在本实施例中，使用黑色的聚邻苯二甲酰胺树脂。
在基体10的上表面10a载置发光元件2。发光元件2使用金属线5与阳极引线及阴极引线电连接。发光元件2为发出蓝色系光的发光元件，9个该发光元件在俯视大致矩形状的区域内以3×3个的矩阵状配置。发光元件2通过在蓝宝石基板上层叠GaN系半导体层而成的结构来形成。发光元件2在基体10的上表面10a载置于被第一框体11包围的区域内。第一框体11以包围呈矩阵状配置的9个发光元件2的周围的方式形成为俯视大致矩形状。由此，在配置为俯视大致正方形状的发光元件2中，从正方形的外周到第一框体11的距离均匀，因此，能降低第一框体附近的色相不均。
而且，在基体10的上表面10a形成有与第一框体11分离且包围第一框体的第二框体12。该实施例中的第一框体11的高度为250μm，第二框体12的高度为350μm。第一框体11及第二框体12均使用硅酮树脂，在硅酮树脂中含有作为光反射性构件的氧化钛。通过在构成第一框体11及第二框体12的树脂材料中含有光反射性构件，能够利用第一框体11及第二框体12的内壁面有效地反射光，因此，发光装置的光取出效率提高。另外，通过第一框体11与第二框体12使用相同的树脂材料，能同时进行固化工序，因此，能缩短工序时间。
在被第一框体11包围的区域内配置有第一密封树脂21。第一密封树脂21覆盖发光元件2且包含对发光元件2发出的光的波长进行转换的波长转换构件。第一密封树脂21使用苯基系的硅酮树脂，在硅酮树脂中含有YAG系荧光体、LAG系荧光体和SCASN系荧光体。
在被第二框体12包围的区域内配置有第二密封树脂22。第二密封树脂22覆盖第一框体11和第一密封树脂21，且在第二密封树脂22的下层侧具有光扩散材料层221。第二密封树脂22使用苯基系的硅酮树脂，在硅酮树脂中含有作为光扩散材料的二氧化硅。在本实施例中，使用平均粒径为1.6μm左右的硅酮树脂，硅酮树脂中的二氧化硅的浓度为25wt％。第二密封树脂22中所含有的二氧化硅在第一密封树脂21上形成具有凸状的上表面的光扩散材料层221。
而且，本实施例的发光装置具有覆盖第二框体12及第二密封树脂22的半球状的凸透镜3。在本实施例中，发光元件2配置为3×3个的矩阵状。因此，虽然配置于中央附近的发光元件附近的色相不均容易由于透镜的放大而被进一步加强，但在本实施例的发光装置1中，二氧化硅在第一密封树脂21的上表面的中央部形成为具有顶部的凸状，因此，能有效地降低越靠中央部越靠加强的色相不均。
第二框体以收容在半球状的凸透镜3的底面部分的方式形成为俯视大致圆形状。凸透镜3使用透明的二甲基硅酮树脂。通过使俯视大致圆形状的第二框体的直径接近半球状的凸透镜3的直径，能将金属线5的大部分收容在第二框体及第二密封树脂内部，能防止凸透镜3的热膨胀的影响引起的金属线5的断线。另外，能抑制光被金属线5吸收，因此发光层率上升。
在本实施例中，第一框体11、第二框体12、第一密封树脂21、第二密封树脂22、凸透镜3使用硅酮树脂。通过使各构件的母材为硅酮树脂，从而构件之间的密接性提高。由于各构件的线膨胀系数接近，因此，不易由于热膨胀而导致各构件之间剥离。而且，通过选择发光元件的蓝宝石基板、密封树脂、透镜树脂各自的折射率阶段性地变小那样的构件，从而界面处的光的损耗减少，能提高取出效率。

Claims (6)

1.一种发光装置，其特征在于，具有：
基体；
第一框体，其配置于所述基体的上表面；
第二框体，其配置于所述基体的上表面，与所述第一框体分离且包围所述第一框体；
多个发光元件，其配置于被所述第一框体包围的区域内；
第一密封树脂，其配置于被所述第一框体包围的区域内且覆盖所述多个发光元件，该第一密封树脂包含对所述多个发光元件发出的光的波长进行转换的波长转换构件；
第二密封树脂，其在所述第一密封树脂上具有光扩散材料层，且配置于被所述第二框体包围的区域内，其中所述光扩散材料层具有凸状的上表面；
金属线，其将所述发光元件电连接至所述基体，并且
所述光扩散材料层的上表面在所述第一框体与所述第二框体之间形成为凹状，
所述金属线贯通所述第一框体，且所述金属线在第一框体与第二框体之间被所述光扩散材料层覆盖。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
所述金属线还贯通所述第二框体。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
所述第一框体为俯视大致矩形的环形状。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
该发光装置具有覆盖所述第二框体及所述第二密封树脂的凸透镜。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中，
所述第二框体为俯视大致圆形的环形状。
6.根据权利要求4所述的发光装置，其中，
所述光扩散材料层的上表面在所述第一密封树脂的上表面的中央部具有顶部。
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