CN106887507A - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在基板上配置多个发光元件而减少出射光的颜色不均、亮度不均的发光装置。发光装置(100)具有安装基板(基板)(2)、设于安装基板上的第一框体(3)、以与第一框体分离的方式设置在安装基板上且第一框体的内侧的第二框体(4)、在第一框体与第二框体之间的第一区域(2a)配置的至少一个第一发光元件(1a)、在第二框体的内侧的第二区域(2b)配置的至少一个第二发光元件(1b)、以及覆盖第一发光元件及第二发光元件的密封构件(5)，第二框体具有透光性区域，第一区域中的密封构件的上表面在第一框体侧的高度比在第二框体侧的高度低，第二区域中的密封构件的上表面比第一区域中的密封构件的上表面上高度最低的部分高。

Description

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及发光装置及其制造方法。
背景技术
为了获得高亮度的照明光、或者获得显色性良好的照明光，提出在基板上配置多个LED(发光二极管)等发光元件的发光装置。
例如，在专利文献1～专利文献3中记载有如下的发光装置：在基板上设置包围用于配置多个发光元件的区域的框体、以及将该发光元件的配置区域划分成多个区域的框体，将划分出的区域分别设为两种以上的不同颜色的发光区域，并使来自这些发光区域的光混色，由此生成所希望的颜色的照明光。
另外，在专利文献4中记载有如下的照明装置：通过在发光元件的上表面侧设置反射构件，从发光元件的侧面取出光，并将外侧被光反射体覆盖的遮光体设于发光元件之间而使来自发光元件的侧面的光发生反射，由此减少从发光装置的上表面侧放射的光的光量不均。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2014-36063号公报
专利文献2：日本特开2014-229759号公报
专利文献3：国际公开第2013/015058号
专利文献4：日本特开2015-95488号公报
在专利文献1或专利文献2所记载的发光装置、或者专利文献4所记载的照明装置中，为了进一步减少颜色不均、亮度不均，需要以覆盖配置有多个发光元件的发光区域的出射侧的整体的方式另外设置透镜、光扩散板。
另外，虽然专利文献3所记载的发光装置在光出射面侧具备透镜状的透明构件，但由于发光区域呈放射状地被划分，因此，具有进一步改善因方位的不同而造成的颜色不均、亮度不均的余地。
发明内容
本发明所涉及的实施方式的课题在于，在基板上配置有多个发光元件的发光装置中，提供一种能够减少出射光的颜色不均、亮度不均的发光装置及其制造方法。
本发明的实施方式所涉及的发光装置具有：基板；第一框体，其设置在所述基板上；第二框体，其以与所述第一框体分离的方式设置在所述基板上且在所述第一框体的内侧；至少一个第一发光元件，其配置在所述第一框体与所述第二框体之间的第一区域；至少一个第二发光元件，其配置在所述第二框体的内侧的第二区域；以及密封构件，其覆盖所述第一发光元件及所述第二发光元件，所述第二框体具有透光性区域，所述第二框体的上端比所述第一框体的上端高，所述第一区域中的所述密封构件的上表面在所述第一框体侧的高度比在所述第二框体侧的高度低，所述第二区域中的所述密封构件的上表面比所述第一区域中的所述密封构件的上表面中高度最低的部分高。
本发明的实施方式所涉及的发光装置的制造方法包括如下工序：在基板上安装至少一个第一发光元件及至少一个第二发光元件；在所述基板上形成包围所述第一发光元件及所述第二发光元件的第一框体；在所述基板上且在所述第一发光元件与所述第二发光元件之间，形成包围所述第二发光元件的第二框体；以及在由所述第一框体及所述第二框体围成的第一区域和由所述第二框体围成的第二区域中，以覆盖所述第一发光元件及所述第二发光元件的方式填充密封构件，将所述第一框体与所述第二框体相互分离地形成，并且使所述第二框体的上端比所述第一框体的上端高。
发明效果
根据本发明的实施方式所涉及的发光装置，能够减少出射光的颜色不均、亮度不均。
根据本发明的实施方式所涉及的发光装置的制造方法，能够制造减少出射光的颜色不均、亮度不均的发光装置。
附图说明
图1A是示出第一实施方式所涉及的发光装置的结构的立体图。
图1B是示出第一实施方式所涉及的发光装置的结构的俯视图。
图1C是示出第一实施方式所涉及的发光装置的结构的剖视图，且示出沿图1B的IC-IC线剖开的剖面。
图1D是示出第一实施方式的变形例所涉及的发光装置的结构的剖视图。
图2是示出第一实施方式所涉及的发光装置所使用的发光元件的结构的剖视图。
图3是用于说明在第一实施方式所涉及的发光装置中光取出的剖视图。
图4是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法的顺序的流程图。
图5A是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法中的安装基板准备工序的剖视图。
图5B是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法中的发光元件安装工序的剖视图。
图5C是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法中的第一框体形成工序的剖视图。
图5D是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法中的第二框体形成工序的剖视图。
图5E是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法中的第一密封构件形成工序的剖视图。
图5F是示出第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法中的第二密封构件形成工序的剖视图。
附图标记说明：
1 发光元件
11 元件基板
12 半导体层叠体
12n n型半导体层
12a 活性层
12p p型半导体层
12b 露出部
13 n侧电极
14 整面电极
15 p侧电极
16 绝缘膜
16n、16p 开口部
1a 第一发光元件
1b 第二发光元件
2 安装基板(基板)
2a 第一区域
2b 第二区域
21 基体
22 第一配线
22a 焊盘部
22b 配线部
23 第二配线
23a 焊盘部
23b 配线部
3 第一框体
4 第二框体
41 第一层
42 第二层
43 第三层
5、5A 密封构件
5a 第一密封构件
5b、5Ab 第二密封构件
6 保护元件
7 线
81～84 分配器
100、100A 发光装置
AM 阳极标识
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式所涉及的发光装置的制造方法进行说明。需要说明的是，各附图所示的构件的尺寸、位置关系等有时为了明确说明而被夸大。此外，在以下的说明中，关于相同的名称、附图标记，原则上表示相同或同等的构件，并适当省略详细说明。
[发光装置的结构]
参照图1A～图1C对第一实施方式所涉及的发光装置的结构进行说明。需要说明的是，为了方便说明，在图1B所示的俯视图中，以双点划线示出第一框体3以及第二框体4的外形，以虚线示出第一密封构件5a以及第二密封构件5b的外形，并将这些构件透视表示。
如图1B所示，第一实施方式所涉及的发光装置100是在平板状的安装基板2上配置有多个发光元件1a、1b的COB(Chip on Board)型的发光装置。
本实施方式所涉及的发光装置100中，在俯视观察下呈矩形的安装基板2上以同心圆状设有圆形的第一框体3和圆形的第二框体4。在设于外侧的第一框体3与设于内侧的第二框体4之间的区域即第一区域2a内，配置有多个第一发光元件1a。另外，在第二框体4的内侧的区域即第二区域2b内配置有多个第二发光元件1b。另外，如图1A以及图1C所示，在第一框体3的内侧的区域设有密封构件5。更详细地说，在第一框体3与第二框体4之间的区域即第一区域2a设有第一密封构件5a，用于密封第一发光元件1a。在第二框体4的内侧的区域即第二区域2b设有第二密封构件5b，用于密封第二发光元件1b。
在本实施方式中，密封构件5作为组合了第一密封构件5a与第二密封构件5b的整体而构成为凸透镜形状。密封构件5构成为，使第一发光元件1a以及第二发光元件1b发出的光以及通过密封构件5中含有的波长转换物质(荧光体)进行波长转换后的光良好地混合，从而减少出射光的颜色不均、亮度不均。
以下，针对各构件详细进行说明。
(第一发光元件、第二发光元件)
第一发光元件1a以及第二发光元件1b为LED芯片。在附图中，第一发光元件1a和第二发光元件1b也可以具有相同的结构而呈相互不同的形状，另外，还可以为发出彼此不同的颜色的光的发光元件。
在本实施方式中，第一发光元件1a在安装基板2的上表面的第一区域2a内以大致均衡的间隔分散地配置有多个。另外，第二发光元件1b在安装基板2的上表面的第二区域2b内以大致均衡的间隔分散地配置有多个。这样，通过在安装基板的上表面大致均衡地配置发光元件，能够抑制发光装置的出射光的亮度不均。
在本实施方式中，如图1B以及图1C所示，第一发光元件1a以及第二发光元件1b的、与设有电极的面相反的一侧的面使用芯片焊接树脂等的接合构件而与安装基板2的上表面接合。另外，在本实施方式中，第一发光元件1a以及第二发光元件1b利用线缆7在安装基板2的第一配线22与第二配线23之间以分为两组的方式分别串联地电连接。此时，优选连接为，两组串联电路中分别包含的第一发光元件1a以及第二发光元件1b的个数相等。由此，在各第一发光元件1a以及各第二发光元件1b中流动的电流大致相等，能够减少芯片间的发光强度的偏差。
需要说明的是，第一发光元件1a以及第二发光元件1b的个数分别为1个以上即可。另外，第一发光元件1a以及第二发光元件1b的配置间隔可以大致均衡，也可以适当地以所希望的间隔配置。此外，第一发光元件1a以及第二发光元件1b还可以根据配线图案而以倒装芯片的方式安装于安装基板2。另外，第一发光元件1a以及第二发光元件1b的电连接方法未特别限定，可以分为一组或三组以上而串联连接，也可以采用并列连接、或者将并列连接与串联连接组合而成的电连接。
在第一发光元件1a被第一密封构件5a密封且第一密封构件5a含有波长转换物质(荧光体)的情况下，发出的光的一部分或全部由波长转换物质(荧光体)进行波长转换。另外，在第二发光元件1b被第二密封构件5b密封且第二密封构件5b含有波长转换物质(荧光体)的情况下，发出的光的一部分或全部由波长转换物质(荧光体)进行波长转换。
在第一密封构件5a内传播的光的一部分以及在第二密封构件5b内传播的光的一部分透过第二框体4的透光性区域而彼此在密封构件5的另一方的区域内传播并混合。因此，来自第一发光元件1a的光和来自第二发光元件1b的光在密封构件5内混合，从密封构件5的上表面被取出到外部。
需要说明的是，在来自第一发光元件1a的光中包含：第一发光元件1a发出的光、以及该光被第一密封构件5a中含有的波长转换物质进行了波长转换后的光。另外，在来自第二发光元件1b的光中包含：第二发光元件1b发出的光、以及该光被第二密封构件5b中含有的波长转换物质进行了波长转换后的光。
在此，参照图2对第一发光元件1a以及第二发光元件1b的结构例进行说明。需要说明的是，如上所述，第一发光元件1a和第二发光元件1b也可以为彼此不同的形状且不同的发光颜色，但以图2所示的发光元件1为例，对第一发光元件1a以及第二发光元件1b所共用的概要结构进行说明。
发光元件1是在元件基板11的一方的主面上具备层叠n型半导体层12n、活性层12a、以及p型半导体层12p而成的半导体层叠体12的LED芯片。另外，半导体层叠体12通过向n侧电极13以及p侧电极15连接外部电源并通电而进行发光。
在半导体层叠体12上，具有局部不存在p型半导体层12p以及活性层12a的区域、换句话说具有n型半导体层12n在半导体层叠体12的上表面侧露出的区域，即露出部12b。在露出部12b设有n侧电极13，且与n型半导体层12n电连接。需要说明的是，露出部12b被n侧电极13以及绝缘膜16覆盖，但为了方便称为“露出部”。
在p型半导体层12p的上表面的大致整面上设有具有良好的导电性和良好的透光性的整面电极14，此外，在整面电极14的一部分设有p侧电极15。另外，设有半导体层叠体12的一侧的表面在除了n侧电极13以及p侧电极15的上表面的部位之外，其余都被绝缘膜16覆盖。在n侧电极13以及p侧电极15的上表面设置的绝缘膜16的开口部16n、16p是用于使用线缆7等而与外部连接的区域。
半导体层叠体12(n型半导体层12n、活性层12a以及p型半导体层12p)能够适当地使用由InXAlYGa1-X-YN(0≤X，0≤Y，X+Y≤1)表示的氮化物半导体。另外，元件基板11、n侧电极13、整面电极14、p侧电极15、绝缘膜16与所述的半导体层叠体12一起，适当地选择在该领域中适合使用的材料。
(安装基板)
安装基板2是用于安装第一发光元件1a、第二发光元件1b等电子部件的基板，其具备基体21、以及设于基体21的上表面的配线图案，即第一配线22和第二配线23。在本实施方式中，如图1A以及图1B所示，安装基板2呈矩形平板状，但不局限于此。例如，安装基板2的外形也可以为圆形、矩形以外的多边形。
基体21优选使用绝缘性材料，并且，优选使用从第一发光元件1a以及第二发光元件1b放出的光、外部光等难以透过的材料。另外，优选使用具有某种程度的强度的材料。具体地说，举出Al2O3、AlN等陶瓷、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂(bismaleimidetriazine resin)、聚邻苯二甲(PPA)等树脂。另外，基体21的上表面的、至少安装第一发光元件1a以及第二发光元件1b的区域优选具有良好的光反射性，例如优选设置使用了Ag、Al等金属或含有白色颜料的白色树脂等的光反射层。
在本实施方式中，第一配线22为正电极(阳极)，其具有：用于与外部电源连接的焊盘部22a、以及用于与第一发光元件1a、第二发光元件1b以及保护元件6连接的配线部22b。本实施方式的配线部22b设置为，从在图1B中的左上区域设置的焊盘部22a分支，进而沿着第一发光元件1a的圆环状的配置区域即第一区域2a的左半部分以半圆状延伸。另外，也可以在焊盘部22a的附近设置用于识别正电极(阳极)的阳极标识AM。
在本实施方式中，第二配线23为负电极(阴极)，其具有：用于与外部电源连接的焊盘部23a、以及用于与第一发光元件1a、第二发光元件1b以及保护元件6连接的配线部23b。本实施方式的配线部23b设置为，从在图1B中的右下区域设置的焊盘部23a分支，进而沿着第一区域2a的右半部分以半圆状延伸。
在本实施方式中，配线部22b以及配线部23b利用线缆7而与第一发光元件1a电连接。另外，如图1B所示，保护元件6也可以利用钎料等导电性粘结剂而与配线部22b的一端机械连接及电连接，并且利用线缆7而与配线部23b电连接。作为第一配线22以及第二配线23，例如能够使用Cu、Au、Ag、Al等金属膜。
需要说明的是，第一配线22以及第二配线23并不局限于图1B所示的例子，能够根据第一发光元件1a以及第二发光元件1b的排列方式、电连接方式而采用适当的配线图案。另外，第一发光元件1a以及第二发光元件1b也可以构成为，能够以倒装芯片型进行安装。
(第一框体)
第一框体3在安装基板2的上表面上包围配置有第一发光元件1a以及第二发光元件1b的区域的外侧。在本实施方式中，如图1B所示，第一框体3设置为比该配线部22b、23b的宽度宽且为圆形，以使得将密封配线部22b的半圆状的部分以及配线部23b的半圆状的部分密封。第一框体3优选具有遮光性，此外，其上端优选设置为比第一发光元件1a的上端高。
第一框体3以作为遮光性而具有光反射性的方式构成的情况与以具有光吸收性的方式构成的情况相比，能够对在密封构件5内沿横向从第一区域2a朝向外侧传播的光进行反射，从而将该光从密封构件5的上表面侧取出，因此能够提高发光装置100的光取出效率。
另外，在第一框体3以作为遮光性而具有光吸收性的方式构成的情况下，能够对在密封构件5内沿横向从第一区域2a朝向外侧传播的光进行吸收，从而抑制从密封构件5的上表面以外进行的光取出，因此，发光面(发光区域)与其他区域(非发光区域)的亮度的对比度高，能够实现所谓的“分离性”良好的发光装置100。
作为第一框体3的材料，能够使用具有良好的透过性和绝缘性的树脂材料，例如适合使用环氧树脂、硅树脂等热固化性树脂。另外，通过使例如TiO2、Al2O3、ZrO2、MgO等光反射性物质的粒子分散于成为母体的树脂中而形成白色树脂，能够赋予光反射性。另外，通过使炭黑、石墨等光吸收性物质的粒子分散于成为母体的树脂中而形成黑色树脂，能够赋予光吸收性。
(第二框体)
如图1B所示，本实施方式的第二框体4在安装基板2的上表面的第一发光元件1a与第二发光元件1b之间，以包围第二发光元件1b的方式设置成大致圆形。因此，第二框体4与第一框体3分离设置。第二框体4的上端设置为比第一框体3的上端高。另外，本实施方式的第二框体4的上部成为具有良好的透光性的透光性区域。另外，本实施方式的第二框体4具有由第一层41、第二层42以及第三层43构成的层叠构造。
需要说明的是，第二框体4优选形成为与圆形的第一框体3为同心圆状。通过将作为发光区域之一的第一区域2a设为圆环形状，能够使配光特性各向同性。
在第二框体4具备多层的情况下，优选与安装基板2的上表面接触的最下层即第一层41具有遮光性，作为遮光性而更优选具有光反射性。另外，第一层41的上端优选设置为，比第一发光元件1a以及第二发光元件1b的上端高。由此，能够使从第一发光元件1a的侧面沿大致水平方向射出的光与从第二发光元件1b的侧面沿大致水平方向射出的光彼此难以透过另一方的区域。由此，能够抑制在第一区域2a以及第二区域2b中由一方的区域生成的光被另一方的区域的波长转换物质进行波长转换，因此，容易管理发光装置100整体的发光颜色的色调。特别是在第一密封构件5a和第二密封构件5b中含有发出彼此不同的颜色的波长转换物质、且该波长转换物质偏靠在第一发光元件1a以及第二发光元件1b的表面附近的情况下是有用的。
另外，在本实施方式中，第二框体4的上层部即第二层42以及第三层43优选具有良好的透光性，更优选为透明。通过将作为上层部的第二层42以及第三层43设为透光性区域，能够使在第一区域2a的第一密封构件5a内传播的光和在第二区域2b的第二密封构件5b内传播的光彼此向另一方的区域传播。由此，能够使来自第一发光元件1a的光和来自第二发光元件1b的光在密封构件5整体内良好地混合。
需要说明的是，第二框体4也可以不层叠而仅由一层构成，还可以层叠为两层或四层以上。另外，在第二框体4具有层叠构造的情况下，第一层41也可以不具有遮光性而具有透光性。另外，在第二框体4为一层的情况下，也可以构成为整体具有透光性。
作为第二框体4的材料，能够使用与上述的第一框体3同样的材料。需要说明的是，通过使用不含有光反射性物质或光吸收性物质的上述的树脂材料，能够形成具有良好的透光性的透光性区域(在本实施方式中，第二层42以及第三层43)。
需要说明的是，第一框体3以及第二框体4如上述那样在俯视观察下呈圆形，但并不局限于此，也可以呈矩形等多边形或椭圆等。
(密封构件)
在本实施方式中，密封构件5包括：在第一框体3与第二框体4之间的区域即第一区域2a设置的第一密封构件5a、以及在第二框体4的内侧的区域即第二区域2b设置的第二密封构件5b。密封构件5将在安装基板2上的第一区域2a以及第二区域2b内配置的第一发光元件1a、第二发光元件1b以及线缆7密封，用于保护这些构件免受尘埃、水分、气体、外力等的破坏。
密封构件5也可以根据需要而含有波长转换物质(荧光体)的粒子。另外，波长转换物质的发光颜色可以在第一区域2a和第二区域2b中不同，也可以仅使一方的区域含有波长转换物质。在密封构件5含有波长转换物质的粒子的情况下，该粒子优选设置为偏靠在密封构件5的底部、即第一发光元件1a或第二发光元件1b的表面附近而分布。由此，能够提高波长转换的效率。
如上所述，第一发光元件1a的发光颜色与第二发光元件1b的发光颜色可以相同，也可以不同。另外，第一密封构件5a所含有的波长转换物质的发光颜色与第二密封构件5b所含有的波长转换物质的发光颜色可以相同，也可以不同。此外，也可以仅使第一密封构件5a或第二密封构件5b中的一方含有波长转换物质。发光装置100的发光颜色能够根据这些构件的发光颜色的组合而实现各种各样的色调。
在本实施方式中，密封构件5以在第二区域2b的周边区域即第一区域2a设置的第一密封构件5a的上表面越靠外侧则越低的方式倾斜地设置。另外，如图1C所示，在作为中心区域的第二区域2b设置的第二密封构件5b形成为凸形状。另外，第二密封构件5b的上表面的下端形成为比第一密封构件5a的上表面的上端高。由此，能够有效地使来自第一发光元件1a的光与来自第二发光元件1b的光混合。
需要说明的是，此时，第一密封构件5a以及第二密封构件5b需要设置为，使分别从第一密封构件5a以及第二密封构件5b放射的光射入第二框体4的透光性区域，例如设置为分别与第二框体4的透光性区域接触。
通过将第一密封构件5a的上表面设为靠近第二区域2b的一侧较高的倾斜面，并使第二框体4具有透光性，由此能够使在第一区域2a内产生的光直接或被第一密封构件5a的上表面反射之后沿第二区域2b的方向射入。另外，能够使在第一区域2a内产生且在第一密封构件5a内朝向上方传播的光在第一密封构件5a的上表面即倾斜面上发生折射。由此，能够有效地使来自第一发光元件1a的光与来自第二发光元件1b的光混合。
这样，只要第一密封构件5a的上表面设置为在第一框体3侧的高度比在第二框体4侧的高度低，且第二密封构件5b的上表面设置为比第一密封构件5a的上表面上高度最低的部分高，则第二密封构件5b的上表面也可以形成为凹形状或大致平坦形状，还可以设置为第二密封构件5b的第二框体4侧的端部处的上表面的高度比第一密封构件5a的第二框体4侧的端部处的上表面低。
图1D是第一实施方式的变形例所涉及的发光装置100A的剖视图。发光装置100A具备第二密封构件5Ab的上表面为凹形状的密封构件5A。通过将第二密封构件5Ab的上表面设为凹形状，能够使在第二区域2b内产生的光被第二密封构件的5Ab的上表面反射，从而有效地沿第一区域2a的方向射入。由此，能够有效地使来自第一发光元件1a的光与来自第二发光元件1b的光混合。
只要第一密封构件5a的上表面设置为在第一框体3侧的高度比在第二框体4侧的高度低，且第二密封构件5b、5Ab的上表面设置为比第一密封构件5a的上表面上高度最低的部分高，则也可以具有凹形状或凸形状。另外，第一密封构件5a以及第二密封构件5b的上表面也可以平坦，在该情况下，第二密封构件5b的上表面形成为比第一密封构件5a的上表面高即可。
第一密封构件5a以及第二密封构件5b优选由具有与第二框体4的透光性区域、即第一实施方式中的第二层42以及第三层43相同程度的折射率的材料构成。由此，在第一密封构件5a、第二框体4的透光性区域以及第二密封构件5b之间不会形成光学界面，因此，能够由第一密封构件5a、第二框体4的透光性区域以及第二密封构件5b构成一个导光构件。
通过第一密封构件5a、第二框体4的透光性区域以及第二密封构件5b构成一个导光构件，能够使在该导光构件内传播的光有效地混合。此外，通过将该导光构件构成为凸透镜形状，从该导光构件的上表面射出的光聚集在凸透镜的光轴附近。其结果是，能够减少从该导光构件的上表面射出的光的颜色不均、亮度不均等，从而具有良好的配光特性。
需要说明的是，第一实施方式的第一密封构件5a与第二密封构件5b如图1C所示那样被第二框体4划分，但也可以设置为一部分接触。即，第一密封构件5a与第二密封构件5b也可以设置为一体。
作为密封构件5的材料，优选使用具有良好的透光性、耐气候性以及耐光性的材料，例如能够适当地使用硅树脂、环氧树脂、脲醛树脂等热固化性树脂。
波长转换物质能够使用在包含于第一密封构件5a的情况下吸收来自第一发光元件1a的光并进行波长转换、且在包含于第二密封构件5b的情况下吸收来自第二发光元件1b的光并进行波长转换的物质。另外，优选密封构件5所含有的波长转换物质的比重大于密封构件5所使用的树脂材料的比重。当波长转换物质的比重大于树脂材料的比重时，能够在制造过程中使波长转换物质的粒子在密封构件5中沉降，从而配置为偏靠在第一发光元件1a或第二发光元件1b的表面附近。
作为波长转换物质，具体地说，例如能够举出YAG(Y3Al5O12：Ce)、硅酸盐等的黄色荧光体、或者CASN(CaAlSiN3：Eu)、KSF(K2SiF6：Mn)等的红色荧光体。
另外，也可以使密封构件5含有其他的填料。作为其他的填料，例如能够适当地使用SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、MgO等粒子。另外，以去除希望以外的波长的光为目的，例如也可以含有有机或无机的着色染料或着色颜料。
(保护元件)
保护元件6是以保护第一发光元件1a以及第二发光元件1b免受静电放电的破坏等为目的而设置的。
作为保护元件6，例如能够使用齐纳二极管、压敏电阻、电阻、电容器等。需要说明的是，也可以不具有保护元件。
(线缆)
线缆7是用于将第一发光元件1a以及第二发光元件1b彼此、第一发光元件1a与配线部22b及配线部23b之间电连接的配线构件。另外，线缆7也可以用于将保护元件6与配线部23b电连接。作为线缆7，能够适当地利用使用了具有良好的导电性的Cu、Au、Ag、Al等金属或者以这些金属为主要成分的合金的金属线。
需要说明的是，第一发光元件1a以及第二发光元件1b的排列方式、即第一区域2a以及第二区域2b并不局限于圆形，能够变更为椭圆、长圆或者四边形、六边形等多边形。在第一区域2a以及第二区域2b为椭圆、长圆或者多边形的情况下，也优选设置为双方的区域中心一致。
[发光装置的动作]
接下来，参照图3对第一实施方式所涉及的发光装置100的动作进行说明。在图3中，以实线示出来自第一发光元件1a的光L11～L15的光路，以虚线示出来自第二发光元件1b的光L21～L24的光路。另外，在图3所示的剖视图中，第一发光元件1a、第二发光元件1b、第一框体3、第二框体4、第一密封构件5a以及第二密封构件5b配置为大致左右对称，因此，仅示意性地示出来自配置于左半部分的区域的第一发光元件1a以及第二发光元件1b的光所代表的光路。
需要说明的是，由密封构件5以及第二框体4的透光性区域构成的凸透镜的光轴C设置为，与配置有上述各构件的区域的中心轴一致。
另外，第一框体3以及第二框体4的最下层即第一层41具有光反射性，第二框体4的上层部即第二层42以及第三层43为透明。另外，第一密封构件5a、第二密封构件5b、第二框体的第二层42以及第三层43的材料的折射率相同。
通过向安装基板2的第一配线22的焊盘部22a以及第二配线23的焊盘部23a连接外部电源，从而经由配线部22b、23b以及线缆7向各第一发光元件1a以及各第二发光元件1b供给电力而使它们发光。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，第一发光元件1a发出的光以原始的波长在第一密封构件5a内传播，或者由第一密封构件5a中的波长转换物质进行波长转换后在第一密封构件5a内传播。在第一密封构件5a内朝向上方传播的光L12、L14通过大致凸透镜形状的凸型的密封构件5的聚光作用而以接近其光轴C的方式发生折射，从第一密封构件5a的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，来自第一发光元件1a且朝向第二区域2b向斜上方传播的光L11透过第二框体4的透明的第二层42或第三层43，进而在第二密封构件5b内传播。进而，光L11在以全反射的临界角以上的入射角向第二密封构件5b的上表面、即与外部气体之间的界面入射后，被该界面全反射。光L11进而被基体21的上表面以及第二框体4的具有光反射性的第一层41反射后朝向第二密封构件5b的上表面传播。光L11通过凸透镜的聚光作用以接近光轴C的方式发生折射，从第二密封构件5b的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，来自第一发光元件1a且朝向第二区域2b以接近水平的角度进行传播的光L13被第二框体4的具有光反射性的第一层41反射后以接近光轴C的方式发生折射，从第一密封构件5a的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，来自第一发光元件1a且朝向第一区域2a的外侧以接近水平的角度进行传播的光L15被第一框体3反射后以接近光轴C的方式发生折射，从第一密封构件5a的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，第二发光元件1b发出的光以原始的波长在第二密封构件5b内传播，或者由第二密封构件5b中的波长转换物质进行波长转换后在第二密封构件5b内传播。在第二密封构件5b内朝向上方传播的光L22通过凸透镜的聚光作用而以接近其光轴C的方式发生折射，从第二密封构件5b的上表面被取出到外部。另外，在第二密封构件5b内朝向斜上方传播的光L21在以全反射的临界角以上的入射角向第二密封构件5b的上表面、即与外部气体之间的界面入射后，被该界面全反射。光L21进一步被基体21的上表面以及第二框体4的第一层41反射后朝向第二密封构件5b的上表面传播。光L21通过凸透镜的聚光作用以接近光轴C的方式发生折射，从第二密封构件5b的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，来自第二发光元件1b且朝向第一区域2a向斜上方传播的光L24透过第二框体4的透明的第二层42或第三层43，进而在第一密封构件5a内传播。进而，光L24一边被第一密封构件5a的上表面以及基体21的上表面反复地反射一边进行传播，进而被第一框体3反射后朝向第一密封构件5a的上表面传播。光L24通过凸透镜的聚光作用以接近光轴C的方式发生折射，从第一密封构件5a的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，来自第二发光元件1b且朝向第一区域2a以接近水平的角度进行传播的光L23被第二框体4的具有光反射性的第一层41反射后，以接近光轴C的方式发生折射，从第二密封构件5b的上表面被取出到外部。
在本实施方式所涉及的发光装置100中，如以上那样，来自第一发光元件1a的光和来自第二发光元件1b的光在由第一密封构件5a、第二框体4的透光性区域以及第二密封构件5b一体构成的导光构件内被有效地混合。此外，通过将该导光构件整体设为凸透镜形状，并利用其聚光作用以接近光轴C的方式进行聚光，因此，从该导光构件的上表面射出的光在该光轴方向及其附近的方向上被有效地混合。因此，能够减少来自发光装置100的出射光的颜色不均、亮度不均，能够获得良好的配光特性。
另外，在第一密封构件5a以及第二密封构件5b中的至少一方含有波长转换物质、且该波长转换物质分别偏靠在对应区域的第一发光元件1a以及第二发光元件1b的表面附近而分布的情况下，来自第一发光元件1a的光和来自第二发光元件1b的光被第二框体4的第一层41遮光，由此能够避免通过设于彼此不同区域的波长转换物质进行波长转换。因此，容易进行管理，以使得第一发光元件1a发出的光、第一密封构件5a中的波长转换物质发出的光、第二发光元件1b发出的光、以及第二密封构件5b中的波长转换物质发出的光以所希望的比例混合。
需要说明的是，即便在第一发光元件1a的发光颜色与第二发光元件1b的发光颜色相同、或/及第一密封构件5a所含有的波长转换物质的发光颜色与第二密封构件5b所含有的波长转换物质的发光颜色相同的情况下，也能够减少因发光元件彼此的明亮度或微小色差而引起的不均、以及因波长转换物质的分布不均等而产生的不均。
[发光装置的制造方法]
接下来，参照图4～图5F对第一实施方式所涉及的发光装置的制造方法进行说明。如图4所示，本实施方式所涉及的发光装置的制造方法包括：安装基板准备工序S11、发光元件安装工序S12、框体形成工序S13、密封构件形成工序S14。
框体形成工序S13包括第一框体形成工序S131和第二框体形成工序S132。另外，在本实施方式所涉及的发光装置的制造方法中，密封构件形成工序S14包括第一密封构件形成工序S141和第二密封构件形成工序S142。
如图5A所示，安装基板准备工序S11是准备在绝缘性的基体21的上表面上形成有作为配线图案的第一配线22以及第二配线23的安装基板2的工序。这些配线图案例如能够通过削减法(Subtractive method)等而形成，在该削减法中，在基体21的上表面整体上形成金属膜，在该金属膜上设置用于覆盖作为配线图案而残留的区域的掩模，并通过对露出的金属膜进行蚀刻而形成配线图案。
需要说明的是，在本说明书中，准备工序并不局限于利用上述那样的方法制造安装基板2的情况，也包括通过购入等而得到安装基板2的情况。
如图5B所示，发光元件安装工序(安装第一发光元件以及第二发光元件的工序)S12是将第一发光元件1a以及第二发光元件1b安装于安装基板2的工序。在该工序中，首先，第一发光元件1a以及第二发光元件1b分别利用钎料、芯片焊接树脂等接合构件而接合于安装基板2的上表面的规定位置处。在将所有第一发光元件1a以及第二发光元件1b与安装基板2接合之后，在本实施方式的制造方法中，使用线缆7，分别将第一发光元件1a以及第二发光元件1b彼此、第一发光元件1a与第一配线22的配线部22b及第二配线23的配线部23b之间电连接。
需要说明的是，在该工序中，也能够将保护元件6安装于安装基板2。
框体形成工序S13包括：形成第一框体3的第一框体形成工序S131和形成第二框体4的第二框体形成工序S132。第一框体3以及第二框体4优选使用热固化性树脂而形成。通过使用热固化性树脂，不使用金属模就能够简单地形成所希望形状的框体。
以下，对使用了热固化性树脂的第一框体3以及第二框体4的形成方法进行说明。
首先，在第一框体形成工序(形成第一框体的工序)S131中，如图5C所示那样形成第一框体3。在该工序中，首先使用分配器81，以包围第一发光元件1a以及第二发光元件1b的方式供给优选含有遮光性物质的液状树脂材料。此时所使用的液状的树脂材料被调整为与其宽度相应的粘度，以使得第一框体3的上端能够形成得比第一发光元件1a的上端高。然后，通过实施加热处理使树脂材料固化而形成第一框体3。
需要说明的是，液状树脂材料的粘度能够根据该树脂材料所使用的溶剂量、适当的填料添加量来调整。调整液状树脂材料的粘度的方法在后述的第二框体4、第一密封构件5a以及第二密封构件5b的形成中也相同。
接下来，在第二框体形成工序(形成第二框体的工序)S132中，如图5D所示那样形成第二框体4。在本实施方式的制造方法中，通过依次层叠第一层41、第二层42以及第三层43而形成第二框体4。
首先，使用分配器82，向第一发光元件1a与第二发光元件1b之间供给优选含有遮光性物质的液状树脂材料。然后，通过实施加热处理使树脂材料固化而形成第一层41。
接下来，使用分配器82，在第一层41上供给具有透光性的液状树脂材料并实施加热处理，由此形成第二层42。使用与第二层42相同的树脂材料，同样在第二层42上形成第三层43，由此形成透光性区域。
需要说明的是，向第一层41、第二层42以及第三层43实施的加热处理在使热固化性树脂半固化的条件下进行，也可以在层叠第三层43之后，在使热固化性树脂完全固化的条件下实施加热处理。由此，能够使第一层41、第二层42以及第三层43牢固地接合，是优选的。
需要说明的是，通过将用于形成第二框体4的液状树脂材料的粘度调整得比用于形成第一框体3的液状树脂材料的粘度高，从而也能够使第二框体4在一层结构中形成得比第一框体高。
另外，第一框体形成工序S131和第二框体形成工序S132可以不论先后而进行，但优选先形成高度较低的第一框体3。当先形成高度较高的第二框体4时，在供给用于形成第一框体3的树脂材料的分配器81的喷嘴移动之际，有时会产生分配器82的喷嘴与该第二框体4发生干涉的不良情况。通过先进行第一框体形成工序S131，能够避免这样的不良情况。
另外，也可以使用含有遮光性物质的相同材料同时形成第一框体3和第二框体4的第一层41，然后，使用具有透光性的材料，形成第二框体4的第二层42以及第三层43(透光性区域)。
在本实施方式的制造方法中，密封构件形成工序(填充密封构件的工序)S14包括：形成第一密封构件5a的第一密封构件形成工序S141和形成第二密封构件5b的第二密封构件形成工序S142。为了使第一密封构件5a以及第二密封构件5b作为密封构件5的整体而形成凸透镜状，优选使用热固化性树脂。通过使用热固化性树脂，不使用金属模或者进行作为后续工序的研磨工序等，就能够简单地形成凸透镜状的密封构件5。
以下，对使用了热固化性树脂的第一密封构件5a以及第二密封构件5b的形成方法进行说明。
在本实施方式的制造方法中，首先，在第一密封构件形成工序S141中，如图5E所示，在第一框体3与第二框体4之间的区域即第一区域2a形成第一密封构件5a，由此将在第一发光元件1a以及第一区域2a内配线的线缆7密封。
在该工序中，首先，使用分配器83向第一区域2a内填充液状树脂材料。此时所使用的液状树脂材料根据需要而含有波长转换物质的粒子，并被调整为适度的粘度。在此，适度的粘度是指，能够从第二框体4的上端附近到第一框体3的上端附近以液面越靠外侧越低的方式形成缓和的倾斜面的粘度。另外，根据第一框体3与第二框体4之间的距离来决定适度的粘度。
然后，在含有波长转换物质的粒子的情况下，优选在等待该粒子沉降之后实施加热处理使树脂材料固化，由此形成第一密封构件5a。
接下来，在第二密封构件形成工序S142中，如图5F所示，在第二框体4的内侧的区域即第二区域2b形成第二密封构件5b，由此将在第二发光元件1b以及第二区域2b内配线的线缆7密封。
在该工序中，首先使用分配器84，向第二区域2b内填充液状树脂材料。此时所使用的液状树脂材料根据需要而含有波长转换物质的粒子，并被调整为适度的粘度。在此，适度的粘度是指，使第二区域2b中的密封构件5的上表面比第一区域2a中的密封构件5的上表面上高度最低的部分高，且使密封构件5与第一密封构件5a的形状配合地作为密封构件5的整体而能够构成一个凸形状。在本实施方式中，是能够在第二区域2b内形成中央部鼓起的凸形状的粘度。然后，在含有波长转换物质的粒子的情况下，优选在等待该粒子沉降之后实施加热处理使树脂材料固化，由此形成第二密封构件5b。
需要说明的是，第一密封构件形成工序S141和第二密封构件形成工序S142可以不分先后地进行。
另外，在第一框体形成工序S131、第二框体形成工序S132、第一密封构件形成工序S141以及第二密封构件形成工序S142中，也可以使形成第一框体3、第二框体4、第一密封构件5a以及第二密封构件5b的热固化性树脂预先半固化，在这些构件全部形成之后实施用于使热固化性树脂完全固化的加热处理。由此，能够使这些构件牢固地接合。
通过进行以上的工序，能够制造发光装置100。
以上，通过具体实施方式对本发明所涉及的发光装置及其制造方法具体地进行了说明，但本发明的宗旨并不局限于上述记载，必须基于技术方案的记载而获得较宽的解释。另外，基于上述记载而进行的各种变更、改变等的情况当然也包含在本发明的宗旨内。
工业实用性
本发明的实施方式所涉及的发光装置能够用于LED灯泡、聚光灯等各种照明器具、液晶显示器的背光灯光源、大型显示器、广告或目的地指南等各种显示装置、以及数字摄影机、传真机、复印机、扫描仪等中的图像读取装置、投影仪装置等的各种光源。

Claims (17)

1.一种发光装置，其中，
所述发光装置具有：
基板；
第一框体，其设置在所述基板上；
第二框体，其以与所述第一框体分离的方式设置在所述基板上且在所述第一框体的内侧；
至少一个第一发光元件，其配置在所述第一框体与所述第二框体之间的第一区域；
至少一个第二发光元件，其配置在所述第二框体的内侧的第二区域；以及
密封构件，其覆盖所述第一发光元件及所述第二发光元件，
所述第二框体具有透光性区域，
所述第二框体的上端比所述第一框体的上端高，
所述第一区域中的所述密封构件的上表面在所述第一框体侧的高度比在所述第二框体侧的高度低，
所述第二区域中的所述密封构件的上表面比所述第一区域中的所述密封构件的上表面中高度最低的部分高。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
所述第二区域中的所述密封构件呈凸状。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
所述第二区域中的所述密封构件呈凹状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其中，
所述密封构件的上表面为曲面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，其中，
所述第一区域中的所述密封构件的高度从所述第一框体侧朝向所述第二框体侧变高。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置，其中，
所述第二框体被层叠有多层而成。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中，
所述第二框体的所述多层中的最下层具有遮光性。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光装置，其中，
所述第一发光元件与第二发光元件的发光颜色不同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置，其中，
所述密封构件具有：配置于所述第一区域的第一密封构件、以及配置于所述第二区域的第二密封构件。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其中，
所述第一密封构件和所述第二密封构件分别含有不同的波长转换物质。
11.根据权利要求9所述的发光装置，其中，
仅所述第一密封构件和所述第二密封构件中的任一方含有波长转换物质。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光装置，其中，
所述第一框体具有遮光性。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光装置，其中，
所述第一框体的上端比所述第一发光元件的上端高。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的发光装置，其中，
所述第一框体和所述第二框体形成为同心圆状。
15.一种发光装置的制造方法，其中，
所述发光装置的制造方法包括如下工序：
在基板上安装至少一个第一发光元件及至少一个第二发光元件；
在所述基板上形成包围所述第一发光元件及所述第二发光元件的第一框体；
在所述基板上且在所述第一发光元件与所述第二发光元件之间，形成包围所述第二发光元件的第二框体；以及
在由所述第一框体及所述第二框体围成的第一区域和由所述第二框体围成的第二区域中，以覆盖所述第一发光元件及所述第二发光元件的方式填充密封构件，
将所述第一框体与所述第二框体相互分离地形成，并且使所述第二框体的上端比所述第一框体的上端高。
16.根据权利要求15所述的发光装置的制造方法，其中，
使所述第一框体比所述第二框体先形成。
17.根据权利要求15或16所述的发光装置的制造方法，其中，
所述第二框体通过层叠多层而形成。
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