DE112016002425B4 - Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung (1), welches die Schritte aufweist:ein Platzieren einer Vielzahl an Licht emittierenden Elementen (30) auf einer Platine (10, 20) mit einem ersten Harz (60), das dazwischenkommt, wobei das erste Harz (60) ein Haftmittel für das Chipbonden ist und es frei von jeglichem Leuchtstoff ist,ein Füllen eines Raumes zwischen der Vielzahl an Licht emittierenden Elementen (30) mit dem ersten Harz (60), indem bewirkt wird, dass das erste Harz (60) in den Raum ausläuft, undein Bedecken eines freiliegenden Teils der Vielzahl an Licht emittierenden Elemente (30) mit einem zweiten Harz (50), das einen Leuchtstoff enthält; wobeiin dem Schritt des Füllens das erste Harz (60) ausläuft, indem ein Raum zwischen benachbarten Licht emittierenden Elementen (30) auf einen Bereich von 5 µm bis 50 µm verringert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Es sind COB (Chip-On-Board) Licht emittierende Vorrichtungen bekannt, die mit Licht emittierenden Elementen versehen sind, wie zum Beispiel LED-(Leuchtdioden)-Elementen, die auf einer Allzweckplatine wie zum Beispiel einer Keramikplatte und einer Metallplatte angebracht sind. Bei solchen Licht emittierenden Vorrichtungen werden die LED-Elemente, die ein Licht wie zum Beispiel ein blaues Licht emittieren, mit einem Harz, das einen Leuchtstoff enthält, versiegelt, der durch das Licht von den LED-Elementen angeregt wird, um ein Licht zu ergeben, das damit gemischt wird, um ein Licht wie zum Beispiel ein weißes Licht an eine Anwendung bereitzustellen.
  • Zum Beispiel beschreibt die Patentliteratur 1 eine Leuchtdiode, die einen Wärmeableitungsträger mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, der eine Anbringfläche zum Chipbonden aufweist, und eine Leiterplatte aufweist, die auf dem Wärmeableitungsträger angeordnet ist und die nicht nur eine Öffnung zum Freilegen im Bereich der Anbringfläche, sondern auch hervorstehende Bereiche, die über die Umfangskanten des Wärmeableitungsträgers hervorstehen, ein Licht emittierendes Element, das auf der Anbringfläche im Inneren der Öffnung angebracht ist, und ein lichtdurchlässigen Harzkörper zum Abdichten des oberen Teils des Licht emittierenden Elements aufweist, wobei die Durchgangslöcher, die elektrisch mit dem Licht emittierenden Element verbunden sind, in den Umfangskanten der hervorstehenden Bereiche ausgebildet sind, wobei die Durchgangslöcher mit externen Verbindungselektroden auf der oberen und unteren Oberfläche davon versehen sind.
  • Weiterhin beschreibt die Patentliteratur 2 eine LED-Baugruppe, die aufweist: einen Hohlraum, der einen darin ausgebildeten vertieften Bereich aufweist, einen vorstehenden Wärmeblock (Podest), der auf eine solche Weise an dem Hohlraum angebracht ist, dass er den Boden des vertieften Bereichs durchdringt, eine Hilfsträgerplatte, die auf dem Wärmeblock angebracht ist, eine Vielzahl von auf der Hilfsträgerplatte angeordneten LED-Chips, einen mit jedem der LED-Chips elektrisch verbundenen Leiterrahmen, eine jeden der LED-Chips einbettende Leuchtstoffschicht und eine Linse, die aus einem Silikonharz gebildet worden ist, das in den vertieften Bereich gefüllt worden ist.
  • Die JP 2009-076803 A offenbart ein Licht emittierendes Modul, das ein Substrat, eine gleichmäßig über eine Oberfläche des Substrats aufgebrachte Haftschicht und eine Vielzahl an Licht emittierenden Elementen mit jeweils einer Licht emittierenden Schicht auf einer Oberfläche eines Elementsubstrats aufweist. Diese sind über eine Adhäsionsschicht auf die Oberfläche des Substrats angebracht, wobei die Höhe der Adhäsionsschicht nach dem Aufbringen der Licht emittierenden Elemente geringer als die der Licht emittierende Schicht der Licht emittierenden Elemente ist.
  • Die JP 2009-076516 A offenbart eine Leuchte. Die Leuchte weist ein Vorrichtungssubstrat, eine erste auf dem Vorrichtungssubstrat vorgesehene Adhäsionsschicht, auf der ersten Adhäsionsschicht angeordnete Licht emittierende Elemente, eine zweite Adhäsionsschicht, die angeordnet ist, um einen Teil einer seitlichen Oberfläche der Licht emittierende Elemente zu bedecken, Drähte, die die Licht emittierenden Elemente elektrisch verbinden, und eine Leuchtstoffharzschicht auf, in die die Licht emittierenden Elemente und die Drähte eingebettet sind. Die US 2013 / 0 285 077 A1 offenbart ein lichtemittierendes Modul mit einem Montagesubstrat, einer Vielzahl von lichtemittierenden Chips, einer transparenten Schicht und einer Leuchtstoffschicht. Die US 2012 / 0 112 215 A1 offenbart eine Lichtquelle und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Wenn solche Licht emittierenden Vorrichtungen hergestellt werden, wird der in dem Harz dispergierte Leuchtstoff vor der Aushärtung des Harzes abgeschieden, um zum Beispiel die Variation der Chromatizität zu verringern. Zum Beispiel beschreibt die Patentliteratur 3 ein Herstellungsverfahren für eine LED-Baugruppe, das die Schritte des Bildens eines Musters abweisender Mittel auf einer Platine, des Anbringens eines LED-Chips innerhalb des Musters abweisender Mittel auf der Platte, des Aufbringens eines einen Leuchtstoff enthaltenden abdichtenden Harzes umfasst. damit es mit dem Inneren des Musters abweisender Mittel verknüpft und der Leuchtstoff in einem windstillen Zustand in dem abdichtenden Harz abgeschieden wird.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP 2006- 5 290 A
    • Patentliteratur 2: JP 2010 - 170 945 A
    • Patentliteratur 3: JP 2012 - 44 048 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn an einer Licht emittierenden Vorrichtung ein optisches Element wie zum Beispiel eine Linse angebracht wird, um das emittiertes Licht zu sammeln, ist es erwünscht, dass der Emissionsbereich der Licht emittierenden Vorrichtung so klein wie möglich ist, um deren Eigenschaft des Sammelns des Lichtes zu verbessern. Wenn jedoch der Emissionsbereich unter Verwendung von nur einem Licht emittierenden Element erreicht werden soll, muss notwendigerweise ein großes Element verwendet werden, um die gewünschte Intensität der Lichtemission sicherzustellen, was zu Nachteilen wie zum Beispiel einer Erhöhung der Herstellungskosten und einer ungleichmäßigen elektrischen Stromzufuhr an das Licht emittierende Element führt, was die Effizienz der Lichtemission des Elements verschlechtert. Daher kann eine Lösung für solche Probleme darin bestehen, eine Vielzahl von Licht emittierenden Elementen anzubringen, um einen kompakten Emissionsbereich zu erreichen, während die gewünschte Intensität der Lichtemission sichergestellt wird.
  • Hinsichtlich der Licht emittierenden Vorrichtungen, die mit einer Vielzahl von Licht emittierenden Elementen versehen sind, die auf einer Platine angebracht und mit einem Harz, das einen Leuchtstoff enthält, versiegelt sind, kann sich allerdings ein angeregtes Licht, das mit dem Licht von den Licht emittierenden Elementen gemischt wird und das ein gewünschtes Licht wie zum Beispiel weißes Licht ergibt, der tatsächliche Farbton des emittierten Lichts von einem gewünschten Farbton unterscheiden. Dies liegt daran, dass die zurückgelegte Strecke des Lichts in der Leuchtstoffschicht in Abhängigkeit davon variiert, welche Oberfläche der Licht emittierenden Elemente das Licht emittiert; aufgrund des Vorhandenseins des Leuchtstoffes auch in Bereichen des abdichtenden Harzes, wobei diese Bereiche den Raum zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen ausfüllen, da die Licht emittierende Elemente in einem gewissen Raumabstand untereinander angebracht sind, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Die zurückgelegte Strecke des Lichts in der Leuchtstoffschicht variiert in Abhängigkeit von der Position und der Richtung der Emission von den Licht emittierenden Elementen, was bewirkt, dass die Intensitätsvariation des Licht eine Farbe aufweist, die dem Leuchtstoff entspricht, was zu Schwierigkeiten bei der Einstellung des tatsächlichen Farbtons des emittierten Lichtes auf einen bestimmten Farbtonwert führt.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung bereit zu stellen, wobei die Vorrichtung ein Licht mit einem tatsächlichen Farbton ergibt, wobei so weit wie möglich eine Abweichung von einem bestimmten Farbtonwert verringert wird, wobei das Licht eine Mischung aus dem Licht, das von einer Vielzahl an Licht emittierenden Elementen emittiert wird, die dicht angebracht sind, und dem Licht ist, das von einem Leuchtstoff angeregt worden ist, der in einem Harz enthalten ist, das die Licht emittierenden Elemente abdichtet.
  • Es wird ein Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung bereit gestellt, das die Schritte des Platzierens einer Vielzahl an Licht emittierenden Elementen auf einer Platine mit einem ersten Harz, das dazwischenkommt, wobei das erste Harz ein Haftmittel für das Chipbonden ist und es frei von jeglichem Leuchtstoff ist, des Füllens eines Raumes zwischen der Vielzahl an Licht emittierenden Elementen mit dem ersten Harz von einem unteren Ende bis zu einem oberen Ende von jedem Licht emittierenden Element, indem bewirkt wird, dass das erste Harz in den Raum ausläuft, und des Abdeckens mit einem zweiten Harz, das einen Leuchtstoff enthält, eines freiliegenden Teils der Vielzahl von Licht emittierenden Elementen umfasst.
  • Dabei läuft in dem Schritt des Füllens das erste Harz aus, indem ein Raum zwischen benachbarten Licht emittierenden Elementen auf einen Bereich von 5 µm bis 50 µm verringert wird.
  • Nach der oben genannten Herstellungsverfahren ist es möglich, das Licht mit einem tatsächlichen Farbton mit einer Abweichung zu erhalten, die so weit wie möglich von einem gewünschten Farbtonwert verringert ist, wobei das Licht eine Mischung von dem Licht ist, das von einer Vielzahl an Licht emittierenden Elemente emittiert wird, die dicht angebracht sind, und dem angeregten Licht ist, das von einem Leuchtstoff emittiert wird, der in einem Harz enthalten ist, das die Licht emittierenden Elemente abdichtet.
  • Figurenliste
    • Die 1(A) bis 1(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten einer Licht emittierenden Vorrichtung 1.
    • Die 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Licht emittierenden Vorrichtung 1.
    • Die 3 ist eine Seitenansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 1' mit einer daran befestigten Linse 80.
    • Die 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Anbringraum zwischen den LED-Elementen 30 und der Beleuchtungsstärke der Licht emittierenden Vorrichtung 1' angibt.
    • Die 5(A) bis 5(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 1 zeigen.
    • Die 6(A) bis 6(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 1 zeigen.
    • Die 7(A) bis 7(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 1 zeigen.
    • Die 8(A) bis 8(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 1 zeigen.
    • Die 9(A) bis 9(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten einer Licht emittierenden Vorrichtung 2.
    • Die 10(A) bis 10(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 2 zeigen.
    • Die 11(A) bis 11(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 2 zeigen.
    • Die 12(A) bis 12(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 2 zeigen.
    • Die 13(A) bis 13(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die einen Herstellungsschritt der Licht emittierenden Vorrichtung 2 zeigen.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine Licht emittierende Vorrichtung und deren Herstellungsverfahren im Detail erläutert.
  • Die 1(A) bis 1(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten einer Licht emittierenden Vorrichtung 1. Die 1(A) ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Vorrichtung 1 als ein fertig gestelltes Produkt. Die 1(B) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IB-IB in der 1(A), und die 1(C) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IC-IC in der 1(A). Die Licht emittierende Vorrichtung 1 weist LED-Elemente als Licht emittierende Elemente auf und sie wird für verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen wie zum Beispiel LEDs zur Beleuchtung und LED-Glühlampen verwendet. Die Licht emittierende Vorrichtung 1 weist eine Anbringplatte 10, eine Leiterplatte 20, LED-Elemente 30, einen Harzrahmen 40, ein abdichtendes Harz 50, ein transparentes Harz 60 und eine Zener-Diode 70 als die Hauptkomponenten auf.
  • Die Anbringplatine 10 ist zum Beispiel eine fast quadratische Metallplatte und enthält in dem mittleren Bereich ihrer oberen Oberfläche einen Anbringbereich, an dem das LED-Element 30 angebracht wird. Die Anbringplatte 10 besteht zum Beispiel aus einem Aluminium mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und Wärmeableitung, so dass sie auch als Wärmeableitungsplatte zum Ableiten von der Wärme dient, die von den LED-Elementen 30 und einem später beschriebenen teilchenförmigen Leuchtstoff erzeugt wird. Das Material für die Anbringplatte 10 kann jedoch auch ein anderes Metall wie zum Beispiel einem Kupfer sein, solange es eine ausgezeichnete thermische Beständigkeit und Wärmeableitfähigkeit aufweist.
  • Die Leiterplatte 20 weist zum Beispiel eine fast quadratische Form der gleichen Größe wie die Anbringplatte 10 auf und sie ist in ihrem zentralen Bereich mit einer rechteckigen Öffnung 21 versehen. Die Leiterplatte 20 ist an der Anbringplatte 10 angebracht und zum Beispiel durch eine Klebefolie auf der unteren Oberfläche der Leiterplatte befestigt. Die Leiterplatte 20 ist mit einem leitfähigen Muster 22A für eine „+“-Elektrode und einem leitfähigen Muster 22B für eine „-“-Elektrode versehen, die auf der oberen Oberfläche davon ausgebildet sind. Ferner ist die Leiterplatte 20 mit Verbindungselektroden 23A und 23B zum Verbinden der Licht emittierenden Vorrichtung 1 mit einer externen Stromversorgung versehen, wobei die Elektroden an zwei Ecken ausgebildet sind, die diagonal auf der oberen Oberfläche der Leiterplatte 20 angeordnet sind. Die Verbindungselektrode 23A ist die „+“-Elektrode, und die Verbindungselektrode 23B ist die „-“-Elektrode, die mit der externen Stromversorgung verbunden ist und mit Spannung versorgt wird, um die Licht emittierende Vorrichtung 1 zum Emittieren von Licht anzutreiben. Darüber hinaus ist die Leiterplatte 20 mit einem weißen Abdecklack 24 versehen, der auf der oberen Oberfläche davon ausgebildet ist und der die leitenden Muster 22A und 22B mit Ausnahme des Bereichs auf der benachbarten Oberfläche bedeckt und der den Umfang der Öffnung 21 und die Bereiche auf den Verbindungselektroden 23A und 23B umschließt (siehe die 5 (A), die später beschrieben wird).
  • Die LED-Elemente 30 sind ein Beispiel für die Licht emittierenden Elemente und sie sind zum Beispiel blaue LEDs, die ein blaues Licht mit einem Wellenlängenband in einem Bereich von etwa 450 bis 460 nm emittieren. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 sind eine Vielzahl von LED-Elementen 30 in einer gitterartigen Anordnung auf dem zentralen Bereich der Anbringplatte 10 angebracht, die in der Öffnung 21 der Leiterplatte 20 freiliegt. Die 1(A) veranschaulicht insbesondere ein Beispiel, bei dem sechzehn LED-Elemente 30 angebracht sind. Die unteren Oberflächen der LED-Elemente 30 sind an der oberen Oberfläche der Anbringplatte 10 befestigt, zum Beispiel durch einen transparenten elektrisch isolierenden Klebstoff. Die LED-Elemente 30 sind an ihrer oberen Oberfläche mit einem Paar von Elementelektroden versehen, und die jeweiligen Elementelektroden benachbarter LED-Elemente 30 sind elektrisch miteinander durch Drähte 31 verbunden, wie in der 1(A) dargestellt ist. Die Drähte 31, die aus äußersten LED-Elementen 30 herausgeführt sind, die benachbart zu dem Umfang der Öffnung 21 angeordnet sind, sind mit den leitfähigen Mustern 22A und 22B der Leiterplatte 20 verbunden. Somit werden die jeweiligen LED-Elemente 30 über die Drähte 31 mit elektrischem Strom versorgt.
  • Der Harzrahmen 40 ist ein nahezu rechteckiger Rahmenkörper, der zum Beispiel aus einem weißen Harz besteht und der an die Größe der Öffnung 21 der Leiterplatte 20 angepasst ist, und er ist an einem Bereich auf der oberen Oberfläche der Leiterplatte befestigt, wobei der Bereich an dem Umfang der Öffnung 21 angrenzt und ihn umschließt. Der Harzrahmen 40 ist ein Dammelement, um ein Ausfließen des abdichtenden Harzes 50 zu verhindern, und er reflektiert das Licht, das seitlich von den LED-Elementen 30 in der Aufwärtsrichtung in Bezug auf die Licht emittierende Vorrichtung 1 emittiert wird (die Richtung gegenüber der Anbringplatte 10 in Bezug auf die LED-Elemente 30).
  • Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 sind der Anbringbereich auf der Anbringplatte 10, die Öffnung 21 der Leiterplatte 20 und der Harzrahmen 40 rechteckig, aber diese können auch eine andere Form wie zum Beispiel eine kreisförmige Form aufweisen.
  • Das abdichtende Harz 50 ist ein Beispiel des zweiten Harzes, das in die Öffnung 21 eingespritzt wird, um die freiliegenden Teile der LED-Elemente 30 zu bedecken (zum Beispiel die oberen Oberflächen der LED-Elemente 30 und eine der seitlichen Oberflächen der äußersten LED-Elemente 30, wobei die seitlichen Oberflächen an die Seite des Harzrahmens 40 angrenzt.) Somit bedeckt und schützt (dichtet) das abdichtende Harz 50 alle LED-Elemente 30 und die Drähte 31 zusammen. Zum Beispiel kann als das abdichtende Harz 50 ein farbloses und transparentes Harz wie zum Beispiel ein Silikon und Epoxidharze verwendet werden, und insbesondere kann ein Harz mit einer thermischen Beständigkeit bei ungefähr 250 °C verwendet werden.
  • Das abdichtende Harz 50 enthält einen Leuchtstoff wie zum Beispiel einen gelben Leuchtstoff (Leuchtstoff 51 in der 2, der später beschrieben wird), der darin gemischt und dispergiert ist. Der gelbe Leuchtstoff ist ein teilchenförmiges Leuchtstoffmaterial wie zum Beispiel YAG (Yttriumaluminiumgranat), welches das von den LED-Elementen 30 emittierte blaue Licht absorbiert und dessen Wellenlänge in die Wellenlänge von gelbem Licht umwandelt. Die Licht emittierende Vorrichtung 1 mischt ein blaues Licht von den LED-Elementen 30, bei denen es sich um blaue LEDs handelt, und ein gelbes Licht, das durch die Anregung des gelben Leuchtstoffs entsteht, und sie emittiert das sich daraus ergebende weiße Licht.
  • Wahlweise kann das abdichtende Harz 50 zum Beispiel eine Vielzahl von Leuchtstoffen wie zum Beispiel grüne und rote Leuchtstoffe enthalten. Der grüne Leuchtstoff ist ein teilchenförmiges Leuchtstoffmaterial wie zum Beispiel (BaSr)2SiO4: Eu2+, welches das von den LED-Elementen 30 emittierte blaue Licht absorbiert und dessen Wellenlänge in die Wellenlänge von dem grünen Licht umwandelt. Der rote Leuchtstoff ist ein teilchenförmiges Leuchtstoffmaterial, wie zum Beispiel CaAlSiN3: Eu2+, welches das von den LED-Elementen 30 emittiertes blaues Licht absorbiert und dessen Wellenlänge in die Wellenlänge von dem roten Licht umwandelt. In diesem Fall mischt die Licht emittierende Vorrichtung 1 das blaue Licht von den LED-Elementen 30, bei denen es sich um blaue LEDs handelt und das grüne Licht und das rote Licht, die durch die Anregung der grünen bzw. roten Leuchtstoffe entstehen, und emittiert das sich daraus ergebende weiße Licht.
  • Das transparente Harz 60 ist ein Beispiel des ersten Harzes, das ein farbloses und transparentes Harz ist, wie zum Beispiel ein Silikon und Epoxidharze, das ähnlich dem abdichtenden Harz 50 ist, aber das anders als das abdichtende Harz 50 keinen Leuchtstoff enthält. Das transparente Harz 60 wird in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 vor dem Einspritzen des abdichtenden Harzes 50 in die Öffnung 21 eingespritzt, wodurch der Raum zwischen den LED-Elementen 30 gefüllt wird. Mit anderen Worten füllt das transparente Harz 60 den Raum von dem unteren Ende bis zu dem oberen Ende jedes LED-Elements 30 zwischen den LED-Elementen 30.
  • Die Zener-Diode 70 ist auf der Leiterplatte 20 vorgesehen, um zu verhindern, dass die LED-Elemente 30 zum Beispiel aufgrund von statischer Elektrizität zerstört werden. Die Zener-Diode 70 ist mit den Leitungsmustern 22A und 22B parallel zu den LED-Elementen 30 verbunden (siehe die 7(A), die später beschrieben wird) und sie schützt die LED-Elemente 30 durch ein Umleiten des elektrischen Stroms, der durch eine Spannung verursacht wird, die verkehrt an die LED-Elemente 30 angelegt worden ist.
  • Die 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Licht emittierenden Vorrichtung 1. Die 2 zeigt einen vergrößerten Bereich in der Nähe der LED-Elemente 30 in der 1(B). Die 2 zeigt auch den Leuchtstoff 51, der in dem abdichtenden Harz 50 enthalten ist. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 füllt das transparente Harz 60 den Raum zwischen der Vielzahl von LED-Elementen 30, und dadurch wird verhindert, dass der Leuchtstoff 51 in den Raum zwischen den LED-Elementen eindringt, und er verbleibt über deren oberen Oberflächen. Obwohl die 2 den Leuchtstoff 51 darstellt, der unmittelbar oberhalb der LED-Elemente 30 und des transparenten Harzes 60 angeordnet ist, kann der Leuchtstoff 51 gleichmäßig in dem abdichtenden Harz 50 dispergiert sein.
  • Wenn das transparente Harz 60 nicht vorhanden wäre, was dem abdichtenden Harz 50 ermöglichen würde, den Raum zwischen den LED-Elementen 30 zu füllen, welche die blauen LEDs sind, und was dem Leuchtstoff 51 ermöglichen würde, in den Raum einzudringen, würde das von den seitlichen Oberflächen der LED-Elemente 30 emittierte Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung nach außen gelangen, nachdem es einen längeren Weg in der Schicht des Leuchtstoffs 51 zurückgelegt hat, der ein gelber Leuchtstoff ist, als das von dessen oberen Oberflächen emittierte Licht, was zu einer stärkeren Intensität des gelben Lichts führt. Mit anderen Worten variiert die Intensität des gelben Lichts in Abhängigkeit von der Position und der Richtung der Emission von den LED-Elementen 30, was zu einer Abweichung des Farbtons des emittierten Lichts von seinem vorgesehenen Farbtonwert führt.
  • Da jedoch das Vorhandensein des transparenten Harzes 60 den Leuchtstoff 51 daran hindert, in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 einzudringen, erfährt selbst das seitlich von den LED-Elementen 30 emittierte Licht keine Änderung seines Farbtons, bis es ein Niveau erreicht, der höher als die oberen Oberflächen der LED-Elemente 30 ist, nachdem es den Raum zwischen den Elementen durchlaufen hat. Daher bewegt sich Licht, das von den seitlichen Oberflächen des LED-Elements 30 emittiert wird, und das Licht, das von dessen oberen Oberflächen emittiert wird, die gleiche Strecke in der Leuchtstoffschicht 51 über den oberen Oberflächen der LED-Elemente 30, bevor sie von der Licht emittierenden Vorrichtung nach außen emittiert wird. Mit anderen Worten wird in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Abstand in der Leuchtstoffschicht, der von emittiertem Licht durchlaufen wird, unabhängig von der Position und der Richtung der Emission von den LED-Elementen 30 konstant gehalten. Daher wird bei der Vorrichtung 1, das Licht, das seitlich von den LED-Elementen 30 emittiert wird, keine Ursache für eine Variation des Farbtons sein, wobei es unwahrscheinlich ist, dass eine Abweichung des tatsächlichen Farbtons des emittierten Lichts von einem gewünschten Farbton davon verursacht wird, wodurch ein emittiertes Licht mit einer gleichmäßigen Farbigkeit entsteht.
  • Das transparente Harz 60 muss nicht unbedingt den gesamten Raum von dem unteren Ende zu dem oberen Ende jedes LED-Elements 30 zwischen den LED-Elementen 30 ausfüllen, solange das transparente Harz 60 zwischen den Elementen auf eine solche Weise angeordnet ist, dass der teilchenförmige Leuchtstoff 51 im Wesentlichen daran gehindert werden kann, in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 einzudringen. Zum Beispiel können einige Teile des Raums existieren, die aufgrund von Blasen in dem Raum nicht mit dem transparenten Harz 60 gefüllt sind, die durch eine Blockade des oberen Endes der Räume zwischen den LED-Elementen 30 durch das transparente Harz 60 gebildet werden.
  • Die 2 stellt das transparente Harz dar, das einen peripheren Bereich 52 zwischen der inneren Wand der Öffnung 21 und den äußersten LED-Elementen 30, die an den Umfang der Öffnung angrenzen, füllt und das ein Eindringen des Leuchtstoffs 51 verhindert. Um die Variation des Farbtons zu eliminieren, indem bewirkt wird, dass das emittierte Licht eine konstante Strecke in der Leuchtstoffschicht zurücklegt, ist der periphere Bereich 52 bevorzugt ebenfalls mit dem transparenten Harz 60 gefüllt. Der periphere Bereich 52 muss jedoch nicht notwendigerweise vollständig mit dem transparenten Harz 60 gefüllt sein, solange der Leuchtstoff 51 auf eine solche Weise angeordnet ist, dass die Dicke des Leuchtstoffs 51 in dem peripheren Bereich 52 mit der auf der Oberseite der LED-Elemente 30 vergleichbar ist. Wahlweise kann der periphere Bereich 52 anstelle des transparenten Harzes 60 mit einem weißen Harz gefüllt sein, das keinen Leuchtstoff enthält.
  • Die 3 ist eine Seitenansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 1' mit einer daran befestigten Linse 80. Wenn die Licht emittierende Vorrichtung 1 als eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, ist sie, wie in der 3 gezeigt ist, mit der Linse 80 versehen, die auf der oberen Oberfläche der Leiterplatte 20 angebracht ist, um zum Beispiel das abdichtende Harz 50 zu bedecken. Die Linse 80 ist ein Beispiel des optischen Elements, welches das von der Vielzahl von LED-Elementen 30 emittierte Licht bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 sammelt und welches das Licht in Aufwärtsrichtung von der Licht emittierenden Vorrichtung 1' emittiert. Um das Anbringen der Linse 80 zu erleichtern, kann die Fläche des Bereichs, der nicht mit dem abdichtenden Harz 50 auf der Leiterplatte 20 bedeckt ist, verbreitert werden, um einen flachen Bereich zu sichern, der von der Linse 80 überragt werden soll. Da die Licht emittierende Vorrichtung 1 es erlaubt, eine Vielzahl an LED-Elementen 30 dicht anzubringen, wodurch es ermöglicht wird, einen Emissionsbereich (Emissionsfläche) zu verengen, ohne die Anzahl der Elemente zu verringern, kann eine effektive Injektion des emittierten Lichts von den LED-Elementen 30 in die Linse 80 erreicht werden.
  • Abhängig von den Anwendungen der Licht emittierenden Vorrichtung 1 kann ein anderes optisches Element als die Linse 80 zum Beispiel ein Filter auf der Leiterplatte 20 angebracht werden. Zum Beispiel kann ein plattenähnliches optisches Element anstelle der Linse 80 verwendet werden, so dass das Licht von den LED-Elementen 30 bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 da hindurch emittiert wird.
  • Die 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Anbringraum zwischen den LED-Elementen 30 und der Beleuchtungsstärke der Licht emittierenden Vorrichtung 1' angibt. Die horizontale Achse des Graphen ist ein Anbringraum d (µm) zwischen den LED-Elementen 30, und die vertikale Achse ist eine relative Beleuchtungsstärke I in Bezug auf die Beleuchtungsstärke des emittierten Lichts von der Licht emittierenden Vorrichtung 1' mit dem Anbringraum d, der 0 mm ist. Jedes LED-Element 30 weist eine rechteckige Form von 1 mm2 auf und die Einfallskante der Linse 80 weist eine kreisförmige Form mit einem Durchmesser von 10 mm auf. Die 4 zeigt Maximalwerte (Max), Durchschnittswerte (Ave) und Minimalwerte (Min) der relativen Intensität I des Lichts an, das durch die Linse 80 emittiert worden ist, wobei der Anbringraum d 30 µm und 50 µm beträgt. Wie aus der 4 ersichtlich ist, sind die Minimalwerte der relativen Intensität I für die Anbringräume d, die 30 µm und 50 µm aufweisen, um 20 % niedriger als für den Anbringraum d, der 0 µm aufweist, aufgrund einer Variation, die durch den Einbau der Linse 80 verursacht wird. Allerdings sind die Maximalwerte der relativen Intensität I und die Durchschnittswerte unabhängig von den Anbringräumen d in dem dargestellten Bereich davon nahezu konstant.
  • Ein schmalerer Anbringraum d zwischen den LED-Elementen 30 ist bevorzugt, weil er zu einem kleineren Emissionspunkt für das Sammeln von Licht unter Verwendung der Linse 80 führt. Jedoch ist der Anbringraum d bevorzugt auf zum Beispiel mindestens etwa 5 µm befestigt, so dass kein Kurzschluss über benachbarte LED-Elemente 30 auftritt. Ferner verursacht ein zu großer Anbringraum d einen größeren Emissionsdurchmesser der Vielzahl von LED-Elementen 30 in Bezug zu dem Durchmesser der Einfallskante der Linse 80, was zu Lichtverlust führt, was zu einer Verringerung der Lichtintensität des Lichts führt, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 1' emittiert wird. Wenn zum Beispiel die Linse 80 verwendet wird, die für die Messung verwendet wird, die bei dem in der 4 gezeigte Ausführungsbeispiel verwendet wird, beträgt die obere Grenze des Anbringraums d bevorzugt etwa 50 µm. Wenn ferner der Anbringraum d etwa 50 µm oder weniger beträgt, erleichtert dies den Schritt des Füllens des Raums zwischen den LED-Elementen 30 mit dem transparenten Harz 60, wenn die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt wird. Daher ist die Vielzahl an LED-Elementen 30 bevorzugt dicht auf der Anbringplatine 10 angebracht, so dass der Raum zwischen den benachbarten LED-Elementen 30 5 µm oder mehr und 50 µm oder weniger betragen kann.
  • Die obere Grenze des Anbringraums d zwischen den LED-Elementen 30 kann jedoch auf etwa 200 µm erhöht werden, indem die Größe und die Form der Linse 80 geändert wird, indem zum Beispiel eine Linse verwendet wird, die größer als die für die Messung verwendete Linse 80 in der 4 ist. Daher kann der Anbringraum zwischen den benachbarten LED-Elementen 30 5 µm oder mehr und 200 µm oder weniger betragen.
  • Die 5(A) bis 8(C) sind Draufsichten und Querschnittsansichten, welche die Herstellungsschritte der Licht emittierenden Vorrichtung 1 zeigen. Die 5(B), 5(C), 6(B), 6(C), 7(B), 7(C), 8(B) und 8(C) zeigen jeweils Querschnitte entlang der Linie VB-VB und entlang der Linie VC-VC aus der 5(A), entlang der Linie VIB-VIB und entlang der Linie VIC-VIC aus der 6(A), entlang der Linie VIIB-VIIB und entlang der Linie VIIC-VIIC aus der 7(A) und entlang der Linie VIIIB-VIIIB und entlang der Linie VIIIC-VIIIC aus der 8(A).
  • Wenn die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt wird, werden zuerst die Anbringplatte 10 und die Leiterplatte 20, die mit der Öffnung 21 versehen ist, übereinander gelegt und miteinander verbunden, wie es in den 5(A) bis 5(C) dargestellt ist. Dann wird die Vielzahl an LED-Elementen 30 in einem Abstand von 5 bis 50 µm auf der oberen Oberfläche der Anbringplatte 10 angebracht, die in der Öffnung 21 der Leiterplatte 20 freigelegt ist, wie in den 6(A) bis 6(C) dargestellt ist. Zur gleichen Zeit wird die Zener-Diode 70 auch zwischen den leitfähigen Mustern 22A und 22B auf der oberen Oberfläche der Leiterplatte 20 angebracht. Dann werden die benachbarten LED-Elemente 30 elektrisch miteinander mit den Drähten 31 verbunden, und die Drähte 31, die an den äußersten LED-Elemente 30 herausgeführt werden, die an den Umfang der Öffnung 21 angrenzen, sind mit den leitfähigen Mustern 22A und 22B verbunden, wie es in den 7(A) bis 7(C) dargestellt ist. Gleichzeitig ist die Zener-Diode 70 auch an den Drähten 71 mit den Leitungsmustern 22A und 22B verbunden.
  • Dann wird der Harzrahmen 40 an einem Bereich auf der oberen Oberfläche der Leiterplatte 20 befestigt, wobei der Bereich benachbart ist und den Umfang der Öffnung 21 umschließt, wie es in den 8(A) bis 8(C) dargestellt ist. Dann wird das transparente Harz 60, das keinen Leuchtstoff enthält, zwischen der Vielzahl an LED-Elementen 30 angeordnet, und ferner werden die freiliegenden Teile der LED-Elemente 30 mit dem abdichtenden Harz 50, der einen Leuchtstoff enthält, bedeckt, um alle LED-Elemente 30 abzudichten. Die Licht emittierende Vorrichtung 1, die in den 1(A) bis 1(C) dargestellt ist, wird somit gemäß den oben genannten Schritten vollendet.
  • In einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren wird das Harz 60 von oben in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 eingespritzt, nachdem die Elemente in einem Abstand von 5 bis 50 µm voneinander an die Anbringplatte 10 angehaftet worden sind und zum Beispiel ein Klebemittel für das Chipbonden ausgehärtet wurde. Wahlweise kann das transparente Harz 60 seitlich in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 eingespritzt werden, die auf der Anbringplatte 10 angebracht sind, und mit Hilfe des Kapillarphänomens in den Raum eindringen, so dass der Raum zwischen den LED-Elementen 30 mit dem transparenten Harz 60 gefüllt werden kann. Diese Verfahren ermöglichen das Füllen des Raums von dem unteren Ende zu dem oberen Ende jedes LED-Elements 30 zwischen den LED-Elementen 30 mit dem transparenten Harz 60. Insbesondere wenn das Kapillarphänomen verwendet wird, ist der Anbringraum zwischen den LED-Elementen 30 bevorzugt ungefähr 50 µm oder weniger.
  • Wahlweise können die LED-Elemente 30 auf der Anbringplatte 10 in einem relativ großen Abstand voneinander angeordnet werden, wobei ein Klebemittel für das Chipbonden dazwischen eingefügt wird, wobei erfindungsgemäß das Klebemittel dann zwischen den Elementen herausströmt, indem der Raum innerhalb eines Bereichs von 5 bis 50 µm vor dem Aushärten des Klebemittels verringert wird, und dadurch kann der Raum mit dem Klebemittel gefüllt werden. In diesem Fall braucht das transparente Harz 60 nicht separat in den Raum eingespritzt werden und das Klebemittel (Die-Bonding-Paste) zum Verbinden der LED-Elemente 30 mit der Anbringplatte 10 entspricht dem ersten Harz.
  • Wahlweise kann das transparente Harz 60, das den Raum zwischen den LED-Elementen 30 ausfüllt, zum Beispiel ein Beschichtungsmaterial sein, das die oberen Oberflächen der LED-Elemente 30 bedeckt, um die Drähte 31 zu schützen. Mit anderen Worten kann das Beschichtungsmaterial auch als das transparente Harz 60 verwendet werden, das anstelle des transparenten Harzes 60 separat in den Raum eingespritzt wird.
  • Die 9(A) bis 9(C) sind eine Draufsicht und Querschnittsansichten einer Licht emittierenden Vorrichtung 2. Die 9(A) ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Vorrichtung 2 als ein vollendetes Produkt. Die 9(B) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IXB-IXB aus der 9(A), und die 9(C) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IXC-IXC aus der 9(A). Die Licht emittierende Vorrichtung 2 ist mit einer Anbringplatte 10', LED-Elementen 30, einem Harzrahmen 40, einem abdichtenden Harz 50, einem transparenten Harz 60 und einer Zener-Diode 70 als den Hauptkomponenten versehen. Die Licht emittierende Vorrichtung 2 unterscheidet sich von der Licht emittierenden Vorrichtung 1 darin, dass sie nicht mit der Leiterplatte 20 versehen ist, die eine Öffnung 21 aufweist und die in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 enthalten ist.
  • Die Anbringplatte 10' ist zum Beispiel eine elektrisch isolierende Platte, die aus einer Keramik besteht, und sie enthält in dem zentralen Bereich ihrer oberen Oberfläche einen Anbringbereich, an dem die LED-Elemente 30 angebracht sind. Die Licht emittierende Vorrichtung 2 ist auch mit einer Vielzahl an LED-Elementen 30 versehen, die in einer gitterartigen Anordnung in dem zentralen Bereich der Anbringplatte 10' angebracht sind, wie dies bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Fall ist. Die Anbringplatte 10' ist, wie es bei der Leiterplatte 20 der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Fall ist, mit einem leitfähigen Muster 22A für eine „+“-Elektrode und einem leitenden Muster 22B für eine „-“-Elektrode versehen, die auf der oberen Oberfläche davon ausgebildet sind, und die Verbindungselektroden 23A und 23B, die an zwei Ecken ausgebildet sind, sind diagonal auf der oberen Oberfläche davon angeordnet. Ferner ist die Anbringplatte 10' mit einem weißen Abdecklack 24 versehen, der auf der oberen Oberfläche davon ausgebildet ist und der die leitenden Muster 22A und 22B mit Ausnahme des Bereichs auf der Oberfläche bedeckt, der an den Umfang des Anbringbereichs für die LED-Elemente 30 und die Bereiche an den Verbindungselektroden 23A und 23B benachbart ist und diese umschließt (siehe die 10(A), die später beschrieben wird).
  • Der Harzrahmen 40 ist ein nahezu rechteckiger Rahmenkörper, der zum Beispiel aus einem weißen Harz besteht und der an die Größe des Anbringbereichs der Anbringplatte 10' angepasst ist, wie es bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Fall ist. Allerdings kann der Harzrahmen 40 auch eine andere Form wie zum Beispiel eine Kreisform aufweisen. Das abdichtende Harz 50 wird in einen Bereich eingespritzt, der durch den Harzrahmen 40 auf der Anbringplatte 10' eingeschlossen ist, um alle LED-Elemente 30 zusammen zu bedecken und zu schützen (abzudichten). Das abdichtende Harz 50 ist ein wärmebeständiges Harz wie zum Beispiel etwa ein Silikonharz, in das ein Leuchtstoff gemischt und dispergiert ist, wie es bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Fall ist.
  • Das transparente Harz 60 ist ein farbloses und transparentes Harz, wie zum Beispiel ein Silikon und Epoxidharze, das keinen Leuchtstoff enthält, wie dies bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Fall ist. Das transparente Harz 60 wird in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 eingespritzt, bevor das abdichtende Harz 50 eingespritzt wird, und es füllt den Raum zwischen den LED-Elementen 30 auf eine solche Weise, dass der Leuchtstoff nicht in den Raum eindringen kann. Die Zener-Diode 70 ist mit den Leitungsmustern 22A und 22B parallel zu den LED-Elementen 30 auf der Anbringplatte 10' (siehe die 12 (A), die später beschrieben wird) verbunden und sie schützt die LED-Elemente 30 durch ein Umleiten des elektrischen Stroms, der durch eine Spannung verursacht wird, die verkehrt an die LED-Elemente 30 angelegt worden ist.
  • Auch bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 wird, da das Vorhandensein des transparenten Harzes 60 verhindert, dass der Leuchtstoff in das abdichtende Harz 50 in den Raum zwischen den LED-Elementen 30 eindringt, der Abstand in der Leuchtstoffschicht, der von emittiertem Licht zurückgelegt wird, unabhängig von der Position und der Richtung der Emission von den LED-Elementen 30 konstant gehalten. Daher ist es auch unwahrscheinlich, dass die Licht emittierende Vorrichtung 2 eine Abweichung des tatsächlichen Farbtons des emittierten Lichts von einem gewünschten Farbton desselben verursacht, und dadurch ergibt sich, dass das emittierte Licht eine gleichmäßige Chromatizität aufweist.
  • Auch bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 muss das transparente Harz 60 nicht notwendigerweise den gesamten Raum von dem unteren Ende bis zu dem oberen Ende jedes LED-Elements 30 zwischen den LED-Elementen 30 ausfüllen, solange der aus Einzelteilchen bestehende Leuchtstoff 51 im Wesentlichen daran gehindert wird, in die Raum zwischen den LED-Elementen 30 einzudringen.
  • Auch bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 ist das transparente Harz 60 oder das weiße Harz bevorzugt in den peripheren Bereich zwischen dem Harzrahmen 40 und den äußersten LED-Elementen 30 gefüllt, der an den Umfang der Öffnung angrenzt. Der Randbereich muss jedoch nicht notwendigerweise vollständig mit dem transparenten Harz 60 oder dem weißen Harz gefüllt sein, solange der Leuchtstoff in dem abdichtenden Harz 50 auf eine solche Weise angeordnet ist, dass die Dicke des Leuchtstoffs in dem peripheren Bereich vergleichbar mit der Dicke auf der oberen Seite des LED-Elements 30 ist.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung 2 kann, wie es bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1' der Fall ist, mit einem optischen Element wie zum Beispiel einer Linse 80 versehen sein, die auf der oberen Oberfläche der Anbringplatte 10' angebracht ist, um das abdichtende Harz zu bedecken. Ferner sind auch bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 die mehreren LED-Elemente 30 bevorzugt dicht auf der Anbringplatte 10' angebracht, so dass der Raum zwischen den benachbarten LED-Elementen 30 5 µm oder mehr und 50 µm oder weniger oder 5 µm oder mehr und 200 µm oder weniger betragen kann, wie es bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1 der Fall ist.
  • Die 10(A) bis 13(C) sind Draufsichten und Querschnittsansichten, die Herstellungsschritte der Licht emittierenden Vorrichtung 2 zeigen. 1 Die 10(B), 10(C), 11(B), 11(C), 12 (B), 12(C), 13(B) und 13(C) zeigen jeweils Querschnitte entlang der Linie XB-XB und entlang der Linie XC-XC aus der 10(A), entlang der Linie XIB-XIB und entlang der Linie XIC-XIC aus der 11(A), entlang der Linie XIIB-XIIB und entlang der Linie XIIC-XIIC aus der Figur 12(A) und entlang der Linie XIIIB-XIIIB und entlang der Linie XIIIC-XIIIC aus der 13(A).
  • Wenn die Licht emittierende Vorrichtung 2 hergestellt wird, wird zuerst die Anbringplatte 10' vorbereitet, die mit den leitfähigen Mustern 22A und 22B, den Verbindungselektroden 23A und 23B und dem darauf ausgebildeten weißen Abdecklack 24 versehen ist, wie in den 10(A) bis 10(C) dargestellt ist. Dann wird die Vielzahl an LED-Elementen 30 in einem Abstand von 5 bis 50 µm voneinander in dem zentralen Bereich der Anbringplatte 10' angebracht, wie in den 11(A) bis 11(C) dargestellt ist. Zur gleichen Zeit wird die Zener-Diode 70 auch zwischen dem leitfähigen Muster 22A und dem leitfähigen Muster 22B auf der oberen Oberfläche der Anbringplatte 10' angebracht. Dann werden die benachbarten LED-Elemente 30 mit den Drähten 31 elektrisch miteinander verbunden, und die Drähte 31, die aus den äußersten LED-Elementen 30 nahe dem Umfang des Anbringbereichs herausgeführt sind, werden mit den leitfähigen Mustern 22A und 22B verbunden, wie in den 12(A) bis 12(C) dargestellt ist. Gleichzeitig wird die Zener-Diode 70 auch an die Drähten 71 mit den Leitungsmustern 22A und 22B verbunden.
  • Dann wird der Harzrahmen 40 an dem peripheren Teil des Anbringbereichs auf der Anbringplatte 10' befestigt, wie in den 13(A) bis 13(C) dargestellt ist. Dann wird das transparente Harz 60, das keinen Leuchtstoff enthält, zwischen der Vielzahl an LED-Elementen 30 angeordnet, und ferner werden die freiliegenden Teile der LED-Elemente 30 mit dem abdichtenden Harz 50 bedeckt, der einen Leuchtstoff enthält, um alle LED-Elemente 30 abzudichten. Die Licht emittierende Vorrichtung 2, die in 9(A) bis 9(C) dargestellt ist, wird somit gemäß den obigen Schritten vervollständigt.
  • Das transparente Harz 60 bei den Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 kann ein weißes Harz sein. Mit anderen Worten, selbst wenn das weiße Harz, das keinen Leuchtstoff enthält, als das erste Harz verwendet wird, es ist unwahrscheinlich, dass es eine Abweichung des tatsächlichen Farbtons des emittierten Lichts von einem gewünschten Farbton davon verursacht, und dadurch führt es zu einem emittierten Licht mit gleichförmiger Chromatizität, wie dies ist bei den Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 der Fall.
  • Die LED-Elemente 30 sind mit einem Drahtbonden an die Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 angebracht worden, aber die oben genannte Konfiguration ist auch auf eine Licht emittierende Vorrichtung anwendbar, in der die LED-Elemente unter Verwendung eines Flip-Chips angebracht worden sind. Wenn ein transparentes Harz verwendet wird, um den Raum zwischen der Vielzahl an LED-Elementen, die dicht auf der Anbringplatte angebracht sind, unter Verwendung eines Flip-Chips zu füllen, ist es unwahrscheinlich, dass eine Abweichung des tatsächlichen Farbtons des emittierten Lichts von einem gewünschten Farbton auftritt, da verhindert wird, dass der Leuchtstoff in dem abdichtenden Harz in den Raum zwischen den Elementen eindringt, was zu einem emittierten Licht mit einer gleichmäßigen Chromatizität führt, wie dies bei den Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 der Fall ist.

Claims (1)

  1. Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung (1), welches die Schritte aufweist: ein Platzieren einer Vielzahl an Licht emittierenden Elementen (30) auf einer Platine (10, 20) mit einem ersten Harz (60), das dazwischenkommt, wobei das erste Harz (60) ein Haftmittel für das Chipbonden ist und es frei von jeglichem Leuchtstoff ist, ein Füllen eines Raumes zwischen der Vielzahl an Licht emittierenden Elementen (30) mit dem ersten Harz (60), indem bewirkt wird, dass das erste Harz (60) in den Raum ausläuft, und ein Bedecken eines freiliegenden Teils der Vielzahl an Licht emittierenden Elemente (30) mit einem zweiten Harz (50), das einen Leuchtstoff enthält; wobei in dem Schritt des Füllens das erste Harz (60) ausläuft, indem ein Raum zwischen benachbarten Licht emittierenden Elementen (30) auf einen Bereich von 5 µm bis 50 µm verringert wird.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7113607B2 (ja) * 2017-11-01 2022-08-05 シチズン電子株式会社 Ledパッケージ及びその製造方法
KR102613886B1 (ko) * 2018-08-06 2023-12-15 서울바이오시스 주식회사 발광 장치, 및 이를 포함하는 광 조사기
JP7240907B2 (ja) * 2019-03-12 2023-03-16 シチズン電子株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
WO2021261567A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30 シチズン電子株式会社 発光装置
KR20230023834A (ko) * 2020-12-09 2023-02-20 주식회사 솔루엠 에어포켓 방지 기판, 에어포켓 방지 기판 모듈, 이를 포함하는 전기기기 및 이를 포함하는 전기기기의 제조 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009076516A (ja) 2007-09-19 2009-04-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
JP2009076803A (ja) 2007-09-25 2009-04-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光モジュール及び発光装置
JP2010170945A (ja) 2009-01-26 2010-08-05 Panasonic Corp 電球形照明装置
JP2012044048A (ja) 2010-08-20 2012-03-01 Sharp Corp 発光素子パッケージの製造方法及び発光素子パッケージ
US20120112215A1 (en) 2010-11-08 2012-05-10 Yan Chai LED-Based Light Source Utilizing Asymmetric Conductors
US20130285077A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting module

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6917057B2 (en) * 2002-12-31 2005-07-12 Gelcore Llc Layered phosphor coatings for LED devices
JP2006005290A (ja) 2004-06-21 2006-01-05 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
KR100638721B1 (ko) * 2005-01-28 2006-10-30 삼성전기주식회사 수지 흐름 개선용 리드 프레임 구조를 갖는 측면형발광다이오드 패키지
JP2006303122A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Citizen Electronics Co Ltd チップ型led
KR20060132298A (ko) * 2005-06-17 2006-12-21 삼성전기주식회사 발광소자 패키지
JP5158472B2 (ja) * 2007-05-24 2013-03-06 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
EP2216834B1 (de) * 2007-11-29 2017-03-15 Nichia Corporation Lichtemittierende vorrichtung
US20100327733A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 Bridgelux, Inc. Multiple layer phosphor bearing film
JP2012109478A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光体および照明装置
US20130062633A1 (en) * 2011-04-18 2013-03-14 Randolph Cary Demuynck LED Array Having Embedded LED and Method Therefor
JPWO2013011628A1 (ja) * 2011-07-19 2015-02-23 パナソニック株式会社 発光装置及びその製造方法
US9343441B2 (en) * 2012-02-13 2016-05-17 Cree, Inc. Light emitter devices having improved light output and related methods
JP6065408B2 (ja) * 2012-04-27 2017-01-25 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
JP2015056552A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 東芝ライテック株式会社 発光体および照明装置
JP6187277B2 (ja) * 2014-01-21 2017-08-30 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
JP5712313B2 (ja) * 2014-04-30 2015-05-07 スタンレー電気株式会社 発光装置およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009076516A (ja) 2007-09-19 2009-04-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
JP2009076803A (ja) 2007-09-25 2009-04-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光モジュール及び発光装置
JP2010170945A (ja) 2009-01-26 2010-08-05 Panasonic Corp 電球形照明装置
JP2012044048A (ja) 2010-08-20 2012-03-01 Sharp Corp 発光素子パッケージの製造方法及び発光素子パッケージ
US20120112215A1 (en) 2010-11-08 2012-05-10 Yan Chai LED-Based Light Source Utilizing Asymmetric Conductors
US20130285077A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting module

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