发光装置的制作方法

本发明涉及一种发光装置。

背景技术：

近年来，作为发光元件而使用发光二极管(LED)的发光装置被广泛使用于照明器具等。例如，在专利文献1中，记载了使用如下LED单元的照明器具，该LED单元具有长条状的LED基板以及沿着LED基板的阵列线配置的多个LED，在LED基板的端部，在从阵列线偏移了的位置处设置有连接器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－251444号公报

技术实现要素：

在多种照明用途中，要求作为光轴的中心部分的光量多的圆形的大的发光区域。然而，在使用例如LED等发光元件的发光装置中，单纯地使发光区域大型化会导致成品率的恶化，所以困难。在专利文献1中，记载了将部分圆弧状地弯曲的多个LED单元相互连结而形成圆环状的发光区域，但在该方法中，中心部分不明亮，不形成均匀的圆板形状的发光区域。

因此，本发明的目的在于，提供一种与不具有本结构的情况相比不使成品率恶化地使发光区域大型化、并使中心部分的光量增多的发光装置。

提供一种发光装置，其特征在于，具有：中心发光单元；以及多个外周发光单元，其配置成完全填埋中心发光单元的外周，中心发光单元和多个外周发光单元分别具有基板和安装于基板上的发光元件，各个外周发光单元的发光区域的面积为中心发光单元的发光区域的面积以下。

在所述发光装置中，在多个外周发光单元中，优选包括发光颜色不同的发光单元。

在所述发光装置中，发光颜色不同的多个外周发光单元优选并联连接到外部电源。

在所述发光装置中，优选的是，中心发光单元和多个外周发光单元分别具有密封发光元件的密封树脂以及固定密封树脂的树脂框，中心发光单元的发光区域是被中心发光单元的密封树脂覆盖的区域，外周发光单元的发光区域是被外周发光单元的密封树脂覆盖的区域。

在所述发光装置中，多个外周发光单元的树脂框优选未设置于面向相邻的外周发光单元的端部。

在所述发光装置中，多个外周发光单元的树脂框优选也未设置于面向中心发光单元的端部。

在所述发光装置中，优选的是，中心发光单元的密封树脂具有圆板形状，中心发光单元和多个外周发光单元完全填埋的区域的密封树脂也整体上具有圆板形状。

在所述发光装置中，中心发光单元和多个外周发光单元优选分别具有陶瓷制的电路基板来作为基板。

在所述发光装置中，中心发光单元的发光元件和多个外周发光单元的发光元件优选以相对不同的高度安装于基板上。

根据上述发光装置，与不具有本结构的情况相比，能够不使成品率恶化地使发光区域大型化、并使中心部分的光量增多。

附图说明

图1A是发光装置1的俯视图。

图1B是发光装置1的分解图。

图1C是发光装置1的IC－IC线剖面图。

图2A是示出中心发光单元2与外周发光单元3的连接部分的局部放大剖面图。

图2B是示出中心发光单元2与外周发光单元3的连接部分的局部放大剖面图。

图3A是发光装置1A的俯视图。

图3B是发光装置1A的分解图。

图3C是发光装置1A的IIIC－IIIC线剖面图。

图4A是发光装置1B的俯视图。

图4B是发光装置1B的分解图。

图4C是发光装置1B的IVC－IVC线剖面图。

图5A是发光装置1C的剖面图。

图5B是发光装置1D的剖面图。

图5C是发光装置1E的剖面图。

图5D是发光装置1F的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明发光装置。但是应该理解，本发明不限定于附图或者下面记载的实施方式。

图1A～图1C分别是发光装置1的俯视图、分解图和IA－IA线剖面图。另外，图2A和图2B是示出中心发光单元2与外周发光单元3的连接部分的局部放大剖面图。

如图1A和图1B所示，发光装置1具有配置于装置的中心的中心发光单元2以及以包围中心发光单元2的方式沿着其外形配置的多个外周发光单元3。多个外周发光单元3配置成完全填埋中心发光单元2的外周。这些发光单元通过相互连结而形成1个大的发光区域。即，发光装置1通过将能够相互连结的多个发光单元相连，实现发光区域的大型化。外周发光单元3的个数可以是任意个数，图1A～图1C示出外周发光单元3是12个的情况下的例子。

另外，如图1C所示，发光装置1具有正十二边形的金属制的散热基板4。中心发光单元2和12个外周发光单元3配置于散热基板4之上。散热基板4由耐热性和散热性优良的铝材等构成。此外，散热基板4在图1A和图1B中未示出。

作为主要结构要素，中心发光单元2具有散热基板21、电路基板22、LED元件23、密封树脂24和树脂框25。

散热基板21与散热基板4同样地，是由耐热性和散热性优良的铝材等构成的金属制的基板。散热基板21具有圆板形状，如图1C所示，固定于散热基板4的中央。由此，在发光装置1中，与外周发光单元3相比，中心发光单元2配置于较高的位置。散热基板21使由LED元件23产生的热高效地散热。

电路基板22是例如玻璃环氧基板、陶瓷基板等绝缘性基板，与散热基板21同样地具有圆板形状。电路基板22贴附并固定于散热基板21的上表面。如图2A和图2B所示，例如在电路基板22的外周部分的下表面，形成用于将中心发光单元2与各外周发光单元3电连接的连接电极221。在发光装置1中，等间隔地配置与外周发光单元3的个数对应的12个连接电极221。另外，在电路基板22的上表面，形成有未图示的布线图案，该布线图案电连接于连接电极221。此外，也可以在电路基板22形成用于将中心发光单元2直接连接到外部电源的连接电极。

LED元件23是发光元件的一个例子。在中心发光单元2中，多个LED元件23相互空出间隔地配置于电路基板22的上表面，通过透明的绝缘性的粘接剂等来固定。另外，LED元件23在上表面具有一对元件电极，相邻的LED元件23的元件电极通过未图示的接合导线相互连接。从位于电路基板22的外周侧的LED元件23出来的接合导线连接到电路基板22的布线图案。

密封树脂24是环氧树脂或者硅树脂等无色且透明的树脂，一体地包覆并保护LED元件23。被密封树脂24覆盖的区域为中心发光单元2的发光区域。密封树脂24按圆板形状进行塑模成型，通过树脂框25而固定于电路基板22之上。另外，在密封树脂24中分散混入荧光体。例如，在LED元件23是蓝色LED元件和绿色LED元件的情况下，在密封树脂24中分散混入红色荧光体。在该情况下，发光装置1射出通过使来自蓝色LED元件的蓝色光、来自绿色LED元件的绿色光和由它们激发红色荧光体得到的红色光进行混合而得到的白色光。

树脂框25是由例如白色的树脂构成的圆形的框体，将密封树脂24固定于电路基板22之上。树脂框25使从LED元件23向侧面射出了的光向发光装置1的上方(从LED元件23看去的与电路基板22相反的一侧)反射。

另外，作为主要结构要素，各个外周发光单元3具有电路基板32、LED元件33、密封树脂34和树脂框35。此外，在发光装置1中，散热基板4作为各外周发光单元3的散热基板而发挥功能，但也可以代替散热基板4，作为各外周发光单元3的结构要素而在各外周发光单元3的底部设置散热基板。

电路基板32是玻璃环氧基板、陶瓷基板等绝缘性基板。如图1A所示，电路基板32具有当在中心发光单元2的周围配置有12个外周发光单元3时能够形成更大的大致圆形的区域那样的、关于中心轴而线对称的大致梯形的形状。但是，电路基板32(外周发光单元3)的形状只要是在将多个外周发光单元3连起来时能够形成比中心发光单元2大的大致圆形的区域的形状，则不限定于图1A所示的形状。

电路基板32在中心发光单元2的周围，贴附并固定于散热基板4的上表面。如图2A和图2B所示，在当将中心发光单元2与外周发光单元3连起来时与中心发光单元2相接的一侧(以下，称为“内周侧”)的电路基板32的端部附近，形成有连接电极321。在发光装置1中，电路基板22处于比电路基板32高出中心发光单元2的散热基板21的厚度的量的位置。因此，通过将中心发光单元2与外周发光单元3相连，电路基板22的下表面的连接电极221与电路基板32的上表面的连接电极321相接触，在基板彼此的连接部处实现中心发光单元2与外周发光单元3的电导通。

另一方面，在当将中心发光单元2与外周发光单元3连起来时成为发光装置1的外侧(外周侧)的电路基板32的端部附近，形成有连接电极322。各个外周发光单元3经由连接电极322连接到外部电源。另外，在电路基板32的上表面，形成电连接于连接电极321或者连接电极322的未图示的布线图案。

LED元件33是发光元件的一个例子，在外周发光单元3中，也与中心发光单元2同样地，多个LED元件33相互空出间隔地配置于电路基板32的上表面，通过透明的绝缘性的粘接剂等来固定。此外，如后面所述，各个外周发光单元3的面积比中心发光单元2的面积小，所以在各外周发光单元3中，安装个数比中心发光单元2少的LED元件33。各LED元件33的元件电极通过未图示的接合导线而连接到相邻的LED元件33或者电路基板32的布线图案。

密封树脂34与密封树脂24同样地，是环氧树脂或者硅树脂等无色且透明的树脂，一体地包覆并保护LED元件33。被密封树脂34覆盖的区域为外周发光单元3的发光区域。密封树脂34与电路基板32的形状相匹配地进行塑模成型，通过树脂框35固定于电路基板32之上。另外，在密封树脂34中也分散混入荧光体。

树脂框35是与密封树脂34的形状相匹配且由例如白色的树脂构成的框体，将密封树脂34固定于电路基板32之上。树脂框35与树脂框25同样地，使从LED元件33向侧面射出了的光向发光装置1的上方反射。此外，如图1A和图1B所示，在发光装置1的外周发光单元3中，密封树脂34的外周全部被树脂框35包围。

在发光装置1中，如图1A所示，中心发光单元2的密封树脂24具有圆板形状，中心发光单元2与多个外周发光单元3完全填埋的区域的密封树脂24、34也在整体上具有圆板形状。这是由于，如果考虑将发光装置使用于实际的照明器具等中，则发光区域的形状优选是圆形。例如，以圆形的发光区域作为前提来制作照明器具的反射部的情况较多，所以发光区域的形状尽量接近于圆形，这样能够提高反射部处的反射效率。但是，中心发光单元2的树脂区域和作为发光装置1整体的树脂区域可以是六边形、八边形等接近于圆的多边形，可以不一定是完全的圆形。

另外，在发光装置1中，如图1A和图1B所示，1个外周发光单元3的树脂区域比中心发光单元2的树脂区域小。这是由于，在照明用途中，需要使作为光轴的中心部分明亮，所以优选在能够保证品质的范围内尽量大地制造中心发光单元2。如果将中心发光单元2的面积在能够保证品质的范围内设为最大，则各个外周发光单元3的面积为中心发光单元2的面积以下。因此，各个外周发光单元3的密封树脂34优选具有中心发光单元2的密封树脂24以下的面积。

另外，在发光装置1中，在多个外周发光单元3中，也可以包括发光颜色不同的发光单元。例如，在1个发光装置中，也可以包括发光颜色的色温为4000K的外周发光单元3和发光颜色的色温为5000K的外周发光单元3等配色不同的发光单元。因此，例如，改变混入到外周发光单元3的密封树脂34中的荧光体的种类、配合(组合)或者针对每个外周发光单元3改变发出蓝色光的蓝色LED元件与发出绿色光的绿色LED元件的个数的比率即可。在该情况下，如果将例如发光颜色不同的多个外周发光单元3并联连接到外部电源，并针对每种颜色区分外周发光单元3的电源系统，则能够使全部的颜色的外周发光单元3发光并使它们的光进行颜色混合，或者仅使某种颜色的外周发光单元3发光。这样，在发光装置1中，能够根据用途而自由调整作为整体的配色、光量，提高彩色再现性。

图3A～图3C分别是发光装置1A的俯视图、分解图和IIIC－IIIC线剖面图。发光装置1A具有中心发光单元2A、配置于其周围的多个外周发光单元3A以及散热基板4。发光装置1A的结构除了外周发光单元3A的树脂框35A的形状之外，与图1A～图1C所示的发光装置1的结构相同。因此，针对对应的结构要素使用同一符号，省略重复的说明。

如图3A和图3B所示，在发光装置1A中，各外周发光单元3A的树脂框35A未设置于在将中心发光单元2A与多个外周发光单元3A连起来时面向相邻的外周发光单元3A的侧端部351。由此，在发光装置1A中，与发光装置1相比，被密封树脂34覆盖的区域变宽了侧端部351的量，所以发光区域的面积变大。另外，在发光装置1A中，在相邻的外周发光单元3A之间没有树脂框35A，所以与发光装置1相比，来自多个外周发光单元3A的发光颜色容易进行颜色混合。由于能够根据有没有树脂框而改变颜色的混合程度，所以在发光装置1A中，通过适当调整各外周发光单元3A的发光颜色，能够进一步提高彩色再现性。

图4A～图4C分别是发光装置1B的俯视图、分解图和IVC－IVC线剖面图。发光装置1B具有中心发光单元2B、配置于其周围的多个外周发光单元3B以及散热基板4。关于发光装置1B的结构，在中心发光单元2B处没有散热基板，外周发光单元3B在其底部具有散热基板31B，并且外周发光单元3B的树脂框35B的形状不同，除此之外，与图1A～图1C所示的发光装置1的结构相同。因此，针对对应的结构要素使用同一符号，省略重复的说明。

如图4A和图4B所示，在发光装置1B中，各外周发光单元3B的树脂框35B不仅在面向相邻的外周发光单元3B的侧端部没有设置，在面向中心发光单元2B的内周侧端部352也没有设置。由此，在发光装置1B中，与发光装置1A相比，发光区域的面积进一步变大了内周侧端部352的量，并且来自中心发光单元2B和多个外周发光单元3B的发光颜色更加容易进行颜色混合。

另外，如图4C所示，在发光装置1B中，与发光装置1、1A相反，电路基板32处于比电路基板22高出外周发光单元3B的散热基板31B的厚度的量的位置。在发光装置1B中，在外周发光单元3B的内周侧端部352处没有树脂框35B，所以如果使中心发光单元2B的高度变低，则来自各外周发光单元3B的光还朝向中心发光单元2B而在横向上射出。因此，在这一点上，在发光装置1B中，与发光装置1A相比来自各发光单元的发光颜色也更加容易进行颜色混合。

也可以如发光装置1、1A、1B那样，将中心发光单元2、2A、2B的LED元件23和多个外周发光单元3、3A、3B的LED元件33以相对不同的高度安装到电路基板22、32之上。或者也可以以相同高度安装全部的LED元件23、33。另外，根据用途，也可以使得在四方有树脂框的外周发光单元3、在侧端部351没有树脂框的外周发光单元3A以及进一步地在内周侧端部352也没有树脂框的外周发光单元3B中的两方或者全部混合存在于1个发光装置中。或者关于中心发光单元2、2A、2B，也可以去除树脂框25或者仅在密封树脂24的外周的一部分设置树脂框25。能够根据中心发光单元和外周发光单元的高度以及有没有树脂框，适当改变发光颜色的混合程度。

图5A～图5D分别是发光装置1C～1F的剖面图。在这些图中，与图1C等同样地，示出通过各发光装置的中心的纵剖面。发光装置1C～1F也具有与已经说明的发光装置1、1A、1B同样的结构，所以省略重复的说明。

图5A所示的发光装置1C是与发光装置1、1A同样的发光装置，但在发光装置1C中，中心发光单元2C的电路基板22C和各外周发光单元3C的电路基板32C分别具有通孔222、323，LED元件直接安装于散热基板21C、4之上。另外，图5B所示的发光装置1D是与发光装置1B同样的发光装置，但在发光装置1D中，中心发光单元2D的电路基板22D和各外周发光单元3D的电路基板32D分别具有通孔222、323，LED元件直接安装于散热基板4、31D之上。也可以这样将各LED元件直接安装于金属制的散热基板，进一步地提高散热性。

图5C所示的发光装置1E是与发光装置1、1A同样的发光装置，但在发光装置1E中，仅中心发光单元2E的电路基板22E具有通孔222，中心发光单元2E的LED元件直接安装于散热基板21E之上。另外，图5D所示的发光装置1F是与发光装置1B同样的发光装置，但在发光装置1F中，仅各外周发光单元3F的电路基板32F具有通孔323，外周发光单元3F的LED元件直接安装于散热基板31F之上。也可以这样使在电路基板开凿有通孔的发光单元和未开凿有通孔的发光单元混合存在。在该情况下，根据散热性的观点，优选将发热量较多的LED元件配置于有通孔的发光单元，将发热量较少的LED元件配置于没有通孔的发光单元。此外，在多个外周发光单元中，也可以使得在电路基板开凿有通孔的发光单元和未开凿有通孔的发光单元混合存在。

在以上说明的发光装置中，通过配置于装置的中心的中心发光单元以及以包围中心发光单元的方式沿着其外形配置的多个外周发光单元，形成1个大的大致圆形(圆板形状)的发光区域。即，在这些发光装置中，通过将能够相互连结的多个发光单元相连，能够不使成品率恶化地使发光区域大型化、并使中心部分的光量增多。

只要是这样的发光装置，则通过改变组合的外周发光单元的个数、形状、连结方法等，作为发光装置，能够做成各种模块结构。特别是，各个发光单元构成为1个封装体，所以能够将它们并联或者串联地自由组合来构成整体的电路。此时，如果使串联连接的发光单元的个数增加，则能够抑制由于各发光单元中包括的LED元件的正向电压(forward voltage，VF)的偏差所引起的发光强度的偏差。

另外，在上述发光装置中，能够针对每个发光单元改变发光颜色，所以还能够提高彩色再现性。由于将面积较小的多个发光区域组合，所以能够抑制在使1个发光区域大型化了时可能发生的发光颜色的偏差，能够减轻色度不良。另外，树脂区域的面积越大，则越容易产生缩痕，但在上述发光装置中，由于将面积小的多个发光区域组合，所以能够抑制各发光单元中的密封树脂的上表面缩痕的产生。

另外，在作为电路基板而使用陶瓷基板的情况下，如果使其面积增大，则由于LED元件的发热而电路基板容易产生裂缝。然而，在上述发光装置中，各个发光单元的面积较小，所以即使在使用陶瓷基板的情况下，也存在电路基板不易产生裂缝这样的优点。

另外，在上述的例子中，全部是以一重包围中心发光单元的周围的方式配置外周发光单元，但也能够在中心发光单元的周围两重、三重地配置外周发光单元，形成更加大的发光区域。