发光装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种提高了均匀性的发光装置。根据实施方式，发光装置包括：安装区域、多个半导体发光元件、波长转换层。所述安装区域包括中央部和所述中央部的外侧的外侧部。所述多个半导体发光元件设置在所述安装区域上。所述波长转换层覆盖所述多个半导体发光元件且转换从所述多个半导体发光元件放射出的光的波长。所述多个半导体发光元件中的相邻的两个所述半导体发光元件之间的第1区域中的所述波长转换层的上表面和所述安装区域之间的第1距离在所述外侧部比所述中央部长。
【专利说明】发光装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种发光装置。
【背景技术】
[0002]例如，有一种发光装置将放射蓝色光的半导体发光元件和转换光的波长的荧光体组合而放射白色光。在该种发光装置中，希望提高发光的均匀性。
[0003]专利文献1:日本特开2012-84733号公报
【发明内容】
[0004]本实用新型的实施方式提供一种提高了均匀性的发光装置。
[0005]根据本实用新型的实施方式，发光装置包括:安装区域、多个半导体发光元件、波长转换层。所述安装区域包括中央部和所述中央部的外侧的外侧部。所述多个半导体发光元件设置在所述安装区域上。所述波长转换层覆盖所述多个半导体发光元件且转换从所述多个半导体发光元件放射出的光的波长。在所述多个半导体发光元件中的相邻的两个所述半导体发光元件之间的第I区域中，所述波长转换层的上表面和所述安装区域之间的第I距离在所述外侧部比所述中央部长。
[0006]根据本实用新型的实施方式，能够提供提高了均匀性的发光装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1 (a)?图1 (C)是例示第I实施方式所涉及的发光装置及照明装置的示意图。
[0008]图2是例示第I实施方式所涉及的发光装置的示意剖视图。
[0009]图3是例示第2实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0010]图4是例示第2实施方式所涉及的另一发光装置的示意图。
[0011]图5(a)?图5(c)是例示第2实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0012]图6是例示第3实施方式所涉及的发光装置的示意俯视图。
[0013]图7(a)及图7(b)是例示第4实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0014]图8是例示第5实施方式所涉及的发光装置的示意俯视图。
[0015]图9(a)及图9(b)是例示第5实施方式所涉及的发光装置的示意俯视图。
[0016]图10(a)?图10(d)是例示第6实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0017]图中:10_基板，1a-第I主面，1b-第2主面，1r-外缘，1ue-上表面，11-第I金属层，Ila-第I安装部分，Ilb-第2安装部分，Ilc-第3安装部分，Ilp-安装图案，Ilpa-第I安装图案，Ilpb-第2安装图案，12-第2金属层，12i?121-第I边?第4边，13-第3金属层，131a-第I电路图案，131b_第2电路图案，14-第4金属层，14a-中央部安装图案，14at、14bt-厚度，14b-外侧部安装图案，15-安装基板部，16-安装区域，16c-中央部，16e-外侧部，17-周围区域，18-第5金属层，18a-中央部安装图案，18af、18bf-部分，18b-外侧部安装图案，20-半导体发光元件，20a-第I半导体发光元件，20b-第2半导体发光元件，20c?20s、20pa?20pd、20qa?20qd_元件，20ca、20da、20ea_光功率的平均值，20cd、20dd_ 距离，20cg、20dg、20eg-兀件组，20cp、20dp、20ep、20fp、20gp-光功率，20ct、20dt、20et、20ft、20gt-温度，20cv、20dv、20ev_ 光通量的平均值，201m、20no_ 距离，21-第I半导体层，21a-第I半导体部分，21b-第2半导体部分，21e-第I接合金属部件，22-第2半导体层，22e-第2接合金属部件,23-发光层,31-波长转换层,31u_波长转换层上表面，32-反射层，35-发光元件部，40-发光部，44-连接部，45-第I连接器，45e-第I连接器用电极部，46-第2连接器，46e-第2连接器用电极部，51-金属板，52-接合层，53-润滑脂层，55a?55d-第I边?第4边，71-基体部件，110-发光装置，I1a?I1g-发光装置，210-照明装置，Ih, I1-电流，L1-第I距离，L2-第2距离，Lie、Lie、L2c、L2e_距离，Lf-光通量，Po-光功率，Rl-第I区域，R2-第2区域，T-温度，ds-距离。
【具体实施方式】
[0018]以下，参照附图，对本实用新型的各实施方式进行说明。
[0019]另外，附图为示意性的或者概念性的，各部分的厚度和宽度的关系、各部分之间的大小比例等并未限定成与实际相同。并且，即使表示相同部分，根据附图有时也会以相互不同的尺寸或比例来表现。
[0020]另外，在本申请说明书和附图中，对与已通过附图叙述的要素相同的要素标注相同的符号并适当省略详细的说明。
[0021](第I实施方式)
[0022]图1 (a)?图1 (C)是例示第I实施方式所涉及的发光装置及照明装置的示意图。
[0023]图1 (a)是俯视图。图1 (b)是例示图1 (a)中的A1-A2剖切面的一部分的剖视图。
[0024]如图1(a)及图1(b)所示,本实施方式所涉及的发光装置110包括:基体部件71、润滑脂层53、金属板51、接合层52、安装基板部15、多个半导体发光元件20。发光装置110例如使用于照明装置210。
[0025]将从基体部件71朝向安装基板部15的方向称为层叠方向(Z轴方向)。与Z轴方向垂直的一个方向称为X轴方向。与Z轴方向和X轴方向垂直的方向称为Y轴方向。
[0026]在基体部件71上依次配置有润滑脂层53、金属板51、接合层52、安装基板部15、多个半导体发光兀件20。
[0027]S卩，多个半导体发光元件20与基体部件71在Z轴方向上分开。安装基板部15包括基板10。基板10具有上表面10ue。基板10例如使用由陶瓷，或陶瓷和树脂的复合陶瓷等形成的部件。作为陶瓷例如使用氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)、块滑石(Mg0.S12)、硅酸锆(ZrS14)或氮化硅(Si3N4)等。基板10设置在基体部件71和多个半导体发光元件之间。金属板51设置在基体部件71和安装基板部15之间。
[0028]如图1 (b)的例子所述，接合层52设置在安装基板部15和金属板51之间。接合层52将安装基板部15和金属板51接合。
[0029]润滑脂层53设置在基体部件71和金属板51之间。润滑脂层53将金属板51的热传递到基体部件71。
[0030]以下，对图1(a)及图1(b)所示的发光装置110(及照明装置210)的例子进行说明。
[0031]在发光装置110中设置有发光部40。在金属板51之上设置有发光部40。在金属板51和发光部40之间设置有接合层52。
[0032]在本申请说明书中，设置在上部的状态除了直接设置在上部的状态之外，还包括其间插入有其他元素的状态。
[0033]从金属板51朝向发光部40的方向与层叠方向相对应,在本申请说明书中,层叠状态除了直接接触而重叠的状态之外，还包括在中间插入有其他元素而重叠的状态。
[0034]金属板51例如为板状。金属板51的主面例如实质上与X-Y平面平行。金属板51的平面形状例如为矩形。金属板51例如具有第I边55a?第4边55d。第2边55b与第I边55a分开。第3边55c连接第I边55a的一端和第2边55b的一端。第4边55d与第3边55c分开，且连接第I边55a的另一端和第2边55b的另一端。金属板51的平面形状的角部也可以为曲线状。金属板51的平面形状也可以不是矩形，可以是任意形状。
[0035]金属板51例如使用由铜或铝等金属材料，或金属和陶瓷的复合材料等制成的基板。为了防止部件氧化或提高焊接沾附性，在金属板51的表面可以形成镀镍层等其他金属层。
[0036]发光部40放射光。与此同时，发光部40产生热。接合层52将发光部40所产生的热有效地传递到金属板51。接合层52例如使用焊锡等。即，接合层52包括焊锡。例如，接合层52可以使用以锡为主并且包含金、银、铜、铋、镍、铟、锌、锑、锗及硅中的至少一种以上的焊锡。例如，使用SnAgCu合金等。
[0037]发光部40包括安装基板部15和发光元件部35。
[0038]安装基板部15包括:基板10、第I金属层11、第2金属层12。
[0039]基板10具有第I主面1a和第2主面10b。第2主面1b为与第I主面1a相反一侧的面。金属板51与基板10的第2主面对置。换言之，第2主面1b为在金属板51侧的面。即，第2主面1b为在接合层52侧的面。
[0040]在本申请说明书中，对置状态除了直接面对的状态之外，还包括其间插入有其他元素的状态。
[0041]第I主面1a包括安装区域16。例如，安装区域16与第I主面1a的外缘1r相隔一定距离。在该例子中，安装区域16设置在第I主面1a的中央部分。第I主面1a还包括周围区域17。周围区域17设置在安装区域16的周围。
[0042]基板10例如包括氧化铝。基板10例如使用以氧化铝为主要成分的陶瓷。能够获得高导热性、高绝缘性。能够获得高可靠性。
[0043]第I金属层11设置在第I主面1a上。第I金属层11包括多个安装图案lip。多个安装图案IlP设置在安装区域16。多个安装图案Ilp中的至少任意两个以上互相分开。例如，多个安装图案Ilp中的至少任意一个呈岛状。多个安装图案Ilp的两个相互独立。多个安装图案Ilp例如包括第I安装图案Ilpa及第2安装图案llpb。
[0044]多个安装图案Ilp例如分别包括第I安装部分Ila和第2安装部分lib。在该例子中，安装图案IlP还包括第3安装部分11c。第3安装部分Ilc设置在第I安装部分Ila和第2安装部分I Ib之间，且连接第I安装部分I Ia和第2安装部分I Ib。对这些安装部分的例子，在后面进行叙述。
[0045]第I金属层11还可以包括使多个安装图案Ilp彼此连接的连接部44。在该例子中，第I金属层11还包括第I连接器用电极部45e和第2连接器用电极部46e。第I连接器用电极部45e与多个安装图案Ilp的一个安装图案Ilp电连接。第2连接器用电极部46e与多个安装图案IlP中的不同于该一个安装图案的另一个安装图案IlP电连接。例如，一个安装图案IlP的一部分之上配置有半导体发光元件20。通过该半导体发光元件20，第I连接器用电极部45e与一个安装图案Ilp电连接。并且，另一个安装图案Ilp的一部分之上配置有半导体发光元件20。通过该半导体发光元件20，第2连接器用电极部46e与另一个安装图案IlP电连接。
[0046]在该例子中，发光部40还包括:设置在第I主面1a上的第I连接器45、第2连接器46。第I连接器45与第I连接器用电极部45e电连接。第2连接器46与第2连接器用电极部46e电连接。在该例子中，在第I连接器用电极部45e之上设置有第I连接器45。在第2连接器用电极部46e之上设置有第2连接器46。第I连接器45、第2连接器46之间配置有发光元件部35。通过这些连接器，向发光部40供电。
[0047]第2金属层12设置在第2主面1b上。第2金属层12与第I金属层11电绝缘。第2金属层12的至少一部分在投影于X-Y平面(与第I主面1a平行的第I平面)的状态下，与安装区域16重叠。
[0048]图1 (c)是例示发光装置110的一部分的透视俯视图。
[0049]第2金属层12与外缘1r相隔一定距离。第2金属层12的平面形状例如为矩形。第2金属层12具有第I边12i?第4边121。第2边12j与第I边12i分开。第3边12k连接第I边12i的一端和第2边12j的一端。第4边121与第3边12k分开，且连接第I边12i的另一端和第2边12j的另一端。各边的交点即角部可以是曲线状(圆形)。第2金属层12的平面形状可以不是矩形，可以是任意形状。
[0050]如此，在基板10的上表面(第I主面1a)设置有第I金属层11，在基板10的下表面(第2主面1b)设置有第2金属层12。
[0051]发光兀件部35设置在基板10的第I主面1a上。发光兀件部35包括多个半导体发光元件20和波长转换层31。
[0052]在该例子中，多个半导体发光元件20配置成阵列状。半导体发光元件20例如配置成大致圆形形状。例如，半导体发光元件20大致等间隔配置。
[0053]多个半导体发光元件20设置在第I主面1a上。多个半导体发光元件20分别放射光。半导体发光元件20例如包括氮化物半导体。半导体发光元件20例如包括InyAlzGa1TyN (O ^x^l,0^y^ l,x+y ( I)。但是，在本实施方式中，半导体发光元件20为任意。
[0054]多个半导体发光元件20例如包括第I半导体发光元件20a及第2半导体发光元件20b等。
[0055]多个半导体发光元件20分别与多个安装图案Ilp中的任意一个安装图案Ilp和多个安装图案IIp中的与上述任意一个安装图案相邻的另一个安装图案IIp电连接。
[0056]例如，第I半导体发光元件20a与多个安装图案Ilp中的第I安装图案Ilpa和第2安装图案Ilpb电连接。第2安装图案Ilpb相当于与第I安装图案Ilpa相邻的另一个安装图案lip。
[0057]例如，多个半导体发光元件20分别包括:第I导电型的第I半导体层21、第2导电型的第2半导体层22、发光层23。例如，第I导电型为η型，第2导电型为P型。第I导电型也可以是P型，第2导电型也可以是η型。
[0058]第I半导体层21包括第I部分(第I半导体部分21a)和第2部分(第2半导体部分21b)。第2半导体部分21b在与层叠方向(从金属板51朝向发光部40的Z轴方向)交叉的方向(例如，X轴方向)上与第I半导体部分21a并排。
[0059]第2半导体层22设置在第2半导体部分21b和安装基板部15之间。发光层23设置在第2半导体部分21b和第2半导体层22之间。
[0060]半导体发光元件20例如为倒装片式LED。
[0061]例如，第I半导体层21的第I半导体部分21a与安装图案Ilp的第I安装部分Ila对置。第2半导体层22与安装图案Ilp的第2安装部分Ilb对置。第I半导体层21的第I半导体部分21a与安装图案Ilp电连接。第2半导体层22与另一个安装图案Ilp电连接。该连接中例如使用电导率和导热系数高的焊锡或金隆起焊盘等。该连接例如通过金属熔融焊接来进行。或者，该连接例如通过使用金隆起焊盘的超声波热压接法来进行。
[0062]S卩，例如，发光元件部35还包括第I接合金属部件21e和第2接合金属部件22e。第I接合金属部件21e设置在第I半导体部分21a和任意一个安装图案Ilp (例如第I安装部分Ila)之间。第2接合金属部件22e设置在第2半导体层22和另一个安装图案Ilp (例如第2安装部分Ilb)之间。第I接合金属部件21e及第2接合金属部件22e的至少任意一个包括焊锡或金隆起焊盘。由此，能够加大第I接合金属部件21e及第2接合金属部件22e各自的截面积(用X-Y平面剖切时的截面积)。由此，通过第I接合金属部件21e及第2接合金属部件22e，能够将热有效地传递至安装基板部15，从而提高散热性。
[0063]例如，在半导体发光元件20和安装基板部15之间还可以设置其他金属层。由此，能够抑制第I金属层的氧化，或提高与焊锡之间的沾附性。该金属层不与半导体发光元件20及安装图案Ilp电连接。该金属层与电路无关。
[0064]波长转换层31覆盖多个半导体发光元件20的至少一部分。波长转换层31吸收从多个半导体发光元件20放射出的光(例如第I光)的至少一部分，放射第2光。第2光的波长(例如，峰值波长)与第I光的波长(例如，峰值波长)不同。波长转换层31例如包括:荧光体等多个波长转换粒子、分散有多个波长转换粒子的光透过性树脂。第I光例如包括蓝色光。第2光包括波长比第I光长的光。第2光例如包括黄色光及红色光的至少任意一个。
[0065]在该例子中，发光元件部35还包括反射层32。反射层32在X_Y平面内包围波长转换层31。反射层31例如包括:金属氧化物等多个粒子、分散有该粒子的光透过性树脂。金属氧化物等粒子具有光反射性。作为该金属氧化物等粒子例如能够使用T12和AL2O3的至少任意一个。通过设置反射层32，从半导体发光元件20放射出的光能够有效地沿与层叠方向相同的方向(例如，上方)射出。
[0066]发光部40例如为板上芯片封装(COB)式的LED模块。
[0067]在本实施方式中，从发光兀件部35 (多个半导体发光兀件20)放射出的光的发光度为101m/mm2(流明/平方毫米)以上且1001m/mm2以下。优选为201m/mm2以上。S卩，在本实施方式中，从发光元件部35放射出的光和发光面积之比(发光度)非常高。在本申请说明书中，发光面积实质上与安装区域16的面积相对应。
[0068]本实施方式所涉及的发光装置110例如应用于投光器等照明装置210。
[0069]润滑脂层53使用液态或固态的润滑油(润滑脂)。润滑脂层53例如可以使用具有绝缘性的润滑油(绝缘性润滑脂)或具有导电性的润滑油(导电性润滑脂)。绝缘性润滑脂例如包括:硅酮和分散于该硅酮的陶瓷粒子。导电性润滑脂例如包括硅酮和分散于该硅酮的金属粒子。在导电性润滑脂中例如能够获得比绝缘性润滑脂更高的导热系数。例如，发光元件部35的热通过润滑脂层53传递到基体部件71，从而进行散热。
[0070]在本实施方式所涉及的发光装置110中，例如将金属板51投影到X-Y平面时，金属板51具有安装区域16的面积的5倍以上的面积。即，在本实施方式中，与安装区域16的面积相比，金属板51的面积设定为非常大。由此，使设置于安装区域16上的发光元件部35中产生的热通过面积大的金属板51在面内方向上(X-Y面内方向)扩散。而且，在面内方向扩散的热例如朝向基体部件71传递，有效地进行散热。
[0071]图2是例示第I实施方式所涉及的发光装置的示意剖视图。
[0072]图2是发光装置110的与Y轴垂直的面上的示意剖视图。安装区域16包括中央部16c和外侧部16e。外侧部16e设置在中央部16c的外侧。
[0073]波长转换层31具有上表面(波长转换层上表面31u)。波长转换层上表面31u呈向下凹陷的凹状。即，波长转换层上表面31u的中心部分和基板10之间的距离比波长转换层上表面31u的外侧部分和基板10之间的距离短。
[0074]将在外侧部16e相邻的半导体发光元件20之间的区域上的波长转换层上表面31u到基板10的距离设为距离Lie。
[0075]将在中央部16c相邻的半导体发光元件20之间的区域上的波长转换层上表面31u到基板10的距离设为距离Lie。
[0076]将在外侧部16e的半导体发光元件20上方区域上的波长转换层上表面31u到基板10的距离设为距离L2e。
[0077]将在中央部16c的半导体发光元件20上方区域上的波长转换层上表面31u到基板10的距离设为距离L2c。
[0078]如图2的例子所示，距离Llc比距离Lle短。即，与位于安装区域16的中央部16c的半导体发光元件20相关的第I距离LI (即，距离Llc)比有关位于外侧部16e的半导体发光元件20的第I距离Ll( S卩，距离Lie)短。而且，距离L2c比距离L2e短。如此，波长转换层上表面31u呈向下凹陷的凹状。
[0079]例如，距离Llc为0.54mm以上且0.67臟以下。距离Lle为0.7臟以上且0.8臟以下。距离Llc和距离Lle之差的绝对值例如为距离Llc的0.3倍以上且0.45倍以下。
[0080]例如，距离L2c为0.6臟以上且0.7臟以下。距离L2e为0.75臟以上且0.85臟以下。距离L2c和距离L2e之差的绝对值例如为距离L2c的0.2倍以上且0.25倍以下。
[0081]发光元件部35中产生的热的一部分例如积蓄于波长转换层31。例如，热容易积蓄在中央部16c之上的区域的波长转换层31中。在本实施方式中，中央部16c之上的区域的波长转换层31的高度(距离Llc)比外侧部16e之上的区域的波长转换层31的高度(距离L2c)低。而且，距离L2c短于距离L2e。由此，能够抑制热积蓄于中央部16c之上的区域的波长转换层31。例如，中央部16c之上的区域的半导体发光元件20的温度和外侧部16e之上的区域的半导体发光元件20的温度差变小。由于温度差变小，因而能够提高在安装区域16的中心部分和外侧部分中射出的光的均匀性。根据本实施方式，提供一种提高了均匀性的发光装置。
[0082]在该例子中，多个半导体发光元件20之间的区域的波长转换层上表面31u呈凹状。即，距离Llc比距离L2c短。而且，距离Lle比距离L2e短。但是，波长转换层上表面31u的凹状的凹陷并不是必需的，也可以没有凹陷。
[0083]半导体发光元件20之上的区域的波长转换层上表面31u相比于相邻的半导体发光元件20之间的区域的波长转换层上表面31u位于上方。
[0084]例如，将多个半导体发光元件20中的相邻的两个半导体发光元件20之间的区域称作第I区域R1。将相邻的两个半导体发光元件20之上的区域称作第2区域R2。
[0085]将第I区域Rl中的波长转换层上表面31u和基板10之间的距离设为第I距离。将第2区域R2中的波长转换层上表面31u和基板10之间的距离设为第2距离。在本实施方式中，第I距离比第2距离短。
[0086]相邻的半导体发光元件20之间的第I区域Rl上的波长转换层31的高度与第I距离LI相对应。半导体发光元件20之上的第2区域上的波长转换层31的高度与第2距离L2相对应。例如，多个半导体发光元件20在X-Y面内设置为阵列状。波长转换层31的表面形状例如有时看似鳞状。
[0087]发光元件部35中产生的热的一部分例如积蓄于波长转换层31。积蓄于波长转换层31的热例如传递到半导体发光元件20，并向安装基板部15散热。例如，热积蓄于半导体发光元件20之间的区域的波长转换层31中。在本实施方式中，半导体发光元件20之间区域中的波长转换层31的高度低。由此，能够抑制热积蓄于半导体发光元件20之间，能够提高散热性。
[0088](第2实施方式)
[0089]图3是例示第2实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0090]图3中(a)是表示发光装置的特性的图表。图3中(b)是例示发光装置的示意俯视图。
[0091]如图3中(b)所示，本实施方式所涉及的发光装置IlOa中，多个半导体发光元件设置在安装区域16上。多个半导体发光元件例如包括:元件20c、元件20d、元件20e。在安装区域16的中央部16c设置有元件20c。在安装区域16的外侧部16e设置有元件20e。元件20d设置在元件20c和元件20e之间。在该例子中，元件20c、元件20d、元件20e的特性互不相同。
[0092]图3中(a)例示这些半导体发光元件的特性。横轴为温度T。纵轴为光功率Po。如图3中(a)所示，元件20c、元件20d及元件20e的光功率Po互不相同。在相同温度T下，元件20c的光功率Po比元件20e的光功率Po高。元件20d的光功率Po在元件20c的光功率Po和元件20e的光功率Po之间。
[0093]如图3中(b)所示，多个半导体发光元件发光时，多个半导体发光元件的温度互不相同。在该例子中，元件20c的温度20ct比元件20e的温度20et高。元件20d的温度20dt在温度20ct和温度20et之间。为了补偿半导体发光元件的温度分布，配置光功率Po的温度特性互不相同的半导体发光元件。
[0094]由此,如图3中(a)所示,在元件20c的光功率20cp、元件20d的光功率20dp及元件20e的光功率20ep中，均匀性得到了提高。
[0095]例如，若外侧部16e上的波长转换层31的厚度比中央部16c上的波长转换层31的厚度厚，则外侧部16e中的光的波长变得比中央部16c中的光的波长长。由此，颜色会变得不均匀。根据本实施方式所涉及的发光装置110a，设置于中央部16c的元件的光功率高于设置于外侧部16e的元件的光功率。由此，提高颜色的均匀性。
[0096]图4是例示第2实施方式所涉及的另一发光装置的示意图。
[0097]图4中(a)是表示发光装置的特性的图表。图4中(b)是例示发光装置的示意俯视图。
[0098]如图4中(b)所示，在发光装置IlOb中，多个半导体发光元件设置在安装区域16上。多个半导体发光元件包括:元件20f、元件20g。在安装区域16的中央部16c设置有元件20f。在安装区域16的外侧部16e设置有元件20g。元件20f和元件20g的大小(面积)互不相同。
[0099]图4中(a)例示这些半导体发光元件的特性。横轴为温度T。纵轴为光功率Po。
[0100]如图4中(a)所示，元件20f和元件20g的光功率互不相同。在相同温度下，元件20f的光功率Po高于元件20g的光功率Po。
[0101]如图4中(b)所示，多个半导体发光元件发光时，多个半导体发光元件的温度互不相同。元件20f的温度20ft高于元件20g的温度20gt。为了补偿半导体发光元件的温度的分布，配置面积互不相同、光功率Po的温度特性互不相同的半导体发光元件。
[0102]如图4中(a)所示，在元件20f的光功率20fp和元件20g的光功率20gp中，均匀性得到了提高。
[0103]在发光装置IlOb中，设置于中央部16c的元件的光功率高于设置于为外侧部16e的元件的光功率。由此，提高颜色的均匀性。
[0104]图5(a)?图5(c)是例示第2实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0105]图5(a)及图5(b)是表示半导体发光元件的特性的图表。图5 (C)是例示发光装置的示意俯视图。
[0106]如图5(c)所示，在发光装置IlOc中，多个半导体发光元件设置于安装区域16上。安装区域16分割成三个区域，在各个区域上设置有多个元件。元件组20cg和安装区域16的中心之间的距离小于距离20cd。元件组20dg和安装区域16的中心之间的距离为大于距离20cd且小于距离20dd。元件组20eg和安装区域16的中心之间的距离大于距离20dd。元件组20cg、元件组20dg、元件组20eg的特性互不相同。
[0107]图5 (a)例示这些元件组的特性。横轴为与安装区域16中心之间的距离ds。纵轴为光功率Po。图5(a)例示元件组的温度相同时的特性。
[0108]如图5(a)所示，当温度恒定时，元件组20cg的光功率Po的平均值20ca高于元件组20eg的光功率Po的平均值20ea。元件组20dg的光功率Po的平均值20da在元件组20cg的光功率Po的平均值20ca和元件组20eg的光功率Po的平均值20ea之间。
[0109]如图5(c)所示，在安装区域16的三个区域中，配置于特性互不相同的元件组。元件组20cg的温度高于元件组20eg的温度。元件组20dg的温度在元件组20cg的温度和元件组20eg的温度之间。
[0110]图5(b)例示半导体发光元件发光时的特性。横轴为与安装区域16的中心之间的距离ds。图5(b)的纵轴为光通量Lf。如图5(b)所示，在元件组20cg的光通量的平均值20cv、元件组20dg的光通量的平均值20dv及元件组20eg的光通量的平均值20ev中，均匀性得到了提高。
[0111]在发光装置IlOc中，设置于中央部16c的兀件的光功率也大于设置于外侧部16e的元件的光功率。由此，提高颜色的均匀性。而且，通过将半导体发光元件按照其特性配置于多个区域，能够使制造变得容易。
[0112]在本实施方式所涉及的发光装置中，随着与设置有LED芯片的安装区域的中心之间的距离变远，同心圆上的芯片在相同测定条件下的光功率Po相同或变低。在配线基板上搭载芯片并且用包含转换光的波长的荧光体的透明树脂进行密封而形成的发光部中，随着从发光部的中心朝向外周部的距离变远，芯片的光功率Po变低。在中央部发光的芯片的因热而下降的光功率Po和位于中心部的外周且以低温发光的芯片的光功率Po成为相同。根据所形成的发光面的位置不同而产生的亮度差变小，能够均匀地进行发光。
[0113]实施方式所涉及的发光装置中，若求出与LED芯片安装区域的中心之间的距离和相同条件下的芯片的光功率Po的关系，则存在反比例关系。例如，将以光功率Po分级的芯片安装在不同区域。能够从发光中心朝向外周方向使光功率Po的差减小。能够抑制发光面内的位置不同而引起的亮度差。
[0114](第3实施方式)
[0115]图6是例示第3实施方式所涉及的发光装置的示意俯视图。
[0116]如图6所示，在发光装置I 1d中，在安装区域16之上设置有第3金属层13 (配线层，即第I金属层11)，在第3金属层13之上设置有多个半导体发光元件。多个半导体发光元件包括元件20h和元件20i。在中央部16c设置有元件20h。在外侧部16e设置有元件20i。
[0117]第3金属层13包括:第I电路图案131a、第2电路图案131b。第2电路图案131b与第I电路图案131a独立。第I电路图案131a与中央部16c的元件20h连接。第2电路图案131b与外侧部16e的元件20i连接。
[0118]第I电路图案131a向元件20h供给电流。第2电路图案131b向元件20i供给电流。电流Ih流过元件20h。电流Ii流过元件20i。多个元件20h串联连接,通过包括多个元件20h和第I电路图案131a的第I供电路径向元件20h供给电流。例如，通过包括元件20i和第2电路图案131b的第2供电路径向元件20i供给电流。
[0119]在本实施方式中，电流Ih设定为大于电流Ii。流过设置在中央部16c的半导体发光元件的电流大于流过设置在外侧部16e的半导体发光元件的电流。由此，提高颜色的均匀性。即，若外侧部16e上的波长转换层31的厚度比中央部16c上的波长转换层31的厚度厚，则外侧部16e中的光的波长变得比中央部16c中的光的波长长。由此产生颜色的不均匀。根据本实施方式所涉及的发光装置110d，无需改变中央部16c和外侧部16e的电流，即可提高颜色的均匀性。
[0120]在本实施方式所涉及的发光装置中，分别输入于多个电路图案中的安装部件的中心部的电路图案和端部的电路图案的电流的差例如为50 %以上。
[0121](第4实施方式)
[0122]图7(a)及图7(b)是例示第4实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0123]图7 (a)是不意俯视图。图7 (b)是不意首I]视图。
[0124]如图7(a)所示，在发光装置IlOe中，在安装区域16之上设置有多个半导体发光元件。多个半导体发光元件包括元件20j和元件20k。在安装区域16的中央部16c设置有元件20 j。在安装区域16的外侧部16e设置有元件20k。
[0125]如图7(b)所示，设置有波长转换层31、反射层32、第4金属层14(配线层，即第I金属层11)。元件20 j和元件20k被波长转换层31覆盖。反射层32在X-Y平面内包围波长转换层31。第4金属层14包括多个安装图案。多个元件分别与多个安装图案的至少任意一个电连接。多个安装图案包括中央部安装图案14a和外侧部安装图案14b。
[0126]中央部安装图案14a设置在元件20j和安装区域16之间。外侧部安装图案14b设置在元件20k和安装区域16之间。外侧部安装图案14b的厚度14bt比中央部安装图案14a的厚度14at厚。
[0127]在发光装置IlOe中，通过使设置在外侧部16e的安装图案的厚度比设置在中央部16c的安装图案厚，从而例如调整波长转换层31的厚度。由此提高颜色的均匀性。
[0128]实施方式所涉及的发光装置为由LED安装基板、多个LED芯片、堤部、混合有荧光体的封固树脂形成的COB模块。将外周部的LED安装基板的配线图案的厚度设为比COB中央部厚。多个LED芯片安装在LED安装基板，以包围LED芯片安装区域的方式形成的堤部内填充有混合有荧光体的封固树脂。将混合有荧光体的封固树脂填充于堤部内而进行硬化时，使混合有荧光体的封固树脂在堤部一点一点变高。与COB中央部相比，外周部的厚度变厚。与此相对应，将外周部的LED安装基板的配线图案的厚度设为比COB中央部厚。从LED芯片放射的激励光所透过的混合有荧光体的封固树脂的厚度在发光面内变得均匀。由此，减轻颜色的不均。
[0129](第5实施方式)
[0130]图8是例示第5实施方式所涉及的发光装置的示意俯视图。
[0131]如图8所示，在本实施方式所涉及的发光装置IlOf中，多个半导体发光元件的密度在中央部16c和外侧部16e中不同。多个半导体发光元件包括:元件201、元件20m、元件20η、元件20ο。在安装区域16的中央部16c设置有元件201、元件20m。元件201和元件20m最接近。在安装区域16的外侧部16e设置有元件20η、元件20ο。元件20η和元件20ο最接近。
[0132]在该例子中，多个半导体发光元件的大小相同。在中央部16c，将元件201的中心和元件20m的中心之间的距离设为距离201m。在外侧部16e，将元件20η的中心和元件20ο的中心之间的距离设为距离20ηο。距离201m大于距离20no。
[0133]例如，在中央部16c中，将多个半导体发光元件的设置区域的面积和中央部16c的面积之比设为第I比例。在外侧部16e中，将半导体发光元件的设置区域的面积和外侧部16e的面积之比设为第2比例。第I比例低于第2比例。
[0134]中央部16c中的多个半导体发光元件的密度比外侧部16e中的多个半导体发光元件的密度低。
[0135]图9(a)及图9(b)是例示第5实施方式所涉及的发光装置的示意俯视图。
[0136]如图9(a)所示，元件20pa、元件20pb、元件20pc及元件20pd彼此之间的距离较近。此时，通过这些元件和波长转换层31的组合能够得到第I颜色。
[0137]如图9(b)所示，元件20qa、元件20qb、元件20qc及元件20qd彼此之间的距离比图9(a)的情况远。此时，通过这些元件的波长转换层31的组合能够得到第2颜色。第2颜色的波长比第I颜色长。
[0138]在本实施方式中，将中央部16c中未设置元件的区域设为大于外侧16e中未设置元件的区域。如上所述，若外侧部16e中的波长转换层31的厚度比中央部16c中的波长转换层31的厚度厚，则外侧部16e中的光的波长变得比中央部16c中的光的波长长。由此产生颜色不均。
[0139]此时，根据本实施方式所涉及的发光装置IlOf，改变中央部16c和外侧部16e中未设置元件的区域的比例。因波长转换层31的厚度差异而产生的不均匀通过未设置元件的区域的比例而得到补偿。由此，提高颜色的均匀性。
[0140]有一种照明装置，其具有用荧光体集中密封多个LED芯片而成的光源，并且具有通过改变光源和透镜之间的距离而改变光照射范围的功能。这种照明装置中，若照射面成为光源的投影图像，则能够清楚地看到LED芯片。为了避免此现象，从连接焦点的位置完全挪开透镜，或者在光源和透镜之间设置扩散面。然而，由于LED光源部的树脂层的厚度因表面张力而在壁附近变厚，因此会引起颜色不均。该颜色不均为越远离照射面的中心波长越长的环状的色斑。
[0141]在实施方式所涉及的发光装置中，LED芯片的配置间隔越靠近光源越宽。由此，能够抑制上述问题。
[0142]当照射面上能够观察到投影图像时，LED芯片的正上方成为低波长，没有LED芯片的区域看似长波长。若加宽LED芯片的配置间隔且用扩散面等进行模糊处理，则将LED芯片和其周围进行组合的区域投影的照射面的波长看似与LED芯片的配置间隔较窄时相比较长。利用该现象，能够缩小因树脂层的厚度不同而产生的颜色的不同，能够减少照射面整体的颜色不均。
[0143]实施方式所涉及的发光装置为包括LED光源和透镜的照明装置。在该LED光源中，多个LED芯片配置在同一基板上，并且设置有以包围LED芯片整体的方式制作的壁、填充于壁内部的树脂层。关于树脂层，封固有能够发出波长比LED芯片的波长长的光的荧光体。透镜配置在LED光源的上方。通过改变LED光源和透镜之间的距离，改变光的照射范围。越靠近LED光源的中心，LED芯片的配置间隔越宽。越远离中心，配置间隔越窄。能够抑制光照射面上的颜色不均。
[0144](第6实施方式)
[0145]图10(a)?图10(d)是例示第6实施方式所涉及的发光装置的示意图。
[0146]图10 (a)、图10(c)及图10(d)是不意首I]视图。图10(b)是不意俯视图。
[0147]如图10(a)所示，在本实施方式所涉及的发光装置IlOg中，在安装区域16之上设置有多个半导体发光元件。多个半导体发光元件包括元件20r和元件20s。在安装区域16的中央部16c设置有元件20r。在安装区域16的外侧部16e设置有元件20s。
[0148]第5金属层18 (配线层，即第I金属层11)包括多个安装图案。多个安装图案分别在表面形成有包含金(Au)的层。例如镀金层。多个安装图案分别设置在各个元件和安装区域16之间。多个元件分别与多个安装图案的至少任意一个电连接。多个安装图案包括中央部安装图案18a和外侧部安装图案18b。中央部安装图案18a设置在元件20r和安装区域16之间。外侧部安装图案18b设置在元件20s和安装区域16之间。
[0149]如图10(b)所示，在对安装区域16进行投影时，中央部安装图案18a具有不与半导体发光元件(元件20r)重叠的部分18af。另一方面，在对安装区域16进行投影时，外侧部安装图案18b具有不与半导体发光元件(元件20s)重叠的部分18bf。在该例子中，中央部安装图案18a的上述部分18af的面积大于外侧部安装图案18b的上述部分18bf的面积。
[0150]如图10(c)所示，中央部安装图案18a具有与元件20r重叠的部分和不重叠的部分18af。如图10(d)所示，外侧部安装图案18b具有与元件20s重叠的部分和不重叠的部分18bf。如图10(c)及图10(d)所示，部分18af的面积大于部分18bf的面积。
[0151]如上所述，若外侧部16e中的波长转换层31的厚度比中央部16c中的波长转换层31的厚度厚，则外侧部16e中的光的波长变得比中央部16c中的光的波长长。由此产生颜色不均。
[0152]此时，在本实施方式中，使安装图案中的不与元件重叠的部分的面积在中央部16c和外侧部16e不同。安装图案的表面设置有镀金层，中央安装图案18a具有不与元件20r重叠的部分18af，外侧部安装图案18b与元件20s重叠，因此，在中央部安装图案18a中，从元件20s放射出的光被镀金(Au)层反射而产生色温度较低的光。由此，波长转换层31的厚度不同而引起的颜色的不均通过安装图案中不与元件重叠的部分的面积而得到补偿。由此提高颜色的均匀性。
[0153]实施方式所涉及的发光装置为在DPC基板(氧化铝陶瓷基板)上安装倒装片式LED芯片的COB模块。例如，设置有白色堤部树脂。白色堤部树脂的外周的宽度(例如直径)例如为25mm以上。在白色堤部树脂的内部设置有含有荧光体的封固树脂。关于DPC基板，在背面也设置有电极。作为散热器使用铜、Cu-Mo、AlSiC等复合金属材料。DPC基板和散热器使用SnAg系的焊锡材料金属接合。
[0154]在实施方式所涉及的发光装置(C0B模块)中，在陶瓷基板的一个面安装有LED芯片、荧光体封固树脂、电子元件、配线部件。在该配线基板的另一个面上钎焊有金属板。设置有多个安装图案。多个安装图案中的位于外侧的安装图案的面积小于位于内侧的安装图案的面积。在内侧的芯片中受到安装图案的反射的影响，可见长度波长的反射成分变多，色温度变低。使得内侧的芯片所发出光的色温度接近外侧的芯片所发出光的色温度。
[0155]根据本实施方式，能够提供一种提高了均匀性的发光装置。
[0156]另外，在本申请说明书中，“垂直”及“平行”不仅包括严格意义上的垂直及严格意义上的平行，也允许例如制造工艺中的偏差，只要实质上垂直及实质上平行即可。
[0157]以上，参照具体例，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不只限于这些具体例。例如，关于半导体发光元件、波长转换层及基板等各元素的具体结构，只要能够从本领域技术人员熟知的范围中适当选择而能够同样实施本实用新型、获得相同的效果，均包含在本实用新型的范围。
[0158]而且，在技术上允许的范围内将各具体例的任意两个以上的元素组合，只要其包含本实用新型的宗旨，均包含在本实用新型的范围。
[0159]另外，本领域技术人员可在本实用新型的宗旨范围内想得到各种变形例及修正例，这些变形例和修正例均属于本实用新型的范围。
[0160]以上，对本实用新型的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定实用新型范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的发明及其等同的范围内。
【权利要求】
1.一种发光装置，其特征在于，具备: 包括中央部和位于所述中央部的外侧的外侧部的安装区域； 设置在所述安装区域上的多个半导体发光元件； 覆盖所述多个半导体发光元件，并且转换从所述多个半导体发光元件放射出的光的波长的波长转换层， 所述多个半导体发光元件中的相邻的两个所述半导体发光元件之间的第I区域中的所述波长转换层的上表面和所述安装区域之间的第I距离，在所述外侧部大于所述中央部。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于: 所述多个半导体发光元件中的位于所述中央部的所述半导体发光元件的光功率高于所述多个半导体发光元件中的位于所述外侧部的所述半导体反光元件的光功率。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于: 所述发光装置还具备:设置在所述安装区域，并且包括分别与所述多个半导体发光元件中的位于所述中央部的多个半导体发光元件电连接的第I电路图案、分别与所述多个半导体发光元件中的位于所述外侧部的多个半导体反光元件电连接的第2电路图案的第3金属层， 与所述第I电路图案电连接的所述多个半导体发光元件分别通过第I供电路径得到供电，该第I供电路径包括与所述第I电路图案电连接的所述多个半导体发光元件和所述第I电路图案， 与所述第2电路图案电连接的所述多个半导体发光元件分别通过第2供电路径得到供电，该第2供电路径包括与所述第2电路图案电连接的所述多个半导体发光元件和所述第2电路图案， 流过所述第I供电路径的电流大于流过所述第2供电路径的电流。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于: 所述发光装置还具备:设置于所述安装区域，且包括多个安装图案的第4金属层， 所述多个半导体发光元件分别与所述多个安装图案的至少任意一个电连接， 与所述多个半导体发光元件中的位于所述外侧部的所述半导体发光元件连接的安装图案的厚度比与所述多个半导体发光元件中的位于所述中央部的所述半导体发光元件连接的安装图案的厚度厚。
5.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于: 所述中央部中的所述多个半导体发光元件的设置区域的面积与所述中央部的面积之比低于所述外侧部中的所述多个半导体发光源元件的设置区域的面积与所述外侧部的面积之比。
6.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于: 所述发光装置还具备:包括多个安装图案的第5金属层， 所述多个安装图案在表面分别形成有包含金的层，并且设置在所述多个半导体发光元件和所述安装区域之间， 所述多个半导体发光元件分别与所述多个安装图案中的至少任意一个电连接，所述多个半导体发光元件包括位于所述中央部的中央部半导体发光元件，所述多个半导体发光元件包括位于所述外侧部的外侧部半导体发光元件， 所述多个安装图案包括中央部安装图案和外侧部安装图案， 所述中央部安装图案配置在所述中央部半导体发光元件和所述安装区域之间， 所述外侧部安装图案配置在所述外侧部半导体发光元件和所述安装区域之间， 对所述安装区域的主面进行投影时，所述中央部安装图案的不与所述中央部半导体发光元件重叠的部分的面积大于所述外侧部安装图案的不与所述外侧部半导体发光元件重叠的部分的面积。
【文档编号】F21S2/00GK204067362SQ201420551896
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】下川一生, 冈田康秀, 松本克久, 松叶庆晓, 別田惣彦 申请人:东芝照明技术株式会社