发光装置的制作方法

1.本发明涉及一种发光装置。


背景技术：

2.已知一种发光装置，其具有排列在基板的表面而模块化的多个发光元件，并安装在照明器具上而作为照明器具的光源发挥功能。包含在发光装置中的发光元件例如是被荧光体覆盖的led晶粒和将被荧光体覆盖的led晶粒封装化的led模块，主要从表面射出光。另外，作为排列有多个发光元件的发光装置，已知有在具备多个不同颜色的区域的滤色器的每个区域配置有白色led封装的发光装置。另外，作为发光元件，可以采用各种小型的发光元件，但在本公开中，将led晶粒作为发光元件的一例进行说明。
3.在日本专利特开2006-86191号公报中记载了一种发光装置，该发光装置用框状的遮光构件将发光面划分为多个区域，在所划分的区域中配置有led晶粒和具备覆盖led晶粒的荧光体层的发光元件。另外，在日本专利第6095479号公报中，记载了一种发光装置，该发光装置中，射出暖色光的芯片尺寸封装(csp)和射出冷色光的csp交错排列，在csp之间填充了白色反射树脂。另外，csp是发光元件的一例，具备覆盖led晶粒的表面及侧面的荧光树脂、和形成于底面的电极，具有与led晶粒相同程度的平面尺寸。


技术实现要素：

4.日本专利特开2006-86191号公报及日本专利第6095479号公报中记载的发光装置，在点亮状态时，距离1m左右的观察者有时会将发光元件识别为粒状。通过在发光装置和观察者之间配置扩散板，能够使从发光装置射出的光的亮度分布均匀化，防止发光元件被识别为粒状。已知从发光装置射出的光通过延长发光装置与扩散板的距离以及增大扩散板的扩散度而使亮度均匀化。
5.然而，通过延长发光装置与扩散板之间的距离，会使照明器具大型化。另外，照明器具会因增大扩散板的扩散度而降低发光效率。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够射出具有更均匀的亮度分布的光的发光装置。
6.本公开的发光装置具有：基板；多个第一发光元件，其安装在基板上，并且具有第一led晶粒，射出具有第一波长的光；以及导光层，其以覆盖多个第一发光元件的方式配置，对从多个第一led晶粒射出的光进行导光，第一发光元件的表面与导光层的表面之间的厚度t比以t1＝lg1/(2tanθc)表示的厚度t1厚，其中，lg1是多个第一led晶粒之间的间隔距离，θc是光从导光层射出到空气中时的临界角。
7.进一步地，优选地，在本公开的发光装置中，第一led晶粒的表面与导光层的表面之间的厚度t比以t2＝lg2/(2tanθc)表示的厚度t2薄，其中，lg2是隔着包括在多个第一发光元件中的一个第一发光元件配置的两个第一led晶粒之间的间隔距离。
8.进一步地，优选地，本公开的发光装置还具有多个第二发光元件，该多个第二发光元件以分别与多个第一发光元件交替配置的方式安装在基板上，并且具有第二led晶粒，射
出具有与第一波长不同的第二波长的光。
9.进一步地，优选地，本公开的发光装置还具有配置在多个第一发光元件和多个第二发光元件之间的白色树脂。
10.进一步地，优选地，在本公开的发光装置中，多个第一发光元件中的每一个还包括覆盖第一led晶粒的第一荧光体树脂，多个第二发光元件中的每一个还包括覆盖第二led晶粒的第二荧光体树脂，第一荧光体树脂和第二荧光体树脂的侧面配置成向上方向外侧打开。
11.进一步地，优选地，本公开的发光装置还包括透明树脂，该透明树脂沿着第一荧光体树脂和第二荧光体树脂的侧面配置，并且以该透明树脂的侧面向上方向外侧打开的方式配置。
12.进一步地，优选地，本公开的发光装置还包括：多个第二发光元件，其具有第二led晶粒并且射出具有与第一波长不同的第二波长的光；以及多个第三发光元件，其具有第三led晶粒并且射出具有与第一波长和第二波长不同的第三波长的光，其中，多个第一led晶粒之间的间隔距离比第二led晶粒和第三led晶粒之间的间隔距离长。
13.进一步地，优选地，本公开的发光装置还具有反射材料，该反射材料以包围多个第一发光元件的方式配置在基板上，对从第一发光元件射出的光进行反射，导光层包括荧光体层和透明层，荧光体层包含吸收从多个第一发光元件射出的光并射出具有与第一波长不同的第二波长的光的荧光体，透明层配置在荧光体层上方且不包含荧光体，隔着另一个第一发光元件与反射材料相邻配置第一led晶粒和反射材料之间的间隔距离lb1比ttanθc短。
14.进一步地，优选地，在本公开的发光装置中，在与反射材料相邻配置的第一led晶粒和反射材料之间的间隔距离lb2比ttanθc短。
15.进一步地，优选地，本公开的发光装置还包括扩散层，该扩散层以覆盖导光层的方式配置，并且使在导光层中导光的光扩散。
16.进一步地，优选地，本公开的发光装置还包括扩散层，该扩散层以覆盖导光层的方式配置，并且使在导光层中导光的光扩散。
17.进一步地，优选地，在本公开的发光装置中，导光层与扩散层一体化为框材料，所述扩散层以覆盖所述导光层的方式配置，并使在所述导光层中导光的光扩散。
18.进一步地，优选地，在本公开的发光装置中，多个第一发光元件是表面安装型的发光元件。
19.进一步地，优选地，本公开的发光装置具有控制电路，该控制电路具有安装在基板上的多个电子部件，控制所述多个第一发光元件的发光。
20.发光装置发光装置本公开的发光装置可以射出具有更均匀亮度分布的光。
附图说明
21.图1的(a)是用于说明本发明的发光装置的概要的图(其一)，图1的(b)是用于说明本发明的发光装置的概要的图(其二)。图2是第一实施方式的发光装置的立体图。图3是沿着图2所示的a-a'线的发光装置的剖面图。图4是图2所示的发光装置的特性图。
图5是图2所示的透明层的厚度的说明图(其一)。图6是图2所示的透明层的厚度的说明图(其二)。图7是第二实施方式的发光装置的俯视图。图8是图7所示的透明层的厚度的说明图(其一)。图9是图7所示的透明层的厚度的说明图(其二)。图10是第三实施方式的发光装置的俯视图。图11是第四实施方式的发光装置的俯视图。图12的(a)是沿着图11所示的c-c线的发光装置的剖面图(其一)，(b)是沿着图11所示的图11所示的c-c线的发光装置的剖面图(其二)。图13的(a)是第一变形例的发光装置的剖面图，(b)是第二变形例的发光装置的剖面图，(c)是第三变形例的发光装置的剖面图，(d)是第四变形例的发光装置的剖面图，(e)是第五变形例的发光装置的剖面图。图14的(a)是第六变形例的发光装置的剖面图，(b)是第七变形例的发光装置的剖面图，(c)是第八变形例的发光装置的剖面图，(d)是第九变形例的发光装置的剖面图，(e)是(a)中箭头d所示的部分的放大图，(f)是(b)中箭头e所示的部分的放大图，(g)是(c)中箭头f所示的部分的放大图。图15是第十变形例的发光装置的剖面图。图16是第十一变形例的发光装置的立体图。图17是第十二变形例的发光装置的立体图。
具体实施方式
22.以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。然而，应当注意的是，本公开的技术范围不限于这些实施例，而是覆盖所要求保护的本发明及其等同物。另外，在附图的说明中，对相同或对应的要素赋予相同的符号，省略重复的说明。为了便于说明，适当变更了构件的比例尺。
23.(本公开的发光装置的概要)图1的(a)是用于说明本公开的发光装置的概要的图(其一)，图1的(b)是用于说明本公开的发光装置的概要的图(其二)。图1的(a)和图1的(b)是本公开的发光装置的剖面图。
24.发光装置1具有基板10、第一发光元件11、第二发光元件12、反射材料13和导光层14。基板10由陶瓷及铝等热传导率高的构件形成，用于安装第一发光元件11及第二发光元件12。第一发光元件11和第二发光元件12是csp型发光元件，它们具有led晶粒、和含有对从led晶粒射出的光的波长进行变换而射出具有第一波长和第二波长的光的荧光体的硅树脂等密封材料。反射材料13由含有氧化钛(tio2)等白色粒子的硅树脂形成，以包围第一发光元件11和第二发光元件12的方式配置。导光层14是使从第一发光元件11和第二发光元件12射出的光透过的硅树脂，被填充在由反射材料13包围的区域中。发光装置1通过使第一发光元件11及第二发光元件12的led晶粒的表面与导光层14的表面之间的厚度t为t1以上且t2以下，从而射出具有高均匀性的亮度的光。
25.第一发光元件11的led晶粒的表面与导光层14的表面之间的厚度t的最小值t1，在
第一发光元件11的led晶粒之间的间隔距离为lg1，从导光层14向空气射出光时的临界角为θc时，表示为下式。t1＝lg1/(2tanθc) (1)此外，第一发光元件11的led晶粒的表面与导光层14的表面之间的厚度t的最大值t2，在隔着一个第一发光元件11配置的两个第一发光元件11的led晶粒之间的间隔距离为lg2时，表示为下式。t2＝lg2/(2tanθc) (2)第一发光元件11的led晶粒的表面和导光层14的表面之间的厚度t优选为1mm以上且1.5mm以下。
26.在发光装置1中，通过使第一发光元件11的led晶粒的表面和导光层14的表面之间的厚度t为t1以上，由此，从第一发光元件11射出的光在导光层14的整个表面射出。另外，发光装置1中，通过使第一发光元件11的led晶粒的表面和导光层14的表面之间的厚度t为t2以下，能够防止导光层14的厚度变厚而发光效率降低，并且能够抑制制造成本上升。第二发光元件12的led晶粒的高度与第一发光元件11的led晶粒的高度相同，并且第二发光元件12的led晶粒的配置间距与第一发光元件11的led晶粒的配置间距相同。
27.发光装置1采用csp型的发光元件，但也可以是将led晶粒安装在基板上的板上芯片(cob)型的发光装置，还可以是安装表面安装(smd)型的发光元件的发光装置。
28.发光装置2具有第一发光元件15和导光层16来代替第一发光元件11、第二发光元件12和导光层14，这与发光装置1不同。第一发光元件15是射出具有第一波长的光的led晶粒。导光层16包括荧光体层17和透明层18。荧光体层17是含有对从第一发光元件15射出的光的波长进行变换而射出具有第二波长的光的荧光体的硅树脂。透明层18是使从包含在第一发光元件15和荧光体层17中的荧光体射出的光透过的硅树脂。发光装置2通过使第一发光元件15的表面和导光层16的表面之间的厚度t为t3以上且t4以下，来抑制黄环的产生。
29.第一发光元件15的表面和导光层16的表面之间的厚度t的最小值t3，在与反射材料13相邻配置的第一发光元件15和反射材料13之间的间隔距离为lb1时，表示为下式。t3＝lb1/tanθc (3)即，与反射材料13相邻配置的第一发光元件15和反射材料13之间的间隔距离lb1比ttanθc长。另外，第一发光元件15的表面和导光层16的表面之间的厚度t的最大值t4，在第一发光元件15中隔着另一个第一发光元件15相邻配置的第一发光元件15和反射材料13之间的间隔距离为lb2时，表示为下式。t4＝lb2/tanθc (4)即，隔着另一个第一发光元件15与反射材料13相邻配置的第一发光元件15与反射材料13之间的间隔距离lb2比ttanθc短。
30.发光装置2中，通过使第一发光元件15的表面和导光层16的表面之间的厚度t为t3以上，由此，从与反射材料13相邻配置的第一发光元件15射出的光向与反射材料13内接的导光层16的表面的外缘射出。发光装置2中，从第一发光元件15射出的光向与反射材料13内接的导光层14的表面的外缘射出，由此，仅从荧光体层17中含有的荧光体射出的光向导光层16的表面的外缘射出，不会产生黄环。另外，发光装置2中，通过将第一发光元件15的表面和导光层16的表面之间的厚度t设为t4以下，能够防止导光层16的厚度变厚而发光效率降
低，并且能够抑制制造成本上升。
31.(第一实施方式的发光装置的结构和功能)图2是第一实施方式的发光装置的立体图，图3是沿图2的a-a'线的剖面图。发光装置3具有基板20、安装在基板20的表面上的八个第一发光元件21和第二发光元件22、以及配置在第一发光元件21和第二发光元件22的上部的片状的导光层23。更优选地，片状的导光层23的上表面是平坦的。发光装置3的制造方法是公知的，因此省略详细说明。
32.基板20是陶瓷等反射率和热传导性高的绝缘基板，在一对角部形成电源电极20a，在另一对角部形成螺钉固定用的切口20b。第一发光元件21和第二发光元件22在基板20的表面上排列成4
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4的矩阵状。另外，第一发光元件21及第二发光元件22排列成方格花纹状。导光层23由硅树脂形成，并配置成覆盖第一发光元件21和第二发光元件22。导光层23不含有也称为填料的扩散材料。另外，在图2中，省略了连接电源电极20a与第一发光元件21和第二发光元件22之间、以及第一发光元件21和第二发光元件22之间的布线。
33.第一发光元件21和第二发光元件22具有1.7mm
×
1.7mm的矩形的平面形状，包括led晶粒24、荧光树脂25和反射框26。第一发光元件21所包含的led晶粒24和荧光树脂25也被称为第一led晶粒和第一荧光树脂，第二发光元件22所包含的led晶粒24和荧光树脂25也被称为第二led晶粒和第二荧光树脂。led晶粒24具有1.0mm
×
1.0mm的矩形的平面形状，是蓝色二极管，具有配置在上方的蓝宝石基板、形成在蓝宝石基板的下方的发光层、和配置在底面的阳极电极和阴极电极。从led晶粒24射出的蓝色光的主波长在445nm和495nm之间的范围内，在一例中为450nm。荧光树脂25是含有yag等荧光体的硅树脂，覆盖led晶粒24的表面及侧面，对led晶粒24的发光的一部分进行波长变换。反射框26是含有氧化钛等反射性微粒的硅树脂，包围荧光树脂25，使从led晶粒24射出的光朝向上方。第一发光元件21和第二发光元件22的荧光树脂25中含有的荧光体的含有率不同，射出具有第一波长的光和具有与第一波长不同的第二波长的光。从第一发光元件21射出的具有第一波长的光是例如色温为5000k的冷色光，从第二发光元件22射出的具有第二波长的光是例如色温为2700k的暖色光。
34.第一发光元件21和第二发光元件22倒装芯片安装在基板20的表面上。导光层23通过粘接材料粘接在第一发光元件21和第二发光元件22的表面上。
35.图4是表示发光装置3的正面亮度与导光层23的厚度的关系的特性图。沿图2所示的a-a'线测量发光装置3的正面亮度，并将从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光的亮度调整为相同。
36.图4的纵轴表示正面亮度的峰值和底部的变动幅度，横轴表示导光层23的厚度(mm)。从发光装置3射出的光的正面亮度在第一发光元件21和第二发光元件22的正上方为最大，在第一发光元件21和第二发光元件22之间的中间点上为最小。在图4中，曲线w401表示正面亮度的峰值(最大值)与底值(最小值)之差即变动幅度。曲线w401所示的正面亮度的变动幅度将在导光层23的厚度为零时、即没有配置导光层23时的值设为100％而被归一化。
37.从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光的正面亮度的变动幅度随着导光层23变厚而降低，若导光层23的厚度超过1mm，则变化变小。
38.图5是第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度的下限值的一例的说明图，是沿着图2所示的a-a'线的发光装置3的剖面图。图5
以夸大的方式示出了第一发光元件21和第二发光元件22之间的距离。在图5中，导光层23的表面的位置表示为第一位置23a、第二位置23b和第三位置23c。第一位置23a是下限值时的导光层23的表面的位置，第二位置23b是比下限值长时的导光层23的表面的位置，第三位置23c是比下限值短时的导光层23的表面的位置。
39.第一发光元件21的led晶粒24和相邻的第二发光元件22的led晶粒24之间的距离是lg1，相邻的第一发光元件21的led晶粒24之间的距离是lg2，并且隔着第一发光元件21和第二发光元件22隔开配置的第一发光元件21的led晶粒24和第二发光元件22的led晶粒24之间的距离是lg3。光线p1从第一发光元件21的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。光线p2从第二发光元件22的与第一发光元件21相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。
40.第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与位于第一位置23a的导光层23的表面之间的厚度由t1表示。第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t1，根据从导光层23向空气中射出光时的临界角θc及第一发光元件21与第二发光元件22之间的距离lg1，表示为下式。t1＝lg1/(2tanθc)
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(1)
41.在第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为t1时，在第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24之间的中线与导光层23的表面交叉的交叉部27中，光线p1和光线p2交叉。
42.在导光层23的表面的位置为第二位置23b、第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度比t1厚时，不产生暗线。当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度大于t1时，在交叉部27中，光从导光层23的表面射出到外部。另一方面，当导光层23的表面的位置是第三位置23c、第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度比t1薄时，产生带状的暗部。当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度小于t1时，在交叉部27附近，光不从导光层23的表面射出到外部。
43.当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为t1以上时，光从导光层23的整个表面射出，从发光装置3射出的光亮度的均匀化提高。在第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为t1以上时，会射出亮度均匀性高的光，所以通过与扩散度低的扩散板组合，从搭载有发光装置3的照明器具射出的光的亮度进一步均匀化。
44.图6是第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t的最佳值和上限值的说明图，是沿着图2所示的a-a'线的发光装置3的剖面图。
45.光线p1从第一发光元件21的led晶粒24的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。光线p3从隔着第二发光元件22与射出光线p1的第一发光元件21的led晶粒24相邻的第一发光元件21的led晶粒24的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。当导光层23的表面的位置为第四位置23d、第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为t2时，光线p1和光线p3在导光层23的表面的交叉部28交叉。
46.第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的
厚度t2，根据光从导光层23射出到空气时的临界角θc和隔着第二发光元件22相邻的第一发光元件21的led晶粒24之间的间隔距离lg2，表示为下式。t2＝lg2/(2tanθc)
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(2)在发光装置3中，从第二发光元件22向正上射出的光在导光层23的表面的交叉部28附近从导光层23的表面射出到外部。发光装置3从导光层23的整个表面均匀地向外部射出光线。
47.由硅树脂形成的导光层23的折射率为1.4，临界角θc为约45
°
。另外，第一发光元件21的led晶粒24与第二发光元件22的led晶粒24的距离lg1为0.3mm，第一发光元件21的led晶粒24与第一发光元件21的led晶粒24之间的距离lg2为2.3mm。临界角θc为45
°
，距离lg1为0.3mm，距离lg2为2.3mm时，由式(1)算出的t1为0.15mm。另外，由式(2)算出的t2为1.15mm。在曲线w401中，当导光层23的厚度t超过1mm时，变化量、即衰减量变小而饱和。对于与曲线w401对应的正面亮度的变动幅度，第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t以t2的约80％的值饱和。
48.当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为0.15mm，即t1时，曲线w401的值为约95％。当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为1.15mm，即t2时，曲线w401的值约为75％。
49.在发光装置3中，当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t为t1以上时，射出的光的亮度的均匀性提高。然而，当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t在t1附近时，为了进一步提高射出光的亮度均匀性，优选在导光层23的上方具备扩散层。
50.另外，如果导光层23的厚度t变厚，则发光效率降低，并且操作性降低。另一方面，当第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t为1.0mm以上时，正面亮度的变动幅度饱和。第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度的上限可以是t2'＝lg3/(2tanθc)。在发光装置3中，第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度优选为t1以上且t2'以下。具体而言，第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t优选为1.0mm以上且1.5mm以下。
51.为了抑制发光效率的降低，优选导光层23较薄，因此，第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t的最佳值为t2。在第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为0.5mm时，即从0.5t2附近开始正面亮度的变动幅度变小，因此厚度t更优选为0.5t2以上且t2'以下。
52.已经参考图4-6描述了亮度均匀性的提高。但是，发光装置3通过调整从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光的相对强度，能够射出具有从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光的中间颜色的光。希望提高从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光在导光层23的表面上的分布即混色性。
53.(第二实施方式的发光装置的结构和功能)图7是第二实施方式的发光装置的俯视图。
54.发光装置4的安装的第一发光元件21和第二发光元件22的数量与发光装置3不同。
安装的第一发光元件21和第二发光元件22的数量以外的发光装置4的结构和功能与发光装置3的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
55.第一发光元件21和第二发光元件22在基板20的表面上排列成7
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7的矩阵状。另外，第一发光元件21及第二发光元件22在基板20的表面排列成方格花纹状。
56.图8是第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t的下限值的说明图，是沿着图7的b-b'线的发光装置4的剖面图。
57.隔着一个第二发光元件22而相邻的第一发光元件21的led晶粒24之间的距离为lg1，隔着一个第一发光元件21和两个第二发光元件22而配置的两个第一发光元件21的led晶粒24之间的距离为lg2。另外，隔着两个第一发光元件21以及三个第二发光元件22配置的第一发光元件21的led晶粒24之间的距离为lg3。光线p1从第一发光元件21的led晶粒24的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。光线p2从隔着一个第二发光元件22与射出光线p1的第一发光元件21相邻的第一发光元件21的led晶粒24的射出光线p1的第一发光元件21侧的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。
58.第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与处于第一位置23a的导光层23的表面之间的厚度由t1表示。第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t1，与从导光层23向空气中射出光时的临界角θc、以及隔着一个第二发光元件22相邻的第一发光元件21的led晶粒24之间的距离lg1具有式(1)所示的关系。
59.在导光层23的表面的位置为第二位置23b、第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为t1以上时，从第一发光元件21及第二发光元件22射出的光在导光层23的表面的整个面上混色。在导光层23的表面的位置为第三位置23c、第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度比t1薄时，在交叉部27的附近，从第一发光元件21及第二发光元件22射出的光不会混色。
60.图9是第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t的最佳值和上限值的说明图，是沿着图7所示的b-b'线的发光装置4的剖面图。
61.光线p1从第一发光元件21的led晶粒24的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。光线p3从隔着一个第一发光元件21和两个第二发光元件22与射出光线p1的第一发光元件21相邻的第一发光元件21的led晶粒24的射出光线p1的第一发光元件21侧的与第二发光元件22相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。当导光层23的表面的位置为第四位置23d、第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度为t2时，光线p1和光线p3在导光层23的表面的交叉部28交叉。
62.第一发光元件21和第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t2，与光从导光层23射出到空气时的临界角θc、以及隔着一个第一发光元件21和两个第二发光元件22彼此相邻的第一发光元件21的led晶粒24之间的间隔距离lg2具有式(2)表示的关系。为了抑制发光效率的降低，优选导光层23较薄，因此，第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t的最佳值为t2。
63.发光装置4通过使第一发光元件21及第二发光元件22的led晶粒24的表面与导光
层23的表面之间的厚度为t1以上且t2以下，能够提高从第一发光元件21及第二发光元件22射出的光的混色性。
64.(第三实施方式的发光装置的结构和功能)图10是第三实施方式的发光装置的俯视图。发光装置5与发光装置3的不同之处在于，发光装置5具有三角形配置的、分别射出具有与rgb颜色对应的波长的光的第一发光元件31、第二发光元件32以及第三发光元件33，来代替第一发光元件21以及第二发光元件22。除第一发光元件31、第二发光元件32和第三发光元件33以外的发光装置5的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置3的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
65.第一发光元件31由蓝色led晶粒24、以及含有casn等射出红色光的荧光体且覆盖蓝色led晶粒的硅树脂形成，射出红色光。从第一发光元件31射出的红色光的主波长在600nm和680m之间的范围内，在一例中为660nm。第二发光元件32由蓝色led晶粒24、以及含有yag等射出绿色光的荧光体且覆盖蓝色led晶粒24的硅树脂形成，射出绿色光。从第二发光元件32射出的绿色光的主波长在500nm和570m之间的范围内，在一例中为550nm。第三发光元件33由蓝色led晶粒24形成，并射出蓝色光。从第三发光元件33射出的蓝色光的主波长在445nm和495nm之间的范围内，在一例中为450nm。另外，第一发光元件31所包含的led晶粒24也被称为第一led晶粒，第二发光元件32所包含的led晶粒24也被称为第二led晶粒，第三发光元件33所包含的led晶粒24也被称为第三led晶粒。
66.相邻配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离为lg1，隔着一个第一发光元件31配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离为lg2。第一发光元件31、第二发光元件32和第三发光元件33的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的厚度t是根据相邻配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离lg1而通过式(1)算出的t1以上。另外，是根据隔着第一发光元件31、第二发光元件32以及第三发光元件33的led晶粒24的表面与导光层23的表面之间的一个第一发光元件31而配置的两个第一发光元件31之间的距离lg2而通过式(2)算出的t2以下。另外，厚度t也可以是根据在相邻配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离最短的方向上相邻配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离通过式(1)算出的t1以上的值。另外，厚度t也可以是根据在相邻配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离最长的方向上相邻配置的第一发光元件31的led晶粒24之间的距离而通过式(2)算出的t2以下的值。
67.另外，厚度t也可以是根据在相邻配置的第一发光元件31、第二发光元件32以及第三发光元件33的led晶粒24之间的距离最长的方向上相邻配置的第二发光元件32以及第三发光元件33的led晶粒24各自之间的距离而通过式(1)算出的t1以上的值。另外，厚度t也可以是根据在相邻配置的第一发光元件31、第二发光元件32以及第三发光元件33的led晶粒24之间的距离最短的方向上相邻配置的第二发光元件32以及第三发光元件33的led晶粒24各自之间的距离而通过式(2)算出的t2以下的值。另外，发光装置5也可以还具有扩散层，该扩散层以覆盖导光层23的方式配置，将在导光层23中导光的光扩散。
68.(第四实施方式的发光装置的结构和功能)图11是第四实施方式的发光装置的俯视图，图12的(a)是沿着图11所示的c-c线的发光装置的剖面图(其一)，图12的(b)是沿着图11所示的图11所示的c-c线的发光装置的剖
面图(其二)。发光装置6具有基板40、第一发光元件41、反射材料42、导光层43和扩散层44。基板40具有与基板20相同的结构和功能。第一发光元件41由蓝色led晶粒形成，射出蓝色的光。从第一发光元件41射出的蓝色光的主波长在445nm和495nm之间的范围内，在一例中为450nm。反射材料42由含有氧化钛等白色粒子的硅树脂形成，以包围第一发光元件41的方式配置。导光层43包括荧光体层45和透明层46。荧光体层45是含有吸收从第一发光元件41射出的光而射出黄色光的yag等荧光体的硅树脂。硅树脂。透明层46是使从包含在第一发光元件15和荧光体层17中的荧光体射出的光透过的硅树脂。
69.扩散层44是在硅树脂中含有填料的扩散剂、含有扩散粒子的片材、所涂布的微小粒子粉体以及棱镜等，优选前方散射多、后方散射少。扩散层44可以是在正面或背面上进行了纹理加工的透光板。扩散层44改善透明层46的表面上的亮度和混色的均匀性。另外，由于光从扩散层44的整个表面射出，所以在将发光装置6安装于照明器具时，能够减小照明器具所具备的扩散构件的扩散度，抑制发光效率的降低。另外，也可以省略扩散层44。
70.第一发光元件41的表面和导光层43的表面之间的厚度t是根据相邻配置的第一发光元件41之间的距离而通过式(1)算出的t1以上。另外，是根据隔着一个第一发光元件41配置的两个第一发光元件41之间的距离而通过式(2)算出的t2以下。
71.扩散层44的厚度tk优选大于0mm并且小于第一发光元件41的表面和导光层43的表面之间的厚度t。扩散层44的厚度tk更优选比第一发光元件41的表面与导光层43的表面之间的厚度t的0.3倍厚且比第一发光元件41的led晶粒的表面与导光层43的表面之间的厚度t的0.5倍薄。
72.在第一发光元件41的表面和导光层43的表面之间的厚度t为1.0mm以上且1.5mm以下时，如果将扩散层44的厚度设为0.5mm，则来自第一发光元件41的光的正面亮度的变动幅度为40％，为良好的值。在没有设置导光层43且扩散层44的厚度为1.25mm时，来自第一发光元件41的光的总光束与没有设置扩散层44的情况相比降低7.5％。另一方面，在导光层43的厚度为1.25mm且扩散层44的厚度为0.5mm时，来自第一发光元件41的光的总光束与未配置扩散层44的情况相比降低3.9％，与未配置导光层43时相比，能够抑制总光束的降低。在第一发光元件41的表面与导光层43的表面之间的厚度t为1.0mm以上且1.5mm以下时，如果扩散层44的厚度为0.5mm，则扩散层44的厚度tk包含在比厚度t的0.3倍厚且比0.5倍薄的范围内。通过使扩散层44的厚度tk比厚度t的0.3倍厚且比厚度t的0.5倍薄，能够减少来自第一发光元件41的光的正面亮度的变动幅度，并且能够抑制总光束的降低。
73.黄环是从第一发光元件41射出的蓝色光和从荧光体层45中含有的荧光体射出的黄色光不混色，而在反射材料42的内壁附近产生黄色的环的现象。
74.在图12的(a)中，与反射材料42相邻配置的第一发光元件41和反射材料42之间的间隔距离为lb1，光线p4从第一发光元件41的与反射材料42相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。第一发光元件41的表面和导光层43的表面之间的厚度t的最小值t3表示为下式。t3＝lb1/tanθc
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(3)即，与反射材料42相邻配置的第一发光元件41和反射材料42之间的间隔距离lb1比ttanθc短。间隔距离lb1是至少两边的一部分未被其他第一发光元件41包围的第一发光元件41的未被其他第一发光元件41包围的角与反射材料42之间的最小距离。
75.另外，在图12的(b)中，隔着另一个第一发光元件41与反射材料42相邻配置的第一发光元件41和反射材料42之间的间隔距离为lb2，光线p5从隔着另一个第一发光元件41与反射材料42相邻配置的第一发光元件41的与反射材料42相对的边射出，以临界角θc入射到导光层23的表面。第一发光元件41的表面和导光层43的表面之间的厚度t的最大值t4，在第一发光元件41中隔着另一个第一发光元件41相邻配置的第一发光元件41和反射材料42之间的间隔距离为lb2时，表示为下式。t4＝lb2/tanθc
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(4)即，隔着另一个第一发光元件41与反射材料42相邻配置的第一发光元件41与反射材料42之间的间隔距离lb2比ttanθc长。
76.(变形例的发光装置)图13的(a)是第一变形例的发光装置的剖面图，图13的(b)是第二变形例的发光装置的剖面图，图13的(c)是第三变形例的发光装置的剖面图。图13的(d)是第四变形例的发光装置的剖面图，图13的(e)是第五变形例的发光装置的剖面图。图13的(a)～13的(e)是与沿图2所示的a-a'线的剖面图对应的剖面图。
77.第一变形例的发光装置7a与发光装置3的不同点在于，具有反射材料50和导光层51来代替导光层23。反射材料50和导光层51以外的发光装置7a的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置3的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
78.反射材料50与反射材料42同样，由含有氧化钛等白色粒子的硅树脂形成，以包围第一发光元件21及第二发光元件22的方式配置。导光层51是填充在由反射材料50包围的区域中的硅树脂，透过从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光。导光层51是在将固化前的树脂材料填充到反射材料50中之后，通过加热基板20使固化前的树脂材料固化而形成的。由于发光装置7a具有反射材料50，所以能够从导光层51的表面射出指向性高的光。另外，虽然发光装置3～5不具有反射材料，但也可以进一步采用以包围多个第一发光元件的方式配置在基板上、反射从第一发光元件射出的光的反射材料。
79.第二变形例的发光装置7b与发光装置7a的不同点在于具有扩散层52。扩散层52以外的发光装置7b的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置7a的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
80.扩散层52与扩散层44同样，是含有扩散粒子的片材、涂布的微小粒子粉体以及棱镜等，通过将背面粘接于导光层51的表面，与导光层51连接。发光装置7b通过具有扩散层52，能够射出亮度的均匀性和混色性高的光。需要说明的是，发光装置3～5不具有扩散层，但也可以进一步采用以覆盖导光层的方式配置的、使在所述导光层中导光的光扩散的扩散层。
81.第三变形例的发光装置7c与发光装置7b的不同点在于，具有扩散层53来代替扩散层52。扩散层53以外的发光装置7c的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置7b的构成要素的结构和功能相同，所以在此省略详细的说明。
82.扩散层53与扩散层52的不同之处在于，扩散部53a形成在第一发光元件21和第二发光元件22上方。发光装置7c通过在射出的光的亮度高的第一发光元件21及第二发光元件22的上方形成扩散部53a，能够有效地混色亮度高的光，抑制发光效率的降低，并且射出亮度的均匀性及混色性高的光。
83.第四变形例的发光装置7d与发光装置7b的不同之处在于，发光装置7d包括导光层54和扩散层55来代替导光层51和扩散层52。除了导光层54和扩散层55以外的发光装置7d的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置7b的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
84.导光层54与导光层51的不同点在于，表面的形状弯曲成凸状。扩散层55与扩散层53的不同之处在于，扩散层55根据导光层54的表面的形状而具有以中央部向上方突出的方式弯曲的形状。发光装置7d中，由于导光层54及扩散层55具有以中央部向上方突出的方式弯曲的透镜形状，所以能够射出指向性高的光。
85.第五变形例的发光装置7e与发光装置7a的不同之处在于，代替反射材料50和导光层51而具有框材料56和粘接层57。框材料56和粘接层57以外的发光装置7e的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置7a的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
86.框材料56具有扩散框58和导光部59。扩散框58具有以包围第一发光元件21和第二发光元件22的方式配置的侧部和覆盖第一发光元件21和第二发光元件22的上方的上部，扩散从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光并向外部射出。由于覆盖扩散框的导光部59的侧面的侧面的厚度比覆盖导光部的表面的扩散部的厚度厚，所以作为反射框发挥作用。导光部59由硅树脂等透过从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光的构件形成，与扩散框58一体化。粘接层57由硅树脂等透过从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光的构件形成，是将框材料56粘接在基板20上的粘接构件。
87.由于发光装置7e的框材料56具有扩散框58和导光部59，因此不配置也被称为阻挡材料的反射材料，因此能够简化制造工序。另外，在发光装置7e中，由于扩散框58和导光部59由框材料56一体化，所以容易均匀地制造导光部59的厚度。另外，在发光装置7e中，通过调整扩散框58的扩散度，能够容易地形成具有所希望的扩散度的扩散层。另外，框材料56通过增厚导光部59的侧面的厚度而作为反射框起作用，但在实施方式的发光层装置中，也可以将反射率高的材料配置在导光部59的侧面。
88.图14的(a)是第六变形例的发光装置的剖面图，图14的(b)是第七变形例的发光装置的剖面图，图14的(c)是第八变形例的发光装置的剖面图，图14的(d)是第九变形例的发光装置的剖面图。图14的(e)是图14的(a)中箭头d所示的部分的放大图，图14的(f)是图14的(b)中箭头e所示的部分的放大图，图14的(g)是图14的(c)中箭头f所示的部分的放大图。图14的(a)～图14的(d)是与沿图2所示的a-a'线的剖面图对应的剖面图。
89.发光装置8a具有白色树脂60这一点与发光装置7b不同。白色树脂60以外的发光装置8a的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置7b的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
90.白色树脂60与反射材料42同样，由含有氧化钛等白色粒子的硅树脂形成，配置在第一发光元件21和第二发光元件22之间。发光装置8a通过将白色树脂60配置在第一发光元件21和第二发光元件22之间，能够抑制被基板40吸收的光量，提高发光效率。另外，也可以省略反射材料50和扩散层53。
91.发光装置8b与发光装置8a的不同之处在于具有第一发光元件61和第二发光元件62来代替第一发光元件21和第二发光元件22。第一发光元件61和第二发光元件62以外的发
光装置8b的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置8a的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
92.第一发光元件61和第二发光元件62与第一发光元件21和第二发光元件22的不同之处在于，第一发光元件61和第二发光元件62所具有的荧光树脂的侧面配置成不直立而朝向上方向外侧打开。在发光装置8a中，通过在第一发光元件61和第二发光元件62之间配置白色树脂60，白色树脂60作为反射材料发挥作用，能够进一步提高发光效率。另外，也可以省略反射材料50和扩散层53。
93.发光装置8c与发光装置8a的不同点在于，具有白色树脂60a来代替白色树脂60。另外，发光装置8c具有透明树脂60b，这与发光装置8a不同。除了白色树脂60a和透明树脂60b以外的发光装置8c的构成要素的结构和功能与标有相同符号的发光装置8a的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细说明。
94.白色树脂60a与白色树脂60的不同点在于，在第一发光元件21和第二发光元件22之间形成有配置透明树脂60b的凹部。除了形成凹部以外的白色树脂60a的结构和功能与白色树脂60的结构和功能相同，因此在此省略详细说明。透明树脂60b配置在第一发光元件21和第二发光元件22与白框63之间。透明树脂60b沿着第一发光元件21和第二发光元件22的荧光体树脂25的侧面配置，侧面朝向上方向外侧打开地配置。
95.发光装置8d与发光装置8a的不同之处在于，具有白框63和框材料64来代替反射材料50、导光层51、扩散层52和白色树脂60。白框63和框材料64以外的发光装置8d的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置8a的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。
96.白框63由刚性比白色树脂60高的白色树脂材料形成，形成有分别供第一发光元件21和第二发光元件22插入的多个插入孔。框材料64包括导光层65和粘附到导光层65的扩散层66。导光层65是使从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光透过的透明片材，扩散层66是使从第一发光元件21和第二发光元件22射出的光扩散的扩散片材。
97.图15是第十变形例的发光装置的剖面图。发光装置6a与发光装置6的不同之处在于，具有导光层47来代替导光层43。导光层47以外的发光装置6a的构成要素的结构和功能与标注了相同符号的发光装置6的构成要素的结构和功能相同，因此在此省略详细的说明。导光层47与导光层43的不同之处在于，导光层47具有荧光体层48来代替荧光体层45。荧光体层48偏置于第一发光元件41的周围附近。荧光体层48通过荧光体的沉降、涂敷、电泳等而形成。
98.第一发光元件41的表面和导光层47的表面之间的厚度t是根据相邻配置的第一发光元件41之间的距离而通过式(1)算出的t1以上。另外，是根据隔着第一发光元件41的表面和导光层23的表面之间的一个第一发光元件41而配置的两个第一发光元件41之间的距离而通过式(2)算出的t2以下。
99.另外，第一发光元件41的表面和导光层47的表面之间的厚度t是根据相邻配置的第一发光元件41之间的距离而通过式(3)算出的t3以上。另外，是根据隔着第一发光元件41的表面和导光层23的表面之间的一个第一发光元件41而配置的两个第一发光元件41之间的距离而通过式(4)算出的t4以下。
100.发光装置6a通过透明层46射出从第一发光元件41射出的光、以及从包含在偏置于
第一发光元件41周围附近的荧光体层48中的荧光体射出的光，从而能够射出混色性高的光。
101.图16是第十一变形例的发光装置的立体图。
102.发光装置9具有基板70、第一发光元件71、导光层72和连接器73。基板70例如是玻璃环氧基板，形成有连接第一发光元件71和连接器73的布线图案。第一发光元件71是smd型的发光元件，在基板70的表面的中央部排列成4
×
4的矩阵状。导光层72由硅树脂形成，以覆盖第一发光元件71的方式配置。
103.导光层72的厚度，即第一发光元件71的led晶粒的表面和导光层72的表面之间的厚度，是根据相邻配置的第一发光元件71之间的距离而通过式(1)算出的t1以上。另外，是根据隔着第一发光元件71的led晶粒的表面与导光层72的表面之间的一个第一发光元件71而配置的两个第一发光元件71之间的距离而通过式(2)算出的t2以下。
104.发光装置9使用smd型的发光元件，能够实现与cob型的发光装置相同的光学特性。另外，发光装置9具有安装在基板70上的多个电子部件，还具有控制多个第一发光元件等的发光的控制电路，由此，能够将能够进行调光等各种控制的发光装置安装在单一的基板上。
105.图17是第十二变形例的发光装置的立体图。
106.发光装置9a具有基板80、第一发光元件81、第二发光元件82、框材料83和电子部件84。基板80与基板70同样，是玻璃环氧基板，配置有一对电极80a，并且形成有连接第一发光元件81、第二发光元件82及电子部件84与一对电极80a之间的布线图案。第一发光元件81和第二发光元件82与第一发光元件21和第二发光元件22同样，是csp型的发光元件，射出冷色和暖色的光。框材料83具有反射部85和与反射部85一体成形的作为导光层的导光部86。反射部85是对从第一发光元件81和第二发光元件82射出的光进行反射的由合成树脂形成的框材料，以包围第一发光元件81和第二发光元件82的方式配置。导光部86是透过从第一发光元件81和第二发光元件82射出的光的由合成树脂形成的框材料，以覆盖第一发光元件81和第二发光元件82的方式配置。电子部件84包括电阻、电容器、mosfet和半导体装置等，实现闪烁抑制和调光等各种控制。
107.本公开的发光装置通过将具有规定厚度的导光层配置在发光元件和扩散层之间，能够抑制光束的减少量并射出混色性高的光。本公开的发光装置通过具有导光层，与不具有导光层的情况相比，能够将射出的光的亮度的变动幅度抑制20～30％左右。此外，本公开的发光装置除了导光层之外还具有扩散层，从而与不具有导光层的情况相比，能够将射出的光的亮度的变动幅度抑制40～60％左右。
108.另外，本公开的发光装置通过具有导光层，与不具有导光层的情况相比，能够将射出的光的色度的变动幅度抑制3～30％左右。另外，本公开的发光装置除了导光层之外还具有扩散层，与不具有导光层的情况相比，能够将射出的光的色度的变动幅度抑制45～75％左右。
109.另外，在所说明的发光装置中，导光层由硅树脂形成，但在本公开的发光装置中，导光层也可以由环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂及聚苯乙烯树脂等合成树脂形成。另外，在所说明的发光装置中，导光层由作为单一树脂的硅树脂形成，但也可以通过层叠折射率不同的多个合成树脂而形成。导光层通过层叠折射率不同的多个合成树脂而形成时，导光层的厚度是按每个树脂层运算式(1)～(4)而决定的。
110.另外，在本公开的发光装置中，反射层也可以由与基板重叠配置的多个反射层形成。当反射层由与基板重叠配置的多个反射层形成时，配置在最上层的反射层的中心部也可以配置在其他反射层的中心部的外侧。通过将配置在最上层的反射层的中心部配置在其他反射层的中心部的外侧，在将导光层的固化前的树脂填充到反射材料的内侧时，导光层的固化前的树脂不会爬升到最上层的反射层，能够形成平坦的导光层。
111.目前为止的说明中使用的发光元件是用荧光树脂等覆盖了发出蓝色光的led晶粒24等的元件。在具备滤色器的发光装置中，当在滤色器的由一种颜色划分的区域中配置一个白色led、在由另一种颜色划分的区域中配置另一个白色led时，一个区域和配置在该区域中的白色led的组成为发光元件。整个滤色器和白色led的集合对应于发光元件。将滤色器用作发光元件的发光装置成立参照式(1)～(4)说明的关系。另外，排列有微细的发光部的微型led或有机el也同样，成立参照式(1)～(4)说明的关系。
112.另外，当能够独立地控制各个发光元件的发光量时，本公开的发光装置也可以用作显示器。然而，本公开的发光装置可以在不降低分辨率的情况下改善所射出的光的亮度均匀性和混色性。