专利名称：发光光源及其制造方法以及发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光元件，特别涉及使用了发光二极管裸芯片的发光光源及其制造方法、和使用该发光光源的发光装置。
背景技术：
近年来，作为下一代的照明光源，使用了发光二极管裸芯片(以下称作LED裸芯片)的发光光源受到关注。这是因为，使用了LED裸芯片的发光光源与以往的白炽电灯或荧光灯等相比，寿命较长，无Hg而对环境影响较小。此外，由于LED裸芯片自身较小，所以能够使发光光源小型化、轻量化。
作为使用了LED裸芯片的发光光源，例如有包含LED裸芯片、连接到LED裸芯片上的基板、和含有荧光体而将LED裸芯片覆盖的荧光体层的发光光源等。在这样的发光光源中，也有使用发光色为蓝色系的LED裸芯片、和包含在荧光体层中并发出黄色系的光的荧光体、从而得到白色的输出光的发光光源，特别受到关注。
另一方面，作为将LED裸芯片与基板电连接的方法，有将经由非导电性膏糊粘接在基板上的LED裸芯片与基板通过多条金线连接的方法、将经由导电性膏糊或Au-Sn的共晶接合而粘接在基板上的LED裸芯片与基板通过金线连接的方法、经由凸点(bump)将LED裸芯片与基板进行倒装芯片(flip-chip)连接的方法等。在使用上述的采用了LED裸芯片的发光光源作为照明光源的情况下，由于在通过线进行电连接的方法中，线的阴影容易投影在照射面上，所以不使用线的倒装芯片连接的方法更为适合。
该倒装芯片连接的方法一般是经由由金或钎焊构成的凸点将LED裸芯片与基板上的导体图案电连接的方法。另外，该凸点是直接形成在LED裸芯片、或基板上所形成的导体图案上。此外，还有在将LED裸芯片与基板连接后、再将底填料填充到LED裸芯片与基板之间的空隙中的方法(参照例如专利文献1特开2003-101075号公报)。所谓的底填料，一般是液状的材料，例如由环氧树脂等树脂构成。由此，能够将LED裸芯片与基板的接合加固。此外，通过进一步在底填料中含有无机填料，能够缓和施加在凸点上的应力，能够防止例如由于在其后的工序及实际使用中施加的热而使LED裸芯片从基板上的导体图案上剥离的情况。
但是，底填料有上升到LED裸芯片的侧面上的情况、或扩散到LED裸芯片与基板之间的间隙以外的情况。在这些情况下，存在荧光体层的形状也不稳定、即覆盖LED裸芯片的荧光体层的厚度变得不均匀、输出光的色度变得不均匀的问题。
进而，在底填料与荧光体层的材料不同的情况下，特别是在荧光体层含有粘接性较差的聚硅氧烷树脂的情况下，还有底填料与荧光体层的界面容易分离的问题。
此外，构成荧光体层的材料立体地形成荧光体层以使其覆盖LED裸芯片，为了保持其形状而需要较高的粘性。因此，在不使用底填料的情况下，在以往的方法中，构成荧光体层的材料几乎不流入到LED裸芯片与基板之间，在那里产生间隙。
如果在留有上述空隙的状态下将荧光体层加热固化，则会出现包含在空隙中的空气受热膨胀、压迫覆盖LED裸芯片的荧光体层而使荧光体层的形状变化、或形成使空气漏出的通孔的情况。在此情况下，产生了覆盖LED裸芯片的荧光体层的厚度变得不均匀、输出光的色度变得不均匀、或发光效率降低等的问题。
此外，如果在LED裸芯片与基板之间存在空隙，则水分会积存，成为在基板的电极间及LED裸芯片的pn结合处之间产生离子迁移、或LED裸芯片劣化的原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使不使用底填料也能够消除LED裸芯片等发光元件与基板之间的空隙的发光光源及其制造方法、还有使用该发光光源的发光装置。
本发明的发光光源，具有发光元件；基板，包含导体图案；荧光体层材料，包含荧光体与透光性母材；上述发光元件连接在上述导体图案上，上述荧光体层材料覆盖上述发光元件；其特征在于，在上述发光元件与上述基板之间至少配置有上述荧光体层材料中的上述透光性母材。
此外，本发明的发光装置的特征在于，具备多个发光光源。
此外，本发明的发光光源的制造方法的特征在于，包括第1工序，将发光元件以留有空隙的方式连接在包含导体图案的基板上；第2工序，在比大气压低的低压气氛中，将连接在上述基板上的发光元件用包含荧光体与透光性母材的荧光体层材料覆盖；第3工序，通过设定为比上述低压气氛高的高压气氛，将覆盖子上述发光元件上的荧光体层材料中所包含的至少上述透光性母材填充到上述发光元件与上述基板之间。
根据本发明，即使不使用底填料也能够消除发光元件与基板之间的空隙。因而，能够提供不会在荧光体层中发生形状变化或形成空气漏出的贯通孔、荧光体层的厚度均匀的发光光源以及使用它的发光装置。
此外，根据本发明，由于不使用底填料，所以能够从以往的工序中省略填充底填料的工序而缩短生产循环时间，防止底填料与荧光体层的界面剥离，因此能够提供本发明的发光装置的合理的制造方法。
图1是表示本发明的发光光源的制造方法的一例的剖视图。
图2是表示本发明的发光光源的制造方法的一例的剖视图。
图3是表示本发明的发光光源的制造方法的一例的剖视图。
图4是表示本发明的发光光源的制造方法的一例的剖视图。
图5是表示本发明的发光光源的一例的剖视图。
图6是表示本发明的发光光源的制造方法的另一例的剖视图。
图7是表示本发明的发光光源的制造方法的另一例的剖视图。
图8是表示本发明的发光光源的制造方法的另一例的剖视图。
图9是表示本发明的发光光源的制造方法的另一例的剖视图。
图10是表示本发明的发光光源的另一例的剖视图。
图11是表示本发明的发光光源的另一例的剖视图。
图12是表示本发明的发光装置的一例的立体图。
图13是表示本发明的发光装置的一例的分解立体图。
图14是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的另一例的桌上站立型的照明装置的立体图。
图15是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的另一例的平板型的图像显示装置的立体图。
图16是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的另一例的分段式的数字显示装置的立体图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中，也有时对于相同的部分赋予相同的标号而省略重复的说明。
<本发明的发光光源的制造方法和发光光源的实施方式>
图1～图4是表示本发明的发光光源的制造方法的一例的剖视图。
首先，如图1所示，利用凸点5将发光元件1以留有空隙(gap)的方式连接到基板2上的导体图案4b上(第1工序)，在基板2的表面上配置掩模15以使其包围发光元件1。
该发光元件1是在下表面上具有P电极和N电极两者的所谓单面电极类型，P电极及N电极经由凸点5电连接在导体图案4b上。发光元件1只要是将电能变换为光的光电变换元件就可以，不受材料及构造等特别地限定，可以使用例如LED、激光二极管(LD)、表面发射LD、无机电致发光(EL)元件、有机EL元件等。
基板2是所谓的金属基基板，具备树脂膜8、两层绝缘层7a及7b(整体称作绝缘层7)、和粘贴在绝缘层7a的背面上的金属基6。在绝缘层7a及7b的表面上，分别形成有用来对发光元件1供电的导体图案4a及4b(整体称作导电图案4)。导体图案4a及4b夹着绝缘层7b，通过例如导通孔(未图示)等电连接。另外，金属基6具有将绝缘层7加固、并且将在发光元件1发光时产生的热释放的功能。
树脂膜8对导体图案4b进行保护、和确保导体图案4b与反射板9(后述)之间的绝缘。树脂膜8的材质只要是保持电气绝缘的材料就可以，没有特别的限定，可以使用例如一般使用的由白色的环氧树脂构成的抗蚀剂等。这里，将树脂膜8做成白色的理由是为了将从发光元件1发出的光有效地向外部引出。此外，树脂膜8在与发光元件1的位置对应的部分上形成有孔(开窗)。该孔是例如通过先在绝缘层7b整体的表面上形成树脂膜后，将对应部分的树脂膜除去而形成的。
绝缘层7的材质只要是保持电气绝缘的材料就可以，没有特别的限定，可以使用例如陶瓷材料、玻璃环氧材料及热固性树脂等。此外，材料中也可以还含有无机填料。作为该热固性树脂，可以使用例如环氧树脂等，作为该无机填料，可以使用例如热传导性较高的氧化硅填料或氧化铝填料等。
掩模15是荧光体层材料成形用的模，在与发光元件1的位置对应的部分上具备孔，从而当掩模15覆盖在基板2上时，发光元件1相应地进入到该各孔中。
在上述第1工序中，对于将发光元件1与基板2连接的方法没有特别的限定。即，可以使用任何一般的连接方法，只要能将包含在发光元件1中的电极与包含在基板2中的导体图案4电连接，并在发光元件1与基板2之间产生空隙就可以。特别优选利用凸点5连接的方法，这是因为在发光光源的照射方向上没有遮挡光输出的部分。
另外，为了更高密度地安装发光元件1，本实施方式中的基板2具有使用两层绝缘层7a、7b的多层构造，但如果不需要做成多层构造，则也可以是使用1层绝缘层的单层构造，也可以是3层以上的多层构造。此外，基板2并不受上述的材料等限定。
接着，如图2所示，在比大气压低的低压气氛中，使用橡皮刷16，将连接在基板2上的发光元件1用荧光体层材料3覆盖(第2工序)。
上述所谓的比大气压低的低压气氛，例如是压力为20Pa～100Pa的气氛。
荧光体层材料3只要是至少含有荧光体和透光性母材、并能够保持立体的形状以使荧光体层材料3覆盖发光元件1的材料就可以，没有特别的限定。
上述荧光体只要是至少能受发光元件1所发出的光的激励而发光的部件就可以，并没有特别的限定，可以使用例如通过Ce3+激活的石榴石类荧光体(Y3Al5O12:Ce3+等)、通过Eu2+激活的碱土类正硅酸盐类荧光体((Sr，Ba)2SiO4:Eu2+等)、通过Eu2+激活的Ca-α塞隆(silon)类荧光体、以及通过Eu2+激活的镓硫化合物(thiogallate)类荧光体(CaGa2S4:Eu2+等)等。该荧光体既可以是一种，也可以是多种组合。
对于上述发光元件1所发出的激励光的波长没有特别的限定，可以使用例如在420nm～470nm的波长区域中具有发光峰的蓝色光、在350nm～410nm的波长区域中具有发光峰的近紫外光等。具体而言，可以使用能发出在350nm～410nm的波长区域中具有发光峰的近紫外光的发光元件来激励红色荧光体、绿色荧光体、蓝色荧光体，从而得到发出白色光的发光光源。
对于上述透光性母材并没有特别的限制，只要是具有通过施加热或紫外线等而固化的性质的透光性的材料、或者是至少能够将荧光体分散的玻璃等无机透明材料就可以。作为透光性母材，可以使用例如树脂或低熔点玻璃等。如果该透光性母材在发光元件1的发光峰波长处的光谱透射率为70％以上则更为优选。此外，作为上述树脂，如果使用选自环氧树脂、聚硅氧烷树脂及含氟树脂中的至少1种树脂，则由于透光性良好，所以更为优选。特别是，由于聚硅氧烷树脂弹性高、能够保护发光元件不受外力损伤，并且耐热性及耐光性良好，所以更加优选。
在上述第2工序中，覆盖发光元件1的方法并不特别限定于使用掩模和橡皮刷的所谓丝网印刷方式。
另外，在本实施方式的制造方法中，荧光体层材料3也可以还含有无机填料。无机填料只要是一般作为填充剂使用、并且光透过率较高的材料就可以，没有特别的限制，可以使用例如二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化钛及氧化镁等。特别是，二氧化硅由于光谱透射率较高、具有增粘效应，所以作为荧光体层的热固化前的粘性调节材料是优选的。作为粘性调节材料而使用的二氧化硅的原始粒子的粒径为15nm，较细微，其平均粒径为100nm以下。进而，在除了该原始粒子还使用平均粒径为100nm～10μm的二氧化硅的情况下，通过该二氧化硅的热传导性效应，能够使LED裸芯片产生的热有效地向外部散逸，同时降低了荧光体层的热膨胀收缩率，这对于抑制向LED裸芯片的应力是有效的。特别是，如果使用平均粒径为100nm～10μm、更优选为100nm～5μm的无机填料，则填料会填充到LED裸芯片与基板之间的约10μm的间隙中，能够有效地得到上述效果。
此外，作为无机填料，在使用折射率高的氮化硅、蓝宝石、氧化锆等的情况下，与LED裸芯片的折射率差变小，更容易将光从LED裸芯片向外引出。
接着，如图3所示，通过设为比上述第2工序的低压气氛高的高压气氛，将覆盖发光元件1的荧光体层材料3填充到发光元件1与基板2之间的空隙中(第3工序)。此时，由于荧光体层材料3的一部分被填充到空隙中，在荧光体层材料3的表面会形成凹陷的部分(以下将该凹陷的部分称作凹部)。
上述所谓的高压气氛，是例如压力为10kPa～90kPa的气氛。即，通过在第2工序中提高气压，由于真空差压而将荧光体层材料3填充到发光元件1与基板2之间的空隙中。
这里所谓的填充，并不限于完全将空隙填埋的状态，只要将空隙填埋为例如在使用发光光源时，荧光体层材料3中不会发生形状的变化及形成贯通孔的程度就可以。具体而言，只要用荧光体层材料3填充了发光元件1与基板2之间的空隙的例如70％以上的体积就可以。
此外，只要填充在上述的发光元件1与基板2之间的荧光体层材料3至少含有透光性母材就可以，在发光元件1与基板2之间的空隙的高度比上述荧光体的粒径小等情况下，荧光体也有可能没有被填充。
另外，在本实施方式的制造方法中，当上述第2工序中荧光体层材料3含有无机填料时，填充至发光元件1与基板2之间的空隙的荧光体层材料3中也可以含有无机填料。在发光元件1与基板2之间还含有无机填料的情况下，当发光元件1与基板2的接合时施加的应力被缓和，并且由发光元件1产生的热被有效地向基板散热，所以更为优选。
接着，如图4所示，维持上述第3工序的高压气氛，使用橡皮刷16，再将荧光体层材料3填补到荧光体层材料3的表面的凹部中，接着，在大气压气氛中，将掩模15拆下。
对荧光体层材料3进行填补的工序是为了使荧光体层材料3的表面变得平坦、并且荧光体层材料3的厚度更均匀而进行的。但是，如果由于例如凹部非常小等理由而无此需要，则可以省略该工序。
最后，如图5所示，首先使荧光体层材料3固化，接着将反射板9安装到基板2的表面上，然后形成覆盖荧光体层材料3与反射板9的透镜板10。由此，完成本实施方式的发光光源。
使上述荧光体层材料3固化的方法由荧光体层材料3的性质、特别是由透光性母材的性质决定，例如有加热及光照射等的方法。例如，在使用聚硅氧烷树脂作为透光性母材的情况下，只要在135℃下加热60分钟就可以。
反射板9在对应于发光元件1的安装位置设有反射孔，可以由例如铝等金属板、白色树脂、陶瓷及表面镀层的树脂等形成。在使用铝金属板作为反射板9的情况下，如果例如阳极氧化而形成氧化膜，则能够提高反射率，并且还能够确保电气绝缘性，所以更为优选。
透镜板10具备对应于各发光元件1的安装位置而以半球状突出的凸透镜，通过例如压铸成形法、浇注成形法或注射成形法形成。在透镜板10中，可以使用具有透光性的材料、例如环氧树脂、玻璃、聚硅氧烷树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、非晶性聚酯、非晶性聚烯烃、丙烯酸树脂、环烯烃树脂、及含氟树脂等。
另外，在本实施方式的制造方法中仅表示了一个发光光源，但可以同时制造同样的多个发光光源。
在本发明的发光光源中，可以将荧光体层材料3填充到发光元件1与基板2之间的空隙中。因而，能够抑制荧光体层材料3发生形状的变化以及形成空气漏出的贯通孔等，因此能够使荧光体层材料3的厚度变得均匀。
<本发明的发光光源的制造方法的其他实施方式>
图6～图9是表示本发明的发光光源的制造方法的另一例的工序剖视图。在图6～图9中，对于图1～图4中所示的相同的部分赋予相同的标号而省略重复的说明。此外，在图7及图9中表示的分配器17没有做成剖面。
首先，如图6所示，将发光元件1利用凸点5以留有空隙的方式连接在基板2上的导体图案4b上(第1工序)，在基板2的表面上配置杯状的反射板9，以使其包围发光元件1。反射板9对应于发光元件1的安装位置而设有反射孔。
接着，如图7所示，在比大气压低的低压气氛中，使用分配器17将荧光体层材料3装入到反射板9的反射孔内，从而将连接在基板2上的发光元件1用荧光体层材料3覆盖(第2工序)。
上述所谓的低压气氛，是例如压力为20Pa～100Pa的气氛。
接着，如图8所示，通过提高上述第2工序的气压而形成高压气氛，将覆盖发光元件1的荧光体层材料3填充到发光元件1与基板2之间的空隙中(第3工序)。此时，由于荧光体层材料3的一部分被填充到空隙中，荧光体层材料3的表面水平地下降。
上述所谓的高压气氛是例如压力为10kPa～90kPa的气氛。即，通过在第2工序中提高压力，由于真空差压而将荧光体层材料3填充到发光元件1与基板2之间的空隙中。
接着，如图9所示，维持上述第3工序的高压气氛，使用分配器17再将另外一部分的荧光体层材料3填补到荧光体层材料3的表面上。
最后，使荧光体层材料3固化，接着形成覆盖荧光体层材料3和反射板9的透镜板。由此，如上述图5所示那样，完成了本实施方式的发光光源。
<本发明的发光光源的其他实施方式>
图10是表示本发明的发光光源的另一例的剖视图。在图10中，对于图5中所示的相同的部分赋予相同的标号而省略重复的说明。
本实施方式的发光光源除了还具备由副底座构成的副基板12以外，与图5所示的发光光源具有同样的结构。
如图10所示，该发光光源具备发光元件1、包含导体图案4的基板2、包含荧光体和透光性母材的荧光体层材料3、反射板9和透镜板10，还具备在表面上具有导体图案13的副基板12、和线14。
发光元件1经由凸点5配置在导体图案13之上，并与导体图案13电连接。荧光体层材料3配置为，使其覆盖发光元件1以及导体图案13的一部分，进而，荧光体层材料3也填充在发光元件1与副基板12之间。副基板12配置在基板2上的导体图案4b之上。此外，导体图案13通过线14连接在导体图案4b上。进而，反射板9与透镜板10配置在基板2上。
副基板12通过一般的方法、例如使用导电性膏糊的方法等芯片焊接到基板2上的导体图案4b上。此外，使用线14将副基板12上的导体图案13的一部分连接在导体图案4b上。由此，发光元件1被电连接在基板2上。
线14只要是一般在引线接合中使用的线就可以，没有特别的限定，可以使用例如金线等。
副基板12、发光元件1和荧光体层材料3的构造并不限于上述构造。此外，这里的发光元件1使用背面具备电极的单面电极型，但也可以使用在表、背面具备电极的双面电极型等。
通过做成这样的结构，本实施方式的发光光源除了上述的效果以外还具有以下的效果。首先，由于发光元件1预先连接在副基板12上，所以可以在连接到基板2上之前对安装在副基板12上的发光元件1进行例如是否可正常运行等检查。通过这样的预先检查，能够得到例如能够提高作为发光光源的制造成品率等的效果。此外，还具有在输出光的光色难以均匀的情况下、能够选择使用能输出更符合要求的光色的发光光源等效果。
图11是表示本发明的发光光源的又一例的剖视图。在图11中，对于与图5所示的发光光源相同的结构部件赋予相同的标号而省略其说明。
本实施方式的发光光源除了不具备反射板9以外，与图5所示的发光光源具有同样的结构和效果。
如图11所示，该发光光源具备发光元件1、包含导体图案4的基板2、包含荧光体和透光性母材的荧光体层材料3、和透镜板10。
发光元件1连接在基板2上。荧光体层材料3配置为，使其覆盖发光元件1以及导体图案4b的一部分，进而，荧光体层材料3也填充在发光元件1与基板2之间。进而，透镜板10配置在基板2之上。透镜板10覆盖发光元件1、荧光体层材料3，形成为半球状的凸透镜。
<本发明的发光装置的实施方式>
图12是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的一例的立体图。此外，图13是该发光装置的分解立体图。在图12及图13中，对于与图5所示的发光光源相同的结构部件赋予相同的标号而省略其说明。
本实施方式的发光装置使用了多个图5所示的发光光源的结构，具有与图5所示的发光光源同样的效果。
如图13所示，该发光装置具备在表面上具有分别覆盖64个上述发光元件1(图5)的荧光体层材料3的小片(pieces)的基板2、配置在该基板2的表面上的连接端子11及反射板9、和覆盖反射板9以及荧光体层材料3的透镜板10。
连接端子11形成在基板2的表面上，是通过上述的导体图案4(图5)对发光元件1供电的部件。这里，32个发光元件1通过上述的导体图案4b(图5)串联地连接，再连接到连接端子11a和11b上。此外，其余的32个发光元件1连接在连接端子11c和11d上。
反射板9是使从发光元件1发出的光向规定方向反射的部件，在反射板9上，分别对应于荧光体层材料3的小片的安装位置而设有64个反射孔。
透镜板10使反射的光向所期望的方向聚光，在透镜板10上，分别对应于荧光体层材料3的小片的安装位置而设有以半球状突出的64个凸透镜。
另外，将每个荧光体层材料3的小片的形状做成圆柱状是因为，能够限制从发光元件1向外部放射的一部分光，因此，在将发光光源1作为1个元件考虑时，其在功能上能够更接近于点光源。
<本发明的发光装置的其他实施方式>
图14是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的另一例的台灯型照明装置的立体图。在图14中，照明装置18具备发光部19，该发光部19具有本发明的发光光源，通过开关20能够进行开启/关闭控制及光量控制。
图15是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的另一例的平板型图像显示装置的立体图。在图15中，图像显示装置21具备具有本发明的发光光源的发光部22。
图16是表示使用了本发明的发光光源的发光装置的另一例的分段式数字显示装置的立体图。在图16中，数字显示装置23具备具有本发明的发光光源的发光部24。
以下，根据实施例来更具体地说明本发明。
(实施例)在本实施例中，作为发光装置，制造了与图12及图13所示的发光装置具有相同结构的、包含64个LED裸芯片的卡型发光装置。此外，本实施例的发光装置是使用了多个与图5所示的发光光源具有相同结构的发光光源的结构，图5为实施例的部分剖视图，图1～图4作为表示本实施例的制造方法的部分剖视图，可以进行参考。
开始，以如下方式制造基板2。首先，在由铝板(大小3cm×3cm、厚度1mm)构成的金属基6上，层叠含有无机填料的环氧树脂和铜箔(厚度10μm)，通过加热压接而形成绝缘层7a(厚度100μm)。然后，将铜箔蚀刻，形成所希望的导体图案4a。在它们之上，再层叠含有无机填料的环氧树脂和铜箔(厚度10μm)，通过加热压接而形成绝缘层7b(厚度100μm)。然后，将铜箔蚀刻，形成所希望的导体图案4b，将导体图案4a与导体图案4b通过导通孔电连接。最后，如图1所示，在涂布了白色的环氧树脂后，在白色环氧树脂的安装LED裸芯片的位置上开窗而形成树脂膜8，从而完成了基板2。
接着，以如下方式将作为发光元件1的LED裸芯片连接到基板2上，并通过荧光体层材料3将发光元件1覆盖。首先，将LED裸芯片(长宽大致为300μm、高度约100μm、发光峰波长460nm)经由凸点5安置到基板2的导体图案4b上。通过施加超声波而将该凸点5熔融，由此将LED裸芯片与导体图案4b连接。接着，使用丝网印刷方式，将连接在基板2上的LED裸芯片用荧光体层材料3覆盖。
用荧光体层材料3对LED裸芯片的覆盖是如下这样进行的。首先，如图1所示，将掩模15配置在基板2的表面上。该掩模15是用来填充荧光体层材料3的模，并具有下述的结构在与LED裸芯片各自的位置对应的部分上具有孔，从而当掩模15覆盖在基板2上时，LED裸芯片进入到该各孔中。
接着，在压力为30Pa的低压气氛中，如图2所示，使用橡皮刷16，利用丝网印刷方式，将LED裸芯片用荧光体层材料3覆盖。该荧光体层材料3是在由聚硅氧烷树脂构成的透光性母材中添加了荧光体和无机填料而形成的，所述荧光体是由Eu2+激活的碱土类正硅酸盐类荧光体((Sr，Ba)2SiO4:Eu2+)用干燥炉脱水处理后而构成的；所述和无机填料是由用干燥炉脱水处理后的二氧化硅(SiO2)构成的。此外，荧光体层材料3需要在压力为667Pa(＝5Torr)的低压气氛中搅拌而将气泡挤出后再使用。通过在低压气氛中搅拌，能够进一步减少丝网印刷后的荧光体层材料3内的气泡。
接着，如图3所示，在压力65kPa的高压气氛中，通过真空差压将荧光体层材料3填充到每个LED裸芯片与基板2之间。每个LED裸芯片与基板2之间的高度有10μm以上，不仅是透光性母材，荧光体与无机填料也被填充到LED裸芯片与基板2之间的空隙中。此时，由于一部分荧光体层材料3被填充到该空隙中，因此，在每小片荧光体层材料3的表面出现了凹部。
进而，如图4所示，维持高压气氛(压力为65kPa)，使用橡皮刷16，再用另一部分的荧光体层材料3将每小片荧光体层材料3的表面的凹部填补，使表面变得平坦。接着，在大气压气氛(100kPa)中，将掩模15拆下，再在135℃下加热60分钟，使聚硅氧烷树脂固化，从而形成荧光体层。
接着，以如下方式完成本实施例的发光装置。首先，在树脂膜8上安装对铝进行了阳极氧化而得到的反射板9，然后形成由环氧树脂构成的透镜板10，以使其覆盖荧光体层材料3和反射板9。此外，在制造基板的同时，在基板2的表面上形成用来经由导体图案4对发光元件1供电的连接端子11。
在反射板9上，分别对应于各LED裸芯片，设有倒圆锥筒状的反射孔。此外，在反射板9的安装中使用粘接剂。具体而言，在反射板9的背面涂布粘接剂后安装反射板9，并使各荧光体层材料3进入到反射板9的各反射孔中。
透镜板10是将用来成形为透镜板的模(未图示)配置在安装有上述反射板9的基板2上、并将环氧树脂注入到该模之中而形成的。
导体图案4b形成为，使每32个LED裸芯片串联地连接，并分别连接到连接端子11a和11d、以及连接端子11c和11d上。
通过以上的工序，得到了本实施例的包含64个LED裸芯片的卡型发光装置。
(比较例)本比较例的发光装置除了一直在大气压下用荧光体层材料3将LED裸芯片覆盖以外，在与实施例1的发光装置相同的条件下制造。
以下，比较实施例与比较例的发光装置。
利用奥林巴斯公司制的金属显微镜检查上述这些发光装置的各100个荧光体层(假设每1个LED裸芯片具有1个荧光体层)的侧面。结果发现，在比较例的发光装置中，在这些荧光体层中的65个中观察到了空气漏出而形成的贯通孔，在35个中观察到空气层膨胀的迹象，相对于此，在实施例中完全没有观察到贯通孔及膨胀的迹象。该贯通孔及膨胀的迹象被认为是在将荧光体层材料加热固化时、处于每个LED裸芯片与基板之间的空气膨胀而形成的，是导致输出光的色度变得不均匀的原因之一。总之，在本实施方式的发光装置中，完全观察不到贯通孔及膨胀的迹象，与比较例相比显示出显著的差异。
此外，经由连接端子使细微的顺方向电流流经这些发光装置，来检查顺方向电压的减少。具体而言，在温度为60℃、相对湿度为95％的恒温恒湿下，向串联连接了各32个LED裸芯片的实施例及比较例的发光装置中，使40mA的电流流入1000小时，然后使10μA的电流流过而测量电压。结果发现，在比较例的发光装置中，电压从80V减少到75V，相对于此，在本实施方式的发光装置中，电压没有减少。电压随着时间的经过而减少被认为是由于水分等积存在处于发光光源内的空隙中、特别是处于每个LED裸芯片与基板之间的空隙中。该水分等的积存是导致离子迁移的原因之一。总之，在本发明的实施例的发光装置中，随着时间的经过电压没有减少，与比较例相比显示出显著的差异。
本发明在不脱离其主旨的范围内也可以作为上述以外的形态来实施。在本申请中公开的实施方式是例示性的，但并不限于此。与上述说明书的记载相比，权利要求书的记载更优先地解释本发明的范围，在与权利要求书等同的范围内的所有变更都包含在权利要求书中。
如以上说明，本发明能够提供一种发光光源及其制造方法、以及使用该发光光源的发光装置，该发光光源通过消除发光元件与基板之间的空隙，从而使输出光的色度变得均匀，并且提高了发光效率。
权利要求
1.一种发光光源，具有发光元件；基板，包含导体图案；和荧光体层材料，包含荧光体与透光性母材；其中，所述发光元件连接在所述导体图案上，所述荧光体层材料覆盖所述发光元件；其特征在于，在所述发光元件与所述基板之间至少配置有所述荧光体层材料中的所述透光性母材。
2.如权利要求1所述的发光光源，其中，在所述发光元件与所述基板之间还配置有所述荧光体。
3.如权利要求1所述的发光光源，其中，所述发光元件利用凸点连接在所述导体图案上。
4.如权利要求1所述的发光光源，其中，所述透光性母材具有在所述发光元件的发光峰波长处的光谱透射率为70％以上的特性。
5.如权利要求1所述的发光光源，其中，所述透光性母材是选自环氧树脂、聚硅氧烷树脂及含氟树脂中的至少1种。
6.如权利要求1所述的发光光源，其中，所述荧光体层材料还含有无机填料。
7.如权利要求6所述的发光光源，其中，所述无机填料是选自二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化钛及氧化镁中的至少1种。
8.一种发光装置，具备多个发光光源，其特征在于，所述发光光源具有发光元件；基板，包含导体图案；荧光体层材料，包含荧光体与透光性母材；其中，所述发光元件连接在所述导体图案上；所述荧光体层材料覆盖所述发光元件；在所述发光元件与所述基板之间至少配置有所述荧光体层材料中的所述透光性母材。
9.如权利要求8所述的发光装置，其中，在所述发光元件与所述基板之间还配置有所述荧光体。
10.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述发光元件利用凸点连接在所述导体图案上。
11.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述透光性母材具有在所述发光元件的发光峰波长处的光谱透射率为70％以上的特性。
12.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述透光性母材是选自环氧树脂、聚硅氧烷树脂及含氟树脂中的至少1种。
13.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述荧光体层材料还含有无机填料。
14.如权利要求13所述的发光装置，其中，所述无机填料是选自二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化钛及氧化镁中的至少1种。
15.一种发光光源的制造方法，其特征在于，包括第1工序，将发光元件以留有空隙的方式连接在包含导体图案的基板上；第2工序，在比大气压低的低压气氛中，将连接在所述基板上的发光元件用包含荧光体与透光性母材的荧光体层材料覆盖；第3工序，通过设定为比所述低压气氛高的高压气氛，将覆盖于所述发光元件上的荧光体层材料中所包含的至少所述透光性母材填充到所述发光元件与所述基板之间。
16.如权利要求15所述的发光光源的制造方法，其中，在所述第3工序中，还将覆盖于所述发光元件上的荧光体层材料中所包含的所述荧光体填充到所述发光元件与所述基板之间。
17.如权利要求15所述的发光光源的制造方法，其中，还包括在所述第3工序之后、向覆盖于所述发光元件上的荧光体层材料填补所述荧光体层材料的工序。
18.如权利要求15所述的发光光源的制造方法，其中，所述第2工序在压力为20Pa～100Pa的低压气氛中进行，所述第3工序在压力10kPa～90kPa的高压气氛中进行。
19.如权利要求15所述的发光光源的制造方法，其中，在所述第1工序中，将所述发光元件与所述基板利用凸点连接。
20.如权利要求15所述的发光光源的制造方法，其中，所述荧光体层材料还含有无机填料。
全文摘要
本发明提供一种发光光源，具有发光元件(1)、包含导体图案(4)的基板(2)、包含荧光体及透光性母材的荧光体层材料(3)；其中，发光元件(1)连接在导体图案(4)上，荧光体层材料(3)覆盖发光元件(1)；在发光元件(1)与基板(2)之间至少配置有荧光体层材料(3)中的透光性母材。由此，能够提供消除了LED裸芯片等发光元件与基板之间的空隙，从而使得输出光的色度均匀、发光效率高的发光光源。
文档编号H01L33/50GK101044632SQ200580035130
公开日2007年9月26日 申请日期2005年10月11日 优先权日2004年10月13日
发明者谷本宪保, 矢野正, 高桥清, 清水正则, 绪方俊文 申请人:松下电器产业株式会社