专利名称：发光装置、发光装置的制造方法及发光装置的制造设备的制作方法
技术领域：
本发明所述的实施方案一般涉及发光装置、其制造方法及所述发光装置的制造设备。
背景技术：
在发光装置中，发光元件和发光体被用以获得白炽光(白光)。发光元件(例如， 发光二极管)发射蓝光，并且发光体发射与蓝光互补的光。在将发光元件安装于由树脂制成的外壳中后，通过将混合有发光体的糊状树脂液滴滴于发光元件上而制备发光装置(例如，参见 JP-A 2009-147312 (Kokai))。然而，存在如下所述的一些问题。在将许多不同种类的发光体混入单层树脂的情况中，色度的可变性增大。此外，存在将混合有发光体的糊状树脂液滴滴于发光元件上而液滴位置和发光元件中心部位错位的情况。因此，制造发光装置的制造产率下降。
图IA和IB是根据一个实施方案的发光装置的概要示意图；图2A和2B是描述编译数据库的示意图；图3是描述所述发光装置制造方法的流程图；图4A至6C是描述所述发光装置制造方法的概要示意图；图7A和7B是根据一个实施方案的发光装置的概要示意图；图8A至8H是描述所述发光装置制造方法的概要示意图；图9A至9C是描述波长和色度之间关系的示意图；和图10是发光装置的制造设备的概要图。发明详述一般而言，根据一个实施方案，发光装置包括壳体部件(package member)、设置于所述壳体部件中的发光元件、第一发光体层和第二发光体层。第一发光体层设置于所述发光元件上并含有第一发光体。第二发光体层设置于第一发光体层上并含有第二发光体。第一发光体的发光效率高于第二发光体的发光效率。根据另一个实施方案，公开了发光装置的制造方法。所述发光装置包括壳体部件、 设置于所述壳体部件中的发光元件、设置于所述发光元件上并含有第一发光体的第一发光体层、设置于第一发光体层上并含有第二发光体的第二发光体层。所述方法包括预先确定从所述发光元件、第一发光体和第二发光体发射的混合光的色度对从所述发光元件发射的光的波长和强度、第一发光体的第一总重量或第二发光体的第二总重量的相依性。所述方法包括测定从所述发光元件发射的光的波长和强度。所述方法包括分别根据所述相依性确定第一总重量和第二总重量以获得具有所测波长和所测强度的混合光的预定色度。所述方法包括用含有第一总重量的第一发光体的第一发光体层包覆至少一部分所述发光元件。所述方法包括用含有第二总重量的第二发光体的第二发光体层包覆至少一部分第一发光体层。根据又一个实施方案，提供了发光装置的制造设备。所述发光装置包括壳体部件、 设置于所述壳体部件中的发光元件、设置于所述发光元件上并含有第一发光体的第一发光体层、设置于第一发光体层上并含有第二发光体的第二发光体层。所述设备包括存储单元、 测量单元、确定单元(determining unit)、第一涂覆单元和第二涂覆单元。所述存储单元设置为存储从所述发光元件、第一发光体和第二发光体发射的混合光的色度对从所述发光元件发射的光的波长和强度、第一发光体的第一总重量或第二发光体的第二总重量的相依性。所述测量单元设置为测量从所述发光元件发射的光的波长和强度。所述确定单元设置为分别根据所述相依性确定第一总重量和第二总重量以获得具有所测波长和所测强度的混合光的预定色度。第一涂覆单元设置为用含有第一总重量的第一发光体的第一发光体层包覆所述发光元件的至少一部分。所述第二涂覆单元设置为用含有第二总重量的第二发光体的第二发光体层包覆第一发光体层的至少一部分。现参照附图描述实施方案。可以适当组合下述第一至第三实施方案的组件。实施方案中的各个组件不是独立的。(第一实施方案)图IA和IB是根据一个实施方案的发光装置的概要示意图。图IA是发光装置1 的立体概要图，图IB是图IA的A-B截面图。在图IA中，发光元件13处于暴露状态。发光装置1包括壳体部件10作为外壳。发光装置1包括设置于壳体部件10中的发光元件13。发光装置1包括设置于发光元件13上并含有第一发光体的第一发光体层。 发光装置1包括设置于第一发光体层上的含有第二发光体的第二发光体层。在此，第一发光体是如发光体20。第一发光体层是如发光体层22。第二发光体是如发光体30。第二发光体层是如发光体层32。第一发光体的发光效率高于第二发光体的发光效率。将发光装置 1用作例如显示装置的背光源。在本说明书中，由量子效率定义发光体的发光效率。量子效率是指内量子效率和外量子效率。内量子效率由产生的光子数(Bi)和吸收入发光体中的激发光子数(Al)的比值表示。外量子效率由外部发生的光子数(B》和辐射在所述发光体表面上的光子数(A2) 的比值表示。也就是说，内量子效率表示为(B1/A1)，外量子效率表示为(B2/A》。所述的量子效率随着内量子效率和外量子效率中至少一个的增大而增大。在发光装置1中，引线框11和引线框12相互面对。弓丨线框11的一部分和引线框 12的一部分密封在作为外壳的壳体部件10中。引线框11的一部分和引线框12的一部分从凹部IOa的底面暴露。发光元件13安装在引线框12上。发光元件13包括如半导体层叠体13a。半导体层叠体13a是如氮化物半导体。半导体层叠体13a夹在上电极1 和下电极13c之间。发光元件13是具有包括上电极和下电极结构的LED(发光二极管)芯片。发光元件13发射如蓝色区域G40nm到470nm 不小于440纳米，不大于470纳米)的光。
下电极13c和引线框12之间设有导电粘结材料，如银膏(未显示)。由此将发光元件13的下电极13c电连接至引线框12。通过接线14使发光元件13的上电极13b电连接至引线框11。上电极13b由透明电极和金属制成的连接垫构成，所述透明电极如ITO(氧化铟锡)等。引线框11,12的外端从壳体部件10伸出。当向引线框11,12的伸出部之间施加一定量的电压时，发光元件13的上电极1 和下电极13c之间存在电势差。由此从半导体层叠体13a发出一次光。所发出的一次光朝向图IB的上方(例如Z轴方向)。用含有分散在树脂部件21中的发光体20的发光体层22包覆发光元件13。树脂部件21是发光体20的粘结剂。从发光元件13发出的一部分一次光被吸收入发光体20中， 并且一次光转变成波长不同于一次光的二次光。因此，可以在发光体层22上获得一次光和二次光。用含有分散在树脂部件31中的发光体30的发光体层32包覆发光体层22。树脂部件31是发光体30的粘结剂。从发光元件13发出的一部分一次光被吸收入发光体30中， 并且一次光转变成波长不同于一次光的三次光。因此，可以在发光体层32上获得包括一次光、二次光和三次光的混合光。如果一次光的颜色是蓝色，二次光的颜色是红色，并且三次光的颜色是绿色，则发光装置1发出包括这些颜色的混合光。用不含有所述发光体的树脂部件50包覆发光体层32。按此方法，发光装置1具有含有发光体30的发光体层32层叠在含有发光体20的发光体层22上的多层结构，而不将不同种类的所述发光体(例如发光体20、30)混入单层树脂部件。所述多层结构中的层叠顺序不限于上述实例。然而，如图IA和IB所示，将具有较高发光效率的发光体20(发光体层2 置于发光元件13侧以增大发光装置1的亮度。下面描述发光装置1的各部件材料。例如，壳体部件10的材料是热塑性树脂等。树脂部件21、树脂部件31和树脂部件 50的各材料是折射率为1. 2-1. 9 (不小于1. 2，不大于1. 9)、在420nm至720nm(不小于420 纳米，不大于720纳米)波长范围内的透光率不小于90%的材料。例如，树脂部件21、树脂部件31和树脂部件50的各材料包括环氧树脂、甲基丙烯酸酯树脂(PMMA)、聚碳酸酯树酯 (PC)、环状聚烯烃(COP)、脂环族丙烯酸(OZ)、用于眼镜镜片的热固性树脂(ADC)、丙烯酸树脂、氟树脂、有机硅树脂、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)。所述发光体具有在500nm至555nm(绿色区不小于500纳米，不大于555纳米)、 560nm至580nm (黄色区域不小于560纳米，不大于580纳米)和600nm至670nm(红色区 不小于600纳米，不大于670纳米)的发光波长。荧光颗粒(发光体颗粒)含有硅(Si)、 铝(Al)、钛(Ti)、锗(Ge)、磷(P)、硼(B)、钇(Y)、碱土元素、硫化物、稀土元素、氮化物的至少一种类型。发光体20是如产生红色荧光的发光体。具体地，发光体20包括下述发光体。Y2O2SiEuY2O2SiEuY2O2S: Eu+颜料Y2O3 EuZn3 (PO4)2IMn
(Zn, Cd)S:Ag+In203(Y, Gd, Eu) BO3(Y, Gd, Eu)203YVO4: EuLa2O2SiEu, SmLaSi3N5: Eu2+α-sialon:Eu2+CaAlSiN3: Eu2+CaSiNx: Eu2+CaSiNx: Ce2+M2Si5N8IEu2+CaAlSiN3: Eu2+(SrCa) AlSiN3: Eux+Srx(SiyAl3)z(OxN) :Eux+发光体30是如产生绿色荧光的发光体。具体地，发光体30包括下述发光体。ZnS: Cu, AlZnS: Cu，Al+颜料(Zn, Cd) S:Cu, AlZnS: Cu，Au，Al+颜料Y3Al5O12ITbY3(Al, Ga)5012:TbY2Si05:TbZn2SiO4IMn(Zn, Cd) S:CuZnS CuZn2SiO4IMnZnS:Cu+Zn2Si04:MnGd2O2SiTb(Zn, Cd) S:AgZnS: Cu, AlY2O2SiTbZnS: Cu, Α1+Ιη203(Zn, Cd)S:Ag+In203(Zn，MrO2SiO4BaAl12O19: Mn(Ba, Sr, Mg)0 · aAl203:MnLaPO4:Ce, TbZn2SiO4IMnZnS: Cu
3 (Ba, Mg, Eu, Mn) 0 · 8A1203La2O3 · 0. 2Si02 · 0. 9P205:Ce，TbCeMgAl11O19: TbCaSc2O4: Ce(BrSr) SiO4: Euα -sialon:Yb2+β-sialon:Eu2+(SrBa) YSi4N7: Eu2+(CaSr) Si2O4N7: Eu2+Sr(SiAl) (ON) :Ce在发光装置1中，具有较高发光效率的发光体更靠近发光元件13放置。例如，发光体层22比发光体层32更靠近发光元件13放置，这是因为发光体20的发光效率高于发光体30的发光效率。如果具有较低发光效率的发光体更靠近发光元件13放置，会不利地减小发光装置1的亮度。以下描述总重量G2 (g 克)和总重量G3 (g)的调节方法。总重量G2 (g)是发光体层22中的发光体20的总重量。总重量G3(g)是发光体层32中的发光体30的总重量。根据发光元件13的波长λ (nm)或发射强度P(WAim)由此调节总重量G2、G3。在该实施方案中，对发光装置1的发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20 的总重量G2或发光体30的总重量G3和色度Cx、Cy之间的关系建立数据库。在编译了这些数据库后，即使发光元件13的波长λ或发射强度P变化，仍可调节发光体20的总重量 G2或发光体30的总重量G3而形成抑制色度(Cx、Cy)变化的发光装置。制备多个发光装置1以编译数据库。在各发光装置中的发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量G2或发光体30的总重量G3彼此略微不同。然后确定各数据之间的关系。所述关系可通过实验或计算机模拟而获得。用((发光体20的密度N2(g/ cm3)) X (发光体20的涂布量V2 (cm3)))表示发光体20的总重量G2(g)。用((发光体30 的密度N3(g/cm3))X(发光体30的涂布量V3(cm3)))表示发光体30的总重量G3 (g)。也就是说，根据壳体部件10的凹部IOa的容量确定各涂布量。此外，根据各发光体中的总重量和涂布量确定各发光体的密度。由分散有发光体的树脂部件的容量(cm3)定义所述涂布量。在数据库的编译中，在制成发光体层22、23之前预先测量各发光装置1的发光元件13的波长λ和发射强度P。然后测量从各发光装置1发射的光谱(混合光的发射光谱)， 将发光元件13的波长λ、发光元件13的发射强度P、发光体层22、23的总重量参数化。由此确定各光谱和各发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量G2和发光体 30的总重量G3之间的关系。例如，图2Α和2Β是描述编译数据库的图。图2Α显示了具有预定的波长λ、发射强度P、总重量G2和总重量G3的发光装置的光谱。此处，图2Α的横轴表示波长(nm)。纵轴表示发射强度(W/nm)。然后，通过使用各光谱测量各发光装置的红色强度Ir、绿色强度Ig和蓝色强度让。红色强度Ir的水平取决于发光体20的总重量G2。绿色强度Ig的水平取决于发光体30的总重量G3。蓝色强度Λ的水平取决于发光元件13的发射强度P。在该实施方案中，以如下表达式(1)-03)定义红色刺激值X、绿色刺激值Y和蓝色刺激值Z。在以下表达式中，将红色强度Ir、绿色强度Ig和蓝色强度Λ乘以作为色彩拟合函数系数的 xr、xg、xb、yr、yg> yb> zr、zg 禾口 zb。(红色刺激值X)= xrX (红色强度Ir)+xg X (绿色强度Ig)+xb X (蓝色强度Ib) 式⑴(绿色刺激值Y)= yrX (红色强度Ir)+ygX (绿色强度Ig)+ybX (蓝色强度Ib) 式O)(蓝色刺激值Y)= zrX (红色强度Ir)+zgX (绿色强度Ig)+zb X (蓝色强度Ib) 式⑶在该实施方案中，以如下表达式(4)-(5)定义临时色度(Cx’、Cy’ )。将红色刺激值X、绿色刺激值Y和蓝色刺激值Y用于如下表达式。Cx'=(红色刺激值X)/((红色刺激值X) + (绿色刺激值Y) +(蓝色刺激值Y)) 式Cy’ =(绿色刺激值Y)/((红色刺激值X) + (绿色刺激值Y) +(蓝色刺激值Y)) 式⑶例如，发光体20的总重量越高，Cx'将越高。发光体20的总重量越低，Cx'将越低。例如，发光体30的总重量越高，Cy’将越高。发光体30的总重量越低，Cx’将越低。在各光谱中(Cx’、Cy’ )的值不同。因此，建立(Cx’、Cy’ )的值和波长λ、发射强度P、总重量G2或总重量G3之间关系的数据库。然后，用色度计测量从各发光装置1发出的光的Cx、Cy色度。由此确定(Cx、Cy) 和(Cx，、Cy，)之间的关系。对于Cx和Cx，之间的关系，调节系数xr、xg、xb、yr、yg、yb、zr、zg禾口 zb由此获得Cx和Cx’之间的线性关系。对于Cy和Cy’之间的关系，调节系数xr、xg、xb、yr、yg、yb、 zr、zg和zb因此获得Cy和Cy’之间的线性关系。图2B显示了 Cx和Cx’之间的线性关系。Cy和Cy’之间的线性关系也在该步骤确定(未显示)。如果从发光元件13的各波长λ、发射强度P得到具有线性关系的线，那么即使波长λ或发射强度P有变化，仍可进行逆运算以确定与Cx = Cy = 0. 33的值对应的Cx’、Cy’ 值。通过逆运算所得的Cx’、Cy’确定发光体20的总重量G2和发光体30的总重量G3，可以稳定地得到发射所需白炽光(例如Cx = Cy = 0. 33)的发光装置。按此方法，在制造发光装置1之前预先确定相依性。所述相依性是从发光元件13、 发光体20和发光体30发射的混合光对发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量G2或发光体30的总重量G3的相依性。下面描述发光装置1的制造方法。图3是描述所述发光装置制造过程的流程图。图4至4F是描述所述发光装置制造过程的概要示意图。如图4Α所示地制备包括引线框11、12的壳体部件10。随后，将发光元件13安装在引线框12上(步骤20)。由此将发光元件13设置于作为外壳的壳体部件10中。通过接线14将发光元件13连接至引线框11。将蓝色LED用作发光元件13。将蓝色LED制成发射目标波长为450nm的光。在此步骤(步骤30)测量从发光元件13发出的光的波长λ和发射强度P。假定发光元件13 的波长λ在不小于440nm和不大于460nm之间变化，在制成发光体层22、32之前测量发光元件13的波长λ和发射强度P。在将发光元件13安装在引线框12上之前可测量从发光元件13发射的光的波长λ和发射强度P。此时，将发光元件13的波长λ或发射强度P和 Cx'、Cy'、Cx和Cy之间的关系预先确定作为所述数据库。然后确定所需的色度(步骤40)。其目标是制造具有例如Cx = Cy = 0.33的值的发光装置。Cx = Cy = 0. 33的条件满足白炽光的要求。然后使用数据库(步骤50)以确定和Cx = Cy = 0.33的值对应的临时色度Cx’、 Cy'(步骤60)。此后，确定发光体20、30的总重量(步骤70)以满足白炽光的要求(Cx = Cy = 0. 33)。按此方法，分别确定发光体20的总重量G2和发光体30的总重量G3以使来自发光装置1的具有所测波长λ和发射强度P的混合光具有所规定色度。此外，根据壳体部件10中的凹部IOa的容量或发光元件13的构造确定涂布量V2。 根据发光体20的总重量G2和涂布量V2确定发光体20的密度Ν2。根据壳体部件10中的凹部IOa的容量或发光元件13的构造确定涂布量V3。根据发光体30的总重量G3和涂布量V3确定发光体30的密度Ν3 (步骤80)。在该实施方案中，将比发光元件13具有更高发光效率的发光体层依次层叠在发光元件13上以增大发光装置1的发射强度。例如，因为发光体20的发光效率高于发光体 30的发光效率，所以如图4Β所示，从发光元件13的上侧滴下分散有发光体20的树脂部件 21的液滴。分散有发光体20的树脂部件21为糊状。在滴下液滴后，将分散有发光体20的树脂部件21离心沉降(650rpm，30分钟)。 由此制成如图4C所示的作为第一发光体层的发光体层22(步骤90)。这样，至少一部分发光元件13包覆有发光体层22。然后如图4D所示，从发光体层22的上侧滴下分散有发光体30的树脂部件31的液滴。分散有发光体30的树脂部件31为糊状。在滴落后，将分散有发光体30的树脂部件 31离心沉降(650rpm，30分钟)。由此制成如图4E所示的作为第二发光体层的发光体层 32 (步骤100)。这样，至少一部分发光体层22包覆有发光体层32。从未显示的喷嘴输送含有发光体的树脂部件液滴。然后，如图4F所示，从发光体层32的上侧滴下树脂部件50的液滴。由此如图1 所示，制成了具有包覆有树脂部件50的发光体层32的发光装置1。最后使树脂部件21、树脂部件31和树脂部件50固化。在各树脂部件21、31、50液滴滴下后，各树脂部件21、31、50 可以单独固化。树脂部件21、31、50可以同时固化。例如，固化方法是热固化。根据这样的制造方法，即使各发光装置的发光元件13的波长λ或发射强度P发生变化，通过将发光体的密度或涂布量校正至最佳仍可设置具有所需色度的发光装置1。在该实施方案中，优先调节与发光元件13的波长λ的相依性相对敏感的发光体总重量以抑制色度变化。例如，在发光体20与波长λ的相依性比发光体30更敏感的情况下优先调节发光体20的总重量。该实施方案涉及下述的其它制造方法。
根据下述制造方法，发光体层22、32相对于发光元件13中心更对称和更均勻。图5A和5B是描述所述发光装置制造过程的概要示意图。例如，如图5A所示，在将分散有发光体20的树脂部件21的液滴滴于发光元件13 上侧之前，使用图象识别单元60如照相机等检测发光元件13的表面轮廓和位置。然后如图5B所示，将分散有发光体20的树脂部件21的液滴输送至作为目标的受检测发光元件13 的中部。对分散有发光体30的树脂部件31进行上述相似的过程。由此确实防止了分散有发光体20、30的树脂部件21、31相对于发光元件13的位置错位。这样，发光体层20、30相对于发光元件13的中心更对称和更均勻，并且所述发光装置的质量得以改进。可选地，该实施方案还包括以下方法在将分散有发光体20的树脂部件21的液滴滴于发光元件13的上侧之前，使用不含有发光体的树脂部件50填充壳体部件10的凹部 10a。图6A到6C是所述发光装置制造过程的概要示意图。例如，如图6A所示，在将分散有发光体20的树脂部件21的液滴滴于发光元件13 上侧之前，使用不含有发光体的树脂部件50填充壳体部件10的凹部10a。将比重低于树脂部件21的树脂部件选为树脂部件50。随后，将分散有发光体20的树脂部件21的液滴滴于树脂部件50上。然后，如图6B所示，分散有发光体20的树脂部件21以球形形状保留在树脂部件50的中心部位。如果未用树脂部件50填充凹部10a，则由于树脂部件21的表面张力，树脂部件21趋向于附着在凹部IOa的内壁。也就是说，用树脂部件50初步填充凹部 IOa减少了树脂部件21向内壁的附着。也就是说，即使在树脂部件21的液滴滴落后树脂部件21的位置和发光元件13的中心部分错位，分散有发光体20的树脂部件21也可通过自行对准而移动至树脂部件50的中部。进行离心沉降以将分散有发光体20的树脂部件21离心至发光元件13侧。这样，如图6C所示，发光体层22变得对发光元件13的中心更对称和更均勻。如果对分散有发光体 30的树脂部件也进行相似的操作，则发光体层32将变得对发光元件13的中心更对称和更均勻。由此改进了发光装置的质量。(第二实施方案)图7A和7B是根据一个实施方案的发光装置的概要示意图。图7A是发光装置2 的立体概要示意图，图7B是图7A的A-B截面图。在图7A中，发光元件13处于暴露状态。发光装置2包括发光体层22、32和含有作为第三发光体的发光体40的第三发光体层42。发光体层42设置于发光元件13上。发光体20的发光效率高于发光体30、40的发光效率。将发光装置2用作如显示装置的背光源。发光装置2的发光元件13是发射 UV(紫外)区光的LED芯片。例如，发光元件13发射350nm到410nm(不小于350纳米，不大于410纳米)区域内的光。用含有分散在树脂部件41中的发光体40的发光体层42包覆发光元件13。用含有分散在树脂部件31中的发光体30的发光体层32包覆发光体层42。用含有分散在树脂部件21中的发光体20的发光体层22包覆发光体层32。从发光元件13发出的一部分一次光被吸收入发光体40中，并且一次光转变成波长不同于一次光的二次光。因此，可以在发光体层42上获得一次光和二次光。从发光元件13发出的一部分一次光被吸收入发光体
1130中，并且一次光转变成波长不同于一次光的三次光。因此，可以在发光体层32上获得一次光、二次光和三次光。从发光元件13发出的一部分一次光被吸收入发光体20中，并且一次光转变成波长不同于一次光的四次光。因此，可以在发光体层22上获得包括一次光、二次光、三次光和四次光的混合光。如果所述一次光是紫外光，所述二次光的颜色是蓝色，所述三次光的颜色是绿色， 并且所述四次光的颜色是红色，则发光装置2发出包括这些颜色的混合光。用树脂部件50 包覆发光体层22。按此方法，发光装置2具有在发光元件13上，发光体层32聚积在发光体层42上， 并且发光体层22聚积在发光体层32上的多层结构。在发光装置2中，未将不同种类的发光体(如发光体20、30、40)混入单树脂层。例如，发光体40是产生蓝色荧光的发光体，具体地，发光体40是下述发光体中的至少一种。发光体40的发光波长为440nm到470nm(不小于440纳米，不大于470纳米)。 发光元件13发射发光波长在紫外区的光。除发光体层22、32之外，发光装置2还包括发射蓝光的发光体层42。因此，蓝光区中的色彩选择性(换言之，色度空间或色度范围)变得更觉。ZnS: AgZnS:Ag+MI4ZnS: Ag, AlZnS:Ag, Cu, Ga, ClZnS:Ag+In203ZnS:Zn+In203(Ba, Eu) MgAl10O17(Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO4) 6C12 :EuSrltl (PO4)6Cl2: Eu(Ba, Sr, Eu) (Mg, Mn)Al10O1710 (Sr, Ca, Ba, Eu) ‘ 6P04 ‘ Cl2BaMg2Al16O25IEu在发光装置2中，发光体层22、发光体层32和发光体层42的层叠顺序不限于上述实施例。然而，具有更高发光效率的发光体可以更靠近发光元件13放置以增大发光装置2 的亮度。发光体20的发光效率高于发光体30、40的发光效率。因此，沿自发光元件13至树脂部件50的方向，发光体层22、发光体层32和发光体层42可按此顺序层叠。沿自树脂部件50至发光元件13的方向，发光体层的顺序和发光效率的升序相对应。该实施方案具有这样的结构。以下描述发光体层22的总重量G2(g)、发光体层32的总重量G3(g)和发光体层 42的总重量G4(g)的调节方法。根据发光元件13的波长λ (nm)或发射强度P(W/nm)由此调节这些总重量G2、G3、G4。在该实施方案中，将关于发光装置2的发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量G2、发光体30的总重量G3或发光体40的总重量G4和色度Cx、Cy之间的关系建立数据库。通过编译这些数据库，即使发光元件13的波长λ或发射强度P变化，调节发光体20的总重量G2或发光体30的总重量G3仍可得到抑制色度(Cx、Cy)变化的发光
直ο制备多个发光装置2以编译数据库。在各发光装置中的发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量G2、发光体30的总重量G3或发光体40的总重量G4彼此略微不同。然后确定各数据之间的关系。所述关系可通过实验或计算机模拟而获得。用 ((发光体20的密度Ν2 (g/cm3)) X (发光体20的涂布量V2 (cm3)))表示发光体20的总重量 G2 (g)。用((发光体30的密度N3 (g/cm3)) X (发光体30的涂布量V3 (cm3)))表示发光体 30的总重量G3 (g)。用((发光体40的密度N4 (g/cm3)) X (发光体30的涂布量V4 (cm3))) 表示发光体40的总重量G4(g)。确定各总重量后，根据壳体部件10的凹部IOa的容量确定各涂布量。此外，根据各发光体中的总重量和涂布量确定各发光体的密度。在数据库的编译中，在制成发光体层22、32和42前预先测量各发光装置2的发光元件13的波长λ和发射强度P。然后，测量从各发光装置2发射的光谱(混合光的发射光谱)，将发光元件13的波长λ、发光元件13的发射强度P、发光体层22、32和42的总重量参数化。由此确定各光谱和各发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量 G2、发光体30的总重量G3和发光体40的总重量G4之间的关系。例如，通过使用如图2Α所示的光谱分别测量各发光装置2的红色强度Ir、绿色强度Ig和蓝色强度Π3。红色强度Ir的水平取决于发光体20的总重量G2。绿色强度Ig的水平取决于发光体30的总重量G3。蓝色强度Λ的水平取决于发光体40的总重量G4。在该实施方案中，以如下表达式(1)-(3)定义红色刺激值X、绿色刺激值Y和蓝色刺激值Z。在以下表达式中，将红色强度Ir、绿色强度Ig和蓝色强度Λ乘以作为色彩拟合函数系数的 xr、xg、xb、yr、yg> yb> zr、zg 禾口 zb。(红色刺激值X)= xrX (红色强度Ir)+xg X (绿色强度Ig)+xb X (蓝色强度Ib) 式⑴(绿色刺激值Y)= yrX (红色强度Ir)+ygX (绿色强度Ig)+ybX (蓝色强度Ib) 式O)(蓝色刺激值Y)= zrX (红色强度Ir)+zgX (绿色强度Ig)+zb X (蓝色强度Ib) 式⑶在该实施方案中，以如下表达式(4)-(5)定义临时色度(Cx’、Cy’ )。将红色刺激值X、绿色刺激值Y和蓝色刺激值Y用于如下表达式。Cx'=(红色刺激值X)/((红色刺激值X) + (绿色刺激值Y) +(蓝色刺激值Y)) 式Cy’ =(绿色刺激值Y)/((红色刺激值X) + (绿色刺激值Y) +(蓝色刺激值Y)) 式⑶在各光谱中(Cx’、Cy’ )的值不同。建立(Cx’、Cy’ )的值和波长λ、发射强度P、 总重量G2或总重量G3之间关系的数据库。然后，用色度计测量从各发光装置2发出的光的(Cx、Cy)值。由此确定(Cx、Cy) 和(Cx，、Cy，)之间的关系。如上所述，对于Cx和Cx’之间的关系和Cy和Cy’之间的关系进行调节从而获得线性关系。
如果从发光元件13的各波长λ、发射强度P得到具有线性关系的线，那么即使波长λ或发射强度P有变化，仍可进行逆运算以确定与Cx = Cy = 0. 33的值对应的Cx’、Cy’ 值。通过逆运算所得的Cx’、Cy’确定发光体20的总重量G2、发光体30的总重量G3和发光体40的总重量G4，可以稳定地得到发射所需白炽光(例如Cx = Cy = 0. 33)的发光装置。按此方法，在制造发光装置2之前预先确定相依性。所述相依性是从发光元件13、 发光体20、发光体30和发光体40发射的混合光对发光元件13的波长λ或发射强度P、发光体20的总重量G2、发光体30的总重量G3或发光体40的总重量G4的相依性。以下描述发光装置2的制造方法。图8Α到8Η是描述所述发光装置的制造过程的概要示意图。如图8Α所示地制备壳体部件10。壳体部件10包括引线框11、12。随后，将发光元件13安装在引线框12上。通过接线14将发光元件13连接至引线框11。由此将发光元件13置于作为外壳的壳体部件10中。在此步骤测量从发光元件13发出的光的波长λ和发射强度P。假定发光元件13的波长λ在380nm到400nm的范围内(不小于380nm和不大于400nm)变化，在制成发光体层22、32、42之前测量发光元件13的波长λ和发射强度 P。预先确定发光元件13的波长λ或发射强度P和CX’、Cy’、CX、Cy之间的关系作为数据库。然后确定所需的色度。其目标是制造具有例如Cx = Cy = 0. 33的值的发光装置。 Cx = Cy = 0. 33的条件满足白炽光的要求。然后使用数据库以确定和Cx = Cy = 0. 33的值相应的临时色度Cx’、Cy’。此后， 确定发光体20、30、40的总重量G2、G3、G4。总重量G2、G3、G4的条件满足白炽光的要求(Cx =Cy = 0. 33)。此外，根据壳体部件10中凹部IOa的容量或发光元件13的构造确定涂布量V2。 根据发光体20的总重量G2和涂布量V2确定发光体20的密度N2。根据壳体部件10中凹部IOa的容量或发光元件13的构造确定涂布量V3。根据发光体30的总重量G3和涂布量 V3确定发光体30的密度N3。根据壳体部件10中凹部IOa的容量或发光元件13的构造确定涂布量V4。根据发光体40的总重量G4和涂布量V4确定发光体40的密度N4。按此方法，根据相依性(数据库)分别确定发光体20的总重量G2、发光体30的总重量G3和发光体40的总重量G4，使得混合光的色度成为预定值。混合光具有发光元件13 的所测的波长λ和发射强度P。然后如图8Β所示，从发光元件13的上侧滴下分散有发光体40的树脂部件41的液滴。分散有发光体40的树脂部件41为糊状。在滴落后，将分散有发光体40的树脂部件 41离心沉降(650rpm，30分钟)，结果如图8C所示，至少一部分发光元件13包覆有发光体层42。然后，如图8D所示从发光体层42的上侧滴下分散有发光体30的树脂部件31的液滴。在滴落后，将分散有发光体30的树脂部件31离心沉降，结果如图8E所示，至少一部分发光体层42包覆有发光体层32。然后，如图8F所示从发光体层32的上侧滴下分散有发光体20的树脂部件21的液滴。在滴落后，将分散有发光体20的树脂部件21离心沉降。结果如图8G所示，至少一部分发光体层32表面包覆有发光体层22。
然后，如图8H所示从发光体层22的上侧滴下树脂部件50的液滴。由此如图7A 和7B所示，制成了具有包覆有树脂部件50的发光体层22的发光装置2。使树脂部件21、 树脂部件31、树脂部件41和树脂部件50固化。在各树脂部件21、31、41、50的液滴滴落后， 各树脂部件21、31、41、50可以单独固化。树脂部件21、31、41、50可以同时固化。从未显示的喷嘴输送树脂部件21、31、41、50的液滴。在该实施方案中，发光体层22、32、42的层叠顺序不限于上述实施例。例如，为了增大作为最终构造的发光装置2的发射强度，可依次层叠发光效率比发光元件13更高的发光体层。根据这样的方法，即使发光元件13的波长λ或发射强度P变化，通过校正发光体的密度或涂布量仍可制成抑制色度变化的发光装置2。在该实施方案中，优先调节对发光元件13的波长λ的灵敏度相依性(色度相依性)相对较密切的发光体总重量以抑制色度变化。例如，图9Α至9C是描述波长和色度之间关系的示意图。图9Α至9C的横轴表示发光元件13的波长λ (380nm到400nm)。纵轴表示色度 Cx0图9A中显示了对于发光体40 (蓝色发光体)，发光元件13的波长λ和色度Cx之间的关系。图9Β中显示了对于发光体30 (绿色发光体)，发光元件13的波长λ和色度Cx 之间的关系。图9C显示了对于发光体20 (红色发光体)，发光元件13的波长λ和色度Cx 之间的关系。如图9Α、9Β所示，即使对于发光体30、40，发光元件13的波长λ (380nm至400nm) 发生变化，色度Cx的值仍几乎保持恒定值。然而，如图9C所示，对于发光体20(红色发光体)，随着发光元件13的波长 λ (380nm到400nm)的增大，色度Cx的值趋向于减小。也就是说，在发光元件13的波长λ在380nm到400nm的范围内变化的情况下，优先调节对发光元件13的波长λ的灵敏度相依性相对较密切的发光体20的总重量。根据这样的方法，即使每个发光装置中发光元件13的波长λ或发射强度P发生变化，优先通过校正发光体20的密度或涂布量仍可制成确实抑制色度变化的发光装置2。(第三实施方案)以下描述发光装置3的制造设备，其可制造发光装置1、2。图10是所述发光装置制造设备的概要示意图。设备3包括装载机61和卸载机62。在装载机61和卸载机62之间设置传送装置
63。将具有发光元件13等的壳体部件10放在支承台81上以便从装载机61运输至传送装置63。按照上述制造方法加工输送后的壳体部件10，并存放于卸载机62。因此，在装载机 61和卸载机62之间设置设置为测量发光元件13的波长λ或发射强度P的第一测量单元
64、设置为使用图像识别检测发光元件13位置(三维坐标Χ、Υ、Ζ)的图像识别单元60(位置检测单元)、设置为校正发光元件13位置的位置校正单元65、安装位置校正单元65的传输装置66、安装在传输装置66上的多个喷嘴67a、67b、67c (涂布单元)和设置为测量发光装置的光学特性(色度、波长、显色性等)的第二测量单元68。从各个喷嘴67a、67b、67c输送不同种类的各发光体。例如，从喷嘴67a输送含有
15经分散的发光体20的树脂部件21。从喷嘴67b输送含有经分散的发光体30的树脂部件 31。从喷嘴67c输送含有经分散的发光体40的树脂部件41。设备3还包括设置为检测涂布发光体前后状态的维护单元69。控制单元70控制图像识别单元60、装载机61、卸载机62、传送装置63、第一测量单元64、位置校正单元65、传输装置66、喷嘴67a、67b、67c、第二测量单元68和维护单元 69。例如，一旦检测到发光体层22、32、42的缺陷，维护单元69将缺陷信息发送至控制单元 70以通过反馈控制复原良好的涂布条件。控制单元70包括设置为储存上述数据库的存储单元71和设置为通过计算机计算存储单元71中存储的数据而计算发光体的最佳密度和最佳涂布量的计算单元72。由此将具有最佳密度和最佳涂布量的发光体液滴从各喷嘴67a、67b、67c滴于发光元件13上。制造所述发光装置的设备3还包括设置为显示测量结果、数据和计算结果的监视器73和设置为进行上述离心沉降的离心沉降装置80。通过离心沉降装置80使第一发光体层、第二发光体层和第三发光体层中任意一层的发光体聚积在发光元件13 —侧。通过使用设备3可实现发光装置1、2的制造方法。也就是说，设备3包括设置为存储从发光元件、第一发光体和第二发光体发射的混合光的色度对发光元件的波长和发射强度、第一发光体的第一总重量或第二发光体的第二总重量的相依性的存储单元(例如存储单元71)。设备3包括设置为测量发光元件的波长和发射强度的测量单元(例如第一测量单元 64)。设备3包括设置为分别根据所述相依性确定第一总重量和第二总重量以获得包括所测波长和发射强度的混合光预定色度的确定单元(例如计算单元72)。设备3包括设置为使用含有第一总重量的第一发光体的第一发光体层包覆至少一部分发光元件的涂布单元(例如喷嘴67a)。设备3包括设置为使用含有第二总重量的第二发光体的第二发光体层包覆至少一部分第一发光体层的涂布单元(例如喷嘴67b)。设备3包括设置为储存从发光元件13、第一发光体、第二发光体和第三发光体发射的混合光色度对发光元件13的波长和发射强度、第一发光体的第一总重量、第二发光体的第二总重量或第三发光体的第三总重量的相依性的存储单元(例如存储单元71)。设备3包括设置为分别基于所述相依性确定第一总重量、第二总重量和第三总重量以获得包括所测波长和发射强度的混合光预定色度的确定单元(例如计算单元72)。设备3包括设置为使用含有第三总重量的第三发光体的第三发光体层包覆至少一部分第二发光体层的涂覆单元(例如喷嘴67c)。通过使用设备3制成发光体层22、32、42。各发光体层22、32、42具有所需密度、所需涂布量和所需位置。因此，在所述发光装置中抑制了色度变化。设备3可以迅速测量所述发光装置的光谱。这样，即使发生发射性质的缺陷，设备3也可以快速校正发光体层的密度、涂布量和位置。如上参照具体实施例对实施方案进行描述。然而，实施方案不限于这些具体实施例。也就是说，只要本领域技术人员对这些具体实施例所作的各种适当的修改包括实施方案的特征，则它们应落入实施方案的范围内。例如，上述具体实施例中包括的任何组件及其排列、材料、条件、形状和尺寸等不限于作为其实施例所示出的那些，并且可以在任何视为需要的时候进行变化。另外，在技术可达的范围内，可将上述实施方案中包括的各构成部分组合在一起， 并且只要这样的组合包括实施方案的特征，则所述组合也包括在实施方案的范围内。此外，在实施方案精神的范围内，本领域技术人员可以想到各种修改和变化。应当理解地是，这样的修改和变化属于实施方案的范围。尽管已经描述了特定实施方案，但这些实施方案仅以实施例的方式示出，并不意图限制本发明的范围。事实上，可通过多种其它形式体现在此描述的新型实施方案；此外， 在不背离本发明精神的情况下可对在此描述的实施方案的形式做出各种省略、替换和变化。所附权利要求及它们的等同意图覆盖这样的形式或修改，如同其落入本发明的范围和精神中一样。
权利要求
1.发光装置，其包括壳体部件；设置于所述壳体部件中的发光元件；设置于所述发光元件上并含有第一发光体的第一发光体层；和设置于所述第一发光体层上并含有第二发光体的第二发光体层，其中，所述第一发光体的发光效率高于所述第二发光体的发光效率。
2.根据权利要求1的装置，其还包括设置于所述发光元件上的第三发光体层，所述第三发光体层含有第三发光体。
3.根据权利要求2的装置，其中所述第一发光体的发光效率高于所述第三发光体的发光效率。
4.发光装置的制造方法，所述发光装置包括壳体部件、设置于壳体部件中的发光元件、 设置于所述发光元件上并含有第一发光体的第一发光体层和设置于所述第一发光体层上并含有第二发光体的第二发光体层，所述方法包括预先确定从所述发光元件、所述第一发光体和所述第二发光体发射的混合光色度对从所述发光元件发射的光的波长和强度、所述第一发光体的第一总重量或所述第二发光体的第二总重量的相依性；测量从所述发光元件发射的光的波长和强度；分别根据所述相依性确定所述第一总重量和所述第二总重量以获得具有所测波长和所测强度的混合光的预定色度；用含有所述第一总重量的所述第一发光体的所述第一发光体层包覆至少一部分所述发光元件；和用含有所述第二总重量的所述第二发光体的所述第二发光体层包覆至少一部分所述第一发光体层。
5.根据权利要求4的方法，其中从所述发光元件发射的光的波长在不小于440纳米和不大于460纳米之间。
6.根据权利要求4的方法，其还包括在所述第二发光体层上形成含有第三发光体的第三发光体层。
7.根据权利要求6的方法，其中预先确定从所述发光元件、所述第一发光体、所述第二发光体和所述第三发光体发射的混合光的色度对从所述发光元件发射的光的波长和发射强度、所述第一发光体的第一总重量、所述第二发光体的第二总重量或所述第三发光体的第三总重量的相依性，分别根据所述相依性确定所述第一总重量、所述第二总重量和所述第三总重量以获得预定的混合光的色度，和用含有所述第三总重量的所述第三发光体的所述第三发光体层包覆至少一部分所述第二发光体层。
8.根据权利要求7的方法，其中从所述发光元件发射的光的波长在不小于380纳米和不大于400纳米之间。
9.根据权利要求7的方法，其中，当对从所述发光元件发射的光的波长的灵敏度相依性在所述第一发光体、所述第二发光体和所述第三发光体之间变化时，优先调节使灵敏度相依性增大的发光体总重量。
10.根据权利要求7的方法，其中在制成所述第一发光体层、所述第二发光体层和所述第三发光体层中任一之后，使所述第一发光体层、所述第二发光体层和所述第三发光体层任一中的一种发光体积聚在所述发光元件的一侧。
11.根据权利要求4的方法，其中在用所述第一发光体层包覆至少一部分所述发光元件之前，用不含第一发光体、第二发光体和第三发光体中任意一种的树脂部件填充所述壳体部件的凹部。
12.根据权利要求11的方法，其中分散有第一发光体的树脂部件的比重低于不含第一发光体、第二发光体和第三发光体中任意一种的树脂部件的比重。
13.根据权利要求4的方法，其中在确定相依性中测量三原色光的波长和强度。
14.根据权利要求13的方法，其中所述三原色是红色、绿色和蓝色。
15.发光装置的制造设备，所述发光装置包括壳体部件，设置于壳体部件中的所述发光元件，设置于所述发光元件上并含有第一发光体的第一发光体层和设置于所述第一发光体层上并含有第二发光体的第二发光体层，所述设备包括设置为储存从所述发光元件、所述第一发光体和所述第二发光体发射的混合光的色度对从所述发光元件发射的光的波长和强度、所述第一发光体的第一总重量或第二发光体的第二总重量的相依性的存储单元；设置为测量从所述发光元件发射的光的波长和强度的测量单元；设置为分别基于所述相依性确定所述第一总重量和所述第二总重量以获得具有所测波长和所测强度的混合光的预定色度的确定单元；设置为用含有所述第一总重量的所述第一发光体的所述第一发光体层包覆所述至少一部分发光元件的第一涂覆单元；和设置为用含有所述第二总重量的所述第二发光体的所述第二发光体层包覆至少一部分所述第一发光体层的第二涂覆单元。
16.根据权利要求15的设备，其还包括设置为在所述第二发光体层上制成含有第三发光体的第三发光体层的涂覆单元。
17.根据权利要求15的设备，其还包括设置为预先存储从所述发光元件、所述第一发光体、所述第二发光体和第三发光体发射的混合光的色度对从所述发光元件发射的光的波长和强度、所述第一发光体的第一总重量、所述第二发光体的第二总重量或所述第三发光体的第三总重量的相依性的存储单元；设置为分别根据所述相依性确定所述第一总重量、所述第二总重量和所述第三总重量以获得预定的混合光的色度的确定单元；和设置为用含有所述第三总重量的所述第三发光体的所述第三发光体层包覆至少一部分所述第二发光体层的涂覆单元。
全文摘要
根据一个实施方案，发光装置包括壳体部件、设置于壳体部件中的发光元件、第一发光体层和第二发光体层。所述第一发光体层设置于所述发光元件上并含有第一发光体。第二发光体层设置于所述第一发光体层上并含有第二发光体。所述第一发光体的发光效率高于所述第二发光体的发光效率。
文档编号H01L33/00GK102194984SQ20111004292
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月19日
发明者冈田康秀, 小泉洋, 山边纯成, 樱井直明 申请人:株式会社东芝