专利名称：发光装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及通过波长转换层对来自发光元件的光进行转换的发光装置及其制造方法。
背景技术：
已知通过荧光体将来自发光元件的一部分光转换为不同波长的光，与来自发光元件的光混合起来射出的发光装置。作为这种发光装置的波长转换层的形成方法，使用在发光元件的上表面涂敷或印刷散布了荧光体粒子的树脂的方法或向喇叭内浇注的方法。例如专利文献1公开了在喇叭内并排配置多个发光元件，由荧光体分散树脂填充喇叭内部的结构。专利文献2公开了将荧光体分散树脂层浇注到发光元件上表面，浇筑成圆顶形状的结构。专利文献3公开了通过蜡纸印刷等印刷手法以覆盖荧光元件上表面和侧面的方式形成荧光体分散树脂层的构成。在将荧光体分散树脂层用作波长转换层的发光装置中，进行波长转换的光的量会根据荧光体分散树脂层所包含的荧光体的量而发生变化，因此为了获得期望色度的发光， 就需要按照荧光体分散树脂层的荧光体浓度来设计荧光体分散树脂层的厚度，将荧光体分散树脂层形成为该厚度。专利文献1日本特开2006-489 号公报专利文献2日本特开2009-1；35136号公报专利文献3日本特开2010-118531号公报通过现有的涂敷、印刷、向喇叭内浇注等手法形成的荧光体分散树脂层的厚度会产生百分之十几左右的制造误差。近些年来，将荧光体分散树脂层的荧光体浓度提高为高于现有浓度(例如50%以上)，从而可知能大幅提高颜色转换效率，发光效率得以提高。当使用高荧光体浓度的荧光体分散树脂层的情况下，为了获得期望色度，需要在厚度方向高精度地形成比现有技术薄的荧光体分散树脂层。然而由于根据现有的涂敷、印刷、注入等手法会产生百分之十几左右的厚度误差， 因而当形成了高浓度的荧光体分散树脂层的情况下，色度的偏差会变大，很难以高的制造效率制造出期望色度的发光装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备较薄的波长转换层的发光效率高的发光装置。为了达成上述目的，本发明的第1方面提供如下的发光装置。S卩，基板；安装于该基板上的发光元件；配置于发光元件上的波长转换层；以及搭载于波长转换层上的下表面平坦的光学部件，波长转换层具有荧光体粒子、粒子状间隔体以及散布有荧光体粒子和粒子状间隔体的基材。荧光体粒子的粒径小于粒子状间隔体的粒径，粒子状间隔体被夹持于发光元件的上表面与光学部件的下表面之间，规定了波长转换层的厚度。
优选在发光元件的上表面配置有3个以上的粒子状间隔体。粒子状间隔体例如使用对于发光元件发出的光透明的间隔体。粒子状间隔体可含有荧光体。可以对光学部件的平坦的下表面实施用于控制光的细微凹凸加工。光学部件的上表面形状可以具有用于控制光的预定形状。波长转换层例如含有13%重量百分比以上、优选含有30%重量百分比以上、更优选含有50%重量百分比以上的荧光体粒子。光学部件的下表面可以构成为大于发光元件的上表面，波长转换层的侧面形成将发光元件的侧面与上述板状光学层的侧面连接起来的倾斜面。发光元件和波长转换层的侧面可以构成为由反射材料层覆盖。另外，本发明的第2方面提供如下的发光装置。即，第2方面的发光装置具有基板；安装于基板上的多个发光元件；配置于多个发光元件上的波长转换层；以及以覆盖多个发光元件的方式搭载于波长转换层上的1个光学部件，波长转换层具有荧光体粒子、粒子状间隔体以及散布有荧光体粒子和粒子状间隔体的基材，荧光体粒子的粒径小于粒子状间隔体的粒径，粒子状间隔体被夹持于多个发光元件中的至少1个发光元件的上表面与光学部件的下表面之间，规定波长转换层的厚度。另外，本发明的第3方面提供如下的发光装置的制造方法。即，本制造方法具有 第1工序，将散布有预定粒径的粒子状间隔体和粒径小于粒子状间隔体的荧光体粒子的未硬化的基材浆料配置于发光元件的上表面和光学部件的平坦下表面中的任一方或双方上， 经由未硬化的基材浆料把发光元件的上表面与光学部件的下表面重合起来，将粒子状间隔体夹入到发光元件的上表面与光学部件的下表面之间，从而在发光元件与板状光学层之间形成由粒子状间隔体的粒径规定的未硬化的基材浆料层；以及第2工序，使未硬化的浆料层硬化。在第1工序中，当光学部件的下表面大于发光元件的上表面的情况下，可以通过未硬化基材浆料的表面张力，形成具有倾斜的侧面的基材浆料层。根据本发明，由于由粒子状间隔体规定了波长转换层的厚度，因此能精度良好地形成较薄的波长转换层。因而能使用含有高浓度荧光体的波长转换层，提供发光效率较高的发光装置。
图1 (a)是第1实施方式的发光装置的剖面图，(b)和(C)是示意性示出从上表面观察第1实施方式的发光装置时间隔体13b的配置的说明图。图2(a) (C)是表示第1实施方式的发光装置的制造工序的说明图。图3(a) (c)是表示第1实施方式的发光装置的波长转换层13的结构的变动的剖面图。图4(a)和(b)是表示在图2(b)的工序中浆料13’的涂敷位置的变动的剖面图。图5(a) (c)是表示在图2(b)的工序中，使发光元件11的朝向为朝下方时浆料 13’的涂敷位置的变动的剖面图。图6是第2实施方式的发光装置的剖面图。
图7(a) (e)是表示第2实施方式的发光装置的制造工序的说明图。图8(a) (c)是表示第3实施方式的搭载了多个发光元件的发光装置的各种形状的剖面图。标号说明10子安装基板；11发光元件；12凸块；13波长转换层；13a荧光体粒子；1 间隔体；14透明板状部件；15反射材料层；16外框；130倾斜面。
具体实施例方式下面说明本发明一个实施方式的发光装置。(第1实施方式)图1 (a)表示第1实施方式的发光装置的剖面图，图1 (b)和(c)表示俯视图。如图1(a)所示，倒装式发光元件11通过多个凸块12接合于上表面形成有布线的子安装基板 10之上，从而完成了安装。发光元件11的上表面搭载有波长转换层13，波长转换层13之上搭载有透明的板状部件14。在波长转换层13的基材中高浓度地分布有荧光体粒子13a，还散布着间隔体13b。 作为基材使用的是对于发光元件11发出的光以及由发光元件11发出的光所激励的荧光体粒子13a发出的荧光透明的材料。基材既可以是透明树脂等有机材料，也可以是玻璃等无机材料。例如，可使用硅树脂、环氧树脂等透明树脂。若小于间隔体13b的粒径，则可以使填料和色素分散于基材中。波长转换层13所包含的间隔体1 被夹持于发光元件11与透明板状部件14之间，从而确定了发光元件11上表面与透明板状部件14的间隔，由此规定(确定)了波长转换层13的层厚。间隔体1 只要是按照应形成的波长转换层13的层厚具有期望粒径的粒子状结构即可，其形状可为多面体或球状。例如能够优选使用10 μ m以上且100 μ m以下粒径的间隔体13b。这种粒径的间隔体1 的粒径比发光元件11发出的可见光波长高出一个数量级，因而几乎不会产生使光散射的作用。间隔体13b的上部和下部既可以分别与透明板状部件14和发光元件11直接接触，也可以在间隔体1 与透明板状部件之间以及间隔体1 与发光元件11上表面之间夹持构成波长转换层13的基材。其原因在于，根据硬化前基材的粘度和间隔体1 表面对基材的湿润性，会在间隔体1 周围产生与基材的亲和性，基材会进入到间隔体1 与板状部件之间。其中，所有间隔体1 都会基于相同条件产生与基材的亲和性，因此间隔体1 能够发挥规定波长转换层13的厚度的这一作用不会发生变化。关于间隔体1 的材质，只要是能高精度地实现预定的粒径的材质即可，可以是玻璃等无机材料或树脂等有机材料。优选间隔体1 相对于发光元件11发出的光以及荧光体的荧光半透明或透明，更为优选的是使用透明的间隔体。还可以在间隔体13b内部分散有荧光体。所分散的荧光体可使用与荧光体粒子13a相同的荧光体。作为波长转换层的基材，在使用树脂，尤其是硅树脂的情况下，若间隔体1 中含有碱性成分，则从间隔体1 溶出的碱性成分可能会导致硅氧烷耦合等耦合的分解产生低分子硅氧烷或者产生泄油，所以间隔体13b的材质优选采用碱性成分溶出较少的材质。另外，若间隔体13b的材质中存在光催化剂功能，则也可能会产生与上述同样的泄油等，因而优选间隔体13b的材质不包含具备光催化剂功能的材料。为了平行于发光元件11的上表面来支撑板状透明部件14，如图1(c)所示，优选在发光元件11的上表面最少配置3个间隔体13b。尤其如图1(b)的黑色圆圈所示，优选在发光元件11的四个角分别配置1个。由于间隔体13b的粒径较大，因而不会产生由于粒子间的引力、斥力而改变彼此位置的作用，能在维持混勻于基材和荧光体粒子13a的时刻的分散状态的情况下在发光元件11上展开。因而，为了如图1(b)的黑色圆圈所示在发光元件11上表面的四角分别配置 1个间隔体13b，如图1(b)所示假想将发光元件11的上表面纵横分割为正方形区域，以按照相邻的正方形区域的中心的彼此间距离来散布间隔体13b的密度的量，将间隔体1 添加到基材和荧光体粒子13a，混勻后分散。将该混勻物涂敷或印刷于发光元件11的上表面后，从概率而言会在假想的每个正方形区域各配置1个间隔体13b，因而能够高概率地分别将间隔体13b配置于发光元件11的上表面的四角的正方形区域中。对于荧光体粒子13a，使用粒径小于间隔体13b的荧光体粒子。具体地，只要比间隔体13b的粒径略小即可，优选小10%以上。作为荧光体粒子13a，使用通过发光元件11 发出的光而被激励且发出期望波长的荧光的荧光体。例如构成发出白色光的发光装置的情况下，可使用发出蓝色光的发光元件11，使用将蓝色光作为激励光发出黄色荧光的荧光体 (例如YAG荧光体)。关于透明板状部件14，只要是具有平坦的下表面，该下表面被间隔体1 支撑，从而与发光元件11的上表面形成距离一定的空间(波长转换层1 的部件即可。透明板状部件14的平坦的下表面只要是宏观上平坦即可，微观程度上可以形成有用于对光进行扩散、 配光等的细微的凹凸。在形成凹凸的情况下，为了不对间隔体Hb和荧光体粒子的作用带来影响，优选凹凸的尺寸在5μπι以下。另外还可以在透明板状部件14的上表面侧设置光扩散、配光用的凹凸。另外，透明板状部件14的上表面是光取出面，因而为了提高光的取出效率，还可以实施表面处理来加工。另外，透明板状部件14的上表面无需一定为平面，可加工为以散射、聚光、配光为目的的形状，例如凹凸形状或透镜形状。其中，对于透明板状部件14，使用相对于发光元件11发出的光和荧光体粒子13a 发出的荧光透明的部件，也可以是具有期望光学特性的部件。例如可以将截止预定波长的板状滤波器用作透明板状部件14。另外，还可以使用含有将发光元件11发出的光转换为期望的波长光的荧光体成分的荧光玻璃板、将荧光体原料烧结而制作出的荧光陶瓷板(例如 YAG 板)。例如使用形成有Au等的布线图案的AIN陶瓷制基板作为子安装基板10。例如使用Au凸块作为凸块12。在本实施方式中，通过配置间隔体13b，从而能使得波长转换层13变薄且精度良好地形成为预定层厚，因而能使得波长转换层13的基材所含有的荧光体粒子13a的浓度成为大幅提高转换效率的高浓度。例如可以使波长转换层13的基材所含有的荧光体粒子13a 的浓度为13% 90%，使波长转换层13的层厚为200 μ m 30 μ m,使膜厚的偏差在10% 以下。荧光体粒子13a的浓度在13%重量百分比以上即可，优选在30%重量百分比以上， 更优选在50%重量百分比以上。
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接着，使用图2(a) (c)说明本实施方式的发光装置的制造方法。首先如图2(a) 所示，使用凸块12将倒装式发光元件11的元件电极接合安装于子安装基板10的上表面的布线图案。准备波长转换层13的未硬化的基材，以预先确定的浓度添加荧光体粒子13a和间隔体13b，充分进行混勻，从而均勻散布于基材中，获得未硬化的浆料13’。如图2(b)所示，将该浆料13’在发光元件11的上表面涂敷(或滴落)预定量，搭载比发光元件11的上表面稍大的透明板状部件14。通过透明板状部件14的自重或按照需要在透明板状部件14 的上表面施加负重，通过浆料13’中的间隔体1 将透明板状部件14支撑于发光元件11 的上表面，通过间隔体1 确定发光元件11上表面与透明板状部件14的间隔。由此，如图2(c)所示，未硬化的浆料13’形成厚度相当于间隔体1 的粒径或者相当于将覆盖间隔体1 周围的基材层厚度加上粒径的厚度的浆料13’的层。此时，浆料 13’在覆盖发光元件11的侧面的至少一部分的同时保持表面张力，从而形成将发光元件11 的侧面与透明板状部件14的下表面连接起来的倾斜面130。通过预定的硬化处理使浆料13’硬化，形成波长转换层13。由此完成图1(a)的发光装置。并且，在此后的工序中若波长转换层13的形状没有变化，则不用完全硬化，可通过半硬化的条件使其硬化。说明如上构成的发光装置的各部分的作用。从发光元件11向上方放射的光射入波长转换层13，一部分被荧光体转换为预定波长的光，与未经荧光体转换的光混合后从透明板状部件14的上表面射出。从发光元件11 的侧面射出的光射入波长转换层13，一部分被荧光体转换为预定波长的光，从波长转换层的倾斜面130射出到外部，或者通过倾斜面130向上方反射，从透明板状部件14的上表面射出。波长转换层13能增大荧光体粒子13a的浓度，因此能大幅提高转换效率。此时， 波长转换层13的层厚通过间隔体1 被高精度地确定为与荧光体粒子13a的浓度相对应的厚度，因而厚度是均勻的，而且产品之间的偏差较小。因而能提供同一产品内颜色不均较少且产品间颜色偏差较小的发光装置。并且在上述实施方式中，说明的是波长转换层13的侧面通过表面张力而构成倾斜面130的例子，而本发明不限于该形状。例如倾斜面130可以为图3(a)所示朝内侧(朝向发光元件11的中心的一侧)突出的曲面，还可以是图3(b)所示朝外侧突出的曲面。另外，还可以如图3(c)所示，不通过表面张力形成倾斜面，使波长转换层13到达子安装基板 10的上表面。波长转换层13的侧面的形状是由在制造时的图2(b)的工序中涂敷(或滴落)的浆料13’的量来控制的。若浆料13’的量较少，则如图3(a)所示，会形成朝内侧突出的曲面的倾斜面130，若增加浆料13’的量，则如图1(a)所示成为直线状的倾斜面130，若进一步增加浆料13’的量，则如图3(b)所示，形成朝外侧突出的曲面的倾斜面130。若将浆料 13’的量增至不产生表面张力的程度，则如图3(c)所示，波长转换层13会到达子安装基板 10的上表面。并且，在上述制造方法中，在图2(b)的工序中，在发光元件11的上表面涂敷了未硬化的浆料13’，而本实施方式的制造方法不限于此。既可以如图4(a)所示，在透明板状部件14的下表面涂敷浆料13’，也可以如图4(b)所示，在发光元件11的上表面和透明板状部件14的下表面都涂敷浆料13’。另外，还可以如图5(a) (c)所示，使安装于子安装基板10的发光元件11朝下，构成为分别如图5(a)所示那样在发光元件11的下表面涂敷浆料13’、图5(b)所示那样在透明板状部件14的上表面涂敷浆料13’、图5(c)所示那样在发光元件11的下表面和透明板状部件14的上表面都涂敷浆料13’。(第2实施方式)图6表示第2实施方式的发光制造的剖面图。该发光装置为了进一步提高光的取出效率，构成为由反射材料层15填充了第1实施方式中图3的发光装置的发光元件11的下表面的空隙。另外，反射材料层15还覆盖发光元件11、波长转换层13和透明板状部件 14的侧面。具体而言，在发光元件11的外侧配置有框体16，发光元件11与框体16之间的空间由反射材料层15填充。反射材料层15使用非导电性且反射率较高的材料。反射材料层 15覆盖发光元件11、波长转换层13和透明板状部件14的外周侧面。反射材料层15以填充凸块12之间的方式，填充发光元件11的底面与基板10上表面之间的空间。作为反射材料层15，例如使用散布了氧化钛或氧化锌等反射性的填料的树脂。框体16例如使用陶瓷环。这种构成的发光装置中，如图6所示，从发光元件11放射出的光中的从上方射出的光与第1实施方式相同地射入波长转换层13，经波长转换后从透明板状部件14朝上方射
出ο向发光元件11的下表面侧射出的光通过填充发光元件11的底面与基板10的上表面之间的空隙的反射材料层15而被朝上方反射。因而能够防止光在发光元件11的底面与基板10的上表面之间重复反射而衰减的现象，因此能提高向上方的光的取出效率。从发光元件11的侧面射出的光从侧面射入波长转换层13，一部分经过波长转换， 通过反射材料层15与波长转换层13的边界的倾斜面130而被向上方反射。由此，从发光元件11的侧面射出的光大多不会返回到内部，而是朝上方射出，因而不会被发光元件11所吸收。因此能从上方高效地取出横向传播光，因而能提高光的取出效率。另外，反射材料层15与透明板状部件14的侧面接触，因而反射材料层15的开口 (发光面)的面积与透明板状部件14的面积相等，能提供发光面积较小的光源。在图6中示出的反射材料层15与波长转换层13的边界的倾斜面130是朝内侧突出的曲面的例子，然而不限于该形状，还可以是图1(a)所示的直线的倾斜面、图3(b)所示的朝外侧(框体16侧)突出的曲面。尤其优选的是图6所示倾斜面130为朝内侧突出的曲面的情况，其曲率在5以下。另外，倾斜面130的下端不一定要如图6、图1(a)、图3(b)那样，与发光元件11的底面为相同高度，只要至少处于发光元件11的侧面即可。如果倾斜面130的上端至少与发光元件11的上表面相比处于基板10侧，则成为反射来自发光元件11的侧面的光的倾斜面 130。另外，发光元件11优选倒装安装于基板10。这是由于倒装安装的情况下，发光面处于接近发光元件底面的位置，因而最能够利用倾斜面130的反射。接着使用图7(a) (e)说明第2实施方式的发光装置的制造方法。首先，图 7(a) (c)的工序与第1实施方式的图2(a) (c)的工序相同。接着，如图7(d)所示，以包围发光元件11的方式通过树脂等将框体16粘接于基板10的上表面。如图7(e)所示，通过配合器等向发光元件11、波长转换层13以及透明板状部件14与框体16之间注入反射材料(未硬化)。此时，以使得反射材料能充分填充于发光元件11下部的凸块12周围的方式进行注入。另外，还以反射材料(未硬化)没有间隙地紧密贴合于波长转换层13的倾斜面130和波长转换层的侧面的方式进行填充。由此能够形成具有沿着波长转换层13的倾斜面130的形状的倾斜面的反射材料层15。最后，通过预定的硬化处理对反射材料进行硬化，形成反射材料层15。由此制造出本第2实施方式的发光装置。(第3实施方式)下面说明在第1实施方式中将多个发光元件11搭载于1块子安装基板10上的发光装置。图8(a)、(b)、(c)表示第3实施方式的发光装置的剖面图。将多个发光元件11全体安装成被1块透明板状部件14覆盖。多个发光元件11 与透明板状部件14的间隔是通过在它们之间夹持的间隔体1 来确定的。发光元件11与透明板状部件14之间形成有较薄的波长转换层13。由于将多个发光元件11安装到子安装基板10时的误差等，多个发光元件11的上表面的高度有时会不一样。此时，当将1块透明板状部件14安装到多个发光元件11全体， 透明板状部件14被上表面最高的发光元件11上的间隔体1 支撑，比上表面最高的发光元件11相比上表面较低的发光元件11上的间隔体1 对波长转换层13的层厚的确定不起作用，间隔体13b与透明板状部件14之间成为夹持厚基材层和荧光体粒子13a的结构， 但这不会称为问题。这种情况下，仅上表面最高的发光元件11上的间隔体1 作为间隔体发挥作用，上表面较低的发光元件11的间隔体1 不作为间隔体发挥作用，其原因在于，若发光元件11的高度偏差在允许的误差范围内，则能够将波长转换层13的层厚的偏差收敛于预定范围内。波长转换层13外周的倾斜面130优选为图8(a) (c)所示朝内侧突出的曲面或为图1(a)所示直线连接发光元件11的底面与透明板状部件14的下表面的倾斜面。还可以如图3(b)所示，形成为朝外侧突出的曲面。如图8(a)、(b)所示，优选多个发光元件11之间的波长转换层13的侧面也形成倾斜面130。多个发光元件11之间的波长转换层13的倾斜面优选为图8(b)所示未到达透明板状部件14的形状。也可以如图8(a)所示，到达透明板状部件14。图8(a) (c)的发光装置的制造方法与第1实施方式的图2(a) (c)相同，而在采取图8(a)的构成时，在各发光元件11上或者在透明板状部件14的与各发光元件11 重合的各区域上或者这两方区域上分别等量涂敷浆料13’，将各发光元件11上的波长转换层13的倾斜面130形成为期望形状。其中，如图8(b)、(c)所示，当相邻的发光元件11上部的波长转换层13连结起来的情况下，可以改变涂覆于各发光元件11上的浆料13’的量， 以使得浆料13’的总涂敷量为预定量。第3实施方式的发光装置构成为搭载了多个发光元件11，而能够提高上表面方向的光的取出效率。进而如8(a)、(b)所示，通过在多个发光元件11之间的区域形成倾斜面130，从而能够在多个发光元件11之间的区域朝上方反射光，因而能防止在多个发光元件11之间亮度降低，在发光面产生亮度不均的情况。并且还可以如图6所示，在第3实施方式的图8(a)、(b)、(c)的构成的外侧配置反射材料层15。此时，在图8(a)、(b)的构成中，优选以使得反射材料层15接触多个发光元件11之间的区域的倾斜面130的方式进行填充。实施例<实施例1>作为实施例1，通过图3(a) (c)的制造方法制造图1的结构的发光装置。准备了安装有Imm角且厚度为100 μ m的倒装式发光元件11的子安装基板10。对硅树脂添加了 60%重量百分比的粒径15 μ m的YAG荧光体作为荧光体粒子13a，添加了 5% 重量百分比的中心粒径为41 士 2μπι且粒径偏差为士 3μπι的钛酸钡类玻璃(GS40S、日本电气硝子(株))的球形有孔玻璃珠作为间隔体13b，充分混勻后使其均勻分布，获得了浆料 13，。在发光元件11的上表面涂敷了大约7. OX 10_4ml的浆料13’以作为浆料13’。从其上方以厚度0. Imm安装了 1.2mm角的板玻璃(透明板状部件14)。通过板玻璃的自重，使得浆料13’在发光元件11上表面与板玻璃之间的空间中展开，板玻璃成为通过有孔玻璃珠 (间隔体13a)而被支撑于发光元件11的状态。由此，形成了含有高浓度荧光体粒子13a的浆料13’(未硬化的波长转换层13)的较薄的层。该层的膜厚是通过夹持着间隔体13b的板玻璃(透明板状部件14)与发光元件11的间隔规定的。对硅树脂在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。由此制造出具备较薄的波长转换层13的图1所示形状的发光装置。<实施例2>作为实施例2，通过图7(a) (e)的制造方法制造图6的结构的发光装置。与实施例1相同地，准备子安装基板10和浆料13’，在发光元件11的上表面涂敷了大约7.0X10_4ml的浆料13’。从其上方安装了与实施例1相同的板玻璃(透明板状部件14)。通过板玻璃的自重，使得浆料13’在发光元件11上表面与板玻璃之间的空间中展开，形成了由夹持着间隔体13b的板玻璃(透明板状部件14)与发光元件11的间隔规定的较薄的层(未硬化的波长转换层13)。对硅树脂在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。此后通过硅树脂将陶瓷环作为框体16粘接于子安装基板10上，在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。将散布了 TiA填料的硅树脂作为反射材料填充于环框体16 内，在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化，形成了反射材料层15。由此制造出图6所示形状的发光装置。<实施例3>作为实施例3，制造出图8 (a)的发光装置。准备以隔开200 μ m的间隔安装了 2个Imm角且厚度为100 μ m的倒装式发光元件 11的子安装基板10，在各个发光元件11的上表面涂敷了大约7. OX 10_4ml的与实施例1相同的浆料13’。从其上方安装了 1.2mmX2.4mm的板玻璃(透明板状部件14)。对硅树脂在 150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。此后通过硅树脂将陶瓷环作为框体16粘接到子安装基板10上，在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。将散布了 TiA填料的硅树脂作为反射材料填充于环框体16内， 在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化，形成了反射材料层15。由此制造出图8 (a)所示形状的发光装置。
<实施例4>作为实施例4，通过图3(a) (c)的制造方法制造图1的结构的发光装置。准备了安装有Imm角且厚度为100 μ m的倒装式发光元件11的子安装基板10。 对硅树脂添加了 60%重量百分比的粒径15 μ m的YAG荧光体作为荧光体粒子13a，添加了 0. 75 1. 5%重量百分比的中心粒径约为40μπι且SW2的纯度在99. 9%以上的二氧化硅微粒的球形有孔玻璃珠作为间隔体13b，充分混勻后使其均勻分布，获得了浆料13’。在发光元件11的上表面涂敷了大约7. OX 10_4ml的浆料13’以作为浆料13’。从其上方以厚度0. Imm安装了 1.2mm角的板玻璃(透明板状部件14)。通过板玻璃的自重，使得浆料13’在发光元件11上表面与板玻璃之间的空间中展开，板玻璃成为通过有孔玻璃珠 (间隔体13a)而被支撑于发光元件11的状态。由此，形成了含有高浓度荧光体粒子13a的浆料13’(未硬化的波长转换层13)的较薄的层。该层的膜厚是通过夹持着间隔体13b的板玻璃(透明板状部件14)与发光元件11的间隔规定的。对硅树脂在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。由此制造出具备较薄的波长转换层13的图1所示形状的发光装置。<比较例>作为比较例，通过印刷法形成了发光装置的波长转换层。具体而言，在安装有与实施例1相同的发光元件11的子安装基板上覆盖了具备预定厚度和预定大小的开口的掩模。 与实施例1相同地，准备在硅树脂中高浓度地散布了荧光体粒子的浆料(其中，不添加间隔体13b)，通过蜡纸印刷法填充到掩模内的开口，去除掩模。此后对硅树脂在150°C条件下进行4小时加热以使其硬化。由此形成了发光元件11的上表面上的厚度为45 μ m的波长转换层。〈评价〉分别制造出多个(10个左右)实施例1的发光装置和比较例的发光装置，对产品之间的波长转换层的膜厚偏差进行了测定，发现通过比较例的印刷法制造出的发光装置中产生了士 15%左右的偏差，而在实施例1的发光装置中偏差仅为士5%左右。由此可以确认到，本实施例1能实现由膜厚偏差造成的产品之间的色度差异较小、高浓度添加到荧光体粒子的高效的波长转换层。
权利要求
1.一种发光装置，其特征在于，具有基板；安装于该基板上的发光元件；配置于上述发光元件上的波长转换层；以及搭载于波长转换层上的下表面平坦的光学部件，上述波长转换层具有荧光体粒子、粒子状间隔体以及散布有荧光体粒子和粒子状间隔体的基材，上述荧光体粒子的粒径小于上述粒子状间隔体的粒径，上述粒子状间隔体被夹在上述发光元件的上表面与上述光学部件的下表面之间，规定了上述波长转换层的厚度。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，在上述发光元件的上表面配置有3个以上的上述粒子状间隔体。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，上述粒子状间隔体对于上述发光元件发出的光透明。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，上述粒子状间隔体至少含有荧光体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，其特征在于，上述光学部件的平坦的下表面被实施了用于控制光的细微凹凸加工。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置，其特征在于，上述光学部件的上表面形状具有用于控制光的预定形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光装置，其特征在于，上述波长转换层含有 13%重量百分比以上的上述荧光体粒子。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光装置，其特征在于，上述光学部件的下表面大于上述发光元件的上表面，上述波长转换层的侧面形成将上述发光元件的侧面与上述板状光学层的侧面连接起来的倾斜面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置，其特征在于，上述发光元件和上述波长转换层的侧面被反射材料层覆盖。
10.一种发光装置，其特征在于，具有基板；安装于该基板上的多个发光元件；配置于上述多个发光元件上的波长转换层；以及以覆盖上述多个发光元件的方式搭载于波长转换层上的1个光学部件，上述波长转换层具有荧光体粒子、粒子状间隔体以及散布有荧光体粒子和粒子状间隔体的基材，上述荧光体粒子的粒径小于上述粒子状间隔体的粒径，上述粒子状间隔体被夹在上述多个发光元件中的至少1个发光元件的上表面与上述光学部件的下表面之间，规定了上述波长转换层的厚度。
11.一种发光装置的制造方法，其特征在于，具有第1工序，将散布有预定粒径的粒子状间隔体和粒径小于上述粒子状间隔体的荧光体粒子的未硬化的基材浆料配置于发光元件的上表面和光学部件的平坦下表面中的任一方或双方上，隔着上述未硬化的基材浆料把发光元件的上表面与光学部件的下表面重合起来，将上述粒子状间隔体夹入到上述发光元件的上表面与光学部件的下表面之间，从而在上述发光元件与上述板状光学层之间形成由上述粒子状间隔体的粒径规定的未硬化的基材浆料层；以及第2工序，使上述未硬化的浆料层硬化。
12.根据权利要求11所述的发光装置的制造方法，其特征在于，在上述第1工序中，上述光学部件的下表面大于上述发光元件的上表面，通过上述未硬化的基材浆料的表面张力形成具有倾斜的侧面的基材浆料层。
全文摘要
本发明提供一种具备较薄的波长转换层且发光效率较高的发光装置及其制造方法。作为解决手段，将发光元件(11)与光学部件(14)以之间夹持着未硬化的基材浆料(13)的方式重合起来，该未硬化的基材浆料(13)中散布有预定粒径的粒子状的间隔体(13b)和粒径小于粒子状的间隔体的荧光体粒子(13a)。由此，将粒子状的间隔体(13b)夹入到发光元件的上表面与光学部件的下表面之间，形成由粒子状的间隔体(13b)的粒径规定的未硬化的基材浆料层(13)。使未硬化的基材浆料层(13)硬化形成波长转换层(13)。
文档编号H01L33/50GK102347427SQ201110219868
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者上野一彦, 世古利裕, 伊藤功三郎, 铃木直人 申请人:斯坦雷电气株式会社