专利名称：发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有发光元件的发光装置。
背景技术：
近年来，具有发光元件的发光装置的开发正在进行着。该发光装置中，其耗电或产品寿命受到注目。还有，作为发光装置，其将从发光元件发出的光由波长转换部转换成特定的波长范围的光、且向外部引出(例如，特开2004-193580号公报，特开2004-193581号公报)
发明内容
在发光元件的开发中，研究的是如何使发光元件发出的光高效率地由波长转换部转换。本发明其目的在于，提供一种可以使光的转换效率提高的发光装置。本发明的一个实施方式的发光装置，具备基板；设于基板上的发光元件；设于基板上，并将发光元件以与发光元件留有间隔的方式被覆，且在下端的外周部具有段差，并且下端经由透光性构件而与基板接合的波长转换构件。此外，发光装置还具备设置在基板上、且配置在发光元件和透光性构件之间的遮光构件。而且，波长转换构件其设置为，波长转换构件的下端从透光性构件上一直到透光性构件的侧部。
图I是表示本发明的一个实施方式的发光装置的概观的剖面立体图。图2是本发明的一个本实施方式的发光装置的概观立体图，且表示取除了波长转换构件的状态。图3是本发明的一个实施方式的发光装置的剖面图。图4是一变形例的发光装置的剖面图。图5是一变形例的发光装置的剖面图。图6是一变形例的发光装置的剖面图。图7是一变形例的发光装置的剖面图。
具体实施例方式以下参照附图，说明本发明的发光装置的一个实施方式。还有，本发明不受以下的实施方式限定。〈发光装置的概略构成〉本发明的一个实施方式的发光装置1，具备如下基板2 ;设于基板2上的发光兀件3 ;设于基板2上，并将发光元件3以与发光元件3留有间隔的方式被覆，且在下端的外周部具有段差，并且下端经由透光性构件5而与基板2接合的波长转换构件6。此外，发光装置I还具有遮光构件4，该遮光构件4被设置在基板2上、且被配置在发光元件3和透光性构件5之间。而且，波长转换构件6其设置为，波长转换构件6的下端从透光性构件5上一直到透光性构件5的侧部。还有，就发光元件3而言，例如是发光二极管，通过使用了半导体的Pn接合中的电子和空穴复合而进行发光，且向外部放出光。基板2是绝缘性的基板，例如，由氧化铝或富铝红柱石等的陶瓷材料或玻璃陶瓷材料等构成。另外，基板2还能够使用将这些材料之中的多种材料加以混合的复合系材料。另外，基板2还能够使用分散有可以对基板2的热膨胀进行调整的金属氧化物微粒的高分子树脂。在基板2上，形成有将基板2的内外进行电导通的配线导体。配线导体例如由钨、钥、锰或铜等导电材料构成。配线导体能够例如通过如下方式形成将在钨等的粉末中添加有机溶剂而得到的金属浆料，按规定的图案印刷在作为基板2的多个陶瓷生片上，将这些陶瓷生片层叠，进行烧成而形成。还有，在基板2的内外露出的配线导体的表面，为了防止氧化而粘附有镍或金等的镀层。
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另外，在基板2的上表面，为了高效率地使光向基板2上方反射，按照与配线导体和镀层空出间隔的方式，形成例如铝、银、金、铜或钼等的金属反射层。另外，金属反射层能够通过如下方式形成将含有白色的陶瓷粉末的硅树脂等的绝缘性的透明构件，涂布在除去基板2上表面的发光元件的部位。发光元件3贴装在基板2上。具体来说，在形成于基板2上的配线导体的表面所粘附的镀层上，发光元件3例如经由钎料或焊料被电连接。发光元件3具有透光性基体、和在透光性基体上所形成的光半导体层。透光性基体是使用有机金属气相沉积法或分子束外延生长法等的化学气相生长法而使光半导体层生长的即可。作为用于透光性基体的材料，例如，能够使用蓝宝石、氮化镓、氮化铝、氧化锌、硒化锌、碳化硅、硅或二硼化锆等。还有，透光性基体的厚度，例如为50 μ m以上、1000 μ m以下。光半导体层由如下构成形成于透光性基体上的第一半导体层；形成于第一半导体层上的发光层；形成于发光层上的第二半导体层。第一半导体层、发光层和第二半导体层，例如，能够使用III族氮化物半导体、镓磷或砷化镓等的III-V族半导体，或者氮化镓、氮化铝或氮化铟等的III族氮化物半导体等。还有，第一半导体层的厚度，例如为I μ m以上、5 μ m以下,发光层的厚度,例如为25nm以上、150nm以下,第二半导体层的厚度,例如为50nm以上、600nm以下。另外,在发光元件3中，例如能够使用发出370nm以上、420nm以下的波长范围的激发光的元件。就遮光构件4而言，以与发光元件3空有间隔的方式被设置在基板2上。遮光构件4至少具备以下机能的任意一方反射由发光元件3发出的激发光的机能，吸收由发光元件3发出的激发光的机能。遮光构件4例如由以下材料构成氧化铝或富铝红柱石等的陶瓷材料，白色的环氧材料或聚四氟乙烯等的树脂材料，使透明的环氧树脂或硅树脂中含有白色的氧化铝粉末的复合系材料，或实施了镀铝、镀银和镀金的铜或铁-镍合金等的金属材料。遮光构件4经由例如硅树脂或丙烯酸树脂、环氧树脂等的粘接材料而被设置在基板2上。还有，遮光构件4的热传导率，例如为O. IW/(m · K)以上、418W/(m · K)以下。遮光构件4以包围发光元件3的方式设置。俯视时，遮光构件4为环状。还有，遮光构件4的外径，例如为5mm以上、20mm以下，遮光构件4的内径，例如为4mm以上、19mm以下。另外，遮光构件4的上下方向的大小，例如为O. Imm以上、Imm以下。因为遮光构件4包围发光元件3，所以从发光元件3在平面方向上出射的光就能够由遮光构件4反射、或由遮光构件4吸收。遮光构件4以发光元件3为中心形成为环状。因此，从发光元件3沿平面方向放射状行进的光就能够由遮光构件4以很少的偏差向内方反射、或吸收，能够抑制从发光装置I引出到外部的光集中到偏颇的位置，能够实现视认性优异的发光装置I。就遮光构件4而言，在与发光元件3的侧部对置的遮光构件4的侧部设有凹部P。就凹部P而言，基板2的上表面和凹部P的内壁面的一部分即顶棚面之间的大小，例如设定为O. 05mm以上、O. 9mm以下。另夕卜，凹部P的平面方向的大小，例如设定为O. 5mm以上、IOmm以下。就遮光构件4而言，沿着基板2的上表面的平面方向的凹部P的大小，比相对于基板2的上表面为垂直方向的凹部P的大小被设定得大。在使凹部P的平面方向的大小比凹部P的垂直方向的大小小的假如情况下，从发光元件4沿平面方向行进的光，经由遮光构件·4被过度地向内方反射，从发光装置I朝向外部行进的光的行进角度的范围过度地变窄之虞存在。因此，使凹部P的平面方向的大小比凹部P的垂直方向的大小大，就能够抑制从发光装置I向外部行进的光的行进角度过于狭窄。在遮光构件4设有凹部P，与假如在遮光构件4没有设置凹部P的情况比较，则能够减小遮光构件4的体积。发光元件3发光并且发生热量，而该热量从发光元件3经由基板2传导到遮光构件4。另外，从发光元件3发生的热，经由波长转换构件6所包围的气体中也传导到遮光构件4。因此，通过减小遮光构件4的体积，能够减少传导到波长转换构件5的热量。另外，凹部P设置在与发光元件3对置的遮光构件4的内侧部时，能够增长凹部P的内壁面和发光元件3之间的距离，能够减少传导到遮光构件4的热量。其结果是，能够减小传导到波长转换构件6的热量，从而能够抑制通过荧光体的温度达到高温而由热导致的波长转换构件6的光的转换效率降低。另外，也能够缓和波长转换构件6和遮光构件4之间的、因两者的材料不同带来的热应力。而且，能够抑制波长转换构件6对于遮光构件4的剥离。另外，在遮光构件4设有凹部P，从波长转换构件6外加热应力时，遮光构件4变形。遮光构件4的变形，例如，遮光构件4的凹部P的顶棚面的倾斜角度变形，能够由凹部P缓和应力。其结果是，能够使遮光构件4被破坏之虞降低，能够使发光装置I的气密性提高，还能够延长发光装置I的产品寿命。波长转换构件6按照与发光元件3空出间隔的方式被覆、并且经由透光性构件5与遮光构件4接合。波长转换构件6是从发光元件3发出的光入射到内部、而使内部含有的荧光体被激发而发出光的构件。就波长转换构件6而言，在俯视时为圆形，是具有内部空间的帽体。还有，波长转换构件6的外径,例如设定为5mm以上、20mm以下,波长转换构件6的内部空间的内径,例如设定为4mm以上、19mm以下。另外，从波长转换构件6的下端至上端之间的长度,例如设定为2. 5mm以上、IOmm以下。另外，波长转换构件6的内部空间的上下方向的长度,例如设定为2mm以上、9. 5mm以下。波长转换构件6通过在俯视时为圆形、且在其内部的中心位置配置发光元件3，就能够使俯视时的波长转换构件6的边缘的厚度大致一定，且能够使引出到外部的光的转换量接近均匀。还有，在此所谓波长转换构件6的边缘的厚度大致一定，是指剖视时的波长转换构件6的边缘的厚度的差例如设定在1_以下的状态。发光元件3发出的光，在由波长转换构件6所包围的内部空间行进，入射到波长转换构件6。发光元件3发出的光之中，入射波长转换构件6之前的光，在内部空间行进，因此难以受到反射、折射或衰减 等的影响，且光高效率地进入波长转换构件6内。在波长转换构件6中，例如由硅树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂等的透光性的绝缘树脂、透光性的玻璃材料构成，在此绝缘树脂和玻璃中，含有例如发出430nm以上、490nm以下的荧光的蓝色荧光体，例如发出500nm以上、560nm以下的荧光的绿色荧光体，例如发出540nm以上、600nm以下的荧光的黄色荧光体，例如发出590nm以上、700nm以下的荧光的红色荧光体。另外，荧光体均匀分散在波长转换构件6中。还有，波长转换构件6的热传导率，例如设定为O. Iff/(m · K)以上、O. 8W/(m · K)以下。另外，波长转换构件6，如图3所示，在下端的外周侧具有段差。而且，波长转换构件6中，设有段差的地方，作为从透光性构件5上延长至透光性构件5的侧部的延长部6a发挥功能。延长部6a是波长转换构件6的一部分。延长部6a经由透光性构件5而与遮光构件4接合。透光性构件5例如使用硅树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂等的透光性的绝缘树月旨。还有，透光性构件5的热传导率，例如设定为O. Iff/(m · K)以上、O. 8W/(m · K)以下。透光性构件5粘附在波长转换构件6的下表面整个面，增大经由透光性构件5而粘附在遮光构件4的面积，能够使遮光构件4和波长转换构件6坚固地连接。其结果是，能够使遮光构件4和波长转换构件6的连接强度提高，能够抑制波长转换构件6的剥离。另外，如果假设在波长转换构件6的下端没有段差，则波长转换构件6的下端只与遮光构件4的上表面连接。本实施方式的发光装置I中，延长部6a是从遮光构件4的上表面延长到遮光构件4的侧面的形状，透光性构件5介于此延长部6a和遮光构件4之间，因此能够增大延长部6a和遮光构件4的连接面积，能够使波长转换构件6和遮光构件4有效地坚固连接。透光性构件5的热传导率，设定得比波长转换构件6的热传导率小。通过使透光性构件5的热传导率比波长转换构件6的热传导率小，能够使热量难以从发光元件3顺次经由基板2、遮光构件4和透光性构件5而传导到波长转换构件6。另外，在波长转换构件6中，由突光体对于发光兀件3发出的光进行波长转换时的转换损失引起热发生，由于该热导致发光元件3的温度上升。通过使该热难以从波长转换构件6经由透光性构件5传递，能够抑制发光元件3达到高温。而且，还能够抑制因发光元件3高温而发出的光发生变化，能够良好地维持从发光装置I引出到外部的光色。若波长转换构件6变成高温，则由发光元件3发出的激发光所激发的光的色温度变化，难以达到所希望的色温度的光色。因此，通过使透光性构件5的热传导率比波长转换构件6的热传导率小，增大热阻，能够抑制来自发光元件3的热在基板2传导，并经由透光性构件5传导至波长转换构件6，因此能够抑制波长转换构件6的温度变成高温，能够引出所希望的光色。就透光性构件5而言，从透光性构件5上直至透光性构件5的外侧部而被连续地形成，此外，从遮光构件4的外侧部直至基板2的上表面而被连续形成。而且，在透光性构件5上，连接有波长转换构件6的下端。波长转换构件6的延长部6a其设置方式为，在侧面透视发光装置I时，使延长部6a和遮光构件4互相重叠。就透光性构件5而言，从透光性构件5上经由透光性构件5的外侧部直至基板2上而被连续形成，能够使用透光性构件5本身作为温度的传输路径。而且，虽然由于发光元件3发出的热，导致波长转换构件6所包围的区域内的温度变高，但经由透光性构件5能够将波长转换构件6所包围的区域内的温度有效地直接扩散到外部，且能够抑制波长转换构件6所包围的区域内的温度上升。其结果是，能够使引出到外部的光色难以发生变化，可实现能够良好地维持视认性的发光装置I。从发光元件3沿平面方向行进的光的大部分，由遮光构件4反射而行进到波长转换构件6。另外，从发光元件3沿平面方向行进的光之中，在透光性构件5内行进的光存在，但通过在侧面透视时以使延长部6a与遮光构件4重叠的方式设置，在透光性构件5内行进的光进入延长部6a内。而且，在延长部6a内进行了波长转换的光被引出到发光装置I的外部。
假如在对于发光装置I进行侧面透视时，如果波长转换构件6与遮光构件4没有相互重叠，则从发光元件3沿平面方向行进的光之中，在透光性构件5内行进的光，不进入波长转换构件6内，而被直接引出到外部，没有在波长转换构件6内被波长转换。另一方面，本实施方式的发光装置1，延长部6a从遮光构件4上直至遮光构件4的侧端部地设置，因此从发光元件3沿平面方向行进的光，进入波长转换构件6内。其结果是，本实施方式的发光装置I能够使光的转换效率提高。假如在延长部6a设置于遮光构件4的内侧部的情况下，则波长转换构件6发生热膨胀，波长转换构件6朝向外方变大，应力容易大量施加到遮光构件4上。于是，由于该应力，导致遮光构件4从基板2剥离。另一方面，即使热向波长转换构件6传导，波长转换构件6发生热膨胀，也因为延长部6a设于遮光构件4的外侧部，所以即使波长转换构件6向外方扩展，也能够降低施加到遮光构件4的应力，能够抑制遮光构件4的剥离。根据本实施方式，与发光元件3并列地设置遮光构件4，此外，还从透光性构件5上直至透光性构件5的侧端部设置波长转换构件6的延长部6a，能够使发光元件3向平面方向出射的光，直接在透光性构件5内通过而引出到外部的部分减少，而由遮光构件4进行反射，或在波长转换构件6内进行波长转换。于是，由遮光构件4反射的光，使光的行进方向改变，从而能够容易行进到波长转换构件6内。其结果是，能够使发光元件3发出的光的大部分进入波长转换构件6内，能够有效地提高光的转换效率。根据本实施方式，能够提供一种可以使光的波长转换效率提高的发光装置I。还有，本发明不受上述的方式限定，在不脱离本发明的要旨的范围内可以进行各种变更、改良等。例如，根据上述的实施方式，波长转换构件6的形状俯视时为圆形，但并不限于此。只要能够使发光元件3发出的光散射，也可以在俯视时为多角形、或也可以为立体形状为圆顶状。还有，通过使波长转换构件6的立体形状为圆顶状，能够使发光元件4发出的光通过的波长转换构件6的厚度大体一定，能够使引出到外部的光的转换量接近均匀。另外，遮光构件4也可以其表面为扩散反射面。其结果是，侵入透光性构件5的来自发光元件3的光，一边由遮光构件4的表面扩散反射，一边由波长转换构件6进行波长转换，而使发光装置I的光输出提高，且使发光元件3的光放射到发光装置I的外部得以抑制。
另外，就透光性构件5而言，也可以侧端部比遮光构件4上形成得厚。其结果是，来自发光元件3的光，难以侵入遮光构件4上的透光性构件5，并且侵入至遮光构件4的侧端部的透光性构件5的来自发光元件3的光，一边在遮光构件4的侧端部的透光性构件5内被反射，一边由波长转换构件6进行波长转换。其结果是，发光装置I可提高光输出，并且可抑制发光元件3的光放射到发光装置I的外部。<变形例>以下，对于本发明的实 施方式的变形例进行说明。还有，本发明的实施方式的变形例的发光装置I之中，对于与本发明的实施方式的发光装置I同样的部分，附加相同的符号并适宜省略说明。还有，图4至图7是一个变形例的发光装置I的剖面图，相当于图2的剖面图。上述实施方式的发光装置1，是遮光构件4设有凹部P的构造，但并不限于此。如图4所示，也可以是在遮光构件4不设凹部P的构造。如图4所示，如果在遮光构件4没有凹部P，则能够使遮光构件4的下表面与基板2的上表面连接的连接面积增大，能够使遮光构件4和基板2的接合性提高。其结果是，能够抑制遮光构件4从基板2剥离。上述实施方式的发光装置I，透光性构件5只粘附在波长转换构件6的下端的下表面，但并不限于此。透光性构件5也可以从波长转换构件6的下端直至波长转换构件6的侧面而被连续形成。如图5所示，通过从波长转换构件6的下端的下表面直至波长转换构件6的下端的侧面而被连续地粘附，能够使波长转换构件6的下端由透光性构件5包围。然后，延长部6a的外表面由透光性构件5被覆，在延长部6a发生热膨胀时，能够以透光性构件5抑制其朝平面方向膨胀。另外，波长转换构件6的延长部6a，因为从遮光构件4的上表面直至遮光构件4的外侧部而设，所以若延长部6a发生热膨胀，则在沿着离开遮光构件4的方向而力起作用，使其从遮光构件4剥离。因此，通过延长部6a由透光性构件5被覆，能够抑制延长部6a从遮光构件4剥离。上述实施方式的发光装置1，基板2虽然由绝缘性的陶瓷材料构成，但并不限于此。如图6所示，基板2也可以由金属材料构成。基板2是由热传导率高的金属构成的基板，例如，由铜或不锈钢等的金属材料构成，在对应发光元件3的贴装部的部位形成有贯通孔的印刷基板等的配线基板7，经由环氧树脂或丙烯酸树脂等的粘接材料或密封材等而被安装在基板2上表面。然后，在配线基板7上，设有波长转换构件6。另外，就发光元件3而言，在基板2是由金属构成的基板时，经由焊料或钎料、含有金属粉末的热传导性高的银环氧粘接材料等的粘接材而被贴装在基板2上，并且经由键合线8而与粘接在基板2上表面的且在发光元件3的贴装部所对应的部位形成有贯通孔的配线基板7的配线图案电连接。如此，能够使发光元件3发出的热，经由基板2而高效率地释放到外部。上述实施方式的发光装置1，是基板2的上表面平坦的构造，但并不限于此。如图7所示，也可以在基板2上设有凹槽C。凹槽C在俯视下设置在遮光构件4所包围的区域内。而且，凹槽在C俯视下以发光元件3为中心设为环状。还有，凹槽C在沿着基板2的上表面的平面方向的大小，例如设定为O. 5mm以上、5mm以下。凹槽C在相对于基板2的上表面垂直方向的大小，例如设定为O. 3mm以上、3mm以下。凹槽C在沿着基板2的上表面的平面方向的横截面，在凹槽C的上端和凹槽C的下端之间，设有比凹槽C的上端大的地方。凹槽C在俯视透视下设置在与遮光构件4的正下方的一部分重叠的区域。而且，由遮光构件4朝向内方反射的光的一部分,在凹槽C内再度被朝向上方反射，能够之使之朝向波长转换构件6行进，能够使波长 转换构件6进行波长转换的光量增加，能够使发光装置I的光输出提高。另外，发光元件3由直接被覆盖发光元件3的包封构件9覆盖。就包封构件9而言，其包封构件9的一部分进入到凹槽C内并粘合。包封构件9由例如硅树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂等的透光性的树脂材料、透光性的玻璃材料构成，对于发光元件3进行浇灌，以规定温度使之固化而形成。凹槽C因为设于遮光构件4所包围的区域，所以能够抑制包封构件9从发光元件3上漏出扩展、且跨过遮光构件4而漏出到不希望的基板2外。另外，包封构件9通过其包封构件9的一部分填充到凹槽C内并被粘合固定，利用包封构件9的固定效果，能够使发光元件3对于基板2难以剥离。<发光装置的制造方法>在此，说明图I所示的发光装置的制造方法。首先，准备基板2。基板2由例如氧化铝质烧结体构成时，在氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙等的原料粉末中，添加混合有机粘合剂、增塑剂或熔剂等而得到混合物。然后，在基板2的模板壳内，填充混合物并使之干燥后，取出烧结前的基板2。另外，准备遮光构件4。遮光构件4能够使用例如铸造法、射出成形或金属模成形等的成形技术而制作。另外，准备钨或钥等的高熔点金属粉末，在该粉末中添加混合有机粘合剂、增塑剂或熔剂等而得到金属浆料。然后，在取出的作为基板2的陶瓷生片上，以规定图案印刷配线导体，在使多个陶瓷生片层叠的状态下进行烧成。其次，在基板2的内外露出的配线导体的表面，以防止配线导体的氧化的方式而形成镀层。然后，将发光元件3经由焊料电连接在镀层上。其后，在基板2的上表面，以包围发光元件3的方式，利用由硅树脂构成的粘接剂粘接遮光构件4。其次，准备波长转换构件6。波长转换构件6能够通过在未固化的树脂中混合荧光体且采用例如喷射成形或模具成形等的成形技术来得以制作。另外，波长转换构件6还能够通过如下方式得到将未固化的波长转换构件6填充到模板壳中，使之固化并取出。其后，使硅树脂粘附在波长转换构件6的下端的边缘。然后，经由硅树脂将波长转换构件6与遮光构件4接合，就能够制作发光装置I。
权利要求
1.一种发光装置，其特征在于，具有 基板； 发光元件，其设置在该基板上； 波长转换构件，其设置在所述基板上，并将所述发光元件以与所述发光元件留有间隔的方式被覆，且在下端的外周侧具有段差，并且所述下端经由透光性构件而与所述基板接合； 遮光构件，其设置在所述基板上，且配置在所述发光元件和所述透光性构件之间， 所述波长转换构件其设置为，所述波长转换构件的下端从所述透光性构件上一直到所述透光性构件的侧部。
2.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于， 所述遮光构件中，在与所述发光元件的侧部对置的所述遮光构件的内侧部，设有凹部。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于， 所述遮光构件中，沿所述基板的上表面的平面方向的所述凹部的大小，比相对于所述基板的上表面的垂直方向的所述凹部的大小要大。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的发光装置，其特征在于， 所述遮光构件在俯视下以所述发光元件为中心地形成为环状。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的发光装置，其特征在于， 所述透光性构件，从所述遮光构件上经由所述遮光构件的外侧部直到所述基板上而被连续形成。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的发光装置，其特征在于， 所述发光元件由直接被覆所述发光元件的包封构件覆盖， 在所述基板中，在俯视透视下在所述遮光构件的正下方的一部分设有凹槽，所述包封构件的一部分进入到所述凹槽内。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于， 所述凹槽以包围所述发光元件的方式形成。
全文摘要
本发明的发光装置具备基板；设于基板上的发光元件；设于基板上，并将发光元件以与发光元件空出间隔的方式被覆，且在下端的外周部具有段差，并且下端经由透光性构件而与基板接合的波长转换构件。再有，发光装置还具备被设置在基板上、且被配置在发光元件和透光性构件之间的遮光构件。而且，波长转换构件其设置为，波长转换构件的下端从透光性构件上一直到透光性构件的侧部。
文档编号H01L33/60GK102918666SQ20118002672
公开日2013年2月6日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年7月22日
发明者作本大辅 申请人:京瓷株式会社