发光器件及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种密封部的量子点不易因气体或水分等而劣化，能够实现器件的长寿命化的发光器件。发光器件(1)包括器件主体(10)、光源(20)、发光部(30)和盖部件(40)。器件主体(10)具有凹部(13)。光源(20)配置在凹部(13)的底壁(13b)上。发光部(30)以来自光源(20)的光入射该发光部的方式配置于凹部(13)内。发光部(30)含有量子点。盖部件(40)遮盖凹部(13)。盖部件(40)与器件主体(10)一起将光源(20)和发光部(30)密封。
【专利说明】
发光器件及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及发光器件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，使用了发光二极管的发光器件的进展显著，并被用于液晶的背光源、大型显示器等。特别是通过短波长光的发光元件的半导体材料的发展而得到了短波长的光，因此，使用该材料激发荧光体，能够得到更多种波长的光。
[0003]目前，已知有使用了量子点的发光器件。例如，专利文献I中公开有一种发光器件，其具备蓝色LED和将蓝色LED密封的密封部，密封部由含有量子点的树脂组合物构成。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2010-126596号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的技术问题
[0008]但是，在专利文献I所示那样的发光器件的情况下存在如下问题，密封部的量子点易于因发光器件的使用环境下存在的气体或水分等而劣化，量子点发出的荧光强度降低。
[0009]本发明主要的目的在于，提供一种密封部的量子点不易因气体或水分等而劣化，能够实现器件的长寿命化的发光器件。
[0010]解决技术问题的技术方案
[0011]本发明的发光器件，其包括器件主体、光源、发光部和盖部件。器件主体具有凹部。光源配置于凹部的底壁上。发光部以来自光源的光入射该发光部的方式配置在凹部内。发光部含有量子点。盖部件遮盖凹部。盖部件与器件主体一起将光源和发光部密封。
[0012]本发明的发光器件中，也可以为:发光部含有分散有量子点的树脂。
[0013]本发明的发光器件中，也可以为:发光部以覆盖光源的方式设置于光源的正上方。
[0014]本发明的发光器件中，也可以为:发光部的表面为凹面。
[0015]本发明的发光器件中，也可以为:发光部充填于由器件主体和盖部件划分形成的密封空间中。
[0016]本发明的发光器件中，也可以为:发光部设置在盖部件的凹部侧的表面上。
[0017]本发明的发光器件中，也可以为:发光部被光源支承。
[0018]优选本发明的发光器件还包括扩散部件，该扩散部件配置于发光部与光源之间，将来自光源的光扩散。
[0019]本发明的发光器件中，也可以为:盖部件和器件主体焊接。
[0020]本发明的发光器件中，也可以为:盖部件和器件主体阳极接合。
[0021]本发明的发光器件中，也可以为:盖部件和器件主体由无机接合材料接合。
[0022]本发明的发光器件中，也可以为:器件主体的一部分由金属构成。
[0023]本发明的发光器件中，优选器件主体的由金属构成的部分与发光部接触。
[0024]本发明的发光器件中，优选盖部件的厚度为1.0mm以下。
[0025]本发明的发光器件中，优选盖部件的折射率为1.70以下。
[0026]本发明的发光器件中，也可以为:盖部件具有晶界。
[0027]本发明的发光器件中，也可以为:盖部件含有光散射剂。
[0028]本发明的发光器件中，也可以为:盖部件由陶瓷构成。
[0029]本发明的发光器件中，也可以为:由器件主体和盖部件划分形成的密封空间被减压。
[0030]本发明的发光器件中，也可以为:由器件主体和盖部件划分形成的密封空间为不活泼气体气氛。
[0031]本发明的发光器件的制造方法中，在具有凹部的器件主体的凹部的底壁上配置光源。通过将分散有量子点的树脂配置于凹部内而形成发光部。以遮盖凹部的方式配置盖部件而将光源和发光部密封。在密封工序之前，将树脂加热至100°C以上。
[0032]发明效果
[0033]根据本发明，能够实现使用了量子点的发光器件的长寿命化。
【附图说明】
[0034]图1是第一实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0035]图2是第二实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0036]图3是第三实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0037]图4是第四实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0038]图5是第五实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0039]图6是第六实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0040]图7是第七实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0041 ]图8是第八实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
【具体实施方式】
[0042]以下，对实施本发明的优选方式进行说明。但是，下述的实施方式仅是示例。本发明不限定于下述实施方式。
[0043]另外，实施方式等中参照的各附图中，具有实际上相同的功能的部件以相同的标记进行参照。另外，实施方式等中参照的附图是示意性地记载的图。附图中描绘的物体的尺寸比率等有时与现实物体的尺寸比率等不同。附图相互间，物体的尺寸比率等也有时不同。具体的物体的尺寸比率等应参考以下的说明进行判断。
[0044](第一实施方式)
[0045]图1是第一实施方式的发光器件I的示意性的剖视图。
[0046]发光器件I是激发光入射时射出与激发光不同的波长的光的器件。发光器件I也可以是射出激发光和通过激发光的照射而产生的光的混合光的发光器件。
[0047]发光器件I具有器件主体10。器件主体10具有第一部件11和第二部件12。第二部件12设置在第一部件11上。第二部件12设置有向第一部件11开口的贯通孔12a。由该贯通孔12a构成凹部13。此外，贯通孔12a向第一部件11侧逐渐变细。因此，凹部13的侧壁13a相对于第一部件11的主面倾斜。
[0048]器件主体10可以由任何材料构成。器件主体10例如可以由低温共烧陶瓷等陶瓷、金属、树脂、玻璃等构成。构成第一部件11的材料和构成第二部件12的材料可以相同，也可以不同。本实施方式中，对器件主体10的一部分由金属构成的例子进行说明。具体而言，对器件主体10中的构成侧壁13a的第二部件12由金属构成的例子进行说明。此外，作为构成器件主体10的金属的优选具体例，例如可举出铝、铜、铁及由这些成分构成的合金等。
[0049]在器件主体10的凹部13的底壁13b上配置有光源20。光源20能够由例如LED(LightEmitting D1de:发光二极管)元件、LD(Laser D1de:激光二极管)元件等构成。本实施方式中，对光源20由LED构成的例子进行说明。
[0050]在凹部13内配置有发光部30。发光部30以来自光源20的光入射该发光部的方式配置。具体而言，发光部30以遮盖光源20的方式配置于光源20上。
[0051 ]发光部30含有量子点。发光部30可以含有I种量子点，也可以含有多种量子点。
[0052]此外，量子点在量子点的激发光入射时，射出与激发光不同的波长的光。从量子点射出的光的波长依赖于量子点的粒径。即，通过改变量子点的粒径，能够调整得到的光的波长。因此，量子点的粒径为与要得到的光的波长相应的粒径。量子点的粒径通常为2nm?1nm0
[0053]例如，作为当照射波长300nm?440nm的紫外?近紫外的激发光时发出蓝色的可见光(波长440nm?480nm的焚光)的量子点的具体例，可举出粒径为2.0nm?3.0nm左右的CdSe/ZnS的微晶等。作为当照射波长300nm?440nm的紫外?近紫外的激发光或波长440nm?480nm的蓝色的激发光时发出绿色的可见光(波长为500nm?540nm的焚光)的量子点的具体例，可举出粒径为3.0nm?3.3nm左右的CdSe/ZnS的微晶等。作为当照射波长300nm?440nm的紫外?近紫外的激发光或波长440nm?480nm的蓝色的激发光时发出黄色的可见光(波长为540nm?595nm的荧光)的量子点的具体例，可举出粒径为3.3nm?4.5nm左右的CdSe/ZnS的微晶等。作为当照射波长300nm?440nm的紫外?近紫外的激发光或波长440nm?480nm的蓝色的激发光时发出红色的可见光(波长为600nm?700nm的荧光)的量子点的具体例，可举出粒径为4.5nm?I Onm左右的CdSe/ZnS的微晶等。
[0054]本实施方式中，发光部30为固体。具体而言，发光部30含有分散有量子点的树脂。作为优选使用的树脂的具体例，例如可举出:硅酮树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等。
[0055]此外，发光部30除了树脂和量子点以外，也可以还含有例如光分散剂等。
[0056]发光部30以覆盖光源20的方式设置于光源20的正上方。发光部30包含设置有光源20的部分，且跨越底壁13b的上方和侧壁13a的上方而设置。因此，由金属构成的第二部件12和发光部30接触。
[0057]发光部30的表面30a为凹面。
[0058]此外，发光部30也可以由多层发光层的叠层体构成。在该情况下，多层发光层也可以包含多个发光层，该多个发光层含有射出波长相互不同的光的量子点。例如也可以由包含第一发光层和第二发光层的多个发光层的叠层体构成发光部30，第一发光层含有射出第一波长的光的量子点，第二发光层含有射出第二波长的光的量子点。
[0059]凹部13被盖部件40遮盖。该盖部件40与器件主体1接合。密封空间50由盖部件40和器件主体10划分形成。光源20和发光部30密封于该密封空间50内。
[0060]这样，发光器件I中，在密封空间50内密封有光源20和发光部30。因此，抑制发光部30所含的量子点与水分或氧接触。因此，量子点不易因水分或氧而劣化。因此，发光器件I能够实现长寿命化。
[0061]从更有效地抑制水分或氧侵入密封空间50内的观点来看，优选器件主体10和盖部件40由不易透过水分或氧的材料构成。优选器件主体10和盖部件40分别由无机材料构成。具体而言，优选器件主体10由金属或陶瓷、玻璃等构成。盖部件40需要具有透光性，因此，优选由例如玻璃、陶瓷等构成。
[0062]另外，优选发光器件I以水分或氧不易从器件主体10和盖部件40之间的间隙侵入的方式构成。具体而言，例如，优选将器件主体10和盖部件40焊接。例如，优选使用激光等将器件主体10和盖部件40焊接。此外，例如优选将盖部件40和器件主体10阳极接合。此外，例如，优选盖部件40和器件主体1由无机接合材料接合。
[0063]但是，量子点的温度越高，使用了量子点的发光器件I的劣化越容易发展。发光器件I中，器件主体10的至少一部分由热传导率较高的金属构成。因此，光源20的热易于经器件主体10而散热。发光器件I中，由金属构成的第二部件12和发光部30接触。因此，发光部30的热易于经第二部件12而散热。特别是发光器件I中，发光部30的表面30a以成为凹面的方式配置，因此，即使发光部30的充填量较少，也可以增大发光部30与第二部件12的接触面积。因此，发光部30的热易于经第二部件12更有效地散热。因此，发光器件I中，可实现更长寿命化。
[0064]发光器件I中，从更有效地抑制量子点的温度上升的观点来看，更优选盖部件40由具有较高的热传导率的陶瓷构成。
[0065]从降低密封空间50中的水分或氧的浓度的观点来看，优选密封空间50被减压。另夕卜，优选密封空间50为氮气氛或氩气氛等不活泼气体气氛。
[0066]从更有效地抑制水分或氧侵入密封空间50的观点来看，优选密封空间50被加压。
[0067]发光器件I中，优选来自发光部30的光或来自发光部30的光与来自光源20的光的混合光的取出效率较高。从该观点来看，优选盖部件40的厚度为1.0mm以下，更优选为0.5mm以下。但是，当盖部件40的厚度过小时，存在盖部件40的机械强度过低的情况。因此，盖部件40的厚度优选为0.005mm以上。盖部件40的折射率优选为1.70以下，更优选为1.60以下。盖部件40的折射率通常为1.46以上。
[0068]从缩小从发光器件I射出的光的强度或色度的面内偏差的观点来看，优选盖部件40具有光散射能。具体而言，优选盖部件40具有晶界。或者，优选盖部件40含有光散射剂。作为优选使用的光散射剂的具体例，例如可举出:氧化铝、二氧化钛、二氧化硅等高反射无机化合物及高反射白色树脂等。
[0069]发光器件I的制造方法没有特别限定。发光器件I能够根据例如以下要领制造。
[0070]首先，准备具有凹部13的器件主体10。
[0071]接着，在器件主体10上配置光源20。
[0072]接着，通过将含有量子点的树脂组合物供给至凹部13内并使其固化而形成发光部30 ο
[0073]然后，通过将盖部件40安装于器件主体10上而密封光源20及发光部30。由此，能够完成发光器件I。盖部件40能够通过例如激光焊接、阳极接合、使用了焊料等无机接合材料的接合等安装于器件主体10上。
[0074]供给含有量子点的树脂组合物且使其固化的工序及安装盖部件40的工序也可以在例如减压气氛下、不活泼气体气氛下进行。
[0075]优选在进行密封工序前，加热发光部30所含的树脂，降低树脂的水分浓度。具体而言，优选将发光部30所含的树脂加热至100°C以上，更优选加热至150°C以上。此外，树脂的加热也可以在固化后进行，也可以在固化前、例如涂敷前进行。以下，对本发明优选的实施方式的其它例子进行说明。以下的说明中，将具有实际上与上述第一实施方式相同的功能的部件以相同的符号进行参照并省略说明。
[0076](第二实施方式)
[0077]图2是第二实施方式的发光器件Ia的示意性的剖视图。
[0078]第一实施方式中，对发光部30配置于密封空间50的一部分，且发光部30具有与盖部件40隔开间隔的表面30a的例子进行了说明。但是，本发明不限定于该结构。
[0079]例如，第二实施方式的发光器件Ia中，发光部30充填在密封空间50中。因此，发光部30不具有与盖部件40隔开间隔的表面。发光部30与盖部件40的凹部13侧表面密接。在该情况下，位于发光部30的光射出侧的界面减少。因此，来自发光部30的光的取出效率提高。另外，能够抑制发光部30的厚度的制造偏差。因此，能够抑制发光器件Ia的发光强度或发光色度的偏差。
[0080](第三实施方式)
[0081 ]图3是第三实施方式的发光器件Ib的示意性的剖视图。
[0082]第一实施方式中，对将发光部30配置于凹部13的底壁13b上的例子进行了说明。但是，本发明不限定于该结构。例如，第三实施方式的发光器件Ib中，将发光部30设置于盖部件40的凹部13侧的表面上。发光部30设置于盖部件40的凹部13侧的表面中露出于凹部13的部分的实质整体上。
[0083]这种发光部30能够通过例如在盖部件40上涂敷含有量子点和树脂的浆料并使其干燥而形成。在该情况下，可缩小发光部30的厚度不均。因此，能够抑制发光器件I的发光强度或发光色度的偏差。
[0084](第四实施方式)
[0085]图4是第四实施方式的发光器件Ic的示意性的剖视图。
[0086]第四实施方式的发光器件Ic中，发光部30由光源20支承。发光部30设置于光源20的上表面的正上方。发光部30和光源20直接接触。因此，发光部30与光源20之间的界面数较少。因此，能够提高来自光源20的光向发光部30的入射效率。
[0087](第五实施方式和第六实施方式)
[0088]图5是第五实施方式的发光器件Id的示意性的剖视图。图6是第六实施方式的发光器件的示意性的剖视图。
[0089]第五实施方式的发光器件Id和第六实施方式的发光器件Ie中，在发光部30与光源20之间设置有将来自光源20的光扩散的扩散部件60。通过设置扩散部件60，能够缩小来自光源20的光向发光部30的入射强度的偏差。因此，可缩小发光强度或发光色度的面内偏差。
[0090]第五实施方式的发光器件Id中，发光部30设置于扩散部件60的正上方。发光部30与扩散部件60接触。因此，能够提高光向发光部30的入射效率。
[0091]第六实施方式的发光器件Ie中，将发光部30与光源20分离。在发光部30与光源20之间设置有空间。因此，来自光源20的热不易传递至发光部30。因此，可抑制发光部30的热劣化。
[0092]从抑制发光部30的热劣化的观点来看，也可以使扩散部件60与器件主体10接触。通过这样，光源20的热易于经扩散部件60和器件主体10而散热。
[0093](第七实施方式)
[0094]图7是第七实施方式的发光器件If的示意性的剖视图。
[0095]第七实施方式的发光器件If中，盖部件40和器件主体10由焊料或低熔点玻璃料等无机接合材料70接合。在该情况下，能够局部性地抑制接合时的热的影响，因此，能够进一步抑制量子点的劣化。
[0096](第八实施方式)
[0097]图8是第八实施方式的发光器件Ig的示意性的剖视图。
[0098]第一实施方式?第七实施方式中，对在第二部件12上配置盖部件40且以覆盖的方式遮盖凹部13的例子进行了说明。但是，本发明不限定于该结构。例如，第八实施方式的发光器件Ig中，可以将设置于第二部件12z的贯通孔12az的形状以从高度方向的中途向第一部件11侧逐渐变细的方式形成而构成凹部13z，使盖部件40嵌合于凹部13z内而遮盖凹部13z。另外，本实施方式中，发光部30设置于盖部件40的凹部13z侧的表面整体。
[0099]此外，本实施方式中，对发光部30设置于盖部件40的凹部13侧的表面的例子进行了说明，但本发明不限定于该结构。例如，也可以将发光部配置于凹部的底壁上。
[0100]附图标记说明
[0101]l、la、lb、lc、ld、le、lf、lg 发光器件
[0102]10器件主体
[0103]11第一部件
[0104]12、12z 第二部件
[0105]12a、12az 贯通孔
[0106]13、13z 凹部
[0107]13a 侧壁
[0108]13b 底壁
[0109]20 光源
[0110]30发光部
[0111]40盖部件
[0112]50密封空间
[0113]60扩散部件
[0114]70无机接合材料
【主权项】
1.一种发光器件，其特征在于，包括: 具有凹部的器件主体； 配置于所述凹部的底壁上的光源； 含有量子点的发光部，该发光部以来自所述光源的光入射该发光部的方式配置在所述凹部内；和 盖部件，该盖部件遮盖所述凹部，与所述器件主体一起将所述光源和所述发光部密封。2.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于: 所述发光部含有分散有所述量子点的树脂。3.如权利要求1或2所述的发光器件，其特征在于: 所述发光部以覆盖所述光源的方式设置于所述光源的正上方。4.如权利要求3所述的发光器件，其特征在于: 所述发光部的表面为凹面。5.如权利要求3所述的发光器件，其特征在于: 所述发光部充填于由所述器件主体和所述盖部件划分形成的密封空间中。6.如权利要求1或2所述的发光器件，其特征在于: 所述发光部设置在所述盖部件的所述凹部侧的表面上。7.如权利要求1或2所述的发光器件，其特征在于: 所述发光部被所述光源支承。8.如权利要求6或7所述的发光器件，其特征在于: 还包括扩散部件，该扩散部件配置于所述发光部与所述光源之间，将来自所述光源的光扩散。9.如权利要求1?8中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件与所述器件主体焊接。10.如权利要求1?8中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件与所述器件主体阳极接合。11.如权利要求1?8中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件与所述器件主体由无机接合材料接合。12.如权利要求1?11中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述器件主体的一部分由金属构成。13.如权利要求12所述的发光器件，其特征在于: 所述器件主体的所述由金属构成的部分与所述发光部接触。14.如权利要求1?13中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件的厚度为1.0mm以下。15.如权利要求1?14中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件的折射率为1.70以下。16.如权利要求1?4和6?15中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件具有晶界。17.如权利要求1?4和6?15中任一项所述的发光器件，其特征在于: 所述盖部件含有光散射剂。18.如权利要求1?17中任一项所述的发光器件，其特征在于:所述盖部件由陶瓷构成。19.如权利要求1?18中任一项所述的发光器件，其特征在于:由所述器件主体和所述盖部件划分形成的密封空间被减压。20.如权利要求1?19中任一项所述的发光器件，其特征在于:由所述器件主体和所述盖部件划分形成的密封空间为不活泼气体气氛。21.一种发光器件的制造方法，其特征在于，包括:在具有凹部的器件主体的所述凹部的底壁上配置光源的工序；通过将分散有量子点的树脂配置于所述凹部内而形成发光部的工序；以遮盖所述凹部的方式配置盖部件而将所述光源和所述发光部密封的工序;和在所述密封工序之前，将所述树脂加热至100 °C以上的工序。
【文档编号】H01L33/52GK106068568SQ201580013008
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年3月9日 公开号201580013008.4, CN 106068568 A, CN 106068568A, CN 201580013008, CN-A-106068568, CN106068568 A, CN106068568A, CN201580013008, CN201580013008.4, PCT/2015/56885, PCT/JP/15/056885, PCT/JP/15/56885, PCT/JP/2015/056885, PCT/JP/2015/56885, PCT/JP15/056885, PCT/JP15/56885, PCT/JP15056885, PCT/JP1556885, PCT/JP2015/056885, PCT/JP2015/56885, PCT/JP2015056885, PCT/JP201556885
【发明人】角见昌昭, 浅野秀树, 西宫隆史
【申请人】日本电气硝子株式会社