CN101911316B - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置。所述发光装置包括发光元件(1)、基体(2)及透光性层(3)。基体(2)具有包括第一部分(211)及第二部分(212)的上侧部分(21)。第一部分(211)包括发光元件(1)的安装区域并且具有第一气孔率。第二部分(212)包围第一部分(211)，含有多个透光性粒子，并且，具有比第一气孔率大的第二气孔率。透光性层(3)将发光元件(1)封入其中，并且，以离开第二部分(212)的状态附着于第一部分(211)。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及具有例如发光二极管等发光元件的发光装置。
背景技术
近年来，具有例如发光二极管等发光元件的发光装置的开发不断进展。从例如消耗功率或产品寿命等观点出发，具有发光元件的发光装置倍受期待。
对于具有发光元件的发光装置而言，要求进一步改善例如发光强度等发光特性。为了提高发光装置的发光特性，需要降低例如从发光元件放射出的光的损耗。
发明内容
根据本发明的一个方式，发光装置包括发光元件、基体及透光性层。基体具有包括第一部分及第二部分的上侧部分。第一部分包括发光元件的安装区域并且具有第一气孔率。第二部分包围第一部分，含有多个透光性粒子，并具有比第一气孔率大的第二气孔率。透光性层将发光元件封入其中并且以离开第二部分的状态附着于第一部分。
附图说明
从下述详细的说明及附图可以明确本发明的目的、特征及优点。
图1表示本发明的概要。
图2表示图1的视线100下的俯视图。
图3表示图1及图2所示的第二部分的结构。
图4表示本发明的一个实施方式的发光装置。
图5表示图4所示的发光装置的剖视图。
图6表示图1及图2所示的基体2。
图7表示图1到图3所示的发光元件1的安装结构。
图8表示图4及图5所示的发光装置的例示性制造方法。
图9A表示图8所示的工序806中所得到的结构。
图9B表示图9A的视线102下的俯视图。
图10A表示图8所示的工序806中所得到的结构。
图10B表示图10A的视线102下的俯视图。
图11表示本发明的另一实施方式的发光装置。
图12表示图11所示的副装配基板221。
图13表示本发明的又一实施方式的发光装置。
图14表示本发明的再一实施方式的发光装置。
图15表示本发明的再一实施方式的发光装置。
图16表示本发明的再一实施方式的发光装置。
图17表示本发明的再一实施方式的发光装置。
图18表示本发明的再一实施方式的发光装置。
具体实施方式
以下，参照图1及图2，说明本发明的概要。发光装置包括发光元件1、基体2及透光性层3。
发光元件1安装于基体2。例示的发光元件1是含有半导体材料的发光二极管。发光元件1根据驱动电力放射第一次光。
基体2具有包括第一部分211及第二部分212的上侧部分21。第一部分211具有第一气孔率。第二部分212包围第一部分211。第二部分212含有多个透光性粒子，具有比第一气孔率大的第二气孔率。
参照图3说明第二部分212的结构。多个透光性粒子401被局部一体化。多个小室(cell)402存在于多个透光性粒子401之间。透光性粒子401具有比小室402大的折射率。从发光元件1放射出的第一次光10向透光性粒子401入射。透光性粒子401及小室402的界面403通过全反射将入射到透光性粒子401的第一次光10反射。当第一次光10具有临界角θ403以上的入射角θ401时，界面403通过全反射将第一次光10反射。临界角θ403由下式表示。
sinθ403＝n402/n401
n401表示透光性粒子401的折射率。n402表示小室402的折射率。
再次参照图1及图2，透光性层3以离开第二部分的状态附着于第一部分。如图2所示，这里“离开”是指在透光性层3及第二部分212之间存在距离32。透光性层3将发光元件1封入其中。
以下，参照附图说明本发明的几个例示性实施方式。
如图4及图5所示，本发明的一个实施方式的发光装置包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。在图4中，为了表示波长变换部件5的内侧结构，对波长变换部件5进行了部分省略。在图4中，发光装置安装在假想的xyz空间中的xy平面上。在图4中，上方向是指假想的z轴的正方向。
发光元件1安装于基体2。例示的发光元件1是含有半导体材料的发光二极管。发光元件1根据驱动电力放射第一次光。第一次光具有包含在395nm到410nm范围内的峰值发光波长。
基体2具有包括第一部分211及第二部分212的上侧部分21。基体2包括具有突出部221的副基体22。发光元件1的安装区域设置在突出部221的上表面。第一部分211包括环状部件213及突出部221。本实施方式的发光装置具有包括突出部221的副基体，由此整体强度得以改善。从而，发光装置中的例如发光分布等发光特性得以改善。
如图6所示，例示的环状部件213具有环形状。在图6中，以分解的状态示出基体2。环状部件213设置在副基体22上，且包围副基体22的突出部221。环状部件213实质上由陶瓷构成。环状部件213具有包含在0.001％到1％范围内的第一气孔率。本实施方式的环状部件213的气孔率的例示性测定方法是通过麦克仪器(Micromeritics)公司制的孔径分析仪(Pore Sizer)9310型进行的水银压入法。
例示的第二部分212具有环形状。第二部分212设置在副基体22上，且包围第一部分211。第二部分212含有多个透光性粒子。多个透光性粒子被局部一体化。多个小室存在于多个透光性粒子之间。第二部件212形成为多孔状。第二部分212具有包含在15％到43％范围内的第二气孔率。本实施方式的第二部分212的气孔率的例示性测定方法是通过麦克仪器(Micromeritics)公司制的孔径分析仪(Pore Sizer)9310型进行的水银压入法。第二气孔率比第一气孔率大。例示的第二部分212实质上由陶瓷构成。
例示的副基体22实质上由陶瓷构成。副基体22具有包含在0.001％到1％范围内的气孔率。本实施方式的副基体22的气孔率的测定方法是通过麦克仪器(Micromeritics)公司制的孔径分析仪(Pore Sizer)9310型进行的水银压入法。如图7所示，副基体22具有多个电路径222。发光元件1经由导电性结合件与多个电路径222电连接。在例示的发光装置中，发光元件1通过倒装式连接安装于副基体22的突出部221。
再次参照图4及图5，透光性层3设置在基体2上。透光性层3以离开第二部分212的状态附着于第一部分211，将发光元件1封入其中。透光性层3的“透光性”是指从发光元件1放射出的第一次光的至少一部分能够透过。例示的透光性层3实质上由硅酮树脂构成。透光性层3附着于第一部分211的上表面。
透镜4设置在透光性层3上。透镜4具有透光性。透镜4的透光性是指从发光元件1放射出的第一次光的至少一部分能够透过。例示的透镜4实质上由玻璃材料构成。
波长变换部件5设置在基体2上。波长变换部件5隔着空隙覆盖发光元件1、透光性层3及透镜4。波长变换部件5具有圆顶形状。波长变换部件5根据从发光元件1放射出的第一次光放射第二次光。波长变换部件5包括基质(matrix)部件及多个荧光粒子。基质部件含有透光性材料。基质部件的透光性是指从发光元件1放射出的第一次光的至少一部分能够透过。例示的基质材料为硅酮树脂。通过从发光元件1放射出的第一次光来激励多个荧光粒子。多个荧光粒子放射第二次光。从多个荧光材料放射出的第二次光透过基质材料。
本实施方式的发光装置包括形成为多孔状的第二部分212。因此，发光装置的发光强度得以改善。更具体而言，通过将第二部分212形成为多孔状，而改善了第二部分的光反射效率。第二部分212通过全反射来反射第一次光及第二次光。
本实施方式的发光装置包括第一部分211及透光性层3。第一部分具有比第二部分的第二气孔率小的第一气孔率。透光性层3以离开第二部分的状态附着于第一部分211。由此，发光装置中的例如发光分布等发光特性得以改善。第一部分具有比第二部分的第二气孔率小的第一气孔率，由此透光性层3的形状得以改善。能够减小透光性层3在制造工序中的变形。
在本实施方式中，波长变换部件5粘接于形成为多孔状的第二部分212。因此，发光装置的发光强度得以改善。具体而言，从发光元件1放射出的第一次光被第二部分212反射，由此增大向波长变换部件5入射的第一次光。从波长变换部件5放射出的第二次光被第二部分212反射，由此，增大发光装置的发光量。
本实施方式的发光装置的例示性制造方法包括图8所示的多个工序。符号802所示的工序是在副基体22上设置环状部件213的工序。环状部件213包围副基体22的突出部221，通过接合部件固定于副基体22。符号804所示的工序是在副基体22安装发光元件1的工序。符号806所示的工序是通过透光性层3将发光元件1封入其中的工序。透光性层3的例示性材料为硅酮树脂。软化状态下的硅酮树脂以将发光元件1封入其中的状态设置在第一部分211上。第一部分211不为多孔质，从而能够减少软化状态下的硅酮树脂的变形。设置透光性层3后，将透镜4设置在透光性层3上。如图9A及图9B所示，透光性层3整体设置在第一部分211的上表面的缘的内侧。
再次参照图8，符号808所示的工序是在副基体22上设置第二部分的工序。第二部分212包围第一部分211，通过接合部件固定于副基体22。如图10A及图10B所示，透光性层3整体设置在第二部分212的上表面内侧的缘的内侧。
再次参照图8，符号810所示的工序是在第二部分212上设置波长变换部件5的工序。波长变换部件5通过接合部件固定于第二部分212。以在粘接于第二部分212之前进行成形的含义出发，波长变换部件5是被预先制造的部件。由此，波长变换部件5在粘接于形成为多孔状的第二部分212的工序中，其形状的变形得以改善。
参照图11说明本发明的另一实施方式。另一实施方式的发光装置与图4及图5所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
另一实施方式的发光装置与图4及图5所示的发光装置的不同点在于与基体2的突出部221相关的结构。在该实施方式中，突出部221为副装配基板。以下，在本实施方式中，将突出部221表示为副装配基板221。
如图12所示，副装配基板221设置在副基体22上。图12表示发光元件1及副装配基板221从副基体22分解出来的状态。在图12中，为了示出副装配基板221的下面的结构而以透视状态示出副装配基板221。在副装配基板221中，利用虚线表示透视下的结构。
副装配基板221具有多个导体图案223。多个导体图案223通过导电性接合件与副基体22的多个导体图案224电连接。例示的副装配基板221实质上由硅构成。其它例示的副装配基板实质上由陶瓷构成。
发光元件1通过导电性接合件而与副装配基板221的多个导体图案223电连接。发光元件1安装在副装配基板221的上表面。
本实施方式的发光装置通过包括副装配基板221而使热控制得以改善。更具体而言，发光装置通过包括导热率比环状部件213的导热率高的副装配基板221而使热控制得以改善。因此，本实施方式的发光装置的发光特性得以改善。
本实施方式的发光装置包括副装配基板221，由此，能够利用不同的材料构成包括发光元件1的安装区域的部分和环状部件213。在例示的发光装置中，副装配基板221实质上由硅构成，环状部件213实质上由陶瓷构成。在本实施方式的发光装置中，由于能够利用不同的材料构成包括发光元件1的安装区域的部分和环状部件213，因此，热控制得以改善。
参照图13说明本发明的又一实施方式。又一实施方式中的发光装置与图4及图5所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
又一实施方式的发光装置与图4及图5所示的发光装置的不同点在于与基体2的第一部分211相关的结构。在本实施方式中，第一部分211作为副基体22的一部分而形成。
在本实施方式的发光装置中，通过将第一部分211形成为副基体22的一部分，使整体强度得以改善。因此，本实施方式的发光装置中的例如发光分布等发光特性得以改善。在本实施方式的发光装置中，通过将第一部分211形成为副基体22的一部分而减少了部件数量。
参照图14说明本发明的再一实施方式。再一实施方式中的发光装置与图4及图5所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
再一实施方式的发光装置与图4及图5所示的发光装置的不同点在于与基体2的第一部分211及第二部分212相关的结构。在本实施方式中，第一部分211及第二部分212作为副基体22的一部分形成。第一部分211及第二部分212一体形成。
在本实施方式的发光装置中，通过将第一部分211及第二部分212形成为副基体22的一部分，使整体强度得以改善。因此，本实施方式的发光装置中的例如发光分布等发光特性得以改善。在本实施方式的发光装置中，通过将第一部分211及第二部分212形成为副基体22的一部分而减少了部件数量。
参照图15说明本发明的再一实施方式。再一实施方式的发光装置与图4及图5所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
再一实施方式的发光装置与图4及图5所示的发光装置的不同点在于与透光性层3相关的结构。在本实施方式中，透光性层3与环状部件213的内侧表面局部相接。透光性层3局部进入环状部件213及突出部221之间。
本实施方式的发光装置通过将透光性层3与环状部件213的内侧表面局部相接而使透光性层3的形状得以改善。更具体而言，在制造工序中，通过环状部件213来控制软化状态下的透光性层3的形成区域或形状。本实施方式的发光装置通过改善透光性层3的形状而使例如发光分布等发光特性得以改善。
参照图16说明本发明的再一实施方式。再一实施方式中的发光装置与图15所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
再一实施方式的发光装置与图15所示的发光装置的不同点在于与基体2的突出部221相关的结构。在本实施方式中，突出部221为副装配基板。以下，在本实施方式中，将突出部221表示为副装配基板221。
本实施方式的发光装置包括副装配基板221，由此使热控制得以改善。更具体而言，发光装置通过包括导热率比环状部件213的导热率高的副装配基板221而改善了热控制。因此，本实施方式的发光装置的发光特性得以改善。
参照图17说明本发明的再一实施方式。再一实施方式中的发光装置与图15所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
再一实施方式的发光装置与图15所示的发光装置的不同点在于与基体2的第一部分211相关的结构。在本实施方式中，第一部分211作为副基体22的一部分而形成。
在本实施方式的发光装置中，通过将第一部分211形成为副基体22的一部分而使整体强度得以改善。因此，本实施方式的发光装置中的例如发光分布等发光特性得以改善。本实施方式的发光装置通过将第一部分211形成为副基体22的一部分而减少了部件数量。
参照图18说明本发明的再一实施方式。再一实施方式中的发光装置与图15所示的发光装置同样，包括发光元件1、基体2及透光性层3。发光装置还包括透镜4及波长变换部件5。
再一实施方式的发光装置与图15所示的发光装置的不同点在于与基体2的第一部分211及第二部分212相关的结构。在本实施方式中，第一部分211及第二部分212作为副基体22的一部分形成。第一部分211及第二部分212一体形成。
在本实施方式的发光装置中，通过将第一部分211及第二部分212形成为副基体22的一部分而使整体强度得以改善。因此，本实施方式的发光装置中的例如发光分布等发光特性得以改善。本实施方式的发光装置通过将第一部分211及第二部分212形成为副基体22的一部分而减少了部件数量。
只要不脱离本发明的主旨或主要特征，可以以其他多种方式实施本发明。因此，上述实施方式中所有的点仅为例示，本发明的范围为权利要求书所示的内容，并不局限于说明书正文。另外，属于权利要求书的变形或变更均在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种发光装置，具备：
发光元件；
基体，其具有包括第一部分及第二部分的上侧部分，所述第一部分包括所述发光元件的安装区域并具有第一气孔率，所述第二部分包围所述第一部分，含有多个透光性粒子，并具有比所述第一气孔率大的第二气孔率；
透光性层，其将所述发光元件封入其中并且以离开所述第二部分的状态附着于所述第一部分。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述基体具有副基体，该副基体包括具有所述安装区域的突出部。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述基体具有副装配基板，该副装配基板具有所述安装区域。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，
所述副装配基板实质上由硅构成。
5.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，
所述副装配基板实质上由陶瓷构成。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述基体具有包括所述第一部分的副基体。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第一部分及所述第二部分一体形成。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第一部分具有离开所述安装区域的环状部件。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于，
所述透光性层进入所述安装区域及所述环状部件之间。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
还具备覆盖所述透光性层且粘接于所述第二部分的波长变换部件。
11.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第二部分实质上由陶瓷构成。
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