CN116979007A - 发光装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够实现发光装置小型化的发光装置及其制造方法。发光装置(100)包括:具有支承基板(15)以及相邻配置的第一发光部(11)及第二发光部(12)的发光元件(10)、将从第一发光部(11)射出的第一光及从第二发光部(12)射出的第二光波长转换为第三光的波长转换部件(20)、在俯视中与第一发光部(11)及第二发光部(12)的任意一方重叠的光调整部件(30),发光元件(10)在发光装置(100)发光时,所述第二光的发光峰值波长中的所述第一光的发光强度比所述第二光的发光峰值波长中的所述第二光的发光强度小。
Description
技术领域
本公开涉及发光装置及其制造方法。
背景技术
近年来,作为前照灯等车辆用灯具的光源,已经应用了LED。例如,在专利文献1中,已经公开一种发光装置,该发光装置通过将面积不同的多个发光元件进行组合,具有适用于前照灯的配光图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2017-011259号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本公开的目的在于提供一种能够实现发光装置小型化的发光装置及其制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
本公开的实施方式的发光装置包括:发光元件,其具有支承基板、第一发光部及第二发光部,所述支承基板具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面;所述第一发光部及所述第二发光部配置于所述支承基板的第二面,并各自包含依次具有第一半导体层、发光层及第二半导体层的半导体层压体,并且相邻配置;
波长转换部件,其配置在所述支承基板的第一面,含有将从所述第一发光部射出的第一光及从所述第二发光部射出的第二光波长转换为第三光的荧光体;光调整部件,其在所述波长转换部件的与所述支承基板侧的面相反一侧的面、或者所述波长转换部件的内部配置,在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠。所述发光元件在所述发光装置发光时,所述第二光的发光峰值波长中的所述第一光的发光强度比所述第二光的发光峰值波长中的所述第二光的发光强度小。
本公开的实施方式的发光装置的制造方法包括:准备发光元件的工序,所述发光元件具有支承基板、第一发光部及第二发光部,所述支承基板具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面;所述第一发光部及所述第二发光部配置于所述支承基板的第二面,并各自包含依次具有第一半导体层、发光层及第二半导体层的半导体层压体,并且相邻配置;准备波长转换部件的工序,所述波长转换部件具有第一面及作为所述第一面的相反一侧的第二面,在含有将从所述第一发光部射出的第一光及从所述第二发光部射出的第二光波长转换为第三光的荧光体的波长转换部件的第一面、或者所述波长转换部件的内部配置有光调整部件;配置所述波长转换部件的工序,其使所述波长转换部件的第二面与所述支承基板的第一面对置而对配置有所述光调整部件的所述波长转换部件进行配置。配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠的位置配置所述光调整部件。
发明的效果
根据本公开的实施方式,能够提供一种能够实现发光装置小型化的发光装置及其制造方法。
附图说明
图1A是示意性地表示第一实施方式的发光装置的一个例子的立体图。
图1B是示意性地表示第一实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图1C是图1B的IC-IC线的剖视示意图。
图1D是示意性地表示第一实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的底视图。
图1E是示意性地表示第一实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的剖视图。
图1F是用于对第一实施方式的发光装置的配线基板进行说明的俯视示意图。
图1G是示意性地表示第一实施方式的发光装置的配线基板的一个例子的俯视图。
图2A是用于对第一实施方式的发光装置的、来自发光部的光的路径进行说明的剖视示意图。
图2B是将图2A简化后的剖视示意图。
图3是第一实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图4A是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4B是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的俯视图。
图4C是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4D是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的俯视图。
图4E是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4F是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的俯视图。
图4G是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4H是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的俯视图。
图4I是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4J是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4K是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图4L是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。
图5A是示意性地表示第二实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图5B是图5A的VB-VB线的剖视示意图。
图6A是示意性地表示第三实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图6B是图6A的VIB-VIB线的剖视示意图。
图6C是示意性地表示第三实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的底视图。
图6D是示意性地表示第三实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的剖视图。
图6E是用于对第三实施方式的发光装置的配线基板进行说明的俯视示意图。
图6F是示意性地表示第三实施方式的发光装置的配线基板的一个例子的俯视图。
图7A是示意性地表示第四实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图7B是图7A的VIIB-VIIB线的剖视示意图。
图8A是示意性地表示第五实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图8B是图8A的VIIIB-VIIIB线的剖视示意图。
图9A是示意性地表示第六实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图9B是图9A的IXB-IXB线的剖视示意图。
图10A是示意性地表示第七实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。
图10B是图10A的XB-XB线的剖视示意图。
图11是示意性地表示第八实施方式的发光装置的一个例子的剖视图。
图12是示意性地表示第九实施方式的发光装置的一个例子的剖视图。
附图标记说明
15支承基板;15a第一面;15b第二面;10,10A发光元件;11,11A第一发光部;12,12A第二发光部;111,111A第一半导体层;121,121A第一半导体层;112,112A发光层;122,122A发光层;113,113A第二半导体层;123,123A第二半导体层;16,16A第一元件电极;17,17A第二元件电极;161,161A N侧电极;162,162A P侧电极;163,163A N侧电极;171,171A N侧电极;172,172A P侧电极;173,173AN侧电极;20,20A,20B波长转换部件;20a第一面;20b第二面;21,21A波长转换层;22透光部件;220透光板;210波长转换层;200中间体;30,30A光调整部件;31,31A,31B光调整部件;300光调整层;40导光部件;50,50A配线基板;51基材;52,52A配线;521,521A第一配线;522,522A第二配线;523,523A第三配线;524第四配线;525第五配线;526第六配线;53引线;54引线;541,542,543电子配件;60被覆部件;70导电部件;100,100B,100C,100D,100E,100F,100G,100H发光装置。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行说明。但是,如下所示的方式例示了用于体现本实施方式的技术思想的发光装置以及发光装置的制造方法,并非被限定如下。另外,实施方式所述的结构配件的尺寸、材质、形状、及其相对配置等除非特别说明,否则并非旨在将本发明的范围只限定于此,只是单纯的例示。需要说明的是,各附图所示的部件的大小、位置关系等为了明确说明而存在夸张或简化的情况。另外,为了避免附图过于复杂,有时省略一部分主要部件的图示,或使用只表示切割面的端面图作为剖视图。此外,“覆盖”不限于直接相接的情况,也包括间接地、例如经由其它部件覆盖的情况。另外,“配置”不限于直接相接的情况,也包括间接地、例如经由其它部件进行配置的情况。
<第一实施方式>
[发光装置]
图1A是示意性地表示第一实施方式的发光装置的一个例子的立体图。图1B是示意性地表示第一实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图1C是图1B的IC-IC线的剖视示意图。图1D是示意性地表示第一实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的底视图。图1E是示意性地表示第一实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的剖视图。图1F是用于对第一实施方式的发光装置的配线基板进行说明的俯视示意图。图1G是示意性地表示第一实施方式的发光装置的配线基板的一个例子的俯视图。图2A是用于对第一实施方式的发光装置的、来自发光部的光的路径进行说明的剖视示意图。图2B是简化图2A后的剖视示意图。
发光装置100包括:发光元件10,其具有:支承基板15,其具有第一面15a及作为第一面15a的相反侧的第二面15b;相邻配置的第一发光部11及第二发光部12,其配置在支承基板15的第二面15b,并各自包含依次具有第一半导体层111、121、发光层112、122及第二半导体层113、123的半导体层压体;波长转换部件20,其配置在支承基板15的第一面15a,含有将从第一发光部11射出的第一光及从第二发光部12射出的第二光波长转换为第三光的荧光体;光调整部件30,其在波长转换部件20的与支承基板15侧的面(即波长转换部件20的第二面20b)相反侧的面(即波长转换部件20的第一面20a)、或者波长转换部件20的内部进行配置,在俯视中与第一发光部11及第二发光部12的任意一方重叠。发光元件10在发光装置100发光时,第二光的发光峰值波长中的第一光的发光强度比第二光的发光峰值波长中的第二光的发光强度小。
发光装置100作为一个例子,作为进一步具有覆盖支承基板15的侧面的导光部件40、配置有发光元件10的配线基板50、以及经由导光部件40而覆盖发光元件10的侧面及波长转换部件20的侧面的被覆部件60的结构进行说明。
下面,针对发光装置100的各结构进行说明。
(发光元件)
发光元件10具有多个发光部。具体而言,发光元件10具有:支承基板15、在支承基板15的第二面15b相邻配置的第一发光部11及第二发光部12、配置在第一发光部11的第一元件电极16、以及配置在第二发光部12的第二元件电极17。从发光元件10的第一发光部11射出第一光,从第二发光部12射出第二光。
作为支承基板15,能够例举蓝宝石、尖晶石(MgAl2O4)这样的绝缘基板、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等氮化物类半导体基板。需要说明的是,为了经由支承基板15取出从发光部射出的光,支承基板15优选使用具有透光性的材料。
第一发光部11及第二发光部12具有半导体层压体。第一发光部11及第二发光部12的半导体层压体各自的第一半导体层111、121、发光层112、122以及第二半导体层113、123按照该顺序配置在支承基板15上。需要说明的是,也可以在支承基板15与半导体层压体之间配置有由AlGaN等形成的缓冲层。第一发光部11与第二发光部12在支承基板15的第二面15b空出间隔而相邻配置。对于第一发光部11及第二发光部12来说,在各自的半导体层压体侧配置有用于供给来自外部的电力的元件电极。在此,在第一发光部11配置有N侧电极161、P侧电极162、N侧电极163三个元件电极作为第一元件电极16。同样地,在第二发光部12配置有N侧电极171、P侧电极172、N侧电极173三个元件电极作为第二元件电极17。在发光元件10中,第一发光部11及第二发光部12隔开,且电独立。因此,对于第一发光部11及第二发光部12来说,分别经由第一元件电极16及第二元件电极17向其分别供给电力,而能够单独进行驱动。
作为第一发光部11及第二发光部,能够根据用途,选择射出任意波长的光的材料。例如,对于射出蓝色系(例如波长为430~500nm)、绿色系(例如波长为500~570nm)的光的第一发光部11及/或第二发光部12来说,作为半导体层压体,能够使用利用了氮化物类半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaP等的材料。对于射出红色系(例如波长为610~700nm)的光的第一发光部11及/或第二发光部12来说,作为半导体层压体,除了氮化物类半导体元件以外,也能够使用GaAlAs、AlInGaP等作为半导体层压体。第一发光部11及第二发光部12可以具有相同的半导体层压体结构,也可以具有不同的半导体层压体结构。
发光元件10在发光装置100发光时,可以使从第一发光部11及第二发光部12射出的第一光和第二光的发光强度彼此不同。
作为具有发光时发光强度不同的第一发光部11以及第二发光部12的发光元件,例如能够例举作为第一发光部11及第二发光部12而各自具有不同的半导体层压体的发光元件10。另外,即使在第一发光部11与第二发光部12具有相同的半导体层压体的情况下,通过使通过第一发光部11的发光层112的电流的电流密度与通过第二发光部12的发光层122的电流的电流密度不同,也能够形成为具有发光装置100发光时发光强度不同的第一发光部11以及第二发光部12的发光元件10。在此,发光元件10在第一发光部11以及第二发光部12具有相同的半导体层压体结构。而且,以使发光装置100发光时通过第二发光部12的发光层122的电流密度比通过第一发光部11的发光层112的电流密度高的方式向发光元件10供给电力。
第一发光部11射出第一光。第二发光部12射出发光峰值波长的发光强度与第一光不同的第二光。发光元件10在发光装置100发光时,第二光的发光峰值波长中的第一光的发光强度比第二光的发光峰值波长中的第二光的发光强度小。例如,在第二光的发光峰值波长为439nm的情况下,在该439nm的波长中,第一光的发光强度比第二光的发光强度小。由于第一光与第二光的发光强度不同,能够在发光装置100的发光面上的、第一发光部11侧的亮度与第二发光部12侧的亮度产生差异。由此,例如在将发光装置100用作为机动车的前照灯的光源的情况下,即使在比较简单的光学系统的结构中,也能够根据前照灯的照射区域来调整亮度。需要说明的是,发光装置100发光时的第一光与第二光的发光强度不同。而且,发光装置100发光时的第二光的发光峰值波长中的第一光的发光强度与第二光的发光强度不同。与此相对,在发光装置100发光时,也就是在使第一发光部11与第二发光部12同时发光的情况下,会产生第一光的发光峰值波长与第二光的发光峰值波长重叠的部分,因而,存在根据发光装置100的发光光谱,难以确认第二光的发光峰值波长中的第一光与第二光的发光强度的差异的情况。在该情况下,能够通过使第一发光部11与第二发光部12单独发光来确认第二光的发光峰值波长中的第一光的发光强度与第二光的发光峰值波长中的第二光的发光强度的不同。
而且,发光装置100的一个发光元件具有射出发光强度不同的光的第一发光部11及第二发光部12。由此,与将多个发光元件10组合来在发光面设有亮度差的发光装置相比,能够实现发光装置100小型化。例如在将发光装置100用于机动车的前照灯的光源的情况下,通过进一步减小发光面,能够使透镜、反射器等光学配件小型化,能够使前照灯小型化,能够提高设计的自由度。
发光时第一光及第二光的发光峰值波长例如为420nm以上、460nm以下。第一光及第二光的发光光谱在一部分上重叠,但发光峰值波长不同。发光时第一光的发光峰值波长与第二光的发光峰值波长之差优选为0.1nm以上、15nm以下。当发光峰值波长之差为0.1nm以上时,更容易产生亮度差。另一方面,当发光峰值波长之差为15nm以下时,利用后面叙述的光调整部件30,更容易抑制发光时发光装置100的发光面的色度不均匀。发光装置100在将发光时的第二光的发光强度作为100时,第一光的发光强度可以例举为0以上、80以下,优选为10以上、70以下。当第一光的发光强度为10以上时,容易抑制发光装置100的发光面的色度差。另一方面,当第一光的发光强度为70以下时,容易产生发光面的亮度差。
第一发光部11及第二发光部12的俯视面积相同。另外,第一发光部11与第二发光部12发光时的电流密度不同。发光装置100通过在第一发光部11与第二发光部12使发光时的电流密度不同,能够使第一光的发光强度与第二光的发光强度不同。
如后面所述,通过经由配线基板50的配线52,使第一发光部11与第二发光部12单独驱动,而能够使发光时的电流密度不同。
对于发光装置100来说,发光装置100的发光面中的第一发光部11侧的亮度与第二发光部12侧的亮度不同。在此,发光装置100的第一发光部11发光时的电流密度比第二发光部12的电流密度低。由此,与从第一发光部11射出的第一光的发光强度相比,从第二发光部12射出的第二光的发光强度增大。因此,发光装置100更容易产生亮度差。具体而言,能够例举第一发光部11发光时的电流密度为0A/m2以上、1.9×106A/m2以下,第二发光部12发光时的电流密度比第一发光部11发光时的电流密度高,且为1.7×106A/m2以上2.8×106A/m2以下。
(波长转换部件)
发光装置100具有波长转换部件20,该波长转换部件20配置在支承基板15的第一面15a,含有将从第一发光部11射出的第一光及从第二发光部12射出的第二光波长转换为第三光的荧光体。
波长转换部件20将来自发光元件10的光的至少一部分波长转换为不同的波长。在此,作为一个例子,波长转换部件20为板状,且俯视为长方形。波长转换部件20含有将第一光及第二光波长转换为发光峰值波长与第一光及第二光不同的第三光的荧光体。第三光的发光峰值波长例如为500nm以上、600nm以下。
波长转换部件20具有:含有荧光体的波长转换层21、支承波长转换层21的透光部件22,波长转换层21与支承基板15的第一面15a对置配置。另外,波长转换部件20的比支承基板15的第一面15a大的面与该支承基板15的第一面15a接合。即,配置有波长转换部件20的外缘在俯视中位于比发光元件10的外缘更靠近外侧的大小的波长转换部件。
作为波长转换层21,可以使用例如将树脂、玻璃、无机物等透光材料作为粘合剂而将荧光体与透光材料混合成型的材料。作为透光材料,例如可以使用环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等有机树脂材料、玻璃、陶瓷等无机材料。
作为荧光体,使用可由从第一发光部11及第二发光部12射出的第一光及第二光激发的荧光体。
例如,作为发绿色光的荧光体,能够例举钇/铝/石榴石类荧光体(例如Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、镥/铝/石榴石类荧光体(例如Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、铽/铝/石榴石类荧光体(例如Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、硅酸盐类荧光体(例如(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、氯硅酸盐类荧光体(例如Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、β型塞隆类荧光体(例如Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z<4.2))、SGS类荧光体(例如SrGa2S4:Eu)等。
作为发黄色光的荧光体,能够例举α型塞隆类荧光体(例如Mz(Si,Al)12(O,N)16(其中,0<z≦2,M为Li、Mg、Ca、Y、以及除La和Ce以外的镧系元素))。除此以外,上述发绿色光的荧光体之中也可以具有发黄色光的荧光体。另外,例如钇/铝/石榴石类荧光体通过由Gd置换Y的一部分,能够使发光峰值波长偏向长波长侧,能够发黄色光。另外,在上述物质中也可以具有可发橙色光的荧光物质。
作为发红色光的荧光体,能够例举含氮铝硅酸钙(CASN或者SCASN)类荧光体(例如(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、BSESN类荧光体(例如(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu)等。除此以外,能够例举锰活化氟化物类荧光体(由通式(I)A2[M1-aMnaF6]表示的荧光体(其中,在上述通式(I)中,A为从由K、Li、Na、Rb、Cs及NH4形成的组中选择的至少一种元素,M为由第四族元素及第十四族元素形成的组中选择的至少一种元素,a满足0<a<0.2))。作为该锰活化氟化物类荧光体的例子,具有KSF类荧光体(例如K2SiF6:Mn)、KSAF类荧光体(例如K2Si0.99Al0.01F5.99:Mn)及MGF类荧光体(例如3.5MgO/0.5MgF2/GeO2:Mn)等。
例如,作为与蓝色发光元件组合而可发出白色系的混合光的荧光体即发黄色光的荧光体,能够适当使用由Gd置换Y的一部分后的、钇/铝/石榴石类荧光体(例如(Y,Gd)3Al5O12:Ce)。并且,在作为能够发白色光的发光装置100的情况下,能够调整波长转换层21中含有的荧光体的种类及浓度,使之发出期望的色度等级的白色光。
波长转换层21的荧光体浓度优选与从第一发光部11射出的发光强度低的第一光结合来设定。具体而言,优选与第一光发光时的峰值波长集合来设定。例如,与以期望的发光强度发光时的第一光的峰值波长结合,考虑以该峰值波长激发的波长转换效率、发光波长等,来确定含有的荧光体的种类、粒径、浓度。波长转换层21的荧光体浓度例如优选为50质量%以上、60质量%以下。荧光体浓度表示含有荧光体的波长转换层21中荧光体的比例。波长转换层21的荧光体浓度比后面叙述的光调整部件30的荧光体浓度低。
透光部件22例如能够例举将树脂、玻璃、无机物等透光材料成型为板状的部件。该透光部件22配置为,在俯视中以与波长转换层21相同的大小使其下表面与波长转换层21的上表面抵接。作为玻璃,例如能够使用硼硅酸玻璃、石英玻璃等,作为树脂,例如能够使用硅树脂、环氧树脂等。其中,考虑到难以因光而劣化的情况、机械强度等,透光部件22优选使用玻璃。需要说明的是,透光部件22也可以含有光漫射部件。通过使透光部件22含有光漫射部件,能够抑制色度不均匀、亮度不均匀。作为光漫射部件,例如可以使用二氧化钛、钛酸钡、氧化铝、二氧化硅等。
作为波长转换部件20,例如能够例举通过印刷等而在玻璃板的透光部件22配置有波长转换层21的结构。因为通过玻璃板支承波长转换层21,所以能够使波长转换层21更薄。由此,通过波长转换层21的光的光路长度缩短,抑制波长转换层21中光的衰减,能够形成为更高亮度的发光装置100。另外,通过在发光装置100的发光面侧配置玻璃,能够减小透光部件22的表面凹凸,容易配置光调整部件30。
考虑到发光装置100的小型化、以及波长转换部件20的机械强度等,波长转换部件20的厚度例如能够为30μm以上、300μm以下,优选为60μm以上、200μm以下。需要说明的是,在波长转换部件20具有波长转换层21以及透光部件22的情况下,波长转换层21的厚度优选为波长转换部件20的整体厚度的10%以上、60%以下左右。
(光调整部件)
发光装置100包括光调整部件,该光调整部件在波长转换部件20的与支承基板侧的面20b(下面称为波长转换部件20的第二面20b)相反侧的面20a(下面称为波长转换部件20的第一面20a)、或者波长转换部件20的内部配置,在俯视中与第一发光部11及第二发光部12的任意一方重叠。
光调整部件30对从发光元件10射出的第一光及第二光的至少一部分进行吸收,将其它的部分波长转换为不同的波长。在此,光调整部件30是含有对第二光进行波长转换的荧光体的波长转换部件。荧光体例如将第二光波长转换为发光峰值波长与第二光不同的第四光。需要说明的是,第二光进行波长转换后的第三光及第四光的波长可以相同,也可以不同。例如能够通过使含有的荧光体的种类等不同而使波长不同。第四光的发光峰值波长例如为500nm以上、600nm以下。光调整部件30的荧光体浓度例如优选为60质量%以上、70质量%以下。荧光体浓度表示含有荧光体的光调整部件30中荧光体的比例。
在发光装置100中,光调整部件30可以配置在波长转换部件20的第一面20a,也可以配置在波长转换部件20的内部。其中,光调整部件30优选配置在波长转换部件20的内部。具体而言,光调整部件30优选在波长转换部件20的内部、即透光部件22的波长转换层21侧的面配置。换言之,光调整部件30优选配置在透光部件22与波长转换层21之间。需要说明的是,如图1C所示,在光调整部件30配置在透光部件22与波长转换层21之间的情况下,光调整部件30的侧面的一部分也可以从波长转换层21露出。在该情况下,光调整部件30构成波长转换部件20的侧面的一部分。另外,与构成波长转换部件20侧面的光调整部件30的侧面相连的下表面的一部分也可以从波长转换层21露出,配置在波长转换部件20的第二面20b。另外,光调整部件30也可以内包于波长转换部件20,表面全部被透光部件22及波长转换层21覆盖。
在光调整部件30配置在波长转换部件20的内部的情况下,覆盖光调整部件30的波长转换层21的厚度优选比未覆盖光调整部件30的波长转换层21的厚度薄相当于光调整部件30的厚度的量。也就是说,包含光调整部件30的波长转换部件20作为整体,优选为厚度恒定的平板状。
光调整部件30在俯视中配置在与第二发光部12重叠的位置。通过将光调整部件30在俯视中配置在与射出第二光的第二发光部12重叠的位置,能够通过光调整部件30,将从第二发光部12射出的第二光中的、未被波长转换层21波长转换的第二光波长转换为第四光。也就是说,利用光调整部件30,能够对从第二发光部侧射出的第二光的光量进行调整,而能够减小从第一发光部11侧射出的光与从第二发光部12侧射出的光的色度差。由此,发光装置100能够实现改善发光面的发光色的色度不均匀。
光调整部件30优选在俯视中,配置在与第二发光部12全部重叠的位置。由此,从第二发光部12射出的第二光更容易通过光调整部件30进行波长转换。但是,光调整部件30只要能够具有调整为期望色度的效果即可,也可以在俯视中具有与第二发光部12不重叠的位置。
光调整部件30优选在俯视中,配置在与第二发光部12重叠的位置,并且延伸至第一发光部11及第二发光部12之间的中央附近位置而配置。由此,从第二发光部12射出的第二光更容易通过光调整部件30进行波长转换。
需要说明的是,波长转换层21的荧光体浓度(低浓度)与光调整部件30的荧光体浓度(高浓度)的比率例如在使发光部的弱发光与强发光的光强度比率为1~20:100的情况下,优选为100(低浓度):101~120(高浓度)左右。
具体而言,例如作为发光部的电流值差,在为0.1A(弱发光):1A(强发光)时,峰值波长差为+2.1nm(弱发光):0nm(强发光),色度y差为+0.015:0左右。当荧光体浓度增加8质量%时,色度y变化+0.018左右,所以,荧光体浓度比率可以为100(低浓度):108(高浓度)左右。
光调整部件30可以使用与在波长转换层21中例示的材料相同的材料。波长转换层21中含有的荧光体与光调整部件30中含有的荧光体也可以为相同的种类。需要说明的是,所谓的相同的种类,例如是指包括发光色相同的情况、成分相同的情况、或晶体结构相同的情况(例如在都是YAG类荧光体时,则具有相同的石榴石结构的情况)。但是,波长转换层21中含有的荧光体与光调整部件30中含有的荧光体也可以为不同的种类。通过含有不同发光色的荧光体,能够对从发光装置100射出的光进行调色。例如,通过使波长转换层21含有黄色荧光体,使光调整部件30含有红色荧光体,能够发出白色与琥珀色的光。
(导光部件)
发光装置100也可以具有覆盖发光元件10侧面的导光部件40。
导光部件40是将来自发光元件10的光向波长转换部件20引导的部件。导光部件40覆盖支承基板15的侧面。导光部件40例如可以是将发光元件10与波长转换部件20粘接的粘接部件在支承基板15的侧面延伸的部件。在该情况下,导光部件40可以以规定的厚度配置在支承基板15与波长转换部件20之间。另外,导光部件40也可以是与发光元件10和波长转换部件20的粘接部件不同的部件。
作为一个例子,导光部件40的形状在剖视中侧面弯曲。导光部件40的形状也可以在剖视中,使宽度从支承基板15的第二面15b侧向波长转换部件20的第二面20b侧扩展而具有侧面倾斜的形状。导光部件40的侧面的剖面形状可以为直线形状,也可以为弯曲形状。例如,在剖视中导光部件40的侧面为弯曲形状的情况下,弯曲形状可以是向后面叙述的被覆部件60侧凹进的弯曲形状,也可以是向支承基板15侧凹进的弯曲形状。此外,也可以是具有向被覆部件60侧凹进的位置以及向支承基板15侧凹进的位置的形状。
作为导光部件40,例如能够使用透光树脂。作为导光部件40,例如能够使用环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等有机树脂。其中,优选使用耐热性高的硅树脂。另外,也可以含有所述的光漫射部件、荧光体。
(配线基板)
在发光装置100中,发光元件10可以配置在配线基板50上。
配线基板50具有:基材51、以及配线52,该配线52在基材51的上表面配置且经由导电部件70向发光元件10的第一元件电极16及第二元件电极17供给电力。第一元件电极16及第二元件电极17经由导电部件70,配置在配线52上。导电部件70可以使用导电金属、例如Cu、Au或由各自的合金等形成的金属材料。需要说明的是,发光元件10与配线52也可以不经由导电部件70,而是元件电极与配线52直接接合。
配线基板50具有能够单独驱动第一发光部11以及第二发光部12的配线52。配线52例如包括:用于驱动第一发光部11的第一配线521、第二配线522及第三配线523、以及用于驱动第二发光部12的第四配线524、第五配线525及第六配线526。第一配线521与第三配线523由引线53连接,第四配线524与第六配线526由引线54连接。另外,在第二配线522及第三配线523配置有保护元件等电子配件541,在第五配线525及第六配线526配置有电子配件542。利用上述配线52,配线基板50能够单独控制向第一发光部11及第二发光部12供给的电流的大小。
作为基材51,可以使用在该领域中已知的材料作为构成用于支承发光元件等电子配件的配线基板的基材。例如能够例举玻璃环氧、树脂、陶瓷等绝缘材料、硅等半导体材料、铜等导电材料。其中,能够适当使用耐热性及耐光性高的陶瓷。作为陶瓷,能够例举氧化铝、氮化铝、氮化硅、LTCC等。另外,也能够使用上述绝缘材料、半导体材料、导电材料的复合材料。在作为基材51而使用半导体材料、导电材料的情况下,配线52可以经由绝缘层而配置在基材51的上表面。
作为配线52的材料,例如能够例举Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、Pt、Ti、W、Pd等金属或者含有上述至少一种金属的合金等。
(被覆部件)
发光装置100能够具有覆盖发光元件10及波长转换部件20的被覆部件60。
被覆部件60以覆盖第一元件电极16及第二元件电极17的侧面、以及波长转换部件20的侧面的方式配置。在发光装置100具有导光部件40的情况下,被覆部件60经由导光部件40,覆盖发光元件10的侧面。此外,在发光元件10配置在配线基板50上的情况下,被覆部件60也可以覆盖配线基板50的上表面。
被覆部件60优选具有遮光性,具体而言,优选具有光反射性及/或光吸收性。其中,优选含有能够适当反射从发光元件10射出的光的材料。例如,优选相对于从发光元件10射出的第一光及第二光,具有60%以上的反射率,更优选具有70%以上、80%以上或者90%以上的反射率。
被覆部件60优选使用绝缘材料。作为被覆部件60,例如可以使用热硬化性树脂、热可塑性树脂等。具体而言,作为被覆部件60,能够例举含有反光物质颗粒的树脂。作为树脂,能够例举含有硅树脂、改性硅树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、以及聚邻苯二甲酰胺树脂的一种以上的树脂或混合树脂。其中,优选含有耐热性、电绝缘性良好、且具有挠性的硅树脂来作为基础聚合物的树脂。作为反光物质,能够例举二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、氧化锌、钛酸钡、钛酸钾、氧化铝、氮化铝、氮化硼、莫来石及其上述物质的组合等。其中,因为二氧化钛相对于水分等比较稳定且具有高折射率,因而优选之。
[发光装置的动作]
当驱动发光装置100时,从外部电源向发光元件10供给电流,发光元件10发光。从发光元件10射出的第一光及第二光各自的至少一部分被波长转换部件20波长转换为第三光。第三光与未波长转换为第三光的第一光及第二光混合,例如作为白色光而向外部照射。另外,从发光元件10在横向上行进的光被被覆部件60反射而射入波长转换部件20,并向外部照射。此时,如上所述,第一光与第二光的发光强度不同,波长转换层21的荧光体浓度与从第一发光部11射出的发光强度低的第一光结合而设定。也就是说,波长转换层21的荧光体浓度比设定为与第二光结合而成为期望的白色光时的荧光体浓度低。因此,未被波长转换层21转换为第三光的第二光的比例增大。而且,通过将光调整部件30配置为在俯视中与第二发光部12重叠的位置,能够将从第二发光部12侧射出、且未被波长转换层21转换为第三光的第二光通过光调整部件30进行波长转换。由此,减小从第一发光部11侧射出的光与从第二发光部12侧射出的光的色度差,能够实现改善发光装置100的发光面的色度不均匀。
参照图2A及图2B,以下具体说明利用光调整部件30的发光色的色度不均匀的改善。需要说明的是,图2A及图2B为了简化说明而示意性地只表示了一部分光的路径。实际的光在各部件间及各部件中,由于折射、散射等,行进方向适当变化,但为了简单起见,有时省略图示。
从发光层射出的光根据在发光层流动的电流值的强弱,发光峰值波长发生偏移。例如,当电流值较强时,发光峰值波长向短波侧偏移。因此,即使第一发光部11与第二发光部12为相同的半导体层压体,当向第一发光部11以及第二发光部12供给的电流值不同时,由于发光峰值波长的不同,荧光体的激发效率也会产生差异,发光色的色度也会产生差异。
对于从第一发光部11及第二发光部12射出的第一光及第二光(例如蓝色光)的发光峰值波长来说,例如与发光强度高的第二光L2B1相比,发光强度低的第一光L1B1为长波长。在该情况下,对于第一光及第二光被波长转换层21波长转换后的光(例如黄色光)的发光峰值波长来说,与第二光L2B1被波长转换后的第三光L2Y11相比,第一光L1B1被波长转换后的第三光L1Y11为长波长。另外,波长转换层21的荧光体浓度与从第一发光部11射出的发光强度低的第一光L1B1结合进行设定。因此,相对于第二光L2B1,荧光体浓度较低,更多的第二光L2B1未被波长转换,而是透过波长转换层21。
并且,由于光调整部件30配置在俯视中与第二发光部12重叠的位置,在第二发光部12侧,向上方行进的第二光L2B1的一部分被波长转换层21波长转换而成为第三光L2Y11,第二光L2B1的一部分被光调整部件30波长转换而成为第四光L2Y12,从波长转换部件20的上表面射出。第三光L2Y11的一部分被光调整部件30波长转换而成为第四光L2Y13,从波长转换部件20的上表面射出。需要说明的是,从第一发光部11射出、且向第二发光部12侧的斜上方行进的第一光L1B2的一部分被波长转换层21波长转换而成为第三光L1Y21,第一光L1B2的一部分被光调整部件30波长转换而成为第四光L1Y22,从波长转换部件20的上表面射出。
另一方面,在第一发光部11侧,向上方行进的第一光L1B1的一部分被波长转换层21波长转换而成为第三光L1Y11,从波长转换部件20的上表面射出。需要说明的是,从第二发光部12射出、且向第一发光部11侧的斜上方行进的第二光L2B2的一部分被波长转换层21波长转换而成为第三光L2Y21,从波长转换部件20的上表面射出。
此时,第二光被波长转换后的第三光L2Y11是比第一光被波长转换后的第三光L1Y11短的波长(即偏蓝色)。因此,通过利用光调整部件30将第二光L2B1(蓝色光)的一部分波长转换为第四光L2Y12,对从第二发光部12侧射出的光的色度进行了调整。由此,从第一发光部11侧射出的光与从第二发光部12侧射出的光的色度差减小,能够实现改善从发光装置100射出的具有亮度差的白色光的色度不均匀。
[发光装置的制造方法]
图3是第一实施方式的发光装置的制造方法的流程图。图4A、图4C、图4E、图4G、以及图4I至图4L是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的剖视图。图4B、图4D、图4F、图4H是示意性地表示第一实施方式的发光装置的制造方法的一个例子的俯视图。
发光装置100的制造方法包括:准备发光元件10的工序,该发光元件10具有:支承基板15,其具有第一面15a及作为第一面15a的相反一侧的第二面15b;以及相邻配置的第一发光部11及第二发光部12,其在支承基板15的第二面15b进行配置并各自包含依次具有第一半导体层111、121、发光层112、122及第二半导体层113、123的半导体层压体;准备波长转换部件20的工序,该波长转换部件20具有第一面20a、以及作为第一面20a的相反一侧的第二面20b,在含有将从第一发光部11射出的第一光及从第二发光部12射出的第二光波长转换为第三光的荧光体的波长转换部件20的第一面20a、或者波长转换部件20的内部配置有光调整部件30;配置波长转换部件20的工序,以使波长转换部件20的第二面20b与支承基板15的第一面15a对置的方式,对配置有光调整部件30的波长转换部件20进行配置。配置波长转换部件20的工序为,以在俯视中使光调整部件30配置在与第一发光部11及第二发光部12的任意一方重叠的位置的方式将波长转换部件20配置在发光元件10上。
在发光装置100的制造方法中,作为包括准备发光元件的工序S11、准备波长转换部件的工序S12、配置波长转换部件的工序S13、配置发光元件的工序S14、以及配置被覆部件的工序S15的情况来进行说明。
需要说明的是,针对各部件的材质、配置等,如在所述发光装置100的说明中所述,因而在此适当省略说明。
(准备发光元件的工序)
准备发光元件的工序S11是准备具有支承基板15、第一发光部11及第二发光部12、第一元件电极16及第二元件电极17的发光元件10的工序。
(准备波长转换部件的工序)
准备波长转换部件的工序S12是在波长转换部件20的透光部件22的波长转换层21侧的面配置光调整部件30的工序。
准备波长转换部件的工序S12包括:在单片化后包括各透光部件22的区域的透光板220上配置覆盖透光板220的一部分的光调整层300的工序;在透光板220上配置覆盖从光调整层300露出的透光板220及光调整层300的波长转换层210而形成中间体200的工序;以及分割中间体200而形成为在透光部件22的波长转换层21侧的面配置有光调整部件30的波长转换部件20的工序。
具体而言,首先,在平板状的透光板220上配置覆盖透光板220的上表面的一部分的光调整层300。配置在透光板220上的光调整部件300的俯视形状可以为条纹状、点状、岛状、格子状等各种形状。在此,多个光调整部件300在俯视中配置为条纹状。接着,在透光板220上以覆盖从光调整层300露出的透光板220的表面及光调整层300的方式配置波长转换层210。优选为光调整层300全部被波长转换层210覆盖。由此来制作中间体200。然后,在期望的位置分割中间体200,形成为在内部配置有光调整部件30的波长转换部件20。
需要说明的是,在准备波长转换部件的工序S12中,在支承基板15的第一面15a配置波长转换部件20时,以光调整部件30在俯视中配置在与第二发光部12重叠的位置的方式调整各部件的配置、大小等。
需要说明的是,在此,对中间体200进行分割,一次性地准备配置有光调整部件30的多个波长转换部件20,但也可以单独准备配置有光调整部件30的波长转换部件20。即,准备波长转换部件的工序S12也可以包括:在透光部件22上配置覆盖透光部件22的一部分的光调整部件30的工序、以及配置覆盖从光调整部件30露出的透光部件22及光调整部件30的波长转换层21的工序。另外,也可以通过购买等准备预先配置有光调整部件30的波长转换部件20。
需要说明的是,准备发光元件的工序S11与准备波长转换部件的工序S12不分先后,也可以同时进行。
(配置波长转换部件的工序)
配置波长转换部件的工序S13是在支承基板15的第一面15a对配置有光调整部件30的波长转换部件20进行配置的工序。在配置波长转换部件的工序S13中,以使波长转换层21侧的面位于支承基板15的第一面15a侧的方式来配置具有含有荧光体的波长转换层21、以及支承波长转换层21的透光部件22的波长转换部件20。在配置波长转换部件的工序S13中,以使光调整部件30在俯视中配置在与第二发光部12重叠的位置的方式来配置波长转换部件20。
波长转换部件20例如使用粘接部件而与支承基板15接合。此时,通过调整粘接部件的量,能够使在支承基板15与波长转换部件20之间设置的粘接部件在支承基板15的侧面延伸,在支承基板15的侧面形成粘接部件即导光部件40。需要说明的是,也可以不使用粘接部件,而是利用直接接合法将波长转换部件20与支承基板15接合。
(配置发光元件的工序)
配置发光元件的工序S14是在配线基板50配置发光元件10的工序。在配置发光元件的工序S14中,通过使用导电部件70将第一元件电极16及第二元件电极17与配线52接合,在配线基板50配置发光元件10。
(配置被覆部件的工序)
配置被覆部件的工序S15是在配线基板50上配置覆盖第一元件电极16及第二元件电极17的侧面、导光部件40的侧面、以及波长转换部件20的侧面的被覆部件60的工序。
在配置被覆部件的工序S15中,以在配线基板50上覆盖波长转换部件20的全部侧面的方式配置构成被覆部件60的未硬化的树脂。树脂等的配置例如能够通过在固定的配线基板50的上侧,使用相对于配线基板50而在上下方向或水平方向等上能够移动(可动)的树脂排出装置填充树脂来进行。另外,也可以通过压缩成型法、传递成型法等来配置树脂等。之后,使树脂硬化,形成被覆部件60。需要说明的是,也可以通过在配线基板50的期望的位置预先配置树脂壁等框,向框内供给树脂来形成被覆部件60。另外,也可以根据需要,对形成的被覆部件60的上表面进行切割,调整高度,或使被覆部件60的上表面平坦。
需要说明的是,在发光装置100的制造方法中,可以使用单片化后连续有多个作为发光装置100的配线基板50的区域的一枚配线基板,来同时制造多个发光装置100,也可以单独进行制造。在同时制造多个发光装置100的情况下,在配置被覆部件的工序S15结束后,对每个发光装置100进行单片化的单片化工序,从而形成发光装置100。
接着,针对其它实施方式进行说明。需要说明的是,已经说明的结构使用相同的标记,适当省略说明。
<第二实施方式>
图5A是示意性地表示第二实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图5B是图5A的VB-VB线的剖视示意图。
发光装置100A与第一实施方式的发光装置100的结构相比,不同之处在于,光调整部件30A在俯视中延伸至与第一发光部11的一部分重叠的位置而配置。
光调整部件30A在俯视中与第二发光部12重叠而配置,并且延伸至与第一发光部11的一半左右重叠的位置而配置。根据上述结构,从第二发光部12射出的第二光在光调整部件30A更容易被波长转换。
<第三实施方式>
图6A是示意性地表示第三实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图6B是图6A的VIB-VIB线的剖视示意图。图6C是示意性地表示第三实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的底视图。图6D是示意性地表示第三实施方式的发光装置的发光元件的一个例子的剖视图。图6E是用于针对第三实施方式的发光装置的配线基板进行说明的俯视示意图。图6F是示意性地表示第三实施方式的发光装置的配线基板的一个例子的俯视图。
发光装置100B与第一实施方式的发光装置100的结构相比,发光元件10A的第一发光部11A与第二发光部12A的俯视面积不同。具体而言,在俯视中,第一发光部11A的发光面比第二发光部12A的发光面大。由此,即使在配线基板50A上具有将第一发光部11A与第二发光部12A串联的配线52A的情况下,也能够在第一发光部11A与第二发光部12A中使发光时的电流密度不同。由此,在发光装置100B发光时,与第一发光部11A侧相比,能够在发光面积更小的第二发光部12A侧配置更高亮度的区域。
第一发光部11A及第二发光部12A的半导体层压体各自从支承基板15侧,具有第一半导体层111A、121A、发光层112A、122A及第二半导体层113A、123A。第一发光部11A与第二发光部12A在支承基板15的第二面15b空开间隔而相邻配置。在第一发光部11A配置有N侧电极161A、P侧电极162A、N侧电极163A三个电极作为第一元件电极16A。同样,在第二发光部12A配置有N侧电极171A、P侧电极172A、N侧电极173A三个电极作为第二元件电极17A。需要说明的是,第一元件电极16A及第二元件电极17A是与第一发光部11A及第二发光部12A的面积之差对应的大小。
配线基板50A具有将第一发光部11A与第二发光部12A串联的配线52A。
配线52A例如包括第一配线521A、第二配线522A、以及第三配线523A。在第一配线521A配置P侧电极172A,在第二配线522A配置N侧电极161A及N侧电极163A,在第三配线523A配置P侧电极162A、N侧电极171A、以及N侧电极173A。另外,在第一配线521A及第二配线522A配置有电子配件543。利用上述配线52A,配线基板50A能够在第一发光部11A与第二发光部12A中使发光时的电流密度不同。
<第四实施方式>
图7A是示意性地表示第四实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图7B是图7A的VIIB-VIIB线的剖视示意图。
发光装置100C与第一实施方式的发光装置100的结构相比,不同之处在于波长转换部件20A中的波长转换层21A的荧光体浓度较高。另外,光调整部件31为不含有荧光体的部件,在俯视中配置在与第一发光部11重叠的位置。光调整部件31例如为使第一光及第三光透过的透光性的层,可以使用与作为波长转换层21的粘合剂而例示的材料相同的材料。上述配置在配置波长转换部件的工序S13中,以使光调整部件31在俯视中配置在与第一发光部11重叠的位置的方式配置波长转换部件20A。光调整部件31也可以根据需要而含有光漫射部件。作为光漫射部件,例如可以使用二氧化钛、钛酸钡、氧化铝、二氧化硅等。
优选波长转换层21A的荧光体浓度与从第二发光部12射出的发光强度高的第二光结合而设定。具体而言,优选与第二发光部12发光时的峰值波长结合而设定。波长转换层21A的荧光体浓度例如优选为60质量%以上、70质量%以下。
在发光装置100C中,在波长转换层21A的荧光体浓度与发光强度高的第二光结合而设定的情况下,当在第一发光部11及第二发光部12上配置相同厚度的波长转换层21时,相对于发光强度低的第一光,荧光体浓度设定得较高,因而更多的第一光被波长转换。也就是说,与发光装置100C的从第二发光部12侧射出的光中第二光的比例相比,从第一发光部11侧射出的光中第一光的比例减少。因此,通过将光调整部件31在俯视中配置在与射出第一光的第一发光部11重叠的位置,能够减少在俯视中与第一发光部11重叠的位置的荧光体量。由此,能够减少第一光被波长转换的第三光的量,并能够实现改善色度不均匀。
<第五实施方式>
图8A是示意性地表示第五实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图8B是图8A的VIIIB-VIIIB线的剖视示意图。
发光装置100D与第四实施方式的发光装置100C的结构相比,不同之处在于光调整部件31A在俯视中延伸至与第二发光部12的一部分重叠的位置而配置。
光调整部件31A在俯视中与第一发光部11重叠而配置,并且延伸至与第二发光部12的一半左右重叠的位置而配置。当为上述结构时,能够进一步减少第一光被波长转换的第三光的量,并能够谋求改善色度不均匀。
<第六实施方式>
图9A是示意性地表示第六实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图9B是图9A的IXB-IXB线的剖视示意图。
发光装置100E与第四实施方式的发光装置100C的结构相比,不同之处在于,在俯视中第一发光部11A的发光面比第二发光部12A的发光面大。另外,配线基板50A具有将第一发光部11A与第二发光部12A串联的配线52A,配线52A可以为与第一发光部11A及第二发光部12A的面积之差对应的大小。由此,即使在配线基板50A中具有将第一发光部11A与第二发光部12A串联的配线52A的情况下,也能够在第一发光部11A与第二发光部12A中使发光时的电流密度不同。
<第七实施方式>
图10A是示意性地表示第七实施方式的发光装置的一个例子的俯视图。图10B是图10A的XB-XB线的剖视示意图。
发光装置100F与第一实施方式的发光装置100的结构相比,不同之处在于,光调整部件30配置在波长转换部件20的第一面20a,并在俯视中配置在与第二发光部12重叠的位置。当为上述结构时,容易调整光调整部件30配置的位置。
发光装置100F的制造方法可以通过如下的工序来进行,即,在准备波长转换部件的工序S12中,准备在透光部件22的与波长转换层21侧的面相反一侧的面具有光调整部件30的波长转换部件20,在配置波长转换部件的工序S13中,使波长转换层21侧的面位于支承基板15的第一面15a侧而配置波长转换部件20。
<第八实施方式>
图11是示意性地表示第八实施方式的发光装置的一个例子的剖视图。
发光装置100G与第七实施方式的发光装置100F的结构相比,不同之处在于,波长转换部件20B由一层形成。波长转换部件20B例如可以为只是在发光装置100中说明的波长转换层21的一层,也可以为荧光体的烧结体。波长转换部件20B的荧光体浓度例如优选为80质量%以上、90质量%以下。荧光体浓度表示含有荧光体的波长转换部件20B的总量中荧光体的比例。另外,波长转换部件20B也可以根据需要而含有光漫射部件。
<第九实施方式>
图12是示意性地表示第九实施方式的发光装置的一个例子的剖视图。
发光装置100H与第四实施方式的发光装置100C的结构相比,不同之处在于光调整部件31B的厚度不恒定。光调整部件31B是使第一光及第三光透过的透光性的层。需要说明的是,在本实施方式中,光调整部件31B优选含有光漫射部件。光调整部件31B使厚度从波长转换部件20A的第一发光部11侧的外缘向第二发光部12侧逐渐减薄而具有相对于支承基板15的第一面15a倾斜的下表面。在此,在剖视中,光调整部件31B的下表面具有平缓弯曲的曲线形状。需要说明的是,在剖视中,光调整部件31B的下表面可以为直线形状,也可以为由直线形状与曲线形状形成的形状。另外,光调整部件31B可以具有厚度逐渐减薄的部位,也可以具有厚度恒定的部位。例如,光调整部件31B可以为,从波长转换部件20A的第一发光部11侧的外缘向第二发光部12侧、直至距离第一发光部11的所述外缘侧的三分之一左右的部位具有恒定的厚度,且厚度从此处开始逐渐减薄的形状。
发光装置100H由于含有光漫射部件的光调整部件31B具有倾斜的下表面,能够使从发光装置100H照射的光中、第一发光部11侧与第二发光部12侧的边界难以目视确认。例如,在对发光装置100H的发光面的相对亮度值进行测量时,能够在低亮度区域(即第一发光部11侧的亮度)与高亮度区域(即第二发光部12侧的亮度)之间设置具有高亮度区域与低亮度区域之间的亮度的中亮度区域。由此,例如在将发光装置100H用于机动车的前照灯的光源中的情况下,容易对光学系统的、对应于前照灯的照射区域的亮度进行调整。
上面,针对本实施方式的发光装置及其制造方法,通过用于实施发明的方式具体进行了说明,但本发明的主旨不限于上述说明,必须基于权利要求范围的记载广泛地进行说明。另外,基于上述记载进行的各种变更、改变等也包含在本发明的主旨中。另外,所述各实施方式可以相互组合来实施。
例如,对光调整部件31作为不含有荧光体的情况进行了说明,但光调整部件31也可以以比波长转换层21A的荧光体浓度低的浓度而含有对第一光进行波长转换的荧光体。需要说明的是,光调整部件31也可以含有波长转换效率比波长转换层21A的荧光体低的荧光体、或者不进行波长转换的荧光体,在该情况下,光调整部件31的荧光体浓度也可以为比波长转换层21A的荧光体浓度高的浓度、或者相同的浓度。
另外,含有荧光体的光调整部件31可以在透光部件22的与波长转换层21A侧的面相反一侧的面配置,也可以在波长转换部件20A的支承基板15侧的面配置。
另外,例如发光装置可以具有三个以上的发光部。另外,在一个发光部配置的元件电极可以为两个,也可以为四个以上。另外,也可以是不具有导光部件、被覆部件的方式。另外,波长转换部件也可以为三层以上。在该情况下,荧光体浓度只要是波长转换部件中相对于含有荧光体的层的整体总量的荧光体的比例即可。另外,在第一发光部与第二发光部的俯视面积相同的情况下,通过在具有将第一发光部与第二发光部串联配线的配线基板配置恒流二极管,也可以使第一发光部与第二发光部发光时的电流密度不同。另外,即使在第一发光部与第二发光部的俯视面积不同的情况下,通过单独驱动第一发光部与第二发光部,也可以使第一发光部与第二发光部发光时的电流密度不同。
另外,在发光装置的制造方法中,一部分工序的顺序未被限定,顺序不分前后。例如,也可以在将波长转换部件配置在发光元件后,在波长转换部件配置光调整部件。另外,也可以在配线基板上配置被覆部件后,在波长转换部件配置光调整部件。另外,也可以在配线基板配置发光元件后,将波长转换部件配置在发光元件。
本公开的实施方式的发光装置及其制造方法例如如下所述。
[项1]一种发光装置,该发光装置包括:
发光元件,其具有支承基板、第一发光部及第二发光部,所述支承基板具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面;所述第一发光部及所述第二发光部配置于所述支承基板的第二面,并各自包含依次具有第一半导体层、发光层及第二半导体层的半导体层压体,并且相邻配置;
波长转换部件,其配置在所述支承基板的第一面,含有将从所述第一发光部射出的第一光及从所述第二发光部射出的第二光波长转换为第三光的荧光体;
光调整部件,其在所述波长转换部件的与所述支承基板侧的面相反一侧的面、或者所述波长转换部件的内部配置,在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠;
所述发光元件在所述发光装置发光时,所述第二光的发光峰值波长中的所述第一光的发光强度比所述第二光的发光峰值波长中的所述第二光的发光强度小。
[项2]如项1所述的发光装置,
所述波长转换部件具有:含有所述荧光体的波长转换层、以及支承所述波长转换层的透光部件。
[项3]如项2所述的发光装置,
所述光调整部件在所述透光部件的所述波长转换层侧的面配置。
[项4]如项1至3中任一项所述的发光装置,
所述第一光的发光峰值波长比所述第二光的发光峰值波长长,
所述光调整部件含有对所述第二光进行波长转换的荧光体,
所述光调整部件在俯视中配置在与所述第二发光部重叠的位置。
[项5]如项4所述的发光装置,
所述波长转换部件中含有的荧光体与所述光调整部件中含有的荧光体含有相同种类的荧光体。
[项6]如项1至3中任一项所述的发光装置,
所述第一光的发光峰值波长比所述第二光的发光峰值波长长,
所述光调整部件不含有荧光体,或者含有以比所述波长转换部件中含有所述荧光体的层的荧光体浓度低的浓度对所述第一光进行波长转换的荧光体,
所述光调整部件在俯视中配置在与所述第一发光部重叠的位置。
[项7]如项1至6中任一项所述的发光装置,
所述第一发光部与所述第二发光部发光时的电流密度不同。
[项8]如项7所述的发光装置,
所述第一发光部与所述第二发光部的俯视面积相同。
[项9]如项7所述的发光装置,
所述第一发光部与所述第二发光部的俯视面积不同。
[项10]如项8或9所述的发光装置,
具有配置所述发光元件的配线基板,
所述配线基板具有能够单独驱动所述第一发光部与所述第二发光部的配线。
[项11]如项9所述的发光装置,
具有配置有所述发光元件的配线基板,
所述配线基板具有将所述第一发光部与所述第二发光部串联的配线。
[项12]如项1至11中任一项所述的发光装置,
所述光调整部件在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠而配置,并且延伸至与所述第一发光部及所述第二发光部的另一方的一部分重叠的位置而配置。
[项13]如项1至12中任一项所述的发光装置,
在将发光时所述第二光的发光强度作为100时,所述第一光的发光强度为10以上、70以下。
[项14]如项1至13中任一项所述的发光装置,
发光时所述第一光及所述第二光的发光峰值波长为420nm以上、460nm以下,所述第三光的发光峰值波长为500nm以上、600nm以下。
[项15]如项1至14中任一项所述的发光装置,
发光时所述第一光的发光峰值波长与所述第二光的发光峰值波长之差为0.1nm以上、15nm以下。
[项16]一种发光装置的制造方法,包括:
准备发光元件的工序,所述发光元件具有所述发光元件具有支承基板、第一发光部及第二发光部,所述支承基板具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面,所述第一发光部及所述第二发光部配置于所述支承基板的第二面,各自包含依次具有第一半导体层、发光层及第二半导体层的半导体层压体,并且相邻配置;
准备波长转换部件的工序,所述波长转换部件具有第一面及作为所述第一面的相反侧的第二面,在含有将从所述第一发光部射出的第一光及从所述第二发光部射出的第二光波长转换为第三光的荧光体的波长转换部件的第一面、或者所述波长转换部件的内部配置有光调整部件;
配置所述波长转换部件的工序,以使所述波长转换部件的第二面与所述支承基板的第一面对置的方式,对配置有所述光调整部件的所述波长转换部件进行配置;
配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠的位置配置所述光调整部件。
[项17]如项16所述的发光装置的制造方法,
所述波长转换部件具有:含有所述荧光体的波长转换层、以及支承所述波长转换层的透光部件,
准备所述波长转换部件的工序包括准备在所述透光部件的所述波长转换层侧的面具有所述光调整部件的所述波长转换部件的工序,
配置所述波长转换部件的工序为,以使所述波长转换层侧的面位于所述支承基板的第一面侧的方式配置所述波长转换部件。
[项18]如项16所述的发光装置的制造方法,
所述波长转换部件具有:含有所述荧光体的波长转换层、以及支承所述波长转换层的透光部件,
准备所述波长转换部件的工序包括准备在所述透光部件的与所述波长转换层侧的面相反一侧的面具有所述光调整部件的所述波长转换部件的工序,
配置所述波长转换部件的工序为,使所述波长转换层侧的面位于所述支承基板的第一面侧而配置所述波长转换部件。
[项19]如项17所述的发光装置的制造方法,
准备所述波长转换部件的工序包括:在所述透光部件上配置覆盖所述透光部件的一部分的所述光调整部件的工序、以及配置覆盖从所述光调整部件露出的所述透光部件及所述光调整部件的波长转换层的工序。
[项20]如项16至19中任一项所述的发光装置的制造方法,
所述光调整部件含有对所述第二光进行波长转换的荧光体,
配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第二发光部重叠的位置配置所述光调整部件。
[项21]如项16至19中任一项所述的发光装置的制造方法,
所述光调整部件不含有荧光体,或者以比所述波长转换部件中含有所述荧光体的层的荧光体浓度低的浓度含有对所述第一光进行波长转换的荧光体,
配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第一发光部重叠的位置配置所述光调整部件。
工业实用性
本公开的实施方式的发光装置能够适当在前照灯等车辆用照明设备中利用。除此以外,本公开的实施方式的发光装置能够在液晶显示器的背光光源、各种照明器具、大型显示器、广告或目的地指南等各种显示装置、以及此外数码摄像机、传真机、复印机、扫描仪等图像读取装置、投影仪等中利用。
Claims (21)
1.一种发光装置,包括:
发光元件,其具有支承基板、第一发光部及第二发光部,所述支承基板具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面;所述第一发光部及所述第二发光部配置于所述支承基板的第二面,并各自包含依次具有第一半导体层、发光层及第二半导体层的半导体层压体,并且相邻配置;
波长转换部件,其在所述支承基板的第一面配置,含有将从所述第一发光部射出的第一光及从所述第二发光部射出的第二光波长转换为第三光的荧光体;
光调整部件,其在所述波长转换部件的与所述支承基板侧的面相反一侧的面、或者所述波长转换部件的内部配置,在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠;
该发光装置的特征在于,
所述发光元件在所述发光装置发光时,所述第二光的发光峰值波长中的所述第一光的发光强度比所述第二光的发光峰值波长中的所述第二光的发光强度小。
2.如权利要求1所述的发光装置,其中,
所述波长转换部件具有:含有所述荧光体的波长转换层、以及支承所述波长转换层的透光部件。
3.如权利要求2所述的发光装置,其中,
所述光调整部件在所述透光部件的所述波长转换层侧的面配置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其中,
所述第一光的发光峰值波长比所述第二光的发光峰值波长长,
所述光调整部件含有对所述第二光进行波长转换的荧光体,
所述光调整部件在俯视中配置在与所述第二发光部重叠的位置。
5.如权利要求4所述的发光装置,其中,
所述波长转换部件中含有的荧光体与所述光调整部件中含有的荧光体含有相同种类的荧光体。
6.如权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其中,
所述第一光的发光峰值波长比所述第二光的发光峰值波长长,
所述光调整部件不含有荧光体,或者以比所述波长转换部件中含有所述荧光体的层的荧光体浓度低的浓度含有对所述第一光进行波长转换的荧光体,
所述光调整部件在俯视中配置在与所述第一发光部重叠的位置。
7.如权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其中,
所述第一发光部与所述第二发光部发光时的电流密度不同。
8.如权利要求7所述的发光装置,其中,
所述第一发光部与所述第二发光部的俯视面积相同。
9.如权利要求7所述的发光装置,其中,
所述第一发光部与所述第二发光部的俯视面积不同。
10.如权利要求8或9所述的发光装置,其中,
具有配置所述发光元件的配线基板,
所述配线基板具有能够单独驱动所述第一发光部与所述第二发光部的配线。
11.如权利要求9所述的发光装置,其中,
具有配置所述发光元件的配线基板,
所述配线基板具有将所述第一发光部与所述第二发光部串联的配线。
12.如权利要求1至11中任一项所述的发光装置,其中,
所述光调整部件在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠而配置,并且延伸至与所述第一发光部及所述第二发光部的另一方的一部分重叠的位置而配置。
13.如权利要求1至12中任一项所述的发光装置,其中,
在将发光时所述第二光的发光强度作为100时,所述第一光的发光强度为10以上、70以下。
14.如权利要求1至13中任一项所述的发光装置,其中,
发光时所述第一光及所述第二光的发光峰值波长为420nm以上、460nm以下,所述第三光的发光峰值波长为500nm以上、600nm以下。
15.如权利要求1至14中任一项所述的发光装置,其中,
发光时所述第一光的发光峰值波长与所述第二光的发光峰值波长之差为0.1nm以上、15nm以下。
16.一种发光装置的制造方法,其特征在于,包括:
准备发光元件的工序,所述发光元件具有支承基板、第一发光部及第二发光部,所述支承基板具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面,所述第一发光部及所述第二发光部配置于所述支承基板的第二面,各自包含依次具有第一半导体层、发光层及第二半导体层的半导体层压体,并且相邻配置;
准备波长转换部件的工序,所述波长转换部件具有第一面及处于所述第一面的相反侧的第二面,在含有将从所述第一发光部射出的第一光及从所述第二发光部射出的第二光波长转换为第三光的荧光体的波长转换部件的第一面、或者所述波长转换部件的内部配置有光调整部件;
配置所述波长转换部件的工序,以使所述波长转换部件的第二面与所述支承基板的第一面对置的方式对配置有所述光调整部件的所述波长转换部件进行配置;
配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第一发光部及所述第二发光部的任意一方重叠的位置配置所述光调整部件。
17.如权利要求16所述的发光装置的制造方法,其中,
所述波长转换部件具有:含有所述荧光体的波长转换层、以及支承所述波长转换层的透光部件,
准备所述波长转换部件的工序包括准备在所述透光部件的所述波长转换层侧的面具有所述光调整部件的所述波长转换部件的工序,
配置所述波长转换部件的工序为,以使所述波长转换层侧的面位于所述支承基板的第一面侧的方式配置所述波长转换部件。
18.如权利要求16所述的发光装置的制造方法,其中,
所述波长转换部件具有:含有所述荧光体的波长转换层、以及支承所述波长转换层的透光部件,
准备所述波长转换部件的工序包括准备在所述透光部件的与所述波长转换层侧的面相反一侧的面具有所述光调整部件的所述波长转换部件的工序,
配置所述波长转换部件的工序为,以使所述波长转换层侧的面位于所述支承基板的第一面侧的方式配置所述波长转换部件。
19.如权利要求17所述的发光装置的制造方法,其中,
准备所述波长转换部件的工序包括:在所述透光部件上配置覆盖所述透光部件的一部分的所述光调整部件的工序、以及配置覆盖从所述光调整部件露出的所述透光部件及所述光调整部件的波长转换层的工序。
20.如权利要求16至19中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,
所述光调整部件含有对所述第二光进行波长转换的荧光体,
配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第二发光部重叠的位置配置所述光调整部件。
21.如权利要求16至19中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,
所述光调整部件不含有荧光体,或者以比所述波长转换部件中含有所述荧光体的层的荧光体浓度低的浓度含有对所述第一光进行波长转换的荧光体,
配置所述波长转换部件的工序为,在俯视中与所述第一发光部重叠的位置配置所述光调整部件。
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