DE102017118081A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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Masumi Abe
Naoki Tagami
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Abstract

Es wird eine lichtemittierende Vorrichtung (10) bereitgestellt. Die lichtemittierende Vorrichtung (10) umfasst: ein Substrat (11); einen LED-Chip (12) auf dem Substrat (11); und ein Einkapselungsmittel (13), das den LED-Chip (12) einkapselt. Das Einkapselungsmittel (13) umfasst mindestens 0,05 Gew.-% eines Oxids eines Übergangsmetalls als Additiv (19) zum Hemmen der Verschlechterung eines Basismaterials (18) des Einkapselungsmittels (13). Zusätzlich oder alternativ umfasst das Einkapselungsmittel (13) mindestens eines von einem Metallsalz eines Übergangsmetalls und einem organischen Komplex eines Übergangsmetalls als Additiv (19).

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der diese eingesetzt wird.
  • [Stand der Technik]
  • Herkömmlich ist eine lichtemittierende Vorrichtung bekannt, die durch Einkapseln eines lichtemittierende Diode(LED)-Chips mit einem Einkapselungsmittel, das einen Leuchtstoff enthält, weißes Licht emittiert. Als eine solche lichtemittierende Vorrichtung offenbart PTL 1 eine lichtemittierende Vorrichtung, die als SMD(Oberflächenmontagevorrichtung)-Struktur bekannt ist.
  • [Dokumentenliste]
  • [Patentdokument]
    • [PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010-56398
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Die Hemmung der Verschlechterung des Einkapselungsmittels stellt bezüglich der vorstehend beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung eine Herausforderung dar. Insbesondere da die Temperatur des Einkapselungsmittels während des Betriebs einer LED ansteigt, besteht die Herausforderung bezüglich der lichtemittierenden Vorrichtung darin, die Verschlechterung des Einkapselungsmittels in einer Hochtemperaturumgebung zu hemmen, insbesondere die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die ein Einkapselungsmittel umfassen, das eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweist.
  • [Lösung des Problems]
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Substrat; ein lichtemittierendes Element auf dem Substrat; und ein Einkapselungsmittel, welches das lichtemittierende Element einkapselt, wobei das Einkapselungsmittel mindestens 0,05 Gew.-% eines Oxids eines Übergangsmetalls als Additiv zum Hemmen der Verschlechterung eines Basismaterials des Einkapselungsmittels umfasst.
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Substrat; ein lichtemittierendes Element auf dem Substrat; und ein Einkapselungsmittel, welches das lichtemittierende Element einkapselt, wobei das Einkapselungsmittel mindestens eines von einem Metallsalz eines Übergangsmetalls und einem organischen Komplex eines Übergangsmetalls als Additiv zum Hemmen der Verschlechterung eines Basismaterials des Einkapselungsmittels umfasst.
  • Eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst: die lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorstehenden Aspekte; und eine Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung, welche die lichtemittierende Vorrichtung mit Strom versorgt, so dass die lichtemittierende Vorrichtung Licht emittiert.
  • [Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfassen ein Einkapselungsmittel, das eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweist.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • 1 ist eine perspektivische Außenansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Draufsicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1;
  • 3 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt;
  • 4 ist eine schematische Querschnittsansicht der lichtemittierenden Vorrichtung entlang der Linie IV-IV in der 2;
  • 5 ist ein erstes Diagramm, das Testergebnisse bezüglich der Wärmebeständigkeit von Einkapselungsmitteln zeigt;
  • 6 ist ein zweites Diagramm, das Testergebnisse bezüglich der Wärmebeständigkeit von Einkapselungsmitteln zeigt;
  • 7 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist eine schematische Ansicht, die eine Strukur einer ersten Einkapselungsschicht zeigt;
  • 9 ist eine schematische Ansicht, die eine Strukur einer zweiten Einkapselungsschicht zeigt;
  • 10 ist eine Querschnittsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung; und
  • 11 ist eine perspektivische Außenansicht der Beleuchtungsvorrichtung und deren Zusatzkomponenten gemäß der Ausführungsform 3.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Nachstehend wird eine lichtemittierende Vorrichtung, usw., gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind jeweils ein generisches und spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung. Werte, Formen, Materialien, Komponenten und die Anordnung und Verbindung zwischen den Komponenten, die in den folgenden Ausführungsformen gezeigt sind, dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Darüber hinaus werden von den Komponenten in den nachstehenden Ausführungsformen Komponenten, die nicht in irgendeinem der unabhängigen Ansprüche angegeben sind, die den generischsten Teil des erfindungsgemäßen Konzepts der vorliegenden Erfindung festlegen, als beliebige Komponenten beschrieben.
  • Die Figuren sind schematische Ansichten und zeigen die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise genau. In den Figuren werden dieselben Bezugszeichen für eine Bezugnahme auf im Wesentlichen den gleichen Aufbau verwendet und eine doppelte Beschreibung kann weggelassen oder vereinfacht sein.
  • [Ausführungsform 1]
  • [Aufbau der lichtemittierenden Vorrichtung]
  • Als erstes wird der Aufbau einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 1 ist eine perspektivische Außenansicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1. Die 2 ist eine Draufsicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1. Die 3 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt. Die 4 ist eine schematische Querschnittsansicht der lichtemittierenden Vorrichtung entlang der Linie IV-IV in der 2.
  • Es sollte beachtet werden, dass die 3 eine Draufsicht der lichtemittierenden Vorrichtung ist, von der das Einkapselungsmittel 13 und das Begrenzungselement 15 in der 2 entfernt sind, wobei die innere Struktur gezeigt ist, wie z. B. die Anordnung von LED-Chips 12 und eine Verbindungsstruktur. In der 4 sind die Formen und die Teilchengrößen des gelben Leuchtstoffs 14 und des Additivs 19 nicht strikt und schematisch.
  • Wie es in den 1 bis 4 gezeigt ist, umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 das Substrat 11, die LED-Chips 12, das Einkapselungsmittel 13 und das Begrenzungselement 15.
  • Bei der lichtemittierenden Vorrichtung 10 handelt es sich um ein sogenanntes COB(Nacktchipmontage)-LED-Modul, in dem LED-Chips 12 direkt auf dem Substrat 11 montiert sind.
  • Das Substrat 11 weist Verbindungsbereiche auf, bei denen Leitungen 16 angeordnet sind. Die Leitungen 16 (und Elektroden 16a und 16b) sind unter Verwendung eines Metalls zum Versorgen der LED-Chips 12 mit Strom ausgebildet worden. Das Substrat 11 ist z. B. ein Substrat auf Metallbasis oder ein Keramiksubstrat. Alternativ kann das Substrat 11 ein Harzsubstrat sein, das ein Harz als Basismaterial umfasst.
  • Wenn das Substrat 11 ein Keramiksubstrat ist, ist das Keramiksubstrat z. B. ein Aluminiumoxidsubstrat, das Aluminiumoxid umfasst, oder ein Aluminiumnitridsubstrat, das Aluminiumnitrid umfasst. Wenn das Substrat 11 ein Substrat auf Metallbasis ist, wird als Substrat auf Metallbasis ein Aluminiumlegierungssubstrat, ein Eisenlegierungssubstrat, ein Kupferlegierungssubstrat oder dergleichen verwendet, bei dem z. B. ein Isolierfilm auf dessen Oberfläche ausgebildet ist. Wenn das Substrat 11 ein Harzsubstrat ist, wird z. B. ein Glas-Epoxy-Substrat, das Glasfasern und ein Epoxyharz umfasst, als Harzsubstrat verwendet.
  • Beispielsweise kann ein Substrat mit einer hohen optischen Reflexion (z. B. einer optischen Reflexion von 90% oder mehr) als Substrat 11 verwendet werden. Das Verwenden eines Substrats mit einer hohen optischen Reflexion als Substrat 11 ermöglicht es Licht, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, durch die Oberfläche des Substrats 11 reflektiert zu werden. Als Ergebnis wird die Lichtabgabeeffizienz der lichtemittierenden Vorrichtung 10 verbessert. Beispiele für ein solches Substrat umfassen ein weißes Keramiksubstrat, das Aluminiumoxid als Basismaterial umfasst.
  • Alternativ kann ein lichtdurchlässiges Substrat mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit als Substrat 11 eingesetzt werden. Beispiele für ein solches Substrat umfassen ein lichtdurchlässiges Keramiksubstrat, das polykristallines Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid umfasst, ein transparentes Glassubstrat, das Glas umfasst, ein Quarzsubstrat, das Quarz umfasst, ein Saphirsubstrat, das Saphir umfasst, und ein transparentes Harzsubstrat, das ein transparentes Harzmaterial umfasst.
  • Während das Substrat 11 in der Ausführungsform 1 in einer rechteckigen Form vorliegt, sollte beachtet werden, dass das Substrat 11 in jedweder anderen Form, wie z. B. einer Kreisform, vorliegen kann.
  • Der LED-Chip 12 ist ein Beispiel für ein lichtemittierendes Element und es handelt sich um einen blaue LED-Chip, der blaues Licht emittiert. Als LED-Chip 12 wird z. B. ein LED-Chip auf Galliumnitridbasis verwendet, der ein Material auf InGaN-Basis umfasst und eine zentrale Wellenlänge (eine Peakwellenlänge des Emissionsspektrums) von 430 nm oder mehr und 470 nm oder weniger aufweist. Es sollte beachtet werden, dass die lichtemittierende Vorrichtung 10 mindestens einen LED-Chip 12 umfassen kann.
  • Zeilen der lichtemittierenden Elemente, wobei jedes Element aus dem LED-Chip 12 ausgebildet ist, sind auf dem Substrat 11 angeordnet. Wie es in der 3 gezeigt ist, sind strukturell sieben Zeilen von lichtemittierenden Elementen so auf dem Substrat 11 angeordnet, dass sie einer Kreisform entsprechen.
  • Fünf Zeilen von lichtemittierenden Elementen, wobei jede Zeile zwölf LED-Chips 12 umfasst, die in Reihe verbunden sind, sind elektrisch auf dem Substrat 11 angeordnet. Die fünf Zeilen von lichtemittierenden Elementen sind parallel verbunden und emittieren Licht, wenn zwischen der Elektrode 16a und der Elektrode 16b Strom zugeführt wird.
  • Darüber hinaus ist zwischen den in Reihe verbundenen LED-Chips 12 (einige der LED-Chips 12 sind mittels der Leitungen 16 elektrisch verbunden) eine elektrische Chip zu Chip-Verbindung ausgebildet. Bonddrähte 17 sind elektrisch und strukturell mit LED-Chips 12 verbunden, um diese mit Strom zu versorgen. Metallmaterialien, aus denen die vorstehend genannten Bonddrähte 17, die Leitungen 16 und die Elektroden 16a und 16b ausgebildet sind, sind z. B. Gold (Au), Silber (Ag) oder Kupfer (Cu), usw.
  • Das Begrenzungselement 15 dient zum Begrenzen des Einkapselungsmittels 13, das auf dem Substrat 11 angeordnet ist. Beispielsweise wird für das Begrenzungselement 15 ein wärmeaushärtendes Harz, ein thermoplastisches Harz oder dergleichen verwendet, das Isoliereigenschaften aufweist. Insbesondere wird für das Begrenzungselement 15 ein Silikonharz, ein Phenolharz, ein Epoxyharz, ein Bismaleimid-Triazin-Harz, ein Polyphthalamid(PPA)-Harz oder dergleichen eingesetzt.
  • Vorzugsweise weist das Begrenzungselement 15 ein optisches Reflexionsvermögen auf, um die Lichtabgabeeffizienz der lichtemittierenden Vorrichtung 10 zu erhöhen. Folglich wird in der Ausführungsform 1 ein weiß gefärbtes Harz (das als weißes Harz bekannt ist) für das Begrenzungselement 15 verwendet. Es sollte beachtet werden, dass das Begrenzungselement 15 Teilchen von TiO2, Al2O3, ZrO2, MgO, usw., umfassen kann, so dass die optische Reflexion des Begrenzungselements 15 erhöht werden kann.
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 10 ist das Begrenzungselement 15 in einer Ringform ausgebildet, welche die LED-Chips 12 in der Draufsicht umgibt. Das Einkapselungsmittel 13 ist in dem Bereich angeordnet, der durch das Begrenzungselement 15 umgeben ist. Es sollte beachtet werden, dass das Begrenzungselement 15 in einer Ringform ausgebildet sein kann, die einen rechteckigen Umriss aufweist.
  • Das Einkapselungsmittel 13 kapselt die LED-Chips 12 ein. Insbesondere kapselt das Einkapselungsmittel 13 die LED-Chips 12, die Bonddrähte 17 und Abschnitte der Leitungen 16 ein. Das Einkapselungsmittel 13 umfasst ein Basismaterial 18, einen gelben Leuchtstoff 14 und ein Additiv 19.
  • Das Basismaterial 18 des Einkapselungsmittels 13 ist ein lichtdurchlässiges Harzmaterial. Das lichtdurchlässige Harzmaterial ist z. B. ein Silikonharz auf Methylbasis. Das lichtdurchlässige Harzmaterial kann jedoch z. B. ein Epoxyharz oder ein Harnstoffharz sein.
  • Das Einkapselungsmittel 13 umfasst den gelben Leuchtstoff 14 und das Additiv 19 (in der 4 gezeigt). Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann das Einkapselungsmittel 13 auch einen Füllstoff, wie z. B. Siliziumoxid, umfassen. Es sollte beachtet werden, dass das Einkapselungsmittel 13 frei von einem Leuchtstoff, wie z. B. dem gelben Leuchtstoff 14, sein kann und lediglich zum Schützen der LED-Chips 12 angeordnet sein kann.
  • Der gelbe Leuchtstoff 14 ist ein Beispiel für den Leuchtstoff (Leuchtstoffteilchen) und emittiert Licht, wenn er durch Licht angeregt wird, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird. Der gelbe Leuchtstoff 14 emittiert insbesondere gelbes Leuchtstofflicht. Beispielsweise wird ein Leuchtstoff auf Yttrium-Aluminium-Granat(YAG)-Basis als gelber Leuchtstoff 14 verwendet.
  • Ein Teil des blauen Lichts, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, wird durch den gelben Leuchtstoff 14, der in das Einkapselungsmittel 13 einbezogen ist, einer Wellenlängenumwandlung zu gelbem Licht unterzogen. Dann werden ein Teil des blauen Lichts, der nicht in dem gelben Leuchtstoff 14 absorbiert wird, und das gelbe Licht, das durch die Wellenlängenumwandlung durch den gelben Leuchtstoff 14 erhalten wird, in dem Einkapselungsmittel 13 gestreut und gemischt. Dadurch kann von dem Einkapselungsmittel 13 weißes Licht emittiert werden.
  • Das Einkapselungsmittel 13 enthält das Additiv 19 zum Verhindern einer Verschlechterung (oxidativer Abbau) des lichtdurchlässigen Harzmaterials, welches das Basismaterial 18 des Einkapselungsmittels 13 ist. Als Additiv 19 wird z. B. ein Material mit einem Sauerstoffspeichervermögen und einer Eigenschaft des chemischen Bindens mit SiO eingesetzt. Als Additiv 19 kann ein Radikalfänger verwendet werden.
  • Das Additiv 19 ist z. B. eine Verbindung eines Übergangsmetalls. Das Additiv 19 ist insbesondere ein Oxid eines Übergangsmetalls, ein Metallsalz (Metallseife) eines Übergangsmetalls oder ein organischer Komplex eines Übergangsmetalls, usw. Die Übergangsmetalle sind Elemente von Elementen der Gruppe 3 bis Elementen der Gruppe 11. Die Übergangsmetalle umfassen ein Seltenerdelement. Es sollte beachtet werden, dass das Additiv 19 anders als der gelbe Leuchtstoff 14 nicht durch das Licht angeregt werden kann, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird. Anders gesagt, das Additiv 19 emittiert kein Licht.
  • [Wärmebeständigkeitstest von Einkapselungsmitteln, denen ein Additiv zugesetzt worden ist]
  • In den letzten Jahren erhöht die Erhöhung der Helligkeit von LED-Chips 12 die Temperaturbelastung auf das Einkapselungsmittel 13. Folglich ist es eine Herausforderung, die Verschlechterung des Einkapselungsmittels 13 in einer Hochtemperaturumgebung zu hemmen, insbesondere die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 zu verbessern. Somit haben die Erfinder die Wärmebeständigkeit von Einkapselungsmitteln 13 getestet, wenn dem Basismaterial 18 des Einkapselungsmittels 13 ein Additiv 19 zugesetzt wird. Die 5 ist ein erstes Diagramm, das Testergebnisse bezüglich der Wärmebeständigkeit von Einkapselungsmitteln 13 zeigt.
  • Die 5 zeigt Ergebnisse, die durch Belassen von stehenden Testplatten (Testeinkapselungsmittel 13. Nachstehend einfach als Platten bezeichnet) in einer Umgebung mit 260°C erhalten worden sind, wobei die Testplatten als Basismaterialien der Einkapselungsmittel OE-6351 (Silikonharz) umfassen, das durch Dow Corning Toray hergestellt worden ist, und Materialien (a) bis (o) gemäß der 5 aufweisen, die den Einkapselungsmitteln als Additive zugesetzt worden sind. In der 5 sind Ausmaße der Gewichtsänderung von jeder der Platten bezogen auf ein Anfangsgewicht als Prozentsatz angegeben und Zeitbereiche, bei denen ein Ausmaß der Gewichtsänderung festgestellt wird, werden so festgelegt, dass sich kein Riss gebildet hat, d. h., dass sich die Platte nicht verschlechtert hat. Anders gesagt wird festgestellt, dass sich die Platte nach dem Zeitpunkt verschlechtert hat, bei dem die Bildung von Rissen festgestellt wird. Es sollte beachtet werden, dass die Verminderung des Gewichts jeder Platte, wie es in der 5 gezeigt ist, auf die Verminderung des Kohlenwasserstoffs zurückzuführen ist, der als Seitenkette in dem Silikonharz enthalten ist. Die Verminderung des Kohlenwasserstoffs (Gewichtsverminderung) steht für ein Fortschreiten eines oxidativen Abbaus.
  • Die Platte, die in der obersten Zeile in der 5 mit dem Symbol Ref bezeichnet ist, ist nur aus dem Basismaterial 18 ausgebildet und ist frei von einem Additiv 19. Die Entwicklung von Rissen wird in der Platte Ref nach 144 Stunden ab dem Beginn des Tests festgestellt.
  • [Spezifische Beispiele des Additivs: Oxid eines Übergangsmetalls]
  • Im Gegensatz dazu sind z. B. die Platten (a) bis (f) mit der Platte Ref identisch, mit der Ausnahme, dass die Platten (a) bis (f) ein Oxid eines Übergangsmetalls als Additiv 19 umfassen.
  • Die Platte (a) umfasst 1,0 Gew.-% Zirkoniumoxid (ZrO2: Zr-C20, hergestellt von Taki Chemical Co., Ltd.) als Additiv 19. In der Platte (a) wurde selbst 1536 Stunden nach dem Beginn des Tests kein Riss gebildet, was zeigt, dass die Platte (a) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweist. Es sollte beachtet werden, dass Zirkonium ein Element der Gruppe 4 ist.
  • Die Platte (b) umfasst 1,0 Gew.-% Titanoxid (TiO2: AM-15, hergestellt von Taki Chemical Co., Ltd.) als Additiv 19. In der Platte (b) wurde 288 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (b) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf. Es sollte beachtet werden, dass Titan ein Element der Gruppe 4 ist.
  • Die Platte (c) umfasst 1,0 Gew.-% Eisenoxid (Fe2O3: Fe-C10, hergestellt von Taki Chemical Co., Ltd.) als Additiv 19. In der Platte (c) wurde selbst 1536 Stunden nach dem Beginn des Tests kein Riss gebildet, was zeigt, dass die Platte (c) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweist. Es sollte beachtet werden, dass Eisen ein Element der Gruppe 8 ist.
  • Die Platte (d) umfasst 1,0 Gew.-% Ceroxid (CeO2: B-10, hergestellt von Taki Chemical Co., Ltd.) als Additiv 19. In der Platte (d) wurde 1152 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (d) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf. Es sollte beachtet werden, dass Cer ein Seltenerdelement ist (Element der Gruppe 3).
  • Die Platte (e) umfasst 1,0 Gew.-% Yttriumoxid (Y2O3: hergestellt von Japan Pure Chemical Co. Ltd.) als Additiv 19. In der Platte (e) wurde 336 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (e) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf. Es sollte beachtet werden, dass Yttrium ein Seltenerdelement ist (Element der Gruppe 3).
  • Die Platte (f) umfasst 1,0 Gew.-% Gadolinumoxid (Gd2O3: hergestellt von Japan Pure Chemical Co. Ltd.) als Additiv 19. In der Platte (f) wurde 168 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (f) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf. Es sollte beachtet werden, dass Gadolinium ein Seltenerdelement ist (Element der Gruppe 3).
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die Testergebnisse in der 5, dass das Einbeziehen eines Oxids eines Übergangsmetalls in das Einkapselungsmittel 13 die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittel 13 verbessern kann.
  • [Spezifische Beispiele des Additivs: Metallsalz eines Übergangsmetalls]
  • Die Platten (g) bis (i) umfassen als Additiv 19 ein Oxid, das eine Zirkoniumseife umfasst. Die Zirkoniumseife ist ein Metallsalz eines Übergangsmetalls. Die Platten (g) bis (i) umfassen insbesondere eine Metallseife, die Zirkoniumoctoat (NIKKA OCTHIX Zirkonium, hergestellt von Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) umfasst.
  • Die Platte (g) umfasst 1,0 Gew.-% Zirkoniumseife als Additiv 19. In der Platte (g) wurde selbst 1536 Stunden nach dem Beginn des Tests kein Riss gebildet, was zeigt, dass die Platte (g) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweist.
  • Die Platte (h) umfasst 0,25 Gew.-% Zirkoniumseife als Additiv 19. In der Platte (h) wurde 768 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (h) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Die Platte (i) umfasst 0,125 Gew.-% Zirkoniumseife als Additiv 19. In der Platte (i) wurde 384 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (i) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die Testergebnisse in der 5, dass das Einbeziehen eines Metallsalzes eines Übergangsmetalls in das Einkapselungsmittel 13 die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 verbessern kann. Ein höherer Metallsalzgehalt des Übergangsmetalls erzeugt ein Einkapselungsmittel 13 mit einer höheren Wärmebeständigkeit.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Metallseife, die Zirkoniumoctoat umfasst, ein Beispiel für das Metallsalz des Übergangsmetalls ist. Das Einkapselungsmittel 13 kann ein Metallsalz (Metallseife) umfassen, die von der Metallseife verschieden ist, die ein Metalloctoat umfasst, oder kann ein Metallsalz (Metallseife) eines Übergangsmetalls, das von Zirkonium verschieden ist, umfassen.
  • [Spezifische Beispiele des Additivs: Organischer Komplex eines Übergangsmetalls]
  • Die Platten (j) und (k) umfassen einen organischen Komplex eines Übergangsmetalls als Additiv 19. Die Platten (j) und (k) umfassen insbesondere einen Zirkoniumacetylacetonkomplex (NĀCEM Zirkonium, hergestellt von Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.).
  • Die Platte (j) umfasst 0,25 Gew.-% des organischen Zirkoniumkomplexes als Additiv 19. In der Platte (j) wurde 336 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (j) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Die Platte (k) umfasst 0,125 Gew.-% des organischen Zirkoniumkomplexes als Additiv 19. In der Platte (k) wurde 288 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (k) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die Testergebnisse in der 5, dass das Einbeziehen eines organischen Komplexes eines Übergangsmetalls in das Einkapselungsmittel 13 die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 verbessern kann. Ein höherer Gehalt des organischen Komplexes des Übergangsmetalls erzeugt ein Einkapselungsmittel 13 mit einer höheren Wärmebeständigkeit.
  • Es sollte beachtet werden, dass der Acetylacetonkomplex von Zirkonium ein Beispiel des organischen Komplexes des Übergangsmetalls ist. Das Einkapselungsmittel 13 kann einen organischen Komplex umfassen, der von dem Acetylacetonkomplex verschieden ist, oder kann einen organischen Komplex eines Übergangsmetalls umfassen, das von Zirkonium verschieden ist.
  • [Mischen eines Komplexoxids von Übergangsmetallen]
  • Das Einkapselungsmittel 13 kann ein Komplexoxid von Übergangsmetallen als Additiv 19 umfassen. Beispielsweise umfasst die Platte (l) 1,0 Gew.-% eines Komplexoxids von Zirkonium und Yttrium ((Y2O3)x(ZrO2)1-x: HSY-3.0, hergestellt von Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd.). In der Platte (l) wurde 336 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (l) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Die Platte (m) umfasst 1,0 Gew.-% eines Komplexoxids von Zirkonium und Yttrium ((Y2O3)x(ZrO2)1-x: Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd., HSY-8.0). In der Platte (m) wurde 336 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (m) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die Testergebnisse in der 5, dass das Einbeziehen des Komplexoxids von Übergangsmetallen in das Einkapselungsmittel 13 die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 verbessern kann.
  • Es sollte beachtet werden, dass das Komplexoxid von Zirkonium und Yttrium nur als Beispiel angegeben ist und das Einkapselungsmittel 13 ein Komplexoxid von anderen Übergangsmetallen umfassen kann.
  • [Mischen eines Oxids eines Übergangsmetalls und eines Metallsalzes eines Übergangsmetalls]
  • Das Einkapselungsmittel 13 kann mindestens eines der drei Additive umfassen: ein Oxid eines Übergangsmetalls; ein Metallsalz eines Übergangsmetalls und einen organischen Komplex eines Übergangsmetalls. Das Einkapselungsmittel 13 kann jedoch zwei oder mehr der drei umfassen. Mit anderen Worten, das Einkapselungsmittel 13 kann verschiedene Typen von Additiven 19 umfassen. Das Einkapselungsmittel 13 kann z. B. ein Oxid eines Übergangsmetalls und ein Metallsalz eines Übergangsmetalls umfassen.
  • Die Platte (n) umfasst als Additiv 19 insgesamt 0,125 Gew.-% Zirkoniumoxid (ZrO2: Zr-C20, hergestellt von Taki Chemical Co., Ltd.) und der Metallseife, die Zirkoniumoctoat (NIKKA OCTHIX Zirkonium, hergestellt von Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) umfasst.
  • In der Platte (n) wurde 456 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (n) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die Testergebnisse in der 5, dass das Einbeziehen eines Oxids eines Übergangsmetalls und eines Metallsalzes eines Übergangsmetalls in das Einkapselungsmittel 13 die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 verbessern kann.
  • Insbesondere weist das Einkapselungsmittel 13 (die Platte (n)), welches das Oxid des Übergangsmetalls und das Metallsalz des Übergangsmetalls umfasst, eine höhere Wärmebeständigkeit auf als das Einkapselungsmittel 13 (die Platte (i)), das nur das Metallsalz des Übergangsmetalls bei der gleichen Additivmenge von 0,125 Gew.-% umfasst.
  • [Mischen eines Oxids eines Übergangsmetalls und eines organischen Komplexes eines Übergangsmetalls]
  • Das Einkapselungsmittel 13 kann z. B. ein Oxid eines Übergangsmetalls und einen organischen Komplex eines Übergangsmetalls umfassen.
  • Die Platte (o) umfasst als Additiv 19 insgesamt 0,125 Gew.-% Zirkoniumoxid (ZrO2: Zr-C20, hergestellt von Taki Chemical Co., Ltd.) und eines Zirkoniumacetylacetonkomplexes (NĀCEM Zirkonium, hergestellt von Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.).
  • In der Platte (o) wurde 1152 Stunden nach dem Beginn des Tests ein Riss gebildet. Folglich weist die Platte (o) bezogen auf die Platte Ref eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die Testergebnisse in der 5, dass das Einbeziehen eines Oxids eines Übergangsmetalls und eines organischen Komplexes eines Übergangsmetalls in das Einkapselungsmittel 13 die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 verbessern kann.
  • Insbesondere weist das Einkapselungsmittel 13 (die Platte (o)), welches das Oxid des Übergangsmetalls und den Metallkomplex des Übergangsmetalls umfasst, eine größere Wärmebeständigkeit auf als das Einkapselungsmittel 13 (die Platte (k)), das nur den Metallkomplex des Übergangsmetalls bei der gleichen Additivmenge von 0,125 Gew.-% umfasst.
  • [Oxidgehalt des Übergangsmetalls]
  • Es wird davon ausgegangen, dass die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 umso stärker verbessert wird, je größer der Additivgehalt ist. Folglich haben die Erfinder z. B. getestet, wieviel Oxid des Übergangsmetalls in dem Einkapselungsmittel 13 erforderlich ist, um die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 signifikant zu verbessern. Die 6 ist ein zweites Diagramm, das Testergebnisse bezüglich der Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 zeigt.
  • Die 6 zeigt einen Vergleich der Wärmebeständigkeit zwischen der Platte Ref und der Platte (a), die KJR9025HH (Silikonharz), hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., als Basismaterial umfasst, wobei die Platte Ref kein Additiv 19 aufweist, wohingegen die Platte (a) Zirkoniumoxid (ZrO2: Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd., RC-100) als Additiv 19 umfasst.
  • Wie es in der 6 gezeigt ist, ist ersichtlich, dass die Platte (a) eine Wärmebeständigkeit aufweisen kann, die höher ist als die Wärmebeständigkeit von Ref, wenn die Platte (a) mindestens 0,05 Gew.-% Zirkoniumoxid umfasst. Folglich kann das Einkapselungsmittel 13 0,05 Gew.-% oder mehr eines Oxids eines Übergangsmetalls umfassen, um die Wärmebeständigkeit zu verbessern. Es sollte beachtet werden, dass das Oxid des Übergangsmetalls, das in das Einkapselungsmittel 13 einbezogen werden kann, weniger als 100% beträgt.
  • [Effekte]
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 das Substrat 11, die LED-Chips 12 auf dem Substrat 11 und das Einkapselungsmittel 13, das die LED-Chips 12 einkapselt. Das Einkapselungsmittel 13 umfasst mindestens 0,05 Gew.-% eines Oxids eines Übergangsmetalls als Additiv 19 zum Hemmen einer Verschlechterung des Basismaterials 18 des Einkapselungsmittels 13. Der LED-Chip 12 ist ein Beispiel eines lichtemittierenden.
  • Dadurch kann das Einkapselungsmittel 13 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweisen.
  • Darüber hinaus kann das Übergangsmetall ein Element der Gruppe 4 sein.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 ein Oxid eines Elements der Gruppe 4 in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Darüber hinaus kann das Element der Gruppe 4 Titan oder Zirkonium sein.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 ein Oxid von Titan oder ein Oxid von Zirkonium in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Darüber hinaus kann das Übergangsmetall ein Seltenerdelement sein.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 ein Oxid eines Seltenerdelements in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Darüber hinaus kann das Übergangsmetall Yttrium, Cer oder Gadolinium sein.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 ein Oxid von Yttrium, ein Oxid von Cer oder ein Oxid von Gadolinium in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Einkapselungsmittel 13 mindestens eines von einem Metallsalz eines Übergangsmetalls und eines organischen Komplexes eines Übergangsmetalls als Additiv 19 zum Hemmen einer Verschlechterung des Basismaterials 18 des Einkapselungsmittels 13 umfassen.
  • Dadurch kann das Einkapselungsmittel 13 der lichtemittierenden Vorrichtung 10 eine verbesserte Wärmebeständigkeit aufweisen.
  • Darüber hinaus kann das Metallsalz des Übergangsmetalls eine Metallseife sein, die ein Metalloctoat umfasst.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 die Metallseife, die ein Metalloctoat umfasst, in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Darüber hinaus kann der organische Komplex des Übergangsmetalls ein Acetylacetonkomplex sein.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 den Acetylacetonkomplex des Übergangsmetalls in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Darüber hinaus kann das Additiv 19 mindestens eines von einem Metallsalz von Zirkonium und einem organischen Zirkoniumkomplex umfassen.
  • Dadurch umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 10 mindestens eines von einem Metallsalz von Zirkonium und einem organischen Zirkoniumkomplex in dem Einkapselungsmittel 13 und dadurch weist das Einkapselungsmittel 13 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Darüber hinaus kann das Additiv 19 ferner ein Oxid eines Übergangsmetalls umfassen.
  • Dies ermöglicht die Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 und die Verminderung der Menge des Additivs, wie es durch die Platten (n) und (o) von 5 gezeigt ist.
  • Darüber hinaus kann das Einkapselungsmittel 13 ferner einen gelben Leuchtstoff 14 umfassen, der durch das Licht angeregt werden kann, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, und das Additiv 19 kann nicht durch das Licht angeregt werden, das durch die LED-Chips 1 emittiert wird. Der gelbe Leuchtstoff 14 ist ein Beispiel für den Leuchtstoff.
  • Dadurch weist das Additiv 19 typischerweise kein Wellenlängenumwandlungsvermögen auf (emittiert kein Licht).
  • [Ausführungsform 2]
  • Nachstehend wird eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 denselben Aufbau wie die lichtemittierende Vorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 aufweist, mit Ausnahme des Einkapselungsmittels. Folglich ist die Beschreibung auf die Struktur des Einkapselungsmittels fokussiert, wobei auf eine Querschnittsansicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 Bezug genommen wird. Dieselben Bezugszeichen werden für eine Bezugnahme auf im Wesentlichen denselben Aufbau wie die lichtemittierende Vorrichtung 10 verwendet und die Beschreibung wird weggelassen. Die 7 ist eine Querschnittsansicht der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 2. Es sollte beachtet werden, dass die 7 eine Querschnittsansicht ist, die dem Querschnitt entlang der Linie IV-IV in der 2 entspricht.
  • Ein Merkmal der lichtemittierenden Vorrichtung 10a gemäß der Ausführungsform 2 besteht darin, dass das Einkapselungsmittel 13c eine Zweischichtstruktur aufweist. Das Einkapselungsmittel 13c umfasst insbesondere die erste Einkapselungsschicht 13a und die zweite Einkapselungsschicht 13b.
  • Zuerst wird die erste Einkapselungsschicht 13a unter weiterer Bezugnahme auf die 8 beschrieben. Die 8 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur der ersten Einkapselungsschicht 13a zeigt.
  • Die erste Einkapselungsschicht 13a kapselt die LED-Chips 12 ein. Wie es in der 8 gezeigt ist, umfasst die erste Einkapselungsschicht 13a ein Basismaterial 18, einen gelben Leuchtstoff 14, ein erstes Additiv 19a und ein zweites Additiv 19b. Die erste Einkapselungsschicht 13a kann einen Füllstoff umfassen. Es sollte beachtet werden, dass die 8 eine schematische Darstellung ist und nicht genau die Formen und Teilchengrößen des gelben Leuchtstoffs 14, des ersten Additivs 19a und des zweiten Additivs 19b zeigt.
  • Das Basismaterial 18 ist ein lichtdurchlässiges Harzmaterial, insbesondere ein Silikonharz auf Methylbasis. Das Basismaterial 18 kann jedoch z. B. ein Epoxyharz oder ein Harnstoffharz sein.
  • Das erste Additiv 19a ist z. B. ein weißes oder farbloses Oxid eines Übergangsmetalls und ist in das Einkapselungsmittel 13c zum Hemmen einer Verschlechterung des Basismaterials 18 einbezogen. Es sollte beachtet werden, dass das erste Additiv 19a ein weißes oder farbloses Metallsalz eines Übergangsmetalls oder ein weißer oder farbloser organischer Komplex eines Übergangsmetalls sein kann.
  • Das zweite Additiv 19b ist z. B. ein Metallsalz eines Übergangsmetalls oder ein organischer Komplex eines Übergangsmetalls, wie es in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden ist. Das zweite Additiv 19b ist in das Einkapselungsmittel 13c zum Hemmen einer Verschlechterung des Basismaterials 18 einbezogen. In der Ausführungsform 2 weist das zweite Additiv 19b z. B. eine blassgelbe Farbe auf. Mit anderen Worten, das zweite Additiv 19b absorbiert mehr blaues Licht, das durch durch die LED-Chips 12 emittiert wird, als das erste Additiv 19a. Anders gesagt, das zweite Additiv 19b weist das Vermögen einer stärkeren Absorption (Absorptionskoeffizient, Extinktion) des durch die LED-Chips 12 emittierten Lichts als das erste Additiv 19a auf. Es sollte beachtet werden, dass das zweite Additiv 19b ein Vermögen einer stärkeren Absorption von blauem Licht, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, als das erste Additiv 19a aufweist und dass es sich um ein blassgelbes Oxid eines Übergangsmetalls handeln kann. Es sollte beachtet werden, dass die Farbe des zweiten Additivs 19b nicht auf blassgelb beschränkt ist und es sich z. B. um jedwede Farbe (weder weiß noch farblos) handeln kann, die von dem ersten Additiv 19a verschieden ist.
  • Die erste Einkapselungsschicht 13a umfasst das zweite Additiv 19b in einer geringeren Menge als das erste Additiv 19a. Die erste Einkapselungsschicht 13a kann frei von dem zweiten Additiv 19b sein.
  • Die erste Einkapselungsschicht 13a kapselt die Bonddrähte 17 zusätzlich zum Einkapseln der LED-Chips 12 ein. Mit anderen Worten, die erste Einkapselungsschicht 13a dient zum Schützen der LED-Chips 12 und der Bonddrähte 17 vor Schmutz, Feuchtigkeit oder einer äußeren Kraft, usw.
  • Die erste Einkapselungsschicht 13a dient auch als Wellenlängenumwandlungsmaterial. Ein Teil des blauen Lichts, das durch den LED-Chip 12 emittiert wird, wird durch den gelben Leuchtstoff 14, der in die erste Einkapselungsschicht 13a einbezogen ist, einer Wellenlängenumwandlung in gelbes Licht unterzogen. Dann werden blaues Licht, das nicht in dem gelben Leuchtstoff 14 absorbiert wird, und das gelbe Licht, das durch die Wellenlängenumwandlung durch den gelben Leuchtstoff 14 erhalten wird, in der ersten Einkapselungsschicht 13a gestreut und gemischt. Dies ermöglicht das Emittieren von weißem Licht von der ersten Einkapselungsschicht 13a (Einkapselungsmittel 13c).
  • Als nächstes wird die zweite Einkapselungsschicht 13b unter weiterer Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die 9 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur der zweiten Einkapselungsschicht 13b zeigt.
  • Die zweite Einkapselungsschicht 13b ist über der ersten Einkapselungsschicht 13a angeordnet. Wie es in der 9 gezeigt ist, umfasst die zweite Einkapselungsschicht 13b ein Basismaterial 18, einen gelben Leuchtstoff 14 und ein zweites Additiv 19b. Die zweite Einkapselungsschicht 13b umfasst das erste Additiv 19a nicht, kann dieses jedoch umfassen. Die zweite Einkapselungsschicht 13b kann einen Füllstoff umfassen. Es sollte beachtet werden, dass die 9 eine schematische Darstellung ist, die nicht genau die Formen und Teilchengrößen des gelben Leuchtstoffs 14 und des zweiten Additivs 19b zeigt.
  • In der Ausführungsform 2 wird das Basismaterial 18 in der zweiten Einkapselungsschicht 13b unter Verwendung eines Materials (Einkapselungsmaterials) ausgebildet, das mit dem Material identisch ist, aus dem das Basismaterial 18 in der ersten Einkapselungsschicht 13a ausgebildet ist. In diesem Fall ist eine Grenzfläche zwischen der ersten Einkapselungsschicht 13a und der zweiten Einkapselungsschicht 13b ausgebildet, da das Einkapselungsmaterial für die erste Einkapselungsschicht 13a und das Einkapselungsmaterial für die zweite Einkapselungsschicht 13b nach dem Aufbringen ausgehärtet werden. Dies vermindert den Verlust von Licht, der auf die Bildung der Grenzfläche zurückzuführen ist, wodurch ein vorteilhafter Effekt des Hemmens der Verminderung der Effizienz der lichtemittierenden Vorrichtung 10a bei der Abgabe von Licht erhalten wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass das Basismaterial 18 der ersten Einkapselungsschicht 13a und das Basismaterial 18 der zweiten Einkapselungsschicht 13b unter Verwendung von verschiedenen Materialien ausgebildet werden können. Beispielsweise kann die erste Einkapselungsschicht 13a unter Verwendung eines Silikonharzes auf Methylbasis ausgebildet werden und die zweite Einkapselungsschicht 13b kann unter Verwendung eines Silikonharzes auf Phenylbasis ausgebildet werden.
  • Die zweite Einkapselungsschicht 13b ist ein Teil des Einkapselungsmittels 13, der mit der Atmosphäre in Kontakt ist und dient als Schutzschicht zum Hemmen eines oxidativen Abbaus der ersten Einkapselungsschicht 13a. Die Konzentration des zweiten Additivs 19b in der zweiten Einkapselungsschicht 13b ist größer als die Konzentration des zweiten Additivs 19b in der ersten Einkapselungsschicht 13a.
  • [Effekte der Ausführungsform 2]
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst in der lichtemittierenden Vorrichtung 10a das Additiv das erste Additiv 19a und das zweite Additiv 19b, wobei das zweite Additiv 19b zum stärkeren Absorbieren des Lichts, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird, als das erste Additiv 19a ausgebildet ist. Das Einkapselungsmittel 13c umfasst die erste Einkapselungsschicht 13a, welche die LED-Chips 12 einkapselt, und die zweite Einkapselungsschicht 13b, die über der ersten Einkapselungsschicht 13a angeordnet ist. Die erste Einkapselungsschicht 13a enthält einen gelben Leuchtstoff 14, der durch Licht angeregt werden kann, das durch die LED-Chips 12 emittiert wird.
  • Dabei ist die Konzentration des zweiten Additivs 19b in der zweiten Einkapselungsschicht 13b größer als die Konzentration des zweiten Additivs 19b in der ersten Einkapselungsschicht 13a. Nachstehend werden vorteilhafte Effekte eines solchen Aufbaus beschrieben.
  • Ein Teil des durch die LED-Chips 12 emittierten blauen Lichts wird durch den gelben Leuchtstoff 14, der in die erste Einkapselungsschicht 13a einbezogen ist, einer Wellenlängenumwandlung zu gelbem Licht unterzogen, bevor es die zweite Einkapselungsschicht 13b erreicht. Das gelbe Licht wird in dem zweiten Additiv 19b schlecht absorbiert. Folglich wird die Absorption von Licht in dem zweiten Additiv 19b (blaues Licht) unterdrückt und die Wärmeerzeugung durch das zweite Additiv 19b wird vermindert. Somit wird die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13c verbessert.
  • Die Zweischichtstruktur, in der die Konzentration des zweiten Additivs 19b verändert wird, ist geeignet, wenn dem Einkapselungsmittel 13c eine Mehrzahl von Additivtypen zugesetzt wird. Beispielsweise kann, wie es in der Ausführungsform 1 beschrieben ist, die Verwendung eines Oxids eines Übergangsmetalls und eines von einem Metallsalz eines Übergangsmetalls und eines organischen Komplexes eines Übergangsmetalls die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13 verbessern und auch die Menge der Additive vermindern (vgl. die Platten (n) und (o) in der 5). In einem solchen Fall kann die Zweischichtstruktur, in der die Konzentration des zweiten Additivs 19b verändert ist, die Wärmebeständigkeit des Einkapselungsmittels 13c weiter verbessern.
  • Es sollte beachtet werden, dass die laminierte Struktur des Einkapselungsmittels 13c, das in die lichtemittierende Vorrichtung 10a einbezogen ist, lediglich beispielhaft ist. Beispielsweise kann eine weitere Schicht zwischen der ersten Einkapselungsschicht 13a und der zweiten Einkapselungsschicht 13b angeordnet sein. Während das primäre Material jeder der Schichten in der laminierten Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung 10a in der Ausführungsform 2 gezeigt ist, kann jede Schicht in der laminierten Struktur ein anderes Material in einem Ausmaß enthalten, mit dem das gleiche Merkmal wie dasjenige der vorstehend beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung 10a erreicht werden kann.
  • [Ausführungsform 3]
  • Als nächstes wird eine Beleuchtungsvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben. Die 10 ist eine Querschnittsansicht der Beleuchtungsvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3. Die 11 ist eine perspektivische Außenansicht der Beleuchtungsvorrichtung 200 und deren Zusatzkomponenten gemäß der Ausführungsform 3.
  • Wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, ist die Beleuchtungsvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 z. B. eine eingebaute Beleuchtungsvorrichtung, wie z. B. ein Deckenstrahler, der z. B. in der Decke eines Hauses eingelassen ist und Licht in einer Abwärtsrichtung emittiert (auf einen Flur, eine Wand, usw.).
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 200 umfasst eine lichtemittierende Vorrichtung 10. Die Beleuchtungsvorrichtung 200 umfasst ferner einen Körper mit einer allgemeinen Zylinderform mit geschlossenem Ende, einen Reflektor 230 und eine lichtdurchlässige Platte 240, die auf dem Körper angeordnet sind. Der Körper wird durch Koppeln der Basis 210 und des Rahmenelements 220 gebildet.
  • Die Basis 210 ist eine Montagebasis, auf der die lichtemittierende Vorrichtung 10 montiert wird und dient auch als Kühlkörper zum Ableiten von Wärme, die durch die lichtemittierende Vorrichtung 10 erzeugt wird. Die Basis 210 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form aus einem Metallmaterial ausgebildet. Die Basis 210 ist in der Ausführungsform 3 ein Aluminiumdruckgussprodukt.
  • Auf der Oberseite der Basis 210 (einem Abschnitt auf der Deckenseite) sind Wärmeableitungsrippen 211 angeordnet, die sich aufwärts erstrecken und in regelmäßigen Abständen entlang einer Richtung beabstandet sind. Dies ermöglicht eine effiziente Ableitung der durch die lichtemittierende Vorrichtung 10 erzeugten Wärme.
  • Das Rahmenelement 220 umfasst einen Konus 221, der im Wesentlichen in einer zylindrischen Form vorliegt, und umfasst eine reflektierende Innenoberfläche und einen Rahmenkörper 222, auf dem der Konus 221 montiert ist. Der Konus 221 ist aus einem Metallmaterial ausgebildet. Der Konus 221 kann z. B. durch Strecken oder Formpressen einer Aluminiumlegierung gebildet werden. Der Rahmenkörper 222 ist aus einem starren Harzmaterial oder einem Metallmaterial ausgebildet. Das Rahmenelement 220 wird durch den Rahmenkörper 222 angebracht, der auf der Basis 210 montiert ist.
  • Der Reflektor 230 ist ein ringförmiges (ein trichterförmiges) reflektierendes Element mit einem inneren Reflexionsvermögen. Der Reflektor 230 kann aus einem Metallmaterial wie z. B. Aluminium ausgebildet sein. Es sollte beachtet werden, dass der Reflektor 230 auch aus einem starren weißen Harzmaterial anstelle der Verwendung eines Metallmaterials gebildet werden kann.
  • Die lichtdurchlässige Platte 240 ist ein lichtdurchlässiges Element, das ein Lichtstreuvermögen und eine Lichtdurchlässigkeit aufweist. Die lichtdurchlässige Platte 240 ist eine flache Platte, die zwischen dem Reflektor 230 und dem Rahmenelement 220 angeordnet ist und an dem Reflektor 230 montiert ist. Die lichtdurchlässige Platte 240 kann in einer Scheibenform aus einem transparenten Harzmaterial, wie z. B. einem Acryl oder Polycarbonat, ausgebildet sein.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Beleuchtungsvorrichtung 200 die lichtdurchlässige Platte 240 nicht umfassen muss. Ohne die lichtdurchlässige Platte 240 kann die Beleuchtungsvorrichtung 200 den Lichtstrom des von der Beleuchtungsvorrichtung 200 emittierten Lichts verbessern.
  • Ferner ist, wie es in der 11 gezeigt ist, die Beleuchtungsvorrichtung 200 mit einer Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung 250, welche die lichtemittierende Vorrichtung 10 mit Strom versorgt, so dass die lichtemittierende Vorrichtung 10 Licht emittiert, und einer Anschlussbasis 260 verbunden, die der Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung 250 einen Wechselstrom zuführt. Die Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung 250 wandelt insbesondere Wechselstrom, der von der Anschlussbasis 260 zugeführt wird, in Gleichstrom um und gibt den Gleichstrom an die lichtemittierende Vorrichtung 10 ab.
  • Die Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung 250 und die Anschlussbasis 260 sind an der Montageplatte 270 angebracht, die getrennt von dem Körper bereitgestellt ist. Die Montageplatte 270 wird durch Biegen eines rechteckigen Plattenelements, das ein Metallmaterial umfasst, gebildet. Die Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung 250 ist an der unteren Oberfläche eines Endabschnitts der Montageplatte 270 angebracht und die Anschlussbasis 260 ist an der unteren Oberfläche des anderen Endabschnitts angebracht. Die Montageplatte 270 ist mit der oberen Platte 280 verbunden, die auf der Oberseite der Basis 210 des Körpers angebracht ist.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 200 die lichtemittierende Vorrichtung 10 und die Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung 250, die der lichtemittierenden Vorrichtung 10 Strom zuführt, so dass die lichtemittierende Vorrichtung 10 Licht emittiert. Das Einkapselungsmittel 13 in der Beleuchtungsvorrichtung 200 weist eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Beleuchtungsvorrichtung 200 die lichtemittierende Vorrichtung 10a anstelle der lichtemittierenden Vorrichtung 10 umfassen kann. Auch in diesem Fall weist das Einkapselungsmittel 13c in der Beleuchtungsvorrichtung 200 eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf.
  • Während in der Ausführungsform 3 der Deckenstrahler als die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, kann die vorliegende Erfindung als jedwede andere Beleuchtungsvorrichtung implementiert werden, wie z. B. als Punktstrahler.
  • [Andere Ausführungsformen]
  • Während die lichtemittierende Vorrichtung und die Beleuchtungsvorrichtung vorstehend beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • Während in den vorstehenden Ausführungsformen beispielsweise die lichtemittierende Vorrichtung mit einer COB-Struktur beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf eine lichtemittierende Vorrichtung anwendbar, die eine SMD-Struktur aufweist. Eine lichtemittierende SMD-Vorrichtung (ein lichtemittierendes Element) umfasst z. B. ein Harzgehäuse mit einer Aussparung, einen auf der Aussparung montierten LED-Chip und ein Einkapselungsmaterial (ein Leuchtstoff-enthaltendes Harz), das in der Aussparung als Einkapselung vorliegt.
  • Während in den vorstehenden Ausführungsformen die lichtemittierende Vorrichtung weißes Licht durch eine Kombination aus dem gelben Leuchtstoff und dem LED-Chip, der blaues Licht emittiert, bereitstellt, ist darüber hinaus der Aufbau zum Bereitstellen von weißem Licht nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können ein Leuchtstoff-enthaltendes Harz, das einen roten Leuchtstoff und einen grünen Leuchtstoff umfasst, und ein LED-Chip, der blaues Licht oder violettes Licht emittiert, kombiniert werden.
  • Darüber hinaus ist in den vorstehenden Ausführungsformen eine Chip zu Chip-Verbindung durch die Bonddrähte zwischen den LED-Chips bereitgestellt, die auf dem Substrat montiert sind. Die LED-Chips können jedoch mit den Leitungen (einem Metallfilm) auf dem Substrat durch die Bonddrähte verbunden sein und mittels der Leitungen elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Darüber hinaus sind in den vorstehenden Ausführungsformen die LED-Chips als lichtemittierende Elemente gezeigt, die in die lichtemittierende Vorrichtung einbezogen sind. Das lichtemittierende Element kann jedoch ein lichtemittierendes Halbleiterelement, wie z. B. ein Halbleiterlaser, oder eine lichtemittierende Festkörpervorrichtung, wie z. B. ein Elektrolumineszenzelement (EL-Element), sein, einschließlich z. B. ein organisches EL-Element und ein anorganisches EL-Element.
  • Darüber hinaus kann die lichtemittierende Vorrichtung zwei oder mehr Typen der lichtemittierenden Elemente mit verschiedenen Emissionsfarben umfassen. Beispielsweise kann die lichtemittierende Vorrichtung zusätzlich zu dem LED-Chip, der blaues Licht emittiert, einen LED-Chip umfassen, der rotes Licht emittiert, um die Farbwiedergabe zu verbessern.
  • Ferner sind verschiedene Modifizierungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung, die vom Fachmann vorgesehen werden können, und Ausführungsformen, die durch jedwede Kombination der Komponenten und Funktionen implementiert werden, die in den Ausführungsformen gezeigt sind, ebenfalls vom Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10, 10a
    Lichtemittierende Vorrichtung
    11
    Substrate
    12
    LED-Chip (lichtemittierendes Element)
    13, 13c
    Einkapselungsmittel
    13a
    Erste Einkapselungsschicht
    13b
    Zweite Einkapselungsschicht
    14
    Gelber Leuchtstoff (Leuchtstoff)
    18
    Basismaterial
    19
    Additiv
    19a
    Erstes Additiv
    19b
    Zweites Additiv
    200
    Beleuchtungsvorrichtung
    250
    Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010-56398 [0003]

Claims (13)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: ein Substrat; ein lichtemittierendes Element auf dem Substrat; und ein Einkapselungsmittel, welches das lichtemittierende Element einkapselt, wobei das Einkapselungsmittel mindestens 0,05 Gew.-% eines Oxids eines Übergangsmetalls als Additiv zum Hemmen der Verschlechterung eines Basismaterials des Einkapselungsmittels umfasst.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Übergangsmetall ein Element der Gruppe 4 ist.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Übergangsmetall Titan oder Zirkonium ist.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Übergangsmetall ein Seltenerdelement ist.
  5. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Übergangsmetall Yttrium, Cer oder Gadolinium ist.
  6. Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: ein Substrat; ein lichtemittierendes Element auf dem Substrat; und ein Einkapselungsmittel, welches das lichtemittierende Element einkapselt, wobei das Einkapselungsmittel mindestens eines von einem Metallsalz eines Übergangsmetalls und einem organischen Komplex eines Übergangsmetalls als Additiv zum Hemmen der Verschlechterung eines Basismaterials des Einkapselungsmittels umfasst.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Einkapselungsmittel das Metallsalz des Übergangsmetalls umfasst und das Metallsalz des Übergangsmetalls eine Metallseife ist, die ein Metalloctoat umfasst.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Einkapselungsmittel den organischen Komplex des Übergangsmetalls umfasst und der organische Komplex des Übergangsmetalls ein Acetylacetonkomplex ist.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Additiv mindestens eines von einem Metallsalz von Zirkonium und einem organischen Zirkoniumkomplex umfasst.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der das Additiv ferner ein Oxid eines Übergangsmetalls umfasst.
  11. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Einkapselungsmittel ferner einen Leuchtstoff umfasst, der durch Licht angeregt werden kann, das durch das lichtemittierende Element emittiert wird, und das Additiv nicht durch das Licht angeregt werden kann, das durch das lichtemittierende Element emittiert wird.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Additiv ein erstes Additiv und ein zweites Additiv umfasst, wobei das zweite Additiv so ausgebildet ist, dass es mehr Licht, das durch das lichtemittierende Element emittiert wird, absorbiert als das erste Additiv, das Einkapselungsmittel eine erste Einkapselungsschicht, die das lichtemittierende Element einkapselt, und eine zweite Einkapselungsschicht über der ersten Einkapselungsschicht umfasst, wobei die erste Einkapselungsschicht einen Leuchtstoff enthält, der durch das Licht, das durch das lichtemittierende Element emittiert wird, angeregt werden kann, und die Konzentration des zweiten Additivs in der zweiten Einkapselungsschicht größer ist als die Konzentration des zweiten Additivs in der ersten Einkapselungsschicht.
  13. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: die lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und eine Beleuchtungsstromversorgungsvorrichtung, welche die lichtemittierende Vorrichtung mit Strom versorgt, so dass die lichtemittierende Vorrichtung Licht emittiert.
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