TW201322503A - 發光裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種可抑制來自基板側面之輸出光變動導致之色度偏差及可靠性降低之發光裝置。發光裝置，具備：發光元件10；基板20，搭載發光元件10，藉由吸收射入後之發光元件10之出射光使該出射光不從側面輸出；封裝體30，具有收納發光元件10及基板20之凹部；黏晶劑40，在封裝體30之凹部之底面將基板20固定於封裝體30；以及螢光體層50，含有填充於凹部之螢光體51，該螢光體51係藉由發光元件10之出射光激發而放射激發光；輸出發光元件10之出射光與激發光之混色光。

Description

發光裝置

本發明係關於一種使用螢光體輸出光之發光裝置。

將發光二極體(LED)等發光元件使用在光源之發光裝置已實用化。為了實現輸出白色光之發光裝置，使用分別射出紅色光、綠色光、藍色光之複數個LED、或使用將藍色LED與各種藍色激發螢光體(黃色螢光體、綠色螢光體、紅色螢光體)組合之擬似白色LED。

發光元件，為了提升亮度或發光效率，一般而言搭載於藍寶石基板或碳化矽(SiC)基板等之具有透光性之基板上(例如，參照專利文獻1)。同樣地，將基板固定於封裝體之黏晶劑亦已使用光透射率高者或光反射率高之白色。

專利文獻1：日本特開2004-207519號公報

在具有透光性之基板上配置有發光元件之情形，來自發光元件之出射光等向擴散。因此，射入基板之出射光透射過基板後亦從基板側面輸出。藉由用以將基板構裝於封裝體之黏晶劑之塗布量變動，附著於基板側面之黏晶劑之膜厚或從底面之爬上量(高度)變化。藉由因此導致之在基板側面之遮光量之變化，從基板側面輸出之光之光量不均。其結果，產生發光元件之出射光與來自螢光體之激發光之 混色產生白色輸出光之色度不均之問題。

再者，封裝體具有光反射部分之情形，光反射部分之反射率因光能量經時劣化。因此，發光裝置之可靠性顯著降低，尤其是色度變化大。

有鑑於上述問題點，本發明之目的在於提供一種可抑制來自基板側面之輸出光變動導致之色度偏差及可靠性降低之發光裝置。

本發明一形態之發光裝置，具備：(a)發光元件；(b)基板，搭載發光元件，藉由吸收射入後之發光元件之出射光，以不使該出射光從側面輸出；(c)封裝體，具有收納發光元件及基板之凹部；(d)黏晶劑，在封裝體之凹部底面將基板固定於封裝體；以及(e)螢光體層，含有填充於凹部之螢光體，該螢光體係藉由發光元件之出射光激發而放射激發光；其輸出發光元件之出射光與激發光之混色光。

根據本發明，可提供可抑制來自基板側面之輸出光變動導致之色度偏差及可靠性降低之發光裝置。

接著，參照圖式說明本發明第1及第2實施形態。在以下圖式之記載，對相同或類似之部分賦予相同或類似之符號。又，以下所示之實施形態，係例示用以將本發明之技術思想具體化之裝置或方法，本發明之技術思想並未將構成零件之形狀、構造、配置等限於下述說明。本發明之實施形態，在申請專利範圍可施加各種變更。

(第1實施形態)

本發明第1實施形態之發光裝置1，如圖1所示，具備：發光元件10；基板20，搭載發光元件10，藉由吸收射入後之發光元件10之出射光使該出射光不從側面輸出；封裝體30，具有收納發光元件10及基板20之凹部，該凹部之內壁面31為光反射面；黏晶劑40，在封裝體30之凹部之底面將基板20固定於封裝體30；以及螢光體層50，含有填充於凹部之螢光體51，該螢光體51係藉由發光元件10之出射光激發而放射激發光。發光裝置1輸出發光元件10之出射光與激發光混色後之輸出光L。

在圖1所示之發光裝置1，在具有底部較上部狹窄之凹部之封裝體30之凹部底面配置有發光元件10。發光元件10可採用LED或雷射二極體等半導體發光元件。

圖1所示之發光元件10，係積層有n型包覆層11、活性層12及p型包覆層13之構造。在n型包覆層11連接有n側電極110，電子從省略圖示之外部負電源透過接合引線等供應至n側電極110。藉此，電子從n型包覆層11供應至活性層12。

在p型包覆層13連接有p側電極130，電洞(hole)從省略圖示之外部正電源透過接合引線等供應至p側電極130。藉此，電洞從P型包覆層13供應至活性層12。

活性層12具有例如交互積層有InGaN膜與GaN膜之多重量子井(MQW)構造。從n型包覆層11供應之電子與從p型包覆層13供應之電洞在活性層12再耦合而產生光。

螢光體層50可採用含有螢光體51之矽氧樹脂等。螢光體層50所含之螢光體51係依據發光元件10之出射光決定。例如，發光元件10射出藍色光之情形，被藍色光激發而放射黃色光之釔鋁石榴石(YAG)等使用為螢光體51。此時，從發光元件10射出之藍色光之一部分激發螢光體51，藉此波長轉換成黃色光。從螢光體51放射之黃色光與從發光元件10射出之藍色光混合，藉此從發光裝置1輸出白色之輸出光L。藉由將發光元件10配置在封裝體30之凹部底面，提升輸出光L之指向性。

此外，藉由使封裝體30之內壁面31為光反射面，光在封裝體30之內部散射，能使發光裝置1之亮度或發光效率提升。例如，藉由在內壁面31塗布銀(Ag)膜或白色樹脂，使內壁面31為光反射面。

圖1所示之基板20，係在透光性基板21之側面積層配置有光反射層22與光吸收層23之構造。從發光元件10射入透光性基板21之光被光反射層22反射。再者，從透光性基板21之側面射向外部之光被光吸收層23吸收。因此，可防止透射過基板20之發光元件10之出射光從基板20之側面輸出。

透光性基板21為藍寶石基板或SiC基板等。光反射層22可採用例如鋁(Al)或Au(金)等之金屬膜。光吸收層23為例如交互積層有碳塗敷層、氧化矽(SiO₂)膜與氧化鋯(ZrO₂)膜之干涉層等。光吸收層23吸收發光元件10之出射光、螢光體51之激發光、此等之混色光等光。

藉由將基板20與封裝體30接著之黏晶劑40之塗布量之變動，附著在基板20之側面之黏晶劑40之厚度或從底面之爬上量(高度)變化。其結果，如圖2所示，在光反射層22或光吸收層23未配置在透光性基板21之側面之比較例1A，依據黏晶劑40之附著量之多寡，在基板20側面之遮光量變化，從基板20之側面輸出之光之光量不均。因此，輸出光L之光量就各發光裝置而不同，製品之產率降低。

然而，在圖1所示之發光裝置1，藉由光吸收層23可防止光從基板20之側面輸出。因此，不會產生各發光裝置之輸出光L之光量不均，能使產率提升。

此外，光吸收層23具有使光不從透光性基板21之側面輸出至外部之機能與吸收在封裝體30內反射後從外側到達基板20之側面之發光元件10之出射光之一部分。因此，可抑制透射過基板20後從側面輸出之光及在基板20之側面反射後之光射入封裝體30之光反射面。

由於與構成螢光體50之樹脂或從外部浸入之水分反應，封裝體30之凹部之內壁面31之光反射率劣化。此劣化係藉由光能量促進。因此，在凹部之內壁面31之尤其是與發光元件10及基板20之側面對向之部分，光反射率經時劣化。

然而，在圖1所示之發光裝置1，如上述，吸收射入基板20之側面之光。再者，可防止光從基板20之側面輸出。因此，在基板20之側面與封裝體30之內壁面31間之光量減少。其結果，可抑制內壁面31之光反射率之劣化。

此外，為了減少從基板20之側面輸出之光或在基板20之側面反射之光之量，較佳為，基板20之側面之高度、即基板20之厚度較薄。因此，例如使基板20之厚度為150μm以下。藉此，可進一步抑制內壁面31之光反射率之劣化。

從發光元件10之上面射出後之光之一部分，在封裝體30內反射後到達基板20之側面。因此，藉由將具有吸收發光元件10之出射光、螢光體51之激發光、此等之混色光等之光之光吸收特性之材料使用在黏晶劑40，可進一步減少基板20側面之光量。為此，使黏晶劑40為非透明或非白色。例如，在黏晶劑40使用灰色之銀糊。又，以同樣之理由，在封裝體30使用具有光吸收特性之材料(非透明或非白色)亦可。例如，可採用由混入有碳之樹脂構成之封裝體30。

如以上說明，在本發明第1實施形態之發光裝置1，可防止來自基板20側面之光之輸出、及從側面往基板20之光之入射或在側面之光之反射。其結果，在發光裝置1，可抑制輸出光L之光量不均或封裝體30之光反射面之經時劣化。是以，根據圖1所示之發光裝置1，可抑制輸出光L之變動導致之色度偏差及可靠性之降低。又，由於產率提升，可提供低價格之發光裝置1。

(第1變形例)

圖3係顯示本發明第1實施形態之第1變形例之發光裝置1。在圖3所示之發光裝置1，在基板20之側面未配 置光反射層22，僅配置光吸收層23。

即使無光反射層22，僅藉由光吸收層23亦可防止來自基板20側面之光之輸出及在基板20側面之光之反射。藉由在基板20之側面僅配置光吸收層23，可實現發光裝置1之製程之縮短或製造成本之降低。

(第2變形例)

圖4係顯示本發明第1實施形態之第2變形例之發光裝置1。在圖4所示之發光裝置1，從配置有基板20之封裝體30之封裝體基座部分到至少黏晶劑40爬上之高度為止，在基板20之側面配置有光反射層22與光吸收層23。

從基板20之側面輸出之光之中、未透射過黏晶劑40之光之光量，就各發光裝置1之不均較少。在黏晶劑40之反射光之光量之不均亦較少。因此，在黏晶劑40形成為從基板20之底面至側面之下部之情形，藉由僅在基板20側面之附著有黏晶劑40之區域配置光反射層22與光吸收層23，可抑制輸出光L之光量之變動。此外，與圖3同樣地，在基板20之側面未配置光反射層22，僅配置光吸收層23亦可。

(第2實施形態)

圖5所示之本發明第2實施形態之發光裝置1，具備具有光吸收特性之基板20係與圖1所示之發光裝置1不同之點。關於其他構成與第1實施形態相同。在圖5所示之基板20使用非透明基板及非白色基板等。例如，基板20可採用矽基板或鍺(Ge)基板等。

藉由使用由光吸收材料構成之基板20，可防止發光元件10之出射光透射過基板20從側面輸出。因此，即使在基板20側面之黏晶劑40之塗布量變動，亦不會產生從基板20側面輸出之光之光量不均導致之各發光裝置之輸出光L之光量不均。

又，在封裝體30內反射後從外側到達基板20側面之光，被基板20吸收。因此，在基板20側面與封裝體30之內壁面31間之光量減少。其結果，可抑制內壁面31之光反射率之劣化。

圖6(a)與圖6(b)分別顯示圖5所示之發光裝置1與圖2所示之比較例1A之色度不均。比較圖6(a)與圖6(b)可明確得知，圖5所示之發光裝置1相較於比較例1A色度不均較小。

如以上說明，根據本發明第2實施形態之發光裝置1，可抑制輸出光L之變動導致之色度偏差及可靠性之降低，再者，由於產率提升，可提供低價格之發光裝置。

又，與第1實施形態實質上相同，因此省略重複之記載。例如，將具有光吸收特性之材料採用於黏晶劑40或封裝體30亦可。

(其他實施形態)

如上述，雖藉由實施形態記載本發明，但不應理解成構成揭示之一部分之論述及圖式限定本發明。從此揭示，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可明白各種替代實施形態、實施例及運用技術。

在上述實施形態之說明，雖顯示收納在封裝體30之發光元件10為一個之例，但發光裝置1具備複數個發光元件10亦可。又，雖顯示發光元件10之出射光為藍色光、螢光體層50所含之螢光體之激發光為黃色之情形，但發光元件10之出射光與螢光體之組合並不限於此。例如，射出近紫外光之發光元件10、使被近紫外光激發而放射紅色光、綠色光、及藍色光之螢光體含有在螢光體層50亦可。又，發光裝置1之輸出光L為白色光以外亦可。

如上述，本發明當然包含在此未記載之各種實施形態等。是以，本發明之技術範圍係根據上述說明僅由妥當之申請專利範圍之發明特定事項決定。

1‧‧‧發光裝置

10‧‧‧發光元件

11‧‧‧n型包覆層

12‧‧‧活性層

13‧‧‧p型包覆層

20‧‧‧基板

21‧‧‧透光性基板

22‧‧‧光反射層

23‧‧‧光吸收層

30‧‧‧封裝體

31‧‧‧內壁面

40‧‧‧黏晶劑

50‧‧‧螢光體層

51‧‧‧螢光體

110‧‧‧n側電極

130‧‧‧p側電極

圖1係顯示本發明第1實施形態之發光裝置之構成之示意圖。

圖2係顯示比較例之發光裝置之構成之示意圖。

圖3係顯示本發明第1實施形態之第1變形例之發光裝置之構成之示意圖。

圖4係顯示本發明第1實施形態之第2變形例之發光裝置之構成之示意圖。

圖5係顯示本發明第2實施形態之發光裝置之構成之示意圖。

圖6(a)係本發明第2實施形態之發光裝置之輸出光之xy色度圖，圖6(b)係圖2所示之比較例之發光裝置之輸出 光之xy色度圖。

L‧‧‧輸出光

1‧‧‧發光裝置

10‧‧‧發光元件

11‧‧‧n型包覆層

12‧‧‧活性層

13‧‧‧p型包覆層

20‧‧‧基板

21‧‧‧透光性基板

22‧‧‧光反射層

23‧‧‧光吸收層

30‧‧‧封裝體

31‧‧‧內壁面

40‧‧‧黏晶劑

50‧‧‧螢光體層

51‧‧‧螢光體

110‧‧‧n側電極

130‧‧‧p側電極

Claims (8)

1. 一種發光裝置：具備發光元件；基板，搭載該發光元件，藉由吸收射入後之該發光元件之出射光，以不使該出射光從側面輸出；封裝體，具有收納該發光元件及該基板之凹部；黏晶劑，在該封裝體之該凹部底面將該基板固定於該封裝體；以及螢光體層，含有填充於該凹部之螢光體，該螢光體係藉由該發光元件之該出射光激發而放射激發光；其輸出該出射光與該激發光之混色光。
2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，在該基板之側面配置有由光吸收材料構成之光吸收層。
3. 如申請專利範圍第2項之發光裝置，其中，在該基板之側面與該光吸收層之間配置有光反射層。
4. 如申請專利範圍第2或3項之發光裝置，其中，在該黏晶劑係配置在從該基板之底面至該側面之下部之場合，從該底面至該側面配置有該黏晶劑之高度配置有該光吸收層。
5. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該基板由光吸收材料構成。
6. 如申請專利範圍第1至3、5項中任一項之發光裝置，其中，該黏晶劑由光吸收材料構成。
7. 如申請專利範圍第1至3、5項中任一項之發光裝置，其中，該封裝體由光吸收材料構成。
8. 如申請專利範圍第1至3、5項中任一項之發光裝置，其中，該發光元件之該出射光為藍色光，該激發光為黃色光。