TW201330329A - 發光裝置及照明裝置及顯示裝置及發光裝置的製造方法 - Google Patents

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TW201330329A
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Jumpei Sawada
Akio Masuda
Toshiyuki Yoneda
Takayuki Nakao
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Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Elec Lighting Corp
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Abstract

本發明係以低成本生產一種發光裝置為目的,該發光裝置係安裝在基板上,而由以透光性樹脂所密封之發光元件所構成,且容易形成半球狀的透光性樹脂,且光取出效率、光指向性高,色斑少者。該發光裝置係具備:安裝發光元件10的發光面25;被膜300,其具有將發光元件10之周圍的發光面25予以覆蓋的被膜背面314、以及與被膜背面314相對向的被膜表面313、被膜上面315,該被膜300具備邊緣部310,該邊緣部310具有斜面311與邊緣312,該斜面311以包圍發光元件10之方式形成為環狀,且以從被膜上面315朝被膜背面314而直徑縮小之方式而形成,並且以與被膜上面315之角度成為銳角之方式而形成,而該邊緣312形成在被膜上面315與斜面311之交界;以及透光性樹脂40,用以覆蓋發光元件10,並且將邊緣部310之內側予以填充。

Description

發光裝置及照明裝置及顯示裝置及發光裝置的製造方法
本發明係有關具有安裝在基板上的發光元件之發光裝置及照明裝置及顯示裝置及發光裝置的製造方法。
以往,揭示有一種發光裝置,係將發光元件安裝在基板上,且將轉換波長之螢光材料配置在發光元件之出光側,以作為發光元件的發光與螢光材料的發光之合成光而得到白色光。此種發光裝置比起螢光燈與白熾燈泡等之習知光源,其壽命長,近幾年隨著其發光效率與光束品質提高,已開始使用為一般照明機器的光源。
在此種發光裝置中,有二種形成方法,其中一種方法係雖利用含有螢光材料之透光性樹脂來覆蓋發光元件,惟利用形成為凹型之高反射樹脂包圍發光元件,來控制樹脂形狀,而使樹脂量固定,另一種方法係將透光性樹脂直接形成在安裝於基板上之發光元件。
在利用形成為凹型之高反射樹脂包圍發光元件的方法 中,會有因高反射樹脂之反射損失所引起之光取出效率的降低之課題。在將透光性樹脂直接形成在安裝於基板的發光元件之方法中,會有因難以控制樹脂的形狀,故容易產色斑,且使取出之光指向性成為問題之課題。另一方面,利用澆鑄(Casting)方式之成型,雖容易控制透光性樹脂的形狀、填充量,惟會有必須準備成型用的模具,且裝置亦變大,成本高之課題。針對上述課題,揭示有一種發光裝置(專利文獻1),其係藉由利用具有大致垂直的邊緣部分之擋止部來防止透光性樹脂的流出,以控制透光性樹脂的形狀。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2010-003994號公報
在先前技術中,雖以容易進行透光性樹脂的形狀控制,且降低色斑作為目的,惟由於為大致垂直的邊緣,故樹脂之流出抑制控制並不充分,而會有無法充分地將透光性樹脂形成為半球狀之課題。
在本發明中,係以容易形成半球狀的透光性樹脂,且光取出效率、光指向性高,以低成本生產色斑少的發光裝置為目的。
本發明之發光裝置係具備:發光面,係安裝有發光元 件;以及被膜,其具有將前述發光元件之周圍的發光面予以覆蓋的背面、以及與背面相對向的表面,且具備邊緣部,該邊緣部具有斜面與邊緣,該斜面以包圍前述發光元件之方式形成為環狀,且以從前述表面朝前述背面而直徑縮小之方式而形成,並且以與前述表面之角度成為銳角之方式而形成,而該邊緣形成在前述表面與前述斜面之交界。
本發明之發光裝置由於具備:發光面,係安裝有發光元件;以及被膜,其具有將前述發光元件之周圍的發光面予以覆蓋的背面、以及與背面相對向的表面,且具備邊緣部,該邊緣部具有斜面與邊緣,該斜面以包圍前述發光元件之方式形成為環狀,且以從前述表面朝向前述背面而直徑縮小之方式而形成,並且以與前述表面之角度成為銳角之方式而形成,而該邊緣形成在前述表面與前述斜面之交界,故可達成下述效果:可將填充邊緣部之內側的透光性樹脂有效地形成為半球狀,並且可使透光性樹脂的厚度均勻並降低發光裝置之色斑。
10‧‧‧發光元件
20‧‧‧基板
21‧‧‧凸塊
22‧‧‧接合材料
23‧‧‧金屬線
24‧‧‧電路圖案
25‧‧‧發光面
30‧‧‧被膜A
31‧‧‧被膜B
32‧‧‧溝
36‧‧‧不連續部
40‧‧‧透光性樹脂
41‧‧‧無機填充物
42‧‧‧螢光材料
50‧‧‧本體
51‧‧‧電源單元
52‧‧‧反射板
53‧‧‧絕緣片
54‧‧‧光源
55‧‧‧反射器
56‧‧‧蓋子
57‧‧‧線鉤
100至106‧‧‧發光裝置
200‧‧‧照明器具
300‧‧‧被膜
310‧‧‧邊緣部
311‧‧‧斜面
312‧‧‧邊緣
313‧‧‧被膜表面
314‧‧‧被膜背面
315‧‧‧被膜上面
316‧‧‧內周面
317‧‧‧外周面
318‧‧‧內側壁
319‧‧‧外側壁
399‧‧‧被膜內側部
401‧‧‧平坦部
第1圖係為第1實施形態之發光裝置100的剖面圖。
第2圖係為從上方觀看第1實施形態之發光裝置100的平面圖。
第3圖係為第1圖的A部擴大圖。
第4圖係為表示在液滴的平坦部401之表面張力、接觸角的關係之圖。
第5圖係為表示在第1實施形態之邊緣部310的表面張力、接觸角的關係之圖。
第6圖係為表示在第1實施形態的邊緣部310之透光性樹脂40的流動之圖,且為表示邊緣部310的二面角α較小於90度的情況之圖。
第7圖係為表示在第1實施形態的邊緣部310之透光性樹脂40的流動之圖,且為表示邊緣部310的二面角α為90度的情況之圖。
第8圖係為表示在第1實施形態的邊緣部310之透光性樹脂40的流動之圖,且為表示邊緣部310的二面角α較大性90度的情況之圖。
第9圖係為表示來自第1實施形態之透光性樹脂40的光取出之圖。
第10圖係為表示第2實施形態之發光裝置101的剖面圖。
第11圖係為表示從上方觀看第2實施形態之發光裝置101的圖(平面圖)。
第12圖係為表示從上方觀看第3實施形態之發光裝置102的圖(平面圖)。
第13圖係為表示從上方觀看第4實施形態之發光裝置103的圖(平面圖)。
第14圖係為表示第5實施形態之發光裝置104的剖面圖。
第15圖係為表示從上方觀看第5實施形態之發光裝置 104的圖(平面圖)。
第16圖係為第6實施形態之發光裝置105的剖面圖。
第17圖係為第7實施形態之發光裝置106的剖面圖。
第18圖係第8實施形態之照明器具200的圖。
第1實施形態.
第1圖係第1實施形態之發光裝置100的剖面圖。第2圖係從上方觀看第1實施形態之發光裝置100的平面圖。第3圖係第1圖之A部擴大圖。另外,在第2圖中為了描繪之方便,省略透光性樹脂40之記載。
發光裝置100係具備發光元件10、基板20、凸塊(bump)21,接合材料22、金屬線23、電路圖案24(參照第2圖)、高反射性的被膜A30、高反射性的被膜B31、以及透光性樹脂40。
發光元件10係安裝在基板20上。發光元件10係利用樹脂晶粒接合(die bond)、銀膏或焊錫等之接合材料22接合於嵌入在基板20之銅製凸塊21。接合材料22係具有20至40μm左右之厚度,較佳為設40μm。發光元件10係利用金屬線23將形成在發光元件10的表面之電極(未圖示)電性連接於基板20之電路圖案24。藉此方式,供應電力到發光元件10。
基板20係在基板表面上由高反射性的被膜A30覆蓋在形成有電路圖案24之區域以外的基板表面,且有效地取出來自發光元件10之光。被膜A30係由高反射性的樹脂 所形成。高反射性的樹脂例如為白色環氧系樹脂。就被膜A30之形成方法而言,可舉出塗佈、印刷、曝光等,宜為藉用曝光所形成之光阻劑(photoresist)。
如第2圖所示,在被膜A30之被膜表面313上,被膜B31係以包圍發光元件10之方式形成為環狀。被膜B31只要為高反射性的樹脂,雖不特別強調材料的種類,惟較佳為與被膜A30相同的材料。被膜B31的形成方法,例如可舉出塗佈、印刷、曝光等,較佳為藉用曝光所形成之光阻劑。
在以下的說明中,亦會有一併將被膜A30與被膜B31記載為被膜300之情形。此外,被膜A30與被膜B31可如上述個別地形成,亦可一體成型。被膜300係具有被膜背面314(背面之一例)、以及被膜表面313、被膜上面315(表面之一例),該被膜背面314係與安裝基板20的發光元件10之發光面25靠接,且覆蓋發光元件10周圍的發光面25,而該被膜表面313、被膜上面315係與被膜背面314相對向。
被膜B31係為在發光元件10之周圍突出為環狀(甜甜圈狀)之突出部,為具有被膜上面315之突出部。如第3圖所示,被膜B31具備邊緣部310,該邊緣部310具有斜面311與邊緣312,該斜面311係以包圍發光元件10之方式形成為環狀,且從被膜上面315朝發光面25(被膜背面314)形成為銳角(角度β為銳角),並且朝向發光面25(被膜背面314)逐漸直徑變窄之方式而形成,而該邊緣312係形成在 被膜上面315與斜面311之交界。
斜面311係從被膜上面315朝被膜背面314而直徑逐漸變窄之方式而形成。斜面311係從被膜上面315朝被膜背面314而形成為錐(taper)狀(尖端呈細狀)。
換言之,斜面311係以朝光的發光方向而直徑逐漸變寬之方式而形成。亦即,斜面311係朝光的發光方向而形成為倒錐狀(逐漸變寬之形狀)。
如第2圖所示,被膜B31為圓環狀,邊緣312形成圓形。並且,斜面311係形成呈從被膜上面315朝被膜背面314而直徑逐漸變小之圓錐形狀的外周面之一部分的形狀。
被膜B31係以邊緣部310的斜面311朝光的發光方向側豎立成倒錐狀(逐漸變寬的形狀)之方式而形成。被膜B31之寬度L3(參照第1圖)係0.25至1.0mm左右為佳。邊緣部310之角度β比90°小,較佳為在80°以下。此外,被膜A30的厚度L2、被膜B31的厚度L1為20至30μm左右,較佳為20μm左右之薄膜。因此,從基板20的發光面25(被膜背面314)到被膜上面315為止之高度(L1+L2),係可形成為較低於從發光面25到發光元件10為止之高度L4(參照第1圖)。
透光性樹脂40係覆蓋發光元件10,並且填充邊緣部310之內側。換言之,透光性樹脂40係覆蓋發光元件10,並且填充至邊緣部310為止。透光性樹脂40係在發光元件10上,而於以被膜B31所包圍之區域內形成為半球狀。就 透光性樹脂40而言,係具有高光穿透性之矽樹脂為佳,其他可舉出環氧樹脂等,而低熔點玻璃等之無機化合物等亦含在形成透光性樹脂40之材料的範圍。
如上述,透光性樹脂40係為從液體變為固體之材料,而在液體的狀態下以液滴滴下到邊緣部310的內側,且在滴下之液滴的擴散藉由邊緣312所阻擋之狀態(半球狀)下而固化者。另外,本發明者在種種的基板上將密封材料進行塗佈、硬化實驗的結果,在藉由被膜等的落差之邊緣部處可抑制樹脂的流出,且發現被膜邊緣部的角度愈銳角其效果愈顯著,而完成本發明。此現象在理論上亦受到支持,以下,說明該理論的概要。
第4圖係為表示在液滴的平坦部401之表面張力、接觸角的關係之圖。第5圖係為表示在第1實施形態之邊緣部310之表面張力、接觸角的關係之圖。使用第4圖、第5圖,針對具有如上述的構成之發光裝置100中,有效地且生產性佳地將透光性樹脂40形成為半球狀之方法加以說明。
液體在邊緣部310處的接觸角比平坦部401大。使用第4圖、第5圖將此現象加以說明。第4圖係表示在平坦的固體表面之液滴的接觸角、表面張力。此外,第5圖係表示在具有邊緣部310的固體表面之液滴的接觸角、表面張力。在第4圖中,稱為楊氏方程式(Young’s equation)之以下的數學式成立。
γSGLSLGcos θ cos θ=(γSGLS)/γLG 數學式(1)
在數學式(1)中,γLG為液體的表面張力,γSG為固體(基質)之表面張力,γLS為液體/基質界面張力。θ表示液滴的接觸角。表面張力(界面張力)γLG、γSG、γLS為各別的材料之固有值,為常數。因此,接觸角θ係由各別的材料所決定的值。
另一方面,使用第5圖表示在具有邊緣部310的固體表面之液滴的接觸角θ。假設在邊緣部310之二面角為α,被膜上面315與斜面311所形成的角為β,則α+β=π。此時,以下的數學式成立而作為楊氏方程式之變形方程式。
γSGcos α=γLSLGcos θ cos θ=(γSG cos α-γLS)/γLG 數學式(2)
在數學式(2)中,0<α<π時,為-1<cos α<1。因此,在平坦部401、邊緣部310使用相同材料時,表面張力(界面張力)相同,因此,比起數學式(1),在數學式(2)中cos θ取小的值。亦即,發現接觸角θ在邊緣部310處比平坦部401大。
再者,本第1實施形態之邊緣部310的斜面311,被膜上面315與斜面311所形成的角係為銳角。因此,被膜上面315與斜面311所形成的角比起大致垂直的情況而言cos α為小的值,亦即,使接觸角θ取更大的值。朝光的發光方向之倒錐(逐漸變寬的形狀)之程度愈大,換言之角度β的角度愈小接觸角θ變愈大。另外,該等數學式係為針 對愈是可忽略附加在液體之重力的微小液滴愈能成立,而液滴變大時應考慮重力的影響。惟,在此重要的是比起數學式(1),在數學式(2)中接觸角θ變愈大,故在此忽略重力的影響。
第6圖係為表示本實施形態之在邊緣部310的透光性樹脂40之流動的圖,且為表示邊緣部310的二面角α小於90度的情況之圖。第7圖係為表示本實施形態之在邊緣部310的透光性樹脂40之流動的圖,且為表示邊緣部310之二面角α為90度的情況之圖。第8圖係為表示本實施形態之在邊緣部310的透光性樹脂40之流動的圖,且為表示邊緣部310之二面角α大於90度的情況之圖。在此,使用第6圖至第8圖針對在邊緣部310之透光性樹脂40的流動加以說明。
在第4圖及第5圖中,已利用數學式將二面角α愈大接觸角θ變得愈大之情況加以說明。在第6圖至第8圖中,係說明樹脂之流動方向及重力方向與邊緣形狀之關係。分別就二面角α小於90度的情況(第6圖)、為90度的情況(第7圖),大於90度的情況(第8圖)加以說明。此外,圖中的箭頭符號係表示樹脂的流動方向及重力方向。在此,為了將透光性樹脂40形成為半球狀,必須藉由邊緣312使透光性樹脂40確實停止,且不潤溼擴散至斜面311。
如第6圖所示,發現α小於90度時,透光性樹脂40的流動方向與邊緣之方向一致,且使透光性樹脂40容易潤溼擴散至斜面311之現象。
此外,如第7圖所示,發現α為90度時,附加在透光性樹脂40之重力的方向與邊緣的方向一致,且容易潤溼擴散至斜面311之現象。
另一方面,如第8圖所示,α大於90度時,邊緣形狀朝向與透光性樹脂40之流動方向呈相反方向。並且,邊緣形狀朝向與重力的方向呈不同之方向。因此,發現為潤溼擴散至斜面311必須使透光性樹脂40繞道,難以潤溼擴散之現象。
如前述,利用使在邊緣部310之邊緣312處接觸角θ變大之現象,且以朝光的發光方向使被膜B31之邊緣部310豎立成倒錐狀之方式以有效地將透光性樹脂40形成為半球狀。
例如,將透光性樹脂40(在此為矽樹脂)進行塗佈、硬化在不存在有被膜B31之基板上的被膜A30時,透光性樹脂40以約7°之接觸角θ(與基板接觸之角度)進行潤溼擴散。相對地,塗佈、硬化在以被膜B31所包圍之區域(邊緣部310之內側之區域)內之透光性樹脂40係在被膜B31之邊緣部310制止潤溼擴散,即可形成為具有35°至45°左右的接觸角θ的半球狀。
第9圖係為表示來自本實施形態的透光性樹脂40之光取出的圖。在此,使用第9圖,針對將透光性樹脂40形成為半球狀,從而使得光取出效率及光指向性提高之原理加以說明。
第9圖係為使來自發光元件之光λ通過透光性樹脂40 與空氣之界面而被取出的情況之示意圖。θB係為光λ之朝透光性樹脂40與空氣的界面的入射角,θA係為折射角。在此,係令折射率1.41之矽樹脂作為透光性樹脂40,空氣之折射率設為1.0。此時,θB係以約45度在界面上產生全反射,且光取出效率降低。因此,以θB成為45度以下之方式調整接觸角θ為佳。
並且,即使θB在45度以下使將光有效地取出,亦由於出射光係與折射角θA的大小相對應而朝向發光面25,故使指向性降低。相對於這一點,接觸角θ為90度時,透光性樹脂40係可視為以發光元件10為中心之球。因此,來自發光元件10之光λ係朝透光性樹脂40之界面垂直接觸,故使反射損失最少,且因亦無折射,故可有效地將指向性高的光予以取出。
實際上,將發光元件10視為點光源,且將從發光元件10到邊緣312為止之距離設為2mm,且將到被膜上面315與發光元件10上面為止之距離設為0.15mm,且將邊緣312處之透光性樹脂40的接觸角θ與邊緣部310之角度β設為相等時,角度β為85.6度時最能使光取出效率增高。為降低材料損耗而更縮小透光性樹脂40的大小時,例如將從發光元件10到邊緣312為止之距離設為1mm時,邊緣角度β為81.5度時使光取出效率成為最高。
其次,針對將透光性樹脂40填充至邊緣部310之內側的方法加以說明。在具備安裝發光元件10之發光面25的發光裝置100之製造方法中,將液體的狀態之透光性樹脂 40作為液滴滴下到邊緣部310之內側,且在滴下之透光性樹脂40的液滴之擴散藉由邊緣部310的邊緣312所阻擋之半球狀的狀態下,使透光性樹脂40固化。
透光性樹脂40所需的填充量係由被膜B31之直徑(亦即,邊緣312所形成之圓形的直徑),與標的之接觸角θ而算出。例如,被膜B31之直徑(亦即,邊緣312所形成之圓形的直徑)為4 mm,且將接觸角θ設為36°時,算出為4.1μL作為「透光性樹脂40所需的填充量」。將4.1μL之透光性樹脂40填充到邊緣部310之內側。
就透光性樹脂40之填充方法而言,例如,使用分配器(dispenser)之灌注(potting)方式為佳。透光性樹脂40之黏度雖不特別地限制,惟從吐出精確度、整平性(leveling)之觀點而言宜為設40Pa‧s(帕斯卡秒)以下。
在本實施形態中,被膜B31係以邊緣部310的斜面311朝光的發光方向側豎立成倒錐狀之方式而形成。被膜B31之寬度L3(參照第1圖)係0.25至1.0mm左右為佳。
在本實施形態中,雖將被膜B31設為環狀的帶狀,且使外周面317成為斜面311之形狀,惟亦可不為此種形狀。如第1圖所示,在本實施形態中,被膜B31的內周面316,亦與外周面317相同,與被膜上面315之角度為銳角。此係因利用光阻劑形成被膜時,利用邊緣部310朝光的發光方向而成為倒錐狀之現象,而形成邊緣部310,故內周面316側亦形成銳角。惟,被膜B31只要具有邊緣部310,內周面316(參照第1圖)可為任何形狀。例如,如以第1圖的 虛線所顯示之被膜內側部399,內周面316亦可為豎立成大致直角之形狀。
如前述,本實施形態之發光裝置100係為以基板20、安裝在基板20之發光元件10、以及以覆蓋發光元件10之方式而設置之透光性樹脂40所構成,該發光裝置100具有被膜300,該被膜300係以包圍發光元件之方式而形成,且邊緣部310的斜面311朝光的發光方向豎立成倒錐狀。根據本實施形態之發光裝置100,係利用下述現象,可有效地將透光性樹脂40形成為半球狀:在邊緣部310中,接觸角θ相對於平坦部401增大,且越使邊緣部310的斜面311朝光的發光方向形成倒錐狀(使被膜上面315與邊緣部310的斜面311之角度β愈小),接觸角θ越增大之現象,以及以光阻劑形成被膜時,使邊緣部310朝光的發光方向形成倒錐狀之現象。
此外,根據本實施形態之發光裝置100,從基板20的發光面25(被膜背面314)到被膜上面315為止之高度(L1+L2),可形成較低於從發光面25到發光元件10為止之高度L4,故來自發光元件10朝橫方向之光因不接觸被膜B31,因此可降低從發光元件10所發光之光的反射損失,且可提升高光取出效率。
此外,根據本實施形態之發光裝置100,藉由將透光性樹脂40形成為半球狀,可使對於發光元件10之透光性樹脂40的厚度均勻,且可降低發光裝置100之色斑。並且,因可藉由調整邊緣角度β加以調整接觸角θ,故可與發光 元件之配光特性相對應而將透光性樹脂40形成為任意的半球狀。藉此方式,可進一步降低色斑。
此外,根據本實施形態之發光裝置100,利用在具有二面角之邊緣部310處比起平坦部401,接觸角θ增大之現象,以及利用UV曝光之光阻劑形成被膜時邊緣部31朝光的發光方向形成倒錐狀之現象,可有效地形成半球狀的透光性樹脂40,且可提升光取出效率、指向性。此外,前述被膜之高度比前述發光元件低,故可降低來自前述發光元件朝橫方向之光的反射損失,更加使光取出效率更提升。
此外,根據本實施形態之發光裝置100,係因具備發光面與被膜,該發光面係安裝發光元件,而該被膜係以包圍前述發光元件之方式而形成,且具有與前述發光面大致平行之表面,該被膜具備邊緣部,該邊緣部係以前述被膜之側面與表面形成小於80度的角度,且成為銳角之方式而形成,並形成在前述表面與前述側面之交界,故可達成下述效果:覆蓋前述發光元件並且從前述發光元件觀看,可將填充至外側之前述邊緣部為止之透光性樹脂有效地形成為半球狀,並且提升光取出效率.指向性,且可使透光性樹脂的厚度均勻並可降低發光裝置之色斑。
如前述,可有效地且低成本地生產光取出效率、指向性高、色斑少的發光裝置。
第2實施形態.
使用第10圖、第11圖針對第2實施形態加以說明。 針對進行與在第1實施形態說明的部分(構成)共同的部分及相同的作用之部分,附加相同的符號,且省略其說明。
在第1實施形態中,發光裝置100具備被膜300,該被膜300具有邊緣部310,該邊緣部310係斜面311朝向光的發光方向豎立成倒錐狀,並且被膜上面315(被膜表面313)與斜面311所形成的角β為銳角。在第1實施形態中,為形成該邊緣部310,雖說明了關於進一步利用光阻劑將被膜B31形成在被膜A30上之方法,惟在本實施形態中,係針對以包圍發光元件10之方式將被膜A30之一部分予以去除為環狀,而形成邊緣部310之情況加以說明。
第10圖係為第2實施形態之發光裝置101的剖面圖。第11圖係為從上方觀看第2實施形態之發光裝置101的圖(平面圖)。另外,在第11圖中為了描繪上的方便,省略透光性樹脂40。
被膜A30係具備溝32,其係環狀地設置在發光元件10之周圍,該溝32係具備內側壁318與外側壁319。以包圍發光元件10之方式將塗佈在基板20上之高反射性的被膜A30之一部分,去除成環狀的帶狀。
邊緣312係形成在溝32的內側壁318之上端,而斜面311係形成在溝32的內側壁318。被膜表面313與內側壁318所形成的角度為銳角,而內側壁318係以其剖面從被膜表面313朝被膜背面314而逐漸變窄之方式而形成。換言之,內側壁318係其剖面朝光的發光方向形成倒錐狀(逐漸變寬的形狀)。因此,從內側壁318上端至內側壁318之 部分形成邊緣部310。外側壁319的形狀雖可形成為任何形狀,惟考慮加工的容易度時豎立成大致垂直者為佳。
被膜A30係具有40μm左右之厚度(L2)。溝32之開口部的寬度L5設為0.25至1.0mm左右,溝32的深度L6設為20μm左右。就為了形成溝32,而去除被膜A30的溝32部分之方法而言,雖可舉出傾斜地照射雷射光將被膜的一部分予以去除之雷射加工、使用有金屬工具之切削加工等,惟只要可依邊緣部310(內側壁318)朝光的發光方向豎立成倒錐狀之方式,來形成溝32,可為任何加工方法。
如前述,根據本實施形態之發光裝置101,將內側壁318朝光的發光方向豎立成倒錐狀之凹部(溝32)形成在被膜A30,且將內側壁318作為邊緣部310,而以邊緣部310抑制透光性樹脂40的流出,可有效地將透光性樹脂40形成為半球狀。
第3實施形態.
使用第12圖針對第3實施形態加以說明。第12圖係為從上方觀看第3實施形態之發光裝置102之圖(平面圖)。針對進行與在第1實施形態、第2實施形態已說明之部分(構成)共同之部分及相同的作用之部分,附加相同的符號,且省略其說明。
在第1實施形態、第2實施形態中,係針對以包圍發光元件10之方式將朝光的發光方向豎立成倒錐狀之邊緣部310連續性地形成為環狀之態樣作了說明。在第3實施形態中,係針對只要可使邊緣部310抑制透光性樹脂40 的流出,且將透光性樹脂40形成為半球狀,亦可為不連續之情況作了說明。
如第12圖所示,被膜B31係雖以包圍發光元件10之方式形成為環狀,惟不為連續的環狀,而是形成不連續的環狀。被膜B31係具有不連續部36。如第12圖所示,在被膜B31之圓形的圓周上以等間隔於6個處所具有不連續部36。邊緣312、斜面311亦不為連續之環狀,而是形成不連續的環狀。
如前述,只要可使邊緣部310抑制透光性樹脂40的流出,且將透光性樹脂40形成為半球狀,不連續部36之位置、不連續部36之數目係可加以適當變更。
在本實施形態中,其特徵係以包圍發光元件10之方式形成,且邊緣部310豎立成倒錐狀之被膜B31,只可抑制透光性樹脂40的流出,亦可為不連續。如前述,藉由以不連續的被膜B31包圍發光元件10,來抑制透光性樹脂40的流出,可將透光性樹脂40形成為半球狀。
第4實施形態.
使用第13圖針對第4實施形態加以說明。第13圖係從上方觀看第4實施形態之發光裝置103的圖(平面圖)。針對進行與在第1實施形態至第3實施形態已說明的部分(構成)共同之部分及相同的作用之部分,附加相同的符號,且省略其說明。
在第1實施形態至第3實施形態中,係說明關於以邊緣部310朝光的發光方向豎立成倒錐狀之被膜B31所覆蓋 的發光元件10為一個的情況。在第4實施形態中,係針對以邊緣部B310朝光的發光方向豎立成倒錐狀之被膜B31所覆蓋的發光元件10至少為一個以上之情況加以說明。
如第13圖所示,發光裝置103係在邊緣部310之內側的基板20之區域安裝4個發光元件10。邊緣部310係以包圍4個發光元件10之方式而形成。4個發光元件10大致均等地配置為圓形,而被膜B31係以包圍4個發光元件10之方式形成為圓環狀。
根據在第1實施形態至第3實施形態中所說明之邊緣部310,可將透光性樹脂40有效地形成為半球狀。因此,如本第4實施形態之發光裝置103,藉由使複數個發光元件10大致均等地配置在被膜B31內的基板區域,可得到更加明亮且色斑少的發光裝置103。存在於被膜B31內之發光元件10只要至少存在一個以上即可,而數目不特別地限制。
如前述,根據本實施形態之發光裝置103,藉由一次成批地利用相同的透光性樹脂40將複數個發光元件10予以覆蓋,可提供生產性佳且明亮的發光裝置103。
第5實施形態.
使用第14圖、第15圖針對第5實施形態加以說明。第14圖係為第5實施形態的發光裝置104之剖面圖。第15圖係為從上方觀看第5實施形態的發光裝置104之圖(平面圖)。
針對進行與在第1實施形態至第4實施形態已說明的 部分(構成)共同之部分及相同的作用之部分,附加相同的符號,且省略其說明。
在第1實施形態至第4實施形態中,係針對使用邊緣部310朝光的發光方向豎立成倒錐狀之被膜300(被膜B31、被膜A30),而將發光元件10包圍成圓形的環狀(圓環狀)之情況作了說明。在本實施形態中,邊緣部310其包圍發光元件10的環狀之形狀並非為圓環狀而為橢圓形的環狀(亦即,橢圓環狀)。
藉由邊緣部310所包圍之區域內的發光元件10之配置如第15圖所示為以排列成1列之方式而呈長邊方向長的情況,或者,即使排列成複數列亦使長邊方向相對於短邊方向配置有較多的發光元件10之情況等,與發光元件10的配置相對應,而藉由邊緣部310所形成之形狀係可任意地加以變更。
在本實施形態中,在基板20上安裝有複數個(3個)發光元件10而成一列之直線狀。該情況,藉由將包圍發光元件10之邊緣部豎立成倒錐狀之被膜B31形成為橢圓狀,即可提高來自發光元件10之光取出效率、指向性。
如前述,包圍發光元件10之邊緣部310豎立成倒錐狀之被膜B31係不僅為圓形,可與發光元件10的配置相對應,採取橢圓形狀、角部形成圓形的多角形狀等之任意的形狀。
本實施形態之發光裝置104,以包圍發光元件10之方式而形成之被膜B(邊緣部310)的形狀,係不僅為圓形之情 況,可與橢圓狀等發光元件10之配置相對應,而變更為種種形狀。藉由與發光元件10之配置、個數相對應而變更邊緣部310(擋止被膜)的形狀,即可與各別的發光元件10之配置相對應,且得到具備有高的光取出效率,指向性之發光裝置104。
第6實施形態.
使用第16圖針對第6實施形態加以說明。在本實施形態中,針對進行與第1實施形態至第5實施形態共同之部分及相同的作用之部分,附加相同的符號,且省略其說明。
在第1實施形態至第5實施形態中,雖針對在透光性樹脂40中不含填充物(filler)(用以提高黏度之礦物微粒子粉末)之情況作了說明,惟在第6實施形態中係針對將無機填充物41分散到透光性樹脂40,更加提升成為半球狀的成形性之態樣加以說明。
第16圖係為第6實施形態之發光裝置105的剖面圖。在本第6實施形態中,係於透光性樹脂40中,分散有無機填充物41而提升黏度。
就無機填充物41而言,宜為使用初始粒子直徑為數nm之奈米二氧化矽。藉由使用數nm之微粒子,適當地保持分散性,且抑制凝集,即可制止穿透損失。藉由使無機填充物41分散,提升黏度,使潤溼擴散所需之時間延長,即可更加有效地且精準地將透光性樹脂40形成為半球狀。在無機填充物41使用有奈米二氧化矽(平均初始粒子直徑7nm)時,濃度範圍係為1至6wt%左右,更宜為設2wt% 左右,而黏度係10至40Pa‧s左右為佳。
將奈米二氧化矽填充至較前述高濃度時,由於黏度過高,會有因灌注而使塗佈精確度降低之疑慮。此外,屬於較前述低濃度時,不能在被膜B31之邊緣部加以阻擋,會有使透光性樹脂40流出之虞慮。
如前述,藉由將無機填充物41分散到透光性樹脂40,來提升黏度,可更有效地且精準地將透光性樹脂形成為半球狀。
本實施形態之發光裝置105係因在透光性樹脂40含無機填充物41,黏度提升,故可將透光性樹脂40形成更加近似半球狀。
第7實施形態.
使用第17圖針對第7實施形態加以說明。在本實施形態中,針對進行與第1實施形態至第6實施形態共同之部分及相同的作用之部分附加相同的符號,且省略其說明。
在第1實施形態至第6實施形態中,係針對在透光性樹脂40中不含螢光材料之情況作了說明。在本第7實施形態中,係針對將螢光材料42分散到透光性樹脂40,且將來自發光裝置106的光調整為期望的顏色之態樣加以說明。
第17圖係為第7實施形態之發光裝置106的剖面圖。在本實施形態之發光裝置106中,於透光性樹脂40中,分散有螢光材料42,可將來自發光元件10之發光轉換為期望的顏色。螢光材料42的材質係不特別地限制,設屬於吸 收光,且發出更長波長的光之材質。
根據第1實施形態至第5實施形態之發光裝置100至104,因可相對於發光元件10,以使透光性樹脂40的厚度成為均勻之方式將透光性樹脂40形成為半球狀,故可將螢光材料42的存在比例設為均等(相同),並降低色斑。
如前述,藉由使螢光材料42分散到透光性樹脂40,且在形成為半球狀之透光性樹脂40含有顏色轉換色素(螢光材料42),從而可使色斑使減少,且獲得期望的發光顏色。
第8實施形態.
使用第18圖針對第8實施形態加以說明。第18圖係為表示本實施形態之照明器具200的一例之圖。另外,針對進行與第1實施形態至第7實施形態共同的部分及相同的作用之部分,附加相同的符號,且省略其說明。
在本實施形態中,係針對將具有第1實施形態至第7實施形態所記載之發光裝置100至106之構成的發光裝置嵌入到器具,擔負作為照明裝置,及顯示裝置之角色的情況加以說明。
使用第18圖,針對照明器具200的構成加以說明。照明器具200具備本體50、電源單元51、反射板52、絕緣片53、光源54、反射器(reflector)55、蓋子56、以及線鉤(looper)57。
在本體50上,嵌入有電源單元51、反射板52。反射板52係反射率高者為佳,由成本的觀點來看白色塗漆鋼板 為佳。在反射板52上黏貼絕緣片53,且在其上裝載有光源54。
光源54具備有第1實施形態至第7實施形態的發光裝置100至106之構成。光源54係為裝設有發光裝置100至106之至少任一者之光源基板。光源54亦可裝設一個或複數個發光裝置100至106之任一者,亦可將發光裝置100至106中之不同的複數種類予以組合而裝設。如第18圖所示,光源54例如為排列複數個發光裝置100且將之予以裝設之長形的光源基板。
在本體50上,配置有點亮光源54之點燈裝置(未圖示),以及供應電源到點燈裝置之電源裝置(未圖示)等。
在光源54上,設置反射器55,來控制光的方向。反射器55係高反射樹脂製品為佳。並且,在反射器55上,設置有蓋子56與線鉤57,以減緩光源54的耀眼。
如前述,根據本實施形態之照明器具200,由於藉由具備高反射性之被膜(透明被膜)與前述透光性樹脂來控制從發光裝置所放射之光指向性,故用以控制光指向性無需特別的構造‧零件,可得到便宜且輕量‧小型的照明裝置。此外,可削減用以控制光指向性所使用之反射板、線鉤、透鏡等之光損失,故可得到高效率且省能源性能佳的照明裝置。
此外,亦可將具有如第1實施形態至第7實施形態所記載之發光裝置100至106之構成的光源,適用在顯示裝置。針對具備有在第18圖說明的光源54之顯示裝置的一 例加以說明。
顯示裝置係具備有:具備複數個發光元件之長形的光源54、屬於將從光源54所發出之光轉換成面發光的轉換元件的導光體、以及透光性的顯示板。顯示板例如使用在標誌與誘導燈等,而將顯示之內容予以顯示者。顯示裝置具有一種構造,其係可藉由導光體將從光源54所發出的光轉換為面發光,並藉由導光體之面發光,從背面將顯示板予以照射。
在此,光源54所具備之發光元件亦可為在第1實施形態至第7實施形態所說明之發光裝置100至106中之任一者,亦可為將發光裝置100至106中之複數種類予以組合者。
另外,本實施形態之照明器具及顯示裝置並不限於前述的構成。
如前述,根據本實施形態之顯示裝置因具備有:具備第1實施形態至第7實施形態所記載之至少任一個發光裝置的光源基板,以及作為轉換為面發光之轉換元件的導光體,故可藉由前述透明被膜將與光源基板大致平行的光線之方向變更為近似於光源基板的法線之方向。因此,可將發光元件吸收彼此的放射光所引起的光損失予以削減,並且提高朝導光體之光的入射效率,故可得到高效率的顯示裝置。
如前述,藉由將具有發光裝置100至106之構成的發光裝置嵌入到照明器具、顯示裝置,可實現高性能的照明 器具、顯示裝置。
以上,雖針對第1實施形態至第8實施形態作了說明,惟亦可部分地將諸該8個實施形態予以組合來實施。或者,亦可部分地將諸該之中的一個實施形態予以實施。或者,亦可部分地將諸該之中的2個以上之實施形態予以組合來實施。此外,亦可以任何方式將諸該8個實施形態予以組合而實施。
10‧‧‧發光元件
20‧‧‧基板
21‧‧‧凸塊
22‧‧‧接合材料
23‧‧‧金屬線
25‧‧‧發光面
30‧‧‧被膜A
31‧‧‧被膜B
40‧‧‧透光性樹脂
100‧‧‧發光裝置
300‧‧‧被膜
310‧‧‧邊緣部
311‧‧‧斜面
312‧‧‧邊緣
313‧‧‧被膜表面
314‧‧‧被膜背面
315‧‧‧被膜上面
316‧‧‧內周面
317‧‧‧外周面
399‧‧‧被膜內側部

Claims (16)

  1. 一種發光裝置,其具備:發光面,係安裝有發光元件;以及被膜,其具有將前述發光元件之周圍的發光面予以覆蓋之背面、以及與背面相對向的表面,且具備邊緣部,該邊緣部具有斜面與邊緣,該斜面係以包圍前述發光元件之方式形成為環狀,且以從前述表面朝向前述背面而直徑縮小之方式而形成,並且以與前述表面之角度成為銳角之方式而形成,而該邊緣形成在前述表面與前述斜面之交界。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中前述發光裝置復具備覆蓋前述發光元件,並且將前述邊緣部之內側予以填充之透光性樹脂。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置,其中前述透光性樹脂係從液體變為固體,並以液體的狀態之液滴滴下到邊緣部的內側,且在滴下之液滴的擴散藉由邊緣所阻擋之狀態下而固化。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之發光裝置,其中前述透光性樹脂含有無機填充物。
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之發光裝置,其中前述透光性樹脂含有顏色轉換色素。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中前述被膜係環狀地設置在前述發光元件的周圍,並且具備外周面, 前述邊緣形成在前述外周面的上端,前述斜面形成在前述外周面。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中前述被膜具備環狀地設置在前述發光元件周圍的溝,該溝具備內側壁,前述邊緣形成在前述內側壁之上端,前述斜面形成在前述內側壁。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中從前述發光面到前述邊緣為止之高度,較低於從前述發光面到前述發光元件為止的高度。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中前述邊緣形成為不連續的環狀。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中前述邊緣形成為圓環狀。
  11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中前述邊緣形成為橢圓環狀。
  12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光裝置,其中前述斜面與前述表面形成之角度小於80度。
  13. 一種發光裝置,其具備:安裝有發光元件的發光面;以及被膜,其以包圍前述發光元件之方式而形成,且具有與前述發光面大致平行的表面,該被膜具有邊緣部,該邊緣部係以前述被膜的側面與表面形成比80度小的角度而成為銳角之方式而形成,且形成在前述表 面與前述側面的交界。
  14. 一種照明裝置,其具備:光源基板,具備如申請專利範圍第1項至第3項中任一項或第13項所述之發光裝置;點燈裝置,用以將前述光源基板所具備之前述發光裝置予以點亮;以及電源裝置,供應電源到前述點燈裝置。
  15. 一種顯示裝置,其具備:透光性的顯示板;光源基板,具備如申請專利範圍第1項至第3項中任一項或第13項所述之發光裝置;以及導光體,其為將從前述光源基板所發出的光轉換為面發光之轉換元件,而從前述顯示板的背面朝前述顯示板發光。
  16. 一種發光裝置之製造方法,係具備安裝有發光元件的發光面之發光裝置之製造方法,其中前述發光裝置具備被膜,該被膜具有將前述發光元件之周圍的前述發光面予以覆蓋之背面、以及與背面相對相的表面,且具備邊緣部,該邊緣部具有斜面與邊緣,該斜面係以包圍前述發光元件之方式形成為環狀,且以從前述表面朝向前述背面而直徑縮小之方式而形成,並且以與前述表面之角度成為銳角之方式而形成,而該邊緣形成在前述表面與前述斜面之交界,該製造方法係將液體狀態之透光性樹脂作為液滴 而滴下到前述邊緣部之內側,且在滴下之前述透光性樹脂的液滴之擴散藉由前述邊緣所阻擋之狀態下,使前述透光性樹脂固化。
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