TW201806190A - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠提高光之輸出與演色性之發光裝置。 本發明之發光裝置100具備:包裝體2,其作為基台;發光元件1,其配置於包裝體2;第1波長轉換構件3,其覆蓋發光元件1之側面,且含有將發光元件1發出之光轉換為發光峰值波長較發光元件1之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及第2波長轉換構件4,其覆蓋發光元件1之上表面及包裝體2,且含有將發光元件1發出之光轉換為發光峰值波長較發光元件1之發光峰值波長更長、且較第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體。第2波長轉換構件4之覆蓋包裝體2之部分中,發光元件1之上表面之高度處之第2螢光體的濃度小於發光元件1之下表面之高度處之第2螢光體的濃度,第2螢光體將第1螢光體之發光峰值波長之光反射。

Description

發光裝置及其製造方法
本發明係關於一種發光裝置及其製造方法。
使用有LED(Light Emitting Diode,發光二極體)等半導體發光元件之發光裝置於背光源、照明、車載照明燈等市場中被廣泛應用。又,為了輸出演色性較高之白色光,提出有使用藍色LED、及綠色至黃色螢光體或紅色螢光體等複數種螢光體之發光裝置。複數種螢光體一般為混合於密封樹脂並塗佈於LED之表面之構成,但若將複數種螢光體混合而使用,則比重或粒徑較大之黃綠色螢光體會先下沉,故出自黃綠色螢光體之光易被紅色螢光體吸收。紅色螢光體亦被出自黃綠色螢光體之光激發而發出紅色光,但由於成為2個階段之激發,故若自出自藍色LED之藍色光來看,則波長轉換效率降低,而導致作為白色光源之輸出下降。 例如,於專利文獻1~5中,提出有使用藍色LED、及綠色螢光體或紅色螢光體等複數種螢光體之發光裝置。於該等專利文獻中,提出有如下構成之發光裝置,即,自藍色LED側朝向光被提取之外側依序配置紅色螢光體層、綠色螢光體層,從而出自綠色螢光體之綠色光難以被紅色螢光體吸收。 又,例如,於專利文獻6中提出有一種發光裝置,其藉由在LED之下表面側設置光反射膜而能夠提高出自上表面側及側面側之光輸出。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2007-184330號公報 [專利文獻2]日本專利特開2007-184326號公報 [專利文獻3]日本專利特開2009-182241號公報 [專利文獻4]日本專利特開2005-228996號公報 [專利文獻5]日本專利特開2004-71726號公報 [專利文獻6]日本專利特開2011-243977號公報
[發明所欲解決之問題] 然而,於專利文獻1~專利文獻5所記載之發光裝置中,於光之輸出及演色性兩方面存在改善之餘地。又,於專利文獻6所記載之發光裝置中,若將複數種螢光體混合而配置,則發光裝置之輸出之提高亦有極限。 本發明之實施形態之課題在於提供一種能夠提高光之輸出與演色性之發光裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明之實施形態之發光裝置構成為,具備:基台;發光元件,其配置於上述基台;第1波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之側面,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及第2波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之上表面及上述基台,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長、且較上述第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體;且上述第2波長轉換構件之覆蓋上述基台之部分中,上述發光元件之上表面之高度處之上述第2螢光體之濃度即第1濃度小於上述發光元件之下表面之高度處之上述第2螢光體之濃度即第2濃度,上述第2螢光體將上述第1螢光體之發光峰值波長之光反射。 又,另一態樣中之本發明之實施形態之發光裝置構成為,具備:基台;發光元件,其配置於上述基台;第1波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之側面,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及第2波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之上表面及上述基台,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長、且較上述第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體;且於自上表面朝向下表面切斷上述第2波長轉換構件而成之剖面中,自上述發光元件之高度之二分之一高度至上述發光元件之上表面為止之高度內的上述第2螢光體之剖面所占之面積之比率即第1面積率小於自上述基台之上表面起之上述發光元件之高度之二分之一高度內的上述第2螢光體之剖面所占之面積之比率即第2面積率。 又,又一態樣中之本發明之實施形態之發光裝置構成為,具備:基台;發光元件,其配置於上述基台,第1波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之側面,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及第2波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之上表面及上述基台,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長、且較上述第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體;且上述第2波長轉換構件至少在配置於上述基台之部分,將上述第2螢光體配置成層狀,且該層之厚度為上述發光元件之高度之四分之三以下。 本發明之實施形態之發光裝置之製造方法構成為,依序包含以下步驟:將至少1個發光元件配置於支持構件上;將含有第1螢光體之第1波長轉換構件配置於上述發光元件之側面;將設置有上述第1波長轉換構件之上述發光元件配置於基台上;及被覆設置有上述第1波長轉換構件之上述發光元件之上表面及側面,配置含有第2螢光體之第2波長轉換構件。 [發明之效果] 根據本發明之實施形態之發光裝置及其製造方法,能夠提高光之輸出與演色性。
以下,對實施形態之發光裝置及其製造方法進行說明。 再者,於以下之說明中參照之圖式係概略性地表示實施形態者,故存在將各構件之尺度或間隔、位置關係等誇張、或者省略構件之一部分圖示之情形。又,例如於俯視圖及其剖視圖中,亦存在各構件之尺度或間隔不一致之情形。又,於以下之說明中,關於同一名稱及符號,原則上表示同一或相同性質之構件,適當省略詳細之說明。 又,於實施形態之發光裝置及其製造方法中,「上」、「下」、「左」及「右」等係視狀況而更換者。於本說明書中,「上」、「下」等在為了說明而參照之圖式中係表示構成要素間之相對位置,只要事先未特別說明則並非意欲表示絕對之位置。 又,於本說明書中,色名與色度座標之關係、光之波長範圍與單色光之色名之關係等係只要事先未特別說明,則依照日本工業標準JISZ8110。具體而言,單色光之波長範圍中,380 nm~455 nm為藍紫色,455 nm~485 nm為藍色,485 nm~495 nm為藍綠色,495 nm~548 nm為綠色,548 nm~573 nm為黃綠色,573 nm~584 nm為黃色,584 nm~610 nm為黃紅色,610 nm~780 nm為紅色。 [發光裝置之構成] 參照圖1A~圖1C對實施形態之發光裝置之構成進行說明。 圖1A係表示實施形態之發光裝置之構成之立體圖。圖1B係表示實施形態之發光裝置之構成之俯視圖。圖1C係表示實施形態之發光裝置之構成之剖視圖,且表示圖1B之IC-IC線處之剖面。 再者,於圖1A、圖1B中,由點構成之影線表示於凹部23a存在第2波長轉換構件4。 又,於圖1C所示之剖視圖中,導線5之一部分、保護元件6及接合構件72因位於較剖面更靠近前側而無法觀察,但為了方便起見以虛線圖示。關於下述圖4A、圖7~圖8B亦相同。 又,於圖1A~圖1C、及下述圖6A~圖8B中,發光元件1之n側電極13及p側電極14進行簡化而僅圖示出相當於兩極之外部連接部13a、142a之部分。 本實施形態之發光裝置100係具備以下部分而構成:發光元件1,其俯視形狀為大致正方形;包裝體2,其係用以載置發光元件1之基台,且俯視形狀為大致正方形;第1波長轉換構件3,其覆蓋發光元件1之側面;及第2波長轉換構件4,其覆蓋發光元件1之上表面以及第1波長轉換構件3之上表面及側面。 發光元件1設置於包裝體2之於上表面側具有開口之凹部23a內,且使用具有透光性之接合構件71而接合於凹部23a之底面23b。又,發光元件1係其正負之焊墊電極即n側電極13及p側電極14分別使用接合用之導線5而與露出於凹部23a之底面23b之對應之極性的引線電極21、22電性連接。 又,於凹部23a內設置有保護元件6,且利用具有導電性之接合構件72與導線5而與引線電極21、22電性連接。第2波長轉換構件4設置於凹部23a內,且將發光元件1及保護元件6密封。 又,發光元件1發出之光係一部分由第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體進行波長轉換,另一部分由第2波長轉換構件4中所含有之第2螢光體進行波長轉換,又,剩餘之部分不進行波長轉換,各部分之光混合而自凹部23a之開口朝上方向出射。 又,於本實施形態之發光裝置100中,發光元件1係搭載有1個,但亦能搭載2個以上。 此處,參照圖2對發光元件1之構成例進行說明。圖2係表示本實施形態之發光裝置中之發光元件之構成例的剖視圖。 再者,於本實施形態中,發光裝置100為頂視型,故以基板11之主面相對於發光裝置100之朝向上表面側之面即凹部23a之底面23b成平行之方式安裝發光元件1。 發光元件1可較佳地使用LED等半導體發光元件。本實施形態中之發光元件1於俯視時形成為大致正方形,且具備基板11、半導體積層體12、n側電極13、p側電極14、保護膜15、及光反射膜16而構成。又,本實施形態中之發光元件1於基板11之一主面上具備具有LED(發光二極體)構造之半導體積層體12,進而於半導體積層體12之一面側具備n側電極13及p側電極14,具有適合於面朝上型安裝之構造。 基板11係支持半導體積層體12者。又,基板11亦可為用以使半導體積層體12磊晶成長之成長基板。作為基板11,例如於對半導體積層體12使用氮化物半導體之情形時,可使用藍寶石(Al2 O3 )。 半導體積層體12係於基板11之一主面上積層n型半導體層12n及p型半導體層12p而成,且藉由對n側電極13及p側電極14間接通電流而發光。半導體積層體12較佳為於n型半導體層12n與p型半導體層12p之間具備活化層12a。 於半導體積層體12,形成有局部地不存在p型半導體層12p及活化層12a之區域、即自p型半導體層12p之表面凹陷之階差部12b。階差部12b之底面由n型半導體層12n構成。於階差部12b之底面設置有n側電極13,且與n型半導體層12n電性連接。 又,於發光元件1之外緣部,亦形成有不存在p型半導體層12p及活化層12a之階差部12c。階差部12c係將晶圓單片化時之切斷區域即切割道。 半導體積層體12較佳地使用藉由液相成長法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,有機金屬化學氣相沈積)法等在基板上積層半導體而形成者。作為半導體材料,可根據混晶度之選擇而對紫外光至紅外光之發光波長進行各種選擇,故可更佳地使用由InX AlY Ga1-X-Y N(0≦X,0≦Y,X+Y<1)所表示之氮化鎵系半導體。 n側電極13係於半導體積層體12之階差部12b之底面以與n型半導體層12n電性連接之方式設置,且係用以將出自外部之電流供給至發光元件1之負極側之電極。又,n側電極13於俯視時於發光元件1之角部具有外部連接部13a。 n側電極13可使用例如Cu、Au或以其等中之任一金屬為主成分之合金,以便適合於藉由導線接合等而與外部之連接。 p側電極14係於p型半導體層12p之上表面以與p型半導體層12p電性連接之方式設置,且係用以將出自外部之電流供給至發光元件1之正極側之電極。又,p側電極14具有將透光性電極141與焊墊電極142積層而成之構造。 下層側之透光性電極141係以被覆p型半導體層12p之上表面之大致整個面之方式設置。透光性電極141係作為用以使經由焊墊電極142而自外部供給之電流於p型半導體層12p之整個面擴散之電流擴散層發揮功能者。透光性電極141可使用導電性金屬氧化物而形成,尤其是ITO(摻Sn之In2 O3 )於可見光(可見光區域)中具有較高之透光性,為導電率較高之材料,故較佳。 上層側之焊墊電極142係設置於透光性電極141之上表面之一部分且用以與外部之電極連接之層。又,焊墊電極142包含用以藉由導線接合等而與外部連接之外部連接部142a、及自外部連接部142a延伸之延伸部142b。延伸部142b係以能夠使電流更有效率地擴散之方式配置。焊墊電極142與上述n側電極13同樣地,可使用例如Cu、Au或以其等中之任一金屬為主成分之合金,以便適合於藉由導線接合等而與外部之連接。 再者,於本實施形態中,焊墊電極142之外部連接部142a及延伸部142b均以相同之材料構成。 保護膜15係具有透光性及絕緣性且除基板11之側面及下表面以外被覆發光元件1之上表面及側面之大致整體的膜。又,保護膜15於n側電極13之上表面具有開口部15n,且於p側電極14之焊墊電極142之上表面具有開口部15p。自該開口部15n、15p露出之區域係外部連接部13a、142a。 作為保護膜15,可較佳地使用例如SiO2 、TiO2 、Al2 O3 等氧化物;SiN等氮化物;MgF等氟化物。 光反射膜16設置於發光元件1之與光提取面為相反側之面即基板11之下表面側。光反射膜16較佳為使用將折射率互不相同之2種以上之介電體積層而成之分佈布勒格反射鏡(DBR,Distributed Bragg Reflector)膜。作為用於DBR膜之介電體,可舉出例如SiO2 與Nb2 O5 之組合。 又,於使用DBR膜作為光反射膜16之情形時,較佳為以使高率地進行光反射之波長區域之中心成為發光元件1之發光峰值波長之方式決定介電多層膜之各層之膜厚。藉此,可使發光元件1發出之光導入至設置於發光元件1之上表面之第1波長轉換構件3或設置於發光元件1之側面之第2波長轉換構件4。 此處,對發光元件1發出藍色光且第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體發出紅色光之情形進行說明。若作為光反射膜16之DBR膜以顯示較高之光反射率之波長區域之中心成為發光元件1之發光峰值波長之方式設置,則光反射膜16成為使出自第1螢光體之紅色光之大部分透過之特性。 因此,由第1螢光體予以波長轉換之光中朝下方傳播之光透過光反射膜16而入射至透光性之接合構件71。 再者,發光元件1於俯視時之外形形狀並不限定於正方形,亦可為長方形、三角形、六邊形等多邊形,還可為圓形或橢圓形等。又,發光元件1中,n側電極13及p側電極14之配置區域或形狀、層構造等、以及階差部12b之配置區域或形狀等並不限定於本實施形態,可適當地設定。 返回至圖1A~圖1C,繼續對發光裝置100之構成進行說明。 包裝體(基台)2係具有引線電極21、22、及樹脂部23而構成。包裝體2係外形於俯視時為大致正方形,且具有於發光裝置100之厚度方向上形成為扁平之大致四角柱形狀。包裝體2係以於上表面具有供搭載發光元件1之凹部23a之開口且自該開口出射光之方式構成,適合於頂視型之安裝。 引線電極21及引線電極22係與正負極性對應之一對電極。引線電極21、22係以由樹脂部23支持之方式設置,且以引線電極21之上表面與引線電極22之上表面相互隔開並露出於凹部23a之底面23b之方式配置。 又,包裝體2之下表面露出有引線電極21、22,且成為用以與外部連接之發光裝置100之安裝面。因此,發光裝置100係以如下方式安裝,即,使底面與安裝基板對向,使用焊料等導電性之接合構件將引線電極21、22之下表面與安裝基板之配線圖案接合。 引線電極21、22係使用板狀之金屬而形成,其厚度可均勻,亦可局部地變厚或變薄。 構成引線電極21、22之材料並未特別限定,但較佳為熱導率相對較大之材料且具有相對較大之機械強度者、或者容易進行衝壓加工或蝕刻加工等之材料。具體而言,可列舉銅、鋁、金、銀、鎢、鐵、鎳等金屬或鐵-鎳合金、磷青銅等合金等。又,於內部引線部21a、22a之露出於凹部23a之底面23b之面,為了效率良好地提取出自所搭載之發光元件1、第1波長轉換構件3及第2波長轉換構件4之光,較佳為實施具有良好之光反射性之Ag等之反射鍍覆。 樹脂部23係用以支持引線電極21、22之包裝體2之母體。樹脂部23構成為,具有於上表面側具有開口之凹部23a,且引線電極21、22相互隔開地露出於該凹部23a之底面23b。又,樹脂部23之下表面側露出引線電極21、22,成為安裝面。 於作為凹部23a之底面23b的引線電極21、22上搭載有1個發光元件1與1個保護元件6。凹部23a之內側面成為以越朝上方越變寬之方式傾斜之傾斜面,且以使自發光元件1朝側方出射之光向作為光提取方向之上方反射之方式構成。 又,於俯視時為大致正方形之凹部23a之1個角形成為被進行過倒角之形狀,且成為用以識別引線電極21、22之極性之負極標誌23c。 樹脂部23係由藉由在具有透光性之樹脂中含有光反射性物質之粒子而被賦予光反射性之材料所形成,於凹部23a中,亦作為用以將出自發光元件1之光反射並使其朝上方有效率地出射之光反射構件發揮功能。 又,於凹部23a內填充有透光性之第2波長轉換構件4。 作為用於樹脂部23之樹脂材料,較佳為對發光元件1發出之光之波長具有良好之透光性,可使用熱固性樹脂或熱塑性樹脂。例如,於熱固性樹脂,可列舉矽酮樹脂、改性矽酮樹脂、矽酮混合樹脂、環氧樹脂、改性環氧樹脂、尿素樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、酚系樹脂、不飽和聚酯樹脂或包含1種以上該等樹脂之混合樹脂等。 作為樹脂部23中所含有之光反射性物質,較佳為使用與上述樹脂材料之折射率差較大、且具有良好之透光性之材料之粒子。作為此種光反射性物質,折射率較佳為例如1.8以上,與樹脂材料之折射率差較佳為例如0.4以上。又,光反射性物質之粒子之平均粒徑較佳為0.08 μm以上且10 μm以下,以便能以較高之效率獲得光散射效果。 又,只要事先未特別說明,則光反射性物質或螢光體等粒子之粒徑之值設為利用空氣透過法或Fisher Sub-Sieve Sizers(費氏粒度測定儀)所測定之平均粒徑。 又,作為光反射性物質,具體而言,可使用TiO2 (氧化鈦)、Al2 O3 (氧化鋁)等白色顏料之粒子。其中,TiO2 相對於水分等相對較穩定且為高折射率,又,熱導性亦優異,故較佳。 又,該樹脂材料於可獲得充分之光反射性且不損及形成包裝體之形狀時之成形性之範圍內含有光反射性物質。因此,樹脂部23中所含有之光反射性物質之含有率較佳設為10質量%以上且60質量%以下。 第1波長轉換構件3係以覆蓋發光元件1之側面之方式設置,且將發光元件1發出之光之一部分轉換為不同波長之光者。因此,第1波長轉換構件含有將發光元件1發出之光轉換為發光峰值波長較發光元件1之發光峰值波長更長之光的波長轉換物質即第1螢光體之粒子。 第1波長轉換構件3可使用含有第1螢光體之粒子之透光性之樹脂材料而形成。作為樹脂材料,可使用與上述包裝體2之樹脂部23所使用之材料相同之材料。 再者,第1波長轉換構件3係以覆蓋發光元件1之側面之整體之方式設置,但並未設置於發光元件1之上表面。因此,於發光元件1之上表面,以與發光元件1相接之方式設置有第2轉換構件4。 第2波長轉換構件4係以覆蓋發光元件1之上表面以及第1波長轉換構件3之上表面及側面之方式設置於作為基台之包裝體2之凹部23a內,且將發光元件1發出之光之一部分轉換為不同波長之光者。因此,第2波長轉換構件4含有將發光元件1發出之光轉換為發光峰值波長較發光元件1之發光峰值波長更長、且較第1螢光體之發光峰值波長更短之光的波長轉換物質即第2螢光體之粒子。 又,於本實施形態中,第2波長轉換構件4亦為將發光元件1、第1波長轉換構件3、保護元件6、及導線5等密封之密封構件。 第2波長轉換構件4於凹部23a之底面23b側、即底面23b之附近、發光元件1及第1波長轉換構件3之上表面之附近,具有相對高濃度地含有第2螢光體之高濃度區域4a。 較佳為以發光元件1之上表面之高度處之第2螢光體的濃度即第1濃度成為發光元件1之下表面之高度、即高濃度區域4a中之第2螢光體之濃度即第2濃度之二分之一以下的方式配置第2螢光體之粒子。尤其更佳為第1濃度為第2濃度之五分之二以下。換言之,於第2波長轉換構件4中,第2螢光體偏集存在於底面23b側,第2螢光體實質上呈層狀配置。藉此,可減小出自第1波長轉換構件3之光被第2波長轉換構件4遮蔽之比率,而使出自第1波長轉換構件3之光朝側方出射。 又,層狀之高濃度區域4a較佳為以上端成為第1波長轉換構件3之高度之四分之三以下之高度的方式設置,更佳為以上端成為第1波長轉換構件3之高度之三分之二以下之高度的方式設置。換言之,較佳為於第1波長轉換構件3之外側面之上層部之四分之一以上之區域、更佳為三分之一以上之區域實質上不配置第2螢光體。 如此,在設置於發光元件1之側面之第1波長轉換構件3之外側面的上層部設置不含有第2螢光體之區域或第2螢光體之濃度較低之區域,藉此,能夠將第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體發出之光容易地提取至外部,而不會被第2螢光體反射或吸收等。 又,藉由將第2螢光體偏集存在於熱導性較作為第2波長轉換構件4之母材之樹脂更高之發光元件1或引線電極21、22之附近而配置,能夠將第2螢光體發出之伴隨斯托克損耗(Stokes loss)而產生之熱效率良好地釋放至外部。 再者,所謂第2螢光體之濃度較低之區域,例如可設為發光元件1之下表面之高度處之第2螢光體之濃度之二分之一以下之濃度的區域。又,所謂高濃度區域4a,可設為濃度高於發光元件1之下表面之高度處之第2螢光體之濃度之二分之一的區域。 又,第2螢光體之配置亦可藉由第2波長轉換構件4之剖面中之第2螢光體之粒子之剖面的面積率規定,而代替藉由上述濃度之規定。 具體而言,能以如下方式規定,即,於自上表面朝向下表面切斷第2波長轉換構件5而成之剖面中,自發光元件1之高度之二分之一高度至發光元件1之上表面為止之高度內的第2螢光體之剖面所占之面積之比率即第1面積率小於自作為基台之包裝體2之上表面起之發光元件1之高度之二分之一高度內的第2螢光體之剖面所占之面積之比率即第2面積率。 此處,決定第1面積率及第2面積率時參照之第2波長轉換構件4之剖面之區域可設為符合分別相當之上述高度範圍之帶狀之整個區域。即,第1面積率及第2面積率由第2波長轉換構件4之剖面中分別相當之高度範圍之整個區域內的第2螢光體之剖面所占之面積的比率決定。藉由將參照區域設為符合之高度範圍之整個區域,即便橫向之第2螢光體之局部分佈存在不均,亦能夠適當地評價對出自第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體之光之外部提取的影響。 又,用以決定第1面積率及第2面積率之參照區域亦可設為第2波長轉換構件4之剖面之分別對應之高度範圍之部分區域而非整個區域。此時,參照之部分區域可設為自發光元件1之側方延伸至發光元件1之高度量之長度而成之長方形區域。即,第1面積率及第2面積率係由分別對應之高度範圍於該長方形區域內的第2螢光體之粒子之剖面所占之面積之比率決定。於決定第1面積率及第2面積率時,由於第1波長轉換構件3覆蓋發光元件1之側面,故對除該第1波長轉換構件3所占之面積以外之剩餘部分之第2波長轉換構件4之面積進行比較。 例如,於發光元件1之高度為200 μm之情形時,第2波長轉換構件4之發光元件1之側方之附近區域、更佳為與第1波長轉換構件3之外側面相接之區域且高度為100 μm、與發光元件1之側面垂直之方向之長度即寬度為200 μm之長方形區域,係為了決定第1面積率及第2面積率而參照之區域。用以決定第2面積率之區域係自包裝體2之凹部23a之底面至高度100 μm為止之區域,用以決定第1面積率之區域係自高度100 μm至發光元件1之上表面之高度即高度200 μm為止之區域。 藉由將用以決定第1面積率及第2面積率之參照區域設為發光元件1之側方之附近區域,能夠更適當地評價對出自第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體之光之外部提取的影響。 又,用以決定第1面積率及第2面積率之參照區域亦可設為設置有第1波長轉換構件3之發光元件1之附近、且上述高度範圍內之任意形狀之特定面積之區域。特定面積之區域之形狀可設為例如圓形或正方形、其他多邊形等。特定面積之區域之大小可根據第2螢光體之粒徑而決定。例如,於將特定面積之區域之形狀設為正方形或圓形之情形時,正方形之一邊之長度或圓之直徑較佳設為第2螢光體之平均粒徑或粒徑之中央值即D50之4倍以上。或者,亦可設為參照區域中含有10個以上之第2螢光體之粒子之部分。 第1面積率越低,則越能夠良好地提取出自第1螢光體之光。又,第1面積率相較第2面積率越小,則越能夠良好地提取出自第1螢光體之光。 具體而言,第1面積率較佳為50%以下。又,第1面積率較佳設為第2面積率之二分之一以下。尤其是第1面積率更佳為40%以下,進而較佳為20%以下。又,第1面積率更佳設為第2面積率之五分之二以下。 第2波長轉換構件4可使用含有第2螢光體之粒子之透光性之樹脂材料而形成。作為樹脂材料,較佳為對發光元件1、第1螢光體及第2螢光體發出之光之波長具有良好之透光性,且作為密封構件之耐候性、耐光性及耐熱性良好之材料。作為此種材料,可使用與上述包裝體2之樹脂部23所使用之材料相同之材料。又,於下述製造步驟中,由於將第2螢光體之粒子藉由使其沉降而高濃度地配置於凹部23a之底面23b側,故較佳為使用熱固性樹脂作為樹脂材料。因此,作為樹脂材料,尤佳為耐熱性、耐光性優異之矽酮樹脂、氟樹脂。 作為波長轉換物質即第1螢光體及第2螢光體,可使用該領域中公知者,例如,可自以下所示之螢光體中,考慮發光元件1、第1螢光體及第2螢光體各自之發光峰值波長、及作為發光裝置100之發光色而適當地選擇。 例如,於發光元件1發出藍色光之情形時,構成為第1波長轉換構件3含有將藍色光轉換為紅色光之第1螢光體,且第2波長轉換構件4含有將藍色光轉換為綠色至黃色光之第2螢光體,藉此,能夠構成發出白色光之發光裝置100。 又,作為第1螢光體及第2螢光體,亦可對其一者或兩者使用2種以上之螢光體材料。 作為波長轉換物質,例如可列舉經發出綠色至黃色光之鈰活化之釔-鋁-石榴石(YAG,yttrium aluminum garnet)系螢光體、經發出綠色光之鈰活化之鎦-鋁-石榴石(LAG,lutetium aluminum garnet)系螢光體、經發出綠色至紅色光之銪及/或鉻活化之含氮鋁矽酸鈣(CaO-Al2 O3 -SiO2 )系螢光體、經發出藍色至紅色光之銪活化之矽酸鹽((Sr,Ba)2 SiO4 )系螢光體、發出綠色光之組成以(Si,Al)6 (O,N)8 :Eu表示之β賽隆螢光體、組成以SrGa2 S4 :Eu表示之硫化物系螢光體、發出紅色光之組成以CaAlSiN3 :Eu表示之CASN系或以(Sr,Ca)AlSiN3 :Eu表示之SCASN系螢光體等氮化物系螢光體、發出紅色光之組成以(K2 SiF6 :Mn)表示之KSF系螢光體等氟化物螢光體、發出紅色光之硫化物系螢光體、及發出紅色光之組成以(3.5MgO・0.5MgF2 ・GeO2 :Mn)表示之鍺酸鹽系(MGF系)螢光體等。 又,第1螢光體及第2螢光體較佳為使用平均粒徑為1 μm~40 μm左右者,更佳為使用平均粒徑為5 μm~30 μm左右者。藉由將第1螢光體及第2螢光體之平均粒徑設為此種範圍,能夠維持明亮度並且高密度地配置。 又,第2螢光體較佳為將第1螢光體之發光峰值波長之光良好地反射。此處,第2螢光體之於第1螢光體之發光峰值波長時之反射率較佳為60%以上,更佳為70%以上,進而較佳為80%以上。 作為第2螢光體,藉由使用將第1螢光體發出之光良好地反射者,而能夠將第1螢光體發出之光效率良好地提取至外部。 再者,關於光提取之詳細說明將於下文敍述。 此處,參照圖3對此種第1螢光體與第2螢光體之組合進行說明。圖3係表示用於實施形態之發光裝置之螢光體例之發光光譜及反射光譜的曲線圖。 於圖3中,以實線表示關於SCASN系螢光體之發光光譜,以單點鏈線表示反射光譜,以虛線表示關於LAG系螢光體之發光光譜,以二點鏈線表示反射光譜。 SCASN系螢光體發出發光峰值波長為630 nm附近之紅色光,LAG系螢光體發出發光峰值波長為540 nm附近之綠色光。 作為紅色螢光體之SCASN系螢光體除了對較其發光波長更短波長側之光即發光元件1發出之藍色光顯示相對較大之吸收以外,對LAG系螢光體發出之光亦顯示相對較大之吸收。相對於此,作為綠色螢光體之LAG系螢光體對SCASN系螢光體發出之光於波長區域之整體具有較高之反射率。 因此,使用SCASN系螢光體作為第1螢光體,使用LAG系螢光體作為第2螢光體,以使出自第2螢光體之光之照射量相對於第1螢光體變少之方式配置第1波長轉換構件3及第2波長轉換構件4之高濃度區域4a,藉此,能夠將出自第1螢光體之紅色光、與出自第2螢光體之綠色光效率良好地提取至外部。 再者,關於出自發光裝置100之光提取之詳情將於下文敍述。 又,第2波長轉換構件4亦可含有光擴散性物質。作為第2波長轉換構件4中所含有之光擴散性物質,具體而言,可使用TiO2 、Al2 O3 等白色顏料之粒子。其中,TiO2 相對於水分等相對較穩定且為高折射率,又,熱導性亦優異,故較佳。 又,第2波長轉換構件4中所含有之光擴散性物質之粒子之平均粒徑較佳為0.001 μm以上且10 μm以下,藉此能夠獲得高效率之光散射性。尤其是第2波長轉換構件4中之光擴散性物質之粒子之平均粒徑更佳為0.001 μm~0.05 μm。藉此,能夠獲得較高之光散射效果、亦即瑞利散射效果,從而能夠進一步提高作為發光裝置100之光提取效率。又,與光提取效率提高相應地降低螢光體之使用量,藉此能夠抑制因螢光體之發熱導致之溫度上升,故能夠減少螢光體之劣化,從而能夠提高發光裝置100之可靠性。 導線5係將發光元件1之n側電極13之外部連接部13a及p側電極14之外部連接部142a、與分別對應之極性之引線電極21、22電性連接者。又,導線5亦用以將保護元件6之一電極與引線電極21電性連接。 作為導線5,可較佳地使用Au、Cu、Al、Ag或以其等中之任一金屬為主成分之合金。 保護元件6較佳為用以保護發光元件1免受靜電放電之影響而設置。作為保護元件6,可將齊納二極體與發光元件1並聯、且相反極性地連接而使用。又,作為保護元件6,亦可使用變阻器、電阻、電容器等。 保護元件6係使用具有導電性之接合構件72而接合於引線電極22上,並且與保護元件6之一電極電性連接。又,保護元件6之另一電極係使用導線5而與引線電極21連接。 接合構件71係用以將發光元件1接著於設置在凹部23a之底面23b之引線電極21的具有透光性之接著材。 作為接合構件71,較佳為難以因發光元件1發出之光或熱而引起變色或劣化之樹脂材料,進而較佳為具有良好之透光性且與第2波長轉換構件4所使用之樹脂材料之折射率同等或其以下。藉由將接合構件71之折射率設為與第2波長轉換構件4所使用之樹脂材料之折射率同等或其以下,可使入射至接合構件71之光於接合構件71與第2波長轉換構件4之界面不全反射而有效率地將其提取至外部。作為此種樹脂材料,較佳為具有矽氧烷骨架之矽酮系之晶片接合樹脂。作為矽酮系之晶片接合樹脂,可列舉矽酮樹脂、矽酮混合樹脂、矽酮改性樹脂。 接合構件72係用以將保護元件6接合於引線電極22並且將保護元件6之一電極與引線電極22電性連接之焊料等具有導電性之接著材。 (變化例) 再者,於本實施形態中,作為載置發光元件1之基台,使用樹脂包裝體,但亦可使用陶瓷包裝體。 又,作為基台,使用具有凹部23a之包裝體2,但亦可使用不具有凹部23a之平板狀之基台。 [發光裝置之動作] 其次,參照圖1A~圖1C、圖4A及圖4B對發光裝置100之動作進行說明。 圖4A係說明實施形態之發光裝置中之光提取之圖。圖4B係說明實施形態之發光裝置中之光提取之圖,且係圖4A之區域IVB之放大圖。 再者,為了方便說明,設為如下者進行說明,即,發光元件1發出藍色光,於第1波長轉換構件3中含有吸收藍色光並發出紅色光之第1螢光體之粒子作為波長轉換物質,且於第2波長轉換構件4中含有吸收藍色光並發出綠色光之第2螢光體之粒子作為波長轉換物質。又,光反射膜16係設為具有將發光元件1發出之藍色光反射、且使第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體發出之紅色光透過之反射特性者。 若發光裝置100經由引線電極21、22而連接於外部電源,則經由導線5對發光元件1供給電流,從而發光元件1發出藍色光。發光元件1發出之藍色光中,朝上方傳播之光線L1由配置於發光元件1之上表面之第2波長轉換構件4之高濃度區域4a中之第2螢光體轉換為綠色光而作為光線L2自發光裝置100之上表面被提取至外部。 於本實施形態之發光裝置100中,高濃度地含有第2螢光體之高濃度區域4a於發光裝置100之光提取面即上表面側未設置含有第1螢光體之第1波長轉換構件3。因此,可藉由第2螢光體將自發光元件1之上表面出射之藍色光效率良好地轉換為綠色光並提取至外部。 又,於發光元件1內沿橫向傳播之藍色之光線L3由配置於發光元件1之側面之第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體轉換為紅色光。紅色光之一部分如光線L4般於第2波長轉換構件4之第2螢光體之含有濃度較低之區域朝向上方傳播並被提取至外部。 於本實施形態之發光裝置100中,於第1波長轉換構件3之外側面之一部分設置有第2螢光體之含有濃度較低之區域,故能夠將藉由第1螢光體轉換而成之紅色光效率良好地提取至外部。 又,紅色光之另一部分中朝下方傳播之光線L5被凹部23a之底面23b之高濃度區域4a中所含有之第2螢光體反射。該反射光即光線L6於第2波長轉換構件4內朝上方傳播並被提取至外部。 於本實施形態之發光裝置100中,使用對第1螢光體發出之紅色光之反射率較高之材料作為第2螢光體,藉此,配置於凹部23a之底面23b之高濃度區域4a作為對於第1螢光體發出之光之反射層而發揮功能。因此,能夠將第1螢光體發出之紅色光效率良好地向外部提取。 又,於發光元件1發出之藍色光中,朝下方傳播之光線L11被設置於發光元件1之下表面之光反射膜16反射,而作為光線L12如所示般朝上方傳播。 於發光元件1發出之藍色光中,沿橫向傳播之光線L13由第1波長轉換構件3中所含有之第1螢光體轉換為紅色光。紅色光中,朝向第2波長轉換構件4之第2螢光體之含有濃度較低之低濃度區域傳播之光線L14作為光線L15而如所示般於第2波長轉換構件4中傳播,並被提取至外部。 紅色光中,朝向第2波長轉換構件4之高濃度區域4a傳播之光線L16係藉由高濃度區域4a中所含有之第2螢光體之粒子,如光線L17、L18、L19所示般一面藉由第2螢光體之粒子散射一面傳播,進而於第2波長轉換構件4之上層部即第2螢光體之低濃度區域傳播並被提取至外部。此處,藉由使用對紅色光之反射率較高之材料作為第2螢光體,雖會使紅色光散射,但能夠一方面抑制紅色光之光量降低一方面使其傳播,並提取至外部。 紅色光中,入射至發光元件1內且朝向下方傳播之光線L20透過光反射膜16而入射至透光性之接合構件71。於接合構件71內朝下方傳播之光線L21於設置於凹部23a之底面23b之引線電極21之上表面被反射,作為光線L22而如所示般朝上方傳播。光線L22透過光反射膜16而作為光線L23如所示般於發光元件1內朝向上方傳播,且自發光元件1之上表面側被提取至外部。 又,入射至接合構件71之紅色光之一部分作為光線L24而如所示般於接合構件71內沿橫向傳播,並入射至設置於凹部23a之底面23b上之第2波長轉換構件4之高濃度區域4a,如光線L25、L26、L27、L28所示般一面藉由第2螢光體之粒子散射一面傳播,進而於第2波長轉換構件4之上層部即第2螢光體之低濃度區域傳播並被提取至外部。 如此,藉由增加經由接合構件71之所謂將紅色光提取至外部之路徑,能使發光裝置100之輸出光中之紅色光之光量增加。藉此,能使發光裝置100之尤其對紅色之色票之演色性提高。 再者,入射至設置於發光元件1之側面之第1波長轉換構件3及設置於發光元件1之上表面之第2波長轉換構件4之高濃度區域4a之藍色光的一部分並未受到波長轉換,而是透過第1波長轉換構件3及第2波長轉換構件4之高濃度區域4a。 透過第1波長轉換構件3及第2波長轉換構件4之高濃度區域4a之藍色光之一部分係維持著藍色光不變而自發光裝置100被提取至外部。又,藍色光之另一部分係於配置於凹部23a內之各構件之界面被反射,且由設置於凹部23a之底面23b之高濃度區域4a中所含有之第2螢光體經波長轉換為綠色光而被提取至外部。 又,第2波長轉換構件4之高濃度區域4a發出之綠色光之一部分入射至第1波長轉換構件3並被轉換為紅色光,但於本實施形態之發光裝置100中,第1波長轉換構件3與第2波長轉換構件4之高濃度區域4a係以使相互相接之區域變少之方式配置。因此,能夠抑制綠色光被轉換為紅色光而使綠色光之成分減少之情況。 如以上所說明般,發光元件1發出之藍色光係一部分直接被提取至外部,一部分由第1波長轉換構件3中之第1螢光體轉換為紅色光而被提取至外部,一部分由第2波長轉換構件4之主要是高濃度區域4a中之第2螢光體轉換為綠色光而被提取至外部。然後,將該等光混合而成之白色光自發光裝置100輸出。 此時,由於能夠將第1螢光體發出之光即紅色光效率良好地提取至外部,故能夠提高發光裝置100之演色性。又,由於能夠將第2螢光體發出之光即綠色光效率良好地提取至外部,故能夠提高發光裝置100之輸出。 [發光裝置之製造方法] 其次,參照圖5~圖8B對發光裝置100之製造方法進行說明。 圖5係表示實施形態之發光裝置之製造方法之順序的流程圖。圖6A係表示於實施形態之發光裝置之製造方法中,第1波長轉換構件配置步驟中之第1發光元件配置步驟之剖視圖。圖6B係表示於實施形態之發光裝置之製造方法中,第1波長轉換構件配置步驟中之第1樹脂配置步驟之剖視圖。圖6C係表示於實施形態之發光裝置之製造方法中,第1波長轉換構件配置步驟中之第1樹脂切斷步驟之剖視圖。圖7係表示實施形態之發光裝置之製造方法中之第2發光元件配置步驟之剖視圖。圖8A係表示於實施形態之發光裝置之製造方法中,第2波長轉換構件配置步驟中之第2樹脂配置步驟之剖視圖。圖8B係表示於實施形態之發光裝置之製造方法中,第2波長轉換構件配置步驟中之第2螢光體沉降步驟之剖視圖。 再者,圖7~圖8B表示相當於圖1B之IC-IC線之位置處之剖面。 實施形態之發光裝置100之製造方法包含:包裝體準備步驟S11、發光元件準備步驟S12、第1波長轉換構件配置步驟S13、第2發光元件配置步驟S14、及第2波長轉換構件配置步驟S15。於第1波長轉換構件配置步驟S13中,包含第1發光元件配置步驟S131、第1樹脂配置步驟S132、第1樹脂硬化步驟S133、及第1樹脂切斷步驟S134。於第2波長轉換構件配置步驟S15中,包含第2樹脂配置步驟S151、第2螢光體沉降步驟S152、及第2樹脂硬化步驟S153。 包裝體準備步驟(準備基台之步驟)S11係準備發光裝置100中之基台即包裝體2之步驟。於該步驟中所準備之包裝體2係未配置發光元件1、第1波長轉換構件3及第2波長轉換構件4之狀態者。 於包裝體準備步驟S11中,為了準備包裝體2,例如可利用轉移成形法或射出成形法、壓縮成形法、擠出成形法等使用有模具之成形方法進行製造,亦可取得市售之包裝體。 對包裝體2之製造方法之例進行說明。 首先,藉由對金屬板進行沖切加工而形成具有引線電極21、22之外形之引線框架。其次,利用具有樹脂部23之形狀之空腔之上下之模具將引線框架夾入,自設置於模具之一部分之澆口孔注入樹脂材料。其次,使所注入之樹脂材料硬化或固化之後自模具取出。藉由進行以上之步驟,能夠製造包裝體2。又,以利用引線框架連結之狀態製造複數個包裝體2之情形時,藉由將引線框架切斷而將包裝體2單片化。 再者,包裝體2之單片化亦可於第2波長轉換構件配置步驟S15之後進行。 發光元件準備步驟S12係準備經單片化之發光元件1之步驟。 第1波長轉換構件配置步驟S13係以覆蓋發光元件準備步驟S12中所準備之發光元件1之側面之方式配置第1波長轉換構件3的步驟。如上所述,於第1波長轉換構件配置步驟S13中,包含第1發光元件配置步驟S131、第1樹脂配置步驟S132、第1樹脂硬化步驟S133、及第1樹脂切斷步驟S134。 第1發光元件配置步驟S131係將發光元件1配置於支持構件81上之步驟。支持構件81係平板狀之台座,且構成為於進行第1樹脂配置步驟S132~第1樹脂切斷步驟S134期間能夠將發光元件1保持為不會自支持構件81脫落之程度。 為此,可構成為於支持構件81之上表面具備黏著層,藉由黏著力將發光元件1保持於上表面側。又,藉由使用熱固性樹脂或紫外線硬化樹脂作為黏著層,而於形成第1波長轉換構件3之後,藉由加熱或照射紫外線而使該黏著層硬化,使黏著力喪失,藉此能夠將附第1波長轉換構件3之發光元件1容易地自支持構件81剝離。 於本實施形態中,在支持構件81上隔開特定之間隔配置有複數個發光元件1。此處,所謂特定之間隔係考慮欲配置之第1波長轉換構件3之寬度即與發光元件1之側面垂直之方向之厚度、及於第1樹脂切斷步驟S134中成為切割邊緣之寬度的間隔。 再者,於本實施形態中,於支持構件81上配置有複數個發光元件1,但亦可配置1個發光元件1。 第1樹脂配置步驟S132係將含有第1螢光體之粒子之樹脂材料即第1樹脂31以覆蓋配置於支持構件81上之發光元件1之側面之方式配置的步驟。 第1樹脂31較佳為使用熱固性樹脂作為母材即樹脂材料。第1樹脂31可藉由將含有未硬化之熱固性樹脂、及第1螢光體之粒子之漿料利用各種塗佈方法塗佈於支持構件81之上表面側而配置。此時,所塗佈之漿料可藉由增減溶劑之添加量或氧化矽等填料之添加量而調整為適合於所使用之塗佈方法之黏度。 作為塗佈漿料之方法,可列舉噴霧法、絲網印刷法、噴墨法、灌注法、旋轉塗佈法等。其等之中,為了不使漿料塗佈於發光元件1之上表面側且將漿料填充至複數個發光元件1之間,旋轉塗佈法較為簡便。 第1樹脂硬化步驟S133係使第1樹脂31硬化之步驟。 於使用熱固性樹脂作為第1樹脂31之情形時,可藉由進行加熱處理而使第1樹脂31硬化。 又,亦能夠使用熱塑性樹脂作為第1樹脂31。於該情形時,於第1樹脂配置步驟S132中,使含有第1螢光體之粒子之第1樹脂31熔融,而配置於發光元件1之側面。其後,於第1樹脂硬化步驟S133中,藉由放冷或冷卻而使第1樹脂31固化。 第1樹脂切斷步驟S134係沿著設定於發光元件1之間之邊界線BD將第1樹脂31切斷之步驟。具體而言,使用切片機82等,沿著邊界線BD於第1樹脂31形成於厚度方向上貫通之槽,藉此將第1樹脂31切斷。此時,自發光元件1之側面以留出特定之寬度之方式將第1樹脂31切斷。殘留於發光元件1之側面之第1樹脂31成為第1波長轉換構件3。 藉由以上步驟而形成之附第1波長轉換構件3之發光元件1係自支持構件81剝離而使用。 再者,包含發光元件準備步驟S12及第1波長轉換構件配置步驟S13之形成附第1波長轉換構件3之發光元件1之步驟、與包裝體準備步驟S11可先進行任一者,亦可同時進行。 第2發光元件配置步驟S14係將附第1波長轉換構件3之發光元件1安裝於作為基台之包裝體2之凹部23a內之步驟。首先,使用具有透光性之接合構件71,將附第1波長轉換構件3之發光元件1接合於包裝體2之凹部23a之底面23b即引線電極21上。此時,將設置有光反射膜16之面設為朝下,而將附第1波長轉換構件3之發光元件1接合於凹部23a之底面23b。 其次,使用導電性之導線5,將發光元件1之n側電極13及p側電極14、與分別對應之極性之引線電極21、22電性連接。又,於本步驟中,保護元件6亦係使用接合構件72及導線5而安裝於包裝體2之凹部23a內。 第2波長轉換構件配置步驟S15係以覆蓋附第1波長轉換構件3之發光元件1之上表面及側面之方式配置第2波長轉換構件4的步驟。如上所述,第2波長轉換構件配置步驟S15中包含第2樹脂配置步驟S151、第2螢光體沉降步驟S152、及第2樹脂硬化步驟S153。 第2樹脂配置步驟S151係以覆蓋附第1波長轉換構件3之發光元件1之上表面及側面之方式配置含有第2螢光體之粒子之第2樹脂41的步驟。 第2樹脂41係使用熱固性樹脂作為母材即樹脂材料。準備含有第2螢光體之粒子與樹脂材料且利用溶劑及視需要利用填料進行黏度調整而成之漿料,例如,使用分配器83以將凹部23a內填充之方式供給。 再者,第2螢光體係使用比重較未硬化之樹脂材料更大者。 第2螢光體沉降步驟S152係將供給至包裝體2之凹部23a之第2樹脂41以未硬化之狀態保持且使第2螢光體之粒子沉降至凹部23a之底面23b側的步驟。所謂使第2螢光體之粒子沉降至凹部23a之底面23b側係指沉降於底面23b上,並且於配置有附第1波長轉換構件3之發光元件1之區域沉降於附第1波長轉換構件3之發光元件1之上表面。第2螢光體之粒子沉降,而於第2波長轉換構件4內,形成相對高濃度地含有第2螢光體之粒子之高濃度區域4a。 如上所述,第2螢光體因比重較未硬化之樹脂材料更大,故朝重力方向即下方沉降。因此,藉由將第2樹脂41以未硬化之狀態放置,而能夠使第2螢光體自然地沉降。 又,亦可使用離心分離器,使第2螢光體之粒子強制沉降至凹部23a之底面23b側。此時,將配置有未硬化之第2樹脂41之包裝體2以離心力朝底面23b之垂直向下發揮作用之方式設置於離心分離器。 藉由使用離心分離器使第2螢光體之粒子強制沉降,能夠使本步驟所花費之時間以較自然沉降之情形更短之時間結束。 又,與自然沉降之情形相比,藉由強制沉降能夠將第2螢光體之粒子高濃度地配置於底面23b側之更窄之區域。換言之,於第1波長轉換構件3之上部側面,可增多未配置第2螢光體之粒子之區域、或以低濃度配置有第2螢光體之粒子之區域。作為其結果,能夠進一步提高將藉由第1波長轉換構件3進行波長轉換後之光提取至外部之效率。 第2樹脂硬化步驟S153係於使第2螢光體之粒子沉降之後藉由進行加熱處理而使第2樹脂41硬化之步驟。藉此,形成第2波長轉換構件4。 根據以上所說明之順序而能夠製造發光裝置100。 (變化例) 再者,如上所述,亦可使用不具有凹部23a之基台構成發光裝置。於該情形時,可藉由如下方法形成,即,於第2波長轉換構件配置步驟S15中,以於俯視時包圍附第1波長轉換構件3之發光元件1之方式配置框體,於框體內配置未硬化之第2樹脂41,使第2螢光體之粒子沉降,且使第2樹脂41硬化,藉此形成第2波長轉換構件4之後,去除框體。 又,亦可不使用框體,而將已調製成適度之黏度之第2樹脂41利用灌注法滴下,並以覆蓋附第1波長轉換構件3之發光元件1之方式配置,使第2螢光體之粒子自然沉降之後硬化。[ 實施例] <實施例1> 作為實施例及比較例,於下述條件下製作圖1A~圖1C所示之形狀之發光裝置。又,對所製作之各發光裝置,測定光束、以及日本工業標準JIS Z8726:1990中所規定之平均演色評價數Ra及對紅色之色票之特殊演色評價數R9。 [製作條件] (發光元件) ∙俯視形狀:邊長為650 μm之正方形 ∙厚度:200 μm ∙半導體材料:氮化鎵系半導體 ∙基板:藍寶石 ∙發光峰值波長:448 nm ∙光反射膜:DBR膜(將與藍寶石基板相接之層設為SiO2 ,將SiO2 及Nb2 O5 交替地積層21層) DBR膜對於發光元件之發光峰值波長,於設計上入射角為0°時之反射率為98%,對於第1螢光體之發光峰值波長,於設計上入射角為0°時之反射率為81%。 (包裝體) 使用日亞化學工業股份有限公司製造之型號NFxW757G之包裝體。以下表示其主要規格。 ∙俯視形狀:外形係邊長為3.0 mm之正方形 凹部之開口係邊長為2.6 mm之大致正方形 ∙樹脂部:白色樹脂 ∙引線電極:於上表面具有由鍍Ag形成之反射膜 ∙發光元件之接合構件(晶片接合樹脂):二甲基系矽酮樹脂 (第1波長轉換構件) ∙母材:矽酮樹脂(信越化學工業股份有限公司製造之製品名SCR-1011),折射率1.53 ∙第1螢光體:SCASN系螢光體(發光峰值波長:620 nm),平均粒徑10 μm ∙第1螢光體之含量:相對於母材100質量份為100質量份 (第2波長轉換構件) ∙母材:苯基系矽酮樹脂(東麗道康寧股份有限公司製造之製品名OE-6630),折射率1.53 ∙第2螢光體:LAG系螢光體(發光峰值波長:517 nm),平均粒徑22 μm ∙第2螢光體之含量:相對於母材100質量份為60質量份 ∙光擴散劑:相對於母材100質量份為18.2質量份 ∙於形成第2波長轉換構件時,使第2螢光體自然沉降。 (比較例1:與實施例1不同之條件) ∙相當於第1螢光體之螢光體:SCASN系螢光體(發光峰值波長:625 nm) 其中,為了使色度及平均演色評價數Ra與實施例1一致,而使用發光峰值波長與實施例1稍有不同之SCASN系螢光體。 ∙相當於第1螢光體之螢光體之含量:相對於填充至包裝體之凹部之密封構件之母材100質量份為3質量份 ∙相當於第2螢光體之螢光體:LAG系螢光體(發光峰值波長:517 nm) ∙相當於第2螢光體之螢光體之含量:相對於填充至包裝體之凹部之密封構件之母材100質量份為72質量份 ∙比較例1中之第1螢光體及第2螢光體不區分配置區域地分散至相當於實施例1之第1波長轉換構件及第2波長轉換構件的密封構件中。 [評價結果] 於表1~表3中,對實施例1與比較例1表示上述項目之測定結果。表1表示於發光元件之下表面未設置DBR膜作為光反射膜之情形時之實施例1及比較例1的樣本。表2表示於發光元件之下表面設置有DBR膜作為光反射膜之情形時之實施例1及比較例1的樣本。表3表示於發光元件之下表面設置有DBR膜作為光反射膜之情形與未設置DBR膜作為光反射膜之情形時之實施例1的樣本。 再者,於表1~表3中,x值及y值係基於由CIE(Commission Internationale de L'Eclairage,國際照明委員會)規定之XYZ表色系統算出之色度值。關於下述表4及表5亦相同。 又,於各表中,相同表中所示之樣本彼此除了明確所示之不同點以外係以相同之條件製作者,但互不相同之表中所示之樣本彼此存在製作條件稍有不同之情形。 [表1] [表2] [表3] 如表1所示,可確認於無DBR膜之情形時,實施例1相對於比較例1而言,光束及平均演色評價數Ra變高。又,可確認對紅色之色票之特殊演色評價數R9於比較例1中較高。 於比較例1中,由於將第1螢光體與第2螢光體混合而配置,故認為於第2螢光體發出之綠色光中,由第2螢光體轉換為紅色光之量較多。相對於此,於實施例1中,第1螢光體與第2螢光體係相互分離而配置,且以第2螢光體發出之綠色光難以被第1螢光體吸收之方式配置。藉此,於實施例1中,可見度較高之綠色光之光量之減少被抑制,故認為光束相對變高,並且對各種色相之色票之演色性之評價值即平均演色評價數Ra亦變高。 又,如表2所示,可確認於有DBR膜之情形時,光束、平均演色評價數Ra及特殊演色評價數R9亦與無DBR膜之情形存在相同之傾向。 再者,於比較例1中,由於紅色光之光量增加,故特殊演色評價數R9較實施例1變高。相對於此,於實施例1中,特殊演色評價數R9降低,但平均演色評價數Ra超出其程度地提高,綜合而言,實施例1能獲得更高之演色性。 因此,可知藉由如實施例1般將第1螢光體與第2螢光體分離配置,並且以第2螢光體發出之光難以被第1螢光體吸收之方式配置,光束及演色性提高。 又,如表3所示,可確認於實施例1中光束提高。又,可確認於實施例1中特殊演色評價數R9提高。 因此,可知藉由設置DBR膜而使發光元件發出之藍色光之自上表面側之光提取效率提高,故能夠提高發光裝置之輸出。 又,可知使DBR膜具有使紅色光透過之特性,且利用具有透光性之接合構件將發光元件接合,而增加紅色光向外部之提取路徑,藉此可使紅色光之光量增加,而提高對紅色之色票之演色性。 <實施例2> (製作條件) ∙實施例2中,第1螢光體及第2螢光體之含量及粒徑與實施例1稍有不同,但其他條件與實施例1相同。 ∙比較例2相對於實施例2之不同之處在於,不使第2螢光體沉降而分散於第2波長轉換構件之母材中。其他條件與實施例2相同。 [評價結果] 於表4及表5中,對實施例2及比較例2表示上述項目之測定結果。表4表示於發光元件之下表面未設置DBR膜作為光反射膜之情形時之實施例2及比較例2的樣本。表5表示於發光元件之下表面設置有DBR膜作為光反射膜之情形時之實施例2及比較例2的樣本。 [表4] [表5] 如表4所示,可確認於無DBR膜之情形時,實施例2相對於比較例2而言,光束及平均演色評價數Ra大致相同,但對紅色之色票之特殊演色評價數R9提高約1%。 又,如表5所示,可確認於有DBR膜之情形時,實施例2相對於比較例2而言,亦存在與無DBR膜之樣本相同之傾向。 因此,可知藉由如實施例2之發光裝置般使第2螢光體沉降於底面側,而對紅色之色票之演色性提高。 以上,對本實施形態之發光裝置更具體地說明瞭用以實施發明之形態,但本發明之主旨並不限定於該等記載,必須基於申請專利範圍之記載而廣泛地解釋。又,當然基於該等記載進行各種變更、改變等而成者亦包含於本發明之主旨。 [產業上之可利用性] 本發明之實施形態之發光裝置可利用於液晶顯示器之背光光源、各種照明器具、大型顯示器、廣告或目的地導引等各種顯示裝置,進而可利用於數位攝錄影機、傳真機、影印機、掃描儀等中之圖像讀取裝置、投影裝置等各種光源。
1‧‧‧發光元件
2‧‧‧包裝體(基台)
3‧‧‧第1波長轉換構件
4‧‧‧第2波長轉換構件
4a‧‧‧高濃度區域
5‧‧‧導線
6‧‧‧保護元件
11‧‧‧基板
12‧‧‧半導體積層體
12a‧‧‧活化層
12b‧‧‧階差部
12c‧‧‧階差部
12n‧‧‧n型半導體層
12p‧‧‧p型半導體層
13‧‧‧n側電極
13a‧‧‧外部連接部
13b‧‧‧延伸部
14‧‧‧p側電極
15‧‧‧保護膜
15n‧‧‧開口部
15p‧‧‧開口部
16‧‧‧光反射膜
21‧‧‧引線電極
21a‧‧‧內部引線部
22‧‧‧引線電極
22a‧‧‧內部引線部
23‧‧‧樹脂部
23a‧‧‧凹部
23b‧‧‧底面
23c‧‧‧負極標誌
31‧‧‧第1樹脂
41‧‧‧第2樹脂
71‧‧‧接合構件
72‧‧‧接合構件
81‧‧‧支持構件
82‧‧‧切片機
83‧‧‧分配器
100‧‧‧發光裝置
141‧‧‧透光性電極
142‧‧‧焊墊電極
142a‧‧‧外部連接部
142b‧‧‧延伸部
BD‧‧‧邊界線
IVB‧‧‧區域
L1‧‧‧光線
L2‧‧‧光線
L3‧‧‧光線
L4‧‧‧光線
L5‧‧‧光線
L6‧‧‧光線
L11‧‧‧光線
L12‧‧‧光線
L13‧‧‧光線
L14‧‧‧光線
L15‧‧‧光線
L16‧‧‧光線
L17‧‧‧光線
L18‧‧‧光線
L19‧‧‧光線
L20‧‧‧光線
L21‧‧‧光線
L22‧‧‧光線
L23‧‧‧光線
L24‧‧‧光線
L25‧‧‧光線
L26‧‧‧光線
L27‧‧‧光線
L28‧‧‧光線
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S15‧‧‧步驟
S131‧‧‧步驟
S132‧‧‧步驟
S133‧‧‧步驟
S134‧‧‧步驟
S151‧‧‧步驟
S152‧‧‧步驟
S153‧‧‧步驟
圖1A係表示實施形態之發光裝置之構成之立體圖。 圖1B係表示實施形態之發光裝置之構成之俯視圖。 圖1C係表示實施形態之發光裝置之構成之剖視圖,且表示圖1B之IC-IC線處之剖面。 圖2係表示實施形態之發光裝置中之發光元件之構成例的剖視圖。 圖3係表示實施形態之發光裝置中所使用之螢光體例之發光光譜及反射光譜之曲線圖。 圖4A係說明實施形態之發光裝置中之光提取之圖。 圖4B係說明實施形態之發光裝置中之光提取之圖,且係圖4A之區域VIB之放大圖。 圖5係表示實施形態之發光裝置之製造方法之順序的流程圖。 圖6A係表示實施形態之發光裝置之製造方法中,第1波長轉換構件配置步驟中之第1發光元件配置步驟之剖視圖。 圖6B係表示實施形態之發光裝置之製造方法中,第1波長轉換構件配置步驟中之第1樹脂配置步驟之剖視圖。 圖6C係表示實施形態之發光裝置之製造方法中,第1波長轉換構件配置步驟中之第1樹脂切斷步驟之剖視圖。 圖7係表示實施形態之發光裝置之製造方法中之第2發光元件配置步驟的剖視圖。 圖8A係表示實施形態之發光裝置之製造方法中,第2波長轉換構件配置步驟中之第2樹脂配置步驟之剖視圖。 圖8B係表示實施形態之發光裝置之製造方法中,第2波長轉換構件配置步驟中之第2螢光體沉降步驟之剖視圖。
1‧‧‧發光元件
2‧‧‧包裝體(基台)
3‧‧‧第1波長轉換構件
4‧‧‧第2波長轉換構件
4a‧‧‧高濃度區域
5‧‧‧導線
6‧‧‧保護元件
13‧‧‧n側電極
14‧‧‧p側電極
16‧‧‧光反射膜
21‧‧‧引線電極
22‧‧‧引線電極
23‧‧‧樹脂部
23a‧‧‧凹部
23b‧‧‧底面
71‧‧‧接合構件
72‧‧‧接合構件
100‧‧‧發光裝置

Claims (23)

  1. 一種發光裝置,其具備: 基台; 發光元件,其配置於上述基台; 第1波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之側面,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及 第2波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之上表面及上述基台,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長、且較上述第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體;且 上述第2波長轉換構件之覆蓋上述基台之部分中,上述發光元件之上表面之高度處之上述第2螢光體的濃度即第1濃度小於上述發光元件之下表面之高度處之上述第2螢光體的濃度即第2濃度,上述第2螢光體將上述第1螢光體之發光峰值波長之光反射。
  2. 如請求項1之發光裝置,其中上述第1濃度為上述第2濃度之二分之一以下。
  3. 一種發光裝置,其具備: 基台; 發光元件,其配置於上述基台; 第1波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之側面,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及 第2波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之上表面及上述基台,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長、且較上述第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體;且 於自上表面朝向下表面切斷上述第2波長轉換構件而成之剖面中,自上述發光元件之高度之二分之一高度至上述發光元件之上表面為止之高度內的上述第2螢光體之剖面所占之面積之比率即第1面積率,小於自上述基台之上表面起之上述發光元件之高度之二分之一高度內的上述第2螢光體之剖面所占之面積之比率即第2面積率。
  4. 如請求項3之發光裝置,其中上述第1面積率及上述第2面積率係由上述第2波長轉換構件之上述剖面中分別相當之高度範圍之整個區域中的上述第2螢光體之剖面所占之面積之比率決定。
  5. 如請求項3之發光裝置,其中上述第1面積率及上述第2面積率係由上述第2波長轉換構件之上述剖面中自上述發光元件之側方延伸至上述發光元件之高度量之長度為止而成之長方形之區域中的上述第2螢光體之剖面所占之面積之比率決定。
  6. 如請求項3至5中任一項之發光裝置,其中上述第1面積率為50%以下。
  7. 如請求項3之發光裝置,其中上述第1面積率為上述第2面積率之二分之一以下。
  8. 如請求項1之發光裝置,其中上述基台具有於上表面側開口之凹部, 上述發光元件係配置於上述凹部之底面。
  9. 一種發光裝置,其具備: 基台; 發光元件,其配置於上述基台; 第1波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之側面,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長之光的第1螢光體;及 第2波長轉換構件,其覆蓋上述發光元件之上表面及上述基台,且含有將上述發光元件發出之光轉換為發光峰值波長較上述發光元件之發光峰值波長更長、且較上述第1螢光體之發光峰值波長更短之光的第2螢光體;且 上述第2波長轉換構件至少在配置於上述基台之部分,將上述第2螢光體配置成層狀,且該層之厚度為上述發光元件之高度之四分之三以下。
  10. 如請求項9之發光裝置,其中上述第2波長轉換構件至少在配置於上述基台之部分,在較上述發光元件之高度之四分之三靠上方實質上未配置上述第2螢光體。
  11. 如請求項1之發光裝置,其中上述發光元件發出藍色光, 上述第1螢光體發出紅色光, 上述第2螢光體發出綠色至黃色光。
  12. 如請求項1之發光裝置,其中上述發光元件係經由下表面具有透光性之接合構件而接合於上述基台。
  13. 如請求項12之發光裝置,其中上述發光元件於下表面具有光反射膜, 上述光反射膜將上述發光元件之發光峰值波長之光反射,且使上述第1螢光體之發光峰值波長之光透過。
  14. 如請求項13之發光裝置,其中上述光反射膜係包含介電多層膜之分佈布勒格反射鏡(DBR)膜,使上述發光元件發出之光反射,且使上述第1波長轉換構件發出之光透過。
  15. 如請求項1之發光裝置,其中上述第2波長轉換構件至少在配置於上述基台之部分,將上述第2螢光體配置成層狀,且該層之厚度為上述第1波長轉換構件之高度之四分之三以下。
  16. 如請求項1之發光裝置,其中上述第1波長轉換構件未覆蓋上述發光元件之上表面, 上述第2波長轉換構件與上述發光元件之上表面相接。
  17. 一種發光裝置之製造方法,其依序包含以下步驟: 將至少1個發光元件配置於支持構件上; 將含有第1螢光體之第1波長轉換構件配置於上述發光元件之側面; 將設置有上述第1波長轉換構件之上述發光元件配置於基台上;及 被覆設置有上述第1波長轉換構件之上述發光元件之上表面及側面,配置含有第2螢光體之第2波長轉換構件。
  18. 如請求項17之發光裝置之製造方法,其中上述基台具有於上表面側開口之凹部, 於配置設置有上述第1波長轉換構件之上述發光元件之步驟中,設置有上述第1波長轉換構件之上述發光元件係配置於上述凹部之底面。
  19. 如請求項17或18之發光裝置之製造方法,其中配置上述第1波長轉換構件之步驟依序包含以下步驟: 將含有上述第1螢光體之未硬化之第1樹脂配置於上述支持構件上且上述複數個發光元件之間; 使上述第1樹脂硬化;及 藉由形成沿厚度方向貫通上述發光元件之間之槽而將上述第1樹脂切斷。
  20. 如請求項17之發光裝置之製造方法,其中形成上述第2波長轉換構件之步驟依序包含以下步驟: 將含有上述第2螢光體之粒子之未硬化之第2樹脂配置於上述凹部; 使上述第2螢光體之粒子強制沉降於上述凹部之底面側;及 使上述第2樹脂硬化。
  21. 如請求項17之發光裝置之製造方法,其中配置於上述支持構件上之發光元件於與上述支持構件對向之面設置有光反射膜。
  22. 如請求項17之發光裝置之製造方法,其中於配置上述第1波長轉換構件之步驟中,於上述發光元件之上表面未配置上述第1波長轉換構件。
  23. 如請求項17之發光裝置之製造方法,其中於配置上述第2波長轉換構件之步驟中,以與上述發光元件之上表面相接之方式配置上述第2波長轉換構件。
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