TW201941458A - 發光裝置 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本發明提供一種能夠抑制配光色度不均之發光裝置。 本發明之發光裝置具備：發光元件，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面；導光構件，其被覆上述發光元件之側面；第1波長轉換構件，其被覆上述第1面，且具有第1母材及第1波長轉換粒子；以及反射構件，其被覆上述發光元件之側面、上述導光構件之側面及第1波長轉換構件之側面，且與上述發光元件相接；上述第1波長轉換構件之厚度為60 μm以上且120 μm以下，上述第1波長轉換粒子之平均粒徑為4 μm以上且12 μm以下，上述第1波長轉換粒子之中心粒徑為4 μm以上且12 μm以下，相對於上述第1波長轉換構件之總重量而言，上述第1波長轉換粒子為60重量%以上且75重量%以下。
Description
本發明係關於一種發光裝置。
已知有如下發光裝置，其具有：發光元件；光學層，其配置於發光元件上，使發光元件發出之光之至少一部分透過；及板狀光學構件，其搭載於光學層之上，使發光元件發出之光之至少一部分透過(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-134355號公報
[發明所欲解決之問題]
業界要求於用作背光源或照明之情形時無論在何處均可獲得均勻之色度之光的發光裝置。因此，本發明之實施形態之目的在於提供一種能夠抑制配光色度不均之發光裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之發光裝置具備：發光元件，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面；導光構件，其被覆上述發光元件之側面；第1波長轉換構件，其被覆上述第1面，且具有第1母材及第1波長轉換粒子；以及反射構件，其被覆上述發光元件之側面、上述導光構件之側面及第1波長轉換構件之側面，且與上述發光元件相接；上述第1波長轉換構件之厚度為60 μm以上且120 μm以下，上述第1波長轉換粒子之平均粒徑為4 μm以上且12 μm以下，上述第1波長轉換粒子之中心粒徑為4 μm以上且12 μm以下，相對於上述第1波長轉換構件之總重量而言，上述第1波長轉換粒子為60重量%以上且75重量%以下。 [發明之效果]
根據本發明之實施形態之發光裝置，能夠提供一種能夠抑制配光色度不均之發光裝置。
以下，適當參照圖式對發明之實施形態進行說明。但是，以下說明之發光裝置係用以將本發明之技術思想具體化者，只要無特定記載，則不將本發明限定於以下內容。又，於一實施形態中說明之內容亦可應用於變化例。進而，關於圖式所示之構件之大小或位置關係等，為了使說明明確，有時會進行誇大。
＜實施形態1＞ 基於圖1A至圖5B對本發明之實施形態之發光裝置1000進行說明。發光裝置1000具備發光元件20、導光構件50、第1波長轉換構件31及反射構件40。發光元件20具有第1面201及位於第1面201之相反側之第2面203。導光構件50被覆發光元件之側面202。第1波長轉換構件31被覆發光元件之第1面201。又，第1波長轉換構件31具有第1母材312及第1波長轉換粒子311。第1波長轉換構件31之厚度為60 μm以上且120 μm以下。第1波長轉換粒子311之平均粒徑為4 μm以上且12 μm以下。第1波長轉換粒子311之中心粒徑為4 μm以上且12 μm以下。相對於第1波長轉換構件31之總重量而言，第1波長轉換粒子311為60重量%以上且75重量%以下。反射構件40被覆發光元件之側面、導光構件之側面及第1波長轉換構件之側面。又，反射構件40與發光元件相接。發光裝置只要具備至少1個發光元件即可。即，發光裝置可僅具備1個發光元件，亦可具備複數個發光元件。
第1波長轉換構件31所含之第1波長轉換粒子311之平均粒徑為4 μm以上且12 μm以下。藉由第1波長轉換粒子311之平均粒徑為12 μm以下，於第1波長轉換構件31所含之第1波長轉換粒子311之濃度相同之情形時，能夠使第1母材312與第1波長轉換粒子311之界面增加。藉由第1母材與第1波長轉換粒子之界面增加，來自發光元件之光容易利用第1母材與第1波長轉換粒子之界面而擴散。藉此，來自發光元件之光於第1波長轉換構件內擴散，因此，能夠抑制發光裝置之配光色度不均。藉由第1波長轉換粒子之平均粒徑為4 μm以上，容易提取來自發光元件之光，因此，發光裝置之光提取效率提昇。
於本說明書中，第1波長轉換粒子311之平均粒徑係指藉由FSSS法(費氏微粒測量儀，Fisher Sub-Sieve Sizer)測定之粒徑之平均值。藉由費氏法測定之平均粒徑例如使用Fisher Sub-Sieve Sizer Model95(Fisher Scientific公司製造)進行測定。
第1波長轉換構件31所含之第1波長轉換粒子311之中心粒徑為4 μm以上且12 μm以下。藉由第1波長轉換粒子之中心粒徑為12 μm以下，於第1波長轉換構件31所含之第1波長轉換粒子311之濃度相同之情形時，第1母材與第1波長轉換粒子之界面增加。藉由第1母材與第1波長轉換粒子之界面增加，來自發光元件之光容易利用第1母材與第1波長轉換粒子之界面而擴散。藉此，來自發光元件之光於第1波長轉換構件內擴散，因此，能夠抑制發光裝置之配光色度不均。藉由第1波長轉換粒子之中心粒徑為4 μm以上，容易提取來自發光元件之光，因此，發光裝置之光提取效率提昇。
於本說明書中，第1波長轉換粒子311之中心粒徑係體積平均粒徑(中值粒徑)，係自小徑側算起之體積累積頻率達到50%之粒徑(D50：中值粒徑)。能夠利用雷射繞射式粒度分佈測定裝置(MALVERN公司製造之MASTER SIZER 2000)測定中心粒徑。
第1波長轉換粒子之自小徑側算起之體積累積頻率達到10%之粒徑(D10)較佳為6 μm以上且10 μm以下。第1波長轉換粒子之自小徑側算起之體積累積頻率達到90%之粒徑(D90)較佳為15 μm以上且20 μm以下。
第1波長轉換粒子之體積基準之粒度分佈之標準偏差(σlog)較佳為0.3 μm以下。藉由第1波長轉換粒子之偏差較少，容易形成厚度均勻之波長轉換構件31。
作為第1波長轉換粒子，例如可列舉錳活化氟化物系螢光體。錳活化氟化物系螢光體係可獲得光譜線寬度相對較窄之發光且就顏色再現性之觀點而言較佳之構件。
第1波長轉換構件31之厚度為60 μm以上且120 μm以下。藉由第1波長轉換構件之厚度為60 μm以上，可增加第1波長轉換構件31中能夠含有之第1波長轉換粒子311。藉由第1波長轉換構件31之厚度為120 μm以下，能夠使發光裝置薄型化。再者，第1波長轉換構件之厚度係指Z方向上之第1波長轉換構件之厚度。
相對於第1波長轉換構件31之總重量而言，第1波長轉換粒子311為60重量%以上且75重量%以下。相對於第1波長轉換構件之總重量而言，第1波長轉換粒子為60重量%以上，藉此第1波長轉換粒子之含量增加，因此，第1母材與第1波長轉換粒子之界面增加。藉由第1母材與第1波長轉換粒子之界面增加，來自發光元件之光容易利用第1母材與第1波長轉換粒子之界面而擴散。藉此，來自發光元件之光於第1波長轉換構件內擴散，因此，能夠抑制發光裝置之配光色度不均。相對於第1波長轉換構件之總重量而言，第1波長轉換粒子為75重量%以下，藉此第1波長轉換構件中之第1母材之比率增加，因此，能夠抑制第1波長轉換構件斷裂。再者，第1波長轉換構件可僅具有第1波長轉換粒子作為波長轉換粒子，亦可具有與第1波長轉換粒子不同之材料之波長轉換粒子作為波長轉換粒子。
發光裝置可如圖2A所示之發光裝置1000般具備位於發光元件20與第1波長轉換構件31之間之第2波長轉換構件32，亦可如圖2C所示之發光裝置1000A般不具備位於發光元件20與第1波長轉換構件31之間之第2波長轉換構件。第2波長轉換構件32包含第2母材322及第2波長轉換粒子321。第1波長轉換粒子311之平均粒徑較佳為小於第2波長轉換粒子321之平均粒徑。藉由第2波長轉換粒子之平均粒徑大於第1波長轉換粒子之平均粒徑，來自發光元件之光容易導光至第2波長轉換構件32，因此，發光裝置之光提取效率提昇。又，藉由第1波長轉換粒子311之平均粒徑小於第2波長轉換粒子321之平均粒徑，於第1波長轉換構件31內，來自發光元件之光容易擴散，而能夠抑制發光裝置之配光色度不均。第1波長轉換粒子之材料與第2波長轉換粒子之材料可相同，亦可不同。又，第1母材312之材料與第2母材322之材料可相同，亦可不同。藉由第1母材312之材料與第2母材322之材料相同，第1波長轉換構件31與第22波長轉換構件32之接合強度提昇。藉由第1母材312之材料與第2母材322之材料不同，於第1母材312及第2母材322產生折射率差。藉此，於第1母材312與第2母材322之界面，來自發光元件之光容易擴散，因此，能夠抑制發光裝置之配光色度不均。第1母材312之折射率較佳為高於第2母材322之折射率。藉由如此設定，能夠抑制來自發光元件之光於第1母材312與第2母材322之界面全反射。藉此，發光裝置之光提取效率提昇。
第2波長轉換構件32之厚度較佳為20 μm以上且60 μm以下。藉由第2波長轉換構件32之厚度為20 μm以上，可增加第2波長轉換構件32中能夠含有之第2波長轉換粒子321。藉由第2波長轉換構件32之厚度為60 μm以下，能夠使發光裝置薄型化。再者，第2波長轉換構件之厚度係指Z方向上之第2波長轉換構件之厚度。
第2波長轉換構件32之厚度較佳為第1波長轉換構件31之厚度之一半以下。藉由如此設定，相較於第2波長轉換構件32較厚之情形時，來自發光元件之光更容易照射至第1波長轉換構件31。例如，於第1波長轉換構件31為80±5 μm之情形時，第2波長轉換構件32之厚度較佳為35±5 μm。再者，下述被覆第1波長轉換構件31之被覆構件33之厚度亦可具有與第1波長轉換構件31同等之厚度。例如，亦可為，第1波長轉換構件31之厚度為80±5 μm，第2波長轉換構件32之厚度為35±5 μm，被覆構件33之厚度為80±5 μm。再者，於本說明書中，同等之厚度係指容許5 μm左右之變動。
來自被發光元件激發之第2波長轉換粒子321之光之峰值波長較佳為短於來自被發光元件激發之第1波長轉換粒子311之光之峰值波長。藉由來自被發光元件激發之第2波長轉換粒子321之光之峰值波長短於來自被發光元件激發之第1波長轉換粒子311之光之峰值波長，能夠利用來自被發光元件激發之第2波長轉換粒子之光使第1波長轉換粒子激發。藉此，能夠使來自所激發之第1波長轉換粒子之光增加。於第2波長轉換構件32上配置第1波長轉換構件31，因此，來自被發光元件激發之第2波長轉換粒子之光容易出射至第1波長轉換粒子。
較佳為，來自被發光元件激發之第1波長轉換粒子311之光之峰值波長為610 nm以上且750 nm以下，來自被發光元件激發之第2波長轉換粒子321之光之峰值波長為500 nm以上且570 nm以下。藉由如此設定，能夠設為演色性較高之發光裝置。藉由將發光峰值波長為430 nm以上且475 nm以下之範圍之發光元件(藍色發光元件)、來自被發光元件激發之光之峰值波長為610 nm以上且750 nm以下之第1波長轉換粒子、及來自被發光元件激發之光之峰值波長為500 nm以上且570 nm以下之第2波長轉換粒子組合，能夠獲得發白光之發光裝置。例如，作為第1波長轉換粒子，可列舉錳活化氟化矽酸鉀之螢光體，作為第2波長轉換粒子，可列舉β賽隆系螢光體。於使用錳活化氟化矽酸鉀之螢光體作為第1波長轉換粒子之情形時，尤佳為具備位於發光元件20與第1波長轉換構件31之間之第2波長轉換構件32。為錳活化氟化物螢光體之第1波長轉換粒子容易發生亮度飽和，藉由使第2波長轉換構件32位於第1波長轉換構件31與發光元件20之間，能夠抑制來自發光元件之光過度照射至第1波長轉換粒子。藉此，能夠抑制為錳活化氟化物螢光體之第1波長轉換粒子之劣化。
如圖2A所示，發光元件20具備第1面201及與第1面201為相反側之第2面203。發光元件20至少包含半導體積層體23，且於半導體積層體23設置有正負電極21、22。正負電極21、22形成於發光元件20之同一側之面，較佳為發光元件20覆晶安裝於安裝基板。藉此，不需要對發光元件之正負電極供電之導線，而能夠使發光裝置小型化。於覆晶安裝發光元件之情形時，發光元件之正負電極21、22位於第2面203。再者，於本實施形態中，發光元件20具有元件基板24，但亦可將元件基板24去除。
導光構件50被覆發光元件之側面202。導光構件50相較於反射構件40而言來自發光元件20之光之透過率更高。因此，藉由導光構件50被覆至發光元件之側面202，自發光元件20之側面出射之光容易通過導光構件50而提取至發光裝置之外側，因此，能夠提高光提取效率。又，導光構件50亦可位於發光元件之第1面201與透光性構件30之間，亦可不位於發光元件之第1面201與透光性構件30之間。導光構件係將發光元件與透光性構件接著之構件，因此，藉由導光構件位於發光元件之第1面201與透光性構件30之間，而發光元件與透光性構件之接合強度提昇。
反射構件40被覆發光元件之側面、導光構件之側面及第1波長轉換構件之側面。藉由如此設定，能夠設為發光區域與非發光區域之對比度較高之「分隔性」良好之發光裝置。又，反射構件40係至少一部分與發光元件相接。藉由反射構件40之至少一部分與發光元件相接，能夠使發光裝置小型化。反射構件40較佳為與發光元件之第2面203相接。藉由如此設定，能夠抑制來自發光元件之光被吸收至供安裝發光元件之基板。
亦可如圖2A所示之發光裝置1000般具備被覆第1波長轉換構件31之被覆構件33。被覆構件33實質上不含波長轉換粒子。藉由具備被覆第1波長轉換構件31之被覆構件33，即便使用不耐水分之第1波長轉換粒子，由於被覆構件33亦作為保護層發揮功能，故能夠抑制第1波長轉換粒子之劣化。作為不耐水分之波長轉換粒子，例如可列舉錳活化氟化物螢光體。錳活化氟化物系螢光體係可獲得光譜線寬度相對較窄之發光且就顏色再現性之觀點而言較佳之構件。「實質上不含波長轉換粒子」係指不排除不可避免地混入之波長轉換粒子，較佳為波長轉換粒子之含有率為0.05重量%以下。再者，於本說明書中，有時將第1波長轉換構件31、第2波長轉換構件32及/或被覆構件33一併稱作透光性構件30。
亦可如圖2D所示之發光裝置1000C般具備被覆透光性構件30之上表面之覆膜34。覆膜34係指為奈米粒子之覆膜粒子之凝聚體。再者，覆膜可僅為覆膜粒子，亦可包含覆膜粒子及樹脂材料。藉由覆膜之折射率與位於最表面之透光性構件之母材之折射率不同，能夠校正發光裝置之發光色度。位於最表面之透光性構件之母材係指透光性構件中形成與發光元件之光提取面側之面相反之面的層之母材。例如，於覆膜34之折射率大於位於最表面之透光性構件之母材之折射率之情形時，覆膜與空氣之界面處之反射光成分相較於位於最表面之透光性構件之母材與空氣之界面處之反射光成分增大。因此，能夠增加返回至透光性構件中之反射光成分，因此，容易使波長轉換粒子激發。藉此，能夠將發光裝置之發光色度向長波長側校正。又，於覆膜34之折射率小於位於最表面之透光性構件之母材之折射率之情形時，覆膜與空氣之界面處之反射光成分相較於透光構件之母材與空氣之界面處之反射光成分減少。藉此，能夠減少返回至透光性構件中之反射光成分，因此，不易使波長轉換粒子激發。藉此，能夠將發光裝置之發光色度向短波長側校正。例如，於使用苯基系矽酮樹脂作為位於最表面之透光性構件之母材之情形時，作為將發光裝置之發光色度向長波長側校正之覆膜粒子，可列舉氧化鈦、氧化鈦、氧化鋁等。於使用苯基系矽酮樹脂作為位於最表面之透光性構件之母材之情形時，作為將發光裝置之發光色度向短波長側校正之覆膜粒子，可列舉氧化矽等。於發光裝置具備複數個透光性構件之情形時，亦可以覆膜被覆一透光性構件之上表面，不以覆膜被覆另一透光性構件之上表面。可與發光裝置之發光色度之校正相應地，適當選擇是否形成被覆透光性構件之上表面之覆膜。又，於發光裝置具備複數個透光性構件之情形時，亦可以具有大於位於最表面之透光性構件之母材之折射率的折射率之覆膜被覆一透光性構件之上表面，以具有小於位於最表面之透光性構件之母材之折射率的折射率之覆膜被覆另一透光性構件之上表面。可與發光裝置之發光色度之校正相應地，適當選擇被覆透光性構件之覆膜之材料。覆膜可藉由利用分注器之灌注、噴墨或利用噴霧器之噴附等公知之方法而形成。
發光裝置亦可具備載置發光元件之基板10。例如，基板10具備基材11、第1配線12、第2配線13、第3配線14及通孔15。基材11具有：正面111，其於作為長度方向之第1方向及作為短邊方向之第2方向上延長；背面112，其位於正面之相反側；底面113，其與正面111相鄰並與正面111正交；及上表面114，其位於底面113之相反側。基材11進而具有至少1個凹處16。第1配線12配置於基材11之正面111。第2配線13配置於基材11之背面112。發光元件20與第1配線12電性連接，且載置於第1配線12上。反射構件40被覆發光元件20之側面202及基板之正面111。至少1個凹處向背面112及底面113開口。第3配線14被覆凹處之內壁並與第2配線電性連接。通孔15與第1配線12及第2配線相接。通孔15將第1配線12及第2配線13電性連接。又，通孔15自基材11之正面111貫通背面112。再者，於本說明書中，正交係指容許自90°傾斜±3°左右。
通孔15可與第3配線相接，通孔15亦可與第3配線分開。藉由通孔15與第3配線相接，來自發光元件之熱能夠自第1配線12經由通孔15而傳遞至第2配線13及/或第3配線14，因此，能夠使發光裝置1000之散熱性提昇。藉由通孔15與第3配線分開，於後視下通孔與凹處不重疊，因此，基板之強度提昇。於有複數個通孔15之情形時，亦可為，一通孔與第3配線相接而另一通孔與第3配線分開。
於發光元件20覆晶安裝於基板10之情形時，發光元件之正負電極21、22經由導電性接著構件60而與基板10連接。於發光元件20覆晶安裝於基板10之情形時，第1配線12較佳為具備凸部121。藉由發光元件20之正負電極21、22位於第1配線12之凸部121上，於經由導電性接著構件60將第1配線12與發光元件之正負電極21、22連接時，能夠利用自對準效果容易地進行發光元件與基板之位置對準。
通孔15較佳為於後視下為圓形狀。藉由如此設定，能夠藉由鑽孔器等容易地形成。於本說明書中，圓形狀不僅為真圓，亦包含接近真圓之形狀(例如，亦可為橢圓形狀或如四邊形之四角較大且呈圓弧狀進行倒角所成之形狀)。
通孔15亦可藉由在基材之貫通孔內填充導電性材料而構成，亦可如圖2A所示，具備被覆基材之貫通孔之表面之第4配線151及填充至被第4配線151包圍之區域之填充構件152。填充構件152可為導電性，亦可為絕緣性。填充構件152較佳為使用樹脂材料。通常，硬化前之樹脂材料相較於硬化前之金屬材料流動性更高，因此，容易填充至第4配線151內。因此，藉由填充構件使用樹脂材料，容易進行基板之製造。作為容易進行填充之樹脂材料，例如可列舉環氧樹脂。於使用樹脂材料作為填充構件之情形時，較佳為含有添加構件以降低線膨脹係數。藉由如此設定，與第4配線之線膨脹係數之差變小，因此，能夠抑制因來自發光元件之熱使第4配線與填充構件之間產生間隙。作為添加構件，例如可列舉氧化矽。又，於填充構件152使用金屬材料之情形時，能夠使散熱性提昇。又，於通孔15係於基材之貫通孔內填充導電性材料而構成之情形時，較佳為使用導熱性較高之Ag、Cu等金屬材料。
發光裝置1000能夠利用形成於凹處16內之焊料等接合構件固定於安裝基板。基板所具備之凹處之數量可為1個，亦可為複數個。藉由有複數個凹處，能夠使發光裝置1000與安裝基板之接合強度提昇。凹處之深度可於上表面側及底面側為相同深度，亦可相較於上表面側在底面側更深。如圖2B所示，藉由Z方向上之凹處16之深度相較於上表面側在底面側更深，於Z方向上，能夠使位於凹處之上表面側之基材之厚度W1厚於位於凹處之底面側之基材之厚度W2。藉此，能夠抑制基材之強度下降。又，藉由底面側之凹處之深度W3深於上表面側之凹處之深度W4，形成於凹處內之接合構件之體積增加，因此，能夠使發光裝置1000與安裝基板之接合強度提昇。發光裝置1000無論為使基材11之背面112與安裝基板對向而安裝之上表面發光型(頂視型)抑或是使基材11之底面113與安裝基板對向而安裝之側面發光型(側視型)，均可藉由接合構件之體積增加而使其與安裝基板之接合強度提昇。
發光裝置1000與安裝基板之接合強度於側面發光型之情形時尤其能夠提昇。藉由Z方向上之凹處之深度相較於上表面側在底面側更深，能夠增大底面上之凹處之開口部之面積。藉由與安裝基板對向之底面上之凹處之開口部之面積變大，位於底面之接合構件之面積亦可增大。藉此，能夠增大位於與安裝基板對向之面之接合構件之面積，因此，能夠使發光裝置1000與安裝基板之接合強度提昇。
Z方向上之凹處之最大深度較佳為Z方向上之基材之厚度之0.4倍至0.9倍。藉由凹處之深度深於基材之厚度之0.4倍，形成於凹處內之接合構件之體積增加，因此，能夠使發光裝置與安裝基板之接合強度提昇。藉由凹處之深度淺於基材之厚度之0.9倍，能夠抑制基材之強度下降。
如圖2B所示，凹處16較佳為具備自背面112於與底面113平行之方向(Z方向)上延伸之平行部161。藉由具備平行部161，即便背面上之凹處之開口部之面積相同，亦可增大凹處之體積。藉由增大凹處之體積，能夠增加可形成於凹處內之焊料等接合構件之量，因此，能夠使發光裝置1000與安裝基板之接合強度提昇。再者，於本說明書中，平行係指容許±3°左右之傾斜。又，剖面觀察時，凹處16具備自底面113向基材11之厚度變厚之方向傾斜之傾斜部162。傾斜部162可為直線，亦可彎曲。
Y方向上之凹處之最大高度較佳為Y方向上之基材之厚度之0.3倍至0.75倍。藉由Y方向上之凹處之深度長於基材之厚度之0.3倍，形成於凹處內之接合構件之體積增加，因此，能夠使發光裝置與安裝基板之接合強度提昇。藉由Y方向上之凹處之長度淺於基材之厚度之0.75倍，能夠抑制基材之強度下降。
如圖3A所示，於在背面有複數個凹處16之情形時，較佳為位於相對於與Y方向平行之基材之中心線3C而左右對稱的位置。藉由如此設定，於將發光裝置經由接合構件安裝於安裝基板時，自對準有效地發揮作用，而能夠將發光裝置精度良好地安裝於安裝範圍內。
發光裝置亦可具備被覆第2配線13之一部分之絕緣膜18。藉由具備絕緣膜18，能夠實現背面上之絕緣性之確保及短路之防止。又，能夠防止第2配線自基材剝離。
於底面上，Z方向上之凹處之深度可大致固定，亦可為凹處之深度於中央及端部不同。較佳為如圖3B所示，於底面上，凹處16之中央之深度D1為Z方向上之凹處之最大深度。藉由如此設定，於底面上，於X方向之凹處之端部，能夠增加Z方向上之基材之厚度D2，因此，能夠使基材之強度提昇。再者，於本說明書中，中央係指容許5 μm左右之變動。凹處16可藉由鑽孔器或雷射等公知之方法而形成。
如圖3C所示，位於底面113側之反射構件40之長度方向之側面403較佳為於Z方向上向發光裝置1000之內側傾斜。藉由如此設定，於將發光裝置1000安裝於安裝基板時，反射構件40之側面403與安裝基板之接觸得到抑制，而發光裝置1000之安裝姿勢容易穩定。位於上表面114側之反射構件40之長度方向之側面404較佳為於Z方向上向發光裝置1000之內側傾斜。藉由如此設定，反射構件40之側面與吸附噴嘴(吸嘴)之接觸得到抑制，而能夠抑制發光裝置1000之吸附時之反射構件40之損傷。如此，位於底面113側之反射構件40之長度方向之側面403及位於上表面114側之反射構件40之長度方向之側面404較佳為自背面於正面方向(Z方向)上向發光裝置1000之內側傾斜。反射構件40之傾斜角度θ可適當選擇，但就容易發揮此種效果及反射構件40之強度之觀點而言，較佳為0.3°以上且3°以下，更佳為0.5°以上且2°以下，進而更佳為0.7°以上且1.5°以下。又，較佳為使發光裝置1000之右側面與左側面為大致相同之形狀。藉由如此設定，能夠使發光裝置1000小型化。
較佳為，如圖4所示之基板10般，於正面觀察時，第1配線12具備Y方向之長度較短之窄幅部及Y方向之長度較長之寬幅部。窄幅部之Y方向之長度D3與寬幅部之Y方向之長度D4相比長度較短。窄幅部於正面觀察時，自通孔15之中心向X方向離開，且於X方向上位於發光元件之電極所在之部分。寬幅部於正面觀察時位於通孔15之中心。藉由第1配線12具備窄幅部，能夠縮小將發光元件之電極與第1配線電性連接之導電性接著構件於第1配線上潤濕擴散之面積。藉此，容易控制導電性接著構件之形狀。再者，第1配線之周緣部亦可為修圓角所成之形狀。
如圖5A所示，第1配線、第2配線及或第3配線亦可具有配線主部12A及形成於配線主部12A上之鍍層12B。於本說明書中，配線係指第1配線、第2配線及或第3配線。作為配線主部12A，可使用銅等公知之材料。藉由在配線主部12A上具有鍍層12B，能夠使配線之表面上之反射率提昇或抑制硫化。例如，亦可使包含磷之鍍鎳層120A位於配線主部12A上。鎳藉由含有磷而硬度提昇，因此，藉由包含磷之鍍鎳層120A位於配線主部12A上，配線之硬度提昇。藉此，能夠抑制於發光裝置之單片化等中將配線切斷時於配線產生毛邊。包含磷之鍍鎳層可藉由電鍍法形成，亦可藉由無電解鍍覆法形成。
較佳為如圖5A所示，使鍍金層120B位於鍍層12B之最表面。藉由鍍金層位於鍍層之最表面，可抑制第1配線12、第2配線13及或第3配線14之表面上之氧化、腐蝕，而獲得良好之焊接性。能夠使反射率提昇或抑制硫化。位於鍍層12B之最表面之鍍金層120B較佳為藉由電鍍法形成。電鍍法相較於無電解鍍覆法能夠減少硫等觸媒毒之含有。於使使用鉑系觸媒之加成反應型矽酮樹脂於與鍍金層相接之位置硬化之情形時，藉由電鍍法形成之鍍金層因硫之含有較少，故能夠抑制硫與鉑發生反應。藉此，能夠抑制使用鉑系觸媒之加成反應型矽酮樹脂發生硬化不良。於形成與包含磷之鍍鎳層120A相接之鍍金層120B之情形時，包含磷之鍍鎳層120A及鍍金層120B較佳為藉由電鍍法形成。藉由利用相同方法形成鍍層，能夠抑制發光裝置之製造成本。再者，所謂鍍鎳層，可含有鎳，所謂鍍金層，只要含有金即可，亦可含有其他材料。
包含磷之鍍鎳層之厚度較佳為厚於鍍金層之厚度。藉由包含磷之鍍鎳層之厚度厚於鍍金層之厚度，容易使第1配線12、第2配線13及或第3配線14之硬度提昇。包含磷之鍍鎳層之厚度較佳為鍍金層之厚度之5倍以上且500倍以下，更佳為10倍以上且100倍以下。
如圖5B所示之發光裝置1000C般，配線亦可於配線主部12A上形成包含磷之鍍鎳層120C、鍍鈀層120D、第1鍍金層120E及第2鍍金層120F積層而成之鍍層12B。藉由包含磷之鍍鎳層120C、鍍鈀層120D、第1鍍金層120E及第2鍍金層120F進行積層，能夠抑制例如於配線主部12A使用銅之情形時銅擴散至鍍層12B中。藉此，能夠抑制鍍層之各層之密接性下降。亦可於配線主部12A上藉由無電解鍍覆法形成包含磷之鍍鎳層120C、鍍鈀層120D及第1鍍金層120E，並藉由電鍍法形成第2鍍金層120F。藉由利用電鍍法形成之第2鍍金層120F位於最表面，能夠抑制使用鉑系觸媒之加成反應型矽酮樹脂之硬化不良。
以下，對本發明之一實施形態之發光裝置中之各構成要素進行說明。
(發光元件20) 發光元件20係藉由施加電壓而自發光之半導體元件，可應用由氮化物半導體等構成之已知之半導體元件。作為發光元件20，例如可列舉LED(Light-Emitting Diode，發光二極體)晶片。發光元件20至少具備半導體積層體23，於多數情形時，進而具備元件基板24。發光元件之俯視形狀較佳為矩形、尤其是正方形狀或於一方向上較長之長方形狀，但亦可為其他形狀，例如只要為六邊形狀則亦能夠提高發光效率。發光元件之側面可相對於上表面垂直，亦可向內側或外側傾斜。又，發光元件具有正負電極。正負電極可由金、銀、錫、鉑、銠、鈦、鋁、鎢、鈀、鎳或該等之合金構成。發光元件之發光峰值波長根據半導體材料或其混晶比，選擇範圍可為紫外線區域至紅外線區域。作為半導體材料，較佳為使用作為能夠發出能夠效率良好地激發波長轉換粒子之短波長之光之材料的氮化物半導體。氮化物半導體主要由通式Inx
Aly
Ga1-x-y
N(0≦x、0≦y、x+y≦1)表示。發光元件之發光峰值波長就發光效率、以及波長轉換粒子之激發及與其發光之混色關係等之觀點而言，較佳為400 nm以上且530 nm以下，更佳為420 nm以上且490 nm以下，進而更佳為450 nm以上且475 nm以下。此外，亦可使用InAlGaAs系半導體、InAlGaP系半導體、硫化鋅、硒化鋅、碳化矽等。發光元件之元件基板係能夠使主要構成半導體積層體之半導體之晶體生長的晶體生長用基板，但亦可為供接合於自晶體生長用基板分離之半導體元件構造的接合用基板。藉由元件基板具有透光性，容易採用覆晶安裝，又，容易提高光之提取效率。作為元件基板之母材，可列舉藍寶石、氮化鎵、氮化鋁、矽、碳化矽、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、硫化鋅、氧化鋅、硒化鋅、鑽石等。其中，較佳為藍寶石。元件基板之厚度可適當選擇，例如為0.02 mm以上且1 mm以下，就元件基板之強度及/或發光裝置之厚度之觀點而言，較佳為0.05 mm以上且0.3 mm以下。
(第1波長轉換構件31) 第1波長轉換構件係設置於發光元件上之構件。第1波長轉換構件包含第1母材及第1波長轉換粒子。
(第1波長轉換粒子311) 第1波長轉換粒子吸收發光元件發出之一次光之至少一部分，而發出與一次光不同之波長之二次光。第1波長轉換粒子可單獨使用以下所示之具體例中之1種或將2種以上組合而使用。
作為第1波長轉換粒子，可使用發綠色光之波長轉換粒子、發黃色光之波長轉換粒子及或發紅色光之波長轉換粒子等公知之波長轉換粒子。例如，作為發綠色光之波長轉換粒子，可列舉釔-鋁-石榴石系螢光體(例如Y3
(Al,Ga)5
O12
:Ce)、鎦-鋁-石榴石系螢光體(例如Lu3
(Al,Ga)5
O12
:Ce)、鋱-鋁-石榴石系螢光體(例如Tb3
(Al,Ga)5
O12
:Ce)系螢光體、矽酸鹽系螢光體(例如(Ba,Sr)2
SiO4
:Eu)、氯矽酸鹽系螢光體(例如Ca8
Mg(SiO4
)4
Cl2
:Eu)、β賽隆系螢光體(例如Si6-z
Alz
Oz
N8-z
:Eu(0＜z＜4.2))、SGS系螢光體(例如SrGa2
S4
:Eu)等。作為發黃色光之波長轉換粒子，可列舉α賽隆系螢光體(例如Mz
(Si,Al)12
(O,N)16
(其中，0＜z≦2，M為Li、Mg、Ca、Y以及除La及Ce以外之鑭系元素)等。此外，上述發綠色光之波長轉換粒子之中亦有發黃色光之波長轉換粒子。又，例如，釔-鋁-石榴石系螢光體可藉由以Gd取代Y之一部分而使發光峰值波長向長波長側位移，從而能夠發黃色光。又，該等之中，亦有能夠發橙色光之波長轉換粒子。作為發紅色光之波長轉換粒子，可列舉含氮鋁矽酸鈣(CASN或SCASN)系螢光體(例如(Sr,Ca)AlSiN3
:Eu)等。此外，可列舉錳活化氟化物系螢光體(通式(I)A2
[M1-a
Mna
F6
]所示之螢光體(其中，上述通式(I)中，A係選自由K、Li、Na、Rb、Cs及NH4
所組成之群中之至少1種，M係選自由第4族元素及第14族元素所組成之群中之至少1種元素，a滿足0＜a＜0.2))。作為該錳活化氟化物系螢光體之代表例，有錳活化氟化矽酸鉀之螢光體(例如K2
SiF6
:Mn)。
(第1母材312) 第1母材312只要為對自發光元件發出之光具有透光性者即可。再者，「透光性」係指發光元件之發光峰值波長下之透光率較佳為60%以上、更佳為70%以上、進而更佳為80%以上。第1母材可使用矽酮樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、或該等之改性樹脂。亦可為玻璃。其中，矽酮樹脂及改性矽酮樹脂係耐熱性及耐光性優異而較佳。作為具體之矽酮樹脂，可列舉二甲基矽酮樹脂、苯基甲基矽酮樹脂、二苯基矽酮樹脂。再者，本說明書中之「改性樹脂」包含混成樹脂。
第1母材亦可於上述樹脂或玻璃中含有各種擴散粒子。作為擴散粒子，可列舉氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅等。擴散粒子可單獨使用該等中之1種或將該等中之2種以上組合而使用。尤佳為熱膨脹係數較小之氧化矽。又，亦可藉由使用奈米粒子作為擴散粒子，使發光元件發出之光之散射增大，而減少波長轉換粒子之使用量。
(導光構件50) 導光構件係將發光元件與透光性構件接著並將來自發光元件之光導光至透光性構件之構件。導光構件之母材可列舉矽酮樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、或該等之改性樹脂。其中，矽酮樹脂及改性矽酮樹脂係耐熱性及耐光性優異而較佳。作為具體之矽酮樹脂，可列舉二甲基矽酮樹脂、苯基甲基矽酮樹脂、二苯基矽酮樹脂。又，導光構件之母材亦可與上述第1母材同樣地含有擴散粒子。
(反射構件) 關於反射構件，就向Z方向之光提取效率之觀點而言，發光元件之發光峰值波長下之光反射率較佳為70%以上，更佳為80%以上，進而更佳為90%以上。進而，反射構件較佳為白色。由此，反射構件較佳為於母材中含有白色顏料而成。反射構件於硬化前經過液狀之狀態。反射構件可藉由轉注成形、射出成形、壓縮成形、灌注等而形成。
(反射構件之母材) 反射構件之母材可使用樹脂，例如可列舉矽酮樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、或該等之改性樹脂。其中，矽酮樹脂及改性矽酮樹脂係耐熱性及耐光性優異而較佳。作為具體之矽酮樹脂，可列舉二甲基矽酮樹脂、苯基甲基矽酮樹脂、二苯基矽酮樹脂。
(白色顏料) 白色顏料可單獨使用氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂、碳酸鈣、氫氧化鈣、矽酸鈣、矽酸鎂、鈦酸鋇、硫酸鋇、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋯、氧化矽中之1種或將該等中之2種以上組合而使用。白色顏料之形狀可適當選擇，亦可為不定形或破碎狀，但就流動性之觀點而言較佳為球狀。又，白色顏料之粒徑例如可列舉0.1 μm以上且0.5 μm以下左右，為了提高光反射或被覆之效果，越小越佳。反射構件中之白色顏料之含量可適當選擇，但就光反射性及液狀時之黏度等觀點而言，例如較佳為10 wt%以上且80 wt%以下，更佳為20 wt%以上且70 wt%以下，進而更佳為30 wt%以上且60 wt%以下。再者，「wt%」係重量百分比，指該材料之重量相對於反射構件之總重量之比率。
(第2波長轉換構件32) 第2波長轉換構件可使用與第1波長轉換構件相同之材料。
(被覆構件33) 第2波長轉換構件可使用與第1母材相同之材料。
(基板10) 基板10係載置發光元件之構件。基板10由基材11、第1配線12、第2配線13、第3配線14及通孔15構成。
(基材11) 基材11可使用樹脂或纖維強化樹脂、陶瓷、玻璃等絕緣性構件而構成。作為樹脂或纖維強化樹脂，可列舉環氧、玻璃環氧、雙馬來醯亞胺三嗪(BT，Bismaleimide Triazine)、聚醯亞胺等。作為陶瓷，可列舉氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氮化鋯、氧化鈦、氮化鈦、或該等之混合物等。該等基材之中，尤佳為使用具有接近發光元件之線膨脹係數之物性的基材。基材之厚度之下限值可適當選擇，但就基材之強度之觀點而言，較佳為0.05 mm以上，更佳為0.2 mm以上。又，就發光裝置之厚度(深度)之觀點而言，基材之厚度之上限值較佳為0.5 mm以下，更佳為0.4 mm以下。
(第1配線12、第2配線13、第3配線14) 第1配線配置於基板之正面，與發光元件電性連接。第2配線配置於基板之背面，經由通孔而與第1配線電性連接。第3配線被覆凹處之內壁，與第2配線電性連接。第1配線、第2配線及第3配線可由銅、鐵、鎳、鎢、鉻、鋁、銀、金、鈦、鈀、銠、或該等之合金形成。可為該等金屬或合金之單層，亦可為多層。就散熱性之觀點而言尤佳為銅或銅合金。又，就導電性接著構件之潤濕性及/或光反射性等觀點而言，亦可於第1配線及/或第2配線之表層設置銀、鉑、鋁、銠、金或該等之合金等之層。
(通孔15) 通孔15係設置於貫通基材11之正面及背面之孔內而將第1配線與上述第2配線電性連接之構件。通孔15亦可由被覆基材之貫通孔之表面之第4配線151及填充至第4配線內151之填充構件152構成。第4配線151可使用與第1配線、第2配線及第3配線相同之導電性構件。填充構件152可使用導電性之構件，亦可使用絕緣性之構件。
(絕緣膜18) 絕緣膜18係實現背面上之絕緣性之確保及短路之防止的構件。絕緣膜可由該領域中使用之任一種形成。例如，可列舉熱固性樹脂或熱塑性樹脂等。
(導電性接著構件60) 導電性接著構件係指將發光元件之電極與第1配線電性連接之構件。作為導電性接著構件，可使用金、銀、銅等之凸塊、包含銀、金、銅、鉑、鋁、鈀等之金屬粉末及樹脂黏合劑之金屬膏、錫-鉍系、錫-銅系、錫-銀系、金-錫系等之焊料、低熔點金屬等釺料中之任一種。 [產業上之可利用性]
本發明之一實施形態之發光裝置可用於液晶顯示器之背光源裝置、各種照明器具、大型顯示器、廣告或目的地引導等之各種顯示裝置、投影機裝置，進而數位攝錄影機、傳真機、影印機、掃描儀等中之圖像讀取裝置等。
10‧‧‧基板
11‧‧‧基材
12‧‧‧第1配線
12A‧‧‧配線主部
12B‧‧‧鍍層
13‧‧‧第2配線
14‧‧‧第3配線
15‧‧‧通孔
16‧‧‧凹處
18‧‧‧絕緣膜
20‧‧‧發光元件
21‧‧‧正負電極
22‧‧‧正負電極
23‧‧‧半導體積層體
24‧‧‧元件基板
30‧‧‧透光性構件
31‧‧‧第1波長轉換構件
32‧‧‧第2波長轉換構件
33‧‧‧被覆構件
34‧‧‧覆膜
40‧‧‧反射構件
50‧‧‧導光構件
60‧‧‧導電性接著構件
111‧‧‧正面
112‧‧‧背面
113‧‧‧底面
114‧‧‧上表面
120A‧‧‧包含磷之鍍鎳層
120B‧‧‧鍍金層
120C‧‧‧包含磷之鍍鎳層
120D‧‧‧鍍鈀層
120E‧‧‧第1鍍金層
120F‧‧‧第2鍍金層
121‧‧‧凸部
151‧‧‧第4配線
152‧‧‧填充構件
161‧‧‧平行部
162‧‧‧傾斜部
201‧‧‧第1面
202‧‧‧側面
203‧‧‧第2面
311‧‧‧第1波長轉換粒子
312‧‧‧第1母材
321‧‧‧第2波長轉換粒子
322‧‧‧第2母材
403‧‧‧位於底面側之反射構件之長度方向之側面
404‧‧‧位於上表面側之反射構件之長度方向之側面
1000‧‧‧發光裝置
1000A‧‧‧發光裝置
1000B‧‧‧發光裝置
1000C‧‧‧發光裝置
D1‧‧‧凹處之中央之深度
D2‧‧‧Z方向上之基材之厚度
D3‧‧‧窄幅部之Y方向之長度
D4‧‧‧寬幅部之Y方向之長度
W1‧‧‧位於凹處之上表面側之基材之厚度
W2‧‧‧位於凹處之底面側之基材之厚度
W3‧‧‧底面側之凹處之深度
W4‧‧‧上表面側之凹處之深度
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
θ‧‧‧傾斜角度
圖1A係實施形態1之發光裝置之概略立體圖。 圖1B係實施形態1之發光裝置之概略立體圖。 圖1C係實施形態1之發光裝置之概略前視圖。 圖2A係圖1C之2A-2A線上之概略剖視圖。 圖2B係圖1C之2B-2B線上之概略剖視圖。 圖2C係實施形態1之發光裝置之變化例之概略剖視圖。 圖2D係實施形態1之發光裝置之變化例之概略剖視圖。 圖3A係實施形態1之發光裝置之概略後視圖。 圖3B係實施形態1之發光裝置之概略仰視圖。 圖3C係實施形態1之發光裝置之概略側視圖。 圖4係實施形態1之基板之概略側視圖。 圖5A係實施形態1之發光裝置之概略剖視圖及將虛線部內放大而表示之放大圖。 圖5B係實施形態1之發光裝置之變化例之概略剖視圖及將虛線部內放大而表示之放大圖。
Claims (8)
- 一種發光裝置，其具備： 發光元件，其具有第1面及位於上述第1面之相反側之第2面； 導光構件，其被覆上述發光元件之側面； 第1波長轉換構件，其被覆上述第1面，且具有第1母材及第1波長轉換粒子；以及 反射構件，其被覆上述發光元件之側面、上述導光構件之側面及第1波長轉換構件之側面，且與上述發光元件相接； 上述第1波長轉換構件之厚度為60 μm以上且120 μm以下， 上述第1波長轉換粒子之平均粒徑為4 μm以上且12 μm以下， 上述第1波長轉換粒子之中心粒徑為4 μm以上且12 μm以下， 相對於上述第1波長轉換構件之總重量而言，上述第1波長轉換粒子為60重量%以上且75重量%以下。
- 如請求項1之發光裝置，其中上述第1波長轉換粒子為錳活化氟化物螢光體。
- 如請求項1或2之發光裝置，其具備第2波長轉換構件，該第2波長轉換構件位於上述發光元件與上述第1波長轉換構件之間，包含第2母材及第2波長轉換粒子。
- 如請求項3之發光裝置，其中上述第1波長轉換粒子之平均粒徑小於上述第2波長轉換粒子之平均粒徑。
- 如請求項3或4之發光裝置，其中上述第2波長轉換粒子為β賽隆系螢光體。
- 如請求項3至5中任一項之發光裝置，其中上述第2波長轉換構件之厚度為20 μm以上且60 μm以下。
- 如請求項1至6中任一項之發光裝置，其具備被覆上述第1波長轉換構件之被覆構件。
- 如請求項1至7中任一項之發光裝置，其中上述第1波長轉換構件之體積基準之粒度分佈之標準偏差為0.3 μm以下。
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