TW201947789A - 發光裝置及發光裝置的製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種不需要使量子點均勻分散的技術，對於量子點難以受到熱的影響，且不需要保護層、或者具有可利用薄的保護層來阻隔氧的結構的發光裝置、及其製造方法。發光裝置包括：發光元件；基板，其支持所述發光元件；反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置；第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂；以及波長轉換部位，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件及所述反射器接觸；並且所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點。
Description
本發明是有關於一種難以劣化且耐熱的發光裝置及發光裝置的製造方法。
發光二極體（Light Emitting Diode，LED）是藉由施加電壓而發光的半導體發光元件，由於高亮度且長壽命、或獲得不包含不需要的紫外線或紅外線的光等的特徵而廣泛使用。作為用途，以照明器具為代表，應用於汽車的前照燈、電子機器的背光及各種顯示器等。
LED中，白色LED是藉由將例如發出藍色光的半導體發光元件、與由無機螢光體、有機螢光體、半導體等所構成的紅色及綠色的量子點加以組合而實現。
使用量子點的白色發光裝置的光中，由光源發出的藍色光的一部分藉由量子點而轉換為既定波長的光，且一部分直接發出。波長經轉換的光與直接發出的光進行組合，被人類的視覺辨認為白色光。
於使用發出藍色光的發光元件的情況下，藍色光由於半寬度狹窄而色再現性良好，但放射出紅色光及綠色光的量子點由於半寬度寬而色再現性差，因此存在與周邊的顏色混合的問題。
專利文獻1中揭示有一種發出白色光的發光二極體單元等，該發光二極體單元藉由於發光二極體與量子點層之間設置使發光二極體與量子點層隔離的緩衝層，來解決所述課題。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-177656
[發明所欲解決之課題] 然而，包括專利文獻1的現有技術中的包含量子點的層是遍及殼體內的橫方向整體而設置，需要將量子點均勻分散於廣範圍的量子點層內的技術。
進而，專利文獻1的量子點層與殼體（反射器）接觸。殼體是藉由對發光二極體通電而被加熱，但若殼體被加熱，則存在與反射器接近之處的量子點的性能由於熱而變化的顧慮。
進而，專利文獻1的量子點由於接近表層，故而為了阻隔氧或水而需要保護層，且必須將保護層整體設置為厚。
因此，本發明的目的為提供一種不需要將量子點均勻分散的技術，對量子點難以受到熱的影響，且不需要保護層，或者具有可利用薄的保護層來阻隔氧的結構的發光裝置及其製造方法。進而，目的為提供一種具有可使氧或水難以侵入量子點的結構的發光裝置。 [解決課題之手段]
解決所述課題的本發明包括以下。 [1] 一種發光裝置，其包括：發光元件；基板，其支持所述發光元件；反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置；第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂；以及波長轉換部位，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件及所述反射器接觸；並且所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點。 [2] 如[1]所述的發光裝置，其中更包括第三樹脂層，該第三樹脂層配置於所述第一樹脂層及所述波長轉換部位上。 [3] 如[1]或[2]所述的發光裝置，其中於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。 [4] 一種發光裝置，其包括：發光元件；基板，其支持所述發光元件；反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置；第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂；以及量子點，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件及所述反射器接觸。 [5] 如[4]所述的發光裝置，其中更包括第三樹脂層，該第三樹脂層配置於所述第一樹脂層上，且配置於所述量子點的周圍及上方。 [6] 如[4]或[5]所述的發光裝置，其中於從距離所述反射器最近的所述量子點至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。 [7] 如[2]、[3]、[5]及[6]中任一項所述的發光裝置，其中更包括保護層，該保護層配置於所述第三樹脂層上。 [8] 一種發光裝置的製造方法，其包括：準備發光裝置構件的步驟，該發光裝置構件包括發光元件、支持所述發光元件的基板、以及以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置的反射器；藉由於所述發光裝置構件的空間內部導入第一樹脂而形成用以將所述發光元件密封的第一樹脂層的步驟；以及於所述第一樹脂層上導入包含量子點的第二樹脂而形成波長轉換部位的步驟，且於該步驟中，所述波長轉換部位不與所述發光元件及所述反射器接觸。 [9] 如[8]所述的發光裝置的製造方法，其中更包括：於導入包含所述量子點的所述第二樹脂之前，使導入所述發光裝置構件中的所述第一樹脂硬化的步驟。 [10] 如[8]或[9]所述的發光裝置的製造方法，其中更包括：於形成所述波長轉換部位之後導入第三樹脂的步驟。 [11] 如[8]至[10]中任一項所述的發光裝置的製造方法，其中於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。 [12] 一種發光裝置的製造方法，其包括：準備發光裝置構件的步驟，該發光裝置構件包括發光元件、支持所述發光元件的基板、以及以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置的反射器；藉由於所述發光裝置構件的空間內部導入第一樹脂而形成用以將所述發光元件密封的第一樹脂層的步驟；以及於所述第一樹脂層上導入包含量子點的溶劑，將所述量子點配置於所述第一樹脂層上的步驟，且於該步驟中，所述量子點不與所述發光元件及所述反射器接觸。 [13] 如[12]所述的發光裝置的製造方法，其中更包括：於導入包含所述量子點的所述溶劑之前，使導入所述發光裝置構件中的第一樹脂硬化的步驟。 [14] 如[12]或[13]所述的發光裝置的製造方法，其中更包括：於將所述量子點配置於所述第一樹脂層上之後導入第三樹脂的步驟。 [15] 如[12]至[14]中任一項所述的發光裝置的製造方法，其中於從距離所述反射器最近的所述量子點至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。 [16] 如[10]、[11]、[14]及[15]中任一項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括：於導入所述第三樹脂的步驟之後，形成保護層的步驟。 [17] 一種發光裝置，其包括：發光元件；基板，其支持所述發光元件；反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置；第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂，凹陷為杯狀；以及波長轉換部位，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件接觸；並且所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點。 [18] 如[17]所述的發光裝置，其中所述波長轉換部位的體積小於所述第一樹脂層的藉由凹陷為杯狀而形成的空間的體積。 [19] 如[17]或[18]所述的發光裝置，其中所述波長轉換部位的剖面形狀為月牙狀。 [20] 如[17]或[18]所述的發光裝置，其中所述波長轉換部位的剖面形狀為圓頂狀。 [21] 如[17]至[20]中任一項所述的發光裝置，其中於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。 [22] 如[17]至[21]中任一項所述的發光裝置，其中更包括第三樹脂層，該第三樹脂層配置於第一樹脂層及所述波長轉換部位上。 [發明的效果]
一種發光裝置，其包括：發光元件；基板，其支持所述發光元件；反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置；第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂；以及波長轉換部位，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件及所述反射器接觸；並且所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點；該發光裝置由於波長轉換部位與反射器分離，故而量子點難以受到熱的影響，且不需要保護層、或者具有可以薄的保護層來阻隔氧的結構。波長轉換部位由於使第二樹脂中包含量子點，故而操作變得容易，製造變得更容易。
於在所述第一樹脂及所述波長轉換部位上更包含第三樹脂的情況下，進而，可阻隔來自外部的氧及水，可防止發光裝置中的發光元件、量子點的劣化。
於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層的情況下，存在防止來自反射器的熱的效果升高的情況。
另外，於代替第二樹脂而使用溶劑的情況下，由於不使用第二樹脂，故而可減少樹脂的使用量，可降低製造的成本。
一種發光裝置的製造方法，其包括：準備發光裝置構件的步驟，該發光裝置構件包括發光元件、支持所述發光元件的基板、以及以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置的反射器；藉由於所述發光裝置構件的空間內部導入第一樹脂而形成用以將所述發光元件密封的第一樹脂層的步驟；以及於所述第一樹脂層上導入包含量子點的第二樹脂而形成波長轉換部位的步驟，且於該步驟中，所述波長轉換部位不與所述發光元件及所述反射器接觸；所述發光裝置的製造方法可製造對於量子點難以受到熱的影響，且不需要保護層，或者具有可以薄的保護層來阻隔水或氧的結構的發光裝置。另外，由於使用包括包含量子點的第二樹脂者，故而量子點的操作變得容易。
於更包括在導入包含量子點的第二樹脂之前，使導入所述發光裝置構件中的第一樹脂硬化的步驟的情況下，可確實地使第一樹脂硬化，於穩定的狀態下形成波長轉換部位。
一種發光裝置，其包括：發光元件；基板，其支持所述發光元件；反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置；第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂，凹陷為杯狀；以及波長轉換部位，其位於所述第一樹脂上，且不與所述發光元件接觸；並且所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點；所述發光裝置即便存在波長轉換部位略微與反射器接觸的情況，波長轉換部位的大部分亦位於第一樹脂層的凹陷中，難以受到來自反射器的熱的影響。另外，由於與發光元件的上部外側存在距離，故而難以受到氧或水的影響。
於所述波長轉換部位的體積小於所述第一樹脂層的藉由凹陷為杯狀而形成的空間的體積的情況下，波長轉換部位更難以受到來自反射器的熱的影響，另外，由於與發光元件的上部外側更存在距離，故而難以受到氧或水的影響。
於所述波長轉換部位的剖面形狀為月牙狀的情況下，由於與發光元件的上部外側更存在距離，故而非常難以受到來自外部的氧及水的影響。
於所述波長轉換部位的剖面形狀為圓頂狀的情況下，即便是波長轉換部位的體積比較小的情況，亦可於發光裝置的中心附近配置量子點，可增大與反射器的距離，因此難以受到熱的影響。
以下，對發光裝置進行說明，但本發明的發光裝置並不限定於用以實施發明的形態。 此外，本說明書中只要未特別說明，則確定數值範圍時所使用的「～」是指上限及下限的任一者均包含於該範圍內。
[發光裝置] 使用作為本發明的實施方式的圖1（a）來對本發明的發光裝置進行說明。另外，視需要，使用作為本發明的其他形態的圖1（b）、圖1（c）、圖1（d）、圖2（e）、圖2（f）、圖2（g）及圖3來進行說明。 圖1（a）所表示的發光裝置為如下的發光裝置1，其包括：發光元件120；基板111，其支持發光元件120；反射器112，其以包圍發光元件120的周圍的方式來配置；第一樹脂層130，其填充於由基板111及反射器112所形成的空間內部，且包含用以將發光元件120密封的第一樹脂；以及波長轉換部位140，其位於第一樹脂層130上，且不與發光元件120及反射器112接觸；並且波長轉換部位140包含量子點142。
（發光元件） 發光元件120可藉由通電而發出具有特定波長的光。發光元件120若為可發出光的發光元件，則並無特別限定。發光元件120可使用發出藍色光的元件、發出具有其他波長的光的元件等各種發光元件。作為本發明的一形態，可使用發出藍色光的氮化鎵（GaN）系半導體。
（基板及反射器） 發光裝置1包括支持（安裝）發光元件120的基板111。於基板111上，通常設置有導線（未圖示），且與發光元件120電性連接。發光元件120經由導線而與電源（未圖示）連接。於發光元件120的下部，亦可具備用以使由發光元件120所產生的熱釋放的散熱墊或者散熱板。
反射器112是自基板111的端部向上方延長而形成，以包圍發光元件120的周圍的方式來配置，形成於殼體的側面部（此外，本說明書中，亦存在將基板與反射器合併而稱為殼體的情況）。於所發出的光的一部分到達反射器112的情況下，藉由反覆進行反射，而從發光裝置1的開口部中向外發出。
基板111及反射器112的材料可由先前使用的材料，例如聚鄰苯二甲醯胺（PPA：Polyphthalamide）之類的塑膠或陶瓷之類的物質來形成。其中，若選擇反射器112的導熱率小於第一樹脂及第二樹脂的導熱率的材料，則量子點142難以從反射器112接收熱，可抑制量子點142的變質，因此較佳。 另外，基板111與反射器112可於製造時以一體來成形。例如，可使用基板111與反射器112為一體的市售的LED封裝體。此外，市售的LED封裝體存在亦安裝有發光元件的封裝體，本發明中可使用該封裝體（本說明書中，亦存在將市售的LED封裝體稱為發光裝置構件的情況）。
（第一樹脂層） 第一樹脂層130是為了將發光元件120密封，而以某種程度填充於由基板111及反射器112所構成的內部，將發光元件120密封者。藉由設置第一樹脂層130，可防止氧或水侵入發光元件120中。另外，第一樹脂層130亦發揮作為緩衝層的作用，該緩衝層是為了使光及熱不直接到達發光元件120的垂直上部的量子點142（詳情如後述），而使光及熱分散。
另外，第一樹脂層130亦發揮抑制量子點142的劣化的作用。量子點142存在藉由光、熱、或者與化學物質的反應而改質的情況。例如，於量子點142直接長時間曝露於光中的情況下，發生光氧化（photooxidation）反應而導致量子點142改質，成為劣化的原因。為了防止此種狀況，可設置第一樹脂層130，減少直接到達的光量。
第一樹脂層130的樹脂若為可透過光而硬化至一定硬度的樹脂，則並無特別限定，較佳為使用透光性高、導熱度低的樹脂。
第一樹脂層130中使用的樹脂可列舉：透過光的矽酮樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等。其中，矽酮樹脂就耐熱性高的觀點而言較佳。具體而言，作為矽酮樹脂，可使用日本新智索（Japan New Chisso，JNC）股份有限公司製造的XV-2000。
如圖1（b）所示的發光裝置2般，與反射器212接觸的部分是位於第一樹脂層230的高於中央部分的位置者、即凹陷為杯狀者較佳為設為第一樹脂層的形狀。藉由具有此種形狀，可阻隔相對於配置於中央的後述波長轉換部位240或者量子點242的從反射器212而來的熱。 圖2（e）所示的發光裝置5亦同樣，與反射器512接觸的部分位於第一樹脂層530的高於中央部分的位置，且凹陷為杯狀。發光裝置6亦同樣。
使用圖3（a）及圖3（b），對圖1（b）所示的發光裝置2的第一樹脂層230的形成進行詳細說明。圖3（a）、圖3（b）中，示出於發光裝置構件中僅導入形成第一樹脂層230的第一樹脂的情況。圖3（a）為剖面圖，圖3（b）為簡化的平面圖。 如圖3（a）所示，發光裝置2中，較從基板211起，直至第一樹脂層230的中心部X為止的高度HX
而言，從基板211起至第一樹脂層230的與反射器212接觸的部分Y為止的高度HY
大。藉由如上所述，配置於第一樹脂層230上的量子點242難以受到來自反射器212的熱。 此外，如上所述，亦有將第一樹脂層的表面向下凸出的狀態，於本說明書表述為第一樹脂層凹陷為杯狀的情況。 另外，Hx與Hy的比並無特別限定，但於第一樹脂層230凹陷為杯狀的情況下，較佳為Hx：Hy＝1：1～1：10。
（量子點及波長轉換部位） 本發明的發光裝置1包含量子點142。量子點142作為奈米物質的其中之一，包括：包含帶隙（band gap）小的物質的芯材、包含包圍芯材的帶隙大的物質的殼、以及附著於殼上的配體，實質上形成為直徑大致為10 nm左右的大小的球形。
量子點142吸收由發光元件120所發出的光後，放射出與各量子點142所具有的帶隙相當的光。
量子點142可使用：如ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe之類的II-VI族的量子點，或如PbS、PbSe、PbTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb之類的III-V族的量子點等。
於發光元件120為發出藍色光的元件的情況下，發光元件120上的量子點142可包含綠色量子點及紅色量子點。藉由以所述方式來構成，向發光二極體單元的外部放射出的最終出射光成為白色光。
本發明的發光裝置1中，將包含量子點142的層定義為波長轉換部位140。波長轉換部位140包括量子點142及第二樹脂141。
本發明的發光裝置1的特徵之一為，波長轉換部位140不與發光元件120及反射器112接觸。具體而言，波長轉換部位140於第一樹脂層130上，以不與反射器112接觸的程度位於發光裝置1的中央。藉此，於反射器112中傳導的熱難以傳導至量子點142。
本發明的發光裝置1中，於發光裝置1的中心附近，量子點142密集。因此，從發光裝置1的中心附近通過的藍色光經波長轉換而成為紅色光或綠色光。從位於波長轉換部位140的周圍的量子點142不存在之處通過的未經波長轉換的藍色光、與經波長轉換的紅色光及綠色光混合，看上去像發出白色光。
波長轉換部位140中所含的第二樹脂141若為透過率高的樹脂，則並無特別限定，但較佳為可藉由照射包含熱或光的電子束而硬化的樹脂。第二樹脂141例如可使用：透過光的矽酮樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等，作為具體例，矽酮樹脂可使用JNC股份有限公司製造的XV-2000等。另外，環氧樹脂可使用大賽璐（Daicel）股份有限公司製造的賽維納斯（CELVENUS）W0925等。
波長轉換部位140中，作為添加成分，可任意選擇性地添加聚合起始劑、交聯劑、分散劑等。
第一樹脂層130的第一樹脂與第二樹脂141可使用相同的樹脂，亦可使用不同的樹脂。
如發光裝置4（圖1（d））般，亦可不使用第二樹脂，而僅將量子點442配置於第一樹脂層430上。
於此情況下，可藉由將包含量子點442的溶劑配置於第一樹脂層430上，然後使其乾燥揮發，而僅將量子點442載置於第一樹脂層430上。
進而，如發光裝置2（圖1（b））般，於從距離反射器212最近的所述波長轉換部位240的部分至反射器212之間存在第一樹脂層230的情況下，可阻隔來自反射器212的熱，因此較佳。
圖2（e）所示的發光裝置5中，為如下形態：波長變化部位540不與發光元件520接觸，但一部分與反射器512接觸。
若對發光裝置5進行詳細說明，則第一樹脂層530是與發光裝置2至發光裝置4同樣地凹陷為杯狀的狀態。於發光裝置5採用第二樹脂541容易潤濕的樹脂的情況下，第二樹脂541於第一樹脂層530上潤濕擴散，波長轉換部位540成為月牙狀（向下凸出的形狀）。
此外，於發光裝置5中，波長轉換部位540的體積較佳為小於藉由第一樹脂層530凹陷為杯狀而形成的空間的體積（由第一樹脂層的上層面、以及從第一樹脂層530接觸反射器512的部分通過的與基板平行的假想面Z所構成的體積，圖3（a）及圖3（b）中，與斜線的V的部分相當的空間的體積）。藉此，難以受到來自反射器512的熱的影響。
發光裝置5（圖2（e））中，第二樹脂容易潤濕，波長轉換部位540薄薄地擴展，因此量子點542與發光裝置5的上部存在距離，難以受到從外部侵入的氧或水的影響。
發光裝置6（圖2（f））的形態是與發光裝置5類似的構成，但發光裝置6的第二樹脂641是使用較發光裝置5的第二樹脂541而言潤濕性低的樹脂。於該情況下，波長轉換部位640的端部不會潤濕至較第一樹脂層630的端部更上方。因此，第二樹脂641由於不與反射器612接觸（於反射器612與波長轉換部位640之間存在第一樹脂層630），故而難以直接受到來自反射器612的熱。
發光裝置7（圖2（g））的形態亦與發光裝置5、發光裝置6同樣，第一樹脂層730為凹陷為杯狀的狀態。發光裝置7與發光裝置5、發光裝置6之不同之處為：波長轉換部位740中所包含的第二樹脂741是使用對於第一樹脂層730中使用的第一樹脂難以潤濕的樹脂，波長轉換部位740於第一樹脂層730的凹陷為杯狀的部分之上不擴展，而為圓形，剖面形狀成為圓頂狀。藉由成為此種形狀，大量的量子點可配置於發光裝置的中心附近，與反射器712的距離亦變大，可抑制熱對量子點742的影響。進而，容易於發光裝置7的中心附近配置量子點742，效率良好。
於發光裝置7中，波長轉換部位740的體積亦較佳為小於藉由第一樹脂層730凹陷為杯狀而形成的空間的體積。
另外，於發光裝置7中，亦與發光裝置6同樣，波長轉換部位740的端部較佳為以不與反射器712接觸的方式來調整。
如發光裝置1至發光裝置7般，藉由適當選擇第二樹脂，可變更波長轉換部位的形狀。尤其認為樹脂所具有的固有的表面自由能量的數值會對波長變化部位的形狀造成影響。
（第三樹脂層） 發光裝置1中，於第一樹脂層130及波長轉換部位140上，可視需要而設置第三樹脂層150。第三樹脂層150是以覆蓋波長轉換部位140的方式來填充，且利用第三樹脂層150的第三樹脂來裝滿殼體的上部。藉由設置第三樹脂層150，由波長轉換部位140的量子點來轉換波長的光、與波長未轉換的光混合，從發光裝置1中射出的光的任一部分均平衡良好地包含不同波長的光，就成為白色光的方面而言較佳。
進而，就防止來自外部的氧或水侵入發光元件120或者波長轉換部位140的方面而言，亦較佳為設置第三樹脂層150。
構成第三樹脂層150的第三樹脂若為透明的樹脂，則並無特別限定，例如可使用：透過光的矽酮樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等。作為具體例，可使用大賽璐股份有限公司製造的賽維納斯（CELVENUS）W0925等。環氧樹脂就阻擋性高的觀點而言較佳。
構成第三樹脂層150的樹脂可與第一樹脂層的樹脂相同，亦可不同，亦可與第二樹脂相同，亦可不同。
此外，於不使用第二樹脂的發光裝置4（圖1（d））的形態的情況下，配置於第一樹脂層430上，且於量子點442的周圍及上方配置第三樹脂450。
（保護層） 如圖1（c）所示，於發光裝置3中，可於波長轉換部位340上任意選擇性地設置保護層360，或者於設置第三樹脂層的情況下，可於第三樹脂層350上任意選擇性地設置保護層360。
保護層360的材料並無特別限定，較佳為透過率或阻擋性高的樹脂。較佳的樹脂可列舉矽酮樹脂或環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等。
[發光裝置的製造方法] （發光元件的安裝） 其次，對發光裝置1的製造方法進行說明。首先，準備包括基板111及反射器112的殼體。基板111及反射器112可分別準備而接合，亦可將基板111及反射器112一體成形。
繼而，將發出具有特定波長的光的發光元件120配置於基板111上。發光元件120可與和外部電性連接的金屬導線連接，亦可與配置於基板111上的電子電路直接連接。此外，發光元件120的安裝亦可藉由購入已經安裝於殼體中的商品（本說明書中亦稱為發光裝置構件）而省略。
（第一樹脂層的形成） 安裝發光元件120後，將第一樹脂層130的樹脂滴加於由基板111及反射器112所包圍的空間中。 藉由選擇適合作為第一樹脂的樹脂來形成第一樹脂層130，從而形成與波長轉換部位140接觸的面成為相對於基板111而平行的第一樹脂層130（參照圖1（a））。 於使用對反射器容易潤濕的樹脂來作為第一樹脂的情況下，成為如發光裝置2般的狀態。即，藉由第一樹脂接觸側壁（反射器212），則與反射器212接觸的第一樹脂上升，第一樹脂層130成為與波長轉換部位240接觸的面向下凹陷的形狀（即，第一樹脂層230的中心向下凸出的狀態，即凹陷為杯狀的狀態）（參照圖1（b）、圖2（e）~圖2（g））。 圖1（a）中，滴加第一樹脂後，利用使第一樹脂硬化的條件進行硬化，藉此形成第一樹脂層130。
第一樹脂層130的硬化條件只要根據被選擇作為第一樹脂的樹脂來適當調整即可。若為利用熱的硬化，則可藉由例如於60℃～250℃下加熱30分鐘～12小時左右而硬化。於利用光的硬化的情況下，可藉由例如照射500 mJ/cm2
～3000 mJ/cm2
（累計曝光量）的紫外線而硬化。視需要，亦可階段性地提高溫度而硬化。另外，進行光硬化時，可使用紫外線照射裝置而硬化。
（波長轉換部位的形成或者量子點的配置） 繼而，對波長轉換部位140的形成或者量子點142的配置進行說明。
將量子點142配置於第一樹脂層130上的方法可列舉：（i）單純載置量子點142的方法；（ii）使量子點142分散於溶劑中，將包含量子點142的溶液載置於第一樹脂層130上的方法；（iii）使量子點142（以及視需要的溶劑）與第二樹脂混合，將包含量子點142的第二樹脂配置於第一樹脂層130上而使其硬化的方法等。就操作容易度的觀點而言，較佳為所述（ii）或（iii）的方法。
於圖1（a）所示的發光裝置1的形態中，波長轉換部位140是以波長轉換部位140不與反射器112接觸的方式形成於第一樹脂層130上。
於選擇所述（ii）的方法的情況下，於製造步驟中施加熱時，溶劑蒸發，因此最終成為發光裝置4的形態（圖1（d））。發光裝置4由於第一樹脂層430的中心部分低於接觸反射器412的部分，故而當導入包含量子點442的溶劑時，由於重力的影響而聚集於第一樹脂層430上的中心附近，量子點442於中心附近密集。於使用黏度低的溶劑的情況下，注意配置為不與反射器412接觸。
於選擇所述（iii）的方法的情況下，例如，如發光裝置2般，於第一樹脂層230凹陷為杯狀的情況下，藉由將包含量子點242的第二樹脂配置於凹陷的部分，可容易設為不與反射器212接觸。此時使用的溶劑是利用後述的乾燥步驟，藉由揮發而大量去除。
另外，於所述（iii）的方法的情況下，如圖1（a）所示，於第一樹脂層130的與波長轉換部位140接觸的面相對於基板111而大致平行的情況下，若於所述（iii）的方法中使用黏性高的樹脂，則可不接觸反射器112而形成。
進而，於所述（iii）中，如發光裝置1至發光裝置3、發光裝置5至發光裝置7般，存在第二樹脂波長變化部位的形狀改變的情況，因此可視需要來適當選擇第二樹脂，將波長變化部位設為所需的形狀。
於選擇所述（iii）的方法的情況下，例如於發光裝置1的情況下，將包含量子點142的第二樹脂配置於第一樹脂層130上後，以既定的硬化條件使其硬化。硬化條件只要根據被選擇為第二樹脂的樹脂來適當調整即可。若為利用熱的硬化，則可藉由例如於60℃～250℃下加熱30分鐘～12小時左右而硬化。於利用光的硬化的情況下，可藉由例如照射500 mJ/cm2
～3000 mJ/cm2
（累計曝光量）的紫外線而硬化。視需要，亦可階段性地提高溫度而硬化。另外，於進行光硬化時，可使用紫外線照射裝置而硬化。
所述（ii）的方法中使用的溶劑為了不殘存於發光裝置1中，若為可於製造步驟中去除的溶劑（若為揮發性），則並無特別限定，例如可列舉甲苯、乙酸乙酯、乙醇等。視需要，於（iii）的方法中亦可使用所述溶劑。
（第三樹脂層的形成） 形成波長轉換部位140後，於波長轉換部位140上形成第三樹脂層150。第三樹脂層150是藉由以覆蓋波長轉換部位140的方式，於殼體內導入未硬化的第三樹脂，然後進行硬化而形成。
以覆蓋波長轉換部位140的方式於殼體內導入第三樹脂後，利用既定的硬化條件進行硬化。第三樹脂層150的硬化條件只要根據被選擇為第三樹脂的樹脂來適當調整即可。若為利用熱的硬化，則可藉由例如於60℃～250℃下加熱30分鐘～12小時左右而硬化。於利用光的硬化的情況下，可藉由例如照射500 mJ/cm2
～3000 mJ/cm2
（累計曝光量）的紫外線而硬化。視需要，亦可階段性地提高溫度而硬化。另外，進行光硬化時，可使用紫外線照射裝置而硬化。
此外，於如圖1（d）所示的發光裝置4般，不使用第二樹脂的情況下，可藉由將包含量子點442的溶劑配置於第一樹脂層上，進行乾燥，而於去除溶劑的狀態下，自其上導入第三樹脂。因此，發光裝置4中，存在於量子點的周圍及上方配置第三樹脂的情況。
（保護層的形成） 本發明的製造方法可包含如圖1（c）所示的發光裝置3般，於第三樹脂層350上設置保護層360的步驟。保護層360是根據所使用的樹脂的性狀（例如黏度）而應用適當的印刷方法，可使用噴墨印刷、網版印刷、反轉印刷、分配印刷等而印刷於既定的位置。 [實施例]
以下，藉由實施例，對本發明進一步進行說明。本發明並不限定於實施例。
實施例1至實施例6 （1）第一樹脂的製備 將各為2.5 g、0.05 g的矽酮樹脂、XV-2000（A劑）及（B劑）（製品名：JNC股份有限公司製造）進行混合。所獲得的樹脂於消泡練太郎真空型ARV-310A（製品名：新基（THINKY）公司製造）中充分進行混合及除氣，獲得第一樹脂I。
（2）第二樹脂的製備 （i）包含紅色量子點的第二樹脂的製備 （第二樹脂IR） 於2.55 g的所述（1）第一樹脂的製備中所獲得的第一樹脂I中，添加0.02 g的分散有紅色量子點的QDOT（註冊商標）墨紅型（INK Red Type）I（NS材料（NS Materials）股份有限公司製造，以下稱為紅色（Red）分散液），於自轉公轉混合器中充分地攪拌混合而獲得包含紅色量子點的第二樹脂IR。
（第二樹脂IIR） 除了代替第一樹脂I而使用2.5 g的PA-1100-039（丙烯酸系紫外線硬化樹脂，JNC股份有限公司製造）以外，以相同的方式獲得包含紅色量子點的第二樹脂IIR。
（第二樹脂IIIR） 除了代替第一樹脂I，將賽維納斯（CELVENUS）W0925（環氧樹脂，大賽璐股份有限公司製造，以下稱為W0925）的1.27 g的A液及1.33 g的B液合併而使用2.60 g以外，利用與第二樹脂IR的製造相同的方法來製備，獲得包含紅色量子點的第二樹脂IIIR。
（ii）包含綠色量子點的第二樹脂的製備 （第二樹脂IG、第二樹脂IIG及第二樹脂IIIG） 除了代替紅色（Red）分散液，而使用分散有綠色量子點的QDOT（註冊商標）墨綠型（INK Green Type）I（NS材料股份有限公司製造，以下稱為綠色（Green）分散液）以外，以與第二樹脂IR、第二樹脂IIR及第二樹脂IIIR相同的方式獲得包含綠色量子點的第二樹脂IG、第二樹脂IIG及第二樹脂IIIG。
（3）裝置的製作 （使用紅色量子點的發光裝置I的製作） 於市售的安裝有藍色發光元件且具有約3 mm（縱）×約3mm（橫）×約1mm（高度）的殼體的封裝體（LED封裝體）中，將第一樹脂I以微量吸管MR-10量取1.0微升而填充。填充後，利用熱風循環式烘箱，於80℃下加熱40分鐘，繼而於120℃下加熱40分鐘，最後於160℃下加熱120分鐘而使其硬化。將LED封裝體恢復為室溫後，將分散有量子點的第二樹脂IR量取1.0微升，以不與殼體內面的反射器接觸的方式填充於第一樹脂I的層上，以與第一樹脂I相同的順序進行硬化。而且，最後，將作為第三樹脂的賽維納斯（CELVENUS）W0925以微量吸管來量取2.0微升，填充於恢復為室溫的LED封裝體中。利用熱風循環式烘箱，於120℃下加熱180分鐘而使其硬化，藉此獲得紅色的發光裝置I。
（使用紅色量子點的發光裝置II的製作） 於以與實施例1相同的方式填充第一樹脂I且進行硬化而獲得的LED封裝體中，將分散有紅色量子點的第二樹脂IIR量取1.0微升，以不與殼體內面的反射器接觸的方式來填充。使用小型紫外線照射裝置JU-C1500（加特克（Jatech）股份有限公司製造的J-cure），以累計曝光量成為2000 mJ/cm2
的方式照射紫外線而使第二樹脂IIR硬化。進而，以與實施例1相同的方式填充作為第三樹脂的賽維納斯（CELVENUS）W0925後，進行加熱而使其硬化，藉此獲得紅色的發光裝置II。
（使用紅色量子點的發光裝置III的製作） 於以與實施例1相同的方式填充第一樹脂I且硬化而獲得的LED封裝體中，填充1.0微升的分散有量子點的第二樹脂IIIR，利用熱風循環式烘箱，於120℃下加熱180分鐘而硬化。進而，以與實施例1相同的方式，以微量吸管來填充2.0微升的作為第三樹脂的W0925後，加熱而使其硬化，藉此獲得紅色的發光裝置III。
（使用綠色量子點的發光裝置IV、發光裝置V及發光裝置VI的製作） 除了代替作為第二樹脂的包含紅色量子點的第二樹脂IR（實施例1中使用）、第二樹脂IIR（實施例2中使用）及第二樹脂IIIR（實施例3中使用），而分別使用包含綠色量子點的第二樹脂IG、第二樹脂IIG及第二樹脂IIIG以外，進行與實施例1、實施例2及實施例3相同的方法，獲得綠色的發光裝置IV、發光裝置V及發光裝置VI（實施例4、實施例5及實施例6）。
比較例1及比較例2 （不使用第一樹脂的發光裝置IC及發光裝置IIC的製作） 與實施例1不同，不使用第一樹脂，而是使用分別為4.0微升的第二樹脂IR及第二樹脂IG，分別填充於LED封裝體中，利用與實施例1相同的方法使其硬化，製作紅色的發光裝置IC（比較例1）及綠色的發光裝置IIC（比較例2）。
（波長轉換部位的剖面形狀觀察） 利用市售的環氧樹脂將發光裝置I至發光裝置VI包埋。確認到環氧樹脂硬化後，使用剖面試樣製作裝置（徠卡（Leica）製造，徠卡（Leica）EM TXP），於發光元件長邊的中央附近切斷，將剖面研磨而製作剖面形狀觀察用樣品。將所獲得的樣品設置於數位顯微鏡（基恩士（KEYENCE）製造，VHX-6000）上，觀察波長轉換部位的剖面形狀。將結果示於表1及表2。此外，發光裝置I的剖面照片示於圖4中(包括第一樹脂I(圖4的A)、第二樹脂IR(圖4的B)以及第三樹脂(圖4的C))，發光裝置III的剖面照片示於圖5中(包括第一樹脂I(圖5的A)、第二樹脂IIIR(圖5的B')以及第三樹脂(圖5的C))。
實施例7 （1）樹脂的製備 於2.55 g的所述（1）第一樹脂的製備中獲得的第一樹脂I中，將預先量取的QDOT（註冊商標）墨綠型（INK Green Type）I（NS材料股份有限公司製造，以下稱為綠色（Green）分散液）、及分散有紅色（Red）量子點的QDOT（註冊商標）墨紅型（INK Red Type）I（NS材料股份有限公司製造，以下稱為紅色（Red）分散液）各0.02 g，添加於第一樹脂I中，獲得包含量子點的第二樹脂IW。所獲得的包含量子點的第二樹脂IW是使用消泡練太郎來充分攪拌混合。
（2）於LED封裝體中的填充 使用微量吸管MR-10（製品名：梅特勒-托利多（METTLER TOREDO）公司製造），將第一樹脂I於LED封裝體（安裝有藍色光發光元件的殼體、約4 mm（縱）×約4 mm（橫）×約1 mm（高度）的殼體）中填充1.5微升。填充後，利用加熱烘箱，於80℃～160℃下進行加熱而使其硬化。於所獲得的LED封裝體中，量取0.5微升的分散有量子點的第二樹脂IW，於LED封裝體內已硬化的第一樹脂I上，以不與周圍的反射器接觸的方式來填充。然後，以與將第一樹脂I硬化的條件相同的條件，使分散有量子點的第二樹脂IW硬化。進而，將作為第三樹脂的W0925（賽維納斯（CELVENUS）：大賽璐股份有限公司製造）以微量吸管來採集1微升，填充於LED封裝體中。所填充的W0925於烘箱中，以120℃來硬化180分鐘而獲得白色光的發光裝置VII。
實施例8 （1）樹脂的製備 於2.5 g的PA-1100-039（JNC股份有限公司製造）中，添加各為0.02 g的綠色（Green）分散液（NS材料股份有限公司製造）、及紅色（Red）分散液（NS材料股份有限公司製造），獲得分散有量子點的第二樹脂IIW。
（2）於LED封裝體中的填充 使用微量吸管MR-10（製品名：梅特勒-托利多（METTLER TOREDO）公司製造），將第一樹脂I在與實施例1相同的LED封裝體中填充1.5微升。填充後，利用加熱烘箱，於80℃～160℃下進行加熱而使其硬化。於所獲得的LED封裝體中，量取0.5微升的分散有量子點的第二樹脂IIW，於LED封裝體內已硬化的第一樹脂I上，以不與周圍的反射器接觸的方式來填充。然後，為了使分散有量子點的第二樹脂IIW硬化，而使用小型紫外線照射裝置JU-C1500（J-cure：加特克股份有限公司製造），以累計曝光量成為2000 mJ/cm2
的方式對LED封裝體照射，使分散有量子點的第二樹脂IIW硬化。進而，將作為第三樹脂的W0925（賽維納斯（CELVENUS）：大賽璐股份有限公司製造）以微量吸管來採集1微升，填充於LED封裝體中。所填充的W0925於烘箱中，以120℃來硬化180分鐘而獲得白色光發光裝置2。
將實施例1至實施例6以及比較例1及比較例2的結果歸納於表1、表2及表3中。 [表1]
[表2]
（可靠性評價） 於調整為內溫60℃、相對濕度90%的恆溫恆濕槽內，設置焊接於帶有電氣電路的基板上的由實施例1、實施例3、實施例4、實施例6、比較例1及比較例2所製作的發光裝置。於電氣電路中連接直流的恆定電流/恆定電壓電源，施加電壓3 V、電流20 mA來點亮發光裝置。每經過一定時間，從恆溫恆濕槽中取出樣品，利用具備積分球的螢光光度計來測定光譜。以至發光強度的保持率成為50%以下為止的時間來進行評價。將結果示於表3中。
將實施例1、實施例3、實施例4及實施例6、比較例1及比較例2的可靠性評價的結果歸納於表3中。
[表3]
（圖1（a）~圖3（b））
1、2、3、4、5、6、7‧‧‧發光裝置
111、211、311、411、511、611、711‧‧‧基板
112、212、312、412、512、612、712‧‧‧反射器
120、220、320、420、520、620、720‧‧‧發光元件
130、230、330、430、530、630、730‧‧‧第一樹脂層
140、240、340、540、640、740‧‧‧波長轉換部位
141、241、341、541、641、741‧‧‧第二樹脂
142、242、342、442、542、642、742‧‧‧量子點
150、250、350、450、550、650、750‧‧‧第三樹脂層
360‧‧‧保護層
HX、HY‧‧‧高度
V‧‧‧藉由第一樹脂層凹陷為杯狀而形成的空間的體積
X‧‧‧第一樹脂層的中心部
Y‧‧‧第一樹脂層的與反射器接觸的部分
Z‧‧‧假想面
（圖4及圖5）
A‧‧‧第一樹脂
I B‧‧‧第二樹脂
IR B'‧‧‧第二樹脂
IIIR C‧‧‧第三樹脂
圖1（a）至圖1（d）是表示本發明的發光裝置的形態的剖面圖。圖1（a）是第一樹脂層的與波長轉換部位接觸的面相對於基板而平行的形態，圖1（b）是第一樹脂層的與波長轉換部位接觸的面相對於基板而不平行且中心部分凹陷的形態，圖1（c）是於圖1（b）的形態中設置有保護層的形態，圖1（d）是於圖1（b）中不使用第二樹脂，而是使用溶劑來導入量子點的情況的形態。 圖2（e）、圖2（f）是表示使用容易被第二樹脂潤濕的樹脂的情況下的發光裝置的形態的剖面圖。圖2（g）是表示使用對第一樹脂層的第一樹脂難以潤濕的樹脂來作為第二樹脂的發光裝置的形態的剖面圖。 圖3（a）表示僅將圖1（b）中使用的第一樹脂放入發光裝置構件中時的剖面圖。圖3（b）是僅將圖1（b）中使用的第一樹脂放入發光裝置構件中時的平面圖。 圖4是實施例1的發光裝置的剖面照片。 圖5是實施例3的發光裝置的剖面照片。
Claims (24)
- 一種發光裝置，其包括： 發光元件； 基板，其支持所述發光元件； 反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置； 第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂；以及 波長轉換部位，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件及所述反射器接觸；並且 所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中更包括： 第三樹脂層，其配置於所述第一樹脂層及所述波長轉換部位上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的發光裝置，其中 於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。
- 如申請專利範圍第2項所述的發光裝置，其中更包括： 保護層，其配置於所述第三樹脂層上。
- 一種發光裝置，其包括： 發光元件； 基板，其支持所述發光元件； 反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置； 第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂；以及 量子點，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件及所述反射器接觸。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光裝置，其中更包括： 第三樹脂層，其配置於所述第一樹脂層上，且配置於所述量子點的周圍及上方。
- 如申請專利範圍第5項或第6項所述的發光裝置，其中 於從距離所述反射器最近的所述量子點至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。
- 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置，其中更包括： 保護層，其配置於所述第三樹脂層上。
- 一種發光裝置的製造方法，其包括： 準備發光裝置構件的步驟，該發光裝置構件包括發光元件、支持所述發光元件的基板、以及以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置的反射器； 藉由於所述發光裝置構件的空間內部導入第一樹脂而形成用以將所述發光元件密封的第一樹脂層的步驟；以及 於所述第一樹脂層上導入包含量子點的第二樹脂而形成波長轉換部位的步驟，且於該步驟中，所述波長轉換部位不與所述發光元件及所述反射器接觸。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括： 於導入包含所述量子點的所述第二樹脂之前，使導入所述發光裝置構件中的所述第一樹脂硬化的步驟。
- 如申請專利範圍第9項或第10項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括： 於形成所述波長轉換部位後導入第三樹脂的步驟。
- 如申請專利範圍第9項或第10項所述的發光裝置的製造方法，其中 於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。
- 如申請專利範圍第11項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括： 於導入所述第三樹脂的步驟之後，形成保護層的步驟。
- 一種發光裝置的製造方法，其包括： 準備發光裝置構件的步驟，該發光裝置構件包括發光元件、支持所述發光元件的基板、以及以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置的反射器； 藉由於所述發光裝置構件的空間內部導入第一樹脂而形成用以將所述發光元件密封的第一樹脂層的步驟；以及 於所述第一樹脂層上導入包含量子點的溶劑，將所述量子點配置於所述第一樹脂層上的步驟，且於該步驟中，所述量子點不與所述發光元件及所述反射器接觸。
- 如申請專利範圍第14項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括： 於導入包含所述量子點的所述溶劑之前，使導入所述發光裝置構件中的第一樹脂硬化的步驟。
- 如申請專利範圍第14項或第15項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括： 於將所述量子點配置於所述第一樹脂層上後，導入第三樹脂的步驟。
- 如申請專利範圍第14項或第15項所述的發光裝置的製造方法，其中 於從距離所述反射器最近的所述量子點至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。
- 如申請專利範圍第16項所述的發光裝置的製造方法，其中更包括： 於導入所述第三樹脂的步驟之後，形成保護層的步驟。
- 一種發光裝置，其包括： 發光元件； 基板，其支持所述發光元件； 反射器，其以包圍所述發光元件的周圍的方式來配置； 第一樹脂層，其填充於由所述基板及所述反射器所形成的空間內部，且包含用以將所述發光元件密封的第一樹脂，凹陷為杯狀；以及 波長轉換部位，其位於所述第一樹脂層上，且不與所述發光元件接觸；並且 所述波長轉換部位包含第二樹脂及量子點。
- 如申請專利範圍第19項所述的發光裝置，其中 所述波長轉換部位的體積小於所述第一樹脂層的藉由凹陷為杯狀而形成的空間的體積。
- 如申請專利範圍第19項或第20項所述的發光裝置，其中 所述波長轉換部位的剖面形狀為月牙狀。
- 如申請專利範圍第19項或第20項所述的發光裝置，其中 所述波長轉換部位的剖面形狀為圓頂狀。
- 如申請專利範圍第19項或第20項所述的發光裝置，其中 於從距離所述反射器最近的所述波長轉換部位的部分至所述反射器為止之間存在所述第一樹脂層。
- 如申請專利範圍第19項或第20項所述的發光裝置，其中更包括： 第三樹脂層，其配置於第一樹脂層及所述波長轉換部位上。
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