TWI239659B - Light emitting apparatus - Google Patents

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TWI239659B TW092120235A TW92120235A TWI239659B TW I239659 B TWI239659 B TW I239659B TW 092120235 A TW092120235 A TW 092120235A TW 92120235 A TW92120235 A TW 92120235A TW I239659 B TWI239659 B TW I239659B
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Description

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【發明所屬之技術頷域】 體而發光之發 顯示器、背1 、各種指示n 本發明係關於一種具有發光元件與螢光 光襞置，例如關於應用於發光二極體（LED ) ，裝置、信號機、照光式開關、各種感知器 等之發光裝置。 °° 【先前技術】 一般用於發光裝置的發光元件，有例如血機LED (Ught Emitting Diode ;發光二極體）、g D、 Ξι極二、特無膜，激發光薄片或無機薄膜電激發光零 :舞命長、不限場所、耐衝擊、及於狹 乍先谱f發光之特徵，而令人囑目。 led、/Λϋ光色，或多數特別寬的光譜帶之發光色，在 率二/气主 既有的發光，係無法實現或無法有效 年的貫現。特別是適用於獲得白色光的情況。 根，習知的技術水準，原本半導體無法實現之發光 宜可藉由波長變換技術而得。該波長變換技術，本質上 二=於以下^原理。也就是，在LED上或周圍，至少配置 ，光體，藉由该螢光體，吸收LED所發出的光，再發出 吸收光波長相異之光。換言之，吸收led所發出的 ，之後光子激發光以別的發光色放射出來。 、、以具體例說明，配置發光元件（LED)於反射鏡的中 ^ ，以ί散有螢光體的環氧樹脂，覆蓋於上述發光元件 、周圍’藉由上述發光元件所發出之光被螢光體吸收擴
1239659 五、發明說明（2) 月欠’與螢光體所吸收光之波長相異之光，亦即別的發光色 從螢光體向全部方向放射出所構成的發光裝置。（例如， 特許文獻1 ) 如以上原理’例如作為發出白色光的發光裝置，藍色 LED為發光元件所發出的光，以YAG (Yttrium Aluminium garnet釔鋁石榴石系螢光體）系的螢光體變換波長之發光 LED燈。該LED燈，從藍色LED的藍色光，以螢光體波長變 換成黃色光’該黃色光與藍色光混合，可視為白色光。但 疋’螢光體，混入密封藍色LED的環氧樹脂或矽樹脂中， 配置於藍色LED的周圍。 【特許文獻1】曰本專利特開200 1 — 2 1 746 6號公報 三、【發明内容】 發明所欲解決之課題 乂然而’習知的發光装置，來自螢光體的激發光以及由 f光元件所發出之光，由螢光體散射，無法由發光裝置的 發光觀測面充分射出。特別是因散射回到發光元件侧之 光’因為在發光元件無法有效反射至發光觀測面側，產生 ^光效率低的問題。而且，在特許文獻丨的構成的情況， 即使有反射鏡’在發光元件的前部全部區域，因螢光體而 生散射’仍舊無法有效反射至發光觀測面侧，致使發光 效率變低。 本發明鑑於上述之點，提供一種發光裝置，即使因螢 :體變換波長，也可提高發光效率為目的。 解決課題之手段
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色來設定其光照射方向的厚度。 而且；該螢光體層，係根據從發光裝置取出之光的顏 色來設定所混入之該螢光體的密度。 / 再者’本發明的發光裝置，係由氮化物半導體所組成 之發光元件，以及螢光體，吸收該發光元件所發出之光， 發出與該吸收光波長相異的光而組成之發光裝置，包含： 複數個第1反射鏡，反射上述發光元件所發出之光，聚光 於相異位置，板狀體’在與該第1反射鏡的對向面，裝載 該發光元件，同時，在與該第1反射鏡的相反面，形成第2 反射鏡，於上述複數個第1反射鏡各自之聚光位置，形成 透光孔；複數個螢光體層，設置於透過上述複數個透光孔 之光的一部分所照射的透光性樹脂内之該複數個透光孔 上，且混入有上述螢光體。 而且，該複數個第1反射鏡，係由一基台部的一面上 之藉由十字形棱線區分的4個同一形狀的凹面所構成。 而且玄複數個榮光體層’具有同一形狀，設置於同 一鬲度位置。 而且，該複數個螢光體層，根據從發光裝置取出之光 的顏色，設定其光照射方向的厚度，或設定所混入之該螢 光體的密度。 更進一步，本發明的發光裝置，係由氮化物半導體所 組成之發光元件，以及螢光體，吸收該發光元件所發出之 光’發出與該吸收光波長相異的光而組成之發光裝置，包 含：複數個反射鏡，反射上述發光元件所發出之光而聚
1239659 五、發明說明（5) 光；板狀體，於上述複數個反射鏡各自之聚光位置，形成 透光孔的同時，裝載該發光元件；一對引線電極，以分成 2部分的狀態，配置於該板狀體上面，與為了供電予該發 光元件的連接導線相連接；複數個螢光體層，設置於透過 上述複數個透光孔之光的一部分所照射的透光性樹脂内之 該複數個透光孔上，且混入有上述螢光體。 而且’該複數個反射鏡，係由一基台部的一面上之藉 由十字形稜線區分的4個同一形狀的凹面所構成。 而且’在形成該一對引線電極的板狀體的背面，形成 第2反射鏡。 而且，該複數個螢光體層，具有同一形狀，設置於 一高度位置。 而且，該複數個螢光體層，係根據從發光裝置取出之 光的顏色，設定其光照射方向的厚度， 螢光體的密度。 ^ 4 +更=JL步，本發明的發光裝置，係由氮化物半導體m
:成元件，以及榮光體1收該發光元件所：S 含：气m 1先波長異先而組成之發光裝置，舍 " ，及集從該發光元件發出之光，使其投. 七光觀測面側；透光性樹脂，模:亥丰於 位於該聚光構件所聚光之聚光光束區i;體 光體所散射之光朝該發光觀測面側反射。 將咳鸯 四、【實施方式】
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五、發明說明（6) 以下，參考圖面，詳細說明本發明的實施態樣 (第實施態樣） 圖1表示本發明的第1實施態樣之發光裝置的構成的4 面圖，圖2表示其概略平面透視圖。以下，發光裝置係以 LED燈的情況，加以說明。 圖1所示LED燈10 (發光裝置），係屬所謂透鏡型，從 發光元件發出之光，藉由螢光體變換其波長，射出至透鏡 型的樹脂密封體外部，包含：第1反射鏡1 2 ;第2反射鏡 16，設置於圓形平板14的上面，·螢光體層18a，混入勞光 體1 8且同時在第2反射鏡1 6的上方設置成環狀；引線電極 20、21，設置於圓形平板14的下方；藍色LED25 (發光元 件），藉由底板23固定於引線電極20 —侧的表面；連接導 線27、28，連接藍色LED25與引線電極20、21 ;透光性樹 脂30，密封幾乎燈的整體，且為透鏡型。 如此構成之要件中，第1反射鏡1 2，其剖面為半圓形 的凹面，具有形成環狀之反射面，於該反射面的環狀中心 部隆起之圓錐的頂點11 (第1反射鏡12的十心）的正上 =，配置藍色LED25。從藍色LED25所射出的光，如波浪線 ::員32、33所示’自第！反射鏡12的反射面上反射，使焦 …、占集結於圓形平板1 4的所定位置。 成1反射鏡12的反射面，其剖面為半圓形的凹部，形 膜二於及杯Λ構件13的表面上，藉由蒸鍍銘等形成反射 圓开4二：16，同樣地形成反射膜，藉由貼合銘板於 板U的方式而形成。但是，
1239659 五、發明說明（7) 1 6，所形成之反射鏡，以反射35 0〜78Onm波長的光的膜較 佳。 （ 於圓形平板1 4與第2反射鏡1 6，在反射光的焦點位 置，設置環狀的透光孔3 5，反射光如波浪線箭頭3 2、3 3所 示，透過該透光孔35，使該透過光照射於螢光體層1 8a。 而且’透過光的一部分，不照射於榮光體層1 8 a，或由發 光體層18a中的螢光體18反射，直接透過透光性樹脂3〇。 如此，螢光體層18a，配置於由第1反射鏡12反射光的焦點 位置上設有透光孔3 5的正上方，且位於所定量的藍色光照 射的位置。 螢光體層18a，LED燈10的上半部之砲彈型的環氧樹脂 或石夕樹脂構件的圓形平面所定位置上，形成預定寬度的環 狀凹槽，在該環狀凹槽内流進混入螢光體1 8的樹脂而形 成。形成後，組合LED燈10的下半部。其他，螢光體層 1 8a，於透光性樹脂，藉由塗布、印刷螢光體丨8，可形成 精度高的任意膜厚。然而，亦可不設置環狀凹槽，藉由塗 布混入螢光體1 8的樹脂。而且，螢光體層1 8a，藉由改變 其厚度以及螢光體1 8的密度，因激發光與直接光（藍色 光）的比例改變，可改變從發光觀測面射出光的顏色。 藍色LED25，藉由含光擴散材料的樹脂糊狀物等組成 之底板23，固定於引線電極的上面，p電極與引線電極 2 0 ’藉由金製的連接導線2 7而連接，η電極與引線電極 21，藉由金製的連接導線28而連接。而且，藍色LED25， 以透光性樹脂3 0密封固定。
1239659 五、發明說明（8) --- 於透光性樹脂30，係使用固化後變成透明之矽樹脂或 環氧樹脂。而且，作為透光性樹脂30，可使用低融點= 取代矽樹脂或環氧樹脂。低融點玻璃，除耐溼性優外， 阻止對藍色LED25有害的離子侵入。再者，因不吸收/ 色LED25所發出的光而可直接透過，在預期吸收 需使藍色LED25發出強光。 …' 而且，螢光體18，吸收從藍色LED2w發出的光的一 邛分，發出與其吸收光波長相異之光，以 光體組成。 ^在化之“6螢 ，著，說明LED燈1〇的底板23。於底板23，使用易取 :二％虱樹脂等的各種樹脂。用於底板2 接者性，含有良好的熱傳導性之無機材料的樹脂較：需，、 而且，一般底板23，使用含銀之環氧 銀雖具有良好的反射性，有效的光 9 (銀膠）。 亮度LED燈10時，環氧樹脂中的 7’’長時間使用高 板23上，因產生如此之G色_5附近的底 因。底板23，除對藍色L_m大量減低的原 劣化的問題，於底板23使用不光劣、I :因上述的光而 性的樹脂。 …、機材料或具财久 更進一步，底板23，除環氧樹 脂。底板23中的無機材料，以盎:乂，，可使用矽樹 因藍色LED25所發出的光而劣化的f曰社、良好的密著性，不 ^化的材料較佳。因此，作為 1239659 五、發明說明（9) 無機材料，可選自金、铭、銅 鈦、、氮化硼、氧化錫、氧化亞鉛、:鋁二二氧化矽、氧化 種以上摻入樹脂中。特別是金’、 、、石等組成之群組中一 熱性較適合。 、、鋼、鑽石等可提高放 而且，氧化铭、二氧化秒 強，可維持高反射率。無機材料氧2，、氮化删等耐久性 性，其形狀可以為球狀、針狀、片^ f、分散性、電導通 的樹脂中的無機材料的含有量， f各種形狀。底板23 等各種特性η旦是，樹脂中的I機：：J熱性、電傳導性 少樹脂的劣化，會使密著性降低為人古+:有量多時，雖減 重量％以下，更甚者，在6〇重量％以1垔重量％以上8〇 況，最適合防止樹脂的劣化。 重里X以下的情 如此，底板23，不含易因藍色L 化的銀，或藉由選用不易劣化之盔機所發出的光而劣 板23的樹脂因光劣化，因劣化而著色部朽、^可抑制構成底 光效率降低，可獲得良好的接著性。 ’、少，可防止發 因此，即使高亮度、長時間使用，可 降低且高亮度發光之LED燈1 〇。更進一 + ，、光效率不 佳之材料，可安定藍色_5的特性；J ”傳導性 的現象。 J減少顏色不穩定 然後，參考圖3說明藍色LED25層的椹忐 示，藍色_5,例如藍寶石基板41/作構為成透如圖3所； :寶石基板41上，藉由M0CVD法等，作為氮化物亥 層，例如依序形成緩衝層42、〇型接觸層43、n型電鍍層 第14頁 1239659 五、發明說明（10) 44、MQW (Mult i-Quantum Wei 1，多量子井）活性層45、p 型電鍍層輔、以及p型接觸層4 7，更進一步，藉由錢鍍 法、真空蒸鐘法’形成透光性電極5 0於p型接觸層4 7上的 全部表面，P電極48於透光性電極50上的一部分，以及n電 極4 9於η型接觸層43上的一部分，而構成藍色LED25。 緩衝層4 2，例如可由氮化鋁組成，η型接觸層4 3，例 如可由氮化鎵組成。 Ν型電鍍層44，例如由AlyGanWOSyd)組成，ρ型電 鍍層46，例如由AlxGahNCiKxd)組成，ρ型接觸層ο，例 如由A lz Ga^z Ν(0$ζ<1， z<x)組成。而且，p型電艘層4β的 能帶，比η型電鑛層44的能帶大。N型電鍍層44與p型電錢 層4 6，可由單一組成而構成，以超晶袼構造組成，可以組 成相異厚度1 0 0埃以下的上述氮化物半導體膜之疊層而構 成。藉由厚度在1 0 0埃以下，可防止發生膜中龜裂、結晶 缺陷。 而且，MQW活性層45，由InGaN組成複數之井層（well layer )以及由GaN組成複數之阻隔層而構成。而且，如超 晶格構造，井層與阻隔層的厚度在1〇〇埃以下，介於6〇〜7〇 埃較佳。I n G a N的結晶性質，比其他如A 1G a N含鋁的氮化物 較軟，因使用I n G a N構成M Q W活性層4 5，疊層之各氮化物半 導體層全部較難龜裂。 而且，MQW活性層45，亦可由InGaN組成複數之井層 (well layer)以及由AlGaN組成複數之阻隔層而構成， 亦可由A1 InGaN組成複數之井層以及由A1 InGaN組成複數之
第15頁 1239659 五、發明說明（11) 阻隔層而構成。但是，阻隔層的能帶，比井層的能帶大。 而且，從MQW活性層4 5的藍寶石基板4 1側，例如η型接 觸層43的緩衝層42側可形成反射層。而且，反射層，形成 於有MQW活性層45疊層的藍寶石基板41的表面以及相反側 的表面。反射層，對從活性層4 5放出的光具有最大反射率 較佳，例如，可由鋁形成，亦可由GaN系的薄膜的多層膜 組成。藉由設置反射層，可以反射層反射從活性層4 5發出 的光，減少從活性層4 5發出的光於内部吸收，可增加往上 方射出的光，減少入射至底板2 3的光，防止其光劣化。如 此藍色LED25的發光波長，在380nm〜48 0nm。而且，藍色 L E D 2 5的發光波長峰值，例如是4 5 0 n m。 如此構成之LED燈10，施加所定的電壓於引線電極 20、21之間’藍色LED25發出波長450nm的藍色光。該藍色 光，經由第1反射鏡1 2反射，如波浪線箭頭3 2、3 3所示， 透過圓形平板14以及第2反射鏡16的透光孔35，照射於勞 光體層1 8 a上，激發螢光體1 8，受激發之螢光體1 8，發出 5 6 0〜5 7 0 n m的黃色光。此時，藍色光的一部分，不照射螢 光體18，或從螢光體18的表面反射，直接透過螢光體層 1 8 a内以及透光性樹脂3 0内，在該透過過程與激發光混 合。該混合的光，透過透光性樹脂3 0，漏出至外部，該漏 出光對人眼而言為白色，結果，LED燈1 0可見如發出白色 光。 而且，在第1反射鏡12的反射面反射之藍色光，該反 射面越靠近藍色LED25程度，反射光密度越高的藍色光。
第16頁 1239659 五、發明說明（12) ------- 於是，如波浪線箭頭32所示密集的反射光，照射環狀 先體層18a<的外圓周側，如波浪線箭頭33所示稀疏的反射 光，照射環狀的螢光體層l8a的内圓周側。因螢光體層“a 為環狀，稀疏的光聚集於内圓周側狹窄的範圍内，密s集的 光聚集於外圓周側寬的範圍内，對螢光體層丨8a的環狀整 體，光密度成為均勻。如此，若光密度均勻，由於螢光體 層18a内的螢光體18的整體受光均勻照射，進行安定的波 長變換，可有效的進行波長變換。 而且，在螢光體18的下面反射（散射）的光，朝第2 反射鏡1 6上方反射，該反射光的一部分，再次照射榮光體 18 ’環狀的螢光體層i8a存在的區域，因該螢光體層18a存 在的水平面比全部光透過的面積小，其再照射量少。亦即 大部分在第2反射鏡16的反射光，避過螢光體層18a，藉由 周圍的透光性樹脂3 0射出至外部。 曰 亦即如往常，藍色LED的周圍以所定的密度平均分布 螢光體，與現存的種類比較，因藉由螢光體減少散射量， 可提高發光效率。 而且，LED燈10，因第1反射鏡12聚光之藍色光照射於 螢光體層18a之構造，螢光體層18a，存在透光性樹脂3〇的 特定區域而非全體較佳，因此可使用少量的螢光體1 8，可 降低成本。 (第2實施態樣） 圖4表示本發明的第2實施態樣之發光裝置的構成的剖 面圖。但是，該圖4表示的第2實施態樣，與圖1對應部分
1239659 五、發明說明（13) ------- 賦予相同符號，省略其說明。 圖4所呩LED燈60，係為所謂之透鏡型，含有絕緣性的 玻璃環氧樹脂基板62的上下的侧面上，藉由金配線圖形， 形成電性絕緣之引線電極64、65。弓丨線電極64、65的上 面’設置塑膠製的杯狀的第1反射鏡6 7。 第1反射鏡67的表面，如波浪線箭頭71所示，反射藍 色LED25發出的藍色光。引線電極64、65為非對稱，形^ 一側的引線電極65，引線電極6 5的上面，直至形成第！反 射鏡67空間底部的中央部分為止，另一側的引線電極64， 上述空間的底部露出一部分的狀態下形成。 而且，於第1反射鏡6 7的上方，配置凹透鏡69 (聚光 透鏡）_ ，將第1反射鏡67所反射之藍色光，如波浪線箭頭 73所示聚光於所定位置。凹透鏡69的上方，於該聚光位 置’配置含透光孔75的圓形平板77以及第2反射鏡79，於 其上方，配置圓盤狀的螢光體層81，第1反射鏡67上的全 部構成要件，以透鏡型的透光性樹脂30密封。 第1反射鏡67，在杯狀構件66的表面，藉由蒸鍍鋁而 形成反射膜。第2反射鏡7 9，以同樣的方式形成反射膜， 亦可貼鋁板於圓形平板7 7的方式而形成。但是，於第1與2 反射鏡67、79形成之反射膜，以反射350〜780nm波長的光 較佳。 而且，透過設置於圓形平板77以及第2反射鏡79的透 光孔7 5之藍色光，照射於螢光體層8丨，該透過光的一部 分，不照射螢光體層81，或於螢光體層81表面反射，直接
1239659 五、發明說明（14) 透過透光性樹脂3 0。而且，充填透光性樹脂3 〇於透光孔 75。也就是螢光體層81，配置於設於·凹透鏡㈢的聚光位置 之透光孔7 5的正上方，且位於受所定量的藍色光照射的位 置。 螢光體層8 1，係在對應於led燈60的上半部分之砲彈 型環氧樹脂或矽樹脂構件的圓形平板所定位置，形成預定 直徑的凹槽’於該凹槽流入混有螢光體丨8之該樹脂。形成 後’組裝LED燈60的下半部分。其他，形成螢光體層μ， 可藉由印刷 '塗布螢光體1 8於透光性樹脂。而且，螢光體 層8 1，藉由改變其厚度、螢光體1 8的密度，可變換激發光 的顏色。 如此構成之LED燈60，施加電壓於引線電極64、65之 間，藍色LED25發出波長450nm的藍色光。該藍色光，經由 第1反射鏡6 7反射，如波浪線箭頭7 1所示，透過圓形平板 77以及第2反射鏡79的透光孔75，照射於螢光體層81上， 激發螢光體18，受激發之螢光體18，發出56 0〜5 70nm的黃 色光。此時，藍色光的一部分，不照射螢光體18，或從螢 光體1 8的表面反射，直接透過透光性樹脂3 0，在該透過過 程與激發光混合。該混合的光，透過透光性樹脂3 0，漏出 至外部，該漏出光對人眼而言為白色，結果，LED燈60可 見如發出白色光。 而且，螢光體18的下面反射（散射）的光，朝第2反 射鏡7 9上方反射，該反射光的一部分’再次照射螢光體 18，螢光體層81存在的區域’因該螢光體層81存在的水平
第19頁 1239659 五、發明說明（15) 面比全部光透過的面積小，其再照射量少。亦即大部分在 第2反射鏡7 9的反射光，避過螢光體層8丨，藉由周圍的透 光性樹脂3 0射出至外部。 亦即如往常，藍色LED的周圍以所定的密度平均分布 螢光體，與現存的種類比較，因藉由螢光體減少散射量， 可提南發光效率。 而且，LED燈60，係由第1反射鏡67反射藍色LED25的 光後’受凹透鏡69聚光之藍色光，照射於螢光體層i8a之 構造，螢光體層8 1，存在透光性樹脂3 〇的特定區域而非全 體較佳，因此可使用少量的螢光體丨8，可降低成本。 因藍色LED25為等方向發光，於底板23放射之光密度 高。於此，底板23中含有螢光體18時，從藍色LED25發出 之該等光，在底板23中的螢光體18反射，且藉由底板23中 含有螢光體18所激發的光，等方向地重新放射出。如此， 於底板23中亦含螢光體1 8時，LED燈可具更高亮度。 (第3實施態樣） 圖5表示本發明的第3實施態樣之發光裝置的構成的 面圖’圖6為概略平面透視圖。 本實施態樣之LED燈80，其構成之主體包含·· 1個藍 LED25 ;在樹脂製或金屬製的杯狀構件91所形成之4個第工 反射鏡82a、82b、82c、82d ;由樹脂材料組成的圓板形 緣體83，與第1反射鏡82a〜82d相對向配置之4個勞光f展 89a、89b、89c、89d。螢光體層89a〜89d，除螢光體]
外’反射光或透過光之材料使用與上述實施態樣相同特M
1239659 五、發明說明（16) 〜 性、相同組成、或相同材料亦可。 於杯狀構件9 1的上面，藉由4個凹部形成第1反射鏡 8 2 a、8 2 b、8 2 c、8 2 d，於内部充填透光性樹脂3 〇。於第夏 反射鏡82a〜82d的中心部分形成頂點丨丨，以該頂點丨丨為中 心，同一圓周上以90 0的間隔形成第1反射鏡82a〜82d。而 且，於頂點11的正上方，配置藍色LED25。 於絕緣體83的下面，如圖6所示，設置引線電極86&、 86b，藍色LED25隔著金凸塊25a以浮動晶片連接。於絕緣 體8 3的上面’絕緣體8 3與相同直徑的圓板形第2反射鏡8 8 貼合。於第2反射鏡88的上面，以電鍍、蒸鍍形成反射 面。 絕緣體83以及第2反射鏡88上，為使第1反射鏡82a〜 82d反射的光引導至上方的點狀透光孔87a、87b、87c、 8 7d具有開口。於該透光孔87a〜87d分別的上方，配設混入 螢光體18的圓板形的螢光體層89a、89b、89c、89d。設定 該螢光體層89a〜89d，比第2反射鏡88的直徑小。因此，螢 光體層8 9 a〜8 9 d，密封於形成如砲彈型之密封透光性樹脂 90的内部。透光性樹脂90，密封至例如螢光體層89a〜89d 配权南度為止的第2反射鏡88上，之後，形成相當於該螢 光體層89a〜89d的直徑的4個凹部，於該凹部内，配置螢光 體層8 9 a〜8 9 d後’於其上部藉由追加模製透光性樹脂9 〇而 封入。 引線電極86a、86b的端部，從透光性樹脂3〇露出，於 杯狀構件9 1的外側折彎，藉由配線於該露出部分，與受樹
第21頁 1239659 五、發明說明（17) 脂密封之藍色LED25電性連接 圖7表味第1反射鏡82a〜82d的詳細構成。圖中，（a) 表示斜視圖’ （b)為（a)的平面圖，（c)為（a)的八一 A的剖面圖。第1反射鏡82a〜82d分別擁有分割四分之一圓 之形狀’各该四分之一分割的上面進行凹面加工，使其具 有所定的内徑。具體而言，使其曲率具有從藍色LED2 5光 之反射光的幾乎全部’入射至螢光體層89a〜89d分別的下 面’形成凹面於第1反射鏡82a〜82d。該凹面之形成，可藉 由樹脂成形、切削、擠壓加工等。 第3實施態樣’對藍色LED25通電，自其下面發光，該 藍色光入射至第1反射鏡82a〜82d的内面（反射面），於表 面反射。該反射光’藉由第j反射鏡82a~82d聚光，如波浪 線箭頭32、33所示，通過透光孔87a〜87d後，入射至螢光 體層89a〜89d的下面全部區域。入射至螢光體層89a〜89d的 光’如於第1實施態樣所說明般，一部分為混入之螢光體 1 8所吸收。螢光體1 8 ’發出與所吸收光波長相異的波長之 光’邊光與避過螢光體通過螢光體層内的藍色光以及在 螢光體表面反射之藍色光一起混合，該混合光，成為藍色 以外的光（例如，白色光）射出至發光觀測面側。 而且’從勞光體層89a〜89d往第2反射鏡8 8的光，於第 2反射鏡8 8反射後’由於往發光觀測面側射出，可提高發 光效率。並且，榮光體層89a〜89d與第！實施態樣的螢光體 層18a比較，因面積可更小，螢光體18造成之散射量減 少’發光效率可更提高。而且，因可減少高價的螢光體18
第22頁 1239659 五、發明說明（18) *- 的使用量，預期可降低成本。 (第4實施態樣） 圖8表示本發明的第4實施態樣之發光裝置的構成的剖 面圖’圖9為概略平面透視圖。圖8以及圖9中，與圖5以^ 圖6相同之元件，使用相同符號表示。於是，省略重複 明。 本實施態樣與第3實施態樣相異之處，連接導線在絕 緣體83的上面側連接，從下面類似LED25發光之構造（或 者’至少從封裝側的光射出量多之構造）的藍色LED1〇l設 置於絕緣體8 3的上面而構成。而且，於該情況，絕緣體8 3 必須具有透光性。藍色LED1 01，藉由透明樹脂（接著劑） 1 0 2裝載於絕緣體8 3上。 糟由li色LED101設置於絕緣體83的上面，去除圖5的 絕緣體83的下面無需之引線電極86a、86b，更進一步，取 代第2反射鏡，以一枚金屬圓板分成兩半設置成為引線電 極103a、103b。引線電極1〇3a與10 3b之間，設置間隔 104，以使引線電極i〇3a與i〇3b不接觸。引線電極1〇33與 藍色LED1 01的一側電極藉由連接導線84連接，引線電極 l〇3b與藍色LED1 01的另一侧電極藉由連接導線85連接。 於引線電極1 0 3 a、1 〇 3 b的上面，藉由電鐘、蒸鍍等形 成反射面。該反射面，具有相當於第3實施態樣的第2反射 鏡8 8的功能。於是，第4實施態樣，與第3實施態樣比較， 除可減少構成構件外，由於藍色L E D1 〇 1配置於上側，連接 作業較為容易。而且，本實施態樣的其他效果與第3實施
1239659 五、發明說明（19) 態樣相同。 第3與4實施態樣中，與第1與2實施態樣相同，螢光體 層89a〜89d，藉由改變其厚度以及螢光體18的密度，由於 改變激發光於直接光（藍色光）的比例，可改變射出之激 發光。 而且，圖5與圖8中，螢光體層89a〜89d，設置於同一 平面，亦可設置於互相高度相異之位置。於該情況時，必 須變更第1反射鏡82a〜82d的曲率半徑以符合聚光位置。而 且’螢光體層89a〜89d各個雖具相同直徑與形狀，亦可是 任意的直徑與形狀，可適當且容易地設定螢光體層89a〜 8的膜厚。於該情況，根據其直徑與形狀，改變透光孔 87a〜87d的内徑。 而且，亦可組合第3與第4實施態樣構成的發光裝置。 亦即，可於絕緣體83的下面設置引線電極1 03a、1 03b與藍 色LED25，以及於絕緣體83的上面設置第2反射鏡88而構成 的發光裝置。根據該構成，從藍色LED25的光，無需隔著 透明絕緣體，照射第1反射鏡8 2 a〜8 2 d，可提高光的利用 率。 除以上說明，第1至第4的實施態樣所說明的各個發光 裝置（LED燈10、60、80、100 )中使用之螢光體18，可使 用目前已實用化的紅綠藍各色的螢光體。其各色螢光體的 各個成分’可以如下式表示。 紅色螢光體·· La2 02 S : Eu，Sm ( YOS : Eu ) 綠色螢光體：3 (Ba，Mg，Eu, Mu)〇· 8Al2〇3 (BAM ··
第24頁 1239659 五、發明說明（20)
Eu，Μη ) 藍色螢光體：（Sr，Ca，Ba，Eu)1g(P04)6*C12 而且’亦可於底板23包含螢光體18。使用螢光體18之 LED燈，與不使用螢光體18之LED燈比較，光的密度極端地 高。也就是’從藍色LED25發出之光，因不透過螢光體 18 ’藍色LED25所發出之光，由設置於藍色LED25附近之榮 光體1 8反射’藉由螢光體1 8所激發的光等方向放射，亦可 藉由第1反射鏡12、67、82a〜82d反射，亦可藉由LED燈各 部分的折射率的差反射。因此，藍色LED25附近之光部分 密集地留在裡面，藍色LED25、101附近的光密度極高， LED燈，從藍色LED25所發出之光的一部分，因照射螢光體 層18a前可預先藉由底板中的螢光體18變換波長，可使螢 光體層18a的螢光體18的密度變小。因此，可使發光體層 1 8a的螢光體1 8所造成光的散射效果、遮蔽效果變小，[ED 燈可成為更高亮度。 發明的效果 如以上說明，根據本發明的發光裝置，因螢光體往觀 測面側的散射光，因利用反射鏡使其往觀測面側反射，可 提高光的取出效率（發光效率）。而且，只在聚集發光元 件的射出光之聚光區域，設置螢光體，可減少榮光體的使 用量。更進一步，因反射鏡所反射之光的一部分，從無螢 光體的部分往觀測面側射出，可提高光的取出效率（發光 效率）。
第25頁 1239659 圖式簡單說明 五 、[圖式簡單說明】 圖 圖1表，示關於第1實施態樣的發光裝置的構成 。 J 口丨J面 圖2表示關於第1實施態樣的發光裝置主要部八 的概略平面透視圖。 晋^刀的構成 圖3表示發光裝置的藍色LED的層的構成。 圖4表示關於第2實施態樣的發光裝置的構成的 圖。 』4面 圖5表示關於第3實施態樣的發光裝置的構成的 圖。 N面 5 3 ( 圖第 示示。 圖 表表 d圖 Μ 6 7才面 圖圖斜彳表I-- 圖 面 :平 第的 \ly 樣 a I態 W施 的實 )>υο (a的 \)ya成c 構是 。細} 圖詳(C 視的，透鏡， 面射 平反 略概 的 燈 I 是 面 剖 的 成構 的 置 裝 光 發 的 禕 態施 實 4 第於 οβ 示 表 8 圖 ο 圖 圖視透 面平 略概 的燈 D Ε L 的 8 圖 示 表 9 圖 元件符號說明： 10 :LED 燈 60 :LED 燈 80 :LED 燈 100 : LED 燈 11 :第1反射鏡的反射面的環狀中心隆起之圓錐頂點
第26頁 1239659 圖式簡單說明 1 2 :第1反射鏡 1 3 ·杯狀構件 14 :圓形平板 1 6 ··第2反射鏡 18 :螢光體 18a :螢光體層 20 :引線電極 21 :引線電極
2 3 :底板 25 :藍色LED 2 5 a :金凸塊 2 7 :連接導線 2 8 :連接導線 3 0 :透光性樹脂 3 2 :表示密集光的反射之箭頭 3 3 :表示稀疏的光的反射之箭頭 3 5 :透光孔 41 :藍寶石基板
4 2 :緩衝層 43 : η型接觸層 44 : η型電鍍層 45 : MQW活性層 46 : ρ型電鍍層 47 : ρ型接觸層
第27頁 1239659 圖式簡單說明 4 8 : p電極 49 : η電極/ 5 0 :透光性電極 6 2 :玻璃環氧樹脂基板 64 :引線電極 6 5 :引線電極 6 6 :杯狀構件
6 7 ··第1反射鏡 69 :凹透鏡 71 :波浪線箭頭 73 :表示凹透鏡所聚集光之箭頭 7 5 :透光孔 7 7 :圓形平板 7 9 :第2反射鏡
8 8 :第2反射鏡 81 :螢光體層 82a :第1反射鏡 82b :第1反射鏡 82c ··第1反射鏡 82d :第1反射鏡 89a :螢光體層 89b :螢光體層 89c :螢光體層 89d :螢光體層
第28頁 1239659 圖式簡單說明 101 :藍色LED 83 ： 絕緣體 8 4 ： 連接導線 85 ： 連接導線 86a 引線電極 86b 引線電極 87a 透光子L 87b 透光孔 87c 透光孔 87d 透光孔 90 : 透光性樹脂 91 : 杯狀構件 103a •引線電極 103b :引線電極 104 ： 間隔
第29頁

Claims (1)

1239659 ___案號92120235__年月日 鉻，下___ 六、申請專利範圍 1、 一種發光裝置’具有由氮化物半導體所構成之發光元 件，以及吸收該發光元件所發出之光，而發出與該吸收光 波長相異的光的螢光體，此發光裝置包含： 第1反射鏡，反射並聚集該發光元件所發出之光； 第2反射鏡，於該聚光位置，形成有透光孔之板狀體， 板狀體與該第1反射鏡對向面的背面作為光反射面； 螢光體層，於透過該透光孔之光的一部分所照射透光 性樹脂的特定區域聚集該螢光體。
2、 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該第1反射鏡 之聚光用之凹面係形成環狀，而該第2反射鏡的透光孔之形 狀係設成可將由該環狀的凹面所反射之光予以聚集成環 狀。 3、 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該螢光體 層’係根據由發光裝置取出之光的顏色來設定其光照射方 向的厚度。 4、 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該螢光體 層’係根據從發光裝置取出之光的顏色來設定所混入之該 螢光體的密度。
5、 一種發光裝置，具有由氮化物半導體所構成之發光元 件’以及吸收該發光元件所發出之光，而發出與該吸收光 波長相異的光的螢光體，此發光裝置包含： 第1反射鏡，反射該發光元彳牛所發出之光； 聚光透鏡’聚集由該第1反射鏡所反射之光； 第2反射鏡，於上述聚光位置，形成設有透光孔之板狀
第30頁 1239659 年 曰 修正 六、申請專利範圍 體，該板狀體之與該聚光透鏡對向面的背面作為光反射 面； 螢光體層，於透過該透光孔之光的一部分所照射之透 光性樹脂的特定區域聚集該螢光體。 6、 如申請專利範圍第5項之發光裝置，其中，該螢光體 層’係根據從發光裝置取出之光的顏色，來設定其光照射 方向的厚度。 ...... 7、 如/申請專利範圍第5項之發光裝置，其中，該螢光體 J趑：根據從發光裝置取出之光的顏色，來設定所混入之 °亥邊光體的密度。 8件，—以種Λ光裝置’具有由氮化物半導體所構成之發光元 波長相显的：该發光元件所發出之光，而發出與該吸收光 及長相異的光的螢光體，此發光裝置包含： 光元Γ巧日:在；：複靖1反射鏡的編，裝設該發 一 δ亥第1反射鏡的相反面形成第2反射 第1反射鏡各自之聚光位置形成透光孔; 的-部分所昭設置於透過上述複數個透光孔之光 混入有上述瑩光=透光性樹脂内之該複數個透光孔上，且 反身系'之發光褒置，其中，該複數個第i 個同-形狀的凹面戶;：：的一面上藉由十字形稜線區分的4 1239659
1、中請專利範圍第8項之發光裝置，其中，$複數個螢 光體層，具有同—形狀， ^《複數個★ /队 口又置於同一向度位置。 -:申^專利範圍第8項之發光裝置，其中，嗜複數個螢 光體層，係根據從發光裝置出 Μ太尙沾P由 I置取出之光的顏色’設定其光照 射方向的厗度，或設定所混入之該螢光體的密度。 2 裝置，具有由氮化物半導體所構成之發光元 、# j ；!=目·!· ^ ί 5亥發光70件所發出之光，而發出與該吸收光 波長相/、的光的螢光體，此發光裝置包含： 複數個反射鏡，反射上述發光元件所發出之光而予以 水无， 板，體’ &上述複數個反射鏡各自之聚光位置形成透 光孔’且於其上裝設該發光元件； 了對引線電極，以分成2部分的狀態配置於該板狀體上 ，士用來供電給該發光元件的連接導線相連接； ，數個螢光體層，設置於透過上述複數個透光孔之光 白、σ卩分所照射的透光性樹脂内之該複數個透光孔上，且 混入有上述螢光體。 1 j、如申請專利範圍第丨2項之發光裝置，其中，該複數個 ::反射鏡，係由一基台部的一面上之藉由十字形稜線區分 、4個同一形狀的凹面所構成。 如申凊專利範圍第1 2項之發光裝置，其中，在形成該 —對弓丨線電極的板狀體的背面，形成第2反射鏡。 ^二如申請專利範圍第丨2項之發光裝置，其中，該複數個 榮光體層，具有同一形狀，設置於同一高度位置。
第32頁 1239659 案號92120?t_生月 日——修正 六、申請專利範圍 1 6、如申請專利範圍第1 2項之發光裝置，其中， 螢光體層，係根據從發光裝置取出之光的顏色， 照射方向的厚度，或設定所混入之該螢光體的密 1 7、一種發光裝置，具有由氮化物半導體所構成 件，以及吸收該發光元件所發出之光，而發出與 波長相異的光的螢光體，此發光裝置包含： 聚光構件，聚集從該發光元件發出之光，使 發光觀測面側； 透光性樹脂，模製形成， 構件所聚光之聚光光束區域； 將該螢光體所散射 用以使該螢光體位 反射鏡 之光朝該發光觀測面 該複數個 設定其光 度。 之發光元 該吸收光 其投射於 於該聚光 侧反射。
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