專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有發(fā)光二極管等發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
近年，具有發(fā)光二極管等發(fā)光元件的發(fā)光裝置的開發(fā)在進(jìn)步。該發(fā)光 裝置被應(yīng)用于例如照明器具等。發(fā)光裝置，具有對(duì)發(fā)光元件所發(fā)出的光的 波長(zhǎng)進(jìn)行變換的發(fā)光部件。發(fā)光部件包含由自發(fā)光元件放射的光激發(fā)的熒 光材料。
在以往的發(fā)光裝置中，需要提高由發(fā)光元件產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的效 率。為了提高波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的效率，需要減低從發(fā)光元件放射的光中沒有到達(dá) 發(fā)光部件就消失的比例。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，發(fā)光裝置具有基體；在基體上安裝的發(fā)光 元件；和在發(fā)光元件的上方設(shè)置的發(fā)光部件。發(fā)光元件由半導(dǎo)體材料形成， 發(fā)出第一光。發(fā)光部件含有被第一光激發(fā)而放射第二光的熒光材料，并具 有薄片形狀。發(fā)光裝置還具有與發(fā)光元件的側(cè)面接觸的由透光性材料構(gòu)成 的光學(xué)部件。光學(xué)部件具有設(shè)置了發(fā)光元件的開口和與發(fā)光部件對(duì)置的
平坦形狀的上表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，發(fā)光裝置具有基體；在基體上安裝的 發(fā)光元件；和在發(fā)光元件的上方設(shè)置的發(fā)光部件。發(fā)光元件由半導(dǎo)體材料 形成，發(fā)出第一光。發(fā)光部件含有被第一光激發(fā)而放射第二光的熒光材料， 并具有薄片形狀。發(fā)光裝置還具有在發(fā)光元件和發(fā)光部件之間配置的由透 光性材料構(gòu)成的光學(xué)部件。光學(xué)部件具有與發(fā)光部件對(duì)置的平坦形狀的 上表面。
(發(fā)明效果)本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)光裝置，包括具有與發(fā)光部件對(duì)置的平坦形狀 的上表面且與發(fā)光元件的側(cè)面接觸的光學(xué)部件，由此減低了發(fā)光分布的偏差。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式的發(fā)光裝置，包括具有與發(fā)光部件對(duì)置的平坦 形狀的上表面且配置在發(fā)光元件和發(fā)光部件之間的光學(xué)部件，由此減低了 發(fā)光分布的偏差。


圖1是表示本發(fā)明的照明裝置的實(shí)施方式的立體圖。
圖2是表示照明裝置的電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的實(shí)施方式的立體圖。
圖4是圖3所示的發(fā)光裝置的剖視圖。
圖5是圖4所示的發(fā)光元件和光學(xué)部件的放大圖。
圖6是圖3所示的發(fā)光元件和光學(xué)部件的放大圖。
圖7是發(fā)光元件的立體圖。
圖8是其他的發(fā)光元件的立體圖。
圖9是表示圖4所示的發(fā)光裝置中的光的前進(jìn)方法的圖。
圖IO是表示發(fā)光裝置的制造方法的圖。
圖11是表示發(fā)光裝置的制造方法的圖。
圖12是表示發(fā)光裝置的制造方法的圖。
圖13是表示發(fā)光裝置的制造方法的圖。
圖14是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的另一實(shí)施方式的立體圖。
圖15是圖14所示的發(fā)光裝置的剖視圖。
圖16是表示另一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中的光的前進(jìn)方法的圖。
圖17是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施方式的立體圖。
圖18是圖17所示的發(fā)光裝置的剖視圖。
圖19是表示圖18所示的發(fā)光裝置中的光的前進(jìn)方法的圖。
圖20是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的再一實(shí)施方式的剖視圖。
圖21是表示圖20所示的發(fā)光裝置中的光的前進(jìn)方法的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，照 明裝置100具有基板1;在基板1上安裝的多個(gè)發(fā)光裝置2;和光反射
部件3。基板l具有導(dǎo)體圖案la。多個(gè)發(fā)光裝置2與導(dǎo)體圖案la電連接。 光反射部件3設(shè)置在由多個(gè)發(fā)光裝置2產(chǎn)生的光的至少一部分所到達(dá)的位 置。在圖1中，光反射部件3設(shè)置在多個(gè)發(fā)光裝置2的側(cè)方。參照?qǐng)D2， 對(duì)照明裝置100的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。照明裝置100具有在基板1上設(shè)置 的多個(gè)發(fā)光裝置2以及恒定電流電路4。恒定電流電路5與照明裝置100 的恒定電流電路4電連接。電源電力供給電路6與該恒定電流電路5電連 接。
如圖3所示，發(fā)光裝置2具有基體ll;基體ll上安裝的發(fā)光元件 12;和在發(fā)光元件12的上方設(shè)置的發(fā)光部件(波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件)13。發(fā)光 裝置2，還具有與發(fā)光元件12接觸的光學(xué)部件14。基體11由絕緣材料形 成。如圖4所示，基體11具有導(dǎo)體圖案15。引線端子16，與導(dǎo)體圖案15 電連接，被設(shè)置在發(fā)光裝置2的安裝面M上。
發(fā)光元件12是產(chǎn)生第一光的發(fā)光二極管。第一光具有自370nm到 400nm(紫外)的波長(zhǎng)范圍的至少一部分、或者自450nm到500nm (藍(lán)色) 的波長(zhǎng)范圍的至少一部分。如圖5所示，發(fā)光元件12具有在基板12b 上層疊的第一半導(dǎo)體層(n型半導(dǎo)體層)12n;半導(dǎo)體活性層12a;和第二 半導(dǎo)體層(p型半導(dǎo)體層)12p。 n型半導(dǎo)體層12n、半導(dǎo)體活性層12a以 及p型半導(dǎo)體層12p，由氮化鎵(GaN)形成。作為發(fā)光元件12的其他例， 有由氮化鋁(A1N)形成的情況。發(fā)光元件12具有在n型半導(dǎo)體層12n上 設(shè)置的第一電極焊盤(n側(cè)電極焊盤)12np和在p型半導(dǎo)體層12p上設(shè)置 的第二電極焊盤(p側(cè)電極焊盤)12pp。發(fā)光元件12還具有在n側(cè)電極焊 盤12叩上設(shè)置的金屬接觸部件19。 n側(cè)電極焊盤12np以及p側(cè)電極焊盤 12pp，經(jīng)由焊錫20與在基體11上設(shè)置的導(dǎo)體圖案15電連接。發(fā)光元件 12，通過(guò)倒裝式連接安裝在基體ll上。即，發(fā)光元件12，在使具有n側(cè) 電極焊盤12np以及p側(cè)電極焊盤12pp的安裝面M與基體11對(duì)置的狀態(tài) 下安裝到基體ll上。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13與發(fā)光元件12分離，具有薄片形狀。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13含有被第一光激發(fā)而放射第二光的熒光材料17。在本實(shí)施方式中，第 二光具有與第一光的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)。在具有發(fā)出紫外光的發(fā)光
元件12的發(fā)光裝置2中，熒光材料17放射從625nm到740nm的波長(zhǎng)范 圍(紅色)的至少一部分、從520nm到565nm的波長(zhǎng)范圍(綠色)的至 少一部分、以及從450nm到500nm的波長(zhǎng)范圍(藍(lán)色)的至少一部分。 發(fā)光裝置2放射從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13放射的紅色光、綠色光以及藍(lán)色光的 混合光(白色光)。在具有發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光元件12的發(fā)光裝置2中， 熒光材料17放射從565nm到590nm的波長(zhǎng)范圍(黃色)的至少一部分。 發(fā)光裝置2放射由發(fā)光元件發(fā)出的藍(lán)色光和從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13放射的黃 色光的混合光(白色光)。
在具有發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光元件12的發(fā)光裝置2的另一例中，熒光材 料17放射從625nm到740nm的波長(zhǎng)范圍(紅色)的至少一部分以及從 520nm到565nm的波長(zhǎng)范圍(綠色)的至少一部分。發(fā)光裝置2放射由發(fā) 光元件12發(fā)出的藍(lán)色光、從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13放射的紅色光以及綠色光的 混合光(白色光)。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13還具有含有熒光材料17的樹脂材料 18。樹脂材料18是具有透光性的硅酮樹脂。
如圖5所示，光學(xué)部件14覆蓋發(fā)光元件12的活性層12a。如圖6所 示，光學(xué)部件14與發(fā)光元件12的側(cè)面12s接觸。發(fā)光元件12安裝在假 想的xyz空間中的xy平面上。光學(xué)部件14具有與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13對(duì)置 的平坦形狀的上表面14u。光學(xué)部件14具有配置了發(fā)光元件12的開口 14p。 光學(xué)部件14由透光性材料形成。透光性材料為樹脂或玻璃。光學(xué)部件14， 至少與處于最靠近p側(cè)電極焊盤12p的位置的側(cè)面12s接觸。參照?qǐng)D7和 圖8，對(duì)發(fā)光元件12的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在圖7中，n型半導(dǎo)體層 12n在安裝面M的邊緣部分從p型半導(dǎo)體層12p露出。光學(xué)部件14，至 少形成在距n側(cè)電極焊盤12np最近的側(cè)面12sn上。在圖8中，n型半導(dǎo) 體層12n在安裝面M的角部分從p型半導(dǎo)體層12p露出。光學(xué)部件14， 至少形成在距n側(cè)電極焊盤12np最近的側(cè)面12sn上。如圖6所示，光學(xué) 部件14包圍發(fā)光元件12的側(cè)面12s。
參照?qǐng)D9，對(duì)發(fā)光裝置2中的光的前進(jìn)方法進(jìn)行說(shuō)明。由發(fā)光元件12 發(fā)出的第一光Lla，向發(fā)光元件12的上方以及側(cè)方前進(jìn)。前進(jìn)到發(fā)光元件12的側(cè)方的第一光Lla，從光學(xué)部件14的平坦形狀的上表面14u向波長(zhǎng) 轉(zhuǎn)換部件13的方向前進(jìn)。從上表面14u放射的光用符號(hào)Lib表示。第一 光Lla、 Llb，通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13的熒光材料17進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。從熒 光材料放射的第二光L2，向發(fā)光裝置2的光出射方向D前進(jìn)。本實(shí)施方 式的發(fā)光裝置2具有光學(xué)部件14，從而降低了第一光Lla、 Llb相對(duì)于波 長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13的照射分布的偏差。
以下，對(duì)本實(shí)施方式的發(fā)光裝置2的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。如圖10所 示，發(fā)光裝置2的制造方法具有下面的A-D的工序。
A 準(zhǔn)備基體
B準(zhǔn)備發(fā)光元件12
C在發(fā)光元件12上形成光學(xué)部件14
D將形成有光學(xué)部件14的發(fā)光元件12安裝到基體11上
在工序A中，發(fā)光元件12具有安裝面M，該安裝面M上具有第一電 極焊盤(n側(cè)電極焊盤)12np和第二電極焊盤(p側(cè)電極焊盤)12pp。
在工序C中，光學(xué)部件14形成在發(fā)光元件12的側(cè)面12s。光學(xué)部件 14，至少形成在處于離n側(cè)電極焊盤12np最近的位置的側(cè)面12sn上。對(duì) 工序C進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖ll所示，多個(gè)發(fā)光元件12配置在粘接 薄膜4上。粘接薄膜4附著在發(fā)光元件12的基板12b上。發(fā)光元件12具 有在n側(cè)電極12np上形成的金屬接觸部件19。如圖12所示，熔融狀態(tài)的 透光性材料14'，以進(jìn)入多個(gè)發(fā)光元件12之間的方式設(shè)置在粘接薄膜上。 透光性材料14'覆蓋發(fā)光元件12的活性層12a。發(fā)光元件12的p側(cè)電極 12pp和金屬接觸部件19，從透光性材料14，露出。透光性材料14，，例 如通過(guò)加熱處理等硬化。如圖13所示，硬化狀態(tài)的透光性材料14'，在 多個(gè)發(fā)光元件12之間的位置切離。粘接薄膜4，在透光性材料14'切斷 后從發(fā)光元件12剝下。在工序D中，發(fā)光元件12以圖5所示的狀態(tài)安裝 到基體11上。本實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，光學(xué)部件14形成在發(fā)光元件12 的側(cè)面，由此減低了安裝時(shí)發(fā)光元件12的傾斜。
對(duì)本發(fā)明的另一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖14和圖15所示，光學(xué)部件 14覆蓋發(fā)光元件12的活性層12a。光學(xué)部件14與發(fā)光元件12的側(cè)面12s 以及上端12t接觸。光學(xué)部件14具有與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13對(duì)置的平坦形狀的上表面14u。光學(xué)部件14具有配置了發(fā)光元件12的開口 14p。光學(xué)部 件14，至少與處于距p側(cè)電極焊盤12p最近的位置的側(cè)面12s接觸。光學(xué) 部件14包圍發(fā)光元件12的側(cè)面12s以及上端12t。其他的結(jié)構(gòu)與圖3所 示的發(fā)光裝置2的結(jié)構(gòu)相同。如圖16所示，由發(fā)光元件12發(fā)出的第一光 Lla，向發(fā)光元件12的上方以及側(cè)方前進(jìn)。第一光Lla從光學(xué)部件14的 平坦形狀的上表面14u向波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13的方向前進(jìn)。從上表面14u放 射的光用符號(hào)Lib表示。本實(shí)施方式的發(fā)光裝置2具有光學(xué)部件14，從 而降低了第一光Llb相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13的照射分布的偏差。
對(duì)本發(fā)明的又一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖17和圖18所示，發(fā)光裝置 2，具有由透光性材料形成的光學(xué)部件24。在本實(shí)施方式中，透光性是指 能透過(guò)由發(fā)光元件12發(fā)出的光的波長(zhǎng)的至少一部分。透光性材料是樹脂 或玻璃。光學(xué)部件24具有與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13對(duì)置的平坦形狀的上表面 24u。光學(xué)部件24配置在發(fā)光元件12和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13之間。光學(xué)部件 24的上表面24u從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13分離。發(fā)光裝置2還具有包圍發(fā)光元 件12的側(cè)面以及上端的透光性樹脂20。透光性樹脂20附著在光學(xué)部件 24上。關(guān)于其他的結(jié)構(gòu)，與圖3所示的發(fā)光裝置2的結(jié)構(gòu)相同。如圖19 所示，由發(fā)光元件12發(fā)出的第一光Lla，透過(guò)透光性樹脂20后從光學(xué)部 件24的平坦形狀的上表面24u放射出去。從上表面24u放射的光，用符 號(hào)Llb表示。本實(shí)施方式的發(fā)光裝置2具有光學(xué)部件24，從而降低了第 一光Lib相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13的照射分布的偏差。
對(duì)本發(fā)明的再一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖20所示，光學(xué)部件24的上 表面24u與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13接觸。關(guān)于其他的結(jié)構(gòu)，與圖18所示的發(fā)光 裝置2的結(jié)構(gòu)相同。如圖21所示，由發(fā)光元件12發(fā)出的第一光Lla，透 過(guò)透光性樹脂20后從光學(xué)部件24的平坦形狀的上表面24u放射。從上表 面24u放射的光用符號(hào)Lib表示。本實(shí)施方式的發(fā)光裝置2具有光學(xué)部件 24,從而降低了第一光Llb相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件13的照射分布的偏差。
9
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光裝置，具有基體；發(fā)光元件，其由半導(dǎo)體材料形成，安裝在所述基體上，發(fā)出第一光；發(fā)光部件，其含有被所述第一光激發(fā)而放射第二光的熒光材料，并具有薄片形狀，設(shè)置在所述發(fā)光元件的上方；和光學(xué)部件，其由透光性材料形成，具有設(shè)置了所述發(fā)光元件的開口、和與所述發(fā)光部件對(duì)置的平坦形狀的上表面，并與所述發(fā)光元件的側(cè)面接觸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件覆蓋所述發(fā)光元件的活性層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件包圍所述發(fā)光元件的側(cè)面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件包圍所述發(fā)光元件的上端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 還具有封入了所述發(fā)光元件和所述光學(xué)部件的透光性材料層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件，具有比所述透光性材料層的第二折射率大的第一折射率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件由玻璃材料形成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述透光性材料層由硅酮樹脂形成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述發(fā)光元件通過(guò)倒裝式連接安裝在所述基體上。
10、 一種發(fā)光裝置的制造方法，包括如下工序 準(zhǔn)備基體；準(zhǔn)備具有安裝面的發(fā)光元件，該安裝面上具有第一電極焊盤和第二電極焊盤；在所述發(fā)光元件的側(cè)面形成光學(xué)部件；和使所述安裝面與所述基體對(duì)置，將形成有所述光學(xué)部件的所述發(fā)光元 件安裝到所述基體上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述發(fā)光元件具有第一半導(dǎo)體層，其具有所述第一電極； 活性層，其層疊在所述第一半導(dǎo)體層上；和第二半導(dǎo)體層，其具有所述第二電極并層疊在所述第一半導(dǎo)體層上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述光學(xué)部件形成于最靠近所述第一電極焊盤的所述側(cè)面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述光學(xué)部件包圍所述發(fā)光元件的側(cè)面。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述發(fā)光元件還具有形成在所述第一電極焊盤上的金屬接觸部件。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 還包括下述步驟將作為所述光學(xué)部件的材料的熔融狀態(tài)的透光性材料附著到形成有金屬接觸部件的所述發(fā)光元件的所述側(cè)面上。
16、 一種發(fā)光裝置，具有 基體；發(fā)光元件，其由半導(dǎo)體材料形成，安裝在所述基體上，發(fā)出第一光； 發(fā)光部件，其含有被所述第一光激發(fā)而放射第二光的熒光材料，并具有薄片形狀，設(shè)置在所述發(fā)光元件的上方；和光學(xué)部件，其由透光性材料形成，具有與所述發(fā)光部件對(duì)置的平坦形狀的上表面，配置在所述發(fā)光元件和所述發(fā)光部件之間。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件的上表面與所述發(fā)光部件分離。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光學(xué)部件的上表面與所述發(fā)光部件接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，其具有基體(11)；在基體(11)上安裝的發(fā)光元件(12)；和在發(fā)光元件(12)的上方設(shè)置的發(fā)光部件(13)。還具有與發(fā)光元件(12)的側(cè)面(12s)接觸的由透光性材料形成的光學(xué)部件(14)。光學(xué)部件(14)具有設(shè)置有發(fā)光元件(12)的開口(14p)，和與發(fā)光部件(13)對(duì)置的平坦形狀的上表面(14u)。由此減低發(fā)光裝置中的發(fā)光分布的偏差。
文檔編號(hào)H01L33/50GK101507006SQ20078003180
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者作本大輔, 松浦真吾, 柳澤美津夫 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社