專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置，其包括發(fā)光元件，例如發(fā)光二極管(本文后面稱之 為〃 LED")。
背景技術(shù)：
與利用放電或輻射的現(xiàn)有光源相比，LED不僅緊湊高效，而且近來光通量逐漸增 加。因此，期望LED很快就能代替現(xiàn)有光源。此外，因為LED比利用放電或輻射的光源更緊 湊，所以，LED具有以下優(yōu)點它們的應(yīng)用范圍更廣，更加易于操作，并且可用在各種所需要 的設(shè)計中。因此，LED被認為是高附加值的光源。要求用于照明應(yīng)用的光源具有顏色均勻性作為其特性之一，也就是說，沒有取決 于發(fā)出光的發(fā)射方向的光色差。在包括波長變換材料(例如熒光材料)的發(fā)光裝置中，將 發(fā)光元件發(fā)出的一次光和通過波長變換材料吸收和變換一次光得到的二次光組合，并且發(fā) 出光(例如白色光)。在這種情況下，所得到的顏色隨一次光與二次光的混合比的不同而不 同。該混合比可以隨發(fā)射方向和波長變換部分的發(fā)光表面(光提取表面)內(nèi)的光色差的不 同而不同，所述發(fā)射方向的不同引起取決于發(fā)射方向的光色差。已經(jīng)提出以下方法來抑制這種光色差。首先，已經(jīng)提出以下方法其中，在用作發(fā)光元件的LED芯片之上，均勻形成LED芯 片形狀的波長變換部分(包括熒光材料顆粒的樹脂層)(參見，例如，專利文獻1)。與通過 滴落(dripping)等方式在LED芯片之上形成波長變換部分的構(gòu)型相比，使用該構(gòu)型，可以 使一次光在波長變換部分內(nèi)通過的距離均勻，因此，可以抑制波長變換部分的光提取表面 內(nèi)的光色差。提供高光通量的用于照明應(yīng)用的光源需要向輻照表面發(fā)出顏色均勻的光。因此， 在波長變換部分的光提取表面內(nèi)進一步減小光色差是必需的。已知通常用作波長變換材料的無機熒光材料顆粒除具有波長變換功能之外，還具 有反射功能，因此，引起散射作用，結(jié)果，將一次光和二次光散射，這可以抑制光色差(參 見，例如，專利文獻2)。已經(jīng)提出另一種方法，其中，使包括波長變換材料的波長變換部分的中心附近 (即，直接在發(fā)光裝置上方的區(qū)域)較厚，并且使波長變換部分的周邊較薄(參見，例如，專 利文獻3)。專利文獻3描述了，"通過減小在波長變換部分上的在與發(fā)光元件垂直的方向 向上行進的一次光與在與發(fā)光元件的傾斜的方向向上行進的一次光之間的光路長度差，一 次光與二次光之比變得基本上相等，從而，降低了顏色不均勻性"。這基于如下模型“如 果波長變換材料在波長變換部分中的分布均勻，那么光路長度與發(fā)射到波長變換材料上的 一次光的頻率相關(guān)，并且基于該頻率確定一次光與二次光之比"。
已經(jīng)提出另一種方法，其中，使包括波長變換材料的波長變換部分中心附近(即， 直接在發(fā)光裝置上方的區(qū)域)的波長變換材料的濃度高于波長變換部分的周邊的波長變 換材料的濃度(參見，例如，專利文獻4)。這基于以下模型“如果波長變換部分的厚度均 勻，那么通過減小發(fā)射到波長變換部分的波長變換材料上的光的頻率差，即在與發(fā)光元件 垂直的方向向上行進的一次光與在與發(fā)光元件傾斜的方向向上行進的一次光之間的頻率 差，一次光與二次光之比變得基本上相等，從而降低了顏色不均勻性"。專利文獻1 美國專利No. 6，468，821B2專利文獻2 JP H7-99345A專利文獻3 日本專利No. 3065263 (第
段，圖2)專利文獻4 JP 2005-166733A (第
段，圖 8)

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題在波長變換部分中心附近，基本上均勻散射的一次光來自波長變換部分的中心附 近的周邊。然而，在邊緣部分中，一次光的散射方向限于單一方向，即，從波長變換部分內(nèi)側(cè) 向其外側(cè)散射。因為在邊緣部分中，一次光不是如上所述來自外面的方向，從波長變換部分 的邊緣部分發(fā)出的混合光中缺少一次光組分。從而，在波長變換部分的光提取表面的邊緣 部分與其內(nèi)部區(qū)域之間，產(chǎn)生了一次光與二次光的混合比的差，這會導(dǎo)致波長變換部分的 光提取表面內(nèi)的光色差。一般來說，在發(fā)射表面的垂直向上的方向上，或者在略微從垂直向上方向傾斜的 方向(本文后面，將這些稱為"基本上垂直向上方向")，從發(fā)光元件發(fā)出的光(一次光) 的光強度高，并且當其在橫向方向上移動時，光強度較小。換句話說，在位于發(fā)光元件的基 本上垂直向上的方向上的波長變換部分內(nèi)混合的一次光和二次光的混合光的光強度，高于 在位于從相對于發(fā)射表面的橫向方向傾斜向上的方向上的波長變換部分內(nèi)混合的一次光 和二次光的混合光的光強度。如果可以使一次光以均勻強度從波長變換部分的下表面進入 具有均勻厚度，并且波長變換材料均勻分布的波長變換部分，可以從波長變換部分的上表 面發(fā)出均勻混合的光。通過增加發(fā)光元件與波長變換部分之間的距離，從發(fā)光元件發(fā)出的光在發(fā)光方向 上的分布的影響減小，從而，使強度基本上均勻的一次光進入波長變換部分的下表面。因 此，消除了由從發(fā)光元件發(fā)出的光的分布引起的顏色不均勻性。然而，為了獲得薄的LED，使 發(fā)光元件與波長變換部分之間的距離較小，這增大了從發(fā)光元件發(fā)出的光在發(fā)光方向上的 分布的影響，并且當試圖獲得具有較小顏色不均勻性的薄LED時，就變得有問題了。本發(fā)明的構(gòu)思是為了解決常規(guī)技術(shù)中遇到的上述問題，本發(fā)明的目的是提供可以 用顏色均勻的光照射輻照表面的發(fā)光裝置。技術(shù)方案為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的發(fā)光裝置構(gòu)成如下。發(fā)光裝置，其包括基底，和發(fā)光 元件，所述發(fā)光元件置于所述基底之上并發(fā)出一次光，其中，所述發(fā)光元件用波長變換部分 覆蓋，所述波長變換部分包括吸收部分所述一次光并且發(fā)出二次光的波長變換材料，并且， 所述發(fā)光裝置包括用于設(shè)置所述波長變換部分之內(nèi)的一次光的強度分布的一次光強度分布控制構(gòu)件，從而，從所述波長變換部分的光提取表面發(fā)出的一次光與二次光的混合比基 本上均勻。根據(jù)發(fā)光裝置的構(gòu)型，設(shè)置所述一次光強度分布控制構(gòu)件，以設(shè)定波長變換部分 內(nèi)的一次光的強度分布，從而從波長變換部分的光提取表面發(fā)出的一次光與所述二次光的 混合光基本上均勻，因此，可以提供可以用顏色均勻的光照射輻照表面的發(fā)光裝置。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選將從設(shè)置于發(fā)光元件的一個主表面上的光提 取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度設(shè)定為高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出 的一次光的亮度。根據(jù)該優(yōu)選實例，將從發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光 的亮度設(shè)定為高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度，由此，可以消除覆 蓋發(fā)光元件的波長變換部分的光提取表面上的光色差，因此，可以減小從發(fā)光裝置提取的 光的顏色不均勻性，并且用顏色均勻的光來照射輻照表面。在這種情況下，優(yōu)選將發(fā)光元件 分成至少兩個二極管邊緣部分中的二極管，和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管。 邊緣部分中的二極管與位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管串聯(lián)連接，并且所述邊緣 部分中的二極管的發(fā)光層的面積小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管的發(fā)光層 的面積。根據(jù)該優(yōu)選實例，因為可以增大邊緣部分中的二極管的發(fā)光層的電流密度，因而可 以使從發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè) 的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。在這種情況下，優(yōu)選將發(fā)光元件分成至少兩個二極管邊 緣部分中的二極管，和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，并且所述邊緣部分中的 二極管和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管可以彼此獨立地電驅(qū)動。根據(jù)該優(yōu)選實 例，可以注入電流，從而從發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度高于從 位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。在這種情況下，優(yōu)選僅在所述邊緣部 分設(shè)置所述發(fā)光元件的至少一個電極。根據(jù)該優(yōu)選實例，可以增大發(fā)光元件的邊緣部分的 電流密度，因此，可以使從發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度高于從 位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。在這種情況下，優(yōu)選地，在所述發(fā)光元 件的至少一個電極中，所述邊緣部分中的電極間距小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的 電極間距。根據(jù)該優(yōu)選實例，可以增大發(fā)光元件的邊緣部分的電流密度，因此，從發(fā)光元件 的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度變得高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域 發(fā)出的一次光的亮度。在這種情況下，優(yōu)選地，在至少一個電極中，邊緣部分的電極電阻小 于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的電極電阻。根據(jù)該優(yōu)選實例，可以增大發(fā)光元件的邊緣 部分的電流密度，因此，從發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度變得高 于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。在這種情況下，優(yōu)選地，在發(fā)光元 件中，位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)電阻大于邊緣部分的內(nèi)電阻。根據(jù)該優(yōu)選實例，可 以增大發(fā)光元件的邊緣部分的電流密度，因此，從發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分發(fā)出 的一次光的亮度變得高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。在這種情 況下，優(yōu)選地，在發(fā)光元件中，從邊緣部分發(fā)出的一次光的透過率大于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè) 的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的透過率。根據(jù)該優(yōu)選實例，可以使從發(fā)光元件的光提取表面的 邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選波長變換部分具有基本上均勻的厚度，波長 變換材料基本上均勻地分散。
5
在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選發(fā)光元件由多個半導(dǎo)體層構(gòu)成，所述半導(dǎo)體 層包括發(fā)出一次光的發(fā)光層。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選用覆蓋部分覆蓋發(fā)光元件，用波長變換部分 覆蓋所述覆蓋部分，并且將所述波長變換部分外周邊中的覆蓋部分的至少一部分的折射率 設(shè)定為高于所述覆蓋部分的其它部分的折射率。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選所述發(fā)光元件用覆蓋部分覆蓋，所述波長變 換部分覆蓋所述覆蓋部分，所述覆蓋部分的至少一部分包括納米顆粒材料，并且所述波長 變換部分外周邊中的覆蓋部分的至少一部分包括納米顆粒材料，所述納米顆粒材料的折射 率高于所述覆蓋部分的基底材料的折射率。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選所述發(fā)光元件用覆蓋部分覆蓋，所述波長變 換部分覆蓋所述覆蓋部分，所述覆蓋部分的至少一部分包括納米顆粒材料，并且所述波長 變換部分外周邊中的覆蓋部分的至少一部分包括的納米顆粒材料的比例，高于所述覆蓋部 分的其它部分包括的納米顆粒材料的比例。根據(jù)這些優(yōu)選實例，由于光傾向于集中于折射率高的部分之上，從橫向方向到傾 斜向上的方向之間的方向上(具有高折射率的覆蓋部分所處的位置)，一次光的光強度相 對地增大，從而，在覆蓋部分整體上，可以使一次光的強度分布均勻。換句話說，可以使一次 光以均勻強度從波長變換部分的下表面進入具有均勻厚度并且波長變換材料均勻分布的 波長變換部分。從而，可以從波長變換部分的上表面發(fā)出均勻混合的光(一次光和通過波 長變換材料吸收和變換一次光而得到的二次光的混合光)，因此，可以減小從發(fā)光裝置提取 的光的顏色不均勻性。在這種情況下，優(yōu)選波長變換部分形成為圓頂形。根據(jù)該優(yōu)選實例，從發(fā)光元件發(fā) 出的大部分光垂直于波長變換部分入射到波長變換部分之上，因此，可以防止光在波長變 換部分與覆蓋部分之間的界面處反射。由此，可以進一步改善光提取效率。在這種情況下，優(yōu)選地，在波長變換部分中，位于具有高折射率的那部分覆蓋部分 之上的一部分的折射率高于波長變換部分的其他部分的折射率。根據(jù)該優(yōu)選實例，除上述 效果之外，可以減少覆蓋部分與波長變換部分之間的界面處的反射，因此，可以減少反射引 起的損失。此外，即使在波長變換部分中，也可以使強度分布均勻。在這種情況下，優(yōu)選在覆蓋部分與波長變換部分之間設(shè)置間隙。根據(jù)該優(yōu)選實例， 可以高效地驅(qū)散來自發(fā)光元件的熱量。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選配置多個發(fā)光元件，并且用波長變換部分覆 蓋所述多個發(fā)光元件，所述波長變換部分是連續(xù)的，并且設(shè)置多個發(fā)光元件，從而相鄰發(fā)光 元件之間的間距從所述基底的中心部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸減小。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選配置多個發(fā)光元件，并且用波長變換部分覆 蓋所述多個發(fā)光元件，所述波長變換部分是連續(xù)的，并且設(shè)置所述多個發(fā)光元件，從而每單 位面積的波長變換部分的發(fā)光元件的安裝密度從所述基底的中心部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸 增大。在本發(fā)明的發(fā)光裝置的構(gòu)型中，優(yōu)選配置多個發(fā)光元件，并且用波長變換部分覆 蓋所述多個發(fā)光元件，所述波長變換部分是連續(xù)的，并且設(shè)置所述多個發(fā)光元件，從而所述 波長變換部分的發(fā)光效率從所述基底的中心部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸增大。


[圖1]圖1的示意性截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置。[圖2]圖2示意性地顯示出在根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置中所用的發(fā)光元 件。圖2(a)是截面圖，并且圖2(b)是顯示光提取表面的平面圖。[圖3]圖3顯示如何使用根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置。圖3(a)顯示了使 用密封材料的情況，圖3(b)顯示了使用密封氣體的情況，以及圖3(c)顯示了使用密封氣 體，并且發(fā)光裝置形成模塊的情況。[圖4]圖4更具體地顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件。 圖4(a)是截面圖，以及圖4(b)是顯示與光提取表面相對側(cè)的平面圖。[圖5]圖5更具體地顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件。 圖5 (a)是截面圖，并且圖5(b)顯示了發(fā)光層的面積比。[圖6]圖6是更具體地顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置的截面圖。[圖7]圖7的示意圖用來說明測定從本發(fā)明實施方案1和8的發(fā)光裝置發(fā)出的光 的色溫的方法。[圖8]圖8的曲線圖顯示評價從根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置發(fā)出的光的顏 色不均勻性得到的結(jié)果。[圖9]圖9更具體地顯示了根據(jù)本發(fā)明實施方案2的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元 件。圖9(a)是截面圖，圖9(b)的平面圖顯示與光提取表面相對的側(cè)。[圖10]圖10更具體地顯示了根據(jù)本發(fā)明實施方案3的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元 件。圖10(a)是截面圖，圖10(b)的平面圖顯示光提取表面。[圖11]圖11的截面圖更具體地顯示了根據(jù)本發(fā)明實施方案3的發(fā)光裝置，[圖12]圖12更具體地顯示了在根據(jù)本發(fā)明實施方案4的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光 元件的實例。圖12(a)是截面圖，圖12(b)的平面圖顯示了光提取表面。[圖13]圖13更具體地顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案4的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件 的另一個實例。圖13(a)是截面圖，圖13(b)的平面圖顯示了光提取表面。[圖14]圖14更具體地顯示在根據(jù)本發(fā)明實施方案5的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元 件的實例。圖14(a)是截面圖，以及圖14(b)的平面圖顯示了光提取表面。[圖15]圖15更具體地顯示在根據(jù)本發(fā)明實施方案6的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元 件。圖15(a)是截面圖，以及圖15(b)是顯示光提取表面的平面圖。[圖16]圖16更具體地顯示在根據(jù)本發(fā)明實施方案7的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元 件的實例。圖16(a)是截面圖，以及圖16(b)是顯示光提取表面的平面圖。[圖17]圖17更具體地顯示在根據(jù)本發(fā)明實施方案7的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元 件的另一個實例。圖17(a)是截面圖，以及圖17(b)的平面圖顯示光提取表面。[圖18]圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案8的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面 圖。[圖19]圖19顯示用來說明安裝根據(jù)本發(fā)明實施方案的發(fā)光元件的方法的放大截 面圖。[圖20]圖20是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案8的發(fā)光裝置的另一個實例的示意性的截面圖。[圖21]圖21是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案8的發(fā)光裝置的再一個實例的示意性的 截面圖。[圖22]圖22是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案8的發(fā)光裝置的再一個實例的示意性的 截面圖。[圖23]圖23是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案8的發(fā)光裝置的具體實例的示意性的截 面圖。[圖24]圖24是評價從根據(jù)本發(fā)明實施方案8中具體實例和比較實施例的發(fā)光裝 置發(fā)出的光的顏色不均勻性得到的結(jié)果的曲線圖。[圖25]圖25是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案9的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面 圖。[圖26]圖26是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案9的發(fā)光裝置的另一個實例的示意性的 截面圖。[圖27]圖27是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案9的發(fā)光裝置的再一個實例的示意性的 截面圖。[圖28]圖28是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案9的發(fā)光裝置的又一個實例的示意性的 截面圖。[圖29]圖29是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案10的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面 圖。[圖30]圖30是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案10的發(fā)光裝置的另一個實例的示意性 的截面圖。[圖31]圖31是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案10的發(fā)光裝置的再一個實例的示意性 的截面圖。[圖32]圖32是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案11的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面 圖。[圖33]圖33是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案11的發(fā)光裝置的另一個實例的示意性 的截面圖。[圖34]圖34是顯示根據(jù)本發(fā)明實施方案12的發(fā)光裝置的實例的平面圖。符號的說明1發(fā)光裝置2 基底3發(fā)光元件4波長變換部分5發(fā)光裝置的光提取表面5a發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分5b位于發(fā)光元件的光提取表面的邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域6波長變換部分的光提取表面34、52、53、54 發(fā)光裝置35、35a 基底
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36、36f、36g、36h、36i、36j、36k 發(fā)光元件37、37a、37b、37c 第一覆蓋部分38、38a、38b、38c 第二覆蓋部分39、39a、39b波長變換部分40、40a 間隙41覆蓋部分60 基底61發(fā)光元件62波長變換部分63發(fā)光裝置
具體實施例方式下面將結(jié)合實施方案更具體地描述本發(fā)明。實施方案1首先結(jié)合圖1-6描述根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)光裝置。圖1是顯示根據(jù)本實施 方案的發(fā)光裝置的示意性截面圖。圖2示意性地顯示根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置中使用的 發(fā)光元件。圖2(a)是截面圖，以及圖2(b)是顯示光提取表面的平面圖。圖3顯示如何使 用根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置。圖3(a)顯示了使用密封材料的情況，圖3(b)顯示了使用 密封氣體的情況，以及圖3(c)顯示了使用密封氣體，并且發(fā)光裝置形成模塊的情況。圖4 更加示意性地顯示根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件。圖4(a)是截面圖，以及 圖4(b)是顯示與光提取表面相對的側(cè)的平面圖。圖5更具體地顯示根據(jù)本實施方案的發(fā) 光裝置中包括的發(fā)光元件。圖5(a)是截面圖，并且圖5(b)顯示發(fā)光層的面積比。圖6是 更具體地顯示根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置的截面圖。如圖1所示，根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置1包括平板狀基底2，和一個置于基底2 之上的發(fā)光元件3。發(fā)光元件3由多個包括發(fā)光層的半導(dǎo)體層組成，并且被包括波長變換材 料的波長變換部分4緊密覆蓋。波長變換部分4具有均勻的厚度，并且波長變換材料均勻 分散。發(fā)光元件3的發(fā)光層發(fā)出一次光，并且波長變換部分4的波長變換材料吸收一次 光，然后發(fā)出二次光。如圖2 (a)和2 (b)所示，構(gòu)建發(fā)光元件3，從而從光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出 的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。由此， 從波長變換部分4的光提取表面6 (參見圖1)發(fā)出的一次光與二次光的混合比在波長變換 部分4的光提取表面6上變得基本上均勻。換句話說，本實施方案的發(fā)光裝置1包括用于 設(shè)定所述波長變換部分4之內(nèi)的一次光強度分布的一次光強度分布控制構(gòu)件，從而，從波 長變換部分4的光提取表面6發(fā)出的一次光與所述二次光的混合比基本上均勻。根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置1，因為構(gòu)建發(fā)光元件3，從而從光提取表面5的邊緣 部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的 亮度，可以消除在覆蓋發(fā)光元件3的波長變換部分4的光提取表面6上的光色差，因此，可 以用顏色均勻的光照射輻照表面。
構(gòu)成基底2的材料不限于特定材料，可以使用例如單晶(例如藍寶石、Si、GaN, A1N、ZnO, SiC、BN 和 ZnS)；陶瓷(例如 Al2O3、A1N、BN、MgO, ZnO, SiC 和 C、以及它們的混合 物)；金屬(例如Al、Cu、Fe、Au和W、以及包括這些金屬的合金)；環(huán)氧纖維環(huán)氧樹脂(glass epoxy)；樹脂(例如環(huán)氧樹脂、硅樹脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、酰胺樹脂、酰亞胺樹脂、聚碳 酸酯樹脂、聚苯基硫化物樹脂、液晶聚合物、丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS樹脂)、甲基 丙烯酸酯樹脂(PMMA樹脂)和環(huán)烯烴共聚物、以及它們的混合物)。這些材料也可以用作生 長發(fā)光元件3的基板的材料。因此，基底2可以也用作發(fā)光元件3的生長基板。除了其中 在基底2之上設(shè)置發(fā)光元件3的生長基板(生長基板由藍寶石、SiC、GaN、Si等制成)上的 外延生長的膜的構(gòu)型，也可以使用將發(fā)光元件3置于基底2之上的構(gòu)型，從而不保留該生長 基板。對發(fā)光元件3的構(gòu)型和安裝方法沒有特別限制?；讟?gòu)型的實例包括引線框架基 底(lead frame base)，其中安裝有發(fā)光元件的封裝基底(package base)，和插在發(fā)光元件 與封裝基底之間的襯底(submoimt)。作為發(fā)光元件3，可以使用例如發(fā)出波長為500-550nm 的綠色光的綠色LED、發(fā)出波長為420-500nm的藍色光的藍色LED、發(fā)出波長為380-420nm 的藍色_紫色光的藍色_紫色LED、和波長更短的紫外LED。在氮化物半導(dǎo)體材料的情況 下，由通式=BzAlxGamzInyN(其中，χ為0-1，y為0-1，ζ為0-1，并且x+y+z為0-1)來表 示。在下文中將其稱為"GaN-基半導(dǎo)體"。也可以使用第II-VI族半導(dǎo)體材料，例如ZnS 或 ZnO0所述發(fā)光元件不限于由化合物半導(dǎo)體材料制成，也可以使用例如由有機半導(dǎo)體材 料或無機半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光元件。波長變換部分4例如由波長變換材料和透光性材料制成，所述透光性材料用作分 散波長變換材料的基底材料。例如，可以使用熒光材料作為波長變換材料。作為熒光材料，可以使用例如發(fā) 出紅色光的紅色熒光材料、發(fā)出橙色光的橙色熒光材料、發(fā)出黃色光的黃色熒光材料、發(fā) 出綠色光的綠色熒光材料等。例如，可以使用以下材料作為紅色熒光材料硅酸鹽-基 材料例如Ba3MgSi2O8:Eu2+、Mn2+，次氮基硅酸鹽-基材料例如Sr2Si5N8:Eu2+，次氮基硅鋁酸 鹽-基材料例如CaAlSiN3:Eu2+，氧次氮基硅鋁酸鹽-基材料例如Sr2Si4AlON7:Eu2+，硫化 物-基材料例如(Sr，Ca) S:Eu2+、La2O2S:Eu3+，等。例如，可以使用以下材料作為橙色熒 光材料硅酸鹽-基材料例如(Sr，Ca) 2Si04: Eu2+、石榴石-基材料例如Gd3Al5O12 Ce3+、 Ca-α-sialon-基材料例如Ca-α-SiAlON:Eu2+，等。例如，可以使用以下材料作為黃色熒 光材料硅酸鹽_基材料例如(Sr，Ba)2Si04:Eu2+、石榴石-基材料例如(Y，GcO3Al5O12: Ce3+、 硫化物-基材料例如CaGa2S4:Eu2+, Ca- α -sialon-基材料例如Ca- α -SiAlONiEu2+等。例 如，可以使用以下材料作為綠色熒光材料鋁酸鹽_基材料例如BaMgAl1(l017:EU2+、Mn2+或 (Ba, Sr, Ca) Al2O4: Eu2+，硅酸鹽-基材料例如(Ba，Sr)2Si04:Eu2+, Ca-α-sialon-基材料例 如Ca-α -SiALON: Yb2+，β -sialon-基材料例如β -Si3N4: Eu2+，氧次氮基硅鋁酸鹽-基材料 例如(Ba，Sr，Ca)2Si4A10N7:Ce3+，硫化物-基材料例如SrGa2S4:Eu2+，石榴石-基材料例如 Y3 (Al，Ga) 5012 Ce3+，Y3Al5O12 Ce3+，Ca3Sr2Si3O12 Ce3+ 或 BaY2SiAl4O12 Ce3+，氧化物-基材料例 如CaSc2O4 = Ce3+等。從波長變換部分上表面發(fā)出的光不限于白色光，通過適當選擇適合的這 些熒光材料，可以實現(xiàn)精細的光顏色設(shè)計。通過使用多個具有不同發(fā)光波長的不同種類的熒光材料，可以實現(xiàn)無限的變化。除了其中波長變換材料均勻分散在波長變換部分中的構(gòu) 型，波長變換部分可以具有以下構(gòu)型例如，其中波長變換材料的濃度從波長變換部分的下 表面基本上逐漸向其上表面變化的構(gòu)型、其中將由不同的波長變換材料制成的層進行層合 的構(gòu)型、其中將由不同的波長變換材料制成的單元以矩陣形式配置的構(gòu)型等。使用上述構(gòu) 型中的任一種，通過使一次光以均勻強度進入波長變換部分的下表面，可以從波長變換部 分的上表面發(fā)出均勻混合的光。可以使用任何材料作為透光性材料，只要其允許從發(fā)光裝置1提取的光穿過。其 實例包括樹脂例如環(huán)氧樹脂、硅樹脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、酰胺樹脂、酰亞胺樹脂、聚碳 酸酯樹脂、聚苯基硫化物樹脂、液晶聚合物、ABS樹脂、PMMA樹脂和環(huán)烯烴共聚物；由它們的 混合物制成的樹脂；使用金屬烷氧基化合物或膠態(tài)硅石作為起始材料，通過溶膠-凝膠方 法形成的玻璃；以及玻璃例如低熔點玻璃。也可以使用通過將金屬氧化物顆粒分散在用作 基底材料的透光性材料中得到的復(fù)合材料。當可固化樹脂用作基底材料時，通過將金屬氧 化物顆粒分散在未固化狀態(tài)的可固化樹脂中，可以改善固化之前的可固化樹脂的觸變性， 因此，可以使波長變換部分4容易地形成期望的形狀。此外，因為與單獨使用樹脂的情況相 比，導(dǎo)熱性得到了改善，可以高效地驅(qū)散來自發(fā)光元件3的熱量。當將藍色-紫色LED或紫外LED用作發(fā)光元件3時，例如，可以將上述熒光材料 與發(fā)出藍色光的藍色熒光材料或發(fā)出藍色_綠色光的藍色_綠色熒光材料組合。作為 藍色熒光材料，可以使用例如鋁酸鹽_基材料例如BaMgAl1(1017:EU2+、硅酸鹽-基材料例如 Ba3MgSi2O8 Eu2+、鹵代磷酸鹽-基材料例如(Sr，Br) 10 (PO4) 6C12 Eu2+等。例如，可以使用以下 材料作為藍色_綠色熒光材料鋁酸鹽_基材料例如Sr4Al14025:Eu2+、硅酸鹽-基材料例如 Sr2Si308-2SrCl2:Eu2+等·當實際上使用上述發(fā)光裝置1時，例如，如圖3(a)所示，將發(fā)光裝置1置于基底55 凹部的底面上，并且凹部填充有密封材料56?？蛇x地，如圖3 (b)所示，發(fā)光裝置1可以置于 平板狀基底57的上表面上，并且可以在發(fā)光裝置1的周圍填充密封氣體58?？蛇x地，如圖 3(c)所示，可以將多個發(fā)光裝置1'置于平板狀基底57的上表面之上，各個發(fā)光裝置1'包 括發(fā)光元件3和波長變換部分4，并且可以在各個發(fā)光裝置1'的周圍填充密封氣體58以 形成發(fā)光模塊。可以使用以下物質(zhì)作為密封材料56 例如，樹脂例如環(huán)氧樹脂、硅樹脂、丙烯酸樹 脂、脲醛樹脂、酰胺樹脂、酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯基硫化物樹脂、液晶聚合物、ABS 樹脂、PMMA樹脂和環(huán)烯烴共聚物；由這些樹脂的混合物制成的樹脂；使用金屬烷氧基化合 物或膠態(tài)硅石作為起始材料通過溶膠_凝膠方法形成的玻璃；或玻璃例如低熔點玻璃。可以使用例如惰性氣體(如氮氣或氬氣)，或干燥空氣作為密封氣體58。下面將結(jié)合圖4-6更詳細地描述本實施方案的發(fā)光裝置1和可以用在發(fā)光裝置1 中的發(fā)光元件3。如圖4(a)和4(b)所示，在由GaN、SiC或藍寶石等制成的生長基板7的一個主表 面之上形成GaN半絕緣層8，并且在GaN半絕緣層8上，將n-GaN-基半導(dǎo)體層9、發(fā)光層10 和p-GaN-基半導(dǎo)體層11以該順序?qū)雍?。處理生長基板7的另一個主表面(光提取表面5) 以使其具有不平坦的結(jié)構(gòu)。由此，可以改善發(fā)光裝置的光提取效率。設(shè)置用于將發(fā)光元件3分成相應(yīng)于光提取表面5的邊緣部分5a的一部分和相應(yīng)于位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b的一部分的分離槽12，使得分離槽12跨過n-GaN-基 半導(dǎo)體層9、發(fā)光層10、p-GaN-基半導(dǎo)體層11、和部分GaN半絕緣層8。由此，將發(fā)光元件3 分成兩個二極管邊緣部分中的二極管與位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管。在邊緣部分和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的P-GaN-基半導(dǎo)體層11上提供Rh/ Pt/Au電極13 (其為高反射電極)作為陽極電極，并且邊緣部分的Rh/Pt/Au電極13與陽極 端子14電連接。同樣，在邊緣部分和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的n-GaN-基半導(dǎo)體層 9中提供Ti/Au電極15作為陰極電極，并且位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的Ti/Au電極15 與陰極端子16電連接。通過配線層17，將作為陰極電極的邊緣部分的Ti/Au電極15和作為陽極電極的位 于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的Rh/Pt/Au電極13電連接。由此，如圖4(b)所示，將邊緣部 分的二極管Dl和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的二極管D2串聯(lián)連接。在本實施方案中，發(fā)光元件3置于基底2之上，從而生長基板7保留，但是可以使 用如下構(gòu)型其中，發(fā)光元件3置于基底2之上，從而生長基板7不保留，如后面所述的實施 方案。將由氮化硅制成的絕緣層18插入到陽極端子14與配線層17之間，配線層17與 n-GaN-基半導(dǎo)體層9之間，發(fā)光層10與ρ-GaN-基半導(dǎo)體層11之間，以及陰極端子16與配 線層17之間，n-GaN-基半導(dǎo)體層9、發(fā)光層10與ρ-GaN-基半導(dǎo)體層11之間。可以使用Ag、Al、Au、Ni、Rh、Pd、Pt、Ti、W、Cu、或由它們制成的合金、ITO (銦錫氧 化物)、ZnO等作為電極材料。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型。如圖5 (a)和5 (b)中所述，在本實施方案 的發(fā)光元件3中，邊緣部分中二極管的發(fā)光層10的面積小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域 中二極管的發(fā)光層10的面積。更具體地說，邊緣部分中二極管的發(fā)光層10的外周尺寸為 約0. 9mmX約0. 9mm，位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管的發(fā)光層10的外周尺寸為 約0. 6mmX約0. 6mm。從而，邊緣部分中二極管的發(fā)光層10的面積與位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的 內(nèi)部區(qū)域中的二極管的發(fā)光層10的面積之比為約2 3。換句話說，如果不考慮分離槽12 等，邊緣部分中二極管的發(fā)光層10的面積為0. 45mm2，并且位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的 二極管的發(fā)光層10的面積為0. 36mm2。然而，如果考慮在陰極端子16處除去直徑為0. 2mm 的圓形的發(fā)光層10，以及各二極管的分離寬度的事實，比值為約2 3。光提取表面5的邊 緣部分5a (高亮度區(qū)域)的寬度為約0.15mm。如上所述，將本實施方案的發(fā)光元件3分成兩個二極管邊緣部分中的二極管和 位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，邊緣部分中的二極管和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi) 部區(qū)域中的二極管串聯(lián)連接，并且邊緣部分中二極管的發(fā)光層10的面積小于位于邊緣部 分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管的發(fā)光層10的面積。由此，可以增大邊緣部分中二極管的發(fā) 光層10的電流密度，因此，從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮 度將高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。如圖6所示，通過使陽極端子14和陰極端子16附著于Au/Sn附著層(未顯示)， 將發(fā)光元件3安裝在基底2之上。Au/Sn附著層與置于基底2之上的Ti/Pt/Au電極19電 連接。波長變換部分4以緊密接觸狀態(tài)覆蓋發(fā)光元件3。本實施方案的發(fā)光裝置1具有上述構(gòu)型。在本發(fā)明的實施方案中，發(fā)光元件3的高度為約30微米，并且波長變換部分4的高度(從基底2的表面算起的高度)為約0. 2mm。 因為使用如下構(gòu)型其中，如上所述使從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的 一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度，可以減小 覆蓋發(fā)光元件3的波長變換部分4的光提取表面6上的光色差，因此，可以用顏色均勻的光 照射輻照表面。為了評價從制備的發(fā)光裝置1發(fā)出的光的顏色不均勻性，測定以正向電流If = 350mA發(fā)出的光的色溫。將結(jié)合圖7描述測定方法。圖7是用來說明測定從發(fā)光裝置發(fā)出 的光的色溫的方法的示意圖。在使發(fā)光裝置1發(fā)光的狀態(tài)中，通過使用檢測器59(可得自 Hamamatsu Photonics K. K.的S9219，接受光的表面的直徑11. 3mm)，測定穿過以發(fā)光裝置 1為中心點半徑為Im的半圓(在圖7中用虛線表示)的出射光的色溫。然后，將相對于發(fā) 光元件3的光軸L的輻照角度Θ，與相對于當θ =0度時的色溫(約3600[K])的色溫差 作圖。在圖8中顯示得到的結(jié)果。從圖8中可見，根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置1，色溫差減小，結(jié)果，可以減小顏色不 均勻性。在本實施方案中，將發(fā)光元件3分成兩個二極管邊緣部分中的二極管和位于邊 緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，但發(fā)光元件3可以分成三個或更多個二極管。根據(jù)該 構(gòu)型，可以精細地調(diào)節(jié)從發(fā)光元件3的光提取表面5的各區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度，因此， 可以用顏色更均勻的光照射輻照表面。串聯(lián)連接的二極管的發(fā)光層的面積與電流密度基本 上彼此成反比，并且發(fā)光面積與亮度也基本上彼此成反比。也可以采用如下構(gòu)型其中，串 聯(lián)連接多個二極管，并聯(lián)連接多個所述串聯(lián)的二極管。實施方案2下面將結(jié)合圖9描述根據(jù)本發(fā)明實施方案2的發(fā)光裝置。圖9更具體地顯示本實 施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件。圖9 (a)是截面圖，圖9 (b)是顯示與光提取表面相對 側(cè)的平面圖。本實施方案的發(fā)光裝置的基本構(gòu)型與上述實施方案1的相同(參見圖1-3)。如圖9(a)和9(b)所示，在由GaN、SiC或藍寶石等制成的生長基板7的一個主表 面之上將n-GaN-基半導(dǎo)體層9、發(fā)光層10和ρ-GaN-基半導(dǎo)體層11以該順序?qū)雍?。處理?長基板7的另一個主表面以使其具有不平坦的結(jié)構(gòu)。設(shè)置用于將發(fā)光元件3分成相應(yīng)于光提取表面5的邊緣部分5a的一部分和相應(yīng) 于位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b的一部分的分離槽20，從而分離槽20跨過ρ-GaN-基 半導(dǎo)體層11、發(fā)光層10、和部分n-GaN-基半導(dǎo)體層9。由此，將發(fā)光元件3分成兩個二極 管邊緣部分中的二極管與位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管。在邊緣部分和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的ρ-GaN-基半導(dǎo)體層11上提供Rh/ Pt/Au電極13a和13b (其為高反射電極)作為陽極電極，并且邊緣部分的Rh/Pt/Au電極 13a和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的Rh/Pt/Au電極13b分別與陽極端子14a和14b電連 接。在位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的n-GaN-基半導(dǎo)體層9中提供Ti/Au電極15作為陰 極電極，并且Ti/Au電極15與陰極端子16電連接。將由氮化硅制成的絕緣層18插入分離 槽20內(nèi)部，以及陽極端子14a、14b與陰極端子16之間，以及n-GaN-基半導(dǎo)體層9、發(fā)光層 10與p-GaN-基半導(dǎo)體層11之間。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型，并且構(gòu)建邊緣部分中的二極管和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，從而可以彼此獨立地電驅(qū)動它們。如上所述，將本實施方案的發(fā)光元件3分成兩個二極管邊緣部分中的二極管和 位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，并且構(gòu)建邊緣部分中的二極管和位于邊緣部分 內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，從而它們可以彼此獨立地電驅(qū)動。因此，可以注入電流，從而 從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a 內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。例如，如圖9(b)所示，邊緣部分的二極管D3與 位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的二極管D4并聯(lián)連接，其中，可變電阻Rl與二極管D3串聯(lián) 連接，可變電阻R2與二極管D4串聯(lián)連接，并且，通過調(diào)節(jié)可變電阻Rl和R2的電阻值，可以 注入電流，從而從光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a 內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。使用該構(gòu)型，通過分別調(diào)節(jié)邊緣部分中的二極管 的電流注入量和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管的電流注入量，可以進行平衡調(diào) 節(jié)。也可以通過改變發(fā)光元件3的電阻組件，而不改變設(shè)置在發(fā)光元件3外部的可變 電阻Rl和R2的電阻值，來改變二極管D3和D4的電流密度。例如，如果改變各二極管發(fā)光 層的面積，具有較大面積的二極管的內(nèi)電阻值相對減小，引起大電流流過，并且增加電流密 度。也可以通過其它方法來改變內(nèi)電阻值，例如適當選擇用于發(fā)光元件3的配線和電極的 材料，和改變摻雜入半導(dǎo)體層中的摻雜量。通過使用內(nèi)電阻值來改變電流密度可以簡化發(fā) 光元件3的電源構(gòu)型。與上述實施方案1的情況相似，本發(fā)明的發(fā)光元件3也安裝在基底2之上，并且用 波長變換部分4緊密覆蓋，以形成發(fā)光裝置(參見圖6)。因為使用如下構(gòu)型其中，如上所 述，使從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部 分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度，可以減小覆蓋發(fā)光元件3的波長變換部分 4的光提取表面6上的光色差(參見圖6)，因此，可以用顏色均勻的光照射輻照表面。在本實施方案中，將發(fā)光元件3分成兩個二極管邊緣部分中的二極管和位于邊 緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的二極管，但是發(fā)光元件3可以分成三個或更多個二極管。根據(jù) 該構(gòu)型，可以精細調(diào)節(jié)從發(fā)光元件3的光提取表面5的各區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度，因此， 可以用顏色更均勻的光照射輻照表面。實施方案3下面將結(jié)合圖10和11描述根據(jù)本發(fā)明實施方案3的發(fā)光裝置。圖10更具體地 顯示本實施方案的發(fā)光裝置使用的發(fā)光元件。圖10(a)是截面圖，以及圖10(b)是顯示光 提取表面的平面圖。圖11是更具體地顯示根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置的截面圖。本實施 方案的發(fā)光裝置的基本構(gòu)型與上述實施方案1的相同(參見圖1-3)。
0135]如圖10(a)和10(b)所示，在由導(dǎo)電材料例如GaN或SiC制成的基底21的一個主 表面之上形成本實施方案的發(fā)光元件3。在基底21主表面之上設(shè)置Rh/Pt/Au電極23 (其 為高反射電極)作為陽極電極，并在它們之間插入Au/Sn附著層22。在Rh/Pt/Au電極23 之上設(shè)置層合物，在該層和物中，將P-GaN-基半導(dǎo)體層11、發(fā)光層10和n-GaN-基半導(dǎo)體層 9以該順序?qū)雍?。處理n-GaN-基半導(dǎo)體層9的光提取表面5以使其具有不平坦的結(jié)構(gòu)。由 此，可以改善發(fā)光裝置的光提取效率。將陽極端子24設(shè)置在基底21的另一個主表面之上。 用作陰極電極的Ti/Au電極25僅設(shè)置在n-GaN-基半導(dǎo)體層9的邊緣部分中，并且Ti/Au電極25與陰極端子26電連接。將由氮化硅制成的絕緣層28插入陰極端子26與n-GaN-基 半導(dǎo)體層9、發(fā)光層10、p-GaN-基半導(dǎo)體層11與基底21之間。在使用插入發(fā)光元件3與基底21之間的結(jié)合材料(例如Au/Sn附著層22)將它 們結(jié)合后，除去發(fā)光元件3的生長基板(未顯示)，由此，獲得發(fā)光元件3?？梢酝ㄟ^為常用 技術(shù)的激光剝離技術(shù)、研磨、蝕刻技術(shù)等來除去生長基板。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型。如上所述，在本實施方案的發(fā)光元件3中，用作陰極電極的Ti/Au電極25僅設(shè)置 在邊緣部分之上。由此，可以增大邊緣部分的電流密度，因此，可以使從發(fā)光元件3的光提 取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b 發(fā)出的一次光的亮度。如圖11所示，用波長變換部分4緊密覆蓋基底21之上形成的發(fā)光元件3。在本實 施方案中，發(fā)光元件3的高度(從絕緣層28的上表面算起的高度)為約3微米，并且波長變 換部分4的高度(從陰極端子26的上表面算起的高度)為約0. 1mm。因為使用如下構(gòu)型 其中，如上所述使從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從 位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度，可以減小覆蓋發(fā)光元件3的波 長變換部分4的光提取表面6上的光色差，因此，可以用顏色均勻的光照射輻照表面。在本實施方案中，陰極電極僅設(shè)置在邊緣部分上，但是本發(fā)明不限于該構(gòu)型，僅在 邊緣部分之上設(shè)置陰極電極和陽極電極中的至少一個就足夠了。實施方案4下面將結(jié)合圖12和13描述根據(jù)本發(fā)明實施方案4的發(fā)光裝置。圖12更具體地 顯示在根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件的實例。圖12(a)是截面圖，圖12(b) 是顯示光提取表面的平面圖。圖13更具體地顯示根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā) 光元件的另一個實例。圖13(a)是截面圖，以及圖13(b)是顯示光提取表面的平面圖。本 實施方案的發(fā)光裝置的基本構(gòu)型與上述實施方案1的相同(參見圖1-3)。本實施方案的發(fā)光元件3的構(gòu)型與上述實施方案3的發(fā)光元件3相同(參見圖 10)，除了陰極電極的構(gòu)型不同。因此，在本實施方案中將僅描述陰極電極的構(gòu)型。此外，對 于與上述實施方案3的發(fā)光元件3的構(gòu)成元件相同的那些構(gòu)成元件給出相同的標記符號， 在這里省略了對它們的說明。如圖12(a)和12(b)所示，在n_GaN-基半導(dǎo)體層9的上表面之上設(shè)置Ti/Au電極 25用作陰極電極，并且Ti/Au電極25與陰極端子26電連接。以方格的形式將Ti/Au電極25設(shè)置在邊緣部分和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域。 在這種情況下，邊緣部分的Ti/Au電極25的電極間距Ll小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū) 域的Ti/Au電極25的電極間距L2。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型。如上所述，在本實施方案的發(fā)光元件3中，對于用作陰極電極的Ti/Au電極25，使 邊緣部分的電極間距Ll小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的電極間距L2，由此，可以增大 邊緣部分的電流密度，因此，可以使從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一 次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。結(jié)果，與實 施方案3的情況相似，可以減小覆蓋發(fā)光元件3的波長變換部分4的光提取表面6 (參見圖11)上的光色差，因此，可以用顏色均勻的光照射輻照表面。在圖13(a)和13(b)顯示的發(fā)光元件3中，用作陰極電極的Ti/Au電極25設(shè)置在 n-GaN-基半導(dǎo)體層9的上表面之上，并且Ti/Au電極25與陰極端子26電連接。在邊緣部分和位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域，將Ti/Au電極25設(shè)置成六邊形蜘蛛 網(wǎng)狀圖案。在這種情況下，邊緣部分的Ti/Au電極25的電極間距L3小于位于邊緣部分內(nèi) 側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的Ti/Au電極25的電極間距L4。因此，與上述情況相似，在這種情況下也可 以用顏色均勻的光照射輻照表面。在本實施方案中，僅對于陰極電極，使邊緣部分中的電極間距小于位于邊緣部分 內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的電極間距，但本發(fā)明不限于這種構(gòu)型，對于陰極電極和陽極電極中的 至少一個，使邊緣部分的電極間距小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中的電極間距就足夠 了。實施方案5下面將結(jié)合圖14描述根據(jù)本發(fā)明實施方案5的發(fā)光裝置。圖14更具體地顯示在 本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件的實例。圖14(a)是截面圖，以及圖14(b)是顯 示光提取表面的平面圖。本實施方案的發(fā)光裝置的基本構(gòu)型與上述實施方案1的相同(參 見圖1-3)。本實施方案的發(fā)光元件3的構(gòu)型與上述實施方案3的發(fā)光元件3相同(參見圖 10)，除了陰極電極的構(gòu)型不同。因此，在本實施方案中將僅描述陰極電極的構(gòu)型。此外，對 于與上述實施方案3的發(fā)光元件3的構(gòu)成元件相同的那些構(gòu)成元件給出相同的標記符號， 在這里省略了對它們的說明。如圖14(a)和14(b)所示，在n_GaN-基半導(dǎo)體層9的上表面之上，設(shè)置ITO電極 29，ITO電極29的凹凸形狀與n-GaN-基半導(dǎo)體層9的凹凸形狀相似，并且用作陰極電極， 而且ITO電極29與陰極端子26電連接。形成ITO電極29，從而邊緣部分的厚度大于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的厚度。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型。如上所述，在本實施方案的發(fā)光元件3中，形成用作陰極電極的ITO電極29，從而 邊緣部分的厚度大于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的厚度，由此，可以使ITO電極29的邊 緣部分的電極電阻小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的電極電阻。結(jié)果，可以增大邊緣部 分的電流密度，因此，可以使從發(fā)光裝置3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的 亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。使用該構(gòu)型，與實 施方案的3的情況相似，可以減小覆蓋發(fā)光元件3的波長變換部分4的光提取表面6 (參見 圖11)上的光色差，因此，可以用顏色均勻的光照射輻照表面。在本實施方案中，僅對于陰極電極，使邊緣部分的電極電阻小于位于邊緣部分內(nèi) 側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的電極電阻，但是本發(fā)明不限于該構(gòu)型，對于陰極電極和陽極電極中的至少 一個，使邊緣部分的電極電阻小于位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的電極電阻就足夠了。實施方案6下面將結(jié)合圖15描述根據(jù)本發(fā)明實施方案6的發(fā)光裝置。圖15更具體地顯示在 本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件。圖15(a)是截面圖，圖15(b)是顯示光提取表面的平面圖。本實施方案的發(fā)光裝置的基本構(gòu)型與上述實施方案1的相同(參見圖1-3)。如圖15(a)和15(b)所示，在由藍寶石制成的基底30的一個主表面之上形成本實 施方案的發(fā)光元件3。在基底30的主表面之上設(shè)置陽極端子24。在陽極端子24之上設(shè)置 Rh/Pt/Au電極23(其為高反射電極)作為陽極電極，在它們之間插入Au/Sn附著層22。在 Rh/Pt/Au電極23之上設(shè)置層合物，在所述層合物中，將p-GaN-基半導(dǎo)體層11、發(fā)光層10 和n-GaN-基半導(dǎo)體層9以該順序?qū)雍?。處理n-GaN-基半導(dǎo)體層9的光提取表面5以使其 具有不平坦的結(jié)構(gòu)。用作陰極電極的Ti/Au電極25僅設(shè)置在n-GaN-基半導(dǎo)體層9的邊緣部分中，并 且Ti/Au電極25與陰極端子26電連接。將由氮化硅制成的絕緣層28插入陰極端子26與 n-GaN-基半導(dǎo)體層9之間，發(fā)光層10、p-GaN-基半導(dǎo)體層11與陽極端子24之間。在發(fā)光元件3的n-GaN-基半導(dǎo)體層9或p-GaN_基半導(dǎo)體層11中，通過例如Zn 離子注入，使位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域形成為高電阻區(qū)域，并且通過用摻雜劑以高濃 度摻雜邊緣部分，使邊緣部分形成低電阻區(qū)域，例如，在n-GaN-基半導(dǎo)體層的情況中，用Si 摻雜，并且在P-GaN-基半導(dǎo)體層的情況中，用Mg摻雜。換句話說，在發(fā)光元件3中，位于邊 緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)電阻大于邊緣部分的內(nèi)電阻。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型。如上所述，在本實施方案的發(fā)光元件3中，使位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域的內(nèi) 電阻大于邊緣部分的內(nèi)電阻，由此，可以增大邊緣部分的電流密度，因此，可以使從發(fā)光元 件3的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi) 部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。結(jié)果，與上述實施方案3的情況相似，可以減小覆蓋發(fā)光 元件3的波長變換部分4的光提取表面6 (參見圖11)上的光色差，因此，可以用顏色均勻 的光照射輻照表面。在本實施方案中，使用例如離子注入和高濃度摻雜的方法來使位于邊緣部分內(nèi)側(cè) 的內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)電阻大于邊緣部分的內(nèi)電阻，但是本發(fā)明不限于這些方法。實施方案7下面將結(jié)合圖16和17描述根據(jù)本發(fā)明實施方案6的發(fā)光裝置。圖16更具體地 顯示在本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光元件的實例。圖16(a)是截面圖，以及圖16(b) 是顯示光提取表面的平面圖。圖17更具體地顯示在本實施方案的發(fā)光裝置中使用的發(fā)光 元件的另一個實例。圖17(a)是截面圖，圖17(b)是顯示光提取表面的平面圖。本實施方 案的發(fā)光裝置的基本構(gòu)型與上述實施方案1的相同(參見圖1-3)。本實施方案的發(fā)光元件3的構(gòu)型與上述實施方案3的發(fā)光元件3相同(參見圖 10)，除了僅n-GaN-基半導(dǎo)體層和陰極電極的構(gòu)型，或n-GaN-基半導(dǎo)體層的構(gòu)型不同。因 此，在本實施方案中，將僅描述n-GaN-基半導(dǎo)體層和陰極電極的構(gòu)型，或者n-GaN-基半導(dǎo) 體層的構(gòu)型。此外，對于與上述實施方案3的發(fā)光元件3的構(gòu)成元件相同的那些構(gòu)成元件 給出相同的標記符號，在這里省略了對它們的說明。如圖16(a)和16(b)所示，處理n_GaN-基半導(dǎo)體層31的光提取表面5以使其平 坦，并且在n-GaN-基半導(dǎo)體層31的上表面之上設(shè)置平板狀陰極電極32。陰極電極32與陰 極端子26電連接。由介電多層膜(dielectric multilayer film)構(gòu)建陰極電極32的邊緣部分，其中，周期性地層合由金屬氧化物例如Si02、Zn0、Ti02、Ta203、Nb205和ZnS制成的薄膜。因此， 陰極電極32的邊緣部分是高透過率區(qū)域。換句話說，在發(fā)光元件3中，從邊緣部分發(fā)出的 一次光的透過率大于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的透過率。本實施方案的發(fā)光元件3具有上述構(gòu)型。如上所述，在本實施方案的發(fā)光元件3中，使從邊緣部分發(fā)出的一次光的透過率 高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的透過率，由此，可以使從發(fā)光元件3 的光提取表面5的邊緣部分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū) 域5b發(fā)出的一次光的亮度。結(jié)果，與實施方案3的情況相似，可以減小覆蓋發(fā)光元件3的 波長變換部分4的光提取表面6 (參見圖11)上的光色差，因此，可以用顏色均勻的光照射 輻照表面。在圖17(a)和17(b)中顯示的發(fā)光元件3中，僅處理n_GaN-基半導(dǎo)體層33的光 提取表面5的邊緣部分以使其具有不平坦的結(jié)構(gòu)。因此，n-GaN-基半導(dǎo)體層33的邊緣部 分是高透過率區(qū)域。因此，與以上所述相似，可以使從發(fā)光元件3的光提取表面5的邊緣部 分5a發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分5a內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域5b發(fā)出的一次光的亮度。實施方案8下面將結(jié)合圖18描述根據(jù)本發(fā)明實施方案8的發(fā)光裝置。圖18是顯示根據(jù)本發(fā) 明實施方案8的發(fā)光裝置的實例的示意性截面圖。如圖18所示，本實施方案的發(fā)光裝置34包括具有凹部的基底35，和一個置于凹部 底面上(基底35上)的發(fā)光元件36。在本實施方案中，凹部的底面和內(nèi)壁表面是光反射型 的，從而可以將從發(fā)光元件36發(fā)出的光(一次光)向凹部的開口反射。凹部的內(nèi)壁表面向 凹部的開口展開。這改善了發(fā)光裝置34的光提取效率。對構(gòu)成基底35的材料沒有特定限制，可以使用例如單晶如藍寶石Si、GaN, A1N、 ZnO、SiC、BN和ZnS ；陶瓷例如Al2O3、A1N、BN、MgO, ZnO, SiC和C，以及它們的混合物 ’金屬 例如Al、Cu、Fe、Au和W，和包括這些金屬的合金；環(huán)氧纖維環(huán)氧樹脂；樹脂例如環(huán)氧樹脂、 硅樹脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、酰胺樹脂、酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯基硫化物樹脂、 液晶聚合物、丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS樹脂)、甲基丙烯酸酯樹脂(PMMA樹脂)和 環(huán)烯烴共聚物，以及它們的混合物。對發(fā)光元件36的構(gòu)型和安裝方法沒有特定限制?；讟?gòu)型的實例包括引線框架 基底，其中安裝發(fā)光元件的封裝基底，和插入發(fā)光元件和封裝基底之間的襯底。發(fā)光元件36是發(fā)光元件，其發(fā)出的光被波長變換材料吸收?？梢允褂靡韵略?為發(fā)光裝置例如，發(fā)出波長為500-550nm的綠色光的綠色LED、發(fā)出波長為420-500nm的 藍色光的藍色LED、發(fā)出波長為380-420nm的藍色-紫色光的藍色-紫色LED、和波長更短 的紫外LED。在氮化物半導(dǎo)體材料的情況下，由通式BzAlxGai_x_y_zInyN(其中，χ為0_l，y為 0-1，ζ為0-1，并且x+y+z為0-1)來表示。在下文中，將其稱為〃 GaN-基半導(dǎo)體〃。也可 以使用第II-VI族半導(dǎo)體材料例如ZnS或ZnO。所述發(fā)光元件不限于由化合物半導(dǎo)體材料制成，也可以使用由有機半導(dǎo)體材料或 無機半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光元件。作為安裝發(fā)光元件36的方法，例如，可以使用如圖19(a)至19(c)的放大截面圖
18所示的方法。在圖19(a)顯示的實例中，將設(shè)置在p-GaN_基半導(dǎo)體層36a(其為ρ-型半導(dǎo)體 層)之上用作陰極電極的Ni/Au電極45與基底35之上形成的金屬配線42金屬線-結(jié)合。 在圖19(a)顯示的實例中，n-SiC基板36d可以用作發(fā)光元件36的基板，并且，置于n_SiC 基板36d之上并且用作η-型半導(dǎo)體層的n-GaN層36c與用作陰極電極的Ni/Ag/Pt/Au電 極49電連接，在它們之間插入n-SiC基板36d。換句話說，通過Ni/Ag/Pt/Au電極49 (其為 高反射電極)，n-SiC基板36d與金屬配線42電連接。在圖19(a)中，標記符號36b表示發(fā) 光層。在圖19(b)顯示的實例中，從金屬配線42側(cè)，通過順序?qū)雍献鳛棣?型半導(dǎo)體層的 P-GaN-基半導(dǎo)體層36a、GaN-基半導(dǎo)體發(fā)光層36b、作為η-型半導(dǎo)體層的η-GaN-基半導(dǎo)體 層36c、以及藍寶石基板36e，來構(gòu)建發(fā)光元件36。在ρ-GaN-基半導(dǎo)體層36a之上設(shè)置Rh/ Pt/Au電極44(其為高反射電極)作為陽極電極，并且Rh/Pt/Au電極44與突起(bump)43 結(jié)合。在n-GaN-基半導(dǎo)體層36c的一部分之上設(shè)置Ni/Au電極45作為陰極電極，并且Ni/ Au電極45也與突起43結(jié)合。由此，將發(fā)光元件36以倒晶封裝(flip-chip)的方式安裝到 基底35之上形成的金屬配線42上，突起43在它們之間。在圖19(c)顯示的實例中，使用Au/Sn附著層55，通過將用作陽極電極的Rh/Pt/ Au端子44與基底35連接，將發(fā)光元件36安裝在基底35之上。Au/Sn附著層55與置于基 底35之上的Ti/Pt/Au電極50電連接。n-GaN層36c與基底35之上形成的金屬配線51電 連接，在它們之間插入用作陰極電極的Ti/Au電極46。處理n-GaN層36c的表面以使其具 有不平坦的結(jié)構(gòu)。由此，可以改善發(fā)光裝置34的光提取效率。在發(fā)光元件3的側(cè)面與Ti/ Au電極46之間插入用作絕緣層的氮化硅膜47。如圖18所示，在本實施方案的發(fā)光裝置34中，用第一覆蓋部分37緊密覆蓋發(fā)光 元件36，并且用第二覆蓋部分38緊密包圍第一覆蓋部分37的側(cè)面。這里，形成第一和第二 覆蓋部分37和38，從而它們的上表面彼此齊平。此外，用板狀波長變換部分39緊密覆蓋 第一和第二覆蓋部分37和38。波長變換部分39具有均勻厚度，并且構(gòu)成波長變換部分39 的波長變換材料均勻分布。波長變換部分的上表面39與基底35的表面齊平，其中基底35 的表面有凹部的開口。而且，在波長變換部分39中混合從發(fā)光元件發(fā)出的光(一次光)和 通過波長變換材料吸收和變換一次光而得到的二次光，并且從波長變換部分39的上表面 發(fā)出該混合光。將第二覆蓋部分38的折射率設(shè)定為高于第一覆蓋部分37的折射率。換句話說， 在本實施方案的發(fā)光裝置34中，波長變換部分39外周邊中的覆蓋部分(第二覆蓋部分38) 的折射率高于覆蓋部分的其他部分(第一覆蓋部分37)的折射率。由于從發(fā)光元件36到 第一覆蓋部分37與第二覆蓋部分38的界面之間的距離變短，通過縮短發(fā)光元件與波長變 換部分之間的距離，可以實現(xiàn)本發(fā)明的效果，獲得顏色不均勻性較小的薄發(fā)光裝置。作為衡 量標準，使第一覆蓋部分37和第二覆蓋部分38的界面與發(fā)光元件36周邊之間的距離小于 發(fā)光元件36與波長變換部分39之間的距離就足夠了。優(yōu)選第一覆蓋部分37與第二覆蓋 部分38的界面與發(fā)光元件36周邊之間的距離為Imm或更小，優(yōu)選0. 5mm或更小，更優(yōu)選 0.2mm或更小。后面將描述，所述界面可以與發(fā)光裝置接觸。根據(jù)本實施方案的發(fā)光裝置34，將波長變換部分39外周邊中的覆蓋部分(第二覆蓋部分38)的折射率(n2)設(shè)定為高于覆蓋部分的其他部分(第一覆蓋部分37)的折射率 00，由此，可以使從發(fā)光元件36發(fā)出的光(一次光)均勻進入波長變換部分39。特別地， 當折射率比Oi1Ai2)為0. 9或更小時，可以使從發(fā)光元件36發(fā)出的光(一次光)充分均勻 地進入波長變換部分39。一般來說，在基本上垂直向上的方向上，從發(fā)光元件發(fā)出的光(一次光)的光強度 高，并且當其在橫向方向移動時就較小。然而，根據(jù)本實施方案發(fā)光裝置34的構(gòu)型，如前面 所述，可以使從發(fā)光元件36發(fā)出的光(一次光)均勻地進入波長變換部分39，因此，可以使 一次光以均勻強度從波長變換部分的下表面39進入波長變換部分39，波長變換部分39具 有均勻厚度，并且波長變換材料均勻分布。從而，可以從波長變換部分的上表面39發(fā)出均 勻混合的光，因此，可以減小從發(fā)光裝置34提取的光的顏色不均勻性。換句話說，本實施方 案的發(fā)光裝置34包括用于設(shè)定波長變換部分39之內(nèi)的一次光的強度分布的一次光強度分 布控制構(gòu)件，從而，從波長變換部分39的光提取表面發(fā)出的一次光與所述二次光的混合比 基本上均勻。通過采用如本實施方案發(fā)光裝置34的構(gòu)型，可以使一次光以均勻強度從波長變 換部分的下表面進入，而不增加發(fā)光元件與波長變換部分之間的距離，因此，即使在薄LED 中，也可以從波長變換部分的上表面發(fā)出均勻混合的光。為了如上所述控制第一和第二覆蓋部分37和38的折射率，例如，選擇構(gòu)成第一和 第二覆蓋部分37和38的材料，從而覆蓋部分37和38的折射率滿足上述關(guān)系就足夠了。對構(gòu)成第一和第二覆蓋部分37和38的材料沒有特定限制?？梢允褂酶鞣N材料， 只要從發(fā)光元件3發(fā)出的至少一部分光可以透過第一和第二覆蓋部分37和38。例如，可 以使用金屬氧化物例如氧化鋁(折射率1. 63)、鈰氧化物(折射率2. 2)、鉿氧化物(折射 率1. 95)、氧化鎂(折射率1. 74)、鈮氧化物(折射率2. 33)、鉭氧化物(折射率2. 16)、 鋯氧化物(折射率2. 05)、氧化鋅(折射率-.2. 1)、鈦氧化物(折射率-.2. 4)、釔氧化物(折 射率1. 87)、硅氧化物(折射率1. 5)、銦氧化物(折射率2)、錫氧化物(折射率2)、鎢氧 化物(折射率2. 2)和釩氧化物(折射率2. 0)；無機材料例如氮化硅(折射率1. 9)、鎵 氮化物(折射率-.2. 5)、碳化硅(折射率-.2. 6)、氟化鈣(折射率1. 43)、碳酸鈣(折射率 1. 58)、硫酸鋇(折射率1. 64)、銅硫化物(折射率2. 1)、錫硫化物(折射率2. 0)和硫化 鋅(折射率2. 37)；鉆石(折射率2. 4)；以及它們的混合物。括號內(nèi)的折射率值表示各材 料對波長為550nm的光的折射率。作為使用以上列舉的材料形成第一和第二覆蓋部分37和38的方法，例如，可以使 用溶膠_凝膠方法。例如，當通過溶膠_凝膠方法形成由硅氧化物制成的覆蓋部分時，水解 金屬烷氧基化合物(甲基硅酸鹽、N-丁基硅酸鹽等)以形成溶膠。之后，使用醇例如乙二 醇，將所得溶膠的粘度調(diào)節(jié)至預(yù)定值。將所得物涂布到基底上期望的位置，在200°C下干燥 幾十分鐘，然后在300°C下加熱約兩小時。由此，獲得由硅氧化物制成的覆蓋部分。當使用 硅氧化物以外的金屬氧化物(例如鈦氧化物)來形成覆蓋部分時，可以使用相同的方法。當 通過溶膠-凝膠方法形成覆蓋部分時，可以組合使用后面描述的納米顆粒材料。例如，將納 米顆粒材料分散在金屬烷氧基化合物中以形成凝膠，由此，獲得由金屬氧化物和納米顆粒 材料制成的覆蓋部分。通過采用以下方法作為調(diào)節(jié)折射率的方法，可以實現(xiàn)在材料的折射 率之間的調(diào)節(jié)其中，改變具有不同折射率的以上列舉的材料中的至少兩種的混合比。換句話說，通過選擇具有高折射率的材料，或增加材料的混合比，可以增大覆蓋部分的折射率。作為構(gòu)成第一和第二覆蓋部分37和38的材料，可以使用樹脂例如環(huán)氧樹脂、硅樹 脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、酰胺樹脂、酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯基硫化物樹脂、液晶 聚合物、ABS樹脂、PMMA樹脂和環(huán)烯烴共聚物；由它們的混合物制成的樹脂；或玻璃例如低 熔點玻璃。當使用透光性材料例如這些樹脂或玻璃時，通過向透光性材料照射電子束或離 子束(氫離子束、氦離子束等)，可以增大透光性材料的折射率。也可以使用如下得到的復(fù) 合材料通過在用作基底材料的透光性材料中分散由以上列舉的金屬氧化物或無機材料制 成的納米顆粒材料。在這種情況下，通過調(diào)整分散在基底材料中的納米顆粒材料的量，可以 調(diào)節(jié)覆蓋部分的折射率。當可固化樹脂用作基底材料時，可以通過在未固化狀態(tài)的可固化 樹脂中分散納米顆粒材料，改善固化之前的可固化樹脂的觸變性，因此，覆蓋部分可以容易 地形成期望的形狀。此外，因為與僅使用樹脂的情況相比，導(dǎo)熱性得到改善，因此，可以高效 地驅(qū)散來自發(fā)光元件3的熱量。作為構(gòu)成第一和第二覆蓋部分37和38的材料，可以使用通過在用作基底材料的 透光性材料中分散納米顆粒材料而得到的復(fù)合材料。作為納米顆粒材料，可以使用例如， 由金屬氧化物或以上列舉的無機材料等制成的超細顆粒，優(yōu)選在透光性材料(其為構(gòu)成覆 蓋部分的材料)中使用平均顆粒尺寸等于或小于發(fā)光波長的四分之一的超細顆粒。這是因 為可以得到具有充分透明度的覆蓋部分，只要納米顆粒材料的平均顆粒尺寸在所述范圍之 內(nèi)。上面所用的"平均顆粒尺寸"可以是從掃描電子顯微鏡得到的圖象觀察到的初級顆粒 的顆粒尺寸的平均值(例如，100個初級顆粒的顆粒尺寸的平均值)。特別地，平均顆粒尺 寸為Inm或更大和IOOnm或更小是足夠的，優(yōu)選Inm或更大和50nm或更小。從分散性的觀 點來看，更優(yōu)選Inm或更大和IOnm或更小。作為調(diào)整折射率的方法，通過采用如下方法，可 以實現(xiàn)材料折射率之間的調(diào)節(jié)其中，改變用作基底材料的透光性材料與如上所述折射率 不同于基底材料的納米顆粒材料的混合比。換句話說，通過選擇具有高折射率的材料，或增 加材料的混合比，可以增大覆蓋部分的折射率。波長變換部分6例如由波長變換材料和用作基底材料的透光性材料制成，所述基 底材料用于分散波長變換材料。作為波長變換材料，例如可以使用熒光材料。作為熒光材料，可以使用例如發(fā) 出紅色光的紅色熒光材料、發(fā)出橙色光的橙色熒光材料、發(fā)出黃色光的黃色熒光材料、發(fā) 出綠色光的綠色熒光材料等。例如，可以使用以下材料作為紅色熒光材料硅酸鹽-基 材料例如Ba3MgSi2O8:Eu2+、Mn2+，次氮基硅酸鹽-基材料例如Sr2Si5N8:Eu2+，次氮基硅鋁酸 鹽-基材料例如CaAlSiN3:Eu2+，氧次氮基硅鋁酸鹽-基材料例如Sr2Si4AlON7:Eu2+，硫化 物-基材料例如(Sr，Ca)S:EU27La202S:EU3+，等。例如，可以使用以下材料作為橙色熒 光材料硅酸鹽-基材料例如(Sr，Ca) 2Si04:Eu2+，石榴石-基材料例如Gd3Al5O12 Ce3+， Ca-α-sialon-基材料例如Ca-α-SiAlON:Eu2+，等。例如，可以使用以下材料作為黃色熒 光材料硅酸鹽-基材料例如(Sr，Ba)2Si04:Eu2+，石榴石-基材料例如(Y，GcO3Al5O12: Ce3+， 硫化物_基材料例如CaGa2S4:Eu2+，Ca- α -sialon-基材料例如Ca- α _SiA10N:Eu2+，等。例 如，可以使用以下材料作為綠色熒光材料鋁酸鹽_基材料例如BaMgAl1(l017:EU2+、Mn2+或 (Ba, Sr, Ca) Al2O4: Eu2+，硅酸鹽-基材料例如(Ba，Sr)2Si04:Eu2+, Ca-α-sialon-基材料例 如Ca-α -SiALON: Yb2+，β -sialon-基材料例如β -Si3N4: Eu2+，氧次氮基硅鋁酸鹽-基材料
21例如(Ba，Sr，Ca)2Si4A10N7:Ce3+，硫化物-基材料例如SrGa2S4:Eu2+，石榴石-基材料例如 Y3 (Al，Ga) 5012 Ce3+，Y3Al5O12 Ce3+，Ca3Sr2Si3O12 Ce3+ 或 BaY2SiAl4O12 Ce3+，氧化物-基材料例 如CaSc2O4: Ce3+，等。從波長變換部分上表面發(fā)出的光不限于白色光，通過適當選擇這些熒 光材料，可以實現(xiàn)精細的光顏色設(shè)計。通過使用多個具有不同發(fā)光波長的不同種類的熒光 材料，可以實現(xiàn)無限的變化。除了其中波長變換材料均勻分散在波長變換部分中的構(gòu)型，波 長變換部分還可以具有以下構(gòu)型例如，其中波長變換材料的濃度從波長變換部分的下表 面基本上逐漸向其上表面變化的構(gòu)型，其中層合由不同的波長變換材料制成的層的構(gòu)型， 其中由不同的波長變換材料制成的單元以矩陣形式配置的構(gòu)型，等。使用上述構(gòu)型中的任 一種，通過使一次光以均勻強度進入波長變換部分的下表面，可以從波長變換部分的上表 面發(fā)出均勻混合光?？梢允褂萌魏尾牧献鳛橥腹庑圆牧?，只要其允許從發(fā)光裝置1提取的光穿過。其 實例包括樹脂例如環(huán)氧樹脂、硅樹脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、酰胺樹脂、酰亞胺樹脂、聚碳 酸酯樹脂、聚苯基硫化物樹脂、液晶聚合物、ABS樹脂、PMMA樹脂和環(huán)烯烴共聚物；由它們的 混合物制成的樹脂；以及玻璃例如低熔點玻璃。也可以使用通過將金屬氧化物顆粒分散在 用作基底材料的透光性材料中而得到的復(fù)合材料。在這種情況下，可以通過調(diào)整分散在基 底材料中的金屬氧化物顆粒的量，來調(diào)節(jié)波長變換部分6的折射率。當可固化樹脂用作基 底材料時，通過將金屬氧化物顆粒分散在未固化狀態(tài)的可固化樹脂中，可以改善固化之前 的可固化樹脂的觸變性，因此，因此，可以容易地使波長變換部分6形成期望的形狀。此外， 因為與單獨使用樹脂的情況相比，導(dǎo)熱性得到了改善，可以高效地驅(qū)散來自發(fā)光元件3的 熱量。當將藍色-紫色LED或紫外LED用作發(fā)光元件3時，例如，可以將上述熒光材料 與發(fā)出藍色光的藍色熒光材料或發(fā)出藍色_綠色光的藍色_綠色熒光材料組合。作為 藍色熒光材料，可以使用例如鋁酸鹽_基材料例如BaMgAl1(1017:EU2+、硅酸鹽-基材料例如 Ba3MgSi2O8 Eu2+、鹵代磷酸鹽-基材料例如(Sr，Br) 10 (PO4) 6C12 Eu2+等。例如，可以使用以下 材料作為藍色_綠色熒光材料鋁酸鹽_基材料例如Sr4Al14025:Eu2+、硅酸鹽-基材料例如 Sr2Si308-2SrCl2:Eu2+等在本實施方案的發(fā)光裝置1中，優(yōu)選地，位于具有高折射率的覆蓋部分(第二覆蓋 部分38)的一部分之上的波長變換部分6的一部分，其折射率高于所述波長變換部分39的 其它部分的折射率(在圖18中，用虛線表示具有不同折射率的區(qū)域之間的邊界)。為了如 上所述控制波長變換部分39的折射率，例如，可以上述方式調(diào)節(jié)分散在透光性材料(基材) 中的金屬氧化物顆粒的量。根據(jù)該優(yōu)選構(gòu)型，可以減少覆蓋部分(第一和第二覆蓋部分37 和38)與波長變換部分39之間的界面處的反射，因此，可以減少反射引起的損失。此外，在 波長變換部分39中，可以使強度分布均勻。在基底為具有凹部的基底35的情況中已描述了本實施方案，但是本發(fā)明不限于 使用具有該構(gòu)型的基底，也可以使用例如與后面描述的實施方案10和11中使用的那些相 似的平板狀基底。此外，在波長變換部分39緊密覆蓋第一和第二覆蓋部分37和38的情況中已經(jīng)描 述了本實施方案，但是也可以在第一和第二覆蓋部分37和38與波長變換部分39之間提供 間隙40，如圖20所示。根據(jù)該構(gòu)型，可以抑制來自發(fā)光元件36的熱量引起的波長變換部分39的溫度增加。此外，在置于基底35之上的一個發(fā)光元件36的情況中已經(jīng)描述了本實施方案，但 是發(fā)光元件的數(shù)目不限于特定的數(shù)目，可以使用例如如下構(gòu)型其中，三個發(fā)光元件36f、 36g和36h置于基底35之上，如圖21所示。根據(jù)該構(gòu)型，可以改善發(fā)射光的強度。也可以 使用例如如圖22所示的構(gòu)型，其中，兩個發(fā)光元件36f和36h置于基底35之上，并且高折射 率的覆蓋部分(第二覆蓋部分38)置于發(fā)光元件36f與36h之間。當發(fā)光元件之間的間距 相對較大時，可以使一次光的分布均勻，因此，可以實現(xiàn)薄表面光源。當僅使用一次光而不 使用波長變換部分時，該效果也有效。在這種情況下，從發(fā)光元件發(fā)出的光可以是紫外光、 可見光和紅外光中的任一種。為了簡化說明書，在使用具有不同折射率的兩個覆蓋部分的情況中已經(jīng)描述了本 實施方案，但是也可以順序設(shè)置具有不同折射率的三個或更多個覆蓋部分，從而逐漸改變 它們的折射率。實施例在下文中將描述本發(fā)明的實施例。然而，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明不限于下面給出的 實施例。(發(fā)光裝置的制備)作為本發(fā)明的實施例，制備圖23中所示的發(fā)光裝置。作為比較實施例，也制備其 中使用一種類型的樹脂作為覆蓋部分的發(fā)光裝置(該發(fā)光裝置的構(gòu)型與圖23中所示的發(fā) 光裝置相同，除了覆蓋部分的材料不同)。作為發(fā)光元件36，使用發(fā)出波長為約460nm的光的LED芯片(厚度0. 2mm， 1.0mm2)。作為具有凹部的基底35，使用由陶瓷Al2O3制成的基板。使用Au突起，以倒晶封 裝的方式將上述LED芯片安裝到基底35的凹部的底面上。凹部的深度為0. 5mm,凹部的上 端開口的直徑為2mm。作為構(gòu)成第一覆蓋部分37的材料，使用對波長為550nm的光的折射 率為1. 5的硅樹脂。作為構(gòu)成第二覆蓋部分38的材料，使用如下得到的復(fù)合材料通過在 硅樹脂中分散平均顆粒尺寸為5nm并且對波長為550nm的光的折射率為2. 0的鈦氧化物顆 粒。第一覆蓋部分37和第二覆蓋部分38的界面與發(fā)光元件36周邊之間的距離為約0. 2mm。 作為用于波長變換部分39的波長變換材料，使用￥#15012:&3+，并且作為用作波長變換部分 39的基底材料的透光性材料，使用硅樹脂。波長變換部分39的厚度為約0. 05mm。(測定發(fā)出光的色溫的方法)為了評價從制備的發(fā)光裝置發(fā)出的光的顏色不均勻性，測定發(fā)出的光的色溫。將 結(jié)合圖7描述測定方法。在使發(fā)光裝置34發(fā)出光的狀態(tài)下，通過使用檢測器59 (可得自 Hamamatsu Photonics K. K.的S9219，光接受表面的直徑11. 3mm)，測定穿過以發(fā)光裝置 34為中心點，半徑為Im的半圓(在圖24中用虛線表示)的出射光的相關(guān)色溫(correlated color temperature)。然后，將相對于發(fā)光元件36的光軸L的輻照角度θ，與相對于當θ =0度時的相關(guān)色溫(約6500[Κ])的相關(guān)色溫差作圖。在圖24中顯示得到的結(jié)果。在 圖24中，也顯示以與上面相同的方式測定的比較實施例的發(fā)光裝置的結(jié)果。優(yōu)選地，在所 用輻照角范圍之內(nèi)的出射光的相關(guān)色溫差在200[Κ]之內(nèi)。在比較實施例中，在輻照角度 士70[度]之內(nèi)的相關(guān)色溫差為約230[Κ]，而在本實施例中，在輻照角度士70[度]之內(nèi)的 相關(guān)色溫差為120 [K]，這在目標值200 [K]之內(nèi)。
從圖24可見，根據(jù)本實施例的發(fā)光裝置34，相關(guān)色溫差較小，因此，可以減小顏色 不均勻性。實施方案9下面將結(jié)合圖25描述根據(jù)本發(fā)明實施方案9的發(fā)光裝置。圖25是顯示根據(jù)本發(fā) 明實施方案9的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面圖。如圖25所示，本實施方案的發(fā)光裝置52包括具有凹部的基底35，和置于凹部的底 面上(基底35之上)的一個發(fā)光元件36。第一覆蓋部分37a以緊密接觸狀態(tài)覆蓋發(fā)光元 件36，第一覆蓋部分37a的外周側(cè)上部被第二覆蓋部分38a代替。這里，形成第一和第二覆 蓋部分37a和38a，從而它們的上表面彼此齊平。此外，板狀波長變換部分39以緊密接觸狀 態(tài)覆蓋第一和第二覆蓋部分37a和38a。波長變換部分39具有均勻的厚度，并且構(gòu)成波長 變換部分39的波長變換材料均勻分布。波長變換部分39的上表面與基底35的表面齊平， 在基底35中有凹部的開口。將第二覆蓋部分38a的折射率設(shè)定為高于第一覆蓋部分37a的折射率。換句話說， 在本實施方案的發(fā)光裝置52中，波長變換部分39外周邊中的覆蓋部分的上部(第二覆蓋 部分38a)，即所述覆蓋部分的至少一部分的折射率高于覆蓋部分的其他部分(第一覆蓋部 分37a)的折射率。通過縮短從發(fā)光元件36到第一覆蓋部分37a與第二覆蓋部分38a之間 界面處的距離，即縮短發(fā)光元件與波長變換部分之間的距離，可以實現(xiàn)本發(fā)明的效果，獲得 具有較小顏色不均勻性的薄發(fā)光裝置。作為衡量標準，使第一覆蓋部分37a和第二覆蓋部 分38a的界面與發(fā)光元件周邊之間的距離小于發(fā)光元件36的上表面與波長變換部分39的 下表面之間的距離就足夠了。第一覆蓋部分37a和第二覆蓋部分38a的界面與發(fā)光元件周 邊之間的距離為Imm或更小，優(yōu)選0.5mm或更小，更優(yōu)選0.2mm或更小。后面將描述，所述 界面可以與發(fā)光元件接觸。本實施方案的發(fā)光裝置52的構(gòu)型也可以提供與在上述實施方案8的發(fā)光裝置34 的情況中得到的相似的效果。其它構(gòu)型，例如發(fā)光元件36的構(gòu)型和安裝方法以及各元件的材料與上述實施方 案8的發(fā)光裝置34的相同。在本實施方案的發(fā)光裝置52中，優(yōu)選地，位于具有高折射率的覆蓋部分(第二覆 蓋部分38a)的一部分之上的波長變換部分39的一部分的折射率高于所述波長變換部分39 的其它部分的折射率(在圖25中，用虛線表示具有不同折射率的區(qū)域之間的邊界)。此外，在本發(fā)明的實施方案中，作為基底，可以使用與后面描述的實施方案10和 11中使用的那些相似的平板狀基底。在波長變換部分39緊密覆蓋第一和第二覆蓋部分37a和38a的情況中已經(jīng)描述 了本實施方案，但是也可以在第一和第二覆蓋部分37a和38a與波長變換部分39之間提供 間隙40，如圖26所示。此外，在置于基底35之上的一個發(fā)光元件36的情況中已經(jīng)描述了本實施方案，但 是發(fā)光元件的數(shù)目不限于特定的數(shù)目，可以采用例如如下構(gòu)型其中，三個發(fā)光元件36f、 36g和36h置于基底35之上，如圖27所示。也可以使用例如如圖28所示的構(gòu)型，其中，兩 個發(fā)光元件36f和36h置于基底35之上，并且高折射率的覆蓋部分(第二覆蓋部分38a) 置于發(fā)光元件36f與36h之間。當發(fā)光元件之間的間距相對較大時，可以使一次光的分布均勻，因此，可以實現(xiàn)與上述實施方案8的實施例中得到的那些相似的效果(參見圖22)，例 如實現(xiàn)薄表面光源。實施方案10下面將結(jié)合圖29描述根據(jù)本發(fā)明實施方案10的發(fā)光裝置。圖29是顯示根據(jù)本 發(fā)明實施方案10的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面圖。如圖29所示，本實施方案的發(fā)光裝置53包括平板狀基底35a，和一個置于基底35 之上的發(fā)光元件36。用第一覆蓋部分37b緊密覆蓋發(fā)光元件36，并且用第二覆蓋部分38b 以緊密接觸狀態(tài)包圍第一覆蓋部分37的側(cè)面。此外，波長變換部分39a以緊密接觸狀態(tài)覆 蓋第一和第二覆蓋部分37b和38b。波長變換部分39a具有均勻厚度，并且構(gòu)成波長變換部 分39a的波長變換材料均勻分布。將第二覆蓋部分38b的折射率設(shè)定為高于第一覆蓋部分37b的折射率。換句話 說，在本實施方案的發(fā)光裝置53中，波長變換部分39a外周邊中的覆蓋部分(第二覆蓋部 分38b)的折射率高于覆蓋部分的其他部分(第一覆蓋部分37b)的折射率。本實施方案的發(fā)光裝置53的構(gòu)型也可以提供與上述實施方案8的發(fā)光裝置34的 情況中得到的相似的效果。在本實施方案的發(fā)光裝置53中，將波長變換部分39形成圓頂形，并且將第一和第 二覆蓋部分37b和38b形成半球形以適合波長變換部分39a的圓頂形。根據(jù)該構(gòu)型，從發(fā) 光元件36發(fā)出的大多數(shù)光垂直于波長變換部分39a入射到波長變換部分39a，因此，可以防 止波長變換部分39a與第一和第二覆蓋部分37b和38b之間的界面處的光反射。由此，可 以進一步改善光提取效率。其它構(gòu)型，例如發(fā)光元件36的構(gòu)型和安裝方法以及各元件的材料與上述實施方 案8的發(fā)光裝置34的那些相同。在本實施方案的發(fā)光裝置53中，優(yōu)選地，位于具有高折射率的覆蓋部分(第二覆 蓋部分38b)的一部分之上的波長變換部分39a的一部分的折射率高于所述波長變換部分 39a的其它部分的折射率(在圖29中，用虛線表示具有不同折射率的區(qū)域之間的邊界)。在基底為平板狀基底35a的情況中已經(jīng)描述了本實施方案，但是本實施方案不限 于使用具有該構(gòu)型的基底，也可以使用例如與上述實施方案8和9中使用的那些相似的具 有凹部的基底。在波長變換部分39a以緊密接觸狀態(tài)覆蓋第一和第二覆蓋部分37b和38b的情況 中也已經(jīng)描述了本實施方案，但是也可以在第一和第二覆蓋部分37b和38b與波長變換部 分39a之間提供間隙40a。此外，在置于基底35a上一個發(fā)光元件36的情況中已經(jīng)描述了本實施方案，但是 發(fā)光元件的數(shù)目不限于特定的數(shù)目，可以使用例如如下構(gòu)型其中，兩個發(fā)光元件36i和 36 j置于基底35a之上，如圖31所示。實施方案11下面將結(jié)合圖32描述根據(jù)本發(fā)明實施方案11的發(fā)光裝置。圖32是顯示根據(jù)本 發(fā)明實施方案11的發(fā)光裝置的實例的示意性的截面圖。如圖32所示，本實施方案的發(fā)光裝置54包括平板狀基底35a和置于基底35a之 上的發(fā)光元件36k。覆蓋部分41以緊密接觸狀態(tài)覆蓋發(fā)光元件36k。這里，由置于發(fā)光元件36k上表面之上的第一覆蓋部分37c，和緊密包圍發(fā)光元件36k的側(cè)面和第一覆蓋部分 37c的側(cè)面的第二覆蓋部分38c，來形成覆蓋部分41。這里，形成第一和第二覆蓋部分37c 和38c從而它們的上表面彼此齊平。此外，用波長變換部分39b緊密覆蓋第一和第二覆蓋 部分37c和38c。在本實施方案中，位于第一和第二覆蓋部分37c和38c之上的波長變換部 分39b的至少一部分具有均勻厚度，并且構(gòu)成波長變換部分6的波長變換材料均勻分布。將第二覆蓋部分38c的折射率設(shè)定為高于第一覆蓋部分37c的折射率。換句話 說，在本實施方案的發(fā)光裝置54中，波長變換部分39b外周邊中的覆蓋部分(第二覆蓋部 分38c)的折射率高于覆蓋部分的其他部分(第一覆蓋部分37c)的折射率。本實施方案發(fā)光裝置54的構(gòu)型也可以提供與在上述實施方案8的發(fā)光裝置34的 情況中得到的相似的效果。其它構(gòu)型，例如發(fā)光元件36k的構(gòu)型和安裝方法以及各元件的材料與上述實施方 案8的發(fā)光裝置34的那些相同。與上面給出的實施方案10的情況相似，在本實施方案中，也可以將波長變換部分 39b形成圓頂形(參見圖33)。在本實施方案的發(fā)光裝置54中，優(yōu)選地，位于具有高折射率的覆蓋部分(第二覆 蓋部分38c)的一部分之上的波長變換部分39b的一部分的折射率高于所述波長變換部分 39b的其它部分的折射率(在圖32中，用虛線表示具有不同折射率的區(qū)域之間的邊界)。實施方案12下面將結(jié)合圖34描述根據(jù)本發(fā)明實施方案12的發(fā)光裝置。圖34是顯示根據(jù)本 發(fā)明實施方案12的發(fā)光裝置的實例的平面圖。如圖34所示，本實施方案的發(fā)光裝置63包括平板狀基底60，和置于基底60之上 的多個發(fā)光元件61。連續(xù)的波長變換部分62覆蓋所述多個發(fā)光元件61。設(shè)置多個發(fā)光元 件61，從而相鄰發(fā)光元件之間的間距從基底60的中心部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸減小。使用本實施方案發(fā)光裝置63的構(gòu)型，也可以提供用均勻顏色的光照射輻照表面 的發(fā)光裝置。在本發(fā)明的實施方案中，設(shè)置多個發(fā)光元件61，從而相鄰發(fā)光元件之間的間距從 基底60的中心部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸減小，但是本實施方案不限于該構(gòu)型。可以設(shè)置多個 發(fā)光元件61，從而每單位面積波長變換部分62的發(fā)光元件61的安裝密度從基底60的中心 部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸增大。即使使用該構(gòu)型，也可以提供可以用顏色均勻的光照射輻照 表面的發(fā)光裝置。此外，可以設(shè)置多個發(fā)光元件61，從而波長變換部分62的發(fā)光效率從基 底60的中心部分側(cè)向其周邊側(cè)逐漸增大。即使使用該構(gòu)型，也可以提供可以用顏色均勻的 光照射輻照表面的發(fā)光裝置。工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過進一步減小覆蓋發(fā)光元件的波長變換部分的光提取 表面上的光色差，可以提供可以用顏色均勻的光照射輻照表面的發(fā)光裝置。因此，本發(fā)明用 作要求緊湊和輕薄的顯示器背光的光源、傳感器的光源、以及薄照明裝置的光源等。此外， 對發(fā)射表面的形狀沒有特定限制。除了常用的四邊形之外，可以使用任何形狀例如多邊形 形狀、圓形、橢圓形或星形形狀。
權(quán)利要求
發(fā)光裝置，其包括基底和發(fā)光元件，所述發(fā)光元件置于所述基底之上并發(fā)出一次光，其中所述發(fā)光元件包括多個半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括發(fā)光層，所述發(fā)光元件被波長變換部分覆蓋，所述波長變換部分包括吸收部分一次光并發(fā)出二次光的波長變換材料，其中所述波長變換部分具有基本上均勻的厚度，并且所述波長變換材料基本上均勻地分散，所述發(fā)光元件包括兩個區(qū)域，所述兩個區(qū)域為邊緣部分和邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域，并且將設(shè)置在所述發(fā)光元件的一個主表面上的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度設(shè)定為高于從邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度。
2.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述兩個區(qū)域由二極管形成，所述邊緣部分中的二極管與邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域中的二極管串聯(lián)連接，并且所述邊緣部分中的二極管的發(fā)光層的面積小于邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域中的二極管的發(fā) 光層的面積。
3.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述兩個區(qū)域由二極管形成，并且所述邊緣部分中的二極管和邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域中的二極管可以彼此獨立地電驅(qū)動。
4.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述兩個區(qū)域由二極管形成，在所述發(fā)光元件的另一個主表面之上，在整個所述表面之上設(shè)置電極，而在所述發(fā)光 元件的所述一個主表面之上，僅在所述邊緣部分設(shè)置電極。
5.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中在所述發(fā)光元件的至少一個電極中，所述邊緣部分中的電極間距小于邊緣部分內(nèi) 側(cè)的區(qū)域中的電極間距。
6.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中在所述兩個區(qū)域中，所述邊緣部分的電極電阻小于邊 緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域的電極電阻。
7.權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中所述邊緣部分的電極厚度大于邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域的 電極厚度。
8.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中在所述兩個區(qū)域中，邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域的內(nèi)電阻大 于邊緣部分的內(nèi)電阻。
9.權(quán)利要求8的發(fā)光裝置，其中對邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域進行離子注入。
10.權(quán)利要求8的發(fā)光裝置，其中用摻雜劑摻雜所述邊緣部分，所述邊緣部分中摻雜劑 的濃度高于邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域中的摻雜劑濃度。
11.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中在所述兩個區(qū)域中，所述邊緣部分的一次光透過率大 于所述邊緣部分內(nèi)側(cè)的區(qū)域的一次光透過率。
12.權(quán)利要求11的發(fā)光裝置，其中在所述發(fā)光元件的所述一個主表面之上，在所述邊 緣部分上設(shè)置介電多層膜。
13.權(quán)利要求11的發(fā)光裝置，其中在所述發(fā)光元件的所述一個主表面之上，僅所述邊 緣部分具有不平坦的結(jié)構(gòu)。
14.權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中通過除去生長基板來獲得所述發(fā)光元件。
全文摘要
本申請公開了一種發(fā)光裝置1，其包括基底2和發(fā)光元件3，所述發(fā)光元件3置于所述基底2之上。所述發(fā)光元件3由多個半導(dǎo)體層形成，所述半導(dǎo)體層包括發(fā)光層，并且同時，所述發(fā)光元件3被波長變換部分4覆蓋，所述波長變換部分4包括波長變換材料。所述發(fā)光層發(fā)出一次光，并且所述波長變換材料吸收部分一次光并發(fā)出二次光。從發(fā)光裝置3的光提取表面的邊緣部分發(fā)出的一次光的亮度高于從位于邊緣部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域發(fā)出的一次光的亮度，并且在波長變換部分4的光提取表面6上，從波長變換部分4的光提取表面6發(fā)出的一次光和二次光是基本上均勻的。因此，在覆蓋所述發(fā)光元件的波長變換部分的光提取表面上，可以進一步降低光的色差，并且可以用顏色均勻的光來照射輻照表面。
文檔編號H01L33/22GK101958391SQ20101027143
公開日2011年1月26日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者永井秀男 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社