發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種發(fā)光裝置，包括基板、多個半導(dǎo)體發(fā)光元件以及波長轉(zhuǎn)換層。所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置于所述基板上。所述波長轉(zhuǎn)換層覆蓋所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件，對從所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件中的相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第1區(qū)域內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第1距離，短于所述相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件上的第2區(qū)域內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第2距離。本實用新型的實施方式提供一種提高了可靠性的發(fā)光裝置。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型的實施方式大體涉及一種發(fā)光裝置。 發(fā)光裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 例如，現(xiàn)有如下的發(fā)光裝置：使發(fā)出藍(lán)色光的半導(dǎo)體發(fā)光元件與對光的波長進(jìn)行 轉(zhuǎn)換的熒光體組合起來而發(fā)出白色光。在這種發(fā)光裝置中，人們希望提高可靠性。 實用新型內(nèi)容
[0003] 鑒于上述的課題，本實用新型的實施方式提供一種提高了可靠性的發(fā)光裝置。
[0004] 根據(jù)本實用新型的實施方式，提供一種發(fā)光裝置，包括基板、多個半導(dǎo)體元件及波 長轉(zhuǎn)換層。所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置于所述基板上。所述波長轉(zhuǎn)換層覆蓋所述多個半 導(dǎo)體發(fā)光元件而對從所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述多個半導(dǎo) 體發(fā)光元件中的相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第1區(qū)域內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的上 表面與所述基板之間的第1距離，短于所述相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件上的第2區(qū)域 內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第2距離。
[0005] 根據(jù)本實用新型的實施方式的發(fā)光裝置，其中，在所述第1區(qū)域內(nèi)，形成有從所述 波長轉(zhuǎn)換層的所述上表面向所述基板方向凹陷的凹部，所述凹部的最深部分與所述基板之 間的所述第1距離短于所述第2距離。
[0006] 根據(jù)本實用新型的實施方式的發(fā)光裝置，其中，所述第1距離與所述第2距離之差 的絕對值為所述第2距離的0. 69倍以上且為所述第2距離的0. 9倍以下。
[0007] 根據(jù)本實用新型的實施方式的發(fā)光裝置，其中，所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置于 安裝區(qū)域上，所述安裝區(qū)域設(shè)置于所述基板上，位于所述安裝區(qū)域的中央部的所述半導(dǎo)體 發(fā)光元件的相關(guān)所述第2距離，短于位于所述安裝區(qū)域的外側(cè)部的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的 相關(guān)所述第2距離，并且位于所述安裝區(qū)域的所述中央部的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的相關(guān)所 述第1距離，短于位于所述安裝區(qū)域的所述外側(cè)部的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的相關(guān)所述第1 距離。
[0008] 根據(jù)本實用新型的實施方式的發(fā)光裝置，其中，所述中央部的所述凹部的深度大 于所述外側(cè)部的所述凹部的深度。
[0009] 根據(jù)本實用新型的實施方式的發(fā)光裝置，其中，所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件包括：第 1半導(dǎo)體元件；第2半導(dǎo)體元件，在與所述基板的上表面平行的第1方向上，與所述第1半導(dǎo) 體元件相離；第3半導(dǎo)體元件，在與所述上表面平行且與所述第1方向交叉的第2方向上， 與所述第1半導(dǎo)體元件相離；以及第4半導(dǎo)體元件，在所述第1方向上與所述第3半導(dǎo)體元 件相離，并且在所述第2方向上與所述第2半導(dǎo)體元件相離。波長轉(zhuǎn)換層包括：第1部分， 設(shè)置于所述第1半導(dǎo)體元件與所述第2半導(dǎo)體元件之間；第2部分，設(shè)置于所述第1半導(dǎo)體 元件與所述第3半導(dǎo)體元件之間；第3部分，設(shè)置于所述第2半導(dǎo)體元件與所述第4半導(dǎo)體 元件之間；第4部分，設(shè)置于所述第3半導(dǎo)體元件與所述第4半導(dǎo)體元件之間；以及第5部 分，設(shè)置于所述第1部分與所述第4部分之間、以及所述第2部分與所述第3部分之間；并 且所述第5部分中的所述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第3距離短于所述第1距 離。
[0010] 根據(jù)本實用新型的實施方式的發(fā)光裝置，其中，所述第1部分、所述第2部分、所述 第3部分及所述第4部分的各自的所述凹部為溝槽狀，所述第5部分中的所述凹部為大致 圓錐狀。
[0011] 根據(jù)本實用新型的實施方式，可提供一種提高了可靠性的發(fā)光裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖la?圖lc是例示第1實施方式的發(fā)光裝置及照明裝置的示意圖。
[0013] 圖2是例示第1實施方式的發(fā)光裝置的示意性剖面圖。
[0014] 圖3是例示第2實施方式的發(fā)光裝置的示意性剖面圖。
[0015] 圖4a?圖4g是例示第3實施方式的發(fā)光裝置的示意圖。
[0016] 圖5a?圖5c是例示實施方式的發(fā)光裝置的示意圖。
[0017] 圖6是例示實施方式的發(fā)光裝置的特性的曲線圖。

【具體實施方式】
[0018] 根據(jù)本實用新型的實施方式，提供一種發(fā)光裝置，包括基板、多個半導(dǎo)體元件及波 長轉(zhuǎn)換層。所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置于所述基板上。所述波長轉(zhuǎn)換層覆蓋所述多個半 導(dǎo)體發(fā)光元件，對從所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述多個半導(dǎo) 體發(fā)光元件中的相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第1區(qū)域內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的上 表面與所述基板之間的第1距離，短于所述相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件上的第2區(qū)域 內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第2距離。
[0019] 以下，一邊參照附圖，一邊說明本實用新型的各實施方式。
[0020] 再者，附圖為示意圖或概念圖，各部分的厚度與寬度的關(guān)系、部分間的大小的比率 等不一定與實際情況相同。并且，即使在表示相同部分的情況下，也存在彼此的尺寸或比率 因附圖不同而進(jìn)行不同表示的情況。
[0021] 再者，在本申請說明書及各圖中，關(guān)于所出現(xiàn)的附圖，對與前述事物相同的要素標(biāo) 注相同的符號，并適當(dāng)省略詳細(xì)的說明。
[0022] (第1實施方式）
[0023] 圖la?圖lc是例示第1實施方式的發(fā)光裝置及照明裝置的示意圖。
[0024] 圖la是俯視圖。圖lb是例示圖la的A1-A2線剖面的一部分的剖面圖。
[0025] 如圖la及圖lb所示，本實施方式的發(fā)光裝置110包括基底構(gòu)件71、潤滑脂層 (grease layer)53、金屬板51、接合層52、安裝基板部15及多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20。發(fā)光 裝置110例如用于照明裝置210。
[0026] 將從基底構(gòu)件71向安裝基板部15的方向設(shè)為層疊方向（Z軸方向）。將與Z軸方 向垂直的一個方向設(shè)為X軸方向。將與Z軸方向及X軸方向垂直的方向設(shè)為Y軸方向。
[0027] 在基底構(gòu)件71上，依此順序配置潤滑脂層53、金屬板51、接合層52、安裝基板部 15及多個半導(dǎo)體發(fā)光兀件20。
[0028] 即，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20與基底構(gòu)件71在Z軸方向上相離。安裝基板部15包 括基板10?；?0包括上表面l〇ue。在基板10中，例如使用由陶瓷、或陶瓷與樹脂的復(fù)合 陶瓷等所形成的構(gòu)件。作為陶瓷，例如可使用氧化鋁（A1 203)、氮化鋁（A1N)、氧化鈹（BeO)、 塊滑石（steatite) (MgO · Si02)、锫石（zircon) (ZrSi04)、或氮化娃（Si3N4)等。基板 10 設(shè) 置于基底構(gòu)件71與多個半導(dǎo)體發(fā)光元件之間。金屬板51設(shè)置于基底構(gòu)件71與安裝基板 部15之間。
[0029] 如圖lb所例示，接合層52設(shè)置于安裝基板部15與金屬板51之間。接合層52將 安裝基板部15與金屬板51加以接合。
[0030] 潤滑脂層53設(shè)置于基底構(gòu)件71與金屬板51之間。潤滑脂層53將金屬板51的 熱傳遞至基底構(gòu)件71。
[0031] 以下，說明圖la及圖lb所示的發(fā)光裝置110 (及照明裝置210)的示例。
[0032] 在發(fā)光裝置110中，設(shè)置有發(fā)光部40。在金屬板51上，設(shè)置有發(fā)光部40。在金屬 板51與發(fā)光部40之間，設(shè)置有接合層52。
[0033] 在本申請說明書中，設(shè)置于上面的狀態(tài)除了直接設(shè)置于上面的狀態(tài)以外，還包括 在其間插入其它要素的狀態(tài)。
[0034] 從金屬板51向發(fā)光部40的方向?qū)?yīng)于層疊方向。在本申請說明書中，層疊的狀 態(tài)除了直接接觸而重疊的狀態(tài)以外，還包括在其間插入其它要素而重疊的狀態(tài)。
[0035] 金屬板51例如為板狀。金屬板51的主表面例如與X-Y平面為實質(zhì)性平行。金屬 板51的平面形狀例如為矩形。金屬板51例如包括第1邊55a?第4邊55d。第2邊55b 與第1邊55a相離。第3邊55c將第1邊55a的一端與第2邊55b的一端加以連接。第4 邊55d與第3邊55c相離，并且將第1邊55a的另一端與第2邊55b的另一端加以連接。金 屬板51的平面形狀的角部也可以為曲線狀。金屬板51的平面形狀也可以不為矩形而為任 意形狀。
[0036] 在金屬板51中，例如使用銅或鋁等金屬材料、或者金屬與陶瓷的復(fù)合材料等的基 板。在金屬板51的表面上，從防止構(gòu)件的氧化或提高焊料的濡濕性的角度考慮，也可以形 成有鍍Ni等的其它金屬層。
[0037] 發(fā)光部40放射出光。與此同時，發(fā)光部40產(chǎn)生熱。接合層52將由發(fā)光部40產(chǎn) 生的熱高效率地傳導(dǎo)至金屬板51。在接合層52中，例如可使用焊料等。即，接合層52包 含焊料。例如，在接合層52中，可使用如下的焊料：以錫為基礎(chǔ)，并且包含至少一種以上的 金、銀、銅、鉍、鎳、銦、鋅、銻、鍺及硅中的任一者。例如，可使用Sn-Ag-Cu合金等。
[0038] 發(fā)光部40包括安裝基板部15及發(fā)光元件部35。
[0039] 安裝基板部15包括基板10、第1金屬層11及第2金屬層12。
[0040] 基板10包括第1主表面10a及第2主表面10b。第2主表面10b是與第1主表面 10a為相反側(cè)的面。金屬板51與基板10的第2主表面相對向。換言之，第2主表面10b為 金屬板51側(cè)的面。即，第2主表面10b為接合層52之側(cè)的面。
[0041] 在本申請說明書中，相對向的狀態(tài)除了直接相向的狀態(tài)以外，還包括在其間插入 有其它要素的狀態(tài)。
[0042] 第1主表面10a包括安裝區(qū)域16。例如，安裝區(qū)域16與第1主表面10a的外緣 l〇r相離。在本例中，安裝區(qū)域16設(shè)置于第1主表面10a的中央部分。第1主表面10a還 包括周邊區(qū)域17。周邊區(qū)域17設(shè)置于安裝區(qū)域16的周圍。
[0043] 基板10例如包含氧化鋁。在基板10中，例如可使用以氧化鋁為主成分的陶瓷。可 獲得高導(dǎo)熱性及高絕緣性。可獲得高可靠性。
[0044] 第1金屬層11設(shè)置于第1主表面10a上。第1金屬層11包括多個安裝圖案lip。 多個安裝圖案lip設(shè)置于安裝區(qū)域16。多個安裝圖案lip中的至少任兩個以上的安裝圖 案lip為彼此相離。例如，多個安裝圖案lip中的至少任一個安裝圖案lip為島狀。多個 安裝圖案lip中的兩個安裝圖案lip為彼此獨(dú)立。多個安裝圖案lip例如包括第1安裝圖 案llpa及第2安裝圖案llpb等。
[0045] 多個安裝圖案lip分別例如包括第1安裝部分11a及第2安裝部分lib。在本例 中，安裝圖案lip還包括第3安裝部分11c。第3安裝部分11c設(shè)置于第1安裝部分11a與 第2安裝部分lib之間，將第1安裝部分11a與第2安裝部分lib加以連接。關(guān)于所述安 裝部分的示例，將在下文描述。
[0046] 第1金屬層11也可以還包括將多個安裝圖案lip彼此連接的連接部44。在本例 中，第1金屬層11還包括第1連接器用電極部45e及第2連接器用電極部46e。第1連接 器用電極部45e與多個安裝圖案lip中的一個安裝圖案lip電性連接。第2連接器用電極 部46e與多個安裝圖案lip中的不同于所述一個安裝圖案lip的另一個安裝圖案lip電性 連接。例如，在一個安裝圖案lip的一部分上配置半導(dǎo)體發(fā)光元件20。借由所述半導(dǎo)體發(fā) 光元件20,而將第1連接器用電極部45e與一個安裝圖案lip電性連接。此外，在另一個安 裝圖案lip的一部分上配置半導(dǎo)體發(fā)光元件20。借由所述半導(dǎo)體發(fā)光元件20,而將第2連 接器用電極部46e與另一個安裝圖案lip電性連接。
[0047] 在本例中，發(fā)光部40還包括設(shè)置于第1主表面10a上的第1連接器45及第2連 接器46。第1連接器45與第1連接器用電極部45e電性連接。第2連接器46與第2連 接器用電極部46e電性連接。在本例中，在第1連接器用電極部45e上，設(shè)置有第1連接器 45。在第2連接器用電極部46e上，設(shè)置有第2連接器46。在第1連接器45與第2連接器 46之間配置有發(fā)光元件部35。經(jīng)由所述連接器，對發(fā)光部40供電。
[0048] 第2金屬層12設(shè)置于第2主表面10b上。第2金屬層12與第1金屬層11電性 絕緣。第2金屬層12的至少一部分在投影至X-Y平面（與第1主表面10a平行的第1平 面）時，與安裝區(qū)域16重合。
[0049] 圖lc是例示發(fā)光裝置110的一部分的透視俯視圖。
[0050] 第2金屬層12與外緣10r相離。第2金屬層12的平面形狀例如為矩形。第2金 屬層12包括第1邊12i?第4邊121。第2邊12j與第1邊12i相離。第3邊12k將第1 邊12i的一端與第2邊12 j的一端加以連接。第4邊121與第3邊12k相離，并且將第1邊 12i的另一端與第2邊12j的另一端加以連接。各邊的交點(diǎn)、即角部也可以為曲線狀（圓弧 形狀）。第2金屬層12的平面形狀也可以不為矩形而為任意形狀。
[0051] 如上所述，在基板10的上表面（第1主表面l〇a)上設(shè)置第1金屬層11，在基板 10的下表面（第2主表面10b)上設(shè)置第2金屬層12。
[0052] 發(fā)光兀件部35設(shè)置于基板10的第1主表面10a上。發(fā)光兀件部35包括多個半 導(dǎo)體發(fā)光元件20及波長轉(zhuǎn)換層31。
[0053] 在本例中，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20配置成陣列狀。半導(dǎo)體發(fā)光元件20例如配置 成大致圓形狀。例如，半導(dǎo)體發(fā)光元件20以大致相等的間距而配置。
[0054] 多個半導(dǎo)體發(fā)光兀件20設(shè)置于第1主表面10a上。多個半導(dǎo)體發(fā)光兀件20分 別放射出光。半導(dǎo)體發(fā)光元件20例如包含氮化物半導(dǎo)體。半導(dǎo)體發(fā)光元件20例如包含 彡X彡1、0彡y彡1、x+y彡1)。但是，在實施方式中，半導(dǎo)體發(fā)光元件20 為任意。
[0055] 多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20例如包括第1半導(dǎo)體發(fā)光元件20a及第2半導(dǎo)體發(fā)光元 件20b等。
[0056] 多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20分別與多個安裝圖案lip中的任一個安裝圖案lip、及多 個安裝圖案lip中的所述任一個安裝圖案lip的相鄰的另一個安裝圖案lip電性連接。
[0057] 例如，第1半導(dǎo)體發(fā)光元件20a與多個安裝圖案lip中的第1安裝圖案llpa及第 2安裝圖案llpb電性連接。第2安裝圖案llpb相當(dāng)于第1安裝圖案llpa的相鄰的另一個 安裝圖案lip。
[0058] 例如，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20分別包括第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層21、第2導(dǎo)電 型的第2半導(dǎo)體層22及發(fā)光層23。例如，第1導(dǎo)電型為η型，第2導(dǎo)電型為p型。也可以 第1導(dǎo)電型為Ρ型，第2導(dǎo)電型為η型。
[0059] 第1半導(dǎo)體層21包括第1部分（第1半導(dǎo)體部分21a)及第2部分（第2半導(dǎo)體 部分21b)。第2半導(dǎo)體部分21b在與層疊方向（從金屬板51向發(fā)光部40的Z軸方向）交 叉的方向（例如，X軸方向）上，與第1半導(dǎo)體部分21a并列。
[0060] 第2半導(dǎo)體層22設(shè)置于第2半導(dǎo)體部分21b與安裝基板部15之間。發(fā)光層23 設(shè)置于第2半導(dǎo)體部分21b與第2半導(dǎo)體層22之間。
[0061] 半導(dǎo)體發(fā)光元件20例如為覆晶（flip chip)型的發(fā)光二極管（light-emitting diode, LED)。
[0062] 例如，第1半導(dǎo)體層21的第1半導(dǎo)體部分21a與安裝圖案lip的第1安裝部分11a 相對向。第2半導(dǎo)體層22與安裝圖案lip的第2安裝部分lib相對向。第1半導(dǎo)體層21 的第1半導(dǎo)體部分21a與安裝圖案lip電性連接。第2半導(dǎo)體層22與另一個安裝圖案lip 電性連接。在所述連接中，例如可使用導(dǎo)電率及導(dǎo)熱率高的焊料或金凸塊（bump)等。所述 連接例如是借由金屬熔融焊接來進(jìn)行。或者，所述連接例如是借由使用金凸塊的超聲波熱 壓接法來進(jìn)行。
[0063] 即，例如，發(fā)光元件部35還包括第1接合金屬構(gòu)件2le及第2接合金屬構(gòu)件22e。 第1接合金屬構(gòu)件21e設(shè)置于第1半導(dǎo)體部分21a與任一個安裝圖案lip (例如第1安裝 部分11a)之間。第2接合金屬構(gòu)件22e設(shè)置于第2半導(dǎo)體層22與另一個安裝圖案lip (例 如，第2安裝圖案llpb)之間。第1接合金屬構(gòu)件21e及第2接合金屬構(gòu)件22e中的至少 一者包括焊料或金凸塊。由此，可增大第1接合金屬構(gòu)件21e及第2接合金屬構(gòu)件22e的 各自的剖面積（以X-Y平面切斷時的剖面積）。由此，可經(jīng)由第1接合金屬構(gòu)件21e及第2 接合金屬構(gòu)件22e將熱高效率地傳導(dǎo)至安裝基板部15,從而散熱性提高。
[0064] 例如，也可以在半導(dǎo)體發(fā)光元件20與安裝基板部15之間設(shè)置其它金屬層。由此， 可抑制第1金屬層的氧化，或者提高與焊料的濡濕性。所述金屬層與半導(dǎo)體發(fā)光元件20及 安裝圖案lip不進(jìn)行電性連接。所述金屬層與電路無關(guān)。
[0065] 波長轉(zhuǎn)換層31覆蓋多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20的至少一部分。波長轉(zhuǎn)換層31吸收 從多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20放射出的光（例如第1光）的至少一部分，而放射出第2光。第 2光的波長（例如峰值波長）與第1光的波長（例如峰值波長）不同。在波長轉(zhuǎn)換層31 中，例如包括熒光體等多個波長轉(zhuǎn)換粒子、以及分散有多個波長轉(zhuǎn)換粒子的透光性樹脂。第 1光例如包含藍(lán)色光。第2光包含波長比第1光長的光。第2光例如包含黃色光及紅色光 中的至少任一者。
[0066] 在本例中，發(fā)光元件部35還包括反射層32。反射層32在X-Y平面內(nèi)包圍著波長 轉(zhuǎn)換層31。在反射層32中，例如包括金屬氧化物等的多個粒子、以及分散有所述粒子的透 光性樹脂。金屬氧化物等的粒子具有光反射性。作為所述金屬氧化物等的粒子，例如，可使 用Ti02&Al 203中的至少任一者。借由設(shè)置反射層32,從半導(dǎo)體發(fā)光元件20放射出的光可 沿著沿層疊方向的方向（例如上方向）高效率地射出。
[0067] 發(fā)光部40例如是板上芯片（chip on board，C0B)型的LED模塊。
[0068] 在本實施方式中，從發(fā)光兀件部35(多個半導(dǎo)體發(fā)光兀件20)放射出的光的光束 發(fā)散度（luminous exitance)為101m/mm2 (流明/平方毫米）以上且1001m/mm2以下。優(yōu) 選的是20hn/mm2以上。即，在本實施方式中，從發(fā)光兀件部35放射出的光相對于發(fā)光面積 的比（光束發(fā)散度）非常高。在本申請說明書中，發(fā)光面積實質(zhì)上對應(yīng)于安裝區(qū)域16的面 積。
[0069] 本實施方式的發(fā)光裝置110例如用于投光器等的照明裝置210。
[0070] 在潤滑脂層53中，可使用液體狀或固體狀的潤滑油（潤滑脂）等。在潤滑脂層53 中，例如也可以使用具有絕緣性的潤滑油（絕緣性潤滑脂）、具有導(dǎo)電性的潤滑油（導(dǎo)電性 潤滑脂）等。絕緣性潤滑脂例如包括硅酮、以及分散于所述硅酮中的陶瓷粒子。導(dǎo)電性潤 滑脂例如包括硅酮、以及分散于所述硅酮中的金屬粒子。在導(dǎo)電性潤滑脂中，例如可獲得高 于絕緣性潤滑脂的導(dǎo)熱率。例如，發(fā)光元件部35的熱借由潤滑脂層53而傳導(dǎo)至基底構(gòu)件 71加以散出。
[0071] 在本實施方式的發(fā)光裝置110中，例如，當(dāng)將金屬板51投影至X-Y平面時，金屬板 51具有安裝區(qū)域16的面積的5倍以上的面積。即，在本實施方式中，相對于安裝區(qū)域16的 面積，金屬板51的面積設(shè)定得非常大。由此，借由大面積的金屬板51，而使得由設(shè)置于安裝 區(qū)域16上的發(fā)光元件部35產(chǎn)生的熱在面內(nèi)方向（X-Y面內(nèi)方向）上擴(kuò)散。然后，在面內(nèi)方 向上經(jīng)擴(kuò)散的熱例如向基底構(gòu)件71傳遞而高效率地散出。
[0072] 圖2是例示第1實施方式的發(fā)光裝置的示意性剖面圖。
[0073] 圖2例示了設(shè)置于安裝區(qū)域16上的發(fā)光元件部35。
[0074] 如圖2所例示，波長轉(zhuǎn)換層31包括上表面（波長轉(zhuǎn)換層上表面31u)。如圖2所 示，在本例中，在多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的區(qū)域內(nèi)，波長轉(zhuǎn)換層上表面31u為凹狀。 [0075] 半導(dǎo)體發(fā)光元件20上的區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u位于較相鄰的半導(dǎo)體發(fā) 光元件20之間的區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u更上方的位置。
[0076] 例如，將多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20中的相鄰的兩個半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的區(qū)域 設(shè)為第1區(qū)域R1。將相鄰的兩個半導(dǎo)體發(fā)光元件20上的區(qū)域設(shè)為第2區(qū)域R2。
[0077] 將第1區(qū)域R1內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u與基板10之間的距離設(shè)為第1距離 L1。將第2區(qū)域R2內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u與基板10之間的距離設(shè)為第2距離L2。
[0078] 在實施方式中，第1距離L1短于第2距離L2。
[0079] S卩，在多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的區(qū)域內(nèi)，在波長轉(zhuǎn)換層上表面31u上設(shè)置有 凹部。
[0080] 在實施方式中，例如，第1距離L1為0· 55mm以上且0· 65mm以下。第2距離L2例 如為0. 6mm以上且0. 7mm以下。第1距離L1與第2距離L2之差的絕對值例如為第2距離 L2的0. 07倍以上且第2距離L2的0. 83倍以下。半導(dǎo)體發(fā)光元件20的高度為0. 05mm? 0· 60mm〇
[0081] 相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的第1區(qū)域R1內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31的高度對應(yīng)于 第1距離L1。半導(dǎo)體發(fā)光元件20上的第2區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31的高度對應(yīng)于第2距離 L2。例如，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20在X-Y面內(nèi)設(shè)置成陣列狀。波長轉(zhuǎn)換層31的表面形狀 例如也存在觀察呈鱗片狀的情況。
[0082] 由發(fā)光元件部35產(chǎn)生的熱的一部分例如會蓄積于波長轉(zhuǎn)換層31中。蓄積于波長 轉(zhuǎn)換層31中的熱例如被傳遞至半導(dǎo)體發(fā)光元件20,而向安裝基板部15散出。例如，在半導(dǎo) 體發(fā)光元件20之間的區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31中會蓄積熱。在本實施方式中，半導(dǎo)體發(fā)光 元件20之間的區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31的高度低。由此，可抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的 熱的蓄積，從而可提高散熱性。
[0083] 根據(jù)本實施方式，可提供一種提高了散熱性的高可靠性的發(fā)光裝置。
[0084] (第2實施方式）
[0085] 圖3是例示第2實施方式的發(fā)光裝置的示意性剖面圖。
[0086] 圖3是發(fā)光裝置110的與Y軸垂直的面上的示意性剖面圖。安裝區(qū)域16包括中 央部16c及外側(cè)部16e。
[0087] 距離L2c是在設(shè)置于中央部16c的半導(dǎo)體發(fā)光元件20上的區(qū)域內(nèi)，從波長轉(zhuǎn)換層 上表面31u到基板10為止的距離。
[0088] 距離Lie是在設(shè)置于中央部16c的相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的區(qū)域內(nèi)，從波 長轉(zhuǎn)換層上表面31u到基板10為止的距離。距離Lie短于距離L2c。
[0089] 距離L2e是在設(shè)置于外側(cè)部16e的半導(dǎo)體發(fā)光元件20上的區(qū)域內(nèi)，從波長轉(zhuǎn)換層 上表面31u到基板10為止的距離。
[0090] 距離Lie是在設(shè)置于外側(cè)部16e的相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的區(qū)域內(nèi)，從波 長轉(zhuǎn)換層上表面31u至基板10為止的距離。距離Lie短于距離L2e。
[0091] 在本實施方式中，距離Lie短于距離Lie。即，位于安裝區(qū)域16的中央部16c的半 導(dǎo)體發(fā)光元件20的相關(guān)第1距離L1 (即距離Lie)，短于位于外側(cè)部16e的半導(dǎo)體發(fā)光元件 20的相關(guān)第1距離L1 (即距離Lie)。
[0092] 例如，距離Lie為0. 54mm以上且0. 67mm以下。距離Lie為0. 7mm以上且0. 8mm 以下。距離Lie與距離Lie之差的絕對值例如為距離Lie的0. 3倍以上且距離Lie的0. 45 倍以下。
[0093] 在本實施方式中，距離L2c短于距離L2e。即，位于安裝區(qū)域16的中央部16c的半 導(dǎo)體發(fā)光元件20的相關(guān)第2距離L2 (即距離L2c)，短于位于外側(cè)部16e的半導(dǎo)體發(fā)光元件 20的相關(guān)第2距離L2 (即距離L2e)。
[0094] 例如，距離L2c為0· 6臟以上且0· 7臟以下。距離L2e為0· 75臟以上且0· 85臟 以下。距離L2c與距離L2e之差的絕對值例如為距離L2c的0. 2倍以上且距離L2c的0. 25 倍以下。
[0095] 由發(fā)光元件部35產(chǎn)生的熱的一部分例如會蓄積于波長轉(zhuǎn)換層31中。例如，在中 央部16c上的區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31中，容易蓄積熱。在本實施方式中，中央部16c上的 區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31的高度（距離Lie)低于外側(cè)部16e上的區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31 的高度（距離L2c)。并且，距離L2c短于距離L2e。由此，可抑制熱蓄積于中央部16c上的 區(qū)域內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層31中。例如，中央部16c上的區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件20的溫度與 外側(cè)部16e上的區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件20的溫度之差縮小。根據(jù)本實施方式，可提供一 種抑制熱的蓄積而提高了散熱性的高可靠性的發(fā)光裝置。
[0096](第3實施方式）
[0097] 圖4a?圖4g是例示第3實施方式的發(fā)光裝置的示意圖。圖4a是第3實施方式 的發(fā)光裝置ll〇a的安裝區(qū)域16的一部分的俯視圖。
[0098] 圖4b是例示圖4a的B1-B2線剖面的示意性剖面圖。
[0099] 圖4c是例示圖4a的C1-C2線剖面的示意性剖面圖。
[0100] 圖4d是例示圖4a的D1-D2線剖面的示意性剖面圖。
[0101] 圖4e是例示圖4a的E1-E2線剖面的示意性剖面圖。
[0102] 圖4f是例示圖4a的F1-F2線剖面的示意性剖面圖。
[0103] 圖4g是例示圖4a的G1-G2線剖面的示意性剖面圖。
[0104] 如圖4a所示，在發(fā)光裝置110a中，在基板10的上表面上設(shè)置有多個半導(dǎo)體發(fā)光 元件20。多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20包括第1半導(dǎo)體元件20i、第2半導(dǎo)體元件20j、第3半導(dǎo) 體元件20k及第4半導(dǎo)體元件201。
[0105] 第2半導(dǎo)體元件20j在與基板10的上表面平行的第1方向（例如，X軸方向）上， 與第1半導(dǎo)體元件20i相離。
[0106] 第3半導(dǎo)體元件20k在與基板10的上表面平行且與第1方向交叉的第2方向（例 如，Y軸方向）上，與第1半導(dǎo)體元件20i相離。
[0107] 第4半導(dǎo)體元件201在X軸方向上與第3半導(dǎo)體元件20k相離，并且在Y軸方向 上與第2半導(dǎo)體元件20 j相離。
[0108] 波長轉(zhuǎn)換層31覆蓋多個半導(dǎo)體發(fā)光元件20。波長轉(zhuǎn)換層31包括第1部分P1、第 2部分P2、第3部分P3、第4部分P4及第5部分P5。
[0109] 第1部分P1是第1半導(dǎo)體元件20i與第2半導(dǎo)體元件20j之間的區(qū)域。第2部 分P2是第1半導(dǎo)體元件20i與第3半導(dǎo)體元件20k之間的區(qū)域。第3部分P3是第2半導(dǎo) 體元件20j與第4半導(dǎo)體元件201之間的區(qū)域。第4部分P4是第3半導(dǎo)體元件20k與第 4半導(dǎo)體元件201之間的區(qū)域。第5部分P5是第1部分P1與第4部分P4之間的區(qū)域、以 及第2部分P2與第3部分P3之間的區(qū)域。
[0110] 第1部分P1、第2部分P2、第3部分P3及第4部分P4是設(shè)置于相鄰的半導(dǎo)體發(fā) 光元件20之間的區(qū)域內(nèi)的區(qū)域R1。
[0111] 如圖4b所示，第4部分P4中的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u與基板10之間的距離為第 1距離L1。
[0112] 如圖4c所示，第1部分P1中的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u與基板10之間的距離為第 1距離L1。
[0113] 如圖4d所示，第2部分P2中的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u與基板10之間的距離為第 1距離L1。
[0114] 如圖4e所示，第3部分P3中的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u與基板10之間的距離為第 1距離L1。
[0115] 如圖4f及圖4g所示，將第5部分中的波長轉(zhuǎn)換層上表面3 lu與基板10之間的距 離設(shè)為第3距離L3。
[0116] 在本實施方式的發(fā)光裝置110a中，第3距離L3短于第1距離L1。
[0117] 借由第3距離L3短于第1距離L1，可抑制熱蓄積于半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間的波 長轉(zhuǎn)換層31中。由此，可提供一種提高了散熱性的高可靠性的發(fā)光裝置。
[0118] 例如，第1部分P1?第4部分P4是由兩個半導(dǎo)體發(fā)光元件所夾著。因此，所述部 分的熱的一部分會通過經(jīng)由所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的路徑而散出。與此相對，第5部分P5 并非半導(dǎo)體發(fā)光元件，并由第1部分P1?第4部分P4所夾著。因此，第5部分P5的熱難 以散出。借由使第5部分P5中的波長轉(zhuǎn)換層31的高度低于其它部分，可使第5部分P5的 熱有效地散出。
[0119] 圖5a?圖5c是例示實施方式的發(fā)光裝置的示意圖。
[0120] 圖5a是例示發(fā)光裝置110a的X-Y平面內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換層上表面31u的凹凸的曲線 圖。
[0121] 圖5a的縱軸為波長轉(zhuǎn)換層31的高度h。圖5a的橫軸例如為X-Y平面內(nèi)的位置 X。高度h為Z軸方向上的位置。
[0122] 在本例中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的高度為0. 40mm，波長轉(zhuǎn)換層31的厚度（從半導(dǎo)體發(fā) 光元件到波長轉(zhuǎn)換層的上表面為止的距離）的平均值為0. 25mm。在本例中，外側(cè)部16e是 位置X為〇mm?7. 0mm附近的區(qū)域及位置X為13. 0mm?20. 0mm附近的區(qū)域。中央部16c 是位置X為7。0mm?14. 0mm附近的區(qū)域。在中央部16c中，凹部的深度為0.045mm? 0. 060mm 左右。
[0123] 圖5b是發(fā)光裝置110a的波長轉(zhuǎn)換層31的示意性立體圖。再者，所述圖5b是借 由一邊對發(fā)光元件部照射光學(xué)激光器的光，一邊改變位置X，并測定其反射光而獲得。
[0124] 圖5c是發(fā)光裝置110a的波長轉(zhuǎn)換層31的示意性俯視圖。
[0125] 如圖5b及圖5c所示，在波長轉(zhuǎn)換層上表面31u上，設(shè)置有凹部31ua及凸部31ub。 波長轉(zhuǎn)換層上表面31u的形狀存在觀察呈鱗片狀的情況。由此，可提供一種提高了散熱性 的高可靠性的發(fā)光裝置。
[0126] 圖6是例示實施方式的發(fā)光裝置的特性的曲線圖。
[0127] 圖6例示了安裝區(qū)域16的溫度。圖6的橫軸為波長轉(zhuǎn)換層31的凹凸中凹部的深 度R1。深度R1是第1距離L1與第2距離L2之差的絕對值相對于第2距離L2的比。艮P， 深度R1為IL2-L1 |/L2。圖6的縱軸為發(fā)光時的安裝區(qū)域16的中心部的溫度T1。
[0128] 當(dāng)深度R1為0. 76時，溫度T1為96. 1°C。
[0129] 當(dāng)深度R1為0. 69時，溫度T1為96. 3°C。
[0130] 當(dāng)深度R1為0. 62時，溫度T1為97. 8°C。
[0131] 深度R1優(yōu)選的是例如0.69以上。上限為0.90。其原因在于，當(dāng)深度R1大于0.90 時，熱在相鄰的區(qū)域間的移動受到抑制，從而有產(chǎn)生熱的不均衡之類的可能性。
[0132] 再者，凹部例如可借由在制造時使樹脂流入至覆晶型LED下側(cè)的電極間，因所述 流入的樹脂的粘度等而產(chǎn)生。凹部的深度對所述條件及所使用的半導(dǎo)體發(fā)光元件的高度等 造成影響。
[0133] 根據(jù)實施方式，可提供一種提高了可靠性的發(fā)光裝置。
[0134] 再者，在本申請說明書中，"垂直"及"平行"不僅是嚴(yán)密的垂直及嚴(yán)密的平行，而且 例如包括制造步驟中的偏差等，只要為實質(zhì)上垂直及實質(zhì)上平行即可。
[0135] 以上，一邊參照具體例，一邊對本實用新型的實施方式進(jìn)行了說明。但是，本實用 新型并不限定于所述具體例。例如，關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光元件、波長轉(zhuǎn)換層及基板等各要素的具 體構(gòu)成，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過從公知的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)選擇而同樣地實施本實用 新型，且獲得同樣的效果，便包含于本實用新型的范圍內(nèi)。
[0136] 并且，將各具體例中的任兩個以上的要素在技術(shù)上可能的范圍內(nèi)組合而成者，只 要包含本實用新型的主旨，也包含于本實用新型的范圍內(nèi)。
[0137] 此外，當(dāng)然，在本實用新型的思想范疇內(nèi)，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，便可想到各種 變更例及修正例，關(guān)于所述變更例及修正例也屬于本實用新型的范圍內(nèi)。
[0138] 以上已說明本實用新型的若干實施方式，但是所述實施方式是作為示例起提示作 用，并不打算限定實用新型的范圍。所述新穎的實施方式可通過其它各種方式來實施，在沒 有脫離實用新型主旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、置換、變更。所述實施方式及其變形包含 于實用新型的范圍或主旨內(nèi)，并且包含于權(quán)利要求書中所記載的實用新型及其同等的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)光裝置，其特征在于包括： 基板； 多個半導(dǎo)體發(fā)光元件，設(shè)置于所述基板上；以及 波長轉(zhuǎn)換層，覆蓋所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件，對從所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的 光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換；并且 所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件中的相鄰的兩個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第1區(qū)域內(nèi)所 述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第1距離，短于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件上的第2區(qū) 域內(nèi)所述波長轉(zhuǎn)換層的所述上表面與所述基板之間的第2距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于：在所述第1區(qū)域內(nèi)，形成有從所述波 長轉(zhuǎn)換層的所述上表面向所述基板方向凹陷的凹部，所述凹部的最深部分與所述基板之間 的所述第1距離短于所述第2距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于：所述第1距離與所述第2距離之差 的絕對值為所述第2距離的0. 69倍以上且為所述第2距離的0. 9倍以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于：所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置于安 裝區(qū)域上，所述安裝區(qū)域設(shè)置于所述基板上，位于所述安裝區(qū)域的中央部的所述半導(dǎo)體發(fā) 光元件的相關(guān)所述第2距離，短于位于所述安裝區(qū)域的外側(cè)部的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的相 關(guān)所述第2距離，并且位于所述安裝區(qū)域的所述中央部的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的相關(guān)所述 第1距離，短于位于所述安裝區(qū)域的所述外側(cè)部的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的相關(guān)所述第1距 離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于：所述中央部與所述外側(cè)部各自包括 凹部，且所述中央部的凹部的深度大于所述外側(cè)部的所述凹部的深度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于：所述多個半導(dǎo)體發(fā)光元件包括： 第1半導(dǎo)體元件； 第2半導(dǎo)體元件，在與所述基板的上表面平行的第1方向上，與所述第1半導(dǎo)體元件相 離； 第3半導(dǎo)體元件，在與所述上表面平行且與所述第1方向交叉的第2方向上，與所述第 1半導(dǎo)體元件相離；以及 第4半導(dǎo)體元件，在所述第1方向上與所述第3半導(dǎo)體元件相離，并且在所述第2方向 上與所述第2半導(dǎo)體元件相離； 所述波長轉(zhuǎn)換層包括： 第1部分，設(shè)置于所述第1半導(dǎo)體元件與所述第2半導(dǎo)體元件之間； 第2部分，設(shè)置于所述第1半導(dǎo)體元件與所述第3半導(dǎo)體元件之間； 第3部分，設(shè)置于所述第2半導(dǎo)體元件與所述第4半導(dǎo)體元件之間； 第4部分，設(shè)置于所述第3半導(dǎo)體元件與所述第4半導(dǎo)體元件之間；以及 第5部分，設(shè)置于所述第1部分與所述第4部分之間、以及所述第2部分與所述第3部 分之間；并且 所述第5部分中的所述波長轉(zhuǎn)換層的上表面與所述基板之間的第3距離短于所述第1 距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于：所述第1部分、所述第2部分、所述 第3部分、所述第4部分及所述第5部分各自包括凹部，且所述第1部分、所述第2部分、所 述第3部分及所述第4部分的各自的凹部為溝槽狀，所述第5部分中的凹部為大致圓錐狀。
【文檔編號】F21S2/00GK203836646SQ201420125850
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】田中裕隆, 西村潔, 下川一生, 佐佐木陽光, 羽布津章義 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社