專利名稱：發(fā)光組件以及車輛用燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光組件以及車輛用燈具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，利用半導(dǎo)體發(fā)光元件和熒光體來產(chǎn)生白色光的發(fā)光組件是眾所周知的(例如，非專利文獻1)。該熒光體對應(yīng)來自半導(dǎo)體發(fā)光元件的光產(chǎn)生熒光。
非專利文獻1Ohm MOOK光シリ一ズNo.1「光デバイス(器件)」Ohmsha、平成13年11月25日在該發(fā)光組件中，熒光體形成在半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面上，例如形成層狀。但是，由于這時熒光體的層上產(chǎn)生了厚度，有時使上層熒光體遮住下層熒光體產(chǎn)生的光。這時，由于熒光體產(chǎn)生的光的一部分損失掉，使得發(fā)光組件的外部量子效率下降。為此有時難于提供外部量子效率高的發(fā)光組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而開發(fā)的，目的是提供一種發(fā)光組件以及車輛用燈具。
為解決所述問題，本發(fā)明第一方面的產(chǎn)生光的發(fā)光組件具有產(chǎn)生光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；多個納米熒光體粒子，其分別具有比發(fā)光組件產(chǎn)生的光的半波長小的直徑，對應(yīng)半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光而產(chǎn)生熒光；粘合劑，其以覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面的層狀保持多個納米熒光體粒子。
另外，納米熒光體粒子的直徑可以為2～10nm，也可以比10nm大且為小于或等于可見光的波長的1/4。另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生紫外光，納米熒光體粒子對應(yīng)半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的紫外光產(chǎn)生可見光。
另外，粘合劑可由氟樹脂或二甲基硅酮樹脂構(gòu)成，其內(nèi)部含有多個納米熒光體粒子并覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面。
另外，粘合劑可由倍半硅氧烷樹脂構(gòu)成，其內(nèi)部含有多個納米熒光體粒子并覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面。該倍半硅氧烷樹脂的側(cè)鏈可以是不帶雙重鍵的醇酸樹脂或脂環(huán)基。
另外，發(fā)光組件還具有多個金屬氧化物粒子，其分別具有小于或等于紫外光的半波長的直徑，并保持在所述多個納米熒光體粒子和所述粘合劑中。
另外，發(fā)光組件還具有覆蓋粘合劑和半導(dǎo)體發(fā)光元件的密封部件，其由可透過可見光的材料構(gòu)成，密封所述粘合劑及所述半導(dǎo)體發(fā)光元件。保持在粘合劑中的多個納米熒光體粒子把半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的全部紫外光變換成可見光。另外，密封部件可由環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
另外，發(fā)光組件還具有多個大直徑熒光體粒子，其分別具有比可見光的半波長大的直徑，并對應(yīng)紫外光產(chǎn)生與納米熒光體粒子產(chǎn)生的可見光波長不同的可見光。粘合劑具有第一保持層，其覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面，將多個大直徑熒光體粒子保持在發(fā)光面上；第二保持層，其對著發(fā)光面隔著第一保持層，將多個納米熒光體粒子保持在第一保持層上。保持在第一保持層上的多個大直徑熒光體粒子可把半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的一部分紫外光變換成可見光。第一保持層可把半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的一部分紫外光和多個大直徑熒光體粒子產(chǎn)生的可見光透向第二保持層，在第二保持層上保持的多個納米熒光體粒子把從第一保持層射入的全部紫外光變換為可見光。第二保持層也可以把多個大直徑熒光粒子產(chǎn)生的可見光和多個納米熒光體粒子產(chǎn)生的可見光透向粘合劑的外部。
本發(fā)明第二方面的產(chǎn)生光的車輛用燈具具有發(fā)光的發(fā)光組件和把發(fā)光組件發(fā)出的光照射到燈具外部的光學(xué)部件。發(fā)光組件具有產(chǎn)生光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；多個納米熒光體粒子，其分別具有比發(fā)光組件產(chǎn)生的光的半波長小的直徑，對應(yīng)半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光而產(chǎn)生熒光；粘合劑，其以覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面的層狀保持多個納米熒光體粒子。
以上說明的本發(fā)明的概要并非列舉出本發(fā)明的所有必要特征，這些特征群的輔助組合也可構(gòu)成發(fā)明。


圖1是車輛用燈具10的立體圖；
圖2是車輛用燈具10的水平剖面圖；圖3是LED組件100的CC剖面圖；圖4是LED組件100的上面圖；圖5是發(fā)光二極管元件102和熒光部106的一具體結(jié)構(gòu)例的圖；圖6是更具體地說明密封部件108的圖；圖7是粘合劑604的耐光試驗結(jié)果的表格；圖8是表示發(fā)光二極管元件102和熒光部106的另一具體結(jié)構(gòu)例的圖；圖9是表示發(fā)光二極管元件102和熒光部106的又一具體結(jié)構(gòu)例的圖。
具體實施例方式
下面，通過本發(fā)明的實施方式說明本發(fā)明，但是，下面的實施方式不限于涉及權(quán)利要求的發(fā)明，并且，在實施方式中說明的全部特征的組合不一定都是發(fā)明的解決方式所必須的。
圖1和圖2表示涉及本發(fā)明的一實施例的車輛用燈具10的結(jié)構(gòu)的一例。圖1表示車輛用燈具10的立體圖；圖2表示橫截中段的光源單元20的水平面的車輛用燈具10的水平剖面圖。本例的目的是使設(shè)置在LED組件100內(nèi)的熒光體以高效率發(fā)出光。車輛周燈具10，例如是用于汽車等車輛的車輛用前照燈(大燈)，向車前方照射光，其具有多個光源單元20、燈罩12、燈體14、電路單元16、多個散熱部件24、延長反射鏡28和電纜22、26。
多個光源單元20分別具有LED組件100和透鏡204。LED組件100是發(fā)光組件的一例，介由電纜22對應(yīng)從電路單元16得到的電力發(fā)出白色光。透鏡204是光學(xué)部件的一例，向車輛用燈具10外部照射來自100的光。由此，光源單元20基于LED組件100發(fā)出的光向車前方照射規(guī)定的配光圖形的光。光源單元20，例如通過用于調(diào)整光源單元20的光軸方向的對光機構(gòu)能夠傾斜活動地支承在燈體14上。光源單元20在車輛用燈具10安裝在車體時，以使光軸方向向下偏例如0.3°～0.6°的方式支承在燈體14上。
另外，多個光源單元20既可以具有相同或同樣的配光特性，也可以具有不同的配光特性。另外，在其他例中，一個光源單元20可以具有多個LED組件100。光源單元20作為光源組件也可以具有例如半導(dǎo)體激光，用以取代LED組件100。
燈罩12和燈體14構(gòu)成車輛用燈具10的燈室，該燈室內(nèi)放置多個光源單元20，燈罩12和燈體14可以密封光源單元20并且防水。燈罩12例如用可透過LED組件100發(fā)出的光的材料例如制成透明狀，覆蓋多個光源單元20的前方，設(shè)置在車輛的前面。燈體14設(shè)置成隔著多個光源單元20與燈罩12相對，并從后方覆蓋多個光源單元20。燈體14可以與車身形成一體。
電路單元16是由使LED組件100發(fā)光的點燈電路等形成的組件，其通過電纜22與光源單元20電連接，并通過電纜26與車輛用燈具10的外部電連接。
多個散熱部件24是與光源單元20的至少一部分接觸而設(shè)置的散熱片，例如用金屬等導(dǎo)熱率比空氣高的材料制成。散熱部件24設(shè)置成例如在相對對光機構(gòu)的支點移動光源單元20的范圍內(nèi)可伴隨光源單元20活動，且相對燈體14要留出足夠的間隔以對光源單元20進行光軸調(diào)整。多個散熱部件24可以由一個金屬部件形成一體。這時，就能夠從多個散熱部件24的整體高效率地散熱。
延長反射鏡28例如是用薄金屬板等從多個光源單元20的下部跨向燈罩12形成的反射鏡，形成得覆蓋燈體14的內(nèi)面的至少一部分，由此掩蓋燈體14的內(nèi)面形狀，提高車輛用燈具10的美觀。
另外，延長反射鏡28的至少一部分與光源單元20和/或散熱部件24接觸。這時，延長反射鏡28具有作為向燈罩12傳導(dǎo)LED組件100發(fā)生的熱的熱傳導(dǎo)部件的功能。由此，延長反射鏡28使LED組件100放熱。另外，延長反射鏡28的一部分固定在燈罩12或燈體14上。延長反射鏡28也可以形成覆蓋多個光源單元20的上下和側(cè)面的框形。
根據(jù)本實施例，由于使用LED組件100作為光源，能夠?qū)崿F(xiàn)光源單元20的小型化。例如由此提高光源單元20的配置的自由度，所以，能夠提供設(shè)計性高的車輛用燈具10。
圖3和圖4表示LED組件100的結(jié)構(gòu)的一例，圖3是LED組件100的CC剖面圖，圖4是LED組件100的上面圖。LED組件100具有基板112、多個電極104、內(nèi)腔109、保持部118、密封部件108、發(fā)光二極管元件102和熒光部106。
基板112是把發(fā)光二極管元件102放置在上面并固定的板狀物。另外，基板112含有電連接多個電極104和發(fā)光二極管元件102的配線，向發(fā)光二極管元件102供給從多個電極104得到的電力。多個電極104把從LED組件100外部得到的電力通過基板112供給發(fā)光二極管元件102。內(nèi)腔109是在基板112包圍發(fā)光二極管元件102形成的空洞，在內(nèi)部保持熒光部106。
保持部118保持基板112、多個電極104、內(nèi)腔109和密封部件108。保持部118的至少一部分例如用金屬等導(dǎo)熱率比空氣大的材料制成，這樣，可把發(fā)光二極管元件102發(fā)生的熱傳遞到LED組件100外部。
發(fā)光二極管元件102是產(chǎn)生光的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例，對應(yīng)介由電極104和基板112從LED組件100的外部接收的電力產(chǎn)生紫外光。在其他實施例，發(fā)光二極管元件102也可產(chǎn)生蘭色光代替紫外光。另外，LED組件100作為半導(dǎo)體發(fā)光元件也可有激光二極管元件。
熒光部106通過填充到內(nèi)腔109中而覆蓋發(fā)光二極管元件102的表面，對應(yīng)發(fā)光二極管元件102發(fā)出的紫外光產(chǎn)生紅色光、綠色光和蘭色光。由此，LED組件100產(chǎn)生白色光。另外，發(fā)光二極管元件102發(fā)出蘭色光時，熒光部106也可以對應(yīng)發(fā)光二極管元件102發(fā)出的蘭色光發(fā)出蘭色光的補色黃色光。此時，LED組件100基于發(fā)光二極管元件102和熒光部106產(chǎn)生的蘭色光和黃色光發(fā)出白色光。
密封部件108是封閉發(fā)光二極管元件102和熒光部106的模塊。密封部件108隔著熒光部106與發(fā)光二極管元件102相對，由可透過白色光的材料構(gòu)成。由此，密封部件108可透過熒光部106產(chǎn)生的光并射到LED組件100的外部。根據(jù)本實施例，LED組件100適當(dāng)發(fā)出白色光，照射到外部。
另外，在其他例中，LED組件100可以具有多個發(fā)光二極管元件102。此時，熒光部106設(shè)置為例如同時覆蓋多個發(fā)光二極管元件102。另外，密封部件密封部件108密封多個發(fā)光二極管元件102和熒光部106。
圖5表示作為發(fā)光二極管元件102和熒光部106的具體結(jié)構(gòu)一例和基板112與內(nèi)腔109。為便于說明，其圖中各部分尺寸之比與實際尺寸比不同。在本實施例中，發(fā)光二極管元件102具有多個電極412a、b，藍寶石襯底410和半導(dǎo)體層408，藍寶石襯底410和基板112隔著半導(dǎo)體層408而相對，并倒裝在基板112上。電極412a、b例如是焊劑凸起(バンプ)，電連接半導(dǎo)體層408和基板112。
藍寶石襯底410把半導(dǎo)體層408產(chǎn)生的光透向密封部件108。且藍寶石襯底(サフアイア)410把透過的光從向著密封部件108的相對面110照射到熒光部106。相對面110例如是1mm邊長的四邊形平面。
半導(dǎo)體層408通過在藍寶石襯底410的相對面110的背面114上結(jié)晶成長而形成，向著藍寶石襯底410發(fā)光。在本實施例半導(dǎo)體層408具有N型GaN層402，InGaN層404和P型GaN層406。N型GaN層402，InGaN層404和P型GaN層406在藍寶石襯底410的背面114上順次層積而成。半導(dǎo)體層408在這些層之間還可以有其他層。
在本實施例，半導(dǎo)體層408對應(yīng)電極412a、b和基板112接收的電力而向著藍寶石襯底410產(chǎn)生例如波長為360～380nm程度的紫外光。由此，發(fā)光二極管元件102把藍寶石襯底410的相對面110作為發(fā)光面向熒光部106發(fā)出紫外光。在其他實施例，半導(dǎo)體層408也可向著藍寶石襯底410發(fā)出蘭色光。
熒光部106具有粘合劑604和多個納米熒光體粒子602。在本實施例，熒光部106具有發(fā)出各種不同顏色光的多種納米熒光體粒子602。粘合劑604由例如硅樹脂或氟樹脂形成，以覆蓋發(fā)光二極管元件102發(fā)光面的相對面110。另外，粘合劑604內(nèi)部含有多個納米熒光體粒子602。由此，粘合劑604以覆蓋發(fā)光二極管元件102的發(fā)光面的層狀保持多個納米熒光體粒子602。此時，粘合劑604內(nèi)的納米熒光體粒子602最好以均勻密度分散。納米熒光體粒子602例如可使用超聲波均化器分散在粘合劑604內(nèi)。另外，在其他實施例中，納米熒光體粒子602也可設(shè)置在密封部件108的內(nèi)部而替代粘合劑604。另外，熒光部106可具有單一種類的納米熒光體粒子602，例如在發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生蘭色光時，熒光部106也可具有對應(yīng)蘭色光產(chǎn)生黃色光的納米熒光體粒子602。
納米熒光體粒子602是對應(yīng)發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的紫外光而產(chǎn)生熒光的熒光體的粒子。各種納米熒光體粒子602對應(yīng)發(fā)光二極管元件102發(fā)出的紫外光，產(chǎn)生紅、綠、蘭各色光。在其他實施例，納米熒光體粒子602對應(yīng)半導(dǎo)體層408產(chǎn)生的蘭色光也可產(chǎn)生蘭色的補色黃色光。
另外，納米熒光體粒子602通過例如在以ZnS、CdS、ZnSe或CdSe中任意一個為母體的晶體內(nèi)作為活性中心滲雜Mn2+，Eu3+，Tb3+或Te中的任意一個而形成。其各納米熒光體粒子602中的成為活性中心的原子或離子大約含有例如102～104個程度。
在此，納米熒光體粒子602的半徑R最好小于或等于在納米熒光體粒子602中的激發(fā)子的波爾半徑aB。此時，由量子關(guān)閉(量子閇じ込あ)效果，使電子和空穴的波動函數(shù)重疊變大，而可使納米熒光體粒子602把照射的紫外光高效地變換為可見光。另外，納米熒光體粒子602中依賴于尺寸改變電子與空穴的波動函數(shù)的重疊。為此，根據(jù)本實施例，通過改變例如納米熒光體粒子602的尺寸，可以控制由熒光發(fā)出的光的壽命。納米熒光體粒子602的半徑R最好在納米熒光體粒子602產(chǎn)生可見光的范圍內(nèi)。
另外，在本實施例，納米熒光體粒子602的直徑例如為2～10nm程度，比LED組件100(參照圖3)產(chǎn)生的光的半波長要小。為此，納米熒光體粒子602可透過可見光。此時，各納米熒光體粒子602產(chǎn)生的可見光不被其他的納米熒光體粒子602遮擋，透過粘合劑604。由此可高效地使用納米熒光體粒子602產(chǎn)生的光。另外，由此，可以提供外部量子效率高的LED組件100。
在其他實施例，納米熒光體粒子602的直徑，大于10nm，且小于或等于可見光的波長的1/4。此時，可以低成本制造納米熒光體粒子602。另外，由于納米熒光體粒子602的直徑比可見光波長1/4小，所以可以充分保證熒光部106的透過性。另外，可見光的波長例如是蘭色光的波長。納米熒光體粒子例如是直徑比1μm小的熒光體的粒子。
在此，如果LED組件100的外部量子效率低，則有時由于LED組件100的發(fā)熱使車輛用燈具10升溫。車輛用燈具10有時在炎熱的室外嚴(yán)酷環(huán)境中使用很難散熱。因此，在由點亮LED組件100而加熱車輛用燈具10時，還要考慮到不能適當(dāng)點亮車輛用燈具10的情況。但是，在本實施例，通過以高外部量子效率點亮LED組件100可以防止加熱車輛用燈具10。另外，由此也可以適當(dāng)點亮車輛用燈具10。
另外，外部量子效率例如是LED組件100外部流出光子數(shù)目與流過發(fā)光二極管元件102的電流的比。該光子數(shù)目例如是用于形成車輛用燈具10配光的可見光的光子的數(shù)目。該光子的數(shù)目可以是納米熒光體粒子602產(chǎn)生的光子的數(shù)目。另外，LED組件100產(chǎn)生光的半波長例如是含在白色光中的蘭色光的半波長。納米熒光體粒子602的半徑和直徑例如是外接納米熒光體粒子602的假想的球的半徑以及直徑。
另外，納米熒光體粒子602的半徑R是在體結(jié)晶的激發(fā)子的波爾半徑aB時，納米熒光體粒子602的最低激發(fā)能量E1如下式(1)所示。在此，波爾半徑aB例如是由與納米熒光體粒子602相同化學(xué)成分形成的熒光體的體結(jié)晶的激發(fā)子的波爾半徑。另外，在式子(1)中Eg是體結(jié)晶的禁帶寬度，me和mh是電子和空穴的有效質(zhì)量。
式子(1) 此時，納米熒光體粒子602的禁帶寬度受納米熒光體粒子602的尺寸的影響而改變。另外，在半徑R為小于或等于波爾半徑aB時，對應(yīng)最低激發(fā)狀態(tài)(Is型)而發(fā)光的光的振動頻率fQD接近有效質(zhì)量，而成為下式(2)。其中，fb為體結(jié)晶的振子強度。
式子(2)fQD=fb(aBR)3]]>此時，通過納米熒光體粒子602的尺寸變化可改變納米熒光體粒子602產(chǎn)生光的波長。另外，此時，由于所述式子(1)的第二項的影響變大，所以通過改變納米熒光體粒子602的尺寸可以使納米熒光體粒子602的禁帶寬度在比較寬的范圍變化。
圖6為更具體說明密封部件108的圖。密封部件108通過形成得覆蓋粘合劑604和發(fā)光二極管元件102而密封粘合劑604和發(fā)光二極管元件102。另外，在本實施例，密封部件108隔著熒光部106與藍寶石襯底410相對。藍寶石襯底410具有例如1.7～1.8程度的折射率。
密封部件108最好具有大于或等于1.45的折射率。此時，因為密封部件108與發(fā)光二極管元件102折射率差變小所以可以高效放出從發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的光。在本實施例密封部件108由環(huán)氧樹脂形成。而環(huán)氧樹脂例如是雙酚A型環(huán)氧樹脂(透明環(huán)氧樹脂)、聯(lián)苯基環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂等。此時，密封部件108的折射率約為1.5～1.6程度。
在此，環(huán)氧樹脂接收紫外光的照射以后，有時產(chǎn)生例如黃變等老化現(xiàn)象。為此，如果使來自發(fā)光二極管元件102的紫外光透過熒光部106時也要考慮在密封部件108上產(chǎn)生老化，使LED組件100的外部量子效率降低的問題。
但是在本實施例，納米熒光體粒子602可透過可見光。以來自發(fā)光二極管元件102的全部紫外光變換成可見光的充分的厚度，層狀地形成多個納米熒光體粒子602。由此，保持在粘合劑604上的多個納米熒光體粒子602可把發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的全部紫外光變換成可見光。根據(jù)本實施例，可以用紫外光防止密封部件108的老化。另外，由此也可不必考慮對紫外光的耐光性而選擇密封部件108的材料。另外，根據(jù)本實施例，也可以防止車輛用燈具中(參照圖1)的其他樹脂材料受紫外光而產(chǎn)生的老化。
另外，如果使納米熒光體粒子602不透過可見光，則在納米熒光體粒子602層變厚時，下層納米熒光體粒子602產(chǎn)生的可見光由上層的納米熒光體粒子602遮蓋。此時，由于失去納米熒光體粒子602產(chǎn)生的一部分光，所以使LED組件100的外部量子效率下降。但是，根據(jù)本實施例可以高效利用納米熒光體粒子602發(fā)出的光。另外，由此，可以提供外部量子效率高的LED組件100。
另外，密封部件108具有比粘合劑604小的折射率。此時，粘合劑604的折射率比發(fā)光二極管元件102的折射率小，且比密封部件108的折射率大。而納米熒光體粒子602最好具有比密封部件108大的折射率。另外納米熒光體粒子602最好具有比粘合劑604大的折射率。納米熒光體粒子602例如有大于或等于2的折射率。此時，粘合劑604的折射率比粘合劑604材料的折射率大。由此，由發(fā)光二極管元件102射入粘合劑604的光的臨界角寬。根據(jù)本實施例，可以減少在發(fā)光二極管元件102和粘合劑604的界面上的紫外光的反射。
在其他實施例，發(fā)光二極管元件102，在藍寶石襯底410和熒光部106可隔著半導(dǎo)體層408(參照圖5)相對的狀態(tài)下安裝。半導(dǎo)體層408例如具有2.3～2.5的折射率。此時，也通過用環(huán)氧樹脂等折射率高的材料形成密封部件108，所以可以提供外部量子效率高的LED組件100。
圖7表示對粘合劑604進行耐光性試驗的表格。在該耐光試驗中，對表中所示的五種材料以9.5W/cm2照度照射150小時波長為365nm的紫外光。
結(jié)果在二甲基硅酮樹脂、甲基型的倍半硅氧烷樹脂和脂環(huán)型的倍半硅氧烷樹脂中分光透過率的變化很小，也沒有外觀變化而得到良好效果。而其他材料的分光透過率變化量變大。
在此，作為倍半硅氧烷樹脂例如是階梯型和筐形等網(wǎng)絡(luò)形的硅樹脂。硅樹脂例如是具有反復(fù)結(jié)合硅和氧的高分子鏈結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷。另外，甲基型的倍半硅氧烷樹脂是作為側(cè)鏈不帶雙重鏈的醇酸樹脂的倍半硅氧烷樹脂的一例。醇酸樹脂例如是結(jié)合多價乙醇和多鹽基酸得到的高分子鏈結(jié)構(gòu)。另外，脂環(huán)型的倍半硅氧烷樹脂是側(cè)鏈?zhǔn)侵h(huán)基的倍半硅氧烷樹脂的一例。
為此，粘合劑604最好由二甲基硅酮樹脂或規(guī)定的倍半硅氧烷樹脂形成。該倍半硅氧烷樹脂的側(cè)鏈最好是不帶雙重鍵的醇酸樹脂或脂環(huán)基的。另外，該倍半硅氧烷樹脂最好是側(cè)鏈沒有苯基的。
在此，在車輛用燈具10中，發(fā)光二極管元件102有時以例如超過或等于501m/W的功率發(fā)光。此時，發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的紫外光的照度有時成為太陽光的1～2萬倍。
為此，如果使粘合劑604的材料耐紫外光的性能低，則粘合劑604有時會發(fā)生黃變等老化現(xiàn)象。此時，有時會發(fā)生光束強度下降或發(fā)光顏色改變等現(xiàn)象。但是在本實施例，由于使用二甲基硅酮樹脂或規(guī)定的倍半硅氧烷樹脂可以形成耐光性高的粘合劑604。另外，例如二甲基硅酮樹脂成本低、可用簡單工序形成，且熱穩(wěn)定性好。為此，根據(jù)本實施例，可以低成本形成高性能粘合劑604。
另外，二甲基硅酮樹脂例如具有1.3～1.4的折射率。為此，如果使粘合劑604的折射率與二甲基硅酮樹脂相同，則使粘合劑604和發(fā)光二極管元件102的界面的臨界角小，降低從發(fā)光二極管元件102射入粘合劑604的光束強度。例如，粘合劑604與具有環(huán)氧樹脂等同程度高折射率時相比，臨界角由30°下降為20°，此時光束強度下降10～15％程度。
但是如使用圖6說明的那樣，在本實施例中，粘合劑604由于含有納米熒光體粒子602所以具有比粘合劑604材料大的折射率。為此，在本實施例，例如用折射率低的材料形成粘合劑604，也可以把發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的光高效地射入粘合劑604中。由此，可由耐紫外線性能高的材料形成粘合劑604。為此，按本實施例，可以高效地利用發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的紫外光。另外，由此，可提高LED組件100的發(fā)光效率。
圖8表示發(fā)光二極管元件102和熒光部106的另一具體結(jié)構(gòu)例和基板112與內(nèi)腔109。另外，在圖8中與圖5相同符號的結(jié)構(gòu)因為與圖5中的結(jié)構(gòu)具有相同或同樣的功能，因此省略說明。
在本實施例，熒光部106還具有多個金屬氧化物粒子606。金屬氧化物粒子606具有等于或小于10nm的直徑，與多個納米熒光體粒子602一起保持在粘合劑604中。
在此，金屬氧化物粒子606由于具有等于或小于紫外光半波長的直徑，所以可透過紫外光。另外，金屬氧化物粒子606具有大于或等于2的折射率，均勻分散在粘合劑604中。所以，根據(jù)本實施例，可以進一步提高粘合劑604的折射率。另外，由此可以高效率地利用發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的紫外光。
圖9表示發(fā)光二極管元件102和熒光部106的其他具體結(jié)構(gòu)例和基板112與內(nèi)腔109。另外，在圖9中與圖5相同符號的結(jié)構(gòu)因為與圖5中的結(jié)構(gòu)具有相同或同樣的功能，因此，省略說明。
在本實施例，熒光部106還有多個大直徑熒光體粒子608。大直徑熒光體粒子608是分別具有大于或等于可見光半波長的直徑的熒光體粒子。另外，粘合劑604具有多個保持層702、704。
保持層702形成覆蓋發(fā)光二極管元件102的發(fā)光面的相對面110。另外，保持層702內(nèi)部含有多個大直徑熒光體粒子608。由此，保持層702把多個大直徑熒光體粒子608保持在相對面110上。保持層704形成得隔著保持層702與相對面110相對。另外，保持層704內(nèi)部含有多個納米熒光體粒子602。由此，保持層704在保持層702上保持納米熒光體粒子602。
保持在保持層702中的大直徑熒光體粒子608可把發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的部分紫外光變換成可見光。由此，保持層702可把發(fā)光二極管元件102產(chǎn)生的一部分紫外光和大直徑熒光體粒子608變換的可見光透向保持層704。
另外，保持在保持層704上的多個納米熒光體粒子602可把從保持層702射入的全部紫外光變換為可見光。由此，保持層704可把大直徑熒光體粒子608產(chǎn)生的可見光和多個納米熒光體粒子602產(chǎn)生的可見光透向粘合劑604的外部。
在此，在本實施例，納米熒光體粒子602例如產(chǎn)生光的三原色的一部分顏色的光。而大直徑熒光體粒子608產(chǎn)生光的三原色中其他光。大直徑熒光體粒子608最好對應(yīng)紫外光產(chǎn)生與納米熒光體粒子602產(chǎn)生的可見光不同波長的可見光。在本實施例，可以由大直徑熒光體粒子608產(chǎn)生一部分顏色光而由納米熒光體粒子602產(chǎn)生其他顏色光。由此，可以根據(jù)成本和穩(wěn)定性等分開使用納米熒光體粒子602和大直徑熒光體粒子608。
另外，在本實施例，保持層704中的納米熒光體粒子602也可以介由保持層702把發(fā)光二極管元件102射入的全部紫外光變換成可見光。為此，在本實施例，也可以防止密封部件108(參照圖3)的老化。
以上用實施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明的技術(shù)范圍不局限于上述實施例所述的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對上述實施例施加各種變更或者改進。施加了這種變更或改進的例也可以包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，這從權(quán)利要求的記述中可以明確。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光組件，其可以產(chǎn)生光，其中該發(fā)光組件具有發(fā)出光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；多個納米熒光體粒子，其分別具有比所述發(fā)光組件產(chǎn)生的光的半波長小的直徑，且對應(yīng)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光產(chǎn)生熒光；粘合劑，其以覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面的層狀保持所述多個納米熒光體粒子。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光組件，其中，所述納米熒光體粒子的直徑為2～10nm，
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光組件，其中，所述納米熒光體粒子的直徑比10nm大且為小于或等于可見光的波長的1/4。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光組件，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生紫外光，所述納米熒光體粒子對應(yīng)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的紫外光產(chǎn)生可見光。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光組件，其中，所述粘合劑可由氟樹脂或二甲基硅酮樹脂構(gòu)成，其內(nèi)部含有所述多個納米熒光體粒子并覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光組件，其中，所述粘合劑可由倍半硅氧烷(シルセスキオキサン)樹脂構(gòu)成，其內(nèi)部含有所述多個納米熒光體粒子并覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面，該倍半硅氧烷樹脂的側(cè)鏈可以是不帶雙重鍵的醇酸樹脂或脂環(huán)基。
7.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光組件，其中，還具有多個金屬氧化物粒子，其分別具有小于或等于紫外光的半波長的直徑，并與所述多個納米熒光體粒子一起保持在所述粘合劑中。
8.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光組件，其還具有密封部件，其由透過可見光的材料構(gòu)成，以覆蓋所述粘合劑和所述半導(dǎo)體發(fā)光元件，從而密封所述粘合劑及所述半導(dǎo)體發(fā)光元件；保持在所述粘合劑中的所述多個納米熒光體粒子把所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的全部紫外光變換成可見光。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光組件，其中，所述密封部件由環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光組件，其中，還具有多個大直徑熒光體粒子，其分別具有比可見光的半波長大的直徑，并對應(yīng)紫外光產(chǎn)生與所述納米熒光體粒子產(chǎn)生的可見光不同波長的可見光，所述粘合劑具有第一保持層，其覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的所述發(fā)光面而形成，所述多個大直徑熒光體粒子保持在所述發(fā)光面上；第二保持層，其隔著所述第一保持層對著所述發(fā)光面而形成，所述多個納米熒光體粒子保持在所述第一保持層上；保持在所述第一保持層上的所述多個大直徑熒光體粒子可把所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的一部分紫外光變換成可見光；所述第一保持層可把所述半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的一部分紫外光和所述多個大直徑熒光體粒子產(chǎn)生的可見光透向所述第二保持層；在所述第二保持層保持的所述多個納米熒光體粒子把從所述第一保持層射入的全部紫外光變換為可見光；所述第二保持層也可以把所述多個大直徑熒光粒子產(chǎn)生的可見光和所述多個納米熒光體粒子產(chǎn)生的可見光透向所述粘合劑的外部。
11.一種車輛用燈具，其應(yīng)用于車輛中，其中，該車輛用燈具具有發(fā)出光的發(fā)光組件和把所述發(fā)光組件發(fā)出的光向所述車輛用燈具的外部照射的光學(xué)部件，所述發(fā)光組件具有發(fā)出光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；具有比所述發(fā)光組件產(chǎn)生的光的半波長小的直徑，且對應(yīng)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光而產(chǎn)生熒光的多個納米熒光體粒子；以覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面的層狀保持所述多個納米熒光體粒子的粘合劑。
全文摘要
一種外部量子效率高的發(fā)光組件。其是產(chǎn)生光的發(fā)光組件(100)，其具有產(chǎn)生光的半導(dǎo)體發(fā)光元件(102)；多個納米熒光體粒子(602)，其分別具有比發(fā)光組件(100)產(chǎn)生的光的半波長小的直徑，對應(yīng)半導(dǎo)體發(fā)光元件(102)發(fā)出的光而產(chǎn)生熒光；粘合劑，其以覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件(102)的發(fā)光面的層狀保持多個納米熒光體粒子(602)。另外，車輛用燈具(10)具有所述發(fā)光組件(100)。
文檔編號C09K11/02GK1638166SQ20051000411
公開日2005年7月13日 申請日期2005年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者大長久芳, 武田仁志, 堤康章, 羽山秀和, 山田憲司 申請人:株式會社小糸制作所