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發(fā)光裝置的制作方法

文檔序號:7235992閱讀:165來源:國知局

專利名稱::發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明是關(guān)于發(fā)光二極管燈等發(fā)光裝置。
背景技術(shù)
:使用發(fā)光二極管(LED:LightEmittingDiode)的LED燈的技術(shù)正朝著多方向飛速發(fā)展,例如液晶顯示器、移動電話、信息終端等的背光源以及室內(nèi)外廣告等。而且,LED燈的使用壽命較長、可靠性較高,而且具有功耗低、抗沖擊性強、響應速度快、顯示色純度高、輕薄、短小等優(yōu)勢,不僅可以用于產(chǎn)業(yè)用途,而且用于普通照明時也倍受關(guān)注。將這樣的LED燈用于各種用途時,關(guān)鍵在于能夠獲得白色發(fā)光。作為LED燈以實現(xiàn)白色發(fā)光的代表方式,可列舉以下三種(l)使用發(fā)出藍、綠以及紅各色光的3種LED芯片的方式;(2)組合發(fā)出藍色光的LED芯片以及發(fā)出黃色至橙色光的熒光體的方式;(3)組合發(fā)出紫外線光的LED芯片以及發(fā)出藍色、綠色以及紅色光的三色混合熒光體(以下稱作RGB熒光體)的方式。其中,一般而言,方式(2)得到了廣泛實用化。作為應用所述方式(2)的LED燈的構(gòu)造,提出了以下構(gòu)造使混有熒光體的透明樹脂流入到裝配有LED芯片的杯狀框架(frame)內(nèi),使其固化,從而形成含有焚光體的樹脂層(例如,參照日本專利特開2001-1化516公報)。而且,為了提高亮度,還開發(fā)出了板上芯片(ChipOnBoard,COB)構(gòu)造,即,在搭載于基板(board)上的大量LED芯片上,涂布混有熒光體的透明樹脂,從而形成含熒光體的樹脂層。此外,還提出了以下技術(shù):將混有熒光體的透明樹脂成形為片(sheet)狀而形成含熒光體的樹脂片,將此含熒光體的樹脂片固定在配置著LED芯片的框架上,從而減少色彩不均以及杯間的色差。近年來,就用于普通照明的LED燈而言,被稱作顯色性的色彩呈現(xiàn)受到重視。顯色性是指,將接近自然光的照明作為標準光,對光源照射下的色彩呈現(xiàn)進行評估,顯色性是以顯色指數(shù)來表示的。顯色指數(shù),是以數(shù)值來表示用樣品光源及標準光分別對ns所規(guī)定的測試色進行照明時所產(chǎn)生的色偏移的大小,將在標準光下觀察時的顯色指凄t設(shè)為100,隨著色偏移變大,數(shù)值會變小,越接近IOO則顯色性越好。顯色指數(shù)有平均顯色指數(shù)Ra以及特殊顯色指數(shù)Ri,平均顯色指數(shù)Ra表示測試No.l~No.8的顯色指數(shù)值的平均值。而且,特殊顯色指數(shù)Ri中,使用的是測試NO.i的顯色指數(shù)的各個數(shù)值。成為目前主流的白色LED,是采用組合藍色發(fā)光的LED芯片以及黃色至橙色發(fā)光的熒光體的方式,此方式的LED中,紅色成分不足,所以顯色性不足。因此,除了黃色至橙色發(fā)光的熒光體以外,還調(diào)配氮化物系或硫化物系等的紅色發(fā)光焚光體,由此來提高顯色性。亦即,Ra較高的所謂高顯色類型的LED燈中,是通過在由來自LED芯片的藍色光來發(fā)光的黃色熒光體所發(fā)出的黃色光中,混合由紅色熒光體發(fā)出的紅色光(例如,主波長為620nm),從而合成顯色性優(yōu)異的白色光。但是,這樣的高顯色類型的LED燈中,紅色熒光體不僅吸收來自LED芯片的波長為460nm的藍色光以用于激發(fā),而且還吸收由黃色焚光體發(fā)出的黃色光以用于激發(fā),因此有光的取出效率大幅降低的問題。因此,針對所述問題,提出了一種將綠色焚光體與紅色焚光體(或者橙色熒光體)一并混合使用的LED燈(例如,參照日本專利特開2004-327518公報)。而且,也提出了選擇紅色熒光體的主波長的方法(例如,參照日本專利特開2005-322674公報)。紅色區(qū)域通常大于等于600nm,一般而言是670nm,但可寬泛地選擇主波長到780nm為止的區(qū)域。然而,就日本專利特開2004-327518公報中所揭示的LED燈而言,由于多數(shù)情況下由綠色熒光體發(fā)出的綠色光也用作激發(fā)光,所以無法充分提高發(fā)光效率以及Ra。而且,在日本專利特開2005-322674公報所揭示的LED燈中,若要考慮減少發(fā)光效率的降低且提高Ra,則必須嚴格地選擇主波長。而且,Ca2SrsNs:Eu、CaAlSiN3:Eu等氮化物系紅色熒光體難以進行結(jié)晶成長,而且就其他氮化物系紅色熒光體而言,由于粒徑會對效率降低產(chǎn)生較大影響,因此除了必須從較寬的波長范圍中選擇最好的波長以外,還必須嚴格地設(shè)定熒光體粒徑。若熒光體的粒徑較小,則不僅無法提高發(fā)光效率,而且來自LED芯片的藍色發(fā)光與由此藍色激發(fā)而發(fā)光的黃色系發(fā)光的光路都會被堵塞,從而導致光取出效率降低。作為用于普通照明的LED燈,要求以3波長熒光燈的Ra(80~85)值作為指標,并且發(fā)光效率的降低較少且能實現(xiàn)Ra8085的發(fā)光裝置。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)了發(fā)光效率的提高、具有高顯色性且能夠調(diào)整Ra的發(fā)光裝置。本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于包括發(fā)光元件;以及以覆蓋所述發(fā)光元件的方式而配置的含熒光體的樹脂層,此含熒光體的樹脂層含有透明樹脂以及兩種或兩種以上熒光體,所述兩種或兩種以上熒光體受到由所述發(fā)光元件放射出的光的激發(fā)而發(fā)出半值寬度為70-110nm的可見光。而且,如本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,本發(fā)明權(quán)利要求第2項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,且所述熒光體具有兩種或兩種以上的黃色系熒光體,且平均顯色指數(shù)Ra為80-85,所述兩種或兩種以上的黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出半值寬度為70-110nm的黃色光至橙色光。而且,如本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,本發(fā)明權(quán)利要求第3項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,所述熒光體具有兩種黃色系熒光體,所述兩種黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長為520-585nm且半值寬度為70-110咖的黃綠色光至橙色光,且所述兩種黃色系熒光體的主波長之差為25~65nm。而且,如本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,本發(fā)明權(quán)利要求第4項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,且所述熒光體具有黃色系熒光體以及橙色系熒光體,且平均顯色指數(shù)Ra為80~85,所述黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長為540~585nm且半值寬度為70~110nm的黃色光至橙色光,所述橙色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長超過585nm但小于等于nm且半值寬度為70-110nm的橙色光至橙紅色光。而且,如本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,本發(fā)明權(quán)利要求第5項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,且所述熒光體具有兩種或兩種以上的黃色系熒光體以及橙色系熒光體,所述兩種或兩種以上的黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70-110nm的黃色光至才登色光,所述橙色系熒光體受到由所述發(fā)光二^fe管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長超過585謹?shù)∮诘扔?30nra且半值寬度為70~110nm的橙色光至橙紅色光。而且,如本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明至第5項發(fā)明中任一發(fā)明所述的發(fā)光裝置,本發(fā)明權(quán)利要求第6項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于所述發(fā)光元件具有引線接合連接構(gòu)造,所述熒光體相對于所述透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上熒光體的合計值來計算,為10~20wt%,且所述含熒光體的樹脂層的厚度(光路長度)為0.3~1.2mm。而且,如本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明至第5項發(fā)明中任一發(fā)明所述的發(fā)光裝置,本發(fā)明權(quán)利要求第7項發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于所述發(fā)光元件具有倒裝芯片連接構(gòu)造,所述熒光體相對于所述透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上熒光體的合計值來計算,為10~20wt%,且所述含熒光體的樹脂層的厚度(光路長度)為0.15~1.2mm。在所述權(quán)利要求第1項發(fā)明至第7項發(fā)明中,只要沒有特別指定,則用語的定義以及技術(shù)含義如下。發(fā)光元件是指利用放射出的光來激發(fā)熒光體,使熒光體發(fā)出可見光的元件。本發(fā)明中所使用的發(fā)光元件,例如可以列舉藍色發(fā)光類型的LED芯片或紫外發(fā)光類型的LED芯片等。但是,并不僅限于這些類型,只要是能夠激發(fā)熒光體而使其發(fā)出可見光的發(fā)光元件,則可以根據(jù)發(fā)光裝置的用途或目標的發(fā)光色等而使用各種發(fā)光元件。熒光體是指,受到由所述發(fā)光元件放射出的光(例如,藍色光)的激發(fā)而發(fā)出可見光,并能夠通過此可見光與由發(fā)光元件放射出的光的混色而獲得所需發(fā)光色的物質(zhì)。本發(fā)明中的熒光體,是將兩種或兩種以上具有主波長中的半值寬度為70-110nm的發(fā)光光譜的焚光體混合使用。半值寬度是指,高度為波峰的1/2時的光譜展寬(波長)。如果使用了具有主波長的半值寬度不足70nm的發(fā)光光譜的熒光體,則即便混合兩種或兩種以上的熒光體也無法獲得高顯色性的發(fā)光。而且,如果使用具有半值寬度超過110nm的發(fā)光光譜的熒光體,則難以實現(xiàn)高發(fā)光效率。另外,在本發(fā)明中,記載了發(fā)出主波長為540~585nm的黃色光至橙色光的熒光體作為黃色系熒光體,記載了發(fā)出主波長超過585nm但小于等于630nm的橙色光至橙紅色光的熒光體作為橙色系熒光體,但是,如果特別記載了發(fā)光的主波長來指定熒光體,則發(fā)出主波長為520-540nm的綠色光至黃綠色光的熒光體有時也包含在黃色系熒光體中。含熒光體的樹脂層是用來保持熒光體的層,是通過將在透明樹脂中混合有所述兩種或兩種以上熒光體的混合物以覆蓋發(fā)光元件的方式而進行涂布并予以固化而形成的。作為透明樹脂,例如可以使用環(huán)氧樹脂或硅樹脂等液狀透明樹脂。為了提高發(fā)光效率,較好的是,熒光體相對于透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上焚光體的合計值來計算,為10~20wt%,且相當于光路長度的含熒光體的樹脂層的厚度,在發(fā)光元件的電極連接采用引線接合時,為O.3~1.2隱。而且,當發(fā)光元件具有倒裝芯片電極連接構(gòu)造時,較好的是,含熒光體的樹脂層的厚度(光路長度)為0.15-1.2mm。平均顯色指數(shù)Ra是指,以數(shù)值來表示用樣品光源及標準光來對測試色進行照明時的色偏移的大小。Ra大于等于80且相當于3波長熒光燈的普通照明裝置具有非常高的顯色性。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第1項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,由于具有發(fā)出半值寬度為70-110nm的可見光的兩種或兩種以上的焚光體,因此可以減少發(fā)光效率的降低且能夠獲得高顯色性的發(fā)光。而且,通過改變熒光體的發(fā)光色(主波長)也能夠容易地進行Ra值的調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第2項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,由于具有LED芯片以及利用來自此LED芯片的藍色光而發(fā)出半值寬度為70-110nm的黃色光至橙色光的兩種或兩種以上黃色系熒光體,因此能夠維持高發(fā)光效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)Ra為80~85的高顯色性。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第3項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,由于具有LED芯片以及利用來自此LED芯片的藍色光而發(fā)出主波長為520-585nm且半值寬度為70-110nm的黃綠色光至橙色光的兩種黃色系熒光體,并且所述兩種黃色系熒光體的主波長之差為25-65nm,因此能夠維持高顯色性,且能夠提高發(fā)光效率。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第4項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,由于具有LED芯片、利用來自此LED芯片的藍色光而發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70~110腿的黃色光至橙色光的黃色系熒光體、以及發(fā)出主波長超過585nm但小于等于630nm且半值寬度為70-110nm的橙色光至橙紅色光的橙色系熒光體,因此能夠維持高發(fā)光效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)Ra為80~85的高顯色性。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第5項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,由于具有LED芯片、利用來自此LED芯片的藍色光而發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70~110nm的黃色光至橙色光的兩種或兩種以上的黃色系熒光體、以及發(fā)出主波長超過585nra但小于等于630nm且半值寬度為70~110,的橙色光至橙紅色光的橙色系熒光體,因此能夠維持高發(fā)光效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)高顯色性。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第6項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,通過將熒光體相對于透明樹脂的調(diào)配比例設(shè)為10~20wt%,并且將含熒光體的樹脂層的厚度(光路長度)調(diào)整為0.3-1.2mm,從而可以進一步提高以引線接合的方式連接著發(fā)光元件的發(fā)光裝置的發(fā)光效率。根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求第7項發(fā)明所述的發(fā)光裝置,通過將熒光體相對于透明樹脂的調(diào)配比例設(shè)為10-20wt%,并且將含熒光體的樹脂層的厚度(光路長度)調(diào)整為0.15-1.2mm,從而可以進一步提高以倒裝芯片的方式連接著發(fā)光元件的發(fā)光裝置的發(fā)光效率。圖1是表示將本發(fā)明的發(fā)光裝置應用于LED燈的第1實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是表示配置著多個圖1所示的LED燈的LED組件的一例的平面圖。圖3是圖2的A-A線的截面圖。圖4是本發(fā)明的發(fā)光裝置的第2實施形態(tài)中的LED燈的截面圖。圖5是本發(fā)明的發(fā)光裝置的第3實施形態(tài)中的發(fā)光裝置的平面圖。圖6是圖5的F-F線的截面圖。圖7是表示參考例1~5中的LED燈的發(fā)光效率的測定結(jié)果的圖表。1:LED燈2:LED芯片3:電路圖案4:基板6:4妄線7:凹部8:框架9:含熒光體的樹脂層10:焊料凸點21:LED組件具體實施例方式以下,參照圖示,對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。(第1實施形態(tài))圖1是表示將本發(fā)明的發(fā)光裝置應用于LED燈的第1實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的截面圖。而且,圖2是表示例如在一平面上將圖1所示的多個LED燈配置成3行3列的矩陣狀的LED組件(module)的一例的平面圖,圖3是圖2的A-A線截面圖。圖1所示的LED燈1中,具有藍色發(fā)光類型的LED芯片2作為發(fā)光元件。此LED芯片2搭載在具有電路圖案3的基板4上。作為基板4,使用的是具有散熱性及剛性的由鋁(Al)或鎳(Ni)、玻璃環(huán)氧樹脂等形成的平板,在此基板4上隔著電絕緣層5而形成有陰極側(cè)與陽極側(cè)的電路圖案3。電路圖案3是由Cu與Ni的合金或Au等構(gòu)成的。并且,LED芯片2的底面電極電性連接至其中一個電極側(cè)的電路圖案3之上,而上面電極則經(jīng)由金線等接合線6來與另一個電極側(cè)的電路圖案3電性連接。在基板4上設(shè)置著具有凹部7的由樹脂等制成的框架8??蚣?例如是由聚對苯二曱酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate,PBT)、聚鄰苯二甲酰胺(polyphthalamide,PPA)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)等的合成樹脂構(gòu)成,且在凹部7內(nèi)配置著LED芯片2。并且,在收納有LED芯片2的凹部7內(nèi),填充著含熒光體的樹脂,此含焚光體的樹脂是將發(fā)出主波長的半值寬度為70-110nm的可見光的兩種或兩種以上焚光體混合分散到透明樹脂中而成的,且LED芯片2由這樣的含熒光體的樹脂層9所覆蓋。作為透明樹脂,例如可以使用硅樹脂或環(huán)氧樹脂等。含熒光體的樹脂層9是通過以下方式形成的,即向透明樹脂中添力口.混合熒光體之后,使用分配器等將此含熒光體的樹脂填充到配置著LED芯片2的凹部7內(nèi),并進行加熱使所述含熒光體的樹脂硬化。為了提高發(fā)光效率,較好的是,熒光體相對于透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上焚光體的合計值來計算,為10-20wt°/。。更好的是13~15wt%。而且,就像此實施形態(tài)所示,在LED芯片2經(jīng)由接合線6而與電路圖案3連接的構(gòu)造(引線接合連接構(gòu)造)中,相當于光路長度的含熒光體的樹脂層9的厚度為0.3~1.2mm,更好的是0.5~0.9mm。如果含焚光體的樹脂層9的厚度不足0.3mm,則用于發(fā)光的熒光體的量變少,因此會導致發(fā)光效率降低。而且,含熒光體的樹脂層9難以充分覆蓋到接合線6的上端部為止,從而容易使接合線6露出,因此不佳。另一方面,如果含熒光體的樹脂層9的厚度超過1.2mm,則由LED芯片2放射出的光難以到達含焚光體的樹脂層9的上部為止,且難以充分激發(fā)含熒光體的樹脂層9中所有的焚光體,從而難以獲得所需的光量。另外,為了確保必要且充分量的焚光體而抑制發(fā)光效率的降低,多數(shù)情況下,凹部7的深度(從凹部7的開口端到底面為止的距離)通常是l.0mm左右,此時,含熒光體的樹脂層9的厚度被限制為小于等于凹部7的深度。作為熒光體,使用的是受到從LED芯片2放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長的半值寬度為70-110nm的可見光的兩種或兩種以上熒光體。當使用具有半值寬度超出所述范圍的寬發(fā)光波峰、或者具有過于陡峭的發(fā)光波峰的熒光體時,無法獲得高效率且高顯色性的發(fā)光。亦即,當使用具有主波長的半值寬度不足70nm的發(fā)光光譜的熒光體時,即便混合兩種或兩種以上熒光體,也無法獲得高顯色性的發(fā)光。而且,當使用具有半值寬度超過11Qnm的發(fā)光光譜的熒光體時,難以實現(xiàn)高發(fā)光效率。此外,當僅使用一種發(fā)出半值寬度為70-110nm的可見光的熒光體時,由于顯色性降低,因此也難以獲得高效率且高顯色性的發(fā)光。在第1實施形態(tài)的LED燈1中,通過使用兩種或兩種以上的黃色系熒光體,其受到來自LED芯片2的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長的半值寬度為70~110nm的黃色光至橙色光之間的光,可以實現(xiàn)平均顯色指數(shù)Ra為80~85的高顯色性。而且,通過使用兩種黃色系熒光體,其發(fā)出主波長為520-585nm且主波長之差為25~65nm,并且主波長的半值寬度為70-110nm的黃綠色光至橙色光之間的光,可以維持高發(fā)光效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)高顯色性。另外,通過組合且使用發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70~110nm的黃色光至橙色光之間的光的黃色系熒光體、以及發(fā)出主波長超過585nm但小于等于630nm且半值寬度為70~110nm的橙色光至橙紅色光之間的光的橙色系熒光體,則可以實現(xiàn)Ra為80-85的高顯色性。主波長為540~585nm的黃色系熒光體與主波長超過585nm但小于等于630nm的才登色系熒光體的調(diào)配比率,可在3.5:1~2.0:1的范圍內(nèi)變動,通過調(diào)整此調(diào)配比率,可以調(diào)整Ra以及色溫。另外,也可組合且使用所述的兩種或兩種以上黃色系熒光體(主波長為540~585咖,半值寬度為70~110nm)、以及所述的1種橙色系焚光體(主波長超過585nm但小于等于630nm,半值寬度為70-110nm)。當使用主波長超過585nm但小于等于630nm的橙色系熒光體時,可以進一步組合且使用發(fā)出主波長為600-630nm的橙紅色光的熒光體。另外,也可將發(fā)出主波長為510-540nm且半值寬度為70-110nm的綠色光至黃綠色光之間的光的綠色熒光體,與所述黃色系熒光體或橙色系焚光體或者這兩者相組合且使用。作為發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70-110腿的黃色光至橙色光的黃色系熒光體、以及發(fā)出主波長大于585nm但小于等于630nm且半值寬度為70~110nm的橙色光至橙紅色光的橙色系熒光體,可以列舉AE2Si04:Eu熒光體(AE表示Sr、Ba、Ca等堿土類元素)或Mg2Si04:Eu熒光體、Zn2SiO4:Eu焚光體等的硅酸鹽系熒光體,可以從這些熒光體中選擇。而且,也可以從硅鋁氧氮系熒光體(例如、AEx(Si,Al)12(N,0)16:Eu)或氧化物系熒光體中,選擇具有所述主波長以及半值寬度的熒光體來使用。而且,作為發(fā)出主波長為520-585nm且半值寬度為70-110nm的黃綠色光至橙色光的黃色系熒光體,也可以從所述AE2Si04:Eu熒光體、Mg2Si04:Eu焚光體、硅酸鹽系熒光體、硅鋁氧氮系熒光體、氧化物系熒光體中,選擇具有所述主波長以及半值寬度的熒光體來使用。作為發(fā)出主波長超過630nm且半值寬度為70-110nm的紅色光的紅色熒光體,可以列舉CaAlSiN3:Eu熒光體、Sr2Si5N8:Eu熒光體之類的氮化物熒光體,可以從這些熒光體中選擇且使用。第1實施形態(tài)的LED燈1中,所施加的電能量由LED芯片2轉(zhuǎn)換成主波長例如為460nm的藍色光且放射,所放射出的藍色光由含熒光體的樹脂層9中所含的具有半值寬度為70-110nm的發(fā)光波峰的兩種或兩種以上熒光體轉(zhuǎn)換成波長更長的光。繼而,從LED燈1放出基于由LED芯片2放射出的藍色光與所述焚光體的發(fā)光色的顏色的白色光。而且,在第1實施形態(tài)的LED燈1中,由于具有受到由LED芯片2放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出半值寬度為70-110nm的可見光的兩種或兩種以上熒光體,因此可獲得效率降低較少且高顯色性的發(fā)光。而且,通過組合且使用主波長不同的熒光體作為兩種或兩種以上熒光體,可以容易地調(diào)整Ra的值,且可以實現(xiàn)Ra為80-85的高顯色性。另外,LED燈1并不僅限于白色發(fā)光燈,也可以構(gòu)成具有白色以外的發(fā)光色的LED燈1。當利用LED燈1獲得白色以外的發(fā)光,例如獲得中間色的發(fā)光時,可以根據(jù)目標的發(fā)光色而適當?shù)厥褂酶鞣N焚光體。而且,在該實施形態(tài)中,是舉扁平類型的SMD型LED燈1為例進行了說明,但特別是并不僅限于此,例如也可以適用于炮彈型(或者圓型)LED燈。而且,對將多個LED燈1配置成矩陣狀的發(fā)光二極管組件21進行了說明,但本發(fā)明并不僅限于此,例如可以將多個LED燈1分別形成為1列狀,此外也可以各別地設(shè)置1個LED燈。(第2實施形態(tài))圖4是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的第2實施形態(tài)的LED燈結(jié)構(gòu)的截面圖。另外,圖4中,對于與表示第1實施形態(tài)的圖l相同的構(gòu)成要素,使用了相同的參考數(shù)字,且省略重復說明。第2實施形態(tài)中,與LED芯片2的電極的連接是通過倒裝芯片連接來進行的。亦即,LED芯片2,以電極形成面朝下(facedown)的方式搭載在基板4上,電極墊通過焊料凸塊(bump)10而與電路圖案3電性連接。并且,在收納有LED芯片2的凹部7內(nèi),填充著含熒光體的樹脂,此含熒光體的樹脂是將發(fā)出光譜的半值寬度為7Q11Qnm的可見光的兩種或兩種以上熒光體混合分散到透明樹脂中而成的,且LED芯片2由這樣的含熒光體的樹脂層9所覆蓋。作為熒光體,可以適當?shù)亟M合且使用與第1實施形態(tài)中相同的黃色系熒光體以及橙色系熒光體。為了提高發(fā)光效率,較好的是,熒光體相對于透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上熒光體的合計值來計算,為10~20wt%,更好的是1315wt°/。。而且,含焚光體的樹脂層9的厚度(光路長度)為0.15~1.2mm,更好的是0.5~0.9mm。如果含熒光體的樹脂層9的厚度不足0.15mm,則用于發(fā)光的熒光體的量變少,因此會導致發(fā)光效率降低。另一方面,如果含熒光體的樹脂層9的厚度超過1.2mm,則LED芯片2放射出的光會難以到達含熒光體的樹脂層9的上部為止,且難以充分激發(fā)含熒光體的樹脂層9中所有的熒光體,從而難以獲得所需的光量。在第2實施形態(tài)的LED燈1中,由于具有受到由LED芯片2》欠射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出半值寬度為70-110nm的可見光的兩種或兩種以上熒光體,因此能夠獲得效率的降低較少且高顯色性的發(fā)光。而且,通過組合且使用主波長不同的熒光體來作為兩種或兩種以上熒光體,能夠容易地調(diào)整Ra的值,且可以實現(xiàn)Ra為80~85的高顯色性。此外,由于是使用倒裝芯片連接構(gòu)造來作為LED芯片2的電極連接構(gòu)造,所以可以提高向LED芯片2的上面發(fā)出的光的取出效率。(第3實施形態(tài))圖5及圖6表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的形成LED封裝的發(fā)光裝置。圖5是此發(fā)光裝置的平面圖,圖6是將圖5所示的發(fā)光裝置沿F-F線截斷的截面圖。另外,在圖5以及圖6中,對于與第1實施形態(tài)相關(guān)的圖式相同的構(gòu)成要素,使用了相同的參考數(shù)字來表示。圖5以及圖6所示的發(fā)光裝置(LED燈)1具備封裝基板,例如,裝置基板4;反射層31;電路圖案3;多個較好的是大量的LED芯片,例如,半導體發(fā)光元件2;粘結(jié)層32;反射器34;含熒光體的樹脂層9;以及光拡散部材33。含熒光體的樹脂層9也作為密封構(gòu)件而發(fā)揮功能。裝置基板4是由金屬或者絕緣材,例如合成樹脂制的平板所構(gòu)成,為了獲得發(fā)光裝置1所需的發(fā)光面積,裝置基板4形成為規(guī)定形狀例如長方形狀。當由合成樹脂制作裝置基板4時,例如可以利用加入了玻璃粉末的環(huán)氧樹脂等來形成。當由金屬來制作裝置基板4時,可以提高從該裝置基板4的內(nèi)面散熱的散熱性,可以使裝置基板4的各部分的溫度均勻,以抑制發(fā)出相同波長域的光的半導體發(fā)光元件2的發(fā)光色的不均勻。另外,作為具有所述作用效果的金屬材料,可以例示10W/ra.K以上的導熱性優(yōu)異的材料,具體而言,可以例示鋁或鋁合金。反射層31的大小為,可配設(shè)規(guī)定數(shù)量的半導體發(fā)光元件2,例如,反射層31覆蓋在裝置基板4的整個表面。反射層31可以由在400-740nm的波長區(qū)域內(nèi)具有85%以上的反射率的白色絕緣材料構(gòu)成。這樣的白色絕緣材料,可以使用由粘結(jié)片構(gòu)成的預浸料(pre-preg)。這樣的預浸料,例如可以通過使混有氧化鋁等白色粉末的熱固性樹脂含浸于片狀基材內(nèi)而形成。反射層31利用自身的粘結(jié)性而粘結(jié)在成為裝置基板4表面的一面上。電路圖案3粘結(jié)在反射層31的粘結(jié)有裝置基板4的面的相反側(cè)的面上,以作為對各半導體發(fā)光元件2通電的要素。此電路圖案3,例如是為了使各半導體發(fā)光元件2串聯(lián)連接,而在裝置基板4以及反射層31的長度方向上,每隔規(guī)定的間隔而散布形成為兩列。位于一個電路圖案3的列的一端側(cè)的端側(cè)電路圖案3a,與供電圖案部3c—體連接而形成,同樣,位于另一個電路圖案3的列的一端側(cè)的端側(cè)電路圖案3a,與供電圖案部3d—體連接而形成。供電圖案部3c、3d并列地設(shè)置在反射層31的長度方向的一端部,且相互隔開而由反射層31來絕緣。在所述各供電圖案部3c、3d上,分別通過焊接等而連接著到達電源的電線(未圖示)。電路圖案3是按照以下所述的順序形成。首先,將由含浸有未硬化的所述熱固性樹脂的預浸料構(gòu)成的反射層31貼附在裝置基板4上,之后在反射層31上貼附著與反射層31同樣大小的銅箔。接著,對由以上步驟獲得的層疊體進行加熱并且加壓,使熱固性樹脂硬化,由此將裝置基板4及銅箔緊壓在反射層31上,從而完成粘結(jié)。然后,在銅箔上設(shè)置光阻劑層,對銅箔進行蝕刻處理,之后去除殘留的光阻劑層,以形成電路圖案3。由銅箔構(gòu)成的電路圖案3的厚度例如為35μm。各半導體發(fā)光元件2,例如是由使用氮化物半導體而形成的雙線(doublewire)型LED芯片構(gòu)成,且是在具有透光性的元件基板2b的一面上層疊半導體發(fā)光層2a而形成的。元件基板2b例如是由藍寶石基板制作的。此元件基板2b的厚度大于電路圖案3的厚度,例如為90Mffl。半導體發(fā)光層2a,是在元件基板2b的主面上依次層疊緩沖層、n型半導體層、發(fā)光層、p型包覆層、p型半導體層而形成的。發(fā)光層是設(shè)為障壁層與阱(well)層交替層疊而成的量子阱構(gòu)造。在n型半導體層上設(shè)有n側(cè)電極,在p型半導體層上設(shè)有p側(cè)電極。該半導體發(fā)光層2a不具有反射膜,可以向厚度方向的兩個方向放射光。如圖6所示,各半導體發(fā)光元件2分別配置在鄰接于裝置基板4的長度方向的電路圖案3之間,且通過粘結(jié)層32而粘結(jié)在白色反射層31的同一面上。具體而言,與層疊著半導體發(fā)光層2a的元件基板2b的一面平行的另一面,通過粘結(jié)層32而粘結(jié)在反射層31上。通過該粘結(jié),電路圖案3以及半導體發(fā)光元件2呈直線狀排列在反射層31的同一面上,因此位于該排列方向的半導體發(fā)光元件2的側(cè)面與電路圖案3設(shè)置成彼此靠近且相對向。粘結(jié)層32的厚度例如可以設(shè)為5Mffl或5卿以下。粘結(jié)層32例如可以使用在5Mni或5卿以下的厚度下具有透光率大于等于70%的透光性的粘結(jié)劑,例如可以較好地使用硅樹脂系粘結(jié)劑。如圖5以及圖6所示,各半導體發(fā)光元件2的電極與近接配置在半導體發(fā)光元件2兩側(cè)的電路圖案3是利用接合線6來連接的。此外,位于所述兩列電路圖案3的另一端側(cè)的端側(cè)電路圖案3b彼此也是利用接合線6來連接的。因此,在此實施形態(tài)的情況下,各半導體發(fā)光元件2串聯(lián)連接著。由以上的裝置基板4、反射層31、電路圖案3、各半導體發(fā)光元件2、粘結(jié)層32以及接合線6,形成了發(fā)光裝置1的面發(fā)光源。反射器34,并非分別對應單個或者多個半導體發(fā)光元件2而設(shè)置,而是包圍反射層31上的所有半導體發(fā)光元件2的單一構(gòu)件,如圖5所示,反射器34是由長方形的框形成,半導體發(fā)光元件2配置在由所述枠形成的凹部7內(nèi)。反射器34粘結(jié)固定在反射層31上,其內(nèi)部收納有多個半導體發(fā)光元件2以及電路圖案3,并且所述一對供電圖案部3c、3d位于反射器34的外部。反射器34例如可以利用合成樹脂來成形,其內(nèi)周面成為反射面。反射器34的反射面,除了可以通過電鍍或蒸鍍A1或Ni等的高反射率的金屬材料而形成以外,也可以通過涂布可見光的反射率高的白色涂料而形成。或者,也可以將白色粉末混入到反射器34的成形材料中,從而使反射器34自身成為可見光的反射率高的白色物件。作為所述白色粉末,可以使用氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂、硫酸鋇等白色填充料。另外,較理想的是,反射器34的反射面以朝向發(fā)光裝置1的照射方向逐漸敞開的方式而形成。含熒光體的樹脂層9,與所述第1實施形態(tài)相同,是由含熒光體的樹脂構(gòu)成的,此含熒光體的樹脂是將發(fā)出一發(fā)光波峰波長的半值寬度為70-110nm的可見光的兩種或兩種以上熒光體混合分散到透明樹脂中而成的,填充液狀的含熒光體的樹脂,以使此樹脂遍布且填埋反射層31表面、呈一直線排列的各半導體發(fā)光元件2以及接合線6等,使此樹脂在反射器34內(nèi)固化,由此形成所述含焚光體的樹脂層。流入到反射層31表面與接合線6之間的液狀透明樹脂,由于毛細管現(xiàn)象等而流到各半導體發(fā)光元件2以及接合線6上,其膜厚等大致均勻,熒光體也大致均勻地分散在透明樹脂中。另外,用于形成含熒光體的樹脂層9的液狀透明樹脂的粘度大于等于1PaS且小于等于3PaS即可,并且所述液狀透明樹脂也可以是由兩種或兩種以上的液狀透明樹脂構(gòu)成的。而且,在含熒光體的樹脂層9中,熒光體相對于透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上熒光體的合計值來計算,為10~20wt°/。。而且,相當于光路長度的含熒光體的樹脂層9的厚度為0.3~1.2mm。在以上述方式構(gòu)成的第3實施形態(tài)中,能夠維持高發(fā)光效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)Ra為80-85的高顯色性,并且可以通過選擇熒光體的主波長來調(diào)整Ra。此外,也有來自反射層31的反射,所以發(fā)光效率得到提高。以下,對本發(fā)明的實施例以及比較例進行說明。實施1"列1~6、t匕舉交《列1~4分別準備以下各種熒光體,即,由藍色LED芯片發(fā)光的主波長及半值寬度具有表l所示值的3種黃色系熒光體(硅酸鹽系熒光體Y1、Y3及YAG系熒光體Y2)、3種橙色熒光體(硅酸鹽系熒光體Ol、02、03)以及1種紅色熒光體(氮化物系熒光體R)。另外,這些熒光體的粒徑未分級,上限至45tim為止。[表l]<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>接著,在實施例1~6中,將這些熒光體中的兩種或兩種以上,以表2所示的方式組合且使用,而且在比較例1-4中,使用l種所述的熒光體,分別制成具有圖1所示結(jié)構(gòu)的LED燈1。亦即,將各熒光體按照表2所示的調(diào)配比例(熒光體相對于硅樹脂的調(diào)配比例,wt%)混合分散到硅樹脂中。接著,使用分離器,將所獲得的含萸光體的硅樹脂填充到配置有發(fā)出波長為460nm的藍色光的LED芯片2的深度為1.0隱、開口徑為3mm的杯(凹部7)內(nèi),之后使硅樹脂硬化,以制成含熒光體的樹脂9的厚度(光路長度)為1.0mm的LED燈1。然后,使實施例1~6以及比較例1~4中所獲得的LED燈1分別發(fā)光,使用瞬間分光儀MCPD-7000(大冢電子(股)公司制)來測量發(fā)光光譜。接著,根據(jù)發(fā)光光語,分別計算出色溫以及顯色指數(shù)(平均顯色指數(shù)Ra以及特殊顯色指數(shù)R9、R15)。而且,使用測向(Gonio)法來測量發(fā)光效率。將這些測量結(jié)果示于表2。另夕卜,發(fā)光效率是指將比較例3的LED燈的效率設(shè)為100°/。時的相對值。<table>complextableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>根據(jù)表2可知,實施例1~6中所獲得的LED燈1中,使用的是包括發(fā)出半值寬度為70-110nm的黃色光至橙色光的黃色系熒光體、以及發(fā)出半值寬度為70~110nm的橙色光至紅橙色光的橙色系熒光體這兩種或兩種以上的熒光體,因此,能夠維持高發(fā)光效率,并且能夠提高顯色性。特別是,實施例2~4以及實施例6的LED燈1中,能夠獲得Ra為80或80以上的高顯色性。將參考例1~5中的發(fā)光的主波長為565nm且半值寬度為95nm的黃色系熒光體(硅酸鹽系焚光體),以10重量%的比例混合、分散到硅樹脂中。接著,使用分離器,將所獲得的含熒光體的硅樹脂填充到配置著發(fā)出波長為460nm的藍色光的LED芯片2的深度為1,0mm、開口徑為3mm的杯(凹部7)內(nèi),之后使硅樹脂硬化,以各別地制成具有表3所示的含熒光體的樹脂的厚度(光路長度)的LED燈1。然后,使參考例1~5中所獲得的LED燈1分別發(fā)光,運用測向法來測量發(fā)光效率。測量結(jié)果如表3及圖7所示。另外,發(fā)光效率是指將含熒光體的樹脂的厚度(光路長度)為0.7mm的參考例4中的LED燈的效率設(shè)為100%時的相對值。<table><row><column>含熒光體的樹脂層厚度(mm)</column><column>發(fā)光效率比(%)</column></row><row><column>參考例1</column><column>0.2</column><column>60.0</column></row><row><column>參考例2</column><column>0.35</column><column>99.8</column></row><row><column>參考例3</column><column>0.5</column><column>99.9</column></row><row><column>參考例4</column><column>0.7</column><column>100.0</column></row><row><column>參考例5</column><column>0.9</column><column>99.9</column></row><table>根據(jù)表3以及圖7中的圖表可知,在LED芯片2的電極連接是采用引線接合的LED燈1中,在含熒光體的樹脂層9的厚度大于等于0.3mm的參考例2~5中可獲得高發(fā)光效率,在含熒光體的樹脂層9的厚度不足0.3mm的參考例1中,發(fā)光效率大幅下降。此參考例,是針對使用半值寬度處于70~110nm范圍內(nèi)的l種黃色系熒光體的LED燈1的測量結(jié)果,但當使用半值寬度為70-110nm的兩種或兩種以上的熒光體時也能夠獲得同樣的結(jié)果。權(quán)利要求1.一種發(fā)光裝置,其特征在于包括發(fā)光元件;以及以覆蓋所述發(fā)光元件的方式而配置的含熒光體的樹脂層,此含熒光體的樹脂層含有透明樹脂以及兩種或兩種以上熒光體,所述兩種或兩種以上熒光體受到由所述發(fā)光元件放射出的光的激發(fā)而發(fā)出半值寬度為70~110nm的可見光。2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置,其特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,且所述熒光體具有兩種或兩種以上黃色系焚光體,且平均顯色指數(shù)Ra為80-85,所述兩種或兩種以上黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出半值寬度為70~110nni的黃色光至橙色光。3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置,其特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,所述熒光體具有兩種黃色系熒光體,所述兩種黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長為520-585nm且半值寬度為70-110nra的黃綠色光至橙色光,且所述兩種黃色系熒光體的主波長之差為25~65nm。4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置,其特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,且所述熒光體具有黃色系熒光體以及橙色系熒光體,且平均顯色指數(shù)Ra為80-85,所述黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70~110nm的黃色光至橙色光,所述橙色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長超過585咖但小于等于630nm且半值寬度為70~110nm的橙色光至橙紅色光。5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置,其特征在于所述發(fā)光元件具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管芯片,且所述熒光體具有兩種或兩種以上黃色系焚光體以及橙色系熒光體,所述兩種或兩種以上黃色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長為540-585nm且半值寬度為70-110nm的黃色光至橙色光,所述橙色系熒光體受到由所述發(fā)光二極管芯片放射出的藍色光的激發(fā)而發(fā)出主波長超過585nm但小于等于630nm且半值寬度為70-110nm的橙色光至橙紅色光。6.如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的發(fā)光裝置,其特征在于所述發(fā)光元件具有引線接合連接構(gòu)造,所述熒光體相對于所述透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上焚光體的合計值來計算,為io20wty。,且所述含熒光體的樹脂層的厚度(光路長度)為0.3-1.2mm。7.如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的發(fā)光裝置,其特征在于所述發(fā)光元件具有倒裝芯片連接構(gòu)造,所述熒光體相對于所述透明樹脂的調(diào)配比例,以兩種或兩種以上熒光體的合計值來計算,為10~20wt°/。,且所述含萸光體的樹脂層的厚度(光路長度)為0.15~1.2咖。全文摘要本發(fā)明提供一種實現(xiàn)了發(fā)光效率的提高、具有高顯色性且能夠調(diào)整Ra的發(fā)光裝置。本發(fā)明的發(fā)光裝置具有藍色發(fā)光類型的LED芯片(2)以作為發(fā)光元件。此LED芯片(2)中,利用混合、分散在透明樹脂中的含熒光體的樹脂層(9),來覆蓋選自黃色系熒光體及橙色系熒光體中的兩種或兩種以上的熒光體,所述黃色系熒光體的發(fā)光主波長為540~585nm且半值寬度為70~110nm,所述橙色系熒光體的主波長超過585nm但小于等于630nm且半值寬度為70~110nm。文檔編號H01L33/00GK101174663SQ200710165120公開日2008年5月7日申請日期2007年10月29日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者巖本正己,川島淨子,林田裕美子申請人:東芝照明技術(shù)株式會社
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