發(fā)光器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來發(fā)光二極管的品質(zhì)已改善，它們以多種構(gòu)造用在普通照明領(lǐng)域、汽車照明領(lǐng)域等等中。
[0003]例如，已進(jìn)行了獲得更小且更薄的發(fā)光器件的努力。
[0004]而且，通過將多種類型的顏色轉(zhuǎn)換材料與已實(shí)現(xiàn)高的輸出功率、高的亮度等等的發(fā)光二極管組合使用，改善了發(fā)光器件的色度和顏色再現(xiàn)性(例如，JP 2012-119407A、JP2012-527742A、JP2013-197279A 和 W02008/044759)。
[0005]然而，近年來，具有差的耐久性的顏色轉(zhuǎn)換材料正被更頻繁地使用，且在此情況下，獲得小且薄的具有良好的色度和顏色再現(xiàn)性的發(fā)光器件可為困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是提供發(fā)光器件及它的制造方法，使用其可獲得具有小且薄的尺寸的發(fā)光元件，同時(shí)可通過簡單的方法實(shí)現(xiàn)所期望的色度和良好的顏色再現(xiàn)性。
[0007]本公開內(nèi)容的用于制造發(fā)光器件的方法包括:
[0008]制備光透射性部件，所述光透射性部件包括光反射性片和顏色轉(zhuǎn)換材料層，光反射性片具有通孔，顏色轉(zhuǎn)換材料層包括包含顏色轉(zhuǎn)換材料的光透射性樹脂，顏色轉(zhuǎn)換材料層設(shè)置在通孔中，
[0009]制備發(fā)光元件，
[0010]將顏色轉(zhuǎn)換材料層設(shè)置在發(fā)光元件上，
[0011]用光反射性部件覆蓋發(fā)光元件的側(cè)表面，和
[0012]切割光反射性部件和光反射性片。
[0013]本公開內(nèi)容的發(fā)光器件包括:
[0014]發(fā)光元件，
[0015]光透射性部件，所述光透射性部件包括光反射性片和顏色轉(zhuǎn)換材料層，光反射性片具有通孔，顏色轉(zhuǎn)換材料層包括包含顏色轉(zhuǎn)換材料的光透射性樹脂且設(shè)置在通孔中，顏色轉(zhuǎn)換材料層固定到發(fā)光元件，
[0016]覆蓋發(fā)光元件的側(cè)表面的光反射性部件，和
[0017]發(fā)光器件具有由光反射性片和光反射性部件限定的外部側(cè)表面。
[0018]根據(jù)本公開內(nèi)容，可提供發(fā)光器件及它的制造方法，使用其可獲得具有小且薄的尺寸的發(fā)光器件，同時(shí)可通過簡單的方法實(shí)現(xiàn)甚至更好的色度和顏色再現(xiàn)性。
【附圖說明】
[0019]圖1A-1D為顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于制造光透射性部件的方法的示意性制造步驟圖；
[0020]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光透射性部件的示意性平面圖；
[0021]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光透射性部件的示意性平面圖；
[0022]圖2C為圖2B中的光透射性部件的沿著X-X’線的示意性橫截面圖。
[0023]圖3A-3D為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的用于制造光透射性部件的方法的示意性制造步驟圖；
[0024]圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的還一實(shí)施方式的光透射性部件的示意性平面圖；
[0025]圖5A-5C為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；
[0026]圖6A-6E為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；
[0027]圖7A-7F為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；
[0028]圖8為根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式的光透射性部件的示意性平面圖；
[0029]圖9為根據(jù)本發(fā)明的還另外的實(shí)施方式的光透射性部件的示意性平面圖；
[0030]圖10A和10B為顯示根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；
[0031]圖11A-11C為顯示根據(jù)本發(fā)明的還另外的實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；
[0032]圖12A-12C為根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式的發(fā)光器件的示意性平面圖；
[0033]圖13A-13D為根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施方式的發(fā)光元件或發(fā)光器件的示意性平面圖；
[0034]圖14A-14C為顯示根據(jù)本發(fā)明的還另外的實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；
[0035]圖15A和15B為顯示根據(jù)本發(fā)明的還另外的實(shí)施方式的用于制造發(fā)光器件的方法的示意性制造步驟圖；和
[0036]圖15C為圖15B的示意性橫向側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將參照附圖描述用于實(shí)施本發(fā)明的發(fā)光器件及其制造方法的實(shí)施方式。在下列實(shí)施方式中，體現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的發(fā)光器件及其制造方法僅是實(shí)例，且除非另外說明，否則在實(shí)施方式中討論的構(gòu)成部分不意圖限制本發(fā)明的范圍。此外，在實(shí)例和實(shí)施方式中描述的構(gòu)造可用在另外的實(shí)例和實(shí)施方式中。
[0038]為了易于說明，附圖各自中的部件的尺寸和布置關(guān)系偶爾被顯示為放大的。
[0039]光透射性部件
[0040]本實(shí)施方式的光透射性部件包括片和顏色轉(zhuǎn)換材料層。在一個(gè)實(shí)施方式中，光透射性部件包括具有通孔的光反射性片、和包括包含顏色轉(zhuǎn)換材料的光透射性樹脂且設(shè)置在通孔中的顏色轉(zhuǎn)換材料層。光透射性部件優(yōu)選具有合適的強(qiáng)度，且是自支撐的。因此，其不一定必須是剛性的，且其優(yōu)選是足夠柔性的，使得顏色轉(zhuǎn)換材料層可被保持而沒有損壞。
[0041]顏色轉(zhuǎn)換材料層和片的相同表面?zhèn)鹊闹辽僖粋€(gè)諸如上部表面可為齊平的，S卩，可為平的(level)或在相同的平面中，而在它們的上部表面之間沒有任何臺(tái)階，如圖2C中所示。這里的術(shù)語“齊平的”、“平的”、“在相同的平面中”和“沒有任何臺(tái)階”意圖容許大約數(shù)十(several dozen)微米、且優(yōu)選約幾十(a few dozen)微米的不平整度。例如，這些術(shù)語包括其中沒有在表面上進(jìn)行有意的處理(加工)使得所述表面的一個(gè)突出在另一個(gè)上的結(jié)構(gòu)。因此，可使顏色轉(zhuǎn)換材料層的尺寸穩(wěn)定，且又使光透射性部件的尺寸穩(wěn)定，因而可實(shí)現(xiàn)與另外的部件的適當(dāng)?shù)难b配。使光透射層的尺寸穩(wěn)定還容許促進(jìn)在顏色轉(zhuǎn)換材料層的上部表面上提供透鏡等。
[0042]替代地，顏色轉(zhuǎn)換材料層可相對(duì)于片的上部表面和/或下部表面具有凹部和凸部(凹的和/或凸的)(參見圖8中的光透射性部件10A-10H)。在其中顏色轉(zhuǎn)換材料層為凹的情況中，可呈現(xiàn)出光匯聚或另外的這樣的效果。在其中它相對(duì)于片的下部表面是凸的情況中，可改善對(duì)于所使用的發(fā)光元件的結(jié)合性能或結(jié)合粘附。在其中它相對(duì)于片的上部表面是凸的情況中，這改善光提取(extract1n)效率。
[0043]光透射性部件可具有平坦的形狀，或者例如被有意地加工(machine)以具有彎曲部、曲面等。這容許光透射性部件是薄的。替代地，它可具有所謂的顯微透鏡、復(fù)眼透鏡等的形狀，其中顏色轉(zhuǎn)換材料層的上部表面具有在光透射性部件本身的厚度方向上結(jié)構(gòu)化(紋理化，texture)的形狀(參見圖8中的光透射性部件10K)。這容許具有所述光透射性部件的發(fā)光器件在被用在背光中的情況中改善與光導(dǎo)板的光學(xué)耦合效率，這例如取決于光透射性部件的應(yīng)用。
[0044]光透射性部件可包括在一個(gè)片的通孔中的一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換材料層，或者可包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換材料層，所述多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換材料層布置在一個(gè)片的多個(gè)通孔中，使得所述顏色轉(zhuǎn)換材料層分別設(shè)置在相應(yīng)的通孔中。在其中設(shè)置僅一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換材料層的情況中的光透射性部件的尺寸優(yōu)選為稍大于所使用的發(fā)光元件等的尺寸。例如，它的尺寸可為0.1到200X0.1到200mm。在其中設(shè)置多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換材料層的情況中的光透射性部件的尺寸可取決于下面討論的顏色轉(zhuǎn)換材料層的尺寸、數(shù)量等等適宜地設(shè)定。
[0045]可將光透射性部件的顏色轉(zhuǎn)換材料層的外周部分(即，片)加工以提供通孔或者以便為可配合的形狀。在其中光透射性部件為相對(duì)大的、和/或長的且較纖細(xì)的情況中，優(yōu)選提供用于定位或與其它部件配合的形狀。這容許制造組裝件和連接至下面討論的發(fā)光器件或發(fā)光元件而沒有任何未對(duì)準(zhǔn)。
[0046]片
[0047]片是支持顏色轉(zhuǎn)換材料層的部件。片是光反射性的。這里的術(shù)語“光反射性(的)”意味著對(duì)于從發(fā)光元件發(fā)射的光的光反射率為至少60%，且優(yōu)選至少70%、80%、或90%。
[0048]而且，“光反射性片”包括其材料是光反射性的片以及其中不是光反射性的材料被處理以被賦予光反射性的片。處理成光反射性的可在制造光反射性部件的任何步驟中進(jìn)行。
[0049]S卩，對(duì)于光反射性片，可使用光反射性材料(第一光反射性材料)或者不是光反射性的材料諸如光透射性材料或光吸收性材料。
[0050]光反射性材料的實(shí)例包括金屬和光反射性物質(zhì)(例如，二氧化鈦，二氧化硅，氧化鋅，二氧化鋯，鈦酸鉀，氧化鋁，氮化鋁，氮化硼，莫來石，氧化鈮，硫酸鋇，著色劑，以及多種類型的稀土氧化物諸如氧化釔、氧化釓等)。金屬或光反射性物質(zhì)可本身被制成片，或者粒狀材料可用粘合劑諸如樹脂成型為片。
[0051]例如，所述片可為單一的層或者金屬或介電材料的堆(堆疊物，stack)。此外，光反射性片可通過如下獲得:將約10-95重量％、且優(yōu)選約20-80重量％、且更優(yōu)選約30-70重量％、且甚至更優(yōu)選約30-60重量％的量的上述光反射性物質(zhì)添加到樹脂、無機(jī)材料、玻璃等、或其復(fù)合物。光反射性片還可為其中這些金屬、介電、或樹脂片之一的表面被光反射性物質(zhì)或金屬膜(第二光反射性材料)等覆蓋的光反射性片。這樣的布置容許促進(jìn)如所期望地形成片。它還容許確保充足的強(qiáng)度。此外，可確保對(duì)于在下面討論的光透射性樹脂的填充和固化中的溫度變化的充分的耐受性。
[0052]用于光反射性金屬膜的金屬材料的實(shí)例包括銀、鋁、銅、金、鉑、鈀、銠、鎳、鎢、鉬、鉻、鈦、和這些的合金的單層膜或?qū)盈B膜。用于光反射性片的金屬的材料與這些類似。介電膜的實(shí)例包括在該領(lǐng)域中使用的單層膜和層疊膜。一個(gè)實(shí)例為Si02/Nb305或另外的這樣的層疊物。
[0053]可用作基礎(chǔ)材料的樹脂的實(shí)例包括熱固性樹脂、熱塑性樹脂、這些樹脂的改性樹月旨、和包含這些樹脂的一種或多種的混雜樹脂。所述樹脂的具體實(shí)例包括環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂(有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂等)、有機(jī)硅樹脂、改性有機(jī)硅樹脂(環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂等)、混雜有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺(PI)、改性聚酰亞胺樹脂、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、GF(玻璃纖維)增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己二醇酯樹脂、聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、聚碳酸酯(PC)、聚亞苯基硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、改性聚苯醚(m-PPE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)、ABS樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂、PBT樹脂、脲醛樹脂、BT樹脂、聚氨酯樹脂、聚縮醛(聚甲醛，Ρ0Μ)、超高分子量聚乙烯(UHPE)、間同立構(gòu)聚苯乙烯(SPS)、無定形聚芳酯(聚芳基化物，PAR)、氟碳樹脂、和不飽