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。
背景技術(shù)：
先前，開發(fā)了利用色變換材料，變換從發(fā)光二極管(LEDLightEmitting Diode)芯片照射的光的波長的技術(shù)的發(fā)光裝置。在該發(fā)光裝置中，特別是白色LED，由于還期待作為照明用，必需有高的演色性(color rendition)。所謂演色性表示具有接近太陽光的發(fā)光光譜的性質(zhì)。演色性越高，物體的顏色越接近自然光下看見的狀態(tài)。另外，提高發(fā)光裝置本身的效率也很重要。
先前，通過將作為發(fā)光元件的藍色發(fā)光LED芯片和發(fā)出黃色光的黃色發(fā)光色變換材料組合作為白色LED，制造白色光實現(xiàn)高的演色性。
現(xiàn)在，為了得到更高的演色性的白色LED，提出了圖1所示的發(fā)光裝置。例如，提出了利用圖1所示的發(fā)光裝置104，通過組合作為發(fā)光元件14的紫外發(fā)光LED芯片、發(fā)出藍色光的藍色發(fā)光色變換材料34、發(fā)出綠色光的綠色發(fā)光色變換材料24G、和發(fā)出紅色光的紅色發(fā)光色變換材料24R，制造白色的光，實現(xiàn)更高的演色性(參照特開2000-31531號公報)。
如圖1所示，上述的發(fā)光裝置104使藍色發(fā)光色變換材料34、綠色光發(fā)光色變換材料24G、和紅色發(fā)光色變換材料24R在透光性樹脂54中分散，使用作為發(fā)光元件14的紫外發(fā)光LED芯片的激勵光，進行色變換。
圖2表示圖1所示的發(fā)光裝置104的發(fā)光過程。如圖2所示，在上述發(fā)光裝置104中，藍色發(fā)光色變換材料34吸收從發(fā)光元件14發(fā)出的紫外線作為激勵光，發(fā)出藍色的光。具體地是，藍色發(fā)光色變換材料34中的電子，吸收激勵光，從基底狀態(tài)遷移至激勵狀態(tài)，當(dāng)再次回到基底狀態(tài)時，發(fā)出波長比紫外線長的藍色光。同樣，紅色發(fā)光色變換材料24R吸收紫外線作為激勵光，發(fā)出紅色的光。另外，綠色發(fā)光色變換材料24G吸收紫外線作為激勵光，發(fā)出綠色的光。這樣，通過使用多種色變換材料，可制作高演色性的白色的光。
但是，上述發(fā)光裝置104，由于使色變換材料在透光性樹脂54中分散，由色變換材料發(fā)出的光，作為不同的色變換材料的激勵光，有可能被再次吸收，這是一個問題。
例如，由在圖1所示的發(fā)光元件14的周邊的藍色發(fā)光色變換材料34發(fā)出的藍色光，當(dāng)?shù)竭_外部前，會作為激勵光被綠色發(fā)光色變換材料24G或紅色發(fā)光色變換材料24R吸收。
在這種情況下，如圖2所示，到達綠色發(fā)光色變換材料24G或紅色發(fā)光色變換材料24R的藍色光，作為激勵光被吸收，發(fā)出綠色或紅色的光。
這樣，由于從發(fā)出短波長光的色變換材料發(fā)出的光的能量大，可被其他的色變換材料再次吸收，所以變換過程變多。
另外，與被色變換材料吸收的激勵光的能量比較，從色變換材料發(fā)出的發(fā)光的能量小。
結(jié)果，存在相對于從上述發(fā)光裝置104的發(fā)光元件14發(fā)出的光，從發(fā)光裝置104發(fā)出的光的變換效率變小的問題。特別是，這個問題對于容易再次被能量大的其他色變換材料吸收的藍色光非常顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮上述問題而提出，其目的要提供相對于從發(fā)光元件發(fā)出的光，變換效率高的發(fā)光裝置。
本發(fā)明的第一個方面的精神為發(fā)光裝置，其特征為，它具有發(fā)出第一波長的光的發(fā)光元件；和利用波長變換材料變換上述第一波長的光的發(fā)光變換部分，其中該波長變換材料包含吸收上述第一波長的光，并發(fā)出波長上述第一波長的光長的第二波長的光的短波長變換材料、和吸收上述第一波長的光并發(fā)出波長比上述第二波長長的光的長波長變換材料，在上述發(fā)光變換部分的第一區(qū)域中所包含的上述波長變換材料中，上述短波長變換材料占的比例，比上述發(fā)光變換部分全體中包含的上述波長變換材料中上述短波長變換材料占的比例低；在上述發(fā)光色變換部分內(nèi)，比上述第一區(qū)域更遠離上述發(fā)光元件的區(qū)域的第二區(qū)域中包含的上述波長變換材料中，上述短波長變換材料占的比例，比在上述發(fā)光變換部分全體中包含的上述波長變換材料中上述短波長變換材料占的比例高。
根據(jù)這個方面，通過使比上述第一區(qū)域更遠離上述發(fā)光元件的區(qū)域的第二區(qū)域中包含的上述波長變換材料中上述短波長變換材料占的比例，比在上述發(fā)光變換部分全體中包含的上述波長變換材料中上述短波長變換材料占的比例高，可將短波長變換材料配置在接近發(fā)光變換部分外側(cè)的地方。
結(jié)果，通過在上述第二區(qū)域中，使上述短波長變換材料配置較多，從短波長變換材料發(fā)出的第二波長的光不被長波長變換材料吸收，容易向發(fā)光變換部分的外側(cè)發(fā)出。即可減少從短波長變換材料發(fā)出的第二波長的光被長波長變換材料再次吸收的變換過程的增加。因此，可提供相對于從發(fā)光元件發(fā)出的光，變換效率高的發(fā)光裝置。
在第一方面的發(fā)光裝置中，短波長變換材料比長波長變換材料包含的多也可以。
根據(jù)這方面，發(fā)光變換部分在第二區(qū)域中，通過使上述短波長變換材料相對于上述長波長變換材料包含的多，從短波長變換材料發(fā)出的第二波長的光不被長波長變換材料吸收，容易向發(fā)光變換部分的外側(cè)發(fā)出。因此，可提供對于發(fā)光元件的發(fā)光，變換效率更好的發(fā)光裝置。
在第一方面的發(fā)光裝置中，在上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域之間，具有可使波長比上述第二波長長的光和上述第一波長的光透過，反射上述第二波長的光的波長選擇材料。
根據(jù)該方面，在第一區(qū)域中由長波長變換材料發(fā)出的、波長比第二波長長的光透過波長選擇材料，經(jīng)過第二區(qū)域向發(fā)光變換部分的外側(cè)發(fā)出。另外，由發(fā)光元件發(fā)出、不被長波長變換材料吸收的第一波長的光，透過波長選擇材料，在第二區(qū)域中發(fā)出。
另外，在第二區(qū)域中由短波長變換材料發(fā)出的第二波長的光被波長選擇材料反射，結(jié)果向發(fā)光變換部分的外側(cè)發(fā)出。即由短波長變換材料發(fā)出的第二波長的光，難以在吸收第二波長的光的長波長變換材料多的第一區(qū)域中發(fā)出。
這樣，可以減少第一光在短波長變換材料中被變換后，再次被長波長變換材料吸收的這種變換過程的增加。
在第一方面的發(fā)光裝置中，上述第一區(qū)域、上述第二區(qū)域、和上述波長選擇材料分別作成為片狀。
根據(jù)這個方面，通過將上述第一區(qū)域、上述第二區(qū)域、和上述波長選擇材料分別作成為片狀，可以將第一區(qū)域、第二區(qū)域、波長選擇材料作為1組進行處理。這樣，通過以發(fā)光元件、發(fā)光元件上的第一區(qū)域、第二區(qū)域、波長選擇材為一組，可以容易地制造發(fā)光裝置。
另外，根據(jù)這個方面，通過調(diào)換增減長波長變換材料后的第一區(qū)域的片或增減短波長變換材料后的第二區(qū)域的片等，可以容易地制造發(fā)出的光的波長不同的發(fā)光裝置。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光裝置的截面圖；圖2為說明在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光裝置中的發(fā)光過程的圖；圖3為本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置的截面圖；圖4為說明在本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置中的發(fā)光過程的圖；圖5為表示本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置的制造方法的流程圖；圖6為本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置的變形例子的截面圖；圖7為本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置的變形例子的截面圖；圖8為本發(fā)明的第二個實施方式的發(fā)光裝置的截面圖；圖9為本發(fā)明的第二個實施方式的發(fā)光裝置的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)參照

本發(fā)明的各個實施方式。在附圖中，相同或相似的符號表示相同相似的部件，省略或簡化其說明。
應(yīng)注意，附圖是示意性的，各個尺寸的比例與現(xiàn)實的裝置不同。因此，具體的尺寸可參考以下的說明判斷。另外，圖面相互之間包含尺寸關(guān)系或比例互相不同的部分。
(第一實施方式)(發(fā)光裝置)以下，說明本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置100。圖3為表示第一個實施方式的發(fā)出白色光的發(fā)光裝置100(白色LED)的截面圖。
如圖3所示，第一個實施方式的發(fā)光裝置100具有發(fā)光變換部分70、和安裝在發(fā)光變換部分70內(nèi)的發(fā)光元件10。
發(fā)光變換部分70由作為接近發(fā)光元件10的區(qū)域的第一區(qū)域20a、作為比第一區(qū)域20a更遠離發(fā)光元件10的區(qū)域第二區(qū)域30a、和設(shè)置在第一區(qū)域20a和第二區(qū)域30a之間的波長選擇材料40構(gòu)成。在圖3中，省略了安裝發(fā)光元件10的線路等。
在從發(fā)光裝置100發(fā)出白色光的情況下，發(fā)光元件10發(fā)出紫外線作為第一波長的光。具體地是，考慮從發(fā)光變換部分70的發(fā)光波長的補色關(guān)系或配置在發(fā)光變換部分70上的透光性樹脂50和透光性樹脂60的劣化等，發(fā)光元件10優(yōu)選使用發(fā)出波長峰值為380nm～420nm范圍的紫外線的GaN系的元件。
在第一區(qū)域20a中，透光性樹脂50配置在安裝的發(fā)光元件10的周邊上，在透光性樹脂50中包含作為長波長變換材料的紅色發(fā)光色變換材料20R、和作為長波長變換材料的綠色發(fā)光色變換材料20G。
透光性樹脂60配置在第二區(qū)域30a上，在透光性樹脂60中包含作為短波長變換材料的藍色發(fā)光色變換材料30。
在紅色發(fā)光色材料20R、綠色發(fā)光色變換材料20G、和藍色發(fā)光色變換材料30中，分別使用已知的色變換材料。三種色變換材料的粒徑為3-10μm，比重為3.5-4.5g/cm3。通過滿足三種色變換材料的粒徑和比重，可使色變換材料在透光性樹脂50和透光性樹脂60中大致均勻地分散。
透光性樹脂50和透光性樹脂60可以將色變換材料包含在內(nèi)部，例如脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、含氮環(huán)氧樹脂等熱固化性環(huán)氧樹脂、或硅樹脂較好，但還不是僅限于此，可以使用其他的環(huán)氧樹脂等。
另外，這些透光性樹脂50和透光性樹脂60可以包含切斷所希望的波長的著色劑、使所希望的光擴散的氧化鈦、氧化鋁等無機擴散材料或黑色素(メラニン)樹脂、鳥糞胺樹脂、苯并鳥糞胺樹脂等有機擴散材料、提高樹脂的耐光性的紫外線吸收劑、氧化防止劑或有機羧酸鋅、酸酐、鋅螯合化合物等固化促進劑作為各種添加劑之一。
其他材料，由于使用已知的材料，省略其說明。
(發(fā)光裝置的發(fā)光過程)其次，在圖4中表示圖3所示的發(fā)光裝置100的發(fā)光過程。如圖4所示，上述發(fā)光裝置100利用藍色發(fā)光色變換材料30發(fā)出藍色光，綠色發(fā)光色變換材料20G發(fā)出綠色的光，紅色發(fā)光色變換材料20R發(fā)出紅色的光，制造高演色性的白色光。
藍色發(fā)光色變換材料30吸收從發(fā)光元件10發(fā)出的紫外線作為激勵光，發(fā)出藍色的光。具體地是，藍色發(fā)光色變換材料30中的電子吸收激勵光，從基底狀態(tài)遷移至激勵狀態(tài)，當(dāng)再回到基底狀態(tài)時，發(fā)出波長比紫外線長的藍色的光。同樣，紅色發(fā)光色變換材料20R吸收紫外線作為激勵光，發(fā)出的紅色的光。綠色發(fā)光色變換材料20G吸收紫外線作為激勵光，發(fā)出綠色的光。
另外，由于藍色發(fā)光色變換材料30發(fā)出的藍色的光能量大，被綠色發(fā)光色變換材料20G或紅色發(fā)光色變換材料20R吸收，發(fā)出綠色或紅色的光。
然而，本實施例的發(fā)光裝置100在第一區(qū)域20a和第二區(qū)域30a之間具有波長選擇材料40。波長選擇材料40使作為波長比紫外線和藍色的波長長的光的綠色和紅色的光透過，反射藍色的光。因此，由于由第二區(qū)域30a的藍色發(fā)光色變換材料30發(fā)出的藍色的光被波長選擇材料40反射，所以不被綠色發(fā)光色變換材料20G或紅色發(fā)光色變換材料20R吸收，仍作為藍色光向外部發(fā)出。
這樣，通過配置多個色變換材料，發(fā)光裝置100可以制成高演色性的白色光。
(發(fā)光裝置的制造方法)其次，參照圖3和圖5，說明第一個實施方式的發(fā)光裝置100的制造方法。圖5為本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置100的制造方法的流程圖。
在圖5所示的步驟S10中，進行綠色和紅色光色變換材料的制造處理。如圖3所示，形成包含綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色光色變換材料20R的第一區(qū)域20a。
具體地是，將包含綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R的透光性樹脂50涂布安裝的發(fā)光元件10的周邊上，并固化該樹脂。這時，綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R相對于涂布在發(fā)光變換部分70全體上的樹脂的重量比分別為綠色發(fā)光色變換材料20G為6％、紅色發(fā)光色變換材料20R為24％。
其次，將綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R混合，在透光性樹脂50中分散。另外，設(shè)置發(fā)光元件10，并且在成為布線后的發(fā)光變換部分70的安裝構(gòu)件上，用已知方法涂布透光性樹脂50，在150℃，以3小時的加熱條件進行固化。
在步驟S11中進行波長選擇材料的制造處理。如圖3所示，形成波長選擇材料40。具體地是，在第一區(qū)域20a的外側(cè)，在與發(fā)光元件10相反側(cè)的面上形成波長選擇材料40。波長選擇材料40將材料自身作成成膜形狀或?qū)⒉牧匣烊霕渲幸部梢浴?br> 在步驟S12中，進行藍色發(fā)光色變換材料的制造處理。如圖3所示，形成藍色發(fā)光色變換材料30。具體地是，形成包含藍色發(fā)光色變換材料30的透光性樹脂60。例如，測量藍色發(fā)光色變換材料30，使相對于涂布在發(fā)光變換部分70全體上的樹脂的重量比中，藍色發(fā)光色變換材料30為10％。
其次，使藍色發(fā)光色變換材料30在透光性樹脂60中分散。用已知的方法，在波長選擇材料40上涂布透光性樹脂60，在150℃、3小時的加熱條件下進行固化。
以上這樣，可以制造發(fā)光裝置100。
(作用和效果)采用以上所述的本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置100，發(fā)光變換部分70由第一區(qū)域20a、第二區(qū)域30a、和第一區(qū)域20a與第二區(qū)域30a之間的波長選擇材料40構(gòu)成。在第一區(qū)域20a中包含綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R。在第二區(qū)域30a中包含藍色發(fā)光色變換材料30。
這樣，通過在第二區(qū)域30a上配置藍色發(fā)光色變換材料30，從藍色發(fā)光色變換材料30發(fā)出的藍色光，不被綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R吸收，容易向發(fā)光變換部分70的外側(cè)發(fā)出。即，可減少從藍色發(fā)光色變換材料30發(fā)出的藍色光再次被綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R吸收、變換為綠色和紅色光的這種變換過程的增加。
另外，從藍色發(fā)光色變換材料30發(fā)出的藍色的光被波長選擇材料40反射，從第二區(qū)域30a的與波長選擇材料40相反的一側(cè)，向發(fā)光變換部分70的外側(cè)發(fā)出。
即藍色的光難以向包含有吸收藍色光的綠色發(fā)光色變換材料20G和紅色發(fā)光色變換材料20R的第一區(qū)域20a發(fā)出。這樣，由于可減少經(jīng)過藍色發(fā)光色變換材料30到達綠色發(fā)光色變換材料20G或紅色發(fā)光色變換材料20R的紫外線的變換過程，可進一步提高變換效率。
(變形例子)以下，參照圖6和圖7，說明本發(fā)明的第一個實施方式的發(fā)光裝置100的變形例子。在圖6、圖7所示的變形例子中，主要說明與上述第一個實施方式的發(fā)光裝置100的不同點。
圖6所示的發(fā)光裝置101的發(fā)光變換部分71具有沒有波長選擇材料40，由第一區(qū)域21a和第二區(qū)域31a構(gòu)成。另外，作為色變換材料，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，使用紅色發(fā)光色變換材料21和黃色發(fā)光色變換材料31這二種色變換材料。
具體地是，在從發(fā)光裝置101發(fā)出白色光的情況下，發(fā)光元件11優(yōu)選使用發(fā)出作為第一波長的光的藍色光的藍色LED元件。
另外，在第一區(qū)域21a中，在安裝的發(fā)光元件11的周邊配置透光性樹脂51。在透光性樹脂51中，作為長波長變換材料，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，包含紅色發(fā)光色變換材料21；作為短波長變換材料，包含黃色發(fā)光色變換材料31。
在第一區(qū)域21a中包含的波長變換材料中黃色發(fā)光色變換材料31占的比例，比發(fā)光變換部分71全體中包含的波長變換材料中黃色發(fā)光色變換材料31占的比例低。
另外，在第二區(qū)域31a中配置透光性樹脂61，在透光性樹脂61中，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，包含紅色光色變換材料21和黃色發(fā)光色變換材料31。
在第二區(qū)域31a中包含的波長變換材料中黃色發(fā)光色變換材料31占的比例，比發(fā)光變換部分71全體中包含的波長變換材料中黃色發(fā)光色變換材料31占的比例高。
第二區(qū)域31a中的黃色發(fā)光色變換材料31優(yōu)選為，與第二區(qū)域31a的發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，與紅色發(fā)光色變換材料21比較，在第二區(qū)域31a包含較多。
與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，在紅色發(fā)光色變換材料21和黃色發(fā)光色變換材料31中，與第一實施例的發(fā)光裝置100同樣，使用已知的色變換材料。
這樣，在安裝的發(fā)光元件11的周邊上，涂布與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同的、包含紅色發(fā)光色變換材料21的透光性樹脂51，固化后，通過在第一區(qū)域21a的外側(cè)，在與發(fā)光元件11相反一側(cè)的面上，涂布包含黃色發(fā)光色變換材料31的透光性樹脂61并固化，形成發(fā)光裝置101。
另外，在涂布包含紅色發(fā)光色變換材料21的透光性樹脂51后，在固化前，在第一區(qū)域21a的外側(cè)，在與發(fā)光元件11相反一側(cè)的面上，涂布包含黃色發(fā)光色變換材料31的透光性樹脂61，可以同時固化透光性樹脂51和透光性樹脂61。這樣，通過同時固化透光性樹脂51和透光性樹脂61，可縮短制造時間，制造發(fā)光裝置101。
在這種情況下，由于在未固化狀態(tài)的透光性樹脂51上涂布透光性樹脂61，因此，不會明確地形成透光性樹脂51和透光性樹脂61的邊界。由于這樣，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，第一區(qū)域21a的紅色發(fā)光色變換材料21的一部分流入第二區(qū)域31a中。同樣，第二區(qū)域31a的黃色發(fā)光色變換材料31的一部分流入第一區(qū)域21a中。
這樣，在發(fā)光元件11中使用藍色LED，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，通過使用紅色發(fā)光色變換材料21和黃色發(fā)光色變換材料31，發(fā)光裝置101可以用二種色變換材料制造白色光。
采用圖6所示的發(fā)光裝置101，通過在第二區(qū)域31a中多配置作為短波長變換材料的黃色發(fā)光色變換材料31，則從黃色發(fā)光色變換材料31發(fā)出的黃色光，與作為長波長變換材料的發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，不被紅色發(fā)光色變換材料21吸收，而容易向發(fā)光變換部分71的外側(cè)發(fā)出。即從黃色發(fā)光色變換材料31發(fā)出的黃色光，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，可減少再被紅色發(fā)光色變換材料21吸收的這種變換過程的增加。
另外，發(fā)光變換部分71與第二區(qū)域31a的發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，通過相對于紅色發(fā)光色變換材料21，多包含黃色發(fā)光色變換材料31，則從黃色發(fā)光色變換材料31發(fā)出的黃色的光，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料不同，不被紅色發(fā)光色變換材料21吸收，更容易向發(fā)光變換部分71的外側(cè)發(fā)出。
圖7所示的發(fā)光裝置102與圖6的發(fā)光裝置101同樣，發(fā)光變換部分72沒有波長選擇材料40，由第一區(qū)域22a和第二區(qū)域32a構(gòu)成。另外，作為色變換材料，與發(fā)光裝置100的三種色變換材料同樣，使用紅色發(fā)光色變換材料22R、綠色發(fā)光色變換材料22G、和藍色發(fā)光色變換材料32三種色變換材料。
這樣，利用不具有波長選擇材料40的發(fā)光裝置102，通過在第二區(qū)域32a中配置藍色發(fā)光色變換材料32，則從藍色光色變換材料32發(fā)出的藍色光，不被綠色發(fā)光色交換材料22G和紅色發(fā)光色變換材料22R吸收，而容易向發(fā)光變換部分72的外側(cè)發(fā)出，因此可減少藍色光再被綠色發(fā)光色變換材料22G和紅色發(fā)光色變換材料22R吸收、變換為綠色和紅色光的這種變換過程的增加。
(第二實施方式)(發(fā)光裝置)以下，參照圖8說明本發(fā)明的第二個實施方式的發(fā)光裝置103。圖8為表示第二個實施方式的發(fā)出的白色光的發(fā)光裝置103(白色LED)的截面圖。
在本發(fā)明的第二個實施方式的發(fā)光裝置103中，說明與上述第一個實施方式發(fā)光裝置100的不同點。
如圖3所示，第一個實施方式的發(fā)光裝置100的發(fā)光變換部分70由第一區(qū)域20a、波長選擇材料40、和第二區(qū)域30a構(gòu)成。
如圖8所示，第二實施例的發(fā)光裝置103由蓋部200、包圍蓋部200的上部的聚光透鏡201、發(fā)光元件13、發(fā)光變換部分73、可見光反射層83、和紫外線反射層93構(gòu)成。另外，發(fā)光變換部分73由第一區(qū)域23a、波長選擇材料43、和第二區(qū)域33a構(gòu)成，分別作成片狀。
利用作為圖8的A部分的放大圖的圖9，說明發(fā)光變換部分73。
如圖9所示，發(fā)光變換部分73從接近發(fā)光元件13的一側(cè)起由第一區(qū)域23a、波長選擇材料43、和第二區(qū)域33a構(gòu)成。
與第一個實施方式同樣，在第一區(qū)域23a中配置透光性樹脂53，在透光性樹脂53中包含紅色光發(fā)光色變換材料23R和綠色發(fā)光色變換材料23G。
與第一個實施方式同樣，在第二區(qū)域33a中配置透光性樹脂63。與第一個實施方式同樣，在透過性樹脂63中包含藍色發(fā)光色變換材料33。
另外，在比發(fā)光變換部分73更接近發(fā)光元件13的區(qū)域中具有可見光反射層83?？梢姽夥瓷鋵?3具有反射作為可見光的藍色、綠色、紅色的光的特性，通過利用通常的蒸鍍法，在板狀的玻璃表面上形成反射可見光的層而形成。
在比發(fā)光變換部分73更遠離發(fā)光元件13的區(qū)域中具有紫外線反射層93。紫外線反射層93具有反射紫外線的特性，通過利用一般的蒸鍍法，在板狀的玻璃表面上形成反射紫外線的層來形成。
發(fā)光裝置103在可見光反射層83和紫外線反射層93之間具有發(fā)光變換部分73。利用蓋部200和聚光透鏡201固定可見光反射層83、發(fā)光變換部分73、和紫外線反射層93。
具體地是，如圖9所示，發(fā)光裝置103利用蓋部200的一部分支承可見光反射層83，利用作在蓋部200和聚光透鏡201上的槽部，壓緊紫外線反射層93，這樣，將可見光反射層83、發(fā)光變換部分73、和紫外線反射層93固定。
(作用和效果)
采用以上所述的本明第二個實施方式的發(fā)光裝置103，通過分別將第一區(qū)域23a、第二區(qū)域33a、和波長選擇材料43作成片狀，可以將第一區(qū)域23a、第二區(qū)域33a、和波長選擇材料43作成一組進行處理。這樣，通過將發(fā)光元件13、在發(fā)光元件13上，以第一區(qū)域23a，第二區(qū)域33a和波長選擇材料43作為一組，可以容易制造發(fā)光裝置103。
另外，通過替換增減了紅色發(fā)光色變換材料23R和綠色發(fā)光色變換材料23G的第一區(qū)域23a的片、或增減了藍色發(fā)色變換材料33的第二區(qū)域33a的片等，容易制造所發(fā)出的光的波長不同的發(fā)光裝置103。
另外，通過在比發(fā)光變換部分73更接近發(fā)光元件13的區(qū)域中具有可見光反射層83，可以反射在發(fā)光元件13發(fā)出的可見光(藍色、綠色、紅色的光)，并向聚光透鏡201側(cè)發(fā)出。
又，通過在比發(fā)光變換部分73更遠離發(fā)光元件13的區(qū)域中，具有紫外線反射層93，從發(fā)光元件13發(fā)出的紫外線不向發(fā)光變換部分73的外側(cè)發(fā)出，而由紫外線反射層93反射。這樣，紅色發(fā)光色變換材料23R、綠色發(fā)光色變換材料23G、和藍色發(fā)光色變換材料33吸收被反射的紫外線，可分別發(fā)出紅色、綠色、藍色的光。
(其他實施列)利用上述實施方式說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，構(gòu)成這個說明的一部分的論述和附圖并不是對對本發(fā)明進行限制。
例如，在本實施方式中，只例示了發(fā)出白色光的發(fā)光裝置，但本發(fā)明不是僅限于此，具有長波長變換材料和短波長變換材料的發(fā)光裝置也可得到同等的效果。
(實施例)其次，舉出實施例，具體地說明本發(fā)明的發(fā)光裝置，同時舉出比較例，說明高演色性和高效率化可以相容。本發(fā)明的發(fā)光裝置不是僅限于下述實施例所示，在不改變其精神的范圍內(nèi)，可適當(dāng)?shù)剡M行變更實施。
(實施例1)如3圖所示，在實施例1中制造具有發(fā)光元件、包含綠色發(fā)光變換材料和紅色發(fā)光色變換材料的第一區(qū)域、波長選擇材料、和藍色發(fā)光色變換材料的第二區(qū)域的發(fā)光裝置。在發(fā)光元件中使用GaN系元件，發(fā)光波長的峰值為380nm～420nm。
首先，進行綠色和紅色發(fā)光色變換材料制造處理。如圖3所示，形成包含綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料第一區(qū)域。
這里使用的綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光變換材料為氧化物類的材料，發(fā)出的光分別在530nm、620nm附近有峰值。
具體的是，將粒徑為3～10μm、比重為3.5～4.5g/cm3的綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料在硅樹脂中分散，制造混入綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料的硅樹脂。這時，相對于在發(fā)光變換部分全體上涂布的硅樹脂，綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料的重量比中，分別使綠色發(fā)光色變換材料為6％，紅色發(fā)光色變換材料為24％。
為了很好地分散綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料，可以使用攪拌器，在公轉(zhuǎn)2000rpm、自轉(zhuǎn)800rpm下，攪拌5分鐘，然后通過利用旋轉(zhuǎn)泵的抽真空，進行10分鐘的脫泡。在攪拌中可以使用物理方法用葉片攪拌的方法，在脫泡中可以使用公轉(zhuǎn)方法等已知的方法。
另外，設(shè)置發(fā)光元件，而且在成為布線后的發(fā)光變換部分的安裝構(gòu)件上，用已知的方法涂布透光性樹脂，在150℃，3小時的加熱條件下進行固化。
其次，進行波長選擇材料制造處理。如圖3所示，形成波長選擇材料。作為波長選擇材料使用50％以上的截斷波長為420nm～510nm的截止濾波器(blocking cut filter)。
具體地，在第一區(qū)域的外側(cè)，在與發(fā)光元件相反的一側(cè)的面上形成波長選擇材料。波長選擇材料為材料本身為膜形狀者或?qū)⒉牧匣烊霕渲幸部梢浴?br> 其次，進行藍色發(fā)光色變換材料的制造處理。如圖3所示，形成藍色發(fā)光色變換材料。這里所用的藍色發(fā)光色變換材料為氧化物類的材料，發(fā)出的光在460nm附近有峰值。
具體地，將粒徑為3～10μm、比重為3.5～4.5g/cm3的藍色發(fā)光色變換材料在硅樹脂中分散，制造混入藍色發(fā)光色變換材料的硅樹脂。這時，使得對于涂布在發(fā)光變換部全體上的硅樹脂藍色發(fā)光色變換材料的重量比為10％。
為了很好地分散藍色發(fā)光色變換材料，可以使用攪拌器，在公轉(zhuǎn)2000rpm、自轉(zhuǎn)800rpm下，攪拌5分鐘，然后通過利用旋轉(zhuǎn)泵的抽真空，進行10分鐘的脫泡。在攪拌中可以使用物理方法用葉片攪拌的方法，在脫泡中可以使用公轉(zhuǎn)方法等已知的方法。
然后，利用已知方法，制造炮彈型LED。這時，在樹脂中使用硅系樹脂。
以上這樣，制造實施例1的發(fā)光裝置。
(實施例2)如圖7所示，在實施例2中，制造具有發(fā)光元件、第一區(qū)域和第二區(qū)域的發(fā)光裝置。
實施例2，為從實施例1中除去波長選擇材料的發(fā)光裝置。與實施例1同樣，在發(fā)光元件中使用GaN系元件，發(fā)光波長的峰值為390nm～410nm。另外，實施例2的制造方法，除了不形成波長選擇材料外，與
(實施例3)在實施例3中，如圖8所示，制造具有蓋部、包圍蓋部的上部的聚光透鏡、發(fā)光元件、發(fā)光變換部分、可見光反射層、和紫外線反射層的發(fā)光裝置。
發(fā)光變換部分由包含綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料的第一區(qū)域、波長選擇材料、和包含藍色發(fā)光色變換材料的第二區(qū)域構(gòu)成，分別作成為片狀。
實施例3具有與實施例1同樣的發(fā)光元件、和發(fā)光色變換材料，對于涂布在發(fā)光變換部分全體上的硅樹脂的重量比也與實施例1同樣。
具體的是，與實施例1同樣，包含綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料的片，相對于涂布在發(fā)光變換部分全體上的硅樹脂的重量比分別為綠色發(fā)光色變換材料為6％，紅色發(fā)光色變換材料24％。為了很好地分散綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料，與實施例1同樣攪拌，然后通過利用旋轉(zhuǎn)泵的抽真空，進行10分鐘的脫泡。
在將得到的透光性樹脂成形為大約100μm厚度后，在150℃，3小時的加熱條件下固化。同樣制造包含藍色發(fā)生色變換材料的第二區(qū)域。
(比較例1)在比較例1中，如圖1所示，制造具有發(fā)光元件、綠色發(fā)光色變換材料、紅色發(fā)光色變換材料、和藍色發(fā)光色變換材料的發(fā)光裝置。
比較例1，在不設(shè)置第一區(qū)域和第二區(qū)域、在透光性樹脂中使綠色發(fā)光色變換材料、紅色發(fā)光色變換材料、和藍色發(fā)光色變換材料分散這點上與實施例1～3不同。
比較例1利用與實施例1同樣的發(fā)光元件、綠色發(fā)光色變換材料、紅色發(fā)光色變換材料、和藍色發(fā)光色變換材料制造。
另外，比較例1的制造方法，除了將綠色發(fā)光色變換材料、紅色發(fā)光色變換材料和藍色發(fā)光色變換材料一起在透光性樹脂中進行混合分散這點外，與實施例1相同。
(試驗方法)其次，測定如上所述制造的實施例1～3和比較例1的演色指數(shù)、色溫度、和色變換材料的變換效率。所謂演色指數(shù)為以自然光為100，表示是否與在太陽光的基礎(chǔ)上看見色的情況在某種程度上相同地可見的數(shù)值。所謂色溫度為對象色的光與加熱黑體時發(fā)出的色相同時的溫度。另外，色變換材料的變換效率為色變換材料發(fā)出的光輸出與色變換材料吸收的光的輸入的比例。
(試驗結(jié)果)表1中表示測定實施例1-3和比較例1的演色指數(shù)、色溫度、和色變換材料的變換效率的試驗結(jié)果。
表1

實施例1-3和比較例1的演色指數(shù)和色溫度值大致相同，發(fā)出白色光。
與此相對，實施例1-3的色變換材料的變換效率，相對于比較例1的色變換材料的變換效率提高20％以上。特別是，實施例1、3的色變換材料的變換效率，相對于比較例1的色變換材料的變換效率提高50％。
這認為是比較例1中從藍色發(fā)光色變換材料發(fā)出的藍色光被綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)色變換材料吸收的緣故。
另外，實施例1的色變換材料的變換效率比實施例2的色變換材料的變換效率提高。
這是由于具有波長選擇材料，從第二區(qū)域的藍色發(fā)光色變換材料發(fā)出的藍色光不被第一區(qū)域的綠色發(fā)光色變換材料和紅色發(fā)光色變換材料吸收的緣故。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征為，具有發(fā)出第一波長的光的發(fā)光元件；和利用波長變換材料變換所述第一波長的光的發(fā)光變換部分，該波長變換材料包含吸收所述第一波長的光并發(fā)出波長比所述第一波長的光更長的第二波長的光的短波長變換材料、和吸收所述第一波長的光并發(fā)出波長比所述第二波長長的光的長波長變換材料，在所述發(fā)光變換部分的第一區(qū)域中所包含的所述波長變換材料中，所述短波長變換材料占的比例，比所述發(fā)光變換部分全體中所包含的所述波長變換材料中所述短波長變換材料占的比例低，在所述發(fā)光色變換部分內(nèi)，作為比所述第一區(qū)域更遠離所述發(fā)光元件的區(qū)域的第二區(qū)域中所包含的所述波長變換材料中所述短波長變換材料占的比例，比在所述發(fā)光變換部分全體中所包含的所述波長變換材料中所述短波長變換材料占的比例高。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征為，與所述長波長變換材料相比，在所述第二區(qū)域中包含更多的所述短波長變換材料。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征為，在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間，具有可使所述第一波長的光和比所述第二波長更長的波長的光透過、使所述第二波長的光反射的波長選擇材料。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其特征為，將所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、和所述波長選擇材料分別形成為片狀。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征為，在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間，具有可使所述第一波長的光和比所述第二波長更長的波長的光透過、使所述第二波長的光反射的波長選擇材料。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其特征為，將所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、和所述波長選擇材料分別形成為片狀。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)光裝置具有發(fā)出第一波長的光的發(fā)光元件；利用波長變換材料變換第一波長的光的發(fā)光變換部分，該波長變換材料包含吸收第一波長的光并發(fā)出波長比第一波長的光長的第二波長的光的短波長變換材料、和吸收第一波長的光并發(fā)出波長比第二波長長的光的長波長變換材料，在第一區(qū)域中所包含的波長變換材料中短波長變換材料占的比例，比發(fā)光變換部分全體中所包含的波長變換材料中短波長變換材料占的比例低，在第二區(qū)域中所包含的波長變換材料中短波長變換材料占的比例，比在發(fā)光變換部分全體中所包含的波長變換材料中短波長變換材料占的比例高。
文檔編號H01L33/60GK1937270SQ20061015436
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者德永誠一 申請人:三洋電機株式會社