磷光板和具有该磷光板的发光装置制造方法及图纸

一种磷光板，具有由基体材料和包含于其中的磷光体组成的波长变换板组件。该磷光体可操作地通过被发光元件发出的光激发而辐射出波长变换的光。所述基体材料还具有光行方向变换器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磷光板和具有该磷光板的发光装置，该磷光板通过被发光元件发出的光激发而辐射出波长变换的光。
技术介绍
实际使用的发光装置可操作地通过混合从LED(发光二极管)元件发出的光和从被所发出的光激发的磷光体辐射出的波长变换的光来产生白光。JP-A-2005-93712公开了一种发光装置，其包括具有在光提取侧开放的容器的包装；容纳于该容器中的LED元件；和密封LED元件并含有磷光体的密封材料。在该发光装置中，当使用蓝光LED元件作为LED元件发出蓝光，并使用黄色磷光体作为磷光体在蓝光的激发下辐射出黄光时，通过混合LED元件发出的蓝光和黄色磷光体发出的黄色波长变换光，可产生白光。然而，JP-A-2005-93712所述的发光装置存在以下问题(1)-(3)。(1)从LED元件发出的一部分光被密封材料吸收，导致光的吸收损耗。因此，光提取效率较低。(2)由于含磷光体的密封材料与LED元件接触，在操作时LED元件产生的热量容易导致磷光体劣化。因此，磷光体的波长变换效率下降，从而导致发光装置不能长时间地进行高亮度的发射。(3)由于磷光体悬浮在填充到容器中的密封材料中，因此部分磷光体会向容器底部沉降。因此，磷光体的分布状态变差，在含磷光体的密封材料中，从LED元件向不同方向辐射出的光的光路长度是变化的。结果，密封材料中的波长变换不能均一地进行，从而导致发光颜色不均衡。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高光提取效率的磷光板，在长时间内具有高亮度发射，并改进发光颜色的不均衡性。本专利技术的另一个目的是提供一种具有该磷光板的发光装置。(1)根据本专利技术的一个方面，磷光板包括一个波长变换板组件，包括包含磷光体的基体材料，所述磷光体可操作地通过被发光元件发出的光激发而辐射出波长变换的光，其中，所述基体材料还包含光行方向变换器。在上面的专利技术(1)中，可以进行下面的调整和改变。(i)变换器的折射率是n1，基体材料的折射率是n2，并且满足n1≤n2。(ii)发光元件包含发光二极管元件。(iii)磷光体包含从板组件的光输出表面辐射白光的磷光体。(iv)变换器包含气泡。(v)变换器包含颗粒。(2)根据本专利技术的另一方面，发光装置包括一个包含内部空间的容器，在其光提取侧开放；如(1)中定义的磷光板；一个容纳于容器中并置于容器光提取侧的相对侧的发光元件，其中，磷光板置于容器的光提取侧。本专利技术的优势在本专利技术中，光提取效率可被提高，可获得长时间内高亮度的发射，并且可改进发光颜色的不均衡性。附图说明下面参考附图对本专利技术优选的实施方案进行说明，其中图1A是横截面图，表示了根据本专利技术的第一个优选实施方案中的发光装置；图1B是横截面图，表示了图1A中的LED元件；图2是横截面图，表示了根据本专利技术的第二个优选实施方案中的发光装置； 图3A是横截面图，表示了根据本专利技术的第三个优选实施方案中的发光装置；以及图3B是透视图，表示了图3A中的磷光板。具体实施例方式第一实施方案图1A是横截面图，表示了根据本专利技术的第一优选实施方案中的发光装置。图1B是横截面图，表示了图1A中的LED元件。发光装置如图1A所示，发光装置1包括包装2，用于容纳LED元件3；LED元件3，容纳于包装2中；密封材料8，填充到包装2中并密封LED元件3；磷光板4，置于LED元件3的光提取侧，同时覆盖密封材料8。包装如图1A所示，包装2包括容纳LED元件3的容器5和覆盖容器5一侧(即图1A中的下侧)开口的元件安装基板6。容器如图1A所示，容器5包含内部空间5A，其在平面图中呈圆形，并在从基板侧到光提取侧的方向上开放。容器5，整体来看，呈盒状，并由陶瓷材料如氧化铝(Al2O3)，硅(Si)和氮化铝(AlN)，或白树脂制成。在容器5中，提供斜面5B，将从LED元件3发出的光朝向光提取侧反射。在斜面5B上部，提供台阶面5C，用于将磷光板4连接至容器5。将密封材料8填充至内部空间5A。元件安装基板元件安装基板6是由陶瓷材料如氧化铝(Al2O3)，硅(Si)和氮化铝(AlN)，或白树脂制成的。在元件安装基板6的光提取侧(即顶侧)，形成第一布线图14，15，它们通过Au(金)接合线12，13电连接到p-侧电极3A和n-侧电极3B(见图1B)。在元件安装基板6的安装侧(即底侧)，形成第二布线图16，17，它们用于给LED元件3供电。第一布线图14和第二布线图16通过通孔图案22互相电连接，通孔图案22填充在通孔19中，通孔19穿透元件安装基板6而形成。第一布线图15和第二布线图17通过通孔图案23互相电连接，通孔图案23填充在通孔20中，通孔20穿透元件安装基板6而形成。第一布线图14，15和第二布线图16，17是由高熔点金属如钨(W)和钼(Mo)构成的，并与通孔图案22，23整体形成。任选地，在第一布线图15和第二布线图17的表面上，可提供金属层，所述金属层包括由镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、钛(Ti)、金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)、或焊接材料构成的单一层或多层。密封材料密封材料8是由透明的树脂材料如硅氧烷、环氧树脂和惰性气体如氮气、氩气构成。密封材料8置于元件安装基板6和磷光板4之间，以密封容器5中的LED元件3。LED元件LED元件3包括具有如图1B所示的p-侧电极3A和n-侧电极3B的正面向上型蓝色LED元件，用如图1A所示的密封材料8密封，并通过接合线12，13连接至第一布线图14，15。如图1B所示，LED元件3包括依次生长在蓝宝石(Al2O3)基板24上的AlN缓冲层(未显示)、n-型半导体(n-GaN)层25、发光层26和p-型半导体(p-GaN)层27。LED元件3的尺寸可为，例如，长和宽约1mm(即平面尺寸)。磷光板磷光板4包含，如图1A所示，基体材料4A和磷光体4B，并附于台阶面5A上以限定容器的内部空间5A。磷光板4厚度均匀，在100到500微米的范围内。基体材料4A呈薄的圆形板状，并由折射率为n2(n2＝1.2～1.5)大于空气折射率n1(n1＝1.0)的透明材料构成。基体材料4A的透明材料可为有机材料如硅氧烷和丙烯酸酯类，无机材料如玻璃，或有机材料和无机材料的混合材料。基体材料4A包括气泡9(折射率为n1)，作为光行方向变换器，以变换LED元件3发出的光(蓝光)的行进方向。气泡9，举例来说，直径约100微米，占磷光板4总体积的2到3％。磷光体4B包含在基体材料4A中。磷光体4B由材料如YAG(钇铝石榴石)构成，通过被LED元件3发出的蓝光激发而辐射出波长变换的光。发光装置的操作当从电源(未显示)，通过第二布线图16，17，通孔图案22，23和第一布线图14，15到LED元件3施加电压时，LED元件3的发光层26发出蓝光。该光线从LED元件3的光提取表面向密封材料8发射。然后，从LED元件3发出的光通过密封材料8辐射到磷光板4上。在这种情况下，从LED元件3发出的光的一部分通过密封材料8辐射到磷光板4上，并且另一部分通过密封材料8，在容器5的斜面5B上反射，再次通过密封材料8，辐射到磷光板4上。磷光板4(即磷光体4B)被入射的蓝光激发，发出黄色的波长变换的光。因此，由LED元件3发出的蓝光与磷光体4B辐射出的黄光混合，产生白光。在这种情况下，一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷光板，包括：波长变换板组件，包括包含磷光体的基体材料，所述磷光体可操作地通过被发光元件发出的光激发而辐射出波长变换的光，其中，所述基体材料还包含光行方向变换器。

【技术特征摘要】
JP 2005-10-26 2005-3116241.一种磷光板，包括波长变换板组件，包括包含磷光体的基体材料，所述磷光体可操作地通过被发光元件发出的光激发而辐射出波长变换的光，其中，所述基体材料还包含光行方向变换器。2.根据权利要求1所述的磷光板，其中所述变换器的折射率为n1，所述基体材料的折射率为n2，并且满足n1≤n2。3.根据权利要求1所述的磷光板，其中所述发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：林稔真，加藤英昭，川口洋明，成田巧，
申请(专利权)人：丰田合成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]