TW201810731A - 波長轉換構件及其製造方法、以及發光裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種光之取出效率較高、且可由簡易之步驟製造之波長轉換構件及其製造方法、以及發光裝置。 本發明之波長轉換構件1之特徵在於：其係用以轉換自光源出射之激發光之波長者，且具備：容器2，其具有框狀之側壁4；樹脂層6，其配置於容器2內，且包含螢光體；及蓋構件5，其配置於容器2之上方，且密封容器2內；且蓋構件5與樹脂層6密接，藉由設置於側壁4與蓋構件5之間之樹脂層6，將蓋構件5密封於容器2。

Description

波長轉換構件及其製造方法、以及發光裝置

本發明係關於一種將光源發出之光之波長轉換為其他波長之波長轉換構件及其製造方法、以及發光裝置。

近年來，作為取代螢光燈或白熾燈之下一代光源，使用LED(Light Emitting Diode：發光二極體)或LD(Laser Diode：雷射二極體)等激發光源之發光裝置備受注目。作為此種下一代光源之一例，將出射藍色光之LED與吸收來自LED之光之一部分並轉換為黃色光之波長轉換構件組合之發光裝置已廣為人知。該發光裝置係發出白色光，即自LED出射之藍色光與自波長轉換構件出射之黃色光之合成光。 於下述之專利文獻1，作為波長轉換構件之一例，揭示有一種於由容器與蓋構件包圍之空間配置有使量子點等之螢光體分散之樹脂的波長轉換構件。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2015-220330號公報

[發明所欲解決之問題] 於專利文獻1之圖1中，揭示有一種於使螢光體分散之樹脂與蓋構件之間形成有空間之波長轉換構件。若存在此種空間，則有螢光於樹脂與空間之界面折射而導致光之取出效率降低之問題。 於專利文獻1之圖2中，顯示有一種使螢光體分散之樹脂與蓋構件密接而未形成上述空間之波長轉換構件。關於容器與蓋構件之接合，於專利文獻1之段落[0049]顯示有使用雷射等之焊接、陽極接合、使用無機接合材料等之接合方法。使用該等接合方法，接合容器與蓋構件而如圖2所示欲使樹脂與蓋構件密接時，預測需要非常複雜之步驟。 本發明係提供一種光之取出效率較高且可由簡易之步驟製造之波長轉換構件及其製造方法、以及發光裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明之波長轉換構件之特徵在於：其係用以轉換自光源出射之激發光之波長者，且具備：容器，其具有框狀之側壁；樹脂層，其配置於容器內，且包含螢光體；及蓋構件，其配置於容器之上方，且密封容器內；且蓋構件與樹脂層密接，藉由設置於側壁與蓋構件之間之樹脂層，將蓋構件密封於容器。 於本發明中，亦可為樹脂層具有：第1樹脂層，其包含螢光體；及第2樹脂層，其設置於第1樹脂層上；且蓋構件與第2樹脂層密接，藉由設置於側壁與蓋構件之間之第2樹脂層而密封。於該情形時，第2樹脂層亦可不包含螢光體。 本發明之發光裝置之特徵在於具備：光源，其出射激發光；及上述本發明之波長轉換構件。 本發明之製造方法之特徵在於：其係可製造上述本發明之波長轉換構件之方法，且具備以下步驟：將硬化前之樹脂層以該樹脂層之上表面位於較側壁之上部更上方之方式填充於容器內；使蓋構件密接於樹脂層之上表面而配置於容器之上方；及藉由使樹脂層硬化並收縮，而於使蓋構件與硬化後之樹脂層密接之狀態下，由設置於側壁與蓋構件之間之樹脂層密封。 於本發明之製造方法中，將硬化前之樹脂層填充於容器內之步驟亦可包含以下步驟：將硬化前之第1樹脂層填充於容器內，使第1樹脂層硬化之後，將硬化前之第2樹脂層填充於第1樹脂層之上。 [發明之效果] 根據本發明，可形成光之取出效率較高且可由簡易之步驟製造之波長轉換構件。

以下，針對較佳之實施形態進行說明。然而，以下之實施形態僅為例示，本發明並非限定於以下之實施形態。又，於各圖式中，實質上具有相同功能之構件有以相同之符號進行參照之情形。 (第1實施形態) 圖1係顯示本發明之第1實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。本實施形態之波長轉換構件1具備：容器2，其具有框狀之側壁4；樹脂層6，其配置於容器2內，且包含螢光體；及蓋構件5，其配置於容器2之上方，且密封容器2內。容器2係由包含透明基材之底部3與側壁4而構成。如圖1所示，於本實施形態中，蓋構件5與樹脂層6密接。又，蓋構件5係藉由設置於側壁4與蓋構件5之間之樹脂層6而密封於容器2。 樹脂層6中含有螢光體，較佳為分散含有螢光體粒子。作為樹脂層6所含之樹脂，例如，使用紫外線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂等之硬化性樹脂。具體而言，例如可使用環氧系硬化樹脂、丙烯系紫外線硬化樹脂、矽酮系硬化樹脂等。上述硬化性樹脂較理想為透光性樹脂。 作為螢光體，例如可使用量子點。作為量子點，列舉II-VI族化合物及III-V族化合物。作為II-VI族化合物，列舉CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe等。作為III-V族化合物，列舉InP、GaN、GaAs、GaP、AlN、AlP、AlSb、InN、InAs或InSb等。可將選自該等化合物中之至少1種或該等2種以上之複合體作為量子點使用。作為複合體，列舉芯殼構造者，列舉例如CdSe粒子表面經ZnS塗佈之芯殼構造者。 螢光體並非限定於量子點，例如亦可使用氧化物螢光體、氮化物螢光體、氮氧化物螢光體、氯化物螢光體、醯氯化物螢光體、硫化物螢光體、硫氧化物螢光體、鹵化物螢光體、硫屬化物螢光體、鋁酸鹽螢光體、鹵磷酸氯化物蛍光體或石榴石系化合物螢光體等之無機螢光體粒子等。 如上所述，容器2由底部3與側壁4構成。更具體而言，藉由於底部3上設置側壁4而構成。 底部3可藉由透明之材料構成。作為構成底部3之材料，例如可使用玻璃。作為玻璃，例如可使用SiO₂ -B₂ O₃ -RO(R係Mg、Ca、Sr或Ba)系玻璃、SiO₂ -B₂ O₃ -R'₂ O(R'係Li、Na或Ka)系玻璃、SiO₂ -B₂ O₃ -RO-R'₂ O系玻璃、SnO-P₂ O₅ 系玻璃、TeO₂ 系玻璃或Bi₂ O₃ 系玻璃等。 側壁4係較佳由反射率較高之陶瓷構成。於該情形時，由於可使激發光或螢光反射，故可進一步提高光之利用效率。作為反射率較高之陶瓷，例如列舉低溫共燒結陶瓷(LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramic)。作為LTCC，例如可使用氧化鋁玻璃系陶瓷。 底部3與側壁4可由玻璃料等之無機接合材料、焊接、金屬焊錫等接合。又，底部3與側壁4亦可為一體形成者。於該情形時，亦可由玻璃形成側壁4。 蓋構件5可藉由透明之材料構成。作為構成蓋構件5之材料，例如可使用玻璃。作為玻璃，例如可使用SiO₂ -B₂ O₃ -RO(R係Mg、Ca、Sr或Ba)系玻璃、SiO₂ -B₂ O₃ -R'₂ O(R'係Li、Na或Ka)系玻璃、SiO₂ -B₂ O₃ -RO-R'₂ O系玻璃、SnO-P₂ O₅ 系玻璃、TeO₂ 系玻璃或Bi₂ O₃ 系玻璃等。 藉由玻璃構成底部3或蓋構件5之情形，可進一步抑制水分或氧之透過。於該情形時，因樹脂層6所包含之螢光體不易劣化，故可作為可靠性高之波長轉換構件。 圖2及圖3係顯示製造本發明之第1實施形態之波長轉換構件之步驟之模式性剖視圖。如圖2所示，將硬化前之樹脂層7填充於容器2內。硬化前之樹脂層7包含樹脂層6之硬化前之樹脂。因此，於樹脂層7中含有螢光體。於將樹脂層7填充於容器2內時，以樹脂層7之上表面7a較側壁4之上部4a位於更上方之方式填充樹脂層7。藉此，於使樹脂層7硬化而作為樹脂層6時，避免使樹脂層6之體積小於容器2之容積。另，藉由避免使樹脂層6之體積小於容器2之容積，可抑制蓋構件5朝容器2側彎曲而維持平坦，故例如於作為顯示裝置之背光應用之情形時，與導光板相接時，可於蓋構件5與導光板之間消除間隙，而可抑制光損失。 如圖3所示，接著，使蓋構件5密接於樹脂層7之上表面7a而配置於容器2之上方。於該狀態下，樹脂層7之上表面7a較側壁4之上部4a位於更上方。因此，蓋構件5之底面亦較側壁4之上部4a位於更上方。 接著，使樹脂層7硬化。於樹脂層7之樹脂為熱硬化性樹脂之情形時，加熱使樹脂層7硬化。此時，樹脂層7因加熱而軟化，滲入蓋構件5與側壁4之上部4a之間。藉由樹脂層7一面滲入蓋構件5與側壁4之上部4a之間一面硬化，而由硬化後之樹脂層6密封蓋構件5與側壁4。 於樹脂層7之樹脂為紫外線硬化性樹脂之情形時，較佳為將蓋構件5向下方按壓，而強制地使樹脂層7滲入蓋構件5與側壁4之上部4a之間。於該狀態下，藉由照射紫外線使樹脂層7硬化，可由硬化後之樹脂層6密封蓋構件5與側壁4。於樹脂層7之樹脂為熱硬化性樹脂之情形時，亦可將蓋構件5向下方按壓，而強制地使樹脂層7滲入蓋構件5與側壁4之上部4a之間。 如以上所述，可製造本實施形態之波長轉換構件1。 圖4係顯示使用第1實施形態之波長轉換構件之發光裝置之模式性剖視圖。如圖4所示，發光裝置10於第1實施形態之波長轉換構件1之底部3側設置有光源11。作為光源11，可使用LED光源或雷射光源等。 自光源11出射之激發光係通過容器2之底部3而入射至樹脂層6。樹脂層6所含有之螢光體係由激發光激發，而自螢光體出射螢光。來自樹脂層6之螢光通過蓋構件5出射至外部。例如，作為激發光，使用藍色光之情形時，以波長轉換構件1將藍色光轉換為黃色光，將作為螢光之黃色光與激發光即藍色光合成，可出射白色光。 圖7係顯示比較例之波長轉換構件之模式性剖視圖。比較例之波長轉換構件31係藉由將包含螢光體之樹脂層36配置於包含底部33及側壁34之容器32內，且由包含玻璃料等之密封材料38密封蓋構件35而構成。如圖7所示，於比較例之波長轉換構件31中，於樹脂層36與蓋構件35之間形成有空隙39。該空隙39係於使填充於容器32內之硬化前之樹脂硬化時，因樹脂收縮而形成者。若存在此種空隙39，則於樹脂層36與空隙39之間折射率差變大，故於該界面中，光之一部分被反射，光之取出效率降低。 與此相對，於圖1所示之本實施形態之波長轉換構件1中，蓋構件5與樹脂層6密接，未形成空隙。因此，可提高光之取出效率。又，於本實施形態之波長轉換構件1中，蓋構件5係藉由設置於側壁4與蓋構件5之間之樹脂層6而密封於容器2。如上所述，可於使樹脂層7硬化而形成樹脂層6之步驟中進行蓋構件5之密封。因此，根據本實施形態，可由簡易之步驟製造光之取出效率較高之波長轉換構件。 (第2實施形態) 圖5係顯示本發明之第2實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。如圖5所示，於本實施形態中，圖1所示之樹脂層6由第1樹脂層6a與設置於第1樹脂層6a上之第2樹脂層6b構成。蓋構件5與第2樹脂層6b密接，且藉由設置於側壁4與蓋構件5之間之第2樹脂層6b，將蓋構件5密封於容器2。於第1樹脂層6a包含有螢光體。於第2樹脂層6b可包含有螢光體，亦可不包含。於本實施形態中，於第2樹脂層6b不包含有螢光體。因此，於本實施形態中，第2樹脂層6b僅由樹脂構成。於第2樹脂層6b包含有螢光體之情形時，第2樹脂層6b所包含之螢光體亦可與第1樹脂層6a所包含之螢光體不同。 另，於第1樹脂層6a上設置第2樹脂層6b之情形時，由於可藉由第2樹脂層6b抑制含有螢光體之第1樹脂層6a與水或氧接觸，故亦可抑制螢光體劣化。 於本實施形態中，由於蓋構件5藉由第2樹脂層6b密封，故作為第2樹脂層6b之樹脂，可選擇密封性優異之樹脂。因此，根據本實施形態，可提高密封性。 又，第2樹脂層6b之樹脂之折射率較佳為接近於第1樹脂層6a之樹脂或蓋構件5之折射率。藉此，可減少光於第1樹脂層6a與第2樹脂層6b之界面或蓋構件5與第2樹脂層6b之界面折射或反射之情況，可提高光之取出效率。第2樹脂層6b之樹脂之折射率與第1樹脂層6a之樹脂之折射率之差較佳為0.10以下，更佳為0.08以下，進而較佳為0.05以下，尤佳為0.03以下，最佳為0.01以下。又，蓋構件5之折射率與第2樹脂層6b之樹脂之折射率之差較佳為0.20以下，更佳為0.12以下，進而較佳為0.08以下，尤佳為0.04以下，最佳為0.01以下。 於本實施形態之波長轉換構件之製造方法中，較佳為將硬化前之第1樹脂層填充於容器2內，使第1樹脂層硬化之後，將硬化前之第2樹脂層填充於第1樹脂層6a上，其後使第2樹脂層硬化而作為第2樹脂層6b。然而，並非限定於此，亦可於硬化前之第1樹脂層上填充硬化前之第2樹脂層，其後使第1樹脂層及第2樹脂層同時硬化而作為第1樹脂層6a及第2樹脂層6b。 於本實施形態中，亦可由簡易之步驟製造光之取出效率較高之波長轉換構件。 (第3實施形態) 圖6係顯示本發明之第3實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。如圖6所示，於本實施形態中，於容器2之內部設置有光源11。因此，本實施形態之波長轉換構件作為發光裝置20構成。關於其他構成，與第1實施形態相同。 於本實施形態中，亦可由簡易之步驟製造光之取出效率較高之波長轉換構件。

1‧‧‧波長轉換構件
2‧‧‧容器
3‧‧‧底部
4‧‧‧側壁
4a‧‧‧上部
5‧‧‧蓋構件
6‧‧‧樹脂層
6a‧‧‧第1樹脂層
6b‧‧‧第2樹脂層
7‧‧‧硬化前之樹脂層
7a‧‧‧硬化前之樹脂層之上表面
10‧‧‧發光裝置
11‧‧‧光源
20‧‧‧發光裝置
31‧‧‧比較例之波長轉換構件
32‧‧‧容器
33‧‧‧底部
34‧‧‧側壁
35‧‧‧蓋構件
36‧‧‧樹脂層
38‧‧‧密封材料
39‧‧‧空隙

圖1係顯示本發明之第1實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。 圖2係顯示製造本發明之第1實施形態之波長轉換構件之步驟之模式性剖視圖。 圖3係顯示製造本發明之第1實施形態之波長轉換構件之步驟之模式性剖視圖。 圖4係顯示使用本發明之第1實施形態之波長轉換構件之發光裝置之模式性剖視圖。 圖5係顯示本發明之第2實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。 圖6係顯示本發明之第3實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。 圖7係顯示比較例之波長轉換構件之模式性剖視圖。

1‧‧‧波長轉換構件

2‧‧‧容器

3‧‧‧底部

4‧‧‧側壁

5‧‧‧蓋構件

6‧‧‧樹脂層

Claims (6)

1. 一種波長轉換構件，其係用以轉換自光源出射之激發光之波長者，且具備： 容器，其具有框狀之側壁； 樹脂層，其配置於上述容器內，且包含螢光體；及 蓋構件，其配置於上述容器之上方，且密封上述容器內；且 上述蓋構件與上述樹脂層密接，藉由設置於上述側壁與上述蓋構件之間之上述樹脂層，將上述蓋構件密封於上述容器。
2. 如請求項1之波長轉換構件，其中上述樹脂層具有： 第1樹脂層，其包含上述螢光體；及 第2樹脂層，其設置於上述第1樹脂層上；且 上述蓋構件與上述第2樹脂層密接，藉由設置於上述側壁與上述蓋構件之間之上述第2樹脂層而密封。
3. 如請求項2之波長轉換構件，其中上述第2樹脂層不包含上述螢光體。
4. 一種發光裝置，其具備： 光源，其出射上述激發光；及 如請求項1至3中任一項之波長轉換構件。
5. 一種波長轉換構件之製造方法，其係製造如請求項1至3中任一項之波長轉換構件之方法，且具備以下步驟： 將硬化前之上述樹脂層以該樹脂層之上表面位於較上述側壁之上部更上方之方式填充於上述容器內； 使上述蓋構件密接於上述樹脂層之上表面而配置於上述容器之上方；及 藉由使上述樹脂層硬化並收縮，而於使上述蓋構件與硬化後之上述樹脂層密接之狀態下，由設置於上述側壁與上述蓋構件之間之上述樹脂層密封。
6. 如請求項5之波長轉換構件之製造方法，其中將硬化前之上述樹脂層填充於上述容器內之步驟包含以下步驟： 將硬化前之上述第1樹脂層填充於上述容器內，使上述第1樹脂層硬化之後，將硬化前之上述第2樹脂層填充於上述第1樹脂層之上。