專利名稱：發(fā)光裝置及發(fā)光裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備LED元件并發(fā)出白色光的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知一種通過LED元件與熒光體的組合來發(fā)出白色光發(fā)光裝置 (例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1記載的發(fā)光裝置具有發(fā)出300 470nm 的光的LED元件，通過由該光激勵(lì)的熒光體，部分或完全地變換為波長更 長的光，從而生成白色光。其中，熒光體分散于密封LED元件的密封樹脂 中。
另外，還已知一種發(fā)光裝置，能夠通過紅色LED元件、綠色LED元 件及藍(lán)色LED元件的組合來生成白色光(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。 專利文獻(xiàn)1:日本特表2003-535478號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-085324號公報(bào)
但是，在專利文獻(xiàn)1記載的發(fā)光裝置中，密封樹脂中的熒光體的耐熱 性低，如果裝置使用時(shí)發(fā)光裝置的溫度上升，則發(fā)光效率降低。另外，LED 元件的發(fā)熱量受到限制，所以難以使大電流流過LED元件來增大光量。
在此，可以考慮像專利文獻(xiàn)2記載的發(fā)光裝置那樣，不使用熒光體， 而通過紅色、綠色及藍(lán)色的各LED元件來得到白色光。但是，各LED元 件的半幅值與熒光體相比極小，所得到的白色光的色彩再現(xiàn)性變低。
進(jìn)而，在LED元件的發(fā)熱量不受限制的情況下，產(chǎn)生將各LED元件 所產(chǎn)生的熱平穩(wěn)地傳遞至搭載了各LED元件的基板的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上情況而完成的，其目的在于提供一種發(fā)光裝置，
能夠使裝置使用時(shí)發(fā)光效率不降低，并使大電流流向LED元件來增大光 量，而且，能夠得到色彩再現(xiàn)性良好的白色光。另外，其他目的在于提供一種發(fā)光裝置及其制造方法，能夠?qū)ED
元件所產(chǎn)生的熱平穩(wěn)地向基板傳遞。
為了解決上述問題，本發(fā)明的第一發(fā)光裝置的特征在于，具備第一
LED元件，發(fā)出紫外光；第二 LED元件，發(fā)出可見光；基板，搭載了上 述第一 LED元件及上述第二 LED元件，包含無機(jī)材料；殼體，容納上述 第一 LED元件、上述第二 LED元件及上述基板，包含無機(jī)材料；以及SiC 熒光板，摻雜有B及A1的至少一種和N，被從上述第一LED元件所發(fā)出 的光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出可見光。
在上述第一發(fā)光裝置中，其特征在于，上述第一LED元件發(fā)出峰值波 長為408nm以下的光，上述第二 LED元件發(fā)出峰值波長超過408nm的 光。
在上述第一發(fā)光裝置中，其特征在于，上述殼體具有開口，上述SiC 熒光板設(shè)置于上述開口。
在上述第一發(fā)光裝置中，其特征在于，上述SiC熒光板在從上述第一 LED元件發(fā)出的光所入射的面上，具有以比上述第一 LED元件的發(fā)光波 長小的周期形成的周期構(gòu)造。
在上述第一發(fā)光裝置中，其特征在于，具備透鏡，設(shè)置于上述開口 的上述SiC熒光板的外側(cè)，包含無機(jī)材料。
為了解決上述問題，本發(fā)明的第二發(fā)光裝置的特征在于，具備紫外 LED元件，發(fā)出紫外光；藍(lán)色LED元件，發(fā)出藍(lán)色光；綠色LED元件， 發(fā)出綠色光；紅色LED元件，發(fā)出紅色光；基板，搭載了上述紫外LED 元件、上述藍(lán)色LED元件、上述綠色LED元件及上述紅色LED元件， 包含無機(jī)材料；殼體，容納上述紫外LED元件、上述藍(lán)色LED元件、上 述綠色LED元件、上述紅色LED元件及上述基板，包含無機(jī)材料；以及 SiC熒光板，摻雜有B及A1的至少一種和N，被從上述紫外LED元件所 發(fā)出的光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出可見光。
為了解決上述問題，本發(fā)明的第三發(fā)光裝置的特征在于，具備第一 LED元件，發(fā)出紫外光；第二 LED元件，發(fā)出可見光；SiC熒光板，摻 雜有B及Al的至少一種和N，被從上述第一 LED元件所發(fā)出的光激勵(lì)時(shí)， 發(fā)出可見光；基板，搭載了上述第一LED元件及上述第二LED元件，包含無機(jī)材料；以及AuSn類合金層，對上述基板與上述第一 LED元件及上 述第二 LED元件進(jìn)行接合，具有相對于上述基板向大致垂直方向延伸的柱 狀結(jié)晶。
在上述第三發(fā)光裝置中，其特征在于，具備殼體，容納上述基板， 包含無機(jī)材料。
在上述第三發(fā)光裝置中，其特征在于，上述第一LED元件的峰值波長 為408nm以下，上述第二 LED元件的峰值波長超過408nm。
在上述第三發(fā)光裝置中，其特征在于，上述第二 LED元件是藍(lán)色LED 元件、綠色LED元件及紅色LED元件這3種LED元件。
制造上述第三發(fā)光裝置的方法的特征在于，包括Sn膜形成工序，在 上述基板的搭載面，形成Sn膜；Au膜形成工序，在上述第一LED元件 及上述第二LED元件的非搭載面，形成Au膜；接觸工序，使形成于上述 第一 LED元件及上述第二 LED元件的上述Au膜與形成于上述基板的上 述搭載面的上述Sn膜的表面接觸；以及接合工序，在使上述Sn膜與上述 An膜接觸的狀態(tài)下，在包含氫氣和氮?dú)獾幕旌蜌怏w的組成(forming)氣 體的氣氛中加熱上述基板，將上述第一 LED元件及上述第二 LED元件接 合至上述基板。
在制造上述第三發(fā)光裝置的方法中，其特征在于，特別是，在上述接 觸工序中，使上述基板的上述搭載面為上方，使上述第一 LED元件及上述 第二 LED元件的非搭載面為下方，將上述第一 LED元件及上述第二 LED 元件載放于上述基板，從而使上述Sn膜與上述Aii膜接觸；在上述接合工 序中，在上述第一 LED元件及上述第二 LED元件被載放于上述基板的狀 態(tài)下，加熱上述基板，將上述第一 LED元件及上述第二 LED元件接合至 上述基板。
根據(jù)本發(fā)明，SiC熒光板具有高耐熱性，所以在裝置使用時(shí)不像以往 那樣發(fā)光效率降低，由于裝置自身的耐熱性提高，所以能夠使大電流流向 LED元件來增大光量。進(jìn)而，SiC熒光板還在被從第一LED元件發(fā)出的 光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出與LED元件等相比半幅值較大的光，所以能夠得到色彩再 現(xiàn)性良好的白色光。
進(jìn)而，基板和各LED元件通過具有柱狀結(jié)晶的AiiSn類合金層進(jìn)行接合，所以能夠?qū)⒏鱈ED元件所產(chǎn)生的熱平穩(wěn)地向基板傳遞。


圖l是本發(fā)明的示出實(shí)施方式的發(fā)光裝置的外觀立體圖。 圖2是發(fā)光裝置的概略縱剖面圖。
圖3是SiC熒光板的放大圖，(a)是部分縱剖面圖，(b)是部分俯視圖。
圖4是搭載基板的示意俯視圖。
圖5是將LED元件搭載于搭載基板的說明圖，(a)是搭載LED元件 前的搭載基板的俯視圖，(b)是搭載LED元件時(shí)的搭載基板的側(cè)視圖，(c) 是搭載LED元件后的搭載基板的側(cè)視圖。
圖6是示出變形例的發(fā)光裝置的概略縱剖面圖。
圖7是汽車車輛的前部的外觀圖。
圖8是示出變形例的發(fā)光裝置的概略縱剖面圖。
圖9是表示示出變形例的前燈(headlight)的內(nèi)部構(gòu)造的說明圖。
圖10是將LED元件向搭載基板搭載的說明圖，(a)是搭載LED元 件前的搭載基板的俯視圖，(b)是搭載LED元件時(shí)的搭載基板的側(cè)視圖， (c)是搭載LED元件后的搭載基板的側(cè)視圖。
符號說明
1發(fā)光裝置
2殼體
2a 開口
2b 底部
2c 凸緣
3 SiC基板
3a 凸部
4端子部
4a 圓筒部
4b 傾斜部
4c 第一電極4d 絕緣部 4e 第二電極 5螺釘 6內(nèi)部導(dǎo)線 7透鏡 8散熱器 9反射鏡
10搭載基板
10a布線圖案
10bSn膜
10cAuSn類合金層
11紫外LED元件
12藍(lán)色LED元件
13綠色LED元件
14紅色LED元件
101發(fā)光裝置
200車輛
200a前燈201發(fā)光裝置
220透鏡
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的示出一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)光裝置的外觀立體圖。
如圖1所示，發(fā)光裝置1具有圓筒形的殼體2，在一端形成有開口
2a; SiC熒光板3，閉塞該開口2a;以及端子部4，形成于殼體2的另一 端。在本實(shí)施方式中，將殼體2的一端側(cè)作為上方向、并將另一端側(cè)作為 下方向進(jìn)行說明。在殼體2，容納了從端子部4被供電的多種LED元件， 通過從LED元件發(fā)出的紫外光，SiC熒光板32被激勵(lì)并發(fā)光。其中，從 LED元件發(fā)出的藍(lán)色光、綠色光及紅色光在不進(jìn)行波長變換來透過SiC熒 光板3。圖2是發(fā)光裝置的概略縱剖面圖。
如圖2所示，殼體2包含無機(jī)材料，下端被閉塞，該閉塞部分成為底 部2b。殼體2包含陶瓷，在本實(shí)施方式中是A1N。在底部2b，固定有搭載 了紫外LED元件11、藍(lán)色LED元件12、綠色LED元件13及紅色LED 元件14的搭載基板10。搭載基板10的固定方法任意，但在本實(shí)施方式中， 搭載基板10通過與底部2b螺紋接合的螺釘5進(jìn)行固定。殼體2的開口 2a 的部分形成為階梯狀，SiC熒光板3被固定于階梯狀部。另外，殼體2具 有從底部2b向下方突出的凸緣2c。在本實(shí)施方式中，凸緣2c在整個(gè)周向 形成。
端子部4包含無機(jī)材料，構(gòu)成為相對于供應(yīng)電力的規(guī)定的插口能夠螺 紋接合。端子部4具有圓筒部4a，固定于殼體2的凸緣2c的內(nèi)周面； 傾斜部4b，與圓筒部4a的下端連續(xù)形成，向下方變窄；第一電極部4c， 設(shè)置于傾斜部4b的下端，在外表面形成有陽螺紋；絕緣部4d，與第一電 極部4c的下端連續(xù)形成，向徑向內(nèi)側(cè)延伸；以及第二電極4e，閉塞絕緣部 4d的徑向內(nèi)側(cè)。圓筒部4a、傾斜部4b及絕緣部4d包含具有絕緣性的陶 瓷，第一電極4c及第二電極4e包含具有導(dǎo)電性的金屬。圓筒部4a、傾斜 部4b及絕緣部4d優(yōu)選與殼體2為相同材料。第一電極4c及第二電極4e 通過內(nèi)部導(dǎo)線6與螺釘5電連接。在本實(shí)施方式中，螺釘5包含導(dǎo)電性的 金屬，在與搭載基板10螺紋接合時(shí)，則與搭載基板10的布線圖案電連接。
SiC熒光板3包含每6層為周期性構(gòu)造的6H型的SiC結(jié)晶，形成為 板狀。SiC熒光板3包含N作為施主雜質(zhì)，并且包含A1及B作為受主雜 質(zhì)。在SiC熒光板3中，Al例如以2X1018cm—3的濃度摻雜，B例如以1X 1019cm—3的濃度摻雜，N例如以1.5X1019cm—3的濃度摻雜。其中，Al、 B及N 的濃度任意，但為了使SiC熒光板3激勵(lì)并發(fā)光，A1與B的濃度的和必須 小于N的濃度。SiC熒光板3被紫外光激勵(lì)時(shí)，通過施主與受主的再結(jié)合來 產(chǎn)生熒光。SiC熒光板3的制造方法任意，例如可以通過升華法、化學(xué)氣相 生長法使SiC結(jié)晶生長來制造。此時(shí)，通過適當(dāng)調(diào)整結(jié)晶生長中的氣氛中 的氮?dú)?N2)的分壓，從而能夠任意地設(shè)定SiC熒光板3中的氮?dú)鉂舛?。?一方面，將Al及B以單質(zhì)的形式或Al化合物及B化合物相對于原料適量 混和，從而能夠任意地設(shè)定SiC熒光板3中的Al濃度及B濃度。
10圖3是SiC熒光板的放大圖，(a)是部分縱剖面圖，(b)是部分俯視圖。
如圖3 (a)所示，SiC熒光板3在表面及背面形成有規(guī)定的周期構(gòu)造。 周期構(gòu)造由多個(gè)大致圓錐狀的凸部3a構(gòu)成，各凸部3a在沿著SiC熒光板3 的表面及背面的方向上周期性排列。其中，也可以使各凸部3a為三角錐、 四角錐那樣的多角錐形。
如圖3 (b)所示，各凸部3a俯視形成為以規(guī)定的周期按三角格狀排列。 各凸部3a的平均周期是任意的，但在本實(shí)施方式中設(shè)為200nm。其中，平 均周期由相互相鄰的凸部3a的平均峰頂間距離來定義。各凸部3a形成為 大致圓錐形，平均的底部直徑為150nm，平均高度為400nm。像這樣，通過 相對于透過的光的光學(xué)波長形成十分小的周期構(gòu)造，從而能夠防止SiC熒 光板3與空氣的界面上發(fā)生發(fā)射。因此，能夠使從各LED元件ll、 12、 13、 14發(fā)出的近紫外光及可見光高效地向SiC熒光板3入射，并且使可見光從 SiC熒光板3高效地出射。
圖4是搭載基板的示意俯視圖。
如圖4所示，搭載基板 10俯視形成為正方形，各LED元件11、 12、 13、 14在前后方向及左右方向以規(guī)定的間隔被搭載。在本實(shí)施方式中，各LED 元件ll、 12、 13、 14俯視形成大致350um的四方形，各LED元件ll、 12、 13、 14之間的間隔為大致20tim。在本實(shí)施方式中，各LED元件ll、 12、 13、 14沒有被密封。另外，在本實(shí)施方式中，在搭載基板IO，以7列及7 行搭載了共計(jì)49個(gè)的各LED元件11、 12、 13、 14。具體地，紫外LED元件 11為41個(gè)，藍(lán)色LED元件12為2個(gè)，綠色LED元件13為4個(gè)，紅色LED 元件14為2個(gè)。
作為第一 LED元件的紫外LED元件11例如發(fā)出峰值波長為380nm的光， 作為第二 LED元件的藍(lán)色LED元件12例如發(fā)出峰值波長為450nm的光，作 為第二 LED元件的綠色LED元件13例如發(fā)出峰值波長為550nm的光，作為 第二 LED元件的紅色LED元件14例如發(fā)出峰值波長為650nm的光。其中， 各LED元件ll、 12、 13、 14的材料不特別限定，例如可以使用AlInGaN、 AlGaN、 InGaN、 GaN、 ZnSe、 GaP、 GaAsP、 AlGalnP、 AlGaAs等材料。
搭載基板10包含絕緣性的無機(jī)材料，在表面形成有布線圖案10a。搭載基板10優(yōu)選為陶瓷，在本實(shí)施方式中由A1N形成。另外，搭載基板10 例如也可以由Si、 SiC等形成，還可以是摻雜了雜質(zhì)受主及雜質(zhì)施主的波 長變換SiC。另外，搭載基板10在4個(gè)角部通過螺釘5連接至殼體2。在4 個(gè)螺釘5之中，位于對角的2個(gè)螺釘5上，電連接有布線圖案10a。
圖5是將LED元件搭載于搭載基板的說明圖，(a)是搭載LED元件 前的搭載基板的俯視圖，(b)是搭載LED元件時(shí)的搭載基板的側(cè)視圖，(c) 是搭載LED元件后的搭載基板的側(cè)視圖。
如圖5 (a)所示，在搭載基板10，形成有例如包含Sn的布線圖案10a， 在與各LED元件11的電連接位置，形成有Sn膜10b。另外，在圖5 (a) 中，圖示了倒裝芯片型的各LED元件ll。
另一方面，如圖5 (b)所示，在各LED元件11的一對電極，形成有 Au膜lla。另外，如圖5 (b)中的箭頭所示，在搭載基板10的Sn膜10b 上，將Au膜lla作為下方來搭載各LED元件ll。
在此狀態(tài)下，在包括氫氣和氮?dú)獾幕旌蜌怏w的組成氣體進(jìn)行流動(dòng)的氣 氛下，加熱搭載基板IO，并將各LED芯片ll接合至搭載基板lO。
由此，如圖5 (c)所示，各LED芯片11通過AuSn合金lOc連接至搭 載基板10的布線圖案10a。
在發(fā)光裝置的制造中，通過以下工序來向搭載基板10搭載各LED元件
11、 12、 13、 14，上述工序包括Sn膜形成工序，在搭載基板IO的搭載 面，形成Sn膜10b; Au膜形成工序，在各LED元件11、 12、 13、 14 的非搭載面，形成Au膜lla;接觸工序，使形成于各LED元件ll、 12、 13、 14的Au膜11a與形成于搭載基板10的搭載面的Sn膜10b的表面 接觸；以及接合工序，在使Sn膜lOb與Au膜lla接觸的狀態(tài)下，在包含 氫氣和氮?dú)獾幕旌蜌怏w的組成氣體的氣氛中加熱搭載基板10，將各LED 元件ll、 12、 13、 14接合至搭載基板10。在本實(shí)施方式中，在接觸工序 中，使搭載基板10的搭載面為上方，使各LED元件ll、 12、 13、 14的 非搭載面為下方，將各LED元件11、 12、 13、 14載放于搭載基板10， 從而使Sn膜10b與Au膜lla接觸；在接合工序中，在各LED元件ll、
12、 13、 14被載放于搭載基板10的狀態(tài)下，加熱搭載基板IO，將各LED 元件ll、 12、 13、 14接合至搭載基板10。具體地，首先，如圖5 (a)所示，在包含無機(jī)材料的搭載基板10，形 成有例如包含Sn的布線圖案10a，在搭載面上各LED元件11的電連接位置， 形成有Sn膜10b。該Sn膜10b例如通過EB蒸鍍法(電子束蒸鍍法)形成， 其膜厚為1-8ym，作為一個(gè)例子，為3um。另外，在圖5 (a)中，圖示了 倒轉(zhuǎn)芯片型的各LED元件ll。
另一方面，如圖5 (b)所示，在作為各LED元件11的被搭載面的一 對電極，形成有Au膜lla。該Au膜lla例如通過EB蒸鍍法形成，其膜 厚為O.l-l.Oym，作為一個(gè)例子，為0.2ym。另外，如圖5 (b)中的箭頭 所示，在搭載基板10的Sn膜10b上，將Au膜lla作為下方來搭載各LED 元件ll。
其后，將載放了各LED元件11、 12、 13、 14的搭載基板10配置于熱 處理容器內(nèi)。然后，通過在包括氫氣和氮?dú)獾幕旌蜌怏w的組成氣體進(jìn)行流 動(dòng)的氣氛下，加熱搭載基板10，從而形成Sn與Au合金化而成的AuSn類合 金層10c。該組成氣體的氫氣的含有比率為小于10%，作為一個(gè)例子為5%。 另外，組成氣體的流量為50-350cc/min，作為一個(gè)例子為300cc/min。另 外，熱處理?xiàng)l件為加熱溫度250-35(TC，處理時(shí)間1-20分鐘。作為一個(gè)例 子，加熱溫度30(TC，處理時(shí)間10分鐘。由此，如圖5 (c)所示，各LED 芯片ll通過AuSn類合金層10c接合至搭載基板10。另外，在本實(shí)施方式 中，通過各LED元件ll、 12、 13、 14的自重來形成AuSn類合金層10c，但 也可以例如以10-50g/cr^的壓力來對各LED元件11、 12、 13、 14加壓。其 后，使用螺釘5將搭載基板10固定至殼體2的底部2b。然后，將端子部4 連接至殼體2的凸緣2c，并且通過內(nèi)部導(dǎo)線6電連接搭載基板10和各電極 部4c、 4e，從而完成發(fā)光裝置l。
像這樣將各LED元件11、 12、 13、 14接合至搭載基板10的情況下， 不需要在搭載基板10及各LED元件11、 12、 13、 14上預(yù)先形成AuSn合金 的合金膜。另外，各LED元件ll、 12、 13、 14通過自重被接合至搭載基板 10，因此不一定需要對各LED元件ll、 12、 13、 14加壓，能夠抑制由加壓 的不均勻性引起的故障。進(jìn)而，在AuSn合金10c上形成有柱狀結(jié)晶，因此 各LED元件ll、 12、 13、 14能夠得到相對于電流的高發(fā)光效率，對由AuSn 合金10c構(gòu)成的接合部，賦予了優(yōu)良的耐熱性及導(dǎo)熱性。在如上構(gòu)成的發(fā)光裝置1中，通過將端子部4螺紋接合至外部的插頭，
從而成為能夠向各LED元件ll、 12、 13、 14供應(yīng)電力的狀態(tài)。然后，如果 向各LED元件ll、 12、 13、 14施加電流，則從各LED元件ll、 12、 13、 14
發(fā)出規(guī)定波長的光。
從紫外LED元件11發(fā)出的紫外光從背面入射到SiC熒光板3，被SiC 熒光板3吸收而變換為白色，之后從SiC熒光板3的表面射出。此時(shí)，在 SiC熒光板3內(nèi)，以紫外光作為激勵(lì)光，通過施主受主對來發(fā)光。在本實(shí)施 方式中，摻雜了A1和B作為受主，通過在綠色區(qū)域具有峰值波長的從藍(lán)色 區(qū)域到紅色區(qū)域的寬波長的發(fā)光，得到純白色的發(fā)光。即使僅為該純白色 的發(fā)光，也能夠比組合了藍(lán)色LED元件和黃色熒光體的以往的發(fā)光裝置得 到色彩再現(xiàn)性更高的白色光。
另外，從除了紫外LED元件11之外的各LED元件12、 13、 14發(fā)出的 可見光(本實(shí)施方式中，是藍(lán)色光、綠色光及紅色光)，從背面向SiC熒光 板3入射之后，不進(jìn)行波長變換，而從SiC熒光板3的表面射出。這是因 為SiC熒光板3通過408nm以下的波長的光激勵(lì)，而對于超過408nm的波 長的光是透明的。
在此，在SiC熒光板3上，在表面及背面形成有周期構(gòu)造，由此，抑 制了從搭載基板10側(cè)入射的光與向外部出射的光在SiC熒光體3與空氣的 界面上發(fā)生反射。由此，即使殼體2的內(nèi)部充滿比SiC折射率更低的空氣， 也能夠可靠地向外部射出光。
像這樣，如果向各LED元件ll、 12、 13、 14通電，則向外部射出由SiC 熒光板3的熒光產(chǎn)生的白色光與透過了 SiC熒光板3的藍(lán)色光、綠色光及 紅色光的混合光。因此，在SiC熒光板3的純白色的熒光的基礎(chǔ)上，能夠 通過藍(lán)色LED元件12、綠色LED元件13及紅色LED元件14補(bǔ)充藍(lán)色成分、 綠色成分及紅色成分，能夠得到具有極高色彩再現(xiàn)性的白色光。本實(shí)施方 式的發(fā)光裝置1利用LED元件，能夠作為以往的鹵素?zé)舻奶娲返恼彰餮b 置得以利用。
另外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，從41個(gè)紫外LEDll得到大約2801m的光量，從2個(gè) 藍(lán)色LED12、 4個(gè)綠色LED13及2個(gè)紅色LED14得到大約201m的光量，整 體上得到大約3001m的光量。此時(shí)，各LED元件ll、 12、 13、 14的通電條件為電壓3V，電流20mA，搭載基板10的溫度為大約70度。
另外，在本實(shí)施方式中，發(fā)出可見光的各LED元件12、 13、 14之中， 使綠色LED元件13的數(shù)量比藍(lán)色LED元件12及紅色LED元件14的數(shù)量多， 所以能夠使觀看者感到出射的白色光更加明亮。這是因?yàn)椋祟惖囊曈X敏 感度在綠色區(qū)域是最高的。
另外，在各LED元件ll、 12、 13、 14發(fā)光時(shí)，各LED元件ll、 12、 13、 14發(fā)熱。在本實(shí)施方式的發(fā)光裝置l中，殼體2、 SiC熒光板3、端子部4、 搭載基板10等由無機(jī)材料構(gòu)成，所以與使LED元件的密封樹脂含有熒光體 或具有樹脂制的透鏡的以往的發(fā)光裝置相比，能夠飛躍性地提高耐熱性。 因此，能夠省掉以往必須的散熱機(jī)構(gòu)，或增大流過各LED元件ll、 12、 13、 14的電流來增大發(fā)光量，在實(shí)用上極為有利。另外，從耐熱性的角度出發(fā)， 優(yōu)選在發(fā)光裝置1中一概不使用樹脂的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施方式的發(fā)光裝置1中，通過AuSn類合金層來連接各LED元件 11、 12、 13、 14和搭載基板10，所以各LED元件ll、 12、 13、 14所產(chǎn)生 的熱平穩(wěn)地傳遞至搭載基板10。向搭載基板10傳遞的熱從搭載基板10向 殼體2傳遞，并發(fā)散至外界空氣。
另外，端子部4的絕緣部分通過與殼體2及搭載基板10相同的材料構(gòu) 成，因此能夠減小因發(fā)熱時(shí)各部件的熱膨脹率的差而引起的內(nèi)部應(yīng)力等。 在此，在殼體2的底部2b與搭載基板10的連接上使用金屬制的螺釘5，但 由于底部2b及搭載基板10的延伸方向(水平方向)與螺釘5的延伸方向 (上下方向)垂直，所以與此相關(guān)由熱膨脹率的差而產(chǎn)生的應(yīng)力等較小， 不存在螺釘5破損的情況。
另外，在上述實(shí)施方式中，例如圖6所示，也可以在殼體2的開口2a 設(shè)置包含無機(jī)材料的透鏡7。在圖6的發(fā)光裝置101中，透鏡7包含玻璃， 配置于SiC熒光板3的外側(cè)。透鏡7的出射面呈現(xiàn)上方凸出的形狀，對從 殼體2出射的光進(jìn)行聚光。在該發(fā)光裝置101中，透鏡7包含無機(jī)材料， 所以耐熱性也較高。
另外，在上述實(shí)施方式中，表示了將端子部4螺紋接合至插口的發(fā)光 裝置l，但例如圖7及圖9所示，也可以作為車輛200用的前燈200a的發(fā) 光裝置201。圖7的車輛200是汽車車輛，在前部具備前燈200a。圖8所
15示的前燈200a用的發(fā)光裝置201在殼體2的下部不設(shè)置端子部，而在殼體 2的底部2b連接有散熱器8。另外，在殼體2的上部，設(shè)有反射從開口部 2a出射的光的反射鏡9。如圖9所示，由反射鏡9反射的白色光通過透鏡 220向規(guī)定方向聚光。在該發(fā)光裝置201中，耐熱溫度高，所以與以往的樹 脂密封型的LED前燈相比，能夠使散熱器8小型化。另外，即使不設(shè)置散 熱器8的結(jié)構(gòu)也沒有妨礙，還可以在汽車車體的規(guī)定位置連接發(fā)光裝置201 而將汽車車體用作散熱部件。
另外，在上述實(shí)施方式中，表示了在各LED元件11形成Au膜lla而 在搭載基板10與Sn膜10b接合，但也可以例如圖10所示，在搭載基板10 預(yù)先形成AuSn焊料10d，并將各LED元件11焊接至搭載基板10。另外， 在上述實(shí)施方式中，表示了各LED元件被反裝芯片接合，但也可以例如圖 IO所示，是利用導(dǎo)線llb的面朝上接合，各LED元件ll、 12、 13、 14的安 裝方式任意。
另外，在上述實(shí)施方式中，表示了紫外LED元件ll為41個(gè)，藍(lán)色LED 元件12為2個(gè)，綠色LED元件13為4個(gè)，紅色LED元件14為2個(gè)的例子， 但可以任意設(shè)定各LED元件ll、 12、 13、 14的數(shù)量。另外，不需要都具備 藍(lán)色LED元件12、綠色LED元件13及紅色LED元件14，例如如果要得到 暖色系的白色，則可以不設(shè)置藍(lán)色LED元件12，而增加紅色LED元件14的 比例，如果要得到冷色系的白色，則可以不設(shè)置紅色LED元件14，而增加 藍(lán)色LED12的比例。即，如果使用發(fā)出紫外光的LED元件作為第一 LED元 件，而使用發(fā)出可見光的LED元件作為第二LED元件，則各LED元件的發(fā) 光波長是任意的。其中，SiC熒光板3由408nm以下的光激勵(lì)，所以優(yōu)選第 一 LED元件的峰值波長為408nm以下，而第二 LED元件的峰值波長超過 408nm。
另外，在上述實(shí)施方式中，表示了不密封各LED元件ll、 12、 13、 14， 但也可以通過透明玻璃等無機(jī)材料密封。在這種情況下，由于密封件為無 機(jī)材料，所以也不損害發(fā)光裝置1的耐熱性。
另外，在上述實(shí)施方式中，表示了在SiC熒光板3中摻雜Al及B作為 受主，但也可以摻雜Al和B的一種作為受主。在受主僅為Al而施主為N 的情況下，發(fā)出在藍(lán)色區(qū)域具有峰值波長的熒光，在受主僅為B而施主為N的情況下，發(fā)出在黃色區(qū)域具有峰值波長的熒光。即，如果要得到暖色系 的白色，則僅將B作為受主是合適的，如果要得到冷色系的白色，則僅將
Al作為受主是合適的。
另外，也可以在SiC熒光板3的出射側(cè)的面形成反射紫外光的反射膜。 該反射膜例如可以是包含無機(jī)材料的多層反射膜(DBR膜)，也可以是包含 比玻璃發(fā)射率高的無機(jī)材料的膜。由此，能夠阻止紫外光向外部出射，并 且使紫外光向熒光板3側(cè)反射而高效地進(jìn)行波長變換。
另外，在上述實(shí)施方式中，表示了由A1N形成殼體2、端子部4、搭載 基板IO，但只要是無機(jī)材料，則材質(zhì)任意，例如也可以使用Si、 SiC等， 還可以使用摻雜了受主雜質(zhì)及施主雜質(zhì)的波長變換SiC。其中，為了使熱膨 脹率相同，優(yōu)選以相同材料形成這些部件。其他，對于具體的細(xì)節(jié)構(gòu)造， 也可以適當(dāng)進(jìn)行變更，這是無需說明的。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備第一LED元件，發(fā)出紫外光；第二LED元件，發(fā)出可見光；基板，搭載了上述第一LED元件及上述第二LED元件，由無機(jī)材料構(gòu)成；殼體，容納上述第一LED元件、上述第二LED元件及上述基板，由無機(jī)材料構(gòu)成；以及SiC熒光板，摻雜有B及Al的至少一種和N，被從上述第一LED元件發(fā)出的光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出可見光。
2、 如權(quán)利要求1記載的發(fā)光裝置，其中，上述第一 LED元件發(fā)出峰值波長為408nm以下的光；上述第二 LED元件發(fā)出峰值波長超過408nm的光。
3、 如權(quán)利要求l記載的發(fā)光裝置，其中，上述殼體具有開口；上述SiC熒光板設(shè)置于上述開口 。
4、 如權(quán)利要求l記載的發(fā)光裝置，其中，上述SiC熒光板在從上述第一 LED元件發(fā)出的光所入射的面上，具有以比上述第一 LED元件的發(fā)光波長小的周期形成的周期構(gòu)造。
5、 如權(quán)利要求l記載的發(fā)光裝置，其中，具備透鏡，設(shè)置于上述開口的上述SiC熒光板的外側(cè)，由無機(jī)材料構(gòu)成。
6、 一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備紫外LED元件，發(fā)出紫外光；藍(lán)色LED元件，發(fā)出藍(lán)色光；綠色LED元件，發(fā)出綠色光；紅色LED元件，發(fā)出紅色光；基板，搭載了上述紫外LED元件、上述藍(lán)色LED元件、上述綠色LED元件及上述紅色LED元件，由無機(jī)材料構(gòu)成；殼體，容納上述紫外LED元件、上述藍(lán)色LED元件、上述綠色LED元件、上述紅色LED元件及上述基板，由無機(jī)材料構(gòu)成；以及SiC熒光板，慘雜有B及Al的至少一種和N，被從上述紫外LED元件發(fā)出的光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出可見光。
7、 一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備第一LED元件，發(fā)出紫外光；第二LED元件，發(fā)出可見光；SiC熒光板，摻雜有B及A1的至少一種和N，被從上述第一LED元件發(fā)出的光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出可見光；基板，搭載了上述第一LED元件及上述第二LED元件，由無機(jī)材料構(gòu)成；以及AuSn類合金層，對上述基板與上述第一 LED元件及上述第二 LED元件進(jìn)行接合，具有相對于上述基板向大致垂直方向延伸的柱狀結(jié)晶。
8、 如權(quán)利要求7記載的發(fā)光裝置，其中，具備殼體，容納上述基板，由無機(jī)材料構(gòu)成。
9、 如權(quán)利要求7記載的發(fā)光裝置，其中，上述第一 LED元件的峰值波長為408nm以下；上述第二 LED元件的峰值波長超過408nm。
10、 如權(quán)利要求7記載的發(fā)光裝置，其中，上述第二 LED元件是藍(lán)色LED元件、綠色LED元件及紅色LED元件這3種LED元件。
11、 一種發(fā)光裝置的制造方法，在制造如權(quán)利要求7記載的發(fā)光裝置時(shí)，包括以下工序Sn膜形成工序，在上述基板的搭載面，形成Sn膜；Au膜形成工序，在上述第一 LED元件及上述第二 LED元件的非搭載面，形成Au膜；接觸工序，使形成于上述第一 LED元件及上述第二 LED元件的上述Au膜與形成于上述基板的上述搭載面的上述Sn膜的表面接觸；以及接合工序，在使上述Sn膜與上述Au膜接觸的狀態(tài)下，在由氫氣和氮?dú)獾幕旌蜌怏w構(gòu)成的組成氣體的氣氛中加熱上述基板，將上述第一 LED元件及上述第二 LED元件接合至上述基板。
12、 如權(quán)利要求11記載的發(fā)光裝置的制造方法，其中，在上述接觸工序中，使上述基板的上述搭載面為上方，使上述第一 LED元件及上述第二 LED元件的非搭載面為下方，將上述第一 LED元件及上述第二 LED元件載放于上述基板，從而使上述Sn膜與上述An膜接觸；在上述接合工序中，在上述第一 LED元件及上述第二 LED元件被載放于上述基板的狀態(tài)下，加熱上述基板，將上述第一 LED元件及上述第二LED元件接合至上述基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置及發(fā)光裝置的制造方法。提供一種發(fā)光裝置，能夠使裝置使用時(shí)發(fā)光效率不降低，并使大電流流向LED元件來增大光量，而且，能夠得到色彩再現(xiàn)性良好的白色光。另外，提供一種發(fā)光裝置的制造方法，能夠?qū)ED元件所產(chǎn)生的熱平穩(wěn)地向基板傳遞。本發(fā)明的發(fā)光裝置，其特征在于，具備第一LED元件，發(fā)出紫外光；第二LED元件，發(fā)出可見光；基板，搭載了上述第一LED元件及上述第二LED元件，包含無機(jī)材料；殼體，容納上述第一LED元件、上述第二LED元件及上述基板，包含無機(jī)材料；以及SiC熒光板，摻雜有B及Al的至少一種和N，被從上述第一LED元件發(fā)出的光激勵(lì)時(shí)，發(fā)出可見光。
文檔編號F21S2/00GK101625084SQ200910158740
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者上山智, 今井勇次 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會社