CN101996987A - 发光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明得到一种发光模块,其高效地利用发光元件发出的光,同时使用板状的光波长变换材料对发光元件发出的光适当地进行波长变换。在发光模块中,多个光波长变换部件分别形成为板状,并且与多个半导体发光元件的各自的第1发光面分别相对而排列设置。反射部件从一对半导体发光元件之间开始,向多个光波长变换部件中分别与该一对半导体发光元件相对的一对光波长变换部件之间延伸,以分隔多个半导体发光元件中彼此相邻的一对半导体发光元件。反射部件具有反射面,其与一对半导体发光元件的第2发光面分别相对,以随着接近顶部而远离第2发光面的方式倾斜。反射部件由硅形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光模块,特别涉及具有发光元件以及光波长变换部件的发光模块,该光波长变换部件对该发光元件发出的光进行波长变换后射出。
背景技术
当前已知一种得到下述发光模块的技术,该发光模块通过使用荧光体等对LED(Light Emitting Diode)等发光元件发出的光进行波长变换,从而射出与发光元件发出的光的颜色不同的光。与此相对,为了使对光的波长进行变换时的变换效率提高,例如提出了下述技术,其将包含波长变换材料的陶瓷层配置在由发光层发出的光的路径内(例如,参照专利文献1)。另一方面,为了不对前方车辆产生眩光,并提高识别性,提出了一种车辆用灯具,其例如对多个LED进行点灯/熄灯控制,从而形成从多个照射图案中选择的照射图案(例如,参照专利文献2)。另外,例如为了小型轻量且得到所需要的配光特性,提出了一种车辆用灯具,其具有:平面状集成光源,其表面具有平面排列的LED;遮光部,其具有使发光部露出的开口部;以及荧光体,其填充在遮光部的开口部内(例如,参照专利文献3)。
专利文献1:日本特开2006-5367号公报
专利文献2:日本特开2007-179969号公报
专利文献3:日本特开2008-10228号公报
发明内容
例如在直接使用用于晶体生长的蓝宝石等基板的发光元件中,在该基板上传导的光也从发光元件的侧面射出。如果无法对从该侧面发出的光适当地进行波长变换,则从上方观察的发光元件的光的颜色和从侧方观察的发光元件的颜色不同,产生所谓色分离。针对这种情况,例如上述专利文献3所记载,为了避免该色分离而考虑一种技术,其设置与发光元件的侧面相对的反射面,将从侧面发出的光反射至应出射的方向。但是,在利用例如专利文献1中记载的陶瓷层等板状部件,对发光元件发出的光进行波长变换的情况下,在向遮光部的开口部中填充荧光体而使其硬化的专利文献3所记载的方法中,难以配置波长变换材料。
因此,本发明就是为了解决上述课题而提出的,其目的在于,高效利用发光元件发出的光,并且使用板状的光波长变换材料对发光元件发出的光适当地进行波长变换。
为了解决上述课题,本发明的一个方式的发光模块具有:多个发光元件,它们彼此分离地排列设置,分别具有第1发光面以及与第1发光面相连续的第2发光面;多个光波长变换部件,它们分别形成为板状,并且,分别与多个发光元件的各自的第1发光面相对地排列设置,对相对的发光元件所发出的光分别进行波长变换后射出;以及反射部件,其从一对发光元件之间开始,向多个光波长变换部件中分别与一对发光元件相对的一对光波长变换部件之间延伸,以分隔多个发光元件中彼此相邻的一对发光元件。反射部件具有反射面,其与一对发光元件中至少一侧的发光元件的第2发光面相对,以随着接近与该一侧的发光元件相对的光波长变换部件的入射面而远离一侧的发光元件的第2发光面的方式倾斜。
根据该方式,即使在排列设置多个半导体发光元件的情况下,也可以将从半导体发光元件的第2发光面发出的光向光波长变换部件的入射面反射。因此,可以高效地利用从第2发光面发出的光,同时使用板状的光波长变换材料对发光元件发出的光适当地进行波长变换。
反射部件也可以由硅而形成。通过由硅形成反射部件,可以使用例如刻蚀等方法,容易地形成反射率较高且如上述所示倾斜的反射面。
反射部件也可以还具有垂直面,其与反射面相连续,并且在与反射面相比远离光波长变换部件的位置上,与发光元件的第1发光面垂直地延伸。
根据该方式,与没有设置这种垂直面的情况相比,可以在维持反射面的角度的状态下,使反射部件更接近第2发光面。因此,可以减少发光元件和反射部件之间产生的低亮度部分,可以提高亮度的一致性。
也可以使反射部件形成为,与由该反射部件分隔的一对光波长变换部件的至少一个的出射面相比更凸出。
根据该方式,可以更明确地分隔一对光波长变换部件的出射面。因此,即使在执行例如使多个发光元件的一部分点灯的控制的情况下,也可以明确进行点灯的区域和进行熄灯的区域之间的边界。
也可以将由反射部件分隔的一对光波长变换部件中的至少一个载置在该反射部件的反射面上。
由此,可以使反射面作为光波长变换部件的载置面起作用。因此,可以使在光波长变换部件中传导的光向光波长变换部件的出射面反射。因此,可以更有效地利用发光元件发出的光。
发明的效果
根据本发明,可以高效利用发光元件发出的光,并且使用板状的光波长变换材料对发光元件发出的光适当地进行波长变换。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的发光模块的俯视图。
图2是图1的P-P剖面图。
图3是第2实施方式所涉及的发光模块的剖面图。
图4(a)是第3实施方式所涉及的发光模块的剖面图,(b)是安装在安装基板上的半导体发光元件的放大图,(c)是反射部件的放大图,(d)是另一个反射部件的放大图。
图5(a)是第4实施方式所涉及的发光模块的剖面图,(b)是安装在安装基板上的半导体发光元件的放大图,(c)是反射部件的放大图,(d)是另一个反射部件的放大图。
图6是第5实施方式所涉及的发光模块的剖面图。
图7是第6实施方式所涉及的发光模块的剖面图。
具体实施方式
下面,参照附图,详细说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1是第1实施方式所涉及的发光模块10的俯视图,图2是图1的P-P剖面图。下面,结合图1及图2这两个附图,说明发光模块10的结构。
发光模块10具有安装基板12、半导体发光元件14、反射部件18、反射部件20、以及光波长变换部件22。半导体发光元件14形成为板状,具有下述6个面:第1发光面14a,其是正方形状的主发光面;4个第2发光面14b,它们分别与第1发光面14a以直角相连续;以及第1发光面14a的背面14c。此外,第1发光面14a和第2发光面14b之间也可以以直角之外的角度彼此相连续。
安装基板12利用AlN等热传导性较高的材料形成为平板状。在该安装基板12的安装面12a上安装多个半导体发光元件14,使得各个第1发光面14a与安装面12a平行。安装基板12具有可以安装上述多个半导体发光元件14的面积。在第1实施方式中,多个半导体发光元件14以彼此分离的方式排列设置为一列。但是,也可以将多个半导体发光元件14以构成多列的方式排列设置等,在平面上排列设置多个半导体发光元件14。
半导体发光元件14采用所谓倒装片。在安装基板12的安装面12a上设置电极(未图示),多个半导体发光元件14的背面14c经由Au凸起(bump)16与该电极连接。该电极经由开关电路分别与多个半导体发光元件14和电源彼此连接,以可以向多个半导体发光元件14分别独立地供给电流。由此,可以对多个半导体发光元件14分别独立地进行点灯控制及调光控制。此外,设置在安装面12a上的电极也可以设置为与多个半导体发光元件14电气地串联或并联连接,以可以向多个半导体发光元件14同时供给电力。
半导体发光元件14由LED元件构成。在第1实施方式中,作为半导体发光元件14采用主要发出青色波长的光的青色LED。具体地说,半导体发光元件14由通过使InGaN类半导体层进行晶体生长而形成的InGaN类LED元件构成。此外,用于形成半导体发光元件14的材料并不限于此,也可以是例如InN、AlGaN、AIN中的任一种。
半导体发光元件14例如形成为1mm见方的芯片,设置为所发出的青色光的中心波长为470nm。此外,当然半导体发光元件14的结构及所发出的光的波长并不限于上述情况,也可以采用主要发出青色以外的波长的光的半导体发光元件14。
光波长变换部件22与多个半导体发光元件14分别对应地设置多个。各个光波长变换部件22形成为板状。光波长变换部件22排列设置为,各自的入射面22a与多个半导体发光元件14的各个第1发光面14a相对。光波长变换部件22的入射面22a与第1发光面14a粘接,从而光波长变换部件22固定在半导体发光元件14上。此时,使用硅酮类、溶胶-凝胶二氧化硅类(sol-gel silica)、氟类、无机玻璃类等耐光性优异的粘接剂。光波长变换部件22将相对的半导体发光元件14发出的光分别进行波长变换后射出。
光波长变换部件22是所谓的发光陶瓷、也称为荧光陶瓷,可以通过将使用由青色光激励的荧光体即YAG(Yttrium Alminum Garnet)粉末制造的陶瓷坯料进行烧结而得到。由于这种光波长变换陶瓷的制造方法是公知的,所以省略详细的说明。此外,光波长变换部件22并不限定于烧结陶瓷,包括例如非晶体、多晶体、单晶体的材料,并不限定于晶体构造等。
另外,光波长变换部件22采用透明的部件。在第1实施方式中,所谓“透明”是指变换波长区域的光的全光线透过率大于或等于40%。发明人进行努力研究开发而得到下述结果:如果成为变换波长区域的光的全光线透过率大于或等于40%的透明状态,则可以在光波长变换部件22中对光的波长适当地进行变换,并且,还可以适当地抑制由穿过各部件导致的光的发光强度减少。因此,通过使光波长变换部件22形成如上述所示的透明状态,可以更高效地对半导体发光元件14发出的光进行变换。
另外,光波长变换部件22由不含有有机类粘合剂的无机物构成,与含有有机类粘合剂等的有机物的情况相比,可以实现耐久性的提高。因此,例如可以在发光模块10中接通大于或等于1W(瓦特)的电力,可以提高发光模块10发出的光的亮度、发光强度以及光通量。此外,也可以在光波长变换部件22中含有粘合剂。
光波长变换部件22对半导体发光元件14主要发出的青色光的波长进行变换,射出黄色光。因此,从发光模块10射出白色光,该白色光是直接透过光波长变换部件22的青色光和由光波长变换部件22进行波长变换后射出的黄色光的合成光。
半导体发光元件14通过在例如蓝宝石等晶体生长用基板上使半导体层进行单晶体生长而形成。第1实施方式所涉及的半导体发光元件14使用保留该晶体生长用基板的部件,并不将其去除。因此,在该晶体生长用基板中传导的光也会从发光元件的侧面射出。另外,从第2发光面14b中的半导体层的部分也发光。此外,也可以将去除晶体生长用基板后的部件用作为半导体发光元件14。不仅针对从第1发光面14a发出的光,如果如上述所示从第2发光面14b发出的光也无法适当地进行波长变换,也可能产生所谓的色分离。
因此,在第1实施方式中,在发光模块10上设置反射部件18。反射部件18形成为矩形框状,剖面形成为四边形状。反射部件18载置在安装基板12的安装面12a上,使其包围所有多个半导体发光元件14,下表面18a与安装面12a粘接,从而固定在安装基板12上。此时,使用硅酮类、溶胶-凝胶二氧化硅类、氟类、无机玻璃类等耐光性优异的粘接剂。此外,反射部件18也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。
反射部件18在框的内表面具有反射面18c。反射面18c与排列为一列的多个半导体发光元件14的各个第2发光面14b中除了彼此相对的第2发光面14b之外的第2发光面14b相对。因此,反射面18c与多个半导体发光元件14的各个第2发光面14b中平行于半导体发光元件14的排列设置方向的第2发光面14b相对,另外,也与位于两端部的半导体发光元件14的各自外侧的第2发光面14b相对。
反射面18c以随着接近上表面18b而远离相对的第2发光面14b的方式倾斜。通过这样形成反射面18c,可以将从半导体发光元件14的第2发光面14b发出的光向光波长变换部件22的入射面22a反射。因此,可以将从第2发光面14b发出的光也有效利用,与没有设置反射面18c的情况相比,可以提高发光模块10发出的光的亮度及发光强度。
反射部件20从一对半导体发光元件14之间,向多个光波长变换部件22中分别与一对半导体发光元件14相对的一对光波长变换部件22之间延伸,以分隔多个半导体发光元件14中彼此相邻的一对半导体发光元件14。由于半导体发光元件14配置为一列,所以反射部件20以比半导体发光元件14的数量少1个的数量设置。此外,在多个半导体发光元件14以构成多列的方式排列设置在平面上的情况下,反射部件20也是以将彼此相邻的一对半导体发光元件14分隔的方式配置在两者之间。
反射部件20形成为三棱柱状,作为其侧面包括:下表面20a;以及一对反射面20b,其分别以相同的角度与下表面20a相连续。反射部件20的下表面20a与安装基板12的安装面12a粘接,从而进行固定。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件20也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。
一对反射面20b分别与由该反射部件20分隔的一对半导体发光元件14相对。一对反射面20b分别以随着接近彼此相交的顶部20c而远离相对的第2发光面14b的方式倾斜。由此,在安装多个半导体发光元件14的情况下,也可以抑制相邻的一对光波长变换部件22之间产生低亮度部分,另外,可以高效地利用各个半导体发光元件14所发出的光。此外,反射面20b也可以设置为,与一对半导体发光元件14中的至少一侧的第2发光面14b相对。
反射部件20形成为,与由该反射部件20分隔的一对光波长变换部件22这两者相比更凸出。使得反射部件20的凸出部分的高度、即从光波长变换部件22的出射面22b至反射部件20的顶部20c为止的凸出部高度H1为大于或等于1μm而小于或等于100μm。此外,反射部件20也可以形成为,与由该反射部件20分隔的一对光波长变换部件22中的一个相比更凸出。
另外,由反射部件20分隔的一对光波长变换部件22分别载置在该反射部件20的一对反射面20b上。另外,各个光波长变换部件22也载置在反射部件18的反射面18c上。光波长变换部件22与反射面18c以及反射面20b粘接而固定。粘接剂的种类与上述相同。
为了如上述所示载置在反射面18c以及反射面20b上,光波长变换部件22的侧面22c以越接近出射面22b而与光波长变换部件22的中心的距离越大的方式倾斜。光波长变换部件22设置有在切割时倾斜的侧面22c。光波长变换部件22形成为,4个侧面22c相对于入射面22a的各自的倾斜角度,与反射面18c相对于第1发光面14a的倾斜角度、以及反射面20b相对于第1发光面14a的倾斜角度相同。因此,如果将光波长变换部件22载置在反射部件18的反射面18c以及反射部件20的反射面20b上,则光波长变换部件22的4个侧面22c分别与反射部件18的反射面18c以及反射部件20的反射面20b接触。
由此,可以使在光波长变换部件22的内部传导并到达侧面22c的光朝向出射面22b反射。因此,可以更有效地利用半导体发光元件14发出的光。此外,也可以将由反射部件20分隔的一对光波长变换部件的一个载置在该反射部件20的一对反射面20b中的一个上。
反射部件18和反射部件20利用硅而一体成型。反射部件18的上表面18b与反射部件20的顶部20c为相同的高度。在制造反射部件18以及反射部件20的情况下,首先,相对于平板状的单晶硅基板,在与各个反射部件18的上表面18b以及反射部件20的顶部20c的相应的部分处实施掩模。然后,从掩模侧实施湿法刻蚀(wet etching),从而形成反射面18c以及反射面20b。
通过利用硅形成反射部件18以及反射部件20,可以使反射面18c以及反射面20b以相对于上表面18b为54.7°这一准确的倾斜角度形成。另外,通过利用硅形成反射部件18以及反射部件20,可以容易地使表面光滑,可以实现较高的反射效率。在形成反射面18c以及反射面20b后,去除掩模。此外,当然也可以利用硅以外的材料形成反射部件18以及反射部件20。
在反射部件18以及反射部件20的表面上,通过蒸镀例如铝或者银而设置反射率大于或等于85%的反射膜。为了实现适当的电流供给,对于该反射膜,在反射部件18中设置在比下表面18a高出大于或等于5μm的部分上,在反射部件20中设置在比下表面20a高出大于或等于5μm的部分上。
此外,反射部件18以及反射部件20也可以利用硅以外的材料形成。反射部件18也可以形成为反射面18c相对于上表面18b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。反射部件20也可以形成为反射面20b相对于上表面18b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。
(第2实施方式)
图3是第2实施方式所涉及的发光模块40的剖面图。此外,图3与图2相同地,示出从通过排列为一列的各个半导体发光元件14的中心的平面切断时的剖面图。省略第1实施方式所示的发光模块的俯视图。以下,对于与第1实施方式相同的部分,标注相同的标号并省略说明。对于发光模块40,除了取代反射部件18而设置反射部件44、取代反射部件20而设置反射部件46之外,与第1实施方式所涉及的发光模块10相同地构成。
反射部件46形成为将下表面46a以及一对反射面46b作为3个侧面的三棱柱状。一对反射面46b分别与下表面46a以彼此相同的角度相连续。一对反射面46b相对于下表面46a的各自的倾斜角度与第1实施方式所涉及的反射部件20的反射面20b和下表面20a之间的倾斜角度相同。反射部件46的下表面46a与安装面12a粘接,从而固定在安装基板12上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件46也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。
反射部件46配置在一对半导体发光元件14之间,以分隔多个半导体发光元件14中彼此相邻的一对半导体发光元件14。反射部件46的下表面46a与安装面12a粘接,从而安装在安装基板12上。由此,反射部件46从一对半导体发光元件14之间开始,向多个光波长变换部件22中分别与一对半导体发光元件14相对的一对光波长变换部件22之间延伸。
反射部件46具有一对反射面46b。在第2实施方式中,一对反射面46b分别与由该反射部件46分隔的一对半导体发光元件14相对。反射面46b以越朝向上方越远离这一侧的半导体发光元件14的第2发光面14b的方式倾斜。
反射部件46形成为,与由反射部件46分隔的一对光波长变换部件22这两者的出射面22b相比更凸出。反射部件46的凸出部高度与第1实施方式所涉及的反射部件20相同。在这里,为了易于处理发光模块40,对该凸出的部分也要求一定的机械强度。
因此,在反射部件46中设置上表面46c。上表面46c形成为将一对反射面46b相交的顶部平坦地削掉而得到的形状,使其与下表面46a平行。使该上表面46c的上表面宽度W1大于或等于5μm而小于或等于100μm。如上述所示,通过在反射部件46中与光波长变换部件22的出射面22b相比凸出的部分处避免设置锐角顶部,从而可以提高反射部件46的机械强度。
反射部件44具有下表面44a、上表面44b、以及反射面44c。对于反射部件44,除了下表面44a和上表面44b之间的距离形成为与反射部件46的下表面46a和反射面46b之间的距离相同之外,与第1实施方式所涉及的反射部件18相同地形成。反射部件44载置在安装基板12的安装面12a上,使其包围所有多个半导体发光元件14,下表面44a与安装面12a粘接,从而固定在安装基板12上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件44也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。
反射面44c与排列为一列的多个半导体发光元件14的各个第2发光面14b中除了彼此相对的第2发光面14b之外的第2发光面14b相对,这一点与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。另外,反射面44c以随着接近上表面44b而远离相对的第2发光面14b的方式倾斜这一点也与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。
反射部件44以及反射部件46利用硅而一体成型。在制造反射部件44以及反射部件46的情况下,首先,相对于平板状的单晶硅基板,在与各个反射部件44的上表面44b以及反射部件46的上表面46c的相应的部分处实施掩模。然后,从掩模侧实施湿法刻蚀,从而形成反射面44c以及反射面46b。这样,可以使反射面44c以及反射面46b以相对于上表面44b为54.7°的倾斜角度形成。在形成反射面44c以及反射面46b后,去除掩模。此外,当然也可以利用硅以外的材料形成反射部件44以及反射部件46。
在反射部件44以及反射部件46的表面上,通过蒸镀例如铝或者银而设置反射率大于或等于85%的反射膜。为了实现适当的电流供给,对于该反射膜,在反射部件44中设置在比下表面44a高出大于或等于5μm的部分上,在反射部件46中设置在比下表面46a高出大于或等于5μm的部分上。
此外,反射部件44以及反射部件46也可以利用硅以外的材料形成。反射部件44也可以形成为,反射面44c相对于上表面44b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。反射部件46也可以形成为,反射面46b相对于上表面44b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。
(第3实施方式)
图4(a)是第3实施方式所涉及的发光模块80的剖面图。此外,图4(a)与图2相同地,示出从通过排列为一列的各个半导体发光元件14的中心的平面切断时的剖面图。省略第1实施方式所示的发光模块的俯视图。
发光模块80具有安装基板82、半导体发光元件14、反射部件84、反射部件86、以及光波长变换部件88。安装基板82使用与第1实施方式所涉及的安装基板12相同的材质形成为板状。多个半导体发光元件14以一列安装在安装基板82的安装面82a上,这一点与第1实施方式相同。但是,如后述所示,多个半导体发光元件14以与第1实施方式相比较短的配置间隔安装在安装基板82的安装面82a上。因此,安装基板82的整个长度及安装面82a所形成的电极的间隔变得比安装基板12短。
光波长变换部件88与多个半导体发光元件14分别对应而设置多个。各个光波长变换部件88形成为板状。光波长变换部件88排列设置为,使各个入射面88a与多个半导体发光元件14的各自的第1发光面14a相对。各个光波长变换部件88的入射面88a与第1发光面14a粘接,从而光波长变换部件88固定在半导体发光元件14上。粘接剂的种类与上述相同。各个光波长变换部件88将相对的半导体发光元件14发出的光进行波长变换后射出。
光波长变换部件88的材质与第1实施方式所涉及的光波长变换部件22相同。因此,光波长变换部件88对半导体发光元件14主要发出的青色光的波长进行变换,射出黄色光。因此,从发光模块80射出白色光,该白色光是直接透过光波长变换部件88的青色光和通过光波长变换部件88进行波长变换后射出的黄色光的合成光。
反射部件84形成为具有包围所有多个半导体发光元件14的尺寸的矩形框状,剖面形成为四边形状。反射部件84载置在安装基板12的安装面12a上,使其包围所有多个半导体发光元件14,下表面84a与安装面12a粘接,从而反射部件84固定在安装基板12上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件84也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。
反射部件84在框的内表面上具有反射面84c。反射面84c与第1实施方式所涉及的反射面18c相同地,与排列为一列的多个半导体发光元件14的各个第2发光面14b中除了彼此相对的第2发光面14b之外的第2发光面14b相对。反射面84c以随着接近上表面84b而远离第2发光面14b的方式倾斜。反射面84c的倾斜角度与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。
反射部件84具有垂直面84d,其与反射面84c相连续,并且在与反射面84c相比远离光波长变换部件88的位置上,与安装面12a垂直地延伸。通过设置这种垂直面84d,可以使反射部件84接近半导体发光元件14的第2发光面14b,可以抑制两者之间产生低亮度部分。
反射部件86从一对半导体发光元件14之间开始,向至个光波长变换部件88中分别与该一对半导体发光元件14相对的一对光波长变换部件88之间延伸,以分隔多个半导体发光元件14中彼此相邻的一对半导体发光元件14。
由于半导体发光元件14配置为一列,所以反射部件86以与半导体发光元件14的数量相比少1个的数量设置。此外,在多个半导体发光元件14以构成多列的方式排列设置在平面上的情况下,反射部件86也以将彼此相邻的一对半导体发光元件14分隔的方式配置在两者之间。
在第3实施方式中,反射部件86形成为五棱柱状,作为其侧面包括:下表面86a;一对垂直面86d,其与下表面86a垂直地相连续;以及一对反射面86b,其分别相对于一对垂直面86d以相同的角度倾斜。反射部件86的下表面86a与安装面82a粘接,从而反射部件86固定在安装基板82上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件86也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板82接合。
此时,一对反射面86b分别与相邻的一对半导体发光元件14的各自的第2发光面14b相对。此外,反射面86b也可以设置为,与一对半导体发光元件14中的至少一侧的第2发光面14b相对。
一对反射面86b分别以随着接近彼此相交的顶部86c而远离相对的第2发光面14b的方式倾斜。通过这样设置反射部件86,即使在将多个半导体发光元件14排列设置的情况下,也可以抑制半导体发光元件14之间产生低亮度部分,另外,可以高效地利用各个半导体发光元件14所发出的光。此外,反射面86b也可以设置为,与一对半导体发光元件14中的至少一侧的第2发光面14b相对。
一对垂直面86d分别与一对反射面86b的各个下端相连续,并且,在与反射面86b相比远离光波长变换部件88的位置,与第1发光面14a以及安装面82a垂直地延伸。通过设置这种垂直面86d,即使在彼此相邻的一对半导体发光元件14之间,也可以使反射部件86接近半导体发光元件14的第2发光面14b,可以抑制两者之间产生低亮度部分。
反射部件86形成为,与由该反射部件86分隔的一对光波长变换部件88这两者相比更凸出。反射部件86的凸出部高度与第1实施方式所涉及的反射部件20相同。此外,反射部件86也可以形成为,与由该反射部件86分隔的一对光波长变换部件88中的一个相比更凸出。
另外,由反射部件86分隔的一对光波长变换部件88分别载置在该反射部件86的一对反射面86b上。另外,光波长变换部件88也分别载置在反射部件84的反射面84c上。
为了如上述所示载置在反射面86b上,光波长变换部件88的侧面88c以随着接近出射面88b而距离光波长变换部件88的中心的距离变大的方式倾斜。光波长变换部件88形成为,4个侧面88c相对于入射面88a的各个倾斜角度,分别与反射面84c相对于第1发光面14a的倾斜角度、以及反射面86b相对于第1发光面14a的倾斜角度相同。
反射部件84和反射部件86一体地利用硅形成。因此,在制造反射部件84以及反射部件86的情况下,首先,相对于平板状的单晶硅基板,在与各个反射部件84的上表面84b以及反射部件86的顶部86c相应的部分处实施掩模。然后,从掩模侧实施湿法刻蚀,从而形成反射面84c以及反射面86b。因此,反射面84c以及反射面86b也相对于上表面84b以54.7°的角度倾斜。在形成反射面84c以及反射面86b后,去除掩模。
在形成反射面84c以及反射面86b后,对与反射部件84的下表面84a以及反射部件86的下表面86a相应的部分进行掩模,这次从掩模侧实施干法刻蚀(dry etching),从而形成反射部件84的垂直面84d以及反射部件86的垂直面86d。在形成垂直面84d以及垂直面86d后,再次去除掩模。
在反射部件84以及反射部件86的表面上,通过蒸镀例如铝或者银而设置反射率大于或等于85%的反射膜。为了实现适当的电流供给,对于该反射膜,在反射部件84中设置在比下表面84a高出大于或等于5μm的部分上,在反射部件86中设置在比下表面86a高出大于或等于5μm的部分上。
此外,反射部件84以及反射部件86也可以利用硅以外的材料形成。反射部件84也可以形成为,反射面84c相对于上表面84b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。反射部件86也可以形成为,反射面86b相对于上表面84b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。
图4(b)是安装在安装基板82上的半导体发光元件14的放大图。图4(c)是反射部件84的放大图。图4(d)是另一个反射部件86的放大图。如图4(b)所示,将安装基板82的安装面82a与半导体发光元件14的背面14c的间隔的高度设为非发光区域高度H2。使非发光区域高度H2大于或等于5μm而小于或等于100μm。另外,如图4(c)所示,将垂直面84d的高度设为垂直面高度H3。另外,如图4(d)所示,将垂直面86d的高度设为垂直面高度H4。
在第3实施方式中,反射部件84形成为垂直面高度H3=非发光区域高度H2。此外,确认到下述情况,即,在从非发光区域高度H2中减去垂直面高度H3后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm时,可以抑制反射部件84和半导体发光元件14之间产生低亮度部分,同时可以高效地利用半导体发光元件14发出的光。因此,也可以将垂直面84d设置为,使从非发光区域高度H2中减去垂直面高度H3后的值落在该范围内。
另外,反射部件86形成为,使垂直面高度H4=非发光区域高度H2。此外,确认到下述情况,即,在从非发光区域高度H2中减去垂直面高度H4后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm时,可以抑制反射部件86和半导体发光元件14之间产生低亮度部分,同时可以高效地利用半导体发光元件14发出的光。因此,也可以将垂直面86d设置为,使从非发光区域高度H2中减去垂直面高度H4后的值落在该范围内。
此外,反射部件86也可以如第2实施方式的反射部件46所示,形成为将顶部86c平坦地削掉后的形状。也可以使这样设置的上表面的宽度大于或等于5μm而小于或等于100μm。
(第4实施方式)
图5(a)是第4实施方式所涉及的发光模块100的剖面图。此外,图5(a)与图2相同地,示出从通过排列为一列的各个半导体发光元件104的中心的平面切断时的剖面图。省略第1实施方式所示的发光模块的俯视图。
发光模块100具有安装基板102、半导体发光元件104、反射部件110、反射部件112、以及光波长变换部件114。安装基板102使用与第1实施方式所涉及的安装基板12相同的材质形成为板状。多个半导体发光元件104彼此分离而以一列安装在安装基板102的安装面102a上,这一点与第1实施方式相同。多个半导体发光元件104安装为,各自的主发光面与安装面102a平行。
安装基板102具有可以安装上述多个半导体发光元件104的面积。在第4实施方式中,多个半导体发光元件104以彼此分离的方式排列设置为一列。但是,也可以将多个半导体发光元件104以构成多列的方式排列设置等,在平面上排列设置多个半导体发光元件104。
半导体发光元件104采用所谓立式芯片类型。因此,半导体发光元件104在两个面上分别设置有电极(未图示)。在安装基板102的安装面102a上设置有电极,在多个半导体发光元件104向安装基板102的安装面102a上安装时,上表面的电极与安装面102a的电极直接连接,下表面的电极经由导电线(未图示)与安装面102a的其他电极连接。
设置在安装面102a上的电极经由开关电路分别与多个半导体发光元件104和电源彼此连接,从而可以向多个半导体发光元件104各自独立地供给电流。由此,可以对多个半导体发光元件104分别独立地进行点灯控制。此外,设置在安装面102a上的电极也可以设置为与多个半导体发光元件104电气地串联或并联连接,以可以向多个半导体发光元件104同时供给电力。
半导体发光元件104由LED元件构成。在第4实施方式中,作为半导体发光元件104设置为,采用主要发出青色波长的光的青色LED,所发出的青色光的中心波长为470nm。此外,当然半导体发光元件104发出的光的波长不限于上述所示,半导体发光元件104也可以采用主要发出除了青色之外的波长的光的发光元件。半导体发光元件104的半导体层的材质、以及半导体发光元件104的尺寸、形状,与第1实施方式所涉及的半导体发光元件14相同。
半导体发光元件104具有发光部106以及基板108。发光部106为半导体层,基板108为发光部106的晶体生长用基板。由于基板108的材质等是公知的,所以省略说明。因此,基板108不发光,仅从发光部106发光。
发光部106形成为板状,具有:第1发光面106a,其是正方形状的主发光面;以及4个第2发光面106b,其作为与第1发光面106a相连续的侧面。基板108形成为板状,外形形成与发光部106相同的正方形状。基板108的下表面108a安装在安装基板102的安装面102a上,从而将基板108进行固定。
光波长变换部件114与多个半导体发光元件104分别对应而设置多个。各个光波长变换部件114形成为板状。光波长变换部件114排列设置为,各自的入射面114a与多个半导体发光元件104的各自的第1发光面104a相对。光波长变换部件114将相对的半导体发光元件104发出的光分别进行波长变换后射出。光波长变换部件114除了由侧面114c划定的尺寸之外,在光波长变换部件114的材质及厚度方面与第1实施方式所涉及的光波长变换部件22相同。
反射部件110形成为具有可以包围该多个半导体发光元件104的大小的矩形框状。反射部件110载置在安装基板102的安装面102a上,使其包围多个半导体发光元件104,下表面110a与安装面102a粘接,从而反射部件110固定在安装基板102上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件110也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板102接合。
反射部件110也在其内表面上具有反射面110c。反射面110c与第1实施方式的反射面18c相同地,与多个半导体发光元件104的各个第2发光面106b中平行于半导体发光元件104的排列设置方向的第2发光面106b相对,另外,还与位于两端部的半导体发光元件104的各自外侧的第2发光面106b相对。反射面110c以随着接近上表面110b而远离第2发光面106b的方式倾斜。反射面110c的形成方法及倾斜角度与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。另外,反射部件110具有垂直面110d,其与反射面110c的下端相连续,并且在与反射面110c相比远离光波长变换部件114的位置上,与第1发光面104a以及安装面102a垂直地延伸。
反射部件112从一对半导体发光元件104之间开始,向多个光波长变换部件114中分别与该一对半导体发光元件104相对的一对光波长变换部件114进行延伸,以分隔多个半导体发光元件104中彼此相邻的一对半导体发光元件104。
反射部件112具有一对反射面112b。一对反射面112b分别与由该反射部件112分隔的一对半导体发光元件104的各自的第2发光面106b相对。一对反射面112b分别以随着接近彼此相交的顶部112c而远离相对的第2发光面106b的方式倾斜。由此,即使在安装如上所述的多个半导体发光元件104的情况下,也可以抑制相邻的一对光波长变换部件114之间产生低亮度部分
由于半导体发光元件104配置为一列,所以反射部件112以与半导体发光元件104的个数相比少1个的数量设置。此外,在多个半导体发光元件104以构成多列的方式排列设置在平面上的情况下,反射部件112也以将彼此相邻的一对半导体发光元件104分隔的方式配置在两者之间。
在第4实施方式中,反射部件112形成为五棱柱状,作为其侧面包括:下表面112a;一对垂直面112d,其与下表面112a垂直地相连续;以及一对反射面112b,其分别相对于一对垂直面112d以相同的角度倾斜。反射部件112的下表面112a与安装面102a粘接,从而反射部件112固定在安装基板102上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件112也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板102接合。
此时,一对反射面112b分别与彼此相邻的一对半导体发光元件104的各自的第2发光面106b相对。此外,反射面112b也可以设置为,与一对半导体发光元件104中的至少一侧的第2发光面106b相对。
一对反射面112b分别以随着接近光波长变换部件114的出射面114b而远离相对的第2发光面106b的方式倾斜。通过这样设置反射部件112,即使在将多个半导体发光元件104排列设置的情况下,也可以抑制半导体发光元件104之间产生低亮度部分,另外,可以高效地利用各个半导体发光元件104所发出的光。此外,反射面112b也可以设置为,与一对半导体发光元件104中的至少一侧的第2发光面106b相对。
一对垂直面112d分别与相邻的反射面112b相连续,并且,在与反射面112b相比远离光波长变换部件114的位置,与第1发光面104a以及安装面102a垂直地延伸。通过设置这种垂直面112d,即使在彼此相邻的一对半导体发光元件104之间,也可以使反射部件112接近半导体发光元件104的第2发光面106b,可以抑制两者之间产生低亮度部分。
反射部件112形成为,与由该反射部件112分隔的一对光波长变换部件114这两者相比更凸出。反射部件112的凸出部高度与第1实施方式所涉及的反射部件20相同。此外,反射部件112也可以形成为,与由该反射部件112分隔的一对光波长变换部件114中的一个相比更凸出。
另外,由反射部件112分隔的一对光波长变换部件114分别载置在该反射部件112的一对反射面112b上。另外,光波长变换部件114也分别载置在反射部件110的反射面110c上。
为了如上述所示载置在反射面112b上,光波长变换部件114的侧面114c以越接近出射面114b而距离光波长变换部件114的中心的距离越大的方式倾斜。光波长变换部件114形成为,4个侧面114c相对于入射面114a的各个倾斜角度,分别与反射面110c相对于第1发光面104a的倾斜角度、以及反射面112b相对于第1发光面104a的倾斜角度相同。
反射部件110以及反射部件112利用硅而形成,反射部件110和反射部件112一体成型。因此,在制造反射部件110以及反射部件112的情况下,首先,相对于平板状的单晶硅基板,在与反射部件110的上表面110b以及反射部件112的顶部112c相应的部分处实施掩模。然后,从掩模侧实施湿法刻蚀,从而形成反射面110c以及反射面112b。因此,反射面110c以及反射面112b也相对于上表面110b以54.7°的角度倾斜。在形成反射面110c以及反射面112b后,去除掩模。
在形成反射面110c以及反射面112b后,对与反射部件110的下表面110a以及反射部件112的下表面112a相应的部分进行掩模,这次从掩模侧实施干法刻蚀,从而形成反射部件110的垂直面110d以及反射部件112的垂直面112d。在形成垂直面110d以及垂直面112d形成后,再次去除掩模。
在反射部件110以及反射部件112的表面上,通过蒸镀例如铝或者银而设置反射率大于或等于85%的反射膜。为了实现适当的电流供给,对于该反射膜,在反射部件110中设置在高于下表面110a大于或等于5μm的部分上,在反射部件112中设置在高于下表面112a大于或等于5μm的部分上。
此外,反射部件110以及反射部件112也可以利用硅以外的材料形成。反射部件110也可以形成为,使反射面110c相对于上表面110b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。反射部件112也可以形成为,使反射面112b相对于上表面110b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。
图5(b)是安装在安装基板102上的半导体发光元件104的放大图。图5(c)是反射部件110的放大图。图5(d)是另一个反射部件112的放大图。如图5(b)所示,将基板108的侧面108b的高度设为基板侧面高度H5。使基板侧面高度H5大于或等于零μm而小于或等于300μm。另外,如图5(c)所示,将垂直面110d的高度设为垂直面高度H6。另外,如图5(d)所示,将垂直面112d的高度设为垂直面高度H7。
在第4实施方式中,反射部件110形成为垂直面高度H6=基板侧面高度H5。通过这样将与侧面108b相对的部分形成垂直面110d,将与第2发光面106b相对的部分形成反射面110c,从而可以高效地利用从第2发光面106b发出的光,同时可以使反射部件110接近半导体发光元件104而抑制两者之间产生低亮度区域。
此外,确认到下述情况,即,在从基板侧面高度H5中减去垂直面高度H6后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm时,可以抑制反射部件110和半导体发光元件104之间产生低亮度部分,同时可以高效地利用半导体发光元件104发出的光。因此,也可以将垂直面110d设置为,使从基板侧面高度H5中减去垂直面高度H6后的值落在该范围内。
另外,反射部件112形成为垂直面高度H7=基板侧面高度H5。通过这样将与侧面108b相对的部分形成垂直面112d,将与第2发光面106b相对的部分形成反射面112b,从而可以高效地利用从第2发光面106b发出的光,同时可以使反射部件112接近半导体发光元件104而抑制两者之间产生低亮度区域。
此外,确认到下述情况,即,在从基板侧面高度H5中减去垂直面高度H7后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm时,可以抑制反射部件112和半导体发光元件104之间产生低亮度部分,同时可以高效地利用半导体发光元件104发出的光。因此,也可以将垂直面112d设置为,使从基板侧面高度H5中减去垂直面高度H7后的值落在该范围内。
此外,反射部件112也可以如第2实施方式的反射部件46所示,形成为将顶部112c平坦地削掉后的形状。也可以使这样设置的上表面的宽度大于或等于5μm而小于或等于100μm。
(第5实施方式)
图6是第5实施方式所涉及的发光模块140的剖面图。此外,图6与图2相同地,示出从通过排列为一列的各个半导体发光元件14的中心的平面切断时的剖面图。省略第1实施方式所示的发光模块的俯视图。以下,对于与上述实施方式相同的部分,标注相同的标号并省略说明。发光模块140除了取代反射部件18而设置反射部件144,取代反射部件20而设置反射部件146之外,与第1实施方式所涉及的发光模块10相同地构成。
反射部件146形成为含有将下表面146a以及一对反射面146b作为3个侧面的三棱柱的形状。一对反射面146b分别与下表面146a以彼此相同的角度相连续。一对反射面146b相对于下表面146a的各自的倾斜角度与第1实施方式所涉及的反射部件20的反射面20b和下表面20a之间的倾斜角度相同。
反射部件146配置在一对半导体发光元件14之间,以分隔多个半导体发光元件14中彼此相邻的一对半导体发光元件14。反射部件146的下表面146a与安装面12a粘接,从而反射部件146安装在安装基板12上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件146也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。由此,反射部件146从一对半导体发光元件14之间开始,向多个光波长变换部件22中分别与一对半导体发光元件14相对的一对光波长变换部件22之间延伸。
此时,一对反射面146b分别与由该反射部件146分隔的一对半导体发光元件14相对。反射面146b以随着接近光波长变换部件22的出射面22b而远离这一侧的半导体发光元件14的第2发光面14b的方式倾斜。
反射部件146形成为,与由该反射部件20分隔的一对光波长变换部件22这两者的出射面22b相比更凸出。反射部件146的凸出部高度、即从光波长变换部件22的出射面22b至反射部件146的上表面146d为止的凸出部高度H8,设为大于或等于5μm而小于或等于200μm。在这里,为了易于处理发光模块140,对该凸出的部分也要求一定的机械强度。
因此,反射部件146在与光波长变换部件22的出射面22b相比向上方凸出的部分中具有一对垂直面146c。一对垂直面146c分别与一对反射面146b的各自的上端相连续,在光波长变换部件22的出射面22b上方的位置,与安装面12a垂直地延伸。一对垂直面146c分别延伸至反射部件146的上表面146d。上表面146d形成与下表面146a平行的平面状。使该上表面146d的上表面宽度W2大于或等于5μm而小于或等于100μm。这样,通过在反射部件146中与光波长变换部件22的出射面22b相比凸出的部分处避免设置锐角的顶部,从而可以提高反射部件146的机械强度。
另外,反射部件144也在与光波长变换部件22的出射面22b相比向上方凸出的部分中具有垂直面144d。除此以外与第1实施方式所涉及的反射部件18相同地形成。反射部件144载置在安装基板12的安装面12a上,使其包围所有多个半导体发光元件14,下表面144a与安装面12a粘接,从而反射部件144固定在安装基板12上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件144也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板12接合。
反射面144c与排列为一列的多个半导体发光元件14的各自的第2发光面14b中除了彼此相对的第2发光面14b之外的第2发光面14b相对,这一点与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。另外,反射面144c以随着接近光波长变换部件22的出射面22b而远离相对的第2发光面14b的方式倾斜,这一点也与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。
垂直面144d与反射面144c的上端相连续,在光波长变换部件22的出射面22b上方的位置上,与安装面12a垂直地延伸。由此,在反射部件144中也可以抑制上方的宽度减少,可以提高反射部件144的机械强度。
反射部件144以及反射部件146利用硅一体成型。在制造反射部件144以及反射部件146的情况下,首先,相对于平板状的单晶硅基板,在与各个反射部件144的上表面144b以及反射部件146的上表面146d相应的部分处实施掩模。然后,从掩模侧开始实施干法刻蚀,直至到达规定的深度为止,从而形成垂直面144d以及垂直面146c。
然后,从相同侧实施湿法刻蚀,从而形成反射面144c以及反射面146b。这样可以使反射面144c以及反射面146b以相对于上表面144b为54.7°的倾斜角度形成。在形成反射面144c以及反射面146b后,去除掩模。此外,当然也可以利用硅以外的材料形成反射部件144以及反射部件146。
在反射部件144以及反射部件146的表面上,通过蒸镀例如铝或者银而设置反射率大于或等于85%的反射膜。为了实现适当的电流供给,对于该反射膜,在反射部件144中设置在高于下表面144a大于或等于5μm的部分上,在反射部件146中设置在高于下表面146a大于或等于5μm的部分上。
此外,反射部件144以及反射部件146也可以利用硅以外的材料形成。反射部件144也可以形成为,使反射面144c相对于上表面144b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。反射部件146也可以形成为,使反射面146b相对于上表面144b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。
此外,反射部件144也可以具有下述垂直面:与反射面144c的下端连续,并且在与反射面144c相比远离光波长变换部件22的位置上,与安装面12a垂直地延伸。另外,反射部件146也可以具有下述垂直面:与反射面146b的下端相连续,并且在与反射面146b相比远离光波长变换部件22的位置上,与安装面12a垂直地延伸。此时,也可以将垂直面设置为,使从非发光区域高度H2中减去垂直面的高度后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm。由此,可以抑制反射部件144和半导体发光元件14之间、以及反射部件146和半导体发光元件14之间产生低亮度部分。
(第6实施方式)
图7是第6实施方式所涉及的发光模块160的剖面图。此外,图7与图2相同地,示出从穿过排列为一列的各个半导体发光元件14的中心的平面切断时的剖面图。省略第1实施方式所示的发光模块的俯视图。以下,对于与上述实施方式相同的部分,标注相同的标号并省略说明。发光模块160除了分别取代安装基板12、光波长变换部件22、反射部件18、以及反射部件20而分别设置安装基板162、光波长变换部件168、反射部件164、以及反射部件166以外,与第1实施方式所涉及的发光模块10相同地构成。
安装基板162使用与第1实施方式所涉及的安装基板12相同的材质形成为板状。多个半导体发光元件14以一列安装在安装基板162的安装面162a上,这一点与第1实施方式相同。但是,如后述所示,多个半导体发光元件14以与第1实施方式相比较短的配置间隔安装在安装基板162的安装面162a上。因此,安装基板162的整个长度及安装面162a所形成的电极的间隔变得比安装基板12短。
光波长变换部件168与多个半导体发光元件14分别对应而设置多个。各个光波长变换部件168形成为板状。光波长变换部件168排列设置为,各个入射面168a与多个半导体发光元件14的各自的第1发光面14a相对。光波长变换部件168的入射面168a与第1发光面14a粘接,从而光波长变换部件168固定在半导体发光元件14上。粘接剂的材质与上述相同。光波长变换部件168分别将相对的半导体发光元件14发出的光进行波长变换后射出。光波长变换部件168除了侧面168c形成为相对于各个入射面168a以及出射面168b垂直之外,在材质等方面与第1实施方式所涉及的光波长变换部件22相同地构成。
反射部件166形成为含有将下表面166a以及一对反射面166b作为3个侧面的三棱柱的形状。一对反射面166b分别与下表面166a以彼此相同的角度相连续。一对反射面166b相对于下表面166a的各自的倾斜角度,与第1实施方式所涉及的反射部件20的反射面20b和下表面20a之间的倾斜角度相同。
反射部件166配置在一对半导体发光元件14之间,以分隔多个半导体发光元件14中彼此相邻的一对半导体发光元件14。反射部件166的下表面166a与安装面162a粘接,从而反射部件166固定在安装基板162上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件166也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板162接合。由此,反射部件166从一对半导体发光元件14之间开始,向多个光波长变换部件168中分别与一对半导体发光元件14相对的一对光波长变换部件168之间延伸。
此时,一对反射面166b分别与由该反射部件166分隔的一对半导体发光元件14相对。反射面166b以随着接近光波长变换部件168的入射面168a而远离这一侧的半导体发光元件14的第2发光面14b的方式倾斜。
反射部件166形成为,与由该反射部件20分隔的一对光波长变换部件168这两者的出射面168b相比更凸出。反射部件166的凸出部高度、即从光波长变换部件168的出射面168b至反射部件166的上表面166d为止的凸出部高度H9,设为大于或等于5μm而小于或等于200μm。在这里,为了易于处理发光模块160,对该凸出的部分也要求一定的机械强度。
因此,反射部件166具有一对垂直面166c。一对垂直面166c分别与一对反射面166b的各自的上端相连续,在光波长变换部件168的入射面168a上方的位置上,垂直于相对的第1发光面14a而延伸至反射部件166的上表面166d。上表面166d形成与下表面166a平行的平面状。使该上表面166d的上表面宽度W3大于或等于5μm而小于或等于100μm。这样,通过在反射部件166中与光波长变换部件168的出射面168b相比凸出的部分处避免设置锐角的顶部,从而可以提高反射部件166的机械强度。
另外,通过将与光波长变换部件168的侧面168c相对的垂直面164d以及垂直面166c设置为相对于第1发光面14a垂直,从而可以将光波长变换部件168的侧面168c设置为相对于入射面168a以及出射面168b垂直。因此,可以避免对光波长变换部件168进行切割的工序以及将光波长变换部件168向半导体发光元件14载置的工序变得复杂,可以抑制制造成本的增加。
另外,反射部件164也在与光波长变换部件168的出射面168b相比向上方凸出的部分中具有垂直面164d。除此以外与第1实施方式所涉及的反射部件18相同地形成。因此,反射部件164载置在安装基板162的安装面162a上,使其包围所有多个半导体发光元件14,下表面164a与安装面162a粘接,从而反射部件164固定在安装基板162上。粘接剂的种类与上述相同。此外,反射部件164也可以通过焊接接合、表面活化接合、或者阳极氧化接合等,与安装基板162接合。
反射面164c与排列为一列的多个半导体发光元件14的各自的第2发光面14b中除了彼此相对的第2发光面14b之外的第2发光面14b相对,这一点与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。另外,反射面164c以随着接近光波长变换部件168的入射面168a而远离相对的第2发光面14b的方式倾斜,这一点也与第1实施方式所涉及的反射面18c相同。
垂直面164d与反射面164c的上端相连续,在光波长变换部件168的出射面168b上方的位置上,与安装面162a垂直地延伸。由此,在反射部件164中也可以抑制上方的宽度减少,可以提高反射部件164的机械强度。此时,也可以将垂直面设置为,从非发光区域高度H2中减去垂直面的高度后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm。
反射部件164以及反射部件166利用硅一体成型。在制造反射部件164以及反射部件166的情况下,首先,相对于平板状的单晶硅基板,在与各个反射部件164的上表面164b以及反射部件166的上表面166d相应的部分处实施掩模。然后,从掩模侧开始实施干法刻蚀,直至规定的深度为止,从而形成垂直面164d以及垂直面166c。
然后,从相同侧实施湿法刻蚀,从而形成反射面164c以及反射面166b。这样可以使反射面164c以及反射面166b以相对于上表面164b为54.7°的倾斜角度形成。在形成反射面164c以及反射面166b后,去除掩模。此外,当然也可以利用硅以外的材料形成反射部件164以及反射部件166。
在反射部件164以及反射部件166的表面上,通过蒸镀例如铝或者银而设置反射率大于或等于85%的反射膜。为了实现适当的电流供给,对于该反射膜,在反射部件164中设置在高于下表面164a大于或等于5μm的部分上,在反射部件166中设置在高于下表面166a大于或等于5μm的部分上。
此外,反射部件164以及反射部件166也可以利用硅以外的材料形成。反射部件164也可以形成为,使反射面164c相对于上表面164b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。反射部件166也可以形成为,使反射面166b相对于上表面164b的倾斜角度大于或等于20°而小于或等于70°。
此外,反射部件164也可以具有下述垂直面:与反射面164c的下端连续,并且在与反射面164c相比远离光波长变换部件168的位置上,与安装面162a垂直地延伸。另外,反射部件166也可以具有下述垂直面:与反射面166b的下端相连续,并且在与反射面166b相比远离光波长变换部件168的位置上,与安装面162a垂直地延伸。此时,也可以将垂直面设置为从非发光区域高度H2中减去垂直面的高度后的值大于或等于零μm而小于或等于30μm。由此,可以抑制反射部件164和半导体发光元件14之间、以及反射部件166和半导体发光元件14之间产生低亮度部分。
本发明并不限定于上述各实施方式,将各实施方式的各要素适当组合而得到的内容也作为本发明的实施方式而有效。另外,也可以基于本领域技术人员的知识对各实施方式进行各种设计变更等变形,进行了上述变形的实施方式也应该包含在本发明的范围内。下面,举出这样的例子。
在一个变形例中,半导体发光元件使用主要发出紫外线的发光元件。另外,光波长变换部件通过层叠将紫外线变换为彼此不同颜色的光的多个光波长变换层而形成。例如,也可以层叠将紫外线变换为青色光的光波长变换层和将紫外线变换为黄色光的光波长变换层而形成。另外,也可以层叠将紫外线变换为青色光的光波长变换层、将紫外线变换为绿色光的光波长变换层、以及将紫外线变换为红色光的光波长变换层而形成。通过如上述所示构成半导体发光元件以及光波长变换部件,也可以得到发出白色光的发光模块。
此外,在光波长变换部件中,也可以含有将紫外线变换为彼此不同的颜色的光的多种荧光体。例如,也可以在光波长变换部件中含有将紫外线变换为青色光的荧光体、和将紫外线变换为黄色光的荧光体。另外,也可以在光波长变换部件中,含有将紫外线变换为青色光的荧光体、将紫外线变换为绿色光的荧光体、以及将紫外线变换为红色光的荧光体。通过如上述所示构成半导体发光元件以及光波长变换部件,也可以得到发出白色光的发光模块。
Claims (5)
1.一种发光模块,其特征在于,具有:
多个发光元件,它们彼此分离地排列设置,分别具有第1发光面以及与第1发光面相连续的第2发光面;
多个光波长变换部件,它们分别形成为板状,并且,分别与所述多个发光元件的各自的第1发光面相对地排列设置,对相对的发光元件发出的光分别进行波长变换后射出;以及
反射部件,其从一对发光元件之间开始,向所述多个光波长变换部件中分别与所述一对发光元件相对的一对光波长变换部件之间延伸,以分隔所述多个发光元件中彼此相邻的所述一对发光元件,
所述反射部件具有反射面,其与所述一对发光元件中至少一侧的发光元件的第2发光面相对,以随着接近与该一侧的发光元件相对的光波长变换部件的入射面而远离所述一侧的发光元件的第2发光面的方式倾斜。
2.根据权利要求1所述的发光模块,其特征在于,
所述反射部件由硅而形成。
3.根据权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述反射部件还具有垂直面,其与所述反射面相连续,并且在与所述反射面相比远离所述光波长变换部件的位置上,与所述发光元件的第1发光面垂直地延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块,其特征在于,
所述反射部件形成为,与由该反射部件分隔的一对光波长变换部件的至少一个的出射面相比更凸出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光模块,其特征在于,
由所述反射部件分隔的一对光波长变换部件中的至少一个载置在该反射部件的所述反射面上。
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