CN110620172A - 发光器件 - Google Patents

发光器件 Download PDF

Info

Publication number
CN110620172A
CN110620172A CN201910531469.0A CN201910531469A CN110620172A CN 110620172 A CN110620172 A CN 110620172A CN 201910531469 A CN201910531469 A CN 201910531469A CN 110620172 A CN110620172 A CN 110620172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
oxide particles
titanium oxide
light emitting
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910531469.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110620172B (zh
Inventor
下田阳一
大野泰弘
山下裕介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Publication of CN110620172A publication Critical patent/CN110620172A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110620172B publication Critical patent/CN110620172B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

发光器件。发光器件包括：基板；发光元件，该发光元件设置在所述基板上；透光构件，该透光构件设置在所述发光元件上；以及覆盖体，该覆盖体设置在所述基板上，覆盖所述透光构件的侧表面并且具有暴露于外部的上表面。在此器件中，所述覆盖体具有由分散在所述覆盖体中的多个粒子组成的粒子群，并且所述粒子群包括如下的多个氧化钛粒子或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在所述覆盖体的所述上表面附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分。

Description

发光器件
技术领域
本发明涉及包括诸如发光二极管的发光元件的发光器件。
背景技术
按照惯例，已知一种组合了发出具有预定波长(发射颜色)的光的发光元件以及对来自光源的光的波长进行转换的波长转换器的发光器件(例如，日本专利申请特开2010-219324号)。
发明内容
在一些情况下，发光器件不仅被要求发出高强度光(即，以具有高输出)，而且被要求在明暗之间具有清晰的边界(即，以展示高对比度)。在这种情况下，要求配置所述发光器件以便从具体区域发出高输出光，而不从其它区域发出光。
已经鉴于上面提及的情况做出了本发明，并且其目的是为了提供一种用简单的配置实现高输出和高对比度的发光器件。
根据本发明所述的发光器件包括：基板；发光元件，该发光元件设置在所述基板上；透光构件，该透光构件设置在所述发光元件上；以及覆盖体，该覆盖体设置在所述基板上，覆盖所述透光构件的侧表面并且具有暴露于外部的上表面，其中，所述覆盖体具有由分散在所述覆盖体中的多个粒子组成的粒子群，并且所述粒子群包括如下的多个氧化钛粒子或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在所述覆盖体的所述上表面附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分。
根据本发明所述的发光器件包括：基板；发光元件，该发光元件设置在所述基板上；以及覆盖体，该覆盖体设置在所述基板上，覆盖所述发光元件的侧表面并且具有暴露于外部的上表面，其中，所述覆盖体具有由分散在所述覆盖体中的多个粒子组成的粒子群，并且所述粒子群包括如下的多个氧化钛粒子或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在所述覆盖体的所述上表面附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分。
附图说明
图1A是根据第一实施方式的发光器件的截面图。
图1B是根据第一实施方式的发光器件的顶视图。
图1C是根据第一实施方式的发光器件的放大截面图。
图1D是根据第一实施方式的发光器件的覆盖体中的粒子的截面图。
图2A是示出了根据第一实施方式的发光器件的生产方法的图。
图2B是示出了根据第一实施方式的发光器件的生产方法的图。
图2C是示出了根据第一实施方式的发光器件的生产方法的图。
图3是示意性地示出了根据第一实施方式的发光器件中的光路的图。
图4是示出了来自根据第一实施方式的发光器件的光输出的图。
图5A是根据第一实施方式的第一变型的发光器件的截面图。
图5B是根据第一实施方式的第二变型的发光器件的截面图。
图5C是根据第一实施方式的第三变型的发光器件的截面图。
图5D是根据第一实施方式的第四变型的发光器件的截面图。
图5E是根据第一实施方式的第五变型的发光器件的截面图。
图6A是根据第二实施方式的发光器件的截面图。
图6B是根据第二实施方式的发光器件的顶视图。
图6C是根据第二实施方式的发光器件的放大截面图。
图7A是示出了来自根据第二实施方式的发光器件的光输出的图。
图7B是示出了来自根据第二实施方式的发光器件的光输出的图。
图8A是根据第三实施方式的发光器件的截面图。
图8B是根据第三实施方式的发光器件的顶视图。
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本发明的实施方式。
[第一实施方式]
图1A是根据第一实施方式的发光器件10的截面图。图1B是发光器件10的示意顶视图。图1A是沿着图1B的V-V线截取的截面图。图1C是以放大方式示出了被图1A中的虚线围绕的部分A的放大截面图。将参考图1A、图1B和图1C描述发光器件10的配置。
发光器件10包括基板11、安装在基板11上的发光元件12、设置在发光元件12上的半透明构件13以及设置在半透明构件13上的透光构件14。另外，发光器件10具有框体15，该框体15布置在基板11上，以便远离发光元件12、半透明构件13和透光构件14中的每一个来围绕发光元件12、半透明构件13和透光构件14中的每一个。
另外，发光器件10包括覆盖体16，该覆盖体16形成在基板11上并且覆盖发光元件12、半透明构件13和透光构件14的侧表面(或侧壁)。覆盖体16具有暴露于外部的上表面S1。另外，在覆盖体16的上表面S1附近，设置有粒子，所述粒子吸收从透光构件14的侧表面进入覆盖体16并且被从覆盖体16的上表面S1输出到外部的光。将在下面更详细地描述覆盖体16。
在本实施方式中，基板11是具有用于向发光元件12供应电力的布线的安装基板。基板11具有发光元件12的安装表面，并且具有形成在该安装表面上且彼此电绝缘的第一布线和第二布线。另外，基板11具有第一外部电极和第二外部电极，该第一外部电极和该第二外部电极分别形成在与安装表面相反的表面(背面)上并且电连接到第一布线和第二布线。发光元件12被安装在基板11上并且连接到基板11上的布线。
例如，发光元件12是诸如发光二极管的半导体发光元件。在本实施方式中，发光元件12包括由基于氮化物的半导体形成的半导体层(未示出)。发光元件12发出例如蓝色区域中的光(波长为420至470nm)(在下文中，有时称为蓝色光)。
在本实施方式中，发光元件12包括：支撑基板(例如，硅基板)；半导体层，该半导体层接合到支撑基板的第一主表面；第一电极，该第一电极形成在支撑基板的第一主表面上；以及第二电极，该第二电极形成在支撑基板的与第一主表面相反的第二主表面上并且具有与第一电极的极性不同的极性。注意的是，第一电极可以形成在接合到支撑基板的第一主表面的半导体层上。
发光元件12的第二电极经由导电接合构件电连接到基板11的第二布线。发光元件12的第一电极经由金线电连接到基板11的第一布线。
注意的是，基板11上的发光元件12的配置不限于此配置。例如，作为具有另一配置的发光元件12，可以提及具有以下各项的发光元件(在下文中，称为发光元件12A)：生长基板、生长在该生长基板上的半导体层以及形成在该半导体层上的第一电极和第二电极。
通过例如利用接合构件来将生长基板的位于与半导体层相反的面上的表面接合到基板11的安装表面，可将发光元件12A接合到基板11。发光元件12的第一电极和第二电极可分别经由金线接合到基板11的第一布线和第二布线。当发光元件12A被安装在基板11上时，生长基板设置在基板11上，并且半导体层设置在生长基板上。
作为发光元件12的另一配置，可以提及发光元件12A的半导体层接合到基板11的安装表面的情况(倒装芯片接合，在下文中，称为发光元件12B)。在这种情况下，发光元件12B的第一电极和第二电极可通过导电接合构件接合到基板11的第一布线和第二布线。当发光元件12B被安装在基板11上时，半导体层设置在基板11上，并且生长基板设置在半导体层上。
在本实施方式中，将描述如下情况：当从与基板11上的发光元件12的安装表面垂直的方向观察时，发光元件12具有矩形上表面形状(在此实施方式中为规则的正方形形状)。然而，发光元件12的上表面的形状不限于矩形形状，并且可以采用诸如圆形形状、椭圆形状和长矩形形状这样的各种形状。在此实施方式中，发光元件12的上表面充当发光元件12的光提取表面。
半透明构件13是透射从发光元件12发出的光的构件，并且由例如至少透射可见光的构件形成。例如，可以将环氧树脂、硅树脂、低熔点玻璃等用作用于半透明构件13的材料。
半透明构件13可以包括波长转换器，例如磷光体，以用于转换从发光元件12发出的光的波长。例如，作为磷光体，可使用将蓝色光转换成绿色光的绿色磷光体、将蓝色光转换成黄色光的黄色磷光体、将蓝色光转换成红色光的红色磷光体等。
半透明构件13的配置不限于此。例如，半透明构件13可以由金属氧化物的纳米粒子烧结体组成，该纳米粒子烧结体透射从发光元件12发出的光和通过磷光体转换的光。另外，发光器件10不需要具有半透明构件13。
透光构件14设置在半透明构件13的上表面上。透光构件14是透射从发光元件12发出的光和/或通过波长转换器转换的光的构件，并且由例如至少透射可见光的构件形成。例如，可将玻璃板、蓝宝石板、YAG(钇铝石榴石)板等用作透光构件14。
透光构件14可以包括波长转换器，例如磷光体，以用于转换从发光元件12发出的光的波长。例如，作为磷光体，可使用将蓝色光转换成绿色光的绿色磷光体、将蓝色光转换成黄色光的黄色磷光体、将蓝色光转换成红色光的红色磷光体等。
透光构件14的配置不限于此。例如，透光构件14可以由丙烯酸树脂、硅树脂、氟树脂或金属氧化物的纳米粒子烧结体组成，该纳米粒子烧结体透射从发光元件12发出的光和通过波长转换器转换的光。
透光构件14的上表面充当发光器件10的光提取表面。在本实施方式中，透光构件14的上表面具有与发光元件12的上表面的形状类似的形状，例如，矩形形状。然而，透光构件14的上表面的形状不限于矩形形状，并且可以是与发光元件12的上表面的形状不同的形状。此外，例如，透光构件14的侧表面可以按照阶梯形状而形成，或者可以相对于上表面倾斜。
框体15设置在基板11上以便远离发光元件12、透光构件13和透光构件14中的每一个围绕发光元件12、透光构件13和透光构件14中的每一个。可以设置框体15以便围绕基板11的外周边。可以不设置框体15，并且可以暴露覆盖体16的外侧表面。
在本实施方式中，框体15与基板11一体地形成，并且具有用于容纳发光元件12的凹部的氧化铝成型体(在下文中，称为灯罩)被用作基板11和框体15。
覆盖体16在发光元件12、半透明构件13和透光构件14外部的区域中形成在基板11上并被框体15围绕。也就是说，在本实施方式中，框体15限定覆盖体16的外边缘(外周边)在基板11上的位置。
在下文中，将详细地描述覆盖体16。覆盖体16具有暴露于外部的上表面S1。具体地，覆盖体16从透光构件14的上表面(即，光提取表面)的端部向框体15的上表面(与基板11相对的表面)的内端部连续地设置在基板11上。覆盖体16是按照环形形状设置的，以便围绕透光构件14的侧表面。
覆盖体16具有与基板11接触的底面、与透光构件14的侧表面接触的内侧表面、与框体15的内表面接触的外侧表面以及设置在与底面相反的面上并暴露于外部的上表面S1。
在此实施方式中，将描述覆盖体16与透光构件14的整个侧表面接触的情况。然而，覆盖体16可以与透光构件14的侧表面的仅一部分接触。例如，覆盖体16可以仅覆盖从透光构件14的上表面(光提取表面)的端部起朝向透光构件14的底面(来自发光元件12和半透明构件13的光进入的表面)的透光构件14的部分侧表面(即，透光构件14的侧表面的上部区域)。
在本实施方式中，将描述覆盖体16与框体15的整个内表面接触的情况。然而，覆盖体16可以与框体15的内表面的仅一部分接触。例如，覆盖体16可以仅覆盖从框体15的内表面的上端部到下端部的部分区域(即，框体15的内表面的上部区域)。
此外，在本实施方式中，框体15的上表面被配置为在离基板11的位置上比透光构件14的上表面高。因此，覆盖体16被设置为使得其外侧表面高于其内侧表面。在本实施方式中，覆盖体16包括如稍后所描述的热固性树脂。因此，由于固化之后的热收缩，覆盖体16的上表面S1具有朝向基板稍微凹进的形状。注意的是，框体15的上表面可以设置在与透光构件14的上表面齐平的位置处。
接下来，将参考图1C和图1D描述覆盖体16的内部结构。首先，如图1C所示，覆盖体16具有粒子群PT，该粒子群PT包括分散在覆盖体16中的多个氧化钛粒子(在图1C中示出了第一氧化钛粒子P1、第二氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3)。
在此实施方式中，覆盖体16包括分散有粒子群PT的介质(基质)。介质的示例包括热固性硅树脂和环氧树脂。也就是说，覆盖体16由包含粒子的树脂体形成。在本实施方式中，作为介质的树脂体具有能够透射可见光的特性。
在本实施方式中，覆盖体16充当用于密封基板11上的发光元件12以及其它功能元件(诸如用于使施加到发光元件12的电压稳定的齐纳二极管)、布线等的密封体。
如图1D所示，相应的第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3分别具有粒子主体P10、P20和P30以及覆盖粒子主体P10、P20和P30的涂膜P11、P21和P31。
具体地，在本实施方式中，第一氧化钛粒子P1具有粒子主体P10(由氧化钛制成的一部分)和涂膜P11，该涂膜P11覆盖粒子主体P10的表面并保护粒子主体P10。例如，涂膜P11是由氧化铝、二氧化硅或诸如多元醇的有机物质形成的膜。类似地，第二氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3分别具有粒子主体P20和P30以及覆盖粒子主体P20和P30的表面的涂膜P21和P31。
接下来，如图1D所示，粒子群PT中的第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3中的每一个均具有如下的部分NB：在每个粒子中(粒子主体P10和P30的每一个中)，该部分NB的带隙比的其它部分的带隙窄。
另外，如图1C所示，在本实施方式中，粒子群PT包括第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3，所述第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3分散，使得每个粒子中的窄带隙部分NB的密度从覆盖体16的上表面S1朝向基板11降低。为了附图的清楚起见，在图1C中画阴影线于第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3。在此实施方式中，氧化钛粒子P1至P3中的每一个均由具有金红石型晶体结构的二氧化钛(TiO2)形成。
第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3中的每一个中的窄带隙部分NB的密度例如是被每个粒子中的窄带隙部分NB占据的一部分的比率，并且例如是被粒子主体P10至P30中的每一个的表面上的窄带隙部分NB占据的面积。
在本实施方式中，在分散在最靠近粒子群PT的上表面S1的区域中的第一氧化钛粒子P1中，如下部分NB的密度是最高的(具有窄带隙的部分NB处于第一密度下)：在第一氧化钛粒子P1中，该部分NB的带隙比其它部分的带隙窄。
例如，第一氧化钛粒子P1的窄带隙部分NB具有比可见光的能量(特别是可见光波长的能量)小的带隙能量。例如，第一氧化钛粒子P1的窄带隙部分NB具有比从发光元件12发出的光(在此实施方式中为蓝色光)和从半透明构件13发出的光(在此实施方式中为蓝色光和黄色光)的能量小的带隙能量(例如，大约1.5eV)。
在分散在粒子群PT中最靠近基板11的区域中的第二氧化钛粒子P2中，第二氧化钛粒子P2中的窄带隙部分NB的密度是最低的(窄带隙部分NB处于第二密度下)。
例如，第二氧化钛粒子P2几乎没有窄带隙部分NB，如图1D所示。因此，例如，第二氧化钛粒子P2在任何部分中(几乎完全)具有比从发光元件12发出的光的能量大的带隙能量。
例如，当第二氧化钛粒子P2具有金红石型晶体结构时，第二氧化钛粒子P2具有3.0eV的带隙能量。当第二氧化钛粒子P2具有锐钛矿型晶体结构时，第二氧化钛粒子P2具有3.2eV的带隙能量。
在粒子群PT中的分散在第一氧化钛粒子P1与第二氧化钛粒子P2之间的第三氧化钛粒子P3中，第三氧化钛粒子P3中的窄带隙部分NB(具有例如1.5eV的带隙能量的一部分)以一密度(第三密度(在第一密度到第二密度之间的密度))设置在第一氧化钛粒子P1与第二氧化钛粒子P2之间。
注意，应理解的是，氧化钛的晶体的带隙因缺氧而变窄。更具体地，由于缺氧在氧化钛的价带和导带之间形成中间能级。这里，带隙是中间能级与价带或导带之间的能隙。因此，例如，应理解的是，第一氧化钛粒子P1或第三氧化钛粒子P3中的窄带隙部分NB是在氧化钛的晶体中发生缺氧的一部分。
这里，将描述第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3中的带隙(即，相应粒子中的局部带隙)。具有带隙的晶体有吸收具有能量大于带隙能量的波长的光并且透射具有能量小于带隙能量的波长的光的光学特性。
在本实施方式中，第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3中的每一个中的窄带隙部分NB具有比与可见光的波长相对应的带隙能量小的带隙能量。因此，第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3中的每一个均通过窄带隙部分NB来吸收可见光。因此，在本实施方式中，第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3展示黑色或灰色，因为在使用白色可见光的观察下可见光被吸收。
在此实施方式中，因为第二氧化钛粒子P2中的每一个均不(基本上不)具有窄带隙部分NB，所以可见光被透射和散射。因此，在此实施方式中，第二氧化钛粒子P2中的每一个在使用白色可见光的观察下均展示白色。
此外，在本实施方式中，当第一氧化钛粒子P1、第二氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3分散在覆盖体16中的区域被称为第一分散区域16A、第二分散区域16B和第三分散区域16C(或第一粒子层16A、第二粒子层16B和第三粒子层16C)时，第一分散区域16A和第三分散区域16C充当吸收可见光的可见光吸收区域(在下文中，简称为吸收区域)AB。另一方面，第二分散区域16B用作用于散射和反射可见光的可见光散射反射区域(在下文中，简称为散射反射区域)SC。
第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3仅分散在覆盖体16的上表面S1附近的区域中。例如，第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3仅分散在与上表面S1相距20μm或更小的深度范围内的区域中。因此，覆盖体16在上表面S1附近充当吸收区域AB，而在其内部中充当散射反射区域SC。
在本实施方式中，第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3整体上按均匀的分散密度分散在覆盖体16中(在介质中)。然而，可以使第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3分散，使得分散密度(含量)从覆盖体16的上表面S1朝向基板11逐渐地增加。例如，第二分散区域16B中的第二氧化钛粒子P2的分散密度可以高于第一分散区域16A中的第一氧化钛粒子P1的分散密度。
第一氧化钛粒子P1、第二氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3分别具有涂膜P11、P21和P31，使得第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3具有耐紫外线黄变(耐黄变性)和耐候性。
注意的是，当不需要耐紫外线黄变或耐候性时，第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3可以不具有涂膜P11至P31。例如，当吸收区域AB形成在覆盖体16的上表面S1附近时，紫外线可被吸收区域AB吸收。因此，在这种情况下，相应的第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3不需要具有涂膜P11至P31。
图2A、图2B和图2C是示出了发光器件10的生产方法的相应步骤的图。图2A、图2B和图2C中的每一个均是与每个步骤中的图1A的截面图类似的截面图。将参考图2A、图2B和图2C描述生产发光器件10的方法。
首先，图2A示出了上面形成有发光元件12、半透明构件13、透光构件14、框体15和含粒子树脂16P的基板11。在此实施方式中，首先，制备框体15接合到基板11的灯罩(步骤1)。接下来，将发光元件12设置在基板11上并接合到基板11(步骤2)。接下来，经由包含黄色磷光体的半透明构件13将透光构件14(玻璃板)粘附到发光元件12上(步骤3)。
接下来，包含与第三氧化钛粒子P3相同的氧化钛粒子P0的硅树脂作为含粒子树脂16P填充在基板11上的透光构件14与框体15之间的区域中(步骤4)。然后，加热并固化含粒子树脂16P(步骤5)。在此实施方式中，具有250nm的平均粒子直径和3.0eV的带隙能量的金红石型二氧化钛被用作氧化钛粒子P0。作为含粒子树脂16P的树脂介质，使用了硅树脂。含粒子树脂16P中的氧化钛粒子P0的浓度是16wt％。
图2B是示出了当正在用激光束照射含粒子树脂16P的上表面S0时的含粒子树脂16P的上表面的图。在已固化含粒子树脂16P之后，用激光束LB照射含粒子树脂16P的在发光元件12与框体15之间暴露于外部的上表面S0(步骤6)。
在此实施方式中，制备用于发出具有波长为355nm的激光束LB的激光光源LS。然后，将束直径为且功率为50kW/cm2的激光束LB照射到含粒子树脂16P的上表面S0上，同时以1000mm/sec的速率扫描含粒子树脂16P。波长为355nm的光的能量是大约3.5eV，而金红石型二氧化钛的带隙能量是3.0eV。因此，激光束LB的能量大于氧化钛粒子P0的带隙能量。因此，激光束LB被氧化钛粒子P0吸收。
结果，氧原子从用激光束LB照射的氧化钛粒子P0解吸。另外，通过调节激光束LB的照射强度、照射时间、焦点位置等，激光束LB被仅照射到上表面S0附近的氧化钛粒子P0。因此，在含粒子树脂16P的上表面S0附近产生具有最大缺氧的氧化钛粒子，并且氧化钛粒子P0的改变(缺氧)的程度随着它远离上表面S0而减小。
结果，存在于含粒子树脂16P的上表面S0附近的具有更大缺氧的氧化钛粒子P0变成具有高密度的窄带隙部分NB的第一氧化钛粒子P1。然后，远离含粒子树脂16P的上表面S0的氧化钛粒子P0变成窄带隙部分NB相对小的第三氧化钛粒子P3。
另外，当氧化钛粒子P0与上表面S0相距预定距离(激光束LB被氧化钛粒子屏蔽的距离)时，存在于那里的氧化钛粒子P0不受激光照射影响并且维持其特性。因此，存在于基板11附近的氧化钛粒子P0变成几乎没有窄带隙部分NB的第二氧化钛粒子P2。以这种方式，包括多个氧化钛粒子(粒子群PT)的覆盖体16分散，使得在每个粒子中，与其它部分中的带隙相比具有窄带隙的部分NB的密度逐渐地降低，并且可通过照射激光束来生产包括该部分NB的发光器件10(参见图2C)。
在照射激光束LB的步骤(步骤6)中，优选调节激光光源LS和激光束LB以便不改变其它材料，例如，覆盖体16(例如，硅树脂)、半透明构件13、透光构件14等的介质。例如，通过在上述条件下照射激光束LB，仅可改变氧化钛粒子P0，同时抑制其它材料的改变。
本申请的发明人已经确认，在这些条件(以及25～75kW/cm2的功率)下的激光束LB不会改变作为覆盖体16的介质的硅树脂、半透明构件13和半透明构件13中的磷光体，并且不会改变作为透光构件14的玻璃板。在此实施方式中，相对于波长为355nm的光具有60％或更高的透射率的硅树脂被用作覆盖体16的介质。
生产发光器件10的方法不限于此。例如，在施加并留下含粒子树脂16P以静置预定时间之后，通过加热含粒子树脂16P来使氧化钛粒子P0沉淀。结果，还可以形成上表面S1侧的氧化钛粒子P0的分散密度降低的覆盖体16。
图3是示意性地示出了发光器件10中的光路的图。首先，从发光元件12发出的几乎所有光像在光L1中那样通过半透明构件13和透光构件14，并且被从透光构件14的上表面(光提取表面)提取到外部。
接下来，从透光构件14的侧表面进入覆盖体16的散射反射区域SC的光(诸如光L2)被散射反射区域SC反射并返回到透光构件14。诸如光L2的光被从透光构件14的上表面提取到外部。
另一方面，从透光构件14的侧表面进入覆盖体16的吸收区域AB的光(诸如光L3)被吸收区域AB吸收。另外，即使当诸如光L3的光在吸收区域AB中未被完全吸收时，该光也被充分地衰减。因此，从覆盖体16的上表面S1提取的光很少。
因此，当观察发光器件10的光提取表面时，几乎不从除透光构件14的上表面以外的区域提取光。因此，明亮和黑暗区域在透光构件14的区域与除该区域以外的区域之间清楚地分开，使得可以获得高对比度的输出光。另外，从外部入射在覆盖体16上的光(诸如杂散光)还被覆盖体16的吸收区域AB吸收或者衰减。因此，作为发光器件10维持了高对比度。
另外，覆盖体16对于从发光元件12、半透明构件13和透光构件14的侧面入射在覆盖体16上的大部分光具有高反射性，而对于从外面入射在覆盖体16上的光具有吸收性。因此，发光器件10可在不牺牲光输出中的减少的情况下输出高对比度的光。
另外，通过简单地添加激光束LB的照射步骤(步骤6)，可容易地形成覆盖体16的吸收区域AB。因此，可以容易地提供实现高输出和高对比度的发光器件10。
图4是示出了从发光器件10输出的光的分布的图。在图4中，水平轴表示发光器件10沿着图1B中的V-V线的位置，而垂直轴表示光输出(通过按最大值归一化亮度而获得的值)。为了确认发光器件10的效果，作为比较例，针对发光器件100的输出以与针对发光器件10的方式类似的方式测量覆盖体16由包含均匀的氧化钛粒子的树脂体形成的发光器件100。在图4中，发光器件10的输出测量结果通过实线来示出，而发光器件100的输出测量结果通过虚线来示出。注意的是，发光元件10和100的最大亮度是相同的。
如图4所示，可理解的是，与发光器件10相比较，来自除发光器件10中的透光构件14的区域以外的区域(发光元件12)的输出被大大地抑制。另一方面，来自发光器件10中的透光构件14的区域的输出与发光器件100的输出大致相同。也就是说，可理解的是，发光器件10在不降低输出的情况下实现高对比度。
在本实施方式中，作为粒子群PT的分散介质的树脂体一体地形成。也就是说，例如，覆盖体16中的第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3中的每一个分散在相同介质中。另外，在第一分散区域16A至第三分散区域16C之间没有介质边界。因此，即使当设置了吸收区域AB时，也维持覆盖体16的机械强度，并且如上所述稳定光学功能。因此，覆盖体16和发光器件10具有高质量并具有长寿命。
此外，在本实施方式中，粒子群PT在覆盖体16中整体上具有均匀的分散密度。因此，第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3中的每一个均在彼此相同的程度内以一密度分散在覆盖体16中。因此，即使在设置了吸收区域AB的情况下，覆盖体16的热膨胀系数整体上变得均匀，从而维持覆盖体16的机械强度。因此，覆盖体16和发光器件10具有高质量并具有长寿命。
例如，如上所述，当基板11侧的第二氧化钛粒子P2的分散密度增加并且上表面S1侧的第一氧化钛粒子P1的分散密度减小时，可防止覆盖体16的上表面S1的树脂破裂。
在本实施方式中，覆盖体16包括折射率为1.4～1.55的热固性环氧树脂或硅树脂作为树脂介质。粒子群PT包括例如折射率为大约2.5的锐钛矿型氧化钛粒子或折射率为大约2.7的金红石型氧化钛粒子。考虑到覆盖体16中的散射光，优选的是，粒子群PT(特别是第二氧化钛粒子P2)具有比树脂介质的折射率更高的折射率。
考虑到获得良好的漫射和反射特性，覆盖体16的粒子群PT中的第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3中的每一个的粒子直径(平均粒子直径)优选地在150至350nm的范围内。此外，当第一第三氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3的平均粒子直径相对于已进入覆盖体16的光(可见光)的波长(例如，硅树脂的介质中的波长)设定在大约1至1/4的范围内时，可产生具有高反向散射比的米氏散射，并且可实现极其有利的漫射和反射特性。当考虑到这些因素来调节粒子群PT中的粒子的平均粒子直径时，可增强散射反射区域SC中的反射。另外在吸收区域AB中，光散射使光被以高概率带到粒子中并吸收，使得可增加吸收性。
覆盖体16中的粒子群PT的浓度考虑到获得期望的光反射性和光吸收性质优选地在5至70wt％的范围内，并且考虑到生产的容易(施加含粒子树脂16P的容易)和生产成本更优选在8至30wt％的范围内。注意的是，覆盖体16的上述粒子群PT和介质配置仅仅是示例。
此外，如图1D所示，因为相应的第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3具有涂膜P11至P31(即用于形成每个粒子的氧化钛粒子P0具有涂膜)，所以可通过在生产发光器件10时照射激光束LB的步骤(步骤6)中使用波长为355nm的高功率激光来在粒子主体P10至P30的表面上有效地且稳定地产生缺氧。特别地，当为了向每个粒子赋予耐黄变性(耐紫外线)的目的而设置涂膜时，可仅在与覆盖体16的上表面S1相距几μm的薄区域中稳定地形成吸收区域AB。
当氧化钛粒子P0的粒子直径基本上等于含粒子树脂16P中的激光束LB的波长时，通过含粒子树脂16P中的区域中的氧化钛粒子P0来产生具有大反向散射比的米氏散射。结果，激光束LB在含粒子树脂16P的上表面S0附近散射和反射，并且结果，可仅在覆盖体16的上表面S1附近的几μm至20μm的薄区域中形成吸收区域AB。
当采用能量高于含粒子树脂16P中的氧化钛粒子P0的带隙能量的波长下的光作为激光束LB时，激光束LB可被氧化钛粒子P0吸收。因此，可仅在覆盖体16的上表面S1附近的几μm至20μm的薄区域中形成吸收区域AB。
图5A是根据第一实施方式的第一变型的发光器件10A的截面图。除了半透明构件13A的配置之外，发光器件10A具有与发光器件10相同的配置。在本变型中，半透明构件13A覆盖发光元件12的侧面的一部分。也就是说，半透明构件13A形成在发光元件12的上表面和侧表面上。在本变型中，覆盖体16在发光元件12的侧表面的下部区域中与发光元件12接触，并且在其上部区域中经由半透明构件13A覆盖发光元件12。
在发光器件10A中，覆盖体16具有在发光元件12的侧表面的上部区域处与发光元件12的侧表面不接触的一部分。当以这种方式配置覆盖体16时，从发光元件12的侧表面发出的光可被透光构件13A引导以入射在透光构件14的外边缘部分上。因此，可以增加从透光构件14的外边缘部分提取的光。因此，发光器件10A实现高对比度。
图5B是根据第一实施方式的第二变型的发光器件10B的截面图。除了半透明构件13B的配置之外，发光器件10B具有与发光器件10和10A的那些配置相同的配置。在本变型中，半透明构件13B覆盖发光元件12的整个侧表面。也就是说，半透明构件13B与发光元件12的整个上表面和整个侧表面接触。在本变型中，覆盖体16覆盖发光元件12的侧表面，同时半透明构件13B插置在覆盖体16与发光元件12之间。
在发光器件10B中，覆盖体16与发光元件12的侧表面不完全接触。当以这种方式配置覆盖体16时，可通过半透明构件13B使从发光元件12的侧表面发出的几乎所有光入射在透光构件14的外边缘部分上。因此，可以增加从透光构件14的外边缘部分提取的光。因此，发光器件10B发出具有高对比度的光。
图5C是根据第一实施方式的第三变型的发光器件10C的截面图。除了半透明构件13C和透光构件14A的配置之外，发光器件10C具有与发光器件10的配置相同的配置。在本变型中，透光构件14A具有比发光元件12的上表面大的上表面。半透明构件13C被形成为从发光元件12的侧表面向透光构件14A的底面延伸。
在本变型中，从发光元件12发出的光经由半透明构件13C进入透光构件14A的整个底面，然后被从透光构件14A的上表面提取到外部。覆盖体16覆盖半透明构件13C的侧表面和透光构件14A的侧表面。因此，例如，可通过半透明构件13C使从发光元件12的侧表面发出的光入射在透光构件14A的外边缘部分上。因此，例如，可以提供在不改变发光元件12的大小的情况下放大光提取表面的大小并且抑制对比度的降低的发光器件10C。
图5D是根据第一实施方式的第四变型的发光器件10D的截面图。除了半透明构件13D和透光构件14B的配置之外，发光器件10D具有与发光器件10的配置相同的配置。在本变型中，透光构件14B具有比发光元件12的上表面小的上表面。半透明构件13D被形成为从发光元件12的上表面向透光构件14B的侧表面延伸。
在本变型中，从发光元件12发出的光经由半透明构件13D进入透光构件14B的底面和侧表面，然后被从透光构件14B的上表面提取到外部。覆盖体16覆盖发光元件12和半透明构件13D的侧表面以及透光构件14B的侧表面。因此，例如，可以提供在不改变发光元件12的大小的情况下减小光提取表面的大小同时增强输出和对比度的发光器件10D。
图5E是根据第一实施方式的第五变型的发光器件10E的截面图。除了未设置半透明构件13和透光构件14之外，发光器件10E具有与发光器件10的配置相同的配置。发光器件10E包括基板11、设置在基板11上的发光元件12以及覆盖发光元件12的侧表面的覆盖体17。在本变型中，发光器件10E具有框体15A，所述框体15A具有与发光元件12的高度(厚度)相对应的高度。覆盖体17设置在基板11上的框体15A与发光元件12之间的区域中。
覆盖体17具有与覆盖体16的配置相同的配置，只是它覆盖发光元件12的侧表面。覆盖体17覆盖发光元件12的侧表面并且具有暴露于外部的上表面S1。类似于覆盖体16，覆盖体17具有包括多个氧化钛粒子(例如，第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3)的粒子群PT，所述多个氧化钛粒子以分层方式分散，使得与每个粒子的其它部分中的带隙相比具有窄带隙的部分NB的密度从上表面S1朝向基板11降低。
在本变型中，发光元件12的上表面被暴露于外部。在这种情况下，从发光元件12发出的光被直接地提取到外部，而不通过另一介质。另外在发光器件10E中，因为覆盖体16包括粒子群PT，所以设置了实现高输出和高对比度的发光器件。
在本实施方式中，已经描述了覆盖体16具有用于可见光的吸收区域AB和散射反射区域SC的情况。然而，覆盖体16的配置不限于此。例如，发光元件12可以被配置为发出带中的除可见光以外的光。在这种情况下，覆盖体16的吸收区域AB和散射反射区域SC仅需要分别相对于另一波长带中的光和/或具有通过波长转换器转换的另一波长的光具有吸收性和反射性。
换句话说，例如，仅需要调节覆盖体16中的粒子、其带隙配置和介质以便具有光吸收和光反射性质与从发光元件12发出的光和从包括在半透明构件13或透光构件14中的波长转换器发出的光的波长相对应的区域。
此外，在这种情况下，考虑到在覆盖体16中有效地设置吸收区域AB和散射反射区域SC，例如，优选的是，粒子群PT中的氧化钛粒子具有与从发光元件12发出的光和/或从包括在半透明构件13或透光构件14中的波长转换器发出的光在覆盖体16中的波长相对应的平均粒子直径。
考虑到维持覆盖体16的机械强度，优选的是，覆盖体16具有一体地形成的树脂介质(例如，硅树脂)，其中分散有粒子群PT的多个氧化钛粒子。
在本实施方式中，已经描述了粒子群PT具有第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3的情况，但是粒子群PT的配置不限于此。例如，粒子群PT可以由例如仅两种类型的氧化钛粒子P1和P2组成。
在这种情况下，例如，覆盖体16仅需要包括：多个第一氧化钛粒子P1，所述多个第一氧化钛粒子P1设置在最靠近上表面S1的位置处并且具有比以高密度从发光元件12发出的光的能量窄的带隙的一部分(部分NB)；以及多个第二氧化钛粒子P2，所述多个第二氧化钛粒子P2设置为比第一氧化钛粒子P1更靠近基板11并且具有比以低密度从发光元件12发出的光的能量窄的带隙的部分(部分NB)。
例如，粒子群PT仅需要至少包括第一氧化钛粒子P1。也就是说，粒子群PT仅需要包括分散在覆盖体16的上表面S1附近并且在每个粒子中具有带隙比其它部分的带隙窄的部分NB的多个氧化钛粒子(第一氧化钛粒子P1)。
粒子群PT中的构成吸收区域AB和散射反射区域SC的粒子不限于氧化钛粒子。例如，氧化锌(ZnO)具有与氧化钛的那些性质相同的性质。例如，氧化锌具有3.37eV的带隙能量并且透射可见光。另外，氧化锌具有吸收波长为355nm的紫外光(例如，激光束LB)的性质。此外，氧化锌的折射率是2.0，其大于硅树脂的折射率(1.4至1.55)。另外，氧化锌由于缺氧而形成深施主能级并且使带隙变窄(形成与具有窄带隙的部分NB相对应的一部分)，并且具有吸收可见光的性质。
因此，作为粒子群PT，例如，可使用具有在没有缺氧的情况下在晶体状态下透射可见光并且通过缺氧来吸收可见光的性质的、诸如氧化钛粒子或氧化锌粒子的金属氧化物晶体。例如，第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3可以用具有此类性质的金属氧化物粒子替换，或者除了第一氧化钛粒子P1至第三氧化钛粒子P3之外，还可以在粒子群PT中包含金属氧化物粒子。
除了氧化钛粒子或氧化锌粒子之外，还可以将如下粒子添加到粒子群PT：该粒子散射从发光元件12发出的光和/或从包含在半透明构件13或透光构件14中的波长转换器发出的光。此类粒子的示例包括金属碳化物、金属氧化物和金属氮化物，诸如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si2N3)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)和氧化铝(Al2O3)。
也就是说，粒子群PT仅需要包括分散在覆盖体16中的多个粒子。当粒子群PT包括包含除氧化钛粒子和氧化锌粒子以外的粒子的多个粒子时，所述多个粒子可以以均匀的密度分散在覆盖体16中或者可以分散成在从上表面S1朝向基板11密度逐渐地增加。另外，例如，包括在粒子群PT中的所有粒子可以以上述浓度分散。
在此实施方式中，已经描述了发光器件10包括一个发光元件12的情况。然而，发光器件10可以包括多个发光元件12。另外在这种情况下，例如，具有粒子群PT的覆盖体16仅需要覆盖透光构件14的侧表面。
因此，例如，发光器件10包括基板11、设置在基板11上的发光元件12、设置在发光元件12上的透光构件14以及覆盖体16，所述覆盖体16覆盖基板11上的透光构件14的侧表面并且具有暴露于外部的上表面S1。
覆盖体16具有由分散在覆盖体16中的多个粒子组成的粒子群PT。粒子群PT包括如下多个氧化钛粒子(第一氧化钛粒子P1)或氧化锌粒子：分散在覆盖体16附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分NB。因此，可以利用简单的配置提供实现高输出和高对比度的发光器件10。
例如，发光器件10E包括基板11、设置在基板11上的发光元件12以及覆盖体17，所述覆盖体17覆盖基板11上的发光元件12的侧表面并且具有暴露于暴露的上表面S1。覆盖体17具有由分散在覆盖体17中的多个粒子组成的粒子群PT。粒子群PT包括如下的多个氧化钛粒子(第一氧化钛粒子P1)或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子(第一氧化钛粒子P1)或氧化锌粒子分散在覆盖体17的上表面S1附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分NB。因此，可以利用简单的配置提供实现高输出和高对比度的发光器件10E。
[第二实施方式]
图6A是根据第二实施方式的发光器件20的截面图。图6B是发光器件20的顶视图。图6A是沿着图6B中的W-W线截取的截面图。图6C是以放大方式示出了被图6A中的虚线围绕的一部分B的放大截面图。
除了覆盖体21的配置之外，发光器件20具有与发光器件10的配置相同的配置。在发光器件20中，类似于覆盖体16，覆盖体21覆盖透光构件14的侧表面并且具有暴露于外部的上表面S1。
在本实施方式中，覆盖体21具有包括多个氧化钛粒子(第一氧化钛粒子P1、第二氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3)的粒子群PT1，所述多个氧化钛粒子分散，使得每个粒子中的窄带隙部分NB的密度从上表面S1的部分区域朝向基板11降低。在图6C中，氧化钛粒子P1和P3画有阴影线。
换句话说，在粒子群PT1中形成吸收区域AB的第一氧化钛粒子P1分散在覆盖体21的上表面S1的一部分中。也就是说，覆盖体21仅在上表面S1的一部分中具有第一分散区域21A。在上表面S1的另一区域中，覆盖体21具有第二分散区域21B，该第二分散区域21B是仅第二氧化钛粒子P2朝向基板11均匀地分散的区域。例如，通过用激光束LB仅照射含粒子树脂16P的上表面S0的一部分，可形成覆盖体21。
在本实施方式中，第一氧化钛粒子P1分散在覆盖体21中，以便围绕与透光构件14的侧表面相距预定距离(距离D)的透光构件14。因此，覆盖体21部分地反射和散射从透光构件14的侧表面进入覆盖体21的光(诸如图3中的光L3)。例如，当在高对比度和高功率当中优先考虑高输出时，发光器件20具有适合的配置。
通过调节从透光构件14的侧表面到覆盖体21中的吸收区域AB的距离D(图6C)，即，与透光构件14的侧表面接触的散射反射区域SC到吸收区域AB的厚度，可调节所提取的光的输出与对比度之间的平衡。
图7A是示出了从发光器件20输出的光的分布的图。图7A的水平轴指示发光器件20沿着图6B中的W-W线的位置，并且垂直轴指示光输出(通过按最大值归一化亮度而获得的值)。另外在图7A中，根据比较例的发光器件100的测量结果通过虚线来示出并叠加在发光器件20的测量结果上。图7A示出了当从透光构件14到吸收区域AB的距离D是0.1mm时来自发光器件20的光输出的测量结果。
如图7A所示，可理解的是，另外在发光器件20中，与发光器件100相比较来自除发光元件12的区域以外的区域(即，透光构件14)的输出被抑制，并且从发光元件12的区域发出具有较高输出的光。也就是说，应理解的是，发光器件20也是在不降低输出的情况下实现高对比度的发光器件。
图7B示出了当从透光构件14到吸收区域AB的距离D是0.2mm时从发光器件20输出的光的测量结果。如图7B所示，当距离D是0.2mm时，发光器件20具有与发光器件100的输出值相同的输出值，直到当透光构件14的区域的亮度是100时区域具有1的亮度为止。
也就是说，在本实施方式中，当散射反射区域SC被设置直到与透光构件14的侧表面相距0.2mm的距离的位置时，强度为透光构件14的上表面的光的1/100的光被从散射反射区域SC的外边缘部分的区域提取到外部。
考虑到维持高对比度，优选将散射反射区域SC从透光构件14的侧表面提供到距离D的位置，在所述距离D处强度变成透光构件14的上表面上的光强度的1/100或更大。在本实施方式中，可以说距离D优选地为0.2mm或更小。这是因为强度小于1/100的光是具有不会使对比度劣化的强度的光。
距离D对应于光可进入覆盖体21(散射反射区域SC)的距离。距离D取决于氧化钛粒子的分散密度。因此，例如优选如上所述测量来自透光构件14及其周围的覆盖体21的输出，并且将散射反射区域SC设置到比输出为来自透光构件14的上表面的输出的1/100的位置更靠近透光构件的侧表面的位置。
也就是说，优选的是，距离D是从透光构件14的侧表面到覆盖体21的上表面S1的如下区域内的位置的距离：从透光构件14发出的光的最大强度的1/100以上的光从该区域射出。另外，优选的是，覆盖体21具有多个氧化钛粒子(例如，第一氧化钛粒子P1、第二氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3)，所述多个氧化钛粒子分散，使得每个粒子中的窄带隙部分NB的密度在从中发出强度为从透光构件14输出的光的1/100的光的位置(与透光构件14的侧表面相距距离D的位置)外部的区域中降低。
另外在本实施方式中，发光器件20不需要具有半透明构件13和透光构件14。另外，覆盖体21不需要在发光元件12的侧表面附近的整个圆周之上具有散射反射区域SC。例如，覆盖体21仅需要具有包括多种钛氧化物(第一氧化钛粒子P1、氧化钛粒子P2和第三氧化钛粒子P3)的粒子群PT1，所述多种钛氧化物分散在各层中，使得每个粒子中的窄带隙部分NB的密度从上表面S1的一部分朝向基板11降低。
如上所述，在此实施方式中，例如，覆盖体21的第一氧化钛粒子P1(设置在最靠近上表面S1的位置处并且具有带隙比以比其它粒子的密度高的密度从发光元件12发出的光的能量窄的一部分(部分NB)的氧化钛粒子)分散在覆盖体21中，以便与透光构件14的侧表面相距预定距离D围绕透光构件14的侧表面。因此，可以提供实现高输出和高对比度的发光器件20。
覆盖体21具有多个第二氧化钛粒子P2，所述多个第二氧化钛粒子P2具有带隙比以低于第一氧化钛粒子P1的密度的密度在第一氧化钛粒子P1内部的区域(在上表面S1上与发光元件12的侧表面接触的区域)中从发光元件12发出的光的能量窄的一部分(部分NB)。因此，发光器件20具有高输出。
[第三实施方式]
图8A是根据第三实施方式的发光器件30的截面图。图8B是发光器件30的顶视图。图8A是沿着图8B的X-X线截取的截面图。除了覆盖体31的配置之外，发光器件30具有与发光器件10的配置相同的配置。
覆盖体31在上表面S1上具有多个凹部31R。在本实施方式中，如图8B所示，覆盖体31的凹部31R中的每一个以凹槽形状而形成以便围绕发光元件12、半透明构件13和透光构件14的周边。凹部31R中的每一个均具有圆柱形(叠瓦状)内壁。
例如，通过在含粒子树脂16P的上表面S0上叠加激光束LB(具有紫外区域中的波长的光)并且多次照射激光束LB，可形成覆盖体31。更具体地，通过按特定图案照射波长为355nm且输出为25kW/cm2或更大的激光束LB，并且再次按同一图案照射激光束LB，硅树脂相继地升华并从表面中去除，并且激光束LB的照射迹线保留在硅树脂的表面上。结果，在含粒子树脂16P的上表面S0上形成与激光束LB的束直径及其移动方向相对应的凹槽。结果得到的激光迹线变成覆盖体31的凹部31R。
注意的是，覆盖体31的凹部31R不仅可通过多次照射激光束LB而形成，而且还通过调节例如激光束LB的输出、扫描速度等而形成。凹部31R的形状不限于所例示的形状。例如，可以在覆盖体31的上表面上形成凸部，或者可以以波浪的形式形成连续的凹凸。覆盖体31可以具有上表面S1，该上表面S1具有各种凹凸。
同样在此实施方式中，覆盖体31类似于覆盖体16在上表面S1附近具有粒子群PT，该粒子群PT具有氧化钛粒子(第一氧化钛粒子P1和第三氧化钛粒子P3)，所述氧化钛粒子具有带隙比可见光的能量窄的部分(部分NB)。
在本实施方式中，因为覆盖体31的上表面S1具有例如重复地设置的凹部31R，所以与例如平坦表面(例如，覆盖体16的上表面S1)相比较，暴露于外部的表面的面积增加了。结果，设置在覆盖体31中的吸收区域AB的表面积增加。因此，覆盖体31高效地吸收从透光构件14的侧表面进入覆盖体31的光(诸如图3中的光L3)。因此，例如，当在对比度和输出当中优先考虑对比度时，发光器件30具有适合的配置。
在本实施方式中，已经描述了凹部31R形成在覆盖体31的整个上表面S1上方的情况。然而，凹部31R可以仅形成在覆盖体31的上表面S1的一部分上。另外，凹部31R的形状不限于图8A和图8B所示的形状。覆盖体31仅需要在上表面S1上具有凹部31R。
本申请基于日本专利申请No.2018-116751，其特此通过引用并入。

Claims (14)

1.一种发光器件，该发光器件包括：
基板；
发光元件，该发光元件设置在所述基板上；
透光构件，该透光构件设置在所述发光元件上；以及
覆盖体，该覆盖体设置在所述基板上，覆盖所述透光构件的侧表面，并且具有暴露于外部的上表面，其中
所述覆盖体具有由分散在所述覆盖体中的多个粒子组成的粒子群，并且
所述粒子群包括如下的多个氧化钛粒子或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在所述覆盖体的所述上表面附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述粒子群中的所述多个粒子以均匀的密度分散在所述覆盖体中。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述粒子群中的所述多个粒子分散成在所述覆盖体中从所述上表面朝向所述基板密度逐渐地增加。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述粒子群包括如下的所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子被分散成，随着从所述覆盖体的所述上表面朝向所述基板，各粒子内的带隙比其它部分窄的部分的密度降低。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述覆盖体具有分散有所述多个粒子的一体地形成的树脂介质。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中
所述粒子群包括：第一氧化钛粒子或氧化锌粒子，所述第一氧化钛粒子或氧化锌粒子设置在最靠近所述上表面的位置处，并且以最高的密度具有所述窄带隙的部分；以及第二氧化钛粒子或氧化锌粒子，所述第二氧化钛粒子或氧化锌粒子设置得比所述第一氧化钛粒子或氧化锌粒子更靠近所述基板，并且以比所述第一氧化钛粒子或氧化锌粒子低的密度具有所述窄带隙的部分。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述粒子群中的所述多个粒子在所述覆盖体中在5wt％至70wt％的范围内分散。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子各自具有粒子主体和覆盖所述粒子主体的涂膜。
9.根据权利要求6所述的发光器件，其中，所述多个第一氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在与所述覆盖体的所述上表面相距20μm或更小的深度范围内的区域中。
10.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在所述覆盖体中，以便与所述透光构件的所述侧表面隔开预定距离而围绕所述透光构件的所述侧表面。
11.根据权利要求10所述的发光器件，其中，所述预定距离是从所述透光构件的所述侧表面到所述覆盖体的所述上表面的如下区域内的位置的距离：从所述透光构件发出的光的最大强度的1/100以上的光从该区域射出。
12.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述覆盖体在所述上表面上具有凹凸。
13.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子具有与从所述发光元件发出的光在所述覆盖体中的波长相对应的平均粒子直径。
14.一种发光器件，该发光器件包括：
基板；
发光元件，该发光元件设置在所述基板上；以及
覆盖体，该覆盖体设置在所述基板上，覆盖所述发光元件的侧表面，并且具有暴露于外部的上表面，其中
所述覆盖体具有由分散在所述覆盖体中的多个粒子组成的粒子群，并且
所述粒子群包括如下的多个氧化钛粒子或氧化锌粒子：所述多个氧化钛粒子或氧化锌粒子分散在所述覆盖体的所述上表面附近，并且在各粒子内具有带隙比其它部分窄的部分。
CN201910531469.0A 2018-06-20 2019-06-19 发光器件 Active CN110620172B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018116751A JP7117170B2 (ja) 2018-06-20 2018-06-20 発光装置
JP2018-116751 2018-06-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110620172A true CN110620172A (zh) 2019-12-27
CN110620172B CN110620172B (zh) 2024-06-07

Family

ID=66912581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910531469.0A Active CN110620172B (zh) 2018-06-20 2019-06-19 发光器件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10873010B2 (zh)
EP (1) EP3584846B1 (zh)
JP (1) JP7117170B2 (zh)
CN (1) CN110620172B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11881546B2 (en) * 2019-12-05 2024-01-23 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Device with light-emitting diode
JP2023139780A (ja) * 2022-03-22 2023-10-04 スタンレー電気株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235509A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子及び発光素子の製造方法
US20080278067A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-13 Yuan-Sheng Tyan Electroluminescent device having improved light output
JP2012001585A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Sumitomo Bakelite Co Ltd 複合粒子、組成物、波長変換層および光起電装置。
CN102347427A (zh) * 2010-08-02 2012-02-08 斯坦雷电气株式会社 发光装置及其制造方法
CN102456821A (zh) * 2010-10-19 2012-05-16 松下电器产业株式会社 半导体发光器件
US20120273811A1 (en) * 2009-11-25 2012-11-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Housing for an optoelectronic component and method for producing a housing
CN102971872A (zh) * 2010-06-30 2013-03-13 欧司朗光电半导体有限公司 光电子组件
JP2014093311A (ja) * 2012-10-31 2014-05-19 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2015026753A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
CN104379698A (zh) * 2012-07-23 2015-02-25 丰田自动车株式会社 复合粒子、复合粒子分散体及光伏装置
JP2016157795A (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 株式会社小糸製作所 発光モジュール

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5521325B2 (ja) 2008-12-27 2014-06-11 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP5326705B2 (ja) 2009-03-17 2013-10-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6127468B2 (ja) * 2012-11-22 2017-05-17 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6269702B2 (ja) 2015-11-30 2018-01-31 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP6501699B2 (ja) * 2015-11-30 2019-04-17 株式会社吉野工業所 注出容器
CN113991003A (zh) * 2015-12-01 2022-01-28 夏普株式会社 图像形成元件及其制造方法
KR102446768B1 (ko) * 2015-12-14 2022-09-23 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
JP2017162942A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置、及び、照明装置
JP6304297B2 (ja) * 2016-04-06 2018-04-04 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2017199748A (ja) 2016-04-26 2017-11-02 スタンレー電気株式会社 発光装置
JP6332533B2 (ja) 2016-06-30 2018-05-30 キヤノンマーケティングジャパン株式会社 情報処理装置、その処理方法及びプログラム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235509A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子及び発光素子の製造方法
US20080278067A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-13 Yuan-Sheng Tyan Electroluminescent device having improved light output
US20120273811A1 (en) * 2009-11-25 2012-11-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Housing for an optoelectronic component and method for producing a housing
JP2012001585A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Sumitomo Bakelite Co Ltd 複合粒子、組成物、波長変換層および光起電装置。
CN102971872A (zh) * 2010-06-30 2013-03-13 欧司朗光电半导体有限公司 光电子组件
CN102347427A (zh) * 2010-08-02 2012-02-08 斯坦雷电气株式会社 发光装置及其制造方法
CN102456821A (zh) * 2010-10-19 2012-05-16 松下电器产业株式会社 半导体发光器件
CN104379698A (zh) * 2012-07-23 2015-02-25 丰田自动车株式会社 复合粒子、复合粒子分散体及光伏装置
JP2014093311A (ja) * 2012-10-31 2014-05-19 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2015026753A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
JP2016157795A (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 株式会社小糸製作所 発光モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JP7117170B2 (ja) 2022-08-12
EP3584846B1 (en) 2020-12-23
US20190393386A1 (en) 2019-12-26
US10873010B2 (en) 2020-12-22
JP2019220569A (ja) 2019-12-26
EP3584846A1 (en) 2019-12-25
CN110620172B (zh) 2024-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11028988B2 (en) Light source device and lighting device
JP6225272B2 (ja) オプトエレクトロニクス部品
US20240097082A1 (en) Light-emitting device
CN107887490B (zh) 发光装置
US20060192225A1 (en) Light emitting device having a layer of photonic crystals with embedded photoluminescent material and method for fabricating the device
US20160254417A1 (en) Light-emitting device
KR20160036489A (ko) 발광 장치
CN110620172B (zh) 发光器件
KR20170016815A (ko) 발광 디바이스
JP2024050890A (ja) 発光装置および発光装置の製造方法
US11289629B2 (en) Light-emitting device having covering body for supressing emission of stray light from side surfaces thereof, and light-emitting device module
JP7182450B2 (ja) 発光装置
JP7161330B2 (ja) 発光装置
CN112103377B (zh) 发光装置
JP7190890B2 (ja) 発光装置
JP7387417B2 (ja) 半導体発光装置
JP6741102B2 (ja) 発光装置
US20200041101A1 (en) Wavelength conversion film
US20220173280A1 (en) Light-transmissive member and method of manufacturing the same, optical member, and light emitting device
JP2022086988A (ja) 透光性部材及びその製造方法、光学部材、発光装置
KR20200022875A (ko) 발광소자 패키지, 투광 플레이트 바디 및 발광소자 패키지 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant