發光器件及其制造方法

發光器件及其制造方法
【專利摘要】本發明提供一種密封部的量子點不易因氣體或水分等而劣化，能夠實現器件的長壽命化的發光器件。發光器件(1)包括器件主體(10)、光源(20)、發光部(30)和蓋部件(40)。器件主體(10)具有凹部(13)。光源(20)配置在凹部(13)的底壁(13b)上。發光部(30)以來自光源(20)的光入射該發光部的方式配置于凹部(13)內。發光部(30)含有量子點。蓋部件(40)遮蓋凹部(13)。蓋部件(40)與器件主體(10)一起將光源(20)和發光部(30)密封。
【專利說明】
發光器件及其制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及發光器件及其制造方法。
【背景技術】
[0002]近年來，使用了發光二極管的發光器件的進展顯著，并被用于液晶的背光源、大型顯示器等。特別是通過短波長光的發光元件的半導體材料的發展而得到了短波長的光，因此，使用該材料激發熒光體，能夠得到更多種波長的光。
[0003]目前，已知有使用了量子點的發光器件。例如，專利文獻I中公開有一種發光器件，其具備藍色LED和將藍色LED密封的密封部，密封部由含有量子點的樹脂組合物構成。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2010-126596號公報

【發明內容】

[0007]發明要解決的技術問題
[0008]但是，在專利文獻I所示那樣的發光器件的情況下存在如下問題，密封部的量子點易于因發光器件的使用環境下存在的氣體或水分等而劣化，量子點發出的熒光強度降低。
[0009]本發明主要的目的在于，提供一種密封部的量子點不易因氣體或水分等而劣化，能夠實現器件的長壽命化的發光器件。
[0010]解決技術問題的技術方案
[0011]本發明的發光器件，其包括器件主體、光源、發光部和蓋部件。器件主體具有凹部。光源配置于凹部的底壁上。發光部以來自光源的光入射該發光部的方式配置在凹部內。發光部含有量子點。蓋部件遮蓋凹部。蓋部件與器件主體一起將光源和發光部密封。
[0012]本發明的發光器件中，也可以為:發光部含有分散有量子點的樹脂。
[0013]本發明的發光器件中，也可以為:發光部以覆蓋光源的方式設置于光源的正上方。
[0014]本發明的發光器件中，也可以為:發光部的表面為凹面。
[0015]本發明的發光器件中，也可以為:發光部充填于由器件主體和蓋部件劃分形成的密封空間中。
[0016]本發明的發光器件中，也可以為:發光部設置在蓋部件的凹部側的表面上。
[0017]本發明的發光器件中，也可以為:發光部被光源支承。
[0018]優選本發明的發光器件還包括擴散部件，該擴散部件配置于發光部與光源之間，將來自光源的光擴散。
[0019]本發明的發光器件中，也可以為:蓋部件和器件主體焊接。
[0020]本發明的發光器件中，也可以為:蓋部件和器件主體陽極接合。
[0021]本發明的發光器件中，也可以為:蓋部件和器件主體由無機接合材料接合。
[0022]本發明的發光器件中，也可以為:器件主體的一部分由金屬構成。
[0023]本發明的發光器件中，優選器件主體的由金屬構成的部分與發光部接觸。
[0024]本發明的發光器件中，優選蓋部件的厚度為1.0mm以下。
[0025]本發明的發光器件中，優選蓋部件的折射率為1.70以下。
[0026]本發明的發光器件中，也可以為:蓋部件具有晶界。
[0027]本發明的發光器件中，也可以為:蓋部件含有光散射劑。
[0028]本發明的發光器件中，也可以為:蓋部件由陶瓷構成。
[0029]本發明的發光器件中，也可以為:由器件主體和蓋部件劃分形成的密封空間被減壓。
[0030]本發明的發光器件中，也可以為:由器件主體和蓋部件劃分形成的密封空間為不活潑氣體氣氛。
[0031]本發明的發光器件的制造方法中，在具有凹部的器件主體的凹部的底壁上配置光源。通過將分散有量子點的樹脂配置于凹部內而形成發光部。以遮蓋凹部的方式配置蓋部件而將光源和發光部密封。在密封工序之前，將樹脂加熱至100°C以上。
[0032]發明效果
[0033]根據本發明，能夠實現使用了量子點的發光器件的長壽命化。
【附圖說明】
[0034]圖1是第一實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0035]圖2是第二實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0036]圖3是第三實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0037]圖4是第四實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0038]圖5是第五實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0039]圖6是第六實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0040]圖7是第七實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0041 ]圖8是第八實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
【具體實施方式】
[0042]以下，對實施本發明的優選方式進行說明。但是，下述的實施方式僅是示例。本發明不限定于下述實施方式。
[0043]另外，實施方式等中參照的各附圖中，具有實際上相同的功能的部件以相同的標記進行參照。另外，實施方式等中參照的附圖是示意性地記載的圖。附圖中描繪的物體的尺寸比率等有時與現實物體的尺寸比率等不同。附圖相互間，物體的尺寸比率等也有時不同。具體的物體的尺寸比率等應參考以下的說明進行判斷。
[0044](第一實施方式)
[0045]圖1是第一實施方式的發光器件I的示意性的剖視圖。
[0046]發光器件I是激發光入射時射出與激發光不同的波長的光的器件。發光器件I也可以是射出激發光和通過激發光的照射而產生的光的混合光的發光器件。
[0047]發光器件I具有器件主體10。器件主體10具有第一部件11和第二部件12。第二部件12設置在第一部件11上。第二部件12設置有向第一部件11開口的貫通孔12a。由該貫通孔12a構成凹部13。此外，貫通孔12a向第一部件11側逐漸變細。因此，凹部13的側壁13a相對于第一部件11的主面傾斜。
[0048]器件主體10可以由任何材料構成。器件主體10例如可以由低溫共燒陶瓷等陶瓷、金屬、樹脂、玻璃等構成。構成第一部件11的材料和構成第二部件12的材料可以相同，也可以不同。本實施方式中，對器件主體10的一部分由金屬構成的例子進行說明。具體而言，對器件主體10中的構成側壁13a的第二部件12由金屬構成的例子進行說明。此外，作為構成器件主體10的金屬的優選具體例，例如可舉出鋁、銅、鐵及由這些成分構成的合金等。
[0049]在器件主體10的凹部13的底壁13b上配置有光源20。光源20能夠由例如LED(LightEmitting D1de:發光二極管)元件、LD(Laser D1de:激光二極管)元件等構成。本實施方式中，對光源20由LED構成的例子進行說明。
[0050]在凹部13內配置有發光部30。發光部30以來自光源20的光入射該發光部的方式配置。具體而言，發光部30以遮蓋光源20的方式配置于光源20上。
[0051 ]發光部30含有量子點。發光部30可以含有I種量子點，也可以含有多種量子點。
[0052]此外，量子點在量子點的激發光入射時，射出與激發光不同的波長的光。從量子點射出的光的波長依賴于量子點的粒徑。即，通過改變量子點的粒徑，能夠調整得到的光的波長。因此，量子點的粒徑為與要得到的光的波長相應的粒徑。量子點的粒徑通常為2nm?1nm0
[0053]例如，作為當照射波長300nm?440nm的紫外?近紫外的激發光時發出藍色的可見光(波長440nm?480nm的焚光)的量子點的具體例，可舉出粒徑為2.0nm?3.0nm左右的CdSe/ZnS的微晶等。作為當照射波長300nm?440nm的紫外?近紫外的激發光或波長440nm?480nm的藍色的激發光時發出綠色的可見光(波長為500nm?540nm的焚光)的量子點的具體例，可舉出粒徑為3.0nm?3.3nm左右的CdSe/ZnS的微晶等。作為當照射波長300nm?440nm的紫外?近紫外的激發光或波長440nm?480nm的藍色的激發光時發出黃色的可見光(波長為540nm?595nm的熒光)的量子點的具體例，可舉出粒徑為3.3nm?4.5nm左右的CdSe/ZnS的微晶等。作為當照射波長300nm?440nm的紫外?近紫外的激發光或波長440nm?480nm的藍色的激發光時發出紅色的可見光(波長為600nm?700nm的熒光)的量子點的具體例，可舉出粒徑為4.5nm?I Onm左右的CdSe/ZnS的微晶等。
[0054]本實施方式中，發光部30為固體。具體而言，發光部30含有分散有量子點的樹脂。作為優選使用的樹脂的具體例，例如可舉出:硅酮樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等。
[0055]此外，發光部30除了樹脂和量子點以外，也可以還含有例如光分散劑等。
[0056]發光部30以覆蓋光源20的方式設置于光源20的正上方。發光部30包含設置有光源20的部分，且跨越底壁13b的上方和側壁13a的上方而設置。因此，由金屬構成的第二部件12和發光部30接觸。
[0057]發光部30的表面30a為凹面。
[0058]此外，發光部30也可以由多層發光層的疊層體構成。在該情況下，多層發光層也可以包含多個發光層，該多個發光層含有射出波長相互不同的光的量子點。例如也可以由包含第一發光層和第二發光層的多個發光層的疊層體構成發光部30，第一發光層含有射出第一波長的光的量子點，第二發光層含有射出第二波長的光的量子點。
[0059]凹部13被蓋部件40遮蓋。該蓋部件40與器件主體1接合。密封空間50由蓋部件40和器件主體10劃分形成。光源20和發光部30密封于該密封空間50內。
[0060]這樣，發光器件I中，在密封空間50內密封有光源20和發光部30。因此，抑制發光部30所含的量子點與水分或氧接觸。因此，量子點不易因水分或氧而劣化。因此，發光器件I能夠實現長壽命化。
[0061]從更有效地抑制水分或氧侵入密封空間50內的觀點來看，優選器件主體10和蓋部件40由不易透過水分或氧的材料構成。優選器件主體10和蓋部件40分別由無機材料構成。具體而言，優選器件主體10由金屬或陶瓷、玻璃等構成。蓋部件40需要具有透光性，因此，優選由例如玻璃、陶瓷等構成。
[0062]另外，優選發光器件I以水分或氧不易從器件主體10和蓋部件40之間的間隙侵入的方式構成。具體而言，例如，優選將器件主體10和蓋部件40焊接。例如，優選使用激光等將器件主體10和蓋部件40焊接。此外，例如優選將蓋部件40和器件主體10陽極接合。此外，例如，優選蓋部件40和器件主體1由無機接合材料接合。
[0063]但是，量子點的溫度越高，使用了量子點的發光器件I的劣化越容易發展。發光器件I中，器件主體10的至少一部分由熱傳導率較高的金屬構成。因此，光源20的熱易于經器件主體10而散熱。發光器件I中，由金屬構成的第二部件12和發光部30接觸。因此，發光部30的熱易于經第二部件12而散熱。特別是發光器件I中，發光部30的表面30a以成為凹面的方式配置，因此，即使發光部30的充填量較少，也可以增大發光部30與第二部件12的接觸面積。因此，發光部30的熱易于經第二部件12更有效地散熱。因此，發光器件I中，可實現更長壽命化。
[0064]發光器件I中，從更有效地抑制量子點的溫度上升的觀點來看，更優選蓋部件40由具有較高的熱傳導率的陶瓷構成。
[0065]從降低密封空間50中的水分或氧的濃度的觀點來看，優選密封空間50被減壓。另夕卜，優選密封空間50為氮氣氛或氬氣氛等不活潑氣體氣氛。
[0066]從更有效地抑制水分或氧侵入密封空間50的觀點來看，優選密封空間50被加壓。
[0067]發光器件I中，優選來自發光部30的光或來自發光部30的光與來自光源20的光的混合光的取出效率較高。從該觀點來看，優選蓋部件40的厚度為1.0mm以下，更優選為0.5mm以下。但是，當蓋部件40的厚度過小時，存在蓋部件40的機械強度過低的情況。因此，蓋部件40的厚度優選為0.005mm以上。蓋部件40的折射率優選為1.70以下，更優選為1.60以下。蓋部件40的折射率通常為1.46以上。
[0068]從縮小從發光器件I射出的光的強度或色度的面內偏差的觀點來看，優選蓋部件40具有光散射能。具體而言，優選蓋部件40具有晶界。或者，優選蓋部件40含有光散射劑。作為優選使用的光散射劑的具體例，例如可舉出:氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅等高反射無機化合物及高反射白色樹脂等。
[0069]發光器件I的制造方法沒有特別限定。發光器件I能夠根據例如以下要領制造。
[0070]首先，準備具有凹部13的器件主體10。
[0071]接著，在器件主體10上配置光源20。
[0072]接著，通過將含有量子點的樹脂組合物供給至凹部13內并使其固化而形成發光部30 ο
[0073]然后，通過將蓋部件40安裝于器件主體10上而密封光源20及發光部30。由此，能夠完成發光器件I。蓋部件40能夠通過例如激光焊接、陽極接合、使用了焊料等無機接合材料的接合等安裝于器件主體10上。
[0074]供給含有量子點的樹脂組合物且使其固化的工序及安裝蓋部件40的工序也可以在例如減壓氣氛下、不活潑氣體氣氛下進行。
[0075]優選在進行密封工序前，加熱發光部30所含的樹脂，降低樹脂的水分濃度。具體而言，優選將發光部30所含的樹脂加熱至100°C以上，更優選加熱至150°C以上。此外，樹脂的加熱也可以在固化后進行，也可以在固化前、例如涂敷前進行。以下，對本發明優選的實施方式的其它例子進行說明。以下的說明中，將具有實際上與上述第一實施方式相同的功能的部件以相同的符號進行參照并省略說明。
[0076](第二實施方式)
[0077]圖2是第二實施方式的發光器件Ia的示意性的剖視圖。
[0078]第一實施方式中，對發光部30配置于密封空間50的一部分，且發光部30具有與蓋部件40隔開間隔的表面30a的例子進行了說明。但是，本發明不限定于該結構。
[0079]例如，第二實施方式的發光器件Ia中，發光部30充填在密封空間50中。因此，發光部30不具有與蓋部件40隔開間隔的表面。發光部30與蓋部件40的凹部13側表面密接。在該情況下，位于發光部30的光射出側的界面減少。因此，來自發光部30的光的取出效率提高。另外，能夠抑制發光部30的厚度的制造偏差。因此，能夠抑制發光器件Ia的發光強度或發光色度的偏差。
[0080](第三實施方式)
[0081 ]圖3是第三實施方式的發光器件Ib的示意性的剖視圖。
[0082]第一實施方式中，對將發光部30配置于凹部13的底壁13b上的例子進行了說明。但是，本發明不限定于該結構。例如，第三實施方式的發光器件Ib中，將發光部30設置于蓋部件40的凹部13側的表面上。發光部30設置于蓋部件40的凹部13側的表面中露出于凹部13的部分的實質整體上。
[0083]這種發光部30能夠通過例如在蓋部件40上涂敷含有量子點和樹脂的漿料并使其干燥而形成。在該情況下，可縮小發光部30的厚度不均。因此，能夠抑制發光器件I的發光強度或發光色度的偏差。
[0084](第四實施方式)
[0085]圖4是第四實施方式的發光器件Ic的示意性的剖視圖。
[0086]第四實施方式的發光器件Ic中，發光部30由光源20支承。發光部30設置于光源20的上表面的正上方。發光部30和光源20直接接觸。因此，發光部30與光源20之間的界面數較少。因此，能夠提高來自光源20的光向發光部30的入射效率。
[0087](第五實施方式和第六實施方式)
[0088]圖5是第五實施方式的發光器件Id的示意性的剖視圖。圖6是第六實施方式的發光器件的示意性的剖視圖。
[0089]第五實施方式的發光器件Id和第六實施方式的發光器件Ie中，在發光部30與光源20之間設置有將來自光源20的光擴散的擴散部件60。通過設置擴散部件60，能夠縮小來自光源20的光向發光部30的入射強度的偏差。因此，可縮小發光強度或發光色度的面內偏差。
[0090]第五實施方式的發光器件Id中，發光部30設置于擴散部件60的正上方。發光部30與擴散部件60接觸。因此，能夠提高光向發光部30的入射效率。
[0091]第六實施方式的發光器件Ie中，將發光部30與光源20分離。在發光部30與光源20之間設置有空間。因此，來自光源20的熱不易傳遞至發光部30。因此，可抑制發光部30的熱劣化。
[0092]從抑制發光部30的熱劣化的觀點來看，也可以使擴散部件60與器件主體10接觸。通過這樣，光源20的熱易于經擴散部件60和器件主體10而散熱。
[0093](第七實施方式)
[0094]圖7是第七實施方式的發光器件If的示意性的剖視圖。
[0095]第七實施方式的發光器件If中，蓋部件40和器件主體10由焊料或低熔點玻璃料等無機接合材料70接合。在該情況下，能夠局部性地抑制接合時的熱的影響，因此，能夠進一步抑制量子點的劣化。
[0096](第八實施方式)
[0097]圖8是第八實施方式的發光器件Ig的示意性的剖視圖。
[0098]第一實施方式?第七實施方式中，對在第二部件12上配置蓋部件40且以覆蓋的方式遮蓋凹部13的例子進行了說明。但是，本發明不限定于該結構。例如，第八實施方式的發光器件Ig中，可以將設置于第二部件12z的貫通孔12az的形狀以從高度方向的中途向第一部件11側逐漸變細的方式形成而構成凹部13z，使蓋部件40嵌合于凹部13z內而遮蓋凹部13z。另外，本實施方式中，發光部30設置于蓋部件40的凹部13z側的表面整體。
[0099]此外，本實施方式中，對發光部30設置于蓋部件40的凹部13側的表面的例子進行了說明，但本發明不限定于該結構。例如，也可以將發光部配置于凹部的底壁上。
[0100]附圖標記說明
[0101]l、la、lb、lc、ld、le、lf、lg 發光器件
[0102]10器件主體
[0103]11第一部件
[0104]12、12z 第二部件
[0105]12a、12az 貫通孔
[0106]13、13z 凹部
[0107]13a 側壁
[0108]13b 底壁
[0109]20 光源
[0110]30發光部
[0111]40蓋部件
[0112]50密封空間
[0113]60擴散部件
[0114]70無機接合材料
【主權項】
1.一種發光器件，其特征在于，包括: 具有凹部的器件主體； 配置于所述凹部的底壁上的光源； 含有量子點的發光部，該發光部以來自所述光源的光入射該發光部的方式配置在所述凹部內；和 蓋部件，該蓋部件遮蓋所述凹部，與所述器件主體一起將所述光源和所述發光部密封。2.如權利要求1所述的發光器件，其特征在于: 所述發光部含有分散有所述量子點的樹脂。3.如權利要求1或2所述的發光器件，其特征在于: 所述發光部以覆蓋所述光源的方式設置于所述光源的正上方。4.如權利要求3所述的發光器件，其特征在于: 所述發光部的表面為凹面。5.如權利要求3所述的發光器件，其特征在于: 所述發光部充填于由所述器件主體和所述蓋部件劃分形成的密封空間中。6.如權利要求1或2所述的發光器件，其特征在于: 所述發光部設置在所述蓋部件的所述凹部側的表面上。7.如權利要求1或2所述的發光器件，其特征在于: 所述發光部被所述光源支承。8.如權利要求6或7所述的發光器件，其特征在于: 還包括擴散部件，該擴散部件配置于所述發光部與所述光源之間，將來自所述光源的光擴散。9.如權利要求1?8中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件與所述器件主體焊接。10.如權利要求1?8中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件與所述器件主體陽極接合。11.如權利要求1?8中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件與所述器件主體由無機接合材料接合。12.如權利要求1?11中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述器件主體的一部分由金屬構成。13.如權利要求12所述的發光器件，其特征在于: 所述器件主體的所述由金屬構成的部分與所述發光部接觸。14.如權利要求1?13中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件的厚度為1.0mm以下。15.如權利要求1?14中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件的折射率為1.70以下。16.如權利要求1?4和6?15中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件具有晶界。17.如權利要求1?4和6?15中任一項所述的發光器件，其特征在于: 所述蓋部件含有光散射劑。18.如權利要求1?17中任一項所述的發光器件，其特征在于:所述蓋部件由陶瓷構成。19.如權利要求1?18中任一項所述的發光器件，其特征在于:由所述器件主體和所述蓋部件劃分形成的密封空間被減壓。20.如權利要求1?19中任一項所述的發光器件，其特征在于:由所述器件主體和所述蓋部件劃分形成的密封空間為不活潑氣體氣氛。21.一種發光器件的制造方法，其特征在于，包括:在具有凹部的器件主體的所述凹部的底壁上配置光源的工序；通過將分散有量子點的樹脂配置于所述凹部內而形成發光部的工序；以遮蓋所述凹部的方式配置蓋部件而將所述光源和所述發光部密封的工序;和在所述密封工序之前，將所述樹脂加熱至100 °C以上的工序。
【文檔編號】H01L33/52GK106068568SQ201580013008
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年3月9日 公開號201580013008.4, CN 106068568 A, CN 106068568A, CN 201580013008, CN-A-106068568, CN106068568 A, CN106068568A, CN201580013008, CN201580013008.4, PCT/2015/56885, PCT/JP/15/056885, PCT/JP/15/56885, PCT/JP/2015/056885, PCT/JP/2015/56885, PCT/JP15/056885, PCT/JP15/56885, PCT/JP15056885, PCT/JP1556885, PCT/JP2015/056885, PCT/JP2015/56885, PCT/JP2015056885, PCT/JP201556885
【發明人】角見昌昭, 淺野秀樹, 西宮隆史
【申請人】日本電氣硝子株式會社