金属成膜部件及其制造方法、波长变换部件、发光装置

文档序号:1940751 发布日期:2021-12-07 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 金属成膜部件及其制造方法、波长变换部件、发光装置 (Metal film forming member, method for producing same, wavelength conversion member, and light emitting device ) 是由 山下利章 于 2021-06-04 设计创作,主要内容包括:本发明提供金属成膜部件的制造方法、金属成膜部件、波长变换部件以及发光装置,在期望的部分精度良好地设置金属膜。金属成膜部件的制造方法包括如下工序:准备复合陶瓷部件工序,复合陶瓷部件具有陶瓷部件、以及与陶瓷部件连接的连接部件,连接部件与贵金属的附着力比陶瓷部件与贵金属的附着力大;在表面区域设置贵金属膜的工序,表面区域至少包含陶瓷部件的一部分的表面以及连接部件的一部分的表面;除去贵金属膜的工序,在复合陶瓷部件的表面区域设置的贵金属膜中,以陶瓷部件和连接部件的交界为界,除去在陶瓷部件表面上设置的贵金属膜。(The invention provides a method for manufacturing a metal film forming member, a wavelength conversion member and a light emitting device, wherein a metal film is accurately arranged on a desired part. The method for manufacturing a metal-film-formed member includes the steps of: preparing a composite ceramic member having a ceramic member and a connection member connected to the ceramic member, the connection member having a larger adhesion force to the noble metal than the ceramic member; a step of providing a noble metal film on a surface region including at least a part of a surface of the ceramic member and a part of a surface of the connecting member; and a step of removing the noble metal film, in which the noble metal film provided on the surface of the ceramic composite member is removed at the boundary between the ceramic member and the connecting member.)

金属成膜部件及其制造方法、波长变换部件、发光装置

技术区域

本发明涉及金属成膜部件的制造方法、金属成膜部件、波长变换部件以及发光装置。

背景技术

以遮光等为目的,已知有在表面的一部分设置金属膜的技术。在专利文献1中公开了,在荧光体层的上表面形成金属遮光膜后,除去一部分的遮光膜的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2013—232539

发明内容

发明所要解决的技术问题

在想要局部地设计金属膜的情况下,期望在所需要的部分精度良好地形成金属膜。本发明以在所需要的部分精度良好地设置金属膜为目的。

用于解决技术问题的手段

在本说明书公开的金属成膜部件的制造方法包括如下工序:准备复合陶瓷部件工序,所述复合陶瓷部件具有陶瓷部件、以及与所述陶瓷部件连接的连接部件,所述连接部件与贵金属的附着力比所述陶瓷部件与贵金属的附着力大;在表面区域设置贵金属膜的工序,所述表面区域至少包含所述陶瓷部件的一部分的表面以及所述连接部件的一部分的表面;除去所述贵金属膜的工序,在所述复合陶瓷部件的所述表面区域设置的所述贵金属膜中,以所述陶瓷部件和所述连接部件的交界为界,除去在所述陶瓷部件表面上设置的所述贵金属膜。

另外,在本说明书中公开的金属成膜部件具有:陶瓷部件;与所述陶瓷部件连接的连接部件;沿着所述陶瓷部件与所述连接部件的交界,在所述连接部件的表面上形成的贵金属膜;以所述交界为界,所述连接部件的表面与贵金属的附着力比所述陶瓷部件的表面与贵金属的附着力更大。

另外,在本说明书中公开的金属成膜部件通过包含如下工序的方法制造:在陶瓷部件和连接部件连续形成的复合陶瓷部件的表面区域设置贵金属膜的工序,所述连接部件与贵金属的附着力比所述陶瓷部件与贵金属的附着力大;在所述表面区域设置的所述贵金属膜中,除去在陶瓷部件表面上设置的所述贵金属膜的工序;所述贵金属膜的边界与所述陶瓷部件和所述连接部件交界一致。

另外,本说明书中公开的金属成膜部件具有第一陶瓷部件;与所述第一陶瓷部件连接的第二陶瓷部件;沿着所述第一陶瓷部件与所述第二陶瓷部件的交界,在所述第二陶瓷部件的表面上形成的贵金属膜;在所述第二陶瓷部件中,形成所述贵金属膜的表面的表面粗糙度Rz为0.10μm以上。

另外,在本说明书中公开的波长变换部件具有:具有荧光体的波长变换部;与所述波长变换部连接的光反射部;沿着所述波长变换部与所述光反射部的交界,在所述光反射部的表面上形成的遮光膜;所述遮光膜为贵金属膜,以所述交界为界,所述光反射部的表面与贵金属的附着力比所述波长变换部的表面与贵金属的附着力大。

另外,在本说明书中公开的波长变换部件具有:波长变换部;以陶瓷为主材料,并与所述波长变换部连接的连接部件;沿着所述波长变换部与所述连接部件的交界,在所述连接部件的表面上形成的遮光膜;所述遮光膜为贵金属膜,在所述连接部件中,形成所述贵金属膜的表面的表面粗糙度Rz为0.10μm以上。

另外,在本说明书中公开的发光装置具备发光元件;配置有所述发光元件的封装;波长变换部件,该波长变换部件具有波长变换部、与所述波长变换部连接的连接部件、以及在所述连接部件的表面上形成的遮光膜,并且直接或者间接地与所述封装连接;所述遮光膜是沿着所述波长变换部与所述连接部件的交界在所述连接部件的表面上形成的贵金属膜,以所述交界为界,所述连接部件的表面与贵金属的附着力比所述波长变换部的表面与贵金属的附着力大。

另外,在本说明书中公开的发光装置具有发光元件;配置有所述发光元件的封装;波长变换部件,该波长变换部件具有波长变换部、以陶瓷为主材料并与所述波长变换部连接的连接部件、以及在所述连接部件的表面上形成的遮光膜,并且直接或者间接地与所述封装连接;所述遮光膜是沿着所述波长变换部与所述连接部件的交界在所述连接部件的表面上形成的贵金属膜,在所述连接部件中,形成所述贵金属膜的表面的表面粗糙度Rz为0.10μm以上。

发明效果

根据本发明,能够实现在表面精度良好地设置金属膜的部件。

附图说明

图1是实施方式中的金属成膜部件的立体图。

图2是图1的II-II线处的金属成膜部件的剖视图。

图3A是用于说明金属成膜部件的制造方法的剖视图。

图3B是用于说明金属成膜部件的制造方法的剖视图。

图3C是用于说明金属成膜部件的制造方法的剖视图。

图3D是用于说明金属成膜部件的制造方法的剖视图。

图4A是制造出的金属成膜部件的TEM图像。

图4B是制造出的金属成膜部件的其他的TEM图像。

图4C是制造出的金属成膜部件的其他的TEM图像。

图4D是制造出的金属成膜部件的其他的TEM图像。

图5是实施方式中的发光装置的立体图。

图6是与图5对应的俯视图。

图7是图6的VII-VII线处的发光装置的剖视图。

图8是用于说明实施方式中的发光装置的内部构造的立体图。

图9是与图8对应的俯视图。

图10是用于说明实施方式中的发光装置的内部构造立体图。

图11是与图10对应的俯视图。

附图标记说明

1:金属成膜部件

110 复合陶瓷部件

111 陶瓷部件

112 连接部件

120 贵金属膜

130 金属膜

140 黑色膜

2:发光装置

210 基部

211 上表面

212 底面

213 下表面

214 内侧面

215 外侧面

216 台阶部

220 发光元件

230 基座

240 光反射部件

241 光反射面

250 保护元件

260 温度测定元件

270 配线

280 波长变换部件

281 波长变换部

282 光反射部

283 遮光膜

290 透光性部件

300 遮光部件

具体实施方式

在本说明书或者权利要求书中,关于三角形与四边形等多边形,包括在多边形的角上实施圆角、倒棱、倒角、倒圆等加工后形成的形状也称作多边形。另外,不限于角(边的端部),在边的中间部分实施加工后形成的形状也同样称为多边形。即,保留多边形作为基础并实施部分加工后形成的形状,也包含于在本说明书以及权利要求书中所述的“多边形”的解释中。

另外,不限于多边形,对于梯形、圆形以及凹凸等表达特定形状的词语也是一样。另外,对形成各种形状的各边进行处理的情况也是一样。即,在某条边上,即使在角或中间部分实施加工,被加工的部分也被包含于“边”的解释中。值得注意的是,在将没有部分加工的“多边形”、“边”区别于加工后的形状的情况下,添加“严密的”,例如记载成“严密的四边形”等。

另外,在本说明书或者权利要求书中,上下、左右、表背、前后、近前与里面等的表达,仅仅是说明相对的位置、朝向、方向等的关系,也可以与使用时的关系不一致。例如,在部件与完成品中,即使安装成部件的上表面位于完成品的侧面的情况下,对该部件而言的上表面没有改变。

另外,在本说明书或者权利要求书,关于某个构成要素,符合该构成要素有多个,在区别表达每个构成要素的情况下,在构成要素的前面标记“第一”、“第二”以进行区别。另外,在本说明书与权利要求书中相区别的对象或观点不同的情况下,在本说明书与权利要求书之间,相同的附加标记有时不指相同的对象。

例如,在本说明书中,存在标记“第一”、“第二”、“第三”以进行区别的对象,在权利要求书仅记载了本说明书的“第一”以及“第三”作为对象的情况下,从易读性的观点在权利要求书中标记“第一”、“第二”以进行区别。在该情况下,在权利要求书中标记“第一”、“第二”的对象是指本说明书中标记“第一”、“第三”的对象。

以下,参照附图,说明用于实施本发明的方式。但是,示出的实施方式虽然是将本发明的技术思想具体化,但不限定本发明。另外,在以下的说明中,对于相同的名称、标记,表示相同或者同类的部件,并适当省略重复的说明。值得注意的是,为了清楚说明,有时夸大各图所示的部件的大小与位置关系等。

<实施方式>

图1是示出的实施方式的金属成膜部件1的一个例子的立体图。图2是在图1的II-II线处的金属成膜部件1的剖视图。图3A、图3B、图3C、以及图3D是用于说明金属成膜部件1的制造方法的剖视图。图4A至图4D是金属成膜部件1的TEM(Transmission ElectronMicroscope,透射电子显微镜)图像。

图5是示出实施方式的发光装置2的一个例子的立体图。图6是发光装置2的俯视图。图7是在图6的VII-VII线处的发光装置2的剖视图。图8是为了说明内部构造而从发光装置2除去遮光部件300后的状态的立体图。图9是与图8相同的状态下的俯视图。图10是为了说明内部构造而从发光装置2进一步除去透光性部件290和波长变换部件280后的状态的立体图。图11是与图9相同的状态下的俯视图。

首先,说明实施方式中的金属成膜部件1,然后,说明实施方式中的构成要素中包含金属成膜部件1而形成的发光装置2。

金属成膜部件1具有复合陶瓷部件110、贵金属膜120、金属膜130以及黑色膜140作为构成要素。另外,金属成膜部件1至少具有复合陶瓷部件110以及贵金属膜120作为构成要素。

说明金属成膜部件1的各构成要素。

(复合陶瓷部件110)

复合陶瓷部件110具有陶瓷部件111以及连接部件112作为构成要素。另外,复合陶瓷部件110具有上表面、下表面、以及侧面。另外,复合陶瓷部件110形成为平板形状。另外,复合陶瓷部件110形成为长方体的形状。另外,复合陶瓷部件110在俯视或仰视时形成为矩形的形状。在此矩形也包含正方形。

在复合陶瓷部件110的上表面,陶瓷部件111与连接部件112连续。另外,在复合陶瓷部件110的下表面,陶瓷部件111与连接部件112连续。另外,在复合陶瓷部件110的侧面,连接部件112露出,但陶瓷部件111不露出。因此,在复合陶瓷部件110的侧面,陶瓷部件111与连接部件112不连续。

在复合陶瓷部件110的上表面,陶瓷部件111被连接部件112包围。另外,在复合陶瓷部件110的下表面,陶瓷部件111被连接部件112包围。另外,复合陶瓷部件110的上表面中的陶瓷部件111露出的区域和复合陶瓷部件110的下表面中的陶瓷部件111露出的区域的形状以及大小相同。

陶瓷部件111具有上表面、下表面、以及侧面。另外,陶瓷部件111形成为平板形状。另外,陶瓷部件111形成为长方体的形状。另外,陶瓷部件111在俯视或仰视时形成为矩形的形状。在此矩形也包含正方形。值得注意的是,该形状不限于矩形。例如,也可以是圆形等。图示的陶瓷部件111在俯视或仰视时形成为长方形的形状。

另外,陶瓷部件111具有与连接部件112连接的连接区域。另外,在陶瓷部件111的侧面具有连接区域。另外,陶瓷部件111的侧面的整个面都是连接区域。另外,陶瓷部件111的上表面的外缘、或者下表面的外缘包含在连接区域中。另外,陶瓷部件111的上表面、或者下表面除了外缘之外都未包含在连接区域中。

值得注意的是,陶瓷部件111的上表面、或者下表面的整个面也可以不包含在连接区域中。作为上表面或者下表面的整个面未包含在连接区域中的方式,可以举出例如,陶瓷部件111的上表面或者下表面具有比连接部件112的上表面或者下表面突出的形状的情况。

陶瓷部件111以陶瓷为主材料而形成。作为用作主材料的陶瓷,可以举出例如,氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锆、氧化镁等。另外,被形成为烧结体的陶瓷部件111。

连接部件112具有上表面、下表面、外侧面、以及内侧面。另外,连接部件112形成为在平板上设置有贯通孔的形状。另外,在俯视或仰视时,连接部件112的外缘呈矩形。在此的矩形也包含正方形。值得注意的是,该形状不限于矩形。例如,可以是圆形等。

另外,连接部件112具有与陶瓷部件111连接的连接区域。另外,在连接部件112的内侧面具有连接区域。另外,连接部件112的内侧面的整个面是连接区域。另外,连接部件112的上表面和内侧面的交线、或者下表面和内侧面的交线包含在连接区域中。另外,连接部件112的上表面或者下表面除了与内侧面的交线之外都未包含在连接区域中。

值得注意的是,连接部件112的上表面或者下表面的整个面也可以未包含在连接区域中。作为上表面或者下表面的整个面为包含在连接区域中的方式,可以举出例如,连接部件112的上表面或者下表面具有比陶瓷部件111的上表面或者下表面突出的形状的情况。

另外,连接部件112与贵金属的附着力比陶瓷部件111与贵金属的附着力大。另外,至少在贵金属膜120所形成的表面上,连接部件112与贵金属的附着力比陶瓷部件111与贵金属的附着力更大。即,以比陶瓷部件111更容易与贵金属附着的材料或者形状来形成连接部件112。所谓的容易附着,换句话说,是指很难剥离。

另外,连接部件112以陶瓷为主材料而形成。作为用作主材料的陶瓷,可以举出例如,氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锆、氧化镁等。值得注意的是,也可以不以陶瓷为主材料。例如,连接部件112可以以金属为主材料而形成。Al、Fe、Ti等金属与贵金属的附着力比陶瓷与贵金属的附着力大。

另外,陶瓷部件111与连接部件112一体地形成。另外,通过陶瓷部件111与连接部件112一体地烧结而成的一体烧结体来形成陶瓷部件111以及连接部件112。例如,可以将烧结体的陶瓷部件111、与形成连接部件112的粉粒状的材料一体地成型并烧结而形成。烧结可以用例如,常压烧结法、放电等离子烧结法(SPS法)、热压烧结法(HP法)等。

另外,在以相同的陶瓷为主材料形成陶瓷部件111以及连接部件112的情况下,连接部件112的空隙率比陶瓷部件111的空隙率大。即,连接部件112以含有更多空隙的方式形成。这样的空隙率的不同,可以通过烧结条件(烧结温度、烧结时间、升温速度)、材料的粒径、烧结助剂的浓度等调整。

通过增大空隙率而在连接部件112的表面增加空隙导致的凹凸。贵金属膜120设置在凹凸多的表面相比于设置在凹凸少的表面,可以更紧密附着于表面地成膜。这是因为贵金属进入到凹凸而成膜。因此,通过增大空隙率,能够提高与贵金属的附着力。

(贵金属膜120)

贵金属膜120是以贵金属为主材料而形成的金属膜。另外,是仅由贵金属而形成的金属膜。值得注意的是,在此的仅由贵金属而形成的金属膜是指贵金属的含有率占整体的80%以上。值得注意的是,也可以是包含贵金属以外的金属的合金。另外,作为形成贵金属膜120的贵金属材料,包含从Pt、Au、Ag、Rh等中选出的一种以上的材料。另外,例如,贵金属膜120可以仅由Pt形成。

另外,贵金属膜120可以形成5nm以上且500nm以下的范围的膜厚。值得注意的是,也可以是超过500nm的膜厚。另外,优选形成为1000nm以下的膜厚。

(金属膜130)

金属膜130是以金属为主材料形成的金属膜。另外,金属膜130的主材料中使用了与贵金属膜120的主材料不同的金属。另外,由不包含于形成贵金属膜120的材料中的材料形成金属膜130。另外,作为形成金属膜130的金属材料包含从Ru、W、Al、Ti、Ni等中选出的一种以上的材料。另外,例如,金属膜130可以仅由Ru形成。

另外,金属膜130可以形成50nm以上且1000nm以下的范围的膜厚。值得注意的是,也可以是超过1000nm的膜厚。另外,优选为形成2000nm以下的膜厚。

(黑色膜140)

黑色膜140是黑色的膜。值得注意的是,在此的黑色是可见光的反射率为30%以下,可见光的吸收率为70%以上的颜色。另外,例如,黑色膜140可以仅由RuO2形成。另外,黑色膜140可以形成1nm以上且1000nm以下的范围的膜厚。值得注意的是,也可以形成超过100nm的膜厚。

接下来,说明金属成膜部件1的制造方法。

首先,准备复合陶瓷部件110。图3A表示复合陶瓷部件110准备好的状态。复合陶瓷部件110可以通过由陶瓷部件111以及连接部件112制造复合陶瓷部件110来准备,另外,也可以代替制造复合陶瓷部件110,而通过采购复合陶瓷部件110来准备。

复合陶瓷部件110例如可以使用粘合剂将陶瓷部件111接合到连接部件112而制造。另外,如上所述,可以形成陶瓷部件111与连接部件112的一体烧结体而制造。

接下来,在复合陶瓷部件110上设置贵金属膜120。图3B表示在复合陶瓷部件110设置有贵金属膜120的状态。贵金属膜120设置在复合陶瓷部件110的表面上。另外,贵金属膜120设置在复合陶瓷部件110的上表面或者下表面。值得注意的是,贵金属膜120也可以不仅在复合陶瓷部件110的上表面或者下表面,而是例如遍及从上表面或者下表面到侧面的范围地设置。

另外,贵金属膜120遍及从陶瓷部件111到连接部件112的范围地设置。另外,贵金属膜120设置在复合陶瓷部件110的表面上。另外,贵金属膜120设置在复合陶瓷部件110的整个表面中的一部分表面上。另外,贵金属膜120设置在包含陶瓷部件111的一部分的表面以及连接部件112的一部分的表面的表面区域。

另外,贵金属膜120设置在与贵金属的附着力不同的两个区域相连续的连结区域。另外,贵金属膜120设置在与从Pt、Au、Ag、Rh中选出的一种以上的贵金属的附着力不同两个区域相连续的连结区域。另外,在连结区域中包含与贵金属的附着力弱的区域和与贵金属膜的附着力强的区域。值得注意的是,陶瓷部件111与连接部件112彼此之间与贵金属的附着力不同,所以包含陶瓷部件111与连接部件112的区域为连结区域。

贵金属膜120例如可以通过溅射法在复合陶瓷部件110的表面上成膜。另外,采用溅射法等在含有足够的空隙的陶瓷烧结体上形成贵金属膜120的情况下,贵金属膜120以对应于表面上的凸凹的形状而贵金属进入凹处的方式成膜。

接下来,在设于复合陶瓷部件110上的贵金属膜120上设置剥离膜。图3C表示在贵金属膜120的上设置有剥离膜的状态。值得注意的是,在图示的金属成膜部件中,金属膜130是剥离膜。

剥离膜设置于表面区域上。另外,剥离膜设置于设有贵金属膜120的区域且是遍及从陶瓷部件111到连接部件112的范围的区域。另外,剥离膜设置在连结区域上。剥离膜例如可以通过溅射法在贵金属膜120的表面上成膜。另外,剥离膜使用与贵金属膜120所使用的贵金属不同的金属成膜。

接下来,在剥离膜上设置黑色膜140。图3D表示在剥离膜上设置有黑色膜140的状态。黑色膜140至少在复合陶瓷部件110中与贵金属的附着力大的区域设置的贵金属膜120以及剥离膜上成膜。黑色膜140例如可以通过溅射法在剥离膜的表面上成膜。

接下来,从贵金属膜120成膜后的复合陶瓷部件110除去在陶瓷部件111的表面上设置的贵金属膜120。另外,随着贵金属膜120的除去,也除去在陶瓷部件111的表面上设置的剥离膜以及黑色膜140。

另外,在复合陶瓷部件110上设置的贵金属膜120中,以陶瓷部件111与连接部件112的交界为界,除去在陶瓷部件111的表面上设置的贵金属膜120。另外,在复合陶瓷部件110设置的贵金属膜120中,不除去在连接部件112的表面上设置的贵金属膜120。因此,处于在连接部件112的表面上设置的贵金属膜120上设置有剥离膜的状态。在复合陶瓷部件110的连结区域设置的贵金属膜120中,仅除去与贵金属的附着力弱的区域设置的贵金属膜120。

贵金属膜120利用附着力的不同而被除去。例如,在陶瓷部件111上设置的贵金属膜120可以通过使贵金属膜120成膜后的复合陶瓷部件110振动而除去。另外,例如,可以通过对贵金属膜120成膜后的陶瓷部件111施加超音波振动或热冲击来除去。

因为陶瓷部件111与贵金属的附着力小,所以在复合陶瓷部件110上贵金属膜120成膜时处于与贵金属未充分附着的状态。另一方面,因为连接部件112与贵金属的附着力更大,所以在复合陶瓷部件110上贵金属膜120成膜时处于与贵金属充分附着的状态。因为该附着力的不同,通过振动、超音波振动等的外力,仅除去在陶瓷部件111的表面设置的贵金属膜120。

图4A以及图4D是制造出的金属成膜部件1的TEM图像。另外,图4A以及图4C是散乱电子像,图4B以及图4D是透过电子像。

在获得该图像的金属成膜部件1中,复合陶瓷部件110是由以氧化铝为主材料的陶瓷部件111、以及以氧化铝为主材料的连接部件112形成的一体烧结体。另外,以使连接部件112的空隙率为10%左右的方式调整烧结条件来形成。另外,复合陶瓷部件110的厚度是0.4mm。另外,贵金属膜120采用Pt,剥离膜采用Ru,黑色膜140采用RuO2。调整成膜率以使膜厚分别为200nm。

图4A以及图4B的TEM图像是陶瓷部件111与连接部件112的交界附近,并且对设置有贵金属膜120的表面附近进行分析的结果。图像的左侧是陶瓷部件111,右侧是连接部件112。在连接部件112中可以看到很多空隙,另一方面,在陶瓷部件111中看不到空隙。另外,在表面形成有空隙导致的凸凹的连接部件112形成有贵金属膜120、剥离膜、以及黑色膜140。

从图4A以及图4B的图像中可知,贵金属膜120设置于在表面有凸凹的区域,并从没有凸凹的区域除去。即,沿着陶瓷部件111与连接部件112的交界,在连接部件112的表面上形成贵金属膜120。进而,设置有贵金属膜120区域与未设置贵金属膜120的区域以在表面有凸凹的区域和没有凸凹的区域的交界清楚地划分。即,可以说贵金属膜120的边界、与陶瓷部件111和连接部件112的交界一致,能够精度良好地仅从陶瓷部件111除去贵金属膜120。

在设置有贵金属膜120的表面上,陶瓷部件111与连接部件112的凸凹程度不同。在陶瓷部件111中,设置贵金属膜120的表面的表面粗糙度Rz(最大高度)为0.05μm以下。另外,在连接部件112中,设置贵金属膜120的表面的表面粗糙度Rz为0.10μm以上。由于这样的凸凹的差别,使得与贵金属的附着力产生差别,从而能够控制设置贵金属膜的区域。

根据这种制造方法,能够将设置有贵金属膜120的区域与没有设置贵金属膜120的区域的交界设置在距离陶瓷部件111和连接部件112的交界1000nm以内。另外或者,能够将设置有贵金属膜120的区域与没有设置贵金属膜120的区域的交界设置在距离陶瓷部件111和连接部件112的交界100nm以内。另外或者,能够将设置有贵金属膜120的区域与没有设置贵金属膜120的区域的交界设置在距离陶瓷部件111和连接部件112的交界50nm以内。另外,或者,能够将设置有贵金属膜120的区域与没有设置贵金属膜120的区域的交界设置在与陶瓷部件111和连接部件112的交界实质上相同的位置。

在此,贵金属膜120的交界、与陶瓷部件111和连接部件112的交界一致的程度可以说是高精度,但是不能说完全没有偏差。基于这一点,在此表述为实质上相同的位置。从图4A~图4D中虽然看上去一致,并且具有高精度,但是将一致的精度准确地数值化是困难的。在此,所谓“一致”是位于实质上相同的位置的意思。

图4C以及图4D的TEM图像是对设置有贵金属膜120的区域进行分析的结果。值得注意的是,图4C的左端是图4A中陶瓷部件111和连接部件112的交界附近。图4C中,虽然贵金属膜120、剥离膜以及黑色膜140的各层不能清楚地看见,但在图4D中能够识别出贵金属膜120、剥离膜以及黑色膜140的各层。

另外,从图4C以及图4D的图像中所知,贵金属膜120以进入凸凹的方式设置于表面,但未进入内部的空隙。因此,与空隙本身相比,可以说表面的凸凹是提高与贵金属膜120的附着力的主要因素。换言之,即使是设置空隙以外的方法,只要在表面设置凸凹,可以说就能够提高与贵金属膜120的附着力。

以上,说明了金属成膜部件1以及其制造方法。值得注意的是,即使是剥离膜未成膜的状态,也能够除去在陶瓷部件111的表面设置的贵金属膜120。因此,即使不借助设置剥离膜的工序,也可以实行除去在陶瓷部件111的表面上设置的贵金属膜120的工序。通过设置剥离膜,贵金属膜120的除去变得容易。另外,在金属成膜部件1的制造中,也可以没有设置黑色膜140的工序。

另外,金属成膜部件1例如可以作为光学部件利用。另外,作为光学部件利用时,贵金属膜120可以作为遮光膜利用。例如,以陶瓷部件111为光的射出区域时,可以考虑设置遮光膜,作为针对光从连接部件112泄露的对策。值得注意的是,金属成膜部件1的利用方式不限于此。

(发光装置)

接下来,说明构成要素之一具有金属成膜部件1的发光装置2。在发光装置2中,将金属成膜部件1用作光学部件的一个例子即波长变换部件280。

发光装置2具有基部210、发光元件220、基座230、光反射部件240、保护元件250、温度测定元件260、配线270、波长变换部件280、透光性部件290、以及遮光部件300,作为构成要素。另外,发光装置2至少具有发光元件220以及光学部件,作为构成要素。

另外,发光装置2具有一个或者多个发光元件220。另外,具有与发光元件220相同数量的基座230、和与发光元件220相同数量的光反射部件240。另外,具有一个或者多个保护元件250。另外,具有一个或者多个温度测定元件。另外,具有一个或者多个配线270。

然后,说明发光装置2的各个构成要素。

(基部210)

基部210具有在从上表面到下表面的方向上凹陷的凹形状。另外,俯视时外形为矩形,凹陷形成于该外形的内侧。基部210具有上表面211、底面212、下表面213、多个内侧面214、以及一个或者多个外侧面215。另外,俯视时由与上表面211相交的一个或者多个内侧面214形成框架。基部210的凹陷被该框架包围。

另外,基部210在框架的内侧具有一个或者多个台阶部216。值得注意的是,台阶部216仅由上表面、以及与该上表面相交并向下方延伸的侧面构成。在一个或者多个内侧面214中包含与基部210的上表面211相交的侧面和台阶部216的侧面。

基部210可以以陶瓷为主材料形成。例如,作为陶瓷,可以使用氮化铝、氮化硅、氧化铝、碳化硅。值得注意的是,不限于陶瓷,也可以使用以具有绝缘性的其他材料为主材料形成。

另外,在基部210的底面212设置有一个或者多个的金属膜。另外,在基部210的上表面211设置有一个或者多个的金属膜。另外,在底面212设置的一个或者多个的金属膜中包含与在上表面211设置的金属膜电连接的金属膜。

(发光元件220)

发光元件220是半导体激光元件。值得注意的是,也可以不是半导体激光元件。例如,发光二极管(LED)与有机发光二极管(OLED)等只要是能发光的元件,就可以采用为发光装置2的发光元件220。在图示的发光装置2的例子中,作为发光元件220,采用半导体激光元件20。

图示的半导体激光元件20在俯视时具有长方形的外形。另外,与长方形的两个的短边中的一边相交的侧面成为从半导体激光元件20放射的光的射出端面。另外,半导体激光元件20的上表面以及下表面的面积比射出端面的面积大。

值得注意的是,从半导体激光元件20放射的光(激光)扩散,并在与光的射出端面平行的面上形成椭圆形状的远场图案(以下称为“FFP”。)。在此FFP示出从射出端面离开的位置处的射出光的形状和光强度分布。

从半导体激光元件20射出的光在与光的射出端面平行的平面上形成以包含活性层的多个半导体层的层方向为短径,并以与短径垂直的层叠方向为长径的椭圆形状的FFP。以与短径对应的层方向为FFP的水平方向,以与长径对应的层叠方向为FFP的垂直方向。

另外,基于半导体激光元件20的FFP的光强度分布,将具有相对于峰值强度值1/e2以上的强度的光称为主要部分的光。另外,与该光强度分布的半峰全宽相当的角度称为扩散角。在FFP的垂直方向上的扩散角称为垂直方向的扩散角,在FFP的水平方向上的扩散角称为水平方向的扩散角。

对于发光元件220可以使用从发光元件220射出的光的发光峰值波长处于320nm~530nm的范围、典型地处于430nm~480nm的范围的发光元件。作为这样的半导体激光元件20可以举出包含氮化物半导体的半导体激光元件。作为氮化物半导体,例如可以使用GaN、InGaN以及AlGaN。值得注意的是,从发光元件220射出的光不限于此。

(基座230)

基座230由长方体的形状构成,具有下表面、上表面以及侧面。另外,基座230的上下方向的宽度最小。值得注意的是,形状可以不限于长方体。基座230例如使用氮化硅、氮化铝、或者碳化硅形成。值得注意的是,也可以使用其他材料。另外,在基座230的上表面设置有金属膜。

(光反射部件240)

光反射部件240具有反射光的光反射面241。在光反射面例如设置为对照射的光的峰值波长的光反射率为90%以上的面。此处的光反射率可以为100%以下或者不足100%。

另外,光反射部件240具有多个光反射面241。多个光反射面241中包含均为平面形状、相对于下表面倾斜且相对于下表面的倾斜角相互不同的两个光反射面241。这两个光反射面241相对于下表面的位置关系均既不是垂直也不是平行。另外,两个光反射面241连续地连接,形成一体的一个反射区域。值得注意的是,光反射面241的形状不限于平面形状,例如也可以为曲面形状。

光反射部件240可以在形成其外形的主材料中使用玻璃和金属。主材料为耐热材料为宜,例如可以使用石英或者BK7(硼硅酸玻璃)等玻璃、铝等金属或者Si。另外,光反射面例如可以使用Ag、Al等金属和Ta2O5/SiO2、TiO2/SiO2、Nb2O5/SiO2等的电介质多层膜来形成。

(保护元件250)

保护元件250用于防止发光元件等特定的元件中流入过大电流而被破坏。作为保护元件250,例如可以使用由Si形成的齐纳二极管。

(温度测定元件260)

温度测定元件260是作为用于测定周围温度的温度传感器而使用的元件。作为温度测定元件260,例如可以使用热敏电阻。

(配线270)

配线270用于两个构成要素间的电连接。作为配线270,例如可以使用金属线。

(波长变换部件280)

波长变换部件280是金属成膜部件1的一个方式。波长变换部件280具有波长变换部281、光反射部282以及遮光膜283。

波长变换部件280中的波长变换部281与金属成膜部件1中的陶瓷部件111对应。波长变换部件280中的光反射部282与金属成膜部件1中的连接部件112对应。波长变换部件280中的遮光膜283与金属成膜部件1中的贵金属膜120对应。因此,对于波长变换部281、光反射部282以及遮光膜283,可以说与针对陶瓷部件111、连接部件112以及贵金属膜120的说明相同。

波长变换部件280以在母材的表面设置遮光膜283的方式形成。通过将波长变换部281和光反射部282一体地形成,而形成波长变换部件280的母材。波长变换部件280的母材与金属成膜部件1中的复合陶瓷部件110对应。因此,对于波长变换部件280的母材,也可以说与针对复合陶瓷部件110的说明相同。值得注意的是,波长变换部件280也可以具有金属膜130、或者黑色膜140。

波长变换部件280将入射光变换为不同波长的光,并射出变换后的光。另外,波长变换部件280将入射光的一部分射出。值得注意的是,波长变换部件280也可以将入射光变换为全部不同波长的光。这种情况下,入射到波长变换部件280的光不从波长变换部件280射出。

波长变换部281将入射到波长变换部281的光变换成不同波长的光。波长变换部281可以以陶瓷为主材料并含有荧光体来形成。值得注意的是,为了使波长变换部281不发生由于热而导致的变形或变色等变质,优选为使用熔点为1300℃~2500℃的材料为主材料。

例如,波长变换部281可以烧结荧光体和氧化铝等的透光性材料来形成。荧光体的含有量相对于陶瓷的总体积可以是0.05体积%~50体积%。另外,例如,也可以使用烧结荧光体的粉末而成的实质上仅由荧光体构成的陶瓷。另外,波长变换部281也可以由荧光体的单结晶形成。荧光体的单结晶与贵金属的附着力较小。

作为荧光体,可以举出:由铈激活的钇铝石榴石(YAG)、由铈激活的镏铝石榴石(LAG)、由铕以及/或者铬激活的含氮铝硅酸钙(CaO-Al2O3-SiO2)、由铕激活的硅酸盐((Sr,Ba)2SiO4)、α赛隆荧光体、β赛隆荧光体等。其中,优选为使用耐热性良好并与蓝色的激发光组合能够发出白色光的荧光体即YAG荧光体。

光反射部282对从波长变换部281向光反射部282照射的光进行反射。另外,光反射部282的内侧面与波长变换部281的侧面相接。光反射部282在光反射部282的内侧面上对入射到波长变换部281的光或者由波长变换部281波长变换后的光进行反射。

光反射部282可以使用陶瓷为主材料来形成。另外,不限于此,也可以使用金属、陶瓷和金属的复合体等。作为具有高反射率的陶瓷材料可以举出例如(Al2O3)。

另外,对于光反射部282优选使用对波长变换部281的热量散热的高热传导率的材料。高热传导率的材料用作主材料的光反射部282具有将波长变换部281中的热量释放的散热功能,从此观点出发也可以代替光反射部282而采用散热部件。氧化铝(Al2O3)是具有高热传导率的陶瓷材料。

构成波长变换部件280的母材的波长变换部281以及光反射部282在发光装置2的工作时被照射光。因此,波长变换部件280的母材优选使用难以因光的照射而分解的无机材料为主材料来形成。值得注意的是,也可以不是无机材料。

(透光性部件290)

透光性部件290具有下表面、上表面与侧面。另外,透光性部件290具有透过光的透光性。在此,所谓的透光性是指对光的透过率为80%以上。另外,透光性部件290具有由长方体的平板形状构成的母材。值得注意的是,形状不限于长方体。

透光性部件290的母材可以使用蓝宝石为主材料来形成。蓝宝石是透过率比较高、强度也比较高的材料。值得注意的是,对于主材料,除了蓝宝石之外,也可以使用例如石英、碳化硅、或者玻璃等。

(遮光部件300)

遮光部件300,由具有遮光性的树脂形成。在此,所谓的遮光性是指表现出不透光的性质,除了遮光的性质之外,利用吸收光的性质和反射光的性质等也可以实现遮光性。例如,可以通过使树脂中含有光扩散材料以及/或者光吸收材料等填料来形成。

作为形成遮光部件300的树脂可以举出环氧胶树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、BT树脂等。另外,作为光吸收性的填充物,有碳黑等的暗色系的颜料等。

接下来,说明使用这些构成要素制造的发光装置2。

首先,在基部210的底面212配置有两个光反射部件240。两个光反射部件240分别配置于不同的金属膜上,其下表面与基部210的底面212接合。另外,两个光反射部件240相对于点SP中心对称地配置(参照图11)。另外,两个光反射部件240在俯视时,光反射面241的上端与基部210的内侧面214或者外侧面215平行或者垂直。

接下来,在基部210的底面212配置有保护元件250和温度测定元件260。保护元件250配置并接合于供两个光反射部件240中的一个配置的金属膜。温度测量元件260配置并接合于与供两个光反射部件240配置的金属膜不同的金属膜上。

接下来,在基部210的底面212配置有两个基座230。两个基座230分别配置于不同的金属膜上,其下表面与基部210的底面212接合。另外,两个基座230分别配置于配置有光反射部件240的金属膜。值得注意的是,基座230与光反射部件240也可以配置于不同的金属膜上。

接下来,发光元件220配置于基座230。在图示的发光装置2的例子中,半导体激光元件20配置于基座230。另外,两个半导体激光元件20分别配置于不同的基座230的上表面,并且其下表面被接合。另外,两个半导体激光元件20相对于点SP中心对称地配置。即,两个半导体激光元件20对称的点、和两个光反射部件240对称的点是处于相同的位置。以下的说明中,将该点SP称为对称点。

两个半导体激光元件20在俯视时,射出端面与基部210的内侧面214或者外侧面215不构成平行以及垂直。因此,与光反射面241的上端也不平行以及垂直。即,半导体激光元件20在俯视时配置为射出端面相对于基部210的内侧面214以及外侧面215、或者光反射面241的上端倾斜。

值得注意的是,也可以代替将半导体激光元件20倾斜配置,而将光反射部件240倾斜配置。即,也可以将半导体激光元件20与基部210的内侧面214或者外侧面215平行或者垂直地配置,并使光反射部件240不平行以及垂直。

在两个半导体激光元件20中,从射出端面射出的光分别照射到对应的光反射部件240。所谓的对应的光反射部件240是配置于相同金属膜的光反射部件240。以至少主要部分的光照射到光反射面241的方式配置半导体激光元件20。

另外,在对应的半导体激光元件20与光反射部件240之间,半导体激光元件20处于比光反射部件240离对称点更远的位置。因此,从半导体激光元件20射出的光沿靠近对称点的方向行进。另外,两个发光元件220中的至少一个配置在靠近温度测定元件260的位置。由此,能够良好地测定发光元件220的温度。

配置有发光元件220的基座230在发光装置2中起到将从发光元件220产生的热释放的散热部件的作用。为了使基座230作为散热部件发挥功能,可以采用热传导率比发光元件220良好的材料形成。另外,如果采用热传导率比基部的底面良好的材料形成,能够得到更好的散热效果。

另外,基座230在发光装置2中起到调整半导体激光元件20的光的射出位置的作用。例如,在使通过光轴的光与底面212水平、并且想照射到光反射面241的规定位置的情况下,基座作为调整部件使用。

接下来,用于将发光元件220、保护元件250、以及温度测定元件260电连接的多个配线270被接合。在电连接中利用设置于基部210的底面212的金属膜。由此,借助基部210的上表面211的金属膜能够将这些元件与外部电源电连接。

接下来,透光性部件290配置于基部210的上表面。另外,透光性部件290的下表面与基部210接合。另外,透光性部件290与基部210的台阶部216的上表面接合。通过透光性部件290与基部210接合,形成配置有半导体激光元件20的封闭空间。这样,在发光装置2中,透光性部件290能够起到盖部件的作用。另外,该封闭空间形成为被气密封闭的状态。通过气密封闭,能够抑制有机物等在半导体激光元件20的光的射出端面集尘。

另外,在透光性部件290的上表面配置有波长变换部件280。波长变换部件280与透光性部件290接合。使透光性部件290与基部210接合时,波长变换部件280已经与透光性部件290接合。或者,也可以将透光性部件290与基部210接合后,将波长变换部件280与透光性部件290接合。

由发光元件220射出的光的主要部分向透光性部件290入射。透光性部件290相对于由发光元件220射出的光具有透光性。另外,光的主要部分向波长变换部件280入射。另外,光的主要部分向波长变换部件280的波长变换部281入射。另外,光的主要部分透过透光性部件290后向波长变换部件280入射。

波长变换部件280在其下表面具有供主要部分的光入射的光入射区域、和光入射区域的周边区域。另外,在波长变换部件280中,波长变换部281形成光入射区域。来自发光元件220的光或者波长变换后的光从波长变换部281的上表面向发光装置2的外部射出。即,波长变换部281的上表面成为发光装置2的光取出面。

遮光膜283设置于波长变换部件280的上表面侧。另外,遮光膜283设置于发光装置2的光取出面侧。另外,遮光膜283设置于光反射部282的上表面。遮光膜283的边界、和成为光取出面的波长变换部281与光反射部282的交界一致。利用贵金属膜120高精度地设置的遮光膜283能够抑制从成为光取出面的波长变换部281以外的光的泄露,能够实现优秀品质的发光装置2。

例如,在量产发光装置2或者波长变换部件280的情况下,以陶瓷为主材料的波长变换部281的形状具有差异。与利用金属掩模等在必要的区域设置遮光膜的方法相比较,实施方式的方法能够减小这样的形状差异给遮光膜的精度带来的影响。

另外,遮光膜283优选为形成为50nm以上且500nm以下的范围的膜厚。通过在该范围内形成,通过适当量的贵金属就能够充分发挥作为遮光膜的功能。

值得注意的是,在遮光膜283的上还设置有黑色膜140的波长变换部件280的情况下,发光装置2能够吸收返回光等从发光装置2的外部向发光装置2照射的光。即,虽然利用遮光膜283或金属膜130会反射这样的光,但是通过设置黑色膜140,能够抑制返回光等的反射。

值得注意的是,若由波长变换产生的热集中于特定部位,则波长变换部281对光的变换效率容易下降,因此向波长变换部281入射的光的分布扩散为宜。例如,从两个半导体激光元件20分别射出的激光的光强度较强的部分不重叠为宜。例如,通过调整光反射部件240的光反射面241,能够实现这样的控制。

值得注意的是,透光性部件290的上表面比波长变换部件280的下表面大。另外,在俯视时,透光性部件290的上表面包围波长变换部件280的下表面。或者,包围波长变换部件280。

接下来,遮光部件300形成于由基部210上表面211形成的框架的内侧。以填充基部210与波长变换部件280的间隙的方式形成遮光部件300。遮光部件300例如通过流入热硬化性的树脂并利用热使之硬化而形成。通过设置遮光部件300来抑制光的泄露。

遮光部件300跟与基部210的上表面211相交的内侧面214、基部210的台阶部216的上表面、透光性部件290的侧面、透光性部件290的上表面、以及波长变换部件280的侧面相接。另外,未到达波长变换部件280的上表面。或者,即使到达光反射部282的上表面,也未到达波长变换部281的上表面。即,利用遮光部件300,难以对直到波长变换部281与光反射部282的交界的范围高精度地实现遮光,通过与遮光膜283组合,能够高精度地抑制从光取出面以外的光的泄露。

以上,虽进行了说明,但具有说明书中公开的技术特征的本发明不限于说明书的实施方式中说明的结构。例如,本发明可以适用在具有实施方式中没有公开的构成要素的装置等中,与公开的构造存在区别不能成为不能适用本发明的根据。另外,从用于完成发明的最小构成要素的观点来看,在具有由实施方式公开的装置等的构成要素中,可以说也可包含非必要的构成要素。

在本说明书的实施方式中公开的装置等中,除了完成发明的观点之外,也包含公开一个假想的利用方式的合理结构的观点。尽管发明的适用不限于示例中的利用方式,但是本发明在其他的利用方式中也能有效地起作用。

从这样的观点出发,在本发明(权利要求书)中,可能不必须具备在一个实施方式中公开的全部构成要素。例如,在权利要求书中,没有记载具有由实施方式公开的装置等的一部分构成要素的情况下,关于该构成要素,不限于本实施方式中公开的内容,而是在考虑到替换、省略、形状的变形、材料变更等这样的本领域技术人员对设计的自由度的基础上请求适用权利要求书中记载的发明。

产业上的可利用性

在实施方式中记载的金属成膜部件以及发光装置可以利用于车载前照灯。即,车载前照灯可以说是适用本发明的一个利用方式。值得注意的是,本发明不限于此,可以利用于照明、投影仪、头戴式显示器和其他显示器的背光源等的光源。另外或者,本发明的金属成膜部件的利用方式不限于此,可以以多种方式利用。

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