特開 2024-99042 発光装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024099042

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】発光装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/52 20100101AFI20240717BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

H01L33/52

H01L33/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024074035

(22)【出願日】2024-04-30

(62)【分割の表示】P 2024514475の分割

【原出願日】2023-12-12

(31)【優先権主張番号】P 2023002592

(32)【優先日】2023-01-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100160716

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 力

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 清一

(72)【発明者】

【氏名】青嶋 克弥

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142BA32

5F142CA02

5F142CD02

5F142CD17

5F142CD18

5F142CD44

5F142CD47

5F142CE16

5F142CE32

5F142CG03

5F142CG45

5F142DA02

5F142DA12

5F142DA22

(57)【要約】

【課題】２種類の無機粒子を添加することで、ダム材の形状保持特性、及び、ダム材のダイシング性の両方の特性が良好な発光装置を提供する事を目的とする。
【解決手段】発光装置は、ＬＥＤ素子の周囲に配置されたダム材を有し、ダム材はベース樹脂、第１粒径フィラー及び第２粒径フィラーを含み、ダム材はベース樹脂に対して10～50wt％の第１粒径フィラーを含有し、第１粒径フィラーの平均粒径は1～100μmであり、ダム材はベース樹脂に対して4～15wt%の第２粒径フィラーを含有し、第２粒径フィラーの平均粒径は1～500nmであり、ダム材はダイシングされた側面を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に実装されたＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子の周囲に配置されたダム材と、
前記ダム材の内側に配置され、前記ＬＥＤ素子を封止する封止材と、を有し、
前記ダム材は、ベース樹脂、第１粒径フィラー、及び、第２粒径フィラーを含み、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、１０～５０ｗｔ％の前記第１粒径フィラーを含有し、
前記第１粒径フィラーの平均粒径は１～１００μｍであり、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、４～１５ｗｔ％の前記第２粒径フィラーを含有し、
前記第２粒径フィラーの平均粒径は１～５００ｎｍであり、
前記ダム材はダイシングされた側面を有し、
前記ダム材の前記ＬＥＤ素子に対向する面は、前記ＬＥＤ素子に向かって湾曲凸形状である、
ことを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記ダム材は、前記ダム材の高さに対する底面幅の比が０．６～４．０である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記ダム材の硬度は、ショアＤ６５～Ｄ７４である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記ダム材は、更に酸化チタンを含み、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、１０～７０ｗｔ％の前記酸化チタンを含有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記ダム材は、第１枠部と、前記第１枠部の上面に配置された第２枠部と、を更に有し、
前記第１枠部と前記第２枠部は、高さと底面幅の比が同一である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項6】

前記ＬＥＤ素子に電力を供給するためのワイヤーを更に有し、
前記ワイヤーの一部は前記ダム材で覆われている、請求項１に記載の発光装置。

【請求項7】

前記ダム材は、光透過性を有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項8】

前記基板は、二対の辺を有する矩形状の平面形状を有し、
前記ダム材は、
前記二対の辺の一方の辺に沿って配置される一対の第１枠部と、
前記一対の第１枠部のそれぞれの上面に配置される一対の第２枠部と、
前記二対の辺の他方に沿って配置される一対の第３枠部と、
を有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項9】

前記基板は、一対の長辺、及び前記一対の長辺よりも短い一対の短辺を有する矩形状の平面形状を有し、
前記一対の第１枠部及び一対の第２枠部は、前記一対の長辺に沿って配置され、
前記一対の第３枠部は、前記一対の短辺に沿って配置される、請求項８に記載の発光装置。

【請求項10】

前記基板の上面において前記ダム材に囲まれるように配置される導電性の配線パターンを更に有し、
前記ＬＥＤ素子は、前記配線パターンの上面に配置され、
前記ダム材は、前記配線パターンの外周部を被覆する、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項11】

前記ダム材は、前記基板の上面を覆うように配置され且つ前記ＬＥＤ素子から出射された光の波長を変換する蛍光体を更に含む、請求項１に記載の発光装置。

【請求項12】

前記ダム材は、前記基板上に配置され且つ前記蛍光体を含む第１枠部と、前記第１枠部の上面に配置され且つ前記第１粒径フィラー及び前記第２粒径フィラーを含む第２枠部と、を更に有する、請求項１１に記載の発光装置。

【請求項13】

前記ダム材と基板との間に前記基板の上面を覆うように配置され且つ前記ＬＥＤ素子から出射された光の波長を変換する蛍光体を含有する蛍光体層を更に含む、請求項１に記載の発光装置。

【請求項14】

前記基板は、底面及び前記底面を囲むように配置される側面を有する凹部が形成され、
前記ＬＥＤ素子は前記凹部の底面に配置され、前記ダム材は前記凹部の周囲を囲むように配置される、請求項１に記載の発光装置。

【請求項15】

集合基板の表面上にＬＥＤ素子を実装する工程と、
ディスペンサーから前記ＬＥＤ素子の周囲にダム材を配置する工程と、
前記ダム材の内側に、前記ＬＥＤ素子を封止する封止材を配置する工程と、
硬化後のダム材をダイシングする工程と、を有し、
前記ダム材は、ベース樹脂、第１粒径フィラー、及び、第２粒径フィラーを含み、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、１０～５０ｗｔ％の前記第１粒径フィラーを含有し、
前記第１粒径フィラーの平均粒径は１～１００μｍであり、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、４～１５ｗｔ％の前記第２粒径フィラーを含有し、
前記第２粒径フィラーの平均粒径は１～５００ｎｍであり、
前記ダム材の前記ＬＥＤ素子に対向する面は、前記ＬＥＤ素子に向かって湾曲凸形状である、
ことを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項16】

前記ダム材の切断工程では、前記集合基板の前記ＬＥＤ素子が実装されていない面側からダイシングを行う、請求項１５に記載の発光装置の製造方法。

【請求項17】

前記発光装置は、前記ＬＥＤ素子に電力を供給するためのワイヤーを更に有し、
前記ダム材の形成工程では、前記ワイヤーの一部を覆うようにダム材を形成する、請求項１５に記載の発光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発光装置におけるダム材は、形状保持特性が悪化することを防ぐ観点から、ある程度の粘度を有することが好ましく、その為にチキソ性を付加する無機粒子を活用することが知られている(例えば、特開２００９－１３５４８５号公報を参照)。

【発明の概要】

【0003】

しかしながら、特開２００９－１３５４８５号公報には、ダム材の形状保持特性、及び、ダム材のダイシング性の両方に良好なダム材の含有物に関する記載はなされていない。

【0004】

本開示は、２種類の無機粒子を添加することで、ダム材の形状保持特性、及び、ダム材のダイシング性の両方の特性が良好な発光装置を提供する事を目的とする。

【0005】

本開示に係る発光装置は、基板と、基板上に実装されたＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の周囲に配置されたダム材と、ダム材の内側に配置され且つＬＥＤ素子を封止する封止材と、を有し、ダム材はベース樹脂、第１粒径フィラー及び第２粒径フィラーを含み、ダム材はベース樹脂に対して１０～５０ｗｔ％の第１粒径フィラーを含有し、第１粒径フィラーの平均粒径は１～１００μｍであり、ダム材はベース樹脂に対して４～１５ｗｔ％の第２粒径フィラーを含有し、第２粒径フィラーの平均粒径は１～５００ｎｍであり、ダム材はダイシングされた側面を有する。

【0006】

本開示に係る発光装置では、ダム材は、ダム材の高さに対する底面幅の比が０．６～４．０である、ことが好ましい。

【0007】

本開示に係る発光装置では、ダム材のＬＥＤ素子に対向する面は、ＬＥＤ素子に向かって湾曲凸形状である、ことが好ましい。

【0008】

本開示に係る発光装置では、ダム材の硬度は、ショアＤ６５～Ｄ７４である、ことが好ましい。

【0009】

本開示に係る発光装置では、ダム材は更に酸化チタンを含み、ダム材はベース樹脂に対して１０～７０ｗｔ％の酸化チタンを含有する、ことが好ましい。

【0010】

本開示に係る発光装置では、ダム材は第１枠部と第１枠部の上面に配置された第２枠部と、を有し、第１枠部と第２枠部は、高さと底面幅の比が同一である、ことが好ましい。

【0011】

本開示に係る発光装置では、ＬＥＤ素子に電力を供給するためのワイヤーを更に有し、ワイヤーの一部はダム材で覆われている、ことが好ましい。

【0012】

本開示に係る発光装置では、ダム材は、光透過性を有する、ことが好ましい。

【0013】

本開示に係る発光装置では、基板は、二対の辺を有する矩形状の平面形状を有し、ダム材は、二対の辺の一方の辺に沿って配置される一対の第１枠部と、一対の第１枠部のそれぞれの上面に配置される一対の第２枠部と、二対の辺の他方に沿って配置される一対の第３枠部とを有する、ことが好ましい。

【0014】

本開示に係る発光装置では、基板は、一対の長辺、及び一対の長辺よりも短い一対の短辺を有する矩形状の平面形状を有し、一対の第１枠部及び一対の第２枠部は、一対の長辺に沿って配置され、一対の第３枠部は、一対の短辺に沿って配置される、ことが好ましい。

【0015】

本開示に係る発光装置では、一対の第３枠部のそれぞれの両端は一対の第１枠部の両端の上面に配置され、一対の第２枠部のそれぞれの両端は一対の第３枠部の両端の上面に配置される、ことが好ましい。

【0016】

本開示に係る発光装置では、基板の上面においてダム材に囲まれるように配置される導電性の配線パターンを更に有し、ＬＥＤ素子は、配線パターンの上面に配置され、ダム材は、配線パターンの外周部を被覆する、ことが好ましい。

【0017】

本開示に係る発光装置では、ダム材は、基板の上面を覆うように配置され且つＬＥＤ素子１４から出射された光の波長を変換する蛍光体を更に含む、ことが好ましい。

【0018】

本開示に係る発光装置では、ダム材は、基板上に配置され且つ蛍光体を含む第１枠部と、第１枠部の上面に配置され且つ第１粒径フィラー及び第２粒径フィラーを含む第２枠部と、を更に有する、ことが好ましい。

【0019】

本開示に係る発光装置は、ダム材と基板との間に基板の上面を覆うように配置され且つＬＥＤ素子から出射された光の波長を変換する蛍光体を含有する蛍光体層を更に含む、ことが好ましい。

【0020】

本開示に係る発光装置では、基板は、底面及び底面を囲むように配置される側面を有する凹部が形成され、ＬＥＤ素子は凹部の底面に配置され、ダム材は凹部の周囲を囲むように配置される、ことが好ましい。

【0021】

本開示に係る発光装置の製造方法は、集合基板の表面上にＬＥＤ素子を実装する工程と、ディスペンサーからＬＥＤ素子の周囲にダム材を配置する工程と、ダム材の内側にＬＥＤ素子を封止する封止材を配置する工程と、硬化後のダム材をダイシングする工程と、を有し、ダム材はベース樹脂、第１粒径フィラー及び第２粒径フィラーを含み、ダム材はベース樹脂に対して１０～５０ｗｔ％の第１粒径フィラーを含有し、第１粒径フィラーの平均粒径は１～１００μｍであり、ダム材はベース樹脂に対して４～１５ｗｔ％の第２粒径フィラーを含有し、第２粒径フィラーの平均粒径は１～５００ｎｍである。

【0022】

本開示に係る発光装置の製造方法では、ダム材の切断工程では、集合基板のＬＥＤ素子が実装されていない面側からダイシングを行う、ことが好ましい。

【0023】

本開示に係る発光装置の製造方法では、発光装置はＬＥＤ素子に電力を供給するためのワイヤーを更に有し、ダム材の形成工程ではワイヤーの一部を覆うようにダム材を形成する、ことが好ましい。

【0024】

本開示に係る発光装置及びその製造方法では、２種類の無機粒子を添加することで、ダム材の形状保持特性、及び、ダム材のダイシング性の両方の特性が良好な発光装置を提供する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１の実施形態に係る発光装置１の平面図である。

【図2】図１のＡＡ´線に沿う断面図である。

【図3】図２のＢ部分の拡大図である。

【図4】発光装置１の製造方法の流れの例を示すフロー図である

【図5】（Ａ）～（Ｅ）は発光装置１の製造方法の各工程について説明するための模式図である。

【図6】発光装置１´の製造方法に用いられる集合基板の一例を示す図である。

【図7】（Ａ）～（Ｃ）は発光装置１´の製造方法の各工程について説明するための模式図である。

【図8】第２の実施形態に係る発光装置２の断面図である。

【図9】第３の実施形態に係る発光装置３の平面図である。

【図10】図９のＣ部分の断面図である。

【図11】第４の実施形態に係る発光装置４の平面図である。

【図12】図１１のＣＣ´線に沿う断面図である。

【図13】図１１のＤＤ´線に沿う断面図である。

【図14】第５の実施形態に係る発光装置５の断面図である。

【図15】第６の実施形態に係る発光装置６の断面図である。

【図16】第７の実施形態に係る発光装置７の断面図である。

【図17】第１粒径フィラーの配合量と硬度の関係について説明するための図である。

【図18】第２粒径フィラーの配合量と粘度の関係について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。また、図面が示す部材の大きさ、繰り返しの数や位置関係等は、説明を容易にするため、誇張もしくは省略していることがある。

【0027】

図１は第１の実施形態に係る発光装置１の平面図であり、図２は図１のＡＡ´線に沿う断面図であり、図３は図２のＢ部分の拡大図である。

【0028】

発光装置１は、基板１１、配線パターン１２、電極１３、単一のＬＥＤ素子１４、ダム材１５、封止材１６、ボンディングワイヤ１７及び１８等を有する。

【0029】

基板１１は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂等の電気絶縁性の樹脂により、一対の長辺１１１及び１１２並びに一対の長辺１１１及び１１２よりも短い一対の短辺１１３及び１１４を有する矩形の平板状に形成される。基板１１の厚さは、例えば２００μｍである。基板１１はアルミナや窒化アルミ等のセラミック材料であっても良い。

【0030】

配線パターン１２は、基板１１の上面に相互に離隔してダム材１５に囲まれるように配置される平板状の第１配線１２１及び第２配線１２２を有する。第１配線１２１及び第２配線１２２は、矩形の平面形状を有し、銀で形成される。第１配線１２１及び第２配線１２２は、ＬＥＤ素子１４との間で電気的に接続可能なボンディングワイヤ１７及び１８が配置可能な面積を有する。また、第１配線１２１と第２配線１２２との間の離隔距離は、十分な絶縁が保たれる距離以上の長さを有する。第１配線１２１及び第２配線１２２がボンディングワイヤ配置可能な面積を確保し、且つ、第１配線１２１と第２配線１２２との間を絶縁距離以上に離隔することで、基板１１は、第１配線１２１及び第２配線１２２の配列方向を長手方向とする矩形の平面形状を有する。図１に示す例では、第１配線１２１及び第２配線１２２は、基板１１の長手方向に沿って並べて配列されている。第１配線１２１及び第２配線１２２の厚さは、例えば、５０μｍである。なお、配線パターン１２は、金、銅又はアルミニウムを含む、ＬＥＤ素子１４からの光を反射する他の導電性を有する材料で形成されてもよい。

【0031】

電極１３は、基板１１の下面に相互に離隔して設けられる第１電極１３１及び第２電極１３２を有する。第１電極１３１及び第２電極１３２は、金又は銅等の導電体で形成される。第１電極１３１は、基板１１を上下に貫通する貫通孔（図１では破線で示す）を介して第１配線１２１と電気的に接続される。同様に、第２電極１３２は、基板１１を上下に貫通する貫通孔（図１では破線で示す）を介して第２配線１２２と電気的に接続される。第１電極１３１及び第２電極１３２は、図示しない外部電源と接続され、配線パターン１２を介してＬＥＤ素子１４に電力を供給するために用いられる。

【0032】

ＬＥＤ素子１４は、第２配線１２２の上面に、樹脂ペースト、銀ペーストやはんだ等の接合材を用い、ダイボンド（不図示）により固着されて、第２配線１２２の上面に配置される。ＬＥＤ素子１４は、例えば、４４０－４５５ｎｍの波長の光を発する、ＩｎＧａＮ系化合物半導体からなる青色ＬＥＤである。ＬＥＤ素子１４の上面１４１には一対の素子電極が設けられ、第１の素子電極はボンディングワイヤ１７を介して第１配線１２１と接続され、第２の素子電極はボンディングワイヤ１８を介して第２配線１２２と接続される。接合材は、ＬＥＤ素子１４よりわずかにはみ出すことがある。

【0033】

ＬＥＤ素子１４は、例えば、縦横の各辺が６５０μｍ、高さが２６０μｍの略直方体形状を有する。ＬＥＤ素子１４は、第１配線１２１と第２配線１２２との間に、外部電源から電流が供給されることに応じて発光する。ＬＥＤ素子１４は、青色ＬＥＤに限らず、例えば紫色ＬＥＤまたは近紫外ＬＥＤまたは赤外ＬＥＤであってもよく、その発光波長帯域は、紫外域を含む２００－４４０ｎｍ程度の範囲内、又は、赤外域を含む７８０－５０００ｎｍ程度の範囲内であってもよい。

【0034】

ダム材１５は、ＬＥＤ素子１４並びに第１配線１２１及び第２配線１２２を囲むように、基板１１の上面に、基板１１の外周に沿って矩形状に配置される。ダム材１５は、シリコン樹脂又はエポキシ樹脂等のベース樹脂に酸化チタン（ＴｉＯ_２）の微粒子を分散させることにより形成される白色樹脂であり、ＬＥＤ素子１４からの光を反射させる機能の有する。また、ダム材１５は、図３に示すように、更に第１粒径フィラー１９と、第２粒径フィラー２０を含んでいる。また、ダム材１５の左右の側面は、後述するようにダイシングされた側面２１である。なお、ダム材１５には、酸化チタン（ＴｉＯ_２）の微粒子は必ずしも含まなくても良い。

【0035】

なお、第１配線１２１及び第２配線１２２の表面を、プラズマなどを照射して、粗面化しても良い。第１配線１２１及び第２配線１２２の表面が粗面化されると、意図せずにダム材１５が第１配線１２１及び第２配線１２２の表面に這い上がって広がる事を抑制できる。

【0036】

第１粒径フィラー１９は、二酸化珪素、酸化鉄、酸化アルミニウム等の無機粒子であり、その平均粒径は、１～１００μmである。完成した発光装置１における硬化後のダム材１５は、ベース樹脂に対して、１０～５０ｗｔ％の第１粒径フィラー１９を含有する。ダム材に第１粒径フィラー１９を含有させると、硬化後のダム材１５の硬度が増加する。ダム材が１０ｗｔ％未満の第１粒径フィラー１９しか含まない場合、ダム材の硬度が充分ではなく、ダイシング等の切断時にバリ等が発生して製品の外観を良好に保つことが難しくなる。一方、ダム材が５０ｗｔ％より多い第１粒径フィラー１９を含む場合、粒子のベアリング効果のため、ダム材の形状を所定の形状に維持することが難しくなる。したがって、発光装置１では、良好なダイシング側面を有することができる様に、完成した発光装置１における硬化後のダム材１５は、ベース樹脂に対して、１０～５０ｗｔ％の第１粒径フィラー１９を含有することとした。詳しくは後述する。

【0037】

第２粒径フィラー２０は、シリカ、二酸化珪素、酸化鉄、酸化アルミニウム等の無機粒子であり、その平均粒径は１～５００ｎｍである。完成した発光装置１における硬化後のダム材１５は、ベース樹脂に対して、４～１５ｗｔ％の第２粒径フィラー２０を含有する。ダム材１５に第２粒径フィラー２０を含有させると、製造時に粘度が高くなり、粒子間を高粘度で維持でき、形状を高さ方向に高く、幅方向に小さく保つことが可能となる。ダム材が４ｗｔ％未満の第２粒径フィラー２０しか含まない場合、硬化前のダム材の粘度が充分高くなく、所望の形状を維持することが難しくなる。一方、ダム材が１５ｗｔ％より多い第２粒径フィラー２０を含む場合、粘度が高くなりすぎて、塗布用のノズルにつまりを起こし、ダム材を形成するための樹脂を塗布する事が難しくなる。したがって、発光装置１では、所望の形状のダム材が形成できる様に、完成した発光装置１における硬化後のダム材１５は、ベース樹脂に対して、４～１５ｗｔ％の第２粒径フィラー２０を含有することとした。詳しくは後述する。なお、第２粒径フィラー２０は、５０～５００ｍ２／ｇの比表面積を有することが好ましい。

【0038】

上述した第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０の平均粒径は、以下の方法により測定されたものである。第１粒径フィラー１９については、最初にダム材１５を切断して切断面を電子顕微鏡で観察する。その際、５００μｍ２の範囲で５０個の第１粒径フィラーを特定し、第１粒径フィラーの長径の平均値を平均粒径とした。同様に、第２粒径フィラー２０のついても、最初にダム材１５を切断して切断面を電子顕微鏡で観察する。その際、１００μｍ２の範囲で５０個の第２粒径フィラーを特定し、第２粒径フィラーの長径の平均値を平均粒径とした。

【0039】

封止材１６は、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の透光性の樹脂である。封止材１６は、ダム材１５によって囲まれる領域に、少なくともＬＥＤ素子１４の上面１４１が露出しない高さまで充填されることにより、ＬＥＤ素子１４を封止する。封止材１６には、ＬＥＤ素子１４からの光の波長を変換する蛍光体が混入されている。封止材１６には、このような蛍光体として、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）などの黄色蛍光体が混入される。発光装置１は、青色ＬＥＤであるＬＥＤ素子１４からの青色光と、青色光が黄色蛍光体を励起させて得られる黄色光とが混合されることで得られる白色光を出射する。なお、図１～図３では、封止材１６が透明であるものとして図示されており、以降も同様とする。

【0040】

前述した黄色蛍光体は一例であって、封止材１６は、他の蛍光体を含有してもよい。例えば、封止材１６は、緑色蛍光体と赤色蛍光体の２種類を含有してもよい。この場合、発光装置１は、青色ＬＥＤであるＬＥＤ素子１４からの青色光と、それによって緑色蛍光体および赤色蛍光体を励起させて得られる緑色光および赤色光とを混合させることで得られる白色光を出射する。緑色蛍光体としては、ＬＥＤ素子１４が出射した青色光を吸収して緑色光に波長変換する、（ＢａＳｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などの粒子状の蛍光体材料を用いることができる。赤色蛍光体としては、ＬＥＤ素子１４が出射した青色光を吸収して赤色光に波長変換する、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ２^２＋どの粒子状の蛍光体材料を用いることができる。また赤色蛍光体はＫＳＦであっても良い。

【0041】

前述した緑色蛍光体及び赤色蛍光体は一例であって、封止材１６は、前述した黄色蛍光体に少量の緑色蛍光体や少量の赤色蛍光体を添加しても良い。この場合、発光装置１は、青色ＬＥＤであるＬＥＤ素子１４からの青色光と、それによって黄色蛍光体を励起させて得られる黄色光とが混合されることで得られる白色光を基本とし、同じく励起された緑色光や赤色光も混合されることで、前述の組み合わせほどではないが、演色性を高めた白色光を出射することができる。

【0042】

また、封止材１６にフィラーが含有されても良い。フィラーを入れると光を散乱させることができる。そのため、指向性の広い発光特性が得られる。フィラーがない、もしくは少ない時、指向性が狭くて発光素子の直上に強い光を出す発光特性が得られるので好ましい。また、蛍光体は沈降させ基板面に接触していても良く、それにより色度の調整が容易になる。さらに、封止材１６は、下層に蛍光体を沈降させた層を設け、上層に蛍光体含有量の少ないフィラー層の２層構造にしても良い。２層構造にすることによって、封止材１６の見た目の蛍光体の有色を薄くさせることができる。

【0043】

図４は発光装置１の製造方法の流れの例を示すフロー図であり、図５（Ａ）～図５（Ｅ）は発光装置１の製造方法の各工程について説明するための模式図である。図４及び５では、複数の発光装置１が同時に製造されることを前提にして説明しているが、一個の発光装置１の製造するようにしても良い。

【0044】

最初に、集合基板・配線準備工程において、図５（Ａ）に示すように、あらかじめ複数の配線パターン１２及び電極１３が配置された集合基板１１０が準備される（ステップＳ１０１）。配線パターン１２及び電極１３は、例えば、無電解銀めっきにより基板１１ａの上面及び下面の所定の位置にそれぞれ配置され、相互に電気的に接続される。なお、集合基板とは、複数の基板１１の切断前の一体化されているときの状態のことである。

【0045】

次に、ＬＥＤ素子配置工程において、図５（Ｂ）に示すように、集合基板１１０のそれぞれの第２配線１２２の上面に、ダイボンド等によりＬＥＤ素子１４が実装される（ステップＳ１０２）。また、ＬＥＤ素子配置工程において、ボンディングワイヤ１７がＬＥＤ素子１４の第１の素子電極と第１配線１２１とを接続し、ボンディングワイヤ１８がＬＥＤ素子１４の第２の素子電極と第２配線１２２とを接続するように配置される。ＬＥＤ素子１４は、ダム材１５を配置する前に配線パターン１２に実装されるので、発光装置１のサイズが小さくなり、隣接するＬＥＤ素子１４の間隔が狭くなったとしても容易に実装できる。

【0046】

次に、ダム材配置工程において、図５（Ｃ）に示すように、集合基板１１０の上面に、それぞれの配線パターン１２及びＬＥＤ素子１４を囲むようにダム材１５が配置される（ステップＳ１０３）。まず、シリコン樹脂等の熱硬化性のベース樹脂に、酸化チタンの微粒子、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０が分散された白色の樹脂液滴が準備される。次に、白色の樹脂液滴を、ノズル（不図示）から、配線パターン１２及びＬＥＤ素子１４を囲むように集合基板１１０上に塗布する。次に、塗布された樹脂液滴を加熱して硬化させることにより、ダム材１５が形成される。硬化前のダム材１５は、軟質であるから、ボンディングワイヤ１７又はボンディングワイヤ１８を覆うことができ、ボンディングワイヤ１７又はボンディングワイヤ１８があったとしても、ＬＥＤ素子１４に近接させて配置することができる。なお、ダム材１５の高さはＬＥＤ素子１４よりも高いことが好ましい。このような構成により、発光装置１の指向性を狭くすることができる。

【0047】

加熱によって、ダム材１５のベース樹脂が揮発して、ベース樹脂の質量が硬化前に比べて０～１０％減少する。このとき、ダム材１５の内周面は、樹脂液滴の表面張力により曲面となる（図３参照）。ダム材１５が硬化している間、又は、硬化した後に、ダム材１５の上面を押圧することにより、ダム材１５の上面を平坦に形成しても良い。更に、押圧する治具に凸形状を設けると、押圧面に凹みを作る事ができる。この凹みは極性マークとして使用する事ができる。また、硬化した時の、ダイシング前におけるダム材１５の高さに対する底面幅のアスペクト比は０．６～１．１の範囲が好ましく、一例では、０．８３である。

【0048】

次に、封止材充填工程において、図５（Ｄ）に示すように、ダム材１５によって囲まれるそれぞれの領域に、ＬＥＤ素子１４の上面１４１が露出しない高さまで封止材１６が配置される（ステップＳ１０４）。配置（又は充填）された封止材１６は、加熱して硬化される。

【0049】

最後に、ダイシング工程において、図５（Ｅ）に示すように、それぞれのダム材１５の略中心部（Ｄ１の位置）で、集合基板１１０が個片に切断されることにより、発光装置１が製造される（ステップＳ１０５）。これにより、ダム材１５の外側側面には、ダイシングされた側面２１が形成されることとなる。ダイシング後のダム材１５の高さに対する底面幅のアスペクト比は１．０～２．４の範囲が好ましく、１．６～２．０の範囲がさらに好ましい。一例では１．９４である。

【0050】

ダイシング工程は、集合基板１１０のＬＥＤ素子１４が実装されていない面からダイシングする事が好ましい。後述する様に、ダム材１５の硬度をショアＤ６５～７４とすると、封止材１６を潰すことなく、集合基板１１０の裏面からダイシングすることができる。集合基板１１０のＬＥＤ素子１４が実装されていない面からダイシングする事で、基板１１のバリの発生を抑制する事が可能となる。基板１１のバリは発光装置１をヒートシンク等に実装する際に傾きを発生させ、熱引き性を悪化させ、発光効率の低下につながる。ダム材１５が通常より硬いショアＤ硬度を保つ事で、集合基板１１０のＬＥＤ素子１４が実装されていない面からダイシングしても樹脂の剥がれ等を引き起こすことがない。

【0051】

図６は、発光装置１の変形例である発光装置１´を製造するための集合基板１１０の一例を示す平面図である。発光装置１´において、発光装置１との差異は、ダム材１５´の幅が異なる点のみであり、他の構成は発光装置１と同一であるので同じ番号を付して説明を省略する。さらに、ダム材１５´を構成する材料等も、全てダム材１５と同一である。集合基板１１０自体は、発光装置１の為の集合基板１１０と同一であって、あらかじめ複数の第１配線１２１及び第２配線１２２が配置されている。

【0052】

図７（Ａ）～図７（Ｃ）は発光装置１´の製造方法の各工程について説明するための模式図である。発光装置１´の製造方法の初期は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）と同一であるので、説明を省略する。

【0053】

ダム材配置工程において、図７（Ａ）に示すように、集合基板１１０の上面に、図６の矢印２０１及び２０２に沿って、ダム材１５´が配置される。ダム材１５´は、配線パターンと配線パターンの間に配置されるように描かれ、それによりダム材１５が蛇行しないように形成でき、それぞれのＬＥＤ素子１４を囲むようにダム材１５´が配置される。

【0054】

次に、封止材充填工程において、図７（Ｂ）に示すように、ダム材１５´によって囲まれるそれぞれの領域に、ＬＥＤ素子１４の上面１４１が露出しない高さまで封止材１６が配置される。配置（又は充填）された封止材１６は、加熱して硬化される。

【0055】

最後に、ダイシング工程において、図７（Ｃ）に示すように、それぞれのダム材１５´の略中心部（Ｄ１´の位置）で、集合基板１１０が個片に切断されることにより、発光装置１´が製造される。これにより、ダム材１５´の外側側面には、ダイシングされた側面２１が形成されることとなる。発光装置１´では、ダム材１５´の幅が異なるため、ダム材１５´の端部が第１配線１２１及び第２配線１２２の一部と接触するように形成されている。図７（Ｃ）に記載される様に、発光装置１の変形例である発光装置１´では、ダム材１５´の幅が広いので、ダム材１５´の端部が第１配線１２１及び第２配線１２２と接触している。配線パターン１２と電極１３はお互いにずれが少なく、位置精度よく配置することができる。ダム材１５は配線パターン１２を基準に配置しているが、ダイシングする時に電極１３を基準にすることで、ダム材１５の中心を切断する事ができる。

【0056】

図８は、第２の実施形態に係る発光装置２の断面図である。図８において、図１～３に示す発光装置１と同じ構成は同じ番号を付してその説明を省略する。発光装置２において、発光装置１と異なる点は、ダム材１５ａの形状のみである。

【0057】

発光装置２のダム材１５ａに含有される、ベース樹脂、酸化チタンの微粒子、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０は、ダム材１５と同様であるが、第１枠部１５１と第２枠部１５２から形成されている点が異なる。最初に、ダム材１５の場合と同じ白色の樹脂液滴を塗布して第１枠部１５１を形成し、第１枠部１５１の上部が平坦になるように処理した後に加熱して硬化させる。次に、平坦に形成された第１枠部１５１の上面に白色の樹脂液滴をさらに塗布し、塗布された樹脂液滴を加熱して硬化させることにより、第２枠部１５２を形成する。このとき、第２枠部１５２の内周面は、樹脂液滴の表面張力により曲面となる。また、１段目のダム部の第１枠部１５１の上面が平坦に形成されているため、樹脂液滴が第１枠部１５１の側面に沿って流れ落ちることが防止される。このようにして、基板１１の上面に２段のダム材１５ａが配置される。ダム材１５において、第１枠部１５１と第２枠部１５２との接続部を特別に形成する必要が無いので、ダム材１５ａは簡易に製造可能である。

【0058】

第２枠部１５２が硬化している間、又は硬化した後に、第２枠部１５２の上面を押圧することにより、第２枠部１５２の上面を平坦に形成しても良い。第２枠部１５２の上面が平坦に形成されている場合、個辺化のためのダイシングを行う切断位置が、多少ずれた場合でも、切断後のダム材１５の高さに影響することはなく、均一な品質の発光装置２が製造される。押圧によって、第１枠部１５１と第２枠部１５２の内周面の湾曲形状を調整できる。例えば、押圧を強くすると、湾曲の中心が基板表面よりダムの頂点方向に移動でき、ＬＥＤ素子１４の側方かつ高さの範囲のダム材の幅が増えるから、側方から光が漏れない。

【0059】

上述したように、ダム材１５ａにおいて複数の枠部を積み重ねた構造を採用することによって、製品の高さの調整が可能となる。第２枠部１５２の底面幅は、第１枠部１５１の上面の平坦部の幅と同一になる。第１枠部１５１と第２枠部１５２の高さに対する底面幅のアスペクト比を同一にすると、第１枠部１５１上面の平坦部の幅で第２枠部１５２のダムの高さをコントロールすることができる。第１枠部１５１と第２枠部１５２高さの合計は、ダム材１５の高さと同一にしてもよい。また、第１枠部１５１の幅はダム材１５の幅と同一にしてもよい。

【0060】

第１枠部１５１の内周曲面と第２枠部１５２の内周曲面とに接する接平面と基板１１とがなす傾斜角（θ）は、６５度以上且つ７５度以下であることが好ましく、７０度以上且つ７５度以下であることがより好ましい。接平面の傾斜角（θ）を６５度以上且つ７５度以下にすることにより、ＬＥＤ素子１４から水平方向に出射される光の多くがダム材１５において鉛直上方に反射されるため、発光装置１の光の取出し効率が改善するとともに、発光装置１から外部に出射される光束の広がりが抑えられる。また、接平面の傾斜角（θ）を６５度以上且つ７５度以下にすることにより、ＬＥＤ素子１４から水平方向に出射される光の多くがダム材１５において鉛直上方に反射されるため、発光装置２の光の取出し効率が改善するとともに、発光装置１から外部に出 射される光束の広がりが抑えられ、発光装置２の光学特性が改善する。

【0061】

図９は、第３の実施形態に係る発光装置３の平面図であり、図１０は図９のＣ部分の断面図である。図７及び図１０において、図１～３に示す発光装置１と同じ構成は同じ番号を付してその説明を省略する。発光装置３において、発光装置１と異なる点は、ダム材１５ｂの形状が異なることによって、ボンディングワイヤ１７及び第１配線１２１がダム材１５ｂで覆われている点のみである。なお、ダム材１５ｂを構成する成分は、発光装置１におけるダム材１５と同じである。

【0062】

発光装置３において、ダム材１５ｂは、ＬＥＤ素子１４に近接して配置され、図１０に示される様に内側に凸になった形状をしているので、ボンディングワイヤ１７の一部がダム材１５ｂに覆われている。ワイヤボンディングの後にダム材１５ｂを配置するので、ダム材１５ｂは、ボンディングワイヤ１７又は１８の一部を覆うことができる。それにより、発光装置３は、より小型の構造にする事ができる。さらに、ボンディングワイヤ１７又は１８はダム材１５ｂと封止材１６の両方に覆われることとなるが、ダム材１５ｂと封止材１６が同じ硬度をもつ事で、硬化時の応力によるワイヤー断線を防ぐことができる。

【0063】

上述した様に、ボンディングワイヤ１７又は１８の一部をダム材１５ｂで覆うことで、ダム材１５ｂをＬＥＤ素子１４にさらに近づける事ができ、それにより発光装置３の指向性を狭くする事が可能となる。

【0064】

図１１は第４の実施形態に係る発光装置４の平面図であり、図１２は図１１のＣＣ´線に沿う断面図であり、図１３は図１１のＤＤ´線に沿う断面図である。図１１～１３において、図１～３に示す発光装置１と同じ構成は同じ番号を付してその説明を省略する。発光装置４において、発光装置１と異なる点は、ダム材１５ｃの形状のみである。

【0065】

発光装置４のダム材１５ｃに含有される、ベース樹脂、酸化チタンの微粒子、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０は、ダム材１５と同様であるが、一対の第１枠部１５３、一対の第２枠部１５４及び一対の第３枠部１５５から形成されている点が異なる。一対の第１枠部１５３は、基板１１の一対の長辺１１１及び１１２に沿って配置される。一対の第２枠部１５４は、一対の長辺１１１及び１１２のそれぞれの上面に配置される。一対の第３枠部１５５は、基板１１の一対の短辺１１３及び１１４に沿って配置される。一対の第３枠部１５５のそれぞれの両端は一対の第１枠部１５３の両端の上面に配置され、一対の第２枠部１５４のそれぞれの両端は一対の第３枠部１５５の両端の上面に配置される。

【0066】

発光装置４を平面視したとき、第３枠部１５５の幅は、第１枠部１５３の幅よりも太い。第３枠部１５５の幅は、第１枠部１５３の幅の１５０％以上であり且つ２００％以下であることが好ましい。第３枠部１５５の幅が第１枠部１５３の幅の１５０％未満であると、第３枠部１５５の高さを高くすることが難しくなる。また、第３枠部１５５の幅が第１枠部１５３の幅の２００％より大きいと、第３枠部１５５の塗布量が多くなり、製造コストが増加する。

【0067】

最初に、ダム材１５の場合と同じ白色の樹脂液滴を塗布して一対の第１枠部１５３を基板１１の一対の長辺１１１及び１１２に沿って形成し、第１枠部１５３の上部が平坦になるように処理した後に加熱して硬化させる。次に、ダム材１５の場合と同じ白色の樹脂液滴を塗布して一対の第３枠部１５５を基板１１の一対の短辺１１３及び１１４に沿って形成し、第３枠部１５５の上部が平坦になるように処理した後に加熱して硬化させる。次に、平坦に形成された第１枠部１５３の上面に白色の樹脂液滴をさらに塗布し、第２枠部１５４及び第３枠部１５５の上部が平坦になるように処理した後に加熱して硬化させることにより、第２枠部１５４を形成する。このとき、第２枠部１５２の内周面及び外周面は、樹脂液滴の表面張力により曲面となる。また、第１枠部１５３及び第３枠部１５５の上面が平坦に形成されているため、樹脂液滴が第１枠部１５１の側面に沿って流れ落ちることが防止される。さらに、第２枠部１５４及び第３枠部１５５の上部が平坦になるように処理した後に加熱して硬化させることにより、基板１１の一対の長辺１１１及び１１２に沿って配置される第１枠部１５３及び第２枠部１５４の高さは、基板１１の一対の短辺１１３及び１１４に沿って配置される第３枠部の高さと等しくなる。

【0068】

一対の第３枠部１５５の一方は第１配線１２１の外周部を被覆するように配置され、一対の第３枠部１５５の他方は第２配線１２２の外周部を被覆するように配置される。一対の第３枠部１５５のそれぞれは、第１配線１２１及び第２配線１２２の外周から１００μｍの版を被覆するように形成されることが好ましい。なお、ダム材１５ｃは、第１配線１２１及び第２配線１２２の外周を被覆しなくてもよい。

【0069】

発光装置４は、基板１１の一対の短辺１１３及び１１４に沿って配置されるダム材を第３枠部１５５のみで形成することで、発光装置２よりも枠部の段数を減らすことができる。発光装置４は、発光装置２よりも枠部の段数を減らすことで、枠部同士の交差回数が削減され、枠部が重畳されることでダム材の角が高くなることを抑制することができる。発光装置４は、ダム材の角が高くなることを抑制することで、枠部同士の干渉が減少し、枠部同士が干渉することに起因する製造ばらつきが抑制される。また、発光装置４は、発光装置２よりも枠部の段数を減らすことで、製造工程が簡略化され、製造コストを抑制することができる。

【0070】

また、発光装置４は、発光装置２よりも枠部の段数を減らすことで、後に枠部を配置するときに、先に配置された枠部の形状が崩れることを抑制できる。発光装置４では、第２枠部１５４の塗布に応じて一対の第３枠部１５５から突出する一対の突出部１５５ａが形成される。第２枠部１５４を塗布するときに塗布速度を抑制することで、一対の突出部１５５ａは、小さくすることができる。なお、一対の突出部１５５ａは、極性判定に利用してもよい。

【0071】

発光装置４では、基板１１の一対の短辺１１３及び１１４に沿って配置される第３枠部１５５の幅が太くなることで、発光面が狭くなる。発光装置４は、狭い発光面を有するので、レンズを使用するバックライト用の光源等の発光面積を狭くすることが望ましい発光装置として適用することが好ましい。

【0072】

発光装置４では、一対の第３枠部１５５が第１配線１２１及び第２配線１２２の外周部を被覆することにより、第１配線１２１及び第２配線１２２の外周部に到達した光は硫化ガスの影響を受けない一対の第３枠部１５５で反射される。第１配線１２１及び第２配線１２２の外周部に到達した光が一対の第３枠部１５５で反射することにより、発光装置４は、硫化ガスの影響による光の取出し効率の低下の度合いを抑えることを可能とする。一対の第３枠部１５５は、第１配線１２１及び第２配線１２２の外周から１００μｍの範囲を被覆することで、光の取出し効率が低下する度合いを抑制できる。

【0073】

発光装置４では、一対の長辺１１１及び１１２に沿って２段の第１枠部１５３及び第２枠部１５４が配置され、一対の短辺１１３及び１１４に沿って１段の第３枠部１５５が配置される。しかしながら、実施形態に係る発光装置では、一対の短辺１１３及び１１４に沿って配置される枠部の段数は、一対の長辺１１１及び１１２に沿って配置される枠部の段数よりも１段以上少なければよい。

【0074】

また、発光装置４では、一対の長辺１１１及び１１２に沿って２段の第１枠部１５３及び第２枠部１５４が配置され、一対の短辺１１３及び１１４に沿って１段の第３枠部１５５が配置されるが、第１枠部１５３～第３枠部１５５の配置は他の配置であってもよい。実施形態に係る発光装置では、一対の第１枠部は二対の辺を有する矩形状の平面形状を有する基板上に、二対の辺の一方の辺に沿って配置され、一対の第２枠部は一対の第１枠部のそれぞれの上面に配置される。また、一対の第３枠部は、二対の辺の他方に沿って配置される。例えば、発光素子が一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形状の平面形状を有するとき、一対の第１枠部及び一対の第２枠部は発光素子の一対の長辺に対向するように配置され、一対の第３枠部は発光素子の一対の短辺に対向するように配置される。

【0075】

図１４は、第５の実施形態に係る発光装置５の断面図である。図１４において、図１～３に示す発光装置１と同じ構成は同じ番号を付してその説明を省略する。発光装置５において、発光装置１と異なる点は、ダム材１５ｄの形状のみである。

【0076】

発光装置５のダム材１５ｄは、蛍光体層１５６と、枠部１５７とを有する。蛍光体層１５６は、基板１１の上面を覆うように配置され且つＬＥＤ素子１４から出射された光の波長を変換する蛍光体により形成される。蛍光体層１５６を形成する蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ２^２＋どの粒子状の蛍光体材料、及びＫＳＦ等の赤色蛍光体であることが好ましい。なお、第１枠部１５６に含まれる蛍光体は、（ＢａＳｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などの粒子状の蛍光体材料等の緑色蛍光体であってもよい。蛍光体層１５６は、蛍光体をスプレー等の噴射装置によってダム材１５ｄが配置される領域に塗布することで形成される。

【0077】

枠部１５７は、ベース樹脂、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０を含み、酸化チタンの微粒子等の反射材を含まない。枠部１５７は、反射材を含まないので、ＬＥＤ素子１４から出射された光、及び蛍光体から放射された光を透過する透明な部材であり、光透過性を有する。なお、枠部１５７は、反射材を含んでもよい。

【0078】

発光装置５は、蛍光体層１５６を形成する蛍光体を基板１１の上面を覆うように配置することで、第１枠部１５６に入射した波長が短い青色光を波長が長い赤色光又は緑色光に変換して基板１１の表面に照射させることができる。発光装置５は、ＬＥＤ素子１４から出射された波長が短い光を波長が高い光に変換して基板１１の表面に照射することで、ＬＥＤ素子１４から出射された光が入射することによる基板１１の表面の劣化を抑制することができる。発光装置５は、基板１１の表面の劣化を抑制できるので、基板１１の表面の劣化によりダム材１５ｄが基板１１から剥離するおそれを低くなり、信頼性を高くすることができる。

【0079】

図１５は、第６の実施形態に係る発光装置６の断面図である。図１５において、図１～３に示す発光装置１と同じ構成は同じ番号を付してその説明を省略する。発光装置６において、発光装置１と異なる点は、ダム材１５ｅの形状のみである。

【0080】

発光装置６のダム材１５ｅは、第１枠部１５８と、第２枠部１５９とを有する。第１枠部１５８は、ベース樹脂に加えて、基板１１の上面を覆うように配置され且つＬＥＤ素子１４から出射された光の波長を変換する蛍光体を含む。第１枠部１５８に含まれる蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ２^２＋どの粒子状の蛍光体材料、及びＫＳＦ等の赤色蛍光体であることが好ましい。なお、第１枠部１５８に含まれる蛍光体は、（ＢａＳｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などの粒子状の蛍光体材料等の緑色蛍光体であってもよい。また、第１枠部１５８は、反射材を含んでもよい。

【0081】

第２枠部１５９は、ベース樹脂、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０を含み、酸化チタンの微粒子等の反射材を含まない。第２枠部１５９は、反射材を含まないので、ＬＥＤ素子１４から出射された光、及び蛍光体から放射された光を透過する透明な部材であり、光透過性を有する。なお、第２枠部１５９は、反射材を含んでもよい。

【0082】

ダム材１５ｅは、第１枠部１５８及び第２枠部１５９の原材料のそれぞれをディスペンサーによって塗布することで形成される。なお、ダム材１５ｅは、第１枠部１５８に対応する蛍光体シートを配置した後に、ベース樹脂、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０を含む第２枠部１５９の原材料をディスペンサーによって塗布することで形成されてもよい。また、ダム材１５ｅは、第１枠部１５８に対応する蛍光体シートを配置した後に、ベース樹脂、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０を含む第２枠部１５９に対応する樹脂シートを蛍光体シート上に配置することで形成されてもよい。

【0083】

発光装置６は、第１枠部１５８を基板１１の上面を覆うように配置することで、発光装置５と同様に、第１枠部１５８に入射した波長が短い青色光を波長が長い赤色光又は緑色光に変換して基板１１の表面に照射させることができる。発光装置６は、ＬＥＤ素子１４から出射された波長が短い光を波長が高い光に変換して基板１１の表面に照射することで、ＬＥＤ素子１４から出射された光が入射することによる基板１１の表面の劣化を抑制することができる。発光装置６は、基板１１の表面の劣化を抑制できるので、基板１１の表面の劣化によりダム材１５ｅが基板１１から剥離するおそれを低くなり、信頼性を高くすることができる。

【0084】

発光装置６は、第１枠部１５８及び第２枠部１５９を有するダム材１５ｅを有する。しかしながら、実施形態に係る発光装置は、ダム材１５及びダム材１５と基板１０との間に基板１０の上面を覆うように配置され且つ発光素子１４から出射された光の波長を変換する蛍光体を含有する蛍光体層をダム材１５ｅの代わりに有してもよい。

【0085】

図１６は、第７の実施形態に係る発光装置７断面図である。図１６において、図１～３に示す発光装置１と同じ構成は同じ番号を付してその説明を省略する。発光装置７において、発光装置１と異なる点は、基板１１ａの構造及びダム材１５ｆの形状のみである。

【0086】

基板１１ａは、例えばガラスエポキシ基板であり、ＬＥＤ素子１４が収容される凹部１１ｂを形成するパッド１１ｃが中央部に配置される。凹部１１ｂは、キャビティ―とも称され、ＬＥＤ素子１４が配置される凹部底面１１ｄ、及び底面を囲むように配置される凹部側面１１ｅを有する。凹部底面１１ｄｃの裏面には、ヒートシンクが配置可能である。

【0087】

発光装置７のダム材１５ｆに含有される、ベース樹脂、酸化チタンの微粒子、第１粒径フィラー１９及び第２粒径フィラー２０は、ダム材１５と同様であるが、第１配線１２１及び第２配線１２２を全面に亘って被覆し且つ先端が凹部１１ｂの近傍に配置される点が異なる。発光装置７を平面視したとき、ダム材１５ｆは、凹部１１ｂの周囲を囲むように配置される。

【0088】

発光装置７は、裏面にヒートシンクが配置可能である凹部底面１１ｄにＬＥＤ素子１４が配置されるので、放熱効率を高くすることができ、ＬＥＤ素子１４に流す電流を大電流化して輝度が高くすることができる。

【0089】

また、発光装置７は、ダム材１５ｆを凹部１１ｂの周囲を囲むように配置することで、発光面が狭くして、レンズを使用するバックライト用の光源等の発光面積を狭くすることが望ましい発光装置として適用することができる。

【0090】

また、発光装置７は、ガラスエポキシ基板である基板１１ａを有するので、アルミニウム基板等の金属基板を使用する発光装置よりも高い設計自由度を実現することができる。

【0091】

実施形態に係る発光装置は、赤外線（ＩＲ）光を出射するＬＥＤ素子をＬＥＤ素子１４の代わりに有してもよい。また、発光装置６は、青色光を出射する単一のＬＥＤ素子１４を有するが、実施形態に係る発光装置は、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれが出射する複数のＬＥＤ素子をＬＥＤ素子１４の代わりに有してもよい。

【0092】

実施形態に係る発光装置は、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれが出射する３個のＬＥＤ素子を有するとき、３個のツェナーダイオードを３個のＬＥＤ素子に隣接して配置してもよい。実施形態に係る発光装置は、３個のツェナーダイオードを３個のＬＥＤ素子に隣接して配置することで、ＬＥＤ素子から出射された光を吸収する光吸収部材として３個のツェナーダイオードを機能させることができる。実施形態に係る発光装置は、光吸収部材として３個のツェナーダイオードを機能させることで、３個のＬＥＤ素子のそれぞれから出射される赤色光、緑色光及び青色光の光度を調整して所望の色温度を有する光を出射することができる。

【0093】

図１７は、ダム材１５における第１粒径フィラー１９の配合量とダム材１５の硬度との関係を示す図である。配合量は、完成した発光装置１における硬化後のダム材１５において、ベース樹脂に対する第１粒径フィラー１９の質量比（ｗｔ％）を示している。硬度は、ショアＤ硬度を示している。図１７は、ダム材１５に含まれる第１粒径フィラー１９の配合量を変化させて、その際のダム材１５のショアＤ硬度を測定した結果である。

【0094】

図１８に示す様に、ダム材に第１粒径フィラー１９を含有させると、硬化後のダム材１５の硬度が増加する。一般に、ショアＤ硬度が６５以上あれば、ダイシング等の切断時に、外観に目立つバリ、欠けが見られず、良好な外観を有する発光装置を製造する事ができる。また、第１粒径フィラー１９を含有させると、ダム材１５の粘度が低下する事があり、ショアＤ硬度が７４より大きいと、粒子のベアリング効果のため、ダム材の形状を所定の形状に維持することが難しくなる。以上より、完成した発光装置１における硬化後のダム材１５において、ベース樹脂に対する第１粒径フィラー１９の質量比（ｗｔ％）の好ましい範囲を１０～５０ｗｔ％とした。第１粒径フィラー１９の含有量を増やし、ショアＤ硬度が７４より大きくなると、塗布用のノズルにつまりを起こし、ダム材を形成するための樹脂を塗布する事が難しくなる。

【0095】

図１８は、ダム材１５における第２粒径フィラー２０の配合量と粘度との関係を示す図である。配合量は、完成した発光装置１における硬化後のダム材１５において、ベース樹脂に対する第２粒径フィラー２０の質量比（ｗｔ％）を示している。粘度は、硬化前の白色の樹脂液滴の粘度（Ｐａ・Ｓ）を示している。図１８は、ダム材１５用に作成された硬化前の白色の樹脂液滴に含まれる第２粒径フィラー２０の配合量を変化させて、その粘度を測定した結果である。

【0096】

図１８に示す様に、硬化前の白色の樹脂液滴に第２粒径フィラー２０を含有させると、粘度が増加する。一般に、粘度が２００（Ｐａ・Ｓ）以上あれば、製造時に粘度が高くなり、粒子間を高粘度で維持でき、形状を高さ方向に高く、幅方向に小さく保つことが可能となる。また、粘度が１２００（Ｐａ・Ｓ）より大きくなると、粘度が高くなりすぎて、塗布用のノズルにつまりを起こし、ダム材を形成するための樹脂を塗布する事が難しくなる。以上より、完成した発光装置１における硬化後のダム材１５において、ベース樹脂に対する第２粒径フィラー２０の質量比（ｗｔ％）の好ましい範囲を４～１５ｗｔ％とした。なお、図８０における第２粒径フィラー２０の質量比（ｗｔ％）は、ダム材１５が硬化後に０～１０％質量が減少することを考慮して計算している。

【0097】

ダム材１５を形成する為の硬化前の白色の樹脂液滴の粘度が低いと、ダム材１５の高さに対する底面幅のアスペクト比を高く維持することができなくなり、ダム形状が垂れた形状になってしまう。そのため、ダム材１５がＬＥＤ素子１４に触れてしまい発光効率の減少を引き起こし、小型の発光装置を得る事が困難となる。

【0098】

ダム材１５の形状は、発光装置１の発光効率の減少を防止する上で重要な要素であり、ダム材１５の第１配線１２１からの高さ（Ｈ１）に対する底面幅（第１配線１２１の上面と平行なダム材１５の位置から側面２１までの幅：Ｗ１）の比が０．６～４．０であることが好ましい（図３参照）。ダム材１５の高さ（Ｈ１）に対する底面幅（Ｗ１）の比が０．６～４．０である場合には、発光装置１の発光効率の減少を防止できると共に、光の漏れを防ぐためにダム材１５の幅が薄くならない構成となっている。

【0099】

また、ダム材１５の第１配線１２１からの高さ（Ｈ１）に対する底面幅（Ｗ１）の比が０．６～４．０である場合には、ダム材のＬＥＤ素子１４に対向する側面が、ＬＥＤ素子１４に向かって湾曲凸形状となる（図３参照）。この場合、ダム材１５は、内側に傾斜した形状になっており、傾斜面は素子に向かって内側に凸の形状をしている。ダム材１５は、発光素子の高さの範囲内に、ダム材１５の湾曲凸形状の頂点（Ｐ）があり、内側に向かって突出する事で頂点より上側では反射した光の立ち上げが良くなり、光の取出し効率が向上する。またダム材１５は、配線パターンを含んだ基板の上に配置され、ダム材１５の断面形状は図３に示すように、ダム材１５の底面幅（Ｗ１）はダム材１５の最も素子側に突出している部分の幅（Ｗ２）よりも狭い（図３参照）。ダム材１５の底面幅（Ｗ１）が狭く、奥行きのある構造になる事により、光を複数回反射させる事が可能となり、混色性が高くなる。ＬＥＤ素子１４の横のダム材１５の幅が薄くなると光が抜けやすくなるので、ＬＥＤ素子１４の高さの範囲内に、ダム材１５の湾曲凸形状の頂点（Ｐ）、すなわちダム材１５の最長幅、を設けることによって、発光装置１の光取出し効率を向上させている。

【0100】

また、発光装置２における第１枠部１５１の第１配線１２１からの高さ（Ｈ２）に対する底面幅（第１配線１２１の上面と平行なダム材１５ａの位置から側面２１までの幅：Ｗ３）の比は（図８参照）、１．２～２．０であることが好ましく、その場合、第２枠部１５２を形成するのに適した形状となる。

【0101】

前述した様に、ダム材１５は酸化チタンを有しているが、酸化チタンのベース樹脂に対する質量比（ｗｔ％）は、ベース樹脂に対して、１０～７０ｗｔ％の範囲が好ましく、その場合、光を効率よく反射する。前述したように、ダム材１５の高さ（Ｈ１）に対する底面幅（Ｗ１）の比が０．６～４．０であることが好ましいが、その場合、ダム材１５の幅が薄くなる可能性があり、通常より多い質量比の酸化チタンが必要となる。ダム材１５において、酸化チタンのベース樹脂に対する質量比（ｗｔ％）が１０～７０ｗｔ％であれば、ダム材１５の幅が、例えば、０．１ｍｍ以下であっても、ＬＥＤ素子１４からの光が抜けずに、効率よく反射させることができる。

【0102】

前述した様に、ダム材１５は酸化チタンを含有しなくても良い。すなわち、ダム材１５は透明であっても良い。ダム材１５を透明にすることで光の指向性を広げることができる。また、ダム材１５は黒色や青色であっても良い。ダム材１５を黒色にすることで、イエローリングの発生を抑制できる。更に、ダム材１５は蛍光体が含まれても良い。ダム材１５に蛍光体が含まれる事で、色温度、色度の指向性を調整できる。ダム材１５ａの場合、第１枠部１５１と第２枠部１５２の何れか一方のみが、透明、黒色、青色、又は、蛍光体を含んでいても良い。

【0103】

発光装置２の各辺は、第１枠部１５１のみ、第１枠部１５１に第２枠部１５２を積み重ねた構造と、複数の組合せの辺にて構成されても良い。発光装置２の長辺に２段の枠部を配置した後に、短辺に１段の枠部を配置しても良い。長辺側に配置した枠部の中心のピッチが１．５ｍｍ以下になると、2段ダムの上に配置されたダム材が２段ダムの間に入り込むから、短辺側を１段ダムとしても２段ダムと同じ高さにすることができ、工数が削減できる。短辺側のダムを縦に重ねずに、横に並べる事で、ワイヤーと配線の接続部を保護する事ができるとともに、長辺の指向性を狭くする事ができる。

【0104】

ダム材１５は、発光装置１を平面視したときに４つの角のＲのサイズを変えても良い。たとえば、隣接した２つの角のＲを他の２つより大きくすると、方向を認識できるマークとして使用する事もできる。また、発光装置２において、Ｒを大きくする角を第１枠部１５１と第２枠部１５２で変えても良い。これにより認識マークが見やすくなる。

【0105】

発光装置２において、封止材１６に含有される蛍光体を沈降させた時、第１枠部１５１の上部であって、第２枠部１５２との境目に蛍光体を積むことができる。蛍光体を沈降させた際に、ＬＥＤ素子１４の側面が蛍光体の沈降層より露出することがある。そうすると側方へ向かう青色の光が強く出てしまうから、第１枠部１５１と第２枠部１５２との境目の蛍光体で黄色を補う事で、側方へ向かう青色の光を減少させることが可能となる。

【0106】

当業者は、本発明の範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に実装されたＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子の周囲に配置されたダム材と、
前記ダム材の内側に配置され、前記ＬＥＤ素子を封止する封止材と、を有し、
前記基板は、二対の辺を有する矩形状の平面形状を有し、
前記ダム材は、
前記二対の辺の一方の辺に沿って配置される一対の第１枠部と、
前記一対の第１枠部のそれぞれの上面に配置される一対の第２枠部と、
前記二対の辺の他方に沿って配置される一対の第３枠部と、
を有する、ことを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記基板は、一対の長辺、及び前記一対の長辺よりも短い一対の短辺を有する矩形状の平面形状を有し、
前記一対の第１枠部及び一対の第２枠部は、前記一対の長辺に沿って配置され、
前記一対の第３枠部は、前記一対の短辺に沿って配置される、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記ダム材は、ベース樹脂、第１粒径フィラー、及び、第２粒径フィラーを含み、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、１０～５０ｗｔ％の前記第１粒径フィラーを含有し、
前記第１粒径フィラーの平均粒径は１～１００μｍであり、
前記ダム材は、前記ベース樹脂に対して、４～１５ｗｔ％の前記第２粒径フィラーを含有し、
前記第２粒径フィラーの平均粒径は１～５００ｎｍである、請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記ダム材は、光透過性を有する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記基板の上面において前記ダム材に囲まれるように配置される導電性の配線パターンを更に有し、
前記ＬＥＤ素子は、前記配線パターンの上面に配置され、
前記ダム材は、前記配線パターンの外周部を被覆する、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項6】

前記基板は、底面及び前記底面を囲むように配置される側面を有する凹部が形成され、
前記ＬＥＤ素子は前記凹部の底面に配置され、前記ダム材は前記凹部の周囲を囲むように配置される、請求項１に記載の発光装置。

【請求項7】

前記ＬＥＤ素子に電力を供給するためのワイヤーを更に有し、
前記ダム材は、前記ワイヤーの一部を覆う、請求項１に記載の発光装置。