(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-31
(45)【発行日】2022-06-08
(54)【発明の名称】発光装置およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/60 20100101AFI20220601BHJP
H01L 33/54 20100101ALI20220601BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20220601BHJP
【FI】
H01L33/60
H01L33/54
H01L33/50
(21)【出願番号】P 2018064859
(22)【出願日】2018-03-29
【審査請求日】2021-03-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100180529
【氏名又は名称】梶谷 美道
(74)【代理人】
【識別番号】100125922
【氏名又は名称】三宅 章子
(74)【代理人】
【識別番号】100184985
【氏名又は名称】田中 悠
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼松 朋輝
【審査官】小澤 尚由
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2013/011628(WO,A1)
【文献】国際公開第2009/066430(WO,A1)
【文献】特開2017-076673(JP,A)
【文献】特開2010-238846(JP,A)
【文献】特開2018-022758(JP,A)
【文献】国際公開第2014/081042(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2017/0084587(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 33/50 - 33/60
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の発光素子を配列する工程と、
前記複数の発光素子の上面を露出し、前記発光素子の側面を覆うように、前記複数の発光素子間に第1反射部材を設ける工程と、
前記複数の発光素子の上面および前記第1反射部材上に
未硬化の被覆部材を配置する工程と、
板状の透光性部材を
未硬化の前記被覆部材上に配置した後に、前記被覆部材を硬化させて前記透光性部材と前記第1反射部材および前記複数の発光素子とを接合する工程と、
前記接合する工程の後に、前記透光性部材
の一部と前記第1反射部材
の一部
とを除去し、1または2以上の発光素子を囲むように複数の溝を形成する工程と、
前記複数の溝内に充填された第2反射部材を設ける工程と、
前記第2反射部材を切断して個片化する工程と、
を含む発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記第1反射部材を設ける工程は、
前記複数の発光素子の上面を露出し、前記発光素子の側面を覆うように、前記複数の発光素子間に第1反射部材の未硬化の材料を形成する工程と、
前記材料を硬化させる工程と、
を含む請求項1に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記第2反射部材を設ける工程において、前記第2反射部材は、前記複数の溝を形成する工程によって露出した前記透光性部材の側面を覆う請求項1
または2に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記第1反射部材と前記第2反射部材とが同じ材料を含む請求項1から
3のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記第2反射部材を
設ける工程の後に、少なくとも前記透光性部材の上面に凹凸を有する透明樹脂層を形成する工程をさらに含む請求項1から
4のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記第2反射部材を設ける工程の後、前記1または2以上の発光素子上の前記透光性部材の表面に透光性部材からなるレンズを形成する工程をさらに備える請求項1から
5のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記透光性部材は、蛍光体を含む請求項1から
6のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記複数の発光素子を配列する工程において、前記複数の発光素子を基板上に配列し、前記個片化する工程において、前記第2反射部材および前記基板を切断する、請求項1から
7のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
前記複数の溝を形成する工程において、前記第1反射部材は、前記複数の溝によって分断されていない、請求項1から
8のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項10】
複数の発光素子と、
前記
複数の発光素子
における各発光素子の側面を覆う第1反射部材と、
前記
複数の発光素子の光取り出し面および前記第1反射部材の上面上に配置された被覆部材と、
前記被覆部材上に配置された蛍光体を含む透光性部材と、
前記透光性部材
の側面、前記被覆部材の側面
および前記第1反射部材の側面を覆う第2反射部材と、
を備え、
前記被覆部材の前記第1反射部材の上面と接している下面は湾曲しており、
前記被覆部材の厚さは、前記
各発光素子に近接する第1の位置よりも前記
各発光素子から離れた第2の位置において大き
く、かつ、
前記複数の発光素子のうちの隣接する2つの発光素子間において、前記2つの発光素子に近接する第3の位置よりも前記2つの発光素子の中間側に位置する第4の位置において大きく、
前記第1反射部材および前記第2反射部材によって側面が構成されており、
上面視において、1つの前記透光性部材の外縁の内側に前記複数の発光素子が位置する、発光装置。
【請求項11】
前記透光性部材の上面および前記第2反射部材の上面は、前記発光装置の上面を構成している、請求項10に記載の発光装置。
【請求項12】
前記発光装置の前記側面において、前記第1反射部材および前記第2反射部材は同一平面に位置している、請求項10または11に記載の発光装置。
【請求項13】
前記複数の発光素子が配置される基板をさらに備え、
前記発光装置の前記側面において、前記第1反射部材、前記第2反射部材および前記基板は同一平面に位置している、請求項12に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置および発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
樹脂等で覆われた発光素子を含む発光装置を製造する方法として、複数の発光素子を配置し、発光素子間に樹脂を充填した後、樹脂を切断して個片化する製造方法が知られている(例えば特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の方法によって製造される発光装置において、見切り性が求められることがある。
【0005】
本開示は、見切り性が良好な発光装置、及び、その発光装置を効率よく製造することが可能な発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の発光装置の製造方法は、複数の発光素子を配列する工程と、前記複数の発光素子の上面を露出し、前記発光素子の側面を覆うように、前記複数の発光素子間に第1反射部材を設ける工程と、前記複数の発光素子の上面および前記第1反射部材上に透光性部材を配置する工程と、前記透光性部材と前記第1反射部材の少なくとも一部を除去し、1または2以上の発光素子を囲むように複数の溝を形成する工程と、前記複数の溝内に充填された第2反射部材を設ける工程と、前記第2反射部材を切断して個片化する工程とを含む。
【0007】
本開示の発光装置は、少なくとも1つの発光素子と、前記発光素子の側面を覆う第1反射部材と、前記発光素子の光取り出し面および前記第1反射部材の上面上に配置された被覆部材と、前記被覆部材上に配置された蛍光体を含む透光性部材と、前記透光性部材および前記被覆部材の側面を覆う第2反射部材と、を備え、前記被覆部材の前記第1反射部材の上面と接している下面は湾曲しており、前記被覆部材の厚さは、前記発光素子に近接する第1の位置よりも前記発光素子から離れた第2の位置において大きい。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、見切り性が良好な発光装置、及びその発光装置を効率よく製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1A】
図1Aは、第1の実施形態の発光装置の断面図である。
【
図2】
図2は、第1の実施形態の発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
【
図3A】
図3Aは、第1の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図3B】
図3Bは、第1の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図3C】
図3Cは、第1の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図3D】
図3Dは、第1の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図3E】
図3Eは、第1の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図3F】
図3Fは、第1の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図4】
図4は、第2の実施形態の発光装置の断面図である。
【
図5A】
図5Aは、第2の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図5B】
図5Bは、第2の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図5C】
図5Cは、第2の実施形態の発光装置の製造方法における工程断面図である。
【
図6】
図6は、発光装置の他の形態を示す断面図である。
【
図7】
図7は、発光装置の他の形態を示す断面図である。
【
図8】
図8は、発光装置の他の形態を示す断面図である。
【
図9】
図9は、発光装置の他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態に係る発光装置およびその製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、一つの実施形態において説明する内容は、他の実施形態及び変形例にも適用可能である。さらに、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する場合がある。
【0011】
(第1の実施形態)
(発光装置101)
図1Aは、第1の実施形態の発光装置の断面図である。
図1Bは、
図1Aに示す発光装置の上面図である。発光装置101は、少なくとも1つの発光素子10と、発光素子10の側面を覆う第1反射部材20と、発光素子10の光取り出し面および第1反射部材20の上面上に配置された被覆部材30と、被覆部材30上に配置された蛍光体80を含む透光性部材40と、透光性部材40および被覆部材30の側面を覆う第2反射部材50と、を備える。発光装置101は、さらに基板70を備えていてもよいが無くてもよい。発光装置101は、本実施形態では、上面視において矩形形状を備え、矩形形状の上面100aおよび下面100bと、側面100c、100d、100e、100fを有する。本実施形態では、発光装置101は、発光素子10を4つ備えるが、発光装置101は、1つ以上の発光素子10を備えていればよい。被覆部材30の第1反射部材20の上面と接している下面は湾曲しており、被覆部材30の厚さは、発光素子10に近接する第1の位置よりも発光素子10から離れた第2の位置において大きい。
【0012】
以下、各構成要素を詳細に説明する。
【0013】
基板70は、例えば樹脂またはセラミックス、金属等、又は、これらの複合材料によって構成される。低コストおよび成型容易性の点では、絶縁性を有する樹脂を選択することができ、耐熱性及び耐光性の点では、セラミックスを基選択することができる。基板70に用いることができる樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド(PPA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられる、また、基板70に用いることができるセラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、フォルステライト、ガラスセラミックス、窒化物系(例えば、AlN)、炭化物系(例えば、SiC)等が挙げられる。なかでも、アルミナからなる又はアルミナを主成分とするセラミックスが好ましい。
【0014】
また、基板70を構成する材料に樹脂を用いる場合、ガラス繊維、SiO2、TiO2、Al2O3等の無機フィラーを樹脂に混合し、機械的強度の向上、熱膨張率の低減、光反射率の向上等を図ることもできる。また、基板70は、金属板に絶縁層が形成された複合板であってもよい。
【0015】
基板70の上面70aには複数の配線用の端子である電極71が設けられ、下面70bには複数の電極72が設けられている。基板70の下面は、発光装置101全体の下面100bでもある。電極71と電極72とは、基板70内に設けられた配線によって電気的に接続されている。電極71、72の材料は、導電性材料の中から基板70の材料、基板70の製造方法等によって適宜選択することができる。例えば、基板70の材料としてセラミックスを用いる場合、電極71、72の材料は、セラミックスシートの焼成温度にも耐え得る高融点を有する材料であることが好ましく、例えば、タングステン、モリブデンのような高融点の金属を用いるのが好ましい。前述の高融点金属からなる配線パターン上にメッキ、スパッタリング、蒸着などにより、ニッケル、金、銀など他の金属材料の層をさらに備えていてもよい。
【0016】
基板70の材料として樹脂を用いる場合、電極71、72の材料は、加工し易い材料が好ましい。また、射出成形された樹脂を用いる場合には、電極71、72の材料は、打ち抜き加工、エッチング加工、屈曲加工等の加工が容易であり、かつ、比較的大きい機械的強度を有する材料であることが好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属、または、鉄-ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅、モリブデン等の金属層やリードフレーム等によって電極71、72が形成されていることが好ましい。また、電極71、72は、これらの金属による配線パターンの表面上に他の金属材料の層をさらに備えていてもよい。この材料は特に限定されないが、例えば、銀のみ、あるいは、銀と、銅、金、アルミニウム、ロジウム等との合金からなる層、または、これら、銀や各合金を用いた多層を用いることができる。他の金属材料による層は、メッキ、スパッタリング、蒸着などにより形成することができる。
【0017】
[発光素子10]
図1Cは、
図1Aに示す発光装置の発光素子の断面図である。発光素子10は、透光性基板11と、半導体積層構造12と、電極13、14とを備えている。本実施形態では、発光素子10は、上面視において矩形形状を有する。つまり、発光素子10は、矩形形状を有する上面10a、下面10bと、側面10c、10d、10e、10f(
図1B)を有する。発光素子10の上面視の形状は矩形に限られず六角形等の他の形状を有していてもよい。上面10aは発光素子10から光が出射する光取り出し面である。
【0018】
半導体積層構造12は上面12aおよび下面12bを有し、上面12aに透光性基板11が配置され、下面12bに電極13、14が配置されている。半導体積層構造12は、波長変換物質を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である、窒化物半導体を用いることが好ましい。窒化物半導体は、主として一般式InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表される。
【0019】
透光性基板11は、通常、半導体発光素子を製造する際に用いられる基板であればよく、例えばサファイア基板である。半導体積層構造12は、n型半導体層およびp型半導体層を含む。好ましくは、半導体積層構造12は、n型半導体層とp型半導体層との間に活性層をさらに含んでいる。
【0020】
電極13、14は半導体積層構造12のn型半導体層およびp型半導体層と電気的に接続されている。電極13、14は、半導体装置において電極材料として一般的に使用される金属によって構成されている。本実施形態では、電極13、14は、基板70の電極71とバンプ、半田等によって接合されている。
【0021】
発光素子10は、本実施形態では、上面視において、直交する2方向に2行2列に配列されている。しかし、発光素子は、1次元に配列されていてもよい。
【0022】
[第1反射部材20]
第1反射部材20は、発光素子10から出射する光を反射させる。第1反射部材20は、発光素子10の側面10c~10fを覆うように、発光素子10の周囲に配置されている。第1反射部材20は、上面20aおよび下面20bを有する。本実施形態では、第1反射部材20の上面20aは、湾曲した凹部を有している。具体的には、隣接する発光素子10間および発光素子10と第2反射部材50との間において、第1反射部材20の上面20aは凹部を有している。凹部は、上面視における発光素子の側面10c~10fに垂直な方向に形成されている。
【0023】
発光装置101が基板70を備えていない場合には、第1反射部材20の下面20bは、発光装置101の下面100bを構成する。第1反射部材20は、発光装置101の側面10c、10d、10e、10fに露出している。
【0024】
第1反射部材20は、前方への光取り出し効率の観点から、発光素子10から出射する光に対して高い反射率を有していることが好ましい。具体的には、発光素子10の発光ピーク波長における光反射率が、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、第1反射部材20は、白色であることが好ましい。よって、第1反射部材20は、母材と母材に分散した白色顔料を含むことが好ましい。
【0025】
第1反射部材20の母材には、樹脂を用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの変性樹脂を用いることができる。なかでも、シリコーン樹脂および変性シリコーン樹脂は、耐熱性および耐光性に優れているので好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル-メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、第1反射部材20の母材は、上記樹脂中に各種のフィラーを含有してもよい。このフィラーとしては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。フィラーは、これらのうちの1種、またはこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、熱膨張係数の小さい酸化珪素が好ましい。また、フィラーとして、ナノ粒子を用いることで、発光素子の青色光のレイリー散乱を含む散乱を増大させ、波長変換物質の使用量を低減することもできる。なお、ナノ粒子とは、粒径が1nm以上100nm以下の粒子とする。また、本明細書における「粒径」は、例えば、D50で定義される。
【0026】
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムのうちの1種、またはこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。白色顔料の形状は、特に限定されず、不定形若しくは破砕状でもよく、流動性の観点では球状が好ましい。また、白色顔料の粒径は、例えば0.1μm以上0.5μm以下程度が挙げられ、光反射や被覆の効果を高めるためには小さい程好ましい。反射部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択でき、光反射性および液状時における粘度などの観点から、例えば10wt%以上80wt%以下が好ましく、20wt%以上70wt%以下がより好ましく、30wt%以上60wt%以下がよりいっそう好ましい。なお、「wt%」は、重量パーセントであり、第1反射部材18の全重量に対する当該材料の重量の比率を表す。
【0027】
[被覆部材30]
被覆部材30は、第1反射部材20に覆われた発光素子10を被覆するとともに、透光性部材40と第1反射部材20および発光素子10とを接合する。被覆部材30は、発光素子10の上面10aおよび第1反射部材20の上面20a上に配置されている。被覆部材30は上面30aおよび下面30bを有する。被覆部材30の上面30aは透光性部材40と接しており、平らな面である。一方、被覆部材30の下面30bは第1反射部材20上において、第1反射部材20の上面20aを反映した形状を有する。つまり、第1反射部材20の上面20aと接している被覆部材30の下面30bは、第1反射部材20側に凸の湾曲形状を有している。
【0028】
発光素子10と第2反射部材50との間において、被覆部材30の厚さは、発光素子10に近接する第1の位置p1よりも発光素子10から離れた、つまり、第2反射部材50に近接する第2の位置p2において大きい。第1の位置p1および第2の位置p2における被覆部材30の厚さをt1、t2とすると、t2の方がt1よりも厚い。
【0029】
また、隣接する発光素子10間において、被覆部材30の厚さは、発光素子10に近接する第3の位置p3よりも2つの発光素子10の中間側に位置する第4の位置p4において大きい。第3の位置p3および第4の位置p4における被覆部材30の厚さをt3、t4とすると、t4の方がt3よりも厚い。
【0030】
被覆部材30は、発光素子10から出射する光の波長に対して良好な透光性を有し、封止部材として耐候性、耐光性および耐熱性の良好な材料が好ましい。また、被覆部材30は、良好な接着性を有することが好ましい。被覆部材30の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを用いることができる。
【0031】
[透光性部材40]
透光性部材40は被覆部材30の上面30aに配置されており、発光素子10の側面10c~10fとは接していない。透光性部材40は蛍光体80を含み、発光素子から入射する光および第1反射部材20の上面20aで反射した光を透過させるとともに、これらの光の一部を吸収して異なる波長の光に変換する。例えば、発光素子10が青色光を発し、透光性部材40は、青色光の一部を例えば、黄色光に変換する。これにより、これらの光が混色した光(例えば白色光)を発光装置101から出射させることができる。透光性部材40は、複数種の蛍光体を含んでいてもよい。透光性部材40は、蛍光体80を含むシート状の部材であることが好ましい。
【0032】
透光性部材40は、母材として、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの変性樹脂、ガラスなどを含む。なかでも、シリコーン樹脂および変性シリコーン樹脂は、耐熱性および耐光性に優れるため母材として用いることが好ましい。例えば、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル-メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂などを好適に用いることができる。透光性部材40は、これらの母材のうちの1種、若しくはこれらの母材のうちの2種以上を含んでいてもよい。
【0033】
蛍光体80には、例えば、緑~黄色に発光するセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体、緑色に発光するセリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)系蛍光体、緑~赤色に発光するユーロピウムおよび/またはクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO-Al2O3-SiO2)系蛍光体、青~赤色に発光するユーロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)系蛍光体、緑色に発光するβサイアロン蛍光体、赤色に発光するCaAlSiN3:Euで表されるCASN系または(Sr,Ca)AlSiN3:Euで表されるSCASN系蛍光体などの窒化物系蛍光体、赤色に発光するK2SiF6:Mn(KSF)系蛍光体、赤色に発光する硫化物系蛍光体などを用いることができる。
【0034】
透光性部材40は、さらに、第1反射部材20に含めることができるフィラーなどをさらに含んでいてもよい。
【0035】
[第2反射部材50]
第2反射部材50は、透光性部材40の側面および被覆部材30の側面を覆っている。また、第1反射部材20の側面の一部を覆っている。
図1Bに示すように、上面視において、第2反射部材50は、透光性部材40を囲むように側面を覆っている。第2反射部材50が透光性部材40の側面を覆うことによって、発光装置101の上面100aにおける発光領域と非発光領域との境界が明瞭(境界の幅が狭い)となり、見切りがよい発光装置が実現し得る。また、第2反射部材50の側面だけでなく底面も第1反射部材20と接合されているため、接合強度を高くすることができる。
【0036】
第2反射部材50は、第1反射部材20に使用可能な材料によって構成することが可能であり、第1反射部材20と同じ材料で構成されていてもよいし、異なっていてもよい。第1反射部材20と第2反射部材50とが同じ材料で構成されていることにより、第1反射部材20と第2反射部材50との接合強度が向上する。また、第1反射部材20と第2反射部材50と線膨張係数を近似させ、第1反射部材20と第2反射部材50との界面の剥離を抑制することもできる。
【0037】
発光装置101によれば、透光性部材40の側面が第2反射部材50で覆われているため、見切り性に優れる。また、第1反射部材20の上面20a上において、発光素子10から離れる方向に被覆部材30が厚くなる、又は、第1反射部材20が薄くなるように湾曲している。このため、発光素子10の光取り出し面から出射した光が、透光性部材40で反射されても、反射された光は、
図1Aにおいて、矢印で示すように、湾曲した被覆部材30と第1反射部材20との界面で、発光素子10から遠ざかる方向に、再度反射され、発光素子10に入射、吸収されるのが抑制される。よって、発光装置101の光取り出し効率を向上させることができる。
【0038】
(発光装置101の製造方法)
発光装置101の製造方法の一例を説明する。
図2は、本実施形態の発光装置101の製造方法の一例を示すフローチャートである。
図3Aから
図3Fは、本実施形態の発光装置101の製造方法の工程断面図である。本実施形態の発光装置101は、発光素子を配列する工程(S1)と、第1反射部材を設ける工程(S2)と、透光性部材を配置する工程(S3)と、溝を形成する工程(S4)と、第2反射部材を設ける工程(S5)と、個片化する工程(S6)とを含む。以下、各工程を詳述する。
【0039】
[発光素子の配列工程(S1)]
まず複数の発光素子10を配列させる。より具体的には、発光装置101に含まれる数の発光素子10を単位として、基板70上に複数の発光素子が2次元に配列される。例えば、発光素子10の配列位置に対応した位置に電極71が形成された基板70を用意し、複数の発光素子10を基板70の上面70aに配列する。発光素子10の電極13、14を基板70の電極71に対向させ、バンプ、半田等によって接合する。これによって発光素子10の上面10aが上に向いた状態で複数の発光素子10が基板70の上面70aに配列される。
【0040】
発光装置101の作製後、発光装置101を基板から取り外す場合には、個片化前又は個片化後に取り外すため、粘着性を有する基板の上面に発光素子10は仮固定される。
【0041】
[第1反射部材を設ける工程(S2)]
複数の発光素子10の上面10aを露出し、発光素子10の側面10c~10fを覆うように、複数の発光素子10間に第1反射部材20を設ける。具体的には、まず、第1反射部材20の未硬化の材料を、例えば、ポッティングやスプレーなどによって、基板70の上面70aに配置する。このとき、第1反射部材20の未硬化の材料は、発光素子10の上面10aを覆ってしまわない量に調節される。基板70に配置された第1反射部材20の未硬化の材料は、発光素子10の側面10c~10fにおける表面張力および材料の粘性によって、発光素子10の側面10c~10fにおいて盛り上がり、第1反射部材20の未硬化の材料の上面が湾曲状の凹形状を有する。
【0042】
その後、第1反射部材20の未硬化の材料を加熱し、硬化させる。これにより、
図3Aに示すように、第1反射部材20が形成される。
【0043】
[透光性部材を配置する工程(S3)]
複数の発光素子10の上面および第1反射部材20上に透光性部材40を配置する。具体的には、まず、
図3Bに示すように、発光素子10の上面10aおよび第1反射部材20の上面20aに被覆部材の未硬化の材料30’を配置する。その後、板状の透光性部材40を被覆部材の未硬化の材料30’上に配置し、被覆部材の未硬化の材料30’を加熱する。加熱によって、材料を硬化させ、透光性部材40と第1反射部材20および発光素子10とを接合する。これにより、
図3Cに示すように、透光性部材40と第1反射部材20との間に被覆部材30が配置される。板状の透光性部材40と被覆部材30との間に空気層が介在しないように真空引きすることが好ましい。
【0044】
[溝を形成する工程(S4)]
透光性部材40と第1反射部材20の少なくとも一部を除去し、1または2以上の発光素子10を囲むように複数の溝を形成する。本実施形態では、透光性部材40と被覆部材30と第1反射部材20の一部を除去する。透光性部材40と第1反射部材20の除去には、例えば、円盤状の回転刃を有するダイシングソーと呼ばれる切断装置を用いることができる。上面視において、各発光装置101に含まれる数の発光素子10を囲むように、透光性部材40の上面40aにおいて、平行な2つ溝62を、直行する2方向に形成する。溝62は、隣接する2つの発光装置101となる領域101Rの境界において、透光性部材40および被覆部材30を分断し、第1反射部材20に達する深さを有する。第1反射部材20は分断されず、基板70側で接続されていることが好ましい。このようにすることで、基板70の厚みが薄くなることを抑制することができるので、基板の強度低下を抑制することができる。溝62の側面には、透光性部材40および被覆部材30の側面が露出する。
【0045】
[第2反射部材を設ける工程(S5)]
複数の溝62に充填された第2反射部材を設ける。具体的には、溝62内に、第2反射部材50の未硬化の材料を充填し、その後、加熱等によって第2反射部材50の未硬化の材料を硬化させる。これにより、溝62内に第2反射部材50が形成される。第2反射部材50は、発光装置101となる領域101Rにおいて、透光性部材40および被覆部材30の側面を覆っており、かつ、上面視において、透光性部材40および被覆部材30を囲んでいる。第2反射部材50の形成には、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティング等方法が用いられる。
【0046】
[個片化する工程(S6)]
少なくとも第2反射部材50を切断して個片化する。本実施形態では、発光装置101は実装用の基板70を備えるため、隣接する2つの発光装置101となる領域の境界が位置する、第2反射部材50の中心の位置(破線矢印で示す)において、第2反射部材50と、その下方に位置する第1反射部材20と、基板70と、を円盤状の回転刃、超音波カッターの切断刃、押し切り型のカッター等で切断する。これにより、発光装置101が基板70に実装された状態で発光装置101のそれぞれが分断され、個々の発光装置101が得られる。
【0047】
このような製法方法によれば、シート状の透光性部材40を用いても見切り性の良い発光装置101を製造することが可能となる。このため、例えば、発光装置101に用いる大きさに切断された透光性部材40を用いる場合に比べて、製造時における精度の高い位置合わせが必要な工程を減らすことができ、製造コストの低減、製造時間の短縮、製造歩留まりの向上等を達成しえることが可能となる。
【0048】
また第1反射部材20と第2反射部材50とを別々に形成するので、各発光素子10の側面が第1反射部材20で覆れ、かつ、透光性部材40の側面が第2反射部材50で覆われた発光素子10を含む発光装置を製造することができる。発光装置101によれば、発光素子10の側面が第1反射部材20で覆われることによって、発光装置101の側面から光はほとんど出射せず、発光素子10の上面10aからのみ主として光が透光性部材40へ入射する。このため、透光性部材40において、光が入射する面積を小さくして、入射した光の光電変換による発熱量を抑制することができ、熱による透光性部材40の特性の低下を抑制することができる。このような構成は、発光装置が複数の発光素子を備える場合、発光装置において上面視における透光性部材の面積が小さい場合に特に効果を奏し得る。
【0049】
(第2の実施形態)
(発光装置102)
図4は、本開示の発光装置の第2の実施形態の一例を示す断面図である。発光装置102は、被覆部材の厚さが第1反射部材120上において略均一である点および実装用の基板を備えていない点で、第1の実施形態の発光装置101と異なる。
【0050】
発光装置102において、第1反射部材120の上面120aは湾曲しておらず略平らな面である。第1反射部材120の上面120aは、発光素子10の上面10aとほぼ同じ高さに位置しており、発光素子10の上面10aと第1反射部材120の上面120aは、連続した平らな面を構成している。被覆部材130の下面130bは、第1反射部材120の上面120a上において平らであり、第1反射部材120および発光素子10を連続して平らな面で覆っている。このため、被覆部材130の厚さは、発光素子10からの位置にかかわらずほぼ同じである。また、発光装置102は実装用基板を備えておらず、第1反射部材120の下面120bが発光装置102の下面100bでもある。第1反射部材120の下面120bにおいて、電極13、14が露出している。
【0051】
発光装置102は、発光装置101の製造工程における第1反射部材を設ける工程(S2)および個片化する工程(S6)に、第1の実施形態と異なる工程を用いることによって作製することができる。
図5Aおよび
図5Bは、発光装置102の製造工程における第1反射部材を設ける工程(S2)を示す断面図である。例えば、粘着性を有する上面80aを備えた基板80上に複数の発光素子10を配列し、仮固定したあと、発光素子10全体が覆われるように、つまり、発光素子10の上面10aおよび側面10c~10fを覆うように、第1反射部材20の未硬化の材料を基板80の上面80aに配置する。その後、第1反射部材20の未硬化の材料を硬化させる。これにより、
図5Aに示すように、発光素子10の上面10aおよび側面10c~10fを覆う第1反射部材120’が得られる。第1反射部材120’を設ける工程は、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティング等の方法を用いることができる。
【0052】
次に第1反射部材120’の上面120a’側の一部を除去し、発光素子10の上面10aを第1反射部材120’から露出させる。例えば、発光素子10の上面10aが露出するまで第1反射部材120’を研磨する。研磨には、半導体装置の製造に用いられる種々の基板や絶縁層等を研磨あるいは平坦化するラッピング装置を用いることができる。また、研磨か機械的研磨に限られず化学機械研磨を用いてもよい。発光素子10の上面10aには
図1Cに示すように透光性基板11が位置しているため、透光性基板11の一部も除去しもよい。透光性基板11の一部が除去されるようにオーバーグラインドすることによって、より確実に、発光素子10の上面10aを露出させることができる。これにより、
図5Bに示すように発光素子10の上面10aを露出させ、側面10c~10fを覆った第1反射部材120が得られる。以降、発光装置101と同様の工程を用いて、被覆部材130、透光性部材40及び第2反射部材50を形成する。
【0053】
図5Cは、発光装置102の製造工程における個片化する行程(S6)を示す断面図である。第1の実施形態で説明したように、隣接する2つの発光装置となる領域の境界に位置する第2反射部材50の中心の位置において、基板80に達するまで円盤状の回転刃、超音波カッターの切断刃、押し切り型のカッター等で第2反射部材50およびその下方に位置する第1反射部材20を切断する。これにより、
図5Cに示すように、発光装置102が基板80に接着された状態で発光装置102のそれぞれが分断される。その後、基板80をはがすことによって、個々の発光装置102を製造することができる。
【0054】
(他の形態)
本開示の発光装置は上記実施形態に限られず、種々の改変が可能である。上述したように、発光装置101は1つの発光素子10を含んでいてもよい。
図6に示すように発光装置103は、1つの発光素子10を含んでいる。第1の実施形態と同様、第1反射部材20は、発光素子10の側面を覆うように、発光素子10の間および発光素子10の周囲に配置されている。第1反射部材20の上面20aは、湾曲した凹部を有している。被覆部材30の第1反射部材20の上面20aと接している下面30bは第1反射部材20側に凸の湾曲形状を有している。このため、発光素子10と第2反射部材50との間において、被覆部材30の厚さは、発光素子10に近接する第1の位置p1よりも発光素子10から離れた、つまり、第2反射部材50に近接する第2の位置p2において大きい。第1の位置p1および第2の位置p2における被覆部材30の厚さをt1、t2とすると、t2の方がt1よりも厚い。
【0055】
発光装置103も上述した形状を有する被覆部材30を備えているため、発光装置101の光取り出し効率を向上させることができる。
【0056】
発光装置は第1反射部材の下面に電極を備えていてもよい。
図7に示すように発光装置104は、第1反射部材120の下面120bに配置された電極73、74をさらに備えている。電極73、74は、発光素子10の電極13、14とそれぞれ重なっており、電気的に接続されている。電極13、14は、例えば、特開2017-118098号公報に開示された方法によって形成することができる。
【0057】
発光装置は上面に他の構成要素を備えていてもよい。例えば、
図8に示す発光装置105は、透光性部材40の上面40aに凹凸を有する透明樹脂層75を備えている。透明樹脂層75は例えば、粒子と樹脂とを含んでいる。透明樹脂層75は上面10a全体に形成されていてもよいし、縞状、ドット状等の状態で部分的に形成されていてもよい。透明樹脂層75は、例えば、透光性部材40を形成した後に、少なくとも透光性部材40の上面40aにスプレーによる吹き付け又は塗布によって形成することができる。第2反射部材50の上面にも透明樹脂層75を設けてもよい。
【0058】
透明樹脂層75の上面75aは、透光性部材40の上面40aよりも大きい表面粗さRaを有している。透明樹脂層75は種々の目的で設けられ得る。例えば、発光装置105の上面105aにおける粘着性(タック性)を低下させるために設けられてもよいし、発光装置105の上面105aにおいて外光を乱反射させるために設けられてもよいし、透光性部材40から出射する光の配向を調節するために設けられてもよい。
【0059】
また
図9に示すように、発光装置106は、透光性部材40の上面40aにレンズ76を備えていてもよい。レンズ76は、透光性部材からなり、透光性部材40から出射する光の配向を調節する。レンズ76は、第2樹脂部材を配置する工程の後に、1または2以上の発光素子10上の透光性部材40の上面40aに接着剤を介して透光性部材からなるレンズ76を接合したり、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティング等によって形成したりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本開示の発光装置は、種々の用途の発光装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0061】
10 発光素子
10a、12a、20a、30a、40a、70a、75a、100a、105a、
120a’、130a 上面
10b、12b、20b、30b、40b、70b、100b、130b 下面
10c~10f、100c~100f 側面
11 透光性基板
12 半導体積層構造
20、120、120’ 第1反射部材
30、130 被覆部材
40 透光性部材
50 第2反射部材
62 溝
70、80 基板
71、72 電極
75 透明樹脂層
76 レンズ
80 蛍光体
101~106 発光装置
101R 領域