CN102754229B - 发光装置、及发光装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光装置(100)包括:基体(101);导电构件(102a、102b),其设置在基体(101)上;发光元件(104),其载置在导电构件(102a、102b)上;绝缘性的填料(114),其覆盖在导电构件(102a、102b)的表面至少未载置有发光元件(104)的部位;以及透光性构件(108),其覆盖发光元件(104)。

Description

发光装置、及发光装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在显示设备、照明器具、显示器、液晶显示器的背光光源等中可利用的发光装置及其制造方法。
背景技术
近年来,各种电子零件被提出且正在实用化,对它们所要求的性能也提高。尤其,对电子零件要求即便在严酷的使用环境下也可长时间维持性能(长时间驱动稳定的性能)的高可靠性。以发光二极管(LED:LightEmittingDiode)为代表的发光装置也同样地,在普通照明领域、车载照明领域等中所要求的性能日益提高,且更高功率(高亮度)化、高可靠性也被要求。进而,不仅满足这些特性并且以较低价格供给也被要求。
此处,为实现高功率化,较为有效的是提高所使用的发光元件(半导体发光元件)本身的光的输出效率。因此,作为提高发光元件的光的输出效率的方法,例如有使用小芯片晶元(发光元件)的方法(例如,参照专利文献1)。尤其,在发光元件使用氮化镓系LED的情形时,由于自发光元件发出的光传输过半导体层的内部,故而由电极等反射时被吸收(例如,参照专利文献2)。因此,将晶元制成小芯片而使所发出的光引出至外部,由此可降低光的吸收损耗。再者,在使用小晶元的情形时,由于可投入的电流量有限,故而可采用搭载多个小芯片的多晶元构造而以良好的效率获得所需的光输出。
此外,作为发光元件的构造,也有使用将与外部电极电性连接的电极面置在下方的倒晶方式(以下,适当地称为面朝下组件:FD(FaceDown)组件)的构造(例如,参照专利文献1、3)。在该构造中,由于自发光元件所发出的光的主要的出射面上没有电极或导线等,故而可进一步提高光的输出效率(引出效率)。
再有,为了提高发光元件的光的输出效率,在基体所使用的导电构件主要实施反射率较高的镀银。另一方面,作为基体的材料,在普通照明领域、车载照明领域、背光光源领域中主要使用在高温或高光密度下也难以劣化的陶瓷材料(例如,参照专利文献1)。
进而,在发光元件的上部设置有保护组件或电极面的面朝上组件(以下,适当地称为FU(FaceUp)组件)中所使用的导电性导线中,主要使用金(Au)。由于Au导线非常柔软,可使用球形焊接法,故而可使用φ100μm以下,例如φ数十μm的极细线,在安装多个发光元件的情形时,可使用多根导电性导线。
一般而言,发光装置包括:搭载发光元件或保护组件等电子零件的基体(封装(具有布线图案等的安装基板))、以及用于对这些电子零件供给电流(电力)的导电构件。进而,包括用于保护电子零件不受外部环境损害的密封构件。然而,基体或导电构件、密封构件等的材料会导致产生光的吸收的损耗(光的吸收损耗)。尤其,由于导电构件的表面积相对较大,故而由导电构件的光的吸收损耗而使光引出效率降低的问题存在。此处,为了实现高功率化,除使所使用的发光元件(半导体发光元件)本身的光的输出效率提高以外,抑制基体(包含封装)或导电构件、密封构件等材料所导致的光的吸收损耗也对光的引出效率的提高有效。
如此为了提高光的引出效率,而提出有例如对封装内部实施利用光反射率较高的金属构件的电镀,抑制基体的光吸收,而使光以良好的效率出射至外部的方法(参照专利文献4)。
即,为了抑制由发光装置使用的构件所引起的光吸收,也考虑在发光装置的内部搭载反射率较高的构件,但在反射率较高的材料(例如银)中,也有因大气中的硫成分等而发生硫化或卤化、在长期的可靠性存在问题的材料。也即,产生如下异常:因大气中的硫成分等发生硫化或卤化而变色,而使反射效率降低而导致光引出效率降低。
为应对这样的课题,在专利文献5中,公开有在金属反射膜的表面由溅镀或蒸镀形成二氧化钛(TiO2)等,并将其设为保护膜,由此提高气体屏障性的方法。
再有,在专利文献6中,公开有如下方法:由通过高反射性粉体材料混合在树脂而成的高反射性树脂层覆盖反射器的反射面,由此可制成不存在变色之虞的反射器,再有,作为反射器采用散热性优异的材料,而可降低热所导致的异常。
再有,在发光装置中,除上述以外,已知有如专利文献7中记载的倒晶安装的发光元件。该发光元件包含蓝宝石等透光性基板与在其上层叠的半导体层。发光元件使各电极经由导电性凸块而粘接在导线图案上。由此,可将发光元件的透光性基板侧用作光引出侧。进而,公开有由含有填料的树脂等覆盖发光元件的下部或侧面的发光装置(专利文献8~11)、或对发光元件进行二氧化钛电沉积的技术(专利文献12)。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2009-135485号公报
[专利文献2]日本专利特开2008-112959号公报
[专利文献3]日本专利特开2005-150484号公报
[专利文献4]日本专利特开2006-156603号公报
[专利文献5]日本专利特开2006-351964号公报
[专利文献6]日本专利特开2007-281260号公报
[专利文献7]日本专利特开2005-210051号公报
[专利文献8]日本专利特开2004-172160号公报
[专利文献9]日本专利特开2007-109948号公报
[专利文献10]日本专利特开2007-19096号公报
[专利文献11]日本专利特开2009-130237号公报
[专利文献12]日本专利特开2004-158843号公报
【发明内容】
[发明所欲解决的问题]
然而,在现有技术中,关于发光装置的光引出存在以下所述的问题。
即便在金属反射膜的表面上覆盖二氧化钛(TiO2)等,根据其覆盖的部位,也会因基体或导体部等导致产生光的吸收损耗,从而光引出效率不会充分地提高。
在配置发光元件的基体中,为了在发光元件安装面上、或在FD组件的晶元中的晶元的底面及其周边确保电极构件中的正极与负极的绝缘,需要例如数百微米左右的绝缘区域(以下,适当地称为导电部狭缝(槽部)),经由该绝缘区域使基体露出。在该露出的部分(漏光部),光自基体漏出,且该光的漏出方向与光引出的方向相反,故而导致光的损耗。
再有,在保护组件或发光元件的导通中,在将Au等蓝色区域的光吸收能力较高的材料用于导线的情形时,由于该导线在发光元件的附近存在,故而产生光的吸收损耗而使光引出效率降低的问题也存在。
进而,在上述专利文献4~6中,关于这些问题未公开出解决对策。再有,公开有以下内容,就专利文献6中所提出的高反射性树脂层而言,由于是树脂与粉体的混合物,故而存在成形性的问题,尤其在大量地含有高反射性粉体材料的情形时具有成形性降低的倾向(段落0022等)。
在专利文献7中,自发光元件所照射的光由导电性凸块或导线吸收。因此,强烈期望降低因导电性凸块或导线等构件所导致的光的吸收,并提高光引出效率。
再有,在照明领域中,均匀的配光色的要求也不断提高。
再有,在着眼于对发光元件的反射构件覆盖的情形时,若在构成发光元件的透光性基板或半导体层中,由TiO2等反射构件覆盖透光性基板的整个侧面或上表面,则因反射构件对光的吸收而导致光引出效率降低。再有,若欲由树脂覆盖导电构件等,则树脂会蔓延至透光性基板的侧面,而覆盖整个侧面。再者,在调整为如树脂不蔓延的黏度的情形时,为了提高黏度,使反射性物质的含量增多,从而变得难以较薄地覆盖在导电构件整个面。进而,若以不由反射构件覆盖半导体层的侧面的方式设置反射构件,则在透光性构件中含有荧光体的情形时,因荧光体沈淀而导致半导体层被荧光体掩埋。因此,荧光体下层中的激发·发光比例增加,在通过较厚的荧光体层的期间光再次被荧光体吸收,从而使光引出效率降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作成的,其课题在于提供一种可使来自发光元件的光以良好的效率引出至外部的发光装置及其制造方法。
再有,其课题在于提供一种通过由反射构件、例如绝缘性的填料覆盖基体上的导电构件等,可抑制构成发光装置的构件的劣化或该构件对光的吸收,且通过使发光元件的透光性基板的侧面的一部分或上表面露出,而使来自发光元件的光以良好的效率引出至外部,并且可靠性较高的发光装置及发光装置的制造方法。
[解决问题的技术手段]
为了解决上述课题,本发明的发光装置,其特征在于,包括:发光元件,其包含半导体层与透光性基板;反射构件,其使上述透光性基板的侧面的至少一部分及上表面露出,且覆盖上述半导体层的侧面;以及透光性构件,其覆盖上述透光性基板中自上述反射构件露出的部分。
根据此种构成,通过使透光性基板的侧面的至少一部分及上表面露出,以抑制反射构件对光的吸收,从而抑制光引出效率的降低。
本发明的发光装置也可为如下构成,即进而包含基体与在上述基体上所设置的导电构件,且上述发光元件被载置在上述导电构件上,在上述导电构件的表面,至少未载置有上述发光元件的部位,由上述反射构件的绝缘性的填料覆盖,并且上述透光性构件覆盖上述发光元件。
此处,所谓「未载置有发光元件的部位」,是指自发光装置的上表面侧观察时位于比发光元件的外形更靠外侧的部位。也即,自上表面侧观察时,成为发光元件的正下方且受到遮蔽的部位也可不必被绝缘性的填料覆盖。然而,成为发光元件的正下方的部位也可被绝缘性的填料覆盖。
根据此种构成,由于在基体上所形成的导电构件的表面上覆盖绝缘性的填料,故而可提高导电构件中的光的反射效率。再有,由于在导电构件的表面上覆盖有绝缘性的填料,故而不必在导电构件中使用反射率较高的特定构件,而可使用难以产生劣化或腐蚀的稳定的构件。再有,由于导电构件的表面由填料覆盖,故而即便导电构件的一部分产生劣化或腐蚀,也可通过填料对光的反射而抑制发光装置的光的引出效率降低。
本发明的发光装置也可为如下构成:上述基体具有凹部,上述导电构件设置在上述凹部的底面及侧面,上述发光元件载置在上述凹部的底面。
而且,作为优选,在上述凹部的侧面,在与上述凹部的上端面接触的部分,包含未形成有导电构件的区域,并且作为优选,在上述凹部的侧面,在与上述凹部的底面接触的部分,包含未形成有导电构件的区域。
再有,优选在上述凹部的上端面侧,在上述凹部的侧面具有阶差,在上述阶差的侧面包含未形成有导电构件的区域。进而,优选在上述阶差的底面中的、位于最上方的面与上述透光性构件的表面的最短距离,是上述凹部的高度的1/5以下,并且优选上述透光性构件的表面是凹形状。
再有,优选上述填料以5μm以上的厚度覆盖。
上述发光装置中,作为优选,上述填料的反射率相对于发光波长的光为50%以上。
根据此种构成,发光装置的光的引出效率提高。
上述发光装置中,作为优选,上述填料覆盖上述发光元件的表面,且1个发光元件中的由上述填料所覆盖的表面积,小于上述1个发光元件的整体的表面积的50%。
根据此种构成,由于来自发光元件的发光受到填料阻碍的比例较低,故而可抑制来自发光元件的光的输出降低。
进而,上述发光装置优选为,上述导电构件包含正电极与负电极,这些电极在上述基体上隔开地设置,且在上述电极间的至少一部分覆盖有上述填料。
根据此种构成,由于在上述电极间所产生的导电部狭缝(槽部)中也覆盖有填料,故而可经由该导电部狭缝(槽部)抑制光自基体的底部漏出。由此,可进一步提高光的引出效率。
继而,优选为上述电极间的距离,即导电部狭缝(槽部)的宽度设为200μm以下。
通过将导电部狭缝(槽部)的宽度设为200μm以下,而使填料易于覆盖槽部。
上述发光装置中,作为优选,上述发光元件是被倒晶安装的发光元件。
根据此种构成,可以无线方式形成发光元件,且可防止发光元件的导电性导线对光的吸收,并可使自光引出面侧发出的光以良好的效率出射。再有,由于经倒装安装的发光元件的外周部或下部由填料覆盖,故而可使来自发光元件的发光面侧的光反射而以良好的效率引出至外部。
优选为上述发光装置中安装有保护组件,且该保护组件的表面的50%以上由上述填料覆盖。
根据此种构成,可抑制保护组件所引起的光的吸收损耗。
作为优选,上述填料的至少一部分由遮光性构件覆盖。
根据此种构成,由于通过填料与遮光性构件使来自发光元件的光反射,故而可提高光引出效率。
作为优选,上述遮光性构件覆盖上述基体的侧壁。
根据此种构成,可由遮光性构件反射来自发光元件的光而提高光的引出效率。
作为优选,上述透光性构件除覆盖上述发光元件以外,也覆盖上述填料。
根据此种构成,可保护填料的表面。
本发明的发光装置,其特征在于,包括:基体;导电构件,其设置在上述基体上;发光元件,其载置在上述导电构件上;导线,其使上述导电构件的成为电极的部位与上述发光元件的电极端子电性连接;绝缘性的填料,其覆盖未载置有上述发光元件的导电部位及上述导线的下表面;以及透光性构件,其覆盖上述发光元件及上述填料。
根据此种构成,通过由填料覆盖导线的下表面,可降低自发光元件直接照射至导线的光被导线吸收的吸收量。尤其,由于导线的下表面成为来自发光元件的光所直接照射的位置,故而若在该导线下表面形成有填料则可有效地抑制导线的光吸收。
作为优选,在上述填料的间隙部中含浸有透光性构件。
根据此种构成,可提高填料与透光性构件的密接力。透光性构件是使来自发光元件的光透过而引出至外部的构件,又是将发光元件密封的构件,故而有时也称为密封构件。
再有,在发光装置中包含遮光性构件的情形时,由于填料的间隙部中也含浸有遮光性构件,故而可提高填料与遮光性构件的密接力。
进而,作为优选,在覆盖有上述填料的区域内,上述填料相对于上述所含浸的透光性构件以大于50体积%的方式被含有。
本发明的特征在于,包括:发光元件,其包含半导体层与在上述半导体层的表面所配置的正电极及负电极;导电构件,其接合在上述正电极及负电极;反射构件,其覆盖上述正电极及负电极的侧面与上述导电构件的侧面;以及透光性构件,其覆盖上述发光元件的与形成有上述电极的面对向的上表面及侧面。
根据上述构成,由于在发光元件的电极的周围形成反射构件,故而可形成使光难以在发光元件的下方漏出的构造。由此,可降低因光入射至发光元件的下方而产生的光的损耗。再有,通过反射构件可反射向发光元件的下方入射的光,能够提高光引出效率。
再有,本发明的发光装置中,作为优选,上述反射构件在发光装置的侧面露出。根据上述构成,在发光装置的下方的光的吸收受到抑制。
再有,本发明的发光装置中,作为优选,上述透光性构件与上述反射构件的界面,设置在上述发光元件的侧面侧。根据上述构成,可自发光元件的上表面及侧面将光引出。
再有,本发明的发光装置中,作为优选,自上述发光元件的上表面起至上述透光性构件的上表面为止的厚度,与自上述发光元件的侧面起至上述透光性构件的侧面为止的厚度大致相同。根据上述构成,可在近场中获得良好的配光特性。
另一方面,由于通过使自上述发光元件的侧面起至上述透光性构件的侧面为止的厚度、比自上述发光元件的上表面起至上述透光性构件的上表面为止的厚度薄的方式形成,而可在远场中获得良好的配光特性,故而也可如此形成。
再有,本发明的发光装置中,作为优选,上述透光性构件含有波长转换构件。根据上述构成,成为可出射具有所需的波长的光的发光装置。再有,由于可在载置于安装基板上之前进行颜色选别,故而使安装发光元件后的成品率提高。
本发明的发光装置的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:在支撑基板上粘接多个发光元件的电极;以及在上述支撑基板上,至少在上述发光元件的电极的周围,通过电解电镀法、电沉积涂装法或静电涂装法形成反射构件。
根据上述顺序,由于在发光元件的电极的周围形成反射构件,故而可降低因光向发光元件的下方行进而产生的光的损耗。再有,可容易地在要形成反射构件的步骤的前的状态下露出的导电部形成反射构件。
本发明的发光装置的制造方法,其特征在于,包括:在作为支撑基板的基体上形成导电构件;在上述导电构件上载置发光元件的黏晶步骤;在上述导电构件的表面中的、未形成有上述发光元件的部位,通过电解电镀法、电沉积涂装法或静电涂装法由作为反射构件的绝缘性的填料覆盖的步骤;以及由透光性构件覆盖上述发光元件的步骤。
根据此种发光装置的制造方法,可提供发挥上述特定效果的发光装置。
再有,作为优选,上述基体具有凹部,在上述凹部的底面及侧面形成导电构件,且在上述凹部的底面载置发光元件。再有,优选上述填料以5μm以上的厚度覆盖。
再有,作为优选,还包含引线接合步骤,其在上述黏晶步骤后,使上述导电构件的成为电极的部位与上述发光元件的电极端子经由导线得以电性连接;在上述填料覆盖步骤中,以覆盖上述导线的下表面的方式形成填料。再有,作为优选,还包含由遮光性构件覆盖上述填料的步骤。
本发明的发光装置的制造方法也可为包含如下步骤者:在上述反射构件上,通过形成透光性构件,覆盖上述发光元件的侧面及上表面;以及通过将上述支撑基板去除,并分割上述反射构件及透光性构件,而使上述发光元件单片化。
再有,本发明的发光装置的制造方法中,作为优选,在形成上述透光性构件的步骤中,使上述透光性构件含浸在上述反射构件中。
根据上述顺序,可使反射构件以良好的效率固定。
再有,作为优选,在本发明的发光装置的制造方法中,上述透光性构件是以含有波长转换构件的方式构成的构件。根据上述顺序,可在使发光元件单片化的阶段,调整含有波长转换构件的透光性构件的厚度,且可获得色差较少的发光装置。
[发明的效果]
根据本发明的发光装置,由于可抑制以导电构件为代表的其他导体部对光的吸收,故而能够以良好的效率引出来自发光元件的光,且可实现高功率化。
进而,根据本发明的发光装置,通过由填料覆盖导电部狭缝,而可抑制自基体的底面漏出的光,故而能够以更好的效率引出来自发光元件的光,且可实现更高的功率化。
再有,该发光装置中,通过覆盖使光反射的绝缘性的填料,而即便不将导电构件限定为反射率较高的特定的材料,也可提高光的引出效率。进而,通过以厚膜形成绝缘性的填料,而可抑制导电构件的变色或腐蚀。通过这些,可实现可靠性的提高。
进而根据本发明的发光装置,通过在发光元件的电极的周围形成反射构件,而可形成使光难以在发光元件的下方漏出的构造。由此,可降低因光入射至发光元件的下方而产生的光的损耗。再有,反射构件通过反射向发光元件的下方入射的光而可提高光引出效率。
根据本发明的发光装置的制造方法,可制造高功率且可靠性较高的发光装置。
再有,根据本发明的发光装置的制造方法,通过在发光元件的电极的周围形成反射构件,而可降低因光向发光元件的下方行进而产生的光的损耗。再有,反射构件通过反射向发光元件的下方行进的光而可提高光引出效率。
附图说明
图1(a)是透过一部分观察本发明的第1实施方式的发光装置的一例的立体图,图1(b)是自发光面侧透过一部分观察图1(a)中所示的发光装置的平面图;
图2(a)是图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图,图2(b)是图1中所示的发光装置的发光元件的概略模式图;
图3是表示本发明的第1实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图3(a)、图3(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图;
图4是表示本发明的第1实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图4(a)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图,图4(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X1-X1剖面向视图;
图5是表示本发明的第1实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图5(a)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图,图5(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X3-X3剖面向视图;
图6是表示本发明的第1实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图6(a)相当于图1(b)中所示的发光装置的X1-X1剖面向视图,图6(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图;
图7(a)是透过一部分观察本发明的第2实施方式的发光装置的一例的立体图,图7(b)是自发光面侧透过一部分观察图7(a)中所示的发光装置的平面图;
图8(a)是图7(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图,图8(b)是图7中所示的发光装置的发光元件的概略模式图;
图9是表示本发明的第2实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图9(a)、图9(b)相当于图7(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图;
图10是表示本发明的第2实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图10(a)、图10(b)相当于图7(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图;
图11是表示本发明的第2实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,图11(a)、图11(b)相当于图7(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图;
图12是表示本发明的第2实施方式的发光装置的制造步骤的剖面图,且相当于图7(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图;
图13是本发明的第2实施方式的发光装置的一例的立体图;
图14(a)是透过一部分观察本发明的第3实施方式的发光装置的一例的立体图,图14(b)是自发光面侧透过一部分观察图14(a)中所示的发光装置的平面图;
图15(a)是图14(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图,图15(b)是图14(b)中所示的发光装置的X1-X1剖面向视图;
图16是本发明的第3实施方式的发光装置的另一例的剖面图;
图17(a)、图17(b)是本发明的第4实施方式的发光装置的又一例的剖面图;
图18(a)是透过一部分观察本发明的第4实施方式的发光装置的一例的立体图,图18(b)是自发光面侧透过一部分观察图18(a)中所示的发光装置的平面图;
图19是图18(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图;
图20是表示本发明的第5实施方式的发光装置的概略剖面图;
图21是说明本发明的第5实施方式的发光装置的制造方法的步骤图;
图22(a)、图22(b)是说明本发明的第5实施方式的本发明的发光装置的制造方法的步骤图;
图23(a)、图23(b)是说明本发明的第5实施方式的发光装置的制造方法的步骤图;
图24(a)、图24(b)是说明本发明的第5实施方式的发光装置的制造方法的步骤图;
图25(a)、图25(b)是表示本发明的第6实施方式的发光装置的概略剖面图;
图26是表示本发明的第5、第6实施方式的发光装置的变形例的概略剖面图;
图27(a)、图27(b)是表示本发明的发光装置的另一变形例的概略剖面图;
图28(a)、图28(b)是表示本发明的发光装置的另一变形例的概略剖面图;
图29(a)、图29(b)是表示堆积有填料的状态的一例的SEM(ScanningElectronMicroscope,扫描电子显微镜)照片,且是发光装置的凹部中的底面附近的剖面的部分放大照片;
图30是第3实施方式的SEM照片;
图31(a)、图31(b)是图30中的发光装置的侧面附近的部分放大照片;
图32(a)、图32(b)是另一变形例的SEM照片。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边对本发明的发光装置及其制造方法的实施方式进行说明。再者,有时为了使说明明确化而将各附图所表示的构件的大小或位置关系等放大。进而在以下说明中,至于相同的名称、符号,原则上表示相同或同质的构件,适当地省略详细说明。然而,第5、第6实施方式及这些的变形例中方便起见,存在附上不同的符号的情形。
首先,作为设置基体的方式,说明第1~第4实施方式。再者,在第1~第4实施方式中,使用FD组件的发光装置设为符号100(第1、第3实施方式),使用FU组件的发光装置设为符号200(第2、第4实施方式)。
[第1实施方式]
在第1实施方式中,对使用FD组件的发光装置进行说明。
首先,关于发光装置的整体构成,一边列举各构成一边进行说明,其后对各构件等的材料等进行说明。
<整体构成>
如图1、图2所示,发光装置100包括:发光元件104,其包含半导体层11与透光性基板(以下,适当地称为基板)10;反射构件114,其使透光性基板10的侧面的至少一部分及上表面露出,且覆盖半导体层11的侧面;以及透光性构件108,其覆盖透光性基板10中自反射构件114露出的部分。
此处,如图1、图2所示,发光装置100是至少搭载有1个发光元件104(此处为2个)的发光装置100,主要包括:基体101;导电构件102a、102b,其设置在基体101上;发光元件104,其载置在导电构件102a、102b上;反射构件(此处设为使用绝缘性的填料114的构件),其在导电构件102a、102b的表面至少覆盖未载置有发光元件104的部位;以及透光性构件108,其覆盖发光元件104。此处,进而包括在基体101上的导电构件102a、102b上所设置的金属构件103、保护组件105、导线106。
[基体]
基体101收纳并保护发光元件104或保护组件105等电子零件。
如图2(a)所示,基体101包含将上表面设为开口部的凹部109,由该凹部109形成底面120与侧面130。而且,在该凹部109的底面120上设置有导电构件102a、102b。
作为基体101的材料,优选为绝缘性构件,更优选为自发光元件104所发射的光或外部光等难以透过的构件。再有,优选为具有某种程度的强度。更具体而言,可列举陶瓷(Al2O3、AlN等)、苯酚树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂(bismaleimidetriazineresin,来酰亚胺三嗪树脂)、聚邻苯二甲酰胺(PPA,Polyphthalamide)等树脂。再者,在基体101的材料使用树脂的情形时,可将玻璃纤维或SiO2、TiO2、Al2O3等无机填料混合在树脂中,也可实现机械强度的提高、热膨胀率的降低、光反射率的提高等。
[导电构件]
导电构件102a、102b是用于将外部与发光元件104或保护组件105等电子零件进行电性连接,并对这些电子零件供给来自外部的电流(电力)的构件,并且是用于使绝缘性的填料覆盖其表面的构件。即导电构件102a、102b是发挥用于自外部进行通电的电极或其一部分的作用者。
如图2(a)所示,导电构件102a、102b也设置在基体101的背面140上,且以与凹部109的底面120的导电构件102a、102b在基体101内部分别电性连续的方式(以成为一体的方式)设置。通过此种构成,除可将导电构件102a、102b用作通电的电极材料以外,也可赋予作为散热构件的功能。再有,也可使导电构件102a、102b也延伸在基体101的凹部109内的侧面(侧壁)130上。
再有,此处,导电构件102a、102b包含正电极与负电极,这些电极是在基体101上隔开而设置,且在上述电极间的至少一部分覆盖有填料114。即,导电构件102a、102b是在基体101上水平(在横向上)分别设置成作为正电极(阳极)的导电构件102a与作为负电极(阴极)的导电构件102b上。由此,在电极间(导电构件102a、102b间)形成导电部狭缝(槽部)G。继而,以跨越该导电构件102a、102b的方式载置有发光元件104。
作为优选,该电极间(导电构件102a、102b间)、即导电部狭缝(槽部)G的至少一部分是如下这样由填料114覆盖。(参照图5(b))。由此,可防止光经由该槽部G漏出。再有,在槽部G由填料114完全地覆盖的情形时,可更有效地防止光经由该槽部G而向下部方向漏出。进而,作为优选,完全地覆盖槽部G,且,填料覆盖除发光元件104以外的发光装置内的光所照射的区域的80%以上。该槽部G的宽度优选设为200μm以下。若槽部G的宽度为200μm以下,则填料114变得易于覆盖槽部。再有,通过将槽部G的宽度设为100μm以下,而使填料更易覆盖槽部,故而更优选。更优选为槽部G完全地由填料覆盖。
再有,关于下限并无限定,但就防止电极彼此的接触的观点而言,优选为30μm以上。再者,也可为填料114绕入至位于发光元件104的下部(下方)的槽部G并将其覆盖。位于发光元件104的下部(下方)的槽部G及接合构件111间除填料114以外也由透光性构件108密封。再有,槽部G也可不被填料114覆盖,且也可不被透光性构件108填充。进而,在槽部G未由填料114覆盖的情形时,也可通过涂布遮光性树脂而覆盖槽部G。
导电构件102a、102b的材料可根据作为基体101所使用的材料或发光装置100的制造方法等进行适当选择。例如,在使用陶瓷作为基体101的材料的情形时,导电构件102a、102b的材料优选为具有甚至可耐受陶瓷片的煅烧温度的高熔点的材料,例如优选为使用如钨、钼的高熔点的金属。
再有,在使用玻璃环氧树脂等作为基体101的材料的情形时,导电构件102a、102b的材料优选为易于加工的材料,再有,在使用经射出成形的环氧树脂作为基体101的材料的情形时,导电构件102a、102b的材料优选为易于进行打孔加工、蚀刻加工、弯曲加工等加工,且具有相对较大的机械强度的构件。作为具体例,可列举铜、铝、金、银、钨、铁、镍等金属,或铁-镍合金、磷青铜、含铁的铜、钼等。
[金属构件]
再有,也可进而设置覆盖导电构件的表面的金属构件。在本说明书中,所谓「覆盖导电构件的表面的填料」,也包含在导电构件上隔着金属构件且在金属构件的表面上覆盖有填料的。然而,可将该金属构件省略。
金属构件103是通过覆盖导电构件102a、102b的表面、而使导电构件102a、102b的光反射效率提高的构件。然而,可将该金属构件103省略。再有,无需将该金属构件103设为反射率较高的构件,也可设为与导电构件102a、102b一体化者。
如图2(a)所示,在基体101上,即在凹部109的底面120的导电构件102a、102b上,设置有金属构件103。再有,如图2(a)所示,也可在基体101的背面140所露出的导电构件102a、102b的表面上覆盖金属构件103。再者,无需金属构件103设置至在基体101内所埋设的导电构件102a、102b。
作为金属构件103的材料,只要为可电镀者则无特别限定,例如可仅使用银,或者银与铜、金、铝、铑等高反射率的金属的合金,或使用这些银或各合金的多层膜等。作为优选,以单体的形式使用热导率等优异的金。再有,金属构件103的膜厚优选为0.05μm~50μm左右的金属箔,在设为多层膜的情形时,优选将层整体的厚度设为该范围内。再有,金属构件103的形成方法除电镀法以外,也可使用溅射法或蒸镀法等。
再者,即便不使用反射性优异的银作为金属构件103,由于覆盖具有光反射性的绝缘性的填料114,故而也可抑制光引出效率的降低。
[发光元件]
就发光元件104而言,是在一侧的主表面上具有图案化而成的电极的FD组件,在凹部109的底面120上由接合构件111接合并被载置(倒晶安装),经由接合构件111及金属构件103而与导电构件102a、102b连接。
发光元件104如图2(b)所示,包含基板10与在基板10上所层叠的半导体层11。就该半导体层11而言,依次层叠有n型半导体层、活化层、p型半导体层,在n型半导体层上形成有n型电极16,在p型半导体层上形成有p型电极14。在进行面朝下安装的FD组件的情形时,形成在半导体层11上的电极是被安装在导电构件102a、102b上。该发光元件104的安装方法中,使用如图4(a)所示般使用焊锡膏作为接合构件111的安装、或通过使用焊锡等的凸块的安装。再有,优选为发光元件104的半导体层11如图2(b)所示由绝缘性的保护膜13覆盖。再者,在其他附图中使图2(b)中所示的FD组件的发光元件104更简单化而表示。
作为发光元件104,优选使用发光二极管,可选择任意的波长的元件。例如,作为蓝色(波长430nm~490nm的光)、绿色(波长490nm~570nm的光)的发光元件104,可使用ZnSe、氮化物系半导体(InXAlYGa1-X-YN,0≤X、0≤Y、X+Y≤1)、GaP等。再有,作为红色(波长620nm~750nm的光)的发光元件104,可使用GaAlAs、AlInGaP等。进而,也可使用包含除此以外的材料的半导体发光元件。
再者,在设为使用荧光物质的发光装置100的情形时,较佳地使用可进行能够以良好的效率激发其荧光物质的短波长的发光的氮化物半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)。继而,通过调整半导体层11的材料或其混晶,可对发光波长进行各种选择。再有,关于发光元件104的构造,也可选择在层叠在基板10上的半导体层11上形成有两电极的构造、或在半导体层11上表面与基板10面上沿上下方向设置电极的构造的任一者。进而,也可使用包含这些以外的材料的发光元件104。再者,所使用的发光元件104的成分组成或发光色、大小、个数等可根据目的进行适当选择。
再有,不仅为可见光区域的光,也可设为输出紫外线或红外线的发光元件104。
[填料(反射构件)]
填料114为具有绝缘性、且覆盖发光装置100的导体部的构件,发挥抑制光的引出效率的降低的作用。再者,反射构件114优选为白色的填料,再有,优选为主要使用无机化合物。
如图2(a)所示,在形成于凹部109的底面120的导电构件102a、102b中的金属构件103的表面中的未载置有发光元件104或保护组件105的部位,由填料114覆盖。发光元件104的周边区域或接合构件111的侧面、导电部狭缝的露出部由填料114覆盖。
如此,通过由填料114覆盖导电构件,可抑制光吸收。再者,以填料114覆盖的区域,在发光装置100的光引出面侧中,主要为导体部(导电体)露出的区域。优选为至少覆盖导电体露出部的50%以上。更优选为覆盖所露出的导电体的表面的几乎整个区域。再者,由于无法对绝缘构件所覆盖的部位进行下述电沉积涂装等,故而几乎不覆盖填料114。
更优选为通过填料114覆盖保护组件105或导电性导线106。再有,使填料114覆盖露出在基体101的背面的导电构件102a、102b。
在发光元件104中,对半导体层11覆盖保护膜(绝缘膜)13。此处,在本发明中,透光性基板10的侧面的至少一部分及上表面露出,且半导体层11的侧面由填料114覆盖。即,此处,半导体层11的整个侧面是由填料114覆盖,并且基板10的侧面的一部分是由填料114覆盖,基板10的侧面的其他部位及上表面自填料114露出。
由于通过基板10的侧面的至少一部分及上表面露出,而抑制填料(反射构件)114所引起的光的吸收,故而可抑制光引出效率的降低。即,通过侧面的至少一部分及上表面自填料114露出,而使来自发光元件104的发光不受填料114阻碍,从而可抑制来自发光元件104的光的输出降低。
再有,若欲以树脂覆盖导电构件102a、102b等,则树脂会蔓延至基板10的侧面而覆盖整个侧面。再者,在调整为树脂不蔓延的黏度的情形时,为提高黏度而使反射性物质的含量增多,从而变得难以较薄地覆盖在导电构件整个面。在本发明中,由于未使用树脂,故而可不覆盖基板10的整个侧面,而对导电构件102a、102b等覆盖填料114。
再有,通过以填料114覆盖半导体层11的侧面,而可提高光的引出效率。再有,在透光性构件108含有荧光体的情形时,即便荧光体沈淀半导体层11也不会被荧光体掩埋。因此,可抑制荧光体的光的吸收,从而可抑制光引出效率的降低。再有,就可尽可能在光引出侧进行荧光体的光转换的方面而言,也可抑制光引出效率的降低。
由于蓝宝石基板等绝缘性基板无法进行下述电沉积涂装等,故而虽然不通过电沉积涂装等在基板10上覆盖填料114,但通过填料114的涂布量或厚度等,使基板10的表面(基板10侧面的一部分(基板10的下部))由填料114覆盖。再有,未以保护膜13覆盖的半导体层11是由填料114覆盖。再有,如图8(b)所示,在发光元件204是使用FU组件的情形时,在为了载置发光元件而在基板20的下部(背面)设置作为导电体的接合层123的情形时,也在基板20的背面中的接合层123上附着填料114的一部分。
作为填料114,若为白色的填料则更易使光反射,从而可实现光的引出效率的提高。再有,作为填料114,优选使用无机化合物。此处所谓白色,既可是填料本身为白色,又包含即便为透明的情形在与填料的周围的材料具有折射率差的情形时也因散射而看上去为白色者。
此处,填料114的反射率优选为相对于发光波长的光为50%以上,更优选为70%以上。若如此,则发光装置100的光的引出效率提高。
进而,作为优选,1个发光元件104中的由填料114所覆盖的表面积,未达上述1个发光元件104的整体的表面积的50%。若如此,则可使由填料114阻碍来自发光元件104的发光的比例降低,且可抑制来自发光元件104的光的输出降低。在搭载有多个发光元件104的情形时,优选为在所有发光元件的各自中,填料114所覆盖的表面积未达1个发光元件104的整体的表面积的50%。再有,优选为填料114覆盖保护组件105的表面(露出部)的50%以上。若如此,则可抑制因保护组件105所致的光的吸收损耗。
作为这样的无机化合物的填料114中所含有的材料,具体而言,可列举SiO2、Al2O3、Al(OH)3、MgCO3、TiO2、ZrO2、ZnO2、Nb2O5、MgO、Mg(OH)2、SrO、In2O3、TaO2、HfO、SeO、Y2O3等氧化物,SiN、AlN、AlON等氮化物,MgF2等氟化物等。这些既可单独使用,也可混合使用。或者,也可使这些层叠。
再有,填料114的粒径优选为φ1nm~10μm左右。通过将填料114的粒径设为该范围,由于是适于覆盖的粒径,故而使填料114的覆盖变得容易。再者,填料114的粒径优选为φ100nm~5μm,更优选为φ200nm~2μm。再有,填料的形状既可为球形,也可为鳞片形状。
此处,在图29(a)、(b)中,作为堆积有填料114的状态的一例,表示发光装置100的凹部109中的底面120附近的剖面的通过SEM的部分放大照片。再者,图29(a)为1刻度2μm,(b)为1刻度0.2μm。
在该照片中,通过电泳动使粒径φ250nm左右的填料114(包含球形、鳞片形状)堆积在导电构件102a上(此处,由于形成有金属构件103,故为金属构件103上),且使透光性构件108含浸在填料114。此时,填料114相对于所含浸的透光性构件108,优选为含有50体积%以上,更优选为含有65体积%以上。再有,就另一观点而言,在堆积有使透光性构件108含浸后的填料114的部分的剖面观察中,优选为填料114露出在剖面面积的50%以上,更优选为多于65%。
此处,在如使树脂材料中含有填料114、并将其涂布的情形时,若相对于树脂材料含有多于65体积%的填料114,则成形性会降低。再有,即便为65体积%以下的情形,也难以控制树脂量,进而,也难以将特定量的树脂适当地配置在所需的部位。然而,根据下述本实施方式的制造方法,能够以高密度覆盖填料114,且使其厚度也较薄。
[透光性构件]
透光性构件108是保护载置在基体101上的发光元件104、保护组件105、导线106、填料114等不受尘垢、水分、外力等损害的构件。如图2(a)所示,基体101的凹部109内部是由透光性构件108覆盖(密封)。再有,为了提高填料114与透光性构件108的密接力,优选在填料114与填料114之间、即填料114的间隙部中含浸有透光性构件108。再者,在将发光元件104设为FD组件,并以遮光性构件覆盖发光元件104的外周的构造中,透光性构件108也可省略。
透光性构件108的材质优选为具有可使来自发光元件104的光透过的透光性的材质。作为具体的材料,可列举硅树脂、环氧树脂、脲树脂等。除此种材料以外,也可视需要而含有着色剂、光扩散剂、填料、荧光构件等。再者,透光性构件108既可以单一的构件形成,或者,也可形成为2层以上的多层。再有,透光性构件108的填充量只要为覆盖在基体101的凹部所载置的发光元件104、保护组件105、导线106等的量即可。再者,在使透光性构件108具有透镜功能的情形时,也可使透光性构件108的表面隆起而设为炮弹型形状或凸透镜形状。
[导线]
导线106、206(参照图8)是将FU组件或保护组件105中的电极端子与成为在基体101的凹部109所配置的导电构件102a、102b的电极的部位进行电性连接的构件。导线106、206的材料可列举使用金、铜、铂、铝等金属,及这些的合金者,尤其优选为使用热导率等优异的金。
[保护组件]
保护组件105例如为发挥齐纳二极管等的作用者,只要视需要设置即可。
如图4(b)所示,保护组件105在凹部109的底面120上通过接合构件110例如通过Ag膏(SilverPaste)而被接合并载置(安装),且经由设置在保护组件105的底面的金属层(省略图示)及金属构件103而与导电构件102a连接。再有,在保护组件105的上表面连接有导线106,该导线106经由金属构件103而连接在导电构件102b,从而保护组件105与导电构件102b得以电性连接。
[接合构件]
接合构件(黏晶构件)111是在将发光元件104设为FD组件的情形时将发光元件104的电极与导电构件102a、102b进行电性连接的构件,且是使发光元件104粘接在基体101的构件。在该接合构件111中使用导电性的构件,作为具体的材料,可列举含有Au的合金、含有Ag的合金、含有Pd的合金、含有In的合金、含有Pb-Pd的合金、含有Au-Ga的合金、含有Au-Sn的合金、含有Sn的合金、含有Au-Ge的合金、含有Au-Si的合金、含有Al的合金、含有Cu-In的合金、金属与助熔剂的混合物等。
在将发光装置面朝上安装的情形时,不必在接合构件111中使用导电性的构件,可使用绝缘性的环氧树脂、硅树脂等树脂(树脂组合物)。
再有,作为接合构件111,可使用液状、糊状、固体状(片状、块状、粉末状)者,且可根据组成或基体101的形状等进行适当选择。再有,这些接合构件111既可以单一构件形成,或者组合多种者而使用。进而,尤其在使用透光性的接合构件的情形时,也可使其中含有吸收来自发光元件的光而发出不同波长的光的荧光构件。
[波长转换构件]
在上述透光性构件108或下述遮光性构件207(参照图8(a))中,也可含有吸收来自发光元件104的光的至少一部分而发出具有不同波长的光的荧光构件作为波长转换构件。
作为荧光构件,使来自发光元件104的光转换为更长波长的,效率更佳。荧光构件既可将1种荧光物质等以单层形成,也可将混合2种以上的荧光物质等而成者形成为单层。或者,既可层叠2层以上的含有1种荧光物质等的单层,也可层叠2层以上的分别混合有2种以上的荧光物质等的单层。
作为荧光构件,例如,只要为吸收来自将氮化物系半导体设为半导体层的半导体发光元件的光、并波长转换为不同波长的光的构件即可。
荧光构件例如可使用主要通过Eu、Ce等镧系元素活化的氮化物系荧光体、氮氧化物系荧光体。更具体而言,优选为选自大致划分为下述(1)~(3)中所分别记载的荧光体中的至少1者以上。
(1)主要通过Eu等镧系、Mn等过渡金属系的元素而活化的碱土类卤素磷灰石、碱土类金属卤化硼酸、碱土类金属铝酸盐、碱土类金属硫化物、碱土类金属硫代五倍子酸盐、碱土类金属氮化硅、锗酸盐等荧光体
(2)主要通过Ce等镧系元素而活化的稀土类铝酸盐、稀土类硅酸盐、碱土类金属稀土类硅酸盐等荧光体
(3)主要通过Eu等镧系元素而活化的有机或有机络合物等荧光体
其中,优选为上述(2)的作为主要通过Ce等镧系元素而活化的稀土类铝酸盐荧光体的YAG(YttriumAluminumGarnet,钇铝石榴石)系荧光体。YAG系荧光体是以如下的(21)~(24)等组成式表示。
(21)Y3Al5O12:Ce
(22)(Y0.8Gd0.2)3Al5O12:Ce
(23)Y3(Al0.8Ga0.2)5O12:Ce
(24)(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce
再有,例如,也可以Tb、Lu等取代Y的一部分或全部。具体而言,也可为Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce等。进而,也可使用上述荧光体以外的荧光体且具有相同的性能、作用、效果的荧光体。
《发光装置的制造方法》
其次,一边参照附图一边对本发明的第1实施方式的发光装置的制造方法进行说明。再者,此处是使用1台发光装置进行说明,但直至在最终步骤中进行分割为止而基体作为集合体,通过进行分割而使基体的外侧面表露。
图3~图6是表示发光装置100的制造步骤的剖面图,图3(a)、(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图。图4(a)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图,图4(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X1-X1剖面向视图。图5(a)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图,图5(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X3-X3剖面向视图。图6(a)相当于图1(b)中所示的发光装置的X1-X1剖面向视图。图6(b)相当于图1(b)中所示的发光装置的X2-X2剖面向视图。
再有,图3~图6是以时间序列表示发光装置100的制造步骤,基本上以图3(a)~图6(b)的顺序进行制造。然而,由于图5(a)、(b)、图6(a)为覆盖填料的步骤,故而几乎同时进行。
本发明的发光装置100的制造方法包括导电构件形成步骤、黏晶步骤、填料覆盖步骤及透光性构件形成步骤。再有,在第1实施方式中,由于设置有金属构件103及保护组件105,故而包含金属构件形成步骤、保护组件接合步骤及引线接合步骤。以下,对各步骤进行说明。
<导电构件形成步骤>
如图3(a)所示,导电构件形成步骤是在基体101上形成导电构件102a、102b的步骤。再有,在使导电构件102a、102b也形成在基体101的背面140等的情形时,通过该步骤进行。即,该步骤是在基体101上设置导电构件102a、102b的步骤。
导电构件102a、102b例如在使用包含陶瓷的基体101的情形时,可对在未煅烧的陶瓷生片的阶段中将包含如钨、钼的高熔点金属的微粒子的导电膏涂布为特定的图案而成者进行煅烧而获得。或者,也可在预先所煅烧的陶瓷板材上形成导电构件102a、102b,例如,可利用真空蒸镀、溅镀、电镀等方法形成。
再有,基体的凹部109例如可通过于陶瓷生片上形成各种大小的通孔并使其层叠而形成。关于凹部的侧面130,也可与底面120同样地在侧面130上形成导电构件102a、102b。
再有,在使用包含玻璃环氧树脂的基体101的情形时,在使含玻璃布的环氧树脂或环氧树脂半固化而成的预成形体上贴付铜板并使其热固化,其后,利用光刻法使铜等金属构件图案化为特定形状,由此可形成导电构件102a、102b。
<金属构件形成步骤>
如图3(b)所示,金属构件形成步骤是在基体101上的导电构件102a、102b上形成可焊接的金属构件103的步骤。再有,在使金属构件103也形成在基体101的背面140等的导电构件102a、102b的情形时,通过该步骤进行。即,该步骤是在导电构件102a、102b的表面上设置金属构件103的步骤。
作为设置金属构件103的方法,可使用电镀法、溅射法、蒸镀法、薄膜接合的方法等。在使用电镀法的情形时,可使用电解电镀、无电解电镀的任一种方法。例如,最简便的是在电性连接导电构件102a、102b上的该部位后使用电解电镀法。再有,在使用无电解电镀法或溅射法、蒸镀法的情形时,通过光刻法可仅设置在导电构件102a、102b上。再者,也可在未形成有图案的导电构件102a、102b上设置金属构件103后,以特定的形状使导电构件102a、102b与金属构件103图案化。
在金属构件103上进行引线接合、或直接与发光元件104的电极连接的情形时,需要是可进行引线接合或倒晶安装的金属材料,但不进行这些的导电构件102a、102b无需对金属的种类进行特别限定。
<黏晶步骤>
如图4(a)所示,黏晶步骤是在形成金属构件103后的基体101上(在未形成有金属构件103的情形时,在导电构件102a、102b上)载置并接合发光元件104的步骤。
黏晶步骤包含:在基体101上载置发光元件104的发光元件载置步骤;以及在载置发光元件104后,通过加热使发光元件104接合的加热步骤。
[发光元件载置步骤]
发光元件载置步骤是在基体101上经由接合构件111载置发光元件104的步骤。接合构件111包含例如松香(松脂)或热固化性树脂,进而视需要也可含有用于黏度调整的溶剂或各种添加剂、有机酸等活性剂。进而也可含有金属(例如粉末状)。
发光元件104通过接合构件111而与基体101上的导电构件102a、102b(金属构件103)接合。再者,也可预先在发光元件104的背面上涂布有助熔剂。
此处,由于接合构件111只要以经由金属构件103而夹设于导电构件102a、102b与发光元件104之间的方式设置即可,故而既可设置在导电构件102a、102b上的载置发光元件104的区域,也可设置在发光元件104侧。或者,也可设置在其两者。
以下,对发光元件104的接合方法进行说明。
图4(a)表示将液状或糊状的树脂组合物(接合构件)111设置在导电构件102a、102b上后的状态。在将液状或糊状的接合构件111设置在导电构件102a、102b上的情形时,可根据黏度等从灌注法、印刷法、转印法等方法中进行适当选择。继而,在设置有接合构件111的部位载置发光元件104。在该发光元件104的接合面上形成电极,且该电极与导电构件102a、102b被电性连接。再者,在使用固体状的接合构件111的情形时,也可在载置固体状的接合构件111后,以与使用液状或糊状的接合构件111的情形相同的要点在导电构件102a、102b上载置发光元件104。再有,也可通过加热使固体状或糊状的接合构件111暂时熔融,由此使发光元件104固定在导电构件102a、102b上的所需的位置。
作为树脂组合物的量,作为优选,在接合发光元件104后,以与发光元件104的接合面积等同或成为其以上的面积的方式进行调整。在使用液状或糊状的树脂组合物载置多个发光元件的情形时,由于通过液状或糊状的树脂组合物的表面张力等防止发光元件移动而自特定的位置偏移,故而优选为以独立的接合构件111接合各发光元件104。再者,由于接合构件的合适的厚度因接合构件的种类而异,故而考虑在载置发光元件时被压变形而向横向扩展的情形、或追随在基材的凹凸的情形等而进行调整。
[加热步骤]
加热步骤是在载置发光元件104后,对接合构件111进行加热,而将发光元件104接合在基体101上的步骤。
如图10(a)所示,在将发光元件设为FU组件的情形时,接合构件111也可为绝缘性构件,且加热步骤中的加热是在比接合构件111的至少一部分挥发的温度更高的温度下进行。再有,在接合构件111含有热固化性树脂的情形时,优选为加热至热固化性树脂的固化产生的温度以上。通过如此,能够以热固化性树脂粘接固定发光元件104。
再有,作为接合构件111,在使用例如含有松香的树脂组合物与低熔点的金属的情形时,优选为在于导电构件102a、102b上(金属构件103上)载置该低熔点的金属的情形时,加热至该低熔点的金属熔融的温度以上。
此处,尤其在接合构件111含有松香、且在发光元件侧设置有金属的情形时,例如,在使用蓝宝石基板的氮化镓系半导体组件的蓝宝石面上形成有金属膜的情形、或在使用硅基板的氮化镓系半导体组件的硅氧面上形成有金属膜的情形等时,可通过加热并根据接合构件中的松香成分的作用与金属彼此欲相互扩散的现象,而去除绝缘构件,并且形成导电构件与金属膜的金属结合。由此,可更牢固地固定发光元件,又也可实现导通。
再有,在加热步骤中,可在上述加热后接下来进行清洗步骤。
例如,在接合构件111中使用有树脂组合物的情形时,也可在通过加热使树脂组合物的一部分挥发而使其消失后,进而通过清洗等将残留的树脂组合物去除(残留接合构件清洗步骤)。尤其,在树脂组合物含有松香的情形时,优选在加热后进行清洗。作为清洗液,优选为使用乙二醇醚系有机溶剂等。
<保护组件接合步骤>
如图4(b)所示,保护组件接合步骤是在形成金属构件103后(在未形成有金属构件103的情形时是在形成导电构件102a、102b后)的基体101上载置并接合保护组件105的步骤。即,经由金属构件103将保护组件105载置并接合在导电构件102a上的步骤。
<引线接合步骤>
如图4(b)所示,引线接合步骤是由导线106连接位于保护组件105上部的电极端子与成为导电构件102b的电极的部位的步骤。导线106的连接方法并无特别限定,只要以通常所使用的方法进行即可。
<填料覆盖步骤>
如图5(a)所示,填料覆盖步骤是通过电解电镀法、电沉积涂装法或静电涂装法由填料114覆盖导电构件102a、102b上的金属构件103的表面中的未形成有发光元件104的部位的步骤。通过该步骤,在经由接合构件111载置发光元件104后,由填料114覆盖基体101上的金属构件103的露出面(在未形成金属构件103的情形时是在导电构件102a、102b上)。此时,透光性基板10的侧面的至少一部分及上表面露出,并且,半导体层11的侧面由填料114覆盖。
再有,如图5(b)所示,优选在该填料覆盖步骤中,也覆盖电极间(导电构件102a、102b间)的槽部G,进而,如图6(a)所示,优选为也覆盖保护组件105及导线106。
作为覆盖填料114的方法,可使用电解电镀法、静电涂装、电沉积法等成膜方法。
填料覆盖步骤例如是通过包括如下步骤而形成:在包含填料的溶液中配置发光装置100;以及通过该溶液中的电泳动使填料堆积在发光装置100。
此种使填料堆积的方法如下:通过在溶液中配置与发光装置100对向配置的电极,并对该电极施加电压,而使在溶液中带电的填料电泳动,由此使填料114堆积在导电构件102a、102b中的金属构件103露出的部位。
此处,堆积的填料114的厚度可根据堆积条件或时间进行适当调整,优选为至少5μm以上的厚度。更优选为10μm以上的厚度。通过使用反射率较高的材料形成填料,从而通过堆积的填料114而形成光反射层。
也可在上述填料114的基于电沉积的形成步骤后,通过电沉积形成填料114以外的构件。
在电沉积用的电解液使用分散有填料的混合液。在该电解液中,只要为带电的填料受到静电气力而可在其中移动者则材料并无特别限定。
例如,可使电解液中含有使填料溶解的酸或碱,例如包含碱土类金属的离子(Mg2+等)的硝酸。
再有,电解液中也可含有金属烷氧化物。具体而言,是将选自Al、Sn、Si、Ti、Y、Pb或碱土类金属的元素作为构成元素而包含的有机金属材料。作为电解液中所包含的材料,此外也可将使填料分散在以特定的比例混合金属醇化物或金属烷醇盐与有机溶剂而成的溶胶中所得的混合液设为电解液。
此外,电解液可设为在以异丙醇作为母液的溶液中含有作为有机溶剂的丙酮、作为有机金属材料的氧化铝溶胶及填料的混合溶液。
再者,在本实施方式中,由于直至在最终步骤中进行分割为止而基体为集合体,故而可对多个发光装置同时覆盖填料114,因此其量产性优异。
<透光性构件形成步骤>
如图6(b)所示,透光性构件形成步骤是在基体101上形成透光性构件108,并以透光性构件108覆盖发光元件104的步骤。即,向基体101的凹部109内注入熔融树脂,其后通过加热或光照射等使覆盖发光元件104、保护组件105、导线106等的透光性构件108固化的步骤。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定在上述实施方式,可在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更。
即,上述所示的发光装置及其制造方法是例示用于使本发明的技术思想具体化的发光装置及其制造方法,且本发明并非将发光装置及其制造方法限定于上述的。再有,并非将申请专利范围中所示的构件等特别规定为实施方式的构件。尤其,实施方式中所记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要无特定的记载,则并非将本发明的范围限定在上述的主旨,而仅为说明例。
例如,在上述记载中,主要对使用FD组件的发光装置进行说明,但本发明也可作为使用FU组件的发光装置。再有,搭载在发光装置的发光元件的数量可进行适当调整,也具有搭载3个以上的多个发光元件的发光装置。以下,作为代表性的变形例,对作为第2实施方式的使用FU组件的发光装置及其制造方法进行说明。
[第2实施方式]
在第2实施方式中,对使用FU组件的发光装置进行说明。在图13中表示本实施方式的发光装置的一例的立体图。
首先,关于发光装置的整体构成,一边列举各构成一边进行说明,其后,对各构件等的材料等进行说明。再者,此处对与上述发光装置100的实施方式不同的主要项目进行说明。
<整体构成>
如图7、图8所示,发光装置200为搭载有至少1个发光元件204(此处为2个)的发光装置200,主要包括:基体201;设置在基体201上的导电构件202a、202b、202c;载置在导电构件202a、202b、202c上的发光元件204;使成为导电构件202b的电极的部位与发光元件204的电极端子电性连接的导线206;覆盖未载置有发光元件204的金属构件103及导线206的下表面的绝缘性的填料114;以及覆盖发光元件204及填料114的透光性构件108。进而,此处包括遮光性构件207。
[基体]
如图8(a)所示,基体201包含将上表面设为开口部的凹部209a、以及进而包含在凹部209a内部的凹部209b、209c,通过该凹部209a形成底面220a与侧面230a。进而,通过该凹部209b、209c形成底面220b、220c与侧面230b、230c,且在底面220a与底面220b、220c之间形成有阶差。继而,分别在该凹部209a的底面220a上设置有导电构件202a,在凹部209b的底面220b上设置有导电构件202b,在凹部209c的底面220c上设置有导电构件202c。
[导电构件]
如图8(a)所示,导电构件202b、202c也设置在基体201的背面240上,凹部209b、209c的底面220b、220c的导电构件202b、202c是以在基体内部分别电性连续的方式(以成为一体的方式)设置。
[金属构件]
如图8(a)所示,在基体201上,即在凹部209a、209b、209c的底面220a、220b、220c的导电构件202a、202b、202c上设置有金属构件103。再有,如图8(a)所示,也可在设置于基体201的背面240的导电构件202b、202c的表面上覆盖金属构件103。再者,金属构件103并非至在基体201内所埋设的导电构件202b、202c为止所设置的构件。该金属构件103也可设为与导电构件202b、202c一体化,或金属构件103也可省略。
[发光元件]
如图8(a)、(b)所示,发光元件204为其上表面包含电极的FU组件,在发光元件204的下表面形成有接合层123。形成在该发光元件204的接合层123与在凹部209a的底面220a上依次所形成的导电构件202a、金属构件103、接合构件111中的位于表面的接合构件111连接。然而,在表示第2实施方式的发光装置200的附图中未图示接合构件111。
如图8(b)所示,发光元件204包含基板20与在基板20上所层叠的半导体层21。再有,可在基板20的背面上成膜例如经图案化的Ag/Pt/AuSn膜(自左侧起依次层叠)。再有,在半导体层21的一侧设置有作为电极端子的n电极(n焊盘电极)25b,在另一侧隔着电极24设置有作为电极端子的p焊盘电极25a。该焊盘电极25a、25b是形成在半导体层21的同一面侧,且通过导线206(参照图7(b))与成为导电构件202b、202c的电极的部位电性连接。继而,发光元件204的半导体层21中的各焊盘电极25a、25b的由导线206连接的部位以外是由绝缘性的保护膜(绝缘膜)23覆盖。再者,在其他附图中使图8(b)中所示的FU组件的发光元件204更简单化而表示。
继而,此处配置在发光元件204的下表面侧的接合层(反射层22a、势垒层22b、粘接层22c)的宽度是构成为比发光元件204的宽度即基板20的宽度更窄。如此,若使接合层的宽度窄于基板20的宽度,则在自晶圆分离为各个发光元件的步骤中,不会切断接合层,故而可避免在分离步骤中产生接合层的剥离之虞。
接合层123也可为如下多层构造:除包括在发光元件中使用FU组件的情形时使发光元件204接合在基体201的粘接层22c以外,也包括反射层22a或势垒层22b。
反射层22a是使由发光元件204发出的光效率高地反射至基板20或半导体层21的内部的层。通过如此,可使光自发光元件204的形成有反射层22a以外的端面引出至外部。作为具体的材料,优选为使用Ag、Al、Rh、Pt、Pd等。例如,若使用Ag或Ag合金,则可获得反射率较高、且光引出良好的组件。
势垒层22b是用于防止其他构件、尤其是粘接层22c的材料的扩散的层。作为具体的材料,优选为W、Mo等具有高熔点的材料、或Pt、Ni、Rh、Au等。
粘接层22c为将发光元件204粘接在基体201的层。作为具体的材料,可列举In、Pb-Pd系、Au-Ga系、Au与Ge、Si、In、Zn、Sn的系、Al与Zn、Ge、Mg、Si、In的系、Cu与Ge、In的系、Ag-Ge系、Cu-In系的合金。优选为列举共晶合金膜,例如,可列举以Au与Sn为主成分的合金、以Au与Si为主成分的合金、以Au与Ge为主成分的合金等。其中尤其优选为AuSn。
[填料]
如图8(a)所示,在形成于凹部209a、209b、209c的底面220a、220b、220c的导电构件202a、202b、202c上的金属构件103的表面中,未载置有发光元件204的部位由填料114覆盖。进而,填料114以导线206的下表面为首,覆盖表面整体,且也覆盖发光元件204的周边区域、及发光元件204的下部的接合层123的侧面。
即,导电构件202a、202b、202c上的载置有发光元件204的区域以外的部位(导电部位)是由填料114覆盖。
[透光性构件]
如图8(a)所示,基体201的凹部209a内部由透光性构件108密封。再者,在埋设遮光性构件207的部位未形成有透光性构件108,但在未设置遮光性构件207的情形时,也在该部位(凹部209b、209c内部)形成透光性构件108。再者,透光性构件108只要视需要设置即可。
[遮光性构件]
遮光性构件207优选为具有光反射功能的构件,且是埋设在基体201的凹部209b、209c并覆盖露出在凹部209b、209c的侧面230a,230b、230c的基体201的露出部的构件。由于基体201的露出部(侧面230a,230b、230c)成为因光透过而产生光的损耗的光透过损耗源,故而通过在该部位设置具有光反射功能的遮光性构件207,而可抑制因光的透过或吸收所导致的损耗。优选为如此由遮光性构件207覆盖基体201的侧壁或填料114的至少一部分。由此,可通过遮光性构件207反射来自发光元件204的光而提高光的引出效率。该遮光性构件207并不局限在本实施方式,也可用在第1实施方式的发光装置中。
如图8(a)所示,在基体201的凹部209b、209c内部埋设有遮光性构件207。遮光性构件207优选为以埋设凹部209b、209c的全部的方式形成,更优选为以覆盖侧面230a的露出部的全部的方式形成。
遮光性构件207是以良好的效率反射自发光元件204所照射的光的构件,优选为光吸收较少、且对光或热具有较强的绝缘性的材料。作为具体的材料,可列举硅树脂、环氧树脂、脲树脂等。除这样材料以外,也可视需要含有着色剂、光扩散剂、填料、荧光构件等。再者,遮光性构件207既可由单一的构件形成,或者也可形成为2层以上的多层。
根据以上说明的本发明的发光装置200,在驱动发光装置200时,自发光元件204向所有方向行进的光中的向上方行进的光向发光装置200上方的外部被引出。再有,向下方或横向等行进的光在基体201的凹部209a、209b、209c的底面220a、220b、220c或侧面230a、230b、230c、或者遮光性构件207反射,并向发光装置200上方的外部被引出。此时,由于在导电构件202a、202b、202c上的金属构件103或导线206等导体部(导电体)上覆盖有填料114,故而抑制该部位对光的吸收,并且通过填料114使光反射。由此,以良好的效率引出来自发光元件204的光。
《发光装置的制造方法》
其次,一边参照附图一边对本发明的第2实施方式的发光装置的制造方法进行说明。再者,此处是使用1个发光装置进行说明,但直至在最终步骤中进行分割为止而基体为集合体,通过进行分割而使基体的外侧面表露。
图9~图12是表示发光装置200的制造步骤的剖面图,且相当于图7(b)中所示的发光装置的Y-Y剖面向视图。
再有,图9~图12是以时间序列表示发光装置200的制造步骤,基本上以图9(a)~图12的顺序进行制造。
本发明的发光装置200的制造方法包括导电构件形成步骤、黏晶步骤、填料覆盖步骤及透光性构件形成步骤。再有,由于在第2实施方式中使用FU组件,故而包含引线接合步骤,再有,由于在第2实施方式中设置有遮光性构件207,故而包含遮光性构件形成步骤。以下,对各步骤进行说明。
<导电构件形成步骤>
如图9(a)所示,导电构件形成步骤是在基体201上形成导电构件202a、202b、202c的步骤。再有,在基体201的背面240等上也形成导电构件202b、202c的情形时,通过该步骤进行。即,该步骤为在基体201上设置导电构件202a、202b、202c的步骤。
其他方面与上述第1实施方式相同。
<金属构件形成步骤>
如图9(b)所示,金属构件形成步骤是在基体201上的导电构件202a、202b、202c上形成可焊接的金属构件103的步骤。再有,在基体201的背面240等的导电构件202b、202c上也形成金属构件103的情形时,通过该步骤进行。即,该步骤是在导电构件202a、202b、202c的表面上设置金属构件103的步骤。
其他方面与上述第1实施方式相同。
<黏晶步骤>
如图10(a)所示,黏晶步骤是在形成金属构件103后的基体201上(导电构件202a上)载置并接合发光元件204的步骤。即在基体201的凹部209a的底面220a的金属构件103上经由接合构件111载置并接合发光元件204的步骤。
其他方面与上述第1实施方式相同。
<引线接合步骤>
如图10(b)所示,引线接合步骤是由导线206使成为导电构件202b的电极的部位与位于发光元件204上部的电极端子(焊盘电极)得以电性连接的步骤。同样地,是由导线206使位于发光元件204上部的电极端子(焊盘电极)与成为导电构件202c的电极的部位得以电性连接的步骤(省略图示)。
其他方面与上述第1实施方式相同。
<填料覆盖步骤>
如图11(a)所示,填料覆盖步骤是通过电解电镀法、电沉积涂装法或静电涂装法由填料114覆盖导电构件202a、202b、202c上的金属构件103的表面中的未形成有发光元件204的部位的步骤。通过该步骤,在接合发光元件204后,由填料114覆盖形成在导电构件202a、202b、202c上的金属构件103的表面中的其他构件的导电部。再有,优选为也由填料114覆盖发光元件204的导电部或以导线206的下表面为首的表面。
其他方面与上述第1实施方式相同。
<遮光性构件形成步骤>
如图11(b)所示,遮光性构件形成步骤是在基体201的凹部209b、209c中形成遮光性构件207并覆盖填料114的步骤。该步骤是由遮光性构件207覆盖露出在凹部209b、209c的侧面230a,230b、230c的基体201的露出部的步骤。进而,也可以覆盖凹部209a的侧面230a的露出部的全部的方式形成。通过由遮光性构件207覆盖这些区域,而可如上所述那样抑制因来自基体201的露出部的光的透过而导致的光的损耗,且可提高光的引出效率。再者,该遮光性构件207也可根据其他构件的构成或组合而省略。
优选在这样的遮光性构件207中使用树脂,其形成方法可通过灌注法、印刷法等进行。
<透光性构件形成步骤>
如图12所示,透光性构件形成步骤是在基体201上形成透光性构件108、且由透光性构件108覆盖发光元件204的步骤。即,在基体201的凹部209a中形成覆盖发光元件204、导线206等的透光性构件108并使其固化的步骤。
就透光性构件形成步骤而言,在形成遮光性构件(例如反射发光波长的光的树脂)207的情形时,在形成遮光性构件207后在基体201的凹部209a中形成透光性构件108,除此以外的情况与上述第1实施方式相同。
[第3实施方式]
在第3实施方式中,对使用FD组件的发光装置进行说明。
首先,一边列举各构成一边对发光装置的整体构成进行说明,其后,对各构件等的材料等进行说明。再者,此处对与上述发光装置100的实施方式不同的主要项目进行说明。
<整体构成>
如图14、图15所示,发光装置100包括:包含半导体层11与透光性基板10的发光元件104;使透光性基板10的侧面的至少一部分及上表面露出,且覆盖半导体层11的侧面的反射构件114;以及覆盖透光性基板10中自反射构件114露出的部分的透光性构件108。
此处,如图14、图15所示,发光装置100为搭载有至少1个发光元件104(此处为1个)的发光装置100,主要包括:具有凹部109的基体101;设置在凹部109的底面的导电构件102a、102b;设置在凹部109的侧面的导电构件102b;载置在凹部109的底面的发光元件104;覆盖在导电构件102a、102b的表面中至少未载置有发光元件104的部位的反射构件(此处设为使用绝缘性的填料114者);以及覆盖发光元件104的透光性构件108。进而,此处包括保护组件105、导线106。
[基体]
如图15(a)所示,基体101包含将上表面设为开口部的凹部109,通过该凹部109形成底面120与侧面130。而且,在该凹部109的底面120上设置有导电构件102a、102b,在凹部109的侧面上设置有导电构件102b。
再有,发光元件104或导电性导线106等被配置在凹部109的内部。因此,凹部109只要具有相当于利用黏晶机器等直接载置发光元件等、并且通过引线接合等取得与发光元件的电性连接的充分的大小即可,其形状并无限定。例如,自凹部的开口方向观察,凹部的开口的形状可列举大致四边形、圆形等形状。
再者,侧面130的角度也无特别限定。例如,也可以朝向开口方向扩展的方式倾斜,例如既可如抛物线状那样使侧面为抛物面,也可与底面120大致垂直。
[导电构件]
如图15(a)所示,在凹部109内的侧面(侧壁)130所设置的导电构件,既可使导电构件102a、102b的任一方在凹部109内的侧面(侧壁)130上延伸、也可配置其他导电构件。也即,设置在底面120的导电构件102a及102b通常发挥电极的功能,但设置在侧面130的导电构件也可未必具有电极的功能。
导电构件102a是在基体101的底面120被设置为岛状的构件,以将导电构件102a的周围和侧面130连续地覆盖的方式设置有导电构件102b。也即,在本实施方式的发光装置中,设置在侧面的导电构件102b具有负极性。
在本实施方式的发光装置中,通过在凹部109的侧面130上形成导电构件,且使用电沉积涂装等方法,而可使填料114均匀且高密度地配置在凹部109的侧面。再有,通过在侧面上形成导电构件,而可抑制光自凹部的侧面漏出。
[填料]
再有,在形成于凹部109的侧面130的导电构件102b的表面上也覆盖有填料114。发光元件104的半导体层11的露出部或接合构件111的侧面、导电部狭缝槽部G是由填料114覆盖。
如图15(a)所示,在至凹部109的侧面130的上端部为止形成导电构件102b的情形时,若进行下述电沉积涂装等,则填料114以覆盖露出在基材上表面的导电构件102b的方式形成。再有,进而若填充透光性构件108,则透光性构件含浸在位于基材上表面的填料114中。如此在上表面溢出的填料114与透光性构件108既可保持此状态,也可对基材101的上表面进行研磨,使透光性构件108或填料114不向基材101的最上表面外部溢出。再有,如图15(b)所示,如第1实施方式中所说明那样也在保护组件105上覆盖填料114。
《发光装置的制造方法》
其次,对本发明的第3实施方式的发光装置的制造方法进行说明。
本发明的发光装置100的制造方法包括导电构件形成步骤、黏晶步骤、填料覆盖步骤及透光性构件形成步骤。再有,由于在第1实施方式中设置有金属构件103及保护组件105,故而包含金属构件形成步骤、保护组件接合步骤及引线接合步骤。再者,此处对与上述第1实施方式的制造方法不同的主要项目进行说明。
此处,在凹部的底面及侧面形成导电构件,并在凹部的底面载置发光元件104。继而,在金属构件形成步骤中,作为设置金属构件103的方法,无论凹部的底面、侧面均可使用电镀法、溅射法、蒸镀法、使薄膜接合的方法等。再有,在填料覆盖步骤中,由填料114覆盖导电构件102a、102b的表面中的包含凹部109的侧面130且未形成有发光元件104的部位。由于其他方面与上述第1实施方式的制造方法相同,故而此处省略说明。
其次,在图30、图31中表示第3实施方式的发光装置100的SEM照片。图31(a)、(b)分别为图30的「a1」、「a2」的部位的放大图。再者,图30为二次电子像,图31为反射电子像。如图30、图31所示,透光性基板10的侧面的至少一部分及上表面露出,且,半导体层11的侧面由反射构件(填料)114覆盖。再者,符号KT表示荧光体。
[第4实施方式]
在第4实施方式中,对使用FU组件的发光装置进行说明。在图18(a)中表示本实施方式的发光装置的一例的立体图。
首先,一边列举各构成一边对发光装置的整体构成进行说明,其后,对各构件等的材料等进行说明。再者,此处对与上述发光装置200的实施方式不同的主要项目进行说明。再者,在表示第4实施方式的发光装置200的附图中,未对金属构件103及接合构件111进行图示。
<整体构成>
如图18(a)、(b)、图19所示,发光装置200是搭载有至少1个发光元件204(此处为2个)的发光装置200,主要包括:基体201;在基体201的凹部209的底面所设置的导电构件202a、202b、202c;载置在导电构件202a上的发光元件204;设置在凹部209的侧面的导电构件202d;使成为导电构件202b、202c的电极的部位与发光元件204的电极端子电性连接的导线206;覆盖未载置有发光元件204的导电构件及导线206的下表面的绝缘性的填料114;以及覆盖发光元件204及填料114的透光性构件108。
[基体]
如图19所示,基体201包含将上表面设为开口部的凹部209,通过该凹部209形成底面220与侧面230。而且,在该凹部209的底面220上设置有导电构件202a、导电构件202b、导电构件202c。再有,在凹部209的侧面230上设置有导电构件202d。
[导电构件]
如图19所示,导电构件202a、202b也设置在基体201的背面,所谓凹部209的底面220的导电构件202a、202b,是以在基体内部分别电性连续的方式(以成为一体的方式)设置。
再有,导电构件202d并不具有电极的功能,自底面220隔开而覆盖凹部209的侧面。
[填料]
如图19所示,形成在凹部209的底面220的导电构件202a、202b、202c上的金属构件的表面中的未载置有发光元件204的部位,由填料114覆盖。再有,形成在凹部209的侧面230的导电构件202d也由填料114覆盖。进而,填料114覆盖导线206的表面整体,也覆盖发光元件204的周边区域、及发光元件204的下部的接合层123的侧面。
即,导电构件202a、202b、202c、202d中的载置有发光元件204的区域以外的部位是由填料114覆盖。
《发光装置的制造方法》
其次,对本发明的第4实施方式的发光装置的制造方法进行说明。
本发明的发光装置200的制造方法包括导电构件形成步骤、黏晶步骤、填料覆盖步骤及透光性构件形成步骤。再有,由于在第4实施方式中使用FU组件,故而包含引线接合步骤。再者,此处对与上述第2实施方式的制造方法不同的主要项目进行说明。
导电构件形成步骤是在基体201上形成导电构件202a、202b、202c、202d的步骤。金属构件形成步骤是在基体201上的导电构件202a、202b、202c上形成金属构件的步骤。再有,在基体201的背面240等的导电构件202a、202b上也形成金属构件的情形时,通过该步骤进行。黏晶步骤是在基体201的凹部209的底面220的金属构件上经由接合构件111、载置并接合发光元件204的步骤。引线接合步骤是由导线206使成为导电构件202a的电极的部位与位于发光元件204上部的电极端子(焊盘电极)电性连接的步骤。同样地,是由导线206使位于发光元件204上部的电极端子(焊盘电极)与成为导电构件202b、202c的电极的部位电性连接的步骤。
填料覆盖步骤是由填料114覆盖导电构件202a、202b、202c、202d上的表面中的未形成有发光元件204的部位的步骤。通过该步骤,在接合发光元件204后,由填料114覆盖导电构件202a、202b、202c、202d的表面的其他构件的导电部。再有,优选为发光元件204的导电部或导线206的表面也由填料114覆盖。再者,也可以金属构件覆盖导电构件的表面,并由填料114覆盖其上。由于其他方面与上述第1实施方式及第2实施方式的制造方法相同,故而此处省略说明。
《与第3、第4实施方式相关的其他变形例》
作为与第3、第4实施方式相关的其他变形例,对包含在基体的凹部的上端部未形成导电构件的区域的构成进行说明。
例如,在第3实施方式、第4实施方式中,对在凹部109、209的侧面的整个面上形成有导电构件的例进行了说明,但也可不在凹部的侧面130、230的侧面的一部分形成导电构件。
尤其,优选在凹部的侧面中,与凹部109、209的上端面接触的部分包含未形成有导电构件的区域。由此,可防止因电沉积涂装等而将填料配置在基体101、201的上表面上,并可防止造成高度不均一。再者,若将填料配置在基体101、201的上表面上,则在将透光性构件108填充在凹部时,透光性构件含浸在填料中,树脂溢出在基体上表面之虞存在。尤其,在硅树脂等具有黏性的树脂的情形时,在制造步骤内发光装置彼此黏着、或灰尘黏着在溢出在基体上表面的树脂等异常产生之虞存在,故而优选为不将树脂配置在基体的上表面。
进而,优选在凹部的上端面侧中,凹部的侧面130、230具有阶差,该阶差的侧面包含未形成有导电构件的区域。在第3实施方式中对设置有阶差的例进行说明。
在图16的发光装置100中,在凹部109的上端面侧中,凹部109的侧面130上形成有阶差150,阶差150的侧面160包含未形成导电构件102b的区域。如此,在凹部109的上端部形成未形成有导电构件的区域,另一方面,在阶差的底面170上形成导电构件,由此,可在凹部109的上端部附近也覆盖填料。由于覆盖导电构件的填料是配置在阶差150,故而填料114或透光性构件108不会自基材101的上表面溢出。
此时,优选阶差的底面170与透光性构件180的表面的最短距离为凹部109的高度的1/5以下。若阶差的底面170与凹部109的上端面的距离较大,则未形成导电构件的区域也增多。此处,由于在未形成有导电构件的区域中未形成填料114,故而照射至阶差的侧面160的光由基材101内部吸收。尤其,在导电构件与基材的界面中,就密接性等观点而言大多使用如钨的反射率较低的导电构件,漏出至基材的光在基材内漫反射,而由反射率较低的导电构件吸收。
因此,以使光尽可能不对阶差的侧面160照射的方式设定。由于光在透光性构件180中传播,故而使自凹部109的载置有发光元件104的部分起至阶差的侧面160为止的部分变窄,从而使光的传播路径变窄。由此,即便透光性构件的填充量增多,也可将光的漏出控制在最小限。
此处,如图16所示,将阶差的底面170与透光性构件180的表面的最短距离K1设为凹部109的高度K3的1/5以下。由此,可使光难以向外侧漏出。再者,在阶差的底面170上具有在导电构件102b(视情形进而在金属构件)的厚度上相加堆积了填料114的厚度后的距离K2。K1-K2越小,则漏出至外侧的光越少,故而优选,更优选为设为K1=K2。再者,优选为K2是以不高于基体的上表面的方式设定。
再有,优选将透光性构件108的表面设为凹形状。通过设为凹形状而使树脂上表面不会超过基体101或201的上表面,可避免发光装置彼此黏着等异常。
图17(a)是变更了图16的发光装置的导电构件的形状而成的,其他部分与图16相同。在该发光装置100中,在阶差150的底面的一部分设置有导电构件。换言之,阶差的底面包含导电构件的上表面所露出的区域与导电构件未露出的区域。再有,以跨越形成在凹部的底面的导电构件102a及102b的方式经由接合构件111载置发光元件104。进而,在凹部的侧面,以与导电构件102a、102b在底面上隔开的方式形成有导电构件102c。形成在侧面的导电构件可通过任何方法形成,例如通过金属化形成。
图17(b)也是变更了图16的发光装置的导电构件的形状而成的,其他部分与图16相同。在该发光装置100中,在形成在侧面的102d的下部未形成导电构件,与形成在凹部底面的导电构件具有绝缘性。例如,使用共烧陶瓷的基材而形成。
《其他变形例》
作为其他变形例,虽然例如关于基体101、201,在第1~第4实施方式中,对包含凹部109或凹部209、209a、209b、209c者进行了说明,但也可使用不包含凹部109或凹部209、209a、209b、209c的板状的基体。再者,在此情形时,透光性构件108只要堆积在板状的基体的上表面即可。进而,也可设为未设置透光性构件108的构成。
再有,在第1、第3实施方式中,对设置有保护组件105的构成进行了说明,但也可设为在第2、第4实施方式中也包括保护组件的构成,进而,在第1~第4实施方式中也可设置齐纳二极管等保护组件等。
进而,在上述第1~第4实施方式中,设为包括1个或2个发光元件104、104(204、204)的构成,但发光元件也可分别设置3个以上。再有,在搭载于发光装置的发光元件为2个以上的多个的情形时,各发光元件的发光波长也可不同。例如,搭载发出RGB(RedGreenBlue,红绿蓝)的3原色的3个发光元件的发光装置。
再有,在发光装置200中,配置在发光元件204的下表面侧的接合层123(反射层22a、势垒层22b、粘接层22c)的宽度比发光元件204的宽度窄,但本发明并不限定在此。例如,可以使配置在发光元件204的下表面侧的接合层123的宽度与发光元件204的宽度相等的方式进行变形。通过如此,使填料114变得易于覆盖接合层123的侧面。
再有,上述实施方式的发光装置100(200)采用包括输出可见光区域的光的发光元件104(204)的构成,但也可设为包括输出紫外线或红外线的发光元件的构成。进而,透光性构件108在此处以覆盖凹部整体(密封)的方式填充,但也可逐一地、或将多个集中地覆盖发光元件104(204)。
在发光装置的制造方法中,也可在进行本发明时,在不对上述各步骤造成不良影响的范围内,在上述各步骤之间或前后包含上述步骤以外的步骤。例如,也可包含:对基体101、201进行清洗的基体清洗步骤,去除灰尘等无需物的无需物去除步骤,以及调整发光元件104、204或保护组件105的载置位置的载置位置调整步骤等其他步骤。
再者,这些变形例也可在以下说明的第5、第6实施方式及其变形例等中与这些形态相一致而适当地应用。
其次,作为未设置基体的方式,对第5、第6实施方式进行说明,其后对与第5、第6实施方式相关的其他变形例进行说明。再者,这些实施方式的发光装置设为符号100A~300A。再有,此处对与上述第1~第4实施方式不同的主要项目进行说明。
[第5实施方式]
图20是表示本发明的第5实施方式的发光装置的概略剖面。
<发光装置的构造>
在本实施方式中,发光装置100A包括如下构件:发光元件104A,其在半导体层104b的表面配置有电极104c;导电构件102,其接合在发光元件104A的电极104c;反射构件114,其覆盖发光元件104A的电极104c及导电构件102的周围;以及透光性构件108,其覆盖发光元件104A的与形成有电极104c的面对向(对置)的上表面及侧面。
发光元件104A是在包含对向的一对主表面的透光性基板104a的一侧的主表面上形成半导体层104b而成。进而在半导体层104b的表面形成有正电极及负电极(以下,也称为电极)。在本发明的发光装置100A中,发光元件104A是以与电极形成面对向的透光性基板104a侧作为主光引出面而配置。具体而言,在图20的发光元件100A中,透光性基板104a的上表面形成发光元件104A的上表面。在透光性基板104a的下表面侧层叠有依次包括第1半导体层、活化层、第2半导体层的半导体层104b。再有,在第1半导体层及第2半导体层上分别设置有负电极及正电极。发光元件100A的电极104c优选为由反射率较高的金属形成,例如优选包含Ag或Al。由此,可通过电极104c反射来自发光元件104A的光并自透光性基板104a侧引出。
导电构件102例如是通过电镀形成,经由导电性的黏晶构件111而粘接在发光元件104A的正电极及负电极。导电构件102与发光元件104A连接,发挥发光装置100A的电极端子的功能。导电构件102的下表面露出在外部,形成发光装置100A的外表面的一部分。
反射构件114具有绝缘性,至少覆盖导电构件102及黏晶构件111等导电部的侧面。在本实施方式中,反射构件114进而覆盖发光元件104A的电极104c的侧面。进而,反射构件114以露出在发光装置100A的侧面的方式延设在下方。
透光性构件108被设置于发光元件104A及其周围所设置的反射构件114上。透光性构件108中也可含有荧光体等。
在本实施方式中,透光性构件108覆盖发光元件104A中的透光性基板104a的上表面及侧面、以及半导体层104b的侧面。透光性构件108与反射构件114的界面,是与电极104c与半导体层104b的界面相同或配置在较其界面更靠上。
如此在本实施方式的发光装置100A中,导电构件102及黏晶构件111的侧面是由反射构件114覆盖。由此,可降低因来自发光元件104A的光入射至导电构件102或黏晶构件111而产生的光的损耗。再者,如图20所示,优选透光性构件108的下表面是大致整个面由反射构件114覆盖。通过利用高反射率的反射构件114或电极104c反射在发光元件104A的下方行进的光,而能够以良好的效率引出光。
再有,一般而言,使用发光元件与波长转换构件的光源,是在使用陶瓷或树脂的封装中安装发光元件,其后,设置波长转换构件,但通过将本发明的发光装置安装在各种封装等,而可在安装在封装前的阶段中进行颜色选别,故而可提高封装安装后的成品率。
《发光装置的制造方法》
其次,对本实施方式的发光装置的制造方法进行说明。图21~24是表示本实施方式的发光装置的制造步骤的概略剖面图。
本实施方式的发光装置的制造方法主要包括如下步骤:在支撑基板101上粘接多个发光元件104A的电极104c(第1步骤);以及通过电解电镀法、电沉积涂装法或静电涂装法,在支撑基板101上形成至少覆盖至发光元件104A的电极104c的周围的高度为止的反射构件114(第2步骤)。进而,此处包括如下步骤:通过在反射构件114上形成透光性构件108,而覆盖发光元件104A的上表面及侧面(第3步骤);以及通过去除支撑基板101,并分割反射构件114及透光性构件108,而将发光元件104A单片化(第4步骤)。
<第1步骤>
首先,准备支撑基板101。支撑基板101为板状或片状的构件,在本实施方式的发光装置的制造步骤中,具有保持发光装置的作用。由于支撑基板101是在将发光装置单片化前去除,故而为未被包含在发光装置的构件。
优选支撑基板101是具有导电性的基板。作为支撑基板101,可使用金属或合金的单层或通过层叠而构成的构件。再有,支撑基板101也可为层叠有树脂与金属的构件。作为支撑基板101中所使用的金属的一例,可列举SUS(SteelUseStainless,不锈钢)、Cu等。
在支撑基板101上黏贴作为保护膜的感光性的抗蚀剂。在其上方直接或间接地配置特定图案形状的光掩模,并照射紫外线而曝光。其后,进行显影处理,形成具有互相隔开的多个开口部的抗蚀剂膜。在保护膜(抗蚀剂膜)为通过光刻而形成的抗蚀剂膜的情形时,也可使用正型、负型的任一者。
其后,在抗蚀剂膜的开口部内选择性地形成导电构件102。导电构件102优选为以0.1~500μm的厚度形成。导电构件102优选为通过电解电镀法形成。电镀的材料、层叠构造、条件等可通过该领域中公知的方法进行适当调整。在形成导电构件102后,将作为保护膜的抗蚀剂膜去除。由此,形成互相隔开的导电构件102。
其次,在导电构件102上使用黏晶构件111粘接发光元件104A。作为黏晶构件,可列举Au-Sn等焊锡材料或Au等金属凸块等。黏晶构件111只要以在导电构件102与发光元件104A之间夹设的方式形成即可。因此,黏晶构件111既可设置在(A)导电构件102侧,也可设置在(B)发光元件104A的电极104c侧,或,也可设置在(C)导电构件102与发光元件104A的电极104c的两者。
黏晶构件111可使用糊状、固体状(片状、块状、粉末状)的,且可根据黏晶构件111的组成或导电构件102的形状等进行适当选择。
此处,关于形成黏晶构件111的部位是如上述(A)那样为导电构件102侧的情形,且使用糊状的焊锡材料作为黏晶构件111的粘接方法进行说明。首先,在导电构件102上形成糊状的焊锡材料111。形成焊锡材料111的方法可自滴涂、印刷、电镀、电沉积、静电涂装等中进行适当选择。接着,在形成有焊锡材料111的部位粘接发光元件104A的电极104c。其后,升温至焊锡材料111熔融的温度为止,并保持一定时间后,降温至室温。继而,对残留在焊锡材料111的周围的助熔剂等进行清洗而去除。
<第2步骤>
其次,以覆盖在第1步骤中露出的导电构件102或黏晶构件111等导电部的方式设置绝缘性的反射构件114。图22(b)表示该第2步骤结束后的状态。
通过由反射构件114覆盖导电构件102或黏晶构件111等导电部露出的部位,而可降低因光入射至该部位而产生的光的损耗。因此,作为优选,以覆盖在进行该第2步骤的阶段中露出的导电部的整个面积中的至少40%以上的面积的区域的方式形成反射构件114。进而,更优选以覆盖该阶段中的导电部的露出区域中的大致整个区域的方式形成反射构件114。此处所谓露出区域,是指从外侧可视觉辨识的区域,且除发光元件104A的表面中的实施有绝缘性的保护膜的区域以外。作为优选,反射构件114在支撑基板101上、形成至覆盖发光元件104A的电极104c的周围的高度为止。在本实施方式中,反射构件114是形成至覆盖发光元件104A的半导体层104b的侧面的高度为止。
作为形成反射构件114的方法,可使用电解电镀法、静电涂装法、电沉积涂装法等。通过使用这些方法,例如,可对导电构件102或黏晶构件111等导电部选择性地且以良好的效率堆积反射构件114。
再有,为了保持反射构件114,也可在所形成的反射构件114的层中添加或含浸树脂或无机材料的黏合剂。再有,也可使下述第3步骤中使用的透光性构件108含浸在反射构件114中。
<第3步骤>
其次,形成覆盖发光元件104A的透光性构件108并使其固化。图23(a)是表示在反射构件114上形成透光性构件108、并覆盖发光元件104A的图。作为优选,透光性构件108形成至覆盖自反射构件114露出的发光元件104A的上表面及侧面的高度为止。作为透光性构件108的形成方法,可使用灌注、印刷、压缩成型、转移模塑、射出成形、熔射、电沉积、浇铸、旋转涂布等。所形成的透光性构件108可通过加热或光照射等固化。再者,透光性构件108既可由单一的构件形成,或,也可形成为2层以上的多层。
在通过对透光性构件108进行加热而使其固化的情形时,可适当地选择升温或降温的温度或时间、环境等。再有,在通过光照射使透光性构件108固化的情形时,可根据所使用的材料适当地选择光照射时间或照射光的波长等。再有,也可使用加热与光照射的两者使透光性构件108固化。
再有,透光性构件108中也可含有着色剂、光扩散剂、填料、波长转换构件(荧光构件)等。透光性构件108既可通过研磨等控制厚度,也可如包含微透镜阵列的透镜状或粗面化等的方式赋予控制光配向的光学功能。
<第4步骤>
在第3步骤后,将支撑基板101去除。由此,使导电构件102的底面露出。图23(b)是表示将支撑基板101去除后的状态的图。作为将支撑基板101去除的方法,可使用物理性剥离的方法、通过蚀刻选择性地将支撑基板101去除的方法等。
在所获得的发光装置的集合体上黏贴切割膜112(图24(a))。其后,在图24(b)中所示的分离部118、即分割发光元件104A间的反射构件114及透光性构件108的位置进行切割,由此将发光元件104A单片化,形成如图20中所示的发光装置100A。作为单片化的方法,可使用由刀片的切割、由激光的切割等各种公知的方法。在图24(b)中表示使发光元件104A分割为各个发光元件后的状态,但根据目的也可作为以2个为单位或以4个为单位等的阵列或集合体而切割。
以下,对发光装置的各构成构件进行详细叙述。再者,此处也对在与上述第1~第4实施方式相同的部位适当地省略记载。
[发光元件]
本实施方式中所使用的发光元件,优选是在透光性基板上层叠半导体材料并使其芯片化而成的。作为用于使氮化物半导体层叠的基板的材料,例如较佳地使用蓝宝石、尖晶石等绝缘性基板或GaN、SiC、Si、ZnO等导电性基板。
适合于正电极及负电极的材料,只要为具有导电性的材料则无限定,例如可利用Au、Pt、Pd、Rh、Ni、W、Mo、Cr、Ti、Ag、Al的任一种金属或这些的合金或这些的组合。尤其,优选包含反射率较高的Ag、Al。若由反射率较高的金属形成,则反射由电极所遮蔽的光,并使其自基板侧引出,故而提高发光装置的光引出效率,因此优选。
再有,在除成为与导电构件或黏晶构件的连接区域的电极的表面以外的发光元件的几乎整个面上、形成绝缘性的保护膜也可。保护膜中可利用SiO2、TiO2、Al2O3、聚酰亚胺等。
发光元件可根据半导体层的材料或其混晶度选择各种发光波长。在采用透光性构件中含有荧光物质的发光装置的情形时,作为发光层中所使用的半导体,可列举能够发出短波长的氮化物半导体(InXAlYGa1-X-YN,0≤X,0≤Y,X+Y≤1),其适合于使其荧光物质以良好的效率激发。
再有,可形成为不仅输出可见光区域的光、也输出紫外线或红外线的发光元件。进而可与发光元件一同搭载齐纳二极管等保护组件或受光组件等。
[导电构件]
导电构件是与发光元件的正电极及负电极粘接、且发挥用于与外部电极电性连接的发光装置的电极的功能的构件。就导电构件的至少一个而言,发光元件的正电极直接或经由黏晶构件等被载置。再有,就导电构件的其他至少一个而言,发光元件的负电极直接或经由黏晶构件被载置。
就导电构件而言,需要使用将易于自支撑基板剥离的材料、或在通过蚀刻去除支撑基板的情形时将对溶液具有选择性的材料设置在与支撑基板的接触部的。具体而言,优选为Au、Pt、Rh、Ir、Pd等贵金属是及含有这些的合金。再有,也可在其上成膜不同的金属。具体而言可列举Ni或Cu、Ag、Cr、W等。导电构件的膜厚优选为0.1μm~500μm左右。
导电构件例如包含载置发光元件的电极的上表面、以及形成发光装置的外表面的下表面。导电构件的上表面只要为可载置发光元件的电极的面积以上的大小即可。导电构件的下表面并未由反射构件等覆盖而露出在外部。
导电构件的侧面既可为平坦的面,也可形成有微细的凹凸等。再有,导电构件的侧面也可为侧面向下表面侧倾斜或弯曲的形状。由此,可防止反射构件与导电构件的剥离。
[黏晶构件]
为了粘接导电构件与发光元件的电极而优选为使用黏晶构件。通过使用具有导电性的黏晶构件而可使导电构件与发光元件导通。作为黏晶构件,可列举Au-Sn等焊锡材料、Au等金属凸块等。尤其优选使用Au-Sn等高熔点材料。黏晶构件的厚度优选为0.5μm~500μm左右。
[反射构件]
反射构件是具有绝缘性、且主要以覆盖导电构件的侧面的方式所设置的构件。在导电构件经由黏晶构件而粘接在发光元件的电极的情形时,优选以也覆盖黏晶构件的侧面的方式设置反射构件。反射构件具有反射自发光元件所出射的光、或以波长转换构件进行波长转换后的光的效果。由此,可降低因光入射至导电构件等而产生的光的损耗。再有,优选为反射构件是以覆盖发光元件的电极的周围的方式设置。
再有,作为优选,在发光装置的下表面中的、未配置有导电构件的部分,设置反射构件。通过在这样的位置设置反射构件,而可防止来自发光元件的光自发光装置的下表面侧向外部漏出,且可提高光向上表面方向的引出效率。
反射构件优选为其反射率相对于430nm~490nm的波长域的光(蓝色光)为50%以上。
作为填料,优选为使用粒径为10nm~10μm左右的范围的。更优选为100nm~5μm。由此,可使光良好地散射。
[透光性构件]
透光性构件覆盖发光元件中的上表面及侧面。再有,透光性构件与反射构件的界面被配置在发光元件的侧面侧。
作为优选,自发光元件的上表面起至透光性构件的上表面为止的厚度,与自发光元件的侧面起至透光性构件的侧面为止的厚度大致相同。由此,可在近场中获得良好的配光特性,且可在发光元件的发光面的各方位上获得均匀的发光。然而,也可使自发光元件的侧面起至透光性构件的侧面为止的厚度按照比自发光元件的上表面起至透光性构件的上表面为止的厚度薄的方式形成。由此,可在远场中获得良好的配光特性,且可在发光元件的发光面的各方位上获得均匀的发光。
优选为透光性构件的厚度至少为10μm以上。再有,更优选为30μm~300μm左右的范围。
[第6实施方式]
图25(a)是表示本发明的第6实施方式的发光装置的概略剖面图。有时也省略与第5实施方式重复的说明。
在本实施方式中,发光装置200A包括:发光元件204A,在半导体层204b的表面配置电极204c;导电构件102,与发光元件204A的电极204c直接或经由黏晶构件111接合;反射构件114,覆盖发光元件204A的电极204c及导电构件102的周围;以及透光性构件108,其覆盖发光元件204A的与形成有电极204c的面对向的上表面及侧面。
即,该构成也是包括以下构件的构成:发光元件204A,其包含半导体层204b与透光性基板204a;反射构件114,其使透光性基板204a的侧面的至少一部分及上表面露出,且覆盖半导体层204b的侧面;以及透光性构件108,其覆盖透光性基板204a中自反射构件114露出的部分。
反射构件114至少覆盖导电构件102及黏晶构件111等导电部的侧面。在本实施方式中,反射构件114进而覆盖发光元件204A的电极204c的侧面及半导体层204b的侧面。
透光性构件108覆盖发光元件204A中的透光性基板204a的上表面及侧面。透光性构件108与反射构件114的界面是与半导体层204b与透光性基板204a的界面相同地或比其界面更靠上方地配置的。在半导体层204b内行进的光经由自反射构件114露出的透光性基板204a而出射。
如此在本实施方式的发光装置200A中,由于以反射构件114覆盖导电构件102及黏晶构件111的侧面,故而可降低因来自发光元件204A的光入射至导电构件102或黏晶构件111而产生的光的损耗。再有,通过由高反射率的反射构件114或电极204c反射在发光元件204A的下方行进的光,而能够以良好的效率使光引出。再有,在本实施方式中,由于反射构件114形成至覆盖半导体层204b的侧面的高度为止,故而可降低自发光元件204A向下方出射的光,且可提高光引出效率。
以上,对本发明的第5、第6实施方式进行了说明,但本发明并不限定于此,可在不改变其主旨的范围内以各种方式实施。例如,反射构件也可直接覆盖发光元件的侧面,在对发光元件的电极或半导体层的侧面实施绝缘性的保护膜的情形时,反射构件也可经由该保护膜而间接地覆盖发光元件的侧面。
再有,如图25(b)所示,在发光元件304A的周围所设置的反射构件114的上表面也可以如下方式形成:以朝向外侧降低的方式倾斜或弯曲。在该变形例的发光装置300A中,反射构件114至少覆盖导电构件102及黏晶构件111的侧面。反射构件114也可进而覆盖发光元件的电极304c、及半导体层304b的侧面。透光性构件108覆盖发光元件304A中的透光性基板304a的上表面及侧面。透光性构件108与反射构件114的界面是以如下方式形成:以随着自发光元件304A远离而降低的方式倾斜或弯曲。
通过如该变形例的发光装置300A这样使反射构件114的上表面朝向发光装置的外侧倾斜或弯曲,而可使由透光性构件108的表面或波长转换构件反射而朝向反射构件114侧的光、易于引出至外部。
再有,优选发光元件在形成电极的面侧内由反射构件覆盖自电极露出的半导体层的表面,如图26所示,自电极404c露出的半导体层404b的表面的至少一部分也可自反射构件114露出。在该变形例的发光装置400A中,反射构件114是形成为覆盖导电构件102、黏晶构件111及电极404c等导电部的侧面的薄膜。如此通过将反射构件114形成为薄膜,就可通过少量的反射构件114防止光向导电构件102或黏晶构件111入射。作为优选,在该发光装置400A的下表面中,在未配置有导电构件102的部分,设置薄膜的反射构件114。由此,可防止来自发光元件404A的光自发光装置400A的下表面侧向外部漏出,且可提高光向上表面方向的引出效率。
再有,本说明书绝非将申请专利范围中所示的构件特别规定为实施方式的构件者。尤其,实施方式中所记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要无特定的记载,则并非以将本发明的范围限定在上述内容的主旨进行记载者,而仅为说明例。再者,各附图所表示的构件的大小、膜厚、位置关系等,为了使说明明确而放大的情形存在。
如以上所说明那样,在本发明中,有包含基体的方式与未包含基体的方式。继而,例如,在将基体剥离的第5、第6实施方式的发光装置中,也可设为不将基体剥离而进行分割的构成。例如,如图27(a)、(b)所示,也可为在发光装置300A的构成(参照图25(b))上包含作为基体的基板101a或具有保护组件功能的Si基板101b的发光装置300B、300C。具体而言,作为可用作基体(基板101a、Si基板101b)的材料,除玻璃环氧基板以外也可使用酚醛纸、液晶聚合物、聚酰亚胺树脂、BT树脂、铁氟龙(注册商标)、聚硅酮、氧化铝、氮化铝、氮化硅、LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic,低温共烧陶瓷)等。再有,也可如Si这样使基体本身具有主动·被动组件功能。
再有,进而,如图28(a)、(b)所示,也可将基体设为Si基板101b,并通过Si的各向异性蚀刻设为锥状的基板。通过如图28(a)所示那样设为梯形的基板,而可扩大自发光装置300D所发射的光的配光角。再有,如图28(b)所示那样通过设为反射器形状,而可使自发光装置300E所发射的光的配光角变窄,提高正面亮度,且可增加光向二次光学系统的入射量。
其次,在图32中表示关于发光装置300B的SEM照片。图32(b)是图32(a)的「a3」的部位的放大图。如图32(a)、(b)所示,透光性基板304a的侧面的至少一部分及上表面露出,且,半导体层304b的侧面由反射构件(填料)114覆盖。再者,在此处的照片中,将反射构件114并未与电极304c接触、而在电极304c的周围形成反射构件114的方式进行例示,但也可为反射构件114与电极304c接触的方式。再者,符号KT表示荧光体。
[产业上的可利用性]
本发明的发光装置即便不使用银等具有腐蚀的可能性的反射材料,也可使来自发光元件的光以良好的效率反射,故而是光的引出效率优异的装置。再有,即便在使用有银等具有腐蚀的可能性的反射材料的情形时,也可抑制反射材料的劣化,故而是光的引出效率优异的装置。而且,各本发明的发光装置也可利用在各种显示设备、照明器具、显示器、液晶显示器的背光光源,进而利用在传真机、复印机、扫描仪等中的图像读取装置、投影仪装置等。
【符号说明】
10、20、104a、透光性基板
204a、304a、404a
11、21、104b、半导体层
204b、304b、404b
13、23保护膜
14p型电极
16n型电极
22a反射层
22b势垒层
22c粘接层
24、104c、204c、电极
304c、404c
25a、25b焊盘电极
100、200、100A、发光装置
200A、300A、300B、
400A
101、201基体(支撑基板)
101a基板(基体)
101bSi基板(基体)
102、102a、102b、导电构件
102c、102d、202a、
202b、202c、202d、
302、402
103金属构件
104、104A、204、发光元件
204A、304A、404A
105保护组件
106、206导线(导电性导线)
108透光性构件
118分离部
109、209、209a、凹部
209b、209c
110保护组件的接合构件
111、203、303、403接合构件(黏晶构件(焊锡材料))
112切割膜
114反射构件(填料)
120、220、220a、凹部的底面
220b、220c
123接合层
130、230、230a、凹部的侧面
230b、230c
140、240基体的背面
207遮光性构件
G槽部
KT荧光体

Claims (24)

1.一种发光装置,其特征在于,包括:
发光元件,其包含半导体层与透光性基板;
反射构件,其使上述透光性基板的侧面的至少一部分及上表面露出,且覆盖上述半导体层的侧面;以及
透光性构件,其覆盖上述透光性基板中自上述反射构件露出的部分,
还包含基体与在上述基体上所设置的导电构件,
并且,上述发光元件被载置在上述导电构件上,
在上述导电构件的表面,至少未载置有上述发光元件的部位,由上述反射构件的绝缘性填料以均匀的厚度堆积,并且上述透光性构件覆盖上述发光元件,且在上述填料的间隙部中含浸有上述透光性构件。
2.如权利要求1所述的发光装置,其中,
上述基体具有凹部,上述导电构件设置在上述凹部的底面及侧面,上述发光元件载置在上述凹部的底面。
3.如权利要求2所述的发光装置,其中,
在上述凹部的侧面,在与上述凹部的上端面接触的部分,包含未形成有导电构件的区域。
4.如权利要求2所述的发光装置,其中,
在上述凹部的侧面,在与上述凹部的底面接触的部分,包含未形成有导电构件的区域。
5.如权利要求2所述的发光装置,其中,
在上述凹部的上端面侧,在上述凹部的侧面具有阶差,并且在上述阶差的侧面包含未形成有导电构件的区域。
6.如权利要求5所述的发光装置,其中,
上述阶差的底面中的、位于最上方的面与上述透光性构件的表面的最短距离,是上述凹部的高度的1/5以下。
7.如权利要求1所述的发光装置,其中,
上述透光性构件的表面是凹形状。
8.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述填料以5μm以上的厚度覆盖。
9.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述填料的反射率相对于发光波长的光为50%以上。
10.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述填料覆盖上述发光元件的表面,且1个发光元件中的由上述填料所覆盖的表面积,小于上述1个发光元件的整体表面积的50%。
11.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述导电构件包含正电极与负电极,这些电极在上述基体上隔开地设置,且在上述电极间的至少一部分覆盖有上述填料。
12.如权利要求11所述的发光装置,其中,
上述电极间的距离为200μm以下。
13.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述发光元件是被倒晶安装的发光元件。
14.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
在上述发光装置安装有保护组件,且该保护组件的表面的50%以上由上述填料覆盖。
15.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述填料的至少一部分由遮光性构件覆盖。
16.如权利要求15所述的发光装置,其中,
上述遮光性构件覆盖上述基体的侧壁。
17.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
上述透光性构件除覆盖上述发光元件以外,也覆盖上述填料。
18.如权利要求1所述的发光装置,其中,
在覆盖有上述填料的区域内,上述填料相对于上述所含浸的透光性构件以大于50体积%的方式被含有。
19.一种发光装置,其特征在于,包括:
发光元件,其包含半导体层、与在上述半导体层的表面所配置的正电极及负电极;
导电构件,其接合在上述正电极及负电极;
反射构件,其覆盖上述正电极及负电极的侧面与上述导电构件的侧面;以及
透光性构件,其覆盖上述发光元件的与形成有上述电极的面对置的上表面及侧面,
该发光装置的下表面包括:上述反射构件的表面、从上述反射构件露出的上述导电构件的表面。
20.如权利要求19所述的发光装置,其中,
上述反射构件在发光装置的侧面露出。
21.如权利要求19所述的发光装置,其中,
上述透光性构件与上述反射构件的界面,设置在上述发光元件的侧面侧。
22.如权利要求19所述的发光装置,其中,
自上述发光元件的上表面起至上述透光性构件的上表面为止的厚度,与自上述发光元件的侧面起至上述透光性构件的侧面为止的厚度相同。
23.如权利要求19所述的发光装置,其中,
自上述发光元件的侧面起至上述透光性构件的侧面为止的厚度,比自上述发光元件的上表面起至上述透光性构件的上表面为止的厚度薄。
24.如权利要求19所述的发光装置,其中,
上述透光性构件含有波长转换构件。
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