CN102884645B - 发光装置的制造方法以及发光装置 - Google Patents
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Abstract
通过极其简易的方法制造不具有搭载发光元件的基板的薄型的发光装置。该发光装置的制造方法包括:准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;使在各个发光元件中设置的一对元件电极的至少一面露出,在密封部件中排列多个发光元件;在所述密封部件上形成多对外部连接电极,各对外部连接电极与在各个发光元件中设置的一对元件电极电连接;以及分割具有所述多个发光元件的密封部件,得到多个具备分别具有一对元件电极的发光元件、以该一对元件电极的各个的至少一面露出的状态对发光元件进行密封的密封部件、以及与一对元件电极电连接且在密封部件上设置的一对外部连接电极的发光装置。
Description
技术领域
本发明涉及具备发光二极管元件的发光装置的制造方法以及发光装置。
背景技术
发光二极管元件(以下简称为发光元件)小型且发光效率良好,且具有鲜艳的发光颜色,而且具备长寿命且优良的驱动特性等,所以近年来,广泛地用于彩色显示装置的背光源的光源、照明等。在此,将本发明中的发光装置也作为具备发光元件的发光装置的实施方式而进行说明。
近年来,对于在基板中安装的发光元件,用透明树脂、透明玻璃、或者包含荧光树脂等的密封部件,在基板上包覆发光元件,而提供白色发光装置、彩色发光装置,并且,已知将多个发光元件一并搭载到集合基板上而对由这样的结构构成的发光装置进行量产化的方法(例如专利文献1、专利文献2)。
图41示出具备专利文献1中的发光元件的以往的发光装置。在该发光装置100中,在树脂基板102的上表面,设置有直接搭载发光元件103的上表面电极102a、和通过导线104而与发光元件103电连接的上表面电极102a所构成的一对上表面电极102a,并且,在树脂基板102的下表面,设置有输出用的下表面电极102b,一对上表面电极102a和作为外部连接电极的一对下表面电极102b通过一对通孔电极102c电连接。另外,在基板上,通过透明树脂105,对该发光元件103进行了密封。另外,在一对上表面电极102a上,在除了导线的键合所需的部分的部分中,设置有用于提高发光效率的反射部件106。
图42示出具备专利文献2中的以往的发光元件的发光装置。在该发光装置200中,在陶瓷基板202的上表面侧,设置有直接搭载发光元件而电连接的一对上表面电极202a,并且在陶瓷基板202的下表面侧设置有输出用的一对下表面电极202b,一对上表面电极202a和一对下表面电极202b通过一对通孔电极202c分别电连接。另外,对在陶瓷基板202的上表面侧设置的上表面电极202a,经由在发光元件203的下表面形成的一对键合电极203a或者凸块等而倒装安装。另外,发光元件203被低熔点玻璃205密封。
但是,在上述专利文献1、2中的具备发光元件的发光装置100、200中,使用树脂基板102、陶瓷基板202等具有电极的基板,在基板上搭载发光元件,将对发光元件进行密封的树脂设置到基板上而对发光元件进行密封,所以该基板成为妨碍发光装置100、200的薄型化、并且使散热特性降低的一个原因。进而,由于该基板而部件点数增加,所以还成为成本上升的原因。
因此,以往,为了避免上述问题,最终提出了去除了基板的发光装置(专利文献3)。
如图43所示,在该发光装置300中,在由金属、塑料、硅等构成的基板302的上表面,形成有与发光装置300电连接的一对电极303a、303c、和搭载发光元件304的电极303b,发光元件304通过粘接剂被固定于电极303b上,通过导线305a、305b,与发光元件304的一对元件电极连接之后,发光元件304被密封部件306密封,之后通过机械或者化学的方法去除基板302,最终使电极303a、303b、303c在密封部件306的一面中露出,而构成了发光装置300的电极。
但是,在上述以往的发光装置300中,最终去除基板302,所以虽然实现了发光装置整体的薄型化,但需要在使在基板302上牢固地固定的多个电极303a、303b、303c在密封部件306侧固着而残留的状态下仅剥离基板302,且在该剥离中利用机械或者化学的方法,所以存在基板302的去除作业困难,并且作业效率也不佳,并且对剥离了基板302之后的发光装置300的质量难以保持一定这样的问题。
专利文献1:日本特开2003-23183号公报
专利文献2:日本特开2007-103978号公报
专利文献3:日本特开2006-173605号公报
发明内容
因此,本发明希望解决的课题在于,通过极其简易的方法来制造不使用搭载发光元件的基板的薄型的发光装置。
为了解决上述课题,本发明的发光装置的制造方法在一个实施例中,包括:准备可剥离的粘着薄片;准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;排列多个发光元件,每一个发光元件的一对元件电极接触于粘着薄片并沉没于粘着薄片的粘着层中;在粘着薄片上排列了多个发光元件的一侧设置密封部件,并通过密封部件密封所述多个发光元件;以及从与粘着薄片接触的元件电极剥离粘着薄片,以露出所述多个发光元件的元件电极。
另外,本发明的发光装置的制造方法在其他实施例中,包括:准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;在密封部件中排列所述多个发光元件使所述一对元件电极的每一个的至少一面露出;当设置所述多个发光元件时,提供具有多个四边栅格的反射框,每一个四边栅格包围每一个发光元件,并提供密封部件和将每一个发光元件密封在具有所述多个四方栅格的反射框的每一个四方栅格中;在所述密封部件上形成多对外部连接电极,每一对外部连接电极与在每一个发光元件中设置的一对元件电极电连接;以及当分割密封所述多个发光元件的密封部件时,通过沿反射框切割来分割所述密封部件以得到多个发光装置,每一个发光装置分别具备具有一对元件电极的发光元件、密封发光元件同时露出该一对元件电极的每一个的至少一面的密封部件、以及与该一对元件电极电连接且在密封部件上设置的一对外部连接电极。
另外,本发明的发光装置的制造方法在其他实施例中,包括:准备透明基底;在所述透明基底上形成荧光体层;准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;排列所述多个发光元件,发光元件的与设置了所述元件电极的发光元件的面相对的面从上方与荧光体层接触;通过密封部件密封分别具有一对元件电极的多个发光元件;通过对所述反射部件进行研磨,从反射部件露出密封的多个发光元件的每一个的一对元件电极的每一个的至少一面;以及在密封部件上形成多对外部连接电极,每对外部连接电极与所述多个发光元件的每一个的一对元件电极电连接。
另外,本发明的发光装置的制造方法在其他实施例中,包括:准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;排列所述多个发光元件,所述多个发光元件的每一个的一对元件电极从密封部件露出;在通过所述密封部件密封的多个发光元件的每一个的元件电极上形成基底电极膜之前,与要在密封部件上形成基底电极膜的位置相对应的位置并在元件电极的除了从密封部件露出的面以外的部分上形成保护膜;在多个发光元件的每一个的元件电极上形成基底电极膜;在将基底电极膜分割成与作为所述一对元件电极的P电极和N电极相对应的部分的位置,在基底电极膜上形成抗蚀剂掩模;在基底电极膜上,在未形成抗蚀剂掩模的位置形成外部连接电极用金属镀覆;去除所述抗蚀剂掩模;以及在去除了所述抗蚀剂掩模的位置,通过使用所述外部连接电极用金属镀覆作为掩模而对基底电极膜进行蚀刻形成多对外部连接电极,各对外部连接电极被电气地分离成P电极和N电极,并形成于外部连接电极与所述多个发光元件的每一个的一对元件电极电连接的位置。
根据本发明的发光装置的制造方法,通过从密封部件剥离粘着薄片,能够使从密封部件的一面露出的发光元件的一对元件电极上电连接的一对外部连接电极形成于密封部件的其一面上,所以能够极其简易地制造搭载发光元件、而不使用形成了外部连接用电极的基板的发光装置。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式中的发光装置的剖面图。
图2是图1所示的发光装置的下表面侧的俯视图。
图3是示出将图1所示的发光装置安装到外部基板的状态的剖面图。
图4是示出图1所示的发光装置的利用集合基板的制造方法的图,是示出向用于搭载多个发光装置的大版的夹具板粘接了剥离性的粘着薄片的状态的剖面图。
图5是从上观察了图4所示的夹具板的俯视图。
图6是示出在图5所示的夹具板的上表面上粘接的粘着薄片上以规定的间隔配置了多个发光元件的状态的剖面图。
图7是从上表面侧观察了图6所示的夹具板的俯视图。
图8是示出在夹具板的上表面的粘着薄片上配设具有多个四边栅格的反射框,且多个四边栅格的每一个配置于各发光元件的周边的状态的剖面图。
图9是从上表面侧观察了图8所示的夹具板的俯视图。
图10是示出在图8的反射框的内部填充密封部件来密封了各个发光元件的上表面侧以及侧面侧的状态的剖面图。
图11是从上表面侧观察了用树脂密封且分别被四边栅格形状的框包围的多个发光元件的俯视图。
图12是示出将夹具板和粘着薄片剥离,而形成了具有集合性地用密封部件密封的多个发光元件的密封部件的状态的剖面图。
图13是从下表面侧观察了具有从图12所示的集合性地用密封部件密封的多个发光元件的密封部件剥离了粘着薄片的状态的俯视图。
图14是示出具有图12所示的集合性地用密封部件密封的多个发光元件的密封部件的下表面整体、和多个发光元件的每一个具有的一对元件电极的下表面与密封部件的下表面成为一面,并形成了包覆密封部件的下表面和各发光元件具有的一对元件电极的下表面的基底电极膜的状态的剖面图。
图15是从下表面侧观察了图14所示的集合性地进行树脂密封的多个发光元件的俯视图。
图16是示出在图14所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的下表面设置的基底电极膜的下表面形成了抗蚀剂掩模的状态的剖面图。
图17是从下表面侧观察了图16所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的俯视图。
图18是示出在图16所示的抗蚀剂掩模的开口镀覆形成了外部连接电极用金属的状态的剖面图。
图19是从下表面侧观察了图18所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的俯视图。
图20是示出图18所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的下表面的抗蚀剂掩模被去除了的状态的剖面图。
图21是从下表面侧观察了图20所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的俯视图。
图22是示出以在图20所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件中镀覆形成的外部连接电极用金属为掩模而去除了N外部连接电极和P外部连接电极之间的基底电极膜的状态的剖面图。
图23是从下表面侧观察了图22所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的俯视图。
图24是示出将图22所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件切断分离而构成各个发光装置的状态的剖面图。
图25是从下表面侧观察了图24所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的俯视图。
图26是本发明的第2实施方式中的发光装置的剖面图。
图27是示出图26所示的发光装置的制造方法的图,是示出在将粘着薄片剥离了的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的底面中形成了保护膜的状态的剖面图。
图28是示出在图27所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的下表面形成的保护膜的下表面上形成了基底金属膜的状态的剖面图。
图29是示出在图28所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的基底金属膜上形成了抗蚀剂掩模的状态的剖面图。
图30是示出在图29所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的抗蚀剂掩模的开口中镀覆形成了外部连接电极用金属的状态的剖面图。
图31是示出图30所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的抗蚀剂掩模被去除了的状态的剖面图。
图32是示出以图31所示的对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件的外部连接电极用金属为掩模而去除了N外部连接电极与P外部连接电极之间的基底电极膜的状态的剖面图。
图33是本发明的第3实施方式的发光装置的剖面图。
图34是示出图33的发光装置的制造方法的说明图。
图35是本发明的第4实施方式的发光装置的剖面图。
图36是本发明的第5实施方式的发光装置的剖面图。
图37是示出图36所示的发光装置的制造方法的前段部分的工序图。
图38是示出图36所示的发光装置的制造方法的后段部分的工序图。
图39是本发明的第6实施方式的发光装置的剖面图。
图40是示出图39所示的发光装置的制造方法的特征性的部分的工序图。
图41是示出以往的发光装置的一个例子的剖面图。
图42是示出以往的发光装置的另一例子的剖面图。
图43是示出搭载发光元件的基板被去除了的以往的发光装置的一个例子的剖面图。
(符号说明)
3:发光元件;3a:N电极(元件电极);3b:P电极(元件电极);3L:对多个发光元件集合性地进行树脂密封的密封部件;5:密封部件;5a:下表面;6、26:基底电极膜;6a、26a:N电极基底膜;6b、26b:P电极基底膜;6c、6d、26c、26d:露出部分的基底电极膜;8:切断部;10、20、30、40、50、60:发光装置;11a、11b、21a、21b:镍层;12a、12b、22a、22b:金层;13n、23n:N外部连接电极;13P、23p:P外部连接电极;15:反射框;25:保护膜;27a、27b:阶梯部;31:第1密封部件;32:第2密封部件;51:密封部件;52:荧光体层;53:透明基材;61:透明树脂体;62:白色反射体;63、83:第1抗蚀剂掩模;64、84:第2抗蚀剂掩模;70:外部基板;71、72:布线电极;80:夹具板;81:粘着薄片;81a:粘着糊层;81b:基材层。
具体实施方式
以下,根据附图,说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1至图3示出通过本发明的第1实施方式的制造方法制造的发光装置,图4至图25示出第1实施方式的制造方法的工序。
在图1以及图2中,发光装置10具有:发光二极管元件(以下,发光元件)3,具有作为一对元件电极的N电极3a以及P电极3b;透明的密封树脂或者混入了荧光粒子的透光性的密封树脂5(以下密封部件),在该发光元件3的一对元件电极的各个使作为至少一面的下表面露出了的状态下对发光元件3进行密封;以及一对外部连接电极,形成于从密封部件5露出的一对元件电极的至少一面上,与作为发光元件3的一对元件电极的N电极3a和P电极3b电连接。在密封部件5的外周侧面设置了反射框15,该反射框15包围发光元件3的周围。发光元件3的上表面以及侧面被密封部件5密封,密封部件5具有长方体的形状。在密封部件5的周侧面中设置的反射框15具有四边框形状。另外,密封部件5还进入在发光元件3的下表面设置的作为一对元件电极的N电极3a与P电极3b之间的隙间。另外,密封部件5的下表面5a成为与作为发光元件3的一对元件电极的N电极3a以及P电极3b的下表面相同的一面。另外,在密封部件5的下表面5a与作为发光元件3的一对元件电极的N电极3a以及P电极3b的下表面,设置有后述基底电极膜6。该基底电极膜6兼作基底电极和反射膜的功能,优选为银(Ag)等导电性和反射性优良的金属膜。另外,基底电极膜6具有将基底电极膜6以与发光元件3的一对元件电极3a以及3b电连接的方式分离为N电极基底膜6a和P电极基底膜6b的切断部8。
另外,在N电极基底膜6a中,在整个面中,依次镀覆镍(Ni)层11a、金(Au)层12a,而形成3层构造的N外部连接电极13n。同样地,依次在P电极基底膜6b的下表面整体,镀覆镍(Ni)层11b,在镍层11b的下表面整体,镀覆金(Au)层12b,而形成3层构造的P外部连接电极13p。由此,形成一对外部连接电极,与发光元件3的一对元件电极电连接。另外,形成于密封部件5的周侧面上并具有四边栅格的框形状的反射框15优选由反射率高的白色树脂形成。
接下来,说明所述发光装置10的发光动作。如图3所示,对搭载发光装置10的外部基板70的布线电极71、72,锡焊作为发光装置10的一对外部连接电极的N外部连接电极13n以及P外部连接电极13p,从而与外部基板70的布线电极71、72电连接地安装发光装置10。另外,通过外部基板70的布线电极71、72以及发光装置10的外部连接电极,对作为发光元件3的元件电极的N电极3a与P电极3b之间供给规定的电力而使发光元件3发光。
所述发光装置10不具有搭载发光元件3的基板,所以实现安装于外部基板70的状态下的薄型化。另外,由于不具有搭载发光元件3的基板,所以能够使从发光元件3发出的热通过N外部连接电极13n以及P外部连接电极13p直接散热到外部基板70的布线电极71、72,散热效果极其高。另外,在发光装置10中,在密封部件5的下表面5a整体中形成有N外部连接电极13n以及P外部连接电极13p,所以能够与外部基板70的布线电极71、72通过宽的接触面积进行电连接。
接下来,根据图4至图25,说明上述发光装置10的制造方法。此处,说明使用了夹具板的制造方法的工序。图4以及图5示出用于搭载多个发光装置10的大版的夹具板80、和在该夹具板80的上表面上粘接的剥离性的粘着薄片81。该粘着薄片81在夹具板80的大致整个面上粘接。
图6以及图7示出在夹具板80的上表面上粘接的粘着薄片81上安装多个发光元件3的工序。对于各个发光元件3,在使在发光元件的下表面形成的作为一对元件电极的N电极3a和P电极3b朝向下侧的状态下,在粘着薄片81上,每规定间隔进行排列。另外,在图7中,示出将夹具板80以及粘着薄片81在纵横方向上用虚线划分的各四边的范围成为1个发光装置10。另外,在图7中,在左上角的发光元件3中在发光元件3的下表面形成的作为一对元件电极的N电极3a以及P电极3b的位置如虚线所示。
图8以及图9示出在所述夹具板80的上表面配设具有多个四边栅格的反射框5的工序。在图7中,在表示发光装置10的范围的虚线上栅格状地配设各反射框15,通过该反射框15包围各发光元件3的周边。作为在夹具板80中配设反射框15的手段,例如,既可以预先按照具有多个四边栅格的形状嵌入反射框15,原样地在粘着薄片81上,以使各反射框15包围各发光元件3的周围的方式配置该反射框15,或者,还能够通过密封部件5对多个发光元件3集合性地进行密封,为了在各发光元件3的周边形成具有四边栅格形状的槽,将密封部件5纵横地半切割,在槽中注入树脂并使其硬化,从而直接形成具有多个四边栅格的反射框15。另外,该反射框15优选由反射率高的树脂、例如白色的树脂材料形成。
图10以及图11示出在由反射框15包围的内部填充密封部件5(在本实施方式中含有荧光剂的树脂)来覆盖发光元件3的上表面以及周侧面来进行树脂密封的过程。另外,该密封部件5在发光元件3的下表面还流入到从发光元件的下表面突出形成的作为一对元件电极的N电极3a与P电极3b之间。另外,在图11中用虚线表示发光元件3的位置。
图12以及图13示出从在分别具有四边栅格的反射框15中进行了树脂密封的多个发光元件3去除夹具板80和粘着薄片81的剥离工序。在该剥离工序中,在所述树脂密封工序之后施加热,首先在去除了夹具板80之后,接下来剥离粘着性弱的粘着薄片81。此时,密封部件5的下表面5a、和作为发光元件3的一对元件电极的N电极3a以及P电极3b的下表面成为同一平面。另外,在发光元件3的下表面侧,在作为元件电极的N电极3a与P电极3b之间充填的密封部件5也与N电极3a以及P电极3b的下表面成为同一平面。另外,在本实施方式中,反射框15的下表面也与密封部件以及一对元件电极成为同一平面。
另外,在剥离工序之后,在集合性地对多个发光元件3进行树脂密封的密封部件3L的下表面侧,有时附着粘着薄片81的残渣等。因此,优选以不会对接下来的工序造成恶劣影响的方式,进行清洁化处理。作为清洁化处理的方法,有利用氩气等的等离子体处理。
图14以及图15示出在对所述多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L的下表面整体中形成基底电极膜6的金属层形成工序。如上所述,在对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L的下表面侧,作为各发光元件3的一对元件电极的N电极3a以及P电极3b的下表面和密封部件5的下表面5a成为同一平面。通过在对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L的下表面全面中形成平面状的基底电极膜6,所有发光元件3具有的作为一对元件电极的N电极3a和P电极3b电气地成为短路状态。另外,该基底电极膜6还具备作为反射膜的功能,所以优选使用例如银(Ag)等导电性和反射性良好的金属来形成。
图16以及图17示出在所述基底电极膜6的上表面形成用于形成与作为各发光元件3的元件电极的N电极3a以及P电极3b电连接的一对外部连接电极的抗蚀剂掩模的工序。虽然与基底电极膜6的上表面相接地,设置有作为各发光元件3的一对元件电极的N电极3a和P电极3b,但在形成抗蚀剂掩模的情况下,在作为元件电极的N电极3a与P电极3b之间所对应的位置,在基底电极膜6的下表面,设置电极分离用的第1抗蚀剂掩模63,并且在与各反射框15对应的位置,设置第2抗蚀剂掩模64。另外,作为这些抗蚀剂掩模63、64的形成方法,有例如在全面中形成了抗蚀剂膜之后,使用栅格状的掩模来曝光的光刻。
图18以及图19示出在所述基底电极膜6的上表面形成的抗蚀剂掩模63、64的掩模开口部中镀覆形成外部连接电极用金属的镀覆工序。在该工序中,在掩模开口部中,依次层状地镀覆形成镍层11以及金层12。
图20以及图21示出去除所述抗蚀剂掩模63、64的掩模去除工序。在该工序中,能够将对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L浸入有机溶剂、有机碱等水溶液等溶解而去除抗蚀剂掩模63、64。在第1抗蚀剂掩模63被去除的部分中,基底电极膜6c露出,在第2抗蚀剂掩模64被去除的部分中,基底电极膜6d露出。
图22以及图23示出对在所述掩模去除工序中露出的基底电极膜6c、6d进行蚀刻的电极分离工序。在该工序中,通过以由镍层11和金层12形成的外部连接电极用金属为掩模并用公知的方法进行蚀刻,所露出的基底电极膜6c、6d被去除。
通过该工序,基底电极膜6在作为发光元件3的元件电极的N电极3a与P电极3b之间被分离。另外,在N电极3a侧,形成由N电极基底膜6a、镍层11a、金层12a这3层构造构成的N外部连接电极13n,并且在P电极3b侧,形成由P电极基底膜6b、镍层11b、金层12b这3层构造构成的P外部连接电极13p。
图24以及图25示出使对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L切断分离,而构成各个发光装置10的切断分离工序。在该工序中,沿着由四边栅格构成的反射框15设定X方向以及Y方向的切断线X、Y,沿着该切断线X、Y切断对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L。通过该切断,分离为具备图1所示那样的形状的发光元件3的发光装置10并进行量产。另外,在本实施方式中,切断线X、Y设置于反射框15的大致中心线上。
如上所述,根据本实施方式的发光装置的制造方法,在使用了夹具板80以及粘着薄片81的假基板上形成对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L,利用去除了假基板之后的对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L的底面成为同一平面的情况,通过镀覆以及光刻抗蚀剂技术,形成外部连接电极,从而能够形成具备无需搭载发光元件的基板的发光元件的发光装置10。另外,即使省略上述各工序中的设置反射框15的工序,也能够形成发光元件发光装置10。另外,除了在形成一对外部连接电极13n、13p的过程中使用的电镀法以外,也可以使用非电解镀法、蒸镀法、溅射法等其他镀覆法。在该情况下,基底电极膜6变得不需要。
(第2实施方式)
图26示出通过本发明的第2实施方式的制造方法制造的发光装置,图27至图32示出第2实施方式的制造方法的工序。
该实施方式的发光装置20的基本的结构与图1所示的第1实施方式的发光装置10相同,所以对同一结构附加同一符号,从而省略详细的说明。
该发光装置20在对发光元件3进行树脂密封的密封部件5的下表面5a的大致全面中形成有保护膜25的这一点上,与前面的发光装置10的结构不同。所述保护膜25是以加强由硅树脂形成的具有柔软性的密封部件5的目的而形成,通过该保护膜25能够使在密封部件5的下表面形成的N外部连接电极23n和P外部连接电极23p稳定化。另外,保护膜25还具有提高发光装置20的发光效率的目的,所以需要具有反射性。为了满足这些条件,作为保护膜25在硅树脂或者环氧树脂中混入玻璃填料来提高强度并且混入氧化钛来提高反射率。另外,作为保护膜25的形成方法,优选通过网板印刷、使用了金属掩模的掩模印刷等,在需要的部分中广泛地形成。
在所述保护膜25的下表面,设置有基底电极膜26。另外,基底电极膜26的端部延伸至到达作为发光元件3的元件电极的N电极3a以及P电极3b的下表面的位置,在从保护膜25移动到作为元件电极的N电极3a以及P电极3b的位置设置有阶梯部27a、27b。另外,基底电极膜26通过切断部分8分离为所述发光元件3的N电极3a侧的N电极基底膜26a和P电极3b侧的P电极基底膜26b。另外,基底电极膜26中使用的材料具备作为基底电极的功能即可,所以优选为导电性良好、并且蚀刻性良好的钛钨合金(TiW)。
在所述N电极基底膜26a中,在整个面中镀覆形成镍(Ni)层21a和金(Au)层22a,而形成了3层构造的N外部连接电极23n。同样地,在P电极基底膜26b的整个面中,还镀覆形成有镍(Ni)层21b和金(Au)层22b,而形成有3层构造的P外部连接电极23p。另外,在本实施方式中,P外部连接电极23p与发光元件3的P电极3b通过宽的面积连接,所以从P外部连接电极23p的散热效果大。
接下来,根据图27至图32,说明上述发光装置20的制造方法。该实施方式的制造方法与第1实施方式中的发光装置10的制造方法基本上相同。因此,对同一工序引用发光装置10的制造方法,重复的说明省略。另外,与第1实施方式中的发光装置10的制造方法同样地,使用大版的夹具板来对发光装置20进行大量生产,但为了简化说明,图示单个的中间状态而说明制造方法。
在夹具板的上表面粘接粘着薄片并在其上安装多个发光元件的工序至从树脂密封的发光元件去除夹具板和粘着薄片的剥离工序与所述第1实施方式的制造方法相同,所以省略说明。
图27示出针对剥离了粘着薄片之后的、对多个发光元件3集合性地进行树脂密封的密封部件3L(图示为单个但设为与集合体相同的名称)在密封部件5的下表面5a中形成保护膜的工序。在该保护膜形成工序中在发光元件3的下表面形成的作为元件电极的N电极3a以及P电极3b所对应的部分中设置了开口部25a的状态下,在密封部件5的下表面5a的大致全面中形成保护膜25。该保护膜25延伸至到达在发光元件3的下表面形成的作为元件电极的N电极3a以及P电极3b的一部分的位置。在该保护膜25中使用硅树脂、环氧树脂等,为了得到强度而在其中混入了玻璃填料,并且为了提高反射率而混入了氧化钛。保护膜25能够通过网板印刷、使用了金属掩模的掩模印刷等来形成。
图28示出在对所述发光元件3进行树脂密封的密封部件5的下表面整体中形成基底电极膜26的金属层形成工序。在该金属层形成工序中,在保护膜25以及开口部25a内露出的作为一对元件电极的N电极3a、P电极3b的下表面中,也形成连续的基底电极膜26。在该基底电极膜26中,在保护膜25的开口部25a的端部,设置阶梯部27a、27b。另外,基底电极膜26仅需要作为镀覆用的基底电极的功能,所以优选为导电性良好、并且蚀刻性良好的TiW(钛钨合金)。
图29示出在所述基底电极膜26的下表面形成用于使作为发光元件3的一对元件电极的N电极3a和P电极3b分离的抗蚀剂掩模的掩模工序。在该掩模工序中,在基底电极膜26的下表面,在作为各发光元件3的一对元件电极的N电极3a与P电极3b之间所对应的位置设置有电极分离用的第1抗蚀剂掩模83,并且在与各反射框15对应的位置设置有第2抗蚀剂掩模84。另外,在这些抗蚀剂掩模83、84的形成方法中,能够与第1实施方式中的制造方法同样地利用光刻。
图30示出在所述基底电极膜26的下表面形成的抗蚀剂掩模83、84的掩模开口部(从抗蚀剂掩模83、84露出的所述基底电极膜26的下表面部分)中镀覆形成外部连接电极用金属的镀覆工序。在该工序中,在掩模开口部的整体中,依次层状地镀覆形成镍层11以及金层12。此时,通过在保护膜25的开口部25a中对基底电极膜26充填镍层11,平坦地调整镍层11的下表面,之后使在镍层11的下表面形成的金镀覆层12的厚度变得均匀。
图31示出去除抗蚀剂掩模的掩模去除工序。在该工序中,能够通过与第1实施方式同样的方法来去除第1抗蚀剂掩模83以及第2抗蚀剂掩模84。在第1抗蚀剂掩模83被去除的部分中,基底电极膜26c的下表面露出,在第2抗蚀剂掩模84被去除的部分中基底电极膜26d的下表面露出。
图32示出在所述掩模去除工序中对所露出的基底电极膜26c、26d进行蚀刻的电极分离工序。在该工序中,将由镍层11和金层12形成的外部连接电极用金属作为掩模,通过公知的方法对所露出的基底电极膜26c、26d进行蚀刻,从而分别去除所露出的基底电极膜26c、26d。
通过该工序,基底电极膜26被分离为与作为发光元件3的元件电极的N电极3a电连接的N电极基底膜26a、和与P电极3b连接的P电极基底膜26b。另外,在作为元件电极的N电极3a侧,形成由N电极基底膜26a、镍层11a、金层12a这3层构造构成的N外部连接电极23n,并且在作为元件电极的P电极3b侧,形成由P电极基底膜26b、镍层11b、金层12b这3层构造构成的P外部连接电极23p,图26所示那样的发光装置20完成。
向外部基板70安装上述发光装置20的安装手段以及动作与图3所示的发光装置10相同。该发光装置20与第1实施方式的发光装置10不同的点在于,不使基底电极膜成为直接反射部件,而形成兼作反射部件的保护膜25,并在其上形成基底电极膜,使N外部连接电极23n以及P外部连接电极23p隔着保护膜25而在密封部件5上延伸。
如图26所示,该实施方式的发光装置20也不具有搭载发光元件的基板,所以实现安装于外部基板70的状态下的薄型化。另外,通过不使用搭载发光元件的基板,来自发光元件3的发热通过N外部连接电极23n以及P外部连接电极23p被直接散热到外部基板70的布线电极71、72,所以散热效果极其大。进而,能够使保护膜25具有反射性,所以能够在基底电极膜中使用蚀刻性良好的TiW。
(第3实施方式)
图33示出通过本发明的第3实施方式的制造方法得到的发光装置,图34示出第3实施方式的制造方法的特征性的工序。另外,通过对与第1实施方式中的部件等同的部件附加同一符号,省略详细的说明。
如图33所示,该实施方式的发光装置30具备:发光元件3,具有上表面、下表面、以及上表面与下表面之间的周面,在下表面具有一对元件电极;密封部件,以使发光元件3的一对元件电极露出的方式配置,对发光元件3进行密封;以及一对外部连接电极,与发光元件3的一对元件电极电连接,并设置于所述密封部件上。另外,密封部件具备:第1密封部件31,配置于元件电极的周围;以及第2密封部件32,对发光元件3的上表面和周侧面进行密封。详细而言,具备:发光元件3,在下表面具有作为一对元件电极的N电极3a和P电极3b;以及密封部件,对该发光元件3进行密封。作为发光元件3的元件电极的N电极3a和P电极3b由金凸块等突起电极构成,密封部件由第1密封部件31和第2密封部件32这2层构造构成。至少在对作为元件电极的N电极3a和P电极3b的周围进行密封的第1密封部件31中,例如使用白色陶瓷墨水,并且至少在对发光元件3的周侧面和上表面进行密封的第2密封部件32中,使用含有荧光剂的树脂。另外,金凸块的突出高度例如是30μm左右。另外,在第1密封部件31的下表面,形成有由一对外部连接电极构成的N外部连接电极13n和P外部连接电极13p,进而第2密封部件32的外周被由四边栅格构成的反射框15包围。
作为一个例子,在有机聚硅氧烷等粘合剂中与催化剂、溶媒一起将二氧化钛等反射性粒子混匀并对其混合物进行焙烧而得到构成第1密封部件31的白色陶瓷墨水。焙烧后的白色陶瓷墨水的厚度优选为30~50μm左右。焙烧后的白色陶瓷墨水成为玻璃质(无机质)。作为一个例子,构成第2密封部件32的含有荧光剂的树脂是含有AG等荧光体的硅树脂。反射框15与第1实施方式同样地,是含有反射性的微粒的硅树脂,并且,N外部连接电极13n和P外部连接电极13p也是与第1实施方式同样地通过电镀法形成的金属图案。
接下来,根据图34,说明上述发光装置30的制造方法。图34是以与第1实施方式的工序不同的密封工序为中心而图示的图,与所述实施方式同样地,为了简化说明而图示单个的发光装置30。图34(a)示出在夹具板80上粘接的粘着薄片81上以使元件电极(N电极3a、P电极3b)成为朝下的方式配置发光元件3的发光元件配置工序。粘着薄片81由包覆夹具板80的上表面的基材层81b、和在该基材层81b的上表面上层叠的粘着糊层81a构成,在该粘着糊层81a上从上按压发光元件3,使发光元件3的N电极3a和P电极3b沉没直至其隐藏到粘着糊层81a中。
图34(b)~(c)示出发光元件3的密封工序。在本实施方式中,作为发光元件3的元件电极的N电极3a和P电极3b沉没到粘着糊层81a,所以发光元件3的下表面侧的密封成为课题。因此,首先如(b)所示,在比粘着糊层81a的上方的部分中填充第2密封部件32而对发光元件3进行密封。在充填时,与第1实施方式同样地使用嵌入四边栅格的反射框15、或者使用模具对反射框直接进行树脂成形。另外,还能够通过由透明的树脂或者具有透光性的树脂构成的第2密封部件32对多个发光元件3进行密封,且为了在各发光元件3的周边形成具有四边栅格形状的槽,将第2密封部件32纵横半切割,在槽中注入白色树脂等具有反射效果的树脂而对反射框进行树脂形成。接下来,从被第2密封部件32密封的发光元件3剥离夹具板80以及粘着薄片81,使第2密封部件32的下表面以及作为发光元件3的元件电极的N电极3a以及P电极3b露出。接下来,如图34(c)所示,以隐去第2密封部件32的下表面以及所露出的作为元件电极的N电极3a以及P电极3b的方式,形成第1密封部件31。作为形成方法,首先在第2密封部件32的下表面厚厚地涂敷白色陶瓷墨水,以使作为元件电极的N电极3a以及P电极3b的整体隐藏的方式,在下表面侧也涂敷。接下来,使白色陶瓷墨水在约150℃下硬化之后对下表面进行研磨,使作为元件电极的N电极3a以及P电极3b的下表面露出。另外,也可以代替对白色陶瓷墨水进行涂敷·研磨,而在对白色陶瓷墨水进行了印刷之后焙烧。
图34(d)示出在第1密封部件31的下表面形成了外部连接电极的工序。在该工序中,如上所述,在密封了发光元件3的第1密封部件31的下表面中,通过与第1实施方式同样的方法,分别形成与作为发光元件3的元件电极的N电极3a连接的N外部连接电极13n、和与作为发光元件3的元件电极的P电极3b连接的P外部连接电极13p。N外部连接电极13n以及P外部连接电极13p的构造与所述实施方式同样地,分别由基底电极膜、镍层、金层这3层构造构成。
在该实施方式中,用白色陶瓷墨水构成了第1密封部件31,且用含有荧光剂的树脂构成了第2密封部件32,但第1密封部件31以及第2密封部件32当然不限于这些部件。例如,也可以用混匀散乱粒子而得到的树脂层来构成第1密封部件31,用陶瓷墨水来构成第2密封部件32。该陶瓷墨水既可以含有荧光体也可以不含有荧光体。
(第4实施方式)
图35是示出本发明的第4实施方式中的发光装置40的剖面图的图。在该发光装置40中,除了所述第3实施方式中的发光装置30的第2密封部件32由包覆发光元件3的上表面以及周侧面的含有荧光剂的树脂体42a、和对其外侧进行密封的透明树脂体42b构成的点与第3实施方式的发光装置30不同以外,由同一结构构成。因此,对与第3实施方式中的发光装置30的部件等同的部件附加同一符号而省略详细的说明。另外,含有荧光剂的树脂体42a以约100μm左右的均匀的厚度包覆了除了发光元件3的下表面的整体。
例如在夹具板80上粘接的粘着薄片81上以规定的间隔排列了多个发光元件3之后,在该发光元件3中用涂刷器等涂敷含有荧光剂的膏并使其硬化,从而得到所述含有荧光剂的树脂体42a。如果这样用含有荧光剂的树脂体42a以均匀的厚度包覆发光元件3,则从发光元件3向上方向出射的光和向横方向出射的光在含有荧光剂的树脂体42a中都通过相同的距离(均匀的含有荧光剂的树脂的厚度),从而能够降低发光方向的差异所致的颜色不均。另外,从发光装置出射而观察到的光也限定于从发光元件3周边即含有荧光剂的树脂体42a的表面出射的光,所以相比于以在密封树脂整体中搀混的方式配置了荧光剂的情况,成为更小的点光源,而利用透镜等的配光性控制更容易。从通过镀覆来连接外部连接电极(N以及P外部连接电极13n、13p)和元件电极(N电极3a、P电极3b)开始,在本实施方式的制造工序中无高温处理,所以在荧光体膏中不仅是无机树脂而且还能够使用有机树脂。
(第5实施方式)
图36示出通过本发明的第5实施方式的制造方法制造的发光装置,图37以及图38示出第5实施方式的制造方法的工序。
该实施方式的发光装置50具有:发光元件3,具有上表面、下表面、以及上表面与下表面之间的周面,在下表面具有一对元件电极;荧光体层52,设置于发光元件3的上表面且是含有荧光剂的树脂体;透明基材53,设置于荧光体层52的上表面;密封部件51,以使发光元件3的一对元件电极露出的方式配置,对发光元件3的周侧面进行密封;以及一对外部连接电极13n、13p,与发光元件3的一对元件电极3a、3b电连接,设置于密封部件51上。在通过由透明树脂构成的密封部件51密封周侧面的发光元件3的上表面设置荧光体层52,并在荧光体层52的上表面层叠了玻璃基材等透明基材53的点是其特征。密封部件51的周侧面被反射框15包围,在密封部件51的下表面以及发光元件3的元件电极3a、3b的下表面形成了外部连接电极13n、13p。另外,在该实施方式中,元件电极3a、3b由金凸块构成,外部连接电极13n、13p由与上述第1实施方式中的发光装置10的外部连接电极相同的3层构造构成。
接下来,根据图37以及图38,说明上述发光装置50的制造方法。在该实施方式的制造方法中,在大版的玻璃基材上排列多个发光元件而一起生产大量的发光装置50,但为了简化说明,示出排列了2个发光元件的例子而进行说明。
如图37(a)、(b)所示,首先,准备厚度为几100μm左右的透明基材53,并在其上表面形成荧光体层52。荧光体层52是在作为粘合剂的硅树脂、环氧树脂等中混入荧光剂而得到的层,形成为约100μm左右的厚度。如图37(c)所示,接下来,在该荧光体层52的上表面,以使元件电极3a、3b成为朝上的状态排列多个发光元件3,进而如图37(d)所示,用密封部件51对在透明基材53上排列的发光元件3进行密封。在该密封部件51中,除了硅树脂以外,还能够利用如有机聚硅氧烷那样通过焙烧而玻璃化的材料。另外,发光元件3的元件电极3a、3b由金凸块等构成,其突出高度优选为约10~30μm。
接下来,在所述密封部件51中切出纵槽,并在该纵槽中流入白色膏之后,使其硬化而形成图38(e)所示那样的反射框15。接下来,如图38(f)所示,直至元件电极3a、3b的下表面出现,对密封部件51以及反射框15进行研磨而形成均匀的平面。进而,如图38(g)所示,在发光元件3的元件电极3a、3b的下表面以及密封部件51的下表面,通过与第1实施方式同样的方法,分别形成外部连接电极13n、13p。该外部连接电极13n、13p的构造与所述实施方式同样地,分别由电极基底膜、镍层、金层这3层构造构成。在形成了外部连接电极13n、13p之后,如图38(h)所示,切断反射框15的中心线,分离为各个发光装置50,而完成。
上述第5实施方式的发光装置50在发光元件3的上部具备玻璃基材等透明基材53,所以装置整体的刚性高。另外,用气体透过性低的玻璃基材覆盖了荧光体层52,所以装置整体的可靠性高并且产品寿命长。
(第6实施方式)
图39示出本发明的第6实施方式的发光装置60。该发光装置60具有:发光元件3,具有上表面、下表面、以及上表面与下表面之间的周侧面,在下表面具有一对元件电极;荧光体层52,设置于发光元件3的上表面且是含有荧光剂的树脂体;玻璃基材等透明基材53,设置于发光体层52的上表面;密封部件,以使发光元件3的一对元件电极3a、3b露出的方式配置,对发光元件3的周侧面进行密封;以及一对外部连接电极13n、13p,与发光元件3的一对元件电极3a、3b电连接,设置于密封部件上。该发光装置60与前面的第5实施方式的发光装置50不同的点在于,对发光元件3进行密封的密封部件由构成为2层构造的透明树脂体61和白色反射体62构成。透明树脂体61设置成覆盖发光元件3的外周侧面,白色反射体62设置于在发光元件3的下表面形成的一对元件电极3a、3b的周围而对元件电极进行密封。该白色反射体62是与第3实施方式中的发光装置30同样地,通过白色陶瓷墨水对发光元件3的元件电极3a、3b进行密封而得到的材料,但不限于白色陶瓷墨水那样的无机材料,而也可以使用包含氧化钛等反射性微粉末的硅树脂、环氧树脂。另外,其他结构与第5实施方式中的发光装置50相同,所以通过附加同一符号而省略详细的说明。
在该第6实施方式中的发光装置的制造方法中,与前面的第5实施方式中的发光装置的制造方法中的直至在透明基材53的上表面形成荧光体层52并在其上排列发光元件3的工序相同。在用透明树脂体61对发光元件3进行密封的工序中,如图40(a)所示,在使透明树脂体61残留至发光元件3的元件电极3a、3b露出的程度的高度,并使透明树脂体61假硬化之后,如图40(b)所示,直至元件电极3a、3b的上方涂敷白色反射体62,与透明树脂体61一起硬化。在硬化之后,对白色反射体62进行研磨,使发光元件3的元件电极3a、3b的下表面露出。反射框15以及外部连接电极13n、13p的形成手段能够通过与第5实施方式的情况同样的工序进行,所以省略说明。
在上述第1~6实施方式的发光装置中,说明了发光元件3的元件电极3a、3b由金凸块等具有凸部的突起电极构成的情况,但不仅限于这样的突起电极,例如还能够将在发光元件的半导体层中形成的n电极以及p电极(阴极和阳极)作为元件电极,并对其直接连接外部连接电极。
Claims (8)
1.一种发光装置的制造方法,其特征在于包括:
准备可剥离的粘着薄片;
准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;
排列多个发光元件,每一个发光元件的一对元件电极接触于粘着薄片并沉没于粘着薄片的粘着层中;
在粘着薄片上排列了多个发光元件的一侧设置密封部件,并通过密封部件密封所述多个发光元件;以及
从与粘着薄片接触的元件电极剥离粘着薄片,以露出所述多个发光元件的元件电极。
2.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法,其特征在于包括:
在密封部件上露出所述多个发光元件的元件电极的一侧设置反射部件。
3.根据权利要求2所述的发光装置的制造方法,其特征在于包括:
通过对所述反射部件进行研磨,从反射部件露出多个发光元件的每一个的一对元件电极的每一个的至少一面。
4.根据权利要求3所述的发光装置的制造方法,其特征在于包括:
形成一对外部连接电极,所述外部连接电极与每一个发光元件所具有的一对元件电极的至少一部分接触,从所述反射部件露出,并且被配置成与每一个发光元件的一对元件电极电连接。
5.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法,其特征在于包括:
形成一对外部连接电极,所述外部连接电极与每一个发光元件的一对元件电极的至少一部分接触,并且被配置成与每一个发光元件的元件电极电连接。
6.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法,其特征在于包括:
当设置密封部件并通过密封部件密封所述多个发光元件时,提供具有多个四边栅格的反射框,每一个四边栅格包围每一个发光元件,并将每一个发光元件密封在具有所述多个四方栅格的反射框的一个四方栅格中;以及
通过沿反射框切割来分割所述密封部件。
7.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法,其特征在于包括:
当设置密封部件并通过密封部件密封所述多个发光元件时,将密封部件纵横半切割以在每一个发光元件的周边形成具有四边栅格形状的槽,在槽中形成反射框;以及
通过沿反射框切割来分割所述密封部件。
8.一种发光装置的制造方法,其特征在于包括:
准备可剥离的粘着薄片;
准备分别具有一对元件电极的多个发光元件;
排列多个发光元件,每一个发光元件的一对元件电极接触于粘着薄片;
在粘着薄片上排列了多个发光元件的一侧设置密封部件,并通过密封部件密封所述多个发光元件;
从与粘着薄片接触的元件电极剥离粘着薄片,以露出所述多个发光元件的元件电极;
在通过所述密封部件密封的多个发光元件的每一个的元件电极上形成基底电极膜之前,与要在密封部件上形成基底电极膜的位置相对应的位置并在元件电极的除了从密封部件露出的面以外的部分上形成保护膜;
在多个发光元件的每一个的元件电极上形成基底电极膜;
在将基底电极膜分割成与作为所述一对元件电极的P电极和N电极相对应的部分的位置,在基底电极膜上形成抗蚀剂掩模;
在基底电极膜上,在未形成抗蚀剂掩模的位置形成外部连接电极用金属镀覆;
去除所述抗蚀剂掩模;以及
在去除了所述抗蚀剂掩模的位置,通过使用所述外部连接电极用金属镀覆作为掩模而对基底电极膜进行蚀刻形成多对外部连接电极,各对外部连接电极被电气地分离成P电极和N电极,并形成于外部连接电极与所述多个发光元件的每一个的一对元件电极电连接的位置。
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