CN111384228A - 发光装置以及发光装置的制造方法 - Google Patents

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CN111384228A CN201911326152.XA CN201911326152A CN111384228A CN 111384228 A CN111384228 A CN 111384228A CN 201911326152 A CN201911326152 A CN 201911326152A CN 111384228 A CN111384228 A CN 111384228A
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

提供发光效率高的发光装置以及发光装置的制造方法。发光装置(100)具备:基板(2),其具备包围第一区域(16)的槽部(17);载置于第一区域(16)的发光元件(20);设于槽部(17)的槽内并且覆盖发光元件(20)的侧面的至少一部分的第一覆盖部件(30);设于第一覆盖部件(30)及发光元件(20)上的透光性部件(50);第一覆盖部件(30)具备设于槽部(17)的槽内且含有第一反射材料的含有层(30a)和覆盖发光元件(20)的侧面的至少一部分的透光层(30b)。

Description

发光装置以及发光装置的制造方法
技术领域
本公开涉及发光装置以及发光装置的制造方法。
背景技术
以往,已知有在基板上载置有发光元件的发光装置。例如在专利文献1中公开有如下发光装置,其具备:封装,其具有具备侧面与底面的凹部,在所述底面上具备与所述侧面分离并包围元件载置区域的线状或者点状的槽部;发光元件,其安装于所述元件载置区域;透光性树脂,其覆盖所述发光元件,并与所述槽部的内表面相接;光反射性树脂,其从所述凹部的侧面连续地形成到所述槽部的外侧上端缘。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2017-204623号公报
发明内容
发明将要解决的课题
在上述专利文献的技术中,关于发光效率,存在进一步改善的余地。
本公开的实施方式的课题在于提供发光效率高的发光装置以及发光装置的制造方法。
用于解决课题的技术手段
本公开的实施方式的发光装置具备:基板,其具备包围第一区域的槽部;发光元件,其载置于所述第一区域;第一覆盖部件,其设于所述槽部的槽内,并且覆盖所述发光元件的侧面的至少一部分;透光性部件,其设于所述第一覆盖部件以及所述发光元件上;所述第一覆盖部件具备含有层和透光层,该含有层设于所述槽部的槽内且含有第一反射材料,该透光层覆盖所述发光元件的侧面的至少一部分。
本公开的实施方式的发光装置的制造方法包括如下工序:准备基板,该基板具备包围第一区域的槽部;在所述第一区域载置发光元件;在所述槽部的槽内填充含有第一反射材料的第一树脂;向所述第一树脂施加离心力,使所述第一树脂所含有的所述第一反射材料沉降,形成第一覆盖部件,该第一覆盖部件具有含有层与透光层,该含有层设于所述槽部的槽内且含有所述第一反射材料,该透光层覆盖所述发光元件的侧面的至少一部分;在所述第一覆盖部件以及所述发光元件上形成透光性部件。
发明效果
本公开的实施方式的发光装置能够提高发光效率。
本公开的实施方式的发光装置的制造方法能够制造发光效率高的发光装置。
附图说明
图1A是示意地表示实施方式的发光装置的结构的立体图。
图1B是示意地表示实施方式的发光装置的结构的俯视图,并且是使一部分透视可见的状态的俯视图。
图1C是图1A的IC-IC线的剖面图。
图2是实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图3A是表示在实施方式的发光装置的制造方法中载置发光元件的工序的剖面图。
图3B是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第二覆盖部件的工序的剖面图。
图3C是表示在实施方式的发光装置的制造方法中填充第一树脂的工序的剖面图。
图3D是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第一覆盖部件的工序的示意图,并且是表示通过离心力使第一反射材料沉降的工序的示意图。
图3E是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第一覆盖部件的工序的剖面图,并且是表示通过离心力使第一反射材料沉降之后的状态的剖面图。
图3F是表示实施方式的发光装置的制造方法中形成透光性部件的工序的剖面图。
图4是示意地表示其他实施方式的发光装置的结构的剖面图。
图5A是关于其他实施方式的发光装置示意地表示槽部的结构的俯视图。
图5B是关于其他实施方式的发光装置示意地表示槽部的结构的俯视图。
图5C是关于其他实施方式的发光装置示意地表示槽部的结构的俯视图。
图6是表示使用于第一实施例的发光装置的构造的图像。
图7A是表示第一实施例中的第一树脂的涂覆量与光束的关系的图表。
图7B是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标x的偏差的图表。
图7C是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标y的偏差的图表。
图7D是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标x的偏差的图表。
图7E是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标y的偏差的图表。
图8A是关于在第二实施例中使用的发光装置、示出在载置发光元件后涂覆第二树脂之后的状态的图像。
图8B是关于在第二实施例中使用的发光装置示出进一步涂覆第一树脂之后的状态的图像。
图8C是关于在第二实施例中使用的发光装置示出进一步对第一树脂施加离心力并使反射材料离心沉降之后的状态的图像。
图8D是关于在第二实施例中使用的发光装置示出元件电极的图像。
图8E是关于在第二实施例中使用的发光装置示出形成透光性部件之后的状态的图像。
图9A是表示第二实施例中的色调与光束的关系的图表。
图9B是表示第二实施例中的各样品与光束的关系的图表。
附图标记说明
2 基板
2a 第一引线电极
2b 第二引线电极
2c 树脂成形体
3 树脂壁
10 封装
15 凹部
16 第一区域
17 槽部
20 发光元件
21 支承基板
22 半导体层
23 线
24 线
25 线
30 第一覆盖部件
30a 含有层
30b 透光层
31 第一树脂
40 第二覆盖部件
50 透光性部件
60 保护元件
90 旋转轴
100、100A 发光装置
A 封装的旋转方向
B 与凹部的底面平行的方向
C 第一反射材料沉降的方向
D 涂覆位置
具体实施方式
以下,一边参照附图一边实施方式进行说明。但是,以下所示的方式例示了用于具体实现本实施方式的技术思想的发光装置以及发光装置的制造方法,并不限定于以下。另外,实施方式所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载,就并非将本发明的范围仅限定于此的主旨,而只是单纯的例示。另外,各附图所示的部件的大小、位置关系等有时为了明确说明而夸张。
《实施方式》
[发光装置]
图1A是示意地表示实施方式的发光装置的结构的立体图。图1B是示意地表示实施方式的发光装置的结构的俯视图,并且是使一部分透视可见的状态的俯视图。图1C是图1A的IC-IC线的剖面图。
发光装置100具备:具备包围第一区域槽部17的基板2;载置于第一区域的发光元件20;设于槽部17的槽内并且覆盖发光元件20的侧面的至少一部分的第一覆盖部件30;设于第一覆盖部件30及发光元件20上的透光性部件50。而且,发光装置100的第一覆盖部件30具备含有层30a和透光层30b,该含有层30a设于槽部17的槽内且含有第一反射材料,该透光层30b覆盖发光元件20的侧面的至少一部分。
即,发光装置100具备包含基板2的封装10、发光元件20、第一覆盖部件30、第二覆盖部件40、透光性部件50。
以下,对发光装置100的各构成进行说明。
封装10具有凹部15,该凹部15由基板2所构成的底面与树脂壁3所形成的侧面构成。凹部15的开口例如在俯视时将一个角部与其他角部改变形状而形成为大致矩形。
基板2由第一引线电极2a与第二引线电极2b所构成的一对引线电极、和保持第一引线电极2a与第二引线电极2b的树脂成形体2c构成。
第一引线电极2a在凹部15的底面露出,与发光元件20以及线23连接。第二引线电极2b在凹部15的底面露出,与线24连接。
第一引线电极2a具备槽部17,该槽部17包围作为载置发光元件20的区域的第一区域16。槽部17在这里形成为发光元件20的侧面的正下方的部位位于槽部17的内侧上端缘。即,槽部17形成于沿着发光元件20的外侧面的位置。槽部17在这里以俯视时矩形环状包围第一区域16。但是,槽部17也可以以圆环状、菱形环状等其他形状包围第一区域16。
包围第一区域的槽部17的宽度可以在整周上大致相同,也可以局部变粗。槽部17的宽度优选的是30μm以上且200μm以下。如果槽部17的宽度为30μm以上,则后述的含有层30a易于收纳于槽部17的槽内。另一方面,如果为200μm以下,则能够减少第一覆盖部件30的量。另外,基板2的强度提高。
槽部17的深度优选的是10μm以上且150μm以下。如果槽部17的深度为10μm以上,则后述的含有层30a易于收纳于槽部17的槽内。另外,容易使第一反射材料沉降。另一方面,如果为150μm以下,则能够减少第一覆盖部件30的量。
槽部17优选的是接近发光元件20地设置。具体而言,槽部17优选的是形成于距发光元件20的距离为100μm以下的位置。即,发光元件20的侧面与槽部17的内侧上端缘的距离优选的是形成为100μm以下。如果距发光元件20的距离为100μm以下,则来自发光元件20的光容易在含有层30a反射,发光效率提高。另外,在更容易提高发光效率的情况下,槽部17优选的是更接近发光元件20,更优选的是槽部17的槽内侧面沿着在发光元件20的外侧面地形成于距发光元件20为0μm的位置。另外,槽部17的外侧上端缘只要在俯视时位于比发光元件20的外缘靠外侧,则发光元件20的侧面的正下方的部位也可以位于槽部17上。在该情况下,考虑发光元件20的安装性以及散热性,发光元件20的侧面与槽部17的内侧上端缘的距离优选的是50μm以下的距离。
作为第一引线电极2a以及第二引线电极2b,例如能够使用Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、或者包含它们中的一种的合金。
另外,第一引线电极2a以及第二引线电极2b也可以在表面形成有电镀层。电镀层例如能够使用Au、Ag、Cu、Pt、或者包含它们中的一种的合金。只要电镀层是这些材料,就能够进一步提高从发光元件20向引线电极侧出射的光的反射率。
树脂壁3形成于基板2的上表面侧的周缘。树脂壁3沿基板2的外侧面形成外壁面,内壁面以从基板2朝向凹部15的开口方向扩宽开口的方式倾斜地形成。另外,树脂壁3也设于形成于基板2的上表面的槽内,由此,树脂壁3与基板2的紧贴性提高。
作为树脂壁3以及树脂成形体2c,例如能够使用PA(聚酰胺)、PPA(聚邻苯二甲酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、或者液晶聚合物等热塑性树脂、环氧树脂、有机硅树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂、或者酚醛树脂等热固化性树脂。
树脂壁3以及树脂成形体2c也可以由相同的部件一体地成形。
发光元件20是在施加电压时自身发光的半导体元件。发光元件20在这里包含透光性的支承基板21与形成于支承基板21上的半导体层22。支承基板21除了能够使用绝缘性的基板之外,也能够使用导电性的基板。发光元件20的形状、大小等能够任意选择。作为发光元件20的发光颜色,能够根据用途选择任意波长的发光颜色。例如作为蓝色(波长430~490nm的光)、绿色(波长495~565nm的光)的发光元件20,能够使用采用了氮化物系半导体(InXAlYGa1-X-YN,0≤X,0≤Y,X+Y≤1)、GaP等的发光元件。作为红色(波长610~700nm的光)的发光元件20,除了氮化物系半导体元件之外,能够使用GaAlAs、AlInGaP等。
发光元件20的厚度(例如从支承基板21的下表面到半导体层22的上表面的高度)例如是100μm以上且300μm以下。
发光元件20在上表面具备一对元件电极,在封装10的凹部15的底面上面朝上安装于第一引线电极2a。而且,这里,发光元件20的一方的元件电极经由线23等导电部件接合于第一引线电极2a,另一方的元件电极经由线24等导电部件接合于第二引线电极2b。
通过将发光元件20面朝上安装,能够将发光元件20的半导体层22配置于上表面侧(换句话说是发光装置100的光取出面侧)。由此,能够避免半导体层22的侧面被第一覆盖部件30覆盖。
通过设为这种构成,能够减少发光元件20侧面的反射所导致的一次光的损耗。另外,可从发光元件20的侧面取出的一次光增加,从而能够更加改善发光装置100的配光特性。
第一覆盖部件30设于槽部17的槽内,并且覆盖发光元件20的侧面的一部分而形成。第一覆盖部件30由含有第一反射材料的第一树脂形成。这里,第一覆盖部件30在槽部17的部位从凹部15的底面侧起依次设有含有第一反射材料的含有层30a和不含有第一反射材料的透光层30b。含有层30a设于槽部17的槽内,填充于槽部17的槽内。通过将含有层30a设于槽部17的槽内,能够使含有层30a不与发光元件20的侧面对置,并且更容易反射来自发光元件20的光,发光效率提高。
透光层30b设于含有层30a上,并且覆盖第二覆盖部件40的一部分。另外,透光层30b虽然覆盖发光元件20的侧面的一部分,但也可以覆盖侧面的全部。
另外,发光元件20的侧面在这里是将支承基板21的侧面与半导体层22的侧面合起来的部分。
含有层30a是第一反射材料沉降所成的层,在第一覆盖部件30的深度方向上,第一反射材料是配置为高浓度的区域。透光层30b是第一反射材料沉降从而在上方形成的以树脂为主体的层。即,在含有层30a与透光层30b之间未形成有明确的界面。
另外,含有层30a优选的是被设为不覆盖发光元件20的侧面。根据这种构成,从发光元件20的侧面取出光的效率提高,能够改善发光元件20的侧方的区域中的配光特性。
作为第一树脂所使用的树脂材料,例如可列举环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等热固化性树脂等。
第一树脂的粘度优选的是在室温(20±5℃)下为0.3Pa·s以上且15Pa·s以下。如果第一树脂的粘度为0.3Pa·s以上,则易于利用灌封将第一树脂容易地配置于凹部15的底面。另外,如果第一树脂的粘度为15Pa·s以下,则第一覆盖部件30的形状容易因离心力而变化。进而容易利用离心力使第一反射材料沉降。另外,为了获得上述效果,更优选的是第一树脂的粘度为0.5Pa·s以上且6Pa·s以下。
另外,这里的第一树脂的粘度是含有第一反射材料的状态的粘度,并且是如后述那样利用离心力使第一树脂所含有的第一反射材料沉降之前的粘度。
作为第一反射材料所使用的光反射材料,例如可列举氧化钛、二氧化硅、氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、钛酸钾、氧化锌、氮化硼等。其中,出于光反射的观点,优选的是使用折射率相对较高的氧化钛。
作为第一反射材料,优选的是使用比第一树脂所使用的树脂材料比重大的材料。利用第一反射材料与树脂材料的比重差,容易利用离心力使第一反射材料在槽部17的槽内沉降。而且,通过在第一反射材料中使用颗粒直径大的材料,能够使第一反射材料更快地在槽部17的槽内沉降。
另外,通过使用离心力,第一反射材料被高密度地配置,因此粒子间的间隔变小,光的泄漏、透光得以抑制,能够提高含有层30a中的光反射率。
第一反射材料的颗粒直径优选的是0.1μm以上且1.0μm以下。如果第一反射材料的颗粒直径为0.1μm以上,则容易利用离心力使第一反射材料沉降。另外,如果第一反射材料的颗粒直径为1.0μm以下,则容易将可见光进行光反射。第一反射材料的颗粒直径出于上述观点,更优选的是0.4μm以上且0.6μm以下。
第二覆盖部件40是使从发光元件20出射的光反射的部件。
为了避免从发光元件20出射的光在凹部15的底面、侧面透过、吸收,优选的是槽部17所存在的部位以外的凹部15内的表面被第二覆盖部件40覆盖。
第二覆盖部件40覆盖封装10的凹部15的侧面地形成。另外,第二覆盖部件40从凹部15的侧面连续地覆盖至槽部17的外侧上端缘。即,第二覆盖部件40从凹部15的侧面的上端连续地覆盖形成至槽部17的外侧上端缘。第二覆盖部件40由含有第二反射材料的第二树脂形成。第二覆盖部件40虽然更优选的是覆盖凹部15的侧面的高度方向的大致全部,但至少优选的是以在发光装置100的剖视时第二反射材料的上端高于发光元件20的上表面的方式覆盖凹部15的侧面。第二覆盖部件40设于从树脂壁3的内壁面到槽部17的跟前之间。另外,第二覆盖部件40形成为在从槽部17的外侧到规定位置之间被透光层30b覆盖上表面。
第二覆盖部件40的第二反射材料在第二树脂中分散。这里,第二反射材料在第二树脂中分散的意思是反射材料以具有作为反射层的功能的程度分散即可,例如是通过以往公知的方法涂覆含有反射材料的树脂的情况下的分散状态即可。另外,第二覆盖部件40只要具有作为反射层的功能,就也可以局部地偏离配置第二反射材料。
第二反射材料相对于第二覆盖部件40的含有浓度例如是10质量%以上且50质量%以下。
通过由第二覆盖部件40覆盖凹部15的底面以及侧面,能够防止凹部15的底面以及侧面所引起的光的透过和吸收。
作为第二树脂所使用的树脂材料,例如可列举环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等热固化性树脂等。作为第二反射材料所使用的光反射材料,例如可列举氧化钛、二氧化硅、氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、钛酸钾、氧化锌、氮化硼等。其中,出于光反射的观点,优选的是使用折射率相对较高的氧化钛。
透光性部件50配置于第一覆盖部件30、发光元件20以及第二覆盖部件40上地形成。透光性部件50由透过光的树脂形成。
作为透光性部件50的树脂所使用的树脂材料,例如可列举环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等热固化性树脂等。透光性部件50的树脂所使用的树脂材料可以是与所述第一树脂以及第二树脂相同的树脂材料,也可以是不同的树脂材料。另外,也能够在第一树脂以及第二树脂中使用耐热性高的树脂,在透光性部件50的树脂中使用硬质的树脂。
另外,所述的第一树脂优选的是比透光性部件50的树脂软质。第一树脂是配置于发光元件20与基板2的接合区域附近的部件,因此优选的是使用不易对热量膨胀、且对热量具有柔软性的材料,以避免因热膨胀施加过度的应力。
有机硅树脂相比于环氧树脂,一般来说450nm以上且500nm以下附近的耐光性更高,另外,环氧树脂比有机硅树脂硬质。因此,也可以在第一树脂以及第二树脂中使用有机硅树脂,在透光性部件50的树脂中使用环氧树脂。
透光性部件50也可以含有波长转换部件。作为波长转换部件,例如可列举荧光体。另外,透光性部件50也可以根据目的含有扩散材料、填料等。
作为荧光体,能够使用该领域中公知的荧光体。例如能够使用YAG(Y3Al5O12:Ce)、硅酸盐等黄色荧光体、CASN(CaAlSiN3:Eu)、KSF(K2SiF6:Mn)等红色荧光体、或氯硅酸盐、BaSiO4:Eu2+等绿色荧光体。
作为扩散材料,能够使用该领域中公知的材料。例如能够使用钛酸钡、氧化钛、氧化铝、氧化硅等。
[发光装置的动作]
若驱动发光装置100,则经由第一引线电极2a以及第二引线电极2b从外部电源向发光元件20供给电流,发光元件20发光。发光元件20发出的光向上方前进的光向发光装置100的上方的外部取出。另外,向下方前进的光被含有层30a以及第二覆盖部件40反射,向凹部15的开口方向放出并向发光装置100的外部取出。另外,向横向前进的光被第二覆盖部件40反射,向凹部15的开口方向放出并向发光装置100的外部取出。由此,能够尽量抑制从发光元件20出射的光从凹部15的底面以及侧面泄漏,发光装置100的光取出效率提高。另外,发光装置100减少颜色不均匀。另外,发光装置100由于在槽部17的槽内设有含有层30a,因此取出效率提高,发光效率提高。
[发光装置100的制造方法]
接下来,对实施方式的发光装置的制造方法的一个例子进行说明。
图2是实施方式的发光装置的制造方法的流程图。图3A是表示在实施方式的发光装置的制造方法中载置发光元件的工序的剖面图。图3B是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第二覆盖部件的工序的剖面图。图3C是表示在实施方式的发光装置的制造方法中填充第一树脂的工序的剖面图。图3D是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第一覆盖部件的工序的示意图,并且是表示利用离心力使第一反射材料沉降的工序的示意图。图3E是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第一覆盖部件的工序的剖面图,并且是表示利用离心力使第一反射材料沉降之后的状态的剖面图。图3F是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成透光性部件的工序的剖面图。
发光装置100的制造方法包含:准备具有包围第一区域16的槽部17的基板2的工序即准备基板的工序S101;在第一区域16载置发光元件20的工序即载置发光元件的工序S102;从用第二树脂从凹部15的侧面连续地覆盖到槽部17的外侧上端缘而形成第二覆盖部件40的工序即形成第二覆盖部件的工序S103;准备第一树脂的工序S104;向槽部17的槽内填充含有第一反射材料的第一树脂的工序即填充第一树脂的工序S105;形成第一覆盖部件的工序S106,即向第一树脂施加离心力、使第一树脂所含有的第一反射材料沉降而形成第一覆盖部件30的工序,该第一覆盖部件30具有设于槽部17的槽内且含有第一反射材料的含有层30a与覆盖发光元件20的侧面的至少一部分的透光层30b;以及在第一覆盖部件30以及发光元件20上形成透光性部件50的工序即形成透光性部件的工序S107。
另外,关于各部件的材质、配置等,如在所述发光装置100的说明中所述,因此这里适当地省略说明。
(准备基板的工序)
准备基板的工序S101是准备具有包围第一区域16的槽部17的基板的工序。
在该工序S101中,准备封装10,该封装10具有凹部15,该凹部15包括由基板2构成的底面与树脂壁3所形成侧面。
在该工序S101中,首先,在第一引线电极2a形成包围第一区域16的槽部17。槽部17例如能够通过蚀刻、压制而形成。另外,第一引线电极2a以及第二引线电极2b根据需要,通过非电解镀或电解镀,在表面形成电镀层。另外,第一引线电极2a以及第二引线电极2b也可以在形成槽部17时一并形成设置树脂壁3的槽。接下来,将第一引线电极2a以及第二引线电极2b配置于封装制造用的模具,将用于形成树脂壁3以及树脂成形体2c的树脂注入模具,使树脂固化。由此,制造出在基板2具备槽部17的封装10。
另外,作为工序S101,也可以准备预先形成有槽部的基板。
(载置发光元件的工序)
载置发光元件的工序S102是在第一区域16载置发光元件20的工序。
在该工序S102中,在封装10的凹部15的底面载置发光元件20。这里,在第一引线电极2a上载置发光元件20。发光元件20将电极形成面作为主要的光取出面,将与电极形成面相反的一侧的面作为安装面,利用非导电性粘合材料面朝上安装于凹部15的底面。作为非导电性粘合材料,例如使用环氧树脂、有机硅树脂等粘合材料即可。另外,发光元件20也可以被倒装芯片安装,在该情况下,使用导电性粘合材料来安装。作为导电性粘合材料,例如使用共晶焊料、导电糊剂、凸块等即可。
(形成第二覆盖部件的工序)
形成第二覆盖部件的工序S103是用第二树脂从凹部15的侧面连续地覆盖到槽部17的外侧上端缘而形成第二覆盖部件40的工序。
在该工序S103中,例如利用灌封配置覆盖凹部15的侧面的第二树脂。第二树脂向凹部15的配置能够通过从填充有第二树脂的树脂排出装置的前端的喷嘴将未固化的树脂材料排出到凹部15的底面的外缘附近(优选的是与侧面的边界)来进行。未固化的第二树脂在凹部15的侧面润湿扩散,覆盖凹部15的侧面。此时,在凹部15的底面上也有第二树脂流动,因此第二树脂覆盖凹部15的底面的一部分。这里,优选的是将第二树脂的粘度以及配置位置调整成,在凹部15的底面流动的第二树脂到达槽部17的外侧上端缘并且不在槽部17润湿扩散,并且向凹部15的侧面的上方攀升。在通过灌封形成第二覆盖部件40的情况下,第二树脂的粘度例如调整为在室温(20±5℃)下为1Pa·s以上且50Pa·s以下。
若第二树脂在槽部17的槽内流动,则担心第二树脂越过槽部17的内侧上端缘而润湿扩散到发光元件20的侧面,阻碍从侧面取出光,因此优选的是第二树脂不覆盖槽部17的槽内。
另外,封装10也能够预先进行用有机溶剂浸泡凹部15的内表面的处理。通过进行用有机溶剂浸泡预先凹部15的内表面的处理,能够促进第二树脂向凹部15的侧面的攀升。另外,即使在凹部15的侧面使用了润湿性高的材料、或对侧面的表面进行粗糙面加工等,也能够促进向凹部15的侧面的攀升。
另外,在固化前的第二树脂中混合有第二反射材料,第二树脂中所含有的第二反射材料的含有浓度优选的是10质量%以上且50质量%以下。
第二树脂通过利用灌封将第二树脂配置于凹部15的底面的外缘附近,使得第二树脂在凹部15的侧面润湿扩散。另外,此时,第二覆盖部件40处于第二反射材料分散在第二树脂中的状态。
之后,例如以120℃以上且200℃以下的温度使第二树脂固化,形成第二覆盖部件40。第二树脂的固化优选的是在第二树脂在凹部15的侧面润湿扩散之后,在封装静置的状态下进行。
(准备第一树脂的工序)
准备第一树脂的工序S104是将二液固化性的树脂材料的主剂与第一反射材料混合并在经过一定时间以上后混合固化剂的工序。
通过使用如此制作出的第一树脂,能够改善第一反射材料与树脂材料的溶合,易于利用离心力使第一反射材料沉降。固化剂混合前的温度设为室温程度。
作为二液固化性的树脂材料,例如可列举有机硅树脂、改性有机硅树脂、环氧树脂、改性环氧树脂等。
将二液固化性的树脂材料的主剂与第一反射材料混合而经过的时间出于更容易使第一反射材料沉降的观点,优选的是2小时以上。另外,经过的时间出于缩短制造时间的观点,优选的是8小时以下。另外,在混合固化剂之后,在第一树脂固化之前移至下一工序。
另外,第一反射材料相对于未固化的第一树脂的含有浓度例如是15质量%以上且60质量%以下左右。
(填充第一树脂的工序)
填充第一树脂的工序S105是向槽部17的槽内填充含有第一反射材料的第一树脂31的工序。
在该工序S105中,例如通过灌封,在凹部15的侧面与槽部17的外侧上端缘之间配置未固化的第一树脂31。具体而言,在从凹部15的侧面连续地覆盖至槽部17的外侧上端缘的第二覆盖部件40上配置未固化的第一树脂31。通过在槽部17附近的第二覆盖部件40上配置第一树脂,使得第一树脂在槽部17内流动并填充于槽部17内。未固化的第一树脂31优选的是例如配置于发光元件20的对置的侧面附近两处,在第一树脂自身的重量或者离心力下在槽内流动并填充于槽内。由此,在槽内流动的第一树脂在槽内与凹部15的底面平行地移动,因此在第一树脂填充于槽内之前,能够抑制第一树脂在垂直方向上润湿扩散。
即,通过不向槽部17内直接灌封第一树脂31,能够抑制第一树脂向发光元件20侧的流动,并在离心旋转之前抑制第一树脂向发光元件20的侧面攀升。第一树脂向发光元件20的侧面的攀升可通过第一树脂的形状在离心旋转下变化而消除,但根据第一树脂的粘度、离心旋转速度,担心第一树脂中的第一反射材料残留在发光元件20的侧面。因此,优选的是离心旋转之前的第一树脂不覆盖发光元件20的侧面。
另外,在由于树脂的粘度等使第一树脂难以在槽内流动时,也可以通过灌封等直接在槽内配置第一树脂31。
(形成第一覆盖部件的工序)
形成第一覆盖部件的工序S106是如下工序:对在槽部17中配置有第一树脂的基板施加离心力,使第一树脂所含有的第一反射材料沉降,形成第一覆盖部件30,该第一覆盖部件30具有设于槽部17的槽内且含有第一反射材料的含有层30a与覆盖发光元件20的侧面的至少一部分的透光层30b。
在该工序S106中,沿对凹部15的底面施加离心力的方向使基板2、即封装10离心旋转。利用该离心力,强制地使第一树脂中的第一反射材料在凹部15的底面侧沉降,从而形成作为第一反射材料的沉降层的、高密度地配置有第一反射材料的含有层30a、以及作为上清液的透光层30b。如此,通过利用离心沉降形成含有层30a,能够在减少第一树脂中所含有的第一反射材料的含量的同时,将第一反射材料的粒子高密度配置于底面侧。由此,能够形成设于槽部17的槽内的含有层30a和覆盖发光元件20的侧面的一部分的透光层30b。
另外,在填充第一树脂的工序S105中,在利用离心力使第一树脂在槽内流动的情况下,能够同时进行用于使第一树脂在槽内流动的离心旋转和在本工序S106中进行的离心旋转。
如图3D所示,封装10的旋转优选的是通过如基板2的上表面、即凹部15的底面成为外侧那样的旋转轴90对封装10施加离心力来进行。具体而言,使封装10向以旋转轴90为轴公转的A方向移动为封装10的上表面侧具有旋转轴90。另外,图3D中的B方向是与凹部15的底面平行的方向。图3D中,B方向伴随着封装10的移动地记载有三个,但实际上是连续的。
旋转轴90是位于通过凹部15的底面的大致中心的垂直线上的与凹部15的底面平行的轴,并且相对于封装10位于凹部15的开口部侧。由此,离心力在凹部15的底面方向上起作用,第一树脂向封装10的高度方向的扩散被抑制,并且第一树脂所含有的第一反射材料向凹部15的底面侧(图3D中的箭头C方向)强制地沉降。通过在该状态下使第一树脂固化,从而在槽部17的部位中的凹部15的底面依次形成含有第一反射材料的含有层30a与透光层30b。
另外,第一覆盖部件30可被适当调整涂覆的量、第一树脂所含有的第一反射材料的含量。
使封装10离心旋转时的旋转速度、转速虽然也取决于第一反射材料的含量、颗粒直径等,但只要将转速、旋转半径调整为例如施加200xg以上的离心力即可。
另外,在制造工序中,在以单片化前的集合基板的状态使封装10离心旋转时,若集合基板为平板状,则集合基板的平面积越大(更详细地说是旋转方向A中的基板长度越长),远离集合基板的中心的位置的封装10越会产生与旋转轴90的偏差。例如在集合基板中,若从公转的圆周上向B方向的偏差变大,则担心第一树脂的表面相对于凹部15的底面倾斜,在集合基板之中第一树脂的表面状态产生偏差。为了抑制该偏差,能够通过增大旋转半径来抑制。具体而言,通过设为沿旋转方向配置的集合基板的长度的70倍以上的旋转半径,能够抑制偏差。
另外,利用离心力,在集合基板使用具有沿旋转半径的圆周挠曲那样的挠性的树脂封装10的情况下,难以产生上述偏差,因此能够以比非挠性的封装10的集合基板大的集合基板离心旋转。由此,能够增多一次处理数量。作为这种具有挠性的集合基板,例如可列举以引线连结的树脂封装。
另外,在该工序S106中,优选的是一边使第一反射材料沉降,即在施加了离心力的状态下,使第一树脂固化。第一反射材料优选的是使用颗粒直径小的材料,但颗粒直径越小越难以沉降,因此在该工序S106中通过离心力强制地使第一反射材料在凹部15的底面侧沉降。因此,为了在使第一反射材料沉降了的状态下固化,优选的是在该工序S106中维持着旋转、换句话说是在旋转的同时进行第一树脂的固化工序。
另外,也能够在停止旋转后使其固化,但若旋转停止,则树脂容易因润湿性而在发光元件20的侧面上扩散。因此,通过一边使封装10旋转一边使第一树脂固化,能够防止第一树脂在发光元件20的侧面攀升。通过使发光元件20的侧面从第一树脂露出,能够更加提高光取出效率,并且能够更加改善发光装置100的配光特性。
此时,使第一树脂固化的温度可列举40℃以上且200℃以下。通过提高固化的温度,能够缩短使第一树脂固化的时间,较为高效。另外,若考虑到离心沉降的装置的金属因热量膨胀导致旋转轴90晃动,则优选的是固化的温度尽可能低。即,使第一树脂固化的温度出于效率性的观点,优选的是50℃以上。另外,使第一树脂固化的温度考虑到旋转轴90晃动,优选的是60℃以下。在以80℃以上固化时,优选的是将装置调整为至少离心旋转装置的金属部分不成为80℃以上。
另外,作为构成第一树脂的树脂材料,优选的是选择通过将旋转的封装10保持为40℃以上的温度而至少可获得临时固化状态的树脂材料。
作为一边使第一反射材料沉降一边使第一树脂固化的方法,例如可列举施加热风、使用板式加热器等。
(形成透光性部件的工序)
形成透光性部件的工序S107是在第一覆盖部件30、第二覆盖部件40以及发光元件20上形成透光性部件50的工序。
在该工序S107中,通过灌封、喷涂等,在凹部15内配置透光性部件50的树脂。之后,例如以120℃以上且200℃以下的温度使透光性部件50的树脂固化,形成透光性部件50。
以上,关于发光装置以及发光装置的制造方法,具体说明了用于实施发明的方式,但本发明的主旨并不限定于这些记载,必须基于专利权利要求书的记载广泛地解释。另外,基于这些记载进行的各种变更、改变等也包含在本发明的主旨中。
《其他实施方式》
图4是示意地表示其他实施方式的发光装置的结构的剖面图。图5A是关于其他实施方式的发光装置示意地表示槽部的结构的俯视图。图5B是关于其他实施方式的发光装置示意地表示槽部的结构的俯视图。图5C是关于其他实施方式的发光装置示意地表示槽部的结构的俯视图。
图4所示的发光装置100A具备保护元件60。保护元件60在上表面具备元件电极,在封装10的凹部15的底面上面朝上安装于第二引线电极2b。而且,这里,保护元件60的电极经由线25等导电部件接合于第一引线电极2a。保护元件60例如是齐纳二极管。
保护元件60在载置发光元件的工序S102中载置于封装10的凹部15的底面即可。
另外,发光装置也可以具备多个发光元件20。而且,例如在具备两个发光元件20的情况下,如图5A所示,槽部17也可以是用一个俯视时呈矩形环状的槽部17包围两个发光元件20。另外,如图5B所示,槽部17也可以是利用俯视时呈矩形环状的槽部17分别包围两个发光元件20。另外,如图5C所示,槽部17也可以是两个发光元件20的相邻部分的槽部17成为一体的形状。
另外,以上说明的发光装置设为将发光元件面朝上安装,但也可以将发光元件倒装芯片安装。在将发光元件进行倒装芯片安装的情况下,优选的是,作为台座,使用副安装件、凸块、柱状电极等,将发光元件向发光元件的高度方向升高。在将发光元件倒装芯片安装了的情况下,半导体层配置于基板的凹部的底面侧(发光装置的基板侧),但通过将发光元件向发光元件的高度方向升高,能够使半导体层的侧面的一部分或者整体不被第一覆盖部件覆盖。
另外,以上说明的发光装置使用具有凹部的封装,在凹部的底面载置发光元件,但发光装置也可以使用平板的基板,在基板上载置发光元件。
另外,发光装置的制造方法在不对所述各工序带来负面影响的范围内,也可以在所述各工序的期间或前后包含其他工序。例如也可以包含将在制造中途混入的异物去除的异物去除工序等。
另外,在发光装置的制造方法中,一部分的工序不被限定顺序,可以前后改变顺序。例如所述发光装置的制造方法在形成第二覆盖部件的工序之后设置准备第一树脂的工序,但准备第一树脂的工序可以在形成第二覆盖部件的工序之前进行,也可以在载置发光元件的工序之前进行,还可以在准备基板的工序之前进行。另外,也可以不设置准备第一树脂的工序。
另外,形成第二覆盖部件的工序在载置发光元件的工序之后、准备第一树脂工序之前进行,但形成第二覆盖部件的工序也可以在载置发光元件的工序之前进行,另外,也可以在形成第一覆盖部件的工序之后、形成透光性部件的工序之前进行。
【实施例】
以下,对实施例进行说明。
图6是表示在第一实施例中使用的发光装置的构造的图像。图7A是表示第一实施例中的第一树脂的涂覆量与光束的关系的图表。图7B是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标x的偏差的图表。图7C是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标y的偏差的图表。图7D是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标x的偏差的图表。图7E是表示第一实施例中的基于指向角的色度坐标y的偏差的图表。图8A是关于在第二实施例中使用的发光装置、示出在载置发光元件后涂覆第二树脂之后的状态的图像。图8B是关于在第二实施例中使用的发光装置、示出进一步涂覆第一树脂之后的状态的图像。图8C是关于在第二实施例中使用的发光装置示出进一步对第一树脂施加离心力并使反射材料离心沉降之后的状态的图像。图8D是关于在第二实施例中使用的发光装置示出在元件电极的图像。图8E是关于在第二实施例中使用的发光装置示出形成透光性部件之后的状态的图像。图9A是表示第二实施例中的色调与光束的关系的图表。图9B是表示第二实施例中的各样品与光束的关系的图表。
[第一实施例]
制作出图6所示的构造的发光装置。图6所示的构造的发光装置除了第一树脂的涂覆量分别不同的以外大致相同。首先,准备在凹部的底面形成有槽部的封装。在凹部的底面配置第一引线电极与第二引线电极,槽部形成于第一引线电极上。对引线电极实施了Au镀。槽部是使宽度为100μm、使深度为100μm的剖视时大致半圆形状。
接下来,在凹部的底面载置发光元件。接下来,利用含有第二反射材料的第二树脂覆盖凹部的底面以及侧面而形成第二覆盖部件。接下来,关于实施例,在槽部的槽内填充含有第一反射材料的第一树脂,通过离心沉降使第一反射材料沉降之后固化,形成第一覆盖部件。第一树脂的涂覆量如图6、图7A~图7E那样设为0.10mg、0.12mg、0.14mg、0.16mg,涂覆位置D设为2点。另外,图7B~图7E的项目栏的数值是第一树脂的涂覆量。第一树脂所含的第一反射材料的浓度设为37.5质量%。另外,关于比较例,未设置第一覆盖部件。接下来,在第一覆盖部件、第二覆盖部件以及发光元件上形成含有荧光体的透光性部件。
作为发光元件,使用了发光峰值波长约为442nm的氮化物系半导体元件。作为第一反射材料,使用了平均颗粒直径约280nm的氧化钛,作为第二反射材料,使用了平均颗粒直径约500nm的氧化钛。作为荧光体使用了YAG:Ce。作为第一树脂使用了树脂粘度3.5Pa·s的有机硅树脂,作为第二树脂使用了树脂粘度1.0Pa·s的有机硅树脂,作为透光性部件的树脂使用了与第一树脂相同的树脂粘度3.5Pa·s的有机硅树脂。
对于如此制作出的各样品,测定了色调x=0.32的光束。光束的测定采用使用了积分球的全光束测定装置,将比较例的发光装置的光束设为100%,计算出各样品的相对光束。将其结果表示在图7A中。如图7A所示,在槽部的槽内设有第一覆盖部件的样品与在槽部的槽内不设置第一覆盖部件的样品相比,光束更高。另外,在实施例的样品中,与不设置槽部地形成的第一覆盖部件的情况相比,使第一反射材料离心沉降之前的第一树脂不会在发光元件侧流动。因此,制造工序中的作业简单,量产性优异。
另外,作为参考,关于各样品,测定了基于指向角的色度坐标x、y的偏差。将以使指向角为与图1A的IC-IC线正交的方向(0°方向)为基准的情况下的配光色度Δx、Δy分别表示在图7B、图7C中,将使指向角为图1A的IC-IC线的方向(90°方向)为基准的情况下的配光色度Δx、Δy分别表示在图7D、图7E中。这里,配光色度Δx、Δy以正面方向的色度坐标为基准,表示基于发光装置的指向角的色度坐标的偏差。如图7B~图7E所示,在槽部的槽内设有第一覆盖部件的样品与在槽部的槽内不设置第一覆盖部件的样品相比,配光色度Δx、Δy未发现明显的差异。
即,在实施例的样品中,由于离心沉降含有第一反射材料的含有层形成于槽内,发光元件的侧面的大致全部从含有层露出,因此从发光元件侧面的光取出不会被含有层阻碍。因此,不会使配光色度恶化,能够仅使光束提高。
[第二实施例]
根据第一实施例的发光装置的制作方法,制作了各样品。在第二实施例中,作为实施例,将使用技术机I(旋转半径0.65m)利用转速700rpm使第一反射材料离心沉降的样品、使用技术机II(旋转半径0.1m)利用转速3000rpm使第一反射材料离心沉降的样品各制作出9个。第一树脂涂覆量全部设为0.09mg。另外,作为比较例,制作出在槽部的槽内未设有第一覆盖部件(未离心沉降)的9个样品。图8A~图8E是使用了技术机I的样品的各制作工序中的图像。
关于如此制作出的各样品,调查了色调与光束的关系。光束的测定采用使用了积分球的全光束测定装置,在室温约25℃的环境下进行。将其结果表示在图9A中。另外,根据图9A的结果,计算出色调x=0.32的光束。将其结果表示在图9B中。如图9B所示,在槽部的槽内设有第一覆盖部件的样品与在槽部的槽内不设置第一覆盖部件的样品相比,光束更高。另外,使用了离心力高于技术机I的技术机II的样品的光束更高。
工业上的可利用性
本公开的实施方式的发光装置能够利用于液晶显示器的背光灯光源、各种照明器具、大型显示器、广告、目的地指南等各种显示装置、进而是数字摄像机、传真机、复印机、扫描仪等中的图像读取装置、投影仪装置等。

Claims (13)

1.一种发光装置,其特征在于,具备:
基板,其具备包围第一区域的槽部;
发光元件,其载置于所述第一区域;
第一覆盖部件,其设于所述槽部的槽内,并且覆盖所述发光元件的侧面的至少一部分;
透光性部件,其设于所述第一覆盖部件以及所述发光元件上;
所述第一覆盖部件具备含有层和透光层,该含有层设于所述槽部的槽内且含有第一反射材料,该透光层覆盖所述发光元件的侧面的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述发光装置具备封装,其具有由所述基板所构成的底面与树脂壁所形成的侧面构成的凹部,所述发光装置还具备第二覆盖部件,该第二覆盖部件从所述凹部的侧面连续地覆盖到所述槽部的外侧上端缘且含有第二反射材料。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述槽部的宽度为30μm以上且200μm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述槽部的深度为10μm以上且150μm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述槽部形成于距所述发光元件的距离为100μm以下的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述透光性部件含有波长转换部件。
7.一种发光装置的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
准备基板,该基板具备包围第一区域的槽部;
在所述第一区域载置发光元件;
在所述槽部的槽内填充含有第一反射材料的第一树脂;
向所述第一树脂施加离心力,使所述第一树脂所含有的所述第一反射材料沉降,形成第一覆盖部件,该第一覆盖部件具有含有层与透光层,该含有层设于所述槽部的槽内且含有所述第一反射材料,该透光层覆盖所述发光元件的侧面的至少一部分;
在所述第一覆盖部件以及所述发光元件上形成透光性部件。
8.根据权利要求7所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
准备所述基板的工序中,准备封装,其具有由所述基板所构成的底面与树脂壁所形成的侧面构成的凹部,并且在填充所述第一树脂的工序之前包括用第二树脂从所述凹部的侧面连续地覆盖至所述槽部的外侧上端缘而形成第二覆盖部件的工序。
9.根据权利要求7或8所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
形成所述第一覆盖部件的工序中,在施加有所述离心力的状态下使所述第一树脂固化。
10.根据权利要求9所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
使所述第一树脂固化的温度为40℃以上且200℃以下。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
所述第一树脂的粘度为0.3Pa·s以上且15Pa·s以下。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
在填充所述第一树脂的工序之前,包括准备所述第一树脂的工序,
准备所述第一树脂的工序中,将二液固化性的树脂材料的主剂与所述第一反射材料混合,经过2小时以上后混合固化剂。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
所述透光性部件含有波长转换部件。
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