JP2011066335A

JP2011066335A - 発光装置の製造方法

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Publication number: JP2011066335A
Application number: JP2009217721A
Authority: JP
Inventors: Shota Shimonishi; 正太下西; Hiroyuki Tajima; 博幸田嶌; Yosuke Tsuchiya; 陽祐土屋
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: JP5359732B2

Abstract

【目的】発光素子と、該発光素子の表面近傍に配置される蛍光材料及び前記発光素子を被覆する第１のシリコーン樹脂からなるレンズ部とを備える発光装置の製造方法において、成形のための金型が一種類で済む方法を提供すること。
【構成】発光素子と、該発光素子の表面近傍に配置される蛍光材料及び前記発光素子を被覆する第１のシリコーン樹脂からなるレンズ部とを備える発光装置の製造方法であって、前記発光素子の表面に未硬化の第２のシリコーン樹脂からなるプライマ層を形成するステップと、前記プライマ層に前記蛍光材料を担持させるステップと、前記プライマ層が未硬化の状態で、前記発光素子を金型にセットし、前記第１のシリコーン樹脂を圧縮成形して前記レンズ部を形成する際に、前記第１のシリコーン樹脂と前記第２のシリコーン樹脂をともに硬化するステップと、を含む発光装置の製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置の製造方法の改良に関する。

従来、圧縮成型により発光素子の周囲に蛍光体を配置する方法の例として、発光素子を蛍光体層で被覆した後、シリコーン樹脂層で被覆する方法が特許文献１に開示されている。また、蛍光体が分散した封止樹脂を圧縮成型して硬化する際に、封止樹脂中の蛍光体を沈降させて、発光素子近傍に蛍光体を配置する方法が特許文献２に開示されている。一方、圧縮成型ではないが、発光素子の周囲に蛍光体を配置する方法の例として、発光素子に定着剤を塗布して蛍光体を振りかけて付着させる方法が特許文献３に開示されている。

特開２００８−２１１２０５号公報特開２００６−２２９０５４号公報特表２００３−５２６２１２号公報

特許文献１の方法では二段階で圧縮成型をするため、二種類の金型が必要となり、作業効率が悪い。特許文献２の方法では、圧縮成型用の封止樹脂は比較的粘度が高く硬化時間が短いため、蛍光体が沈降する前に硬化が終了して良好な蛍光体層が形成されないおそれがある。特許文献３の方法では蛍光体が定着剤に振りかけられるため、蛍光体が十分に固定されず、良好な蛍光体層を形成できないおそれがある。
そこで、本発明は、発光素子と、該発光素子の表面近傍に配置される蛍光材料及び前記発光素子を被覆する第１のシリコーン樹脂からなるレンズ部とを備える発光装置の製造方法において、成形のための金型が一種類で済む方法を提供することを目的の一つとする。また、当該発光装置の製造方法において、良好な蛍光体層を形成することを目的の一つとする。

以上の目的を達成するため、本発明の第１の局面は次の構成からなる。即ち、
発光素子と、該発光素子の表面近傍に配置される蛍光材料及び前記発光素子を被覆する第１のシリコーン樹脂からなるレンズ部とを備える発光装置の製造方法であって、
前記発光素子の表面に未硬化の第２のシリコーン樹脂からなるプライマ層を形成するステップと、
前記プライマ層に前記蛍光材料を担持させるステップと、
前記プライマ層が未硬化の状態で、前記発光素子を金型にセットし、前記第１のシリコーン樹脂を圧縮成形して前記レンズ部を形成する際に、前記第１のシリコーン樹脂と前記第２のシリコーン樹脂をともに硬化するステップと、
を含む発光装置の製造方法である。

本発明の製造方法によれば、第２のシリコーン樹脂からなるプライマ層に蛍光材料を担持させた後、第１のシリコーン樹脂を圧縮成形して第１のシリコーン樹脂と前記第２のシリコーン樹脂を硬化させるため、金型が一種類で済む。そのため、作業効率が向上する。さらに、蛍光材料はプライマ層に担持され、第１のシリコーン樹脂がプライマ層を覆って圧縮成型されるため、当該蛍光材料はプライマ層に強固に保持され、蛍光体層が良好に形成される。また、第１のシリコーン樹脂と第２のシリコーン樹脂とが同種の材料であるため、互いになじみやすく、接着性が高い。これにより、硬化後に第１のシリコーン樹脂と第２のシリコーン樹脂との間に亀裂や剥離が生じることが防止される。

図１は実施例の製造方法のフロー図である。図２は実施例の製造方法を説明する図である。図３は実施例の製造方法を説明する図である。

本発明の製造方法は、発光素子と、該発光素子の表面近傍に配置される蛍光材料及び前記発光素子を被覆する第１のシリコーン樹脂からなるレンズ部とを備える発光装置の製造方法であって、まず、発光素子の表面に未硬化の第２のシリコーン樹脂からなるプライマ層を形成する（第１のステップ）。プライマ層は、基板へ実装された発光素子をシリコーン樹脂溶液へ浸漬したり、シリコーン樹脂溶液を発光素子上へポッティングしたりして形成することができる。中でも基板へ実装された発光素子をシリコーン樹脂溶液へ浸漬してプライマ層を形成することが好ましい。発光素子の表面全域にプライマ層を薄く形成することができるからである。尚、プライマ層を形成する必要のない基板上の領域にマスク層を形成して、当該領域からプライマ層を除去してもよい。
未硬化状態において、プライマ層を形成する第２のシリコーン樹脂の粘度は、レンズ部を形成する第１のシリコーン樹脂よりも低いことが好ましい。プライマ層をより薄く形成することができるからである。プライマ層を発光素子の表面に薄く形成することにより、後述の蛍光材料を発光素子の一層近傍に配置することができ、発光色の色ムラの発生が低減される。プライマ層の層厚は、後述の蛍光材料が担持できる層厚であればよく、蛍光材料の大きさや形状を考慮して決定することができる。プライマ層の層厚は均一であってもよいし、プライマ層の一部の領域が他の領域よりも層厚が異なっていてもよい。プライマ層は発光素子の表面全域に設けることが好ましい。蛍光材料を発光素子の表面全域に付着することができるからである。なお、必要に応じて発光素子の表面において所定の領域にのみ設けることとしても良い。

第１のステップの後、プライマ層に蛍光材料を担持させる（第２のステップ）。蛍光材料の種類は特に限定されず、発光素子の発光色を考慮して決定することができる。
蛍光材料の形状は粉状、顆粒状とすることができる。なお、発光色の色調調整のために、蛍光材料にシリカや酸化チタン等の粉末を混入させてもよい。蛍光材料は、例えば、未硬化の状態のプライマ層に振りかけたり、飛散させたりしてプライマ層に付着させて担持させることができる。

第２のシリコーン樹脂の替わりに、予め第２のシリコーン樹脂に蛍光材料を分散させた蛍光材料含有シリコーン樹脂を使用して、蛍光材料が担持されたプライマ層を形成してもよい。これにより、第１のステップと第２のステップを同時に行うことができる。

第２のステップの後、プライマ層が未硬化の状態で、発光素子を金型にセットし、第１のシリコーン樹脂を圧縮成形してレンズ部を形成する際に、第１のシリコーン樹脂と第２のシリコーン樹脂をともに硬化する（第３のステップ）。金型は複数の発光素子を同時にセット可能なものであってもよい。圧縮成形の条件は、第１のシリコーン樹脂や第２のシリコーン樹脂の特性等を考慮して適宜決定できる。
以下本発明の実施例について、より詳細に説明する。

本発明の実施例である発光装置１の製造方法のフロー図を図１に示す。当該製造方法を説明する図を図２に示す。まず、図２Ａに示すように、発光素子１０が複数実装された基板２０を用意する（図２Ａでは発光素子１０が３個実装されている）。次に、未硬化の第２のシリコーン樹脂溶液３０を用意する。第２のシリコーン樹脂３０は付加反応硬化型のシリコーン樹脂である。そして、図２Ｂに示すように、発光素子１０を第２のシリコーン樹脂３０が貯留されたディップ漕３０aに浸漬する。その後、図２Ｃに示すように発光素子１０をディップ漕３０aから引き上げ、発光素子１０の表面に第２のシリコーン樹脂３０からなるプライマ層３１を形成する（図１におけるステップ１）。

ステップ１の後、発光素子１０に粉末状の蛍光材料４０を振りかけて、図２Ｄに示すようにプライマ層３１に蛍光材料４０を担持させる（図１におけるステップ２）。蛍光材料４０はプライマ層３１の表面全域に略均一に担持されている。なお、未硬化の第２のシリコーン樹脂３０の粘度は後述の未硬化の第１のシリコーン樹脂３２の粘度よりも低ため、プライマ層３１は蛍光材料４０に対して高い接着性が有する。
その後、図２Ｅに示すように、プライマ層３１が未硬化の状態で、発光素子１０を備える基板２０を上側金型５０にセットする。上側金型５０は吸引口５２を備え、当該吸引口５２を介して基板２０が吸引されて上側金型５０の所定位置に固定される。一方、下側金型５１は発光素子２０に対向する位置に半球状の凹部５１ａを備える。凹部５１ａには未硬化の第１のシリコーン樹脂３２が充填されている。第１のシリコーン樹脂３２は付加反応硬化型のシリコーン樹脂である。なお、下側金型５１と未硬化の第１のシリコーン樹脂３２の間には第１のシリコーン樹脂３２の離型性を高めるためにリリースフィルム（図示せず）が配置されている。

そして、図２Ｆに示すように、上側金型５０を下側金型５１側に押下し、吸引口５３から吸引して、第１のシリコーン樹脂３２を圧縮成形し、第１のシリコーン樹脂３２と第２のシリコーン樹脂３１をともに硬化する（図１のステップ３）。そして図２Ｇに示すように発光素子２０にレンズ部６０と蛍光体層６１が形成され、これを破線６２の位置でダイシングして、発光装置が形成される。

本実施例の製造方法によれば、第２のシリコーン樹脂３０からなるプライマ層３１に蛍光材料４０を担持させた後、第１のシリコーン樹脂３２を圧縮成形して第１のシリコーン樹脂３２と第２のシリコーン樹脂３０を硬化させるため、下側金型５１が一種類で済む。そのため、作業効率が向上する。また、コスト面でも有利となる。
第２のシリコーン樹脂３０には蛍光材料４０が担持されているため接着性が低下するおそれがあるが、第１のシリコーン樹脂３２と第２のシリコーン樹脂３０がともに同種の材料であるため、互いになじみやすく、高い接着性が得られる。これにより、硬化後に第１のシリコーン樹脂３２と第２のシリコーン樹脂３０との間に亀裂や剥離が生じることを防止できる。さらに、蛍光材料４０を担持するプライマ層３１は第１のシリコーン樹脂３２とともに圧縮成型されるため、当該蛍光材料４０はプライマ層３１に強固に保持される。これにより、発光素子２０の表面に蛍光体層６１が良好に形成される。また、プライマ層３１は低粘度の第２のシリコーン樹脂３０のディップ漕３０ａにディップして形成されるため、プライマ層３１は薄く形成される。発光素子２０の表面に薄く形成されたプライマ層３１に蛍光材料４０を担持させることにより、蛍光材料４０を発光素子２０の一層近傍に配置することができる。これにより、発光色の色ムラの発生が低減される。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

１０発光素子
２０基板
３０第２のシリコーン樹脂
３０ａディップ漕
３１プライマ層
３２第１のシリコーン樹脂
４０蛍光材料
５０上側金型
５１下側金型
６０レンズ部
６１蛍光体層

Claims

発光素子と、該発光素子の表面近傍に配置される蛍光材料及び前記発光素子を被覆する第１のシリコーン樹脂からなるレンズ部とを備える発光装置の製造方法であって、
前記発光素子の表面に未硬化の第２のシリコーン樹脂からなるプライマ層を形成するステップと、
前記プライマ層に前記蛍光材料を担持させるステップと、
前記プライマ層が未硬化の状態で、前記発光素子を金型にセットし、前記第１のシリコーン樹脂を圧縮成形して前記レンズ部を形成する際に、前記第１のシリコーン樹脂と前記第２のシリコーン樹脂をともに硬化するステップと、
を含む発光装置の製造方法。
前記第２のシリコーン系樹脂層は前記第１のシリコーン系樹脂層よりも、未硬化の状態における粘度が低い、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記第１のシリコーン系樹脂層は、基板に実装された前記発光素子をシリコーン系樹脂に浸漬して形成される、請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。