JP2011258677A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 小型で、発光素子の放熱性及び接合強度に優れた発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 同一面側に正電極及び負電極を有する発光素子と、正電極及び負電極と電気的に接続される第１導電部材及び第２導電部材と、を有する発光装置であって、発光素子と第１導電部材と第２導電部材とが絶縁性の接着部材により一体的に固定される発光装置に関する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話のバックライト、動画照明補助光源、その他の一般的民生用光源などに用いられる発光装置及びその製造方法に関する。
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い、それらに搭載される発光装置（発光ダイオード）等も小型化されたものが種々開発されている。これらの発光装置は、例えば、ＢＴレジンなどのポリイミド樹脂やガラス布などによって形成された絶縁基材の表面に一対の金属導体層が形成された基板の上に、ダイボンドペーストを用いて発光素子を載置している。発光素子は、上面側に一対の電極が形成されるフェイスアップ型であり、各電極はワイヤにより各金属導体層に電気的に接続されている（例えば、特許文献１）。
このような発光装置を薄型化するために、上記のような基板を使用しない半導体装置を製造する技術が提案されている。例えば、導電性を有する基板に所定パターンの導電膜を形成して電極とし、半導体素子を実装し、樹脂封止した後、基板を剥離することによって、最終的に基板を具備しない構造とする半導体装置が開示されている（例えば、特許文献２）。
一方、電極が配設された基体の上にフリップチップ型として発光素子を載置した発光装置が開示されている（例えば、特許文献３）。
特開２０００−１８８３５８号公報 特開２００２−９１９６号公報 特開２００３−１０１０７４号公報（図２）
近年、上記のような発光装置のさらなる小型化が求められている。しかし、発光装置の電極を小型化すると、発光素子の放熱性が低下してしまうという問題がある。また、発光装置の電極とダイボンドペーストとの接触面積が小さくなると、接合強度が低下してしまうという問題もある。
特許文献２の発光装置においては、導電膜の上面には、少なくとも半導体素子を配置する領域と、ワイヤを接続する領域とを合わせた面積が必要であるため、発光装置のさらなる小型化には限界がある。
また、発光装置の電極を小型化するために発光装置の電極とダイボンドペーストとの接触面積を小さくすると、発光素子の放熱性が低下してしまうという問題がある。また、発光装置の電極とダイボンドペーストとの接合強度が低下してしまうという問題もある。
特許文献３の発光装置においては、発光素子の電極と基体に設けられた電極とがＡｕ−Ｓｎ等の共晶材料を介して接続されるため、ワイヤを配置する領域が不要になり、発光素子とパッケージの枠体とを合わせただけの幅の発光装置とすることができ、小型化を図ることができる。しかしながら、特許文献３のような発光装置をさらに小型化する場合、共晶材料を極めて狭小なパターンで形成する必要があり、共晶材料のわずかな広がり等によって短絡を起こすおそれがあるため、非常に困難である。
そこで、本発明は、小型で、発光素子の放熱性及び接合強度に優れた発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る発光装置は、同一面側に正電極及び負電極を有する発光素子と、正電極及び負電極と電気的に接続される第１導電部材及び第２導電部材と、を有する発光装置であって、発光素子と第１導電部材と第２導電部材とが絶縁性の接着部材により一体的に固定される。かかる構成によれば、小型で、発光素子の放熱性及び接合強度に優れた発光装置を提供することができる。
また、本発明に係る発光装置は、接着部材は、第１導電部材及び第２導電部材の上面及び側面に接着されていることが好ましい。かかる構成によれば、発光素子の放熱性及び接合強度を高めることができる。
また、本発明に係る発光装置は、第１導電部材と第２導電部材との間に、接着部材が充填されていることが好ましい。かかる構成によれば、発光素子の放熱性及び接合強度を高めることができる。
また、本発明に係る発光装置は、第１導電部材及び第２導電部材は、互いに対向する側面に向かって突出する突出部を有しており、突出部の上面及び下面が接着部材で挟持されていることが好ましい。かかる構成によれば、導電部材への接着部材のアンカー効果を発揮させることができ、導電部材と接着部材との接合強度を高めることができる。
また、本発明に係る発光装置は、接着部材は、発光素子の側面を被覆していることが好ましい。かかる構成によれば、発光素子の放熱性及び接合強度を高めることができる。
本発明に係る発光装置の製造方法は、支持基板の上に、互いに離間する第１導電部材及び第２導電部材を形成する導電部材形成工程と、第１導電部材及び第２導電部材の上に、絶縁性の接着部材を介して発光素子を圧着することにより、発光素子と第１導電部材と第２導電部材とを一体的に固定させるダイボンディング工程と、を含む。かかる構成によれば、小型で、発光素子の放熱性及び接合強度に優れた発光装置を提供することができる。
また、本発明に係る発光装置の製造方法は、導電部材形成工程において、第１導電部材及び第２導電部材の互いに対向する外縁に突出部を形成し、ダイボンディング工程において、接着部材の一部を突出部の下面よりも下に延在させることが好ましい。かかる構成によれば、導電部材への接着部材のアンカー効果を発揮させることができ、導電部材と接着部材との接合強度を高めることができる。
本発明によれば、小型で、発光素子の放熱性及び接合強度に優れた発光装置及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の応用例を示す概略平面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光装置の応用例を示す概略断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す概略斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す概略断面図である。
以下、本発明に係る発光装置を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す概略斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す概略断面図である。
（発光装置の構造）
本実施の形態の発光装置１００は、発光素子１０４と、互いに離間する第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２（以下、導電部材１０１、１０２ともいう）と、発光素子１０４と第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２とを接着する絶縁性の接着部材１０３と、を備えている。発光素子１０４は、同一面側に正負一対の正電極及び負電極を有している。発光素子１０４の正電極と第１導電部材１０１、及び発光素子の負電極と第２導電部材１０２は、ワイヤ１０５を介して電気的に接続されている。本実施の形態の発光装置１００は、発光素子と第１導電部材と第２導電部材とが絶縁性の接着部材により一体的に固定される。接着部材１０３としては、例えば、耐熱性に優れた樹脂等が挙げられる。接着部材１０３は、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の上面及び側面に接続されている。
また、発光装置１００は、発光素子１０４とともに、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の少なくとも一面を被覆する封止部材１０６とを備える。封止部材１０６は、発光装置１００の上面、側面及び下面の一部を形成している。第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の下面側は、外部に露出しており、発光装置１００の下面の一部を形成している。第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２は、封止部材１０６の下面と面一であることが好ましい。
本実施の形態においては、発光素子１０４は、絶縁性の接着部材１０３を介して第１導電部材１０１から第２導電部材１０２にわたって配置されていることにより、導電部材１０１、１０２の上面に対する発光素子１０４の載置領域を小さくすることができるため、発光装置を小型化することができる。また、接着部材１０３は、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の上面及び側面に接続されているため、小型化された発光装置においても、導電部材１０１、１０２と接着部材１０３との接合面積を確保することができる。これにより、発光素子１０４の放熱性及び接合強度を高めることができる。
（発光装置の製造方法）
次に、本実施の形態に係る発光装置の製造方法について説明する。図３〜図１０は、本実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
本実施の形態に係る発光装置の製造方法は、主として、支持基板の上に、互いに離間する第１導電部材及び第２導電部材を形成する導電部材形成工程と、第１導電部材及び第２導電部材の上に、接着部材を介して発光素子を圧着することにより、前記発光素子と前記第１導電部材と前記第２導電部材とを一体的に固定させるダイボンディング工程と、を有する。
（導電部材形成工程）
まず、支持基板１１０の上に、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２を形成する。ここでは、支持基板１１０の上に、互いに離間する複数の開口部を有する保護膜１０９を形成し、その後、保護膜１０９の開口部内に、導電部材を形成する。
支持基板は、第１導電部材及び第２導電部材を形成するために用いる板状又はシート状の部材である。支持基板は、発光装置を個片化する前に除去する。支持基板としては、特に限定されず、導電性を有する基板であることが好ましい。
支持基板は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）からなるものが挙げられ、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系等、種々のステンレスを用いることができる。好ましくは、フェライト系のステンレスであり、特に好ましくは、４００系、３００系のものであり、さらに、ＳＵＳ４３０（１０．４×１０−６／Ｋ）、ＳＵＳ４４４（１０．６×１０−６／Ｋ）、ＳＵＳ３０３（１８．７×１０−６／Ｋ）、ＳＵＳ３０４（１７．３×１０−６／Ｋ）等が好適に用いられる。４００系のステンレスは、酸処理を行うと、３００系に比し表面が荒れやすくなる。したがって、導電部材を例えば鍍金によって薄膜として形成する場合は、酸処理を行った４００系のステンレスの上に薄膜の導電部材を形成すると、その導電部材の表面も荒れやすくなる。これにより封止部材を構成する樹脂との密着性を良くすることができる。また、３００系は酸処理では表面が荒れにくい。このため３００系のステンレスを用いれば、導電部材の表面の光沢度を向上させやすく、これにより発光素子からの反射率を向上して光取り出し効率の高い発光装置とすることができる。
支持基板の厚みは、１０μｍ〜３００μｍ程度の板状部材を用いるのが好ましい。支持基板には、後述する樹脂による成形後の反りを緩和するためにスリット、溝、波形状の加工を施していてもよい。
.図３は、支持基板１１０の上面に保護膜１０９を形成した状態を示している。保護膜１０９は、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチングによって形成することができる。例えば、支持基板１１０の上面に、保護膜としてレジスト膜を塗布し、その上部に所定のパターン形状の開口部を有するマスクを配置して露光し、その後、エッチング剤で処理することによって、互いに離間する複数の開口部を有する保護膜１０９が形成される。ここで、必要であれば酸活性処理などを行ってもよい。
ここでは、支持基板１１０の上面（導電部材を形成する側の面）にのみレジストを設けるが、下面（反対側の面）にも形成してもよい。これにより、後述する鍍金によって支持基板１１０の下面側に導電部材が形成されることを防ぐことができる。保護膜（レジスト）が、フォトリソグラフィによって形成されるレジストの場合、ポジ型、ネガ型のいずれを用いてもよい。また、スクリーン印刷により形成させるレジストや、シート状のレジストを貼り付けるなどの方法も用いることができる。
図４は、支持基板１１０の上面に形成した保護膜１０９の開口部内に、導電部材１０１、１０２を形成した状態を示している。導電部材を形成する方法としては、電解鍍金、無電解鍍金、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ等が挙げられる。各形成方法において、条件を調整することで、図４に示すように、保護膜１０９の厚みよりも厚くなるように導電部材１０１、１０２を形成することができる。これにより導電部材１０１、１０２を保護膜１０９の上面にまで形成させ、図２に示すように、突出部１０１ｘ、１０２ｘを形成してもよい。
その後、保護膜を洗浄して除去することで、図５に示すように、互いに離間する第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２を形成する。
（ダイボンディング工程）
ダイボンディング工程は、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の上に、絶縁性の接着部材１０３を用いて発光素子１０４を接合する工程である。
接着部材１０３は、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２と、発光素子１０４との間に介在するように設ければよい。そのため、接着部材１０３は、導電部材１０１、１０２側に設けてもよく、発光素子１０４側に設けてもよい。あるいは、その両方に設けてもよい。図６は、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の上に、接着部材１０３を設けた状態を示している。
接着部材１０３を導電部材１０１、１０２上に形成する方法としては、ディスペンス、ピン転写、印刷等が挙げられる。
接着部材は、ペースト状、固体状（シート状、ブロック状、粉末状）のものを用いることができ、特にペースト状が好ましい。接着部材の形状は、接着部材の組成や導電部材の形状、発光素子の電極の形状等に応じて、適宜選択することができる。
図７は、接着部材１０３を形成した箇所に、発光素子１０４を載置した状態を示している。接着部材１０３は、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の上に、連続して形成することが好ましい。発光素子１０４を載置する際に、発光素子１０４の電極形成面と対向する下面と、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２との間に接着部材１０３を挟み、発光素子１０４を加圧すると、接着部材１０３の一部が第１導電部材１０１と第２導電部材１０２との間に侵入する。これにより、接着部材１０３が第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の上面及び側面に一体的に設けられるため、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２と接着部材１０３との接合面積が増加する。その結果、小型の発光装置においても、導電部材１０１、１０２と接着部材１０３との接合面積を十分に確保することができる。第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２が、互いに対向する側面に向かって突出する突出部１０１ｘ、１０２ｘを有する場合は、発光素子１０４を圧着する際に、圧力を調節することにより、接着部材１０３の一部を導電部材の突出部１０１ｘ、１０２ｘの下面よりも下に延在させることができる。これにより、導電部材１０１、１０２への接着部材１０３のアンカー効果を発揮させることができ、接着部材１０３の脱落を防止することができる。また、第１導電部材１０１と第２導電部材１０２との間に絶縁性の接着部材１０３を設けることによって、第１導電部材１０１と第２導電部材１０２との間隔が狭い場合においても短絡を防止することができる。
（ワイヤボンディング工程）
第１導電部材１０１、第２導電部材１０２と、発光素子１０４上部にある電極１０４ａ、１０４ｂとを導電性のあるワイヤ１０５で電気的に接続する。図８はこのワイヤボンディング工程が完了した状態を示している。
（封止部材形成工程）
次に、発光素子１０４を被覆する封止部材１０６を形成する。図９は、発光素子１０４の上に封止部材１０６を形成した状態を示す図である。封止部材１０６は、トランスファモールド、ポッティング、印刷等の方法で形成することができる。封止部材１０６は、上面を平坦な面としてもよく、或いは、中央が凹んだ、又は突出したような曲面状に形成してもよい。また、封止部材１０６は、１層構造、又は組成が異なる２層以上の多層構造としてもよい。
（支持基板除去工程）
封止部材１０６を硬化後、支持基板１１０を剥離して除去する。これにより、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の底面が露出する。図１０は、支持基板１１０を剥離した状態を示す図である。支持基板１１０を除去する方法としては、物理的に剥がす方法、エッチングにより選択的に支持基板１１０を除去する方法等を用いることができる。
（ダイシング工程）
以上のような工程を経て、発光装置の集合体を得ることができる。この発光装置の集合体において、図１０に点線で示す分離部、つまり、発光素子１０４間の封止部材１０６を分割するような位置で切断することで発光素子１０４毎に個片化し、図２に示すような発光装置を得ることができる。
図２に示す発光装置は、１つの発光装置に１つの発光素子１０４が含まれるように集合体を分割した状態を示しているが、目的によって１つの発光装置に複数の発光素子を含むように集合体を分割してもよい。複数の発光素子１０４を有する発光装置とする場合、発光素子は規則的に配置してもよいし、不規則に配置してもよい。
また、図２では、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２から離間する位置で切断した状態を示しているが、これに限らず、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２のうちの少なくとも一方を含む位置で切断してもよい。導電部材１０１、１０２から離間する位置で切断する場合、切断される部分が封止部材１０６や接着部材１０３などの樹脂のみとなるため、導電部材１０１，１０２と樹脂とを合わせて切断する場合に比して容易に切断することができる。導電部材１０１，１０２を含む位置で切断する場合、発光装置の側面にも導電部材が露出するようになり、はんだ等が接合し易くなる。
以下、本実施形態の発光装置の各構成部材について詳述する。
（導電部材）
導電部材は、発光素子に電気的に接続して、外部から供給される電気を通電させるための一対の電極として機能するものである。導電部材は、互いに離間する第１導電部材と第２導電部材とを有している。
第１導電部材及び第２導電部材は、その上面に発光素子の下面の一部が接着部材を介して載置される。第１導電部材は、発光素子の正電極がワイヤ１０５を介して電気的に接続される。第２導電部材は、発光素子の負電極がワイヤ１０５を介して電気的に接続される。第１導電部材及び第２導電部材の上面は、発光素子の下面の一部を載置する領域及びワイヤと接続する領域を確保できる面積以上の大きさであればよい。第１導電部材及び第２導電部材の上面の形状は、例えば、上面視が略四角形、多角形、これらの形状に切り欠きを有する形状等、種々のものとすることができる。また、発光素子の下面の一部及びワイヤを配置させる領域は、平坦な面とするのが好ましい。第１導電部材及び第２導電部材は、下面が発光装置の外表面（例えば、下面又は裏面）を形成する。すなわち、第１導電部材及び第２導電部材の下面は封止部材で被覆されずに外部に露出している。
第１導電部材及び第２導電部材の下面は、発光装置の外表面として、実質的に平坦な面とするのが好ましいが、微細な凹凸等が形成されていてもよい。
第１導電部材及び第２導電部材の膜厚は、互いに異なっていてもよいが、略等しい膜厚とするのが好ましい。具体的には、１０μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、特に、４５μｍ〜９５μｍ程度が好ましい。このような範囲の厚さとすることで、例えば鍍金法によって導電部材を形成する場合に、均一な膜厚の導電部材とすることができる。１００μｍ程度以下の導電部材は、従来から用いられているリードフレームでは実現が難しい極薄い厚みであるが、鍍金法等を用いることによって、このような薄膜の導電部材を形成することができ、発光装置のより小型化・軽量化を図ることができる。
第１導電部材及び第２導電部材は、互いに異なる材料によって形成されていてもよいが、同じ材料によって形成されていることが好ましい。これにより、より簡便に製造することができる。
例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン等の金属又は合金（例えば、鉄−ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅、Ａｕ−Ｓｎ等の共晶はんだ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＣｕＩｎ等のはんだ等）、酸化物導電体（例えば、ＩＴＯ等）等が挙げられる。第１及び第２の導電部材は、単層及び積層のいずれでもよい。
特に、第１及び第２の導電部材は、鍍金であることが好ましく、鍍金の積層構造とすることがより好ましい。具体的には、導電部材の最上層（発光素子の載置側）には、発光素子や波長変換部材からの光を反射可能な材料を設けるのが好ましく、具体的には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ等が好ましい。さらに、最表面は、高反射率、高光沢であることが好ましい。具体的には、可視域の反射率が７０％以上であることが好ましく、その場合は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄなどが好ましく、特にＡｇが好ましい。表面光沢は、例えば、光沢度が０．５以上であることが好ましく、１．０以上がより好ましい。ここで示される光沢度は、日本電色工業製 微小面色差計ＶＳＲ ３００Ａを用い、４５°照射、垂直受光で得られる数字である。
第１導電部材と第２導電部材との間隔は、１０μｍ〜５００μｍであることが適している。これにより、導電部材間の短絡を防止することができる。特に、導電部材が、Ａｇ等のマイグレーションを起こしやすい材料を含んでいる場合、第１導電部材と第２導電部材との間隔は、２００μｍ以上であることが好ましい。
また、放熱性の観点から、第１導電部材と第２導電部材との間隔は、１０００μｍ以下であることが好ましい。
また、導電部材が金属からなる鍍金層の場合、その組成によって線膨張係数が規定されるため、比較的支持基板との線膨張係数が近いものが好ましい。例えば、支持基板として、線膨張係数が１０．４×１０−６／ＫであるＳＵＳ４３０を用い、その上に導電部材として、最下層側から、線膨張係数１４．２×１０−６／ＫであるＡｕ（０．０４〜０．１
μｍ）、線膨張係数１２．８×１０−６／ＫであるＮｉ（又は線膨張係数１６．８×１０−６／ＫであるＣｕ）（４０〜７０μｍ）、Ａｕ（０．０１〜０．０７μｍ）、線膨張係数１１９．７×１０−６／ＫであるＡｇ（２〜６μｍ）等の積層構造が好ましい。最上層のＡｇは線膨張係数が他の層の金属と大きく異なるが、発光素子からの光の反射率を優先しているためであり、極めて薄い厚みとしているため反りに対する影響は極めて微弱であり、実用的には問題はない程度である。
第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の側面は、平坦な面でもよいが、接着部材１０３や封止部材１０６との密着性を考慮して、突出部１０１ｘ、１０２ｘを有する形状とすることが好ましい。突出部１０１ｘ、１０２ｘは、導電部材の下面から離間した位置に設けることが好ましい。また、接着部材１０３の一部は、突出部１０１ｘ、１０２ｘの下面よりも下に延在していることが好ましい。これにより、接着部材１０３が導電部材１０１、１０２から剥離することを防止することができる。
突出部１０１ｘ、１０２ｘは、例えば、図２のように、第１導電部材１０１と第２導電部材１０２との間において、互いに対向する側面に向かって突出し、突出部１０１ｘ、１０２ｘにおける上面及び下面が接着部材１０３によって挟持されるように配置していることが好ましい。これにより、導電部材が薄い厚みであっても、機械的強度をより高めることができる。
突出部１０１ｘ、１０２ｘは、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の周囲の任意の位置に設けることができる。突起部１０１ｘ、１０２ｘは、例えば、上面視四角形の導電部材の２つの側面にのみ設けるなど、部分的に設けてもよいが、第１導電部材１０１及び第２導電部材１０２の周囲全体にわたって形成していることが好ましい。これにより、封止部材１０６や接着部材１０３からの脱落をより確実に防止することができる。
（接着部材）
接着部材は、発光素子と導電部材とを接着させる部材である。接着部材の材料は、絶縁性を有するものであって、好ましくは耐熱性に優れた樹脂や、熱伝導率、耐候性、耐光性に優れた樹脂等が挙げられる。なかでも、耐光性に優れた樹脂がより好ましい。耐熱性に優れた樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物やこれらの変性樹脂、ハイブリッド樹脂等を用いることができ、特にハイブリッド樹脂が耐熱性、耐光性、接着性が良好であるため好ましい。また、接着部材は、遮光性を有していることが好ましい。これにより、発光素子からの光が下方向に漏れるのを防止することができ、効率よく光を取り出すことができる。
接着部材は、第１導電部材と第２導電部材との間に延在している。これにより、接着部材と導電部材との接触面積を十分に確保することができる。また、第１導電部材と第２導電部材との間隔が小さい場合においても短絡を防止することができる。また、図１１に示すように接着部材１０３は、第１導電部材と第２導電部材との間の領域１１３に充填されていることが好ましい。これにより、上記の効果を高めることができる。
接着部材は、発光素子の側面を被覆するように設けてもよい。これにより、接着部材からの発光素子の剥離を防止することができるとともに、放熱性を高めることができる。さらに、遮光性の接着部材を用いることにより、発光素子からの光が横方向に漏れるのを防止することができ、上面方向へ効率よく光を取り出すことができる。接着部材は、発光素子の側面の略全体を覆っていてもよい。また、図１２に示すように、少なくとも発光素子１０４の上面は、接着部材１０３から露出していることが好ましい。
接着部材は、第１導電部材及び第２導電部材の線膨張係数との差が小さくなるような材料によって形成されていることが好ましい。例えば、接着部材の線膨張係数は、第１導電部材及び第２導電部材の線膨張係数との差が４０％以下とすることが好ましく、２０％以下の差とすることがより好ましい。これにより、接着部材が導電部材から剥離することを防止することができる。
（発光素子）
本発明においては、発光素子として、同一面側に正電極と負電極が形成された構造の半導体素子を用いる。
半導体発光素子としては、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰを用いたものを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
波長変換部材を有する発光装置とする場合には、その波長変換部材を効率よく励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。
また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。さらには、発光素子とともに、もしくは単独で、受光素子などを搭載することができ、保護素子なども搭載することができる。
（封止部材）
封止部材は、発光素子とともに、第１導電部材及び第２導電部材の少なくとも一面を被覆するものである。封止部材は、発光素子、受光素子、保護素子などの電子部品を、塵芥や水分、外力などから保護する機能を有する。
封止部材の材料としては、発光素子からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、耐光性及び絶縁性を有するものが好ましい。具体的には、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂、ガラス、シリカゾル等の無機物等が挙げられる。また、これらの有機物に限らず、ガラス、シリカゾル等の無機物も用いることができる。
封止部材は、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材（例えば、蛍光体）などを含有させることもできる。
封止部材の外表面の形状は、配光特性などに応じて種々選択することができる。例えば、上面を凸状レンズ形状、凹状レンズ形状、フレネルレンズ形状等とすることで、指向特性を調整することができる。また、封止部材に加え、別個にレンズ形状の部材を設けてもよい。さらに、蛍光体入り成形体（例えば蛍光体入り板状成形体、蛍光体入りドーム状成形体等）を用いる場合には、封止部材として蛍光体入り成形体との密着性に優れた材料を選択することが好ましい。蛍光体入り成形体としては、樹脂組成物の他、ガラス等の無機物を用いることができる。
封止部材は、波長変換部材として、発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光体を含有させることもできる。
蛍光体としては、発光素子からの光を、それより短波長に変換させるものでもよいが、光取り出し効率の観点から長波長に変換させるものが好ましい。また、これに限らず、他の蛍光体によって変換された光をさらに変換させるもの等も用いることができる。このような波長変換部材は、１種の蛍光体を含有する単層、２種以上の蛍光体が混合された単層、２種以上の蛍光体が別々の層に含有された２層以上の積層、２種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層の２層以上の積層のいずれであってもよい。
蛍光体としては、例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体や酸窒化物系蛍光体、より具体的には、（ａ）Ｅｕ賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化アルミニウムケイ素蛍光体、（ｂ）Ｅｕ等のランタノイド系の元素、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類のハロシリケート蛍光体、アルカリ土類金属シリケート蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、（ｃ）Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、アルカリ土類金属希土類ケイ酸塩、（ｄ）Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。なかでも、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体であるＹＡＧ系蛍光体が好ましい。ＹＡＧ系蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２などの組成式で表される。また、Ｙの一部又は全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等でもよい。さらに、上記の蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。
また、蛍光体をガラス、樹脂組成物等、他の成形体に塗布したものも用いることができる。また、蛍光体含有成形体も用いることができる。具体的には、蛍光体含有ガラス、ＹＡＧ焼結体、ＹＡＧとＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３等の焼結体、無機融液中でＹＡＧを析出させた結晶化無機バルク体等が挙げられる。蛍光体をエポキシ、シリコーン、ハイブリッド樹脂等で一体成形したものを用いてもよい。
以上説明した発光装置は、例えば略直方体の外形とすることができ、縦０．３ｍｍ、横０．３ｍｍ、高さ０．３ｍｍ程度まで小型化することができる。
＜実施の形態２＞
図１３は、本発明の実施の形態２に係る発光装置を示す概略斜視図である。図１４は、本発明の実施の形態２に係る発光装置を示す概略断面図である。実施の形態１と重複する説明は省略することもある。
本実施の形態の発光装置２００は、発光素子２０４と、互いに離間する第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２と、発光素子２０４と第１導電部材２０１と第２導電部材２０２とを一体的に固定する絶縁性の接着部材２０３と、を備えている。また、本実施の形態の発光装置２００は、第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２の側面の少なくとも一部を被覆する基体２０７を有している。
基体２０７は、第１導電部材２０１と第２導電部材２０２との間の領域を除いた第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２の側面を被覆する底面部２０７ａと、第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２の上において発光素子２０４の周囲に設けられる側壁２０７ｂと、を有している。発光装置２００は、基体の側壁２０７ｂと第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２によって形成される凹部２０８を有している。凹部２０８内には、第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２の上面と、互いに対向する第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２の側面とが露出している。なお、凹部２０８の底面には、基体の底面部２０７ａの一部が露出していてもよい。それぞれ凹部２０８の底面に露出している第１導電部材２０１及び第２導電部材２０２の上面及び側面に接着部材２０３が設けられている。
凹部２０８内には、封止部材２０６が設けられている。
（基体）
本実施の形態において、基体は、遮光性を有する各種充填材等を添加することで発光素子からの光を遮光可能な樹脂を含んでなる。このような遮光性の基体を設けることで、発光素子からの光が、発光装置の横方向から外部に出射するのを抑制することができ、上面方向への光の取り出し効率を向上させることができる。尚、基体は、側壁２０７ｂを有していない、すなわち、底面部２０７ａのみを備えるものであってもよい。基体の底面部２０７ａ及び側壁２０７ｂは、ともに外部への発光素子からの光の漏れを抑制できる厚さであればよい。
基体は、発光素子からの光が遮光可能な部材であればよく、また、支持基板との線膨張係数の差が小さいものが好ましい。さらに、絶縁性部材を用いるのが好ましい。好ましい材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂を用いることができる。特に、第１導電部材及び第２導電部材の膜厚が２５μｍ〜２００μｍ程度の薄い厚みの場合は、熱硬化性樹脂が好ましい。これによって、極めて薄型の基体を得ることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物などを挙げることができる。
そして、これら樹脂中に遮光性を付与するための充填剤や、必要に応じて各種添加剤を混入させることができる。
これらの樹脂には、例えば、充填材（フィラー）としてＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２等の微粒子等を混入させることで光の透過率を調整することができる。このような充填材を用いることにより、発光素子からの光の約６０％以上を遮光するよう、より好ましくは約９０％を遮光するように調節することが好ましい。なお、ここでは基体によって光を反射するか、又は吸収するかどちらでもよいが、発光装置を照明等の用途に用いる場合は、より好ましくは反射させることによって遮光するのが好ましい。そのため、発光素子からの光に対する反射率が６０％以上であるものが好ましく、９０％以上反射するものがさらに好ましい。
上記のような各種充填材は、１種類のみ、或いは２種類以上を組み合わせて用いることができる。例えば、反射率を調整するための充填材と、後述のように線膨張係数を調整するための充填材とを併用する等の用い方ができる。
例えば、白色の充填剤としてＴｉＯ２を用いる場合は、好ましくは１０〜３０ｗｔ％、より好ましくは１５〜２５ｗｔ％配合させることが好ましい。ＴｉＯ２は、ルチル形、アナタース形のどちらを用いてもよい。遮光性や耐光性の点からルチル形が好ましい。更に、分散性、耐光性を向上させたい場合、表面処理により改質した充填材も使用できる。ＴｉＯ２から成る充填材の表面処理にはアルミナ、シリカ、酸化亜鉛等の水和酸化物、酸化物等を用いることができる。また、これらに加え、主として線膨張係数を調整するための充填剤として、ＳｉＯ２を６０〜８０ｗｔ％の範囲で用いることが好ましく、さらに、６５〜７５ｗｔ％用いるのが好ましい。また、ＳｉＯ２としては、結晶性シリカよりも線膨張係数の小さい非晶質シリカが好ましい。また、粒径が１００μｍ以下の充填材、さらには６０μｍ以下の充填材が好ましい。さらに、形状は球形の充填材が好ましく、これにより基体を成型する時の充填性を向上させることができる。また、ディスプレイ等に用いる場合であって、コントラストを向上させたい場合は、充填材は、発光素子からの光の吸収率が６０％以上のものが好ましく、９０％以上のものがより好ましい。このような場合、充填材としては、アセチレンブラック、活性炭、黒鉛などのカーボンや、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物、もしくは有色有機顔料などを目的に応じて利用することが好ましい。
また、基体の線膨張係数は、個片化する前に除去（剥離）される支持基板の線膨張係数との差が小さくなるように制御することが好ましい。好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下の差とするのがよい。支持基板としてＳＵＳ板を用いる場合、線膨張係数の差は２０ｐｐｍ以下が好ましく、１０ｐｐｍ以下がより好ましい。この場合、充填材を７０ｗｔ％以上、好ましくは８５ｗｔ％以上配合させることが好ましい。これにより、支持基板と基体との残留応力を制御（緩和）することができるため、個片化する前の発光装置の集合体の反りを少なくすることができる。反りを少なくすることで、内部損傷を低減し、また、個片化する際の位置ズレを抑制して歩留まりよく製造することができる。例えば、基体の線膨張係数を５〜２５×１０−６／Ｋに調整することが好ましく、さらに好ましくは７〜１５×１０−６／Ｋに調整することが望ましい。これにより、基体成型後、冷却時に生じる反りを抑制し易くすることができ、歩留まりよく製造することができる。尚、本明細書において線膨張係数とは、各種充填剤等で調整された遮光性樹脂からなる基体のガラス転移温度以下での線膨張係数を指す。この温度領域における線膨張係数が、支持基板の線膨張係数と近いものが好ましい。
また、基体の底面部２０７ａは、第１導電部材と第２導電部材との間の領域を除いた第１導電部材及び第２導電部材の側面を被覆するとともに、第１導電部材２０１と第２導電部材２０２との間の領域に配置された接着部材２０３の側面を被覆している。そのため、基体は、接着部材の線膨張係数との差が小さくなるような線膨張係数を有する材料によって形成されていることが好ましい。例えば、基体の線膨張係数は、接着部材の線膨張係数との差が４０％以下とすることが好ましく、２０％以下の差とすることがより好ましい。これにより、接着部材が基体から剥離することを抑制することができる。
また、別の観点から、基体の線膨張係数は、第１導電部材及び第２導電部材の線膨張係数との差が小さくなるように制御するのが好ましい。好ましくは４０％以下、より好ましくは２０％以下の差とすることが好ましい。これにより、個片化後の発光装置において、第１導電部材及び第２導電部材と基体とが剥離することを抑制し、信頼性に優れた発光装置とすることができる。
本発明の発光装置は、各種表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用することができる。
１００、２００ 発光装置
１０１、２０１ 第１導電部材
１０２、２０２ 第２導電部材
１０１ｘ、１０２ｘ 突出部
１０３、２０３ 接着部材
１０４、２０４ 発光素子
１０４ａ 正電極
１０４ｂ 負電極
１０５、２０５ ワイヤ
１０６、２０６ 封止部材
１０９ 保護膜
１１０ 支持基板
２０７ 基体
２０７ａ 基体の底面部
２０７ｂ 基体の側壁
２０８ 凹部

Claims (7)

  1. 同一面側に正電極及び負電極を有する発光素子と、
    前記正電極及び負電極と電気的に接続される第１導電部材及び第２導電部材と、を有する発光装置であって、
    前記発光素子と前記第１導電部材と前記第２導電部材とが絶縁性の接着部材により一体的に固定されることを特徴とする発光装置。
  2. 前記接着部材は、前記第１導電部材及び前記第２導電部材の上面及び側面に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第１導電部材と前記第２導電部材との間に、前記接着部材が充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記第１導電部材及び第２導電部材は、互いに対向する側面に向かって突出する突出部を有しており、該突出部の上面及び下面が前記接着部材で挟持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光装置。
  5. 前記接着部材は、前記発光素子の側面を被覆していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の発光装置。
  6. 支持基板の上に、互いに離間する第１導電部材及び第２導電部材を形成する導電部材形成工程と、
    前記第１導電部材及び前記第２導電部材の上に、絶縁性の接着部材を介して発光素子を圧着することにより、前記発光素子と前記第１導電部材と前記第２導電部材とを一体的に固定させるダイボンディング工程と、
    を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
  7. 前記導電部材形成工程において、前記第１導電部材及び第２導電部材の互いに対向する外縁に突出部を形成し、
    前記ダイボンディング工程において、前記接着部材の一部を前記突出部の下面よりも下に延在させることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
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