JP2012028666A - 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法 - Google Patents

発光装置用部品、発光装置およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012028666A
JP2012028666A JP2010167880A JP2010167880A JP2012028666A JP 2012028666 A JP2012028666 A JP 2012028666A JP 2010167880 A JP2010167880 A JP 2010167880A JP 2010167880 A JP2010167880 A JP 2010167880A JP 2012028666 A JP2012028666 A JP 2012028666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
light
emitting device
layer
emitting diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010167880A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5486431B2 (ja
Inventor
Toshitaka Nakamura
年孝 中村
Hironaka Fujii
宏中 藤井
Kyoya Oyabu
恭也 大薮
Hisataka Ito
久貴 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2010167880A priority Critical patent/JP5486431B2/ja
Priority to CN201110196823.2A priority patent/CN102347423B/zh
Priority to US13/182,064 priority patent/US20120025247A1/en
Priority to TW100125215A priority patent/TW201205900A/zh
Publication of JP2012028666A publication Critical patent/JP2012028666A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5486431B2 publication Critical patent/JP5486431B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】発光装置の製造工程の簡略化を図ることができる発光装置用部品、および、その発光装置用部品が用いられる発光装置およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】
発光ダイオード13を封止できる封止樹脂層2の表面に蛍光層3を形成するとともに、封止樹脂層2の裏面において、反射層4を、封止樹脂層2が発光ダイオード13を封止する領域を避けるように設け、発光装置用部品1を得る。また、外部から電力が供給される回路基板12の上に、発光ダイオード13を電気的に接合し、回路基板12の上において、発光ダイオード13を囲むように、かつ、上端部が、発光ダイオード13の上端部よりも上側に配置されるように、ハウジング14を設け、封止樹脂層2が発光ダイオード13を被覆するとともに、蛍光層3がハウジング14の上に配置されるように、回路基板12の上に、発光装置用部品1を設けることにより、発光装置11を製造する。
【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置用部品、発光装置およびその製造方法に関する。
従来、青色光を受けて黄色光を発光する蛍光体として、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体が知られている。このようなYAG系蛍光体に青色光を照射すると、照射される青色光と、YAG系蛍光体が発する黄色光とが混色されることにより、白色光を得ることができる。そのため、例えば、YAG系蛍光体で青色発光ダイオードを被覆し、青色発光ダイオードからの青色光と、YAG系蛍光体の黄色光とを混色させて白色光を得ることができる白色発光ダイオードが知られている。
このような白色発光ダイオードとして、例えば、基板と、半導体発光素子と、蛍光体セラミック板とを備える発光装置が、知られている(例えば、下記特許文献1参照。)。
また、このような発光装置において、半導体発光素子や蛍光体セラミック板が発する光を反射させ、光の取り出し効率の向上を図るために、例えば、基板の上において、半導体発光素子を避けるように、光を反射できる反射層を設けることも提案されており、さらには、例えば、半導体発光素子および反射層と、発光体セラミック板との間を、透明性の封止樹脂などにより封止することも、提案されている。
特開2010−27704号公報
しかしながら、このような発光装置を製造する場合には、通常、まず、基板の上に反射層および半導体発光素子を形成した後、それら基板、反射層および半導体発光素子の上に封止樹脂を設け、その後、蛍光体セラミック板を配置するため、発光装置の製造工程が煩雑であるという不具合がある。
そこで、本発明の目的は、発光装置の製造工程の簡略化を図ることができる発光装置用部品、および、その発光装置用部品が用いられる発光装置およびその製造方法を提供することにある。
上記した目的を達成するため、本発明の発光装置用部品は、発光ダイオードを封止できる封止樹脂層と、前記封止樹脂層の表面に形成され、蛍光を発光できる蛍光層と、前記封止樹脂層の裏面において、前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを封止する領域を避けるように設けられる、光を反射できる反射層とを備えることを特徴としている。
また、本発明の発光装置用部品では、前記反射層が、前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを封止する領域を除く領域の全面に、パターン形成されていることが好適である。
また、本発明の発光装置は、上記の発光装置用部品を備えることを特徴としている。
また、本発明の発光装置では、外部から電力が供給される回路基板と、前記回路基板の上に電気的に接合され、前記回路基板からの電力により発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードを囲むように前記回路基板の上に設けられ、上端部が、前記発光ダイオードの上端部よりも上側に配置されるハウジングと、前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを被覆するとともに、前記蛍光層が前記ハウジングの上に配置されるように、前記回路基板の上に設けられる前記発光装置用部品とを備えることが好適である。
また、本発明の発光装置の製造方法は、外部から電力が供給される回路基板の上に、発光ダイオードを電気的に接合する工程と、前記回路基板の上において、前記発光ダイオードを囲むように、かつ、上端部が、前記発光ダイオードの上端部よりも上側に配置されるように、ハウジングを設ける工程と、前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを被覆するとともに、前記蛍光層が前記ハウジングの上に配置されるように、前記回路基板の上に、上記の発光装置用部品を設ける工程とを備えることを特徴としている。
本発明の発光装置用部品は、蛍光層、封止樹脂層および反射層を備えるため、発光装置の製造において、蛍光層、封止樹脂層および反射層のそれぞれを個別に設けることなく、一度に設けることができる。
そのため、本発明の発光装置用部品、および、本発明の発光装置用部品を用いた本発明の発光装置、さらには、本発明の発光装置の製造方法によれば、より簡易かつ確実に、発光装置を製造することができる。
本発明の発光装置用部品の第1実施形態の裏面図である。 図1に示す発光装置用部品のA−A断面図である。 図1に示す発光装置用部品の製造方法の一実施形態を示す工程図であって、(a)は、蛍光層を形成する工程、(b)は、蛍光層の裏面に、封止樹脂層を形成する工程、(c)は、封止樹脂層の裏面に、反射層を形成する工程をそれぞれ示す。 図1に示す蛍光層の製造方法の一実施形態を示すフロー図である。 図1に示す発光装置用部品を備える本発明の発光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図5に示す発光装置用部品の製造方法を示す概略工程図であって、(a)は、回路基板の上に発光ダイオードを設置し、発光ダイオードと回路基板とを電気的に接合する工程、(b)は、回路基板の上に、ハウジングを設ける工程、(c)は、封止樹脂層が発光ダイオードを被覆するとともに、蛍光層がハウジングの上に配置されるように、回路基板の上に、発光装置用部品を設ける工程をそれぞれ示す。 本発明の発光装置用部品の第2実施形態の概略断面図である。 本発明の発光装置用部品の第3実施形態の概略構成図である。 本発明の発光装置用部品の第4実施形態の概略構成図である。 試験例1において得られたグラフを示す。
図1は、本発明の発光装置用部品の第1実施形態の裏面図、図2は、図1に示す発光装置用部品のA−A断面図である。
図1および図2において、この発光装置用部品1は、封止樹脂層2と、封止樹脂層2の表面に形成される蛍光層3と、封止樹脂層2の裏面に形成される反射層4とを備えている。
封止樹脂層2は、発光装置11(後述)において、発光ダイオード13(後述)を封止するために設けられる樹脂層であって、例えば、光を透過できる樹脂などから、平面視略矩形の平板形状に形成されている。
樹脂としては、光を透過できるとともに、発光ダイオード13(後述)を封止できれば、特に制限されず、公知の熱硬化性樹脂を用いることができる。
熱硬化性樹脂として、より具体的には、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられ、耐久性(耐熱性、耐光性)の観点から、好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
これら熱硬化性樹脂は、単独使用または2種類以上併用することができる。
また、熱硬化性樹脂として、好ましくは、発光装置用部品1を発光装置11(後述)に備えるときに、発光ダイオード13(後述)やワイヤ18(後述)の損傷を防止するため、柔軟性および追従性に優れる熱硬化性樹脂が挙げられる。
このような熱硬化性樹脂として、より具体的には、例えば、未硬化状態(または半硬化状態)における貯蔵弾性率が低い(例えば、100Pa以下)熱硬化性樹脂や、例えば、硬化状態において柔軟性に優れる(例えば、硬化状態においてゲル状の)熱硬化性樹脂などが挙げられる。
また、熱硬化性樹脂として、作業性の観点から、好ましくは、硬化前(Aステージ)において液状であり、半硬化状態(Bステージ)においてゲル状であり、完全硬化後(Cステージ)においてエラストマーまたはハード樹脂を形成できるシリコーン樹脂が挙げられる。
このような熱硬化性樹脂を用いれば、封止樹脂層2を半硬化状態とすることにより、発光ダイオード13(後述)やワイヤ18(後述)の損傷を防止しつつ、発光装置用部品1を発光装置11(後述)に備えることができ、さらに、その後に封止樹脂層2を完全硬化させることにより、確実に発光ダイオード13(後述)を封止することができる。
このような熱硬化性樹脂として、より具体的には、例えば、縮合反応系のシリコーン樹脂、付加反応系のシリコーン樹脂などが挙げられる。これらシリコーン樹脂は、全硬化反応を終了させる前に反応を停止すれば、半硬化状態を形成できる。
また、熱硬化性樹脂として、好ましくは、複数段階(例えば、2段階)硬化型シリコーン樹脂(2つ以上の反応系により硬化するシリコーン樹脂)が挙げられ、より具体的には、例えば、両末端シラノール型シリコーン樹脂と、アルケニル基含有ケイ素化合物と、オルガノハイドロジェンシロキサンと、縮合触媒と、ヒドロシリル化触媒とを含有する熱硬化性樹脂組成物などが挙げられる。
熱硬化性樹脂として、複数段階硬化型シリコーン樹脂を用いれば、比較的低温(150℃未満)において、半硬化状態のシリコーン樹脂を得ることができる。
また、熱硬化性樹脂は、発光ダイオード13(後述)を封止する観点から、未硬化状態における貯蔵弾性率(25℃)が、例えば、1.0×10Pa以下、好ましくは、1.0×10Pa以下であり、また、200℃で1時間加熱処理した後の貯蔵弾性率(25℃)が、例えば、1.0×10Pa以上、好ましくは、1.0×10Pa以上である。
このような封止樹脂層2は、発光ダイオード13(後述)を封止するため、回路基板12(後述)表面から発光ダイオード13(後述)表面までの高さ(ワイヤ18(後述)高さを含む)より高く(厚く)形成され、より具体的には、封止樹脂層2の厚さは、実装方法により異なるが、例えば、0.2〜5mmである。
より具体的には、蛍光層3は、封止樹脂層2に対して、平面視において封止樹脂層2よりやや大きい相似形状に形成されており、蛍光層3の周端部が封止樹脂層2から露出するように形成されている。
蛍光層3は、蛍光を発光できるとともに、光を透過できる層であって、封止樹脂層2よりもわずかに大きい平面視略矩形の平板形状に形成されている。このような蛍光層3は、発光装置11(後述)において、発光ダイオード13(後述)から生じる光を吸収して、蛍光を発光するために、封止樹脂層2の表面に設けられている。
蛍光層3は、励起光として、波長350〜480nmの光の一部または全部を吸収して励起され、励起光よりも長波長、例えば、500〜650nmの蛍光を発光する蛍光体を含有しており、より具体的には、例えば、蛍光体を含有する樹脂、例えば、蛍光体のセラミックス(蛍光体セラミックプレート)などが挙げられる。
このような蛍光層3に含まれる蛍光体は、励起光の波長に応じて適宜選択されるが、励起光として、例えば、近紫外発光ダイオードの光(波長350〜410nm)や、青色発光ダイオードの光(波長400〜480nm)が選択される場合には、蛍光体として、例えば、YAl12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、(Y,Gd)Al12:Ce、TbAl12:Ce、CaScSi12:Ce、LuCaMg(Si,Ge)12:Ceなどのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、(Sr,Ba)SiO:Eu、CaSiOCl:Eu、SrSiO:Eu、LiSrSiO:Eu、CaSi:Euなどのシリケート蛍光体、例えば、CaAl1219:Mn、SrAl:Euなどのアルミネート蛍光体、例えば、ZnS:Cu,Al、CaS:Eu、CaGa:Eu、SrGa:Euなどの硫化物蛍光体、CaSi:Eu、SrSi:Eu、BaSi:Eu、Ca−α−SiAlONなどの酸窒化物蛍光体、例えば、CaAlSiN:Eu、CaSi:Euなどの窒化物蛍光体、例えば、KSiF:Mn、KTiF:Mnなどのフッ化物系蛍光体などが挙げられる。
これら蛍光体は、単独使用または2種類以上併用することができる。
蛍光体として、好ましくは、ガーネット型蛍光体が挙げられる。
なお、蛍光体の励起光吸収率は、通常、蛍光体に賦活剤として添加される希土類元素のドープ量により調整することができる。賦活剤と吸収率の関係は、蛍光体の構成元素の種類や、後述する焼成(焼結)での熱処理温度などによって異なるが、例えば、YAG:Ceであれば、Ceの添加量は、置換されるイットリウム原子を基準として、例えば、0.01〜2.0原子%である。
蛍光層3として、放熱性の観点から、好ましくは、蛍光体セラミックス(蛍光体セラミックプレート)が挙げられる。
すなわち、蛍光層3は、例えば、発光体の発熱などにより温度上昇し、その発光効率を低下させる場合があるが、蛍光体セラミックス(蛍光体セラミックプレート)は、放熱性に優れるため、その蛍光体セラミックス(蛍光体セラミックプレート)を用いれば、蛍光層3の温度上昇を抑制し、優れた発光効率を確保することができる。
また、蛍光層3(蛍光体セラミックス)としては、発光ダイオード13(後述)や蛍光体から生じる光が散乱によって損失することを抑制する観点から、好ましくは、透明かつ無散乱な(光を散乱しない)セラミックス(透光性セラミックス)が挙げられる。
透光性セラミックスは、特に制限されないが、例えば、蛍光体セラミックス中のボイド(空隙)や不純物など、各種の光散乱源が除去され、透光性が高められることにより、形成される。
また、YAGなどの等方性結晶材料においては、結晶方位による屈折率差がないため、多結晶性セラミックスであっても、単結晶同様に、透明かつ無散乱なセラミックス(透光性セラミックス)を得ることができる。
また、蛍光層3(蛍光体セラミックス)としては、蛍光の取り出し効率の向上や、蛍光の放射パターンの均一化を図る観点から、完全に透明化することなく、ある程度の光拡散性を備えることもできる。
光拡散性を備えるには、蛍光体セラミックス内にボイド(空隙)や不純物などを形成するなど、公知の方法が採用される。また、例えば、蛍光体がYAG:Ceである場合などには、これとは屈折率が異なる材料(例えば、アルミナなど)を添加し、異相を形成することなどにより、光拡散性を制御することもできる。
このような蛍光層3(蛍光体セラミックス)の全光線透過率(光拡散性)は、光学設計に応じて、適宜制御されるが、具体的には、全光線透過率(拡散透過率)が、例えば、40%以上、好ましくは50%以上、通常、90%以下である。
なお、蛍光層3の全光線透過率(拡散透過率)は、積分球などを用いて、公知の方法により、測定できる。ただし、蛍光体は、特定波長の光を吸収するため、その波長以外、すなわち、蛍光体が実質的に吸収を示さない励起波長以外の可視光波長域(例えば、YAG:Ceであれば、550〜800nm)での光透過率を測定する。
また、このような蛍光層3は、単層構造として形成することができ、さらには、図示しないが、複数(2つ以上)の層を積層した多層構造として形成することもできる。
蛍光層3の厚み(多層構造である場合には、各層の厚みの合計)は、例えば、100〜1000μm、好ましくは、200〜700μm、より好ましくは、300〜500μmである。
蛍光層3(蛍光体セラミックス)の厚みが上記下限未満であると、硬度は高い一方、脆く割れやすいというセラミックス材料の特性から、蛍光層3(蛍光体セラミックス)の製造が困難となり、また、その製造における操作性が低下する場合がある。
また、蛍光層3(蛍光体セラミックス)の厚みが上記上限を超過すると、蛍光層3(蛍光体セラミックス)のダイシングなどにおける加工性や、経済性に劣る場合がある。
なお、蛍光層3(蛍光体セラミックス)としては、その厚みと、上記した蛍光体の励起光吸収率を調整することにより、所望の色調の光を得ることができる。
また、蛍光層3の熱伝導率は、放熱性の観点から、例えば、5W/m・K以上、好ましくは、例えば、10W/m・K以上である。
反射層4は、光を反射できる層であって、封止樹脂層2の裏面において、封止樹脂層2が発光ダイオード13(後述)を封止する領域を避けるように、設けられている。
より具体的には、反射層4は、封止樹脂層2が発光ダイオード13(後述)を封止する領域を除く領域の全面に、パターン形成されており、封止樹脂層2が発光ダイオード13(後述)を封止する領域には、平面視略矩形の開口部が形成されている。
より具体的には、例えば、図1に示すように、反射層4は、平面視において封止樹脂層2と同じ大きさおよび形状で形成されており、また、反射層4には、複数行(図1では2行)、複数列(図1では4列)で整列配置された複数の開口部が、互いに間隔を隔てて形成されている。
このような反射層4は、例えば、透明な樹脂に、その樹脂とは屈折率の異なるフィラーが充填されることにより、形成されている。
樹脂としては、実質的に光吸収のない白色拡散反射性を備える樹脂が挙げられ、このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられ、耐久性(耐熱性、耐光性)の観点から、好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
これら樹脂は、単独使用または2種類以上併用することができる。
フィラーとしては、特に制限されないが、好ましくは、白色で可視光を吸収せず、絶縁性のものが挙げられる。
また、フィラーとして、拡散反射率を向上させる観点から、好ましくは、上記樹脂との屈折率差が大きいものが挙げられる。
このようなフィラーとして、より具体的には、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、シリカ、窒化珪素、酸化ガリウム、窒化ガリウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。
これらフィラーは、単独使用または2種類以上併用することができる。
また、フィラーの形状は、特に制限されず、例えば、球状、針状、板状、中空状粒子など種々の形状のフィラーを用いることができる。
フィラーの平均粒子径は、例えば、100nm〜10μmである。
なお、平均粒子径は、例えば、電子顕微鏡、レーザー回折法、比表面積測定法(BET法)などにより測定できる。
また、フィラーの添加量は、上記の樹脂に対して、例えば、10〜85体積%、好ましくは、20〜70体積%、より好ましくは、30〜60体積%である。
フィラーの添加量が上記範囲未満であると、高い反射率が得られ難く、また、十分な拡散反射率を得ようとすると、反射層4の厚みが厚くなる場合がある。
また、フィラーの添加量が上記範囲を超過すると、反射層4を形成するときの加工性に劣り、また、反射層4の機械的強度が低下する場合がある。
また、反射層4の厚みは、例えば、50〜500μmである。
また、反射層4の拡散反射率(波長:400〜800nm)は、例えば、80%以上、好ましくは、90%以上、より好ましくは95%以上、通常、99.9%以下である。
拡散反射率が上記下限未満であると、蛍光層3や発光ダイオード13(後述)から生じる光が吸収され、光の取り出し効率が低下する場合がある。
なお、反射層4の拡散反射率は、例えば、反射層4の厚みや、フィラーの添加量を調整することにより、調整される。
このような拡散反射率は、例えば、反射層4と同様の配合においてフィラーを添加した樹脂を、ガラス基板などの上において、所望の厚みで成膜し、その膜の反射率を測定することにより、求めることができる。
また、発光装置用部品1は、図示しないが、例えば、反射層4(および、必要により封止樹脂層2)を被覆および保護するため、剥離ライナーを備えることもできる。
剥離ライナーとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルム、例えば、紙、布、不織布などの多孔質材料などが挙げられる。
剥離ライナーとして、好ましくは、プラスチックフィルムが挙げられる。
剥離ライナーの厚みは、特に制限されないが、例えば、5〜100μmである。
このような剥離ライナーは、例えば、市販品として入手することができ、そのような市販品として、具体的には、例えば、MRX−100(2軸延伸ポリエステルフィルム、厚み100μm、三菱化学ポリエステル社製)などが挙げられる。
図3は、図1に示す発光装置用部品の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
次いで、上記した発光装置用部品1を製造する方法について、図3を参照して説明する。
この方法では、まず、図3(a)に示すように、蛍光層3を形成する。
図4は、図1に示す蛍光層の製造方法の一実施形態を示すフロー図である。
まず、蛍光層3(蛍光体セラミックス)の製造方法について、図4を参照して説明する。
図4に示すように、この方法では、まず、上記した蛍光体の粒子(蛍光体の原料となる原料粒子を含む。以下、蛍光体粒子とする。)を用意し(工程1)、その蛍光体粒子に、公知のバインダー樹脂、分散剤、焼結助剤などの添加剤を添加し(工程2)、溶媒の存在下で湿式混合して、スラリー溶液を得る(工程3)。
この方法において、蛍光体粒子として、好ましくは、平均粒子径が、50nm以上であり、10μm以下、より好ましくは、1.0μm以下、さらに好ましくは、0.5μm以下の蛍光体粒子が挙げられる。
この方法では、成形性を付与する(つまり、成型後の形状維持に必要な)バインダー樹脂の添加量が、蛍光体粒子の比表面積に伴って増減する。
そのため、蛍光体粒子の平均粒子径が上記下限未満であると、バインダー樹脂の添加量が増大し、蛍光層3の固形分割合が低下する場合がある。
一方、平均粒子径が上記下限以上であると、添加剤(例えば、バインダー樹脂、分散剤など)や溶媒の添加量を増加する必要がないため、成型体の固形分割合を十分に高めることができ、さらには、比表面積の増大によってスラリー溶液の流動性が損なわれることを抑制することができる。
その結果、後述する焼結後の密度を高くすることができ、焼結における寸法変化を小さくし、蛍光層3(蛍光体セラミックス)の反りを抑制することができる。
さらに、平均粒子径が、上記上限以下であれば、蛍光層3(蛍光体セラミックス)の密度を高めることができ、その結果、緻密な焼結体を得るための焼結温度を低く抑えることができ、また、焼結後のボイド(空隙)の発生を低減することができる。
また、蛍光層3が、焼結(後述)時における結晶構造の変化に伴う体積変化を生じる場合や、残存有機物(例えば、上記添加物)などの揮発成分を含む場合には、緻密な焼結体を得る観点から、必要により、仮焼成し、予め所望の結晶相に相転移させた蛍光体粒子や、例えば、公知の方法により密度や純度などを高めた蛍光体粒子を用いることができる。
また、蛍光体粒子に、その平均粒子径より著しく大きなサイズの粗大粒子が含まれると、その粗大粒子がボイドの発生源となる場合があるため、必要により、例えば、粗大粒子の有無を電子顕微鏡により観察し、分級処理などにより粗大粒子を除去することができる。
なお、蛍光体粒子の平均粒子径は、比表面積測定法として知られるBET(Brunauer−Emmett−Teller)法、レーザー回折法、電子顕微鏡による直接観察などにより、測定することができる。
添加剤(バインダー樹脂、分散剤、焼結助剤など)および溶媒としては、後述する焼結(加熱)により分解除去されるものであれば、特に制限されず、公知の添加剤を用いることができる。
また、湿式混合に用いる装置としては、特に制限されず、各種ミキサー、ボールミル、ビーズミルなど、公知の分散装置が挙げられる。
そして、この方法では、必要により、得られたスラリー溶液の粘度を公知の方法により調整し、その後、ドクターブレードによるテープキャスティングや、押出し成型などによって、セラミックグリーンシートに成型し(工程4a)、その後、乾燥させる(工程5a)。
また、例えば、スラリー溶液をスプレードライ法などにより乾燥および造粒し(工程4b)、これにより、バインダー樹脂を含有した乾燥粒子を調製して、その後、得られた乾燥粒子を、金型を用いたプレス法などによって、成型することもできる(工程5b)。
そして、この方法では、得られた成型体を、バインダー樹脂や分散剤などの有機成分を熱分解および除去するために、電気炉を用いて、空気中、例えば、400〜800℃で加熱し、脱バインダー処理(工程6)した後、さらに、焼結(本焼成)する(工程7)。
これにより、蛍光層3(蛍光体セラミックス)を得る。
なお、この方法において、焼結条件(焼成雰囲気、加熱温度、加熱時間など)は、用いる蛍光体材料によって異なり、例えば、蛍光体が、YAG:Ceである場合には、焼成雰囲気が、例えば、真空中、Arなどの不活性ガス雰囲気中、還元ガス(水素、水素/窒素混合ガス)中などであり、焼結温度が、例えば、1500〜1800℃であり、焼結時間が、例えば、0.5〜24時間である。
また、還元雰囲気で焼結する場合、還元性を高めるため、還元ガスに加えて、例えば、カーボン粒子を電気炉内に導入することもできる。
また、焼結における昇温速度は、例えば、0.5〜20℃/分である。
昇温速度が上記下限以上であれば、焼成に極端に時間を要することがないので、生産性の向上を図ることができる。
また、昇温速度が上記上限以下であれば、急激な結晶粒(グレイン)成長を抑制できるため、ボイド(空隙)の発生、より具体的には、ボイド(空隙)が充填される前にグレイン成長が生じ、ボイド(空隙)が残存することを抑制することができる。
また、焼結体(蛍光体セラミックス)の緻密性や、透光性の向上を図るため、例えば、熱間等方加圧式焼結法(HIP法)により、加圧下において焼結(本焼成)することができる。
なお、成型体(セラミックグリーンシートなど)がブロック状である場合には、焼結した後に、得られた蛍光層3(蛍光体セラミックス)を、所望のサイズに切り出すことができる。
次いで、この方法では、図3(b)に示すように、蛍光層3の裏面に、封止樹脂層2を形成する。
封止樹脂層2の形成では、例えば、硬化状態においてゲル状の熱硬化性樹脂を用いる場合には、その熱硬化性樹脂を未硬化状態の溶液として調製し、その溶液を蛍光層3の裏面に、公知の方法により塗工し、加熱することにより、硬化させる。
加熱条件としては、加熱温度が、例えば、60〜150℃、好ましくは、80〜120℃であり、加熱時間が、例えば、1〜30分間、好ましくは、1〜20分間である。
これにより、蛍光層3の裏面において、硬化状態(ゲル状)の封止樹脂層2を形成することができる。
次いで、この方法では、図3(c)に示すように、封止樹脂層2の裏面に、反射層4を形成する。
反射層4の形成では、図示しないが、例えば、反射層4を上記のパターンで別途製造し、得られた反射層4を、封止樹脂層2に貼着する。
反射層4を製造するには、公知のパターニング方法を採用することができ、より具体的には、例えば、まず、上記のフィラーを分散した樹脂の溶液を、剥離フィルム上に、一定の厚さで塗工し、硬化してシート状の反射層4を形成する。このときの塗工方法としては、特に制限されず、例えば、ドクターブレード、アプリケータなどを用いることができる。
また、上記の方法の他、例えば、押出し成型などの方法を採用し、樹脂を硬化させることにより、シート状の反射層4を形成することもできる。
そして、この方法では、得られたシート状の反射層4を、所定の形状を有するトムソン刃、パンチャーなどを用いて打ち抜き加工する。これにより、反射層4を、所定のパターンに形成することができる。
なお、上記の硬化後にも粘着性(タック)がある場合には、その反射層4の表面に、保護層として剥離ライナーを貼り合わせた後、打ち抜き加工することもできる。
また、例えば、スクリーン印刷やパターニング塗工などを採用し、直接、所定パターンに形成することもでき、さらには、例えば、二酸化炭素レーザーなどを用いて、所定パターンに加工することもできる。
そして、この方法では、このようにパターン形成された反射層4を、封止樹脂層2の裏面に、必要により、公知の接着剤などを用いて貼着する。これにより、発光装置用部品1を得ることができる。
なお、この方法では、ゲル状の封止樹脂層2を、硬化状態においてゲル状の熱硬化性樹脂から形成したが、例えば、硬化前(Aステージ)において液状であり、半硬化状態(Bステージ)においてゲル状であり、完全硬化後(Cステージ)においてエラストマーまたはハード樹脂を形成できるシリコーン樹脂などを、蛍光層3の表面に塗工し、半硬化状態とすることにより、ゲル状の封止樹脂層2を形成することもできる。
また、この方法では、蛍光層3を蛍光体セラミックスとして形成したが、例えば、蛍光体を公知の樹脂に混合し、硬化させることにより、蛍光層3を、蛍光体を含有する樹脂として得ることもできる。
また、この方法では、別途製造した反射層4を、封止樹脂層2に貼着したが、例えば、反射層4を、例えば、未硬化の封止樹脂層2に設置(載置)して、その後、封止樹脂層2を硬化させることもできる。さらには、例えば、反射層4の形成において、スクリーン印刷やパターニング塗工を採用する場合には、その反射層4の表面に封止樹脂層2を直接形成することもできる。
また、この方法では、反射層4のパターン形成において、封止樹脂層2が発光ダイオード13(後述)を封止する領域には、平面視略矩形の開口部を形成したが、開口部の形状は、特に限定されず、図示しないが、例えば、平面視略円形など、種々の形状とすることができる。
そして、このような発光装置用部品1は、蛍光層3、封止樹脂層2および反射層4を備えるため、発光装置11(後述)の製造において、蛍光層3、封止樹脂層2および反射層4のそれぞれを個別に設けることなく、一度に設けることができる。
そのため、このような発光装置用部品1によれば、より簡易かつ確実に、発光装置11(後述)を製造することができる。
また、このようは発光装置用部品1では、反射層4が、封止樹脂層2が発光ダイオード13(後述)を封止する領域を除く領域の全面に、パターン形成されているため、蛍光層3および発光ダイオード13が生じる光を、確実かつ効率的に反射することができる。
なお、図3では、蛍光層3の裏面に封止樹脂層2を形成し、封止樹脂層2の裏面に反射層4を形成しているが、実際には上下反転させて、蛍光層3の表面に封止樹脂層2を形成し、封止樹脂層2の表面に反射層4を形成する。
図5は、図1に示す発光装置用部品を備える本発明の発光装置の一実施形態を示す概略構成図、図6は、図5に示す発光装置用部品の製造方法を示す概略工程図である。
以下において、上記の発光装置用部品1を備える発光装置11について、図5を参照して説明する。
図5において、発光装置11は、回路基板12、発光ダイオード13、ハウジング14および上記の発光装置用部品1を備えており、発光装置用部品1の蛍光層3と発光ダイオード13とが離間し、回路基板12と発光ダイオード13とがワイヤボンディングされるリモートタイプの発光装置として、形成されている。
回路基板12は、ベース基板16、および、ベース基板16の上面に形成される配線パターン17を備えている。回路基板12の配線パターン17には、外部からの電力が供給される。
ベース基板16は、平面視略矩形平板状に形成されており、例えば、アルミニウムなどの金属、アルミナなどのセラミック、ポリイミド樹脂などから形成されている。
配線パターン17は、発光ダイオード13の端子と、発光ダイオード13に電力を供給するための電源(図示せず)の端子(図示せず)とを電気的に接続している。配線パターン17は、例えば、銅、鉄などの導体材料から形成されている。
発光ダイオード13は、例えば、公知のはんだなどにより、ベース基板16の上に互いに間隔を隔てて複数(2行×4列)設けられている。各発光ダイオード13は、ワイヤ18を介して、配線パターン17に電気的に接合(ワイヤボンディング)されている。発光ダイオード13は、回路基板12からの電力により発光する。
ハウジング14は、その上端部が発光ダイオード13の上端部よりも上側に配置されるように、配線パターン17の上面から上方に立設され、平面視において、発光ダイオード13を囲むように平面視略矩形枠状に形成されている。
ハウジング14は、例えば、フィラーが添加された樹脂またはセラミックスから形成されている。また、ハウジング14の反射率は、発光ダイオード13からの光に対する反射率が、例えば、70%以上、好ましくは、90%以上、より好ましくは、95%以上となるように設定される。
なお、ハウジング14は、予め、回路基板12と一体的に、ハウジング付きの回路基板として形成することもできる。ハウジング付きの回路基板としては、市販品を入手可能であり、例えば、キャビティー付き多層セラミック基板(品番:207806、住友金属エレクトロデバイス社製)などが挙げられる。
発光装置用部品1は、回路基板12の上において、封止樹脂層2が発光ダイオード13を被覆するとともに、蛍光層3がハウジング14の上に配置されるように、設けられている。
以下において、上記した発光装置11を製造する方法について、図6を参照して説明する。
この方法では、まず、図6(a)に示すように、外部から電力が供給される回路基板12の上に、複数(2行×4列)の発光ダイオード13を設置し、ワイヤ18で、発光ダイオード13と回路基板12とを電気的に接合する。
次いで、この方法では、図6(b)に示すように、回路基板12の上に、ハウジング14を設ける。
より具体的には、回路基板12の上において、発光ダイオード13を囲むように、かつ、その上端部が、発光ダイオード13の上端部よりも上側に配置されるように、ハウジング14を配置する。
なお、上記したように、ハウジング14および回路基板12は、ハウジング付きの回路基板として形成することもでき、このような場合には、上記2つの工程(図6(a)および(b)参照)は1つの工程、すなわち、ハウジング14付きの回路基板12の上に、発光ダイオード13を設置し、それらを電気的に接合する工程として、実施される。
次いで、この方法では、図6(c)に示すように、発光装置用部品1の封止樹脂層2が、発光ダイオード13を被覆するとともに、蛍光層3がハウジング14の上に配置されるように、回路基板12の上に、発光装置用部品1を設ける。
このとき、封止樹脂層2は、上記したように硬化状態においてゲル状であるため、発光装置用部品1を回路基板12の上に設けると、その押圧によって、封止樹脂層2が変形し、発光ダイオード13およびワイヤ18に密着する。さらに、このとき、封止樹脂層2は、発光ダイオード13と反射層4との間隙を充填するとともに、発光ダイオード13から露出する配線パターン17の表面に密着する。
なお、発光装置用部品1は、必要により、接着剤により回路基板12の上に接着してもよい。このような場合において、接着剤としては、特に制限されず、公知の接着剤を用いることができ、さらには、上記した封止樹脂層2を形成する材料(例えば、熱硬化性樹脂)と同様の材料を用いることもできる。
これにより、発光ダイオード13が封止樹脂層2により封止および保護された発光装置11を得ることができる。
発光装置11では、例えば、発光ダイオード13として近紫外発光ダイオードや青色発光ダイオードなどを用いるとともに、その光を励起光として、蛍光を生じる蛍光層3を用いることにより、それらの光を混色し、例えば、白色光を生じる発光装置11(白色発光ダイオード)とすることができる。
なお、発光装置11において、発光ダイオード13および蛍光層3の組み合わせ(混色の組み合わせ)は、上記に限定されず、必要および用途に応じて、適宜選択することができる。
例えば、発光ダイオード13として青色発光ダイオードを用いるとともに、その光を励起光として、緑色の蛍光を生じる蛍光層3を用いることにより、緑色光を生じる発光装置11(緑色発光ダイオード)とすることができ、さらには、その他の光を生じる蛍光層3を用いて、パステルカラーを生じさせるなど、種々の光を生じる発光装置11を得ることができる。
なお、上記した実施形態では、封止樹脂層2を、硬化状態においてゲル状の熱硬化性樹脂から形成したが、例えば、封止樹脂層2を、硬化前(Aステージ)において液状であり、半硬化状態(Bステージ)においてゲル状であり、完全硬化後(Cステージ)においてエラストマーまたはハード樹脂を形成できるシリコーン樹脂などを、蛍光層3の表面に塗工し、半硬化状態とすることにより形成する場合には、必要に応じて、さらに加熱し、封止樹脂層2を、完全硬化させることもできる。
また、上記した実施形態では、複数(2行×4列)の発光ダイオード13を有する発光装置11を形成したが、発光装置11に備えられる発光ダイオード13の数は、特に限定されず、発光装置11に、例えば、1つの発光ダイオード13を設けることもできる。
また、図示しないが、発光装置用部品1の上には、必要により、蛍光層3を被覆するように、封止樹脂層を形成することができ、さらには、例えば、シリコーン樹脂などの透明樹脂から形成される、略半球形状(略ドーム形状)のレンズや、マイクロレンズアレイシート、拡散シートなどを設置することができる。これにより、発光装置11の光の取り出し効率の向上や、指向性および/または拡散性の制御を図ることができる。
そして、この発光装置11には、上記した発光装置用部品1が用いられている。
そのため、このような発光装置11の製造方法、および、これにより得られる発光装置11によれば、より簡易かつ確実に、発光装置11を製造することができる。
図7は、本発明の発光装置用部品の第2実施形態の概略断面図である。なお、上記した各部に対応する部材については、以下の各図において同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上記した説明では、反射層4を封止樹脂層2の裏面に形成したが、図7に示すように、反射層4を封止樹脂層2に埋設するように形成することもできる。
より具体的には、図7において、この発光装置用部品1では、反射層4が、封止樹脂層2の裏面において、封止樹脂層2に埋設されるように設けられており、すなわち、反射層4に形成される開口部(図1参照)に、封止樹脂層2が充填されている。
また、この発光装置用部品1では、反射層4の裏面が、封止樹脂層2の裏面(反射層4が埋設されない領域の裏面)と面一となるように、形成されている。
このような発光装置用部品1によれば、反射層4に形成される開口部(図1参照)に、封止樹脂層2が充填されているため、封止樹脂層2により、より確実に発光ダイオード13を封止することができる。
図8は、本発明の発光装置用部品の第3実施形態の概略構成図である。
発光装置用部品1は、さらに、反射層4の裏面において、粘着層5を設けることができる。
より具体的には、図8において、この発光装置用部品1では、粘着層5が、反射層4と同パターンで形成されており、反射層4の裏面に貼着されている。
粘着層5としては、特に制限されず、公知の接着剤、公知の粘着シートなどを用いることができ、さらには、上記した封止樹脂層2を形成する材料(例えば、熱硬化性樹脂)と同様の材料を用いることもできる。
このような発光装置用部品1によれば、粘着層5が、反射層4の裏面に設けられているため、粘着層5により、より確実に発光装置用部品1を回路基板12に固定することができる。
図9は、本発明の発光装置用部品の第4実施形態の概略構成図である。
図8に示す実施形態では、粘着層5をパターン形成し、反射層4の裏面に設けたが、図9に示すように、反射層4を封止樹脂層2に埋設するように形成するとともに、反射層4の封止樹脂層2からの露出面、および、封止樹脂層2の裏面(反射層4が埋設されない領域の裏面)に、粘着層5を設けることができる。
より具体的には、図9において、この発光装置用部品1では、反射層4が、封止樹脂層2の裏面において、封止樹脂層2に埋設されるように設けられており、すなわち、反射層4に形成される開口部(図1参照)に、封止樹脂層2が充填されている。
また、この発光装置用部品1では、反射層4の裏面が、封止樹脂層2の裏面(反射層4が埋設されない領域の裏面)と面一となるように、形成されている。
そして、粘着層5が、平面視において封止樹脂層2と同じ大きさおよび形状の、平面視略矩形状に形成され、反射層4の封止樹脂層2からの露出面、および、封止樹脂層2の裏面(反射層4が埋設されない領域の裏面)に、貼着されている。
そして、このような発光装置用部品1において、例えば、粘着層5が上記した封止樹脂層2を形成する材料(例えば、熱硬化性樹脂)と同様の材料から形成される場合などには、封止樹脂層2を硬化状態においてゲル状とするとともに、粘着層5を硬化させずに用いることができる。
このような場合には、発光装置用部品1を回路基板12の上に設けると、その押圧によって、封止樹脂層2および粘着層5が変形し、発光ダイオード13およびワイヤ18に密着する。さらに、このとき、封止樹脂層2および粘着層5は、発光ダイオード13と反射層4との間隙を充填するとともに、発光ダイオード13から露出する配線パターン17の表面に密着する。
なお、このような場合には、必要により、発光装置用部品1を回路基板12の上に設けた後に、接着層5を、加熱硬化させることもできる。
また、この方法では、例えば、封止樹脂層2および粘着層5を、ともに、硬化状態においてゲル状とすることもできる。
このような場合にも、発光装置用部品1を回路基板12の上に設けると、その押圧によって、封止樹脂層2および粘着層5が変形し、発光ダイオード13およびワイヤ18に密着する。さらに、このとき、封止樹脂層2および粘着層5は、発光ダイオード13と反射層4との間隙を充填するとともに、発光ダイオード13から露出する配線パターン17の表面に密着する。
このような発光装置用部品1によれば、反射層4に形成される開口部(図1参照)に、封止樹脂層2が充填されているため、封止樹脂層2により、より確実に発光ダイオード13を封止することができ、さらには、反射層4の封止樹脂層2からの露出面、および、封止樹脂層2の裏面(反射層4が埋設されない領域の裏面)に、粘着層5が設けられているため、粘着層5により、より確実に発光装置用部品1を回路基板12に固定することができる。
なお、図示しないが、発光装置用部品1が粘着層5を備える場合には、その粘着層5の裏面に、上記した剥離ライナーを設けることができる。
粘着層5の裏面に剥離ライナーを設けることにより、発光装置用部品1の取り扱い性の向上を図ることができ、また、このような発光装置用部品1を用いることにより、より簡便に発光装置11を製造することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例等により何ら限定されるものではない。
製造例1
<蛍光体(原料粒子)の合成例(YAG:Ce蛍光体の合成例)>
硝酸イットリウム6水和物0.14985mol(14.349g)、硝酸アルミニウム9水和物0.25mol(23.45g)、および、硝酸セリウム6水和物0.00015mol(0.016g)を、250mLの蒸留水に溶解させ、0.4Mの前駆体(プレカーサ)溶液を調製した。
このプレカーサ溶液を、二流体ノズルを用いて、高周波(RF)誘導プラズマ炎中に10mL/minの速度で噴霧し、熱分解することで、無機粉末粒子(原料粒子)を得た。
得られた原料粒子をX線回折法により分析したところ、アモルファス相とYAP(YAlO)結晶の混合相を示した。
また、自動比表面積測定装置(Micrometritics社製、モデルGemini 2365)を用いたBET(Brunauer−Emmett−Teller)法により求めた平均粒子径は、約75nmであった。
次に、得られた原料粒子を、アルミナ製のるつぼに入れ、電気炉にて、1200℃、2時間仮焼成し、YAG:Ce蛍光体を得た。得られたYAG:Ce蛍光体は、結晶相がYAGの単一相を示し、BET法により求めた平均粒子径は約95nmであった。
製造例2
<蛍光体セラミックプレート(YAG−CP)の作製例>
YAG:Ce蛍光体(平均粒子径95nm)4g、バインダー樹脂としてpoly (vinyl butyl−co−vinyl alcohol co vinyl alcohol)(シグマアルドリッチ社製、重量平均分子量90000〜120000)0.21g、焼結助剤としてシリカ粉末(Cabot Corporation社製、商品名「CAB−O−SIL HS−5」)0.012g、および、メタノール10mLを乳鉢にて混合してスラリーとし、得られたスラリーをドライヤーにてメタノールを除去し、乾燥粉末を得た。
この乾燥粉末700mgを、25mm×25mmサイズの一軸性プレスモールド型に充填後、油圧式プレス機にて約10トンで加圧することで、厚み約350μmの矩形に成型したプレート状グリーン体を得た。
得られたグリーン体をアルミナ製管状電気炉にて、空気中、2℃/minの昇温速度で800℃まで加熱し、バインダー樹脂等の有機成分を分解除去した後、引き続き、電気炉内をロータリーポンプにて真空排気して、1600℃で5時間加熱し、20mm×20mmサイズの、厚み約280μmのYAG:Ce蛍光体のセラミックプレート(YAG−CP)を得た。
得られたプレートは、アルキメデス法にて測定した密度が、理論密度4.56g/cmに対して、99.7%であった。また、波長700nmにおける全光線透過率は、66%であった。
製造例3
<回路基板、発光ダイオードおよびハウジングの製造例>
サイズ35mm×35mm、厚さ1.5mmのBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂基板上の中央に、青色発光ダイオードチップ(CREE社製、品番C450EX1000−0123、サイズ980μm×980μm、チップ厚み約100μm)を縦方向に2個、横方向に2個、合計4個(2行×2列)を、それぞれ4mm間隔で実装した青色LED素子を作製した。
なお、この青色LED素子において、リードは表面をNi/Auで保護したCuにて形成し、LEDチップは銀ペーストによりリード上にダイボンディングされ、対向電極は金線を用いて、リード上にワイヤーボンディングされている。
また、封止樹脂層および反射層の形成時に、樹脂が流れ出るのを防止するために、青色LED素子の上に、厚さ0.5mm、外形25mm×25mm、内径10mm×10mmのガラスエポキシ(FR4)製のフレーム(ハウジング)を設けた。
試験例1
<反射層の拡散反射率>
2液混合タイプの熱硬化性シリコーンエラストマー(信越シリコーン社製、品番KER2500)に、チタン酸バリウム粒子(堺化学工業社製、品番BT−03、吸着比表面積値3.7g/m)を55質量%となるように添加し、よく攪拌混合し、拡散性反射樹脂層(以下、反射層)用のコーティング樹脂液(白色樹脂液)とした。
このコーティング樹脂液を、ガラス基板上に、アプリケータを用いて、200μmの厚さにコーティングした後、100℃で1時間、150℃で1時間加熱することにより、シリコーン樹脂を硬化した。
このコーティング層の拡散反射率を測定したところ、200μmの厚みでも十分に高い拡散反射率が得られ、400nm付近を除く可視光範囲で、90%以上の反射率を示した。光の波長と拡散反射率との関係を、図10に示す。
実施例1(発光装置用部品および発光装置の製造)
試験例1で用いたコーティング樹脂液(白色樹脂液)を、アプリケータを用いて、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に、約200μmの厚みに塗工し、100℃で1時間、150℃で1時間加熱することによりキュアし、反射層を形成した。
なお、反射層はキュアすることで、簡単にPETフィルムから剥がすことができた。次に、COレーザー切断装置(Universal Laser Systems社製、製品名VersaLASER VLS2.30)にて、サイズ10mm×10mmに切り出し、さらに、製造例3で得られた青色LED素子における青色発光ダイオードの実装パターンに合わせて、直径約2mmの穴を、4mm間隔で4つ切り抜き、開口部を形成した。
製造例2で得られたYAG:Ce蛍光体のセラミックプレート(YAG−CP)を、12mm×12mmのサイズにダイシングし、その片面の外周部分に約1mm幅でマスキングテープを貼りつけた(図3(a)に相当する。)。
その上に、ゲル状シリコーン樹脂液(旭化成ワッカーシリコーン社製、製品名WACKER SilGel 612)を、アプリケータを用いて約350μmの厚みで塗工し、80℃のホットプレート上で10秒程度加熱してからマスキングテープを剥がした後、速やかに100℃に設定した別のホットプレートに移して15分間加熱し、ゲル状シリコーン樹脂をキュアした。これにより、YAG:Ce蛍光体のセラミックプレート(蛍光層)の表面にゲル状シリコーン樹脂(硬化状態の封止樹脂層)を形成した(図3(b)に相当する。)。
次いで、このゲル状シリコーン樹脂上に、別途作製した反射層を貼りつけ(図3(c)に相当する。)、発光装置用部品を作製した(図1および図2に相当する。)。
次に、粘着剤として、上記のゲル状シリコーン樹脂液を、青色LED素子のハウジング内に滴下し、全体に引きのばした後、発光装置用部品を、4つの打ち抜き部分が、それぞれ4つの青色発光ダイオードの実装位置に一致するよう、軽く押し付けながら、貼りつけるように設置し、100℃で15分、ゲル状シリコーン樹脂液(粘着剤)をキュアし、発光装置を製造した(図5に相当する。)。
実施例2(発光装置用部品および発光装置の製造)
実施例1と同様にして、YAG:Ce蛍光体のセラミックプレート(蛍光層)の表面にゲル状シリコーン樹脂(硬化状態の封止樹脂層)を形成し、その上に別途作製した反射層を貼りつけた。
その後、さらに、ゲル状シリコーン樹脂液をアプリケータにより塗工し、反射層の開口部をゲル状シリコーン樹脂液(封止樹脂層)で充填するとともに、粘着層として、反射層の露出面、および、封止樹脂層の裏面に、ゲル状シリコーン樹脂液を塗工し、発光装置用部品を製造した(図9に相当する。)。
なお、粘着層としてのゲル状シリコーン樹脂の厚みは、50μm以下となるように、アプリケータのギャップを調整した。
次いで、実施例1と同様にして、製造例3で得られた青色LED素子に、発光装置用部品を、4つの打ち抜き部分が、それぞれ4つの青色発光ダイオードの実装位置に一致するよう、貼りつけるように設置し、100℃で15分、ゲル状シリコーン樹脂液(粘着層)をキュアし、発光装置を製造した。
実施例1および2では、反射層および封止樹脂層を予め蛍光層に形成し、発光装置用部品を製造することにより、優れた効率で、簡便に発光装置を製造できた。
1 発光装置用部品
2 封止樹脂層
3 蛍光層
4 反射層

Claims (5)

  1. 発光ダイオードを封止できる封止樹脂層と、
    前記封止樹脂層の表面に形成され、蛍光を発光できる蛍光層と、
    前記封止樹脂層の裏面において、前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを封止する領域を避けるように設けられる、光を反射できる反射層と
    を備えることを特徴とする、発光装置用部品。
  2. 前記反射層が、前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを封止する領域を除く領域の全面に、パターン形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の発光装置用部品。
  3. 請求項1または2に記載の発光装置用部品を備えることを特徴とする、発光装置。
  4. 外部から電力が供給される回路基板と、
    前記回路基板の上に電気的に接合され、前記回路基板からの電力により発光する発光ダイオードと、
    前記発光ダイオードを囲むように前記回路基板の上に設けられ、上端部が、前記発光ダイオードの上端部よりも上側に配置されるハウジングと、
    前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを被覆するとともに、前記蛍光層が前記ハウジングの上に配置されるように、前記回路基板の上に設けられる前記発光装置用部品と
    を備えることを特徴とする、請求項3に記載の発光装置。
  5. 外部から電力が供給される回路基板の上に、発光ダイオードを電気的に接合する工程と、
    前記回路基板の上において、前記発光ダイオードを囲むように、かつ、上端部が、前記発光ダイオードの上端部よりも上側に配置されるように、ハウジングを設ける工程と、
    前記封止樹脂層が前記発光ダイオードを被覆するとともに、前記蛍光層が前記ハウジングの上に配置されるように、前記回路基板の上に、請求項1または2に記載の発光装置用部品を設ける工程と
    を備えることを特徴とする、発光装置の製造方法。
JP2010167880A 2010-07-27 2010-07-27 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法 Expired - Fee Related JP5486431B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010167880A JP5486431B2 (ja) 2010-07-27 2010-07-27 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法
CN201110196823.2A CN102347423B (zh) 2010-07-27 2011-07-13 发光装置用零件、发光装置及其制造方法
US13/182,064 US20120025247A1 (en) 2010-07-27 2011-07-13 Component for light-emitting device, light-emitting device and producing method thereof
TW100125215A TW201205900A (en) 2010-07-27 2011-07-15 Component for light-emitting device, light-emitting device and producing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010167880A JP5486431B2 (ja) 2010-07-27 2010-07-27 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012028666A true JP2012028666A (ja) 2012-02-09
JP5486431B2 JP5486431B2 (ja) 2014-05-07

Family

ID=45525831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010167880A Expired - Fee Related JP5486431B2 (ja) 2010-07-27 2010-07-27 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120025247A1 (ja)
JP (1) JP5486431B2 (ja)
CN (1) CN102347423B (ja)
TW (1) TW201205900A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240833A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 台湾积体电路制造股份有限公司 模制集成电路的方法
CN105098036A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 信越化学工业株式会社 波长转换部件与远程磷光体型发光装置
JPWO2014122888A1 (ja) * 2013-02-06 2017-01-26 株式会社小糸製作所 発光モジュール
US9947846B2 (en) 2015-09-30 2018-04-17 Nichia Corporation Light emitting device having a reflecting member and method of manufacturing the same
WO2018079678A1 (ja) * 2016-10-31 2018-05-03 東レ・ダウコーニング株式会社 積層体および電子部品の製造方法
WO2020137780A1 (ja) * 2018-12-27 2020-07-02 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光装置
JP2020106831A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10123803B2 (en) 2007-10-17 2018-11-13 Covidien Lp Methods of managing neurovascular obstructions
TW201222878A (en) * 2010-11-23 2012-06-01 Siliconware Precision Industries Co Ltd Light-permeating cover board, fabrication method thereof, and package structure having LED
KR101952138B1 (ko) * 2011-02-24 2019-02-26 닛토 덴코 가부시키가이샤 형광체 성분을 갖는 발광 복합물
AT14124U1 (de) * 2012-02-13 2015-04-15 Tridonic Jennersdorf Gmbh LED-Modul mit Flächenverguß
US20140009060A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-09 Nitto Denko Corporation Phosphor layer-covered led, producing method thereof, and led device
KR101664422B1 (ko) * 2013-01-23 2016-10-10 엘지전자 주식회사 평면 조명 장치
US9353932B2 (en) 2013-03-13 2016-05-31 Palo Alto Research Center Incorporated LED light bulb with structural support
US9528689B2 (en) * 2013-03-13 2016-12-27 Palo Alto Research Center Incorporated LED lighting device with cured structural support
CN106129231B (zh) * 2015-05-05 2019-11-22 新世纪光电股份有限公司 发光装置及其制作方法
US10439111B2 (en) 2014-05-14 2019-10-08 Genesis Photonics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
US9997676B2 (en) 2014-05-14 2018-06-12 Genesis Photonics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
TWI557952B (zh) 2014-06-12 2016-11-11 新世紀光電股份有限公司 發光元件
CN111211206A (zh) 2015-09-18 2020-05-29 新世纪光电股份有限公司 发光装置及其制造方法
US10388838B2 (en) 2016-10-19 2019-08-20 Genesis Photonics Inc. Light-emitting device and manufacturing method thereof
US10784423B2 (en) 2017-11-05 2020-09-22 Genesis Photonics Inc. Light emitting device
TW202249306A (zh) 2017-11-05 2022-12-16 新世紀光電股份有限公司 發光裝置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07121123A (ja) * 1993-08-31 1995-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
JPH10154830A (ja) * 1996-09-27 1998-06-09 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びそれを用いた表示装置
JP2005311314A (ja) * 2004-03-26 2005-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Led実装用モジュール、ledモジュール、led実装用モジュールの製造方法及びledモジュールの製造方法
JP2006156662A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置
JP2006294898A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 発光素子収納用パッケージ
JP2009182149A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Nitto Denko Corp 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
JP2009231750A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nitto Denko Corp 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
JP2010056277A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Toshiba Corp 発光装置およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1264228C (zh) * 1996-06-26 2006-07-12 奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司 发光半导体器件、全色发光二极管显示装置及其应用
CN100511732C (zh) * 2003-06-18 2009-07-08 丰田合成株式会社 发光器件
KR100537560B1 (ko) * 2003-11-25 2005-12-19 주식회사 메디아나전자 2단계 큐어 공정을 포함하는 백색 발광 다이오드 소자의제조방법
TWI286393B (en) * 2004-03-24 2007-09-01 Toshiba Lighting & Technology Lighting apparatus
US7719021B2 (en) * 2005-06-28 2010-05-18 Lighting Science Group Corporation Light efficient LED assembly including a shaped reflective cavity and method for making same
KR100648628B1 (ko) * 2005-12-29 2006-11-24 서울반도체 주식회사 발광 다이오드
KR100809210B1 (ko) * 2006-07-10 2008-02-29 삼성전기주식회사 고출력 led 패키지 및 그 제조방법
US8344400B2 (en) * 2007-08-31 2013-01-01 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device package
JP5345363B2 (ja) * 2008-06-24 2013-11-20 シャープ株式会社 発光装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07121123A (ja) * 1993-08-31 1995-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
JPH10154830A (ja) * 1996-09-27 1998-06-09 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びそれを用いた表示装置
JP2005311314A (ja) * 2004-03-26 2005-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Led実装用モジュール、ledモジュール、led実装用モジュールの製造方法及びledモジュールの製造方法
JP2006156662A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置
JP2006294898A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 発光素子収納用パッケージ
JP2009182149A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Nitto Denko Corp 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
JP2009231750A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nitto Denko Corp 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
JP2010056277A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Toshiba Corp 発光装置およびその製造方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240833A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 台湾积体电路制造股份有限公司 模制集成电路的方法
JPWO2014122888A1 (ja) * 2013-02-06 2017-01-26 株式会社小糸製作所 発光モジュール
CN105098036A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 信越化学工业株式会社 波长转换部件与远程磷光体型发光装置
JP2015222768A (ja) * 2014-05-22 2015-12-10 信越化学工業株式会社 波長変換部材及びリモートフォスファー型発光装置
US9947846B2 (en) 2015-09-30 2018-04-17 Nichia Corporation Light emitting device having a reflecting member and method of manufacturing the same
KR20190080912A (ko) * 2016-10-31 2019-07-08 다우 도레이 캄파니 리미티드 적층체 및 전자 부품 제조 방법
WO2018079678A1 (ja) * 2016-10-31 2018-05-03 東レ・ダウコーニング株式会社 積層体および電子部品の製造方法
JPWO2018079678A1 (ja) * 2016-10-31 2019-09-19 ダウ・東レ株式会社 積層体および電子部品の製造方法
US10961419B2 (en) 2016-10-31 2021-03-30 Dow Toray Co., Ltd. Layered body and method for manufacturing electronic component
JP7107628B2 (ja) 2016-10-31 2022-07-27 ダウ・東レ株式会社 積層体および電子部品の製造方法
JP2022113748A (ja) * 2016-10-31 2022-08-04 ダウ・東レ株式会社 積層体および電子部品の製造方法
KR102466593B1 (ko) * 2016-10-31 2022-11-15 다우 도레이 캄파니 리미티드 적층체 및 전자 부품 제조 방법
JP7411014B2 (ja) 2016-10-31 2024-01-10 ダウ・東レ株式会社 積層体および電子部品の製造方法
WO2020137780A1 (ja) * 2018-12-27 2020-07-02 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光装置
JP2020106831A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102347423B (zh) 2015-08-05
CN102347423A (zh) 2012-02-08
TW201205900A (en) 2012-02-01
US20120025247A1 (en) 2012-02-02
JP5486431B2 (ja) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5486431B2 (ja) 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法
JP5566785B2 (ja) 複合シート
TWI518947B (zh) 發光裝置
US9412920B2 (en) Phosphor reflecting sheet, light emitting diode device, and producing method thereof
CN102738363B (zh) 反射树脂片、发光二极管装置及其制造方法
JP5397944B2 (ja) 蛍光体含有複合シート
JP5701523B2 (ja) 半導体発光装置
JP5395761B2 (ja) 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法
US20120039064A1 (en) Light-emitting device
JP2012023288A (ja) 発光装置用部品、発光装置およびその製造方法
JP2010509764A (ja) モノリシックセラミック発光変換体を含む照明システム
TW201201420A (en) Phosphor ceramic and light-emitting device
JP2013138216A (ja) 発光装置
JP2015073140A (ja) 発光ダイオード装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131022

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5486431

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees