JP2014029894A

JP2014029894A - 発光装置の製造方法

Info

Publication number: JP2014029894A
Application number: JP2012169033A
Authority: JP
Inventors: Yuta Oka; 祐太岡
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-13

Abstract

【課題】発光素子の周辺の反射率を十分に高めることができる発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板が有する凹部の底面に複数の発光素子が実装される発光装置の製造方法であって、前記凹部の底面に前記複数の発光素子を実装する工程と、反射粒子を含有する溶媒を前記凹部に充填して前記凹部の底面の全域に広げる工程と、前記溶媒を揮発させて前記反射粒子で前記凹部の底面の全域を覆う工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。

従来、光反射性フィラーを含有する樹脂層を充填して、これを発光素子の周辺に発光素子の発光層を覆わないように塗り広げる発光装置が提案された（特許文献１参照）。この従来の発光装置によれば、発光層の側面から放出された光が樹脂層の表面付近で光反射性フィラーにより散乱され、上方に取り出されるものとされる。

特開２００４−０５５６３２号公報

しかしながら、上記した従来の発光装置では、樹脂層の粘性が高まると樹脂層を半導体発光素子の周囲に塗り広げることができなくなるため、樹脂層への光反射性フィラーの添加量を少なめにせざるを得ず（樹脂層は、これに光反射性フィラーを添加するとその粘性が高まる。）、発光素子の周辺の反射率を十分に高めることができないという問題があった。

そこで、本発明は、発光素子の周辺の反射率を十分に高めることができる発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、上記課題は、次の手段により、解決される。すなわち、基板が有する凹部の底面に複数の発光素子が実装される発光装置の製造方法であって、前記凹部の底面に前記複数の発光素子を実装する工程と、反射粒子を含有する溶媒を前記凹部に充填して前記凹部の底面の全域に広げる工程と、前記溶媒を揮発させて前記反射粒子で前記凹部の底面の全域を覆う工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法である。

本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。

以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。

本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法では、次のようにして、基板１が有する凹部の底面に複数の発光素子２が実装される発光装置を製造する。

［第１工程］
まず、図１（ａ）に示すように、基板１が有する凹部の底面１ａに複数の発光素子２を実装する。

基板１には、各種の部材を適宜選択して用いることができる。また、基板１には、例えば、信頼性は高いものの反射率が低いために従来は使用しづらかった材料（例：セラミックス）からなる部材を用いることもできる。本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、発光素子２の周辺の反射率を十分に高めることができるからである。

基板１が有する凹部は、例えば、樹脂を用いて基板１上に形成することができる。

発光素子２には、例えば、発光ダイオードを用いることができる。発光素子２は、フリップチップ実装される。もっとも、ワイヤーボンディングやダイボンディングなどで発光素子２を実装することも可能である。

［第２工程］
次に、図１（ｂ）に示すように、反射粒子４を含有する溶媒３（例：アルコール）を凹部に充填して、図１（ｃ）に示すように、これを凹部の底面１ａの全域に広げる。溶媒３は、樹脂と比較して粘性が低いため、反射粒子４の添加量を多めにしても（例えば、凹部の底面１ａの反射率を、その全域にわたり、複数の発光素子２の可視光領域における発光波長に対して５０％以上（より好ましくは７０％以上）にする程度の量の反射粒子４を添加しても）、発光素子２の上面よりも上を露出させつつ（より好ましくは、発光素子２が有する発光層２ａの底面よりも上を露出させつつ）、これを凹部の底面１ａの全域に広げることが可能である。

反射粒子４には、例えば白色のフィラーを用いることができる。白色のフィラーを用いれば、光がより反射されやすくなるため、発光素子２の周辺の反射率をより一層高めることが可能となる。なお、フィラー自体が透明であったとしても、フィラー周辺の部材により光が散乱されてフィラーが白色に見える場合は、ここでいう白色に含まれるものとする。

また、反射粒子４には、無機化合物を用いることができる。

上記のような無機化合物を用いた白色のフィラーは、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ（ＯＨ）_３、ＭｇＣＯ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）_２、ＳｒＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴａＯ_２、ＨｆＯ、ＳｅＯ、Ｙ_２Ｏ_３などの酸化物、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯＮなどの窒化物、ＭｇＦ_２などのフッ化物などを用いて構成することができる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。また、これらを積層させるように用いてもよい。

反射粒子４には、１ｎｍ〜１０μｍ程度の粒径を有するものを用いることが好ましい。このようにすれば、反射粒子４同士を密に配置することができるため、後述する工程において溶媒３を揮発させた後に、基板１が有する凹部の底面１ａが反射粒子４によって密に被覆されることになり、基板１が有する凹部の底面１ａの反射率をより一層高めることができる。なお、反射粒子４の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球形や鱗片形状のものを用いることができる。

溶媒３としては、反射粒子４を分散可能でかつ揮発性であればよい。樹脂５の硬化を阻害しないような物質を残留させないものが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、アセトン、イソプロピルアルコールなどを用いることができる。

［第３工程］
次に、図１（ｄ）に示すように、溶媒３を揮発させて反射粒子４で凹部の底面１ａの全域を覆う。これにより、発光素子２の周辺、すなわち、発光素子２が実装された凹部の底面１ａの反射率がその全域にわたり十分に高められる。

［第４工程］
そして、図１（ｅ）に示すように、溶媒３を揮発させた後に、蛍光粒子６を含有する樹脂５を凹部に充填して樹脂５で凹部を封止する。溶媒３は、充填した全量が揮発されていなくてもよい。

なお、従来のように、反射粒子４を含有する樹脂を発光素子２の周辺に設ける場合は、反射粒子４が樹脂中で散らばるため、これを蛍光粒子６を含有する樹脂５で封止すると、反射粒子４と蛍光粒子６とが不均一な間隔で配置されることになる（すなわち、ある反射粒子４とある蛍光粒子６とは近接して配置されるが、他の反射粒子４と他の蛍光粒子６は離間して配置されることになる。）。

しかし、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、反射粒子４を塗り広げるために用いた溶媒３が揮発し基板１に残らない。このため、蛍光粒子６を含有する樹脂５を凹部に充填しこれで凹部を封止すると、蛍光粒子６が反射粒子４の上に均一な間隔で配置されることとなる。

したがって、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、基板１から反射される光の色ムラを低減させつつ、基板１が有する凹部の底面１ａの反射率を高めことができる。

なお、蛍光粒子を含有する溶媒を発光素子２の上に充填し、これを揮発させることで発光素子２の上に蛍光粒子を配置してもよい。この場合は、その後に樹脂を凹部に充填しこれで凹部を封止する。これによると発光素子２及び反射粒子４上に均一に蛍光粒子層を形成することができる。

蛍光粒子は、大きさや種類の異なる２以上を積層で配置してもよい。この場合は、まず下層の蛍光粒子を含有する溶媒を、反射粒子と発光素子の上に充填し、揮発させた後に二層目の蛍光粒子を含有する溶媒を充填し揮発させて配置させる。最後に凹部に樹脂を充填して凹部を封止すればよい。これにより、粒径の大小や比重にかかわらず蛍光粒子の積層順を制御することが可能になり、蛍光粒子の組み合わせを変えずに蛍光粒子の配置の制御が可能になる。従来のように樹脂中に複数の蛍光粒子を混ぜてモールドした場合は、蛍光体の沈む順番は制御できない。また、蛍光粒子の比重差で積層を制御しようとしても、凝集がおこるため完全には蛍光粒子層を分離できないが、このように積層することで蛍光粒子層を分離することが可能となる。

蛍光粒子の積層は、例えばＹＡＧ系、ＬＡＧ系、ＣＡＳＮ系、ＳＣＡＳＮ系、クロロシリケート系、βサイアロン系など、種々の蛍光粒子を用いて組み合わせることができ、各蛍光粒子の吸収スペクトルや発光スペクトルを考慮して積層することで、発光色、演色性、光取り出し効率などを制御することが可能となる。

なお、蛍光粒子を含有する溶媒には、例えば、上記した反射粒子４を含有する溶媒と同じものを用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

１基板
１ａ基板１が有する凹部の底面
２発光素子
２ａ発光層
３溶媒
４反射粒子
５樹脂
６蛍光粒子

Claims

基板が有する凹部の底面に複数の発光素子が実装される発光装置の製造方法であって、
前記凹部の底面に前記複数の発光素子を実装する工程と、
反射粒子を含有する溶媒を前記凹部に充填して前記凹部の底面の全域に広げる工程と、
前記溶媒を揮発させて前記反射粒子で前記凹部の底面の全域を覆う工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
前記溶媒の充填は、前記発光素子の上面よりも上が前記溶媒から露出するように行う、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記溶媒の充填は、前記発光素子が有する発光層の底面よりも上が前記溶媒から露出するように行う、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記溶媒を揮発させた後に、蛍光粒子を含有する樹脂を前記凹部に充填して前記樹脂で前記凹部を封止する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記溶媒を揮発させた後に、蛍光粒子を含有する溶媒を発光素子の上に充填し、これを揮発させて前記発光素子の上に前記蛍光粒子を配置し、その後に、樹脂を凹部に充填しこれで凹部を封止する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記反射粒子で覆われた凹部の底面は、前記複数の発光素子の可視光領域における発光波長に対して７０％以上の反射率を有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記基板は、セラミックスからなることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記反射粒子の粒径が１ｎｍ〜１０μｍである、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。