JP2014112635A - 発光装置の製造方法および発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の発光装置の製造方法は、基板上に配置された発光素子と該発光素子の側面に沿って配置された反射樹脂を含む発光装置の製造方法であって、集合基板の上に複数の発光素子をマトリックス状に配置するとともに、マトリックス配置された発光素子の行または列方向のいずれか一方向で、発光素子とその隣の発光素子の間に半導体素子を配置する工程と、該発光素子の上面に蛍光体層を配置した後、複数の該発光素子の側面および複数の該蛍光体層の側面に沿って、複数の該半導体素子を覆うように反射樹脂を配置する工程と、発光素子および半導体素子を少なくとも1つずつ含むように上記行方向および列方向のうちいずれか一方向における、発光素子と発光素子の間と、上記行方向および列方向のうちいずれか他方向における、発光素子と半導体素子の間と、に配置されている反射樹脂および基板を同時に切断する工程を含む。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明の発光装置の製造方法は、基板上に配置された発光素子と該発光素子の側面に沿って配置された反射樹脂を含む発光装置の製造方法であって、集合基板の上に複数の発光素子をマトリックス状に配置するとともに、マトリックス配置された発光素子の行または列方向のいずれか一方向で、発光素子とその隣の発光素子の間に半導体素子を配置する工程と、該発光素子の上面に蛍光体層を配置した後、複数の該発光素子の側面および複数の該蛍光体層の側面に沿って、複数の該半導体素子を覆うように反射樹脂を配置する工程と、発光素子および半導体素子を少なくとも1つずつ含むように上記行方向および列方向のうちいずれか一方向における、発光素子と発光素子の間と、上記行方向および列方向のうちいずれか他方向における、発光素子と半導体素子の間と、に配置されている反射樹脂および基板を同時に切断する工程を含むことを特徴とする。
前記半導体素子側の反射樹脂側面と反射樹脂の上面とにより形成された角部が、前記発光素子および半導体素子を含む垂直方向の断面視において、鋭角をなすことを特徴とする。
図1(a)は、集合基板の上に複数の発光素子をマトリックス状に配置するとともに、マトリックス配置された発光素子の行または列方向のいずれか一方向で、発光素子とその隣の発光素子の間に半導体素子を配置する工程を示している。発光素子と半導体素子の配置方法は、フリップチップ実装を用いることができる。基板2の上には、正電極と負電極とに絶縁分離された導電性パターンが形成されている。ここで、フリップチップ実装とは、発光素子の電極を、バンプと呼ばれる導電部材を介して基体基板の導電パターンに対向させ接合することにより機械的および電気的接続を行う実装方法をいう。実装に際しては、バンプは基板上に設けてもよいし、発光素子および半導体素子に設けてもよい。
基板の材料としては、絶縁性材料であって、発光素子からの光や外光が透過しにくい材料が好ましい。例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド等の樹脂を挙げることができる。なお、樹脂を用いる場合には、必要に応じて、ガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーを樹脂に混合してもよい。これにより、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上を図ることができる。
発光素子3としては、発光ダイオードが好ましく、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、蛍光体を効率良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)を挙げることができる。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。
蛍光体層4は、発光素子3からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を発生する。蛍光体層には、例えば、蛍光体の単結晶、多結晶または蛍光体粉末の焼結体等の蛍光体インゴットから切り出したものや、樹脂、ガラス、無機物等の透光性部材を混合して成形したものを挙げることができる。蛍光体層は1種で単層に形成してもよいし、2種以上の部材が混合された単層を形成してもよいし、単層を2層以上積層してもよい。また、蛍光体層は、ガラスまたは樹脂からなる透光性部材の表面に蛍光体層を設けたものでもよい。なお、蛍光体層には、必要に応じて拡散剤を添加してもよい。
半導体素子5は、発光素子3とは別に、その発光素子3に隣接して基板2上に配置されるものである。反射樹脂8の上面を蛍光体層4の上面まで持ち上げることができる部材であれば半導体素子に限らず、どのような部材でも構わないが、通常は、半導体素子を利用することができる。このような半導体素子として、発光装置の発光を目的としない別の発光素子の他、発光素子を制御するためのトランジスタや、以下に説明する保護素子を挙げることができる。保護素子は、発光素子3を過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護するための素子である。保護素子は、具体的には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(Zener Diode)で構成される。保護素子は、発光素子3と同様にp電極とn電極とを有する半導体素子であり、発光素子3のp電極とn電極に対して逆並列となるように、すなわち、発光素子3のn電極およびp電極が、保護素子のp電極およびn電極とそれぞれに導電部材10より電気的に接続されている。保護素子の場合も、発光素子の場合と同様に、各導電部材の上に保護素子の各電極を対向させ、熱、超音波および荷重を印加することにより、導電部材と保護素子を接合する。
反射樹脂8の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を確保するために、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、BTレジンや、PPAやシリコーン樹脂などが挙げられる。また、これらの母体となる樹脂に、発光素子3からの光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対する屈折率差の大きい反射部材(例えばTiO2,Al2O3,ZrO2,MgO)等の粉末を分散することで、効率よく光を反射させることができる。
導電部材としては、バンプを用いることができ、バンプの材料としては、Au、共晶ハンダ(Au−Sn)、Pb−Sn、鉛フリーハンダ等を用いることができる。なお、図1では、導電部材にバンプを用いた例を示しているが、導電部材はバンプに限定されず、例えば導電ペーストであってもよい。
アンダフィルは、基板上に配置された発光素子、他の半導体素子、導電部材等を、塵芥、水分、外力等から保護するための部材である。必要に応じて、発光素子3および半導体素子5と導電部材10の隙間にアンダフィルを設けてもよい。
(発光装置の製造)
実施例として、図3に示す発光装置を、図1および2に示す方法で製造した。製造時には、集合基板に対して以下の工程を行い、最後に個片化することにより、個々の発光装置を製造した。
本実施例では、図2に示されるように、行方向における、発光素子とその隣の発光素子との間隔x(0.75mm)と、列方向における、発光素子とその隣の発光素子との間隔y(0.38mm)のうち、大きいほうの行方向で、発光素子とその隣の発光素子との間に半導体素子を配置した。
半導体素子を基板に配置しなかった以外は、実施例1と同様にして発光装置を製造した。発光面の発光状態を図5(b)の写真に示す。面輝度が低く、輝度分布も不均一であり(特に端部が暗く)、発光面の四辺はその輪郭が不明確であった。
2 基板
3 発光素子
4 蛍光体層
4a 蛍光体層上面
5 半導体素子
6 蛍光体層接着材
8 反射樹脂
8a 反射樹脂の上面
8b 半導体素子側の反射樹脂側面
8c 発光素子側の反射樹脂側面
8a1 発光装置の半導体素子側の角部
8a2 発光装置の発光素子側の角部
10 導電部材
11 中間領域
12 切断線
Claims (10)
- 基板上に配置された発光素子と該発光素子の側面に沿って配置された反射樹脂を含む発光装置の製造方法であって、
集合基板の上に複数の発光素子をマトリックス状に配置するとともに、マトリックス配置された発光素子の行または列方向のいずれか一方向で、発光素子とその隣の発光素子の間に上記発光素子とは別の半導体素子を配置する工程と、
該発光素子の上面に蛍光体層を配置した後、複数の該発光素子の側面および複数の該蛍光体層の側面に沿って、複数の該半導体素子を覆うように反射樹脂を配置する工程と、
発光素子および半導体素子を少なくとも1つずつ含むように上記行方向および列方向のうちいずれか一方向における、発光素子と発光素子の間と、上記行方向および列方向のうちいずれか他方向における、発光素子と半導体素子の間と、に配置されている反射樹脂および基板を同時に切断する工程を含む発光装置の製造方法。 - 上記行方向および列方向のうちいずれか一方向における、発光素子とその隣の発光素子との間隔と、上記行方向および列方向のうちいずれか他方向における、発光素子とその隣の発光素子との間隔と、のうち、いずれか大きいほうの発光素子とその隣の発光素子との間に半導体素子を配置する請求項1記載の製造方法。
- 前記切断する工程において、前記半導体素子側の反射樹脂側面と反射樹脂の上面とにより形成される角部が、その断面視において鋭角をなすよう、前記発光素子および半導体素子を含む垂直方向に切断することを含む請求項1または2記載の発光装置の製造方法。
- 前記切断する工程において、前記発光素子側の反射樹脂側面と反射樹脂の上面とにより形成される角部が、その断面視において鈍角をなすよう、切断することを含む請求項3記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射樹脂の上面に形成される凹部の最深部を、前記半導体素子の直上に形成させることを含む請求項1から4のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射樹脂の上面に形成される凹部の最深部を、前記半導体素子の上面の中央の直上に形成させることを含む請求項5記載の発光装置の製造方法。
- 基板上に配置された発光素子と、該発光素子の上に配置された蛍光体層と、前記発光素子の隣に配置された半導体素子と、該発光素子および蛍光体層の側面に沿って配置され、前記半導体素子を覆う反射樹脂と、を含む発光装置であって、
前記半導体素子側の反射樹脂側面と反射樹脂の上面とにより形成された角部が、前記発光素子および前記半導体素子を含む垂直方向の断面視において、鋭角をなすことを特徴とする発光装置。 - 前記発光素子側の反射樹脂側面と反射樹脂の上面とにより形成された角部が、前記断面視において、鈍角をなす請求項7記載の発光装置。
- 前記反射樹脂の上面に形成された凹部の最深部が、前記半導体素子の直上に位置する請求項7または8記載の発光装置。
- 前記反射樹脂の上面に形成された凹部の最深部が、前記半導体素子の上面の中央の直上に位置する請求項9記載の発光装置。
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