JP2015111661A - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、半導体発光素子は、窒化物基板が傾斜露出面または傾斜露出部を有している。
したがって、従来の発明によれば、窒化物基板上に形成しうる半導体発光素子の配光特性を自在に制御しつつ、さらに光取り出し効率も高めることが出来るものである。
発光装置は、発光素子の光取出面よりも大きな透光性部材の素子接合面に反射層を備えているので、透光性部材の光取出面から出力されずに戻って来た光を反射層で反射して、透光性部材から出力することができ、光取出し効率を向上させることができる。
図1に示すように、発光装置1は、LED等の半導体発光素子である発光素子2と、この発光素子2を設けた基板3の光取出面3Aに設けた透光性部材10と、を備え、透光性部材10の素子接合面10Bに反射層11を備えている。
反射層11は、透光性部材10の光取出面10Aから戻ってきた光を反射して出力するためのものである。反射層11は、透光性部材10の素子接合面10Bに形成され、発光素子2に近接(隣接)してその周囲となる位置に設けられている。なお、反射層11は、発光素子2の側面に当接(隣接)するように設けることや(基板3あるいは保護膜9に当接)、あるいは、図1に示すように、当接しない状態であっても発光素子2の光取出面3Aの周囲に設ける構成であれば構わない。つまり、反射層11は、後記する製造方法により形成されたときに、製造上の許容範囲において隙間を空けた状態で発光素子2の光取出面3Aの周囲に形成されることになる。
図2に示すように、発光装置1の発光素子2から光が照射されると、光の多くは二点鎖線の矢印H1で示すように、透光性部材10を透過してその光取出面10Aから出力(照射)される。また、発光素子2からの光の中には、透光性部材10の光取出面10Aと大気との界面で反射されて戻ってくる光(矢印H3)がある。
つぎに発光装置の第1製造方法から第3製造方法について、図3から図5を参照して説明する。なお、以下の説明では、個片化する前の透光性部材10を透光材料100とし、また、個片化する前の反射層11を誘電体多層膜111として説明する。
はじめに、図3(a)、(b)に示すように、第1製造方法では、透光性部材10となるシート状の透光材料100を形成し(S1)、その透光材料100に反射層11となる誘電体多層膜111を全面に設ける(反射層形成工程:S2)。なお、誘電体多層膜111は、蒸着、スパッタ、CVDなどの任意の方法で設けることができる。
図4(a)、(b)に示すように、この第2製造方法では、透光性部材10となるシート状の透光材料100を形成し(S11)、後の工程で発光素子2を接合する透光材料100の位置にマスクMを設ける(S12)。なお、後記する工程で必要となるアライメントマーク(アライメントパターン)Apを形成できるように、透光材料100上で発光素子2の接合に邪魔にならない位置にマスクMの一部をアライメントマークAp用として使用する。そして、図4(c)に示すように、マスクMを設けた透光材料100の一側の全面に反射層11となる誘電体多層膜111を設ける(反射層形成工程:S13)。図4(d)、(e)に示すように、リフトオフによりマスクMを除去することで(S14)、発光素子2の接合位置10bを形成する(接合位置形成工程:S15)。リフトオフを行うことで、アライメントマークApも同時に誘電体多層膜の一部により形成されることになる。
始めに、図5(a)、(b)に示すように、この製造方法では、透光性部材10となるシート状の透光材料100を形成し(S21)、その透光材料100の接合位置10bに、予め支持基板KBに接着層adでマスク(レジスト)Mを介して仮止めされた発光素子2を対面させる。そして、支持基板KBのアライメントマーク(図示せず)と、透光材料100のアライメントマーク(図示せず)とを位置合わせすることで、発光素子2の接合位置を整合させる。さらに、発光素子2を接合する接合位置10bに、高速電子ビームで活性化させ発光素子2の光取出面3Aを接合位置10bに接触・加圧等を行い直接接合する(S22)。その後、図5(c)に示すように、支持基板KBの接着層adからマスクM及び発光素子2を分離することで、マスクM及び発光素子2を透光材料100に接合する(発光素子接合工程:S23)。
なお、発光装置1は、透光性部材10の光取出面10Aから外部に光を取り出す構成として説明したが、透光性部材10の素子接合面とは反対側の光取出面10Aに蛍光体層20を設けた発光装置1Aとしても構わない。以下、図6を参照して発光装置1Aについて説明する。また、既に説明した構成は同じ符号を付して適宜省略する。
透光性部材10と接合される発光素子2の基板3をサファイア基板として説明したが、透光性部材10と接合される基板3をGaN(半導体積層構造体8と同等)として構成した場合には、透光性部材10は、GaNと同等以上の屈折率とする等、透光性部材10と接合される部材に対応させる。
また、発光装置1A,1Bでは、光学部材として、蛍光体層20を具体例として説明したが、蛍光体層20に限定されることなく、例えば、蛍光体板やサファイア基板、GaN基板及びレンズなどが挙げることができ、そのいずれかを設ける構成としても構わない。
そして、支持基板KBの接着層adの材料は、例えば、光硬化性樹脂を使用してもよく、また、既存の接着剤であれば限定されるものではない。
1C レンズ型発光装置(発光装置)
2 発光素子
3 基板
3A 光取出面
4 n型半導体層
4n n側パッド電極
5 活性層
6 p型半導体層
6a p側全面電極層
6p p側パッド電極
8 半導体積層構造体
9 保護膜
10 透光性部材
10A 光取出面
10B 素子接合面
10b 接合位置
11 反射層
20,20a 蛍光体層
20A 光取出面
30 実装基板
40 レンズ
50 反射材料
100 透光材料
111 誘電体多層膜
200 光学材料
Ap アライメントマーク
KB 支持基板
M マスク
ad 接着層
Claims (12)
- 発光素子と、
前記発光素子の光取出面側に設けた透光性部材と、を備え、
前記透光性部材は、平面視で前記発光素子の光取出面よりも大きな面積に形成されており、
前記透光性部材の前記発光素子が設けられた素子接合面に、前記発光素子に隣接して反射層が設けられた
発光装置。 - 前記透光性部材は、前記発光素子の前記透光性部材と接合する部位の屈折率と同じ又は高い屈折率を有する請求項1に記載の発光装置。
- 前記透光性部材の前記素子接合面とは反対側の光取出面に蛍光体層が設けられた請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記蛍光体層は、平面視で前記透光性部材よりも大きな面積で形成された請求項3に記載の発光装置。
- 前記反射層は、誘電体多層膜を含む請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記反射層は、誘電体多層膜と、この誘電体多層膜の前記透光性部材とは反対側に設けられた金属膜と、を含む請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子、前記透光性部材および前記蛍光体層から選択された少なくとも一つの部材の、少なくとも側面を覆うように設けられた反射材料と、前記発光素子の光取出面とは反対側に設けた実装基板とを備える請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記反射材料は、前記反射層を覆う請求項7に記載の発光装置。
- 請求項1から請求項6のいずれか一項の発光装置を製造する発光装置の製造方法において、
透光性部材の一方面に反射層を設ける反射層形成工程と、
発光素子の接合位置に設けられた反射層をエッチングして除去する接合位置形成工程と、
支持基板に配列した複数の発光素子の光取出面を前記透光性部材に形成した前記接合位置と対面させて接合した後、前記支持基板を除去する発光素子接合工程と、
前記発光素子を接合した透光性部材を前記発光素子の光取出面よりも大きくなるように個片化する個片化工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項の発光装置を製造する発光装置の製造方法において、
発光素子の接合位置をマスクした透光性部材の一方面に反射層を設ける反射層形成工程と、
前記マスク及び前記マスク上の反射層をリフトオフして除去し、前記発光素子の接合位置を前記透光性部材に形成する接合位置形成工程と、
支持基板に配列した複数の発光素子の光取出面を前記透光性部材に形成した前記接合位置と対面させて接合した後、前記支持基板を除去する発光素子接合工程と、
前記発光素子を接合した透光性部材を前記発光素子の光取出面よりも大きくなるように個片化する個片化工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項の発光装置を製造する発光装置の製造方法において、
支持基板にレジストを介して配列した複数の発光素子の光取出面を透光性部材の接合位置と対面させて接合した後、前記支持基板を除去する発光素子接合工程と、
前記透光性部材及び前記発光素子の前記レジストに反射層を設ける反射層形成工程と、
前記レジスト及び前記レジスト上の反射層をリフトオフして除去し発光素子の光取出面とは反対側の面を露出する除去工程と、
前記発光素子を接合した透光性部材を前記発光素子の光取出面よりも大きくなるように個片化する個片化工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 前記透光性部材の前記素子接合面とは反対側の光取出面に蛍光体層を形成した後、前記各工程を行う請求項9から請求項11のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
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