JP2015118993A - 発光装置の製造方法及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光装置を安価に製造することができる製造方法を提供する。【解決手段】基板５上に、複数の発光素子２を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、実装した複数の発光素子を覆い一方向に連続した第１樹脂層２０を形成する第１樹脂形成工程と、複数の発光素子の間に第１樹脂層の表面から基板に達する溝４１を一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、溝にそれぞれ第２樹脂３０を充填する第２樹脂充填工程と、を含む。【選択図】図２
Description
本発明は、発光装置の製造方法およびそれを用いて製造した発光装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）に代表される半導体発光素子を用いて構成した発光装置は、既存の光源と比べて、エネルギー節減効果が非常に優れているとともに、半永久的に使用することが可能であることから、バックライト用、自動車用、電光板用、交通信号灯用、その他一般照明灯用等の応用市場が産業全般に広がりつつある。
ＬＥＤを用いた発光装置の一例として、高い正面輝度を確保するために、発光素子と該発光素子の上方に配置された透光性部材の側面を覆う反射部材とを有する発光装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
具体的には、特許文献１の発光装置では、基板上に実装された発光素子の上面に、波長変換層が形成され、波長変換層の上には透光性板状部材が搭載され、発光素子、波長変換層、および、透光性板状部材の周囲に光反射性部材が形成されている。
特許文献１の発光装置は、以下のように作製される。
まず、基板の上面に、フリップチップタイプの発光素子を実装する。
次に、波長変換層形成用の未硬化樹脂を発光素子の上面に所定量供給する。
続いて、発光素子の上面より若干大きい透光性板状部材を搭載して樹脂を硬化する。
その後、波長変換層の側面、透光性板状部材の側面を覆う光反射性部材を形成する。
まず、基板の上面に、フリップチップタイプの発光素子を実装する。
次に、波長変換層形成用の未硬化樹脂を発光素子の上面に所定量供給する。
続いて、発光素子の上面より若干大きい透光性板状部材を搭載して樹脂を硬化する。
その後、波長変換層の側面、透光性板状部材の側面を覆う光反射性部材を形成する。
しかしながら、特許文献１の発光装置の製造方法では、実装された各発光素子に対してそれぞれ波長変換層形成用の未硬化樹脂を塗布して透光性板状部材を搭載しているので、工数が多くなり安価に製造できないという問題があった。
そこで、本発明は、発光装置を安価に製造することができる製造方法と安価で輝度の高い発光装置を提供することを目的とする。
以上の目的を達成するために、本発明に係る発光装置の第１の製造方法は、
基板上に、複数の発光素子を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、
前記実装した複数の発光素子を覆い前記一方向に連続した第１樹脂層を形成する第１樹脂形成工程と、
前記複数の発光素子の間に前記第１樹脂層の表面から前記基板に達する溝を前記一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、
前記溝にそれぞれ第２樹脂を充填する第２樹脂充填工程と、を含むことを特徴とする。
基板上に、複数の発光素子を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、
前記実装した複数の発光素子を覆い前記一方向に連続した第１樹脂層を形成する第１樹脂形成工程と、
前記複数の発光素子の間に前記第１樹脂層の表面から前記基板に達する溝を前記一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、
前記溝にそれぞれ第２樹脂を充填する第２樹脂充填工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る発光装置の第２の製造方法は、
基板上に、複数の発光素子を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、
前記実装した複数の発光素子を覆う第１樹脂層をスクリーン印刷により形成する第１樹脂形成工程と、
前記複数の発光素子の間に前記第１樹脂層の表面から前記基板に達する溝を前記一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、
前記溝にそれぞれ第２樹脂を充填する第２樹脂充填工程と、を含むことを特徴とする。
基板上に、複数の発光素子を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、
前記実装した複数の発光素子を覆う第１樹脂層をスクリーン印刷により形成する第１樹脂形成工程と、
前記複数の発光素子の間に前記第１樹脂層の表面から前記基板に達する溝を前記一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、
前記溝にそれぞれ第２樹脂を充填する第２樹脂充填工程と、を含むことを特徴とする。
本発明に係る第１の発光装置は、
基板と、基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられ前記発光素子を覆う第１樹脂層と、該第１樹脂の周りに第１樹脂の側面に設けられた第２樹脂層とを含む発光装置であって、
前記第１樹脂層の側面は、第１側面と、第２側面とを有し、前記第１側面と前記第２側面は、基板に対する傾斜角が異なることを特徴とする。
基板と、基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられ前記発光素子を覆う第１樹脂層と、該第１樹脂の周りに第１樹脂の側面に設けられた第２樹脂層とを含む発光装置であって、
前記第１樹脂層の側面は、第１側面と、第２側面とを有し、前記第１側面と前記第２側面は、基板に対する傾斜角が異なることを特徴とする。
本発明に係る第２の発光装置は、
基板と、基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられ前記発光素子を覆う第１樹脂層と、該第１樹脂の周りに第１樹脂の側面に設けられた第２樹脂層とを含む発光装置であって、
前記第１樹脂層の側面は、第１側面と、第２側面とを有し、前記第１側面及び前記第２側面はの少なくとも一方が、前記基板側の傾斜角が前記基板から離れた位置の傾斜角より小さいことを特徴とする。
基板と、基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられ前記発光素子を覆う第１樹脂層と、該第１樹脂の周りに第１樹脂の側面に設けられた第２樹脂層とを含む発光装置であって、
前記第１樹脂層の側面は、第１側面と、第２側面とを有し、前記第１側面及び前記第２側面はの少なくとも一方が、前記基板側の傾斜角が前記基板から離れた位置の傾斜角より小さいことを特徴とする。
以上のように構成された本発明に係る発光装置の製造方法によれば、発光装置を安価に製造することができる。
また、本発明に係る発光装置によれば、安価で輝度の高い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によれば、安価で輝度の高い発光装置を提供することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。
本実施形態の発光装置１００は、図２に示すように、基板５の上に発光素子２、半導体素子３を覆う透光性の第１樹脂層２０、第１樹脂層２０の周りに設けられた第２樹脂層３０を備える。第２樹脂層３０は、第１樹脂層２０の上面を除く基板５の上面全体を覆っている。発光装置１００において、第２樹脂層３０に囲まれて露出した第１樹脂層２０の上面により発光面が構成される。以上のように構成された発光装置１００は、発光面が第２樹脂層３０に囲まれていることから、発光素子により発光した光を効率よく発光面から出射させることができ、高い正面輝度が得られる。
本実施形態の発光装置１００は、図２に示すように、基板５の上に発光素子２、半導体素子３を覆う透光性の第１樹脂層２０、第１樹脂層２０の周りに設けられた第２樹脂層３０を備える。第２樹脂層３０は、第１樹脂層２０の上面を除く基板５の上面全体を覆っている。発光装置１００において、第２樹脂層３０に囲まれて露出した第１樹脂層２０の上面により発光面が構成される。以上のように構成された発光装置１００は、発光面が第２樹脂層３０に囲まれていることから、発光素子により発光した光を効率よく発光面から出射させることができ、高い正面輝度が得られる。
また、本実施形態の発光装置１００は、以下のような製造方法により作製することができ、該製造方法により作製することにより、安価に輝度が高く、見切り性のよい発光装置を提供することができる。
本実施形態の発光装置の製造方法は、集合基板上に複数の発光装置を一括して作製した後、個々の発光装置ごとに分離する製造方法であり、以下のように構成される。
本実施形態の発光装置の製造方法は、集合基板上に複数の発光装置を一括して作製した後、個々の発光装置ごとに分離する製造方法であり、以下のように構成される。
１．基板作製工程
図１Ａに示すように、個々の発光装置に対応する単位領域１にそれぞれ負電極１３と正電極１６が形成された集合基板１０を準備する。集合基板１０は、マトリクス状に配置された複数の単位領域１を含む。各単位領域１は、それぞれ長方形の領域からなり、各単位領域１において、長手方向に発光素子２と半導体素子３が並んで設けられる。以下、各単位領域１において、図１に示すように発光素子２が設けられる領域を第１領域１ａといい、半導体素子３が設けられる領域を第２領域１ｂという。ここで、マトリクス状に複数の単位領域１が配置されたとは、単位領域１の長手方向に直交する方向（第１方向）に複数の単位領域１が配置され、単位領域１の長手方向（第２方向）にも複数の単位領域１が配置されていることをいう。
図１Ａに示すように、個々の発光装置に対応する単位領域１にそれぞれ負電極１３と正電極１６が形成された集合基板１０を準備する。集合基板１０は、マトリクス状に配置された複数の単位領域１を含む。各単位領域１は、それぞれ長方形の領域からなり、各単位領域１において、長手方向に発光素子２と半導体素子３が並んで設けられる。以下、各単位領域１において、図１に示すように発光素子２が設けられる領域を第１領域１ａといい、半導体素子３が設けられる領域を第２領域１ｂという。ここで、マトリクス状に複数の単位領域１が配置されたとは、単位領域１の長手方向に直交する方向（第１方向）に複数の単位領域１が配置され、単位領域１の長手方向（第２方向）にも複数の単位領域１が配置されていることをいう。
負電極１３は、第１領域１ａに位置する第１負電極１１と第２領域１ｂに位置する第２負電極１２とからなり、第１負電極１１は、単位領域１の長手方向に直交する方向に延びる第１延伸電極１１ａと第１延伸電極１１ａから単位領域１の長手方向に延びる２つの第２延伸電極１１ｂとを有してなる。
さらに、第２延伸電極１１ｂは幅が広くなった複数のバンプ接続部を有している。
さらに、第２延伸電極１１ｂは幅が広くなった複数のバンプ接続部を有している。
正電極１６は、第１領域１ａに位置する第１正電極１４と第２領域１ｂに位置する第２正電極１５とからなり、第１正電極１４は、第１領域１ａにおいて第１負電極１１から所定の間隔を隔てて第１負電極１１が形成されていない領域全体に形成される。
第２負電極１２と第２正電極１５は、単位領域１の長手方向の中心線に対して線対称に形成されている。
以上のように、集合基板１０の単位領域１において、負電極１３と正電極１６とを分離する所定の幅の分離部を除いて、負電極１３又は正電極１６のいずれかの電極が形成されている。
第２負電極１２と第２正電極１５は、単位領域１の長手方向の中心線に対して線対称に形成されている。
以上のように、集合基板１０の単位領域１において、負電極１３と正電極１６とを分離する所定の幅の分離部を除いて、負電極１３又は正電極１６のいずれかの電極が形成されている。
２．発光素子実装工程
集合基板１０の各単位領域１にそれぞれ発光素子２を実装する。
ここではまず、図１Ｂに示すように、発光素子２のｎ電極が単位領域１の第１負電極１１に接続され、発光素子２のｐ電極が単位領域１の第１正電極１４に接続されるように発光素子２を各単位領域１の第１領域１ａに実装する。
集合基板１０の各単位領域１にそれぞれ発光素子２を実装する。
ここではまず、図１Ｂに示すように、発光素子２のｎ電極が単位領域１の第１負電極１１に接続され、発光素子２のｐ電極が単位領域１の第１正電極１４に接続されるように発光素子２を各単位領域１の第１領域１ａに実装する。
具体的には、例えば、２つの第２延伸電極１１ｂのバンプ接続部と第１正電極１４のバンプ接続部にそれぞれバンプを形成して、そのバンプにより第２延伸電極１１ｂのバンプ接続部と発光素子２のｎ電極とを接続し、第１正電極１４のバンプ接続部と発光素子２のｐ電極とを接続する。第２延伸電極１１ｂのバンプ接続部は、各第２延伸電極１１ｂにそれぞれ３カ所（円形形状の部分）設けられており、第１正電極１４のバンプ接続部は、例えば、２つの第２延伸電極１１ｂの間及び第２延伸電極１１ｂの外側にそれぞれ複数カ所設けられる。
３．第１樹脂層形成工程
次に、図１Ｃに示すように、第１方向に配列された単位領域１に実装した複数の発光素子２を一括して覆う第１樹脂層２０を一方向に連続して（例えば、帯状に）形状に形成する。第１樹脂層の材料には、ＹＡＧ系蛍光体を含有させたシリコーン樹脂を用いることができる。この第１樹脂層２０は、例えばスクリーン印刷により形成する。このような形成方法により第１樹脂層２０を形成することにより、おおよそ高低差がないものの、第１樹脂層２０の上面にわずかな凹凸が形成される。つまり、発光素子２の上に形成された第１樹脂層２０の表面が高くなり（凸部）、発光素子２間の表面が低くなる（凹部）。スクリーン印刷により第１樹脂層２０を形成する場合、例えば、印刷時に用いる樹脂ペースト（硬化前の樹脂）の粘度は、例えば、２００〜６００Pa・s、好ましくは、４００Pa・s程度に調整する。このような粘度に調整することにより、第１樹脂層２０の上面に凹凸、特に凹部と凸部の高低差が明確になり、かつ凸部上面の形状が精度よく規定される。この凸部上面の形状が発光装置の発光面の形状となるため、発光面の形状がそろった発光装置を量産することができる。
その後、第１樹脂層を加熱硬化する。
次に、図１Ｃに示すように、第１方向に配列された単位領域１に実装した複数の発光素子２を一括して覆う第１樹脂層２０を一方向に連続して（例えば、帯状に）形状に形成する。第１樹脂層の材料には、ＹＡＧ系蛍光体を含有させたシリコーン樹脂を用いることができる。この第１樹脂層２０は、例えばスクリーン印刷により形成する。このような形成方法により第１樹脂層２０を形成することにより、おおよそ高低差がないものの、第１樹脂層２０の上面にわずかな凹凸が形成される。つまり、発光素子２の上に形成された第１樹脂層２０の表面が高くなり（凸部）、発光素子２間の表面が低くなる（凹部）。スクリーン印刷により第１樹脂層２０を形成する場合、例えば、印刷時に用いる樹脂ペースト（硬化前の樹脂）の粘度は、例えば、２００〜６００Pa・s、好ましくは、４００Pa・s程度に調整する。このような粘度に調整することにより、第１樹脂層２０の上面に凹凸、特に凹部と凸部の高低差が明確になり、かつ凸部上面の形状が精度よく規定される。この凸部上面の形状が発光装置の発光面の形状となるため、発光面の形状がそろった発光装置を量産することができる。
その後、第１樹脂層を加熱硬化する。
本実施形態では、第１樹脂層２０を帯状に形成するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各発光素子２の上にそれぞれ第１樹脂層を形成するようにしてもよく、また一列に並んだ複数の発光素子２を封止する第１樹脂層を複数形成する（つまり、一列に複数の第１樹脂層を形成する）ようにしてもよい。
第１樹脂層２０には、発光素子２からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を発光する蛍光体を含んでいてもよい。このようにすると、発光素子の発光色と異なる種々の発光色の発光装置が実現できる。
本実施形態では、第１樹脂層をスクリーン印刷で形成することとしたが、本発明は、一方向に連続して発光素子を被覆する第１樹脂層を形成できるものであればこれに限られるものではなく、例えば、金型を用いたトランスファーモールドやコンプレッションモールド、スプレー等で形成することもできる。そのほか、別途形成したシート状の樹脂を用いることもできる。
本実施形態では、第１樹脂層をスクリーン印刷で形成することとしたが、本発明は、一方向に連続して発光素子を被覆する第１樹脂層を形成できるものであればこれに限られるものではなく、例えば、金型を用いたトランスファーモールドやコンプレッションモールド、スプレー等で形成することもできる。そのほか、別途形成したシート状の樹脂を用いることもできる。
４．半導体素子実装工程
次に、半導体素子３を単位領域１の第２領域１ｂにそれぞれ実装する。
半導体素子３は、第２領域１ｂに位置する第２負電極１２と第２領域１ｂに位置する第２正電極１５にそれぞれ例えばバンプにより接続される。
次に、半導体素子３を単位領域１の第２領域１ｂにそれぞれ実装する。
半導体素子３は、第２領域１ｂに位置する第２負電極１２と第２領域１ｂに位置する第２正電極１５にそれぞれ例えばバンプにより接続される。
５．第１溝形成工程
次に、図１Ｄに示すように、単位領域１の長辺に沿って集合基板１０の第１側面１０ａから第２側面１０ｂに至りかつ第１樹脂層２０の表面から集合基板１０に達する溝４１（以降第１溝４１と呼ぶ）を、単位領域１の長辺に平行に形成する。
この第１溝４１が形成される位置は、最終的に個別の発光装置に分離されたときに、該発光装置における発光素子２の側面に形成される第１樹脂層２０の厚さを規定することになる。したがって、第１溝４１が形成される位置は、発光装置における発光素子２の側面に形成される第１樹脂層２０の厚さに基づいて設定される。
また、第１溝４１の幅は、個別の発光装置に分離されたときに、発光素子２の側面に形成された第１樹脂層２０の外側に形成される第２樹脂の必要な厚さに基づいて設定される。
また、第１溝４１は、次の工程において、毛細管現象により第２樹脂を浸透させることが好ましいため、第１溝４１の幅は、毛細管現象により第２樹脂が浸透可能な幅に設定されることが好ましい。
さらに、第１溝４１は、第１方向に隣接する単位領域１間に複数形成されていてもよく、好ましくは、図１Ｄに示すように、第１方向に隣接する一方の単位領域１の長辺に沿って形成される第１溝４１とその第１溝と離間し、一方の単位領域１の長辺に沿って形成される異なる第１溝４１とを２つ形成する。これにより、第１溝の幅を調整できるため、第２樹脂層の幅が厚い場合であっても、効率よく形成することができる。
また、第１溝４１は、少なくとも集合基板１０の表面に達する深さに形成するが、第１樹脂層の側面が第２樹脂層に確実に覆われるように集合基板１０の表面を超え、厚さ方向の途中まで達する深さに形成することが好ましい。また、このように基板に溝を形成することで、溝中に充填される第２樹脂と集合基板１０の密着力を高めることができ、信頼性の高い発光装置を形成することができる。
次に、図１Ｄに示すように、単位領域１の長辺に沿って集合基板１０の第１側面１０ａから第２側面１０ｂに至りかつ第１樹脂層２０の表面から集合基板１０に達する溝４１（以降第１溝４１と呼ぶ）を、単位領域１の長辺に平行に形成する。
この第１溝４１が形成される位置は、最終的に個別の発光装置に分離されたときに、該発光装置における発光素子２の側面に形成される第１樹脂層２０の厚さを規定することになる。したがって、第１溝４１が形成される位置は、発光装置における発光素子２の側面に形成される第１樹脂層２０の厚さに基づいて設定される。
また、第１溝４１の幅は、個別の発光装置に分離されたときに、発光素子２の側面に形成された第１樹脂層２０の外側に形成される第２樹脂の必要な厚さに基づいて設定される。
また、第１溝４１は、次の工程において、毛細管現象により第２樹脂を浸透させることが好ましいため、第１溝４１の幅は、毛細管現象により第２樹脂が浸透可能な幅に設定されることが好ましい。
さらに、第１溝４１は、第１方向に隣接する単位領域１間に複数形成されていてもよく、好ましくは、図１Ｄに示すように、第１方向に隣接する一方の単位領域１の長辺に沿って形成される第１溝４１とその第１溝と離間し、一方の単位領域１の長辺に沿って形成される異なる第１溝４１とを２つ形成する。これにより、第１溝の幅を調整できるため、第２樹脂層の幅が厚い場合であっても、効率よく形成することができる。
また、第１溝４１は、少なくとも集合基板１０の表面に達する深さに形成するが、第１樹脂層の側面が第２樹脂層に確実に覆われるように集合基板１０の表面を超え、厚さ方向の途中まで達する深さに形成することが好ましい。また、このように基板に溝を形成することで、溝中に充填される第２樹脂と集合基板１０の密着力を高めることができ、信頼性の高い発光装置を形成することができる。
６．第２樹脂層形成工程
図１Ｅ、図１Ｆに示すように、第２樹脂層３０を形成する。
第２樹脂の材料には、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂を用いることができる。
図１Ｅ、図１Ｆに示すように、第２樹脂層３０を形成する。
第２樹脂の材料には、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂を用いることができる。
ここでは、まず、図１Ｅに示すように、発光素子２及び半導体素子３がそれぞれ実装された全ての単位領域１を含むように第２樹脂により樹脂枠３１を形成する（樹脂枠形成工程）。樹脂枠３１は、例えばディスペンスにより形成することができる。
樹脂枠形成工程における硬化前の第２樹脂の粘度は、例えば、200〜600Pa・s、好ましくは、400Pa・s程度に設定される。
樹脂枠形成工程における硬化前の第２樹脂の粘度は、例えば、200〜600Pa・s、好ましくは、400Pa・s程度に設定される。
次に、図１Ｆに示すように、樹脂枠３１により囲まれた領域に、発光素子２上の凸部の上面を除く部分（凹部）に第２樹脂を流し込んで、第１溝４１内に毛細管現象により第２樹脂が浸透するまで一定時間保持した後、第２樹脂を加熱し硬化させる（第２樹脂充填工程）。この時、第２樹脂で半導体素子３を被覆する。
第２樹脂充填工程における硬化前の第２樹脂の粘度は、例えば、10P・s以下、好ましくは、4.5Pa・s程度に設定される。
このようにして、樹脂枠３１内部に第２樹脂層３２が形成され、樹脂枠３１と第２樹脂層３２とが一体化した第２樹脂層３０が形成される。
第２樹脂充填工程における硬化前の第２樹脂の粘度は、例えば、10P・s以下、好ましくは、4.5Pa・s程度に設定される。
このようにして、樹脂枠３１内部に第２樹脂層３２が形成され、樹脂枠３１と第２樹脂層３２とが一体化した第２樹脂層３０が形成される。
この第２樹脂層は、反射部材を含むことが好ましく、反射部材を含むことにより、第１樹脂層の上面（発光面）から効率よく光を出射させることができ、高輝度の発光装置が実現できる。また、第２樹脂層が反射部材を含むことにより、第１樹脂層である発光面の端部が明確となり、高輝度かつ、見切り性の良い発光装置が実現できる。
以上の実施形態では、樹脂枠３１と第２樹脂層３２とを同一樹脂で形成したが、本発明はこれに限られるものではなく、樹脂枠３１と第２樹脂層３２とを別の樹脂または材料で形成することもできる。
また、以上の実施形態では、樹脂枠を形成した後に第２樹脂を樹脂枠内に流し込んで、第２樹脂層を形成することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、樹脂枠を用いずに第２樹脂層を形成することもできる。
以上の実施形態では、樹脂枠３１と第２樹脂層３２とを同一樹脂で形成したが、本発明はこれに限られるものではなく、樹脂枠３１と第２樹脂層３２とを別の樹脂または材料で形成することもできる。
また、以上の実施形態では、樹脂枠を形成した後に第２樹脂を樹脂枠内に流し込んで、第２樹脂層を形成することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、樹脂枠を用いずに第２樹脂層を形成することもできる。
７．分離工程
集合状態で作製された複数の発光装置を個々の発光装置ごとに分離する。
分離の方法は特に限定されないが、具体的には、図１Ｇに示すように、第１方向に隣接する単位領域１間において、その単位領域１間の中央部に第１分離溝４２を形成し、第２方向に隣接する単位領域１間において、その単位領域１間の中央部に第２分離溝４３を形成して分離する。例えば、第１溝４１を２本形成した本実施形態の構成では、第１分離溝４２は、第１溝４１の間に例えば、第１溝４１に接しないように形成する。
集合状態で作製された複数の発光装置を個々の発光装置ごとに分離する。
分離の方法は特に限定されないが、具体的には、図１Ｇに示すように、第１方向に隣接する単位領域１間において、その単位領域１間の中央部に第１分離溝４２を形成し、第２方向に隣接する単位領域１間において、その単位領域１間の中央部に第２分離溝４３を形成して分離する。例えば、第１溝４１を２本形成した本実施形態の構成では、第１分離溝４２は、第１溝４１の間に例えば、第１溝４１に接しないように形成する。
以上のようにして、第１樹脂層２０の上面を発光面とし、発光面の周りが第２樹脂層３０に埋設された図２に示す実施形態の発光装置１００は作製される。
以上説明した本発明にかかる実施形態の発光装置の製造方法によれば、第１樹脂層を一括して形成することができるので、例えば、各発光素子に対応してそれぞれ板状の透光性板状部材を搭載する方法に比較して工程数を少なくでき、発光装置を安価に製造することができる。
また、本発明にかかる実施形態の発光装置の製造方法において、第１樹脂層２０に蛍光体を含有させて発光素子の発光色と異なる発光色の発光装置を製造する場合には、第１樹脂層２０に含有させる蛍光体を種々の蛍光体の中から所望の発光色に応じて選択することにより、多種多様の発光色の発光装置を同一の製造方法により実現できる。
さらに、一方向に連続して形成された帯状の第１樹脂層２０の形成幅、第１樹脂層２０の形状及び第１溝の形成位置は、要求仕様に応じて適宜適切に選択できるので、要求仕様に応じて種々の寸法の発光装置を製造することができる。
したがって、本発明にかかる実施形態の発光装置の製造方法によれば、ニーズに対応した多種多用の発光装置の製造に対応できるので、多品種少量生産のニーズに対しても安価な発光装置を提供できる。
さらに、一方向に連続して形成された帯状の第１樹脂層２０の形成幅、第１樹脂層２０の形状及び第１溝の形成位置は、要求仕様に応じて適宜適切に選択できるので、要求仕様に応じて種々の寸法の発光装置を製造することができる。
したがって、本発明にかかる実施形態の発光装置の製造方法によれば、ニーズに対応した多種多用の発光装置の製造に対応できるので、多品種少量生産のニーズに対しても安価な発光装置を提供できる。
この発光装置１００は、上述の製造方法により作製されていることから、第１樹脂層２０の形状に製造方法に起因した特徴を有している。
具体的には、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、発光装置１００の長辺に沿った第１樹脂層２０の第１側面２０ａと、発光装置１００の短辺に沿った第１樹脂層２０の第２側面２０ｂとは、基板５に対する傾斜角が異なっている。具体的には、第１樹脂層２０の第１側面２０ａは溝４１の切断面（側壁）に対応した傾斜角を有しており、基板５の上面に対してほぼ垂直である。これに対して、第２側面２０ｂは、第２樹脂層３０を形成する際の形成方法に応じた傾斜角を有しており、例えば、基板５の上面に対して内角θが鋭角になるような傾斜を有している。ここで、内角θとは、第１樹脂層２０の内部における基板５の上面に対する第２側面２０ｂのなす角度をいう。また、第１樹脂層２０をスクリーン印刷により形成した場合には、第１側面２０ａは基板からの距離に拘わらず実質的に傾斜角が一定であるのに対して、第２側面２０ｂは基板５側の傾斜角が基板から離れた位置の傾斜角より小さくなっている（内角が小さくなっている）。
すなわち、個々の発光装置に分割された後において、各発光装置の第１樹脂層２０は、基板側の底面より上面が小さい四角錐台形状となっている。尚、本明細書では、第２側面２０ｂのみが傾斜している形状も四角錐台形状に含むものとする。また、第１樹脂層２０を帯状に形成することなく、例えば、各発光素子２の上にそれぞれ第１樹脂層を形成するようにした場合には、例えば図５に示すように、第１側面２０ａも第２側面２０ｂと同様、傾斜したものとなる。このように、第１樹脂層が、第１樹脂層の上面側が小さくなるように傾斜する側面を有することで、より発光部を小さくすることができ、見切り性の良い発光装置とすることができる。尚、図５は、図４に示す発光装置の断面図であって、図２（ｃ）に対応する断面図である。
また、上記実施形態では、第１樹脂層２０を帯状に形成し、その帯状の長手方向に直交する方向に第１溝４１を形成しているので、個々の発光装置に分割した後の発光装置１００において、第１樹脂層は平面視において矩形であり、第１側面２０ａと第２側面２０ｂは、それぞれ矩形の対向する２辺に対応して設けられる。
以上の実施形態の発光装置の製造方法では、図１（Ｇ）に示すように、第１方向に隣接する単位領域１間において、第１溝４１から離れた位置に第１分離溝４２を形成して分離するようにした。その結果、分離された後の発光装置１００において、図２に示すように、その長手方向に平行な側面に沿って第１溝４１と第１分離溝４２の離間距離の厚さの第１樹脂層２０が形成される。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１溝４１間の間隔より広い幅の第１分離溝を形成するようにして個々の発光装置１００に分離するようにしてもよい。この場合、分割後の発光装置においては、図３に示すように、長手方向に平行な側面に第１樹脂層２０が形成されることなく、第２樹脂層が露出される。
尚、実施形態の発光装置の製造方法及び変形例の製造方法のいずれの場合であっても、発光素子２を覆う第１樹脂層２０の周りに必要な厚さの第２樹脂層３０が形成されるように、第１溝４１の幅と第１分離溝４２の幅及び位置が設定されることは言うまでもない。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１溝４１間の間隔より広い幅の第１分離溝を形成するようにして個々の発光装置１００に分離するようにしてもよい。この場合、分割後の発光装置においては、図３に示すように、長手方向に平行な側面に第１樹脂層２０が形成されることなく、第２樹脂層が露出される。
尚、実施形態の発光装置の製造方法及び変形例の製造方法のいずれの場合であっても、発光素子２を覆う第１樹脂層２０の周りに必要な厚さの第２樹脂層３０が形成されるように、第１溝４１の幅と第１分離溝４２の幅及び位置が設定されることは言うまでもない。
以上の実施形態では、１つの発光素子２０を用いて構成した発光装置を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの発光素子または２以上の発光素子を用いた発光装置及びその製造方法にも適用することができる。例えば、２つの発光素子２０を用いて発光装置を構成した例を図４および図５に示す。図４に示す例では、各単位領域に２つの発光素子２が設けられている。この図４に示す例では、例えば、単位領域に実装された２つの発光素子２を一括して覆う第１樹脂層２０を一方向に連続して帯状に形成することにより、実施形態と同様の方法で作製することができる。また、このような場合、２以上の発光素子の間において第１樹脂層の上面が凹形状となることもある。
尚、複数の発光素子の接続方法は、直列接続であっても並列接続であってもよい。
尚、複数の発光素子の接続方法は、直列接続であっても並列接続であってもよい。
以下、本実施形態の各構成要素について、使用される好ましい構成及び材料について説明する。
（基板５（集合基板１０）
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。また、低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ）は光反射率が高いため、本発明の発光装置に好適に用いることができる。
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。また、低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ）は光反射率が高いため、本発明の発光装置に好適に用いることができる。
（発光素子２）
発光素子２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。この窒化物半導体発光素子は、例えば、サファイア基板等の透光性基板上に窒化物半導体層が形成されることにより作製され、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。
発光素子２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。この窒化物半導体発光素子は、例えば、サファイア基板等の透光性基板上に窒化物半導体層が形成されることにより作製され、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。
（第１樹脂層）
第１樹脂層の材料としては、透光性の高い材料が好ましく、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。第１樹脂層には、蛍光体を含有させることが好ましく、必要に応じて拡散剤やフィラー等を添加してもよい。
第１樹脂層の材料としては、透光性の高い材料が好ましく、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。第１樹脂層には、蛍光体を含有させることが好ましく、必要に応じて拡散剤やフィラー等を添加してもよい。
（第１樹脂層に含有させる蛍光体）
蛍光体は、選定された発光素子２に応じて選択される。
蛍光体は、選定された発光素子２に応じて選択される。
青色発光素子と好適に組み合わせて白色系の混色光を発光させることができる代表的な蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）を挙げることができる。白色に発光可能な発光装置とする場合、蛍光体層に含まれる蛍光体の濃度を白色となるように調整する。蛍光体の濃度は、例えば、５〜５０％程度である。
また、発光素子に青色発光素子を用い、蛍光体にＹＡＧ系蛍光体と、赤色成分の多い窒化物系蛍光体とを用いることにより、アンバー色を発光させることもできる。アンバー色とは、ＪＩＳ規格Ｚ８１１０における黄色のうちの長波長領域と黄赤の短波長領域とからなる領域や、安全色彩のＪＩＳ規格Ｚ９１０１による黄色の領域と黄赤の短波長領域に挟まれた領域の色度範囲が該当し、例えば、ドミナント波長で言えば、５８０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に位置する領域をいう。
ＹＡＧ系蛍光体は、ＹとＡｌを含むガーネット構造の総称であり、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活された蛍光体であり、発光素子から発光される青色光で励起されて発光する。ＹＡＧ系蛍光体としては、例えば、（Ｒｅ１−ｘＳｍｘ）３（Ａｌ１−ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕからなる群から選択される少なくとも一種の元素である。）等を挙げることができる。
また、窒化物系蛍光体は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む蛍光体である。この窒化物蛍光体の組成中に、Ｏが含まれていてもよい。
窒化物系蛍光体の具体例としては、一般式、ＬＸＭＹＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）：Ｒ若しくはＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３である。）で表されるものを挙げることができる。
また、青色光を吸収して赤色発光する蛍光体としてはＫＳＦ蛍光体を用いてもよい。
また、青色光を吸収して赤色発光する蛍光体としてはＫＳＦ蛍光体を用いてもよい。
（半導体素子３）
半導体素子３は、発光素子２とは別に、必要に応じて、発光素子２に隣接して基板５上に配置されるものである。半導体素子３は例えばフリップチップ実装される。このような半導体素子として、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２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２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２のｐ電極とｎ電極に対して逆並列となるように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。
半導体素子３は、発光素子２とは別に、必要に応じて、発光素子２に隣接して基板５上に配置されるものである。半導体素子３は例えばフリップチップ実装される。このような半導体素子として、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２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２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２のｐ電極とｎ電極に対して逆並列となるように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。
これにより、発光素子２のｐｎ両電極間に過大な電圧が印加されてその電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えたとしても、発光素子２のｐｎ両電極間がツェナー電圧に保持され、このツェナー電圧以上になることがない。従って、保護素子を備えることによって、ｐｎ両電極間の電圧がツェナー電圧以上となることを防止することができ、過大な電圧が印加されることによる発光素子２の素子破壊や性能劣化の発生を適切に防止することができる。
（第２樹脂層３０）
第２樹脂層３０の材料としては、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２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。
第２樹脂層３０の材料としては、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２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。
第２樹脂層３０の充填は、例えば、固定された集合基板１０の上側において、集合基板１０に対して上下方向あるいは水平方向などに移動（可動）させることができる樹脂吐出装置を用いて行うことができる。すなわち、樹脂が充填された樹脂吐出装置をその先端のノズルから液体樹脂を吐出しながら移動させることで、発光素子２と半導体素子３の近傍に第２樹脂を注入する。樹脂吐出装置の移動速度は、用いる樹脂の粘度や温度等に応じて適宜調整することができる。吐出量の調整は、吐出時にかかる圧力等を一定にするなどにより調整することができる。
２ 発光素子
３ 半導体素子
５ 基板
１０ 集合基板
２０ 第１樹脂層
２０ａ 第１側面
２０ｂ 第２側面
３０ 第２樹脂層
４１ 溝（第１溝）
４２ 第１分離溝
４３ 第２分離溝
１００ 発光装置
３ 半導体素子
５ 基板
１０ 集合基板
２０ 第１樹脂層
２０ａ 第１側面
２０ｂ 第２側面
３０ 第２樹脂層
４１ 溝（第１溝）
４２ 第１分離溝
４３ 第２分離溝
１００ 発光装置
Claims (10)
- 基板上に、複数の発光素子を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、
前記実装した複数の発光素子を覆い前記一方向に連続した第１樹脂層を形成する第１樹脂形成工程と、
前記複数の発光素子の間に前記第１樹脂層の表面から前記基板に達する溝を前記一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、
前記溝にそれぞれ第２樹脂を充填する第２樹脂充填工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 基板上に、複数の発光素子を一方向に所定の間隔で実装する実装工程と、
前記実装した複数の発光素子を覆う第１樹脂層をスクリーン印刷により形成する第１樹脂形成工程と、
前記複数の発光素子の間に前記第１樹脂層の表面から前記基板に達する溝を前記一方向に交差する方向に形成する溝形成工程と、
前記溝にそれぞれ第２樹脂を充填する第２樹脂充填工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 前記溝形成工程において、前記発光素子の間に前記溝を複数形成する請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
- 前記溝形成工程において、前記溝を前記基板の厚さ方向の途中まで達する深さに形成することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
- 基板と、基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられ前記発光素子を覆う第１樹脂層と、該第１樹脂層の周りに第１樹脂層の側面に設けられた第２樹脂層とを含む発光装置であって、
前記第１樹脂層の側面は、第１側面と、第２側面とを有し、前記第１側面と前記第２側面は、基板に対する傾斜角が異なることを特徴とする発光装置。 - 前記第１側面は、前記基板からの距離に拘わらず実質的に傾斜角が一定であり、前記第２側面は、前記基板側の傾斜角が前記基板から離れた位置の傾斜角より小さいことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
- 基板と、基板上に設けられた発光素子と、前記基板上に設けられ前記発光素子を覆う第１樹脂層と、該第１樹脂層の周りに第１樹脂層の側面に設けられた第２樹脂層とを含む発光装置であって、
前記第１樹脂層の側面は、第１側面と、第２側面とを有し、前記第１側面及び前記第２側面の少なくとも一方が、前記基板側の傾斜角が前記基板から離れた位置の傾斜角より小さいことを特徴とする発光装置。 - 前記第１樹脂層は平面視において矩形であり、前記第１側面と前記第２側面は、それぞれ矩形の対向する２辺に設けられる請求項５〜７のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１樹脂層は、基板側の底面より上面が小さい四角錐台形状である請求項５〜８のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
- 前記第１樹脂層は、蛍光体を含む請求項５〜９のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
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