JP2017055088A

JP2017055088A - 発光装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2017055088A
Application number: JP2015180109A
Authority: JP
Inventors: 未希遠島; Miki Tojima; 藤井　孝佳; Takayoshi Fujii; 孝佳藤井; 直忠岡田; Naotada Okada
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2017-03-16

Abstract

【課題】生産性が向上する発光装置およびその製造方法を提供することである。【解決手段】実施形態の発光装置は、基板と、前記基板の上に設けられた発光素子と、前記基板の上および前記発光素子の上に設けられたレンズであって、液状の樹脂と、蛍光体と、カバー層と、を含み、前記蛍光体は、前記樹脂に分散されているレンズと、を備える。前記発光素子、前記樹脂、および前記蛍光体は、前記基板と前記カバー層とによって封止されている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光装置およびその製造方法に関する。

基板の上に発光素子を設け、発光素子の上に蛍光体層を設けた発光装置がある。発光装置が複数製造されると、複数の発光装置の中には、色度が目的の色度になっていないものがある。目的の色度になっていない発光装置を使用せず、廃棄すると、発光装置の生産性が低下する。

特開２００１−０３６１４８号公報

本発明が解決しようとする課題は、生産性が向上する発光装置およびその製造方法を提供することである。

実施形態の発光装置は、基板と、前記基板の上に設けられた発光素子と、前記基板の上および前記発光素子の上に設けられたレンズであって、液状の樹脂と、蛍光体と、カバー層と、を含み、前記蛍光体は、前記樹脂に分散されているレンズと、を備える。前記発光素子、前記樹脂、および前記蛍光体は、前記基板と前記カバー層とによって封止されている。

図１（ａ）は、第１実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置を表す模式的上面図である。図２（ａ）〜図２（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図３（ａ）〜図３（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図４（ａ）〜図４（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図５（ａ）〜図５（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図６は、第１参考例に係る発光装置を表す模式的断面図である。図７（ａ）は、第２参考例に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図７（ｂ）は、第２参考例に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）の状態のときと、図７（ｂ）の状態のときの色度の変化を表すグラフ図である。図８（ａ）は、第２実施形態に係る発光装置の一部を表す模式的断面図である。図８（ｂ）は、第２実施形態に係る発光装置の一部を表す模式的断面図である。図９（ａ）は、第３実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図９（ｂ）は、第３実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１０は、第３実施形態に係る発光装置の他の作用を表す模式的断面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第３実施形態の別の例に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１２（ａ）は、第４実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１２（ｂ）は、第４実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第４実施形態の別の例に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１４（ａ）は、第５実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１４（ｂ）は、第５実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。各図には、ＸＹＺ座標が導入される場合がある。

（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置を表す模式的上面図である。図１（ａ）には、図１（ｂ）のＡ１−Ａ２線に沿った断面が表されている。

第１実施形態に係る発光装置１は、基板１０と、発光素子２０と、レンズ３０と、を備える。発光装置１は、例えば、ＬＥＤレンズモジュールとも称される。

実施形態において、基板１０からレンズ３０に向かう方向をＺ方向とする。Ｘ方向は、Ｚ方向に交差する。Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に交差する。

基板１０は、基材１１と、金属層１２ｐと、金属層１２ｎと、を含む。基材１１は、例えば、樹脂、セラミック、ガラス等を含む。金属層１２ｐおよび金属層１２ｎは、例えば、銅（Ｃｕ）またはタングステン銅（ＣｕＷ）等の金属を含む。金属層１２ｐは、例えば、発光素子２０のｐ側の電極配線である。金属層１２ｎは、例えば、発光素子２０のｎ側の電極配線である。

基板１０は、基材１１、金属層１２ｐ、および金属層１２ｎを含む回路基板である。基板１０がＸ−Ｙ平面（Ｚ方向に対して垂直な平面）に投影されたとき、基板１０は、発光素子２０と重なる。Ｘ−Ｙ平面における基板１０の外形は、例えば、矩形である。但し、基板１０の外形は、任意である。基板１０において、発光素子２０が設けられている主面を上面１０ｕ、上面１０ｕと反対側の主面を下面１０ｄとする。

発光素子２０は、基板１０の上面１０ｕの上に設けられている。発光素子２０は、例えば、窒化物半導体を含むＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。発光素子２０は、フリップチップ型のＬＥＤである。発光素子２０は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）構造を有する。発光素子２０は、例えば、青色領域（４４０ｎｍ〜４７０ｎｍ）の光を発光する。発光素子２０をＸ−Ｙ平面に投影したときの外形は、例えば、矩形である。但し、発光素子２０の外形は、任意である。発光素子２０の外形は、基板１０の外形よりも内側に位置する。

ここで、「外側」とは、例えば、以下の概念で定義される。例えば、基板１０の中心から基板１０の外端部１０ｅに向かう方向において、基板１０の中心から遠ざかるほど、「外側」であると定義される。また、例えば、基板１０の外端部１０ｅから基板１０の中心に向かう方向において、基板１０の外端部１０ｅから遠ざかるほど、「内側」であると定義される。

発光素子２０は、ｎ側の電極２０ｎと、ｐ側の電極２０ｐと、を含む。電極２０ｎおよび電極２０ｐは、発光素子２０の下に設けられている。電極２０ｎは、例えば、半田材を介して金属層１２ｎに電気的に接続されている。電極２０ｐは、金属層１２ｐに、例えば、半田材を介して電気的に接続されている。発光素子２０において、光の取り出しは、基板１０の下面１０ｄとは反対側のレンズ３０の側から行われる。

レンズ３０は、基板１０の上および発光素子２０の上に設けられている。レンズ３０は、液状の樹脂３１と、蛍光体３２と、カバー層３３と、を含む。蛍光体３２は、樹脂３１に分散されている。レンズ３０は、半球状である。レンズ３０は、基板１０から上に向けて凸になり、レンズ３０の表面が曲面になっている。レンズ３０をＸ−Ｙ平面に投影したときの外形は、例えば、円である。この円の直径は、例えば、ナノオーダー以上、１０ｍｍ以下である。但し、レンズ３０の外形は、任意である。発光素子２０、樹脂３１、および蛍光体３２は、基板１０とカバー層３３とによって封止されている。基板１０の一部は、レンズ３０から外側に延在している（図１（ｂ））。

樹脂３１は、常温以上または発光装置１が使用されるときには、液状である。樹脂３１の粘性は、温度により変化する。樹脂３１は、透光性のある樹脂である。例えば、樹脂３１は、発光素子２０または蛍光体３２から放出される熱によって、カバー層３３内で対流する程度の粘性を有してもよい。樹脂３１が冷却されて、ある温度以下なると固化する。例えば、樹脂３１の温度が樹脂３１のガラス転移温度より低く、または融点より低くなると、樹脂３１は固化する。樹脂３１は、絶縁性を有する。樹脂３１の粘性は低い。

樹脂３１は、例えば、シリコーンオイルを含む。樹脂３１は、例えば、ジメチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、環状ジメチルシリコーンオイルの少なくともいずれか１つを含む。

蛍光体３２は、発光素子２０から発せられる光の波長を、違う波長に変換する。例えば、蛍光体３２は、発光素子２０から発せられる光（例えば、青色光）の一部を吸収し、黄色光を放つ。蛍光体３２の粒径は、ナノオーダーである。蛍光体３２の粒径は、数１０ｎｍである。粒径とは、蛍光体の最大長さの平均粒径である。蛍光体の粒径は、例えば、粒度分布計または動的散乱法により算出される。また、蛍光体の粒径がサブナノオーダーの場合は、蛍光体の粒径は、例えば、誘導回折法によって計測されてもよい。蛍光体３２の粒径が数１０ｎｍのとき、蛍光体３２の自重による沈降が抑制され、蛍光体３２が液状の樹脂３１に略均等に分散される。

蛍光体３２は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）であってもよい。蛍光体は、例えば、Ｌｉ（Ｅｕ，Ｓｍ）Ｗ_２Ｏ_８、（Ｙ，Ｇｄ）_３，（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、Ｌｉ_２ＳｒＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ（Ｃａ，Ｂａ））_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋、ＳｒＳｉ_２ＯＮ_２．７：Ｅｕ^２＋等の少なくともいずれかである。

また、蛍光体３２は、黄色系の蛍光体に限らず、例えば、赤色を発する蛍光体でもよい。例えば、蛍光体３２は、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ＋ｐｉｇｍｅｎｔ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｚｎ_３（ＰＯ_４）_２：Ｍｎ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ_３、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）_２Ｏ_３、ＹＶＯ_４：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ、ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｅｕ^２＋、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ^２＋、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、ＣａＳｉＮ_Ｘ：Ｅｕ^２＋、ＣａＳｉＮ_Ｘ：Ｃｅ^２＋、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、（ＳｒＣａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^Ｘ＋、Ｓｒ_ｘ（Ｓｉ_ｙＡｌ_３）_ｚ（Ｏ_ｘＮ）：Ｅｕ^Ｘ＋等の少なくともいずれかであってもよい。

発光装置１においては、発光素子２０から放出される青色光と、蛍光体３２から放出される黄色光とが混色して白色光が放出される。

基板１０とカバー層３３との間には、接合剤４０が設けられている。接合剤４０は、例えば、熱可塑性接着剤等である。カバー層３３は、発光素子２０には接していない。接合剤４０によって基板１０の外端部１０ｅにカバー層３３の下端３３ｄが接合されている。カバー層３３は、シート状の層である。カバー層３３は、樹脂３１および蛍光体３２を覆う。発光装置１では、カバー層３３が局部的に基板１０に接合されている。カバー層３３は、レンズ３０の最表層である。カバー層３３は、例えば、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、およびガラス等の少なくともいずれかを含む。また、基板１０とカバー層３３との間に接合剤を設けず、加熱により基板１０とカバー層３３とを直接接合させた構造も実施形態に含まれる。

図２（ａ）〜図５（ｂ）は、第１実施形態に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。

例えば、図２（ａ）に表すように、型９０は、上側の第１型９０ｕと、下側の第２型９０ｄと、を有する。第１型９０ｕと第２型９０ｄとが合わさると、型９０の内部にスペース９０ｓが形成される。スペース９０ｓの第１型９０ｕ側の内壁９０ｕｗには、レンズ３０の表面に対応した形状が形成されている。スペース９０ｓの第２型９０ｄ側の内壁９０ｄｗには、基板１０および発光素子２０の表面に対応した形状が形成されている。このスペース９０ｓに、液状の樹脂３１が導入口９０ｈを通して導入される。樹脂３１には、蛍光体３２が分散されている。

型９０の温度は、室温以下の温度に設定されている。型９０の温度は、樹脂３１が固化する温度に設定されている。例えば、型９０の温度は、樹脂３１のガラス転移温度より低いか、または融点より低く設定されている。これにより、図２（ｂ）に表すように、樹脂３１は、スペース９０ｓ内で固化する。これにより、樹脂３１は、レンズ状になる。このレンズ状の固化した成型体を、第１樹脂成形体３５Ａとする。この後、第１樹脂成形体３５Ａは、固化した状態で、型９０から取り出される（図３（ａ））。

次に、図３（ｂ）に表すように、第１樹脂成形体３５Ａは、発光素子２０が設けられた基板１０の上に載置される。基板１０には、第１樹脂成形体３５Ａの外周に接合剤４０が形成されている。

この後、図１（ａ）に表すように、第１樹脂成形体３５Ａは、カバー層３３で覆われる。カバー層３３の下端３３ｄは、接合剤４０に接合される。これにより、第１樹脂成形体３５Ａおよび発光素子２０は、カバー層３３と基板１０とによって封止される。この後、第１樹脂成形体３５Ａは、外気またはヒーターによって加熱され、第１樹脂成形体３５Ａの温度が樹脂３１のガラス転移温度以上、または融点以上になる。これにより、第１樹脂成形体３５Ａは、カバー層３３内で液状の樹脂３１に転移する。このような製造過程で、発光装置１が形成される。

発光装置１において、発光素子２０から放出される光と、蛍光体３２から放出される光と、を含む混色光（例えば、白色光）の色度が目的とする色度でない場合、または、発光装置１において、Ｘ−Ｙ平面内における混合色の色度分布が目的とする分布でない場合には、次に示す製造過程がさらに追加される。

例えば、図４（ａ）に表すように、接合剤４０を加熱したり、またはカバー層３３の下端３３ｄと接合剤４０との界面を有機溶剤に晒したりする。これにより、接合剤４０とカバー層３３との密着力が弱められる。カバー層３３は、基板１０に対して局部的に接合されているため、接合剤４０とカバー層３３との密着力が弱められると、カバー層３３は、容易に基板１０から取り除かれる。

次に、図４（ｂ）に表すように、蛍光体３２が分散された樹脂３１が基板１０および発光素子２０から除去される。基板１０の表面および発光素子２０の表面は、洗浄処理（例えば、洗剤、有機溶剤、または、プラズマ処理等）が施される。

次に、図５（ａ）に表すように、蛍光体３２の含有量を変えた液状の樹脂３１が型９０に導入される。そして、型９０により、樹脂３１が冷却されることによって、レンズ状の第２樹脂成形体３５Ｂが形成される。第２樹脂成形体３５Ｂは、型９０から取り出される（図５（ｂ））。

この後、第２樹脂成形体３５Ｂは、発光素子２０が設けられた基板１０の上に載置される。次に、第２樹脂成形体３５Ｂは、カバー層３３で覆われる。そして、第２樹脂成形体３５Ｂおよび発光素子２０は、カバー層３３と基板１０とによって封止される。これにおり、蛍光体３２の含有量が再度調整された発光装置１が形成される。

発光装置１において、発光素子２０から放出される光と、蛍光体３２から放出される光と、を含む混色光（例えば、白色光）の色度が目的とする色度でない場合、または、発光装置１において、Ｘ−Ｙ平面内における混合色の色度分布が目的とする分布でない場合には、再び、樹脂３１に含まれる蛍光体３２の含有量が変えられ、図４（ａ）〜図５（ｂ）に示す製造過程が繰り返される。

これにより、発光装置１においては、混色光の色度が目的とする色度になり、またはＸ−Ｙ平面内における混合色の色度分布が目的とする分布になっている。

第１実施形態の作用を説明する前に、参考例に係る発光装置の作用を説明する。

図６は、第１参考例に係る発光装置を表す模式的断面図である。

第１参考例に係る発光装置１００では、基板１０の上に筐体１０１が設けられている。筐体１０１の凹部１０１ｃには、発光素子２０が設けられている。発光素子２０は、凹部１０１ｃの底に設けられている。発光素子２０の上には、樹脂層１３１が設けられている。樹脂層１３１には、蛍光体３２が分散されている。樹脂層１３１は、常温以上または発光装置１００が使用されるときには、固化している。樹脂層１３１は、筐体１０１および発光素子２０に固着している。

第１参考例においては、蛍光体３２の樹脂層１３１への調合と、蛍光体３２が分散された樹脂層１３１の凹部１０１ｃへの塗布と、発光装置１００の光の測定と、が繰り返され、発光装置１００の混合光の色度、または混合色の色度分布が最適の範囲に収められる。但し、樹脂層１３１は、常温以上または発光装置１００が使用されるときには、固化している。これにより、蛍光体３２を樹脂層１３１に再調合するには、樹脂層１３１を高温に加熱し、樹脂層１３１を液状にしなければならない。

第１参考例では、試行錯誤で見つけた最適条件で発光装置１００を形成し、その色度、または色度分布が目的とする範囲に収まらなかったとき、樹脂層１３１に含まれる蛍光体３２の含有量は変え難い。これは、樹脂層１３１が凹部１０１ｃ内において、凹部１０１ｃの内壁および発光素子２０に強固に固着しているためである。

色度または色度分布が目的に収まらない発光装置１００は、廃棄することもできる。しかし、色度または色度分布が目的に収まらない発光装置１００を廃棄すると、発光装置１００の生産性が低下する。

図７（ａ）は、第２参考例に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図７（ｂ）は、第２参考例に係る発光装置の製造過程を表す模式的断面図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）の状態のときと、図７（ｂ）の状態のときの色度の変化を表すグラフ図である。図７（ｃ）の横軸は、ＣＩＥ色度座標のＣｘであり、縦軸は、ＣＩＥ色度座標のＣｙである。

第２参考例では、例えば、図７（ａ）に表すように、蛍光体３２を含む樹脂シート３１０が発光素子２０の上に形成される。この段階では、レンズは設けられていない。この段階での色度は、図７（ｃ）の点Ａとして表されている。

次に、図７（ｂ）に表すように、基板１０の上、および樹脂シート３１０の上にレンズ３００が形成される。これにより、基板１０、発光素子２０、樹脂シート３１０、蛍光体３２、およびレンズ３００を備えた発光装置１０１が形成される。レンズ３００は、固形樹脂である。

しかし、レンズ３００が基板１０および樹脂シート３１０に固着される前後において、色度が変化する。例えば、レンズ３００が基板１０および樹脂シート３１０に固着された後の色度は、図７（ｃ）の点Ｂとして表されている。第２参考例では、点Ｂの色度が目的とする色度である。このため、第２参考例では、レンズ３００が取り付けられた後の色度（点Ｂ）を目標として、樹脂シート３１０中の蛍光体３２が予め調合される。

また、第２参考例の発光装置１０１では、レンズ３００の下面３００ｄが基板１０の上面１０ｕおよび発光素子２０に固着している。これにより、色度、または色度分布が目的とする範囲に収まらなかったとき、樹脂シート３１０を変えることは難しい。

色度または色度分布が目的に収まらない発光装置１０１は、廃棄することもできる。しかし、色度または色度分布が目的に収まらない発光装置１０１を廃棄すると、発光装置１０１の生産性が低下する。

これに対し、第１実施形態では、発光素子２０から放出される光と、蛍光体３２から放出される光と、を含む混合色（白色光）の色度が目的とする色度でない場合、または、Ｘ−Ｙ平面内における混合色の色度分布が目的とする分布でない場合には、カバー層３３を基板１０から取り外し、樹脂３１中の蛍光体３２の含有量を容易に変えることができる。これは、樹脂３１が常温以上で、液状だからである。また、カバー層３３は、基板１０に対して局部的に接合している。これにより、カバー層３３を基板１０から簡便に剥がせるからである。

第１実施形態では、色度または色度分布が目的に収まらない発光装置１については、樹脂３１中の蛍光体３２の含有量を変え、発光素子２０と、基板１０とを再利用することができる。これにより、発光装置１の生産性が向上する。

また、樹脂３１においては、常温で液状である。これにより、蛍光体３２を樹脂３１を再調合するとき、樹脂３１を高温に加熱して溶融する必要がない。

また、第１実施形態では、レンズ３０が樹脂３１と蛍光体３２とを含む。これにより、第２参考例のように、レンズ３００が取り付けられる前後で色度が変化する現象が起きない。これにより、第１実施形態では、色度調整の誤差が少なくなる。

また、樹脂３１は、絶縁性を有する。これにより、カバー層３３内では、例えば、電極２０ｐと電極２０ｐとの電気的短絡が起きない。

また、発光素子２０または蛍光体３２から発せられる熱により、樹脂３１がカバー層３３内で対流する。これにより、蛍光体３２が樹脂３１に略均一に分散される。

（第２実施形態）
図８（ａ）は、第２実施形態に係る発光装置の一部を表す模式的断面図である。図８（ｂ）は、第２実施形態に係る発光装置の一部を表す模式的断面図である。

図８（ａ）に表す発光装置２は、発光装置１と同じ構成要素を含む。発光装置２は、発光装置１と同じ作用をする。さらに、発光装置２では、基板１０の外端部１０ｅにおいて、基板１０の側面１０ｗから基板１０の中心に向かう凹部１０ｃが設けられている。

凹部１０ｃには、カバー層３３に設けた凸部３３ｔが嵌合する。凸部３３ｔは、カバー層３３の一部である。カバー層３３は、基板１０の側面１０ｗに接している。発光装置２では、接合剤４０が設けられていない。発光装置２では、カバー層３３の凸部３３ｔが基板１０の凹部１０ｃに嵌合することにより、蛍光体３２と樹脂３１とがカバー層３３と基板１０とによって封止される。

また、カバー層３３は、樹脂を含み、柔軟性を有する。これによりカバー層３３の凸部３３ｔは、基板１０の凹部１０ｃから簡便に取り外すことができる（図８（ｂ））。その結果、樹脂３１を交換するときは、カバー層３３を基板１０からより簡便に外すことができる。さらに、カバー層３３と基板１０との間にＯ−リングを設け、ネジを用いてカバー層３３と基板１０とを接合してもよい。

（第３実施形態）
図９（ａ）は、第３実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図９（ｂ）は、第３実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。

図９（ａ）に表す発光装置３は、発光装置１と同じ構成要素を含む。発光装置３は、発光装置１と同じ作用をする。さらに、発光装置３のカバー層３３には、孔３３ｈが設けられている。孔３３ｈは、発光素子２０の上に位置している。孔３３ｈは、カバー層３３の最上に位置する。

また、図９（ｂ）に表すように、孔３３ｈは、閉塞部材３３ｖによって閉じることができる。例えば、蛍光体３２が分散された樹脂３１がカバー層３３内に導入された後、孔３３ｈは、閉塞部材３３ｖによって閉じられる。閉塞部材３３ｖは、カバー層３３の一部である。これにより、発光素子２０、樹脂３１、および蛍光体３２は、基板１０とカバー層３３とによって封止される。閉塞部材３３ｖとカバー層３３との間には、接合剤を設けてもよい。

図１０は、第３実施形態に係る発光装置の他の作用を表す模式的断面図である。

発光装置３においては、孔３３ｈを通じて、蛍光体３２が分散された樹脂３１がカバー層３３の内側に供給される。また、孔３３ｈを通して、蛍光体３２が分散された樹脂３１がカバー層の外側に取り出されることが可能である。
例えば、蛍光体３２が分散された樹脂３１は、注入器２００に充填されている。孔３３ｈのＸ−Ｙ平面における径は、例えば、注入器２００のノズル２０１の径以上である。注入器２００に充填された樹脂３１は、注入器２００のノズル２０１を通じてカバー層３３内に導入される。また、カバー層３３内に導入された樹脂３１は、注入器２００のノズル２０１を通じて、注入器２００によって抜くことも可能である。

第３実施形態によれば、カバー層３３を基板１０から取り外すことなく、蛍光体３２が分散された樹脂３１を孔３３ｈを通じて容易に交換できる。また、第３実施形態では、レンズ３０の成型を要しない。これにより、蛍光体３２が分散された樹脂３１の交換がさらに簡便になる。

また、孔３３ｈは、カバー層３３の最上に位置する。これにより、孔３３ｈが閉塞部材３３ｖによって閉じられる前であっても、孔３３ｈから樹脂３１が漏れることはない。
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第３実施形態の別の例に係る発光装置を表す模式的断面図である。
例えば、図１１（ａ）に表すように、閉塞部材３３ｖは、カバー層３３の横に設けてもよい。また、図１１（ｂ）に表すように、閉塞部材３３ｖは、基板１０に設けてもよい。これにより、発光素子２０から発せられる光は、閉塞部材３３ｖによって遮られ難くなり、発光効率がさらに増加する。
また、第３実施形態においては、樹脂３１を固化させる必要がない。これにより、発光素子２０として、フリップチップ型のほか、フェイスアップ型も採用でき、実装できる発光素子２０の種類の自由度が増す。

（第４実施形態）
図１２（ａ）は、第４実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１２（ｂ）は、第４実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。

図１２（ａ）に表す発光装置４は、発光装置３と同じ構成要素を含む。発光装置４は、発光装置３と同じ作用をする。さらに、発光装置４においては、孔３３ｈの近傍において、カバー層３３の内壁３３ｗに、弁３６が設けられている。例えば、弁３６の端３６ｅは、カバー層３３の内壁３３ｗに接合されている。弁３６は、シート状の樹脂である。弁３６の厚さは、カバー層３３の厚さより薄い。弁３６は、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、およびガラス等の少なくともいずれかを含む。

例えば、注入器２００のノズル２０１が孔３３ｈに挿入されたときは、ノズル２０１が弁３６と接触して、弁３６とカバー層３３との間に隙間が形成される。これにより、樹脂３１は、注入器２００のノズル２０１を通じてカバー層３３内に導入される。

この後、注入器２００のノズル２０１を孔３３ｈから離したときの状態を、図１２（ｂ）に表す。弁３６は、カバー層３３内の樹脂３１の圧力によって、カバー層３３の内壁３３ｗに接触する。これにより、孔３３ｈがカバー層３３の内側から弁３６によって閉じられる。

発光装置４においては、孔３３ｈの位置の自由度が発光装置３に比べて増加する。例えば、孔３３ｈおよび弁３６の位置は、発光素子２０の上とは限らない。孔３３ｈおよび弁３６の位置は、カバー層３３の横に設けられてもよい。孔３３ｈがカバー層３３の横に設けられても、孔３３ｈの近傍に弁３６があるので、孔３３ｈが弁３６によって閉じられる。つまり、孔３３ｈがカバー層３３の横に設けられても、孔３３ｈから樹脂３１が漏れることはない。
例えば、図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、第４実施形態の別の例に係る発光装置を表す模式的断面図である。
図１３（ａ）に表すように、弁３６は、カバー層３３の横に設けてもよい。また、図１３（ｂ）に表すように、基板１０に孔１０ｈを設け、弁３６を基板１０に設けてもよい。これにより、発光素子２０から発せられる光は、弁３６によって遮られ難くなり、発光効率がさらに増加する。また、第４実施形態においても、樹脂３１を固化させる必要がない。これにより、発光素子２０として、フリップチップ型のほか、フェイスアップ型も採用でき、実装できる発光素子２０の種類の自由度が増す。

（第５実施形態）
図１４（ａ）は、第５実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。図１４（ｂ）は、第５実施形態に係る発光装置を表す模式的断面図である。

第１〜第４実施形態においては、蛍光体３２が液状の樹脂３１に分散されている。樹脂３１内での蛍光体３２の沈降を確実に抑制するために、第５実施形態に係る発光装置５Ａ、５Ｂが提供される。

例えば、図１４（ａ）に表す発光装置５Ａは、カバー層３３が帯電したとき、静電力によって樹脂３１内の蛍光体３２がカバー層３３の側に引き寄せられる構造を有する。これにより、樹脂３１内での蛍光体３２の沈降が確実に抑制される。また、発光装置５Ａでは、蛍光体３２が発光素子２０から離れ、カバー層３３の側に位置する。これにより、発光装置５Ａでは、リモートフォスファ効果が増す。

また、図１４（ｂ）に表す発光装置５Ｂのように、カバー層３３と樹脂３１との間に透明電極３７を設けてもよい。透明電極３７は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を含む。透明電極３７に静電位が印加されたとき、静電力によって樹脂３１内の蛍光体３２がカバー層３３の側に引き寄せられる。これにより、樹脂３１内での蛍光体３２の沈降が確実に抑制される。また、この構造でも、蛍光体３２が発光素子２０から離れ、カバー層３３の側に寄る。これにより、リモートフォスファ効果が増す。

例えば、蛍光体３２は、発光素子２０および蛍光体３２から発せられる熱によって、樹脂３１内を対流する。そして、対流によって、蛍光体３２が樹脂３１内で略均一に分散する。これにより、樹脂３１内での蛍光体３２の沈降が確実に抑制される。

本実施形態において「窒化物半導体」とは、総括的に、Ｂ_ｘＩｎ_ｙＡｌ_ｚＧａ_{１−ｘ−ｙ−ｚ}Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙおよびｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、および、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。

上記の実施形態では、「ＡはＢの上に設けられている」と表現された場合の「の上に」とは、ＡがＢに接触して、ＡがＢの上に設けられている場合の他に、ＡがＢに接触せず、ＡがＢの上方に設けられている場合との意味で用いられる場合がある。また、「ＡはＢの上に設けられている」は、ＡとＢとを反転させてＡがＢの下に位置した場合や、ＡとＢとが横に並んだ場合にも適用される場合がある。これは、実施形態に係る半導体装置を回転しても、回転前後において半導体装置の構造は変わらないからである。

以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも実施形態の特徴を含む限り実施形態の範囲に包含される。その他、実施形態の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても実施形態の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、２、３、４、５Ａ、５Ｂ、１００、１０１発光装置、１０基板、１０ｕ上面、１０ｄ下面、１０ｅ外端部、１０ｃ凹部、１０ｗ側面、１１基材、１２ｎ、１２ｐ金属層、２０発光素子、２０ｎ、２０ｐ電極、３０レンズ、３１樹脂、３２蛍光体、３３カバー層、３３ｄ下端、３３ｈ孔、３３ｔ凸部、３３ｖ閉塞部材、３３ｗ内壁、３５Ａ第１樹脂成形体、３５Ｂ第２樹脂成形体、３６弁、３６ｅ端、３７透明電極、４０接合剤、９０型、９０ｕ第１型、９０ｄ第２型、９０ｈ導入口、９０ｓスペース、９０ｄｗ、９０ｕｗ内壁、１０１筐体、１０１ｃ凹部、１３１樹脂層、２００注入器、２０１ノズル、３００レンズ、３００ｄ下面、３１０樹脂シート

Claims

基板と、
前記基板の上に設けられた発光素子と、
前記基板の上および前記発光素子の上に設けられたレンズであって、液状の樹脂と、蛍光体と、カバー層と、を含み、前記蛍光体は、前記樹脂に分散されているレンズと、
を備え、
前記発光素子、前記樹脂、および前記蛍光体は、前記基板と前記カバー層とによって封止されている発光装置。
接合剤をさらに備え、
前記接合剤によって前記基板の外端部に前記カバー層の下端が接合されている請求項１記載の発光装置。
前記カバー層に孔が設けられ、
前記孔を通して、前記蛍光体が分散された前記樹脂が前記カバー層の内側に供給され、または、前記孔を通して、前記蛍光体が分散された前記樹脂が前記カバー層の外側に取り出されることが可能である請求項１または２に記載の発光装置。
前記孔は、前記発光素子の上に位置している請求項３記載の発光装置。
蛍光体が分散され、温度により粘性が変化する液状の樹脂であって、前記樹脂を型に導入し、前記樹脂を冷却することによって、レンズ状で前記蛍光体が分散された第１樹脂成形体を形成する工程と、
前記第１樹脂成形体を、発光素子が設けられた基板の上に載置する工程と、
前記第１樹脂成形体をカバー層で覆い、前記第１樹脂成形体および前記発光素子を、前記カバー層と前記基板とによって封止する工程と、
を備えた発光装置の製造方法。
前記第１樹脂成形体が前記カバー層内で前記樹脂に転移した後において、
前記発光素子から放出される光と、前記蛍光体から放出される光と、を含む光の色度が目的とする色度でない場合、前記カバー層を前記基板から除き、前記蛍光体が分散された前記樹脂を前記基板および前記発光素子から除去する工程をさらに備えた請求項５記載の発光装置の製造方法。
前記蛍光体の含有量を変えた前記樹脂を前記型に導入し、前記樹脂を冷却することによって、レンズ状の第２樹脂成形体を形成する工程と、
前記第２樹脂成形体を、前記発光素子が設けられた前記基板の上に載置する工程と、
前記第２樹脂成形体を前記カバー層で覆い、前記第２樹脂成形体および前記発光素子を、前記カバー層と前記基板とによって封止する工程と、
をさらに備えた請求項６記載の発光装置の製造方法。