JP2017069368A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】印刷法によるダム材形成を行わずに、発光装置の接着剤を配置する方法を提供する。【解決手段】本開示に係る発光装置10の製造方法は、貫通孔410が形成された反射性シート400を準備する工程と、前記反射性シート400の一方の面401側に波長変換シート500を積層して、当該一方の面402側における前記貫通孔410の開口411を前記波長変換シート500で覆う工程と、前記貫通孔410内に透光性の接着剤300を配置する工程と、発光素子20の発光面21が波長変換シート500と向かい合うように前記貫通孔内410に前記発光素子20を配置する工程と、前記発光素子20を前記貫通孔410内に前記接着剤300で固定する工程と、前記反射性シート400の他方の面402および前記接着剤300の外面33を、反射性材料400bで覆う工程と、を含む。【選択図】図3

Description

本開示は、発光装置の製造方法に関する。
発光素子を収納するハウジングを設ける代わりに、発光素子の側面を反射部材で覆った発光装置が知られている(例えば特許文献1)。これらの発光装置では、発光素子と反射部材の間にフィレットを配置し、発光素子の側面から出射される光を、フィレットと反射部材の界面で反射し、フィレットを通して発光装置の発光面側へと取り出すことにより、発光装置の光取出し効率の向上を図っている。
特許文献1には、発光装置の製造方法において、蛍光体シートの表面に接着剤を塗布し、その上に発光素子を配置することが開示されている。接着剤は、蛍光体シートの表面と発光素子の側面に濡れ広がり、硬化後に発光装置のフィレットとなる。接着剤が蛍光体シートの表面で濡れ広がる範囲を制限するために、接着剤を塗布する前に、蛍光体シートの表面にダム材を設けることができる(特許文献1の段落[0039]〜[0043]、図7〜図8)。ダム材はシリコーン樹脂等から形成され、印刷法により蛍光体シートの表面に配置される。
特開2012−227470号公報
ダム材を印刷法で配置してからダム材を硬化させるまでの間に、ダム材の表面形状は表面張力等の影響により変形し得る。また、ダム材を硬化させる前に、ダム材が蛍光体シートの表面で濡れ広がるおそれがある。このようなダム材の変形は、フィレットの形状または配置箇所を精密に制御するのを阻害する原因となり得る。
そこで、印刷法によるダム材形成を行わずに、接着剤を配置する方法が求められている。
本開示に係る発光装置の製造方法は、
貫通孔が形成された反射性シートを準備する工程と、
前記反射性シートの一方の面側に波長変換シートを積層して、当該一方の面側における前記貫通孔の開口を前記波長変換シートで覆う工程と、
前記貫通孔内に透光性の接着剤を配置する工程と、
発光素子の発光面が波長変換シートと向かい合うように前記貫通孔内に前記発光素子を配置する工程と、
前記発光素子を前記貫通孔内に前記接着剤で固定する工程と、
前記反射性シートの他方の面および前記接着剤の外面を、反射性材料で覆う工程と、を含む。
本開示では、印刷法によるダム材形成を行わずに、接着剤を配置することができる。
図1は、実施の形態1に係る発光装置の概略平面図である。 図2(a)は、図1のA−A線に沿った概略断面図であり、図2(b)は、図2(a)の発光装置に含まれる発光素子の概略断面図である。 図3(a)〜図3(d)は、実施の形態1に係る発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。 図4(e)〜図4(g)は、実施の形態1に係る発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。 図5(a)〜図5(f)は、反射性シートの一方の面側における貫通孔の開口の様々な形状を示す概略平面図である。 図6(a)は、反射性シートの一方の面側における貫通孔の開口の形状を示す概略平面図であり、図6(b)は、図6(a)のB−B線に沿った概略断面図である。 図7(a)〜図7(e)は、実施の形態1の変形例に係る発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。 図8(f)〜図8(i)は、実施の形態1の変形例に係る発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。 図9は、実施の形態2に係る発光装置の概略断面図である。 図10(a)〜図10(c)は、実施の形態2に係る発光装置の製造方法を説明するための概略平面図であり、図10(d)は、図10(c)のC−C線に沿った概略断面図であり、図10(e)は、実施の形態2に係る発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。 図11(a)〜図11(c)は、実施の形態2の変形例に係る発光装置の製造方法を説明するための概略平面図であり、図11(d)は、図11(c)のD−D線に沿った概略断面図であり、図11(e)は、図11(c)のE−E線に沿った概略断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分または部材を示す。
本開示は、発光装置の製造方法において、特許文献1のような印刷法によるダム材形成では、ダム材を所定形状に印刷してからダム材を硬化させるまでの間に、ダム材の表面形状が表面張力等の影響により変形し得ること、およびダム材が蛍光体シートの表面で濡れ広がるおそれがあることに着目し、そのようなダム材の変形によって、接着剤の配置領域の精密な制御が困難になり得るという課題を見いだした。本開示の実施形態では、貫通孔を設けた反射性シートを用いて発光装置を製造することにより、接着剤の配置領域を精密に制御することが容易に実現できる。それにより、発光素子の側面を被覆する透光性部材の形状が安定する。
まず、発光装置の各構成を説明した後に、発光装置の製造方法について説明する。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る発光装置の概略平面図である。図2(a)は、図1のA−A線に沿った概略断面図である。
図1および図2(a)に示す本実施の形態に係る発光装置10は、発光素子20、発光素子20の側面23に設けられた透光性部材30、透光性部材30の外面33を覆う反射性部材40、および発光装置10の発光面11側に配置された波長変換部材50を備えている。
図2(b)は、図2(a)の発光装置に含まれる発光素子の概略断面図である。
図2(b)に示すように、発光素子20は、透光性基板27と、透光性基板27の下面側に形成された半導体積層体28とを含む半導体発光素子であってもよい。発光素子20は、発光面21(透光性基板27側の面)、発光面21と反対側の裏面22(半導体積層体28側の面)、および発光面21と裏面22との間に位置する側面23を有している。
図2(a)、(b)において、発光素子20の半導体積層体28で発光した光は、半導体積層体28から透光性基板27を通って、又は半導体積層体28から発光素子20の側面23および透光性部材30を通って、発光装置10の発光面11側に取り出される。
発光素子20の裏面22(半導体積層体28の下面)には、発光素子20に通電するための一対の電極251、252が設けられている(図2(b))。なお、本明細書において、発光素子20の「裏面22」は、電極251、252を除いた発光素子20の下面を指している。
再び図2(a)を参照すると、透光性部材30は、発光素子20の側面23の少なくとも一部を覆っており、その側面23から出射される光を発光装置10の発光面11方向に導光する。つまり、発光素子20の側面23に到達した光を、側面23で反射させずに、透光性部材30を通して発光素子20の外側に取り出すことができる。透光性部材30を設けることにより、発光素子20の側面23で反射されて発光素子20内に戻る光(戻り光)が低減される。戻り光は発光素子20内で減衰するため、戻り光が低減されると光の損失が抑制され、発光装置10の光取出し効率を向上できる。
図2(a)の例では、透光性部材30は、発光素子20の発光面21と波長変換部材50との間に、薄い層として存在している。つまり、発光素子20の発光面21は、透光性部材30で覆われている。発光素子20の発光面21に到達した光は、透光性部材30の薄い層を通って波長変換部材50に到達する。
発光素子20の発光面21と波長変換部材50との間に透光性部材30が存在していなくてもよい。つまり、発光素子20の発光面21と波長変換部材50とが直接接触していてもよい。
透光性部材30は、発光素子20の発光面21側に位置する第1の面31を有している。ここで「発光素子20の発光面21側」とは、発光素子の中心からみて、発光面21が向いている方向側のことを指し、図2では、上側のことを意味する。
また、透光性部材30は、反射性部材40で覆われた外面33を有している。外面33は、第1反射性部材40aで覆われる第1外面331と、第2反射性部材40bで覆われる第2外面332とを含む。図2(a)の例では、第1外面331は平面で、第2外面332は外向き(反射性部材40の方向)に凸状の曲面である。
反射性部材40は、透光性部材30の外面33を覆っており、さらに、発光素子20の側面23および裏面22が透光性部材30から露出している場合には、その露出した面も覆っている。発光素子20の発光面21は、反射性部材40では覆われない。反射性部材40は、発光素子20の発光面21側に位置する第1の面41と、第1の面41と反対側にある第2の面42とを有している。
反射性部材40は、第1の面41側に第1反射性部材40aと、第2の面側に第2反射性部材40bとを含む。第1反射性部材40aと第2反射性部材40bは、同じ反射性材料から形成されていても、異なる反射性材料から形成されていてもよい。第1反射性部材40aと第2反射性部材40bは互いに接触している。第1反射性部材40aと第2反射性部材40bとの界面40xは、平坦面であるのが好ましい。
第1反射性部材40aは、発光装置10の発光面11のうち、実際に発光する領域(発光領域11R)を規定する。透光性部材30を伝播する光は、第1反射性部材40aの内側面により反射されるため、発光装置10の発光領域11Rは、第1反射性部材40aの内側面で囲まれた範囲とほぼ一致する。
波長変換部材50は、透過する光の一部を別の波長に変換するための部材である。波長変換部材50は、透過する光によって励起される蛍光体を含有している。発光装置10が波長変換部材50を備えることにより、発光素子20の発光色とは異なる発光色を有する発光装置10を得ることができる。例えば、青色光を発する発光素子20と、青色光を吸収して黄色の蛍光を発する波長変換部材50とを組み合わせることにより、白色光を発する発光装置10を得ることができる。
波長変換部材50は、透光性部材30の第1の面31および反射性部材40の第1の面41を覆うように設けられている。発光素子20で発生した光は、発光素子20の発光面21又は側面23から出射して、透光性部材30を通って透光性部材30の第1の面31から取り出される。よって、透光性部材30の第1の面31を覆うように波長変換部材50を配置することにより、発光素子20で発生した光の実質的に全てを、波長変換部材50に通過させることができる。つまり、波長変換部材50を通過しない光が実質的に存在しないので、発光装置10の発光の色むらを抑制することができる。
次に図3〜図6を参照しながら、発光装置の製造方法について説明する。
<工程1.反射性シート400の準備>
貫通孔410が形成された反射性シート400を準備する(図3(a))。貫通孔410は、反射性シート400の一方の面401から他方の面402まで貫通している。貫通孔410は1つまたは複数形成される。図3(a)に示す貫通孔410では、一方の面401側の開口411と、他方の面402側の開口412は、同じ形状(例えば図5(a)に示すような正方形)にされている。
本開示では、貫通孔410が形成された反射性シート400を用いることにより、貫通孔410の形状を正確に規定でき、かつ貫通孔410を形成した後にその形状が変形することがない。よって、特許文献1に開示された印刷法によるダム材形成のように、印刷してから硬化させるまでの間にダム材の表面形状が表面張力により変形するような問題は、本開示の製造方法では生じない。たとえダム材の変形がわずかであるとしても、本開示によれば、わずかな変形も生じない。
また、特許文献1のような印刷法では、ダム材の厚さを厚くするのが困難であるか、または複数回印刷を繰り返す等の手間が多くなる。本開示の場合には、反射性シート400に使用できるシート材は任意の厚さのものが準備できるので、反射性シート400の厚さを容易に厚くすることができる。
貫通孔410は、反射性シート400をパンチング、カッティング、エッチング、ドリリング等で加工することにより形成できる。特に、様々な形状を比較的容易かつ精度よく形成できるパンチングが好ましい。
反射性シート400および貫通孔410の内側面413の各々は、最終的には、発光装置10の第1反射性部材40aおよび該第1反射性部材40aの内側面となる(図3(a)、図2(a))。上述したように、発光装置10では、第1反射性部材40aの内側面(すなわち貫通孔410の内側面413)により、発光装置10の発光面11の発光領域11Rが規定される。正確には、発光装置10の発光面11側における第1反射性部材40aの内側面の形状(つまり、反射性シート400の一方の面401側における貫通孔410の開口411の形状)により、発光装置10の発光面11の発光領域11Rが規定される。よって、反射性シート400の貫通孔410は、発光装置10の所望の発光領域11Rを規定するために、一方の面401側の開口411の形状を適宜変更することができる。図5(a)〜(f)に、反射性シート400に設ける貫通孔の形状を例示する。
上述した通り、図5(a)に示す貫通孔410では、一方の面側の開口411および他方の面402側の開口412は、同じ寸法の正方形である。この貫通孔410では、一方の面401側における開口411が正方形なので、発光装置10の発光領域11Rは正方形となる。
図5(a)では、発光素子20の上面視の形状が正方形であるので、反射性シート400に形成した貫通孔410は、一方の面401側における開口411を正方形とした。
図5(b)に示す貫通孔410bでは、一方の面側の開口411bおよび他方の面402側の開口412bは、同じ寸法の角丸の正方形である。この貫通孔410bでは、一方の面401側における開口411bが角丸の正方形なので、発光装置10の発光領域11Rは角丸の正方形となる。
図5(c)に示す貫通孔410cでは、一方の面側の開口411cおよび他方の面402側の開口412cは、同じ寸法の円形である。この貫通孔410cでは、一方の面401側における開口411cが円形なので、発光装置10の発光領域11Rは円形となる。
図5(d)に示す貫通孔410dでは、一方の面側の開口411dおよび他方の面402側の開口412dは、同じ寸法の正六角形である。この貫通孔410dでは、一方の面401側における開口411dが六角形なので、発光装置10の発光領域は六角形となる。
図5(d)では、発光素子207の上面視の形状が六角形であるので、反射性シート400に形成した貫通孔410dは、一方の面側における開口411dを六角形とした。このように、発光素子207の形状に合わせて、貫通孔の開口を規定することができる。
また、後述するように、発光素子20は、反射性シート400の貫通孔410内に配置される(図3(c)、(d))。発光素子20を、貫通孔410の所望の位置に配置しやすくするために、貫通孔410にガイドを設けることができる。
図5(e)に示す貫通孔410eでは、上面視が正方形である貫通孔の4つの内側面413eの各々に、突起45eが形成されている。各突起45eは、内側面413eから貫通孔410eの内側に向かって突出している。向かい合う2つの内側面413eにそれぞれ設けられた2つの突起45eの間には、隙間があけられている。その隙間は、発光素子20を収納できるように、発光素子20の一辺の寸法より僅かに大きくされている。この突起45eは、発光素子20を反射性シート400の貫通孔410e内に配置するときに、発光素子20を位置決めするためのガイドとして機能する。
図5(f)に示す貫通孔410fでは、上面視が正方形である貫通孔の4つの角部414fの各々に、突起45fが形成されている。各突起45fは、角部414fから貫通孔410eの内側に向かって突出している。対角線方向で向かい合う2つの角部414fにそれぞれ設けられた2つの突起45fの間には、隙間があけられている。その隙間は、発光素子20を収納できるように、発光素子20の対角線方向の寸法より僅かに大きくされている。この突起45fは、発光素子20を反射性シート400貫通孔410e内に配置するときに、発光素子20を位置決めするためのガイドとして機能する。
図3(a)に示す貫通孔410では、内側面413は、反射性シート400の一方の面401に対して垂直である。しかしながら、図6(b)に示すように、貫通孔410gの内側面413gは、反射性シート400の一方の面401に対して傾斜していてもよい。図6(a)、(b)に示す貫通孔410gでは、反射性シート400の一方の面401側の開口411gおよび他方の面402側の開口412gは、いずれも正方形である。一方の面401側の開口411gのほうが、他方の面402側の開口412gよりも大きい。貫通孔410gの内側面413gは、反射性シート400の他方の面402から一方の面401に向かって広がっている。
<工程2.反射性シート400と波長変換シート500の積層>
波長変換シート500を準備し(図3(a))、反射性シート400の一方の面401側に波長変換シート500を積層する(図3(b))。これにより、一方の面401側における貫通孔410の開口411が波長変換シート500で覆われて、波長変換シート500の表面と貫通孔410の内側面413とに囲まれた凹部60が形成される。
反射性シート400と波長変換シート500とは、例えば接着剤により固定してもよい。反射性シート400および波長変換シート500の少なくとも一方が、タック性(粘着性)を有する場合には、反射性シート400と波長変換シート500とを積層するだけで、接着剤を使用せずにそれらを仮固定することができる。
<工程3.接着剤300の配置>
反射性シート400の各貫通孔410内(凹部60内)に、透光性の接着剤300を配置する(図3(e))。接着剤300は、少なくとも貫通孔410(凹部60)からあふれないように、量を調節する。
<工程4.発光素子20の配置>
反射性シート400の貫通孔410の数と同数の発光素子20を準備し(図3(c))、各貫通孔410内(凹部60内)に発光素子20を配置する(図3(d))。このとき、発光素子20の発光面21が波長変換シート500と向かい合うように、発光素子20を配置する。貫通孔410内(凹部60内)に予め配置された接着剤300は、発光素子20の発光面21によって押され、貫通孔410内(凹部60内)内に広がると共に、発光素子20の側面23を這い上がる。凹部60の内面と発光素子20の外面との隙間(つまり、貫通孔410の内側面413と発光素子20の側面23との隙間と、反射性シート400の表面と発光素子20の発光面21との隙間の合計)に比べて、接着剤300の量が多い場合には、接着剤300は、発光素子20の側面23と貫通孔410の内側面413との隙間からはみ出す。接着剤300の量が適切であれば、接着剤300を、発光素子20の裏面22の縁部と、反射性シート400の他方の面402側における貫通孔410の開口412の縁部とにピン止めできる。つまり、接着剤300は、表面張力により、発光素子20の裏面22の縁部と、反射性シート400の他方の面402側における貫通孔410の開口412の縁部との間で、盛り上がった状態を維持する。
反射性シート400の他方の面402は、平坦面であるのが好ましい。他方の面402が平坦でない場合(例えば、凹凸を有する面である場合)には、他方の面400に対する接着剤300の濡れ性が高まり、他方の面402側における貫通孔410の開口412の縁部に、接着剤300をピン止めする効果が低下する。そのため、接着剤300が他方の面402に広がりやすくなる。結果として、接着剤300を好ましい位置に配置するのが困難になり得る。よって、他方の面402は平坦面であるのが好ましく、特に平滑面(粗面ではない)であるのが特に好ましい。
なお、反射性シート400の他方の面402が平坦面であると、工程6.において反射性シート400の他方の面402を表面反射性材料400bで覆ったときに、それらの界面(図2に示す発光装置10における第1反射性部材40aと第2反射性部材40bとの界面40xに相当)は、平坦面となる。
図3(d)のように、発光素子20の裏面22が、反射性シート400の貫通孔410の他方の面402より上側(つまり、貫通孔410の外側)に位置することができる。これにより、盛り上がった接着剤300の外面は、貫通孔410の他方の面402側の開口412より外側で、上向きに凸状となる。
発光素子20の裏面22を、反射性シート400の他方の面402より上側に位置させる方法としては、例えば、発光素子20の厚さ(発光素子20の発光面21から裏面22までの寸法)を、反射性シート400の厚さより厚くすればよい。また、発光素子20の厚さが、反射性シート400の厚さと等しいまたは薄い場合であっても、発光素子20の発光面21と波長変換シート500の表面の間にある接着剤300の厚さを厚くすれば、発光素子20の裏面22を、反射性シート400の他方の面402より上側に位置させ得る。
工程4.は、工程3.より前に行ってもよい。すなわち、貫通孔410内に接着剤300を配置する前に、貫通孔410内に発光素子20を配置し、その後に、発光素子20の側面23と貫通孔410の内側面413との隙間に接着剤300を満たしてもよい。
<工程5.発光素子20の固定>
接着剤300を硬化させることにより、発光素子20を貫通孔410内に固定する(図3(d))。硬化した接着剤300は、発光装置10の透光性部材30となる。
発光素子20の裏面22が、貫通孔410(凹部60)の外側に位置した状態のまま接着剤300を硬化させることにより、その状態で発光素子20は貫通孔410内に固定される。接着剤300は、上向きに凸状のまま硬化する。接着剤300が硬化した後の透光性部材30は、反射性シート400と接触している外面(第1外面331)と、露出した外面(第2外面332)とを有する。
<工程6.反射性材料400bによる被覆>
反射性シート400の他方の面402および透光性部材30(硬化後の接着剤)の外面33(第2外面332)を、反射性材料400bで覆う(図4(e))。透光性部材30の外面33は、第1外面331が反射性シート400で覆われ、第2外面332が反射性材料400bで覆われる。なお、反射性シート400および反射性材料400bの各々は、最終的には、発光装置10の第1反射性部材40aおよび第2反射性部材40bとなる。反射性シート400の他方の面402は比較的平坦な面であるので、反射性シート400と反射性材料400bとの界面は、比較的平坦な面となる。
さらに、発光素子20の裏面22を反射性材料400bで覆うと、発光素子20の裏面22からの光漏れを抑制できる。
さらに、一対の電極251、252を反射性材料400bで覆ってもよく、その場合には、この工程の後に、一対の電極251、252を露出させる工程を行う。
<工程7.一対の電極251、252を露出させる>
工程6.において、反射性材料400bで一対の電極251、252を覆った場合には、反射性材料400bを薄くして一対の電極251、252を露出させる(図4(f))。反射性材料400bを薄くする方法としては、切削、研磨等が利用できる。
<工程8.発光装置10の個片化>
複数の貫通孔410を形成した場合には、隣接する貫通孔410の間の位置(X−X線の位置)で、反射性材料400b、反射性シート400および波長変換シート500を切断して(図4(f))、発光装置10に個片化する(図4(g))。このように、複数の発光装置10を同時に製造することができる。個片化により、反射性材料400b、反射性シート400および波長変換シート500は、それぞれ、第1反射性部材40a、第2反射性部材40bおよび波長変換部材50となる。また、X−X線で切断することにより、発光装置10の外側面にて、第1反射性部材40a、第2反射性部材40bおよび波長変換部材50が面一に形成されることとなる。
(変形例)
工程4.において、接着剤300が反射性シート400の貫通孔410の開口412の縁部にピン止めされる効果(図3(d))を高めるために、反射性シートの表面に離型フィルムを設けることができる。離型フィルムとは、フィルム状の基材上に、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))などの離型剤をコーティングしたフィルムのことであり、接着剤に対するぬれ性を低減することができる。
離型フィルムを使用した発光装置の製造工程について以下に説明する。なお、実施の形態1における工程と同様の工程については適宜省略する。
<工程1−1.離型フィルム700による反射性シート400の被覆>
反射性シート400の2つの面(一方の面401と他方の面402)のうち、他方の面402を離型フィルム700の一方の面701で覆う(図7(a))。離型フィルム700は、後の工程で反射性シート400から剥離するので、離型フィルム700を反射性シート400に剥離容易な程度に固定するのが好ましい。例えば、離型フィルム700の片面に弱粘着性の接着剤を塗布して、反射性シート400に接着してもよい。離型フィルム700として、市販の粘着層付き離型フィルムを利用してもよい。
<工程1−2.反射性シート400の準備および離型フィルム700の穴あけ>
反射性シート400と離型フィルム700との積層体に、パンチング等の方法により貫通孔を形成する(図7(b))。これにより、反射性シート400に貫通孔410を形成することと、離型フィルム700に、反射性シート400の貫通孔410と対応する位置に穴710を形成することを、同時に行うことができる。
反射性シート400の貫通孔410と離型フィルム700の穴710は同時に形成しなくてもよい。例えば、予め貫通孔が形成された反射性シートを、穴のあいていない離型フィルムで覆った後に、反射性シートの貫通孔の位置に合わせて離型フィルムに穴をあけてもよい。また別の例では、予め貫通孔が形成された反射性シートと、予め穴のあいた離型フィルムとを準備し、貫通孔と穴とが一致するように位置合わせしながら反射性シートを離型フィルムで覆ってもよい。いずれの方法であっても、離型フィルム700の穴710(より正確には、離型フィルム700の一方の面701側における穴710の開口)が、反射性シート400の他方の面402側における貫通孔410の開口412と同一寸法の穴となるように留意する。
離型フィルム700は、接着剤が反射性シート400の表面に濡れ広がるのを抑制して、接着剤をピン止めする効果を向上させるものである。よって、離型フィルム700は、少なくとも、工程3.(接着剤300の配置)よりも前に、反射性シート400を覆っていなくてはらならい。
<工程2.反射性シート400と波長変換シート500の積層>
波長変換シート500を準備し(図7(b))、反射性シート400の一方の面401側に波長変換シート500を積層する(図7(c))。これにより、反射性シート400の一方の面401側における貫通孔410の開口411が波長変換シート500で覆われて、波長変換シート500の表面と、反射性シート400の貫通孔410の内側面413と、離型フィルム700の穴710の内側面713に囲まれた凹部65が形成される。
<工程3.接着剤300の配置>
各凹部65内に、透光性の接着剤300を配置する(図7(d))。接着剤300は、少なくとも凹部65からあふれないように、量を調節する。
<工程4.発光素子20の配置>
凹部65の数と同数の発光素子20を準備し(図7(d))、各凹部65内に発光素子20を配置する(図7(e))。このとき、発光素子20の発光面21が波長変換シート500と向かい合うように、発光素子20を配置する。凹部65内に予め配置された接着剤300は、発光素子20の発光面21によって押されて、凹部65内に広がり、発光素子20の側面23を這い上がる。凹部65の内面と発光素子20の外面との隙間に比べて、接着剤300の量が多い場合には、接着剤300は、発光素子20の側面23と凹部65の内側面(具体的には、離型フィルム700の穴710の内側面713)との隙間からはみ出す。接着剤300の量が適切であれば、接着剤300を、発光素子20の裏面22の縁部と、離型フィルム700の他方の面702側における穴710の開口712の縁部とにピン止めできる。つまり、接着剤300は、表面張力により、発光素子20の裏面22の縁部と、離型フィルム700の他方の面702側における穴710の開口712の縁部との間で、盛り上がった状態を維持する。
離型フィルム700は、接着剤300に対してぬれ性が低い。そのため、本変形例では、接着剤300が盛り上がったときに、接着剤300が、離型フィルム700の穴710の開口712の縁部を超えて離型フィルム700の他方の面702に濡れ広がるのを抑制できる。すなわち、接着剤300を穴710の開口712の縁部にピン止めする効果を向上することができる。
<工程5−1.発光素子20の固定>
接着剤300を硬化させることにより、発光素子20を凹部65内に固定する(図7(e))。硬化した接着剤300は、発光装置10の透光性部材30となる。
<工程5−2.離型フィルム700の剥離>
工程5−1.(発光素子20の固定)より後に、離型フィルム700を反射性シート400から剥離して、除去する(図8(f))。接着剤は既に硬化して透光性部材30となっているので、離型フィルム700を除去しても、接着剤300が反射性シート400上に濡れ広がることはない。離型フィルム700で覆われていた透光性部材30の外面は、離型フィルム700の除去により露出する。このときに露出した透光性部材30の外面を第3外面333と称し、反射性シート400で覆われたままの外面を第1外面331と称する。また、離型フィルム700を剥離する前に露出していた透光性部材30の外面を第2外面332と称する。
<工程6.反射性材料による被覆>
反射性シート400の他方の面402および透光性部材30の外面33(第2外面332および第3外面333)を、反射性材料400bで覆う(図8(g))。透光性部材30の外面33は、第1外面331が反射性シート400で覆われ、第2外面332および第3外面333が反射性材料400bで覆われる。
<工程7.一対の電極251、252を露出させる>
<工程8.発光装置10の個片化>
図8(h)に示す工程7.および図8(i)に示す工程8.は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
本変形例に係る製造方法で製造された発光装置10(図8(i))は、離型フィルム700の剥離により生じた透光性部材30の第3外面333を有する点で、実施の形態1の発光装置10と異なる。
<実施の形態2>
図9は、実施の形態2に係る発光装置の概略断面図である。図9に示す本実施の形態に係る発光装置17では、反射性部材47が、第1反射性部材47aおよび第2反射性部材47bに加えて、それらの間に第3反射性部材47cを含んでいる点で、実施の形態1に係る発光装置10(図2(a))と異なる。その他の点については、実施の形態1と同様である。
以下に、実施の形態1と相違する点を中心に説明する。
図9に示す発光装置17では、反射性部材47は、第1の面41側に第1反射性部材40a、第2の面42側に第2反射性部材47b、および第1反射性部材47aと第2反射性部材47bとの間に第3反射性部材47cを含む。第1反射性部材47aと第3反射性部材47cは接触し、第3反射性部材47cと第2反射性部材47bとは接触している。第1反射性部材47aと第3反射性部材47cとの界面47xは、平坦な面から成るのが好ましい。同様に、第3反射性部材47cと第2反射性部材47bとの界面47xが、平坦な面から成るのが好ましい。
第1反射性部材47aの第1内側面473aは発光装置17の発光面11の発光領域11Rを規定する。第3反射性部材47cの第2内側面473cは、第1反射性部材47aの第1内側面473aより内側に位置しており、製造工程において、発光素子20の位置決めを容易にするガイドとして機能させることができる。
次に図10〜図11を参照しながら、発光装置17の製造方法について説明する。工程3.〜8.は、実施の形態1と同一であるため、説明を省略し、工程1.および2.のみを説明する。
<工程1.反射性シート470の準備>
第1貫通孔417aが形成された第1反射性シート470aと、第2貫通孔417cが形成された第2反射性シート470cとを、それぞれ準備する(図10(a)、(b))。次いで、第1反射性シート470aと第2反射性シート470cとを積層することにより、反射性シート470を形成する(図10(c)、(d))。このとき、第1貫通孔417aと第2貫通孔417cとが連通して貫通孔417を形成するように、第1反射性シート470aと第2反射性シート470cとを積層する。この反射性シート470では、一方の面471側に第1反射性シート470aが配置され、他方の面472側に第2反射性シート470cが配置される。
図10(d)に示すように、第1反射性シート470aの表面および第2反射性シート470cの表面は比較的平坦な面であるので、第1反射性シート470aと第2反射性シート470cとの界面も、比較的平坦な面となる。
図10(a)および図10(b)に示す例では、第1および第2貫通孔417a、417cはいずれも正方形の開口を有している。第1反射性シート470aと第2反射性シート470cとを積層する際には、それぞれの貫通孔417a、417c(正方形)の中心が重なるように積層するのが好ましい。また、この例では、開口の一辺の寸法は、第2貫通孔417cのほうが、第1貫通孔417aより小さい。そのため、第1反射性シート470aと第2反射性シート470cとを積層すると、第2貫通孔417cの第2内側面473cは、第1貫通孔417aの第1内側面473aよりも内側に位置している(図10(c))。なお、「内側」とは、貫通孔の中心側のことを指す。
図10(d)に示すように、貫通孔417の内側面473には、第1内側面473aと第2内側面473cとの間に段部が形成される。
<工程2.反射性シート400と波長変換シート500の積層>
波長変換シート500を準備し、反射性シート470の一方の面471側に波長変換シート500を積層する(図10(e))。これにより、一方の面471側における貫通孔417の開口(つまり、一方の面471側における第1貫通孔417aの開口475a)が波長変換シート500で覆われて、波長変換シート500の表面と貫通孔417の内側面473とに囲まれた凹部67が形成される。凹部67は、その底面側(波長変換シート500側)が広く、その開口側(反射性シート470の他方の面472側)が狭くなっている。工程4.において、貫通孔417内(凹部67内)に発光素子20を配置する際に、凹部67の開口側が狭くなっているので、発光素子20を位置決めしやすい。つまり、第2反射性シート470cは、発光素子20の位置決めを容易にするガイドとして機能する。よって、接着剤300に対して発光素子20を精度良く位置決めすることができる。
反射性シート470と波長変換シート500とは、例えば接着剤により固定してもよい。反射性シート470および波長変換シート500の少なくとも一方が、タック性(粘着性)を有する場合には、反射性シート470と波長変換シート500とを積層するだけで(接着剤を使用せずに)それらを仮固定することができる。
なお、工程6.において、反射性シート470の他方の面472は、反射性材料400b(図4(e))で覆われるが、反射性シート470の他方の面472は比較的平坦な面であるので、反射性シート470と反射性材料400bとの界面は、比較的平坦な面となる。
(変形例)
工程1.で使用する第2反射性シート470cの第2貫通孔417cの形状(図10(b))を、図11(b)に示すような突起45cを有する形状に変更することができる。
図11(a)に示す第1反射性シート480aは、上面視が正方形の第1貫通孔418aを有している。図11(b)に示す第2反射性シート480cは、上面視が正方形の貫通孔の4つの第2内側面483cの各々に、突起45cが形成されている。
第1反射性シート480aと第2反射性シート480cを積層して反射性シート480を形成する(図11(c)〜(e))。第1貫通孔418aと第2貫通孔418cとが連通して、貫通孔418を形成する。第1貫通孔418aの寸法は、突起45cのある部分では、第2貫通孔よりも小さく(図11(c)、(d))、突起45cのない部分では、第2貫通孔よりも大きい(図11(c)、(e))。つまり、上面視において、第2反射性シート480cの突起45cは、第1反射性シート480aの第1貫通孔418aの外側に位置する第2反射性シート480cの第2内側面483cから、第1貫通孔418aの第1内側面483aより内側まで延在している。(図11(c))。
このように、第2貫通孔418cの第2内側面483cの一部(突起45c)が、第1貫通孔418aの第1内側面483aよりも内側に位置しているので、突起45cは、工程4.において、貫通孔418内に発光素子20を配置する際に、発光素子20の位置決めを容易にするガイドとして機能させることができる。
図11(d)、(e)に示すように、貫通孔418の内側面483には、第1内側面483aと第2内側面483cとの間に段部が形成される。
以下に、実施の形態1〜2の発光装置の製造方法に用いられる各構成部材に適した材料を説明する。
(発光素子20)
発光素子20としては、例えば発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることができる。半導体発光素子は、透光性基板27と、その上に形成された半導体積層体28とを含むことができる。
(透光性基板27)
発光素子20の透光性基板27には、例えば、サファイア(Al)のような透光性の絶縁性材料や、半導体積層体28からの発光を透過する半導体材料(例えば、窒化物系半導体材料)を用いることができる。
(半導体積層体28)
半導体積層体28は、複数の半導体層を含む。半導体積層体28の一例としては、第1導電型半導体層(例えばn型半導体層)281、発光層(活性層)282および第2導電型半導体層(例えばp型半導体層)283の3つの半導体層を含むことができる(図2(b)参照)。半導体層には、例えば、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体等の半導体材料から形成することができる。具体的には、InAlGa1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の窒化物系の半導体材料(例えばInN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等)を用いることができる。
(電極251、252)
発光素子20の電極251、252としては、電気良導体を用いることができ、例えばCu、Au、Ag、Ni、Sn等の金属が好適である。
一対の電極を構成する2つの電極251、252の各々は、任意の形状にすることができる。例えば、図1〜図2に示す発光装置10では、電極251、252は、一方向(y方向)に伸びた直方体とすることができる。電極251、252は、同じ形状でなくてもよい。また、2つの電極251、252は、互いに離間していれば、任意に配置することができる。図1に示すように、本実施の形態では、2つの電極251、252は、各電極の長軸がy方向と一致するように平行に配置されている。
(接着剤300(透光性部材30))
接着剤300は、発光素子20を反射性シート400の貫通孔410に固定するために使用され、硬化後に透光性部材30を構成する。接着剤300としては、特に、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性の透光性樹脂であるのが好ましい。
硬化後の接着剤300(すなわち透光性部材30)は発光素子20の側面23と接触しているので、点灯時に発光素子20で発生する熱の影響を受けやすい。熱硬化性樹脂は、耐熱性に優れているので、透光性部材30に適している。なお、透光性部材30は、光の透過率が高いことが好ましい。望ましい特性を付与するために、接着剤300に添加物を添加してもよい。例えば、透光性部材30の屈折率を調整するため、または接着剤300の粘度を調整するために、各種フィラーを添加してもよい。光散乱剤は、大量に添加すると光取出し効率を低下させるが、少量の添加により光取出し効率を向上し得る。必要に応じて、接着剤300に適量の光散乱剤を添加してよい。
(反射性シート400、470、480(第1反射性部材、第3反射性部材))
反射性シート400、470、480は、光反射性材料をシート状に成形したものであり、発光装置の第1反射性部材または第3反射性部材を構成する。本明細書において「光反射性材料」とは、発光素子20からの光に対する反射率が70%以上の材料のことを意味する。
光反射性材料としては、例えば透光性材料に、光反射性物質を分散させたものが使用できる。
光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが好適である。光反射性物質は、粒状、繊維状、薄板片状などが利用できる。
透光性材料としては、例えばガラス材料などの無機材料、および樹脂材料等の有機材料が好適である。特に、樹脂材料が好ましく、反射性シート400に貫通孔410をパンチング等で形成しやすいので好ましい。樹脂材料としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が好適である。
反射性シート470、480を構成する第1反射性シート470a、480aと、第2反射性シート470c、480cは、同じ材料から形成しても、異なる材料から形成してもよい。
(反射性材料400b(第2反射性部材))
反射性材料400bは、発光装置の第2反射性部材を構成するものであり、光反射性樹脂が利用できる。本明細書において「光反射性樹脂」とは、発光素子20からの光に対する反射率が70%以上の樹脂のことを意味する。
光反射性樹脂としては、例えば透光性樹脂に、光反射性物質を分散させたものが使用できる。
光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが好適である。光反射性物質は、粒状、繊維状、薄板片状などが利用できる。
透光性樹脂としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が好適である。
なお、反射性材料400bは、反射性シート400、470、480と同じ材料から形成しても、異なる材料から形成してもよい。
(波長変換シート500(波長変換部材50))
波長変換シート500は、蛍光体と透光性材料とを含んだシート状材料であり、発光装置10の波長変換部材50を構成する。
透光性材料としては、透光性樹脂、ガラス等が使用できる。特に、透光性樹脂が好ましく、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。
蛍光体は、発光素子20からの発光で励起可能なものが使用される。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(Ce:YAG);セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(Ce:LAG);ユウロピウムおよび/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体(CaO−Al−SiO);ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体((Sr,Ba)SiO);βサイアロン蛍光体、CASN系蛍光体、SCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体;KSF系蛍光体(KSiF:Mn);硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置(例えば白色系の発光装置)を製造することができる。
波長変換シート500は、タック性を有する半硬化状態で使用することができる。これにより、波長変換シート500と反射性シート400とを積層する際に、接着剤を使用せずにそれらを固定することができる。
以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
10、17 発光装置
20、207 発光素子
21 発光素子の発光面
22 発光素子の裏面
23 発光素子の側面
251、252 電極
30 透光性部材
31 透光性部材の第1の面
33 透光性部材の外面
40 反射性部材
40a、47a 第1反射性部材
40b、47b 第2反射性部材
47c 第3反射性部材
400、470、480 反射性シート
400b 反射性材料
470a、480a 第1反射性シート
470c、480c 第2反射性シート
50 波長変換部材
500 波長変換シート

Claims (12)

  1. 貫通孔が形成された反射性シートを準備する工程と、
    前記反射性シートの一方の面側に波長変換シートを積層して、当該一方の面側における前記貫通孔の開口を前記波長変換シートで覆う工程と、
    前記貫通孔内に透光性の接着剤を配置する工程と、
    発光素子の発光面が前記波長変換シートと向かい合うように前記貫通孔内に前記発光素子を配置する工程と、
    前記発光素子を前記貫通孔内に前記接着剤で固定する工程と、
    前記反射性シートの他方の面および前記接着剤の外面を、反射性材料で覆う工程と、を含む発光装置の製造方法。
  2. 前記反射性シートを準備する工程は、前記反射性シートをパンチング加工して前記貫通孔を形成することを含む、請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記反射性シートの前記貫通孔の内側面は、前記反射性シートの前記他方の面から前記一方の面に向かって広がっている、請求項1または2に記載の製造方法。
  4. 前記反射性シートが、第1反射性シートと第2反射性シートとを含み、
    前記反射性シートを準備する工程は、
    第1貫通孔が形成された前記第1反射性シートを準備することと、
    第2貫通孔が形成された前記第2反射性シートを準備することと、
    前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通するように、前記第1反射性シートと前記第2反射性シートとを積層することを含む、請求項1に記載の製造方法。
  5. 前記反射性シートの前記一方の面側に前記第1反射性シートが配置され、
    前記反射性シートの前記他方の面側に前記第2反射性シートが配置されており、
    前記第2反射性シートの前記第2貫通孔の内側面の少なくとも一部は、前記第1反射性シートの前記第1貫通孔の内側面よりも内側に位置している、請求項4に記載の製造方法。
  6. 前記接着剤を配置する工程より前に、
    前記反射性シートの前記他方の面を離型フィルムで覆う工程と、
    前記離型フィルムの、前記反射性シートの前記貫通孔と対応する位置に、前記他方の面側における前記貫通孔の開口と同一形状の穴を形成する工程と、をさらに含み、
    前記接着剤で固定する工程より後で、前記反射性材料で覆う工程より前に、前記離型フィルムを前記反射性シートから剥離する工程をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
  7. 前記接着剤で固定する工程において、前記発光素子は、当該発光素子の前記発光面と反対側の裏面が、前記貫通孔の外側に位置するように固定される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
  8. 前記発光素子は、当該発光素子の前記発光面と反対側の裏面に一対の電極を有し、
    前記反射性材料で覆う工程は、前記発光素子の前記裏面および前記一対の電極を前記反射性材料で覆うことを含み、
    前記反射性材料で覆う工程より後に、前記反射性材料を薄くして前記一対の電極を露出させる工程をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
  9. 前記反射性シートを準備する工程において、前記反射性シートに複数の貫通孔が形成され、
    前記反射性材料で覆う工程より後に、隣接する貫通孔の間の位置で前記波長変換シート、前記反射性シートおよび前記反射性材料を切断する工程をさらに含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
  10. 発光面、当該発光面と反対側の裏面、前記発光面と前記裏面との間に位置する側面、および前記裏面側に一対の電極を有する発光素子と、
    前記発光素子の前記側面の少なくとも一部を覆い、前記発光素子の前記発光面側に位置する第1の面を有する透光性部材と、
    前記透光性部材の外面を覆い、前記発光素子の前記発光面側に位置する第1の面と、当該第1の面と反対側の第2の面とを有する反射性部材であって、その第1の面側に第1反射性部材と、その第2の面側に第2反射性部材とを含む、反射性部材と、
    前記発光素子の前記発光面、前記透光性部材の前記第1の面及び前記反射性部材の前記第1の面を覆う波長変換部材と、を含む発光装置。
  11. 前記第1反射性部材と前記第2反射性部材とが接触しており、それらの界面が平坦面である、請求項10に記載の発光装置。
  12. 前記反射性部材は、さらに、前記第1反射性部材と前記第2反射性部材との間に配置され、前記第1および前記第2反射性部材と接触する第3反射性部材をさらに含み、
    前記第1反射性部材と前記第3反射性部材との界面、および前記第3反射性部材と前記第2反射性部材との界面は、平坦面である、請求項10に記載の発光装置。
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