JP2017108024A - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置の製造方法は、導電部材32を有する基体30に発光素子の電極を接続する工程と、アルミニウムを含む粒子状の第1波長変換部材51と、アルミニウムを含む被覆部材54によって表面が覆われた粒子状の第2波長変換部材52と、アルミニウムを含み、粒径が第1波長変換部材51及び第2波長変換部材52の両方の粒径より小さく、アスペクト比が第1波長変換部材51及び第2波長変換部材52の両方のアスペクト比より小さい充填部材55と、を発光素子の表面に電着し、第1波長変換部材51及び第2波長変換部材52の粒子間に充填部材55が配置された波長変換層50を形成する工程と、を含む。
【選択図】図3
Description
導電部材32を有する基体30を準備する。基体30は、図2(a)に示すように絶縁性の支持基板31と、支持基板31の上面に設けられる一対の導電部材32と、を備える。次に、図2(b)に示すように導電部材32上に、導電性の接合部材40を介して発光素子20の電極23を接続する。
波長変換層50を電着により形成する。第1波長変換部材と、第2波長変換部材と、充填部材と、を含む電着浴液中に、上記の発光素子を載置した基体を浸漬し、通電させる。これにより、図3に示すように発光素子20の表面及び導電部材32の表面に波長変換層50が形成される。図3の点線部内の拡大図に示すように、波長変換層50は、第1波長変換部材51及び第2波長変換部材52が混合して配置され、第1波長変換部材51及び第2波長変換部材52の粒子間に充填部材55が配置されて形成される。
第1被覆層26を備えた発光素子20を用いた場合は、第1被覆層26を絶縁性の第2被覆層に変質させる工程を行うことが好ましい。第1被覆層が絶縁性の第2被覆層に変質することで発光素子が短絡することを抑制できる。第2被覆層に変質させる工程は、例えば、温度130℃以上、湿度90%以上の環境下で保持することにより酸化させるなどの方法で行うことができる。これにより、導電性の第1被覆層26を絶縁性の第2被覆層とすることができる。尚、第2被覆層は発光素子20から出射された光を妨げないために透光性を有する部材が好ましい。例えば、第1被覆層26の材料がアルミニウムである場合は第2被覆層は酸化アルミニウムとなる。酸化アルミニウムは透光性を有するので第2被覆層として好ましい。
第1被覆層の絶縁化処理において絶縁化されるのは、発光素子を覆う第1被覆層のみであり、支持基板上の導電部材は絶縁化されない。そのため、図4に示すように、電着工程により導電部材上に形成された波長変換層を被覆する反射層60を形成してもよい。尚、反射層60は光反射部材の凝集体とする。反射層60は光反射部材を含む電着浴液中に、発光素子を載置した基体を浸漬し通電させて形成される。第2被覆層27が絶縁化しているので第2被覆層27覆われている部分には反射層60が形成されにくい。導電部材32の上に設けられた波長変換層50上には反射層60を形成することができる。反射層60を形成することによって発光素子20から出射された光が導電部材32上に形成された波長変換層50に吸収されることを抑制できる。
波長変換層50及び/又は反射層60の剥がれを更に抑制するために、波長変換層50及び/又は反射層60を被覆する透光性材料を形成してもよい。さらに、波長変換層50及び/又は反射層60の粒子間に透光性材料を含浸させて含浸層を形成することが好ましい。
以下、各部材について詳説する。
基体は、発光素子や保護素子などの電子部品を配置するためのものであり、絶縁性の支持基板と、支持基板の上面に、互いに離間して形成された少なくとも一対の導電部材と、を備える。基体の形状は、例えば、厚みが0.3mm〜0.5mm程度の矩形平板状などのような上面が平坦な形状を有していることが好ましい。
発光素子は、支持基板上に形成された導電部材上にフリップチップ実装される。発光素子の発光色としては、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、青色(波長430〜490nmの光)の発光素子としては、窒化物半導体を用いることができる。その窒化物半導体としては、InXAlYGa1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、X+Y≦1)等を用いることができる。発光素子は、フェイスダウン構造のものを使用することができる。なお、発光素子を実装していない導電部材上に、保護素子を実装してもよい。
接合部材は、導電部材と、発光素子とを電気的に接続させると共に、発光素子を導電部材上に固定させるための部材である。接合部材は、少なくとも発光素子の電極と導電部材との間に介在するように配置される。接合部材の材料としては、例えば、Sn−Cu、Sn−Ag−Cu、Au−Snなどのハンダ材料や、金などの金属バンプ、異方性導電ペーストなどがある。
第1波長変換部材及び第2波長変換部材は、発光素子が発する第一ピーク波長の光を、この第一ピーク波長とは波長の異なる第二ピーク波長の光に波長変換する部材である。本明細書で波長変換する部材とは第一ピーク波長と第二ピーク波長の差が10nmより大きいものとする。
充填部材はアルミニウムを含み、実質的に発光素子からの光で励起されない材料であればよい。尚、本明細書における「実質的に発光素子からの光で励起されない」には、全く励起されない場合のほか、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で励起される場合も含まれる。つまり、充填部材は波長変換部材等のような意図して発光素子からの光で励起される材料以外の材料を用いることができる。
反射層を構成する光反射部材は、発光素子から出射された光、または波長変換層で波長変換された光を効率よく反射させることができる材料が好ましい。例えば、発光素子から出射された光のピーク波長において70%以上反射させることができる材料がより好ましい。また、発光素子から出射された光、または波長変換層で波長変換された光が透過、吸収しにくい材料が好ましい。尚、光反射部材は導電部材が短絡しないために絶縁性の材料であることが好ましい。
20 発光素子
21 保持基板
22 半導体層
23 電極
24 電極形成面
25 光取り出し面
26 第1被覆層
27 第2被覆層
30 基体
31 支持基板
32 導電部材
40 接合部材
50 波長変換層
51 第1波長変換部材
52 第2波長変換部材
53 母材
54 被覆部材
55 充填部材
60 反射層
70 透光性樹脂
Claims (14)
- 導電部材を有する基体に発光素子の電極を接続する工程と、
アルミニウムを含む粒子状の第1波長変換部材と、アルミニウムを含む被覆部材によって表面が覆われた粒子状の第2波長変換部材と、アルミニウムを含み、粒径が前記第1波長変換部材及び前記第2波長変換部材の両方の粒径より小さく、アスペクト比が前記第1波長変換部材及び前記第2波長変換部材の両方のアスペクト比より小さい充填部材と、を前記発光素子の表面に電着し、前記第1波長変換部材及び前記第2波長変換部材の粒子間に前記充填部材が配置された波長変換層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記発光素子の表面はアルミニウムを含む導電性の第1被覆層に覆われており、前記波長変換層を形成する工程の後に、前記第1の被覆層を絶縁性の第2被覆層に変質させる工程を有する請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記波長変換層を形成する工程の後に、前記波長変換層を被覆する透光性樹脂を形成する工程を有する請求項1または請求項2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記波長変換層を形成する工程の後に、前記導電部材上に形成された前記波長変換層を被覆する反射層を形成する請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2波長変換部材の粒径が前記第1波長変換部材の粒径より大きい請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2波長変換部材のアスペクト比が前記第1波長変換部材のアスペクト比より大きい請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1波長変換部材の粒径が3.0〜9.5μmである請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2波長変換部材の粒径が5.5〜12.0μmである請求項1から7のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記充填部材の粒径が0.3〜9.0μmである請求項1から8のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記充填部材のアスペクト比が1.0〜1.3である請求項1から9のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1波長変換部材がYAGである請求項1から10のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2波長変換部材の母材がSCASNである請求項1から11のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記充填部材が酸化アルミニウムである請求項1から12のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記被覆部材が酸化アルミニウムである請求項1から13のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
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