JP2018092989A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 歩留りを向上させることができる発光装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】 透光性部材、発光素子及び反射部材を備えた発光装置の製造方法であって、貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する工程と、前記透光性部材を、前記貫通孔又は前記凹部内に配置する工程と、前記貫通孔又は前記凹部内において、前記透光性部材上に前記発光素子を載置する工程と、前記貫通孔又は前記凹部の側面と接し、前記発光素子の側面を被覆する前記反射部材を形成する工程と、前記保持部材から前記発光装置を取り外す工程と、を含む発光装置の製造方法。【選択図】 図６

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。
ＬＥＤチップからの出射光と、この出射光を励起光とする蛍光体からの波長変換光との混合光によって白色光を得るＬＥＤパッケージが知られている。特許文献１には、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップの上面に配置される蛍光体板と、ＬＥＤチップの側面を被覆する樹脂と、を備える発光装置が開示されている。
特開２０１６−１１９４０２号
特許文献１で提案された発光装置は、樹脂及び／又は蛍光体板を発光装置の外形に合わせて切断することで個片化している。発光装置を個片化するためには、発光装置の外形に合わせて複数の箇所を切断しなければならない。このため、切断する位置が１箇所でもずれてしまうと発光装置の形状がばらついてしまうので歩留まりが低下するおそれがある。
本発明の実施形態は、歩留りを向上させることができる発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、
透光性部材、発光素子及び反射部材を備えた発光装置の製造方法であって、
貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する工程と、
前記透光性部材を、前記貫通孔又は前記凹部内に配置する工程と、
前記貫通孔又は前記凹部内において、前記透光性部材上に前記発光素子を載置する工程と、
前記貫通孔又は前記凹部の側面と接し、前記発光素子の側面を被覆する前記反射部材を形成する工程と、
前記保持部材から前記発光装置を取り外す工程と、
を含む。
本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、歩留りを向上させることができる。
図１Ａは、実施形態１に係る保持部材を準備する工程について示す概略上面図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａに沿った概略端面図である。 図２は、保持部材の変形例について示す概略上面図である。 図３Ａは、実施形態１に係る透光性部材を配置する工程について示す概略断面図である。 図３Ｂは、実施形態１に係る透光性部材を配置する工程の変形例について示す概略断面図である。 図３Ｃは、実施形態１に係る透光性部材を配置する工程の変形例について示す概略断面図である。 図４は、実施形態１に係る発光素子を載置する工程について示す概略断面図である。 図５は、実施形態１に係る反射部材を形成する工程について示す概略断面図である。 図６は、実施形態１に係る発光装置を取り外す工程について示す概略断面図である。 図７Ａは、実施形態１に係る発光装置の変形例について示す概略断面図である。 図７Ｂは、実施形態１に係る発光装置の変形例について示す概略断面図である。 図８は、実施形態２に係る透光性部材を配置する工程について示す概略端面図である。 図９は、実施形態２に係る反射部材を形成する工程について示す概略断面図である。 図１０Ａは、実施形態２に係る発光装置について示す概略上面図である。 図１０Ｂは、図１０ＡのＢ−Ｂに沿った概略断面図である。 図１１Ａは、実施形態３に係る透光性部材を配置する工程について示す概略断面図である。 図１１Ｂは、実施形態３に係る透光性部材を配置する工程の変形例について示す概略断面図である。 図１１Ｃは、実施形態３に係る透光性部材を配置する工程の変形例について示す概略断面図である。 図１２は、実施形態３に係る透光性部材を移動させる工程について示す概略断面図である。 図１３は、実施形態３に係る発光素子を載置する工程について示す概略断面図である。 図１４Ａは、実施形態３に係る発光装置について示す概略断面図である。 図１４Ｂは、実施形態３に係る発光装置の変形例について示す概略断面図である。 図１４Ｃは、実施形態３に係る発光装置の変形例について示す概略断面図である。 図１５は、実施形態４に係る発光素子を載置する工程について示す概略断面図である。 図１６は、実施形態４に係る反射部材を形成する工程について示す概略断面図である。 図１７Ａは、実施形態４に係る発光装置について示す概略断面図である。 図１７Ｂは、実施形態４に係る発光装置について示す概略下面図である。 図１７Ｃは、実施形態４に係る発光装置の変形例について示す概略下面図である。 図１７Ｄは、実施形態４に係る発光装置の変形例について示す概略下面図である。
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置の製造方法は、技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一つの実施の形態において説明する内容は、他の実施の形態にも適用可能である。
さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
実施形態１
図１Ａ〜図７Ｂを参照しながら、実施形態１に係る発光装置の製造方法について説明する。
実施形態１の発光装置の製造方法は、透光性部材、発光素子及び反射部材を備えた発光装置の製造方法であって、貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する工程と、前記透光性部材を、前記貫通孔又は前記凹部内に配置する工程と、前記貫通孔又は前記凹部内において、前記透光性部材上に前記発光素子を載置する工程と、前記貫通孔又は前記凹部の側面と接し、前記発光素子の側面を被覆する前記反射部材を形成する工程と、前記保持部材から前記発光装置を取り外す工程と、を含む。
以下、各工程について詳説する。
工程１−１．保持部材を準備する工程
図１Ａ、図１Ｂに示すように、貫通孔１１を備える保持部材１０を準備する。貫通孔１１は、保持部材１０の上面１０２と下面１０３とを貫通している。保持部材１０の上面１０２と下面１０３との間に位置する貫通孔１１の側面１０１は略平坦な面であることが好ましい。貫通孔１１の側面１０１が略平坦な面であることで、後述する発光装置を保持部材から取り出しやすくなる。本明細書で、略平坦な面とは凹凸がない又はほとんど凹凸がないことを意味し、５μｍ以下の凹凸は許容されることを意図する。
図１Ａに示すように、上面視における貫通孔１１の形状は、直線から構成される四角形、五角形、六角形等の多角形だけでなく、図２に示すように曲線から構成される円形状でもよい。また、上面視における貫通孔の形状は、直線と曲線との両方を備えた形状でもよい。上面視における貫通孔の角が曲線により構成されることで、後述する透光性部材及び／又は反射部材を貫通孔内の隅々まで充填しやすくなる。
保持部材に貫通孔を形成する方法としては、当該分野で公知の方法のいずれを利用してもよい。例えば、レーザー光の照射、パンチング、エッチング、ブラスト等が挙げられる。また、貫通孔を備える保持部材を、金型を使った圧縮成形やトランスファー成形、射出成形で形成してもよい。金型を使って保持部材１０を形成することで、貫通孔の形状のばらつきを抑制できる。更に、貫通孔の側面を略平坦にするために研磨等の公知の方法を用いてもよい。
図１Ｂに示すように、耐熱性シート等からなる支持部材２０上に、保持部材１０の下面１０３を貼り付けることにより、貫通孔１１の開口部を閉塞できる。保持部材１０の下面及び支持部材２０の上面は略平坦な面であることが好ましい。このようにすることで、支持部材２０と保持部材１０との間に隙間ができにくくなる。これにより、後述する反射部材が支持部材と保持部材との間の隙間に形成されることを抑制できるので、発光装置の形状がばらつくことを抑制できる。
保持部材は貫通孔ではなく、凹部が形成されていてもよい。凹部の側面も略平坦な面であることが好ましい。凹部の側面が略平坦な面であることで、後述する発光装置を保持部材から取り出しやすくなる。凹部の底面は、略平坦な面でも、凹凸を有する面でもよい。
工程１−２．透光性部材を配置する工程
図３Ａに示すように、透光体を貫通孔１１内に充填し、透光体を硬化することで、透光性部材３０を貫通孔１１内に配置する。尚、本明細書では硬化前の透光性部材を透光体と呼ぶことがある。透光体を充填する方法としては、当該分野で公知の方法のいずれを利用してもよい。例えば、印刷、ポッティング等が挙げられる。透光体を貫通孔内に充填することで貫通孔の側面と接する透光性部材を容易に形成することができる。貫通孔の側面と透光性部材とが接することで、後述する発光装置の外側面の一部が透光性部材により構成される。これにより、発光装置の外側面が反射部材によって構成される場合よりも発光装置の配光を広くすることができる。
透光体と保持部材との濡れ性を調整することで透光性部材の上面を凹形状又は凸形状にすることができる。例えば、保持部材に対して透光体の濡れ性が良い場合は、図３Ｂに示すように、透光性部材３０の上面３０１を曲面の凹形状にすることができる。透光性部材３０の上面３０１を曲面の凹形状にすることで、後述する接着部材が透光性部材の上面を濡れ広がりにくくなる。これにより、接着部材の形状がばらつくことを抑制できる。また、保持部材に対して透光体の濡れ性が悪い場合は、図３Ｃに示すように、透光性部材３０の上面３０１を曲面の凸形状にすることができる。尚、透光体と保持部材との濡れ性が良い又は悪いとは、図３Ａに示すように、透光性部材の上面が平面である場合の透光体と保持部材との濡れ性と比較した場合とする。
透光性部材は波長変換部材及び／又は光拡散材を含有していてもよい。波長変換部材とは、後述する発光素子が発する第一ピーク波長の光を、第一ピーク波長とは異なる波長の第二ピーク波長の光に変換する部材のことである。青色発光素子又は紫外線発光素子と波長変換部材とを組み合わせることにより、白色系等の発光装置を製造することができる。光拡散材とは、後述する発光素子が発する光を拡散させる部材である。透光性部材が光拡散材を備えることで透光性部材内での色ムラや輝度ムラを抑制することができる。波長変換部材及び／又は光拡散材は透光性部材内で偏在していても分散していてもよい。
保持部材が凹部を備える場合には、透光性部材を凹部内に配置する。
工程１−３．発光素子を載置する工程
図４に示すように、貫通孔内において、透光性部材３０上に発光素子４０を載置する。接着部材５０を介して発光素子４０を透光性部材３０上に載置することが好ましい。透光性部材３０と、発光素子４０と、が接着部材５０により接着されるので、後述する反射部材を形成する時に透光性部材３０と、発光素子４０との位置がずれることを抑制できる。上面視において、透光性部材の略中央に発光素子が載置されることが好ましい。後述する反射部材を形成した時に、発光素子の側面を被覆する反射部材の幅（Ｘ方向）のばらつきを抑制することができる。これにより、反射部材の幅（Ｘ方向）の薄い部分から発光素子の光が透過することを抑制できる。１つの透光性部材上に、複数の発光素子を載置してもよい。発光素子４０は、サファイア基板等の透光性基板４１上に、半導体積層体４２と、半導体積層体の上面に一対の電極４３、４４と、を備える。また、発光素子４０は電極形成面４０１と、電極形成面と反対側にある発光面４０２と、電極形成面４０１と発光面４０２との間にある側面４０３を備える。電極形成面４０１には一対の電極４３、４４を有している。一対の電極４３、４４の各々は、任意の形状にすることができる。本実施の形態の発光装置では、電極形成面４０１は半導体積層体４２の上面であり、発光面４０２は透光性基板４１の下面である。
発光素子４０の発光面４０２が透光性部材３０と対向するように、透光性部材上に発光素子を載置する。換言すると、発光素子４０は透光性部材３０と対向する面と反対側の面に一対の電極４３、４４を備える。接着部材５０は、発光素子の発光面４０２から発光素子の側面４０３まで被覆してもよい。接着部材５０が発光素子の側面４０３と接して被覆することで、発光素子と透光性部材の接着力が向上するので好ましい。接着部材５０は、後述する反射部材よりも発光素子からの光の透過率が高い。このため、接着部材５０が透光性基板４１及び半導体積層体４２の側面まで被覆することが好ましい。また、接着部材５０の外面５０２は、発光素子４０の電極形成面４０１側から発光面４０２側に向かって外向きに傾斜するのが好ましい。このようにすることで、発光素子４０からの光が接着部材５０を通して発光素子４０の外側に出やすくなる。
工程１−４．反射部材を形成する工程
図５に示すように、発光素子４０の側面４０３を被覆する反射部材６０を形成する。反射部材６０は透光性部材３０の上面３０１も被覆してもよい。尚、ここでの透光性部材３０の上面３０１とは発光素子４０の発光面４０２と対向する透光性部材３０の面のことである。透光性部材３０と発光素子４０とが接着部材５０により接着されている場合は、反射部材６０が、接着部材５０と接して発光素子４０の側面４０３を被覆してもよい。また、接着部材５０が発光素子の側面４０３を被覆している場合は、反射部材６０は、接着部材５０を介して発光素子４０の側面４０３を被覆してもよい。
発光素子４０の電極形成面４０１のうち、電極４３、４４が形成されていない部分も、反射部材６０で覆ってもよい。このとき、電極４３、４４の一部が反射部材６０から露出するように、反射部材６０の厚さ（ 方向の寸法）を調節してもよい。また、電極４３、４４を埋設する厚みの反射部材６０を形成した後に、反射部材６０の一部を除去し、電極４３、４４を露出させるようにしてもよい。反射部材６０を除去する際は、当該分野で公知の方法のいずれを利用してもよい。例えば、エッチング、切削、研削、研磨、ブラスト等が挙げられる。
工程１−５．発光装置を取り外す工程
図６に示すように、保持部材の貫通孔から透光性部材３０、発光素子４０及び反射部材６０を備える発光装置１００を取り外す。発光素子４０と透光性部材３０とが接着部材５０により接着されている場合は、接着部材５０も発光装置１００に含まれる。保持部材から発光装置を取り外す方法としては、発光装置を押すこと、保持部材を溶解させること、又は、発光装置に遠心力を加えること等が挙げられる。特に、図６に示すように、発光装置１００を押圧部材７０で押して保持部材１０から取り外すことが好ましい。発光装置１００を押して保持部材１０から取り外す場合は、保持部材１０を固定した後に押圧部材７０で発光装置１００を下方向に押して保持部材１０から発光装置１００を取り外してもよいし、押圧部材７０で発光装置１００を押して発光装置１００を固定した後に保持部材１０を上方向に移動させて保持部材１０から発光装置１００を取り外してもよい。
支持部材２０は、保持部材１０から発光装置１００を取り外した後で発光装置から取り外してもよい。また、保持部材１０から発光装置を取り外す前に発光装置１００から支持部材２０を取り外してもよい。発光装置を押して保持部材から取り外す場合は、保持部材の貫通孔から発光装置を取り外す前に保持部材から支持部材を取り外しておく。
透光性部材及び反射部材が樹脂材料より構成される場合は、反射部材の硬度が透光性部材の硬度よりも高いことが好ましい。このようにすることで、発光装置１００の反射部材６０を押して保持部材１０から取り外すときに、反射部材６０が変形することが抑制される。尚、反射部材及び透光性部材の硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３−３：２０１２に準じて測定することができる。
発光装置１００を押して保持部材１０から発光装置１００を取り外す場合には、複数の発光装置１００を同時に押し出すことが好ましい。このようにすることで、発光装置１００を１つずつ押し出す場合よりも作業時間を短縮できる。
保持部材が凹部を備える場合には、保持部材を溶解させること、又は、発光装置に遠心力を加えることで保持部材から発光装置を取り外すことができる。また、保持部材の凹部の底部を除去してもよい。このようにすることで、保持部材の貫通孔内に形成された透光性部材を得ることができるので、上述と同様に透光性部材を押して保持部材から発光装置を取り外してもよい。
以上の工程を経て、透光性部材、発光素子及び反射部材を備えた発光装置１００を得ることができる。本実施の形態の発光装置の製造方法では、発光装置を１個ずつ保持部材の貫通孔又は凹部内で製造することで、上面視における発光装置の形状を貫通孔又は凹部の形状と略同一にすることができる。これにより、発光装置を切断して個片化する場合よりも発光装置の形状がばらつくことを抑制できるので、発光装置の歩留まりを向上させることができる。
透光性部材が波長変換部材を含有している場合に、従来のように透光性部材を切断すると波長変換部材の硬度によっては、透光性部材の一面から波長変換部材が突き出るおそれがある。このため、透光性部材の形状がばらつくおそれがある。本実施の形態の発光装置の製造方法では、透光性部材を切断しないので、透光性部材の形状がばらつくことを抑制できる。また、波長変換部材の表面には、水分等から保護することを目的に保護膜を形成することがある。従来のように透光性部材を切断して個片化すると、波長変換部材の保護膜を除去してしまうおそれがある。本実施の形態の発光装置の製造方法では、透光性部材を切断しないので、波長変換部材の保護膜が除去されることを抑制できる。
図３Ｂに示す透光性部材を用いて上記の発光装置の製造工程を実施すると、図７Ａに示すような、発光素子４０の発光面４０２と対向する透光性部材３０の面が曲面の凹形状を備える。このようにすることで、透光性部材３０と対向する接着部材の面５０１を曲面の凸形状にすることができる。これにより、透光性部材３０と対向する接着部材の面が平面である場合よりも、発光素子４０からの光が透光性部材３０に入射する時に反射されにくくなるので発光装置１００の光取り出し効率が向上する。
図３Ｃに示す透光性部材を用いて上記の発光装置の製造工程を実施すると、図７Ｂに示すような、発光素子４０の発光面４０２と対向する透光性部材３０の面が曲面の凸形状を備える。このようにすることで、透光性部材３０と対向する接着部材の面５０１を曲面の凹形状にすることができる。これにより、透光性部材３０と対向する接着部材の面が平面である場合よりも、発光素子４０からの光が透光性部材３０に入射する時に反射されやすくなるので、発光素子からの光が接着部材５０内で拡散されやすくなる。これにより、接着部材５０内での輝度ムラを抑制することができる。
実施形態２
図８〜図１０Ｂを参照しながら、実施形態２に係る発光装置の製造工程について説明する。実施形態２に係る発光装置の製造工程は、実施形態１に係る発光装置の製造工程と比較して透光性部材を保持部材と離間して配置する点で相違する。
工程２−１．保持部材を準備する工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する。
工程２−２．透光性部材を配置する工程
図８に示すように、保持部材１０の貫通孔１１の側面１０１と離間するように透光性部材３０を貫通孔１１内に配置する。上面視において、透光性部材の面積が貫通孔の面積よりも小さいことで、貫通孔１１の側面１０１と、透光性部材３０と、が離間する。硬化後の透光性部材３０を、貫通孔内に配置することで貫通孔１１の側面１０１と透光性部材３０とを容易に離間させることができる。また、上面視において、透光性部材の面積が発光素子の面積よりも大きいことが好ましい。このようにすることで、透光性部材上に発光素子を載置しやすくなる。
上面視における透光性部材の形状は、直線から構成される四角形、五角形、六角形等の多角形だけでなく、曲線から構成される円形状でもよい。また、上面視における透光性部材の形状は、直線と曲線との両方を備えた形状でもよい。
上面視において、貫通孔の略中央に透光性部材が載置されることが好ましい。反射部材を透光性部材の側面に形成した時に、透光性部材の側面を被覆する反射部材の幅（Ｘ方向）のばらつきを抑制することができる。これにより、反射部材の幅（Ｘ方向）の薄い部分から発光素子の光が透過することを抑制できる。
透光性部材が波長変換部材を含有している場合は、透光性部材内で波長変換部材が偏在してもよい。透光性部材内で発光素子と対向する面側に波長変換部材が偏在することが好ましい。波長変換部材として水分に弱いものを使用した場合には、波長変換部材を発光素子と対向する面側に偏在させることで、波長変換部材が偏在していない透光性部材が保護層としての機能を果たす。これにより、波長変換部材が劣化されることを抑制し、良好な色度を保つことができる。例えば、水分に弱い蛍光体としてはＫＳＦ系蛍光体が挙げられる。
透光体を貫通孔内に配置する時は、透光体の量及び／又は粘度を調整することで透光性部材と貫通孔の側面とを離間させることができる。貫通孔の略中央に透光体を配置することが好ましい。このようにすることで、透光体が濡れ広がっても透光体が貫通孔の側面と接することを抑制することができる。保持部材１０が凹部を備えている場合は、凹部の側面と離間するように透光性部材を凹部内に配置する。
工程２−３．発光素子を載置する工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に透光性部材上に発光素子を載置する。
工程２−４．反射部材を形成する工程
図９に示すように、貫通孔の側面１０１と接し、発光素子４０の側面４０３を被覆する反射部材６０を形成する。反射部材６０は発光素子４０の発光面４０２と対向する透光性部材３０の上面３０１を被覆してもよい。発光素子４０と透光性部材３０とが接着部材５０により接着されている場合は、反射部材６０は、接着部材５０を介して側面４０３を被覆してもよい。本実施の形態の発光装置の製造方法では、透光性部材３０と貫通孔の側面１０１とが離間しているので反射部材６０が透光性部材３０の側面３０２を被覆する。接着部材５０が透光性部材の側面３０２を被覆する場合は、反射部材６０は、接着部材５０を介して透光性部材の側面３０２を被覆してもよい。
反射部材は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に電極４３、４４の一部が反射部材６０から露出するように、反射部材６０の厚さ（Ｚ方向の寸法）を調節してもよい。また、電極４３、４４を埋設する厚みの反射部材６０を形成した後に、反射部材６０の一部を除去し、電極４３、４４を露出させるようにしてもよい。
保持部材が凹部を備える場合は、凹部の側面と接し、発光素子の側面を被覆する反射部材を形成する。反射部材は透光性部材の側面も被覆する。
工程２−５．発光装置を取り外す工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に保持部材から発光装置を取り外すことで図１０Ａ及び図１０Ｂに示す発光装置２００を得ることができる。発光装置２００は、発光装置１００と比較して透光性部材３０の側面３０２が反射部材６０に被覆されているので発光装置２００の配光を第１実施形態に係る発光装置１００よりも狭くすることができる。このようにすることで、例えば発光装置２００から出射された光を２次レンズ等で制御しやすくなる。上面視において反射部材６０が、透光性部材の周囲を被覆していることが好ましい。このようにすることで、更に発光装置２００の配光を狭くすることができる。第２実施形態に係る発光装置の製造方法も、発光装置を１個ずつ保持部材の貫通孔又は凹部内で製造するので、実施形態１で述べたように、発光装置を切断して個片化する場合よりも発光装置の形状がばらつくことを抑制できる。これにより、発光装置の歩留まりを向上させることができる。
実施形態３
図１１Ａ〜図１４Ｃを参照しながら、実施形態３に係る発光装置の製造工程について説明する。実施形態３に係る発光装置の製造工程は、実施形態１に係る発光装置の製造工程と比較して保持部材の貫通孔又は凹部内で波長変換部材を偏在させる点と、保持部材の貫通孔又は凹部内において透光性部材を移動させる工程を含む点で相違する。
工程３−１．保持部材を準備する工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する。
工程３−２．透光性部材を配置する工程
図１１Ａに示すように、透光性部材３０内において波長変換部材３１が偏在して位置する透光性部材３０を貫通孔１１内に配置する。まず、波長変換部材を含有する透光体を貫通孔１１内に充填する。透光体に含有される波長変換部材を、透光体内において支持部材２０側に偏在させる。例えば、自然沈降又は遠心沈降により、波長変換部材３１を透光体内において支持部材２０側に偏在させることができる。透光体は、波長変換部材を偏在させた後、加熱等により硬化する。これにより、透光性部材３０内において波長変換部材３１が偏在して位置する透光性部材３０を貫通孔１１内に配置することができる。
透光体と保持部材との濡れ性を調整することで透光性部材の上面を凹形状又は凸形状にすることができる。例えば、保持部材に対して透光体の濡れ性が良い場合は、図１１Ｂに示すように、透光性部材の上面を曲面の凹形状にすることができる。また、保持部材に対して透光体の濡れ性が悪い場合は、図１１Ｃに示すように、透光性部材の上面を曲面の凸形状にすることができる。
保持部材が凹部を備える場合には、透光性部材内において波長変換部材が偏在して位置する透光性部材を凹部内に配置する。波長変換部材は透光性部材内において凹部の底部側に偏在して位置する。波長変換部材を偏在させる方法としては、上述の方法を用いることができる。
工程３−３．透光性部材を移動させる工程
保持部材が貫通孔を備える場合には、貫通孔内において、透光性部材を透光性部材が位置する保持部材の一方の開口部側から保持部材の他方の開口部側に移動させる。換言すると、透光性部材を支持部材により閉塞されていた保持部材の開口部側から、支持部材により閉塞されていない保持部材の開口部側に移動させる。
透光性部材を移動させる方法は、透光性部材を押すこと、又は、透光性部材に遠心力を加えること等が挙げられる。図１２に示すように、透光性部材３０を押圧部材７１で押し出して、貫通孔内において透光性部材３０を保持部材１０の一方の開口部側から保持部材の他方の開口部側に移動させることが好ましい。透光性部材３０を押圧部材７１で押す場合には、保持部材から支持部材を取り外し、透光性部材の波長変換部材が偏在する側の面及び透光性部材の波長変換部材が偏在していない側の面を保持部材の貫通孔から露出させることが好ましい。このようにすることで、押圧部材で透光性部材を直接押すことができるので、容易に貫通孔内において、透光性部材を移動させることができる。透光性部材を移動させることで、貫通孔内において透光性部材の波長変換部材が偏在する面と、支持部材により閉塞されていた保持部材の開口部との間にスペースを作ることができる。これにより、貫通孔内において後述する発光素子を透光性部材の波長変換部材が偏在する面側に載置するスペースを確保することができる。
保持部材が凹部を備える場合は、透光性部材に遠心力を加えること等で透光性部材を凹部の底部側から凹部の開口部側に移動させることができる。また、保持部材の底部を除去して、保持部材の凹部を貫通孔とする。これにより、底部を除去してできた貫通孔の開口部から発光素子を載置することができる。尚、保持部材の底部を除去して保持部材の凹部を貫通孔にした後に透光性部材を移動させてもよい。このようにすることで、上述の方法で貫通孔内において、透光性部材を透光性部材が位置する保持部材の一方の開口部側から保持部材の他方の開口部側に移動させることができる。
工程３−４．発光素子を載置する工程
図１３に示すように、透光性部材３０の波長変換部材３１を偏在させた側の面上に発光素子４０を載置する。透光性部材３０と、発光素子４０と、を透光性の接着部材５０を介して接着してもよい。透光性部材３０は、波長変換部材３１を偏在させていない側の面と対向する支持部材２１によって支持される。第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に発光素子４０の発光面４０２が透光性部材３０と対向するように、透光性部材上に発光素子を載置する。
工程３−５．反射部材を形成する工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に発光素子の側面を被覆する反射部材を形成する。
工程３−５．発光装置を取り外す工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に保持部材から発光装置を取り外すことで図１４Ａに示す発光装置３００を得ることができる。第３実施形態に係る発光装置の製造方法も、発光装置を１個ずつ保持部材の貫通孔又は凹部内で製造するので、実施形態１で述べたように、発光装置を切断して個片化する場合よりも発光装置の形状がばらつくことを抑制できる。これにより、発光装置の歩留まりを向上させることができる。発光装置３００は、発光素子の発光面４０２と、透光性部材３０の波長変換部材３１が偏在した側の面とを対向させることができる。これにより、水分に弱い波長変換部材を用いても波長変換部材が劣化されることを抑制できるので、良好な色度を保つことができる。
図１１Ｂに示す透光性部材を用いて上記の発光装置の製造工程を実施すると、図１４Ｂに示すように、発光装置の上面を構成する透光性部材の面が曲面の凹形状を備える。このようにすることで、透光性部材が樹脂材料を含む場合に、発光装置の上面を構成する透光性部材の面が平面の場合よりも、表面の粘着性を抑制することができる。これにより、発光装置を取扱いやすくなる。また、透光性部材と空気との界面で発光素子からの光が反射されやすくなるので、発光素子からの光が透光性部材内で拡散されやすくなる。これにより、透光性部材内での輝度ムラを抑制できる。
図１１Ｃに示す透光性部材を用いて上記の発光装置の製造工程を実施すると、図１４Ｃに示すような、発光装置の上面を構成する透光性部材の面が曲面の凸形状を備える。このようにすることで、透光性部材が樹脂材料を含む場合に、発光装置の上面を構成する透光性部材の面が平面の場合よりも、表面の粘着性を抑制することができる。これにより、発光装置を取扱いやすくなる。また、透光性部材と空気との界面で発光素子からの光が反射されにくくなるので、発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。
実施形態４
図１５〜図１７Ｄを参照しながら、実施形態４に係る発光装置の製造工程について説明する。実施形態４に係る発光装置の製造工程は、実施形態１に係る発光装置の製造工程と比較して透光性部材と発光素子の側面とが対向している点で相違する。
工程４−１．保持部材を準備する工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する。
工程４−２．透光性部材を配置する工程
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と同様に貫通孔又は凹部内に透光性部材を配置する。尚、第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法又は第３実施形態に係る発光装置３００の製造方法と同様の透光性部材を貫通孔又は凹部内に配置してもよい。また、第３実施形態に係る発光装置３００の製造方法と同様に透光性部材を移動する工程を備えていてもよい。
工程４−３．発光素子を載置する工程
図１５に示すように、貫通孔内において、透光性部材３０と発光素子４０の側面４０３とを対向させて、透光性部材３０上に発光素子４０を載置する。透光性部材３０と、発光素子４０と、を透光性の接着部材５０を介して接着してもよい。発光素子を載置する場合は、発光素子の電極４３、４４と貫通孔の側面１０１とが接するように載置することが好ましい。このようにすることで、後述する反射部材から発光素子の電極４３、４４を露出させやすくなる。
保持部材が凹部を備える場合には、凹部内において、透光性部材と発光素子の側面とを対向させて、透光性部材上に発光素子を載置する。
工程４−４．反射部材を形成する工程
図１６に示すように、貫通孔の側面と接し、発光素子４０の側面４０３を被覆する反射部材６０を形成する。本実施形態の発光装置の製造方法では、発光素子の発光面４０２も反射部材６０で被覆する。電極４３、４４の一部は反射部材６０から露出される。電極４３、４４と貫通孔の側面１０１とが接することで、容易に反射部材から発光素子の電極４３、４４を露出させることができる。また、電極４３、４４を埋設する反射部材６０を形成した後に、反射部材６０の一部を除去し、電極４３、４４を露出させるようにしてもよい。反射部材６０の一部を除去する場合は、保持部材から発光装置を取り外した後に反射部材６０の一部を除去する。反射部材６０を除去する際は、上述と同様の方法を用いることができる。
保持部材が凹部を備える場合には、凹部の側面と接し、発光素子の側面及び発光素子の発光面を被覆する反射部材を形成する。電極の一部は反射部材から露出される。
工程４−５．発光装置を取り外す工程
保持部材の貫通孔から透光性部材、発光素子及び反射部材を備える発光装置を取り外す。発光装置を取り外す方法としては、第１実施形態に係る発光装置１００製造方法と同様の方法を用いることができる。
以上の工程を経て、図１７Ａに示すように、実施形態４に示す発光装置は、発光素子の側面４０３方向から主に光を取り出すことができる。第４実施形態に係る発光装置の製造方法も、発光装置を１個ずつ保持部材の貫通孔又は凹部内で製造するので、実施形態１で述べたように、発光装置を切断して個片化する場合よりも発光装置の形状がばらつくことを抑制できる。これにより、発光装置の歩留まりを向上させることができる。
発光装置４００の厚みＨ（Ｘ方向）は、発光装置４００の幅Ｗ（Ｚ方向）より短いことが好ましい。これにより、発光装置４００を薄型の発光装置とすることができる。図１７Ｂに示すように、発光素子の一対の電極４３、４４と透光性部材３０とが１列に並んでいてもよいし、図１７Ｃに示すように、発光素子の一対の電極４３、４４が透光性部材３０の光取り出し面３０３に対して略直角に並んでいてもよい。図１７Ｄに示すように、発光素子４０が略長方形であり、発光素子の長手方向と透光性部材３０の光取り出し面３０３とが略平行であることが好ましい。このようにすることで、発光素子の長手方向からの光を発光装置の外側に取り出しやすくなる。
以下に、実施形態１〜４の発光装置の製造方法の各構成部材に適した材料等について説明する。
（保持部材１０）
保持部材１０は、貫通孔又は凹部を備え、貫通孔又凹部内で発光装置を製造する部材である。保持部材１０の材料としては、金属、樹脂等を用いることができる。保持部材を加工しない場合は、保持部材１０の材料としては金属を用いることが好ましい。金属を用いると、樹脂と比較して劣化しにくいので繰り返し使用できる。保持部材１０を加工する場合は、保持部材１０の材料として樹脂を用いることが好ましい。保持部材１０の材料として樹脂を用いると、金属と比較して加工が容易になる。
（支持部材２０、２１）
支持部材は、保持部材の貫通孔を閉塞する部材である。発光素子を載置する工程等で熱が発生するので、支持部材の材料としては耐熱シートが好ましい。支持部材は、片面に粘着剤が塗布されたシートやＵＶ露光により粘着力を消失させることができるシートを用いてもよい。
（透光性部材３０）
透光性部材３０は、発光素子を外部環境から保護するための部材である。透光性部材の材料としては、透光性を有する樹脂材料又はガラス材料等を用いることができる。透光性部材の樹脂材料としては、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、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。尚、透光性樹脂は、光の透過率が高いことが好ましい。透光性部材の厚みは、１０μｍ〜５００μｍであることが好ましく、さらには５０μｍ〜３００μｍであることがより好ましい。
（波長変換部材３１）
透光性部材は、波長変換部材３１を含有していてもよい。波長変換部材３１とは、発光素子から発する光のピーク波長を異なるピーク波長に変換する粒子である。波長変換部材３１としては、発光素子からの発光で励起可能な蛍光体が使用される。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（ＹＡＧ：Ｃｅ）、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（ＬＡＧ：Ｃｅ）、ユウロピウム及び／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−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｃｒ）、ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）、βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等の室化物系蛍光体；ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、硫化物系蛍光体、塩化物系蛍光体、ケイ酸塩系蛍光体、リン酸塩系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、様々な波長の発光装置を製造することができる。
（光拡散材）
輝度ムラや色ムラの改善のために透光性部材に光拡散材を含有させてもよい。光拡散材の材料として、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを用いることができる。特に、酸化チタンは、水分などに対して比較的安定でかつ高屈折率であるため好ましい。
（発光素子４０）
発光素子４０は、窒化物半導体等から構成される既知の半導体素子を適用できる。発光素子の発光波長は、可視域（３８０〜７８０ｎｍ）を含め、紫外域も選択することができる。例えば、ピーク波長４３０〜４９０ｎｍ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、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等を用いることができる。発光素子は、透光性基板４１、半導体積層体４２、及び電極４３、４４と、を含む。発光素子の透光性基板には、例えば、サファイア等の透光性の絶縁性材料を用いることができる。
（接着部材５０）
接着部材は、透光性部材と発光素子とを接着する部材である。接着部材は、透光性樹脂により構成することができる。透光性樹脂としては、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。接着部材は発光素子と接触しているので、点灯時に発光素子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、接着部材に適している。なお、接着部材は、発光素子からの光の透過率が高いことが好ましい。
（反射部材６０）
反射部材は、発光素子からの光を反射する部材である。反射部材は、光反射性樹脂により構成することができる。光反射性樹脂とは、発光素子のピーク波長に対する反射率が７０％以上の樹脂を意味する。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を使用できる。光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムなどを用いることができる。光反射性物質は、粒状、繊維状、薄板片状などを用いることができる。光反射性樹脂に含まれる樹脂材料としては、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の透光性樹脂であるのが好ましい。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。
本開示の実施形態による照明モジュール及び照明装置は、室内照明、室外照明、各種インジケーター、ディスプレイ、液晶のバックライト、センサー、信号機、車載部品、看板用チャンネルレター等、種々の用途に使用することができる。
１０ 保持部材
１１ 貫通孔
２０、２１ 支持部材
３０ 透光性部材
３１ 波長変換部材
４０ 発光素子
４１ 透光性基板
４２ 半導体積層体
４３、４４ 電極
５０ 接着部材
６０ 反射部材
７０、７１ 押圧部材
１００、２００、３００、４００ 発光装置

Claims (10)

  1. 透光性部材、発光素子及び反射部材を備えた発光装置の製造方法であって、
    貫通孔又は凹部を備える保持部材を準備する工程と、
    前記透光性部材を、前記貫通孔又は前記凹部内に配置する工程と、
    前記貫通孔又は前記凹部内において、前記透光性部材上に前記発光素子を載置する工程と、
    前記貫通孔又は前記凹部の側面と接し、前記発光素子の側面を被覆する前記反射部材を形成する工程と、
    前記保持部材から前記発光装置を取り外す工程と、
    を含む発光装置の製造方法。
  2. 前記発光素子は前記透光性部材と対向する面と反対側の面に一対の電極を備え、前記反射部材を形成する工程において、前記反射部材を前記一対の電極を埋設するように形成した後に、前記反射部材の一部を除去し、前記一対の電極を露出させる工程を含む請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記発光装置を取り外す工程において、前記発光素子及び／又は前記反射部材を押して前記保持部材から前記発光装置を取り外す請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記発光素子を載置する工程において、接着部材を介して前記発光素子を前記透光性部材上に載置する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 前記接着部材が前記発光素子の側面と接する請求項４に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記反射部材が前記接着部材と接する請求項４又は請求項５に記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記反射部材の硬度が前記透光性部材の硬度より高い請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記透光性部材が波長変換部材を含有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記透光性部材内で前記波長変換部材が偏在する請求項８に記載の発光装置の製造方法。
  10. 前記透光性部材は前記発光素子と対向する面側に前記波長変換部材が偏在する請求項９に記載の発光装置の製造方法。
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