JP2018107351A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

発光装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018107351A
JP2018107351A JP2016254287A JP2016254287A JP2018107351A JP 2018107351 A JP2018107351 A JP 2018107351A JP 2016254287 A JP2016254287 A JP 2016254287A JP 2016254287 A JP2016254287 A JP 2016254287A JP 2018107351 A JP2018107351 A JP 2018107351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
light
emitting element
manufacturing
phosphor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016254287A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6819282B2 (ja
Inventor
順司 武市
Junji Takechi
順司 武市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Chemical Industries Ltd filed Critical Nichia Chemical Industries Ltd
Priority to JP2016254287A priority Critical patent/JP6819282B2/ja
Priority to US15/854,289 priority patent/US10367119B2/en
Publication of JP2018107351A publication Critical patent/JP2018107351A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6819282B2 publication Critical patent/JP6819282B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0025—Processes relating to coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

【課題】色むらの発生を抑制した発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置の製造方法は、平面視において活性層を部分的に含む積層半導体２０を備える発光素子１を準備する工程と、前記発光素子１を支持体１０に載置する工程と、前記発光素子１を被覆する蛍光体層６０を形成する工程と、前記蛍光体層６０の余剰分を判定する工程と、平面視において前記活性層が含まれない領域に形成された前記蛍光体層６０を部分的に除去する工程とを含む。
【選択図】図１４

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。
半導体発光素子等の発光素子を用いた発光装置が普及している。特に発光素子の光で蛍光体を励起し、発光素子からの光と蛍光体からの光の混色によって白色光などに発光する発光装置が提供されている。このような発光装置において、蛍光体は発光素子を被覆する樹脂中に混入されて蛍光体層を構成して、発光素子の周囲に配置される。
このような蛍光体層の形成方法には電着等が用いられている。電着等により蛍光体層を形成する際、蛍光体の量が多すぎて蛍光体層が厚くなった場合には、これに空気などを吹き付けて蛍光体の一部を吹き飛ばして除去することが考えられる。
しかしながら、蛍光体が除去されると、除去された部分の蛍光体の量が相対的に少なくなる結果、発光装置としてみた場合に色むらが生じるおそれがある。
特開２００７−１１６０３５号公報 特開２００８−１１７９７６号公報
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、本発明の目的の一つは、色むらの発生を抑制した発光装置の製造方法を提供することにある。
本発明の一形態に係る発光装置の製造方法によれば、平面視において活性層を部分的に含む積層半導体を備える発光素子を準備する工程と、前記発光素子を支持体に載置する工程と、前記発光素子を被覆する蛍光体層を形成する工程と、前記蛍光体層の余剰分を判定する工程と、平面視において前記活性層が含まれない領域に形成された前記蛍光体層を部分的に除去する工程とを含むことができる。
上記形態によれば、蛍光体層の余剰分を除去して発光色のシフトを調整しつつも、色むらの発生を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る発光装置を示す概略平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線における概略端面図である。 図２の概略要部拡大端面図である。 図２の発光素子を裏面側から見た概略平面図である。 図４の発光素子の非活性層領域を示す概略平面図である。 図４に示す発光素子のＩＶ−ＩＶ線における概略端面図である。 変形例に係る発光素子を示す概略平面図である。 他の実施形態に係る発光素子を示す概略端面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 発光素子を支持体上に載置した状態を示す概略端面図である。 積層半導体の表面に蛍光体層を形成した状態を示す概略端面図である。 蛍光体層の余剰分を判定する様子を示す概略端面図である。 発光素子で測定された発光スペクトルを示すグラフである。 蛍光体層の余剰分を部分的に除去する様子を示す概略端面図である。
以下、本発明に係る実施形態及び実施例を、図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに限定されるものでない。また各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。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、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明に係る実施形態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。また、一部の実施形態において説明された内容は、他の実施形態等に利用可能なものもある。
本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法は、平面視において活性層を部分的に含む積層半導体を備える発光素子を準備する工程と、前記発光素子を支持体に載置する工程と、前記発光素子を被覆する蛍光体層を形成する工程と、前記蛍光体層の余剰分を判定する工程と、平面視において前記活性層が含まれない領域に形成された前記蛍光体層を部分的に除去する工程と、を含む。
前記蛍光体層を除去する工程において、液体又は気体を噴射して前記蛍光体層を除去することができる。
前記蛍光体層を除去する工程における前記液体にはアルコール類を用いることができる。
前記蛍光体層を除去する工程における前記気体には空気を用いることができる。
前記蛍光体層を形成する工程において、前記蛍光体層を、電着法、スプレー法又は静電塗装により形成する。
前記蛍光体層の余剰分を判定する工程において、前記発光素子を点灯させる。
前記蛍光体層の余剰分を判定する工程が、前記発光素子を点灯させて発光色のスペクトル成分を測定し、蛍光体のピーク波長が所望の波長からどれだけシフトしているかを判定し、該シフト量に応じて、前記蛍光体層を除去する量を算出する。
前記蛍光体層を除去する工程の後に、前記蛍光体層を被覆する被覆部材を形成する工程を含む。
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る発光装置を図１〜図６に示す。発光装置１００は、発光素子１と、これを上面に支持する支持体１０と、支持体１０上の発光素子１を被覆する蛍光体層６０とを備えている。
（支持体１０）
支持体１０は、発光素子１を実装するための部材である。支持体１０は絶縁性の母材と、母材の表面に発光素子１を実装する配線パターン等の導電部材を備えている。
導電部材として配線パターンを用いる場合は、例えば銀、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、タングステン、クロム、チタン、アルミニウム、金又はこれらの合金等の単層又は積層体を基材とし、基材の表面に銀を含む反射膜を形成したものを用いることができる。
支持体１０を構成する絶縁性の母材としては、セラミック、樹脂（繊維強化樹脂を含む）等が挙げられる。セラミック基板としては、アルミナ、窒化アルミニウム等が挙げられる。樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＢＴレジン、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリフタルアミド樹脂、ナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂や、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。また、母材は単層構造でも積層構造でもよい。また、これらの母材には、当該分野で公知の着色剤、充填剤、強化繊維等を含有させてもよい。特に、着色剤は、反射率の良好な材料が好ましく、酸化チタン、酸化亜鉛等の白色のものが好ましい。充填剤としては、シリカ、アルミナ等が挙げられる。強化繊維としては、ガラス、珪酸カルシウム、チタン酸カリウム等が挙げられる。
図１、図２、図３では、導電部材が配線パターンにより形成され、母材がセラミックにより形成される。支持体１０の裏面側には、一対の電極端子１１が設けられる。一対の電極端子１１は、後述する第一電極と接合部材を介して接続される第一電極端子１１Ａと、第二電極と接合部材を介して接続される第二電極端子１１Ｂとを備える。さらに図１に示すように、必要に応じて保護素子９０が支持体１０上に実装される。保護素子９０は、ツェナーダイオードなどが利用できる。
（発光素子１）
発光素子１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。発光素子１は、図６に示すように、基板５０と、積層半導体２０と、電極３０とを備える。
基板５０は、その上面に積層半導体２０を成長させるための成長基板である。例えばサファイア等が好適に利用できる。
積層半導体２０は、基板５０の上面側から、第一導電型半導体層２１と、活性層２３と、第二導電型半導体層２２とが順に積層されてなる。活性層２３は、第一導電型半導体層２１の上面のうち所定の領域に設けられる。換言すると、平面視において積層半導体２０は活性層２３を部分的に含んでいる。平面視において、積層半導体の内で、活性層が含まれている活性層領域と、活性層が含まれていない非活性層領域６２とがある。また、第二導電型半導体層２２は、活性層２３の上面に設けられている。
第一導電型半導体層２１、活性層２３及び第二導電型半導体層２２は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体等、種々の半導体が用いられる。具体的には、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物半導体が挙げられ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等を用いることができる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。
発光素子１の平面視における形状は、略正方形、略正六角形等の多角形が好ましい。このような形状にすることで、発光素子上に半球状のレンズを備える場合に効率よく発光素子からの光を取り出すことができる。本明細書において略正方形とは、４つの角部の角度が、９０度±５度程度変動することも許容される。また、略正六角形とは、６つの角部の角度が、１２０度±５度程度変動することも許容される。平面視における発光素子を構成する各辺は、通常直線であるが、半導体層の加工精度等によって多少湾曲又は屈曲していてもよい。発光素子の大きさまたは発光素子に求められる特性によって、その上限を適宜調整することができる。例えば、発光素子が略四角形の場合には、発光素子の一辺の長さが、２００μｍから３ｍｍ程度が挙げられる。発光素子が略六角形の場合には、発光素子の一辺の長さが、１００μｍから２ｍｍ程度が挙げられる。
電極３０は、積層半導体２０の上面に設けられる。また、電極３０は、第一導電型半導体層２１と電気的に接続される第一電極３３ｎと、第二導電型半導体層２２と電気的に接続される第二電極３３ｐと、を備える。例えば、発光素子１の電極３０は、フリップチップ接続により支持体１０の導電部材と接続される。
第二電極３３ｐは、図６に示すように、全面電極３１と、カバー電極３２と、パッド電極３４を備える。第一電極及び第二電極は、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜によって形成することができる。具体的には、積層半導体２０側からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ等のように積層された積層膜が挙げられる。
なお、第一電極及び第二電極の形状や数は、適宜調整できる。例えば図４の例では、第一電極３３ｎを２×２の計４個、第二電極３３ｐを縦棒状に３個、それぞれ配置している。また、例えば図７に示す変形例に係る発光素子１’のように、第一電極３３ｎを３×３の計９個、第二電極３３ｐを縦棒状に４個、それぞれ配置してもよい。
また第一電極３３ｎ及び第二電極３３ｐの上面を除いた、積層半導体２０の表面を絶縁性の保護膜４０で被覆する。このような保護膜４０にはＳｉＯ2等が好適に利用できる。本実施形態において、第一導電型半導体層２１はｎ側半導体層であり、第二導電型半導体層２２はｐ側半導体層であり、第一電極３３ｎはｎ電極であり、第二電極３３ｐはｐ電極である。
（蛍光体層６０）
蛍光体層６０は、発光素子の活性層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蛍光体の粒子を含んでいる。蛍光体層６０は、発光素子１の少なくとも上面に設けられる。蛍光体層６０は、発光素子の側面及び／又は支持体の導電部材を被覆してもよい。ここで図２等に示すように、発光素子の上面において、蛍光体層６０の内、平面視において活性層が含まれない非活性層領域６２に形成された蛍光体が部分的に除去されている。換言すると、非活性層領域６２に形成された蛍光体層の一部の厚みが、活性層が含まれる領域に形成された蛍光体層の厚みよりも薄い。
発光素子は、活性層から第一ピーク波長の光を発する。このため、発光素子の上面において、活性層が含まれない非活性層領域よりも活性層が含まれている活性層領域は、第一ピーク波長の光が強い。また、蛍光体層を部分的に除去すると、蛍光体層によって励起された第二ピーク波長の光が低減し、この部分の第一ピーク波長の光が強くなる。本実施形態では、平面視において、第一ピーク波長の光が強い活性層領域ではなく、第一ピーク波長の光が弱い非活性層領域の蛍光体層を部分的に除去しているので、活性層領域の蛍光体層を除去する場合よりも、蛍光体層を部分的に除去した箇所において第一ピーク波長の光が強くなることを抑制できる。これにより、発光装置の色むらを抑制できる。換言すると、発光素子の上面において、第一ピーク波長の光が強い活性層領域の蛍光体層を部分的に除去すると、更に第一ピーク波長の光が強くなるので発光装置の色むらを生じやすい。
蛍光体層６０が部分的に除去された箇所において、発光素子の上面が蛍光体層から露出しないことが好ましい。すなわち、活性層が含まれない非活性層領域６２において、発光素子１の上面が露出しない程度に蛍光体が残るように、蛍光体層６０の肉厚を薄くすることが好ましい。このようにすることで、発光素子の上面が蛍光体層から露出した場合よりも第二ピーク波長の光量が低減することを抑制できるので、発光装置の色むらを抑制することができる。また、蛍光体層６０が部分的に除去された箇所における蛍光体層の厚みが、発光素子の上面に位置する蛍光体層の最大厚みの半分よりも厚いことが好ましい。このようにすることで、更に第二ピーク波長の光量が低減することを抑制できるので、発光装置の色むらを抑制することができる。また非活性層領域６２は、例えば発光素子１の製造過程において、ｎ側半導体層を露出させるためにエッチング等により活性層を除去した領域になる。例えば、図５の平面図において斜線で示す活性層２３を設けた領域に対して、第一電極３３ｎを設けた領域を非活性層領域６２とできる。あるいは、図８に示す他の実施形態に係る発光素子のように、第一電極３３ｎ’を延長して、第二導電型半導体層２２’の上方まで設けた構成においては、必ずしも第一電極３３ｎ’を設けた領域のすべてが、活性層２３’が含まれない非活性層領域６２’とはならない。このような場合には第一電極３３ｎ’を設けた領域に限らず、他の領域、図８の場合は半導体層をエッチングして第一導電型半導体層２１’（例えばｎ型半導体層）を露出させた領域を、非活性層領域６２’とできる。なお第二導電型半導体層２２’は、第二電極３３ｐ’と接続されている。
蛍光体層を形成する蛍光体としては、例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体、より具体的には、Ｅｕ賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系の元素、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活される、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト、アルカリ土類のハロシリケート、アルカリ土類金属シリケート、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン、アルカリ土類金属アルミン酸塩、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩等の蛍光体、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される、有機又は有機錯体等の蛍光体が挙げられる。
（含浸層８０）
非活性層領域の蛍光体層を部分的に除去した後に、蛍光体層６０の剥がれを防止するために、蛍光体層を被覆するように含浸層８０を形成することが好ましい。この含浸層８０の一部は、蛍光体層６０に含浸させて形成する。含浸層の材料としては、透光性材料を用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。
（被覆部材７０）
被覆部材７０は、蛍光体層６０の上面から被覆して発光素子１を封止するための部材である。被覆部材７０の材料は特に限定されず、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの変性樹脂やこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等を用いることができる。
被覆部材７０の形状は特に限定されないが、略半球形形状のレンズ部を備えることが好ましい。レンズ部を備えることで、レンズ部と空気との界面で発光素子１からの光が反射することが抑制されるので、光取り出し効率が向上する。被覆部材の形成方法は特に限定されず、圧縮成型や射出成型等によって形成することができる。その他、被覆部材の材料の粘度を最適化して、発光素子の上に滴下もしくは描画して、被覆部材自体の表面張力によって、レンズ部を形成してもよい。
（発光装置１００の製造方法）
次に、この発光装置１００の製造方法を、図９のフローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ１において、発光素子１を準備する。次にステップＳ２において、この発光素子１を支持体１０に載置する。図１０に示すように、支持体１０上に発光素子１が実装されて固定される。
さらにステップＳ３において、発光素子１を蛍光体層６０で被覆する。蛍光体層６０は、発光素子１の表面を覆う各部位での膜厚を均一にすることが好ましい。このようにすることで、発光装置の色ムラを抑制することができる。蛍光体層６０の形成方法としては、電着法、スプレー法、静電塗装法が好ましい。これらの方法で蛍光体層６０を形成することで、塗布により蛍光体層を形成する場合よりも膜厚を均一にしやすくなる。このようにして、図１１に示すように、支持体１０上の発光素子１が蛍光体層６０でほぼ均一に被覆される。
次にステップＳ４において、蛍光体層６０の余剰分を判定する。ここでは、図１２に示すように、発光素子１を点灯させて、その発光色を測定する。例えば、支持体１０の正負の電極に直流電源ＤＣを接続して、発光素子１を点灯させる。発光素子１の発光面には、発光スペクトルを測定可能な測定器ＳＡを配置し、測定器ＳＡの測定結果を演算部ＣＬで解析する。ここでは、発光素子１の出力光のスペクトル成分の内、蛍光体のピーク波長が、設計時の所望の波長からどれだけシフトしているかを測定する。そして、このシフト量に応じて、蛍光体層６０を除去する量を演算部ＣＬで算出する。
例えば、発光素子として青色発光ダイオード、蛍光体層として、青色発光ダイオードが発する青色光で励起されて黄色の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体を用いて、これら青色光と黄色光との混色で白色光を出力する発光装置を考える。この場合、蛍光体の塗布量が多すぎると、蛍光体層が発する黄色光の成分が増える結果、発光装置の出力光は黄色が強い光（相対的に青色成分が少ない光）となる。例えば、図１３に示すような発光スペクトルが測定された場合、蛍光体に相当するスペクトルが高いスペクトルを示すため、この発光ピークの振幅を下げるか、または短波長側にシフトさせる必要がある。これを実現するためには、蛍光体の量を減らすように、成膜された蛍光体層から蛍光体を部分的に除去することが考えられる。
ここで、ほぼ均一な膜厚で塗布された蛍光体層から、均一に蛍光体を除去することは困難なため、従来は、加圧空気を噴射して蛍光体を部分的に吹き飛ばすことが行われていた。
しかしながら、蛍光体を部分的に除去すると、除去された部位の蛍光体層の厚みが部分的に薄くなる結果、発光素子からの光の成分が強くなってしまい、部分的に発光色が異なる色むらが生じるおそれがある。
そこで本実施形態においては、蛍光体層の一部を除去しつつも色むらを抑制した発光装置が得られるように、発光に寄与し難い領域、具体的には、発光素子の活性層が含まれる領域を除いた箇所で、蛍光体層を部分的に除去することで、発光装置の色むらを抑制している。
本実施形態では、平面視において、第一ピーク波長の光が強い活性層領域ではなく、第一ピーク波長の光が弱い非活性層領域の蛍光体層を部分的に除去する。これにより、活性層領域の蛍光体層を除去する場合よりも、蛍光体層を部分的に除去した箇所において第一ピーク波長の光が強くなることを抑制できるので、発光装置の色むらを抑制できる。
平面視において、第一電極と重なる位置の蛍光体層を除去することが好ましい。蛍光体層の除去には例えば、液体又は気体を噴射することが用いられる。第一電極は、支持体上に支持されているので、第一電極と重ならない領域の蛍光体層を除去する場合よりも、発光素子にかかる応力を低減することができる。
具体的には、ステップＳ５において、平面視において活性層が含まれない非活性層領域６２に形成された蛍光体を部分的に除去する。例えば図１４に示すように、蛍光体層６０中の対象領域に対して、液体又は気体を噴射ノズルＮＺから噴射する。噴射ノズルＮＺは、演算部や演算部に接続されたコントローラＣＴ等により制御される。図１４の例では、第一電極３３ｎが位置する非活性層領域６２に、加圧された液体を噴射して除去する例を示している。
また、噴射する媒体は、加圧された液体や気体が利用できる。液体は、アルコール類が好適に利用できる。アルコール類としては、エタノールやメタノール、イソプロパノールなどが挙げられる。アルコール類は、除去した後に揮発させやすい結果、残留し難い特性を有するので好適である。一方、気体としては、空気が好適に利用できる。
このようにして余剰分の蛍光体を除去する。なお、必要に応じて、再度発光素子を点灯させて、発光色を測定して、発光スペクトルが意図したとおりに改善されたかどうかを確認してもよい。
このようにして余剰分の蛍光体を除去した状態で、ステップＳ６において、蛍光体層６０を被覆する被覆部材７０を形成する。また、被覆部材７０を形成するために含浸層８０を形成してもよい。これによって、図２等に示した発光装置が得られる。
本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ、その他の一般的な民生品用光源等に好適に利用することができる。
１００…発光装置
１、１’…発光素子
１０…支持体
１１…電極端子；１１Ａ…第一電極端子；１１Ｂ…第二電極端子
２０…積層半導体
２１、２１’…第一導電型半導体層
２２、２２’…第二導電型半導体層
２３、２３’…活性層
３０…電極
３１…全面電極
３２…カバー電極
３３ｎ、３３ｎ’…第一電極
３３ｐ、３３ｐ’…第二電極
３４…パッド電極
４０…保護膜
５０…基板
６０…蛍光体層
６２、６２’…非活性層領域
７０…被覆部材
８０…含浸層
９０…保護素子
ＤＣ…直流電源
ＳＡ…測定器
ＣＬ…演算部
ＮＺ…噴射ノズル
ＣＴ…コントローラ

Claims (8)

  1. 平面視において活性層を部分的に含む積層半導体を備える発光素子を準備する工程と、
    前記発光素子を支持体に載置する工程と、
    前記発光素子を被覆する蛍光体層を形成する工程と、
    前記蛍光体層の余剰分を判定する工程と、
    平面視において前記活性層が含まれない領域に形成された前記蛍光体層を部分的に除去する工程と、
    を含む発光装置の製造方法。
  2. 請求項１に記載の発光素子の製造方法であって、
    前記蛍光体層を除去する工程において、液体又は気体を噴射して前記蛍光体層を除去する発光装置の製造方法。
  3. 請求項２に記載の発光素子の製造方法であって、
    前記液体が、アルコール類である発光装置の製造方法。
  4. 請求項２に記載の発光素子の製造方法であって、
    前記気体が、空気である発光装置の製造方法。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法であって、
    前記蛍光体層は、電着法、スプレー法又は静電塗装により形成されてなる発光装置の製造方法。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法であって、
    前記蛍光体層の余剰分を判定する工程において、前記発光素子を点灯させる発光装置の製造方法。
  7. 請求項６に記載の発光素子の製造方法であって、
    前記蛍光体層の余剰分を判定する工程が、前記発光素子を点灯させて発光色のスペクトル成分を測定し、蛍光体のピーク波長が所望の波長からどれだけシフトしているかを判定し、該シフト量に応じて、前記蛍光体層を除去する量を算出してなる発光装置の製造方法。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法であって、さらに、
    前記蛍光体層を除去する工程の後に、前記蛍光体層を被覆する被覆部材を形成する工程を含む発光装置の製造方法。
JP2016254287A 2016-12-27 2016-12-27 発光装置の製造方法 Active JP6819282B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254287A JP6819282B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 発光装置の製造方法
US15/854,289 US10367119B2 (en) 2016-12-27 2017-12-26 Method of manufacturing light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254287A JP6819282B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 発光装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018107351A true JP2018107351A (ja) 2018-07-05
JP6819282B2 JP6819282B2 (ja) 2021-01-27

Family

ID=62630058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016254287A Active JP6819282B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 発光装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10367119B2 (ja)
JP (1) JP6819282B2 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01187567A (ja) * 1988-01-21 1989-07-26 Hitachi Chem Co Ltd 電子写真感光体の製造法
JP2002344029A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Rohm Co Ltd 発光ダイオードの色調調整方法
JP2010541284A (ja) * 2007-10-01 2010-12-24 インテマティックス・コーポレーション 蛍光体波長変換を備える発光デバイスおよびその製造方法
JP2011517090A (ja) * 2008-03-31 2011-05-26 クリー インコーポレイテッド 発光調整方法及びその方法を用いて製造されたデバイス
US20120244652A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods of fabricating light emitting diode devices
WO2013046674A1 (ja) * 2011-09-27 2013-04-04 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 Ｌｅｄ装置の製造方法
JP2013519232A (ja) * 2010-02-03 2013-05-23 ソラア インコーポレーテッド ガリウムおよび窒素含有材料を用いた光学装置のための反射モードパッケージ
US20160099388A1 (en) * 2014-10-06 2016-04-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating light-emitting device package

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3282176B2 (ja) 1997-07-14 2002-05-13 日亜化学工業株式会社 発光ダイオードの形成方法
JP2007116035A (ja) 2005-10-24 2007-05-10 Mitsubishi Chemicals Corp 発光装置及びその製造方法
US7504272B2 (en) 2006-11-06 2009-03-17 Stanley Electric Co., Ltd. Method for producing color-converting light-emitting device using electrophoresis
JP2008117976A (ja) 2006-11-06 2008-05-22 Stanley Electric Co Ltd 電気泳動を用いた色変換発光体装置の製造方法
JP2008130674A (ja) 2006-11-17 2008-06-05 Stanley Electric Co Ltd 電気泳動を用いた色変換発光体装置の製造方法
KR101431711B1 (ko) * 2008-05-07 2014-08-21 삼성전자 주식회사 발광 장치 및 발광 시스템의 제조 방법, 상기 방법을이용하여 제조한 발광 장치 및 발광 시스템

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01187567A (ja) * 1988-01-21 1989-07-26 Hitachi Chem Co Ltd 電子写真感光体の製造法
JP2002344029A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Rohm Co Ltd 発光ダイオードの色調調整方法
JP2010541284A (ja) * 2007-10-01 2010-12-24 インテマティックス・コーポレーション 蛍光体波長変換を備える発光デバイスおよびその製造方法
JP2011517090A (ja) * 2008-03-31 2011-05-26 クリー インコーポレイテッド 発光調整方法及びその方法を用いて製造されたデバイス
JP2013519232A (ja) * 2010-02-03 2013-05-23 ソラア インコーポレーテッド ガリウムおよび窒素含有材料を用いた光学装置のための反射モードパッケージ
US20120244652A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods of fabricating light emitting diode devices
WO2013046674A1 (ja) * 2011-09-27 2013-04-04 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 Ｌｅｄ装置の製造方法
US20160099388A1 (en) * 2014-10-06 2016-04-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating light-emitting device package

Also Published As

Publication number Publication date
US20180182924A1 (en) 2018-06-28
JP6819282B2 (ja) 2021-01-27
US10367119B2 (en) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11056627B2 (en) Light emitting device
US8552444B2 (en) Semiconductor light-emitting device and manufacturing method of the same
US9136447B2 (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
JP6428249B2 (ja) 発光装置
US10490703B2 (en) Light-emitting-device package and production method therefor
TWI771424B (zh) 半導體模組、顯示裝置、以及半導體模組的製造方法
JP6947995B2 (ja) 発光装置
JP2009070869A (ja) 半導体発光装置
US11101411B2 (en) Solid-state light emitting devices including light emitting diodes in package structures
JP6638748B2 (ja) 発光素子及び発光装置
JP6819282B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP7161105B2 (ja) 発光素子及び発光装置
JP6614313B2 (ja) 発光装置
JP2008166487A (ja) 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
KR20130104944A (ko) 발광 장치
KR20120021472A (ko) 발광소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200721

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6819282

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250