JP2018155968A - 透光性部材の製造方法及び発光装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な透光性部材の製造方法及び発光装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】透光性部材の製造方法は、蛍光体を実質的に含まない第１層と、蛍光体を含有する第２層とが積層された透光性シートを配置した支持体１を準備する工程と、ブレードによる切削によって支持体１上において空隙により前記第１層が離間されて形成された蛍光体非含有部５０Ａと前記第２層が離間されて形成された蛍光体含有部５０Ｂとが積層された複数の透光性部材５０を前記透光性シートから形成する工程とを含む。
【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、透光性部材の製造方法及び発光装置の製造方法に関する。
発光装置に用いられる透光性部材として、例えばキャリア上に配置された光学シートを分割することで製造することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２０１１−５１１３２５号公報
本開示に係る実施形態は、簡易な透光性部材の製造方法及び発光装置の製造方法の提供を課題とする。
本開示の実施形態に係る透光性部材の製造方法は、蛍光体を実質的に含まない第１層と、蛍光体を含有する第２層とが積層された透光性シートを配置した支持体を準備する工程と、ブレードによる切削によって前記支持体上において空隙により前記第１層が離間されて形成された蛍光体非含有部と前記第２層が離間されて形成された蛍光体含有部とが積層された複数の透光性部材を前記透光性シートから形成する工程とを含むこととした。
本開示の実施形態に係る透光性部材の製造方法は、表面の凹凸が小さい第１層と、表面の凹凸が前記第１層よりも大きい蛍光体を含有する第２層とが積層された透光性シートを配置した支持体を準備する工程と、ブレードによる切削によって前記支持体上において空隙により前記第１層が離間されて形成された蛍光体非含有部と前記第２層が離間されて形成された蛍光体含有部とが積層された複数の透光性部材を前記透光性シートから形成する工程とを含むこととした。
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、前記透光性部材の製造方法で製造された透光性部材を、発光素子上に搭載する工程を含むこととした。
本開示の実施形態によれば、透光性部材を簡易に製造することができる。また、発光装置を簡易に製造することができる。
本実施形態に係る透光性シートを模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る透光性シートの図１ＡにおけるＩＢ−ＩＢ線での断面図である。 本実施形態に係る透光性部材を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る透光性部材の図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ線での断面図である。 本実施形態に係る透光性部材の製造方法において透光性シートを切削する切削装置を示す模式図である。 図３ＡのブレードのＡ部を拡大して示す模式図である。 ブレードの模式図である。 切削屑が排出された状態の透光性部材を示す図である。 切削屑が堆積した状態の透光性部材を示す図である。 本実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る発光装置の図６ＡにおけるＶＩＢ−ＶＩＢ線での断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造に使用する基板の一例を模式的に示す平面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法の第Ｓ１工程を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法の第Ｓ２工程を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法の第Ｓ３工程を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法の第Ｓ４工程を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法の第Ｓ５工程を模式的に示す断面図である。
以下、実施形態に係る透光性部材の製造方法及び発光装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一若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こととする。
≪透光性部材の製造方法≫
まず、本実施形態に係る透光性部材の製造方法について、図１Ａから図３Ｂを用いて説明する。透光性部材の製造方法は、透光性シート８を配置した支持体１を準備する第１工程と、支持体１上においてブレード８４による切削によって透光性シート８から複数の透光性部材５０を形成する第２工程とを含む。
（第１工程）
第１工程で用いる支持体１は、透光性シート８を配置することのできる大きさを有している。支持体１は、透光性シート８を固定できるような接着層を備えることが好ましく、例えばダイシングテープ等からなる。接着層は、紫外線硬化型の接着剤からなることが好ましく、この場合、接着剤の上に透光性シート８が配置された後に、紫外線が照射される。
第１工程で用いる透光性シート８は、蛍光体を実質的に含まない第１層８Ａと、蛍光体を含有する第２層８Ｂとが積層されたシート状部材である。透光性シート８は、例えば発光素子上に設けられたときに、発光素子から出射される光を透過させることのできるシート状部材である。透光性シート８は、少なくとも以下のような母材により構成される。また、透光性シート８は、以下のような蛍光体を母材中に含有することで、波長変換部材として機能させることができる。
透光性シート８の母材は、例えば発光素子から出射される光に対して透光性を有するものであればよい。なお、「透光性」とは、発光素子の発光ピーク波長における光透過率が、好ましくは６０％以上であること、より好ましくは７０％以上であること、よりいっそう好ましくは８０％以上であることを言う。透光性シート８の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂を用いることができる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れており好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。透光性部材は、これらの母材のうちの１種を単層で、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成することができる。
シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、比較的柔らかい材料である。そのため、切削による切断で、例えば、長尺状の小片となった透光性部材の転写や移載等を行う際に、変形やねじれが起こる虞がある。しかし、本実施形態の製造方法においては、このような転写や移載の回数を減少させることができるため、透光性部材の変形を低減することができる。
蛍光体は、以下に示す具体例のうちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
緑色発光する蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＴｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）系蛍光体、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２））、ＳＧＳ系蛍光体（例えばＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）などが挙げられる。
黄色発光の蛍光体としては、αサイアロン系蛍光体（例えばＭｚ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６（但し、０＜ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）などが挙げられる。このほか、上記緑色発光する蛍光体の中には黄色発光する蛍光体もある。また例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、Ｙの一部をＧｄで置換することで発光ピーク波長を長波長側にシフトさせることができ、黄色発光が可能である。また、これらの中には、橙色発光が可能な蛍光体もある。
赤色発光する蛍光体としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）などが挙げられる。このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体（一般式（Ｉ）Ａ２［Ｍ１−ａＭｎａＦ６］で表される蛍光体である（但し、上記一般式（Ｉ）中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＮＨ４からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０＜ａ＜０．２を満たす））が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体（例えばＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）がある。
（第２工程）
第２工程では、後記する切削装置による切削によって支持体１上において透光性シート８を小片に切断、すなわち個片化することで透光性部材５０が作製される。透光性シート８の切断には、回転刃を使用する。これにより、切断後に得られる透光性部材５０は、隣接する透光性部材５０と離間して配置される。換言すると、隣接する透光性部材５０は、空隙を介して配置される。
図１Ａに示すように、透光性シート８は、支持体１側から、例えば、第１層８Ａと、第２層８Ｂとが積層されて成る。
第１層８Ａは、蛍光体を実質的に含んでおらず、透光性シート８の母材からなる。
第２層８Ｂは、透光性シート８の母材と、母材に含有された蛍光体とを備えている。
ここでは、第２層８Ｂは、例えば、赤色発光するマンガン賦活フッ化物系蛍光体を含んでいるものとする。なお、第２層８Ｂは、それぞれ異なる蛍光体を含有する複数の層を有していてもよい。
第１層８Ａは表面の凹凸が小さい層であり、第２層８Ｂは第１層８Ａよりも表面の凹凸が大きい層である。よって、支持体１が接着層を備えている場合に、接着層と第１層８Ａとが接触して配置されるときの密着力は、接着層と第２層８Ｂとが接触して配置されるときの密着力よりも大きい。
表面の凹凸が大きい第２層８Ｂは、支持体１の接着層との密着力が小さい。そのため、第２層８Ｂの表面を支持体１の接着層に接触させた状態で、透光性シート８を切削すると、切断されて形成された透光性部材５０が支持体１から離れ、飛散する場合がある。
一方、凹凸が小さい第１層８Ａは、支持体１の接着層との密着力が大きい。そのため、第１層８Ａの表面を支持体１の接着層に接触させた状態で、透光性シート８を切削すると、透光性部材５０の飛散を抑制することができる。このようにすることで、容易に透光性部材を製造することができる。
また、表面の凹凸が大きい第２層８Ｂは、支持体１の接着層との密着力が小さい。そのため、第２層８Ｂの表面を支持体１の接着層に接触させた状態で、透光性シート８を切削すると、第２層８Ｂの切削屑が空隙から離れやすく飛散しやすい。一方、凹凸が小さい第１層８Ａは、支持体１の接着層との密着力が大きい。そのため、第１層８Ａの表面を支持体１の接着層に接触させた状態で、透光性シート８を切削すると、第１層８Ａの切削屑は接着層の切削屑と一体となりやすい。接着層と一体となった第１層８Ａの切削屑は、空隙近傍に残り易く、飛散が発生しにくい。つまり、切断屑の除去性が低下する場合がある。そのため、後述するように、透光性シート８の切削後、さらに空隙内にブレードを移動させることで、空隙内もしくは近傍に残った切削屑を排出する工程を有することが好ましい。
図２Ａは、支持体１上で複数の透光性部材５０が形成された状態を示している。詳細には、図２Ａは、支持体１の一部を拡大した一例であり、７個の透光性部材５０と、それらを挟む位置に、１４個の透光性部材５０の一部と、を図示している。透光性部材５０は、支持体１側から、例えば、蛍光体非含有部５０Ａと、蛍光体含有部５０Ｂとが積層されて成る。
蛍光体非含有部５０Ａは、支持体１上において空隙により透光性シート８の第１層８Ａが離間されて形成されたものである。蛍光体非含有部５０Ａは、蛍光体を実質的に含んでおらず、透光性部材の母材からなる。
蛍光体含有部５０Ｂは、支持体１上において空隙により透光性シート８の第２層８Ｂが離間されて形成されたものである。蛍光体含有部５０Ｂは、透光性部材の母材と、母材に含有された蛍光体とを備えている。
切削装置としては、湿式または乾式を用いることができる。湿式の切削装置の場合、切削屑を水で除去することができる。乾式の切削装置の場合、切削屑を吸引することで除去することができる。いずれの切削装置を用いるのかは、蛍光体の種類等に応じて適宜選択することができる。
例えば、透光性シート８の第２層８Ｂがマンガン賦活フッ化物系蛍光体を含んでいる場合、乾式の切削装置を用いることが好ましい。マンガン賦活フッ化物系蛍光体は、スペクトル線幅の比較的狭い発光が得られ高い色再現性を有する発光装置に用いる際に好ましい反面、水分により劣化しやすい性質を有しているからである。このため、図３Ａに示すような乾式の切削装置８０を用いることで、切削水及び／又は冷却水などの水分によるマンガン賦活フッ化物系蛍光体の劣化を低減することができる。
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、切削装置８０は、例えば、ステージ８１と、スピンドル部８２と、吸引機構８３と、を備えている。なお、切削装置８０は、スピンドル部８２が配置された本体部８８と、本体部８８に接合されたカバー８９と、を有し、切削作業時は、切削屑が飛散しないようになっている。
ステージ８１は、支持体１を載置する部材であり、ＸＹ方向に移動可能に構成されている。スピンドル部８２は、ブレード８４として輪郭が円形状の回転刃を備える。吸引機構８３はブレード８４に隣り合って設けられている。吸引機構８３は、ブレード８４によって透光性シート８を切削することで発生する切削屑を吸引するものである。吸引機構８３は、例えば集塵機８５と、吸入口部８６と、ホース８７とを備えている。吸入口部８６は、ブレード８４の下端側に吸入開口下端を対応させて近接配置されている。吸入口部８６は、側面視で吸入開口が広く、奥に行く程狭くなるように形成されている部材である。吸入口部８６は、ブレード８４の下端から中心までの開口広さを備えている。ホース８７は、吸入口部８６と集塵機８５とを接続するものである。なお、スピンドル部８２と、吸引機構８３の吸入口部８６はカバー８９で覆われる。このような吸引機構８３を利用することで、切削屑の排出性が向上し、透光性部材の製造に係る手間と時間を省くことができる。
切削装置８０において、ブレード８４を回転させて、ステージ８１をＸＹ方向に移動させる。ブレード８４による切削で透光性シート８の一部を除去することで、互いに離間した状態の、ブロック状の透光性部材５０を作る。
ステージ８１の送り速度は、透光性シート８の材質等に応じて適宜設定することができる。送り速度は、基板等を切断する場合の１０倍程度である。例えば、基板を切断するときの送り速度が１０ｍｍ／ｓｅｃである場合、透光性シート８の送り速度は、例えば１００ｍｍ／ｓｅｃにすればよい。
ブレード８４の刃厚は、所望の空隙の幅と同じ値に設定すればよい。１枚の透光性シート８から得られる透光性部材５０の個数の観点からは、刃厚は小さいほど好ましいが、空隙を形成するために、押し切り型のカッターの刃厚よりも大きいことが好ましい。
なお、発光装置を製造する工程のうちの１つとして透光性部材を製造する場合、例えば、製造された透光性部材を次工程で扱うために取扱い可能な程度の幅の空隙を確保することが必要である。例えば支持体１の下から、ある１つの透光性部材を突き上げたときに隣接する透光性部材が浮き上がるなどして支障とならないようにするために、隣接する透光性部材間の距離は５０μｍ以上であることが好ましい。つまり、ブレード８４の刃厚は、５０μｍ以上であることが好ましい。
ブレード８４の回転数は、切削装置８０の仕様に応じて適宜設定することができる。例えば、回転数が高過ぎると、回転刃が蛇行する虞があったり、破損する虞がある。回転数が低過ぎると、透光性シート８に対して単位時間に回転刃が当たる回数が少なくなって切削屑の排出性が低下する。よって、切削屑の排出性が良好となるような回転数を設定すればよい。このような回転数の一例としては３８，０００〜４２，０００ｒｐｍを挙げることができる。
図３Ｂは、乾式の切削装置のブレード８４の一例である。また、図３Ｃは、湿式の切削装置のブレード８４Ｃの一例である。図３Ｂに示す乾式の切削装置のブレード８４は、図３Ｃに示す湿式の切削装置のブレード８４Ｃに比べて、スリット間隔が半分以下（１／３〜１／４）となるように狭く設定され、また、スリット深さが１．５〜２倍となるよう設定されているものが好ましい。このようにすることで、切削屑がスリットにひっかかって巻き上げ易く、樹脂屑の排出性を向上させることができる。また、このような構造は放熱性が高いため、ブレードの温度が比較的低温に保持できる。そのため、透光性シート８がブレードの熱によって柔らかくなることを抑制し、切削によって切断しにくくなるおそれを低減することができる。これにより、透光性シート８を容易に切削して切断することができる。
支持体１上においてブレード８４で透光性シート８を切削する際に、透光性シート８の下の支持体１を一緒に切削してもよいし、支持体１を切削しなくてもよい。本実施形態では、一例として透光性シート８と共に支持体１を切削することとする。このとき、支持体１は個片化されず、支持体１には縦横に溝が形成される。
支持体１を構成する材料は、脆く、粉（細かい屑）になり易いものが集塵し易く除去し易いので好ましい。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。この中でＰＰは切削屑が線状（糸状）になりがちであり、線状の切削屑は一緒に切られた支持体１の接着層に密着しているので、再付着し易い。一方、ＰＥＴは切削屑がより細かく粉状になる。したがって、透光性シート８と共に支持体１を一緒に切削する場合、切削屑の吸引性及び排出性の観点からはＰＥＴが好ましい。
ブレード８４は、何れの方向に回転しても構わないが、支持体１から透光性シート８に向かう方向に回転することが好ましい。すなわち、ブレード８４は、図３Ａにおいて矢印Ｂで表す方向（時計回り）に回転することが好ましい。ブレード８４が、図３Ａにおいて矢印Ｂで表す方向（時計回り）に回転すると、切削屑を下方から巻き上げるので、切削屑が支持体１にめりこむことを防止できる。また、切削屑を巻き上げた先に吸引機構８３の吸入口部８６が配置されているので、切削屑を巻き散らかすことなく吸引することができる。したがって、図４に示すように切削屑の排出が良好となり、量産性を高めることができる。
本実施形態は、透光性シート８の切断に、回転刃を用いて、透光性シート８を切削して空隙が空くようにしている。つまり、個片化された透光性部材を得ると同時に、各透光性部材を互いに離間した状態にさせることができる。そのため、透光性部材同士を離間させる工程が不要である。
また、各透光性部材を互いに離間させる工程が必要ないことから、短縮された時間を利用して前記第２工程を複数回繰り返すようにしてもよい。つまり、支持体１上で各透光性部材に既に分離された透光性シート８を載せた状態のステージ８１を、同じ軌道でＸＹ方向に移動させながらブレード８４を回転させる動作を繰り返してもよい。例えば、第２工程を２回行う場合、１回目には、各透光性部材５０を切削して互いに離間させ、２回目には、残った切削屑を吹き飛ばして除去することで切削屑を排出することもできる。
≪発光装置１００≫
次に、本実施形態に係る発光装置１００について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。なお、図６Ａ及び図６Ｂ中、発光装置１００における、幅方向をＸ方向、厚さ方向をＹ方向、前後（奥行き）方向をＺ方向として示す。このＸ、Ｙ、Ｚ方向（軸）はそれぞれ、他の２方向（軸）と垂直な方向（軸）である。より詳細には、右方向をＸ＋方向、左方向をＸ−方向、上方向をＹ＋方向、下方向をＹ−方向、前方向をＺ＋方向、後ろ方向をＺ−方向としている。Ｙ−方向が当該発光装置１００の実装方向である。Ｚ＋方向が当該発光装置１００の主発光方向である。
（発光装置１００）
発光装置１００は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。本実施形態の発光装置１００は、側面発光型（「サイドビュー型」とも呼ばれる）であるが、上面発光型（「トップビュー型」とも呼ばれる）にすることも可能である。側面発光型の発光装置は、実装方向と主発光方向が互いに垂直である。上面発光型の発光装置は、実装方向と主発光方向が互いに平行である。発光装置の前面視形状すなわち主発光方向から見た形状は、適宜選択できるが、矩形状が量産性において好ましい。特に、発光装置が側面発光型である場合の前面視形状は、長手方向と短手方向を有する長方形状が好ましい。また、発光装置が上面発光型である場合の前面視形状は、正方形状又は長方形状が好ましい。
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本実施形態に係る発光装置１００は、小片基板１０１と、導電性接着部材２０と、発光素子３０と、導光部材４０と、透光性部材５０と、光反射性の被覆部材７０１と、を備えている。ここでは、透光性部材５０の前面と被覆部材７０１の前面は、実質的に同一面を構成している。
なお、配線１１１は、後記する配線１１（図７参照）が個片化されたものである。また、基体１５１は、後記する基体１５（図７参照）が個片化されたものである。被覆部材７０１は、後記する被覆部材７０（図８Ｄ等参照）が個片化されたものである。発光素子３０は、後記する第１発光素子３１若しくは第２発光素子３２（図８Ａ参照）を含むものである。透光性部材５０は、透光性シート８（図１Ａ等参照）が個片化されたものである。ここでは、透光性シート８の第２層８Ｂは、それぞれ異なる蛍光体を含有する複数の層を有していることとする。また、透光性部材５０は、後記する第１透光性部材５１若しくは第２透光性部材５２（図８Ｂ参照）を含むものである。
このような構成を有する発光装置１００は、例えば、回路基板に配線１１１の正極及び負極の外部接続端子部を半田付けされ、回路を通じて給電されることにより発光する。このとき、被覆部材７０１の高い光反射性によって、発光素子３０及び透光性部材５０から側方に出射される多くの光が前方へ偏向され、発光装置１００の主たる発光領域は透光性部材５０の前面になる。以下、発光装置１００のより詳細な説明をする。
（基板１０，小片基板１０１）
基板１０は、少なくとも、配線と、その配線を保持する基体と、により構成される。このほか、基板１０は、ソルダーレジスト又はカバーレイなどの絶縁保護膜を含んでいてもよい。小片基板１０１も同様である。基板１０及び小片基板１０１の厚さは、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、基板１０及び小片基板１０１の強度や発光装置の厚さの観点において、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
（配線１１，１１１）
配線１１，１１１は、基体１５，１５１の少なくとも上面（前面）に形成され、基体１５，１５１の内部及び／又は側面及び／又は下面（後面）にも形成されていてもよい。このような配線１１，１１１は、発光素子３０が実装される素子接続端子部、外部回路と接続される外部接続端子部、及びこれら端子部間を接続するリード配線部などとして機能する部分を有する。配線１１，１１１は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、配線１１，１１１の表層には、接合部材の濡れ性及び／又は光反射性などの観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金若しくはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。
（基体１５，１５１）
基体１５，１５１は、リジッド基板であれば、樹脂若しくは繊維強化樹脂、セラミックス、ガラス、金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂若しくは繊維強化樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、若しくはこれらの合金などが挙げられる。基体１５，１５１は、可撓性基板であれば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマーなどを用いて構成することができる。なお、これらの基材のうち、特に発光素子の線膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。
（導電性接着部材２０）
導電性接着部材２０としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、低融点金属などのろう材のうちのいずれか１つを用いることができる。
（発光素子３０、第１発光素子３１、第２発光素子３２）
発光素子３０は、半導体積層体を備える。発光素子３０は素子基板を備えてもよい。発光素子としては、例えばＬＥＤチップが挙げられる。発光素子の前面視形状は、矩形、特に正方形状又は一方向に長い長方形状であることが好ましく、その他の形状であってもよい。例えば六角形状等の多角形でもよい。発光素子側面は、前面に対して、垂直であってもよいし、傾斜していてもよい。発光素子は、同一面側に正負（ｐ，ｎ）電極を有することが好ましい。１つの発光装置に搭載される発光素子の個数は１つでも複数でもよい。複数の発光素子は、直列又は並列に接続することができる。半導体積層体は、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、活性層とを備える。発光素子３０は、絶縁膜等を含んでもよい。半導体材料としては、蛍光体を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である、窒化物半導体を用いることが好ましい。窒化物半導体は、主として一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される。発光素子の発光ピーク波長は、発光効率、並びに蛍光体の励起及びその発光との混色関係等の観点から、４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましく、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がよりいっそう好ましい。
（導光部材４０）
導光部材４０は、発光素子３０と透光性部材５０を接着し、発光素子３０からの光を透光性部材に導光する部材である。導光部材４０の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、導光部材４０の母材は、後記する透光性部材の母材と同様のフィラーを含有してもよい。なお、以下、本明細書における「変性樹脂」は、ハイブリッド樹脂を含むものとする。
（透光性部材５０、第１透光性部材５１、第２透光性部材５２）
透光性部材５０は、例えば、発光素子３０側から、母材５５と第１蛍光体６１とを含む第１蛍光体層、母材５５と第２蛍光体６２とを含む第２蛍光体層、母材５５を含む透光性樹脂層、が積層されて成っている。
透光性樹脂層は、図２Ｂに示す蛍光体非含有部５０Ａに相当する。
第１蛍光体層は、図２Ｂに示す蛍光体含有部５０Ｂのうちの１層に相当する。
第２蛍光体層は、図２Ｂに示す蛍光体含有部５０Ｂのうちの他の１層に相当する。つまり、発光素子３０に近い側の位置に蛍光体含有部５０Ｂが配置されている。
透光性部材の母材５５は、透光性シート８（図１Ａ）の母材として前記した樹脂若しくはガラス中に各種のフィラーを含有してもよい。このフィラーとしては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。フィラーは、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。特に、熱膨張係数の小さい酸化珪素が好ましい。また、フィラーとして、ナノ粒子を用いることで、発光素子の青色光のレイリー散乱を含む散乱を増大させ、波長変換物質の使用量を低減することもできる。なお、ナノ粒子とは、粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子とする。また、本明細書における「粒径」は、例えば、Ｄ５０で定義される。
（蛍光体６０、第１蛍光体６１、第２蛍光体６２）
蛍光体６０は、発光素子３０が発する一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光に変換する部材である（「蛍光体」は「波長変換物質」とも称する場合がある）。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光、例えば白色光を発する発光装置とすることができる。
第１蛍光体６１及び第２蛍光体６２は、透光性シート８（図１Ａ）の母材に含有される蛍光体として前記した具体例の中から適宜選択することができる。例えば、第１蛍光体６１は緑色または黄色発光する蛍光体とし、第２蛍光体６２は赤色発光する蛍光体とすることができる。ここでは、一例として第２蛍光体６２は例えばマンガン賦活フッ化物系蛍光体であるものとする。
（光反射性の被覆部材７０，７０１）
光反射性の被覆部材７０，７０１は、前方への光取り出し効率の観点から、発光素子３０の発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、被覆部材７０，７０１は、白色であることが好ましい。よって、被覆部材７０，７０１は、母材中に白色顔料を含有してなることが好ましい。被覆部材７０，７０１は、硬化前には液状の状態を経る。被覆部材７０，７０１は、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティングなどにより形成することができる。
（被覆部材の母材７５）
被覆部材の母材７５は、樹脂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、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、被覆部材の母材７５は、上記の透光性部材の母材と同様のフィラーを含有してもよい。
（白色顔料７７）
白色顔料７７は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。白色顔料の形状は、特に限定されず、不定形若しくは破砕状でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。また、白色顔料７７の粒径は、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度が挙げられるが、光反射や被覆の効果を高めるためには小さい程好ましい。光反射性の被覆部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択できるが、光反射性及び液状時における粘度などの観点から、例えば１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下が好ましく、２０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下がより好ましく、３０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下がよりいっそう好ましい。なお、「ｗｔ％」は、重量パーセントであり、光反射性の被覆部材の全重量に対する当該材料の重量の比率を表す。
≪発光装置１００の製造方法≫
次に、本実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図７から図８Ｅを用いて説明する。なお、図７から図８Ｅ中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、図６Ａ及び図６Ｂ中のＸ、Ｙ、Ｚ方向に相当する。また、複数の発光素子及び透光性部材が基板１０に載置されるが、ここでは２つの発光素子（第１発光素子３１及び第２発光素子３２）、２つの透光性部材（第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２）を代表して説明する。
図７に示すように、基板１０は、切断されることで複数の発光装置用の小片基板１０１となるものである。基板１０は、配線１１と、その配線１１を保持する基体１５と、を有している。基体１５には、上面から下面に貫通したＹ方向に長い貫通長孔Ｓが複数本、Ｘ方向に等間隔に形成されている。基板１０の上面において、２つの貫通長孔Ｓに挟まれた領域、より詳細にはその中央部が、後記する第１発光素子３１及び第２発光素子３２を含む発光素子の実装領域となる。２つの貫通長孔Ｓに挟まれた領域において、配線１１は、基体１５の上面の中央部に正極及び負極の素子接続端子部を備える。２つの貫通長孔Ｓに挟まれた領域において、配線１１は、基体１５の上面の左及び右端部から貫通長孔Ｓの側面を経て下面の左及び右端部にかけて、正極及び負極の外部接続端子部を備える。更に、基体１５の上面に、これら端子部間を接続するリード配線部を備える。以上のように、基板１０の２つの貫通長孔Ｓに挟まれた領域は、複数の発光装置用の小片基板１０１としてＹ方向に連続するように構成されている。そして、２つの貫通長孔Ｓ間をＸ方向に切断することで、１つの発光装置の小片基板１０１として個片化される。
より具体的に本実施形態に係る発光装置１００の製造方法を、図８Ａ〜図８Ｅを参照して説明する。発光装置１００の製造方法は、以下の第Ｓ１工程〜第Ｓ５工程をこの工程番号順に行っている。
第Ｓ１工程は、図８Ａに示すように、基板１０上に第１発光素子３１と第２発光素子３２とを互いに離間させてフリップチップ実装する工程である。すなわち、第１発光素子３１と第２発光素子３２の正極及び負極の電極をそれぞれ、導電性接着部材２０を介して、配線１１の正極及び負極の素子接続端子部に接続する。このとき、第１発光素子３１と第２発光素子３２は、上面視矩形状である場合、互いに対向する２つの側面がＸ方向に、他の互いに対向する２つの側面がＹ方向に、それぞれ略平行になるように実装されることが好ましい。より具体的には、例えば、ペースト状態の導電性接着部材（２０）を正極及び負極の素子接続端子部に塗布し、その上に第１発光素子３１及び第２発光素子３２を載置して、導電性接着部材（２０）をリフロー炉などでの加熱処理により溶融させた後、冷却して固化させる。なお、本明細書及び図面中の括弧付きの符号は、その構成要素が最終形態に至る前の状態にあることを意味する。
第Ｓ２工程は、図８Ｂに示すように、第Ｓ１工程の後、側面５１Ｌを有する第１透光性部材５１を第１発光素子３１上に接着し、側面５２Ｌを有する第２透光性部材５２を側面５２Ｌが側面５１Ｌと離間し且つ向かい合うように第２発光素子３２上に接着する工程である。第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２は、前記した透光性部材の製造方法により別途作製される。第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２を、第１発光素子３１及び第２発光素子３２にそれぞれ搭載する際に、第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２の第１蛍光体層（蛍光体含有部５０Ｂ）を、第１発光素子３１及び第２発光素子３２に近い側の位置に配置する。これにより、発光装置１００として完成した後、透光性樹脂層（蛍光体非含有部５０Ａ）によって第１蛍光体層及び第２蛍光体層（蛍光体含有部５０Ｂ）を保護することができる。つまり、蛍光体層が劣化する虞を低減できるという効果がある。
第Ｓ２工程において、上面視矩形状である第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２を、上面視において同形状である第１発光素子３１及び第２発光素子３２にそれぞれ搭載する場合、第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２は、その各側面が第１発光素子３１及び第２発光素子３２の各側面とそれぞれ略平行になるように接着されることが好ましい。より具体的には、例えば、基板１０上に実装された第１発光素子３１及び第２発光素子３２上に液状の導光部材（４０）を塗布して、その上に第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２を載置して、導光部材（４０）をオーブンなどでの加熱処理により硬化させる。なお、本明細書における「液状」は、ゾル状、スラリー状を含むものとする。
第Ｓ３工程は、図８Ｃに示すように、第Ｓ２工程の後、第１透光性部材５１の側面５１Ｌ及び／又は第２透光性部材５２の側面５２Ｌを削って切削側面５１ＬＳ及び／又は切削側面５２ＬＳを露出させる工程である。換言すれば、成形前の透光性部材５０（第１透光性部材５１、第２透光性部材５２）の側面を切削して、透光性部材５０を成形する工程である。より具体的には、例えば、円盤状の回転刃である切削工具９０を、刃先をＸ方向に平行に向けて、Ｙ方向の所定位置すなわち切削工具９０の刃が側面５１Ｌと側面５２Ｌの少なくとも一方に接触する位置に設定し、基板１０上において、基板１０上面から離間させて、Ｘ方向に走査する。なお、切削側面５１ＬＳは、第１透光性部材の側面５１Ｌを削った後に表れる透光性部材の側面である。また、切削側面５２ＬＳは、第２透光性部材の側面５２Ｌを削った後に表れる透光性部材の側面である。
図８Ｃに示すように、第Ｓ３工程において、第Ｓ２工程完了時における側面５１Ｌと側面５２Ｌの間隔より大きい厚さの切削工具９０を用いることが好ましい。これにより、側面５１Ｌと側面５２Ｌを１つの切削工具９０により同時に削ることができる。したがって、切削側面５１ＬＳと切削側面５２ＬＳとの間隔を管理しやすく、ひいてはその間に充填される被覆部材７０の肉厚を管理しやすい。また、少ない工数で側面５１Ｌと側面５２Ｌを削ることができる。側面５１Ｌ及び側面５２Ｌにある凸部は、光反射性の被覆部材７０により直接被覆されることで、光の閉じ込め領域を形成し、それにより光損失を生じやすくなる。このため、第Ｓ３工程において、この凸部を切削して切削側面５１ＬＳ及び／又は切削側面５２ＬＳを平らに均しておくと良い。
また、後記する被覆部材７０の好ましい肉厚を得るために、切削側面５１ＬＳと切削側面５２ＬＳとの間隔は、以下のような範囲とするのが良い。下限値としては、側方への漏光を抑えて装置前方に光を効率良く取り出す観点において、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．０７ｍｍ以上であることがより好ましい。また、上限値としては、発光装置を薄型又は小型に形成する観点において、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．３２ｍｍ以下であることがより好ましい。
なお、乾式の切削装置により側面５１Ｌ及び側面５２Ｌを削ることで、切削水及び／又は冷却水などの水分によるマンガン賦活フッ化物系蛍光体（第２蛍光体６２）の劣化を低減することができる。
第Ｓ４工程は、図８Ｄに示すように、第Ｓ３工程の後、側面５１Ｌ若しくは切削側面５１ＬＳ、並びに側面５２Ｌ若しくは切削側面５２ＬＳを被覆する光反射性の被覆部材７０を基板１０上に形成する工程である。より具体的には、例えば、基板１０上における第１発光素子３１、第２発光素子３２、第１透光性部材５１、及び第２透光性部材５２の周囲に、液状の被覆部材７０を充填して、被覆部材７０をオーブンなどでの加熱処理により硬化させる。
このとき、例えば、第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２が被覆部材７０内に完全に埋め込まれるようにしている。また、第Ｓ４工程では、被覆部材７０を形成した後、研削若しくはブラストなどによって第１透光性部材５１の上面及び第２透光性部材５２の上面を被覆部材７０から露出させている。
なお、第１透光性部材５１の上面及び第２透光性部材５２の上面が露出するように、第１透光性部材５１の上面及び第２透光性部材５２の上面を金型などで押さえながら、液状の被覆部材７０を充填及び硬化させてもよい。これにより、第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２が被覆部材７０内に完全に埋め込まれることとなる。
第Ｓ５工程は、図８Ｅに示すように、第Ｓ４工程の後、切削側面５１ＬＳと、切削側面５２ＬＳと、の間において、基板１０及び被覆部材７０を切断する工程である。より具体的には、例えば、円盤状の回転刃である切削工具９２を、Ｘ方向に平行に向けて、Ｙ方向においては切削側面５１ＬＳと、切削側面５２ＬＳと、の間の中央に設定し、Ｘ方向に走査することで、基板１０及び被覆部材７０を切断する。第Ｓ５工程では、Ｘ方向に回転刃を走査することで、Ｙ方向には貫通長孔Ｓがあるため、回転刃による切削と、貫通長孔Ｓとにより発光装置単位に個片化することができる。
なお、このとき、切削側面５１ＬＳを被覆する被覆部材７０、並びに切削側面５２ＬＳを被覆する被覆部材７０の少なくとも一方、好ましくはその両方が残存するように、基板１０及び被覆部材７０を切断する。
また、この第Ｓ５工程では、被覆部材７０の十分な肉厚を確保しやすくする観点から、第Ｓ４工程完了時における、切削側面５１ＬＳと、切削側面５２ＬＳと、の間隔より小さい厚さの切削工具９２を用いることが好ましい。
なお、本実施形態に係る発光装置１００の製造方法では、第１発光素子３１及び第２発光素子３２のフリップチップ実装、言い換えれば導電性接着部材２０の焼成は、比較的高温、例えば発光装置１００の回路基板などへの半田付け時より高温で行われることが多い。このため、第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２の第１発光素子３１及び第２発光素子３２への接着を、第１発光素子３１及び第２発光素子３２のフリップチップ実装より後に行うことで、第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２の熱による劣化を抑えることができる。特に、波長変換物質６０の熱による劣化を抑えることができる。耐熱性の比較的低い波長変換物質６０としては、例えばマンガン賦活フッ化物系蛍光体が挙げられる。また、基板１０に固着された第１発光素子３１及び第２発光素子３２上に、予め分離した第１透光性部材５１及び第２透光性部材５２をそれぞれ接着する場合、接着技術だけで側面５１Ｌと側面５２Ｌの間隔を高精度に制御することが難しくなる。そこで本実施形態の第Ｓ３工程を行うことにより、透光性部材の側面を切削して透光性部材同士の間隔を高精度に調整できることになり、このような課題を解決することができる。
本発明の一実施の形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。
１ 支持体
８ 透光性シート
８Ａ 第１層
８Ｂ 第２層
１０ 基板（集合基板）
Ｓ 貫通長孔
１０１ 小片基板
１１ 配線
１１１ 配線（個片化後）
１５ 基体
１５１ 基体（個片化後）
２０ 導電性接着部材
３０ 発光素子
３１ 第１発光素子
３２ 第２発光素子
４０ 導光部材
５０ 透光性部材
５０Ａ 蛍光体非含有部
５０Ｂ 蛍光体含有部
５１ 第１透光性部材
５１Ｌ 第１透光性部材の側面
５１ＬＳ 第１透光性部材の切削側面
５２ 第２透光性部材
５２Ｌ 第２透光性部材の側面
５２ＬＳ 第２透光性部材の切削側面
５５ 透光性部材の母材
６０ 波長変換物質
６１ 第１蛍光体
６２ 第２蛍光体
７０ 光反射性の被覆部材
７０１ 光反射性の被覆部材（個片化後）
７５ 光反射性の被覆部材の母材
７７ 白色顔料
８０ 切削装置
８１ ステージ
８２ スピンドル部
８３ 吸引機構
８４ ブレード
８５ 集塵機
８６ 吸入口部
８７ ホース
８８ 本体部
８９ カバー
９０，９２ 切削工具
１００ 発光装置

Claims (10)

  1. 蛍光体を実質的に含まない第１層と、蛍光体を含有する第２層とが積層された透光性シートを配置した支持体を準備する工程と、
    ブレードによる切削によって前記支持体上において空隙により前記第１層が離間されて形成された蛍光体非含有部と前記第２層が離間されて形成された蛍光体含有部とが積層された複数の透光性部材を前記透光性シートから形成する工程とを含む、透光性部材の製造方法。
  2. 表面の凹凸が小さい第１層と、表面の凹凸が前記第１層よりも大きい蛍光体を含有する第２層とが積層された透光性シートを配置した支持体を準備する工程と、
    ブレードによる切削によって前記支持体上において空隙により前記第１層が離間されて形成された蛍光体非含有部と前記第２層が離間されて形成された蛍光体含有部とが積層された複数の透光性部材を前記透光性シートから形成する工程とを含む、透光性部材の製造方法。
  3. 前記支持体と前記第１層とが接触して配置されている、請求項１または請求項２に記載の透光性部材の製造方法。
  4. 前記ブレードは回転刃であり、
    前記透光性シートの切削は、前記回転刃の回転の方向が、前記支持体から前記透光性シートに向かう方向である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の透光性部材の製造方法。
  5. 前記ブレードによる切削の際、前記ブレードに隣り合って設けた吸引機構により切削屑を吸引する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の透光性部材の製造方法。
  6. 前記蛍光体が、マンガン賦活フッ化物系蛍光体を含む、請求項１から請求項５に記載の透光性部材の製造方法。
  7. 前記第２層は、それぞれ異なる蛍光体を含有する複数の層を有する、請求項１から請求項６に記載の透光性部材の製造方法。
  8. 前記支持体は、紫外線硬化型の接着剤を備え、前記接着剤の上に前記透光性シートが配置される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の透光性部材の製造方法。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の透光性部材の製造方法で製造された透光性部材を、発光素子上に搭載する工程を含む、発光装置の製造方法。
  10. 前記発光素子に近い側の位置に前記蛍光体含有部が配置される、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
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