JP2019054073A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬＥＤダイと波長変換部材を接続する透光部材の形状を制御しやすい発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】発光面１３ａと、前記発光面の反対側の電極形成面１３ｂと、前記発光面と前記電極形成面の間の側面１３ｃとを備える積層構造体１３と、前記電極形成面１３ｂに配置される電極１５と、を備えたＬＥＤダイ１０を準備する工程と、開口径が前記発光面１３ａより大きい凹部２０ｒを上面に備える波長変換部材２０を準備する工程と、前記凹部２０ｒ内に透光部材３０を配置する工程と、前記透光部材３０の上面に、前記発光面１３ａを対向させて前記ＬＥＤダイ１０を載置し、前記ＬＥＤダイ１０を押圧することで、前記透光部材３０の少なくとも一部を前記積層構造体の側面１３ｃに配置する工程と、前記ＬＥＤダイ１０と、前記透光部材３０と、前記波長変換部材２０とを被覆する光反射部材４０を配置する工程と、を含む。【選択図】図２Ｄ

Description

本開示は、発光装置の製造方法に関する。
例えば特許文献１には、蛍光体シートのＬＥＤダイを搭載する部分に接着材を塗布し、蛍光体シートにＬＥＤダイを搭載した後、発光色が所望の値になるように、蛍光体シートにＬＥＤダイを押し込むステップを含む、半導体発光素子の製造方法が記載されている。
国際公開第２０１３／００５６４６号
上記従来の半導体発光素子の製造方法においては、ＬＥＤダイに加圧した際、接着材が蛍光体シート上に大きく濡れ広がることがあり、ＬＥＤダイの側部のフィレットを安定的に形成することが困難である。
そこで、本発明の一実施の形態は、ＬＥＤダイと波長変換部材を接続する透光部材の形状を制御しやすい発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施の形態の発光装置の製造方法は、発光面と、前記発光面の反対側の電極形成面と、前記発光面と前記電極形成面の間の側面とを備える積層構造体と、前記電極形成面に配置される電極と、を備えたＬＥＤダイを準備する工程と、開口径が前記発光面より大きい凹部を上面に備える波長変換部材を準備する工程と、前記凹部内に透光部材を配置する工程と、前記透光部材の上面に、前記発光面を対向させて前記ＬＥＤダイを載置し、前記ＬＥＤダイを押圧することで、前記透光部材の少なくとも一部を前記積層構造体の側面に配置する工程と、前記ＬＥＤダイと、前記透光部材と、前記波長変換部材とを被覆する光反射部材を配置する工程と、を含むことを特徴とする。
上記一実施の形態の発光装置の製造方法は、ＬＥＤダイと波長変換部材を接続する透光部材の形状を制御しやすい。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図である。 図１Ａに示す発光装置のＡ−Ａ断面における概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための概略断面図である。
以下、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。但し、以下に説明する発光装置及びその製造方法は、本発明の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、図面が示す部材の大きさ及び位置関係などは、説明を明確にするため、誇張していることがある。
なお、本発明の実施の形態では、可視波長域は波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲とし、青色域は波長が４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲、緑色域は波長が５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲、黄色域は波長が５６０ｎｍより長く５９０ｎｍ以下の範囲、赤色域は波長が６１０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とする。
また、本明細書における「透光性」とは、ＬＥＤダイの発光ピーク波長における光透過率が、６０％以上であることを言い、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い。本明細書における「光反射性」とは、ＬＥＤダイの発光ピーク波長における光反射率が、６０％以上であることを言い、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い。
＜実施の形態１＞
（発光装置１００）
図１Ａは、実施の形態１に係る発光装置１００の概略上面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置１００のＡ−Ａ断面における概略断面図である。
図１Ａ，１Ｂに示すように、実施の形態１の発光装置１００は、ＬＥＤダイ１０と、波長変換部材２０と、透光部材３０と、光反射部材４０と、を備えている。ＬＥＤダイ１０は、積層構造体１３と、電極１５とを備えている。積層構造体１３は、発光面１３ａと、発光面１３ａの反対側の電極形成面１３ｂと、発光面１３ａと電極形成面１３ｂの間の側面１３ｃとを有している。電極１５は、電極形成面１３ｂに配置されている。波長変換部材２０は、ＬＥＤダイ１０の上方（発光面１３ａ側）に配置されている。波長変換部材２０の下面は、凹部２０ｒを備えている。波長変換部材２０は、蛍光物質２５を含有している。透光部材３０は、ＬＥＤダイ１０と、波長変換部材の凹部２０ｒとを接続している。光反射部材４０は、ＬＥＤダイの電極形成面１３ｂと、波長変換部材２０の側面と、透光部材３０の外面とを被覆している。電極１５の下面は、光反射部材４０から露出されている。
（発光装置１００の製造方法）
図２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆは其々、実施の形態１に係る発光装置１００の製造方法における第１工程、第２工程、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程を説明するための概略断面図である。
実施の形態１の発光装置１００の製造方法は、少なくとも、以下のような第１〜５工程を備える。なお、ここでは、第１〜５工程によって発光装置の複合体１５０を作製し、その発光装置の複合体１５０を分割する第６工程を備える例を示す。このように複数の発光装置を密に作製すれば、各工程の作業効率が良く、発光装置１００をよりいっそう生産性良く製造することができる。
（第１工程）
図２Ａに示すように、第１工程は、発光面１３ａと、発光面１３ａの反対側の電極形成面１３ｂと、発光面１３ａと電極形成面１３ｂの間の側面１３ｃとを備える積層構造体１３と、電極形成面１３ｂに配置される電極１５と、を備えたＬＥＤダイ１０を準備する工程である。なお、本実施の形態では、ＬＥＤダイ１０を複数準備する。ＬＥＤダイ１０の詳細については、後述する。
（第２工程）
図２Ｂに示すように、第２工程は、開口径が発光面１３ａより大きい凹部２０ｒを上面に備える波長変換部材２０を準備する工程である。具体的には、波長変換部材２０は、例えば、蛍光物質２５を含有する蛍光シートを作製し、その蛍光シートを分割することで得られる。なお、本実施の形態では、蛍光シートを分割（個片化）したものを波長変換部材２０とするが、蛍光シートをそのまま波長変換部材２０として第６工程で分割してもよい。また、本実施の形態では、蛍光物質２５を含有した蛍光層２０１と、蛍光物質を実質的に含有していない透光層２０２とを有する、２層構造の波長変換部材２０を準備する。２層構造の蛍光シートは、２つの要素シートを接合することで作製することが好ましい。これにより、蛍光シート内ひいては波長変換部材２０内の蛍光物質２５の分布を好適な形態に制御しやすく、波長変換部材２０を生産性良く準備しやすい。また、２つの要素シートを接合する場合、２つの要素シートの少なくとも一方（好ましくは両方）の主材は完全に硬化若しくは固化していない状態であることが、要素シートの接合強度及び／若しくは蛍光シート内の歪み抑制の観点において好ましい。また、蛍光シートにおける接合された２つの要素シートの境界すなわち界面は、観察されることもあるが、同観点において観察されないことが好ましい。なお、「完全に硬化若しくは固化していない状態」とは、硬化若しくは固化が途中まで進行している状態であって、例えば、半硬化、Ｂステージ、ゲル状、半固化などと呼ばれる状態である。
なお、以下のような方法によれば、波長変換部材の凹部２０ｒを安定的に形成することができる。例えば、波長変換部材の凹部２０ｒを、平板状の波長変換部材の上面の一部を押圧部材２７０で押圧することで形成することが好ましい。このように、凹部２０ｒは、平板状の波長変換部材の板面の一部を塑性変形させることで形成することができる。特に、押圧部材２７０は、コレットであることが好ましい。コレットは、チップ部品などを真空吸着して搬送する機能を有する。押圧部材２７０がコレットであれば、波長変換部材２０の配列過程において、凹部２０ｒを簡便に形成することができる。このほか、例えば、凹部２０ｒを備えた波長変換部材２０を金型で成形することで当該凹部２０ｒを形成することも好ましい。このように、凹部２０ｒは、波長変換部材２０の主材を硬化若しくは固化させる過程で形成することもできる。
また、凹部２０ｒの上面視形状は、多角形若しくは円形であることが好ましい。これにより、透光部材３０の積層構造体の側面１３ｃへの這い上がり（以下、「フィレット」と記すことがある）を好適な形状に形成しやすくすることができる。特に、この凹部２０ｒの上面視形状が多角形である場合には、その形状が三角形、四角形、若しくは六角形が好ましく、更には正三角形、正方形、一方向に長い長方形、若しくは正六角形がより好ましい。なお、ここでいう「多角形」は、角が丸みを帯びたものを含むものとする。また、凹部２０ｒの上面視形状が、ＬＥＤダイ１０の上面視形状（言い換えれば、発光面１３ａの形状）と数学的相似の形状であることも好ましい。凹部２０ｒの深さは、適宜選択できるが、透光部材３０の波長変換部材２０の上面（凹部２０ｒを除く周縁部）への濡れ広がり抑制、及び発光装置１００の光束、配光などの観点において、波長変換部材２０の厚さの５％以上７０％以下であることが好ましく、波長変換部材２０の厚さの１０％以上４０％以下であることがより好ましい。
また、波長変換部材２０は、樹脂、フィラーのいずれか一つ以上を含むことが好ましい。波長変換部材２０の粘度を、樹脂の組成、及びフィラーの粒径、含有量などによって調整して、凹部２０ｒの形状を制御することができる。
また、波長変換部材２０は、蛍光物質２５を含有した蛍光層２０１と、蛍光物質を実質的に含有していない透光層２０２とを有し、蛍光層２０１に凹部２０ｒを備えることが好ましい。これにより、透光層２０２内における混光によって発光色度分布を調整することができると共に、外気などによる蛍光物質２５の劣化を抑制することができる。特に、透光層２０２は、透光層２０２内における混光の観点において、光拡散材として機能するフィラーを含有することが好ましい。
（第３工程）
図２Ｃに示すように、第３工程は、凹部２０ｒ内に透光部材３０を配置する工程である。具体的には、透光部材３０は、透光部材の液状材料３０９を、波長変換部材の凹部２０ｒ内に塗布した後、硬化若しくは固化させることによって形成することができる。透光部材の液状材料３０９の塗布方法は、ディスペンス方式、転写方式などを用いることができる。
なお、第３工程において、透光部材３０を、その上面が波長変換部材２０の上面と同等の高さ若しくは波長変換部材２０の上面より上に位置するように凹部２０ｒ内に配置することが好ましい。これにより、透光部材３０の積層構造体の側面１３ｃへの好適な形状及び／若しくは量のフィレットが得られる。具体的には、透光部材３０の上面の高さは、波長変換部材２０の上面（凹部２０ｒを除く周縁部）を基準として、凹部２０ｒの深さの０．５倍以上３倍以下であることが好ましく、凹部２０ｒの深さの１倍以上２倍以下であることがより好ましい。
また、透光部材３０は、樹脂、蛍光物質、フィラーのいずれか一つ以上を含むことが好ましい。透光部材の液状材料３０９の粘度を、樹脂の組成、並びに蛍光物質及びフィラーの粒径、含有量などによって調整して、透光部材３０のフィレットの形状を制御することができる。
（第４工程）
図２Ｄに示すように、第４工程は、透光部材３０の上面に、発光面１３ａを対向させてＬＥＤダイ１０を載置し、ＬＥＤダイ１０を押圧することで、透光部材３０の少なくとも一部を積層構造体の側面１３ｃに配置する工程である。具体的には、透光部材の液状材料３０９の上面に、発光面１３ａを対向させてＬＥＤダイ１０を載置する。そして、ＬＥＤダイ１０を押圧し、透光部材の液状材料３０９の少なくとも一部を、積層構造体の側面１３ｃに這い上がらせる。その後、透光部材の液状材料３０９を硬化若しくは固化させる。
（第５工程）
図２Ｅに示すように、第５工程は、ＬＥＤダイ１０と、透光部材３０と、波長変換部材２０とを被覆する光反射部材４０を配置する工程である。具体的には、光反射部材の液状材料４０９を、ＬＥＤダイ１０と、透光部材３０と、波長変換部材２０とに連続して塗布して硬化若しくは固化させる。なお、本実施の形態１では、複数のＬＥＤダイ１０を連続して被覆することにより、光反射部材の一体成形物４５０として形成する。光反射部材４０は、圧縮成形、トランスファ成形、射出成形、ポッティングなどにより形成することができる。
なお、光反射部材４０は、主発光方向への光の取り出し効率の観点において、積層構造体の電極形成面１３ｂ（電極１５は除く部分）を被覆していることが好ましい。また、光反射部材４０は、電極１５の側面の少なくとも一部を被覆していることが好ましく、電極１５の側面の半分以上を被覆していることがより好ましく、電極の側面の全部を被覆していることがよりいっそう好ましい。特に、本実施の形態によれば、透光部材３０を、積層構造体の側面１３ｃ上から電極形成面１３ｂ上まで被覆するように形成することができる。このため、光反射部材４０の配置範囲をこのようにすることで、電極形成面１３ｂ側からのＬＥＤダイ１０の光の漏れを抑制することができる。このような光反射部材４０の配置を実現するため、光反射部材４０は、電極１５の全部を被覆するまで形成した後、電極１５の少なくとも一部が露出するまで除去することで配置されることが好ましい。光反射部材４０の過剰分の除去方法は、研削若しくはブラストなどを用いることができる。他方、電極１５の上面を金型などによってマスクした状態で光反射部材４０を成形してもよい。
（第６工程）
図２Ｆに示すように、第６工程は、発光装置の複合体１５０を分割する工程である。具体的には、発光装置の複合体１５０の所定位置すなわち波長変換部材２０間の光反射部材の一体成形物４５０を線状若しくは格子状に切断して、発光装置１００を個片化する。発光装置の複合体１５０の切断には、例えばダイサー、超音波カッター、トムソン刃などを用いることができる。なお、発光装置１００を１つずつ別個に製造する場合には、本第６工程は省略することができる。
以上のような構成を有する発光装置１００の製造方法によれば、波長変換部材の凹部２０ｒ内に透光部材３０を配置することで、透光部材３０の波長変換部材２０の上面における濡れ広がり、ひいては側面への濡れ広がりを抑えることができる。また、凹部２０ｒの形状及び／若しくは深さを変えることで、ＬＥＤダイの側面１３ｃ上に形成される透光部材３０のフィレットの形状及び／若しくは大きさを制御することができる。したがって、ＬＥＤダイ１０と波長変換部材２０を接続する透光部材３０の形状を制御しやすく、光束及び／若しくは配光のバラツキを抑えることができる。また、ＬＥＤダイ１０の光が、意図した範囲を超えて濡れ広がった透光部材３０を導光して、装置外に漏れ出すことを抑制することができる。
以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置の各構成要素について説明する。
（ＬＥＤダイ１０）
ＬＥＤダイは、発光素子構造を含む積層構造体と、その積層構造体に給電するための電極と、を有する。ＬＥＤダイの上面視形状は、三角形、四角形、六角形が好ましく、なかでも、正方形若しくは一方向に長い長方形であることがより好ましい。ＬＥＤダイ若しくはその積層構造体の側面は、上面若しくは下面（発光面若しくは電極形成面）に対して、垂直であってもよいし、内側若しくは外側に傾斜していてもよい。１つの発光装置に搭載されるＬＥＤダイの個数は１つでも複数でもよい。複数のＬＥＤダイは、直列若しくは並列に接続することができる。
（積層構造体１３）
積層構造体は、少なくとも半導体の積層体を含み、更に基板を含んでいてもよい。
（半導体の積層体）
半導体の積層体は、少なくともｎ型半導体層とｐ型半導体層を含み、活性層をその間に介することが好ましい。半導体材料としては、蛍光物質を励起しやすい短波長光を効率良く発光可能な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。このほか、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。ＬＥＤダイの発光ピーク波長は、発光効率、並びに蛍光物質の励起及びその発光との混色関係などの観点において、青色域にあることが好ましく、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲がより好ましい。半導体の積層体の厚さは、適宜選択できるが、発光効率、結晶性などの観点において、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。
（基板）
基板は、半導体の結晶を成長可能な結晶成長用基板が簡便で好ましいが、結晶成長用基板から分離した積層構造体に別途接合させる接合用基板であってもよい。基板が透光性を有することにより、フリップチップ型を採用しやすく、また光の取り出し効率を高めやすい。基板としては、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、ガラスのうちの１つを用いることができる。なかでも、サファイアは、透光性に優れ、窒化物半導体の結晶成長用基板として比較的安価に入手しやすい点で好ましい。また、窒化ガリウムは、窒化物半導体の結晶成長用基板として好適であり、熱伝導性が比較的高い点で好ましい。基板の厚さは、適宜選択できるが、光の取り出し効率、機械的強度などの観点において、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
（電極１５）
電極は、半導体層に接して形成される正負電極のほか、その正負電極に接続して別途設けられた、バンプ、ピラー、リード電極（個片化されたリードフレーム）などを含めてもよい。電極は、金属若しくは合金の膜及び／又は小片で構成することができる。具体的には、金、銀、銅、鉄、錫、白金、亜鉛、ロジウム、チタン、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、タングステン、クロム、モリブデン及びこれらの合金のうちの少なくとも１つを用いることができる。なかでも、電極は、熱伝導性に優れ、比較的安価である、銅若しくは銅合金を含むことが特に好ましい。また、電極は、半田接合性の観点において、表面に金若しくは銀の被膜を有することが好ましい。電極は、めっき、スパッタ、蒸着、印刷などで形成することができる。
（波長変換部材２０）
波長変換部材は、透光部材及び光反射部材と共にＬＥＤダイを外気及び外力などから保護しながら、ＬＥＤダイ及び蛍光物質の光を装置外部に透過させる機能を有する。波長変換部材は、少なくとも透光性の主材を有し、さらにその主材中に蛍光物質を含有する。波長変換部材の上面視形状は、ＬＥＤダイより大きい、ＬＥＤダイの上面視形状と数学的相似の形状であることが、光度分布、色度分布などの点で好ましい。波長変換部材の上面及び／若しくは下面は、平面であれば生産性が良く、凹凸を有する面若しくは湾曲面であれば光の取り出し効率を高めることができる。波長変換部材は、その厚さ方向に、単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。波長変換部材が積層体で構成される場合、各層に異なる種類の主材を用いてもよいし、各層に異なる種類の蛍光物質を含有させてもよい。また、最外層が蛍光物質を実質的に含有しない層であることにより、外気などによる蛍光物質の劣化を抑制することができる。波長変換部材の厚さは、適宜選択できるが、光の取り出し効率、蛍光物質の含有量などの観点において、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
（波長変換部材の主材）
波長変換部材の主材は、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、及びこれらの変性樹脂、並びにガラスのうちの少なくとも１つを用いることができる。なかでも、シリコーン樹脂若しくはその変性樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れる点で好ましい。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。特に、フェニル基を含むことにより、耐熱性及びガスバリア性が強化される。なお、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。
（蛍光物質２５）
蛍光物質は、ＬＥＤダイから出射される光（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光（二次光）を発する。これにより、例えば白色光など、可視波長の一次光と二次光の混色光を発する発光装置とすることができる。なお、白色発光の発光装置の場合、発光色度範囲は、ＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７規格に準拠することが好ましい。波長変換部材中の蛍光物質の含有量は、所望する発光色度に応じて適宜選択できるが、例えば、４０重量部以上２５０重量部以下であることが好ましく、７０重量部以上１５０重量部以下であることがより好ましい。なお、「重量部」とは、主材の重量１００ｇに対して配合される当該粒子の重量（ｇ）を表すものである。緑色発光する蛍光物質の発光ピーク波長は、発光効率、他の光源の光との混色関係などの観点において、５２０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲が好ましい。具体的には、緑色発光する蛍光物質としては、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。黄色発光する蛍光物質としては、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物質の中には黄色発光する蛍光物質もある。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で置換することにより、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物質もある。赤色発光する蛍光物質の発光ピーク波長は、発光効率、他の光源の光との混色関係などの観点において、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲が好ましい。具体的には、赤色発光する蛍光物質としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ若しくは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。蛍光物質は、以上の具体例のうちの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。例えば、蛍光物質は、緑色光乃至黄色発光する蛍光体と、赤色発光する蛍光体と、により構成されてもよい。このような構成により、色再現性若しくは演色性に優れる発光が可能となる。
（フィラー）
フィラーは、有機物でもよいが、耐熱性及び耐光性に優れる無機物が好ましい。また、無機物であれば、波長変換部材の熱伝導率、熱膨張率などを調整するフィラーとしても機能させやすい。具体的な無機物としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウムのうちの少なくとも１つが好ましい。なかでも、酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウムは、比較的安価で入手しやすい点で好ましい。また、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムは、熱伝導性の点で好ましい。有機物であれば、共重合などによって光学特性を調整できる利点がある。具体的な有機物としては、ポリメタクリル酸エステルとその共重合物、ポリアクリル酸エステルとその共重合物、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリアクリル酸エステル、ポリスチレンとその共重合物、架橋ポリスチレン、シリコーン樹脂、及びこれらの変性樹脂が好ましい。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。波長変換部材中のフィラーの含有量は、適宜選択できるが、１重量部以上１００重量部以下であることが好ましく、５重量部以上５０重量部以下であることがより好ましい。フィラーの形状は、適宜選択でき、破砕状（不定形）でもよいが、球状が充填性、凝集抑制などの点で好ましい。
（透光部材３０）
透光部材は、透光性を有し、ＬＥＤダイの光を波長変換部材に導光するほか、ＬＥＤダイと波長変換部材を接着させることができる。透光部材の外面すなわち光反射部材との界面は、光の取り出し効率の観点において、積層構造体の側面及び波長変換部材の下面に対して傾斜若しくは湾曲していることが好ましい。透光部材の主材は、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、及びこれらの変性樹脂、並びにガラスのうちの少なくとも１つを用いることができる。なかでも、シリコーン樹脂若しくはその変性樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れる点で好ましい。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。特に、フェニル基を含むことにより、耐熱性及びガスバリア性が強化される。なお、透光部材もまた、主材中に各種のフィラーを含有してもよい。そのフィラーとしては、上記波長変換部材のフィラーと同じものを用いることができる。
（光反射部材４０）
光反射部材は、光取り出し効率の観点において、白色であることが好ましい。よって、光反射部材は、主材中に白色顔料を含有してなることが好ましい。光反射部材の主材は、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、及びこれらの変性樹脂、並びにガラスのうちの少なくとも１つを用いることができる。なかでも、シリコーン樹脂若しくはその変性樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れる点で好ましい。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。特に、フェニル基を含むことにより、耐熱性及びガスバリア性が強化される。白色顔料は、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。なかでも、酸化チタンが光反射性に優れ比較的安価に入手しやすい点で好ましい。光反射部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択できるが、光反射性及び液状材料時の粘度などの観点において、２０重量部以上３００重量部以下であることが好ましく、５０重量部以上２００重量部以下であることがより好ましい。
以上、実施の形態１の発光装置は、上面発光（トップビュー）型を例としたが、主発光方向に対する端子の配置関係によって、側面発光（サイドビュー）型にすることもできる。上面発光型の発光装置の実装方向は、主発光方向と略平行で、逆方向である。例えば、実施の形態１の発光装置の実装方向は下方向である。一方、側面発光型の発光装置の実装方向は、主発光方向に対して略垂直である。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
＜実施例１＞
実施例１の発光装置は、図１Ａ，１Ｂに示す例の発光装置１００の構造を有する、幅１．７ｍｍ、奥行き１．７ｍｍ、厚さ０．３９ｍｍの直方体状の上面発光及び表面実装型のＬＥＤ装置である。ＬＥＤダイ１０は、発光ピーク波長４５５ｎｍで青色発光可能な、幅１．０ｍｍ、奥行き１．０ｍｍ、厚さ０．１７ｍｍの上面視正方形状のダイである。ＬＥＤダイ１０は、サファイア基板に窒化物半導体のｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層が順次積層された積層構造体１３を有している。積層構造体の電極形成面１３ｂには、一対の電極１５が接続している。一対の電極１５は其々、チタン／ニッケル／金／銅の多層膜と、ニッケル／金の被膜付きの厚さ０．０４ｍｍの銅の小片とで構成されている。波長変換部材２０は、積層構造体の発光面１３ａ側に透光部材３０を介して接続している。波長変換部材２０は、幅１．２ｍｍ、奥行き１．２ｍｍ、厚さ０．２２ｍｍの上面視正方形状の蛍光体含有樹脂の小片である。上面視におけるＬＥＤダイ１０と波長変換部材２０の中心及び向きは、一致している（但し、製造上の誤差は含む）とする。波長変換部材２０は、以下のような蛍光層２０１（下層）と透光層２０２（上層）との２層により構成されている。但し、蛍光層２０１と透光層２０２の境界は観察されない。蛍光層２０１は、蛍光物質２５としてＬＡＧ系蛍光体とＳＣＡＳＮ系蛍光体を含有するフェニル−メチルシリコーン樹脂の硬化物である。蛍光層２０１は、下面側の略中央に凹部２０ｒを有している。透光層２０２は、フィラーとして平均粒径５〜５０ｎｍの酸化珪素の球状粒子を含有するフェニル−メチルシリコーン樹脂の硬化物である。透光部材３０は、積層構造体の発光面１３ａ及び４つの側面１３ｃと、波長変換部材２０の凹部２０ｒ内面とを被覆している。透光部材３０の縁は、凹部２０ｒの縁の近傍にある。透光部材３０の外面は、積層構造体の側面１３ｃ及び波長変換部材２０の下面（凹部２０ｒを除く周縁部：平坦部）に対して傾斜乃至湾曲している。透光部材３０は、フィラーとして平均粒径５〜５０ｎｍの酸化珪素の球状粒子を含有するフェニル−メチルシリコーン樹脂の硬化物である。光反射部材４０は、積層構造体１３の側方においては透光部材３０の外面を被覆し、積層構造体１３の下方においては積層構造体の電極形成面１３ｂの一対の電極１５を除く領域を被覆している。なお、透光部材３０が積層構造体の側面１３ｃの一部（下部）を被覆していなければ、光反射部材４０がその積層構造体の側面１３ｃの一部（下部）を被覆している。また、光反射部材４０は、波長変換部材２０の側面を被覆している。光反射部材４０は、１５０重量部の酸化チタンを含有するフェニル−メチルシリコーン樹脂の硬化物である。一対の電極１５の下面すなわち金の被膜の表面は、光反射部材４０から露出されている。より詳細には、本発光装置の下面は、光反射部材４０の下面と一対の電極１５の下面で構成されている。
本実施例１の発光装置は、以下のように、発光装置の複合体１５０を作製し、その発光装置の複合体１５０をダイシング装置で分割することで製造される。まず、上記蛍光層２０１となる厚さ７０μｍの第１要素シートと、上記透光層２０２となる厚さ１５０μｍの第２要素シートと、を圧着して完全硬化させることにより、蛍光シートを作製する。そして、その蛍光シートを上記大きさにダイサーで格子状に切断して、複数の波長変換部材２０を得る。次に、波長変換部材２０を、押圧部材２７０でもあるコレットで真空吸着し、蛍光層２０１側を上に向け、ポリイミドのテープ上に所定の間隔で縦横に配列する。このとき、各蛍光層２０１の上面をコレットで押圧して、凹部２０ｒを形成する。コレットの吸着面の形状は、正方形である。凹部２０ｒの深さは、２５μｍである。次に、透光部材の液状材料３０９をピン転写で各波長変換部材の凹部２０ｒ内に塗布する。このとき、透光部材の液状材料３０９の上面は、波長変換部材２０の上面より上に位置している。次に、正負電極に銅の小片を各々接続したＬＥＤダイ１０のサファイア基板側を、波長変換部材２０に塗布した各透光部材の液状材料３０９の上に載置する。更に、ＬＥＤダイ１０の押し込み量を調節して、透光部材の液状材料３０９を、ＬＥＤダイ１０の４つの側面に這い上がらせる。そして、透光部材の液状材料３０９をオーブンで硬化させる。次に、光反射部材の液状材料４０９を、全てのＬＥＤダイ１０の銅の小片を完全に埋め込むように圧縮成形法で充填し硬化させる。そして、得られた光反射部材の一体成形物４５０を研削して銅の小片を露出させる。その後、各銅の小片の露出面の上にニッケル／金の被膜をスパッタ装置で成膜して電極１５とする。最後に、以上により得られた発光装置の複合体１５０をダイサーで格子状に切断する。
以上のように構成された実施例１の発光装置の製造方法は、実施の形態１の発光装置１００の製造方法と同様の効果を奏することができる。
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、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。
１０ ＬＥＤダイ
１３ 積層構造体
１３ａ 発光面
１３ｂ 電極形成面
１３ｃ 側面
１５ 電極
２０ 波長変換部材
２０１ 蛍光層
２０２ 透光層
２０ｒ 凹部
２５ 蛍光物質
３０ 透光部材
４０ 光反射部材
１００ 発光装置
１５０ 発光装置の複合体
２７０ 押圧部材
３０９ 透光部材の液状材料
４０９ 光反射部材の液状材料
４５０ 一体成形物

Claims (10)

  1. 発光面と、前記発光面の反対側の電極形成面と、前記発光面と前記電極形成面の間の側面とを備える積層構造体と、前記電極形成面に配置される電極と、を備えたＬＥＤダイを準備する工程と、
    開口径が前記発光面より大きい凹部を上面に備える波長変換部材を準備する工程と、
    前記凹部内に透光部材を配置する工程と、
    前記透光部材の上面に、前記発光面を対向させて前記ＬＥＤダイを載置し、前記ＬＥＤダイを押圧することで、前記透光部材の少なくとも一部を前記積層構造体の側面に配置する工程と、
    前記ＬＥＤダイと、前記透光部材と、前記波長変換部材とを被覆する光反射部材を配置する工程と、を含む発光装置の製造方法。
  2. 前記透光部材を、その上面が前記波長変換部材の上面と同等の高さ若しくは前記波長変換部材の上面より上に位置するように前記凹部内に配置する、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記凹部の上面視形状は、多角形若しくは円形である、請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記凹部を、平板状の波長変換部材の上面の一部を押圧部材で押圧することで形成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記押圧部材は、コレットである、請求項４に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記凹部を、当該凹部を備えた前記波長変換部材を金型で成形することで形成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記波長変換部材は、蛍光物質を含有した蛍光層と、蛍光物質を実質的に含有していない透光層とを有し、前記蛍光層に前記凹部を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記光反射部材を、前記電極の全部を被覆するまで形成した後、前記電極の少なくとも一部が露出するまで除去する、請求項１から７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記波長変換部材は、樹脂、フィラーのいずれか一つ以上を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  10. 前記透光部材は、樹脂、蛍光物質、フィラーのいずれか一つ以上を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
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