JP2019057627A - Method of manufacturing light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、発光装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a light emitting device.
例えば特許文献1には、突起電極を備えるダイと、シート上に粘着層を備える粘着シートとを準備する工程と、粘着層にダイの底面が接触するように粘着層に突起電極を沈み込ませながら、粘着シート上にダイを配列する工程と、粘着シートとともにダイの側面を樹脂層で覆う工程と、樹脂層を切断し、個片化した半導体発光素子を得る工程とを備える半導体発光素子の製造方法が記載されている。 For example, in Patent Document 1, a step of preparing a die including a protruding electrode and an adhesive sheet including an adhesive layer on the sheet, and a step of sinking the protruding electrode into the adhesive layer so that the bottom surface of the die contacts the adhesive layer. However, a semiconductor light emitting device comprising: a step of arranging a die on the pressure sensitive adhesive sheet; a step of covering the side surface of the die together with the pressure sensitive adhesive sheet with a resin layer; and a step of cutting the resin layer to obtain a separated semiconductor light emitting device. A manufacturing method is described.
上記従来の半導体発光素子の製造方法においては、ダイの底面には樹脂層が形成されないため、ダイの底面側の保護性能が低くなってしまう。 In the conventional method for manufacturing a semiconductor light emitting device, since the resin layer is not formed on the bottom surface of the die, the protection performance on the bottom surface side of the die is lowered.
そこで、本発明の一実施の形態は、LEDダイの電極形成面側の保護性能の低下を抑えながら、端子を簡便に露出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。 Therefore, an embodiment of the present invention has an object to provide a method for manufacturing a light emitting device capable of easily exposing a terminal while suppressing a decrease in protection performance on the electrode forming surface side of an LED die.
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を備える積層構造体と、前記電極形成面に配置される凸状の電極と、を備えたLEDダイを準備する工程と、離型シートを準備する工程と、前記電極によって前記離型シートを変形させて前記電極の側面の一部を前記離型シートで被覆すると共に、前記電極形成面と離間するように前記離型シートを配置する工程と、前記離型シートと前記電極形成面との間に、並びに前記積層構造体の側面を被覆する、被覆部材を配置する工程と、前記離型シートを除去する工程と、を含むことを特徴とする。 A method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a laminated structure including a light emitting surface and an electrode forming surface opposite to the light emitting surface, a convex electrode disposed on the electrode forming surface, A step of preparing an LED die comprising: a step of preparing a release sheet; a step of deforming the release sheet by the electrode to cover a part of a side surface of the electrode with the release sheet; A step of disposing the release sheet so as to be separated from the formation surface; a step of disposing a covering member that covers the side surface of the laminated structure as well as between the release sheet and the electrode formation surface; And a step of removing the release sheet.
上記一実施の形態の発光装置の製造方法によれば、LEDダイの電極形成面側の保護性能の低下を抑えながら、端子を簡便に露出させることができる。 According to the method for manufacturing a light emitting device of the above embodiment, the terminal can be easily exposed while suppressing a decrease in the protection performance on the electrode forming surface side of the LED die.
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。 Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the light-emitting device and the manufacturing method thereof described below are for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless otherwise specified. In addition, the size and positional relationship of members illustrated in the drawings may be exaggerated for the sake of clarity.
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。 In the embodiment of the present invention, the visible wavelength range is a range of wavelengths from 380 nm to 780 nm, the blue range is a range of wavelengths from 420 nm to 480 nm, the green range is a range of wavelengths from 500 nm to 560 nm, a yellow range The wavelength is longer than 560 nm and not longer than 590 nm, and the red wavelength range is not less than 610 nm and not more than 750 nm.
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。 In addition, “translucency” in the present specification means that the light transmittance at the emission peak wavelength of the LED die is 60% or more, preferably 70% or more, and 80% or more. Is more preferable. “Light reflectivity” in the present specification means that the light reflectance at the emission peak wavelength of the LED die is 60% or more, preferably 70% or more, and more preferably 80% or more. preferable.
<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。
<Embodiment 1>
(Light Emitting Device 100)
1A is a schematic top view of light-
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、被覆部材40と、導電膜50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。電極15は、凸状である。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20の下面とを接続している。被覆部材40は、LEDダイの電極形成面13bと、波長変換部材20の下面と、透光部材30の外面とを被覆している。電極15の側面15cの一部及び下面は、被覆部材40から露出されている。導電膜50は、電極15に接続している。導電膜50は、被覆部材40の下面上に延伸している。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
(発光装置100の製造方法)
図2A,2B,2C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工程を説明するための概略断面図である。図2D,2Gは、実施の形態1に係る発光装置100の製造方法における第4工程を説明するための概略断面図である。図2E,2Fは、実施の形態1に係る発光装置100の製造方法における第5工程を説明するための概略断面図である。図2H,2I,2J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6工程、第7工程、第8工程を説明するための概略断面図である。
(Method for manufacturing light emitting device 100)
2A, 2B, and 2C are schematic cross-sectional views for explaining a first step, a second step, and a third step in the method for manufacturing light-
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工程、第2工程、第4工程、第5工程、第6工程を備える。なお、実施の形態1の発光装置100の製造方法は、第3工程、第7工程を更に備える。また、ここでは、第1〜7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8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。
The manufacturing method of the light-
(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。電極15は、凸状であって、側面15cを有する。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。
(First step)
As shown in FIG. 2A, in the first step, the laminated
(第2工程)
図2Bに示すように、第2工程は、離型シート470を準備する工程である。離型シート470の基材は、耐熱性、耐薬品などの観点において、樹脂であることが好ましい。特に、離型シート470の少なくとも表面は、離型性の観点において、フッ素系樹脂、若しくはシリコーン系樹脂で構成されていることが好ましい。このほか、離型シート470の基材は、金属箔、紙、布などを用いることができる。離型シート470の厚さは、適宜選択できるが、電極15の厚さの半分以上の厚さであることが好ましい。これにより、離型シート470を電極15の形状に沿って変形させながら、電極15をめり込ませやすい。
(Second step)
As shown in FIG. 2B, the second step is a step of preparing a
(第3工程)
図2Cに示すように、第3工程は、波長変換部材20を、LEDダイ10の発光面13a側に、透光部材30を介して接続する工程である。具体的には、透光部材の液状材料309を波長変換部材20の一方の主面に塗布し、その上に発光面13aを対向させてLEDダイ10を載置した後、透光部材の液状材料309を硬化若しくは固化させる。このとき、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。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。
(Third step)
As shown in FIG. 2C, the third step is a step of connecting the
なお、ここでは、波長変換部材20は、波長変換シート250として蛍光物質25を含有する蛍光シートを準備し、その波長変換シート250を第8工程で分割することで得られる例を示す。なお、このような蛍光シートを分割(個片化)したものを波長変換部材20とすることもできる。また、本実施の形態では、蛍光物質25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。
Here, the
(第4工程)
図2D,2Gに示すように、第4工程は、電極15によって離型シート470を変形させて電極の側面15cの一部を離型シート470で被覆すると共に、電極形成面13bと離間するように離型シート470を配置する工程である。具体的には、離型シート470を、LEDダイ10の電極形成面13bに対向させ、電極15に接するように配置する。その後、離型シート470及び/若しくはLEDダイ10に加圧して、電極15の一部を離型シート470にめり込ませる。なお、このとき、離型シート470を、成形装置の上下金型の一方に付けておくと、作業性が良い。
(4th process)
As shown in FIGS. 2D and 2G, in the fourth step, the
(第5工程)
図2E,2Fに示すように、第5工程は、離型シート470と電極形成面13bとの間に、並びに積層構造体の側面13cを被覆する、被覆部材40を配置する工程である。具体的には、被覆部材の液状材料409を、離型シート470と電極形成面13bとの間、並びに積層構造体の側面13c上、に連続して塗布し、硬化若しくは固化させる。なお、本実施の形態では、被覆部材の液状材料409を、波長変換部材20の一主面及び透光部材30の外面も連続して被覆するように塗布し、硬化若しくは固化させる。また、本実施の形態では、複数のLEDダイ10を連続して被覆することにより、被覆部材の一体成形物450として形成する。
(5th process)
As shown in FIGS. 2E and 2F, the fifth step is a step of disposing the covering
ここで、第5工程は、第4工程より前に行うこともできるし、第4工程より後に行うこともできる。図2D,2Eに示すように、電極の側面15cの一部を離型シート470で被覆した後に、被覆部材40を離型シート470と電極形成面13bとの間に配置することが好ましい。これにより、電極15の一部を離型シート470にめり込ませて被覆した状態で、被覆部材40を充填するため、寸法精度に優れた成形をすることできる。この場合には、トランスファ成形、射出成形、ポッティングなどを適用することができる。一方、図2F,2Gに示すように、電極の側面15cの一部を離型シート470で被覆する前に、被覆部材40を離型シート470と電極形成面13bとの間に配置することも好ましい。これにより、電極15の一部を離型シート470にめり込ませながら、被覆部材40を低い圧力で成形して、LEDダイ10への応力を小さくすることできる。この場合には、圧縮成形、ラミネート成形などを適用することができる。
Here, the fifth step can be performed before the fourth step or can be performed after the fourth step. As shown in FIGS. 2D and 2E, it is preferable that the covering
なお、離型シート470を配置する前に、発光面13aに対向して支持部材490を配置することが好ましい。これにより、LEDダイ10を安定して設置しやすく、電極15の離型シート470へのめり込み量を調整しやすい。また、被覆部材の液状材料409の充填圧力を高めやすく、被覆部材40を積層構造体の電極形成面13bと離型シート470との間に充填させやすい。支持部材490は、例えば、成形装置の上下金型の一方とすることができる。
In addition, before arrange | positioning the
(第6工程)
図2Hに示すように、第6工程は、離型シート470を除去する工程である。具体的には、離型シート470を、硬化若しくは固化した被覆部材40(ここでは被覆部材の一体成形物450)と電極15から剥がして取り去る。また、支持部材490を配置していた場合には、支持部材490も除去してもよい。
(6th process)
As shown in FIG. 2H, the sixth step is a step of removing the
(第7工程)
図2Iに示すように、第7工程は、離型シート470を除去した後に、電極15に接続する導電膜50を配置する工程である。具体的には、積層構造体の電極形成面13b上に形成された被覆部材40(ここでは被覆部材の一体成形物450)の露出面上に、電極15に接続した導電膜50を形成する。なお、本実施の形態では、複数のLEDダイ10の電極15に連続させて、連続導電膜550として形成する。被覆部材40が積層構造体の電極形成面13b上に存在することで、被覆部材40上に導電膜50を配置することができる。導電膜50は、LEDダイ10の電極形成面13b側の保護性能を更に高めることができる。また、導電膜50は、発光装置100の端子として機能し、発光装置100の実装時の接合面積を増大させることができる。導電膜50は、スパッタ、めっき、蒸着、印刷などで形成することができる。
(Seventh step)
As shown in FIG. 2I, the seventh step is a step of disposing the
(第8工程)
図2Jに示すように、第8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LEDダイ10間の被覆部材の一体成形物450(本実施の形態では波長変換シート250及び連続導電膜550も)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8工程は省略することができる。
(8th step)
As shown in FIG. 2J, the eighth step is a step of dividing the composite 150 of the light emitting device. Specifically, an integral molding 450 (in this embodiment, the
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、被覆部材40の成形過程において、電極15の一部を離型シート470にめり込ませておくことによって、被覆部材40が積層構造体の電極形成面13bを被覆しながら電極15の一部を露出させる構造を簡便に形成することができる。したがって、LEDダイ10の電極形成面13b側の保護性能の低下を抑えながら、端子を簡便に露出させることができる。
According to the method of manufacturing the
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。 Hereinafter, each component of the light emitting device according to the embodiment of the present invention will be described.
(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。
(LED die 10)
The LED die has a stacked structure including a light emitting element structure and an electrode for supplying power to the stacked structure. The shape of the LED die viewed from above is preferably a triangle, a quadrangle, or a hexagon, and more preferably a square or a rectangle that is long in one direction. The side surface of the LED die or its laminated structure may be perpendicular to the upper surface or the lower surface (light emitting surface or electrode forming surface), or may be inclined inward or outward. The number of LED dies mounted on one light emitting device may be one or plural. The plurality of LED dies can be connected in series or in parallel.
(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。
(Laminated structure 13)
The stacked structure includes at least a semiconductor stacked body and may further include a substrate.
(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。
(Semiconductor laminate)
The semiconductor laminate preferably includes at least an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, with an active layer interposed therebetween. As the semiconductor material, it is preferable to use a nitride semiconductor capable of efficiently emitting short-wavelength light that easily excites a fluorescent substance. The nitride semiconductor is mainly represented by a general formula In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1). In addition, zinc sulfide, zinc selenide, silicon carbide, or the like can be used. The emission peak wavelength of the LED die is preferably in the blue region, and more preferably in the range of 450 nm to 475 nm, from the viewpoints of light emission efficiency, the excitation of the fluorescent substance and the color mixing relationship with the light emission. The thickness of the semiconductor laminate can be selected as appropriate, but it is preferably 1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 3 μm or more and 10 μm or less in terms of luminous efficiency, crystallinity, and the like.
(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半導体の積層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。
(substrate)
The substrate is preferably a crystal growth substrate capable of growing a semiconductor crystal, but may be a bonding substrate that is separately bonded to a semiconductor laminate separated from the crystal growth substrate. Since the substrate has translucency, it is easy to adopt a flip chip type and to improve the light extraction efficiency. As the substrate, one of sapphire, gallium nitride, aluminum nitride, silicon, silicon carbide, gallium arsenide, gallium phosphide, indium phosphide, zinc sulfide, zinc selenide, and glass can be used. Of these, sapphire is preferable because it is excellent in translucency and easily available as a nitride semiconductor crystal growth substrate at a relatively low cost. Further, gallium nitride is suitable as a substrate for crystal growth of a nitride semiconductor, and is preferable in terms of relatively high thermal conductivity. The thickness of the substrate can be selected as appropriate, but it is preferably 50 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 80 μm or more and 300 μm or less in terms of light extraction efficiency, mechanical strength, and the like.
(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。電極の厚さは、適宜選択できるが、発光装置の実装性などの観点において、1μm以上150μm以下であることが好ましく、20μm以上100μm以下であることがより好ましい。
(Electrode 15)
In addition to the positive and negative electrodes formed in contact with the semiconductor layer, the electrodes may include bumps, pillars, lead electrodes (separated lead frames) and the like that are separately provided by connecting to the positive and negative electrodes. The electrode may be composed of a metal or alloy film and / or pieces. Specifically, at least one of gold, silver, copper, iron, tin, platinum, zinc, rhodium, titanium, nickel, palladium, aluminum, tungsten, chromium, molybdenum, and alloys thereof can be used. Especially, it is especially preferable that an electrode is excellent in thermal conductivity and contains the copper or copper alloy which is comparatively cheap. The electrode preferably has a gold or silver film on the surface from the viewpoint of solderability. The electrode can be formed by plating, sputtering, vapor deposition, printing, or the like. The thickness of the electrode can be selected as appropriate, but it is preferably 1 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 100 μm or less in terms of mountability of the light emitting device.
(波長変換部材20)
波長変換部材は、透光部材及び被覆部材と共に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。
(Wavelength conversion member 20)
The wavelength conversion member has a function of transmitting the light of the LED die and the fluorescent substance to the outside of the apparatus while protecting the LED die from the outside air and external force together with the light transmitting member and the covering member. The wavelength conversion member has at least a translucent main material, and further contains a fluorescent substance in the main material. The top view shape of the wavelength conversion member is preferably larger than the LED die and mathematically similar to the top view shape of the LED die in terms of luminous intensity distribution, chromaticity distribution, and the like. If the upper surface and / or lower surface of the wavelength conversion member is a flat surface, the productivity is good, and if it is a surface having irregularities or a curved surface, the light extraction efficiency can be increased. The wavelength conversion member may be composed of a single layer or a laminate of a plurality of layers in the thickness direction. When the wavelength conversion member is composed of a laminate, different types of main materials may be used for each layer, or different types of fluorescent materials may be contained in each layer. In addition, since the outermost layer is a layer that does not substantially contain a fluorescent material, deterioration of the fluorescent material due to outside air or the like can be suppressed. The thickness of the wavelength conversion member can be appropriately selected, but is preferably 50 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 80 μm or more and 300 μm or less in terms of light extraction efficiency, phosphor content, and the like.
(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。
(Main material of wavelength conversion member)
As the main material of the wavelength conversion member, at least one of silicone resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, acrylic resin, modified resins thereof, and glass can be used. Especially, a silicone resin or its modified resin is preferable at the point which is excellent in heat resistance and light resistance. Specific examples of the silicone resin include dimethyl silicone resin, phenyl-methyl silicone resin, and diphenyl silicone resin. In particular, heat resistance and gas barrier properties are enhanced by including a phenyl group. The “modified resin” in this specification includes a hybrid resin.
(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。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。
(Fluorescent substance 25)
The fluorescent material absorbs at least part of light (primary light) emitted from the LED die and emits light (secondary light) having a wavelength different from that of the primary light. The emission peak wavelength of the fluorescent substance emitting green light is preferably in the range of 520 nm or more and 560 nm or less from the viewpoints of light emission efficiency and color mixing relationship with light from other light sources. Specifically, examples of fluorescent substances that emit green light include yttrium, aluminum, and garnet phosphors (for example, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce), and lutetium, aluminum, garnet phosphors (for example, Lu 3 ( Al, Ga) 5 O 12: Ce), terbium-aluminum-garnet fluorescent material (e.g., Tb 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce) phosphor, silicate-based phosphors (e.g. (Ba, Sr) 2 SiO 4: Eu), chloro silicate-based phosphor (e.g. Ca 8 Mg (SiO 4) 4 C l2: Eu), β -sialon-based phosphor (e.g. Si 6-z Al z O z N 8-z: Eu (0 <Z <4.2)), SGS-based phosphors (for example, SrGa 2 S 4 : Eu), and the like. As a fluorescent substance that emits yellow light, an α-sialon-based phosphor (for example, Mz (Si, Al) 12 (O, N) 16 (where 0 <z ≦ 2 and M is Li, Mg, Ca, Y, and Lanthanide elements excluding La and Ce), etc. In addition, among the phosphors that emit green light, there are phosphors that emit yellow light. By replacing the portion with Gd, the emission peak wavelength can be shifted to the longer wavelength side, and yellow emission is possible, and some of these fluorescent substances are capable of emitting orange light. The emission peak wavelength of the fluorescent material is preferably in the range of 620 nm or more and 670 nm or less from the viewpoints of luminous efficiency, color mixing relationship with light from other light sources, etc. Specifically, the fluorescent material emits red light. The nitrogen-containing calcium aluminosilicate (CASN or SCASN) phosphor (e.g. (Sr, Ca) AlSiN 3: Eu). , And the like In addition, manganese activated fluoride phosphor (general formula (I) A 2 A phosphor represented by [M 1-a Mn a F 6 ] (in the general formula (I), A is selected from the group consisting of K, Li, Na, Rb, Cs and NH 4). And M is at least one element selected from the group consisting of Group 4 elements and Group 14 elements, and a satisfies 0 <a <0.2)). A typical example of the manganese-activated fluoride phosphor is a manganese-activated potassium fluorosilicate phosphor (for example, K 2 SiF 6 : Mn), which is a single type of the above specific examples. Or 2 It can be used in combination of at least.
(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被覆部材との界面は、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、透光部材は、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、下記被覆部材のフィラーと同じものを用いることができる。
(Translucent member 30)
The translucent member has translucency and can guide the light of the LED die to the wavelength conversion member, and can also bond the LED die and the wavelength conversion member. From the viewpoint of light extraction efficiency, the outer surface of the translucent member, that is, the interface with the covering member, is preferably inclined or curved with respect to the side surface of the laminated structure and the lower surface of the wavelength conversion member. As the main material of the translucent member, at least one of silicone resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, acrylic resin, modified resins thereof, and glass can be used. Especially, a silicone resin or its modified resin is preferable at the point which is excellent in heat resistance and light resistance. Specific examples of the silicone resin include dimethyl silicone resin, phenyl-methyl silicone resin, and diphenyl silicone resin. In particular, heat resistance and gas barrier properties are enhanced by including a phenyl group. In addition, the translucent member may contain various fillers in the main material. As the filler, the same filler as that of the following covering member can be used.
(被覆部材40)
被覆部材の主材は、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。
(Coating member 40)
As the main material of the covering member, at least one of silicone resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, acrylic resin, modified resins thereof, and glass can be used. Especially, a silicone resin or its modified resin is preferable at the point which is excellent in heat resistance and light resistance. Specific examples of the silicone resin include dimethyl silicone resin, phenyl-methyl silicone resin, and diphenyl silicone resin. In particular, heat resistance and gas barrier properties are enhanced by including a phenyl group.
(フィラー)
被覆部材は、フィラーを含有することが好ましい。被覆部材にフィラーを含有させることで、例えば、光反射率、熱伝導率、若しくは機械的強度を高めたり、熱膨張率を下げたりなど、被覆部材の種々の物性を目的に応じて調整することができる。よって、LEDダイの電極形成面側の保護性能を高く維持しやすい。フィラーは、有機物でもよいが、無機物が好ましい。無機物は、有機物に比べて、耐光性及び耐熱性に優れ、劣化しにくい。また、無機物であれば、被覆部材の熱伝導率、熱膨張率などを調整しやすい。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。被覆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。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。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。
(Filler)
The covering member preferably contains a filler. By including a filler in the covering member, for example, adjusting various physical properties of the covering member according to the purpose, such as increasing the light reflectance, thermal conductivity, or mechanical strength, or decreasing the thermal expansion coefficient. Can do. Therefore, it is easy to maintain high protection performance on the electrode forming surface side of the LED die. The filler may be organic but is preferably inorganic. Inorganic substances are superior in light resistance and heat resistance compared to organic substances and are not easily deteriorated. Moreover, if it is an inorganic substance, it will be easy to adjust the thermal conductivity, thermal expansion coefficient, etc. of a coating | coated member. As a specific inorganic substance, at least one of silicon oxide, titanium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, and barium sulfate is preferable. Of these, silicon oxide, titanium oxide, and zirconium oxide are preferable because they are relatively inexpensive and easily available. Magnesium oxide, zinc oxide, and aluminum oxide are preferable from the viewpoint of thermal conductivity. If it is an organic substance, there exists an advantage which can adjust an optical characteristic by copolymerization. Specific organic materials include polymethacrylic acid ester and its copolymer, polyacrylic acid ester and its copolymer, cross-linked polymethacrylic acid ester, cross-linked polyacrylic acid ester, polystyrene and its copolymer, cross-linked polystyrene, silicone Resins and their modified resins are preferred. A filler can be used individually by 1 type of these or in combination of 2 or more types of these. Although content of the filler in a coating | coated member can be selected suitably, it is preferable that it is 1 to 100 weight part, and it is more preferable that it is 5 to 50 weight part. The “parts by weight” represents the weight (g) of the particles blended with respect to 100 g of the main material. The shape of the filler can be selected as appropriate and may be crushed (indeterminate), but a spherical shape is preferred from the viewpoints of filling properties and suppression of aggregation.
(白色顔料)
被覆部材は、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、被覆部材は、白色顔料を含有することが好ましい。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。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。
(White pigment)
The covering member is preferably white in terms of light extraction efficiency. Therefore, the covering member preferably contains a white pigment. White pigments are titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium silicate, magnesium silicate, barium titanate, barium sulfate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, zirconium oxide. One of them can be used alone, or two or more of them can be used in combination. Of these, titanium oxide is preferable because it has excellent light reflectivity and is easily available at a relatively low cost. The content of the white pigment in the covering member can be appropriately selected, but is preferably 20 parts by weight or more and 300 parts by weight or less, and preferably 50 parts by weight or more and 200 parts by weight in terms of light reflectivity and viscosity at the time of liquid material. It is more preferable that the amount is not more than parts.
(導電膜50)
導電膜は、金属若しくは合金の単層膜又は多層膜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。導電膜は、半田接合性の観点において、表面に金若しくは銀を有することが好ましい。
(Conductive film 50)
The conductive film can be formed of a single layer film or a multilayer film of metal or alloy. Specifically, at least one of gold, silver, copper, iron, tin, platinum, zinc, rhodium, titanium, nickel, palladium, aluminum, tungsten, chromium, molybdenum, and alloys thereof can be used. The conductive film preferably has gold or silver on the surface from the viewpoint of solder bonding.
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。 As described above, the light emitting device of Embodiment 1 is an example of a top emission type (top view) type. However, a side emission type (side view) type may be used depending on the arrangement relationship of terminals with respect to the main emission direction. The mounting direction of the top emission type light emitting device is substantially parallel to the main light emitting direction and in the opposite direction. For example, the mounting direction of the light-emitting device of Embodiment 1 is downward. On the other hand, the mounting direction of the side-emitting type light emitting device is substantially perpendicular to the main light emitting direction.
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、厚さ約0.3mm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0.15mm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、それぞれ正極、負極となる、一対の電極15が接続している。一対の電極15は、電極形成面13bに対して凸状になっている。一対の電極15は其々、チタン/ニッケル/金/銅の多層膜と、厚さ50μm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1.7mm、奥行き1.7mm、厚さ0.15mm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)。波長変換部材20は、以下のような蛍光層(下層)と透光層(上層)との2層により構成されている。但し、蛍光層と透光層の境界は観察されない。蛍光層は、蛍光物質25としてTAG系蛍光体とYAG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。透光層は、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の下面とを被覆している。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の下面に対して傾斜乃至湾曲している。透光部材30は、フェニル−メチルシリコーン樹脂の硬化物である。被覆部材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、被覆部材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、被覆部材40は、電極の側面15cの一部を被覆している。被覆部材40は、フィラーとして10重量部の平均粒径5〜50nmの酸化珪素の球状粒子と、白色顔料として150重量部の酸化チタンと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の下方側の厚さ20μmの部位は、被覆部材40から露出されている。一対の電極15には其々、導電膜50が接続している。導電膜50は、被覆部材40の下面上に延伸している。導電膜50は、ニッケル/金の膜である。導電膜50の厚さは、0.1μmである。
Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
<Example 1>
The light-emitting device of Example 1 has the structure of the light-emitting
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、上記蛍光層となる厚さ100μmの第1要素シートと、上記透光層となる厚さ50μm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、波長変換シート250である蛍光シートを作製する。次に、波長変換シート250を、蛍光層側を上に向け、ポリイミドのテープ上に配置する。次に、透光部材の液状材料309をピン転写で波長変換シート250の上面に所定の間隔で塗布する。次に、正負電極に厚さ50μmの銅の小片を各々接続して電極15を構成したLEDダイ10のサファイア基板側を、波長変換シート250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を押し込み、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て透光部材30とする。次に、トランスファ成形装置の下金型(支持部材490)上に、上記LEDダイ10等が配置されたテープを設置し、厚さ50μmのフッ素系樹脂の離型シート470を付けた上金型を閉じる。このとき、各LEDダイ10の電極15を構成する銅の小片の上部が離型シート470に20μmめり込むようにする。そして、被覆部材の液状材料409を、上下金型のキャビティ内に充填し硬化させる。その後、被覆部材の一体成形物450及び各銅の小片上に、スパッタ装置でニッケル/金の膜を0.1μmの厚さに成膜して連続導電膜550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。
The light emitting device of Example 1 is manufactured by manufacturing a light emitting
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。
The manufacturing method of the light emitting device of Example 1 configured as described above can achieve the same effects as the manufacturing method of the
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。 A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a backlight device for a liquid crystal display, various lighting fixtures, a large display, various display devices such as advertisements, destination guides, a projector device, a digital video camera, a facsimile, a copy It can be used for an image reading apparatus in a machine, a scanner or the like.
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
15c 側面
20 波長変換部材
25 蛍光物質
30 透光部材
40 被覆部材
50 導電膜
100 発光装置
150 発光装置の複合体
250 波長変換シート
309 透光部材の液状材料
409 被覆部材の液状材料
450 被覆部材の一体成形物
470 離型シート
490 支持部材
550 連続導電膜
DESCRIPTION OF
Claims (10)
離型シートを準備する工程と、
前記電極によって前記離型シートを変形させて前記電極の側面の一部を前記離型シートで被覆すると共に、前記電極形成面と離間するように前記離型シートを配置する工程と、
前記離型シートと前記電極形成面との間に、並びに前記積層構造体の側面を被覆する、被覆部材を配置する工程と、
前記離型シートを除去する工程と、を含む発光装置の製造方法。 A laminated structure comprising a light emitting surface, an electrode forming surface opposite to the light emitting surface, a side surface between the light emitting surface and the electrode forming surface, and a convex electrode disposed on the electrode forming surface; Preparing an LED die comprising:
A step of preparing a release sheet;
The step of deforming the release sheet with the electrode to cover a part of the side surface of the electrode with the release sheet and disposing the release sheet so as to be separated from the electrode forming surface;
A step of disposing a covering member that covers the side surface of the laminated structure as well as between the release sheet and the electrode forming surface;
And a step of removing the release sheet.
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