JP2021013003A - 発光装置の製造方法及び発光モジュールの製造方法、並びに、発光装置及び発光モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本開示に係る実施形態は、発光面間が狭い発光装置の製造方法及び発光モジュールの製造方法、並びに、発光装置及び発光モジュールを提供することを課題とする。
本開示に係る実施形態の発光モジュールの製造方法は、発光面間が狭い発光モジュールを製造することができる。
本開示に係る実施形態の発光装置は、発光面間を狭くすることができる。
本開示に係る実施形態の発光モジュールは、発光面間を狭くすることができる。
図1Aは、第1実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図1Cは、図1BのIC−IC線における断面図である。図1Dは、図1BのID−ID線における断面図である。図1Eは、第1実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。図1Fは、第1実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す底面図である。
[発光装置]
はじめに、発光装置100について説明する。
発光装置100は、サブマウント基板10と、発光素子20と、光透過性部材30と、をこの順に備える、複数の第1素子構造体15と、それぞれの第1素子構造体15の側面を被覆して複数の第1素子構造体15を保持する第1被覆部材40と、を備えている。
以下、発光装置100の各構成について説明する。
基体部2としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子20から出射される光や外光等を透過しにくい材料を用いることが好ましい。例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス、PA(ポリアミド)、PPA(ポリフタルアミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、又は、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又は、フェノール樹脂等の樹脂を用いることができる。なかでも放熱性に優れるセラミックスを用いることが好ましい。
発光素子20は、一つの面に正負の素子電極23を備え、導電性接着材によりサブマウント基板10上で第1配線部3にフリップチップ実装されている。導電性接着材としては、例えば共晶はんだ、導電ペースト、バンプ等を用いればよい。
発光装置100において、発光装置100の上面に露出する、隣接する光透過性部材30間の距離は0.2mm以下であることが好ましい。光透過性部材30間の距離が0.2mm以下であれば、例えば、発光装置100を車の配光可変型ヘッドランプ(Adaptive Driving Beam:ADB)に用いる場合、光源を小さくすることができ、ヘッドライトレンズのサイズを小さくすることができる。そのため、光学系においてプライマリーレンズを省略することができる。また、ヘッドライトレンズを通過する光のロスを少なくすることができる。光源をより小さくする観点から、光透過性部材30間の距離は、より好ましくは0.1mm以下、更に好ましくは0.05mm以下である。光透過性部材30間の距離は、発光装置100の製造のし易さの観点から、好ましくは0.03mm以上である。
光透過性部材30として樹脂を用いる場合、また蛍光体や拡散材のバインダーとして樹脂を用いる場合、樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
枠体50は、金属、合金又はセラミックからなる枠状の部材を用いて形成することができる。金属としては、例えば、Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、Al、Pt、Ti、W、Pd等が挙げられる。合金としては、例えば、Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、Al、Pt、Ti、W、Pd等のうちの少なくとも一種を含む合金が挙げられる。
また、枠体として樹脂材料を用いてもよい。この場合、樹脂材料で形成された枠体に上記金属、合金又はセラミック部材が埋設されていてもよいし、枠体の一部を樹脂材料、他の一部を金属、合金又はセラミック部材で形成してもよい。
次に、発光モジュール200について説明する。
発光モジュール200は、前記記載の発光装置100と、サブマウント基板10が対面するように発光装置100が載置されたモジュール基板80と、を備えている。
なお、発光装置100が保護素子25を備えない場合、モジュール基板80側に保護素子25を備える構成とすることが好ましい。
モジュール基板80は、発光装置100を載置する部材であり、発光装置100を電気的に外部と接続する。モジュール基板80は、例えば平面視で略長方形に形成されている。モジュール基板80は、基板部6と、第3配線部7と、を備えている。
基板部6の材料としては、例えば、サブマウント基板10の基体部2に用いる材料として例示したものが挙げられる。第3配線部7の材料としては、例えば、サブマウント基板10の第1配線部3等に用いる材料として例示したものが挙げられる。
発光装置100は、導電性接着材8を介して第2配線部5と第3配線部7とが接合するようにモジュール基板80の上面に実装されている。導電性接着材8としては、例えば共晶はんだ、導電ペースト、バンプ等を用いればよい。
発光モジュール200は、枠体50が導電性接着材8を介してモジュール基板80に接合されているので、発光装置100から生じる熱が枠体50を介してモジュール基板80に放熱される。このため、発光モジュール200は、より放熱性に優れる。なお、枠体50は非導電性の接着材を介してモジュール基板80上に接合されていてもよいし、接着材を介さずにモジュール基板80上に配置されるのみでもよい。
発光モジュール200を駆動すると、第3配線部7、第2配線部5、内部配線部4、及び第1配線部3を介して外部電源から発光素子20に電流が供給され、発光素子20が発光する。発光素子20が発光した光は、上方へ進む光が、光透過性部材30を介して発光装置100の上方の外部に取り出される。また、下方へ進む光は、サブマウント基板10で反射され、光透過性部材30を介して発光装置100の外部に取り出される。また、発光素子20と枠体50との間に進む光は、第1被覆部材40及び枠体50で反射され、光透過性部材30を介して発光装置100の外部に取り出される。また、発光素子20間に進む光は、第1被覆部材40で反射され、光透過性部材30を介して発光装置100の外部に取り出される。この際、光透過性部材30間を狭く(例えば0.2mm以下)することで、例えば、発光モジュール200を車両用ヘッドライトの光源に用いる場合、光学系の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
図2は、第1実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。図3は、第1実施形態に係る発光モジュールの製造方法のフローチャートである。図4Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法の第1素子構造体準備工程において、発光素子を載置する工程を示す断面図である。図4Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法の第1素子構造体準備工程において、光透過性部材を設ける工程を示す断面図である。図4Cは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法の第1素子構造体準備工程において、第1素子構造体を作成する工程を示す断面図である。図4Dは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、枠体を形成する工程を示す断面図である。図4Eは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1素子構造体を載置する工程を示す断面図である。図4Fは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1被覆部材を形成する工程を示す断面図である。図4Gは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、シート部材を除去する工程を示す断面図である。図4Hは、第1実施形態に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置を載置する工程を示す断面図である。図4Iは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1素子構造体を載置する工程を示す平面図である。図4Jは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1被覆部材を形成する工程を示す平面図である。図4Kは、第1実施形態に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置を載置する工程を示す平面図である。
はじめに、発光装置100の製造方法の一例について説明する。
発光装置100の製造方法は、サブマウント基板10と、発光素子20と、光透過性部材30と、をこの順に備える第1素子構造体15を複数準備する工程である第1素子構造体準備工程S101と、複数の第1素子構造体15を取り囲む枠体50をシート部材70上に形成する工程である枠体形成工程S102と、複数の第1素子構造体15をサブマウント基板10がシート部材70に対面するように載置する工程である第1素子構造体載置工程S103と、それぞれの第1素子構造体15の側面を被覆する第1被覆部材40をシート部材70上に形成する工程である第1被覆部材形成工程S104と、シート部材70を除去する工程であるシート部材除去工程S105と、を含む。
なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光装置100の説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
第1素子構造体準備工程S101は、サブマウント基板10と、発光素子20と、光透過性部材30と、をこの順に備える第1素子構造体15を複数準備する工程である。
この工程S101は、集合基板準備工程S101aと、発光素子載置工程S101bと、光透過性部材設置工程S101cと、第1素子構造体作成工程S101dと、を含む。
集合基板準備工程S101aは、集合基板11の分割後にサブマウント基板10となるサブマウント領域12を複数含む集合基板11を準備する工程である。
集合基板11は、発光素子20を載置する複数のサブマウント領域12を含む一枚の基板である。図4Aでは、便宜上、4つのサブマウント領域12を含む集合基板11を図示しているが、サブマウント領域12の数は、適宜、調整すればよい。
発光素子載置工程S101bは、複数のサブマウント領域12に発光素子20を載置する工程である。
この工程S101bでは、複数の発光素子20のそれぞれを、複数のサブマウント領域12のそれぞれに載置する。発光素子20は、電極形成面を実装面として、導電性接着材によりサブマウント領域12に配置される第1配線上にフリップチップ実装されている。
なお、この際、複数の保護素子25のそれぞれを、複数のサブマウント領域12のそれぞれに載置する。
光透過性部材設置工程S101cは、それぞれの発光素子20上に光透過性部材30を設ける工程である。
この工程S101cでは、例えば、発光素子20の電極形成面と反対側の上面(つまり主たる光取り出し面側)に、所定形状の光透過性部材30を接合する。発光素子20に光透過性部材30を接合する場合、直接接合で接合させてもよく、透光性の接合部材を介して接合するようにしてもよい。
第1素子構造体作成工程S101dは、集合基板11をサブマウント領域12毎に分割して複数の第1素子構造体15を作成する工程である。
この工程S101dでは、集合基板11の所定位置で分割することにより第1素子構造体15を個片化して、複数の第1素子構造体15とする。
発光装置100の製造方法は、個片化された複数の第1素子構造体15を組み合わせて製造する。つまり、第1素子構造体15毎に個片化された後に選別工程を行うことができるため、個片化された第1素子構造体15から所定範囲の発光特性を有するものを選別して、所望の組み合わせで発光装置100を形成することができる。これにより、色バラつきの少ない、所望の発光色の発光装置100を得ることができる。
また、製造工程中において、一部の第1素子構造体15に不具合が生じた場合、第1素子構造体15をシート部材70に載置する前に、不具合のある第1素子構造体15のみを廃棄することができる。一枚のサブマウント基板上に複数の発光素子を載置した発光装置の場合は、部材の一部に不具合が生じた場合、発光装置全体を廃棄する必要がある。そのため、本実施形態の発光装置の製造方法は、工程中に不具合が生じた際に廃棄する部材を少なくすることができる。
枠体形成工程S102は、複数の第1素子構造体15を取り囲む枠体50をシート部材70上に形成する工程である。
枠体50は、例えば、金属、合金又はセラミックからなる枠状の部材をシート部材70上の所望の位置に載置することで形成することができる。
枠体50として金属、合金又はセラミックを用いることで、第1被覆部材40の反りの発生が抑制され、発光装置100の実装面を平坦に形成することができる。第1被覆部材40に樹脂材料を用いる場合、硬化時の樹脂の収縮等により、発光装置100に反りが発生する虞があるが、枠体50に非可撓性の材料を用いることで反りの発生を抑制することができる。これにより、発光装置100のモジュール基板80への実装性が良好となる。
更に、第1素子構造体載置工程S103の前に枠体50を形成することで、枠体50を基準として第1素子構造体15をシート部材70上に載置することができる。これにより、第1素子構造体15を載置するためのアライメントマークの無いシート部材70上にも精度よく第1素子構造体15を載置することができる。
第1素子構造体載置工程S103は、複数の第1素子構造体15をサブマウント基板10がシート部材70に対面するように載置する工程である。つまり、複数の第1素子構造体15は、サブマウント基板10の下面(つまり発光素子20が載置される面と反対側の面)がシート部材70の上面と接するように、シート部材70上に載置される。ここでは、個片化された後の第1素子構造体15をシート部材70上に配置するため、例えば個片化時にブレードを用いる場合、ブレードの幅よりも短い距離で第1素子構造体15を配置することができる。これにより、発光面間が狭い発光装置100とすることができる。
この工程S103では、複数の第1素子構造体15をシート部材70の上面に載置する。第1素子構造体15は、第2配線部5の形成面を実装面として、シート部材70の上面に載置されている。
シート部材70としては、例えば、耐熱性の樹脂シート等、当該分野で公知のものが挙げられる。
第1被覆部材形成工程S104は、それぞれの第1素子構造体15の側面を被覆する第1被覆部材40をシート部材70上に形成する工程である。
この工程S104では、枠体50内に第1被覆部材40を形成して第1被覆部材40により第1素子構造体15の側面を被覆する。
この工程S104では、例えば、ポッティングやスプレー等により、枠体50と第1素子構造体15との間、及び、隣接する第1素子構造体15間に第1被覆部材40を形成する未硬化の樹脂材料を配置する。その後、樹脂材料を硬化させ、第1被覆部材40を形成する。
この工程S104では、第1素子構造体15の側面(つまりサブマウント基板10の側面、発光素子20の側面及び光透過性部材30の側面)を被覆し、光透過性部材30の上面が露出するように第1被覆部材40を設ける。なお、第1被覆部材40は、光透過性部材30の上面を被覆するように設けた後、光透過性部材30の上面が露出するように第1被覆部材40の一部を研磨、研削、切削等により除去することで設けてもよい。
シート部材除去工程S105は、シート部材70を除去する工程である。
この工程S105では、第1素子構造体15等が載置されたシート部材70を剥がして発光装置100とする。
次に、発光モジュール200の製造方法の一例について説明する。
発光モジュール200の製造方法は、発光装置100の製造方法を用いて発光装置100を準備する工程である発光装置準備工程S11と、発光装置100を、サブマウント基板10がモジュール基板80に対面するように載置する工程である発光装置載置工程S12と、を含む。
なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光モジュール200の説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
発光装置準備工程S11は、前記した発光装置の製造方法を用いて発光装置100を準備する工程である。
この工程S11では、前記した工程S101〜工程S105を行うことで発光装置100を製造する。
発光装置載置工程S12は、発光装置100をサブマウント基板10がモジュール基板80に対面するように載置する工程である。
この工程S12では、発光装置100をモジュール基板80の上面に載置する。発光装置100は、サブマウント基板10側を実装面として、導電性接着材8によりモジュール基板80の上面に実装されている。
図5Aは、第2実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図5Bは、図5AのVB−VB線における断面図である。図5Cは、第2実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。
[発光装置]
はじめに、発光装置100Aについて説明する。
発光装置100Aは、サブマウント基板10と、発光素子20と、光透過性部材30と、をこの順に備える、複数の第1素子構造体15と、それぞれのサブマウント基板10の側面を被覆して複数の第1素子構造体15を保持する第2被覆部材60と、それぞれの発光素子20の側面及びそれぞれの光透過性部材30の側面を被覆して複数の第1素子構造体15を保持する、第2被覆部材60よりも発光素子20からの光に対する光反射率が高い第1被覆部材40と、を備えている。
以下、発光装置100Aの各構成について、発光装置100と異なる事項について説明する。
放熱材としては、例えば、放熱用のシリコーン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化硼素、酸化マグネシウム等が挙げられる。
第2被覆部材60は、第1被覆部材40よりも放熱性が高くなるように、適宜、材料を選択することが好ましい。
第1被覆部材40は、第2被覆部材60よりも発光素子20からの光に対する光反射率が高くなるように、適宜、材料を選択する。
次に、発光モジュール200Aについて説明する。
発光モジュール200Aは、発光装置100Aを用いること以外は第1実施形態の発光モジュール200と同様である。
図6は、第2実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。図7Aは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法において、第2被覆部材を形成する工程を示す断面図である。図7Bは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1被覆部材を形成する工程を示す断面図である。図7Cは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法において、シート部材を除去する工程を示す断面図である。図7Dは、第2実施形態に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置を載置する工程を示す断面図である。図7Eは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法において、第2被覆部材を形成する工程を示す平面図である。図7Fは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1被覆部材を形成する工程を示す平面図である。図7Gは、第2実施形態に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置を載置する工程を示す平面図である。
はじめに、発光装置100Aの製造方法の一例について説明する。
発光装置100Aの製造方法は、サブマウント基板10と、発光素子20と、光透過性部材30と、をこの順に備える第1素子構造体15を複数準備する工程である第1素子構造体準備工程S201と、複数の第1素子構造体15を取り囲む枠体50をシート部材70上に形成する工程である枠体形成工程S202と、複数の第1素子構造体15をサブマウント基板10がシート部材70に対面するように載置する工程である第1素子構造体載置工程S203と、それぞれのサブマウント基板10の側面を被覆する第2被覆部材60をシート部材70上に形成する工程である第2被覆部材形成工程S204と、それぞれの発光素子20の側面及びそれぞれの光透過性部材30の側面を被覆する、第2被覆部材60よりも発光素子20からの光に対する光反射率が高い第1被覆部材40を第2被覆部材60上に形成する工程である第1被覆部材形成工程S205と、シート部材70を除去する工程であるシート部材除去工程S206と、を含む。
なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光装置100Aの説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
第1素子構造体準備工程S201は、前記した第1素子構造体準備工程S101と同様である。
枠体形成工程S202は、前記した枠体形成工程S102と同様である。
第1素子構造体載置工程S203は、前記した第1素子構造体載置工程S103と同様である。
第2被覆部材形成工程S204は、それぞれのサブマウント基板10の側面を被覆する第2被覆部材60をシート部材70上に形成する工程である。
この工程S204では、枠体50内に第2被覆部材60を形成して第2被覆部材60によりサブマウント基板10の側面を被覆する。
この工程S204では、例えば、ポッティングやスプレー等により、枠体50とサブマウント基板10との間、及び、隣接するサブマウント基板10の対向する側面間に放熱材を含有する未硬化の樹脂材料を配置する。その後、樹脂材料を硬化させ、第2被覆部材60を形成する。
この工程S204では、サブマウント基板10の側面を被覆するように、サブマウント基板10の上面の高さまで第2被覆部材60を設けることが好ましい。なお、第2被覆部材60は、サブマウント基板10の上面を被覆してもよいが、発光素子20とは離隔していることが好ましい。
第1被覆部材形成工程S205は、それぞれの発光素子20の側面及びそれぞれの光透過性部材30の側面を被覆する第1被覆部材40を第2被覆部材60上に形成する工程である。この工程S205では、第1被覆部材40として、第2被覆部材60よりも発光素子20からの光に対する光反射率が高い部材を用いる。
この工程S205では、枠体50内に第1被覆部材40を形成して第1被覆部材40により発光素子20の側面及び光透過性部材30の側面を被覆する。
この工程S205では、例えば、ポッティングやスプレー等により、枠体50と発光素子20及び光透過性部材30との間、隣接する発光素子20間、並びに、隣接する光透過性部材30間に反射材を含有する未硬化の樹脂材料を配置する。その後、樹脂材料を硬化させ、第1被覆部材40を形成する。
この工程S205では、発光素子20の側面及び光透過性部材30の側面を被覆し、光透過性部材30の上面が露出するように第1被覆部材40を設ける。なお、第1被覆部材40は、光透過性部材30の上面を被覆するように設けた後、光透過性部材30の上面が露出するように第1被覆部材40の一部を研磨、研削、切削等により除去することで設けてもよい。
シート部材除去工程S206は、前記したシート部材除去工程S105と同様である。
次に、発光モジュール200Aの製造方法の一例について説明する。
発光モジュール200Aの製造方法は、前記した発光装置100Aの製造方法を用いて準備した発光装置100Aを用いること以外は第1実施形態の発光モジュール200の製造方法と同様である。
図8Aは、第3実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図8Bは、図8AのVIIIB−VIIIB線における断面図である。図8Cは、第3実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。
[発光装置]
はじめに、発光装置100Bについて説明する。
発光装置100Bは、第1素子構造体15の代わりに第1素子構造体15Aを用いたものである。第1素子構造体15Aは、平面視で、発光装置100Bの長手方向におけるサブマウント基板10の幅が、光透過性部材30の幅よりも狭く形成されている。
その他の事項については、第1実施形態の発光装置100と同様である。
次に、発光モジュール200Bについて説明する。
発光モジュール200Bは、発光装置100Bを用いること以外は第1実施形態の発光モジュール200と同様である。
図9は、第3実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。図10Aは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法の第2素子構造体準備工程において、発光素子を載置する工程を示す断面図である。図10Bは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法の第2素子構造体準備工程において、第2素子構造体を作成する工程を示す断面図である。図10Cは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法において、枠体を形成する工程を示す断面図である。図10Dは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法において、第2素子構造体を載置する工程を示す断面図である。図10Eは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法において、光透過性部材を設ける工程を示す断面図である。図10Fは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法において、第1被覆部材を形成する工程を示す断面図である。図10Gは、第3実施形態に係る発光装置の製造方法において、シート部材を除去する工程を示す断面図である。図10Hは、第3実施形態に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置を載置する工程を示す断面図である。
はじめに、発光装置100Bの製造方法の一例について説明する。
発光装置100Bの製造方法は、サブマウント基板10と、発光素子20と、をこの順に備える第2素子構造体16を複数準備する工程である第2素子構造体準備工程S301と、複数の第2素子構造体16を取り囲む枠体50をシート部材70上に形成する工程である枠体形成工程S302と、複数の第2素子構造体16をサブマウント基板10がシート部材70に対面するように載置する工程である第2素子構造体載置工程S303と、複数の第2素子構造体16をシート部材70上に載置した後、それぞれの発光素子20上に光透過性部材30を設ける工程である光透過性部材設置工程S304と、それぞれの第2素子構造体16の側面及びそれぞれの光透過性部材30の側面を被覆する第1被覆部材40をシート部材70上に形成する工程である第1被覆部材形成工程S305と、シート部材70を除去する工程であるシート部材除去工程S306と、を含む。
なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光装置100Bの説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
第2素子構造体準備工程S301は、サブマウント基板10と、発光素子20と、をこの順に備える第2素子構造体16を複数準備する工程である。
この工程S301は、集合基板準備工程S301aと、発光素子載置工程S301bと、第2素子構造体作成工程S301cと、を含む。
集合基板準備工程S301aは、前記した集合基板準備工程S101aと同様である。
発光素子載置工程S301bは、前記した発光素子載置工程S101bと同様である。
第2素子構造体作成工程S301cは、集合基板11をサブマウント領域12毎に分割して複数の第2素子構造体16を作成する工程である。
この工程S301cでは、集合基板11の所定位置で分割することにより第2素子構造体16を個片化して、複数の第2素子構造体16とする。
枠体形成工程S302は、複数の第2素子構造体16を取り囲む枠体50をシート部材70上に形成する工程である。
この工程S302は、第2素子構造体16が載置される領域の周囲に枠体50を形成すること以外は第1の製造方法における枠体形成工程S102と同様である。
第2素子構造体載置工程S303は、複数の第2素子構造体16をサブマウント基板10がシート部材70に対面するように載置する工程である。
この工程S303は、複数の第2素子構造体16をシート部材70の上面に載置すること以外は、第1の製造方法における第1素子構造体載置工程S103と同様である。
光透過性部材設置工程S304は、複数の第2素子構造体16をシート部材70上に載置した後、それぞれの発光素子20上に光透過性部材30を設ける工程である。
この工程S303では、例えば、発光素子20の上面(つまり主たる光取り出し面)側に、所定形状の光透過性部材30を接合する。発光素子20に光透過性部材30を接合する場合、直接接合で接合させてもよく、透光性の接合部材を介して接合するようにしてもよい。発光素子20に光透過性部材30を接合することで、第1素子構造体15Aとなる。
ここで、発光素子20の上面面積よりも大きい上面を有する光透過性部材30を各発光素子20上に設けることで、第2素子構造体16間(つまりサブマウント基板10間)の距離よりも光透過性部材30間の距離をより近づけることができる。これにより、より発光面間が狭い発光装置100Bとすることができる。
第1被覆部材形成工程S305は、それぞれの第2素子構造体16の側面及びそれぞれの光透過性部材30の側面を被覆する第1被覆部材40をシート部材70上に形成する工程である。すなわち、この工程S305は、それぞれの第1素子構造体15Aの側面を被覆する第1被覆部材40をシート部材70上に形成する工程である。
この工程S305は、第1の製造方法における第1被覆部材形成工程S104と同様である。
シート部材を除去する工程S306は、前記したシート部材除去工程S105と同様である。
これに対し第3実施形態に係る発光装置100Bの製造方法では、第2素子構造体16をシート部材70の上面に載置した後に光透過性部材30を設けている。そのため、平面視で、サブマウント基板10の幅を光透過性部材30の幅をよりも狭くすることができる。この場合、シート部材70上において、サブマウント基板10間の距離にかかわらず、光透過性部材30の幅を調整することで、光透過性部材30間の距離を短くすることができる。そのため、サブマウント基板10の幅にかかわらず、光透過性部材30間の距離を調整することができる。また、シート部材70上に、第2素子構造体16を載置し易くなり、第2素子構造体16の配列精度が向上する。
次に、発光モジュール200Bの製造方法の一例について説明する。
発光モジュール200Bの製造方法は、前記した発光装置100Bの製造方法を用いて準備した発光装置100Bを用いること以外は第1実施形態の発光モジュール200の製造方法と同様である。
図11Aは、第4実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図11Bは、図11AのXIB−XIB線における断面図である。図11Cは、第4実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。
[発光装置]
はじめに、発光装置100Cについて説明する。
発光装置100Cは、第1素子構造体15の代わりに第1素子構造体15Aを用いたものである。第1素子構造体15Aは、平面視で、発光装置100Cの長手方向におけるサブマウント基板10の幅が、光透過性部材30の幅よりも狭く形成されている。
その他の事項については、第2実施形態の発光装置100Aと同様である。
次に、発光モジュール200Cについて説明する。
発光モジュール200Cは、発光装置100Cを用いること以外は第2実施形態の発光モジュール200Aと同様である。
図12は、第4実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。
[発光装置の製造方法]
はじめに、発光装置100Cの製造方法の一例について説明する。
発光装置100Cの製造方法は、サブマウント基板10と、発光素子20と、をこの順に備える第2素子構造体16を複数準備する工程である第2素子構造体準備工程S401と、複数の第2素子構造体16を取り囲む枠体をシート部材70上に形成する工程である枠体形成工程S402と、複数の第2素子構造体16をサブマウント基板10がシート部材70に対面するように載置する工程である第2素子構造体載置工程S403と、複数の第2素子構造体16をシート部材70上に載置した後、それぞれの発光素子20上に光透過性部材30を設ける工程である光透過性部材設置工程S404と、それぞれのサブマウント基板10の側面を被覆する第2被覆部材60をシート部材70上に形成する工程である第2被覆部材形成工程S405と、それぞれの発光素子20の側面及びそれぞれの光透過性部材30の側面を被覆する、第2被覆部材60よりも発光素子20からの光に対する光反射率が高い第1被覆部材40を第2被覆部材60上に形成する工程である第1被覆部材形成工程S406と、シート部材70を除去する工程であるシート部材除去工程S407と、を含む。
次に、発光モジュール200Cの製造方法の一例について説明する。
発光モジュール200Cの製造方法は、前記した発光装置100Cの製造方法を用いて準備した発光装置100Cを用いること以外は第1実施形態の発光モジュール200の製造方法と同様である。
図13Aは、他の実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図13B〜図13Hは、他の実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図14Aは、他の実施形態に係る発光装置を備えた発光モジュールの構成を模式的に示す平面図である。図14Bは、図14BのXIVB−XIVB線における断面図である。図14Cは、図14Aの実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す底面図である。図15Aは、他の実施形態に係る発光モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図15Bは、図15Aの実施形態に係る発光モジュールの製造方法のフローチャートである。
枠体50Aの樹脂に用いる樹脂材料としては、例えば、光透過性部材30に用いる樹脂材料として例示したものが挙げられる。枠体50Aの反射材に用いる光反射材としては、例えば、第1被覆部材40の反射材に用いる光反射材として例示したものが挙げられる。
枠体50Aは、例えば、空気圧で液体樹脂を連続的に吐出可能な吐出装置(樹脂吐出装置)を用いてシート部材70上の所望の位置に形成することができる(特開2009−182307号公報参照)。
枠体50Bは、例えば、長方形の長辺の領域に棒状部材51を載置すると共に、長方形の短辺の領域に樹脂部材52を設けることで形成することができる。なお、棒状部材51は、長方形の長辺の一辺のみに設けてもよい。
発光モジュール200G及び発光装置100Gは、枠体50Dが、長方形の長辺の一辺のみに棒状部材51が載置されたものである。その他は、発光モジュール200F及び発光装置100Fと同様である。
発光モジュール200I及び発光装置100Iは、複数の第1素子構造体15が2行11列の行列状に配置されたものである。ここでは、各行の両端に位置する第1素子構造体15は、行方向において隣接する第1素子構造体15との距離が、行方向における他の第1素子構造体15間距離よりも長くなるように配置されている。
発光装置100Lは、サブマウント基板10と、発光素子20と、光透過性部材30と、をこの順に備える、複数の第3素子構造体17と、それぞれの第3素子構造体17の側面を被覆して複数の第3素子構造体17を保持する第1被覆部材40と、を備えている。複数の第3素子構造体17は、それぞれ保護素子25を含む。
つまり、発光装置100Lは、主として、サブマウント基板10と、発光素子20と、保護素子25と、光透過性部材30と、第1被覆部材40と、を備えている。
第3素子構造体17は、それぞれ保護素子25が外側に位置するように配置されている。これにより、4つの光透過性部材30をより狭い間隔で行列状に配置することができる。
第3素子構造体17として、発光色の異なる素子構造体を複数組み合わせる場合、各素子構造体の高さを同程度としておくことで、第1被覆部材40の光透過性部材30の上面への這い上がりを抑制することができる。各素子構造体において、所望の発光色を得るために必要な蛍光体量が異なる場合や蛍光体の有無による樹脂層の厚みの差は樹脂層を支持するガラス板の厚みで調整することができる。
その他の事項については、第1実施形態の発光装置100及び発光モジュール200と同様である。
発光モジュール200Mは、樹脂を用いた枠体50Aがモジュール基板80に直接接合されている。また、発光モジュール200Mは、第1被覆部材40が枠体50A内においてモジュール基板80上に設けられ、第3配線部7の側面及び導電性接着材8の側面も第1被覆部材40で被覆されている。その他の事項は、第1実施形態の発光モジュール200と同様である。
枠体形成工程S503では、モジュール基板80上に枠体50Aを形成する。
第1被覆部材形成工程S504では、枠体50A内に第1被覆部材40を形成して、第1被覆部材40により、第3配線部7の側面、導電性接着材8の側面、及び、第1素子構造体15の側面を被覆する。
なお、発光モジュール200Mの製造方法は、モジュール基板80上に枠体50Aを形成した後、モジュール基板80上に第1素子構造体15を載置してもよい。
また、枠体は、金属、合金又はセラミックを用いたものであってもよい。
また、第1素子構造体準備工程は、サブマウント基板10上に複数の発光素子20を載置した後、それぞれの発光素子20上に光透過性部材30を設けるものとした。しかしながら、発光素子20上に光透過性部材30を設けた後、サブマウント基板10上に載置してもよい。また、集合基板11を分割した後、サブマウント基板10上に発光素子20及び光透過性部材30を設けてもよい。第2素子構造体準備工程においても、集合基板11を分割した後、サブマウント基板10上に発光素子20を設けてもよい。
また、第2被覆部材を設ける場合、シート部材除去工程は、第2被覆部材形成工程の後、第1被覆部材形成工程の前に行ってもよい。
3 第1配線部
4 内部配線部
5 第2配線部
6 基板部
7 第3配線部
8 導電性接着材
10 サブマウント基板
11 集合基板
12 サブマウント領域
15、15A 第1素子構造体
16 第2素子構造体
17 第3素子構造体
17a 赤色素子構造体
17b 青色素子構造体
17c 緑色素子構造体
20 発光素子
23 発光素子の素子電極
25 保護素子
27 保護素子の素子電極
30 光透過性部材
40 第1被覆部材
50、50A、50B、50C、50D 枠体
51 棒状部材
52 樹脂部材
60 第2被覆部材
70 シート部材
80 モジュール基板
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I、100J、100K、100L 発光装置
200、200A、200B、200C、200D、200E、200F、200G、200H、200I、200J、200K、200L、200M 発光モジュール
Claims (29)
- サブマウント基板と、発光素子と、光透過性部材と、をこの順に備える第1素子構造体を複数準備する工程と、
複数の前記第1素子構造体を前記サブマウント基板がシート部材に対面するように載置する工程と、
それぞれの前記第1素子構造体の側面を被覆する第1被覆部材を前記シート部材上に形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。 - サブマウント基板と、発光素子と、光透過性部材と、をこの順に備える第1素子構造体を複数準備する工程と、
複数の前記第1素子構造体を前記サブマウント基板がシート部材に対面するように載置する工程と、
それぞれの前記サブマウント基板の側面を被覆する第2被覆部材を前記シート部材上に形成する工程と、
それぞれの前記発光素子の側面及びそれぞれの前記光透過性部材の側面を被覆する、前記第2被覆部材よりも前記発光素子からの光に対する光反射率が高い第1被覆部材を前記第2被覆部材上に形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 前記第2被覆部材は前記第1被覆部材よりも放熱性が高い請求項2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1被覆部材を前記シート部材上に形成する工程の前に、複数の前記第1素子構造体を取り囲む枠体を前記シート部材上に形成する工程を含み、前記枠体内に前記第1被覆部材を形成して前記第1被覆部材により前記第1素子構造体の側面を被覆する請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2被覆部材を前記シート部材上に形成する工程の前に、複数の前記第1素子構造体を取り囲む枠体を前記シート部材上に形成する工程を含み、前記枠体内に前記第2被覆部材及び前記第1被覆部材を形成して前記第2被覆部材により前記サブマウント基板の側面を被覆すると共に、前記第1被覆部材により前記発光素子の側面及び前記光透過性部材の側面を被覆する請求項2又は請求項3に記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠体が平面視で長方形状であり、前記長方形の長辺の一辺又は二辺が、金属、合金又はセラミックを含む請求項4又は請求項5に記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠体が金属、合金又はセラミックである請求項4又は請求項5に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1素子構造体を複数準備する工程は、
集合基板の分割後に前記サブマウント基板となるサブマウント領域を複数含む前記集合基板を準備する工程と、
複数の前記サブマウント領域に前記発光素子を載置する工程と、
それぞれの前記発光素子上に光透過性部材を設ける工程と、
前記集合基板を前記サブマウント領域毎に分割して複数の前記第1素子構造体を作成する工程と、を含む請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - サブマウント基板と、発光素子と、をこの順に備える第2素子構造体を複数準備する工程と、
複数の前記第2素子構造体を前記サブマウント基板がシート部材に対面するように載置する工程と、
複数の前記第2素子構造体を前記シート部材上に載置した後、それぞれの前記発光素子上に光透過性部材を設ける工程と、
それぞれの前記第2素子構造体の側面及びそれぞれの前記光透過性部材の側面を被覆する第1被覆部材を前記シート部材上に形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。 - サブマウント基板と、発光素子と、をこの順に備える第2素子構造体を複数準備する工程と、
複数の前記第2素子構造体を前記サブマウント基板がシート部材に対面するように載置する工程と、
複数の前記第2素子構造体を前記シート部材上に載置した後、それぞれの前記発光素子上に光透過性部材を設ける工程と、
それぞれの前記サブマウント基板の側面を被覆する第2被覆部材を前記シート部材上に形成する工程と、
それぞれの前記発光素子の側面及びそれぞれの前記光透過性部材の側面を被覆する、前記第2被覆部材よりも前記発光素子からの光に対する光反射率が高い第1被覆部材を前記第2被覆部材上に形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 前記第2被覆部材は前記第1被覆部材よりも放熱性が高い請求項10に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1被覆部材を前記シート部材上に形成する工程の前に、複数の前記第2素子構造体を取り囲む枠体を前記シート部材上に形成する工程を含み、前記枠体内に前記第1被覆部材を形成して前記第1被覆部材により前記第2素子構造体の側面及び前記光透過性部材の側面を被覆する請求項9に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2被覆部材を前記シート部材上に形成する工程の前に、複数の前記第2素子構造体を取り囲む枠体を前記シート部材上に形成する工程を含み、前記枠体内に前記第2被覆部材及び前記第1被覆部材を形成して前記第2被覆部材により前記サブマウント基板の側面を被覆すると共に、前記第1被覆部材により前記発光素子の側面及び前記光透過性部材の側面を被覆する請求項10又は請求項11に記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠体が平面視で長方形状であり、前記長方形の長辺の一辺又は二辺が、金属又はセラミックを含む請求項12又は請求項13に記載の発光装置の製造方法。
- 前記枠体が金属又はセラミックである請求項12又は請求項13に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2素子構造体を複数準備する工程は、
集合基板の分割後に前記サブマウント基板となるサブマウント領域を複数含む前記集合基板を準備する工程と、
複数の前記サブマウント領域に前記発光素子を載置する工程と、
前記集合基板を前記サブマウント領域毎に分割して複数の前記第2素子構造体を作成する工程と、を含む請求項9乃至請求項15のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記シート部材を除去する工程を更に含む請求項1乃至16のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1被覆部材が光反射性樹脂である請求項1乃至請求項17のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 請求項1乃至請求項18のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法を用いて発光装置を準備する工程と、
前記発光装置を前記サブマウント基板がモジュール基板に対面するように載置する工程と、を含む発光モジュールの製造方法。 - サブマウント基板と、発光素子と、光透過性部材と、をこの順に備える第1素子構造体を複数準備する工程と、
複数の前記第1素子構造体を前記サブマウント基板がモジュール基板に対面するように載置する工程と、
複数の前記第1素子構造体を取り囲む枠体を前記モジュール基板上に形成する工程と、
それぞれの前記第1素子構造体の側面を被覆する第1被覆部材を前記枠体内に形成する工程と、を含む発光モジュールの製造方法。 - サブマウント基板と、発光素子と、光透過性部材と、をこの順に備える、複数の第1素子構造体と、
それぞれの前記第1素子構造体の側面を被覆して複数の前記第1素子構造体を保持する第1被覆部材と、を備える発光装置。 - サブマウント基板と、発光素子と、光透過性部材と、をこの順に備える、複数の第1素子構造体と、
それぞれの前記サブマウント基板の側面を被覆して複数の前記第1素子構造体を保持する第2被覆部材と、
それぞれの前記発光素子の側面及びそれぞれの前記光透過性部材の側面を被覆して複数の前記第1素子構造体を保持する、前記第2被覆部材よりも前記発光素子からの光に対する光反射率が高い第1被覆部材と、を備える発光装置。 - 前記第2被覆部材は前記第1被覆部材よりも放熱性が高い請求項22に記載の発光装置。
- 複数の前記第1素子構造体を取り囲む枠体を備え、前記第1被覆部材は前記枠体内に配置される請求項21に記載の発光装置。
- 複数の前記第1素子構造体を取り囲む枠体を備え、前記第2被覆部材及び前記第1被覆部材は前記枠体内に配置される請求項22又は請求項23に記載の発光装置。
- 前記枠体が平面視で長方形状であり、前記長方形の長辺の一辺又は二辺が、金属、合金又はセラミックを含む請求項24又は請求項25に記載の発光装置。
- 前記枠体が金属、合金又はセラミックである請求項24又は請求項25に記載の発光装置。
- 前記第1被覆部材が光反射性樹脂である請求項21乃至請求項26のいずれか一項に記載の発光装置。
- 請求項21乃至請求項28のいずれか一項に記載の発光装置と、
前記サブマウント基板が対面するように前記発光装置が載置されたモジュール基板と、を備える発光モジュール。
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