JP2021040031A - 発光装置、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、一対の電極と被覆部材とを連続して覆う金属層を形成して、レーザ光を照射して金属層の一部を除去する発光装置の製造方法が知られている(例えば特許文献2)。
以下、各工程について詳述する。
第1面側に一対の電極5を備えた発光素子1と、一対の電極5の表面の一部が露出するように発光素子1を覆う第1被覆部材2と、を備えた中間体を準備する。
導光板30上にパッケージ10を載置する。パッケージ10は接着性を持つ第3透光性部材40を介して導光板30上に配置することが好ましい。パッケージ10の第1透光性部材3と導光板30とが接触するように配置することが好ましい。第3透光性部材40は第1透光性部材3の側面と第1被覆部材2の側面とを覆うことが好ましい。これにより発光素子1から出射された光を側方に拡げることができるからである。導光板30上に配置されるパッケージ10は複数であり、縦方向及び横方向と規則的に配列された状態で配置されることが好ましい。導光板30上に配置されたパッケージ10の側方を第2被覆部材50で覆っていることが好ましい。第2被覆部材50の厚みはパッケージ10の厚みより薄いことが好ましいが、同じ又は厚くしてもよい。金属ペースト層25または配線20の形成を容易にするためである。一対の電極5はCuを含むことが好ましい。導電性が良いためである。
露出された一対の電極5と第1被覆部材2とを連続して覆う金属ペースト層を形成する。
導光板30上に複数のパッケージ10が配置され、それぞれパッケージ10は第3透光性部材40を介して配置され、パッケージ10の側方に第2被覆部材50が配置されている。第1被覆部材2及び第2被覆部材50を連続するように金属ペースト層25を配置する。金属ペースト層25を形成する工程は、印刷、又は、噴霧のいずれかの方法で形成することが好ましい。印刷は、グラビア印刷、凸版印刷、平板印刷、スクリーン印刷などのいずれかの方法を用いることができ、スクリーン印刷が好ましい。噴霧は、インクジェット、エアーディスペンス、ジェットディスペンスのいずれかの方法を用いることができる。これによりスパッタや蒸着のような高度な設備を必要とすることなく、簡易に金属ペースト層25、さらには、配線20を形成することができる。金属ペースト層25の厚みは、1μm以上に形成することが好ましく、3μm以上50μm以下が好ましく、5μm以上20μm以下が特に好ましい。所定の厚み以上にすることで導通を確保し、信頼性を向上させることができる。また、金属ペースト層25を所定の厚みにすることで電気抵抗を低くすることができる。このように金属ペースト層25を所定の厚みにした場合でも、レーザアブレーションを利用することで配線20の形成を容易に行うことができる。金属ペースト層25の幅は導通を取れればよく、例えば200μm以上1000μm以下が好ましく、特に400μm以上700μm以下が特に好ましい。
金属ペースト層25は、金属粉の濃度が60重量%以上95重量%以下であることが好ましい。金属粉の濃度を高くすることで導電性を高くするとともに電気抵抗を低く抑えることができる。また、樹脂の割合を所定の範囲にすることで、印刷等しやすくすることができる。
一対の電極5上の金属ペースト層25及び第1被覆部材2上の金属ペースト層25にレーザ光を照射して、一対の電極5間の金属ペースト層25及び第1被覆部材2上の金属ペースト層25の一部を除去する。配線20は金属ペースト層25の一部を切断することによって形成されるものであり、金属ペースト層25と異なる材料を用いるものでない。また、レーザ光を照射して金属ペースト層25の一部を除去することで、1つの発光素子1の一対の電極5間で金属ペースト層25は分断された状態となり、一対の配線20となるが、隣接する複数の発光素子1の電極を被覆している金属ペースト層25と連続している状態である。つまり、一方の発光素子1の電極5間の金属ペースト層25を分断し、他方の発光素子1の電極5間の金属ペースト層25が残ったままでは、配線としては機能しない。そのため、次の工程である一対の配線を形成する工程において、レーザ光を照射した部分に、刃を入れることで、確実に金属ペースト層25の短絡を防止することができる。
レーザ光を照射した部分に、刃を入れ、一対の電極5が短絡しないように一対の配線20を形成する。金属ペースト層25にレーザ光を照射すると、金属ペースト層25に含まれる樹脂部分が飛散するが、レーザ光の波長やパルス幅や強度、照射時間等により、金属ペースト層25に含まれる金属粉が飛散せず、レーザ光を照射した部分に残ることもある。レーザ光の照射により金属ペースト層25に含まれる金属粉が溶融され、場合によっては発光素子1の第1電極5aと第2電極5bとが電気的に接続され短絡してしまうこともある。また、レーザ光を照射した部分に導電性を有する異物が侵入することもあり短絡されてしまうこともある。そこで、レーザ光を照射した部分に、刃物を使って刃を入れ、一対の電極5が短絡しないように一対の配線20を確実に切断するものである。
以上のように、金属ペースト層25にレーザ光を照射して、刃を入れることで、一対の配線20を形成することができる。
パッケージ10は、発光素子1と、第1被覆部材2と、を少なくとも備え、さらに、第1透光性部材3、第2透光性部材4なども備えることができる。発光素子1は第1面に一対の電極5を備える。第1被覆部材2は、発光素子1の側面を覆うため、絶縁性であればよい。第1被覆部材2は反射性が好ましいが、透光性であってもよい。反射性の第1被覆部材2は、例えば、シリコーン樹脂にシリカ及び白色の酸化チタンが60wt%程度含有する部材等を用いることができ、圧縮成形、トランスファモールド、射出成形、印刷、スプレー等により形成することができる。また、第1被覆部材は板状に成形し、所定の大きさに切断し直方体とすることができる。
発光素子1としては、例えば発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることができ、青色、緑色、赤色等の可視光を発光可能な発光素子を用いることができる。半導体発光素子は、発光層を含む積層構造体と、電極と、を備える。積層構造体は、電極が形成された側の第1面と、それとは反対側の光取り出し面となる第2面と、を備える。
第1被覆部材2は、例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂部材が好ましい。
第1透光性部材3は、発光素子の第2面に配置される。第1透光性部材3の材料は、樹脂、ガラス、波長変換部材等が使用できる。樹脂として、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。
また、第1透光性部材3には、粘度を調整する等の目的で、各種のフィラー等を含有させてもよい。
第2透光性部材4は、発光素子1と第1透光性部材3とを接着する。第2透光性部材に蛍光体やフィラーを含有させてもよい。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
導光板30は平板状だけでなく、一部凹部や凸部があってもよい。凹部にパッケージを配置することができる。また凹部や凸部にレンズ等の機能を持たせてもよい。また導光板30に見切り性を持たせるよう凹みや遮光や反射膜等を形成してもよい。パッケージが配置された導光板の反対側に反射膜や遮光膜を設けることでパッケージからの光を導光板を介して水平方向に拡げることができる。導光板30はポリカーボネートやアクリル、シクロオレフィンなど透光性の高い部材が好ましい。
2 第1被覆部材
3 第1透光性部材
4 第2透光性部材
5 電極
5a 第1電極
5b 第2電極
10 パッケージ
20、21、22、23 配線
20a、21a 第1配線
20b、21b 第2配線
20c、21c 幅広部
22d 配線部
25 金属ペースト層
28 外部接続端子
30、31 導光板
31a 第1凹部
31b 第2凹部
31c 第3凹部
40 第3透光性部材
50 第2被覆部材
60 絶縁部材
70 反射部材
80 遮光部材
100 発光装置
Claims (23)
- 第1面側に一対の電極を備えた発光素子と、前記一対の電極の表面の一部が露出するように前記発光素子を覆う第1被覆部材と、を備えた中間体を準備する工程と、
前記露出された前記一対の電極と前記第1被覆部材とを連続して覆う金属ペースト層を形成する工程と、
前記一対の電極上の前記金属ペースト層及び前記第1被覆部材上の前記金属ペースト層にレーザ光を照射して、前記一対の電極間の前記金属ペースト層及び前記第1被覆部材上の前記金属ペースト層の一部を除去する工程と、
前記レーザ光を照射した部分に、刃を入れ、前記一対の電極が短絡しないように一対の配線を形成する工程と、
を含む発光装置の製造方法。 - 前記一対の配線を形成する工程後、少なくとも前記一対の電極を絶縁部材で覆う工程と、を含む請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属ペースト層の一部を除去する工程は、前記一対の電極の距離よりも幅の狭い前記レーザ光を照射する工程を含む請求項1又は請求項2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属ペースト層を形成する工程は、印刷、または、噴霧のいずれかの方法で形成する工程を含む請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記中間体を準備する工程において、
前記発光素子は前記第1面と反対の第2面側に第1透光性部材が配置され、
前記第1透光性部材は、導光板に配置されている請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記中間体を準備する工程において、前記発光素子の前記第1面上、かつ、前記一対の電極間に前記第1被覆部材が配置されており、
前記金属ペースト層の一部を除去する工程において、前記発光素子の前記第1面上、かつ、前記一対の電極間に配置される前記第1被覆部材は、前記レーザ光により一部除去される請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記中間体を準備する工程において、前記発光素子の前記一対の電極を認識し、
前記金属ペースト層の一部を除去する工程において、前記中間体を準備する工程において認識した前記発光素子の前記一対の電極の間に前記レーザ光を照射する請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記中間体を準備する工程において、前記発光素子を複数使用し、
前記金属ペースト層を形成する工程において、前記複数の発光素子をそれぞれ連続して覆い、
前記配線を形成する工程において、前記複数の発光素子が電気的に接続される請求項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。 - 前記金属ペースト層を形成する工程において使用する前記金属ペースト層は、複数の金属粉中に樹脂が含有されている請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属粉は、銀粉、銅粉、又は、金属膜で覆われた銀粉若しくは銅粉の少なくともいずれかを含む請求項9に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属ペースト層を形成する工程において使用する前記金属ペースト層は、前記金属粉の濃度が60重量%以上95重量%以下である請求項9または請求項10に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属ペースト層を形成する工程において、前記金属ペースト層の厚みを1μm以上に形成する請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属粉は、0.01μm以上10μm以下の粒子である請求項9乃至請求項12のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記一対の配線を形成する工程は、少なくとも前記第1被覆部材に到達する位置まで前記刃を入れる請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記一対の電極を絶縁部材で覆う工程において、前記絶縁部材は着色されている請求項2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記導光板は、前記発光素子が配置される複数の第1凹部と、隣り合う前記第1凹部の間に第2凹部と、を備え、第2凹部には反射部材が配置されており、前記反射部材を覆う第2被覆部材が配置され、前記配線は前記第2被覆部材上に配置され、
前記第2凹部上に配置された前記配線は、前記第1凹部上に配置された前記配線よりも幅の広い部分を備える請求項5に記載の発光装置の製造方法。 - 第1面側に一対の電極を備えた発光素子と、
前記一対の電極の表面の一部が露出するように前記発光素子を覆う第1被覆部材と、
前記露出された前記一対の電極のそれぞれと前記第1被覆部材とを連続して覆う第1配線及び第2配線と、を備え、
前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線は、電気的に接続されておらず、
前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線の端部は、金属ペースト層の平均厚みよりも低く又は高くなっており、かつ、前記第1配線及び第2配線の幅よりも長い直線状のラインが形成されている発光装置。 - 前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線の端部は、前記第1配線及び第2配線の平均厚みよりも0.5倍以上0.95倍低く又は1.05倍以上1.5倍以上高くなっている請求項17に記載の発光装置。
- 第1面側に一対の電極を備えた発光素子と、
前記一対の電極の表面の一部が露出するように前記発光素子を覆う第1被覆部材と、
前記露出された前記一対の電極のそれぞれと前記第1被覆部材とを連続して覆う第1配線及び第2配線と、を備え、
前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線は、電気的に接続されておらず、
前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線の端部は、平面視において凹凸が形成されており、かつ、平面視において前記第1配線及び第2配線の間に前記第1配線及び第2配線の幅よりも長い直線状のラインが形成されている発光装置。 - 前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線の端部は、平面視において表面粗さRaが1μm以上5μm以下の凹凸が形成されている請求項19に記載の発光装置。
- 前記一対の電極間上において、前記第1配線及び第2配線の幅よりも1.1倍以上4倍以下の直線状のラインが形成されている請求項17乃至請求項20のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記ラインは、断面視においてV字状に形成されている請求項17乃至請求項21のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は前記第1面と反対の第2面側に第1透光性部材が配置され、
前記第1透光性部材は、導光板に配置されている請求項17乃至請求項22のいずれか一項に記載の発光装置。
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