JP2021040149A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型で広配光の発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１００は、上面と、電極１２を有する下面と、側面とを有する発光素子１０と、上面と側面を連続して覆い、発光素子が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する、波長変換部材２０と、電極が露出されるように下面及び波長変換部材の下方に配置される、光反射性材料を含有する樹脂で構成されてなる光反射性層５０と、波長変換部材の上方に配置される、遮光性を備える遮光層４０とを備える。【選択図】図１
Description
本発明は、発光素子を用いた発光装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を用いた発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトやディスプレイ、照明等の各種の光源として広く利用されている。例えば、特許文献１や２に半導体発光装置が開示されている。このような半導体発光装置で面状の発光を得るため、導光板の裏面側に複数のＬＥＤをマトリックス状に配置した構成が知られている。
本発明の目的の一は、薄型で広配光の発光装置を提供することにある。
以上の目的を達成するために、本発明の一形態に係る発光装置によれば、上面と、一対電極を有する下面と、側面とを有する発光素子と、前記上面と側面を連続して覆い、前記発光素子が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する、波長変換部材と、前記電極が露出されるように前記下面及び前記波長変換部材の下方に配置される、光反射性材料を含有する樹脂で構成されてなる光反射性層と、前記波長変換部材の上方に配置される、遮光性を備える遮光層とを備えることができる。
本発明の一形態に係る発光装置によれば、発光素子の上面から発する、最も輝度が高い光を遮光層で遮光したことで、薄型で広配光の発光装置を提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
［実施形態１］
［実施形態１］
本発明の実施形態1に係る発光装置を、図１の模式断面図及び図２の水平断面図に示す。これらの図に示す発光装置１００は、発光素子１０と、波長変換部材２０と、光拡散層３０と、遮光層４０と、光反射性層５０を備えている。
（発光素子１０）
（発光素子１０）
発光素子１０は、発光ダイオードなどの半導体発光素子が好適に利用できる。また発光素子１０は、上面と、一対の電極１２を有する下面と、側面とを有する。以下では発光素子１０の上面を素子主面、側面を素子側面、下面を素子電極形成面とも呼ぶ。
発光素子１０として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）又はＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料及びその混晶度を変更することによって発光波長を変化させることができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択できる。図１の例では、発光素子１０を一のみ用いているが、２個以上の発光素子を発光装置に含めてもよい。
（波長変換部材２０）
（波長変換部材２０）
波長変換部材２０は、発光素子１０が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する部材である。この波長変換部材２０は、発光素子１０の素子主面と素子側面を連続して覆っている。波長変換部材２０は、素子主面から出射される光を受けて、その光の波長を変換して、側面から出射する。
波長変換部材２０は、発光素子１０からの光で励起されて、異なる波長の光を発光する波長変換物質を含む。このようにして発光素子１０が発する光の内、波長変換部材２０を透過する成分と、波長変換部材２０で波長変換された成分とが混色されて、混色光が出射される。
このように発光素子１０の周囲のみならず、上面も含めて連続的に波長変換部材２０で覆うことにより、発光素子１０が発する光を広い面積で波長変換部材２０により波長変換して、発光素子本来の発光との混色を効率良く行うことが可能となる。よって限られた空間の中で、発光素子の上面である素子主面の光と、側面の素子側面の光とをまとめて効率良く利用でき、小型化、薄型化の発光装置においても高効率化に寄与する構成となる。
波長変換部材２０は、波長変換物質を母材となる第一樹脂２２に分散させたものとできる。また、波長変換部材２０を、複数層で構成してもよい。
母材となる第一樹脂を構成する材質は、例えばフェニル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料を用いることができる。中でも、硬化後に硬度が高く、加工性に優れるフェニル系樹脂とすることが好ましい。波長変換部材２０の耐光性及び成形容易性の観点からは、第一樹脂としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。また、第一樹脂を、後述する導光板７０を構成する材料よりも高い屈折率を有する材料が好ましい。これにより研削等で加工し易い利点が得られる。
波長変換部材２０が含有する波長変換物質には、蛍光体が好適に利用できる。例えば、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体又はＭＧＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、窒化物系蛍光体などが挙げられる。組成式の具体例としては、以下の一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）を挙げることができる。
Ａ2［Ｍ1-aＭｎ4+ aＦ6］・・・（Ｉ）
（ただし、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。）
（ただし、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。）
（ｘ−ａ）ＭｇＯ・ａ（Ｍａ）Ｏ・ｂ／２（Ｍｂ）2Ｏ3・ｙＭｇＦ2・ｃ（Ｍｃ）Ｘ2・（１−ｄ−ｅ）ＧｅＯ2・ｄ（Ｍｄ）Ｏ2・ｅ（Ｍｅ）2Ｏ3：Ｍｎ・・・（ＩＩ）
（ただし、上記一般式（ＩＩ）中、Ｍａは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択された少なくとも１種であり、Ｍｂは、Ｓｃ，Ｌａ，Ｌｕから選択された少なくとも１種であり、Ｍｃは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択された少なくとも１種であり、Ｘは、Ｆ，Ｃｌから選択された少なくとも１種であり、Ｍｄは、Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚｒから選択された少なくとも１種であり、Ｍｅは、Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎから選択された少なくとも１種である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅについて、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０≦ｅ＜１）
（ただし、上記一般式（ＩＩ）中、Ｍａは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択された少なくとも１種であり、Ｍｂは、Ｓｃ，Ｌａ，Ｌｕから選択された少なくとも１種であり、Ｍｃは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択された少なくとも１種であり、Ｘは、Ｆ，Ｃｌから選択された少なくとも１種であり、Ｍｄは、Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚｒから選択された少なくとも１種であり、Ｍｅは、Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎから選択された少なくとも１種である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅについて、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０≦ｅ＜１）
ＭａxＭｂｙＡｌ3Ｎz：Ｅｕ・・・（ＩＩＩ）
（ただし、上記一般式（ＩＩＩ）中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、０．５≦ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２、及び３．５≦ｚ≦４．５を満たす。
（ただし、上記一般式（ＩＩＩ）中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、０．５≦ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２、及び３．５≦ｚ≦４．５を満たす。
一般式（Ｉ）に表されるＫＳＦ蛍光体の半値幅は、１０ｎｍ以下とできる。また、一般式（ＩＩ）に表されるＭＧＦ蛍光体の半値幅は、１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下とできる。上記一般式（Ｉ）に示されるように、ＫＳＦ蛍光体の組成Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+を構成するＳｉの一部を、別の４価の元素であるＴｉやＳｉで置換（組成式では、Ｋ2（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ6：Ｍｎと表される）したり、またＫＳＦ蛍光体の組成Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+を構成するＫの一部を別のアルカリ金属に置換したり、Ｓｉの一部を３価の元素のＡｌ等で置換したり、複数の元素の置換を組み合わせたりしても構わない。
波長変換部材２０は、一つの波長変換物質が含有されていてもよいし、複数の波長変換物質が含有されていてもよい。複数の波長変換物質を含有する場合は、例えば、波長変換部材が緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体と赤色系の発光をするＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことができる。これにより、発光装置の色再現範囲を広げることができる。この場合、発光素子は、波長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を備えることが好ましい。また、例えば、青色系の光を出射する発光素子１０を用いた際に、発光装置として赤色系の光を得たい場合は、波長変換部材にＫＳＦ系蛍光体（赤色蛍光体）を６０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有させてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換物質を波長変換部材に含有させることで、特定の色の光を出射するようにしてもよい。また、波長変換物質は量子ドットであってもよい。波長変換部材内において、波長変換物質はどのように配置されていてもよい。例えば、略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。また、波長変換部材をそれぞれ含有する複数の層が積層されて設けられていてもよい。また波長変換部材は、光を拡散、反射させる部材を付加してもよい。例えば波長変換部材の内部に光拡散部材を混入させてもよい。
波長変換部材２０の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．４０ｍｍとすることが好ましい。発光モジュールの薄型化及び種々の波長変換の効果を発揮するため、上記範囲内とすることが好ましい。
（光拡散層３０）
（光拡散層３０）
波長変換部材２０の外側面は、光拡散層３０で覆われている。図２の水平断面図の例では、平面視において矩形状に形成された波長変換部材２０の外周をすべて、光拡散層３０で被覆している。この光拡散層３０は、発光装置１００から光を外部に放射させる発光領域となる。光拡散層３０は、発光素子１０が発する光と、波長変換部材２０で波長変換された光とをさらに拡散させて、これらの混色を促進する。このような光拡散層３０を設けることで、発光装置１００から放射される光をより均一にできる。なお光拡散層３０は、光拡散層過率５０％以上が好ましい。また、複数の光拡散層を外周方向に積層させて、光拡散領域を構成する。
光拡散層３０は、母材に拡散材を添加して構成できる。例えば第二樹脂を母材として、これに拡散材としてＳｉＯ2やＴｉＯ2等の白色の無機微粒子を含有させたものを、光拡散層３０として用いることができる。母材となる第二樹脂の樹脂材料には、フェニル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料が利用できる。好ましくは、硬化後に硬度が高く、加工性に優れるフェニル系樹脂を用いる。光拡散層３０の母材に、波長変換部材２０と同じ樹脂を用いることで、接着性に優れ、硬化時の樹脂引けや膨張時の変形などによって波長変換部材２０と光拡散との接合界面に応力が生じて剥離の原因となることを抑制できる。
また拡散材には、光反射性部材である白色系の樹脂や金属を微粒子状に加工したものを使用することもできる。これらの拡散材は、母材の内部に不規則に含有されることで、光拡散層３０の内部を通過する光を不規則に、かつ繰り返し反射させて、透過光を多方向に拡散することで、照射光が局部的に集中するのを抑制して、輝度ムラが生じるのを防止する。
加えて、光拡散層３０及び後述する遮光層４０が、波長変換部材２０を覆うように配置されることにより、波長変換部材２０を水分などから保護することができる。そのため、外部からの水分による悪影響を受けることがある蛍光体を用いる場合であっても、発光装置の製造を容易に行える。
（遮光層４０）
（遮光層４０）
波長変換部材２０の上方、及び光拡散層３０の上方には、遮光層４０が設けられる。遮光層４０は、遮光性を備える部材であり、発光装置１００の上面を遮光層４０で覆うことにより、発光素子１０や波長変換部材２０からの光が発光素子１０の上面の輝度が高くなることを抑制する。遮光層４０は光の透過率５０％以下が好ましい。このように遮光層４０は、完全な遮光性を備えていることを必ずしも要求するものではなく、不完全であっても遮光性を発揮されていれば足りる。本明細書において「遮光性」とは、透過率０％を意味するものでない。
この遮光層４０は、母材となる第三樹脂４１に光反射性材料を分散させて構成される。母材となる第三樹脂４１の樹脂材料には、フェニル系樹脂、ジメチル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料が利用できる。好ましくは、フェニル系樹脂を用いる。これにより、樹脂硬化後に硬度が高く、加工し易い等の効果が得られる。特に遮光層４０の母材に、波長変換部材２０や光拡散層３０と同じ樹脂を用いることで、接着性に優れ、硬化時の樹脂引けや膨張時の変形などによって接合界面に応力が生じて剥離の原因となることを抑制できる。また、遮光層４０にジメチル系の樹脂を用いた場合は、波長変換部材２０及び光拡散層３０がフェニル系樹脂であれば、これらとの界面に屈折率差を設けることで遮光層４０への入光を減らすことが可能となる。光反射性材料には、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又はガラスフィラー等が利用できる。ガラスフィラーを用いることで、屈折率を選択できる。ここではフィラーの含有量を調整することで、透過率を調整できる。光拡散層３０は透過率５０％以上、遮光層４０は透過率５０％以下とすることが好ましい。
以上の発光装置１００は、このような構成を採用したことで、輝度ムラを抑制して広配光な発光を実現できる。すなわち発光素子１０の上面の発光面から発する、最も輝度が高い光を遮光層４０で遮光しつつ、拡散層を通じて側面方向から光を出射する構成としたことで、この側面を導光板等の端面に光学的に結合させて、均一な発光を得ることができる。
（光反射性層５０）
（光反射性層５０）
また発光素子１０の下面、波長変換部材２０の下方、光拡散層３０の下方には光反射性層５０が配置される。光反射性層５０は、発光素子１０が発する光や波長変換部材２０で波長変換された光を反射させて、発光装置１００の下面から光が漏れることを抑止する。また発光素子１０の電極１２を、光反射性層５０から露出させている。
光反射性層５０も、遮光層４０と同じく、母材となる第四樹脂５２に光反射性材料を分散させて構成される。母材となる第四樹脂５２の樹脂材料には、フェニル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料が利用できる。好ましくは、フェニル系樹脂を用いる。これにより、樹脂硬化後に硬度が高く、加工し易い等の効果が得られる。特に光反射性層５０の母材に、波長変換部材２０や光拡散層３０と同じ樹脂を用いることで、接着性に優れ、硬化時の樹脂引けや膨張時の変形などによって接合界面に応力が生じて剥離の原因となることを抑制できる。また光反射性材料には、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ガラスフィラー等が利用できる。
（金属膜６０）
（金属膜６０）
また光反射性層５０から露出される発光素子１０の電極１２の端面は、金属膜６０で覆われている。この金属膜６０は、発光装置１００の外部電極として機能する。金属膜６０を、発光素子１０の電極１２の端面より大きくすることで、発光装置１００を外部と電気接続し易くできる。この金属膜６０を用いて、発光装置１００を実装基板に実装したり、ワイヤボンディングするなどして、外部の配線と電気接続することにより、発光素子１０に給電できる。金属膜６０は、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜によって形成できる。具体的には、発光素子１０側からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ等のように積層された積層膜が利用できる。特に、酸化し易いＣｕをＡｕ等の安定した金属で保護することにより、電気接続の信頼性が高められる。
［実施形態２］
［実施形態２］
なお光反射性層５０は、図１の模式断面図に示すように平板状に形成する他、部分的に凸形状を有することができる。このような例を実施形態２に係る発光装置として、図３の模式断面図に示す。この図に示す発光装置２００は、波長変換部材２０の下方では平板状に形成しつつ、波長変換部材２０の外周において凸状５１に形成している。これにより、光反射性層５０と波長変換部材２０との接着が強固になる。特にアンカー効果を発揮できる。
［実施形態３、４］
［実施形態３、４］
以上の例では、発光装置の外形を、平面視において矩形状としている。図２に示した例では横長の長方形状としたが、図４に示す実施形態３に係る発光装置３００のように、正方形状としてもよい。また矩形状に限らず、図５に示す実施形態４に係る発光装置４００のように、隅部の一部で角を落とした六角形状としたり、四隅を落とした八角形状とする等、多角形状や円形とすることもできる。
［実施形態５］
［実施形態５］
また以上の例では、平面視において波長変換部材２０の全周を光拡散層３０で覆う構成を示したが、本発明はこの構成に限らず、波長変換部材の周囲の一部を光拡散層で被覆し、周囲の他の部分を別の部材で被覆する構成としてもよい。例えば図６に示す実施形態５に係る発光装置５００のように、波長変換部材２０の対向する側面の一方（図６において波長変換部材２０の左右）を光拡散層３０で被覆しつつ、側面の他方（図６において波長変換部材２０の上下）を、第二遮光層４２で被覆してもよい。この構成では、発光装置５００の側面の内、光拡散層３０で被覆した部分を発光領域とし、第二遮光層４２で被覆した面は非発光領域として、発光領域を制限することで余計な発光を規制できる。また発光領域を集中させることにより、輝度の向上も得られる。さらに発光素子の上下を遮光し、側方の４面のうち、主に左右方向への出射光を得ることで光に異方性を持たせ、左右方向にのみ輝度が求められる用途に好適となる。
（導光板７０）
（導光板７０）
以上のような実施形態１から５の発光装置は、照明や液晶用バックライドなど、面状に発光させるための光源として利用できる。一例として、発光装置を面状発光体に適用する例を図７に示す。この例では、複数の発光装置１００を、導光板７０の背面に互いに離間させて配置している。各発光装置１００は、導光板７０と光学的に接続されている。このような発光装置を配置することにより、面状発光体の薄型化が可能となる。
導光板７０は、長方形や正方形などの矩形状に形成することが好ましい。また導光板７０を構成する材質としては、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料、ガラスなどの光学的に透明な材料を用いることができる。特に、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく製造することができるため、好ましい。中でも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。また、導光板７０は、単層で形成されていてもよく、複数の透光性の層が積層されて形成されていてもよい。複数の透光性の層が積層されている場合には、任意の層間に屈折率の異なる層、例えば空気の層等を設けることが好ましい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した面状発光体とすることができる。
（発光装置の製造方法）
（発光装置の製造方法）
次に、実施形態１に係る発光装置の製造方法を、図８〜図２１の模式断面図に基づいて説明する。まず、図８に示すように、光反射性層５０を準備する。ここでは、ベースシート８０上に、光反射性材料を分散させた第四樹脂５２を形成する。ベースシート８０には、耐熱性を有する部材が好適に利用でき、例えば粘着層を有する耐熱テープが利用できる。このベースシート８０上に、光反射性材料を分散させた第四樹脂５２として白樹脂を塗布する。白樹脂は、フェニル系樹脂にＴｉＯ2を分散させている。ここでは、粘着層を有する耐熱テープを、リングＲＧに貼付け保持しているが、ベースシートを保持できれば、支持プレート等適宜使用できる。
次に図９に示すように、白樹脂が未硬化の状態で、この上に発光素子１０を実装する。ここでは白樹脂の上面に、複数の発光素子１０を互いに離間して配置する。発光素子１０は、ＧａＮ系半導体層をサファイア基板上に成長させた発光ダイオードである。発光ダイオードは、素子電極形成面から一対の電極１２を突出させている。この素子電極形成面を、電極１２が白樹脂から貫通させるように押し付ける。この状態で白樹脂を硬化させて、光反射性層５０を形成する。
次に図１０に示すように、発光素子１０を実装した光反射性層５０の上面を、波長変換部材２０で被覆する。ここでは、波長変換材料としてＹＡＧ蛍光体を分散させた第一樹脂２２であるフェニル系樹脂を、光反射性層５０の周囲及び上面を覆うように圧縮成形する。この状態で第一樹脂２２を硬化させて、波長変換部材２０を形成する。
また必要に応じて、硬化された波長変換部材２０を含む形成体の上面を研削して、所定の厚みに形成する。図１１に示す例では、硬化された波長変換部材２０の上面を、グラインダ等で機械的に研削している。なお、波長変換部材２０の形成時に、第一樹脂２２の量を調整する等して厚み制御が行える場合は、機械的な研削工程を省略することができる。
また図１１に示す例では、成形体をベースシート８０からＵＶテープ９０に転写している。ＵＶテープ９０は、十分な粘着力を有しつつ、ＵＶ光（紫外線）を照射することにより粘着力を弱める性質を持った粘着テープである。ＵＶテープ９０を用いることで、波長変換部材２０の研削や切断加工中は強力な粘着力でウエハを確実に固定しながら、加工終了後にはＵＶ光を照射して粘着力を弱め、テープ剥離やダイピックアップを容易にする。これにより、半導体デバイス製造の品質向上やコストダウンが可能となる。
さらに図１２に示すように、発光装置の個片化を行う。ここでは、ダイサ等を用いて、波長変換層を発光素子１０毎に切断して切り出す。個片化された波長変換層はそれぞれ、第二ベースシート８２上に配置される。例えば図８と同様に、図１３に示すように、第二ベースシート８２上に、新たに光反射性層５０を準備し、各個片を離間させて再配置する。なお、図１３の前に図８と同様の工程を行って、光反射性層５０を再度準備し、切り出した発光素子を再配列する。
さらに光拡散層３０を形成する。例えば、図１４に示すように第二ベースシート８２上に配置された各個片を覆うように、光拡散材を分散させた第二樹脂３２を塗布する。ここでは、光拡散材としてＳｉＯ2を分散させた第二樹脂３２であるフェニル系樹脂を、各個片の周囲及び上面を覆うように圧縮成形する。この状態で第二樹脂３２を硬化させて、光拡散層３０を形成する。
また必要に応じて、硬化された光拡散層３０の上面を研削して、所定の厚みに形成する。図１５に示す例では、光拡散層３０の上面を、グラインダ等で機械的に研削している。なお、光拡散層３０の形成時に、第二樹脂３２の量を調整するなどして厚み制御が行える場合は、機械的な研削工程を省略することができる。
さらに波長変換部材２０上に遮光層４０を形成する。例えば図１６に示すように、光拡散層３０を設けた波長変換部材２０を含む形成体の上面及び側面に、光反射性材料を分散させた第三樹脂４１を塗布する。ここでは、光反射性材料としてＴｉＯ2を分散させた第三樹脂４１であるフェニル系樹脂を形成体の周囲に圧縮成形する。この状態で第三樹脂４１を硬化させて、遮光層４０を形成する。
さらに転写及び裏面研削を行う。例えば図１７に示すように、第二ベースシート８２上から形成体を剥離して、第二ＵＶテープ９２上に、光反射性層５０（第四樹脂５２）側が上面となる姿勢に転写する。
さらにまた、表出された電極１２の表面を保護する。ここでは図１８に示すように、端子保護膜１４をスパッタ等で形成する。端子保護膜１４にはＡｕ等が利用できる
さらに端子保護のための金属膜６０を形成する。ここでは図１９のように発光素子毎に分離した後、図２０に示すように、電極１２の端面が光反射性層５０から表出された形成体の上面に、金属被膜６２を形成する。金属被膜６２は、電極１２と電気接続されるように形成される。この金属被膜６２は、スパッタ、蒸着、原子層堆積（Atomic Layer Deposition；ＡＬＤ）法や有機金属化学的気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition；ＰＥＣＶＤ）法、大気圧プラズマ成膜法などによって形成できる。
金属被膜６２は、例えば最表面の層をＡｕ、Ｐｔ等の白金族元素の金属とすることが好ましい。また、最表面にはんだ付け性の良好なＡｕを用いることもできる。なお金属膜は単一の材料の一層のみで構成されてもよく、異なる材料の層が積層されて構成されていてもよい。特に高融点の金属膜を用いるのが好ましく、例えばＲｕ、Ｍｏ、Ｔａ等を挙げることができる。また、これら高融点の金属を、発光素子１０の電極１２と最表面の層との間に設けることにより、はんだに含まれるＳｎが電極１２や電極１２に近い層に拡散することを低減することが可能な拡散防止層とすることができる。このような拡散防止層を備えた積層構造の例としては、Ｎｉ／Ｒｕ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等が挙げられる。また、拡散防止層（例えばＲｕ）の厚みとしては、１０Å〜１０００Å程度が好ましい。
金属被膜６２の厚みは、種々選択することができる。レーザアブレーションが選択的に起こる程度とすることができ、例えば１μｍ以下であることが好ましく、１０００Å以下がより好ましい。また、電極１２の腐食を低減することができる厚み、例えば５ｎｍ以上であることが好ましい。ここで、金属被膜６２の厚みとは、金属膜が複数の層が積層されて構成されている場合には、該複数の層の合計の厚みのことをいう。
そして、金属被膜６２の一部を除去する。ここでは図２１に示すように、金属被膜６２にレーザ光を照射して、金属膜のない電極間スリットを絶縁領域１０として設ける。レーザ光は、発光素子１０の一対の電極１２の間に設ける絶縁領域１０に照射する。絶縁領域１０は、発光素子１０の一対の電極１２の間だけでなく、その延長方向にある被覆部材３の表面にも伸びて、金属被膜６２を分割している。
電極間スリットの絶縁領域１０は、発光素子１０の電極１２間の幅と略同じ幅である。例えば絶縁領域１０の幅を、電極１２の幅よりも僅かに広くしている。絶縁領域１０は、レーザアブレーションにより金属被膜６２が除去される。金属被膜６２が絶縁領域１０で除去されて、発光素子１０の一対の電極１２の間にスリット状に被覆部材３が露出する。
レーザ光は、その照射スポットを部材上で連続的又は逐次移動させることにより、金属被膜６２に照射することができる。レーザ光は、連続して照射してもよく、パルス照射でもよい。レーザ光の強度、照射スポットの径及び照射スポットの移動速度は、被覆部材３や金属被膜６２の熱伝導率及びそれらの熱伝導率差等を考慮して、被覆部材３上の金属被膜６２にレーザアブレーションが生じるように、設定することができる。
レーザー光の波長は、金属膜６０に対する反射率が低い波長、例えば反射率が９０％以下である波長を選択することが好ましい。例えば、金属膜６０の最表面がＡｕである場合には、赤色領域（たとえば６４０ｎｍ）のレーザよりも、緑色領域（例えば５５０ｎｍ）より短い発光波長のレーザを用いることが好ましい。これにより、アブレーションを効率よく発生させ、量産性を高めることができる。
このようにして得られた成形体を、所定の大きさに個片化して、発光装置１００を得ることができる。
本開示に係る発光装置は、テレビやタブレット、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして、テレビやタブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルサイネージ、掲示板などに好適に利用できる。また、照明用の光源としても利用でき、非常灯やライン照明、あるいは各種のイルミネーションや車載用のインストールなどにも利用できる。
１００、２００、３００、４００、５００…発光装置
１０…発光素子
１２…電極
１４…端子保護膜
２０…波長変換部材
２２…第一樹脂
３０…光拡散層
３２…第二樹脂
４０…遮光層
４１…第三樹脂
４２…第二遮光層
５０…光反射性層
５１…凸状
５２…第四樹脂
６０…金属膜
６２…金属被膜
７０…導光板
８０…ベースシート
８２…第二ベースシート
９０…ＵＶテープ
９２…第二ＵＶテープ
ＲＧ…リング
１０…発光素子
１２…電極
１４…端子保護膜
２０…波長変換部材
２２…第一樹脂
３０…光拡散層
３２…第二樹脂
４０…遮光層
４１…第三樹脂
４２…第二遮光層
５０…光反射性層
５１…凸状
５２…第四樹脂
６０…金属膜
６２…金属被膜
７０…導光板
８０…ベースシート
８２…第二ベースシート
９０…ＵＶテープ
９２…第二ＵＶテープ
ＲＧ…リング
Claims (10)
- 上面と、一対の電極を有する下面と、側面とを有する発光素子と、
前記上面と前記側面を連続して覆い、前記発光素子が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する、波長変換部材と、
前記電極が露出されるように前記下面及び前記波長変換部材の下方に配置される、光反射性材料を含有する樹脂で構成されてなる光反射性層と、
前記波長変換部材の上方に配置される、遮光性を備える遮光層と、
を備える発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置であって、さらに、
前記光反射性層から露出される前記電極の端面を覆い、前記電極の端面より大きい金属膜を備えてなる発光装置。 - 請求項１又は２に記載の発光装置であって、
前記光反射性材料が、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又はガラスフィラーである発光装置。 - 請求項３に記載の発光装置であって、
前記光反射性層の樹脂が、フェニル系樹脂で構成されてなる発光装置。 - 請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記遮光層が、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又はガラスフィラーを含む樹脂で構成されてなる発光装置。 - 請求項５に記載の発光装置であって、
前記遮光層の樹脂が、フェニル系樹脂で構成されてなる発光装置。 - 請求項５に記載の発光装置であって、
前記遮光層の樹脂が、ジメチル系樹脂で構成されてなる発光装置。 - 請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記波長変換部材が、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体又はＭＧＦ系蛍光体の少なくともいずれかを含む発光装置。 - 請求項８に記載の発光装置であって、
前記波長変換部材が、フェニル系樹脂で構成されてなる発光装置。 - 請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光装置であって、
波長変換部材の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．４０ｍｍである発光装置。
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