JP2022066324A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
同一面側に一対の電極を備えた発光素子と、一対の電極の表面の一部が露出するように発光素子を覆う被覆部材と、を備えた中間体を準備する工程と、露出され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する工程と、金属層にレーザ光を照射して金属層の一部を除去し、互いに離間すると共に前記一対の電極のそれぞれよりも面積の大きい一対の外部接続電極を形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。
実施形態1に係る発光装置の製造方法で得られる発光装置1を図1A~図1Cに示す。
発光装置1は、発光素子10と、被覆部材20と、透光性部材30、40と、外部接続電極50と、を備える。発光素子10は、半導体層を含む積層構造体10aと、その積層構造体10aの上、すなわち、一方の面(図1Cでは下面)に備えられる一対の電極10bと、を備える。
(1)同一面側に一対の電極を備えた発光素子と、一対の電極の表面の一部が露出するように発光素子を覆う被覆部材と、を備えた中間体を準備する工程と、
(2)露出された一対の電極と被覆部材とを連続して覆う金属層を形する工程と、
(3)金属層にレーザ光を照射して金属層の一部を除去し、互いに離間すると共に、一対の電極のそれぞれよりも面積の大きい一対の外部接続電極を形成する工程と、
を含む。
以下、図2を用いて各工程について詳説する。
図2(a)に示すように、発光素子10と被覆部材20と、を備えた中間体11を準備する。発光素子10は、積層構造体10aと、積層構造体10aの同一面側に一対の電極10bを備えている。被覆部材20は、一対の電極10bの表面の一部が露出するように発光素子10を被覆している。1つの中間体は、複数の発光素子10を備えており、各発光素子は、縦方向及び横方向に規則的に配列された状態で、被覆部材20によって一体的に被覆されている。尚、工程を説明する図(例えば図2)においては説明の便宜上、2つ分の発光素子など例示しているが、個数はこれに限定されるものではない。
次に、図2(b)に示すように、露出された一対の電極10bと被覆部材20とを連続して覆う金属層150を形成する。金属層150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することができる。
外部接続電極を形成する工程は、実施形態1では、レーザ光を照射する工程と、個片化する工程と、を含む。
図5A~図5Cに、変形例1にかかる発光装置の製造方法で得られる発光装置2を示す。変形例1は、発光素子の一対の電極間の上の金属層にレーザ光を照射する工程における変形例であり、他の工程は実施形態1と同様である。変形例1は、レーザ光の照射領域の幅を実施形態1と変えているものである。詳細には、実施形態1では、図3に示すように、レーザ光の照射領域L1の幅が、発光素子の電極10b間の距離と同じであるのに対し、変形例1では図6に示すように、レーザ光の照射領域L2の幅W2を、発光素子の一対の電極10b間の距離W1よりも広くしている。このような領域にレーザ光を照射することで、図7に示すように、発光素子の電極10b間の距離よりも広い幅の金属層150が除去され、その除去された部分に被覆部材20が露出させることができる。
また、凹部501は、三角形等の多角形、円形、楕円形、及びこれらを組み合わせた形状に凹んだ形状とすることができる。また、図22では、凹部501は図22の上下方向において中央に設けられている。つまり、発光装置の1つの辺の中央に設けられている。これに限らず、辺の中央からずれた位置に設けられていてもよい。また、2つの外部接続電極のいずれか、もしくは、両方に設けることができる。好ましくは、凹部501は、左右対称の位置に、同じ大きさ、及び同じ形状で形成する。
実施形態2に係る発光装置の製造方法で得られる発光装置3を図8A~図8Cに示す。
実施形態2に係る発光装置の製造方法を図9~図11に示す。実施形態2は、実施形態1における金属層を形成する工程までは同じであり、外部接続電極を形成する工程が異なる。詳細には、レーザ光を照射する領域を、発光素子の電極10bの間と、発光装置とするための切断予定位置と、とする。すなわち、レーザ光の照射のみで、金属層をそれぞれ独立した外部接続電極とすることができる。そのため、その後の工程で金属層を切断することなく、外部接続電極を形成することができる。
実施形態3に係る発光装置の製造方法で得られる発光装置4を図12A~図12Cに示す。実施形態3は、金属層150を形成する工程までは実施形態2と同じであり、さらに、発光素子の一対の電極間の上の金属層、及び、発光素子間の上の金属層にレーザ光を照射する点においても、実施形態2と同じである。実施形態2では、レーザ光を照射して除去した部分は、発光装置の分割位置であるのに対し、実施形態3では、発光素子間の上の金属層であって、分割しない位置の金属層にもレーザ光を照射して除去するものである。
実施形態4に係る発光装置の製造方法で得られる発光装置6を図14に示す。また、実施形態4に係る発光装置の製造方法を図15に示す。発光装置6は、外部接続電極50として、発光装置6の下面に配置される外部接続電極50cと、発光装置6の切断面である側面に配置される外部接続電極50dと、を備える。外部接続電極50c、50dは、連続して形成されている。
中間体は、発光素子と、被覆部材と、を備える。さらに、透光性部材なども備えることができる。
図1に示す発光装置1の形成に用いられる中間体11の製造方法を図16に示す。また、中間体の変形例を図17、図19に示し、さらに、これらの製造方法を図18、図20に示す。
図17に示す発光装置7は、第1透光性部材30が発光装置7の上面の全面に備えられている点が実施形態1で説明した発光装置1と異なる。そして、このような発光装置7を得るための中間体71の製造方法を図18に示す。尚、支持部材は図示を省略している。
図19に示す発光装置8は、光反射性の被覆部材を備えておらず、発光素子の上面に加え、発光素子の側面にも第1透光性部材30が備えられている点が特徴である。すなわち、中間体81は、発光素子を覆う被覆部材が透光性である点が他の中間体と異なる。このような発光装置8を得るための中間体81の製造方法を図20に示す。
発光素子としては、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面(電極形成面)と、それとは反対側の面が光取り出し面とを備える。
具体的には、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の窒化物系の半導体材料を用いることができる。赤色を発光可能な半導体積層体としては、GaAs、GaAlAs、GaP、InGaAs、InGaAsP等を用いることができる。
金属層は、主として、電極の表面の腐食や酸化防止のために形成される膜である。材料としては、電極よりも耐腐食性や耐酸化性に優れたものを選択する。例えば、最表面の層はAu、Pt等の白金族元素の金属が好ましい。また、金属層が発光装置のはんだ付けされる面を被覆するものである場合には、最表面にはんだ付け性の良好なAuを用いることが好ましい。
被覆部材は、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。
透光性部材は、発光素子の上面(電極形成面と対向する面であり、発光面となる面)、発光素子の側面などを覆う部材である。発透光性材料としては、透光性樹脂、ガラス等が使用できる。特に、透光性樹脂が好ましく、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。
蛍光体は、発光素子からの発光で励起可能なものが使用される。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG:Ce);セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(LAG:Ce);ユウロピウムおよび/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体(CaO-Al2O3-SiO2);ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体((Sr,Ba)2SiO4);βサイアロン蛍光体、CASN系蛍光体、SCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体;KSF系蛍光体(K2SiF6:Mn);硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。
これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置(例えば白色系の発光装置)を製造することができる。
また、透光性部材には、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。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
同一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被覆部材とを連続して覆う金属層を形成する工程と、
前記金属層にレーザ光を照射して前記金属層の一部を除去し、互いに離間すると共に前記一対の電極のそれぞれよりも面積の大きい一対の外部接続電極を形成する工程と、
を含む発光装置の製造方法。
(態様2)
前記レーザ光を照射する工程は、前記一対の電極の間の幅よりも広い幅の領域の前記金属層に照射する工程を含む態様1記載の発光装置の製造方法。
(態様3)
前記レーザ光を照射する工程は、前記一対の電極の一部に照射する工程を含む態様1又は態様2記載の発光装置の製造方法。
(態様4)
前記金属層を形成する工程は、ALD、CVD、スパッタ、蒸着のいずれかの方法で形成する工程を含む態様1~態様3のいずれか一つに記載の発光装置の製造方法。
(態様5)
前記中間体は、複数の前記発光素子と、複数の前記発光素子を一体的に覆う前記被覆部材と、を備え、
前記金属層は、複数の前記発光素子の露出された前記一対の電極と前記被覆部材とを連続して覆う工程を含む、態様1~態様4のいずれか一つに記載の発光装置の製造方法。
(態様6)
前記発光素子間の前記被覆部材と、前記発光素子間の前記被覆部材を覆う前記金属層と、を切断して個片化する工程を含む、態様5記載の発光装置の製造方法。
(態様7)
前記レーザ光を照射する工程は、前記発光素子間の前記被覆部材を覆う前記金属層であって、切断予定位置を含む前記金属層に照射する工程を含む、態様5記載の発光装置の製造方法。
(態様8)
前記発光素子は複数であり、前記金属層を形成する工程は、前記発光素子間の前記被覆部材を切断した後、前記被覆部材の切断面にも連続する前記金属層を形成する工程を含む、態様5記載の発光装置の製造方法。
(態様9)
前記金属層は、Ruを含む態様1~態様8のいずれか一つに記載の発光装置の製造方法。
(態様10)
前記金属層は、前記発光素子の積層構造体上にNi/Ru/Auが積層された積層構造である態様1~態様9のいずれか一つに記載の発光装置の製造方法。
(態様11)
前記Ruは、厚みが10Å~1000Åである態様9又は態様10記載の発光装置の製造方法。
(態様12)
前記一対の電極は、Cuを含む態様1~態様11のいずれか一つに記載の発光装置の製造方法。
11、31、61、71、81…中間体
10…発光素子
10a…積層構造体
10b…電極
20、210、220…被覆部材
30…第1透光性部材
40…第2透光性部材
50、50a、50b、50c、50d…外部接続電極
501…外部接続電極の凹部
150、250…金属層
S1、S2…支持部材
L1、L2、L3、L4…レーザ光照射領域
Claims (9)
- 同一面側に備えられた一対の電極と、当該電極が形成された電極形成面と、当該電極形成面の反対側にある発光面と、を備えた発光素子と、
前記発光素子の前記発光面を覆う第1透光性部材と、
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被覆部材と、
前記露出された前記一対の電極の各々と前記被覆部材とを連続して覆う一対の金属層と、を備え、
前記発光素子の電極間において前記一対の金属層の間から露出する被覆部材の幅は、前記発光素子の電極間の外側に位置して前記一対の金属層の間から露出する被覆部材の幅よりも狭い、発光装置。 - 前記金属層は、厚みが10Å~1000Åである、請求項1に記載の発光装置。
- 前記金属層は、積層構造である、請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
- 前記被覆部材は、表面に溝を有する請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記一対の電極の一方は、他方の電極と対向する辺に凹状に凹んだ部分を2か所備える、請求項1~4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記一対の金属層の一方は、一方の電極又は他方の電極と同じ形状の部分を備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記一対の金属層は、一方の電極を覆う一方の金属層と、他方の電極を覆う他方の金属層とからなる一対の金属層を含み、
平面視において、前記一方の金属層は、前記他方の金属層と対向する辺に凹状に凹んだ部分を備える、請求項1~6のいずれか1項に記載の発光装置。 - 平面視において、前記一対の金属層の各々は、互いと対向する辺と反対側の辺を有し、
前記一対の金属層の一方および他方の少なくとも1つは、前記反対側の辺に凹状に凹んだ部分を備える、請求項1~7のいずれか1項に記載の発光装置。 - 平面視において、前記金属層は前記発光装置の外縁にまで位置する、請求項1~8のいずれか1項に記載の発光装置。
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