JP5648422B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記貫通孔は、その一部が前記樹脂被覆部から露出している。
前記貫通孔は、前記各導電パターンに複数設けられている。
前記貫通孔は前記導電パターンの延出方向を長手方向とする略長方形状である。
前記一対の導電パターンは、その幅が、前記発光素子の幅より大きい。
前記基材はセラミックス基板である。
前記樹脂枠形成工程後、さらに、前記樹脂枠の内側に第2樹脂を充填する樹脂充填工程を有する。
前記樹脂枠形成工程において、前記貫通孔が、少なくとも前記発光素子側において前記第1樹脂から露出するように、前記第1樹脂を形成する。
前記第1樹脂は、光反射性の樹脂である。
前記第2樹脂は、前記第1樹脂より粘度の低い光反射性の樹脂であり、前記樹脂充填工程において、前記発光素子の側面を被覆する。
前記第2樹脂は、透光性の樹脂である。
図1〜3は、本件発明の実施の形態1に係る発光装置10を示す模式図である。図1は模式斜視図、図2は模式平面図、図3は図2のA−A線における模式断面図である。発光装置10は、基材1上に、発光素子3と、発光素子3の上面に設けられた透光性部材4と、発光素子3および透光性部材4の側面を被覆する光反射性樹脂5と、を有する。光反射性樹脂5から露出した透光性部材4の上面が、発光装置の発光面4aであり、発光面4aから光が取り出される。発光装置10は、導電パターン2a、2bの光反射性樹脂5から延出され露出された部分を外部電源と接続される外部接続部として用いることができ、バンプ8a、8bを介して発光素子3および保護素子7に電流が供給される。
本実施形態の発光装置10の製造方法について、図4〜図7を用いて説明する。図4および図5は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する模式断面図であり、図6および図7は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する模式平面図である。
基材1としては、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックスなどの絶縁性部材で構成される基板が挙げられる。また、絶縁部材を形成した金属であってもよいし、金属部材に絶縁部材を形成しているものであってもよい。特に、本実施形態では、第1の光反射性樹脂5aによって枠を形成し、その内側に第2の光反射性樹脂5bやその他の樹脂を充填できるため、基材1は平板上の基板とすることが好ましい。また、その表面に発光素子3との接続をとるための導体配線(導電パターン)を形成することができるものが好ましく、そのような材料として、耐熱性および耐候性の高いセラミックスからなることが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが好ましい。また、光反射性樹脂5との密着性の点からも、セラミックス材料を用いることが好ましく、セラミックス基板を用いることが好ましい。セラミックス材料は、金属材料からなる導電パターンよりも、光反射性樹脂5との密着性が高く、さらには光反射性樹脂5との熱膨張係数差が小さいため熱応力を緩和させることが可能となる。これにより発光装置の封止気密性が向上し、温度サイクル時の熱ストレスによる光反射性樹脂の剥離が防止され、発光装置の信頼性の向上が期待できる。また、基材1は、発光素子3からの熱を適切に放熱するために、熱伝導率が150W/m・K以上であることが好ましい。
正負一対の導電パターン2a、2bは、基材1上に、光反射性樹脂5(樹脂)に被覆された樹脂被覆部から基材1の外縁に向かって延出された形状で形成される。導電パターン2a、2bは、幅広とすることで、外部電源からの電流を発光素子3へと効率的に流すことができ、好ましくは発光素子3の幅より広い幅とする。導電パターン2a、2bの材料としては、基材1表面に形成可能であり、発光装置の正極および負極として用いることのできる材料を選択する。例えば、バンプと同じAuを用いる。導電パターン2a、2bは、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等によって形成できる。また、本実施形態の導電パターン2a、2bは、光反射樹脂5によって被覆された樹脂被覆部から基材1の外縁へ向かって延伸し、基材1の外縁にほぼ到達した位置で、さらに基材1の外縁に沿って連続して延伸している。これによって、外部電源と接続される外部接続部を大面積とでき、外部電源と接続し易い発光装置とできる。また、導電パターン2a、2bに用いられる金属材料は、外来光を反射し易いため、図2に示すように、光反射性樹脂5から露出した導電パターン2a、2bの図2中における下端の位置は、発光面4aの図2中における下端の位置と略同一とすることが好ましい。これによって、図2中における発光面4aの下端よりも下側において、外来光からの照り返しを抑制でき、所望の照射パターンを得ることができる。
導電パターン2a、2bには、それぞれ、導電パターン2a、2bの延出方向に沿って長い形状であって基材1が露出した貫通孔6a、6bが設けられる。導電パターン2a、2bの延出方向は、導電パターン2a、2bが光反射性樹脂5で被覆された樹脂被覆部から基材1の外縁に向かって延伸した方向であり、本実施形態では基材1の長手方向と一致する。貫通孔6a、6bは、例えば、導電パターン2a、2bの形成の際に所定のマスクパターンを配置して形成することができる。貫通孔6a、6bは、少なくとも光反射性樹脂5で被覆される位置に設けられ、貫通孔6a、6bの内側で基材1と光反射性樹脂5が接触する。製造過程においては、貫通孔6a、6bは、第1の光反射性樹脂5aが形成される位置に、好ましくは第1の光反射性樹脂5aおよび第2の光反射性樹脂5bの両方が形成される位置に形成される。このように、第1の光反射性樹脂5aと第2の光反射性樹脂5bの両方が共通の貫通孔6a、6bを被覆するように各部材を配置することで、第1の光反射性樹脂5aと第2の光反射性樹脂5bの基材1との密着性を向上でき、剥離を抑制できる。
発光素子3としては、発光ダイオードを用いるのが好ましい。発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。さらに、これ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。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。蛍光体を有する発光装置とする場合には、その蛍光体を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、保護素子7を設ける場合には、透光性部材4を設けることで発光面4aを保護素子7の上面よりも高くでき、保護素子7を光反射性樹脂5によって完全に埋没させることができるので、保護素子7による光吸収を防止できる。
透光性部材4は、発光素子3から出射される光を透過して外部に放出することが可能な材料であり、光拡散材や、入射された光の少なくとも一部を波長変換可能な蛍光体を含有させてもよい。具体的には、例えば、蛍光体の単結晶、多結晶もしくは蛍光体粉末の焼結体等の蛍光体インゴットから切り出したものや、樹脂、ガラス、無機物等に蛍光体粉末を混合して焼結したものが挙げられる。透光性部材4の厚みは、特に限定されるものではなく、適宜変更可能であるが、例えば、50〜300μm程度である。発光素子3の上面に透光性部材4を設けることで、発光素子3単独よりも、基材1の表面または導電パターン2a、2bから発光装置の発光面4aまでの距離を大きくできるので、光反射性樹脂5による発光面4aの被覆を抑制できる。
光反射性樹脂5は、本実施形態では、発光素子3および透光性部材4の側面を被覆しており、具体的には、発光素子3および透光性部材4の周囲を包囲する枠状の第1の光反射性樹脂5a(第1樹脂)を形成し、第1の光反射性樹脂5aと発光素子3および透光性部材4の間に第2の光反射性樹脂5b(第2樹脂)を充填し、これらを硬化して形成される。このとき、少なくとも発光素子3の上面(光取出面)は光反射性樹脂5から露出させることにより、透光性部材4に光を入光することが可能なように形成される。光反射性樹脂5は、発光素子3からの光を反射可能な部材からなり、発光素子3と光反射性樹脂5との界面、および、透光性部材4と光反射性樹脂5との界面で、発光素子3からの光を発光素子3および透光性部材4内に反射させる。このように、発光素子3および透光性部材4内を光が伝播し、最終的に透光性部材4の上面4aから、外部へと出射される。
図8に、本実施の形態2の発光装置20の模式断面図を示す。本実施の形態2の発光装置20は、透光性部材を設けず、発光素子3の上面を発光装置の発光面3aとする点が、実施の形態1の発光装置10と異なる。このように、透光性部材を省略することもできる。
図9に、本実施の形態3の発光装置30の模式平面図を示す。本実施の形態3の発光装置30は、正負一対の導電パターン32a、32bを光反射樹脂5によって被覆された樹脂被覆部から基材1の外縁へ向かって延伸させ、基材1の外縁にほぼ到達した位置で終端させた点が、実施の形態1の発光装置10と異なる。このように、正負一対の導電パターンは、少なくとも外部電源と接続可能な程度に樹脂被覆部から基材の外縁へ向かって延伸されていればよい。
図10および図11に、本実施の形態4の発光装置40の模式断面図および模式平面図を示す。本実施の形態4の発光装置40は、枠状の第1の光反射性樹脂5a(第1樹脂)の内側に、第2樹脂として第2の光反射性樹脂でなく透光性の封止樹脂9を充填する点が、実施の形態1の発光装置10と異なる。
2a、2b、2c、32a、32b 導電パターン
3 発光素子
3a、4a 発光面
4 透光性部材
5 光反射性樹脂
5a 第1の光反射性樹脂
5b 第2の光反射性樹脂
6a、6b 貫通孔
7 保護素子
8a、8b バンプ
9 透光性の封止樹脂
10、20、30、40 発光装置
Claims (11)
- 絶縁性の基材上に、一対の導電パターンと、該一対の導電パターンに電気的に接続された発光素子と、該発光素子の周囲に設けられ、前記一対の導電パターンの一部を被覆する樹脂と、を備え、
前記一対の導電パターンは、それぞれ、前記樹脂に被覆された樹脂被覆部から前記基材の外縁に向かって延出されており、
前記一対の導電パターンの少なくとも前記樹脂被覆部に、前記導電パターンの延出方向に沿って長い形状であって前記基材の表面が露出された複数の貫通孔を有し、
前記複数の貫通孔は、その一部が前記樹脂被覆部から露出している発光装置。 - 前記複数の貫通孔は、前記一対の導電パターン上において、それぞれ同一の数を略同一の間隔で配置されている請求項1に記載の発光装置。
- 前記樹脂は光反射性樹脂であり、
前記発光素子の周囲を包囲する枠状の第1の光反射性樹脂と、
前記第1の光反射性樹脂と前記発光素子との間に充填される第2の光反射性樹脂とを含み、
前記貫通孔は、前記第1の光反射性樹脂と前記第2の光反射性樹脂との両方に被覆されている請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記貫通孔は前記導電パターンの延出方向を長手方向とする略長方形状であり、
前記貫通孔の短手方向の幅は、前記発光素子の幅よりも小さい請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記基材はセラミックス基板である請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 基材上に、発光素子が接続される発光素子接続部から前記基材の外縁に向かって延出されており、且つ、該延出方向に沿った長い形状で前記基材の表面が露出された複数の貫通孔を有する一対の導電パターンを形成する導電パターン形成工程と、
前記一対の導電パターンの前記発光素子接続部に、発光素子を電気的に接続する発光素子接続工程と、
前記発光素子の周囲に、前記複数の貫通孔を横断するように線状の第1樹脂を吐出し、前記発光素子を囲む樹脂枠を形成する樹脂枠形成工程と、を有する発光装置の製造方法。 - 前記樹脂枠形成工程後、さらに、前記樹脂枠の内側に第2樹脂を充填する樹脂充填工程を有する請求項6に記載の発光装置の製造方法。
- 前記樹脂枠形成工程において、前記貫通孔が、少なくとも前記発光素子側において前記第1樹脂から露出するように、前記第1樹脂を形成する請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1樹脂は、光反射性の樹脂である請求項6〜8のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2樹脂は、前記第1樹脂より粘度の低い光反射性の樹脂であり、前記樹脂充填工程において、前記発光素子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樹脂は、透光性の樹脂である請求項9に記載の発光装置の製造方法。
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