JP5701635B2

JP5701635B2 - 発光ダイオードの製造方法

Info

Publication number: JP5701635B2
Application number: JP2011027725A
Authority: JP
Inventors: 福田　匡広; 福田　　匡広; 信宏佐藤; 浩之塚田
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: JP2012169371A

Description

本発明は、発光ダイオードの製造方法に関する。

特許文献１には、発光層が形成されたサファイア基板の発光領域を、側面領域と、十字溝領域と、島領域とに細分化した発光ダイオードが記載されている（図６）。そして、各領域に積層する蛍光体層を異なるものとすることにより、各領域が分担する発光色を違えてもよいことが記載されている（段落０１３４）。同文献では、かかる発光ダイオードの製造方法として、細分化溝を形成する工程を蛍光体形成のための工程の前の工程である溝研削工程の前後あるいは同時に実施し、また、各発光分担領域に対する蛍光体層の形成は、上記の蛍光体形成のための工程の一部或いは同様の工程を繰り返して実施することが記載されている（段落０１３６）。そして、蛍光体層を形成する方法として、スクリーン印刷を用いることが記載されている。

また、同文献記載の発光ダイオードにおいては、側面領域、十字溝領域及び島領域は互いに隣接しており、各領域が分担する発光色を異なるものとした場合には、異なる蛍光体層同士が隣接することとなる。

特開２００４−２２１５３６号公報

特許文献１に記載された方法は、まずサファイア基板に対する研削を終えてからスクリーン印刷により蛍光体層を形成するものである。そのため、かかる方法によっては、隣接する領域に異なる蛍光体層を正確に塗り分けるのは困難であり、また各領域を微細化することができないため、均一な混合色を得るのは難しい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、複数の異なる色変換層を有する発光ダイオードにおいて、各色変換層を平面視において分割された微細な領域に正確に形成することである。

上記課題を解決するために、本発明の発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子の光を取り出す側の面に配置された母材層を用意するステップと、前記母材層の上面に第１の凹部を形成し、当該第１の凹部及び前記母材層の上面に前記発光ダイオード素子が発する光を第１の色に変換する第１の色変換層を充填する第１の色変換層形成ステップと、前記母材層の上面に形成された前記第１の色変換層を貫いて、前記母材層の上面に第２の凹部を形成し、当該第２の凹部及び前記第１の色変換層の上面に前記発光ダイオード素子が発する光を前記第１の色と異なる第２の色に変換する第２の色変換層を充填する第２の色変換層形成ステップと、少なくとも前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層を上面から同時に除去する除去ステップと、を有する。

上記本発明によれば、複数の異なる色変換層を有する発光ダイオードにおいて、各色変換層を平面視において分割された微細な領域に正確に形成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオードの概略断面図である。発光ダイオードの概略上面図である。第１の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明する図である。本発明の第２の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオードの概略断面図である。第２の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明する図である。本発明の第３の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオードの概略断面図である。図６のＶＩＩ部の部分拡大断面図である。本発明の第４の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオードの概略断面図である。図８のＩＸ部の部分拡大断面図である。第４の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明する図である。各凹部が格子状の溝とされている例を示す概略平面図である。各凹部が複数の同心円状の溝とされている例を示す概略平面図である。各凹部が複数の点状の穴とされている例を示す概略平面図である。各凹部の配置密度が、発光ダイオード上の位置によって異なる例を示す概略平面図である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオード１００の概略断面図である。

本実施形態での発光ダイオード１００は、基板１上に発光ダイオード素子２が実装されており、発光ダイオード素子２から放射される光を主として基板１に垂直であって発光ダイオード素子２が実装された側の方向に取り出す。以後、この光を取り出す側の面を上面、その反対側の面を下面と呼び、また光が取り出される方向を上面側、その反対方向を下面方向と呼ぶ。

ここで、発光ダイオード素子２は、素子基板上に発光層である複数の半導体層を積層した、いわゆる発光ダイオードチップを指す。そして、発光ダイオード１００は、発光ダイオード素子２を適宜の樹脂等で封止し、後述する色変換層や散乱層等の光学部材を付加した、いわゆる発光ダイオードパッケージを指すものとする。

図示のように、発光ダイオード素子２は、封止樹脂である母材層３により封止されている。そして、母材層３の上面には、第１の凹部４及び第２の凹部５が形成され、第１の凹部４の内部には第１の色変換層６が、第２の凹部５の内部には第２の色変換層７が充填されている。また、第１の凹部４と第２の凹部５は間隔をあけて配置されており、第１の凹部４と第２の凹部５との間には、母材層３が露出する露出部８が設けられている。また母材層３の周囲には、枠９が形成されている。なお、同図では、第１の凹部４とその内部に充填された第１の色変換層６、並びに、第２の凹部５とその内部に充填された第２の色変換層７を各一つのみ符号を付して示したが、これらは、本実施形態では交互に配列されている。

ここで、発光ダイオード１００を構成する各部の働き及び詳細を順に説明する。基板１は、発光ダイオード素子２が実装され、或いは形成される基板であり、その材質は、非導電性のものであれば特に問わない。本実施形態の場合、発光ダイオード素子２からの発熱を効率よく放散するため、熱伝導性の良い材質として、金属の表面に絶縁性の酸化膜を形成したものである、アルマイト処理を施したアルミニウムを用いている。しかしながらこれに限定されず、ガラスやサファイア、ガラスエポキシ樹脂や紙フェノール樹脂等を用いてもよい。また、基板１の底面には図示されない電極が形成され、発光ダイオード素子２のアノード及びカソードに接続されている。かかる電極は、表面実装用の面電極であっても、リード線を有する電極であってもよい。

発光ダイオード素子２は、本実施形態では、青色光を発する素子であり、主として上面方向にその光が取り出される。

母材層３は、本実施形態では透光性の封止樹脂である。また、母材層３中にはビーズあるいは空孔等の光を散乱する散乱構造が設けられており、発光ダイオード１００からの光線の指向性を制御するようになっている。なお、この散乱構造は必要に応じて設ければよく、必ずしも必須のものではない。ここで、「母材層」という用語は、本明細書では、光変換層と発光ダイオード素子２との間に介在し、その上面に凹部が形成される層を指しており、必ずしも封止樹脂に限定されるものではない。例えば、本実施形態のように発光ダイオード素子２を実装した基板の実装側に光を取り出す、いわゆるトップエミッション型の発光ダイオード１００である場合には、母材層は封止樹脂層であっても、封止樹脂層及びその上面に形成された遮光層の双方を指すものであってもよい。或いは、発光ダイオード素子２を実装した基板の実装側と反対側に光を取り出す、いわゆるボトムエミッション型の発光ダイオード１００である場合には、母材層はガラスあるいはサファイア等の透明基板であっても、かかる透明基板及びその上面に形成された遮光層の双方を指すものであってもよいことになる。

第１の凹部４はその内部に充填された第１の色変換層６を保持している。第１の色変換層６は蛍光体粒子を含有しており、発光ダイオード素子２から照射された光の波長を変換することによりその色を変換する。本実施形態では、第１の色変換層６は、青色の光を赤色の光に変換する。また、第２の凹部５の内部に充填された第２の色変換層７も同様に蛍光体粒子を含有しており、本実施形態では、青色の光を緑色の光に変換する。また、露出部８からは、発光ダイオード素子２からの青色光がそのまま上面に放出される。従って、発光ダイオード１００からは、第１の色変換層６からの赤色光、第２の色変換層７からの緑色光及び露出部８からの青色光が放出されることになり、混色により、全体として白色の発光が得られることになる。なお、全体として得られる発光の色目は、各色変換層の面積や厚み、蛍光体粒子の種類や密度を変えることにより適宜調整すればよい。また、得られる光は、ここで示した赤、緑、青のいわゆる光の３原色に限定されるものではなく、例えば、緑に換えて、或いは追加して黄色を用いてもよいし、さらに異なる色を用いてもよい。

枠９は発光ダイオード１００の補強及び側面への光の漏えいを防止するものであり、任意の合成樹脂を用いてよい。なお、枠９は不要であれば省略しても差し支えない。

上記の発光ダイオード１００は、トップエミッション型のものとして示したが、これをボトムエミッション型のものとしてもよい。また、発光ダイオード素子２は基板１に実装されるチップ型のものとして示したが、基板１上に直接形成されるものであってもよい。

図２は、発光ダイオード１００の概略上面図である。図１は同図中のＩ−Ｉ線による断面である。同図に示すように、本実施形態では、第１の色変換層６及び第２の色変換層７は、ストライプ状に形成されている。従って、図１の第１の凹部４及び第２の凹部５は、複数の直線状の溝であることになる。また、第１の凹部４及び第２の凹部５の寸法は、その幅が１０乃至２００μｍ、深さが５乃至１００μｍ程度であることが好ましい。また、露出部８の幅についても同様に１０乃至２００μｍ程度とする。なお、第１の凹部４、第２の凹部５の寸法は互いに等しくなくともよい。

ところで、一般に光の波長を蛍光体等の波長変換材料を用いて変換する場合には、変換しようとする光より短波長の（すなわち、エネルギー順位が高い）光が、かかる波長変換材料に入射すると、吸収が起こる。そのため、例えば、青色光を赤色光に変換する目的で設けられた蛍光体に、意図しない緑色光が入射した場合にも、緑色光は吸収される。

すなわち、例えば、緑色光を発する蛍光体層と赤色光を発する蛍光体層が隣接していると、緑色側の蛍光体層から赤色側の蛍光体層に入射した光が吸収されてロスとなるため発光効率が低下する。また、緑色光の一部が失われ、赤色側の蛍光体層において意図せぬ蛍光励起が発生するため、色目の調整が難しくなる。

本実施形態の発光ダイオード１００では、第１の色変換層６と第２の色変換層７との間に露出部８が設けられ、色変換層同士が隣接しないため、上述した光のロスが発生せず、高い発光効率が得られる。

続いて、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法を図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係る発光ダイオード１００の製造方法を説明する図である。

まず同図（ａ）において、発光ダイオード素子２を基板１上に実装し、発光ダイオード素子２の上面に封止樹脂からなる母材層３を形成する。すなわち、この工程は、発光ダイオード素子２と、発光ダイオード素子２の光を取り出す側の面に配置された母材層３を用意する工程である。なお、同図においては説明の都合上、発光ダイオード１００を１つのみ示して製造方法を説明しているが、複数の発光ダイオード１００を集合基板上に同時並行的に作成し、最後に各発光ダイオード１００を切り離すようにしてもよい。

続いて、同図（ｂ）において、母材層３の上面に第１の凹部４を形成する。第１の凹部４は、本実施形態では断面矩形の直線状の溝であり、かかる溝は例えば、半導体ウェハーのダイシングに用いられるダイシングソーを用いて形成してよい。溝の断面形状は特に限定はされないが、底面が発光ダイオード素子２の発光面と平行となる形状とすると、後述する第１の色変換層６が一定深さとなり、色目の調整が容易となるためよい。

そして、同図（ｃ）に示すように、母材層３の上面に第１の色変換層６を形成する。この第１の色変換層６は、蛍光体粒子を含有する樹脂溶液を母材層３上に塗布し、硬化させることにより得られる。なお、樹脂溶液の塗布方法は特に限定されず、単純に樹脂溶液を母材層３上に滴下するポッティングによっても、ニードルノズル或いはスリットノズルから樹脂溶液を吐出しつつ走査することによっても、スピンコート、ディップコートあるいはロールコート等の方法を用いてもよい。なお、ニードルノズル或いはスリットノズルから樹脂溶液を吐出しつつ走査する場合、第１の凹部４の直上に、第１の凹部４の延在方向と平行にノズルを走査させつつ吐出するようにすると、第１の凹部４に気泡が混入しにくく、また樹脂溶液の利用効率も高いものとなる。

すなわち、図３の（ｂ）及び（ｃ）は、母材層３の上面に第１の凹部４を形成し、第１の凹部４に発光ダイオード素子２が発する光を第１の色に変換する第１の色変換層６を充填する第１の色変換層形成工程を示している。

続いて、同図（ｄ）において、母材層３及び第１の色変換層６の上面に第２の凹部５を形成する。第２の凹部５は、すでに述べたように、第１の凹部４とは間隔を開けるように形成される。第２の凹部５もまた、ダイシングソーを用いて形成するとよい。

そして、同図（ｅ）において、母材層３及び第１の色変換層６の上面に第２の色変換層７を形成する。第２の色変換層７も第１の色変換層６と同様に、蛍光体粒子を含有する樹脂溶液を塗布し、硬化させることにより得られる。これにより、第２の凹部５に第２の色変換層７が充填される。

すなわち、図３の（ｄ）及び（ｅ）は、母材層３の上面に第２の凹部５を形成し、第２の凹部５に発光ダイオード素子２が発する光を第１の色と異なる第２の色に変換する第２の色変換層７を充填する第２の色変換層形成工程を示している。

続いて、同図（ｆ）に示すように、第１の色変換層６及び第２の色変換層７を、母材層３が露出部８において露出するまで上面から除去する。これにより、発光ダイオード１００の上面が平坦面となり、また、第１の色変換層６の平面形状は第１の凹部４に、第２の色変換層７の平面形状は第２の凹部５に一致することとなり、各色変換層の正確な塗り分けがなされる。この除去工程は、切削、研削、研磨等のいかなる方法によって行ってもよい。

最後に、同図（ｇ）に示すように枠９が付加され、発光ダイオード１００が得られる。枠９の付加は、母材層３の外周を切削あるいは研削等により除去し、適宜の樹脂を塗布し硬化するか、固体の樹脂枠を接着、圧着あるいは溶着により固定するなどすればよい。前述の通り、枠９自体を省略する場合には、この（ｇ）に示す工程は不要である。

続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオード２００の概略断面図である。本実施形態に係る発光ダイオード２００は、発光ダイオード素子２の発光色が異なること、色変換層の構造が異なることを除き、先の第１の実施形態に係る発光ダイオード１００と同様であるから、共通する構成については同符号を付し、重複する説明を省略することとする。

本実施形態では、発光ダイオード素子２は、紫外光を発光する素子である。そのため、発光ダイオード２００から白色光を得るため、紫外光を赤色光に変換する第１の色変換層６、紫外光を緑色光に変換する第２の色変換層７に加え、紫外光を青色光に変換する第３の色変換層１０が設けられている。各色変換層は平面視直線状のストライプ形状となっており、また、隣接する色変換層同士は図示のように接している。なお、同図では各色変換層のそれぞれ一つのみに符号を付したが、この順番で各色変換層は繰り返すように配列されている。なお、本実施形態においても、色変換層の種類及びその数は任意である。例えば、第２の色変換層７を、紫外光を黄色光に変換するものとしてもよいし、さらに第４、第５の色変換層を追加し、黄色光や、紫色光をも発色するものとし、演色性を向上させてもよい。

図５は、本実施形態に係る発光ダイオード２００の製造方法を説明する図である。同図において、（ａ）乃至（ｅ）に示す工程は、第１の実施形態における図３に示した（ａ）乃至（ｅ）の工程と同じものである。ただし、（ｄ）にしめす第２の凹部５を作成する際に、第１の凹部４と隣接するように第２の凹部５が設けられる。これにより、母材層３上に形成された第１の凹部４に第１の色変換層６が充填されるとともに、母材層３及び第１の色変換層６上に形成された第２の凹部５に第２の色変換層７が充填された状態となる。

そして、（ｆ）において、母材層３、第１の色変換層６及び第２の色変換層７上に、第３の凹部１１が形成される。第３の凹部１１もまた、ダイシングソーにより形成するとよい。また、第３の凹部１１は、第１の凹部４と第２の凹部５の間の領域を除去するように形成されるため、その両側面に第１の色変換層６及び第２の色変換層７が露出する。

さらに、（ｇ）において、母材層３、第１の色変換層６及び第２の色変換層７の上面に第３の色変換層１０を形成する。第３の色変換層１０も第１の色変換層６、第２の色変換層７と同様に、蛍光体粒子を含有する樹脂溶液を塗布し、硬化させることにより得られる。これにより、第３の凹部１１に第３の色変換層１０が充填される。

すなわち、図５の（ｆ）及び（ｇ）は、母材層３の上面に第３の凹部１１を形成し、第３の凹部１１に発光ダイオード素子２が発する光を第１の及び第２の色と異なる第３の色に変換する第３の色変換層１０を充填する第３の色変換層形成工程を示している。

続く（ｈ）では、第１の色変換層６、第２の色変換層７及び第３の色変換層１０を上面から除去する。この除去は、第１の色変換層６、第２の色変換層７及び第３の色変換層１０が厚さ方向に積層されている部分がなくなるまで行うとよい。これにより、発光ダイオード１００の上面が平坦面となり、また、第１の色変換層６の平面形状は第１の凹部４に、第２の色変換層７の平面形状は第２の凹部５に、さらに、第３の色変換層１０の平面形状は第３の凹部１１に一致することとなり、各色変換層の正確な塗り分けがなされる。この除去工程は、先の実施形態におけると同様、切削、研削、研磨等のいかなる方法によって行ってもよい。

最後に、（ｉ）において、必要に応じて、枠９を付加し、発光ダイオード２００が得られる。この枠９の付加工程は、先の実施形態において説明したと同様であるから、その説明は省略する。

以上説明した第２の実施形態に係る発光ダイオード２００の製造方法により製造される発光ダイオード２００では、紫外光を異なる色に変換する色変換層同士が隣接している。そのため、前述したように、変換後の光が、紫外光をより長波長の光に変換する色変換層に入射すると、吸収されてロスを生じる。例えば、第２の色変換層７により変換された緑色光が、隣接する第１の色変換層６に入射したり、第３の色変換層１０により変換された青色光が、隣接する第１の色変換層６又は第２の色変換層７に入射したりする場合である。そこで、以下に述べる実施形態では、このように発光ダイオード素子２からの光を異なる色の光に変換する色変換層同士が隣接しないようにして、光量のロスを低減し、高い発光効率が得られる発光ダイオードの製造方法を説明する。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオード３００の概略断面図である。発光ダイオード３００は、第２の実施形態における発光ダイオード２００と同様、基板１上に実装された紫外光を発する発光ダイオード素子２を透光性の封止樹脂である母材層３で覆い、母材層３の上面に紫外光を赤色光に変換する第１の色変換層６、紫外光を緑色に変換する第２の色変換層７及び紫外光を青色光に変換する第３の色変換層１０が形成された構造を有している。従って、共通する構成には同符号を付し、その重複する説明は省略する。

ここで、発光ダイオード３００は、第１の色変換層６、第２の色変換層７及び第３の色変換層１０が互いに隣接しておらず、各色変換層の間において、母材層３が露出している。この構造を図７を用いてより詳細に説明する。

図７は、図６のＶＩＩ部の部分拡大断面図である。同図に示すように、第１の色変換層６と第２の色変換層７との間に母材層３の一部が入り込み、第１の色変換層６と第２の色変換層７とは隣接することなく隔てられている。ここで、本実施形態における母材層３は散乱構造を有する透光性の封止樹脂である。従って、第１の色変換層６と第２の色変換層７に入り込んでいる母材層３は、透光性を有する透光層１２となっている。このような構造であると、第２の色変換層７により変換された緑色光のうち、第２の色変換層７の側面から出射するものは、透光層１２へと入射し、透光層１２により散乱される。これにより、第２の色変換層７により変換された緑色光が第１の色変換層６に入射する割合は大幅に減少し、吸収による光量のロスが低減される。この透光層１２は、図示の第１の色変換層６と第２の色変換層７間のみならず、第１の色変換層６と第３の色変換層１０間及び第２の色変換層７と第３の色変換層１０間にも設けられる。

なお、発光ダイオード３００では、発光ダイオード素子２からの紫外光の一部が透光層１２を通過して上面に出射することとなるが、このようにあえて紫外光を出射するようにすることにより、より短波長側、すなわち、紫色についての演色性の向上も期待できる。

発光ダイオード３００の製造方法は、第２の実施形態における発光ダイオード２００の製造方法とほぼ同じであるので、図５を参照し、第２の実施形態に係る方法との相違点のみ説明することとする。その相違点は、第２の色変換層形成工程において、同図中（ｄ）に示す第２の凹部５を作成する際に、第１の凹部４と間隔を開けるようにして第２の凹部５を設ける点と、第３の色変換層形成工程において、同図中（ｆ）に示す第３の凹部１１を作成する際に、第１の凹部４及び第２の凹部５と間隔を開けるようにして第３の凹部１１を設ける点である。このようにすると、第１の凹部４、第２の凹部５及び第３の凹部１１の間に設けられた間隔に相当する部分では、除去工程後も母材層３が残存し、透光層１２が形成されることとなる。

図８は、本発明の第４の実施形態に係る方法により製造される発光ダイオード４００の概略断面図である。発光ダイオード４００は、第３の実施形態における発光ダイオード３００とは、母材層３が透光層１３と遮光層１４からなっており、各色変換層の間に遮光層１４が形成されている点が相違し、他の点では同じである。従って、共通する構成には同符号を付し、その重複する説明は省略する。

図９は、図８のＩＸ部の部分拡大断面図である。図示のように、本実施形態では、第１の色変換層６と第２の色変換層７間に遮光層１４が設けられる。この遮光層１４は光線を遮る性質を有するため、本実施形態では、発光ダイオード素子２からの紫外光が直接上面に出射することがない。なお、遮光層１４の材質や性状は、光線を遮るものであれば特に限定されないが、例えば、黒色等の光を吸収する性質のものを用いると、光の吸収による光量のロスが生じ、発光効率が低下する。そこで、遮光層１４は光を反射する性質の材料、例えば、反射シート等に用いられる白色ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂が好適に用いられる。このようにすれば、紫外光を発光ダイオード４００の上面に出射させることなく、高い発光効率が得られる。

なお、遮光層１４は第１の色変換層６と第３の色変換層１０間及び第２の色変換層７と第３の色変換層１０間にも設けられる。また、第１の色変換層６、第２の色変換層７、第３の色変換層１０及び遮光層１４の下部には、透光性の封止樹脂である透光層１３が設けられている。本実施形態では、母材層３は、透光層１３と遮光層１４を併せたものである。

図１０は、第４の実施形態に係る発光ダイオード４００の製造方法を説明する図である。この方法は、母材層３を用意する工程が異なる他は、第３の実施形態に係る方法と同様である。

まず、同図（ａ）において発光ダイオード素子２が実装された基板１上に、母材層３を用意する。母材層３を得るには、まず透光性の封止樹脂により発光ダイオード素子２を封止し、透光層１３を形成し、その後透光層１３上に遮光層１４を形成する。遮光層１４の形成はどのように行ってもよいが、遮光層１４の材料となる樹脂の溶液或いは溶融液を塗布し硬化させたり、シート状の材料を接着あるいは溶着したりする等が例示される。

その後は、第３の実施形態に係る方法と同様である。なお、このとき、第１乃至第３の凹部を形成する際に、各凹部の深さを、透光層１３の上面が露出する程度としておくことが必要である。

ここまで説明した各実施形態において、各色変換層の平面形状は、全て図２に示したようなストライプ状であった。すなわち、第１の実施形態における第１の凹部４及び第２の凹部５の形状、及び、第２乃至第４の実施形態における第１の凹部４、第２の凹部５及び第３の凹部１１の形状は、等間隔に配置される複数の直線状の溝であった。しかしながら、各凹部の形状は、必ずしもこれに限定されるものではない。

図１１Ａ乃至１１Ｄは、各凹部の形状の種々の変形例を示す平面図である。なお、同図中に示した符号は、上述した第１乃至第４の実施形態において説明した部材と同じ部材を示す場合には同符号を付してある。

図１１Ａは、各凹部が格子状の溝とされている例を示す概略平面図である。かかる格子状の溝は、例えば、ダイシングソーを用いて、直交する２方向に溝を形成することにより得られる。

図１１Ｂは、各凹部が複数の同心円状の溝とされている例を示す概略平面図である。かかる同心円上の溝は、例えば、円形の工具を用いて所定の深さまで切削するか、微細なエンドミルを用いて溝を形成することにより得られる。

図１１Ｃは、各凹部が複数の点状の穴とされている例を示す概略平面図である。かかる複数の点状の穴は、例えば、ドリルを用いて穿孔することにより得られる。

図１１Ｄは、各凹部の配置密度が、発光ダイオード１００上の位置によって異なる例を示す概略平面図である。同図においては、各凹部は、複数の直線状の溝であるが、各溝同士の間隔は一定でなく、密に配置されている部分と疎に配置されている部分とが存在する。これは、同図に示す発光ダイオード素子２の直上に位置する部分と、そうでない部分とでは、出射する光線の強度が異なるため、色変換層の配置を違える必要がある場合があるためである。なお、本例では、発光ダイオード素子２の直上では各色変換層、すなわち、各凹部の配置密度が、その他の場所に比して高くなっている。

また、各凹部の配置密度は、本例に示したように、各凹部が複数の直線状の溝である場合に限られず、前述の種々の例、すなわち、格子状の溝、複数の同心円上の溝、複数の点状の穴等である場合にも同様に、発光ダイオード１００上の位置によって異ならしめてよい。

なお、これまで説明した実施形態は、いずれも本発明を実施する上での例であり、これらの具体的構成に本発明を限定するものではない。従って、本明細書の記載は、具体的な構成、たとえば、例えば凹部の数や配置位置等の変更を妨げるものではない。

１基板、２発光ダイオード素子、３母材層、４第１の凹部、５第２の凹部、６第１の色変換層、７第２の色変換層、８露出部、９枠、１０第３の色変換層、１１第３の凹部、１２透光層、１３透光層、１４遮光層、１００，２００，３００，４００発光ダイオード。

Claims

発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子の光を取り出す側の面に配置された母材層を用意するステップと、
前記母材層の上面に第１の凹部を形成し、当該第１の凹部及び前記母材層の上面に前記発光ダイオード素子が発する光を第１の色に変換する第１の色変換層を充填する第１の色変換層形成ステップと、
前記母材層の上面に形成された前記第１の色変換層を貫いて、前記母材層の上面に第２の凹部を形成し、当該第２の凹部及び前記第１の色変換層の上面に前記発光ダイオード素子が発する光を前記第１の色と異なる第２の色に変換する第２の色変換層を充填する第２の色変換層形成ステップと、
少なくとも前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層を上面から同時に除去する除去ステップと、
を有する発光ダイオードの製造方法。
前記発光ダイオード素子は、青色光を発する素子であり、
前記第２の色変換層形成ステップにおいて、前記第２の凹部は前記第１の凹部と間隔をあけて形成され、
前記除去ステップにおいて、前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層は、少なくとも前記第１の凹部と前記第２の凹部の間の前記母材層が露出するまで除去される
請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
前記第１の凹部及び第２の凹部は、複数の直線状の溝、格子状の溝、複数の円状の溝、複数の点状の穴の少なくともいずれかである請求項１又は２記載の発光ダイオードの製造方法。
前記第１の凹部及び第２の凹部の配置密度が、前記発光ダイオード上の位置によって異なる請求項１乃至３の何れかに記載の発光ダイオードの製造方法。
前記発光ダイオード素子は、紫外光を発する素子であり、
前記母材層の上面に形成された前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層を貫いて、さらに前記母材層の上面に第３の凹部を形成し、当該第３の凹部、前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層の上面に前記発光ダイオード素子が発する光を前記第１の色及び前記第２の色と異なる第３の色に変換する第３の色変換層を充填する第３の色変換層形成ステップを有する請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
前記第２の色変換層形成ステップにおいて、前記第２の凹部は前記第１の凹部と間隔をあけて形成され、
前記第３の色変換層形成ステップにおいて、前記第３の凹部は前記第１の凹部及び第２の凹部と間隔をあけて形成され、
前記除去ステップにおいて、前記第１の色変換層、前記第２の色変換層及び前記第３の色変換層は、少なくとも前記第１の凹部、前記第２の凹部及び前記第３の凹部の間の前記母材層が露出するまで除去され、
前記第１の凹部、前記第２の凹部及び前記第３の凹部の間の前記母材層は、透光層又は遮光層である請求項３記載の発光ダイオードの製造方法。
前記第１の凹部、第２の凹部及び前記第３の凹部は、複数の直線状の溝、格子状の溝、複数の円状の溝、複数の点状の穴の少なくともいずれかである請求項５又は６記載の発光ダイオードの製造方法。
前記第１の凹部、第２の凹部及び前記第３の凹部の配置密度が、前記発光ダイオード上の位置によって異なる請求項５又は６に記載の発光ダイオードの製造方法。
請求項１乃至８の何れかに記載の発光ダイオードの製造方法によって製造される発光ダイオード。