JP6229412B2 - Method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子の表面に蛍光体層が形成された発光装置の製造方法および発光装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting device in which a phosphor layer is formed on the surface of a light emitting element, and the light emitting device.
一般に、発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率がよく、鮮やかな色を発光することで知られている。この発光装置に係る発光素子は半導体素子であるため、球切れ等の心配が少ないだけでなく、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)、レーザーダイオード(LD:Laser Diode)等の発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。 In general, a light-emitting device using a light-emitting element is known to be small, power efficient, and emit bright colors. Since the light-emitting element according to this light-emitting device is a semiconductor element, the light-emitting element is characterized by not only less fear of ball breakage but also excellent initial drive characteristics and resistance to repeated vibration and on / off lighting. Because of such excellent characteristics, light emitting devices using light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are used as various light sources.
ここで、例えば白色LEDを作製する方法して最も普及している方法は、青色に発光するLED素子に対して、そのLED素子からの青色光を励起光とする黄色蛍光体を、発光素子周辺に塗布する方法である。発光装置においては、LED素子の周りに略均一な厚さに蛍光体層を形成できれば、配光性に優れた(どの角度から見ても、同じ色の光に見える)発光装置と成りえる。そのため、発光装置においては、LED素子の周りにいかに均一な厚さに蛍光体層を形成するかが重要となる。 Here, for example, the most widespread method for producing a white LED is, for an LED element that emits blue light, a yellow phosphor that uses blue light from the LED element as excitation light, and around the light emitting element. It is the method of apply | coating to. In the light emitting device, if the phosphor layer can be formed in a substantially uniform thickness around the LED element, the light emitting device can be a light emitting device having excellent light distribution (same color light seen from any angle). Therefore, in the light emitting device, it is important how to form the phosphor layer with a uniform thickness around the LED element.
そこで、例えば、発光装置の蛍光体層(波長変換層)をスプレーコート法で形成することで、LED素子上に均一な厚さ(均一な蛍光体分布)の蛍光体層を形成する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Thus, for example, a technique for forming a phosphor layer having a uniform thickness (uniform phosphor distribution) on an LED element by forming a phosphor layer (wavelength conversion layer) of a light emitting device by a spray coating method is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、例えば、スプレーコート法により発光素子の表面に蛍光体層を形成する従来の技術においては、以下の問題点が存在していた。
発光装置は、スプレーコート法により蛍光体層を形成すると、発光素子の上面の辺部については、その素子形状から蛍光体層が付着しにくいため、蛍光体層の厚みが他の部分より薄くなってしまう。あるいは、辺部に蛍光体層が形成されない部位が生じてしまう。そのため、発光装置は、発光素子の上面の辺部から光抜けが起き、配光性が十分に優れたものとならないという問題点があった。
However, for example, in the conventional technique of forming a phosphor layer on the surface of a light emitting element by a spray coating method, the following problems existed.
When the phosphor layer is formed by a spray coating method, the phosphor layer is less likely to adhere to the side of the top surface of the light emitting element due to the shape of the element. End up. Or the site | part in which a fluorescent substance layer is not formed in a side part will arise. For this reason, the light emitting device has a problem in that light leakage occurs from the side of the upper surface of the light emitting element, and the light distribution is not sufficiently excellent.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、発光素子の上面の辺部からの光抜けを低減することで配光性に優れたものとすることができる発光装置の製造方法および発光装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a method for manufacturing a light emitting device and light emission that can have excellent light distribution by reducing light leakage from the side portion of the upper surface of the light emitting element. It is an object to provide an apparatus.
前記課題を解決するために、本発明に係る発光装置の製造方法は、発光素子の表面に、蛍光体を含む蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程と、前記蛍光体層が形成された発光素子の上面の辺部に、前記蛍光体より粒径が小さな光反射性粒子または光拡散粒子を含む小粒子部を形成する小粒子部形成工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes a phosphor layer forming step of forming a phosphor layer containing a phosphor on a surface of a light emitting element, and the phosphor layer is formed. A small particle part forming step of forming a small particle part including light reflecting particles or light diffusing particles having a particle diameter smaller than that of the phosphor on the side part of the upper surface of the light emitting element.
また、本発明に係る発光装置の製造方法は、発光素子の上面の辺部に、光反射粒子または光拡散粒子を含む小粒子部を形成する小粒子部形成工程と、前記小粒子部が形成された発光素子の表面に、前記光反射粒子または光拡散粒子より粒径が大きな蛍光体を含む蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程と、を含むことを特徴とする。 In addition, in the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, a small particle part forming step of forming a small particle part including light reflecting particles or light diffusing particles on the side part of the upper surface of the light emitting element, and the small particle part is formed. And a phosphor layer forming step of forming a phosphor layer containing a phosphor having a particle size larger than that of the light reflecting particles or the light diffusing particles on the surface of the light emitting element.
さらに、本発明に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子の表面に形成された蛍光体層と、前記発光素子の上面の辺部に形成された、前記蛍光体層の蛍光体より粒径が小さな光反射粒子または光拡散粒子を含む小粒子部と、を備えることを特徴とする。 Furthermore, the light-emitting device according to the present invention includes a light-emitting element, a phosphor layer formed on a surface of the light-emitting element, and a phosphor from the phosphor of the phosphor layer formed on a side portion of the upper surface of the light-emitting element. And a small particle portion including light reflecting particles or light diffusing particles having a small diameter.
本発明に係る発光装置の製造方法によれば、発光素子の上面の辺部からの光抜けを低減することができる発光装置を製造することができる。これにより、配光性に優れた発光装置を製造することができる。
本発明に係る発光装置によれば、発光素子の上面の辺部に蛍光体より粒径が小さな光反射粒子または光拡散粒子を含む小粒子部を備えることで、発光素子の上面の辺部からの光抜けを低減することができる。これにより、配光性に優れた発光装置となる。
According to the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, it is possible to manufacture a light emitting device capable of reducing light leakage from the side portion of the upper surface of the light emitting element. Thereby, the light-emitting device excellent in light distribution can be manufactured.
According to the light emitting device of the present invention, by providing the small particle portion including the light reflecting particles or the light diffusing particles having a particle diameter smaller than that of the phosphor on the side portion of the upper surface of the light emitting element, Light leakage can be reduced. Thereby, it becomes a light-emitting device excellent in light distribution.
以下、本発明に係る発光装置の製造方法および発光装置の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。 Hereinafter, a method for manufacturing a light emitting device and a form of the light emitting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, in the following description, the same name and reference sign indicate the same or the same member in principle, and the detailed description is omitted as appropriate.
≪発光装置≫
はじめに、本発明の発光装置について説明する。
図1、2に示すように、発光装置100は、ここでは、基材1と、基材1上に設けられた導電部材2a,2bと、導電部材2a,2b上に設けられたバンプ3a,3bと、バンプ3a,3b上に設けられた発光素子10と、発光素子10の表面に設けられた蛍光体層40と、発光素子10の上面の辺部15に設けられた小粒子部50と、を主に備える。そして、基材1と、導電部材2a,2bとで、基板(実装基板)20を構成している。なお、本発明の構成を分かりやすく示すために、図1では、図2において図示している蛍光体層40および小粒子部50の図示を省略している。
以下、各構成について説明する。
≪Light emitting device≫
First, the light emitting device of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, here, the
Each configuration will be described below.
(実装基板)
図1、2に示すように、実装基板20は、発光素子10等の電子部品が実装される基板であり、ここでは、基材1と、基材1上に設けられた導電部材2a,2bと、を備える。
実装基板20(あるいは基材1)は、図1に示すように、ここでは矩形平板状に形成されている。なお、実装基板20(あるいは基材1)のサイズや形状は特に限定されず、発光素子10の数や配列間隔等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
(Mounting board)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 1, the mounting substrate 20 (or the base material 1) is formed in a rectangular flat plate shape here. In addition, the size and shape of the mounting substrate 20 (or the base material 1) are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose and application such as the number of
[基材]
基材1は、導電部材2a,2bを介して発光素子10等の電子部品が実装される部材である。
基材1の材料としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子10から放出される光や外光等が透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、セラミックス(Al2O3、AlN等)あるいは樹脂、または、金属板の表面に絶縁層を設けた部材が挙げられる。セラミックスの中でも、低温焼結セラミックス(LTCC)は光反射率を高めやすいため、好ましく用いることができる。
[Base material]
The base material 1 is a member on which electronic components such as the
As the material of the base material 1, it is preferable to use an insulating material, and it is preferable to use a material that hardly transmits light emitted from the
[導電部材]
導電部材2a,2bは、外部と、発光素子10等の電子部品とを電気的に接続し、これら電子部品に、外部からの電流(電力)を供給するための部材である。
導電部材2a,2bの材料は、上述の基材1として用いられる材料や、発光装置100の製造方法等によって適宜選択することができる。例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属、または、鉄−ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅、モリブデン等が挙げられる。
[Conductive member]
The
The material of the
導電部材2a,2bは、放熱経路としての機能も有している。放熱性を高めるためには、広い面積で設けられることが好ましく、例えば、基材1の短手方向に対して(例えば、発光素子10の上面の辺a,cが伸びる方向)広い幅で設けられることが好ましい。
The
[バンプ]
バンプ3a,3bは、発光素子10の電極と導電部材2a,2bとを電気的に接続する部材である。
バンプとしては、従来公知のものを用いればよく、例えば、スタッドバンプやめっきバンプが挙げられる。スタッドバンプの材質としてはAuまたはその合金がよく用いられる。めっきバンプの材質としてはAuのみ、若しくはCu、またはNiをベースに表面をAuとした積層構造が用いられる。
[bump]
The
A conventionally well-known thing should just be used as a bump, For example, a stud bump and a plating bump are mentioned. As a material of the stud bump, Au or an alloy thereof is often used. As the material of the plating bump, only Au or a laminated structure in which the surface is Au based on Cu or Ni is used.
[発光素子]
発光素子10は、例えば、発光面と反対側の面(図2では成長基板13の下面)に正と負の電極パッドを有し、バンプ3a,3bを介して導電部材2a,2bと接続されて基材1上に実装されている。ここでは、半導体層11に接続されたn側電極が、バンプ3aを介して負極である導電部材2aと接続され、半導体層12に接続されたp側電極が、バンプ3b,3bを介して正極である導電部材2bと接続されている。なお、発光面とは、実装基板20に実装したときに、基材1と対向する側の面と反対側で、発光装置100の光取り出し方向側の面である。
[Light emitting element]
The
発光素子10としては、上面に辺部を有する形状、例えば略直方体形状で、n層とp層と発光を行う活性層とを備える半導体層を有する発光ダイオードを用いることができる。任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430nm〜490nmの光)、緑色(波長490nm〜570nmの光)の発光素子10としては、ZnSe、窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaP等を用いることができる。また、赤色(波長620nm〜750nmの光)の発光素子10としては、GaAlAs、AlInGaP等を用いることができる。
As the
なお、蛍光物質を用いた発光装置100とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に用いられる。そして、活性層の材料やその混晶を調整することによって、発光波長を種々選択することができる。さらに、これら以外の材料からなる発光素子10を用いることもできる。なお、用いる発光素子10の成分組成や発光色、大きさ、個数等は、目的に応じて適宜選択することができる。
発光素子10は、光取り出し面側にサファイア等の透光性の基板を有することが好ましい。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子10とすることもできる。
なお、発光装置100は、青色発光素子と、黄色蛍光体とを組み合わせることで、白色LED素子とすることができる。
Note that in the case of the
The light-emitting
The
なお、本発明において、発光素子10は成長基板13を有さないように構成することもできる。例えば、成長基板13上にn層、活性層およびp層からなる半導体層を成長させた後に、例えば、レーザーリフトオフ法、メートル法(MeTRe法;Mechanical Transfer using a Release layer)やケミカルリフトオフ法などにより、成長基板13を半導体層から剥離して除去するようにしてもよい。
In the present invention, the
[蛍光体層]
蛍光体層40は、発光素子10の表面に形成された、蛍光体4を含む層であり、発光素子10の表面を被覆するものである。また、蛍光体層40は、ここでは発光素子10が載置された部位以外の基材1の上面にも形成されている。蛍光体層40は、例えば、蛍光体4と樹脂と溶剤とを混合したスラリーを塗布することで形成される。なお、蛍光体層40は樹脂等と混合されたものであってもよく、蛍光体4のみで形成されたものであってもよい。なお、図2において、蛍光体層40は図示しない樹脂等を含んでいるものとする。蛍光体層40が樹脂を含むことで、小粒子5が辺部15に固着しやすくなる。
蛍光体層の厚みとしては、10μm〜200μm程度があげられる。
上述の通り、発光素子の辺部もしくは角部には蛍光体層となるスラリー等が付着しにくいため、蛍光体層が形成されない、もしくは厚みがその他の部分より薄く形成される。この蛍光体層が形成されない部分もしくは蛍光体層が薄い部分に後述する小粒子部が形成される。
蛍光体層40を構成する蛍光体4は、波長変換部材として発光素子10からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材である。
[Phosphor layer]
The
The thickness of the phosphor layer is about 10 μm to 200 μm.
As described above, the phosphor layer is not formed on the sides or corners of the light-emitting element, and thus the phosphor layer is not formed or formed thinner than the other portions. A small particle portion described later is formed in a portion where the phosphor layer is not formed or a portion where the phosphor layer is thin.
The
蛍光体4の材料としては、例えばイットリウム、アルミニウムおよびガーネットを混合したYAG系蛍光体や、Eu,Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等を用いることができる。例えば、青色発光素子においては、緑色乃至黄色を発光するYAG系蛍光体、LuAG系蛍光体、M2SiO4:Eu(MはSr,Ca,Ba等)のシリケート蛍光体との組み合わせや、更に演色性を高めるために、赤色を発光する蛍光体として、(Sr,Ca)AlSiN3:EuのようなSCASN系蛍光体、CaAlSiN3:EuのようなCASN系蛍光体や、SrAlSiN3:Eu、KSF蛍光体等が所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いられる。
Examples of the material of the
蛍光体4の粒径は、小粒子部50を構成する光反射粒子または光拡散粒子(以下、適宜、小粒子という)5の粒径よりも大きいものであれば特に規定されるものではない。一例として、3〜30μmである。
The particle diameter of the
[小粒子部]
小粒子部50は、発光素子10の上面の辺部15に形成された、光反射粒子または光拡散粒子を含む部位(あるいは層)であり、発光素子10の上面の辺部15を被覆するものである。小粒子部50は、例えば、小粒子5と樹脂と溶剤とを混合したスラリーを塗布することで形成される。なお、小粒子部50は樹脂等と混合されたものであってもよく、小粒子5のみで形成されたものであってもよい。なお、図2において、小粒子部50は図示しない樹脂等を含んでいるものとする。小粒子部50が樹脂を含むことで、小粒子5が辺部15に固着しやすくなる。
[Small particle part]
The
ここで、発光素子10の上面の辺部15とは、図1に示すように、発光素子10の上面Aの4辺(a,b,c,d)の部分およびその近傍をいう。すなわち、発光素子10の上面Aと、発光素子10の4つの側面(例えば側面B)の接続部分およびその近傍であり、発光素子10の上面視における発光素子10の辺の部分およびその近傍(辺を含む部分)をいう。辺部の範囲は特に規定されるものではなく、例えば、発光素子10の上面Aの4辺(a,b,c,d)の部分およびその近傍において蛍光体層40が形成されない、あるいは、他の部位に比べて薄く形成されてしまう部位をいう。
具体的には、例えば、1つの辺(例えば辺a)から、上面Aにおいて対向する辺(ここでは辺c)や側面Bにおいて対向する辺(ここでは辺e)の方向(図中の矢印の方向)に、それぞれ辺の長さの0.1%〜10%程度の範囲や、発光素子10の角の周囲において、辺の長さの0.1%〜10%程度の範囲をいう。
Here, the
Specifically, for example, from one side (for example, side a) to the side (here, side c) facing the upper surface A or the side (here, side e) facing the side B (indicated by the arrow in the figure) Direction) means a range of about 0.1% to 10% of the length of each side and a range of about 0.1% to 10% of the length of the side around the corner of the
前記した背景技術の項目で説明したとおり、スプレー法により発光素子10の表面に蛍光体層40を形成すると、発光素子10の上面の辺部15については、その素子形状から蛍光体層40の厚みが薄くなってしまう。あるいは、辺部15において蛍光体層40が形成されない部位が生じてしまう。そのため、この辺部15に小粒子部50を設けない場合、発光素子10の上面の辺部15から光抜けがおきる可能性がある。しかし、本発明の発光装置100は、発光素子10の辺部15に小粒子部50を備えているため、辺部15からの光抜けを低減することができる。そのため、発光装置100は、配光性が十分に優れたものとなる。
As described in the above item of the background art, when the
なお、前記したような、蛍光体層40が形成されない、あるいは、他の部位に比べて薄く形成されてしまうという問題は、特に発光素子10の上面の角部において顕著となる。しかしながら、本発明においては、この角部においても小粒子部50を形成させることができるため、角部からの光抜けを低減することができる。なお、角部とは、発光素子10の上面の四隅の角の部分およびその近傍をいい、辺部15に含まれるものである。
Note that the above-described problem that the
小粒子部50を構成する小粒子5は、蛍光体層40の蛍光体4より粒径が小さな光反射粒子または光拡散粒子からなる部材である。光反射粒子は、発光素子10からの光の少なくとも一部を反射させる部材である。また、光拡散粒子は、光を拡散させるものであり、発光素子10からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる部材である。
The
光反射粒子としては、例えば、SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、BaSO4、MgO等が挙げられる。光反射粒子は、これらのうちの少なくとも一種を用いればよい。
光拡散粒子としては、例えば、BaTiO3、TiO2、SiO2、Al2O3、AlN等が挙げられる。光拡散粒子は、これらのうちの少なくとも一種を用いればよい。
Examples of the light reflecting particles include SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , BaSO 4 , and MgO. The light reflecting particles may be at least one of these.
Examples of the light diffusing particles include BaTiO 3 , TiO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , and AlN. What is necessary is just to use at least 1 type of these for a light-diffusion particle.
小粒子5の粒径は蛍光体4の粒径よりも小さければ特に規定されるものではない。一例として、0.005〜3μmである。
小粒子5の粒径を蛍光体4の粒径よりも小さいものとするのは、蛍光体4の粒径と同じ、あるいは蛍光体4の粒径よりも大きいと、小粒子5が発光素子10の上面の辺部15に付着しづらく、小粒子部50の形成が困難となるためである。
The particle size of the
The reason why the particle size of the
なお、蛍光体4および小粒子5において、ここでの粒径とは、平均粒径ではなく、各粒径の大きさを意味する。また、粒径の測定方法は、光学顕微鏡や電子顕微鏡による観察や、光散乱法等で測定することが出来る。
In the
小粒子部50は、発光素子10の上面の辺部15に形成されていればよく、例えば、薄く形成された蛍光体層40の上面に小粒子部50が形成された2層構造や、小粒子部50の上面に蛍光体層40が形成された2層ないし複数層の構造が挙げられる。あるいは、蛍光体層40がほとんどあるいは全く形成されておらず、小粒子部50のみが形成された1層構造等とすることができる。
また、小粒子5は、発光素子10の上面の辺(辺a,b,c,d)の部位が一番濃く、この辺から離れるにしたがって薄くなる形態となってもよい。すなわち、発光素子10の上面の一辺から上面や側面における対向する他辺の方向(図1の矢印方向)に向かうにしたがって薄くなる形態となってもよい。
以上説明した発光素子10、蛍光体層40、小粒子部50は、樹脂等の封止部材で封止されることが好ましい。
The
Further, the
The
以上説明した本発明の発光装置100によれば、発光装置100を駆動したときに、発光素子10からあらゆる方向に進む光のうち、上方へ進む光は、発光装置100の上方の外部に取り出される。また、下方や横方向等に進む光は、基材1の表面、導電部材2a,2b、あるいはレジスト膜で反射・散乱して、発光装置100の上方の外部に取り出されることになる。また、発光素子10の上面の辺部15からの光抜けを低減することができ、色むらの発生を低減することができる。
According to the above-described light
≪発光装置の製造方法≫
次に、本発明に係る発光装置の製造方法について、図1〜3を参照しながら説明する。
≪Method for manufacturing light emitting device≫
Next, a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
<第1の製造方法>
本発明に係る発光装置100の第1の製造方法は、蛍光体層形成工程と、小粒子部形成工程と、を含み、この順に行う。また、ここでは、蛍光体層形成工程の前に、基板準備工程およびダイボンディング工程を含み、この順に行う。
以下、各工程について説明する。なお、発光装置の各部材の詳細については、前記した発光装置で説明したとおりであるので、ここでは、適宜説明を省略する。
<First manufacturing method>
The first manufacturing method of the
Hereinafter, each step will be described. Note that details of each member of the light-emitting device are as described in the above-described light-emitting device, and thus description thereof will be omitted as appropriate.
<基板準備工程>
基板準備工程は、導電部材2a,2bを備えた基板(実装基板)20を準備する工程であり、例えば、基材1上に導電部材2a,2bを形成する工程である。導電部材2a,2bの形成は従来公知の方法で行えばよく、例えば、めっき、蒸着、基材1への貼り付け等によって形成する。基材1への貼り付けの場合は、基材1と導電部材2a,2bとは、樹脂等の接着剤で接着させることができる。導電部材2a,2bは、導電部材2a,2bの材料を基材1の一面に形成した後に、エッチング等で成形してもよい。
<Board preparation process>
The substrate preparation step is a step of preparing a substrate (mounting substrate) 20 including the
<ダイボンディング工程>
ダイボンディング工程は、実装基板20上に発光素子10を実装する工程である。このダイボンディング工程では、導電部材2a,2bの上面に発光素子10を実装する。
発光素子10の実装方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる方法で行えばよい。例えばAu―Sn、Sn−Ag−Cu等の半田や、導電部材を含有したエポキシ樹脂等により、発光素子10と導電部材2a,2bとを接合すればよい。
<Die bonding process>
The die bonding process is a process of mounting the
The mounting method of the
なお、本実施形態では、バンプ3aを介して、半導体層11に接続されたn側電極と導電部材2aとを接続し、バンプ3b,3bを介して、半導体層12に接続されたp側電極と導電部材2bとを接続するフリップチップで実装する。具体的には、バンプ3a,3bは、超音波接合により発光素子10の電極パッドおよび導電部材2a,2bに接着する。
In the present embodiment, the n-side electrode connected to the
<蛍光体層形成工程>
蛍光体層形成工程は、発光素子10の表面に、蛍光体4を含む蛍光体層40を形成する工程である。
蛍光体層40を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー法、電気沈着(電着)法、静電塗装法、遠心沈降法等を用いることができる。しかしながら、蛍光体層40を形成する方法としては、スプレー法を用いることが好ましい。スプレー法を用いれば、発光素子10の周りに略均一な厚さに蛍光体層40を形成することができる。なお、発光素子10の上面の辺部15については、小粒子部50を設けるため、従来技術において問題だった発光素子10の上面の辺部15からの光抜けを低減することができる。
<Phosphor layer forming step>
The phosphor layer forming step is a step of forming the
The method for forming the
また、スプレー法としては、パルス式のスプレー法(以下、適宜、パルススプレー法という)を用いることが好ましい。パルススプレー法は、蛍光体4や小粒子5等の粒子が混合された樹脂を、空気圧により間欠吐出(パルス式にスプレー)し、均一な粒子層を形成する技術である。
通常のスプレー法である連続塗布の場合は、塗布量が多くなって材料が飛散しやすいため、ノズル速度を速くする必要がある。一方、パルススプレー法は間欠吐出なので、単位時間当たりの塗布量が少なくノズルをゆっくり動かすことができ、発光素子10の側面や極小空間にも塗布液を塗りやすい。
As the spray method, it is preferable to use a pulse spray method (hereinafter, referred to as a pulse spray method as appropriate). The pulse spray method is a technique for forming a uniform particle layer by intermittently discharging (pulse spraying) a resin in which particles such as
In the case of continuous application, which is a normal spray method, the amount of application increases and the material is likely to scatter, so it is necessary to increase the nozzle speed. On the other hand, since the pulse spray method is intermittent discharge, the amount of application per unit time is small, the nozzle can be moved slowly, and the application liquid can be easily applied to the side surface and the minimal space of the
また、パルススプレー法は、(1)ターゲット塗布面に凹凸があっても均等に膜形成が可能である、(2)塗布液の付着性が高く、発光素子の辺部や側面にも塗布がしやすい、(3)微量の塗布による色調補正(色調を測定しながら塗布)が可能である、(4)蛍光体や小粒子の種類を選ばず、部材選択性が広い、(5)高光質、色調の安定に優れた塗膜を形成できる(例えば、製造された発光装置の色バラつきの範囲を色調マクアダム2step(マクアダム3step内であれば、実質、色バラつきがない発光装置を量産することができる)に抑えることが可能である)などの利点を有する。 In addition, the pulse spray method is capable of (1) uniform film formation even if the target application surface is uneven, (2) high adhesion of the coating solution, and application to the side and side of the light emitting element. (3) Color tone correction (application while measuring the color tone) is possible, (4) Wide selection of materials regardless of the type of phosphor and small particles, (5) High light quality A coating film having excellent color tone stability can be formed (for example, the range of color variation of the manufactured light emitting device can be changed to the color tone MacAdam 2step (if within the MacAdam 3step, a light emitting device having substantially no color variation can be mass-produced). It is possible to suppress it).
次に、図3を参照して、パルス式のスプレー装置(パルススプレー装置)の概略について説明する。
図3に示すように、パルススプレー装置30は、スラリーSLを貯蔵するシリンジ31,32と、シリンジ31,32同士を連結する配管33と、スラリーSLを射出するスプレーノズル34と、を主に備える。
Next, an outline of a pulse type spray device (pulse spray device) will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the
シリンジ31,32内部には、蛍光体や小粒子等の粒子と樹脂と溶剤とが混合されたスラリーSLが貯蔵されている。また、シリンジ31,32には、エアを送り込むためのエアーコンプレッサ(図示省略)が接続されており、これにより、シリンジ31,32内部には、圧縮気体31b,32bが所定圧に保たれている。
また、シリンジ31,32内部には、スラリーSLと圧縮気体31b,32bとの間にブランジャー31a,32aが設けられている。ブランジャー31a,32aは、スラリーSLと圧縮気体31b,32bを隔てさせるので、圧縮気体31b,32bのスラリーSLへの溶解を低減することができる。
スプレーノズル34には、液体通路としての配管33が接続されている。スプレーノズル34には、エアを送り込むためのエアーコンプレッサ(図示省略)が接続されている。スプレーノズル34は角度調整も可能であり、載置台70に対して傾斜させることができるようになっている。
In the
Further, inside the
A
スプレーを行う際には、まず、スプレーノズル34の吐出弁を閉じた状態で、エアコンプレッサからシリンジ31に所定の圧力でエアを送り込む。このエアの送入により、シリンジ31内部に充填されたスラリーSLが加圧され、流通路である配管33を介して、シリンジ32に向けて圧送される。その後、同様に、シリンジ32に所定の圧力でエアを送り込むと、シリンジ32内部に充填されたスラリーSLが加圧され、流通路である配管33を介して、シリンジ31に向けて圧送される。これを繰り返すことで、スラリーSLがシリンジ31、32間を移動しながら攪拌される。これにより、比重の大きい粒子の沈降を抑止することができ、粒子がスラリーSL中で分散した状態を保持することができる。
When spraying, first, air is sent from the air compressor to the
そして、スラリーSLを塗布する場合には、スプレーノズル34の吐出弁を開け、エアコンプレッサからスプレーノズル34に所定の圧力で間欠的にエアを送り込む。このエアが送り込まれている時に、エアコンプレッサとスプレーノズル34の間に設けられたバルブを開くことによって、スラリーSLを間欠吐出することができる。これにより、スプレーノズル34の先端から、エアとともにスラリーSLが間欠的に噴射され、発光素子10にスプレー(符号SL)される。
When applying the slurry SL, the discharge valve of the
以下、図3を参照してパルススプレー法を用いた蛍光体層の形成方法について説明する。
まず、蛍光体を混合させたスラリー(蛍光体スラリー)を用意する。蛍光体スラリーは、蛍光体と樹脂と溶剤とを混合させたものを用いることができ、例えば、蛍光体とシリコーン樹脂とn-ヘプタンとを混合したものである。蛍光体スラリーの調合比は、質量比で、蛍光体:樹脂:溶剤=2〜40:5〜20:10〜200とすることが好ましい。
このような調合比であれば、よりスプレーがしやすく、また、発光素子に蛍光体が均一に付着しやすくなる。なお、パルススプレー法以外のスプレー法においても、このような調合比を好適に適用できる。
次に、十分に攪拌混合させた蛍光体スラリーをパルススプレー装置30のシリンジ31,32に投入する。そして、蛍光体スラリーをシリンジ31、32間で移動させて攪拌し、パルススプレーにより塗布する。その際、蛍光体スラリーを発光素子10の上面および側面にできるだけ均等に塗布できるように、スプレーノズル34を移動させながら塗布する。
Hereinafter, a method for forming a phosphor layer using the pulse spray method will be described with reference to FIG.
First, a slurry (phosphor slurry) in which phosphors are mixed is prepared. As the phosphor slurry, a mixture of a phosphor, a resin, and a solvent can be used. For example, the phosphor slurry is a mixture of a phosphor, a silicone resin, and n-heptane. The mixing ratio of the phosphor slurry is preferably a mass ratio of phosphor: resin: solvent = 2-40: 5-20: 10-200.
With such a blending ratio, it is easier to spray, and the phosphor is more likely to adhere uniformly to the light emitting element. It should be noted that such a blending ratio can also be suitably applied to spray methods other than the pulse spray method.
Next, the phosphor slurry sufficiently stirred and mixed is put into the
<小粒子部形成工程>
小粒子部形成工程は、蛍光体層40が形成された発光素子10の上面の辺部15に、蛍光体4より粒径が小さな光反射性粒子または光拡散粒子を含む小粒子部50を形成する工程である。
小粒子部50を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー法、電気沈着(電着)法、静電塗装法、遠心沈降法等を用いることができる。しかしながら、小粒子部50を形成する方法としては、スプレー法を用いることが好ましい。スプレー法を用いれば、簡便に、発光素子10の上面の辺部15に小粒子部50を形成することがでる。
<Small particle part forming step>
In the small particle portion forming step, a
The method for forming the
また、スプレー法としては、パルススプレー法を用いることが好ましい。パルススプレー法については前記したとおりであるので、ここでは説明を省略する。 Moreover, as a spray method, it is preferable to use a pulse spray method. Since the pulse spray method is as described above, the description is omitted here.
以下、図3を参照してパルススプレー法を用いた小粒子部の形成方法について説明する。
まず、小粒子を混合させたスラリー(小粒子スラリー)を用意する。小粒子は、光反射粒子または光拡散粒子と樹脂と溶剤とを混合させたものを用いることができ、例えば、光反射粒子または光拡散粒子とシリコーン樹脂とn-ヘプタンとを混合したものである。小粒子スラリーの調合比は、質量比で、光反射粒子または光拡散粒子:樹脂:溶剤=2〜40:5〜20:10〜200とすることが好ましい。
このような調合比であれば、よりスプレーがしやすく、また、発光素子の上面の辺部に小粒子が均一に付着しやすくなる。なお、パルススプレー法以外のスプレー法においても、このような調合比を好適に適用できる。
次に、十分に攪拌混合させた小粒子スラリーをパルススプレー装置30のシリンジ31,32に投入する。そして、小粒子スラリーをシリンジ31、32間で移動させて攪拌し、パルススプレーにより塗布する。その際、小粒子スラリーを発光素子10の上面の辺部15にできるだけ均等に塗布できるように、スプレーノズル34を移動させながら塗布する。
Hereinafter, with reference to FIG. 3, the formation method of the small particle part using the pulse spray method is demonstrated.
First, a slurry in which small particles are mixed (small particle slurry) is prepared. As the small particles, light reflecting particles or light diffusing particles mixed with a resin and a solvent can be used. For example, light reflecting particles or light diffusing particles, silicone resin and n-heptane are mixed. . The mixing ratio of the small particle slurry is preferably a mass ratio of light reflecting particles or light diffusing particles: resin: solvent = 2-40: 5-20: 10-200.
With such a mixing ratio, spraying is easier and small particles are more likely to adhere uniformly to the side of the upper surface of the light emitting element. It should be noted that such a blending ratio can also be suitably applied to spray methods other than the pulse spray method.
Next, the sufficiently mixed small particle slurry is put into the
具体的には、スプレーノズル34の角度を通常は載置台70に対して(実装基板20に対して)垂直とするのに対し、本工程では小粒子5を発光素子10の上面の辺部15にだけ吹きつけるため、スプレーノズル34を斜めにする。また、できるだけ発光素子10に近付けて塗布することで、発光素子10の上面の辺部15以外にはできるだけ塗布しないようにする。
このようにして、発光素子10の上面の辺部15に小粒子部50を形成させることで、発光素子10の上面の辺部15から光が抜けるという課題を解決することができる。
Specifically, the angle of the
In this way, by forming the
<第2の製造方法>
本発明に係る発光装置100の第2の製造方法は、小粒子部形成工程と、蛍光体層形成工程と、を含み、この順に行う。また、ここでは、小粒子部形成工程の前に、基板準備工程およびダイボンディング工程を含み、この順に行う。
第2の製造方法は、小粒子部形成工程と、蛍光体層形成工程と、をこの順に行う以外は第1の製造方法と同様であるため、ここでは、小粒子部形成工程、蛍光体層形成工程について説明する。
<Second production method>
The second manufacturing method of the
Since the second manufacturing method is the same as the first manufacturing method except that the small particle portion forming step and the phosphor layer forming step are performed in this order, here, the small particle portion forming step, the phosphor layer, and the like. A formation process is demonstrated.
<小粒子部形成工程>
小粒子部形成工程は、発光素子10の上面の辺部15に、光反射粒子または光拡散粒子を含む小粒子部50を形成する工程である。
本工程では、蛍光体層40を形成する前に小粒子部50を形成すること以外については、第1の製造方法における小粒子部形成工程と同様であるので、ここでは説明を省略する。
<Small particle part forming step>
The small particle portion forming step is a step of forming the
Since this step is the same as the small particle portion forming step in the first manufacturing method except that the
<蛍光体層形成工程>
蛍光体層形成工程は、小粒子部50が形成された発光素子10の表面に、光反射粒子または光拡散粒子より粒径が大きな蛍光体4を含む蛍光体層40を形成する工程である。
本工程では、小粒子部50を形成した後に蛍光体層40を形成すること以外については、第1の製造方法における蛍光体層形成工程と同様であるので、ここでは説明を省略する。
<Phosphor layer forming step>
The phosphor layer forming step is a step of forming the
Since this step is the same as the phosphor layer forming step in the first manufacturing method except that the
第2の製造方法では、発光装置100は、蛍光体層40を形成する前に小粒子部50を形成するため、発光素子10の上面の辺部15において、発光素子10からの光が遮光または拡散される。これとともに、発光装置100は、発光素子10の上面の辺部15が小粒子部50により丸みを帯びた形状となるため、小粒子部50に付着する蛍光体層40が均等に付着しやすくなる。
In the second manufacturing method, since the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
すなわち、前記に示す発光装置の製造方法や発光装置の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置の製造方法や発光装置を例示するものであって、本発明は、前記の製造方法や形態に限定するものではない。また、特許請求の範囲に示される部材等を、実施の形態の部材に特定するものではない。特に、実施の形態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は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
That is, the light emitting device manufacturing method and the light emitting device embodiment described above exemplify the light emitting device manufacturing method and the light emitting device for embodying the technical idea of the present invention. It is not limited to the manufacturing method or form. Moreover, the member etc. which are shown by a claim are not specified as the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the extent that there is no specific description. It is just an example.
例えば、導電部材2a,2bの表面には、導電部材2a,2bにおける光反射の効率を向上させる金属部材を設けてもよい。金属部材の材料としては、特に限定されないが、例えば、銀のみ、あるいは、銀と、銅、金、ロジウム等の高反射率の金属との合金、または、これら、銀や各合金を用いた多層膜等を用いることができる。金属部材を設ける方法としては、めっき法、スパッタ法、蒸着法、薄膜を接合させる方法等を用いることができる。
For example, a metal member that improves the efficiency of light reflection in the
また、基材1および/または導電部材2a,2bの表面に、導電部材2a,2bを保護するレジスト膜を設けても良い。レジスト膜は、光反射率を高める反射膜であることが好ましい。このような材料としては、酸化チタンを含有するシリコーン樹脂等の白色の絶縁性の材料を用いることができる。レジスト膜の形成は、印刷法を好適に用いることができる。
Moreover, you may provide the resist film which protects the electrically-
また、発光装置100は、基材1の上面と発光素子10との間に図示しないアンダーフィルを備えていてもよい。アンダーフィルを設けることにより、光取り出し効率等の光学特性や、発光装置100の放熱性が向上し、発光素子10と基材1との熱膨張や機械的な応力を緩和させることができる。そのため、発光装置100の信頼性を向上させることができる。アンダーフィルの材料は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。
In addition, the
その他、前記した実施形態では、発光装置100は、基材1、導電部材2a,2b、およびバンプ3a,3bを備える構成としたが、基材1、導電部材2a,2b、およびバンプ3a,3bを備えない状態のものを発光装置としてもよい。すなわち、基材1、導電部材2a,2b、およびバンプ3a,3bを備えない状態で、発光素子に蛍光体層および小粒子部を設けてもよい。また、実装基板は、導電部材2a,2bのみで構成されていてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the
また、発光装置の製造方法については、第1の製造方法の小粒子部形成工程において、発光素子の上面の辺部が露出するようにマスクし、露出した辺部に小粒子部を形成してもよい。
以下、図4、5を参照してマスクを用いてスプレーにより小粒子部を形成する方法について説明する。
As for the method for manufacturing a light emitting device, in the small particle part forming step of the first manufacturing method, the side of the upper surface of the light emitting element is masked to be exposed, and the small particle part is formed on the exposed side. Also good.
Hereinafter, a method for forming small particle portions by spraying using a mask will be described with reference to FIGS.
図4(a)〜(c)に示すように、実装基板20上に複数の発光素子10を実装した基板E(ここでは、蛍光体層が形成されているものとする)(図4(a))と、発光素子辺部吹き用マスクF(以下、適宜、マスクFという)(図4(b))とを準備する。マスクFには、発光素子10の上面の辺部の位置に応じて溝部(開口)Gが設けられている。溝部Gの幅は、小粒子部を形成させる所望の範囲に応じて適宜調整すればよい。そして、マスクFの溝部Gが発光素子10の上面の辺部(図示上、発光素子10の上面の上下の辺部)に位置するように、基板EにマスクFを載せる(図4(c))。
4A to 4C, a substrate E on which a plurality of
そして、図5に示すように、まず、図示上、マスクFの左端の溝部Gから露出した発光素子10の上面の辺部に、マスクFの上方からスプレーすることにより小粒子スラリーを塗布する。これにより小粒子部50を形成する。次に、スプレーノズル34を右に移動し(図中、矢印方向)、図示上、マスクFの左から2番目の溝部Gから露出した発光素子10の上面の辺部にスプレーする。この操作を順次行い、全ての発光素子10の上面の上下の辺部(図4参照)に小粒子部50を形成する。さらに、マスクFを90°回転させて、発光素子10の上面の左右の辺部(図4参照)をマスクFの溝部Gから露出させる。そして、前記操作と同様にして、スプレーにより小粒子スラリーを塗布し、全ての発光素子10の上面の左右の辺部に小粒子部50を形成する。このような方法とすることで、発光素子10の上面の辺部の所望の範囲にのみ、簡便に小粒子部50を形成することができる。
Then, as shown in FIG. 5, first, small particle slurry is applied by spraying from above the mask F onto the side of the upper surface of the
また、第2の製造方法の小粒子部形成工程において、発光素子の上面の辺部が露出するようにマスクし、露出した辺部に小粒子部を形成してもよい。このマスクを用いてスプレーにより小粒子部を形成する方法については、前記した第1の製造方法についてのマスクFを用いてスプレーにより小粒子部を形成する方法と同様であるので、ここでは説明を省略する。
なお、マスクを用いた小粒子部の形成方法として、前記ではスプレーを用いた方法について説明したが、スプレーを用いない方法において、マスクを用いた方法としてもよい。
Further, in the small particle part forming step of the second manufacturing method, masking may be performed so that the side part on the upper surface of the light emitting element is exposed, and the small particle part may be formed on the exposed side part. The method for forming the small particle portion by spraying using this mask is the same as the method for forming the small particle portion by spraying using the mask F for the first manufacturing method described above. Omitted.
In addition, although the method using a spray was demonstrated above as a formation method of the small particle part using a mask, it is good also as a method using a mask in the method which does not use a spray.
その他、発光装置の製造方法においては、本発明を行うにあたり、前記各工程の間あるいは前後に、前記した工程以外の工程を含めてもよい。例えば、基材を洗浄する基材洗浄工程や、ごみ等の不要物を除去する不要物除去工程や、バンプや発光素子の実装位置を調整する実装位置調整工程等、他の工程を含めてもよい。 In addition, in the manufacturing method of a light-emitting device, when performing this invention, you may include processes other than an above-described process between each process, or before and behind. For example, other processes such as a substrate cleaning process for cleaning the substrate, an unnecessary object removing process for removing unnecessary substances such as dust, and a mounting position adjusting process for adjusting the mounting position of bumps and light emitting elements may be included. Good.
1 基材
2a,2b 導電部材
3a,3b バンプ
4 蛍光体
5 小粒子(光反射性粒子または光拡散粒子)
10 発光素子
11,12 半導体層
13 成長基板
15 辺部
20 実装基板
30 パルス式のスプレー装置(パルススプレー装置)
31,32 シリンジ
31a,32a ブランジャー
31b,32b 圧縮気体
33 配管
34 スプレーノズル
40 蛍光体層
50 小粒子部
70 載置台
100 発光装置
A 発光素子の上面
B 発光素子の側面
a,b,c,d 発光素子の上面の辺(辺部)
E 基板
F 発光素子辺部吹き用マスク
G 溝部
SL スラリー
SP スプレー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
31, 32
E Substrate F Light emitting element side blowing mask G Groove SL Slurry SP Spray
Claims (8)
前記蛍光体層が形成された発光素子の上面の辺部に、前記蛍光体より粒径が小さな光反射性粒子または光拡散粒子を含む小粒子部を形成する小粒子部形成工程と、を含み、
前記小粒子部形成工程は、スプレーにより光反射粒子または光拡散粒子を含むスラリーを塗布する工程であることを特徴とする発光装置の製造方法。 A phosphor layer forming step of forming a phosphor layer containing a phosphor on the surface of the light emitting element;
A small particle part forming step of forming a small particle part including light reflecting particles or light diffusing particles having a particle diameter smaller than that of the phosphor on the side part of the upper surface of the light emitting element on which the phosphor layer is formed. See
The method for manufacturing a light emitting device, wherein the small particle portion forming step is a step of applying a slurry containing light reflecting particles or light diffusing particles by spraying .
前記小粒子部が形成された発光素子の表面に、前記光反射粒子または光拡散粒子より粒径が大きな蛍光体を含む蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程と、を含み、
前記小粒子部形成工程は、スプレーにより光反射粒子または光拡散粒子を含むスラリーを塗布する工程であることを特徴とする発光装置の製造方法。 A small particle part forming step of forming a small particle part including light reflecting particles or light diffusing particles on the side of the upper surface of the light emitting element;
Wherein the surface of the light emitting device small particle portion is formed, it is seen including a phosphor layer forming step of forming a phosphor layer containing a particle diameter larger phosphor from the light reflecting particles or light diffusing particles,
The method for manufacturing a light emitting device, wherein the small particle portion forming step is a step of applying a slurry containing light reflecting particles or light diffusing particles by spraying .
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