JP6369266B2 - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。

従来、凹部を有するセラミックスパッケージの底面にＬＥＤチップが配置された発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この発光装置は、ＬＥＤチップの周囲の凹部底面上に配置された光散乱層と、凹部内にＬＥＤチップを保護する透光性封止材とを有している。この光散乱層は、拡散材が混入された樹脂をＬＥＤチップ周辺のパッケージの凹部内に注入している。

特開平１１−２８４２３４号公報

しかし、セラミックスパッケージは透光性が高いため、ＬＥＤチップからの光の一部がセラミックスパッケージを透過する。セラミックスパッケージの凹部の側面には光散乱層が形成されていないため、ＬＥＤチップからの光が凹部の側面から外部に漏れ出し、光取り出し効率の低下を生じていた。

そこで、光取り出し効率の高い発光装置を提供する。また、光取り出し効率の高い発光装置の製造方法を提供する。

本実施形態に係る発光装置の製造方法は、カップを持つパッケージに発光素子を載置する工程と、前記発光素子の上面を除く前記カップ内に、反射材入りの第１樹脂を注入する工程と、前記第１樹脂に遠心力をかけることにより、前記反射材を前記カップの底面側及び側面側に配置する工程と、前記発光素子の上面及び前記第１樹脂の上面に第２樹脂を注入する工程と、を有する。

本実施形態に係る発光装置は、カップを持つパッケージと、前記カップの底面に載置する、基板上に半導体層が配置された発光素子と、前記発光素子の上面を除く、前記カップの底面及び側面を覆う、反射材を含有する第１樹脂と、前記発光素子の上面及び前記第１樹脂の上面を覆う第２樹脂と、を有し、前記第１樹脂において、前記基板よりも薄い前記反射材の層を前記カップの底面に配置し、平面視で前記発光素子周辺において前記基板の上面よりも上側に前記反射材を実質的に配置していない。

本実施形態に係る発光装置は、カップを持つパッケージと、前記カップの底面に載置する、基板上に半導体層が配置された発光素子と、前記カップ内に充填される、反射材と蛍光体を含有する第３樹脂と、を有し、前記反射材は、前記発光素子の上面を除く、前記カップの底面及び側面を覆うように層状に配置し、前記蛍光体は、前記発光素子の上面及び前記反射材の層上に配置し、平面視で前記発光素子周辺において、前記反射材の層は、前記基板よりも薄い。

上記の構成にすることにより、光取り出し効率の高い発光装置及びその製造方法を提供することができる。

第１の実施形態に係る発光装置を示す概略斜視図である。 第１の実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 第２の実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。 第３の実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。 第４の実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。

以下、実施形態に係る発光装置及びその製造方法を説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。

＜第１の実施の形態＞
＜発光装置１００＞
図１は、第１の実施形態に係る発光装置を示す概略斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。

発光装置１００は、カップ１５を持つパッケージ１０と、発光素子２０と、第１樹脂３０と、第２樹脂４０と、を有している。

パッケージ１０の外形は略直方体の形状を成し、底面と側面を持つカップ１５を有している。パッケージ１０は、一対のリード１１と、一対のリード１１を固定する枠体１２と、を有する。平面視において、カップ１５の形状は円形であるが、楕円形、四角形、三角形、五角形などの多角形、角部に丸みを帯びた略多角形などの形状を採ることができる。またカップ１５は、開口部を有する筒状、錐台などの形状を採ることができる。一対のリード１１はカップ１５の底面に配置されている。パッケージ１０の材質はセラミックスパッケージや樹脂パッケージが好ましいが金属パッケージにも使用することができる。樹脂パッケージは熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも使用することができる。

発光素子２０は、基板２１上に半導体層２２が配置されている。基板２１は絶縁性のものを使用できる他、導電性のものも使用することができる。

発光素子２０は、カップ１５の底面に載置する。好ましくは一対のリード１１の一方のリード上に載置する。このとき、発光素子２０はフェイスアップで実装している。一方、発光素子２０をフェイスダウンで実装する場合は、一対のリード１１に跨がるように配置し、発光素子２０が持つアノード電極、カソード電極がそれぞれ一対のリード１１と電気的に接続している。

第１樹脂３０は反射材３１を含有している。第１樹脂３０は、発光素子２０の上面を除く、カップ１５の底面及び側面を覆っている。反射材３１は層を成し、少なくともカップ１５の底面に配置している。反射材３１の層は、カップ１５の底面から側面まで連続して配置していることが好ましい。反射材３１のカップ１５の側面の配置は、カップ１５の上端まで連続して配置していることが好ましい。ただし、光反射効率が低減するが、反射材３１はカップ１５の側面の底面側から上端までの途中の距離、例えば底面側から上端までの距離の４／５、３／５、２／５の高さとすることもできる。カップ１５の側面に被着した反射材３１は発光素子２０の上面の高さよりも高いことが好ましい。発光素子２０から出射された光がカップ１５の側面に照射され、カップ１５の側面で反射され、カップ１５の上方に光が放出していくからである。

第１樹脂３０において、基板２１よりも薄い反射材３１の層をカップ１５の底面に配置しており、平面視で発光素子２０の周辺において基板２１の上面よりも上側に反射材３１を実質的に配置していないことが好ましい。反射材３１の層は発光素子２０からの光を効率良く反射する一方、発光素子２０が反射材３１の層に覆われた場合、発光素子２０からの光が反射材３１の層に遮られ、発光素子２０からの光が第２樹脂４０に到達しないからである。そのため、発光素子２０の半導体層２２の真横には反射材３１が実質的に配置されていないことが好ましいからである。ここで、「平面視で発光素子２０の周辺」とは、発光素子２０と第１樹脂３０との界面付近をいい、カップ１５の側面付近のことではない。

第１樹脂３０において、平面視でカップ１５と第１樹脂３０との界面付近において、カップ１５の上面まで第１樹脂３０が配置されていることが好ましい。発光素子２０からの光をカップ１５の側面で反射させ、効率良く上方に放出することができるからである。「平面視でカップ１５と第１樹脂３０との界面付近」とは、カップ１５の側面付近のことをいい、発光素子２０と第１樹脂３０との界面付近のことではない。

反射材３１の層は発光素子２０の厚さの１／２よりも薄いことが好ましい。反射材３１の層の上側には、第１樹脂３０の透明部分が配置されており、反射材３１を実質的に配置していない。反射材３１の層の厚みは、カップ１５の底面側が厚く、カップ１５の側面側が薄くなっていることが好ましい。また、反射材３１の層の厚みは、カップ１５の側面側において、底面側が厚く、上面側が薄いことが好ましい。

第１樹脂３０は発光素子２０の側面、カップ１５の底面、側面を覆うように配置している。第１樹脂３０は発光素子２０の上面を覆っていない。

第１樹脂３０は透光性であり、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。

第２樹脂４０は、発光素子２０の上面及び第１樹脂３０の上面を覆っている。第２樹脂４０は発光素子２０をゴミや埃から保護する役割を有する。第２樹脂４０は透光性であり、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。第２樹脂４０は、第１樹脂３０と同一若しくは同一種類のものを使用することもできる。また、第１樹脂３０に耐熱性の高い樹脂を用い、第２樹脂４０に硬質の樹脂を用いることもできる。第１樹脂３０にシリコーン樹脂を用い、第２樹脂４０にエポキシ樹脂を用いることもできる。シリコーン樹脂はエポキシ樹脂よりも一般に４５０ｎｍ〜５００ｎｍ付近での耐光性が高いからである。また、エポキシ樹脂はシリコーン樹脂よりも硬質であるからである。

第２樹脂４０は蛍光体４１を含有することもできる。蛍光体４１は発光素子２０の上面及び第１樹脂３０の上面に配置することもできる。蛍光体４１を発光素子２０の上面に配置することで、発光素子２０からの光を効率良く波長変換し、外部に放出することができるからである。また、蛍光体４１を第１樹脂３０の上面に配置することで、第１樹脂３０を透過する発光素子２０からの光を効率良く波長変換し、外部に放出することができる。反射材３１の層と第２樹脂４０との間に透光性の第１樹脂３０が配置されているため、発光素子２０からの光がカップ１５の底面と平行な水平方向に進むことがあるからである。

第２樹脂４０に含有されている蛍光体４１は第２樹脂４０中に分散されていてもよい。第２樹脂４０中に蛍光体４１を分散することで、発光装置１００から放出される光の配向バラツキを低減することができる。

このように構成することで、発光素子２０から出射された光が反射材３１の層に照射され、反射されることで、カップ１５の開口方向に放出される。これにより発光素子２０から出射された光がカップ１５の底面及び側面から漏れるのを極力抑えることができ、光取り出し効率を向上することができる。また、色ムラが低減することができる。

＜発光装置１００の製造方法＞
図３〜図６は、第１の実施形態に係る発光装置の製造工程を示す概略断面図である。

まず、カップ１５を持つパッケージ１０に発光素子２０を載置する。

カップ１５の底面の一部を構成する一対のリード１１上に発光素子２０を載置する。平面視においてカップ１５の中央部に発光素子２０を載置することが好ましい。配向の偏りを少なくすることができるからである。発光素子２０は基板２１と半導体層２２とを有しており、基板２１側がダイボンド材で一対のリード１１の一方側のリード上に接合している。発光素子２０は半導体層２２上に異種電極を有しており、この異種電極は一対のリード１１とワイヤを介して電気的に接続している。カップ１５は外側に広口となる円錐台の形状を成している。

次に、発光素子２０の上面を除くカップ１５内に、反射材３１入りの第１樹脂３０を注入する。

硬化前の第１樹脂３０には反射材３１が混合されており、ポッティングやスプレー等でカップ１５内に第１樹脂３０を注入している。このときカップ１５の底面に第１樹脂３０を直接注入することもできるが、カップ１５の側面に第１樹脂３０をポッティングして、第１樹脂３０がカップ１５の側面から底面に流れるように注入することもできる。このとき第１樹脂３０はカップ１５の側面の上方に這い上がるように第１樹脂３０の粘度を調整しても良いが、第１樹脂３０はカップ１５の側面の上方に這い上っていなくてもよい。第１樹脂３０は発光素子２０の上面を覆っていない。

第１樹脂３０を注入する工程は、平面視で発光素子２０周辺において、発光素子２０の上面と面一若しくは上面よりも低い位置まで第１樹脂３０を注入することが好ましい。発光素子の２０の周辺は発光素子２０の上面に第１樹脂３０が配置されず、直接カップ１５上に第１樹脂３０が注入される位置であればよい。これにより発光素子２０側からカップ１５の側面側に向かって第１樹脂３０を流すことができ、発光素子２０の上面に第１樹脂３０が這い上がるのを抑えることができる。

第１樹脂３０を注入する工程は、平面視でカップ１５と第１樹脂３０との界面付近において、発光素子２０の上面を除き、カップ１５の上面に接するまで第１樹脂３０を注入することが好ましい。上記とは反対に、カップ１５の側面側から第１樹脂３０を注入する。カップ１５の側面側から発光素子２０側に向かって第１樹脂３０を流すことができる。これはカップ１５の側面の一点だけでなく、数点から第１樹脂３０を注入することができるし、また、カップ１５の底面の中心を通り、カップ１５の底面に垂直な軸を中心に数回転させ、カップ１５の側面側から発光素子２０側に向かって第１樹脂３０を流すことができる。

第１樹脂３０を注入する工程は、予めカップ１５内面を有機溶剤で浸しておくこともできる。予めカップ１５内面を有機溶剤で浸しておくことで、第１樹脂３０のカップ１５内の側面への這い上がりを促進することができる。

次に、第１樹脂３０に遠心力をかけることにより、反射材３１をカップ１５の底面側及び側面側に配置する。

パッケージ１０の上面側に回転軸を有するように、公転するＡ方向にパッケージ１０を回転させる。カップ１５の底面が外側になるような回転軸で遠心力をかける。パッケージ１０の上面側の回転軸は、カップ１５の底面に対し平行であり、カップ１５を横切る方向であり、かつ、カップ１５の上方に位置する。このＡ方向へのパッケージ１０の回転により、第１樹脂３０に含有されている反射材３１がカップ１５の底面側に強制的に沈降される。パッケージ１０に回転をかける前において、カップ１５の側面付近に第１樹脂３０が配置されている場合、パッケージ１０に回転をかけることで、カップ１５の側面に反射材３１が形成されることもある。このとき、カップ１５の底面側はカップ１５の側面側よりも反射材３１の厚みが大きく、カップ１５の底面側には反射材３１が層状に形成される。

パッケージ１０のカップ１５の底面に垂直な方向に回転軸を有するように、自転するＢ方向にパッケージ１０を回転させる。カップ１５の側面が外側になるような回転軸で遠心力をかける。パッケージ１０のカップ１５の底面に垂直な方向の回転軸は、カップ１５の底面の中心を回転軸とする。このＢ方向へのパッケージ１０の回転により、第１樹脂３０に含有されている反射材３１がカップ１５の側面側に強制的に配置される。

このＡ方向への回転とＢ方向への回転は、同時に行うことが好ましい。反射材３１をカップ１５の底面側及び側面側に配置する工程は、カップ１５の底面が外側になるような回転軸で遠心力をかけ、同時に、カップ１５の側面が外側になるような回転軸で遠心力をかける。

第１樹脂３０の粘度やカップ１５の大きさ、一対のリード１１の表面状態などにより、反射材３１の層の配置状態が異なってくるため、回転速度や回転数は適宜調整する。

反射材３１をカップ１５の底面側及び側面側に配置する工程は、発光素子２０が持つ半導体層２２よりもカップ１５の底面側に反射材３１を配置することが好ましい。このときにカップ１５の側面に配置された反射材３１の層を指しているのではなく、平面視において、発光素子２０が載置されている付近の反射材３１の層を指す。発光素子２０が持つ半導体層２２よりも反射材３１の層がカップ１５の底面側に配置されていること、半導体層２２からの光を効率良くカップ１５の上方に出すことができる。

発光素子２０が持つ半導体層２２より上側に、反射材３１が実質的に含まれていないことが好ましい。反射材３１の層で半導体層２２を覆っていないため、半導体層２２からの光を効率良くカップ１５の上方に出すことができる。

第１樹脂３０は第２樹脂４０のカップ１５内への注入の前に本硬化させている。これにより第２樹脂４０の注入によって、第１樹脂３０の表面が変形されないからである。

次に、発光素子２０の上面及び第１樹脂３０の上面に第２樹脂４０を注入する。

第２樹脂４０の注入は、ポッティングやスプレーなどを採ることができる。第２樹脂４０中には蛍光体４１が含有されている。第２樹脂４０を注入後、蛍光体４１が分散されている状態で硬化する。これにより、蛍光体４１は反射材３１の層上に分散して配置されている。

このようにして、第１の実施形態に係る発光装置を簡易に製造することができる。

＜第２の実施の形態＞
図７は、第２の実施形態に係る発光装置２００を示す概略断面図である。第２の実施形態に係る発光装置２００は、第１の実施形態に係る発光装置１００と比べ、主に蛍光体１４１が第２樹脂１４０中で沈降している他は、ほぼ同じような構成となるため説明を一部省略する。

発光装置２００は、カップを持つパッケージ１１０と、発光素子１２０と、第１樹脂１３０と、第２樹脂１４０と、を有している。パッケージ１１０は一対のリード１１１と枠体１１２とでカップを形成している。一対のリード１１１の一方のリード上には発光素子１２０を載置する。

第１樹脂１３０は反射材１３１を含有しており、カップの底面側に反射材１３１の層を形成している。

第２樹脂１４０は蛍光体１４１を含有しており、第１樹脂１３０の上面に蛍光体１４１の層を形成している。蛍光体１４１の上方の第２樹脂１４０には、実質的に蛍光体１４１が含有されていない。カップ内の断面視において反射材１３１の層、第１樹脂１３０、蛍光体１４１の層、第２樹脂１４０の順にカップの底面側から上面側に向かって配置している。

発光素子１２０の半導体層１２２の上面から出射された光は、蛍光体１４１の層に照射され、蛍光体１４１によって波長変換されて、外部に放出される。このとき蛍光体１４１の層の上方に第２樹脂１４０しか配置されていないため、蛍光体１４１からの光が遮られることなくカップの上方に放出される。これにより発光装置２００からの光の取り出し効率を向上することができる。

発光素子１２０の半導体層１２２の側面若しくは下面から出射された光は、反射材１３１の層に照射される。半導体層１２２の側面から出射された光は第１樹脂１３０中を伝播し、又は、第１樹脂１３０と第２樹脂１４０との界面で反射して、反射材１３１の層に照射され、反射材１３１の層で反射された光が、蛍光体１４１の層に照射され、蛍光体１４１によって波長変換されて、外部に放出される。このように半導体層１２２の側面若しくは下面から出射された光も光を遮られることなく、カップの上方に放出される。これにより発光装置２００からの光の取り出し効率を向上することができる。

発光装置２００の製造方法は、まず、カップを持つパッケージ１１０に発光素子１２０を載置する。次に、発光素子１２０の上面を除くカップ内に、反射材１３１入りの第１樹脂１３０を注入する。次に、第１樹脂１３０に遠心力をかけることにより、反射材１３１をカップの底面側及び側面側に配置する。第１樹脂１３０を硬化する。次に、発光素子１２０の上面及び第１樹脂１３０の上面に第２樹脂１４０を注入する。第２樹脂１４０に遠心力をかけることにより、蛍光体１４１を第１樹脂１３０の上面に配置する。第２樹脂１４０を硬化する。これにより発光装置２００を製造することができる。

＜第３の実施の形態＞
図８は、第３の実施形態に係る発光装置３００を示す概略断面図である。第３の実施形態に係る発光装置３００は、第１の実施形態に係る発光装置１００と比べ、主に第１樹脂と第２樹脂との界面がなく第３樹脂２５０として一体となっている点、カップの底面側から上方に反射材２５１の層、蛍光体２５２の層、第３樹脂２５０の順に形成されている他は、ほぼ同じような構成となるため説明を一部省略する。

発光装置３００は、カップを持つパッケージ２１０と、発光素子２２０と、第３樹脂２５０と、を有している。パッケージ２１０は一対のリード２１１と枠体２１２とでカップを形成している。一対のリード２１１の一方のリード上には発光素子２２０を載置する。

第３樹脂２５０は反射材２５１を含有しており、カップの底面側に反射材２５１の層を形成している。発光素子２２０は基板２２１と半導体層２２２とを有しており、反射材２５１の層は半導体層２２２よりもカップの底面側に配置しており、反射材２５１の層が半導体層２２２を覆っていない。

第３樹脂２５０は蛍光体２５２を含有しており、反射材２５１の上面に蛍光体２５２の層を形成している。反射材２５１と蛍光体２５２とは層状となって分かれている。ただし、反射材２５１と蛍光体２５２とは大部分が層状となって分かれており、一部反射材２５１と蛍光体２５２が混ざり合っている部分を作ることもできる。蛍光体２５２の層の上方の第３樹脂２５０には、実質的に蛍光体２５２が含有されていない。カップ内の断面視において反射材２５１の層、蛍光体２５２の層、第３樹脂２５０の順にカップの底面側から上面側に向かって配置している。

発光素子２２０の半導体層２２２の上面及び側面から出射された光は、蛍光体２５２の層に照射され、蛍光体２５２によって波長変換されて、外部に放出される。このとき蛍光体２５２の層の上方に第３樹脂２５０しか配置されていないため、蛍光体２５２からの光が遮られることなくカップの上方に放出される。また蛍光体２５２からカップの底面側及び側面側に向かう光は、反射材２５１の層によって反射され、カップの上方に放出される。これにより発光装置３００からの光の取り出し効率を向上することができる。

発光素子２２０の半導体層２２２の下面から出射された光は、反射材２５１の層に照射されることもある。半導体層２２２の下面から出射された光は反射材２５１の層に照射され、反射材２５１の層で反射された光が、蛍光体２５２の層に照射され、蛍光体２５２によって波長変換されて、外部に放出される。このように半導体層２２２の下面から出射された光も光を遮られることなく、カップの上方に放出される。これにより発光装置３００からの光の取り出し効率を向上することができる。

発光装置３００の製造方法は、まず、カップを持つパッケージ２１０に発光素子２２０を載置する。次に、発光素子２２０の上面を除くカップ内に、反射材２５１入りの第１樹脂を注入する。次に、第１樹脂に遠心力をかけることにより、反射材２５１をカップの底面側及び側面側に配置する。第１樹脂を仮硬化する。次に、発光素子２２０の上面及び第１樹脂の上面に第２樹脂を注入する。第１樹脂と第２樹脂に熱を加え、本硬化すると同時にパッケージ２１０に遠心力をかけることにより、蛍光体２５２を反射材２５１の上面に配置する。本硬化の際に第１樹脂、第２樹脂の粘度が下がるのを利用する。ここでの第１樹脂、第２樹脂は本硬化の過程により混合され第３樹脂２５０となる。第１樹脂、第２樹脂は同一の材料でもよく、界面ができない程度の同質の材料でもよい。また第１樹脂にシリコーン樹脂、第２樹脂にエポキシ樹脂を用いて混合物になったものでも第３樹脂２５０はよい。これにより発光装置３００を製造することができる。

第１樹脂は第２樹脂のカップ内への注入の前に、仮硬化させておく方が好ましい。第１樹脂が仮硬化していることで、第２樹脂の注入によって、第１樹脂の表面が変形されないからである。

第２樹脂のカップ内への注入前に第１樹脂を仮硬化しておき、その後、第２樹脂と第１樹脂とを同時に本硬化する。これにより、第１樹脂と第２樹脂との界面をなくすことができる。第１樹脂と第２樹脂との界面をなくすことで、この界面での光の反射を低減することができる。

なお、硬化前に反射材と蛍光体を単一の樹脂中に混合していた場合は、反射材の層と蛍光体の層が形成されず、発光装置からの光取り出し効率を向上させることができない。そのため、第３の実施形態に係る発光装置３００は、反射材２５１の層、蛍光体２５２の層を別に形成でき、第３樹脂も内部に界面が形成されないため、光取り出し効率を向上させることができる。

＜第４の実施の形態＞
図９は、第４の実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。第４の実施形態に係る発光装置４００は、第３の実施形態に係る発光装置３００と比べ、主に発光素子３２０がフェイスダウン実装され、第３樹脂３５０中に蛍光体３５２が分散されている他は、ほぼ同じような構成となるため説明を一部省略する。

発光装置４００は、カップを持つパッケージ３１０と、発光素子３２０と、第３樹脂３５０と、を有している。パッケージ３１０は一対のリード３１１と枠体３１２とでカップを形成している。一対のリード３１１の上には発光素子３２０をフェイスダウン実装する。

第３樹脂３５０は反射材３５１を含有しており、カップの底面側に反射材３５１の層を形成している。発光素子３２０は基板３２１と半導体層３２２とを有しており、半導体層３２２側がカップの底面側になる。反射材３５１の層は半導体層３２２の側面を覆わない程度に薄くカップの底面側に配置していることが好ましいが、半導体層３２２の側面の一部を覆っていてもよい。半導体層３２２からの光の一部が基板３２１で反射され、発光素子３２０の側面から放出されることもある。この光を反射材３５１の層で反射させ、カップの上方に放出することができるからである。

第３樹脂３５０は蛍光体３５２を含有しており、反射材３５１の層の上面において蛍光体３５２を分散している。分散は均一に分散されている他、濃度勾配がありカップの底面側の濃度を高く、カップの上面側の濃度を低くすることや、反射材３５１の層上に蛍光体３５２が堆積しており、カップの上方は蛍光体３５２の濃度を薄くして配置することもできる。

発光装置４００の製造方法は、まず、カップを持つパッケージ３１０に発光素子３２０をフェイスダウンの向きで載置する。次に、発光素子３２０の上面を除くカップ内に、反射材３５１入りの第１樹脂を注入する。次に、第１樹脂に遠心力をかけることにより、反射材３５１をカップの底面側及び側面側に配置する。第１樹脂を仮硬化する。次に、発光素子３２０の上面及び第１樹脂の上面に第２樹脂を注入する。第１樹脂と第２樹脂に熱を加え、本硬化する。本硬化の際に第１樹脂、第２樹脂の粘度が下がるのを利用する。ここでの第１樹脂、第２樹脂は本硬化の過程により混合され第３樹脂３５０となる。第１樹脂、第２樹脂は同一の材料でもよく、界面ができない程度の同質の材料でもよい。また第１樹脂にシリコーン樹脂、第２樹脂にエポキシ樹脂を用いて混合物になったものでも第３樹脂３５０はよい。これにより発光装置４００を製造することができる。

第１樹脂は第２樹脂のカップ内への注入の前に、仮硬化させておく方が好ましい。第１樹脂が仮硬化していることで、第２樹脂の注入によって、第１樹脂の表面が変形されないからである。

第２樹脂のカップ内への注入前に第１樹脂を仮硬化しておき、その後、第２樹脂と第１樹脂とを同時に本硬化する。これにより、第１樹脂と第２樹脂との界面をなくすことができる。第１樹脂と第２樹脂との界面をなくすことで、この界面での光の反射を低減することができる。

＜各部材の説明＞
発光素子は形状や大きさ等が特に限定されない。発光素子の発光色としては、用途に応じて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４３０〜４９０ｎｍの光）の発光素子としては、ＧａＮ系やＩｎＧａＮ系を用いることができる。ＩｎＧａＮ系としては、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等を用いることができる。

発光素子をフェイスアップ実装等する際に用いるワイヤは、発光素子や保護素子等の電子部品と、一対のリードとを電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤの材質としては、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属、及び、それらの合金を用いたものが挙げられる。

第１樹脂、第２樹脂、第３樹脂の材質としては、熱硬化性樹脂、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等の透明な材料を挙げることができる。第１樹脂、第２樹脂、第３樹脂中には、所定の機能を持たせるために、反射材や蛍光体の他、光反射率が高い物質、遮光物質、熱導電性フィラー、着色剤、顔料等を含有させることもできる。

蛍光体は発光素子からの光を波長変換する物質であればよく、具体的には、例えば、ＹＡＧ（Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）やシリケート等の黄色蛍光体、あるいは、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）やＫＳＦ（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）等の赤色蛍光体、ＬＡＧ、βサイアロン蛍光体等を挙げることができる。

反射材は、発光素子からの光に対して反射率の高い材料を用いる。例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、ＺｎＯ等の光反射率が高い物質を好適に用いることができる。ただし、Ａｇ、Ａｌなどの金属を用いる場合は導電性を有しないように酸化被膜を形成したり、シリコーン樹脂などで被膜を形成したりしておくこともできる。反射材は平均粒径１０ｎｍ〜１０μｍ程度を使用することができ、１００ｎｍ〜１μｍを使用することが好ましい。

＜実施例１＞
実施例について図１〜図６を用いて説明する。第１の実施形態の説明と重複する部分については説明を一部省略することもある。

発光装置１００は、カップ１５を持つパッケージ１０と、発光素子２０と、第１樹脂３０と、第２樹脂４０と、を有している。

パッケージ１０は底面と側面を持つカップ１５を有している。パッケージ１０は、一対のリード１１と、一対のリード１１を固定する枠体１２と、を有する。パッケージ１０は縦３．０ｍｍ、横３．０ｍｍ、高さ０．８ｍｍの大きさを有する。カップ１５は、上面側が直径２．５ｍｍ、底面側が２．３ｍｍの円錐台形となっている。一対のリード１１はカップ１５の底面に配置されている。枠体１２の材質はセラミックスであり、一対のリード１１は銅材を用いる。

発光素子２０は、サファイア基板２１上に窒化物系半導体層２２が配置されている。発光素子２０の大きさは、おおよそ縦６００μｍ、横６００μｍ、高さ１５０μｍであり、基板の厚みは１４０μｍ、半導体層２２の厚みは０．５μｍである。発光素子２０は、カップ１５の底面に載置する。一対のリード１１の一方のリード上にダイボンド部材を用いて接着する。発光素子２０はフェイスアップで実装している。発光素子２０はＡｕワイヤを用いて一対のリード１１と電気的に接続している。

第１樹脂３０は反射材３１を含有している。第１樹脂３０は、発光素子２０の上面を除く、カップ１５の底面及び側面を覆っている。反射材３１は層を成し、カップ１５の底面に配置している。反射材３１の層は、カップ１５の底面から側面まで連続して配置している。カップ１５の底面側の反射材３１の層の厚みは４０μｍ、カップ１５の側面側の反射材３１の層の厚みは３０μｍである。カップ１５の側面の反射材３１の層の厚みはカップ１５の上面側が薄く、底面側が厚い。反射材３１は平均粒径０．２５μｍの酸化チタン（ＴｉＯ_２）を用いる。反射材３１上の第１樹脂３０の厚みは８０μｍ程度である。カップ１５の底面側の反射材３１の厚みが４０μｍであり、発光素子２０の基板２１の厚みが１４０μｍであるため、反射材３１の層は半導体層２２の側面を覆っていない。

第１樹脂３０は発光素子２０の側面、カップ１５の底面、側面を覆うように配置している。第１樹脂３０は発光素子２０の上面を覆っていない。

第１樹脂３０にシリコーン樹脂を用いる。

第２樹脂４０は、発光素子２０の上面及び第１樹脂３０の上面を覆っている。第１樹脂３０と第２樹脂４０との間に界面が形成されている。第２樹脂４０はエポキシ樹脂を用いる。第２樹脂４０は（Ｙ、Ｇｄ）_３（Ａｌ、Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅの蛍光体４１を含有する。蛍光体４１は発光素子２０の上面及び第１樹脂３０の上面に配置する。蛍光体４１は第１樹脂３０の上面側に堆積されており、その堆積層の上方は蛍光体４１が分散されている。

このように構成することで、発光装置１００からの光取り出し効率を向上することができる。また、発光装置１００から出射される光の色ムラを低減することができる。

次に発光装置１００の製造方法を説明する。

まず、カップ１５を持つパッケージ１０に発光素子２０を載置する。

第１樹脂３０を注入する前にカップ１５内面に有機溶剤を浸しておく。

次に、発光素子２０の上面を除くカップ１５内に、反射材３１入りの第１樹脂３０を注入する。

硬化前の第１樹脂３０には反射材３１が混合されており、ポッティングでカップ１５内に第１樹脂３０を注入している。ポッティングはカップ１５の底面と側面の角部分に第１樹脂３０をポッティングする。パッケージ１０を水平方向に一回転させ、カップ１５の底面と側面の角部分に第１樹脂３０を行き渡らせる。

次に、第１樹脂３０に遠心力をかけることにより、反射材３１をカップ１５の底面側及び側面側に配置する。

パッケージ１０に、公転するＡ方向及び自転するＢ方向に同時にパッケージ１０を回転させる。回転は最初ゆっくりで、徐々に回転速度を上げていく。所定の速度で数十回回転させて後、回転速度を落とす。この回転と同時に第１樹脂３０に８０℃〜１２０℃程度の熱を加えていく。これにより、反射材３１の層をカップ１５の底面側及び側面側に形成し、第１樹脂３０を仮硬化させる。その後、第１樹脂３０に再び１２０℃〜１６０℃程度の熱を加え、第１樹脂３０を本硬化させる。

次に、発光素子２０の上面及び第１樹脂３０の上面に第２樹脂４０を注入する。

第２樹脂４０中には蛍光体４１が混合されており、ポッティングでカップ１５内に第２樹脂４０を注入している。ポッティングは発光素子２０の上面から行い、第２樹脂４０は第１樹脂３０の上面からカップ１５の側面方向に広がっていく。第２樹脂４０を注入後、蛍光体４１が分散されている状態で加熱し硬化する。これにより、蛍光体４１は反射材３１の層上に分散して配置されている。

このようにして、実施例に係る発光装置を簡易に製造することができる。

本実施形態に係る発光装置は、照明用装置、車載用発光装置などに利用することができる。

１０、１１０、２１０、３１０ パッケージ
１１、１１１、２１１、３１１ リード
１２、１１２、２１２、３１２ 枠体
１５ カップ
２０、１２０、２２０、３２０ 発光素子
２１ 基板
２２ 半導体層
３０、１３０、２３０、３３０ 第１樹脂
３１、１３１ 反射材
４０、１４０ 第２樹脂
４１、１４１ 蛍光体
１００、２００、３００、４００ 発光装置
２５０、３５０ 第３樹脂
２５１、３５１ 反射材
２５２、３５２ 蛍光体

Claims (11)

1. カップを持つパッケージに発光素子を載置する工程と、
   前記発光素子の上面を除く前記カップ内に、反射材入りの第１樹脂を注入する工程と、
   前記パッケージに遠心力をかけ、前記第１樹脂を、前記カップの底面から前記カップの側面における前記発光素子の上面の高さより高い位置まで連続して配置される前記反射材の層と、前記反射材の層の上側に配置され、前記反射材が実質的に配置されていない透明部分と、に分離して配置する工程と、
   前記発光素子の上面及び前記第１樹脂の上面に第２樹脂を注入する工程と、
   を有する発光装置の製造方法。
2. 前記第１樹脂を注入する工程は、前記発光素子周辺において、前記発光素子の上面と面一若しくは前記上面よりも低い位置まで前記第１樹脂を注入する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記第１樹脂を注入する工程は、前記カップと前記第１樹脂との界面付近において、前記カップの上面に接するまで前記第１樹脂を注入する請求項１又は２のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
4. 前記反射材を配置する工程は、前記カップの底面が外側になるような回転軸で前記遠心力をかける請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記反射材を配置する工程は、前記カップの側面が外側になるような回転軸で前記遠心力をかける請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
6. 前記反射材を配置する工程は、前記カップの底面が外側になるような回転軸で前記遠心力をかけ、同時に、前記カップの側面が外側になるような回転軸で前記遠心力をかける請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
7. 前記反射材を配置する工程は、前記発光素子が持つ半導体層よりも前記カップの底面側に前記反射材を配置する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
8. 前記反射材を配置する工程は、前記発光素子が持つ半導体層より上側に、前記反射材が実質的に含まれていない請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
9. カップを持つパッケージと、
   前記カップの底面に載置する、基板上に半導体層が配置された発光素子と、
   前記発光素子の上面を除く、前記カップの底面及び側面を覆う、反射材を含有する第１樹脂と、
   前記発光素子の上面及び前記第１樹脂の上面を覆う第２樹脂と、を有し、
   前記第１樹脂において、前記基板よりも薄い前記反射材の層を前記カップの底面に配置し、平面視で前記発光素子周辺において前記基板の上面よりも上側に前記反射材を実質的に配置しておらず、且つ、
   前記第１樹脂は、前記カップの底面から前記カップの側面における前記発光素子の上面の高さよりも高い位置まで連続して配置される前記反射材の層と、前記反射材の層の上側に配置され、前記反射材が実質的に配置されていない透明部分と、を有する発光装置。
10. 前記反射材の層の厚みは、前記カップの底面側が厚く、前記カップの側面側が薄くなっている、請求項９に記載の発光装置。
11. カップを持つパッケージと、
    前記カップの底面に載置する、基板上に半導体層が配置された発光素子と、
    前記カップ内に充填される、反射材と蛍光体を含有する第３樹脂と、を有し、
    前記第３樹脂は、
    前記発光素子の上面を除く、前記カップの底面から前記カップの側面における前記発光素子の上面の高さよりも高い位置まで連続して層状に配置される前記反射材の層と、
    前記発光素子の上面及び前記反射材の上面に配置される前記蛍光体の層と、
    前記蛍光体の層の上側に配置され、前記蛍光体及び前記反射材が実質的に配置されていない透明部分と、を有し、
    平面視で前記発光素子周辺において、前記反射材の層は、前記基板よりも薄い発光装置。

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