JP6414104B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

発光装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6414104B2
JP6414104B2 JP2016037280A JP2016037280A JP6414104B2 JP 6414104 B2 JP6414104 B2 JP 6414104B2 JP 2016037280 A JP2016037280 A JP 2016037280A JP 2016037280 A JP2016037280 A JP 2016037280A JP 6414104 B2 JP6414104 B2 JP 6414104B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
guide member
light emitting
emitting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016037280A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017157611A (ja
Inventor
将嗣 市川
将嗣 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Priority to JP2016037280A priority Critical patent/JP6414104B2/ja
Priority to US15/441,981 priority patent/US10234081B2/en
Publication of JP2017157611A publication Critical patent/JP2017157611A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6414104B2 publication Critical patent/JP6414104B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/62—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using mixing chambers, e.g. housings with reflective walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/68—Details of reflectors forming part of the light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0076—Stacked arrangements of multiple light guides of the same or different cross-sectional area
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0083—Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/644—Heat extraction or cooling elements in intimate contact or integrated with parts of the device other than the semiconductor body

Description

本開示は、発光装置の製造方法に関する。
従来、光の出射面積を発光素子の発光面積より小さく絞ることで高い輝度を実現する発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された発光装置は、発光素子と、発光素子の光取り出し面の上に搭載された波長変換部材と、波長変換部材の表面に成膜された反射膜と、を備えている。この発光装置では、発光素子が上方に放射した光が、波長変換部材内を発光素子の光取り出し面と略平行に導光され、側方の出射面から出射する。
国際公開第２０１０／０４４２４０号
特許文献１に記載された発光装置にあっては、波長変換部材を通過した光を小さく絞っているため、発光素子からの光は出射面に到達するまでに、波長変換部材中で光散乱を繰り返し、光取り出し効率が低下する。
そこで、本開示に係る実施形態は、発光装置の簡易な製造方法を提供することを課題とする。
本開示の実施形態に係る発光装置は、光取り出し面を有する発光素子と、前記光取り出し面と接合される光入射面を有する第１導光部材、及び、前記発光素子と離間し、前記光入射面と隣り合う面を有し、前記第１導光部材からの光を異なる波長の光に変換する波長変換部材、及び、前記波長変換部材からの光を外部に放出する光出射面を備える第２導光部材を順に備える導光部材と、前記光出射面を露出させ、前記発光素子及び前記導光部材を覆う光反射部材と、を備える。
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、第１導光部材と波長変換部材と第２導光部材とを順に配置した導光部材を準備する工程と、前記第１導光部材と発光素子とを接合する工程と、前記発光素子を支持部材上に実装する工程と、前記発光素子及び前記導光部材を光反射部材で被覆する工程と、前記導光部材の光出射面として前記光反射部材から前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程と、を有する。
また、本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、第１導光部材と波長変換部材と第２導光部材とを順に配置した導光部材集合体を形成し、前記導光部材集合体を一方向に分割することで、前記第１導光部材と前記波長変換部材と前記第２導光部材との順に配置された複数の導光部材を準備する工程と、前記第１導光部材と複数の発光素子とを接合する工程と、前記複数の発光素子及び前記導光部材を光反射部材で被覆する工程と、前記導光部材の光出射面として前記光反射部材から前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程と、を有する。
本開示の実施形態に係る発光装置は、波長変換部材中での光損失を抑制できる。また、本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、波長変換部材中での光損失を低減する発光装置を簡易に製造することができる。
第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線における発光装置の断面を模式的に示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、導光部材集合体の斜視図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、分割した導光部材の斜視図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、さらに分割した導光部材の平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、導光部材に接合された発光素子の平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、導光部材に接合された発光素子の断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、光学多層膜で被覆された導光部材及び発光素子の断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、金属層が形成された導光部材及び発光素子の断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、樹脂部材で被覆された導光部材及び発光素子の断面図である。 第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、導光部材の断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、レジストが形成された導光部材及び発光素子の断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、光学多層膜で被覆された導光部材及び発光素子の断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、樹脂部材で被覆された導光部材及び発光素子の断面図である。 第３実施形態に係る発光装置の一例を模式的に示す断面図である。 第３実施形態に係る発光装置の変形例を模式的に示す断面図である。 第４実施形態に係る発光装置の一例を模式的に示す断面図である。 第４実施形態に係る発光装置の他の例を模式的に示す断面図である。 第１実施形態の変形例に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、導光部材に接合された発光素子の平面図である。
以下、実施形態の一例を示す発光装置及びその製造方法を説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一若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こととする。
（第１実施形態）
＜発光装置１の構成＞
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る発光装置１は、支持部材１０と、導体配線２０と、発光素子４０と、導光部材５０と、光反射部材７０と、を備えている。この発光装置１は、発光素子４０の光取り出し面４１からの光を、光反射部材７０で周囲が覆われた導光部材５０を介して光出射面５３から照射する。導光部材５０は、発光素子４０の光取り出し面４１と接合される光入射面５１ａを有する第１導光部材５１と、発光素子４０の光取り出し面４１と離間し、第１導光部材５１の光入射面５１ａと隣り合う面６０ａを有し、第１導光部材５１からの光を異なる波長の光に変換する波長変換部材６０と、波長変換部材６０からの光を外部に放出する光出射面５３を備える第２導光部材５２と、を順に備える。導光部材５０の光出射面５３は、光反射部材７０から露出し、発光装置１の光出射面として発光素子４０から出射された光を外部に放出する。
以下、各構成について順次説明する。なお、場合により、発光装置１の高さ方向をＸ軸方向とし、発光装置１の幅方向をＹ軸方向とし、発光装置１の奥行方向をＺ軸方向として説明する。
支持部材１０は、発光素子４０等を支持する部材であり、発光装置の一般的なパッケージ基板を利用できる。例えば、ＡｌＮ等のセラミック基板、Ａｌ等の金属基板、ガラスエポキシ等の樹脂基板等を挙げることができる。
導体配線２０は、支持部材１０の上面に設けられている。導体配線２０は、発光素子４０に外部から電力を供給する配線であり、支持部材１０に所定形状にパターニングされている。図１に示すように光反射部材７０の開口７０ａから露出した導体配線２０が外部電源に接続される。
この導体配線２０は、発光装置の一般的なパッケージ基板配線を利用できる。そのような配線としては、金属材料を用いることができ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等の単体金属又はこれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。さらに好ましくは、光反射性に優れたＡｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ等の単体金属又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。
発光素子４０は、導体配線２０と電気的に接続するように支持部材１０の上面に載置されている。発光素子４０は、例えばサファイア等の透光性の成長基板上に半導体層を備えている。半導体層は、成長基板側から順に、ｎ側半導体層と活性領域とｐ側半導体層とを備えており、活性領域から第一波長の光を発する。第一波長の光としては、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、窒化物半導体であるＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等で表されるＧａＮ系やＩｎＧａＮ系を用いることができる。
発光素子４０は、同一面側に正負一対の電極を有するものが好ましい。これにより、発光素子４０を支持部材１０上にフリップチップ実装することができる。本実施形態では、発光素子４０の一対の電極と、支持部材１０の導体配線２０とは、バンプ３０を介して電気的に接続されている。なお、バンプ３０は金や半田等からなる部材を用いることができる。
発光装置１には、例えば、複数の発光素子４０が設けられ、それぞれの発光素子４０の上面に導光部材５０が接合されている。発光素子４０は、電極が形成された面を下面として支持部材１０上にフリップチップ実装されており、下面と対向する上面を光取り出し面４１としている。発光素子４０の上面側には、例えば成長基板が配置されている。なお、発光素子４０の別の形態としては、この成長基板をＬＬＯ（Laser Lift Off）法等により除去して半導体層を上面から露出させてもよい。また、発光素子４０の近傍に、保護素子を実装してもよい。
導光部材５０は、発光素子４０からの光を発光装置１の外部へ導く透光性の部材であり、発光素子４０の光取り出し面４１側から、第１導光部材５１と、波長変換部材６０と、第２導光部材５２と、を順に備えている。
導光部材５０の全体形状は、柱体、錐台、またこれらに類似の形状が挙げられるが、例えば四角柱であるものとする。導光部材５０では、第１導光部材５１の一面を光入射面５１ａとしている。導光部材５０は、光入射面５１ａと、外部に光を出射するための光出射面５３と、を除いて、光反射部材７０で被覆されている。
図２の例では、導光部材５０の長手方向に沿って複数の発光素子４０を一方向に並べた状態で、各発光素子４０の光取り出し面４１と第１導光部材５１とを接合させている。複数の発光素子４０及び導光部材５０は、光反射部材７０で一体的に被覆されている。これにより、各発光素子４０が発する光を光反射部材７０により導光部材５０内に反射させながら、導光部材５０内を光出射面５３に向かって伝搬させることができる。
平面視において、導光部材５０は、発光素子４０よりも大きいことが好ましい。このように、導光部材５０の光入射面５１ａの面積を、発光素子４０の光取り出し面４１の面積より大きくして両者を光学的に接続することで、接合面における光の損失を低減できる。
第１導光部材５１は、その一側面（図２において下面）が発光素子４０の光取り出し面４１と対向するように配置され、その一側面を光入射面５１ａとしている。第１導光部材５１の光入射面５１ａは、発光素子４０の光取り出し面４１全体を覆うように発光素子４０の上に配置される。第１導光部材５１は、透明な接着層等の媒体層を介して発光素子４０に配置されてもよく、発光素子４０に直接接合して配置されてもよい。
第１導光部材５１は、光入射面５１ａと隣り合う一側面（図２において右側面）が波長変換部材６０の一側面（図２において左側面）に接合されている。第１導光部材５１の光入射面５１ａと、波長変換部材６０の下面６０ａとは、互いに隣り合っており、同一平面上に位置している。また、第１導光部材５１は、光入射面５１ａと、波長変換部材６０との接合面と、を除いて、光反射部材７０で被覆されている。
第１導光部材５１は、少なくとも発光素子４０から出射された光の一部を透過させる材料で構成されている。この第１導光部材５１の材料は、例えば、シリコーン樹脂等の熱硬化性の樹脂材料、ポリカーボネートやアクリル等の熱可塑性の樹脂材料、ポリエチレン等のポリマー材料を挙げることができる。あるいは、第１導光部材５１の材料としては、例えば石英、合成石英、ＢＫ７等の光学ガラス等を挙げることができる。以下では、第１導光部材５１は、例えばガラスとする。
波長変換部材６０は、第１導光部材５１との接合面と対向する一側面（図２において右側面）が第２導光部材５２の一側面（図２において左側面）に接合されている。波長変換部材６０の下面６０ａと、第２導光部材５２の下面５２ａとは、互いに隣り合っており、同一平面上に位置している。この波長変換部材６０は、発光素子４０の光取り出し面４１と離間して配置されている。このため、発光素子４０からの光が第１導光部材５１を通して波長変換部材６０へと入射される。波長変換部材６０の下面６０ａと、この下面６０ａに対向する上面と、この上面に隣接する残りの側面とが光反射部材７０で被覆されている。
波長変換部材６０は、発光素子４０が発する第一波長の光の少なくとも一部を、第一波長とは波長の異なる第二波長の光に変換可能な蛍光体を備える。波長変換部材６０としては、例えば、蛍光体の焼結体や、樹脂、ガラス、他の無機物等に蛍光体粉末を含有させたものが挙げられる。蛍光体の焼結体としては、蛍光体だけを焼結して形成したものでもよいし、蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結して形成したものでもよい。蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結する場合、焼結助剤としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又は酸化チタン等の無機材料を用いることが好ましい。これにより、発光素子４０が高出力であったとしても、光や熱による焼結助剤の変色や変形を抑制することができる。
波長変換部材６０は、光透過率が高いほど、光反射部材７０との界面において、光を反射させやすいことから、輝度を向上させることができるため好ましい。なお、波長変換部材６０は、信頼性の観点から、無機物のみで構成されることがより好ましい。
波長変換部材６０が備える蛍光体としては、この分野で用いられる蛍光体を適宜選択することができる。例えば、Ｃｅ、Ｅｕ等のランタノイド系元素で賦活される、窒化物系蛍光体又は酸窒化物系蛍光体を含有することができる。より具体的には、蛍光体として、例えばＣｅ等のランタノイド元素で賦活される希土類アルミン酸塩を用いることができ、そのうちＹＡＧ系蛍光体が好適に用いられる。また、ＹＡＧ系蛍光体のうちＹの一部又は全部をＴｂ、Ｌｕで置換したものでもよい。
第２導光部材５２は、波長変換部材６０との接合面と対向する一側面（図２において右側面）に、波長変換部材６０からの光を外部に放出する光出射面５３を備える。第２導光部材５２は、波長変換部材６０との接合面と、光出射面５３と、を除いて、光反射部材７０で被覆されている。
第２導光部材５２は、発光素子４０が発する第一波長の光と、波長変換部材６０で変換された第二波長の光と、をそれぞれ透過可能な材料で構成されている。第２導光部材５２の材料としては、前記した第１導光部材５１の材料と同様の材料を用いることができる。なお、第１導光部材５１と第２導光部材５２の材料は同じでもよいし、異なっていてもよい。以下では、第２導光部材５２は、例えばガラスとする。
光出射面５３は、一例として、発光素子４０の光取り出し面４１に対し垂直になるように配置される。図１に示すように、光出射面５３の外縁全周は、光反射部材７０で囲まれている。光出射面５３の面積は光入射面５１ａの面積よりも小さいことが好ましい。このように構成することで、発光装置１の発光強度を増すことができる。例えば、所定面積の光出射面５３を有した全体形状が四角柱の導光部材５０において、発光装置１からの光の照射方向であるＺ軸方向に第１導光部材５１を延長することで光入射面５１ａの面積を大きくすることができる。この場合に、光出射面５３の面積はそのままに、第１導光部材５１に沿って配置される発光素子４０の個数を増加させることで、さらなる高輝度化を実現することができる。
光反射部材７０は、導光部材５０及び複数の発光素子４０の周囲を一体的に被覆するように設けられている。この光反射部材７０は、発光素子４０から放射される光を導光部材５０に向けて反射させるための部材であり、内側（導光部材５０側）から、例えば、光学多層膜７１と、金属層７２と、樹脂部材７３と、をこの順に備えている。
光学多層膜７１は、導光部材５０及び発光素子４０を覆い、発光素子４０から放射される光を導光部材５０に向けて反射する機能を有している。これにより、発光素子４０から放射される光は、導光部材５０を通して、効率よく光出射面５３へ導かれる。光学多層膜７１は、電気的な絶縁材料から形成される。光学多層膜７１は、屈折率の異なる２種以上の透光性誘電体を用いて積層し、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜を構成するようにしてもよい。
ＤＢＲ膜は、低屈折率層と高屈折率層とからなる１組の誘電体を、複数組にわたって積層させた多層構造であり、所定の波長光を選択的に反射する。具体的には、屈折率の異なる膜を、例えば活性層からの発光ピーク波長について１／４波長の光学的厚み（optical thickness）で交互に積層することで、発光ピーク波長を中心とする帯域の光を高効率に反射できる。材料としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌからなる群より選択された少なくとも一種の金属の酸化物又は窒化物から選択されたものが好ましい。ＤＢＲを酸化膜で形成した場合、低屈折率層は、例えばＳｉＯ2で形成される。このとき、高屈折率層は、例えば、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5等で形成される。
光学多層膜７１は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、スパッタリング法、蒸着法等によって形成することができる。なかでも、ＡＬＤ法は、形成される被膜が緻密であり、表面に段差等の凹凸を有する形状への被覆性が高く、均一な厚さの被膜を形成することができるため好ましい。ＡＬＤ法によれば、全方位に向けて成膜できるので、スパッタでは成膜しづらい導光部材５０の下面側にも均一な厚さの光学多層膜７１を積層できる。加えて、例えば、発光素子４０の周囲、バンプ３０の周囲、導体配線２０の上面及び周囲、支持部材１０の上面に対しても原子レベルで均一な厚さに光学多層膜７１を形成することができる。このように光学多層膜７１は、発光素子４０の一対の電極の間、すなわち一対のバンプ３０の間を電気的に絶縁する絶縁部材を兼ねることができる。これにより、発光装置１の構造が簡素化され、製造工程数を低減できる。
金属層７２は、光学多層膜７１を被覆するものである。ここで、光学多層膜７１は前記したように発光素子４０や導体配線２０を被覆して絶縁しているので、追加的に導電性の金属層７２を成膜することができる。金属層７２は、電流を流さないことを前提としている。金属層７２は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ又はこれらの金属を主成分とする合金で形成される。なかでも、例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ等の光反射率の高い金属や合金を用いることが好ましい。
金属層７２は、光学多層膜７１の上に形成されているので、導光部材５０から光学多層膜７１を透過した光を反射することができる。光学多層膜７１と金属層７２とを組み合わせることで、入射光を効率よく反射することができる。この金属層７２は、例えばＡＬＤ法、スパッタリング法、蒸着法等によって形成することができる。
金属層７２を設けることで、金属層７２を被覆する樹脂部材７３の厚みを薄くすることができる。
樹脂部材７３は、金属層７２の少なくとも一部を被覆し、かつ、導光部材５０の光出射面５３を露出するように形成されている。この樹脂部材７３は、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、不飽和ポリエステル等を用いることができる。また、熱硬化性樹脂の場合、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等を用いることができる。
樹脂部材７３には、光反射性物質が含有されていることが好ましい。光反射性物質としては、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ガラスフィラー等を用いることができる。
以上説明したように、発光装置１は、第１導光部材５１と、波長変換部材６０と、第２導光部材５２と、を順に備える導光部材５０を有している。また、発光装置１は、導光部材５０が発光素子４０と共に一体的に光反射部材７０によって被覆されており、かつ、導光部材５０の光出射面５３が光反射部材７０から露出している。これにより、発光素子４０から放射される光は、光反射部材７０で反射し、導光部材５０において波長変換部材６０を透過して光出射面５３から外部に出射される。
そして、発光装置１では、上記構成の導光部材５０を備えるので、発光素子からの放射光が波長変換部材６０を通過する前にその放射光を小さく絞ることができる。これにより、波長変換部材を通過した後に光を小さく絞る従来技術と比較して、発光素子４０からの光が光出射面５３に到達するまでに、波長変換部材６０中における光散乱が低減され、より光取り出し効率に優れた発光装置１を提供することができる。
［発光装置１の製造方法］
第１実施形態に係る発光装置１の製造方法について説明する。発光装置１の製造方法は、第１導光部材５１と波長変換部材６０と第２導光部材５２とを順に配置した導光部材５０を準備する工程と、第１導光部材５１と発光素子４０とを接合する工程と、発光素子４０及び導光部材５０を光反射部材７０で被覆する工程と、導光部材５０の光出射面５３として光反射部材７０から第２導光部材５２の表面の一部を露出させる工程と、を含んでいる。
導光部材５０を準備する工程では、例えば板状の波長変換部材６０の一方の側面に第１導光部材５１を接合し、波長変換部材６０の他方の側面に第２導光部材５２を接合することで、第１導光部材５１と波長変換部材６０と第２導光部材５２とを順に配置した導光部材５０を形成できる。
以下では、一例として、複数の四角柱状の導光部材５０を準備する工程について図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明する。
まず、波長変換部材６０Ａと、第１導光部材５１Ａと、第２導光部材５２Ａとを準備する。波長変換部材６０Ａは、例えばＹＡＧ系蛍光体の焼結体を板状にしたものである。第１導光部材５１Ａ及び第２導光部材５２Ａは例えばガラスブロックである。なお、波長変換部材６０Ａやガラスブロックの寸法は、導光部材５０の完成品の寸法やカット個数等を考慮して予め設定される。
図３Ａに示すように、波長変換部材６０Ａの一方の側面に、第１導光部材５１Ａを接合し、波長変換部材６０Ａの一方の側面と対向する他方の側面に第２導光部材５２Ａを接合することで、導光部材集合体５０Ａを形成する。この導光部材集合体５０Ａの全体形状は例えばブロック状である。図３Ａにおいて、第１導光部材５１Ａと波長変換部材６０Ａと第２導光部材５２Ａとを含む導光部材集合体５０Ａの高さは、第１導光部材５１と波長変換部材６０と第２導光部材５２を含む断面視における導光部材５０の長手方向（Ｚ軸方向）の長さに対応している。
波長変換部材６０Ａは、透明な接着層等の媒体層を介して第１導光部材５１Ａや第２導光部材５２Ａに接合されてもよい。又は、波長変換部材６０Ａそのものを第１導光部材５１Ａと第２導光部材５２Ａとの接合部材として、この波長変換部材６０Ａが、第１導光部材５１Ａや第２導光部材５２Ａに直接接合されてもよい。
一例として、波長変換部材６０Ａは、第１導光部材５１Ａや第２導光部材５２Ａに直接接合されている。ここで、直接接合とは、接合したい界面を、接着材を用いることなく原子の結び付きで接合される接合である。この直接接合は、一般的に常温接合と分類される接合方式が好ましい。
本実施形態に適した直接接合方式としては、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合等が挙げられる。
表面活性化接合は、超高真空中で不活性イオンを接合界面に照射することにより、表面を清浄、活性化し接合する。
原子拡散接合は、同じく超高真空中で金属をスパッタリングし、その金属の拡散により接合する。スパッタ膜を非常に薄くすることで、光取り出しに影響なく接合できることも確認できている。
水酸基接合は接合界面に水酸基を形成し、水酸基の水素結合で接合する。
上記した３つの常温接合であるが、必要に応じて加熱処理を行うことで結合力が増す場合がある。その場合、加熱は、４００℃以下、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２００℃以下まで、加熱してもよい。
次に、図３Ｂに示すように、導光部材集合体５０Ａを第１の所定幅で分割する。このとき、導光部材集合体５０Ａを、第１導光部材５１と波長変換部材６０と第２導光部材５２とを含む位置で、一方向（ＹＺ平面に平行な方向）に沿って分割する。また、第１の所定幅は、図２の断面視における導光部材５０の高さに対応している。これにより、第１導光部材５１と波長変換部材６０と第２導光部材５２とが、この順に配置された複数の板状の導光部材を中間体として形成する。ここでは、分割して得られた導光部材の中間体のことを導光スライス部材５０Ｓと呼ぶ。なお、同様に、導光スライス部材５０Ｓ中の波長変換部材を、波長変換部材６０Ｓと表記する。
続いて、導光スライス部材５０Ｓにおいて対向する２つの分割面を例えば研磨することで、導光スライス部材５０Ｓの表裏に一対の平滑な研磨面５０Ｓ１，５０Ｓ２を形成する。
次に、導光部材集合体５０Ａを分割した後に、導光スライス部材５０Ｓを第２の所定幅で分割する。図３Ｃに示すように、導光部材５０の研磨面５０Ｓ１は、図２の断面視における導光部材５０の下面に対応している。ここで、第２の所定幅は、断面視における導光部材５０の奥行き（Ｙ軸方向の長さ）に対応している。また、導光スライス部材５０Ｓを分割する方向（ＺＸ平面に平行な方向）と、前記した導光部材集合体５０Ａを分割する方向（ＹＺ平面に平行な方向）と、は直交している。上記した手順により、細長い四角柱状の導光部材５０を形成することができる。
なお、導光部材集合体５０Ａの分割及び導光スライス部材５０Ｓの分割は、例えばブレードやレーザーを用いて行うことができる。
上記説明では、図３Ａに例示したブロック状の導光部材集合体５０Ａを初めに形成するものとしたが、代わりに、図３Ｂに例示した導光スライス部材５０Ｓと同様の板状の導光部材集合体を初めに形成することもできる。そのような板状の導光部材集合体であれば、第２の所定幅で分割することで、複数の導光部材５０を準備することができる。なお、その場合には、分割前又は分割後に両面を研磨することが好ましい。
次に、第１導光部材５１と発光素子４０とを接合する工程について図３Ｄを参照して説明する。図３Ｄに示すように、導光部材５０の研磨面５０Ｓ１は、図２の断面視における導光部材５０の下面に対応している。
発光素子４０として、予め、成長基板上に、ｎ側半導体層、活性領域、ｐ側半導体層、ｎ電極、ｐ電極及び所定の保護膜層等が形成されたＬＥＤチップを準備しておく。発光素子４０は、ＧａＮ等の窒化物系半導体から形成され、成長基板としてサファイアの単結晶基板が用いられる。
図３Ｄに示すように、導光部材５０において、研磨面５０Ｓ１のうち、第１導光部材５１に相当する表面に複数の発光素子４０を接合する。つまり、研磨面５０Ｓ１のうち発光素子４０が接合される第１導光部材５１の表面が光入射面５１ａ（図２）となる。そして、波長変換部材６０は、発光素子４０から離間して、発光素子４０からの光が波長変換部材６０に直接入射しないように設置される。すなわち、発光素子４０と波長変換部材６０との間には第１導光部材５１が介在しており、発光素子４０からの光は第１導光部材５１を通して波長変換部材６０に入射する。
発光素子４０は、透明な接着層等のある種の媒体層を介して第１導光部材５１に配置されてもよく、又は、第１導光部材５１に直接接合して配置されてもよい。ここでは、導光部材に接合された発光素子のことを発光素子組立体４０Ａと呼ぶ。発光素子組立体４０Ａは、導光部材５０の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って所定間隔で一列に配置された複数の発光素子４０を備えている。
次に、発光素子４０を支持部材１０上に実装する工程について図４Ａを参照して説明する。発光素子組立体４０Ａにおいて、導光部材５０を上にした姿勢で、発光素子４０をその電極側から支持部材１０上に実装する。ここでは、支持部材１０が備える導体配線２０に、バンプ３０等を介して発光素子４０の電極を電気的に接続する。なお、説明の都合上、発光素子４０と導体配線２０とが離間した状態で示したが、発光素子４０はバンプ３０を介して導体配線２０に固定される。
発光素子４０は、ＬＥＤチップであって、同一面側に正負一対の電極が形成されている。このＬＥＤチップの各電極は、正負一対の導体配線２０に向かい合うようにして配置され、バンプ３０によって導体配線２０の上に電気的及び機械的に接合されている。バンプ３０は、導体配線２０上に、金や半田のバンプ３０をめっき法又は蒸着法により形成しておいてもよいし、発光素子４０の電極側に、予めバンプ３０を形成しておいてもよい。
次に、発光素子４０及び導光部材５０を光反射部材７０で被覆する工程について図４Ｂ〜図４Ｄを参照して説明する。
まず、ＡＬＤ法を用いて、図４Ｂに示すように、導光部材５０の表面、発光素子４０の周囲、並びに支持部材１０の上面、導体配線２０及びバンプ３０を、光反射性を有する光学多層膜７１で一体的に被覆する。なお、図４Ｂ〜図４Ｄでは、導光部材５０の光出射面５３（図１参照）となる側の端面も光学多層膜７１等の光反射部材７０で被覆された状態を示したが、後の工程で光反射部材７０は、この光出射面５３が露出するように部分的に除去される。また、導体配線２０の一部を予めマスクしてから光学多層膜７１等の光反射部材７０を形成した後に前記マスクを除去することで、図１に示すような光反射部材７０の開口７０ａを形成する。
次に、図４Ｃに示すように、光学多層膜７１の上から金属層７２を所定の領域に形成する。金属層７２は、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ等の前記した光反射率の高い金属や合金を用いて、例えばＡＬＤ法により形成することができる。
次に、図４Ｄに示すように、光学多層膜７１と金属層７２とを覆うように、光反射性を有する樹脂部材７３を配置する。なお、樹脂部材７３を成形する方法としては、ポッティング法、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成形法等の一般的な方法を採用することができる。そして、加熱することにより樹脂部材７３を硬化させる。これにより、導光部材５０は光反射部材７０により封止される。
次に、光反射部材７０から第２導光部材５２の表面の一部を露出させる工程について図４Ｄを参照して説明する。導光部材５０が光反射部材７０により封止された後、第２導光部材５２を含む位置（図４Ｄに仮想線で示す位置）で、光反射部材７０及び第２導光部材５２の一部を除去する。除去には、例えばブレードによる切断、レーザーによる切断、研磨等が用いられる。これにより、光反射部材７０から第２導光部材５２の表面の一部が露出し、光出射面５３が形成される。
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、このような製造工程を経て、波長変換部材６０中での光損失を低減する発光装置１を簡易に製造することができる。
ここで、導光部材５０が第２導光部材５２を備えることによる製造方法の効果について説明する。仮に、第２導光部材５２を設けない場合、光反射部材７０の一部を除去する工程において、波長変換部材６０を切断又は研磨しなければならなくなる。そうすると、切断又は研磨によって波長変換部材６０のサイズのばらつきが生じることが想定される。さらに、波長変換部材６０のサイズのばらつきが生じると、それを用いた発光装置の色度がばらつくという問題が考えられる。
これに対して、本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法では、波長変換部材６０ではなく、第２導光部材５２を切断又は研磨する。そのため、波長変換部材６０のサイズは変わらず、また、第２導光部材５２はガラス等の光を透過させる材料で構成されていることから、色度への影響もほとんどなく、前記した問題を未然に防ぐ効果を奏する。
（第２実施形態）
＜発光装置１Ｂの構成＞
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図５を参照して説明する。
第２実施形態に係る発光装置１Ｂは、光出射面５３Ｂが第２導光部材５２Ｂの上面に配置されている点が、第１実施形態に係る発光装置１と相違している。つまり、第２実施形態に係る発光装置１Ｂでは、光出射面５３Ｂは、発光素子４０の光取り出し面４１と同じ方向（Ｘ軸方向）に配置される。以下では、第１実施形態に係る発光装置１と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
第２実施形態に係る発光装置１Ｂは、支持部材１０と、導体配線２０と、発光素子４０と、導光部材５０Ｂと、光反射部材７０Ｂと、を主に備えている。
導光部材５０Ｂは、第１導光部材５１と、波長変換部材６０と、第２導光部材５２Ｂと、を順に備えている。導光部材５０Ｂは、例えば四角柱の一部を除去したような形状である。具体的には、第２導光部材５２Ｂが発光素子４０の光取り出し面４１に対して傾斜した傾斜面５４を備える点が第１実施形態における第２導光部材５２の形状と相違している。
第２導光部材５２Ｂは、発光素子４０の光取り出し面４１に対して傾斜した傾斜面５４を備える。図５に示した傾斜面５４の傾斜は、光取り出し面４１に対して４５度としているが、光取り出し面４１に対して０度より大きくなるように形成されていればよい。ただし、傾斜を大きくすることで、光出射面５３Ｂの面積を小さくすることができるので、傾斜は、光取り出し面４１に対して例えば３０〜６０度程度とすることが好ましい。
第２導光部材５２Ｂは、傾斜面５４に連なる一面（図５において上面）が光反射部材７０Ｂから露出して光出射面５３Ｂを形成している。光出射面５３Ｂの面積は、第１導光部材５１が備える光入射面５１ａの面積よりも小さければよい。光出射面５３Ｂの面積は、例えば、発光素子４０から放射される光が波長変換部材６０を通過する断面における面積とほぼ等しい。
光反射部材７０Ｂは、図１に示す光反射部材７０から金属層７２を除去して簡略化した構成としたものであり、さらに、樹脂部材７３の形状を変更した点が光反射部材７０と相違している。すなわち、図５に示すように、光反射部材７０Ｂは、光学多層膜７１と、樹脂部材７３と、を備え、樹脂部材７３は、第２導光部材５２Ｂの傾斜面５４に対向した傾斜面７４を備えている。
第２実施形態に係る発光装置１Ｂにおいても、発光素子からの放射光が波長変換部材６０を通過する前にその放射光を小さく絞ることができる。これにより、波長変換部材を通過した後に光を小さく絞る従来技術と比較して、発光素子４０からの光が光出射面５３Ｂに到達するまでに、波長変換部材６０中における光散乱が低減され、より光取り出し効率に優れた発光装置１Ｂを提供することができる。
［発光装置１Ｂの製造方法］
第２実施形態に係る発光装置１Ｂの製造方法について説明する。第２実施形態に係る発光装置１Ｂの製造方法は、複数の導光部材５０Ｂを準備する工程と、第２導光部材５２Ｂの表面の一部を露出させる工程とが第１実施形態に係る発光装置１の製造方法と相違している。
複数の導光部材５０Ｂを準備する工程について図６Ａ、図６Ｂを参照して説明する。
まず、準備した複数の導光スライス部材５０Ｓにおいて対向する２つの分割面（導光部材集合体５０Ａの分割面）に対して斜めになるように第２導光部材５２の端面を加工する。ここで、導光スライス部材５０Ｓの分割面の一方は、後の工程で発光素子４０と第１導光部材５１との接合面となる。つまり、ここでは、第２導光部材５２の端面を発光素子４０と第１導光部材５１との接合面に対して斜めに加工して傾斜面５４（図６Ｂ）を形成する。これにより、第２導光部材５２Ｂ（図６Ｂ）が形成される。このとき、図６Ａに示すように、導光スライス部材５０Ｓにおいて、後工程で発光素子４０を接合される側の面の方が狭くなるように傾斜面５４Ｓを形成する。
具体的には、例えばブレードを用いて、導光スライス部材５０Ｓにおいて第２導光部材５２の端面の一部を切断して傾斜面５４Ｓを形成する。そして、導光スライス部材５０Ｓの表裏に一対の平滑な研磨面５０Ｓ１，５０Ｓ２を形成する。この際に、傾斜面５４Ｓも研磨して平滑面とすることが好ましい。なお、ここでは、導光スライス部材５０Ｓにおいて、研磨面５０Ｓ１側に発光素子４０が接合されるものとしているので、研磨面５０Ｓ１が研磨面５０Ｓ２よりも狭くなるように傾斜面５４Ｓが形成されている。
次に、傾斜面５４Ｓを備える導光スライス部材５０Ｓを第２の所定幅で分割することで、第１導光部材５１と波長変換部材６０と第２導光部材５２Ｂとの順に配置された複数の細長い導光部材５０Ｂ（図６Ｂ）を準備する。なお、導光部材５０Ｂは、傾斜面５４を備えている点が、図３Ｃに示す導光部材５０と相違している。
第２実施形態に係る発光装置１Ｂの製造方法において、導光部材５０Ｂの第１導光部材５１と発光素子４０とを接合する工程は、第１実施形態に係る発光装置１の製造方法において前記した工程と同様なので説明を省略する。
次に、発光素子４０を支持部材１０上に実装する工程は、第１実施形態に係る発光装置１の製造方法において前記した工程と同様なので説明を省略する。
次に、発光素子４０及び導光部材５０Ｂを光反射部材７０Ｂで被覆する工程について図６Ｂ〜図６Ｄを参照して説明する。
一例として、発光素子４０及び導光部材５０Ｂを光反射部材７０Ｂで被覆する準備として、光出射面５３Ｂを形成する領域を保護するためのマスクを形成する。光出射面５３Ｂを形成する領域とは、導光部材５０Ｂにおいて第２導光部材５２Ｂの傾斜面５４に連なる上面の一部領域のことである。ここでは、図６Ｂに示すように、第２導光部材５２Ｂの上面の一部分に、マスクとして、従来公知の方法でレジスト５を形成する。レジスト５は、平面視で第２導光部材５２Ｂの少なくとも１つのエッジから離間するように形成されることが好ましく、光出射面５３Ｂの面積を小さく絞るためには、レジスト５は、平面視で第２導光部材５２Ｂの全てのエッジから離間するように形成されることが好ましい。
次に、ＡＬＤ法を用いて、図６Ｃに示すように、レジスト５の上から、導光部材５０Ｂの表面や発光素子４０の周囲等を略均一な膜厚の光学多層膜７１で一体的に被覆する。これにより、傾斜面５４から光が漏れることを低減することができる。
次に、図６Ｄに示すように、光学多層膜７１の少なくとも一部を覆うように、光反射性を有する樹脂部材７３を配置して硬化させる。ここでは、導光部材５０Ｂの傾斜面５４を被覆した光学多層膜７１を覆うように樹脂部材７３を配置する。これにより、傾斜面５４から光が漏れることをより効果的に抑制することができる。
次に、第２導光部材５２Ｂの表面の一部を露出させる工程について図６Ｄを参照して説明する。導光部材５０Ｂ等が光反射部材７０Ｂにより封止された後、図６Ｄに仮想線で示すように、レジスト５及びレジスト５の上に配置された一部の光反射部材７０Ｂを除去する。例えば、ウェットプロセスの場合、レジスト５は、水酸化ナトリウム等の強アルカリ溶液によって洗浄して除去することができる。また、ドライプロセスの場合、専用のレジスト剥離装置（アッシング装置）で除去することができる。
レジスト５を除去することにより、光反射部材７０Ｂから第２導光部材５２Ｂの表面の一部が露出して光出射面５３Ｂが形成される。これにより、光反射部材７０Ｂは、平面視で光出射面５３Ｂの外縁全周を囲む形状となる。このような製造工程を経て発光装置１Ｂが提供される。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る発光装置について、図７Ａを参照して説明する。
第３実施形態に係る発光装置１Ｃは、光反射部材７０Ｂと、ヒートシンク８１と、を備える点が、第１実施形態に係る発光装置１と相違している。光反射部材７０Ｂは、第２実施形態に係る発光装置１Ｂが備える光反射部材７０Ｂと同じものである。以下では、第１実施形態に係る発光装置１と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
第３実施形態に係る発光装置１Ｃは、支持部材１０と、導体配線２０と、発光素子４０と、導光部材５０と、光反射部材７０Ｂと、ヒートシンク８１と、を主に備えている。
ヒートシンク８１は、導光部材５０において、発光素子４０が接合されていない領域に設けられている。ヒートシンク８１は、例えば導光部材５０の上面に形成される。四角柱の形状の導光部材５０であれば、四角柱の他の側面に設けても構わないし、この四角柱において光出射面５３と対向する面に設けても構わない。ヒートシンク８１は、例えば導光部材５０に接合してもよいし、光反射部材７０Ｂに接合してもよい。光反射部材７０Ｂに接合するときには、図７Ａに示すように、光学多層膜７１に接合してもよい。
ヒートシンク８１は、熱伝導率が高い材料、例えば、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｆｅ，Ｎｉ等の金属、又は、Ａｌ合金、Ｎｉ合金、燐青銅、ステンレス等の合金、あるいは、ＡｌＮが挙げられる。ヒートシンク８１の形状は、板状であっても構わないが、外部に熱を放出しやすいよう、図示するように外周に凹凸を設けて表面積を大きくしたフィンを有する形状とすることもできる。
ヒートシンク８１は、光反射部材７０Ｂを形成する前、又は光反射部材７０Ｂを形成した後に接合することができる。ヒートシンク８１は、樹脂部材７３を形成する前、又は樹脂部材７３を形成した後に接合することが好ましい。例えば、樹脂部材７３を形成した後に接合する方法では、後工程でヒートシンク８１を接合する部分を予めマスクして樹脂部材７３を形成した後に、マスクを除去してヒートシンク８１を接合すればよい。
発光装置１Ｃは、ヒートシンク８１が、光反射部材７０Ｂを介して又は直接的に導光部材５０に接合されているので、導光部材５０中の波長変換部材６０で発生した熱を効率よく放熱することができる。このため、放熱効率の高い発光装置１Ｃとすることができる。
また、第３実施形態に係る発光装置の変形例として、ヒートシンク８１は光反射性を備えた材料で構成することもできる。図７Ｂに示すように、発光装置１Ｄは、ヒートシンク８１に代えて金属板８２を備えていてもよい。
金属板８２は、例えば上述した熱伝導率が高い材料からなる板の表面に、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の光反射率の高い金属めっきを施したものを用いることができる。金属板８２に光反射率の高い材料を用いることで、発光素子４０からの光をより効率よく反射することができる。金属板８２は、ヒートシンク８１と同様な方法で接合することができる。
発光装置１Ｄは、金属板８２として光反射率の高い材料を用いることにより、発光素子４０からの光を金属板８２の表面で効率よく反射することができる。そのため、より高輝度の発光装置１Ｄとすることができる。
（第４実施形態）
上記実施形態に係る発光装置に光学素子を後付けすることもできる。
図８Ａに示すように、発光装置１Ｅは、第１実施形態に係る発光装置１において、導光部材５０の光出射面５３に光学素子９１を接合したものである。
図８Ｂに示すように、発光装置１Ｆは、第２実施形態に係る発光装置１Ｂにおいて、導光部材５０Ｂの光出射面５３Ｂに光学素子９２を接合したものである。
光学素子９１，９２の形状は、例えば、半球面、球面から扁形された凸曲面、砲弾型等の所望の形状とし、光を集光、拡散させるレンズとして機能させることもできる。例えば、光学素子９１は、凹曲面の形状で構成されており、断面視では２つの凸曲面が並んで連続した面を有している。
光学素子９１，９２は、透光性部材で構成されている。透光性部材は、例えば、シリコーン樹脂等の熱硬化性の樹脂材料、ポリカーボネートやアクリル等の熱可塑性の樹脂材料、ポリエチレン等のポリマー材料、あるいは光学ガラス等を挙げることができる。
光学素子９１，９２は、透明な接着層等の媒体層を介して光出射面５３，５３Ｂに接合されてもよいし、又は、光出射面５３，５３Ｂに直接接合されてもよい。
上記構成の発光装置１Ｅ，１Ｆは、光学素子９１，９２によって配光特性を制御することができる。
以上、本開示の実施形態に係る発光装置について、具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
例えば、発光装置１の製造方法では、導光スライス部材５０Ｓの表裏に平滑な研磨面５０Ｓ１，５０Ｓ２を形成した後に、この導光スライス部材５０Ｓを第２の所定幅で分割することとしたが、導光スライス部材５０Ｓを第２の所定幅で分割した後に、その分割面を研磨してもよい。
また、発光装置１の製造方法では、細長い導光部材５０（図３Ｃ）に発光素子４０を接合することとしたが、板状の導光スライス部材５０Ｓに発光素子４０を接合してもよい。その場合の発光装置の製造方法について図９を参照して説明する。図９は、１つの導光スライス部材５０Ｓの平面図であって、研磨面５０Ｓ１は、図２の断面視における導光部材５０の下面に対応している。この場合、図９に示すように、第１導光部材５１の研磨面５０Ｓ１において行列状に複数の発光素子４０を配列して第１導光部材５１に接合する。次に、図９における列方向（Ｚ軸方向）に配列された複数の発光素子４０と波長変換部材６０Ｓとを含むように、導光スライス部材５０Ｓを第２の所定幅でＺＸ平面に平行な方向に沿って分割する。これにより、図３Ｄに示すような、発光素子組立体４０Ａを形成することができる。発光素子と導光部材とを直接接合する場合、この手順で行うことが好ましい。
本発明に係る実施形態の発光装置は、プロジェクター、照明用装置、車載用発光装置等に利用することができる。
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 発光装置
１０ 支持部材
４０ 発光素子
４１ 光取り出し面
５０，５０Ｂ 導光部材
５０Ａ 導光部材集合体
５０Ｓ 導光スライス部材（導光部材）
５０Ｓ１，５０Ｓ２ 研磨面
５１，５１Ａ 第１導光部材
５１ａ 光入射面
５２，５２Ａ，５２Ｂ 第２導光部材
５３，５３Ｂ 光出射面
５４ 傾斜面
６０，６０Ａ，６０Ｓ 波長変換部材
７０，７０Ｂ 光反射部材
７１ 光学多層膜
７２ 金属層
７３ 樹脂部材
８１ ヒートシンク
８２ 金属板
９１，９２ 光学素子

Claims (10)

  1. 第１導光部材と波長変換部材と第２導光部材とを順に配置した導光部材を準備する工程と、
    前記第１導光部材と発光素子とを接合する工程と、
    前記発光素子を支持部材上に実装する工程と、
    前記発光素子及び前記導光部材を光反射部材で被覆する工程と、
    前記導光部材の光出射面として前記光反射部材から前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程と、を有し、
    前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程は、
    前記光反射部材の一部を除去する工程を含む発光装置の製造方法。
  2. 前記光反射部材で前記発光素子と前記導光部材とを被覆する工程は、
    前記発光素子及び前記導光部材を光学多層膜で覆う工程と、
    前記光学多層膜の少なくとも一部を樹脂部材で覆う工程と、を有する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記光反射部材で前記発光素子と前記導光部材とを被覆する工程は、
    前記発光素子及び前記導光部材を光学多層膜で覆う工程と、
    前記光学多層膜を金属層で覆う工程と、
    前記金属層の少なくとも一部を樹脂部材で覆う工程と、を有する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記導光部材を準備する工程は、前記第２導光部材の端面を前記発光素子と前記第１導光部材との接合面に対して斜めに加工して傾斜面を形成する工程を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記光出射面に光学素子を接合する工程をさらに有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  6. 第１導光部材と波長変換部材と第２導光部材とを順に配置した導光部材集合体を形成し、前記導光部材集合体を一方向に分割することで、前記第１導光部材と前記波長変換部材と前記第２導光部材との順に配置された複数の導光部材を準備する工程と、
    前記第１導光部材と複数の発光素子とを接合する工程と、
    複数の前記発光素子及び前記導光部材を光反射部材で被覆する工程と、
    前記導光部材の光出射面として前記光反射部材から前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程と、を有する発光装置の製造方法。
  7. 前記複数の導光部材を準備する工程は、
    前記導光部材集合体を前記一方向に分割した後に、前記一方向に直交する方向に分割することで、前記複数の導光部材を準備する請求項６に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記複数の導光部材を準備する工程の後に、
    前記導光部材において対向する２つの分割面を研磨することで一対の研磨面を形成する工程をさらに有し、
    前記第１導光部材と複数の前記発光素子とを接合する工程は、前記第１導光部材の研磨面に複数の前記発光素子を接合する請求項６又は請求項７に記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程は、
    前記光反射部材の一部を除去する工程を含む請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  10. 前記複数の導光部材を準備する工程は、前記第２導光部材の端面を前記導光部材集合体の分割面に対して斜めに加工して傾斜面を形成する工程を含み、
    前記第２導光部材の表面の一部を露出させる工程は、前記第２導光部材の前記傾斜面に連なる上面の一部を露出させる工程を含む請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
JP2016037280A 2016-02-29 2016-02-29 発光装置の製造方法 Active JP6414104B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016037280A JP6414104B2 (ja) 2016-02-29 2016-02-29 発光装置の製造方法
US15/441,981 US10234081B2 (en) 2016-02-29 2017-02-24 Light-emitting device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016037280A JP6414104B2 (ja) 2016-02-29 2016-02-29 発光装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017157611A JP2017157611A (ja) 2017-09-07
JP6414104B2 true JP6414104B2 (ja) 2018-10-31

Family

ID=59678901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016037280A Active JP6414104B2 (ja) 2016-02-29 2016-02-29 発光装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10234081B2 (ja)
JP (1) JP6414104B2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11335835B2 (en) 2017-12-20 2022-05-17 Lumileds Llc Converter fill for LED array
JP7045186B2 (ja) * 2017-12-28 2022-03-31 ランテクニカルサービス株式会社 基板の接合方法、透明基板積層体及び基板積層体を備えるデバイス
JP7043002B2 (ja) * 2018-03-15 2022-03-29 豊田合成株式会社 発光装置
CN108957619B (zh) * 2018-07-25 2022-09-27 京东方科技集团股份有限公司 一种导光组件、导光组件的制作方法以及背光源
JP6876274B2 (ja) * 2018-11-14 2021-05-26 日亜化学工業株式会社 発光素子、発光装置及び発光素子の製造方法
JP7227458B2 (ja) * 2018-11-21 2023-02-22 日亜化学工業株式会社 発光装置
US10910433B2 (en) * 2018-12-31 2021-02-02 Lumileds Llc Pixelated LED array with optical elements
JP7260776B2 (ja) * 2019-05-29 2023-04-19 日亜化学工業株式会社 光学部品の製造方法及び発光装置の製造方法
JP7448805B2 (ja) * 2020-04-28 2024-03-13 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP7104350B2 (ja) * 2020-11-16 2022-07-21 日亜化学工業株式会社 発光装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7080932B2 (en) * 2004-01-26 2006-07-25 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED with an optical system to increase luminance by recycling emitted light
JP2008217922A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Fujinon Sano Kk 光学素子、光ピックアップ、補完光学部材及び光学素子の製造方法
DE102007019776A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente
US7915627B2 (en) * 2007-10-17 2011-03-29 Intematix Corporation Light emitting device with phosphor wavelength conversion
US8247831B2 (en) * 2007-11-20 2012-08-21 Koninklijke Philipe Electronics N.V. Side emitting device with wavelength conversion
EP2346101A4 (en) * 2008-10-15 2015-11-25 Koito Mfg Co Ltd LIGHT-EMITTING MODULE, MANUFACTURING METHOD FOR A LIGHT-EMITTING MODULE AND LIGHTING BODY
JP5703531B2 (ja) * 2011-03-23 2015-04-22 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP5980577B2 (ja) * 2012-05-31 2016-08-31 シチズン電子株式会社 側面照射型ｌｅｄ発光装置及び側面照射型ｌｅｄ発光装置の製造方法
US10386559B2 (en) * 2013-03-29 2019-08-20 Signify Holding B.V. Light emitting device comprising wavelength converter
US20160218260A1 (en) 2013-09-10 2016-07-28 Philips Lighting Holding B.V. A light emitting device
JP6438648B2 (ja) 2013-11-15 2018-12-19 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置およびその製造方法
JP6349904B2 (ja) * 2014-04-18 2018-07-04 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置およびその製造方法
JP6398323B2 (ja) * 2014-05-25 2018-10-03 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子の製造方法
KR101691818B1 (ko) * 2014-06-19 2017-01-03 삼성디스플레이 주식회사 광원모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
JP2016048718A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 豊田合成株式会社 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20170248280A1 (en) 2017-08-31
JP2017157611A (ja) 2017-09-07
US10234081B2 (en) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6414104B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP6424738B2 (ja) 発光装置および発光装置の製造方法
JP6205897B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP2018078333A (ja) 発光装置
JP6455495B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP6229574B2 (ja) 発光装置の製造方法
US11079094B2 (en) Light emitting device with a light-transmissive member
JP2016219743A5 (ja)
JP2016225501A (ja) 発光装置とその製造方法
JP6156402B2 (ja) 発光装置
JP7082279B2 (ja) 発光装置およびその製造方法
JP2013110273A (ja) 半導体発光装置
JP2010267949A (ja) 発光装置
JP6171749B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP6265227B2 (ja) 配光部材の製造方法、発光装置の製造方法、配光部材、及び発光装置
KR20150075385A (ko) 발광 장치
JP6776764B2 (ja) 発光装置の製造方法
US10415795B2 (en) Method of manufacturing light distribution member with shielded individual transmissive pieces and light-shielding frame, method of manufacturing light emitting device having light distribution member, light distribution member, and light emitting device
JP6989763B2 (ja) 発光装置の製造方法
US10840420B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2020088083A (ja) 発光装置
JP6696521B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP6489159B2 (ja) 発光装置
JP6696550B2 (ja) 発光装置
JP6575576B2 (ja) 発光装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180306

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180612

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180917

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6414104

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250