JP6724650B2 - Light emitting device and method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing a light emitting device.
発光素子を収納するハウジングを設けずに、封止部材のみで発光素子の表面の全面を被覆した小型の発光装置が知られている。封止部材を2度に分けて形成することで、発光素子の全面を被覆する方法が開示されている。そして、発光素子の全面を被覆するために、2種の封止部材の一部が重なるように形成されていることが開示されている(例えば特許文献1)。 There is known a small light emitting device in which the entire surface of the light emitting element is covered only with a sealing member without providing a housing for housing the light emitting element. A method is disclosed in which the entire surface of the light emitting element is covered by forming the sealing member separately. Then, in order to cover the entire surface of the light emitting element, it is disclosed that two kinds of sealing members are formed so as to partially overlap each other (for example, Patent Document 1).
封止部材が重なる部分において、封止部材が剥がれる可能性がある。 There is a possibility that the sealing member will peel off at the portion where the sealing member overlaps.
本発明の実施形態は、以下の構成を含む。
第1面を構成する透光性基板と第1面と反対側の第2面を構成する半導体層と第1面と第2面との間であって透光性基板の側面及び半導体層の側面を含む側面とを備える積層構造体と、積層構造体の第2面に備えられる電極と、を備える発光素子と、電極の少なくとも一部が露出するよう、積層構造体の表面を被覆する封止部材と、を備える発光装置であって、封止部材は、透光性基板の第1面及び側面を被覆する第1封止部材と、半導体層の第2面及び側面、並びに透光性基板の側面を被覆する第1封止部材を被覆する第2封止部材と、を備え、第1封止部材と第2封止部材は、半導体層の側面上で重ならない発光装置。
The embodiment of the present invention includes the following configurations.
A transparent substrate forming the first surface, a semiconductor layer forming a second surface opposite to the first surface, and a side surface of the transparent substrate and the semiconductor layer between the first surface and the second surface. A light emitting device including: a laminated structure having side surfaces including side surfaces; and an electrode provided on a second surface of the laminated structure; and a seal covering a surface of the laminated structure so that at least a part of the electrode is exposed. A light-emitting device comprising: a stop member, wherein the sealing member covers a first surface and a side surface of the translucent substrate, a second surface and a side surface of the semiconductor layer, and a translucent material. A second sealing member that covers the first sealing member that covers the side surface of the substrate, wherein the first sealing member and the second sealing member do not overlap on the side surface of the semiconductor layer.
以上により、封止部材が剥がれにくい小型の発光装置とすることができる。 As described above, it is possible to obtain a small-sized light emitting device in which the sealing member is hard to peel off.
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a term indicating a specific direction or position (for example, “upper”, “lower”, “right”, “left” and another term including those terms) is used as necessary. .. The use of those terms is for facilitating the understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meanings of the terms. Further, the same reference numerals appearing in a plurality of drawings indicate the same parts or members.
実施形態に係る発光装置は、発光素子と、発光素子の表面を被覆する封止部材と、を備える。封止部材は少なくとも一部が透光性であり、発光装置の発光面として機能する。また、封止部材は発光装置の外表面を構成しており、発光素子を外部から保護する保護膜として機能する。 The light emitting device according to the embodiment includes a light emitting element and a sealing member that covers the surface of the light emitting element. At least a part of the sealing member is translucent and functions as a light emitting surface of the light emitting device. Further, the sealing member constitutes the outer surface of the light emitting device and functions as a protective film for protecting the light emitting element from the outside.
発光素子は、積層構造体と電極と、を備える。積層構造体は、透光性基板と半導体層とを備える。半導体層は発光層を含む。積層構造体は、第1面と、その反対側の第2面と、第1面と第2面の間の側面と、を備えている。積層構造体の第1面は透光性基板で構成され、第2面は半導体層で構成される。積層構造体の側面は、透光性基板の側面と、半導体層の側面と、で構成される。 The light emitting element includes a laminated structure and an electrode. The laminated structure includes a translucent substrate and a semiconductor layer. The semiconductor layer includes a light emitting layer. The laminated structure includes a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a side surface between the first surface and the second surface. The first surface of the laminated structure is made of a transparent substrate, and the second surface is made of a semiconductor layer. The side surface of the laminated structure is composed of the side surface of the transparent substrate and the side surface of the semiconductor layer.
封止部材は、発光素子の表面を被覆する。詳細には、電極の少なくとも一部が露出するように、積層構造体の表面を被覆する。封止部材は、透光性基板の第1面及び側面を被覆する第1封止部材を備える。封止部材は、半導体層の第2面及び側面、並びに透光性基板の側面を被覆する第2封止部材と、を備える。第1封止部材と第2封止部材は、半導体層の側面上で重ならない。 The sealing member covers the surface of the light emitting element. Specifically, the surface of the laminated structure is coated so that at least a part of the electrode is exposed. The sealing member includes a first sealing member that covers the first surface and the side surface of the translucent substrate. The sealing member includes a second surface and a side surface of the semiconductor layer and a second sealing member that covers the side surface of the translucent substrate. The first sealing member and the second sealing member do not overlap on the side surface of the semiconductor layer.
通電により半導体層の発光層からは光が放出される。このとき、発光層からは熱も発生している。そのため、発光層を含む半導体層を被覆する封止部材は、熱の影響を受けやすい。実施形態に係る発光装置では、2つの封止部材を用いており、透光性基板の側面上で重なっている。封止部材が重なった部分は、2つの封止部材のそれぞれの縁部であると共に、薄く形成されている部分である。そのため、他の部分、すなわち重なっていない封止部材に比べると剥がれやすい。実施形態に係る発光装置は、第1封止部材と第2封止部材は、半導体層の側面上で重ならない。つまり、最も熱の影響を受けやすい部分である半導体層の側面上で、第1封止部材と第2封止部材とが重ならない。これにより、封止部材が剥がれることを低減することができる。また封止部材が透光性である場合には、透光性部材を用いる必要がある。そのため、接着性、または、耐熱変形性等封止部材の剥がれを抑制する特性を備えた材質の選定自由度に制約が生じる。本実施形態では、上記のような制約がある場合であっても、2つの封止部材が重なる位置を特定の位置とすることで、封止部材を剥がれにくくすることができる。 Light is emitted from the light emitting layer of the semiconductor layer by energization. At this time, heat is also generated from the light emitting layer. Therefore, the sealing member that covers the semiconductor layer including the light emitting layer is easily affected by heat. In the light emitting device according to the embodiment, two sealing members are used, and they overlap each other on the side surface of the transparent substrate. The overlapping portions of the sealing members are the edge portions of the two sealing members and the thinly formed portions. Therefore, it is easily peeled off as compared with other portions, that is, the sealing members that do not overlap. In the light emitting device according to the embodiment, the first sealing member and the second sealing member do not overlap on the side surface of the semiconductor layer. That is, the first sealing member and the second sealing member do not overlap with each other on the side surface of the semiconductor layer which is the most susceptible to heat. This can reduce peeling of the sealing member. If the sealing member is translucent, it is necessary to use a translucent member. Therefore, there is a restriction on the degree of freedom in selecting a material having a property of suppressing peeling of the sealing member such as adhesiveness or thermal deformation resistance. In the present embodiment, even if there are the above restrictions, it is possible to prevent the sealing member from peeling off by setting the position where the two sealing members overlap to a specific position.
<実施形態1>
実施形態1に係る発光装置1を図1に示す。発光装置1は、発光素子10と、封止部材20と、を備える。発光素子10は、半導体層を含む積層構造体11と、一対の電極17と、を備える。積層構造体11は、透光性基板13と半導体層15とを備える。積層構造体11は、第1面11aと、その反対側の第2面11bと、第1面11aと第2面11b間の側面11cと、を備えている。積層構造体11の第1面11aは透光性基板13の第1面13aで構成され、第2面11bは半導体層15の第2面15bで構成される。積層構造体11の側面11cは、透光性基板13の側面13cと、半導体層15の側面15cと、で構成される。
<
A
封止部材20は、発光素子10の表面を被覆する。詳細には、電極17の少なくとも一部が露出するように、積層構造体11の表面を被覆する。封止部材20は、透光性基板13の第1面13a及び側面13cを被覆する第1封止部材21を備える。封止部材20は、半導体層15の第2面15b及び側面15c、並びに透光性基板13の側面13cを被覆する第2封止部材22と、を備える。
The sealing
透光性基板13の側面13cは、第1封止部材21と、第2封止部材22の両方によって被覆されている。また、半導体層15の側面15cは、第2封止部材22のみで被覆される。つまり、第1封止部材21と第2封止部材22は、半導体層15の側面15c上で重ならない。実施形態1では、透光性基板13の側面13cと接する第1封止部材21と、その第1封止部材21を被覆する第2封止部材22と、を備える。
The
第1封止部材21が第2封止部材22によって覆われている。これにより、発光素子の電極以外の表面を封止部材によって被覆することができる。
The
第1封止部材21は、透光性基板13の側面13cにおいて、厚みが異なっている。詳細には、積層構造体の第1面11a側が厚く、第2面11b側に近づくにつれて薄くなっている。これにより、第2封止部材と重なる部分において、封止部材が他所に比して厚くなり易くなることを抑制することができる。例えば、第1封止部材21及び第2封止部材22が同じ材料である場合、すなわち、同じ蛍光体を略均一な濃度で含む波長変換部材を用いる場合は、膜厚が厚い部分と薄い部分が形成されると発光色の相違が生じる。そのため、2つの封止部材が重なった部分の厚みを、重なっていない部分の厚みと略等しくなるようにすることで、あたかも1つの封止部材で発光素子の表面を覆ったようにすることができる。これにより、発光色を略均一にすることができる。
The
また、封止部材の厚みが厚い部分は、外部への放熱性が低下し、厚みが薄い部分と比べ温度が高くなる傾向を有する。そのため、熱による変形量が大きくなり易い。2つの封止部材が重なった部分の厚みを、重なっていない部分と略等しく、あるいは薄くすることで、熱による変形量を抑制することができ、剥がれを抑制することができる。さらに、熱による劣化も抑制することができる。。また、第1封止部材21は第2面側が薄くなるため、外側の側面が傾斜面となっている。これにより、第2封止部材と接する面積を大きくすることができ、第1封止部材と第2封止部材との相互間の接着力を向上することができる。
Further, a portion of the sealing member having a large thickness tends to have a low heat dissipation property to the outside and has a temperature higher than that of a portion having a small thickness. Therefore, the amount of deformation due to heat tends to increase. By making the thickness of the overlapping portion of the two sealing members substantially equal to or thinner than the non-overlapping portion, the amount of deformation due to heat can be suppressed and peeling can be suppressed. Furthermore, deterioration due to heat can be suppressed. .. Further, since the first sealing
また、第1封止部材21を透光性部材、第2封止部材22を光反射性部材とする場合、第1封止部材21と第2封止部材22との界面が傾斜面となる。つまり、光反射性である第2封止部材22が上側(第1面側)に向いた反射面となる。これにより、発光層からの光をその界面である傾斜面で反射して、透光性基板側に向けて光を放出し易くすることができる。
When the first sealing
第1封止部材21は、透光性基板13の第1面13aと側面13cの間の角部において、丸みを帯びた形状で形成されている。これにより、封止部材を加熱硬化する場合に封止部材の硬化収縮により生じる応力を角部に集中させることなく丸み部にて分散させることができる。これにより、応力集中によって角部において封止部材の割れ、または、剥がれを抑制することが可能となる。また、この発光装置の検査を行う際や配線基板に実装する際に、発光装置の表面すなわち封止部材に装置の治具等が接触し、封止部材が押圧変形したとしても、第1封止部材が角ばっている場合に比して、変形応力を角部に集中させることなく丸み部にて分散させることができる。これにより、応力集中によって角部において封止部材の割れ、または、剥がれを抑制することが可能となる。
The
発光装置1の製造方法を、図2(a)〜図2(e)を用いて説明する。
A method for manufacturing the
まず、図2(a)に示すように、粘着剤層(不図示)を備えたシートS1に、発光素子10を載置する。発光素子10は、シートS1上に複数載置することができ、ここでは、発光素子10を2個載置した例を示す。発光素子10は積層構造体11の第2面11b、すなわち、半導体層15の第2面15b側をシートS1の粘着剤層と対向して載置する。
First, as shown in FIG. 2A, the
複数の発光素子10は、隣接する発光素子10との距離を一定の間隔をあけて規則正しく載置することが好ましい。その場合、発光素子と、隣接する発光素子との隙間の幅は、後述の第1封止部材の膜厚(積層構造体の第1面上における膜厚)よりも、隣り合う素子同士の癒着を防止するために大きいことが好ましい。
It is preferable that the plurality of
後述のように、第1封止部材は、透光性の樹脂部材をスプレー塗布することで形成される。そのため、発光素子10と、隣接する発光素子10との間隔を小さくすることで、積層構造体11の側面11cの下方、すなわち、半導体層15の側面15cに第1封止部材を形成されにくくすることができる。例えば、積層構造体11の上面視が四角形で縦100μm〜3000μm×横100μm〜3000μmであり、積層構造体11の高さ50μm〜500μm、電極17の高さが5μm〜100μmの発光素子を用い、膜厚が50μm〜200μmの第1封止部材を形成する場合、発光素子と隣接する発光素子との隙間の幅は、70μm〜1000μmとすることができる。
As described below, the first sealing member is formed by spraying a translucent resin member. Therefore, by reducing the distance between the light emitting
また、発光素子10をシートS1上に載置する際、図2(a)に示すように、シートS1の粘着剤層中に電極17が埋設されるようにしてもよい。更に、粘着剤層中に電極17及び半導体層15が埋設されるようにしてもよい。半導体層15の側面15cが粘着剤層に埋設されることで、後述の第1封止部材が半導体層の側面を被覆することをより確実に抑制することができる。このように発光素子10の一部を粘着剤層中に埋設させる場合は、発光素子と隣接する発光素子との間の隙間の幅は、上述の隙間の幅よりも大きくすることができる。
Further, when the
次に、図2(b)に示すように第1封止部材21を形成する。第1封止部材21は、液状の樹脂部材をスプレー塗布することで形成することが好ましく、特に、間欠的にスプレーを噴射するパルススプレー法で形成することが好ましい。樹脂部材は、樹脂材料に波長変換部材、拡散材等を混合させたものを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 2B, the first sealing
スプレーのノズルの噴霧口は、シートS1及び発光素子の上方に配置されており、発光素子の上方から液状の樹脂部材が噴霧される。スプレー法によって形成された第1封止部材21は、図2(b)に示すように、発光素子の積層構造体11の第1面11a及び側面11c、詳細には、透光性基板13の第1面13a及び側面13cに形成されている。透光性基板13の第1面13aと側面13cの間の角部では、第1封止部材21は丸みを帯びた形状で形成されている。また、透光性基板13の側面13cでは、下方にいくにしたがって、第1封止部材21の厚みは薄くなっている。また、発光素子と発光素子の間、すなわちシートS1が露出されている部分にも、樹脂部材は噴霧される。シートS1上の樹脂部材と、発光素子の側面を被覆する樹脂部材とは、連続しているか、あるいは、不連続である。
The spray nozzle has a spray port disposed above the sheet S1 and the light emitting element, and a liquid resin member is sprayed from above the light emitting element. As shown in FIG. 2B, the first sealing
塗布された樹脂部材を加熱により硬化することで、第1封止部材21が形成される。尚、シートS1上に載置したまま硬化させるため、シートS1上の樹脂部材も共に硬化される。尚、後述の第2封止部材を硬化させる際にも加熱される。そのため、この段階において、第1封止部材21の加熱温度は、第2封止部材22を硬化する際の加熱温度よりも低くすることができる。例えば、この段階での第1封止部材21を硬化させる温度および時間として、80℃〜250℃にて5分〜30分保持とすることができる。また、第1封止部材21の硬化の状態は、最終的な硬化状態よりも柔らかく弾性の低い半硬化状態(仮硬化状態)、または、目的とする硬さまで硬化せた本硬化状態としてもよい。好ましくは、第1封止部材21は、この段階では仮硬化としておく。
The
なお、「仮硬化」は、樹脂材料が液状から固体状となった状態を指すものであり、樹脂中には未反応(未硬化)分を含んだ状態を指す。つまり、液状のみの状態の樹脂が流動しない程度に硬化された状態を指す。仮硬化状態の樹脂は、弾性に乏しく、脆い状態である。また、「本硬化」は、樹脂中に未反応(未硬化分)を含まない状態まで硬化された状態(完全硬化状態)を指す。 In addition, "temporary curing" refers to a state in which the resin material is changed from a liquid state to a solid state, and refers to a state in which the resin contains unreacted (uncured) components. That is, it means a state in which the resin in a liquid state is hardened to the extent that it does not flow. The temporarily cured resin has poor elasticity and is fragile. Further, “main curing” refers to a state (completely cured state) in which the resin has been cured to a state in which no unreacted (uncured portion) is contained.
次に、図2(c)に示すように、第1封止部材21を備えた発光素子を、シートS1からシートS2に転写する。詳細には、発光素子の積層構造体の第1面11a側に形成した第1封止部材21にシートS2を貼り付けた後、シートS1を剥離する。
Next, as shown in FIG. 2C, the light emitting element including the first sealing
樹脂部材が、積層構造体の側面からシートS1の上面にまで連続して形成されている場合は、発光素子をシートS1から剥がす際に、シートS1の上面に近い位置で厚みが薄くなっている部分の樹脂部材を引きちぎる。これにより、シートS1上に樹脂部材を残したまま、発光素子を転写することができる。また、引きちぎる前に、例えば、発光素子が載置された部分のシートS1を、下側からヘラ等を当接させて擦ることで、あらかじめ引きちぎり易くしておくことができる。引きちぎりの際に第1封止部材が半硬化状態で有れば、弾性が低いため引きちぎり性が良くなる。 When the resin member is continuously formed from the side surface of the laminated structure to the upper surface of the sheet S1, when the light emitting element is peeled from the sheet S1, the thickness is thin at a position close to the upper surface of the sheet S1. Tear off the resin part of the part. Thereby, the light emitting element can be transferred with the resin member left on the sheet S1. Further, before being torn off, for example, the part of the sheet S1 on which the light emitting elements are mounted can be preliminarily torn off by rubbing it with a spatula or the like from below. If the first sealing member is in a semi-cured state at the time of tearing, the tearability is improved because the elasticity is low.
尚、シートS2の粘着剤層中に、第1封止部材21の一部が埋設されてもよいが、好ましくは、埋設しないようにする。これは第1封止部材21が、前記のようにまだ半硬化状態で脆弱であり、過度な粘着材の拘束力を受けると変形する可能性を有するためである。発光素子を過度に押圧せず転写を行うためにシートS2の粘着剤層はシートS1よりも粘着強度の高いものが好ましい。
A part of the first sealing
図2(c)に示すように、シートS1からシートS2に転写することで、発光素子の電極17が上側に向いて露出された状態となる。そのため、この段階で、発光素子に通電して発光させる発光検査を行うことができる。例えば、第1封止部材21に波長変換部材が含まれている場合、この段階で色度を確認することができる。後述の第2封止部材に波長変換部材が含まれる場合は、この段階での色度を元に、第2封止部材の塗布量などを調整することができる。なお、このような発光検査を行う場合は、シートS2は透明のものを用いるのが好ましい。
As shown in FIG. 2C, by transferring from the sheet S1 to the sheet S2, the
次に、図2(d)に示すように第2封止部材22を形成する。第2封止部材22は、第1封止部材と同様に、液状の樹脂部材をスプレー塗布することで形成することができ、特に、間欠的にスプレーを噴射するパルススプレー法で形成することが好ましい。樹脂部材は、樹脂材料に波長変換部材、拡散材等を混合させたものを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 2D, the second sealing
スプレーのノズルの噴霧口は、シートS2及び発光素子の上方に配置され、発光素子の上方から液状の樹脂部材が噴霧される。スプレー法によって形成された第2封止部材22は、図2(d)に示すように、発光素子の積層構造体11の第2面11b及び側面11cに形成される。詳細には、第2封止部材22は、半導体層15の第2面15b及び側面15cに加え、透光性基板13の側面13cに形成された第1封止部材21までを被覆するように形成されている。また、電極17の表面も被覆するように第2封止部材22が形成されている。半導体層15の第2面15bと側面15cの間の角部では、第2封止部材22は丸みを帯びた形状で形成されている。
The spraying port of the spray nozzle is arranged above the sheet S2 and the light emitting element, and the liquid resin member is sprayed from above the light emitting element. As shown in FIG. 2D, the second sealing
半導体層15の側面において、第2封止部材22の膜厚は略均一である。また、透光性基板13の側面13cでは、図2(d)に示すように、下方に近づくにしたがって第2封止部材22の厚みは薄くなっている。尚、第1封止部材21は、図2(d)に示すように、下方に近づくにしたがって、厚みが厚くなっている。そのため、第1封止部材21と第2封止部材22とが重なっている部分における両者の総膜厚は、半導体層の側面15cを被覆する第2封止部材22の膜厚と略等しくすることができる。これにより、発光装置の配光色ムラを低減することができる。
On the side surface of the
第1封止部材21の側面は、第2封止部材22によって全て覆われていてもよい。これにより、封止部材間の接着面積を増やし、接着をより強固とすることができる。あるいは、第1封止部材21の側面の一部が露出してもよい。これにより、素子側面の封止部材厚を薄くし、封止部材の放熱性の向上を図ることができる。
The side surface of the first sealing
発光素子と発光素子の間、すなわちシートS2が露出されている部分にも、樹脂部材は噴霧される。塗布された樹脂部材を加熱により硬化することで、第2封止部材22が形成される。尚、シートS2上に載置したまま硬化させるため、シートS2上の樹脂部材も共に硬化される。第2封止部材を硬化する際の加熱温度および時間としては、例えば、120℃〜250℃にて60分〜360分保持することができる(本硬化)。この加熱により第2封止部材22とともに、前記第1封止部材21も本硬化し、封止部材20は目的とする硬さの硬硬化状態となる。
The resin member is also sprayed between the light emitting elements and the light emitting elements, that is, the portion where the sheet S2 is exposed. The
次に、図2(e)に示すように、第2封止部材22の一部を研磨などにより除去することで、電極17の少なくとも一部を露出させる。好ましくは、電極17の上面の全面を露出させる。最後にシートS2を除去することで、図1に示す発光装置1を得ることができる。第2封止部材22は、研磨によって除去されるため、その研磨量によっては図2(e)に示すように角部の丸みがなくなり、角張った形状となる場合がある。
Next, as shown in FIG. 2E, at least a part of the
<実施形態2>
実施形態2に係る発光装置2を図3に示す。発光装置2は、封止部材220を構成する第1封止部材212と第2封止部材222の重なり方が、実施形態1とは異なる。すなわち、発光装置2では、透光性基板13の側面13cと接する第2封止部材222と、その第2封止部材222を被覆する第1封止部材212と、を備える。
<
A
第2封止部材222が第1封止部材212によって覆われていることで、第2封止部材222と半導体層15との密着性を向上することができる。
Since the
第2封止部材222が、透光性基板13の側面13cにおいて、厚みが異なることで、第2封止部材222の側面が傾斜面となる。これにより第1封止部材212と接する面積を大きくすることができ、第1封止部材212と第2封止部材222との相互間の接着力を向上することができる。また、第1封止部材212を透光性部材、第2封止部材222を光反射性部材とする場合、発光素子の側方に出射する光の少ない正面配光性の高い素子とすることができる。また第2封止部材222を光反射性部材とする場合、正面への光出射量、すなわち正面輝度の高い素子とすることができる。
Since the
(製造方法1)
発光装置2の製造方法1を、図4(a)〜図4(e)を用いて説明する。発光装置2は、先に第2封止部材を形成し、その後第1封止部材を形成することで得ることができる。
(Manufacturing method 1)
A
まず、発光素子を準備し、図4(a)に示すように、粘着剤層(不図示)を備えたシートS3に、発光素子10を載置する。発光素子10は、シートS3上に複数載置することができ、ここでは、発光素子10を2個載置した例を示す。発光素子10は積層構造体11の第1面11a、すなわち、透光性基板13の第1面13a側をシートS3の粘着剤層と対向して載置する。
First, a light emitting element is prepared, and as shown in FIG. 4A, the
複数の発光素子10は、隣接する発光素子10との距離を一定の間隔をあけて規則正しく載置することが好ましい。その場合、発光素子と、隣接する発光素子との間隔は、後述の第2封止部材の膜厚(積層構造体の第1面上における膜厚)よりも大きいことが好ましい。
It is preferable that the plurality of
後述のように、第2封止部材は、透光性の樹脂部材をスプレー塗布することで形成される。そのため、発光素子10と、隣接する発光素子10との間隔を小さくすることで、積層構造体11の側面11cの下方、すなわち、透光性基板13の側面13cに第2封止部材を形成されにくくすることができる。例えば、積層構造体11の上面視が四角形で縦100μm〜3000μm×横100μm〜3000μmであり、積層構造体11の高さ50μm〜500μm、電極17の高さが5μm〜100μmの発光素子を用い、膜厚が50μm〜200μmの第1封止部材を形成する場合、発光素子と隣接する発光素子との隙間の幅は、70μm〜1000μmとすることができる。
As will be described later, the second sealing member is formed by spraying a translucent resin member. Therefore, the second sealing member is formed below the
次に、図4(b)に示すような第2封止部材222を形成する。第2封止部材222は、液状の樹脂部材をスプレー塗布することで形成することが好ましく、特に、間欠的にスプレーを噴射するパルススプレー法で形成することが好ましい。樹脂部材は、樹脂材料に波長変換部材、拡散材、光反射部材等を混合させたものを用いることができる。
Next, the
スプレーのノズルの噴霧口は、シートS1及び発光素子の上方に配置されており、発光素子の上方から液状の樹脂部材が噴霧される。スプレー法によって形成された第2封止部材222、図4(b)に示すように、発光素子の積層構造体11の第2面11b及び側面11c、詳細には、半導体層15の第2面15b及び側面15c、透光性基板13の側面13cを被覆するように形成されている。さらに、電極17の上面も被覆するように第2封止部材222を設ける。
The spray nozzle has a spray port disposed above the sheet S1 and the light emitting element, and a liquid resin member is sprayed from above the light emitting element. The
半導体層15の第2面15bと側面15cの間の角部では、第2封止部材222は丸みを帯びた形状で形成されている。また、透光性基板13の側面13cでは、下方にいくにしたがって、第2封止部材222の厚みは薄くなっている。また、発光素子と発光素子の間、すなわちシートS3が露出されている部分にも、樹脂部材は噴霧される。シートS3上の樹脂部材と、発光素子の側面を被覆する樹脂部材とは、連続しているか、あるいは、不連続である。
At the corner between the
塗布された樹脂部材を加熱により硬化することで、第2封止部材222が形成される。尚、シートS3上に載置したまま硬化させるため、シートS3上の樹脂部材も共に硬化される。第2封止部材を硬化する際の加熱温度および時間としては、例えば、120℃〜250℃にて60分〜360分保持することができる。この硬化により第2封止部材は目的とする硬さの硬化状態となる(本硬化される)。
The
次に、図4(c)に示すように、第2封止部材222の一部を研磨などにより除去することで、電極17の少なくとも一部を露出させる。好ましくは、電極17の上面の全面を露出させる。製造方法1では、第1封止部材を形成する前に第2封止部材を研磨等により除去するため、上述のような加熱温度で第2封止部材222を硬化させる。これにより、研磨の際に封止部材が崩落的に過剰に研磨されることを低減することができる。また、後述の第1封止部材を硬化する際に、電極の周囲で第2封止部材が熱収縮によって剥離するなどの問題を生じにくくすることができる。
Next, as shown in FIG. 4C, at least a part of the
次に、図4(d)に示すように、第2封止部材222を備えた発光素子を、シートS3からシートS4に転写する。詳細には、発光素子の積層構造体の第2面11b側に形成した第2封止部材222にシートS4を貼り付けた後、シートS3を剥離する。樹脂部材が、積層構造体の側面からシートS3の上面にまで連続して形成されている場合は、発光素子をシートS3から剥がす際に、シートS3上面に近い位置で厚みが薄くなっている部分の樹脂部材を引きちぎる。これにより、シートS3上に樹脂部材を残したまま、発光素子を転写することができる。また、引きちぎる前に、例えば、発光素子が載置された部分のシートS3を、下側からヘラ等を当接させて擦ることで、引きちぎり易くすることができる。
Next, as shown in FIG. 4D, the light emitting element including the
次に、図4(e)に示すように、第1封止部材212を形成する。第1封止部材212は、第2封止部材と同様に、液状の樹脂部材をスプレー塗布することで形成することができ、特に、間欠的にスプレーを噴射するパルススプレー法で形成することが好ましい。樹脂部材は、樹脂材料に波長変換部材、拡散材等を混合させたものを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 4E, the
スプレーのノズルの噴霧口は、シートS4及び発光素子の上方に配置され、発光素子の上方から液状の樹脂部材が噴霧される。スプレー法によって形成された第1封止部材212は、図4(e)に示すように、発光素子の積層構造体11の第1面11a及び側面11cに形成される。詳細には、第1封止部材212は、透光性基板13の第1面13a及び側面13cに形成されている。半導体層15の側面15cを被覆する第2封止部材222は、第1封止部材212によって覆われず、露出されている。また、透光性基板13の第1面13aと側面13cの間の角部では、第1封止部材21は丸みを帯びた形状で形成されている。
The spraying port of the spray nozzle is arranged above the sheet S4 and the light emitting element, and the liquid resin member is sprayed from above the light emitting element. As shown in FIG. 4E, the
透光性基板13の側面13cでは、図4(d)に示すように、下方に近づくにしたがって、第1封止部材212の厚みは薄くなっている。尚、第2封止部材222は、図4(e)に示すように、下方に近づくにしたがって、厚みが厚くなっている。そのため、第1封止部材212と第2封止部材222とが重なっている部分における両者の総膜厚は、半導体層の側面15cを被覆する第2封止部材222の膜厚と略等しくすることができる。これにより、発光装置の配光色ムラを低減することができる。
On the
発光素子と発光素子の間、すなわちシートS4が露出されている部分にも、樹脂部材は噴霧される。塗布された樹脂部材を加熱により硬化することで、第1封止部材212が形成される。尚、シートS4上に載置したまま硬化させるため、シートS4上の樹脂部材も共に硬化される。
The resin member is also sprayed between the light emitting elements and the light emitting elements, that is, the portion where the sheet S4 is exposed. The
最後にシートS4を除去することで、図3に示す発光装置2を得ることができる。
Finally, by removing the sheet S4, the
製造方法1では、第2封止部材を形成した後に電極を露出させるため、転写回数を少なくすることができる。
In the
(製造方法2)
図3に示す発光装置2は、図5(a)〜図5(f)に示す製造方法2によって得ることもできる。製造方法1では、第2封止部材を形成し、電極を露出させた後に、第1封止部材を形成する。これに対し、製造方法2では、第2封止部材を形成し、次いで第1封止部材を形成した後に、電極を露出させる。以下、主に製造方法1と異なる点について説明する。
(Manufacturing method 2)
The
図5(a)は、図4(a)と同様の工程であり、発光素子10を準備し、粘着剤層を備えたシートS3上に発光素子10を載置する工程を示す。発光素子10は積層構造体11の第1面11a、すなわち、透光性基板13の第1面13a側をシートS3の粘着剤層と対向して載置する。
FIG. 5A is a step similar to FIG. 4A, showing a step of preparing the
図5(b)は、図4(b)と同様の工程であり、第2封止部材222を形成する工程を示す。第2封止部材222は、電極17の上面を覆うように設けられている。
FIG. 5B is a step similar to FIG. 4B, showing a step of forming the
次に、図5(c)に示すように、電極17を埋設した第2封止部材222を備えた発光素子を、シートS3からシートS5に転写する。
Next, as shown in FIG. 5C, the light emitting element including the
次に、図5(d)に示すように、第1封止部材212を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, the
次に、図5(e)に示すように、第1封止部材212及び第2封止部材222を備えた発光素子を、シートS5からシートS6に転写する。
Next, as shown in FIG. 5E, the light emitting device including the
次に、図5(f)に示すように、第2封止部材222の一部を研磨などにより除去することで、電極17の少なくとも一部を露出させる。最後にシートS6を除去することで、図3に示す発光装置2を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 5F, at least a part of the
製造方法2では、2つの封止部材を形成した後に、電極を露出するために研磨を行う。そのために、第2封止部材及び第1封止部材は、それぞれ形成後に仮硬化のみを行い、両方を形成した後にまとめて、本硬化を行うことができる。
In the
以下に、各実施形態に用いられる構成部材について説明する。 The constituent members used in each embodiment will be described below.
(発光素子)
発光素子としては、例えば発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることができ、青色、緑色、赤色等の可視光を発光可能な発光素子を用いることができる。半導体発光素子は、発光層を含む積層構造体と、電極と、を備える。積層構造体は、電極が形成された側の面(電極形成面)と、それとは反対側の面が光取り出し面とを備える。
(Light emitting element)
As the light emitting element, for example, a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode can be used, and a light emitting element capable of emitting visible light such as blue, green, and red can be used. The semiconductor light emitting device includes a laminated structure including a light emitting layer and an electrode. The laminated structure includes a surface on which an electrode is formed (electrode formation surface) and a surface on the opposite side to a light extraction surface.
積層構造体は、発光層を含む半導体層を含む。さらに、サファイア等の透光性基板を備えていてもよい。半導体積層体の一例としては、第1導電型半導体層(例えばn型半導体層)、発光層(活性層)および第2導電型半導体層(例えばp型半導体層)の3つの半導体層を含むことができる。紫外光や、青色光から緑色光の可視光を発光可能な半導体層としては、例えば、III−V族化合物半導体等の半導体材料から形成することができる。具体的には、InXAlYGa1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の窒化物系の半導体材料を用いることができる。赤色を発光可能な半導体積層体としては、GaAs、GaAlAs、GaP、InGaAs、InGaAsP等を用いることができる。 The laminated structure includes a semiconductor layer including a light emitting layer. Furthermore, a transparent substrate such as sapphire may be provided. An example of the semiconductor stacked body includes three semiconductor layers of a first conductive type semiconductor layer (for example, an n type semiconductor layer), a light emitting layer (active layer), and a second conductive type semiconductor layer (for example, a p type semiconductor layer). You can The semiconductor layer capable of emitting ultraviolet light or visible light of blue light to green light can be formed of a semiconductor material such as a III-V compound semiconductor. Specifically, it is possible to use In X Al Y Ga 1-X -Y N (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) nitride-based semiconductor material or the like. As the semiconductor laminate capable of emitting red light, GaAs, GaAlAs, GaP, InGaAs, InGaAsP or the like can be used.
発光素子は一対の電極を備えており、積層構造体の上であって、同一面側(電極形成面)に配置されている。これらの一対の電極は、積層構造体と、電流−電圧特性が直線又は略直線となるようなオーミック接続されるものであれば、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。このような電極は、当該分野で公知の材料及び構成で、任意の厚みで形成することができる。例えば、電極の厚みは、十数μm〜300μmが好ましい。また、電極としては、電気良導体を用いることができ、例えばCu等の金属が好適である。 The light emitting element includes a pair of electrodes, and is disposed on the same surface side (electrode formation surface) on the laminated structure. The pair of electrodes may have a single-layer structure or a laminated structure as long as they are ohmic-connected to the laminated structure such that the current-voltage characteristics are linear or substantially linear. Such an electrode can be formed to have an arbitrary thickness using materials and configurations known in the art. For example, the thickness of the electrode is preferably a dozen μm to 300 μm. In addition, a good electric conductor can be used as the electrode, and a metal such as Cu is suitable.
(封止部材)
封止部材は、第1封止部材及び第2封止部材を含み、発光素子の積層構造体の表面を被覆する。封止部材は、発光素子の外表面を構成する。第1封止部材は積層構造体の第1面を被覆する部材であり、透光性である。第2封止部材は積層構造体の第2面を被覆する部材であり、透光性又は光反射性である。
(Sealing member)
The sealing member includes a first sealing member and a second sealing member, and covers the surface of the laminated structure of the light emitting element. The sealing member constitutes the outer surface of the light emitting element. The first sealing member is a member that covers the first surface of the laminated structure and is translucent. The second sealing member is a member that covers the second surface of the laminated structure and is translucent or light reflective.
封止部材は、透光性材料を含む。透光性材料としては、透光性樹脂が使用できる。透光性樹脂としてはシリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。 The sealing member includes a translucent material. A translucent resin can be used as the translucent material. As the translucent resin, a thermosetting resin such as a silicone resin, a silicone-modified resin, an epoxy resin or a phenol resin, a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin, an acrylic resin, a methylpentene resin or a polynorbornene resin can be used. In particular, a silicone resin having excellent light resistance and heat resistance is suitable.
封止部材は、上記の透光性材料に加え、波長変換部材として蛍光体を含んでもよい。蛍光体は、発光素子からの発光で励起可能なものが使用される。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG:Ce);セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(LAG:Ce);ユウロピウムおよび/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体(CaO−Al2O3−SiO2);ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体((Sr,Ba)2SiO4);βサイアロン蛍光体、CASN系蛍光体、SCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体;KSF系蛍光体(K2SiF6:Mn);硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置(例えば白色系の発光装置)を製造することができる。
また、封止部材には、粘度や光散乱性を調整する等の目的で、各種のフィラー等を含有させてもよい。
The sealing member may include a phosphor as a wavelength conversion member in addition to the above translucent material. A phosphor that can be excited by the light emitted from the light emitting element is used. For example, as a phosphor that can be excited by a blue light emitting element or an ultraviolet light emitting element, a cerium-activated yttrium-aluminum-garnet-based phosphor (YAG:Ce); a cerium-activated lutetium-aluminum-garnet-based phosphor (LAG: Ce); europium and / or activated nitrogen containing calcium aluminosilicate phosphor chromium (CaO-Al 2 O 3 -SiO 2); europium-activated silicates based phosphor ((Sr, Ba) 2 SiO 4 ); β-sialon phosphor, nitride phosphor such as CASN phosphor, SCASN phosphor; KSF phosphor (K 2 SiF 6 :Mn); sulfide phosphor, quantum dot phosphor And so on. By combining these phosphors with a blue light emitting element or an ultraviolet light emitting element, a light emitting device of various colors (for example, a white light emitting device) can be manufactured.
Further, the sealing member may contain various fillers for the purpose of adjusting viscosity and light scattering property.
第2封止部材は、光反射性としてもよい。光反射性とは、発光素子からの光に対する反射率が70%以上の樹脂材料を意味する。光反射性の封止部材としては、例えば透光性樹脂に、光反射性物質を分散させたものが使用できる。光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが好適である。光反射性物質は、粒状、繊維状、薄板片状などが利用できるが、特に、繊維状のものは封止部材の熱膨張率を低下させる効果も期待できるので好ましい。 The second sealing member may be light reflective. The light reflectivity means a resin material having a reflectance of 70% or more for light emitted from the light emitting element. As the light-reflecting sealing member, for example, a light-transmitting resin in which a light-reflecting substance is dispersed can be used. As the light-reflecting substance, for example, titanium oxide, silicon oxide, zirconium oxide, potassium titanate, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, mullite and the like are suitable. The light-reflecting substance may be in the form of granules, fibers, thin plate pieces, or the like, and fibrous substances are particularly preferable because the effect of reducing the thermal expansion coefficient of the sealing member can be expected.
以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。 Although some embodiments according to the present invention have been exemplified above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be arbitrary without departing from the gist of the present invention. ..
1、2…発光装置
10…発光素子
11…積層構造体
11a…積層構造体の第1面
11b…積層構造体の第2面
11c…積層構造体の側面
13…透光性基板
13a…透光性基板の第1面
13c…透光性基板の側面
15…半導体層
15b…半導体層の第2面
15c…半導体層の側面
17…電極
20、220…封止部材
21、221…第1封止部材
22、222…第2封止部材
1, 2...
Claims (7)
前記電極の少なくとも一部が露出するよう、前記積層構造体の表面を被覆する封止部材と、
を備える発光装置であって、
前記封止部材は、前記透光性基板の第1面及び側面を被覆する第1封止部材と、前記半導体層の第2面及び側面、並びに前記透光性基板の側面を被覆する前記第1封止部材を被覆する第2封止部材と、を備え、
前記第1封止部材と前記第2封止部材は、前記半導体層の側面上で重ならない発光装置。 A translucent substrate forming a first surface, a semiconductor layer forming a second surface opposite to the first surface, and a side surface of the translucent substrate between the first surface and the second surface. And a light-emitting element including a stacked structure including a side surface including a side surface of the semiconductor layer, and an electrode included in the second surface of the stacked structure,
A sealing member that covers the surface of the laminated structure so that at least a portion of the electrode is exposed,
A light emitting device comprising:
The sealing member covers a first surface and a side surface of the translucent substrate, a second surface and a side surface of the semiconductor layer, and a first sealing member that covers a side surface of the translucent substrate. A second sealing member that covers the first sealing member,
The light emitting device in which the first sealing member and the second sealing member do not overlap each other on a side surface of the semiconductor layer.
前記透光性基板の第1面及び前記側面を被覆し、前記半導体層の側面を被覆しない第1封止部材を形成する工程と、
前記半導体層の第2面及び側面、並びに前記透光性基板の側面を被覆する前記第1封止部材を、第2封止部材で被覆する工程と、
を備える発光装置の製造方法。 A translucent substrate forming a first surface, a semiconductor layer forming a second surface opposite to the first surface, and a side surface of the translucent substrate between the first surface and the second surface. And a step of preparing a light emitting device including a stacked structure including a side surface including a side surface of the semiconductor layer, and an electrode included in the second surface of the stacked structure,
Forming a first sealing member that covers the first surface and the side surface of the translucent substrate and does not cover the side surface of the semiconductor layer ;
Covering the second surface and the side surface of the semiconductor layer and the side surface of the transparent substrate with the first sealing member with a second sealing member;
A method for manufacturing a light-emitting device comprising:
前記半導体層の第2面及び側面、並びに前記透光性基板の側面を、第2封止部材で被覆する工程と、
前記透光性基板の第1面及び側面、並びに前記第2封止部材被覆し、前記半導体層の側面を被覆している前記第2封止部材を被覆しない第1封止部材を形成する工程と、
を備える発光装置の製造方法。 A translucent substrate forming a first surface, a semiconductor layer forming a second surface opposite to the first surface, and a side surface of the translucent substrate between the first surface and the second surface. And a step of preparing a light emitting device including: a stacked structure including a side surface including a side surface of the semiconductor layer; and an electrode included in the second surface of the stacked structure,
Covering the second surface and the side surface of the semiconductor layer and the side surface of the transparent substrate with a second sealing member;
The step of forming the first surface and the side surface of the translucent substrate, and the second to the sealing member covering the first sealing member does not cover the second sealing member covering the side surface of said semiconductor layer When,
A method for manufacturing a light emitting device comprising:
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