JP6897659B2 - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
発光素子を収納する筐体を備えていない薄型の発光装置が知られている（例えば特許文献１）。
配線基板上に半田等を用いて接合する際に、短絡等の接続不良を生じにくい発光装置が望まれている。
本発明の実施形態は、以下の構成を含む。
主発光面と前記主発光面の反対側に電極形成面を備える半導体積層体と前記半導体積層体の下面に備えられた一対の電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の下面と、前記電極の側面と、を被覆し、発光装置の下面の一部を構成する被覆部材と、
前記被覆部材から露出する電極の下面を被覆する金属膜と、
を備え、
前記電極は、前記半導体積層体と接続される基部と、前記基部から側方に延伸する延伸部であって、前記基部近傍の厚膜領域と前記延伸部の外縁の薄膜領域とを備える延伸部を有し、
前記金属膜は、前記延伸部の厚膜領域及び前記基部を被覆し、前記延伸部の前記薄膜領域を露出する、発光装置。
主発光面と前記主発光面の反対側に電極形成面を備える半導体積層体と前記半導体積層体の下面に備えられた一対の電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の下面と、前記電極の側面と、を被覆し、発光装置の下面の一部を構成する被覆部材と、
前記被覆部材から露出する電極の下面を被覆する金属膜と、
を備え、
前記電極は、前記半導体積層体と接続される基部と、前記基部から側方に延伸する延伸部であって、前記基部近傍の厚膜領域と前記延伸部の外縁の薄膜領域とを備える延伸部を有し、
前記金属膜は、前記延伸部の厚膜領域及び前記基部を被覆し、前記延伸部の前記薄膜領域を露出する、発光装置。
以上により、接合不良が生じにくい発光装置を提供することができる。
以下、図面に基づ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。
また、樹脂材料については、成形、固化、硬化、加工、個片化の前後を問わず、同じ名称を用いて説明する。すなわち、成形前は液状又はペースト状であり、成形後に固体となり、更に、成形後の固体を研削又個片化等の加工により、形状又は大きさ等を変化させた固体となる場合など、工程の段階によって状態が変化する部材について、同じ名称で説明する。電極、金属膜等についても同様であり、加工の前後において形状が変化するが、同じ名称を用いる。
図１Ａ〜図１Ｃは実施形態に係る発光装置１００の一例である。発光装置１００は、発光素子１０と、被覆部材２０と、金属膜５０と、を備える。発光装置１００は、下面（第１面）１００Ａを電極形成面（実装面）とし、その反対側の上面（第２面）１００Ｂを主発光面とする。下面１００Ａと上面１００Ｂの間に側面１００Ｃを備える。
発光素子１０は、半導体積層体１１と、その半導体積層体１１の下面（第１面）１１Ａに備えられる一対の電極１２と、を備える。半導体積層体１１の側面１１Ｃは、導光部材３０で被覆されている。半導体積層体１１の上面（第２面）１１Ｂは、透光部材４０で被覆されている。尚、導光部材３０は、半導体積層体１１の側面１１Ｃ及び半導体積層体１１の上面１１Ｂを被覆してもよい。半導体積層体１１の下面１１Ａと電極１２の側面１１Ｃは、被覆部材２０で被覆される。被覆部材２０から露出する電極１２の下面１２Ａの大部分は、金属膜５０で被覆されている。金属膜５０は、発光装置１００に外部電源から給電するための外部接続端子として機能する。
発光素子１０の一対の電極１２は、それぞれ基部１２１と延伸部１２２とを備え、これらは一体の金属材料で構成される。基部１２１は、電極１２の基部１２１は、被覆部材２０で側面を覆われた部分及びその直下の領域を指す。電極１２の延伸部１２２は、基部１２１から側方に延伸する部分を指す。延伸部１２２は、被覆部材２０の下面２０Ａ上に延伸している。延伸部１２２は、基部１２１近傍の厚膜領域１２３と、延伸部１２２の外縁に位置する薄膜領域１２４とを備える。つまり、延伸部１２２は、厚みの異なる領域を備える。電極１２の延伸部１２２は、基部１２１から側方（横方向）に向けて、例えば、１μｍ〜３０μｍの長さとすることができる。
厚膜領域１２３は、その下面（第１面）１２３Ａが、基部１２１の下面１２１Ａと略同じ平面上にある領域ということができる。あるいは、厚膜領域１２３は、延伸部１２２において、略同じ厚みの領域ということができる。厚膜領域１２３の厚みは、例えば、０．１μｍ〜３．０μｍとすることができる。また、厚膜領域１２３の長さ（被覆部材２０の第１面２０Ａ上において、１つの方向に延伸している部分の長さ）は、例えば、０．１μｍ〜２９μｍとすることができる。また、厚膜領域１２３の長さは、延伸部１２２の長さの９０％〜９９％とすることができる。
薄膜領域１２４は、その下面（第１面）１２４Ａが、基部１２１の下面１２１Ａと同じ平面上にない領域ということができる。あるいは、薄膜領域１２４は、延伸部１２２において、厚膜領域１２３よりも厚みが薄い領域ということができる。厚膜領域１２３が、略同じ厚みの領域であるのに対し、薄膜領域１２４は、外縁に近づくにつれて厚みが薄くなっており、厚みが変化する領域である。
薄膜領域１２４は、延伸部１２２の外縁に位置する。薄膜領域１２４は、少なくとも一対の電極１２の間に位置する延伸部１２２の外縁に設けることが好ましい。さらに、平面視において厚膜領域１２３の外縁の全周にわたって薄膜領域１２４を設けることが好ましい。
金属膜５０は、電極１２の下面（第１面）１２Ａのうち、基部１２１の下面（第１面）１２１Ａを被覆している。さらに、金属膜５０は、延伸部１２２の下面（第１面）１２２Ａのうち、厚膜領域１２３の下面（第１面）１２３Ａを被覆している。金属膜５０は、電極１２の延伸部１２２の下面１２２Ａのうち、薄膜領域１２４の下面（第１面）１２４Ａを被覆していない。換言すると、電極１２の延伸部１２２の薄膜領域１２４の下面１２４Ａは、外部に露出されている。
電極１２は、放熱性に優れた材料を用いることが好ましい。電極１２の材料としては、例えば、Ｃｕが好ましい。ただし、Ｃｕは酸化し易い材料である。そのため、半田等の溶融性の接合部材を用いて配線基板に接続する際にはＣｕが酸化しており、接続不良となる場合がある。そのため、電極１２の表面を、電極よりも酸化しにくい材料を含む金属膜５０で被覆することが好ましい。金属膜５０の材料としては、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ｒｕ等が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、複数を積層させて用いてもよい。特に、最表面には、電極１２よりも酸化しにくく、さらに、半田等の接合部材との濡れ性がよい材料が好ましい。例えば、金属膜５０の最表面は、Ａｕが好ましい。積層構造の金属膜５０としては、例えば、Ｎｉ／Ｒｕ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等が挙げられる。このような金属膜５０で電極１２の下面１２Ａの大部分を被覆することで、半田等の接合部材を用いて配線基板と接合する際に、優れた接合強度で接合することができる。
電極１２の延伸部１２２の薄膜領域１２４の下面（第１面）１２４Ａは、金属膜５０で被覆されていない。つまり、半田との接合性のよい金属膜５０の外周が、半田との接合性が低下した電極（Ｃｕ）によって囲まれることになる。そのため、半田が広がりにくくなる。例えば、発光装置１００の下面１１Ａにおいて、２つの外部接続端子の間の距離が短いと、半田が広がって短絡し易くなる。これに対し、外部接続端子である金属膜５０の外周が、半田の濡れ性の低い材料で囲まれていることで、半田の広がる領域を制限し、短絡しにくくすることができる。特に、図１Ａ〜１Ｃに示すような、筐体（基板）を備えない発光装置１００の場合、外部接続端子として機能する一対の金属膜５０が、発光素子１０の一対の電極１２と略等しい距離で配置される。つまり、２つの金属膜５０の間の距離は、非常に小さい。このような場合であっても、金属膜５０の外周において電極が露出されているため、短絡しにくい発光装置１００とすることができる。
以下に、発光装置の構成部材について説明する。
（発光素子）
発光素子１０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。発光素子１０は、発光層を含む半導体積層体１１と、電極１２と、を備える。半導体積層体１１は、電極１２が形成された側の面（第１面１１Ａ）と、それとは反対側の面に主発光面（第２面１１Ｂ）と、を備える。
発光素子１０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。発光素子１０は、発光層を含む半導体積層体１１と、電極１２と、を備える。半導体積層体１１は、電極１２が形成された側の面（第１面１１Ａ）と、それとは反対側の面に主発光面（第２面１１Ｂ）と、を備える。
半導体積層体１１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１１の一例としては、第２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１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。
発光素子１０は一対の電極１２を備えており、半導体積層体１１の第１面１１Ａに配置されている。これらの一対の電極１２は、半導体積層体１１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。
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。電極形状は、目的や用途等に応じて、種々の形状を選択することができる。
（金属膜）
金属膜５０は、主として、電極の表面の腐食や酸化防止のために形成される膜である。材料としては、電極よりも耐腐食性や耐酸化性に優れたものを選択する。例えば、最表面の層はＡｕ、Ｐｔ等の白金族元素の金属が好ましい。また、金属膜が発光装置のはんだ付けされる面を被覆するものである場合には、最表面にはんだ付け性の良好なＡｕを用いることが好ましい。
金属膜５０は、主として、電極の表面の腐食や酸化防止のために形成される膜である。材料としては、電極よりも耐腐食性や耐酸化性に優れたものを選択する。例えば、最表面の層はＡｕ、Ｐｔ等の白金族元素の金属が好ましい。また、金属膜が発光装置のはんだ付けされる面を被覆するものである場合には、最表面にはんだ付け性の良好なＡｕを用いることが好ましい。
金属膜５０は単一の材料の一層のみで構成されてもよく、異なる材料の層が積層されて構成されていてもよい。特に、高融点の金属膜５０を用いるのが好ましく、例えば、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ等を挙げることができる。また、これら高融点の金属を、発光素子の電極と最表面の層との間に設けることにより、はんだに含まれるＳｎが電極や電極に近い層に拡散することを低減することが可能な拡散防止層とすることができる。このような拡散防止層を備えた積層構造の例としては、Ｎｉ／Ｒｕ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等が挙げられる。また、拡散防止層（例えばＲｕ）の厚みとしては、１０Å〜１０００Å程度が好ましい。
金属膜５０の厚みは、種々選択することができる。レーザアブレーションが選択的に起こる程度とすることができ、例えば１μｍ以下であることが好ましく、１０００Å以下がより好ましい。また、電極の腐食を低減することができる厚み、例えば５ｎｍ以上であることが好ましい。ここで、金属膜５０の厚みとは、金属膜が複数の層が積層されて構成されている場合には、該複数の層の合計の厚みのことをいう。
（被覆部材）
被覆部材２０は、例えば、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を主成分とする樹脂部材が好ましい。
被覆部材２０は、例えば、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を主成分とする樹脂部材が好ましい。
被覆部材２０は、光反射性の部材が好ましく、光反射性の樹脂部材が好ましく、例えば、白色樹脂などが好ましい。光反射性とは、発光素子からの光に対する反射率が７０％以上であることを意味する。被覆部材２０としては、白色樹脂などが好ましい。
被覆部材２０の材料としては、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、繊維状のものは被覆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。
被覆部材２０が、例えば、光反射性物質のようなフィラーを含む樹脂部材により構成される場合、レーザが照射された表面の樹脂成分がアブレーションにより除去されて表面にフィラーが露出する。また、レーザ光の照射スポットを表面上で連続的又は逐次移動させることによって、移動方向にストライプ状の溝が形成される。この溝は、レーザ光の照射スポット径により、例えば、１０〜１００μｍ程度、典型的には４０μｍの幅で、０．１〜３μｍの深さに形成される。
（透光部材）
透光部材４０は、発光素子１０の発光面（第２面１１Ｂ）を被覆する部材であり、発光装置の光取り出し面となる部材である。透光材料４０としては、透光性樹脂、ガラス等が使用できる。特に、透光性樹脂が好ましく、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。
透光部材４０は、発光素子１０の発光面（第２面１１Ｂ）を被覆する部材であり、発光装置の光取り出し面となる部材である。透光材料４０としては、透光性樹脂、ガラス等が使用できる。特に、透光性樹脂が好ましく、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。
透光部材４０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１０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、透光部材には、粘度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。
また、透光部材には、粘度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。
このような発光装置１００は、以下の工程により形成することができる。
（１）中間体準備工程として、主発光面と主発光面の反対側に電極形成面を備える半導体積層体と半導体積層体の下面に備えられた一対の電極とを備える発光素子と、電極の表面を含む発光素子を被覆する被覆部材と、を備えた中間体を準備する工程
（２）研磨工程として、電極側から中間体を研磨し、被覆部材の一部を除去して被覆部材の第１面を形成するとともに、電極のうち半導体積層体に接続された基部の一部を横方向に延伸させて第１面上に電極の前記基部から延伸する厚膜領域と厚膜領域から延伸する薄膜領域とを含む延伸部を形成する工程
（３）金属膜形成工程として、被覆部材の第１面と電極の基部及び延伸部を連続して被覆する金属膜を形成する工程
（４）金属膜一部除去工程として、電極の延伸部の厚膜領域上及び薄膜領域上の金属膜にレーザ光を照射してレーザ光を照射し、薄膜領域上の金属層を除去する工程
（１）中間体準備工程として、主発光面と主発光面の反対側に電極形成面を備える半導体積層体と半導体積層体の下面に備えられた一対の電極とを備える発光素子と、電極の表面を含む発光素子を被覆する被覆部材と、を備えた中間体を準備する工程
（２）研磨工程として、電極側から中間体を研磨し、被覆部材の一部を除去して被覆部材の第１面を形成するとともに、電極のうち半導体積層体に接続された基部の一部を横方向に延伸させて第１面上に電極の前記基部から延伸する厚膜領域と厚膜領域から延伸する薄膜領域とを含む延伸部を形成する工程
（３）金属膜形成工程として、被覆部材の第１面と電極の基部及び延伸部を連続して被覆する金属膜を形成する工程
（４）金属膜一部除去工程として、電極の延伸部の厚膜領域上及び薄膜領域上の金属膜にレーザ光を照射してレーザ光を照射し、薄膜領域上の金属層を除去する工程
以下、図２Ａ〜図２Ｆを用いて各工程について詳説する。尚、以下の工程を例示する図面では、発光装置１００の下面１００Ａとなる中間体２００の下面２００Ａを、上側に向けて配置して図示している。そのため、便宜上、中間体２００の下面２００Ａを第１面２００Ａとも称する。
（中間体準備工程）
図２Ａに示すように、発光素子１０と被覆部材２０と、を備えた中間体２００を準備する。発光素子１０は、半導体積層体１１と、半導体積層体１１の第１面１１Ａに接続された一対の電極１２を備えている。被覆部材２０は、一対の電極１２の第１面１２Ａを含む発光素子１０の全体を被覆している。つまり、中間体２００の第１面２００Ａは、被覆部材２０の表面２０Ａ’のみからなる。
図２Ａに示すように、発光素子１０と被覆部材２０と、を備えた中間体２００を準備する。発光素子１０は、半導体積層体１１と、半導体積層体１１の第１面１１Ａに接続された一対の電極１２を備えている。被覆部材２０は、一対の電極１２の第１面１２Ａを含む発光素子１０の全体を被覆している。つまり、中間体２００の第１面２００Ａは、被覆部材２０の表面２０Ａ’のみからなる。
１つの中間体２００は、複数の発光素子１０を備えることができ、各発光素子１０は、平面視において縦方向及び横方向に規則的に配列された状態で、被覆部材２０によって一体的に被覆されている。尚、ここでは説明の便宜上、２つ分の発光素子を例示しているが、発光素子の個数はこれに限定されるものではない。
発光素子１０間の距離は、目的とする発光装置の大きさ、発光素子１０の大きさ等によって適宜選択することができる。ただし、後工程において被覆部材２０を切断して個片化するため、その切断部分の幅（切断刃の幅）等をも考慮して配置する。
また、図２Ａでは、発光素子１０の半導体積層体１１の第２面１１Ｂと対向する透光部材４０を有している。さらに、発光素子１０の半導体積層体１１の側面１１Ｃに導光部材３０を有する中間体２００を例示している。尚、中間体２００は、透光部材４０及び導光部材３０の両方又はいずれか一方を備えなくてもよい。中間体２００は、支持部材６０上に、発光素子１０の半導体積層体１１の第２面１１Ｂを対向させて載置している。つまり、図２では、中間体２００の第１面（下面）２００Ａを上に向けて配置している。
このような中間体２００は、購入により準備してもよいし、発光素子１０を被覆部材２０で被覆する工程など、中間体２００の製造工程の一部又は全部を行うことで準備してもよい。
図３Ａ〜図３Ｄは、図１Ｂに示す発光装置１００に用いられる中間体２００の製造方法を説明する図であり、発光素子１０と、被覆部材２０と、透光部材４０と、導光部材３０と、を備えた中間体２００の製造方法の一例を示す。
まず、図３Ａに示すように、支持部材６０上に、複数の透光部材４０を配置する。なお、このとき、複数の透光部材４０を被覆部材と同じ材料の板状部材で一体的に保持した板状部材を用いてもよい。例えば、貫通孔を備えた板状の部材を準備し、その貫通孔内に透光部材４０を配置したものを用いてもよい。板状の部材は、被覆部材と同じ材料のものを用いることができる。例えば、シリコーン樹脂にシリカ及び白色の酸化チタンが６０ｗｔ％程度含有する部材等を用いることができ、圧縮成形、トランスファモールド、射出成形、印刷、スプレー等により板状に成形し、さらにパンチングなどで打ち抜いて複数の貫通孔を形成する等の方法により得ることができる。
次に、図３Ｂに示すように、透光部材４０の上に、液状の導光部材３０を塗布する。各導光部材３０は、透光部材４０の面積の７０％〜１００％を覆うように形成することが好ましい。
次に、図３Ｃに示すように、各導光部材３０の上に、発光素子１０を配置する。発光素子１０を液状の導光部材３０の上に配置すると、導光部材３０は発光素子１０の側面に這い上がる。これにより、導光部材３０の外面が、斜め上方向に向くような形状になる。発光素子１０を配置した後、必要に応じて、発光素子１０を押圧するようにしてもよい。発光素子１０を配置後に、液状の導光部材３０を加熱することで、硬化された導光部材３０が形成される。導光部材３０は、透光部材４０と発光素子１０との接着剤としても機能する。
尚、発光素子１０と透光部材４０の間の導光部材３０は図示していないが、発光素子１０と透光部材４０の間に薄い膜状で存在していてもよい。
次に、図３Ｄに示すように、支持部材６０上に、被覆部材２０を形成する。このとき、発光素子１０の電極１２の下面（第１面）１２Ａまで覆うように、被覆部材２０を形成する。被覆部材２０は、例えば、シリコーン樹脂にシリカ及び白色の酸化チタンが６０ｗｔ％程度含有する部材等を用いることができ、圧縮成形、トランスファモールド、射出成形、印刷、スプレー等により形成することができる。これにより、中間体２００を得ることができる。
（研磨工程）
次に、図２Ｂに示すように、研磨工程を行う。詳細には、中間体２００の第１面２００Ａを、砥石等を用いて研磨する。尚、ここで「研磨」は、中間体２００の被覆部材２０よりも固い部材（砥石等）を用いて、断続的にこすることにより、中間体２００の第１面２００Ａ側から、その表面の一部を面状に削る作業を指しており、平滑度を向上させることは必須ではない。研磨方法としては、例えば、バフ研磨等と称される方法を用いることができる。
次に、図２Ｂに示すように、研磨工程を行う。詳細には、中間体２００の第１面２００Ａを、砥石等を用いて研磨する。尚、ここで「研磨」は、中間体２００の被覆部材２０よりも固い部材（砥石等）を用いて、断続的にこすることにより、中間体２００の第１面２００Ａ側から、その表面の一部を面状に削る作業を指しており、平滑度を向上させることは必須ではない。研磨方法としては、例えば、バフ研磨等と称される方法を用いることができる。
研磨を行うことで、初期の段階では、被覆部材２０の表面が除去されて被覆部材２０の厚みが薄くなっていく。さらに研磨を進めていくと、被覆部材２０に内包されていた発光素子１０の電極１２が露出される。
そして、被覆部材２０とともに、露出された電極１２も同時に研磨する。研磨の際、ステージを搖動させることにより、図２Ｃに示すように、被覆部材２０は除去されて厚みが薄くなるとともに、電極１２は、その一部が変形して横方向に延ばされる。つまり、被覆部材２０の第１面（研磨により露出された面）１２Ａの上に電極１２の一部が延伸された延伸部１２２が形成される。
つまり、発光素子１０の電極１２は、研磨工程の前においては、側面１２Ｃが被覆部材２０で被覆されている基部１２１のみを有しており、研磨工程の後においては、基部１２１と基部１２１の一部が横方向に延伸した延伸部１２２とを有するように、形状が変化している。
砥石の加工速度は、例えば、５μｍ／ｍｉｎ〜１００μｍ／ｍｉｎとすることができる。砥石の回転速度は、例えば、１５０〜４５００ｒｐｍとすることができる。砥石の材料は、ビトリファイド系、レジン系、メタル系とすることができる。砥石の大きさは、直径１４０ｃｍ〜１８０ｃｍとすることができる。ステージの搖動条件は、例えば、角度は１ｄｅｇ〜２４ｄｅｇ、速度は１ｃｐｍ〜４０ｃｐｍとすることができる。
（金属膜形成工程）
次に、図２Ｄに示すように、電極１２の基部１２１及び延伸部１２２を連続して被覆する金属膜５０を形成する。金属膜５０は、スパッタ、蒸着、原子層堆積（Atomic Layer Deposition；ＡＬＤ）法や有機金属化学的気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition；ＰＥＣＶＤ）法、大気圧プラズマ成膜法などによって形成することができる。
次に、図２Ｄに示すように、電極１２の基部１２１及び延伸部１２２を連続して被覆する金属膜５０を形成する。金属膜５０は、スパッタ、蒸着、原子層堆積（Atomic Layer Deposition；ＡＬＤ）法や有機金属化学的気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition；ＰＥＣＶＤ）法、大気圧プラズマ成膜法などによって形成することができる。
（金属膜一部除去工程）
次に、金属膜５０の一部を除去する。詳細には、被覆部材２０上の金属膜５０と電極１２の延伸部１２２の薄膜領域１２４上の金属膜５０とを除去する。電極１２の基部１２１上の金属膜５０及び延伸部１２２の厚膜領域１２３上の金属膜５０は除去せずに残す。このような金属膜のパターニング加工にレーザアブレーションを利用している。
次に、金属膜５０の一部を除去する。詳細には、被覆部材２０上の金属膜５０と電極１２の延伸部１２２の薄膜領域１２４上の金属膜５０とを除去する。電極１２の基部１２１上の金属膜５０及び延伸部１２２の厚膜領域１２３上の金属膜５０は除去せずに残す。このような金属膜のパターニング加工にレーザアブレーションを利用している。
レーザアブレーションとは、固体の表面に照射されるレーザ光の照射強度がある大きさ（閾値）以上になると、固体の表面が除去される現象である。レーザアブレーションが生じるためには、固体の表面がある温度以上になる必要がある。そして、固体表面の温度上昇は、その固体の放熱特性に関係するため、同じ強度及び条件でレーザ光を照射した場合であっても、ある固体の表面ではレーザアブレーションが生じ、それとは異なる放熱特性の固体の表面ではレーザアブレーションが生じないようにすることができる。
つまり、放熱特性の異なる領域に金属膜を形成した場合、その金属膜にレーザ光を照射することで、選択的にレーザアブレーションを生じさせることができる。詳細には、放熱性が低い領域においては、レーザ光が照射されても速やかに放熱されにくいためにレーザアブレーションが生じ、金属膜が除去される。これに対し、放熱性が高い領域においては、レーザ光が照射されても速やかに放熱されるため、レーザアブレーションが生じにくく、金属膜は除去されずに残る。
このようなレーザアブレーションを利用することで、マスクなどを用いることがなく、金属膜５０のパターニングをすることができる。
本実施形態においては、図２Ｅに示すように、金属膜５０の全面にレーザ光８１照射する。詳細には、レーザ光８１を、電極１２上の金属膜５０と被覆部材２０上の金属膜５０の両方に照射する。
被覆部材２０上の金属膜５０は、レーザ光８１が照射される領域において、レーザアブレーションにより金属膜５０が除去される。これは、樹脂を含む被覆部材２０が、金属材料からなる電極１２と比べて放熱性が低いためである。
また、電極１２の基部１２１上の金属膜５０及び延伸部１２２の厚膜領域１２３上の金属膜５０は、レーザ光が照射される領域において、レーザアブレーションが生じないため、金属膜５０は除去されずに残る。これは、樹脂を含む被覆部材２０に比べて、電極１２の基部１２１及び厚膜領域１２３の放熱性が高いためである。
電極１２の延伸部１２２の薄膜領域１２４上の金属膜５０は、レーザ光８１が照射される領域において、レーザアブレーションが生じ、金属膜５０が除去される。これは、薄膜領域１２４の膜厚が非常に薄いため、薄膜領域１２４の下部に位置する被覆部材２０の影響を受けるためである。つまり、本来は、同じ金属材料からなる厚膜領域１２３と薄膜領域１２４は、被覆部材２０よりも放熱性が高いためレーザアブレーションが生じにくいところ、薄膜領域１２４の厚みが０．１μｍ以下と薄いために、厚膜領域１２３に比べると放熱性が低くなるためである。
レーザ光８１の波長は、金属膜５０に対する反射率が低い波長、例えば反射率が９０％以下である波長を選択することが好ましい。例えば、金属膜５０の最表面がＡｕである場合には、赤色領域（たとえば６４０ｎｍ）のレーザよりも、緑色領域（例えば５５０ｎｍ）より短い発光波長のレーザを用いることが好ましい。これにより、アブレーションを効率よく発生させ、量産性を高めることができる。
レーザ光８１は、その照射スポットを金属膜５０上で連続的又は逐次移動させて照射することができる。レーザ光は、連続して照射してもよく、パルス照射でもよい。レーザ光の強度、照射スポットの径及び照射スポットの移動速度は、被覆部材２０や金属膜５０の熱伝導率及びそれらの熱伝導率差等を考慮して、被覆部材２０上及び、電極１２の延伸部１２２の薄膜領域１２４上においてレーザアブレーションが生じるように、設定することができる。
レーザ光８１を出射可能なレーザ光源８０は、図２Ｅに示すように、金属膜５０の上方においてレーザ光８１を出射しながら水平方向（横方向）に移動する。レーザ光源８０と金属膜５０とは、相対的に移動していればよい。すなわち、金属膜５０を固定してレーザ光源８０を移動させてもよく、あるいは、レーザ光源８０を固定し、金属膜５０を移動させてもよい。また、レーザ光源８０または金属膜５０は、Ｘ方向又はＹ方向のいずれの方向に相対移動させてもよい。
上記のような工程を経ることにより、図２Ｆに示すように、電極１２の基部１２１及び延伸部１２２の厚膜領域１２３を被覆する金属膜５０を形成することができる。このような集合体を、図２Ｆに示すように、発光素子１０の間の破線部分で切断して個片化することで、図１Ａに示す発光装置１００を得ることができる。
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。
１００…発光装置
１００Ａ…発光装置の下面（第１面）
１００Ｂ…発光装置の上面（第２面）
１００Ｃ…発光装置の側面
２００…中間体
２００Ａ…中間体の下面（第１面）
１０…発光素子
１１…半導体積層体
１１Ａ…半導体積層体の下面（第１面）
１１Ｂ…半導体積層体の上面（第２面）
１１Ｃ…半導体積層体の側面
１２…電極
１２Ａ…電極の下面（第１面）
１２Ｃ…電極の側面
１２１…基部
１２１Ａ…基部の下面（第１面）
１２２…延伸部
１２３…延伸部の厚膜領域
１２３Ａ…厚膜領域の下面（第１面）
１２４…延伸部の薄膜領域
１２４Ａ…厚膜領域の下面（第１面）
２０…被覆部材
２０Ａ’…研磨する前の被覆部材の表面
２０Ａ…被覆部材の下面（第１面）
３０…導光部材
４０…透光部材
４１…第２透光部材
４２…第１透光部材
５０…金属膜
６０…支持部材
７０…砥石
８０…レーザ光源
８１…レーザ光
１００Ａ…発光装置の下面（第１面）
１００Ｂ…発光装置の上面（第２面）
１００Ｃ…発光装置の側面
２００…中間体
２００Ａ…中間体の下面（第１面）
１０…発光素子
１１…半導体積層体
１１Ａ…半導体積層体の下面（第１面）
１１Ｂ…半導体積層体の上面（第２面）
１１Ｃ…半導体積層体の側面
１２…電極
１２Ａ…電極の下面（第１面）
１２Ｃ…電極の側面
１２１…基部
１２１Ａ…基部の下面（第１面）
１２２…延伸部
１２３…延伸部の厚膜領域
１２３Ａ…厚膜領域の下面（第１面）
１２４…延伸部の薄膜領域
１２４Ａ…厚膜領域の下面（第１面）
２０…被覆部材
２０Ａ’…研磨する前の被覆部材の表面
２０Ａ…被覆部材の下面（第１面）
３０…導光部材
４０…透光部材
４１…第２透光部材
４２…第１透光部材
５０…金属膜
６０…支持部材
７０…砥石
８０…レーザ光源
８１…レーザ光
Claims (7)
- 主発光面と前記主発光面の反対側に電極形成面を備える半導体積層体と前記半導体積層体の下面に備えられた一対のＣｕのみからなる電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の下面と、前記電極の側面と、を被覆し、発光装置の下面の一部を構成する被覆部材と、
前記被覆部材から露出する電極の下面を被覆するＣｕよりも酸化しにくい材料を含む金属膜と、
を備え、
前記電極は、前記半導体積層体と接続される基部と、前記基部から側方に延伸する延伸部であって、前記基部近傍の厚膜領域と前記延伸部の外縁の薄膜領域とを備える延伸部を有し、
前記金属膜は、前記延伸部の厚膜領域及び前記基部を被覆し、前記延伸部の前記薄膜領域を露出する、発光装置。 - 前記厚膜領域は、前記延伸部の長さの９０％〜９９％である、請求項１記載の発光装置。
- 前記厚膜領域の厚みは、０．１μｍ〜３．０μｍである、請求項１又は請求項２記載の発光装置。
- 前記薄膜領域は、前記一対の電極の間の前記延伸部に設けられる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記薄膜領域は、前記厚膜領域の外縁の全周にわたって設けられる、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
- 主発光面と前記主発光面の反対側に電極形成面を備える半導体積層体と前記半導体積層体の下面に備えられた一対のＣｕのみからなる電極とを備える発光素子と、前記電極の表面を含む発光素子を被覆する被覆部材と、を備えた中間体を準備する工程と、
前記電極側から前記中間体を研磨し、前記被覆部材の一部を除去して前記被覆部材の第１面を形成するとともに、前記電極のうち前記半導体積層体に接続された基部の一部を横方向に延伸させて前記第１面上に前記電極の前記基部から延伸する厚膜領域と前記厚膜領域から延伸する薄膜領域とを含む延伸部を形成する工程と、
前記被覆部材の前記第１面と前記電極の前記基部及び前記延伸部を連続して被覆するＣｕよりも酸化しにくい材料を含む金属膜を形成する工程と、
前記電極の前記延伸部の前記厚膜領域上及び薄膜領域上の前記金属膜にレーザ光を照射してレーザ光を照射し、前記薄膜領域上の前記金属膜を除去する工程と、
を含む発光装置の製造方法。 - 前記研磨は、バフ研磨で行われる、請求項６記載の発光装置の製造方法。
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