JP6920602B2 - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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第1領域と、第1領域の周囲に配置される第2領域と、を同一面側に備える基板と、基板の第1領域と第1接合部材を介して接合される第1面と、第1面の反対側の第2面と、を備える紫外発光素子と、紫外発光素子の第2面と直接接している素子接合領域と、第2接合部材を介して前記基板の第2領域と接合される基板接合領域と、を備える無機透光性部材と、を備える発光装置。
以下、各部材について詳説する。
基板は、紫外発光素子を実装する部材であり、母材となる絶縁性の基体と、配線となる導電部材と、を備えている。基板は、板状、又は、発光素子を収容可能な凹部を備えた形状とすることができる。基板は、上面視において、四角形、六角形等の多角形、円形、楕円、更には、これら組み合わせた形状や、一部が欠けたような形状等とすることができる。
紫外発光素子は、紫外光を発光可能な半導体発光素子である。紫外発光素子は、第1面と、第1面の反対側の第2面と、を備える。第1面は、第1接合部材を介して基板の第1領域と接合される面である。第2面は、無機透光性部材の素子接合領域と直接接する面である。ここで、紫外光とは、例えば、発光ピーク波長が200〜410nmの波長の光を指す。1つの発光装置に用いられる紫外発光素子は1つ又は2以上の複数であり、複数用いる場合は、例えば、それぞれ同じ発光ピーク波長の紫外発光素子でもよく、あるいは、異なる発光ピーク波長の紫外発光素子であってもよい。紫外発光素子の大きさや形状は、目的や用途に応じて適宜選択することができる。例えば、紫外発光素子の上面視形状は、四角形(正方形又は長方形)、三角形、六角形等の多角形や、これらを組み合わせた形状等とすることができる。
T i等の金属又はこれらを含む合金を用いることができ、単層又は積層構造とすることができる。電極の形状、大きさ、配置等は、目的や用途等に応じて適宜選択することができる。
無機透光性部材は、紫外発光素子を被覆する部材であり、紫外発光素子からの光を透過する性質を備える。ここで、透光性とは、紫外発光素子からの光を70%以上透過させることを指す。
第1接合部材は、基板の第1領域と、紫外発光素子の第1面とを接合させる部材である。詳細には、第1領域のうち、配線電極として機能する導電部材と、紫外発光素子の第1面に形成されている電極とを、電気的に接合させる部材である。
第2接合部材は、基板の第2領域と、無機透光性部材の基板接合領域とを接合させる部材である。第2接合部材は、第1接合部材として用いられる材料と同様の導電性の接合部材を用いることができる。さらに、絶縁性の接合部材を用いることができる。例えば、樹脂などが挙げられる。
実施形態1に係る発光装置100を、図1A〜図1Cに示す。図1Aは、実施形態1にかかる発光装置100の概略上面図、図1Bは図1Aの1B−1B線における断面を含む概略断面斜視図、図1Cは、図1Aの1B−1B線における概略端面図である。発光装置100は、基板110と、基板の上に載置される紫外発光素子120と、無機透光性部材130と、を備える。
基板110の概略端面図を、図2Aに示す。基板110は、第1領域1101と、第1領域1101の周囲に配置される第2領域1102と、を備える。実施形態1では、基板110は、側壁と底面とを有する凹部Sを備える。凹部Sの底面は、紫外発光素子120が載置可能な面積を備えている。
紫外発光素子120は、第1面121と、第1面121の反対側の第2面122と、を備える。第1面121は、基板110の第1領域1101と、第1接合部材141を介して接合される。第2面122は、無機透光性部材130の素子接合領域130Aと直接接している。
無機透光性部材130の概略斜視図を、図3Aに示す。図3Bは、図3Aの3B−3B線における概略断面図であり、第2金属層を備えた状態を示す。無機透光性部材130は、素子接合領域130Aと、基板接合領域130Bとを有する。
図4Aに示すように、第1面121及び第2面122を備えた紫外発光素子120を準備する。第1面121には、電極が備えられている。この工程は、このような紫外発光素子120を購入して準備する、又は、半導体の積層構造体や電極を形成する工程を経て紫外発光素子を製造して準備することができる。また、ウエハ状態の紫外発光素子の集合体を購入して分割して個片化された紫外発光素子120を準備してもよい。
図4Bに示すように、素子接合領域130Aと、基板接合領域130Bとを備えた無機透光性部材130を準備する。無機透光性部材130は、素子接合領域130Aが基板接合領域130Bよりも上側に突出している。また、素子接合領域には、第2金属層134が形成されている。この工程は、このような無機透光性部材130を購入して準備する、又は、無機透光性部材を加工して準備する工程、第2金属層134を形成する工程などを経て準備することができる。
図4Cに示すように、凹部Sの底面に第1領域1101を備え、凹部Sの側壁の上面に第2領域1102を備えた基板110を準備する。第2領域1102には、第1金属層113が形成されている。この工程は、このような基板110を購入して準備する、又は、基体111を加工する、導電部材112や第1金属層113を形成する工程などを経て準備することができる。
図4Dに示すように、紫外発光素子120の第2面122と、無機透光性部材130の素子接合領域130Aとが直接接するように接合する。この接合は、直接接合であり、例えば表面活性化結合、水酸基結合、原子拡散結合が利用できる。表面活性化結合は、接合面を真空中で処理することで化学結合しやすい表面状態として接合面同士を結合する方法である。水酸基結合は、例えば原子層堆積法などにより接合面に水酸基を形成し、それぞれの接合面の水酸基同士を結合させる方法である。このような直接接合により、常温に近い環境下で紫外発光素子120と無機透光性部材130とを直接接するようにすることができる。尚、直接接合によって、紫外発光素子120の一部と無機透光性部材130の一部が一体化されており、この一体化された部分は、一体化する前の部材とは異なる性質を備えた部材となっている。このような部分も含めて直接接合された部分と称する。
図4Eに示すように、紫外発光素子120の第1面121に、第1接合部材141を形成する。同様に、無機透光性部材130の第2金属層134の上に、第2接合部材142を形成する。
実施形態2に係る発光装置200を、図5に示す。図5は概略端面図であり、上面視形状は、図1Aに示すような発光装置100と同様に略正方形である。また、図5Bは、無機透光性部材230の概略端面図である。実施形態2に係る発光装置200は、基板210と、基板の上に載置される紫外発光素子220と、無機透光性部材230と、を備える。
110、110A、110B、220…基板
1101、2201…第1領域
1102、2102…第2領域
1103…第3領域
111、212…基体
112、212…導電部材
113、113A、113B、213…第1金属層
S…凹部
120、220…紫外発光素子
121…第1面
122…第2面
130、230…無機透光性部材
130A、230A…素子接合領域(光入射面)
130B、230B…基板接合領域
130C、230C…光出射面
130D…傾斜面(光反射面)
230E…平面部
134…第2金属層
141、241…第1接合部材
142、242…第2接合部材
Claims (4)
- 第1領域と、前記第1領域の周囲に配置される第2領域と、を同一面側に備える基板と、
前記基板の第1領域と第1接合部材を介して接合される第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、を備える紫外発光素子と、
前記紫外発光素子の第2面と一体化して接合される素子接合領域と、第2接合部材を介して前記基板の第2領域と接合される基板接合領域と、を備える無機透光性部材と、
を備え、
前記第2接合部材の厚みは、前記第1接合部材の厚みよりも厚い発光装置。 - 前記第2接合部材は、前記第2領域の全域にわたって連続して配置される請求項1記載の発光装置。
- 前記第2接合部材は、前記第2領域において、部分的に配置される請求項1記載の発光装置。
- 第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、を備える紫外発光素子を準備する工程と、
素子接合領域及び基板接合領域を備える無機透光性部材を準備する工程と、
第1領域と、前記第1領域の周囲に配置される第2領域と、を同一面側に備える基板を準備する工程と、
前記無機透光性部材の前記素子接合領域と、前記紫外発光素子の前記第2面とを表面活性化結合、水酸基結合、又は原子拡散結合によって接合する工程と、
前記基板の前記第1領域と前記発光素子の第1面とを第1接合部材を介して接合し、前記基板の前記第2領域と前記無機透光性部材の基板接合領域とを第2接合部材を介して接合する工程と、
を備え、
前記第2接合部材の厚みは、前記第1接合部材の厚みよりも厚い発光装置の製造方法。
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