JP6940776B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
発光装置は、車両のヘッドライトや室内外の照明として多用されている。一例として、発光装置は、回路基板と、回路基板の上面に実装された発光素子と、発光素子の上面に配置される蛍光体樹脂層と、蛍光体樹脂層の上面に配置され、発光素子から照射された光を拡散する拡散樹脂層と、回路基板の上面に設けられて発光素子の側面を封止する第1反射材と、拡散樹脂層の側面を囲む第2反射材とを備えている(特許文献1参照)。
国際公開第2014/081042号
しかし、前記発光装置では、光取り出し面を小さくすることで光の強度を高めることができるが、発光素子の側面光を効率よく上面へ導光できないおそれがある。
本発明の実施形態は、より高輝度な発光装置及びその製造方法を提供することを課題と
する。
本発明の実施形態に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子の上面に接合して設けられ、波長変換部材を含有し、前記発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材と、前記第1透光性部材の上面に接合して設けられ、前記第1透光性部材の上面の面積よりも大きな面積の下面と、前記発光素子の上面の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材と、前記発光素子の側面と前記発光素子の上面よりも周縁に張り出した前記第1透光性部材の下面周縁に亘って設けた第1導光性部材と、前記第1透光性部材の側面と前記第1透光性部材の上面よりも周縁に張り出した前記第2透光性部材の下面周縁に亘って設けた第2導光性部材と、を備える構成とした。
本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子と、波長変換部材を含有し前記発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材と、前記第1透光性部材の上面の面積よりも大きな面積の下面と前記発光素子の上面の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材と、を準備する工程と、第1導光性部材が前記発光素子の側面と前記第1透光性部材の下面周縁に亘るように、前記第1透光性部材を前記発光素子の上面に前記第1導光性部材を介して接合する工程と、第2導光性部材が前記第1透光性部材の側面と前記第2透光性部材の下面周縁とに亘るように、前記第2透光性部材を前記第1透光性部材の上面に前記第2導光性部材を介して接合する工程と、を含むこととした。
また、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子と、波長変換部材を含有し前記発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材と、前記第1透光性部材の上面の面積よりも大きな面積の下面と前記発光素子の上面の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材と、を準備する工程と、前記第1透光性部材の上面と前記第2透光性部材の下面とを直接接合する工程と、前記透光性部材における前記第1透光性部材側の下面周縁が発光素子の上面周縁よりも外側に位置するように、前記第1透光性部材側の下面と前記発光素子の上面とを直接接合する工程と、第2導光性部材を前記第1透光性部材の側面と、前記第2透光性部材の下面周縁と、に亘るように前記第2導光性部材を設ける工程と、第1導光性部材を前記発光素子の側面と、前記第1透光性部材の下面周縁と、に亘るように前記第1導光性部材を設ける工程と、を含むようにしてもよい。
本発明の実施形態に係る発光装置によれば、より高輝度な光の照射を行うことができる。そして、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、高輝度な発光装置を得ることができる。
実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。 図1の発光装置のIIA−IIA線における断面図である。 図2Aの一部を拡大して模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の第2透光性部材を模式的に分解して示す分解斜視図である。 実施形態に係る発光装置の光出射状態を模式的に示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態に係る発光装置の製造方法において基板に発光素子を実装した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法において発光素子に第1導光性部材を滴下した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法において発光素子に第1導光性部材を介して第1透光性部材を接合した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法において第1透光性部材に第2導光性部材を滴下した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法において第1透光性部材に第2導光性部材を介して第2透光性部材を接合した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法において発光素子及び透光性部材の周りに光反射性部材を設けた状態、及び発光装置ごとに切断した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法において第2透光性部材と第1透光性部材とを直接接合する状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法において第1透光性部材と発光素子を直接接合する状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法において第2導光性部材により第2フィレットを形成した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法において第1導光性部材により第1フィレットを形成した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法において支持板から第2透光性部材を外して基板に発光素子を実装した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る発光装置の他の製造方法において発光素子及び透光性部材の周りに光反射性部材を設けた状態、及び発光装置ごとに切断した状態を模式的に示す説明図である。発光装置ごとに切断した状態を模式的に示す説明図である。 実施形態の変形例を表す発光装置を模式的に示す平面図である。 図9AのIXB−IXB線における断面図である。 実施形態の発光装置において変形例の第2透光性部材を模式的に示す説明図である。 実施形態の発光装置において他の変形例の第2透光性部材を模式的に示す説明図である。
以下、実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、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も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。さらに、各図において示す方向は、構成要素間において相対的であり、絶対的な方向を示すことを意図したものではない。
[発光装置の構成]
実施形態に係る発光装置の構成の一例を、図1乃至図4を参照しながら説明する。なお、図2Bは、断面形状を拡大して示しているが、引き出し線等の位置を明確にするために断面で示すハッチングを省略している。
発光装置100は、発光素子30と、発光素子30の上面31に接合して設けられ、波長変換部材11を含有し、発光素子30の上面31の面積よりも大きな面積の下面7を有する第1透光性部材1と、第1透光性部材1の上面5に接合して設けられ、第1透光性部材1の上面5の面積よりも大きな面積の下面8と、発光素子30の上面31の面積よりも小さな面積の上面31とを有する第2透光性部材2と、発光素子30の側面32と発光素子30の上面3よりも周縁に張り出した第1透光性部材1の下面周縁に亘って設けた第1導光性部材15Aと、第1透光性部材1の側面6と第1透光性部材の上面5よりも周縁に張り出した第2透光性部材2の下面周縁に亘って設けた第2導光性部材15Bと、を備えている。なお、図3では、光反射性部材20が形成されていない状態で基板40に発光素子30が実装され透光性部材10が発光素子30に設置されている状態を示している。以下、発光装置100の各構成について説明する。
(発光素子)
発光素子30は、接合部材を介して基板40の導体配線にフリップチップ実装されている。発光素子30は、同一面側に一対の電極を有し、一対の電極の形成された面を下面として、下面と対向する上面31を主な光取り出し面としている。発光素子30は、公知のものを利用でき、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードを用いるのが好ましい。また、発光素子30は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、窒化物系半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いたものを用いることができる。さらに、赤色の発光素子としては、窒化物系半導体素子の他にもGaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。なお、発光素子30は、前記した以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。発光素子30は、組成や発光色、大きさや形状、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
発光素子30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30を基板40上にフリップチップ実装することができる。この場合、一対の電極が形成された面と対向する面が、発光素子の主な光取り出し面となる。また、発光素子30を基板40上にフェイスアップ実装する場合は、一対の電極が形成された面が発光素子30の主な光取り出し面となる。発光素子30は、例えば、バンプ等の接合部材を介して基板40と電気的に接続される。
(透光性部材)
透光性部材10は、発光装置100が備える発光素子30の上面31と接合して設けられている。透光性部材10は、それぞれ上面と下面とを有する第1透光性部材1及び第2透光性部材2を備えている。そして、透光性部材10は、第1透光性部材の上面5と第2透光性部材の下面8とが接合して構成されている。透光性部材10は、例えば、第1透光性部材1が、波長変換部材11を含有する透光板であり、第2透光性部材2が、波長変換部材11を含有していない透光板である。透光性部材10は、第1透光性部材1の下面7より第2透光性部材2の上面3の面積が小さい凸形状に形成されており、第1透光性部材1の側面6は、平面視において第2透光性部材2の側面4よりも内側に位置する大きさに形成されている。
透光性部材10の厚みは、例えば、60〜1000μmとすることができる。透光性部材10の前記した厚みのうち、第2透光性部材2の厚みは、例えば、透光性部材10の厚みの50〜90%であることが好ましい。
(第1透光性部材)
第1透光性部材1は、発光素子30の上面31に接合するように設けられている。第1透光性部材1は、波長変換部材11(図4参照)を含み、無機材料を主成分としている。第1透光性部材1は、例えば、波長変換部材11を含有するガラスを用いることができる。第1透光性部材1は、例えば、平板状であり、上面5と、上面5と対向する下面7と、上面5及び下面7に接する側面6と、を有している。
第1透光性部材の下面7は、発光装置100が備える少なくとも一つ以上の発光素子30からの光が入射される面である。この下面7は、下面7と接合される一つ以上の発光素子30の上面31の面積の和よりも大きな面積となるように形成されている。また、第1透光性部材の下面7は、略平坦になるように形成されている。
第1透光性部材1の平面視形状は、後述する発光素子の形状、数及び配置等によって適宜設定することができ、円又は楕円、多角形及びこれらに近似する形状が挙げられる。なかでも、発光素子30の外縁形状に合わせた形状(例えば共に略矩形状)であることが好ましい。また、第1透光性部材1と第2透光性部材2の平面視形状は略相似形としてもよいし、それぞれ異なる形状としてもよい。
第1透光性部材の上面5は、下面7に略平行となるように形成され、かつ、第2透光性部材の下面8よりも小さな面積になる大きさに形成されている。第1透光性部材の側面6は、第1透光性部材の下面7に対して略垂直な面に形成されている。側面6が下面7に対して略垂直に形成されることで、発光装置100の製造時において第1透光性部材1と発光素子30とを接合する接着材である第1導光性部材15Aを使用した場合、当該側面に対する這い上がりを抑制することができる。側面6への第1導光性部材15Aの這い上がりが抑制されることで、発光素子30から出射された光が第1透光性部材1を介さずに外部に漏れ出ることを防止することができる。
そして、第1透光性部材の下面7は、発光素子30の上面31を全て包含して対向するように、発光素子30の上面31よりも大きく形成されている。つまり、第1透光性部材の下面7周縁は、平面視において発光素子30の上面31周縁よりも外側に位置することとなる。第1透光性部材の下面7が発光素子30の上面31よりも大きな面積で形成されることにより、発光素子30から出射される光をロスなく第1透光性部材1に入射させることができる。第1透光性部材の下面7は、当該下面7と接合される少なくとも一つ以上の発光素子30の上面31における面積の和に対して、例えば、105〜150%の範囲で大きな面積になるように形成されている。第1透光性部材1は、発光素子30から出射される光を下面7から入射させ上面5に送り、第2透光性部材の下面8から第2透光性部材2に入射させる。
また、第1透光性部材1で用いられている無機材料としては、例えば、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、フッ化カルシウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラス等のガラスが挙げられる。
波長変換部材11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。なお、波長変換部材11として蛍光体を用いる場合、第1透光性部材1は、例えば、蛍光体含有ガラス、蛍光体含有セラミックス、蛍光体の焼結体を用いることができる。蛍光体の具体例としては、例えば、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)、ユウロピウム及び/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−Al23−SiO2:Eu)、ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体((Sr,Ba)2SiO4:Eu)、β サイアロン蛍光体、CaAlSiN3:Eu(SCASN系蛍光体)、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu(SCASN蛍光体)等の窒化物系蛍光体、K2SiF6:Mn(KSF系蛍光体)、硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。
また、蛍光体は、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、様々な発光色を実現することができる。白色に発光可能な発光装置100とする場合、第1透光性部材1に含有される波長変換部材11の種類、濃度によって白色となるように調整される。第1透光性部材1に含有される波長変換部材11の濃度は、例えば、30〜80質量%程度である。
さらに、第1透光性部材1は、光拡散材を含有してもよい。光拡散材としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを用いることができる。第1透光性部材1中において波長変換部材11は、第1透光性部材1の全体に分散されてもよいし、第1透光性部材1の上面あるいは下面側に偏在していてもよい。
(第2透光性部材)
第2透光性部材2は、第1透光性部材1と接合するように設けられている。第2透光性部材2は無機材料を主成分としている。第2透光性部材2は、例えば、ガラスを用いることができる。第2透光性部材2は、例えば上面3が下面8よりも面積が小さく形成された形状であり、上面3と、上面3に対向する下面8と、上面3及び下面8に接する側面4と、を備えている。第2透光性部材の下面8は、第1透光性部材の上面5より大きな面積で形成される。すなわち、第2透光性部材2は、第2透光性部材の下面8周縁が、平面視において第1透光性部材の上面5周縁よりも外側に位置し、第2等透光性部材の上面3周縁が、平面視において第1透光性部材の上面5周縁よりも内側に位置している。第2透光性部材の上面3の面積は、発光装置100が備える一つ以上の発光素子30の上面31の面積の和よりも小さいことが好ましい。さらに、第2透光性部材の上面3の面積は、第1透光性部材の下面7の面積に対して、70%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましく、30%であることがさらに好ましい。このように第2透光性部材の上面3の面積を第1透光性部材の下面7の面積に対して小さい面積とすることにより、第1透光性部材の下面7から入射された発光素子30からの出射光を、発光素子30の上面31より小さな面積で第2透光性部材の上面3(発光装置100の光取り出し面)から放出させることができる。つまり、発光装置100は、第2透光性部材2により光取り出し面の面積が絞られて、より高輝度な発光装置として、より遠くを照らすことが可能となる。
第2透光性部材の側面4は、第2透光性部材の下面8に対して傾斜して形成されていることが好ましい。この側面4は、側面4及び下面8のなす角度が第2透光性部材の上面3に向かって所定の角度で傾斜して形成されることで、側面4を覆う光反射性部材20により光を反射して光の取出し効率を上げることができる。第2透光性部材の側面4は、例えば、下面8に対して85度より小さく10度以上となる範囲で形成されることが好ましい。第2透光性部材の側面4は、85度よりも大きな角度で形成されると、第2透光性部材の上面3を発光素子30の上面31よりも小さくすることが困難で、高輝度な光を取り出すことができ難くなる。また、第2透光性部材の側面4は、10度よりも小さな角度で形成されると、第2透光性部材の下面8の面積を大きくしなければならず、第1透光性部材1との大きさのバランスの調整が困難になる。そして、第2透光性部材の側面4には、金属膜を備えることが好ましい。金属膜が側面4にあることで、光反射性部材20と併せて第2透光性部材の下面8から送られてきた光を反射する反射率を向上させ、第2透光性部材の上面3から外部に光を取り出す取出し効率を向上させることができる。また、金属膜が側面4に形成されていることで、第2透光性部材の上面3とのコントラストを明確にすることができる。
第2透光性部材2の厚みは、例えば第1透光性部材1の厚み以上とすることが好ましい。第2透光性部材2は、一例として30〜900μm程度である。第2透光性部材2に用いられるガラス材料としては、例えば、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、フッ化カルシウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラス等が挙げられる。なお、第2透光性部材2は、金属膜や、AR(Anti Reflection)コート等の反射膜が施されてもよい。なお、第2透光性部材の側面4に金属膜が設けられており、第2透光性部材の上面3にARコート等の光のロスを防止し、透過率を向上させる膜が設けられていることが好ましい。また、第2透光性部材2は、第1透光性部材1と屈折率が近いものであることが好ましい。
第1透光性部材1及び発光素子30、さらに、第1透光性部材1及び第2透光性部材2は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂のような周知の接着材による接着、高屈折率の有機接着材による接着、低融点ガラスによる接着などで接合することができるが、接着材等の接合部材を介さずに、直接接合されることが好ましい。第1透光性部材1及び第2透光性部材2は、互いに主として無機材料で形成されていることから、例えば、圧着、焼結、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合による直接接合することができる。第1透光性部材1及び第2透光性部材2は、同じ材料で直接接合することで、屈折率による反射を低減して光取り出し効率を向上させることができる。
また、第2透光性部材2にガラス板等の無機材料を用いることにより、例えば、樹脂材料と比較し熱抵抗が小さくなる。このため、発光素子からの出射光が第2透光性部材2により発光面積が絞られた、より高輝度な発光装置100において、長期使用による発光面の経年劣化を抑制することが可能となる。
なお、図1乃至図3の発光装置100では、第1透光性部材1及び発光素子30、さらに、第1透光性部材1及び第2透光性部材2が、接着材を使用し、接着材として第1導光性部材15A及び第2導光性部材15Bが用いられた例としている。
(第1導光性部材、第2導光性部材)
発光素子30と透光性部材10とは、例えば接着材として使用する第1導光性部材15Aで接合することができる。第1導光性部材15Aは、発光素子30の上面31から側面32の少なくとも一部に連続して形成されている。第1導光性部材15Aが発光素子30の側面32に設けられる場合は、光反射性部材20と発光素子30の側面32との間に介在して設けられることになる。光反射性部材20と発光素子30の側面32との間に介在する第1導光性部材15Aの上面は、第1透光性部材の下面7と接して設けられている。発光素子30と透光性部材10とを接合部材として第1導光性部材15Aを用いる場合、発光素子30から出射される光は、第1導光性部材15Aを介して透光性部材10の下面へと伝搬される。このため、第1導光性部材15Aには、発光素子30から出射される光を透光性部材10へと有効に導光できる部材を用いることが好ましい。このように導光性及び接着性に優れる材料として、第1導光性部材15Aは、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂のような周知の樹脂材料、高屈折率の有機接着材、無機系接着材、低融点ガラスによる接着材などを用いることができる。第1導光性部材15Aは、発光素子30の上面31から側面32にまで延在し、第1フィレット16Aとして設けられることが好ましい。第1フィレット16Aは、第1透光性部材の下面7と発光素子30の側面32との双方に接し、光反射性部材20側に凹の曲面であることが好ましい。このような形状によって、発光素子30から出射される光は第1導光性部材15Aのフィレット面により反射され、第1透光性部材1へと導光されやすくなる。
また、第1透光性部材1と第2透光性部材2とは、例えば、接着材として使用する第2導光性部材15Bで接合することができる。第2導光性部材15Bは、第1透光性部材1の上面5から側面6の少なくとも一部に連続して形成されている。第2導光性部材15Bが第1透光性部材1の側面6に設けられる場合は、光反射性部材20と第1透光性部材1の側面6との間に介在して設けられることになる。光反射性部材20と第1透光性部材1の側面6との間に介在する第2導光性部材15Bの上面は、第2透光性部材の下面8と接して設けられている。第1透光性部材1と第2透光性部材2とを接合部材として第2導光性部材15Bを用いる場合、第1透光性部材1から送られた光は、第2導光性部材15Bを介して第2透光性部材2の下面へと伝搬される。このため、第2導光性部材15Bには、発光素子30から出射される光を第1透光性部材1から第2透光性部材2へと有効に導光できる部材を用いることが好ましい。このように導光性及び接着性に優れる材料として、第2導光性部材15Bは、前記した第1導光性部材15Aと同様のものを使用することができる。また、第2導光性部材15Bは、第1透光性部材1の上面5から側面6にまで延在し、第2フィレット16Bとして設けられることが好ましい。第2フィレット16Bは、第2透光性部材の下面8と第1透光性部材の側面6との双方に接し、光反射性部材20側に凹の曲面であることが好ましい。このような形状によって、発光素子30から出射される光は、第2導光性部材15Bのフィレット面により反射され、第2透光性部材2へと導光されやすくなる。
第1フィレット16A及び第2フィレット16Bは、それぞれ断面視において略三角形に形成されている。また、断面視における略三角形の第1フィレット16Aの上端と第2フィレット16Bの下端とが離間していてもよいが、接触するように形成されていることが好ましい(図2Bでは接触している状態)。また、断面における第1フィレット16A及び光反射性部材20の界面となる傾斜面と、発光素子30の側面32とがなす角度θ1及び、断面における第2フィレット16B及び光反射性部材20の界面となる傾斜面と、第1透光性部材の側面6とがなす角度θ2を小さくすることで輝度を向上させることができ、大きくすることで光束を上げることができる。つまり、角度θ1及び角度θ2の大きさを変えることで所望の光特性を得ることができる。なお、前記角度θ1,θ2が同角度であった場合に前記した傾斜面が連続した直線と仮定したときを基準の180度とし、両傾斜面でなす角度がその基準の180度に対してプラスマイナス45度の範囲内となるように形成されることが望ましい。つまり、第1フィレット16Aの傾斜面と第2フィレット16Bの傾斜面とがなす角度θ3(図2B参照)が、フラットな場合を180度として、その180度に対してプラスマイナス45度の範囲内であることで、発光素子30からの光を、効率的に光反射性部材20を介して反射して第2透光性部材の上面3に送ることができる。
(光反射性部材)
光反射性部材20は、図1、図2及び図4に示すように、第2透光性部材の上面3以外に向かう光を、第2透光性部材の上面3から放出するように反射させると共に、発光素子30の側面を覆って、発光素子30を外力、埃、ガスなどから保護するものである。この光反射性部材20は、透光性部材10の上面3(つまり第2透光性部材の上面3)を発光装置100の光取り出し面として露出させて、透光性部材10及び発光素子30並びに基板40の上面の一部を覆うように設けられている。光反射性部材20は、具体的には、第2透光性部材の側面4、第1透光性部材1の側面側、発光素子30の側面32側及び下面33側を覆うように設けられている。ここでは、光反射性部材20は、第1導光性部材15Aの第1フィレット16Aを介して発光素子30の側面32を覆っている。そして、光反射性部材20は、第2導光性部材15Bの第2フィレット16Bを介して第1透光性部材の側面6を覆っている。発光素子30の光取り出し面は、光反射性部材20から露出して第1透光性部材の下面7と接合されていることにより、透光性部材10に光を入射することが可能となる。光反射性部材20は、発光素子30からの光を反射可能な部材からなり、透光性部材10と光反射性部材20との界面で、発光素子30からの光を反射させて、透光性部材10内へと入射させる。このように、発光素子30から出射された光は、光反射性部材20で反射して透光性部材10内を通過し、発光装置100の光取り出し面である第2透光性部材の上面3から、外部へと出射する。
ここで、光反射性部材20の上面は、第2透光性部材の上面3の高さと同等か、第2透光性部材の上面3よりも低いことが好ましい。発光装置100の光出射面となる第2透光性部材の上面3から出射された光は、横方向にも広がりを持つ。そのため、光反射性部材20の上面が、第2透光性部材の上面3よりも高い場合には、第2透光性部材の上面3から出射された光が第2透光性部材の上面3よりも高い位置の光反射性部材20の上面に当たって反射され、配光のばらつきが生じる。よって、光反射性部材20は、第2透光性部材の側面4を覆い、光反射性部材20の上面の高さを第2透光性部材の上面3と同等あるいは低くするように設ける。そうすることで、発光装置100において、発光素子30から出射された光を外部に効率よく取り出すことができるので好ましい。
光反射性部材20は、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、また、これらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂からなる母材に光反射性物質を含有させることで形成することができる。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、イットリア安定化ジルコニア、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、ムライトなどを用いることができる。光反射性部材20は、光反射性物質の含有濃度、密度により光の反射量、透過量が異なるため、発光装置100の形状、大きさに応じて、適宜濃度、密度を調整するとよい。また、光反射性部材20は、光反射性に加え、放熱性を併せ持つ材料とすると、光反射性を持たせつつ放熱性を向上させることができる。このような材料として、熱伝導率の高い窒化アルミニウムや窒化ホウ素が挙げられる。なお、光反射性部材20は、異なる素材のものを併用してもよく、例えば、発光素子30までの高さ部分と、発光素子30から透光性部材10までの高さの部分とに、異なる光反射性部材20を使用することとしてもよい。
(基板)
基板40は、少なくとも1つ以上の発光素子30を実装し、発光装置100を電気的に外部と接続する。基板40は、平板状の支持部材及び支持部材の表面及び/又は内部に配置された導体配線を備えて構成されている。なお、基板40は、発光素子30の電極の構成、大きさに応じて電極の形状、大きさ等の構造が設定される。
また、基板40の支持部材は、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子30から出射される光や外光などを透過しにくい材料を用いることが好ましい。基板40は、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどのセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)、ポリフタルアミド(PPA)などの樹脂が挙げられる。なお、支持部材は、キャビティを有する構造としてもよい。これにより、前述の光反射性部材20を滴下して硬化するなどして、容易に形成することができる。
導体配線及び放熱用端子は、例えば、Cu,Ag,Au,Al,Pt,Ti,W,Pd,Fe,Niなどの金属又はこれらを含む合金などを用いて形成することができる。このような導体配線は、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等によって形成することができる。
発光装置100は、以上説明した構成を備えているので、一例として、オートバイ、自動車等のヘッドライト、あるいは船舶、航空機等の照明として使用される場合に、発光素子30から出射される光をより遠くへ照射することができる。すなわち、発光装置100では、1つ以上の発光素子30から光が出射されると、光反射性部材20に反射されずに、透光性部材10中を伝搬して第2透光性部材の上面3に直接向かう光と、光反射性部材20に反射して第2透光性部材の上面3から出る光とがある。そして、発光装置100では、第1透光性部材の下面7の面積を、発光素子30の上面面積の和よりも大きくすることで、発光素子30から照射される光をロスなく受光することができる。さらに、第2透光性部材の上面3の面積は、発光素子30の上面31の面積の和よりも小さく、また、第1透光性部材の下面7の面積よりも小さい。そのため、発光素子30からの出射光は透光性部材10により、第2透光性部材の上面3に集約される。また、透光性部材10は、第1透光性部材の側面6に第2フィレット16Bを有すると共に、発光素子30の側面32に第1フィレット16Aを有しているので、光を無駄なく光取出し面である第2透光性部材の上面3に送ることができる。これにより、ヘッドライトのハイビーム用途等に適した、高輝度で、より遠方に光を照射することができる発光装置100とすることができる。なお、図4では、代表的な光の照射方向を模式的に矢印で示している。
[発光装置の製造方法]
次に図5のフローチャートに示す発光装置の製造方法S10について、図6A〜図6Fを中心に参照しながら説明する。
発光装置の製造方法S10は、発光素子30と、波長変換部材を含有し発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材1と、第1透光性部材1の上面の面積よりも大きな面積の下面と発光素子30の上面31の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材2と、を準備する工程(準備工程S11)と、第1導光性部材15Aが発光素子30の側面32と第1透光性部材1の下面周縁に亘るように、第1透光性部材1を発光素子30の上面31に第1導光性部材15Aを介して接合する工程(第1接合工程S13)と、第2導光性部材15Bが第1透光性部材の側面6と第2透光性部材2の下面周縁とに亘るように、第2透光性部材2を第1透光性部材の上面5に第2導光性部材15Bを介して接合する工程(第2接合工程S14)と、を含むこととする。
ちなみに、ここでは、準備工程S11、発光素子実装工程S12、第1接合工程S13、第2接合工程S14、光反射性部材形成工程S15、個片化工程S16を順に行うこととして説明するが、順番はこの限りではなく、前後してもよい。なお、図6A〜図6Eでは、説明を簡単にするために発光装置の1つが製造されるように図示し、図6Fでは複数の発光装置の連続している部分を切断する状態として図示している。
(準備工程)
準備工程S11は、発光素子30と第1透光性部材1と第2透光性部材2とを準備する工程である。準備工程S11において、第1透光性部材1として、波長変換部材11を含有し発光素子30の上面31の面積よりも大きな面積の下面7を有するものを準備する。また、準備工程S11において、第2透光性部材2として、第1透光性部材の上面5の面積よりも大きな面積の下面8と発光素子30の上面31の面積よりも小さな面積の上面3とを有するものを準備する。なお、準備工程S11では、第1透光性部材1及び第2透光性部材2がすでに発光素子30に接合できる大きさに切断された状態であることが好ましい。そして、第2透光性部材2は、断面が台形状になるように加工されている。
(発光素子実装工程)
発光素子実装工程S12は、準備した発光素子30を基板40に実装する工程である。この発光素子実装工程S12で使用される基板40は、平面視略矩形状の平板状に形成され、例えば、支持部材に導体配線及び放熱用端子が設けられている。そして、発光素子実装工程S12では、一つの発光装置100につき一つの発光素子30が基板40の導体配線上にバンプ等の接合部材を介して実装される。
(第1接合工程)
図6B及び図6Cに示すように、第1接合工程S13は、第1透光性部材1と発光素子30とを接合する工程である。第1接合工程S13では、第1透光性部材1の下面周縁が発光素子30の上面31の周縁よりも外側に位置するように、第1透光性部材の下面7と発光素子30の上面31とを接合する。
発光素子30と第1透光性部材1とは、一例として、接着材である第1導光性部材15Aで接合している。第1導光性部材15Aによる接合は、まず発光素子30の上面31に第1導光性部材15Aを滴下し、第1導光性部材15A上に第1透光性部材1を配置する。滴下された第1導光性部材15Aは、第1透光性部材1により押圧され、発光素子30の側面32まで濡れ広がる。そして、第1導光性部材15Aは、第1透光性部材の下面7と発光素子30の側面32との間に第1フィレット16Aを形成するように設けられる。滴下する第1導光性部材15Aの量及び粘度は、発光素子30の側面32に第1フィレット16Aが設けられ、かつ第1導光性部材15Aが基板40まで濡れ広がらない程度に適宜調整される。
第1透光性部材1は、その下面7の面積が、一つ以上の発光素子30の上面31における面積の和よりも大きく形成され、発光素子30の側面32から第1透光性部材の下面7の外縁までの距離が、外周縁のいずれの位置でも同等になるように配置されることが好ましい。また、全体として平面視で矩形状になるように整列して配置された1つ以上の発光素子30の全体の中心に、第1透光性部材の上面5の中心が、略重なるように配置されることが好ましい。発光素子30と接合した第1透光性部材1は、下面7の面積が発光素子30の上面31における面積の和よりも大きい。そのため、第1透光性部材1は、発光素子30の上面31から出た光を発光素子30の上面31より大きな面積の第1透光性部材の下面7及び第1フィレット16A側から取り込み、第2透光性部材の下面8にロスが少ない状態で導光することができる。
(第2接合工程)
図6D及び図6Eに示すように、第2接合工程S14は、第1透光性部材1と第2透光性部材2とを接合する工程である。第2接合工程S14では、第2透光性部材2の下面周縁が第1透光性部材の上面5の周縁よりも外側に位置するように、第2透光性部材の下面8と第1透光性部材の上面5とを結合する。
第2透光性部材2と第1透光性部材1とは、一例として、接着材である第2導光性部材15Bで接合している。第2導光性部材15Bによる接合は、まず第1透光性部材の上面5に第2導光性部材15Bを滴下し、第2導光性部材15B上に第2透光性部材2を配置する。滴下された第2導光性部材15Bは、第2透光性部材2により押圧され、第1透光性部材の側面6まで濡れ広がる。そして、第2導光性部材15Bは、第2透光性部材の下面8と第1透光性部材の側面6との間に第2フィレット16Bを形成するように設けられる。滴下する第2導光性部材15Bの量及び粘度は、第1透光性部材の側面6に第2フィレット16Bが設けられ、かつ第2導光性部材15Bが発光素子30の側面32まで濡れ広がらない程度に適宜調整される。
第2透光性部材2は、第1透光性部材の下面7の外縁から第2透光性部材2の下面8の外縁までの距離が、外周縁のいずれの位置でも同等になるように配置されることが好ましい。また、全体として平面視で矩形状になるように整列して配置された1つ以上の発光素子30の全体の中心に、第2透光性部材の上面3の中心が、略重なるように配置されることが好ましい。第1透光性部材1と接合した第2透光性部材2は、下面8の面積が第1透光性部材の上面5及び発光素子30の上面31よりも大きい。
そのため、透光性部材10は、発光素子30の上面31から出た光を、第1透光性部材の下面7及び第1フィレット16A側から、第2透光性部材の下面8及び第2フィレット16B側に取り込み、さらに、発光素子30の上面31より小さな面積となる第2透光性部材の上面3へとロスが少ない状態で導光することができる構成となる。
(光反射性部材形成工程)
続いて、光反射性部材形成工程S15は、基板40に設けた発光素子30及び透光性部材10の周囲に光反射性部材20を設ける工程である。光反射性部材形成工程S15では、図6Fに示すように、発光素子30と透光性部材10と基板40とを覆う光反射性部材20が設けられる。
光反射部材形成工程S15では、基板40の上面と、第1導光性部材15Aの側面、第2導光性部材15Bの側面及び第2透光性部材の側面4と、を覆う光反射性部材20が供給される。光反射性部材20は、第2透光性部材の側面4を覆い、第2透光性部材の上面3を露出する位置まで供給される。なお、光反射性部材20は、第2透光性部材の上面3が光反射性部材20から露出するように、透光性部材10から離間した基板40上面に滴下するように供給されることが好ましい。
光反射性部材20は、例えば、シリコーン樹脂に酸化チタンが含有されている樹脂をここでは使用している。また、発光装置100においては、1種類又は2種類以上の光反射性部材20を積層するようにしてもよい。
光反射性部材形成工程S15では、供給された後に、自然乾燥あるいは強制的に加熱等することで光反射性部材20を硬化させて、発光素子30及び透光性部材10の周囲に光反射性部材20が形成される。
(個片化工程)
個片化工程S16は、発光装置100の単位に個片化する工程である。個片化工程S15では、図6Fの仮想線で示すように、光反射性部材20の形成後に基板40が各発光装置の単位ごとにレーザ照射あるいはブレード等の工具により切断され、発光装置100が形成される。
前記のような各工程により製造された発光装置100は、図4に示すように、一つ以上の発光素子30から出る光を、発光素子30の上面31における面積の和よりも大きな第1透光性部材の下面7から入射し、第1透光性部材の下面7よりも小さな第2透光性部材の上面3から外部に高輝度な光として放出することができる。また、第1導光性部材15Aで形成された第1フィレット16A及び第2導光性部材15Bで形成された第2フィレット16Bを有することから、発光素子30からの光を、ロスを少なくして第2透光性部材の上面3から取り出すことができる。また、透光性部材10をガラス材料で形成した場合は、発光装置100としても光照射面が劣化しにくく製品品質に優れている。
なお、発光装置の製造方法では、第1透光性部材1と第2透光性部材2との接合、及び、第1透光性部材1と発光素子30との接合を直接接合として、第1フィレット16A及び第2フィレット16Bと同等の第1フィレット16A1及び第2フィレット16B1を形成することとしてもよい(図8F参照)。
すなわち、発光素子30と、波長変換部材を含有し発光素子30の上面31の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材1と、第1透光性部材の上面5の面積よりも大きな面積の下面8と発光素子30の上面31の面積よりも小さな面積の上面3とを有する第2透光性部材2と、を準備する工程(準備工程S21)と、第1透光性部材の上面5と第2透光性部材の下面8とを直接接合する工程(第1直接接合工程S23)と、透光性部材10における第1透光性部材1側の下面周縁が発光素子30の上面周縁よりも外側に位置するように、第1透光性部材1側の下面7と発光素子30の上面31とを直接接合する工程(第2直接接合工程S24)と、第1透光性部材の側面6と、第2透光性部材の下面周縁と、に亘るように第2導光性部材15Bを設ける工程(S241)と、発光素子の側面32と、第1透光性部材の下面周縁と、に亘るように第1導光性部材15Aを設ける工程(S241)とを含むこととする。
ちなみに、ここでは、図7に示すように、準備工程S21、第2透光性部材支持工程S22、第1直接接合工程S23、第2直接接合工程S24、第1導光性部材及び第2導光性部材形成工程S241、光反射性部材形成工程S25、個片化工程S26を順に行うこととして説明するが、順番はこの限りではなく、前後してもよい。なお、図8A〜図8Eでは、説明を簡単にするために発光装置の1つが製造されるように図示し、図8Fでは複数の発光装置の連続している部分を切断する状態として図示している。ている。また、準備工程S21、光反射性部材形成工程S25及び個片化工程S26は、すでに説明したそれぞれの工程(S11、S15,S16)と同等であるため、説明を適宜省略する。
図8Aに示すように、準備工程S21で準備した第2透光性部材2は、第2透光性部材支持工程S22で支持板140に支持される。第2透光性部材支持工程S22では、第2透光性部材の上面3を支持板140に仮止めして支持する工程である。第2透光性部材支持工程S22では、第2透光性部材2は、例えば、紫外線硬化樹脂等の仮止めに使用する接着材を介して支持板140に支持される。第2透光性部材2は、下面7を支持板140の上方に向けた状態で支持板140に支持されることになる。
第1直接接合工程S23は、第2透光性部材の下面8に第1透光性部材の上面5を直接接合する工程である。第1直接接合工程S23では、例えば、第1透光性部材1と第2透光性部材2とが無機材料で形成されている場合、圧着、焼結、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合により直接接合することができる。第1透光性部材1及び第2透光性部材2は、同じ材料で直接接合することで、屈折率による反射を低減して光取出し効率を向上させることができる。
第2接接合工程S24は、第1透光性部材の下面7に発光素子30の上面31を直接接合する工程である。第2直接接合工程S24では、前記工程S23と同様な直接接合を行うことができる。なお、発光素子30は、第1透光性部材1と同様に無機材料であるサファイア基板の部分を第1透光性部材の下面8と接合することとなる。
第1導光性部材及び第2導光性部材形成工程S241は、第1透光性部材の側面6と、第2透光性部材の下面周縁と、に亘るように第2導光性部材15Bを設けると共に、第1透光性部材の下面周縁と、発光素子30の側面32と、に亘るように第1導光性部材15Aを形成する工程である。この工程S24では、第1導光性部材15Aを用いて第1フィレット16A1を形成すると共に、第2導光性部材15Bを用いて第2フィレット16B1を形成している。なお、ここで使用される第1導光性部材15A1及び第2導光性部材15B1は、同じ材料でも異なる材料でも構わない。第1フィレット16A1及び第2フィレット16B1は、断面形状が略三角形に形成されており、発光素子30からの光の一部を第2透光性部材の上面3側に導光する。第1フィレット16A1は、ディスペンサ等を用いて、第1透光性部材の下面周縁及び発光素子30の側面32に亘る位置に、第1導光性部材15Aを設けることで形成される。また、第2フィレット16B1は、ディスペンサ等を用いて、第1透光性部材の側面6及び第2透光性部材の下面周縁に亘る位置に、第2導光性部材15Bを設けることで形成される。
第1導光性部材15Aにより第1フィレット16A1及び第2導光性部材15Bにより第2フィレット16B1の形成は、初めに第2フィレット16Bが形成された後に、第1フィレット16A1が形成されることが好ましい。また、第2フィレット16B1を先に形成して硬化した後に、第1フィレットを形成して硬化させるようにすることがさらに好ましい。第1フィレット16A1及び第2フィレット16B1が形成された後は、図8D及び図8Eに示すように、支持板140から第2透光性部材2を外し、基板40に発光素子30をフリップチップ接合することで実装する。基板40に発光素子30が実装された後は、既に説明した光反射性部材形成工程S25及び個片化工程S26が行われることで発光装置100Aが形成される。形成された発光装置100Aでは、第2透光性部材2及び第1透光性部材1の間、第1透光性部材1及び発光素子30の間が、直接接合で接合されているので、屈折率による反射を低減して光取出し効率を向上させることができる。また、発光装置100Aでは、第1導光性部材15Aにより第1フィレット16A1及び第2導光性部材15Bにより第2フィレット16B1が形成されているので、光取出し効率をより向上することができる。
(変形例)
なお、図9A及び図9Bに示すように、発光装置100Bにおいて、複数の発光素子30を備える発光素子群30Bの構成とすることとしてもよい。以下、各構成について説明する。なお、すでに説明した発光装置100の構成及び製造方法については同じ符号を付して説明を適宜省略する。
発光装置100Bでは、発光素子30を複数配置する発光素子群30Bの構成としてもよい。例えば、発光素子群30Bは、同じ大きさの3つの発光素子30が隣り合せに配置され直線上に整列した状態とする。発光素子30が隣り合って配置された場合には、透光性部材10は、第1透光性部材の下面7を、発光素子30を並列させた合計面積となる発光素子群30Bの領域よりも大きくなるように形成されることになる。なお、発光素子群30Bの面積は、3つの発光素子30の外周を直線で矩形に囲む領域として発光素子30の間の領域も発光素子群30Bの上面面積の一部としている。そして、透光性部材10は、第2透光性部材の上面3Bが、発光素子群30Bの面積よりも小さくなるように形成されている。このような構成の発光装置100Bでは、複数の発光素子30からの光を第1透光性部材の下面7Bから入射し、第1透光性部材の下面7Bの合計面積よりも小さな面積の第2透光性部材の上面3Bから外部に放出することができるので、より高輝度で遠くまで光を照射することができる。
なお、発光素子30の複数を設ける場合、発光素子30と第1透光性部材1との間に第1導光性部材15Aを設けると共に、第1透光性部材1と第2透光性部材2との間に第2導光性部材15Bを設けることで、第1フィレット16A及び第2フィレット16Bを形成することとしてもよい。また、発光素子30と第1透光性部材1とを直接接合すると共に、第1透光性部材1と第2透光性部材2とを直接接合して、第1フィレット16A及び第2フィレット16Bのみを形成することとしてもよい。第1フィレット16A及び第2フィレット16Bが形成されることで、発光素子30間における色むら及び輝度むらを抑制することができる。
さらに、発光装置100Bでは、第1透光性部材1を発光素子30ごとに設けた構成として説明したが、第1透光性部材1は、複数の発光素子30の全てを覆う大きさで設置される構成であってもよい。つまり、第1透光性部材の下面7には、発光素子30の複数の上面31が接合されている構成であってもよい。なお、図8Bでは、第2透光性部材2の1つに第1透光性部材1の1つを設けるとしているが、複数の第2透光性部材2に対して一つの第1透光性部材を設け、その第1透光性部材に複数の発光素子30を直接接合あるいは第1導光性部材15Aを用いて接合する構成としてもよい。また、発光素子30の数を3つとして説明したが、2つや、4つ、5つ、6つあるいは、7つ以上であることであっても構わない。
また、複数の発光素子30を備える場合、発光素子群(つまり複数の発光素子30)は、全体として平面視形状が略矩形状となるように配置されることが好ましい。
さらに、第2透光性部材2は、略角錐台として説明したが、側面4が傾斜を有していれば、例えば、円錐台、楕円錐台、角を面取りした多角形錐台としてもよい。
また、第2透光性部材2は、平面視したときの角を丸めるように形成してもよい。なお、第2透光性部材2は、平面視したときの角の面取りした部分の形状は曲線であることや、1本の直線あるいは複数の直線で多角形となるように面取りした形状であってもよい。また、本開示の製造方法では、加工された第2透光性部材2と第1透光性部材1とを予め接合した状態で発光素子30に接合することとしてもよい。
さらに、1つの透光性部材10に複数の発光素子30を接合する場合には、各発光素子30の配置の影響やそれによる配光、輝度ムラ、色ムラの影響を低減させることができる。さらに、透光性部材10と発光素子30とを接合する第1導光性部材15A及び第2導光性部材15Bに波長変換部材、光拡散材等を含有させてもよい。さらに、発光素子30を複数個搭載する場合には、発光素子30のそれぞれに対して透光性部材10を接合してもよい。
また、本発明に係る発光装置100、100A、100Bにおいて、ツェナーダイオード等の保護素子を基板40に搭載してもよい。これらの保護素子を、光反射性部材20に埋設することにより、発光素子30からの光が保護素子に吸収されたり、保護素子に遮光されたりすることによる光取り出しの低下を防止することができる。
さらに、2つの発光素子30を用いる場合には、2つの発光素子30の間隔は、2つの発光素子30の間に、第1フィレット16A、16A1、第2フィレット16B、16B1が連続して形成されるような間隔であることが好ましい。具体的には、発光装置100、100A、100Bが2つ以上の発光素子30を備える場合、隣接する発光素子30間の距離は、発光素子30の厚みの2倍以下であることが好ましい。
また、第1フィレット16A1及び第2フィレット16B1は、どちらか一方を先に形成して硬化させた後に、どちらか他方を形成して硬化させることであってもよい。
さらに、第1フィレット16A,16A1及び第2フィレット16B,16B1は、それぞれ発光素子30の側面32の上端から下端まで、あるいは、第1透光性部材の側面6の上端から下端までにおいて、全部に亘って形成されることが好ましいが、それぞれの側面32あるいは側面6の垂直方向の半分以上であっても構わない。
そして、図10Aに示すように、第2透光性部材2は、側面4の傾斜角度を所定の範囲にするために、第1透光性部材1側に垂直側面4c1を形成し、その垂直側面4c1を介して傾斜面4c2を形成して側面4Cとすることとしても構わない。さらに、図10Bに示すように、第2透光性部材2は、第1傾斜面4d1と第2傾斜面4d2とにより側面4Dを形成することとしてもよい。第1傾斜面4d1と第2傾斜面4d2とはそれぞれ傾斜角度を異ならせて形成している。
また、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、製造作業中に部品破損が極めて少なく、さらに光取り出し面の周囲からの光の漏れがない。
本発明に係る発光装置は、オートバイ、自動車等の車両あるいは船舶、航空機等の乗り物のヘッドライト用光源として使用することができる。また、その他、スポットライト等の各種照明用光源、ディスプレイ用光源、車載部品など、種々の光源に使用することができる。
1 第1透光性部材
2 第2透光性部材
3 第2透光性部材の上面
4,4C,4D 第2透光性部材の側面
5 第1透光性部材の上面
6 第1透光性部材の側面
7 第1透光性部材の下面
8 第2透光性部材の下面
10 透光性部材
15A 第1導光性部材
15B 第2導光性部材
16A 第1フィレット
16B 第2フィレット
20 光反射性部材
30 発光素子
30B 発光素子群
31 発光素子の上面(光取り出し面)
40 基板
100、100A、100B 発光装置
S10 発光装置の製造方法
S11、S21 準備工程
S12 発光素子実装工程
S13、23 第1接合工程
S14、24 第2接合工程
S15、25 光反射性部材形成工程
S16、26 個片化工程
S22 第2透光性部材支持工程
S214 第1導光性部材及び第2導光性部材形成工程

Claims (14)

  1. 基板と、
    前記基板の上面にフリップチップ接続された発光素子と、
    前記発光素子の上面に接合して設けられ、波長変換部材を含有し、前記発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材と、
    前記第1透光性部材の上面に接合して設けられ、前記第1透光性部材の上面の面積よりも大きな面積の下面と、前記発光素子の上面の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材と、
    前記発光素子の側面と前記発光素子の上面よりも周縁に張り出した前記第1透光性部材の下面周縁に亘って設けた第1導光性部材と、
    前記第1透光性部材の側面と前記第1透光性部材の上面よりも周縁に張り出した前記第2透光性部材の下面周縁に亘って設けた第2導光性部材と、
    前記基板の上面と、前記第1導光性部材の側面、前記第2導光性部材の側面及び前記第2透光性部材の側面と、を被覆する光反射性部材と、を備える発光装置。
  2. 前記基板の側面と前記光反射性部材の側面とが略面一である請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記第2透光性部材の上面及び下面の間となる側面は、前記上面に向かって傾斜する傾斜面である請求項1または2に記載の発光装置。
  4. 前記第2透光性部材の上面及び下面の間となる側面は、上面又は下面に直交する垂直側面と前記垂直側面に連続する傾斜面とであり、前記傾斜面が前記上面に向かって傾斜する請求項1または2に記載の発光装置。
  5. 前記第2透光性部材の上面及び下面の間となる側面は、角度の異なる第1傾斜面及び第2傾斜面を有し、前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面はそれぞれ前記上面に向かって傾斜する請求項1または2に記載の発光装置。
  6. 前記第1透光性部材及び前記第2透光性部材は、ホウ珪酸ガラス、サファイアガラス、又は、石英ガラスである請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. 前記第1透光性部材と前記第2透光性部材とは直接接合により接合されている請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置。
  8. 前記第2透光性部材の側面は反射膜で覆われている請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置。
  9. 前記第1透光性部材の下面には前記発光素子の複数の上面が接合されている請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の発光装置。
  10. 基板と、発光素子と、波長変換部材を含有し前記発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材と、前記第1透光性部材の上面の面積よりも大きな面積の下面と前記発光素子の上面の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材と、を準備する工程と、
    前記基板の上面に前記発光素子をフリップチップ接続する工程と、
    第1導光性部材が前記発光素子の側面と前記第1透光性部材の下面周縁に亘るように、
    前記第1透光性部材を前記発光素子の上面に前記第1導光性部材を介して接合する工程と、
    第2導光性部材が前記第1透光性部材の側面と前記第2透光性部材の下面周縁とに亘るように、前記第2透光性部材を前記第1透光性部材の上面に前記第2導光性部材を介して接合する工程と、
    前記基板の上面、前記第2透光性部材の側面、前記第2導光性部材の側面、前記第1導光性部材の側面を覆う光反射性部材を設ける工程と、を含む発光装置の製造方法。
  11. 基板と、発光素子と、波長変換部材を含有し前記発光素子の上面の面積よりも大きな面積の下面を有する第1透光性部材と、前記第1透光性部材の上面の面積よりも大きな面積の下面と前記発光素子の上面の面積よりも小さな面積の上面とを有する第2透光性部材と、を準備する工程と、
    前記第1透光性部材の上面と前記第2透光性部材の下面とを直接接合する工程と、
    前記第1透光性部材側の下面周縁が前記発光素子の上面周縁よりも外側に位置するように、前記第1透光性部材側の下面と前記発光素子の上面とを直接接合する工程と、
    第2導光性部材を前記第1透光性部材の側面と、前記第2透光性部材の下面周縁と、に亘るように設ける工程と、
    第1導光性部材を前記発光素子の側面と、前記第1透光性部材の下面周縁と、に亘るように設ける工程と、
    前記基板の上面に前記発光素子をフリップチップ接続する工程と、
    前記基板の上面、前記第2透光性部材の側面、前記第2導光性部材の側面、前記第1導光性部材の側面を覆う光反射性部材を設ける工程と、を含む発光装置の製造方法。
  12. 前記光反射性部材を設ける工程は、前記基板の側面と前記光反射性部材の側面とが略面一となるように設けられる請求項10または11に記載の発光装置の製造方法。
  13. 前記第1透光性部材と前記第2透光性部材とを準備する工程において、前記第1透光性部材及び前記第2透光性部材は、ホウ珪酸ガラス、サファイアガラス、又は、石英ガラスである請求項10乃至請求項12のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  14. 前記第1透光性部材の下面と前記発光素子の上面とに接合する工程において、前記第1透光性部材に接合する前記発光素子は、複数である請求項10又は請求項11に記載の発光装置の製造方法。
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