JP7082279B2 - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(発光装置101)
図1Aは、第1の実施形態の発光装置の断面図である。図1Bは、図1Aに示す発光装置の上面図である。発光装置101は、少なくとも1つの発光素子10と、発光素子10の側面を覆う第1反射部材20と、発光素子10の光取り出し面および第1反射部材20の上面上に配置された被覆部材30と、被覆部材30上に配置された蛍光体80を含む透光性部材40と、透光性部材40および被覆部材30の側面を覆う第2反射部材50と、を備える。発光装置101は、さらに基板70を備えていてもよいが無くてもよい。発光装置101は、本実施形態では、上面視において矩形形状を備え、矩形形状の上面100aおよび下面100bと、側面100c、100d、100e、100fを有する。本実施形態では、発光装置101は、発光素子10を4つ備えるが、発光装置101は、1つ以上の発光素子10を備えていればよい。被覆部材30の第1反射部材20の上面と接している下面は湾曲しており、被覆部材30の厚さは、発光素子10に近接する第1の位置よりも発光素子10から離れた第2の位置において大きい。
図1Cは、図1Aに示す発光装置の発光素子の断面図である。発光素子10は、透光性基板11と、半導体積層構造12と、電極13、14とを備えている。本実施形態では、発光素子10は、上面視において矩形形状を有する。つまり、発光素子10は、矩形形状を有する上面10a、下面10bと、側面10c、10d、10e、10f(図1B)を有する。発光素子10の上面視の形状は矩形に限られず六角形等の他の形状を有していてもよい。上面10aは発光素子10から光が出射する光取り出し面である。
第1反射部材20は、発光素子10から出射する光を反射させる。第1反射部材20は、発光素子10の側面10c~10fを覆うように、発光素子10の周囲に配置されている。第1反射部材20は、上面20aおよび下面20bを有する。本実施形態では、第1反射部材20の上面20aは、湾曲した凹部を有している。具体的には、隣接する発光素子10間および発光素子10と第2反射部材50との間において、第1反射部材20の上面20aは凹部を有している。凹部は、上面視における発光素子の側面10c~10fに垂直な方向に形成されている。
被覆部材30は、第1反射部材20に覆われた発光素子10を被覆するとともに、透光性部材40と第1反射部材20および発光素子10とを接合する。被覆部材30は、発光素子10の上面10aおよび第1反射部材20の上面20a上に配置されている。被覆部材30は上面30aおよび下面30bを有する。被覆部材30の上面30aは透光性部材40と接しており、平らな面である。一方、被覆部材30の下面30bは第1反射部材20上において、第1反射部材20の上面20aを反映した形状を有する。つまり、第1反射部材20の上面20aと接している被覆部材30の下面30bは、第1反射部材20側に凸の湾曲形状を有している。
透光性部材40は被覆部材30の上面30aに配置されており、発光素子10の側面10c~10fとは接していない。透光性部材40は蛍光体80を含み、発光素子から入射する光および第1反射部材20の上面20aで反射した光を透過させるとともに、これらの光の一部を吸収して異なる波長の光に変換する。例えば、発光素子10が青色光を発し、透光性部材40は、青色光の一部を例えば、黄色光に変換する。これにより、これらの光が混色した光(例えば白色光)を発光装置101から出射させることができる。透光性部材40は、複数種の蛍光体を含んでいてもよい。透光性部材40は、蛍光体80を含むシート状の部材であることが好ましい。
第2反射部材50は、透光性部材40の側面および被覆部材30の側面を覆っている。また、第1反射部材20の側面の一部を覆っている。図1Bに示すように、上面視において、第2反射部材50は、透光性部材40を囲むように側面を覆っている。第2反射部材50が透光性部材40の側面を覆うことによって、発光装置101の上面100aにおける発光領域と非発光領域との境界が明瞭(境界の幅が狭い)となり、見切りがよい発光装置が実現し得る。また、第2反射部材50の側面だけでなく底面も第1反射部材20と接合されているため、接合強度を高くすることができる。
発光装置101の製造方法の一例を説明する。図2は、本実施形態の発光装置101の製造方法の一例を示すフローチャートである。図3Aから図3Fは、本実施形態の発光装置101の製造方法の工程断面図である。本実施形態の発光装置101は、発光素子を配列する工程(S1)と、第1反射部材を設ける工程(S2)と、透光性部材を配置する工程(S3)と、溝を形成する工程(S4)と、第2反射部材を設ける工程(S5)と、個片化する工程(S6)とを含む。以下、各工程を詳述する。
まず複数の発光素子10を配列させる。より具体的には、発光装置101に含まれる数の発光素子10を単位として、基板70上に複数の発光素子が2次元に配列される。例えば、発光素子10の配列位置に対応した位置に電極71が形成された基板70を用意し、複数の発光素子10を基板70の上面70aに配列する。発光素子10の電極13、14を基板70の電極71に対向させ、バンプ、半田等によって接合する。これによって発光素子10の上面10aが上に向いた状態で複数の発光素子10が基板70の上面70aに配列される。
複数の発光素子10の上面10aを露出し、発光素子10の側面10c~10fを覆うように、複数の発光素子10間に第1反射部材20を設ける。具体的には、まず、第1反射部材20の未硬化の材料を、例えば、ポッティングやスプレーなどによって、基板70の上面70aに配置する。このとき、第1反射部材20の未硬化の材料は、発光素子10の上面10aを覆ってしまわない量に調節される。基板70に配置された第1反射部材20の未硬化の材料は、発光素子10の側面10c~10fにおける表面張力および材料の粘性によって、発光素子10の側面10c~10fにおいて盛り上がり、第1反射部材20の未硬化の材料の上面が湾曲状の凹形状を有する。
複数の発光素子10の上面および第1反射部材20上に透光性部材40を配置する。具体的には、まず、図3Bに示すように、発光素子10の上面10aおよび第1反射部材20の上面20aに被覆部材の未硬化の材料30’を配置する。その後、板状の透光性部材40を被覆部材の未硬化の材料30’上に配置し、被覆部材の未硬化の材料30’を加熱する。加熱によって、材料を硬化させ、透光性部材40と第1反射部材20および発光素子10とを接合する。これにより、図3Cに示すように、透光性部材40と第1反射部材20との間に被覆部材30が配置される。板状の透光性部材40と被覆部材30との間に空気層が介在しないように真空引きすることが好ましい。
透光性部材40と第1反射部材20の少なくとも一部を除去し、1または2以上の発光素子10を囲むように複数の溝を形成する。本実施形態では、透光性部材40と被覆部材30と第1反射部材20の一部を除去する。透光性部材40と第1反射部材20の除去には、例えば、円盤状の回転刃を有するダイシングソーと呼ばれる切断装置を用いることができる。上面視において、各発光装置101に含まれる数の発光素子10を囲むように、透光性部材40の上面40aにおいて、平行な2つ溝62を、直行する2方向に形成する。溝62は、隣接する2つの発光装置101となる領域101Rの境界において、透光性部材40および被覆部材30を分断し、第1反射部材20に達する深さを有する。第1反射部材20は分断されず、基板70側で接続されていることが好ましい。このようにすることで、基板70の厚みが薄くなることを抑制することができるので、基板の強度低下を抑制することができる。溝62の側面には、透光性部材40および被覆部材30の側面が露出する。
複数の溝62に充填された第2反射部材を設ける。具体的には、溝62内に、第2反射部材50の未硬化の材料を充填し、その後、加熱等によって第2反射部材50の未硬化の材料を硬化させる。これにより、溝62内に第2反射部材50が形成される。第2反射部材50は、発光装置101となる領域101Rにおいて、透光性部材40および被覆部材30の側面を覆っており、かつ、上面視において、透光性部材40および被覆部材30を囲んでいる。第2反射部材50の形成には、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティング等方法が用いられる。
少なくとも第2反射部材50を切断して個片化する。本実施形態では、発光装置101は実装用の基板70を備えるため、隣接する2つの発光装置101となる領域の境界が位置する、第2反射部材50の中心の位置(破線矢印で示す)において、第2反射部材50と、その下方に位置する第1反射部材20と、基板70と、を円盤状の回転刃、超音波カッターの切断刃、押し切り型のカッター等で切断する。これにより、発光装置101が基板70に実装された状態で発光装置101のそれぞれが分断され、個々の発光装置101が得られる。
(発光装置102)
図4は、本開示の発光装置の第2の実施形態の一例を示す断面図である。発光装置102は、被覆部材の厚さが第1反射部材120上において略均一である点および実装用の基板を備えていない点で、第1の実施形態の発光装置101と異なる。
本開示の発光装置は上記実施形態に限られず、種々の改変が可能である。上述したように、発光装置101は1つの発光素子10を含んでいてもよい。図6に示すように発光装置103は、1つの発光素子10を含んでいる。第1の実施形態と同様、第1反射部材20は、発光素子10の側面を覆うように、発光素子10の間および発光素子10の周囲に配置されている。第1反射部材20の上面20aは、湾曲した凹部を有している。被覆部材30の第1反射部材20の上面20aと接している下面30bは第1反射部材20側に凸の湾曲形状を有している。このため、発光素子10と第2反射部材50との間において、被覆部材30の厚さは、発光素子10に近接する第1の位置p1よりも発光素子10から離れた、つまり、第2反射部材50に近接する第2の位置p2において大きい。第1の位置p1および第2の位置p2における被覆部材30の厚さをt1、t2とすると、t2の方がt1よりも厚い。
10a、12a、20a、30a、40a、70a、75a、100a、105a、
120a’、130a 上面
10b、12b、20b、30b、40b、70b、100b、130b 下面
10c~10f、100c~100f 側面
11 透光性基板
12 半導体積層構造
20、120、120’ 第1反射部材
30、130 被覆部材
40 透光性部材
50 第2反射部材
62 溝
70、80 基板
71、72 電極
75 透明樹脂層
76 レンズ
80 蛍光体
101~106 発光装置
101R 領域
Claims (13)
- 複数の発光素子を配列する工程と、
前記複数の発光素子の上面を露出し、前記発光素子の側面を覆うように、前記複数の発光素子間に第1反射部材を設ける工程と、
前記複数の発光素子の上面および前記第1反射部材上に未硬化の被覆部材を配置する工程と、
板状の透光性部材を未硬化の前記被覆部材上に配置した後に、前記被覆部材を硬化させて前記透光性部材と前記第1反射部材および前記複数の発光素子とを接合する工程と、
前記接合する工程の後に、前記透光性部材の一部と前記第1反射部材の一部とを除去し、1または2以上の発光素子を囲むように複数の溝を形成する工程と、
前記複数の溝内に充填された第2反射部材を設ける工程と、
前記第2反射部材を切断して個片化する工程と、
を含む発光装置の製造方法。 - 前記第1反射部材を設ける工程は、
前記複数の発光素子の上面を露出し、前記発光素子の側面を覆うように、前記複数の発光素子間に第1反射部材の未硬化の材料を形成する工程と、
前記材料を硬化させる工程と、
を含む請求項1に記載の発光装置の製造方法。 - 前記第2反射部材を設ける工程において、前記第2反射部材は、前記複数の溝を形成する工程によって露出した前記透光性部材の側面を覆う請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1反射部材と前記第2反射部材とが同じ材料を含む請求項1から3のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2反射部材を設ける工程の後に、少なくとも前記透光性部材の上面に凹凸を有する透明樹脂層を形成する工程をさらに含む請求項1から4のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2反射部材を設ける工程の後、前記1または2以上の発光素子上の前記透光性部材の表面に透光性部材からなるレンズを形成する工程をさらに備える請求項1から5のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記透光性部材は、蛍光体を含む請求項1から6のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記複数の発光素子を配列する工程において、前記複数の発光素子を基板上に配列し、前記個片化する工程において、前記第2反射部材および前記基板を切断する、請求項1から7のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記複数の溝を形成する工程において、前記第1反射部材は、前記複数の溝によって分断されていない、請求項1から8のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 複数の発光素子と、
前記複数の発光素子における各発光素子の側面を覆う第1反射部材と、
前記複数の発光素子の光取り出し面および前記第1反射部材の上面上に配置された被覆部材と、
前記被覆部材上に配置された蛍光体を含む透光性部材と、
前記透光性部材の側面、前記被覆部材の側面および前記第1反射部材の側面を覆う第2反射部材と、
を備え、
前記被覆部材の前記第1反射部材の上面と接している下面は湾曲しており、
前記被覆部材の厚さは、前記各発光素子に近接する第1の位置よりも前記各発光素子から離れた第2の位置において大きく、かつ、前記複数の発光素子のうちの隣接する2つの発光素子間において、前記2つの発光素子に近接する第3の位置よりも前記2つの発光素子の中間側に位置する第4の位置において大きく、
前記第1反射部材および前記第2反射部材によって側面が構成されており、
上面視において、1つの前記透光性部材の外縁の内側に前記複数の発光素子が位置する、発光装置。 - 前記透光性部材の上面および前記第2反射部材の上面は、前記発光装置の上面を構成している、請求項10に記載の発光装置。
- 前記発光装置の前記側面において、前記第1反射部材および前記第2反射部材は同一平面に位置している、請求項10または11に記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子が配置される基板をさらに備え、
前記発光装置の前記側面において、前記第1反射部材、前記第2反射部材および前記基板は同一平面に位置している、請求項12に記載の発光装置。
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