JP7152675B2 - 発光装置 - Google Patents
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開口部を有する遮光フレームを、シートに載置する遮光フレーム載置工程と、
第1面と該第1面の反対側の第2面とを有し、前記第1面の外周が前記開口部の内周より小さい板状の透光性部材を、前記第1面が前記シートと対向し、且つ前記透光性部材と前記開口部との間に空間を設けて前記開口部内に載置する透光性部材載置工程と、
第1光反射性樹脂を、前記空間に充填して第1光反射性部材を形成し、前記遮光フレームと前記透光性部材とが前記第1光反射性部材により支持された導光支持部材を作製する導光支持部材形成工程と、
前記実装した発光素子の上面と前記第2面とを接合することにより前記発光素子上に前記導光支持部材を固定する導光支持部材接合工程と、
第2光反射性樹脂を、前記基板と前記遮光フレームの間に充填することにより、前記発光素子を囲む第2光反射性部材を形成する第2光反射性部材形成工程と、
を含む。
開口部を有する遮光フレームを、シートに載置する遮光フレーム載置工程と、
前記遮光フレーム上に第1光反射性樹脂を塗布する第1光反射性樹脂塗布工程と、
第1面と該第1面の反対側の第2面とを有し、前記第1面の外周が前記開口部の内周より小さく、前記第2面の外周が前記開口部の内周より大きい板状の透光性部材を、前記透光性部材と前記開口部との間に空間が形成される位置で前記第1面が前記シートと対向するように前記塗布した第1光反射性樹脂と接触させた後押圧して且つ前記空間に前記第1光反射性樹脂を流入させて第1光反射性部材を形成し、前記遮光フレームと前記透光性部材とが第1光反射性部材により支持された導光支持部材を作製する導光支持部材形成工程と、
前記実装した発光素子の上面と前記第2面とを接合することにより前記発光素子上に前記導光支持部材を固定する導光支持部材接合工程と、
第2光反射性樹脂を、前記基板と前記遮光フレームの間に充填することにより、前記発光素子を囲む第2光反射性部材を形成する第2光反射性部材形成工程と、
を含む。
開口部を有する遮光フレームを、シートに載置する遮光フレーム載置工程と、
前記遮光フレーム上に第1光反射性樹脂を塗布する第1光反射性樹脂塗布工程と、
第1面と該第1面の反対側の第2面とを有し、前記第1面の外周が前記開口部の内周より小さく、前記第2面の外周の一部が前記開口部の内周より大きい板状の透光性部材を、前記透光性部材と前記開口部との間に空間が形成される位置で前記第1面が前記シートと対向するように前記塗布した第1光反射性樹脂と接触させた後押圧して且つ前記空間に前記第1光反射性樹脂を流入させて第1光反射性部材を形成し、前記遮光フレームと前記透光性部材とが第1光反射性部材により支持された導光支持部材を作製する導光支持部材形成工程と、
前記実装した発光素子の上面と前記第2面とを接合することにより前記発光素子上に前記導光支持部材を固定する導光支持部材接合工程と、
第2光反射性樹脂を、前記基板と前記遮光フレームの間に充填することにより、前記発光素子を囲む第2光反射性部材を形成する第2光反射性部材形成工程と、
を含む。
実施形態の発光装置は、図1A、図1B、図2A~図2Fに示すように、基板10と基板10上に設けられた発光素子1と、第2面が発光素子1の発光面に対向するように設けられた板状の透光性部材3と、を含み、さらに発光装置の光出射面を構成する透光性部材3の第1面3aを露出させて、開口部を有する遮光フレームの開口部5aと透光性部材3の側面の一部とを結合するように第1光反射性部材9aが設けられており、第1光反射性部材9aと基板10との間に、発光素子1の側面を覆うように第2光反射性部材9bが設けられている。以下、第1光反射性部材9aと第2光反射性部材9bとを合わせて「光反射性部材」と呼ぶことがある。
実施形態の発光装置では、透光性部材3の周りの光反射性部材の上面に、開口部5aを有する遮光フレーム5が、開口部5aの内側に透光性部材3の第1面3aが位置するように設けられ、透光性部材3の第1面3aが第1光反射性部材9a及び遮光フレーム5から露出している。
実施形態の発光装置では、平面視において、透光性部材3の第2面3bの面積は透光性部材3の第1面(つまり実質的に発光装置の光出射面)3aの面積より大きくなっている。
透光性部材3の第1面3aの面積を第2面3bよりも小さくすることにより、透光性部材3の第2面3bから入射される発光素子1からの出射光を、より小さな面積である第1面3aから放出させることができる。つまり、透光性部材3を通過することにより発光面の面積が絞られて、高輝度でより遠くを照らすことが可能となる。正面輝度の高い発光装置は、特にヘッドライト等の車載照明に適している。なお、車載照明においては、その灯火類の色についての様々な規定が有り、例えば前照灯(ヘッドライト)の灯光の色は白色または淡黄色であり、そのすべてが同一であることが定められている。
つまり、発光装置を上方(つまり発光面側)から平面視したときに、開口部5aの内側には、透光性部材3の第1面3aと透光性部材3の第1面3aの外周を取り囲む第1光反射性部材9aの上面を視認することができる。この際、開口部5aの内側の領域において、光反射性部材の下方の少なくとも一部に、透光性部材3の傾斜面及び/又は鍔部が位置する。これにより、仮に第1光反射性部材9aにクラックや剥離等が生じたとしても、透光性部材3の傾斜面及び/又は鍔部が開口部5aの内側に位置する部分については、開口部5aから漏れる光は透光性部材3から出射される光のみとすることができる。このような効果を高める観点から、図1Aに示すように、透光性部材3の第2面3bの外周の全てが、上方から平面視したときに遮光フレーム5の開口部5aの内周の外側に位置することがより好ましい。また、透光性部材3の第2面3bの外周が長辺と短辺を有する矩形である場合には、上述したように、少なくとも第2面3bの外周の長辺が遮光フレーム5の開口部5aの内周の外側に位置するように構成することが好ましい。
さらに、遮光フレーム5に覆われる領域では光反射性部材からの漏れ光は遮光されるため、例えば発光素子1の側方に位置する第2光反射性部材9bにクラックや剥離が生じたとしても、発光素子1の側面から出射された光がクラックや剥離箇所を通過して発光面側に漏れ伝わることをより一層効果的に抑制することができる。
例えば、発光素子1から出射された青色光と、その青色光の一部が波長変換された黄色光とを混色させることにより白色光を発する発光装置を車両照明として用いた際に、発光面から出射される白色光の他に、発光素子1から出射された青色光が漏れると、開口部5a内において色度差が生じ、照射エリア内に発光色むらが生じる虞がある。さらに、青色の漏れ光が視認されると、上述した車載照明としての規定が満たされず、車両の安全性が損なわれる虞がある。
このようにすると、複数の発光素子1から出た光を集光して、透光性部材3の第1面3aから出射することができる。これにより、発光素子1が発光した光をより光束密度の高い状態で出射面3aから出射することができる。
また、実施形態の発光装置の他の形態では、透光性部材3の第1面3aの外周は、図1Bに示すように、上方から平面視したときに発光素子1の外周の内側に位置する。このように、発光素子の発光面の面積と透光性部材3の第1面3a(発光装置の発光面)の面積を適宜設定することにより、発光装置の発光面における光束密度を所望の光束密度に調整することができる。
(基板10)
基板10は、発光素子1等を支持する部材であり、少なくともその表面に発光素子1の外部電極に電気的に接続される配線を有する。基板10の主な材料としては、絶縁性材料であって、発光素子1からの光及び外からの光が透過しにくい材料が好ましい。具体的には、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド等の樹脂を挙げることができる。なお、樹脂を用いる場合には、必要に応じて、ガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーを樹脂に混合してもよい。これにより、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上を図ることができる。また、基板10は、金属部材の表面に絶縁性材料を形成したものでもよい。配線は、上記絶縁性材料の上に、所定のパターンで形成される。配線の材料として、金、銀、銅、チタン、パラジウム、ニッケルおよびアルミニウムから選択された少なくとも一種とすることができる。配線は、めっき、蒸着、スパッタ等によって形成することができる。
発光素子1としては、発光ダイオードを用いるのが好ましい。発光素子は、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)やZnSe、GaPを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。さらに、これ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。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。蛍光体を有する発光装置とする場合には、その蛍光体を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。
透光性部材3は、発光素子1から出射される光を透過して外部に放出する部材である。透光性部材3は、光拡散材や、入射された光の少なくとも一部を波長変換可能な蛍光体を含有させてもよい。透光性部材3は、例えば、樹脂、ガラス、無機物等により形成することができる。蛍光体を含有する透光性部材は、例えば、蛍光体の焼結体や、樹脂、ガラス、セラミック又は他の無機物に蛍光体を含有させたもの等が挙げられる。また、樹脂、ガラス、セラミック等の成形体の表面に蛍光体を含有する樹脂層を形成したものでもよい。透光性部材3の厚みは、例えば、50~300μm程度である。
透光性部材3と発光素子との接合は、図2Aに示すように、例えば、導光部材13を介して接合することができる。また、透光性部材3と発光素子1との接合には、導光部材13を用いることなく、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法を用いてもよい。
上述したように、透光性部材3は、蛍光体を含んでいてもよい。透光性部材3に含有させることができる蛍光体としては、発光素子1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: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で表されるCASN系蛍光体、(Sr,Ca)AlSiN3:Euで表されるSCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体、K2SiF6:Mnで表される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。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、所望の発光色の発光装置(例えば白色系の発光装置)を製造することができる。
遮光フレーム5は、発光装置の上面において光出射面を除いた部分の輝度を下げるために設けられる部材である。光出射面を除いた部分の輝度を下げるためには、透光性部材3の第1面3a以外から外部に漏れる光を遮光する必要がある。この機能を考慮すると、遮光フレーム5は、例えば、光を透過させずに、反射及び/又は吸収する材料からなる部材または表面に光を反射及び/又は吸収する材料からなる膜を備えた部材により構成することが好ましい。
遮光フレーム5を構成する材料としては、樹脂(繊維強化樹脂を含む)、セラミックス、ガラス、紙、金属等、及びこれらの材料の2種以上からなる複合材料などから選択して構成することができる。具体的には、遮光性に優れ、劣化しにくい材料として、例えば、遮光フレーム5は、金属からなる金属フレームまたは表面に金属膜を備えたフレームにより構成されることが好ましい。金属材料としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、銀、チタン、またはこれらの合金等が挙げられる。
さらに、遮光フレーム5は、発光装置内部からの漏れ光を抑制するだけでなく、外部からの光の反射を抑制する機能を備えていることがより好ましい。外部からの光の反射を抑制する機能としては、例えば、光出射面側の表面に微細な凹凸を有すること、光吸収率の高い材料を用いること、などが挙げられる。微細な凹凸としては例えば平均算術粗さRaが0.5μm以上1.0μm以下が挙げられる。なお、遮光フレームの表面が微細な凹凸を有する場合、遮光フレーム表面の液体に対する濡れ性が高くなり、未硬化の樹脂材料が遮光フレームの表面に濡れ広がりやすくなる。このため、例えば、遮光フレームの上面の縁には微細な凹凸加工を施さないことが好ましい。また、光吸収率の高い材料としては、黒色ニッケルめっき、黒色クロムめっき等が挙げられる。
また、遮光フレーム5の厚み(つまり遮光フレーム5の下面から上面までの高さ)は、発光装置として使用するときの強度を保ちつつ、軽さ、変形しにくさ、等を考慮して、20μm~200μm程度とすることが好ましく、30~80μm程度とすることがより好ましい。
ここで、遮光フレーム5の外周が発光装置の外周の内側に位置するように遮光フレーム5が設けられていているとは、遮光フレーム5の外周の一部分が発光装置の外周の内側に位置するように遮光フレーム5が設けられていていることを含む。
平面視における遮光フレーム5の幅は、光出射面3aの内側と外側における輝度差を大きくすることを考慮して、少なくとも130μm以上であることが好ましい。また、製造工程における取り扱いの容易さを考慮すると、500μm以上であることがより好ましい。遮光フレーム5の幅は、全周に亘って一定の幅であってもよいが、部分的に異なっていてもよく、遮光フレーム5の幅が部分的に異なる場合、少なくとも全周に亘って130μm以上の幅を有し、かつ、部分的に500μm以上の幅を有することがより好ましい。
光反射性部材、すなわち第1光反射性部材9a及び第2光反射性部材9bは、発光素子1の側面および透光性部材3の側面を被覆し、発光素子1の側面および透光性部材3の側面から出射される光を反射して光発光面から出射させる。このように発光素子1の側面および透光性部材3の側面を被覆する光反射性部材を設けることにより光の取りだし効率を高くできる。光反射性部材は、例えば、光反射率の高い光反射性材料から形成する。具体的には、光反射性部材は、発光素子からの光に対する反射率が60%以上、より好ましくは80%又は90%以上である光反射性材料を用いることができる。光反射性材料は、例えば、光反射性物質を含む樹脂からなる。詳細を後述するように、第1光反射性部材9a及び第2光反射性部材9bは別個に形成されるものであり、互いに異なる光反射性材料から形成してよく、同一の光反射性材料から形成してもよい。
発光装置において、上述したように、透光性部材3と発光素子との接合は、例えば、導光部材13を介して接合される。導光部材13は、図2Aに示すように、発光素子1の側面の一部または全部を被覆していてもよい。透光性部材3の第2面3bの一部が発光素子1の主な光出射面である上面に対向していないような場合、導光部材13は、発光素子の上面と対向していない透光性部材3の一部を被覆するように形成することが好ましい。なお、導光部材13は発光素子と透光性部材3との間にも介在し、両者を接合する。以上のように構成された導光部材13は、発光素子1の上面及び側面からの出射光を透光性部材3へと効率よく導光させることができる。
発光装置は、任意に、保護素子等の別の素子、電子部品等を有していてもよい。これらの素子及び電子部品は、光反射性部材内に埋設されていることが好ましい。
第一実施形態の発光装置の製造方法は、基板上に発光素子を実装する実装工程と、開口部を有する遮光フレームを、シートに載置する遮光フレーム載置工程と、第1面と該第1面の反対側の第2面とを有し、前記第1面の外周が前記開口部の内周より小さい板状の透光性部材を、前記第1面が前記シートと対向し、且つ前記透光性部材と前記開口部との間に空間を設けて前記開口部内に載置する透光性部材載置工程と、第1光反射性樹脂を、前記空間に充填して第1光反射性部材を形成し、前記遮光フレームと前記透光性部材とが前記第1光反射性部材により支持された導光支持部材を作製する導光支持部材形成工程と、前記実装した発光素子の上面と前記第2面とを接合することにより前記発光素子上に前記導光支持部材を固定する導光支持部材接合工程と、第2光反射性樹脂を、前記基板と前記遮光フレームの間に充填することにより、前記発光素子を囲む第2光反射性部材を形成する第2光反射性部材形成工程と、を含む。
第一実施形態の発光装置の製造方法により、例えば、図1A、図1B及び図2A~図2Cに示す実施形態の発光装置を製造することができる。
以下、第一実施形態の発光装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
ここでは、図7Aに示すように、基板10上に発光素子1をフリップチップ実装する。
具体的には、例えば、同一面側の下面に正負の電極(図示省略)を有する発光素子1を、正の電極が基板10上に設けられた正の配線に対向し、負の電極が基板10上に設けられた負の配線に対向するようにそれぞれ導電性接合部材11により接合する。尚、図7A、7E及び7Fでは、図2A等と同様、発光素子1の正負の電極及び基板10上に設けられた正負の配線(図示省略)に接続される導電性接合部材11を区別することなく簡略化して描いている。
ここでは、開口部5aを有する遮光フレーム5及びシート4を準備し、図7Bに示すように、シート4に遮光フレーム5を載置する。
遮光フレームは、予め所望の形状に加工された遮光フレームを準備し、複数の遮光フレームをシート上に個々に配置してもよいし、複数の遮光フレームが単位領域ごとに行方向及び/又は列方向に連結した遮光フレームを準備し、一括してシート上に配置してもよい。シートは、表面に粘着性を有する耐熱性のシートを用いることが好ましい。シートの基材としては、例えばポリイミドが挙げられる。
ここでは、第1面3aと該第1面3aの反対側の第2面3bとを有し、第1面の外周が遮光フレーム5の開口部5aの内周より小さい板状の透光性部材3を用い、図7Cに示すように、透光性部材3の第1面3aがシートと対向し、且つ透光性部材3と遮光フレーム5の開口部5aとの間に空間を設けて開口部内に透光性部材3を載置する。
具体的には、例えば、吸着コレットに透光性部材3を吸着して、遮光フレーム5の開口部5aの内周が透光性部材の第1面3aの外周の外側に位置するように位置決めして吸着コレットを下方に移動させて、透光性部材3をシート上に載置する。
図1A及び図2Aに示す実施形態の発光装置を製造する場合には、透光性部材3として、第2面3bの外周が遮光フレーム5の開口部5aの内周より大きいものを用いる。例えば、開口部5a及び透光性部材3の第2面3bがいずれも長辺と短辺を有する矩形である場合には、第2面3bの長辺及び短辺がいずれも開口部5aの長辺及び短辺より大きいものを用いる。また、図1B及び図2Bに示す実施形態の発光装置を製造する場合には、透光性部材3として、第2面3bの外周の一部が遮光フレーム5の開口部5aの内周の、第2面3bの外周の一部に対応する一部より大きいものを用いる。例えば、開口部5a及び透光性部材3の第2面3bが長辺と短辺を有する矩形である場合には、第2面3bの短辺が開口部5aの短辺より大きいものを用いる。
ここでは、図7Dに示すように、遮光フレーム5と透光性部材3とが第1光反射性部材9aにより支持された導光支持部材を作製する。
具体的には、例えば、透光性部材3と遮光フレーム5の開口部5aとの間の空間に、樹脂吐出装置のノズルの先端から第1光反射性樹脂9cを吐出し、第1光反射性樹脂9cを充填する。第1光反射性樹脂9cは、透光性部材3を伝って遮光フレーム5の開口部5aとの間へ流入するように充填される。
透光性部材3と遮光フレーム5の開口部5aとの間に空間に第1光反射性樹脂9cを充填した後、充填した第1光反射性樹脂9cを硬化させ、第1光反射性部材9aを形成する。
ここでは、図7Eに示すように、実装した発光素子1の発光面(つまり上面)に透光性部材3の第2面3bを接合することにより、発光素子1上に導光支持部材を固定する。
上述のようにして得られた導光支持部材の透光性部材3を発光素子1に対して位置合わせをして、透光性部材3を、例えば、導光部材13により発光素子1の発光面に接合する。
図1A及び図2Aに示す実施形態の発光装置を製造する場合には、導光支持部材は、例えば、
(i)透光性部材3の第2面3bの外周が、上方から平面視したときに発光素子1の外周の外側に位置するように、
(ii)透光性部材3の第1面3aの外周が、上方から平面視したときに発光素子1の外周の内側に位置するように、
位置合わせをする。
図1B及び図2Bに示す実施形態の発光装置を製造する場合には、導光支持部材は、例えば、
(i)透光性部材3の第2面3bの外周が、上方から平面視したときに発光素子1の外周の外側に位置するように、
(ii)透光性部材3の第1面3aの外周が、上方から平面視したときに発光素子1の外周の外側に位置するように、
位置合わせをする。
シート4は、導光支持部材接合工程後、あるいは第2光反射性部材形成工程後のシート除去工程にて除去してよい。
ここでは、第2光反射性部材9bを形成する未硬化の第2光反射性樹脂9dを、基板10と遮光フレーム5との間の空間に充填することにより、基板10と遮光フレーム5との間で発光素子1と透光性部材3とを囲む光反射性部材(つまり第1光反射性部材9a及び第2光反射性部材9b)を形成する。実施形態の発光装置の製造方法では、例えば、基板10よりも一回り小さい(つまり平面視において外縁が基板10に内包される大きさの)遮光フレーム5を用い、遮光フレームの外周側から、基板10と遮光フレーム5との間の空間に第2光反射性樹脂9dを充填する。なお、図7Fは、第2光反射性部材形成工程前にシート4が除去された例である。
基板10と遮光フレーム5との間の空間に第2光反射性樹脂9dを充填した後、充填した第2光反射性樹脂9dを硬化させる。
実施形態の発光装置では、図6に示すように、基板10と遮光フレーム5との間に樹脂壁7が設けられてよい。このような実施形態の発光装置を製造する場合には、製造方法として、導光支持部材接合工程の前に樹脂壁形成工程を含む。樹脂壁形成工程では遮光フレーム5の開口部及び透光性部材3から所定の間隔を隔て、且つ開口部及び透光性部材を挟んで対向する位置に樹脂壁を形成する。樹脂壁7として、所定の高さの樹脂壁7を遮光フレーム5及び/又は基板10上に形成する。樹脂壁7は、基板10と遮光フレーム5との間に挟まれた状態でその形状を保持可能な粘度の樹脂材料を用いて形成する。また、樹脂壁7は完全に硬化させずに、押圧による変形が可能な柔軟性を維持した状態とする。
なお、樹脂壁7は最終的に除去されていてもよい。樹脂壁7を除去する場合、製造方法として、第2反射部材形成工程の後に樹脂壁除去工程を含む。樹脂壁除去工程は、樹脂壁と共に、樹脂壁上の遮光フレームの外周部分を除去してもよく、これにより、より小型の発光装置を得ることができる。
第二実施形態の発光装置の製造方法は、基板上に発光素子を実装する実装工程と、開口部を有する遮光フレームを、シートに載置する遮光フレーム載置工程と、前記遮光フレーム上に第1光反射性樹脂を塗布する第1光反射性樹脂塗布工程と、第1面と該第1面の反対側の第2面とを有し、前記第1面の外周が前記開口部の内周より小さく、前記第2面の外周が前記開口部の内周より大きい板状の透光性部材を、前記透光性部材と前記開口部との間に空間が形成される位置で前記第1面が前記シートと対向するように前記塗布した第1光反射性樹脂と接触させた後押圧して且つ前記空間に前記第1光反射性樹脂を流入させて第1光反射性部材を形成し、前記遮光フレームと前記透光性部材とが第1光反射性部材により支持された導光支持部材を作製する導光支持部材形成工程と、前記実装した発光素子の上面と前記第2面とを接合することにより前記発光素子上に前記導光支持部材を固定する導光支持部材接合工程と、第2光反射性樹脂を、前記基板と前記遮光フレームの間に充填することにより、前記発光素子を囲む第2光反射性部材を形成する第2光反射性部材形成工程と、を含む。
第二実施形態の発光装置の製造方法において、例えば、遮光フレーム5の開口部5a及び透光性部材3の第2面3bがいずれも長辺と短辺を有する矩形である場合には、第2面3bの長辺及び短辺がいずれも開口部5aの長辺及び短辺より大きいものを用いることにより、例えば、図1A及び図2Dに示す実施形態の発光装置を製造することができる。
以下、第二実施形態の発光装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
発光素子実装工程及び遮光フレーム載置工程については、第一実施形態の発光装置の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
ここでは、図8Aに示すように、遮光フレーム5上に第1光反射性樹脂9cを塗布する。
第1光反射性樹脂9cの塗布量は、次の導光支持部材形成工程において、透光性部材3と遮光フレーム5との間に第1光反射性部材9aを隙間なく形成できる量であることが好ましい。但し、発光装置の発光面となる透光性部材3の第1面3aからの光の放出を妨げないため、透光性部材3の第1面3aに第1光反射性樹脂9cが付着しないように、第1光反射性樹脂9cの塗布量及び粘度を調整することが好ましい。
第1光反射性樹脂9cは、例えば、樹脂吐出装置のノズルを用いて、そのノズルの先端から吐出し、遮光フレーム5上に塗布することができる。第1光反射性樹脂9cは、例えば、遮光フレーム5の開口に沿って開口を取り囲むように枠状に塗布してもよいし、開口に沿って線状、点状に塗布してもよい。
遮光フレーム5上に塗布された第1光反射性樹脂9cに透光性部材3が接触することにより、未硬化の第1光反射性樹脂9cが、遮光フレーム5及び透光性部材3の表面を伝って移動し、遮光フレーム5の開口部5aの内側面と透光性部材3の側面を被覆しながら、透光性部材と開口部との間の空間に充填される。
未硬化の第1光反射性樹脂9cの粘度は、例えば5Pa・s以上15Pa・s以下とすることが好ましい。樹脂材料に低粘度なものを用いることにより、ボイド等の発生を抑制しながら、樹脂材料のより細部への流動を確保することができる。
ここでは、第1面3aと該第1面3aの反対側の第2面3bとを有し、第1面3aの外周が遮光フレーム5の開口部5aの内周より小さく、第2面3bの外周が遮光フレーム5の開口部5aの内周より大きい板状の透光性部材3を用いる。
透光性部材3と遮光フレーム5の開口部5aとの間に空間が形成される位置で透光性部材3の第1面3aがシート4と対向するように、透光性部材3を遮光フレーム5上に塗布した第1光反射性樹脂9cと接触させることにより、第1光反射性樹脂9cが流動し、図8Bに示すように上記空間に配置される。第1光反射性樹脂9cの遮光フレーム5上への塗布は、開口部5aを囲むように枠状に塗布してもよいし、開口部5aに沿って、平面視円状、線状に複数個所塗布してもよい。
例えば、平面視で透光性部材3の第2面3bの外周全体が遮光フレーム5の開口部5aの内周の外側に位置するように配置し、透光性部材3の側面を遮光フレーム5上に塗布した第1光反射性樹脂9cと接触させると、第1光反射性樹脂9cが透光性部材3の第1面3a側に向かって流動し、短時間で透光性部材3の側面と遮光フレーム5の開口部5aとの間の空間に第1光反射性樹脂9cを充填することができる。遮光フレーム5の開口部5a及び透光性部材3の第2面3bがいずれも長辺と短辺を有する矩形である場合には、平面視で第2面3bの長辺と開口部5aの長辺間の距離及び第2面3bの短辺と開口部5aの短辺間の距離が等しくなるように透光性部材3と遮光フレーム5とを配置することが好ましい。
導光支持部材接合工程及び第2光反射性部材形成工程については、第一実施形態の発光装置の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
第三実施形態の発光装置の製造方法は、基板上に発光素子を実装する実装工程と、開口部を有する遮光フレームを、シートに載置する遮光フレーム載置工程と、前記遮光フレーム上に第1光反射性樹脂を塗布する第1光反射性樹脂塗布工程と、第1面と該第1面の反対側の第2面とを有し、前記第1面の外周が前記開口部の内周より小さく、前記第2面の外周の一部が前記開口部の内周より大きい板状の透光性部材を、前記透光性部材と前記開口部との間に空間が形成される位置で前記第1面が前記シートと対向するように前記塗布した第1光反射性樹脂と接触させた後押圧して且つ前記空間に前記第1光反射性樹脂を流入させて第1光反射性部材を形成し、前記遮光フレームと前記透光性部材とが第1光反射性部材により支持された導光支持部材を作製する導光支持部材形成工程と、前記実装した発光素子の上面と前記第2面とを接合することにより前記発光素子上に前記導光支持部材を固定する導光支持部材接合工程と、第2光反射性樹脂を、前記基板と前記遮光フレームの間に充填することにより、前記発光素子を囲む第2光反射性部材を形成する第2光反射性部材形成工程と、を含む。
第三実施形態の発光装置の製造方法において、透光性部材3の第2面3bの外周及び透光性部材3の第2面3bの外周がいずれも略矩形状である場合には、第2面3bの少なくとも一辺、好ましくは対向する2辺が、対応する開口部5aの内周の辺より大きいものを用いる。例えば、遮光フレーム5の開口部5a及び透光性部材3の第2面3bがいずれも長辺と短辺を有する矩形である場合には、第2面3bの短辺が開口部5aの短辺より大きいものを用いることにより、図1B、図2E及び図2Fに示す実施形態の発光装置を製造することができる。
例えば、導光支持部材形成工程において、平面視で透光性部材3の第2面3bの外周の一辺が遮光フレーム5の開口部5aの内周の一辺の外側に位置するように、透光性部材3を遮光フレーム5上に塗布した第1光反射性樹脂9cと接触させる。これにより、第1光反射性樹脂9cを透光性部材3に向かって流動させることができ、遮光フレーム5の開口部5aとの間の空間に第1光反射性樹脂9cを充填することができる。
しかしながら、第一~第三実施形態の発光装置の製造方法では、基板及び遮光フレームとして、それぞれ個々の発光装置に対応する複数の単位領域に区分されたものを用いて複数の発光装置を一括して作製した後に個々の発光装置に分離するようにすることが好ましい。
例えば、基板及び遮光フレームとして、複数の行(n行)及び複数の列(m列)を成すように複数(n×m)の単位領域を含む基板を用いてよい。
また、例えば、遮光フレームとして、基板に対応する複数の行(n行)及び複数の列(m列)を成すように複数(n×m)の単位領域を含む遮光フレームを用いてよい。あるいは、例えば、遮光フレームとして、基板に対応する複数の行(n行)及び複数の列(m列)を成すように複数(n×m)の遮光フレームを用い、各遮光フレームを単位領域としてよい。
(1)発光素子実装工程において、上記単位領域にそれぞれ1又は2以上の発光素子1を実装する。
(2)第一実施形態の発光装置の製造方法について、導光支持部材形成工程前に樹脂形成工程を行う場合には、開口部及び透光性部材から所定の間隔を隔て、且つ前記開口部及び透光性部材を挟んで対向する位置に単位領域ごとに樹脂壁を形成する。
遮光フレームとして、複数の行(n行)及び複数の列(m列)を成すように複数(n×m)の単位領域を含むものを用いる場合、例えば、互いに平行な複数の樹脂壁を列方向に形成することにより、列方向に配列された複数の単位領域の樹脂壁を連続した一本の樹脂壁により形成することが可能になり、効率良く樹脂壁を形成することができる。
(3)導光支持部材接合工程において、上記単位領域に実装された1又は2以上の発光素子1を一括して覆うようにそれぞれ導光支持部材を接合する。
(4)第2光反射性部材形成工程において、各単位領域の基板と遮光フレームの間の空間にそれぞれ光反射性樹脂を充填する。
そして、光反射性部材形成工程後に、分割工程において、光反射性部材及び基板を単位領域ごとに分割することで、発光装置を個片化する。分割は、例えばブレード等を用いた切断により行うことができる。
この単位領域ごとに分割することを考慮すると、単位領域ごとに分割する際の分割位置が遮光フレーム5の外周から離れていることが好ましい。言い換えれば、遮光フレーム5は、発光装置の外形より一回り小さいことが好ましい。この場合、例えば、遮光フレームとして、発光装置の外形より一回り小さい複数の遮光フレームを用いてよい。
3 透光性部材
3a 第1面(発光装置の光出射面)
3b 第2面(発光装置の光入射面)
4 シート
5 遮光フレーム
5a 開口部
5b 窪み部
7 樹脂壁
9a 第1光反射性部材
9b 第2光反射性部材
9c 第1光反射性樹脂
9d 第2光反射性樹脂
10 基板
11 導電性接合部材
13 導光部材
30 吸着コレット
35 ノズル
Claims (4)
- 基板と、
前記基板上に設けられた発光素子と、
発光装置の発光面となる第1面と、前記第1面と反対側の第2面と、前記第1面と前記第2面の間の側面とを有し、前記第2面が前記発光素子の上面に対向するように設けられた板状の透光性部材と、
前記透光性部材の前記側面を取り囲む内側面を有し、下面から上面までの厚みが前記透光性部材の前記第1面から前記第2面までの厚みより小さい遮光フレームと、
前記透光性部材の第1面を露出させて、前記遮光フレームの前記内側面と前記透光性部材の前記側面との間に設けられた第1光反射性部材と、
前記基板と前記遮光フレームとの間に設けられ、前記発光素子の側面を被覆する第2光反射性部材と、を備える発光装置。 - 前記透光性部材の前記第2面の面積は前記第1面の面積より大きく、
上方からの 平面視において、前記第2面の外周の少なくとも一部が前記遮光フレームの前記内側面の外側に位置する請求項1に記載の発光装置。 - 前記透光性部材の前記第2面と、前記発光素子の前記上面は導光部材を介して接合されている請求項1乃至2のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、蛍光体を含む請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。
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