JP7174215B2 - Light-emitting device manufacturing method and light-emitting device - Google Patents
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Description
本開示は、発光装置の製造方法及び発光装置に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a light emitting device and a light emitting device.
従来、液晶表示装置のバックライト等に、発光素子が搭載された発光装置が用いられている。このような発光装置では、発光素子の上に、蛍光体を含む透光性部材が、透光性の接合部材により接合されている。(特許文献1等)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a light-emitting device equipped with a light-emitting element has been used for a backlight of a liquid crystal display device or the like. In such a light-emitting device, a light-transmitting member containing phosphor is bonded onto the light-emitting element with a light-transmitting bonding member. (
しかしながら、特許文献1の発光装置の製造方法では、隣り合う発光素子の間に位置する接合部材が互いに連結し、接合部材の引き合う応力により発光素子が移動する可能性がある。その結果、発光素子の実装精度が低下する可能性がある。
However, in the manufacturing method of the light emitting device of
本開示は、発光素子の実装精度を向上させた発光装置の製造方法及びそのような方法で製造された発光装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a light-emitting device with improved mounting accuracy of light-emitting elements, and a light-emitting device manufactured by such a method.
本開示の発光装置の製造方法は、
複数の発光素子が配置された基板を準備し、
第1面及び第1面の反対側に位置する第2面を有する第1透光層と、前記第1面側に配置された蛍光体層とを有し、前記第2面側に前記発光素子の平面形状よりも大きな開口部形状を備える凹部を有する透光性部材を複数準備し、
前記透光性部材の凹部内に、接合部材を介して前記発光素子を配置し、
前記透光性部材の外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材を形成し、
前記基板又は前記光反射性部材を切断して複数の発光装置を得ることを含む。
The manufacturing method of the light-emitting device of the present disclosure includes:
Prepare a substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged,
a first light-transmitting layer having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface; preparing a plurality of translucent members having recesses with openings larger than the planar shape of the element;
disposing the light emitting element via a bonding member in the concave portion of the translucent member;
forming a light-reflecting member covering at least a portion of the outer surface of the light-transmitting member;
It includes cutting the substrate or the light reflecting member to obtain a plurality of light emitting devices.
また、本開示の発光装置は、
発光素子と、
第1面及び第1面の反対側に位置する第2面を有する第1透光層と、前記第1面側に配置された蛍光体層とを有し、前記第2面側に前記発光素子の上面及び側面を被覆する凹部を有する透光性部材と、
前記発光素子と前記透光性部材との間に位置する接合部材と、
前記透光性部材の外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を有する。
Further, the light-emitting device of the present disclosure is
a light emitting element;
a first light-transmitting layer having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface; a translucent member having a concave portion covering the top surface and side surfaces of the element;
a bonding member positioned between the light emitting element and the translucent member;
and a light-reflecting member that covers at least a portion of the outer surface of the light-transmitting member.
本開示によれば、発光素子の実装精度を向上させた発光装置の製造方法及びそのような製造方法で製造された発光装置を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a method for manufacturing a light-emitting device with improved mounting accuracy of light-emitting elements, and a light-emitting device manufactured by such a manufacturing method.
以下に説明する発光装置の製造方法及び発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態において説明する内容は、他の実施の形態にも適用可能である。各図面が示す部材の大きさやアスペクト比や位置関係等は、説明を明確又は容易にするため、誇張又は省略していることがある。また、以下に説明する実施形態において、「透光性部材」の用語は個片化の前後で同じ用語を用いることがある。 The manufacturing method of the light-emitting device and the light-emitting device described below are for embodying the technical idea of the present invention, and unless there is a specific description, the present invention is not limited to the following. Moreover, the content described in one embodiment can also be applied to other embodiments. The sizes, aspect ratios, positional relationships, etc. of members shown in each drawing may be exaggerated or omitted for clarity or ease of explanation. Moreover, in the embodiments described below, the same term "translucent member" may be used before and after singulation.
(実施形態1)
実施形態1の発光装置10の製造方法は、図1A~1Fに示すように、複数の発光素子1が配置された基板2を準備し(図1A)、第1面3a及び第1面3aの反対側に位置する第2面3bを有する第1透光層3と、第1面3a側に配置された蛍光体層4とを有し、第2面3b側に発光素子1の平面形状よりも大きな開口部形状を備える凹部5aを有する透光性部材5を複数準備し(図1B、C)、透光性部材5の凹部5a内に、接合部材6を介して発光素子1を配置し(図1D)、透光性部材5の外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材7を形成し(図1E)、基板2および光反射性部材7を切断して複数の発光装置10を得る(図1F)ことを含む。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1A to 1F, the method for manufacturing the
実施形態1の発光装置10の製造方法によると、発光素子1を接合する接合部材6の大部分を透光性部材5の凹部5a内に留めることができる。これにより、複数の発光素子1を配置する工程において、隣接する発光素子1間で接合部材6同士が連結し、接合部材6の引き寄せ合う応力により、発光素子1が所定の位置から移動することを有効に防止することができる。その結果、発光素子1の実装精度を向上させることができる。
According to the method for manufacturing the light-emitting
(基板2の準備)
まず、図1Aに示すように、基板2を準備する。基板2は、例えば、表面に正負の端子が配置された実装基板を用いることができる。
基板2は、例えば、樹脂フィルム、金属板、セラミック板等の単体又は複合体等によって形成されたものを用いることができる。基板2は剛性のものであってもよいし、可撓性を有するものであってもよい。
(Preparation of substrate 2)
First, as shown in FIG. 1A, a
The
基板2には、その上面に、複数の発光素子1が配置されている。発光素子1の各電極を、導電性の接合材により、実装基板の正負の各端子と接続する。
A plurality of
発光素子1は、半導体積層体と、第1電極及び第2電極とを有する。
半導体積層体は、第1半導体層(例えば、n型半導体層)、発光層、第2半導体層(例えば、p型半導体層)がこの順に積層され、同一面側(例えば、第2半導体層側の面)に、第1半導体層に電気的に接続される第1電極と、第2半導体層に電気的に接続される第2電極との双方を有する。これにより、発光素子1を後述する基板2に対向させて接合するフリップチップ実装を行うことができる。半導体積層体は、通常、成長基板上に積層されるが、発光素子1としては、成長基板を有するものでもよいし、有しないものでもよい。第1半導体層、発光層及び第2半導体層の種類、材料は特に限定されるものではなく、例えば、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体等、種々の半導体が挙げられる。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が挙げられる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。
半導体積層体は、平面視における形状は特に限定されるものではなく、四角形又はこれに近似する形状が好ましい。半導体積層体の平面視における大きさは、発光素子1の平面視における大きさによって適宜調整することができる。例えば、発光素子1が平面視において長方形の場合は、発光素子1の長手方向の長さは200μm~1500μmであり、短手方向の長さは50μm~400μmであり、厚みは80μm~200μmが挙げられる。
The
In the semiconductor laminate, a first semiconductor layer (e.g., n-type semiconductor layer), a light-emitting layer, and a second semiconductor layer (e.g., p-type semiconductor layer) are stacked in this order, and the same surface side (e.g., second semiconductor layer side) surface) has both a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer. As a result, flip-chip mounting can be performed in which the light-emitting
The shape of the semiconductor laminate in a plan view is not particularly limited, and a rectangular shape or a shape similar thereto is preferable. The size of the semiconductor laminate in a plan view can be appropriately adjusted according to the size of the
第1電極及び第2電極は、例えば、Au、Pt、Pd、Rh、Ni、W、Mo、Cr、Ti等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜によって形成することができる。具体的には、半導体層側からTi/Rh/Au、W/Pt/Au、Rh/Pt/Au、W/Pt/Au、Ni/Pt/Au、Ti/Rh等のように積層された積層膜が挙げられる。膜厚は、当該分野で用いられる膜の膜厚のいずれでもよい。また、それぞれ第1半導体層及び第2半導体層に近い側に、発光層から出射される光に対する反射率が電極のその他の材料より高い材料を含む層が、これら電極の一部として配置されることが好ましい。反射率が高い材料としては、銀又は銀合金やアルミニウムを有する層が挙げられる。なお、銀又は銀合金を用いる場合には、銀のマイグレーションを防止するために、その表面(好ましくは、上面及び端面)を被覆する被覆層を形成することが好ましい。このような被覆層としては、通常、導電材料として用いられている金属及び合金によって形成されるものであればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属を含有する単層又は積層層が挙げられる。 The first electrode and the second electrode can be formed of, for example, single-layer films or laminated films of metals such as Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, and Ti, or alloys thereof. Specifically, from the semiconductor layer side, stacked layers such as Ti/Rh/Au, W/Pt/Au, Rh/Pt/Au, W/Pt/Au, Ni/Pt/Au, Ti/Rh, etc. membranes. The film thickness may be any film thickness used in the field. Further, a layer containing a material having a higher reflectance with respect to light emitted from the light emitting layer than other materials of the electrode is arranged as a part of the electrode on the side closer to the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, respectively. is preferred. Materials with high reflectance include layers comprising silver or silver alloys and aluminum. When using silver or a silver alloy, it is preferable to form a coating layer covering the surface (preferably, the upper surface and the end surface) in order to prevent the migration of silver. Such a coating layer may be formed of a metal or alloy that is usually used as a conductive material. be done.
発光素子1は、半導体積層体の電極配置面側に、電気的な接続を阻害しない範囲で、DBR(分布ブラッグ反射器)層等を配置してもよい。DBRは、例えば、任意に酸化膜等からなる下地層の上に、低屈折率層と高屈折率層とを積層させた多層構造であり、所定の波長光を選択的に反射する。具体的には屈折率の異なる膜を波長の1/4の厚みで交互に積層することにより、所定の波長を高効率に反射させることができる。材料として、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alからなる群より選択された少なくとも一種の酸化物又は窒化物を含んで形成することができる。
発光素子1は、その大きさ、形状、発光波長等適宜選択することができる。複数の発光素子1は、それぞれの大きさ、形状、発光波長等が異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
In the
The size, shape, emission wavelength, etc. of the
複数の発光素子1は、基板2上に、規則的に配置され、複数の発光素子1のX方向又はY方向の間隔が略均等となるよう設けられることが好ましい。これによって、後述する切断をより容易に行うことができる。
例えば、発光素子1同士のX方向又はY方向の間隔は10μm~1000μmとすることができ、例えば、200μm~800μmとすることが好ましい。
It is preferable that the plurality of
For example, the distance between the
(複数の透光性部材5の準備)
次に、複数の透光性部材5を準備する。複数の透光性部材5は、図1Bおよび図1Cに示すように、板状の透光性部材5の集合体を準備し、個片化することで準備することができ、また、予め個片化された複数の透光性部材5を準備することもできる。第1実施形態では、板状の透光性部材5の集合体を準備し、個片化することで複数の透光性部材5を準備する方法について主に説明する。透光性部材5の集合体は、少なくとも第1透光層3と蛍光体層4との積層構造を有する。蛍光体層4は、第1透光層3の一の面(以下、第1面3aということがある)に積層されている。
第1透光層3は、後述する発光素子1から出射される光を透過させ得るものであればよく、例えば、その光を60%以上、70%又は80%以上透過させるものが好ましい。
第1透光層3は、透光性の樹脂、ガラス等により形成することができる。樹脂としては、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、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。なかでもシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂が好ましく、特に耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂がより好ましい。
(Preparation of Plural Translucent Members 5)
Next, a plurality of
The first light-transmitting
The first light-transmitting
第1透光層3は、さらに、充填材(例えば、拡散剤、着色剤、蛍光体等)を含んでいてもよい。例えば、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、ガラス、カーボンブラック等が挙げられる。なかでも、酸化チタンは、水分などに対して比較的安定で且つ高屈折率であり、また熱伝導性にも優れるため、好ましい。充填材の粒子の形状は、破砕状、球状、中空及び多孔質等のいずれでもよい。粒子の平均粒径(メジアン径)は、0.08μm~10μm程度が好ましい。これにより、高い効率で光散乱効果を得られる。充填材は、例えば、第1透光層3の重量に対して10重量%~60重量%含有されていることが好ましい。例えば、第1透光層3に充填材を含有層させることにより、色ムラの改善、発光装置のタック性の低減が期待できる。また、第1透光層3を樹脂で形成する場合には、熱伝導率の高い充填材を用いることにより、熱伝導性を改善し、発光装置の信頼性を向上させることができる。
第1透光層3の厚みは、例えば、5μm~80μm程度である。
The first light-transmitting
The thickness of the first light-transmitting
蛍光体層4は、蛍光体の結晶又は焼結体等を用いることができ、また上述した透光性の樹脂又はガラス等に蛍光体を含有させたものを用いることもできる。
蛍光体としては、当該分野で公知のものが挙げられる。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(YAG)系蛍光体、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(LAG)系蛍光体、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(CaO-Al2O3-SiO2)系蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)系蛍光体、βサイアロン蛍光体、KSF系蛍光体(K2SiF6:Mn)、量子ドット蛍光体等と呼ばれる半導体の微粒子などが挙げられる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色系)を出射する発光装置、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。発光装置が液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる場合、発光素子1から発せられた青色光によって励起され、赤色発光する蛍光体(例えばKSF系蛍光体)と、緑色発光する蛍光体(例えばβサイアロン蛍光体)とを用いることが好ましい。これにより、発光装置を用いたディスプレイの色再現範囲を広げることができる。
蛍光体の形状は、破砕状、球状、中空及び多孔質等のいずれでもよい。
蛍光体が透光性樹脂等に含有される場合は、例えば、蛍光体の平均粒径(メジアン径)は、0.08μm~10μm程度が挙げられる。蛍光体は、蛍光体層4の重量に対して10重量%~60重量%含有されていることが好ましい。
蛍光体層4の厚みは、所望の色度を実現しつつ、光束低下を抑制する観点から、80μm~200μm程度であることが好ましい。
The
Phosphors include those known in the art. For example, cerium-activated yttrium aluminum garnet (YAG) phosphors, cerium-activated lutetium aluminum garnet (LAG) phosphors, nitrogen-containing calcium aluminosilicates activated with europium and/or chromium (CaO—Al 2 O 3 —SiO 2 ) phosphor, europium-activated silicate ((Sr, Ba) 2 SiO 4 ) phosphor, β-SiAlON phosphor, KSF phosphor (K 2 SiF 6 : Mn), fine semiconductor particles called quantum dot phosphors, and the like. As a result, a light-emitting device that emits a mixed color light (for example, white light) of primary light and secondary light of visible wavelengths, and a light-emitting device that emits secondary light of visible wavelengths upon being excited by primary light of ultraviolet light can be obtained. can. When the light-emitting device is used as a backlight of a liquid crystal display or the like, it is excited by the blue light emitted from the light-emitting
The shape of the phosphor may be crushed, spherical, hollow, porous, or the like.
When the phosphor is contained in a translucent resin or the like, for example, the average particle diameter (median diameter) of the phosphor is about 0.08 μm to 10 μm. The phosphor content is preferably 10 wt % to 60 wt % with respect to the weight of the
The thickness of the
透光性部材5として、ガラスや蛍光体の焼結体等の無機材料を用いる場合には、透光性部材5の劣化を低減できるため、信頼性の高い発光装置とすることができる。このような発光装置は、例えば車のヘッドライト用光源等に用いることができる。
透光性部材5の集合体は、複数の発光素子1を被覆し得る程度の大きさ、つまり、複数の発光素子1の合計平面積よりも大きければよい。例えば、平面視において、20cm×10cm、3cm×3cm又は9cm×6cm等の大きさが挙げられる。
When an inorganic material such as glass or a sintered body of phosphor is used as the
The aggregate of the
透光性部材5は、図1Cに示すように、第1透光層3の蛍光体層4の積層面と反対側に位置する面(以下、第2面3bということがある)側に、凹部5aが形成されている。凹部5aは、発光素子の平面形状よりも大きな開口部形状を有する。凹部5aの開口部形状の大きさは、発光素子1の外縁に対して10μm~50μm大きい、或いは、発光素子1の一辺の5%~20%大きいことが好ましい。これにより、後述する接合部材6を所望の形状にすることが容易になる。例えば、接合部材6は、発光素子1の上面に加えて側面にも配置することができ、発光素子1側面から出る光を接合部材6を介して透光性部材5に効率的に入射させることができる。その結果、発光装置10の光取り出しを向上させることができる。
As shown in FIG. 1C, the light-transmitting
凹部5aの内面の形状は、半球又はドーム状となるように曲面を有していてよく、また、柱状又は台形状となるように平面で形成されていてもよい。また、凹部5aの内側面の形状は、透光性部材5の蛍光体層4の表面に対して垂直であってもよいし、傾斜を有していてもよい。例えば、凹部5aの内側面は、凹部5aの上面に向かって広口となるような、傾斜面を有していてもよい。
また、凹部5aの開口部形状は、発光素子の外縁と相似又は相似に近似する形状とすることが好ましい。
The shape of the inner surface of the
In addition, it is preferable that the shape of the opening of the
凹部5aの深さは、第1透光層3の厚みと同じとすることができ、また、それよりも小さくすることもできる。ただし、凹部5aの深さは、例えば、5μm~50μmがとすることが好ましい。これにより、接合部材6を、発光素子1の側面において、適所かつ適切な形状で配置することができ、さらに、凹部5aが一定の深さを有することで凹部5aと発光素子1との位置決めがしやすくなる。
The depth of the
凹部5aを有する第1透光層3は、種々の形状とすることができる。例えば、第1透光層3は、図3Aに示すように第1透光層3が凹部5aの底面に配置されていない第1透光層3Xとすることができ、また、図3Bに示すように第1透光層3が凹部5aの底面(3B、図6参照)に配置されている第1透光層3Yとすることもできる。
発光素子1の側面に位置する凹部5aの厚み(図1C中のT)は、2μm以上であればよく、2μm~40μmが挙げられる。
発光素子1の側面に位置する凹部5aの厚みTは、厚みが厚いほど発光素子1の側面から出射される光をより透光性部材5に導くことが出来るため、発光効率の高い発光装置を製造することができる。
凹部5aの内面、蛍光体層4の表面を含む透光性部材5の表面は、平坦であってもよいし、凹凸が存在していてもよい。
The first light-transmitting
The thickness (T in FIG. 1C) of the
As the thickness T of the
The surface of the
透光性部材5は、上述したように、少なくとも第1透光層3と蛍光体層4とを有していればよい。透光性部材5は、さらに、透光層及び/又は蛍光体層の1層以上が積層されていてもよい。例えば、透光性部材5は、図3Bに示したように、蛍光体層4の第1透光層3と反対側に位置する第2透光層8を有する透光性部材5Yとしてもよい。
第2透光層8は、発光素子1から出射される光を透過させ得るものであればよく、その光を60%以上、70%又は80%以上透過させるものが好ましい。第2透光層8は、例えば、透光性の樹脂、ガラス等により形成することができる。透光性の樹脂は、前述した第1透光層3と同じものを使用できる。
第2透光層8を有することにより、発光面を外部環境より保護することが出来る。
The
The second light-transmitting layer 8 may transmit the light emitted from the light-emitting
By having the second light-transmitting layer 8, the light-emitting surface can be protected from the external environment.
透光性部材5は、例えば、液状の樹脂と蛍光体を混合した材料を、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形、スプレー、印刷、ポッティング等で形成することができる。また、透光性部材5は、電気泳動堆積等で樹脂層の上に略均一な厚みに形成した蛍光体に樹脂を含浸させて形成することができる。これにより、例えば、シート状、フィルム状又は板状の透光性部材5を形成することができる。
透光性部材5における凹部5aは、これらの方法によりシート状、フィルム状又は板状に形成する過程の途中又は過程の後に、形成することができる。例えば、図4Aに示すように、第1透光層3及び蛍光体層4を積層した後、図4Bに示すように、所望の凹部5aの開口形状に相当する凸部9aを備えた金型9を、第1透光層3の表面に押圧することにより、図4Cに示すように、凹部5aを形成することができる。この場合、例えば、第1透光層3は、半硬化の状態で押圧し、その後硬化させることで凹部5aを形成してもよい。
複数の凹部5aを有する透光性部材5の集合体は、凹部5a間で切断されることにより、1つの発光素子に適用する1つの透光性部材5を同時に複数個を製造することができる。これによって、製造工程を簡略化することができる。
The
The
An assembly of
(透光性部材5と発光素子1との接合)
図1Dに示すように、透光性部材5の凹部5a内に、発光素子1の発光面が収まるように、接合部材6を介して発光素子1を配置する。
例えば、透光性部材5は、図6に示すように、その上面側から吸着装置12で吸引するために、凹部5aの底面3Bを下側から突き上げ針11で突き上げて、発光素子1上に配置する。そのために、凹部5aの底面3Bには、突き上げ針11の突き上げに起因する凹み13が形成されることがある。この凹み13は、接合部材6の透光性部材5への接触面積の増大をもたらすために、透光性部材5の発光素子1へのより強固な密着性を確保することができる。
(Joining
As shown in FIG. 1D , the light-emitting
For example, as shown in FIG. 6, the light-transmitting
接合部材6は、発光素子1から出射される光の60%以上を透過するものが好ましい。また、液状であって、光又は熱等によって硬化させ得る材料であることが好ましい。このような接合部材6としては、特に、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用いることが好ましい。また、接合部材6は、光を散乱する添加物を添加してもよい。これにより、発光素子1から出射された光を接合部材6内で均一化させることができる。
The
接合部材6は、例えば、透光性部材5を準備する際に、透光性部材5の凹部5a内に接合部材6を配置することができる。また、発光素子1の上面(つまり、発光面)に予め接合部材6を配置することができる。
For example, when the
接合部材6は、発光素子1を透光性部材5の凹部5a内で接合するのに十分な量であることを要し、凹部5aの内外で、発光素子1の側面の一部を被覆し得る量とすることが好ましい。さらには、発光素子1の側面の全部を被覆し得る量とすることがより好ましい。
特に、接合部材6が、凹部5a内に位置する発光素子1の側面に配置するとともに、凹部5aから露出する発光素子1の側面に配置するために、例えば、蛍光体層4側から、発光素子1に圧力をかけることが好ましい。この場合の圧力は、例えば、0.1Pa~数Paが挙げられる。さらに、圧力をかけた後、接合部材6を硬化させるために、接合部材6に熱又は光等を加えることがより好ましい。これにより、発光素子1と透光性部材5とを、強固に、かつ適所に固定することができる。熱を加える場合は、例えば、300℃以下が好ましく、100℃~250℃がより好ましい。光を加える場合は、例えば、10mJ/cm2~1000mJ/cm2とすることができる。
接合部材6が適度に発光素子1の側面に回りこむことで、例えば、接合部材6に拡散剤を含有させることで、発光素子1から発せられる光を接合部材6の内部において均一化させることができる。これによって、発光装置10から出射される光のムラを低減することができる。さらに、凹部5aが、接合部材6の隣接する透光性部材5及び/又は発光素子1への付着を効果的に防止することができるため、接合部材6の厳密な量の管理が不要となるとともに、透光性部材5の発光素子1への適所の配置が可能となる。これにより、透光性部材5を発光素子1へ配置した後に、配置のズレ等を調整する工程を省略することができ、製造工程を簡略化することができる。
The
In particular, in order for the
Light emitted from the
(光反射性部材7の形成)
図1Eに示すように、透光性部材5の外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材7を形成する。光反射性部材7は、発光素子1の側面に配置された接合部材6の表面、接合部材6から露出している場合には発光素子1の側面をさらに被覆することが好ましい。ここでの被覆は、光反射性部材7と、接合部材6の表面又は発光素子1の側面とが接触していることが好ましい。さらに、光反射性部材7は、発光素子1の下面に形成されることが好ましい。例えば、光反射性部材7は、発光素子1の電極の側面、及び、発光素子1と基板2との間の一部において形成されていることが好ましく、発光素子1と基板2との間の全部においても形成されていることがより好ましい。これにより、発光素子1から出射された光を、光反射性部材7によって効率的に反射させることができ、出射された光の略全てを蛍光体層4に入射させることが可能となる。また、光反射性部材7が透光性部材5の側面を被覆することにより、複数の発光装置10が短い間隔で隣接して配置された場合においても、見切り性が良好である発光装置を製造することができる。見切り性が良いとは、発光領域と非発光領域とのコントラスト差が大きいことを指す。
(Formation of light reflecting member 7)
As shown in FIG. 1E, a light-reflecting
光反射性部材7は、発光素子1から出射される光を反射することができる材料から形成されることが好ましい。具体的には、上述した透光性樹脂と同様の樹脂材料に、光反射性物質を含有させることにより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、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、イットリア安定化ジルコニア、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、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、ムライト等が挙げられる。なかでも酸化チタンは、水分等に対して比較的安定でかつ高屈折率であるため好ましい。
The
光反射性部材7は、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の金型成形、印刷、ポッティング等によって形成することができる。なかでも、圧縮成形、トランスファー成形を利用することがより容易であることから、好ましい。光反射性部材7は、複数の発光素子1に対して一体的に形成することが好ましいが、発光素子1ごとに分離して形成してもよい。
The light-reflecting
光反射性部材7は、複数の発光素子1に対して一体的に形成する場合、発光素子1間の間隔、後述する切断時の除去の厚み(例えば、ブレードの厚み等)にもよるが、後述する切断後に、透光性部材5の側面における厚みが10μm以上、また、発光素子1の側面から30μm以上となるように形成することが好ましく、20μm~80μmとなるように形成することがより好ましい。
光反射性部材7は、各発光素子1の発光面に接合された透光性部材5の上面と面一となるように形成することが好ましい。これによって、発光面からの光の取り出し阻害を回避することができる。
When the light-reflecting
The
光反射性部材7は、例えば、図5に示すように、透光性部材5を含む発光素子1の全部を埋設するように、つまり、透光性部材5の上面を覆うように形成する。その後、透光性部材5の上面に配置された光反射性部材7を除去し、光反射性部材7が透光性部材5の上面と面一となるように、透光性部材5の上面を露出させてもよい。光反射性部材7は、研磨又は研削、切削、ポリッシング、CMP、超音波加工、レーザ加工等を利用して除去することができる。
透光性部材5の上面を光反射性部材7で埋設する場合、図3Bに示すように、蛍光体層4の第1透光層3と反対側に位置する第2透光層を備えることが好ましい。つまり、蛍光体層4と、第1透光層3Yと、第2透光層8の3層構造を有する透光性部材5Yを用いて、発光素子の発光面に遠い側に第2透光層8を配置することが好ましい。これにより、光反射性部材7とともに透光性部材5の一部まで除去することとなっても、透光性部材5における蛍光体量を変動させることを防止することができ、安定した光変換を確保することができる。
For example, as shown in FIG. 5, the
When the upper surface of the light-transmitting
(切断)
図1Fに示すように、基板2及び光反射性部材7を切断する。これによって、発光装置10を製造することができる。また、光反射性部材7が発光素子1ごとに分離して形成されている場合には、基板2のみを切断してもよい。
切断は、各発光素子1間で、発光素子1毎に行ってもよいし、複数の発光素子1毎に行ってもよい。後者により、複数の発光素子1を有する発光装置20を製造することができる。
この切断は、ダイシング、トムソン加工、超音波加工、レーザ加工等の方法を利用することができる。
切断は、隣接する透光性部材5の間で、隣接する透光性部材5間の間隔に相当する光反射性部材7を除去するように行ってもよい。なお、隣接する透光性部材5の間で、透光性部材5の側面を光反射性部材7が被覆するように、透光性部材5間の間隔よりも小さい幅で光反射性部材7を除去するように行うことが好ましい。透光性部材5の側面を光反射性部材7が被覆することにより、透光性部材5の側面からの光漏れを防止して、見切り性のある発光装置10を得ることができる。
(cut)
As shown in FIG. 1F, the
Cutting may be performed for each light emitting
For this cutting, methods such as dicing, Thomson processing, ultrasonic processing, and laser processing can be used.
The cutting may be performed so as to remove the
実施形態1で製造される発光装置10は、
発光素子1と、第1面3a及び第1面3aの反対側に位置する第2面3bを有する第1透光層3と、第1面3a側に配置された蛍光体層4とを有し、第2面3b側に発光素子1の上面及び側面を被覆する凹部5aを有する透光性部材5と、発光素子1と透光性部材5との間に位置する接合部材6と、透光性部材5の外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材7と、を有する。
The light-emitting
It has a light-emitting
実施形態1で製造される発光装置10は、図2Aに示すように、発光素子1が基板2上に配置されている。
透光性部材5は、第1透光層3と蛍光体層4からなり、第1透光層3は、第1面3a及び第1面3aの反対側に位置する第2面3bを有し、第1面3a側に蛍光体層4を有する。さらに、第2面3b側には、発光素子1の上面及び側面を被覆する凹部5aを有する。透光性部材5の凹部5aは、凹部5aの下面と発光素子1の発光面が、接合部材6を介して配置されている。
凹部5aの開口部形状は、発光素子1の平面形状よりも大きく、発光素子1の平面形状と相似形状が好ましい。
また、凹部5aは、発光素子1の側面の少なくとも一部を覆っていればよく、さらに略全部を覆っているほうが好ましい。凹部5aが、発光素子1の側面の略全部を覆うことにより、発光素子1の側面から出射する光をより透光性部材5に導くことができ、発光効率の高い発光装置とすることができる。
In the light-emitting
The
The shape of the opening of the
Moreover, the
また、透光性部材5は、蛍光体層4の第1透光層3が配置されている面の反対側に位置する面側に第2透光層8を有していてもよい。
Further, the
接合部材6は、発光素子1の上面に配置される。接合部材6は、発光素子1の上面に加えて、発光素子1の側面の一部に配置されていることが好ましく、発光素子1の側面の略全部に配置されていることが好ましい。これにより、透光性部材5と発光素子1のより強固な密着性を確保することが出来る。また、発光素子1の側面から出射する光をより透光性部材5に導くことができる。
なお、図2Aに示すように、接合部材6は、発光素子1の側面のうち、凹部5aが発光素子1の側方に配置していない側面に配置することができる。この場合、接合部材6は、透光性部材5の第2面3bから発光素子1の側面に向かい、側面側に凹の曲面を有していることが好ましい。
The
In addition, as shown in FIG. 2A , the
光反射部材7は、発光装置10においては、透光性部材5の外側面、接着部材6、発光素子1の側面及び基板2上を被覆する。透光性部材5の外側面を光反射部材7で被覆することで、良好な見切り性を確保することができる。
In the
凹部5aの下面には、さらに凹み13が形成されていてもよい。凹み13は、透光性部材5のうち、第1透光層3内に形成されていることが好ましい。これにより、透光性部材5と接合部材6との接触面積が増大し、透光性部材5の発光素子1へのより強固な密着性を確保することができる。
A
透光性の接合部材6を上記のように配置することにより、例えば第1透光層3に充填材を含有層させることで、接合部材6内で発光素子1から出射された光を均一化させることができる。その結果、発光装置10の発光効率を向上させることができる。
また、透光性部材5に凹部5aを備えた発光装置10は、接合部材6の厳密な量を管理する必要がなく、適所に適切な形状で配置させることができる。
By arranging the light-transmitting
Further, the light-emitting
(変形例)
実施形態1の発光装置10の変形例として、図7に示すように、1つの発光装置20内に、例えば、4つの発光素子1と、4つの透光性部材5とがそれぞれ配置されている。また、発光素子1と透光性部材5との間に位置する接合部材6は、各透光性部材5の外側面の少なくとも一部を一体的に、さらに、複数の発光素子1の側面をも一体的に被覆する光反射性部材7とを有する。このような発光装置20も、発光装置10と同様の効果を有する。
また、このような発光装置20では、隣接する発光素子1及び透光性部材5の間に光反射性部材7が配置しているために、それらが近接して配置されていても、発光領域と非発光領域とのコントラストが高い、良好な見切り性を確保することができる。
(Modification)
As a modification of the
Further, in the
(実施形態2)
実施形態2の発光装置30の製造方法は、光反射性部材7を形成する工程の後であって、複数の発光装置30を得る工程の前に基板2を除去する工程を含む。実施形態2で用いる基板2は、例えば、発光素子1を等間隔に配列するためにのみ用いる支持基板を用いることができる。
基板2は、このような支持基板として、耐熱性の粘着シート等を用いることができ、また透光性の基板を用いることができる。透光性の基板としては、透明樹脂のシート又はガラスのシート等の透光シートを用いることができる。
(Embodiment 2)
The method for manufacturing the light emitting device 30 of
For the
以下、実施形態1の製造方法と異なる点である基板2を除去する工程について主に記載する。
なお、光反射性部材7を形成する工程までは、実施形態2の製造方法は実施形態1の製造方法と略同じである。
(切断)
実施形態1の発光装置の製造方法と同様に、光反射性部材7が形成された中間体を準備する。そしてその後、発光素子1間において、基板2を一部もしくは全部が残るように光反射部材7を切断する。つまり、基板2が完全に切断されないことで、複数の発光装置30は基板2で繋がっている状態になる。
(基板2を除去する工程)
次に、基板2を中間体より除去し、複数の発光装置30を得る。切断工程において、基板2を一部もしくは全部が残るように切断することで、基板2を容易に除去でき、一度の除去で多くの発光装置30を得ることができ、製造工程の簡略化ができる。
実施形態2の製造方法で製造された発光装置30は、図2Bに示すように、実施形態1で製造された発光装置10と基板2を有しない点で異なる。基板2を有しないことで、より薄型の発光装置とすることができる。
The process of removing the
Note that the manufacturing method of the second embodiment is substantially the same as the manufacturing method of the first embodiment up to the step of forming the
(cut)
As in the manufacturing method of the light emitting device of
(Step of removing substrate 2)
Next, the
The light-emitting device 30 manufactured by the manufacturing method of
1 発光素子
2 基板
3、3X、3Y 第1透光層
3a 第1面
3b 第2面
3B 底面
4 蛍光体層
5、5X、5Y 透光性部材
5a 凹部
6 接合部材
7 光反射性部材
8 第2透光層
9 金型
9a 凸部
10、20 発光装置
11 突き上げ針
12 吸着装置
13 凹み
REFERENCE SIGNS
Claims (13)
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を有する第1透光層と、前記第1面側に配置された蛍光体層とを有し、前記第2面側に前記発光素子の平面形状よりも大きな開口部形状を備える複数の凹部を有する透光性部材を準備し、
複数の前記凹部を有する前記透光性部材を前記凹部間で切断し、複数の透光性部材を得、
前記透光性部材の前記凹部内のそれぞれに、接合部材を介して前記発光素子を配置し、
複数の前記透光性部材それぞれの外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材を形成し、
前記基板又は前記光反射性部材を切断して複数の発光装置を得る発光装置の製造方法。 Prepare a substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged,
a first light-transmitting layer having a first surface and a second surface located opposite to the first surface; a phosphor layer disposed on the first surface side; preparing a translucent member having a plurality of recesses having an opening shape larger than the planar shape of the light emitting element;
cutting the translucent member having a plurality of recesses between the recesses to obtain a plurality of translucent members;
disposing the light emitting element via a bonding member in each of the recesses of the translucent member;
forming a light-reflecting member covering at least a portion of the outer surface of each of the plurality of light-transmitting members;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising cutting the substrate or the light-reflecting member to obtain a plurality of light-emitting devices.
前記凹部の開口部形状を、前記発光素子の平面形状の相似形状となるように前記凹部を設ける請求項1に記載の発光装置の製造方法。 In the step of preparing the translucent member,
2. The method of manufacturing a light-emitting device according to claim 1, wherein the recess is provided so that the shape of the opening of the recess is similar to the planar shape of the light-emitting element.
前記光反射性部材で、前記透光性部材の上面を被覆する工程と、
前記透光性部材の上面を被覆する前記光反射性部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、を含む請求項1~4のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 The step of forming the light reflective member includes:
a step of covering the upper surface of the light-transmitting member with the light-reflecting member;
The method of manufacturing a light-emitting device according to any one of claims 1 to 4 , further comprising: removing the light-reflecting member covering the top surface of the light-transmitting member to expose the light-transmitting member. .
前記複数の発光素子のそれぞれの上面に前記接合部材を配置する工程を含む請求項1~5のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 The step of arranging the light emitting element via the bonding member includes:
6. The method of manufacturing a light-emitting device according to claim 1 , further comprising the step of disposing the bonding member on the upper surface of each of the plurality of light-emitting elements.
前記凹部内に前記接合部材を配置する工程を含む請求項1~6のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 The step of arranging the light emitting element via the bonding member includes:
7. The method of manufacturing a light-emitting device according to claim 1 , further comprising the step of disposing the joining member in the recess.
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を有する第1透光層と、前記第1面側に配置された蛍光体層とを有し、前記第2面側に前記発光素子の上面及び側面の一部のみを被覆する凹部を有する透光性部材と、
前記発光素子と前記透光性部材との間に位置し、前記発光素子の側面のうち、前記凹部が前記発光素子の側方に配置していない側面において、前記凹部周辺の前記第2面側から前記凹部が前記発光素子の側方に配置していない前記側面に向かって、前記側面側に凹の曲面を有する接合部材と、
前記透光性部材の外側面の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を有する発光装置。 a light emitting element;
a first light-transmitting layer having a first surface and a second surface located opposite to the first surface; a phosphor layer disposed on the first surface side; a translucent member having a recess covering only a part of the upper surface and side surface of the light emitting element;
The second surface located between the light-emitting element and the light-transmitting member, and on the side surface of the light-emitting element where the recess is not arranged on the side of the light-emitting element, the second surface around the recess. a bonding member having a concave curved surface on the side surface toward the side surface where the recess is not arranged on the side of the light emitting element from the side;
and a light-reflecting member that covers at least part of the outer surface of the light-transmitting member.
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