JP7401743B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。

発光装置としては、発光素子から放射された青色光と、発光素子上に設けた蛍光体板の蛍光体によって波長変換された例えば黄色の二次光との混色によって白色光を生成するように構成されたものが知られている。

特開２０１５－０７９８０５号公報

本開示に係る実施形態は、色むらの改善ができる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。

本開示の実施形態に係る発光装置は、上面および側面を有する発光素子と、平面視において多角形に形成され、前記発光素子の上面に下面を対面させて設けられる波長変換部材と、前記発光素子の側面の少なくとも一部を覆う導光部材と、前記波長変換部材の側面及び前記導光部材を覆う被覆部材と、を備え、前記波長変換部材の下面は、前記発光素子の上面を囲む溝部を有し、前記溝部は、前記多角形の各辺に沿って形成されると共に、隣り合う溝部と交差して前記下面において外縁まで延伸し、前記導光部材は、前記溝部の内部を被覆する構成を備えている。

本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、平面視において多角形に形成すると共に下面の各辺に沿って外縁まで延伸する溝部を有する波長変換部材を準備する準備工程と、前記溝部により囲まれる前記波長変換部材の下面の領域に発光素子の上面を導光部材により接合すると共に前記溝部内に前記導光部材を配置する接合工程と、を含む。

本開示に係る実施形態によれば、色むらの改善ができる発光装置及び発光装置の製造方法を提供することができる。

実施形態に係る発光装置の全体を示す斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。 図２における発光素子及び波長変換部材を模式的に拡大して示す拡大断面図である。 実施形態に係る発光装置の波長変換部材を模式的に示す底面図である。 実施形態に係る発光装置の波長変換部材を模式的に示す側面図である。 実施形態に係る発光装置の波長変換部材の溝部の一部を底面側から拡大して模式的に示す拡大斜視図である。 実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成した溝部と導光部材との状態を拡大して断面として模式的に示す拡大断面図である。 実施形態に係る発光装置の第１の製造方法を示すフローチャートであるである。 実施形態に係る発光装置の第１の製造方法において波長変換部材の下面の一部を拡大して模式的に示す説明図である。 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１の製造方法において発光素子を支持体に支持させ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第１の製造方法において発光素子に導光部材を介して波長変換部材を接合させ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第１の製造方法において被覆部材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第１の製造方法において発光装置を個片化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第２の製造方法を示すフローチャートであるである。 実施形態に係る発光装置の第２の製造方法において被覆部材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第２の製造方法において被覆部材を研削して波長変換部材の上面を露出させ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第１の製造方法において発光装置を個片化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第３の製造方法を示すフローチャートであるである。 実施形態に係る発光装置の第３の製造方法において波長変換部材を支持体に支持させ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第３の製造方法において波長変換部材に導光部材を介して発光素子を接合させ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第３の製造方法において被覆部材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第３の製造方法において被覆部材を研削して発光素子の素子電極を露出させ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第３の製造方法において支持体を除去する状態を模式的に示す説明図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝形状の第１変形例を模式的に示す部分拡大断面図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝形状の第２変形例を模式的に示す部分拡大断面図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝形状の第３変形例を模式的に示す部分拡大断面図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝部について第１変形例を模式的に示す説明図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材及び溝部について第２変形例を模式的に示す説明図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝部について第３変形例を模式的に示す説明図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝部の大きさを変形例として拡大して模式的に示す説明図である。 各実施形態に係る発光装置の波長変換部材に形成される溝部の位置を変形例として拡大して模式的に示す説明図である。

以下、実施形態の一例を示す発光装置及びその製造方法を説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本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。

＜発光装置の構成＞
図１乃至図４に示すように、発光装置１００Ａは、上面１０ａおよび側面１０ｂを有する発光素子１０と、平面視において多角形に形成され、発光素子１０の上面１０ａに下面１３ｃを対面させて設けられる波長変換部材１３と、発光素子１０の側面１０ｂの少なくとも一部を覆う導光部材２０と、波長変換部材１３の側面１３ｂ及び導光部材２０を覆う被覆部材３０と、を備えている。そして、波長変換部材１３の下面１３ｃは、発光素子１０の上面１０ａを囲む溝部１４を有している。さらに、溝部１４は、多角形（図では矩形）の各辺に沿って形成されると共に、隣り合う溝部と交差して下面１３ｃにおいて外縁まで延伸するように形成されている。また、導光部材２０は、溝部１４の内部を被覆するように形成されている。
ここでは、発光装置１００Ａは、主として、発光素子１０と、下面に溝部１４を有する波長変換部材１３と、導光部材２０と、被覆部材３０と、基板４０と、を備えている。以下、発光装置１００Ａの各構成について説明する。

［発光素子］
発光素子１０は、例えばＬＥＤ等の公知の半導体発光素子である。発光素子１０は、一例として、素子本体１１と、第１素子電極１２ａおよび第２素子電極１２ｂとを有する。この例では、発光素子１０の上面は、素子本体１１で構成されており、第１素子電極１２ａ及び第２素子電極１２ｂが、発光素子１０の上面１０ａとは反対側となる下面１０ｃに形成されている。発光素子１０の上面視における形状は、ここでは矩形状に形成されている。この発光素子１０は、上面１０ａの形状を波長変換部材１３と相似形として矩形状に形成され、４つの側面１０ｂを有している。
素子本体１１は、例えば、サファイア基板、窒化ガリウム基板等の支持基板と、支持基板上の半導体積層構造とを含む。半導体積層構造は、活性層と、活性層を挟むｎ型半導体層およびｐ型半導体層とを含む。半導体積層構造は、紫外から可視域の発光が可能な窒化物半導体であるＩｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１－Ｘ－Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等で表されるＧａＮ系やＩｎＧａＮ系を用いることができる。発光素子１０は、フリップチップ実装されるものを使用することができる。
第１素子電極１２ａ及び第２素子電極１２ｂは、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ等の金属または合金の単層膜または積層膜で形成され、素子本体１１中の支持基板とは反対側においてｎ型半導体層およびｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続されている。発光素子１０は、同一面側に第１素子電極１２ａ及び第２素子電極１２ｂとを備え、フリップチップ接続に適合するように構成されている。

［波長変換部材］
波長変換部材１３は、図３及び図７に示すように、発光素子１０の上面に接合される板状部材である。波長変換部材１３は、発光素子１０の上面１０ａに導光部材２０を介して接合される下面１３ｃと、下面１３ｃとは反対側に位置する上面１３ａと、上面１３ａ及び下面１３ｃに連続する側面１３ｂを有する。波長変換部材１３の厚さ、すなわち、下面１３ｃと上面１３ａとの間の距離は、例えば、３０μｍ以上３００μｍ以下の範囲である。ここでは、波長変換部材１３の上面視における形状は、発光素子１０の上面１０ａの形状に相似する矩形に形成されている。なお、波長変換部材１３は、平面視において、発光素子１０の上面を内包するように、発光素子よりも大きい平面積を有するように形成されている。

波長変換部材１３は、発光素子１０から出射された光の少なくとも一部を吸収し、発光素子１０からの光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、波長変換部材１３は、発光素子１０からの青色光の一部を波長変換して黄色光を発する。このような構成によれば、波長変換部材１３を通過した青色光と、波長変換部材１３から発せられた黄色光との混色によって、白色光が得られる。
波長変換部材１３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等に蛍光体粉末を含有させたものが挙げられる。また、波長変換部材１３は、樹脂、ガラス、セラミック等の成形体の下面に蛍光体を含有する樹脂層や蛍光体を含有するガラス層を形成したものでもよい。また、波長変換部材１３は、目的に応じて、拡散材等のフィラーを含有してもよい。また、拡散材等のフィラーを含有する場合、波長変換部材１３は、樹脂、ガラス、セラミック又は他の無機物等にフィラーを含有させたものでもよいし、樹脂、ガラス、セラミック等の成形体の表面にフィラーを含有する樹脂層やフィラーを含有するガラス層を形成したものでもよい。
蛍光体には、公知の材料を適用することができる。蛍光体の一例としては、ＹＡＧ系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体およびＣＡＳＮ等の窒化物系蛍光体、βサイアロン蛍光体等である。さらに、ＹＡＧ系蛍光体は、青色光を黄色光に変換する波長変換物質の例であり、ＫＳＦ系蛍光体およびＣＡＳＮは、青色光を赤色光に変換する波長変換物質の例であり、βサイアロン蛍光体は、青色光を緑色光に変換する波長変換物質の例である。蛍光体は、量子ドット蛍光体であってもよい。
拡散材としては、例えば、例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等を用いることができる。

［溝部］
図３乃至図７に示すように、波長変換部材１３の下面１３ｃには、溝部１４が設けられている。溝部１４は、発光素子１０の上面１０ａを囲むように波長変換部材１３の各辺に沿って設けられている。なお、本明細書における「溝部」の用語は、一方向に連続する凹部、一方向に断続する凹部により形成されるものを包含するように解釈される。ここでは、溝部１４として、連続する凹部である構成を一例として説明する。溝部１４の溝深さＤ１は、一例として、波長変換部材１３の厚さの３０％以上６０％以下程度の範囲になるように形成されている。溝部１４の溝深さＤ１は、ここでは、溝部１４の全周にわたって一定に形成されているが、下面１３ｃ上の位置に応じて異なった深さを有していてもよい。また、溝部１４の溝幅Ｌ１は、波長変換部材１３の下面１３ｃにおいて一辺の長さに対して５％以上２０％以下程度の範囲であることが好ましい。具体的な例として、溝部は、２０μｍ以上５００μｍ以下の範囲で形成されている。
なお、波長変換部材１３として、樹脂、ガラス、セラミック等の成形体の下面に蛍光体を含有する樹脂層や蛍光体を含有するガラス層を形成したものを用いる場合は、溝部１４が成形体に達することのないように、溝部の溝深さは蛍光体を含有する層の厚みよりも小さくなるように形成されることが好ましい。

溝部１４は、断面視において、２つの溝内側壁面と、これらの溝内側壁面の間に位置する溝内底面とにより矩形状に形成されている。ここでは溝部１４は、溝幅方向における断面視形状が、溝中心に対して左右対称となるように形成されている。また、溝部１４は、発光素子１０を囲む位置の形状が、発光素子１０の上面１０ａの形状に相似の形状であるように形成されている。そして、溝部１４は、隣り合う溝部１４と交差して波長変換部材１３の下面１３ｃにおいて外縁まで延伸して形成されている。つまり、溝部１４は、波長変換部材１３の各辺に沿って各辺と同じ長さに形成されており、対向する一方の側面１３ｂから他方の側面１３ｂまで連続して形成されている。なお、溝部１４は、一例として、波長変換部材１３の各辺に沿って中央側に形成される中央溝部１４ａと、この中央溝部１４ａの両側に形成される交差部１４ｂ、１４ｂと、交差部１４ｂ、１４ｂからさらに外縁まで延伸して形成される延伸部１４ｃ、１４ｃとを備えている。そして、交差部１４ｂは、波長変換部材１３の多角形の各頂部を形成する角度と同じ角度で交差するように形成されている。つまり、上面視矩形状の波長変換部材１３の下面において、隣り合う溝部は９０度で交差するように形成されている。さらに、延伸部１４ｃは、波長変換部材１３の外縁となる側面１３ｂまで連通するように交差部１４ｂから延伸して形成されている。そして、溝部１４は、中央溝部１４ａから両側の交差部１４ｂ、１４ｂを介して延伸部１４ｃ、１４ｃまで連続する一定の溝幅及び溝深さで形成されている。溝部１４は、全体として、略同じ溝幅に形成されている。

なお、図３及び図４に示すように、発光素子１０の上面１０ａに対する溝部１４の位置は、溝部１４の外側の溝内側壁面よりも発光素子１０の外縁となる側面１０ｂが平面視において内側になるように形成されている。つまり、溝部１４は、発光素子１０の側面１０ｂが溝開口に対向する位置あるいは溝開口よりも内側になるように形成されている。図４で示す一点鎖線の範囲Ｌｕ内に発光素子１０の側面１０ｂが位置するように溝部１４が形成されることが好ましい。そして、ここでは、範囲Ｌｕは、溝部１４の溝中心から平面視において溝部１４を超えて溝幅の倍以内において内側までの間の範囲を示している。発光素子１０の側面１０ｂと溝部１４との位置関係が、範囲Ｌｕで示す位置であると、導光部材２０を使用したときに導光部材２０が溝部１４内に入り込んで溝部１４内を被覆し易くなる。なお、溝部１４は、図３に示すように、発光素子１０の外縁である側面１０ｂに沿って設けられている状態であってももちろん構わない。

［導光部材］
導光部材２０は、発光素子１０と波長変換部材１３とを接合させる透光性の部材である。なお、ここで「透光性」、「導光」および「透光」の用語は、入射した光に対して拡散性を示すことをも包含するように解釈される。また、導光部材２０は、「透明」であることに限定されない。導光部材２０の表面の一部は、ここでは、被覆部材３０との界面を形成するように設けられている。
導光部材２０は、発光素子１０の側面１０ｂの少なくとも一部を覆う第１部分２１と、波長変換部材１３に形成される溝部１４の内部に位置する第２部分２２と、発光素子１０の上面１０ａ及び波長変換部材１３の下面１３ｃの間に位置する第３部分２３とを有している。このような導光部材２０は、発光素子１０の上面１０ａ、あるいは、波長変換部材１３の下面１３ｃのいずれかあるいは両方に配置し、発光素子１０及び／又は波長変換部材１３を押圧して接合させることで形成することができる。

導光部材２０は、発光素子１０及び波長変換部材１３を接合することで、発光素子１０の上面１０ａと波長変換部材１３の下面１３ｃとの間となる第３部分２３を形成する。さらに、導光部材２０は、押圧されることで溝部１４の内部に濡れ広がり第２部分２２を形成すると共に、発光素子１０の側面１０ｂに沿って広がり第１部分２１を形成する。導光部材２０は、ここでは、波長変換部材１３に溝部１４が形成されていることで、波長変換部材１３の側面１３ｂ側への這い上がりが抑制され、発光素子１０の側面１０ｂに適切に第１部分２１を形成することができる。導光部材２０は、発光素子１０の側面１０ｂにおいて、ここでは、側面１０ｂ全体を覆うように形成した状態を第１部分２１として示している。なお、第１部分２１は、発光素子１０の側面１０ｂの高さ方向の一部のみを覆うこととしてもよく、側面１０ｂの他の一部は第１部分２１から露出していてもよい。

導光部材２０の材料としては、透光性を有する樹脂材料を母材として含む樹脂組成物を用いることができる。導光部材２０は、発光素子１０の発光ピーク波長を有する光に対して、例えば６０％以上の透過率を有する。光を有効に利用する観点から、発光素子１０の発光ピーク波長における導光部材２０の透過率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であるとより好ましい。導光部材２０は、例えば母材とは異なる屈折率を有する材料が分散させられることにより、光拡散機能を有していてもよい。樹脂組成物の一例としては、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、ポリメチルペンテン樹脂もしくはポリノルボルネン樹脂、または、これらの２種以上を含む材料を用いることができる。

導光部材２０は、第１部分２１を形成するための材料および第２部分２２、第３部分２３を形成するための材料を共通としている。
第１部分２１を有する導光部材２０を設けることにより、発光素子１０が発する光のうち、発光素子１０の側面１０ｂから出る光の一部を導光部材２０の第１部分２１に入射させることができる。第１部分２１に入射した光は、被覆部材３０との境の位置で発光素子１０の上方に向けて反射され、波長変換部材１３を介して発光装置１００Ａの外部に向けて出射する。したがって、導光部材２０を設けることにより、光の取出し効率を向上させることができる。第１部分２１が発光素子１０の側面１０ｂのより多くの領域を覆うと、より多くの光を発光素子１０の上方に導くことができる。
なお、断面視における導光部材２０は、第１部分２１の外形の形状が、直線状であることや、湾曲する曲線状であってもよい

また、溝部１４に導光部材２０が入り込むことで、発光素子１０からの青色の光が導光部材２０を介して発光素子１０から遠い波長変換部材１３の外縁、特に、各頂部の位置まで導光されやすくなる。そのため、発光素子１０の上面１０ａから出た光は、中央部分では、波長変換部材１３によって変換されやすく、かつ、波長変換部材１３の周縁においても波長変換部材１３の溝部１４の内部を覆う導光部材２０により導光され、波長変換部材１３で変換されやすくなる。そのため、発光素子１０を囲む溝部１４が波長変換部材１３の外縁まで形成されることで青色光を導光するので、イエローリング等の色むらの発生を抑制することができる。

[被覆部材]
被覆部材３０は、光反射性の材料から形成されている。そして、被覆部材３０は、波長変換部材１３の側面１３ｂ及び下面１３ｃと、導光部材２０を介して発光素子１０を被覆する位置と、発光素子１０の下面１０ｃ側に設けられている。ここで、「光反射性」とは、発光素子１０の発光ピーク波長における反射率が６０％以上であることを指す。なお、被覆部材３０は、発光素子１０の発光ピーク波長における反射率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。例えば、被覆部材３０は、白色を有することが好ましい。
被覆部材３０は、波長変換部材１３の上面１３ａを露出するように波長変換部材１３の側面１３ｂを覆い、導光部材２０を介して発光素子１０を覆うように設けられている。そして、被覆部材３０は、導光部材２０に覆われていない発光素子１０の下面１０ｃと、第１素子電極１２ａ及び第２素子電極１２ｂの側周面を覆うように設けられている。

被覆部材３０としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。
熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、不飽和ポリエステル等を用いることができる。被覆部材３０として、熱可塑性樹脂を用いた場合には、加熱、冷却することにより熱可塑性樹脂を固化する。
熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等を用いることができる。
被覆部材３０は、光を効率よく反射するために、光反射部材が含有されていてもよい。光反射部材として、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、ガラスフィラー、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムを用いることができる。また、前記した光反射部材は、水分等に対して比較的安定でかつ高屈折率であり、また熱伝導性にも優れるため好ましい。

[基板]
基板４０は、基材と、この基材の上面あるいは内部に設けられた導体配線と、を備える。基板４０は、発光素子１０及び電子部品等を支持する部材である。基板４０は、発光装置として一般的に用いられるパッケージ基板を利用できる。例えば、ＡｌＮ等のセラミック基板、Ａｌ等の金属基板、ガラスエポキシ等の樹脂基板等を挙げることができる。また、導体配線は、発光素子１０及び電子部品に外部から電力を供給する配線であり、基体に所定形状にパターニングされている。また、導体配線は、基材を貫通した配線部と、基材の下面から露出した配線部とを介して外部電源に接続される。この導体配線は、金属材料を用いることができ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等の単体金属またはこれらの金属を含む合金を好適に用いることができる。さらに好ましくは、光反射性に優れたＡｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ等の単体金属またはこれらの金属を含む合金を用いることができる。

＜発光装置の製造方法＞
（発光装置の第１製造方法）
次に、本開示の実施形態による発光装置の製造方法を説明する。なお、発光装置の３つの製造方法を説明するが、これらの製造方法に限定されるものんではない。また、各製造工程において同じ工程内容であれば適宜説明を省略する。さらに、工程名が同じ場合であっても行う工程内容が異なる場合がある。
初めに発光装置の第１製造方法について、図８Ａ乃至図８Ｆを主に参照して説明する。
図８Ａに示すように、発光装置の製造方法は、平面視において多角形に形成すると共に下面の各辺に沿って外縁まで延伸する溝部を有する波長変換部材を準備する準備工程Ｓ１１と、溝部により囲まれる波長変換部材の下面の領域に発光素子の上面を導光部材により接合すると共に溝部内に導光部材を配置する接合工程Ｓ１３と、を含むものである。そして、発光装置の製造方法は、接合工程Ｓ１３の後に、発光素子を覆うと共に波長変換部材を覆う被覆部材を形成する被覆部材形成工程Ｓ１４と、各発光装置に個片化する個片化工程Ｓ１７とを含む。なお、第１製造方法では、接合工程Ｓ１３の前に、発光素子の素子電極側を支持体に支持する支持工程Ｓ１２を行ってもよく、ここでは支持工程Ｓ１２を行った例として説明する。以下、発光装置１００Ａを例にとり、第１の製造方法において各工程を説明する。

まず、準備工程Ｓ１１は、多角形に形成されると共にその下面１３ｃの各辺に沿って外縁まで延伸する溝部を有する波長変換部材１３を準備する工程である。この準備工程Ｓ１１では、少なくとも１つの発光素子１０を載置する領域を囲む溝部１４が設けられた下面１３ｃを有する波長変換部材１３を準備する。波長変換部材１３は、溝部１４の平面視における形状を発光素子１０の上面１０ａの形状と相似となる形状に形成している。波長変換部材１３は、予め蛍光体等の波長変換物質を含有する平板状部材１３０を準備し、平板状部材１３０を所望の形状に分割し個片化することで形成される。また、波長変換部材１３は、個片化される前の平板状部材１３０において、下面１３ｃとなる位置に溝部１４が格子状に形成されている。そして、波長変換部材１３は、格子状に形成した内側の領域が、予め設定された数の発光素子１０を載置する大きさに形成されている。

溝部１４を有する波長変換部材１３は、金型で形成することや、機械的あるいはレーザのような研削作業を行うことで形成することとしてもよい。そして、準備工程Ｓ１１では、図８Ｂに示すように、矢印で示す位置で平板状部材１３０が切断され、波長変換部材１３として、一つの発光装置１００Ａに対応する大きさに個片化されたものが準備される。また、波長変換部材１３と接合される発光素子１０は、ここでは、支持工程Ｓ１２を行うことで支持体Ｂｄに支持されている。なお、支持体Ｂｄには、予め配線が形成されている。支持体Ｂｄの配線と、発光素子１０の第１素子電極１２ａ及び第２素子電極１２ｂとを接続することで発光素子１０を支持体Ｂｄ上にフリップチップ実装することができる。この支持工程Ｓ１２は、接合工程Ｓ１３の前であれば、準備工程Ｓ１１の前後あるいは並行して行われても構わない。

続いて、接合工程Ｓ１３が行われる。接合工程Ｓ１３は、溝部１４により囲まれる波長変換部材１３の下面１３ｃの領域に発光素子１０の上面１０ａを導光部材２０により接合すると共に溝部１４内に導光部材２０を配置する工程である。接合工程Ｓ１３において、発光素子１０の上面１０ａにディスペサ装置等のノズルＮにより、未硬化の導光部材２０である樹脂部材Ｒｇを滴下する。そして、接合工程Ｓ１３では、波長変換部材１３を発光素子１０側に押圧或いは押圧加熱することで波長変換部材１３を発光素子１０に接合する。

波長変換部材１３の下面には、溝部１４が設けられているので、溝部１４を越えて波長変換部材１３の側面に導光部材２０が濡れ広がることを抑制し得る。また、導光部材２０は、発光素子１０の側面１０ｂに沿って広がり、側面１０ｂの少なくとも一部又は全部を覆う。
発光素子１０の上面１０ａに波長変換部材１３の下面１３ｃが接合されると、導光部材２０は、波長変換部材１３の下面１３ｃと発光素子１０の上面１０ａとの間で第３部分２３が一定の厚みとなるように形成される。また、導光部材２０は、押圧されることで、波長変換部材１３の溝部１４の内部に濡れ広がり、溝部１４の内部を被覆する第２部分２２が形成される。さらに、導光部材２０は、押圧されることで、発光素子１０の側面１０ｂに沿って濡れ広がり、側面１０ｂを被覆することで第１部分２１が形成される。なお、接合工程Ｓ１３の後で、必要に応じて硬化工程を行い導光部材２０を強制的に短時間で硬化させてもよい。

続いて、被覆部材形成工程Ｓ１４が行われる。被覆部材形成工程Ｓ１４では、発光素子１０の側面を覆うと共に波長変換部材１３の側面を覆う被覆部材３０が形成される。被覆部材３０は、未硬化の状態で、波長変換部材１３の上面１３ａを露出する位置まで支持体Ｂｄ上に供給され、その後硬化することで形成される。なお、支持体Ｂｄの周囲には、被覆部材３０を所定高さまで充填できる側壁が形成されていることが好ましい。
続いて、個片化工程Ｓ１７が行われる。個片化工程Ｓ１７では、硬化した被覆部材３０及び支持体Ｂｄを切断して、各発光装置１００Ａに個片化される。支持体Ｂｄは、個片化されることで、発光装置１００Ａの基板４０となるように予め形成されている。

第１の製造方法では、波長変換部材１３の下面１３ｃに溝部１４が形成されているため、波長変換部材１３と発光素子１０とを導光部材２０を介して接合する際に、導光部材２０が溝部１４内を被覆すると共に、発光素子１０の側面１０ｂも被覆する。そのため、発光装置１００Ａでは、発光素子１０からの光が、導光部材２０を介して波長変換部材１３の外縁側まで導光させることができ、イエローリングの発生を抑制し色むらを改善できるようになる。

次に、発光装置の第２製造方法について、図９Ａ乃至図９Ｄを主に参照して説明する。
図９Ａに示すように、発光装置の第２の製造方法は、準備工程Ｓ１１と、支持工程Ｓ１２と、接合工程Ｓ１３と、被覆部材形成工程Ｓ１４ａと、露出工程Ｓ１５ａと、個片化工程Ｓ１７が行われる。以下、発光装置１００Ａを例にとり、第２の製造方法において各工程を説明する。
準備工程Ｓ１１、支持工程Ｓ１２及び接合工程Ｓ１３は、既に第１の製造方法で説明した工程と同じ工程である。接合工程Ｓ１３が行われた後に被覆部材形成工程Ｓ１４ａが行われる。ここで行われる被覆部材形成工程Ｓ１４ａは、波長変換部材１３の上面１３ａを被覆するように未硬化の被覆部材３０が充填される。なお、被覆部材形成工程Ｓ１４ａでは、波長変換部材１３の上面１３ａを覆うように未硬化の被覆部材３０を充填するので、波長変換部材１３の上面１３ａを露出する場合と比較して充填速度を速くすることができる。

続いて、被覆部材３０が充填され硬化した後に、露出工程Ｓ１５ａが行われる。露出工程Ｓ１５では、波長変換部材１３の上面１３ａが被覆部材３０から露出するように被覆部材３０の一部を研削して除去する工程である。この露出工程Ｓ１５ａでは、露出した波長変換部材１３の上面１３ａと被覆部材３０が同一平面となることが好ましい。なお、露出工程Ｓ１５ａで波長変換部材１３の上面１３ａが露出するまで研削する装置として、機械的な研削を行う研削装置あるいは機械的な研磨を行う研磨装置等が使用される。露出工程Ｓ１５ａが終了した後には、研削くず或いは研磨くずを除去する洗浄工程が行われることが好ましい。
続いて、個片化工程Ｓ１７が行われる。個片化工程Ｓ１７は、各発光装置１００Ａになるように被覆部材３０から支持体Ｂｄに亘って切断されることで個片化される。支持体Ｂｄは、切断されることで発光装置の基板４０となるように予め配線等が形成されている。
第２の製造方法では、露出工程Ｓ１５ａにより波長変換部材１３の上面１３ａを被覆部材３０を被覆した後に露出させるので、機械的な研削等の調整のみで波長変換部材１３の上面１３ａの露出状態を設定できる。
なお、第２の製造方法では、露出工程Ｓ１５ａにより波長変換部材１３の上面１３ａ側
の一部が被覆部材３０と共に研削加工等により除去されることを考慮して、波長変換部材１３は、蛍光体を実質的に含有しない樹脂成形体の下面に蛍光体を含有する樹脂層を形成したものを用いることが好ましい。

次に、発光装置の第３の製造方法について、図１０Ａ乃至図１０Ｄを主に参照して説明する。
第３の製造方法では、準備工程Ｓ１１、支持工程Ｓ１２ｂ、接合工程Ｓ１３ｂ、被覆部材形成工程Ｓ１４ｂ、露出工程Ｓ１５ｂ、個片化工程Ｓ１７ｂが行われる。以下、発光装置１００Ａを例にとり、第３の製造方法において各工程を説明する。なお、準備工程Ｓ１１と、支持工程Ｓ１２ｂとは、接合工程Ｓ１３ｂの前であれば、準備工程Ｓ１１の前後あるいは同じ工程に含まれていても構わない。

準備工程Ｓ１１は、既に説明した工程と同じ工程である。
続いて、支持工程Ｓ１２ｂは、波長変換部材１３の上面１３ａを支持体Ｂｄに接合する工程である。支持工程Ｓ１２では、波長変換部材１３の上面１３ａが支持体Ｂｄに接合され、溝部１４が形成されている下面１３ｃが上方を向くようにする。なお、ここで使用される支持体Ｂｄは、粘着シートなどの配線が形成されていないものが使用される。そして、接合工程Ｓ１３は、波長変換部材１３の下面１３ｃに導光部材２０を介して発光素子１０の上面１０ａを接合する工程である。ここでは、波長変換部材１３の溝部１４の内側となる発光素子１０の接合される領域内に、未硬化の導光部材２０である樹脂部材Ｒｇが滴下される。そして、発光素子１０の下面１０ｃを波長変換部材１３に向かって押圧することで、発光素子１０と波長変換部材１３とが接合される。

なお、導光部材２０は、押圧されることで、発光素子１０の上面１０ａと波長変換部材１３の下面１３ｃとの間に略均一な厚みの第３部分２３が形成される。また、発光素子１０の上面１０ａを囲むように溝部１４が形成されていることから、押圧により広がった導光部材２０が溝部１４内を被覆するよことで第２部分２２が形成される。さらに、導光部材２０は、発光素子１０の側面１０ｂを這い上がり発光素子１０の側面１０ｂの少なくとも一部を覆うことで第１部分２１が形成される。接合工程Ｓ１３ｂに続けて、導光部材２０を強制的に硬化させるために加熱等の硬化工程を行っても構わない。導光部材２０の硬化後、波長変換部材１３と発光素子１０とが接合された後に、被覆部材形成工程Ｓ１４ｂが行われる。

被覆部材形成工程Ｓ１４ｂでは、発光素子１０の素子電極を覆う位置まで未硬化の被覆部材３０を充填している。被覆部材形成工程Ｓ１４ｂでは、支持体Ｂｄに支持される発光素子１０の向きが第２の製造方法と異なるのみで、未硬化の被覆部材３０の充填される量は第２の製造方法と同じであっても構わない。そして、未硬化の被覆部材３０が硬化した後に、露出工程Ｓ１５ｂが行われる。
露出工程Ｓ１５ｂでは、発光素子１０の第１素子電極１２ａ及び第２素子電極１２ｂの下端面が被覆部材３０から露出するまで、被覆部材３０の一部を研削して除去する。露出工程Ｓ１５ｂでは、被覆部材３０から露出する第１素子電極１２ａの下端面及び第２素子電極１２ｂの下端面が、基板４０と電気的な接続を行うことができるように、被覆部材３０と同一平面に形成される。露出工程Ｓ１５ｂでは、被覆部材３０の厚みが薄くなるように、機械的な研削あるいは研磨により、第１素子電極１２ａの下面及び第２素子電極１２ｂの下面を露出させる。そのため、露出工程Ｓ１５ｂの後に、研削くずあるいは研磨くずを除去する洗浄工程を行うことが好ましい。

なお、支持体除去工程Ｓ１６は、一例として、露出工程Ｓ１５ｂの後に行われる。さらに、ここでは、支持体除去工程Ｓ１６は、個片化工程Ｓ１７ｂの前に行うこととして説明する。支持体除去工程Ｓ１６ｂは、支持体を除去する工程である。支持体除去工程Ｓ１６ｂでは、支持体Ｂｄを除去することで、波長変換部材１３の上面１３ａを露出させると共に、波長変換部材１３の上面１３ａと同一平面上に形成されている被覆部材３０を露出させている。
続いて、個片化工程Ｓ１７ｂが行われる。個片化工程Ｓ１７ｂでは、支持体Ｂｄを除去した場合、被覆部材３０を切断することで個片化される。個片化工程Ｓ１７ｂでは、発光装置１００Ａの大きさに対応した大きさに被覆部材３０が個片化される。

なお、個片化工程Ｓ１７ｂを行う場合に、支持体除去工程Ｓ１６が行われていない場合には、被覆部材３０までを切断した後に、支持体除去工程Ｓ１６を行うことや、支持体Ｂｄまで個片化工程Ｓ１７ｂで切断した後に、支持体除去工程Ｓ１６を行うこととしても構わない。

この第３の製造方法では、波長変換部材１３が支持体Ｂｄと対面する状態（下向き）で発光素子１０が接合される。なお、導光部材２０は、滴下される樹脂部材Ｒｇの量及び粘度を調整することで、発光素子１０の側面１０ｂに形成される第１部分２１において発光素子１０の側面１０ｂを越えて発光素子１０の下面１０ｃ側に濡れ広がることが抑制される。また、波長変換部材１３の上面１３ａは、支持体Ｂｄに対面した状態で、各工程が進められるので、波長変換部材１３の上面１３ａが外部からの汚れ等から保護される。

以上、本開示の実施形態に係る発光装置について、図面を参照して説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。例えば、発光装置では、基板４０に発光素子１０を接続する構成として説明したが、保護素子やその他の半導体素子を発光素子１０と組み合わせで使用する構成としても構わない。

また、溝部１４の断面形状は、矩形である例を図示して説明したが、例えば、図１１Ａ乃至図１１Ｃに示すような形状であってもよい。つまり、溝部１４の断面形状は、溝中心に対して対称とする矩形や、図１１Ａで示すように、溝部１４Ｂとして半長丸形あるいは半円形である断面溝形状としてもよい。さらに、図１１Ｂで示すように、溝部１４Ｃは、断面溝形状が三角形であってもよい。そして、図１１Ｃで示すように、溝部１４Ｄの断面形状は、溝中心に対して左右非対称となる形状であってもよい。ここで示す溝部１４Ｄの断面形状は、一方の溝側面１４ｄ１が開口から溝底面に向かって曲線を有するように形成され、他方の溝側面１４ｄ２が開口から溝底面に向かって直線となるように形成されている。

また、溝部１４は、平面視において直線形状として示したが、例えば、図１２Ａに示すように、溝部１４Ａは、曲線により形成される構成としてもよい。この溝部１４Ａは、波長変換部材１３Ａの各辺の中央部分でその辺に一番近接し、各辺の端部に向かうに従って徐々に辺との間を広げるような曲線形状に形成されている。溝部１４Ａは、中央溝部１４Ａ１と、その両端側に形成した交差部１４Ａ２と、その交差部１４Ａ２から延伸して波長変換部材１３Ａの外縁まで形成される延伸部１４Ａ３，１４Ａ３とを備えている。発光装置では、波長変換部材１３Ａの各辺において、溝部１４Ａから辺までの距離を変えることで、導光部材２０が配置される位置を調整して色むらの改善を行うことができる。

さらに、波長変換部材１３は、平面視形状が多角形の一例として矩形（平行四辺形、台形、長方形あるいは正方形）であるものとして説明したが、三角形や五角形あるいは六角形等であっても構わない。図１２Ｂに示すように、例えば、波長変換部材１３Ｂが六角形である場合には、その各辺に沿って形成される溝部１４Ｂも多角形の辺の数に対応する数が形成されることになる。そして、溝部１４Ｂは、中央溝部１４Ｂ１の両端側に形成される交差部１４Ｂ２、１４Ｂ２が多角形の頂部と同じ数で、頂部と同じ角度を有するように形成される。さらに、交差部１４Ｂ２から波長変換部材１３Ｂの外縁まで延伸して形成される延伸部１４Ｂ３，１４Ｂ３は、交差部１４Ｂ２を介して隣り合う延伸部１４Ｂ３、１４Ｂ３によるなす角度を９０度以上の鈍角となるように形成される。波長変換部材１３Ｂは、多角形である各辺が多くなることで、延伸部１４Ｂ３の数が増えることで、発光素子１０からの光を外縁側までより送り易くなり色むらの解消を向上させることができる。

また、図１２Ｃに示すように、溝部１４０は、断続する凹部１４０Ｃ１により形成されている。溝部１４０が凹部１４０Ｃ１を断続することで形成されている場合には、一方向に並列する並列方向の長さよりも、その並列方向に直交する方向における長さ（つまり溝幅）が大きいような形状を有する構造、および、穴のような形状を有する構造をも包含するように広く解釈される。溝部１４０は、発光素子１０の上面１０ａを囲む位置に多角形の各辺に沿って断続する複数の凹部１４０Ｃ１により形成されている。凹部１４０Ｃ１は、各辺に沿って長方形の開口を備えるように形成され、隣り合う凹部１４０Ｃ１の間隔１４０Ｃ２が、凹部１４０Ｃ１の開口長さよりも短くなるようにここでは形成されている。そして、溝部１４０は、中央溝部１４０Ｃ１１において、複数の凹部１４０Ｃ１を断続して配置することで形成されている。そして、交差部１４０Ｃ１２及び延伸部１４０Ｃ１３は、連続して形成されることで、一つの十字形状に形成されている。断続する凹部１４０Ｃ１が一方向に並列することで形成した溝部１４０は、すでに説明した溝部１４と同様に、イエローリング抑制の効果が期待できる。

さらに、波長変換部材１３の溝部１４で囲まれる領域に、発光素子１０を一つ以上配置する構成としてもよい。例えば、図１３Ａに示すように、波長変換部材１３１は、平面視形状が長方形になるように形成し、その長方形の各辺に沿って溝部１４Ｄを形成する。そして、その溝部１４０Ｄで囲まれる領域に、発光素子１０を複数（図面では２つ）設けられるようにしてもよい。また、図１３Ｂに示すように、平面視が長方形の波長変換部材１３２の下面に発光素子１０を囲む領域を複数（図面では２つ）形成し、各領域に発光素子１０を配置する構成としてもよい。つまり、波長変換部材１３２は、平面視において四角形(長方形)に形成される。そして、波長変換部材１３２は、四角形の各辺に沿って形成された溝部１４０Ｅで囲まれる領域を２分する中央分割溝部１４０Ｅ１をさらに備え、中央分割溝部１４０Ｅ１で２分されたそれぞれの領域に発光素子１０の上面１０ａが導光部材２０を介して接合されるようにしてもよい。

なお、溝部の平面視における各辺での形状は、発光素子から出射される光の色味がずれやすい領域の形状に応じて適宜に決定されればよく、直線状、曲線状に限定されず、任意の形状を有し得る。また、溝部は、発光素子１０を二重以上に取り囲まれるように複数形成されるようにしてもよい。そして、溝部を二重以上形成する場合には、溝幅を揃えることや、溝幅を変えて形成してもよい。
また、発光素子の平面視形状は、波長変換部材１３の形状に対応して変えることとしてもよい。

さらに、溝部の形成方法も、特定の方法に限定されない。例えば、矩形状の凸部を有す
る金型を、平板状の波長変換部材に押し付ける部分的な押圧によって溝部を形成してもよい。そのほか、波長変換部材に、エッチング、機械加工等によって溝部を形成してもよい。
そして、発光素子を波長変換部材に導光部材を介して接合する場合、以下のような手順としてもよい。すなわち、導光部材は、はじめに波長変換部材の下面において各辺に沿って形成した溝部内に盛り上がるようにして充填して硬化させる。つまり、波長変換部材の溝部内に充填した導光部材を波長変換部材の下面となる平坦面よりも盛り上がるように枠状に形成し、その後、その枠内に導光部材を形成する未硬化の樹脂部材を滴下して発光素子の上面を接合するようにしてもよい。このように導光部材を２段階で付与することにより、溝部に沿って配置され、硬化された導光部材を、未硬化の導光部材の流出を抑制するダムとして機能させることができる。

本発明に係る実施形態の発光装置は、照明用装置、車載用発光装置等に利用することができる。

１０ 発光素子
１０ａ 発光素子の上面
１０ｂ 発光素子の側面
１０ｃ 発光素子の下面
１１ 素子本体
１２ａ 第１素子電極
１２ｂ 第２素子電極
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３１、１３２ 波長変換部材
１３ａ 波長変換部材の上面
１３ｂ 波長変換部材の側面
１３ｃ 波長変換部材の下面
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４０，１４０Ｄ，１４０Ｅ 溝部
１４ａ，１４Ａ１，１４Ｂ１，１４０Ｃ１１ 中央溝部
１４ｂ，１４Ａ２，１４Ｂ２，１４０Ｃ１２ 交差部
１４ｃ，１４Ａ３，１４Ｂ３，１４０Ｃ１３ 延伸部
２０ 導光部材
２１ 第１部分
２２ 第２部分
２３ 第３部分
３０ 被覆部材
４０ 基板
１００Ａ 発光装置
１３０ 平板状部材
１４０Ｃ１ 凹部
１４０Ｃ２ 間隔
１４ｄ１ 溝側面
１４ｄ２ 溝側面
Ｂｄ 支持体
Ｎ ノズル
Ｒｇ 樹脂部材（導光部材）
Ｓ１１ 準備工程
Ｓ１２，Ｓ１２ｂ 支持工程
Ｓ１３，Ｓ１３ｂ 接合工程
Ｓ１４，１４ａ，Ｓ１４ｂ 被覆部材形成工程
Ｓ１５，Ｓ１５ａ，Ｓ１５ｂ 露出工程
Ｓ１６，Ｓ１６ｂ 支持体除去工程
Ｓ１７，１７ｂ 個片化工程

Claims (15)

1. 上面および側面を有する発光素子と、
   平面視において多角形に形成され、前記発光素子の上面に下面を対面させて設けられる波長変換部材と、
   前記発光素子の側面の少なくとも一部を覆う導光部材と、
   前記波長変換部材の側面及び前記導光部材を覆う被覆部材と、を備え、
   前記波長変換部材の下面は、前記発光素子の上面を囲む溝部を有し、
   前記溝部は、前記多角形の各辺に沿って形成されると共に、隣り合う溝部と交差して前記下面において外縁まで延伸し、
   前記導光部材は、前記溝部の内部を被覆する発光装置。
2. 前記発光素子の上面と前記波長変換部材の下面とは前記導光部材を介して接合される請求項１に記載の発光装置。
3. 前記溝部の溝幅方向における断面視形状は、溝中心に対して左右対称である請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
4. 前記溝部の溝幅方向における断面視形状は、溝中心に対して左右非対称である請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
5. 前記発光素子を囲む位置の溝部の形状は、前記発光素子の上面の形状に相似の形状である請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記溝部は、略同じ溝幅に形成されている請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記溝部は、前記発光素子の側面が溝開口に対向する位置あるいは溝開口よりも内側になるように形成されている請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記溝部は、前記発光素子の外縁に沿って設けられている請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記溝部で囲まれる領域に前記発光素子が複数設けられる請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
10. 前記波長変換部材は、平面視において四角形であり、前記四角形の各辺に沿って形成された前記溝部で囲まれる領域を２分する中央分割溝部をさらに備え、前記中央分割溝部で２分されたそれぞれの領域に前記発光素子の上面が前記導光部材を介して接合される請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発光装置。
11. 平板状部材を個片化して、平面視において多角形に形成すると共に下面の各辺に沿って外縁まで延伸する溝部を有する波長変換部材を準備する準備工程と、
    前記溝部により囲まれる前記波長変換部材の下面の領域に発光素子の上面を導光部材により接合すると共に前記溝部内に前記導光部材を配置する接合工程と、を含む発光装置の製造方法。
12. 前記接合工程の前に、前記波長変換部材の上面を支持体に支持する支持工程を行い、
    前記接合工程の後に、
    前記発光素子を覆うと共に前記波長変換部材を覆う被覆部材を形成する被覆部材形成工程と、
    前記被覆部材の一部を除去して前記発光素子の素子電極を露出させる露出工程と、
    をさらに含む請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
13. 前記接合工程の後に、
    前記発光素子を覆うと共に前記波長変換部材を覆う被覆部材を形成する被覆部材形成工程と、
    前記被覆部材の一部を除去して前記波長変換部材の上面を露出させる露出工程と、をさらに含む請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
14. 前記接合工程の後に、
    前記波長変換部材の上面を露出し、前記発光素子と前記波長変換部材の側面を覆う被覆部材を形成する被覆部材形成工程をさらに含む請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
15. 前記発光素子は複数が前記波長変換部材の下面の領域に設けられる請求項１１に記載の発光装置の製造方法。

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