JP7401809B2 - Light-emitting device and method for manufacturing the light-emitting device - Google Patents
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Description
本開示は、発光装置及び発光装置の製造方法の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a light emitting device and a method of manufacturing the light emitting device.
ＬＥＤ等の発光装置の中には、発光素子と発光素子の光を反射する光反射性部材とを有するものがある。例えば、特許文献１には、光反射性部材として、シリコーン樹脂などの耐熱性樹脂や無機バインダのベース材にチタニア、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ジルコニア、アルミナなどの白色顔料を含む反射材を含有させたものが開示されている。 Some light emitting devices such as LEDs include a light emitting element and a light reflective member that reflects light from the light emitting element. For example, Patent Document 1 discloses that a light reflective member contains a heat-resistant resin such as a silicone resin or a base material of an inorganic binder and a white pigment such as titania, zinc oxide, tantalum oxide, niobium oxide, zirconia oxide, or alumina. Disclosed are those containing materials.
しかしながら、近年、発光装置の高輝度化、高出力化が進み、発光装置を動作させたときの光反射性部材の温度上昇が大きくなっている。これに応じて、耐熱性が高い光反射性部材が要求されている。 However, in recent years, the brightness and output of light-emitting devices have been increasing, and the temperature of the light-reflecting member when the light-emitting device is operated is increasing. Accordingly, light reflective members with high heat resistance are required.
そこで、本開示は、耐熱性が高い光反射性部材を備える発光装置及び該発光装置を製造する方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a light-emitting device including a light-reflecting member with high heat resistance and a method for manufacturing the light-emitting device.
本開示に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子から出射される光を反射する光反射性部材と、を含み、前記光反射性部材は、板状の光反射材、シリカ、及びアルカリ金属を含み、前記光反射材の平均粒径が０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、前記光反射材の平均アスペクト比が１０以上である。 A light-emitting device according to the present disclosure includes a light-emitting element and a light-reflecting member that reflects light emitted from the light-emitting element, and the light-reflecting member includes a plate-shaped light-reflecting material, silica, and an alkali. The light reflecting material contains metal, has an average particle size of 0.6 μm or more and 43 μm or less, and has an average aspect ratio of 10 or more.
また、本開示に係る発光装置の製造方法は、凹部を規定する底部と壁部とを有する基体を準備する工程と、前記凹部内に基板と半導体層とを含む発光素子を配置する工程と、シリカの粉末と、平均粒径が０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、かつ平均アスペクト比が１０以上である板状の光反射材の粉末と、アルカリ溶液と、気化性の物質と、を混合し混合物を形成する工程と、前記凹部内において、前記半導体層の側面から離隔して、前記混合物を配置する工程と、前記混合物を加熱することにより硬化させて光反射性部材を形成する工程と、を含む。 Further, a method for manufacturing a light emitting device according to the present disclosure includes the steps of: preparing a base body having a bottom and a wall defining a recess; arranging a light emitting element including a substrate and a semiconductor layer in the recess; A mixture of silica powder, plate-shaped light-reflecting powder having an average particle size of 0.6 μm or more and 43 μm or less and an average aspect ratio of 10 or more, an alkaline solution, and a vaporizable substance. forming a mixture; arranging the mixture within the recess at a distance from the side surface of the semiconductor layer; and curing the mixture by heating to form a light reflective member. including.
本開示の一実施形態に係る発光装置及び発光装置の製造方法によれば、耐熱性が高い光反射性部材を備える発光装置及び該発光装置を製造する方法を提供することができる。 According to a light-emitting device and a method for manufacturing a light-emitting device according to an embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a light-emitting device including a light-reflecting member with high heat resistance and a method for manufacturing the light-emitting device.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態や実施例を説明する。なお、以下に説明する発光装置及び発光装置の製造方法は、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。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。また、断面図として切断面のみを示す端面図を用いることがある。
Embodiments and examples for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the light-emitting device and the method for manufacturing the light-emitting device described below are for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless specifically stated.
In each drawing, members having the same function may be designated by the same reference numerals. In consideration of ease of explanation or understanding of main points, embodiments and examples may be shown for convenience, but it is possible to partially replace or combine the configurations shown in different embodiments and examples. In the embodiments and examples to be described later, descriptions of matters common to those described above will be omitted, and only different points will be described. In particular, similar effects due to similar configurations will not be mentioned in each embodiment or example. The sizes, positional relationships, etc. of members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, as a sectional view, an end view showing only a cut surface may be used.
実施形態１
実施形態１に係る発光装置は、発光素子と、発光素子から出射される光を反射する光反射性部材と、を含む。光反射性部材は、板状の光反射材、シリカ、及びアルカリ金属を含む。光反射材の平均粒径は、０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、光反射材の平均アスペクト比が１０以上である。
以上のように構成された光反射性部材は、光反射材が骨材として機能することで、光反射性部材の温度が変化しても、光反射性部材５の変形を抑制することができる。このような光反射部材は、耐熱性を高くすることができる。これにより、実施形態１に係る発光装置は、耐熱性を高くでき、耐用期間を長くできる。また、上記のように構成される光反射性部材は無機材料で構成されるため、紫外光を出射する発光素子を用いる場合、紫外光による劣化が抑制される。
本開示に係る光反射性部材は、様々な構成を有する発光装置に適用することができる。そのため、以下、実施形態１では、光反射性部材そのものの具体的な構成について詳細に説明し、発光装置において光反射性部材を適用する部分または形態および発光装置を構成する他の構成部材（基板、発光素子等）については、後述する実施形態２～実施形態５で詳細に説明する。
Embodiment 1
The light emitting device according to Embodiment 1 includes a light emitting element and a light reflective member that reflects light emitted from the light emitting element. The light reflective member includes a plate-shaped light reflective material, silica, and an alkali metal. The average particle diameter of the light reflective material is 0.6 μm or more and 43 μm or less, and the average aspect ratio of the light reflective material is 10 or more.
In the light-reflecting member configured as described above, the light-reflecting material functions as an aggregate, so that even if the temperature of the light-reflecting member changes, deformation of the light-reflecting
The light reflective member according to the present disclosure can be applied to light emitting devices having various configurations. Therefore, in Embodiment 1, the specific structure of the light reflective member itself will be explained in detail, and the part or form to which the light reflective member is applied in the light emitting device and other constituent members (substrates) constituting the light emitting device will be described in detail. , light emitting elements, etc.) will be described in detail in
（光反射性部材）
光反射性部材５は、発光素子からの光を反射する部材である。
光反射性部材５は、複数の無機材料が混ざり合ったものである。
図１に示すように、光反射性部材５は、光反射材１１と、光反射材１１を支持する支持部材１２と、を含む。支持部材１２は、シリカ及びアルカリ金属を含む。光反射性部材５は、後述するように、光反射材１１の粉末、シリカの粉末、及びアルカリ溶液を混合したものを加熱する加熱工程を経て形成される。
光反射性部材５は、無機材料のみで構成されていてもよいし、主として無機材料で構成されていてもよい。
光反射性部材５は、その表面に凹凸を有する。その凹凸の表面粗さ（Ｒａ）は、１～３ミクロンである。表面粗さは、レーザ顕微鏡を用いて測定することができる。
また、光反射性部材５は、アルカリ溶液に含まれる水分が蒸発することにより、その内部に空隙が形成され得る。このように形成される空隙は、水分が蒸発する経路となる部分を含む空間であり、空隙の少なくとも一部が光反射部材の表面に開口する部分を含む。すべての空隙が光反射部材の内部において１つのつながった空間であってもよく、あるいは、光反射部材の内部において離隔する複数の空間であってもよい。空隙の大きさや形状は不定形である。尚、このように光反射部材５の表面に連通する空隙は、光反射部材５の表面に凹凸の一部であるともいえる。
(light reflective member)
The light
The light
As shown in FIG. 1, the light
The light
The light
Further, voids may be formed inside the light
（光反射材）
光反射材１１は、例えば図２に示すように、一方の主面１１ａと、一方の主面１１ａと反対側の面である他方の主面１１ｂを有する板状の粒子である。一方の主面１１ａと他方の主面１１ｂとは、光反射材１１の上面と下面とも呼べる。また、光反射材１１は、鱗片状の粒子とも呼べる。なお、図２は、光反射材１１の形状の説明を容易にするために、光反射材１１を、例えば上面視において円形である板状と見なして、模式的に示した図にすぎない。
(light reflective material)
For example, as shown in FIG. 2, the
光反射材１１は、例えば、窒化ホウ素又はアルミナである。これらの材料であれば、紫外光から可視光までの光を反射させることができる。
光反射材１１は、一次粒子でもよいし、２個以上の一次粒子が凝集した二次粒子でもよい。また、一次粒子と二次粒子が混在してもよい。
発光装置の光反射性部材５において、光反射材１１の平均アスペクト比は１０以上であり、望ましくは１０以上７０以下である。ここで、加熱工程による光反射材１１とシリカとの融着、及び光反射材１１のアルカリ溶液への溶出は、わずかなものである。従って、加熱工程を経て形成された光反射性部材５に含まれる光反射材１１の形状は、光反射性部材５と実質同一形状である。すなわち、加熱工程を経て形成された光反射性部材５に含まれる光反射材１１の形状は、例えば、一方の主面と、一方の主面と反対側の面である他方の主面を有する板状の粒子である。
光反射材１１の平均アスペクト比は、以下の方法で算出される。
The
The
In the light
The average aspect ratio of the
＜平均アスペクト比の算出方法＞
光反射材１１の平均アスペクト比は、光反射性部材の断面が含まれる発光装置の断面において、光反射性部材５に含まれる光反射材１１の厚さ及び横幅を測定することで算出される。
まず、発光装置を切断加工することによって該断面を露出する。
<How to calculate average aspect ratio>
The average aspect ratio of the light
First, the cross section is exposed by cutting the light emitting device.
次に、露出させた断面を鏡面研磨する。鏡面研磨した断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影し、光反射材１１の断面を抽出し、およそ１０００個の光反射材１１の断面が含まれる測定領域を選択する。顕微鏡の画素数は、およそ２０００万画素に設定され、倍率は５００倍から３０００倍に設定される。また、本明細書において、光反射材１１の断面とは、光反射材１１の一方の主面及び／又は他方の主面に略垂直な面である。なお、板状の光反射材１１それぞれは、その形状に起因して、光反射性部材５内で互いの主面を対向させて重なり合うようにして配置される傾向にある。そのため、発光装置の露出させる断面を適当に選択することで、ＳＥＭにより適宜光反射材１１の断面を抽出することができる。
Next, the exposed cross section is mirror polished. The mirror-polished cross section is photographed with a scanning microscope (SEM), the cross section of the
次に、画像解析ソフトウェアにより、抽出した光反射材１１の各断面の横幅（光反射材の断面の長手方向の長さ）と厚さ（光反射材の断面の短手方向の長さ）をそれぞれ一点ずつ（例えば各方向の最大長を）測定し、厚さに対する横幅の平均値を算出する。そして、１００個の光反射材１１の該測定値の平均値を平均アスペクト比とする。
光反射材１１が窒化ホウ素の場合、光反射材１１の平均アスペクト比は、例えば、１６．５以上１９．２以下である。光反射材１１がアルミナの場合、光反射材１１の平均アスペクト比は、例えば、１０以上７０以下である。
Next, the width (length in the longitudinal direction of the cross-section of the light-reflecting material) and thickness (length in the transverse direction of the cross-section of the light-reflecting material) of each cross-section of the extracted light-reflecting
When the light
また、光反射材１１の平均粒径は、０．６μｍ以上４３μｍ以下である。
上述したように、加熱工程による光反射材１１とシリカとの融着、及び光反射材１１のアルカリ溶液への溶出は、わずかなものである。そのため、光反射材１１の形状及び寸法と、加熱工程を経て形成された光反射性部材５に含まれる光反射材１１の形状及び寸法とは、実質同一である。そのため、上記の光反射材１１の平均粒径は、以下の方法で光反射材１１の粒径を測定することにより算出される。
Further, the average particle size of the
As described above, the fusion of the
＜平均粒径の算出方法＞
光反射材１１の粒径は、株式会社日立ハイテクノロジーズ製の走査電子顕微鏡「ＴＭ３０３０Ｐｌｕｓ」を用いて算出される。
まず、カーボン製の両面テープの一方の面を該顕微鏡の試料台に貼りつけ、その後、両面テープの他方の面に光反射材１１を配置する。顕微鏡の画素数を１２３万画素に設定し、倍率を１０００倍から２０００倍に設定し、１００個の光反射材１１（粒子）の画像を取得する。その後、画像解析ソフトウェアにより各粒子の粒径を測定する。本明細書において、光反射材１１の粒径は、光反射材１１の主面１１ａ又は１１ｂから見たときの直径のうち最大の直径である。次に、測定した粒子のメジアン径を算出し、該算出値を光反射材１１の平均粒径とする。また、光反射材１１の粒径は、ＳＥＭにより光反射性部材の断面を抽出し、画像解析ソフトウェアにより測定して算出してもよい。
<Method of calculating average particle size>
The particle size of the
First, one side of a carbon double-sided tape is attached to the sample stage of the microscope, and then the
光反射材１１が窒化ホウ素の場合、光反射材１１の平均粒径は、例えば、６μｍ以上４３μｍ以下である。光反射材１１がアルミナの場合、光反射材１１の平均粒径は、例えば、０．６μｍ以上１０μｍ以下である。
When the
なお、上記で説明した平均アスペクト比と平均粒径の算出方法は、一次粒子で算出した値である。二次粒子で算出する場合は、二次粒子を構成する一つの粒子を抽出して、上述した算出方法によって算出することができる。 Note that the methods for calculating the average aspect ratio and average particle size explained above are values calculated using primary particles. When calculating using secondary particles, one particle constituting the secondary particles can be extracted and calculated using the calculation method described above.
（シリカ）
光反射性部材５に含まれるシリカと光反射材１１との含有比率は重量比で、例えば、１：４以上１：１以下である。すなわち、光反射性部材５に含まれる光反射材１１の重量は、光反射性部材５に含まれるシリカの重量の、例えば、１倍以上４倍以下である。この範囲であれば、混合物の硬化時の収縮を低減させることができる。光反射材の量が多すぎると、硬化性が低下する虞がある。一方、シリカの量が多すぎると、硬化による収縮が大きくなり、硬化時にクラックが生じる虞がある。
シリカの平均粒径は、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。この範囲内であれば、原料（光反射材やシリカ）の容量あたりの密度を向上させることができるため、光反射性部材５の強度を確保することができる。
シリカの平均粒径は、光反射材の平均粒径よりも小さい方が望ましい。これにより、シリカが、混合時に光反射材同士の間にできる空隙に配置される。シリカの平均粒径は、レーザ回析法によりシリカの粒度分布を測定することにより算出される。シリカの平均粒径は、アルカリ溶液と混合する前に測定した値である。シリカは、アルカリ溶液と混合すると溶融されてしまうため、光反射性部材５から粒径を確認することが困難であるためである。なお、光反射性部材５から、シリカと光反射材との含有比率を算出するには、例えば、ＳＥＭにより抽出された光反射性部材５の断面を観察し、シリカと光反射材の占有率に基づいて算出してもよい。
(silica)
The content ratio of silica and light
The average particle size of silica is, for example, 0.1 μm or more and 10 μm or less. Within this range, the density per volume of the raw material (light reflective material or silica) can be improved, so the strength of the light
The average particle size of silica is desirably smaller than the average particle size of the light reflecting material. As a result, silica is placed in the voids created between the light reflecting materials during mixing. The average particle size of silica is calculated by measuring the particle size distribution of silica using a laser diffraction method. The average particle size of silica is the value measured before mixing with the alkaline solution. This is because silica melts when mixed with an alkaline solution, making it difficult to confirm the particle size from the light
（アルカリ金属）
光反射性部材５に含まれるアルカリ金属は、上記のアルカリ溶液に含まれるアルカリ金属である。アルカリ金属は、例えば、カリウム及び／又はナトリウムである。
(alkali metal)
The alkali metal contained in the light
上記のように光反射材１１とシリカとを含む光反射性部材５は、光反射材１１と、シリカを含む支持部材１２との屈折率差を利用して、発光素子からの光を反射させることができる。
さらに、上記のような平均粒径及び平均アスペクト比を有する光反射材１１は、光反射性が骨材として機能することで、光反射性部材５の温度が変化しても、光反射性部材５の変形を抑制することができる。具体的には、光反射性部材の温度が発光素子に起因して上昇した場合では光反射性部材の膨張が抑制され、発光素子に起因して温度が下降した場合では光反射性部材の収縮が抑制される。このような光反射性部材は、耐熱性を高くすることできる。ここで、光反射性部材５の温度変化は、主として、発光素子から光反射性部材５に伝搬する熱と、発光素子から出射される光によって光反射性部材５そのものに生じる熱と、により生じる。
このように光反射性部材５の温度が変化しても光反射性部材５の膨張及び収縮が抑制される光反射性部材５が得られることで、発光素子から生じる熱が大きい条件（例えば、発光素子に供給する電力量が大きい場合）でも発光装置の信頼性を向上させることが可能になる。発光素子に供給する電力量を大きくできることで、発光装置あたりの光量を増やすことができる。
As described above, the light
Furthermore, the light
By obtaining the light
さらに、光反射性部材５は、散乱材を含むことが望ましい。これにより、光反射性部材５による光反射率が向上する。散乱材は、例えば、主にジルコニアまたはチタニアである。発光素子が紫外光を出射する場合は、紫外波長領域の光吸収の少ないジルコニアが望ましい。光反射性部材５に散乱材を添加した場合、散乱材は、支持部材１２のシリカ中に分散して存在する。
Furthermore, it is desirable that the light
散乱材は、チタニア単体で用いてもよいし、チタニアの表面に、シリカ、アルミナ、ジルコニア、亜鉛、有機等のうちいずれか１又は２以上で構成される被覆膜が被覆されていてもよい。この被覆膜は、スパッタリング法や蒸着法等の公知の技術により形成することができる。
散乱材は、ジルコニア単体で用いてもよいし、ジルコニアの表面にシリカ、アルミナ、亜鉛、有機等のうちいずれか１又は２以上で構成される被覆膜が被覆されていてもよい。この被覆膜は、スパッタリング法や蒸着法等の公知の技術により形成することができる。また、カルシウムやマグネシウム、イットリウム、アルミニウム等が添加された安定化ジルコニアや、部分安定化ジルコニアを用いてもよい。
The scattering material may be used as a single titania, or the surface of the titania may be coated with a coating film composed of one or more of silica, alumina, zirconia, zinc, organic, etc. . This coating film can be formed by a known technique such as sputtering or vapor deposition.
As the scattering material, zirconia alone may be used, or the surface of the zirconia may be coated with a coating film composed of one or more of silica, alumina, zinc, organic, etc. This coating film can be formed by a known technique such as sputtering or vapor deposition. Furthermore, stabilized zirconia to which calcium, magnesium, yttrium, aluminum, or the like is added, or partially stabilized zirconia may be used.
散乱材の平均粒径は、光反射材１１の平均粒径より小さいことが望ましい。これにより、光反射材１１同士の隙間に散乱材が配置されやすくなるため、発光素子４から出射された光が光反射材１１同士の隙間を介して光反射性部材５を透光することを抑制できる。すなわち、発光素子４から出射された光が光反射材１１同士の隙間に配置された光反射性部材５によって反射され、発光装置の光取り出し効率を上昇させることができる。なお、散乱材の平均粒径は、レーザ回析法で測定される。
The average particle size of the scattering material is desirably smaller than the average particle size of the
以下では、上記の光反射性部材５を異なる形態で備える発光装置の具体的な構成を説明する。
Hereinafter, specific configurations of light emitting devices including the above-mentioned light
実施形態２
図３Ａ～図３Fに示すように、本実施形態に係る発光装置１００、１０１、１０２、１０３は、基体３５と、発光素子４と、光反射性部材５と、を含む。発光素子４及び光反射性部材５は、基体３５上に配置される。発光素子４は、半導体層２を含む。半導体層２の側面の少なくとも一部は、光反射性部材５から離隔している。
As shown in FIGS. 3A to 3F, the
（基体）
基体３５は、凹部３１を規定する底部３２と壁部３３とを備えている。凹部３１は、底部３２と壁部３３とにより囲まれる空間である。底部３２と壁部３３とは、同一材料で構成されてもよいし、それぞれ異なる部材で構成されてもよい。
基体３５の母材３０は、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、パルプ等の絶縁材料、半導体、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム等）等の導電材料の単一材料及びこれらの複合材料によって形成することができる。特に、母材３０は、金属、セラミックス等が好ましく、無機材料であるセラミックスがより好ましい。セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ムライト等が例示され、特に放熱性の高い窒化アルミ二ウムが好ましい。
(Base)
The
The
基体３５は、導電部材４０を含む。導電部材４０は、図３Ａ，及び図３Ｄ～図３Ｆに示すように、配線層４１と外部電極４２とを含む。配線層４１は、底部３２の上面３２ａに配置され、後述する発光素子４の電極３と電気的に接続される。外部電極４２は、底部３２の下面３２ｂに配置され、外部端子と電気的に接続される。配線層４１と外部電極４２とは、底部３２に形成されるビア（スルーホール）を通じて電気的に接続される。また、配線層４１は、図３Ｂ、及び図３Ｃに示すように、アノード側の配線層４４及びカソード側の配線層４５を含む。
図３Ａ，及び図３Ｄ～図３Ｆに示すように、断面視において、基体３５の壁部３３の厚さは一定である。また、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、上面視において、基体３５の壁部３３の外周形状、及び該壁部３３の内周形状は、矩形である。しかしながら、壁部３３の形状は、これらに限定されるものではなく、既知のいずれの形状であってもよい。
As shown in FIGS. 3A and 3D to 3F, the thickness of the
（発光素子）
発光素子４は、凹部３１内において、基体３５の底部３２上に配置される。１つの発光素子４が、基体３５の底部３２上に配置されてもよいし、２以上の発光素子４が基体３５の底部３２上に配置されてもよい。
発光素子４は基板１と半導体層２を含む。基板１は、半導体層２を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成長用基板である。基板１は、例えば、サファイア基板である。半導体層２は、例えば、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層の間に配置される発光層と、を含む。
半導体層２が出射する光のピーク波長は、例えば、２６０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲である。発光素子４は、例えば、紫外光又は青色光を出射する。
(Light emitting element)
The
The
The peak wavelength of the light emitted by the
図３Ａ、図３Ｄ～図３Ｆに示す例では、半導体層２の下面に一対の電極３が設けられ、配線層４１と電気的に接続される。半導体層２の下面に設けられた一対の電極３は、ｐ電極とｎ電極である。なお、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、図６に示す例も同様である。
In the example shown in FIGS. 3A and 3D to 3F, a pair of
半導体層２は、ダブルヘテロ接合であってもよい。発光層は、単一量子井戸(ＳＱＷ)等の構造を有していてもよいし、多重量子井戸(ＭＱＷ)のように複数の井戸層をもつ構造を有していてもよい。半導体層２は、可視光または紫外光を発光可能に構成されている。このような発光層を含む半導体層２は、例えばＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含むことができる。
The
半導体層２は、１つの発光層を有してもよいし、複数の発光層を有していてもよい。複数の発光層を有する半導体層２の構造は、１つのｎ型半導体層と１つのｐ型半導体層との間に複数の発光層を含む構造であってもよいし、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に含む構造が複数回繰り返された構造であってもよい。半導体層２が複数の発光層を含む場合、発光ピーク波長が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光ピーク波長が同じとは、数ｎｍ程度のばらつきがある場合も含む。複数の発光層の間の発光ピーク波長の組み合わせは、適宜選択することができる。例えば半導体層２が２つの発光層を含む場合、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、または、緑色光と赤色光などの組み合わせで発光層を選択することができる。各発光層は、発光ピーク波長が異なる複数の活性層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ複数の活性層を含んでいてもよい。
The
なお、図３Ｂ，及び図３Ｃに示す発光素子４の上面視における形状は矩形である。但し、発光素子４の上面視における形状は、既知のいずれの形状であってもよい。
Note that the shape of the
（光反射性部材）
光反射性部材５は、発光素子４から出射された光を光取り出し方向へ反射させる。光反射性部材５で反射された光が発光装置１００から取り出される方向は、基体３５の上方である。
光反射性部材５は、図３Ａに示すように、基体３５の壁部３３の内側面３３ａに沿って、基体３５の底部３２上に配置されている。
(light reflective member)
The light
The light
光反射性部材５は、図３Ｂに示す例では、発光素子４の周囲全域を囲むように連続して配置される。この例では、上面視において、発光素子４の外周形状である矩形のうち、対向する２辺は、基体３５の外周形状である矩形のうち、対向する２辺と平行である。また、発光素子４の外周形状のうち、別の対向する２辺は、基体３５０の外周形状のうち、別の対向する２辺と平行である。
In the example shown in FIG. 3B, the light
光反射性部材５は、発光素子４の周囲全域を囲むように連続して配置されることに限らず、発光素子の周囲において互いに離隔して配置されてもよい。例えば、図３Ｃに示すように、光反射性部材５は、壁部３３の内側面３３ａの４つの角部に、互いに離隔して配置されていてもよい。或いは、光反射性部材５は、第１領域と第２領域を有し、第１領域が壁部３３の内側面３３ａの４つの角部のうち２つの角部に連続して配置され、第２領域が残りの２つの角部に連続し、第１領域から離隔して配置されてもよい。
光反射性部材５は、図３Ｃに示す発光装置１００Ａの例では、凹部３１の矩形の角を頂点とし、底部に向かって高さが低くなりかつ底面が略２等辺三角形になるような略三角錐形状である。
図３Ｃに示す例では、上面視において、発光素子４の外周形状である矩形の４辺はそれぞれ、基体３５の外周形状である矩形のいずれの辺とも非平行である。具体的には、発光素子４は、発光素子４の４つの側面がそれぞれ、４つの角部に配置された光反射性部材５に対向するように配置されている。すなわち、上面視において発光素子４の側面と壁部３３とのなす角度が略４５度になるように設定される。これにより、発光素子４の側面から出射された光が光反射性部材５により効果的に反射される。
なお、図３Ｂに示す例でも、上面視において、発光素子４の外周形状である矩形の４辺がそれぞれ、基体３５の外周形状である矩形のいずれかの辺とも非平行であってもよい。
The light
In the example of the
In the example shown in FIG. 3C, each of the four sides of the rectangle that is the outer peripheral shape of the
Note that in the example shown in FIG. 3B as well, each of the four sides of the rectangle that is the outer peripheral shape of the
光反射性部材５は、図３Ａ～図３Fに示すように、壁部３３から発光素子４に向けて、底部３２の上面３２ａからの高さｈ１が低くなる傾斜面を有する傾斜領域Ｒ１を含む。傾斜領域Ｒ１は、壁部３３の内側面３３ａ及び底部３２の上面３２ａに連続して配置される。すなわち、傾斜領域Ｒ１は、壁部３３の内側面３３ａ及び底部３２の上面３２ａに跨がって配置される。傾斜領域Ｒ１の発光素子４側の端部Ｐ１は、壁部３３と発光素子４との間のいずれの位置であってもよいし、発光素子４の電極３に接してもよい。端部Ｐ１が壁部３３と発光素子４との間に位置する場合、例えば、端部Ｐ１は、図３Ａに示すように、壁部３３と発光素子４のおよそ中間に位置する。ただし、端部Ｐ１がいずれの位置に配置されていても光反射性部材５は、半導体層２の側面２ａから離隔して配置されることが望ましい。これにより、半導体層２の側面２ａから出射される光が光反射性部材５により遮断されることを抑制できる。すなわち、発光素子４から出射されて光反射性部材５で反射した光が、発光素子４に戻りにくくなり、所望の方向に出射される。
As shown in FIGS. 3A to 3F, the light
発光装置１００において、図３Ａに示す例では、発光素子４の一方の側面に対向する光反射性部材５の傾斜領域Ｒ１の傾斜面は、断面視における形状が直線である。同様に、発光素子４の他方の側面に対向する光反射性部材５の傾斜領域Ｒ１の傾斜面は、断面視における形状が直線である。但し、各傾斜領域Ｒ１の傾斜面の形状は、発光装置の光取り出し方向に応じて適宜形成されてもよい。例えば、傾斜領域Ｒ１の傾斜面は、断面視における形状が、基体３５側に（例えば、基体３５の外周方向に向けて）窪んだ湾曲形状でもよいし、基体３５側と反対側に（例えば、該基体３５の外周方向と反対方向に向けて）盛り上がる湾曲形状であってもよい。断面視における形状が基体３５側に窪んだ湾曲形状であれば、基体３５側と反対側に盛り上がる湾曲形状、及び直線形状よりも、光取り出し効率を向上させることができる。
In the light-emitting
図３Ｄに示す例では、光反射性部材５は、底部３２の上面３２ａに位置し、傾斜領域Ｒ１に連続する平坦領域Ｒ２を含む。平坦領域Ｒ２は、底部３２の上面３２ａからの高さ（厚さ）が実質一定である領域である。ここで、高さ（厚さ）が実質一定であるとは、例えば、平坦領域Ｒ２を形成する際の製造ばらつきの範囲内で高さ（厚さ）が変化している場合も一定であるとする意味であり、例えば、数十ミクロン程度の差を有し得る。平坦領域Ｒ２は、底部３２の上面３２ａ及び／又は配線層４１を覆って配置される。平坦領域Ｒ２の高さは、底部３２の上面３２ａから発光素子４の下面までの高さ以下であることが望ましい。平坦領域Ｒ２の光反射性部材５は、半導体層２の側面２ａから離隔して配置されることが望ましい。
In the example shown in FIG. 3D, the light
図３Ａに示す発光装置１００において、光反射性部材５は、壁部３３の内側面３３ａの上方を露出して基体３５の底部３２上に配置されている。但し、光反射性部材５は、壁部３３の内側面３３ａの上端から下端までの全体を覆って配置されてもよい。図３Ａに示す断面視において、光反射性部材５が壁部３３の内側面３３ａを覆う面積を増加させるほど、発光装置１００からの光取り出し効率を高くすることができる。なお、図３Ｃの例も同様に、光反射性部材５が、壁部３３の内側面３３ａの上端から下端までの全体を覆って配置されてもよい。また、光反射性部材５は、壁部３３の上面３３ｃに配置されていてもよいし、配置されていなくてもよい。壁部３３の上面３３ｃに配置される光反射性部材５は、上面視において、壁部３３の上面３３ｃの一部又は全部を覆っていてもよい。光反射性部材５が壁部３３の上面３３ｃの一部を覆う場合、壁部３３の上面３３ｃに配置される光反射性部材５は、上面視において、互いに離隔した複数の領域に配置されていてもよい。壁部３３の内側面３３ａを覆う光反射性部材５と、壁部の３３の上面３３ｃに配置される光反射性部材５とは、離隔して配置されていてもよいし、連続して配置されていてもよい。
In the
実施形態２に係る発光装置１００では、光反射材１１の平均アスペクト比は、例えば、発光素子４の上面４ａの中心を通り、かつ上面４ａに略直交する断面を露出させて、該断面において、光反射性部材５に含まれる光反射材１１の厚さ及び横幅を測定することで算出される。ここで例示した断面は、光反射材１１の平均アスペクト比を算出するために露出させる断面として、実施形態３から実施形態５においても利用することができる。
In the
ここで、紫外光を発する発光素子は、可視光を発する発光素子よりも光の持つエネルギー量が大きく、樹脂の光劣化が起こりやすいため、光エネルギーに対して耐久性が高いセラミックス製の母材を含む基体に配置されている場合がある。しかしながら、上記のように構成された実施形態２に係る発光装置１００は、基体３５の表面のうち、発光素子４から出射された光が主に照射する部分を光反射性部材５で覆うことができるため、樹脂製の母材３０を採用することができる。一般的に、樹脂製の母材は、セラミックス製の母材と比較して、製造コストを抑制することができる。
Here, a light-emitting element that emits ultraviolet light has a larger amount of energy in light than a light-emitting element that emits visible light, and the resin is more likely to be photodegraded, so a ceramic base material that is highly durable against light energy is used. may be placed on a substrate containing. However, in the
実施形態２に係る発光装置はさらに、第１保護膜６０及び／又は第２保護膜７０を備えていてもよい。図３Ａ～図３Ｄに示す発光装置１００、１０１は、第１保護膜６０及び／又は第２保護膜７０を備えていない。一方、図３Ｅ及び図３Ｆに示す発光装置１０２、１０３は、第１保護膜６０及び／又は第２保護膜７０を備える。
The light emitting device according to the second embodiment may further include a first
（第１保護膜）
基体３５と光反射性部材５との間に、第１保護膜６０を配置させることができる。第１保護膜６０は、図３Ｅに示すように、基体３５の底部３２の上面３２ａに配置される。第１保護膜６０が配置されることで、基体３５は塵埃や湿度等の外的要因から保護される。これにより、発光装置１００の信頼性を高めることができる。
(First protective film)
A first
第１保護膜６０は、１つの材料による単層膜又は２以上の異なる材料による多層膜とすることができる。第１保護膜６０の材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化タンタル、酸化ニオブ、チタニア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の無機材料が挙げられる。第１保護膜６０が多層膜の場合、例えば、アルミナとシリカとをそれぞれ主成分とする膜が１層ずつ又は繰り返し積層された膜（誘電体多層膜）を用いることができる。 第１保護膜６０の厚みは、例えば３ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。第１保護膜６０の厚みは、４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、第１保護膜６０が多層膜である場合は、全ての層の合計厚みを上記範囲とすることが好ましい。
第１保護膜は、基体３５を塵埃や湿度等の外的要因から保護するために、後述するように光反射性部材５より緻密な膜であることが望ましい。
The first
In order to protect the base 35 from external factors such as dust and humidity, the first protective film is preferably a film that is denser than the light
また、第１保護膜６０は、発光素子４から出射した光のうち光反射性部材５を透過した光を反射させることができる。これにより、発光装置１００の光取り出し効率を高めることができる。
Furthermore, the first
（第２保護膜）
光反射性部材５の表面に、第２保護膜７０を配置させることができる。第２保護膜７０をさらに、例えば、図３Ｆに示すように、光反射性部材５から露出した基体３５の表面、及び発光素子の表面に配置させることができる。
第２保護膜７０が発光素子４を覆わない場合、第２保護膜７０は、例えば、光反射性を有する誘電体多層膜である。第２保護膜７０が発光素子４を覆う場合、第２保護膜７０は、例えば、発光素子４の光に対して透光性を有する誘電体多層膜である。
第２保護膜７０は、光反射性部材５、配線層４１、及び／又は発光素子４が大気中の水分、腐食ガス等からダメージを受けることを抑制する。すなわち、第２保護膜７０は、光反射性部材５、配線層４１、及び／又は発光素子４の耐湿性及びガスバリア性を高める。さらに、第２保護膜７０が、光反射性部材５から露出した基体３５の表面、及び光反射性部材５の表面を連続して覆うことで、光反射性部材５の基体３５への固着性を高めることができる。
(Second protective film)
A second
When the second
The second
第２保護膜７０の材料及び厚さは、第２保護膜７０が光反射性であるか、又は透光性であるか（すなわち、第２保護膜７０が発光素子４を覆うか否か）に応じて、適宜選択される。
第２保護膜７０を光反射性とする場合、第２保護膜７０の材料は、第１保護膜６０と同一の材料から選択でき、第２保護膜７０の厚さは、第１保護膜６０の厚さと同一の範囲から選択できる。
また、第２保護膜７０を透光性とする場合には、例えば、第１保護膜６０と同様、アルミナ、シリカ、酸化タンタル、酸化ニオブ、チタニア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の無機材料から好ましくは透光性の高い材料を選択し、透光性が高くなるように膜厚を設定する。さらに第２保護膜７０を透光性の誘電体多層膜とする場合には、該誘電体多層膜を構成する各誘電体層の膜厚は発光素子４の光に対して透光性を有するように設定する。
The material and thickness of the second
When the second
In addition, when the second
発光装置１００は、第１保護膜６０及び第２保護膜７０のどちらか一方を備えていてもよいし、両方を備えていてもよい。発光装置１００が、第１保護膜６０のみ（又は第２保護膜７０のみ）を備えている場合、基体３５の壁部３３の外側面３３ｂ及び底部３２の下面３２ｂに、第１保護膜６０（又は第２保護膜７０）を配置させることができる。発光装置１００が第１保護膜６０及び第２保護膜７０の両方を備えている場合、基体３５の壁部３３の外側面３３ｂ、底部３２の下面３２ｂ及び／又は発光素子４の表面等に、第１保護膜６０と第２保護膜７０とが積層した層を配置させることができる。
The
製造方法
＜製造方法１＞
実施形態２に係る発光装置１００の製造方法の一例（製造方法１）を説明する。
Manufacturing method <Manufacturing method 1>
An example of a method for manufacturing the
（基体を準備する工程）
凹部を規定する底部３２と壁部３３とを有する基体３５を準備する。基体３５の母材３０を樹脂材料で形成する場合、底部３２と壁部３３とは、例えば、射出成形等で一体的に形成することができる。基体３５の母材３０をセラミックス材料で形成する場合、いわゆるポストファイア法やコファイア法のいずれでも製造できる。基体３５の母材３０を樹脂材料及びセラミックス材料いずれで形成する場合も、底部３２と壁部３３とを別々に形成した後に接着剤などを用いて接合することができる。
なお、製造方法１及び後述する製造方法２の説明において、部材を準備するとは、部材を製造することに限らず部材を購入する、部材を譲受する等、部材を取得することを含む。
(Process of preparing the base body)
A
In addition, in the description of manufacturing method 1 and
（発光素子を配置する工程）
基板１と半導体層２とを含む発光素子４を凹部３１内において、基体３５の底部３２上に配置する。発光素子４は、図３Ａ～Ｆに示す例では、電極３を配線層４１にはんだ等を介して接続することで実装される。
(Process of arranging light emitting elements)
A
（光反射材の粉末と、シリカの粉末と、アルカリ溶液と、を混合し混合物を形成する工程）
光反射材１１の粉末、及びシリカの粉末を混合した混合粉を、アルカリ溶液と混合し、混合物を準備する。このとき、例えば水等、混合物の硬化時に気化する物質（以下、気化性の物質とも言う）をさらに加えて混合することが望ましい。混合粉とアルカリ溶液と（加えられた場合は、気化性の物質と）の混合は、例えば、均一な粘性が得られる程度まで混合した後に、減圧して撹拌できる撹拌脱泡機によって脱泡及び撹拌することで得られる。混合物を形成する工程において、常温で混合してもよいし、加熱しながら混合してもよい。加熱しながら混合する場合は、混合物が固まるのを防ぐために、９０度以下で行うのがよい。得られた混合物のｐＨは、例えば、約１４である。
(Process of mixing light reflective material powder, silica powder, and alkaline solution to form a mixture)
A mixture of
光反射材１１は、平均粒径が０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、かつ平均アスペクト比が１０以上であり、望ましくは１０以上７０以下である。光反射材１１は、例えば、窒化ホウ素またはアルミナである。
シリカは、例えば、平均粒径が０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
アルカリ溶液の濃度は、例えば、１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下である。アルカリ溶液の濃度が低すぎると、混合物を硬化させた際の硬化性が悪くなり、光反射性部材５の強度低下や分解の生じる虞がある。一方、アルカリ溶液の濃度が高すぎると、混合物の硬化後に余剰なアルカリ金属が析出してしまう。結露が生じる環境下では、析出したアルカリ金属が結露した水分と反応し、その生成物が発光素子４に触れることで発光素子４の信頼性が低下する虞がある。アルカリ溶液は、例えば、水酸化カリウム溶液又は水酸化ナトリウム溶液である。
The
Silica has an average particle size of, for example, 0.1 μm or more and 10 μm or less.
The concentration of the alkaline solution is, for example, 1 mol/L or more and 5 mol/L or less. If the concentration of the alkaline solution is too low, the curing properties of the mixture will be poor, and there is a risk that the strength of the light
シリカと光反射材１１とは、例えば、重量比が１：４以上１：１以下の範囲で混合される。すなわち、シリカと光反射材１１とは、例えば、シリカの重量に対し、光反射材１１の重量が１倍以上４倍以下で混合される。
Silica and
混合粉とアルカリ溶液に気化性の物質を混合せずに混合物を準備する場合、アルカリ溶液と混合粉とは、例えば、重量比が２：１０以上８：１０以下で混合される。すなわち、アルカリ溶液と混合粉とは、アルカリ溶液の重量に対し混合粉の重量が、例えば、１．２５倍以上５倍以下で混合される。アルカリ溶液が少なすぎると、アルカリ溶液と混合粉とを混合する時に細かなダマが複数個形成されてしまい、成形が困難となる。一方、アルカリ溶液と混合粉とを混合する時にアルカリ溶液が多すぎると、硬化時にクラックが発生したり、硬化して得られた光反射性部材の強度が低下する虞がある。 When preparing a mixture without mixing the mixed powder and the alkaline solution with a volatile substance, the alkaline solution and the mixed powder are mixed at a weight ratio of, for example, 2:10 or more and 8:10 or less. That is, the alkaline solution and the mixed powder are mixed in such a manner that the weight of the mixed powder is, for example, 1.25 times or more and 5 times or less relative to the weight of the alkaline solution. If the alkaline solution is too small, a plurality of fine lumps will be formed when the alkaline solution and mixed powder are mixed, making molding difficult. On the other hand, if too much alkaline solution is used when mixing the alkaline solution and mixed powder, there is a risk that cracks will occur during curing or the strength of the light-reflective member obtained by curing may decrease.
混合粉とアルカリ溶液にさらに気化性の物質を混合して混合物を準備する場合、アルカリ溶液と混合粉とは、例えば、重量比が２：１０以上６：１０以下で混合される。すなわち、アルカリ溶液と混合粉とは、アルカリ溶液の重量に対し混合粉の重量が、例えば、１．６７倍以上５倍以下で混合される。アルカリ溶液と気化性の物質との重量比は、例えば、１：２以上１０：１以下である。すなわち、アルカリ溶液と気化性の物質とは、アルカリ溶液の重量に対し気化性の物質の重量が、例えば、０．１倍以上２倍以下である。 When preparing a mixture by further mixing the mixed powder and the alkaline solution with a volatile substance, the alkaline solution and the mixed powder are mixed at a weight ratio of, for example, 2:10 or more and 6:10 or less. That is, the alkaline solution and the mixed powder are mixed in such a manner that the weight of the mixed powder is, for example, 1.67 to 5 times the weight of the alkaline solution. The weight ratio of the alkaline solution and the vaporizable substance is, for example, 1:2 or more and 10:1 or less. That is, the weight of the alkaline solution and the vaporizable substance is, for example, 0.1 to 2 times the weight of the alkaline solution.
このように、気化性の物質を混合して混合物を準備する場合、混合するアルカリ溶液の量は、気化性の物質を混合しない場合と比較して少なくすることができる。これは、以下の利点がある。
（ａ）アルカリ溶液と混合粉に含まれるシリカとの中和反応において、アルカリ溶液がシリカに対して過剰な量であると、シリカと反応しなかったアルカリ成分が析出する。アルカリ成分の析出は発光素子の信頼性の低下を招くため、望ましくない。そのため、混合するアルカリ溶液の量を減らすことでアルカリ成分の析出が抑制され、発光素子の信頼性が低下することを抑制することができる。
（ｂ）また、混合物の流動性（粘性）を調整することにより、混合物を配置する工程において、壁部３３から発光素子４に向かって表面が所望の角度で傾斜又は所望の形状に湾曲した傾斜領域Ｒ１を形成することができる。そのため、光反射材１１の粉末、及びシリカの粉末を混合した混合粉とアルカリ溶液とに、さらに気化性の物質を加えて混合することで、所望の粘性を有する混合物を形成することができ、混合物を凹部３１の所望の位置に、所望の形状で配置することができる。
In this way, when preparing a mixture by mixing vaporizable substances, the amount of alkaline solution to be mixed can be smaller than when no vaporizable substances are mixed. This has the following advantages.
(a) In the neutralization reaction between the alkaline solution and the silica contained in the mixed powder, if the amount of the alkaline solution is excessive relative to the silica, the alkaline component that did not react with the silica will precipitate. Precipitation of alkaline components is undesirable because it reduces the reliability of the light emitting device. Therefore, by reducing the amount of the alkaline solution to be mixed, precipitation of the alkaline component can be suppressed, and a decrease in reliability of the light emitting element can be suppressed.
(b) Also, by adjusting the fluidity (viscosity) of the mixture, in the process of arranging the mixture, the surface can be inclined at a desired angle or curved into a desired shape from the
なお、製造される発光装置１００が備える光反射性部材５に、散乱材を含ませる場合は、この混合物に散乱材を混合する。散乱材の平均粒径は、例えば、光反射材１１の平均粒径より小さい。散乱材は、例えば、主にジルコニア又はチタニアを含む。
Note that when a scattering material is included in the light
（混合物を配置する工程）
凹部３１内において、基体３５の底部３２上に混合物を配置する。混合物は、半導体層２の側面２ａから離隔して配置される。混合物は、壁部３３から発光素子４に向けて高さが低くなる領域を含むように配置される。
混合物は、例えばディスペンサで塗布して配置される。混合物は、例えば、壁部３３及び底部３２に同時に塗布される、または壁部３３の内側面３３ａに塗布される。これにより、傾斜した領域が形成され得る。該傾斜した領域が、後述する加熱工程を経ると、傾斜領域Ｒ１となる。さらに、塗布した混合物の発光素子４側への濡れ広がりを利用することにより、高さが実質一定になる領域が形成され得る。該高さが実質一定になる領域が、後述する加熱工程を経ると、平坦領域Ｒ２となる。また、混合物を壁部３３及び底部３２に同時に塗布する、または壁部３３の内側面３３ａに塗布することで、発光素子４から離れた位置に混合物を配置することができ、半導体層２の側面２ａが混合物によって覆われることを抑制できる。
(Process of placing the mixture)
The mixture is placed in the
The mixture is applied and placed, for example with a dispenser. The mixture is applied, for example, to the
（混合物を加熱して光反射性部材を形成する工程／加熱工程）
混合物を加熱することで硬化させて光反射性部材５を形成する。これは、混合物及び発光素子４が配置された基体３５を加熱することで実施され得る。
この工程は、仮硬化工程を含んでもよいし、含まなくてもよい。仮硬化工程を含む場合、混合物を第１温度Ｔ１で硬化させる仮硬化工程と、混合物を第１温度Ｔ１よりも高い第２温度Ｔ２で硬化させる本硬化工程と、を含む。仮硬化工程は、例えば、８０℃以上１００℃以下の第１温度Ｔ１で、１０分以上２時間以下行われる。本硬化工程は、例えば、１５０℃以上２５０℃以下の第２温度Ｔ２で、１０分以上３時間以下行われる。
このように本硬化工程の前に、本硬化工程よりも低い温度で仮硬化工程を実施することで、形成される光反射性部材５にクラックが生じにくくなる。
さらに、仮硬化工程、及び／又は本硬化工程は大気圧下で行ってもよいし、加圧しながら行ってもよい。混合物が加圧されながら硬化することで、形成される光反射性部材５における、発光素子からの光に対する反射率が高くなる。これは、混合物が加圧されることで、混合物内の光反射材がより密集して配置された状態で硬化するためと考えられる。加圧を行う場合、加えられる圧力は、例えば、１ＭＰａである。
(Step of heating the mixture to form a light reflective member/heating step)
The light
This step may or may not include a temporary curing step. When a temporary curing process is included, the process includes a temporary curing process in which the mixture is cured at a first temperature T1, and a main curing process in which the mixture is cured at a second temperature T2 higher than the first temperature T1. The temporary curing step is performed, for example, at a first temperature T1 of 80° C. or higher and 100° C. or lower for 10 minutes or more and 2 hours or less. The main curing step is performed, for example, at a second temperature T2 of 150° C. or more and 250° C. or less for 10 minutes or more and 3 hours or less.
By performing the temporary curing step at a temperature lower than the main curing step before the main curing step in this manner, cracks are less likely to occur in the light
Furthermore, the temporary curing step and/or the main curing step may be performed under atmospheric pressure or may be performed under pressure. By curing the mixture while being pressurized, the reflectance of the light from the light emitting element in the formed light
以上のようにして、実施形態２に係る発光装置１００を形成することができる。なお、発光素子を配置する工程は、混合物を配置する工程の前でもよいし、混合物を加熱して光反射性部材を形成する工程の後でもよい。また、発光装置１００は、個々に製造してもよいし、複数個を一体的に形成した後に個片化して得てもよい。具体的には、底面と複数の壁とを含む集合基板を準備し、該底面と複数の壁とにより形成される複数の凹部それぞれに発光素子、及び混合物を配置し、混合物を加熱硬化させ、発光装置毎に個片化する。
In the manner described above, the
その他の工程
（洗浄工程）
また、加熱工程の後に、混合物、すなわち光反射性部材５を洗浄する洗浄工程を実施することができる。加熱工程の後に洗浄工程を実施することで、アルカリ溶液と混合物に含まれるシリカとの中和反応で反応しきれず残留したアルカリ成分を除去することができる。これにより、発光素子の信頼性の低下を抑制できる。光反射性部材５の洗浄には、水（望ましくは純水）を用いてもよいし、それ以外にＩＰＡ等のアルコールや、希塩酸等の酸，塩化アンモニウム等の弱塩基の塩，クラウンエーテル、クリプタンド，もしくはこれらの混合液を用いてもよい。光反射性部材５の洗浄は、例えば、光反射性部材５が配置された発光装置１００を、水又は上述した混合液に浸けることで実施される。これにより、残留したアルカリ成分を除去することができる。
Other processes (cleaning process)
Further, after the heating step, a cleaning step of cleaning the mixture, that is, the light
（第１保護膜を形成する工程）
第１保護膜を形成する工程は、例えば、原子層堆積法（ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））を用いることができる。原子層堆積法を採用することにより、基体３５の表面（図３Ａの場合、基体３５の底部３２の上面３２ａ、壁部３３の内側面３３ａ、壁部３３の上面３３ｃ、壁部３３の外側面３３ｂ、基体の底部３２の下面３２ｂ）に、緻密で薄い第１保護膜６０を形成することができる。第１保護膜は、原子位相堆積法に限らず、スパッタリング法や蒸着法等の公知の技術により形成してもよい。
(Step of forming the first protective film)
The step of forming the first protective film can use, for example, atomic layer deposition (ALD). By employing the atomic layer deposition method, the surface of the base 35 (in the case of FIG. 3A, the
第１保護膜を形成する工程は、発光装置の製造を、基体を準備する工程、発光素子を配置する工程、混合物を配置する工程の順で実施する場合、例えば、基体を準備する工程の後であって、発光素子を配置する工程の前に実施される。この場合、第１保護膜６０を形成した後に、配線層４１の表面のうち、発光素子４と接続するための領域を露出させる工程を含む。該領域を露出させる方法としては、例えば、該領域上の第１保護膜６０を研磨する方法がある。他の方法としては、例えば、該領域上の第１保護膜６０にレーザを照射して、第１保護膜６０を除去する方法がある。さらに他の方法としては、第１保護膜６０を形成する前に、該領域にマスクを設け、第１保護膜６０を形成した後にマスクを除去する方法がある。
第１保護膜を形成する工程は、発光素子を配置する工程の後であって、混合物を配置する工程の前に実施してもよい。この場合、発光素子４の表面も第１保護膜６０で被覆してよい。
For example, when the light emitting device is manufactured in the order of preparing a substrate, arranging a light emitting element, and arranging a mixture, the step of forming the first protective film may be performed after the step of preparing the substrate. This is carried out before the step of arranging the light emitting elements. In this case, after forming the first
The step of forming the first protective film may be performed after the step of arranging the light emitting element and before the step of arranging the mixture. In this case, the surface of the
（第２保護膜を形成する工程）
第２保護膜を形成する工程も、例えば、原子層堆積法を用いることができる。第２保護膜を形成する工程は、発光装置の製造を、基体を準備する工程、発光素子を配置する工程、混合物を配置する工程の順で実施する場合、例えば、混合物を配置する工程の後に実施される。
図３Ｆでは、光反射性部材５の表面、発光素子４の表面、及び基体３５の底部３２の上面３２ａに、第２保護膜７０が形成されている。さらに、基体３５の壁部３３の外側面３３ｂ、基体３５の底部３２の下面３２ｂに第２保護膜７０が形成される。
(Step of forming a second protective film)
The step of forming the second protective film can also use, for example, an atomic layer deposition method. When manufacturing a light emitting device is carried out in the order of preparing a substrate, arranging a light emitting element, and arranging a mixture, the step of forming the second protective film may be performed, for example, after the step of arranging the mixture. Implemented.
In FIG. 3F, a second
第１保護膜を形成する工程及び第２保護膜を形成する工程は、どちらか一方の工程のみ実施されてもよいし、いずれの工程も実施されてもよい。いずれの工程も実施される場合は、例えば、第１保護膜を形成する工程、発光素子を配置する工程、混合物を配置する工程、第２保護膜を形成する工程の順で実施される。 Only one of the steps of forming the first protective film and the step of forming the second protective film may be performed, or both of the steps may be performed. When any of the steps is performed, for example, the steps of forming the first protective film, arranging the light emitting element, arranging the mixture, and forming the second protective film are performed in this order.
実施形態２の変形例
（光反射性部材で形成される母材を備える基体）
基体３５の母材３０は、光反射性部材５と異なる部材で構成されることに限らず、光反射性部材５と同一の部材で構成されてもよい。これにより、セラミックス、金属等で形成された母材より光反射性が高くなるため、発光装置の光取り出し効率を高めることができる。この発光装置の製造方法は、
（ａ）導電部材４０を準備する工程と、
（ｂ）目的とする母材３０及び光反射性部材５が一体化した形状を有する型を導電部材４０上に配置し、該型に混合物を流し込み、混合物を加熱硬化させる工程と、
（ｃ）研磨、レーザ照射等で硬化した混合物の表面から露出させた導電部材４０に発光素子４を電気的に接続する工程と、を含む。
なお、既知の方法を用いて複数の発光装置を一体的に製造した後、個片化することで大量生産が可能である。
Modification of Embodiment 2 (Base including base material formed of light reflective member)
The
(a) A step of preparing a
(b) a step of placing a mold having a shape in which the
(c) A step of electrically connecting the
Note that mass production is possible by integrally manufacturing a plurality of light emitting devices using a known method and then dividing them into individual pieces.
（発光素子の種類）
また、図３Ａ～図３Ｆでは、発光装置１００、１０１、１０２、１０３に配置される発光素子４は、基板１より半導体層２が基体３５側に位置しており、半導体層２の下面に設けられた電極３が基体３５の導電部材４０に電気的に接続されることで、基体３５と接合されるフリップチップ実装された発光素子である。
なお、発光装置１００、１０１、１０２、１０３の発光素子は、フェイスアップ実装されてもよい。この発光素子は、半導体層２より基板１が基体３５側に位置し、電極が半導体層２における基板１とは反対側の面に位置するように配置される。そして、発光素子の電極が、ワイヤを介して基体３５の導電部材４０に電気的に接続される。
また、支持基板と、支持基板上に接合部材を介して配置され、支持基板から順にｐ側半導体層、発光層、及びｎ側半導体層が配置された半導体層と、ｐ側電極、及びｎ側電極と、を含む発光素子であってもよい。このような支持基板と半導体層とを貼り合わせることで得られる発光素子は、支持基板側の面が基体３５に対向するように配置される。支持基板は、例えば、シリコン基板を用いることができる。
このような発光素子は、例えば、以下のような製造方法で得られる。まず、成長用基板上に半導体層を成長させて、半導体層のｐ側半導体層とｎ側半導体層のそれぞれに電気的に接続されるｐ側電極とｎ側電極を配置させる。次に、接合部材を介して半導体層上に支持基板を接合させ、成長用基板を除去する。次に、半導体層側から半導体層の一部をｐ側電極及びｎ側電極が露出するまで除去する。
(Type of light emitting element)
In addition, in FIGS. 3A to 3F, the
Note that the light emitting elements of the
Further, a supporting substrate, a semiconductor layer disposed on the supporting substrate via a bonding member, and in which a p-side semiconductor layer, a light emitting layer, and an n-side semiconductor layer are arranged in order from the supporting substrate, a p-side electrode, and an n-side The light emitting element may include an electrode. A light emitting element obtained by bonding such a support substrate and a semiconductor layer is arranged such that the surface on the support substrate side faces the
Such a light emitting element can be obtained, for example, by the following manufacturing method. First, a semiconductor layer is grown on a growth substrate, and a p-side electrode and an n-side electrode are arranged to be electrically connected to the p-side semiconductor layer and the n-side semiconductor layer of the semiconductor layer, respectively. Next, a support substrate is bonded onto the semiconductor layer via a bonding member, and the growth substrate is removed. Next, a part of the semiconductor layer is removed from the semiconductor layer side until the p-side electrode and the n-side electrode are exposed.
（保護素子）
発光装置１００、１０１、１０２、１０３は、図３Ｃに示すように、保護素子８０を備えていてもよい。保護素子８０は、例えばツェナーダイオードである。保護素子８０が基体３５の底部３２上に配置される場合、保護素子８０は、光反射性部材５に一部または全部が覆われているのが好ましい。光反射性部材５が保護素子８０を被覆することで、保護素子８０での光吸収による取り出し効率の低下を抑制することができる。
(protective element)
The
（リッド）
発光装置１００、１０１、１０２、１０３は、さらに基体３５の凹部３１を覆うリッドを備えることができる。リッドは、例えば、樹脂又は無機材料を含んだ透光性の部材である。リッドは、蛍光体のような波長変換材料を含有してもよいし、含有しなくてもよい。リッドが無機材料の母材に蛍光体を含有されたものである場合、例えば、蛍光体として、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、母材としてアルミナや、シリカを用いることができる。
リッドは、例えば、はんだ（Ａｕ－Ｓｎ、Ａｕ－Ｉｎ等）、低融点ガラス、樹脂（シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等）のような接着剤を用いて基体３５の母材３０に接合される。光反射性部材５が基体３５の壁部３３の上面３３ｃに配置されている場合は、上面３３ｃに配置された光反射性部材５がリッドと基体とを接合する接着剤としても機能し得る。このように、光反射性部材５は、光反射の用途とは別に接着剤の用途としても使用可能である。光反射性部材５を接着剤として使用することで、発光装置１００からの光取り出し効率を高くすることできる。
また、リッドは、基体３５の凹部３１が気密になるように配置されていてもよいし、基体３５の凹部３１が非気密になるように配置されていてもよい。リッドにより凹部３１が気密にされていると、基体３５の底部３２上に配置される発光素子４、光反射性部材５等が外気に晒されることを防止することができる。
リッドを配置する工程は、例えば、混合物を配置する工程の後であって、混合物を加熱して光反射性部材を形成する工程（加熱工程）の前又は後に実施される。
(lid)
The
The lid is bonded to the
Further, the lid may be arranged so that the
The step of arranging the lid is performed, for example, after the step of arranging the mixture, and before or after the step of heating the mixture to form the light reflective member (heating step).
（封止部材）
基体３５の凹部３１には、発光素子４を封止する封止部材を配置させることができる。封止部材は、例えば、蛍光体が含有された樹脂である。蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）を用いることができる。凹部３１に配置される封止部材は、光反射性部材５、第１保護膜６０、第２保護膜７０、保護素子８０等、基体３５の底部３２上に配置される部材を封止し得る。
(Sealing member)
A sealing member for sealing the
発光素子が紫外光を出射する場合、封止部材の材料として、フッ素樹脂又は低融点ガラスのような紫外光に対して耐光性を有する材料を用いることが好ましい。発光素子が紫外光を出射する場合においても、封止部材は、上述の封止部材の材料に蛍光体を含んでもよいし、蛍光体を含んでいなくてもよい。
光反射部材がその内部に空隙を有する場合、封止部材及び／又は保護膜は、光反射性部材５の表面に開口する空隙に内部に含浸して配置され得る。これにより、光反射性部材５と封止部材との密着性が向上する。また、封止部材が蛍光体を含む場合、光反射部材の空隙の内部にも、蛍光体が配置され得る。
封止部材は、光反射性部材５の表面に配置された第２保護膜７０を介して配置されてもよいし、光反射性部材５の表面に直接配置されてもよい。
封止部材の上面は、断面視において、平坦でもよいし、凹凸を有していてもよい。あるいは、封止部材の上面は、中央が窪んでもよいし、中央が盛り上がってもよい。例えば、封止部材の上面を凹レンズ状、凸レンズ状、フレネルレンズ状等のレンズ効果を有する形状とすることで、発光素子からの光を広げる、あるいは、集光させる等により、発光装置の配光特性を制御することができる。
When the light emitting element emits ultraviolet light, it is preferable to use a material having light resistance to ultraviolet light, such as a fluororesin or low melting point glass, as the material of the sealing member. Even when the light emitting element emits ultraviolet light, the sealing member may or may not contain a phosphor in the material of the above-mentioned sealing member.
When the light-reflecting member has a void therein, the sealing member and/or the protective film may be disposed so as to be impregnated into the void opening to the surface of the light-reflecting
The sealing member may be disposed via the second
The upper surface of the sealing member may be flat or may have unevenness in cross-sectional view. Alternatively, the upper surface of the sealing member may be depressed at the center or may be raised at the center. For example, by forming the upper surface of the sealing member into a shape that has a lens effect, such as a concave lens shape, a convex lens shape, or a Fresnel lens shape, the light from the light emitting element can be spread or focused, thereby distributing the light of the light emitting device. Characteristics can be controlled.
実施形態３
実施形態３に係る発光装置２００は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、基体２３５が平板であり、光反射性部材２０５が発光素子４を囲む枠部材である点で、実施形態２に係る発光装置１００と異なる。
The
（光反射性部材）
枠部材である光反射性部材２０５は、基体２３５とともに、発光素子４を配置する凹部２３１を規定する部材であるとも言える。
図４Ａに示す発光装置２００では、光反射性部材２０５は、上面、内側面及び外側面を備える。光反射性部材２０５の内側面及び外側面は、断面視において直線状であり、基体２３５の上面２３５ａに対して垂直である。但し、光反射性部材２０５の内側面及び／又は外側面は、基体２３５の上面２３５ａに対して傾斜してもよい。例えば、光反射性部材２０５の外側面が、基体２３５の上面に対して垂直で、光反射性部材２０５の内側面が、光反射性部材２０５の下端から上端に向かって光反射性部材２０５の幅が狭くなるように傾斜してもよい。
図４Ｂに示す発光装置２０１では、光反射性部材２５５は、内側面と外側面とを備え、内側面の上端と外側面の上端とが接する。光反射性部材２５５の内側面及び外側面は、基体２３５側とは反対側に盛り上がるように湾曲する。
このように、光反射性部材の内側面及び／又は外側面は、断面視において直線形状でもよいし、湾曲形状でもよい。但し、光反射性部材の内側面及び／又は外側面は、これに限らず、断面視において階段状でもよい。また、光反射性部材は、内側面の上端と外側面の上端とが上面を介してつながっていてもよいし、内側面の上端と外側面の上端とが直接つながっていてもよい。
また、発光装置２００，２０１は、図４Ｃに示すように、光反射性部材２０５，２５５によって囲まれる領域（すなわち凹部２３１）に、発光素子４を覆う透光性の部材２７０が配置される。
また、図４Ｃに示すように、凹部２３１には、複数の発光素子４が配置される。この場合、各発光素子４の上面４ａにそれぞれ異なる蛍光材料を含有する波長変換部材を配置させることができる。各波長変換部材に含有される蛍光材料は、各発光素子４に配置された波長変換部材それぞれから出射される光が、所望の色になるように選択される。例えば、各波長変換部材に含有される蛍光材料は、一部の発光素子４に配置された波長変換部材からは白色光が出射され、他の発光素子４に配置された波長変換部材からは電球色が出射されるように適宜選択される。このような構成により、調色可能な発光装置２００，２０１を得ることができる。透光性の部材２７０には、蛍光材料が含有されてもよいし、含有されていなくてもよい。また、このように発光装置を調色できる構成は、実施形態２、実施形態４及び実施形態５の発光装置１００，１０１，１０２，３００，４００にも採用できる。
また、発光素子４の上面４ａに波長変換部材を配置し、該波長変換部材の上面が露出するように、凹部２３１に光反射性の白色封止部材（すなわち、チタニアを含有した樹脂或いは、光反射性部材２５５と同一の材料）を配置することができる。
(light reflective member)
It can also be said that the light
In the
In the
In this way, the inner surface and/or outer surface of the light reflective member may have a linear shape or a curved shape in cross-sectional view. However, the inner surface and/or outer surface of the light reflective member is not limited to this, and may be stepped in cross-sectional view. Moreover, the upper end of the inner surface and the upper end of the outer surface of the light reflective member may be connected via the upper surface, or the upper end of the inner surface and the upper end of the outer surface may be directly connected.
Further, in the light-emitting
Further, as shown in FIG. 4C, a plurality of
Further, a wavelength conversion member is disposed on the
光反射性部材２０５の上面視における形状は、環状であり、その外周及び／又は内周が矩形、円形、八角形等、種々の形状であってよい。光反射性部材２０５の上面視における形状が多角形の場合、角部が湾曲した略多角形であってもよい。
The shape of the light
発光装置２００、２０１はさらに、枠部材である光反射性部材２０５、２５５と発光素子４との間に、枠部材と同一の光反射性部材から構成された平坦領域を備えていてもよい。平坦領域は、前述した実施形態２における平坦領域Ｒ２と同様である。平坦領域は、枠部材である光反射性部材２０５、２５５に連続していてもよいし、該光反射性部材２０５、２５５から離隔していてもよい。
The light-emitting
実施形態３の変形例
実施形態２に係る変形例で説明した、光反射性部材で形成される基体、発光素子の種類、保護素子、リッド、封止部材、及び発光素子に配置される部材に関しては、いずれも実施形態３に係る発光装置２００、２０１に適用できる。
Modification of
製造方法２
実施形態３に係る発光装置２００の製造方法（製造方法２）は、混合物を配置する工程が製造方法１と異なる。
製造方法２における混合物を配置する工程では、例えば、発光素子４を配置した基体２３５上に、所望の枠部材形状を有する金型を配置して、金型内に混合物を配置する。混合物は、例えば、金型の流入口から流し込まれて金型内に配置される。その後、金型を配置したまま、発光素子４及び混合物が配置された基体２３５を加熱し、光反射性部材２０５を形成する（混合物を加熱して光反射性部材を形成する工程／加熱工程）。加熱工程後、金型を取り外す。このように金型を利用することで、所望の形状の光反射性部材２０５を得ることができる。
The manufacturing method (manufacturing method 2) of the
In the step of placing the mixture in
実施形態４
実施形態４に係る発光装置３００は、図５に示すように、基体３３５が平板であり、光反射性部材３０５が基体３３５の上面３３５ａを覆って配置されている点で、実施形態２に係る発光装置１００と異なる。
As shown in FIG. 5, the
（光反射性部材）
図５に示す発光装置３００では、光反射性部材３０５は、基体３３５の上面３３５ａを覆って配置される。
光反射性部材３０５の、基体３３５の上面３３５ａからの高さは、例えば、数十ミクロン以下の差を有し得るが、実質一定である。光反射性部材３０５の高さは、基体３３５の母材３３０の上面から発光素子４の下面までの高さ以下であることが望ましい。光反射性部材３０５は、発光素子４の半導体層２の側面２ａから離隔して配置されることが望ましい。
(light reflective member)
In the
The height of the light
このように基体３３５の上面３３５ａを光反射性部材３０５で覆うことで、発光素子４から出射された光が基体３３５によって吸収されることを抑制できる。
By covering the
なお、光反射性部材３０５は、図５に示すように、配線層４１の上面を覆って配置されることに限らず、配線層４１と母材３３０との間に配置されてもよい。すなわち、母材３３０の上面に光反射性部材３０５が配置され、光反射性部材の上面に配線層４１が配置されてもよい。
Note that the light
実施形態４の変形例
実施形態２に係る変形例で説明した発光素子の種類、保護素子、発光素子に配置される部材に関しては、いずれも実施形態４に係る発光装置３００に適用できる。
Modification of
実施形態５
実施形態５に係る発光装置４００は、図６に示すように、基体４３５の母材４３０が光反射性部材４０５で形成された平板である点で、実施形態２に係る発光装置１００と異なる。実施形態５に係る発光装置４００はさらに、１以上の貫通孔９１を有する導光板９０を備える。貫通孔９１は、例えば、二次元状に配列された複数の貫通孔である。
光反射性部材４０５である基体４３５は、発光素子４の半導体層２の側面２ａを露出させていることが望ましい。
The
It is desirable that the
このように光反射性部材４０５で形成される基体４３５は、導光板９０と、導光板９０の各貫通孔９１内に配置された複数の発光素子４と、を設けることで、面状光源として利用できる。
In this way, the
実施形態５の変形例
実施形態２に係る変形例で説明した発光素子の種類、保護素子、発光素子に配置される部材に関しては、いずれも実施形態５に係る発光装置４００に適用できる。また、実施形態２に係る変形例で説明したリッド及び封止部材は、実施形態５に係る発光装置４００に適用できる。
Modification of
実施例及び参考例
実施例１から９及び参考例１、２について説明する。
参考例１、参考例２、実施例１～実施例９では、光反射性部材を作製し、該光反射性部材を１０００℃で１時間加熱した時の収縮維持率を測定した。また、アルカリ溶液の添加量は、成形に適した粘度となるように適宜調整を行った。
Examples and Reference Examples Examples 1 to 9 and Reference Examples 1 and 2 will be described.
In Reference Example 1, Reference Example 2, and Examples 1 to 9, light reflective members were produced, and the shrinkage retention ratio was measured when the light reflective members were heated at 1000° C. for 1 hour. Further, the amount of alkaline solution added was appropriately adjusted so that the viscosity was suitable for molding.
参考例１の光反射性部材５を以下のようにして作製した。
まず、平均粒径が１μｍでありかつ平均アスペクト比が４．６である光反射材１１の粉末と、平均粒径がメジアン径で０．４μｍのシリカの粉末とを、混合して混合粉を準備した。光反射材１１は、窒化ホウ素であった。シリカと窒化ホウ素とは、重量比を４：５にして混合した。
該混合粉をと、濃度が３ｍｏｌ／Ｌのアルカリ溶液と、を混合して混合物を準備した。アルカリ溶液は、水酸化カリウム溶液であった。アルカリ溶液と混合粉とは、重量比を５．８：９にして混合した。
次に、混合物を９０℃の第１温度、及び１ＭＰａの圧力下で１時間加熱し、仮硬化させた。
次に、混合物を２００℃の第２温度、及び１ＭＰａの圧力下で２時間加熱し、本硬化させ、光反射性部材５を作製した。
The light
First, powder of the
A mixture was prepared by mixing the mixed powder with an alkaline solution having a concentration of 3 mol/L. The alkaline solution was a potassium hydroxide solution. The alkaline solution and mixed powder were mixed at a weight ratio of 5.8:9.
Next, the mixture was heated at a first temperature of 90° C. and under a pressure of 1 MPa for 1 hour to temporarily cure the mixture.
Next, the mixture was heated for 2 hours at a second temperature of 200° C. and under a pressure of 1 MPa to be fully cured, and a light
参考例２、実施例１から実施例９の光反射性部材５は、光反射材の材料、光反射材の平均粒径、光反射材のアスペクト比、及びシリカと光反射材の重量比を表１に示すように変更し、表１に記載した条件以外は、参考例１における作製方法と同様の方法で作製した。
The light-reflecting
参考例１、参考例２、実施例１から実施例９の光反射性部材５を直径およそ３ｃｍ、厚さ約１ｍｍの大きさの板状から２分割し、２分割した一方の光反射性部材を１０００℃で１時間加熱した。その後、２分割した光反射性部材のうち加熱しなかった光反射性部材の分割断面における一辺の長さに対する、加熱した光反射性部材の分割断面における一辺の長さの割合（収縮維持率）を算出した。その結果を表１に示す。
The light
参考例１、参考例２、実施例１から実施例９の結果より、実施例１～実施例９の収縮維持率は、９９．００％以上であり、参考例１、参考例２の収縮維持率と比較して大きかった。従って、シリカ、アルカリ金属、及び平均粒径が０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、アスペクト比が１０以上の光反射材を含む、実施例１から実施例９の光反射性部材５は、熱耐性が高いことが明らかになった。
From the results of Reference Example 1, Reference Example 2, and Example 1 to Example 9, the shrinkage maintenance rate of Examples 1 to 9 is 99.00% or more, and the shrinkage maintenance rate of Reference Example 1 and Reference Example 2 is 99.00% or more. It was large compared to the rate. Therefore, the light
実施例１０
次に、実施例１０について説明する。
実施例１０では、実施形態２に係る発光装置を作製し、光量を評価した。
実施例１０の発光装置を以下のようにして作製した。
まず、導電部材４０と、凹部３１を有する母材３０を備える、基体３５を準備した。凹部３１は、底辺が２．５ｍｍ×２．５ｍｍの矩形であり、高さが０．９ｍｍである、直方体形状の空間であった。基体３５の底部３２及び壁部３３の材料はＡｌＮであった。導電部材４０の材料はＡｕであった。
次に、基体３５の底部３２上に発光素子４を配置した。発光素子４が出射する波長は２８０ｎｍであった。発光素子４の上面視における形状は、一辺が１ｍｍの矩形形状であった。
次に、平均粒径が１０ｕｍであり、平均アスペクト比が２０程度の窒化ホウ素と、平均粒径が０．３ｕｍのシリカと、を重量比５：３で混ぜ合わせた混合粉を作製した。その後、作製した混合粉６ｇに対して、３ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム溶液を２ｇ添加し（アルカリ溶液と混合粉との重量比が１：２）、さらに水を２ｇ添加して、撹拌棒を用いて混ぜ合わせた。その後、減圧して撹拌できる撹拌脱泡機によって脱泡及び撹拌させることで、白色で均一な粘度状の混合物を得た。さらに、得られた混合物に散乱材としてイットリア安定化ジルコニアを添加した。
以上のようにして生成された混合物を、ノズルを用いて凹部３１内に配置した。混合物は、壁部３３から発光素子４に向けて高さが低くなる傾斜領域Ｒ１を形成するように配置された。
次に、発光素子４及び混合物が配置された基体３５を、ホットプレートを使用して、１大気中で１０分の仮硬化を行った。仮硬化の温度は、９０℃であった。仮硬化後、再び加圧オーブンで、１ＭＰａの加圧窒素雰囲気中で４０分の本硬化を行った。本硬化時の温度は２００℃であった。
Example 10
Next, Example 10 will be described.
In Example 10, a light emitting device according to
The light emitting device of Example 10 was produced as follows.
First, a
Next, the
Next, a mixed powder was prepared by mixing boron nitride with an average particle size of 10 um and an average aspect ratio of about 20 and silica with an average particle size of 0.3 um at a weight ratio of 5:3. Then, to 6 g of the prepared mixed powder, 2 g of 3 mol/L potassium hydroxide solution was added (weight ratio of alkaline solution and mixed powder was 1:2), and further 2 g of water was added, and a stirring bar was added. mixed using. Thereafter, a white and uniformly viscous mixture was obtained by defoaming and stirring using a stirring/defoaming machine capable of stirring under reduced pressure. Furthermore, yttria-stabilized zirconia was added to the resulting mixture as a scattering material.
The mixture produced as described above was placed in the
Next, the
比較例１
比較例１の発光装置は、光反射性部材５を備えない以外は、実施例１０における発光装置と同一の発光装置であった。
Comparative example 1
The light emitting device of Comparative Example 1 was the same light emitting device as the light emitting device of Example 10, except that it did not include the light
上記のように作製した実施例１０の発光装置１００及び比較例１の発光装置に順方向電流１００［ｍＡ］を流し、その時の光量を比較し、評価した。
A forward current of 100 mA was applied to the
＜光量＞
実施例１０の発光装置及び比較例１の発光装置に関して、積分球を用いて各発光装置の光量を測定した。測定結果を比較すると、実施例１０の発光装置の光量は、比較例１の発光装置の光量と比較して、２２．５％増加していた。
<Light amount>
Regarding the light emitting device of Example 10 and the light emitting device of Comparative Example 1, the amount of light of each light emitting device was measured using an integrating sphere. Comparing the measurement results, the light amount of the light emitting device of Example 10 was increased by 22.5% compared to the light amount of the light emitting device of Comparative Example 1.
以上、本開示の実施形態、変形例、実施例及び参考例を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施形態、変形例、実施例及び参考例における要素の組合せや順序の変化等は請求された本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。 Although the embodiments, modifications, examples, and reference examples of the present disclosure have been described above, the disclosed content may change in the details of the configuration, and the combinations of elements in the embodiments, modifications, examples, and reference examples may vary. Changes in order, etc. may be made without departing from the scope and spirit of the claimed disclosure.
１ 基板
２ 半導体層
２ａ 側面
３ 電極
３ａ 下面
４ 発光素子
４ａ 上面
５、２０５、２５５、３０５、４０５ 光反射性部材
１１ 光反射材
１１ａ、１１ｂ 主面
１２ 支持部材
１３ ボイド
１４ 散乱材
３０、２３０、３３０、４３０ 母材
３１、２３１ 凹部
３２ 底部
３２ａ 上面
３２ｂ 下面
３３ 壁部
３３ａ 内側面
３３ｂ 外側面
３３ｃ 上面
３５、２３５、３３５、４３５ 基体
２３５ａ、３３５ａ、４３５ａ 上面
４０ 導電部材
４１ 配線層
４２ 外部電極
４３ カソードマーク
４４ アノード側の配線層
４５ カソード側の配線層
５０ 混合物
６０ 第１保護膜
７０ 第２保護膜
８０ 保護素子
８１ ワイヤ
９０ 導光板
９１ 貫通孔
１００、１００Ａ、１０１、１０２、１０３、２００、２０１、３００、４００ 発光装置
２７０ 透光性の部材
ｈ１ 高さ
Ｐ１ 端部
Ｒ１ 傾斜領域
Ｒ２ 平坦領域
1
Claims (16)
前記発光素子から出射される光を反射する光反射性部材と、を含み、
前記光反射性部材は、板状の光反射材、シリカ、及びアルカリ金属を含み、
前記光反射材の平均粒径が０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、
前記光反射材の平均アスペクト比が１０以上である、発光装置。 A light emitting element,
a light reflective member that reflects light emitted from the light emitting element;
The light reflective member includes a plate-shaped light reflective material, silica, and an alkali metal,
The average particle size of the light reflecting material is 0.6 μm or more and 43 μm or less,
A light emitting device, wherein the light reflecting material has an average aspect ratio of 10 or more.
前記発光素子及び前記光反射性部材は、前記基体上に配置されており、
前記発光素子は半導体層を含み、
前記半導体層の側面の少なくとも一部は、前記光反射性部材から離隔している、請求項１に記載の発光装置。 further comprising a base;
The light emitting element and the light reflective member are arranged on the base,
The light emitting element includes a semiconductor layer,
The light emitting device according to claim 1, wherein at least a portion of a side surface of the semiconductor layer is separated from the light reflective member.
前記発光素子は、前記凹部内に配置され、
前記光反射性部材は、前記壁部の内側面及び底部の上面に連続して配置される、請求項２に記載の発光装置。 The base has a bottom and a wall defining a recess,
the light emitting element is arranged within the recess,
The light-emitting device according to claim 2, wherein the light reflective member is disposed continuously on an inner surface of the wall portion and an upper surface of the bottom portion.
前記壁部の内周形状は、矩形であり、
前記光反射性部材は、前記矩形の４つの角部に、互いに離隔して配置される、請求項３に記載の発光装置。 In top view,
The inner peripheral shape of the wall portion is rectangular,
The light emitting device according to claim 3, wherein the light reflective members are arranged at four corners of the rectangle and spaced apart from each other.
前記発光素子の外周形状は、矩形であり、
前記壁部の外周形状は、矩形であり、
前記発光素子の矩形の４辺はそれぞれ、前記壁部の矩形の４辺のいずれとも非平行である、請求項３又は４に記載の発光装置。 In top view,
The outer peripheral shape of the light emitting element is rectangular,
The outer peripheral shape of the wall portion is rectangular,
5. The light emitting device according to claim 3, wherein each of the four rectangular sides of the light emitting element is non-parallel to any of the four rectangular sides of the wall.
前記発光素子は、半導体層を含み、
前記半導体層の側面の少なくとも一部は、前記光反射性部材から離隔している、請求項１に記載の発光装置。 The light reflective member is a substrate on which the light emitting element is arranged,
The light emitting element includes a semiconductor layer,
The light emitting device according to claim 1, wherein at least a portion of a side surface of the semiconductor layer is separated from the light reflective member.
前記光反射材の平均粒径は、６μｍ以上４３μｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。 The light reflecting material is boron nitride,
The light emitting device according to claim 1, wherein the light reflecting material has an average particle size of 6 μm or more and 43 μm or less.
前記光反射材の平均粒径は、０．６μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の発光装置。 The light reflecting material is alumina,
The light emitting device according to claim 1, wherein the light reflecting material has an average particle size of 0.6 μm or more and 10 μm or less.
前記凹部内に基板と半導体層とを含む発光素子を配置する工程と、
シリカの粉末と、平均粒径が０．６μｍ以上４３μｍ以下であり、かつ平均アスペクト比が１０以上である板状の光反射材の粉末と、アルカリ溶液と、気化性の物質と、を混合し混合物を形成する工程と、
前記凹部内において、前記半導体層の側面から離隔して、前記混合物を配置する工程と、
前記混合物を加熱することにより硬化させて光反射性部材を形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。 providing a substrate having a bottom and walls defining a recess;
arranging a light emitting element including a substrate and a semiconductor layer in the recess;
A mixture of silica powder, plate-shaped light-reflecting powder having an average particle size of 0.6 μm or more and 43 μm or less and an average aspect ratio of 10 or more, an alkaline solution, and a vaporizable substance. forming a mixture;
arranging the mixture in the recess at a distance from a side surface of the semiconductor layer;
A method for manufacturing a light emitting device, comprising the step of curing the mixture by heating to form a light reflective member.
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