JPWO2013011628A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

発光装置は、基板（１０１）と、基板（１０１）の上に光出射面（１２１）と反対側の面を基板（１０１）側にして保持された発光素子（１０２）と、光出射面（１２１）の少なくとも一部が露出するように発光素子（１０２）を覆う第１の樹脂封止体（１０４）と、第１の樹脂封止体（１０４）及び光出射面（１２１）の上に接して形成された第２の樹脂封止体（１０５）とを備えている。第１の樹脂封止体（１０４）は、光反射材を含み、第２の樹脂封止体（１０５）は、発光素子（１０２）が放出する第１の光を波長が異なる第２の光に変換する機能及び第１の光及び第２の光を混合する機能を有している。

Description

本開示は、発光装置及びその製造方法に関し、特に発光素子からの光を透過させる樹脂封止体を備えた発光装置及びその製造方法に関する。
小型で電力効率が良く、光波長変換材によって多様な色彩の光を放出できる発光ダイオード（ＬＥＤ）は、各種の光源として利用されている。特に近年、蛍光灯に代わるより低消費電力で長寿命の照明用の光源として商品化が進められている。また、車のヘッドライト及びカメラのフラッシュ等の投光照明用の光源としても商品化されてきている。
ＬＥＤ等の発光装置において、基板の上に搭載された発光素子から様々な方向へ放射される光を、効率良く発光装置の外部へ出射させるために、発光素子の周囲に光反射性部材を設けることが行われている。また、発光素子の光出射面の上に、蛍光体色素等の波長変換部材を含む透光性部材を接着することにより、所望の色相を有する出射光を得ることが可能となる（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２０１０−１９２６２９号公報
しかしながら、前記従来の発光装置は、予め成型したチップ状の透光性部材を接着材等を用いて光出射面の上に貼り付ける必要がある。透光性部材の形状及び位置等が色度の配光分布に大きな影響を与えるため、透光性部材には高い加工精度及び取り付け精度が求められる。また、透光性部材は薄く小さい形状とする必要があり、ある程度硬度が高い材料を用いて形成する必要がある。このため、波長変換部材とアルミナとを混合して焼結する等の形成方法が用いられる。硬度が高い無機材料を用いた透光性部材は、発光装置を封止する封止樹脂との線膨張係数が異なるため、透光性部材の剥離等が生じやすくなり、発光装置の信頼性が低下するという問題がある。また、予め透光性部材を形成し、接着する必要があるため、製造コストが増大するという問題もある。
本開示は、前記の問題を解決し、良好な色度の配光分布及び高い信頼性を有する発光装置を実現できるようにすることを目的とする。
前記の目的を達成するため、本開示は半導体発光装置を、光の波長を変換する機能及び光を拡散及び混合する機能を有する第２の樹脂封止体を設けた構成とする。
具体的に、本開示の発光装置は、基板と、基板の上に光出射面と反対側の面を基板側にして保持された発光素子と、光出射面の少なくとも一部が露出するように発光素子を覆う第１の樹脂封止体と、第１の樹脂封止体及び光出射面の上に接して形成された第２の樹脂封止体とを備え、第１の樹脂封止体は、光反射材を含み、第２の樹脂封止体は、発光素子が放出する第１の光の一部を波長が異なる第２の光に変換し且つ第１の光及び第２の光を混合する。
本開示の発光装置は、第１の樹脂封止体及び光出射面の上に接して形成された第２の樹脂封止体を備え、第２の樹脂封止体は、発光素子が放出する第１の光の一部を波長が異なる第２の光に変換し且つ第１の光及び第２の光を混合する。このため、光波長変換材を含む光透過部材を光出射面の上に貼り付ける場合と異なり、第１の樹脂封止体と第２の樹脂封止体との線膨張係数を揃えることができるので、信頼性を向上させることができる。また、接着材を用いて他の部材を貼り付ける必要がないため、形成が容易となりコストを削減することができる。また、光出射面の上に迷光の原因となる接着材層を設ける必要がないため、色度のむらを低減することもできる。
本発明の発光装置において、第２の樹脂封止体は、第１の光を吸収し第２の光を放出する光波長変換材を含む第１の層と、第１の層の上に設けられ、第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層とを有していてもよい。
この場合において、第２の樹脂封止体は、第１の層の下側に設けられ、光出射面と接する透明樹脂層を有していてもよい。また、第２の樹脂封止体は、第１の層の下側に設けられ、光出射面と接し、光拡散材を含む光拡散層を有していてもよい。
本開示の発光装置において、第２の樹脂封止体は、第１の光を吸収し第２の光を放出する光波長変換材を含み、発光素子を囲む溝部を有する第１の層と、溝部に埋め込まれ、光反射材を含む光反射層とを有していてもよい。
この場合において、第２の樹脂封止体は、第１の層の上に設けられ、第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層を有していてもよい。
本開示の発光装置において、第２の樹脂封止体は、第１の光を吸収し第２の光を放出する光波長変換材と、第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材とを含む第３の層を有していてもよい。
この場合において、第３の層は、発光素子を囲む溝部を有し、第２の樹脂封止体は、溝部に埋め込まれ、光反射材を含む光反射層を有していてもよい。
また、第２の樹脂封止体は、第３の層の上に設けられ、光拡散材を含む第４の層を有していてもよい。
本開示の発光装置において、基板は基板端子を有し、発光素子は、光出射面と反対側の面に設けられた素子電極を有し、基板端子と素子電極とは、金属バンプにより接続されていてもよい。
本開示の発光装置は、基板の上に保持された保護素子をさらに備え、第１の樹脂封止体は保護素子の上面を覆うように形成されていてもよい。また、保護素子の上面は、第２の樹脂封止体と接していてもよい。
本開示の発光装置の製造方法は、基板の上に光出射面を上にして発光素子を搭載する工程（ａ）と、工程（ａ）よりも後で、光出射面の少なくとも一部が露出するように発光素子を覆い且つ光反射材を含む第１の樹脂封止体を形成する工程（ｂ）と、第１の樹脂封止体及び光出射面の上に接するように、発光素子が放出する第１の光の一部を波長が異なる第２の光に変換し且つ第１の光及び第２の光を混合する第２の樹脂封止体を形成する工程（ｃ）とを備えている。
本開示の発光装置の製造方法において、工程（ｃ）は、第１の光を吸収し第２の光を放出する光波長変換材を含む第１の層を形成する工程と、第１の層の上に、第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層を形成する工程とを含んでいてもよい。
この場合において、工程（ｃ）は、第１の層を形成するよりも前に透明樹脂層を形成する工程を含んでいても、第１の層を形成するよりも前に光拡散材を含む光拡散層を形成する工程を含んでいてもよい。
本開示の発光装置の製造方法において、工程（ｃ）は、第１の光を吸収し第２の光を放出する光波長変換材を含む第１の層を形成する工程と、第１の層に発光素子を囲む溝部を形成する工程と、溝部に光反射材を含む光反射層を埋め込む工程とを含んでいてもよい。
この場合において、工程（ｃ）は、第１の層の上に、第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層を形成する工程を含んでいてもよい。
本開示の発光装置の製造方法において、工程（ｃ）は、第１の光を吸収し第２の光を放出する光波長変換材と、第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材とを含む第３の層を形成する工程を含んでいてもよい。
この場合において、工程（ｃ）は、第３の層に発光素子を囲む溝部を形成する工程と、溝部に光反射材を含む光反射層を埋め込む工程とを含んでいてもよい。
また、工程（ｃ）は、第３の層の上に、第１の光及び第２の光を拡散させる第４の層を形成する工程を含んでいてもよい。
本開示の発光装置の製造方法は、工程（ａ）において、基板に設けられた基板端子と、発光素子の光出射面と反対側の面に設けられた素子電極とを、金属バンプにより接続してもよい。
本開示の発光装置の製造方法は、工程（ｂ）よりも前に、基板の上に保護素子を搭載する工程（ｄ）をさらに備え、工程（ｂ）において、保護素子の上面を覆うように第１の樹脂封止体を形成してもよい。また、保護素子の上面を露出するように第１の樹脂封止体を形成してもよい。
本開示の発光装置及びその製造方法によれば、良好な色度の配光分布及び高い信頼性を有する発光装置を実現できる。
一実施形態に係る発光装置を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例の製造方法を工程順に示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。
図１に示すように一実施形態に係る発光装置は、基板１０１の上に搭載された発光素子１０２及び保護素子１０３と、基板１０１の上に順次形成され、発光素子１０２及び保護素子１０３を封止する第１の樹脂封止体１０４及び第２の樹脂封止体１０５とを備えている。
基板１０１は、厚さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のセラミックス又はガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁性基板とすればよい。特に、セラミックス基板は耐熱性及び耐候性に優れており好ましい。セラミックス基板の具体例としては、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）基板及び酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）基板等があり、必要な放熱特性及び材料コストにより適宜選択すればよい。
基板１０１は、素子搭載面（上面）に設けられた基板端子１１１、素子搭載面と反対側の面（裏面）に設けられた外部接続端子１１２、及び基板端子１１１と外部接続端子１１２とを接続する貫通ビア１１３を有している。基板端子１１１及び外部接続端子１１２は、銅、ニッケル、金、銀又はタングステン等の導電性材料により形成すればよい。また、最表面に金めっき等が施されていてもよい。貫通ビア１１３は、銅、タングステン又は銀等の導電性材料により形成すればよい。
発光素子１０２は、光出射面１２１を上にして基板１０１の上に保持されている。発光素子１０２は、例えば、窒化物系の発光ダイオード等とすればよい。窒化物系の発光ダイオードは、例えば保持基板（図示せず）の上に、窒化ガリウム（ＧａＮ）等からなる発光層を含む窒化物半導体層（図示せず）と、素子電極（図示せず）とが形成された構成とすればよい。保持基板は、サファイア基板、窒化ガリウム基板、窒化アルミニウムガリウム基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等とすればよい。特に、ＧａＮからなる発光層との屈曲率の差が小さい窒化物系半導体材料からなる基板又は炭化ケイ素基板が好ましい。素子電極は、金又はアルミニウム等とすればよい。発光素子１０２のサイズは必要な光量等に応じて適宜選択すればよいが、厚さが０．１ｍｍ程度で１辺が１ｍｍ程度のサイズとすればよい。
発光素子１０２の光出射面１２１は、保持基板側の面であり、素子電極は、基板１０１の基板端子１１１とバンプ１０６により接続されている。バンプ１０６は、素子電極及び基板端子１１１との接続性に優れた導電性材料により形成すればよい。例えば、金、金−錫、はんだ又は導電性ポリマーとすればよい。特に、金バンプは接続信頼性が高いため好ましい。
保護素子１０３は、発光素子１０２に過度な電圧が印加されないようにするために設けられている。例えば、ツェナーダイオード、ダイオード、バリスタ、抵抗素子又は容量素子とすることができる。また、これらの素子を組み合わせてもよい。本実施形態においては、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のＳｉ、ＧａＡｓ又はＧｅ等からなる素子であり、保護素子１０３の電極は、バンプ１０６により基板端子１１１と接続されている。本実施形態においては、発光素子１０２と逆並列接続されている。なお、保護素子１０３は、必要に応じて設ければよい。
第１の樹脂封止体１０４は、発光素子１０２の光出射面１２１を除く面を覆い、光出射面１２１を露出するように形成されている。第１の樹脂封止体１０４は、粉末状の光反射材が混錬された樹脂とすればよい。
第１の樹脂封止体１０４に用いる樹脂は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂等とすればよく、特に耐光性が良いシリコーン樹脂が好ましい。シリコーン樹脂の中でも、剛性が高く且つ耐光性及び耐熱性に優れたフェニル系シリコーン樹脂が特に好ましい。光反射材には、酸化チタン（ＴｉＯ2）、銀、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム（Ｋ2Ｏ6ＴｉＯ2）、酸化アルミニウム、窒化ホウ素又はケイ酸アルミニウム（Ａｌ6Ｏ13Ｓｉ2）、タルク（ＳｉＯ2・ＭｇＯ系）、カオリン（ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3系）等を用いればよい。特に、反射率が高いＴｉＯ2が好ましい。樹脂に対する光反射材の含有率は、２０ｗｔ％〜７０ｗｔ％程度とすればよい。光反射材の含有率が高い方が反射率が高くなり、発光装置の輝度を高くすることができる。しかし、光反射材の含有率が高くなりすぎると、樹脂の粘度が高くなり基板１０１と発光素子１０２との間に充填されにくくなる。このため、第１の樹脂封止体１０４の形成方法に応じて光反射材の含有率は適宜選択すればよい。
光反射材を含む第１の樹脂封止体１０４を発光素子１０２の光出射面１２１を除く面を覆うように形成することにより、発光素子１０２の上方以外の方向に出射された光を反射させることができる。このため、発光装置の発光効率を向上させることができる。また、発光角度を狭くすることもできる。
第２の樹脂封止体１０５は、第１の樹脂封止体１０４の上面及び発光素子１０２の光出射面１２１と接するように形成されている。第２の樹脂封止体１０５は、下側から順次形成された、光波長変換材を含む第１の層１０５Ａと、光拡散材を含む第２の層１０５Ｂとを有している。
第１の層１０５Ａは、発光素子１０２から出射された第１の波長の光の一部を、第１の波長とは異なる第２の波長の光に変換する光波長変換材の粉末を混練した樹脂により形成すればよい。光波長変換材は、第１の波長及び第２の波長に応じて適宜選択すればよいが、例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）又はＢＯＳ（4-1(Ba,Sr)2SiO 4:Eu）等の蛍光体の粉末とすればよい。樹脂は、シリコーン、エポキシ又はアクリル等を主剤とする樹脂とすればよい。シリコーン樹脂の中でも、剛性が高く且つ耐光性及び耐熱性に優れたフェニル系シリコーン樹脂が特に好ましい。
発光素子１０２が出射する第１の波長の光が青色光である場合、青色光を黄色光に変換する蛍光体を混練した第１の層１０５Ａを設けることにより、黄色光である第２の波長の光を発生させることができる。さらに、第１の波長の光である青色光と第２の波長の光である黄色光との混合により白色光を生成することができる。
第１の層１０５Ａの厚さ、光波長変換材の含有量等は適宜変更してかまわないが、例えば、第１の層１０５Ａの厚さが０．１ｍｍ程度の場合には、光波長変換材の含有量を３０ｗｔ％程度とすればよい。
第２の層１０５Ｂは、第１の波長の光及び第２の波長の光を拡散させる光拡散材を混練した樹脂により形成すればよい。光拡散材は、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の粉末とすればよい。樹脂は、シリコーン、エポキシ又はアクリル等を主剤とする樹脂とすればよい。シリコーン樹脂の中でも、剛性が高く且つ耐光性及び耐熱性に優れたフェニル系シリコーン樹脂が特に好ましい。
波長変換材を含む第１の層１０５Ａの上に、光拡散材を含む第２の層１０５Ｂを形成することにより、第１の波長の光と第２の波長の光とを効率良く拡散及び混合することができる。このため、第１の層１０５Ａが広い面積に亘って形成されており、光変換材を含む第１の層１０５Ａを通過する光の光路に大きな差が生じる場合においても、色度のむらを抑制することが可能となる。
第２の層１０５Ｂにおいて光拡散材の樹脂に対する含有率は、２０ｗｔ％〜７０ｗｔ％程度とすればよい。光拡散材の含有率が高いほど色のむらを抑制する効果が高くなる。しかし、光拡散材の含有率が高くなりすぎると、第２の層１０５Ｂの形成が困難となる。例えば、第２の層１０５Ｂの厚さが０．１ｍｍ程度の場合には、光拡散材の含有量は６０ｗｔ％程度とすればよい。
また、第１の層１０５Ａと比較して屈折率が高い材料を第２の層１０５Ｂに用いることにより、発光角度をより狭くすることができる。例えば、第１の層１０５Ａに屈折率が１．４１のジメチル系シリコーン樹脂を用い、第２の層１０５Ｂに屈折率が１．５３のフェニル系シリコーン樹脂を用いてもよい。
以下に、本実施形態の発光装置の製造方法を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、基板１０１の上に発光素子１０２及び保護素子１０３を固定する。発光素子１０２及び保護素子１０３の固定方法は既知の方法を用いればよい。例えば、まず、基板１０１の基板端子１１１の上にバンプ１０６を形成する。具体的には、ワイヤボンド装置を用いて金バンプを形成すればよい。ワイヤボンド装置を用いて金バンプを形成する場合には、基板１０１をワイヤボンド装置のヒートステージの上に吸引固定した後、基板１０１の周縁部を抑え治具により固定した状態で金バンプの形成を行えばよい。金バンプを形成する場合には、発光素子１０２及び保護素子１０３の固定を超音波併用熱圧着方式にて行えばよい。なお、バンプ１０６を形成する前に、基板１０１にアルゴンプラズマ等を照射し、基板１０１の表面から有機物等を除去してもよい。
次に、図２（ｂ）に示すように、発光素子１０２の周辺に光反射材を含む樹脂をシリンジ等を用いて塗布し、第１の樹脂封止体１０４を形成する。第１の樹脂封止体１０４は、発光素子１０２の光出射面１２１を露出するようにすると共に、毛細管現象により基板１０１と発光素子１０２との間に充填されるようにする。発光素子１０２の光を反射率が高い第１の樹脂封止体１０４により反射することができるので、発光素子１０２の発光効率を向上することができ、発光角度を狭くすることもできる。
次に、図２（ｃ）に示すように、発光素子１０２、保護素子１０３及び第１の樹脂封止体１０４の上に光波長変換材を含む第１の層１０５Ａを形成する。例えば、基板１０１の上にシリンジを用いて光波長変換材を含む樹脂を塗布した後、加熱された金型を用いて基板１０１の周縁部を型締めして、塗布した樹脂の厚さを所定の厚さにする。この後、硬化炉において樹脂を本硬化させることにより第１の層１０５Ａを形成すればよい。また、スキージを用いた印刷方式により第１の層１０５Ａを形成してもよい。印刷方式の場合には、基板１０１の外周にメタルマスクを押し当てた状態で第１の層１０５Ａの印刷を行えばよい。印刷方式の場合は厚さのばらつきが大きくなるので、樹脂を本硬化した後、研磨等を行い、厚さの制御を行うと共に、樹脂表面の平坦度を向上させればよい。
次に、図３（ａ）に示すように、第１の層１０５Ａの上に光拡散材を含む第２の層１０５Ｂを形成する。第２の層１０５Ｂは第１の層１０５Ａと同様にして形成すればよい。
次に、図３（ｂ）に示すように、ダイシング装置を用いて発光装置を分割すればよい。
第１の樹脂封止体１０４は、基板１０１の素子搭載面をできるだけ覆うようにした方が、戻り光を効率良く反射できるので好ましい。しかし、基板１０１の素子搭載面の全面が第１の樹脂封止体１０４に覆われておらず、素子搭載面の一部が露出していてもよい。この場合には、第２の樹脂封止体１０５の一部は、基板１０１と接して形成される。また、第１の樹脂封止体１０４は少なくとも発光素子１０２の側面を覆っていればよく、図４に示すように保護素子１０３の上面を覆っていてもよい。保護素子１０３の上面を第１の樹脂封止体１０４により覆うことにより、戻り光をより効率良く反射することが可能となる。
本実施形態においては、第２の樹脂封止体１０５が光波長変換材を含む第１の層１０５Ａと光拡散材を含む第２の層１０５Ｂとを有する構成としたが、図５に示すように第１の層１０５Ａの下に透明樹脂層１０８Ａを設けてもよい。
基板１０１の反り、バンプ１０６の高さのばらつき、発光素子１０２の高さのばらつき等により、光出射面１２１の上における第１の層１０５Ａの厚さにばらつきが生じる恐れがある。しかし、発光素子１０２と第１の層１０５Ａとの間に透明樹脂層１０８Ａを設けることにより、光出射面１２１の上における第１の層１０５Ａの厚さのばらつきを抑制することができ、色度のばらつきを小さくすることができる。
なお、透明樹脂層１０８Ａと比較して屈折率が高い材料を第１の層１０５Ａに用いることにより、発光角度をより狭くすることができる。例えば、透明樹脂層１０８Ａに屈折率が１．４１のジメチル系シリコーン樹脂を用い、第１の層１０５Ａ及び第２の層１０５Ｂに屈折率が１．５３のフェニル系シリコーン樹脂を用いてもよい。
また、図６に示すように透明樹脂層に代えて、ＳｉＯ2の粉末等からなる光拡散材を含む光拡散層１０８Ｂを有している構成としてもよい。光拡散層１０８Ｂは第２の層１０５Ｂと同じ材料により形成できるため、製造工程を共通化して製造コストを低減することができる。但し、光拡散層１０８Ｂと第２の層１０５Ｂとは、樹脂及び光拡散材の少なくとも一方が異なっていてもよい。
また、光拡散層１０８Ｂと比較して屈折率が高い材料を第１の層１０５Ａ及び第２の層１０５Ｂに用いることにより、発光角度をより狭くすることができる。例えば、光拡散層１０８Ｂに屈折率が１．４１のジメチル系シリコーン樹脂を用い、第１の層１０５Ａ及び第２の層１０５Ｂに屈折率が１．５３のフェニル系シリコーン樹脂を用いてもよい。
また、図７に示すように、第２の樹脂封止体１０５を光波長変換材と光拡散材とを含む第３の層１０５Ｃにより形成してもよい。光波長変換材と光拡散材とを含む第３の層１０５Ｃを用いることにより、第２の樹脂封止体１０５の形成工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。但し、図８に示すように第３の層１０５Ｃの上に光拡散材を含む第２の層１０５Ｂを形成してもよい。
また、第３の層１０５Ｃと比較して屈折率が高い材料を第２の層１０５Ｂに用いることにより、発光角度をより狭くすることができる。例えば、第３の層１０５Ｃに屈折率が１．４１のジメチル系シリコーン樹脂を用い、第２の層１０５Ｂに屈折率が１．５３のフェニル系シリコーン樹脂を用いてもよい。
なお、透明樹脂層１０８Ａ又は光拡散層１０８Ｂを設ける場合及び第２の樹脂封止体１０５を光波長変換材と光拡散材とを含む第３の層１０５Ｃとする場合にも第１の樹脂封止体１０４が保護素子１０３の上面を覆うようにしてもよい。また、光波長変換材と光拡散材とを含む第３の層１０５Ｃの下側にも透明樹脂層１０８Ａ又は光拡散層１０８Ｂを設けることができる。
第２の樹脂封止体１０５は、発光素子１０２から出射される第１の波長の光の一部を第２の波長の光に変換し、第１の波長の光と第２の波長の光とを拡散及び混合できればよい。このため、図９に示すような構成としてもよい。図９において第２の樹脂封止体１０５は、光波長変換材を含む第１の層１０５Ａと、第１の層１０５Ａに埋め込まれた光反射材を含む光反射層１０９とを有している。光反射層１０９は、第１の層１０５Ａに発光素子１０２を囲むように形成された溝部に埋め込まれている。光反射層１０９が発光素子１０２を囲むため、発光角度をより狭くすることができる。また、光波長変換材を含む樹脂層と発光素子１０２との間に接着材層がないため、接着材層により迷光が生じる恐れがない。従って、発光効率を向上させることができる。
光反射層１０９は、以下のようにして形成すればよい。まず、光反射層１０９を設けない場合と同様にして、第１の層１０５Ａまでを成型する。
次に、図１０（ａ）に示すように、ダイシング装置等を用いて、第１の層１０５Ａに第１の樹脂封止体１０４を露出し、発光素子１０２を囲む溝部１０９ａを形成する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、第１の層１０５Ａの上に溝部１０９ａを埋めるように光反射材を含む樹脂層１０９ｂを形成する。樹脂層１０９ｂは、例えば、第１の層１０５Ａの上に、シリンジ等を用いて光反射材を含む樹脂を塗布した後、加熱された金型を用いて基板１０１の周縁部を型締めして、塗布した樹脂の厚さを所定の厚さにする。この後、硬化炉において樹脂を本硬化させればよい。また、スキージを用いた印刷方式により樹脂層１０９ｂを形成してもよい。印刷方式の場合には、基板１０１の外周にメタルマスクを押し当てた状態で樹脂層１０９ｂの印刷を行えばよい。
次に、図１０（ｃ）に示すように、研磨装置を用いて樹脂層１０９ｂを第１の層１０５Ａが露出するまで研磨する。これにより、第１の層１０５Ａに埋め込まれた光反射層１０９が形成される。樹脂層１０９ｂを第１の層１０５Ａが露出するまで研磨しているため、第２の樹脂封止体１０５の上面の平坦性を確保できる。この後、ダイシング装置を用いて発光装置を分割すればよい。
光反射層１０９を設ける場合にも、図１１に示すように第１の層１０５Ａの上に光拡散材を含む第２の層１０５Ｂを設けてもよい。また、光波長変換材を含む第１の層１０５Ａに代えて、図１２及び図１３に示すように光波長変換材と光拡散材とを含む第３の層１０５Ｃを用いてもよい。
光反射層１０９は、第１の樹脂封止体１０４と同じ樹脂及び光反射材を用いて形成すればよい。このようにすれば、製造工程を簡略化できる。但し、光反射層１０９と第１の樹脂封止体１０４とは樹脂及び光反射材の少なくとも一方が異なっていてもよい。
第１の樹脂封止体１０４と第２の樹脂封止体１０５とは同じ樹脂を用いて形成すれば線膨張係数をほぼ同じにすることができる。また、第２の樹脂封止体１０５が複数の層を有している場合には、各層を同じ樹脂を用いて形成すればよい。但し、線膨張係数をある程度合わせることができれば、異なる樹脂を用いて形成してもかまわない。
また、各図において、発光素子１０２の光出射面１２１が完全に露出している例を示した。第１の樹脂封止体１０４により発光素子１０２の側面が完全に覆われ、光射出面１２１が完全に露出していることが理想的である。しかし、光出射面１２１の一部が第１の樹脂封止体１０４に覆われていても問題ない。例えば、図１４及び図１５に示すように、第１の樹脂封止体１０４が発光素子１０２の光出射面１２１の外縁部の上に乗り上げていたり、光出射面１２１の面上に点在したりしてもかまわない。
本開示の発光装置は、良好な色度の配光分布及び高い信頼性を有し、特に発光素子からの光を透過させる樹脂封止体を備えた発光装置及びその製造方法等として有用である。
１０１ 基板
１０２ 発光素子
１０３ 保護素子
１０４ 第１の樹脂封止体
１０５ 第２の樹脂封止体
１０５Ａ 第１の層
１０５Ｂ 第２の層
１０５Ｃ 第３の層
１０６ バンプ
１０８Ａ 透明樹脂層
１０８Ｂ 光拡散層
１０９ 光反射層
１０９ａ 溝部
１０９ｂ 樹脂層
１１１ 基板端子
１１２ 外部接続端子
１１３ 貫通ビア
１２１ 光出射面

Claims (24)

  1. 基板と、
    前記基板の上に光出射面と反対側の面を前記基板側にして保持された発光素子と、
    前記光出射面の少なくとも一部が露出するように前記発光素子を覆う第１の樹脂封止体と、
    前記第１の樹脂封止体及び前記光出射面の上に接して形成された第２の樹脂封止体とを備え、
    前記第１の樹脂封止体は、光反射材を含み、
    前記第２の樹脂封止体は、前記発光素子が放出する第１の光の一部を波長が異なる第２の光に変換し且つ前記第１の光及び第２の光を混合する、発光装置。
  2. 前記第２の樹脂封止体は、
    前記第１の光を吸収し前記第２の光を放出する光波長変換材を含む第１の層と、
    前記第１の層の上に設けられ、前記第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層とを有している、請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第２の樹脂封止体は、前記第１の層の下側に設けられ、前記光出射面と接する透明樹脂層を有している、請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記第２の樹脂封止体は、前記第１の層の下側に設けられ、前記光出射面と接し、光拡散材を含む光拡散層を有している、請求項２に記載の発光装置。
  5. 前記第２の樹脂封止体は、前記第１の光を吸収し前記第２の光を放出する光波長変換材を含み、前記発光素子を囲む溝部を有する第１の層と、前記溝部に埋め込まれ、光反射材を含む光反射層とを有している、請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記第２の樹脂封止体は、前記第１の層の上に設けられ、前記第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層を有している、請求項５に記載の発光装置。
  7. 前記第２の樹脂封止体は、前記第１の光を吸収し前記第２の光を放出する光波長変換材と、前記第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材とを含む第３の層を有している、請求項１に記載の発光装置。
  8. 前記第３の層は、前記発光素子を囲む溝部を有し、
    前記第２の樹脂封止体は、前記溝部に埋め込まれ、光反射材を含む光反射層を有している、請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記第２の樹脂封止体は、前記第３の層の上に設けられ、光拡散材を含む第４の層を有している、請求項７又は８に記載の発光装置。
  10. 前記基板は基板端子を有し、
    前記発光素子は、前記光出射面と反対側の面に設けられた素子電極を有し、
    前記基板端子と前記素子電極とは、金属バンプにより接続されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光装置。
  11. 前記基板の上に保持された保護素子をさらに備え、
    前記第１の樹脂封止体は前記保護素子の上面を覆うように形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
  12. 前記基板の上に保持された保護素子をさらに備え、
    前記保護素子の上面は、前記第２の樹脂封止体と接している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光装置。
  13. 基板の上に光出射面を上にして発光素子を搭載する工程（ａ）と、
    前記工程（ａ）よりも後で、前記光出射面の少なくとも一部が露出するように前記発光素子を覆い且つ光反射材を含む第１の樹脂封止体を形成する工程（ｂ）と、
    前記第１の樹脂封止体及び前記光出射面の上に接するように、前記発光素子が放出する第１の光の一部を波長が異なる第２の光に変換し且つ前記第１の光及び第２の光を混合する第２の樹脂封止体を形成する工程（ｃ）とを備えている、発光装置の製造方法。
  14. 前記工程（ｃ）は、
    前記第１の光を吸収し前記第２の光を放出する光波長変換材を含む第１の層を形成する工程と、
    前記第１の層の上に、前記第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層を形成する工程とを含む、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
  15. 前記工程（ｃ）は、前記第１の層を形成するよりも前に透明樹脂層を形成する工程を含む、請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
  16. 前記工程（ｃ）は、前記第１の層を形成するよりも前に光拡散材を含む光拡散層を形成する工程を含む、請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
  17. 前記工程（ｃ）は、
    前記第１の光を吸収し前記第２の光を放出する光波長変換材を含む第１の層を形成する工程と、
    前記第１の層に前記発光素子を囲む溝部を形成する工程と、
    前記溝部に光反射材を含む光反射層を埋め込む工程とを含む、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
  18. 前記工程（ｃ）は、
    前記第１の層の上に、前記第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材を含む第２の層を形成する工程を含む、請求項１７に記載の発光装置の製造方法。
  19. 前記工程（ｃ）は、前記第１の光を吸収し前記第２の光を放出する光波長変換材と、前記第１の光及び第２の光を拡散させる光拡散材とを含む第３の層を形成する工程を含む、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
  20. 前記工程（ｃ）は、前記第３の層に前記発光素子を囲む溝部を形成する工程と、前記溝部に光反射材を含む光反射層を埋め込む工程とを含む、請求項１９に記載の発光装置の製造方法。
  21. 前記工程（ｃ）は、前記第３の層の上に、前記第１の光及び第２の光を拡散させる第４の層を形成する工程を含む、請求項１９又は２０に記載の発光装置の製造方法。
  22. 前記工程（ａ）において、前記基板に設けられた基板端子と、前記発光素子の前記光出射面と反対側の面に設けられた素子電極とを、金属バンプにより接続する、請求項１３〜２１のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  23. 前記工程（ｂ）よりも前に、前記基板の上に保護素子を搭載する工程（ｄ）をさらに備え、
    前記工程（ｂ）において、前記保護素子の上面を覆うように前記第１の樹脂封止体を形成する、請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  24. 前記工程（ｂ）よりも前に、前記基板の上に保護素子を搭載する工程（ｄ）をさらに備え、
    前記工程（ｂ）において、前記保護素子の上面を露出するように前記第１の樹脂封止体を形成する、請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
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