TWI535056B - 螢光反射片材、發光二極體裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

螢光反射片材、發光二極體裝置及其製造方法
本發明係關於一種螢光反射片材、發光二極體裝置及其製造方法，詳細而言，本發明係關於一種發光二極體裝置之製造方法、該發光二極體裝置中所使用之螢光反射片材、以及利用發光二極體裝置之製造方法所獲得之發光二極體裝置。
近年來，作為可發出高能量之光之發光裝置，已知有白色發光裝置。於白色發光裝置中，例如設置有二極體基板；積層於其上，並發出藍色光之LED(Light Emitting Diode，發光二極體)；可將藍色光轉換為黃色光，並包覆LED之螢光體層；以及將LED密封之密封層。此種白色發光裝置係藉由藍色光與黃色光之混色而發出高能量之白色光，上述藍色光係自由密封層密封，並由二極體基板供給電力之LED發出，且透過密封層及螢光體層之藍色光，上述黃色光係螢光體層中藍色光之一部分經波長轉換而成之黃色光。
作為製造此種白色發光裝置之方法，例如提出有以下方法。(例如，參照日本專利特開2005-191420號公報)。
即，提出有如下方法：首先，形成包含基板部、及自其周邊部向上側突出之白色之反射框部的基體，其次，於藉由反射框部而形成在基板部之中央之凹部的底部，將半導體發光元件以於反射框部之內側隔開間隔之方式打線接合。
其次，藉由塗佈而將螢光體與液狀之環氧樹脂之混合物填充於凹部，繼而，使螢光體自然沈澱於凹部之底部，然後對環氧樹脂進行加熱硬化。
於藉由日本專利特開2005-191420號公報中提出之方法所獲得之白色發光裝置中，將高濃度地包含藉由沈澱而形成之螢光體之螢光體層(波長轉換層)劃分為半導體發光元件之上側的區域，將高濃度地包含環氧樹脂之密封部劃分為螢光體層之上側的區域。
而且，於該白色發光裝置中，半導體發光元件成放射狀地發出藍色光，其中，自半導體發光元件向上方發出之藍色光之一部分由螢光體層轉換為黃色光，並且剩餘部分通過螢光體層。又，自半導體發光元件向側方發出之藍色光由反射框部反射，繼而向上側照射。而且，日本專利特開2005-191420號公報之白色發光裝置藉由該等藍色光及黃色光之混色而發出白色光。
然而，於藉由日本專利特開2005-191420號公報之製造方法所獲得之白色發光裝置中，由於半導體發光元件與反射框部係隔開間隔而配置，因此自半導體發光元件向側方發出之光之一部分於由反射框部反射前，被密封部吸收。其結果，存在光之取出效率降低之問題。
本發明之目的在於提供一種可提高光之取出效率之發光二極體裝置、其製造方法及該發光二極體裝置中所使用之螢光反射片材。
本發明之螢光反射片材之特徵在於：其係用以將螢光體層設置於發光二極體元件之厚度方向一側，將反射樹脂層設置於上述發光二極體元件之側方者，其包括上述螢光體層、以及設置於上述螢光體層之厚度方向一側表面之上述反射樹脂層，且上述反射樹脂層以與上述發光二極體元件之側面對向配置之方式，對應於上述發光二極體元件而形成。
若以反射樹脂層與基材對向配置，並且螢光體層與發光二極體元件對向配置之方式，將該螢光反射片材積層於基材上，則可使反射樹脂層密接於發光二極體元件之側面。
因此，於所獲得之發光二極體裝置中，自發光二極體元件向側方發出之光於被其他構件吸收之前，藉由反射樹脂層而反射。
又，藉由自發光二極體元件發出，並由螢光體層進行了波長轉換之光之混色，而可發出高能量之白色光。
其結果，可提高光之取出效率。
又，本發明之發光二極體裝置之製造方法之特徵在於包括如下步驟：藉由將反射樹脂層設置於螢光體層之厚度方向一側表面，而準備上述螢光反射片材；將發光二極體元件設置於基材之上述厚度方向一側表面；於上述基材上以貫穿上述厚度方向之方式形成貫穿孔；以上述反射樹脂層與上述貫穿孔對向配置，並且上述螢光體層與上述發光二極體元件之厚度方向一側表面對向配置之方式，將上述螢光反射片材積層於上述基材上；對上述貫穿孔內進行減壓；以及使上述反射樹脂層密接於上述發光二極體元件之側面。
於該方法中，使反射樹脂層密接於發光二極體元件之側面。因此，於所獲得之發光二極體裝置中，自發光二極體元件向側方發出之光於被其他構件吸收之前，藉由反射樹脂層而反射。
又，由於使螢光體層與發光二極體元件之厚度方向一側表面對向配置，因此藉由自發光二極體元件向厚度方向一側發出，並由螢光體層進行了波長轉換之光之混色，而可發出高能量之白色光。
又，根據該方法，由於對貫穿孔內進行減壓，因此可防止反射樹脂層向發光二極體元件之厚度方向一側流入。因此，可將螢光體層確實地積層於發光二極體元件之厚度方向一側表面。其結果，可藉由螢光體層而有效率地對光進行波長轉換。
又，藉由對貫穿孔內進行減壓，可去除反射樹脂層中之氣泡(空隙)。因此，可形成可靠性優異之反射樹脂層。藉此，可藉由反射樹脂層而有效率地反射光。
其結果，可提高光之取出效率。
又，於本發明之發光二極體裝置之製造方法中，較佳為上述基材為二極體基板，且於將上述發光二極體元件設置於上述基材上之步驟中，將上述發光二極體元件倒裝安裝於上述基材上。
於該方法中，將發光二極體元件倒裝安裝於作為二極體基板之基材上，反射樹脂層密接於發光二極體元件之側面。因此，可簡便地製造發光二極體裝置。
又，於本發明之發光二極體裝置之製造方法中，較佳為上述基材為脫模基材，且其更包括如下步驟：自上述發光二極體元件及上述反射樹脂層剝離上述基材；以及將上述發光二極體元件倒裝安裝於二極體基板上。
於該方法中，自發光二極體元件及反射樹脂層剝離作為脫模基材之基材，將側面密接於反射樹脂層之發光二極體元件倒裝安裝於二極體基板上。因此，可簡單且確實地製造發光二極體裝置。
又，本發明之發光二極體裝置之特徵在於包括：二極體基板；倒裝安裝於上述二極體基板上之發光二極體元件；積層於上述發光二極體元件之厚度方向一側表面之螢光體層；以及密接於上述發光二極體元件之側面之反射樹脂層。
於該發光二極體裝置中，自發光二極體元件向側方發出之光於由其他構件吸收之前，藉由反射樹脂層而反射。
又，藉由自發光二極體元件向厚度方向一側發出，並由螢光體層進行了波長轉換之光之混色，而可發出高能量之白色光。
其結果，可提高光之取出效率。
圖1係本發明之發光二極體裝置之一實施形態的仰視圖，圖2及圖3係說明本發明之發光二極體裝置之製造方法之一實施形態的製造步驟圖，圖4係說明準備圖2(a)之螢光反射片材之步驟的製造步驟圖，圖5係表示圖4(b)之步驟中所配置之遮罩的平面圖。
於圖1及圖2(c)中，該發光二極體裝置1包括：作為基材之二極體基板2、倒裝安裝(倒裝安裝亦被稱為倒裝晶片安裝)於二極體基板2上之發光二極體元件3、設置於發光二極體元件3之側方之反射樹脂層4、以及積層於發光二極體元件3之上(厚度方向一側，圖1中之紙面近前側)表面之螢光體層5。
又，發光二極體裝置1係於面方向(具體而言，圖1之箭頭所示之紙面左右方向及紙面前後方向)上相互隔開間隔而設置有複數個。即，複數個發光二極體裝置1具備共同之二極體基板2及共同之螢光體層5，於1個二極體基板2及1個螢光體層5之間，設置有複數個發光二極體元件3及設置於發光二極體元件3之側方之反射樹脂層4，複數個發光二極體裝置1形成集合體片材24。
而且，如圖1之單點虛線及圖3(d)之單點虛線所示，發光二極體裝置1藉由對各發光二極體元件3間之二極體基板2、反射樹脂層4及螢光體層5進行切割加工(切晶)，亦可作為經個別化之發光二極體裝置1而獲得。
如圖1及圖2(c)所示，二極體基板2呈大致矩形平板狀，具體而言，由導體層作為電路圖案積層於絕緣基板上而成之積層板形成。絕緣基板例如包含矽基板、陶瓷基板、聚醯亞胺樹脂基板等，較佳為包含陶瓷基板，具體而言，包含藍寶石(Al2O3)基板。導體層例如由金、銅、銀、鎳等導體形成。該等導體可單獨使用或併用。
又，如圖2(c)所示，導體層包含端子6。
端子6係於絕緣基板之上表面，在面方向上隔開間隔而形成，形成為對應於下述之電極部8之圖案。再者，雖未圖示，但端子6經由導體層而與電力供給部電性連接。
又，如圖1及圖2(c)所示，於二極體基板2上，在發光二極體元件3被個別化之前之複數個發光二極體裝置1(集合體片材24)中，形成有貫穿厚度方向之貫穿孔9。
貫穿孔9對應於發光二極體元件3，在面方向上與上述導體層(包含端子6)隔開間隔而設置，具體而言，於形成發光二極體元件3之區域之周圍設置有複數個貫穿孔9。詳細而言，貫穿孔9於形成發光二極體元件3之區域之右方、左方、前方及後方分別形成有1個。各貫穿孔9於俯視下開口成大致圓形，分別於左右方向及前後方向上排列配置。
各貫穿孔9之內徑例如為25~500 μm，較佳為50~100 μm。
又，二極體基板2之厚度例如為25~2000 μm，較佳為50~1000 μm。
發光二極體元件3係設置於二極體基板2之上表面(厚度方向一側表面)，於俯視下形成為大致矩形。又，發光二極體元件3係於1個二極體基板2之上表面，在面方向(左右方向及前後方向)上相互隔開間隔而排列配置有複數個。
發光二極體元件3如圖2(c)所示，具備光半導體層7、及形成於其下表面之電極部8。
光半導體層7於俯視下，形成為對應於發光二極體元件3之外形形狀之大致矩形，於進行剖面觀察時，於面方向上形成為較長之大致矩形。
雖未圖示，但光半導體層7例如具備依序積層於下方之緩衝層、N形半導體層、發光層及P形半導體層。光半導體層7係由公知之半導體材料形成，且藉由磊晶成長法等公知之成長法而形成。光半導體層7之厚度例如為0.1~500 μm，較佳為0.2~200 μm。
電極部8係與光半導體層7電性連接，且以於朝厚度方向進行投影時包含於光半導體層7中之方式形成。又，電極部8例如具備連接於P形半導體層之陽極電極、及形成於N形半導體層之陰極電極。
電極部8係由公知之導體材料形成，其厚度例如為10~1000 nm。
反射樹脂層4係於二極體基板2之上表面，當朝厚度方向進行投影時，形成於至少形成有發光二極體元件3(具體而言，電極部8)之區域以外之區域。
即，反射樹脂層4係以包圍發光二極體元件3之側面，並且亦包覆自電極部8露出之光半導體層7之下表面的方式配置。
具體而言，如圖1所示，反射樹脂層4於各發光二極體元件3之左右方向兩外側及前後方向兩外側，形成為大致矩形框狀，且該等框部分遍及左右方向及前後方向連續地排列配置，藉此於1個二極體基板2之上表面上，於俯視下形成為大致格子狀。
又，如圖2(c)所示，反射樹脂層4係密接於發光二極體元件3之外側表面，具體而言，密接於各發光二極體元件3之左表面、右表面、前表面(參照圖1)及後表面(參照圖1)之各表面。藉此，反射樹脂層4使發光二極體元件3之上表面露出。
再者，於光半導體層7之下側，形成有對應於電極部8之厚度之間隙12(參照圖2(b))，於該間隙12中亦填充有反射樹脂層4，藉此，反射樹脂層4亦密接於自電極部8露出之光半導體層7之下表面及電極部8之側面。
反射樹脂層4之上表面與發光二極體元件3之上表面於面方向上實質上形成為同一面。
另一方面，於反射樹脂層4之下表面，與二極體基板2之貫穿孔9對向之部分面向貫穿孔9內，形成為朝下側略微突出之突起部10。
上述反射樹脂層4例如含有光反射成分，具體而言，反射樹脂層4係由含有樹脂、及光反射成分之反射樹脂組成物形成。
作為樹脂，例如可列舉：熱硬化性聚矽氧樹脂、環氧樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、熱硬化性胺基甲酸酯樹脂等熱硬化性樹脂，較佳為可列舉熱硬化性聚矽氧樹脂、環氧樹脂。
光反射成分例如為白色之化合物，作為此種白色之化合物，具體而言，可列舉白色顏料。
作為白色顏料，例如可列舉白色無機顏料，作為此種白色無機顏料，可列舉：例如氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯等氧化物，例如鉛白(碳酸鉛)、碳酸鈣等碳酸鹽，例如高嶺土(高嶺石)等黏土礦物等。
作為白色無機顏料，較佳為可列舉氧化物，更佳為可列舉氧化鈦。
若為氧化鈦，則可獲得較高之白色度、較高之光反射性、優異之隱蔽性(隱蔽力)、優異之著色性(著色力)、較高之分散性、優異之耐候性、及較高之化學穩定性等特性。
具體而言，此種氧化鈦係TiO2(氧化鈦(IV)、二氧化鈦)。
氧化鈦之結晶結構並無特別限定，例如為金紅石、板鈦礦(板鈦石)、銳鈦礦(銳鈦礦)等，較佳為金紅石。
又，氧化鈦之結晶系並無特別限定，例如為正方晶系、斜方晶系等，較佳為正方晶系。
若氧化鈦之結晶結構及結晶系為金紅石及正方晶系，則即便於反射樹脂層4長時間暴露於高溫下之情形時，亦可有效地防止對於光(具體而言，可見光，尤其波長450 nm附近之光)之反射率降低。
光反射成分為粒子狀，其形狀並無限定，例如可列舉球狀、板狀、針狀等。光反射成分之最大長度之平均值(於球狀之情形時為其平均粒徑)例如為1~1000 nm。最大長度之平均值係使用雷射繞射散射式粒度分佈計而測定。
光反射成分之調配比例相對於樹脂100質量份，例如為0.5~90質量份，就著色性、光反射性及反射樹脂組成物之操作性之觀點而言，較佳為1.5~70質量份。
上述光反射成分係均勻地分散混合於樹脂中。
又，於反射樹脂組成物中，可進而添加填充劑。即，可將填充劑與光反射成分(具體而言，白色顏料)併用。
填充劑可列舉除上述白色顏料以外之公知之填充劑，具體而言，可列舉無機填充劑，作為此種無機填充劑，例如可列舉二氧化矽粉末、滑石粉末、氧化鋁粉末、氮化鋁粉末、氮化矽粉末等。
作為填充劑，就降低反射樹脂層4之線膨脹係數之觀點而言，較佳為可列舉二氧化矽粉末。
作為二氧化矽粉末，例如可列舉熔融二氧化矽粉末、結晶二氧化矽粉末等，較佳為可列舉熔融二氧化矽粉末(即，石英玻璃粉末)。
作為填充劑之形狀，例如可列舉球狀、板狀、針狀等。就優異之填充性及流動性之觀點而言，較佳為球狀。
因此，作為二氧化矽粉末，較佳為可列舉球狀熔融二氧化矽粉末。
填充劑之最大長度之平均值(於球狀之情形時為平均粒徑)例如為5~60 μm，較佳為15~45 μm。最大長度之平均值係使用雷射繞射散射式粒度分佈計而測定。
填充劑之添加比例係以填充劑及光反射成分之總量相對於例如樹脂100質量份成為10~80質量份的方式調整，就線膨脹係數之降低及流動性之確保之觀點而言，以填充劑及光反射成分之總量相對於樹脂100質量份，較佳為成為25~75質量份，更佳為成為40~60質量份的方式調整。
反射樹脂組成物係藉由調配上述樹脂、光反射成分、及根據需要而添加之填充劑，並均勻混合而製備。
又，反射樹脂組成物係作為B階段狀態而製備。
此種反射樹脂組成物例如形成為液狀或半固體狀，其動黏度例如為10~30 mm2/s。
反射樹脂層4(除突起部10以外之部分)之厚度與發光二極體元件3之厚度實質上相同。又，突起部10之突出長度係根據下述之貫穿孔9內之減壓之程度(壓力)而調整為適宜的長度，例如相對於二極體基板2之厚度為例如20~100%。
如圖1及圖2(c)所示，螢光體層5於俯視下形成為對應於集合體片材24之外形形狀之大致矩形片材(膜)狀，且形成於發光二極體元件3及反射樹脂層4之上表面(厚度方向一側表面)整面。
螢光體層5例如由含有螢光體之螢光體組成物等形成。
螢光體組成物例如含有螢光體及樹脂。
作為螢光體，例如可列舉可將藍色光轉換為黃色光之黃色螢光體。作為此種螢光體，例如可列舉於複合金屬氧化物及金屬硫化物等中摻雜例如鈰(Ce)或銪(Eu)等金屬原子而成之螢光體。
具體而言，作為螢光體，可列舉：例如Y3Al5O12:Ce(YAG(釔鋁石榴石):Ce)、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2(Si、Ge)3O12:Ce等具有石榴石型結晶結構之石榴石型螢光體；例如(Sr、Ba)2SiO4:Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu、Ca3Si2O7:Eu等矽酸鹽螢光體；例如CaAl12O19:Mn、SrAl2O4:Eu等鋁酸鹽螢光體；例如ZnS:Cu、Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Eu等硫化物螢光體；例如CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Ca-α-SiAlON等氮氧化物螢光體；例如CaAlSiN3:Eu、CaSi5N8:Eu等氮化物螢光體；例如K2SiF6:Mn、K2TiF6:Mn等氟化物系螢光體等。較佳為可列舉石榴石型螢光體，更佳為可列舉Y3Al5O12:Ce(YAG)。螢光體可單獨使用或併用2種以上。
螢光體組成物中之螢光體之調配比例例如為1~50重量%，較佳為5~30重量%。又，相對於樹脂100質量份之螢光體之調配比例例如為1~100質量份，較佳為5~40質量份。
樹脂係使螢光體分散之基質，例如可列舉聚矽氧樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等透明樹脂等。就耐久性之觀點而言，較佳為可列舉聚矽氧樹脂。
聚矽氧樹脂於分子內主要具有包含矽氧烷鍵(-Si-O-Si-)之主鏈、及鍵結於主鏈之矽原子(Si)之包含烷基(例如甲基等)或烷氧基(例如甲氧基)等有機基的側鏈。
具體而言，作為聚矽氧樹脂，例如可列舉脫水縮合型聚矽氧樹脂、加成反應型聚矽氧樹脂、過氧化物硬化型聚矽氧樹脂、濕氣硬化型聚矽氧樹脂、硬化型聚矽氧樹脂等。較佳為可列舉加成反應型聚矽氧樹脂等。
聚矽氧樹脂之25℃下之動黏度例如為10~30 mm2/s。
樹脂可單獨使用或併用2種以上。
樹脂之調配比例相對於螢光體組成物，例如為50~99質量%，較佳為70~95質量%。
螢光體組成物係藉由將螢光體及樹脂以上述調配比例加以調配，並進行攪拌混合而製備。
又，亦可由例如螢光體之陶瓷(螢光體陶瓷板)形成螢光體層5。於該情形時，將上述螢光體作為陶瓷材料，對該陶瓷材料進行燒結，藉此獲得螢光體層5(螢光體陶瓷)。
螢光體層5之厚度例如為100~1000 μm，較佳為200~700 μm，更佳為300~500 μm。
其次，參照圖1~圖5對製造上述發光二極體裝置1之方法進行說明。
於該方法中，首先，如圖2(a)所示，準備螢光反射片材13。
螢光反射片材13係用以將螢光體層5設置於發光二極體元件3(參照圖2(b))上(厚度方向一側)，將反射樹脂層4設置於發光二極體元件3之側方的積層片材。
螢光反射片材13具備螢光體層5、及設置於螢光體層5之上表面(厚度方向一側表面)之反射樹脂層4。
此種螢光反射片材13係藉由將反射樹脂層4設置於螢光體層5之上表面(厚度方向一側表面)而準備。
於將反射樹脂層4設置於螢光體層5之上表面時，例如，首先如圖4(a)所示，準備螢光體層5。
於準備螢光體層5時，在由螢光體組成物形成螢光體層5之情形時，例如，將上述螢光體組成物塗佈於虛線所示之第1脫模基材21之上表面整面，形成螢光體皮膜(未圖示)。
第1脫模基材21係由例如聚烯烴(具體而言，聚乙烯、聚丙烯)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等乙烯系聚合物，例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯等聚酯，例如聚四氟乙烯等氟樹脂等樹脂材料等形成。又，第1脫模基材21亦由例如鐵、鋁、不鏽鋼等金屬材料等形成。第1脫模基材21之厚度例如為10~1000 μm。
於將螢光體組成物塗佈於第1脫模基材21上後，將所形成之螢光體皮膜加熱至例如50~150℃並進行乾燥，藉此獲得片材狀之螢光體層5。
又，於由螢光體之陶瓷(螢光體陶瓷板)形成螢光體層5之情形時，例如，將上述螢光體作為陶瓷材料，成形為片材狀後，對其進行燒結，藉此獲得片材狀之螢光體層5(螢光體陶瓷)。
其次，如圖4(b)所示，將遮罩20配置於螢光體層5上。
如圖5所示，遮罩20係形成為如下之圖案，該圖案一體地具備框部17、於框部17之面方向內側隔開間隔而配置之包覆部18、以及架設框部17及包覆部18之架設部19。
框部17於俯視下形成為大致矩形框狀。又，框部17係以可經由架設部19而支撐包覆部18之寬度(可確保強度之寬度)形成。
包覆部18係以與上述發光二極體元件3(參照圖1之虛線)對應之方式，相互隔開間隔而配置有複數個。即，各包覆部18係獨立地形成。
各包覆部18於俯視下，其外形形狀形成為與發光二極體元件3(參照圖1之虛線)之外形形狀對應之形狀(具體而言，於俯視下為大致矩形)。
架設部19對框部17及包覆部18進行架設，並且對在面方向上鄰接之包覆部18彼此進行架設。各架設部19於俯視下呈大致X字狀，例如，其以連接面方向上鄰接之4個包覆部18(18A、18B、18C及18D)之左右方向及前後方向端部的方式進行架設。
又，架設部19例如包含金屬線等線狀構件，其以相對於包覆部18顯著狹窄之寬度形成，具體而言，例如為100 μm以下，較佳為50 μm以下，通常，例如為25 μm以上。
遮罩20由例如不鏽鋼、鐵等金屬材料，例如聚對苯二甲酸乙二酯等樹脂材料等形成。較佳為由金屬材料形成。
遮罩20係藉由例如蝕刻、雷射加工等公知之圖案形成法而形成為上述之圖案。
遮罩20之厚度例如為25~500 μm。
如圖4(b)所示，以包覆部18與對應於發光二極體元件3之螢光體層5(參照圖1及圖2(b))在厚度方向上對向配置之方式，將上述遮罩20配置(載置)於螢光體層5之上表面。
其次，於該方法中，如圖4(c)所示，將反射樹脂組成物經由遮罩20而塗佈於螢光體層5上。
於塗佈反射樹脂組成物時，例如可使用印刷、分注器等塗佈方法。
藉此，於螢光體層5之上表面，以遮罩20之相反圖案形成包含反射樹脂組成物之反射皮膜22。
繼而，如圖4(c)之虛線之箭頭所示，將遮罩20自螢光體層5去除。具體而言，將遮罩20向上方提起。
藉由將遮罩20向上方提起，而去除形成於包覆部18之上表面之反射皮膜22。
再者，藉由上述遮罩20之提起，架設部19(參照圖5)之周圍之反射皮膜22(具體而言，形成於架設部19之側面之反射樹脂組成物)略微流動，藉此配置有架設部19之區域不會露出，而由反射皮膜22包覆(填充)。
藉此，如圖2(a)及圖4(d)所示，以包覆部18(參照圖4(c))之相反圖案形成反射皮膜22。
藉此，獲得包含上述圖案之反射皮膜22之反射樹脂層4。
再者，反射樹脂層4藉由對上述圖案之反射皮膜22進行加熱，而變成B階段狀態。
作為加熱條件，加熱溫度例如為40~150℃，較佳為50~140℃，加熱時間例如為1~60分鐘，較佳為3~20分鐘。
反射樹脂層4如參照下述之圖2(b)之虛線般，使螢光反射片材13上下反轉，當將經反轉之螢光反射片材13與二極體基板2對向配置時，自反射樹脂層4露出之螢光體層5之下表面於朝厚度方向投影時，形成為包含發光二極體元件3之圖案。進而，如參照下述之圖2(c)般，反射樹脂層4於將螢光反射片材13積層在極體基板2上時，以對向配置於發光二極體元件3之側面之方式，形成為對應於發光二極體元件3之圖案。
其後，於由螢光體組成物形成螢光體層5之情形時，如圖4(d)之虛線之箭頭所示，將第1脫模基材21自螢光體層5剝離。
藉此，如圖2(b)之上部所示，準備具備反射樹脂層4及螢光體層5之螢光反射片材13。
另外，於該方法中，如圖2(b)之下部所示，準備二極體基板2，並將發光二極體元件3設置於所準備之二極體基板2之上表面(厚度方向一側表面)。
於準備二極體基板2時，在俯視時為大致矩形之絕緣基板上形成包含端子6之導體層。
於將發光二極體元件3設置於二極體基板2上時，將電極部8與端子6電性連接，將發光二極體元件3倒裝晶片安裝於二極體基板2上。
又，於二極體基板2上形成貫穿孔9。
貫穿孔9係藉由例如蝕刻、鑽孔穿孔等開口法，以於二極體基板2上貫穿厚度方向之方式形成。
其次，於該方法中，如圖2(b)所示，將螢光反射片材13對向配置於二極體基板2之上方。
具體而言，首先，自圖2(a)之狀態使螢光反射片材13上下反轉。
繼而，以反射樹脂層4與貫穿孔9對向，且自反射樹脂層4露出之螢光體層5與發光二極體元件3之上表面(厚度方向一側表面)對向之方式進行配置。
繼而，於該方法中，如圖2(c)所示，將螢光反射片材13積層於二極體基板2上。
具體而言，使反射樹脂層4之下表面接觸貫穿孔9之周圍之二極體基板2，並且使螢光體層5接觸發光二極體元件3之上表面。
藉此，反射樹脂層4及發光二極體元件3於厚度方向上均被螢光體層5及二極體基板2夾持。
又，反射樹脂層4之下表面之一部分面向貫穿孔9。
其後，於該方法中，對反射樹脂層4進行按壓。
具體而言，於厚度方向上，經由螢光體層5及/或二極體基板2而對反射樹脂層4進行按壓。藉此，因反射樹脂層4被螢光體層5及二極體基板2夾持，故於厚度方向上對反射樹脂層4所施加之按壓力傳導至側方，具體而言，傳導至面方向外側(左側、右側、前側及後側)。藉此，反射樹脂層4密接於發光二極體元件3之側面(左表面、右表面、前表面及後表面)。
再者，此時，反射樹脂層4亦填充至對應於電極部8之厚度而形成在光半導體層7之下側之間隙12(參照圖2(b))中，藉此密接於光半導體層7之下表面及電極部8之側面。
與按壓上述反射樹脂層4之同時，對貫穿孔9內進行減壓。
具體而言，經由未圖示之連接構件將貫穿孔9與未圖示之抽吸泵(或者減壓泵或真空泵)等加以連接，藉此使貫穿孔9內變成減壓狀態。貫穿孔9內之氣壓例如為300~2000 Pa，較佳為300~1000 Pa。
藉由對貫穿孔9內進行減壓，反射樹脂層4之面向貫穿孔9之部分進入(被引入)至貫穿孔9內，而於貫穿孔9內形成突起部10。與此同時，防止密接於發光二極體元件3之側面之反射樹脂層4(之上端部)流入至發光二極體元件3及螢光體層5之間。
藉此，如圖1所示，獲得包含複數個經排列配置之發光二極體裝置1之集合體片材24。
其後，如圖1之單點虛線及圖3(d)之單點虛線所示，於相互鄰接之發光二極體元件3之間，沿厚度方向對二極體基板2、反射樹脂層4及螢光體層5進行切割加工(切晶)。具體而言，以沿於左右方向上連結排列之各貫穿孔9之線段、及於前後方向上連結鄰接之各貫穿孔9之線段，將各貫穿孔9平分之方式，於厚度方向上對二極體基板2、反射樹脂層4及螢光體層5進行切割加工。
藉此，切分成複數個發光二極體元件3。即，將發光二極體元件3個別化(個片化)。
藉此，如圖3(e)所示，獲得具備經個別化之發光二極體元件3之發光二極體裝置1。
而且，於上述方法中，使反射樹脂層4密接於發光二極體元件3之側面。因此，於所獲得之發光二極體裝置1中，自發光二極體元件3向側方發出之光於由其他構件吸收之前，藉由反射樹脂層4而反射。
又，由於使螢光體層5與發光二極體元件3之上表面對向配置，因此藉由自發光二極體元件3向上方發出，並通過螢光體層5之藍色光與由螢光體層5進行了波長轉換之黃色光之混色，而可發出高能量之白色光。
又，根據該方法，由於對貫穿孔9內進行減壓，因此可防止反射樹脂層4流入至發光二極體元件3之上方。因此，可將螢光體層5確實地積層於發光二極體元件3之上表面。
又，藉由對上述貫穿孔9內進行減壓，可去除反射樹脂層4中之氣泡(空隙)。因此，可形成可靠性優異之反射樹脂層4。藉此，可藉由反射樹脂層4而有效率地反射光。
其結果，可提高光之取出效率。
再者，於圖4(b)~圖4(d)之實施形態中，利用遮罩20形成反射樹脂層4，但例如於樹脂為粉末狀之情形時，亦可利用壓縮成形機，一面進行加熱一面將樹脂組成物壓縮成形，藉此使其硬化，在將樹脂組成物形成於螢光體層5之整個上表面後，藉由蝕刻等而將反射樹脂層4形成為上述之圖案。
又，於圖2及圖3之實施形態中，將本發明之發光二極體裝置之製造方法中之基材作為二極體基板2進行了說明，但例如如圖6及圖7所示，亦可將上述基材作為第2脫模基材23，並另外準備二極體基板2(參照圖7(f))，藉此獲得發光二極體裝置1。
圖6及圖7係表示說明本發明之發光二極體裝置之製造方法之其他實施形態(使用第2脫模基材之方法)的製造步驟圖。
再者，於圖6及圖7中，對與上述各部相對應之構件標註相同之參照符號，且省略其之詳細說明。
其次，參照圖6及圖7，對使用第2脫模基材23製造發光二極體裝置1之方法進行說明。
首先，於該方法中，如圖6(a)所示，準備作為基材之第2脫模基材(脫模基材)23。
第2脫模基材23係由與上述第1脫模基材21(參照圖4(a)~圖4(d)之虛線)相同之材料形成。又，亦可由藉由加熱而可容易地自發光二極體元件3剝離之熱剝離片材形成第2脫模基材23。熱剝離片材例如如圖6(a)之虛線所示，具備支撐層15、及積層於支撐層15之上表面之黏著層16。
支撐層15係由例如聚酯等耐熱性樹脂形成。
黏著層16係由例如於常溫(25℃)下具有黏著性，於加熱時黏著性降低(或者失去黏著性)之熱膨脹性黏著劑等形成。
上述熱剝離片材可使用市售品，具體而言，可使用REVALPHA系列(註冊商標：日東電工(Nitto Denko)公司製造)等。
熱剝離片材一面藉由支撐層15，並經由黏著層16而確實地支撐發光二極體元件3(參照圖6(b))，一面基於由其後之加熱及熱膨脹所引起之黏著層16的黏著性之降低，而自發光二極體元件3剝離。
第2脫模基材23之厚度例如為10~1000 μm。
其次，如圖6(b)之下部所示，將發光二極體元件3設置於第2脫模基材23之上表面。
又，於第2脫模基材23上形成貫穿孔9。貫穿孔9係藉由例如蝕刻、鑽孔穿孔等開口法，以於第2脫模基材23上貫穿厚度方向之方式形成。
其次，如圖6(b)所示，將螢光反射片材13對向配置於第2脫模基材23之上方。
繼而，於該方法中，如圖6(c)所示，將螢光反射片材13積層於第2脫模基材23。
其後，對反射樹脂層4進行按壓，並且對貫穿孔9內進行減壓。
繼而，於該方法中，如圖7(d)之單點虛線所示，於相互鄰接之發光二極體元件3之間，沿厚度方向對第2脫模基材23、反射樹脂層4及螢光體層5進行切割加工(切晶)。具體而言，以沿連結各貫穿孔9之線段將各貫穿孔9平分之方式，於厚度方向上對第2脫模基材23、反射樹脂層4及螢光體層5進行切割加工。
藉此，切分成複數個發光二極體元件3。即，將發光二極體元件3個別化(個片化)。
其後，於該方法中，如圖7(e)之虛線所示，將第2脫模基材23自發光二極體元件3及反射樹脂層4剝離。再者，於第2脫模基材23為熱剝離片材之情形時，藉由加熱而將第2脫模基材23自發光二極體元件3及反射樹脂層4剝離。
藉此，獲得側面密接於反射樹脂層4，上表面積層於螢光體層5之發光二極體元件3。
其後，如圖7(f)所示，將發光二極體元件3倒裝安裝於二極體基板2上。
藉此，獲得發光二極體裝置1。
於該方法中，將第2脫模基材23自發光二極體元件3及反射樹脂層4剝離，並將側面密接於反射樹脂層4，上表面積層於螢光體層5之發光二極體元件3倒裝安裝於二極體基板2上。因此，可簡單且確實地製造發光二極體裝置1。
另一方面，於圖2及圖3之實施形態中，反射樹脂層4倒裝安裝於二極體基板2上，並密接於發光二極體元件3之側面。因此，因不存在使用第2脫模基材23(圖6及圖7)，並將其自發光二極體元件3及反射樹脂層4剝離之情況，故可簡便地製造發光二極體裝置1(及集合體片材24)。
實施例
以下表示實施例來更具體地說明本發明，但本發明不限定於該等實施例。
實施例1(圖2及圖3之態樣)
首先，準備螢光反射片材(參照圖2(a))。
即，首先，準備包含聚對苯二甲酸乙二酯之厚度為50 μm之第1脫模基材。其次，調配包含Y3Al5O12:Ce之螢光體粒子(球狀，平均粒徑為8 μm)26質量份、及聚矽氧樹脂(加成反應型聚矽氧樹脂，動黏度(25℃)為20 mm2/s，Wacker Asahikasei Silicone公司製造)74質量份，並均勻攪拌，藉此製備螢光體組成物，然後將其塗佈於所準備之第1脫模基材之整個上表面，形成螢光體皮膜。其後，使螢光體皮膜於100℃下乾燥，而於第1脫模基材之整個上表面形成螢光體層(參照圖4(a))。
其次，將包含不鏽鋼之厚度100 μm之遮罩配置於螢光體層之上表面(參照圖4(b))。遮罩係形成為一體地具備框部、包覆部及架設部之圖案(參照圖5)。
其次，將熱硬化性聚矽氧樹脂100質量份、及球狀且平均粒徑為300 nm之氧化鈦(TiO2：金紅石之正方晶系)粒子20質量份均勻地混合，藉此製備反射樹脂組成物，然後藉由印刷，將所製備之反射樹脂組成物經由遮罩而塗佈於螢光體層上(參照圖4(c))。
藉此，以遮罩之相反圖案形成包含反射樹脂組成物之反射皮膜。
繼而，將遮罩自螢光體層去除(參照圖4(c)之虛線之箭頭)。藉此，藉由架設部之周圍之反射皮膜略微流動，而使反射皮膜填充至配置有架設部之區域。藉此，以包覆部之相反圖案形成反射皮膜。再者，藉由加熱而使反射皮膜變成B階段狀態。
其後，將第1脫模基材自螢光體層剝離(參照圖4(d)之虛線之箭頭)。
藉此，準備具備螢光體層、及包含反射皮膜之反射樹脂層的螢光反射片材(積層片材)(參照圖2(a))。
其次，將螢光反射片材上下反轉(參照圖2(b)之上部)。
另外，將具備包含緩衝層(GaN)、N形半導體層(n-GaN)、發光層(InGaN)及P形半導體層(p-GaN:Mg)之光半導體層，與包含陽極電極及陰極電極之電極部的厚度0.1 mm之發光二極體元件倒裝安裝於厚度1 mm之二極體基板之上表面(參照圖2(b)之下部)。再者，二極體基板具備包含藍寶石之絕緣基板、及於其上表面含有包含銅、鎳及金之端子的導體層。
又，於二極體基板上，藉由鑽孔穿孔而在發光二極體元件之周圍形成內徑100 μm之俯視時為圓形的貫穿孔。
其後，將經上下反轉之螢光反射片材以反射樹脂層與貫穿孔對向，並且螢光體層與發光二極體元件之上表面對向之方式，對向配置於二極體基板之上方(參照圖2(b))。
繼而，將螢光反射片材積層於二極體基板上(參照圖2(c))。
具體而言，使反射樹脂層之下表面接觸貫穿孔之周圍之二極體基板，並且使螢光體層接觸發光二極體元件之上表面。
繼而，對反射樹脂層進行按壓，並且將貫穿口內減壓為300 Pa。
藉此，反射樹脂層密接於發光二極體元件之側面，並且於反射樹脂層上，面向貫穿孔之部分被引入至貫穿孔中而形成突起部。
藉此，獲得包含複數個經排列配置之二極體裝置之集合體片材(參照圖1)。
其後，於相互鄰接之發光二極體元件之間，以沿連結各貫穿孔之線段將各貫穿孔平分之方式，對二極體基板、反射樹脂層及螢光體層進行切割加工(參照圖1之單點虛線及圖3(d)之單點虛線)。藉此，切分成複數個發光二極體元件，而將發光二極體元件個別化。
藉此，獲得具備經個別化之發光二極體元件之發光二極體裝置(參照圖3(e))。
實施例2(圖6及圖7之態樣)
準備包含熱剝離片材(商品名「REVALPHA」，日東電工公司製造)之厚度為100 μm之第2脫模基材(參照圖6(a))。
其次，將具備包含緩衝層(GaN)、N形半導體層(n-GaN)、發光層(InGaN)及P形半導體層(p-GaN:Mg)之光半導體層，與包含陽極電極及陰極電極之電極部的厚度0.1 mm之發光二極體元件設置於第2脫模基材之上表面(參照圖6(b)之下部)。
又，於第2脫模基材上藉由鑽孔穿孔而形成內徑100 μm之俯視時為圓形之貫穿孔。
繼而，準備螢光反射片材(參照圖6(b)之上部)。
即，首先，以與實施例1相同之方式，將反射樹脂組成物經由遮罩而塗佈於根據以下之記載所準備之螢光體層的上表面，藉此準備具備螢光體層及反射樹脂層之螢光反射片材(積層片材)。
<螢光體層之準備>
利用研缽將包含Y3Al5O12:Ce之螢光體粒子(球狀，平均粒徑為95 nm)4 g、作為黏合樹脂之乙烯基丁基-乙烯醇-乙烯醇共聚物(Sigma-Aldrich公司製造，重量平均分子量為90000~120000)0.21 g、作為燒結助劑之矽粉末(Cabot Corporation公司製造，商品名「CAB-O-SIL HS-5」)0.012 g、及甲醇10 mL混合而製成漿料，利用乾燥機去除所獲得之漿料中之甲醇，獲得乾燥粉末。
將該乾燥粉末700 mg填充至20 mm×30 mm尺寸之單軸性加壓模具後，利用油壓式加壓機以約10噸進行加壓，藉此獲得成形為厚度約350 μm之矩形之板狀生坯。
利用氧化鋁製管狀電爐將所獲得之生坯於空氣中以2℃/min之升溫速度加熱至800℃為止，將黏合樹脂等有機成分分解去除後，繼而利用旋轉泵對電爐內進行真空排氣，然後以1500℃加熱5小時，而準備包含厚度約280 μm之YAG:Ce螢光體之陶瓷板(YAG-CP)的螢光體層。
將藉由上述而準備之螢光反射片材(積層片材)積層於第2脫模基材上，其次，對反射樹脂層進行按壓，並且將貫穿口內減壓至300 Pa(參照圖7(d))。
其次，於相互鄰接之發光二極體元件之間，以沿連結各貫穿孔之線段將各貫穿孔平分之方式，對第2脫模基材、反射樹脂層及螢光體層進行切晶。藉此，切分成複數個發光二極體元件，而將發光二極體元件個別化(參照圖7(d)之單點虛線)。
其次，藉由加熱，將第2脫模基材自發光二極體元件及反射樹脂層剝離(參照圖7(e)之虛線)。
其後，將側面密接於反射樹脂層，且上表面積層於螢光體層之發光二極體元件與包含藍寶石之絕緣基板、及其上表面含有包含由銅、鎳及金之端子之導體層倒裝安裝於發光二極體基板上(參照圖7(f))。
藉此，獲得發光二極體裝置(參照圖7(f))。
再者，上述說明係作為本發明之例示之實施形態而提供，但其僅為例示，不可限定性地進行解釋。藉由該技術領域之從業者而明確之本發明之變形例包含於下述之申請專利之範圍內。
1．．．發光二極體裝置
2．．．二極體基板
3．．．發光二極體元件
4．．．反射樹脂層
5．．．螢光體層
6．．．端子
7．．．光半導體層
8．．．電極部
9．．．貫穿孔
10．．．突起部
12．．．間隙
13．．．螢光反射片材
15．．．支撐層
16．．．黏著層
17．．．框部
18．．．包覆部
18A．．．包覆部
18B．．．包覆部
18C．．．包覆部
18D．．．包覆部
19．．．架設部
20．．．遮罩
21．．．第1脫模基材
22．．．反射皮膜
23．．．第2脫模基材
24．．．集合體片材
圖1表示本發明之發光二極體裝置之一實施形態的仰視圖。
圖2係說明本發明之發光二極體裝置之製造方法之一實施形態的製造步驟圖；(a)表示準備螢光反射片材之步驟，(b)表示於二極體基板上形成貫穿孔及發光二極體元件之步驟，(c)表示將螢光反射片材積層於二極體基板上之步驟。
圖3係承接於圖2，說明本發明之發光二極體裝置之製造方法之一實施形態的製造步驟圖；(d)表示將發光二極體元件個別化之步驟，(e)表示獲得經個別化之發光二極體裝置之步驟。
圖4係說明準備圖2(a)之螢光反射片材之步驟的製造步驟圖；(a)表示準備螢光體層之步驟，(b)表示將遮罩配置於螢光體層之步驟，(c)表示將反射樹脂組成物經由遮罩而塗佈於螢光體層之步驟，(d)表示去除遮罩之步驟。
圖5表示圖4(b)之步驟中所配置之遮罩的平面圖。
圖6係說明本發明之發光二極體裝置之製造方法之其他實施形態(使用第2脫模基材之方法)的製造步驟圖；(a)表示準備第2脫模基材之步驟，(b)表示於第2脫模基材上形成貫穿孔及發光二極體元件之步驟，(c)表示將螢光反射片材積層於第2脫模基材上之步驟。
圖7係承接於圖6，說明本發明之發光二極體裝置之製造方法之其他實施形態(使用第2脫模基材之方法)的製造步驟圖；(d)表示將發光二極體元件個別化之步驟，(e)表示將第2脫模基材剝離之步驟，(f)表示將發光二極體元件倒裝安裝於二極體基板上之步驟。
1．．．發光二極體裝置
2．．．二極體基板
3．．．發光二極體元件
4．．．反射樹脂層
5．．．螢光體層
6．．．端子
7．．．光半導體層
8．．．電極部
9．．．貫穿孔
10．．．突起部
12．．．間隙
13．．．螢光反射片材
24．．．集合體片材

Claims (5)

  1. 一種螢光反射片材，其特徵在於：其係用以將螢光體層設置於發光二極體元件之厚度方向一側，將反射樹脂層設置於上述發光二極體元件之側方者，其包括對應於複數個上述發光二極體元件，並於與厚度方向垂直之方向無間隙而連續之上述螢光體層、以及設置於上述螢光體層之厚度方向一側表面，且相隔著上述發光二極體元件嵌入之間隔而設之複數個上述反射樹脂層，且上述反射樹脂層以與上述發光二極體元件之側面對向配置之方式，對應於上述發光二極體元件而形成。
  2. 一種發光二極體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：藉由將反射樹脂層設置於螢光體層之厚度方向一側表面，而準備上述反射樹脂層以與上述發光二極體元件之側面對向配置之方式，對應於上述發光二極體元件而形成之螢光反射片材；將發光二極體元件設置於基材之上述厚度方向一側表面；於上述基材上以貫穿上述厚度方向之方式形成貫穿孔；以上述反射樹脂層與上述貫穿孔對向配置，並且上述螢光體層與上述發光二極體元件之厚度方向一側表面對向配置之方式，將上述螢光反射片材積層於上述基材 上；對上述貫穿孔內進行減壓；以及使上述反射樹脂層密接於上述發光二極體元件之側面。
  3. 如請求項2之發光二極體裝置之製造方法，其中上述基材為二極體基板，且於將上述發光二極體元件設置於上述基材上之步驟中，將上述發光二極體元件倒裝安裝於上述基材上。
  4. 如請求項2之發光二極體裝置之製造方法，其中上述基材為脫模基材，且上述方法更包括如下步驟：自上述發光二極體元件及上述反射樹脂層剝離上述基材；以及將上述發光二極體元件倒裝安裝於二極體基板上。
  5. 一種發光二極體裝置，其特徵在於包括：二極體基板；倒裝安裝於上述二極體基板上之發光二極體元件；積層於上述發光二極體元件之厚度方向一側表面之螢光體層；以及密接於上述發光二極體元件之側面之反射樹脂層；且上述螢光體層直接接觸上述發光二極體元件之上述厚度方向一側表面。
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