WO2015056590A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)は、本発明の一実施形態の発光装置の平面図であり、図1(b)は、図1(a)に示すIB-IB線における断面図である。図2は、図1(b)に示す領域IIの拡大図である。図3は、図1に示す基体10の平面図である。本実施形態の発光装置は、基体10と、基体10に配置された発光素子50と、発光素子50を封止する封止部材60とを備える。
基体10の上面には、凹部17が形成されている。以下では、基体10のうち凹部17の側壁に相当する部分を「枠体部15」と記し、基体10のうち枠体部15よりも下側を「ステージ部11」と記す。
好ましくは、発光素子50は、接着剤51を介してインナーリード部12に固定され、導電性ワイヤー53によってインナーリード部12に接続される。接着剤51は、フェニルシリコーン系接着剤であることが好ましい。これにより、耐候性に優れた発光装置を提供できる。フェニルシリコーン系接着剤は、フェニルシリコーン樹脂に由来する成分を含む接着剤を意味する。「フェニルシリコーン樹脂に由来する成分」はフェニルシリコーン樹脂から1以上の水素原子が除去されたものを意味する。導電性ワイヤー53は、好ましくは低抵抗な材料からなり、より好ましくは金属からなる。
封止部材60は、凹部17を充填するように設けられていることが好ましい。これにより、発光素子50は封止部材60で封止される。
赤色蛍光体63は、発光素子50からの光で励起されて赤色光を発するものであり、Mn4+付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含む。Mn4+付活フッ化物錯体蛍光体の発光ピークの中心波長は625nm~645nm(例えば635nm)であり、その発光ピークの半値幅は10nm程度である。よって、Mn4+付活フッ化物錯体蛍光体はディスプレイ用途に好適な発光特性を示すので、本実施形態の発光装置をディスプレイ用途の発光装置として好適に用いることができる。
封止樹脂61の粘度は、2000(mPa・s)以上7000(mPa・s)以下であることが好ましい。これにより、発光装置を量産できる。また、凹凸部71が封止部材60の上面70に形成され易くなる。
緑色蛍光体65は、発光素子50からの光で励起されて緑色光を発するものである。例えば、緑色蛍光体65は、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu、(Ba,Sr)3Si6O12N2:Eu、Eu付活β-サイアロン、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu、(Y,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce、又は、(Ca,Sr)Sc2O4:Ce等であることが好ましい。これらは緑色蛍光体65の一例に過ぎず、緑色蛍光体65はこれらに限定されない。
赤色蛍光体63は、緑色蛍光体65に対して、質量比で、2倍以上5倍以下含まれていることが好ましい。赤色蛍光体63が緑色蛍光体65に対して質量比で2倍以上含まれていれば、凹凸部71が封止部材60の上面70に形成され易くなる。また、発光効率に優れないMn4+付活フッ化物錯体蛍光体を用いたことに起因する赤色の色度の低下又は赤色光の発光強度の低下を防止できる。赤色蛍光体63が緑色蛍光体65に対して質量比で5倍以下含まれていれば、発光装置からの光における赤色光の成分の寄与が大きくなりすぎることを防止できる。より好ましくは、赤色蛍光体63は緑色蛍光体65に対して質量比で2倍以上4倍以下含まれている。
外部電力が配線パターン13を経由して発光素子50へ供給されると、発光素子50が青色光を発生させる。この青色光の一部は、赤色蛍光体63に吸収されて赤色光に波長変換され、封止部材60の外へ放出される。残りの青色光の一部は、緑色蛍光体65に吸収されて緑色光に波長変換され、封止部材60の外へ放出される。残りの青色光は、赤色蛍光体63にも緑色蛍光体65にも吸収されることなく封止部材60の外へ放出される。このようにして赤色光と緑色光と青色光とが同時に封止部材60の外へ放出されるので、本実施形態の発光装置からは白色光が放出されることとなる。
図4は、本実施形態の発光装置の製造方法の一例を示すフロー図である。本実施形態の発光装置の製造方法は、基体10に発光素子50を固定する工程(ステップS100)と、基体10に固体された発光素子50を封止剤160で封止する封止工程(ステップS300)とを備える。封止工程の前に、基体10に形成された配線パターン13と発光素子50とを電気的に接続することが好ましい(ステップS200)。封止工程の後に、個片化工程(ステップS400)を行なうことが好ましい。なお、以下では、発光素子を封止してから個片化処理を行って発光装置を製造することを示すが、同一部材であれば、個片化処理前と個片化処理後とで同一の符号を付している。
(発光素子の配置)
まず、ステップS101において、互いに間隔をあけて発光素子50を基体10に配置する。例えば、接着剤51を挟んで発光素子50のそれぞれをインナーリード部12に配置する。
次に、ステップS102において、接着剤51を硬化させる。発光素子50が配置された基体10を、所定の時間、所定の温度に保持することが好ましい。これにより、発光素子50のそれぞれがインナーリード部12に固定される。
ステップS200では、導電性ワイヤー53を用いて発光素子50のそれぞれとインナーリード部12とを電気的に接続する。
(封止剤の調製)
まず、ステップS301において、封止剤160を調製する。調製する封止剤160は、赤色蛍光体63を含み、好ましくは封止樹脂61をさらに含み、より好ましくは緑色蛍光体65をさらに含む。
次に、ステップS302において、吐出装置80を用いて封止剤160を発光素子50のそれぞれへ吐出させる。図5は本工程を模式的に説明する側面図である。次に示す手順にしたがって本工程を行なうことができる。吐出装置80を凹部17の開口の上方に配置し、その吐出装置80の液室81に封止剤160を入れる。この状態で液室81内の封止剤160をピストン(不図示)で押すと、封止剤160は、ノズル85から吐出され、凹部17の開口を通って発光素子50へ供給され、発光素子50を被覆する。
続いて、ステップS303において、封止剤160に含まれる樹脂(例えば封止樹脂61)を硬化させる。発光素子50が封止剤160で被覆された基体10を、所定の時間、所定の温度に保持することが好ましい。これにより、封止部材60が形成される。
隣り合う発光素子50の間において基体10を切断する。基体10としてリードフレームを用いた場合には、隣り合う発光素子50の間においてリードフレームを切断する。このようにして図1に示す発光装置が得られる。
封止剤の主剤又は蛍光体の粒径を変更して封止剤を調製し、同一の吐出装置を用いて蛍光体の詰まり具合を調べた。その結果を表1に示す。
まず、基体を用意した。基体は、ステージ部と、耐熱性ポリマーからなる枠体部とを有していた。ステージ部には配線パターンが設けられており、配線パターンは銅合金が銀でメッキされて構成されていた。枠体部は、ステージ部の上面周縁に配置されていた。枠体部には凹部が形成されており、凹部の側面はステージ部の上面から遠ざかるにつれて外側へ傾斜していた。凹部の深さは0.27mmであった。凹部の開口は平面視矩形(短辺0.5mm(短辺のうち最長部分の長さ)×長辺3.2mm)に形成されており、平面視における上記開口の角部は面取りされていた。
赤色蛍光体としてCaAlSiN3:Eu(体積基準のメジアン径(d50)が12μm)を用い、赤色蛍光体の含有量を緑色蛍光体の含有量の1/10倍としたことを除いては実施例3に記載の方法にしたがって、発光装置を得た。
走査型電子顕微鏡を用いて実施例3の発光装置の上面を観察した。その結果を図6(a)に示す。同様に、比較例3の発光装置の上面も観察した。その結果を図6(b)に示す。実施例3では、封止部材の上面には凹凸部が形成されたのに対し、比較例3では、封止部材の上面には凹凸部が形成されなかった。実施例3の色度及び発光強度をそれぞれ比較例3の色度及び発光強度と略同一とするために、実施例3のMn4+付活フッ化物錯体蛍光体の含有量を比較例3の従来のCaAlSiN3:Euの含有量の約10倍とした。そのため、このような結果が得られたものと考えられる。
Claims (10)
- 基体と、
前記基体に配置された発光素子と、
前記発光素子を封止する封止部材とを備え、
前記封止部材は、粒子状の赤色蛍光体を少なくとも含み、
前記赤色蛍光体は、Mn4+付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含み、
前記封止部材の上面は、凹凸部を少なくとも一部に有する発光装置。 - 前記封止部材の上面は、当該封止部材の平面視周縁から当該封止部材の平面視中央へ向かうにつれて前記発光素子側に位置し、
前記赤色蛍光体は、前記封止部材において均一に分散している請求項1に記載の発光装置。 - 前記封止部材は、緑色蛍光体をさらに含む請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記赤色蛍光体は、前記緑色蛍光体に対して、質量比で、2倍以上4倍以下含まれている請求項3に記載の発光装置。
- 前記封止部材は、封止樹脂をさらに含み、
前記封止樹脂は、その粘度が2000(mPa・s)以上7000(mPa・s)以下である請求項1~4のいずれかに記載の発光装置。 - 基体に発光素子を固定する工程と、
前記基体に固体された発光素子を封止剤で封止する封止工程とを備え、
前記封止工程は、前記封止剤をノズルから前記発光素子へ吐出させる工程を有し、
前記封止剤は、封止樹脂と赤色蛍光体とを少なくとも含み、
前記封止樹脂は、その粘度が2000(mPa・s)以上7000(mPa・s)以下であり、
前記赤色蛍光体は、Mn4+付活フッ化物錯体蛍光体を少なくとも含む発光装置の製造方法。 - 前記封止樹脂は、フェニルシリコーン樹脂を含む請求項6に記載の発光装置の製造方法。
- 前記フェニルシリコーン樹脂は、その粘度が10000(mPa・s)以上である請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 前記封止剤は、緑色蛍光体をさらに含む請求項6~8のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記赤色蛍光体は、前記緑色蛍光体に対して、質量比で、2倍以上4倍以下含まれている請求項9に記載の発光装置の製造方法。
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