JP2008521210A - 発光装置、発光モジュール、表示装置、照明装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents

発光装置、発光モジュール、表示装置、照明装置及び発光装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】取り出される光の色ムラを抑えることができる発光装置、これを用いた発光モジュール、表示装置及び照明装置、並びに発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基材(11)と基材(11)の一主面(11a)に形成された第1導体パターン(12)とを含む基板(10)と、第1導体パターン(12)上に実装された半導体発光素子(14)と、半導体発光素子(14)を覆って基板(10)上に形成され、半導体発光素子(14)から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層(15)とを有し、蛍光体層(15)の側面(15a)と基板(10)の側面(10a)とが連続して繋がっている発光装置(1)とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置、これを用いた発光モジュール、表示装置及び照明装置、並びに発光装置の製造方法に関する。
半導体多層膜を含む半導体発光素子として、GaN系の発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下「LED」と称する)が知られている。このうち、青色光を発する青色LEDは、青色光により励起して黄色光や赤色光を発する蛍光体と組み合わせることによって、白色光を発する白色LEDとして利用することができる(例えば、特許文献1参照)。また、紫外光及び近紫外光を発するLEDと、青色より長波長域の蛍光を発する蛍光体とを数種類組み合わせることによって、白色LEDを構成することもできる。白色LEDは、白熱電球やハロゲン電球に比べて長寿命化が可能であるため、将来的には既存の照明光源に代わる可能性を秘めている。
図24は、特許文献1に提案された白色LEDを含む発光モジュールの断面図である。図24に示すように、発光モジュール1000は、メイン基板1001と、メイン基板1001上に実装されたサブマウント基板1002と、サブマウント基板1002上に設けられた導体パターン1003上に実装された青色LED1004と、青色LED1004を覆ってサブマウント基板1002上に形成された蛍光体層1005と、蛍光体層1005を覆ってメイン基板1001上に形成された封止樹脂層1006とを含む。蛍光体層1005は、青色LED1004から発せられた青色光を吸収し、黄色の蛍光を発する。即ち、青色LED1004と蛍光体層1005とは、白色LEDを構成している。
また、メイン基板1001には、端子1010が形成されており、導体パターン1003には、ワイヤーパッド1011が形成されている。そして、端子1010と、ワイヤーパッド1011とは、ボンディングワイヤー1012で電気的に接続されている。
このように構成された発光モジュール1000から光を取り出す際は、端子1010から、ボンディングワイヤー1012、ワイヤーパッド1011及び導体パターン1003を介して青色LED1004へと給電する。これにより、青色LED1004から、例えば波長460nmの青色光が発せられる。更に、この青色光を蛍光体層1005が吸収し、この蛍光体層1005から黄色光が発せられる。そして、蛍光体層1005から発せられた黄色光と、青色LED1004から発せられ蛍光体層1005を通過した青色光とが混ざりあって、白色光として光を取り出すことができる。
特開2001−15817号公報
通常、蛍光体層1005は、スクリーン印刷により、蛍光体を含む蛍光体ペーストを印刷して形成するため、印刷後に蛍光体ペーストが流動して蛍光体層1005のエッジが崩れる(以降、この現象を「エッジ崩れ」と表現する)問題があった。このエッジ崩れは、取り出される光に色ムラを発生させる原因となるため、蛍光体層1005の側面のうち、ワイヤーパッド1011側に位置する側面1005a以外の側面は、例えば回転式ブレード等を用いて平坦に削られている。しかし、側面1005aは、ワイヤーパッド1011が存在するため削ることができず、サブマウント基板1002上におけるワイヤーパッド1011が存在する段差部1002aには、エッジ崩れに起因する蛍光体層1005の形状ムラが残存していた。そのため、特許文献1に提案された発光モジュール1000では、取り出される光に色ムラが発生するおそれがあった。
このような状況に鑑み、本発明は、取り出される光の色ムラを抑えることができる発光装置、これを用いた発光モジュール、表示装置及び照明装置、並びに発光装置の製造方法を提供する。
本発明の発光装置は、基材と前記基材の一主面に形成された第1導体パターンとを含む基板と、前記第1導体パターン上に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆って前記基板上に形成され、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がっていることを特徴とする。
ここで、「前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がっている」とは、前記蛍光体層の側面と前記基板の側面との間の全ての箇所に段差部が存在しないことをいう。
本発明の発光モジュールは、前記発光装置と、前記発光装置が実装されたメイン基板とを含む。また、本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも前記発光モジュールを光源とする。
本発明の発光装置の製造方法は、
基材と前記基材の一主面に形成された導体パターンとを含む基板の前記導体パターン上に半導体発光素子を実装し、
前記基板上に、前記半導体発光素子を覆うようにして、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を形成し、
前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がるように、前記蛍光体層と前記基板とを同時に切り抜く発光装置の製造方法である。
本発明によれば、例えば、取り出される光の色ムラを抑えた表示装置や照明装置を提供できる。
本発明の発光装置は、基材と基材の一主面に形成された第1導体パターンとを含む基板と、第1導体パターン上に実装された半導体発光素子と、半導体発光素子を覆って基板上に形成され、半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層とを有する。
基材の構成材料は特に限定されず、例えば、Al23、AlN等のセラミック材料や、Si等の半導体材料等が使用できる。基材の厚みは、例えば0.1〜1mm程度とすればよい。
第1導体パターンを構成する材料についても特に限定されず、慣用の導電材料(例えば銅、アルミニウム、金等)が使用できる。なお、第1導体パターンの厚みは、例えば、0.5〜10μm程度とすればよい。
半導体発光素子は、例えば青色LEDを構成するダイオード構造からなるものを使用できる。具体的には、第1導電型層と発光層と第2導電型層とがこの順に積層された半導体多層膜からなるLEDが好適に使用できる。ここで、「第1導電型」とは、p型又はn型の導電型のことであり、「第2導電型」とは、第1導電型と逆の導電型のことである。例えば、第1導電型層がp型半導体層の場合、第2導電型層はn型半導体層となる。第1導電型層としては、例えば、p型半導体層であるp−GaN層や、n型半導体層であるn−GaN層等を使用することができる。第2導電型層としては、第1導電型層と同様に、例えば、p型半導体層であるp−GaN層や、n型半導体層であるn−GaN層等を使用することができる。発光層の材料としては、450〜470nmの光を発することができる材料が好ましい。発光層の具体例としては、例えば、InGaN/GaN量子井戸発光層等が挙げられる。なお、発光層の材料として、410nm以下の光を発することができる材料を用いてもよい。また、p型半導体層、発光層及びn型半導体層の厚みは、例えばそれぞれ0.1〜0.5μm、0.01〜0.1μm及び0.5〜3μmとすればよい。
なお、本発明の発光装置は、前記半導体多層膜を結晶成長させる際に使用したGaN基板等の単結晶基板を含んでいてもよい。また、前記半導体多層膜として、サファイア基板上に、n型半導体層、発光層及びp型半導体層を、この順に結晶成長させた後、前記サファイア基板を除去することにより形成されたものを用いてもよい。
蛍光体層は、半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光(例えば黄色光や赤色光の蛍光)を発する蛍光体を含む。黄色光を発する蛍光体としては、(Sr、Ba)2SiO4:Eu2+や(Y、Gd)3Al512:Ce3+等が例示でき、赤色光を発する蛍光体としては、(Ca、Sr)S:Eu2+やSr2Si58:Eu2+等が例示できる。なお、蛍光体層の平均厚みは、例えば0.03〜1mm程度とすればよい。
そして、本発明の発光装置は、蛍光体層の側面と基板の側面とが連続して繋がっている。即ち、蛍光体層の側面と基板の側面との間の全ての箇所に段差部が存在しないため、エッジ崩れに起因する蛍光体層の形状ムラが存在しない。これにより、本発明の発光装置は、取り出される光の色ムラを抑えることができる。また、蛍光体ペーストの第1導体パターン上への染み出しを考慮しなくてもよいため、蛍光体ペーストを構成するペースト材料(シリコーン樹脂等)の選択の幅が広がる。よって、例えば、耐熱性や耐光性を向上させたペースト材料を、その粘度によらず使用できる。
また、本発明の発光装置は、前記基板が、基材における第1導体パターンが設けられた主面とは反対側に位置する主面に形成された第2導体パターンと、基材の厚み方向に形成され、第1導体パターンと第2導体パターンとを電気的に接続するビア導体とを更に含む発光装置としてもよい。これにより、例えばボンディングワイヤーが不要となり、ボンディングワイヤーを配置するための領域を確保する必要がなくなるため、光学系の小型化が可能となる。また、ボンディングワイヤーを用いることによる弊害(例えば熱応力によるボンディングワイヤーの断線不良等)を回避できるため、電気接続の信頼性が向上する。なお、第2導体パターンの構成材料や厚みは、例えば前述した第1導体パターンと同様であればよい。また、ビア導体の構成材料としては、例えば、銅、タングステン、アルミニウム、金等の導電材料が使用できる。
上述したように第2導体パターン及びビア導体が形成されている場合は、ビア導体が、基材の側面に沿って形成されている発光装置としてもよい。ビア導体の体積を大きくすることができるため、第1導体パターンと第2導体パターンとの電気的接続に関する信頼性をより向上させることができるからである。
また、上述したように第2導体パターン及びビア導体が形成されている場合は、基材が、第1導体パターンに接触する第1導電型領域と、この第1導電型領域及び第2導体パターンの双方と接触する第2導電型領域とを含む発光装置としてもよい。第1導電型領域と第2導電型領域とから、所謂ツェナーダイオードが構成されるため、半導体発光素子に静電気等の高電圧が印加された場合に、半導体発光素子を保護することができるからである。なお、第1及び第2導電型領域のそれぞれの導電型は、第1及び第2導体パターンのそれぞれに接続される半導体発光素子の導電型層に応じて、適宜設定すればよい。また、第1及び第2導電型領域をそれぞれ構成する半導体材料は、特に限定されず、例えばSi等の慣用の半導体材料が使用できる。
本発明の発光モジュールは、前述した本発明の発光装置と、この発光装置が実装されたメイン基板とを含む。前記メイン基板としては、例えばセラミック基板、金属基板、あるいは金属層と電気絶縁層(例えば、無機フィラと熱硬化性樹脂とを含むコンポジットシート)とからなる積層基板等を使用することができる。また、前記メイン基板の厚みは、例えば1〜2mmである。なお、前記メイン基板に実装される発光装置の個数は特に限定されず、要求される光量に応じて適宜設定すればよい。また、本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも前記発光モジュールを光源とする。このように、本発明の発光モジュール、表示装置及び照明装置は、それぞれ本発明の発光装置を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
本発明の発光装置の製造方法は、前述した本発明の発光装置を製造するための好適な製造方法である。よって、以下に述べる各構成要素の材料等は、前述した本発明の発光装置の場合と同様である。
本発明の発光装置の製造方法は、まず、基材と、この基材の一主面に形成された導体パターンとを含む基板の導体パターン上に、例えばフリップチップ接合方式等により半導体発光素子を実装する。
次に、基板上に、半導体発光素子を覆うようにして、半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を形成する。例えば、蛍光体とシリコーン樹脂等を含む樹脂組成物とからなる蛍光体ペーストを用いて、スクリーン印刷により形成すればよい。
そして、蛍光体層と基板とを、例えば回転式ブレード等によって同時に切り抜く。以上の方法により、蛍光体層の側面と基板の側面とが連続して繋がっている本発明の発光装置を容易に製造することができる。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図1は、第1実施形態に係る発光装置の説明図であり、このうち、図1Aは第1実施形態に係る発光装置の断面図、図1Bは第1実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、図1Cは第1実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。なお、図1Bにおいては、蛍光体層を省略して描いている。
図1A〜Cに示すように、第1実施形態に係る発光装置1は、基材11と基材11の主面11aに形成された第1導体パターン12とを含む基板10と、第1導体パターン12上にバンプ13を介して実装された半導体発光素子14と、半導体発光素子14を覆って基板10上に形成され、半導体発光素子14から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層15とを有する。
また、基板10は、基材11における主面11aとは反対側に位置する主面11bに形成された第2導体パターン16と、基材11の厚み方向に形成され、第1導体パターン12と第2導体パターン16とを電気的に接続するビア導体17とを更に含む。
そして、発光装置1は、蛍光体層15の側面15aと基板10の側面10aとが連続して繋がっている。よって、エッジ崩れに起因する蛍光体層15の形状ムラが存在しない。これにより、発光装置1は、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
このように構成された発光装置1から光を取り出す際は、第2導体パターン16から、ビア導体17、第1導体パターン12及びバンプ13を介して半導体発光素子14へと給電する。これにより、半導体発光素子14から、例えば波長460nmの青色光が発せられる。更に、この青色光を蛍光体層15が吸収し、この蛍光体層15から、例えば黄色光や赤色光が発せられる。そして、蛍光体層15から発せられた黄色光や赤色光と、半導体発光素子14から発せられ蛍光体層15を通過した青色光とが混ざりあって、白色光として光を取り出すことができる。
次に、本発明の第1実施形態に係る発光装置1の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。参照する図2A〜G及び図3A〜Dは、第1実施形態に係る発光装置1の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
まず、図2Aに示す基材11を用意する。基材11としては、500μm程度の厚みの焼結前のセラミックシート等が使用できる。そして、図2Bに示すように、パンチ加工等によって基材11にビアホール20を形成する。ビアホール20の径は、例えば100〜200μm程度とすればよい。次に、基材11を、1600〜1800℃程度の焼成温度で焼成する。
次に、図2Cに示すように、回転式研磨機21等によって基材11を研磨する。例えば、基材11の厚みが100〜300μm程度になるまで研磨すればよい。
続いて、図2Dに示すように、ビアホール20内を、例えば銅、アルミニウム、金等の金属材料を用いてめっきすることによりビア導体17を形成する。
そして、図2Eに示すように、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、基材11の主面11a,11bに、それぞれビア導体17と電気的に接続する第1及び第2導体パターン12,16を形成する。
次に、図2Fに示すように、第1導体パターン12上に、例えば金からなるバンプ13を形成する。そして、図2Gに示すように、バンプ13上に半導体発光素子14を実装する。
続いて、図3Aに示すように、基板10上に、半導体発光素子14を覆うようにして、平均厚みが500μm程度の蛍光体層15を形成する。蛍光体層15は、半導体発光素子14から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体とシリコーン樹脂等を含む樹脂組成物とからなる蛍光体ペーストを用いて、スクリーン印刷により形成すればよい。
そして、図3Bに示すように、蛍光体層15の上面15bを、回転式研磨機22等によって研磨する。例えば、蛍光体層15の厚みが200〜300μm程度になるまで研磨すればよい。
そして、図3Cに示すように、蛍光体層15と基板10とを、例えば回転式ブレード23等によって同時に切り抜くことにより、図3Dに示すように、個片化された発光装置1を得る。上述した方法によれば、蛍光体層15の側面15aと基板10の側面10aとが連続して繋がっている発光装置1を容易に製造することができる。また、回転式ブレード23の刃の厚みを変更することで、蛍光体層15の幅Wを容易に制御できる。なお、蛍光体層15の幅Wは、例えば500〜600μm程度とすればよい。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図4は、第2実施形態に係る発光装置の説明図であり、このうち、図4Aは第2実施形態に係る発光装置の断面図、図4Bは第2実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、図4Cは第2実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。なお、図4Bにおいては、蛍光体層を省略して描いている。また、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第2実施形態に係る発光装置2は、前述した第1実施形態に係る発光装置1に対し、ビア導体の配置箇所のみが異なる。即ち、図4A〜Cに示すように、発光装置2に設けられたビア導体30は、基材11の側面11cに沿って形成されている。これにより、ビア導体30の体積を大きくすることができるため、第1導体パターン12と第2導体パターン16との電気的接続に関する信頼性をより向上させることができる。
また、発光装置2においても、第1実施形態に係る発光装置1と同様に、蛍光体層15の側面15aと基板10の側面10aとが連続して繋がっている。よって、発光装置2によっても、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る発光装置2の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。参照する図5A〜G及び図6A〜Dは、第2実施形態に係る発光装置2の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図2〜図4と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
まず、図5Aに示す基材11を用意する。基材11としては、500μm程度の厚みの焼結前のセラミックシート等が使用できる。そして、図5Bに示すように、パンチ加工等によって基材11に貫通溝40を形成する。貫通溝40の幅は、例えば200〜1000μm程度とすればよい。また、貫通溝40の長さは、例えば0.1〜1.5mm程度とすればよい。次に、基材11を、1600〜1800℃程度の焼成温度で焼成する。
次に、図5Cに示すように、回転式研磨機21等によって基材11を研磨する。例えば、基材11の厚みが100〜300μm程度になるまで研磨すればよい。
続いて、図5Dに示すように、貫通溝40内を、例えば銅、アルミニウム、金等の金属材料を用いてめっきすることによりビア導体30を形成する。
そして、図5Eに示すように、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、基材11の主面11a,11bに、それぞれビア導体30と電気的に接続する第1及び第2導体パターン12,16を形成する。
次に、図5Fに示すように、第1導体パターン12上に、例えば金からなるバンプ13を形成する。そして、図5Gに示すように、バンプ13上に半導体発光素子14を実装する。
続いて、図6Aに示すように、基板10上に、半導体発光素子14を覆うようにして、平均厚みが500μm程度の蛍光体層15を形成する。蛍光体層15は、半導体発光素子14から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体とシリコーン樹脂等を含む樹脂組成物とからなる蛍光体ペーストを用いて、スクリーン印刷により形成すればよい。
そして、図6Bに示すように、蛍光体層15の上面15bを、回転式研磨機22等によって研磨する。例えば、蛍光体層15の厚みが200〜300μm程度になるまで研磨すればよい。
そして、図6Cに示すように、蛍光体層15と基板10とを、ビア導体30に沿って、例えば回転式ブレード23等によって同時に切り抜く。これにより、図6Dに示すように、個片化された発光装置2を得る。上述した方法によれば、蛍光体層15の側面15aと基板10の側面10aとが連続して繋がっている発光装置2を容易に製造することができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図7は、第3実施形態に係る発光装置の断面図である。なお、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第3実施形態に係る発光装置3は、前述した第1実施形態に係る発光装置1に対し、基材の構成のみが異なる。即ち、図7に示すように、発光装置3に使用される基材50は、第1導体パターン12に接触する第1導電型(例えばp型)領域50aと、この第1導電型領域50a及び第2導体パターン16の双方と接触する第2導電型(例えばn型)領域50bとを含む。また、基材50は、第1導体パターン12と第1導電型領域50a及び第2導電型領域50bとの間、第2導電型領域50bとビア導体17との間並びに第2導電型領域50bと第2導体パターン16との間の電気的絶縁を保つため、SiO2等からなる電気絶縁膜50cを更に含む。なお、第1導電型領域50aの主面の一部501aと第1導体パターン12との間、及び第2導電型領域50bの主面の一部501bと第2導体パターン16との間には、電気絶縁膜50cは形成されていない。このように、発光装置3においては、第1導電型領域50aと第2導電型領域50bとからツェナーダイオードが形成されるため、半導体発光素子14に静電気等の高電圧が印加された場合に、前記ツェナーダイオードによって半導体発光素子14を保護することができる。
また、発光装置3においても、第1実施形態に係る発光装置1と同様に、蛍光体層15の側面15aと基板10の側面10aとが連続して繋がっている。よって、発光装置3によっても、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
次に、本発明の第3実施形態に係る発光装置3の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。参照する図8A〜E及び図9A〜Dは、第3実施形態に係る発光装置3の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図2及び図7と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
まず、図8Aに示す半導体基板60を用意する。半導体基板60としては、500μm程度の厚みのn型シリコンウェハ等が使用できる。そして、図8Bに示すように、半導体基板60の一主面の一部にp型ドーパントをドープして、p型(第1導電型)領域50aを形成する。これにより、p型領域50aと、n型(第2導電型)領域50bとからなるダイオード基板61を得る。
次に、図8Cに示すように、回転式研磨機21等によって、ダイオード基板61におけるp型領域50aが形成された主面とは反対側に位置する主面61aを研磨する。例えば、ダイオード基板61の厚みが100〜300μm程度になるまで研磨すればよい。
続いて、図8Dに示すように、ドライエッチング等によってダイオード基板61にビアホール62を形成する。ビアホール62の径は、例えば200〜300μm程度とすればよい。
そして、図8Eに示すように、ビアホール62の内壁、及びダイオード基板61の両主面の所定の位置に、化学気相成長法(CVD法)等によって電気絶縁膜50cを形成する。これにより、p型領域50a、n型領域50b及び電気絶縁膜50cを含む基材50を得る。
続いて、図9Aに示すように、ビアホール62内を、例えば銅、アルミニウム、金等の金属材料を用いてめっきすることによりビア導体17を形成する。
そして、図9Bに示すように、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、基材50の両主面に、それぞれビア導体17と電気的に接続する第1及び第2導体パターン12,16を形成する。
次に、図9Cに示すように、第1導体パターン12上に、例えば金からなるバンプ13を形成する。そして、図9Dに示すように、バンプ13上に半導体発光素子14を実装する。以降の工程は、第1実施形態に係る発光装置1の製造方法(図3A〜C)と同様なので、説明を省略する。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図10は、第4実施形態に係る発光装置の説明図であり、このうち、図10Aは第4実施形態に係る発光装置の概略斜視図、図10Bは第4実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。なお、図10Bにおいては、蛍光体層を省略して描いている。また、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第4実施形態に係る発光装置4は、前述した第1実施形態に係る発光装置1に対し、基板、蛍光体層及び半導体発光素子の外形のみが異なる。即ち、図10A,Bに示すように、発光装置4に使用される基板10、蛍光体層15及び半導体発光素子14は、いずれも外形が略正六角形状に形成されている。これにより、蛍光体層15から出射する光の異方性を低減させることができる。
また、発光装置4においても、第1実施形態に係る発光装置1と同様に、蛍光体層15の側面15aと基板10の側面10aとが連続して繋がっている。よって、発光装置4によっても、取り出される光の色ムラを抑えることができる。なお、発光装置4では、半導体発光素子14として、外形が略正六角形のものを用いたが、前述した第1〜第3実施形態の場合と同様に、外形が略正方形の半導体発光素子14を用いてもよい。
発光装置4は、前述した発光装置1の製造方法の図3Cに示す工程において、回転式ブレード23によって切り抜く際、図11に示す破線に沿って切り抜くことにより、外形加工することができる。なお、図11においては、半導体発光素子14及び蛍光体層15以外の構成要素を省略して描いている。
以上、本発明の一実施形態に係る発光装置について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、蛍光体層の側面及び基板の側面のいずれか一方が、傾斜面であってもよい。また、図12に示すように、取り出される光の色合わせのため、蛍光体層15の角部15cがカットされた発光装置70としてもよい。また、図13に示すように、半導体発光素子14と第1導体パターン12とが、半導体発光素子14の上面14a上に形成された電極81とボンディングワイヤー82とを介して電気的に接続されている発光装置80としてもよい。また、電極81の一部及びボンディングワイヤー82の一部を設けない代わりに、図14に示すように、銀ペースト等からなる第1導体パターン12上に半導体発光素子14を固着させた発光装置90としてもよい。なお、発光装置70,80,90において、上記した特徴以外の構成については、いずれも前述した第1実施形態に係る発光装置1と同様である。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係る発光モジュールについて適宜図面を参照して説明する。参照する図15は、第5実施形態に係る発光モジュールの断面図である。なお、第5実施形態に係る発光モジュールは、前述した第1実施形態に係る発光装置1を含む発光モジュールである。また、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第5実施形態に係る発光モジュール100は、図15に示すように、AlN、アルミナ等のセラミック材料からなるメイン基板101と、メイン基板101上に設けられた複数の発光ユニット102(図15では1つのみ図示)とを含む。
発光ユニット102は、発光装置1と、発光装置1を封止する封止樹脂層103と、封止樹脂層103上に形成されたレンズ104と、発光装置1から発せられた光を反射する反射板105とを含む。また、メイン基板101上には、導体パターン106が形成されており、発光装置1は、導体パターン106上に半田107を介して実装されている。なお、本実施形態では半田107を使用したが、Au−Snを用いた共晶接合による実装方法や、Agペーストによる実装方法を使用することもできる。
以上のように構成された発光モジュール100は、本発明の発光装置1を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。なお、発光モジュール100において、封止樹脂層103及びレンズ104は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明な樹脂で構成することができる。また、反射板105の構成材料としては、アルミニウム等の反射率の高い金属の表面を樹脂でコーティングした複合材料や、アルミナ等の反射率の高いセラミック材料等が使用できる。特に、セラミック材料の場合は、反射板105とメイン基板101とを一体成型できるため好ましい。また、本実施形態では、本発明の第1実施形態に係る発光装置1を用いたが、本発明はこれに限定されず、例えば、前述した第2〜第4実施形態に係る発光装置2〜4を使用してもよい。
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態に係る発光モジュールについて適宜図面を参照して説明する。参照する図16は、第6実施形態に係る発光モジュールの断面図である。なお、第6実施形態に係る発光モジュールは、前述した第1実施形態に係る発光装置1を含む発光モジュールである。また、図15と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第6実施形態に係る発光モジュール200は、前述した第5実施形態に係る発光モジュール100に対し、メイン基板101の構成のみが異なる。即ち、図16に示すように、発光モジュール200に使用されるメイン基板101は、アルミニウム等からなる金属層101aと、金属層101a上に積層された電気絶縁層101bとからなる。電気絶縁層101bとしては、例えば、無機フィラ70〜95重量%と、熱硬化樹脂組成物5〜30重量%とを含むコンポジットシート等が使用できる。発光モジュール200においても、第5実施形態に係る発光モジュール100と同様に、本発明の発光装置1を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態に係る発光モジュールについて適宜図面を参照して説明する。参照する図17は、第7実施形態に係る発光モジュールの断面図である。なお、第7実施形態に係る発光モジュールは、前述した第1実施形態に係る発光装置1を含む発光モジュールである。また、図16と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図17に示すように、第7実施形態に係る発光モジュール300は、メイン基板101に含まれる電気絶縁層301が、金属層101a上に積層された第1電気絶縁層301aと、第1電気絶縁層301a上に積層された第2電気絶縁層301bとから構成されている。また、第1電気絶縁層301aと第2電気絶縁層301bとの間には、層間導体パターン302が配置されている。そして、メイン基板101上に形成された導体パターン106のうち、発光ユニット102の内側に形成された導体パターン106aと、発光ユニット102の外側に形成された導体パターン106bとは、層間導体パターン302と、第2電気絶縁層301bを貫通するビア導体303とを介して電気的に接続されている。その他の構成は、前述した第6実施形態に係る発光モジュール200と同様である。発光モジュール300では、反射板105を導体パターン106上に形成する必要がなくなるため、反射板105とメイン基板101との密着性を向上させることができる。また、発光モジュール300においても、第5及び第6実施形態に係る発光モジュール100,200と同様に、本発明の発光装置1を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
以上、本発明の一実施形態に係る発光モジュールについて説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、図18に示すように、液晶ポリマーやポリフタルアミド樹脂等により形成された樹脂パッケージ401と、樹脂パッケージ401の基部401aの表面に形成された電極402と、樹脂パッケージ401の傾斜部401bの内側に形成された凹部4011b内に配置され、かつ電極402上に半田403を介して実装された発光装置1と、凹部4011b内に形成され、発光装置1を封止する封止樹脂層404とを含む発光モジュール400としてもよい。なお、発光モジュール400は、所謂Surface Mount Device(SMD)とよばれるモジュールである。
[第8実施形態]
次に、本発明の第8実施形態に係る表示装置について適宜図面を参照して説明する。参照する図19は、第8実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
図19に示すように、第8実施形態に係る画像表示装置500は、パネル510を有しており、このパネル510の一主面510aには、光源として、前述した第5〜第7実施形態のいずれか1つの形態に係る発光モジュール511がマトリクス状に複数配置されている。このように構成された画像表示装置500は、本発明の発光装置1を含む発光モジュール511を光源とするため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
[第9実施形態]
次に、本発明の第9実施形態に係る表示装置について適宜図面を参照して説明する。参照する図20は、第9実施形態に係る数字表示装置の斜視図である。
図20に示すように、第9実施形態に係る数字表示装置600は、略直方体形状の躯体610を有しており、この躯体610の一主面610aには、光源として、前述した第5〜第7実施形態のいずれか1つの形態に係る発光モジュール611が8の字状に複数配置されている。このように構成された数字表示装置600は、本発明の発光装置1を含む発光モジュール611を光源とするため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
[第10実施形態]
次に、本発明の第10実施形態に係る照明装置について適宜図面を参照して説明する。参照する図21は、第10実施形態に係るスタンド型照明装置の斜視図である。
図21に示すように、第10実施形態に係るスタンド型照明装置700は、胴部710と、胴部710の一端に固定され、胴部710を支える基部711と、胴部710の他端に固定された照明部712とを含む。そして、照明部712の一主面712aには、光源として、前述した第5〜第7実施形態のいずれか1つの形態に係る発光モジュール713がマトリクス状に複数配置されている。このように構成されたスタンド型照明装置700は、本発明の発光装置1を含む発光モジュール713を光源とするため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、前述した第1〜第4実施形態においては、いずれも半導体発光素子を1つだけ用いた発光装置としたが、図22や図23に示すように、基板上に複数個の半導体発光素子14を配置した発光装置としてもよい。なお、図22及び図23は、いずれも本発明の一実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。また、図22及び図23では、図1Bと同一の構成要素には同一の符号を付しており、蛍光体層を省略して描いている。
本発明は、取り出される光の色ムラを抑えた表示装置や照明装置として利用できる。
Aは本発明の第1実施形態に係る発光装置の断面図、Bは本発明の第1実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、Cは本発明の第1実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。 A〜Gは、本発明の第1実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。 A〜Dは、本発明の第1実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。 Aは本発明の第2実施形態に係る発光装置の断面図、Bは本発明の第2実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、Cは本発明の第2実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。 A〜Gは、本発明の第2実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。 A〜Dは、本発明の第2実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係る発光装置の断面図である。 A〜Eは、本発明の第3実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。 A〜Dは、本発明の第3実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。 Aは本発明の第4実施形態に係る発光装置の概略斜視図、Bは本発明の第4実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。 本発明の第4実施形態に係る発光装置の製造方法における一部の工程を説明するための上面図である。 本発明の第1実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第5実施形態に係る発光モジュールの断面図である。 本発明の第6実施形態に係る発光モジュールの断面図である。 本発明の第7実施形態に係る発光モジュールの断面図である。 本発明の発光モジュールの一例を示す断面図である。 本発明の第8実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。 本発明の第9実施形態に係る数字表示装置の斜視図である。 本発明の第10実施形態に係るスタンド型照明装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。 従来の発光モジュールの断面図である。
符号の説明
1,2,3,4,70,80,90 発光装置
10 基板
10a 側面
11,50 基材
11a,11b 主面
11c 側面
12 第1導体パターン
13 バンプ
14 半導体発光素子
15 蛍光体層
15a 側面
15b 上面
16 第2導体パターン
17,30 ビア導体
20,62 ビアホール
40 貫通溝
50a 第1導電型領域
50b 第2導電型領域
100,200,300,400,511,611,713 発光モジュール
101 メイン基板
102 発光ユニット
103 封止樹脂層
104 レンズ
105 反射板
106 導体パターン
107 半田
500 画像表示装置(表示装置)
510 パネル
600 数字表示装置(表示装置)
610 躯体
700 スタンド型照明装置(照明装置)
710 胴部
711 基部
712 照明部

Claims (8)

  1. 基材と前記基材の一主面に形成された第1導体パターンとを含む基板と、前記第1導体パターン上に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆って前記基板上に形成され、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層とを有する発光装置であって、
    前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がっていることを特徴とする発光装置。
  2. 前記基板は、前記基材における前記一主面とは反対側に位置する主面に形成された第2導体パターンと、前記基材の厚み方向に形成され、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとを電気的に接続するビア導体とを更に含む請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記ビア導体は、前記基材の側面に沿って形成されている請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記基材は、前記第1導体パターンに接触する第1導電型領域と、前記第1導電型領域及び前記第2導体パターンの双方と接触する第2導電型領域とを含む請求項2に記載の発光装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置と、前記発光装置が実装されたメイン基板とを含む発光モジュール。
  6. 請求項5に記載の発光モジュールを光源とする表示装置。
  7. 請求項5に記載の発光モジュールを光源とする照明装置。
  8. 基材と前記基材の一主面に形成された導体パターンとを含む基板の前記導体パターン上に半導体発光素子を実装し、
    前記基板上に、前記半導体発光素子を覆うようにして、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を形成し、
    前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がるように、前記蛍光体層と前記基板とを同時に切り抜く発光装置の製造方法。
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