JP2017126589A - 発光装置、および発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】透光性樹脂の炭化または変質を抑制して色度調整をすることが可能な発光装置を提供する。
【解決手段】発光素子110と、発光素子110の上方に設けられた、蛍光体130を含む透光性樹脂120と、透光性樹脂120の下方に設けられ、上方から透光性樹脂120に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための停止部材180とを備え、透光性樹脂120には、停止部材180に到達する穴170が設けられている。
【選択図】図9
【解決手段】発光素子110と、発光素子110の上方に設けられた、蛍光体130を含む透光性樹脂120と、透光性樹脂120の下方に設けられ、上方から透光性樹脂120に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための停止部材180とを備え、透光性樹脂120には、停止部材180に到達する穴170が設けられている。
【選択図】図9
Description
本発明は、発光装置、および発光装置の製造方法に関し、特に、色度調整が可能な発光装置、および発光装置の製造方法に関する。
白色光を発する発光装置(発光デバイス)として、青色LEDチップを、蛍光体を含む透光性樹脂で封止した発光装置が知られている。
このような発光装置では、青色LEDチップが発する青色光の一部は、蛍光体を励起し、蛍光体から黄色蛍光が発せられる。そして、青色LEDチップが発する青色光と、励起された蛍光体が発する黄色蛍光とが混合されることにより白色光が得られる。上記発光装置の白色光の色度は、青色LEDチップが発する青色光の光量と、蛍光体から発せられる黄色蛍光の光量との割合によって決まる。
このような発光装置は、青色LEDチップの性能のばらつきと、蛍光体の量とによる白色光の色度のばらつきが生じることが課題である。
このような課題を解決するために、特許文献1には、蛍光体を含む蛍光層をレーザ光の照射によって除去することにより発光装置の発光色の色度調整を行う技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の方法で発光装置の色度を調整した場合、透光性樹脂が変質または炭化する場合がある。このような場合、青色LEDチップから発せられる光が遮蔽または吸収され、光の出射効率が低下する。
そこで、本発明は、透光性樹脂の炭化または変質を抑制して色度調整をすることが可能な発光装置、および発光装置の製造方法を提供する。
本発明の一態様に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子の上方に設けられた、蛍光体を含む透光性樹脂と、前記透光性樹脂の下方に設けられ、上方から前記透光性樹脂に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための停止部材とを備え、前記透光性樹脂には、前記停止部材に到達する穴が設けられている。
本発明の一態様に係る発光装置の製造方法は、発光装置の製造方法であって、前記発光装置は、発光素子と、前記発光素子の上方に設けられた、蛍光体を含む透光性樹脂と、前記透光性樹脂の下方に設けられ、上方から前記透光性樹脂に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための停止部材とを備え、前記製造方法は、上方からレーザ光を照射することにより前記停止部材に到達する穴をあける照射工程を含む。
本発明の一態様に係る発光装置、および、本発明の一態様に係る発光装置の製造方法によれば、透光性樹脂の炭化または変質を抑制しつつ発光装置の色度調整をすることができる。
以下、実施の形態に係る発光装置および発光装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
(実施の形態1)
[発光装置の構成]
まず、実施の形態1に係る発光装置について説明する。図1は、実施の形態1に係る発光装置が設けられた基板を示す図である。図2は、実施の形態1に係る発光装置の上面図である。図3は、図2に示される発光装置をA−A線で切断した断面図である。なお、図2では、発光装置の内部の構造の理解を容易にするため、色変換部の図示が省略されている。
[発光装置の構成]
まず、実施の形態1に係る発光装置について説明する。図1は、実施の形態1に係る発光装置が設けられた基板を示す図である。図2は、実施の形態1に係る発光装置の上面図である。図3は、図2に示される発光装置をA−A線で切断した断面図である。なお、図2では、発光装置の内部の構造の理解を容易にするため、色変換部の図示が省略されている。
図1に示されるように、発光装置100は、例えば、基板10上に実装され、照明用光源または照明装置に用いられる。図1では、基板10は、中央に開口が設けられた平面視形状が円形の基板であり、発光装置100は、基板10上に円周方向に並んで複数設けられる。なお、発光装置100が設けられた基板10は、具体的には、電球形のLEDランプ(照明用光源)に用いられる。
発光装置100は、いわゆるSMD(Surface Mount Device)型の発光装置であり、白色光を発する。図2および図3に示されるように、発光装置100は、LEDチップ110(発光素子)と、蛍光体130を含む透光性樹脂からなる色変換部120(蛍光体層120aおよび樹脂層120b)と、停止部材180とを備える。また、発光装置100は、パッケージ140と、リードフレーム150と、ボンディングワイヤ160とを備える。なお、図3に示される発光装置100は、色度調整(加工)が行われる前の状態であり、加工後の発光装置100については後述する。
LEDチップ110は、発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップであり、ダイアタッチ材(ダイボンド材)によってリードフレーム150の上面(または、パッケージ140の凹部の底面)にダイボンディング実装されている。LEDチップ110としては、例えば、青色光を発光する青色発光LEDチップを用いることができる。青色発光LEDチップとしては、例えばInGaN系の材料によって構成された、中心波長が440nm〜470nmの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。
色変換部120は、光波長変換材である蛍光体130を含む透光性樹脂であって、LEDチップ110からの光を波長変換するとともに、LEDチップ110を封止してLEDチップ110を保護する。色変換部120は、LEDチップ110の上方(図中のZ軸+側)に設けられる。なお、LEDチップ110の上方とは、言い換えれば、LEDチップ110の光出射側(LEDチップ110が主として光を発する方向)である。
色変換部120を構成する透光性樹脂は、パッケージ140の凹部に充填されており、当該凹部の開口面まで封入されている。色変換部120を構成する透光性樹脂は、具体的には、ジメチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等である。
実施の形態1では、色変換部120は、蛍光体層120aと、樹脂層120bとを有する。蛍光体層120aは、LEDチップ110の少なくとも光出射側(上部)を覆う、蛍光体130を含む透光性樹脂からなる層である。樹脂層120bは、蛍光体層120aの上方に設けられた透光性樹脂からなる層であり、蛍光体130は含まれない。なお、樹脂層120bは、設けられなくてもよい。
なお、色変換部120は、シート状あるいは板状に形成され、パッケージ140の凹部の開口面を塞ぐように設置されてもよい。この場合、色変換部120は、LEDチップ110との間に空隙が設けられた状態でパッケージ140の開口面に接着剤等によって固定される。
蛍光体130は、LEDチップ110の発する光で励起されて黄色蛍光を発する黄色蛍光体である。LEDチップ110が青色発光LEDである場合、蛍光体130は、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系の黄色蛍光体である。なお、蛍光体130は、オルトシリケート系蛍光体または酸窒化物蛍光体であってもよい。蛍光体130は、基本的には球状であり、色変換部120内に複数含まれる。
蛍光体は一般的に自身の放射する光よりも短波長の光によって励起される。したがって、蛍光体130から発せられる光(第2の光)は、発光素子110からの放射光(第1の光)に比べて長波長の光となる。具体的には、蛍光体130は、450nmよりも波長が長い黄色蛍光を発する。
このように、蛍光体130は、LEDチップ110の青色光によって励起されて黄色蛍光を放出する。よって、発光装置100(色変換部120)からは、励起された黄色蛍光と青色光とによって比較的広範囲の波長域(たとえば400nm〜680nm程度)にスペクトル分布を持つ白色光が放出される。
パッケージ140は、非透光性樹脂(白樹脂等)を成型してなる容器であり、逆円錐台形状の凹部(キャビティ)を備える。凹部の内側面は傾斜面であり、LEDチップ110からの光を上方に反射させるように構成されている。パッケージ140は、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド(PPA)等の樹脂で形成される。なお、パッケージ140は、セラミックで形成されてもよい。
リードフレーム150は、一対の正負の電極である。リードフレーム150は、LEDチップ110と、基板10上に設けられた外部電極(図示せず)とを接続するものであり、例えば、鉄、リン青銅、銅合金等の金属部材で構成される。リードフレーム150は、ボンディングワイヤ160によってLEDチップ110と接続される。リードフレーム150は、言い換えれば、ボンディングワイヤ160によってLEDチップ110に電気的に接続され、発光装置100の外部からLEDチップ110に電力を供給するための電極である。
停止部材180は、色変換部120(透光性樹脂)の下方(図中のZ軸−側)であって、リードフレーム150の上(または、パッケージ140の凹部の底面の上)に設けられる。また、停止部材180は、上面視した場合にLEDチップ110を囲むように設けられる。停止部材180は、上方から色変換部120に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための板状の部材である。停止部材180は、例えば、銅もしくは銀などの金属、または、セラミックである。
停止部材180としては、加工に用いられるレーザ光を90%以上反射するような反射率の高い部材(例えば、銅、銀など)、または、レーザ光の熱によって溶融しない融点の高い部材(例えば、タングステン、モリブデンなど)が望ましい。しかしながら、停止部材180は、レーザ光に対する反射率が少なくとも色変換部120よりも高い部材、または、色変換部120よりも融点が高い部材であれば、レーザ光による加工の進行を制限する効果が一定量得られる。
また、停止部材180は、リードフレーム150よりもさらにレーザ光に対する反射率が高い部材、または、リードフレーム150よりもさらに融点が高い部材であってもよい。これにより、レーザ光によるダメージの低減効果がさらに高まる。
なお、停止部材180の上方に位置する色変換部120、つまり、色変換部120のうち下方に停止部材180が設けられた部分は、レーザ光の照射の対象となる加工対象部185である。停止部材180(加工対象部185)は、発光装置100の特徴的な構成であり、その有用性については後述する。
[製造装置の構成]
次に、発光装置100の製造装置について説明する。図4は、発光装置100の製造装置を模式的に示す図である。
次に、発光装置100の製造装置について説明する。図4は、発光装置100の製造装置を模式的に示す図である。
図4に示されるように、製造装置200は、照射部210と、色度測定部220と、ステージ240と、制御部250と、表示装置260と、入力装置270と、調整部280と、カメラ222とを備える。また、照射部210は、レーザ発振器210aと、光学系210bとを有し、調整部280は、第1機構280aと、第2機構280bとを有する。
照射部210は、加工対象部185へのレーザ光230の照射により加工対象部185に穴をあけ、発光装置100から発せられる光の色度を調整する。照射部210は、具体的にはレーザ発振器210aにより発せられたレーザ光を、光学系210bを介して発光装置100に照射し、加工対象部185の一部を除去することにより穴をあける。
照射部210(レーザ発振器210a)は、例えば、CO2レーザ(CO2レーザ装置)、または、UVレーザ(UVレーザ装置)である。なお、照射部210は、色変換部120を除去できるのであれば、その他のレーザであってもよい。
光学系210bは、レーザ光の集光を行う集光レンズとポリゴンミラーのような走査光学系の組み合わせとからなり、図4に示されるように発光装置100が設置されるステージ240と対向する位置に配置されている。
図5は、照射部210の外観図である。図5に示されるように、照射部210は、ステージ240に置かれた発光装置100にレーザ光230を照射する。発光装置100は、基板10に実装された状態でステージ240に置かれてもよいし、発光装置100単体でステージ240に置かれてもよい。
制御部250は、レーザ発振器210aがレーザ光を発するタイミング、レーザ発振器210aが発するレーザ光の強度(エネルギー)および波長などを制御する。
調整部280は、レーザ発振器210a、光学系210b、および発光装置100の相対的な位置関係を調整することによって、レーザ光230の照射位置と発光装置100との相対的な位置関係を調整する。
実施の形態1では、調整部280は、レーザ発振器210aの位置を固定したまま、光学系210bおよびステージ240を第1機構280aによって駆動することによって、レーザ光230の照射位置と発光装置100との相対的な位置関係を調整する。
第1機構280aは、レーザ光230の光軸方向(図4のZ軸方向)および光軸方向に直交する方向(図4のX軸方向またはY軸方向)において、発光装置100に対するレーザ光230の焦点の相対的な位置を変化させる機構である。
第1機構280aは、具体的には、光学系210bの集光レンズをZ軸方向に移動させることによりレーザ光230の焦点位置をZ軸方向に変化させる。また、第1機構280aは、ステージ240をX軸方向またはY軸方向に平行移動させることによりレーザ光230の焦点位置をX軸方向、Y軸方向に変化させる。
また、実施の形態1では、調整部280は、発光装置100に対するレーザ光230の光軸の傾きを変化させる第2機構280bをさらに有している。
第2機構280bは、光学系210bに含まれる走査光学系を駆動してレーザ光を走査(スキャン)することにより、発光装置100に対するレーザ光230の光軸の傾きを変化させる。つまり、第2機構280bは、発光装置100の表面に対するレーザ光230の入射角度を調整することができるので、照射部210は、蛍光体130に対して斜めにレーザ光230を照射することができる。
なお、製造装置200においては、調整部280(第1機構280aおよび第2機構280b)は、μmオーダーでレーザ光230の照射位置と発光装置100との相対的な位置関係を調整することができる。調整部280は、具体的には、非常に細かい分解能で精度よく光学系210bおよびステージ240を駆動可能な機構が採用されている。
なお、調整部280は、レーザ光230の照射位置と発光装置100との相対的な位置関係を調整すればよく、例えば、調整部280は、レーザ発振器210aを移動させる構成であってもよい。
表示装置260および入力装置270は、製造装置200に設けられたユーザインタフェースである。表示装置260は、カメラ222で撮影された画像、状態測定部225の測定結果、および、色度測定部220の測定結果などを表示する。入力装置270は、ユーザからの種々の入力を受け付ける。
色度測定部220は、発光装置100を撮影するカラーカメラであるカメラ222から発光装置100を発光させた状態で撮影されたカラー画像を取得し、当該カラー画像を用いて、画像処理により色変換部120の表面の光色を測定する。
このとき、色度測定部220は、色変換部120の表面の光色を一元的に求めるのではなく、色変換部120内での局所的な色むらも反映されるように、取得した画像の画素ごとに光色を測定する。
なお、実施の形態1における「光色」には、放射光の色度、色調(明度と彩度)、色温度などが含まれるが、実施の形態1では、色度測定部220は、一例として、発光装置100から発せられる光の色度を測定するものとする。
なお、色度測定部220は、複数画素の集合ごとに代表値(平均値または中央値)をとり、この集合ごとに光色を計測する構成であってもよい。
また、色度測定部220は、色度または輝度などの光学特性を測定するための、汎用の分光器を用いた測定器であってもよい。
この場合、色度測定部220は、例えば、発光装置100の発光面(光出射側の面)における光のスペクトルを測定し、色度を求める。色度は、製造装置200が備える表示装置260に、図6に示されるような画像として表示される。
図6に示される画像は、発光装置100を発光させた状態で発光面(上面)側から色度を測定した画像である。この画像においては、円形状の領域が発光装置100の発光している部分を表し、当該円形状の領域内においては、色の濃淡が色度(色度の分布)を表している。なお、図6に示される画像の円形状の領域内の2つの矩形の領域は、LEDチップ110が位置する領域である。なお、色度測定部220は、色度(発光装置100の光のスペクトル)に加えて、発光強度または配光特性を測定してもよい。
次に、製造装置200を用いた発光装置100の製造方法(色度調整方法)について説明する。図7は、発光装置100の色度調整方法を示すフローチャートである。
まず、発光装置100が生成される(S10)。以下、発光装置の生成方法について説明する。
まず、リードフレーム150が形成されたパッケージ140の凹部にLEDチップ110が実装される。このとき、LEDチップ110は、ボンディングワイヤ160によってリードフレーム150に電気的に接続される。
次に、蛍光体130を含む液状の色変換部120がパッケージ140の凹部内に充填され、この液状の色変換部120が硬化されて、発光装置100が生成される。より具体的には、LEDチップ110の実装後、蛍光体130を含む液状の色変換部120をパッケージ140の凹部内に滴下(ポッティング)することによりパッケージ140に付着させる。なお、液状の色変換部120をパッケージ140に付着させる方法は、ポッティングに限らず、液状の色変換部120は、塗布、印刷(インクジェット)などの方法で付着されてもよい。
なお、既に生成された(既製品の)発光装置100に対して色度調整を行う場合、ステップS10は省略される。
生成された発光装置100は、通電して発光させた状態で点灯検査される(S20)。続いて、色度測定部220は、発光装置100が発する光の色度を測定する(S30)。そして、色度測定部220が測定した色度が所定の範囲内であるか否かの判定が行われる(S40)。
色度測定部220が測定した色度が所定の範囲内である場合(S40でYes)、発光装置100の色度調整は終了する。なお、所定の範囲とは、例えば、製造工程における発光装置100の色度の検査スペック等である。
色度測定部220が測定した色度が所定の範囲外である場合(S40でNo)、照射部210は、発光装置100にレーザ光230を照射する(S50)。照射部210は、具体的には、加工対象部185に上方からレーザ光230を照射する。なお、色度測定部220は、上述のようにカメラ222から取得した画像の画素ごとに光色を計測する。このため、色変換部120の表面の一部の色度が所定の範囲から外れている場合であっても、色度は所定の範囲外であると判断される。
このとき、色度測定部220で計測された色度および状態測定部225で測定された蛍光体130の状態に基づいて、レーザ光230の照射条件(照射範囲、強度など)が決定される。
なお、レーザ光230の照射条件は、色度測定部220の測定結果に対応付けられて予め複数登録されており、登録に基づいて自動的に決定される。
レーザ光230の照射(S50)に続いて点灯検査がされた後(S20)、色度測定部220は、レーザ光230の照射後の発光装置100の色度を測定する(S30)。以降は、色度測定部220が測定した色度が所定の範囲内になるまで、照射部210のレーザ光230の照射と、色度測定部220の色度の測定とが繰り返される。ステップS20〜ステップS50の動作は制御部250によって自動的に行われてもよいし、ユーザによって半自動的に行われてもよい。
なお、色度測定部220の色度の測定と、照射部210のレーザ光230の照射とは、リアルタイムで(同時に)行われてもよい。すなわち、発光装置100から発せられる光の色度を測定しながら、発光装置100が発する光の色度が所定の範囲内(所定の値)になるように、加工対象部185に上方からレーザ光230を照射して穴をあけてもよい。
例えば、発光装置100の発光面における光のスペクトル分布(発光面の色ばらつき)を測定しながら均一なスペクトル分布または所望のスペクトル分布になるようにレーザ光230を照射して加工対象部185に穴をあけてもよい。
また、例えば、色度(発光装置100の光のスペクトル)、発光強度、および配光特性のうちの少なくとも1つを測定しながら、レーザ光230を照射して加工対象部185に穴をあけてもよい。
この場合、カメラ222は、レーザ光230の照射中においても発光装置100を撮像できるように、光学系210bの近傍に配置される。
このように、色度測定部220の色度の測定と、照射部210のレーザ光230の照射とは、リアルタイムで行われることで、発光装置100の加工に要する時間を短縮できる。
[効果]
以下、発光装置100が奏する効果について従来の発光装置を参照しながら説明する。図8は、従来の発光装置における色変換部120の加工を説明するための図である。図9は、実施の形態1に係る発光装置100の色変換部120の加工を説明するための図である。
以下、発光装置100が奏する効果について従来の発光装置を参照しながら説明する。図8は、従来の発光装置における色変換部120の加工を説明するための図である。図9は、実施の形態1に係る発光装置100の色変換部120の加工を説明するための図である。
図8に示される穴170aのように、従来の発光装置100aでは、レーザ光230の照射による周辺部位へのダメージを考慮してレーザ光230のエネルギー(パワー)を控えめに設定し、色変換部120の一部が除去されていた。このようなレーザ光230の照射では、蛍光体の融点と透光性樹脂の融点が異なることから、色変換部120のうち透光性樹脂が炭化し、炭化した部分に光が吸収されることにより発光効率が低下するなどの不具合が生じていた。
また、従来は、透光性樹脂の炭化を抑制しつつ、色度調整のために色変換部120の除去量を調整する必要があった。つまり、色変換部120の除去量の調整が困難であるという課題があった。
これに対し、発光装置100では、図9に示されるように、レーザ光230のエネルギーを高めに設定しても周辺部位へのダメージが限定的となるように停止部材180が設けられている。そして、発光装置100では、停止部材180の上方に位置する色変換部120である加工対象部185に、色変換部120を完全に除去できる高いエネルギー(例えば、従来の2倍のエネルギー)でレーザ光230が照射される。
これにより、周辺部位へのダメージが抑制されるとともに炭化物を含めて色変換部120をきれいに除去することができる。この結果、図9に示されるように、加工対象部185には、停止部材180に到達する穴170が設けられ、停止部材180の少なくとも一部は、穴170から外部に露出する。
また、発光装置100では、停止部材180により、レーザ光230のエネルギーが高めに設定されたとしても加工は進行しない(停止部材180の位置で止まる)。つまり、発光装置100では、色度調整において透光性樹脂の炭化を気にする必要がないため、色変換部120(加工対象部185)の除去量の調整(制御)が容易である点でも有用である。
[色変換部の除去量の制御]
以下、色変換部120の除去量、つまり、色度の調整量の制御方法について説明する。色度の調整量の制御は、主として以下の2つの態様が考えられる。
以下、色変換部120の除去量、つまり、色度の調整量の制御方法について説明する。色度の調整量の制御は、主として以下の2つの態様が考えられる。
例えば、図10に示されるように、加工対象部185にあける穴の数に応じて発光装置100の色度の調整量(加工対象部185の除去量)を制御する態様が考えられる。図10では、一例として発光装置100の加工対象部185に穴175aおよび穴175bの2つの穴が設けられている。この場合、それぞれの穴の径はほぼ同一であり、加工対象部185にあける穴の数が多いほど、発光装置100の色度は、青色側にシフトする(加工対象部185の除去量が増える)。
また、例えば、図11に示されるように、加工対象部185にあける穴の径に応じて発光装置100の色度の調整量を制御する態様が考えられる。図11に示される発光装置100では、図9の穴170、並びに、図10の穴175aおよび175bよりも穴径の大きい穴175cが加工対象部185に設けられている。この場合、それぞれの穴の径が大きくなるほど、発光装置100の色度は、青色側にシフトする(加工対象部185の除去量が増える)。
[変形例]
上記実施の形態1では、停止部材180は、リードフレーム150の上、または、パッケージ140の凹部の底面の上に停止部材180が設けられたが、リードフレーム150がそのまま停止部材として用いられてもよい。図12は、リードフレーム150が停止部材として用いられる発光装置の断面図である。図13は、リードフレーム150が停止部材として用いられる発光装置の上面図である。なお、図13では、発光装置の内部の構造の理解を容易にするため、色変換部120の図示が省略されている。
上記実施の形態1では、停止部材180は、リードフレーム150の上、または、パッケージ140の凹部の底面の上に停止部材180が設けられたが、リードフレーム150がそのまま停止部材として用いられてもよい。図12は、リードフレーム150が停止部材として用いられる発光装置の断面図である。図13は、リードフレーム150が停止部材として用いられる発光装置の上面図である。なお、図13では、発光装置の内部の構造の理解を容易にするため、色変換部120の図示が省略されている。
図12に示される発光装置100bのように、リードフレーム150が停止部材として機能する場合、色度調整後(加工後)の発光装置100bにおいて、リードフレーム150は、色変換部120に設けられた穴170bから外部に露出している。なお、図13に示されるように、リードフレーム150は、LEDチップ110の周囲を囲むように設けられている。
なお、発光装置100bにおいては、リードフレーム150の上方に位置する色変換部120は全て加工対象部185となる。しかしながら、LEDチップ110およびボンディングワイヤ160へのレーザ光230によるダメージを考慮すると、LEDチップ110およびボンディングワイヤ160の近傍の色変換部120は、加工対象部185としてはあまり適切でない。したがって、リードフレーム150のうち、上面視した場合に、LEDチップ110およびボンディングワイヤ160から所定の距離以上離れた部分のみが停止部材として用いられるとよい。
また、図2および図3で説明したようなリードフレーム150とは別に停止部材180が設けられる発光装置100において、リードフレーム150が停止部材として用いられてもよい。この場合、発光装置100のリードフレーム150が色変換部120に設けられた穴から外部に露出する。
[まとめ]
以上、実施の形態1に係る発光装置100および発光装置100の製造方法(色度調整方法)について説明した。発光装置100および発光装置100の製造方法によれば、色変換部120のうち下方に停止部材が設けられた部分である加工対象部185にレーザ光230を照射する。これにより、エネルギーを高めたレーザ光230を照射することができるため、色変換部120を構成する透光性樹脂の炭化または変質を抑制しつつ発光装置100から発せられる光の色度を調整することが可能となる。
以上、実施の形態1に係る発光装置100および発光装置100の製造方法(色度調整方法)について説明した。発光装置100および発光装置100の製造方法によれば、色変換部120のうち下方に停止部材が設けられた部分である加工対象部185にレーザ光230を照射する。これにより、エネルギーを高めたレーザ光230を照射することができるため、色変換部120を構成する透光性樹脂の炭化または変質を抑制しつつ発光装置100から発せられる光の色度を調整することが可能となる。
(その他の実施の形態)
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、停止部材180が設けられる位置、停止部材180の形状および大きさなどは一例であり、上記実施の形態で説明したものに限定されない。例えば、上記実施の形態では、停止部材180は、上面視においてLEDチップ110を囲むように設けられたが、停止部材180は、LEDチップ110の周囲に部分的に設けられてもよい。
また、上記実施の形態では、停止部材180として、反射率の高い部材、および、融点の高い部材が例示されたが、停止部材180として、色変換部120(透光性樹脂)よりも昇華しやすい材料が採用されてもよい。このような部材が停止部材180として用いられることにより、停止部材180の周辺の蓄熱が低減され、停止部材180の周辺における加工対象部185の炭化が抑制される。色変換部120よりも昇華しやすい材料は、例えば、銀酸化亜鉛などである。
上記実施の形態では、上面視したときの停止部材180の位置が予め把握されているため、レーザ光230は、上記位置(加工対象部185)を狙って照射される。しかしながら、停止部材180の位置の見分けがつくように、停止部材180の位置を示すアライメントマークがパッケージ140に設けられていてもよい。
上記実施の形態では、蛍光体130は、黄色蛍光体であるとして説明したが、色変換部120には、黄色蛍光体以外に、緑色蛍光を発する緑色蛍光体、または、赤色蛍光を発する赤色蛍光体が含まれてもよい。なお、緑色蛍光体および赤色蛍光体は、白色光の演色性を高める目的で色変換部120に混合される。また、色変換部120には、黄色蛍光体の代わりに、緑色蛍光体と赤色蛍光体とが含まれ、LEDチップ110が発する青色光と合わせて発光装置から白色光が発せられる構成であってもよい。
また、LEDチップ110は、青色光以外の光を発光するLEDチップであってもよい。例えば、LEDチップ110は、近紫外線を発するLEDチップであってもよい。この場合、色変換部120には、三原色(赤色、緑色、青色)の光を発する各色蛍光体が含まれる。
なお、発光装置100には、蛍光体以外の光波長変換材が用いられてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質からなる光波長変換材が用いられてもよい。すなわち、本発明の製造方法および製造装置は、蛍光体以外の光波長変換材が用いられた発光装置にも適用可能である。
また、上記実施の形態では、発光装置100はSMD型の発光装置であるとして説明したが、本発明は、COB(Chip On Board)型の発光装置にも適用可能である。COB型の発光装置では、基板上に直接実装されたLEDチップ110が色変換部120により封止されるが、このようなCOB型の発光装置において色変換部120の下方に停止部材180が設けられてもよい。また、基板がセラミック基板またはメタルベース基板である場合には、基板が停止部材として用いられてもよい。
また、上記実施の形態においては、発光素子としてLEDチップ110が用いられたが、発光素子として、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機EL(Electro Luminescence)、または無機EL等の固体発光素子が用いられてもよい。
なお、上記実施の形態において、各構成要素(制御部250および色度測定部220)は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
なお、本発明は、上記実施の形態で説明した発光装置の製造装置として実現されてもよい。
以上、一つまたは複数の態様に係る発光装置および発光装置の製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
100、100a、100b 発光装置
110 LEDチップ(発光素子)
120 色変換部(透光性樹脂)
130 蛍光体
150 リードフレーム(電極)
170、170a、170b、175a、175b、175c 穴
180 停止部材
110 LEDチップ(発光素子)
120 色変換部(透光性樹脂)
130 蛍光体
150 リードフレーム(電極)
170、170a、170b、175a、175b、175c 穴
180 停止部材
Claims (10)
- 発光素子と、
前記発光素子の上方に設けられた、蛍光体を含む透光性樹脂と、
前記透光性樹脂の下方に設けられ、上方から前記透光性樹脂に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための停止部材とを備え、
前記透光性樹脂には、前記停止部材に到達する穴が設けられている
発光装置。 - 前記停止部材は、前記レーザ光に対する反射率が前記透光性樹脂材よりも高い
請求項1に記載の発光装置。 - 前記停止部材は、前記透光性樹脂よりも融点が高い
請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記停止部材は、金属またはセラミックである
請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記停止部材は、前記発光素子に電気的に接続され、前記発光装置の外部から前記発光素子に電力を供給するための電極である
請求項1に記載の発光装置。 - さらに、前記発光素子に電気的に接続され、前記発光装置の外部から前記発光素子に電力を供給するための電極を備える
請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。 - 発光装置の製造方法であって、
前記発光装置は、
発光素子と、
前記発光素子の上方に設けられた、蛍光体を含む透光性樹脂と、
前記透光性樹脂の下方に設けられ、上方から前記透光性樹脂に照射されるレーザ光による加工の進行を制限するための停止部材とを備え、
前記製造方法は、
上方からレーザ光を照射することにより前記停止部材に到達する穴をあける照射工程を含む
発光装置の製造方法。 - 前記照射工程においては、前記穴の数に応じて前記発光装置の色度の調整量を制御する
請求項7に記載の発光装置の製造方法。 - 前記照射工程においては、前記穴の径に応じて前記発光装置の色度の調整量を制御する
請求項7に記載の発光装置の製造方法。 - 前記照射工程においては、前記発光装置から発せられる光の色度を測定しながら、上方から前記レーザ光を照射して前記停止部材に到達する穴をあける
請求項7〜9のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
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