JP2020145390A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記凹部内に配置される発光素子と、
下面の一部が前記パッケージの上面に接合され、前記凹部の開口を塞ぐ透光性部材と、
前記透光性部材の下面側に設けられ、前記透光性部材の下面の一部が前記パッケージの上面に接合される領域においては、前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する反射防止膜と、を備える発光装置であって、
前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光装置の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を備える発光装置。
前記凹部内に配置される発光素子と、
開口を有し、前記パッケージの上面側に配置され、前記パッケージの凹部の一部を塞ぐ保持部材と、
下面の一部が前記保持部材の上面に接合され、前記保持部材の開口を塞ぐ透光性部材と、
前記透光性部材の下面側に設けられ、前記透光性部材の下面の一部が前記保持部材の上面に接合される領域においては、前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する反射防止膜と、を備える発光装置であって、
前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光装置の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を備える発光装置。
前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光素子パッケージの外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を形成する工程と、を有する発光装置の製造方法。
前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光素子パッケージの外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を形成する工程と、を有する発光装置の製造方法。
図1Aは実施形態1に係る発光装置を説明する模式的斜視図であり、図1Bは図1A中の1B−1B断面を示す模式図である。図1Aにおいては、理解を容易にするため、被覆膜の図示を省略している。図1A、図1Bに示すように、上面と、上面の一部に開口を有する凹部Xと、を備えたパッケージ10と、凹部X内に配置される発光素子20と、下面の一部がパッケージ10の上面に接合され、凹部Xの開口を塞ぐ透光性部材30と、透光性部材30の下面側に設けられ、透光性部材30の下面の一部がパッケージ10の上面に接合される領域においては、透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40と、を備え、透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域を含む発光装置1の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜50を備える発光装置である。以下、順に説明する。
パッケージ10は、発光素子20を収容するためのものであり、上面と、上面の一部に開口を有する凹部Xと、を備えている。凹部Xは例えば上面視円形の形状を有する。パッケージ10は平板状の基部12と壁部14を有していてもよい。基部12の上面は凹部Xの底面となり、壁部14の上面はパッケージ10の上面となる。基部12と壁部14は射出成形などで一体的に形成されていてもよいし、接着材などを用いて接合されていてもよい。
発光素子20は、凹部X内に配置される。発光素子20としては発光ダイオードや半導体レーザ素子などを用いることができ、特に、半導体レーザ素子を好ましく用いることができる。
透光性部材30は、凹部X内を気密に封止する役割を有する。透光性部材30は、下面の一部がパッケージ10の上面に接合されており、凹部Xの開口を塞いでいる。透光性部材30とパッケージ10の接合には、例えば接着材100やAuSnなどによる接合が含まれる。接着材100としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素系エラストマー、ガラス、Au、Ag、Bi、Cu、In、Pb、SnおよびZnから選択された少なくとも一種を含む共晶材(例えば、Au−Sn)、ホットメルト系樹脂、変性シリコーンおよび有機無機ハイブリッド樹脂から選択された少なくとも一種を含む材料を例示することができる。
反射防止膜40は、発光素子20からの光、および発光素子20から出た光がさらに凹部Xの内部で反射された光を効率よく外部に放出させる機能を有する。反射防止膜40は、ARコート層やAR膜などと呼ばれることもある。ARは、Anti Reflectionの略である。
被覆膜50は、大気中の不純物が反射防止膜40中の微小な欠陥からパッケージ10の凹部X内に侵入することを抑制する機能を有する。被覆膜50が、発光装置1の外表面の少なくとも一部を被覆することにより、パッケージ10の凹部X内における気密が保たれ、透光性部材30がパッケージ10から剥離してしまうことを抑制することができる。被覆膜50に被覆される発光装置1の外表面の少なくとも一部には、透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域が含まれる。反射防止膜40が露出する領域とは、反射防止膜40における一部領域であって、被覆膜50が存在しなければ大気に曝されてしまう領域をいう。換言すると、被覆膜50は、反射防止膜40が大気に曝されないようにする部材である。
配線電極60と外部電極70は、例えば同じ導電部材(例:リード電極)の一部であり、互いに電気的に接続されている。つまり、例えば、導電部材のある領域が配線電極60であり、当該導電部材の他の領域が外部電極70である。発光素子20は、例えば、配線電極60を介して外部電極70に電気的に接続される。
これに対し、実施形態1に係る発光装置1によれば、発光装置1の外表面の少なくとも一部(透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域を含む。)が被覆膜50により被覆されるため、大気中の不純物が反射防止膜40中の微小な欠陥からパッケージ10の凹部X内に侵入することを抑制できる。したがって、透光性部材30の剥離が抑制された、信頼性の高い発光装置1を提供することができる。なお、発光装置1の外表面の少なくとも一部に、透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域だけでなく、他の領域(例:接着材100が大気に露出する領域)も含まれる場合には、当該他の領域から不純物がパッケージ10の凹部X内に侵入することを抑制することもできる。
図2は実施形態1に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。以下、図2を参照しつつ、実施形態1に係る発光装置1の製造方法の一例を説明する。
まず、図2(A)に示すように、上面と、上面の一部に開口を有する凹部Xと、を備えたパッケージ10と、凹部X内に配置される発光素子20と、下面の一部がパッケージ10の上面に接合され、凹部Xの開口を塞ぐ透光性部材30と、透光性部材30の下面側に設けられ、透光性部材30の下面の一部がパッケージ10の上面に接合される領域においては、透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40と、を備える発光素子パッケージ200を準備する。本工程は、発光素子パッケージ200をチャンバ内等に設置することにより準備を行ってもよいし、チャンバ内において発光素子パッケージ200を製造することにより準備を行ってもよい。
次に、図2(B)に示すように、透光性部材30の下面とパッケージ10の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域を含む発光素子パッケージ200の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜50を形成する。被覆膜50は、図2(B)に示すように、発光素子パッケージ200の外表面の一部を被覆するよう形成されてもよいが、図2(C)に示すように、発光装置1の下面を除く外表面の実質的に全部を被覆するよう形成することが好ましい。発光素子パッケージ200の外表面の一部に被覆膜50を形成するためには、発光素子パッケージ200の外表面の残りの部分をマスクなどする必要があるが、発光素子パッケージ200の下面を除く外表面の実質的に全部を被覆するように被覆膜50を形成すれば、そのようなマスクなどを設ける工程を削減することができるため、より容易に実施形態1に係る発光装置1を製造することができる。なお、発光装置1の下面に被覆膜50が形成されないのは、発光装置1の下面がチャンバ内などの基台の上に載置されているからである。
図3Aは実施形態2に係る発光装置を説明する模式的斜視図であり、図3Bは図3A中の2B−2B断面を示す模式図である。図3A、図3Bに示すように、実施形態2に係る発光装置2は、凹部Xを備えたパッケージ10と、凹部X内に配置される発光素子20と、開口を有し、パッケージ10の上面側に配置され、パッケージ10の凹部Xの一部を塞ぐ保持部材90と、下面の一部が保持部材90の上面に接合され、保持部材90の開口を塞ぐ透光性部材30と、透光性部材30の下面側に設けられ、透光性部材30の下面の一部が保持部材90の上面に接合される領域においては、透光性部材30の下面と保持部材90の上面の間に介在する反射防止膜40と、を備え、透光性部材30の下面と保持部材90の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域を含む発光装置2の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜50を備える発光装置である。以下、詳細に説明する。
保持部材90は、透光性部材30を保持する機能を有する。保持部材90は、パッケージ10の上面側に配置され、パッケージ10の凹部Xの一部を塞ぐ。保持部材90は、開口を有している。保持部材90は、例えば凹部Xを有しており、この凹部Xの底面に保持部材90の開口を有している。保持部材90の開口は、透光性部材30により塞がれる。保持部材90は、例えば溶接によりパッケージ10の上面に接合される。透光性部材30は、例えば融着により保持部材90に接合される。
その他の部材は、実施形態1と同じであるので、説明を省略する。ただし、透光性部材30は、下面の一部が保持部材90の上面に接合され、保持部材90の開口を塞ぐ。また、反射防止膜40は、透光性部材30の下面の一部が保持部材90の上面に接合される領域において、透光性部材30の下面と保持部材90の上面の間に介在する。また、被覆膜50は、発光装置1の外表面の少なくとも一部を被覆する。被覆膜50により被覆される発光装置1の外表面の少なくとも一部には、透光性部材30の下面と保持部材90の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域が含まれる。被覆膜50は、図3Bに示すように、発光装置1の外表面の一部を被覆するよう設けられていてもよいが、図3Cに示すように、発光装置1の下面を除く外表面の実質的に全部を被覆していることが好ましい。このようにすれば、被覆膜50が発光装置1の外表面から剥離する虞を抑制することができる。
図4は実施形態2に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。
まず、図4(A)に示すように、凹部Xを備えたパッケージ10と、凹部X内に配置される発光素子20と、開口を有し、パッケージ10の上面側に配置され、パッケージ10の凹部Xの一部を塞ぐ保持部材90と、下面の一部が保持部材90の上面に接合され、保持部材90の開口を塞ぐ透光性部材30と、透光性部材30の下面側に設けられ、透光性部材30の下面の一部が保持部材90の上面に接合される領域においては、透光性部材30の下面と保持部材90の上面の間に介在する反射防止膜40と、を備える発光素子パッケージ300を準備する。実施形態1の場合と同様に、本工程は、発光素子パッケージ300をチャンバ内等に設置することにより準備を行ってもよいし、チャンバ内において発光素子パッケージ300を製造することにより準備を行ってもよい。
次に、図4(B)に示すように、透光性部材30の下面と保持部材90の上面の間に介在する反射防止膜40が露出する領域を含む発光素子パッケージ300の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜50を形成する。被覆膜50は、図4(B)に示すように、発光素子パッケージ300の外表面の一部を被覆するよう形成されてもよいが、図4(C)に示すように、発光装置1の下面を除く外表面の実質的に全部を被覆するよう形成することが好ましい。発光素子パッケージ300の下面に被覆膜50が形成されないのは、実施形態1の場合と同様に、発光素子パッケージ300の下面がチャンバ内などの基台の上に載置されているからである。被覆膜50の形成方法は、実施形態1の場合と同様であるので説明を省略する。
10 パッケージ
12 基部
14 壁部
20 発光素子
30 透光性部材
40 反射防止膜
50 被覆膜
60 配線電極
70 外部電極
80 ワイヤ
90 保持部材
100 接着材
200、300 発光素子パッケージ
X 凹部
Claims (8)
- 上面と、前記上面の一部に開口を有する凹部と、を備えたパッケージと、
前記凹部内に配置される発光素子と、
下面の一部が前記パッケージの上面に接合され、前記凹部の開口を塞ぐ透光性部材と、
前記透光性部材の下面側に設けられ、前記透光性部材の下面の一部が前記パッケージの上面に接合される領域においては、前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する反射防止膜と、を備える発光装置であって、
前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光装置の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を備える発光装置。 - 凹部を備えたパッケージと、
前記凹部内に配置される発光素子と、
開口を有し、前記パッケージの上面側に配置され、前記パッケージの凹部の一部を塞ぐ保持部材と、
下面の一部が前記保持部材の上面に接合され、前記保持部材の開口を塞ぐ透光性部材と、
前記透光性部材の下面側に設けられ、前記透光性部材の下面の一部が前記保持部材の上面に接合される領域においては、前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する反射防止膜と、を備える発光装置であって、
前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光装置の外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を備える発光装置。 - 前記反射防止膜は、誘電体多層膜である請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、250nm以上410nm以下の範囲にピーク波長を有する請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、少なくともAlを含む窒化物半導体層を含む半導体積層構造を有する請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 上面と、前記上面の一部に開口を有する凹部と、を備えたパッケージと、前記凹部内に配置される発光素子と、下面の一部が前記パッケージの上面に接合され、前記凹部の開口を塞ぐ透光性部材と、前記透光性部材の下面側に設けられ、前記透光性部材の下面の一部が前記パッケージの上面に接合される領域においては、前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する反射防止膜と、を備える発光素子パッケージを準備する工程と、
前記透光性部材の下面と前記パッケージの上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光素子パッケージの外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を形成する工程と、を有する発光装置の製造方法。 - 凹部を備えたパッケージと、前記凹部内に配置される発光素子と、開口を有し、前記パッケージの上面側に配置され、前記パッケージの凹部の一部を塞ぐ保持部材と、下面の一部が前記保持部材の上面に接合され、前記保持部材の開口を塞ぐ透光性部材と、前記透光性部材の下面側に設けられ、前記透光性部材の下面の一部が前記保持部材の上面に接合される領域においては、前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する反射防止膜と、を備える発光素子パッケージを準備する工程と、
前記透光性部材の下面と前記保持部材の上面の間に介在する前記反射防止膜が露出する領域を含む前記発光素子パッケージの外表面の少なくとも一部を被覆する被覆膜を形成する工程と、を有する発光装置の製造方法。 - 前記被覆膜を形成する工程において、前記被覆膜は、原子層堆積法により形成される請求項6または7に記載の発光装置の製造方法。
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