JP2021106211A - 発光装置、波長変換部材の製造方法及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態に係る発光装置の構成の一例を、図1乃至図4を参照しながら説明する。
発光装置100Aは、光取出面31と側面32とを有する発光素子30と、第1上面1Aと、第2上面3Aと、第1上面1A及び第2上面3Aに対向する下面5Aと、第2上面3Aと第1上面1Aとに連続する第1側面2Aと、第2上面3Aと下面5Aとに連続する第2側面4Aと、を有し、下面5Aから第1上面1Aまでの厚みは、下面5Aから第2上面3Aまでの厚みよりも薄く、光取出面31に対向する位置に第1上面1Aが配置されており、発光素子30の光取出面31上に下面5Aが配置される波長変換部材10Aと、波長変換部材10Aの第2側面4A及び発光素子30の側面32を覆う被覆部材20Aと、波長変換部材10Aの第2上面3A及び第2側面4Aを覆う遮光膜40Aと、を備えている。なお、波長変換部材10Aの第2上面3A及び第2側面4Aは、遮光膜40Aが連続して形成されている。さらに、発光素子30は素子電極を備え、その素子電極をバンプBpを介して基板50の導体配線51に接続している例として説明する。以下、発光装置100Aの各構成について説明する。
発光素子30は、発光装置として1つあるいは複数を用いている。発光素子30は、例えば、接合部材であるバンプBpを介して基板50の導体配線51にフリップチップ実装されている。発光素子30は、同一面側に一対の電極を有し、一対の電極の形成された面を下面33として、下面と対向する上面を主な光取出面31としている。発光素子30は、公知のものを利用でき、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードを用いるのが好ましい。また、発光素子30は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、窒化物系半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いたものを用いることができる。さらに、赤色の発光素子としては、窒化物系半導体素子の他にもGaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。なお、発光素子30は、前記した以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。発光素子30は、組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。また、発光素子30を基板50上にフェイスアップ実装する場合は、一対の素子電極が形成された面が発光素子30の主な光取出面となる。
波長変換部材10Aは、発光装置100Aが備える発光素子30の光取出面31に接合して設けられている。波長変換部材10Aは、一例として、平面視が矩形に形成され、かつ、断面形状が凹形状に形成されている。波長変換部材10Aは、第1上面1Aと、第2上面3Aと、第1上面1A及び第2上面3Aに対向する下面5Aと、第2上面3Aと第1上面1Aとに連続する第1側面2Aと、第2上面3Aと下面5Aとに連続する第2側面4Aと、を有している。そして、下面5Aから第1上面1Aまでの厚みは、下面5Aから第2上面3Aまでの厚みよりも薄くなるように形成されている。そして、波長変換部材10Aは、上面側において凹んだ底となる面を、平面視において矩形に形成して第1上面1Aとしている。第2上面3Aは、平面視において第1上面1Aを囲う外周に第1上面1Aと高さが異なるように四角環状になるようにここでは形成されている。また、波長変換部材10Aは、矩形に形成した第1上面1Aの各辺から直交して上方に垂直に連続する第1側面2Aを形成している。そして、第1上面1A及び第1側面2Aを、発光素子30からの光を取り出す面としている。波長変換部材10Aは、第1上面1A及び第1側面2A以外の第2上面3Aに設けられる遮光膜40A及び被覆部材20Aとにより、見切性に優れる。
波長変換部材10Aは、蛍光体を含有する樹脂材料で形成されている。波長変換部材10Aで用いられる樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂が挙げられる。なかでも耐熱性、電気絶縁性に優れ、柔軟性のあるシリコーン樹脂を含むことが好ましい。なお、波長変換部材は、透光性の部材の表面に蛍光体を設けるようにして形成してもよい。
これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置(例えば白色系の発光装置)を製造することができる。白色に発光可能な発光装置100Aとする場合、波長変換部材10Aに含有される蛍光体の種類、濃度によって白色となるよう調整される。波長変換部材10Aに用いられる透光性部材に含有される蛍光体の濃度は、例えば、5質量%以上である。
発光素子30と波長変換部材10Aとは、例えば、接着材15を介して接合することができる。接着材15は、発光素子30の光取出面31である上面から側面32の少なくとも一部に連続するように設けられる。被覆部材20Aと発光素子30の側面との間に介在する接着材15の上面は、波長変換部材10Aの下面5Aと接して設けられている。接着材15は、発光素子30の上面から側面32にまで延在し、発光素子30の側面32においてフィレット16として設けられることが好ましい。
接着材15は、発光素子30からの出射光を波長変換部材10Aに導光することができる透光性材料を用いることが好ましい。接着材15は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂のような周知の接着材、高屈折率の有機接着材、無機系接着材、低融点ガラスによる接着材などを用いることができる。
なお、波長変換部材10Aと発光素子30とは、接着材15を用いずに、圧着等により接合されてもよい。
また、波長変換部材10Aと発光素子30とを、接着材を使用しないで、接合する場合、例えば、表面活性化接合型の常温接合、原子拡散接合型の常温接合等の接合方法が挙げられる。このような常温接合を行う場合には、接着剤、熱などを加えずに接合することができるため、接合する2つの部材の間の熱膨張率の差を考慮する必要がなく、強固に接合することができる。また、原子レベルでの接合であるため、接着剤等による接着に比較して強度が高く、耐久性に優れた接合を行うことができる。さらに、加熱を行わないために、昇温及び降温を必要とせず、短時間で接合することが可能となる。
遮光膜40Aは、波長変換部材10Aの第2上面3A及び第2側面4Aに設けられ、第2上面3A及び第2側面4Aから外部に向かう光を遮光あるは反射するものである。遮光膜40Aは、第2上面3A及び第2側面4Aから透過する光を80%以上遮光あるいは反射する材料によって形成することが好ましい。遮光膜40Aとしては、金属からなる単層、金属からなる多層膜、又は2種以上の誘電体を複数積層させた誘電体からなる多層膜(誘電体多層膜)を用いることができる。誘電体多層膜としては、例えば、DBR(distributed Bragg reflector:分布ブラッグ反射)膜を用いることができる。遮光膜40Aとしては、なかでも、誘電体多層膜を含む膜を用いるのが好ましい。誘電体多層膜であれば金属等に比較して透光片からの光の吸収も少なく、効率的に光を反射することができる。遮光膜40Aとして金属膜と誘電体多層膜との両者を用いる場合は、第2上面3A及び第2側面4Aから順に、誘電体多層膜と金属膜とを配置するのがよい。
また、遮光膜40Aとして使用される誘電体としては、例えば、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alからなる群より選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物又は窒化物が挙げられる。DBR膜を構成する誘電体多層膜では、通常、一方の誘電体の屈折率n1、他方の誘電体の屈折率n2、発光層から発光される光の波長をλとすると、一方の誘電体の厚みd1及び他方の誘電体の厚みd2は、d1=λ/(4×n1)、d2=λ/(4×n2)とすることが好ましい。
被覆部材20Aは、波長変換部材10Aの第1上面1A及び第1側面2A以外に向かう光を、第1上面1A及び第1側面2Aから放出するように反射させると共に、発光素子30の側面を被覆して、発光素子30を外力、埃、ガスなどから保護するものである。この被覆部材20Aは、波長変換部材10Aの第1上面1A及び第1側面2Aを発光装置100Aの発光面として露出させて、波長変換部材10A及び発光素子30並びに基板50の上面の一部を覆うように設けられている。被覆部材20Aは、具体的には、遮光膜40Aを介して波長変換部材10Aの第2上面3A及び第2側面4Aに対向する位置を覆うように形成されている。さらに、遮光膜40Aは、発光素子30の側面32を接着材15を介して覆うと共に、発光素子30の下面33と、基板50の一部上面を覆っている。
さらに、被覆部材20Aは、発光素子30と基板50との間に配置される場合は、低線膨張の材料を用いることが好ましい。これにより、発光素子30と基板50との接合部における熱応力の緩和が可能となる 。
なお、図3及び図4において図示する便宜上、被覆部材20Aの角をたてて表しているが角を丸くしてもよい。
基板50は、少なくとも1つ以上の発光素子30を実装し、発光装置100Aを電気的に外部と接続する。基板50は、平板状の支持部材及び支持部材の表面及び/又は内部に配置された導体配線51を備えて構成されている。なお、基板50は、発光素子30の数、素子電極の構成、大きさに応じて電極の形状、大きさ等の構造が設定される。また、基板50は、下面に、発光素子30とは電気的に独立する放熱用端子を備える構成としてもよい。放熱用端子は、発光装置100Aが備える全ての発光素子30の上面面積の和よりも大きい面積になるように形成され、発光素子30の直下の領域とオーバーラップするように配置されることが好ましい。このような放熱用端子の構成により、より放熱性に優れた発光装置100Aとすることができる。
導体配線及び放熱用端子は、例えば、Cu,Ag,Au,Al,Pt,Ti,W,Pd,Fe,Niなどの金属又はこれらを含む合金などを用いて形成することができる。このような導体配線51は、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等によって形成することができる。
次に図5のフローチャートに示す発光装置100Aに用いる波長変換部材の製造方法について、図5A−1、図5A−2〜図5E−1、図5E-2を中心に参照しながら説明する。
波長変換部材の製造方法は、波長変換基板の上面に複数の矩形のマスクを形成するマスク形成工程S11と、波長変換基板の上面にマスクを形成した状態で平面視が矩形であり、波長変換基板の一部が露出するように所定の大きさに個片化する個片化工程S12と、個片化した波長変換部材を整列させて波長変換部材の側面、上面及びマスク上に遮光膜を形成する遮光膜形成工程S13と、マスクの外周となる波長変換部材の上面に形成した遮光膜を保持した状態で、マスク及びマスクを覆う遮光膜を除去するマスク除去工程S14と、マスクを除去した箇所の波長変換部材の厚みを薄くする加工工程S15と、を含むこととする。
始めに、図5、図5A−1、図5A−2に示すように、マスク形成工程S11を行う。マスク形成工程S11は、波長変換基板10Aaの上面に複数の矩形のマスクMKを形成する。波長変換基板10Aaは、一例として円盤状に形成されており、分割することで波長変換部材10Aとなるように形成されている。波長変換基板10Aaは、蛍光体を含有する樹脂材料から形成されている。なお、マスクMKは、例えば、波長変換基板10Aaの上面全面にマスクとなるシートが設けられ、露光作業及びエッチング作業により、予め設定された矩形の大きさで一定の間隔で縦横に整列されるように、波長変換基板10Aaの上面に複数のマスクMKが形成される。なお、マスク形成工程S11は、省略することとしてもよい。つまり、マスク形成工程S11に変えて、波長変換基板10Aaを個片化して、全面にレジスト膜を形成した後に、狙いの位置を加工することとする。このような手順であれば、マスク形成工程S11を省略してもよい。
つぎに、図5、図5B−1、図5B−2に示すように、個片化工程S12を行う。個片化工程S12は、波長変換基板10Aaの上面にマスクMKを形成した領域よりも大きな範囲となるように、予め設定した所定間隔で切断して波長変換部材10Aの大きさに個片化する。なお、個片化工程S12では、波長変換基板10Aaの裏面に粘着シートを貼り付けた状態で切断する作業を行うことが好ましい。個片化されて波長変換部材10Aの大きさとなった個片部材は、粘着シートから剥がされて、新たに設定された間隔で整列させられ再度、粘着シートに貼り付けられる。なお、個片化工程S12では、切断する作業は、例えば、所定幅のブレードを用いて行うことができる。また、切断する作業は、ブレードを用いる代わりに、レーザ光等を用いてもよい。
続けて、図5、図5C−1、図5C−2に示すように、遮光膜形成工程S13を行う。なお、ここでは、マスクMK上に膜を設けて全体を覆う状態では遮光膜40として示す。遮光膜形成工程S13は、波長変換基板10Aaから個片化して所定間隔で整列する各個片部材10Abの上面及び側面と、各個片部材10Abに形成したマスクMKの上面に遮光膜40を形成する。遮光膜40は、一例として、スパッタリング法により形成することができる。
遮光膜40Aは、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオン・ベーパー・デポジション(IVD)法、スパッタリング法、ECRスパッタリング法、プラズマ蒸着法、化学的気相成長(CVD)法、ECR−CVD法、ECR−プラズマCVD法、電子ビーム蒸着(EB)法、原子層堆積(ALD)法等の公知の方法によって形成することができる。なかでも、比較的短い時間で形成可能なスパッタリング法によって遮光膜40Aを形成するのが好ましい。
また、遮光膜40Aは、常温接合として、表面活性化接合型、原子拡散接合型等の公知の方法を用いることができる。さらに、遮光膜40Aは、接着剤を介して遮光膜を波長変換部材に接着する場合、例えば、アクリル系、ウレタン系、スチレン系、エポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系、BTレジン系、エステル系、エーテル系、ユリア系、ポリアミド系、フェノール系、セルロース誘導体による接着剤を用いることができる。これらの接着剤は必要に応じて、二種類以上を組み合わせて使用することもできる。
遮光膜40Aは、予め設定された厚みとなるように形成される。遮光膜40Aは、個片部材10Abが所定の間隔を開けて整列しているので、個片部材10Abの上面は勿論のこと側面にも連続して形成されることになる。また、個片部材10Abの上面では、矩形のマスクMKの周囲となる四角環状に遮光膜40Aが形成される状態になっている。遮光膜形成工程S13では、接着シートに個片部材10Abが整列して接着した状態で作業が行われる。
さらに、図5、図5D−1、図5D−2に示すように、マスク除去工程S14を行う。マスク除去工程S14では、個片部材10Abの上面に形成されたマスクMKを、マスクMKの上に設けられた遮光膜40と併せて除去する。マスク除去工程S14は、例えば、リフトオフ処理或いはレーザリフトオフ処理によりマスクMKがマスクMKの上の遮光膜40と共に除去される。マスク除去工程S14でマスクMKが除去された個片部材10Abの上面は、マスクMKが形成されていた領域が遮光膜40Aから露出した状態となり、その周りに四角環状に遮光膜40Aが形成されている状態となる。また、個片部材10Abは、全ての側面4Aに遮光膜40Aが形成される。マスク除去工程S14では、接着シートに個片部材10Abが整列して接着した状態で作業が行われる。
次に、図5、図5E−1、図5E−2に示すように、加工工程S15を行う。加工工程S15は、ここでは、個片部材10Abの上面で四角環状に形成されている遮光膜40Aの内側の厚みを薄くするように加工する。加工工程S15では、遮光膜40Aが形成されている部分の個片部材10Abの厚みよりも、遮光膜40Aが形成されていない部分の個片部材10Abの厚みが薄くなるように加工される。一例として、加工工程S15では、レーザエッチングにより加工を行う。なお、レーザエッチングでは、時間、パワー、回数、波長等を調整することで、凹部分となる形状や深さを自在に形成することができる。ダイシング加工や研磨加工、研削加工を用いて凹部分を加工することもできる。加工工程S15では、接着シートに個片部材10Abが整列して接着した状態で加工作業が行われる。加工工程S15により加工されたものが、第1上面1A、第1側面2A、第2上面3A、第2側面4A、下面5Aを有し、第2上面3A及び第2側面4Aに遮光膜40Aが形成された波長変換部材10Aとなる。
以上説明したように、マスク形成工程S11〜加工工程S15を行うことで、第1上面1A、第1側面2Aと、遮光膜40Aを形成した第2上面3A及び第2側面4Aと、第1上面1Aと平行な下面5Aを備えた波長変換部材10Aを準備することとなる。ここでは、マスク形成工程S11〜加工工程S15が、図6に示す、発光装置の製造方法における準備工程S21となる。発光装置の製造方法では、準備工程S21と、接着工程S22と、素子実装工程と、被覆部材形成工程S23と、がその順で行われる。
続いて、図6及び図6Aで示すように、接着工程S22を行う。接着工程S22は、波長変換部材10Aの下面5Aと発光素子30の光取出面31とを対面させ、発光素子30に波長変換部材10Aを配置する。接着工程S22は、ここでは、接着材15を介して発光素子30の光取出面31と波長変換部材10Aの下面5Aとを接続している。接着材15による接合は、まず発光素子30の光取出面31に接着材15を滴下し、接着材15上に波長変換部材10Aを配置する。滴下された接着材15は、波長変換部材10Aにより押圧され、発光素子30の側面まで濡れ広がり、波長変換部材10Aの下面と発光素子30の側面との間にフィレット16を形成するように設けられる。滴下する接着材15の量及び粘度は、発光素子30の側面にフィレット16が設けられ、かつ接着材15が基板50まで濡れ広がらない程度に適宜調整される。また、接着工程S22は、接着シートに発光素子30を接着した状態、或いは、予め基板50に発光素子30を実装した後に波長変換部材10Aを接着材15を介して接続してもよい。
次に、図6Bに示すように、波長変換部材10Aを接続した発光素子30を、基板50の導体配線51に実装する素子実装工程を行う。基板50に発光素子30を実装する場合には、基板50の導体配線上にバンプ等の接合部材を介して実装される。
なお、基板50に実装される発光素子30の数は、使用目的等により異なり、例えば、チップサイズパッケージ(CSP)として用いる場合には、1つの発光素子が基板50に使用される。さらに、発光素子30の数は、複数(図面では4つ)を基板50に実装して用いることで、例えば、発光モジュールとして乗り物のヘッドライトに使用されることが適している。
続いて、図6及び図6Cに示すように、被覆部材形成工程S23を行う。被覆部材形成工程S23は、発光素子30と波長変換部材10Aと基板50とを覆う被覆部材20Aが設けられる。被覆部材形成工程S23では、発光素子30と基板50との間及び発光素子30と側面の接着材15を覆う高さまで、被覆部材20Aが供給される。さらに、波長変換部材10Aの第2側面4A及び第2上面3Aを覆う被覆部材20Aを供給する。ここでは、1回の供給で被覆部材20Aを形成することもできる。被覆部材20Aは、波長変換部材10Aの第2側面4Aと、波長変換部材の第2上面3Aとを、遮光膜40Aを介して被覆する。この際、第2上面3Aから第1側面2A及び第1上面1A側に被覆部材20Aが流れ込まないで被覆部材20Aから露出するように、被覆部材20Aの粘度や供給スピードを調整することが好ましい。なお、図面では、被覆部材20Aの角が立っているが、角が丸くなるように形成することも可能である。
なお、被覆部材20Aを形成する場合には、型枠を用いて形成することや、あるいは、金型を用いて形成することとしてもよい。この場合は、被覆部材20Aの角が立っている状態とすることができる。また、被覆部材20Aを形成する場合には、ポッティングや吐出、滴下、噴霧などの供給方法を用いて形成することとしてもよい。この場合は、被覆部材20Aの角が丸くなるように形成することができる。
被覆部材20Aを形成することで、図1に示す発光装置100Aを製造することができる。
つぎに、第1実施形態に係る発光装置で用いられる波長変換部材と、被覆部材と、発光装置等の変形例について、図7A〜図9Dを参照して説明する。
変形例1として次のような構成としてもよい。すなわち、第1実施形態の波長変換部材10Aでは、凹部には、何も形成されていないのに対し、変形例1では、凹部に透明な反射防止膜を設けている点で異なる。それ以外の点については、第1実施形態とほぼ同じ構成である。
つまり、図7Aで示すように、波長変換部材10Aは、第1上面1A及び/又は第1側面2Aの表面に二酸化ケイ素、又は、フッ化マグネシウムなど真空蒸着させて透明な反射防止膜であるARコート(anti-reflective coating)11A1を形成することとしてもよい。波長変換部材10AがARコート11A1を備えることで、光の取出し効率を向上させることができる。なお、ARコート11A1の膜厚は可視光線の波長の1/4であることが好ましい。そして、ARコート11A1は、波長変換部材10Aよりも屈折率が近く、低いものが好ましい。
つまり、図7Bに示すように、波長変換部材10Aは、第1上面1Aの表面を器具やレーザを介して粗面化した粗面11A2を形成するようにしてもよい。粗面化した表面の粗さは、例えば、0.5〜5μmである。波長変換部材10Aの第1上面1Aは、粗面11A2を形成することで、発光素子30から送られてきた光を放出する面積が増え輝度を向上させることができる。
つまり、図7Cに示すように、波長変換部材10Aに被覆する被覆部材20Aaは、波長変換部材10Aの第2上面3Aに形成した遮光膜40Aと同一平面となるように形成してもよい。波長変換部材10Aは、第2上面3Aの上に被覆部材20Aaが覆わないようにしている。波長変換部材10Aは、第2上面3Aの上に遮光膜40Aが形成されている。
つまり、図7D及び図7Eに示すように、被覆部材20Aaが波長変換部材10Aの第2上面3Aを覆わない構成において、変形例4として、第1上面1AにARコート11A1を設けることや、また、変形例5として、第1上面1Aに粗面11A2を形成することとしてもよい。
つまり、図8Aに示すように、発光装置100A1は、発光素子30を一つに対して波長変換部材10Aを一つである構成とし、一つの波長変換部材10A及び一つの発光素子30に対するように被覆部材20aを形成してもよい。
つまり、図8Bに示すように、発光装置100A2では、被覆部材20a1を第2上面3Aに形成した遮光膜40Aと同じ高さまで形成し、第2上面3Aを覆わないようにする構成としてもよい。
変形例6及び変形例7の構成により、発光素子30の大きさに近い大きさで、発光装置100A1、100A2を形成できると共に、見切り性のよい状態で光を取り出すことができる。
つまり、図8Cに示すように、波長変換部材10Aを被覆する被覆部材20Aaは、波長変換部材10Aの第2上面3Aに形成した遮光膜40Aと同一平面となるように形成してもよい。波長変換部材10Aは、第2上面3Aの上に被覆部材20Aaが覆わないように、第2上面3Aの上に遮光膜40Aが形成されている。
すなわち、図9Aは、変形例9の波長変換部材10Aのみを立体的に斜視図として表示している。また、図9Bに示すように、複数の発光素子(発光素子群)30に対して一つの波長変換部材10A1の構成で対応できる大きさに波長変換部材10A1を形成した発光装置100A4としてもよい。
つまり、図9Cに示すように、発光装置100A5の被覆部材20A1aは、波長変換部材10A1の第2上面3A1に形成されている遮光膜40A1を被覆しないように設けられている。そして、波長変換部材10A1の下面5A1の大きさは、設置されている複数の発光素子30の全ての光取出面31の合計した面積よりも広い面積となるように形成されている。
すなわち、図9Dに示すように、波長変換部材10A11の第1上面1A1は、前記した下面5A1の大きさで、設置されている複数の発光素子30の全ての光取出面31の合計した面積よりも小さい面積となるように形成してもよい。
波長変換部材10A1、10A11は、一つで複数の発光素子30からの光を受け取り、第2上面3A1及び第2側面4A1に遮光膜40A1を形成した状態で、第1上面1A1及び第1側面2A1から光を取り出すことができる。そのため、発光装置100A4、100A5では、見切りが良く、光照射範囲を広くすることができる。
つぎに、遮光膜40Aを変形した構成である第2実施形態について変形例12として、図10乃至図12を参照して説明する。
既に説明した発光装置100A,100A1〜100A5では、第2上面3A,3A1及び第2側面4A,4A1に遮光膜40A、40A1を形成したのに対し、図10及び図12に示すように、変形例12では、遮光膜40Aは、波長変換部材10Aの第2上面3Aの位置を覆い、第2側面4Aには形成されない点で異なる。それ以外の点については、すでに説明した発光装置100A,100A1〜100A5とほぼ同じ構成である。なお、遮光膜40Aを波長変換部材10Aの第2上面3Aに形成されることで、第1上面1A及び第1側面2Aから見切り性がよく光を照射することができる。
図11に示すように、マスク形成工程S11と、遮光膜形成工程S13と、個片化工程S12と、マスク除去工程S14と、加工工程S15をこの順で行う。
各工程S11〜S15は、既に説明したように行う。そして、遮光膜形成工程S13を個片化工程S12よりも先に行うことで、波長変換部材10Aの第2側面4Aには、遮光膜40Aを設けることなく、第2上面3Aに遮光膜40Aを形成することができる。
このようにして、波長変換部材10Aの第2側面4Aに遮光膜40Aを形成することなく、第2上面3Aに遮光膜40Aを形成した波長変換部材10Aは、既に説明したものと同様に、図12に示すような基本構成と併せて、図12A乃至図12Fに示すような変形例として使用することができる。
遮光膜40A、40A1は、第2上面3A、3A1に形成され、第2側面4A、4A1に形成されていない状態の発光装置100A1〜100A5において、以下のような構成であってもよい。なお、図12A乃至図12Eでは、接着材15及び基板50を省略した状態で示している。また、既に説明した同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
つまり、図12Aに示すように、変形例13として、波長変換部材10Aの第1上面1AにARコート11A1を設けてもよい。さらに、図12Bに示すように、変形例14として、波長変換部材10Aの第1上面1Aに粗面11A2を形成してもよい。また、図12Cに示すように、変形例15として、被覆部材20Aaは、第2上面3Aの遮光膜40Aを露出する高さに形成することとしてもよい。さらに、図12Dに示すように、変形例16として、被覆部材20Aaは、第2上面3Aの遮光膜40Aを露出する高さに形成し、かつ、波長変換部材10Aの第1上面1AにARコート11A1を設けてもよい。また、図12Eに示すように、変形例17として、被覆部材20Aaは、第2上面3Aの遮光膜40Aを露出する高さに形成し、かつ、波長変換部材10Aの第1上面1Aに粗面11A2を形成してもよい。
つぎに、図13A、図13C、図14Aを参照して第3実施形態に係る発光装置である、変形例18を用いて説明する。なお、図14Aでは、基板50、接着材15を省略した状態の断面として説明する。また、同じ部材の構成は同じ符号を付して適宜説明を省略する。
発光装置100Bは、発光素子30と、波長変換部材10Bと、被覆部材20Bと、遮光膜40Bとを備えている。そして、発光装置100Bでは、波長変換部材10Bの構成が、前記したものとは異なっている。それ以外の点については、すでに説明した発光装置100A、100A1〜100A5とほぼ同じ構成である。
つまり、波長変換部材10Bは、中央の矩形に形成された第1上面1Bの1辺のみに垂直に連続する第1側面2Bを備え、第1上面1Bの他の3辺に、第1側面及び第2上面が形成されていない。波長変換部材10Bの他の3辺では、第1上面1Bから下面5Bに直交して連続する3つの側面4Ba、4Ba、4Bbが形成されている。側面4Ba,4Baは、第1側面2Bに隣り合う位置に互いに対向して形成されている。側面4Ba,4Baの下端は、下面5Bに連続するように形成されている。また、側面4Bbは、第1側面2Bに対向する位置に形成され、下端が下面5Bに直交して下面5Bに連続するように形成されている。
また、図13A及び図14Aに示すように、変形例18において、被覆部材20Bは、第1上面1Bと同等の高さに形成され、かつ、第1側面2Bと同じ垂直面に形成され、さらに、第2上面3Bを、遮光膜40Bを介して覆うように形成されている。
なお、第3実施形態に係る発光装置100B、100B1及び波長変換部材10Bは、第1実施形態で説明した波長変換部材10Aの製造工程において、加工工程S15で加工する部分が異なるのみで他の工程について同じ工程で製造することができる。
つまり、波長変換部材10Bは、その製造方法として、図5A−1乃至図5D−2までは同じ製造工程を行う。そして、図5E−1及び図5E−2で示す加工工程において、四角環状に形成されている遮光膜40Bの3辺を削除するようにして、残りの1辺にのみ第2上面3Bが形成されるように加工することで製造することができる。また、図11で示すように、手順が一部入れ替わっても同様に製造することができる。
同様に、発光装置100Bにおいても、既に説明した製造方法により製造することができる。
第3実施形態に係る発光装置の各構成について、変形例19〜変形例30として、図13B、図13D、図14B〜図15Dを参照して順次、説明する。なお、図14B乃至図16Dでは、基板50、接着材15を省略した状態の断面として説明する。また、既に説明した構成は同じ符号を付して適宜説明を省略する。
変形例19は、図13B及び図14Bに示すように、被覆部材20Baを波長変換部材10Bの第2上面3Bに形成した遮光膜40Bの高さと同等にするように形成している点で、変形例18と異なっている。それ以外の点については、第3実施形態とほぼ同じ構成である。
すなわち、図15A乃至図15Dに示すように、波長変換部材10Bは、第1上面1BにARコート11B1を形成してもよい。波長変換部材10Bは、図15A及び図15Bに示すように、変形例23,24として、第2側面4B及び側面4Ba,4Bbに遮光膜40Bが形成されている構成や、あるいは、図15C及び図15Dに示すように、変形例25,26として、第2側面4B及び側面4Ba,4Bbに遮光膜40Bが形成されていない構成であってもよい。
つまり、図16A乃至図16Dで示すように、変形例27〜30として、波長変換部材10Bは、第1上面1Bに粗面11B2を形成してもよい。波長変換部材10Bは、図16A及び図16Bに示すように、変形例27,28として、第2側面4B及び側面4Ba,4Bbに遮光膜40Bが形成されている構成や、あるいは、図16C及び図16Dに示すように、変形例29,30として、第2側面4B及び側面4Ba,4Bbに遮光膜40Bが形成されていない構成であってもよい。
次に、第4実施形態の発光装置100Cについて、変形例31〜33として、図17A乃至図17Dを参照して、説明する。なお、第1実施形態の発光装置100Aとは、波長変換部材10Cの構成が異なっている。つまり、波長変換部材10Cは、第1上面1Cの2辺において、第1側面2C及び第2上面3Cを有し、他の2辺には、第1側面2C及び第2上面3Cが形成されていない点が異なる。以下、波長変換部材10Cの構成を主に説明する。
発光装置100Cにおいて、変形例31として、図17A及び図17Cに示すように、波長変換部材10Cは、矩形の第1上面1Cと、第1上面1Cの対向する2辺からそれぞれ上方に直交して形成される第1側面2Cと、第1側面2Cに連続して水平方向に直交して形成される第2上面3Cと、第2上面3Cに連続して下方に直交して形成される第2側面4Cと、第1上面1Cの対向する他の2辺からそれぞれ下方に直交して形成される側面4Caと、第2側面4C及び側面4Caから水平方向に直交して形成される下面5Cとを備えている。
また、図17Bに示すように、変形例32として、発光装置100C3では、被覆部材20Caが第2上面3Cに形成した遮光膜40Cを被覆しないように、遮光膜40Cと同等の高さに形成する構成としてもよい。それ以外の点については、第4実施形態とほぼ同じ構成である。
なお、発光装置100C、100C3では、波長変換部材は、図17Dに示すように、複数(図面では4つの発光素子)の発光素子30に対して、変形例33として、一つの波長変換部材10C1が設置される構成であってもよい。さらに、波長変換部材10C,10C1は、図7A〜図7E、図12A〜図12Eで示すような変形例としても形成することができるものである。つまり、第1上面1Cに、ARコートを設けることや、粗面を形成することとしてもよい。さらに、発光装置100C、100C3は、発光装置100A1,100A2と同様に発光素子30を一つで構成することもできる。
次に、第5実施形態の発光装置100Dについて、変形例34〜36として、図18A乃至図18Dを参照して説明する。なお、第1実施形態の発光装置100Aとは、波長変換部材10Dの構成が異なっている。つまり、波長変換部材10Dは、第1上面1Dの3辺において、第1側面2D及び第2上面3Dを有し、他の1辺には、第1側面1D及び第2上面3Dが形成されていない点が異なる。以下、波長変換部材10Dの構成を主に説明する。
発光装置100Dにおいて、変形例34として、図18A及び図18Cに示すように、波長変換部材10Dは、矩形の第1上面1Dと、第1上面1Dの3辺からそれぞれ上方に直交して形成される第1側面2Dと、第1側面2Dに連続して水平方向に直交して形成される第2上面3Dと、第2上面3Dに連続して下方に直交して形成される第2側面4Dと、第1上面1Dの残りの1辺から下方に直交して形成される側面4Daと、第2側面4D及び側面4Daから水平方向に直交して形成される下面5Dとを備えている。
また、図18Bに示すように、変形例35として、発光装置100D3では、被覆部材20Daが第2上面3Dに形成された遮光膜40Dを被覆しないように、遮光膜40Dと同等の高さに形成する構成としてもよい。
また、波長変換部材は、1つの発光素子に対応する大きさと、4つの発光素子に対応する大きさを備える構成として具体的に説明したが、例えば、2つあるいは3つの発光素子に対応する大きさとして、2つの波長変換部材が1つの発光装置に設置される構成としてもよい。
さらに、第1上面と第1側面との接続状態は、各図では断面視において直線で直角になるように示したが、第1上面の平面から曲面あるいは湾曲面を介して第1側面の垂直面に連続するように形成してもよい。この曲面を形成するには、例えば、使用される工具であるブレードの加工深さを変えることで実現することができる。
なお、波長変換部材の第1側面は、第1上面から直交するように垂直方向に形成するように説明したが、第1上面から凹部開口が広がる方向に傾斜するように形成されることでもよい。
2A、2A1、2B、2B1、2C、2C1、2D、2D1 第1側面
3A、3A1、3B、3B1、3C、3C1、3D、3D1 第2上面
4A、4A1、4B、4B1、4C、4C1、4D、4D1 第2側面
4Ba 側面
4Bb 側面
4Ca 側面
4Da 側面
5A、5A1、5B、5B1、5C、5C1、5D、5D1 下面
10A、10A1、10B、10B1、10C、10C1、10D、10D1 波長変換部材
10Ab 固片部材
10Aa 波長変換基板
11A1、11B1 ARコート
11A2、11B2 粗面
15 接着材
16 フィレット
20A、20B、20C,20D、20A1、20B1、20C1、20D1、20Aa、20Ba、20Ca、20Da 被覆部材
30 発光素子
31 光取出面
32 側面
33 下面
40 遮光膜体
40A、40B、40C、40D、40A1、40B1、40C1,40D1 遮光膜
50 基板
51 導体配線
100A、100B、100C、100D、100A1、100A2、100A3、100A4、100B1 発光装置
Bp バンプ
MK マスク
S11 マスク形成工程
S12 個片化工程
S13 遮光膜形成工程
S14 マスク除去工程
S15 加工工程
S21 準備工程
S22 接着工程
S23 被覆部材形成工程
Claims (18)
- 光取出面と側面とを有する発光素子と、
第1上面と、第2上面と、前記第1上面及び前記第2上面に対向する下面と、前記第2上面と前記第1上面とに連続する第1側面と、前記第2上面と前記下面とに連続する第2側面と、を有し、前記下面から前記第1上面までの厚みは、前記下面から前記第2上面までの厚みよりも薄く、前記光取出面に対向する位置に前記第1上面が配置されており、前記発光素子の前記光取出面上に前記下面が配置される波長変換部材と、
前記波長変換部材の前記第2側面及び前記発光素子の前記側面を覆う被覆部材と、
前記波長変換部材の前記第2上面を覆う遮光膜と、を備える発光装置。 - 前記波長変換部材は、平面視が矩形に形成され、
前記第2上面は、前記第1上面を囲う外周に形成されている請求項1に記載の発光装置。 - 前記波長変換部材は、平面視が矩形に形成され、
前記第2上面は、前記矩形の一辺、二辺又は三辺のいずれかに形成されている請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1上面の面積は、前記発光素子の前記光取出面の面積よりも小さく形成されている請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1側面は、前記第1上面に対して垂直である請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1側面は、湾曲面を有する請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1側面は、前記第1上面に対して傾斜している請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記遮光膜は、前記波長変換部材の前記第2側面に前記第2上面と併せて形成され、
前記被覆部材は、前記波長変換部材の前記第2側面に形成された前記遮光膜を介して被覆する請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記被覆部材は、前記第2上面に形成される前記遮光膜を介して前記第2上面に対向する位置に形成される請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1上面は、反射防止膜が形成されている請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1上面は、表面が荒らされた加工面を有する請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、複数を備え、前記発光素子のそれぞれに対応して前記波長変換部材が設けられる請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、複数を整列させて発光素子群として備え、
前記波長変換部材は、前記発光素子群の外縁に沿って、前記発光素子群を覆う大きさで矩形に設けられ、前記発光素子群の外縁を形成する前記発光素子の辺よりも内側に前記第1上面を平面視において矩形に形成する請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記波長変換部材と前記発光素子とは接着材を介して接合された請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の発光装置。
- 波長変換基板の上面に複数の矩形のマスクを形成するマスク形成工程と、
前記波長変換基板の上面に前記マスクを形成した状態で平面視が矩形であり、前記波長変換基板の一部が露出するように所定の大きさに個片化する個片化工程と、
個片化した波長変換部材を整列させて前記波長変換部材の側面、上面及び前記マスク上に遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記マスクの外周となる前記波長変換部材の上面に形成した前記遮光膜を保持した状態で、前記マスク及び前記マスクを覆う前記遮光膜を除去するマスク除去工程と、
前記マスクを除去した箇所の前記波長変換部材の厚みを薄くする加工工程と、を含む波長変換部材の製造方法。 - 波長変換基板の上面に矩形のマスクを形成するマスク形成工程と、
前記波長変換基板の上面及び前記マスク上に遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記波長変換基板を、平面視が矩形であり前記波長変換基板の一部が露出するように所定の大きさに個片化する個片化工程と、
前記マスクの外周となる前記波長変換基板の上面に形成した前記遮光膜を保持した状態で、前記マスク及び前記マスクを覆う前記遮光膜を除去するマスク除去工程と、
前記マスクを除去した箇所の波長変換部材の厚みを薄くする加工工程と、を含む波長変換部材の製造方法。 - 第1上面と、第2上面と、前記第1上面及び第2上面に対向する下面と、前記第2上面と前記第1上面とに連続して、前記第2上面から前記第1上面に延びる第1側面と、前記第2上面と前記下面とに連続している第2側面と、を有し、前記下面から前記第1上面までの厚みは、前記下面から前記第2上面までの厚みよりも薄く、前記第2上面は遮光膜で覆っている、波長変換部材を準備する工程と、
前記波長変換部材の下面と発光素子の光取出面とを向かい合うように、前記発光素子に前記波長変換部材を配置する接着工程と、
前記波長変換部材の前記第2側面、及び、前記発光素子の側面を被覆部材で覆う被覆部材形成工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 前記波長変換部材を準備する工程において、前記波長変換部材の前記第2側面は、前記第2上面を覆う前記遮光膜で連続して覆われており、
前記被覆部材形成工程において、前記波長変換部材の前記第2側面を覆う前記遮光膜を前記被覆部材で覆う請求項17に記載の発光装置の製造方法。
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