JP2023100771A - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本開示のある実施形態による発光装置の構造の一例を模式的に示す。参考のために、図1には、互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向が示されている。本開示の他の図面においてもこれらの方向を示すことがある。
光源部100Aの各構成要素を詳細に説明する。
配線基板10は上面10aおよび下面10bを有する。配線基板10の上面10a側に複数の発光素子20が配置され、支持される。配線基板10は、それぞれが配線パターンを有する複数の配線層と、絶縁部11とを有する。本実施形態では、配線基板10は、第1配線層12aおよび第2配線層12bを含む。第1配線層12aおよび第2配線層12bは、絶縁部11内に設けられたビア13を介して互いに電気的に接続されている。絶縁部11の一部は、配線基板10の上面10aのうち発光素子20が実装される領域以外の領域を覆う。
複数の第2配線PC2は、セグメント毎に設けられ、複数の第2配線PC2のそれぞれは、対応するカソード側のランド15bとの接続を有する。
発光素子20の典型例は、半導体発光素子であり、発光素子20として、半導体レーザ、発光ダイオード等の公知の発光素子を利用することができる。発光素子20から出射される光の波長としては、任意の波長を選択することができる。例えば、紫外~可視域の波長を有する光を発する発光素子として、窒化物系半導体(InxAlyGa1-x-yN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いた半導体発光素子を用いることができる。また、赤色の波長を有する光を発する発光素子として、GaAlAs、AlInGaP等の半導体を含む半導体発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料から形成される半導体発光素子を発光素子20に用いることもできる。用いる半導体の組成、ならびに、発光素子の発光色、大きさおよび個数等は、目的、設計仕様に応じて適宜選択することができる。
は発光波長の組み合わせとしては適宜選択することができる。例えば、半導体積層体に2つの活性層を含む場合、発光色の組み合わせとしては、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、または、緑色光と赤色光等が挙げられる。
光反射部材30Aは、光源部100Aの一部であり、配線基板10上に位置する。光反射部材30Aは、配線基板10の上面10aおよび複数の発光素子20のそれぞれの側面20cを覆う。光反射部材30Aは、発光素子20の下面20bと配線基板10の上面10aとの間に位置する部分を含み得る。例えば、発光素子20の下面20bと配線基板10の上面10aとの間の隙間を埋めるように形成されることにより、光反射部材30Aが発光素子20の正極21aおよび負極21cを覆っていてもよい。ただし、光反射部材30Aに代えて、光反射性の樹脂が発光素子20の下面20bと配線基板10の上面10aとの間に充填されていてもよい。発光素子20の下面20bと配線基板10の上面10aとの間への光反射性の樹脂の配置は、発光素子20と配線基板10との間の熱膨張係数の差によって生じ得る応力の緩和、放熱性の向上等を可能にし得る。
成分とする光硬化性樹脂を適用できる。後述するように、光反射部材30Aに、ポリエチレンテレフタレート(PET)等を母材とする光反射性の樹脂シートを適用してもよい。反射材の粒子の例は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の酸化物の粒子である。酸化物の粒子の平均粒子径は、例えば0.05μm以上30μm以下程度である。光反射部材30Aは、顔料、光吸収材、蛍光体等をさらに含んでいてもよい。光を散乱させる反射材の粒子は、光反射部材30A中に均一に分布していてよい。
複数の透光層40Aのそれぞれは、複数の発光素子20のうち対応する1つの上面20aの上方に位置する。なお、透光層40Aは、透光性の接着層を介して発光素子20の上面20aの上方に配置され得る。したがって、透光層40Aと発光素子20との間に接着層が介在することもあり得る。
0の上面20aの全体を覆うことのできる形状であればよく、図6に示すような円形状等の他の形状であってもよい。図1に示すように、透光層40Aの断面視における幅は、典型的には、その透光層40Aの直下に位置する発光素子20の幅よりも大きい。
図1に示すように、複数の透光層40A上に、複数の光反射層50Aが配置される。ここでは、複数の光反射層50Aのそれぞれは、入射光の一部を透過し一部を反射する半遮光層の形で、対応する透光層40Aの上面40a上に設けられている。
形成され得る。光反射層50Aの母材には、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂等を主成分とした光硬化性樹脂を用いることができる。酸化物の粒子の平均粒子径は、例えば0.05μm以上30μm以下程度である。光反射層50Aは、顔料、光吸収材、蛍光体等をさらに含んでいてもよい。光反射層50Aは、例えば50μm以上100μm以下の範囲の厚さを有する。本実施形態における光反射層50Aの厚さは、例えば50μm程度であり得る。
代えて光源部100Bを有している。光源部100Bは、透光層40A上に光反射層50Bを有する。
図1および図9に示すように、本開示の実施形態による発光装置は、複数の光反射層(例えば光反射層50A)および光反射部材30Aの上方に位置する光拡散層70を有する。光拡散層70の下面70bは、複数の光反射層の上面50aの少なくとも一部に直接に接していてもよいし、複数の光反射層の上面50aから間隔をあけて光拡散層70が発光装置に設けられてもよい。
光装置の発光面のうち、隣接する2つの発光素子20の中間に位置する領域の輝度を向上させ、発光面における輝度ムラを抑制できる。また、光の取出し効率向上の効果も期待できる。
図1および図9に示すように、光拡散層70の上方には、波長変換層80が配置される。波長変換層80の下面80bは、光拡散層70の上面70aに接していてもよいし、波長変換層80の下面80bと光拡散層70の上面70aとの間に空間が介在していてもよい。ここでは、波長変換層80は、光拡散層70の上面70aに接して配置されている。
てもよい。
位領域以外の単位領域の1つに注目すると、その単位領域に含まれる発光素子20を取り囲むように4つの凸部30wが配置されている。単位領域URの2次元配列において最外周に位置する単位領域は、平面視において、発光素子20よりも外側に凸部30wを有していてもよく、凸部30wの形成されていない領域を外縁に有していてもよい。
を回避でき、回路素子25を配線基板10に実装したことに起因して光の利用効率が低下することを回避できる。
透光積層体90中の拡散板93は、光拡散層70および波長変換層80の上方に配置される。この例では、拡散板93は、プリズムアレイ層91および92よりも波長変換層80の近くに位置する。拡散板93は、波長変換層80の上面80aから間隔をあけて面状光源300Aに設けられてもよいし、上面80aの少なくとも一部に直接に接していてもよい。
93を透光積層体90に適用できる。拡散板93の厚さは、例えば約0.443mmである。
プリズムアレイ層91および92は、拡散板93の上方に位置する。プリズムアレイ層91および92のそれぞれは、それぞれが所定の方向に延びる複数のプリズムが配列された構造を有する。例えば、プリズムアレイ層91は、それぞれがY方向に延びる複数のプリズムを有し、プリズムアレイ層92は、それぞれがX方向に延びる複数のプリズムを有する。
断面構造のうちの光源部100Aの縁の部分を模式的に示す。図19に例示する構成において、配線基板10および光源部100Aは、それらの周囲を覆うテープ15によって固定されている。テープ15の一部は、光源部100Aの波長変換層80の上面80aの縁に沿って枠状に形成されている。テープ15のうち波長変換層80の上面80a上に位置する部分は、接着層として機能し、その接着層により、透光積層体90の周囲を囲む矩形の枠95が発光装置200A上に固定される。この例では、枠95と透光積層体90との境界線90sに沿って、枠状のテープ17が枠95の上面と透光積層体90の上面90aとにまたがって設けられている。テープ15、17として、例えば日東電工社製の両面テープ(型番:No.5606BN)を用いることができる。
次に、図面を参照しながら、本開示の実施形態による発光装置および面状光源の例示的な製造方法を説明する。以下では、図1に示す発光装置200Aおよび図18に示す面状光源300Aを例にとり、これらの製造方法の概略を説明する。
)を適用できる。このとき、ダイボンディング装置は、シート片の中心が発光素子20の光軸L上に位置するようにアライメントを行う。
形成できる。次に、この接着層によって発光装置200Aの上に枠95を固定する。
器具等に利用できる。
11 配線基板の絶縁部
12a 配線基板の第1配線層
12b 配線基板の第2配線層
15、17 テープ
20 発光素子
25 回路素子
30A~30D、30F 光反射部材
30w 光反射部材の凸部
32 貫通孔
40A、40X 透光層
45 接着層
50A、50B、50X 光反射層
60A、60C 低屈折率層
70 光拡散層
80 波長変換層
90 透光積層体
91、92 プリズムアレイ層
93 拡散板
95 枠
100A~100F 光源部
200A~200F 発光装置
300A 面状光源
Claims (11)
- 配線層を有する配線基板と、複数の発光素子とを準備する工程と、
前記配線層に電気的に接続するよう前記複数の発光素子を搭載する工程と、
前記配線基板上と、前記複数の発光素子のそれぞれの側面の少なくとも一部を覆う光反射部材を形成する工程と、
前記複数の発光素子上に複数の透光層を形成する工程と、
前記複数の透光層上に複数の光反射層を形成する工程と、
前記複数の光反射層および前記光反射部材の上方を覆う、前記透光層よりも低い屈折率を有する低屈折率層を形成する工程と、
前記複数の光反射層および前記光反射部材の上方に光拡散層を配置する工程と、
を備えた発光装置の製造方法。 - 各光反射層の断面視における幅が前記複数の透光層のうちの対応する1つの幅と同じかまたは前記1つの幅よりも大きい、請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記光反射部材は、前記光反射部材の上面に1以上の凸部を有する、請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記凸部は、平面視において、前記複数の発光素子のそれぞれを囲むように形成された、請求項3に記載の発光装置の製造方法。
- 前記光反射部材を形成する工程は、
前記複数の発光素子に対応する位置に貫通孔が設けられたシート状の樹脂シートを準備する工程と、
前記樹脂シートを前記配線基板上に貼り合わせる工程と、
を更に備えた、請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記貫通孔内に樹脂材料を充填する工程を更に備えた請求項5に記載の発光装置の製造方法。
- 前記複数の透光層および複数の光反射層を形成する工程は、前記透光層上に前記光反射層を積層したシート状の積層体を準備する工程を更に備えた、請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記複数の透光層および複数の光反射層を形成する工程は、
前記シート状の積層体を個片化する工程と、
個片化された各積層体を、前記複数の発光素子のそれぞれに搭載する工程と、
を更に備えた、請求項7に記載の発光装置の製造方法。 - 平面視において、前記複数の光反射層は、前記複数の透光層と重なり、
平面視において、各透光層は、前記複数の発光素子のうちの対応する発光素子が有する出射面を包含する、請求項1から8のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 - 平面視において、前記複数の光反射層のそれぞれは、ドット状のパターンを有しており、前記パターンのドット密度は、前記複数の光反射層のそれぞれにおいて、前記光反射層の外側から中心に向けて高くなる、請求項1から9のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記配線基板は、前記配線基板の上面側に設けられた第1配線層と、前記配線基板の下面側に設けられた第2配線層を備え、
前記第1配線層は、前記複数の発光素子に電気的に接続され、前記第2配線層は外部の制御回路との接続のためのコネクタと電気的に接続された、請求項1から10のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
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