JP6093611B2

JP6093611B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP6093611B2
Application number: JP2013054982A
Authority: JP
Inventors: 功三郎伊藤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP2014183082A

Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.

発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）のような、単色性ピーク波長を有する発光素子は、単体では所望とする色の発光を行うことができない。そこで、ＬＥＤから放出された光の波長を他の波長に変換する蛍光物質を、ＬＥＤの光放出面上に塗布するようにしたＬＥＤ及びその形成方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。このＬＥＤでは、インクジェット印刷法を用いて蛍光物質をＬＥＤの光放出面に塗布するようにしている。ここで、塗布する蛍光物質の量がＬＥＤチップ毎に異なっていると、夫々の発光色度にバラツキが生じてしまう。そこで、製造されたＬＥＤを実際に発光させてその色度を測定しつつ、測定した色度と基準色度との差に基づき、追加で蛍光物質を塗布することにより、ＬＥＤチップ毎の色度のバラツキを抑える為の色度調整を行うようにしている。 A light emitting element having a monochromatic peak wavelength, such as a light emitting diode (hereinafter referred to as LED), cannot emit light of a desired color by itself. Therefore, an LED and a method for forming the LED have been proposed in which a fluorescent material that converts the wavelength of light emitted from the LED to another wavelength is applied onto the light emission surface of the LED (see, for example, Patent Document 1). . In this LED, a fluorescent material is applied to the light emitting surface of the LED using an ink jet printing method. Here, when the amount of the fluorescent material to be applied is different for each LED chip, the emission chromaticity varies. Therefore, the manufactured LED is actually made to emit light and its chromaticity is measured, and an additional fluorescent material is applied based on the difference between the measured chromaticity and the reference chromaticity, so that the chromaticity for each LED chip is obtained. Chromaticity adjustment is performed to suppress the variation in color.

特開平１１−４６０１９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-46019

しかしながら、インクジェットによる蛍光物質の塗布では、堆積させるべき蛍光物質の量を光放出面の全域に亘って均一にすることが困難である為、放出光の照射パターン内に色度ムラが生じる場合があった。また、インクジェットで堆積可能な蛍光物質の量、つまり厚さには限度があるので、色度調整の調整幅を大きくすることが困難であった。よって、色度調整によって所望の色度に調整することができない場合があり、歩留まりを向上させることができないという問題が生じた。また、インクジェットによって蛍光物質を塗布するにあたり、蛍光物質を吐出するヘッドをＬＥＤの光放出面に沿って往復移動させる必要があるので、製造時間が長くなるという問題があった。 However, in the application of the fluorescent material by inkjet, it is difficult to make the amount of the fluorescent material to be deposited uniform over the entire area of the light emission surface, and thus chromaticity unevenness may occur in the irradiation pattern of the emitted light. there were. In addition, since there is a limit to the amount of fluorescent material that can be deposited by inkjet, that is, the thickness, it has been difficult to increase the adjustment range of chromaticity adjustment. Therefore, there is a case where it cannot be adjusted to a desired chromaticity by chromaticity adjustment, resulting in a problem that the yield cannot be improved. In addition, when applying the fluorescent material by ink jet, it is necessary to reciprocate the head for discharging the fluorescent material along the light emitting surface of the LED, resulting in a problem that the manufacturing time becomes long.

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、放出光の照射パターン内の色度ムラ及び製造上における発光色度のバラツキが抑制されると共に、製造時間の短縮及び歩留まり向上を図ることが可能な発光装置、及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described points, and suppresses chromaticity unevenness in the emission pattern of emitted light and variations in emission chromaticity in manufacturing, and shortens manufacturing time and improves yield. It is an object of the present invention to provide a light-emitting device that can be used, and a method for manufacturing the same.

本発明に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子からの放出光の波長を変換して変換光を放出する波長変換層と、光透過性を有する透明板と、が積層された構造を有し、前記透明板には表面が複数の凹凸の形状となっている凹凸領域が形成されており、前記凹凸領域を含む前記透明板上には前記変換光の色度を調整する色度調整材を含む色度調整層が形成され、前記色度調整層は前記複数の凹凸の形状に沿って形成されている。 A light-emitting device according to the present invention has a structure in which a light-emitting element, a wavelength conversion layer that converts the wavelength of light emitted from the light-emitting element to emit converted light, and a transparent plate having light transmittance are stacked. The transparent plate has a concavo-convex region having a plurality of concavo-convex shapes on the surface, and chromaticity adjustment for adjusting the chromaticity of the converted light on the transparent plate including the concavo-convex region. A chromaticity adjustment layer including a material is formed, and the chromaticity adjustment layer is formed along the shape of the plurality of irregularities .

また、本発明に係る半導装置の製造方法は、発光素子の光放出面上に、前記発光素子からの放出光の波長を変換して変換光を放出する波長変換層を形成するステップと、前記波長変換層上に光透過性を有する透明板を形成するステップと、前記透明板の表面に凹凸加工を施して複数の凹凸の形状となっている凹凸領域を形成するステップと、前記凹凸領域を含む前記透明板上に、前記変換光の色度を調整する為の色度調整材を含む色度調整層を形成するステップと、を有し、前記色度調整層を形成するステップでは、前記色度調整層は前記複数の凹凸の形状に沿って噴霧によって形成される。 Further, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a wavelength conversion layer that converts the wavelength of the light emitted from the light emitting element and emits converted light on the light emitting surface of the light emitting element; Forming a transparent plate having optical transparency on the wavelength conversion layer; forming a concavo-convex region having a plurality of concavo-convex shapes by subjecting the surface of the transparent plate to concavo-convex processing; and the concavo-convex region. said transparent board including, have a, forming a chromaticity-adjusting layer including a chromaticity adjustment member for adjusting the chromaticity of the converted light, in the step of forming the chromaticity-adjusting layer is The chromaticity adjusting layer is formed by spraying along the shape of the plurality of irregularities .

このように、本発明に係る発光装置では、発光素子からの放出光の波長を波長変換層によって変換した変換光を透明板を介して放出するにあたり、上記透明板の表面に凹凸加工を施しその表面に、色度調整材を含む色度調整層を形成することにより、製造上における発光色度のバラツキを抑えるようにしている。 As described above, in the light emitting device according to the present invention, when the converted light obtained by converting the wavelength of the light emitted from the light emitting element by the wavelength conversion layer is emitted through the transparent plate, the surface of the transparent plate is subjected to uneven processing. By forming a chromaticity adjusting layer including a chromaticity adjusting material on the surface, variations in emission chromaticity in manufacturing are suppressed.

かかる構成によれば、色度調整材を含む溶液を透明板の上面に、例えば噴霧することによって色度調整層を形成する場合にも、透明板の表面が凹凸形状になっていることから、その表面に塗布された色度調整溶液が噴霧による風圧で周囲に流されてしまうことが無い。これにより、色度調整溶液による透明板の表面上での部分的な凝集が防止される。よって、単一のスプレイ装置によって複数の透明板各々の表面に色度調整溶液を同時に噴霧する場合でも、各透明板の表面に対して均一な厚さの色度調整層を形成することが可能となる。また、塗布された色度調整溶液が凹凸表面の各凹部を中心に停滞することになるので、全域に亘り均一な層厚を有し、且つ色度調整の幅を十分に確保し得る程度にその層厚を厚くした色度調整層を形成することが可能となる。よって、例え波長変換層から放出された変換光の色度が所望の色度に対してずれていても、これを色度調整層によって所望色度に調整することができるようになるので、歩留まり向上が図られるようになる。更に、例えば色度調整溶液の噴霧によって透明板の上面に色度調整層を形成することが可能となるので、色度調整材を吐出する吐出ヘッドを光放出面に沿って往復移動させるインクジェット又はジェットディスペンス装置を用いて色度調整層を形成する場合に比して、製造時間の短縮及び放出光の照射パターン内の色度ムラ低減が図られる。 According to such a configuration, even when the chromaticity adjusting layer is formed by spraying the solution containing the chromaticity adjusting material on the upper surface of the transparent plate, for example, the surface of the transparent plate has an uneven shape, The chromaticity adjusting solution applied to the surface does not flow around by the wind pressure caused by spraying. Thereby, partial aggregation on the surface of the transparent plate by the chromaticity adjusting solution is prevented. Therefore, even when the chromaticity adjusting solution is sprayed simultaneously on the surfaces of a plurality of transparent plates with a single spray device, it is possible to form a chromaticity adjusting layer having a uniform thickness on the surface of each transparent plate. It becomes. In addition, since the applied chromaticity adjusting solution is stagnant around each concave portion of the uneven surface, the chromaticity adjusting solution has a uniform layer thickness over the entire area and can sufficiently secure the width of chromaticity adjustment. It is possible to form a chromaticity adjusting layer having a thicker layer thickness. Therefore, even if the chromaticity of the converted light emitted from the wavelength conversion layer is deviated from the desired chromaticity, it can be adjusted to the desired chromaticity by the chromaticity adjustment layer, so that the yield is increased. Improvement comes to be achieved. Furthermore, for example, it is possible to form a chromaticity adjusting layer on the upper surface of the transparent plate by spraying the chromaticity adjusting solution, so that an inkjet or a reciprocating ink jet head for discharging the chromaticity adjusting material along the light emitting surface or Compared with the case where the chromaticity adjustment layer is formed using a jet dispensing apparatus, the manufacturing time can be shortened and the chromaticity unevenness in the irradiation pattern of emitted light can be reduced.

本発明に係る発光装置の構成の一例を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and a top view which show an example of a structure of the light-emitting device which concerns on this invention. 色度調整用の凹凸領域ＣＡの製造手順を示す製造フロー図である。It is a manufacturing flowchart which shows the manufacturing procedure of the uneven | corrugated area | region CA for chromaticity adjustment. 色度調整用の凹凸領域ＣＡの各製造段階での透明板１５の断面を示す製造工程図である。It is a manufacturing process figure which shows the cross section of the transparent plate 15 in each manufacturing step of the uneven | corrugated area | region CA for chromaticity adjustment. 図１に示される発光装置１０の第１の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the light-emitting device 10 shown by FIG. 本発明に係る発光装置１０の他の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structure of the light-emitting device 10 which concerns on this invention. 本発明に係る発光装置１０の第２の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of the light-emitting device 10 which concerns on this invention. 本発明に係る発光装置１０の第３の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the light-emitting device 10 which concerns on this invention. 本発明に係る発光装置１０の第４の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th modification of the light-emitting device 10 which concerns on this invention. 本発明に係る発光装置１０の第５の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 5th modification of the light-emitting device 10 which concerns on this invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施例による発光装置１０と、この発光装置１０が実装されている基板２０の断面を示す断面図である。発光装置１０は、色度ＣＨを有する光を外部に放出するものである。発光装置１０は、図１（ａ）に示すように、複数のバンプ１１、発光素子１２、波長変換層１３、複数のスペーサ１４、透明板１５及び色度調整層１６を含む。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view showing a cross section of a light emitting device 10 according to a first embodiment of the present invention and a substrate 20 on which the light emitting device 10 is mounted. The light emitting device 10 emits light having chromaticity CH to the outside. As illustrated in FIG. 1A, the light emitting device 10 includes a plurality of bumps 11, a light emitting element 12, a wavelength conversion layer 13, a plurality of spacers 14, a transparent plate 15, and a chromaticity adjustment layer 16.

バンプ１１は、発光素子１２の第１の電極（図示せぬ）に形成されている第１バンプ群と、発光素子１２の第２の電極（図示せぬ）に形成されている第２バンプ群とからなる。第１バンプ群に属するバンプ１１は、例えばＰＣＢ（printed circuit board）からなる基板２０に配線されている第１のライン（図示せぬ）に接続されており、一方、第２バンプ群に属するバンプ１１は、基板２０に配線されている第２のライン（図示せぬ）に接続されている。すなわち、バンプ１１によって、発光装置１０が基板２０に実装されているのである。 The bumps 11 are a first bump group formed on a first electrode (not shown) of the light emitting element 12 and a second bump group formed on a second electrode (not shown) of the light emitting element 12. It consists of. The bumps 11 belonging to the first bump group are connected to a first line (not shown) wired on a substrate 20 made of PCB (printed circuit board), for example, while the bumps belonging to the second bump group 11 is connected to a second line (not shown) wired on the substrate 20. That is, the light emitting device 10 is mounted on the substrate 20 by the bumps 11.

発光素子１２は、例えば、上記第１の電極が接続されているｐ型半導体層と、活性層と、上記第２の電極が接続されているｎ型半導体層とが積層されてなる、いわゆるＬＥＤ（発光ダイオード）からなる。この際、第１の電極及び第２の電極は共に発光素子１２の下面に形成されている。発光素子１２は、第１及び第２の電極に印加された電圧に応じて発光し、その発光は素子の上面である光放出面ＲＦから透明板１５に向けて放出される。 The light emitting element 12 is, for example, a so-called LED in which a p-type semiconductor layer to which the first electrode is connected, an active layer, and an n-type semiconductor layer to which the second electrode is connected are stacked. (Light emitting diode). At this time, both the first electrode and the second electrode are formed on the lower surface of the light emitting element 12. The light emitting element 12 emits light according to the voltage applied to the first and second electrodes, and the emitted light is emitted toward the transparent plate 15 from the light emitting surface RF which is the upper surface of the element.

波長変換層１３は、発光素子１２の側面及び光放出面ＲＦを覆うように形成されている。波長変換層１３は、例えばシリコン樹脂又はエポキシ樹脂等の光透過性を有する透明な有機材料、或いはガラス等の無機材料中に、波長変換を担う蛍光体粒子及びスペーサ１４を分散して含ませたものからなる。かかる蛍光体粒子は、発光素子１２から放出された放出光によって励起され、この放出光とは波長が異なる波長の光を放出する。よって、発光素子１２から放出された光の一部は波長変換層１３内の蛍光体粒子に当たりその蛍光体粒子から発せられた光が透明板１５に導出される。一方、発光素子１２から放出された光の内で蛍光体粒子に当たらなかったものは、そのまま波長変換層１３を透過して透明板１５に導出される。 The wavelength conversion layer 13 is formed so as to cover the side surface of the light emitting element 12 and the light emission surface RF. The wavelength conversion layer 13 includes phosphor particles and spacers 14 that are responsible for wavelength conversion in a transparent organic material having optical transparency such as silicon resin or epoxy resin, or an inorganic material such as glass. Consists of things. Such phosphor particles are excited by the emitted light emitted from the light emitting element 12, and emit light having a wavelength different from that of the emitted light. Therefore, a part of the light emitted from the light emitting element 12 hits the phosphor particles in the wavelength conversion layer 13, and the light emitted from the phosphor particles is led to the transparent plate 15. On the other hand, light emitted from the light emitting element 12 that does not hit the phosphor particles passes through the wavelength conversion layer 13 as it is and is led to the transparent plate 15.

すなわち、波長変換層１３を介して、発光素子１２から放出された光と、蛍光体粒子から発せられた光とが透明板１５に入射される。ここで、発光素子１２からの放出光は、蛍光体粒子から発せられた光と合成されることにより、この放出光の波長とは異なる波長に変換される。つまり、波長変換層１３によって波長変換された光（以下、変換光と称する）が、透明板１５に入射されるのである。この際、例えば、青色光を放出する発光素子１２を用いて、発光装置１０で白色発光を行う場合には、波長変換層１３に含ませる蛍光体粒子としては、青色光を受けると黄色で発光する、例えばＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）蛍光体を用いる。 That is, the light emitted from the light emitting element 12 and the light emitted from the phosphor particles are incident on the transparent plate 15 via the wavelength conversion layer 13. Here, the emitted light from the light emitting element 12 is converted to a wavelength different from the wavelength of the emitted light by being synthesized with the light emitted from the phosphor particles. That is, light that has been wavelength-converted by the wavelength conversion layer 13 (hereinafter referred to as “converted light”) is incident on the transparent plate 15. At this time, for example, when the light emitting device 10 emits white light using the light emitting element 12 that emits blue light, the phosphor particles included in the wavelength conversion layer 13 emit yellow light when receiving blue light. For example, a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor is used.

スペーサ１４は、蛍光体粒子よりも粒径が大であり且つ発光素子１２から放出された光に対して散乱を生じさせることのない粒径、つまり発光素子１２から放出された光の波長よりも１桁以上大きい、例えば１０μｍ〜１００μｍの粒径を有する多面体或いは球体からなる。ここで、図１（ａ）に示すように、スペーサ１４上に透明板１５が形成されることから、発光素子１２の光放出面ＲＦ上における波長変換層１３の層厚は、このスペーサ１４の粒径によって決定される。この際、波長変換層１３における光放出面ＲＦを覆う部分での層厚が大となるほど、光放出面ＲＦから透明板１５の間に含まれる蛍光体粒子の数が多くなるので、発光素子１２から放出された光が蛍光体粒子に当たる確率が高くなる。よって、波長変換層１３に含ませる蛍光体粒子の濃度及びスペーサ１４の粒径により、波長変換層１３での波長の変換度合、つまり光の色度を変化させる量が決定される。 The spacer 14 has a particle size larger than that of the phosphor particles and does not cause scattering with respect to the light emitted from the light emitting element 12, that is, the wavelength of the light emitted from the light emitting element 12. It consists of a polyhedron or a sphere having a particle size that is one digit larger, for example, 10 μm to 100 μm. Here, as shown in FIG. 1A, since the transparent plate 15 is formed on the spacer 14, the thickness of the wavelength conversion layer 13 on the light emission surface RF of the light emitting element 12 is determined by the thickness of the spacer 14. Determined by particle size. At this time, as the layer thickness in the portion covering the light emission surface RF in the wavelength conversion layer 13 increases, the number of phosphor particles contained between the light emission surface RF and the transparent plate 15 increases. The probability that the light emitted from the light hits the phosphor particles increases. Therefore, the degree of wavelength conversion in the wavelength conversion layer 13, that is, the amount by which the chromaticity of light is changed, is determined by the concentration of the phosphor particles included in the wavelength conversion layer 13 and the particle size of the spacers 14.

透明板１５は、例えば光学ガラス、石英、サファイア又は樹脂等の光透過性を有する透明又は半透明な材料からなり、スペーサ１４に支持された状態で波長変換層１３の表面を覆うように形成されている。また、図１（ａ）に示すように、透明板１５の上面において、その周縁部ＥＡを除く中央の領域には、色度調整用の凹凸領域ＣＡが設けられている。凹凸領域ＣＡには、例えば多角錐体又は円錐体等のいわゆるマイクロコーン、或いは半球面体が規則的なパターンで配列された、深さが約１μｍ〜５０μｍ、好ましくは１μｍ〜３０μｍの深さの凹凸加工が施されている。 The transparent plate 15 is made of a transparent or translucent material having optical transparency such as optical glass, quartz, sapphire, or resin, and is formed so as to cover the surface of the wavelength conversion layer 13 while being supported by the spacer 14. ing. Further, as shown in FIG. 1A, an uneven area CA for chromaticity adjustment is provided in the central area excluding the peripheral edge EA on the upper surface of the transparent plate 15. In the uneven area CA, for example, so-called micro cones such as polygonal cones or cones, or hemispherical bodies are arranged in a regular pattern, and the depth is about 1 μm to 50 μm, preferably 1 μm to 30 μm. Processing has been applied.

図１（ｂ）は、発光装置１０を透明板１５の上方側から眺めて、発光素子１２の光放出面ＲＦ及び凹凸領域ＣＡの大小関係及び位置関係を示す上面図である。図１（ｂ）に示すように、透明板１５は、例えば約１.１ｍｍ角の矩形の上面を有し、その上面の周縁部ＥＡを除く矩形の凹凸領域ＣＡ（斜線にて示す）は、発光素子１２の光放出面ＲＦから放出される光を漏れなく受けるように、その大きさが光放出面ＲＦよりも大となっている。 FIG. 1B is a top view showing the magnitude relationship and the positional relationship between the light emitting surface RF of the light emitting element 12 and the uneven area CA when the light emitting device 10 is viewed from above the transparent plate 15. As shown in FIG. 1B, the transparent plate 15 has a rectangular upper surface of about 1.1 mm square, for example, and a rectangular uneven area CA (shown by diagonal lines) excluding the peripheral edge EA on the upper surface is The size of the light emitting element 12 is larger than that of the light emitting surface RF so that light emitted from the light emitting surface RF of the light emitting element 12 is received without leakage.

また、図１（ａ）に示すように、凹凸領域ＣＡに施されている凹凸の凹部には、色度調整用の材料として、例えば酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛等からなる透明又は半透明な光散乱材を含んだ色度調整層１６が形成されている。 In addition, as shown in FIG. 1A, the concave and convex portions provided in the concave and convex area CA are transparent or translucent made of, for example, titanium oxide, alumina, zinc oxide or the like as a material for adjusting chromaticity. A chromaticity adjusting layer 16 containing a light scattering material is formed.

上記した構成により、発光装置１０では、発光素子１２からの放出光を波長変換層１３を介して波長変換した変換光を、透明板１５を介して外部に放出するようにしている。これにより、例えば青色光を放出する発光素子１２を用いて白色の発光を行うことが可能となる。 With the configuration described above, in the light emitting device 10, converted light obtained by converting the wavelength of light emitted from the light emitting element 12 via the wavelength conversion layer 13 is emitted to the outside via the transparent plate 15. Thus, for example, it is possible to emit white light using the light emitting element 12 that emits blue light.

ところが、製造上のバラツキの影響により発光装置１０に固体差が生じて、波長変換層１３から透明板１５に入射される変換光の色度が所望の色度ＣＨと一致しなくなる場合がある。そこで、発光装置１０では、このような製造上における素子毎のバラツキ、つまり所望の色度ＣＨに対する発光色度の誤差を低減する為に、上記した変換光（波長変換層１３からの光）の色度を色度ＣＨと等しくさせる色度調整を為す色度調整層１６を、透明板１５の上面に形成するようにしている。 However, a solid difference may occur in the light emitting device 10 due to the influence of manufacturing variations, and the chromaticity of the converted light incident on the transparent plate 15 from the wavelength conversion layer 13 may not match the desired chromaticity CH. Therefore, in the light emitting device 10, in order to reduce the variation of each element in manufacturing, that is, the error of the light emission chromaticity with respect to the desired chromaticity CH, the above-described converted light (light from the wavelength conversion layer 13). A chromaticity adjustment layer 16 for adjusting the chromaticity to make the chromaticity equal to the chromaticity CH is formed on the upper surface of the transparent plate 15.

以下に、発光装置１０の製造方法について、図２に示す製造フロー図に沿って説明する。先ず、バンプ１１が形成されている発光素子１２の光放出面ＲＦ及びその側面を覆うように、例えばシリコン樹脂又はエポキシ樹脂等の光透過性を有する有機材料、或いはガラス等の無機材料中に蛍光体粒子及びスペーサ１４を分散して含ませてなる波長変換層１３を形成する（ステップＳ１）。すなわち、ステップＳ１では、発光素子１２から放出された光の波長を変換した変換光を放出する波長変換層１３を発光素子１２の光放出面ＲＦ上に設ける。 Below, the manufacturing method of the light-emitting device 10 is demonstrated along the manufacturing flowchart shown in FIG. First, in order to cover the light emitting surface RF and the side surface of the light emitting element 12 on which the bumps 11 are formed, for example, fluorescence is generated in an organic material having optical transparency such as silicon resin or epoxy resin, or in an inorganic material such as glass. A wavelength conversion layer 13 is formed by dispersing and including body particles and spacers 14 (step S1). That is, in step S <b> 1, a wavelength conversion layer 13 that emits converted light obtained by converting the wavelength of light emitted from the light emitting element 12 is provided on the light emitting surface RF of the light emitting element 12.

次に、この波長変換層１３上に、光透過性を有する例えば光学ガラス、石英、サファイア又は樹脂等からなる透明板１５を形成する（ステップＳ２）。 Next, a transparent plate 15 made of, for example, optical glass, quartz, sapphire, or resin having optical transparency is formed on the wavelength conversion layer 13 (step S2).

次に、図２に示すステップＳ３〜Ｓ５の工程により、透明板１５の表面に上記した凹凸領域ＣＡを形成し、その凹凸領域ＣＡ中の凹凸表面上に色度調整層１６を形成する。図３（ａ）〜図３（ｆ）は、その表面が平坦な状態にある透明板の上面に、上記した凹凸領域ＣＡ及び色度調整層１６を形成する際の各段階毎の透明板１５の断面状態を示す図である。 Next, by the processes of steps S3 to S5 shown in FIG. 2, the above-described uneven area CA is formed on the surface of the transparent plate 15, and the chromaticity adjusting layer 16 is formed on the uneven surface in the uneven area CA. FIGS. 3A to 3F show the transparent plate 15 at each stage when the above-described uneven area CA and chromaticity adjusting layer 16 are formed on the upper surface of the transparent plate having a flat surface. FIG.

すなわち、先ず、図３（ａ）のような透明板１５の上面の周縁部ＥＡを除く領域に対して、図３（ｂ）に示すような、深さＤＨの凹凸加工を施す（ステップＳ３）。尚、深さＤＨは、例えば１μｍ〜５０μｍ、好ましくは１μｍ〜３０μｍである。かかるプロセスによって凹凸形状となった透明板１５上の領域が、上記した凹凸領域ＣＡとなる。 That is, first, an unevenness process with a depth DH as shown in FIG. 3B is performed on the region excluding the peripheral edge EA on the upper surface of the transparent plate 15 as shown in FIG. 3A (step S3). . The depth DH is, for example, 1 μm to 50 μm, preferably 1 μm to 30 μm. The region on the transparent plate 15 that has been made uneven by this process becomes the above-described uneven region CA.

次に、図３（ｃ）に示すように、スプレイ装置ＳＰを用いて、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛等の透明又は半透明な低粘度（例えば１０ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓ）の光散乱材を色度調整材として含む色度調整溶液を、透明板１５の凹凸領域ＣＡに噴霧する（ステップＳ４）。上記したプロセスにより、透明板１５における凹凸領域ＣＡ中の凹凸表面にスプレイ塗布された色度調整溶液が停滞し、その後、乾燥して硬化した色度調整層１６ａが図３（ｄ）に示すように形成される。尚、色度調整溶液のバインダ材としては、ガラスバインダ又は透明な樹脂材が用いられ、これに含まれる光散乱材の重量濃度としては５０％未満が好ましい。また、スプレイ装置ＳＰとしては、色度調整溶液に霧化気体を混合させたものを噴霧するものであっても良い。 Next, as shown in FIG. 3 (c), a transparent or translucent low viscosity (for example, 10 mPa · s to 500 mPa · s) light scattering material such as titanium oxide, alumina, zinc oxide or the like using a spray device SP. Is sprayed onto the uneven area CA of the transparent plate 15 (step S4). As shown in FIG. 3D, the chromaticity adjusting solution 16a sprayed on the uneven surface in the uneven region CA of the transparent plate 15 is stagnated by the above process, and then dried and cured. Formed. As the binder material of the chromaticity adjusting solution, a glass binder or a transparent resin material is used, and the weight concentration of the light scattering material contained therein is preferably less than 50%. Moreover, as spray apparatus SP, what mixed the atomization gas with the chromaticity adjustment solution may be sprayed.

次に、発光素子１２を発光させつつ透明板１５の凹凸領域ＣＡから放出された光の色度を測定し、その色度が所望の色度ＣＨと等しくなるまで、この凹凸領域ＣＡに色度調整溶液を噴霧して、色度調整層１６ａの層厚を増加（調整）する（ステップＳ５）。かかるプロセスにより、色度ＣＨに対する色度の誤差分を補正し得る量の色度調整材が含まれた色度調整層１６が図３（ｆ）に示すように形成されることになる。 Next, the chromaticity of the light emitted from the concavo-convex area CA of the transparent plate 15 is measured while causing the light emitting element 12 to emit light, and the chromaticity in the concavo-convex area CA is measured until the chromaticity becomes equal to the desired chromaticity CH. The adjustment solution is sprayed to increase (adjust) the layer thickness of the chromaticity adjustment layer 16a (step S5). With this process, the chromaticity adjusting layer 16 including the chromaticity adjusting material in an amount capable of correcting the chromaticity error with respect to the chromaticity CH is formed as shown in FIG.

以上のように、発光装置１０では、製造上における発光色度のバラツキを抑える為に、透明板１５の表面にその表面が凹凸形状となっている凹凸領域ＣＡを形成し、この凹凸領域ＣＡ内の凹凸表面に、波長変換層１３から放出された変換光の色度を調整する為の色度調整材を含む色度調整層１６を形成するようにしている。かかる構成によれば、色度調整材を含む色度調整溶液を透明板１５の上面に、例えば噴霧することによって色度調整層１６を形成する場合にも、透明板１５の表面が凹凸形状になっていることから、その表面に塗布された色度調整溶液が噴霧による風圧で周囲に流されてしまうことが無い。これにより、色度調整溶液による透明板１５の表面上での部分的な凝集が防止される。よって、単一のスプレイ装置ＳＰによって複数の透明板１５各々の表面に色度調整溶液を同時に噴霧した場合でも、各透明板１５の表面に対して均一な厚さの色度調整層１６を形成することが可能となる。 As described above, in the light emitting device 10, in order to suppress variation in light emission chromaticity in manufacturing, the surface of the transparent plate 15 is formed with an uneven area CA whose surface is uneven, and the uneven area CA A chromaticity adjusting layer 16 including a chromaticity adjusting material for adjusting the chromaticity of the converted light emitted from the wavelength conversion layer 13 is formed on the uneven surface. According to such a configuration, even when the chromaticity adjusting layer 16 is formed by spraying the chromaticity adjusting solution containing the chromaticity adjusting material on the upper surface of the transparent plate 15, for example, the surface of the transparent plate 15 has an uneven shape. Therefore, the chromaticity adjusting solution applied to the surface does not flow around due to the wind pressure caused by spraying. Thereby, partial aggregation on the surface of the transparent plate 15 by the chromaticity adjusting solution is prevented. Therefore, even when the chromaticity adjusting solution is simultaneously sprayed on the surface of each of the plurality of transparent plates 15 by the single spray device SP, the chromaticity adjusting layer 16 having a uniform thickness is formed on the surface of each transparent plate 15. It becomes possible to do.

また、塗布された色度調整溶液が凹凸表面の各凹部を中心に停滞することになるので、全域に亘り均一な層厚を有し、且つ色度調整の幅を十分に確保し得る程度にその層厚を厚くした色度調整層１６を形成することが可能となる。よって、例え波長変換層から放出された変換光の色度が所望の色度ＣＨに対してずれていても、これを色度調整層１６によって色度ＣＨに調整することができるようになるので、歩留まり向上が図られるようになる。 In addition, since the applied chromaticity adjusting solution is stagnant around each concave portion of the uneven surface, the chromaticity adjusting solution has a uniform layer thickness over the entire area and can sufficiently secure the width of chromaticity adjustment. It becomes possible to form the chromaticity adjusting layer 16 having a thicker layer thickness. Therefore, even if the chromaticity of the converted light emitted from the wavelength conversion layer deviates from the desired chromaticity CH, it can be adjusted to the chromaticity CH by the chromaticity adjustment layer 16. Thus, the yield can be improved.

更に、例えば色度調整溶液の噴霧によって透明板１５の上面に色度調整層１６を形成することができるので、色度調整材を吐出する吐出ヘッドを光放出面に沿って往復移動させるインクジェット又はジェットディスペンス装置を用いて色度調整層を形成する場合に比して、製造時間の短縮及び放出光の照射パターン内の色度ムラ低減が図られる。 Furthermore, since the chromaticity adjustment layer 16 can be formed on the upper surface of the transparent plate 15 by spraying, for example, a chromaticity adjustment solution, the inkjet or the reciprocating movement of the discharge head for discharging the chromaticity adjustment material along the light emission surface Compared with the case where the chromaticity adjustment layer is formed using a jet dispensing apparatus, the manufacturing time can be shortened and the chromaticity unevenness in the irradiation pattern of emitted light can be reduced.

以上のように、本発明に係る発光装置１０によれば、放出光の照射パターン内の色度ムラ及び発光装置毎の色度のバラツキが抑制されると共に、製造時間の短縮及び歩留まり向上を図ることが可能となる。 As described above, according to the light emitting device 10 according to the present invention, chromaticity unevenness in the emission pattern of emitted light and chromaticity variation among the light emitting devices are suppressed, and the manufacturing time is shortened and the yield is improved. It becomes possible.

尚、図２に示す製造手順では、波長変換層１３上に透明板１５を形成した後に、この透明板の上面に凹凸加工及び色度調整層１６の形成を行っているが、透明板１５の上面に凹凸加工及び色度調整層１６の形成を行った後に、この透明板１５を波長変換層１３上に形成するようにしても良い。 In the manufacturing procedure shown in FIG. 2, after the transparent plate 15 is formed on the wavelength conversion layer 13, the unevenness processing and the chromaticity adjustment layer 16 are formed on the upper surface of the transparent plate. The transparent plate 15 may be formed on the wavelength conversion layer 13 after the unevenness processing and the chromaticity adjustment layer 16 are formed on the upper surface.

また、上記実施例では、色度調整材として酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛等の光散乱材を用いているが、これに代えて、その励起光の波長が波長変換層１３から放出される光の波長とは異なる波長を有する低粘度の蛍光体を採用しても良い。 Moreover, in the said Example, although light scattering materials, such as a titanium oxide, an alumina, and a zinc oxide, are used as a chromaticity adjusting material, it replaces with this and the wavelength of the excitation light is light emitted from the wavelength conversion layer 13 Alternatively, a low-viscosity phosphor having a wavelength different from the above wavelength may be employed.

また、上記実施例では、図１（ａ）に示すように、透明板１５の上面において周縁部ＥＡを除く領域を凹凸領域ＣＡとしているが、透明板１５の上面を全て凹凸領域ＣＡとしても良く、或いは透明板１５の上面に、複数の凹凸領域ＣＡを区画化して設けるようにしても良い。図４は、透明板１５の上面を全て凹凸領域ＣＡとした場合における、発光装置１０の第１の変形例を示す断面図である。 Moreover, in the said Example, as shown to Fig.1 (a), although the area | region except the peripheral part EA is made into the uneven | corrugated area | region CA in the upper surface of the transparent plate 15, all the upper surfaces of the transparent board 15 are good also as the uneven | corrugated area | region CA. Alternatively, a plurality of uneven areas CA may be partitioned and provided on the upper surface of the transparent plate 15. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a first modification of the light-emitting device 10 when the entire upper surface of the transparent plate 15 is an uneven area CA.

また、上記実施例では、凹凸領域ＣＡ内に複数の凹部及び凸部を形成するようにしているが、透明板１５の上面に深さが約２０μｍの単一の凹部を設け、この凹部に色度調整溶液を噴霧することにより色度調整層１６を形成するようにしても良い。図５は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１０の第２の変形例を示す断面図である。 In the above embodiment, a plurality of concave portions and convex portions are formed in the concave and convex area CA. However, a single concave portion having a depth of about 20 μm is provided on the upper surface of the transparent plate 15, and the concave portions are colored. The chromaticity adjusting layer 16 may be formed by spraying the degree adjusting solution. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the light emitting device 10 made in view of the above point.

また、上記実施例では、透明板１５の上面の凹凸領域ＣＡに形成する凹凸パターンとして、多角錐体、円錐体、或いは半球面体が規則的に配列された凹凸パターンを採用しているが、これら多角錐体、円錐体、或いは半球面体が不規則に配列された凹凸パターンを採用しても良い。 Moreover, in the said Example, although the uneven | corrugated pattern formed in the uneven | corrugated area | region CA of the upper surface of the transparent plate 15 employ | adopts the uneven | corrugated pattern in which the polygonal cone, the cone, or the hemispherical body was regularly arranged, An uneven pattern in which polygonal pyramids, cones, or hemispherical bodies are irregularly arranged may be employed.

また、凹凸領域ＣＡに形成する凹凸パターンとしては、透明板１５の上面に対してブラスト加工、ウェットエッチンング又はドライエッチングによる粗面化処理を施して得られた、ランダムな凹凸パターンを採用しても良い。図６は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１０の第３の変形例を示す断面図である。 Further, as the uneven pattern formed in the uneven area CA, a random uneven pattern obtained by subjecting the upper surface of the transparent plate 15 to a roughening process by blasting, wet etching or dry etching is adopted. Also good. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third modification of the light emitting device 10 made in view of the above point.

また、図１、図４、又は図６に示す一例では、色度調整層１６は、透明板１５の上面よりも外部に突出していないが、外部に突出した形態であっても良い。図７は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１０の第４の変形例を示す断面図である。すなわち、図７に示すように、透明板１５の上面ＳＦよりも、色度調整層１６における凸部の先端が外突出しても良いのである。 In the example shown in FIG. 1, FIG. 4, or FIG. 6, the chromaticity adjustment layer 16 does not protrude outward from the upper surface of the transparent plate 15, but may have a form protruding outward. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the light emitting device 10 made in view of the above point. That is, as shown in FIG. 7, the tip of the convex portion in the chromaticity adjustment layer 16 may protrude beyond the upper surface SF of the transparent plate 15.

また、上記実施例では、透明板１５の凹凸表面の形状に沿って一様な層厚の色度調整層１６を形成するようにしているが、透明板１５の凹凸表面における凸部の先端ではその層厚を薄く、凹部の底に近いほどその層厚が厚くなるような形態で色度調整層１６が形成されていても良い。図８は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１０の第４の変形例を示す断面図である。 In the above embodiment, the chromaticity adjusting layer 16 having a uniform layer thickness is formed along the shape of the concavo-convex surface of the transparent plate 15. The chromaticity adjusting layer 16 may be formed in such a form that the layer thickness is reduced and the layer thickness is increased as it is closer to the bottom of the recess. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the light emitting device 10 made in view of the above point.

また、上記実施例では、透明板１５の周縁部ＥＡには色度調整層１６を形成していないが、周縁部ＥＡにも色度調整層１６を形成するようにしても良い。図９は、かかる点に鑑みて為された、発光装置１０の第５の変形例を示す断面図である。 Moreover, in the said Example, although the chromaticity adjustment layer 16 is not formed in the peripheral part EA of the transparent plate 15, you may make it form the chromaticity adjustment layer 16 also in the peripheral part EA. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fifth modification of the light emitting device 10 made in view of the above point.

１０発光装置
１２発光素子
１３波長変換層
１４スペーサ
１５透明板
１６色度調整層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-emitting device 12 Light-emitting element 13 Wavelength conversion layer 14 Spacer 15 Transparent board 16 Chromaticity adjustment layer

Claims

発光素子と、
前記発光素子からの放出光の波長を変換して変換光を放出する波長変換層と、
光透過性を有する透明板と、が積層された構造を有し、
前記透明板には表面が複数の凹凸の形状となっている凹凸領域が形成されており、
前記凹凸領域を含む前記透明板上には前記変換光の色度を調整する色度調整材を含む色度調整層が形成され、
前記色度調整層は前記複数の凹凸の形状に沿って形成されていることを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
A wavelength conversion layer that converts the wavelength of emitted light from the light emitting element to emit converted light; and
A transparent plate having light permeability, and a laminated structure;
The transparent plate has a concavo-convex region whose surface has a plurality of concavo-convex shapes,
A chromaticity adjusting layer including a chromaticity adjusting material for adjusting the chromaticity of the converted light is formed on the transparent plate including the uneven region ,
The light emitting device, wherein the chromaticity adjusting layer is formed along the shape of the plurality of irregularities .

前記色度調整材は、前記変換光を散乱させる透明又は半透明な光散乱材であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the chromaticity adjusting material is a transparent or translucent light scattering material that scatters the converted light.

前記光散乱材は、酸化チタン、アルミナ又は酸化亜鉛からなることを特徴とする請求項２記載の発光装置。 The light-emitting device according to claim 2, wherein the light scattering material is made of titanium oxide, alumina, or zinc oxide.

前記色度調整材は、前記変換光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the chromaticity adjusting material is a phosphor that emits fluorescence having a wavelength different from that of the converted light.

発光素子の光放出面上に、前記発光素子からの放出光の波長を変換して変換光を放出する波長変換層を形成するステップと、
前記波長変換層上に光透過性を有する透明板を形成するステップと、
前記透明板の表面に凹凸加工を施して複数の凹凸の形状となっている凹凸領域を形成するステップと、
前記凹凸領域を含む前記透明板上に、前記変換光の色度を調整する為の色度調整材を含む色度調整層を形成するステップと、を有し、
前記色度調整層を形成するステップでは、前記色度調整層は前記複数の凹凸の形状に沿って色度調整溶液の噴霧によって形成されることを特徴とする発光装置の製造方法。 Forming a wavelength conversion layer on the light emitting surface of the light emitting element for converting the wavelength of the light emitted from the light emitting element to emit converted light;
Forming a transparent plate having optical transparency on the wavelength conversion layer;
Applying irregularities to the surface of the transparent plate to form an irregularity region having a plurality of irregularities ;
On the transparent plate including the irregular region, have a, forming a chromaticity-adjusting layer including a chromaticity adjustment member for adjusting the chromaticity of the converted light,
In the step of forming the chromaticity adjustment layer, the chromaticity adjustment layer is formed by spraying a chromaticity adjustment solution along the shape of the plurality of irregularities .