JP6221668B2 - 配光部材の製造方法及び発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、このような複数の発光素子を備えた発光装置において、個々の発光素子をそれぞれ独立に点灯制御する場合、点灯した発光素子に隣接して非点灯の発光素子があると、点灯した発光素子からの光漏れが発生し、非点灯の発光素子が微小発光するという現象が生じる。
(a)透光板の表面に第1遮光膜が被覆された、第1遮光膜付部材を複数準備し、
(b)複数の該第1遮光膜付部材を、前記第1遮光膜を挟むように接合して第1接合体を形成し、
(c)該第1接合体を、前記第1遮光膜付部材の積層面に対して垂直に切断して薄片化する工程を含む。
上述した方法により配光部材を製造し、
該配光部材における遮光膜によって分画された透光片に対して、複数の発光素子をそれぞれ離間して配置し、
前記発光素子間に前記遮光膜と異なる材料による反射層を配置する工程を含む。
(a)第1遮光膜付部材の準備
まず、透光板の表面に第1遮光膜が被覆された、第1遮光膜付部材を複数準備する。
使用される透光板は、透光性を有する板状の部材である限り、柔軟性のあるもの、剛性のあるもののいずれを用いてもよい。ここで、透光性を有するとは、配光を意図する光、例えば、発光素子から出射される光の60%以上を透過するもの、さらに、70%以上、80%以上又は90%以上を透過するものが好ましい。
蛍光体は、当該分野で公知のものを使用することができる。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)、ユウロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO−Al2O3−SiO2)系蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)系蛍光体、βサイアロン蛍光体、KSF系蛍光体(K2SiF6:Mn)などが挙げられる。上述した蛍光体を含有する場合には、これらは、透光板の全重量に対して、5〜50%程度で含有することが好ましい。
透光板の形状は、特に限定されるものではないが、平面形状が、例えば、正方形又は長方形の四角形であることが好ましい。
d1=λ/(4n1) (1)
d2=λ/(4n2) (2)
とすることが好ましい。
第1遮光膜の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば、0.数〜数十μm程度が挙げられ、1〜十数μm程度が好ましく、1〜10μm程度がより好ましい。
複数の第1遮光膜付部材を、第1遮光膜を挟むように接合することにより、第1接合体を形成する。
ここでの接合は、接着剤等利用したものであってもよいし、第1遮光膜の加熱による溶融接合等によるものであってもよいが、第1遮光膜付部材を、第1遮光膜同士を接触させて積層し、常温接合によって接合することが好ましい。
得られた第1接合体を切断することにより、薄片化する。ここでの切断は、第1遮光膜付部材の積層面に対して垂直に行うことが好ましい。以下、この切断を第1の切断ということがある。
薄片化した後、研磨等を行って、これらの厚みとしてもよい。
本発明の配光部材の製造方法では、上述したように、第1の切断を行って得られた薄片状の配光部材の切断面に、さらに第2遮光膜を形成してもよい。つまり、第1の切断を行って得られた薄片状の配光部材を、上述した透光板と見なして、その表面に第2遮光膜を形成する。これによって、1以上の又は複数の第2遮光膜付部材を形成することができる。従って、第2遮光膜は、第1遮光膜に対して垂直に交わるように形成することとなる。
第2遮光膜は、第1遮光膜と同じ膜厚でなくてもよいが、配光特性の均一化の観点から、同じであることが好ましい。
第2遮光膜付部材を接合して第2接合体を形成する方法は、上述した第1接合体を形成する方法と同様に行うことができる。ここでの第2遮光膜付部材の積層数も、任意に設定することができる。
得られた第2接合体を切断することにより、薄片化する。ここでの切断は、第1接合体の薄片化と同様に行うことができる。
この場合の薄片化は、第2遮光膜付部材の積層面に対して垂直に切断していればよいが、第1遮光膜付部材の積層面及び前記第2遮光膜付部材の積層面の双方に対して垂直に切断することが好ましい。
(発光素子の配置)
本発明の発光装置の製造方法では、上述した方法によって形成された配光部材を用い、この配光部材に対して、発光素子を配置する。配光部材は、発光素子の光取り出し面側、つまり、発光装置における光取り出し面側に配置する。
そして、複数の発光素子は、配光部材における第1遮光膜又は第1遮光膜と第2遮光膜との両方によって分画された配光部材に対して、それぞれ離間して配置する。
発光素子は、半導体層の異なる側に電極が配置されているものであってもよいが、同じ側に電極が配置されているものが好ましい。これによって、後述するフェイスダウン形態で実装することができる。
発光素子間に、反射層を配置する。反射層は、第1遮光膜及び第2遮光膜と異なる材料を用いることができる。ここで、反射層を有するとは、配光を意図する光、例えば、発光素子から出射される光の60%以上を反射するもの、さらに、70%以上、80%以上又は90%以上を反射するものが好ましい。
樹脂としては、透光板の材料として例示したものと同様のものが挙げられ、特に、発光素子から出射される光が透過しないように、これらの材料に、反射性物質を含有させることが好ましい。反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが挙げられる。反射性物質等の含有量は、用いる反射性物質の種類等によって適宜調整することができる。例えば、反射層の全重量に対して、30%程度以上とすることが好ましい。なかでも、白色樹脂が好ましい。
従って、反射層の厚みは、支持基板に接続した際の発光素子の高さ及び配光部材の厚みの合計と同等とすることが好ましい。
このような構成により、個々の発光素子から出射される光を発光素子ごとに分離することができ、発光装置内で、隣接する発光素子間での光漏れを防止することができる。その結果、非点灯の発光素子が微小発光するという現象を回避することができる。
この実施形態1の配光部材の製造方法では、まず、図1A(a)に示すように、透光板10aを準備する。この透光板10aは、ガラス材料にYAG蛍光体を10重量%程度混合して焼結することにより得られる大判のYAG板を適当な大きさに切断することによって得られる。
次いで、図1A(c)に示すように、第1遮光膜付部材17を、第1遮光膜11を挟むように順次常温接合して、例えば、4つの第1遮光膜付部材17を積層した、第1接合体18を形成する。この場合、第1接合体18の最下面及び最上面に位置する表面には、第1遮光膜11が形成されていない面を配置する。
これによって、図1Bに示すように、透光片10と、隣り合う透光片10を接合する第1遮光膜11とを一列で備え、所望する厚みの配光部材12を形成することができる。
この実施形態2の発光装置の製造方法では、まず、図2Aに示すように、実施形態1で得られた配光部材12に対応して、発光素子13を配置する。つまり、配光部材12の第1遮光膜11によって分画された透光片10のそれぞれの位置に対応して、4つの発光素子13をそれぞれ離間して配置する。
発光素子13の配置は、配線パターンが表面に形成された支持基板の上に、発光素子13を一列に並べて、半田を用いてフェイスダウン実装することによって行う。そして、このように配置された発光素子13の光取り出し面側に、配光部材12を接着部材によって固定する。
言い換えると、互いに分離して配置された発光素子13と、これらの発光素子13のそれぞれの発光面側に設けられた透光片10と、隣り合う透光片10を接合する第1遮光膜11と、隣り合う発光素子13間に配置された反射層14とを備える。
また、得られた発光装置は、個々の発光素子をそれぞれ独立に点灯制御する場合であって、点灯した発光素子に隣接する発光素子が非点灯の発光素子に対して光漏れを発生させることなく、非点灯の発光素子が微小発光を阻止することができる。また、発光素子間に位置する配光部材の厚みは極薄膜とすることができるため、隣接した発光素子を同時に発光させても、境界部においても均一な明るさを確保することができる。加えて、より一層発光素子を密に配置したより明るい小型の発光装置を製造することができる。
この実施形態3の配光部材の製造方法では、透光板を2方向に対して切断すること以外、実施形態1の配光部材の製造方法と実質的に同様である。
そして、図3A(b)に示すように、この透光板20aの表面に、DBR構造からなる第1遮光膜21を成膜し、第1遮光膜付部材27を形成する。例えば、この場合の第1遮光膜付部材27の幅を200μm程度とする。
次いで、図3A(c)に示すように、第1遮光膜付部材27を、第1遮光膜21を挟むように順次常温接合して、例えば、4つの第1遮光膜付部材27を積層した、第1接合体28を形成する。
さらに、図3B(a)に示すように、薄片化した配光部材22aに対して、再度、第1遮光膜付部材の積層面に対して垂直方向であって、第1遮光膜付部材27の積層面において、上述した第1切断に対して直交する方向において、切断する。
このような2方向に対する切断を行うことによって、図3B(b)に示すよう、所望の形状の配光部材22を複数製造することができる。
この実施形態4の配光部材の製造方法では、実施形態3において、図3A(d)に示すように、第1接合体28を、第1遮光膜付部材27の積層面に対して垂直に第1切断を行って薄片化した配光部材22aをさらに加工する。
次いで、図4A(b)に示すように、第2遮光膜付部材37を、第2遮光膜31を挟むように順次常温接合して、例えば、4つの第2遮光膜付部材37を積層した、第2接合体38を形成する。
その後、任意に、得られた配光部材32aを研磨及び/又は切断して、例えば、図4Bに示す、所望の形状の配光部材32を製造する。この配光部材32は、透光片20が行列状に複数配置されている。
この実施形態5の発光装置の製造方法では、図5に示すように、実施形態4で得られた配光部材32に対応して、発光素子13を行列状に複数配置する。
この際の発光素子13の配列は、実施形態2と同様に行うことができ、さらに、実施形態2と同様の方法により、反射層を形成して、発光装置を製造することができる。
このような発光装置においても、実施形態2と同様の効果が得られる。
10a、20a 透光板
11、21 第1遮光膜
12、22a、22、32a、32 配光部材
13 発光素子
14 反射層
15 基板
16 発光装置
17、27 第1遮光膜付部材
18、28 第1接合体
19 端面
31 第2遮光膜
37 第2遮光膜付部材
38 第2接合体
Claims (10)
- (a)透光板の表面に、透光板側から順に分布フラッグ反射膜及び金属膜を積層した第1遮光膜が被覆された、第1遮光膜付部材を複数準備し、
(b)複数の該第1遮光膜付部材を、前記第1遮光膜の前記金属膜同士を常温接合によって接合して第1接合体を形成し、
(c)該第1接合体を、前記第1遮光膜付部材の積層面に対して垂直に切断して薄片化する工程を含む配光部材の製造方法。 - 工程(c)の後、
(d)得られた薄片の切断面に第2遮光膜を被覆して、複数の第2遮光膜付部材を形成し、
(e)複数の該第2遮光膜付部材を、前記第2遮光膜を挟むように接合して第2接合体を形成し、
(f)該第2接合体を、前記第1遮光膜付部材の積層面及び前記第2遮光膜付部材の積層面に対して垂直に切断して薄片化する工程を含む請求項1の配光部材の製造方法。 - 工程(a)において、蛍光体を含有する透光板を用いる請求項1又は2に記載の配光部材の製造方法。
- 工程(d)において、前記第2遮光膜を、前記第1遮光膜と同じ材料によって形成する請求項2に記載の配光部材の製造方法。
- 工程(a)において、前記第1遮光膜を、前記透光板の一表面に又は二表面に被覆する請求項1〜4のいずれか1つに記載の配光部材の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の方法により配光部材を製造し、
該配光部材における遮光膜によって分画された透光片に対して、複数の発光素子をそれぞれ離間して配置し、
前記発光素子間に前記遮光膜と異なる材料による反射層を配置する工程を含む発光装置の製造方法。 - 前記遮光膜に分画された透光片を一列に配列し、かつ複数の前記発光素子を一列に配列する請求項6に記載の発光装置の製造方法。
- 前記遮光膜に分画された透光片を行列状に配列し、かつ複数の前記発光素子を行列状に配列する請求項6に記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射層を、白色樹脂によって形成する請求項6〜8のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射層を、前記配光部材側の面において、前記遮光膜と接触するように配置する請求項6〜9のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
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