JP7505421B2 - 紫外発光装置とその製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書の技術分野は、紫外発光素子を有する紫外発光装置とその製造方法に関する。
可視光を発する発光装置においては、基板に実装した半導体発光素子を樹脂で封止する。封止樹脂は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。これらの樹脂の屈折率は大気の屈折率よりも大きい。そのため、半導体発光素子と封止樹脂との界面における反射が抑制される。つまり、光取り出し効率が高い。
近年、紫外発光素子を用いた発光装置が研究開発されてきている。例えば、特許文献１には、紫外発光素子２の上にガラス等のコート膜５を配置し、コート膜５の上にシリコーン樹脂等の封止樹脂４を配置する発光装置が開示されている（特許文献１の段落［００２０］－［００２９］）。
ところで、紫外線はシリコーン樹脂、エポキシ樹脂を変性させる。紫外線により硬化または劣化した樹脂はクラックの原因となる。このため、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂を用いない紫外発光装置が開発されてきている。
しかし、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の封止に適した樹脂を用いずに紫外発光素子を封止することは必ずしも容易ではない。また、シリコーン樹脂等を用いない場合には、封止部材の表面が平坦となり光取り出し効率が低下する傾向にある。
本明細書の技術が解決しようとする課題は、紫外発光素子を封止するとともに光取り出し効率の向上を図った紫外発光装置を提供することである。
第１の態様における紫外発光装置は、基板と、紫外発光素子と、フッ素樹脂層と、を有する。基板は、実装面を有する。紫外発光素子は、電極を有する第１面と第１面の反対側の第２面と側面とを有する。紫外発光素子の第１面の電極は、基板の実装面に接合されている。フッ素樹脂層は、紫外発光素子の第２面および側面に接している。フッ素樹脂層は、紫外発光素子の第２面を覆う素子被覆部と、基板の実装面を覆う基板被覆部と、を有する。基板被覆部は、実装面の反対側に位置する平坦面を有する平坦部を有する。素子被覆部における紫外発光素子の第２面から最も離れている点から紫外発光素子の第２面までの距離が、基板被覆部の平坦部の平坦面から基板の実装面までの距離の１．３倍以上５倍以下である。
この紫外発光装置においては、フッ素樹脂層が、素子被覆部と基板被覆部とを有する。素子被覆部が基板被覆部の膜厚に比べて十分に盛り上がっている。このため、紫外発光素子の第２面から出射される光は紫外発光装置の外部に出る際に反射されにくい。この紫外発光装置の光取り出し効率は高い。
本明細書では、紫外発光素子を封止するとともに光取り出し効率の向上を図った紫外発光装置が提供されている。
以下、具体的な実施形態について、紫外発光装置とその製造方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。実施形態とは異なる構造を有していても構わない。そして、それぞれの図における各層の厚みの比は、概念的に示したものであり、必ずしも実際の厚みの比を示しているわけではない。
（第１の実施形態）
１．紫外発光装置
図１は、第１の実施形態の紫外発光装置１００の概略構成図である。図１に示すように、紫外発光装置１００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層１４０と、空気層１５０と、を有する。紫外発光装置１００は、紫外線を発する。
１．紫外発光装置
図１は、第１の実施形態の紫外発光装置１００の概略構成図である。図１に示すように、紫外発光装置１００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層１４０と、空気層１５０と、を有する。紫外発光装置１００は、紫外線を発する。
基板１１０は、紫外発光素子１２０を実装するための基板である。基板１１０は、実装面１１０ａを有する。実装面１１０ａは、紫外発光素子１２０を実装するための面である。基板１１０は、基材１１１と、回路パターン１１２、１１３と、スルーホール１１４と、を有する。回路パターン１１２は、基板１１０の実装面１１０ａの側のパターンである。回路パターン１１３は、基板１１０の実装面１１０ａの反対側のパターンである。スルーホール１１４は、回路パターン１１２と回路パターン１１３とを電気的に接続する。スルーホール１１４は金属で充填されている。実装面１１０ａは、回路パターン１１２の表面である。
紫外発光素子１２０は、紫外光を発する半導体発光素子である。紫外発光素子１２０の発光波長は、例えば、２００ｎｍ以上３２０ｎｍ以下である。紫外発光素子１２０は、第１面１２０ａと第２面１２０ｂと側面１２０ｃとを有する。第１面１２０ａは電極を有する。第１面１２０ａは基板１１０の実装面１１０ａと対面している。紫外発光素子１２０の第１面１２０ａの電極は接合層１３０を介して基板１１０の実装面１１０ａに接合されている。第２面１２０ｂは第１面１２０ａの反対側の面である。第２面１２０ｂは紫外発光素子１２０の外部に光を取り出す光取り出し面である。第２面１２０ｂはフッ素樹脂層１４０と対面している。側面１２０ｃは、第１面１２０ａおよび第２面１２０ｂ以外の面である。
接合層１３０は、紫外発光素子１２０を基板１１０に実装するための層である。接合層１３０は、紫外発光素子１２０の第１面１２０ａの電極と、基板１１０の実装面１１０ａの回路パターン１１２と、を接合する。接合層１３０の材質は、例えば、Ａｕ－Ｓｎ半田である。
フッ素樹脂層１４０は、紫外発光素子１２０から発せられる紫外光を外部に好適に取り出すための透光性フッ素樹脂である。フッ素樹脂層１４０は、もちろん、紫外線を透過させる。フッ素樹脂層１４０は、紫外発光素子１２０および基板１１０に固定されている。
空気層１５０は、基板１１０と紫外発光素子１２０との間に位置する閉空間である。空気層１５０には、気体が充填されている。気体は、例えば、大気である。空気層１５０は、基板１１０の実装面１１０ａと紫外発光素子１２０の第１面１２０ａとの間に位置している。なお、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂおよび側面１２０ｃと、フッ素樹脂層１４０と、の間には空気層はほとんど存在しない。
２．フッ素樹脂層
２－１．フッ素樹脂層の材質
フッ素樹脂層１４０の材質はフッ素樹脂である。フッ素樹脂はＣＦ結合を有するポリマーである。フッ素樹脂は、例えば、ＦＥＰである。フッ素樹脂層１４０の屈折率は、大気の屈折率より大きい。フッ素樹脂層１４０の屈折率は、例えば、１．２以上１．６以下である。
２－１．フッ素樹脂層の材質
フッ素樹脂層１４０の材質はフッ素樹脂である。フッ素樹脂はＣＦ結合を有するポリマーである。フッ素樹脂は、例えば、ＦＥＰである。フッ素樹脂層１４０の屈折率は、大気の屈折率より大きい。フッ素樹脂層１４０の屈折率は、例えば、１．２以上１．６以下である。
２－２．フッ素樹脂層の領域
図１に示すように、フッ素樹脂層１４０は、素子被覆部１４１と、基板被覆部１４２と、を有する。
図１に示すように、フッ素樹脂層１４０は、素子被覆部１４１と、基板被覆部１４２と、を有する。
素子被覆部１４１は、紫外発光装置１００の中心付近を占める領域である。素子被覆部１４１は、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂを覆っている。素子被覆部１４１は、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂに接触している。素子被覆部１４１は、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂより上の領域を占める。紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂが矩形であるため、素子被覆部１４１を基板１１０に射影した射影領域の形状も矩形である。
基板被覆部１４２は、紫外発光装置１００の外縁付近を占める領域である。基板被覆部１４２は、基板１１０の実装面１１０ａを覆っている。基板被覆部１４２は、基板１１０の実装面１１０ａに接触している。基板被覆部１４２は、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃの外側の領域を占める。基板被覆部１４２は、素子被覆部１４１を除いた領域である。基板被覆部１４２は、素子被覆部１４１の周囲を取り囲んでいる。基板被覆部１４２は、環状に近い領域である。
２－３．フッ素樹脂層の形状
図２は、第１の実施形態の紫外発光装置１００の形状を示す図である。図２に示すように、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃを延長する面が、素子被覆部１４１と基板被覆部１４２との境界面である。
図２は、第１の実施形態の紫外発光装置１００の形状を示す図である。図２に示すように、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃを延長する面が、素子被覆部１４１と基板被覆部１４２との境界面である。
素子被覆部１４１は、紫外発光素子１２０から遠ざかる向きの凸形状部ＰＲ１を有する。凸形状部ＰＲ１はドーム状である。
点Ｑ１は、素子被覆部１４１において紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂから最も遠い点である。点Ｑ２は、点Ｑ１を紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂに正射影した点である。点Ｑ２は、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂの中心付近に位置している。距離Ｈ１は、点Ｑ１と点Ｑ２との間の距離である。距離Ｈ１は、素子被覆部１４１における最も膜厚が厚い箇所の膜厚である。
基板被覆部１４２は、平坦部ＦＳ１と接続部ＪＣ１とを有する。平坦部ＦＳ１は平坦面ＦＳ１ａと平坦面ＦＳ１ｂとを有する。平坦面ＦＳ１ａは、基板１１０の実装面１１０ａの反対側の面である。平坦面ＦＳ１ｂは、基板１１０の実装面１１０ａと接触する面である。距離Ｈ２は、平坦面ＦＳ１ａと平坦面ＦＳ１ｂとの間の距離である。距離Ｈ２は、平坦部ＦＳ１の膜厚である。
距離Ｈ１は、例えば、２００μｍ以上５００μｍ以下である。距離Ｈ２は、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下である。紫外発光素子１２０の幅Ｗ１、すなわち、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂの一辺の長さは、例えば、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。紫外発光素子１２０の高さは、例えば、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。
素子被覆部１４１における紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂから最も離れている点から紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂまでの距離Ｈ１が、基板被覆部１４２の平坦部ＦＳ１の平坦面ＦＳ１ａから基板１１０の実装面１１０ａまでの距離Ｈ２の１．３倍以上５倍以下である。すなわち、距離Ｈ１は、距離Ｈ２の１．３以上５以下である。好ましくは、１．４以上４以下である。より好ましくは、１．５以上３以下である。
距離Ｈ１は、例えば、幅Ｗ１の０．１５以上０．８以下である。好ましくは、０．２以上０．７以下である。より好ましくは、０．２以上０．６以下である。
接続部ＪＣ１は、素子被覆部１４１の周囲の領域である。接続部ＪＣ１は、素子被覆部１４１に向かうにつれて膜厚が厚くなっている。このため、接続部ＪＣ１の膜厚は平坦部ＦＳ１の膜厚よりも厚い。
また、フッ素樹脂層１４０は、基板１１０の実装面１１０ａと紫外発光素子１２０の第１面１２０ａとの間の隙間を埋めていない。この埋めていない隙間が空気層１５０である。
３．屈折率
紫外発光素子１２０の屈折率は１．７程度である。フッ素樹脂層１４０の屈折率は１．２以上１．６以下の程度である。大気の屈折率は１である。紫外発光素子１２０、フッ素樹脂層１４０、大気の順で屈折率が高い。この場合には、各材料同士の境界で全反射が生じにくい。
紫外発光素子１２０の屈折率は１．７程度である。フッ素樹脂層１４０の屈折率は１．２以上１．６以下の程度である。大気の屈折率は１である。紫外発光素子１２０、フッ素樹脂層１４０、大気の順で屈折率が高い。この場合には、各材料同士の境界で全反射が生じにくい。
第１の実施形態では、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂおよび側面１２０ｃは、空気層１５０と接触していない。前述のように紫外発光素子１２０の屈折率は空気層１５０の屈折率より十分に大きい。紫外発光素子１２０のうち外部に光を取り出す第２面１２０ｂおよび側面１２０ｃが屈折率の低い空気層１５０と接触していないため、紫外発光素子１２０からの光は素子外部に出射しやすい。したがって、紫外発光装置１００の光取り出し効率は高い。
４．製造方法
４－１．素子実装工程
図３に示すように、基板１１０の実装面１１０ａに紫外発光素子１２０を実装する。基板１１０の実装面１１０ａの上に例えばＡｕ－Ｓｎ半田を載せる。紫外発光素子１２０の第１面１２０ａの電極がＡｕ－Ｓｎ半田と接触するようにＡｕ－Ｓｎ半田の上に紫外発光素子１２０を載せる。そして、例えば、リフローにより紫外発光素子１２０を基板１１０に実装する。これにより、紫外発光素子１２０の第１面１２０ａが基板１１０の実装面１１０ａに接合される。
４－１．素子実装工程
図３に示すように、基板１１０の実装面１１０ａに紫外発光素子１２０を実装する。基板１１０の実装面１１０ａの上に例えばＡｕ－Ｓｎ半田を載せる。紫外発光素子１２０の第１面１２０ａの電極がＡｕ－Ｓｎ半田と接触するようにＡｕ－Ｓｎ半田の上に紫外発光素子１２０を載せる。そして、例えば、リフローにより紫外発光素子１２０を基板１１０に実装する。これにより、紫外発光素子１２０の第１面１２０ａが基板１１０の実装面１１０ａに接合される。
４－２．フッ素樹脂片載置工程
図４に示すように、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂの上にフッ素樹脂片Ｆ１を載置する。フッ素樹脂片Ｆ１は、紫外発光装置１００と同程度の大きさのフッ素樹脂である。フッ素樹脂片Ｆ１の幅は、紫外発光素子１２０の幅Ｗ１と同程度である。フッ素樹脂片Ｆ１は、例えば、ＦＥＰである。フッ素樹脂片Ｆ１は、第１面Ｆ１ａと第２面Ｆ１ｂとを有する。第２面Ｆ１ｂは第１面Ｆ１ａの反対側の面である。フッ素樹脂片Ｆ１の第１面Ｆ１ａは、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂと接触している。フッ素樹脂片Ｆ１の数は、紫外発光素子１２０の数と同じである。つまり、紫外発光素子１２０のそれぞれの上にフッ素樹脂片Ｆ１が配置されている。
図４に示すように、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂの上にフッ素樹脂片Ｆ１を載置する。フッ素樹脂片Ｆ１は、紫外発光装置１００と同程度の大きさのフッ素樹脂である。フッ素樹脂片Ｆ１の幅は、紫外発光素子１２０の幅Ｗ１と同程度である。フッ素樹脂片Ｆ１は、例えば、ＦＥＰである。フッ素樹脂片Ｆ１は、第１面Ｆ１ａと第２面Ｆ１ｂとを有する。第２面Ｆ１ｂは第１面Ｆ１ａの反対側の面である。フッ素樹脂片Ｆ１の第１面Ｆ１ａは、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂと接触している。フッ素樹脂片Ｆ１の数は、紫外発光素子１２０の数と同じである。つまり、紫外発光素子１２０のそれぞれの上にフッ素樹脂片Ｆ１が配置されている。
４－３．フッ素樹脂シート載置工程
図５に示すように、フッ素樹脂片Ｆ１の上にフッ素樹脂シートＦ２を載置する。フッ素樹脂片Ｆ１の材質とフッ素樹脂シートＦ２の材質とは同じである。フッ素樹脂シートＦ２の膜厚は、フッ素樹脂片Ｆ１の膜厚よりも薄い。フッ素樹脂シートＦ２は第１面Ｆ２ａと第２面Ｆ２ｂとを有する。第２面Ｆ２ｂは第１面Ｆ２ａの反対側の面である。フッ素樹脂片Ｆ１の第２面Ｆ１ｂの上にフッ素樹脂シートＦ２の第１面Ｆ２ａが接触している。フッ素樹脂シートＦ２の第２面Ｆ２ｂの上には何も配置されていない。
図５に示すように、フッ素樹脂片Ｆ１の上にフッ素樹脂シートＦ２を載置する。フッ素樹脂片Ｆ１の材質とフッ素樹脂シートＦ２の材質とは同じである。フッ素樹脂シートＦ２の膜厚は、フッ素樹脂片Ｆ１の膜厚よりも薄い。フッ素樹脂シートＦ２は第１面Ｆ２ａと第２面Ｆ２ｂとを有する。第２面Ｆ２ｂは第１面Ｆ２ａの反対側の面である。フッ素樹脂片Ｆ１の第２面Ｆ１ｂの上にフッ素樹脂シートＦ２の第１面Ｆ２ａが接触している。フッ素樹脂シートＦ２の第２面Ｆ２ｂの上には何も配置されていない。
４－４．減圧工程
次に、図５の状態で積層したものを真空加熱装置に入れる。そして、真空加熱装置を減圧する。真空加熱装置の内圧は、例えば、１Ｐａ以上１００Ｐａ以下である。
次に、図５の状態で積層したものを真空加熱装置に入れる。そして、真空加熱装置を減圧する。真空加熱装置の内圧は、例えば、１Ｐａ以上１００Ｐａ以下である。
４－５．減圧加熱工程
次に、上記の減圧状態で積層体を加熱する。加熱温度は、例えば、１００℃以上５００℃以下である。加熱温度は、フッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２の融点に応じて調整すればよい。これにより、フッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２はほぼ同時に溶融する（図６参照）。このように、フッ素樹脂シートＦ２を溶融させる際に、フッ素樹脂片Ｆ１が溶融してフッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とが融合する。保持時間は、例えば、１分以上１０分以下である。
次に、上記の減圧状態で積層体を加熱する。加熱温度は、例えば、１００℃以上５００℃以下である。加熱温度は、フッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２の融点に応じて調整すればよい。これにより、フッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２はほぼ同時に溶融する（図６参照）。このように、フッ素樹脂シートＦ２を溶融させる際に、フッ素樹脂片Ｆ１が溶融してフッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とが融合する。保持時間は、例えば、１分以上１０分以下である。
４－６．復圧工程
図６に示すように、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂの上に素子被覆部１４１が形成され、基板１１０の実装面１１０ａの上に基板被覆部１４２が形成されている。このため、加熱温度を維持したまま、真空加熱装置の内部を大気圧に復圧する。減圧加熱工程から復圧工程にかけて、フッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２は紫外発光素子１２０および基板１１０に固定される。
図６に示すように、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂの上に素子被覆部１４１が形成され、基板１１０の実装面１１０ａの上に基板被覆部１４２が形成されている。このため、加熱温度を維持したまま、真空加熱装置の内部を大気圧に復圧する。減圧加熱工程から復圧工程にかけて、フッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２は紫外発光素子１２０および基板１１０に固定される。
４－７．放置工程
真空加熱装置の内部でしばらく積層体を放置する。これにより、真空加熱装置の内部は室温まで下がる。または、真空加熱装置の内部を室温まで冷却してもよい。
真空加熱装置の内部でしばらく積層体を放置する。これにより、真空加熱装置の内部は室温まで下がる。または、真空加熱装置の内部を室温まで冷却してもよい。
４－８．その他の工程
基板１１０をそれぞれの紫外発光装置１００に切り出す。また、その他の工程を実施してもよい。
基板１１０をそれぞれの紫外発光装置１００に切り出す。また、その他の工程を実施してもよい。
５．第１の実施形態の効果
第１の実施形態の紫外発光装置１００のフッ素樹脂層１４０は、素子被覆部１４１と基板被覆部１４２とを有する。素子被覆部１４１は紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂから突出する凸形状部ＰＲ１を有する。凸形状部ＰＲ１は十分に高く、平坦面と大きく異なる曲面である。このため、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂからフッ素樹脂層１４０に入射する光は、凸形状部ＰＲ１から紫外発光装置１００の外部に出る際に反射されにくい。つまり、この紫外発光装置１００の光取り出し効率は高い。
第１の実施形態の紫外発光装置１００のフッ素樹脂層１４０は、素子被覆部１４１と基板被覆部１４２とを有する。素子被覆部１４１は紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂから突出する凸形状部ＰＲ１を有する。凸形状部ＰＲ１は十分に高く、平坦面と大きく異なる曲面である。このため、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂからフッ素樹脂層１４０に入射する光は、凸形状部ＰＲ１から紫外発光装置１００の外部に出る際に反射されにくい。つまり、この紫外発光装置１００の光取り出し効率は高い。
６．変形例
６－１．フッ素樹脂層（その１）
図７は、第１の実施形態の変形例における紫外発光装置２００の概略構成図である。図７に示すように、紫外発光装置２００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層２４０と、を有する。フッ素樹脂層２４０は、素子被覆部２４１と、基板被覆部２４２と、を有する。素子被覆部２４１は、第１層２４１ａと第２層２４１ｂとを有する。第１層２４１ａはフッ素樹脂片Ｆ１に由来する層である。第２層２４１ｂはフッ素樹脂シートＦ２に由来する層である。フッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とは異なるフッ素樹脂である。フッ素樹脂片Ｆ１の融点はフッ素樹脂シートＦ２の融点より高い。このため、フッ素樹脂片Ｆ１は真空加熱装置の内部で溶融せずに第１層２４１ａとして残留する。つまり、第１層２４１ａおよび第２層２４１ｂが融合していない。第１層２４１ａは、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂを覆っている。第２層２４１ｂは、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃおよび第１層２４１ａを覆っている。
６－１．フッ素樹脂層（その１）
図７は、第１の実施形態の変形例における紫外発光装置２００の概略構成図である。図７に示すように、紫外発光装置２００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層２４０と、を有する。フッ素樹脂層２４０は、素子被覆部２４１と、基板被覆部２４２と、を有する。素子被覆部２４１は、第１層２４１ａと第２層２４１ｂとを有する。第１層２４１ａはフッ素樹脂片Ｆ１に由来する層である。第２層２４１ｂはフッ素樹脂シートＦ２に由来する層である。フッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とは異なるフッ素樹脂である。フッ素樹脂片Ｆ１の融点はフッ素樹脂シートＦ２の融点より高い。このため、フッ素樹脂片Ｆ１は真空加熱装置の内部で溶融せずに第１層２４１ａとして残留する。つまり、第１層２４１ａおよび第２層２４１ｂが融合していない。第１層２４１ａは、紫外発光素子１２０の第２面１２０ｂを覆っている。第２層２４１ｂは、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃおよび第１層２４１ａを覆っている。
６－２．フッ素樹脂層（その２）
図８は、第１の実施形態の変形例における紫外発光装置３００の概略構成図である。図８に示すように、紫外発光装置３００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層３４０と、を有する。フッ素樹脂層３４０は、素子被覆部３４１と、基板被覆部３４２と、を有する。素子被覆部３４１は、第１層３４１ａと第２層３４１ｂとを有する。第１層３４１ａはフッ素樹脂片Ｆ１に由来する層である。第２層３４１ｂはフッ素樹脂シートＦ２に由来する層である。フッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とは異なるフッ素樹脂である。真空加熱装置の内部ではフッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２が溶融する。そして、フッ素樹脂片Ｆ１がドーム形状の第１層３４１ａとなり、フッ素樹脂シートＦ２が第１層３４１ａを覆う第２層３４１ｂとなる。第１層３４１ａおよび第２層３４１ｂが融合している。ここで、第１層３４１ａの屈折率が第２層３４１ｂの屈折率よりも大きいとよい。
図８は、第１の実施形態の変形例における紫外発光装置３００の概略構成図である。図８に示すように、紫外発光装置３００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層３４０と、を有する。フッ素樹脂層３４０は、素子被覆部３４１と、基板被覆部３４２と、を有する。素子被覆部３４１は、第１層３４１ａと第２層３４１ｂとを有する。第１層３４１ａはフッ素樹脂片Ｆ１に由来する層である。第２層３４１ｂはフッ素樹脂シートＦ２に由来する層である。フッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とは異なるフッ素樹脂である。真空加熱装置の内部ではフッ素樹脂片Ｆ１およびフッ素樹脂シートＦ２が溶融する。そして、フッ素樹脂片Ｆ１がドーム形状の第１層３４１ａとなり、フッ素樹脂シートＦ２が第１層３４１ａを覆う第２層３４１ｂとなる。第１層３４１ａおよび第２層３４１ｂが融合している。ここで、第１層３４１ａの屈折率が第２層３４１ｂの屈折率よりも大きいとよい。
６－３．フッ素樹脂層（その３）
図９は、第１の実施形態の変形例における紫外発光装置４００の概略構成図である。図９に示すように、紫外発光装置４００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層４４０と、を有する。フッ素樹脂層４４０は、素子被覆部４４１と、基板被覆部４４２と、を有する。素子被覆部４４１は、第１層４４１ａと第２層４４１ｂとを有する。第１層４４１ａはフッ素樹脂片Ｆ１に由来する層である。第２層４４１ｂはフッ素樹脂シートＦ２に由来する層である。フッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とは異なるフッ素樹脂である。第２層４４１ｂは、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃを覆っている。ここで、フッ素樹脂片Ｆ１の幅は紫外発光素子１２０の幅Ｗ１よりも大きい。このため、フッ素樹脂片Ｆ１が溶融する際に、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃを覆う。
図９は、第１の実施形態の変形例における紫外発光装置４００の概略構成図である。図９に示すように、紫外発光装置４００は、基板１１０と、紫外発光素子１２０と、接合層１３０と、フッ素樹脂層４４０と、を有する。フッ素樹脂層４４０は、素子被覆部４４１と、基板被覆部４４２と、を有する。素子被覆部４４１は、第１層４４１ａと第２層４４１ｂとを有する。第１層４４１ａはフッ素樹脂片Ｆ１に由来する層である。第２層４４１ｂはフッ素樹脂シートＦ２に由来する層である。フッ素樹脂片Ｆ１とフッ素樹脂シートＦ２とは異なるフッ素樹脂である。第２層４４１ｂは、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃを覆っている。ここで、フッ素樹脂片Ｆ１の幅は紫外発光素子１２０の幅Ｗ１よりも大きい。このため、フッ素樹脂片Ｆ１が溶融する際に、紫外発光素子１２０の側面１２０ｃを覆う。
６－４．材質
フッ素樹脂層１４０の材質は、例えば、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥである。
フッ素樹脂層１４０の材質は、例えば、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥである。
６－５．フッ素樹脂シートの膜厚
フッ素樹脂シートＦ２の膜厚は、フッ素樹脂片Ｆ１の膜厚よりも厚くてもよい。
フッ素樹脂シートＦ２の膜厚は、フッ素樹脂片Ｆ１の膜厚よりも厚くてもよい。
６－６．空気層
空気層１５０をアンダーフィルにより埋めてもよい。
空気層１５０をアンダーフィルにより埋めてもよい。
６－７．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
（評価試験）
１．サンプルの作製
３種類のサンプルを作成した。サンプル１は、基板１１０に紫外発光素子１２０を実装しただけの発光装置であった。サンプル２は、サンプル１にＦＥＰのフッ素樹脂シートにより紫外発光素子１２０を覆った発光装置であった。サンプル３は、サンプル１にＦＥＰのフッ素樹脂片Ｆ１を載せ、その上にＦＥＰのフッ素樹脂シートＦ２を載せて溶融させた発光装置であった。サンプル３では、紫外発光素子１２０の直上のフッ素樹脂層がレンズ形状に盛り上がっている。
１．サンプルの作製
３種類のサンプルを作成した。サンプル１は、基板１１０に紫外発光素子１２０を実装しただけの発光装置であった。サンプル２は、サンプル１にＦＥＰのフッ素樹脂シートにより紫外発光素子１２０を覆った発光装置であった。サンプル３は、サンプル１にＦＥＰのフッ素樹脂片Ｆ１を載せ、その上にＦＥＰのフッ素樹脂シートＦ２を載せて溶融させた発光装置であった。サンプル３では、紫外発光素子１２０の直上のフッ素樹脂層がレンズ形状に盛り上がっている。
２．試験結果
表１は試験結果を示す表である。なお、明るさはサンプル１の明るさで規格化されている。表１に示すように、第１の実施形態の紫外発光装置１００に該当するサンプル３は、フッ素樹脂シートがないサンプル１に比べて２０％程度明るい。サンプル３は、サンプル２に比べて１０％程度明るい。
表１は試験結果を示す表である。なお、明るさはサンプル１の明るさで規格化されている。表１に示すように、第１の実施形態の紫外発光装置１００に該当するサンプル３は、フッ素樹脂シートがないサンプル１に比べて２０％程度明るい。サンプル３は、サンプル２に比べて１０％程度明るい。
［表１］
サンプル 明るさ
サンプル１ １
サンプル２ １．１
サンプル３ １．２
サンプル 明るさ
サンプル１ １
サンプル２ １．１
サンプル３ １．２
（付記）
第１の態様における紫外発光装置は、基板と、紫外発光素子と、フッ素樹脂層と、を有する。基板は、実装面を有する。紫外発光素子は、電極を有する第１面と第１面の反対側の第２面と側面とを有する。紫外発光素子の第１面の電極は、基板の実装面に接合されている。フッ素樹脂層は、紫外発光素子の第２面および側面に接している。フッ素樹脂層は、紫外発光素子の第２面を覆う素子被覆部と、基板の実装面を覆う基板被覆部と、を有する。基板被覆部は、実装面の反対側に位置する平坦面を有する平坦部を有する。素子被覆部における紫外発光素子の第２面から最も離れている点から紫外発光素子の第２面までの距離が、基板被覆部の平坦部の平坦面から基板の実装面までの距離の１．３倍以上５倍以下である。
第１の態様における紫外発光装置は、基板と、紫外発光素子と、フッ素樹脂層と、を有する。基板は、実装面を有する。紫外発光素子は、電極を有する第１面と第１面の反対側の第２面と側面とを有する。紫外発光素子の第１面の電極は、基板の実装面に接合されている。フッ素樹脂層は、紫外発光素子の第２面および側面に接している。フッ素樹脂層は、紫外発光素子の第２面を覆う素子被覆部と、基板の実装面を覆う基板被覆部と、を有する。基板被覆部は、実装面の反対側に位置する平坦面を有する平坦部を有する。素子被覆部における紫外発光素子の第２面から最も離れている点から紫外発光素子の第２面までの距離が、基板被覆部の平坦部の平坦面から基板の実装面までの距離の１．３倍以上５倍以下である。
第２の態様における紫外発光装置においては、素子被覆部は、紫外発光素子の第２面を覆う第１層と、第１層を覆う第２層と、を有する。第１層および第２層は、フッ素樹脂であり、基板被覆部は、第１層および第２層のうち第２層のみで形成されており、第２層は、紫外発光素子の側面を直接覆っている。
第３の態様における紫外発光装置においては、第１層および第２層が、融合している。
第４の態様における紫外発光装置においては、第１層および第２層が、融合していない。
第５の態様における紫外発光装置の製造方法においては、第１面を基板に実装された紫外発光素子の第２面の上にフッ素樹脂片を載置し、フッ素樹脂片の上にフッ素樹脂シートを載置し、減圧下で加熱することによりフッ素樹脂シートを溶融させ、フッ素樹脂シートを紫外発光素子および基板に固定する。
第６の態様における紫外発光装置の製造方法においては、フッ素樹脂片とフッ素樹脂シートとは同じ材質である。フッ素樹脂シートを溶融させる際に、フッ素樹脂片が溶融してフッ素樹脂片とフッ素樹脂シートとが融合する。
第７の態様における紫外発光装置の製造方法においては、フッ素樹脂片とフッ素樹脂シートとは異なる材質である。フッ素樹脂シートを溶融させる際に、フッ素樹脂片が溶融しない。
第８の態様における紫外発光装置の製造方法においては、フッ素樹脂片とフッ素樹脂シートとは異なる材質である。フッ素樹脂シートを溶融させる際に、フッ素樹脂片が溶融してフッ素樹脂片とフッ素樹脂シートとが融合する。
１００…紫外発光装置
１１０…基板
１２０…紫外発光素子
１３０…接合層
１４０…フッ素樹脂層
１５０…空気層
１１０…基板
１２０…紫外発光素子
１３０…接合層
１４０…フッ素樹脂層
１５０…空気層
Claims (4)
- 基板と、
紫外発光素子と、
フッ素樹脂層と、
を有し、
前記基板は、
実装面を有し、
前記紫外発光素子は、
電極を有する第１面と前記第１面の反対側の第２面と側面とを有し、
前記紫外発光素子の前記第１面の前記電極は、
前記基板の前記実装面に接合されており、
前記フッ素樹脂層は、
前記紫外発光素子の前記第２面および前記側面に接しており、
前記フッ素樹脂層は、
前記紫外発光素子の前記第２面を覆う素子被覆部と、
前記基板の前記実装面を覆う基板被覆部と、
を有し、
前記基板被覆部は、
前記実装面の反対側に位置する平坦面を有する平坦部を有し、
前記素子被覆部における前記紫外発光素子の前記第２面から最も離れている点から前記紫外発光素子の前記第２面までの距離が、
前記基板被覆部の前記平坦部の前記平坦面から前記基板の前記実装面までの距離の１．３倍以上５倍以下であること
を含む紫外発光装置。 - 請求項１に記載の紫外発光装置において、
前記素子被覆部は、
前記紫外発光素子の前記第２面を覆う第１層と、
前記第１層を覆う第２層と、
を有し、
前記第１層および前記第２層は、
フッ素樹脂であり、
前記基板被覆部は、
前記第１層および前記第２層のうち前記第２層のみで形成されており、
前記第２層は、
前記紫外発光素子の前記側面を直接覆っていること
を含む紫外発光装置。 - 請求項２に記載の紫外発光装置において、
前記第１層および前記第２層が、
融合していること
を含む紫外発光装置。 - 請求項２に記載の紫外発光装置において、
前記第１層および前記第２層が、
融合していないこと
を含む紫外発光装置。
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