(57)【要約】  安価で特性の優れた発光装置及びその製造方法を提供すること。  本発明は、電極形成面上にバンプ４，５を有する半導体発光素子６の光取り出し面上に蛍光体含有フィルム片２を接着した２重構造体とし、この２重構造体のバンプ実装面７と出光面８以外の露出面を反射壁３で覆い、反射壁を持ったチップサイズパッケージとすることにより、パッケージ基板の要らない安価で、輝度特性、放熱特性の良好な発光装置、及び色度歩留の良好な製造方法を提供できる。
2012144030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記半導体発光素子と前記蛍光体含有フィルム片は、シリコン樹脂、または色度や色温度を補正するための色素または蛍光体を含有したシリコン樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体含有フィルム片の素材は、シリコン樹脂に数種の蛍光体粉末を分散させたものであり、前記反射壁の素材は、シリコン樹脂に酸化チタン微粉末を分散させたものであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発光装置を製造する方法であって、
蛍光体含有フィルムをダイシングシートに貼り付け、該蛍光体含有フィルムを厚めのダイシングブレードを用いて、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片に分割するＡ１工程と、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片をワークシートに転写するＡ２工程と、複数の前記蛍光体含有フィルム片上に、前記シリコン樹脂をポッティングし、前記半導体発光素子を前記光取り出し面を下にしてダイスボンドし、前記蛍光体含有フィルム片と前記半導体発光素子の２重構造体を形成するＡ３工程と、行列状に配列された複数の前記２重構造体が存在する領域を、１つの通路を残して囲むようにワークシート上に貼り付けられる帯状の反射壁用スペーサと、該反射壁用スペーサの上面と前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面に密着させて蓋をする天面シートで、前記１つの通路以外が密封された密閉空間を形成するＡ４工程と、前記Ａ４工程で形成された密封空間に前記反射壁を形成する反射壁用樹脂を前記１つの通路から充填し、硬化させ、前記２重構造体の前記出光面と前記バンプ実装面以外の面を前記反射壁で覆うＡ５工程と、ワークシートと天面シートを剥がし、反射壁で結合され板状になった２重構造体をダイシングシートに貼り付け、前記厚めのダイシングブレードより薄いダイシングブレードで、隣接する２重構造体の中央をダイシングすることにより、個別の前記発光装置に分割するＡ６工程と、から成ることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記蛍光体含有フィルムは、
厚めの剥離シート上に、前記蛍光体含有フィルムを形成するフィルム形成空間を囲むように、閉じた帯状の蛍光体用スペーサを貼り付けるＣ１工程と、蛍光体粉末を分散させた蛍光体含有シリコン樹脂を供給機構で、前記フィルム形成空間にポッティングするＣ２工程と、前記蛍光体含有シリコン樹脂を、前記蛍光体用スペーサの厚みで、前記フィルム形成空間を満たすようにするＣ３工程と、該フィルム形成空間に剥離シートで蓋をして、平滑で剛性の高い板で、前記厚めの剥離シートと前記薄めの剥離シートを介して、前記フィルム形成空間を挟み込み、一定の圧力を加えながら硬化させるＣ４工程と、から成る工程で製造されることを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記ワークシート、前記反射壁用スペーサ、前記天面シート、及び前記蛍光体用スペーサは、耐熱性樹脂から成る基材シートの一方の面上に紫外線硬化性の粘着糊をコートしたものであることを特徴とする請求項５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記反射壁用樹脂は、
前記ワークシート上に前記１つの通路を持ち、前記Ａ４工程で形成された密封空間を形成している構造体に紫外光を照射して、前記構造体の紫外線硬化性の粘着糊を硬化させるＤ１工程と、前記構造体を真空引きが可能なチャンバー内に置き、該チャンバー内を真空引きするＤ２工程と、該チャンバー内に置かれた前記構造体の前記１つの通路を塞ぐように前記反射壁用樹脂をポッティングするＤ３工程と、前記チャンバー内の気圧を徐々に大気圧に近づけ、前記反射壁用樹脂が前記１つの通路を通って、前記Ａ４工程で形成された密封空間に充填されるＤ４工程と、から成る工程で充填されることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記Ａ２工程とＡ３工程の間に、前記蛍光体含有フィルム片の下方から前記半導体発光素子と同じ波長の光を発する発光体で、該蛍光体含有フィルム片を照射し、上方のディテクターで、該蛍光体含有フィルム片で変換された光の色度または色温度等を測定するＥ１工程を加えることを特徴とする請求項４、５、６、７の何れか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記Ａ３工程で用いる前記シリコン樹脂は、前記Ｅ１工程の測定データを基にして、色度または色温度を補正するための色素または蛍光体粉末が分散されたシリコン樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記ワークシートまたは前記天面シートの前記耐熱性樹脂から成る基材シートにおいて、紫外線硬化性の粘着糊がコートされる面は、該糊との接着強度を増すために、すりガラス状に荒らされていることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面（もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と、前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面）と、前記蛍光体含有フィルム片の側面の該出光面側の部分以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする透明フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明等に用いられる発光装置及びその製造方法に係り、特に青色光、紫色光、紫外光を発する半導体発光素子とその光を白色光に変換する蛍光体層と白色光を一定方向に効率よく反射する反射壁から構成された発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤを用いた照明装置が実用化され、白熱電球や蛍光灯に置き換わりつつある。その理由は、低消費電力で同等輝度が得られ、地球温暖化の原因である二酸化炭素の排出量を大幅に削減できるエコ商品の切り札となるからである。例えば、６０Ｗ級の白熱電球の同等輝度は、９ＷのＬＥＤ電球で実現できている。このように、すべての照明がＬＥＤ照明に代われば、二酸化炭素排出量の削減目標は容易に達成できるのであるが、これを阻んでいるのが、２つの照明装置の価格差がまだ大きいことである。寿命を考慮すれば、その価格差はかなり小さくなっているので、特殊な場所の照明は、それを交換する人件費も削減できるため、ＬＥＤ照明に置き換えられつつあるが、最もニーズの多い一般照明には、初期の価格差がまだ大きいため、普及を妨げている。【０００３】
ＬＥＤ電球を高価にしている原因は、大きく分けると２つあり、その一つは、ＬＥＤ電球の駆動電源は、直流の定電流電源で、交流からの変換機が必要になること、二つめは、発光装置（白色ＬＥＤデバイス）自体が高価であることである。白色ＬＥＤデバイスを高価にしている原因は、材料費が高いことと、歩留が悪いことである。白色ＬＥＤデバイスの材料費は、占有率が高いほうから、パッケージ、ＬＥＤチップ、蛍光体、樹脂の順であり、白色ＬＥＤデバイスの歩留を悪くしている主要因は、色度（または色温度）の歩留（つまり目標の色度を出すための良品率が、蛍光体の量のバラツキなどで、悪くなること）である。白色ＬＥＤデバイスを販売している各社は、この観点から価格を下げるために努力を払っている。【０００４】
その1つの例として、特許文献１に示されているような、ＣＲＥＥ社の取り組みである。従来は、パッケージに半導体発光素子（ＬＥＤチップ）を実装した後に、蛍光体粉末を分散させた樹脂でパッケージ内を封じることにより、発光装置が製造されていたが、これでは、発光装置の色度検査でＮＧとなった時は、パッケージも含めた発光装置全体がＮＧとなり、一番高価なパッケージまでが捨てられることになる。これに対して、特許文献１では、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップのワイヤーボンドパッド１３１を除く光取り出し面（もしくわＬＥＤチップの側面まで含めて）に、蛍光体層を形成した白色ＬＥＤチップ１３０としている。この場合、色度検査は、チップの段階で行うことができ、高価なパッケージは、捨てられることはなくなるし、さらに、チップ表面の範囲でしか、蛍光体が使用されていないので、蛍光体の節約にもなる。さらに、ＬＥＤチップの点光源で色度が決定されるため、白色ＬＥＤデバイスの指向角による色度のバラツキも改善される。【０００５】
同じような取り組みは、特許文献２や３でも行われている。
特許文献２では、図１４（ａ）に示すように、蛍光体チップ１４１をＬＥＤチップに透明樹脂で接着させたチップ組立体１４２として、パッケージにフリップチップ方式で実装したり、また別の例では、ワイヤーボンディング方式（電極面を上にして実装し、基板との結線はワイヤーボンディングで行う方式）で実装したりしている。また、特許文献３では、図１４（ｂ）に示すように、実装部（電極部）にバンプ１４６を有するＬＥＤチップのバンプ先端部以外を、蛍光体粉末を分散させた樹脂で被覆して、構造体１４７にし、バンプ部に導電性接着剤を用いて、反射壁１４８をもつキャビティに実装し、透明樹脂で封止している。この２つの例も特許文献１と同様な改善を目的とした例である。【０００６】
また、特許文献３の場合、構造体１４７は、特許文献４（半導体素子、特にＬＳＩチップのチップサイズパッケージについての文献）に示されている半導体装置（図１５（ａ）に示す半導体装置１５０）と同じような構造で、本発明で議論しようとしているものと類似している。つまり、チップサイズパッケージ構造として、図１５（ｃ）に示すように、配線基板に直に搭載可能としており、材料費が高いパッケージを省略できる構造である。しかし、この構造の発光装置１４７には、エコな照明に必要な重要な特性が欠落している。
それは、光の集光機能が全くないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１０−５１７２８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１５５９号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１３２５号公報
【特許文献４】特許第３５２６７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２、及び３で示すように、蛍光体の節約や色度の歩留改善、及び白色の点発光体とすることにより、指向角による色度のバラツキ改善を目的として、言わば、白色発光素子（白色ＬＥＤチップ）の概念が登場した。その白色発光素子１３０を、図１３（ｃ）に示すように、熱伝導率が中程度に良くて板状のパッケージ基板１３３（具体的には、アルミナセラミック基板）に実装し、樹脂レンズ１３４で封止して、目的の方向に光を集光させる構造の発光装置１３２が、安く作れて、輝度、放熱、及び信頼性も兼ね備えた照明用発光装置として、その構造を確立しつつある。しかし、部品構成上、最も高いパッケージは、可能な限り特性を損なうことなく、可能な限り安くという考えで、小型化や反射壁の構造をなくし、樹脂レンズ１３４による集光に置き換えられているが、まだ、高いパッケージ基板１３３は存在しているし、また、そのパッケージ基板１３３自体が、照明用発光装置の特性も少なからず悪くしている。【０００９】
図１３（ｃ）の場合で、具体的に言うと、パッケージ基板（アルミナセラミック基板）をなくせない主な原因は、２つある。１つは、白色ＬＥＤチップ１３０がワイヤーボンディング方式での実装のため、外部基板の端子に半田で実装するためには、パッケージ基板１３３がどうしても必要になること、もう１つは、白色ＬＥＤチップ１３０の光を一定方向に集光させるためには、反射壁やレンズが必要で、それを形成するためにも、パッケージ基板１３３が必要になること、である。
前者は、フリップチップ方式の実装に変更して、特許文献３のような図１５（ｂ）で示すチップサイズパッケージ１４７のようにすれば、パッケージ基板は省略可能であるが、後者は、図１５（ｂ）の構造では解決できない。つまり、白色発光素子の光を集光させる機能は備わっていないのである。光の有効利用の観点から言うと、一定方向に光を向ける機能は、エコな照明には重要な要素である。しかも、この機能は、発光源の近くに置けば置くほど効果的である。つまり、発光装置から離れてその周囲に反射壁を置くより、発光装置の中に置くほうが効果的なのである。そのため発光装置内のパッケージに集光機能を持たせるのである。【００１０】
次に、図１３（ｃ）に示すパッケージ基板１３３が、発光装置１３２の特性を悪くしている内容を具体的に述べると、
１つは、放熱性についてである。４Ｗ級の白色発光素子１３０のｐ−ｎジャンクションで発生した熱は、図１６（ａ）に示すように、ＬＥＤチップのアノード電極から、それに熱溶着されたパッケージ基板１３３の電極１６０に流れ、アルミナセラミック基板１３３、電極１６１、半田１６２、外部基板１６３へと多くの層を経由して流れていく。それに対して、図１５（ｂ）で示すチップサイズパッケージ１４７の場合、図１６（ｂ）に示すように、ｐ−ｎジャンクションで発生した熱は、バンプ１６４、半田１６２、外部基板１６３へとダイレクトに流れ、基本的に放熱性は改善される構造と成る。具体的な計算を行うと、図１６の（ａ）と（ｂ）の差であるアルミナセラミック基板１３３の熱抵抗Ｒは、サイズ：３．５６ｍｍ□，厚み：０．７ｍｍ，熱伝導率：１６Ｗ／ｍ・Ｋを用いると、Ｒ＝３．６８℃／Ｗとなり、４ＷのＬＥＤとすると、温度はこの基板のために１４．７℃上昇する。
他の１つは、光を一定方向に向ける集光用の樹脂レンズ１３４に関してであるが、図１３（ｃ）に示すように、樹脂レンズ１３４がパッケージ基板１３３に接する面の一定幅（約５０μｍの厚み）の部分１３７は、レンズ形状ではなく薄板状になっている。光がこの部分に入光すると横方向に光が漏れ、有効に利用できなくなる。この部分１３７ができる原因は、製造方法にあり、シリコン樹脂レンズを成型するコンプレス成型では、どうしても生じてしまう。また、この問題点に関しては、図１５（ｂ）で示すチップサイズパッケージ１４７では、集光の機能は全く備わっていないので解決できない。【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、特に、材料費の占有率が高いパッケージ基板をなくしたチップサイズパッケージ構造とし、さらに白色発光素子で発した光を、反射壁という形で損失も少なく、一定方向に集光させる機能も備えた構造とすることにより、特性も向上し、さらに安価な、照明用の発光装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前期半導体発光素子のバンプの外部基板に実装される面（以後、バンプ実装面と記す）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置
であって、半導体発光素子のｐ−ｎジャンクションで発光した光は、その大部分が光取り出し面から出て、その面と重ねて配置されている蛍光体含有フィルム片の入光面から、蛍光体含有フィルム片内に入り、蛍光体を発光させ、そのトータルの光が出光面から出て行き、照明用の白色光として利用される。【００１３】
半導体発光素子を用いた照明用白色光を得る方法として、初期の頃は、青色光で青色と補色の関係にある黄色の光を発するＹＡＧ系の蛍光体粉末が用いられていた。しかし、この半導体発光素子の青色光とＹＡＧ蛍光体の黄色光で作られる疑似の白色光は、平均演色評価指数Ｒａの値が７８程度と低く、その照明で物の自然な色を再現するには無理があった。そこで、第２ステップとして、青色光で光の３原色である緑色と赤色の光を発する蛍光体粉末が用いられるようになり、半導体発光素子の青色光と２種の蛍光体からの緑色光と赤色光により、光の３原色成分による白色光となった。その平均演色評価指数Ｒａの値は９３と改善され、その照明による色再現性もかなり良くなっている。また、この先、紫色光や紫外光を発する半導体発光素子の高輝度化が進めば、紫色光や紫外光で光の３原色を発する３種の蛍光体粉末が用いられる。また、それに色再現性をよくするため、複数の蛍光体が混合されても良い。このように、半導体発光素子の発光波長に応じて、上記した蛍光体粉末を前記蛍光体含有フィルム片に分散させることにより、目的の照明用白色光が可能になる。【００１４】
この構造であれば、前記したすべての課題を解決している。すなわち、
半導体発光素子の光取り出し面上には、蛍光体含有フィルム片が重ねて配置された白色発光素子であり、蛍光体の節約や色度の歩留改善、及び白色の点発光体であるため指向角による色度のバラツキ改善も可能なこと。
半導体発光素子の電極形成面（好ましくは、バンプ実装面）と蛍光体含有フィルム片の出光面以外の面は、反射壁で覆われており、出光面方向以外に行く光（半導体発光素子の電極形成面側に行く光、半導体発光素子の側面に行く光、蛍光体含有フィルム片の側面に行く光、等）は、反射壁で（電極形成面側に行く光は電極でも）効率よく反射され、この発光装置から出て行きにくい。つまり、光はこの反射壁により一定方向に集光されること。また、横方向の漏れ光が防げる構造であること。さらに、この反射壁は、発光源に密着して（つまり最も近い距離で）形成されているので、最も効率よく反射集光されること。
半導体発光素子がバンプ実装面で外部基板に実装されるチップサイズパッケージであるため、高価なパッケージ基板は使用していないこと。また、そのため放熱も半導体発光素子からバンプ、半田、外部基板へとダイレクトに流れること。である。【００１５】
請求項２の発明は、
前記半導体発光素子と前記蛍光体含有フィルム片は、シリコン樹脂、または色度や色温度を補正するための色素または蛍光体を含有したシリコン樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置
である。【００１６】
半導体発光素子と蛍光体含有フィルム片は、重ねて接着されるが、その接着剤は光や熱で劣化変色しにくく、信頼性の良い透明樹脂が用いられる。この目的に最も適した樹脂はシリコン樹脂である。また、半導体発光素子の光と蛍光体含有フィルム片からの光で、白色光の色度や色温度が決まるが、半導体発光素子の光の波長のバラツキや蛍光体含有フィルム片に含まれる蛍光体の量にわずかなバラツキがあるために、色度や色温度にバラツキが生じるが、それを補正する目的で、接着用のシリコン樹脂に色素または蛍光体粉末を混ぜることにより、補正が可能となる。【００１７】
請求項３の発明は、
前記蛍光体含有フィルム片の素材は、シリコン樹脂に数種の蛍光体粉末を分散させたものであり、前記反射壁の素材は、シリコン樹脂に酸化チタン微粉末を分散させたものであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の発光装置である。【００１８】
数種の蛍光体粉末を分散させるための樹脂は、光や熱による劣化や変色がない高屈折率の透明樹脂で、硬さがShoreＤで６０以上のものが好ましい。これに最も適したものは、シリコン樹脂（レジンタイプのシリコーン）である。また、酸化チタン微粉末を分散させるための樹脂も蛍光体粉末と同様であるが、さらに注意が必要なことは、酸化チタンには光触媒の性質があることである。つまり、酸化チタンに光（紫外光や青色光など）が作用すれば、周囲の水分を分解し、活性化されたラジカルとなって、樹脂を侵し変色させるという現象が生じる。そのため、シリコン樹脂であろうと短時間（数十時間）で変色してくる。それを防ぐためには、酸化チタンの選択には充分な注意が必要で、結晶構造がアナターゼよりルチルの方が好ましく、さらに酸化チタン微粉末表面をシリカやアルミナでコートしたものや、シロキサン処理したものが好ましい。そのような処理で、光触媒効果は抑えることが可能である。【００１９】
また、反射壁の厚みは、光を反射させるに充分な厚みが必要である。酸化チタン微粒子の粒径は、０．２μｍ程度であるので、その５０〜１００倍程度以上の厚みがあれば充分である。つまり反射壁の厚みは、１０μｍ以上あれば良い。そのため半導体発光素子の電極形成面のバンプの高さも１０μｍ以上が必要で、バンプ実装面を反射壁から突出させるためには、好ましくは、１５μｍ以上が必要である。しかし、電極形成面は、反射率も考慮された金属電極が大部分を占めているので、バンプの高さが１０μｍ未満で、隙間に反射壁用樹脂が充填できない場合は、電極形成面に反射壁がなくても良い。この場合、外部基板に実装後、アンダーフィルなどで電極形成面の露出している面を保護してやれば良い。
また、シリコン樹脂と酸化チタンの配合比は、顔料体積濃度で５〜３０％程度が好ましい。【００２０】
請求項４の発明は、
請求項１に記載の発光装置を製造する方法であって、
蛍光体含有フィルムをダイシングシートに貼り付け、該蛍光体含有フィルムを厚めのダイシングブレードを用いて、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片に分割するＡ１工程と、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片をワークシートに転写するＡ２工程と、複数の前記蛍光体含有フィルム片上に、前記シリコン樹脂をポッティングし、前記半導体発光素子を前記光取り出し面を下にしてダイスボンドし、前記蛍光体含有フィルム片と前記半導体発光素子の２重構造体を形成するＡ３工程と、行列状に配列された複数の前記２重構造体が存在する領域を、１つの通路を残して囲むようにワークシート上に貼り付けられる帯状の反射壁用スペーサと、該反射壁用スペーサの上面と前記バンプ実装面に密着させて蓋をする天面シートで、前記１つの通路以外が密封された密閉空間を形成するＡ４工程と、前記Ａ４工程で形成された密封空間に前記反射壁を形成する樹脂（以後、反射壁用樹脂と記す）を前記１つの通路から充填し、硬化させ、前記２重構造体の前記出光面と前記バンプ実装面以外の面を前記反射壁で覆うＡ５工程と、ワークシートと天面シートを剥がし、反射壁で結合され板状になった２重構造体をダイシングシートに貼り付け、前記厚めのダイシングブレードより薄いダイシングブレードで、隣接する２重構造体の中央をダイシングすることにより、個別の前記発光装置に分割するＡ６工程と、から成ることを特徴とする発光装置の製造方法である。【００２１】
この製造方法を用いることにより、請求項１の発光装置は、効率よく製造される。
この製造方法は、特許文献４と類似の工程もあるが、反射壁の厚みがダイシングによって規定されるのは、蛍光体含有フィルム片の側面で、半導体発光素子の側面ではない点が異なっている。【００２２】
請求項５の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記蛍光体含有フィルムは、
厚めの剥離シート上に、前記蛍光体含有フィルムを形成する空間（以後、フィルム形成空間と記す）を囲むように、閉じた帯状の蛍光体用スペーサを貼り付けるＣ１工程と、蛍光体粉末を分散させたシリコン樹脂（以後、蛍光体含有シリコン樹脂と記する）を供給機構で、前記フィルム形成空間にポッティングするＣ２工程と、前記蛍光体含有シリコン樹脂を、前記蛍光体用スペーサの厚みで、前記フィルム形成空間を満たすようにするＣ３工程と、該フィルム形成空間に剥離シートで蓋をして、平滑で剛性の高い板で、前記厚めの剥離シートと前記薄めの剥離シートを介して、前記フィルム形成空間を挟み込み、一定の圧力を加えながら硬化させるＣ４工程と、から成る工程で製造されることを特徴としている。【００２３】
この製造方法を用いることにより、蛍光体含有フィルムは、簡単な治工具により効率よく製造される。蛍光体粉末の濃度は、配合の調整で、蛍光体含有フィルムの厚みは、蛍光体用スペーサの厚みで調整可能である。また、バネなどで加圧された平滑で剛性の高い板による挟み込みで密封硬化させるため、平坦な面となり、請求項５または６で用いるワークシートのＵＶ糊とのアンカー効果による絡みがないために、剥離性が良くなる。【００２４】
請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記ワークシート、前記反射壁用スペーサ、前記天面シート、及び前記蛍光体用スペーサは、耐熱性樹脂から成る基材シートの一方の面上に紫外線硬化性の粘着糊（以後、ＵＶ糊と記する）をコートしたものであることを特徴とする発光装置の製造方法である。【００２５】
上記シート類は、シリコン樹脂を硬化させる工程で使用されるので、その硬化温度に耐える耐熱性が必要である。そのため、シートの基材はＰＥＴ樹脂などの耐熱性樹脂が好ましい。また、ＵＶ糊は、紫外線で硬化させてしまえば、シリコン樹脂の硬化温度においても、シリコン樹脂と反応することなく、硬化後のシリコン樹脂との剥離性も良好である。【００２６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記反射壁用樹脂は、
前記ワークシート上に前記１つの通路を持ち、前記Ａ４工程で形成された密封空間を形成している構造体に紫外光を照射して、前記構造体のＵＶ糊を硬化させるＤ１工程と、前記構造体を真空引きが可能なチャンバー内に置き、該チャンバー内を真空引きするＤ２工程と、該チャンバー内に置かれた前記構造体の前記１つの通路を塞ぐように前記反射壁用樹脂をポッティングするＤ３工程と、前記チャンバー内の気圧を徐々に大気圧に近づけ、前記反射壁用樹脂が前記１つの通路を通って、前記Ａ４工程で形成された密封空間に充填されるＤ４工程と、から成る工程で充填されることを特徴とする発光装置の製造方法である。【００２７】
この製造方法を用いることにより、請求項６に記載の発明が効率よく実施される。また、この工程に使用される設備も、簡単な真空チャンバーと大気圧を利用してこの反射壁用樹脂をポッティングする簡単な機構で可能である。なお、前記Ｄ２工程における真空引きは、例えば、ロータリーポンプを用いることにより１０−１Ｐａ程度に真空引きする。【００２８】
請求項８の発明は、請求項４、５、６、７の何れか１項に記載の発明において、
前記Ａ２工程とＡ３工程の間に、前記蛍光体含有フィルム片の下方から前記半導体発光素子と同じ波長の光を発する発光体で、該蛍光体含有フィルム片を照射し、上方のディテクターで、該蛍光体含有フィルム片で変換された光の色度または色温度等を測定するＥ１工程を加えることを特徴とする発光装置の製造方法である。【００２９】
この工程を追加することにより、蛍光体含有フィルム片の選別が可能で、目的の色度または色温度の発光装置を歩留良く、効率良く製造することができる。【００３０】
請求項９の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記Ａ３工程で用いる前記シリコン樹脂は、前記Ｅ１工程の測定データを基にして、色度または色温度を補正するための色素または蛍光体粉末が分散されたシリコン樹脂であることを特徴とする発光装置の製造方法である。【００３１】
半導体発光素子と蛍光体含有フィルム片の接着に用いるシリコン樹脂中に、Ｅ１工程で測定したデータを基に、色度を補正するための濃度の色素や蛍光体粉末を分散させてやれば、目的の色度または色温度の発光装置を歩留良く効率良く製造できる。【００３２】
請求項１０の発明は、請求項６乃至９の何れか１項に記載の発明において、
前記ワークシートまたは前記天面シートの前記耐熱性樹脂から成る基材シートにおいて、ＵＶ糊がコートされる面は、該糊との接着強度を増すために、すりガラス状に荒らされていることを特徴とする発光装置の製造方法である。【００３３】
上記基材シートとＵＶ糊の接着強度は、基材シートの面が鏡面に近いので、硬化したＵＶ糊との密着強度が弱く、反射壁用樹脂の硬化後、ワークシートや天面シートを剥す時、硬化したＵＶ糊が反射壁や蛍光体含有フィルム片側に残ることがある。これは、基材シートとＵＶ糊との接着強度を基材シートの面をすりガラス状にして、アンカー効果で強くすることにより改善できる。【００３４】
請求項１１の発明は、
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面（もしくは、前記半導体発光素子のバンプ実装面と、前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面）と、前記蛍光体含有フィルム片の側面の該出光面側の部分以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置である。【００３５】
この発光装置は、請求項１とほぼ同じであるが、製造方法を簡略化するために、構造上に少し制約を受けている。それは、蛍光体含有フィルム片の側面の一部に反射壁がない部分が生じ、そのために、わずかな横漏れ光が発生する可能性がある。しかし、前記した課題は、請求項１と同じように、ほぼ解決している。
ここで、参考のために蛍光体含有フィルム片の側面に全く反射壁がない場合（半導体発光素子の側面には反射壁がある）は、請求項１のように反射壁がある場合に比べ、軸上で１０％以上輝度が低くなる。つまり、蛍光体含有フィルム片の側面の反射壁のない部分は、できるだけ狭くする必要があり、蛍光体含有フィルム片の側面の反射壁は、集光には重要な要素であることがわかる。【００３６】
また、この構造の場合、請求項４の製造方法において、Ａ２工程（転写する工程）に相当する工程を省略することができる。【００３７】
請求項１２の発明は、
対向する２つの主面を持つ矩形状で、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持つ矩形状で、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする透明フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプ実装面と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置である。【００３８】
白色発光装置に限らず、本発明の構造を単色発光の半導体発光装置に応用することにより、光の三原色に対応した発光装置の製造が可能である。これらの発光装置は、反射壁のあるチップサイズパッケージと超小型な形状であるので、赤色、緑色、青色の単色発光装置を近接して配置でき、色混ざりが良好で、色再現性に優れた高輝度の白色発光装置を構成することができる。照明用に限らず、フルカラーのバックライト用途にも使用できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の発光装置は、反射壁を備えたチップサイズパッケージの構造で、前記したすべての課題を解決できる。すなわち、
高価なパッケージ基板を使用しないので、低コスト化ができる。
半導体発光素子の光取り出し面上には、蛍光体含有フィルム片が重ねて配置された白色発光素子であり、蛍光体の節約、及び白色の点発光体であるため指向角による色度のバラツキ改善ができる。
半導体発光素子のバンプ実装面と蛍光体含有フィルム片の出光面以外の面は、反射壁で覆われており、出光面方向以外に行く光（特に、半導体発光素子の側面に行く光、蛍光体含有フィルム片の側面に行く光、等）は、反射壁で分散反射され、一定方向に集光される。
さらに、この反射壁は、発光源に密着して（つまり最も近い距離で）形成されているので、分散反射では、最も効率よく反射集光でき、高輝度にすることができる。
さらに、半導体発光素子がバンプ実装面で外部基板に実装されるため、放熱も半導体発光素子からバンプ、半田、外部基板へとダイレクトに流される。【００４０】
また、白色発光装置に限らず、本発明の構造を単色発光の半導体発光装置に応用することにより、光の三原色に対応した発光装置の製造が可能で、これらの発光装置は、反射壁のあるチップサイズパッケージと超小型な形状であるので、赤色、緑色、青色の単色発光装置を近接して配置でき、色混ざりが良好で、色再現性に優れた高輝度の白色発光装置を構成できる。
また、製造方法においても、蛍光体含有フィルム片の選別が可能で、目的の色度または色温度の発光装置を歩留良く、効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態の発光装置の図であって、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は下から見た平面図、（ｃ）は線Ａ−Ａでの断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の発光装置の図であって、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は下から見た平面図、（ｃ）は線Ｂ−Ｂでの断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態の発光装置の図であって、(ａ)は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態の発光装置の図であって、(ａ)は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の発光装置の製造方法を示す製造工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態の発光装置の製造方法を示す製造工程図である。
【図７】本発明の第５実施形態の蛍光体含有フィルムの製造方法を示す製造工程図である。
【図８】本発明の製造方法に用いるワークの説明図である。
【図９】本発明の製造方法に用いる樹脂充填機の説明図である。
【図１０】本発明の製造方法に用いる反射壁用樹脂充填工程の説明図である。
【図１１】本発明の第６実施形態の製造方法に追加される製造工程図である。
【図１２】本発明の製造方法に用いるＵＶシート改善例の説明図である。
【図１３】従来技術の発光装置を示す図であって、（ａ）（ｂ）は、白色発光素子、（ｃ）は発光装置である。
【図１４】従来技術の発光装置を示す断面図である。
【図１５】従来技術のチップサイズパッケージを示す図である。
【図１６】発光装置からの放熱を説明するための図である。
【図１７】本発明の第７実施形態の発光装置の図であって、（ａ）は上から見た平面図、  （ｂ）は下から見た平面図、（ｃ）は線Ｃ−Ｃでの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の発光装置とその製造方法の実施形態について、第１から第７実施形態の順に、図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
まず、第１実施形態の発光装置を図１に示す。また、その製造方法は、図５に示すように工程（ａ）〜（ｆ）から成り、発光装置１を複数個一括製造する製造方法である。
【００４４】
この場合の発光装置１は、図１に示すように、青色光を発光する青色ＬＥＤ素子のｎ側電極とｐ側電極上に１５μｍの厚みのバンプ４と５を形成した半導体発素子６と、これの光取り出し面上に接着剤で一体化された蛍光体を含んだ蛍光体含有フィルム片２と、半導体発光素子６の実装面であるバンプの先端部７と光の取り出し面となる蛍光体含有フィルム片の出光面８以外の露出した面を被覆している反射壁３で構成される。
【００４５】
半導体発光素子６は、透光性結晶基板（例えば、サファイア基板、ＳＩＣ基板、ＧａＮ基板など）の面上に、ＧａＮ系化合物半導体膜を基板側から、バッファ層、ｎ型層、青色光を発する発光層、およびｐ型層の順に積層し、ｐ型層の面上にｐ側電極を、ｐ型層及び発光層を部分的に選択エッチングしｎ型層を露出した部分にｎ側電極を形成したもので、ｐ側電極とｎ側電極は、数μｍの段差はあるが、ほぼ同一面上に形成されている。これらの電極の表面は、Ａｕ膜であり、ウエハー状態の時に、これら電極上にＰｄ，Ｎｉ，Ａｕ（表面保護用）の順に無電解メッキが可能で、高さほぼ１５μｍ（好ましくは２０μｍ）のバンプを形成しておく。高さのほとんどはＮｉである。
【００４６】
蛍光体含有フィルム片２は、２種類の蛍光体粉末をレジンタイプのシリコーンに混ぜ合わせて、フィルム状に成型し硬化させたものを矩形状に分割したものであり、１種の蛍光体は、青色光で励起され、緑色光を発する蛍光体（例えば、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ）で、他の１種の蛍光体は、青色光で励起され、赤色光を発する蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+）である。配合量は３波昼白色蛍光灯に近い色温度５０００Ｋ程度に合わせる。色温度は、配合量を変えることにより選択できる。レジンタイプのシリコーンは、高屈折率（１．５〜１．５５）で、硬さがＳｈｏｒｅＤ（４０〜７０、好ましくは６０〜７０）で、透明性の良い（例えば、光透過性が波長４５０ｎｍの青色光に対し、樹脂の厚みが1ｍｍの場合、９５％以上、好ましくは９９％以上）ものを使用する。
【００４７】
反射壁３は、粒子径が０．２１μｍの酸化チタン微粉末をレジンタイプのシリコーンに混ぜ合わせて硬化させたものである。酸化チタンは、誘電率が大きく光反射率が高いので、反射壁によく利用されるが、光触媒の性質があるため、紫外光や青色光により励起され、周囲の水分や酸素に作用し、Ｏ2ＨラジカルやＯＨラジカルを作り、シリコン樹脂を劣化変色させる。そのため青色ＬＥＤ素子の周囲の反射壁（白色）が変色し、数十時間で８０％以下に輝度劣化してしまう。そのためここで使用する酸化チタン微粒子は、その表面をシリカやアルミナでコートしたりシロキサン処理により、光触媒の性質を防いだものを使用する。また、シリコン樹脂との配合比は、顔料体積濃度で５〜３０％程度とし、密集効果による反射率の低下を防ぐことも必要である。また、レジンタイプのシリコーンは、高屈折率（１．５〜１．５５）で、硬さがＳｈｏｒｅＤ（５０〜７０、好ましくは６０〜７０）で、透明性の良い（例えば、光透過性が波長４５０ｎｍの青色光に対し、樹脂の厚みが1ｍｍの場合、９５％以上、好ましくは９９％以上）ものを使用する。また、この反射壁の厚みは、蛍光体含有フィルム片２の側面は６０μｍ程度で、半導体発光素子６の側面はそれより厚く１００μｍ程度、電極形成面上の厚みは、バンプ高さで規制され、バンプ高さが１５μｍならば、１５μｍ未満、好ましくはバンプ高さは２０μｍで、その場合は２０μｍ未満になる。
【００４８】
半導体発光素子６と蛍光体含有フィルム片２との接着は、蛍光体含有フィルム片に使用したレジンタイプのシリコーンを用いる。このシリコン樹脂の中に色度や色温度補正用の前記蛍光体を適量混ぜても良い。
【００４９】
この発光装置は、パッケージ基板を用いないチップサイズパッケージの白色発光装置で、外部基板への実装は、半導体発光素子６の電極上に形成されたバンプで半田を介して実装される。また、横方向や下方向に向かう光は反射壁３で分散反射され、出光面８から出て行く。
【００５０】
以下、この発光装置１の製造方法を図５（ａ）〜（ｆ）の工程の順で説明する。
まず、Ａ１工程（図５（ａ））では、蛍光体含有フィルム５０をダイシングシート５１に貼り付けた後、幅１５０〜２００μｍのダイシングブレード５２ａを用いてダイサーで、矩形状にフルカットする。そのサイズは、青色ＬＥＤ素子のサイズより、縦横がそれぞれ５０〜１００μｍ程度大きくなるようにする。
【００５１】
次に、Ａ２工程（図５（ｂ））では、ダイシングシート５１上に行列状に配列した蛍光体含有フィルム片２を前記ワークシート５３上に転写により移し変える。このときゴム製のローラーを用いて行う。ダイシングシートが、ＵＶ糊の場合は、転写の前に紫外線照射により糊を硬化し転写し易くしておく。
【００５２】
次に、Ａ３工程（図５（ｃ））では、ダイスボンダー５４を用いて、蛍光体含有フィルム片２上に、接着用のシリコン樹脂５５をポッティングし、半導体発光素子６を搭載し、２重構造体５６としていくが、この時、シリコン樹脂の表面張力により、半導体発光素子６は、蛍光体含有フィルム片２の中央付近にセルフアライメントされる。その後、ワークシートごと硬化炉にいれ、硬化温度：１２０℃〜１５０℃、時間：１０分で仮硬化させる。
【００５３】
次に、Ａ４工程（図５（ｄ））では、図８に示すように、ワークシート５３上で、２重構造体５６が存在する領域を、1つの通路８１を残して囲むような形状のスペーサ５７を貼り付ける。このスペーサの厚みは、２重構造体５６の高さとほぼ同じか、わずかに低いほうが良い。例えば、２重構造体５６の高さが、２００μｍの場合、スペーサ５７の厚みは、１９０〜２００μｍとする。さらに、このスペーサ５７の上面と半導体発光素子６のバンプ実装面７に接着するように、天面シート５８を貼り付けて蓋をし、１つの通路８１を残した密封空間Ｐとし、ワーク８０を形成する。その後、このワーク８０を紫外線照射機に入れ、紫外線によりＵＶ糊を硬化させる。
【００５４】
次に、Ａ５工程（図５（ｅ））では、図９に示す樹脂充填機９０の真空チャンバー９１内にワーク８０を入れる。レジンタイプのシリコーン中に粒子径が０．２１μｍの酸化チタン微粉末を分散させた反射壁用樹脂５９は、容器９２に入っている。まず、弁９４，９５，９６を閉じ、弁９３を開けた状態で、ロータリー真空ポンプを起動し、弁９６をゆっくり開けて、真空チャンバー９１内と樹脂容器９２内をゆっくり引いていく。この時、反射壁用樹脂５９が脱泡される。１０分間脱泡した後、弁９３を閉じ、弁９５をゆっくり開ける。この状態の真空チャンバー９１内のワーク８０の様子を図１０（ａ）に示す。次に、弁９４をゆっくり開け反射壁用樹脂５９を前記１つの通路８１を塞ぐようにポッティングし、適量出した後、弁９４を閉める（図１０（ｂ））。次に、１分後、弁９６を閉め、弁９３を極めてゆっくり開け、真空チャンバー９１内をリークさせ、気圧を少しずつ上げていく。この気圧差により樹脂５９は、密封空間Ｐ内の隙間に入り込んでいく（図１０（ｃ））。樹脂５９を密封空間Ｐに充填させた後、真空チャンバー９１内が大気圧になったらワーク８０を取り出し、ステンレス鋼製の板（以後、ＳＵＳ板と記す）でワーク８０を挟み、ＳＵＳ板にバネで適量の圧力をかけ、硬化炉（硬化温度：１２０℃〜１５０℃，1時間）で、硬化させる。
【００５５】
次に、Ａ６工程（図５（ｆ））では、ワーク８０から天面シート５８、スペーサ５７、およびワークシート５３を剥がし、２重構造体が反射壁用樹脂で板状に連結したワークをダイシングシートに貼り付け、ダイサーで幅３０μｍのダイシングブレード５２ｂを用いて、隣り合う２重構造体の中央を分割する。これにより、発光装置１が完成する。
【００５６】
上述のように、本実施形態（第１実施形態）によれば、材料費の占有率が高いパッケージ基板をなくし、さらに白色発光素子で発した光を、反射壁という形で損失も少なく、一定方向に集光させる機能も備えたチップサイズパッケージ構造とすることができ、特性も向上（高輝度で、放熱も良好）し、さらに安価な、照明用の発光装置が製造できる。
【００５７】
次に、第２実施形態の発光装置を図２に示す。また、その製造方法は、図６に示す。
この場合の発光装置１０は、図２に示すように、ほとんど第１実施形態と同じであるが、製造方法を簡略化するために、構造上に少し制約を受けている点が異なっている。それは、蛍光体含有フィルム片の側面の一部に反射壁がない部分１３が生じることである。そのために、わずかな横漏れ光が発生する可能性はあるが、前記した課題は、第１実施形態の発光装置１と同じように、ほぼ解決できている。
【００５８】
この発光装置１０の製造方法は図６（ａ）〜（ｅ）の工程からなり、そのほとんどの工程は図５の製造方法と同じで、同じ工程の説明は省略するが、異なる工程は、図６（ａ）の工程である。
この図６（ａ）では、蛍光体含有フィルム５０をワークシート５３に直接貼り付けた後、幅１５０〜２００μｍのダイシングブレード５２ａを用いてダイサーで、矩形状にフルカットではなく、蛍光体含有フィルム５０の連結部６２を残して切り溝を入れ、蛍光体含有フィルム片状突起物６０とする。そのサイズは、青色ＬＥＤ素子のサイズより、縦横がそれぞれ５０〜１００μｍ程度大きくなるようにする。その目的は、図５（ｂ）の転写工程であるＡ２工程が省略できるためである。ダイサーで蛍光体含有フィルム５０をフルカットするＡ１工程では、シートまで切り込むのでシートを取り替える必要が生じ、転写工程が必要になる。また、この連結部６２は、できるだけ薄くすることが好ましい。また、ダイサーではなく、コンプレス成型機で突起状に作ることもできる。
以下、図６（ｂ）は、蛍光体含有フィルム片２を蛍光体含有フィルム片状突起物６０に置き換え、２重構造体５６を２重構造体突起物６１に置き換えれば、Ａ３工程と同じ工程である。
同様に、図６（ｃ）は、Ａ４工程と、図６（ｄ）は、Ａ５工程と、図６（ｅ）は、Ａ６工程と同じである。なお、図６（ｃ）の密封空間Ｑは、Ａ４工程（図５（ｄ））の密封空間Ｐに対応している。
【００５９】
次に、第３実施形態の発光装置を図３に示す。
この場合の発光装置３０は、蛍光体含有フィルム片２の代わりに、透明フィルム片３１を用いる。そのため、半導体発光素子３２の発光色がそのまま発光装置３０の発光色となる。
その製造方法は、第１実施形態と同じで、蛍光体含有フィルムを透明フィルムに置き換えればよい。
【００６０】
次に、第４実施形態の発光装置を図４に示す。
この場合の発光装置４０は、第３実施形態の透明フィルム片４１の形状か異なり、側面の一部に反射壁がない。したがって、ここから横漏れ光が発生するが、これを利用して配光の異なる発光装置を作ることができる。
その製造方法は、第２実施形態と同じで、蛍光体含有フィルムを透明フィルムとすれば良い。透明フィルム片４１の側面形状は、自由に変えることができるので、反射壁１２の形状も調整でき、配光も調整できる。
【００６１】
次に、第５実施形態として、蛍光体含有フィルムの製造方法を図７の工程（ａ）〜（ｄ）の順で説明する。
まず、Ｃ１工程（ａ）では、厚さ０．１ｍｍの剥離シート７０上に、フィルム形成空間７７を囲むように閉じた帯状の蛍光体用スペーサ７１を貼り付け、蛍光体フィルム用ワーク７８とする。このスペーサ７１の厚みは、１００μｍ程度である。
【００６２】
次に、Ｃ２工程（ｂ）では、レジンタイプのシリコーンに２種の蛍光体粉末（1種は青色光で緑色光を発する蛍光体、他の1種は青色光で赤色光を発する蛍光体）を適量計量し、自転・公転ミキサーで十分混合し、分散させる。その後、この蛍光体含有シリコン樹脂を真空脱泡し、シリンジ７２にいれ、フィルム形成空間７７に筋状にポッティングする。
【００６３】
次に、Ｃ３工程（ｃ）では、蛍光体用スペーサ７１の上面に沿って金属製のスキージ７４を平行移動させ、筋状の蛍光体含有シリコン樹脂７３が、スペーサ７１の厚みでフィルム形成空間７７全体に広がるようにする。
【００６４】
次に、Ｃ４工程（ｄ）では、蛍光体フィルム用ワーク７８の上面に薄い剥離シートを被せ、これをＳＵＳ板７５に挟んで、バネ７６で適度の圧力を加え、硬化炉で１５０℃，１時間の条件で硬化させる。硬化炉の昇温と降温は、樹脂硬化の最適プログラムに従って行う。
【００６５】
上記方法で、蛍光体含有フィルム５０を製造することができる。この方法により製造されたフィルム５０の表面は、ＳＵＳ板に挟んで加圧硬化させるため、凹凸の少ない鏡面となり、発光装置の製造方法において、ワークシート５３からの剥離性がよく、ＵＶ糊が発光装置の出光面８上に残る不具合を防ぐことができる。
また、この不具合に関して、図１２で示すように、ワークシート５３または天面シート５８に使用するＰＥＴ樹脂から成る基材シート１２１のＵＶ糊１２２がコートされる面は、すりガラス状に荒し、ＵＶ糊１２２との接着強度を増したＵＶシートを使用することにより、完全に解消することができる。
【００６６】
次に、第６実施形態として、歩留改善のために、発光装置の製造方法に追加される図１１に示すＥ１工程を説明する。
このＥ１工程は、第１実施形態において、Ａ２工程とＡ３工程の間に実施される工程で、蛍光体含有フィルム片２の下方から、半導体発光素子６とほぼ同じ波長の光を発する発光体１１１で、この蛍光体含有フィルム片２を照射し、上方のディテクター１１０で、この蛍光体含有フィルム片２で変換された光の色度または色温度等を測定する。
このＥ１工程を追加することによって、そのデータを基に、蛍光体含有フィルム片２の選別（良否判定）を行ったり、Ａ３工程で、接着用のシリコン樹脂５５に蛍光体粉末を分散させ、色度または色温度を補正することができる。その結果、色度歩留が改善される。
このＥ１工程は、第２実施形態においても、Ｂ１工程とＢ２工程の間に実施されれば、同じ効果をもたらす。
【００６７】
次に、第７実施形態の発光装置を図１７に示す。
この発光装置１７０に使用する半導体発光素子１７５は、光取り出し面が電極形成面より小さい台形状で、側面が傾斜しており、この面からの光取り出しも考慮されている。また、電極形成面のｎ電極１７４（大部分を占めている）とｐ電極１７３は、熱溶着接合のためにＡｕ−Ｓｎを３μｍの厚みで形成されている。蛍光体含有フィルム片１７１と半導体発光素子１７５を接着する接着用シリコン樹脂１７６は、半導体発光素子１７５の側面の傾斜部に表面張力で透明層１７６を形成するように少し多めにポッティングし、側面からの光の取り出しを助けることが重要である。その外側に反射壁１７２が形成される。
また、電極上のＡｕ−Ｓｎメッキが、３μｍと薄いので、電極形成面の隙間には反射壁は完全には形成されない（全く形成されない場合と、端に部分的に形成される場合もある）が、反射率を考慮された電極が大部分を占めているので、十分に課題は解決している。ただ、実装後に電極形成面の露出した部分は、アンダーフィルなどで保護しておくほうが良い。
【符号の説明】
【００６８】
１，１０，３０，４０，１７０  発光装置
２，１１，１７１  蛍光体含有フィルム片
３，１２，１７２  反射壁
４，５  バンプ
６，３２，１７５  半導体発光素子
７    バンプ実装面
８，３３  出光面
１３  反射壁のない部分
３１，４１  透明フィルム片
５１  ダイシングシート
５２ａ，ｂ  ダイシングブレード
５３  ワークシート
５４  ダイボンダー
５５，１７６  接着用シリコン樹脂
５６  ２重構造体
５７  反射壁用スペーサ
５８  天面シート
５９  反射壁用樹脂
６０  蛍光体含有フィルム片状突起物
６１  ２重構造体突起物
６２  連結部
７０  剥離シート
７１  蛍光体用スペーサ
７２  シリンジ
７３  蛍光体含有シリコン樹脂
７４  スキージ
７５  ＳＵＳ板
７６  バネ
８０  ワーク
８１  １つの通路
９０  樹脂充填機
９１  真空チャンバー
９２  樹脂容器
９３，９４，９５，９６  弁
１１０  ディテクター
１１１  発光体
１２０  ＵＶシート
１２１  基材
１２２  ＵＶ糊
１７３，１７４  電極
Ｐ，Ｑ  密封空間
【図１】
2012144030.tif 000003
【図２】
2012144030.tif 000004
【図３】
2012144030.tif 000005
【図４】
2012144030.tif 000006
【図５】
2012144030.tif 000007
【図６】
2012144030.tif 000008
【図７】
2012144030.tif 000009
【図８】
2012144030.tif 000010
【図９】
2012144030.tif 000011
【図１０】
2012144030.tif 000012
【図１１】
2012144030.tif 000013
【図１２】
2012144030.tif 000014
【図１３】
2012144030.tif 000015
【図１４】
2012144030.tif 000016
【図１５】
2012144030.tif 000017
【図１６】
2012144030.tif 000018
【図１７】
2012144030.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われており、かつ、前記電極形成面上の電極、もしくは、前記バンプ実装面が反射壁の最低底面より突出していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記半導体発光素子と前記蛍光体含有フィルム片は、シリコン樹脂、または色度や色温度を補正するための色素または蛍光体を含有したシリコン樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体含有フィルム片の素材は、シリコン樹脂に数種の蛍光体粉末を分散させたものであり、前記反射壁の素材は、シリコン樹脂に酸化チタン微粉末を分散させたものであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発光装置を製造する方法であって、
蛍光体含有フィルムをダイシングシートに貼り付け、該蛍光体含有フィルムを厚めのダイシングブレードを用いて、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片に分割するＡ１工程と、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片をワークシートに転写するＡ２工程と、複数の前記蛍光体含有フィルム片上に、前記シリコン樹脂をポッティングし、前記半導体発光素子を前記光取り出し面を下にしてダイスボンドし、前記蛍光体含有フィルム片と前記半導体発光素子の２重構造体を形成するＡ３工程と、行列状に配列された複数の前記２重構造体が存在する領域を、１つの通路を残して囲むようにワークシート上に貼り付けられる帯状の反射壁用スペーサと、該反射壁用スペーサの上面と前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面に密着させて蓋をする天面シートで、前記１つの通路以外が密封された密閉空間を形成するＡ４工程と、前記Ａ４工程で形成された密封空間に前記反射壁を形成する反射壁用樹脂を前記１つの通路から充填し、硬化させ、前記２重構造体の前記出光面と前記バンプ実装面以外の面を前記反射壁で覆うＡ５工程と、ワークシートと天面シートを剥がし、反射壁で結合され板状になった２重構造体をダイシングシートに貼り付け、前記厚めのダイシングブレードより薄いダイシングブレードで、隣接する２重構造体の中央をダイシングすることにより、個別の前記発光装置に分割するＡ６工程と、から成ることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記蛍光体含有フィルムは、
厚めの剥離シート上に、前記蛍光体含有フィルムを形成するフィルム形成空間を囲むように、閉じた帯状の蛍光体用スペーサを貼り付けるＣ１工程と、蛍光体粉末を分散させた蛍光体含有シリコン樹脂を供給機構で、前記フィルム形成空間にポッティングするＣ２工程と、前記蛍光体含有シリコン樹脂を、前記蛍光体用スペーサの厚みで、前記フィルム形成空間を満たすようにするＣ３工程と、該フィルム形成空間に剥離シートで蓋をして、平滑で剛性の高い板で、前記厚めの剥離シートと前記薄めの剥離シートを介して、前記フィルム形成空間を挟み込み、一定の圧力を加えながら硬化させるＣ４工程と、から成る工程で製造されることを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記ワークシート、前記反射壁用スペーサ、前記天面シート、及び前記蛍光体用スペーサは、耐熱性樹脂から成る基材シートの一方の面上に紫外線硬化性の粘着糊をコートしたものであることを特徴とする請求項５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記反射壁用樹脂は、
前記ワークシート上に前記１つの通路を持ち、前記Ａ４工程で形成された密封空間を形成している構造体に紫外光を照射して、前記構造体の紫外線硬化性の粘着糊を硬化させるＤ１工程と、前記構造体を真空引きが可能なチャンバー内に置き、該チャンバー内を真空引きするＤ２工程と、該チャンバー内に置かれた前記構造体の前記１つの通路を塞ぐように前記反射壁用樹脂をポッティングするＤ３工程と、前記チャンバー内の気圧を徐々に大気圧に近づけ、前記反射壁用樹脂が前記１つの通路を通って、前記Ａ４工程で形成された密封空間に充填されるＤ４工程と、から成る工程で充填されることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記Ａ２工程とＡ３工程の間に、前記蛍光体含有フィルム片の下方から前記半導体発光素子と同じ波長の光を発する発光体で、該蛍光体含有フィルム片を照射し、上方のディテクターで、該蛍光体含有フィルム片で変換された光の色度または色温度等を測定するＥ１工程を加えることを特徴とする請求項４、５、６、７の何れか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記Ａ３工程で用いる前記シリコン樹脂は、前記Ｅ１工程の測定データを基にして、色度または色温度を補正するための色素または蛍光体粉末が分散されたシリコン樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記ワークシートまたは前記天面シートの前記耐熱性樹脂から成る基材シートにおいて、紫外線硬化性の粘着糊がコートされる面は、該糊との接着強度を増すために、すりガラス状に荒らされていることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面（もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と、前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面）と、前記蛍光体含有フィルム片の側面の該出光面側の部分以外の露出面が、反射壁で覆われており、かつ、前記電極形成面上の電極、もしくは、前記バンプ実装面が反射壁の最低底面より突出していることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする透明フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われており、かつ、前記電極形成面上の電極、もしくは、前記バンプ実装面が反射壁の最低底面より突出していることを特徴とする発光装置。
【国際調査報告】
2012144030.tif 000020
2012144030.tif 000021
2012144030.tif 000022
2012144030.tif 000023
2012144030.tif 000024
2012144030.tif 000025
2012144030.tif 000026
2012144030.tif 000027