(57)【要約】      （修正有）【課題】発光面と導光板とが接触しにくい発光装置を提供する。【解決手段】透光性部材３０を準備する工程と、透光性部材の上面３０Ｕの上に水溶性樹脂部材を配置し、積層体を形成する工程と、主発光面と、主発光面の反対側に素子電極２２を備える発光素子２０を準備する工程と、発光素子の素子電極が、それぞれ導電部材１２の凸部に対向するように、発光素子を基板１０に載置、実装した後、主発光面上に、導光部材５０を配置する工程と、導光部材上に、水溶性樹脂部材が上になるように積層体を載置し、加熱し冷却することで積層体を反らせて上面に凹部３０Ｒを形成する工程と、発光素子及び積層体を埋設するよう封止部材６０を形成する工程と、封止部材を、積層体の水溶性樹脂部材が露出するまで除去する工程と、露出された水溶性樹脂部材を除去し、透光性部材を露出させる工程と、を備える発光装置の製造方法。【選択図】図１Ｃ
2020167396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性部材を準備する工程と、
前記透光性部材の上面上に水溶性樹脂部材を配置し、積層体を形成する工程と、
主発光面と、前記主発光面の反対側に電極を備える発光素子を準備する工程と、
前記主発光面上に、導光部材を配置する工程と、
前記導光部材上に、前記水溶性樹脂部材が上になるように前記積層体を載置し、加熱し冷却することで前記積層体を反らせて上面に凹部を形成する工程と、
前記発光素子及び前記積層体を埋設するよう封止部材を形成する工程と、
前記封止部材を、前記積層体の前記水溶性樹脂部材が露出するまで除去する工程と、
前記露出された水溶性樹脂部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、
を備える発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記透光性部材は、第１透光性部材と、前記第１透光性部材上に積層される第２透光性部材と、を備える、請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１透光性部材の線膨張係数は、前記第２透光性部材の線膨張係数よりも小さい、請求項２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
上面に凹部を備えた透光性部材を準備する工程と、
前記透光性部材の凹部を含む上面上に水溶性樹脂部材を配置して積層体を形成する工程と、
発光素子を準備する工程と、
前記発光素子上に導光部材を配置する工程と、
前記導光部材上に前記積層体を載置する工程と、
前記発光素子と前記積層体を埋設する封止部材を形成する工程と、
前記水溶性樹脂部材が露出するまで封止部材を除去する工程と、
露出された前記水溶性樹脂部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、
を備える発光装置の製造方法。
【請求項５】
透光性部材を準備する工程と、
前記透光性部材の上面上に水溶性樹脂部材を配置し、積層体を形成する工程と、
主発光面と、前記主発光面の反対側に電極を備える発光素子を準備する工程と、
前記主発光面上に、導光部材を配置する工程と、
前記導光部材上に、前記水溶性樹脂部材が上になるように前記積層体を載置し、加熱し冷却することで前記積層体を反らせて上面に凸部を形成する工程と、
前記発光素子及び前記積層体を埋設するよう封止部材を形成する工程と、
前記封止部材を、前記積層体の前記水溶性樹脂部材が露出するまで除去する工程と、
前記露出された水溶性樹脂部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、
を備える発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記透光性部材は、第１透光性部材と、前記第１透光性部材上に積層される第２透光性部材と、を備える、請求項５記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１透光性部材の線膨張係数は、前記第２透光性部材の線膨張係数よりも大きい、請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
上面に凸部を備えた透光性部材を準備する工程と、
前記透光性部材の凹部を含む上面上に水溶性樹脂部材を配置して積層体を形成する工程と、
発光素子を準備する工程と、
前記発光素子上に導光部材を配置する工程と、
前記導光部材上に前記積層体を載置する工程と、
前記発光素子と前記積層体を埋設する封止部材を形成する工程と、
前記水溶性樹脂部材が露出するまで封止部材を除去する工程と、
露出された前記水溶性樹脂部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、
を備える発光装置の製造方法。
【請求項９】
透光性部材を準備する工程と、
前記透光性部材の上面上に水溶性樹脂部材を配置し、積層体を形成する工程と、
主発光面と、前記主発光面の反対側に電極を備える発光素子を準備する工程と、
前記主発光面上に、導光部材を配置する工程と、
前記導光部材上に、前記水溶性樹脂部材が上になるように前記積層体を載置する工程と、
前記発光素子及び前記積層体を埋設するよう封止部材を形成する工程と、
前記封止部材を、前記積層体の前記水溶性樹脂部材が露出するまで除去する工程と、
前記露出された水溶性樹脂部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、
を備える発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記透光性部材は、第１透光性部材と、前記第１透光性部材上に積層される第２透光性部材と、を備える請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１透光性部材の線膨張係数は、前記第２透光性部材の線膨張係数と同じである、請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１透光性部材の厚みと、前記第２透光性部材の厚みは同じである、請求項１０又は請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトとして用いられる面状発光装置の光源として、導光板の側面に配置される発光装置（ＬＥＤ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−０３６７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、発光面が他の部材等に接触することを低減可能な発光装置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】
【０００５】
本開示は、以下の構成を含む。
透光性部材を準備する工程と、
前記透光性部材の上面上に水溶性樹脂部材を配置し、積層体を形成する工程と、
主発光面と、前記主発光面の反対側に電極を備える発光素子を準備する工程と、
前記主発光面上に、導光部材を配置する工程と、
前記導光部材上に、前記水溶性樹脂部材が上になるように前記積層体を載置し、加熱し冷却することで前記積層体を反らせて上面に凹部を形成する工程と、
前記発光素子及び前記積層体を埋設するよう封止部材を形成する工程と、
前記封止部材を、前記積層体の前記水溶性樹脂部材が露出するまで除去する工程と、
前記露出された水溶性樹脂部材を除去し、前記透光性部材を露出させる工程と、
を備える発光装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
以上により、発光面が他の部材等に接触することを低減可能な発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。
【図１Ｂ】実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における概略端面図である。
【図２Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図２Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図２Ｃ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図２Ｄ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｃ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｄ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｅ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｆ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｇ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図３Ｈ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図４】実施形態に係る発光装置の概略端面図である。
【図５Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図５Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図５Ｃ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図５Ｄ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図５Ｅ】実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略端面図である。
【図６】実施形態に係る発光装置の概略端面図である。
【図７】実施形態に係る発光装置の概略端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する発光装置の製造方法は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするため、誇張していることがある。また、基板、基材、透光性部材、封止部材等の部材は、硬化の前後において、また、切断の前後において、同じ名称を用いるものとする。
【０００９】
［実施形態１］
図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法を用いて得られる発光装置１００の一例を示す概略斜視図であり、図１Ｃは図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における概略断面図である。
【００１０】
発光装置１００は、基板１０と発光素子２０と透光性部材３０と封止部材６０とを含む。基板１０は、基材１１と、導電部材１２とを有する。
【００１１】
発光素子２０は、発光層を含む半導体層を備える半導体積層体２１と、半導体積層体２１の下面に設けられる一対の素子電極２２とを備える。発光素子２０の素子電極２２は、基板１０の導電部材１２と導電性接合部材４０を介して接続される。
【００１２】
透光性部材３０は、発光素子２０の上に配置される透光性の部材であり、発光装置１００の光取り出し面を構成する。透光性部材３０の側面は、後述の封止部材６０に覆われている。そして、本実施形態において、透光性部材３０の上面３０Ｕは、凹部３０Ｒを備える。
【００１３】
上述のような、上面に凹部を備える透光性部材を備える発光装置を得る製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
実施形態１に係る発光装置の製造方法は、それぞれ発光素子を含む複数の発光装置を集合状態で形成した後に個々の発光装置に分離する発光装置の製造方法である。詳細には、発光装置の製造方法は、透光性部材を準備する工程と、透光性部材の上面に水溶性樹脂部材を配置して積層体を形成する工程と、発光素子を準備する工程と、発光素子上に導光部材を配置する工程と、導光部材上に積層体を載置し積層体の上面に凹部を形成する工程と、発光素子と積層体を埋設する封止部材を形成する工程と、水溶性樹脂部材が露出するまで封止部材を除去する工程と、露出された水溶性樹脂部材を除去し、透光性部材を露出させる工程と、を含む。
【００１５】
以下、各工程について詳細に説明する。
【００１６】
（透光性部材準備工程）
透光性部材準備工程は、発光素子２０上に載置可能な大きさの透光性部材３０を準備する工程である。図２Ａに示す透光性部材３０は、上面３０Ｕ及び下面３０Ｄは平坦な面であり、均一な厚みの透光性部材３０である。また、後述において個片化される前の大きさの透光性部材３０を例示している。さらに、図２Ａでは、透光性部材３０として、第１透光性部材３１と第１透光性部材３１上に積層される第２透光性部材３２とを備える積層構造の透光性部材３０を例示している。このような積層構造の透光性部材３０を、以下の工程を経て形成する場合を例に挙げて説明する。尚、透光性部材３０は、以下の工程の一部のみを経て準備してもよく、あるいは、透光性部材３０を購入して準備する場合は、以下の工程を省略してもよい。
【００１７】
積層構造の透光性部材３０は、例えば、ウエハシート等の支持部材１０００上に、印刷、スプレー、ポッティング等により液状の第１透光性部材３１を形成し、その上に第２透光性部材３２を形成し、その後に加熱により硬化して、図２Ａに示すような積層構造の透光性部材３０を形成してもよい。このとき、第１透光性部材３１を形成した後に仮硬化し、仮硬化した第１透光性部材３１上に第２透光性部材３２を形成した後に、本硬化して積層構造の透光性部材３０を形成してもよい。尚、仮硬化は、１２０℃〜１４０℃で加熱し、Ｂステージ状態とする工程を指す。また、本硬化は、１４０℃〜１６０℃で加熱し、Ｃステージ状態とする工程を指す。
【００１８】
また、別の方法として、支持部材上に第１透光性部材３１を形成して仮硬化させ、同様に、別の支持部材上に第２透光性部材３２を形成する。そして、仮硬化させた状態の第１透光性部材３１と第２透光性部材３２とを積層させて、本硬化させてもよい。あるいは、支持部材上に第１透光性部材３１を形成して本硬化し、さらに、別の支持部材上に第２透光性部材３２を形成して本硬化し、これら本硬化した第１透光性部材３１と第２透光性部材３２とを接着剤等で両者を貼り合わせてもよい。
【００１９】
本実施形態において、第２透光性部材３２の線膨張係数は、第１透光性部材３１の線膨張係数よりも大きい。これにより、後述の積層体載置工程において加熱し冷却される際に、透光性部材３０の上面３０Ｕが凹状に反って凹部３０Ｒを形成することができる。このように、透光性部材３０の上面３０Ｕが凹部３０Ｒとなるようにするには、第１透光性部材３１と第２透光性部材３２とを以下のような組み合わせとすることが好ましい。例えば、第１透光性部材３１及び第２透光性部材３２がそれぞれ添加物を含まない場合、すなわち樹脂のみからなる場合、第２透光性部材３２の樹脂材料の線膨張係数が、第１透光性部材３１の樹脂材料の線膨張係数より大きいものを選択することができる。
【００２０】
また、第１透光性部材３１と第２透光性部材３２とが、同じ樹脂を用い、この樹脂材料中に添加物を含む場合、第２透光性部材３２の線膨張係数を、第１透光性部材３１の線膨張係数よりも大きくする組み合わせとしては、例えば以下のようなものが挙げられる。
（１Ａ）第１透光性部材は樹脂中に波長変換物質を含み、第２透光性部材は樹脂のみからなる
（２Ａ）第１透光性部材及び第２透光性部材は樹脂中に波長変換物質を含み、第２透光性部材中の波長変換物質含有量が第１透光性部材の波長変換物質含有量よりも少ない
（３Ａ）第１透光性部材と第２透光性部材は樹脂中の波長変換物質含有量は同じであり、第１透光性部材のフィラー含有量が、第２透光性部材の含有量よりも多い
（４Ａ）第１透光性部材と第２透光性部材は樹脂中の波長変換物質含有量が同じであり、第２透光性部材の厚みが、第１透光性部材の厚みより厚い
【００２１】
なお、第１透光性部材３１と第２透光性部材３２との境界は、明確でない場合があってもよい。また、単一の層からなる透光性部材中に波長変換物質等の粉体を含む場合であって、それらの粉体が透光性部材中に均一に分散しているのではなく、下側に沈降するなどにより偏在した透光性部材であってもよい。この場合、単一の層ではあるが、実質的に波長変換物質の量が多い下側と、波長変換物質の量が少ない上側と、の２層構造の透光性部材であるともいえる。このような透光性部材も、上側の線膨張係数が、下側の線膨張係数よりも大きいため、加熱冷却により反りが発生し、上面に凹部を備える透光性部材とすることができる。
【００２２】
なお、第１透光性部材３１は、単一の層であってもよく、２層構造等の積層構造であってもよい。例えば、第１透光性部材が２層構造である場合であって、第１透光性部材の下層と、第１透光性部材の上層との両方が波長変換物質を含む場合、下層と上層とを合わせた特性が、上記に当てはまることで、上面に凹部を備える透光性部材とすることができる。また、第１透光性部材の下層が波長変換部材を含まない場合は、第１透光性部材の下層が第２透光性部材の厚みよりも薄くすることで、上面に凹部を備える透光性部材とすることができる。
【００２３】
（積層体形成工程）
積層体準備工程は、透光性部材３０の上面３０Ｕ上に水溶性樹脂部材８０を配置して積層体９０を形成する工程である。図２Ａに示すように、透光性部材３０の上面３０Ｕは平坦な面である。この平坦な透光性部材３０の上面３０Ｕ上に、水溶性樹脂部材８０を形成する。水溶性樹脂部材８０の形成方法としては、印刷、スプレー、ポッティング等の方法が挙げられる。これにより、大面積の積層体９０が得られる。
【００２４】
次に、図２Ｃに示すように、ダイサー等の切断刃１１００を用いて積層体９０を切断することで、図２Ｄに示すような、所望の大きさに個片化された積層体９０を得る。個片化された積層体９０の上面は平坦な面である。尚、ここでは、大面積の透光性部材３０を形成した後に個片化して所望の大きさの透光性部材３０を得る方法を例示しているが、これに限らない。例えば、最初から所望の大きさの透光性部材３０を形成し、個片化工程を省略することができる。
【００２５】
（発光素子準備工程）
発光素子２０を準備する。発光素子２０としては、公知の発光ダイオードを例示する。発光素子２０は、主に発光を取り出す主発光面と、主発光面と反対側の電極形成面に一対の電極を有する。このような発光素子２０は、例えば、図３Ａに示すように、基板１０上に配置された導電性接合部材４０上に載置され、固定される。ここでは、基板１０として、絶縁性の基材１１と、その基材１１の上面等に設けられた導電部材１２と、を備える基板１０を例示している。基板１０は、発光装置１００の一部に含まれる。あるいは、基板は、製造工程内のみで用いられ、最終的には除去される基板であっても構わない。以下、発光装置１００の一部となる基板１０を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００２６】
発光素子２０を基板１０上に載置する前に、溶融性の導電性接合部材４０を、基板１０の上面の導電部材１２の上に配置する。図３Ａに示す導電部材１２は、上面の一部が凸部となっている例を示している。ただしこれに限らず、凸部を備えない導電部材であってもよい。
【００２７】
次に、発光素子２０の素子電極（ｐ側電極とｎ側電極）２２が、それぞれ導電部材１２の凸部に対向するように、発光素子２０を基板１０上に載置する。そして、発光素子２０を載置した基板１０を、リフロー炉などの加熱装置内に配置し、加熱することで導電性接合部材４０を溶融させた後、冷却して硬化させる。加熱温度は、導電性接合部材４０の融点よりも高い温度であり、例えば、２９０〜３３０℃程度とすることができる。この加熱溶融させたとき、導電部材１２が凸部を備えることで、セルフアライメント効果により、図３Ｂに示すように、凸部に対して高い位置精度で発光素子２０が実装される。
【００２８】
（導光部材配置工程）
次に、図３Ｃに示すように、発光素子２０の主発光面上に、接着剤となる液状の導光部材５０を配置する。導光部材５０を配置する方法としては、ピンを用いて転写する方法、ディスペンサを用いてポッティングする方法等を挙げることができる。
【００２９】
（積層体配置工程）
積層体配置工程は、発光素子２０上の導光部材５０上に積層体９０を配置する工程である。積層体９０は、コレット等によって吸着してピックアップし、発光素子２０の発光面上の導光部材５０上に配置する。詳細には、積層体９０は、水溶性樹脂部材８０が上側となり、透光性部材３０が下側になるようにし、透光性部材３０の下面と発光素子２０の上面とを対向させて配置する。
【００３０】
導光部材５０上に積層体９０を載置することで、発光素子２０の上面に配置されていた導光部材５０は、発光素子２０の上面からはみ出して発光素子２０の側面まで覆うように広がる。また、積層体９０は、平面視において発光素子２０の上面よりも面積が大きいため、積層体９０の外縁部においては、その下方に発光素子２０が位置していない。このように下方に発光素子２０が位置していない積層体９０の下面にも、導光部材５０が接するように広がっている。換言すると、積層体９０の下面の全面に、導光部材５０が接している。
【００３１】
次に、加熱し、冷却することで導光部材５０を硬化させる。このとき、積層体９０も同様に加熱され、冷却される。上側に位置する第２透光性部材３１が、下側に位置する第１透光性部材３１よりも線膨張係数が大きいため、冷却時に縮み易い。そのため、図３Ｅに示すように、積層体９０の上面が凹状になるように反る。詳細には、積層体９０を構成する第１透光性部材３１、第２透光性部材３２、水溶性樹脂部材８０のそれぞれも上面が凹状になるように反っている。また、積層体９０の下面も同様に反っている。
【００３２】
（封止部材形成工程）
封止部材形成工程は、発光素子２０と、発光素子２０の側面に配置される導光部材５０と、発光素子２０の上に配置される積層体９０とを埋設するように封止部材６０を形成する工程である。封止部材６０は、図３Ｆに示すように、積層体９０の上面が被覆される高さで形成することが好ましい。封止部材６０を形成する方法としては、例えば、トランスファ成形、圧縮成形、ポッティング、印刷等の方法を用いることができる。
【００３３】
（積層体露出工程）
積層体露出工程は、積層体９０の上面を覆う封止部材６０を除去して積層体９０の水溶性樹脂部材８０を露出させる工程である。封止部材６０を除去する方法としては、研削若しくはブラストなどが挙げられる。これにより、図３Ｇに示すように、積層体９０が露出される。ここでは、封止部材６０を除去する際に、水溶性樹脂部材８０の一部も同時に除去されている。そのため、露出された水溶性樹脂部材８０の上面と封止部材６０の上面とは同一平面となる。このように、透光性部材３０の直上において水溶性樹脂部材８０の全面が露出されるようにすることが好ましい。これにより、後述の工程において、透光性部材３０の上面３０Ｕの全面を凹部３０Ｒとすることができる。また、透光性部材３０の上の水溶性樹脂部材８０の一部を除去し、透光性部材３０の一部が露出されてもよい。これにより、後述の工程において、透光性部材３０の上面３０Ｕの一部が、封止部材６０の上面と同一面上となる平坦な面とすることができる。これにより、配光を狭角化することができる。
【００３４】
（水溶性樹脂部材除去工程）
次に、露出された水溶性樹脂部材を除去する。除去する方法としては、常温又は２５℃〜４０℃に加熱された純水を吹き付ける、又は、純水中に水溶性樹脂部材８０を露出させた状態で基板１０ごと浸漬させる方法が挙げられる。これにより、図３Ｈに示すように、水溶性樹脂部材８０が除去され、透光性部材３０が露出された状態となる。露出された透光性部材３０の上面３０Ｕは凹部３０Ｒを備えている。そのため、透光性部材３０の上面３０Ｕの少なくとも一部は、封止部材６０の上面よりも低くなっている。
【００３５】
（個片化工程）
個片化工程は、発光素子２０間において、封止部材６０及び基板１０を切断して個々の発光装置１００に分離する工程である。図１Ａ等に示すように、例示する発光装置１００は２つの発光素子２０を備えている。ただし、これに限らず、1つの発光装置は１又は３以上の発光素子を備えていてもよい。切断する方法としては、例えば、ダイサー等の回転刃を用いる方法、レーザ光を照射する方法を挙げることができる。
【００３６】
以上説明した実施形態の発光装置の製造方法によれば、透光性部材３０の上面３０Ｕに凹部３０Ｒを備える発光装置を得ることができる。
【００３７】
［実施形態２］
実施形態２に係る発光装置の製造方法も、実施形態１と同様に、それぞれ発光素子を含む複数の発光装置を集合状態で形成した後に個々の発光装置に分離する発光装置の製造方法である。実施形態２において、発光装置の製造方法は、上面に凹部を備えた透光性部材を準備する工程と、透光性部材の凹部を含む上面上に水溶性樹脂部材を配置して積層体を形成する工程と、発光素子を準備する工程と、発光素子上に導光部材を配置する工程と、導光部材上に積層体を載置する工程と、発光素子と積層体を埋設する封止部材を形成する工程と、水溶性樹脂部材が露出するまで封止部材を除去する工程と、露出された水溶性樹脂部材を除去し、透光性部材を露出させる工程と、を含む。
【００３８】
実施形態１では、上面が平らな透光性部材を準備し、工程内において透光性部材を反らせることで透光性部材の上面に凹部を形成したのに対し、実施形態２では、あらかじめ上面に凹部を備える透光性部材を準備する点が異なる。以下、主に実施形態１と異なる点について説明する。図４は、実施形態２に係る発光装置の製造方法で得られる発光装置１００Ａの一例であり、透光性部材３０Ａが積層構造ではなく単層構造である例を示している。
【００３９】
（透光性部材準備工程）
実施形態２において、透光性部材準備工程は、上面に凹部を備える透光性部材を準備する工程である。まず、図５Ａに示すように、上金型１２００及び下金型１３００を準備する。上金型１２００の下面は凸部１２１０を備えている。このような上下金型を、図５Ｂに示すように型閉する。金型内には空間が形成される。次に、図５Ｃに示すように上金型１２００と下金型１３００の間の注入口１３１０から液状の透光性部材３０Ａを注入し、加熱硬化する。冷却後に型開することで、図５Ｄに示すような、上面３０ＡＵに凹部３０ＡＲを備える透光性部材３０Ａが得られる。その後、切断して図５Ｅに示すような個片化された小片の透光性部材３０Ａを得る。ここで得られる透光性部材３０Ａは、上面３０ＡＵは凹部３０ＡＲを備える面であり、下面３０ＡＤは平らな面である。尚、最初から小片の透光性部材３０Ａを成形可能な金型を準備してもよく、その場合は、個片化工程を省略することができる。
【００４０】
凹部を備える透光性部材を形成する方法としては、上述のような射出成型のほか、圧縮成形、トランスファ成形、印刷等が挙げられる。また、透光性部材は上述のような単層構造のほか、積層構造とすることもできす。積層構造の場合は、上述のように成型された凹部を備える透光性部材を、別途成形した平板状又は凹部を備える形状のものを、貼り合わせる等により形成することができる。
【００４１】
図４に示す例では、透光性部材３０Ａの上面３０ＡＵの全体が凹部３０ＡＲであり、断面視において曲線である。透光性部材３０Ａの上面３０ＡＵの凹部３０ＡＲは、全体的になだらかな曲面とすることが好ましい。ただし、これに限らず、透光性部材３０Ａの上面３０ＡＵは、断面視において直線の部分を備えていてもよい。また、透光性部材３０Ａの上面３０ＡＵの一部が、封止部材６０の上面と同一面上にある平坦な部分を備えていてもよい。
【００４２】
また、図４に示す例では、発光装置１００Ａは２つの透光性部材３０Ａを備えており、各透光性部材３０Ａは、それぞれ１つの凹部３０ＡＲを備える。凹部３０ＡＲの最深部は、発光素子２０の中央部の上方に位置している。これにより、配光を狭角化することができる。ただし、これに限らず、凹部３０ＡＲの最深部は、発光素子２０の中央部以外の上方に位置していてもよい。
【００４３】
透光性部材３０Ａの上面３０ＡＵの凹部３０ＡＲの深さは、例えば、透光性部材３０Ａの厚みの５％〜１０％程度とすることができる。具体的には、透光性部材３０Ａの厚みが１００μｍ〜２００μｍの場合、凹部３０ＡＲの深さは、５μｍ〜２０μｍとすることができる。
【００４４】
次に、透光性部材３０Ａの凹部３０ＡＲに水溶性樹脂部材を形成する。尚、水溶性樹脂部材は、透光性部材３０Ａを個片化する前、又は、個片化した後のいずれかにおいて形成することができる。好ましくは、透光性部材３０Ａを個片化する前に水溶性樹脂部材を形成する。
【００４５】
その他の工程は、実施形態１と同様である。実施形態２においても、積層された透光性部材を用いる場合は、最初に形成された凹部３０ＡＲの形状が、製造工程内において変形し、さらに深さが深い凹部とすることができる。
【００４６】
［実施形態３］
実施形態３に係る発光装置の製造方法は、それぞれ発光素子を含む複数の発光装置を集合状態で形成した後に個々の発光装置に分離する発光装置の製造方法である。実施形態３では、実施形態１における導光部材上に積層体を載置し積層体の上面に凹部を形成する工程に変えて、導光部材上に積層体を載置し積層体の上面に凸部を形成する工程を備える点が異なり、その他の工程については実施形態１と同じである。
【００４７】
図６は、実施形態３に係る製造方法で得られる発光装置の一例である。発光装置１００Ｂの透光性部材３０Ｂは、上面３０ＢＵに凸部３０ＢＰを備える。透光性部材３０Ｂは、第１透光性部材３１Ｂとその上の第２透光性部材３２Ｂとを備える。透光性部材３０Ｂの下面３０ＢＤは、上側に凸状となるようになっている。
【００４８】
このように、透光性部材３０Ｂの上面３０ＢＵが凸部３０ＢＰとなるようにするには、第１透光性部材３１Ｂと第２透光性部材３２Ｂとを以下のような組み合わせとすることが好ましい。例えば、第１透光性部材３１Ｂ及び第２透光性部材３２Ｂがそれぞれ添加物を含まない場合、すなわち樹脂のみからなる場合、第２透光性部材３２Ｂの樹脂材料の線膨張係数が、第１透光性部材３１Ｂの樹脂材料の線膨張係数より小さいものを選択することができる。
【００４９】
また、第１透光性部材３１Ｂと第２透光性部材３２Ｂとが、同じ樹脂を用い、この樹脂材料中に添加物を含む場合、第２透光性部材３２Ｂの線膨張係数を、第１透光性部材３１Ｂの線膨張係数よりも小さくする組み合わせとしては、例えば以下のようなものが挙げられる。
（１Ｂ）第１透光性部材は樹脂のみからなり、第２透光性部材は樹脂中に波長変換物質を含む
（２Ｂ）第１透光性部材及び第２透光性部材は樹脂中に波長変換物質を含み、第２透光性部材中の波長変換物質含有量が第１透光性部材の波長変換物質含有量よりも多い
（３Ｂ）第１透光性部材と第２透光性部材は樹脂中の波長変換物質含有量は同じであり、第１透光性部材のフィラー含有量が、第２透光性部材の含有量よりも少ない
（４Ｂ）第１透光性部材と第２透光性部材は樹脂中の波長変換物質含有量が同じであり、第２透光性部材の厚みが、第１透光性部材の厚みより薄い
【００５０】
また、第１透光性部材が２層構造の場合は、第１透光性部材の下層が波長変換部材を含まず、かつ、第１透光性部材の上層が波長変換部材を含む場合、例えば、以下に示すような条件を満たすことで、上面が凸状の透光性部材とすることができる。
【００５１】
（５Ｂ）第１透光性部材の下層が波長変換部材を含まず、第１透光性部材の上層が波長変換部材を含む場合であって、第１波長変換部材の下層の厚みが、第１波長変換部材の上層の厚みと同じか、それよりも厚い
（６Ｂ）第１透光性部材の下層が波長変換部材を含まず、第１透光性部材の上層が波長変換部材を含む場合であって、第１波長変換部材の下層の厚みが、第１波長変換部材の上層の厚みと同じか、それよよりも薄く、かつ、第２透光性部材の厚みが、第１透光性部材の下層の厚みよりも薄い
【００５２】
［実施形態４］凸状ブロック載せる
実施形態２に係る発光装置の製造方法は、それぞれ発光素子を含む複数の発光装置を集合状態で形成した後に個々の発光装置に分離する発光装置の製造方法である。実施形態３では、実施形態２における上面に凹部を備えた透光性部材を準備する工程に変えて、上面に凸部を備えた透光性部材を準備する工程を備え、その凸部上に水溶性樹脂部材を配置して積層体を形成する工程を備える点が異なり、その他の構成については実施形態２と同じである。
【００５３】
図７は、実施形態４に係る製造方法で得られる発光装置の一例である。発光装置１００Ｃの透光性部材３０Ｃは、上面３０ＣＵに凸部３０ＣＰを備える。透光性部材３０Ｃの下面３０ＣＤは、平らな面である。
【００５４】
透光性部材３０Ｃの上面３０ＣＵの凸部３０ＣＰの高さ（最も低い位置と最も高い位置との差）は、例えば、透光性部材３０Ｃの厚みの５％〜１０％程度とすることができる。具体的には、透光性部材３０Ｃの厚みが１００μｍ〜２００μｍの場合、凸部３０ＣＰの高さは、５μｍ〜２０μｍとすることができる。
【００５５】
以下、実施形態に係る発光装置における各構成要素について説明する。
【００５６】
（基板）
基板は、製造工程内において、発光素子を載置する部材である。基板が発光装置の一部として機能する場合は、基板は、絶縁性の基材と、導電部材と、を備える。また、基板が製造工程内においてのみ用いられ、最終的には除去される場合は、基板は、絶縁性又は導電性の基材のみから構成されていてもよい。
【００５７】
基材は、樹脂若しくは繊維強化樹脂、セラミックス、ガラスなどの絶縁性部材を用いて構成することができる。樹脂若しくは繊維強化樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる。これらの基材のうち、発光素子の線膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。基材の厚さの下限値は、適宜選択できるが、基材の強度の観点から、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましい。また、基材の厚さの上限値は、発光装置の厚さ（奥行き）の観点から、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以下であることがより好ましい。また、製造工程内のみで用いられる基材としては、上記の絶縁性部材のほかに、導電部材として、例えば、銅、鉄、アルミニウム等の金属板を用いることができる。
【００５８】
導電部材は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、導電部材の表層には、導電性接合部材の濡れ性、光反射性などの観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金若しくはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。
【００５９】
（発光素子）
発光素子は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体等から構成される既知の半導体素子を適用できる。発光素子としては、例えばＬＥＤチップが挙げられる。発光素子は、少なくとも半導体積層体を備え、多くの場合に素子基板をさらに備える。発光素子の上面視形状は、矩形、特に正方形状又は一方向に長い長方形状であることが好ましいが、その他の形状であってもよく、例えば六角形状であれば発光効率を高めることもできる。発光素子の側面は、上面に対して、垂直であってもよいし、内側又は外側に傾斜していてもよい。また、発光素子は、正負電極を有する。正負電極は、金、銀、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金で構成することができる。発光素子の発光ピーク波長は、半導体材料やその混晶比によって、紫外域から赤外域まで選択することができる。半導体材料としては、波長変換物質を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である、窒化物半導体を用いることが好ましい。窒化物半導体は、主として一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される。発光素子の発光ピーク波長は、発光効率、並びに波長変換物質の励起及びその発光との混色関係等の観点から、４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましく、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がよりいっそう好ましい。このほか、ＩｎＡｌＧａＡｓ系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。発光素子の素子基板は、主として半導体積層体を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成長用基板であるが、結晶成長用基板から分離した半導体素子構造に接合させる接合用基板であってもよい。素子基板が透光性を有することで、フリップチップ実装を採用しやすく、また光の取り出し効率を高めやすい。素子基板の母材としては、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。なかでも、サファイアが好ましい。素子基板の厚さは、適宜選択でき、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、素子基板の強度及び／若しくは発光装置の厚さの観点において、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
（導電性接合部材）
導電性接合部材は、発光素子の素子電極と基板の導電部材とを電気的に接続する部材である。導電性接合部材としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、低融点金属などのろう材のうちのいずれか１つを用いることができる。
【００６１】
（導光部材）
導光部材は、発光素子と透光性部材を接着し、発光素子からの光を透光性部材に導光する部材である。導光部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、導光部材の母材は、上述の透光性部材と同様のフィラーを含有してもよい。また、導光部材は、省略することができる。
【００６２】
（透光性部材）
透光性部材は発光素子上に設けられ、発光素子を保護する部材である。透光性部材は、少なくとも以下のような母材により構成される。また、透光性部材は、波長変換物質を母材中に含有することで、波長変換物質として機能させることができる。透光性部材が、波長変換物質を含有する層と、波長変換物質を実質的に含有しない層を備えている場合も、各層の母材が以下のように構成される。尚、各層の母材は同じでも異なっていてもよい。但し、透光性部材が波長変換物質を有することは必須ではない。また、透光性部材は、波長変換物質と例えばアルミナなどの無機物との焼結体、又は波長変換物質の板状結晶などを用いることもできる。
【００６３】
透光性部材の母材は、発光素子から発せられる光に対して透光性を有するものであればよい。なお、「透光性」とは、発光素子の発光ピーク波長における光透過率が、好ましくは６０％以上であること、より好ましくは７０％以上であること、よりいっそう好ましくは８０％以上であることを言う。透光性部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂を用いることができる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。透光性部材は、これらの母材のうちの１種を単層で、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成することができる。なお、本明細書における「変性樹脂」は、ハイブリッド樹脂を含むものとする。
【００６４】
透光性部材の母材は、上記樹脂若しくはガラス中に各種のフィラーを含有してもよい。このフィラーとしては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。フィラーは、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。特に、熱膨張係数の小さい酸化珪素が好ましい。また、フィラーとして、ナノ粒子を用いることで、発光素子が発する光の散乱を増大させ、波長変換物質の使用量を低減することもできる。なお、ナノ粒子とは、粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子とする。また、本明細書における「粒径」は、例えば、Ｄ５０で定義される。
【００６５】
波長変換物質は、発光素子が発する一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を発する。波長変換物質は、以下に示す具体例のうちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６６】
緑色発光する波長変換物質としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＴｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）系蛍光体、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０（ｚ（４．２））、ＳＧＳ系蛍光体（例えばＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）などが挙げられる。黄色発光の波長変換物質としては、αサイアロン系蛍光体（例えばＭｚ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６（但し、０（ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）などが挙げられる。このほか、上記緑色発光する波長変換物質の中には黄色発光の波長変換物質もある。また例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、Ｙの一部をＧｄで置換することで発光ピーク波長を長波長側にシフトさせることができ、黄色発光が可能である。また、これらの中には、橙色発光が可能な波長変換物質もある。赤色発光する波長変換物質としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）などが挙げられる。このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体（一般式（Ｉ）Ａ２［Ｍ１−ａＭｎａＦ６］で表される蛍光体である（但し、上記一般式（Ｉ）中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＮＨ４からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０（ａ（０．２を満たす））が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体（例えばＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）がある。
【００６７】
（水溶性樹脂部材）
水溶性樹脂部材は、製造工程内のみにおいて用いられるものであり、水に溶解させることで除去可能な部材である。水溶性樹脂部材の材料としては、例えば、ポリビニルピロリドン系樹脂等が挙げられる。分子量の異なるポリビニルピロリドン系樹脂の配合比を調整することで、硬化前の粘度等を調整することができる。また、水溶性樹枝部材は、水溶性樹枝部材のみで構成されてもよく、あるいは、水溶性樹脂を主成分とし、有機溶剤等、他の部材を含んでいてもよい。有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサン等が挙げられる。水溶性樹脂部材の厚みは、例えば、５μｍ〜２０μｍとすることができる。
【００６８】
（封止部材）
封止部材は、発光素子及び透光性部材の側面を直接又は間接的に被覆する。封止部材としては、母材である樹脂と、光反射材と、を含む樹脂材料を用いることができる。封止部材は、上方への光取り出し効率の観点から、発光素子の発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、封止部材は、白色であることが好ましい。
【００６９】
封止部材の母材は、樹脂を用いることができ、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、封止部材の母材は、上述の透光性部材と同様のフィラーを含有してもよい。
【００７０】
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素のうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。白色顔料の形状は、適宜選択でき、不定形若しくは破砕状でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。また、白色顔料の粒径は、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度が挙げられるが、光反射や被覆の効果を高めるためには小さい程好ましい。封止部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択できるが、光反射性及び液状時における粘度などの観点から、例えば１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下が好ましく、２０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下がより好ましく、３０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下がよりいっそう好ましい。なお、「ｗｔ％」は、重量パーセントであり、封止部材の全重量に対する当該材料の重量の比率を表す。
【符号の説明】
【００７１】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ…発光装置
１０…基板
１１…基材
１２…導電部材
２０…発光素子
２１…半導体積層体
２２…素子電極
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…透光性部材
３０Ｕ、３０ＡＵ、３０ＢＵ、３０ＣＵ…上面
３０Ｒ、３０ＡＲ…凹部
３０Ｄ、３０ＡＤ、３０ＢＤ、３０ＣＤ…下面
３０ＢＰ、３０ＣＰ…凸部
３１、３１Ｂ…第１透光性部材
３２、３２Ｂ…第２透光性部材
４０…導電性接合部材
５０…導光部材
６０…封止部材
８０…水溶性樹脂部材
９０…積層体
１０００…支持部材
１１００…切断刃
１２００…上金型
１２１０…凸部
１３００…下金型
１３１０…注入口
【図１Ａ】
2020167396.tif 000003
【図１Ｂ】
2020167396.tif 000004
【図１Ｃ】
2020167396.tif 000005
【図２Ａ】
2020167396.tif 000006
【図２Ｂ】
2020167396.tif 000007
【図２Ｃ】
2020167396.tif 000008
【図２Ｄ】
2020167396.tif 000009
【図３Ａ】
2020167396.tif 000010
【図３Ｂ】
2020167396.tif 000011
【図３Ｃ】
2020167396.tif 000012
【図３Ｄ】
2020167396.tif 000013
【図３Ｅ】
2020167396.tif 000014
【図３Ｆ】
2020167396.tif 000015
【図３Ｇ】
2020167396.tif 000016
【図３Ｈ】
2020167396.tif 000017
【図４】
2020167396.tif 000018
【図５Ａ】
2020167396.tif 000019
【図５Ｂ】
2020167396.tif 000020
【図５Ｃ】
2020167396.tif 000021
【図５Ｄ】
2020167396.tif 000022
【図５Ｅ】
2020167396.tif 000023
【図６】
2020167396.tif 000024
【図７】
2020167396.tif 000025