(57)【要約】  本発明の発光装置(400)は、基板(401)に半導体発光素子(403)が搭載されており、前記発光素子(403)は弾性樹脂で形成された堰(421)で囲われており、前記堰(421)の内側の空間に蛍光体(423)を含む被覆層(427)が形成されている。この発光装置(400)は、被覆材を充填する開口部(425)を有し、前記開口部の相対する位置に樹脂で形成された堰(421)が一体化されたステンシル版基材(426)を前記発光素子搭載の基板(401)に位置合わせし、前記開口部(425)から蛍光体を含む被覆材(424)を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層(427)を形成し、ステンシル版基材フィルム(426)を除去し、前記堰(421)を基板上の被覆層(427)と一体化して得る。被覆層(427)はシリコーン系ゴム又はレジンが好ましい。被覆層(427)の上にはレンズ(407)を形成しても良い。これにより、欠陥が少なく、製品歩留まりの高い発光装置及びその製造方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半導体発光素子が搭載された発光装置であって、
前記発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われており、
前記堰の内側の空間に蛍光体を含む被覆層が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記弾性樹脂で形成された堰は、蛍光体及び／又は光散乱材を含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記弾性樹脂で形成された堰は、シリコーン系ゴム又はゲルである請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記弾性樹脂で形成された堰の外側には、さらにレンズを配置した請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記レンズは、シリコーン系ゴム又はレジンである請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記被覆層に配合する蛍光体の量は、被覆層に対して５〜２０質量％の範囲である請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項７】
前記弾性樹脂で形成された堰の内面と前記発光素子の外周との間隙は０．２〜１．０ｍｍである請求項１，２，６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記弾性樹脂で形成された堰の厚さは０．５〜３．０ｍｍであり、高さは０．５〜３．０ｍｍである請求項１，２，６，７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記弾性樹脂で形成された堰も蛍光体及び／又は光散乱材を５〜２０質量％の範囲で含む請求項１，２，６〜８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
前記被覆層を構成するマトリックスは、シリコーンゴム状又はゲル状である請求項１又は６に記載の発光装置。
【請求項１１】
基板に半導体発光素子が搭載され、発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われた発光装置の製造方法であって、
ステンシル版基材フィルムの一方の面に被覆材を充填する開口部を有し、他方の面の前記開口部の相対する位置に弾性樹脂で形成された堰が一体化されたステンシル版基材を前記発光素子搭載の基板上に位置合わせし、
前記開口部から蛍光体を含む被覆材を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層を形成し、
前記ステンシル版基材フィルムを除去し、前記堰を基板上の被覆層と一体化することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記ステンシル版基材フィルムがポリエステルフィルムである請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記ステンシル版基材は、下記の工程で製造する請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
（１）２枚の基材フィルムの間に熱硬化シリコーンゴム層を介在させ、圧延ロールで圧延し、加熱・加圧プレス成型機により加熱硬化させる。
（２）大径金型で一方の基材フィルムとシリコーンゴムを打抜きする。
（３）一方の基材フィルムを剥離し、堰となる部分以外の不要なゴム部を除去する。
（４）前記（１）工程と（２）工程の間で硬化したシートを小径金型で上下の基材フィルムを打抜くか、又は前記（３）工程の後で堰の基材フィルムを小径金型で打抜く。
【請求項１４】
前記被覆層の外側には、さらにシリコーンゴム又はレジンを含むレンズを直接成形する請求項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】
本発明は半導体発光素子が波長変換部材で覆われた発光装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置は、発光素子が基板に配置しその発光素子は蛍光体を含む被覆材で覆われている構造のものが多くある。発光素子から発する光により蛍光体が励起し異なる波長の光を発生させることにより目的の波長の光を得る技術が採用されている。【０００３】
多くの場合、蛍光体は透光性樹脂に混合され、発光素子の周辺に充填又は塗布或いは被覆後に硬化させている。その方法は特許文献１のポッティング方法、特許文献２のディッピング方法、特許文献３のメタルマスク方法、特許文献４の金型成型方法など、既に様々な手段が提案されている。【０００４】
図４Ａは下記特許文献１に開示された封止樹脂の成型方法を示す概略断面図である。発光装置１００は基板１０１に発光素子が取り付けられている。蛍光体１０３を含む被覆材１０４を滴下装置１０８の細管１０７から吐出しキャビティ１０６内に滴下する。滴下後、被覆材１０４を硬化させ、発光素子１０２は蛍光体１０３を含む被覆層１０４で覆われる。【０００５】
しかし、前記の封止樹脂の成型方法によれば、被覆材１０４に蛍光体１０３をあらかじめ配合したものをポッティング方式により蛍光体の被覆は、滴下した被覆材が固化する際、被覆材の表面張力や粘度により形状が変化するため寸法精度がよくないばかりか、図４Ｂに示すように壁面や液面での形状自体が不安定となる。また、図４Ｃのように基板に傾きが生じることも無視できない。従い同一製品でも場所により、また製品毎に被覆厚さに違いが生じることもあるいずれの場合でも、発光素子を覆った被覆材１０４の厚さが変化してしまい製品不良に直結することになる。【０００６】
金型成型は、他の手段より厚さ、位置、寸法、濃度などの精度を高くすることができる。図６Ａ−Ｃはトランスファー成型による被覆方法を示す概略図である（特許文献４）。トランスファー成型金型３００は３枚の構造からなっている。下型３０１には基板を挿入するキャビティ３０２が設けられている。中型３０３の下側には被覆層を成型する為のキャビティ３０４がある。又中型の上側には材料を仕込むためのポット３０６があり、上型３０５はポット３０６に仕込んだ材料を加圧注入する構造となっている。発光素子３１０を実装した基板３１１は下型３０１のキャビティ３０２に収められる。発光素子３１０と基板３１１と電極３０７ならびに中型３０３の下側にあるキャビティ３０４で形成された空間が蛍光体層の形状となる。蛍光体３１２を含んだ被覆材３１３は中型３０３の上側にあるポット３０６に適量仕込まれる。上型３０５で加圧することにより、被覆材３１３は注入口３１４からランナー３１５を通りゲート３１６を介してキャビティ３０４へと注入される。適切な時間と温度で加圧を保持し被覆材を硬化させた後金型から取り出す。【０００７】
しかしこの方法では、注入口、ランナー、ポットに必ず成型スクラップが大量に発生する。蛍光体は極めて高価であること、やはり大量の数量を短時間で成型するには限界があることなど、量産に於いて大きな問題がある。【０００８】
厚さバラツキを抑制する手段として図５Ａ−Ｆに示すようなスクリーン印刷が知られている（特許文献３）。この方法は比較的簡便で精度も高く、金型や成型装置も不要であり、材料のロスも少なく、量産化しやすいことから広く用いられている。【０００９】
発光装置２００に実装された発光素子２０１の周囲は蛍光体２０２を含有した被覆層２０７で覆われている。蛍光体２０２を含有した被覆材２０３は所定の形状に開口したキャビティ２０６をもつメタルマスク２０４の上面に供給され、さらにスキージ２０５で延ばしながらキャビティ２０６に充填される。こうして充填された被覆材を硬化させて、発光素子２０１の周囲に被覆層２０７を所定の形状で形成することができる（図５Ａ−Ｂ）。【００１０】
しかし、ステンシルやメタルマスクを用いるスクリーン印刷方法では被覆材が硬化するまでステンシルやメタルマスクを取り外す事ができない。図５Ｃのように仮に硬化前にこれらを取り外してしまうと、被覆材は流れてしまい形状を保つことはできない。また図５Ｄのように、ステンシルやメタルマスクと基板面には僅かに間隙が生じてしまうことは避けられず、その間隙へ被覆材が流入してしまうことがある。また図５Ｅのように、被覆材の表面張力並びにステンシルやメタルマスクとの界面張力が低いとき、被覆材はステンシルやメタルマスクの上面をも覆ってしまうことがある。【００１１】
さらに硬化後、ステンシルやメタルマスクを外す場合、注意深く外さないと図５Ｆのように被覆材に傷を付けたり、被覆材が欠けてしまうことがある。特にステンシルやメタルマスクの上面が被覆材で覆われているときは被覆材が欠けてしまう。また、ステンシルやメタルマスクが被覆材と接着してしまい、被覆材が破損するなど離型が大きな問題になるときがある。これらは全て不良品となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１１９８３８号公報
【特許文献２】特開平５−２９１６２９号公報
【特許文献３】特開２００２−１３４７９２号公報
【特許文献４】特開平８−７８４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記従来のステンシルやメタルマスクを用いるスクリーン印刷方法の製造上の問題を解決するため、欠陥が少なく、製品歩留まりの高い発光装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の発光装置は、基板に半導体発光素子が搭載された発光装置であって、前記発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われており、前記堰の内側の空間に蛍光体を含む被覆層が形成されていることを特徴とする。【００１５】
本発明の発光装置の製造方法は、基板に半導体発光素子が搭載され、発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われた発光装置の製造方法であって、ステンシル版基材は被覆材を充填する開口部を有し、前記開口部の相対する位置に弾性樹脂で形成された堰が一体化されたステンシル版基材を前記発光素子搭載の基板上に位置合わせし、前記開口部から蛍光体を含む被覆材を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層を形成し、ステンシル版基材フィルムを除去し、前記堰を基板上の被覆層と一体化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発光装置は、蛍光材を含む被覆層は弾性樹脂で形成された堰で囲われた空間に形成される。発光装置の基板上には堰が接しているので、僅かな間隙も発生しないか、或いは発生しても弾性樹脂の堰により吸収される。従って、当該空間に被覆材が充填されるときに、被覆材が基板とステンシル版基材の間に流入してしまうことはない。【００１７】
また、ステンシル版基材は基板上に堰を残して除去されるので、ステンシル版基材フィルムの取り外しは被覆材の充填後に直ちに行うことができる。さらに、ステンシル版基材の上面が被覆材で覆われていたり、被覆材が溢れていてもステンシル版基材フィルムは問題なく取り外すことができる。被覆層は堰で囲われた空間で確実に形成されるから、被覆層の破損や欠けは回避することができ、不良率を低減できる。さらに被覆層の硬化時の歪は弾性樹脂の堰により吸収され、均一な被覆層が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１Ａは本発明の実施形態に使用するステンシルを示す断面図、図１Ｂは同下面図である。
【図２】図２Ａ−Ｅは本発明の実施形態を形成する手順を示す断面図である。
【図３】図３Ａ−Ｅは本発明の実施形態に使用するステンシルを形成する手順を示す断面図、図３Ｆ−Ｇは同、得られた弾性体の平面図である。
【図４】図４Ａ−Ｃは従来のポッティングによる発光素子の被覆方法を示す断面図である。
【図５】図５Ａ−Ｆは従来のスクリーン印刷による発光素子の被覆方法を示す断面図である。
【図６】図６Ａ−Ｃは従来の金型成型による発光素子の被覆方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の発光装置は、あらかじめ所定の形状、位置に弾性樹脂で形成された堰が配置されたステンシル版基材を発光装置の基板上に被せ、基板上に被覆層を形成するための堰により空間を形成させ、当該空間に被覆材を充填した後、ステンシル版基材フィルムを取り除く。これにより、蛍光体層の均一性が高く、製品歩留まりの高い発光装置とすることができる。
【００２０】
前記弾性樹脂で形成された堰は、蛍光体及び／又は光散乱材を含むことが好ましい。被覆材と同じ機能を発揮させるためである。前記弾性樹脂で形成された堰は、シリコーン系ゴム又はゲルであることが好ましい。シリコーン系ゴム又はゲルは耐熱性に優れるからである。
【００２１】
前記弾性樹脂で形成された堰の外側には、さらにレンズを配置することが好ましい。これにより、光の指向性を制御できる。前記レンズは、耐熱性が高いことからシリコーン系ゴム又はレジンであることが好ましい。
【００２２】
弾性樹脂で形成された堰は、発光装置の一部になるので、でき上がったときの機能を想定して、あらかじめ必要な特性をもたせることもできる。具体的には、光線透過性を妨げることのないよう極めて光透過性の高い材料を使用したり、屈折率を調整した材料とすることができる。あるいは蛍光体を配合することもできる。また、発光装置の指向性を調整する目的で適量の光散乱材を配合することもできる。
【００２３】
以下に本発明の実施形態について図１Ａ−Ｂと図２Ａ−Ｅに基づいて説明する。
【００２４】
図１Ａは本実施形態のステンシル版基材７０５を模式的に示した断面図、図１Ｂは同下面図である。ステンシル版基材７０５は薄い剛性のある素材でできたフィルム７０１に所定の形状をもった弾性体樹脂からなる堰７０２が１つ以上又は複数が一体となっている。フィルム７０１と堰７０２は接着しているわけではなく着脱できる程度に密着し一体化している。またステンシル版基材７０５には弾性体樹脂からなる堰７０２で囲われた空間７０４へ被覆材を充填させるための開口部７０３がある。
【００２５】
堰開口部の形状は、円、多角形、楕円など任意の形状にすることができる。発光素子の数量、配置により適切な形状とする。外周を均一に覆うには四角が適している。円形ならば方向が無く位置決めが不要である。
【００２６】
図２Ａ−Ｅは本実施形態による発光装置の製造方法を示した断面図である。発光装置４００の基板４０１には所定の導電回路をもつ回路４０２が形成されている。そして発光素子４０３が配置され、さらにその表面には金属細線４０４がボンディングされて発光素子に電気的に接続されている。
【００２７】
発光素子４０３の基板４０１への装着は、例えばダイボンダーマシンを使用して行う。基板上の回路４０２との接続は金属細線４０４でワイヤーボンディングすることで行う（図２Ａ）。
【００２８】
基板４０１の材質は特に限定されないが、ガラスエポキシ、ポリイミド、エポキシ樹脂含浸アラミド不織布、セラミック等のプリント基板なら良好に使用することができる。近年の発光装置は出力が高く発熱量も多くなりより効果的な放熱が必要であるので、セラミックを基板としたセラミックス基板やアルミニウム基板に代表される金属基板やアルミナ等の金属酸化物を応用した基板などを使用することが望ましいがこれらに制約されるものではない。
【００２９】
発光素子４０３の種類は特に限定されないが、例えばサファイアで形成された素子基板にIII族窒化物系化合物すなわちＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＩｎＡｌＧａ系などからなる半導体層が積層されている。素子基板は他にＳｉＣ、ＧａＰなどが使用できるがこれらに制約されるものではない。
【００３０】
発光素子４０３の発する波長は紫外領域から可視領域までさまざまであるが、目的に合わせて任意に選択される。例えば青色、赤色、緑色など所望する発光色を選択する。同系の発光色の素子を複数用いることもできる。また、異なる発光色の発光素子を組み合わせて、様々な発光色を得ることができる。
【００３１】
基板４０１上には発光素子４０３を搭載し接続するため並びに発光装置を接続するための回路４０２が形成されている。電極は銅、リン青銅、鉄、ニッケルなどの電気良導体が用いられ、表面に金、銀、白金、パラジウム等の貴金属メッキを施すこともできる。
【００３２】
次に基板４０１上に所定の形状の堰４２１をもつステンシル版基材４２０を搭載することで、堰４２１、発光素子４０３および基板４０１で被覆層を形成するための空間４２２ができあがる（図２Ｂ）。蛍光体４２３を含有した被覆材４２４は所定の形状の開口部４２５をもつステンシル版基材４２０のフィルム４２６の上面に供給され、さらにスキージ４２８で延ばしながら空間４２２に充填される（図２Ｃ）。
【００３３】
蛍光体４２３は発光素子４０３の発する発光色と所望する発光装置の発光色により選択される。例えば、ピーク波長が０．４５μｍ付近の青色の発光素子に、その光を受けてピーク波長０．５７μｍ付近に発光する蛍光体から発する光を混合させて白色を得ることができる。
【００３４】
蛍光体４２３の種類と量は特に限定されず、有機系、無機系を問わず粒子状の蛍光体を用いることができる。主にはＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体、ＢＯＳ（バリウム・オルトーシリケート）系蛍光体、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体があり、発光素子と同様目的に合わせて紫外、赤色系、青色系、黄色系、緑系の光を発するものの中から一種ないし複数種を組み合わせて選択される。被覆材に配合する蛍光体の量は、発光素子が被覆される厚さにより異なるが、一例として被覆体１００質量％に対して５〜２０質量％の範囲で添加するのが好ましい。
【００３５】
被覆材４２４は透光性を有する樹脂状組成物から選択される。この樹脂状組成物は熱可塑性でも熱硬化性でも選択可能で、アクリル、ポリカーボネート、ウレタン、メタクリル酸系、シリコーンなどが使用できる。また、樹脂に限らずゴム状、及びゲル状のものでもよい。光透過性、耐熱性とともに紫外線に対する耐性が優れることから、シリコーン系であることが好ましい。また、温度変化による応力を緩和する点から、硬化後はゴム状又はゲル状であることが望ましい。
【００３６】
また、被覆材には、蛍光体のほかに指向性を調整する目的で光散乱材を配合することもできる。光散乱材には酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などがある。
【００３７】
被覆材を充填した後、堰４２１は残し、ステンシル版基材フィルム４２６だけを除去する（図２Ｄ）。被覆材は堰に囲われた空間に充填されているため、形状を損なうことは無く、硬化前にステンシル版基材フィルムを除去することも可能である。無論硬化後であっても良い。また、除去するのはステンシル版基材フィルムだけであるから、被覆層の破損、被覆材とステンシル版基材フィルムとの離型の問題は無い。
【００３８】
こうして充填された被覆材を硬化させて、発光素子４０３の周囲に被覆層４２７を所定の形状で形成させることができる。被覆層４２７は、蛍光体４２３を含有した被覆材４２４が硬化したものである。前記弾性樹脂で形成された堰も蛍光体及び／又は光散乱材を５〜２０質量％の範囲で含むことが好ましい。
【００３９】
引き続いて、さらに指向性を制御するために、発光装置４００にはレンズ状構造体４０７を設置することができる（図２Ｅ）。レンズ状構造体４０７はシリコーンゴム又はレジンから成り、基板４０１上に直接金型成型されている。なお、コンプレッション、トランスファー、インジェクションといった金型成型によってあらかじめ得られたレンズ状構造体を、粘着剤、接着剤などで貼り付けてもよいし、機構的なはめあわせで固定しても良い。
【００４０】
レンズ状構造体４０７の性状は、ガラス、樹脂、ゴム、いずれでもよいが、光透過性、耐熱性とともに紫外線に対する耐性などが優れることと価格を考え、シリコーン系の材質であることが望ましい。
【００４１】
レンズ状構造体の形状は、発光装置から発する光の指向性により調整される。集光、拡散など目的によって凹、凸、フレネル、球面、非球面など任意の形態にする。また、個々の発光素子毎に発光素子とほぼ等しい径のレンズを複数設置してもよいし、複数の発光素子を単一のレンズで覆ってもよい。
【００４２】
ステンシル版基材フィルムは、剛性を保っているならば材質を問わない。ステンレス、アルミニウム、鉄、銅などの金属類、或いは合金や金属酸化物、ポリカーボネート、ポリエステルなどの樹脂、他にセラミック、グラファイト、シリコーンなど様々なものが考えられ、またそれらの複合品であってもよいが、その汎用性、価格、加工性などから考えてポリエステルがもっとも好ましい。とくにポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが好ましい。
【００４３】
ＰＥＴフィルムの厚さは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍが望ましい。０．１ｍｍより薄いと剛性が保てず、０．５ｍｍより厚いと加工が困難になる。開口部の大きさは弾性体の最内周と最外周の間とするとよい。最外周より大きいと被覆材が外に溢れてしまう。最内周より小さくても充填は可能だが不充分な箇所が発生する。
【００４４】
堰の材質は、天然ゴム、合成ゴム、有機ゴム、シリコーンゴムいずれでもよく、また、弾性のある合成樹脂であってもよいが、発光装置を構成する一部になることを勘案すると、高い透明性、耐熱性と耐紫外線性をもつシリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムの種類としては、ジメチル、ビニルメチル、フェニル、トリフルオロプロピルなどいずれであってもよい。加硫機構は過酸化物、付加、縮合、脱アルコール、脱オキシム、脱酢酸などいずれであってもよいが、反応副生成物が少ない点で付加が望ましい。弾性体は透明とは限らない。発光装置の機能を調整する目的で、光散乱材、蛍光体が配合されることもある。
【００４５】
弾性体の内方は搭載される発光素子の寸法、数量、配置などにより設定される。ただし、弾性体の内壁は発光素子に接続されている金属細線と干渉しない程度に発光素子の外周より０．２〜１．０ｍｍ程度大きくする。弾性体の外方は、内方と相似な形状で内方と外方の差は１ｍｍ以上にするのがよい。１ｍｍより少ないと、強度が保てず変形してしまう。弾性体の厚さは、蛍光体の充填量、発光色により調整され、０．５〜３．０ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより薄いと発光素子並びに金属細線と干渉し、３．０ｍｍより厚いと発光効率が悪くなる。
【００４６】
ステンシル版基材は図３Ａ−Ｇのようにして得る。液状付加硬化型シリコーンゴム６０１をポリエステルフィルム６０２にはさみ、圧延ロール６０３で圧延後、加熱硬化させる（図３Ａ）。次いで、打抜き刃６０４で打抜き加工後、不要箇所を取り除きポリエステルフィルム６０２上に堰６０５が乗ったステンシル版基材を得る（図３Ｂ−Ｄ）。次に、内周はポリエステルフィルムも打抜いて開口部６０７とし、外周のポリエステルフィルムを打抜かずに残してステンシル版基材６０６とする（図３Ｅ）。弾性体からなる堰６０５の平面形状は打抜きの刃を輪状、四角状とする事により自在に作ることができる（図３Ｆ−Ｇ）。なお開口部６０７は、図３ＡとＢの間の工程で作成しても良い。
【００４７】
堰は他にコンプレッション成型、トランスファー成型、インジェクション成型、押し出し成型などのいずれの方法でもできる。
【実施例】
【００４８】
以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。【００４９】
（実施例１）
白色の熱硬化シリコーンゴム、ＦＳＧ５７６０Ｋ１Ｗ（富士高分子工業社製）を厚み０．１ｍｍのＰＥＴフィルム（東レ社製製品名“ルミラー”）で上下をはさみ、圧延ロールで０．９５ｍｍに圧延した。前記厚みは、上下のルミラーの厚み０．１ｍｍ＋０．１ｍｍを含んでいる。圧延後、直ちに加熱・加圧プレス成型機により１５０℃で５分加熱し硬化させた。硬化したシートをＰＥＴフィルムごと打抜き、金型（内径６．５ｍｍ、外径８．０ｍｍ）で打抜き、厚さ１．５ｍｍ、高さ０．７５ｍｍのリング状の堰形状とした。このとき、内径側は上下のＰＥＴフィルムとも打抜くが、外径は上のＰＥＴフィルムとシリコーンゴムだけを打抜きした。次に上側のＰＥＴフィルム６０２のみ剥離し、さらに不要なゴム部を除去し、リング状の堰がついたステンシル版基材フィルムを得た。【００５０】
縦１．２ｍｍ、横１．２ｍｍ、高さ０．３ｍｍの発光素子（発光色は４５０ｎｍ付近の青色のものを使用）が１．５ｍｍのピッチで２×２ヶ（さいころの４の目状）搭載された基板上にステンシル版基材の堰の概略中央が一致する様に基板上に配置した。【００５１】
次いで富士高分子工業社製熱硬化シリコーンゴム、ＦＳＧ３１６１Ｋ２Ｃ（富士高分子工業社製）に蛍光体、ＹＲ４５０（製品名、Ｉｎｔｅｒｍａｔｉｘ社製，黄色の蛍光体）を１０質量％配合した被覆材をステンシル版基材のＰＥＴフィルム上に供給し、次いでスキージで伸ばしながら充填した。充填後ＰＥＴフィルムのみ剥離し、１５０℃にした熱風循環炉で３０分加熱して被覆材を硬化させ被覆層を得た。被覆層の厚さは０．７５ｍｍであった。【００５２】
続いて、トランスファー金型に上記発光装置を挿入し、前記シリコーンゴムＦＳＧ３１６１Ｋ２Ｃにて、直径６ｍｍの半球状のレンズ構造体４０７を一体成型した。得られた発光装置は被覆層の破損や欠けは無く不良率を低減できた。得られた発光装置に電流を流し、コニカミノルタ製ＣＡ−２０００で色温度を測定した。１００ｍＡの電流を流したところ、色温度４１００Ｋ、色座標Ｘ０．４、Ｙ０．４５の白色光を得た。【００５３】
（実施例２）
被覆層の蛍光体濃度と被覆厚さを下記の表１とした以外は実施例１と同様に発光装置を作製した。得られた発光装置を実施例１と同じ方法で発光させ、色温度を測定した。これらの条件と結果を表１に示す。【００５４】
【表１】
2010023993.tif 000003
【００５５】
表１の結果から、蛍光体濃度が低いと色温度は高くなること、被覆に要する量は多くしなければならないこと、沈降による濃度変化の影響は少なくなること、材料を多く消費すること、及び発光効率は悪くなることがわかった。また、蛍光体濃度が高いと色温度が低くなること、被覆に要する量は少なくできること、被覆しきれないことが想定されること、沈降によって濃度が変化しやすいこと、材料は少なくてすむこと、蛍光体の機能は濃度が高くするにつれ鈍化することがわかった。以上から被覆層の蛍光体濃度は５〜２０質量％が好ましいことがわかった。【００５６】
（比較例１）
比較例として、スクリーン版を使用して発光素子を被覆することを試みた。しかし、硬化前にスクリーン版を取り外すと、被覆層が流れてしまい形状を維持できなかった。硬化後までスクリーン版をそのままにしておいたものは、被覆層がスクリーン版に固着してしまい破損した。結局、スクリーン版を使用して発光素子を被覆することはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明による発光装置の製造方法及び発光装置は照明、ディスプレイ、バックライト等の光源に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１００，２００  発光装置
１０１，２０８，３１１，４０１  基板
１０２，２０１，３１０，４０３  発光素子
１０３，２０２，３１２，４２３  蛍光体
１０４，２０３，３１３，４２４  被覆材
１０６，２０６  キャビティ
１０７  細管
１０８  シリンジ
２０４  メタルマスク
２０５，４２８  スキージ
２０７，４２７  被覆層
３００  成型金型
３０１  下型
３０２  基板を挿入するキャビティ
３０３  中型
３０４  被覆層を成型する為のキャビティ
３０５  上型
３０６  ポット
３１４  注入口
３１５  ランナー
３１６  ゲート
１０９，２０９，４０２  電極
４０４  金属細線
４０７  レンズ状構造体
４２０，６０６，７０５  ステンシル
４２１，６０５，７０２  弾性体の堰
４２５，６０７，７０３  被覆材を充填するための開口部
４２６，７０１  基材フィルム
４２２，７０４  被覆層を成型する為の空間
６０１  液状付加型シリコーンゴム
６０２  ポリエステルフィルム
６０３  ロール
６０４  打抜き刃
【図１】
2010023993.tif 000004
【図２】
2010023993.tif 000005
【図３】
2010023993.tif 000006
【図４】
2010023993.tif 000007
【図５】
2010023993.tif 000008
【図６】
2010023993.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【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】
基板に半導体発光素子が搭載された発光装置であって、
前記発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われており、
前記堰の内側の空間に蛍光体を含む被覆層が形成されており、
前記弾性樹脂及び前記被覆層を構成するマトリックス樹脂材料は、シリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンであり、
前記弾性樹脂で形成された堰の外側にはシリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンからなるレンズが直接成形されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記弾性樹脂で形成された堰は、蛍光体及び／又は光散乱材を含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記被覆層に配合する蛍光体の量は、被覆層に対して５〜２０質量％の範囲である請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記弾性樹脂で形成された堰の内面と前記発光素子の外周との間隙は０．２〜１．０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記弾性樹脂で形成された堰の厚さは０．５〜３．０ｍｍであり、高さは０．５〜３．０ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記弾性樹脂で形成された堰も蛍光体及び／又は光散乱材を５〜２０質量％の範囲で含む請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
基板に半導体発光素子が搭載され、発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われた発光装置の製造方法であって、
ステンシル版基材フィルムの一方の面に被覆材を充填する開口部を有し、他方の面の前記開口部の相対する位置に弾性樹脂で形成された堰が一体化されたステンシル版基材を前記発光素子搭載の基板上に位置合わせし、前記弾性樹脂は、シリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンであり、
前記開口部から蛍光体及びシリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンを含む被覆材を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層を形成し、
前記ステンシル版基材フィルムを除去し、前記堰を基板上の被覆層と一体化し、
前記弾性樹脂で形成された堰の外側には、シリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンからなるレンズを直接成形することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記ステンシル版基材フィルムがポリエステルフィルムである請求項７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記ステンシル版基材は、下記の工程で製造する請求項７に記載の発光装置の製造方法。
（１）２枚の基材フィルムの間に熱硬化シリコーンゴム層を介在させ、圧延ロールで圧延し、加熱・加圧プレス成型機により加熱硬化させる。
（２）大径金型で一方の基材フィルムとシリコーンゴムを打抜きする。
（３）一方の基材フィルムを剥離し、堰となる部分以外の不要なゴム部を除去する。
（４）前記（１）工程と（２）工程の間で硬化したシートを小径金型で上下の基材フィルムを打抜くか、又は前記（３）工程の後で堰の基材フィルムを小径金型で打抜く。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の発光装置は、基板に半導体発光素子が搭載された発光装置であって、前記発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われており、前記堰の内側の空間に蛍光体を含む被覆層が形成されており、前記弾性樹脂及び前記被覆層を構成するマトリックス樹脂材料は、シリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンであり、前記弾性樹脂で形成された堰の外側にはシリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンからなるレンズが直接成形されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の発光装置の製造方法は、基板に半導体発光素子が搭載され、発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われた発光装置の製造方法であって、ステンシル版基材フィルムの一方の面に被覆材を充填する開口部を有し、他方の面の前記開口部の相対する位置に弾性樹脂で形成された堰が一体化されたステンシル版基材を前記発光素子搭載の基板上に位置合わせし、前記弾性樹脂は、シリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンであり、前記開口部から蛍光体及びシリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンを含む被覆材を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層を形成し、前記ステンシル版基材フィルムを除去し、前記堰を基板上の被覆層と一体化し、前記弾性樹脂で形成された堰の外側には、シリコーン系ゴム又はシリコーン系レジンからなるレンズを直接成形することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月9日(2011.3.9)
【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】
基板に半導体発光素子が搭載され、発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われた発光装置の製造方法であって、
ステンシル版基材フィルムの一方の面に被覆材を充填する開口部を有し、他方の面の前記開口部の相対する位置に弾性樹脂で形成された堰が一体化されたステンシル版基材を前記発光素子搭載の基板上に位置合わせし、
前記開口部から蛍光体を含む被覆材を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層を形成し、
前記ステンシル版基材フィルムを除去し、前記堰を基板上の被覆層と一体化することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記ステンシル版基材フィルムがポリエステルフィルムである請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記ステンシル版基材は、下記の工程で製造する請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
（１）２枚の基材フィルムの間に熱硬化シリコーンゴム層を介在させ、圧延ロールで圧延し、加熱・加圧プレス成型機により加熱硬化させる。
（２）大径金型で一方の基材フィルムとシリコーンゴムを打抜きする。
（３）一方の基材フィルムを剥離し、堰となる部分以外の不要なゴム部を除去する。
（４）前記（１）工程と（２）工程の間で硬化したシートを小径金型で上下の基材フィルムを打抜くか、又は前記（３）工程の後で堰の基材フィルムを小径金型で打抜く。
【請求項４】
前記被覆層の外側には、さらにシリコーンゴム又はレジンを含むレンズを直接成形する請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記弾性樹脂で形成された堰は、蛍光体及び／又は光散乱材を含む請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記弾性樹脂で形成された堰は、シリコーン系ゴム又はゲルである請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記弾性樹脂で形成された堰の厚さは０．５〜３．０ｍｍであり、高さは０．５〜３．０ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記被覆層に配合する蛍光体の量は、被覆層に対して５〜２０質量％の範囲である請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記被覆層を構成するマトリックス樹脂は、シリコーンゴム又はゲルである請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月27日(2011.5.27)
【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】
基板に半導体発光素子が搭載され、発光素子は弾性樹脂で形成された堰で囲われた発光装置の製造方法であって、
ステンシル版基材フィルムに被覆材を充填する開口部を有し、前記開口部の相対する位置に弾性樹脂で形成された堰が一体化されたステンシル版基材を前記発光素子搭載の基板上に位置合わせし、
前記開口部から蛍光体を含む被覆材を充填し、前記被覆材を硬化して被覆層を形成し、
前記ステンシル版基材フィルムを除去し、前記堰を基板上の被覆層と一体化することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記ステンシル版基材フィルムがポリエステルフィルムである請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記ステンシル版基材は、下記の工程で製造する請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
（１）２枚の基材フィルムの間に熱硬化シリコーンゴム層を介在させ、圧延ロールで圧延し、加熱・加圧プレス成型機により加熱硬化させる。
（２）大径金型で一方の基材フィルムとシリコーンゴムを打抜きする。
（３）一方の基材フィルムを剥離し、堰となる部分以外の不要なゴム部を除去する。
（４）前記（１）工程と（２）工程の間で硬化したシートを小径金型で上下の基材フィルムを打抜くか、又は前記（３）工程の後で堰の基材フィルムを小径金型で打抜く。
【請求項４】
前記被覆層の外側には、さらにシリコーンゴム又はレジンを含むレンズを直接成形する請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記弾性樹脂で形成された堰は、蛍光体及び／又は光散乱材を含む請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記弾性樹脂で形成された堰は、シリコーン系ゴム又はゲルである請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記弾性樹脂で形成された堰の厚さは０．５〜３．０ｍｍであり、高さは０．５〜３．０ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記被覆層に配合する蛍光体の量は、被覆層に対して５〜２０質量％の範囲である請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記被覆層を構成するマトリックス樹脂は、シリコーンゴム又はゲルである請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【国際調査報告】
2010023993.tif 000010
2010023993.tif 000011
2010023993.tif 000012
2010023993.tif 000013