(57)【要約】【課題】複数の発光素子が高密度に配置される場合であっても色むらが少ない発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様として、基板１０と、基板１０上に設置された複数の発光素子１１と、複数の発光素子１１の隙間に埋め込まれた透明樹脂１５と、複数の発光素子１１及び透明樹脂１５上に形成された蛍光体含有樹脂層１６と、を有する、発光装置１を提供する。【選択図】図１
2018056360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の隙間に埋め込まれた透明樹脂と、
前記複数の発光素子及び前記透明樹脂上に形成された蛍光体含有樹脂層と、
を有する、発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体含有樹脂層が、蛍光色の異なる複数種の領域を有する、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体含有樹脂層が、蛍光色の異なる第１の領域と第２の領域を有し、
前記第１の領域と前記第２の領域が市松模様を構成するように分布している、
請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記蛍光体含有樹脂層の前記蛍光色の異なる複数種の領域の境界が前記透明樹脂上に位置する、
請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記透明樹脂の最上部の位置が前記複数の発光素子の上面よりも高い、
請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
基板上に設置された複数の発光素子の隙間に透明樹脂を埋め込む工程と、
前記複数の発光素子及び前記透明樹脂上に蛍光体含有樹脂層を形成する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体含有樹脂層が、蛍光色の異なる複数種の領域を有する、
請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記蛍光色の異なる複数種の領域の境界が前記透明樹脂上に位置するように前記蛍光体含有樹脂層を形成する、
請求項７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
最上部の位置が前記複数の発光素子の上面よりも高くなるように前記透明樹脂を形成する、
請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記透明樹脂及び前記蛍光体含有樹脂層をスクリーン印刷により形成する、
請求項６〜９のいずれか１項に記載された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、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高密度で配置された複数の発光素子が、異なる蛍光体を含む第１の封止部材と第２の封止部材に覆われ、第１の封止部材と第２の封止部材が市松模様を構成するように配置された発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記の特許文献１の発光装置によれば、レンズ又はリフレクタ等の２次光学系を使用することにより、照射像が発光領域をその中心を軸に回転する場合の色むらを少なくすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８９５５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１の発光装置においては、発光素子間の隙間に第１の封止部材が埋め込まれている。この隙間に埋め込まれた第１の封止部材に進入した光は、この隙間に埋め込まれた第１の封止部材内で反射を繰り返した後、外部へ取り出される。
【０００６】
このため、この隙間に埋め込まれた第１の封止部材内の光路は、発光素子上の第１の封止部材又は第２の封止部材内の光路よりも長くなる。その結果、発光素子同士の隙間から発せられる蛍光の量が特に多くなり、格子状の色むらとして観察される。また、このような問題は、発光素子間の隙間が狭くなるほど顕著になる。
【０００７】
本発明の目的は、複数の発光素子が高密度に配置される場合であっても色むらが少ない発光装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［５］の発光装置、及び下記［６］〜［１０］の発光装置の製造方法を提供する。
【０００９】
［１］基板と、前記基板上に設置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子の隙間に埋め込まれた透明樹脂と、前記複数の発光素子及び前記透明樹脂上に形成された蛍光体含有樹脂層と、を有する、発光装置。
【００１０】
［２］前記蛍光体含有樹脂層が、蛍光色の異なる複数種の領域を有する、上記［１］に記載の発光装置。
【００１１】
［３］前記蛍光体含有樹脂層が、蛍光色の異なる第１の領域と第２の領域を有し、前記第１の領域と前記第２の領域が市松模様を構成するように分布している、上記［２］に記載の発光装置。
【００１２】
［４］前記蛍光体含有樹脂層の前記蛍光色の異なる複数種の領域の境界が前記透明樹脂上に位置する、上記［２］又は［３］に記載の発光装置。
【００１３】
［５］前記透明樹脂の最上部の位置が前記複数の発光素子の上面よりも高い、上記［４］に記載の発光装置。
【００１４】
［６］基板上に設置された複数の発光素子の隙間に透明樹脂を埋め込む工程と、
前記複数の発光素子及び前記透明樹脂上に蛍光体含有樹脂層を形成する工程と、を含む、発光装置の製造方法。
【００１５】
［７］前記蛍光体含有樹脂層が、蛍光色の異なる複数種の領域を有する、上記［６］に記載の発光装置の製造方法。
【００１６】
［８］前記蛍光色の異なる複数種の領域の境界が前記透明樹脂上に位置するように前記蛍光体含有樹脂層を形成する、上記［７］に記載の発光装置の製造方法。
【００１７】
［９］最上部の位置が前記複数の発光素子の上面よりも高くなるように前記透明樹脂を形成する、上記［８］に記載の発光装置の製造方法。
【００１８】
［１０］前記透明樹脂及び前記蛍光体含有樹脂層をスクリーン印刷により形成する、上記［６］〜［９］のいずれか１項に記載された発光装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の発光素子が高密度に配置される場合であっても色むらが少ない発光装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）を部分的に拡大した図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る発光装置の上面図である。図２（ｂ）は、蛍光体含有樹脂層を形成する前の発光装置の上面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す垂直断面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る発光装置の変形例の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施の形態〕
（発光素子の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）を部分的に拡大した図である。
【００２２】
発光装置１は、基板１０と、基板１０上に設置された複数の発光素子１１と、複数の発光素子１１の隙間に埋め込まれた透明樹脂１５と、複数の発光素子１１及び透明樹脂１５上に形成された蛍光体含有樹脂層１６と、を有する。
【００２３】
基板１０は、例えば、Ａｌ２Ｏ３基板、ＡｌＮ基板等のセラミック基板、表面が絶縁膜で覆われたＡｌ基板やＣｕ基板等の金属基板、又はガラスエポキシ基板であり、その表面にＣｕ等からなる配線１３、裏面にＣｕ等からなるパッド電極１４を有する。配線１３とパッド電極１４は、基板１０をその厚さ方向に貫通するビア等を介して電気的に接続される。
【００２４】
発光素子１１は、例えば、ＬＥＤチップ又はレーザーダイオードチップであり、透明な素子基板と、発光層を含む積層結晶層とを有する。また、発光素子１１は、フリップチップ型等のフェイスダウン型の素子である。
【００２５】
発光素子１１の電極１２は、基板１０の表面の配線１３に接続され、パッド電極１４及び配線１３を介して外部から電源が供給される。
【００２６】
複数の発光素子１１の個数や配置は特に限定されないが、高密度に配置される。ここで、高密度とは、例えば、発光素子１１間の隙間（隣接する発光素子１１の隙間）の幅Ｗが２００μｍ以下であることをいう。
【００２７】
発光素子１１が高密度で配置されることにより、発光装置１が発光色の異なる複数種の発光領域を有する場合の色むらを低減することができる。発光装置１が発光色の異なる複数種の発光領域を有する場合とは、例えば、蛍光体含有樹脂層１６が蛍光色の異なる複数種の領域を有する場合や、複数の発光素子１１が発光色の異なる複数種の発光素子からなる場合である。なお、複数の発光素子１１が発光色の異なる複数種の発光素子からなる場合、発光素子の種類ごとに独立して電源を供給して、独立して発光強度を制御可能にすることにより、発光装置１に調光機能を付与することができる。
【００２８】
透明樹脂１５は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂であり、蛍光体を含まない。
【００２９】
透明樹脂１５が蛍光体を含む場合、上述のように、透明樹脂１５に進入した光の透明樹脂１５内の光路が長くなるため、透明樹脂１５から発せられる蛍光の量が蛍光体含有樹脂層１６から発せられる蛍光の量よりも多くなり、発光装置１の発光に色むらが生じる。このため、透明樹脂１５に蛍光体を含めないことにより、色むらを低減することができる。
【００３０】
この透明樹脂１５が蛍光体を含む場合に生じる色むらは、発光素子間の隙間の幅Ｗが小さいほど大きくなる。このため、発光素子間の隙間の幅Ｗが特に小さい場合、例えば１００μｍ以下である場合に、透明樹脂１５が蛍光体を含まないことによる色むら低減の効果が大きくなり、５０μｍ以下である場合に、より効果が大きくなる。
【００３１】
また、透明樹脂に光を透過させる際に生じる吸収は、白色樹脂に光を反射させる際に生じる吸収よりも小さい。このため、透明樹脂１５の代わりに白色樹脂を用いる場合と比較して、吸収による光量の低下を抑えることができる。
【００３２】
蛍光体含有樹脂層１６は、粒子状の蛍光体が分散したシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂からなる。なお、光取出効率を向上させるため、透明樹脂１５の屈折率が発光素子１１の素子基板の屈折率よりも小さく、蛍光体含有樹脂層１６の屈折率が透明樹脂１５の屈折率よりも小さいことが好ましい。
【００３３】
また、蛍光体含有樹脂層１６は、蛍光色の異なる複数種の領域、すなわち異なる蛍光体を含む複数種の領域を有してもよい。この場合、蛍光色の異なる複数種の領域の境界が発光素子１１の真上に位置しないように、すなわち蛍光色の異なる複数種の領域の境界が透明樹脂１５上に位置するように蛍光体含有樹脂層１６を形成することにより、発光装置１の発光色のばらつきが抑えられる。
【００３４】
図１（ａ）、（ｂ）に示される例では、蛍光体含有樹脂層１６は、蛍光色の異なる第１の領域１６ａと第２の領域１６ｂから構成される。この場合、例えば、発光素子１１が紫色発光素子、第１の領域１６ａが緑、橙、及び赤の暖色系の蛍光体を含む領域、第２の領域１６ｂが青の寒色系の蛍光体を含む領域からなり、第１の領域１６ａからは赤みを帯びた白色光が取り出され、第２の領域１６ｂからは青みを帯びた白色光が取り出される。ここで、赤みを帯びた白色光の色温度は、例えば２８００Ｋであり、青みを帯びた白色光の色温度は、例えば６５００Ｋである。
【００３５】
このように、蛍光体含有樹脂層１６に暖色系の蛍光体と寒色系の蛍光体を含めることにより、発光装置１は、赤みを帯びた白色光と青みを帯びた白色光が混ざった太陽光に近い白色光を発することができる。また、蛍光体含有樹脂層１６において、暖色系の蛍光体を含む領域と寒色系の蛍光体を含む領域とを分けることによって、波長の短い寒色系の蛍光が暖色系の蛍光体に再吸収されることを抑制できる。
【００３６】
図２（ａ）は、発光装置１の上面図である。図２（ａ）は、蛍光体含有樹脂層１６が第１の領域１６ａと第２の領域１６ｂから構成される場合の第１の領域１６ａと第２の領域１６ｂの配置例を示している。図２（ｂ）は、蛍光体含有樹脂層１６を形成する前の発光装置１の上面図である。なお、図（１）の断面は、図２（ａ）の切断線Ａ−Ａにおける断面に相当する。
【００３７】
図２（ａ）に示される例では、第１の領域１６ａと第２の領域１６ｂが市松模様を構成するように、すなわち縦方向及び横方向に沿って交互に位置するように正方格子状に分布している。これにより、第１の領域１６ａから発せられる光と第２の領域１６ｂから発せられる光が混ざりやすく、色むらが抑えられる。
【００３８】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、１つの第１の領域１６ａ又は第２の領域１６ｂにつき、１つの発光素子１１が用いられ、第１の領域１６ａ又は第２の領域１６ｂと発光素子１１の平面方向の中心点がほぼ一致する。そして、例えば、発光素子１１のサイズが１ｍｍ×１ｍｍである場合、第１の領域１６ａ及び第２の領域１６ｂのサイズは１．０５ｍｍ×１．０５ｍｍである。
【００３９】
（発光素子の製造方法）
図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る発光装置１の製造工程を示す垂直断面図である。
【００４０】
まず、図３（ａ）に示されるように、複数の発光素子１１が設置された基板１０を準備する。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示されるように、複数の発光素子１１間の隙間に透明樹脂１５を埋め込む。
【００４２】
透明樹脂１５は、例えば、スクリーン印刷により形成される。この場合、発光素子１１間の隙間の幅Ｗよりも開口幅の狭いマスクを用いてスクリーン印刷を行うことにより、より確実に透明樹脂１５を複数の発光素子１１の隙間に埋め込むことができる。例えば、幅Ｗが５０μｍである場合、開口幅が３０μｍ程度のマスクを用いることができる。なお、透明樹脂１５の埋め込みにはポッティング等の他の方法を用いてもよい。
【００４３】
次に、図３（ｃ）に示されるように、蛍光体含有樹脂層１６の第１の領域１６ａを形成する。
【００４４】
次に、図３（ｄ）に示されるように、蛍光体含有樹脂層１６の第２の領域１６ｂを形成する。
【００４５】
蛍光体含有樹脂層１６の第１の領域１６ａ及び第２の領域１６ｂは、例えば、スクリーン印刷により形成される。第１の領域１６ａと第２の領域１６ｂはどちらが先に形成されてもよい。
【００４６】
図４（ａ）、（ｂ）は、透明樹脂１５の最上部の位置が複数の発光素子１１の上面よりも高い構造を有する発光装置１の変形例の垂直断面図である。
【００４７】
蛍光体含有樹脂層１６の蛍光色の異なる複数種の領域の境界が透明樹脂１５上に位置する場合、透明樹脂１５の最上部の位置を複数の発光素子１１の上面よりも高くすることにより、蛍光体含有樹脂層１６の先に形成される領域の樹脂硬化前の状態における横方向への広がりを抑えることができる。
【００４８】
具体的には、例えば、図３（ｃ）に示される工程において、蛍光体含有樹脂層１６の第１の領域１６ａが、第２の領域１６ｂが形成される予定の場所にまで広がることを抑制できる。
【００４９】
より確実に透明樹脂１５の最上部の位置を複数の発光素子１１の上面よりも高くするためには、図４（ｂ）に示されるように、透明樹脂１５の一部が発光素子１１の上面の縁に乗り上げるまで透明樹脂１５を発光素子１１間の隙間に注入することが好ましい。
【００５０】
（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、発光素子間の隙間に蛍光体を含まない透明樹脂を埋め込むことにより、複数の発光素子が高密度に配置される場合であっても色むらが少ない発光装置を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、切削加工によりスクライビングラインを形成してもよい。
【００５２】
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１          発光装置
１０        基板
１１        発光素子
１５        透明樹脂
１６        蛍光体含有樹脂層
１６ａ      第１の領域
１６ｂ      第２の領域
【図１】
2018056360.tif 000003
【図２】
2018056360.tif 000004
【図３】
2018056360.tif 000005
【図４】
2018056360.tif 000006