(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の発光装置を効率的に製造することができる発光装置の製造方法であって、蛍光体層に含まれる蛍光体が水と反応する性質を有するものである場合であっても蛍光体層の劣化を防ぐことができる発光装置の製造方法、及びそのような製造方法を用いることができる構造を有する発光装置を提供する。【解決手段】発光装置の製造方法は、蛍光体層１４及び保護層１５を有するシートを蛍光体層１３が水に接触しない切断方法で切断して、蛍光体層１３及び保護層１５を有する複数の蛍光体含有部材に分割する工程と、複数の蛍光体含有部材を複数の発光素子１３の上に各々設置する工程と、複数の発光素子１３の側面及び複数の蛍光体含有部材の側面を封止部材１６で一括して覆い、蛍光体層１４を表面が露出しない状態にする工程と、水を用いる切断方法により封止部材１６を切断し、複数の発光装置を得る工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体を含む蛍光体層を有するシートを前記蛍光体層が水に接触しない切断方法で切断して、前記蛍光体層を有する複数の蛍光体含有部材に分割する工程と、
前記複数の蛍光体含有部材を複数の発光素子の上に各々設置する工程と、
前記複数の発光素子の側面及び前記複数の蛍光体含有部材の少なくとも側面を封止部材で一括して覆い、前記蛍光体含有部材の前記蛍光体層を表面が露出しない状態にする工程と、
水を用いる切断方法により前記封止部材を切断し、前記発光素子、前記蛍光体含有部材、及び前記封止部材を各々含む複数の発光装置を得る工程と、
を含む発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記蛍光体の少なくとも一部が水に反応する性質を有する、
請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記シートを超音波カッターにより切断する、
請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
切断面の算術平均粗さＲａが１００ｎｍ以上となるように前記シートを切断する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記蛍光体含有部材が前記蛍光体層と保護層の積層構造を有し、前記蛍光体層が前記発光素子側を向くように前記発光素子の上に設置される、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
発光素子と、
前記発光素子上の、水に反応する性質を有する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層上の保護層と、
前記発光素子、前記蛍光体層、及び前記保護層の側面を覆う封止部材と、
を有し、
前記蛍光体層が、前記発光素子側からその反対側に向かって少なくとも短手方向の幅が大きくなるテーパー形状を有する、発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体層の側面の算術平均粗さＲａが１００ｎｍ以上である、
請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体層と前記保護層が、前記発光素子側からその反対側に向かって少なくとも短手方向の幅が大きくなるテーパー形状を有する、
請求項６又は７に記載の発光装置。
【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、１枚の基板上の複数のＬＥＤチップの各々の上に蛍光体層を設けた後、基板をスクライブラインに沿って分割して個片化する発光装置の製造方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このような製造方法によれば、複数の発光装置を効率的に製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１７５８８５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発光装置の製造方法においては、蛍光体層が露出した状態で基板が分割されている。通常、このような分割工程においては、回転刃を用いた切断方法（ダイシング）が用いられる。そして、ダイシングにおいては、切断の際の回転刃及びワークの冷却や、削りカスの除去のために水が用いられる。このため、蛍光体層に含まれる蛍光体がＹＡＧ蛍光体のような水と反応しない性質を有するものであれば問題ないが、ＫＳＦ蛍光体のような水と反応する性質を有するものである場合には基板の分割工程において蛍光体層が水に接触して劣化する。
【０００５】
特許文献２に記載された発光装置の製造方法においては、切断に用いる工具の磨耗を防ぐため、基板を押し切り刃により切断し、基板上の被覆部材を切り込み刃で切断している。しかしながら、発光装置の個片化に２つの切断工程が必要となるため、工程が複雑化するという問題がある。
【０００６】
なお、特許文献２に記載された発光装置の製造方法において、基板及び被覆部材の切断にダイシングのような水を用いた切断方法を用いれば１つの切断工程で発光装置を個片化することができると考えられるが、蛍光体層が露出した状態で発光装置の個片化が行われているため、特許文献１に記載された発光装置の製造方法と同様に、蛍光体層に含まれる蛍光体が水と反応する性質を有するものである場合には蛍光体層が水に接触して劣化する。
【０００７】
本発明の目的は、複数の発光装置を効率的に製造することができる発光装置の製造方法であって、蛍光体層に含まれる蛍光体が水と反応する性質を有するものである場合であっても蛍光体層の劣化を防ぐことができる発光装置の製造方法、及びそのような製造方法を用いることができる構造を有する発光装置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］の発光装置の製造方法、及び［６］〜［８］の発光装置を提供する。
【０００９】
［１］蛍光体を含む蛍光体層を有するシートを前記蛍光体層が水に接触しない切断方法で切断して、前記蛍光体層を有する複数の蛍光体含有部材に分割する工程と、前記複数の蛍光体含有部材を複数の発光素子の上に各々設置する工程と、前記複数の発光素子の側面及び前記複数の蛍光体含有部材の少なくとも側面を封止部材で一括して覆い、前記蛍光体含有部材の前記蛍光体層を表面が露出しない状態にする工程と、水を用いる切断方法により前記封止部材を切断し、前記発光素子、前記蛍光体含有部材、及び前記封止部材を各々含む複数の発光装置を得る工程と、を含む発光装置の製造方法。
【００１０】
［２］前記蛍光体の少なくとも一部が水に反応する性質を有する、上記［１］に記載の発光装置の製造方法。
【００１１】
［３］前記シートを超音波カッターにより切断する、上記［１］又は［２］に記載の発光装置の製造方法。
【００１２】
［４］切断面の算術平均粗さＲａが１００ｎｍ以上となるように前記シートを切断する、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【００１３】
［５］前記蛍光体含有部材が前記蛍光体層と保護層の積層構造を有し、前記蛍光体層が前記発光素子側を向くように前記発光素子の上に設置される、上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【００１４】
［６］発光素子と、前記発光素子上の、水に反応する性質を有する蛍光体を含む蛍光体層と、前記蛍光体層上の保護層と、前記発光素子、前記蛍光体層、及び前記保護層の側面を覆う封止部材と、を有し、前記蛍光体層が、前記発光素子側からその反対側に向かって少なくとも短手方向の幅が大きくなるテーパー形状を有する、発光装置。
【００１５】
［７］前記蛍光体層の側面の算術平均粗さＲａが１００ｎｍ以上である、上記［６］に記載の発光装置。
【００１６】
［８］前記蛍光体層と前記保護層が、前記発光素子側からその反対側に向かって少なくとも短手方向の幅が大きくなるテーパー形状を有する、上記［６］又は［７］に記載の発光装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の発光装置を効率的に製造することができる発光装置の製造方法であって、蛍光体層に含まれる蛍光体が水と反応する性質を有するものである場合であっても蛍光体層の劣化を防ぐことができる発光装置の製造方法、及びそのような製造方法を用いることができる構造を有する発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、第１の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。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、第１の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。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。
【図６】図６は、蛍光体含有部材である蛍光体層と保護層の積層体を形成する工程を示す概念図である。
【図７】図７（ａ）は、超音波カッターにより切断された蛍光体層及び保護層の切断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察像である。図７（ｂ）は、押し切り刃により切断された蛍光体層及び保護層の切断面のＳＥＭ観察像である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
（発光装置の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。図１（ａ）は発光装置１の長手方向の断面を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の断面に直交する発光装置１の短手方向の断面を示す。
【００２０】
発光装置１は、基板１０と、基板１０の一方の面上に形成された電極１１と、基板１０の他方の面上に形成された電極１２と、電極１１に電気的に接続されるように基板１０の一方の面上に搭載された発光素子１３と、発光素子１３上の蛍光体層１４と、蛍光体層１４上の保護層１５と、発光素子１３、蛍光体層１４、及び保護層１５の側面を覆う封止部材１６と、を有する。
【００２１】
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る。電極１１及び電極１２は、Ｃｕ等の導電材料からなる。
【００２２】
発光素子１３は、例えば、ＬＥＤチップ又はレーザーダイオードチップである。また、発光素子１３は、典型的にはフリップチップ型の素子であるが、フェイスアップ型であってもよい。発光装置１に含まれる発光素子１３の個数は特に限定されない。
【００２３】
蛍光体層１４は、例えば、分散したシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等の透明部材からなり、粒子状の蛍光体を含む。蛍光体層１４に含まれる蛍光体の蛍光色は特に限定されない。また、蛍光体層１４は複数種の蛍光体を含んでもよい。発光素子１３は、蛍光体層１４に含まれる蛍光体の励起光源として機能し、発光素子１３の発光色と蛍光体層１４の発光色の混色が発光装置１の発光色になる。例えば、発光素子１３の発光色が青色であり、蛍光体層１４の発光色が黄色である場合、発光装置１の発光色は白色になる。
【００２４】
本実施の形態においては、発光装置１をダイシングにより個片化する工程を含め、全行程を通して蛍光体層１４が水に接触しない。このため、本実施の形態によれば、蛍光体層１４に含まれる蛍光体が水に反応する性質を有する（蛍光体層１４が複数種の蛍光体を含む場合は、少なくともその一部が水に反応する性質を有する）場合であっても、蛍光体層１４の劣化、すなわち水に触れることによる蛍光体層としての機能の低下を防ぐことができる。
【００２５】
ここで、水に反応する性質を有する蛍光体としては、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋（ＫＳＦ）蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋やＳｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋等に代表されるシリケート蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ２＋やＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋等に代表される硫化物蛍光体、ＣｄＳｅ等に代表される量子ドット蛍光体が挙げられる。
【００２６】
なお、蛍光体層１４中の蛍光体の濃度は均一であってもよいが、不均一であってもよく、発光素子１３に近いほど濃度が高くなる厚さ方向の濃度勾配を有することが好ましい。
【００２７】
保護層１５は、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等の透明部材からなり、発光装置１をダイシングにより個片化する工程等において、蛍光体層１４の上面を被覆することにより保護して蛍光体層１４が水に接触することを防ぐ機能を有する。
【００２８】
蛍光体層１４と保護層１５は一組の部材（以下、蛍光体含有部材と呼ぶ）として形成された後、発光素子１３上に設置される。
【００２９】
封止部材１６は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等からなる。封止部材１６は、酸化チタン等の光反射粒子を含む白色部材であってもよいし、添加物を含まない透明部材であってもよい。
【００３０】
（発光装置の製造方法）
図２（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る発光装置１の製造工程を示す斜視図である。
【００３１】
まず、図２（ａ）に示されるように、複数の電極１１及び電極１２を表面に有する基板１０を用意する。なお、図２（ａ）には基板１０の一部が図示されている。
【００３２】
次に、図２（ｂ）に示されるように、基板１０上の複数の電極１１に、複数の発光素子１３の図示されない電極を半田バンプ等の導電部材により接続する。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示されるように、蛍光体含有部材として一体に形成された蛍光体層１４と保護層１５を、蛍光体層１４が発光素子１３側を向くように発光素子１３上に設置する。蛍光体含有部材として一体に形成された蛍光体層１４と保護層１５は、超音波カッター等を用いた水を用いない切断方法により、蛍光体層１４と保護層１５が積層されたシートを切断、分割することにより得られる。
【００３４】
次に、図２（ｄ）に示されるように、複数の発光素子１３、蛍光体層１４及び保護層１５の側面を封止部材１６で一括して覆う。具体的には、例えば、基板１０上に発光素子１３、蛍光体層１４、及び保護層１５が埋め込まれるような高さまで封止部材１６を塗布した後、封止部材１６に研磨処理を施して複数の保護層１５の上面を露出させる。この状態において、蛍光体層１４は上面を保護層１５に覆われ、側面を封止部材１６に覆われているため、その表面が露出していない。
【００３５】
なお、蛍光体層１４及び保護層１５と封止部材１６との接合には、封止部材１６が有する粘着性、接着性を用いてもよいが、蛍光体層１４及び保護層１５と封止部材１６との界面に封止部材１６よりも粘着性、接着性に優れる樹脂を用いてもよい。
【００３６】
次に、図２（ｅ）に示されるように、ダイシング等の水を用いる切断方法により、封止部材１６、基板１０及び場合によっては電極１１、電極１２を切断し、複数の発光装置１を得る。
【００３７】
このとき、蛍光体層１４の表面は露出しておらず、切断面に現れることもないため、水に触れることはなく、蛍光体層１４に水に反応する性質を有する蛍光体が含まれている場合であっても蛍光体層１４の機能の低下は生じない。なお、この工程においては、封止部材１６、基板１０、電極１１、電極１２といった硬度の異なる材料を連続して切断するため、回転刃を用いなければ適切に切断を行うことは難しい。すなわち、水を用いない切断方法を用いて適切に切断を行うことは困難である。
【００３８】
（発光装置の変形例）
図３（ａ）、（ｂ）は、発光装置１の変形例である発光装置２の垂直断面図である。図３（ａ）は発光装置２の長手方向の断面を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の断面に直交する発光装置２の短手方向の断面を示す。
【００３９】
発光装置２は、発光装置１の保護層１５と封止部材１６とが一体になった形状を有する封止部材２０を有する。封止部材２０は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂やガラス等からなる透明部材である。
【００４０】
発光装置２においては、封止部材２０が発光装置１の保護層１５の機能を兼ねるため、保護層１５を用いる必要がない。このため、発光装置２においては、発光装置１の図２（ｃ）に示される製造工程において、蛍光体層１４のみが蛍光体含有部材として発光素子１３上に設置される。
【００４１】
封止部材２０は、例えば、発光装置１の図２（ｄ）に示される製造工程において、封止部材１６の代わりに基板１０上に発光素子１３及び蛍光体層１４が埋め込まれるような高さまで塗布された後、蛍光体層１４の上面が露出しないような高さまで研磨処理を施される。
【００４２】
図４（ａ）は、発光装置１の変形例である発光装置３の垂直断面図である。図４（ｂ）は、発光装置２の変形例である発光装置４の垂直断面図である。
【００４３】
発光装置３、発光装置４は、基板１０を含まない点において、それぞれ発光装置１、発光装置２と異なる。発光装置３、発光装置４は、基板１０の代わりの保持部材上に発光素子１３、蛍光体層１４等を設置し、発光装置３、発光装置４をダイシング等により個片化した後に保持部材を発光装置３、発光装置４から剥離する。
【００４４】
また、発光装置３、発光装置４は、外部接続用の電極１７を有する。電極１７は、発光素子１３に予め接続されていてもよいし、発光装置３、発光装置４の製造工程において接続されてもよい。
【００４５】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、蛍光体層の形状等において第１の実施の形態と異なる。第１の実施の形態と同様の点については説明を省略又は簡略化する。
【００４６】
図５（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光装置５の垂直断面図である。図５（ａ）は発光装置５の長手方向の断面を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）の断面に直交する発光装置５の短手方向の断面を示す。
【００４７】
発光装置５は、基板１０と、基板１０の一方の面上に形成された電極１１と、基板１０の他方の面上に形成された電極１２と、電極１１に電気的に接続されるように基板１０の一方の面上に搭載された発光素子１３と、発光素子１３上の蛍光体層５０と、蛍光体層５０上の保護層５１と、発光素子１３、蛍光体層５０、及び保護層５１の側面を覆う封止部材１６と、を有する。
【００４８】
発光装置５においては、蛍光体含有部材として一体に形成される蛍光体層５０と保護層５１が、発光素子１３側からその反対側（上方）に向かって短手方向及び長手方向の幅が大きくなるテーパー形状を有する。蛍光体層５０と保護層５１の傾斜した側面は連続している。
【００４９】
図６は、蛍光体含有部材である蛍光体層５０と保護層５１の積層体を形成する工程を示す概念図である。図６に示される例では、水を用いない切断方法として、超音波カッターを用いて蛍光体層５０と保護層５１が積層されたシート６０を切断している。
【００５０】
超音波カッターの刃６１は傾斜しており、蛍光体層５０側からシート６０を切断するため、蛍光体層５０側から保護層５１側に向かって幅が大きくなるテーパー形状が形成される。なお、傾斜のない押し切り刃を用いた押し切りにより切断を行う場合は、ほぼ直方体の蛍光体層５０と保護層５１が得られる。
【００５１】
また、蛍光体層５０及び保護層５１と封止部材１６との密着性を高くするため、蛍光体層５０及び保護層５１の切断面である側面の算術平均粗さＲａは、１００ｎｍ以上であることが好ましく、２００ｎｍ以上であることがより好ましい。また、この算術平均粗さＲａが大きすぎると発光装置５における光取出し効率が低下するため、２μｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
超音波カッターを用いる場合、刃６１の下降速度や垂直方向の振幅を調整することにより、蛍光体層５０及び保護層５１の側面の算術平均粗さＲａを制御することができる。なお、傾斜のない押し切り刃を用いた押し切りにより切断を行う場合は、通常、蛍光体層５０及び保護層５１の側面の算術平均粗さＲａは１００ｎｍよりも小さくなる。
【００５３】
図７（ａ）は、超音波カッターにより切断された蛍光体層及び保護層の切断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察像である。図７（ｂ）は、押し切り刃により切断された蛍光体層及び保護層の切断面のＳＥＭ観察像である。
【００５４】
図７（ａ）、（ｂ）に示される蛍光体層は、ＫＳＦ蛍光体を含むシリコーン樹脂からなり、保護層はシリコーン樹脂からなる。超音波カッターの刃の下降速度は０．２５mm／ｓ、垂直方向の振幅は２０μｍとした。
【００５５】
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いた解析の結果、図７（ａ）に示される切断面の算術平均粗さＲａは２５０ｎｍ、図７（ｂ）に示される切断面の算術平均粗さＲａは８１．７ｎｍであった。また、図７（ａ）に示される蛍光体層５０及び保護層５１の切断には刃の傾斜角度が４°の超音波カッターを用いたため、切断面の傾斜角度（蛍光体層５０及び保護層５１の面内方向からの角度）は８６°であった。
【００５６】
なお、蛍光体層５０は、発光素子１３側からその反対側に向かって短手方向の幅が大きくなるが、長手方向の幅は変化しないテーパー形状を有してもよい。例えば、蛍光体層５０の長手方向の側面は超音波カッターを用いた切断により形成し、短手方向の側面はシート６０の側面をそのまま利用したり、傾斜がない押し切り刃を用いた切断により形成したりすることにより、このような形状を得ることができる。
【００５７】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、発光素子１３の上面のサイズが蛍光体層５０の下面のサイズよりも小さいことが好ましい。これは、発光素子１３から発せられた光を効率よく蛍光体層５０に注入するためである。
【００５８】
なお、発光装置５は、保護層５１及び封止部材１６の代わりに発光装置２の封止部材２０を有してもよい。この場合、蛍光体層５０のみを超音波カッターにより切断することになるため、蛍光体層５０のみが発光素子１３側からその反対側（上方）に向かって幅が大きくなるテーパー形状を有する。
【００５９】
（実施の形態の効果）
上記の実施の形態によれば、複数の発光装置を効率的に製造することができる発光装置の製造方法であって、蛍光体層に含まれる蛍光体が水と反応する性質を有するものである場合であっても蛍光体層の劣化を防ぐことができる発光装置の製造方法、及びそのような製造方法を用いることができる構造を有する発光装置を提供することができる。
【００６０】
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。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【００６１】
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】
【００６２】
１、２、３、４、５ 発光装置
１３                      発光素子
１４、５０                蛍光体層
１５、５１                保護層
１６、２０                封止部材
【図１】
2018088468.tif 000003
【図２】
2018088468.tif 000004
【図３】
2018088468.tif 000005
【図４】
2018088468.tif 000006
【図５】
2018088468.tif 000007
【図６】
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【図７】
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