(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の形状の凹部を有する圧縮成形用の金型の前記凹部の内壁全面を覆う蛍光体含有フィルムを設置する工程と、
前記凹部内の前記蛍光体含有フィルム上に樹脂材料を供給する工程と、
基板上に実装された発光素子を前記凹部内の樹脂材料に浸し、前記樹脂材料及び前記蛍光体含有フィルムに圧力及び熱を加えて、前記発光素子を封止する透明封止樹脂及びその表面を覆う蛍光体含有層にそれぞれ成形する工程と、
を含み、
前記蛍光体含有フィルムは、前記凹部の内壁全面に接するように設置され、
前記蛍光体含有層は、前記基板、前記発光素子、前記透明封止樹脂、及び前記蛍光体含有層を前記金型から離型する際にリリースフィルムとして機能する、
発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記蛍光体含有フィルムは、少なくとも一方の面に凹凸のパターンを有する、
請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記蛍光体含有フィルムは、両方の面に凹凸のパターンを有する、
請求項２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記蛍光体含有層の、前記透明封止樹脂の頂点の上の部分の厚さが、前記透明封止樹脂の側部の上の部分の厚さよりも厚い、
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記透明封止樹脂は半球形状を有する、
請求項１から４のうちのいずれか１項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、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置の製造方法として、基板上のＬＥＤチップを封止する透明封止樹脂を圧縮成形するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された方法によれば、圧縮成形用の金型の表面をリリースフィルムで覆った状態で透明封止樹脂を圧縮成形するため、リリースフィルムにより、成形された透明封止樹脂を金型から容易に離型することができる。
【０００３】
また、従来の発光装置として、基板上のＬＥＤチップを封止する透明封止樹脂上に蛍光体層を有するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。このような、ＬＥＤチップから離れた位置に蛍光体を含む膜を形成する技術は、一般的に、リモートフォスファと呼ばれる。このような装置においては、蛍光体層内の蛍光体中の電子がＬＥＤチップから発せられた光により励起され、蛍光を発する。
【０００４】
蛍光体層を設けた場合、透明封止樹脂中に蛍光体を混ぜる場合と比較して、蛍光体の使用量を抑え、発光装置の製造コストを下げることができる。また、蛍光体を透明封止樹脂中に均一に分布させた場合、透明封止樹脂の形状によっては、ＬＥＤチップから透明封止樹脂表面までの光路長にばらつきが生じ、視野角による色むらが発生するが、蛍光体層を設けた場合は、この様な問題を解決することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０７４５０号公報
【特許文献２】特開２００９−８１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載された発光装置の蛍光体層は、蛍光体スラリーを透明封止樹脂の表面に塗布することにより形成されるため、所望の厚さの蛍光体層を形成することは困難である。このため、蛍光体の分布を制御することが難しく、発光装置から所望の波長の光を取り出すことが困難である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、所望の波長の光を取り出すことのできる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】
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、所定の形状の凹部を有する圧縮成形用の金型の前記凹部の内壁全面を覆う蛍光体含有フィルムを設置する工程と、前記凹部内の前記蛍光体含有フィルム上に樹脂材料を供給する工程と、基板上に実装された発光素子を前記凹部内の樹脂材料に浸し、前記樹脂材料及び前記蛍光体含有フィルムに圧力及び熱を加えて、前記発光素子を封止する透明封止樹脂及びその表面を覆う蛍光体含有層にそれぞれ成形する工程と、を含み、前記蛍光体含油フィルムは、前記凹部の内壁全面に接するように設置され、前記蛍光体含有層は、前記基板、前記発光素子、前記透明封止樹脂、及び前記蛍光体含有層を前記金型から離型する際にリリースフィルムとして機能する、発光装置の製造方法を提供する。
【００１０】
上記発光装置の製造方法において、前記蛍光体含有フィルムは、少なくとも一方の面に凹凸のパターンを有してもよい。
【００１１】
上記発光装置の製造方法において、前記蛍光体含有フィルムは、両方の面に凹凸のパターンを有してもよい。
【００１２】
上記発光装置の製造方法において、前記蛍光体含有層の、前記透明封止樹脂の頂点の上の部分の厚さが、前記透明封止樹脂の側部の上の部分の厚さよりも厚くてもよい。
【００１３】
上記発光装置の製造方法において、前記透明封止樹脂は、半球形状を有してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、所望の波長の光を取り出すことのできる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】
【００１８】
【図１】図１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方法を示す垂直断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態に係る蛍光体含有層の一部を拡大した垂直断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態にかかる発光素子の垂直断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、第５の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す垂直断面図である。
【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。発光装置１は、基板２と、基板２上に実装された発光素子３と、発光素子３を封止する透明封止樹脂４と、透明封止樹脂４の表面を覆う蛍光体含有層５と、を有する。
【００２０】
基板２は、例えば、セラミック基板である。基板２は、表面や内部に図示しない配線を有する。配線は発光素子３に電気的に接続され、配線を介して発光素子３に電圧が印加される。
【００２１】
発光素子３は、例えば、青色光又は紫外光を発するＬＥＤチップである。
【００２２】
透明封止樹脂４は、例えば、図１に示されるような半球状の形状を有し、少なくとも発光素子３の発光面を覆うように設置される。透明封止樹脂４は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂からなる。
【００２３】
蛍光体含有層５は、粒子状の蛍光体６を含む透明樹脂膜からなる。蛍光体含有層５の厚さは、例えば、０．５ｍｍである。蛍光体６は、異なる波長の蛍光を発する複数種の蛍光体から構成されてもよい。
【００２４】
蛍光体含有層５を構成する透明樹脂膜は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）等の熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。また、後述するように、蛍光体含有層５は、透明封止樹脂４及び蛍光体含有層５を圧縮成形した後、金型から離型する際のリリースフィルムとして用いられるため、透明樹脂膜が金型から容易に剥離することができる性質を有することが好ましい。
【００２５】
発光素子３から発せられた光は、一部が蛍光体含有層５を透過して外部へ射出され、他の一部が蛍光体含有層５内の蛍光体６の電子を励起させる。電子が励起された蛍光体６からは、バンドギャップの大きさに応じた波長の蛍光が発せられる。
【００２６】
発光素子３から発せられる光が可視光である場合は、蛍光体含有層５を透過して外部へ射出された光の色と、蛍光体６から発せられた蛍光の色との混色が発光装置１の発光色となる。
【００２７】
以下に、発光装置１の発光色が白色である場合の、発光素子３の発光色と蛍光体６の発光色の組み合わせを挙げる。発光素子３の発光色が青色、蛍光体６の発光色が黄色の場合は、青みがかった白色光が得られる。発光素子３の発光色が青色、蛍光体６の発光色が緑色及び赤色の場合は、太陽光に近い色の白色光が得られる。発光素子３の発光色が青色、蛍光体６の発光色が黄色及び赤色の場合は、白熱電球の色に近い赤みがかった白色光が得られる。
【００２８】
また、発光素子３が紫外光を発し、蛍光体６の発光色が青色及び黄色の場合は、青みがかった白色光が得られる。発光素子３が紫外光を発し、蛍光体６の発光色が青色、緑色及び赤色の場合は、太陽光に近い色の白色光が得られる。発光素子３が紫外光を発し、蛍光体６の発光色が青色、基色及び赤色の場合は、白熱電球の色に近い赤みがかった白色光が得られる。
【００２９】
蛍光体６が複数の異なる色の光を発する場合は、蛍光体含有層５が多層の透明樹脂膜を含み、それぞれの透明樹脂膜に異なる蛍光体６が含まれてもよい。例えば、蛍光体６の発光色が赤色及び黄色である場合は、１枚の透明樹脂膜中に赤色の光を発する蛍光体６と黄色の光を発する蛍光体６が含まれてもよいし、赤色の光を発する蛍光体６を含む透明樹脂膜と黄色の光を発する蛍光体６を含む透明樹脂膜が積層されてもよい。
【００３０】
なお、蛍光体含有層５が多層の透明樹脂膜を含む場合は、下層の透明樹脂膜中の蛍光体６から発せられる光が上層の透明樹脂膜中の蛍光体６に吸収されないように、波長の長い光を発する蛍光体６を含む透明樹脂膜を下層にすることが好ましい。
【００３１】
また、透明封止樹脂４に蛍光体６が含まれてもよい。この場合、蛍光体含有層５中の蛍光体６の発光色と透明封止樹脂４の蛍光体６の発光色は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
（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の製造方法を示す垂直断面図である。
【００３３】
まず、図２（ａ）に示されるように、金型１０及び蛍光体含有フィルム１２を用意する。金型１０は、透明封止樹脂４及び蛍光体含有層５を圧縮成形するための金型であり、透明封止樹脂４及び蛍光体含有層５の形状に応じた形状の凹部１１を有する。
【００３４】
蛍光体含有フィルム１２は、圧縮成形により蛍光体含有層５に成形される膜であり、蛍光体６を含む透明樹脂膜からなる。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示されるように、金型１０の凹部１１の内壁に沿って蛍光体含有フィルム１２を設置する。このとき、蛍光体含有フィルム１２は、凹部１１の内壁に接する。例えば、凹部１１の底部に真空引き用の孔が存在し、真空引きすることにより、蛍光体含有フィルム１２を凹部１１の内壁に密着させる。
【００３６】
次に、図２（ｃ）に示されるように、凹部１１内の蛍光体含有フィルム１２上に樹脂材料１３を供給する。
【００３７】
次に、図２（ｄ）に示されるように、基板２上に実装された発光素子３を凹部１１内の樹脂材料１３に浸し、樹脂材料１３及び蛍光体含有フィルム１２に圧力及び熱を加えて、透明封止樹脂４及びその表面を覆う蛍光体含有層５にそれぞれ成形する。
【００３８】
次に、図２（ｅ）に示されるように、基板２、発光素子３、透明封止樹脂４、及び蛍光体含有層５を金型１０から離型する。このとき、蛍光体含有層５は、金型からの離型を助けるリリースフィルムとして機能する。
【００３９】
その後、基板２を分割し、個々の発光素子１を得る。
【００４０】
第１の実施の形態によれば、蛍光体含有層５を圧縮成形により形成するため、所望の厚さ、例えば均一な厚さに形成することができる。これにより、発光色ムラの少ない色再現性に優れた発光装置１を得ることができる。
【００４１】
また、蛍光体含有層５をリリースフィルムとして用いることにより、リリースフィルムを別に用意して用いる場合と比較して、通常廃棄されるリリースフィルムの無駄がなくなり、発光素子１の製造コストを下げることができる。
【００４２】
また、蛍光体含有層５と透明封止樹脂４を圧縮成形により同時に形成することができるため、蛍光体含有層５を塗布法等により透明封止樹脂４と別工程で形成する場合と比較して、工程数を減らし、製造コストを下げることができる。
【００４３】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態においては、蛍光体含有層５が表面に凹凸を有する。なお、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。
【００４４】
図３（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態に係る蛍光体含有層の一部を拡大した垂直断面図である。図３（ａ）は、表面及び裏面に断面が矩形の凹凸を有する蛍光体含有層５を表す。図３（ｂ）は、表面及び裏面に断面が三角形の凹凸を有する蛍光体含有層５を表す。図３（ｃ）は、表面及び裏面に凸部の断面が半円形の凹凸を有する蛍光体含有層５を表す。図３（ｄ）は、表面及び裏面に凹部の断面が半円形の凹凸を有する蛍光体含有層５を表す。
【００４５】
蛍光体含有層５の凹凸の形状は、図３（ａ）〜（ｄ）に表されるものに限られない。蛍光体含有層５の凹凸のパターンは、ドット状でも、ライン状でもよい。蛍光体含有層５の凹凸は、表面と裏面で異なる形状を有してもよい。また、蛍光体含有層５の凹凸は、表面と裏面のいずれか一方にのみ形成されてもよい。
【００４６】
蛍光体含有層５の表面（図３の上側）の凹凸は、蛍光体含有層５と金型１０との密着性を低減し、基板２、発光素子３、透明封止樹脂４、及び蛍光体含有層５の金型１０からの離型を容易にする。このため、蛍光体含有層５の透明樹脂膜が金型１０との密着性が高い材料からなる場合であっても、容易に離型することができる。また、凹凸により発光素子３から発せられた光の完全反射を減らし、発光装置１の光取り出し効率を向上させることができる。
【００４７】
蛍光体含有層５の裏面（図３の下側）の凹凸は、蛍光体含有層５と透明封止樹脂４との密着性を高める。これにより、基板２、発光素子３、透明封止樹脂４、及び蛍光体含有層５を金型１０から離型する工程等における、蛍光体含有層５の透明封止樹脂４からの剥離を防ぐことができる。
【００４８】
〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態は、透明封止樹脂４が半球以外の形状を有する点において、第１の実施の形態と異なる。なお、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。
【００４９】
図４（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。図４（ａ）は、断面が複数の頂点を有する山形の透明封止樹脂４を有する発光装置１を表す。図４（ｂ）は、断面が四角形の透明封止樹脂４を有する発光装置１を表す。図４（ｃ）は、断面が四角形の透明封止樹脂４を有し、蛍光体含有層５が透明封止樹脂４の上面にのみ形成された発光装置１を表す。図４（ｄ）は、断面が台形の透明封止樹脂４を有する発光装置１を表す。
【００５０】
透明封止樹脂４の形状は、図４（ａ）〜（ｄ）に表されるものに限られない。
【００５１】
透明封止樹脂４及び蛍光体含有層５は、第１の実施の形態と同様に、圧縮成形により形成される。そのため、透明封止樹脂４の形状が複雑であっても、蛍光体含有層５を所望の厚さ、例えば均一な厚さに形成することができる。例えば、蛍光体スラリーを透明封止樹脂４の表面に塗布することにより蛍光体含有層５を形成する場合は、複雑な形状の透明封止樹脂４の上には所望の厚さの透明封止樹脂４を形成することは困難である。
【００５２】
なお、図４（ｃ）に示される透明封止樹脂４及び蛍光体含有層５は、面積の大きい凹部１１を有する金型１０を用いて、連続した１つの透明封止樹脂４及び蛍光体含有層５を形成した後、それを切り分けることにより形成される。
【００５３】
〔第４の実施の形態〕
第４の実施の形態においては、蛍光体含有層５の厚さが均一でない。なお、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。
【００５４】
図５（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態にかかる発光素子の垂直断面図である。本実施の形態における発光素子３は、平板状の発光素子であり、垂直方向（図５の上方向）への発光量が、水平方向（図５の横方向）への発光量よりも強い。
【００５５】
図５（ａ）に示される透明封止樹脂４は、半球形状を有する。そして、蛍光体含有層５は、透明封止樹脂４の頂点の上の部分の厚さＴ１が、透明封止樹脂４の側部の上の部分の厚さＴ２よりも厚い。
【００５６】
図５（ｂ）に示される透明封止樹脂４は、断面が台形の形状を有する。また、蛍光体含有層５は、断面が四角形の形状を有する。そして、蛍光体含有層５は、透明封止樹脂４の頂点（上面）の上の部分の厚さＴ１が、透明封止樹脂４の側部の上の部分の厚さＴ２よりも厚い。なお、透明封止樹脂４の断面の上辺の端部から蛍光体含有層５の断面の上辺の端部までの蛍光体含有層５の厚さＴ３は、厚さＴ１よりも厚い。
【００５７】
厚さＴ１が厚さＴ２よりも厚いことにより、蛍光体含有層５の光が多く入射する部分に蛍光体６が多く存在するため、効率的に蛍光を発することができる。なお、この場合、蛍光体含有層５に成形される蛍光体含有フィルム１２は、金型１０の凹部１１の底に設置される部分の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。
【００５８】
〔第５の実施の形態〕
第５の実施の形態には、圧縮成形の際に蛍光体含有フィルムとは別にリリースフィルムを用いる点において、第１の実施の形態と異なる。なお、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。
【００５９】
図６（ａ）〜（ｄ）は、第５の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す垂直断面図である。
【００６０】
まず、図６（ａ）に示されるように、金型１０、蛍光体含有フィルム２０、及びリリースフィルム２１を用意する。蛍光体含有フィルム２０とリリースフィルム２１は、図６（ａ）に示されているように予め貼り合わされていてもよい。
【００６１】
次に、図６（ｂ）に示されるように、金型１０の凹部１１の内壁に沿って蛍光体含有フィルム２０及びリリースフィルム２１を設置する。このとき、リリースフィルム２１は、凹部１１の内壁に接する。例えば、凹部１１の底部に真空引き用の孔が存在し、真空引きすることにより、リリースフィルム２１を凹部１１の内壁に密着させる。
【００６２】
次に、図６（ｃ）に示されるように、凹部１１内の蛍光体含有フィルム２０上に樹脂材料１３を供給し、基板２上に実装された発光素子３を凹部１１内の樹脂材料１３に浸し、樹脂材料１３及び蛍光体含有フィルム２０に圧力及び熱を加えて、透明封止樹脂４及びその表面を覆う蛍光体含有層５にそれぞれ成形する。
【００６３】
次に、図６（ｄ）に示されるように、基板２、発光素子３、透明封止樹脂４、及び蛍光体含有層５を金型１０から離型する。離型は、リリースフィルム２１により容易に行われる。
【００６４】
その後、基板２を分割し、個々の発光素子１を得る。
【００６５】
本実施の形態の蛍光体含有フィルム２０は、第１の実施の形態の蛍光体含有フィルム１２と同様に、蛍光体６を含む透明樹脂膜からなるが、リリースフィルムとしての機能が必要とされないため、蛍光体含有フィルム１２よりも材料の選択の幅が大きい。
【００６６】
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、基板３の代わりに、所望のパターンに形成したリードフレームのパターン間を樹脂で埋めた樹脂複合リードフレームを用いてもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
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】
【００６９】
１          発光装置
２          基板
３          発光素子
４          透明封止樹脂
５          蛍光体含有層
６          蛍光体
１０        金型
１１        凹部
１２、２０  蛍光体含有フィルム
１３        樹脂材料
【図１】
0005751154.tif 000002
【図２】
0005751154.tif 000003
【図３】
0005751154.tif 000004
【図４】
0005751154.tif 000005
【図５】
0005751154.tif 000006
【図６】
0005751154.tif 000007