(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の第１主面側に実装領域として設けられた導電部材と、
前記導電部材上に載置された発光素子と、
前記第１主面側に形成され、前記発光素子に電圧を印加するための電極と、
前記導電部材及び前記電極に接続され、前記基板の側面に配置された配線部と、
を備え、
前記基板の側面は、前記配線部が配置された部分の下部に切欠部を有しており、前記切欠部の幅は前記配線部の幅よりも広い部分を有しており、
前記基板は、前記第１主面と相対向する第２主面を有し、
前記第２主面に、前記基板の周縁から離間して第２金属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】
前記配線部は、前記基板の内層に設けられている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電極は、前記基板の周縁から離間して形成されている請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記実装領域において、前記導電部材の表面に第１金属層が被覆されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第２金属層が前記発光素子と電気的に繋がっていない請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記切欠部の高さが１ｍｍ以上である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記切欠部の奥行きが１ｍｍ以上である請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記切欠部が、相対向する側面にも形成されている請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第２主面の角部には、前記切欠部が形成されていない請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記実装領域において、前記導電部材上に絶縁性のフィラーが被覆されている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記フィラーは、Ｓｉ−Ｏ結合を有する材料により含浸されている請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第１主面上に、前記発光素子を囲むように形成された光反射性樹脂からなる枠体を有し、
前記枠体に囲まれた領域に、前記発光素子を被覆する封止部材が形成されている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ電球等の照明器具、表示装置、その他の照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用可能な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子部品が提案され、また実用化されており、これらに求められる性能も高くなっている。発光ダイオード（ＬＥＤ）をはじめとする発光装置も同様で、一般照明分野、車載照明分野等で求められる性能は日増しに高まっており、更なる高出力（高輝度）化、低抵抗化、高信頼性が要求されている。さらに、これらの特性を満たしつつ、商用電源系での駆動も要求されている。
【０００３】
特に、商用電源を用いた照明器具としては、ＪＩＳ−Ｃ−８１０５−１で求められている、安全性要求事項通則を満たさなければならない。特に感電等の危険性を無くすために発光装置の絶縁耐圧を上げる必要がある。
【０００４】
ここで、照明用ＬＥＤの基板として、絶縁抵抗が高い材料として、セラミックス基板が挙げられる。特に、光半導体用としては、白色系のアルミナ基板が一般的に使用されている。一方で、ＬＥＤチップ（以下、発光素子ともいう）を実装する部位には、発光素子からの光を効率よく反射させたり、発光素子に電気を供給したりするための導電性の端子が設けられている。特にこれらの表面にはＡｕやＡｇ等の貴金属が電解メッキで形成されている。そのため、電解メッキ用の導電部は、絶縁部材の側面や裏面等、メッキ装置によって通電させ易い位置に露出させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１９９３９号公報（図１、図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術においては、以下に述べる問題がある。
近年、発光装置は更なる高出力化が求められている。そして大電流を投入し、高出力化を実現するためには、発光装置の放熱性を高めることが重要であり、例えば、ＬＥＤ（以下、発光装置ともいう）は放熱性の高いヒートシンク等の金属体に載置される。
【０００７】
前記した従来の発光装置は、反射面に高反射性のＡｇメッキを用いるため、光の取り出し効率を向上できるものの、高反射性のＡｇメッキ面を得るためには一般的に電界メッキ法を用いる必要がある。しかし、この場合メッキ配線となる導電層が絶縁部材の側面に露出しているため、絶縁部材の裏面を金属体に接触させて駆動させると、沿面放電によって短絡する虞がある。
【０００８】
そのため、２００Ｖ系の商用電源を用いる場合はＪＩＳを始めとする各種の規格で絶縁耐圧が求められており、例えばＬＥＤであれば、パッケージ等の基板側面に存在する導電部は、一般的に１．５ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上ヒートシンク等の金属体から距離を離さなければならない。従って、金属などに比べると熱導電率が１桁低い絶縁性の基板の厚みを厚くする必要があり、放熱性が犠牲になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁耐圧を向上しつつ、放熱特性を改善することが可能な発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上の第１主面側に実装領域として設けられた導電部材と、前記導電部材上に載置された発光素子と、前記第１主面側に形成され、前記発光素子に電圧を印加するための電極と、前記導電部材及び前記電極に接続され、前記基板の側面に配置された配線部と、を備え、前記基板の側面は、前記配線部が配置された部分の下部に切欠部を有しており、前記切欠部の幅は前記配線部の幅よりも広い部分を有することを特徴とする。
さらに、上述した発光装置は、以下のいずれか１以上の構成を備えることが好ましい。
前記配線部は、前記基板の内層に設けられている。
前記電極は、前記基板の周縁から離間して形成されている。
前記実装領域において、前記導電部材の表面に第１金属層が被覆されている。
前記第１主面と相対向する前記基板の第２主面を有し、前記第２主面に、第２金属層が形成されている。
前記第２金属層が前記発光素子と電気的に繋がっていない。
前記切欠部の高さが１ｍｍ以上である。
前記切欠部の奥行きが１ｍｍ以上である。
前記切欠部が、相対向する側面にも形成されている。
前記第２主面の角部には、前記切欠部が形成されていない。
前記実装領域において、前記導電部材上に絶縁性のフィラーが被覆されている。
前記フィラーは、Ｓｉ−Ｏ結合を有する材料により含浸されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る発光装置によれば、発光装置の駆動時に電位を持つ部材と発光装置の実装面との距離が保たれているため、絶縁耐圧を向上させることができる。また、基板の厚みを薄く設定することができるため、放熱特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に係る発光装置のＸ−Ｘ’線における端面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光装置の第２の主面側を示す底面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る発光装置の第２の主面側を示す底面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る発光装置の端面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の切欠部を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る発光装置について、図１及び図２を参照して説明する。なお、図２は、図１のＸ−Ｘ’線における端面図である。また、切欠部周辺の拡大図については、発光装置がヒートシンク等の金属体４０に載置される状態を示している。
【００１４】
本実施形態に係る発光装置１００は、ＬＥＤ電球やスポットライト等の照明器具に用いられるＣＯＢ構造の発光装置である。図１及び図２に示すように、発光装置１００は、基板１０の第１主面３２側に、実装領域３８となる導電部材１２が設けられている。導電部材１２の表面には、第１金属層２４が被覆されており、その上に複数の発光素子１４が載置されている。なお、本明細書中において、「発光素子が導電部材上に載置される」とは、導電部材１２の上に直接載置されているもののみならず、第１金属層２４等の別の部材を介して載置されているものも含むものとする。
【００１５】
さらに、これら複数の発光素子１４をまとめて囲うように形成された環状の光反射性樹脂３０の内側に、透光性樹脂からなる封止樹脂２２が充填されて発光素子１４を封止している。また、基板１０の第１主面３２の光反射樹脂３０の外側に、外部から駆動電圧を印加するための一対の電極として、正電極１８、負電極２０を備えている。発光装置１００は、これらの電極に駆動電圧が印加されることにより、発光素子１４が発光し、封止樹脂２２を透過して上方に光を照射する。
【００１６】
基板１０の側面３６には、導電部材１２及び正電極１８及び負電極２０と電気的に接続された配線部１３が形成されている。配線部１３は、図２に示すように、実装領域３８となる導電部材１２の下部から、基板１０の側面３６に向かって延設され、側面３６から露出される。導電部材１２と配線部１３とは、基板１０の厚み方向に延びる導電性ビア２６によって接続されている。このとき、図１に示すように、側面３６において、配線部１３が露出された部分の下部には、側面３６から凹んだ切欠部１６が形成されている。この切欠部１６の幅は、配線部１３の幅よりも広く形成されている。
【００１７】
このように側面３６に露出した配線部１３の下部に切欠部１６を設けることにより、図２に示すように、配線部１３から、基板１０の底面（第２の主面３４）と接触するヒートシンク等の金属体４０までの沿面距離を長く設定することができるため、基板１０の厚みを厚くしなくても沿面放電による短絡を防止することができる。また、基板１０を薄くすることができるため、放熱性を向上させることができる。基板１０の使用量を少なくすることができるため、基板のコストを抑えることもできる。なお、沿面距離とは、２つの導電性部分間での絶縁物の表面に沿った最短距離のことであり、例えば図２中に示したＡ＋Ｂ＋Ｃの合計距離で表される。
【００１８】
また、沿面放電を防止するためには、沿面距離だけではなく、空間距離も考慮する必要がある。空間距離とは、２つの導電性部分間での直線距離のことであり、例えば図２中に示したＡ＋Ｃの合計距離で表される。切欠部１６が形成されていない場合は、基板１０の厚みを、沿面距離に必要な距離のぶん厚くする必要があり、放熱性が悪化する。
【００１９】
本実施形態における配線部１３は、通電させることにより、導電部材１２の表面に、第１金属層２４を被覆するために使用される、いわゆるメッキ用配線である。ただし、本件発明は配線部１３をメッキ用配線として用いることに限定されない。例えば、実装領域に載置した発光素子１４に蛍光体等を付着させるための電着用の配線として用いても良いし、導電部材の表面に光を反射させるための無機部材を付着させるための電着用の配線として用いても良い。いずれの例によっても、実装領域に適切な部材を配置させるために用いることができる。
【００２０】
第１主面３２には、発光素子１４が実装される実装領域３８として設けられた導電部材１２と、正電極１８及び負電極２０が形成されているため、配線部１３はこれらに影響のないような箇所に設けつつ、基板の側面まで延設する必要がある。また、実装領域や電極と近づきすぎてしまうと、ショートの恐れも生じることから、第１主面３２には、なるべく実装領域３８と正電極１８及び負電極２０以外の導電部材を配置させないことが好ましい。そこで、本実施形態においては、配線部１３は基板１０の内層に設けられており、側面３６から露出されている。このような構成によれば、実装領域３８となる導電部材１２の配置に制限されることなく、配線部１３を基板１０の側面に延ばすことができる。さらに、絶縁部材である基板よりも熱導電性の高い金属部材からなる配線部を基板内部に配置することで、放熱性を向上させることができる。
【００２１】
なお、本実施形態において、側面３６に、発光装置の駆動時に電位を持たない導電性部材や配線を有することに何ら問題はない。発光装置の駆動時に電位を持たない場合は、沿面放電による短絡の問題が生じないからである。このような配線は、例えば発光装置の極性を示すためのマーク（所謂カソードマーク等）を設けるために利用することができる。
【００２２】
以下、本実施形態の発光装置１００を構成する主な構成要素について説明する。
＜基板＞
基板１０は、発光素子１４や保護素子等の電子部品を配置するためのものである。基板１０は、図１及び図２に示すように、矩形平板状に形成されており、発光素子１４が載置される第１主面３２と、第１主面３２と相対向する第２主面３４と、側面３６を有する。基板１０のサイズは特に限定されず、目的及び用途によって適宜選択することができる。
【００２３】
基板１０の材料としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子１４から放出される光や外光等が透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、セラミックス（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂が挙げられる。セラミックスを用いる場合には、グリーンシートを積層させる際に、グリーンシート間に導電ペースト等を配置して焼成することで、基板の内側（内層）に配線部１３を容易に形成することができるため好ましい。
【００２４】
＜配線部＞
配線部１３は、導電部材１２と電気的に接続されており、少なくとも基板１０の側面３６に配置される。側面に配置されていることにより、基板１０の側面から外部の電流源と接続することができ、メッキ用や電着用の配線として用いることができる。配線部１３の材料は、導電性のあるものであれば特に限定されないが、例えばＷ、Ａｇを用いることができる。
【００２５】
また、第２主面３４には、第２金属層２８が形成されている事が望ましい。図３及び図４に、第２主面３４側から見た、第２金属層２８の例を示す。図３に示す例では、第２主面３４のうち、切欠部１６が形成された領域以外の領域の略全面に第２金属層２８が形成されている。また、図４に示す例では発光素子が載置された領域に対向するように、第２主面３４の中央に、基板の周縁から離間して第２金属層２８が形成されている。なお、図４では矩形で形成されているが、第２金属層２８の形状はどのような形状であっても良い。この様な構成によれば、第２主面３４の全面が放熱用金属体に接触していなくても、第２金属層２８を熱が伝搬し、放熱用金属体に放熱する事が出来る。この第２金属層２８は、発光素子１４と電気的に繋がっていないことが好ましく、これにより、絶縁耐圧を更に向上させることができる。
【００２６】
＜切欠部＞
切欠部１６は、基板１０の側面３６において配線部１３が形成されている部分の下方に位置し、放電時の沿面距離を確保する目的で形成される。
切欠部１６の幅は配線部１３の形成された部分の直下において、配線部１３の幅よりも広く形成される必要がある。つまり、配線部１３と、基板１０の第２主面３４との間での絶縁物の表面に沿った最短距離が、切欠部１６が形成されない場合と比べて長くなるように切欠部１６が形成される。
【００２７】
なお、切欠部１６の幅は、部分的に切欠部１６が配線部１３よりも幅狭になる領域を有していてもよく、配線部１３よりも切欠部１６の幅が広い部分を有していればよいが、その全域にわたって配線部１３よりも幅広に形成されていることが好ましい。
【００２８】
切欠部１６の表面、すなわち、側面から凹んで形成されている面は、絶縁性の基板からなるため、発光装置の駆動時に電位を有さない領域とされている。なお、切欠部１６の表面に、導電性の部材が露出されている場合には、この導電性の部材が発光装置の駆動時に電位を有さない必要がある。つまり、発光素子１４とは電気的に接続されていない必要がある。本実施形態においては、側面３６及び第２主面３４の角部を切り欠くように、側面３６及び第２主面３４の両方が切り欠かれて切欠部１６が形成されており、その表面は基板１０を形成する絶縁性の材料のみからなる。このように、第２主面３４を切り欠くことにより、実装時に放熱グリス等の接合部材を用いた場合に、切欠部１６が形成された部分においては、接合部材のはみ出し部がこの切欠部１６内に収まるようになるため、接合部材に埃などのゴミが付着することを抑制することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、図１に示すように、１つの側面３６において、配線部１３が側面３６の長手方向に複数並んで露出するように形成されており、複数の配線部１３のそれぞれの下部で切欠部を形成し、それらの全ての下部を長手方向に連結したような形で、１つの切欠部１６として形成されている。
【００３０】
切欠部１６は、基板１０の厚み方向の高さＡ（図２参照）が、１ｍｍ以上であることが好ましい。ＪＩＳ規格では、切欠部１６の高さＡが、１ｍｍを超えない場合は、切欠部がないものとみなされ、沿面距離は空間距離と同じとなる。そのため、切欠部１６を１ｍｍ以上に設定することにより、沿面距離が短くなることを防止することができる。
【００３１】
また、切欠部１６の奥行きＢ（図２参照。言い換えると、側面３６と垂直な方向の長さ）は、特に規定はないが、１ｍｍ以上であることが好ましい。また、沿面距離Ａ+Ｂ+Ｃ（図２参照）が２ｍｍ以上となるよう設定されることが好ましい。ここで、長さＣ（図２参照）は、配線部１３と切欠部の端部までの最短距離である。
さらに、基板１０の角部には、切欠部１６を設けないことが好ましい。これにより、基板１０の強度が上がり、信頼性を向上させることができる。
【００３２】
本実施形態において、切欠部１６は直方体の凹みを有する形状とされているが、例えば図４に示すような円柱状の凹みを有する形状とされていても良いし、特に形状は限定しない。また、切欠部は４辺に形成されていても良い。さらに、切欠部１６は、図４に示すように１つの側面に対して、複数形成されていてもよい。例えば、側面３６に複数の配線部１３が露出されている場合に、１つずつの配線部１３に対応してそれぞれの切欠部１６を形成してもよい。
【００３３】
さらに、切欠部１６の形状は、側面３６から見て図６（Ａ）のように下底が上底よりも長い台形状や図６（Ｂ）に示されるような上底が下底よりも長い、台形形状とされていても良い。また、端面形状が図６（Ｃ）に示されるように第２主面３４までは切り欠かないようにして側面に切欠部１６を設けても良い。
【００３４】
＜導電部材＞
導電部材１２は、発光素子１４を載置する実装領域３８を有する部材である。導電部材１２は、配線部１３と電気的に接続されて、その表面に第１金属層２４等を配置させることが可能な部材であれば、特に材料は限定されない。例えば、基板１０の材料としてセラミックスを用いる場合は、セラミックスシートの焼成温度にも耐え得る高融点を有する材料が好ましく、例えば、タングステン、モリブデンのような高融点の金属を用いるのが好ましい。
【００３５】
また、導電部材１２は、正電極１８及び負電極２０の一部とされていても良い。この場合には、正電極１８及び負電極２０となる表面には、金属層を別途被覆させることが好ましい。この電極上を被覆する金属層は、実装領域３８に被覆される第１金属層と同一材料であっても良いし、異なっていても良い。
【００３６】
＜電極＞
正電極１８及び負電極２０は、基板１０の第１主面側に形成されており、発光素子１４と外部電源とを電気的に接続し、発光素子１４に対して外部電源からの電圧を印加するためのものである。
さらに、正電極１８及び負電極２０は、基板１０の周縁から離間して設けられていることが好ましい。正電極１８及び負電極２０を基板１０の第１主面３２、かつ基板１０の周縁から離間して設けることで、基板１０の側面および裏面から正電極１８および負電極２０を離すことができ、発光装置１００を駆動させたときに沿面放電による短絡を防止することができる。
【００３７】
＜実装領域＞
実装領域３８は、発光素子１４を配置するための領域である。実装領域３８は、図１及び図２に示すように、基板１０の第１主面３２の中央の領域に形成されている。なお、実装領域３８のサイズや形状は特に限定されず、発光素子１４の数や配列間隔等、目的及び用途に応じて適宜選択することができる。本実施形態においては、図１及び図２に示すように、基板１０の第１主面３２の略中央の領域に設けられているが、正電極１８、負電極２０の配置に応じて、中央からずらして実装領域が設けられていてもよい。
【００３８】
＜第１金属層＞
第１金属層２４は、実装領域３８となる導電部材１２の上に形成され、用途によって、種々の材料を用いることができる。例えば、第１金属層２４を、発光素子の光を反射するための反射層として用いる場合は、反射率の高い材料、例えば、銀のみ、あるいは、銀と、銅、金、アルミニウム、ロジウム等との高反射率の金属との合金、または、これら、銀や各合金を用いた多層膜等とすることが好ましい。これにより発光装置１００の光取り出し効率を向上させることができる。第１金属層の膜厚は、０．０５μｍ〜５０μｍ程度であることが好ましく、多層膜とする場合は、層全体の厚さをこの範囲内とするのが好ましい。
【００３９】
一方、第１金属層２４に、腐食等のおそれの少ない材料を用いることで、実装領域の劣化を抑制し、発光装置の信頼性を向上させることもできる。このような材料としては、例えば、金などが挙げられる。また、第１金属層の上に劣化を抑制する透光性の保護膜を別途設けていてもよい。
【００４０】
また、第１金属層２４として放熱性の高い部材、例えば銅等を形成し、さらにその上に上述した材料を積層することもできる。このように積層する場合は、放熱性の高い材料を厚膜で形成することが好ましい。
【００４１】
＜発光素子＞
発光素子１４は、電圧を印加することで自発光する半導体素子である。発光素子１４は、図２に示すように、基板１０の実装領域３８に複数配置されている。なお、発光素子１４は、図示しない接合部材によって実装領域３８となる第１金属層２４に接合されており、その接合方法としては、例えば接合部材として樹脂や半田ペーストを用いる接合方法を用いることができる。
【００４２】
発光素子１４としては、具体的には発光ダイオードを用いるのが好ましく、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの光）の発光素子１４としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰ等を用いることができる。また、赤色（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの光）の発光素子１４としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。
【００４３】
また、後記するように、封止部材２２に蛍光部材を導入する場合は、その蛍光部材を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることが好ましい。ただし、発光素子１４の成分組成や発光色、サイズ等は上記に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。また、発光素子１４は、可視光領域の光だけではなく、紫外線や赤外線を出力する素子で構成することもできる。また、高出力化のためには、発光素子１４の個数は、例えば１０個以上、２０〜１５０個程度とする。
【００４４】
＜光反射樹脂＞
光反射樹脂３０は、実装領域３８を囲み、その内側に発光素子１４を配置させ、発光素子１４を被覆する封止部材２２を堰き止めるための枠体として用いることができる。
光反射樹脂３０は、発光素子１４から出射された光を反射させることが可能である。光反射樹脂３０は、実装領域３８に保護素子およびこれらに接続されるワイヤが配置される場合には、これらを覆うように形成される。そのため光を吸収しやすいＡｕやＳｉ半導体を用いる場合であっても、発光素子１４から出射された光が保護素子およびワイヤには到達せずに光反射樹脂３０によって反射される。従って、出射光のロスを軽減することができ、発光装置１００の光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４５】
光反射樹脂３０の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を確保するために、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡやシリコーン樹脂などが挙げられる。また、これらの母体となる樹脂に、発光素子１４からの光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対する屈折率差の大きい反射部材（例えばＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＭｇＯ）等の粉末を分散することで、効率よく光を反射させることができる。なお、光反射樹脂３０のサイズは特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。また、光反射樹脂３０の位置に、樹脂と異なる材料からなる光反射部材を形成することもできる。
【００４６】
＜封止部材＞
封止部材２２は、基板１０に配置された発光素子１４、第１金属層２４等を、塵芥、水分、外力等から保護するための部材である。封止部材２２は、図１、図２に示すように、基板１０上において、光反射樹脂３０の内側、すなわち光反射樹脂３０で囲った実装領域３８上に樹脂を充填することで形成される。
【００４７】
封止部材２２の材料としては、発光素子１４からの光を透過可能な透光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を挙げることができる。また、このような材料に加えて、所望に応じて着色剤、光拡散剤、フィラー、蛍光部材等を含有させることもできる。
【００４８】
なお、封止部材２２は、単一の部材で形成することもできるし、あるいは、２層以上の複数の層として形成することもできる。また、封止部材２２の充填量は、光反射樹脂３０で囲った実装領域３８内に配置される発光素子１４、第１金属層２４等が被覆される量であればよい。また、封止部材２２にレンズ機能をもたせる場合は、封止部材２２の表面を盛り上がらせて砲弾型形状や凸レンズ形状としてもよい。
【００４９】
＜蛍光部材＞
封止部材２２中に、波長変換部材として発光素子１４からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。蛍光部材としては、発光素子１４からの光をより長波長に変換させるものが好ましい。また、蛍光部材は１種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、２種以上の蛍光物質等が混合されたものを単層として形成してもよい。あるいは、１種の蛍光物質等を含有する単層を２層以上積層させてもよいし、２種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を２層以上積層させてもよい。蛍光部材の具体的な材料としては、例えば、イットリウム、アルミニウムおよびガーネットを混合したＹＡＧ系蛍光体、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体を用いることができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図５に示すように、本件発明においては、第１金属層２４に代えて、光反射層４２を設け、発光素子１４からの光を反射させる構成としても良い。配線部１３は、側面に延設されているため、この配線部を光反射層４２を電着するための配線として用いることで、実装領域に略均一な厚みの光反射層４２を配置させることができる。その他の構成については、第１実施形態と同様である。なお、光反射層４２は、第１金属層２４の上に設けてもよい。
【００５１】
＜光反射層＞
光反射層４２は、実装領域３８を被覆するものであり、光の取り出し効率の低下を抑制する役割を担う。光反射層４２としては、無機化合物からなる絶縁性のフィラーを用い、実装領域上に被覆させて光反射層４２とすることが好ましい。このような無機化合物のフィラー材料としては、具体的には、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）3、ＭｇＣＯ3、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＳｒＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＴａＯ２、ＨｆＯ、ＳｅＯ、Ｙ２Ｏ３等の酸化物、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯＮ等の窒化物、ＭｇＦ２等のフッ化物等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。この様な構成によれば、実装領域表面の材料の反射率にとらわれず、自由な材料を選択する事が出来る。
【００５２】
このような光反射層４２は、発光素子１４を実装した後で、配線部１３を電着用配線として用い、フィラーを電着することによって形成することが好ましい。このようにすると、実装領域３８のうち、発光素子１４が載置された直下の領域には光反射層４２は形成されずに、発光素子１４が載置されていない領域に光反射層４２が形成される。なお、発光素子１４の直下にも光反射層が形成されていてもよい。
【００５３】
図５に示す例では、発光素子１４は透光性の絶縁性基板４４の上に半導体層４６が形成された発光素子であり、絶縁性基板４４が上側になるようにして実装領域３８にフリップチップボンディングされている。発光素子１４の電極は、導電性の接合部材４８を用いて直接、導電部材１２に接続されている。
【００５４】
光反射層４２は、フィラーが堆積された層であり、図５に示すように、発光素子１４の載置されていない領域から、発光素子１４の半導体層４６の側面までを連続して被覆するようにして形成されている。なお、発光素子の成長基板として絶縁性材料からなる透光性基板を用いる場合は、絶縁性材料にはフィラーが電着されないため、透光性基板の側面は光反射層４２から露出されている。
【００５５】
フィラーの粒径は、１ｎｍ〜１０μｍ程度が好ましい。フィラーの粒径をこの範囲とすることで、被覆するのに適度な粒径であるため、フィラーの被覆が容易となる。なお、フィラーの粒径は、好ましくは、１００ｎｍ〜５μｍ、さらに好ましくは２００ｎｍ〜２μｍである。また、フィラーの形状は、球形でも鱗片形状でもよい。
【００５６】
フィラーが堆積されることで形成された光反射層４２は、Ｓｉ−Ｏ結合を有する材料が含浸されていることが好ましい。このような構成によれば、フィラーを強固に固定することができ、フィラーの脱落を抑制した信頼性の高い発光装置とすることができる。
【００５７】
なお、配線部１３は、導電部材１２のみならず、正負の電極とも電気的に接続されているため、フィラーを電着する際には、電極にフィラーが付着しないようにマスクすることにより、正負の電極を第１主面に露出させる。
【００５８】
光反射層４２を設ける場合には、光反射層４２又はフィラーの脱落を防止するため、光反射層４２が封止樹脂２２で被覆されていることが好ましい。そのため、電極以外の導電部材は、光反射樹脂の内側に位置するようにされていることが好ましい。これは、第１実施形態で説明したように、配線部１３を基板１０の内層に設けることにより解決することができる。
＜その他の実施形態＞
【００５９】
また、蛍光部材を発光素子１４の表面に電着することで、発光素子の周囲に蛍光体層を形成してもよい。この場合には、配線部１３と繋がるような配線を発光素子の周囲に形成し、蛍光体を電着することにより、発光素子の周囲に略均一な厚みの蛍光体層を形成することができる。発光素子の周囲に略均一な厚みで蛍光体層が形成されることから、色ムラの少ない発光装置とすることができる。
【００６０】
≪発光装置の製造方法≫
次に、第１実施形態に係る発光装置の製造方法について、ここでは図１〜２の形態のものを例にとり、適宜、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る発光装置１００の製造方法は、基板作製工程と、第１金属層被覆工程と、発光素子接続工程と、を含む。また、発光素子接続工程の後に、光反射樹脂形成工程、封止部材充填工程を含んでもよい。
以下、各工程について説明する。なお、発光装置の構成については前記説明したとおりであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
【００６１】
なお、ここでは発光装置１つを用いて説明しているが、最終工程で分割するまでは基体は集合体となっており、分割することで基体の外側面が表出する。
＜基板作製工程＞
基板作製工程は、導電部材１２や配線部１３が形成された基板１０を作製する工程である。
基板作製工程では、基板１０上の実装領域３８や、正電極１８および負電極２０となる導電部材１２を所定の形状にパターニングすることで形成する。また、基板作製工程では、電解メッキによって導電部材１２表面に第１金属層２４を形成するためのメッキ用配線として用いる配線部１３を形成する。配線部１３は、図２に示すように、基板１０の内部に印刷等の方法により、形成することができる。また、配線部１３は必要に応じて複数形成される。
【００６２】
配線部１３は、分割される前までは、隣り合う発光装置１００同士で繋がっている。これにより、集合基板の状態で一括して第１金属層２４を電界メッキすることができるため、好ましい。後にこの配線部１３が分割されることにより、配線部１３が発光装置１００の側面に露出されることになるため、分割予定線に沿って配線部１３の下部に凹部を形成することにより、側面に露出した配線部１３の下部に切欠部１６を形成することができる。
このように集合基板の状態において、隣り合う発光装置間に凹部を形成することにより、集合基板を分割して発光装置１００とした際に、相対向する側面にそれぞれ切欠部１６が形成される。
【００６３】
なお、実装領域３８や正電極１８および負電極２０となる部位など、メッキが施される部位には、予め下地層として、電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、印刷等の方法によりＮｉ膜を形成する。そしてメッキ工程においては、このＮｉ下地層の上にメッキが施される。
さらに、図２に示すように、基板１０には内部の配線部１３と導電部材１２とを電気的に接続するための導電性ビア２６を形成する。なお、導電性ビア２６内には、ＷやＡｇが充填されている。
【００６４】
＜第１金属層被覆工程＞
第１金属層被覆工程は、電界メッキにより導電部材１２の表面に、第１金属層２４を形成する工程である。電解メッキの方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法で行えばよい。これにより、導電部材１２の実装領域に第１金属層２４が被覆される。
【００６５】
＜発光素子接続工程＞
発光素子接続工程は、いわゆるダイボンディング工程であり、第１金属層２４上に発光素子１４を載置し、電気的に接続する工程である。
【００６６】
まず、実装領域３８（第１金属層２４上）に、接合部材（図示しない）を介して、発光素子１４を載置する。発光素子１４は、接合部材により、第１金属層２４と接合する。なお、発光素子１４の裏面には、予め、フラックスを塗布しておいてもよい。ここで、接合部材は、第１金属層２４と発光素子１４との間に介在するように設ければよいため、第１金属層２４のうち、発光素子１４を載置する領域に設けてもよく、発光素子１４側に設けてもよい。あるいは、その両方に設けてもよい。
【００６７】
液状またはペースト状の接合部材を第１金属層２４上に設ける場合、粘度等に応じてポッティング法、印刷法、転写法等の方法から適宜選択することができる。そして、接合部材を設けた箇所に発光素子１４を載置する。なお、固体状の接合部材を用いる場合も、固体状の接合部材を載置した後、液状またはペースト状の接合部材を用いる場合と同じ要領で、第１金属層２４上に発光素子１４を載置することができる。また、固体状やペースト状の接合部材は、加熱等により一度溶融させることで、発光素子１４を第１金属層２４上の所望の位置に固定させてもよい。
【００６８】
発光素子を載置した後、接合部材を加熱し、発光素子１４を第１金属層２４上に接合する。接合部材は絶縁性部材であってもよく、加熱工程における加熱は、接合部材の少なくとも一部が揮発する温度よりも高い温度で行う。また、接合部材が熱硬化性樹脂を含有する場合は、熱硬化性樹脂の硬化が起こる温度以上に加熱することが好ましい。このようにすることで、発光素子１４を熱硬化性樹脂で接着固定することができる。さらに、接合部材として、例えばロジンを含有する樹脂組成物と、低融点の金属とを用いた場合において、第１金属層２４上に、この低融点の金属が載置されている場合、この低融点の金属が溶融する温度以上に加熱することが好ましい。
【００６９】
また、加熱工程において、前記加熱に続けて、さらに洗浄工程を行うことができる。
例えば、接合部材に樹脂組成物を用いた場合、加熱により樹脂組成物の一部を揮発によって消失させた後に、残留した樹脂組成物を、さらに洗浄等によって除去してもよい（残留接合部材洗浄工程）。特に、樹脂組成物がロジン含有の場合には、加熱後に洗浄するのが好ましい。洗浄液としては、グリコールエーテル系有機溶剤等を用いるのが好ましい。
【００７０】
発光素子１４の電極端子は、第１金属層２４と電気的に接続される。ワイヤで電気的に接続しても良いし、フリップチップ接続により、接続されていてもよい。
また、複数の発光素子同士がワイヤを介して接続されていてもよい。ワイヤの接続方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる方法で行えばよい。
【００７１】
＜保護素子接合工程＞
なお、発光素子１４の他に、任意に保護素子を搭載しても良い。保護素子の接合は、発光素子１４の接合と同時に行ってもよいが、発光素子１４の接合よりも先、あるいは後に行ってもよい。保護素子を載置、接合する方法は、前記発光素子の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００７２】
＜光反射樹脂形成工程＞
光反射樹脂形成工程は、発光素子接続工程の後に、実装領域３８の周縁に沿って光反射樹脂３０を形成する工程である。
光反射樹脂３０の形成は、例えば、固定された基板１０の上側において、基板１０に対して上下方向あるいは水平方向などに移動（可動）させることができる樹脂吐出装置を用いて行うことができる（特開２００９−１８２３０７号公報参照）。
【００７３】
すなわち、樹脂が充填された樹脂吐出装置をその先端のノズルから液体樹脂を吐出しながら移動させることで、発光素子１４の近傍に光反射樹脂３０を形成していく。樹脂吐出装置の移動速度は、用いる樹脂の粘度や温度等に応じて適宜調整することができる。形成された複数の光反射樹脂３０がそれぞれ略同じ幅となるようにするには、少なくとも樹脂を吐出中は一定の速度で移動させるのが好ましい。移動中に樹脂の吐出を一時中断する場合などは、その間の移動速度は変更することもできる。樹脂の吐出量についても、一定とするのが好ましい。さらに、樹脂吐出装置の移動速度と樹脂の吐出量ともに、一定とするのが好ましい。吐出量の調整は、吐出時にかかる圧力等を一定にするなどにより調整することができる。
【００７４】
＜封止部材充填工程＞
封止部材充填工程は、光反射樹脂３０の内側に、発光素子１４と、第１金属層２４を被覆する透光性の封止部材２２を充填する工程である。
すなわち、発光素子１４、第１金属層２４等を被覆する封止部材２２を、基板１０上に形成された光反射樹脂３０からなる壁部の内側に溶融樹脂を注入し、その後加熱や光照射等によって硬化することで形成する工程である。
【００７５】
なお、第２実施形態の発光装置を製造する場合は、第１金属層被覆工程に代えてフィラー被覆工程を設ける。ただし、フィラー被覆工程は、発光素子接合工程の後の工程とすることが好ましい。これにより、発光素子１４の側面の半導体層４６にもフィラーを被覆し、光反射層とすることができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
すなわち、前記に示す発光装置の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は、発光装置を前記の形態に限定するものではない。また、特許請求の範囲に示される部材等を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る発光装置の製造方法は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置の製造方法に使用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００・・・発光装置
１０・・・基板
１２・・・導電部材
１３・・・配線部
１４・・・発光素子
１６・・・切欠部
１８・・・正電極
２０・・・負電極
２２・・・封止樹脂
２４・・・第１金属層
２６・・・導電性ビア
２８・・・第２金属層
３０・・・光反射樹脂
３２・・・第１主面
３４・・・第２主面
３６・・・側面
３８・・・実装領域
４０・・・金属体
４２・・・光反射層
４４・・・絶縁性基板
４６・・・半導体層
４８・・・接合部材
【図１】
0005724573.tif 000002
【図２】
0005724573.tif 000003
【図３】
0005724573.tif 000004
【図４】
0005724573.tif 000005
【図５】
0005724573.tif 000006
【図６】
0005724573.tif 000007