(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が平坦な実装基板上に１又は複数の発光素子を搭載し、水又は有機溶媒に可溶な材料にて形成されたメッシュ状のマスクを、このマスクの開口の内側に発光素子が配置されるようにして実装基板上に配置し、波長変換物質と光吸収体のうちの少なくとも一方を含有する樹脂組成物を実装基板上に塗布し、メッシュ状のマスクの上面側に付着した樹脂組成物を除去した後、樹脂組成物を硬化させ、次いでマスクを水又は有機溶媒にて溶解除去することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
実装基板上に配置する前のメッシュ状のマスクに対して、その開口の内面に金属膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化ガリウム系化合物半導体による青色光、あるいは紫外線を放射するＬＥＤチップが開発された。このＬＥＤチップを、種々の蛍光体あるいは顔料等と組合わせることにより、白色を含め、チップの発光色とは異なる色合いの光を出すＬＥＤ発光装置の開発が試みられている。小型、軽量、省電力といった長所があり、現在、表示用光源、小型電球の代替、あるいは液晶パネル用光源等として広く用いられている。
【０００３】
上記のＬＥＤにおける蛍光体あるいは顔料等の固定方法としては、発光素子載置部に、蛍光体あるいは顔料等を含む樹脂を充填する方法が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術では、１個１個のＬＥＤ載置部に、蛍光体等を含む少量の樹脂を滴下充填し、硬化させているので、工程が煩雑で時間を要するという問題があった。また、樹脂滴下量を制御することが困難であり、さらに、樹脂が硬化する時間内に、樹脂よりも比重の大きい蛍光体が沈下する傾向がみられるが、その沈下度合いにも差異が生じやすく、封止樹脂の形成条件を均一に保つことが困難となって、結果的に、発光部ごとの色ばらつきや光量ばらつきが大きいという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、簡略化された工程にて、蛍光体あるいは顔料等が含まれた樹脂部を製造することによって量産化を図り、製造コストを低減するとともに、封止樹脂の品質を均一化することによって、発光部ごと、製品ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減された発光装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
また本発明の請求項１に係る発光装置の製造方法は、表面が平坦な実装基板１上に１又は複数の発光素子２を搭載し、水又は有機溶媒に可溶な材料にて形成されたメッシュ状のマスク５を、このマスク５の開口５ａの内側に発光素子２が配置されるようにして実装基板１上に配置し、波長変換物質と光吸収体のうちの少なくとも一方を含有する樹脂組成物６を実装基板１上に塗布し、メッシュ状のマスク５の上面側に付着した樹脂組成物６を除去した後、樹脂組成物６を硬化させ、次いでマスク５を水又は有機溶媒にて溶解除去することを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２の発明は、請求項１において、実装基板１上に配置する前のメッシュ状のマスク５に対して、その開口５ａの内面に金属膜４を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に、発光装置の第１の形態を示す。
【００１５】
本形態では、表面が平坦な実装基板１上に、複数のＬＥＤ等の発光素子２が搭載されて、実装基板１上に発光素子２が電気的に接続されており、各発光素子２は、封止樹脂３にて別個に封止されている。以下、実装基板１の発光素子２が実装されている側を発光装置の上面とする。
【００１６】
図１（ａ）に示す例では、発光素子２を封止する封止樹脂３は断面矩形状に形成されており、また図１（ｂ）に示す例では、封止樹脂３は実装基板１側が幅広となる断面略台形状に形成されている。
【００１７】
このように発光素子２が個別に封止されることにより、発光素子２から放出される光は、封止樹脂３の上面側だけでなく、側面側からも放出されることとなり、発光素子２からの光の取り出し効率が向上するものである。
【００１８】
上記の封止樹脂３としては、発光素子２の封止用に用いられるものであれば特に制限されず、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を含む適宜の樹脂組成物６の硬化物を適用することができる。また、この封止樹脂３中には、波長変換物質と光吸収体のうちの少なくともいずれかを含有させるものである。
【００１９】
ここでいう波長変換物質は、発光素子２の発光によって励起されて励起波長と異なる波長の光を放射する蛍光体等の物質を意味するものであり、このような性質を有するものであれば、蛍光体以外の適宜の物質が用いられる。
【００２０】
また、光吸収体は、発光素子２の発光の一部（波長変換物質が含有されている場合には発光素子２又は波長変換物質の発光の一部）を吸収する顔料、染料等の物質を意味するものであり、このような性質を有するものであれば、顔料、染料以外の適宜の物質が用いられる。
【００２１】
図２に、発光装置の第２の形態を示す。
【００２２】
本形態では、第１の形態と同様に、表面が平坦な実装基板１上に、複数のＬＥＤ等の発光素子２が搭載されており、実装基板１上に発光素子２が電気的に接続されている。各発光素子２は、封止樹脂３にて別個に封止されている。
【００２３】
また、この封止樹脂３の形状は、実装基板１側が幅狭となる断面略台形状に形成されている。更に、図２（ｂ）に示す例では、この封止樹脂３の側面に金属膜４が形成されている。
【００２４】
このように形成される発光装置では、発光装置から側方に向けて放出された光が、封止樹脂３の内部において、封止樹脂３の傾斜した側面にて反射されて、上面側へと向かうこととなり、発光装置の上面側に向けての光の取り出し効率が更に向上するものである。特に、図２（ｂ）に示すように封止樹脂３の側面に金属膜４を設ければ、封止樹脂３の内部における封止樹脂３の傾斜した側面での光の反射効率が向上し、発光装置の上面側に向けての光の取り出し効率が更に向上するものである。
【００２５】
以下において、発光装置の製造工程を説明する。
【００２６】
図３に、第３の形態を示す。
【００２７】
本形態では、まず表面が平坦に形成された実装基板１の上面に複数の発光素子２を搭載し、更にこの実装基板１の上面に複数の開口５ａを有するメッシュ状のマスク５を配置する。このマスク５の開口５ａは、実装基板１上の発光素子２の位置と合致する位置に形成されており、その開口５ａ形状は所望の封止樹脂３の形状と同一形状に形成される。図示の例では開口５ａの形状は、実装基板１側が幅広となった断面略台形状に形成されており、また実装基板１上にマスク５を配置する際は発光素子２がこの開口５ａの略中央部分に配置されるようにする。
【００２８】
次に波長変換物質と光吸収体のうちの少なくともいずれかを含有する封止用の樹脂組成物６を実装基板１の上面に塗布することにより、この樹脂組成物６をメッシュ状のマスク５の開口５ａ内に充填する。このときマスク５の上面側にも余分な樹脂組成物６が付着するものであり、この余分な樹脂組成物６は、図３（ａ）に示すようにスキージ８等を用いて除去する。
【００２９】
次に、マスク５の開口５ａ内に充填された樹脂組成物６を、樹脂組成物６の種類に応じた適宜の方法により硬化させて、封止樹脂３を成形した後、実装基板１上からマスク５を引き上げて除去する。
【００３０】
このようにすると、図３（ｂ）に示すように実装基板１上の複数の発光素子２を個別に封止する封止樹脂３が形成されるものであり、このとき封止樹脂３は、メッシュ状のマスク５の開口５ａ形状と同一形状となって、所定の形状を有する封止樹脂３が容易に形成される。これにより、波長変換物質や光吸収体を含有する所定の形状の封止樹脂３を、各発光素子２ごとに略同一条件で作製できるので、発光部ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減できるものであり、また簡便な工法であるために製造コストの低減が可能である。
【００３１】
図４に、第４の形態を示す。
【００３２】
本形態では、まず表面が平坦に形成された実装基板１の上面に複数の発光素子２を搭載する。
次に波長変換物質と光吸収体のうちの少なくともいずれかを含有する封止用の樹脂組成物６を、実装基板１の上面の全面に、所望の封止樹脂３の厚みと同一の厚みに塗布し、発光素子２をこの樹脂組成物６内に埋め込む。この樹脂組成物６としては、樹脂成分としてアクリル系紫外線硬化性樹脂等の紫外線硬化性樹脂を含有するものを用いる。
【００３３】
次に、この塗布された樹脂組成物６の上方に、各発光素子２を中心とする所望の封止樹脂３の形成位置が紫外線に対して透明に形成されると共にそれ以外の箇所には紫外線を透過させない遮光部７ａが形成されたフォトマスク７を配置し、このフォトマスク７を介して樹脂組成物６に向けて、図４（ａ）の矢印のように紫外線を照射する。これにより封止樹脂３となる部分を露光硬化させる。
【００３４】
次に、フォトマスク７を取り外し、樹脂組成物６の非露光部分を紫外線硬化性樹脂の種類に応じた適宜の薬剤にて現像除去することにより、封止樹脂３を残存させ、図４（ｂ）に示すような、封止樹脂３の断面形状が略矩形状の発光装置が得られるものである。
【００３５】
このようにすると、実装基板１上の複数の発光素子２を個別に封止する封止樹脂３が形成されるものであり、このとき封止樹脂３は、フォトマスク７の透明部分と同一形状となって、所定の形状を有する封止樹脂３が容易に形成される。これにより、波長変換物質や光吸収体を含有する所定の形状の封止樹脂３を、各発光素子２ごとに略同一条件で作製できるので、発光部ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減できるものであり、また簡便な工法であるために製造コストの低減が可能である。
【００３６】
図５に、第５の形態を示す。
【００３７】
本形態では、まず表面が平坦に形成された実装基板１の上面に複数の発光素子２を搭載する。このとき、発光素子２としては、青色又は紫外線光を放射するＬＥＤ等が用いられる。
【００３８】
次に波長変換物質と光吸収体のうちの少なくともいずれかを含有する封止用の樹脂組成物６を、実装基板１の上面の全面に、所望の封止樹脂３の厚みと同一の厚みに塗布し、発光素子２をこの樹脂組成物６内に埋め込む。この樹脂組成物６としては、樹脂成分としてアクリル系紫外線硬化性樹脂等の紫外線硬化性樹脂を含有するものを用いる。
【００３９】
次に、実装基板１上の発光素子２を所定時間点灯させて、図５（ａ）の矢印のように各発光素子２の周囲に発光素子２から放射される光を照射し、樹脂組成物６を露光硬化させる。
【００４０】
次に、樹脂組成物６の非露光部分を紫外線硬化性樹脂の種類に応じた適宜の薬剤にて現像除去することにより、封止樹脂３を残存させ、図５（ｂ）に示すような発光装置が得られるものである。
【００４１】
また、発光素子２が搭載された実装基板１を、容器内の紫外線硬化性樹脂中に浸漬することにより発光素子２を樹脂組成物６中に埋め込んだ状態で、実装基板１上の発光素子２を所定時間点灯させても、同様に各発光素子２の周囲において樹脂組成物６を露光硬化させて、封止樹脂３を形成し、発光装置を得ることもできる。
【００４２】
このようにすると、実装基板１上の複数の発光素子２を個別に封止する封止樹脂３が形成されるものであり、このとき封止樹脂３は、フォトマスク７を用いなくても所定の形状を有する封止樹脂３が容易に形成される。これにより、波長変換物質や光吸収体を含有する所定の形状の封止樹脂３を、各発光素子２ごとに略同一条件で作製できるので、発光部ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減できるものであり、また簡便な工法であるために製造コストの低減が可能である。
【００４３】
図６に、本発明の第１の実施形態を示す。
【００４４】
本実施形態では、まず表面が平坦に形成された実装基板１の上面に複数の発光素子２を搭載し、更にこの実装基板１の上面にメッシュ状のマスク５を配置する。このマスク５の開口５ａは、実装基板１上の発光素子２の位置と合致する位置に形成されており、その開口５ａ形状は、実装基板１側が幅狭となった断面略台形状に形成されており、また実装基板１上にマスク５を配置する際は発光素子２がこの開口５ａの略中央部分に配置されるようにする。
【００４５】
このとき、メッシュ状のマスク５としては、水又は有機溶媒に可溶な材料にて形成されたものが用いられるものであり、例えば水に可溶なポリビニルアルコールにて成形されたものを挙げることができる。
【００４６】
次に封止用の樹脂組成物６を実装基板１の上面に塗布することにより、この樹脂組成物６をメッシュ状のマスク５の開口５ａ内に充填する。このときマスク５の上面側にも余分な樹脂組成物６が付着するものであり、この余分な樹脂組成物６は、図６（ａ）に示すようにスキージ８等を用いて除去する。
【００４７】
次に、マスク５の開口５ａ内に充填された樹脂組成物６を、樹脂組成物６の種類に応じた適宜の方法により硬化させて、封止樹脂３を成形した後、マスク５の材質に応じて水又は有機溶媒にてマスク５を溶解除去する。
【００４８】
このようにすると、図６（ｂ）に示すように、実装基板１上の複数の発光素子２を個別に封止する封止樹脂３が形成されるものであり、このとき封止樹脂３は、メッシュ状のマスク５の開口５ａ形状と同一形状となって、所定の形状を有する封止樹脂３が容易に形成される。これにより、波長変換物質や光吸収体を含有する所定の形状の封止樹脂３を、各発光素子２ごとに略同一条件で作製できるので、発光部ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減できるものであり、また簡便な工法であるために製造コストの低減が可能である。
【００４９】
更に、形成される封止樹脂３の形状にかかわらず、メッシュ状のマスク５を容易に除去することができ、例えば発光装置の製造方法についての上記の第３〜５の実施形態では作製な困難な、実装基板１側が幅狭となった断面略台形状の封止樹脂３を有する発光装置も、上記のように水又は有機溶剤にて可溶な材料からなるマスク５を用いることにより、容易に作製可能なものである。
【００５０】
図７は本発明の第２の実施形態を示す。
【００５１】
本実施形態は、上記の第１の実施形態において、メッシュ状のマスク５の開口５ａの内面に金属膜４を形成したものである。
【００５２】
ここでは、まず表面が平坦に形成された実装基板１の上面に複数の発光素子２を搭載し、更にこの実装基板１の上面に、開口５ａ内面に金属膜４を形成したメッシュ状のマスク５を配置する。
【００５３】
このマスク５の開口内面に金属膜４を形成するにあたっては、例えば水又は有機溶媒に可溶な材料にてマスク５を成形した後、蒸着法等によってマスク５の外面に金属膜を形成し、次いで開口５ａ内面を除くマスク５の表面における金属膜を研磨等により除去することにより、開口５ａ内面のみに金属膜４を残存させるものである。
【００５４】
このマスク５の開口５ａは、実装基板１上の発光素子２の位置と合致する位置に形成されており、その開口５ａ形状は、実装基板１側が幅狭となった断面略台形状に形成されており、また実装基板１上にマスク５を配置する際は発光素子２がこの開口５ａの略中央部分に配置されるようにする。
【００５５】
このとき、メッシュ状のマスク５としては、第６の実施の形態と同様に水又は有機溶媒に可溶な材料にて形成されたものが用いられる。
【００５６】
次に封止用の樹脂組成物６を実装基板１の上面に塗布することにより、この樹脂組成物６をメッシュ状のマスク５の開口５ａ内に充填する。このときマスク５の上面側にも余分な樹脂組成物６が付着するものであり、この余分な樹脂組成物６は、図７（ａ）に示すようにスキージ８等を用いて除去する。
【００５７】
次に、マスク５の開口５ａ内に充填された樹脂組成物６を、樹脂組成物６の種類に応じた適宜の方法により硬化させて、封止樹脂３を成形した後、マスク５の材質に応じて水又は有機溶媒にてマスク５を溶解除去する。
【００５８】
このようにすると、図７（ｂ）に示すように、実装基板１上の複数の発光素子２を個別に封止する封止樹脂３が形成されるものであり、このとき封止樹脂３は、メッシュ状のマスク５の開口５ａ形状と同一形状となって、所定の形状を有する封止樹脂３が容易に形成される。また、マスク５の溶解除去の際には、マスク５の開口５ａ内面に設けられていた金属膜４が残存し、このため、封止樹脂３の側面に金属膜４が設けられる。
【００５９】
これにより、波長変換物質や光吸収体を含有する所定の形状の封止樹脂３を、各発光素子２ごとに略同一条件で作製できるので、発光部ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減できるものであり、また簡便な工法であるために製造コストの低減が可能である。
【００６０】
更に、第３〜５の形態では作製な困難な、実装基板１側が幅狭となった断面略台形状の封止樹脂３を有する発光装置も、上記のように水又は有機溶剤にて可溶な材料からなるマスク５を用いることにより、容易に作製可能なものであり、またこのような封止樹脂３の側面に対して、容易に金属膜４を設けることができるものである。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る発光装置の製造方法は、表面が平坦な実装基板上に１又は複数の発光素子を搭載し、水又は有機溶媒に可溶な材料にて形成されたメッシュ状のマスクを、このマスクの開口の内側に発光素子が配置されるようにして実装基板上に配置し、波長変換物質と光吸収体のうちの少なくとも一方を含有する樹脂組成物を実装基板上に塗布し、メッシュ状のマスクの上面側に付着した樹脂組成物を除去した後、樹脂組成物を硬化させ、次いでマスクを水又は有機溶媒にて溶解除去するため、平坦な実装基板上に発光素子が搭載されると共にこの発光素子が個別に封止樹脂にて封止された発光装置を得ることができ、このとき封止樹脂は、メッシュ状のマスクの開口形状と同一形状となって、所定の形状を有する封止樹脂が容易に形成され、波長変換物質や光吸収体を含有する所定の形状の封止樹脂を、各発光素子ごとに略同一条件で作製できて、発光部ごとの色ばらつき、光量ばらつきが低減できるものであり、また簡便な工法であるために製造コストの低減が可能なものである。また、形成される封止樹脂の形状にかかわらず、メッシュ状のマスクを容易に除去することができて、封止樹脂の形状を種々の形状に形成することが容易なものであり、例えば実装基板側が幅狭となった断面略台形状の封止樹脂を有する発光装置も容易に作製可能なものである。
【００６７】
また請求項２の発明は、請求項１において、実装基板上に配置する前のメッシュ状のマスクに対して、その開口の内面に金属膜を形成するため、メッシュ状のマスクを溶解除去する際に金属膜が残存し、封止樹脂の側面に対して金属膜を容易に設けることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）（ｂ）は第１の形態を示す概略の断面図である。
【図２】  （ａ）（ｂ）は第２の形態を示す概略の断面図である。
【図３】  （ａ）（ｂ）は第３の形態における工程を示す概略の断面図である。
【図４】  （ａ）（ｂ）は第４の形態における工程を示す概略の断面図である。
【図５】  （ａ）（ｂ）は第５の形態における工程を示す概略の断面図である。
【図６】  （ａ）（ｂ）は本発明の第１の実施形態における工程を示す概略の断面図である。
【図７】  （ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施形態における工程を示す概略の断面図である
【符号の説明】
１  実装基板
２  発光素子
３  封止樹脂
４  金属膜
５  マスク
５ａ  開口
６  樹脂組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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