专利名称：荧光反射片、发光二极管装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及荧光反射片、发光二极管装置及其制造方法，详细来说，本发明涉及发光二极管装置的制造方法、用于该发光二极管装置的荧光反射片及利用发光二极管装置的制造方法获得的发光二极管装置。
背景技术：
近年，作为能够发出高能量的光的发光装置，公知白色发光装置。在白色发光装置中例如设有二极管基板、层叠在该二极管基板上并发出蓝色光的LED(发光二极管)、能够将蓝色光变为黄色光并覆盖LED的荧光体层、用于密封LED的密封层。上述白色发光装置利用透过了密封层及荧光体层的蓝色光与在荧光体层中对一部分蓝色光进行波长变换而 得到的黄色光的混色，发出高能量的白色光，该蓝色光是由被密封层密封且由二极管基板供给电的LED发出的。作为制造上述白色发光装置的方法，例如，提出了下述方法(例如，参照日本特开2005-191420 号公报)。S卩，首先，形成由基板部和从该基板部的周部向上侧突出的白色的反射框部构成的基体，接下来，在基板部的中央处在由反射框部形成的凹部的底部上，以与反射框部的内侧隔有间隔的方式引线接合半导体发光元件。接下来，利用涂敷在凹部中填充荧光体与液状的环氧树脂的混合物，接着，使荧光体自然沉降到凹部的底部，之后，使环氧树脂加热固化。在利用日本特开2005-191420号公报所提出的方法而获得的白色发光装置中，由沉降形成的以高浓度含有荧光体的荧光体层(波长改变层)形成在半导体发光元件的上侧区域，以高浓度含有环氧树脂的密封部形成在荧光体层的上侧区域。而且，在该白色发光装置中，半导体发光元件呈放射状发出蓝色光，其中，从半导体发光元件朝向上方发出的蓝色光的一部分在荧光体层处被改变为黄色光，并且使剩余部分的蓝色光透过荧光体层。此外，从半导体发光元件朝向侧方发出的蓝色光被反射框部反射，继续朝向上侧照射。于是，日本特开2005-191420号公报的白色发光装置利用上述蓝色光及黄色光的混色来发出白色光。然而，在利用日本特开2005-191420号公报的制造方法获得的白色发光装置中，由于隔着间隔地配置半导体发光元件与反射框部，因此从半导体发光元件朝向侧方发出的光的一部分在被反射框部反射之前，被密封部吸收。其结果，存在降低光取出效率的不良情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够提高光取出效率的发光二极管装置、该发光二极管装置的制造方法及用于该发光二极管装置的荧光反射片。本发明的荧光反射片是用于将荧光体层设在发光二极管元件的厚度方向一侧、并将反射树脂层设在上述发光二极管元件的侧方的荧光反射片，其特征在于，该荧光反射片包括上述荧光体层及设在上述荧光体层的厚度方向一侧的表面上的上述反射树脂层，上述反射树脂层以与上述发光二极管元件的侧表面相对配置的方式与上述发光二极管元件相对应地形成。若以使反射树脂层与基材相对配置并使荧光体层与发光二极管元件相对配置的方式将该荧光反射片层叠在基材上，则能够使反射树脂层与发光二极管元件的侧表面紧密贴合。因此，在获得的发光二极管装置中，自发光二极管元件向侧方发出的光在被其它构件吸收之前被反射树脂层反射。此外，能够利用自发光二极管元件发出的、利用荧光体层进行波长变换的光的混色来发出高能量的白色光。 其结果，能够提高光取出效率。此外，本发明的发光二极管装置的制造方法的特征在于，该发光二极管装置的制造方法包括通过将反射树脂层设在荧光体层的厚度方向一侧的表面上来准备上述荧光反射片的工序；将发光二极管元件设在基材的上述厚度方向一侧的表面上的工序；以贯穿上述厚度方向的方式在上述基材上形成贯穿孔的工序；以使上述反射树脂层与上述贯穿孔相对配置并使上述荧光体层与上述发光二极管元件的厚度方向一侧的表面相对配置的方式，将上述荧光反射片层叠在上述基材上的工序；对上述贯穿孔内进行减压的工序；使上述反射树脂层与上述发光二极管元件的侧表面紧密贴合的工序。在该方法中，使反射树脂层与发光二极管元件的侧表面紧密贴合。因此，在获得的发光二极管装置中，自发光二极管元件向侧方发出的光在被其它构件吸收之前，被反射树脂层反射。此外，由于使荧光体层与发光二极管元件的厚度方向一侧的表面相对配置，因此，能够利用自发光二极管元件向厚度方向一侧发出的、利用荧光体层进行波长变换的光的混色来发出高能量的白色光。此外，若采用该方法，由于对贯穿孔内进行减压，因此，能够防止反射树脂层向发光二极管元件的厚度方向一侧流入。因此，能够将荧光体层可靠地层叠在发光二极管元件的厚度方向一侧的表面上。其结果，能够利用荧光体层有效地对光进行波长变换。此外，通过对贯穿孔内进行减压，从而能够除去反射树脂层中的气泡(空隙)。因此，能够形成可靠性优良的反射树脂层。由此，能够利用反射树脂层有效地反射光。其结果，能够提高光取出效率。 此外，在本发明的发光二极管装置的制造方法中，上述基材是二极管基板，在将上述发光二极管元件设在上述基材上的工序中，优选将上述发光二极管元件倒装安装在上述基材上。在该方法中，将发光二极管元件倒装安装在作为二极管基板的基材上，使反射树脂层与发光二极管元件的侧表面紧密贴合。因此，能够简便地制造发光二极管装置。此外，在本发明的发光二极管装置的制造方法中，上述基材是离型基材，优选该发光二极管装置的制造方法还包括自上述发光二极管元件及上述反射树脂层剥下上述基材的工序；将上述发光二极管元件倒装安装在二极管基板上的工序。
在上述方法中，自发光二极管元件及反射树脂层剥下作为离型基材的基材，将侧表面与反射树脂层紧密贴合的发光二极管元件倒装安装在二极管基板上。因此，能够简单可靠地制造发光二极管装置。此外，本发明的发光二极管装置的特征在于，该发光二极管装置包括二极管基板；发光二极管元件，其倒装安装在上述二极管基板上；荧光体层，其层叠在上述发光二极管元件的厚度方向一侧的表面上；反射树脂层，其与上述发光二极管元件的侧表面紧密贴
口 o在该发光二极管装置中，自发光二极管元件向侧方发出的光在被其它构件吸收之前，被反射树脂层反射。此外，能够利用自发光二极管元件向厚度方向一侧发出的、利用荧光体层进行波长变换的光的混色来发出高能量的白色光。 其结果，能够提高光取出效率。
图I表示本发明的发光二极管装置的一实施方式的仰视图。图2是用于说明本发明的发光二极管装置的制造方法的一实施方式的制造工序图，图2的(a)表示准备荧光反射片的工序，图2的(b)表示在二极管基板上形成贯穿孔及发光二极管元件的工序，图2的(C)表示将荧光反射片层叠在二极管基板上的工序。图3是接着图2用于说明本发明的发光二极管装置的制造方法的一实施方式的制造工序图，图3的(d)表示使发光二极管元件个体化的工序，图3的(e)表示获得个体化的发光二极管装置的工序。图4是用于说明准备图2的(a)的荧光反射片的工序的制造工序图，图4的(a)表示准备荧光体层的工序，图4的(b)表示将掩模配置在荧光体层上的工序，图4的(C)表示隔着掩模将反射树脂组合物涂敷在荧光体层上的工序，图4的(d)表示除去掩模的工序。图5表示图4的(b)的工序中配置的掩模的俯视图。图6是用于说明本发明的发光二极管装置的制造方法的其它实施方式(使用第2离型基材的方法)的制造工序图，图6的(a)表示准备第2离型基材的工序，图6的(b)表示在第2离型基材上形成贯穿孔及发光二极管元件的工序，图6的(C)表不将突光反射片层叠在第2离型基材上的工序。图7是接着图6用于说明本发明的发光二极管装置的制造方法的其它实施方式(使用第2离型基材的方法)的制造工序图，图7的(d)表示使发光二极管元件个体化的工序，图7的(e)表示剥下第2离型基材的工序，
图7的(f)表示将发光二极管元件倒装安装在二极管基板上的工序。
具体实施例方式图I是本发明的发光二极管装置的一实施方式的仰视图，图2及图3是用于说明本发明的发光二极管装置的制造方法的一实施方式的制造工序图，图4是用于说明准备图2的(a)的荧光反射片的工序的制造工序图，图5表示图4的(b)的工序中配置的掩模的俯视图。在图I及图2的(C)中，该发光二极管装置I包括作为基材的二极管基板2、倒装安装(倒装安装也称为倒装芯片安装)在二极管基板2上的发光二极管元件3、设在发光二极管元件3的侧方的反射树脂层4、层叠在发光二极管元件3的上(厚度方向一侧，图I中的纸面外侧)表面上的荧光体层5。此外，发光二极管装置I在面方向(具体来说为图I的箭头所示的纸面左右方向及纸面前后方向)上彼此隔着间隔地设有多个。也就是说，多个发光二极管装置I具有共 用的二极管基板2及共用的荧光体层5，在一个二极管基板2及一个荧光体层5之间设有多个发光二极管元件3及设在其侧方的反射树脂层4，多个发光二极管装置I形成为集合体片24。然后，通过如图I的单点划线及图3的(d)的单点划线所示地对各发光二极管元件3之间的二极管基板2、反射树脂层4及荧光体层5进行切割加工(dicing)而获得个体化的发光二极管装置I。如图I及图2的(C)所示，二极管基板2为大致矩形平板状，具体来说，由在绝缘基板之上层叠有作为电路图案的导体层的层叠板形成上述二极管基板2。绝缘基板例如由硅基板、陶瓷基板、聚酰亚胺树脂基板等构成，优选由陶瓷基板构成，具体来说，由蓝宝石(Al2O3)基板构成。导体层例如由金、铜、银、镍等导体形成。上述导体能够单独使用或者并用。此外，如图2的(C)所示，导体层含有端子6。端子6在绝缘基板的上表面上在面方向上隔有间隔地形成，形成为与后述的电极部8相对应的图案。此外，虽未图示，端子6借助导体层与电供给部电连接。此外，如图I及图2的(C)所示，在使发光二极管元件3实现个体化之前的多个发光二极管装置I (集合体片24)中，在二极管基板2中形成有贯穿厚度方向的贯穿孔9。贯穿孔9与发光二极管元件3相对应地、在面方向上与上述导体层(包含端子6)隔着间隔地设置，具体来说，在用于形成发光二极管元件3的区域的周围处设有多个贯穿孔9。详细来说，贯穿孔9在用于形成发光二极管元件3的区域的右方、左方、前方及后方分别形成有一个。各贯穿孔9以俯视大致圆形状开口，分别排列配置在上述发光二极管元件3的左右方向及前后方向上。各贯穿孔9的内径例如为25 ii m 500 u m,优选为50 ii m 100 u m。此外，二极管基板2的厚度例如为25 ii m 2000 u m,优选为50 y m 1000 u m。发光二极管元件3设在二极管基板2的上表面(厚度方向一侧的表面)上，形成为俯视大致矩形状。此外，在一个二极管基板2的上表面上，发光二极管元件3在面方向(左右方向及前后方向)上彼此隔着间隔地排列配置有多个。
如图2的(c)所示，发光二极管元件3包括光半导体层7和形成在该光半导体层7的下表面上的电极部8。光半导体层7形成为与发光二极管元件3的外形形状相对应的俯视大致矩形状，形成为在面方向上较长的剖视大致矩形状。虽未图示，光半导体层7例如包括在下方依次层叠的缓冲层、N形半导体层、发光层及P形半导体层。光半导体层7是由公知的半导体材料形成的，利用外延生长法等公知的生长法形成。光半导体层7的厚度例如为0. I ii m 500 V- m,优选为0. 2 y m 200 V- m。电极部8与光半导体层7电连接，该电极部8在向 厚度方向投影时被光半导体层7包含。此外，电极部8例如包括与P形半导体层相连接的阳电极(anode)和形成在N形半导体层上的阴电极(cathode)。电极部8是由公知的导体材料形成的,其厚度例如为IOnm lOOOnm。在二极管基板2的上表面上，反射树脂层4在向厚度方向投影时至少形成在欲形成发光二极管元件3 (具体来说为电极部8)的区域以外的区域中。也就是说，反射树脂层4以包围发光二极管元件3的侧表面且覆盖自电极部8暴露出的光半导体层7的下表面的方式配置。具体来说，如图I所示，反射树脂层4在各发光二极管元件3的左右方向两外侧及前后方向两外侧形成为大致矩形框状，通过使上述框部分在左右方向及前后方向的范围内连续地排列配置，从而在一个二极管基板2的上表面上形成为俯视大致网格状。此外，如图2的(C)所示，反射树脂层4与发光二极管元件3的外侧表面、具体来说与各发光二极管元件3的左表面、右表面、前表面(参照图I)及后表面(参照图I)的各表面紧密贴合。由此，反射树脂层4使发光二极管元件3的上表面暴露出。此外，在光半导体层7的下侧形成有与电极部8的厚度相对应的间隙12(参照图2的(b))，在该间隙12中也填充反射树脂层4，由此，反射树脂层4也与自电极部8暴露出的光半导体层7的下表面及电极部8的侧表面紧密贴合。反射树脂层4的上表面形成为与发光二极管元件3的上表面在面方向上实质上共面。另一方面,反射树脂层4的下表面的与二极管基板2的贯穿孔9相对应的部分面对贯穿孔9内，成为向下侧稍微突出的突起部10。上述反射树脂层4例如含有光反射成分，具体来说，反射树脂层4由含有树脂、光反射成分的反射树脂组合物形成。作为树脂，例如能够举出热固化性有机硅树脂、环氧树脂、热固化性聚酰亚胺树月旨、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂、热固化性聚氨酯树脂等热固化性树脂，优选举出热固化性有机硅树脂、环氧树脂。光反射成分例如为白色的化合物，作为上述白色的化合物，具体来说，能够举出白色颜料。作为白色颜料，例如能够举出白色无机颜料，作为上述白色无机颜料，例如举出氧化钛、氧化锌、氧化锆等氧化物，例如举出铅白(碳酸铅)、碳酸钙等碳酸盐，例如举出高岭土(闻岭石)等黏土矿物等。作为白色无机颜料，优选举出氧化物，进一步优选举出氧化钛。
采用氧化钛，能够获得较高的白度、较高的光反射性、优良的遮盖性(遮盖力)、优良的着色性(着色能力)、较高的分散性、优良的耐候性、较高的化学稳定性等特性。 上述氧化钛具体来说为TiO2 (氧化钛(IV)，二氧化钛)。并不对氧化钛的晶体构造进行特别限定，例如为金红石、板钛矿(板钛石)、锐钛矿(anatase)等,优选为金红石。此外，并不对氧化钛的品系进行特别限定，例如为四方晶系、斜方晶系等，优选为四方晶系。若氧化钛的晶体构造及晶系采用金红石及四方晶系，则即使在使反射树脂层4处 于长时间高温的情况下，也能够有效地防止该反射树脂层4对光(具体来说为可见光，特别是波长450nm附近的光)的反射率降低的情况。光反射成分为颗粒状，但是并不限定其形状，例如举出球状、板状、针状等。光反射成分的最大长度的平均值(在作为球状的情况下为其平均粒径)例如为Inm lOOOnm。最大长度的平均值是使用激光衍射散射式粒度分布仪测定的。光反射成分的调和比例是相对于100质量份树脂例如采用0. 5质量份 90质量份的光反射成分，从着色性、光反射性及反射树脂组合物的处理性的观点来说，优选该光反射成分为I. 5质量份 70质量份。将上述光反射成分均匀地分散混合到树脂中。此外，也能够在反射树脂组合物中进一步添加填充剂。也就是说，能够并用填充剂与光反射成分(具体来说为白色颜料)。作为填充剂，除上述的白色颜料之外，可以举出公知的填充剂，具体来说，举出无机填充剂，作为上述无机填充剂例如举出二氧化硅粉末、滑石粉末、氧化铝粉末、氮化铝粉末、氮化硅粉末等。作为填充剂，从降低反射树脂层4的线膨胀率的观点来说，优选举出二氧化硅粉末。 作为二氧化硅粉末，例如举出熔融二氧化硅粉末、晶体二氧化硅粉末等，优选举出熔融二氧化硅粉末(即石英玻璃粉末)。作为填充剂的形状，例如举出球状、板状、针状等。从优良的填充性及流动性的观点来说，优选举出球状。从而，作为二氧化硅粉末，优选举出球状熔融二氧化硅粉末。填充剂的最大长度的平均值(作为球状的情况下为平均粒径)例如为5iim 60 V- m,优选为15 ii m 45 ii m。最大长度的平均值是用激光衍射散射式粒度分布仪测定的。将填充剂的添加比例调整为例如填充剂及光反射成分的总量相对于100质量份的树脂为10质量份 80质量份，从降低线膨胀率及确保流动性的观点来说，优选将填充剂的添加比例调整为填充剂及光反射成分的总量相对于100质量份的树脂为25质量份 75质量份，进一步优选调整为为40质量份 60质量份。反射树脂组合物是通过调和上述树脂、光反射成分、根据需要添加的填充剂而使上述物质均匀混合来制备的。此外，将反射树脂组合物制备为B阶段状态。上述反射树脂组合物例如形成为液状或者半固体状,其运动粘度例如为IOmm2/s 30mm2/s。反射树脂层4(除突起部10之外的部分)的厚度与发光二极管元件3的厚度实质上相同。此外，根据后述的贯穿孔9内的减压程度(压力)，将突起部10的突出长度调整为适当的长度，例如，该突起部10的突出长度相对于二极管基板2的厚度例如为20% 100%。如图I及图2的(C)所示，荧光体层5形成为与集合体片24的外形形状相对应的俯视大致矩形片(薄膜)状，该荧光体层5形成在发光二极管元件3及反射树脂层4的整个上表面(厚度方向一侧的表面)上。荧光体层5例如由含有荧光体的荧光体组合物等形成。荧光体组合物例如含有荧光体及树脂。
作为荧光体，例如举出能够将蓝色光改变为黄色光的黄色荧光体。作为上述荧光体，例如举出在复合金属氧化物、金属硫化物等中例如掺杂有铈(Ce)、铕(Eu)等金属原子的荧光体。具体来说，作为荧光体，例如举出Y3Al5012:Ce(YAG(钇铝石榴石)Ce)、(Y，GcO3Al5O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2 (Si, Ge)3012:Ce 等具有石榴石型晶体构造的石槽石型突光体，例如(Sr, Ba)2Si04:Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu> Li2SrSi04:Eu>Ca3Si2O7 = Eu等娃酸盐突光体,例如CaAl12O19:Mn、SrAl2O4:Eu等招酸盐突光体,例如ZnS: Cu,Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Eu 等硫化物荧光体，例如 CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi202N2:Eu、Ca-a -SiAlON 等氮氧化物荧光体，例如 CaAlSiN3: Eu、CaSi5N8: E u 等氮化物荧光体，例如K2SiF6:Mn、K2TiF6IMn等氟化物类荧光体等。优选举出石榴石型荧光体，进一步优选举出 Y3Al5O12: Ce (YAG)。荧光体可单独使用或者两种以上并用。荧光体组合物中的荧光体的调和比例例如为质量比1% 50%，优选为质量比5% 30%。此外，荧光体相对于100质量份树脂的调和比例例如为I质量份 100质量份，优选为5质量份 40质量份。树脂是使荧光体分散的基质，例如举出有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂等透明树脂等。从耐久性的观点来说，优选举出有机硅树脂。有机硅树脂主要在分子内具有由硅氧烷键(-Si-O-Si-)构成的主链和与主链的娃原子(Si)相结合的、由烧基(例如甲基等)或者烧氧基(例如甲氧基)等有机基构成的侧链。具体来说，作为有机硅树脂，例如举出脱水缩合型有机硅树脂、附加反应型有机硅树脂、过氧化物固化型有机硅树脂、湿气固化型有机硅树脂、固化型有机硅树脂等。优选举出附加反应型有机硅树脂等。有机硅树脂的25°C时的运动粘度例如为10mm2/s 30mm2/s。树脂可单独使用或者两种以上并用。树脂的调和比例是相对于突光体组合物、例如为质量比50% 99%,优选为质量比 70% 95%。荧光体组合物是通过以上述调和比例调和荧光体及树脂并进行搅拌混合来制备的。
此外，例如也能够由荧光体的陶瓷(荧光体陶瓷板)形成荧光体层5。在该情况下，通过使上述荧光体为陶瓷材料，并烧结该陶瓷材料，从而获得荧光体层5 (荧光体陶瓷)。荧光体层5的厚度例如为ΙΟΟμπι ΙΟΟΟμπι，优选为200 μ m 700 μ m，进一步优选为 300 μ m 500 μ m。接下来，参照图I 图5对制造上述发光二极管装置I的方法进行说明。在该方法中，首先，如图2的(a)所示，准备荧光反射片13。荧光反射片13是用于将荧光体层5设在发光二极管元件3 (参照图2的(b))之上(厚度方向一侧)、将反射树脂层4设在发光二极管元件3的侧方的层叠片。突光反射片13包括突光体层5和设在突光体层5的上表面(厚度方向一侧的表面)上的反射树脂层4。 上述荧光反射片13是通过将反射树脂层4设在荧光体层5的上表面(厚度方向一侧的表面)上而准备的。为了将反射树脂层4设在荧光体层5的上表面上，例如，首先，如图4的(a)所示，准备突光体层5。为了准备荧光体层5，在由荧光体组合物形成荧光体层5的情况下，例如，将上述荧光体组合物涂敷在假想线所示的第I离型基材21的整个上表面上，形成荧光体皮膜(未图示)。第I离型基材21由例如聚烯烃(具体来说为聚乙烯、聚丙烯)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等乙烯共聚物、例如聚对苯二甲酸乙酯、聚碳酸酯等聚酯、例如聚四氟乙烯等氟树脂等树脂材料等形成。此外，第I尚型基材21例如也可以由铁、招、不镑钢等金属材料等形成。第I离型基材21的厚度例如为10 μ m 1000 μ m。在将荧光体组合物涂敷在第I离型基材21上之后，例如，通过在50°C 150°C下对形成的荧光体皮膜进行加热而使其干燥，从而获得片状的荧光体层5。此外，在由荧光体的陶瓷(荧光体陶瓷板)形成荧光体层5的情况下，例如，通过使上述荧光体为陶瓷材料，并呈片状成形后，对其进行烧结，从而获得片状的荧光体层5 (荧光体陶瓷)。接下来，如图4的(b)所示，将掩模20配置在荧光体层5之上。如图5所示，掩模20形成为一体地包括框部17、隔着间隔地配置在框部17的面方向内侧的覆盖部18、用于架设框部17及覆盖部18的架设部19的图案。框部17形成为俯视大致矩形框状。此外，框部17以能够借助架设部19支承覆盖部18的宽度(能够确保强度的宽度)形成。覆盖部18以与上述发光二极管元件3 (参照图I的虚线)相对应的方式彼此隔着间隔地配置有多个。也就是说，各覆盖部18独立地形成。在俯视下，各覆盖部18的外形形状形成为与发光二极管元件3 (参照图I的虚线)的外形形状相对应的形状(具体来说为俯视大致矩形状)。架设部19用于架设框部17及覆盖部18,并且用于架设在面方向上相邻接的覆盖部18彼此。各架设部19成为俯视大致X字状，例如，各架设部19是以将面方向上相邻接的四个覆盖部18(18A、18B、18C&18D)的左右方向及前后方向端部连接起来的方式进行架设的。
此外，架设部19例如由电线等线状构件构成，该架设部19的宽度显著窄于覆盖部18的宽度,具体来说,该宽度例如为100 μ m以下,优选为50 μ m以下,通常,例如为25 μ m以上。掩模20例如由不锈钢、铁等金属材料，例如聚对苯二甲酸乙酯等树脂材料等形成。优选由金属材料形成该掩模20。掩模20例如通过蚀刻、激光加工等公知的图案形成法而形成为上述图案。掩模20的厚度例如为25 μ m 500 μ m。如图4的(b)所示，以使覆盖部18和与发光二极管元件3相对应的荧光体层5 (参照图I及图2的(b))在厚度方向上相对配置的方式，在荧光体层5的上表面上配置(载 置)上述掩模20。接着，在该方法中，如图4的(C)所示，隔着掩模20将反射树脂组合物涂敷在荧光体层5之上。为了涂敷反射树脂组合物，例如，使用印刷、分配器(dispense)等涂敷方法。由此，在荧光体层5的上表面上以掩模20的相反图案形成由反射树脂组合物构成的反射皮膜22。接下来，如图4的(C)的假想线的箭头所示，自荧光体层5除去掩模20。具体来说，向上方提起掩模20。通过向上方提起掩模20，从而除去形成在覆盖部18的上表面上的反射皮膜22。此外，通过提起上述掩模20，使架设部19 (参照图5)的周围的反射皮膜22 (具体来说为形成在架设部19的侧表面上的反射树脂组合物)稍微流动，由此，不会使曾配置有架设部19的区域暴露出，利用反射皮膜22覆盖(填充)该区域。由此，如图2的(a)及图4的(d)所示，以覆盖部18(参照图4的(C))的相反图案形成反射皮膜22。由此，获得由上述图案的反射皮膜22构成的反射树脂层4。此外，通过加热上述图案的反射皮膜22，从而使反射树脂层4处于B阶段状态。作为加热条件，加热温度例如为40°C 150°C，优选为50°C 140°C，加热时间例如为I分钟 60分钟，优选为3分钟 20分钟。反射树脂层4形成为下述图案，S卩，参照后述的图2的(b)的虚线，在使荧光反射片13上下翻转、并使上下翻转了的荧光反射片13与二极管基板2相对配置时，荧光体层5的自反射树脂层4暴露出的下表面在向厚度方向投影时包含发光二极管元件3。另外，参照后述的图2的(c)，在将荧光反射片13层叠在二极管基板2上时，反射树脂层4形成为以与发光二极管元件3的侧表面相对配置的方式与发光二极管3相对应的图案。之后，在由荧光体组合物形成荧光体层5的情况下，如图4的(d)的假想线的箭头所示，自荧光体层5剥下第I离型基材21。由此，如图2的(b)的上部所示，准备包括反射树脂层4及荧光体层5的荧光反射片13。另一方面，在该方法中，如图2的(b)的下部所示，准备二极管基板2，在准备的二极管基板2的上表面(厚度方向一侧的表面)上设置发光二极管元件3。为了准备二极管基板2，在俯视大致矩形状的绝缘基板之上形成含有端子6的导体层。为了将发光二极管元件3设在二极管基板2上，电连接电极部8和端子6，将发光二极管元件3倒装安装在二极管基板2上。此外，在二极管基板2中形成贯穿孔9。贯穿孔9例如以利用蚀刻、钻头穿孔等开口法贯穿二极管基板2的厚度方向的方式在二极管基板2中形成。接下来，在该方法中，如图2的(b)所示，将荧光反射片13相对配置在二极管基板2的上方。具体来说，首先，将荧光反射片13自图2的(a)的状态上下翻转。
接下来，以使反射树脂层4与贯穿孔9相对，并使自反射树脂层4暴露出的荧光体层5与发光二极管元件3的上表面(厚度方向一侧的表面)相对的方式配置上述荧光反射片13。接下来，在该方法中，如图2的(C)所示，将荧光反射片13层叠在二极管基板2上。具体来说，使反射树脂层4的下表面与贯穿孔9的周围的二极管基板2相接触，并且使荧光体层5与发光二极管元件3的上表面相接触。由此，在厚度方向上将反射树脂层4及发光二极管元件3共同夹在荧光体层5及二极管基板2之间。此外,反射树脂层4的下表面的一部分面对贯穿孔9。之后，在该方法中按压反射树脂层4。具体来说，隔着荧光体层5和/或二极管基板2在厚度方向上按压反射树脂层4。由此，由于反射树脂层4被荧光体层5及二极管基板2夹持，因此，在厚度方向上对反射树脂层4施加的按压力向侧方、具体来说向面方向外侧(左侧、右侧、前侧及后侧)传递。由此，使反射树脂层4与发光二极管元件3的侧表面(左表面、右表面、前表面及后表面)紧密贴合。另外，此时反射树脂层4也可以在光半导体层7的下侧填充到与电极部8的厚度相对应地形成的间隙12(参照图2的(b))中，由此，反射树脂层4与光半导体层7的下表面及电极部8的侧表面紧密贴合。在按压上述反射树脂层4的同时，对贯穿孔9内进行减压。具体来说，通过借助未图示的连接构件将贯穿孔9与未图示的吸引泵(或者是减压泵或真空泵)等连接起来，从而使贯穿孔9内处于减压状态。贯穿孔9内的气压例如为300Pa 2000Pa，优选为 300Pa lOOOPa。通过对贯穿孔9内进行减压，从而使反射树脂层4的与贯穿孔9相面对的部分进入(引入)到贯穿孔9内，在贯穿孔9内形成突起部10。与此同时，可防止与发光二极管元件3的侧表面紧密贴合的反射树脂层4 (的上端部)流入到发光二极管元件3及荧光体层5之间。由此，如图I所示，获得由排列配置多个的发光二极管装置I构成的集合体片24。之后，如图I的单点划线及图3的(d)的单点划线所示，在彼此邻接的发光二极管元件3之间，沿厚度方向对二极管基板2、反射树脂层4及荧光体层5进行切割加工(dicing)。具体来说，以沿着连接在左右方向上排列的各贯穿孔9的线段和连接在前后方向上邻接的各贯穿孔9的线段将各贯穿孔9 二等分的方式在厚度方向上对二极管基板2、反射树脂层4及荧光体层5进行切割加工。由此，切分为多个发光二极管元件3。即，使发光二极管元件3个体化(单片化)。由此，如图3的(e)所示，获得具有个体化的发光二极管元件3的发光二极管装置
Io而且，在上述方法中，使反射树脂层4与发光二极管元件3的侧表面紧密贴合。因此，在获得的发光二极管装置I中，自发光二极管元件3向侧方发出的光在被其它构件吸收之前，被反射树脂层4反射。此外，由于使荧光体层5与发光二极管元件3的上表面相对配置，因此，能够利用自发光二极管元件3向上方发出的、通过荧光体层5的蓝色光与利用荧光体层5进行波长变换而得到的黄色光的混色，发出高能量的白色光。此外，若采用该方法，由于对贯穿孔9内进行减压，因此能够防止反射树脂层4流入到发光二极管元件3的上方。因此，能够将荧光体层5可靠地层叠在发光二极管元件3的上表面上。此外，通过对上述的贯穿孔9内进行减压，能够除去反射树脂层4中的气泡(空隙)。因此，能够形成可靠性优良的反射树脂层4。由此，能够利用反射树脂层4有效地反射光。其结果，能够提高光取出效率。此外，虽然在图4的(b) 图4的(d)的实施方式中，利用掩模20形成反射树脂层4，但是，例如也能够在树脂为粉末状的情况下，通过利用压缩成形机一边对树脂组合物进行加热一边进行压缩成形，从而使该树脂组合物固化并形成在荧光体层5的整个上表面上后，利用蚀刻等使反射树脂层4形成为上述图案。此外，虽然在图2及图3的实施方式中，以二极管基板2为例说明了本发明的发光二极管装置的制造方法中的基材，但是，例如，也能够如图6及图7所示，通过将第2离型基材23作为基材并另外准备二极管基板2 (参照图7的(f))，从而获得发光二极管装置I。图6及图7表示用于说明本发明的发光二极管装置的制造方法的其它实施方式(采用第2离型基材的方法)的制造工序图。此外，在图6及图7中，对与上述各部分相对应的构件标注相同的附图标记，省略其详细说明。接下来，参照图6及图7对采用第2离型基材23制造发光二极管装置I的方法进行说明。首先，在该方法中，如图6的(a)所示，准备作为基材的第2离型基材(离型基材)23。第2离型基材23由与上述第I离型基材21 (参照图4的(a) 图4的(d)的假想线)相同的材料形成。此外，也能够由热剥离片形成第2离型基材23，该热剥离片能够利用加热容易地自发光二极管元件3剥离。如图6的(a)的假想线所示，热剥离片例如包括支承层15和层叠在支承层15的上表面上的粘合层16。支承层15例如由聚酯等耐热性树脂形成。粘合层16例如由在常温(25°C )下具有粘合性、在加热时粘合性降低(或者丧失、粘合性)的热膨胀性粘合剂等形成。作为上述热剥离片，能够使用市面上贩卖的商品，具体来说，能够使用REVALPHA Series (注册商标，日东电工株式会社制)等。热剥离片利用支承层15隔着粘合层16可靠地支承发光二极管元件3 (参照图6的(b))，并且基于由之后的加热及热膨胀产生的粘合层16的粘合性下降，自发光二极管元件3剥离该热剥离片。第2离型基材23的厚度例如为10 μ m 1000 μ m。接下来，如图6的(b)的下部所示，将发光二极管元件3设在第2离型基材23的上表面上。此外，在第2离型基材23中形成贯穿孔9。贯穿孔9例如以利用蚀刻、钻头穿孔等开口法贯穿第2离型基材23的厚度方向的方式在第2离型基材23中形成。
接下来，如图6的(b)所示，将荧光反射片13相对配置在第2离型基材23的上方。接下来，在该方法中，如图6的(C)所示，将荧光反射片13层叠在第2离型基材23上。之后，按压反射树脂层4并对贯穿孔9内进行减压。接下来，在该方法中，如图7的(d)的单点划线所示，在彼此邻接的发光二极管元件3之间，沿厚度方向对第2离型基材23、反射树脂层4及荧光体层5进行切割加工(dicing)。具体来说，以沿着连接各贯穿孔9的线段二等分各贯穿孔9的方式在厚度方向上对第2离型基材23、反射树脂层4及荧光体层5进行切割加工。由此，切分为多个发光二极管元件3。即，使发光二极管元件3个体化(单片化)。之后，在该方法中，如图7的(e)的假想线所示，自发光二极管元件3及反射树脂层4剥下第2离型基材23。此外，在第2离型基材23为热剥离片的情况下，利用加热，自发光二极管元件3及反射树脂层4剥下第2离型基材23。由此，获得侧表面与反射树脂层4紧密贴合、且上表面与荧光体层5相层叠的发光二极管元件3。之后，如图7的(f)所示，将发光二极管元件3倒装安装在二极管基板2上。由此，获得发光二极管装置I。在该方法中，自发光二极管元件3及反射树脂层4剥下第2离型基材23，将侧表面与反射树脂层4紧密贴合、且上表面与荧光体层5相层叠的发光二极管元件3倒装安装在二极管基板2上。因此，能够简单可靠地制造发光二极管装置I。另一方面，在图2及图3的实施方式中，该发光二极管元件3倒装安装在二极管基板2上，反射树脂层4与该发光二极管元件3的侧表面紧密贴合。因此，不使用第2离型基材23(图6及图7)，不需要自发光二极管元件3、反射树脂层4剥下上述第2离型基材23，因此，能够简便地制造发光二极管装置I (及集合体片24)。实施例以下表示实施例，进一步具体地说明本发明，但是本发明并不被下述实施例所限定。实施例I (图2及图3的方式)首先，准备荧光反射片(参照图2的(a))。
即，首先，准备由聚对苯二甲酸乙酯构成的厚度50 μ m的第I离型基材。接下来，通过调和26质量份由Y3Al5O12 = Ce构成的荧光体颗粒(球形状,平均粒径8 μ m)及74质量份有机硅树脂(附加反应型有机硅树脂，运动粘度(25°C )20mm2/s，旭化成瓦克有机硅株式会社制)并进行均匀搅拌，从而制备了荧光体组合物，将该荧光体组合物涂敷在准备好的第I离型基材的整个上表面上而形成荧光体皮膜。之后，以100°C使荧光体皮膜干燥，在第I离型基材的整个上表面上形成了荧光体层(参照图4的(a))。接下来，将由不锈钢构成的厚度100 μ m的掩模配置在荧光体层的上表面上(参照图4的(b))。掩模形成为一体地包括框部、覆盖部及架设部的图案(参照图5)。接下来，通过均匀地混合100质量份热固化性有机硅树脂及20质量份球状的平均粒径300nm的氧化钛(TiO2:金红石的四方晶系)颗粒来制备反射树脂组合物，利用印刷，隔着掩模将制备出的反射树脂组合物涂敷在荧光体层之上(参照图4的(c))。由此，以掩模的相反图案形成由反射树脂组合物构成的反射皮膜。
接下来，自荧光体层除去掩模(参照图4的(C)的假想线的箭头)。由此，通过使架设部的周围的反射皮膜稍微流动，从而将反射皮膜填充到曾配置有架设部的区域中。由此，以覆盖部的相反图案形成反射皮膜。此外，利用加热使反射皮膜处于B阶段状态。之后，自荧光体层剥离第I离型基材(参照图4的(d)的假想线的箭头)。由此，准备了包括荧光体层及由反射皮膜构成的反射树脂层的荧光反射片(层叠片)(参照图2的(a))。接下来，使荧光反射片上下翻转(参照图2的(b)的上部)。另一方面，将厚度O. Imm的发光二极管元件倒装安装在厚度1_的二极管基板的上表面上(参照图2的(b)的下部)，该发光二极管元件包括含有缓冲层(GaN)、N形半导体层(n-GaN)、发光层(InGaN)及P形半导体层(p_GaN:Mg)的光半导体层和含有阳电极及阴电极的电极部。此外，二极管基板包括由蓝宝石构成的绝缘基板和在其上表面上包含由铜、镍及金构成的端子的导体层。此外，在二极管基板上，利用钻头穿孔在发光二极管元件的周围处形成内径100 μ m的俯视圆形状的贯穿孔。之后，以使反射树脂层与贯穿孔相对并使荧光体层与发光二极管元件的上表面相对的方式，将上下翻转的荧光反射片相对配置在二极管基板的上方(参照图2的(b))。接下来，将荧光反射片层叠到二极管基板上(参照图2的(C))。具体来说，使反射树脂层的下表面与贯穿孔的周围的二极管基板相接触，并使荧光体层与发光二极管元件的上表面相接触。接下来，按压反射树脂层并将贯穿口内的压力减压到300Pa。由此，使反射树脂层与发光二极管元件的侧表面紧密贴合，并且在反射树脂层中将面对贯穿孔的部分引入到贯穿孔中，形成了突起部。由此，获得了由多个排列配置的二极管装置构成的集合体片(参照图I)。之后，在彼此邻接的发光二极管元件之间，以沿着连接各贯穿孔的线段二等分各贯穿孔的方式，对二极管基板、反射树脂层及荧光体层进行切割加工(参照图I的单点划线及图3的(d)的单点划线)。由此，切分为多个发光二极管元件，使发光二极管元件个体化。由此，获得了具有个体化的发光二极管元件的发光二极管装置(参照图3的(e))。
实施例2(图6及图7的方式)准备由热剥离片(商品名“REVALPHA”，日东电工株式会社制)构成的厚度IOOym的第2离型基材(参照图6的(a))。接下来，将厚度O. Imm的发光二极管元件设在第2离型基材的上表面上(参照图6的(b)的下部)，该发光二极管元件包括含有缓冲层(GaN)、N形半导体层(n-GaN)、发光层(InGaN)及P形半导体层(P_GaN:Mg)的光半导体层和含有阳电极及阴电极的电极部。此外，利用钻头穿孔在第2离型基材上形成内径100 μ m的俯视圆形状的贯穿孔。
接下来，准备荧光反射片(参照图6的(b)的上部)。S卩，首先，通过在按照以下所述而准备的荧光体层的上表面上与实施例I相同地隔着掩模涂敷反射树脂组合物，从而准备了包括荧光体层及反射树脂层的荧光反射片(层叠片)。准备荧光体层将由Y3Al5O12 = Ce构成的荧光体颗粒(球形状，平均粒径95nm) 4g、作为粘结剂树脂的 poly (vinyl butyl-co-vinyl alcohol co vinyl alcohol) (Sigma-Aldrich 社制，平均相对分子质量90000 120000)0. 21g、作为烧结助剂的二氧化硅粉末(Cabot Corporation 社制，商品名“CAB-0-SIL HS-5”)0. 012g及甲醇IOmL在乳钵中混合而使其成为浆料，利用干燥机从获得的浆料中除去甲醇，获得干燥粉末。将该干燥粉末700mg填充到20mmX 30mm尺寸的单轴压制模具中之后,通过利用液压式压力机加压至大约10吨，从而获得了成形为厚度大约350 μ m的矩形状的板状坯体。利用氧化铝制管状电炉，将获得的坯体在空气中以2°C /min的升温速度加热到800°C，在分解除去粘结剂树脂等有机成分之后，紧接着利用回转泵对电炉内进行真空排气，以1500°C加热5小时，从而准备了厚度大约280μπι的由YAG = Ce荧光体的陶瓷板(YAG-CP)构成的荧光体层。将如上所述地准备的荧光反射片(层叠片)层叠在第2离型基材上，接下来，按压反射树脂层并将贯穿口内减压到300Pa(参照图7的(d))。接下来，在彼此邻接的发光二极管元件之间，以沿着连接各贯穿孔的线段二等分各贯穿孔的方式对第2离型基材、反射树脂层及荧光体层进行切割。由此，切分为多个发光二极管元件，使发光二极管元件个体化(参照图7的(d)的单点划线)。接下来，利用加热，自发光二极管元件及反射树脂层剥下第2离型基材(参照图7的(e)的假想线)。之后，将侧表面与反射树脂层紧密贴合、上表面与荧光体层相层叠的发光二极管元件倒装安装在发光二极管基板上，该发光二极管基板包括由蓝宝石构成的绝缘基板和在其上表面上含有由铜、镍及金构成的端子的导体层(参照图7的(f))。由此，获得了发光二极管装置(参照图7的(f))。此外，上述说明是作为本发明的示例的实施方式提供的，但上述说明只是示例，不能对本发明进行限定性解释。对于本技术领域的从业人员来说明显可知的本发明的变形例，包含在后述的权利要求书中。
权利要求
1.一种荧光反射片，该荧光反射片用于将荧光体层设在发光二极管元件的厚度方向一侧、将反射树脂层设在上述发光二极管元件的侧方，其特征在干， 该灭光反射片包括 上述突光体层； 上述反射树脂层，其设在上述荧光体层的厚度方向ー侧的表面上； 上述反射树脂层以与上述发光二极管元件的侧表面相对配置的方式与上述发光二扱管元件相对应地形成。
2.ー种发光二极管装置的制造方法，其特征在干， 该发光二极管装置的制造方法包括 通过将反射树脂层设在荧光体层的厚度方向ー侧的表面上来准备如下所述的荧光反射片的エ序，在该荧光反射片中，上述反射树脂层以与上述发光二极管元件的侧表面相对配置的方式与上述发光二极管元件相对应地形成； 将发光二极管元件设在基材的上述厚度方向ー侧的表面上的エ序； 以贯穿上述厚度方向的方式在上述基材上形成贯穿孔的エ序； 以使上述反射树脂层与上述贯穿孔相对配置、并使上述荧光体层与上述发光二极管元件的厚度方向ー侧的表面相对配置的方式，将上述荧光反射片层叠在上述基材上的エ序；对上述贯穿孔内进行减压的エ序； 使上述反射树脂层与上述发光二极管元件的侧表面紧密贴合的エ序。
3.根据权利要求2所述的发光二极管装置的制造方法，其特征在干， 上述基材是ニ极管基板， 在将上述发光二极管元件设在上述基材上的エ序中， 将上述发光二极管元件倒装安装在上述基材上。
4.根据权利要求2所述的发光二极管装置的制造方法，其特征在干， 上述基材是离型基材， 该发光二极管装置的制造方法还包括 自上述发光二极管元件及上述反射树脂层剥下上述基材的エ序； 将上述发光二极管元件倒装安装在ニ极管基板上的エ序。
5.ー种发光二极管装置，其特征在于， 该发光二极管装置包括 ニ极管基板； 发光二极管元件，其倒装安装在上述ニ极管基板上； 荧光体层，其层叠在上述发光二极管元件的厚度方向ー侧的表面上， 反射树脂层，其与上述发光二极管元件的侧表面紧密贴合。
全文摘要
本发明提供荧光反射片、发光二极管装置及其制造方法。该荧光反射片是用于将荧光体层设在发光二极管元件的厚度方向一侧、并将反射树脂层设在发光二极管元件的侧方的荧光反射片。荧光反射片包括荧光体层及设在荧光体层的厚度方向一侧的表面上的反射树脂层。反射树脂层以与发光二极管元件的侧表面相对配置的方式与发光二极管元件相对应地形成。
文档编号H01L33/50GK102738368SQ201210111099
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年4月14日
发明者伊藤久贵, 内藤俊树, 大薮恭也, 西冈务 申请人:日东电工株式会社