发光装置的制造方法与流程

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发光装置的制造方法与流程

本发明涉及发光装置的制造方法。



背景技术:

例如在专利文献1(参考图50~图68)中记载有光学装置的制造方法,该光学装置具备半导体基板、安装在半导体基板上的光学元件、层叠在光学元件上的荧光体层、以及对光学元件及荧光体层的侧面进行覆盖的反射树脂部。

在先技术文献

专利文献1:日本特开2011-066193号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在上述专利文献1所记载的光学装置的制造方法中,在光学元件片上层叠荧光体片后,统一切断光学元件片与荧光体片,并在其槽内形成反射树脂层,因此为了确保对荧光体层的侧面进行覆盖的反射树脂部而不得不增大荧光体片的切削宽度。

于是,本发明的一个实施方式的目的在于提供如下的发光装置的制造方法,该方法能够抑制设置在发光元件上的透光性构件的切削量,且使对该透光性构件的侧面进行覆盖的覆盖构件具有充分的壁厚。

用于解决课题的方案

本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法的特征在于,依次具备:第1工序,将第1发光元件与第2发光元件以相互分离的方式倒装安装在基板上;第2工序,将具有第1侧面的第1透光性构件粘接在所述第1发光元件上,将具有第2侧面的第2透光性构件以所述第2侧面与所述第1侧面分离且相面对的方式粘接在所述第2发光元件上;第3工序,切削所述第1侧面及/或所述第2侧面,从而使第1’侧面及/或第2’侧面露出;第4工序,在所述基板上形成对所述第1侧面或所述第1’侧面、以及所述第2侧面或所述第2’侧面进行覆盖的光反射性的覆盖构件;以及第5工序,在所述第1侧面或所述第1’侧面与所述第2侧面或所述第2’侧面之间切断所述基板以及所述覆盖构件。

发明效果

根据本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法,能够在抑制透光性构件的切削量的同时使对透光性构件的侧面进行覆盖的覆盖构件具有充分的壁厚。

附图说明

图1a是本发明的一个实施方式的发光装置的简要立体图。

图1b是本发明的一个实施方式的发光装置的简要剖视图。

图2是本发明的一个实施方式的发光装置的制造所使用的基板的一个例子的简要俯视图。

图3a是示出本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法的第1工序的简要剖视图。

图3b是示出本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法的第2工序的简要剖视图。

图3c是示出本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法的第3工序的简要剖视图。

图3d是示出本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法的第4工序的简要剖视图。

图3e是示出本发明的一个实施方式的发光装置的制造方法的第5工序的简要剖视图。

附图标记说明

10基板(集合基板)

s贯通孔

101小片基板

11布线

111布线(单片化后)

15基体

151基体(单片化后)

20导电性粘接构件

30发光元件

31第1发光元件

32第2发光元件

40导光构件

50透光性构件

51第1透光性构件

51l第1侧面

51ls第1’侧面

52第2透光性构件

52l第2侧面

52ls第2’侧面

55透光性构件的母材

60波长转换物质

61第1荧光体

62第2荧光体

70光反射性的覆盖构件

701光反射性的覆盖构件(单片化后)

75光反射性的覆盖构件的母材

77白色颜料

90、92切削工具

100发光装置

具体实施方式

以下,适当参照附图对发明的实施方式进行说明。但是,以下说明的发光装置及其制造方法是用于将本发明的技术思想具体化的内容,只要没有特定的记载,本发明不限定于以下内容。另外,为了使说明明确,附图所示的构件的大小、位置关系等有时夸张示出。

需要说明的是,可视波长区域设为波长为380nm以上且780nm以下的范围,蓝色区域设为波长为420nm以上且480nm以下的范围,绿色区域设为波长为500nm以上且560nm以下的范围,黄色区域设为波长为比560nm长且590nm以下的范围,红色区域设为波长为610nm以上且750nm以下的范围。

<实施方式1>

图1a以及图1b分别是实施方式1的发光装置100的简要立体图以及简要剖视图。图2是实施方式1的发光装置100的制造所使用的基板10的一个例子的简要俯视图。图3a~图3e分别是示出实施方式1的发光装置100的制造方法的第1工序~第5工序的简要剖视图。

需要说明的是,在图1a、1b中,将发光装置100的宽度方向表示为x方向,将厚度方向表示为y方向,将前后(进深)方向表示为z方向。该x、y、z方向(轴)为分别与另外的两个方向(轴)垂直的方向(轴)。更详细而言,将右方向设为x+方向,将左方向设为x-方向,将上方向设为y+方向,将下方向设为y-方向,将前方向设为z+方向,将后方向设为z-方向。y-方向为该发光装置100的安装方向。z+方向为该发光装置100的主发光方向。另外,图2以及图3a~图3e中的x、y、z方向相当于图1a、1b中的x、y、z方向,在图2以及图3a~图3e中,x方向为横方向,y方向为纵方向,z方向为上下方向。以下,将x方向设为第1方向,将y方向设为第2方向。

(发光装置100)

如图1a、1b所示,实施方式1的发光装置100具备小片基板101、导电性粘接构件20、发光元件30、导光构件40、透光性构件50、以及光反射性的覆盖构件701。小片材基板101具有布线111和保持该布线111的基体151。发光元件30是x方向上长且y方向上短的发光二极管芯片。发光元件30借助导电性粘接构件20倒装安装在小片基板的布线111上。透光性构件50在母材55中含有波长转换物质60而成。透光性构件50是x方向上长且y方向上短的长方体状的小片。透光性构件50具有在主视观察时遮盖整个发光元件30的大小。透光性构件50借助导光构件40粘接在发光元件30上。覆盖构件701在母材75中含有白色颜料77而成。覆盖构件701形成在小片基板101上,且覆盖发光元件30的侧面、导光构件40的侧面以及透光性构件50的侧面。覆盖构件701包围发光元件30以及透光性构件50的侧方的整周。透光性构件50的前表面与覆盖构件701的前表面实质上构成同一面。

需要说明的是,布线111通过将后述的布线11单片化而成。基体151通过将后述的基体15单片化而成。覆盖构件701通过将后述的覆盖构件70单片化而成。发光元件30包括后述的第1发光元件31或第2发光元件32。透光性构件50包括后述的第1透光性构件51或第2透光性构件52。

具有这样的结构的发光装置100例如在电路基板上焊接有布线111的正极/负极的外部连接端子部,通过电路供电从而发光。此时,由于覆盖构件701的较高的光反射性,从发光元件30以及透光性构件50向侧方出射的很多光朝前方偏转,发光装置100的主要发光区域成为透光性构件50的前表面。

(发光装置100的制造方法)

如图2所示,基板10为多个发光装置用的小片基板101连结而成的集合基板。基板10具有布线11和保持该布线11的基体15。在基体15中,沿x方向等间隔地形成有多根从上表面贯通至下表面且在y方向上长的贯通孔s。在基板10的上表面,由两个贯通孔s夹着的区域成为发光元件的安装区域,更详细而言,由两个贯通孔s夹着的区域的中央部成为发光元件的安装区域,所述发光元件包含后述的第1发光元件31以及第2发光元件32。在由两个贯通孔s夹着的区域中,布线11在基体15的上表面的中央部包括正极/负极的元件连接端子部,在基体15的从上表面的左/右端部经由贯通孔s的侧面直至下表面的左/右端部的范围内包括正极/负极的外部连接端子部,并且在基体15的上表面包括连接上述的端子部间的引线布线部。如以上那样,基板10的由两个贯通孔s夹着的区域构成为供多个发光装置用的小片基板101沿y方向连结。而且,通过将两个贯通孔s间沿x方向切断,从而一个发光装置的小片基板101单片化。

如图3a~图3e所示,实施方式1的发光装置100的制造方法按照工序编号依次具备以下的第1工序至第5工序。

如图3a所示,第1工序为将第1发光元件31与第2发光元件32以相互分离的方式倒装安装在基板10上的工序。即,将第1发光元件31与第2发光元件32的正极/负极的电极分别借助导电性粘接构件20与布线11的正极/负极的元件连接端子部连接。此时,第1发光元件31与第2发光元件32在俯视为矩形状的情况下,优选以相互对置的两个侧面在x方向上大致平行且相互对置的另外两个侧面在y方向上大致平行的方式安装。更具体而言,例如,将糊状态的导电性粘接构件(20)涂布于正极/负极的元件连接端子部,在其上载置第1发光元件31以及第2发光元件32,通过回流炉等的加热处理使导电性粘接构件(20)熔化后,冷却而使之固化。需要说明的是,本说明书以及附图中的带括号的附图标记是指其构成要素处于最终形态之前的状态。

如图3b所示,第2工序为在第1工序之后,将具有第1侧面51l的第1透光性构件51粘接在第1发光元件31上,将具有第2侧面52l的第2透光性构件52以第2侧面52l与第1侧面51l分离且相面对的方式粘接在第2发光元件32上的工序。此时,在第1发光元件31、第2发光元件32、第1透光性构件51以及第2透光性构件52俯视为矩形状的情况下,第1透光性构件51以及第2透光性构件52优选粘接为其各侧面分别与第1发光元件31以及第2发光元件32的各侧面大致平行。更具体而言,例如,在安装于基板10上的第1发光元件31以及第2发光元件32上涂布液状的导光构件(40),在其上载置第1透光性构件51以及第2透光性构件52,使导光构件(40)通过烘箱等的加热处理而硬化。需要说明的是,本说明书中的“液状”包括溶胶状、浆料状。

需要说明的是,第1透光性构件51以及第2透光性构件52例如通过将片材切断为小片即单片化而制作。基于容易减小片材的切断宽度的观点,该片材的切断优选使用非旋转刀。作为非旋转刀,可以举出例如拉切型或压切型的切割器。另外,为了使第1侧面51l以及第2侧面52l比较平坦,优选对非旋转刀施加超声波。另外,基于与后述同样的理由,该片材的切断也优选通过干式的切断装置进行。

如图3c所示,第3工序为在第2工序之后,切削第1透光性构件的第1侧面51l及/或第2透光性构件的第2侧面52l从而使第1’侧面51ls及/或第2’侧面52ls露出的工序。更具体而言,例如将圆盘状的旋转刀即切削工具90以盘面平行地朝向x方向的方式设定于y方向的规定位置即切削工具90的刃与第1侧面51l和第2侧面52l中的至少一方接触的位置,且在基板10上,使切削工具90以与基板10的上表面分离的方式沿x方向扫描。需要说明的是,第1’侧面51ls为在切削第1透光性构件的第1侧面51l之后代替第1侧面51l而存在的侧面。另外,第2’侧面52ls为在切削第2透光性构件的第2侧面52l之后代替第2侧面52l而存在的侧面。

如图3d所示,第4工序为在第3工序之后,在基板10上形成对第1侧面51l或第1’侧面51ls、以及第2侧面52l或第2’侧面52ls进行覆盖的光反射性的覆盖构件70的工序。更具体而言,例如,在基板10上的第1发光元件31、第2发光元件32、第1透光性构件51以及第2透光性构件52的周围填充液状的覆盖构件70,通过烘箱等的加热处理使覆盖构件70硬化。此时,例如,在以第1透光性构件51以及第2透光性构件52完全埋入覆盖构件70内的方式形成覆盖构件70之后,通过研磨或喷砂等使第1透光性构件51的上表面以及第2透光性构件52的上表面从覆盖构件70露出。此外,也可以在利用金属模具等按压第1透光性构件51的上表面以及第2透光性构件52的上表面的同时填充液状的覆盖构件70并使之硬化,使得第1透光性构件51的上表面以及第2透光性构件52的上表面露出。

如图3e所示,第5工序为在第4工序之后,在第1侧面51l或第1’侧面51ls与第2侧面52l或第2’侧面52ls之间切断基板10以及覆盖构件70的工序。更具体而言,例如,将圆盘状的旋转刀即切削工具92以盘面平行地朝向x方向的方式在y方向上设定于第1侧面51l或第1’侧面51ls与第2侧面52l或第2’侧面52ls之间的中央,并通过沿x方向扫描来切断基板10以及覆盖构件70。需要说明的是,此时,以对第1侧面51l或第1’侧面51ls进行覆盖的覆盖构件70以及对第2侧面52l或第2’侧面52ls进行覆盖的覆盖构件70中的至少一方、优选为双方残留的方式来切断基板10以及覆盖构件70。另外,在该第5工序中,基于容易确保覆盖构件70的充分的壁厚的观点,优选使用厚度比第4工序完成时的第1侧面51l或第1’侧面51ls与第2侧面52l或第2’侧面52ls的间隔小的切削工具92。

以上,在实施方式1的发光装置100的制造方法中,在第2工序中,将预先分离的第1透光性构件51与第2透光性构件52以相互分离的方式分别粘接在第1发光元件31与第2发光元件32上,因此不需要用于使第1透光性构件51与第2透光性构件52分离的切削。因此,能够抑制第1透光性构件51以及第2透光性构件52的切削量。另外,即使假设第2工序完成后的第1侧面51l与第2侧面52l的间隔不充分,也能够通过在第3工序中切削第1侧面51l及/或第2侧面52l来修正其间隔。由此,能够高精确度地管理填充于第1侧面51l或第1’侧面51ls与第2侧面52l或第2’侧面52ls之间的覆盖构件70的壁厚。因此,根据实施方式1的发光装置100的制造方法,能够在抑制第1透光性构件51以及第2透光性构件52的切削量的同时,使对第1透光性构件51的侧面以及第2透光性构件52的侧面进行覆盖的覆盖构件70具有充分的壁厚。

需要说明的是,第1发光元件31以及第2发光元件32的倒装安装多通过较高的温度进行,换言之,导电性粘接构件20的烧成多通过较高的温度进行,例如,通过比发光装置100向电路基板等焊接时高的高温来进行。因此,通过在第1发光元件31以及第2发光元件32的倒装安装之后进行第1透光性构件51以及第2透光性构件52向第1发光元件31以及第2发光元件32的粘接,能够抑制第1透光性构件51以及第2透光性构件52的因热引起的劣化。尤其在第1透光性构件51以及第2透光性构件52含有波长转换物质60的情况下,能够抑制波长转换物质60的因热引起的劣化。作为耐热性较低的波长转换物质60,例如可以举出锰活化氟化物系荧光体。然而,在将预先分离的第1透光性构件51以及第2透光性构件52分别粘接在固定于基板10的第1发光元件31以及第2发光元件32上的情况下,难以仅通过粘接技术来高精确度地控制第1侧面51l与第2侧面52l的间隔。本实施方式的第3工序也是解决这样的课题的工序。

以下,对实施方式1的发光装置100的制造方法中的优选方式进行详述。

如图3c所示,在第3工序中,优选使用厚度比第2工序完成时的第1侧面51l与第2侧面52l的间隔大的切削工具90。由此,能够通过一个切削工具90同时切削第1侧面51l与第2侧面52l。因而,容易管理第1’侧面51ls与第2’侧面52ls的间隔,进而容易管理填充于其间的覆盖构件70的壁厚。另外,能够通过较少的工时切削第1侧面51l与第2侧面52l。

如图1b以及图3b所示,第1透光性构件51以及第2透光性构件52分别包含母材55和母材55中含有的波长转换物质60。波长转换物质60吸收第1发光元件31以及第2发光元件32的一次光,且发出波长与该一次光的波长不同的二次光。而且,在第3工序之前,第1侧面51l以及第2侧面52l分别具有由于波长转换物质60的存在而形成的凸部。在这种情况下,在第3工序中,优选切削该凸部。位于第1侧面51l以及第2侧面52l的凸部由光反射性的覆盖构件70直接覆盖,从而形成光的锁定区域,由此容易产生光损失。因此,在第3工序中,优选切削该凸部而使第1’侧面51ls及/或第2’侧面52ls平坦。

如图1b以及图3b所示,波长转换物质60包含第1荧光体61。另外,第1透光性构件51以及第2透光性构件52的母材55为硅酮树脂或改性硅酮树脂。而且,第1荧光体61优选为硅铝氧氮(si-al-o-n)系荧光体。硅铝氧氮系荧光体为较硬质的粒子,硅酮树脂或改性硅酮树脂为较软质的树脂。因此,在第1透光性构件51以及第2透光性构件52的形成时,例如,在片材的单片化时,硅铝氧氮系荧光体容易从硅酮树脂或改性硅酮树脂的切断端面向外侧挤出而残留,容易在第1侧面51l以及第2侧面52l形成凸部。因此,在第3工序中,切削该凸部而使第1’侧面51ls及/或第2’侧面52ls平坦的技术意义变大。

如图1b以及图3b所示,波长转换物质60包含第2荧光体62。而且,第2荧光体62为锰活化氟化物系荧光体。在这种情况下,在第3工序中,优选通过干式的切削装置来切削第1侧面51l以及第2侧面52l。锰活化氟化物系荧光体能够获得谱线宽度较窄的发光,基于颜色再现性的观点而优选,但相反地,锰活化氟化物系荧光体具有容易因水分而劣化的性质。因此,通过干式的切削装置来切削第1侧面51l以及第2侧面52l,由此能够抑制乃至避免因切削水及/或冷却水等水分引起的锰活化氟化物系荧光体的劣化。

如图1a、图1b以及图3a至图3e所示,第1发光元件31、第2发光元件32、第1透光性构件51以及第2透光性构件52的各自的俯视(主视)形状为包含沿第1方向延伸的两个长条侧面、和沿与第1方向垂直的第2方向延伸且比长条侧面短的两个短条侧面的形状。在这种情况下,第1侧面51l以及第2侧面52l优选为沿第1方向延伸的长条侧面。这是由于,基于光取出效率的观点,管理对第1透光性构件51以及第2透光性构件52的长条侧面进行覆盖的覆盖构件70的壁厚的技术意义大。

为了获得覆盖构件70的优选壁厚,第1’侧面51ls以及第2’侧面52ls的间隔优选设为以下那样的范围。基于抑制向侧方的漏光而在装置前方高效地取出光的观点,下限值优选为0.05mm以上,更优选为0.07mm以上。另外,基于将发光装置形成为薄型或小型的观点,上限值优选为0.4mm以下,更优选为0.32mm以下。

以下,对本发明的一个实施方式的发光装置的各构成要素进行说明。

(发光装置100)

发光装置例如为发光二极管(led;lightemittingdiode)。上述实施方式1的发光装置为侧面发光型(也称为“侧视型”),但也能够设为上表面发光型(也称为“俯视型”)。侧面发光型的发光装置的安装方向与主发光方向相互垂直。上表面发光型的发光装置的安装方向与主发光方向相互平行。发光装置的主视形状即从主发光方向观察到的形状能够适当地选择,但在量产性方面优选为矩形状。尤其在发光装置为侧面发光型的情况下的主视形状优选为具有长边方向和短边方向的长方形状。另一方面,在发光装置为上表面发光型的情况下的主视形状优选为正方形状。另外,第1发光元件以及第2发光元件也优选设为与发光装置同样的主视形状。

(基板10、小片基板101)

基板至少由布线和保持该布线的基体构成。除此之外,基板也可以包含阻焊剂或覆盖层等绝缘保护膜。小片基板也同样。

(布线11、111)

布线形成于基体的至少上表面(前表面),也可以还形成于基体的内部及/或侧面及/或下表面(后表面)。另外,布线优选具有安装有发光元件的元件连接端子部、与外部电路连接的外部连接端子部、以及将上述的端子部间连接的引线布线部。布线能够由铜、铁、镍、钨、铬、铝、银、金、钛、钯、铑、或这些成分的合金形成。既可以为这些金属或合金的单层也可以为多层。尤其基于散热性的观点而优选为铜或铜合金。另外,基于接合构件的润湿性及/或光反射性等的观点,也可以在布线的表层设置有银、铂、铝、铑、金或这些成分的合金等的层。

(基体15、151)

基体若为刚性基板,则能够使用树脂或纤维强化树脂、陶瓷、玻璃、金属、纸等构成。作为树脂或纤维强化树脂,可以举出环氧树脂、玻璃环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪(bt)、聚酰亚胺等。作为陶瓷,可以举出氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化锆、氧化钛、氮化钛、或这些成分的混合物等。作为金属,可以举出铜、铁、镍、铬、铝、银、金、钛、或这些成分的合金等。基体若为挠性基板,则能够使用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶聚合物、以及环烯烃聚合物等构成。需要说明的是,在上述的基材中,尤其优选使用具有接近发光元件的线膨胀系数的物性的基材。

(导电性粘接构件20)

作为导电性粘接构件,能够使用金、银、铜等的凸块、包含银、金、铜、铂、铝、钯等的金属粉末与树脂粘合剂在内的金属浆、锡-铋系、锡-铜系、锡-银系、金-锡系等的焊料、低熔点金属等的焊料中的任一种。

(发光元件30、第1发光元件31、第2发光元件32)

发光元件至少具备半导体元件结构,多数情况下还具备基板。作为发光元件,例如可以举出led芯片。发光元件的主视形状优选为矩形,尤其优选为正方形或在一个方向上长的长方形状,但也可以为其它形状,例如若为六边形状也能够提高发光效率。发光元件或其基板的侧面相对于上表面既可以垂直,又可以向内侧或外侧倾斜。发光元件优选在同一面侧具有正负(p,n)电极。搭载于一个发光装置的发光元件的个数既可以为一个也可以为多个。多个发光元件能够串联或并联地连接。半导体元件结构包含半导体层的层叠体,即至少包含n型半导体层与p型半导体层,并且优选在n型半导体层与p型半导体层之间夹有活性层。半导体元件结构也可以包含正负电极及/或绝缘膜。正负电极能够由金、银、锡、铂、铑、钛、铝、钨、钯、镍或这些成分的合金构成。绝缘膜能够通过由硅、钛、锆、铌、钽、铝构成的组中选择的至少一种元素的氧化物或氮化物来构成。发光元件的发光峰值波长能够通过半导体材料、其混晶比来从紫外区域至红外区域进行选择。作为半导体材料优选使用氮化物半导体,所述氮化物半导体是可发出能够高效地激发波长转换物质的短波长的光的材料。氮化物半导体主要由通式inxalyga1-x-yn(0≤x、0≤y、x+y≤1)来表示。基于发光效率、以及波长转换物质的激发及与其发光之间的混色关系等观点,发光元件的发光峰值波长优选为400nm以上且530nm以下,更优选为420nm以上且490nm以下,进一步优选为450nm以上且475nm以下。除此之外,也能够使用inalgaas系半导体、inalgap系半导体、硫化锌、硒化锌、碳化硅等。发光元件的基板主要为能够使构成半导体元件结构的半导体的晶体生长的晶体生长用基板,但也可以为与从晶体生长用基板分离的半导体元件结构接合的接合用基板。由于基板具有透光性,因此容易采用倒装安装,并且容易提高光的取出效率。作为基板的母材,可以举出蓝宝石、尖晶石、氮化镓、氮化铝、硅、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、硫化锌、氧化锌、硒化锌以及金刚石等。其中,优选蓝宝石。基板的厚度例如为0.02mm以上且1mm以下,基于基板的强度、发光装置的厚度的观点,基板的厚度优选为0.05mm以上且0.3mm以下。

(导光构件40)

导光构件是将发光元件与透光性构件粘接,并将来自发光元件的光向透光性构件导光的构件。导光构件的母材可以举出硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或这些树脂的改性树脂。其中,硅酮树脂以及改性硅酮树脂由于耐热性以及耐光性优异,因而优选。作为具体的硅酮树脂,可以举出二甲基硅酮树脂、苯基-甲基硅酮树脂、二苯基硅酮树脂。另外,导光构件的母材也可以与后述的透光性构件含有同样的填料。需要说明的是,以下,本说明书中的“改性树脂”包含混合树脂。

(透光性构件50、第1透光性构件51、第2透光性构件52)

透光性构件为设置在发光元件上,且使自发光元件出射的光向装置外部透射的构件。透光性构件至少由以下那样的母材构成。另外,透光性构件由于在母材中含有以下那样的波长转换物质,因此能够作为波长转换构件发挥功能。但是,并非必须含有波长转换物质。另外,透光性构件也能够使用波长转换物质与例如氧化铝等无机物的烧结体、或波长转换物质的板状晶体。

(透光性构件的母材55)

透光性构件的母材只要为对自发光元件出射的光具有透光性的母材即可。需要说明的是,“透光性”是指发光元件的发光峰值波长的光透射率优选为60%以上,更优选为70%以上,进一步优选为80%以上。透光性构件的母材能够使用硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或这些树脂的改性树脂。也可以为玻璃。其中,硅酮树脂以及改性硅酮树脂由于耐热性以及耐光性优异,因而优选。作为具体的硅酮树脂,可以举出二甲基硅酮树脂、苯基-甲基硅酮树脂、二苯基硅酮树脂。透光性构件能够通过将这些母材中的一种以单层层叠来构成,或通过将这些母材中的两种以上层叠来构成。

透光性构件的母材也可以在上述树脂或玻璃中含有各种填料。作为该填料,可以举出氧化硅、氧化铝、氧化锆以及氧化锌等。填料能够将这些填料中的一种单独组合,或将这些填料中的两种以上组合来使用。尤其优选为热膨胀系数小的氧化硅。另外,通过使用纳米粒子作为填料,也能够增大包括发光元件的蓝色光的瑞利散射在内的散射,减少波长转换物质的使用量。需要说明的是,纳米粒子设为粒径为1nm以上且100nm以下的粒子。另外,本说明书中的“粒径”例如通过d50来定义。

(波长转换物质60)

波长转换物质吸收发光元件发出的一次光的至少一部分,并发出波长与该一次光的波长不同的二次光。由此,能够实现发出可视波长的一次光以及二次光的混色光、例如白色光的发光装置。波长转换物质能够将以下所示的具体例子中的一种单独组合,或将两种以上组合来使用。

(第1荧光体61、第2荧光体62)

第1荧光体61以及第2荧光体62能够从以下那样的具体例子中适当地选择。例如,能够将第1荧光体设为发出绿色至黄色光的荧光体,将第2荧光体设为发出红色光的荧光体。作为发出绿色光的荧光体,可以举出钇-铝-石榴石系荧光体(例如y3(al,ga)5o12:ce)、镥-铝-石榴石系荧光体(例如lu3(al,ga)5o12:ce)、铽-铝-石榴石系荧光体(例如tb3(al,ga)5o12:ce)、硅酸盐系荧光体(例如(ba,sr)2sio4:eu)、氯硅酸盐系荧光体(例如ca8mg(sio4)4c12:eu)、β硅铝氧氮系荧光体(例如si6-zalzozn8-z:eu(0<z<4.2))、sgs系荧光体(例如srga2s4:eu)等。作为发出黄色光的荧光体,可以举出α硅铝氧氮系荧光体(例如mz(si,al)12(o,n)16(其中,0<z≤2,m为li、mg、ca、y以及除la与ce以外的镧族元素)等。此外,在上述发出绿色光的荧光体中也存在发出黄色光的荧光体。另外,例如钇-铝-石榴石系荧光体能够通过以gd置换y的一部分来使发光峰值波长向长波长侧移位,从而能够发出黄色光。另外,在这些荧光体中,也存在能够发出橙色光的荧光体。作为发出红色光的荧光体,可以举出含氮铝硅酸钙(casn或scasn)系荧光体(例如(sr,ca)alsin3:eu)等。此外,还可以举出以锰活化氟化物系荧光体(通式(i)a2[m1-amnaf6]表示的荧光体(其中,上述通式(i)中,a为从由k、li、na、rb、cs以及nh4构成的组中选择的至少一种,m为从由第四族元素以及第十四族元素构成的组中选择的至少一种元素,a满足0<a<0.2))。作为该锰活化氟化物系荧光体的代表例,存在锰活化氟化硅酸钾的荧光体(例如k2sif6:mn)。

(光反射性的覆盖构件70、701)

基于向前方的光取出效率的观点,光反射性的覆盖构件优选对发光元件的发光峰值波长的光反射率为70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。并且,覆盖构件优选为白色。因此,覆盖构件优选在母材中含有白色颜料。覆盖构件在硬化前经过了液状的状态。覆盖构件能够通过传递成形、注射成形、压缩成形、以及浇注(potting)等来形成。

(覆盖构件的母材75)

覆盖构件的母材能够使用树脂,例如,可以举出硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或这些树脂的改性树脂。其中,硅酮树脂以及改性硅酮树脂由于耐热性以及耐光性优异,因而优选。作为具体的硅酮树脂,可以举出二甲基硅酮树脂、苯基-甲基硅酮树脂、二苯基硅酮树脂。另外,覆盖构件的母材也可以与上述的透光性构件的母材含有同样的填料。

(白色颜料77)

白色颜料能够单独使用氧化钛、氧化锌、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、硅酸镁、钛酸钡、硫酸钡、氢氧化铝、氧化铝、以及氧化锆中的一种,或组合使用这些成分中的两种以上。白色颜料的形状没有特别限定,可以为不定形或破碎状,基于流动性的观点而优选为球状。另外,白色颜料的粒径可以举出例如0.1μm以上且0.5μm以下左右,但为了提高光反射、覆盖的效果,越小越好。光反射性的覆盖构件中的白色颜料的含量虽然能够适当地选择,但基于光反射性以及液态时的粘度等的观点,优选为例如10wt%以上且80wt%以下,更优选为20wt%以上且70wt%以下,进一步优选为30wt%以上且60wt%以下。需要说明的是,“wt%”为重量百分比,表示该材料的重量相对于光反射性的覆盖构件的总重量的比率。

实施例

以下对本发明的实施例进行详述。需要说明的是,本发明当然并非仅限于以下所示的实施例。

<实施例1>

实施例1的发光装置为具有图1a、1b所示的发光装置100的结构,且宽(横)1.8mm、厚(纵)0.32mm、进深0.70mm的侧面发光型的led。

小片基板101的大小为宽(横)1.8mm、厚(纵)0.32mm、进深0.36mm。基体151为bt树脂制(例如三菱瓦斯化学公司制:hl832nsftypelca)的长方体状的小片。正负一对的布线111自基体151侧层叠铜/镍/金而成。正/负一对的布线111分别包含在基体151的前表面的横向的中央侧形成的元件连接端子部、引线布线部、以及自后述的覆盖构件701向左/右露出且在从基体151的前表面的左/右端部经由侧面直至后表面的左/右端部的范围内形成的外部连接端子部。需要说明的是,元件连接端子部铜层包含进深0.04mm的突起。

在正负一对的布线111的元件连接端子部上借助导电性粘接构件20倒装安装有一个发光元件30。发光元件30是在蓝宝石基板上依次层叠有氮化物半导体的n型层、活性层以及p型层,且能够发出蓝色光(发光峰值波长452nm)的宽(横)1.1mm、厚(纵)0.2mm、进深0.12mm的长方体状的led芯片。导电性粘接构件20为进深0.015mm的金-锡系焊料(au∶su=79∶21)。

在发光元件30上借助导光构件40粘接有透光性构件50。透光性构件50为宽(横)1.1mm、厚(纵)0.2mm、进深0.12mm的长方体状的小片,在母材55中含有铕活化β硅铝氧氮的第1荧光体61以及锰活化氟化硅酸钾的第2荧光体62作为波长转换物质60,所述母材55为含有氧化硅的纳米粒子作为填料的苯基-甲基硅酮树脂。透光性构件50从发光元件30侧起层叠由母材55与第1荧光体61构成的层、由母材55与第2荧光体62构成的层、以及由母材55构成的层而成。导光构件40为进深0.005mm的二甲基硅酮树脂的硬化物。

在小片基板101的前表面上,以包围发光元件30以及透光性构件50的侧方的整周的方式形成有光反射性的覆盖构件701。覆盖构件701为宽(横)1.35mm、厚(纵)0.32mm的构件,在苯基-甲基硅酮树脂的硬化物即母材75中含有60wt%的氧化钛作为白色颜料77而成。覆盖构件701直接覆盖发光元件30的侧面、导光构件40的侧面、以及透光性构件50的侧面。覆盖构件701的前表面与透光性构件50的前表面实质上构成为同一面。

这样的实施例1的发光装置按照以下方式制作。需要说明的是,在本实施例1中,使用图2所示的结构的基板10。

(第1工序)

将包含第1发光元件31与第2发光元件32的多个发光元件沿纵向即y方向以相互分离的方式排列,且分别倒装安装在基板10上。更具体而言,在基板10的布线11的各元件连接端子部上涂布成为导电性粘接构件20的金-锡系焊料的糊剂,并在其上载置各发光元件,然后通过回流(最高到达温度320℃)使金-锡系焊料熔化、固化即可。此时,各发光元件以在横向即x方向上为长条的方式排列,即以相互使长条侧面相面对的方式排列。第1发光元件31与第2发光元件32的间隔(中心间距离)为0.37mm。

(第2工序)

接下来,在各发光元件上借助导光构件粘接透光性构件,从而形成多个发光结构体。即,至少在第1发光元件31上借助导光构件40粘接第1透光性构件51,在第2发光元件32上借助导光构件40粘接第2透光性构件52。此时,使第1透光性构件51的一个长条侧面即第1侧面51l与第2透光性构件的一个长条侧面即第2侧面52l相互分离且相面对。更具体而言,在第1发光元件31、第2发光元件32上分别涂布成为导光构件40的液态树脂,并在其上分别载置第1透光性构件51、第2透光性构件52,然后通过烘箱加热使树脂硬化即可。在此,第1侧面51l与第2侧面52l的间隔为0.08mm~0.09mm。需要说明的是,各透光性构件通过使用干式的切断装置将片材切断成小片来制作,所述干式的切断装置具备超声波切割器作为切断刃,

所述片材通过将由母材55与第1荧光体61构成的第1片材、由母材55与第2荧光体62构成的第2片材、以及由母材55构成的第3片材依次利用热压接贴合而成。需要说明的是,此时,第1侧面51l以及第2侧面52l具有主要由于β硅铝氧氮的第1荧光体61的存在而形成的凸部。

(第3工序)

接下来,切削各发光结构体中的透光性构件的长条侧面。即,至少切削第1透光性构件的第1侧面51l及/或第2透光性构件的第2侧面52l,从而使第1’侧面51ls及/或第2’侧面52ls露出。更具体而言,将干式的切削装置所具备的厚度为0.13mm的切削刀片即切削工具90以刀片的盘面平行地朝向x方向的方式在y方向上设定于切削工具90的刃与第1侧面51l和第2侧面52l中的至少一方接触的位置,并在基板10上沿x方向扫描即可。由此,第1’侧面51ls以及第2’侧面52ls由于凸部被切削而平坦。需要说明的是,此后,也可以同样地切削各发光结构体中的透光性构件的短条侧面。

(第4工序)

接下来,在基板10上形成对各发光结构体的侧面进行覆盖的光反射性的覆盖构件70。更具体而言,使用传递成形机,以沿y方向排列的多个发光结构体被一个长方体状块的覆盖构件70完全埋住的方式,在基板10上成形覆盖构件70。然后,使用研磨装置对该覆盖构件70从上方进行研磨,使各透光性构件的上表面露出即可。

(第5工序)

最后,切断各发光结构体间的基板10和覆盖构件70而使发光装置10单片化。更具体而言,将厚度为0.05mm的切削刀片即切削工具92以刀片的盘面平行地朝向x方向的方式在y方向上设定于第1侧面51l或第1’侧面51ls与第2侧面52l或第2’侧面52ls之间的中央,并通过沿x方向扫描来切断基板10以及覆盖构件70即可。

产业上的可利用性

本发明的一个实施方式的发光装置能够利用于液晶显示器的背光装置、各种照明设备、大型显示器、广告、目的地向导等各种表示装置、投影装置、还能够利用于数码摄像机、传真机、复印机、扫描仪等图像读取装置等。

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