JP6484982B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、波長変換部材を用いる発光装置の製造方法に関する。

現在、発光素子の光を蛍光体で波長変換し、発光素子からの光と蛍光体からの光により白色光を発する半導体発光装置が、一般照明、街路灯、ヘッドランプ等の照明器具の光源として利用されている。その中でも、街路灯、ヘッドランプ等には、正面輝度の高い発光装置が求められており、従来から様々な発光装置が提案されている。

例えば特許文献１では、高い正面輝度を確保するために、発光素子の上方向に当該発光素子からの光を波長変換する、蛍光体を含む透光性部材からなる波長変換層を配置し、この波長変換層の側面および発光素子の側面に隣接して反射部材を配置した発光装置が提案されている。

また、特許文献２では、蛍光体濃度を高めるために、発光素子の上面に接着層を介して波長変換部材を配置し、波長変換部材の上面に当該波長変換部材と一体として透光性部材を配置し、さらに発光素子、波長変換部材および透光性部材の側面に沿って光反射部材を配置した発光装置が提案されている。そして、特許文献３では、発光面の色ムラを低減するために、発光素子上に配置された蛍光体含有樹脂層と当該蛍光体含有樹脂層上に搭載された板状光学層とを備え、発光素子の周囲領域と直上領域とで、蛍光体含有樹脂層の蛍光体濃度を変化させた発光装置が提案されている。

特開２００９−２１８２７４号公報 特開２０１４−１２０７２２号公報 特開２０１２−１５６１８０号公報

しかしながら、特許文献１で提案された発光装置は、発光素子側面から照射される光を反射層で反射し、発光素子内部で吸収してしまうため、正面輝度が大幅に減少してしまうという問題があった。

また、特許文献２で提案された発光装置は、接着層を利用して発光素子側面から照射された光を正面に取り出しているため、正面輝度は改善されている。ここで、この発光装置の波長変換部材は、発光素子の直上領域には主に正面光が入射し、端部（平面視で発光素子の外側）の領域には主に側面光が入射する。しかし、側面光はいったん反射樹脂で反射されてから波長変換部材に入射するため、入射する角度が正面光と異なる。このため、発光素子の直上領域と同量の波長変換部材を介して光を取り出すと、波長変換部材を通過する際の光路長の差により、色ムラが発生するという問題が考えられる。特に自動車の前照灯等に発光装置が用いられる場合、色ムラの少ない均一な発光面が求められるため、この問題が顕著になる。

そして、特許文献３で提案された発光装置は、蛍光体含有樹脂層の蛍光体濃度を発光素子の周囲領域と直上領域とで変える際に、当該周囲領域と直上領域の輝度の差に応じて蛍光体濃度を正確に調整することが困難であるという問題があった。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、正面輝度が高く、かつ発光面の色ムラが低減された発光装置の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明の実施形態に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子の上面よりも大きい面が、前記発光素子の上面に接合された波長変換部材と、前記発光素子の上面よりも大きい面積であり、前記波長変換部材の上面に配置された透光性部材と、前記発光素子の側面から前記波長変換部材の周縁下面に亘って形成された透光性の側面導光部材と、少なくとも、前記波長変換部材、前記透光性部材および前記側面導光部材のそれぞれの側面に配置された光反射部材と、を備え、前記波長変換部材は、その上面が、前記透光性部材の下面よりも小さいか、または、前記発光素子の外側となる領域が前記発光素子の直上の領域よりも薄く形成された構成である。

前記課題を解決するために本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、下面に波長変換部材が形成された透光性部材を準備する工程と、前記波長変換部材に溝部を形成する工程と、前記透光性部材を前記溝部で分割する工程と、前記透光性部材の下面に形成された前記波長変換部材を、発光素子の上面に接着部材を介して接合する工程と、を含み、前記溝部を形成する工程は、前記波長変換部材の上面が前記発光素子の上面よりも大きい面積となるように前記溝部を形成し、前記波長変換部材の上面が前記透光性部材の下面よりも小さい面積であるか、または、前記発光素子の外側となる領域が前記発光素子の直上の領域よりも薄くなるように前記溝部を形成し、前記波長変換部材を接合する工程は、前記発光素子と前記波長変換部材との間に設けた接着部材が、前記発光素子の側面から前記波長変換部材の周縁下面に亘って延在し、側面導光部材を形成することとした。

本発明の実施形態に係る発光装置によれば、側面導光部材を利用して発光素子側面から照射された光を正面に取り出すことができるとともに、波長変換部材が透光性部材と接する面を小さくするか、または波長変換部材の端部形状を加工することで、発光面の端部の黄色光成分を減少させることができる。従って、発光装置によれば、正面輝度を向上させると同時に、発光面の外周部にリング状の色ムラが生じることを低減することができる。

本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、接着部材を発光素子の側面から波長変換部材の周縁下側に亘って延在させることで、発光素子側面から照射された光を正面に取り出すための側面導光部材を形成するとともに、波長変換部材が透光性部材と接する面を小さくするか、または波長変換部材の端部形状を加工する。従って、発光装置の製造方法によれば、正面輝度を向上させると同時に、発光面の外周部にリング状の色ムラが生じることを低減することができる発光装置を製造することができる。

第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、発光装置の平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、図１ＡのＸ−Ｘ断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、図１Ｂの一部を拡大して示す拡大断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、波長変換部材準備工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、溝部形成工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、溝部形成工程を経て分割された波長変換部材を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、分割工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、分割工程を経て分割された透光性部材を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、発光素子実装工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、波長変換部材接合工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、光反射部材形成工程を示す断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、発光装置の断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、図４Ａの一部を拡大して示す拡大断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、波長変換部材準備工程を示す断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、溝部形成工程を示す断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、溝部形成工程を経て分割された波長変換部材を示す断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、分割工程を示す断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す図であって、分割工程を経て分割された透光性部材を示す断面図である。 第３実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、発光装置の断面図である。 第３実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す図であって、図６Ａの一部を拡大して示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る実施形態の一例となる発光装置およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。

＜第１実施形態＞
［発光装置の構成］
第１実施形態に係る発光装置１の構成について、図１Ａ〜図１Ｃを参照しながら説明する。発光装置１は、例えば照明用装置、車載用発光装置等の光源として利用できるものである。発光装置１は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、基板１０と、発光素子２０と、導電部材３０と、波長変換部材４０と、側面導光部材５１と、透光性部材６０と、半導体素子７０と、光反射部材８０と、を備えている。

基板１０は、発光装置１を構成する各部材を設置するためのものである。ここで、図１Ｂでは図示を省略したが、基板１０上（表面）には、外部の電源と発光素子２０とを電気的に接続するための配線部（導電パターン）が、正電極と負電極とに絶縁分離されて形成されている。そして、当該配線部上に、後記する発光素子２０および半導体素子７０がそれぞれ導電部材３０を介して実装されている。

基板１０の材料としては、発光素子２０からの光や外光が透過しにくい絶縁性材料を用いることが好ましく、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、ＬＴＣＣ等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド等の樹脂材料を用いることができる。また、絶縁性材料と金属部材との複合材料を用いることもできる。なお、基板１０の材料として樹脂を用いる場合、必要に応じてガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーを樹脂に混合してもよい。これにより、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上を図ることができる。なお、基板１０の厚さは特に限定されず、目的および用途に応じて任意の厚さで形成することができる。

発光素子２０は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と発光層とからなる半導体層を有する発光ダイオードを用いることが好ましく、目的および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２０としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ，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２０としては、ＧａＡｌＡｓ，ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。なお、蛍光体を用いた発光装置１とする場合には、その蛍光体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（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ，０≦Ｘ，０≦Ｙ，Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることが好ましい。また、発光素子２０の成分組成や発光色、大きさ等は、目的および用途に応じて適宜選択することができる。

導電部材３０は、発光素子２０と基板１０上の配線部（図示省略）を導通させるためのものである。導電部材３０としては、Ａｕあるいはその合金等からなるバンプや、共晶ハンダ（Ａｕ−Ｓｎ）、Ｐｂ−Ｓｎ、鉛フリーハンダ等を用いることができる。なお、図１Ｂでは導電部材３０にバンプを用いた例を示しているが、導電部材３０はバンプに限定されず、例えば導電ペースト等であってもよい。

波長変換部材４０は、発光素子２０からの光の少なくとも一部を吸収し、異なる波長に波長変換するものである。波長変換部材４０は、図１Ｂに示すように、後記する接着部材５０を介して、発光素子２０の上面よりも大きい面が、当該発光素子２０の上面に接合されている。また、波長変換部材４０は、図１Ａに示すように、平面視で発光素子２０の上面を包含し、かつ波長変換部材４０の下面が発光素子２０の上面よりも大きい面積を有している。すなわち、波長変換部材４０は、図１Ｃに示すように、発光素子２０の直上の領域から外側にはみ出す大きさに形成されている。ここで、「発光素子２０の上面」とは、発光素子２０における波長変換部材４０が接合された側の面を意味している。また、「波長変換部材４０の上面」とは、波長変換部材４０における透光性部材６０が配置された側の面を意味し、前記した「波長変換部材４０の下面」とは、波長変換部材４０における発光素子２０が実装された側の面を意味している。

波長変換部材４０の上面は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、平面視で後記する透光性部材６０の下面よりも小さい面積で形成されている。波長変換部材４０の上面は、例えば前記した発光素子２０として１ｍｍ角の大きさのものを用いる場合、透光性部材６０の下面よりも一辺の長さが１５μｍ〜５０μｍだけ小さく形成されている。ここで、「透光性部材６０の下面」とは、透光性部材６０における波長変換部材４０が配置された側の面を意味している。

すなわち、波長変換部材４０の側面４１は、透光性部材６０の側面よりも１５μｍ〜５０μｍだけ内側に位置している。そして、透光性部材６０の周縁下面における波長変換部材４０が形成されていない領域には、後記する光反射部材８０が配置されている。なお、波長変換部材４０の側面４１は、図１Ｃに示すように、透光性部材６０の下面に対して垂直に形成されている。そして、波長変換部材４０の側面４１の下側の角部から、発光素子２０の側面の下側の角部まで、後記する側面導光部材５１が連続して形成されている。

波長変換部材４０としては、例えば樹脂、ガラス、無機物等の透光性材料を蛍光体のバインダーとして混合して成形したものを用いることができる。バインダーとしては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂バインダー、ガラス等の無機バインダーを用いることができる。また、蛍光体としては、例えば青色発光素子と好適に組み合わせて白色系の混色光を発光させることができる代表的な蛍光体である、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）を用いることができる。そして、白色に発光可能な発光装置１とする場合、波長変換部材４０に含まれる蛍光体の濃度を、白色に発光可能となるように調整する。また、蛍光体の濃度は、例えば５％〜５０％程度とすることが好ましい。

さらに、発光素子２０に青色発光素子を用い、蛍光体にＹＡＧ系蛍光体と、赤色成分の多い窒化物系蛍光体とを用いることにより、アンバー色を発光させることもできる。アンバー色とは、ＪＩＳ規格Ｚ８１１０における黄色のうちの長波長領域と黄赤の短波長領域とからなる領域や、安全色彩のＪＩＳ規格Ｚ９１０１による黄色の領域と黄赤の短波長領域に挟まれた領域の色度範囲が該当し、例えばドミナント波長でいえば、５８０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に位置する領域のことである。アンバー色を発光させる蛍光体は、光交換効率が低いものが多く、所望の色調を得るためには蛍光体濃度を高くすることが望まれている。また、蛍光体の発熱が他の蛍光体に比べて大きいという問題もあるが、本発明によれば、波長変換部材４０の蛍光体濃度を高くし、かつ厚さを薄くすることが可能となるため、アンバー色を発光させる蛍光体を好適に用いることができる。

ＹＡＧ系蛍光体は、ＹとＡｌとを含むガーネット構造の総称であり、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活された蛍光体であり、発光素子２０から発光される青色光で励起されて発光する。ＹＡＧ系蛍光体としては、例えば（Ｒｅ_１−ｘＳｍ_ｘ）３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ（０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１、ただしＲｅは、Ｙ，Ｇｄ，Ｌａからなる群から選択される少なくとも一種の元素である）等を用いることができる。

また、窒化物系蛍光体は、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む蛍光体である。なお、この窒化物蛍光体の組成中にＯが含まれていてもよい。

窒化物系蛍光体としては、例えば一般式、Ｌ_ＸＭ_ＹＮ_{（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）}：Ｒ若しくはＬ_ＸＭ_ＹＯ_ＺＮ_{（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）}：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。Ｒは、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｘ，Ｙ，Ｚは、０．５≦Ｘ≦３，１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３である）で表されるものを用いることができる。

蛍光体には、ＹＡＧ系蛍光体、窒化物系蛍光体以外に、酸窒化物蛍光体、ＫＳＦ（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）系蛍光体、硫化物系蛍光体等の当該分野で公知のものを適宜使用することができる。これらの蛍光体を、所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いて、演色性や色再現性を調整することができる。

波長変換部材４０には、いわゆるナノクリスタル、量子ドットと称される発光物質を用いてもよい。このような材料としては、半導体材料、例えば、ＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族又はＩＶ−ＶＩ族の半導体、具体的には、ＣｄＳｅ、コアシェル型のＣｄＳ_ＸＳｅ_１−Ｘ／ＺｎＳ，ＧａＰ，ＩｎＡｓ等のナノサイズの高分散粒子を挙げることができる。このような蛍光体は、例えば、粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍ程度（原子１０〜５０個程度）のものを挙げることができる。このような波長変換部材４０を用いることにより、内部散乱を抑制することができ、色変換された光の散乱を抑制し、光の透過率をより一層向上させることができる。

波長変換部材４０は、１種類の部材によって単層で形成してもよく、２種類以上の部材を混合して単層で形成してもよく、あるいは単層を２層以上積層してもよい。また、波長変換部材４０には、必要に応じて光拡散部材を添加してもよい。そして、波長変換部材４０の厚さは、例えば２０μｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ〜５０μｍとすることができる。波長変換部材４０が１００μｍより厚い場合、放熱性が低下する傾向がある。また、放熱性の観点から波長変換部材４０は薄ければ薄い程好ましいが、あまりにも薄いと蛍光体の量が少なくなり、発光の色度範囲が小さくなる傾向がある。これらを考慮して、波長変換部材４０は、上記した適切な厚さにとする。

側面導光部材５１は、発光素子２０からの光を波長変換部材４０側に導くものである。側面導光部材５１は、図１Ｃに示すように、発光素子２０の側面から波長変換部材４０の周縁下面に亘って形成されている。この側面導光部材５１は、具体的には発光素子２０と波長変換部材４０とを接合する接着部材５０が、発光素子２０の側面から波長変換部材４０の周縁下面に亘って延在して形成されたものである。すなわち、側面導光部材５１は接着部材５０と同様の材料によって構成されている。このような側面導光部材５１を備えることで、発光素子２０の側面からの出射光を反射して波長変換部材４０内に入射させ、波長変換部材４０の光変換効率を向上させることができる。

側面導光部材５１を構成する接着部材５０としては、発光素子２０からの出射光を波長変換部材４０へと有効に導光でき、発光素子２０と波長変換部材４０を光学的に連結できる透光性材料を用いることが好ましい。接着部材５０としては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を用いることができ、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。なお、発光素子２０と波長変換部材４０との間に形成された接着部材５０の厚さは薄ければ薄い程好ましく、これにより放熱性が向上するとともに、発光素子２０と波長変換部材４０との間の接着部材５０を透過する光の損失が少なくなるため、発光装置１の光出力が向上する。

側面導光部材５１は、図１Ｃに示すように鉛直方向に切断して断面視すると、発光素子２０の側面と波長変換部材４０の周縁下面の隅部に接着部材５０が延在し、その延在した接着部材５０の厚さが発光素子２０の下面方向に向かって小さくなる断面三角形状に形成されている。そして、図１Ｂに示すように、その断面三角形状の側面導光部材５１に接するように、後記する光反射部材８０が配置されている。これにより、発光素子２０の側面からの出射光が、その断面三角形状の側面導光部材５１と光反射部材８０との界面で反射され、発光素子２０の上面から外側にはみ出した波長変換部材４０の周縁に入射し、発光装置１の発光輝度がさらに向上する。

ここで、側面導光部材５１は、例えば透光性部材６０の下面に形成した波長変換部材４０を発光素子２０に接合する際に、当該発光素子２０の上面に接着部材５０を滴下し、発光素子２０の上面との接着に必要な量以外の余剰分の接着部材５０を発光素子２０の側面まで延在させることで形成することができる。なお、側面導光部材５１の断面三角形状は、シリコーン樹脂等と発光素子２０の側面や波長変換部材４０の下面との濡れ性や粘度を適正化することによって形成することができる。

さらに、波長変換部材４０のバインダーとしてシリコーン樹脂を用いる場合、接着部材５０にもシリコーン樹脂を用いることが好ましい。これにより波長変換部材４０と接着部材５０との屈折率差を小さくすることができるため、接着部材５０から波長変換部材４０への入射光を増加させることが可能となる。

透光性部材６０は、蛍光体を含む波長変換部材４０とは別に設けられる部材であり、その下面に形成された波長変換部材４０を支持するためのものである。透光性部材６０は、図１Ｂに示すように発光装置１を断面視した場合、波長変換部材４０の上面に配置されている。また、透光性部材６０は、図１Ａに示すように、発光素子２０の上面および波長変換部材４０の上面を包含し、かつ透光性部材６０の下面が発光素子２０の上面および波長変換部材４０の上面よりも大きい面積を有している。すなわち、透光性部材６０は、図１Ｃに示すように、発光素子２０の直上の領域および波長変換部材４０の直上の領域から外側にはみ出す大きさに形成されている。

透光性部材６０としては、例えばガラスや樹脂のような透光性材料からなる板状体を用いることができる。そして、ガラスとしては、例えばホウ珪酸ガラス、石英ガラス等を用いることができ、樹脂としては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。なお、透光性部材６０には、光拡散部材を含有させてもよい。前記した波長変換部材４０の蛍光体濃度を高くすると色ムラが発生し易くなるが、透光性部材６０に光拡散部材を含有させることで、色ムラ、さらには輝度ムラを抑制することができる。光拡散部材としては、例えば酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を用いることができる。

透光性部材６０の厚さは、製造工程における機械的強度が低下せず、波長変換部材４０に十分な機械的強度を付与することができる厚さであればよい。また、透光性部材６０の厚さは、厚すぎると発光装置１の小型化に支障をきたしたり、放熱性が低下したりするため、これらを考慮して適切な厚さとすることが好ましい。また、発光面となる透光性部材６０の上面は平坦な面に限定されず、微細な凹凸を有していてもよい。このような発光面に微細な凹凸が形成されていることで、当該発光面からの出射光の散乱を促進させて輝度ムラや色ムラをさらに抑制することが可能となる。

発光装置１は、前記した発光素子２０とは別に、その発光素子２０に隣接して基板１０上に配置される半導体素子７０を備えている。このような半導体素子７０としては、発光装置１の発光を目的としない別の発光素子の他、発光素子を制御するためのトランジスタや、保護素子を用いることができる。

前記した保護素子は、発光素子２０を過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護するための素子であり、具体的には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ Ｄｉｏｄｅ）で構成される。保護素子は、発光素子２０のｐ電極とｎ電極に対して逆並列となるように、導電部材３０よってそれぞれ電気的に接続されている。これにより、発光素子２０のｐｎ両電極間の電圧がツェナー電圧以上となることを防止することができ、過大な電圧が印加されることによる発光素子２０の素子破壊や性能劣化の発生を適切に防止することができる。

光反射部材８０は、発光素子２０からの光を反射するためのものである。光反射部材８０は、図１Ｂに示すように、基板１０上に配置された各部材を全て覆うように配置されており、少なくとも、波長変換部材４０、透光性部材６０および側面導光部材５１のそれぞれの側面に配置されている。これにより、光反射部材８０は、発光素子２０から出射された光を波長変換部材４０に入射させることができる。光反射部材８０は、より詳細には波長変換部材４０、透光性部材６０および側面導光部材５１のそれぞれの側面に加えて、発光素子２０の下面、半導体素子７０の下面、側面、上面にも配置されている。

光反射部材８０としては、絶縁材料を用いることが好ましく、あるいはある程度の強度を確保するために、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。光反射部材８０としては、例えばシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ、の1種以上を含む樹脂またはハイブリッド樹脂と光反射部材とを用いて形成することができる。なかでも、耐熱性、電気絶縁性に優れ、柔軟性のあるシリコーン樹脂をベースポリマーとして含有する樹脂が好ましい。光反射部材８０としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト等が挙げられる。なかでも酸化チタンは、水分等に対して比較的安定でかつ高屈折率であるため好ましい。

以上の構成を備える発光装置１によれば、側面導光部材５１を利用して発光素子２０側面から照射された光を正面に取り出すことができるとともに、波長変換部材４０の上面を透光性部材６０の下面の面積よりも小さくし、波長変換部材４０が透光性部材６０と接する面を小さくすることで、発光面の端部の黄色光成分を減少させることができる。従って、発光装置１によれば、正面輝度を向上させると同時に、発光面の外周部にリング状の色ムラが生じることを低減することができる。

［発光装置の製造方法］
以下、本発明の第１実施形態に係る発光装置１の製造方法について、図２Ａ〜図２Ｅおよび図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら説明する。発光装置１の製造方法は、波長変換部材準備工程（図２Ａ）と、溝部形成工程（図２Ｂおよび図２Ｃ）と、分割工程（図２Ｄおよび図２Ｅ）と、発光素子実装工程（図３Ａ）と、波長変換部材接合工程（図３Ｂ）と、光反射部材配置工程（図３Ｃ）と、を順番に行う。

波長変換部材準備工程は、下面に波長変換部材４０が形成された透光性部材６０を準備する工程である。波長変換部材準備工程では、複数の発光素子２０よりも十分に大きな透光性部材６０を用意し、図２Ａに示すように、当該透光性部材６０を支持体として用い、当該透光性部材６０の下面に波長変換部材４０を形成する。波長変換部材４０の形成方法としては、印刷法、圧縮成形法、蛍光体電着法、蛍光体シート法等を用いることができる。なお、以下の説明において、透光性部材６０の下面とは、図１Ｂと同様に透光性部材６０における波長変換部材４０が配置される側の面のことを意味している。

ここで、印刷法を利用する場合、蛍光体、バインダーおよび溶剤を含むペーストを調製し、そのペーストを透光性部材６０の下面に塗布し、乾燥させることにより波長変換部材４０を形成する。前記したバインダーとしては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂バインダーやガラス等の無機バインダーを用いることができる。また、圧縮成形法を利用する場合、透光性部材６０の下面に、バインダーに蛍光体を含有させた波長変換部材４０の材料を金型で成形することにより波長変換部材４０を形成する。蛍光体電着法を利用する場合、透光性部材６０の下面に、透光性にすることが可能な導電性の薄膜を形成させておき、帯電した蛍光体を、電気泳動を利用して薄膜上に堆積させることにより波長変換部材４０を形成する。蛍光体シート法を利用する場合、シリコーン樹脂に蛍光体を混練し、シート状に加工した蛍光体シートを用いることにより波長変換部材４０を形成する。

溝部形成工程は、透光性部材６０上の波長変換部材４０に溝部を形成する工程である。ここで、溝部は、個別の発光素子２０に対応する透光性部材６０を区画するためのものである。溝部形成工程では、図２Ｂに示すように、所定幅のブレード（厚幅ブレード）Ｂ１を用いて波長変換部材４０を略垂直に分割し、図２Ｃに示すような溝部Ｄを形成する。ここで、溝部形成工程におけるブレードＢ１は、後記する分割工程におけるブレードＢ２よりも３０μｍ〜１００μｍ程度幅が広いものを用いることが好ましい。これにより、後記するように、波長変換部材４０の上面を平面視で透光性部材６０の下面よりも小さい面積に形成することができる（図２Ｅ参照）。また、溝部形成工程では、平面視で波長変換部材４０の上面が後記する発光素子２０（図３Ａ参照）の上面を包含し、かつ当該発光素子２０の上面よりも大きい面積となるように溝部Ｄを形成することで、波長変換部材４０を分割する。なお、溝部形成工程では、図２Ｂに示すように、透光性部材６０の下面を上向きにした状態で波長変換部材４０に溝部Ｄを形成している。

なお、図２Ｂでは、溝部形成工程の一例としてブレードＢ１を用いたが、溝部形成工程ではブレードＢ１の代わりにレーザー光を用いて波長変換部材４０を分割してもよく、あるいはエッチングによって波長変換部材４０を分割してもよい。

分割工程は、透光性部材６０を溝部Ｄで分割する工程である。分割工程では、図２Ｄに示すように、所定幅のブレード（細幅ブレード）Ｂ２を用いて、溝部形成工程で形成された溝部Ｄの中心を通るように、透光性部材６０を分割する。ここで、分割工程におけるブレードＢ２は、前記した溝部形成工程におけるブレードＢ１よりも３０μｍ〜１００μｍ程度幅が狭いものを用いることが好ましい。これにより、図２Ｅに示すように、波長変換部材４０の上面を平面視で透光性部材６０の下面よりも一辺の長さが１５μｍ〜５０μｍだけ小さく形成することができる。また、分割工程では、透光性部材６０が平面視で発光素子２０の上面を包含し、かつ透光性部材６０の下面が発光素子２０の上面よりも大きい面積となるように透光性部材６０を分割する。これにより、図２Ｅに示すように、波長変換部材４０と透光性部材６０との間に段差を形成することができる。

なお、図２Ｄでは、分割工程の一例としてブレードＢ２を用いた分割を図示したが、分割工程ではブレードＢ２の代わりにレーザー光を用いて透光性部材６０を分割してもよい。

また、このように厚幅ブレードＢ１で波長変換部材４０に溝部Ｄを形成し、その後細幅ブレードＢ２で透光性部材６０を分割することにより、透光性部材６０の分割時にブレードＢ２に波長変換部材４０が付着するのを防止することができる。なお、波長変換部材４０の溝部Ｄ形成と透光性部材６０の分割とを同じ幅のブレードで行うと、透光性部材６０の分割時にブレードに波長変換部材４０が付着しやすくなり、分割時に分割面に波長変換部材４０が付着したり、あるいはブレードの回転が悪くなり作業効率が低下するおそれがある。このような観点からも、波長変換部材４０の上面は透光性部材６０の下面より小さい面積であることが好ましい。

発光素子実装工程は、基板１０上に発光素子２０を実装する工程である。発光素子実装工程では、図３Ａに示すように、基板１０上の配線部（図示省略）上に、導電部材３０を介して複数の発光素子２０を実装する。また同様に、発光素子２０とその隣の発光素子２０の間の基板１０上に、半導体素子７０を実装する。発光素子２０、半導体素子７０の実装方法としては、フリップチップ実装を用いることができる。なお、半導体素子７０の実装は必須ではなく、必要に応じて省略することもできる。

波長変換部材接合工程は、図２Ｅに示すように透光性部材６０の下面に形成された波長変換部材４０を、図３Ａに示した発光素子２０の上面に接着部材５０を介して接合する工程である。波長変換部材接合工程では、図３Ｂに示すように、透光性部材６０の下面に予め形成させておいた波長変換部材４０を、その波長変換部材４０の側を発光素子２０の上面に向け、当該発光素子２０の上面に接着部材５０を介して接合する。

ここで、波長変換部材接合工程では、発光素子２０と波長変換部材４０との間に設けた接着部材５０が、透光性部材６０を押圧することにより、発光素子２０の側面から波長変換部材４０の周縁下面に亘って延在し、側面導光部材５１を形成する。すなわち、波長変換部材接合工程では、波長変換部材４０を発光素子２０に接合する際に、当該発光素子２０の上面に接着部材５０を多めに塗布し、発光素子２０の上面との接着に必要な量以外の余剰分の接着部材５０を発光素子２０の側面に延在させることで、図３Ｂに示すような断面三角形状の側面導光部材５１を形成する。

接着部材５０は、発光素子２０の側面に延在して側面導光部材５１を形成するが、発光素子２０の側面に延在した接着部材５０が、さらに基板１０の上面に達してしまうと、発光素子２０から出射した光が接着部材５０を通って基板１０の上面に入射し、基板１０に吸収されてしまうおそれがある。そのため、接着部材５０は、基板１０上面に達しない程度に、接着部材５０の粘度や量を適宜調整する必要がある。接着部材５０の調整は、具体的には、例えば発光素子２０の側面角部下部が側面導光部材５１から露出することを一つの目安として接着部材５０の量と粘度を調整することができる。

波長変換部材接合工程では、平面視略矩形の発光素子２０の上面に平面視略矩形の透光性部材６０をそれぞれの角部の方向が重なるように配置している。平面視略矩形状の発光素子２０の上面に滴下された接着部材５０は、透光性部材６０で押圧することにより、３６０°水平方向に広がる。ここで発光素子２０は平面視略矩形状であるため、広がった接着部材５０は発光素子２０の４側面のそれぞれ中央部により早く広がり易く、最後に、発光素子２０の側面角部に到達する。接着部材５０が側面全てに延在した接着部材５０は、押圧により、発光素子２０の下面または基板１０に達してしまうおそれがある。つまり、発光素子２０角部下部が接着部材５０から露出していることを、接着部材５０が発光素子２０の下面または基板１０に達していないことの目安とすることができ、製造上工程の管理が容易となる。なお、平面視略矩形の発光素子２０の外形を成す各辺の交点を含む部位（角部）のところでは光の放出が少ないと考えられるため、角部下部が側面導光部材５１から露出することによる光のロスは最小限で済むと考えられる。

また、波長変換部材４０のバインダーの量を調整し、当該バインダーが半硬化の状態で波長変換部材接合工程を行うこともできる。半硬化の波長変換部材４０を発光素子２０の上面に押圧することにより、バインダーの一部を発光素子２０の側面に延在させることができる。

光反射部材配置工程は、図３Ｃに示すように、基板１０上および発光素子２０等の周囲に光反射部材を配置する工程である。光反射部材配置工程では、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等に移動（可動）させることができる樹脂吐出装置を用いて光反射部材８０を構成する樹脂等を充填する。

以上のような各工程を行う発光装置１の製造方法によれば、接着部材５０を発光素子２０の側面から波長変換部材４０の周縁下側に亘って延在させることで、発光素子２０側面から照射された光を正面に取り出すための側面導光部材５１を形成するとともに、波長変換部材４０の上面を透光性部材６０の下面の面積よりも小さくし、波長変換部材４０が透光性部材６０と接する面を小さくする。従って、発光装置１の製造方法によれば、正面輝度を向上させると同時に、発光面の外周部にリング状の色ムラが生じることを低減することができる発光装置１を製造することができる。

＜第２実施形態＞
［発光装置の構成］
第２実施形態に係る発光装置１Ａの構成について、図４Ａおよび図４Ｂを参照しながら説明する。発光装置１Ａは、図４Ａに示すように、波長変換部材４０Ａ以外の構成が前記した発光装置１（図１Ｂ参照）と同様である。

発光装置１Ａの波長変換部材４０Ａは、図４Ｂに示すように、その上面が透光性部材６０の下面と同じ面積で形成されている。また、波長変換部材４０Ａは、その端部、すなわち平面視で発光素子２０の外側となる領域がその他の領域よりも薄く形成されている。そして、波長変換部材４０Ａは、発光素子２０の外側となる領域が外周に向かうほど薄くなるように形成されている。

すなわち、波長変換部材４０Ａは、発光素子２０の直上の領域では一定の厚さで形成され、波長変換部材４０Ａの端部、すなわち発光素子２０の外側となる領域では当該波長変換部材４０Ａの側面４１Ａが外周に向かって傾斜して形成されている。言い換えれば、波長変換部材４０Ａは、発光素子２０の側面と透光性部材６０の側面との間の領域において、外周に向かって一定の角度で薄くなるテーパ状に形成されている。なお、波長変換部材４０Ａがテーパ状に形成されている領域、すなわち発光素子２０の側面と透光性部材６０の側面との間の領域は、例えば前記した発光素子２０として１ｍｍ角の大きさのものを用いる場合、具体的には１５μｍ〜５０μｍの幅となる。

以上の構成を備える発光装置１Ａによれば、前記した発光装置１のように透光性部材６０の周縁下側の波長変換部材４０Ａを完全に取り除くのではなく、波長変換部材４０Ａの端部形状を外周に向かってテーパ状に加工することで、発光面の端部の黄色成分をより細かく調整することができるため、発光面の色ムラをより効果的に低減することができる。

［発光装置の製造方法］
以下、本発明の第２実施形態に係る発光装置１Ａの製造方法について、図５Ａ〜図５Ｅを参照しながら説明する。発光装置１Ａの製造方法は、波長変換部材準備工程（図５Ａ）と、溝部形成工程（図５Ｂおよび図５Ｃ）と、分割工程（図５Ｄおよび図５Ｅ）と、発光素子実装工程（図３Ａ）と、波長変換部材接合工程（図３Ｂ）と、光反射部材配置工程（図３Ｃ）と、を順番に行う。なお、発光素子実装工程以降の工程は第１実施形態に係る発光装置１の製造方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。

波長変換部材準備工程では、複数の発光素子２０よりも十分に大きな透光性部材６０を用意し、図５Ａに示すように、印刷法、圧縮成形法、蛍光体電着法、蛍光体シート法等を利用して透光性部材６０の下面に波長変換部材４０Ａを形成する。

溝部形成工程では、図５Ｂに示すように、所定幅のレーザー光Ｌ１を用いて波長変換部材４０Ａをダイシングして分割し、図５Ｃに示すような溝部Ｄを形成する。ここで、溝部形成工程では、レーザー光Ｌ１の条件を調整し、平面視で波長変換部材４０Ａにおける発光素子２０の外側となる領域が発光素子２０の直上の領域よりも薄くなるように、より具体的には溝部Ｄに向かうほど薄くなるように当該溝部Ｄを形成する。これにより波長変換部材４０Ａの側面４１Ａをテーパ状に加工する。また、溝部形成工程では、波長変換部材４０Ａが平面視で発光素子２０の上面を包含し、かつ波長変換部材４０Ａの下面が発光素子２０の上面よりも大きい面積となるように溝部Ｄを形成することで、波長変換部材４０Ａを分割する。

なお、図５Ｂでは、溝部形成工程の一例としてレーザー光Ｌ１を用いたが、溝部形成工程ではレーザー光Ｌ１の代わりにブレードを用いて波長変換部材４０Ａを分割してもよく、あるいはエッチングによって波長変換部材４０Ａを分割してもよい。

分割工程では、図５Ｄおよび図５Ｅに示すように、所定幅のブレードＢ３を用いて、溝部形成工程で形成された溝部Ｄの中心を通るように、透光性部材６０をダイシングして垂直に分割する。また、分割工程では、透光性部材６０が平面視で発光素子２０の上面を包含し、かつ透光性部材６０の下面が発光素子２０の上面よりも大きい面積となるように透光性部材６０を分割する。そしてその後、発光素子実装工程（図３Ａ）、波長変換部材接合工程（図３Ｂ）、光反射部材配置工程（図３Ｃ）を経て図４Ａに示すような発光装置１Ａを製造する。

なお、図５Ｄでは、分割工程の一例としてブレードＢ３を用いたが、分割工程ではブレードＢ３の代わりにレーザー光を用いて透光性部材６０を分割してもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る発光装置１Ｂの構成について、図６Ａおよび図６Ｂを参照しながら説明する。発光装置１Ｂは、図６Ａに示すように、波長変換部材４０Ｂ以外の構成が前記した発光装置１（図１Ｂ参照）と同様である。

発光装置１Ｂの波長変換部材４０Ｂは、図６Ｂに示すように、その上面が透光性部材６０の下面と同じ面積で形成されている。また、波長変換部材４０Ｂは、その端部、すなわち平面視で発光素子２０の外側となる領域がその他の領域よりも薄く形成されている。そして、波長変換部材４０Ｂは、発光素子２０の外側となる領域が外周に向かって湾曲しながら薄くなるように形成されている。

すなわち、波長変換部材４０Ｂは、発光素子２０の直上の領域では一定の厚さで形成され、発光素子２０の外側となる領域、すなわち発光素子２０の側面と透光性部材６０の側面との間の領域では、当該波長変換部材４０Ｂの側面４１Ｂが外周に向かって曲線状に傾斜して形成されている。なお、波長変換部材４０Ｂが曲線状に形成されている領域、すなわち発光素子２０の側面と透光性部材６０の側面との間の領域は、例えば発光素子２０として１ｍｍ角の大きさのものを用いる場合、具体的には１５μｍ〜５０μｍの幅となる。

ここで、前記したような波長変換部材４０Ｂを備える発光装置１Ｂを製造する場合、溝部形成工程において、レーザー光Ｌ１の条件を調整し、平面視で波長変換部材４０Ｂにおける発光素子２０の外側となる領域が溝部Ｄに向かって湾曲しながら薄くなるように当該溝部Ｄを形成し、波長変換部材４０Ｂの側面４１Ｂを曲線状に加工すればよい。なお、発光装置１Ｂを製造する場合の工程は、溝部形成工程以外は前記した発光装置１Ａと同様である。

以上の構成を備える発光装置１Ｂによれば、波長変換部材４０Ｂの端部形状を外周に向かって曲線状に加工することで、前記した発光装置１Ａと同様に発光面の端部の黄色成分をより細かく調整することができるため、発光面の色ムラをより効果的に低減することができる。

以上、実施形態に係る発光装置およびその製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、発光装置１〜１Ｂは、必要に応じて発光素子２０および半導体素子７０と、導電部材３０との隙間にアンダフィルを設けてもよい。アンダフィルは、基板１０上に配置された発光素子２０、半導体素子７０、導電部材３０等を、塵芥、水分、外力等から保護するためのものである。アンダフィルの材料としては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を用いることができる。また、このような材料に加えて、必要に応じて着色剤、光拡散部材、フィラー、蛍光部材等を含有させることもできる。

１，１Ａ，１Ｂ 発光装置
１０ 基板
２０ 発光素子
３０ 導電部材
４０，４０Ａ，４０Ｂ 波長変換部材
４１，４１Ａ，４１Ｂ 側面
５０ 接着部材
５１ 側面導光部材
６０ 透光性部材
７０ 半導体素子
８０ 光反射部材
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレード
Ｄ 溝部
Ｌ１ レーザー光

Claims (3)

1. 下面に波長変換部材が形成された透光性部材を準備する工程と、
   前記波長変換部材に溝部を形成する工程と、
   前記透光性部材を前記溝部で分割する工程と、
   前記透光性部材の下面に形成された前記波長変換部材を、発光素子の上面に接着部材を介して接合する工程と、を含み、
   前記溝部を形成する工程は、
   前記波長変換部材の上面が前記発光素子の上面よりも大きい面積となるように前記溝部を形成し、
   前記波長変換部材の上面が前記透光性部材の下面と同じ面積で形成されるとともに、前記発光素子の外側となる領域が前記発光素子の直上の領域よりも薄くなるように前記溝部を形成し、
   前記波長変換部材を接合する工程は、前記発光素子と前記波長変換部材との間に設けた接着部材が、前記発光素子の側面から前記波長変換部材の周縁下面に亘って延在し、側面導光部材を形成し、
   前記溝部を形成する工程は、前記発光素子の上面よりも大きい面積となるように前記溝部を形成するとともに、前記波長変換部材における発光素子の外側となる領域が前記溝部に向かうほど薄くなるように前記溝部を形成する発光装置の製造方法。
2. 前記溝部を形成する工程は、前記波長変換部材における発光素子の外側となる領域が前記溝部に向かって湾曲しながら薄くなるように前記溝部を形成する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記波長変換部材を接合する工程は、前記接着部材が前記透光性部材を押圧することにより前記側面導光部材を形成する請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。

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