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CN110660895A - 发光装置的制造方法及发光装置 - Google Patents

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CN110660895A
CN110660895A CN201910475243.3A CN201910475243A CN110660895A CN 110660895 A CN110660895 A CN 110660895A CN 201910475243 A CN201910475243 A CN 201910475243A CN 110660895 A CN110660895 A CN 110660895A
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CN
China
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light
recess
resin
emitting element
reflective layer
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CN201910475243.3A
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English (en)
Inventor
小关健司
小岛淳资
中井千波
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Nichia Corp
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种发光效率高的发光装置的制造方法及发光装置。发光装置(100)的制造方法包括:在具有凹部(15)的封装体(10)的凹部的底面载置发光元件(20)的工序;用含有第一反射材料的第一树脂覆盖凹部的侧面而形成第一反射层(30)的工序;用含有第二反射材料的第二树脂覆盖凹部的底面而形成与第一反射层抵接的第二反射层(40)的工序;在第二反射层及发光元件上配置由含有荧光体的第三树脂构成的透光层(50)的工序。在形成第二反射层的工序中,利用离心力使第二树脂中含有的第二反射材料沉降,依次在凹部的底面形成含有第二反射材料的含有层(40a)和透光层(40b),并以含有层不与发光元件的侧面的至少一部分相对的方式形成第二反射层。

Description

发光装置的制造方法及发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置的制造方法及发光装置。
背景技术
目前,已知在具有凹部的封装体的底面载置有发光元件的发光装置。例如,在专利文献1中公开了如下的发光装置及其制造方法,在具有杯的封装体的杯的底面载置发光元件,用含反射材料的第一树脂层覆盖杯的底面及侧面,从而将反射材料层配置在杯的底面侧以及侧面侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2016-72412号公报
在上述专利文献的技术中,在杯内注入加入反射材料的第一树脂后,通过对第一树脂施加离心力,将反射材料层配置在杯的底面侧及侧面侧。此时,反射材料层的配置例如通过如下方式进行:以使杯的底面成为外侧的旋转轴施加离心力,同时以使杯的侧面成为外侧的旋转轴施加离心力。
然而在上述技术中,需要对反射材料的沉降进行高精度的调整,也可以设想到存在反射材料层没有从杯的底面到侧面的上端连续配置的情况。因此,虽然上述专利文献的发光装置的发光效率高,但存在进一步改善的余地。
发明内容
本发明的实施方式的课题在于提供一种发光效率高的发光装置的制造方法及发光装置。
本发明的实施方式的发光装置的制造方法,包括:在具有凹部的封装体的所述凹部的底面载置发光元件的工序;用含有第一反射材料的第一树脂覆盖所述凹部的侧面而形成第一反射层的工序;用含有第二反射材料的第二树脂覆盖所述凹部的底面而形成与所述第一反射层抵接的第二反射层的工序;以及在所述第二反射层及所述发光元件上配置由含有荧光体的第三树脂构成的透光层的工序,在形成所述第二反射层的工序中,通过离心力使所述第二树脂中含有的所述第二反射材料沉降,依次在所述凹部的底面形成含有所述第二反射材料的含有层和透光层,并且,以所述含有层不与所述发光元件的侧面的至少一部分相对的方式形成所述第二反射层。
本发明的实施方式的发光装置的制造方法,包括:在具有凹部的封装体的所述凹部的底面载置发光元件的工序;用含有第一反射材料的第一树脂覆盖所述凹部的侧面而形成第一反射层的工序;用含有第二反射材料的第二树脂覆盖所述凹部的底面而形成与所述第一反射层抵接的第二反射层的工序;以及在所述第二反射层及所述发光元件上配置由含有荧光体的第三树脂构成的透光层的工序,在形成所述第二反射层的工序中,通过灌封将所述第二树脂配置在所述凹部的底面中的所述凹部的侧面与所述发光元件之间,通过以使所述凹部的底面成为外侧的旋转轴对所述封装体施加离心力,从而以覆盖从所述第一反射层露出的所述凹部的整个底面的方式,使所述第二树脂的形状变化,并且在施加离心力的状态下使所述第二树脂固化。
本发明的实施方式的发光装置,具备:具有凹部的封装体;发光元件,其载置在所述凹部的底面;第一反射层,其利用含有第一反射材料的第一树脂覆盖所述凹部的侧面而形成;第二反射层,其与所述第一反射层抵接,利用含有第二反射材料的第二树脂覆盖所述凹部的底面而形成;以及透光层,其配置在所述第二反射层及所述发光元件上,由含有荧光体的第三树脂构成。所述第一反射层的所述第一反射材料分散在所述第一树脂中,所述第二反射层的含有所述第二反射材料的含有层及透光层依次设置在所述凹部的底面,所述发光元件的侧面的至少一部分不与所述含有层相对。
根据本发明的实施方式的发光装置的制造方法,能够制造发光效率高的发光装置。
根据本发明的实施方式的发光装置的发光效率高。
附图说明
图1A是示意性地表示实施方式的发光装置的结构的立体图。
图1B是沿图1A中的线IB-IB的剖面图。
图1C是示意性地表示实施方式的发光装置的结构的一部分的剖面图。
图2是实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图3A是表示实施方式的发光装置的制造方法中载置发光元件的工序的剖面图。
图3B是表示实施方式的发光装置的制造方法中形成第一反射层的工序的剖面图。
图3C是表示实施方式的发光装置的制造方法中形成第一反射层的工序的平面图。
图3D是表示实施方式的发光装置的制造方法中形成第二反射层的工序的示意图,是表示用第二树脂覆盖封装体的凹部的底面,利用离心力使第二反射材料沉降的工序的示意图。
图3E是表示实施方式的发光装置的制造方法中形成第二反射层的工序的剖面图,是表示利用离心力使第二反射材料沉降后的状态的剖面图。
图3F是表示实施方式的发光装置的制造方法中配置透光层的工序的剖面图。
图4是示意性地表示另一实施方式的发光装置的结构的剖面图。
图5是示意性地表示另一实施方式的发光装置的结构的剖面图。
图6是示意性地表示另一实施方式的发光装置的结构的剖面图。
图7A是示意性地表示另一实施方式的发光装置的结构的立体图。
图7B是沿图7A的VIIB-VIIB线的剖面图。
图8A是示意性地表示另一实施方式的发光装置的结构的平面图。
图8B是图8A的VIIIB-VIIIB线的剖面图。
图8C是图8A的VIIIC-VIIIC线的剖面图。
图9A是示意性地表示另一实施方式的发光装置的结构的平面图。
图9B是沿图9A的IXB-IXB线的剖面图。
附图标记说明
2 绝缘性基板
2a 基板部
2b 第一壁面部
2c 第二壁面部
2d 支承部件
3 第一配线部
3a 第一引线
3b 第二引线
3c 第一引线
3d 第二引线
4 导通柱
5 第二配线部
6 第三配线部
7 镀层
10、10A、10B、10C 封装体
15 凹部
16 涂布位置
20 发光元件
21 基板
22 半导体层
23 导线
24 导线
30 第一反射层
31 第一反射材料
32 弯曲部
32a 弯曲部的端部
33 间隙部
40 第二反射层
40a 含有层
40b 透光层
41 第二反射材料
50 透光层
51 荧光体
60 凸块
70 立柱
80 旋转轴
90 保护元件
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F 发光装置
A 封装体的旋转方向
B 与凹部的底面平行的方向
C 第二反射材料沉降的方向
L1、L2、L3
具体实施方式
以下参照附图对实施方式进行说明。但是,以下所示的方式示例了用于具体化本实施方式的技术思想的发光装置的制造方法及发光装置,并不限定于以下的内容。另外,实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状以及其相对配置等,只要没有特定的记载,就不只是将本发明的范围限定于此,只不过是示例而已。另外,各附图所示的部件的大小以及位置关系等为了明确说明有时会夸张放大。
(实施方式)
图1A是示意性地表示实施方式的发光装置的结构的立体图。图1B是沿图1A的IB-IB线的剖面图。图1C是示意性地表示实施方式的发光装置的结构的一部分的剖面图。
(发光装置)
发光装置100具备:具有凹部15的封装体10、载置在凹部15的底面的发光元件20、覆盖凹部15的侧面而形成的第一反射层30、以及与第一反射层30抵接并覆盖凹部15的底面而形成的第二反射层40、以及配置在第二反射层40和发光元件20上且含有荧光体51的透光层50。
封装体10具备:绝缘性基板2、设置在绝缘性基板2的基板部2a的上面的第一配线部3、设置在基板部2a的下面的第二配线部5、设置在基板部2a的侧面上的第三配线部6、以及将第一配线部3和第二配线部5电连接的导通柱4。封装体10俯视下形成为大致矩形,并具有凹部15。凹部15的开口俯视下形成为大致矩形。
绝缘性基板2具备:载置发光元件20的基板部2a、形成于该基板部2a的上面侧的周缘的第一壁面部2b、以及层叠于该第一壁面部2b的第二壁面部2c。绝缘性基板2形成为在成为第一壁面部2b及第二壁面部2c的内侧的中央具有开口的凹形状。
基板部2a、第一壁面部2b、第二壁面部2c以在内侧形成台阶的方式设置。第一壁面部2b及第二壁面部2c形成为外周侧面为同一侧面,第一壁面部2b的内周侧面比第二壁面部2c的内周侧面更位于内侧。由于第一壁面部2b位于比第二壁面部2c更靠内侧的位置,所以后述的第一反射层30容易倾斜。另外,凹部15的侧面也可以不是台阶,而是从底面朝向开口宽度变大的倾斜面。
作为绝缘性基板2,例如可以使用PPA(聚邻苯二甲酰胺)、PPS(聚苯硫醚)或液晶聚合物等热塑性树脂、环氧树脂、有机硅树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂或酚醛树脂等热固性树脂。另外,绝缘性基板2更优选使用玻璃环氧树脂、陶瓷、玻璃等。另外,在绝缘性基板2使用陶瓷的情况下,特别优选使用氧化铝、氮化铝、莫来石、碳化硅、氮化硅等。
第一配线部3设置在基板部2a的上面,与发光元件20电连接。该第一配线部3具备第一引线3a及第二引线3b作为正负一对电极,在第一引线3a及第二引线3b上倒装芯片安装有发光元件20。
第二配线部5设置在基板部2a的下面,作为发光装置100的外部电极与外部电源电连接。
导通柱4设置在贯通基板部2a的贯通孔内,第三配线部6设置在基板部2a的侧面,将第一配线部3与第二配线部5电连接。若第一配线部3和第二配线部5电连接,则可以省略导通柱4和第三配线部6中的任一个。
作为第一配线部3、第二配线部5及第三配线部6,例如可以使用Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、或含有这些中的一种的合金。
另外,第一配线部3、第二配线部5及第三配线部6也可以在表面形成镀层7。镀层7例如可以使用Au、Ag、Cu、Pt或含有它们中的一种的合金。若镀层7是这些材料,则能够进一步提高来自发光元件20的光的反射率。
发光元件20包括透光性的基板21及形成在基板21上的半导体层22。基板21可以使用绝缘性的基板,也可以使用导电性的基板。发光元件20的形状、大小等可以选择任意的形状、大小等。作为发光元件20的发光色,可以根据用途选择任意波长的发光色。例如,作为蓝色(波长430~490nm的光)的发光元件20可以使用GaN类或InGaN类。作为InGaN类可以使用InXALYGa1-X-YN(0≤X≤1、0≤Y≤1、X+Y≤1)等。
发光元件20的厚度(例如从半导体层22的下表面到基板21的上表面的高度)例如为100μm以上且300μm以下。
第一反射层30及第二反射层40是反射从发光元件20射出的光的部件。
为了使从发光元件20射出的光不被凹部15的底面或侧面透过、吸收,优选凹部15内的表面被第一反射层30及第二反射层40覆盖。更优选凹部15内的表面全部被第一反射层30及第二反射层40覆盖。另外,为了不妨碍从发光元件20射出的光的取出,优选使发光元件20的上面及侧面不被第一反射层30及第二反射层40覆盖,而使发光元件20的表面从第二反射层40露出。
第一反射层30由含有第一反射材料31的第一树脂覆盖封装体10的凹部15的侧面而形成。第一反射层30从发光元件20的侧面离开,覆盖凹部15的底面的外缘。另外,第一反射层30从凹部15的底面的外缘连续覆盖到凹部15的侧面。第一反射层30更优选覆盖凹部15的侧面的大致全部,但至少优选以在发光装置100的截面中第一反射材料31的上端比发光元件20的上表面高的方式覆盖凹部15的侧面。
在第一反射层30中,第一反射材料31分散在第一树脂中。这里,所谓第一反射材料31分散在第一树脂中,是指反射材料以具有作为反射层的功能的程度分散即可,例如只要是利用现有公知的方法涂布含有反射材料的树脂时的分散状态即可。另外,第一反射层30只要具有作为反射层的功能,则第一反射材料31即使部分地偏向配置也没关系。
第一反射材料31相对于第一反射层30的含有浓度例如为10质量%以上且50质量%以下。
通过使第一反射层30覆盖凹部15的侧面,能够防止凹部15的侧面引起的光的透过及吸收。
第二反射层40与第一反射层30抵接,利用含有第二反射材料41的第二树脂覆盖封装体10的凹部15的底面而形成。第二反射层40在凹部15的底面覆盖绝缘性基板2中的基板部2a的上面及第一配线部3,并且覆盖第一反射层30的一部分。第二反射层40以大致均匀的厚度覆盖凹部15的底面。
通过使第二反射层40覆盖凹部15的底面,能够防止电镀层7以及基板部2a引起的光的透过及吸收。
第二反射层40以发光元件20的侧面的至少一部分从第二反射层40露出的方式设置。在此,仅位于发光元件20的侧面的半导体层22侧(即凹部15的底面侧)的一部分被第二反射层40覆盖,侧面的其他部位从第二反射层40露出而由透光层50覆盖。
另外,发光元件20的侧面在这里是指将基板21的侧面与半导体层22的侧面合起来的部分。
第二反射层40在截面中第二反射材料41偏向底面侧配置。
第二反射层40优选从凹部15的底面侧依次具备含有第二反射材料41的含有层40a及透光层40b。含有层40a是由第二反射材料41沉降而形成的层,是在第二反射层40的深度方向上以高浓度配置第二反射材料41的区域。透光层40b是以通过第二反射材料41沉降而在上方形成的树脂为主体的层。即,在含有层40a和透光层40b之间没有形成明确的界面。
另外,第二反射层40设置成发光元件20的侧面的至少一部分不与含有层40a相对,但优选设置成发光元件20的侧面的大致全部不与含有层40a相对。即,优选发光元件20的侧面的大致全部不被含有层40a覆盖。在此,仅发光元件20的侧面的安装面侧的一部分区域被含有层40a覆盖,侧面的其他区域从含有层40a露出,被透光层40b和透光层50覆盖。在此,相对于发光元件20的侧面以不覆盖半导体层22的侧面整体的方式在含有层40a配置第二反射层40。
通过以发光元件20的半导体层22的侧面的至少一部分不与含有层40a相对的方式设置,能够提高从发光元件20的侧面的光取出效率,从而改善发光元件20的侧方区域中的配光色度。
第二反射层40只要以发光元件20的侧面的至少一部分不与含有层40a相对的方式设置即可。但是,为了进一步提高上述效果,优选与含有层40a相对的发光元件20的侧面的面积较小。更优选发光元件20的侧面全部不与含有层40a相对地设置(参照图4、5)。
另外,以发光元件20的侧面的至少一部分不与含有层40a相对的方式设置第二反射层40是指,在发光元件20的所有侧面中,以各侧面的至少一部分不与含有层40a相对的方式设置第二反射层40。
第二反射层40的厚度例如优选为10μm以上且200μm以下。若第二反射层40的厚度为10μm以上,则容易形成第二反射层40。另外,若第二反射层40的厚度为200μm以下,则能够进一步提高以上述发光元件20的侧面的至少一部分不相对的方式设置含有层40a得到的效果。
另外,通过将第二反射层40的厚度设为例如10μm以上且200μm以下的范围,在使第二反射材料41离心沉降的工序中,能够抑制由表面张力引起的第二反射层40向发光元件20的侧面的爬升,从而能够配置第二反射层40。另外,若第二反射层40的厚度为发光元件20、发光元件20与绝缘性基板2的接合构件(例如凸块)的厚度以下,则能够进一步提高以不与上述发光元件20的侧面相对的方式设置含有层40a引起的效果。
第二反射层40中的含有层40a的厚度优选为第二反射层40的厚度的10%以上且100%以下,更优选为25%以上且50%以下。
第二反射层40中的含有层40a的厚度比例越小,越能够提高含有层40a中的第二反射材料41的浓度。第二反射材料41相对于含有层40a的含有浓度优选大于第一反射材料31相对于第一反射层30的含有浓度。为使发光元件20的侧面露出,第二反射层40优选以更薄的层配置。因此,通过提高含有层40a中的第二反射材料41的含有浓度,使发光元件20的侧面露出,从而提高光取出效率,且能够兼顾凹部15的底面的光的透过及吸收的抑制。第二反射材料41相对于含有层40a的含有浓度例如可以为50质量%以上且70质量%。
另外,在发光元件20的侧面的一部分与含有层40a相对的情况下,含有层40a的厚度优选为发光元件20的侧面的厚度的1/4以下,更优选为1/6以下,进一步优选为1/8以下。
作为用于第一树脂和第二树脂的树脂材料,例如可以例举有环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等热固性树脂等。
第一树脂和第二树脂可以使用相同的树脂材料,也可以使用不同的树脂材料。
第二树脂的粘度优选在室温(20±5℃)下为0.3Pa·s以上且15Pa·s以下。若第二树脂的粘度为0.3Pa·s以上,则通过灌封容易在凹部15的底面配置第二树脂。另外,若第二树脂的粘度为15Pa·s以下,则由离心力引起的第二反射层40的形状变化变得容易。进而,利用离心力容易使第二反射材料41沉降。另外,用于得到上述效果的更优选的第二树脂的粘度为0.5Pa·s以上且6Pa·s以下。
另外,这里的第二树脂的粘度是含有第二反射材料41的状态下的粘度,如下所述,是利用离心力使第二树脂中含有的第二反射材料41沉降前的粘度。
作为用于第一反射材料31及第二反射材料41的光反射材料,例如可以例举有氧化钛、二氧化硅、氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、钛酸钾。氧化锌、氮化硼等。其中,从光反射的观点出发,优选使用折射率比较高的氧化钛。
第一反射材料31和第二反射材料41可以是相同种类,也可以是不同种类。
作为第二反射材料41,优选使用比重比第二树脂所使用的树脂材料大的反射材料。由于第二反射材料41与树脂材料之间的比重差,容易利用离心力使第二反射材料41沉降到底面侧。另外,通过使用粒径大的反射材料作为第二反射材料41,能够使第二反射材料41更快地沉降到底面侧。
另外,由于通过使用离心力高密度地配置第二反射材料41,因此,粒子间的间隔变小,能够抑制光的泄漏以及光透过,从而能够提高第二反射层40的光反射率。
第二反射材料41的粒径优选为0.1μm以上且1.0μm以下。若第二反射材料41的粒径为0.1μm以上,则容易利用离心力使第二反射材料41沉降。另外,若第二反射材料41的粒径为1.0μm以下,则容易使可见光光反射。从上述观点出发,第二反射材料41的粒径更优选为0.4μm以上且0.6μm以下。
透光层50由含有荧光体51的第三树脂形成。透光层50与第一反射层30抵接,配置在第二反射层40及上述发光元件20上而形成。
作为用于第三树脂的树脂材料,例如可以例举有环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等热固性树脂等。用于第三树脂的树脂材料可以是与第一树脂和第二树脂相同的树脂材料,也可以是不同的树脂材料。另外,也可以第一树脂及第二树脂使用耐热性高的树脂,第三树脂使用硬质的树脂。
与环氧树脂相比,有机硅树脂一般在450nm以上且500nm以下附近的耐光性高,另外,环氧树脂比有机硅树脂硬。因此,也可以第一树脂及第二树脂使用有机硅树脂,第三树脂使用环氧树脂。
荧光体51配置在发光元件20的上面、第一反射层30的内侧面以及第二反射层40的上面。通过将荧光体51配置在发光元件20的上面,能够高效地对来自发光元件20的光进行波长变换并向外部射出。另外,通过将荧光体51配置在第一反射层30的内侧面,能够有效地对由第一反射层30反射的光进行波长变换并向外部射出。另外,通过将荧光体51配置在第二反射层40的上面,能够有效地对由第二反射层40反射的光进行波长变换并向外部射出。
作为荧光体51,优选使用比重比第三树脂所使用的树脂材料大的材料。由此,能够在第三树脂中使荧光体51自然地沉降到凹部15的底面侧。另外,荧光体51也可以在第三树脂中通过离心力被强制沉降。
荧光体51的粒径例如可以例举有3μm以上且50μm以下。
荧光体51可以分散在第三树脂中。通过使荧光体51分散在第三树脂中,能够降低从发光装置100放出的光的取向的偏差。
作为荧光体51可以使用该领域公知的荧光体。例如,可以使用YAG(Y3AL5O12:Ce)或硅酸盐等黄色荧光体、CASN(CaALSiN3:Eu)或KSF(K2SiF6:Mn)等红色荧光体、或氯硅酸盐或BaSiO4:Eu2+等绿色荧光体。
(发光装置的动作)
当驱动发光装置100时,经由第一配线部3、导通柱4、第二配线部5以及第三配线部6从外部电源向发光元件20供给电流,发光元件20发光。在发光元件20发出的光中,向上方行进的光L1被取出到发光装置100的上方的外部。另外,向下方行进的光L2被含有层40a反射,向凹部15的开口方向放射,并被取出到发光装置100的外部。另外,向横向行进的光L3被第一反射层30反射,向凹部15的开口方向放射,并被取出到发光装置100的外部。由此,能够极力抑制从发光元件20射出的光从凹部15的底面及侧面泄漏的情况,从而能够提高光取出效率。另外,可以减少颜色不均匀性。
(发光装置100的制造方法)
接着,对实施方式的发光装置的制造方法的一例进行说明。
图2是实施方式的发光装置的制造方法的流程图。图3A是表示在实施方式的发光装置的制造方法中载置发光元件的工序的剖面图。图3B是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第一反射层的工序的剖面图。图3C是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第一反射层的工序的平面图。图3D是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第二反射层的工序的示意图,是表示用第二树脂覆盖封装体的凹部的底面且利用离心力使第二反射材料沉降的工序的示意图。图3E是表示在实施方式的发光装置的制造方法中形成第二反射层的工序的剖面图,是表示利用离心力使第二反射材料沉降后的状态的剖面图。图3F是表示在实施方式的发光装置的制造方法中配置透光层的工序的剖面图。
发光装置100的制造方法包括:载置发光元件的工序S101;形成第一反射层的工序S102;准备第二树脂的工序S103;形成第二反射层的工序S104;以及配置透光层的工序S105。另外,关于各部件的材质以及配置等,由于与上述发光装置100的说明相同,所以在此适当省略说明。
(载置发光元件的工序)
载置发光元件的工序S101是在具有凹部15的封装体10的凹部15的底面载置发光元件20的工序。
在该工序S101中,将发光元件20载置在凹部15的底面。发光元件20以电极形成面为安装面,通过导电性粘接材料倒装芯片安装在凹部底面的大致中央。作为导电性粘接材料,例如可以使用共晶焊料、导电膏、凸块等。另外,发光元件20也可以面朝上安装,在这种情况下,也可以使用非导电性的粘接材料。
(形成第一反射层的工序)
形成第一反射层的工序S102是用含有第一反射材料31的第一树脂覆盖凹部15的侧面而形成第一反射层30的工序。
在该工序S102中,例如通过灌封配置覆盖凹部15的侧面的第一树脂。第一树脂向凹部15的配置可以通过从填充有第一树脂的树脂喷出装置的前端的喷嘴向凹部15的底面的外缘附近(优选与侧面的边界)喷出未固化的树脂材料来进行。未固化的第一树脂在凹部15的侧面湿润扩展而覆盖凹部15的侧面。此时,由于第一树脂也在凹部15的底面流动,因此,第一树脂覆盖凹部15的底面的外缘的一部分。在此,优选调整第一树脂的粘度及形成位置以使第一树脂从发光元件20的侧面远离且爬升到凹部15的侧面的上方。在通过灌封形成第一反射层30的情况下,第一树脂的粘度例如在室温(20±5℃)下调整为1Pa·s~50Pa·s。
另外,在该工序S102中,也可以预先用有机溶剂浸渍凹部15的内表面。通过预先用有机溶剂浸渍凹部15的内表面,能够促进第一树脂向凹部15的侧面爬升。另外,即使在凹部15的侧面使用湿润性高的材料、或对侧面的表面进行粗糙面加工等,也能够促进向凹部15的侧面的爬升。
另外,在固化前的第一树脂中混合有第一反射材料31,第一树脂中含有的第一反射材料31的含有浓度优选为10质量%以上且50质量%以下。
第一树脂通过灌封第一树脂而配置在凹部15的底面的外缘附近,由此第一树脂在凹部15的侧面湿润扩展。此时,第一反射层30处于第一反射材料31分散在第一树脂中的状态。
然后,例如在120℃以上且200℃以下的温度下使第一树脂固化,形成第一反射层30。第一树脂的固化优选在第一树脂向凹部15的侧面湿润扩展之后,在封装体静置的状态下进行。
在该工序S102中,第一反射层30俯视形成为内缘部分为圆形。
(准备第二树脂的工序)
准备第二树脂的工序S103是将二液固化性树脂材料的主剂与第二反射材料41混合,经过一定时间以上之后再混合固化剂的工序。
通过使用如上制作的第二树脂,能够使第二反射材料41与树脂材料的匹配良好,能够容易地利用离心力使第二反射材料41沉降。固化剂混合前的温度为室温左右。
作为二液固化性的树脂材料,例如可以例举有机硅树脂、改性有机硅树脂、环氧树脂、改性环氧树脂等。
从使第二反射材料41更容易沉降的观点出发,使二液固化性树脂材料的主剂与第二反射材料41混合而经过的时间优选为2小时以上。另外,从缩短制造时间的观点出发,经过的时间优选为8小时以下。另外,在混合固化剂之后,在第二树脂固化前转移到下一工序。
(形成第二反射层的工序)
形成第二反射层的工序S104是用含有第二反射材料41的第二树脂覆盖凹部15的底面而形成与第一反射层30抵接的第二反射层40的工序。
在该工序S104中,例如与第一树脂同样地,通过灌封在凹部15的底面配置未固化的第二树脂。此时,第二树脂配置在凹部15的底面中的凹部15的侧面与发光元件20之间。另外,优选以与第一反射层30相接的方式配置第二树脂。由此,能够抑制第二树脂向发光元件20侧的流动,因此,能够抑制在离心旋转前第二树脂向发光元件20的侧面爬升的情况。第二树脂向发光元件20的侧面的爬升,通过在离心旋转中第二树脂的形状变化来消除,但根据第二树脂的粘度和离心旋转速度不同,第二树脂可能会残留在发光元件20的侧面。因此,离心旋转前的第二树脂优选不覆盖发光元件20的侧面。
接着,使封装体10沿离心力作用于凹部15的底面的方向离心旋转。由此,第二树脂向凹部15的底面侧移动而覆盖凹部15的底面。另外,此时,即使第二树脂覆盖发光元件20的侧面的一部分,也能够通过离心力抑制发光元件20的侧面向高度方向的湿润扩展。进而,利用该离心力,使第二树脂的第二反射材料41强制地沉降到凹部15的底面侧,由此,形成透光层40b和含有第二反射材料41的含有层40a。
封装体10的旋转优选通过以使凹部15的底面成为外侧的旋转轴80对封装体10施加离心力来进行。具体而言,以在封装体10的上面侧具有旋转轴80的方式,使封装体10向以旋转轴80为轴公转的A方向移动。另外,图3D中的B方向是与凹部15的底面平行的方向。旋转轴80是与位于通过凹部15的底面的大致中心的垂直线上的凹部15的底面平行的轴,并且相对于封装体10位于凹部15的开口部侧。由此,离心力作用在凹部15的底面方向上,抑制第二树脂向封装体10的高度方向的扩展,并且,第二树脂中含有的第二反射材料41被强制地沉降到凹部15的底面侧(图3D中的箭头C方向)。通过在该状态下使第二树脂固化,含有第二反射材料41的含有层40a和透光层40b依次形成于凹部15的底面。
另外,适当调整第二反射层40的涂布量以及第二树脂中含有的第二反射材料41的含量。而且,以含有层40a不与发光元件20的侧面的至少一部分相对的方式形成第二反射层40。
使封装体10离心旋转时的旋转速度和旋转次数也取决于第二反射材料41的含量和粒径等,但只要调整旋转次数和旋转半径以施加例如200xg以上的离心力即可。
另外,在制造工序中,在单片化前的集合基板的状态下使封装体10离心旋转时,若集合基板为平板状,集合基板的平面面积越大(更详细地说,旋转方向A上的基板长度越长),则远离集合基板的中心的位置的封装体10从旋转轴80产生偏移。例如,在集合基板中,若从公转的圆周上向B方向的偏移变大,则第二树脂的表面相对于凹部15的底面倾斜,可能会在集合基板中第二树脂的表面状态产生偏差。为了抑制该偏移,可以通过增大旋转半径来进行抑制。具体而言,通过设为沿旋转方向配置的集合基板的长度的70倍以上的旋转半径,能够抑制偏移。
另外,在使用具有通过离心力使集合基板沿着旋转半径的圆周挠曲的可挠性的树脂封装体10的情况下,难以产生上述偏移,因此。可以在比非挠性封装体10的集合基板大的集合基板上进行离心旋转。由此,能够增加一次的处理数量。
另外,在该工序S104中,优选使第二反射材料41沉降的同时使第二树脂固化。从光反射的观点出发,第二反射材料41优选使用粒径小的材料,但由于粒径越小越难以沉降,因此,在该工序中,利用离心力使第二反射材料41强制地沉降到凹部15的底面侧。因此,为了在使第二反射材料41沉降的状态下使第二反射材料41固化,在本工序中,优选在维持旋转的状态下,即旋转的同时进行第二树脂的固化工序。
另外,也可以停止旋转后使其固化,但若停止旋转,则由于湿润性树脂容易向发光元件20的侧面扩展。因此,通过使封装体10旋转的同时固化第二树脂,能够防止第二树脂爬升到发光元件20的侧面。通过使发光元件20的侧面从第二树脂露出,能够进一步提高光取出效率,并且能够使发光装置100的配光色度更加良好。
此时,使第二树脂固化的温度可以例举40℃以上且200℃以下。通过提高固化的温度,可以缩短第二树脂固化的时间,提高效率。另外,考虑到离心沉降装置的金属因热膨胀而使旋转轴80振动,优选使固化的温度尽可能低。即,从效率性的观点出发,使第二树脂固化的温度优选为50℃以上。另外,考虑到旋转轴80振动,使第二树脂固化的温度优选为60℃以下。在80℃以上使其固化时,优选以使离心旋转装置的金属部分至少不达到80℃以上的方式调整装置。
另外,作为构成第二树脂的树脂材料,优选选择通过将旋转的封装体10保持在40℃以上的温度至少能够得到临时固化状态的树脂材料。
作为使第二反射材料41沉降的同时固化第二树脂的方法,例如可以例举施加热风、或使用面板加热器等。
(配置透光层的工序)
配置透光层的工序S105是在第二反射层40及发光元件20上配置由含有荧光体51的第三树脂构成的透光层50的工序。
在该工序S105中,通过灌封或喷射等在凹部15内配置第三树脂。另外,荧光体51在第三树脂中自然沉降,配置在发光元件20的上面、第一反射层30的内侧面以及第二反射层40的上面。然后,例如在120℃以上且200℃以下的温度下使第三树脂固化,从而形成透光层50。
以上,通过用于实施发明的方式对本实施方式的发光装置的制造方法及发光装置进行了具体的说明,但本发明的主旨并不限定于这些记载,应根据本发明请求范围的记载进行广义的解释。另外,基于这些记载进行了各种变更、改变等的内容也包含在本发明的主旨中。
(其他实施方式)
图4是示意性地表示其他实施方式的发光装置的结构的剖面图。图5是示意性地表示其他实施方式的发光装置的结构的剖面图。图6是示意性地表示其他实施方式的发光装置的结构的剖面图。图7A是示意性地表示其他实施方式的发光装置的结构的立体图。图7B是沿图7A的VIIB-VIIB线的剖面图。图8A是示意性地表示其他实施方式的发光装置的结构的平面图。图8B是沿图8A的VIIIB-VIIIB线的剖面图。图8C是沿图8A的VIIIC-VIIIC线的剖面图。图9A是示意性地表示其他实施方式的发光装置的结构的平面图。图9B是沿图9A的IXB-IXB线的剖面图。
图4所示的发光装置100A在发光元件20与凹部15的底面之间设有凸块60。并且,发光装置100A经由凸块60将发光元件20载置在凹部15的底面。由此,使发光元件20在发光元件20的高度方向上升。而且,以发光元件20的侧面不与含有第二反射材料41的含有层40a相对的方式设置第二反射层40。另外,以发光元件20的半导体层22不与含有层40a相对的方式设置第二反射层40。
通过采用上述结构,能够降低由发光元件20侧面的反射引起的原色光的损失。另外,通过增加从发光元件20的侧面取出的原色光,能够抑制荧光体51的多重激发,能够进一步改善发光装置100A的配光色度。
作为凸块60例如可以使用Au凸块。
图5所示的发光装置100B在发光元件20与凹部15的底面之间设置有立柱70。并且,发光装置100B经由立柱70将发光元件20载置在凹部15的底面。由此,使发光元件20在发光元件20的高度方向上升。而且,以发光元件20的侧面不与含有第二反射材料41的含有层40a相对的方式设置第二反射层40。另外,以发光元件20的半导体层22不与含有层40a相对的方式设置第二反射层40。
通过采用上述结构,能够降低由发光元件20侧面的反射引起的原色光的损失。另外,通过增加从发光元件20的侧面取出的原色光,能够抑制荧光体51的多重激励,能够进一步改善发光装置100B的配光色度。
作为立柱70例如可以使用Cu柱。
图6所示的发光装置100C中,第二反射层40的表面成为向开口部侧凹陷的表面。通过抑制封装体10的旋转速度,能够形成这样的表面状态。另外,第二反射层40也可以是实质上不形成透光层40b的状态。即使在这种情况下,通过在施加旋转的同时、即在施加离心力的状态下使第二树脂固化,能够抑制第二反射层40向发光元件20的侧面的爬升,并且能够使第二树脂的形状变化以覆盖从第一反射层30露出的凹部15的整个底面。
通过采用上述结构,能够降低由发光元件20侧面的反射引起的原色光的损失。另外,通过增加从发光元件20的侧面取出的原色光,能够抑制荧光体51的多重激发,能够进一步改善发光装置100C的配光色度。
图7A、7B所示的发光装置100D是在封装体10A的凹部15的底面面朝上安装有发光元件20的结构。发光元件20载置于第二引线3b上。另外,在此,发光元件20的N侧电极经由导线23与第一引线3a接合,P侧电极经由导线24与第二引线3b接合。
通过面朝上安装发光元件20,能够将发光元件20的半导体层22配置在光取出面侧,能够使半导体层22不与含有层40a相对。
通过采用上述结构,能够降低由发光元件20侧面的反射引起的原色光的损失。另外,通过增加从发光元件20的侧面取出的原色光,能够抑制荧光体51的多重激励,能够进一步改善发光装置100D的配光色度。
在图8A、8B、8C所示的发光装置100E中,封装体10B俯视形成为矩形,具有俯视作为长方形的矩形的凹部15。即,封装体10B的凹部15的侧面在一个方向上相对的X方向上的距离和与X方向正交的Y方向上的距离不同。另外,这里的矩形包括如封装体10B那样切去角部的一部分的形状、如凹部15那样角部弯曲的形状等大致矩形的形状。另外,封装体10B的结构或部件等是基于封装体10A的结构或部件等,省略详细的图示及说明。另外,在图8A中,第一反射层30的弯曲部32由虚线表示,第二反射层40的弯曲部由实线表示。
发光元件20俯视载置于凹部15的底面的中央。由此,发光装置100E俯视中从发光元件20到X方向的凹部15的侧面的距离与从发光元件20到Y方向的凹部15的侧面的距离不同。即,发光装置100E在封装体10B的长边方向上的发光元件20的侧面与凹部15的侧面之间的距离比在封装体10B的短边方向上的发光元件20的侧面与凹部15的侧面之间的距离长。另外,在此,通过将凹部15的形状设为长方形,来改变长边方向及短边方向上的发光元件20的侧面与凹部15的侧面之间的距离,但在俯视中,也可以将凹部15的形状设为正方形,使发光元件20的形状为长方形。这样,封装体10B及发光元件20形成为从X方向及Y方向上的发光元件20到凹部15的侧面的距离不同即可。
第一反射层30在俯视中具有在X方向上朝向发光元件20弯曲成凹状而形成的弯曲部32、以及在Y方向上的凹部15的侧面的至少一部分以与发光元件20相对的方式具有间隙而形成的间隙部33。
第一反射层30的弯曲部32在俯视中形成于X方向的一侧(图中左侧)及另一侧(图中右侧),设置于封装体10B的长边方向的两侧。由此,第一反射层30以覆盖凹部15的短边侧的侧面的方式设置。弯曲部32形成为其凹陷弯曲部分与发光元件20的侧面的大致中央相对。另外,弯曲部32形成为弯曲部位的最深部位于与发光元件20的侧面的大致中央相对的位置。
另外,第一反射层30的间隙部33在Y方向的一侧(图中的上侧)及另一侧(图中的下侧),以在与发光元件20相对的部位形成没有第一反射层30的间隙的方式设置。即,在俯视下,弯曲部32的端部32a位于与Y方向平行的发光元件20的侧面的延长线上的位置或延长线上的位置的外侧。由此,Y方向的凹部15的侧面中的与发光元件20相对的部位不与第一反射层30相对而经由透光层50与凹部15的侧面相对。
通过采用上述结构,在凹部15的侧面中的距发光元件20侧面的距离较短的Y方向上,在与发光元件20相对的部位不配置第一反射层30,因此,第二反射层40不与第一反射层30重叠地配置。因此,Y方向上的第二反射层40的表面的平坦性良好。由此,例如在第三树脂中使荧光体51沉降而进行配置时,荧光体51的沉降层的平坦性良好,从而优选。在发光元件20与第一反射层30的距离较近的情况下,若第二反射层40与第一反射层30重叠配置,则在发光元件20的侧面附近,荧光体51配置在发光元件20的上方。由此,在该区域中,由荧光体51波长变换后的二次光的比例增多,可能会产生发光不均。
即,在俯视下,通过确保发光元件20的外缘与第一反射层30(在未配置第一反射层30的侧面中为相对的凹部15的侧面)之间的距离为一定以上,而能够在发光元件20的外周附近的区域形成平坦的第二反射层40,能够将第二反射层40上的透光层50配置在较低的位置。由此,提高了从发光装置100E射出的光的配光色度。从这样的观点出发,俯视下的发光元件20与第一反射层30的距离优选为100μm以上,更优选为300μm以上。另外,从利用离心力形成第二反射层40的容易度出发,发光元件20与第一反射层30的距离优选为1500μm以下。
另外,这样的第一反射层30的方式可以通过调整含有第一反射材料的第一树脂的涂布量、调整涂布位置、或者调整第一树脂中的第一反射材料的含量来进行控制。调整第一树脂中的第一反射材料的含量的情况下,例如可以例举相对于第一树脂100质量份,含有2.0质量份以上且6.5质量份以下的微粉硅胶(Aerosil)(注册商标)作为第一反射材料。
另外,在此,第一反射层30在Y方向的凹部15的侧面形成有间隙部33,在与发光元件20相对的部位未设置。但是,第一反射层30也可以在Y方向的凹部15的侧面仅设置在与发光元件20相对的一部分的部位。另外,第一反射层30也可以在Y方向的凹部15的侧面,除了与发光元件20相对的部位以外,还可以在与发光元件20不相对的部位的一部分不设置。即,能够通过沿着Y方向的凹部15的侧面改变弯曲部32的端部32a的位置,从而设定间隙部33。
另外,发光装置100E具备保护元件90。保护元件90例如是齐纳二极管。
图9A、图9B所示的发光装置100F中,封装体10C在俯视下形成为矩形,具有俯视为长方形的矩形的凹部15。封装体10C具备支承部件2d、以及作为一对电极的第一引线3c及第二引线3d。支承部件2d是以规定的配置支承第一引线3c及第二引线3d的部件。作为支承部件2d的材料,例如可以使用与发光装置100的绝缘性基板2的材料相同的材料。作为第一引线3c及第二引线3d例如可以使用与发光装置100的第一配线部3相同的引线。另外,在图9A中,第二反射层40透过表示,第一反射层30的弯曲部32用实线表示。
发光元件20俯视下载置在从凹部15的底面的中央向凹部15的一侧偏移的位置上。在此,发光元件20俯视下载置在从凹部15的底面的中央向凹部15的X方向的一侧(图中左侧)偏移且向与X方向正交的Y方向的另一侧(图中下侧)偏离的位置。具体而言,发光元件20载置在第一引线3c上,并且载置在附图中相对于凹部15的中央的左斜下侧。
第一反射层30俯视下在相对的凹部15的一个方向的侧面具有从一个侧面朝向另一个侧面弯曲的弯曲部32。具体而言,第一反射层30的弯曲部32俯视下从X方向的一侧的凹部15的侧面朝向X方向的另一侧(图中右侧)的凹部15的侧面弯曲。即,弯曲部32设置成在俯视下从Y方向的一方朝向另一方朝向X方向的一方侧弯曲成凹状。由此,第一反射层30以覆盖X方向的另一侧的凹部15的短边侧的侧面的方式设置。另外,弯曲部32的一端部32a在Y向的一个方向上形成到与发光元件20相对的位置。进而,弯曲部32的另一端部32a不设置在Y方向的另一方与发光元件20相对的位置。因此,第一反射层30成为与发光元件20的一方的相邻的两个侧面的大部分相对而设置,不设置在与另一方的相邻的两个侧面相对的位置的状态。弯曲部32位于弯曲部位的最深部与发光元件20相对的位置。
弯曲部32的端部32a延伸到Y方向的凹部15的侧面。具体而言,以位于Y方向的一侧(图中上侧)的凹部15的侧面的端部32a位于比位于Y方向的另一侧(图中下侧)的凹部15的侧面的端部32a更靠近X方向的一侧的方式进行设置。由此,能够以弯曲的部位的最深部成为与发光元件20相对的位置的方式形成弯曲部32。
通过采用上述结构,从X方向的另一侧的发光元件20的侧面到X方向的另一侧的第一反射层30的距离变长,可提高发光装置100F的配光色度。
另外,上述第一反射层30的方式可以通过调整含有第一反射材料的第一树脂的涂布量、调整涂布位置、或者调整第一树脂中的第一反射材料的含量来进行控制。在调整涂布位置的情况下,例如可以例举从涂布位置16进行涂布。
另外,在图8及图9的发光装置100E、100F中,弯曲部32的弯曲状态可以是曲率半径变大,也可以是曲率半径变小。另外,弯曲部32也可以是圆弧的一部分。另外,弯曲部32的最深部的位置也可以在X方向及Y方向上适当地错开。
另外,发光装置的制造方法也可以在不对上述各工序带来不良影响的范围内,在上述各工序之间或前后包含其他工序。例如,也可以包括去除制造过程中混入的异物的异物去除工序等。
另外,在发光装置的制造方法中,一部分工序的顺序没有限定,也可以是顺序前后颠倒。例如,也可以在实施了形成第一反射层的工序之后,实施载置发光元件的工序。
另外,例如,上述发光装置的制造方法在形成第一反射层的工序之后,设置了准备第二树脂的工序,但准备第二树脂的工序也可以在载置发光元件的工序与形成第一反射层的工序之间进行,也可以在载置发光元件的工序之前进行。另外,也可以不设置准备第二树脂的工序。

Claims (13)

1.一种发光装置的制造方法,包括:
在具有凹部的封装体的所述凹部的底面载置发光元件的工序;
用含有第一反射材料的第一树脂覆盖所述凹部的侧面而形成第一反射层的工序;
用含有第二反射材料的第二树脂覆盖所述凹部的底面而形成与所述第一反射层抵接的第二反射层的工序;
在所述第二反射层及所述发光元件上配置由含有荧光体的第三树脂构成的透光层的工序,
在形成所述第二反射层的工序中,通过离心力使所述第二树脂中含有的所述第二反射材料沉降,依次在所述凹部的底面形成含有所述第二反射材料的含有层及透光层,并且,以所述含有层不与所述发光元件的侧面的至少一部分相对的方式形成所述第二反射层。
2.一种发光装置的制造方法,包括:
在具有凹部的封装体的所述凹部的底面载置发光元件的工序;
用含有第一反射材料的第一树脂覆盖所述凹部的侧面而形成第一反射层的工序;
用含有第二反射材料的第二树脂覆盖所述凹部的底面而形成与所述第一反射层抵接的第二反射层的工序;
在所述第二反射层及所述发光元件上配置由含有荧光体的第三树脂构成的透光层的工序,
在形成所述第二反射层的工序中,通过灌封将所述第二树脂配置在所述凹部的底面中的所述凹部的侧面与所述发光元件之间,通过以使所述凹部的底面成为外侧的旋转轴对所述封装体施加离心力,从而以覆盖从所述第一反射层露出的所述凹部的整个底面的方式,使所述第二树脂的形状变化,并且在施加离心力的状态下使所述第二树脂固化。
3.如权利要求1所述的发光装置的制造方法,其中,
所述第二反射材料的沉降通过以所述凹部的底面成为外侧的旋转轴对所述封装体施加离心力进行。
4.如权利要求1或3所述的发光装置的制造方法,其中,
在形成所述第二反射层的工序中,使所述第二反射材料沉降的同时使所述第二树脂固化。
5.如权利要求2或4所述的发光装置的制造方法,其中,
使所述第二树脂固化的温度为40℃以上且200℃以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,
所述第二反射材料为氧化钛。
7.如权利要求6所述的发光装置的制造方法,其中,
所述氧化钛的粒径为0.1μm以上且1.0μm以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,
所述第二树脂的粘度为0.3Pa·s以上且15Pa·s以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,
在形成所述第二反射层的工序之前还包括准备所述第二树脂的工序,
在准备所述第二树脂的工序中,将二液固化性的树脂材料的主剂与所述第二反射材料混合,经过2小时以上之后再混合固化剂。
10.一种发光装置,具备:
封装体,其具有凹部;
发光元件,其载置在所述凹部的底面;
第一反射层,其利用含有第一反射材料的第一树脂覆盖所述凹部的侧面而形成;
第二反射层,其与所述第一反射层抵接,并利用含有第二反射材料的第二树脂覆盖所述凹部的底面而形成;
透光层,其配置在所述第二反射层及所述发光元件上,由含有荧光体的第三树脂构成,
所述第一反射层的所述第一反射材料分散在所述第一树脂中,所述第二反射层的含有所述第二反射材料的含有层及透光层依次设置在所述凹部的底面,所述发光元件的侧面的至少一部分不与所述含有层相对。
11.如权利要求10所述的发光装置,其中,
所述第一反射层具有:
弯曲部,其通过在俯视下形成为矩形或正方形的所述凹部的侧面在一个方向上相对的X方向上朝向所述发光元件弯曲成凹状而形成;
间隙部,其通过以与所述X方向正交的Y方向上的所述凹部的侧面的至少一部分与所述发光元件相对的方式具有间隙而形成。
12.如权利要求11所述的发光装置,其中,
在俯视下,所述发光元件载置于所述凹部的底面的中央,
在俯视下,所述封装体及所述发光元件从所述发光元件到所述X方向的所述凹部的侧面的距离与从所述发光元件到所述Y方向的所述凹部的侧面的距离不同。
13.如权利要求10所述的发光装置,其中,
在俯视下,所述发光元件载置在从所述凹部的底面的中央向所述凹部的一侧偏移的位置,
在俯视下,所述第一反射层在相对的所述凹部的一个方向的侧面具有从一个侧面朝向另一个侧面弯曲的弯曲部,所述弯曲部的弯曲的部位的最深部位于与所述发光元件相对的位置。
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