JP2017224867A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光物質の劣化を抑えられる発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施の形態に係る発光装置(100)は、発光素子(10)と、前記発光素子(10)の上に配置され、上面及び側面を有し、蛍光物質(25)を含有する波長変換部材(20)と、前記波長変換部材(20)の上面を被覆し、蛍光物質を実質的に含有しない透光部材(30)と、前記発光素子(10)と前記波長変換部材(20)の間に配置され、前記波長変換部材(20)の側面を被覆する接着部材(40)と、前記接着部材(40)を介して前記波長変換部材(20)の側面を被覆する光反射部材(50)と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。

例えば特許文献１には、基板と、前記基板上に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤ
チップの上方の蛍光体層と、第１の層、及び前記第１の層上の第２の層を有する、前記Ｌ
ＥＤチップを囲むダム材と、を有する発光装置が記載されている。また、前記第２の層は
、非透光性を有し、前記蛍光体層の外縁部の上面を覆うことが記載されている。

特開２０１４−０７２２１３号公報

しかしながら、このような従来の発光装置においては、蛍光体層に含まれる蛍光体が外
気中の水分等により劣化しやすい。

そこで、本発明の一実施の形態は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、蛍光物質
の劣化を抑えられる発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態の発光装置は、発光素子と、前記発光素子の上に配置され、上面
及び側面を有し、蛍光物質を含有する波長変換部材と、前記波長変換部材の上面を被覆し
、蛍光物質を実質的に含有しない透光部材と、前記発光素子と前記波長変換部材の間に配
置され、前記波長変換部材の側面を被覆する接着部材と、前記接着部材を介して前記波長
変換部材の側面を被覆する光反射部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の一実施の形態の発光装置は、発光素子と、前記発光素子の上に配置され、上面
及び側面を有し、蛍光物質を含有する波長変換部材と、前記波長変換部材の上面及び側面
を連続的に被覆し、蛍光物質を実質的に含有しない透光部材と、前記透光部材を介して前
記波長変換部材の側面を被覆する光反射部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の一実施の形態の発光装置の製造方法は、配線基板上に、フリップチップ実装さ
れる発光素子と、蛍光物質を含有する波長変換部材と、蛍光物質を実質的に含有しない透
光部材と、がこの順に積層された発光構造体を形成し、前記発光構造体を光反射部材で埋
め、前記光反射部材を上方から前記透光部材が露出するまで研削することを特徴とする。

本発明の一実施の形態の発光装置は、波長変換部材中の蛍光物質の劣化を抑えることが
できる。また、本発明の一実施の形態の発光装置の製造方法は、そのような発光装置を量
産性良く製造することができる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図（ａ）と、そのＡ−Ａ断面における概略断面図（ｂ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の実装状態の一例を示す概略斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法の一例を説明する概略上面図（ａ）〜（ｅ）である。 図３（ａ）〜（ｅ）の其々のＢ−Ｂ断面における概略断面図（ａ）〜（ｅ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置における波長変換部材と透光部材の製造方法の一例を説明する概略断面図（ａ）〜（ｃ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置における波長変換部材と透光部材の変形例を示す概略断面図（ａ）〜（ｄ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図（ａ）と、そのＣ−Ｃ断面における概略断面図（ｂ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置における波長変換部材と透光部材の製造方法の一例を説明する概略断面図（ａ）〜（ｄ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図（ａ）と、そのＤ−Ｄ断面における概略断面図（ｂ）である。

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する
発光装置及びその製造方法は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定
的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例
において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。さらに、図面が
示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

なお、以下、ｘ方向を横方向、ｙ方向を縦方向、ｚ方向を高さ（厚さ）方向として説明
する。このｘ、ｙ、ｚ方向（軸）は其々、他の２方向（軸）と直交する方向（軸）である
。

＜実施の形態１＞
図１（ａ）は、実施の形態１に係る発光装置１００の概略上面図であり、図１（ｂ）は
、そのＡ−Ａ断面における概略断面図であり、点線で囲んだ部位の部分拡大図を含む。図
１（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光装置１００は、発光素子１０と、波長変換部材２
０と、透光部材３０と、接着部材４０と、光反射部材５０と、を備えている。波長変換部
材２０は、発光素子１０の上に配置されている。波長変換部材２０は、上面及び側面を有
している。波長変換部材２０は、蛍光物質２５を含有している。透光部材３０は、波長変
換部材２０の上面を被覆している。透光部材３０は、蛍光物質を実質的に含有していない
。接着部材４０は、発光素子１０と波長変換部材２０の間に配置されている。接着部材４
０は、波長変換部材２０の側面を被覆している。光反射部材５０は、接着部材４０を介し
て波長変換部材２０の側面を被覆している。

このような構成を有する発光装置１００は、波長変換部材２０を被覆する透光部材３０
及び接着部材４０により、蛍光物質２５の劣化を抑えることができる。また、切断によっ
て粗くなりやすい波長変換部材２０の側面と、光反射部材５０と、の界面の形成を抑え、
その界面付近での光の多重反射及び／又は吸収を軽減し、光の取り出し効率を高めること
ができる。

なお、本明細書における「被覆」とは、特定的な記載がない限り、２つの部材が接して
いる場合だけではなく、別の部材を間に介する場合も含む意味で用いる。透光部材３０は
、波長変換部材２０の上面の少なくとも一部を被覆していればよいが、例えば波長変換部
材２０の上面の総面積の８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは略全てを被
覆していると良い。接着部材４０は、波長変換部材２０の側面の少なくとも一部を被覆し
ていればよいが、例えば波長変換部材２０の側面の総面積の１０％以上、好ましくは３０
％以上、より好ましくは５０％以上を被覆していると良い。

また、本明細書における「蛍光物質を実質的に含有しない」とは、蛍光物質を含有しな
い場合だけを意味するのではなく、発光装置の発光色度に影響しない程度の蛍光物質の含
有は含み得る。

なお、この発光装置１００は、導電部材６０と、配線基板７０と、を更に備えている。
そして、発光素子１０は、配線基板７０上にフリップチップ実装されている。すなわち、
発光素子１０の正負電極は、導電部材６０を介して、配線基板の配線７５上に載置されて
いる。但し、この導電部材６０及び配線基板７０は、省略することができる。その場合に
は、発光装置１００は、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ；Chip Size Package）型
の発光装置とすることができる。

以下、発光装置１００の好ましい形態について説明する。

図１（ｂ）に示すように、波長変換部材２０の側面は、凹凸を有することが好ましい。
波長変換部材２０は、蛍光物質２５を含有することで、切断端面である側面に凹凸が形成
されやすい。これにより、波長変換部材２０の側面と、光反射部材５０と、の界面付近で
の多重反射を生じやすくなるため、接着部材４０（実施の形態２，３では透光部材３０）
により波長変換部材２０の側面を被覆する技術的意義が大きい。

図１（ｂ）に示すように、接着部材４０の側面は、波長変換部材２０の側面より滑らか
であることが好ましい。これにより、接着部材４０と光反射部材５０の界面を良好な光反
射面とすることができ、光の取り出し効率を高めることができる。また、このような滑ら
かな側面を得るために、接着部材４０は、蛍光物質を実質的に含有しないことが好ましい
。なお、ここでいう「滑らか」とは、凹凸が小さい及び／若しくは少ないことを意味し、
例えば算術平均粗さＲａにより特定することができる。

図１（ｂ）に示すように、透光部材３０の側面は、波長変換部材２０の側面より滑らか
であることが好ましい。蛍光物質を含有しない透光部材３０の切断端面である側面は、比
較的滑らかに形成されやすい。これにより、透光部材３０と光反射部材５０の界面を良好
な光反射面とすることができ、光の取り出し効率を高めることができる。

蛍光物質２５は、少なくともフッ化物蛍光体及び／若しくは量子ドットを含むことが好
ましい。フッ化物蛍光体及び量子ドットは、スペクトル線幅が狭いなど、液晶ディスプレ
イのバックライト装置に好適な特長を有する反面、耐水性に劣る性質を有するため、蛍光
物質２５を保護する技術的意義が大きい。

波長変換部材２０は、蛍光物質２５を含有する樹脂の硬化物であることが好ましい。樹
脂材料は、比較的安価で量産性に優れる反面、ガラスなどの無機材料に比べて、ガス（水
蒸気を含む）バリア性及び耐熱性に劣るため、蛍光物質２５を保護する技術的意義が大き
い。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、波長変換部材２０は、上面視において、発光素子
１０の全部を覆う大きさであることが好ましい。これにより、発光装置の発光領域を大き
くしやすく、光の取り出し効率を高めやすい。また、図１（ｂ）に示すように、光反射部
材５０は、発光素子１０の側面を被覆する、より詳細には直接及び／若しくは接着部材４
０を介して被覆することが好ましい。これにより、発光装置の正面輝度を高め、且つ発光
装置を小型に形成することができる。

図２は、実施の形態１に係る発光装置１００の実装状態の一例を示す概略斜視図である
。図２に示すように、発光装置１００は、端子部７５ｂを実装基板９７のランド部に半田
等により接着することで実装される。発光装置１００は、側面発光（サイドビュー）型の
発光装置とすることが好ましい。この場合、発光装置１００の実装面は、透光部材３０の
上面に略直交することになる。側面発光型の発光装置は、薄型、小型に形成され、携帯端
末などの液晶ディスプレイのバックライト装置に利用される。その際、発光装置の発光面
は導光板の側面に当接されるが、透光部材３０により波長変換部材２０の上面を被覆する
ことで、蛍光物質２５を保護することができる。特に、発光装置１００の上面視形状が、
一辺が０．５ｍｍ以下の矩形状になれば、発光装置１００ひいては波長変換部材２０の機
械的強度が低くなりやすく、蛍光物質２５を保護する技術的意義が大きい。なお、発光装
置１００は、これに限らず、上面発光（トップビュー）型の発光装置とすることもできる
。

図３（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態１に係る発光装置１００の製造方法の一例を説明す
る概略上面図であり、図４（ａ）〜（ｅ）は、図３（ａ）〜（ｅ）の其々のＢ−Ｂ断面に
おける概略断面図である。発光装置１００の製造方法は、配線基板７０上に、フリップチ
ップ実装される発光素子１０と、蛍光物質を含有する波長変換部材２０と、蛍光物質を実
質的に含有しない透光部材３０と、がこの順に積層された発光構造体１５を形成し（図３
，４（ａ）及び（ｂ）参照）、発光構造体１５を光反射部材５０で埋め（図３，４（ｃ）
参照）、光反射部材５０を上方から透光部材３０が露出するまで研削する（図３，４（ｄ
）及び（ｅ）参照）ことを含む。なお、発光構造体１５は、発光素子１０と波長変換部材
２０の間に接着部材４０を含んでもよい。

より具体的には、発光素子１０は、リフロー、超音波接合、熱圧着などの方法により、
配線基板７０の素子搭載部７５ａ上に、導電部材６０を介して、フリップチップ実装させ
ることができる。発光素子１０と波長変換部材２０との接着は、流動状態の接着部材４０
を発光素子１０と波長変換部材２０の間に配置し、加熱等により接着部材４０を硬化させ
ればよい。このとき、接着部材４０は、発光素子１０の上面に塗布してもよいし、波長変
換部材２０の下面に塗布してもよい。また、発光素子１０と波長変換部材２０は、接着部
材４０を介さずに、直接接着（直接接合）させることもできる。光反射部材５０は、ポッ
ティング法、トランスファ成形法、圧縮成形法などにより成形することができる。光反射
部材５０の研削は、研削装置（研削盤）９９を用いることが好ましい。

このような構成を有する発光装置１００の製造方法は、波長変換部材２０中の蛍光物質
２５の劣化を抑えられる発光装置を量産性良く製造することができる。光反射部材５０を
研削する際、波長変換部材２０上を透光部材３０が被覆していることにより、研削による
蛍光物質２５の劣化を抑制乃至回避することができる。さらに、蛍光物質２５を含む波長
変換部材２０を研削せず、代わりに透光部材３０を研削することで、発光装置の発光色度
のバラツキを抑えることができる。

なお、ここでは、複数の配線基板７０が連なった複合基板７０１上に発光構造体１５を
第１方向（ｙ方向）に複数形成し、この複数の発光構造体１５を１つの光反射部材５０で
埋め、発光構造体１５間の光反射部材５０及び複合基板７０１を第１方向に直交する第２
方向（ｘ方向）に切断する（図３（ａ）〜（ｅ）参照）。これにより、発光装置１００の
量産性を高めることができる。

発光構造体１５が接着部材４０を含む場合、接着部材４０を波長変換部材２０の側面上
に延伸させることが好ましい。これにより、接着部材４０によって波長変換部材２０の側
面を被覆し、光反射部材５０により接着部材４０を介して波長変換部材２０の側面を被覆
することができる。

図３，４（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光構造体１５は、発光素子１０を配線基板
７０上にフリップチップ実装した後、発光素子１０上に波長変換部材２０と透光部材３０
を接着させることにより形成することが好ましい。これにより、発光素子１０を実装する
際の加熱及び／若しくは加圧処理の波長変換部材２０ひいては蛍光物質２５への影響を回
避することができ、蛍光物質２５の劣化を抑えることができる。

なお、発光構造体１５は、発光素子１０上に波長変換部材２０と透光部材３０を接着さ
せた後、発光素子１０を配線基板７０上にフリップチップ実装することにより形成しても
よい。この場合には、発光素子１０と波長変換部材２０の相対位置精度を高めることがで
きる。

図５（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１に係る発光装置１００における波長変換部材２０
と透光部材３０の製造方法の一例を説明する概略断面図である。図５（ａ）に示すように
、実施の形態１に係る波長変換部材２０と透光部材３０は、次のように準備することがで
きる。まず、図５（ａ）に示すように、蛍光物質を含有する樹脂の薄板９２０と、蛍光物
質を実質的に含有しない樹脂の薄板９３０と、を積層することにより積層板９０を形成す
る。次に、図５（ｂ）に示すように、その積層板９０を切断する。これにより、図５（ｃ
）に示すように、波長変換部材２０とその上面を被覆する透光部材３０との積層体が得ら
れる。なお、例えば実施の形態３のように、積層板９０は、３層以上の複数層にすること
も可能である。

図６（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係る発光装置１００における波長変換部材２０
と透光部材３０の変形例を示す概略断面図である。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、波長変換部材２０と透光部材３０の積層体の側面
は、傾斜していてもよい。特に、図６（ａ）に示す波長変換部材２０と透光部材３０の積
層体の側面は、上面側（透光部材３０側）の径が下面側（波長変換部材２０側）の径に比
べて大きくなるように傾斜している。この場合には、接着部材４０により、波長変換部材
２０の側面を被覆しやすいため、蛍光物質２５の劣化を抑えやすく、また光の取り出し効
率を高めやすい。一方、図６（ｂ）に示す波長変換部材２０と透光部材３０の積層体の側
面は、下面側（波長変換部材２０側）の径が上面側（透光部材３０側）の径に比べて大き
くなるように傾斜している。この場合には、波長変換部材２０及び透光部材３０の発光装
置１００からの脱落を抑制することができる。

図６（ｃ）に示すように、波長変換部材２０の側面は、突起及び／若しくは窪みを有し
ていてもよい。接着部材４０が、この突起に係止されたり、この窪みに充填されたり、す
ることで、波長変換部材２０の発光装置１００からの脱落を抑制することができる。

図６（ｄ）に示すように、波長変換部材２０と透光部材３０の積層体の側面上には、被
膜３５が形成されていてもよい。被膜３５は、光の取り出し効率を高める観点において、
光反射性を有していることが好ましく、特に酸化チタンで構成されることが好ましい。被
膜３５の膜厚は、特に限定されないが、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下であって、３０
ｎｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上１μｍ以下であることがより好
ましい。また、被膜３５は、複数の粒子で構成される薄膜であってもよい。この粒子は、
ナノ粒子（一次粒子径（例えばＤ_５０で定義される）が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子
）であることが好ましい。このような被膜３５は、有機溶剤（揮発性が好ましい）中に粒
子を分散させたスラリーに波長変換部材２０と透光部材３０の積層体を浸漬させたり、又
は、前記スラリーを波長変換部材２０と透光部材３０の積層体に、ポッティングしたり、
インクジェット若しくはスプレーにより吹き付けたり、刷毛若しくはスポンジにより塗布
したり、することで形成することができる。なお、図示する例では、被膜３５は透光部材
３０の上面にも形成されているが、光反射部材５０の研削によって、この透光部材３０の
上面の被膜３５は除去される。

＜実施の形態２＞
図７（ａ）は、実施の形態２に係る発光装置２００の概略上面図であり、図７（ｂ）は
、そのＣ−Ｃ断面における概略断面図であり、点線で囲んだ部位の部分拡大図を含む。こ
の発光装置２００は、透光部材３０と接着部材４０の形態において実施の形態１の発光装
置１００と異なり、それ以外の点については実施の形態１の発光装置１００と実質的に同
様であるので適宜説明を省略する。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光装置２００は、発光素子１０と、波長変換部
材２０と、透光部材３０と、接着部材４０と、光反射部材５０と、を備えている。波長変
換部材２０は、発光素子１０の上に配置されている。波長変換部材２０は、上面及び側面
を有している。波長変換部材２０は、蛍光物質２５を含有している。透光部材３０は、波
長変換部材２０の上面及び側面を連続的に被覆している。透光部材３０は、蛍光物質を実
質的に含有していない。接着部材４０は、発光素子１０と波長変換部材２０の間に配置さ
れている。光反射部材５０は、透光部材３０を介して波長変換部材２０の側面を被覆して
いる。なお、この発光装置２００もまた、導電部材６０と、配線基板７０と、を更に備え
ている。また、この発光装置２００では、接着部材４０を省略することができる。

このような構成を有する発光装置２００は、波長変換部材２０を被覆する透光部材３０
により、蛍光物質２５の劣化を抑えることができる。また、切断によって粗くなりやすい
波長変換部材２０の側面と、光反射部材５０と、の界面の形成を抑え、その界面付近での
光の多重反射及び／又は吸収を軽減し、光の取り出し効率を高めることができる。

なお、図示する例では、接着部材４０は、波長変換部材２０の側面より内側にある。す
なわち、接着部材４０は、透光部材３０の下面若しくは側面上まで延伸していない。この
場合、発光素子１０の光が、接着部材４０を通じて、波長変換部材２０を介さず、透光部
材３０の周縁部から直接的に出射するのを抑制することができる。一方、接着部材４０が
、波長変換部材２０の側面より外側にある、すなわち、透光部材３０の下面若しくは側面
上まで延伸しているようにすることは、発光装置２００の量産性の観点において好ましい
。

図８（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２に係る発光装置２００における波長変換部材２０
と透光部材３０の製造方法の一例を説明する概略断面図である。図８（ａ）〜（ｄ）に示
すように、実施の形態２に係る波長変換部材２０と透光部材３０は、次のように準備する
ことができる。まず、図８（ａ）に示すように、蛍光物質を含有する樹脂の薄板９２０を
複数の小片（波長変換部材２０）に切断する。次に、図８（ｂ）に示すように、その複数
の小片を互いに離間させて並置し、蛍光物質を実質的に含有しない樹脂９３２を複数の小
片上とその離間領域に充填する。最後に、図８（ｃ）に示すように、離間領域の樹脂９３
２を切断する。このとき、樹脂９３２を切断する刃は、少なくとも一方の小片（波長変換
部材２０）の側面から離間していることが好ましく、また、樹脂９３２を切断する刃の幅
は、離間領域の幅より小さいことが好ましい。これにより、図８（ｄ）に示すように、波
長変換部材２０とその上面及び側面を連続的に被覆する透光部材３０との積層体が得られ
る。

＜実施の形態３＞
図９（ａ）は、実施の形態３に係る発光装置３００の概略上面図であり、図９（ｂ）は
、そのＤ−Ｄ断面における概略断面図であり、点線で囲んだ部位の部分拡大図を含む。こ
の発光装置３００は、発光素子１０の数と、光拡散部材８０を含む点と、において実施の
形態２の発光装置２００と異なり、それ以外については実施の形態２の発光装置２００と
実質的に同様であるので適宜説明を省略する。

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光装置３００は、発光素子１０と、波長変換部
材２０と、透光部材３０と、接着部材４０と、光反射部材５０と、光拡散部材８０と、を
備えている。発光素子１０は、複数個ある。波長変換部材２０は、発光素子１０の上に配
置されている。波長変換部材２０は、上面及び側面を有している。波長変換部材２０は、
蛍光物質２５を含有している。光拡散部材８０は、発光素子１０と波長変換部材２０の間
に配置されている。光拡散部材８０は、光拡散剤８５を含有している。なお、光拡散部材
８０は、蛍光物質２５を実質的に含有していない。透光部材３０は、波長変換部材２０の
上面及び側面を連続的に被覆している。透光部材３０は、光拡散部材８０の側面も被覆し
ている。透光部材３０は、蛍光物質を実質的に含有していない。接着部材４０は、発光素
子１０と波長変換部材２０の間に配置されている。光反射部材５０は、透光部材３０を介
して波長変換部材２０の側面を被覆している。また、光反射部材５０は、透光部材３０を
介して光拡散部材８０の側面も被覆している。なお、この発光装置３００においても、接
着部材４０を省略することができる。また、この発光装置３００も、導電部材６０と、配
線基板７０と、を更に備えている。複数の発光素子１０は、配線基板の配線７５により、
直列に接続されている。

このような構成を有する発光装置３００は、波長変換部材２０を被覆する透光部材３０
により、蛍光物質２５の劣化を抑えることができる。特に、波長変換部材２０の透光部材
３０による上面、側面の被覆に、光拡散部材８０による下面の被覆も加わることで、蛍光
物質２５の劣化をよりいっそう抑えることができる。また、切断によって粗くなりやすい
波長変換部材２０の側面と、光反射部材５０と、の界面の形成を抑え、その界面付近での
光の多重反射及び／又は吸収を軽減し、光の取り出し効率を高めることができる。さらに
、光拡散部材８０により、複数の発光素子１０の光を拡散させて波長変換部材２０に入射
させることができ、発光面における輝度分布、色度分布の斑を抑えることができる。これ
により、発光装置３００を、面内均質な発光が可能な、長尺な線状光源若しくは大面積の
面状光源とすることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置における各構成要素について説明する。

（発光素子１０）
発光素子は、少なくとも半導体素子構造を備え、多くの場合に基板をさらに備える。発
光素子としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）チップが挙げ
られる。発光素子の上面視形状は、矩形、特に正方形状又は一方向に長い長方形状である
ことが好ましいが、その他の形状であってもよく、例えば六角形状であれば発光効率を高
めることもできる。発光素子（主に基板）の側面は、上面に対して、垂直であってもよい
し、内側又は外側に傾斜していてもよい。発光素子は、同一面側に正負（ｐ，ｎ）電極を
有することが好ましいが、正／負電極を互いに反対の面に有する対向電極構造でもよい。
１つの発光装置に搭載される発光素子の個数は１つでも複数でもよい。複数の発光素子は
、直列又は並列に接続することができる。半導体素子構造は、半導体層の積層体、即ち少
なくともｎ型半導体層とｐ型半導体層を含み、また活性層をその間に介することが好まし
い。半導体素子構造は、正負電極及び／若しくは絶縁膜を含んでもよい。正負電極は、金
、銀、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケ
ル又はこれらの合金で構成することができる。絶縁膜は、珪素、チタン、ジルコニウム、
ニオブ、タンタル、アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の元素の酸化
物又は窒化物で構成することができる。発光素子の発光波長は、半導体材料やその混晶比
によって、紫外域から赤外域まで選択することができる。半導体材料としては、蛍光物質
を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である、窒化物半導体（主として一般
式Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される）を用いる
ことが好ましい。発光素子の発光波長は、発光効率、並びに蛍光物質の励起及びその発光
との混色関係等の観点から、４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上
４９０ｎｍ以下がより好ましく、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がよりいっそう好ましい
。このほか、ＩｎＡｌＧａＡｓ系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体、硫化亜鉛、セレン化
亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。発光素子の基板は、主として半導体素子構造
を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成長用基板であるが、結晶成長用基板から分離
した半導体素子構造に接合させる接合用基板であってもよい。基板が透光性を有すること
で、フリップチップ実装を採用しやすく、また光の取り出し効率を高めやすい。基板の母
材としては、サファイア、スピネル、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化
珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、
ダイヤモンドなどが挙げられる。なかでも、サファイアが好ましい。基板の厚さは、例え
ば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、基板の強度や発光装置の厚さの観点において、０
．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。

（波長変換部材２０）
（母材２１）
波長変換部材の母材は、発光素子から出射される光に対して透光性（例えば光透過率５
０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８５％以上）を有するものであればよ
い。波長変換部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂を用いる
ことができる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は
、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。ガラスでもよい。波長変換部材は、これらの母材
のうちの１種を単層で、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成すること
ができる。このほか、波長変換部材は、蛍光体と無機物（例えばアルミナ）との焼結体、
又は蛍光体の板状結晶などを用いることができる。なお、波長変換部材の母材の屈折率を
、透光部材（の母材）の屈折率より高くすることで、光の取り出し効率を高めることもで
きる。
（蛍光物質２５）
蛍光物質は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは
異なる波長の二次光を出射する。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光（例
えば白色光）を出射する発光装置とすることができる。蛍光物質は、以下に示す具体例の
うちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。具体的な蛍光物
質としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ_３（Ａｌ，Ｇ
ａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ３
（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ
_４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ
）、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ_６−ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８−ｚ：Ｅｕ（０＜Ｚ＜４．
２））、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば
（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）、フッ化珪酸カリウム系蛍光体（例えばＫ_２ＳｉＦ
_６：Ｍｎ）などが挙げられる。このほか、蛍光物質は、量子ドットを含んでもよい。量子
ドットは、粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度の粒子であり、粒径によって発光波長を変
えることができる。量子ドットは、例えば、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、
硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化鉛、セレン化鉛、又はＡｇＩｎＳ_２、ＡｇＺｎＩｎＳ_ｘ
、ＣｕＩｎＳ_２などが挙げられる。量子ドットは、球状ガラス又は透光性の無機化合物中
に封止されていてもよい。本発明の一実施の形態は、これら蛍光物質の中でも水分や酸素
など大気中の成分に比較的弱い物質を使用できる点においても優れている。

（透光部材３０）
透光部材は、ＬＥＤチップから出射される光に対して透光性（例えば光透過率５０％以
上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８５％以上）を有するものであればよい。透
光部材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ア
クリル樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂を用いることができる。な
かでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び耐光
性に優れ、好ましい。ガラスでもよい。透光部材は、これらの母材のうちの１種を単層で
、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成することができる。また、透光
部材は、光拡散剤を含有してもよく、好ましくはその表面の滑らかさを維持できる程度の
含有量とする。

（被膜３５）
被膜は、下記の白色顔料及び光拡散剤と同様の材料により構成することができる。被膜
は、高密度の粒子の集合体で形成することができる。

（接着部材４０）
接着部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂が挙げられる。
なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び耐
光性に優れ、好ましい。

（光反射部材５０）
（母材５１）
光反射部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂が挙げられる
。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び
耐光性に優れ、好ましい。光反射部材は、これらの母材中に、白色顔料を含有することが
好ましい。
（白色顔料５５）
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マ
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、珪酸マグネシウム、
チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウムのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることが
できる。白色顔料の形状は、特に限定されず、不定形（破砕状）でもよいが、流動性の観
点では球状が好ましい。また、白色顔料の一次粒子径（例えばＤ_５０で定義される）は、
例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度が挙げられるが、光反射や被覆の効果を高める
ためには小さい程好ましい。光反射部材中の白色顔料の含有量は、特に限定されないが、
光反射性及び流動状態における粘度などの観点から、例えば１０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以
下が好ましく、３０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下がより好ましい。なお、「ｗｔ％」は、重
量パーセントであり、光反射部材の全重量に対する当該材料の重量の比率を表す。

（導電部材６０）
導電部材としては、金、銀、銅などのバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、
パラジウムなどの金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫−ビスマス系、錫−銅
系、錫−銀系、金−錫系などの半田、低融点金属などのろう材のうちのいずれか１つを用
いることができる。

（配線基板７０）
（基体７１）
基体は、リジッド基板であれば、樹脂（繊維強化樹脂を含む）、セラミックス、ガラス
、金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキ
シ、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスと
しては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、
酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる。金属としては、銅
、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、若しくはこれらの合金などが
挙げられる。基体は、可撓性基板（フレキシブル基板）であれば、ポリイミド、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリ
マーなどを用いて構成することができる。なお、これらの基材のうち、特に発光素子の線
膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。
（配線７５）
配線は、基体の少なくとも上面に形成され、基体の内部及び／若しくは側面及び／若し
くは下面にも形成されていてもよい。また、配線は、発光素子が搭載される素子搭載部、
外部接続用の端子部、これらを接続する引き出し配線部などを有することが好ましい。配
線は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラ
ジウム、ロジウム、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金の
単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、
配線の表層には、接合部材の濡れ性及び／若しくは光反射性などの観点から、銀、白金、
アルミニウム、ロジウム、金若しくはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。

（光拡散部材８０）
（母材８１）
光拡散部材の母材は、発光素子から出射される光に対して透光性（例えば光透過率５０
％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８５％以上）を有するものであればよい
。光拡散部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂を用いること
ができる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、耐
熱性及び耐光性に優れ、好ましい。ガラスでもよい。光拡散部材は、これらの母材のうち
の１種を単層で、若しくはこれらの母材のうちの２種以上を積層して構成することができ
る。
（光拡散剤８５）
光拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭
酸カルシウム等の無機粒子、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機粒子を用いることが
できる。また、光拡散剤は、ガラス粉末（好ましくは屈折率が調整されたガラス粉末）を
用いてもよい。光拡散剤は、これらの粒子のうちの１種を単独で、若しくはこれらの粒子
のうちの２種以上を組み合わせて構成することができる。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに
限定されないことは言うまでもない。

＜実施例１＞
実施例１の発光装置は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す例の発光装置１００の構成を有す
る、横幅１．８ｍｍ、縦幅０．３２ｍｍ、厚さ０．７０ｍｍの側面発光型のＬＥＤ装置で
ある。

配線基板７０は、横幅１．８ｍｍ、縦幅０．３２ｍｍ、厚さ０．３６ｍｍであり、基体
７１と、この基体７１上に横方向に並んで形成された一対の配線７５と、を備えている。
基体７１は、ＢＴ樹脂製（例えば三菱瓦斯化学社製：ＨＬ８３２ＮＳＦ ｔｙｐｅＬＣＡ
）の直方体状の小片である。一対の配線７５は、基体７１側から銅／ニッケル／金が積層
されて成っている。一対の配線７５は其々、基体７１の上面の横方向の中央側に形成され
た素子搭載部７５ａ（銅層が厚さ４０μｍの突起を含む）と、基体７１の上面の横方向の
端部から側面を経て下面に形成された端子部７５ｂと、を含んでいる。

一対の配線の素子搭載部７５ａ上には、１つの発光素子１０が、導電部材６０を介して
、フリップチップ実装されている。 発光素子１０は、サファイア基板上に窒化物半導体
のｎ型層、活性層、ｐ型層が順次積層された、青色（発光ピーク波長４５２ｎｍ）発光可
能な、横幅１．１ｍｍ、縦幅０．２ｍｍ、厚さ０．１２ｍｍの直方体状のＬＥＤチップで
ある。導電部材６０は、厚さ１５μｍの金−錫系半田（Ａｕ：Ｓｎ＝７９：２１）である
。

発光素子１０上には、波長変換部材２０と透光部材３０が、接着部材４０を介して、接
着されている。波長変換部材２０は、フェニルシリコーン樹脂の硬化物の母材２１中に、
蛍光物質２５としてβサイアロン系蛍光体及びフッ化珪酸カリウム系蛍光体と、充填剤と
してシリカのナノ粒子と、を含有する、横幅１．１６ｍｍ、縦幅０．２２ｍｍ、厚さ０．
１２ｍｍの小片である。波長変換部材２０の側面は、凹凸を有している。透光部材３０は
、フェニルシリコーン樹脂の硬化物であって、横幅１．１６ｍｍ、縦幅０．２２ｍｍ、厚
さ０．０４ｍｍの小片である。透光部材３０の側面は、波長変換部材２０の側面より滑ら
かである。接着部材４０は、厚さ５μｍのジメチルシリコーン樹脂の硬化物である。接着
部材４０は、発光素子１０の側面の一部、及び波長変換部材２０の側面の一部を被覆して
いる。接着部材４０の側面は、波長変換部材２０の側面より滑らかである。

光反射部材５０は、横幅１．３５ｍｍ、縦幅０．３２ｍｍであって、フェニルシリコー
ン樹脂の硬化物の母材５１中に、白色顔料５５として酸化チタンを６０ｗｔ％含有して成
る。光反射部材５０は、発光素子１０の側面を直接及び接着部材４０を介して被覆してい
る。光反射部材５０は、接着部材４０を介して波長変換部材２０の側面を被覆している。
光反射部材５０の上面と透光部材３０の上面は、同一面である。また、光反射部材５０の
縦方向に面する両端面と配線基板７０の縦方向に面する両端面は同一面であって、この一
方の端面がこの発光装置の実装面となる。この光反射部材５０によって、透光部材３０の
上面がこの発光装置の実質的な発光領域をなしている。

このような実施例１の発光装置は、以下のように作製される。まず、蛍光物質を含有す
る樹脂の薄板９２０と、蛍光物質を実質的に含有しない樹脂の薄板９３０と、を貼り合わ
せ、上記大きさの小片に切断することで、波長変換部材２０と透光部材３０を準備する。
ここで、蛍光物質を含有する樹脂の薄板９２０と蛍光物質を実質的に含有しない樹脂の薄
板９３０は其々、樹脂をＢステージ化させた、蛍光体シートと透明シートである。

次に、複合基板７０１上に、発光素子１０を複数個、縦方向に並べて、フリップチップ
実装する。ここで、複合基板７０１は、複数の配線基板７０が縦方向に連なった連合基板
領域を、縦方向に伸びる複数のスリットにより横方向に隔てて、複数有している。発光素
子１０の実装は、導電部材６０となる金−錫共晶半田（ペースト）を複合基板７０１の素
子搭載部７５ａ上に塗布し、その上に発光素子１０を載せた後、リフローにより、金−錫
共晶半田を溶融・固化させて行う。更に、各発光素子１０の上面に接着部材４０を塗布し
た後、その上に波長変換部材２０（透光部材３０が上に積層されている）を載せ、軽く押
圧することで、接着部材４０を、発光素子１０の側面の一部、及び波長変換部材２０の側
面の一部上に延伸させる。その後、加熱により接着部材４０の樹脂を硬化させる。以上に
より、発光素子１０、接着部材４０、波長変換部材２０、及び透光部材３０をこの順に含
む発光構造体１５が複数、複合基板７０１（各連合基板領域）上に、縦方向に並んで形成
される。

次に、トランスファ成形金型により複合基板７０１上に光反射部材５０を成形し、（１
つの連合基板領域内の）縦方向に並ぶ複数の発光構造体１５を１つの直方体状の光反射部
材５０で埋める。そして、研削装置９９により光反射部材５０を上方から研削して、透光
部材３０の上面を露出させる。

最後に、ダイシング装置により、発光構造体１５間の光反射部材５０及び複合基板７０
１を、横方向に切断することで、発光装置が得られる。

以上のように構成された実施例１の発光装置は、実施の形態１の発光装置１００と同様
の効果を奏することができる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種
照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、
さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読
取装置などに利用することができる。

１０…発光素子
１５…発光構造体
２０…波長変換部材（２１…母材、２５…蛍光物質）
３０…透光部材
３５…被膜
４０…接着部材
５０…光反射部材（５１…母材、５５…白色顔料）
６０…導電部材
７０…配線基板（７１…基体、７５…配線（７５ａ…素子搭載部、７５ｂ…端子部））
７０１…複合基板
８０…光拡散部材（８１…母材、８５…光拡散剤）
９０…積層板（９２０…蛍光物質を含有する樹脂の薄板、９３０…蛍光物質を実質的に
含有しない樹脂の薄板）
９３２…蛍光物質を実質的に含有しない樹脂
９７…実装基板
９９…研削装置
１００，２００，３００…発光装置

Claims (20)

1. 発光素子と、
   前記発光素子の上に配置され、上面及び側面を有し、蛍光物質を含有する波長変換部材
   と、
   前記波長変換部材の上面を被覆し、蛍光物質を実質的に含有しない透光部材と、
   前記発光素子と前記波長変換部材の間に配置され、前記波長変換部材の側面を被覆する
   接着部材と、
   前記接着部材を介して前記波長変換部材の側面を被覆する光反射部材と、を備える発光
   装置。
2. 発光素子と、
   前記発光素子の上に配置され、上面及び側面を有し、蛍光物質を含有する波長変換部材
   と、
   前記波長変換部材の上面及び側面を連続的に被覆し、蛍光物質を実質的に含有しない透
   光部材と、
   前記透光部材を介して前記波長変換部材の側面を被覆する光反射部材と、を備える発光
   装置。
3. 前記波長変換部材の側面は、凹凸を有する請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記透光部材の側面は、前記波長変換部材の側面より滑らかである請求項１乃至３のい
   ずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記発光装置は、前記発光素子と前記波長変換部材の間に配置される接着部材を備え、
   前記接着部材の側面は、前記波長変換部材の側面より滑らかである請求項１乃至４のい
   ずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記発光装置は、前記発光素子と前記波長変換部材の間に配置される接着部材を備え、
   前記接着部材は、蛍光物質を実質的に含有しない請求項１乃至５のいずれか一項に記載
   の発光装置。
7. 前記発光素子は、複数個あって、
   前記発光素子と前記波長変換部材の間に、光拡散剤を含有する光拡散部材を備える請求
   項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記蛍光物質は、少なくともフッ化物蛍光体及び／若しくは量子ドットを含む請求項１
   乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記波長変換部材は、前記蛍光物質を含有する樹脂の硬化物である請求項１乃至８のい
   ずれか一項に記載の発光装置。
10. 当該発光装置の実装面は、前記透光部材の上面に略直交する請求項１乃至９のいずれか
    一項に記載の発光装置。
11. 当該発光装置の上面視形状は、一辺が０．５ｍｍ以下の矩形状である請求項１０に記載
    の発光装置。
12. 前記光反射部材は、前記発光素子の側面を被覆する請求項１乃至１１のいずれか一項に
    記載の発光装置。
13. 前記発光装置は、配線基板を備え、
    前記発光素子は、前記配線基板上にフリップチップ実装されている請求項１乃至１２の
    いずれか一項に記載の発光装置。
14. 配線基板上に、フリップチップ実装される発光素子と、蛍光物質を含有する波長変換部
    材と、蛍光物質を実質的に含有しない透光部材と、がこの順に積層された発光構造体を形
    成し、
    前記発光構造体を光反射部材で埋め、
    前記光反射部材を上方から前記透光部材が露出するまで研削する発光装置の製造方法。
15. 前記波長変換部材と前記透光部材は、蛍光物質を含有する樹脂の薄板と、蛍光物質を実
    質的に含有しない樹脂の薄板と、を積層した積層板を切断することにより準備する請求項
    １４に記載の発光装置の製造方法。
16. 前記発光構造体は、前記発光素子と前記波長変換部材の間に接着部材を含み、
    前記接着部材を前記波長変換部材の側面上に延伸させる請求項１５に記載の発光装置の
    製造方法。
17. 前記波長変換部材と前記透光部材は、
    蛍光物質を含有する樹脂の薄板を複数の小片に切断し、前記複数の小片を互いに離間さ
    せて並置し、
    蛍光物質を実質的に含有しない樹脂を前記複数の小片上とその離間領域に充填し、
    前記離間領域の樹脂を切断することにより準備する請求項１４に記載の発光装置の製造
    方法。
18. 前記発光構造体は、前記発光素子を前記配線基板上にフリップチップ実装した後、前記
    発光素子上に前記波長変換部材と前記透光部材を接着させることにより形成する請求項１
    ４乃至１７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
19. 前記発光構造体は、前記発光素子上に前記波長変換部材と前記透光部材を接着させた後
    、前記発光素子を前記配線基板上にフリップチップ実装することにより形成する請求項１
    ４乃至１７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
20. 複数の前記配線基板が連なった複合基板上に前記発光構造体を第１方向に複数形成し、
    複数の前記発光構造体を１つの前記光反射部材で埋め、
    前記発光構造体間の前記光反射部材及び前記複合基板を前記第１方向に直交する第２方
    向に切断する請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。

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