JP6361374B2

JP6361374B2 - 発光装置及びその製造方法

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Publication number: JP6361374B2
Application number: JP2014170246A
Authority: JP
Inventors: 祐任永野
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-08-25
Also published as: US20160053968A1; JP2016046406A; US10002996B2

Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、低消費電力、長寿命、高信頼性など多くの特長を有し、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた白色光を発するＬＥＤ発光装置の実用化により、各種照明やバックライト用光源など様々な用途で広く利用されている。

特許文献１には、ＣＳＰ（Chip Size Package）タイプの発光装置が開示されている。ＣＳＰ（Chip Size Package）タイプの発光装置は、発光素子（ＬＥＤ）が光反射性の樹脂等で直接被覆されるので、小型で薄型の発光装置を形成することができる。特許文献１に記載の発光装置は、半導体層と、ｐ側電極及びｎ側電極と、ｐ側配線層及びｎ側配線層と、各配線層を絶縁する絶縁層と、を有し、外部端子として、各々の配線層が絶縁層の複数の面から露出される。また、発光装置の実装面（第３の面）に対して光出射面（第１の面）が傾斜しており、実装面を水平面とした場合に、光が斜め上方に放出される構成が開示されている。

特開２０１２−１４６８９８号公報

特許文献１に開示される発光装置は、光出射面が実装面側に傾斜しているため、半導体層と外部端子とが、比較的近い位置に形成される。すなわち、外部端子は、実装面（第３の面）において、光出射面（第１の面）に近い側に形成されやすい。したがって、発光装置が実装基板上で転倒しやすく、発光装置と実装基板の接続が安定的に行えないおそれがある。

そこで、実装基板との接続を安定的に行うことが可能な発光装置および発光装置の製造方法を提供する。

実施形態に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子と電気的に接続される第１端子及び第２端子と、前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材と、を備え、前記第１端子及び前記第２端子は、略球状であり、前記光反射部材は、前記発光素子の光出射面側を露出させ、前記第１端子及び前記第２端子の一部をそれぞれ略円形に露出させ、前記光出射面は、発光装置の実装面に対して傾斜しており、断面視において前記光反射部材は、略三角形である。

実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子と、前記発光素子と電気的に接続される第１端子及び第２端子と、前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材と、を備える発光装置の製造方法において、前記発光素子に、略球状の第１端子及び第２端子をそれぞれ接続する端子接続工程と、前記発光素子の光出射面側を露出させるように、前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを被覆する光反射部材形成工程と、前記第１端子及び前記第２端子の一部を、前記光反射部材からそれぞれ露出させる端子露出工程と、を含み、前記光反射部材形成工程において、発光装置の実装面を前記光出射面に対して傾斜するように形成する。

実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子に、略球状の第１端子及び第２端子をそれぞれ接続する端子接続工程と、前記発光素子の少なくとも一部と前記第１端子及び前記第２端子とを光反射部材で被覆する光反射部材形成工程と、前記第１端子及び前記第２端子が接続されている側と反対の光出射面に対し、９０°以外の部分が露出するように、前記第１端子及び前記第２端子の一部を、前記光反射部材からそれぞれ露出させる端子露出工程と、を有する。

実施形態に係る発光装置および発光装置の製造方法によれば、実装基板との接続を安定的に行うことが可能な発光装置を提供することができる。

実施形態１に係る発光装置１０の斜視図である。実施形態１に係る発光装置１０を側面側から見た概略図である。実施形態１に係る発光装置１０を底面側から見た概略図である。実施形態に係る発光装置において、端子の大きさと、実装面に対する光出射面の傾斜角度との関係を示す概略図である。実施形態に係る発光装置において、接続部Ｃの位置と、実装面に対する光出射面の傾斜角度Ｄとの関係を示す概略図である。第１端子及び第２端子の構成について示す概略図である。実施形態に係る発光装置の一例を示す概略図である。実施形態に係る発光モジュールを示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、シート上に複数の発光素子を配置する工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、端子接続工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、光反射部材形成工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、光反射部材形成工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、端子露出工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、個片化工程を示す概略図である。実施形態２に係る発光装置３０の斜視図である。実施形態２に係る発光装置３０を側面側から見た概略図である。実施形態２の変形例に係る発光装置５０の斜視図である。実施形態２の変形例に係る発光装置５０を側面側から見た概略図である。

以下、実施形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置は、本発明の技術的思想を具現化するためのものであって、本発明を以下のものに限定するものではない。特に、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特段の断りがない限りは、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各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に誇張していることがある。さらに、実施形態を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、以下に記載されている実施形態も同様に、特段の断りがない限りは各構成等を適宜組み合わせて適用できる。

≪実施形態１≫
図１に示されるように、実施形態１に係る発光装置１０は、主に側面発光型の発光装置として用いるのに適している。この発光装置１０は、発光素子１と、発光素子１と電気的に接続される第１端子２及び第２端子３と、それらを保持する光反射部材４と、を有する。発光素子１は、図２に示されるように、半導体層１ａと、ｎ側電極１ｂ及びｐ側電極１ｃと、を備えることができる。発光素子１の光出射面（半導体層１ａの電極形成面の反対側）は、光反射部材４から露出され、発光装置１０の実装面（光反射部材４の底面４ａ）に対して、発光装置１０の背面（光反射部材４の背面４ｃ）側へ傾斜するように配置される。

第１端子２及び第２端子３は略球状であり、第１端子２及び第２端子３は、発光素子１のｎ側電極１ｂ又はｐ側電極１ｃのいずれか一方と電気的に接続される。発光素子１の電極と第１端子２及び第２端子３との接続部分を、接続部Ｃとする。第１端子２及び第２端子３の一部は、光反射部材４から露出される。露出された第１端子２及び第２端子３は、外部端子部２ａ，３ａとして実装基板の配線と電気的に接続される。

図１及び図２に示されるように、光反射部材４は、発光装置１０の外表面を形成する。断面視で、光反射部材４は略三角形である。光反射部材４は、略三角柱形状とすることができ、底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃ、前面４ｄを備える。光反射部材４の底面４ａは、発光装置１０の実装面であり、発光素子１の光出射面に対して傾斜するように設けられる。光反射部材４の側面４ｂは、底面４ａに略垂直に隣接する。側面４ｂどうしは略平行である。光反射部材４の前面４ｄは、発光素子１の光出射面と同様に底面４ａ（実装面）に対して傾斜しており、発光素子１の電極形成面側を被覆する。光反射部材４の形状は略三角柱が好ましいが、略三角錐や略円柱、略円錐等でも構わない。
なお、以降の説明では、背面４ｃに垂直な方向を“奥行き方向”、底面４ａに垂直な方向を“高さ方向”とし、それぞれの側面４ｂと垂直な方向を“幅方向”とする。

本実施形態では、光反射部材４の底面４ａ（実装面）に、第１端子２及び第２端子３の一部が露出された外部端子部２ａ，３ａを有する。図３に示されるように、外部端子部２ａ，３ａの形状は略円形であり、光反射部材４の底面４ａ（実装面）において、背面４ｃに近い側（後方側）に形成される。

以上のような構成とすると、第１端子２及び第２端子３が略球状であるので、実装面に対して光出射面が傾斜した小型の発光装置１０を容易に作製することができる。また、鍍金等で所望の厚みの端子を形成する場合に比べ、工程コスト及び時間を短縮することができる。
さらに、外部端子部２ａ，３ａを、実装面（光反射部材４の底面４ａ）において、発光装置の背面（光反射部材4の背面４ｃ）に近い側に形成することができる。すなわち、光出射面（発光素子１）と外部端子部２ａ，３ａとの距離を十分に確保することができる。したがって、実装基板２０に実装する際に転倒しにくく、安定的に実装することが可能な発光装置１０を作製できる。

以下、実施形態１に係る発光装置１０の各構成部材について詳述する。なお、ここで説明する各部材の構成は一例であり、これに限られるものではない。

＜発光装置１０＞
（発光素子１）
図２に示されるように、発光素子１は、ｎ型半導体層１１と活性層１２とp型半導体層１３とを備える半導体層１ａと、ｎ型半導体層１１上に形成されるｎ側電極１ｂと、ｐ型半導体層１３上に形成されるp側電極１ｃと、を備えることができる。本実施形態では、半導体層１ａのｎ型半導体層１１、活性層１２、p型半導体層１３は、奥行き方向に順次積層されている。例えば、半導体層１ａとしては、窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ(０≦Ｘ、０≦Ｙ,Ｘ＋Ｙ≦１)）、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。なお、各半導体層は、単層構造であってもよいが、組成及び膜圧の異なる層の積層構造や超格子構造であってもよい。活性層１２は、単一量子井戸構造や多量子井戸構造であることが好ましい。発光素子１は、半導体層１ａの他に基板を有していてもよい。基板としては、発光素子１からの光を効率的に取り出すために、例えばサファイア等の透光性の高いものを用いることができる。なお、基板上に半導体層１ａが形成された発光装置の場合は、基板を除去することで、発光素子１からの光取り出しを向上させることができる。基板の除去は、例えば、レーザリフトオフ（ＬＬＯ）により容易に行うことができる。レーザ光の照射量や時間等は、基板の種類や厚みによって適宜調整することができる。

なお、レーザリフトオフによって基板を除去した後は、半導体層１ａの表面をエッチング等で粗面化することで、半導体層１ａからの光の取り出しを向上させることができる。また、基板が除去された半導体層１ａの表面には、保護層を形成してもかまわない。

ｎ側電極１ｂは、例えばレジストを用いたＲＩＥ法等を用い、前述の半導体層１ａの活性層１２及びｐ型半導体層１３の一部を除去して、ｎ型半導体層１１を露出させた部分に形成することができる。また、p側電極１ｃは、p型半導体層１３上に形成される。本実施形態では、ｎ側電極１ｂ及びｐ側電極１ｃは、幅方向に一列に配置される。各電極の材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｌあるいはＡｌ合金、ＩＴＯ等が挙げられる。各電極は、スパッタ法、蒸着法などを用いて形成することができる。ｎ側電極１ｂ及びｐ側電極１ｃの上面は、略同じ高さになるように設けられると、第１端子２及び第２端子３を接続させやすく好ましい。各電極上には、バンプ等を設けてもかまわない。

（第１端子２、第２端子３）
第１端子２及び第２端子３は、略球状であり、発光素子１のｎ側電極１ｂ又はｐ側電極１ｃと接続される。詳細には、第１端子２及び第２端子３は、球形から一部が除去された球欠形状であるが、明細書中では略球状と示す。また、第１端子及び第２端子は、断面が円形となる球状であると好ましいが、断面が楕円形等になる球状でもかまわない。なお、第１端子２及び第２端子３の一部（球形から一部が除去された面）は、光反射部材４から露出され、外部端子部２ａ，３ａとして実装基板２０と接続される。本実施形態では、図１に示されるように、略同じ大きさの第１端子２及び第２端子３が、発光素子１の各電極に１つずつ接続され、幅方向に一列に配置される。

第１端子２及び第２端子３が略球状であると、端子２，３の大きさや、端子２，３と発光素子１との接続部Ｃの位置を調整することで、実装面（底面４ａ）に対して所望の傾斜角度Ｄで傾斜する光出射面（発光素子１）を有する発光装置を形成することができる。
具体的には、図４に示されるように、外部端子部２ａ，３ａの位置を変えずに端子２，３の大きさを大きくすることで、実装面（底面４ａ）に対する傾斜角度Ｄの大きい光出射面（発光素子１）を形成することができる。また、外部端子部２ａ，３ａの位置を変えずに端子２，３を小さくすることで、実装面（底面４ａ）に対する傾斜角度Ｄの小さい光出射面（発光素子１）を形成することができる。

また、図５に示されるように、端子２，３の大きさを変えずに接続部Ｃの位置を発光素子１の上方にすると、実装面（底面４ａ）に対する傾斜角度Ｄの小さい光出射面（発光素子１）を形成することができる。また、端子２，３の大きさを変えずに接続部Ｃの位置を発光素子１の下方にすると、実装面（底面４ａ）に対する傾斜角度Ｄの大きい光出射面（発光素子１）を形成することができる。

なお、端子２，３と発光素子１との接続部Ｃの位置を、発光素子１の上方にすることで、外部端子部２ａ，３ａを、実装面（底面４ａ）において背面４ｃに近い側に形成することができる。そうすることで、実装基板に安定的に実装可能な発光装置１０を形成することができる。

さらに、端子２，３を大きくする、又は端子２，３と発光素子１との接続部Ｃの位置を発光素子１の端部とする（すなわち、端子２，３を光反射部材４の外表面に近い部分に配置する）ことで、外部端子部２ａ，３ａを複数の面に形成することができる。例えば、光反射部材４の底面４ａ（実装面）だけでなく、側面４ｂや背面４ｃに形成することができる。このように、外部端子部２ａ，３ａが複数形成されると、発光装置１０と実装基板との接続強度を高めることができる。
なお、端子２，３の大きさや接続部Ｃの位置等の変更にあたり、発光素子１の電極パターンや実装基板の配線パターンは、適宜変更することができる。

第１端子２及び第２端子３の材料は、加熱等によって容易に発光素子１の電極１ｂ，１ｃ及び実装基板２０の配線２１と接着が可能で、加熱（接着）後も所定の形状を維持できる導電性を有するものが好ましい。例えば、図６に示されるように、導電性のコアＡとコアＡを被覆する導電性の被覆部Ｂを有する構成とすることができる。以下、導電性のコアＡと被覆部Ｂとからなる略球状の第１端子２及び第２端子３について説明する。

コアＡの材料としては、Ｃｕが主成分（例えば、Ｃｕの含有率が５０質量％以上）であることが好ましい。特に、Ｃｕの含有率が９９質量％以上、又はＣｕと、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗのうち１種以上から選択される金属との合金であると、熱伝導性や電気伝導性に優れるため好適である。コアＡは、略球状であると、端子を略球状に形成しやすく好ましい。コアＡは、直径約１〜１０００μｍ程度、より好ましくは直径約４０〜２００μｍ程度とすることができる。

被覆部Ｂの材料としては、Ａｕと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのうち少なくとも１種類以上を含む合金を用いることが好ましい。特に、コアＡ上にＳｎ系の被覆部Ｂを有する端子であると、被覆部Ｂが外部端子部２ａ，３ａに露出される場合、被覆部Ｂを、発光装置と実装基板とを接続する接着剤として用いてもかまわない。被覆部Ｂとして、その他にＮｉ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ等を用いることができる。ここで、Ｓｎ系の被覆部Ｂは、Ｓｎ系合金からなる単層構造であってもよいし、Ｓｎと他の合金や複数のＳｎ合金からなる多層構造であってもかまわない。
被覆部Ｂの厚みとしては、被覆部ＢがＳｎである場合、約１〜５０μｍ程度、より好ましくは約１〜１０μｍ程度とすることができる。このような厚みであると、発光素子１の電極及び実装基板２０の配線２１と良好に接続させることができ、かつ、第１端子２と第２端子３の短絡を防ぐことができる。

前述のように、コアＡと被覆部Ｂとを有する端子を用いる場合、コアＡは被覆部Ｂよりも融点が高い材料を用いることが好ましい。例えば、前述のように、ＣｕからなるコアＡをＳｎの被覆部Ｂで被覆した第１端子２及び第２端子３を用いると、発光素子１の電極上に各端子を載置して加熱することで、容易に発光素子１の電極と第１端子２及び第２端子３とを共晶接合させることができる。

以上、コアＡと被覆部Ｂを有する略球状の第１端子２及び第２端子３について説明したが、これに限定されない。第１端子２及び第２端子３は、コアＡと被覆部Ｂを有する構成でなくてもよく、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とは、共晶接合以外の方法で接続されていてもかまわない。また、第１端子２及び第２端子３は、発光素子１の各電極に対してそれぞれ複数配置されていてもよいし、複数配置される端子どうしが、異なる構成・大きさであってもかまわない。後述する実施形態２において、異なる大きさの端子を有する発光装置の形態について示す。

（外部端子部２ａ，３ａ）
外部端子部２ａ，３ａは、図３に示されるように、平面視でみて略円形である。ここで、外部端子部２ａ，３ａは円形であると好ましいが、楕円形等でもかまわない。なお、外部端子部２ａ，３ａの直径は、第１端子２及び第２端子３の直径よりも小さい方が好ましい。
略円形の外部端子部２ａ，３ａは、略球状の第１端子２及び第２端子３の一部が露出されたものである。第１端子２及び第２端子３と、光反射部材４とを一緒に切削することで、略円形の外部端子部２ａ，３ａを、光反射部材４と略面一に形成することができる。また、第１端子２及び第２端子３は、各々の被覆部Ｂ以上の厚みで切削されると好ましい。そうすることで、外部端子部２ａ，３ａの表面にコアＡを露出させることができ、実装性の良い発光装置１０を形成することができる。なお、外部端子部２ａ，３ａと光反射部材４とは、略面一に形成されていなくてもかまわない。例えば、光反射部材４の底面４ａ（実装面）に対して窪むように外部端子部が形成されていてもよい。そうすることで、発光装置１０と実装基板とを接続する接着剤を、外部端子部の窪みに配置させることができ、発光装置１０と実装基板との接続強度を向上させることができる。

前述のように、被覆部Ｂを有する第１端子２及び第２端子３を用いると、外部端子部２ａ，３ａの表面の少なくとも一部に、被覆部Ｂを形成することができる。そうすることで、被覆部Ｂを、発光装置１０と実装基板とを接続する接着剤として用いることが可能である。

外部端子部２ａ，３ａは、光反射部材４の任意の面に形成することができる。本実施形態の外部端子部２ａ，３ａは、実装基板の上面に対して平行に実装される光反射部材４の底面４ａに形成される。そうすることで、発光装置１０と実装基板とを安定的に接続でき、十分な接続強度を確保することができる。また、外部端子部２ａ，３ａを、光反射部材４の複数の面に形成することで、発光装置と実装基板との接続強度を向上させることができる。なお、外部端子部２ａ，３ａは、光反射部材４の底面４ａ（実装面）に形成されていなくてもかまわない。

なお、外部端子部２ａ，３ａの表面（第１端子２及び第２端子３の切削面）には、保護膜が形成されていてもかまわない。保護膜は、電解めっき、無電解めっき、酸化防止剤、プリフラックス、変色防止剤等で形成することができる。このような保護膜を形成することで、外部端子部２ａ，３ａの劣化や損傷を抑制することができる。保護膜は、外部端子部２ａ，３ａの表面だけでなく、外部端子部２ａ，３ａが形成される光反射部材４の面上に形成されていてもよい。そうすることで、保護膜が金属等の熱伝導性を有する材料で形成される場合、発光装置１０の放熱性を高めることができる。

（光反射部材４）
光反射部材４は、図１及び図２に示されるように、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とを保持する。詳述すると、発光素子１の電極形成面側と、外部端子部以外の第１端子２及び第２端子３と、を被覆する。光反射部材４は、第１端子２と第２端子３とを絶縁させ、半導体層１ａからの光を発光装置１０の光出射面側へ反射させる。実施形態１の光反射部材４は、前述のように略三角柱（五面体）であり、発光装置１０の実装面である底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃ、発光素子１の電極形成面側を被覆する前面４ｄを有する。本実施形態では、略球状の第１端子２及び第２端子３は、光反射部材４に略内接するように埋設され、そのうちの一部が外部端子部２ａ，３ａとして露出される。

光反射部材４の形状を略三角柱とすると、実装面に対して光出射面が傾斜した発光装置１０を容易に形成することができる。特に、光反射部材４を略直角三角柱とすると、実装基板への実装をより安定的に行うことが可能な発光装置１０を形成することができる。また、略球状の第１端子２及び第２端子３を略内接させやすく、小型で放熱性の高い斜め発光の発光装置１０を形成することができる。

また、図２に示されるように、断面視において、実装面である光反射部材４の底面４の上方に、光出射面である半導体層１ａを位置させると好ましい。特に、半導体層１ａ（光出射面）の全てを光反射部材４の底面４ａ（実装面）の上方に位置させると、実装基板に実装する際に背面４ｃ側に倒れにくい発光装置１０を形成することができ、実装基板に対して発光装置１０をより安定的に実装させることができる。

光出射面（半導体層１ａ）と対向する光反射部材４の背面４ｃは、光出射面（半導体層１ａ）方向に傾斜していると好ましい。例えば、光出射面（半導体層１ａ）が実装面（光反射部材4の底面４ａ）に対して背面４ｃ側に傾斜する場合、光反射部材４の背面４ｃと実装面（光反射部材4の底面４ａ）とがなす角度は、垂直又は鋭角であることが好ましい。そうすることで、転倒しにくい発光装置１０を形成することができる。また、図７に示されるように、光反射部材４は、底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃ、前面４ｄ以外に、上面４ｅを有していてもかまわない。
なお、光反射部材４の各々の面は、略平面であると好ましいが、平面でなくてもかまわない。例えば、外部端子部２ａ，３ａが露出される面は、外部端子部２ａ，３ａとの境目に窪みを有していてもかまわない。

光反射部材４の材料としては、第１端子２と第２端子３とを絶縁でき、半導体層１ａからの光を発光装置１０の光出射面側へ反射できるものであれば、特に限定されない。例えば、母材に光反射性材料が含有されたものを用いることができる。
母材としては、例えば、セラミック、樹脂、ガラス、誘電体、パルプ又はこれらの２種類以上を含む複合材料等が挙げられる。特に、所望の形状に容易に成形可能な樹脂が好ましい。樹脂としては、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、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を２種類以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。
光反射性材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、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、酸化ニオブ、硫酸バリウム、カーボンブラック、各種希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム等）が挙げられる。母材には、その他、拡散材や着色剤等のフィラーを含有させてもかまわない。

光反射部材４は、発光素子１からの光に対する反射率が、約６０％以上、より好ましくは約７０〜９０％以上であると好ましい。

（波長変換層５）
図２に示されるように、発光素子１の光出射面側（すなわち、光反射部材４から露出された半導体層１ａ）は、波長変換層５で被覆されていると好ましい。波長変換層５は、例えば、発光素子１からの光を透過させることができる母材に、発光素子１からの光を任意の波長に変換可能な波長変換部材を含有させたものを用いることができる。母材としては、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、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を２種類以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂や、ガラス等を用いることができる。波長変換部材としては、所望の蛍光体を用いることができる。また、波長変換部材として、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。なお、波長変換層５には、拡散材等を含有させてもかまわない。

蛍光体としては、例えば、ユーロピウム、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、より具体的には、ユーロピウムで賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、ユーロピウム等のランタノイド系元素、マンガン等の遷移金属系元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類のハロシリケート蛍光体、アルカリ土類金属シリケート蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はユーロピウム等のランタノイド系元素で主に賦活される有機物及び有機錯体等が挙げられる。特に、黄色蛍光体であるＹＡＧ系蛍光体、赤色蛍光体であるＫＳＦ、緑色蛍光体のＬＡＧ系蛍光体等が好適に用いられる。この他にも同様の性能、効果を有する蛍光体を適宜使用することができる。蛍光体は、単独又は２種類以上を混合して使用することができる。

量子ドットとしては、具体的には、ＣｄＳｅ、コアシェル型のＣｄＳ_ｘＳｅ_１−ｘ／ＺｎＳ、ＧａＰ等のナノサイズの高分散粒子を用いることができる。

＜実装基板２０＞
図８に示されるように、実装基板２０は、発光装置１０が実装される基板であり、配線２１と基体２２とを有する。配線２１は、発光装置１０の外部端子部２ａ,３ａと電気的に接続される。なお、実装基板２０は、配線２１のみで構成されてもよい。

（配線２１）
配線２１の材料としては、銅、ニッケル、パラジウム、タングステン、クロム、チタン、アルミニウム、銀、金又はそれらの合金等の金属材料が挙げられる。なお、配線２１は発光装置１０で発生した熱の放熱性の観点から、銅又は銅合金が特に好ましい。また、任意の材料から形成した配線の表面に、銀、プラチナ、錫、金、銅、ロジウム若しくはこれらの合金から成る被膜を形成することもできる。また、銀又は銀合金から形成した配線の表面を酸化させて、配線の表面に酸化銀又は銀合金の酸化物の被膜を形成してもよい。

（基体２２）
基体２２の材料としては、セラミックス、ガラスエポキシ、樹脂等の絶縁性材料が挙げられる。特に、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等が好ましく、ＬＴＣＣ(low Temperature Co-fired Ceramics)を用いてもかまわない。その他、金属材料の表面を絶縁性材料で被覆した絶縁性基体を利用することもできる。

＜発光モジュール１００＞
図８に示される発光モジュール１００は、発光装置１０が実装基板２０に電気的に接続されたものである。本実施形態では、実装基板２０の配線２１上に、発光装置１０の実装面（光反射部材４の底面４ａ）が実装され、接着剤（例えば、半田等の導電性接着材やＡＣＰ等の異方性導電部材等）によって、光反射部材４の底面４ａに形成された外部端子部２ａ，３ａと、配線２１とが接続される。実施形態１では、発光装置１０の実装面（光反射部材４の底面４ａ）は、実装基板２０に対して略水平に実装される。したがって、発光装置１０の光出射面は実装基板２０に対して斜めに配置され、発光装置１０の光は、実装基板２０に対して斜め上方に出射する。

＜発光装置１０の製造方法＞
以下、本実施形態の発光装置１０及び発光モジュール１００の製造方法について、図９〜１３を用いて例示する。なお、以下に示されるのは一例であり、適宜所望の方法及び工程順で形成することができる。

（端子接続工程）
端子接続工程では、発光素子１に、略球状の第１端子２及び第２端子３を接続する。まず、図９に示されるように、半導体層とｎ側電極及びｐ側電極とが形成された発光素子１を複数準備し、シート８上に配置する。例えば、ポリイミドの基材上に接着層としてアクリル系樹脂が形成されたシート８を用いることができ、約０．４〜２．３ｍｍ程度の間隔で発光素子１を配置することができる。発光素子１のｎ側電極及びｐ側電極上には、適宜フラックスを塗布する。フラックスの塗布方法は、印刷、転写等適宜自由に選択することができる。

次に、図１０に示されるように、発光素子１のｎ側電極及びｐ側電極上に、第１端子２及び第２端子３を載置する。本実施形態では、予め直径約１００μｍのＣｕコアボールＡが厚み約５μｍのＳｎからなる被覆部Ｂで被覆された直径１１０μｍ程度の第１端子２及び第２端子３を準備し、吸引治具を用いて発光素子１の各電極上に仮止材を用いて載置する。仮止材は、適宜公知のものを使用することができる。また、発光素子１の電極上に、予め端子の形状に対応する凹部を有する保持部を形成しておく（または電極そのものを、端子の形状に対応した凹形状に形成しておく）ことで、第１端子２及び第２端子３を精度よく配置することができる。

そして、第１端子２及び第２端子３が配置された発光素子１をシート８ごと、オーブン又はプレート等で約２８０℃以上で約１分以上加熱する。そうすることで、Ｓｎである被覆部Ｂが溶融して硬化し、発光素子１と導電性のコアＡが共晶接合され、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とが固定される。

（光反射部材形成工程）
続いて、光反射部材形成工程において、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とを保持する光反射部材４を形成する。本実施形態では、図１１Ａのように、第１端子２及び第２端子３が接続された発光素子１を複数有するシート８（以下、シート集合体８０とする）を、例えば略Ｖ字形状の溝Ｆ（ここでは、溝を形成する２面が略直角に接するＶ字形状の溝）を有する金型９０に、シート集合体８０の第１端子２及び第２端子３側を下にしてセットし、光反射部材４として酸化チタン等の光反射性材料を含有させたシリコーン樹脂を充填して硬化させる。これにより、図１１Ｂに示されるように、シート集合体８０に、略三角柱の光反射部材４を形成することができる。なお、金型９０のＶ字形状の溝Ｆを形成する２面の接する角度は、適宜選択することができる。また、溝の形状は、Ｖ字に限らず、適宜所望の形状とすることができる。

（端子露出工程）
端子露出工程では、光反射部材形成工程で形成された光反射部材４から端子２，３の一部を露出させることで、外部端子部２ａ,３ａを形成する。具体的には、図１１Ｃに示されるように、光反射部材４の一部及び／又は端子２，３の一部を、ブラスト、切削、研磨、エッチング等で除去することで、第１端子２及び第２端子３の一部を露出させる。例えば、ブラストにより第１端子２及び第２端子３の一部を露出させる場合は、除去する面に対してブラストガンを垂直に対向させてブラスト処理することができる。第１端子２及び第２端子３が略球状であるため、外部端子部２ａ,３ａは、略円形に形成される。光反射部材４と第１端子２及び第２端子３とを一緒にダイシングすることで、光反射部材４と略面一の外部端子部２ａ,３ａを形成することができる。
本実施形態では、外部端子部２ａ,３ａは、発光装置１０の実装面である光反射部材４の底面４ａに形成される。外部端子部２ａ,３ａは、光反射部材４の底面４ａと同様に、発光装置の光出射面に対して傾斜している。具体的には、第１端子２及び第２端子３が接続されている側と反対の光出射面に対し、９０°以外の部分が露出するように、第１端子２及び第２端子３の一部を、光反射部材からそれぞれ露出させる。そうすることで、第１端子２及び第２端子３の露出面に対して、光出射面を傾斜させることができる。なお、外部端子部２ａ,３ａは、発光装置１０の実装面（光反射部材４の底面４ａ）に形成されていなくてもよく、その他の面に形成してもかまわない。また、外部端子部２ａ,３ａは、発光装置の個片化後に形成することもできる。

前述の被覆部Ｂを有する第１端子２及び第２端子３を用いる場合、以上のような方法で外部端子部２ａ,３ａを形成すると、外部端子部２ａ,３ａの表面に被覆部Ｂを形成することができる。例えば、図１１Ｄに示されるように、略円形の外縁に被覆部Ｂを有する外部端子部２ａ，３ａを形成することができ、この露出する被覆部Ｂによって、後に発光装置１０と実装基板とを接合することが可能である。

本実施形態では、適宜、発光素子１の光出射面側を被覆する波長変換層５を形成してもよい。そうすることで、発光素子１からの光を所望の発光色に波長変換することができる。波長変換層５は、例えば、蛍光体を含有させたシリコーン樹脂を、スプレー、塗布、印刷等の所望の方法で形成することができる。波長変換層５の厚みは、約３０〜３００μｍとすることができる。

そして、図１１Ｄに示されるように、光反射部材４（及び波長変換層５）が形成されたシート集合体８０を、ダイシング等で各々の発光装置１０に個片化する。
本実施形態では、個片化された発光装置１０の光反射部材４は、略三角柱とすることができ、発光装置１０の実装面である底面４ａと、底面４ａに略垂直に隣接する側面４ｂと、底面４ａ（実装面）に対して背面４ｃ側に傾斜し、発光素子１の電極形成面側を被覆する前面４ｄと、を有する。発光装置１０の寸法は、例えば、幅約２．０ｍｍ、高さ約０．１〜１．０ｍｍ、奥行き約０．１〜１．０ｍｍとすることができ、断面視でみて、実装面（光反射部材４の底面４ａ）と光出射面（発光素子１の半導体層１ａ）とのなす角度は、約６０°とすることができる。なお、シート８を剥がすタイミングは特に限定されないが、シート集合体８０の個片化前であると好ましい。

＜発光モジュール１００の形成方法＞
以上のように形成された発光装置１０を、予め準備された実装基板２０へ実装することで、発光モジュール１００を形成することができる。以下、発光モジュール１００の形成方法について例示する。なお、以下に示されるのは一例であり、適宜所望の方法及び工程順で形成することができる。

まず、実装基板２０の配線２１上に接着剤を形成する。例えば、メタルマスクを用いたスクリーン印刷法により、接着剤である半田を供給することができる。次に、接着剤上に発光装置１０を載置する。この状態で、接続剤６を溶融して硬化させることで、発光装置１０と実装基板２０とが電気的に接続され、図８に示される発光モジュール１００が作製される。なお、前述のように、コアＡであるＣｕコアボールが被覆部ＢであるＳｎで被覆された第１端子２及び第２端子３を用いる場合は、図１１Ｄに示されるように、略円形の外部端子部２ａ，３ａの外縁に被覆部Ｂを形成することができる。したがって、該外部端子部２ａ，３ａを実装基板２０の配線２１上に載置して加熱することで、発光装置１０と実装基板２０とを接合することが可能である。

≪実施形態２≫
（発光装置３０）
実施形態２の発光装置３０は、図１２に示されるように、異なる大きさの略球状の第１端子２Ｓ，２Ｍ及び第２端子３Ｓ，３Ｍを有する。以降、小さい方の第１端子を２Ｓ、大きい方の第１端子を２Ｍとし、小さい方の第２端子を３Ｓ、大きい方の第２端子を３Ｍとする。それ以外は、実施形態１の発光装置１０と略同様に構成することができ、適宜説明を省略する。

本実施形態では、図１３に示されるように、発光素子１Ｂの一方の電極上に、第１端子２Ｓ，２Ｍが奥行き方向に一列に接続されており、他方の電極上に、第２端子３Ｓ，３Ｍが奥行き方向に一列に接続されている（すなわち、発光素子１Ｂの各電極上に、２つずつ、計４つの端子が接続されている）。小さい方の第１端子２Ｓと、第２端子３Ｓの大きさは略同じである（例えば、直径約１００μｍ程度とすることができる）。また、大きい方の第１端子２Ｍと、第２端子３Ｍの大きさは略同じである（例えば、直径約３００μｍ程度とすることができる）。なお、大きさの略等しい端子どうしは、発光素子１Ｂにおいて幅方向に一列に配置されている。
本実施形態では、第１端子２Ｓ及び第２端子３Ｓは、発光素子１Ｂの下方側に配置されており、第１端子２Ｍ及び第２端子３Ｍは、発光素子１Ｂの上方側に配置される。すなわち、図１３のように、断面視でみて、第１端子２Ｍ及び第２端子３Ｍは、第１端子２Ｓ及び第２端子３Ｓよりも光反射部材４の背面４ｃ側（言い換えると、発光素子１の電極と光反射部材４の底面４ａとの間が広い側）に配置される。

本実施形態では、光反射部材の底面４ａに、第１端子２Ｓ，２Ｍの一部が露出した外部端子部２ｓ，２ｍ、及び第２端子３Ｓ，３Ｍの一部が露出した外部端子部３ｓ，３ｍが形成される。また、光反射部材４の背面４ｃには、第１端子２Ｍの一部が露出した外部端子部２ｍ、及び第２端子３Ｍの一部が露出した外部端子部３ｍが形成される。これらの外部端子部は、前述の接着剤によって、実装基板と電気的に接続される。

このように、光反射部材４の底面４ａ（実装面）に対して斜めに配置される発光素子１Ｂに、下方側から上方側へ徐々に大きい略球状の第１端子及び第２端子３を接続することで、実装面に対して光出射面が所望の角度だけ傾斜した発光装置３０を形成することができる。同様に、実装基板に対して発光装置１０の光出射面が斜め上方を向いた発光モジュールを形成することができる。また、複数の第１端子及び第２端子を有することで、外部端子部を複数形成することができ、発光装置３０と実装基板との接続強度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、発光素子１Ｂの各電極上に端子が２つずつ（計４つ）接続される例を示したが、第１端子及び第２端子は、各々２個以上ずつ接続されてもかまわない。また、発光装置の光出射面が、実装基板に対して所望の傾きを得られるように、第１端子と第２端子の数や大きさは適宜変更することができる。

（実施形態２の変形例）
実施形態２の変形例を図１４及び図１５に示す。図１４及び図１５に示される発光装置５０は、発光素子１Ｃに、異なる大きさの略球状の第１端子２Ｘ及び第２端子３Ｙが、１つずつ接続される。本実施形態では、発光素子１Ｃのｎ側電極１ｂとｐ側電極１ｃとが、高さ方向に形成される。第１端子２Ｘ及び第２端子３Ｙは発光素子１Ｃの対角に配置される。第１端子２Ｘは第２端子３Ｙよりも小さく（例えば、直径約１００μｍ程度とすることができる）、発光素子１Ｃの下方側に配置される。第２端子３Ｙは第１端子２Ｘよりも小さく（例えば、直径約３００μｍ程度とすることができる）は、発光素子１Ｃの上方側に配置される。すなわち、図１５のように断面視でみて、第２端子３Ｙは第１端子２Ｘよりも光反射部材４の背面４ｃ側（言い換えると、発光素子１Ｃの電極と光反射部材４の底面４ａとの間が広い側）に配置される。

本実施形態では、光反射部材の底面４ａに、第１端子２Ｘの一部が露出した外部端子部２ｘ、及び第２端子３Ｙの一部が露出した外部端子部３ｙが形成されている。これらの外部端子２ｘ，３ｙは、前述の接着剤によって、実装基板の配線と接続される。

以上のように、略球状の端子を用い、その大きさや発光素子１Ｃとの接続部の位置を適宜変更することで、ｎ側電極及びｐ側電極が幅方向に形成される場合だけでなく、高さ方向に形成される場合も、実装面に対して光出射面が所望の角度だけ傾斜した発光装置を形成することができる。同様に、実装基板に対して発光装置の光出射面が斜め上方を向いた発光モジュールを形成することができる。

なお、実施形態１及び実施形態２で用いられた「ｎ側電極及びｐ側電極が幅方向に形成された発光素子」を、例えば９０度回転させて向きを変えることで、実施形態２の変形例における「ｎ側電極及びｐ側電極が高さ方向に形成された発光素子１Ｃ」として使用することができる。したがって、本実施形態によれば、同じ発光素子を用いて、光出射面の幅と高さの寸法の異なる発光装置を形成することが可能である。

実施形態２の変形例では、発光素子１Ｃの各電極上に端子が１つずつ（計２つ）接続される例を示したが、第１端子及び第２端子は、各々１個以上ずつ配置されていてもかまわない。第１端子及び第２端子の配置、数、大きさは、適宜変更することができる。

以上、いくつかの実施形態について例示したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

発光装置１０、３０、５０
発光素子１Ａ、１Ｂ、１Ｃ
半導体層１ａ
ｎ側半導体層１１
活性層１２
ｐ側半導体層１３
ｎ側電極１ｂ
ｐ側電極１ｃ
第１端子２、２Ｓ、２Ｍ、２Ｘ
第２端子３、３Ｓ、３Ｍ、３Ｙ
コアＡ
被覆部Ｂ
外部端子部２ａ，３ａ、２ｓ、２ｍ、２ｘ、３ｙ
接続部Ｃ
傾斜角度Ｄ
光反射部材４
底面（実装面）４ａ
側面４ｂ
背面４ｃ
前面４ｄ
波長変換層５
実装基板２０
配線２１
基材２２
シート８
シート集合体８０
金型９０
Ｖ字形状の溝Ｆ
発光モジュール１００

Claims

発光素子と、
前記発光素子と電気的に接続される第１端子及び第２端子と、
前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材と、を備え、
前記第１端子及び前記第２端子は、略球状であり、
前記光反射部材は、前記発光素子の光出射面側を露出させ、前記第１端子及び前記第２端子の一部をそれぞれ略円形に露出させ、
前記光出射面は、発光装置の実装面に対して傾斜しており、断面視において前記光反射部材は、略三角形である、発光装置。
前記第１端子及び前記第２端子は、前記実装面から露出する請求項１に記載の発光装置。
断面視において、前記実装面と、前記実装面と隣接する発光装置の背面と、がなす角度は、垂直又は鋭角である請求項１又は２に記載の発光装置。
前記発光素子上に波長変換層を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第１端子及び前記第２端子は、導電性のコアと、前記コアを被覆する被覆部と、を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
発光素子と、前記発光素子と電気的に接続される第１端子及び第２端子と、前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材と、を備える発光装置の製造方法において、
前記発光素子に、略球状の第１端子及び第２端子をそれぞれ接続する端子接続工程と、
前記発光素子の光出射面側を露出させるように、前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを被覆する光反射部材形成工程と、
前記第１端子及び前記第２端子の一部を、前記光反射部材からそれぞれ露出させる端子露出工程と、を含み、
前記光反射部材形成工程において、発光装置の実装面を前記光出射面に対して傾斜するように形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
前記端子露出工程において、前記第１端子及び前記第２端子の一部を、前記実装面から露出させる請求項６に記載の発光装置の製造方法。
前記光反射部材形成工程において、前記光反射部材は、略Ｖ字形状の溝を有する金型を用いて形成する請求項６又は７に記載の発光装置の製造方法。
発光素子に、略球状の第１端子及び第２端子をそれぞれ接続する端子接続工程と、
前記発光素子の少なくとも一部と前記第１端子及び前記第２端子とを光反射部材で被覆する光反射部材形成工程と、
前記第１端子及び前記第２端子が接続されている側と反対の光出射面に対し、９０°以外の部分が露出するように、前記第１端子及び前記第２端子の一部を、前記光反射部材からそれぞれ露出させる端子露出工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。