JP5034342B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
前記透光性放熱部材は、前記発光素子と対向する面の非導体配線形成領域に、絶縁性で且つ非透光性の無機部材が形成され、該無機部材は、前記透光性放熱部材と前記導体配線との界面に延在していることを特徴とする。
図1は、本発明に係る実施の形態1の発光装置の模式的模式的断面図である。本実施の形態1の発光装置100は、同一面側に正電極111aおよび負電極111bを有するフリップチップ型の発光素子110と、表面に正極131aと負極131bとを有する導体配線パターン131が形成されたサブマウント130と、を有し、前記発光素子100が前記サブマウント130上に導電性接着剤120a,120bを介してフリップチップ実装されて、前記発光素子の周囲を覆うように波長変換部材140が形成されている。
本発明における発光素子として、ここでは特に、発光素子として、LEDチップについて説明する。LEDチップを構成する半導体発光素子としては、ZnSeやGaNなど種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、蛍光物質を使用する場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0□X、0□Y、X+Y□1)が好適に挙げられる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やpn接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
本形態における透光性放熱部材130は、上面側に発光素子が導通搭載される配線パターン131と前記配線パターン131間に絶縁性で且つ透光性の無機材料150が設けられており、前記配線パターンは透光性放熱部材130の内部および下面側まで延在している。ここで、本明細書において透光性とは、300〜700nmの波長域で厚さ1mmあたりの透過率が20%以上であることを示す。また、前記透過率は、分光光度計で測定した値とする。
透光性放熱部材130の表面には、正極の導体配線131aと負極の導体配線131bとがパターン形成されている。これらの材料は、導電性を有しているものであれば特に限定されず、Auや銀白色の金属、特に、発光素子からの光に対して光反射率の高いAg、Al、Pt、Pdなどを用いることが好ましい。このような銀白色の金属を用いた導電性パターンは、発光素子からの光を取り出し方向へと反射することができ、発光装置の光取り出し効率を向上させることができる一方で、マイグレーションが発生しやすいため、導体配線パターン間の距離を広く取る必要がある。本願発明は、このような光反射性の高い導体配線パターンと透光性放熱部材とを組み合わせてなる発光装置において、大きな効果を示すことができる。ここで、導体配線131の材料とする金属は、金属相互間の接着性の良さ、いわゆる濡れ性等を考慮して選択されることが好ましい。導体配線は、透光性放熱部材の表面上に、配線を形成しない領域にホトレジストパターンを形成し、電子ビーム蒸着、あるいはスパッタ、あるいは鍍金などの方法により、例えば厚さ10nmのTi層、厚さ1000nm(1μm)のAu層を堆積する。その後、レジストパターンを除去し、その上に堆積した金属層をリフトオフする。配線層は、Ti/Auの他、Ni/Au,Al/Au等を用いることもできる。
本実施の形態の発光装置において、波長変換部材140は、発光素子からの発光波長によって励起され、前記波長と異なる可視光を発する蛍光物質を含有された樹脂にて構成されているが、これに限定されず、発光素子からの光を他の可視光に変換することが可能であれば特に限定されず、例えば非線形光学結晶等を用いる事もできる。
本発明の発光装置は、透光性放熱部材130の表面において、少なくとも発光素子と対向する面の非導体配線形成領域に、絶縁性で且つ非透光性の無機部材150が形成されている。無機部材150は、透光性放熱部材130と導体配線パターン131との界面に延在していてもよい。このように、透光性放熱部材130の表面に無機部材150を形成した後に、導体配線パターン131を形成することにより、工程を簡略化することができるが、透光性放熱部材130の表面に導体配線パターン130を形成した後に導体配線パターン部をマスキングし、導体配線パターンのパターン間に無機部材150を形成する方法でも作成可能である。無機部材150の形成方法は、透光性放熱部材を焼成する際に予めペースト印刷により無機部材150を形成した後に焼成する方法と、透光性放熱部材を焼成した後にスパッタ蒸着、メッキあるいは電着等の方法によって表面に無機部材150を形成する方法とがある。無機部材150を形成する材料としては、特に限定されないが、Ni2O3、SiC、C3N4、Ta2O5、SiO2、SiN、AlN、Al2O3、ZrO2、ZnO、TiO2、Y2O3およびSi3N4から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。またこれらの材料にCあるいは遷移金属を添加する事によって光り遮断率を向上する事が可能である。また窒化物では一部を酸化物で置換する事で光遮断率を向上する事が可能である。前記無機部材は、膜状に形成することが好ましく、さらに多層膜とすることが好ましい。多層膜とすることで光遮断と絶縁を異なる層で行うことができ、材料選択の幅が広がる。多層膜における光遮断層としてはFe、Ti、Ni、Cu、Zn、Mo、W、Nb、Pd、Ag、W、Pt、Auから選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、絶縁層としてはNi2O3、SiC、C3N4、Ta2O5、SiO2、SiN、AlN、Al2O3、ZrO2、ZnO、TiO2、Y2O3およびSi3N4から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。この場合メッキ、スパッタ、蒸着、電着等の手法によって作成された光遮断率の高い層の表面に同様の方法で絶縁層を設けることで光遮断と絶縁の両立が可能となる。
実施例1として、図1に示す発光装置を製造する。
(第一の工程)
110・・・発光素子
111a・・・正電極
111b・・・負電極
120a,120b・・・導電部材
130・・・透光性放熱部材
131a,131b・・・導体配線
140・・・波長変換部材
150・・・無機部材
160・・・空気層
Claims (6)
- 透光性放熱部材と、前記透光性放熱部材の表面にパターン形成された導体配線と、前記導体配線にフリップチップ実装された発光素子と、前記発光素子を被覆する波長変換部材と、を有し、
前記透光性放熱部材は、前記発光素子と対向する面の非導体配線形成領域に、絶縁性で且つ非透光性の無機部材が形成され、該無機部材は、前記透光性放熱部材と前記導体配線との界面に延在していることを特徴とする発光装置。 - 前記無機部材は、前記透光性部材と前記導体配線との界面に延在していることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記発光素子の実装面と前記無機部材との距離は、前記発光素子の他の面からの前記波長変換部材の厚みよりも短いことを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記無機部材は、Ni2O3、SiC、C3N4、Ta2O5、SiO2、SiN、AlN、Al2O3、ZrO2、ZnO、TiO2、Y2O3およびSi3N4から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記無機部材は、多層膜であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記多層膜は、光遮断層と絶縁層を有することを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
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