JP7769239B2 - 発光装置 - Google Patents

発光装置

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Description

本開示は、発光装置に関する。
発光装置の直上方向への光を低減することで、発光装置の直上が明るくなりすぎることを低減した構造が知られている。(例えば特許文献1)。
特開2007-173849号公報
本開示に係る実施形態は、輝度むらを低減した発光装置を提供することを目的とする。
本開示の実施形態は、以下の構成を含む。
上面と前記上面の反対側の下面と前記上面及び前記下面の間の側面とを備える半導体積層体と、前記下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の前記上面を覆う透光性部材と、
前記半導体積層体の下面及び前記透光性部材の下面を連続して被覆し、前記一対の電極の一部を露出させる被覆部材と、
を備え、
前記被覆部材は、前記半導体積層体及び前記透光性部材と接する光反射性の第1被覆部材と、平面視において前記半導体積層体と重なる位置に前記第1被覆部材を介して配置される光吸収性の第2被覆部材と、を備える、発光装置。
本開示に係る実施形態によれば、輝度むらを低減した発光装置を提供することができる。
本開示に係る実施形態の発光装置の模式斜視図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の模式下面図である。 図1Bに示すIC-IC線における模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の変形例の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の製造方法の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の製造方法の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の変形例の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の変形例の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の製造方法の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の製造方法の模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の変形例の模式下面図である。 図6Aに示すVIB-VIB線における模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の模式上面図である。 図7Aに示すVIIB―VIIB線における模式断面図である。 本開示に係る実施形態の発光装置の模式下面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、平面視とは上面又は下面から視ることとする。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。また、被覆部材等の樹脂部材については、成形、固化、硬化、個片化の前後を問わず、同じ名称を用いて説明する。すなわち、成形前は液状であり、成形後に固体となり、更に、成形後の固体を分割して形状を変化させた小片の固体とする場合など、工程の段階によって状態が変化する部材について、同じ名称で説明する。
実施形態に係る発光装置は、上面と上面の反対側の下面と上面及び下面の間の側面とを備える半導体積層体と、下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、半導体積層体の上面を覆う透光性部材と、半導体積層体の下面及び透光性部材の下面を連続して被覆し、一対の電極の一部を露出させる被覆部材と、を備え、被覆部材は、半導体積層体及び透光性部材と接する光反射性の第1被覆部材と、平面視において半導体積層体と重なる位置に第1被覆部材を介して配置される光吸収性の第2被覆部材と、を備える。
(実施形態1)
<発光装置>
図1A~図1Cは、実施形態1に係る発光装置100を示す概略図である。発光装置100は、発光素子110と、透光性部材120と、被覆部材130と、を有する。発光素子110は、半導体積層体111と、正負一対の電極112と、を有する。半導体積層体111は、上面111Uと、上面111Uの反対側の下面111Dと、上面111Uと下面111Dの間の側面111Sと、を有する。一対の電極112は、半導体積層体111の下面111Dに配置される。透光性部材120は、半導体積層体111の上面111U及び側面111Sを覆う。被覆部材130は、半導体積層体111の下面111D及び透光性部材120の下面を連続して覆う。一対の電極112の下面は、それぞれ被覆部材130から露出する。そして、被覆部材130は、半導体積層体111及び透光性部材120と接する光反射性の第1被覆部材131と、平面視において半導体積層体111と重なる位置に、第1被覆部材131を介して配置される光吸収性の第2被覆部材132と、を備える。
被覆部材130は、光吸収性の第2被覆部材132を有することで、発光素子110から出射される光をその第2被覆部材132で吸収することができる。これにより発光素子110の直上が明るくなりすぎることを低減し、輝度むらを低減することができる。
以下、各部材について詳説する。
(発光素子)
発光装置100は少なくとも1つの発光素子110を備える。発光素子110としては、例えば発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることができる。発光素子110は、半導体積層体111と正負一対の電極112とを備える。半導体積層体111は、例えば、サファイア等の素子基板と、その上に形成された半導体層と、を備える。あるいは、素子基板を備えず半導体層のみからなる半導体積層体111とすることができる。発光素子110平面視形状は、三角形、四角形、六角形等の多角形とすることができる。発光素子110の大きさは、例えば、平面視において1辺が100μm以上3000μm以下とすることができる。具体的には、一辺が600μm程度、1400μm程度、1700μm程度等の正方形とすることができる。また、発光素子110は、平面視で長辺と短辺を有する長方形であってもよい。例えば、1100μm×200μmの大きさとすることができる。
半導体積層体111は、n型半導体層およびp型半導体層と、これらに挟まれた発光層とを含む。このような発光層を含む半導体積層体は、例えばInAlGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)を含むことができる。
半導体積層体111は、n型半導体層とp型半導体層との間に1つ以上の発光層を含む構造を有していてもよいし、n型半導体層と発光層とp型半導体層とを順に含む構造が複数回繰り返された構造を有していてもよい。半導体積層体111が複数の発光層を含む場合、発光ピーク波長が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光ピーク波長が同じとは、数nm程度のばらつきがある場合も含む。複数の発光層の間の発光ピーク波長の組み合わせは、適宜選択することができる。例えば半導体積層体が2つの発光層を含む場合、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、又は、緑色光と赤色光などの組み合わせで発光層を選択することができる。
発光素子110は、半導体積層体111の下面111Dに正負一対の電極112を備える。電極112としては、電気良導体を用いることができ、例えば、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。電極112は、半導体積層体111の下面111Dと接するオーミック電極と、オーミック電極に接続され外部と接続されるパット電極と、を含むことができる。電極の厚さは、例えば10μm以上50μm以下とすることができる。
(透光性部材)
透光性部材120は、発光素子110の半導体積層体111の上面111U及び側面111Sを覆うように配置される透光性の部材である。発光素子110からの光は透光性部材120を介して外部に出射される。図1A等に示す発光装置100では、透光性部材120の上面及び側面から外部に光が出射される。透光性部材120は、透光性樹脂、ガラス等を使用することができる。特に、透光性樹脂が好ましく、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。透光性部材120は、これらの透光性の部材のみでもよく、あるいは、これらの透光性の部材を母材とし、発光素子からの光に励起されて異なる波長の光に変換する蛍光体や、光散乱剤等を含有させたものでもよい。
蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体、CCA系蛍光体、SAE系蛍光体、クロロシリケート系蛍光体、シリケート系蛍光体、βサイアロン系蛍光体若しくはαサイアロン系蛍光体等の酸窒化物系蛍光体、LSN系蛍光体、BSESN系蛍光体、SLA系蛍光体、CASN系蛍光体若しくはSCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体、KSAF系蛍光体若しくはMGF系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する量子ドット、II-VI族量子ドット、III-V族量子ドット、又はカルコパイライト構造を有する量子ドット等を用いることができる。
光散乱剤としては、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。
(被覆部材)
被覆部材130は、発光素子110の半導体積層体111の下面111D及び透光性部材120の下面を連続して被覆する部材である。また、被覆部材130は電極112の側面も被覆する。被覆部材130は、光反射性の第1被覆部材131と、光吸収性の第2被覆部材132と、を含む。第1被覆部材131は、発光素子110の半導体積層体111及び透光性部材120と接する位置に配置される。第2被覆部材132は、平面視において発光素子110の半導体積層体111と重なる位置に、第1被覆部材131を介して配置される。つまり、半導体積層体111の下面111Dの下方に位置する被覆部材130は、第1被覆部材131と、第2被覆部材132とが積層された構造となっている。
第1被覆部材131と第2被覆部材132とは、元は同じ1つの部材である。その1つ部材の一部にレーザ光を照射して変質させた部分が第2被覆部材132であり、レーザ光を照射せず変質していない部分が第1被覆部材131である。
被覆部材130は、母材と、母材中に含まれる粒子と、を含む。前述した「変質」は、粒子を変質させることを含む。例えば、第1粒子を変質させて第2粒子とすることを含む。変質させる方法としては、第1粒子にレーザ光(後述の第1レーザ光)を照射する方法が挙げられる。これにより、白色に視認される第1粒子を、黒色又は灰色に視認される第2粒子へと、体色を変質させることができる。つまり、第1被覆部材131は第1粒子のみを含み、第2被覆部材132は第2粒子のみあるいは第2粒子と第1粒子を含む。
被覆部材130の母材としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。
第1粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。第2粒子はこれらが変質したものであり、酸化チタン変質物、酸化亜鉛変質物等である。
また、被覆部材が母材として樹脂又はガラスを含む場合、上述の「変質」は、母材が変質することを含んでもよい。例えば、第1母材を変質させて第2母材とすることを含む。変質させる方法としては、第1母材にレーザを照射する方法が挙げられる。これにより透光性に視認させる第1母材を、黒色に視認される第2母材へと、体色を変質させることができる。
前述のように、体色を変質させることにより、発光素子から出射される光に対する特性が変化する。具体的には、変質させる前に比して、変質させた部分は光を吸収しやすくなる。このように変質された部材が発光素子110の半導体積層体111の直下に配置されることで、発光素子110から出射された光を吸収し、発光素子110の直上が明るくなりすぎることを低減し、輝度むらを低減することができる。
レーザが照射されて変質された被覆部材130は、上述のように主に体色が変化するとともに、面粗さがやや大きくなる。つまり、レーザ光が照射されることで被覆部材130の一部が除去されたと考えられる。ただし、レーザ光をライン状に照射してもライン状に溝は形成されず、照射した領域の全体にわたって、微細な凹凸が形成される。例えば、第1被覆部材131の表面粗さSaは、例えば0.1μm以上0.2μm以下とすることができる。第2被覆部材132の表面粗さSaは、例えば、0.1μm以上0.7μm以下とすることができる。
第1被覆部材131は、発光素子110から出射される光の発光ピーク波長における光に対する反射率が70%以上である。第2被覆部材132は、発光素子110から出射される光の発光ピーク波長における光に対する反射率が30%以下である。
被覆部材130の厚さは、例えば10μm以上60μm以下である。第1被覆部材131と第2被覆部材132とが重なる領域において、第2被覆部材132の厚さは、被覆部材130の厚さの50%以下とすることが好ましい。第2被覆部材132の厚さは、例えば3μm以上10μm以下とすることができ、好ましくは4μm以上6μm以下とすることができる。
第2被覆部材132の厚さは、その全体にわたって同じ厚さでもよく、あるいは異なる厚さの部分を有してもよい。また、平面視において第2被覆部材132の中心が最も厚さが厚く、周辺部に近づくにつれて厚さが薄くなるようにしてもよい。これにより第2被覆部材132による光の吸収率の変化を徐々に変化させることができる。このように光の吸収率が異なる部分は、例えば、第1レーザ光B1の照射条件を制御することで第1粒子を第2粒子へと変質させる比率を制御することで得ることができる。なお、第1レーザ光B1は出力を大きくし過ぎると被覆部材130がアブレーションされてしまう。そのため、光の吸収率を大きくしたい場合、つまり、第2粒子の比率を高くしたい場合は、後述の出力範囲で第1レーザ光B1を照射する回数を増やすことが好ましい。
第2被覆部材132は、平面視において半導体積層体111と重なる部分の面積、すなわち、半導体積層体111の面積から一対の電極12の面積を除いた面積のうち1%以上50%以下の面積とすることができ)。さらに、第2被覆部材132は、平面視において一対の電極112の間に位置する半導体積層体111と重なる部分に配置することが好ましい。例えば、一対の電極112の間に位置する半導体積層体111と重なる部分の面積の30%以上100%以下を第2被覆部材132とすることができる。半導体積層体111の直下に位置し、発光素子110からの光が最も照射され易い位置において、第2被覆部材132を配置することで、効率よく光を吸収することができる。
第2被覆部材132は、平面視において発光素子110と重ならない位置に配置しないことが好ましい。これにより、透光性部材120内を伝搬する光が第1被覆部材131によって反射されることを阻害することを低減することができる。そのため、発光素子110の直上の周辺の輝度の低下を低減することができる。特に、発光素子110の側方に位置する透光性部材120の幅が広い場合、すなわち、発光素子110から透光性部材120の側面(外側面)までの距離が長い場合、第1被覆部材131によって効率よく反射させることで光を外側面まで伝搬し易くすることができる。
第2被覆部材132の平面視における形状は、例えば、三角形、四角形、五角形等の多角形及びこれらの角を丸めた形状や、円形、楕円形とすることができる。
発光装置は、発光素子の上方に光調整部材を備えることができる。図2に示す発光装置200は、発光素子110を被覆する透光性部材120の上面に光調整部材150が配置されている。光調整部材150は、透光性部材120の上面から出射する光の量や出射方向を調整することが可能である。光調整部材150は、発光素子110から出射される光に対して反射性及び透光性を有する。透光性部材120の上面から出射された光の一部は光調整部材150により反射し、他の一部は光調整部材150を透過する。発光素子110から出射される光に対する光調整部材150の透過率は、例えば、1%以上50%以下が好ましく、3%以上30%以下であることがより好ましい。光調整部材150は、被覆部材130と同様の材料を用いることができる。このような光調整部材150を備えることで、発光素子110から出射された光が発光素子110に向けて反射されることで、更に第2被覆部材132で吸収されやすくなる。
<発光装置の製造方法>
図1A等に示す発光装置100は、被覆部材130を備える発光装置中間体100Aを準備する第1工程と、発光装置中間体100Aの被覆部材130に第1レーザ光B1を照射して変質させる第2工程と、を備える製造方法によって得ることができる。
詳細には、発光装置の製造方法は、上面と上面の反対側の下面と上面及び前記下面の間の側面とを備える半導体積層体と、下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、半導体積層体の上面を覆う透光性部材と、半導体積層体の下面及び透光性部材の下面を連続して被覆し、一対の電極の一部を露出させる光反射性の被覆部材と、を備える発光装置中間体を準備する第1工程と、一対の電極の間に位置する被覆部材にレーザ光を照射し、変質させる第2工程と、を含む。
発光装置中間体100Aは、図3Aに示すように、発光素子110と、透光性部材120と、被覆部材130と、を有する。発光装置中間体100Aにおいて、被覆部材130は第1被覆部材131で構成され、第2被覆部材132を含まない。図3Aでは、複数の発光装置100となる部分を含む発光装置中間体100Aを例示している。このような発光装置中間体100Aを用いる場合は、第1レーザ光B1を照射する前又は照射した後に、図3Bに示す切断ラインCで切断する工程を備えることができる。これに限らず、1つの発光装置100となる発光装置中間体100Aを用いてもよい。
発光装置中間体100Aは、図3Aに示すように被覆部材130が上側に向くように配置する。第1レーザ光源L1は、発光装置中間体100Aの上方に配置される。これに限らず、被覆部材130と第1レーザ光源L1とが対向する位置に配置されてればよい。第1レーザ光源L1は、発光装置中間体100Aの上側に向いた面と一定の距離で横方向に移動する。あるいは、第1レーザ光源L1を固定し、発光装置中間体100Aを横方向に移動させてもよい。後述の第2レーザ光源L2及び第3レーザ光源L3についても同様である。
第1レーザ光B1は、第1レーザ光B1を照射した部分の被覆部材130を変質させることが可能な条件で出射する。第1レーザ光B1の主波長、出力(強度)、照射スポットの径、照射スポットの移動速度は、被覆部材130の材料及び発光素子110から出射される光の強度に応じて、第2被覆部材132で吸収させたい光の量を考慮して設定することができる。
例えば、被覆部材130がシリコーンを母材とし、酸化チタンを含む樹脂材料の場合を一例に挙げる。この場合、主波長が532nmである緑色レーザ光を第1レーザ光B1として出射可能な第1レーザ光源L1を用いることが好ましい。第1レーザ光源L1の出力は、0.5W以上0.9W以下とすることが好ましく、好ましくは0.7W程度である。第1レーザ光B1は、連続発振又はパルス発振で出射される。例えば、パルス発振の場合、第1レーザ光B1の1パルス当たりの熱量を17μJ以上19μJ以下とすることができる。第1レーザ光B1の照射スポット径は、例えば、15μm以上30μm以下とすることができる。照射スポットの移動速度は、例えば100mm/s以上1500mm/s以下とすることができる。このような第1レーザ光B1を出射可能な第1レーザ光源L1としては、YAGレーザ、YVOレーザ等の第2高調波が挙げられる。
第1レーザ光B1を照射する前に、発光装置中間体100Aの発光特性を測定する測定工程を備えることができる。これにより、個々の発光装置中間体100Aの発光特性に応じて第1レーザ光B1の条件を設定することができる。
(変形例)
発光装置300は、図4A及び図4Bに示すように、発光素子110の電極112と電気的に接続される金属膜140を備えることができる。図4Aに示す発光装置310は、被覆部材130から露出する電極112の下面のみを覆う金属膜140を備えている。図4Bに示す発光装置320は、被覆部材130から露出する電極112の下面と、被覆部材130の下面の一部と、を連続して被覆している。
金属膜140は、主として、電極112の腐食や酸化を低減するための保護膜として機能することができる。金属膜140の材料としては、電極112よりも耐腐食性や耐酸化性に優れたものを選択する。例えば、金属膜140最表面の層は金、白金等の白金族元素の金属が好ましい。また、発光装置200が配線基板等にはんだ付けされる場合、金属膜140の最表面にはんだ付け性の良好な金を用いることが好ましい。
金属膜140は単一の材料の一層のみで構成されてもよく、異なる材料の層が積層されて構成されていてもよい。積層構造の金属膜140の例としては、最表面に金が配置される構成が好ましく、ニッケル/ルテニウム/金、チタン/白金/金等の構造挙げられる。また、最表面が金であり、その下に配置されるルテニウム等は、電極を構成する材料が金に拡散することを防止する拡散防止層として機能しており、このような拡散防止層の厚さとしては、10Å以上1000Å以下が好ましい。
金属膜140の厚さは、例えば1μm以下であることが好ましく、1000Å以下がより好ましい。また、電極112の腐食を低減することができる厚さとしては、例えば5nm以上であることが好ましい。ここで、金属膜の厚さとは、金属膜が複数の層が積層されて構成されている場合には、該複数の層の合計の厚さのことをいう。
また、上述の金属膜140及び光調整部材150を両方備えた発光装置とすることができる。
金属膜140を備える発光装置の場合、上述の第2工程において準備する発光装置中間体は、発光素子110の電極112及び被覆部材130を連続して覆う金属膜140を有する発光装置中間体300Aである。その後、上述の第2工程の前に金属膜140の全面又は一部に第2レーザ光B2を照射して、被覆部材130を覆う金属膜140の全部又は一部をアブレーションにより除去する工程を備える。
図5Aに示すように、被覆部材130と電極112とを連続してして覆う金属膜140を形成する。備える発光装置中間体300Aを準備する。金属膜140は、スパッタ、蒸着、原子層堆積(Atomic Layer Deposition;ALD)法や有機金属化学的気相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition;MOCVD)法、プラズマCVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition;PECVD)法、大気圧プラズマ成膜法、めっきなどによって形成することができる。
第2レーザ光B2は、被覆部材130と重なる金属膜140がアブレーションで除去可能な条件で出射する。第2レーザ光B2の主波長、出力(強度)、照射スポットの径、照射スポットの移動速度は、被覆部材130の材料及び電極112の材料を考慮して設定することができる。第2レーザ光B2は、電極112と重なる部分、被覆部材130と重なる部分の両方に照射することができる。被覆部材130と重なる金属膜140は、第2レーザ光B2によりアブレーションされて除去される。電極112と重なる金属膜140は、第2レーザ光B2を照射しても除去されずに残る。
被覆部材130は、第2レーザ光B2が照射された領域において、一部が除去される。例えば、金属膜140の全面に対して、第2レーザ光B2を複数のライン状に走査して照射した場合、複数のライン状の溝が形成される。溝の幅は10μm~100μm程度であり、溝の深さは0.1μm~3μm程度である。このような溝は、金属膜140がアブレーションされる際に、共に被覆部材130も除去されるためと考えられる。そして、このような溝が形成された被覆部材130は、第1レーザ光B1を照射した場合のように変質されない。被覆部材がシリコーンを母材とし、酸化チタンを含む樹脂材料の場合、第2レーザ光B2が照射される前の被覆部材130は白色に視認され、第2レーザ光B2が照射された後の被覆部材130も白色に視認される。
例えば、被覆部材130がシリコーンを母材とし、酸化チタンを含む樹脂材料の場合を一例に挙げる。この場合、主波長が532nmである緑色レーザ光を第2レーザ光B2として出射可能な第2レーザ光源L2を用いることが好ましい。第2レーザ光源L2の出力は、1.3W以上1.5W以下とすることが好ましく、好ましくは1.3W以上1.4W以下である。第2レーザ光B2は、連続発振又はパルス発振で出射される。例えば、パルス発振の場合、第2レーザ光B2の1パルス当たりの熱量を16μJ以上18μJ以下とすることができる。第2レーザ光B2の照射スポット径は、等の第2高調波が挙げられる。
このように、電極112を保護する金属膜140を先に形成しておくことで、発光特性の測定時に電極112が劣化することを低減することができる。
更に任意の工程として、第1工程又は第2工程は、被覆部材に第3レーザ光を照射して、識別のためのマークを形成する工程を含むことができる。
第3レーザ光は、被覆部材130の一部を除去し、認識可能なマークを形成可能な条件で被覆部材130に照射される。例えば、第3レーザ光の主波長、出力(強度)、照射スポットの径、照射スポットの移動速度等を適切な設定とすることで、マークを形成することができる。マークとしては、同じタイミングで製造された製品群を示すロットマーク(ロット番号)、固体を識別するためのシリアルナンバーのほか、検査によって不良と判定されたものを示すバッドマークなどが挙げられる。
被覆部材130は、第3レーザ光B3が照射された領域において、第1レーザ光B1が照射された領域と同様に変質するだけでなく、被覆部材130が約6μm以上の深さで除去され凹部が形成される。例えば、認識工程において用いる認識装置において、色の違い、又は、微細な凹凸では誤認識し易い場合がある。そのため、ある程度の深さで除去することで、正しく認識することができる。そのため、図1A等に示す構造の発光装置100において、発光素子110と重なる部分の第3レーザ光B3を照射すると、発光素子110に影響を与える可能性がある。そのため、第3レーザ光B3は、平面視において発光素子110と重ならない位置に照射することが好ましい。不良品を示すバッドマークは、それを付与された発光装置が流出しないよう、大きく、かつ、目立つ位置に形成することができる。第3レーザ光B3の照射は、第1レーザ光B1の照射の前後のいずれでも行うことができる。
例えば、被覆部材130がシリコーンを母材とし、酸化チタンを含む樹脂材料の場合を一例に挙げる。この場合、第3レーザ光として主波長が532nmである緑色レーザ光を用いることができる。第3レーザ光の出力は、1W以上4W以下とすることが好ましく、好ましくは2W程度の出力のレーザ光を照射することが好ましい。第3レーザ光は、連続発振でもよく、パルス発振でもよい。例えば、パルス発振の場合、第3レーザ光B3の1パルス当たりの熱量を30μJ以上35μJ以下とすることができる。第3レーザ光の照射スポット径は、例えば、15μm以上30μm以下とすることができる。照射スポットの移動速度は、例えば100mm/s以上1000mm/s以下とすることができる。このような第3レーザ光を出射可能なレーザ光源としては、YAGレーザ、YVOレーザ等の第2高調波が挙げられる。
上述のように、条件のことなる3種のレーザ光を照射する場合、以下の4つの順序で行うことができる。
(1)第2レーザ光、第1レーザ光、第3レーザ光の順で照射
(2)第2レーザ光、第3レーザ光、第1レーザ光の順で照射
(3)第3レーザ光、第1レーザ光、第2レーザ光の順で照射
(4)第3レーザ光、第2レーザ光、第1レーザ光の順で照射
(1)の順序で照射する場合、まず、発光装置中間体をレーザ照射装置内に配置し第2レーザ光を照射して金属膜を形成する。その後、発光特性を測定するためにレーザ照射装置から発光装置中間体を取り出し、検査装置において発光特性を測定し、その発光特性に応じた第1レーザ光の条件を決定する。次に、再度レーザ照射装置内に発光装置中間体を配置して、必要な部分に第1レーザ光を照射して第2被覆部材を形成する。続いて同じレーザ照射装置において第3レーザ光を照射してロットマーク又はシリアルナンバーを形成する。第3レーザ光の条件は、発光特性に限らず設定することができるため、第1レーザ光を照射した後にレーザ照射装置から取り出すことなく第3レーザ光を照射することができる。そのため、効率よく発光装置を製造することができる。あるいは、第1レーザ光を照射した後、発光装置中間体をレーザ照射装置から取り出し、再度検査装置において発光特性を測定することができる。これにより第2被覆部材が形成された状態での発光特性を測定することができる。その後、さらにレーザ照射装置に発光装置中間体を配置し、必要に応じて第3レーザ光を照射してバッドマークを形成する。
(2)の順序で照射する場合は、(1)の順序で照射する場合における第1レーザ光の照射と第3レーザ光の照射の順序を入れ替えたものであり、レーザ照射装置から取り出すことなく第1レーザ光の照射と第3レーザ光の照射を行うことができる点は(1)と同じである。ここでは、第1レーザ光を照射する前に検査装置において発光装置中間体の発光特性を測定し、第3レーザ光を照射してシリアルナンバー又はバッドマークを形成する。このとき、深い凹部が形成されるため被覆部材の表面にデブリが形成される。デブリはそのまま残しておいても問題がない場合があるが、この後に第1レーザ光を照射する際に、第2被覆部材を形成するとともにデブリを除去することも可能である。
(3)の順序で照射する場合は、まず検査装置において発光装置中間体の発光特性を測定し、第3レーザ光を照射してロットマーク又はシリアルナンバーを形成する。このとき、上述のように被覆部材の表面にデブリが形成される。次に、発光特性に応じた第1レーザ光を照射して第2被覆部材を形成する。
(4)の順序で照射する場合は、(3)の順序で照射する場合における第1レーザ光の照射と第2レーザ光の照射との順序を入れ替えたものであり、まず検査装置において発光装置中間体の発光特性を測定し、第3レーザ光を照射してマークを形成するとともにデブリが形成される点は(3)と同じである。その後、第2レーザ光を照射して金属膜を形成する際に、デブリを除去することができる。
なお、上記(1)~(4)において、発光特性の検査をすることなく、第1レーザ光を照射してもよい。例えば、外形を測定した結果、そのロットにおいて発光装置中間体の被覆部材の厚さが、想定していた厚さよりも厚い結果が得られている場合を例に挙げる。この場合、発光装置中間体の発光特性を測定しなくても、被覆部材が厚いことに起因してそのロットの発光装置中間体の全てが、想定する輝度よりも明るいことが想定される。さらに、厚さが異なることで、輝度がどの程度変化するのかは過去の実績で判明している場合は、どの程度明るいかについても想定される。このような場合は、そのロットについては、発光特性の検査をすることなく、全て同じ条件で第1レーザ光を照射することができる。
(実施形態2)
図7A~図7Cは、実施形態2に係る発光装置500を示す概略図である。発光装置500は、発光素子110の半導体積層体の側面に被覆部材530が配置されている点が実施形態1と異なる。さらに、透光性部材520の側面も被覆部材530で覆われている点が実施形態1と異なる。その他の構成は実施形態1と同じである。
また、ここでは、複数の発光素子110を備える発光装置500を例示しており、具体的には3行3列にマトリクス状に配置された9個の発光素子110を備える。各発光素子110の上には、それぞれ透光性部材520が配置されている。複数の発光素子110は一部又は全部を同時に点灯させることができる。発光素子110とその上に配置された透光性部材520とをまとめて1つの発光部と称する。つまり、図7Aに示す発光装置500は9個の発光部を備える。発光部の数はこれに限らず、任意に選択することができる。また、被覆部材530及び透光性部材520の材料等は実施形態1と同じである。
本実施形態において、透光性部材520は、発光素子110の上面に配置されている。透光性部材520は平面視において発光素子110の上面の面積よりも大きい面積であり、発光素子110の上面の全てを覆うことが好ましい。透光性部材520の側面は被覆部材530で被覆されている。また、透光性部材520の下面の一部も被覆部材530で被覆されている。透光性部材520と発光素子110の間に透光性の接合部材を有していてもよい。
被覆部材530は、発光素子110の半導体積層体の側面を被覆する。発光素子の半導体積層体の側面と被覆部材530との間に透光性の接合部材を有していてもよい。被覆部材530は、透光性部材520の側面を被覆する。被覆部材530は複数の発光部(発光素子110及び透光性部材520)を一体的に保持している。
ここで、9個全てが同程度の輝度である発光装置500としたい場合を例に挙げる。検査装置において各発光部の発光特性を測定した結果、発光部Aが他の発光部よりもやや明るく、発光部Bが発光部Aよりも更に明るくなるなど、明るさにバラツキがある場合がある。このような場合、図7Cに示すように、発光部A及び発光部Bに位置する被覆部材530に、それぞれ第1レーザ光を照射して第2被覆部材532を形成する。発光部Aでは、発光素子110の電極を被覆する金属膜140の間の領域のみに第2被覆部材532が配置されている。発光部Bでは、金属膜140の間だけでなく、金属膜140よりも外側の位置する領域にも第2被覆部材532が配置されている。このように、発光特性に応じて、適切な第2被覆部材532を配置することで、一部の発光部のみが明るくなりすぎることを低減し、発光部間のバラツキを低減することができる。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
(付記1)
上面と前記上面の反対側の下面と前記上面及び前記下面の間の側面とを備える半導体積層体と、前記下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の前記上面を覆う透光性部材と、
前記半導体積層体の下面及び前記透光性部材の下面を連続して被覆し、前記一対の電極の一部を露出させる被覆部材と、
を備え、
前記被覆部材は、前記半導体積層体及び前記透光性部材と接する光反射性の第1被覆部材と、平面視において前記半導体積層体と重なる位置に前記第1被覆部材を介して配置される光吸収性の第2被覆部材と、を備える、発光装置。
(付記2)
前記透光性部材は、前記半導体積層体の側面を被覆する、付記1に記載の発光装置。
(付記3)
前記被覆部材は、前記半導体積層体の側面を被覆する、付記1に記載の発光装置。
(付記4)
前記第2被覆部材は、平面視において前記一対の電極の間に位置する領域のみに配置される、付記1~付記3のいずれか1に記載の発光装置。
(付記5)
前記第2被覆部材は、平面視において前記発光素子と重ならない位置には配置されない、付記1~付記4のいずれか1に記載の発光装置。
(付記6)
前記第2被覆部材の厚さは、3μm以上10μm以下である、付記1~付記5のいずれか1に記載の発光装置。
(付記7)
前記被覆部材は、酸化チタン又は酸化亜鉛を含む、付記1~付記6のいずれか1に記載の発光装置。
(付記8)
上面と前記上面の反対側の下面と前記上面及び前記下面の間の側面とを備える半導体積層体と、前記下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の前記上面を覆う透光性部材と、
前記半導体積層体の下面及び前記透光性部材の下面を連続して被覆し、前記一対の電極の一部を露出させる光反射性の被覆部材と、
を備える発光装置中間体を準備する第1工程と、
前記一対の電極の間に位置する前記被覆部材にレーザ光を照射し、変質させる第2工程と、を含む発光装置の製造方法。
100、200、300、500…発光装置
100A、300A…発光装置中間体
110…発光素子
111…半導体積層体
111U…上面
111D…下面
111S…側面
112…電極
120、520…透光性部材
130、530…被覆部材
131、531…第1被覆部材
132、532…第2被覆部材
140…金属膜
150…光調整部材
M…マーク
L1…第1レーザ光源(第1レーザ光B1)
L2…第2レーザ光源(第2レーザ光B2)
L3…第3レーザ光源(第3レーザ光B3)

Claims (8)

  1. 上面と前記上面の反対側の下面と前記上面及び前記下面の間の側面とを備える半導体積層体と、前記下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、
    前記半導体積層体の前記上面を覆う透光性部材と、
    前記半導体積層体の下面及び前記透光性部材の下面を連続して被覆し、前記一対の電極の一部を露出させる被覆部材と、
    を備え、
    前記被覆部材は、前記半導体積層体及び前記透光性部材と接する光反射性の第1被覆部材と、平面視において前記半導体積層体と重なる位置に前記第1被覆部材を介して配置される光吸収性の第2被覆部材と、を備える、発光装置。
  2. 前記透光性部材は、前記半導体積層体の側面を被覆する、請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記被覆部材は、前記半導体積層体の側面を被覆する、請求項1に記載の発光装置。
  4. 前記第2被覆部材は、平面視において前記一対の電極の間に位置する領域のみに配置される、請求項2又は請求項3のいずれか1項に記載の発光装置。
  5. 前記第2被覆部材は、平面視において前記発光素子と重ならない位置には配置されない、請求項1又は請求項3のいずれか1項に記載の発光装置。
  6. 前記第2被覆部材の厚さは、3μm以上10μm以下である、請求項2又は請求項3のいずれか1項に記載の発光装置。
  7. 前記被覆部材は、酸化チタン又は酸化亜鉛を含む、請求項2又は請求項3のいずれか1項に記載の発光装置。
  8. 上面と前記上面の反対側の下面と前記上面及び前記下面の間の側面とを備える半導体積層体と、前記下面に配置された一対の電極と、を備える発光素子と、
    前記半導体積層体の前記上面を覆う透光性部材と、
    前記半導体積層体の下面及び前記透光性部材の下面を連続して被覆し、前記一対の電極の一部を露出させる光反射性の被覆部材と、
    を備える発光装置中間体を準備する第1工程と、
    前記一対の電極の間に位置する前記被覆部材にレーザ光を照射し、変質させる第2工程と、を含む発光装置の製造方法。
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