JP7583304B2 - 発光装置、面状光源 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置、面状光源に関する。

発光ダイオード等の発光素子を有する発光装置が知られている。一例として、複数のリードフレーム上に配置され、複数のリードフレームの上面領域のうち所定領域にオープンされた領域を有する反射性の第１胴体と、第１胴体のオープンされた領域に対応する第１開口部を有し、第１胴体の上面の上に配置された透光性の第２胴体と、第２胴体の第１開口部に露出された複数のリードフレームのうち少なくとも１つの上に配置された発光チップと、第２胴体の第１開口部に配置され発光チップをカバーする第１樹脂層とを含む発光装置が挙げられる。このような発光装置には、薄型化が求められている。

特開２０１３－１０６０４７号公報

本開示は、薄型化を可能とする発光装置の提供を目的とする。

本開示の一実施形態に係る発光装置は、上面、下面、及び側面を有する平面視で矩形の光源と、前記光源の上面及び側面を被覆する平面視で矩形の封止部材と、前記封止部材の上面及び側面を被覆し、前記光源の上面の上方及び前記光源の側面の側方に位置する透光性部材と、を有し、前記透光性部材は、平面視で四角形であり、前記透光性部材の表面は、平面視において、前記封止部材と重複する領域に、前記光源の側に窪む平面視で矩形の凹部を有し、前記封止部材の中心、前記透光性部材の中心、及び前記凹部の中心は、平面視で前記光源の光軸と一致し、前記透光性部材の四角形の４つの頂点は、前記光源の矩形の対角線及び前記封止部材の対角線の延長線上に位置する。

本開示の一実施形態によれば、薄型化を可能とする発光装置を提供できる。

第１実施形態に係る発光装置を例示する模式平面図である。 第１実施形態に係る発光装置を例示する、図１のII－II線における模式断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式断面図（その１）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式平面図（その１）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式断面図（その２）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式平面図（その２）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式断面図（その３）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式断面図（その４）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式断面図（その５）である。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式断面図（その６）である。 発光装置１を用いた面状光源を例示する模式平面図（その１）である。 発光装置１を用いた面状光源を例示する模式平面図（その２）である。 発光装置１を用いた面状光源の具体例を示す模式平面図である。 発光装置１を用いた面状光源の具体例を示す、図１３のXIV－XIV線における模式部分断面図である。 第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その１）である。 第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その２）である。 第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その３）である。 第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その４）である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。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」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、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制限されるものではない。又、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

また、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置等を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。又、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。又、一の実施形態において説明する内容は、他の実施形態や変形例にも適用可能である。又、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、誇張している場合がある。さらに、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略した模式図を用いたり、断面図として切断面のみを示す端面図を用いたりすることがある。

〈第１実施形態〉
（発光装置１）
図１は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式平面図である。図２は、第１実施形態に係る発光装置を例示する、図１のII－II線における模式断面図である。

図１及び図２に示すように、発光装置１は、基板１０と、光源２０と、封止部材３０と、透光性部材４０とを有している。ただし、基板１０は、必要に応じて設けられる部材であり、発光装置１の必須の構成要素ではない。

発光装置１において、光源２０は、基板１０の上面１０ａ側に載置されている。光源２０は、上面２０ａ及び側面２０ｃを有する。光源２０からの光は、上面２０ａから出射され、側面２０ｃからも出射される。封止部材３０は、基板１０の上面１０ａ側に設けられ、光源２０の上面２０ａ及び側面２０ｃを被覆する。透光性部材４０は、基板１０の上面１０ａ側に設けられ、封止部材３０を被覆し、光源２０の上面２０ａの上方及び側面２０ｃの側方に位置する。発光装置１において、光源２０からの光は、封止部材３０及び透光性部材４０を通って、透光性部材４０の上方向及び横方向に出射される。以下、発光装置１を構成する各要素について詳説する。

［基板１０］
基板１０は、一対のリード１１と、絶縁部材１２とを有している。各々のリード１１の周囲はほとんどが絶縁部材１２で埋められており、一部が絶縁部材１２から露出している。また、各々のリード１１の上面及び下面は絶縁部材１２から露出している。例えば、各々のリード１１の上面と絶縁部材１２の上面とは同一平面にあり、各々のリード１１の下面と絶縁部材１２の下面とは同一平面にある。各々のリード１１の下面は、例えば、外部接続端子となる。

リード１１を構成する母材としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属、又は、鉄－ニッケル合金、燐青銅などの合金やクラッド材からなる板状体を用いることができる。リード１１の表面には、光源２０からの光を効率よく取り出すために、銀、アルミニウム、金及びこれらの合金、又は銀からなる金属の膜（例えばめっきによる膜）が形成されていてもよい。リード１１の表面に形成される金属の膜は、単層膜でもよく、多層膜でもよい。

絶縁部材１２の材質は、光反射性に優れていることが好ましく、例えば、光を反射する添加物である白色粉末、フィラー、拡散剤、反射性物質等を透明樹脂に添加した白色樹脂が挙げられる。絶縁部材１２としては、酸化チタン等の無機白色粉末を含有するシリコーン樹脂が好ましい。絶縁部材１２が光反射材を含有する樹脂を含むことで、基板側へ光が抜けることが抑制される。絶縁部材１２は、光源２０から出射される光に対して６０％以上の反射率を有することが好ましく、９０％以上の反射率を有することがより好ましい。

［光源２０］
光源２０は、例えば、発光素子である。あるいは、光源２０として、発光素子と、他の部材と、を含む発光装置を用いてもよい。本実施形態では、光源２０として上面２０ａ及び側面２０ｃを有する発光素子を例示する。光源２０は、例えば、平面視で矩形である。

光源２０は、例えば、上面２０ａ側に一対の電極２０ｔを有し、光源２０の一対の電極２０ｔと基板１０の一対のリード１１とは金属線２５で電気的に接続されている。金属線２５の材質としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム等の金属、及び、それらの合金が挙げられるが、特に、熱伝導率等に優れた金を用いることが好ましい。金属線２５の太さは、目的及び用途に応じて適宜選択できる。

光源２０が発光素子である場合、あるいは光源２０が発光素子と他の部材とを含む場合、発光素子の典型例は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。発光素子は、例えば、サファイア又は窒化ガリウム等の素子基板と、半導体積層体とを含む。半導体積層体は、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層と、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層と電気的に接続された電極とを含む。半導体積層体は、紫外～可視域の発光が可能な窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１－Ｘ－Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を含んでもよい。

半導体積層体は、上述のような紫外～可視域の光を発光可能な発光層を、少なくとも１つ備えることができる。例えば、半導体積層体は、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層との間に１つの発光色又は発光波長を発光可能な発光層を含むことができる。なお、前記発光層は、ダブルヘテロ接合や単一量子井戸構造（ＳＱＷ）でもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）でもよい。

また、半導体積層体は、複数の発光層を含むこともできる。例えば、半導体積層体は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に複数の発光層を含む構造であってもよいし、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であってもよい。複数の発光層には、発光色又は発光波長が異なる活性層を含んでいてもよいし、発光色又は発光波長が同じ活性層を含んでいてもよい。なお、同じ発光色とは、使用上同じ発光色とみなせる範囲、例えば、主波長で数ｎｍ程度のばらつきがあってもよい。

発光色又は発光波長の組み合わせとしては適宜選択することができる。例えば、半導体積層体に２つの活性層を含む場合、発光色の組み合わせとしては、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が挙げられる。

［封止部材３０］
封止部材３０は、平面視で光源２０よりも大きな矩形である。封止部材３０の中心は、平面視において、光源２０の光軸と一致していることが好ましい。ここで、光源２０の光軸は、光源２０の上面２０ａの中心を通り、上面２０ａと垂直に交わる線で定義されるものとする。平面視で、封止部材３０の矩形の各頂点は、例えば、光源２０の矩形の対角線の延長線上に位置する。すなわち、光源２０と封止部材３０とは、例えば、相似形である。

封止部材３０としては、耐熱性、耐候性、及び耐光性に優れた樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂としては、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、ユリア樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂もしくはフッ素樹脂、又は、これらの樹脂の２種以上を含む樹脂が挙げられる。

封止部材３０には、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することができる。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、酸化珪素等を好適に用いることができる。また、封止部材３０は、所望外の波長をカットする目的で、有機や無機の着色染料や着色顔料を含有してもよい。さらに、封止部材３０は、蛍光体を含有してもよい。

封止部材３０は、蛍光体を含有する場合、波長変換部材として機能する。波長変換部材は、光源２０から出射された光の少なくとも一部を吸収し、光源２０からの光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、波長変換部材は、光源２０からの青色光の一部を波長変換して黄色光を発する。このような構成によれば、波長変換部材を通過した青色光と、波長変換部材から発せられた黄色光との混色によって、白色光が得られる。

蛍光体は、当該分野で公知の蛍光体のいずれを用いてもよい。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ）；セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＬＡＧ：Ｃｅ）；ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体（ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２）；ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４）；βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物系蛍光体；ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）；硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置（例えば、白色系の発光装置）を製造することができる。これらの蛍光体は、１種類又は複数用いることができる。複数用いる場合は、混合して単一層としてもよいし、各蛍光体を含有する層を積層してもよい。また、波長変換部材には、粘度を調整する等の目的で、各種のフィラー等を含有させてもよい。

量子ドット蛍光体としては、ＩＩ－ＶＩ族化合物、ＩＩＩ－Ｖ族化合物、ＩＶ－ＶＩ族化合物、及びＩＶ族化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含むものが挙げられる。発光効率の観点からは、量子ドット蛍光体は、Ｃｄ及びＩｎの少なくとも一方を含む化合物を含むことが好ましい。

ＩＩ－ＶＩ族化合物の具体例としては、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ等が挙げられる。ＩＩＩ－Ｖ族化合物の具体例としては、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ等が挙げられる。ＩＶ－ＶＩ族化合物の具体例としては、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｎＴｅ等が挙げられる。ＩＶ族化合物の具体例としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ等が挙げられる。

また、量子ドット蛍光体としては、コアシェル構造を有するものが好ましい。コアを構成する化合物のバンドギャップよりもシェルを構成する化合物のバンドギャップを広くすることで、量子ドット蛍光体の量子収率をより向上させることが可能となる。コア及びシェルの組み合わせ（コア／シェル）としては、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＺｎＳ等が挙げられる。

封止部材３０の平面形状は矩形状、円形状など種々の形状でよいが、矩形状であることが好ましい。封止部材３０が蛍光体を含有する場合、光源２０の平面形状が矩形状であり、封止部材３０の平面形状も、光源の平面形状より大きな矩形状である場合、光源の対角線方向と、それぞれの一辺に垂直な方向との、光が封止部材３０を通過する距離をほぼ同じにできる。その結果、蛍光体で波長変換された光の色を対角線方向と一辺に垂直な方向とでほぼ同じになり、発光装置１の色ムラを低減することが可能となる。

［透光性部材４０］
透光性部材４０としては、耐熱性、耐候性、及び硬度に優れた樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、もしくはポリイミド樹脂、又は、これらの樹脂の２種以上を含む樹脂が挙げられる。透光性部材４０には、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することができる。

透光性部材４０は、例えば、平面視で四角形である。透光性部材４０は、例えば、平面視で正方形である。透光性部材４０の中心は、平面視において、光源２０の光軸と一致していることが好ましい。平面視で、透光性部材４０の四角形の４つの頂点は、例えば、光源２０の矩形の対角線及び封止部材３０の対角線の延長線上に位置する。すなわち、光源２０と封止部材３０と透光性部材４０は、例えば、相似形である。

例えば、仮に透光性部材４０が平面視で円形の場合、各方向の指向性が均等になる。これに対して、本実施形態のように透光性部材４０が平面視で四角形の場合、四角形の対角線方向の指向性が向上し、四角形の各辺の中心に垂直な方向等の光の強度に対して対角線方向の光の強度を高くできる。この特性は、例えば、発光装置１の周囲に平面視で矩形のリフレクターを配置する場合に好適である。

すなわち、平面視で矩形のリフレクターの四隅は発光装置１の中心からの距離が他の部分よりも長くなるため、リフレクターの四隅は暗くなりやすい。リフレクターにおいて、四隅が暗くなると、輝度ムラが生じることになる。しかし、発光装置１では透光性部材４０を平面視で四角形とすることにより、四角形の対角線方向の指向性を向上し、四角形の各辺の中心に垂直な方向等の光の強度に対して対角線方向の光の強度を高くしている。そのため、平面視で矩形のリフレクターの四隅が暗くなることを抑制可能となり、輝度ムラを低減できる。

なお、透光性部材４０は、平面視で四角形には限定されず、四角形にさらに角が追加された多角形でもよい。例えば、図１に示す四角形の各辺の中心が、四角形の外側であって各辺と垂直な方向に均等に移動した八角形が挙げられる。この場合も、平面視で矩形のリフレクターの四隅方向に進む光の強度を高くできるため、リフレクターの四隅が暗くなることを抑制可能となり、輝度ムラを低減できる。

透光性部材４０の表面は、光源２０の下面を基準として、中央側の高さより外周端側の高さが低くなる斜面４０ａを備える。斜面４０ａは、例えば、平面視で封止部材３０より外側に環状に設けられる。透光性部材４０において、光源２０からの光は斜面４０ａで屈折して横方向に出射する。そのため、バッドウィング配光に代表される広配光を実現できる。斜面４０ａは、断面視で曲面状に形成されてもよいが、断面視で直線状に形成されることが好ましい。斜面４０ａは、断面視で直線状に形成されると、断面視で曲線状に形成される場合よりも、横方向に出射する光を増やすことができ、広配光に有利となる。

透光性部材４０の表面は、平面視において、封止部材３０と重複する領域に、光源２０の側に窪む凹部４０ｘを有する。凹部４０ｘは、平面視において中心となる位置に、最深部が位置することが好ましい。凹部４０ｘの側面は、凹部４０ｘの中心を通る中心軸を含む断面において、線対称とすることが好ましい。凹部４０ｘは、例えば、錐体形状又は錐体台形状である。凹部４０ｘは、例えば、平面視で矩形である。凹部４０ｘは、例えば、四角錐又は四角錐台である。凹部４０ｘの中心は、平面視において、光源２０の光軸と一致していることが好ましい。

凹部４０ｘは、透光性部材４０の内部と外部の環境との界面において光の屈折を利用して光の出射方向を制御する。凹部４０ｘが錐体形状又は錐体台形状のように、傾斜した側面を有する凹みの場合、透光性部材４０の内部と外部の環境との界面で反射した光は、透光性部材４０中でより広い範囲に拡散して基板１０側へ進む。よって、光源２０からの光をより効率的に透光性部材４０の面内に拡散させることが可能である。すなわち、光源２０の上方に凹部４０ｘを配置することで、光源２０の上方に出射された光を適度に透過させつつ、下方や横方向に拡散させることができる。その結果、光源２０の直上の輝度が他の領域と比較して極端に高くなることを抑制できる。

（発光装置１の製造方法）
図３～図１０は、第１実施形態に係る発光装置の製造工程を例示する模式図である。図３～図８に示すように、発光装置１の製造工程は、支持部材１００と、光源２０と、封止部材３０とを有する中間体１４０を準備する工程を含む。また、発光装置１の製造工程は、図９に示すように、中間体１４０上に第１透光性部材４２を形成する工程を含む。また、発光装置１の製造工程は、図１０に示すように、第１透光性部材４２を形成する工程後、第２透光性部材４１と第１透光性部材４２の両方を切断し、複数の発光装置１を作製する工程を含んでもよい。以下、図３～図１０に示す各工程について詳説する。

図３～図６は、支持部材１００を準備する工程である。支持部材１００を準備するには、まず、図３の断面図及び図４の平面図に示すように、一対のリード１１と、絶縁部材１２とを有する基板１０を準備する。基板１０は、例えば、インサート成形等により作製できる。基板１０には、発光装置１に対応する複数の領域Ｅが画定される。発光装置１となる複数の領域Ｅは、図４では平面視で二次元に配列されているが、平面視で一次元に配列されてもよい。なお、図３は、２つの隣接する領域Ｅを含む断面を示している。また、図４は領域Ｅの配列のみを示しており、各々の領域Ｅ内における基板１０の詳細な図示は省略されている。

次に、図５の断面図及び図６の平面図に示すように、基板１０上に、貫通孔４１ｘを備えた第２透光性部材４１を配置する。基板１０上に第２透光性部材４１が配置されると、貫通孔４１ｘを規定する第２透光性部材４１の側壁と、基板１０の上面１０ａとで凹部１１０ｘが規定される。

これにより、側壁と底面を備える凹部１１０ｘを有する複数の収容部１１０と、隣接する収容部１１０の間に位置する連結部１２０とを含む支持部材１００が形成される。収容部１１０は、凹部１１０ｘ内に光源を収容可能な部分である。連結部１２０は、凹部１１０ｘの底面をなす基板１０の上面１０ａを基準として、凹部１１０ｘの側壁の高さより高さが低い。例えば、平面視において、凹部１１０ｘは矩形状であり、連結部１２０は格子状である。例えば、連結部１２０は各々の領域Ｅの外縁を含むように配置され、凹部１１０ｘは各々の領域Ｅに１つずつ配置される。

第２透光性部材４１は樹脂であり、例えば、トランスファーモールドや圧縮成形により形成される。トランスファーモールドで第２透光性部材４１を形成する場合は、まず、基板１０の上面１０ａ側に、第２透光性部材４１の形状に対応した形状の空洞部分を有する上金型を配置する。また、基板１０の下面側に下金型を配置する。そして、空洞部分に注入口から未硬化状態の第２透光性部材４１を流し込む。圧縮成形で第２透光性部材４１を形成する場合は、まず、基板１０を下金型上に配置し、未硬化の第２透光性部材４１を基板１０の上面１０ａ上に配置した後、上金型を型閉して未硬化の第２透光性部材４１を圧縮しながら成形する。

第２透光性部材４１は、この工程で硬化させてもよいが、この工程では半硬化状態としておき、後述の工程で第１透光性部材４２と一緒に硬化させてもよい。第２透光性部材４１を半硬化状態にするには、例えば、第２透光性部材４１を、第２透光性部材４１の硬化温度よりも低い温度で加熱すればよい。なお、半硬化状態とは、第２透光性部材４１が変形しない程度の硬化状態である。

第２透光性部材４１はトランスファーモールドにより形成されることが好ましい。基板１０には個片化の際に切断を容易にするための穴が設けられている場合があるが、第２透光性部材４１をトランスファーモールドで形成することで、第２透光性部材４１が基板１０に設けられた穴を埋めて、穴のない連続的な表面を形成できる。これにより、第１透光性部材４２を形成する際に、圧縮成形を用いることが可能となる。なお、第１透光性部材４２を圧縮成形で形成する場合、第１透光性部材４２の下方に位置する部材に穴があると、樹脂が穴を通って反対面側に流れてしまい好ましくない。

次に、図７の断面図に示すように、支持部材１００の各々の凹部１１０ｘの底面に光源２０を載置する。ここでは、一例として、光源２０は、上面２０ａ及び側面２０ｃを有する発光素子である。例えば、光源２０の平面形状は矩形状であり、凹部１１０ｘの平面形状は光源２０よりも大きな矩形状である。例えば、平面視で、凹部１１０ｘの矩形の各頂点が、光源２０の矩形の対角線の延長線上に位置するように、凹部１１０ｘの底面に光源２０が配置される。

具体的には、例えば、光源２０を準備し、光源２０を接着部材で凹部１１０ｘの底面に接着する。そして、光源２０の一対の電極２０ｔと基板１０の一対のリード１１とを金属線２５で電気的に接続する。

以上の図３～図７に示す工程により、支持部材１００と複数の光源２０とを有する中間体１３０が準備される。

次に、図８の断面図に示すように、支持部材１００の各々の凹部１１０ｘ内に光源２０を被覆する封止部材３０を配置し、中間体１４０を形成する。つまり、中間体１４０は、図７に示す中間体１３０と、凹部１１０ｘ内に配置される封止部材３０とにより構成される。具体的には、まず、封止部材３０となる未硬化の樹脂を調製する。そして、必要に応じ、未硬化の樹脂にフィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質等を添加し、分散させる。次に、得られた未硬化の樹脂を、ディスペンサー等を用いて凹部１１０ｘ内に配置する。未硬化の樹脂は凹部１１０ｘ内に位置する光源２０を完全に被覆することが好ましい。次に、未硬化の樹脂を硬化させる。例えば、未硬化の樹脂が熱硬化性である場合には、硬化温度以上の温度で保持することによって、未硬化の樹脂を硬化させることができる。

なお、封止部材３０となる未硬化の樹脂が蛍光体の粒子を含有する場合には、封止部材３０を配置する工程は、蛍光体の粒子を含有する未硬化の樹脂を凹部１１０ｘ内に配置する工程と、蛍光体の粒子を凹部１１０ｘの底面側に沈降させる工程とを含んでもよい。例えば、未硬化の樹脂よりも比重が大きい蛍光体を選択すると、未硬化の樹脂を硬化させる前に、蛍光体を沈降させることができる。蛍光体を沈降させることで、蛍光体が凹部１１０ｘの底面側に偏在するため、個片化後の発光装置１の色むらを効果的に低減できる。

次に、図９に示すように、各々の収容部１１０及び連結部１２０を連続的に被覆する第１透光性部材４２を形成する。すなわち、第２透光性部材４１上に、硬化前の第１透光性部材４２を配置し、第１透光性部材４２を硬化させ、第２透光性部材４１と第１透光性部材４２とが一体化した透光性部材４０を形成する。図５及び図６に示す工程で、第２透光性部材４１を未硬化のままにした場合には、図９に示す工程で、未硬化状態の第２透光性部材４１及び未硬化状態の第１透光性部材４２を共に硬化させる。第２透光性部材４１及び第１透光性部材４２は同一の樹脂で形成されることが好ましい。第２透光性部材４１及び第１透光性部材４２となる未硬化の同一の樹脂を、この工程で共に硬化させることにより、第２透光性部材４１と第１透光性部材４２との界面が実質的になくなり、界面で光の屈折が生じることを防止できる。

第１透光性部材４２は、例えば、トランスファーモールドや圧縮成形により形成される。トランスファーモールドで第１透光性部材４２を形成する場合は、まず、第２透光性部材４１の上面側に、第１透光性部材４２の形状に対応した形状の空洞部分を有する上金型を配置する。つまり、第１透光性部材４２の形状が凹部や斜面を有し平面視で四角形である場合には、それに対応した形状の空洞部分を有する上金型を配置する。あるいは、第１透光性部材４２の形状が平面視で四角形以外である場合には四角形以外（例えば八角形）に対応した形状の空洞部分を有する上金型を配置する。また、基板１０の下面側に下金型を配置する。そして、空洞部分に注入口から未硬化状態の第１透光性部材４２を流し込み、硬化させる。圧縮成形で第１透光性部材４２を形成する場合は、まず、中間体１４０を下金型上に配置し、未硬化の第１透光性部材４２を中間体１４０の第２透光性部材４１上に充填した後、上金型を型閉して未硬化の第１透光性部材４２を圧縮しながら硬化させる。

透光性部材４０の表面は、凹部１１０ｘの底面をなす基板１０の上面１０ａを基準として、収容部１１０上の高さより連結部１２０上の高さが低くなる斜面４０ａを備えた構造となる。斜面４０ａは、例えば、断面視で直線状に形成される。透光性部材４０において、平面視で凹部１１０ｘと重複する領域に光源２０側に窪む凹部４０ｘが形成されることが好ましい。凹部４０ｘは、例えば、錐体形状又は錐体台形状に形成される。

この工程では、収容部１１０及び連結部１２０を連続的に被覆する第１透光性部材４２を形成するが、連結部１２０は凹部１１０ｘの側壁の高さより高さが低い。そのため、凹部１１０ｘの側壁と連結部１２０とで形成される凹凸によるアンカー効果により、第２透光性部材４１と第１透光性部材４２との密着性を向上できる。

次に、図１０に示すように、連結部１２０と、連結部１２０を被覆する第１透光性部材４２とを切断し、複数の発光装置１に個片化する。例えば、連結部１２０が図６に示すような格子状である場合には、連結部１２０に沿って格子状に、連結部１２０及び第１透光性部材４２を切断する。つまり、第２透光性部材４１と第１透光性部材４２の両方を切断し、複数の発光装置１を作製する。切断する方法としては、例えば、円盤状の回転刃、超音波カッター、レーザ光照射等を用いることができる。

なお、連結部１２０及び第１透光性部材４２を切断する際には、連結部１２０に沿って格子状に、連結部１２０の幅方向の少なくとも一部を切断すればよい。すなわち、隣接する収容部１１０の間隔に対応する部分を連結部１２０の幅としたときに、図１０に示す断面において、連結部１２０の幅方向の全体を切断してもよいし、連結部１２０の幅方向の一部を切断してもよい。連結部１２０の幅方向の少なくとも一部を連結部１２０に沿って格子状に切断する場合には、例えば、個片化された発光装置１は、平面視で収容部１１０の周囲に連結部１２０の残部を有する。

このように、発光装置１の製造方法では、側壁と底面を備える凹部１１０ｘを有する収容部１１０と、隣接する収容部１１０の間に位置する連結部１２０とを含む支持部材１００を準備する。そして、支持部材１００の凹部１１０ｘに、光源２０を被覆する封止部材３０を配置する。これにより、封止部材３０の形状を凹部１１０ｘの形状で規定できるため、形状ばらつきの少ない封止部材３０を容易に形成できる。

また、支持部材１００において、連結部１２０は、凹部１１０ｘの底面を基準として、凹部１１０ｘの側壁の高さより高さが低く形成される。そして、収容部１１０、及び凹部１１０ｘの側壁の高さより低い連結部１２０を連続的に被覆する第１透光性部材４２を形成する。そのため、第１透光性部材４２の表面を、凹部１１０ｘの底面を基準として、収容部１１０上の高さより連結部１２０上の高さが低くなる斜面４０ａを備える構造に形成できる。これにより、発光装置１を薄型化しつつ、斜面４０ａを設けることができる。すなわち、透光性部材４０において、光源２０からの光は斜面４０ａで屈折して横方向に出射するため、発光装置１を薄型化しつつ、広配光を実現できる。

特に、第１透光性部材４２を形成する工程で、斜面４０ａにおける凹部１１０ｘの底面からの高さが最も低い部分を、収容部１１０の側壁の高さよりも低く形成することで、発光装置１の一層の薄型化が可能となる。

〈面状光源〉
発光装置１は、単体でも使用可能であるが、複数個配列して面状光源として使用することも可能である。ここでは、発光装置１を用いた面状光源の一例について説明する。

図１１は、発光装置１を用いた面状光源を例示する模式平面図（その１）である。図１２は、発光装置１を用いた面状光源を例示する模式平面図（その２）である。図１１に示す面状光源２００は、配線基板２１０上に一列に配列された複数の発光装置１を有している。図１２に示す面状光源２００Ａは、配線基板２１０上にマトリクス状に配列された複数の発光装置１を有している。

面状光源２００及び２００Ａにおいて、複数の発光装置１のピッチ（図１１のＰ）は、同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。発光装置１のピッチは、発光装置の大きさ、輝度等によって適宜調整できる。発光装置１のピッチは、例えば、５ｍｍ～１００ｍｍの範囲が挙げられ、８ｍｍ～５０ｍｍの範囲が好ましい。

以下、図１３及び図１４を参照しながら、面状光源の具体例を示す。図１３は、発光装置１を用いた面状光源の具体例を示する模式平面図である。図１４は、発光装置１を用いた面状光源の具体例を示する、図１３のXIV－XIV線における模式部分断面図である。但し、図１３では、図１４に示した区画部材３２０から下側の部材を図示している。

図１３及び図１４に示す面状光源３００は、発光装置１と、配線基板３１０と、区画部材３２０とを有している。配線基板３１０は、絶縁性の基材３１１と、基材３１１上に設けられた配線３１２とを有しており、必要に応じて配線３１２の一部を被覆する絶縁性樹脂３１３を有してもよい。絶縁性樹脂３１３は、光反射性を有することが好ましい。

区画部材３２０は、配線基板３１０の発光装置１と同一側に配置されている。区画部材３２０は、平面視において格子状に配置された頂部３２１と、平面視において発光装置１の各々を取り囲む壁部３２２と、壁部３２２の下端と繋がる底部３２３とを含み、発光装置１を取り囲んだ領域を複数有する。区画部材３２０の壁部３２２は、例えば、頂部３２１から配線基板３１０側に延伸し、断面視において、対向する壁部３２２で囲まれた領域の幅は配線基板３１０側ほど狭くなる。発光装置１は、底部３２３の略中央に設けられた貫通孔内に配置されている。区画部材３２０は光反射性を有する部材であることが好ましい。

壁部３２２で囲まれた範囲（つまり、領域及び空間）は、１つの区画３００Ｃとして規定され、区画部材３２０は、区画３００Ｃを複数備える。例えば、１つの区画３００Ｃに１つの発光装置１が配置される。

このように、配線基板３１０上に発光装置１の各々を取り囲む壁部３２２及び底部３２３を有する区画部材３２０を配置することにより、発光装置１からの光を壁部３２２及び底部３２３で反射させること可能となり、光の取り出し効率を向上できる。又、各区画３００Ｃにおける輝度ムラ、更には、区画３００Ｃの群の単位での輝度ムラを抑制できる。

区画３００Ｃは、平面視で矩形である。区画部材３２０は、例えば、平面視で矩形の複数の区画３００Ｃを備えたリフレクターである。区画３００Ｃの四隅は発光装置１の中心からの距離が他の部分よりも長くなるため、区画３００Ｃの四隅は暗くなりやすい。各々の区画３００Ｃにおいて、四隅が暗くなると、面状光源３００に輝度ムラが生じることになる。しかし、発光装置１では透光性部材４０を平面視で四角形とすることにより、四角形の対角線方向の指向性を向上し、四角形の各辺の中心に垂直な方向等の光の強度に対して対角線方向の光の強度を高くしている。そのため、面状光源３００において、区画３００Ｃの四隅が暗くなることを抑制可能となり、輝度ムラを低減できる。さらに封止部材３０が蛍光体を含有する場合には、各区画３００Ｃにおける輝度ムラを抑制できるとともに、色むらも抑制でき、さらには、区画３００Ｃの群の単位での輝度ムラを抑制できるとともに、色むらも抑制することができる。

面状光源３００は、区画部材３２０の頂部３２１の上方に光学部材３３０を有してもよい。光学部材３３０は、光拡散板３３１、プリズムシート（第１プリズムシート３３２及び第２プリズムシート３３３）、偏光シート３３４からなる群から選択される少なくとも一種を含むことができる。面状光源３００は、光学部材３３０を有することで、光の均一性を向上できる。

面状光源３００は、区画部材３２０の頂部３２１の上方に光学部材３３０を配置し、更にその上に液晶パネルを配置し、直下型バックライト用光源として用いることができる。光学部材３３０における各部材の積層の順序は任意に設定できる。なお、光学部材３３０は、区画部材３２０の頂部３２１と接していなくてもよい。

（光拡散板３３１）
光拡散板３３１は、区画部材３２０の頂部３２１に接して、発光装置１の上方に配置されている。光拡散板３３１は、平坦な板状部材であることが好ましいが、その表面に凹凸が配置されてもよい。光拡散板３３１は、実質的に配線基板３１０に対して平行に配置されることが好ましい。

光拡散板３３１は、例えば、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等、可視光に対して光吸収の少ない材料から構成できる。入射した光を拡散させるために、光拡散板３３１は、その表面に凹凸を設けてもよいし、光拡散板３３１中に屈折率の異なる材料を分散させてもよい。凹凸は、例えば、０．０１ｍｍ～０．１ｍｍの大きさとすることができる。屈折率の異なる材料としては、例えば、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂等から選択して用いることができる。

光拡散板３３１の厚み、光拡散の程度は、適宜設定することができ、光拡散シート、ディフューザーフィルム等として市販されている部材を利用できる。例えば、光拡散板３３１の厚みは、１ｍｍ～２ｍｍとすることができる。

（第１プリズムシート３３２及び第２プリズムシート３３３）
第１プリズムシート３３２及び第２プリズムシート３３３はその表面に、所定の方向に延びる複数のプリズムが配列された形状を有する。例えば、第１プリズムシート３３２は、シートの平面をＸ方向とＸ方向に直角のＹ方向との２次元に見て、Ｙ方向に延びる複数のプリズムを有し、第２プリズムシート３３３は、Ｘ方向に延びる複数のプリズムを有することができる。第１プリズムシート３３２及び第２プリズムシート３３３は、種々の方向から入射する光を、面状光源３００に対向する表示パネルへ向かう方向に屈折させることができる。これにより、面状光源３００の発光面から出射する光を、主として上面に垂直な方向に出射させ、面状光源３００を正面から見た場合の輝度を高めることができる。

（偏光シート３３４）
偏光シート３３４は、例えば、液晶表示パネル等の表示パネルのバックライト側に配置された偏光板の偏光方向に一致する偏光方向の光を選択的に透過させ、その偏光方向に垂直な方向の偏光を第１プリズムシート３３２及び第２プリズムシート３３３側へ反射させることができる。偏光シート３３４から戻る偏光の一部は、第１プリズムシート３３２、第２プリズムシート３３３、及び光拡散板３３１で再度反射される。このとき、偏光方向が変化し、例えば、液晶表示パネルの偏光板の偏光方向を有する偏光に変換され、再び偏光シート３３４に入射し、表示パネルへ出射する。これにより、面状光源３００から出射する光の偏光方向を揃え、表示パネルの輝度向上に有効な偏光方向の光を高効率で出射させることができる。偏光シート３３４、第１プリズムシート３３２、第２プリズムシート３３３等は、バックライト用の光学部材として市販されているものを用いることができる。

面状光源３００は、例えば、配線基板３１０上に区画部材３２０及び発光装置１を載置し、必要に応じ区画部材３２０上に光学部材３３０を載置することで作製できる。

〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、光源近傍の構造が異なる発光装置の例を示す。図１５は、第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その１）である。図１５に示すように、発光装置１Ａにおいて、光源２０は、電極２０ｔを基板１０側に向けて、基板１０の上面１０ａに載置されている。光源２０の一対の電極２０ｔは、例えば、導電性の接合部材を介して、基板１０の一対のリード１１と電気的に接続されている。

光源２０を基板１０に載置するには、例えば、第１実施形態の図７の工程で、光源２０を、電極２０ｔを凹部１１０ｘの底面に向けて基板１０上に配置し、一対の電極２０ｔと基板１０の一対のリード１１とを導電性の接合部材で電気的に接続する。導電性の接合部材としては、例えば、銀、金、パラジウム等の導電性ペーストや、金－錫、錫－銀－銅等の共晶はんだ材料、低融点金属等のろう材、銀または金等を含むバンプ等が挙げられる。

このように、光源２０は、図２に示すように電極２０ｔを基板１０とは反対側に向けて基板１０に載置されてもよいし、図１５に示すように電極２０ｔを基板１０側に向けて基板１０に載置されてもよい。

また、図１６～図１８に示すように、光源は、発光素子単体ではなく、発光素子に透光性部材や光調整部材等の光学部材を組み合わせた構造を有していてもよい。以下、具体的に説明する。

図１６は、第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その２）である。図１６に示す発光装置１Ｂにおいて、光源２０Ｂは、発光素子２１と、透光性部材２２と、被覆部材２３とを含む。

発光素子２１は、上面２１ａと、下面２１ｂと、側面２１ｃとを有する。発光素子２１は、例えば、ＬＥＤである。発光素子の詳細については、第１実施形態で説明した通りである。発光素子２１は、下面２１ｂに形成された一対の電極２１ｔを含む。一対の電極２１ｔの一方はｐ側電極であり、他方はｎ側電極である。

光源２０は、発光素子２１の電極２１ｔを基板１０側に向けて、基板１０の上面１０ａに載置されている。発光素子２１の一対の電極２１ｔは、例えば、導電性の接合部材を介して、基板１０の一対のリード１１と電気的に接続されている。なお、図１６では、発光素子２１の一対の電極２１ｔ（すなわち、ｐ側電極及びｎ側電極）をそのまま光源２０Ｂの電極として用いているが、発光素子２１のｐ側電極及びｎ側電極にそれぞれ接続された外部接続用電極を光源２０Ｂの電極として用いてもよい。

透光性部材２２は、発光素子２１の上面２１ａ及び側面２１ｃを被覆する。透光性部材２２の下面は、例えば、発光素子２１の下面２１ｂと同一平面にある。透光性部材２２は、光拡散材や波長変換部材を含んでよい。波長変換部材を用いる場合、封止部材３０に設ける蛍光体とは異なる種類の波長変換部材を用いることが好ましい。

被覆部材２３は、発光素子２１の下面２１ｂ、電極２１ｔの側面、及び透光性部材２２の下面を被覆し、電極２１ｔの下面を露出する。光源２０Ｂの下面は、被覆部材２３の下面と、電極２１ｔの下面で構成される。被覆部材２３は、光を反射するものであることが好ましい。なお、被覆部材２３は、設けなくてもよい。

光源２０Ｂを基板１０に載置するには、例えば、第１実施形態の図７の工程で、光源２０Ｂを、発光素子２１の電極２１ｔを凹部１１０ｘの底面に向けて基板１０上に配置し、一対の電極２１ｔと基板１０の一対のリード１１とを導電性の接合部材で電気的に接続する。

図１７は、第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その３）である。図１７に示す発光装置１Ｃにおいて、光源２０Ｃは、発光素子２１と、透光性部材２２と、被覆部材２３と、光調整部材２４を含む。光調整部材２４は、透光性部材２２の上面を被覆している。光調整部材２４は、透光性部材２２の上面の全面を被覆していることが好ましい。光調整部材２４は、発光素子２１から出射する光の一部を反射し、発光素子２１から出射する光の他の一部を透過する。光源２０Ｃは、例えば、光源２０Ｂと同様の方法により、基板１０に載置できる。

図１８は、第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式断面図（その４）である。図１８に示す発光装置１Ｄは、基板１０を有していない。発光素子２１の一対の電極２１ｔは、封止部材３０の下面側に露出しており、各々の電極２１ｔは外部接続用電極１５と電気的に接続されている。外部接続用電極１５は、発光装置１Ｄを下面側から視て、電極２１ｔよりも面積が大きい。

発光装置１Ｄを作製するには、例えば、第１実施形態の図７の工程で、光源２０Ｂを、発光素子２１の電極２１ｔを凹部１１０ｘの底面に向けて基板１０上に配置する。そして、第１実施形態の図１０に示す工程の前又は後で基板１０を除去する。その後、スパッタ法やめっき法等により、封止部材３０の下面側に、発光素子２１の各々の電極２１ｔと電気的に接続する一対の外部接続用電極１５を形成する。この場合、基板１０として、金属や樹脂等からなる支持板を用いてもよい。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 発光装置
１０ 基板
１０ａ 上面
１１ リード
１２ 絶縁部材
１５ 外部接続用電極
２０、２０Ｂ、２０Ｃ 光源
２０ａ 上面
２０ｃ 側面
２０ｔ、２１ｔ 電極
２１ 発光素子
２２ 透光性部材
２３ 被覆部材
２４ 光調整部材
２５ 金属線
３０ 封止部材
４０ 透光性部材
４０ａ 斜面
４０ｘ 凹部
４１ 第２透光性部材
４１ｘ 貫通孔
４２ 第１透光性部材
１００ 支持部材
１１０ 収容部
１１０ｘ 凹部
１２０ 連結部
１３０、１４０ 中間体
２００、２００Ａ、３００ 面状光源
２１０、３１０ 配線基板
３００Ｃ 区画
３１１ 基材
３１２ 配線
３１３ 絶縁性樹脂
３２０ 区画部材
３２１ 頂部
３２２ 壁部
３２３ 底部
３３０ 光学部材
３３１ 光拡散板
３３２ 第１プリズムシート
３３３ 第２プリズムシート
３３４ 偏光シート

Claims (9)

1. 上面、下面、及び側面を有する平面視で矩形の光源と、
   前記光源の上面及び側面を被覆する平面視で矩形の封止部材と、
   前記封止部材の上面及び側面を被覆し、前記光源の上面の上方及び前記光源の側面の側方に位置する透光性部材と、を有し、
   前記透光性部材は、平面視で四角形であり、
   前記透光性部材の表面は、平面視において、前記封止部材と重複する領域に、前記光源の側に窪む平面視で矩形の凹部を有し、
   前記封止部材の中心、前記透光性部材の中心、及び前記凹部の中心は、平面視で前記光源の光軸と一致し、
   前記透光性部材の四角形の４つの頂点は、前記光源の矩形の対角線及び前記封止部材の対角線の延長線上に位置する、発光装置。
2. 前記透光性部材の表面は、前記光源の下面を基準として、中央側の高さより外周端側の高さが低くなる斜面と、前記斜面の外周端に繋がる側面と、を備える、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記斜面は、断面視で直線状に形成される、請求項２に記載の発光装置。
4. 前記凹部は、錐体形状又は錐体台形状である、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記封止部材は、蛍光体を含有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 基板をさらに有し、
   前記光源、前記封止部材、及び前記透光性部材は、前記基板の上面側に設けられる、請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記封止部材の下面側に一対の外部接続用電極をさらに有し、
   前記光源は、下面に形成された一対の電極を含み、
   各々の前記電極は、前記封止部材の下面側に露出して、前記外部接続用電極と電気的に接続されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置が配置された配線基板と、
   前記配線基板の前記発光装置と同一側に配置され、平面視において前記発光装置を取り囲む壁部を含む区画部材と、を有する面状光源。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置が１次元又は２次元に配列された面状光源。

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