JP7594187B2 - Light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。 This disclosure relates to a light-emitting device and a method for manufacturing the same.
発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)の発光素子を用いる発光装置は、変換効率の高い光源であり、自動車等の車載用や室内照明等の一般照明用の発光装置、液晶を使った画像表示装置のバックライト光源、イルミネーション、交通信号灯用、プロジェクター用の光源装置等の広範囲の分野で利用されている。 Light-emitting devices that use light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are light sources with high conversion efficiency, and are used in a wide range of fields, such as light-emitting devices for general lighting such as vehicle-mounted lighting in automobiles and interior lighting, backlight light sources for image display devices that use liquid crystal, illumination, traffic signal lights, and light source devices for projectors.
LEDを用いた発光装置は、配線を有する基板に発光素子を実装して用いるものが知られている。その他、発光素子とほぼ同等のサイズを有するパッケージ、いわゆるCSP(Chip Scale Package)や、複数の発光素子を高密度で実装する面状発光装置の開発が進められている。 Light-emitting devices using LEDs are known to use light-emitting elements mounted on a substrate with wiring. In addition, development is underway on packages that are roughly the same size as the light-emitting elements, known as CSPs (chip scale packages), and surface-type light-emitting devices that mount multiple light-emitting elements at high density.
発光装置は、基板上に配置された発光素子と、発光素子からの発光を波長変換する波長変換部材と、発光素子からの発光を反射させるための反射部材等を備える。反射部材は、樹脂と、光を反射させる酸化チタン等の添加材を含む樹脂組成物が用いられる。例えば特許文献1には、LEDから離間して波長変換部材が配置される発光装置が開示されている。特許文献1には、発光素子からの発光を、発光素子から離間して配置された波長変換部材まで到達させるために、発光素子の近くに配置される反射部材として、耐熱性を有するフッ素樹脂と、シリコーンオイル化合物で表面処理された酸化チタンと、を含む反射部材用組成物が開示されている。 The light emitting device includes a light emitting element arranged on a substrate, a wavelength conversion member that converts the wavelength of the light emitted from the light emitting element, and a reflective member for reflecting the light emitted from the light emitting element. The reflective member is a resin composition containing a resin and an additive such as titanium oxide that reflects light. For example, Patent Document 1 discloses a light emitting device in which a wavelength conversion member is arranged at a distance from an LED. Patent Document 1 discloses a reflective member composition that contains a heat-resistant fluororesin and titanium oxide that has been surface-treated with a silicone oil compound as a reflective member that is arranged near the light emitting element to allow the light emitted from the light emitting element to reach the wavelength conversion member arranged at a distance from the light emitting element.
本発明の一態様は、樹脂部材の割れやクラック等の発生を抑制することができ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。 One aspect of the present invention aims to provide a light-emitting device and a manufacturing method thereof that can suppress the occurrence of breakage or cracks in the resin member.
本発明の第一の態様に係る発光装置は、基板と、前記基板に配置され、上面を光取り出し面とする発光素子と、前記発光素子の前記上面に配置される、蛍光体を含有する波長変換部材と、前記波長変換部材の側方に配置されるアウター樹脂部材と、を備え、前記アウター樹脂部材が、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む。 The light emitting device according to the first aspect of the present invention comprises a substrate, a light emitting element disposed on the substrate and having an upper surface as a light extraction surface, a wavelength conversion member containing a phosphor disposed on the upper surface of the light emitting element, and an outer resin member disposed on the side of the wavelength conversion member, the outer resin member containing a silicone resin and titanium oxide surface-treated with silicone oil.
本発明の第二の態様に係る発光装置の製造方法は、集合基板の上に、上面が光取り出し面となる、複数の発光素子を縦横に配置する工程と、前記発光素子の上面に蛍光体を含有する含有する複数の波長変換部材を配置する工程と、前記複数の波長変換部材のそれぞれの側方にアウター樹脂部材用組成物を配置する工程と、前記アウター樹脂部材用組成物を硬化させてアウター樹脂部材を形成する工程と、隣合う前記発光素子の間の前記アウター樹脂部材と、前記集合基板と、を切断する工程と、を含み、前記アウター樹脂部材用組成物がシリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む。 The method for manufacturing a light-emitting device according to the second aspect of the present invention includes the steps of arranging a plurality of light-emitting elements, whose upper surfaces are light extraction surfaces, vertically and horizontally on an aggregate substrate, arranging a plurality of wavelength conversion members containing a phosphor on the upper surfaces of the light-emitting elements, arranging a composition for an outer resin member on each side of the plurality of wavelength conversion members, curing the composition for the outer resin member to form an outer resin member, and cutting the outer resin member and the aggregate substrate between adjacent light-emitting elements, where the composition for the outer resin member contains a silicone resin and titanium oxide surface-treated with silicone oil.
本発明の一態様によれば、樹脂部材の割れやクラック等の発生を抑制することができる発光装置及びその製造方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a light emitting device and a manufacturing method thereof that can suppress the occurrence of breakage or cracks in the resin member.
例えば、CSPは、発光素子とほぼ同等のサイズであるため、発光素子や波長変換部材の周囲をモールドする樹脂部材の量が少ないため、発光素子に通電すると、通電時に発生する熱、外部環境による吸湿等の影響で、発光素子や波長変換部材の周囲に形成された樹脂部材にクラックが発生しやすくなる場合がある。発光素子に通電すると発光素子から光とともに熱が発せられる。また、発光素子の上面の光取り出し面に配置された波長変換部材からも、波長変換された光とともに熱が発せられる。波長変換部材の周囲に配置されるアウター樹脂部材は、通電により発光素子及び波長変換部材から発せられる熱と、通電の停止による発光素子及び波長変換部材の冷却と、の繰り返しによって、波長変換部材とアウター樹脂部材との密着性が低下する。また、アウター樹脂部材は、外部環境に晒されるため、湿度等の影響も受けやすい。特にCSPのように発光素子とほぼ同じサイズとなる小型の発光装置の場合、発光素子や波長変換部材の周囲に設けられるアウター樹脂部材の幅が狭くなり、その狭い幅に応じてアウター樹脂部材の量が少なくなる。これらによって、アウター樹脂部材は割れやクラックが発生しやすくなる。特に、波長変換部材とアウター樹脂部材の密着性が低下して、波長変換部材からアウター樹脂部材が剥離すると、この剥離した部分が起点となり更に割れやクラックが発生しやすくなる。
特許文献1に開示されている反射部材用の樹脂組成物は、常温で固体のフッ素樹脂を含むため、小さい面積に配置するためには、フッ素樹脂を融点以上に加熱して溶融する必要がある。そのため、フッ素樹脂を融点以上に加熱することにより、フッ素主成分のガスが放出され、製造設備が腐食されやすくなり、その対策費用が高額になり、発光装置のコストが高くなる。
For example, since the CSP has a size almost equal to that of the light-emitting element, the amount of resin material molding the periphery of the light-emitting element and the wavelength conversion member is small, and therefore when the light-emitting element is energized, cracks may easily occur in the resin material formed around the light-emitting element and the wavelength conversion member due to the influence of heat generated when energized and moisture absorption due to the external environment. When the light-emitting element is energized, heat is emitted from the light-emitting element together with the light. In addition, heat is also emitted from the wavelength conversion member arranged on the light extraction surface on the upper surface of the light-emitting element together with the wavelength-converted light. The outer resin member arranged around the wavelength conversion member has a reduced adhesion between the wavelength conversion member and the outer resin member due to the repeated heat generated from the light-emitting element and the wavelength conversion member by energization and the cooling of the light-emitting element and the wavelength conversion member by stopping the energization. In addition, since the outer resin member is exposed to the external environment, it is also easily affected by humidity and the like. In particular, in the case of a small light-emitting device that is almost the same size as the light-emitting element, such as a CSP, the width of the outer resin member provided around the light-emitting element and the wavelength conversion member becomes narrow, and the amount of the outer resin member decreases according to the narrow width. As a result, the outer resin member is more likely to break or crack. In particular, when the adhesion between the wavelength conversion member and the outer resin member decreases and the outer resin member peels off from the wavelength conversion member, this peeled portion becomes the starting point for further breakage or cracks.
The resin composition for the reflective member disclosed in Patent Document 1 contains a fluororesin that is solid at room temperature, and therefore, in order to arrange it in a small area, it is necessary to heat the fluororesin to a melting point or higher to melt it. Therefore, by heating the fluororesin to a melting point or higher, gas containing fluorine as the main component is released, which makes the manufacturing equipment susceptible to corrosion, and the cost of countermeasures becomes high, which increases the cost of the light-emitting device.
一方で、発光素子や波長変換部材からの発熱及び冷却の繰り返しによる影響を抑制するために、例えばアウター樹脂部材をより柔らかくすることが考えられる。しかしながら、アウター樹脂部材を柔らかくすると粘着性が上がるため、搬送や梱包がし難く量産性に劣る場合が生じてくる。
また、アウター樹脂部材を柔らかくし、外部環境からの影響を抑制するために、例えばヒンダードアミン系の液体の光安定剤をアウター樹脂部材に添加することが考えられる。しかしながら、ヒンダードアミン系の光安定剤は塩基性であるため、アウター樹脂部材の硬化が阻害される場合が生じてくる。
On the other hand, in order to suppress the influence of repeated heating and cooling from the light emitting element and the wavelength conversion member, it is conceivable to make the outer resin member softer, for example. However, when the outer resin member is softened, its adhesiveness increases, which may make it difficult to transport or pack it, resulting in poor mass productivity.
In order to soften the outer resin member and suppress the effects of the external environment, it is conceivable to add, for example, a liquid light stabilizer of a hindered amine type to the outer resin member. However, since the hindered amine type light stabilizer is basic, there are cases in which the hardening of the outer resin member is inhibited.
更に、例えばショアA硬度が30未満程度のショアA硬度の低い樹脂を用いてより柔らかいアウター樹脂部材を形成することも考えられる。しかしながら、このような樹脂では、アウター樹脂部材を形成後もアウター樹脂部材が柔らかく粘着性があるため、搬送や梱包がし難く量産性に劣る場合が生じてくる。 It is also possible to form a softer outer resin member using a resin with a low Shore A hardness, for example, a Shore A hardness of less than 30. However, with such a resin, the outer resin member remains soft and sticky even after it is formed, which may make it difficult to transport and package, resulting in poor mass production.
そこで、本実施形態に係るアウター樹脂部材を用いることによって、アウター樹脂部材をより柔らかくすることなく、波長変換部材とアウター樹脂部材との密着性を向上して、アウター樹脂部材の割れやクラックを抑制することができる。 Therefore, by using the outer resin member according to this embodiment, it is possible to improve the adhesion between the wavelength conversion member and the outer resin member without softening the outer resin member, thereby suppressing breakage or cracks in the outer resin member.
以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法を実施形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具現化するための例示であって、本発明は、以下の発光装置及びその製造方法に限定されない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係は、JIS Z8110に従う。また、本明細書において、「シート」、「フィルム」「層」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「フィルム」は、シートとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられ、また「シート」はフィルムとも呼ばれ得るような部材も含む意味で用いられる。
本明細書において、「上」、「下」という用語は、発光装置において、光を取り出す側とその逆側を指す用語としても用いる。例えば、「上方」は、光を取り出す方向を意味し、「下方」はその逆の方向を意味する。また、「上面」とは光を取り出す側にある面を意味し、「下面」とはその逆側の面を意味する。また、側面とは、上面又は下面に対して直交する方向の面を意味する。
The light-emitting device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below based on the embodiments. However, the embodiments shown below are merely examples for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the light-emitting device and the manufacturing method thereof. The relationship between the color name and the chromaticity coordinate, and the relationship between the wavelength range of light and the color name of monochromatic light are in accordance with JIS Z8110. In addition, in this specification, the terms "sheet", "film", "layer", and the like are not distinguished from each other based only on the difference in the name. Therefore, for example, "film" is used to mean a member that can also be called a sheet, and "sheet" is used to mean a member that can also be called a film.
In this specification, the terms "upper" and "lower" are also used to refer to the side from which light is extracted and the opposite side in a light-emitting device. For example, "upper" means the direction in which light is extracted, and "lower" means the opposite direction. Furthermore, "upper surface" means the surface on the side from which light is extracted, and "lower surface" means the surface on the opposite side. Furthermore, "side surface" means the surface perpendicular to the upper or lower surface.
発光装置について図面を用いて説明する。図1は、実施形態に係る発光装置の概略断面図である。図2は、実施形態に係る発光装置の概略平面図である。ただし、説明の便宜上、発光装置及び各部材の大きさ、厚さ等は単なる例示であり誇張して記載している。また、後述の説明の便宜上、半導体素子及びインナー樹脂部材も含めて図示しているが、図4Dのように、半導体素子及びインナー樹脂部材を用いない形態を採ることもできる。 The light emitting device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of a light emitting device according to an embodiment. However, for convenience of explanation, the size, thickness, etc. of the light emitting device and each component are merely exemplary and are exaggerated. Also, for convenience of the explanation below, the semiconductor element and inner resin member are also illustrated, but it is also possible to adopt a form that does not use a semiconductor element and inner resin member, as shown in FIG. 4D.
発光装置
発光装置100は、基板20と、基板20に配置され、上面10aを光取り出し面とする発光素子10と、発光素子10の上面10aに配置される蛍光体を含有する波長変換部材50と、波長変換部材50の側方に配置されるアウター樹脂部材40と、を備える。アウター樹脂部材40が、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む。発光素子10は、基板20上にバンプと呼ばれる導電部材60を介してフリップチップ実装される。発光装置100は、基板20上に発光素子10とは別の半導体素子70を備える。半導体素子70も、基板20上に導電部材60を介してフリップチップ実装される。発光装置100は、発光素子10の周囲に配置されるインナー樹脂部材30を備える。平面視において、波長変換部材50の面積は、発光素子10の上面10aの面積よりも大きいことが好ましい。波長変換部材50の上面50aは、発光装置100の光取り出し面となる。波長変換部材50は、発光素子10の上面10aに導光部材80を介して接着されることが好ましい。導光部材80は、発光素子10の側面及び上面10aを連続して覆っている。インナー樹脂部材30は、発光素子10の側方に配置され、導光部材80の少なくとも一部と接触しており、かつ、半導体素子70の側面70bの少なくとも一部を覆っている。アウター樹脂部材40は、波長変換部材50の側方及びインナー樹脂部材30上及び半導体素子70上に配置され、半導体素子70を埋設させる。アウター樹脂部材40の厚みTは、基板20に対して垂直方向の厚みをいう。インナー樹脂部材30を備える場合は、基板20と垂直方向のアウター樹脂部材40の高さからインナー樹脂部材30の高さを引いた差分をいう。基板20は、予め個片化されたものであってもよく、後述する製造方法において、集合基板20aを個片化したものであってもよく、同じ符号を使用する。
Light-emitting device The light-emitting device 100 includes a substrate 20, a light-emitting element 10 arranged on the substrate 20 and having an upper surface 10a as a light extraction surface, a wavelength conversion member 50 containing a phosphor arranged on the upper surface 10a of the light-emitting element 10, and an outer resin member 40 arranged on the side of the wavelength conversion member 50. The outer resin member 40 includes a silicone resin and titanium oxide surface-treated with silicone oil. The light-emitting element 10 is flip-chip mounted on the substrate 20 via a conductive member 60 called a bump. The light-emitting device 100 includes a semiconductor element 70 on the substrate 20, which is separate from the light-emitting element 10. The semiconductor element 70 is also flip-chip mounted on the substrate 20 via the conductive member 60. The light-emitting device 100 includes an inner resin member 30 arranged around the light-emitting element 10. In a plan view, the area of the wavelength conversion member 50 is preferably larger than the area of the upper surface 10a of the light-emitting element 10. The upper surface 50a of the wavelength conversion member 50 becomes the light extraction surface of the light-emitting device 100. The wavelength conversion member 50 is preferably bonded to the upper surface 10a of the light emitting element 10 via the light guide member 80. The light guide member 80 continuously covers the side surface and the upper surface 10a of the light emitting element 10. The inner resin member 30 is disposed on the side of the light emitting element 10, contacts at least a part of the light guide member 80, and covers at least a part of the side surface 70b of the semiconductor element 70. The outer resin member 40 is disposed on the side of the wavelength conversion member 50, on the inner resin member 30, and on the semiconductor element 70, and embeds the semiconductor element 70. The thickness T of the outer resin member 40 refers to the thickness in the vertical direction relative to the substrate 20. When the inner resin member 30 is provided, the thickness T refers to the difference obtained by subtracting the height of the inner resin member 30 from the height of the outer resin member 40 in the vertical direction relative to the substrate 20. The substrate 20 may be a piece that has been individually cut in advance, or may be a piece that has been individually cut from the collective substrate 20a in a manufacturing method described later, and the same reference numerals are used.
発光装置100において、アウター樹脂部材40は、発光装置100の外形を構成する。波長変換部材50の上面50aが矩形状である場合、波長変換部材50の上面50aの一番短い一辺の大きさを1とした場合に、波長変換部材50の上面50aの端からアウター樹脂部材40が構成する発光装置100の外形の端までの一番狭い幅Wは、0.10mmm以上0.30mm以下の範囲内とすることができる。 In the light emitting device 100, the outer resin member 40 constitutes the outer shape of the light emitting device 100. When the upper surface 50a of the wavelength conversion member 50 is rectangular, if the size of the shortest side of the upper surface 50a of the wavelength conversion member 50 is 1, the narrowest width W from the end of the upper surface 50a of the wavelength conversion member 50 to the end of the outer shape of the light emitting device 100 constituted by the outer resin member 40 can be in the range of 0.10 mm to 0.30 mm.
アウター樹脂部材
アウター樹脂部材は、波長変換部材の側方に配置され、アウター樹脂部材の上面と波長変換部材の上面とは同一平面であることが好ましい。つまりアウター樹脂部材の上面の少なくとも一部の高さが、波長変換部材の光取り出し面と同一の高さとなるように配置することが好ましい。これにより略直方体の発光装置を提供することができる。
また、アウター樹脂部材の上面の一部が「ひけ」ていてもよい。例えば、アウター樹脂部材のうち、波長変換部材の側面と接している部分が、波長変換部材の光取り出し面と同一の高さであり、波長変換部材の側面と接していない部分が、波長変換部材の光取り出し面よりも低い高さとなっている場合である。アウター樹脂部材を構成する樹脂の硬化収縮に伴って、アウター樹脂部材の上面にいわゆる「ひけ」という凹みが生じる場合があるためである。
Outer resin member The outer resin member is disposed to the side of the wavelength conversion member, and the upper surface of the outer resin member is preferably flush with the upper surface of the wavelength conversion member. In other words, it is preferable to dispose the outer resin member so that the height of at least a part of the upper surface of the outer resin member is the same as the light extraction surface of the wavelength conversion member. This makes it possible to provide a light emitting device having a substantially rectangular parallelepiped shape.
In addition, a part of the upper surface of the outer resin member may have a "sink". For example, the part of the outer resin member that is in contact with the side surface of the wavelength conversion member may be at the same height as the light extraction surface of the wavelength conversion member, and the part that is not in contact with the side surface of the wavelength conversion member may be at a lower height than the light extraction surface of the wavelength conversion member. This is because a depression called a "sink" may occur on the upper surface of the outer resin member as the resin constituting the outer resin member cures and shrinks.
アウター樹脂部材は、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む。アウター樹脂部材に含まれる酸化チタンの表面に水分が付着していると、酸化チタンの光触媒作用が大きくなり、アウター樹脂部材に含まれるシリコーン樹脂の光劣化が促進され、シリコーン樹脂成分が一部分解し、揮発又は脆くなる。アウター樹脂部材に含まれるシリコーン樹脂成分が、揮発又は脆くなると、アウター樹脂部材の、割れやクラックが発生しやすくなる。シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンは、酸化チタンの表面に存在する水分が少なくなる。そのため、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、シリコーン樹脂を含むアウター樹脂部材は、光劣化が抑制され、樹脂成分の分解が抑えられて脆くなりにくく、その結果、アウター樹脂部材の割れ又はクラックの発生を抑制することができる。 The outer resin member includes a silicone resin and titanium oxide surface-treated with silicone oil. When moisture adheres to the surface of the titanium oxide contained in the outer resin member, the photocatalytic action of the titanium oxide increases, accelerating the photodegradation of the silicone resin contained in the outer resin member, causing some of the silicone resin components to decompose and volatilize or become brittle. When the silicone resin components contained in the outer resin member volatilize or become brittle, the outer resin member is more likely to crack or break. Titanium oxide surface-treated with silicone oil has less moisture present on the titanium oxide surface. Therefore, the outer resin member containing titanium oxide surface-treated with silicone oil and silicone resin is less susceptible to photodegradation and the decomposition of the resin components is suppressed, making it less likely to become brittle, and as a result, the occurrence of cracks or breaks in the outer resin member can be suppressed.
アウター樹脂部材の割れやクラックを抑制するために、例えばアウター樹脂部材をより柔らかくすることが考えられる。アウター樹脂部材を柔らかくし、外部環境からの影響を抑制するために、例えば液体の光安定剤をアウター樹脂部材に添加することが考えられる。液体の光安定剤としては、例えばヒンダードアミン系の光安定剤が挙げられる。しかしながら、ヒンダードアミン系の光安定剤をアウター樹脂部材に添加した場合には、塩基性の光安定剤のためにアウター樹脂部材の硬化が阻害される場合があり、硬化の阻害が起こると、アウター樹脂が柔らかく粘着性が発現するため、搬送や梱包がし難く、量産性に劣る場合がある。 In order to prevent breakage or cracking of the outer resin member, for example, it is possible to make the outer resin member softer. In order to soften the outer resin member and prevent influences from the external environment, for example, it is possible to add a liquid light stabilizer to the outer resin member. An example of a liquid light stabilizer is a hindered amine light stabilizer. However, when a hindered amine light stabilizer is added to the outer resin member, the curing of the outer resin member may be inhibited due to the basic light stabilizer. If curing is inhibited, the outer resin becomes soft and sticky, which may make it difficult to transport and package, and may result in poor mass production.
また、より柔らかいアウター樹脂部材を形成するために、ショアA硬度の低い樹脂を用いてアウター樹脂部材を形成することも考えられる。しかしながら、例えばショアA硬度が30未満の硬度の低い樹脂を用いてアウター樹脂部材を形成した場合、アウター樹脂部材を形成後もアウター樹脂部材が柔らかく粘着性があるため、搬送や梱包し難く量産性に劣る場合がある。
In order to form a softer outer resin member, it is also possible to form the outer resin member using a resin with a low Shore A hardness. However, when the outer resin member is formed using a resin with a low hardness, for example, a Shore A hardness of less than 30, the outer resin member remains soft and sticky even after it is formed, which may make it difficult to transport or package, and may result in poor mass productivity.
アウター樹脂部材は、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンとを含むため、アウター樹脂部材をより柔らかくすることなく、アウター樹脂部材の割れやクラックを抑制することができる。 The outer resin member contains silicone resin and titanium oxide that has been surface-treated with silicone oil, which helps prevent the outer resin member from breaking or cracking without making it softer.
酸化チタンは、ルチル型酸化チタンでもよく、アナターゼ型酸化チタンでもよく、ブルッカイト型酸化チタンでもよいが、安定な結晶構造であり、反射率が高いルチル型酸化チタンであることが好ましい。酸化チタンの平均粒径は、0.1μm以上1μm以下の範囲内でもよく、0.2μm以上0.8μm以下の範囲内でもよい。酸化チタンは、二酸化チタンを主成分として含むことが好ましい。 The titanium oxide may be rutile type titanium oxide, anatase type titanium oxide, or brookite type titanium oxide, but rutile type titanium oxide is preferable because it has a stable crystal structure and high reflectance. The average particle size of the titanium oxide may be in the range of 0.1 μm to 1 μm, or in the range of 0.2 μm to 0.8 μm. The titanium oxide preferably contains titanium dioxide as the main component.
シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。シリコーンオイルは、2種以上を併用してもよい。 The silicone oil is preferably at least one selected from the group consisting of dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, and methyl hydrogen silicone oil. Two or more types of silicone oil may be used in combination.
酸化チタンは、酸化チタンとシリコーンオイルを乾式混合した後、加熱して表面処理されることが好ましい。酸化チタンとシリコーンオイルを乾式混合した後に加熱することによって、酸化チタン表面に強固な被膜が形成され酸化チタンの表面に存在する水分を少なくすることができる。 Titanium oxide is preferably surface-treated by dry-mixing titanium oxide with silicone oil and then heating. By dry-mixing titanium oxide with silicone oil and then heating, a strong coating is formed on the titanium oxide surface, and the moisture present on the titanium oxide surface can be reduced.
アウター樹脂部材に含まれるシリコーンオイルにより表面処理された酸化チタンは、シリコーン樹脂100質量部に対して、20質量部以上80質量部以下の範囲内であることが好ましく、25質量部以上75質量部以下の範囲内でもよく、30質量部以上70質量部以下の範囲内でもよい。酸化チタンが表面処理されていることによって、樹脂の光劣化の主原因となる、酸化チタンの表面に付着している水分が少なくなるため、アウター樹脂部材の割れ又はクラックの発生を抑制することができる。 The titanium oxide surface-treated with silicone oil contained in the outer resin member is preferably in the range of 20 parts by mass to 80 parts by mass, or may be in the range of 25 parts by mass to 75 parts by mass, or may be in the range of 30 parts by mass to 70 parts by mass, relative to 100 parts by mass of silicone resin. By surface-treating the titanium oxide, the amount of moisture adhering to the surface of the titanium oxide, which is the main cause of photodegradation of resin, is reduced, thereby suppressing the occurrence of cracks or breakage in the outer resin member.
アウター樹脂部材は、表面処理された酸化チタン以外の無機材料を含んでいてもよく、表面処理された酸化チタン以外の無機材料としては、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、イットリア安定化ジルコニア、及び酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。アウター樹脂部材に、表面処理された酸化チタン以外の無機材料が含まれる場合、表面処理された酸化チタンと、酸化チタン以外の無機材料の合計量が、シリコーン樹脂100質量部に対して、20質量部以上80質量部以下の範囲内であることが好ましく、25質量部以上75質量部以下の範囲内でもよく、30質量部以上70質量部以下の範囲内でもよい。 The outer resin member may contain an inorganic material other than surface-treated titanium oxide, and the inorganic material other than surface-treated titanium oxide may be at least one selected from the group consisting of silicon dioxide, zirconium dioxide, yttria-stabilized zirconia, and aluminum oxide. When the outer resin member contains an inorganic material other than surface-treated titanium oxide, the total amount of the surface-treated titanium oxide and the inorganic material other than titanium oxide is preferably in the range of 20 parts by mass to 80 parts by mass, may be in the range of 25 parts by mass to 75 parts by mass, or may be in the range of 30 parts by mass to 70 parts by mass, relative to 100 parts by mass of silicone resin.
シリコーン樹脂は、1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2個含有するジメチルポリシロキサン及び/又は変性ジメチルポリシロキサンと、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、から得られる付加反応型シリコーン樹脂であることが好ましい。付加反応型シリコーン樹脂は、硬化収縮が少ないので、他の発光装置の部材に硬化後のダメージを与えにくいので望ましい。 The silicone resin is preferably an addition reaction type silicone resin obtained from dimethylpolysiloxane and/or modified dimethylpolysiloxane containing at least two alkenyl groups bonded to silicon atoms in one molecule, and organohydrogenpolysiloxane containing at least two hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule. Addition reaction type silicone resins are desirable because they have little cure shrinkage and are less likely to damage other components of the light emitting device after curing.
アウター樹脂部材に含まれるシリコーン樹脂のショアA硬度は、30以上80以下の範囲内であることが好ましく、40以上80以下の範囲内であることがより好ましく、55以上80以下の範囲内であることが更に好ましく、60以上75以下の範囲内であることがより更に好ましい。アウター樹脂部材に含まれるシリコーン樹脂のショアA硬度は、JIS K6253に準拠して、デュロメータータイプAを使用して測定することができる。アウター樹脂部材に含まれるシリコーン樹脂は、ショアA硬度が30以上80以下の範囲内であれば、樹脂部材の粘着性が抑えられゴム物性(靭性、伸び)に優れるため、波長変換部材との剥離が抑制されれば、波長変換部材からの放熱や冷却に追従して、柔軟に膨張又は収縮し、割れやクラックを抑制することができる。 The Shore A hardness of the silicone resin contained in the outer resin member is preferably in the range of 30 to 80, more preferably in the range of 40 to 80, even more preferably in the range of 55 to 80, and even more preferably in the range of 60 to 75. The Shore A hardness of the silicone resin contained in the outer resin member can be measured using a durometer type A in accordance with JIS K6253. If the silicone resin contained in the outer resin member has a Shore A hardness in the range of 30 to 80, the adhesiveness of the resin member is suppressed and the rubber properties (toughness, elongation) are excellent, so that if peeling from the wavelength conversion member is suppressed, it can flexibly expand or contract in response to heat dissipation or cooling from the wavelength conversion member, and cracks and breakage can be suppressed.
アウター樹脂部材の厚みは、50μm以上600μm以下の範囲内であることが好ましい。アウター樹脂部材の厚みは、基板に対して垂直方向の厚みをいう。アウター樹脂部材の厚みが50μm以上600μmであれば、割れやクラックの発生を抑制することができる。アウター樹脂部材の基板に対して垂直方向の厚みは、半導体素子の厚みやインナー樹脂部材の厚みによって異なり、部位によって厚みが異なる。アウター樹脂部材の各部位の厚みが、50μm以上600μm以下の範囲内であれば、割れやクラックを抑制することができる。 The thickness of the outer resin member is preferably within the range of 50 μm to 600 μm. The thickness of the outer resin member refers to the thickness in the direction perpendicular to the substrate. If the thickness of the outer resin member is 50 μm to 600 μm, the occurrence of breakage and cracks can be suppressed. The thickness of the outer resin member in the direction perpendicular to the substrate varies depending on the thickness of the semiconductor element and the thickness of the inner resin member, and the thickness varies depending on the part. If the thickness of each part of the outer resin member is within the range of 50 μm to 600 μm, the occurrence of breakage and cracks can be suppressed.
基板
基板の材料としては、絶縁性材料であって、発光素子からの光や外光が透過しにくい材料が好ましい。例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)、ポリフタルアミド(PPA)樹脂等の樹脂を挙げることができる。なお、樹脂を用いる場合には、必要に応じて、ガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム等からなる無機フィラーを樹脂に混合してもよい。基板に無機フィラーを含むことにより、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上を図ることができる。
Substrate The material of the substrate is preferably an insulating material that is difficult for light from the light emitting element or external light to pass through. For example, ceramics such as alumina and aluminum nitride, and resins such as phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, bismaleimide triazine resin (BT resin), and polyphthalamide (PPA) resin can be mentioned. When using a resin, an inorganic filler made of glass fiber, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, etc. may be mixed into the resin as necessary. By including an inorganic filler in the substrate, it is possible to improve the mechanical strength, reduce the thermal expansion coefficient, and improve the light reflectance.
発光素子
発光素子は、発光ダイオード(LED)又はレーザーダイオード(LD)等の半導体発光素子を用いることができる。用途に応じて任意の波長の光を発する発光素子を選択することができる。例えば、波長変換部材に含まれる蛍光体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)を挙げることができる。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。光取り出し面となる上面の逆側の下面にp電極及びn電極の一対の電極が形成されている発光素子を用いることができる。発光素子は、好ましくは380nm以上500nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、より好ましくは390nm以上495nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、更に好ましくは400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。発光素子は、導電部材を介して基板に電気的に接続される。
Light-emitting element The light-emitting element may be a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) or a laser diode (LD). A light-emitting element that emits light of any wavelength may be selected depending on the application. For example, a nitride semiconductor (In x Al y Ga 1-X-Y N, 0≦X, 0≦Y, X+Y≦1) capable of emitting a short wavelength that can efficiently excite the phosphor contained in the wavelength conversion member may be mentioned. Various emission wavelengths may be selected depending on the material of the semiconductor layer and its mixed crystal degree. A light-emitting element may be used in which a pair of electrodes, a p-electrode and an n-electrode, is formed on the lower surface opposite to the upper surface that serves as the light extraction surface. The light-emitting element preferably has an emission peak wavelength in the range of 380 nm to 500 nm, more preferably has an emission peak wavelength in the range of 390 nm to 495 nm, and even more preferably has an emission peak wavelength in the range of 400 nm to 490 nm. The light-emitting element is electrically connected to the substrate via a conductive member.
波長変換部材
波長変換部材は、蛍光体を含有する。波長変換部材は、無機材料を含有してもよい。波長変換部材は、蛍光体と無機材料とを含むセラミックス複合体を含むことが好ましい。波長変換部材は、蛍光体と無機材料とを含むセラミックス複合体からなる蛍光体層の単層のものであってもよく、蛍光体と無機材料とを含むセラミックス複合体からなる蛍光体層と、樹脂、ガラス及び無機物からなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる透光性層とが積層されたものであってもよい。また、蛍光体と無機材料とを含むセラミックス複合体は、1種の第1蛍光体を含むものであってもよく、第1蛍光体とは組成が異なる他種の第2蛍光体を含むものであってもよい。また、1種の第1蛍光体と無機材料とを含む第1セラミックス複合体を第1蛍光体層とし、第1蛍光体とは組成が異なる他種の第2蛍光体と無機材料とを含む第2セラミックス複合体を第2蛍光体層とし、更に蛍光体を含まない透光性層が積層されたものであってもよい。透光性層はセラミックス複合体に含まれる後述する無機酸化物と同様の無機酸化物からなる板状体であってもよい。
Wavelength conversion member The wavelength conversion member contains a phosphor. The wavelength conversion member may contain an inorganic material. The wavelength conversion member preferably contains a ceramic composite containing a phosphor and an inorganic material. The wavelength conversion member may be a single layer of a phosphor layer made of a ceramic composite containing a phosphor and an inorganic material, or may be a laminate of a phosphor layer made of a ceramic composite containing a phosphor and an inorganic material and a translucent layer made of at least one material selected from the group consisting of resin, glass, and inorganic substances. The ceramic composite containing a phosphor and an inorganic material may contain one type of first phosphor, or may contain another type of second phosphor having a different composition from the first phosphor. The first ceramic composite containing one type of first phosphor and an inorganic material may be the first phosphor layer, the second ceramic composite containing another type of second phosphor having a different composition from the first phosphor and an inorganic material may be the second phosphor layer, and a translucent layer not containing a phosphor may be laminated. The light-transmitting layer may be a plate-like body made of an inorganic oxide similar to the inorganic oxide contained in the ceramic composite, which will be described later.
波長変換部材に含まれる蛍光体は、希土類アルミン酸塩蛍光体を含み、無機材料は無機酸化物を含むことが好ましい。蛍光体は、希土類アルミン酸塩蛍光体を前述の第1蛍光体としてもよい。希土類アルミン酸塩蛍光体としては、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG系蛍光体)が挙げられる。YAG系蛍光体は、ガーネット構造を有し、希土類元素からなる群から選択された少なくとも1種の元素で賦活された蛍光体をいう。希土類アルミン酸塩蛍光体は、例えばY3(Al,Ga)5O12:Ce、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce、(Re1-xSmx)3(Al1-yGay)5O12:Ce(Reは、Y、Gd及びLaからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、x及びyは、それぞれ0≦x<1、0≦y≦1を満たす。)で表される組成を有する蛍光体が挙げられる。本明細書において、蛍光体の組成を示す組成式中、カンマ(,)で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも1種の元素を組成式中に含むことを意味し、複数の元素から2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。また、蛍光体の組成を示す式中、コロン(:)の前は母体結晶を構成する元素及びそのモル比を表し、コロン(:)の後は賦活元素を表す。「モル比」は、蛍光体の組成の1モル中の元素のモル量を表す。 The phosphor contained in the wavelength conversion member preferably includes a rare earth aluminate phosphor, and the inorganic material preferably includes an inorganic oxide. The phosphor may be a rare earth aluminate phosphor as the first phosphor. An example of the rare earth aluminate phosphor is an yttrium aluminum garnet phosphor (YAG phosphor). The YAG phosphor refers to a phosphor that has a garnet structure and is activated with at least one element selected from the group consisting of rare earth elements. Examples of rare earth aluminate phosphors include phosphors having a composition represented by Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, Lu 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Re 1-x Sm x ) 3 (Al 1-y Ga y ) 5 O 12 : Ce (Re is at least one element selected from the group consisting of Y, Gd and La, and x and y satisfy 0≦x<1, 0≦y≦1, respectively). In this specification, in the composition formula showing the composition of the phosphor, a plurality of elements described separated by a comma (,) means that at least one element of these plurality of elements is contained in the composition formula, and two or more elements may be combined. In addition, in the formula showing the composition of the phosphor, the part before the colon (:) represents the elements constituting the host crystal and their molar ratio, and the part after the colon (:) represents an activating element. "Molar ratio" refers to the molar amount of an element in one mole of the phosphor composition.
蛍光体は、希土類アルミン酸塩蛍光体の他に、組成が異なる蛍光体を有する蛍光体を含んでいてもよい。蛍光体は、希土類アルミン酸塩蛍光体とは組成が異なる蛍光体を、前述の第2蛍光体としてもよい。希土類アルミン酸塩蛍光体とは組成が異なる蛍光体は、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ケイ酸カルシウム系蛍光体(例えばCaO-Al2O3-SiO2:Eu,Cl)、ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体(例えば(Sr,Ba)2SiO4:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えばSi6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z<4.2))、窒化物系蛍光体(例えばCaAlSiN3:Eu(CASN蛍光体)、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu(SCASN蛍光体))、マンガンで賦活されたフッ化物系蛍光体(例えばK2SiF6:Mn)、硫化物系蛍光体等が挙げられる。窒化物系蛍光体としては、LuMvN((2/3)u+(4/3)v):R又はLuMvOwN((2/3)u+(4/3)v-(2/3)w):R(Lは、Be、Mg、Ca、Sr、Ba及びZnからなる群から選択される少なくとも1種の第2族又は第12族の元素であり、Mは、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及びHfから成る群から選択される少なくとも1種の第4族又は第14族の元素であり、Rは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素であり、u、v、wは、0.5≦u≦3、1.5≦v≦8、0<w≦3を満たす。)で表される組成を有する蛍光体が挙げられる。 The phosphor may include a phosphor having a phosphor with a different composition in addition to the rare earth aluminate phosphor. The phosphor may be a phosphor with a different composition from the rare earth aluminate phosphor as the second phosphor. Examples of phosphors having a different composition from rare earth aluminate phosphors include nitrogen-containing calcium aluminosilicate phosphors activated with europium and/or chromium (e.g., CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 :Eu,Cl), silicate phosphors activated with europium (e.g., (Sr,Ba) 2 SiO 4 :Eu), β-sialon phosphors (e.g., Si 6-z Al z O z N 8-z :Eu (0<z<4.2)), nitride phosphors (e.g., CaAlSiN 3 :Eu (CASN phosphor), (Sr,Ca)AlSiN 3 :Eu (SCASN phosphor)), fluoride phosphors activated with manganese (e.g., K 2 SiF 6 :Mn), sulfide phosphors, etc. The nitride phosphor is L u M v N ((2/3)u + (4/3)v) :R or L u M v O w N ((2/3)u + (4/3)v - (2/3)w). :R (L is at least one Group 2 or 12 element selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, M is at least one Group 4 or 14 element selected from the group consisting of C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf, R is at least one rare earth element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Lu, and u, v, and w satisfy 0.5≦u≦3, 1.5≦v≦8, and 0<w≦3).
波長変換部材に含まれる無機酸化物は、発光素子からの光及び蛍光体で波長変換された光を透過する透光性を有する無機酸化物であることが好ましい。無機酸化物としては、例えばSiO2、Al2O3、ZrO2、MgO、TiO2、CeO2、ZnO、SnO2及びY2O3からなる群から選択される少なくとも1種の無機酸化物が挙げられる。本明細書において、透光性とは、発光素子から出射される光及び蛍光体で波長変換された光の60%以上を透過するものであることを意味し、透光性を有するものとしては、例えば発光素子から出射される光の透過率が70%以上のものでもよく、80%以上のものでもよく、90%以上のものでもよい。セラミックス複合体に含まれる蛍光体が、希土類アルミン酸塩蛍光体である場合、無機材料は、Al2O3を含むことが好ましい。 The inorganic oxide contained in the wavelength conversion member is preferably an inorganic oxide having translucency that transmits light from the light emitting element and light wavelength-converted by the phosphor. Examples of inorganic oxides include at least one inorganic oxide selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, TiO 2 , CeO 2 , ZnO, SnO 2 and Y 2 O 3. In this specification, translucency means that 60% or more of the light emitted from the light emitting element and the light wavelength-converted by the phosphor are transmitted through the inorganic oxide. For example, the translucency may be 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the light emitted from the light emitting element. When the phosphor contained in the ceramic composite is a rare earth aluminate phosphor, the inorganic material preferably contains Al 2 O 3 .
半導体素子
発光装置は、基板上に発光素子とは別の半導体素子を備えることが好ましい。半導体素子は、基板上に発光素子に隣接して配置されることが好ましい。半導体素子は、発光素子を制御するためのトランジスタ、コンデンサ、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(Zener Diode)の保護素子を挙げることができる。保護素子は、発光素子と同様に、対向する2面のうち、基板側の一方の面にp電極とn電極の一対の電極を有する半導体素子である。保護素子は、発光素子と同様に、導電部材を介して基板に電気的に接続される。基板に導電部材を介して接続された半導体素子の高さは、導電部材を介して基板に接続された発光素子と波長変換部材とを合わせた高さよりも低い方が好ましい。半導体素子をアウター樹脂部材に完全に埋没させることにより、アウター樹脂部材の上面を上昇させて、アウター樹脂部材の上面に生じる凹み(ひけ)を抑制することができる。
Semiconductor element The light emitting device preferably includes a semiconductor element on the substrate other than the light emitting element. The semiconductor element is preferably disposed adjacent to the light emitting element on the substrate. Examples of the semiconductor element include a transistor for controlling the light emitting element, a capacitor, and a Zener diode protection element that becomes conductive when a voltage equal to or higher than a specified voltage is applied. The protection element is a semiconductor element having a pair of electrodes, a p-electrode and an n-electrode, on one of the two opposing surfaces on the substrate side, similar to the light emitting element. The protection element is electrically connected to the substrate via a conductive member, similar to the light emitting element. The height of the semiconductor element connected to the substrate via a conductive member is preferably lower than the combined height of the light emitting element and the wavelength conversion member connected to the substrate via the conductive member. By completely burying the semiconductor element in the outer resin member, the upper surface of the outer resin member can be raised, thereby suppressing a recess (sink mark) that occurs on the upper surface of the outer resin member.
導電部材
導電部材としては、バンプを用いることができ、バンプの材料としては、Auあるいはその合金、共晶ハンダ(Au-Sn)、Pb-Sn、鉛フリーハンダ等を用いることができる。導電部材はバンプに限定されず、例えば導電ペーストであってもよい。
Conductive Member As the conductive member, a bump can be used, and as the material of the bump, Au or its alloy, eutectic solder (Au-Sn), Pb-Sn, lead-free solder, etc. The conductive member is not limited to a bump, and may be, for example, a conductive paste.
発光素子と導電部材の間、半導体素子と導電部材の間、又は、導電部材と導電部材の間には、インナー樹脂部材を設けてもよい。インナー樹脂部材は、基板上に配置された発光素子、半導体素子、導電部材等を、塵芥、水分、外力等から保護するための部材である。インナー樹脂部材の材料といては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を挙げることができる。また、これらの樹脂に必要に応じて着色剤、光拡散材、フィラー等が含まれていてもよい。 An inner resin member may be provided between the light-emitting element and the conductive member, between the semiconductor element and the conductive member, or between the conductive member and the conductive member. The inner resin member is a member for protecting the light-emitting element, the semiconductor element, the conductive member, etc. arranged on the substrate from dust, moisture, external forces, etc. Examples of materials for the inner resin member include silicone resin, epoxy resin, urea resin, etc. Furthermore, these resins may contain colorants, light diffusing materials, fillers, etc. as necessary.
導光部材
発光素子と波長変換部材の間には、導光部材が介在し、発光素子と波長変換部材とを導光部材で接着する。導光部材は、発光素子と波長変換部材を光学的に連結できる材料からなることが好ましい。導光部材を構成する材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂が挙げられる。
Light guide member A light guide member is interposed between the light emitting element and the wavelength conversion member, and the light emitting element and the wavelength conversion member are bonded by the light guide member. The light guide member is preferably made of a material that can optically connect the light emitting element and the wavelength conversion member. The material constituting the light guide member may be at least one resin selected from the group consisting of epoxy resin, silicone resin, phenolic resin, and polyimide resin.
インナー樹脂部材
発光装置は、発光素子の周囲に、発光素子の上面又は波長変換部材の下面の高さまでインナー樹脂部材を備えていることが好ましい。発光素子の側面の周囲にインナー樹脂部材が配置されていることによって、光の取り出し効率が良くなり高輝度の発光装置を提供することが可能になる。インナー樹脂部材を構成する樹脂材料は、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、からなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂材料が挙げられ、2種以上の樹脂を含むハイブリッド樹脂であってもよい。インナー樹脂部材を構成する樹脂材料は、アウター樹脂部材と同様のシリコーン樹脂を含むものであってもよい。インナー樹脂部材は、アウター樹脂部材と同様の充填材を含んでいることが好ましい。具体的には、充填材として、前述のシリコーンオイルで表面処理された酸化チタン、シリコーンオイルで表面処理されていない酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、イットリア安定化ジルコニア、及び酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。
Inner resin member The light emitting device preferably includes an inner resin member around the light emitting element, up to the height of the upper surface of the light emitting element or the lower surface of the wavelength conversion member. By arranging the inner resin member around the side surface of the light emitting element, the light extraction efficiency is improved, and it is possible to provide a light emitting device with high brightness. The resin material constituting the inner resin member may include a resin material containing at least one selected from the group consisting of silicone resin, modified silicone resin, epoxy resin, and modified epoxy resin, and may be a hybrid resin containing two or more resins. The resin material constituting the inner resin member may include a silicone resin similar to that of the outer resin member. The inner resin member preferably contains a filler similar to that of the outer resin member. Specifically, the filler may include at least one selected from the group consisting of titanium oxide surface-treated with the above-mentioned silicone oil, titanium oxide not surface-treated with silicone oil, silicon dioxide, zirconium dioxide, yttria-stabilized zirconia, and aluminum oxide.
発光装置の製造方法
発光装置の製造方法について図面を用いて説明する。図3及び図4は、発光装置の製造方法の一例を示すフローチャートを示す。また、図5Aから図5Dは、実施態様に係る発光装置の製造方法の工程の一例を示す模式的な断面図である。図5Eは、実施態様に係る発光装置の製造方法の工程の一例を示す模式的な平面図である。図5Aから図5Eに示す各部材は、前述の発光装置に用いた各部材と同様の部材を用いることができる。
3. Manufacturing method of light-emitting device The manufacturing method of the light-emitting device will be described with reference to the drawings. Fig. 3 and Fig. 4 show a flow chart showing an example of the manufacturing method of the light-emitting device. Fig. 5A to Fig. 5D are schematic cross-sectional views showing an example of the steps of the manufacturing method of the light-emitting device according to the embodiment. Fig. 5E is a schematic plan view showing an example of the steps of the manufacturing method of the light-emitting device according to the embodiment. Each member shown in Fig. 5A to Fig. 5E can be the same as each member used in the above-mentioned light-emitting device.
発光装置の製造方法は、複数の発光素子を縦横に配置する工程S101、複数の波長変換部材を配置する工程S103、アウター樹脂部材用組成物を配置する工程S106、アウター樹脂部材を形成する工程S107、アウター樹脂部材と集合基板を切断する工程S108を含む。アウター樹脂部材用組成物を配置する工程S106の前にアウター樹脂部材用組成物を準備する工程S105を含んでいてもよい。以下、詳述する。 The method for manufacturing a light emitting device includes step S101 of arranging multiple light emitting elements vertically and horizontally, step S103 of arranging multiple wavelength conversion members, step S106 of arranging a composition for the outer resin member, step S107 of forming the outer resin member, and step S108 of cutting the outer resin member and the assembly substrate. It may also include step S105 of preparing a composition for the outer resin member before step S106 of arranging the composition for the outer resin member. This will be described in detail below.
発光装置の製造方法は、集合基板上に、上面が光の取り出し面となる、複数の発光素子を縦横に配置する工程(S101)を含む。
図5Aは、集合基板20a上に、上面が光の取り出し面となる、複数の発光素子を縦横に配置する工程を示す。ここで集合基板20a上に複数の発光素子10を縦横に配置するとは、横方向と縦方向に行列(マトリックス状)に配置される場合や市松模様や格子状などのように二次元上に種々のパターンで配置される場合も含む。ここでは行列(マトリックス状)に配置された発光素子10を例にとって説明し、横方向を行方向、縦方向を列方向と呼ぶこともある。集合基板20aの上には、正電極と負電極とに絶縁分離された導電パターンが形成され、バンプと呼ばれる導電部材60を介して、発光素子10が集合基板20aの導電パターンに、フリップチップ実装される。フリップチップ実装により、発光素子10は、集合基板20a上に機械的及び電気的に接続されている。実装に際して、導電部材60は、集合基板20a側に設けてもよく、発光素子10又は後述する半導体素子70側に設けてもよい。発光素子10と集合基板20aとの間にはインナー樹脂部材が充填されていてもよい。また、発光素子10を集合基板20a上に直接実装する場合だけでなく、発光素子10を実装したサブマウント基板等を介して集合基板20a上に実装する場合も含む。
The method for manufacturing a light emitting device includes a step (S101) of arranging a plurality of light emitting elements vertically and horizontally on an aggregate substrate, with the upper surfaces of the light being the light extraction surfaces.
FIG. 5A shows a process of arranging a plurality of light emitting elements vertically and horizontally on the collective substrate 20a, with the upper surface being the light extraction surface. Here, arranging a plurality of light emitting elements 10 vertically and horizontally on the collective substrate 20a includes arranging in a matrix in the horizontal and vertical directions, and arranging in various two-dimensional patterns such as a checkered pattern or a lattice pattern. Here, the light emitting elements 10 arranged in a matrix are used as an example, and the horizontal direction is sometimes called the row direction and the vertical direction is sometimes called the column direction. A conductive pattern insulated and separated into positive and negative electrodes is formed on the collective substrate 20a, and the light emitting elements 10 are flip-chip mounted on the conductive pattern of the collective substrate 20a via a conductive member 60 called a bump. By flip-chip mounting, the light emitting elements 10 are mechanically and electrically connected to the collective substrate 20a. When mounting, the conductive member 60 may be provided on the collective substrate 20a side, or on the light emitting elements 10 or semiconductor element 70 side described later. An inner resin member may be filled between the light emitting elements 10 and the collective substrate 20a. This includes not only the case where the light emitting elements 10 are directly mounted on the collective substrate 20a, but also the case where the light emitting elements 10 are mounted on the collective substrate 20a via a submount substrate or the like.
発光装置の製造方法は、複数の発光素子の上面に、複数の波長変換部材を配置する工程(S103)を含む。
図5Bは、複数の発光素子10の上面10aに、導光部材80を介して、複数の波長変換部材50を配置する工程を示す。導光部材80は、発光素子10と波長変換部材50とを接着し、光学的に連結する。導光部材80は、導光部材用組成物を印刷法、噴射法、モールド法、ポッティング法等の公知の方法によって発光素子10上に配置することができ、導光部材用組成物上に波長変換部材50を配置して、導光部材用組成物を硬化させることによって、発光素子10と波長変換部材50とを接着することができる。
The method for manufacturing a light emitting device includes a step (S103) of arranging a plurality of wavelength conversion members on the upper surfaces of a plurality of light emitting elements.
5B shows a process of arranging a plurality of wavelength conversion members 50 on the upper surfaces 10a of a plurality of light emitting elements 10 via a light guiding member 80. The light guiding member 80 bonds the light emitting elements 10 and the wavelength conversion members 50 to optically connect them. The light guiding member 80 can be arranged on the light emitting elements 10 by a known method such as a printing method, a spraying method, a molding method, or a potting method using a composition for a light guiding member, and the light emitting elements 10 and the wavelength conversion members 50 can be bonded to each other by arranging the wavelength conversion members 50 on the composition for a light guiding member and curing the composition for a light guiding member.
発光装置の製造方法は、アウター樹脂部材用組成物を配置する工程(S106)の前に、アウター樹脂部材用組成物を準備する工程(S105)を含んでいてもよい。
アウター樹脂部材用組成物を準備する工程において、酸化チタンとシリコーンオイルを乾式混合し、200℃以上360℃以下の温度範囲内で熱処理して、表面処理された酸化チタンを得ることと、表面処理された酸化チタンと、シリコーン樹脂を混合して、アウター樹脂部材用組成物を得ることを含む。
酸化チタンとシリコーンオイルの混合は、乾式ミキサー等を用いることができる。乾式混合後の熱処理は、220℃以上350℃以下の温度範囲内でもよく、240℃以上320℃以下の温度範囲内でもよい。熱処理時間は、5分以上120分以内でもよく、10分以上90分以内でもよく、15分以上60分以内でもよい。
The method for producing a light emitting device may include a step (S105) of preparing a composition for an outer resin member prior to the step (S106) of disposing the composition for an outer resin member.
The process for preparing a composition for an outer resin member includes dry-mixing titanium oxide and silicone oil and heat-treating the mixture within a temperature range of 200°C or higher and 360°C or lower to obtain a surface-treated titanium oxide, and mixing the surface-treated titanium oxide with a silicone resin to obtain a composition for an outer resin member.
A dry mixer or the like can be used to mix titanium oxide and silicone oil. The heat treatment after dry mixing may be performed at a temperature in the range of 220° C. to 350° C., or in the range of 240° C. to 320° C. The heat treatment time may be 5 minutes to 120 minutes, 10 minutes to 90 minutes, or 15 minutes to 60 minutes.
アウター樹脂部材用組成物を準備する工程において、シリコーンオイルは、酸化チタン100質量部に対して、シリコーンオイルを0.5質量部以上15質量部以下の範囲内で混合することが好ましく、1質量部以上12質量部以下の範囲内で混合してもよく、2質量部以上10質量部以下の範囲内で混合してもよい。酸化チタン100質量部に対して、シリコーンオイルを0.5質量部以上15質量部以下の範囲内で混合することによって、酸化チタンの表面に略均一にシリコーンオイルが付着して、熱処理を行うことによって、酸化チタンの表面に存在する水分又は水酸基を低減することができる。 In the process of preparing the composition for the outer resin member, the silicone oil is preferably mixed in the range of 0.5 parts by mass to 15 parts by mass to 100 parts by mass of titanium oxide, and may be mixed in the range of 1 part by mass to 12 parts by mass, or may be mixed in the range of 2 parts by mass to 10 parts by mass. By mixing the silicone oil in the range of 0.5 parts by mass to 15 parts by mass to 100 parts by mass of titanium oxide, the silicone oil adheres approximately uniformly to the surface of the titanium oxide, and by performing a heat treatment, the moisture or hydroxyl groups present on the surface of the titanium oxide can be reduced.
アウター樹脂部材用組成物を準備する工程において、表面処理された酸化チタンは、シリコーン樹脂100質量部に対して、20質量部以上80質量部以下の範囲内で混合することが好ましく、25質量部以上75質量部以下の範囲内で混合してもよく、30質量部以上70質量部以下の範囲内で混合してもよい。シリコーン樹脂と、表面処理された酸化チタンとの混合は、各種の分散機、混合機、混練機、撹拌機等を用いることができ、例えば、三本ロールミル、自転公転型ミキサー、ライカイ機、二軸混練機、プラネタリーミキサー等を使用することができる。 In the process of preparing the composition for the outer resin member, the surface-treated titanium oxide is preferably mixed in a range of 20 parts by mass to 80 parts by mass, or may be mixed in a range of 25 parts by mass to 75 parts by mass, or may be mixed in a range of 30 parts by mass to 70 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the silicone resin. The silicone resin and the surface-treated titanium oxide can be mixed using various dispersing machines, mixers, kneaders, stirrers, etc., such as a three-roll mill, a rotation-revolution type mixer, a Raikai mixer, a twin-shaft kneader, a planetary mixer, etc.
発光装置の製造方法は、複数の波長変換部材のそれぞれの側方にアウター樹脂部材用組成物を配置する工程(S106)と、アウター樹脂部材用組成物を硬化させてアウター樹脂部材を形成する工程(S107)を含む。
図5Cは、波長変換部材50の側方にアウター樹脂部材用組成物40aを配置する工程、及び、アウター樹脂部材用組成物40aを硬化させてアウター樹脂部材40を形成する工程を示す。図5Cにおいて、アウター樹脂部材40と、アウター樹脂部材用組成物40aは、硬化によって名称を変えているため、同一部材に2つの符号を付している。アウター樹脂部材用組成物40aは、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む。アウター樹脂部材用組成物40aは、前述のアウター樹脂部材用組成物を用いることができる。アウター樹脂部材用組成物40aに光劣化の要因となる表面の水分が低減されているシリコーンオイルで表面処理された酸化チタンが含まれていることによって、アウター樹脂部材40の光劣化が抑制され、割れ又はクラックを抑制することができる。
The method for manufacturing a light emitting device includes a step (S106) of disposing a composition for an outer resin member on each side of a plurality of wavelength conversion members, and a step (S107) of curing the composition for the outer resin member to form an outer resin member.
5C shows a process of disposing the composition 40a for the outer resin member on the side of the wavelength conversion member 50, and a process of curing the composition 40a for the outer resin member to form the outer resin member 40. In FIG. 5C, the outer resin member 40 and the composition 40a for the outer resin member have different names depending on the curing, so two reference symbols are attached to the same member. The composition 40a for the outer resin member contains a silicone resin and titanium oxide surface-treated with silicone oil. The composition 40a for the outer resin member can use the above-mentioned composition for the outer resin member. By containing titanium oxide surface-treated with silicone oil in which the moisture on the surface, which is a cause of photodegradation, in the composition 40a for the outer resin member, photodegradation of the outer resin member 40 is suppressed, and cracks or breakage can be suppressed.
アウター樹脂部材用組成物40aを配置する工程において、アウター樹脂部材用組成物40aは、例えば射出成形法、滴下法、印刷法、モールド法、圧縮成形法等によって配置することができる。アウター樹脂部材用組成物40aを配置する工程において、アウター樹脂部材用組成物40aを複数の波長変換部材50の間に滴下して配置することが好ましい。アウター樹脂部材用組成物40aを隣合う波長変換部材50と波長変換部材50の間に滴下により配置することによって、アウター樹脂部材用組成物40aが、波長変換部材50の側面50bによって位置決めされる。位置決めを目的として、例えばダム等を配置する必要がなくなる。アウター樹脂部材用組成物40aを複数の波長変換部材50の間に滴下して配置する場合には、例えば樹脂吐出装置を用いることができる。アウター樹脂部材用組成物40aが充填された樹脂吐出装置の先端のノズルからアウター樹脂部材用組成物40aを滴下しながらノズルを移動させることで、複数の波長変換部材50の間にアウター樹脂部材用組成物40aを配置させることができる。 In the process of disposing the composition for the outer resin member 40a, the composition for the outer resin member 40a can be disposed by, for example, an injection molding method, a dripping method, a printing method, a molding method, a compression molding method, or the like. In the process of disposing the composition for the outer resin member 40a, it is preferable to dispose the composition for the outer resin member 40a by dripping it between the multiple wavelength conversion members 50. By disposing the composition for the outer resin member 40a by dripping it between the adjacent wavelength conversion members 50, the composition for the outer resin member 40a is positioned by the side surface 50b of the wavelength conversion member 50. For the purpose of positioning, it is not necessary to dispose, for example, a dam or the like. When disposing the composition for the outer resin member 40a by dripping it between the multiple wavelength conversion members 50, for example, a resin discharge device can be used. The composition for the outer resin member 40a can be disposed between the multiple wavelength conversion members 50 by moving the nozzle while dripping the composition for the outer resin member 40a from the nozzle at the tip of the resin discharge device filled with the composition for the outer resin member 40a.
アウター樹脂部材用組成物40aは、加熱により硬化させて、アウター樹脂部材40を形成することができる。アウター樹脂部材用組成物40aの硬化温度によって加熱する温度や時間は異なるが、例えば50℃以上200℃以下の温度で、1時間以上20時間以内加熱して硬化させることができる。アウター樹脂部材用組成物40aは、2段階で加熱してもよく、例えば、50℃以上100℃未満の温度で、1時間以上10時間以内、第1加熱した後、更に100℃以上200℃以下の温度で、1時間以上10時間以内、第2加熱してもよい。 The composition for the outer resin member 40a can be cured by heating to form the outer resin member 40. The heating temperature and time vary depending on the curing temperature of the composition for the outer resin member 40a, but for example, it can be cured by heating at a temperature of 50°C or higher and 200°C or lower for 1 hour to 20 hours. The composition for the outer resin member 40a may be heated in two stages, for example, first heated at a temperature of 50°C or higher and lower than 100°C for 1 hour to 10 hours, and then second heated at a temperature of 100°C or higher and 200°C or lower for 1 hour to 10 hours.
発光装置の製造方法は、隣合う発光素子の間のアウター樹脂部材と、集合基板とを切断する工程(S108)を含む。
図5D又は図5Eは、アウター樹脂部材40と集合基板20aとを切断する工程における、切断線12を示す。アウター樹脂部材40及び集合基板20aは、切断線12に沿って、発光素子10を少なくとも1つ含むように平面視において行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向において、ともに切断される。これにより、複数の発光装置群から個々の発光装置を分離し、発光装置を製造することができる。
The method for manufacturing the light emitting device includes a step (S108) of cutting the outer resin member between adjacent light emitting elements and the collective substrate.
5D or 5E shows cutting lines 12 in the process of cutting the outer resin member 40 and the collective substrate 20a. The outer resin member 40 and the collective substrate 20a are both cut along the cutting lines 12 in at least one of the row direction and column direction in a plan view so as to include at least one light emitting element 10. This allows individual light emitting devices to be separated from a group of multiple light emitting devices, and the light emitting devices can be manufactured.
異なる実施形態に係る発光装置の製造方法について図面を用いて説明する。図6は、発光装置の製造方法の一例を示すフローチャートを示す。また、図7Aから図7Fは、実施態様に係る発光装置の製造方法の工程の一例を示す模式的な断面図である。図7Gは、実施態様に係る発光装置の製造方法の工程の一例を示す模式的な平面図である。図7Aから図7Gに示す各部材は、前述の発光装置に用いた各部材と同様の部材を用いることができる。 The manufacturing method of the light emitting device according to the different embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a flow chart showing an example of the manufacturing method of the light emitting device. Also, FIGS. 7A to 7F are schematic cross-sectional views showing an example of the steps of the manufacturing method of the light emitting device according to the embodiment. FIG. 7G is a schematic plan view showing an example of the steps of the manufacturing method of the light emitting device according to the embodiment. Each of the members shown in FIGS. 7A to 7G can be the same as each of the members used in the light emitting device described above.
異なる実施形態において、発光装置の製造方法は、複数の発光素子を縦横に配置する工程S201、複数の半導体素子を配置する工程S202、複数の波長変換部材を配置する工程S203、インナー樹脂部材用組成物を配置する工程S204、アウター樹脂部材用組成物を準備する工程S205、アウター樹脂部材用組成物を配置する工程S206、インナー樹脂部材及びアウター樹脂部材を形成する工程S207、アウター樹脂部材、インナー樹脂部材及び集合基板を切断する工程S208を含む。ただし、異なる実施形態に係る発光装置の製造方法に対して、半導体素子70、インナー樹脂部材用組成物30aを用いる以外は、上述の実施形態に係る発光装置の製造方法とほぼ同じであるため、S201、S203、S205、S206は説明を省略することもある。 In a different embodiment, the method for manufacturing a light-emitting device includes step S201 of arranging a plurality of light-emitting elements vertically and horizontally, step S202 of arranging a plurality of semiconductor elements, step S203 of arranging a plurality of wavelength conversion members, step S204 of arranging a composition for an inner resin member, step S205 of preparing a composition for an outer resin member, step S206 of arranging a composition for an outer resin member, step S207 of forming an inner resin member and an outer resin member, and step S208 of cutting the outer resin member, the inner resin member, and the assembly substrate. However, since the method for manufacturing a light-emitting device according to a different embodiment is almost the same as the method for manufacturing a light-emitting device according to the above-mentioned embodiment except that a semiconductor element 70 and a composition 30a for an inner resin member are used, the description of steps S201, S203, S205, and S206 may be omitted.
発光装置の製造方法は、発光素子を配置する工程において、又は、複数の発光素子を配置する工程の前後において、縦横に配置される発光素子の横又は縦方向のいずれか一方向で、隣合う発光素子の間に、発光素子とは別の複数の発光素子を配置する工程(S202)を含む。
図7Aは、集合基板20a上に複数の発光素子10を縦横に配置する工程を示す。図7Bは、集合基板20a上に複数の半導体素子70を縦横に配置する工程を示す。図7Cは、複数の発光素子10の上面10aに、導光部材80を介して、複数の波長変換部材50を配置する工程を示す。集合基板20a上に、複数の発光素子10を縦横に配置する工程において、又は、複数の発光素子10を縦横に配置する工程の前後において、縦横に配置された発光素子の行又は例方向のいずれか一方向で、隣合う発光素子10の間に、発光素子10とは別の複数の半導体素子70を配置する。半導体素子70は、発光素子10と同様に、バンプと呼ばれる導電部材60を介して、集合基板20aの導電パターンにフリップチップ実装されている。半導体素子70と導電部材60の間にはインナー樹脂部材が充填されていてもよい。
The manufacturing method for the light-emitting device includes a step (S202) of arranging a plurality of light-emitting elements other than the light-emitting elements between adjacent light-emitting elements in either the horizontal or vertical direction of the light-emitting elements arranged vertically and horizontally, during the step of arranging the light-emitting elements, or before or after the step of arranging the plurality of light-emitting elements.
FIG. 7A shows a process of arranging a plurality of light emitting elements 10 vertically and horizontally on the collective substrate 20a. FIG. 7B shows a process of arranging a plurality of semiconductor elements 70 vertically and horizontally on the collective substrate 20a. FIG. 7C shows a process of arranging a plurality of wavelength conversion members 50 via a light guide member 80 on the upper surface 10a of a plurality of light emitting elements 10. In the process of arranging a plurality of light emitting elements 10 vertically and horizontally on the collective substrate 20a, or before and after the process of arranging a plurality of light emitting elements 10 vertically and horizontally, a plurality of semiconductor elements 70 other than the light emitting elements 10 are arranged between adjacent light emitting elements 10 in either the row direction or the row direction of the light emitting elements arranged vertically and horizontally. The semiconductor element 70 is flip-chip mounted on the conductive pattern of the collective substrate 20a via a conductive member 60 called a bump, similar to the light emitting element 10. An inner resin member may be filled between the semiconductor element 70 and the conductive member 60.
発光装置の製造方法は、複数の発光素子を配置する工程後であって、アウター樹脂部材用組成物を配置する工程前において、発光素子の周囲にインナー樹脂部材用組成物を配置する工程(S204)を含む。
図7Dは、複数の発光素子10を縦横に配置する工程後であって、アウター樹脂部材用組成物を配置する工程前において、発光素子10の周囲にインナー樹脂部材用組成物30aを配置する工程を示す。図7D及び図7Eにおいて、インナー樹脂部材30と、インナー樹脂部材用組成物30aは、硬化によって名称を変えているため、同一部材に2つの符号を付している。インナー樹脂部材用組成物30aを配置する工程において、半導体素子70の側面の少なくとも一部を、インナー樹脂部材用組成物30aで覆うことが好ましい。半導体素子70の側面だけでなく半導体素子70の上面の少なくとも一部を、インナー樹脂部材用組成物30aで覆うように配置してもよい。発光素子10及び半導体素子70の周囲にインナー樹脂部材30を配置することによって、発光素子10から出射された光が、半導体素子70や隣合う発光素子10に吸収される光量を減らし、高出力の発光装置を提供することができる。インナー樹脂部材用組成物30aは、例えば射出成形法、滴下法、印刷法、モールド法、圧縮成形法等によって配置することができる。発光素子10及び半導体素子70の周囲にインナー樹脂部材用組成物30aを配置するために、滴下法によって、インナー樹脂部材用組成物30aを配置することが好ましい。インナー樹脂部材用組成物30aは、発光素子10及び半導体素子70の周囲に配置した後、加熱し硬化する。また、インナー樹脂部材用組成物30aは、発光素子10及び半導体素子70の周囲に配置した後、加熱し仮硬化を行い、更にアウター樹脂部材用組成物40aを配置した後、アウター樹脂部材用組成物40aとともにインナー樹脂部材用組成物30aを加熱し本硬化しても良い。また、インナー樹脂部材用組成物30aは、発光素子10及び半導体素子70の周囲に配置し、更にアウター樹脂部材用組成物40aを配置した後、アウター樹脂部材用組成物40aとともにインナー樹脂部材用組成物30aを加熱し硬化しても良い。
The method for manufacturing a light emitting device includes a step (S204) of arranging an inner resin member composition around the light emitting elements after the step of arranging a plurality of light emitting elements and before the step of arranging an outer resin member composition.
7D shows a process of arranging the inner resin member composition 30a around the light emitting element 10 after the process of arranging a plurality of light emitting elements 10 vertically and horizontally and before the process of arranging the outer resin member composition. In FIG. 7D and FIG. 7E, the inner resin member 30 and the inner resin member composition 30a have different names depending on the curing, so two reference symbols are given to the same member. In the process of arranging the inner resin member composition 30a, it is preferable to cover at least a part of the side surface of the semiconductor element 70 with the inner resin member composition 30a. The semiconductor element 70 may be arranged so that not only the side surface but also at least a part of the upper surface of the semiconductor element 70 is covered with the inner resin member composition 30a. By arranging the inner resin member 30 around the light emitting element 10 and the semiconductor element 70, the amount of light emitted from the light emitting element 10 that is absorbed by the semiconductor element 70 and the adjacent light emitting element 10 is reduced, and a high-output light emitting device can be provided. The composition for the inner resin member 30a can be arranged by, for example, an injection molding method, a dropping method, a printing method, a molding method, a compression molding method, or the like. In order to arrange the composition for the inner resin member 30a around the light emitting element 10 and the semiconductor element 70, it is preferable to arrange the composition for the inner resin member 30a by a dropping method. The composition for the inner resin member 30a is arranged around the light emitting element 10 and the semiconductor element 70, and then heated and cured. In addition, the composition for the inner resin member 30a may be arranged around the light emitting element 10 and the semiconductor element 70, heated to perform provisional curing, and further arranged on the outer resin member composition 40a, and then heated together with the composition for the outer resin member 40a to perform main curing. In addition, the composition for the inner resin member 30a may be arranged around the light emitting element 10 and the semiconductor element 70 ... curing.
発光装置の製造方法は、アウター樹脂部材用組成物を準備する工程(S205)、複数の波長変換部材のそれぞれの側方にアウター樹脂部材用組成物を配置する工程(S206)、インナー樹脂部材用組成物及びアウター樹脂部材用組成物を硬化させて、インナー樹脂部材及びアウター樹脂部材を形成する工程(S207)を含む。
図7Eは、複数の波長変換部材50のそれぞれの側方にアウター樹脂部材用組成物40aを配置し、アウター樹脂部材用組成物40aを硬化させてアウター樹脂部材40を形成する工程を示す。アウター樹脂部材用組成物40aを配置する工程において、波長変換部材50の側面50bを覆うとともに、複数の半導体素子70の上面70aを覆うようにアウター樹脂部材用組成物40aを配置することが好ましい。アウター樹脂部材用組成物40aは、半導体素子70を埋設するように配置してもよい。半導体素子70の上面70aを覆うようにアウター樹脂部材用組成物40aを配置することによって、アウター樹脂部材用組成物40aの上面を上昇させて、アウター樹脂部材用組成物40aの硬化収縮に伴って、アウター樹脂部材40の上面に生じる凹み(ひけ)を抑制することができる。
The method for manufacturing the light emitting device includes a step of preparing a composition for an outer resin member (S205), a step of arranging the composition for the outer resin member on each side of a plurality of wavelength conversion members (S206), and a step of curing the composition for the inner resin member and the composition for the outer resin member to form the inner resin member and the outer resin member (S207).
7E shows a process of disposing the outer resin member composition 40a on each side of the plurality of wavelength conversion members 50, and curing the outer resin member composition 40a to form the outer resin member 40. In the process of disposing the outer resin member composition 40a, it is preferable to dispose the outer resin member composition 40a so as to cover the side surface 50b of the wavelength conversion member 50 and to cover the upper surface 70a of the plurality of semiconductor elements 70. The outer resin member composition 40a may be disposed so as to bury the semiconductor element 70. By disposing the outer resin member composition 40a so as to cover the upper surface 70a of the semiconductor element 70, the upper surface of the outer resin member composition 40a is raised, and a recess (sink mark) that occurs on the upper surface of the outer resin member 40 due to the cure shrinkage of the outer resin member composition 40a can be suppressed.
アウター樹脂部材用組成物40aを配置する工程において、インナー樹脂部材用組成物30aの表面にアウター樹脂部材用組成物40aを配置することが好ましい。アウター樹脂部材用組成物40aが、インナー樹脂部材用組成物30aの表面に配置されることによって、硬化後のインナー樹脂部材30が、アウター樹脂部材40で保護され、熱や湿度等の外部環境による影響からインナー樹脂部材30を保護することができる。
インナー樹脂部材用組成物30a及びアウター樹脂部材用組成物40aは、加熱により硬化させて、インナー樹脂部材30及びアウター樹脂部材40を形成することができる。インナー樹脂部材用組成物30a及びアウター樹脂部材用組成物40aの硬化温度によって加熱する温度や時間は異なるが、例えば50℃以上200℃以下の温度で、1時間以上20時間以内加熱して硬化させることができる。インナー樹脂部材用組成物30a及びアウター樹脂部材用組成物40aは、2段階で加熱してもよく、例えば、50℃以上100℃未満の温度で、1時間以上10時間以内、第1加熱した後、更に100℃以上200℃以下の温度で、1時間以上10時間以内、第2加熱してもよい。
In the step of disposing the composition for the outer resin member 40a, it is preferable to dispose the composition for the outer resin member 40a on the surface of the composition for the inner resin member 30a. By disposing the composition for the outer resin member 40a on the surface of the composition for the inner resin member 30a, the inner resin member 30 after curing is protected by the outer resin member 40, and the inner resin member 30 can be protected from the influence of the external environment such as heat and humidity.
The inner resin member composition 30a and the outer resin member composition 40a can be cured by heating to form the inner resin member 30 and the outer resin member 40. The heating temperature and time vary depending on the curing temperature of the inner resin member composition 30a and the outer resin member composition 40a, but can be cured by heating for example at a temperature of 50°C or more and 200°C or less for 1 hour to 20 hours. The inner resin member composition 30a and the outer resin member composition 40a may be heated in two stages, for example, first heating at a temperature of 50°C or more and less than 100°C for 1 hour to 10 hours, and then second heating at a temperature of 100°C or more and 200°C or less for 1 hour to 10 hours.
発光装置の製造方法は、隣合う発光素子の間のインナー樹脂部材、アウター樹脂部材及び集合基板を切断する工程(S208)を含む。
図7F又は図7Gは、隣合う発光素子10の間のアウター樹脂部材40、インナー樹脂部材30及び集合基板20aを切断する工程における切断線12を示す。図7F又は図7Gに示すように、切断線12に沿って、発光素子10と半導体素子70を少なくとも1つずつ含むように行方向及び列方向のいずれか一方向における、発光素子10と発光素子10の間と、行方向及び列方向のうちいずれかの他方向における、発光素子10と半導体素子70の間に配置されたアウター樹脂部材40及びインナー樹脂部材30を、集合基板20aとともに切断する。アウター樹脂部材40と集合基板20a、又は、インナー樹脂部材30、アウター樹脂部材40及び集合基板20aを切断する工程によって、複数の発光装置群から個々の発光装置を分離し、発光装置を製造することができる。
ここでは、半導体素子70、インナー樹脂部材30を含む形態で説明したが、いずれか一方を省略することもできる。
The method for manufacturing the light emitting device includes a step (S208) of cutting the inner resin member, the outer resin member, and the collective substrate between adjacent light emitting elements.
7F or 7G shows a cutting line 12 in a process of cutting the outer resin member 40, the inner resin member 30, and the collective substrate 20a between adjacent light emitting elements 10. As shown in FIG. 7F or 7G, the outer resin member 40 and the inner resin member 30 arranged between the light emitting elements 10 in one of the row direction and the column direction and between the light emitting elements 10 and the semiconductor element 70 in the other of the row direction and the column direction are cut along the cutting line 12 so as to include at least one light emitting element 10 and one semiconductor element 70, together with the collective substrate 20a. By the process of cutting the outer resin member 40 and the collective substrate 20a, or the inner resin member 30, the outer resin member 40, and the collective substrate 20a, individual light emitting devices can be separated from a group of a plurality of light emitting devices, and light emitting devices can be manufactured.
Here, the embodiment including the semiconductor element 70 and the inner resin member 30 has been described, but either one of them may be omitted.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
実施例1
上述の実施形態で説明したように、図1、図2に示す発光装置及び図7Aから図7Gに示す発光装置の製造方法と同様の工程にて実施例1に係る発光装置を製造した。上述の実施形態と同様の箇所については説明を省略することもある。
表面に導電パターンが形成された基板を準備した。基板として平板状の窒化アルミニウム基板を用いた。基板は、熱伝導率が170W/m・Kの窒化アルミニウム板材を焼成して形成した。基板の上に、Cu、Ni、Au等の金属材料で発光素子と電気的接続するための導電パターンを形成した。1つの発光装置の基板は、縦横の長さがそれぞれ約1.8mm、約1.45mmであり、厚みが約0.4mmである。導電パターンの厚みは約2μmである。
Example 1
As described in the above embodiment, the light emitting device according to Example 1 was manufactured by the same steps as in the manufacturing method of the light emitting device shown in Figures 1 and 2 and the light emitting device shown in Figures 7A to 7G. Descriptions of the same parts as in the above embodiment may be omitted.
A substrate having a conductive pattern formed on its surface was prepared. A flat aluminum nitride substrate was used as the substrate. The substrate was formed by firing an aluminum nitride plate having a thermal conductivity of 170 W/m·K. A conductive pattern was formed on the substrate using a metal material such as Cu, Ni, or Au to electrically connect to the light-emitting element. The substrate of one light-emitting device has a length and width of about 1.8 mm and about 1.45 mm, respectively, and a thickness of about 0.4 mm. The thickness of the conductive pattern is about 2 μm.
集合基板上に、複数の発光素子を縦横に配置した。縦横に配置された複数の発光素子の行方向又は列方向のいずれか一方向で、発光素子とその隣の発光素子の間に半導体素子を配置した。発光素子は、サファイア基板上に半導体層が積層された平面形状が約1.0mm四方の略正方形であり、厚みが約0.11mmである。発光素子は、サファイア基板が光取り出し面(上面)となるようにして、Auからなる導電部材を用いて、導電パターン上にフリップチップ実装した。半導体素子は、平面形状が0.4mm×0.3mmの長方形であり、厚みが約0.14mmである。半導体素子は、Auからなるバンプを予め設け、導電パターン上にフリップチップ実装した。行方向における発光素子とその隣の発光素子の間隔は0.75mmであり、列方向における発光素子とその隣の発光素子の間隔は0.38mmであり、間隔が大きい方の行方向の発光素子とその隣の発光素子との間に半導体素子を配置した。 A plurality of light-emitting elements were arranged vertically and horizontally on the assembly substrate. A semiconductor element was arranged between the light-emitting element and the adjacent light-emitting element in either the row direction or the column direction of the multiple light-emitting elements arranged vertically and horizontally. The light-emitting element has a planar shape of approximately 1.0 mm square with a semiconductor layer stacked on a sapphire substrate, and a thickness of approximately 0.11 mm. The light-emitting element was flip-chip mounted on the conductive pattern using a conductive member made of Au, with the sapphire substrate being the light extraction surface (top surface). The semiconductor element had a planar shape of 0.4 mm x 0.3 mm rectangular and a thickness of approximately 0.14 mm. The semiconductor element was provided with bumps made of Au in advance and flip-chip mounted on the conductive pattern. The distance between the light-emitting element and the adjacent light-emitting element in the row direction was 0.75 mm, and the distance between the light-emitting element and the adjacent light-emitting element in the column direction was 0.38 mm, and the semiconductor element was arranged between the light-emitting element in the row direction with the larger distance and the adjacent light-emitting element.
次に、複数の発光素子上に複数の波長変換部材を配置し、導光部材を用いて波長変換部材と発光素子の光取り出し面(上面)であるサファイア基板面を接着した。波長変換部材は、希土類アルミン酸塩蛍光体であるY3(Al,Ga)5O12:Ceで表される組成を有するYAG系蛍光体と、酸化アルミニウムを含むセラミックス複合体を用いた。波長変換部材は、平面形状が約0.95mm四方の略正方形であり、厚みは約0.2mmである。 Next, multiple wavelength conversion members were placed on multiple light emitting elements, and the wavelength conversion members were bonded to the sapphire substrate surface, which is the light extraction surface (upper surface) of the light emitting elements, using a light guide member. The wavelength conversion members were made of a ceramic composite containing a YAG phosphor having a composition represented by Y3(Al,Ga)5O12 : Ce , which is a rare earth aluminate phosphor, and aluminum oxide. The wavelength conversion member had a planar shape of approximately 0.95 mm square and a thickness of approximately 0.2 mm.
次に、発光素子の周囲及び半導体素子の側面の少なくとも一部を覆うようにインナー樹脂部材用組成物を配置した。インナー樹脂部材用組成物は、1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2個有するポリジメチルシロキサンと、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、ヒドロシリル化触媒を含む、ジメチルシリコーン樹脂と、酸化チタン粒子を含む。インナー樹脂部材用組成物は、ジメチルシリコーン樹脂100質量部に対して、酸化チタン粒子30質量部を配合した。インナー樹脂部材用組成物は、複数の発光素子及び複数の半導体素子の周囲に滴下して配置した。 Next, the composition for the inner resin member was arranged so as to cover the periphery of the light-emitting element and at least a part of the side surface of the semiconductor element. The composition for the inner resin member includes polydimethylsiloxane having at least two alkenyl groups bonded to silicon atoms in one molecule, organohydrogenpolysiloxane having at least two hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule, dimethylsilicone resin containing a hydrosilylation catalyst, and titanium oxide particles. The composition for the inner resin member was blended with 30 parts by mass of titanium oxide particles per 100 parts by mass of dimethylsilicone resin. The composition for the inner resin member was dripped and arranged around the plurality of light-emitting elements and the plurality of semiconductor elements.
次に、アウター樹脂部材用組成物を準備した。
酸化チタンとして、ルチル型二酸化チタン(平均粒径:0.28μm、カタログの記載参照)100質量部に対して、メチルハイドロジェンシリコーンオイルを3質量部添加し、乾式ミキサーにて、2分間混合し、260℃で30分間熱処理して、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンを得た。
ショアA硬度60のジメチルシリコーン樹脂100質量部に対して、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタン60質量部を添加し、三本ロールミルにて混合し、アウター樹脂部材用組成物を準備した。
Next, a composition for an outer resin member was prepared.
As the titanium oxide, 3 parts by mass of methyl hydrogen silicone oil was added to 100 parts by mass of rutile titanium dioxide (average particle size: 0.28 μm, see the description in the catalog), mixed for 2 minutes in a dry mixer, and heat-treated at 260° C. for 30 minutes to obtain titanium oxide surface-treated with silicone oil.
To 100 parts by mass of dimethyl silicone resin having a Shore A hardness of 60, 60 parts by mass of titanium oxide that had been surface-treated with silicone oil was added, and the mixture was mixed in a triple roll mill to prepare a composition for an outer resin member.
次に、波長変換部材の側方にアウター樹脂部材用組成物を配置した。アウター樹脂部材用組成物は、インナー樹脂部材用組成物の表面と、半導体素子の上面と、波長変換部材の側面を覆うように、複数の波長変換部材の間に滴下して配置した。 Next, the composition for the outer resin member was placed on the side of the wavelength conversion member. The composition for the outer resin member was dropped and placed between the multiple wavelength conversion members so as to cover the surface of the composition for the inner resin member, the upper surface of the semiconductor element, and the side surface of the wavelength conversion member.
次に、上記工程を経た基板及び他の部材を加熱炉に入れ、80℃で2時間、第1加熱し、次いで、150℃で3時間、第2加熱して、インナー樹脂部材用組成物及びアウター樹脂部材用組成物を硬化させ、インナー樹脂部材及びアウター樹脂部材を形成した。アウター樹脂部材の厚みTは、350μmであった。 Next, the substrate and other members that had undergone the above steps were placed in a heating furnace and first heated at 80°C for 2 hours, and then second heated at 150°C for 3 hours to cure the composition for the inner resin member and the composition for the outer resin member, forming the inner resin member and the outer resin member. The thickness T of the outer resin member was 350 μm.
次に、図7F及び図7Gに示したように、切断線に沿って、発光素子と半導体素子を少なくとも1つずつ含むように行方向及び列方向のいずれか一方向における、発光素子と発光素子の間と、行方向及び列方向のうちいずれかの他方向における、発光素子と半導体素子の間に配置されたアウター樹脂部材、インナー樹脂部材及び集合基板を切断して、複数の発光装置群から個々の発光装置を分離し、実施例1の発光装置を製造した。得られた発光装置の波長変換部材の端からアウター樹脂部材が構成する発光装置の外形の端までの一番狭い幅Wは、0.10mm以上0.30mm以下の範囲内であった。 Next, as shown in Figures 7F and 7G, the outer resin member, inner resin member, and assembly substrate arranged between the light-emitting elements in one of the row direction and column direction, and between the light-emitting elements and the semiconductor elements in the other of the row direction and column direction, were cut along the cutting lines so as to include at least one light-emitting element and one semiconductor element, and individual light-emitting devices were separated from the plurality of light-emitting device groups, thereby manufacturing the light-emitting device of Example 1. The narrowest width W from the end of the wavelength conversion member to the end of the outer shape of the light-emitting device constituted by the outer resin member of the obtained light-emitting device was in the range of 0.10 mm to 0.30 mm.
比較例1
アウター樹脂部材用組成物として、実施例1で用いたジメチルシリコーン樹脂と同様のジメチルシリコーン樹脂100質量部に対して、シリコーンオイルで表面処理されていないルチル型酸化チタン(平均粒径:0.28μm、カタログの記載参照)60質量部を添加したこと以外は、実施例1と同様のアウター樹脂部材用組成物を用いて、実施例1と同様にして、比較例1の発光装置を製造した。
Comparative Example 1
The light-emitting device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 using the same outer resin member composition as in Example 1, except that, as the composition for the outer resin member, 60 parts by mass of rutile-type titanium oxide (average particle size: 0.28 μm, see the description in the catalog) that had not been surface-treated with silicone oil was added to 100 parts by mass of the same dimethyl silicone resin as the dimethyl silicone resin used in Example 1.
比較例2
アウター樹脂部材用組成物として、ヒンダードアミン系の光安定基を含むシランカップリング剤である、4-(3[(トリエトキシ)シリル]プロポキシ)-1,2,2,6,6-ペンタメチルピぺリジン(CaS.No105918-62-5)0.6質量部を、更に添加したこと以外は、比較例1と同様のアウター樹脂部材用組成物を用いて、実施例1と同様にして比較例2の発光装置を製造した。
Comparative Example 2
The light emitting device of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 using the same outer resin member composition as in Comparative Example 1, except that 0.6 parts by mass of 4-(3[(triethoxy)silyl]propoxy)-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine (CaS. No. 105918-62-5), a silane coupling agent containing a hindered amine-based light-stabilizing group, was further added as the outer resin member composition.
比較例3
アウター樹脂部材用組成物として、後述する方法によって測定したショアA硬度28のジメチルシリコーン樹脂を用いたこと以外は、比較例1と同様のアウター樹脂部材用組成物を用いて、実施例1と同様にして比較例3の発光装置を製造した。
Comparative Example 3
The light emitting device of Comparative Example 3 was manufactured in the same manner as in Example 1 using the same outer resin member composition as in Comparative Example 1, except that a dimethyl silicone resin having a Shore A hardness of 28 measured by the method described below was used as the outer resin member composition.
評価
実施例及び比較例について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
The following evaluations were carried out for the Examples and Comparative Examples. The results are shown in Table 1.
ショアA硬度
アウター樹脂部材に含まれるシリコーン樹脂のショアA硬度は、JIS K6253に準拠して、デュロメータータイプA(製品名:GS-709G、TECLOCK社製)を使用して測定した。
Shore A Hardness The Shore A hardness of the silicone resin contained in the outer resin member was measured in accordance with JIS K6253 using a durometer type A (product name: GS-709G, manufactured by TECLOCK Corporation).
アウター樹脂部材の弾性率
アウター樹脂部材の弾性率は、ダイナミック微小硬度計(製品名:DUH、株式会社島津製作所製)を用いて以下の条件で測定した。比較例1のアウター樹脂部材の弾性率を100%として、実施例及び比較例の各アウター樹脂部材の弾性率を、比較例1のアウター樹脂部材の弾性率に対する相対弾性率として表した。
測定箇所:発光装置のアウター樹脂部材
圧子:6μm
試験力:3mN
The elastic modulus of the outer resin member was measured under the following conditions using a dynamic microhardness tester (product name: DUH, manufactured by Shimadzu Corporation). The elastic modulus of the outer resin member of Comparative Example 1 was set as 100%, and the elastic modulus of each of the outer resin members of the Examples and Comparative Examples was expressed as a relative elastic modulus to the elastic modulus of the outer resin member of Comparative Example 1.
Measurement location: outer resin member of light-emitting device Indenter: 6 μm
Test force: 3 mN
アウター樹脂部材のクラック発生時間
実施例及び比較例の各発光装置を、85℃、相対湿度85%の雰囲気下で、1.5Aで連続して通電し、目視で、波長変換部材の光取り出し面(上面)からアウター樹脂部材の端までクラックが発生した時間を測定した。比較例1のアウター樹脂部材のクラックが発生した時間を0時間として、実施例及び比較例の各アウター樹脂部材にクラックが発生した時間から比較例1のアウター樹脂部材のクラックが発生した時間を差し引いた時間をクラック発生時間として表した。
Crack occurrence time of outer resin member Each light emitting device of the examples and comparative examples was continuously energized at 1.5 A in an atmosphere of 85°C and 85% relative humidity, and the time until a crack occurred from the light extraction surface (upper surface) of the wavelength conversion member to the end of the outer resin member was measured by visual observation. The time until the crack occurred in the outer resin member of Comparative Example 1 was set as 0 hours, and the time until the crack occurred in each outer resin member of the examples and comparative examples minus the time until the crack occurred in the outer resin member of Comparative Example 1 was expressed as the crack occurrence time.
実施例1の発光装置に用いたアウター樹脂部材は、相対弾性率が146%と高く、比較例1のアウター樹脂部材と比べて硬度は低下していないことが確認できた。また、実施例1の発光装置に用いたアウター樹脂部材は、クラックが発生する時間が比較例1のアウター樹脂部材と比べて、500時間長く、クラックの発生が抑制できていることが確認できた。 It was confirmed that the outer resin member used in the light emitting device of Example 1 had a high relative elastic modulus of 146%, and that its hardness was not reduced compared to the outer resin member of Comparative Example 1. In addition, it was confirmed that the outer resin member used in the light emitting device of Example 1 took 500 hours longer for cracks to occur compared to the outer resin member of Comparative Example 1, and thus the occurrence of cracks was suppressed.
比較例2の発光装置に用いたアウター樹脂部材は、相対弾性率が84%と、比較例1のアウター樹脂部材に比べて低下していた。クラック発生時間も100時間と、実施例1の発光装置に用いたアウター樹脂部材と比べて短くなっていた。比較例2の発光装置に用いたアウター樹脂部材は、添加された光安定剤が塩基性であることから、アウター樹脂部材用組成物の硬化が光安定剤によって阻害されたために相対弾性率が低下したと推測された。 The outer resin member used in the light emitting device of Comparative Example 2 had a relative modulus of elasticity of 84%, which was lower than that of the outer resin member of Comparative Example 1. The time until cracks occurred was also 100 hours, which was shorter than that of the outer resin member used in the light emitting device of Example 1. It was presumed that the outer resin member used in the light emitting device of Comparative Example 2 had a lower relative modulus of elasticity because the added light stabilizer was basic, and the curing of the composition for the outer resin member was inhibited by the light stabilizer.
比較例3の発光装置に用いたアウター樹脂部材は、ショアA硬度が28と低く、柔らかいシリコーン樹脂を用いたため、クラック発生時間は500時間と長くなったが、相対弾性率は55%と低くなった。比較例3のアウター樹脂部材は、柔らかく粘着性があると推測され、搬送や梱包が困難であり、量産性に劣ると推測された。 The outer resin member used in the light emitting device of Comparative Example 3 had a low Shore A hardness of 28, and because a soft silicone resin was used, the time to cracking was long at 500 hours, but the relative elasticity was low at 55%. The outer resin member of Comparative Example 3 was presumed to be soft and sticky, making it difficult to transport and package, and therefore poor for mass production.
本開示の実施形態は、CSP、面状発光装置に用いることができる。本開示の実施形態による発光装置は、一般照明用の発光装置、車両用の発光装置、モバイル機器等の表示装置用のバックライトとして利用することができる。 Embodiments of the present disclosure can be used in CSPs and surface light-emitting devices. Light-emitting devices according to embodiments of the present disclosure can be used as light-emitting devices for general lighting, light-emitting devices for vehicles, and backlights for display devices of mobile devices, etc.
10:発光素子、20:基板、20a:集合基板、30:インナー樹脂部材、30a:インナー樹脂部材用組成物、40:アウター樹脂部材、40a:アウター樹脂部材用組成物、50:波長変換部材、60:導電部材、70:半導体素子、80:導光部材、100:発光装置。 10: Light emitting element, 20: Substrate, 20a: Substrate assembly, 30: Inner resin member, 30a: Composition for inner resin member, 40: Outer resin member, 40a: Composition for outer resin member, 50: Wavelength conversion member, 60: Conductive member, 70: Semiconductor element, 80: Light guiding member, 100: Light emitting device.
Claims (18)
前記基板に配置され、上面を光取り出し面とする発光素子と、
前記発光素子の前記上面に配置される、蛍光体を含有する波長変換部材と、
前記波長変換部材の側方に配置されるアウター樹脂部材と、を備え、
前記アウター樹脂部材が、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む、発光装置。 A substrate;
a light emitting element disposed on the substrate, the light emitting element having an upper surface as a light extraction surface;
A wavelength conversion member containing a phosphor and disposed on the upper surface of the light emitting element;
an outer resin member disposed on a side of the wavelength conversion member;
The light emitting device, wherein the outer resin member includes a silicone resin and titanium oxide that has been surface-treated with silicone oil.
前記複数の発光素子の上面に蛍光体を含有する複数の波長変換部材を配置する工程と、
前記複数の波長変換部材のそれぞれの側方にアウター樹脂部材用組成物を配置する工程と、
前記アウター樹脂部材用組成物を硬化させてアウター樹脂部材を形成する工程と、
隣合う前記発光素子の間の前記アウター樹脂部材と、前記集合基板と、を切断する工程と、を含み、
前記アウター樹脂部材用組成物が、シリコーン樹脂と、シリコーンオイルで表面処理された酸化チタンと、を含む、発光装置の製造方法。 A step of arranging a plurality of light emitting elements vertically and horizontally on an aggregate substrate, with the upper surface being a light extraction surface;
A step of disposing a plurality of wavelength conversion members containing a phosphor on an upper surface of the plurality of light emitting elements;
placing a composition for an outer resin member on each side of the plurality of wavelength conversion members;
curing the composition for the outer resin member to form an outer resin member;
cutting the outer resin member between adjacent light emitting elements and the assembly substrate;
The method for producing a light emitting device, wherein the composition for the outer resin member contains a silicone resin and titanium oxide that has been surface-treated with silicone oil.
前記アウター樹脂部材用組成物を配置する工程において、前記波長変換部材の側面を覆うようにするとともに、前記複数の半導体素子の上面を覆うように前記アウター樹脂部材用組成物を配置する、請求項11に記載の発光装置の製造方法。 In the step of arranging the plurality of light-emitting elements vertically and horizontally, or before or after the step of arranging the plurality of light-emitting elements vertically and horizontally, a step of arranging a plurality of semiconductor elements other than the light-emitting elements between adjacent light-emitting elements in either the horizontal or vertical direction of the light-emitting elements arranged vertically and horizontally,
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 11 , wherein in the step of arranging the composition for the outer resin member, the composition for the outer resin member is arranged so as to cover the side surfaces of the wavelength conversion member and to cover the upper surfaces of the plurality of semiconductor elements.
前記アウター樹脂部材用組成物を準備する工程において、酸化チタンとシリコーンオイルを乾式混合し、200℃以上360℃以下の温度範囲内で熱処理して、表面処理された酸化チタンを得ることと、
前記表面処理された酸化チタンと、シリコーン樹脂と、を混合して、前記アウター樹脂部材用組成物を得ること、を含む、請求項11から16のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。 The method includes a step of preparing a composition for an outer resin member before the step of disposing the composition for an outer resin member,
In the step of preparing a composition for an outer resin member, titanium oxide and silicone oil are dry-mixed and the mixture is heat-treated at a temperature of 200° C. or more and 360° C. or less to obtain a surface-treated titanium oxide;
The method for producing a light emitting device according to claim 11 , further comprising: mixing the surface-treated titanium oxide with a silicone resin to obtain the outer resin member composition.
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