JP6221696B2 - 発光装置の製造方法および発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子の表面に蛍光体層が形成された発光装置の製造方法および発光装置に関する。

一般に、発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率がよく、鮮やかな色を発光することで知られている。この発光装置に係る発光素子は半導体素子であるため、球切れ等の心配が少ないだけでなく、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等の発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。

ここで、例えば白色ＬＥＤを作製する方法として、最も普及している方法は、青色に発光するＬＥＤ素子に対して、そのＬＥＤ素子からの青色光を励起光とする黄色蛍光体を、発光素子周辺に塗布する方法である。
このようなＬＥＤ素子の表面に蛍光体を形成する方法として、発光装置の蛍光体層（波長変換層）をスプレーコート法で形成することで、ＬＥＤ素子上に均一な厚さ（均一な蛍光体分布）の蛍光体層を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

蛍光体層を形成した発光装置は、発光素子の極近傍に蛍光体層を形成することで、点光源に近い配光特性を得ることができる。発光装置を点光源として用いると、点光源は発光面積が小さいため、この発光装置を組み込む応用製品の設計が容易になるメリットがある。そのため、点光源として用いる発光装置は、照明分野をはじめ、多くの分野への展開が期待されている。

国際公開第２０１３／０５４６５８号

しかしながら、発光装置は、例えば、スプレーコート法により蛍光体層を形成すると、発光素子を実装した基材上に広く蛍光体がついてしまう。なるべく発光素子の部位に集中するように蛍光体を塗布しても、発光素子の周囲の基材に蛍光体の付着が発生してしまう。このため、発光素子の表面にスプレーで蛍光体層を形成しただけでは、発光素子の表面以外の部分でも蛍光体が発光してしまうため、点光源性が失われ、発光装置を点光源にしにくいという問題があった。

本発明はかかる問題に鑑み、点光源性に優れる発光装置の製造方法および発光装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る発光装置の製造方法は、基板上に発光素子を実装するダイボンディング工程と、前記実装後に、前記発光素子および前記基板の表面に、蛍光体を含む蛍光体層をスプレーにより形成する蛍光体層形成工程と、前記基板上の前記蛍光体層の表面に、光反射性の材料および遮光性の材料のうちの一種以上を含む被覆層を形成する被覆層形成工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上に実装された発光素子と、前記発光素子および前記基板の表面に略均一な厚みで形成された複数の層からなる、蛍光体を含む蛍光体層と、前記基板上の前記蛍光体層を被覆する光反射性の材料および遮光性の材料のうちの一種以上を含む被覆層と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る発光装置の製造方法によれば、発光素子近傍の蛍光体が発光しないようにした発光装置を製造することができる。これにより、点光源性に優れた発光装置を製造することができる。
本発明に係る発光装置によれば、発光素子近傍の蛍光体が発光しないようにして、点光源性に優れる発光装置とすることができる。

本発明に係る発光装置の概略した形態を模式的に示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 パルス式のスプレー装置を用いたパルス式スプレーについて説明するための模式図である。 本発明の他の実施形態に係る発光装置の概略した形態を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る発光装置の概略した形態を模式的に示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の他の実施形態に係る発光装置の概略した形態を模式的に示す断面図である。

以下、本発明に係る発光装置の製造方法および発光装置の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

≪発光装置≫
はじめに、本発明の発光装置について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、発光装置１００は、ここでは、基材１と、基材１上に設けられた導電部材２ａ，２ｂと、導電部材２ａ，２ｂ上に設けられたバンプ３ａ，３ｂと、バンプ３ａ，３ｂ上に設けられた発光素子１０と、発光素子１０の表面および基板（実装基板）２０の表面に設けられた蛍光体層４０と、実装基板２０上の蛍光体層４０を被覆する被覆層５０と、を主に備える。ここでは、基材１と、導電部材２ａ，２ｂとで、実装基板２０を構成している。なお、本発明の構成を分かりやすく示すために、図１（ａ）では、図１（ｂ）において図示している蛍光体層４０および被覆層５０の図示を省略している。

（実装基板）
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、実装基板２０は、発光素子１０等の電子部品が実装される基板であり、ここでは、基材１と、基材１上に設けられた導電部材２ａ，２ｂと、を備える。
実装基板２０（あるいは基材１）は、図１（ａ）に示すように、ここでは矩形平板状に形成されている。なお、実装基板２０（あるいは基材１）のサイズや形状は特に限定されず、発光素子１０の数や配列間隔等、目的および用途に応じて適宜選択することができる。

［基材］
基材１は、導電部材２ａ，２ｂを介して発光素子１０等の電子部品が実装される部材である。
基材１の材料としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子１０から放出される光や外光等が透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、セラミックス（Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ等）あるいは樹脂、または、金属板の表面に絶縁層を設けた部材が挙げられる。セラミックスの中でも、低温焼結セラミックス（ＬＴＣＣ）は光反射率を高めやすいため、好ましく用いることができる。

［導電部材］
導電部材２ａ，２ｂは、外部と、発光素子１０等の電子部品とを電気的に接続し、これら電子部品に、外部からの電流（電力）を供給するための部材である。
導電部材２ａ，２ｂの材料は、上述の基材１として用いられる材料や、発光装置１００の製造方法等によって適宜選択することができる。例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属、または、鉄−ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅、モリブデン等が挙げられる。

導電部材２ａ，２ｂは、放熱経路としての機能も有している。放熱性を高めるためには、広い面積で設けられることが好ましく、例えば、基材１が長方形の場合は基材１の短手方向に広い幅で設けられることが好ましい。なお、図１（ａ）では紙面における上下方向に広い幅で設けられている。

［バンプ］
バンプ３ａ，３ｂは、発光素子１０の電極と導電部材２ａ，２ｂとを電気的に接続する部材である。
バンプとしては、従来公知のものを用いればよく、例えば、スタッドバンプやめっきバンプが挙げられる。スタッドバンプの材質としてはＡｕまたはその合金がよく用いられる。めっきバンプの材質としてはＡｕのみ、若しくはＣｕ、またはＮｉをベースに表面をＡｕとした積層構造が用いられる。バンプ３ａ，３ｂの厚みとしては、例えば、１０μｍ〜２０μｍである。

［発光素子］
発光素子１０は、例えば、発光面と反対側の面（図１（ｂ）ではバンプ３ａ，３ｂが接続する側の面）に正と負の電極パッドを有し、バンプ３ａ，３ｂを介して導電部材２ａ，２ｂと接続されて基材１上（実装基板２０上）に実装されている。ここでは、ｎ側電極が、バンプ３ａを介して負極である導電部材２ａと接続され、ｐ側電極が、バンプ３ｂ，３ｂを介して正極である導電部材２ｂと接続されている。なお、発光面とは、実装基板２０に実装したときに、基材１と対向する側の面と反対側で、発光装置１００の光取り出し方向側の面である。

発光素子１０としては、上面に辺部を有する形状、例えば略直方体形状で、ｎ層とｐ層と発光を行う活性層とを備える半導体層を成長基板上に有する発光ダイオードを用いることができる。発光素子１０は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの光）の発光素子１０としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰ等を用いることができる。また、赤色（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの光）の発光素子１０としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。

なお、蛍光物質を用いた発光装置１００とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に用いられる。そして、活性層の材料やその混晶を調整することによって、発光波長を種々選択することができる。さらに、これら以外の材料からなる発光素子１０を用いることもできる。なお、用いる発光素子１０の成分組成や発光色、大きさ、個数等は、目的に応じて適宜選択することができる。
発光素子１０は、光取り出し面側にサファイア等の透光性の基板を有することが好ましい。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子１０とすることもできる。
なお、発光装置１００は、青色発光素子と、黄色蛍光体とを組み合わせることで、白色ＬＥＤ素子とすることができる。

そして、本発明において、発光素子１０は成長基板を有さないように構成することもできる。例えば、成長基板上にｎ層、活性層およびｐ層からなる半導体層を成長させた後に、例えば、レーザーリフトオフ法、メートル法（MeTRe法；Mechanical Transfer using a Release layer）やケミカルリフトオフ法などにより、成長基板を半導体層から剥離して除去するようにしてもよい。

［蛍光体層］
蛍光体層４０は、発光素子１０および実装基板２０の表面に形成された、蛍光体を含む層であり、発光素子１０および実装基板２０の表面を被覆するものである。蛍光体層４０は、発光素子１０の表面に形成されていればよいが、前記した背景技術の項目で説明したとおり、蛍光体層４０は実装基板２０の表面にも不可避的に形成されてしまう。そのため、蛍光体層４０は、ここでは発光素子１０が載置された部位以外の実装基板２０の表面にも形成されている。ただし、実装基板２０上の蛍光体層４０の面積は少ないほど好ましい。

蛍光体層４０は、例えば、蛍光体と樹脂と溶剤とを混合したスラリーをスプレーにより塗布することで形成される。なお、蛍光体層４０は樹脂等と混合されたものであってもよく、蛍光体のみで形成されたものであってもよい。なお、図１（ｂ）において、蛍光体層４０は図示しない樹脂等を含んでいるものとする。蛍光体層４０が樹脂を含むことで、蛍光体が発光素子１０の表面に固着しやすくなる。
蛍光体層の厚みとしては、例えば１０〜２００μｍがあげられる。
蛍光体層４０を構成する蛍光体は、波長変換部材として発光素子１０からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材である。

蛍光体の材料としては、例えばイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体や、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等を用いることができる。例えば、青色発光素子においては、緑色乃至黄色を発光するＹＡＧ系蛍光体、ＬｕＡＧ系蛍光体、Ｍ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ（ＭはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ等）のシリケート蛍光体との組み合わせや、更に演色性を高めるために、赤色を発光する蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：ＥｕのようなＳＣＡＳＮ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ_３：ＥｕのようなＣＡＳＮ系蛍光体や、ＳｒＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＫＳＦ蛍光体等が所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いられる。

蛍光体層４０は、発光素子１０および実装基板２０の表面に略均一な厚みで形成された複数の層からなる。後記するように、蛍光体層４０はスプレーにより形成されるため、複数の層が積層された構造となる。層数は、例えば１〜２０、１つの層の厚さは、例えば５〜２０μｍとすることができる。なお、蛍光体層４０を構成する各層の厚みは均一であることが好ましいが、誤差程度の微小な違いや蛍光体の粒径に起因する凹凸があってもよい。ただし、蛍光体層４０を構成する各層の厚みが、それぞれ異なるものであっても問題ない。蛍光体層４０を複数の層を積層して形成することで、色調歩留まりを向上させることができる。

また、蛍光体層４０は、発光素子１０の表面を被覆するとともに、実装基板２０の表面のうち、発光素子１０が実装されていない部位に設けられている。ここで、「発光素子１０が実装されていない部位」とは、実装基板２０の表面における発光素子１０の直下以外の部位をいう。すなわち、平面視において発光素子１０の外側にあたる部位である。

［被覆層］
被覆層５０は、光反射性および／または遮光性の層であり、実装基板２０上の蛍光体層４０を被覆するものである。
被覆層５０は、発光素子１０からの光の少なくとも一部を反射させる光反射性の材料および遮光性の材料のうちの一種以上を含有している。光反射性の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＢａＳＯ_４、ＭｇＯ等が挙げられる。光反射性の材料は、これらのうちの一種以上を用いればよい。そして、遮光性の材料としては、カーボンブラック、濃色の樹脂材料等が挙げられる。遮光性の材料は、これらのうちの一種以上を用いればよい。
また、被覆層５０には、光反射性の材料および／または遮光性の材料に加え、所望に応じてバインダー、着色剤、光拡散剤、フィラーを含有させることもできる。
また、被覆層５０は、単一の部材で形成することもできるし、あるいは、２層以上の複数の層として形成することもできる。

被覆層５０は、ここでは導電部材２ａ，２ｂ上の蛍光体層４０の表面に設けられている。また、ここでは、実装基板２０に設けられた蛍光体層４０のうち、発光素子１０により近い位置に被覆層５０が設けられている。すなわち、被覆層５０は、発光素子１０の周囲に位置するように設けられている。なお、発光素子１０の周囲とは、発光素子１０の近傍のことであり、実装基板２０上の蛍光体が発光することが防止されて、所望の点光源性が得られるような部位をいう。
導電部材２ａ，２ｂ上の蛍光体層４０の表面に被覆層５０を設けることで、発光素子１０の表面以外の発光素子１０近傍で蛍光体が発光することが防止され、点光源性に優れた発光装置となる。また、被覆層５０が光反射性である場合には、発光素子１０近傍の反射率が向上する。これらの効果は、被覆層５０がより発光素子１０の近傍に設けられることでさらに向上する。 被覆層５０の厚みとしては、例えば１０〜３０μｍである。なお、被覆層５０の厚みは、必ずしもバンプ３ａ，３ｂの厚みより厚い必要はない。
被覆層５０は、導電部材２ａ，２ｂ上に形成される場合には、絶縁性の材料であることが好ましい。
以上説明した発光素子１０、蛍光体層４０、被覆層５０は、例えば図３に示すように、透光性樹脂等の封止部材６０で封止されることが好ましい。封止部材６０の形状はどのようなものでもよく、発光装置に求められる特性に応じて、略直方体、半球形状、複数の半球を組み合わせた形状などを用いることができる。

以上説明した本発明の発光装置１００によれば、発光装置１００を駆動したときに、発光素子１０からあらゆる方向に進む光のうち、上方へ進む光は、発光装置１００の上方の外部に取り出される。また、下方や横方向等に進む光は、被覆層５０、基材１の表面、導電部材２ａ，２ｂ、あるいはレジスト膜等で反射・散乱して、発光装置１００の上方の外部に取り出されることになる。また、発光素子１０近傍の蛍光体の発光を低減することができ、点光源性を向上させることができる。さらには、被覆層５０が光反射性である場合には、発光素子１０近傍の反射率を向上させることができ、光取り出し効率を向上させることができる。

≪発光装置の製造方法≫
次に、本発明に係る発光装置の製造方法について、図１、２を参照しながら説明する。

本発明に係る発光装置１００の製造方法は、ダイボンディング工程と、蛍光体層形成工程と、被覆層形成工程と、をこの順に含む。また、ここでは、ダイボンディング工程の前に、基板準備工程を含む。
以下、各工程について説明する。なお、発光装置の各部材の詳細については、前記した発光装置で説明したとおりであるので、ここでは、適宜説明を省略する。

＜基板準備工程＞
基板準備工程は、導電部材２ａ，２ｂを備えた基板（実装基板）２０を準備する工程であり、例えば、基材１上に導電部材２ａ，２ｂを形成する工程である。導電部材２ａ，２ｂの形成は従来公知の方法で行えばよく、例えば、めっき、蒸着、基材１への貼り付け等によって形成する。基材１への貼り付けの場合は、基材１と導電部材２ａ，２ｂとは、樹脂等の接着剤で接着させることができる。導電部材２ａ，２ｂは、導電部材２ａ，２ｂの材料を基材１の一面に形成した後に、エッチング等で成形してもよい。

＜ダイボンディング工程＞
ダイボンディング工程は、実装基板２０上に発光素子１０を実装する工程である。このダイボンディング工程では、導電部材２ａ，２ｂの上面に発光素子１０を実装する。
発光素子１０の実装方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる方法で行えばよい。例えばＡｕ―Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等の半田や、導電部材を含有したエポキシ樹脂等により、発光素子１０と導電部材２ａ，２ｂとを接合すればよい。

なお、本実施形態では、バンプ３ａを介して、発光素子１０のｎ側電極と導電部材２ａとを接続し、バンプ３ｂ，３ｂを介して、発光素子１０のｐ側電極と導電部材２ｂとを接続するフリップチップで実装する。具体的には、バンプ３ａ，３ｂは、超音波接合により発光素子１０の電極パッドおよび導電部材２ａ，２ｂに接着する。

＜蛍光体層形成工程＞
蛍光体層形成工程は、発光素子１０の実装後に、発光素子１０および実装基板２０の表面に、蛍光体を含む蛍光体層４０をスプレーにより形成する工程である。
蛍光体層４０を形成する方法としては、スプレーによる形成（スプレー法）を用いる。スプレー法を用いれば、発光素子１０および実装基板２０の表面に略均一な厚さに蛍光体層４０を形成することができる。なお、塗布する材料として蛍光体を含むスラリーを用いると、材料の飛散が防止されてスプレーがしやすく、また、発光素子１０に蛍光体が均一に付着しやすくなる。

また、スプレー法としては、パルス式のスプレー法（以下、適宜、パルススプレー法という）を用いることが好ましい。パルススプレー法は、蛍光体等の粒子が混合された樹脂を、空気圧により間欠吐出（パルス式にスプレー）し、均一な粒子層を形成する技術である。
通常のスプレー法である連続塗布の場合は、塗布量が多くなって材料が飛散しやすいため、ノズル速度を速くする必要がある。一方、パルススプレー法は間欠吐出なので、単位時間当たりの塗布量が少なくノズルをゆっくり動かすことができ、発光素子１０の側面や極小空間にも塗布液を塗りやすい。

また、パルススプレー法は、（１）ターゲット塗布面に凹凸があっても均等に膜形成が可能である、（２）塗布液の付着性が高く、発光素子の辺部や側面にも塗布がしやすい、（３）微量の塗布による色調補正（色調を測定しながら塗布）が可能である、（４）蛍光体の種類を選ばず、部材選択性が広い、（５）高光質、色調の安定に優れた塗膜を形成できる（例えば、製造された発光装置の色バラつきの範囲を色調マクアダム２step（マクアダム３step内であれば、実質、色バラつきがない発光装置を量産することができる）に抑えることが可能である）などの利点を有する。

次に、図２を参照して、パルス式のスプレー装置（パルススプレー装置）の概略について説明する。
図２に示すように、パルススプレー装置３０は、スラリーＳＬを貯蔵するシリンジ３１，３２と、シリンジ３１，３２同士を連結する配管３３と、スラリーＳＬを射出するスプレーノズル３４と、を主に備える。

シリンジ３１，３２内部には、蛍光体の粒子と樹脂と溶剤とが混合されたスラリーＳＬが貯蔵されている。また、シリンジ３１，３２には、エアを送り込むためのエアコンプレッサ（図示省略）が接続されており、これにより、シリンジ３１，３２内部には、圧縮気体３１ｂ，３２ｂが所定圧に保たれている。
また、シリンジ３１，３２内部には、スラリーＳＬと圧縮気体３１ｂ，３２ｂとの間にプランジャー３１ａ，３２ａが設けられている。プランジャー３１ａ，３２ａは、スラリーＳＬと圧縮気体３１ｂ，３２ｂを隔てさせるので、圧縮気体３１ｂ，３２ｂのスラリーＳＬへの溶解を低減することができる。
スプレーノズル３４には、液体通路としての配管３３が接続されている。スプレーノズル３４には、エアを送り込むためのエアコンプレッサ（図示省略）が接続されている。スプレーノズル３４は角度調整も可能であり、載置台７０に対して傾斜させることができるようになっている。

スプレーを行う際には、まず、スプレーノズル３４の吐出弁を閉じた状態で、エアコンプレッサからシリンジ３１に所定の圧力でエアを送り込む。このエアの送入により、シリンジ３１内部に充填されたスラリーＳＬが加圧され、流通路である配管３３を介して、シリンジ３２に向けて圧送される。その後、同様に、シリンジ３２に所定の圧力でエアを送り込むと、シリンジ３２内部に充填されたスラリーＳＬが加圧され、流通路である配管３３を介して、シリンジ３１に向けて圧送される。これを繰り返すことで、スラリーＳＬがシリンジ３１，３２間を移動しながら攪拌される。これにより、比重の大きい粒子の沈降を抑止することができ、粒子がスラリーＳＬ中で分散した状態を保持することができる。

そして、スラリーＳＬを塗布する場合には、スプレーノズル３４の吐出弁を開け、エアコンプレッサからスプレーノズル３４に所定の圧力で間欠的にエアを送り込む。このエアが送り込まれている時に、エアコンプレッサとスプレーノズル３４の間に設けられたバルブを開くことによって、スラリーＳＬを間欠吐出することができる。これにより、スプレーノズル３４の先端から、エアとともにスラリーＳＬが間欠的に噴射され、発光素子１０にスプレー（符号ＳＰ）される。

以下、図２を参照してパルススプレー法を用いた蛍光体層の形成方法について説明する。
まず、蛍光体を混合させたスラリー（蛍光体スラリー）を用意する。蛍光体スラリーは、蛍光体と樹脂と溶剤とを混合させたものを用いることができ、例えば、蛍光体とシリコーン樹脂とn-ヘプタンとを混合したものである。蛍光体スラリーの調合比は、質量比で、蛍光体：樹脂：溶剤＝２〜４０：５〜２０：１０〜２００とすることが好ましい。
このような調合比であれば、よりスプレーがしやすく、また、発光素子に蛍光体が均一に付着しやすくなる。なお、パルススプレー法以外のスプレー法においても、このような調合比を好適に適用できる。
次に、十分に攪拌混合させた蛍光体スラリーをパルススプレー装置３０のシリンジ３１，３２に投入する。そして、蛍光体スラリーをシリンジ３１，３２間で移動させて攪拌し、パルススプレーにより塗布する。その際、蛍光体スラリーを発光素子１０の上面および側面にできるだけ均等に塗布できるように、スプレーノズル３４を移動させながら塗布する。
このように蛍光体スラリーを塗布した後、樹脂を仮硬化して、蛍光体の層を形成する。その層の上に、同様の方法で蛍光体スラリーを塗布し、仮硬化して、二層目の蛍光体層を形成する。これを繰り返し、所望の発光色が得られる厚みまで蛍光体の層を積層する。このようにして、複数の層からなる蛍光体層４０が形成される。

＜被覆層形成工程＞
被覆層形成工程は、実装基板２０上の蛍光体層４０の表面に、光反射性の材料および遮光性の材料のうちの一種以上を含む被覆層５０を形成する工程である。
被覆層５０を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、電着塗装法（電気沈着法）または静電塗装法によって形成することが好ましい。

ここで、電着塗装法を用いた場合の被覆層形成工程について詳細に説明する。
電着塗装法では、光反射性および／または遮光性の材料を懸濁させた溶液を入れた電着槽に、一方の電極となる、発光素子１０が実装された実装基板２０と、他方の電極となる対電極とを浸漬させ、電極間に電圧を印加する。なお、実装基板２０側には、光反射性および／または遮光性の材料が帯電する極性と異なる極性の電圧を印加する。これによって、光反射性および／または遮光性の材料が電気泳動して、実装基板２０における、導電部材２ａ，２ｂ上の蛍光体層４０の表面に付着する。この際、発光素子１０が絶縁体であれば、光反射性および／または遮光性の材料は発光素子１０に付着しない。一方、発光素子１０が導電体である場合は、発光素子１０をマスクしたり、後記する他の方法を用いたりすればよい。被覆層５０の厚さは、電極間に通電する電流および時間で定められるクーロン量を調整することで制御することができる。
この電着塗装法に用いる溶媒は、特に限定されないが、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などのアルコール系溶媒を好適に用いることができる。

なお、被覆層５０の形成は、電着塗装法、静電塗装法に限定されるものではなく、遠心沈降法やスプレー法を用いることもできる。また、前記した方法を組み合わせて用いることもできる。特に、被覆層５０を導電部材２ａ，２ｂが形成されていない部位に形成する場合には、遠心沈降法やスプレー法を用いる。また、マスクを用いることで、不要な部位に被覆層５０を形成させないようにすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
すなわち、前記に示す発光装置の製造方法や発光装置の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置の製造方法や発光装置を例示するものであって、本発明は、前記の製造方法や形態に限定するものではない。また、特許請求の範囲に示される部材等を、実施の形態の部材に特定するものではない。特に、実施の形態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は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
以下、本発明の他の実施形態について説明する。

［他の実施形態１］
図３に示すように、発光装置１００Ａは、導電部材２ａ，２ｂと発光素子１０とが、接合部材８０ａ，８０ｂにより接合されている。
前記した発光装置１００では、バンプ３ａ，３ｂを介して導電部材２ａ，２ｂ上に発光素子１０を載置した。しかしながら、図３に示すように、接合部材８０ａ，８０ｂを用いて、共晶接合あるいは樹脂接合により、導電部材２ａ，２ｂ上に発光素子１０を載置してもよい。
共晶接合の材料としては、例えば、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等が挙げられる。中でもＡｕＳｎが特に好ましい。また、樹脂接合の材料としては、導電性の材料を含有する樹脂を用いればよい。

［他の実施形態２］
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、発光装置１００Ｂは、基板（実装基板）２０が、発光素子１０が実装される実装部Ａと、実装部Ａの周囲を取り囲んで形成された溝部Ｇと、を有する。なお、実装基板２０は、ここでは、基材１（１ａ，１ｂ，１ｃ）、および、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃからなるものである。また、本発明の構成を分かりやすく示すために、図４（ａ）では、図４（ｂ）において図示している蛍光体層４０および被覆層５０の図示を省略している。ここで、実装部Ａの周囲とは、発光素子１０の四方を取り囲む、発光素子１０近傍の部位である。また、本形態では、基材１ｃの部位も発光素子１０の周囲であり、発光素子１０の近傍に含まれるものである。

このように、発光装置１００Ｂは、発光素子１０の周囲の実装基板２０に溝部Ｇが形成されていることで、発光素子１０の周囲がより発光しにくく、より点光源性に優れたものとなる。なお、発光装置１００Ｂは、溝部Ｇの周囲の基材１ｃ上における蛍光体層４０の上面に被覆層５０が形成されていることで、点光源性に優れるとともに被覆層５０が光反射性である場合には、発光素子１０近傍の反射率が向上したものとなる。

実装部Ａの上面の面積は特に規定されるものではなく、発光素子１０の下面の面積と同等かそれ以下とすればよい。また、溝部Ｇのサイズは特に規定されるものではなく、発光素子１０のサイズや実装基板２０のサイズなどに応じて適宜調整すればよい。一例としては、深さが１００〜５００μｍ、幅が１０〜１００μｍである。なお、溝部Ｇの形状も特に規定されるものではなく、例えば、実装部Ａの周囲を円環状に囲む形状であってもよい。また、溝部Ｇは、実装部Ａの周囲に断続的に設けられる、または実装部Ａの周囲の一部に設けられていてもよい。また、溝部Ｇの位置も、発光素子１０の周囲がより発光しにくい位置となるように適宜調整すればよい。また、溝部Ｇ内から実装部Ａの上面にわたって被覆層５０を形成してもよい。これにより、点光源性に優れるとともに、被覆層５０が光反射性である場合には、発光素子１０近傍の反射率が向上した発光装置とすることができる。

このような実装基板２０は、基板準備工程で作製することができる。このような実装基板２０は、土台となる基材１ａに、実装部Ａ用の基材１ｂおよび外周の基材１ｃを積層し、基材１ｂ上に導電部材２ａ，２ｂ、基材１ｃ上に導電部材２ｃを設けることで作製することができる。積層する基材同士は、例えば樹脂や半田ペーストなどの接合部材により接着させればよい。なお、１つの基材の一部を除去して溝部Ｇを形成し、その後、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃを形成することもできる。あるいは、溝部Ｇを形成する前の実装基板２０の一部を除去して溝部Ｇを形成することもできる。

また、基材１ｃ上には、導電部材２ｃが形成され、この導電部材２ｃ上の蛍光体層４０の表面に被覆層５０が形成されている。なお、ここでは、導電部材２ｃ上の蛍光体層４０の溝部Ｇ側の端部にも被覆層５０が形成されている。しなしながら、導電部材２ｃ上の蛍光体層４０の表面にのみ被覆層５０が形成されていても本発明の効果にさほど影響はないため、そのような形態であってもよい。さらには、溝部Ｇの底面に被覆層５０が形成されていてもよい。そして、基材１ｂ上の導電部材２ａ，２ｂと、基材１ｃ上の導電部材２ｃとは、非導通であってもよい。

［他の実施形態３］
さらに、前記した発光装置１００Ｂにおいて、溝部Ｇに光反射性部材を埋設してもよい。図５に示すように、発光装置１００Ｃは、溝部Ｇ（図４参照）に、光反射性部材９０が埋設されている。このような形態であれば、溝部Ｇに付着した蛍光体が発光しないため、より点光源性に優れたものとなる。また、光反射性部材９０により、より点光源性に優れたものとなるとともに、発光素子１０近傍の反射率がさらに向上する。

光反射性部材９０の埋設は、蛍光体層形成工程の後に、溝部Ｇに光反射性部材を埋設する光反射性部材埋設工程により行うことができる。光反射性部材の埋設は、溝部Ｇに光反射性部材を注入することより行うことができる。なお、光反射性部材９０の埋設は、蛍光体層形成工程の後、被覆層形成工程の前に行ってもよいし、被覆層形成工程の後に行ってもよい。溝部Ｇ内に被覆層５０が形成されている場合には、光反射性部材は該被覆層５０を被覆してもよい。
光反射性部材９０の形成は、例えば、固定された実装基板２０の上側において、実装基板２０に対して上下方向あるいは水平方向等に移動（可動）させることができる樹脂吐出装置（図示省略）を用いて行うことができる（特開２００９−１８２３０７号公報参照）。

光反射性部材９０の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。また、ある程度の強度を確保するために、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡやシリコーン樹脂等が挙げられる。また、これらの母体となる樹脂に、発光素子１０からの光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対する屈折率差の大きい反射部材（例えばＴｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＭｇＯ）等の粉末を分散することで、効率よく光を反射させることができる。

［その他］
例えば、導電部材２ａ，２ｂの表面には、導電部材２ａ，２ｂにおける光反射の効率を向上させる金属部材を設けてもよい。金属部材の材料としては、特に限定されないが、例えば、銀のみ、あるいは、銀と、銅、金、ロジウム等の高反射率の金属との合金、または、これら、銀や各合金を用いた多層膜等を用いることができる。金属部材を設ける方法としては、めっき法、スパッタ法、蒸着法、薄膜を接合させる方法等を用いることができる。

また、基材１および／または導電部材２ａ，２ｂの表面に、基材１や導電部材２ａ，２ｂを保護するレジスト膜を設けても良い。レジスト膜は、光反射率を高める反射膜であることが好ましい。このような材料としては、酸化チタンを含有するシリコーン樹脂等の白色の絶縁性の材料を用いることができる。レジスト膜の形成は、印刷法を好適に用いることができる。

また、発光装置１００、１００Ｂ、１００Ｃは、基材１の上面と発光素子１０との間に図示しないアンダーフィルを備えていてもよい。アンダーフィルを設けることにより、光取り出し効率等の光学特性を向上させたり、発光装置１００、１００Ｂ、１００Ｃの放熱性が向上し、発光素子１０と基材１との熱膨張や機械的な応力を緩和させたりすることができる。そのため、発光装置１００、１００Ｂ、１００Ｃの信頼性を向上させることができる。アンダーフィルの材料は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。

また、発光装置１００、１００Ｂ、１００Ｃは、ツェナーダイオード等の発光素子１０を保護する保護素子を備えていてもよい。これにより、発光素子１０の静電破壊を防止することができる。保護素子は、導電部材２ａ，２ｂに電気的に接続される必要があるため、保護素子を実装する工程は、蛍光体層形成工程および被覆層形成工程の前に行われることが好ましい。また、保護素子は蛍光体層４０および／または被覆層５０に被覆されていてもよい。これにより、保護素子による光の吸収を低減し、発光装置の光取出し効率を高めることができる。保護素子はダイボンディングとワイヤボンディングを組み合わせて実装されてもよく、フリップチップ実装されていてもよいが、発光素子１０からの発光を阻害しにくくするため、ワイヤを用いずフリップチップ実装されていることが好ましい。
保護素子は、発光素子１０から離間した位置に形成されることが好ましい。これにより、蛍光体層４０が保護素子に付着しづらくなるため、蛍光体層４０の上に形成される被覆部材の高さを低く抑えることができ、発光素子１０からの発光を阻害しにくくすることができる。このような構成としては、例えば、導電部材２ａ，２ｂが発光素子１０の近傍から延伸する延伸部を有しており、その延伸部に保護素子を実装した構成があげられる。

その他、前記した実施形態では、発光装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、バンプ３ａ，３ｂあるいは接合部材８０ａ，８０ｂを備える構成としたが、これらを備えない状態のものを発光装置としてもよい。また、実装基板２０は、基材１と導電部材２ａ，２ｂとからなる構成としたが、実装基板は、導電部材２ａ，２ｂのみで構成されていてもよい。
なお、前記したその他の形態については、発光装置１００Ｂ、１００Ｃの導電部材２ｃについても、導電部材２ａ，２ｂと同様の形態とすることができる。

その他、発光装置の製造方法においては、本発明を行うにあたり、前記各工程の間あるいは前後に、前記した工程以外の工程を含めてもよい。例えば、基材を洗浄する基材洗浄工程や、ごみ等の不要物を除去する不要物除去工程や、バンプや発光素子の実装位置を調整する実装位置調整工程等、他の工程を含めてもよい。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 基材
２ａ，２ｂ，２ｃ 導電部材
３ａ，３ｂ バンプ
１０ 発光素子
２０ 実装基板
３０ パルス式のスプレー装置（パルススプレー装置）
３１，３２ シリンジ
３１ａ，３２ａ プランジャー
３１ｂ，３２ｂ 圧縮気体
３３ 配管
３４ スプレーノズル
４０ 蛍光体層
５０ 被覆層
６０ 封止部材
７０ 載置台
８０ａ，８０ｂ 接合部材
９０ 光反射性部材
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 発光装置
Ａ 実装部
Ｇ 溝部
ＳＬ スラリー
ＳＰ スプレー

Claims (7)

1. 発光素子が実装される実装部と、該実装部の周囲に形成された溝部とを有する基板の前記実装部に発光素子を実装するダイボンディング工程と、
   前記実装後に、前記発光素子および前記基板の表面に、蛍光体を含む蛍光体層をスプレーにより形成する蛍光体層形成工程と、
   前記基板上の前記蛍光体層の表面に、光反射性の材料および遮光性の材料のうちの一種以上を含む被覆層を形成する被覆層形成工程と、
   前記蛍光体層形成工程の後に、前記溝部に、前記基板上の前記被覆層の高さまで光反射性部材を埋設する光反射性部材埋設工程とを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
2. 前記蛍光体層形成工程におけるスプレーが、前記蛍光体を含むスラリーを塗布するものである請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記蛍光体を含むスラリーは、質量比で、蛍光体：樹脂：溶剤＝２〜４０：５〜２０：１０〜２００である請求項２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記蛍光体層形成工程におけるスプレーが、パルス式のスプレーである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記基板は、基材と、当該基材上に設けられた導電部材とを備え、前記被覆層を、電着塗装法または静電塗装法によって形成する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
6. 発光素子が実装される実装部と、該実装部の周囲に形成された溝部とを有する基板と、
   前記基板の前記実装部に実装された発光素子と、
   前記発光素子および前記基板の表面に略均一な厚みで形成された複数の層からなる、蛍光体を含む蛍光体層と、
   前記基板上の前記蛍光体層を被覆する光反射性の材料および遮光性の材料のうちの一種以上を含む被覆層と、
   前記溝部に、前記基板上の前記被覆層の高さまで埋設された光反射性部材とを備えることを特徴とする発光装置。
7. 前記蛍光体層は、質量比で、蛍光体：樹脂を２〜４０：５〜２０で含む請求項６に記載の発光装置。

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