KR102246855B1 - 발광모듈 - Google Patents

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KR102246855B1
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타쿠야 나카바야시
토모카즈 마루야마
테츠야 이시카와
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 강도의 저하를 억제하면서, 실장 기판과 높은 강도로 접합된 발광장치를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
[해결 수단] 발광모듈은, 발광장치와, 발광장치가 실장된 실장 기판을 포함한다. 발광장치는, 정면과, 배면과, 저면과, 상면을 갖는 기재와, 정면에 배치되는 제1 배선과, 배면에 배치되는 제2 배선과, 제1 배선과 제2 배선을 전기적으로 접속하는 비어 홀을 구비하는 기판과, 상기 제1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제1 배선 상에 재치되는 적어도 하나의 발광소자와, 발광소자의 측면 및 상기 기판의 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비한다. 기재는, 배면과 저면으로 개구하는 복수의 구덩이를 갖는다. 실장 기판은, 발광장치의, 저면에 있어서의 상기 복수의 구덩이의 개구에 각각 대응하는 위치에 배치된 복수의 랜드 패턴을 포함한다.

Description

발광모듈{LIGHT-EMITTING MODULE}
본 발명은 발광장치에 관한 것이다.
지지체(기재)의 실장면이 오목부를 구비하고 있고, 오목부에 경납을 충전함으로써 지지체(기재)와 실장 기판이 고정되는 발광장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본특허공개 제2013-041865호 공보
본 발명은, 기재의 강도 저하를 억제하면서, 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있는 발광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양에 관한 발광장치는, 장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하고, 상기 정면과 직교하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재와, 상기 정면에 배치되는 제1 배선과, 상기 배면에 배치되는 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 접속하는 비어 홀을 구비하는 기판과, 상기 제1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제1 배선 상에 재치되는 적어도 하나의 발광소자와, 상기 발광소자의 측면 및 상기 기판의 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비하는 발광장치로서, 상기 기재는, 정면으로부터 보았을 때 상기 비어 홀과 이격되고, 또한, 상기 배면과 상기 저면으로 개구되는 복수의 구덩이를 갖고, 상기 기판은, 복수의 상기 구덩이의 내벽을 피복하고, 상기 제2 배선과 전기적으로 접속되는 제3 배선을 구비하고, 상기 배면으로부터 상기 정면 방향에 있어서의 복수의 상기 구덩이의 깊이의 각각은, 상기 상면측보다 상기 저면측에서 깊다.
본 발명의 발광장치에 따르면, 기재의 강도 저하를 억제하면서, 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있는 발광장치를 제공할 수 있다.
[도 1a] 도 1a는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 사시도 1이다.
[도 1b] 도 1b는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 사시도 2이다.
[도 1c] 도 1c는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 정면도이다.
[도 2a] 도 2a는, 도 1c의 2A-2A선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 2b] 도 2b는, 도 1c의 2B-2B선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 3a] 도 3a는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 저면도이다.
[도 3b] 도 3b는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 변형성의 개략 저면도이다.
[도 3c] 도 3c는, 실시형태 1에 관한 기재의 개략 정면도이다.
[도 4a] 도 4a는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 4b] 도 4b는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 변형예에 대해 나타내는 개략 배면도이다.
[도 4c] 도 4c는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 변형예에 대해 나타내는 개략 배면도이다.
[도 4d] 도 4d는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 변형성의 개략 저면도이다.
[도 4e] 도 4e는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 변형성의 개략 저면도이다.
[도 4f] 도 4f는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 변형성의 개략 저면도이다.
[도 5a] 도 5a는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 우측면도이다.
[도 5b] 도 5b는, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 좌측면도이다.
[도 6] 도 6은, 실시형태 1에 관한 발광장치의 개략 상면도이다.
[도 7] 도 7은, 실시형태 2에 관한 발광장치의 개략 정면도이다.
[도 8a] 도 8a는, 도 7의 8A-8A선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 8b] 도 8b는, 도 7의 8B-8B선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 9a] 도 9a는, 실시형태 2에 관한 발광장치의 개략 저면도이다.
[도 9b] 도 9b는, 실시형태 2에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 10] 도 10은, 실시형태 3에 관한 발광장치의 개략 정면도이다.
[도 11] 도 11은, 도 10의 11A-11A선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 12] 도 12는, 실시형태 3에 관한 발광장치의 개략 저면도이다.
[도 13] 도 13은, 실시형태 3에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 14] 도 14는, 실시형태 3에 관한 발광장치의 개략 우측면도이다.
[도 15] 도 15는, 실시형태 3에 관한 발광장치의 변형예에 대해 나타내는 개략 정면도이다.
[도 16] 도 16은, 도 15의 15A-15A선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 17] 도 17은, 실시형태 4에 관한 발광장치의 개략 정면도이다.
[도 18] 도 18은, 도 17의 18A-18A선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 19] 도 19는, 실시형태 4에 관한 발광장치의 개략 저면도이다.
[도 20] 도 20은, 실시형태 4에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 21] 도 21은, 실시형태 4에 관한 발광장치의 개략 우측면도이다.
[도 22] 도 22는, 실시형태 5에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 23] 도 23은, 실시형태 6에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 24] 도 24는, 실시형태 7에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 25a] 도 25a는, 실시형태 1에 관한 발광장치를 점선으로 기재한 랜드 패턴의 개략 저면도이다.
[도 25b] 도 25b는, 실시형태 1에 관한 발광장치를 점선으로 기재한 랜드 패턴의 변형예에 대해 나타내는 개략 저면도이다.
[도 25c] 도 25c는, 실시형태 1에 관한 발광장치를 점선으로 기재한 랜드 패턴의 변형예에 대해 나타내는 개략 저면도이다.
[도 26a] 도 26a는, 실시형태 4에 관한 발광장치를 점선으로 기재한 랜드 패턴의 개략 저면도이다.
[도 26b] 도 26b는, 실시형태 4에 관한 발광장치를 점선으로 기재한 랜드 패턴의 변형예에 대해 나타내는 개략 저면도이다.
[도 27] 도 27은, 실시형태 8에 관한 발광장치의 개략 정면도이다.
[도 28a] 도 28a는, 도 27의 28A-28A선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 28b] 도 28b는, 도 27의 28B-28B선에 있어서의 개략 단면도이다.
[도 29] 도 29는, 실시형태 8에 관한 발광장치의 개략 저면도이다.
[도 30] 도 30은, 실시형태 8에 관한 발광장치의 개략 배면도이다.
[도 31] 도 31은, 실시형태 8에 관한 발광장치의 변형예의 개략 단면도이다.
이하, 발명의 실시형태에 대해 적절히 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 발광장치는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명을 이하의 것에 한정하지 않는다. 또한, 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확하게 하기 위해, 과장하고 있는 경우가 있다.
<실시형태 1>
본 발명의 실시형태에 관한 발광장치(1000)를 도 1a 내지 도 6에 기초하여 설명한다. 발광장치(1000)는, 기판(10)과, 적어도 하나의 발광소자(20)와, 피복 부재(40)를 구비한다. 기판(10)은, 기재(11)와, 제1 배선(12)과, 제2 배선(13)과, 제3 배선(14)과, 비어 홀(15)을 구비한다. 기재(11)는, 장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면(111)과, 정면의 반대 측에 위치하는 배면(112)과, 정면(111)과 인접하여 정면(111)과 직교하는 저면(113)과, 저면(113)의 반대 측에 위치하는 상면(114)을 갖는다. 기재(11)는, 복수의 구덩이(16)를 더 갖는다. 제1 배선(12)은, 기재(11)의 정면(111)에 배치된다. 제2 배선(13)은, 기재(11)의 배면(112)에 배치된다. 비어 홀(15)은, 제1 배선(12)과 제2 배선(13)을 전기적으로 접속한다. 발광소자(20)는, 제1 배선(12)과 전기적으로 접속되며 제1 배선(12) 상에 재치된다. 피복 부재(40)는, 광반사성을 갖고, 발광소자(20)의 측면(202) 및 기판의 정면(111)을 피복한다. 복수의 구덩이(16)는, 정면으로부터 보았을 때에 비어 홀(15)과 이격되고, 또한, 배면(112)과 저면(113)으로 개구한다. 제3 배선(14)은, 복수의 구덩이(16)의 내벽을 피복하고, 제2 배선(13)과 전기적으로 접속된다. 배면(112)으로부터 정면(111) 방향에 있어서의 복수의 구덩이(16)의 깊이의 각각은, 상면측의 구덩이의 깊이 W2보다 저면측의 구덩이의 깊이 W1이 깊다. 또한, 본 명세서에 있어서 직교란, 90±3°를 의미한다.
발광장치(1000)는, 복수의 구덩이(16) 내에 형성한 땜납 등의 접합 부재에 의해 실장 기판에 고정할 수 있다. 복수의 구덩이 내에 접합 부재가 위치할 수 있으므로, 구덩이가 하나인 경우보다 발광장치(1000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 도 2a에 나타내는 바와 같이, 배면으로부터 정면 방향(Z방향)에 있어서의 복수의 구덩이의 깊이의 각각이 상면측보다 저면측에서 깊음으로써, 배면으로부터 정면 방향(Z방향)에 있어서, 구덩이의 상면 측에 위치하는 기재의 두께 W5를 구덩이의 저면 측에 위치하는 기재의 두께 W6보다 두껍게 할 수 있다. 이에 의해, 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 저면측의 구덩이의 깊이 W1이 깊음으로써, 구덩이 내에 형성되는 접합 부재의 체적이 증가하므로, 발광장치(1000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 발광장치(1000)가, 기재(11)의 배면(112)과, 실장 기판을 대향시켜 실장하는 상면 발광형(탑뷰 타입)에서도, 기재(11)의 저면(113)과, 실장 기판을 대향시켜 실장하는 측면 발광형(사이드뷰 타입)에서도, 접합 부재의 체적이 증가함으로써, 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 배면으로부터 정면 방향을 Z방향이라고도 말한다.
발광장치(1000)와 실장 기판의 접합 강도는, 특히 측면 발광형인 경우에 향상시킬 수 있다. Z방향에 있어서의 구덩이의 깊이가 상면측보다 저면측에서 깊음으로써, 저면에 있어서의 구덩이의 개구부의 면적을 크게 할 수 있다. 실장 기판과 대향하는 저면에 있어서의 구덩이의 개구부의 면적이 커짐으로써, 저면에 위치하는 접합 부재의 면적도 크게 할 수 있다. 이에 의해, 실장 기판과 대향하는 면에 위치하는 접합 부재의 면적을 크게 할 수 있으므로 발광장치(1000)와 실장 기판의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
도 2a에 나타내는 바와 같이, Z방향에 있어서의 구덩이(16)의 깊이 W1는, Z방향에 있어서의 기재의 두께 W3보다 얕다. 즉, 구덩이(16)는 기재를 관통하고 있지 않다. 기재를 관통하는 구멍을 형성하면 기재의 강도가 저하된다. 이 때문에, 기재를 관통하지 않는 구덩이를 설치함으로써 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다. Z방향에 있어서의 복수의 구덩이의 깊이 각각의 최대는, 기재의 두께의 0.4배에서 0.8배인 것이 바람직하다. 구덩이의 깊이가 기재의 두께의 0.4배보다 깊음으로써, 구덩이 내에 형성되는 접합 부재의 체적이 증가하므로 발광장치와 실장 기판의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 구덩이의 깊이가 기재의 두께의 0.8배보다 얕은 것으로, 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다.
단면에서 보았을 때, 구덩이(16)는, 배면(112)으로부터 저면(113)과 평행 방향(Z방향)으로 연장하는 평행부(161)를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 평행부(161)를 구비함으로써, 배면에 있어서의 구덩이의 개구부의 면적이 같아도 구덩이의 체적을 크게 할 수 있다. 구덩이의 체적을 크게 함으로써 구덩이 내에 형성할 수 있는 땜납 등의 접합 부재의 양을 증가시킬 수 있으므로, 발광장치(1000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에서 평행이란, ±3° 정도의 경사를 허용함을 의미한다. 또한, 단면에서 보았을 때 구덩이(16)는, 저면(113)으로부터 기재(11)의 두께가 두꺼워지는 방향으로 경사지는 경사부(162)를 구비한다. 경사부(162)는 직선이어도 좋고, 만곡하여 있어도 좋다. 경사부(162)가 직선임으로써, 선단이 뾰족한 드릴에 의해 형성이 용이하게 된다. 또한, 경사부(162)에 있어서의 직선이란, 3㎛ 정도의 구부러짐이나 어긋남 등의 변동은 허용됨을 의미한다.
도 3a에 나타내는 바와 같이, 저면에 있어서, 복수의 구덩이(16)의 각각에서 중앙의 깊이 W1이, Z방향에 있어서의 구덩이의 깊이의 최대인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 저면에 있어서, X방향의 구덩이의 단부에서, Z방향에 있어서의 기재의 두께 W8를 두껍게 할 수 있으므로 기재의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에서 중앙이란, 5㎛ 정도의 변동은 허용됨을 의미한다. 또한, 실시형태 1의 변형예인 도 3b에 나타내는 바와 같이, 저면에 있어서, Z방향에 있어서의 구덩이(16)의 깊이 W7은 대략 일정이여도 좋다. 환언하면, 구덩이(16)의 최심부가 평탄한 면이여도 좋다. 구덩이(16)는, 드릴이나, 레이저 등의 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 저면에 있어서, 중앙의 깊이가 최대인 구덩이는, 선단이 뾰족한 드릴에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 드릴을 이용함으로써, 최심부가 대략 원추 형상이며, 대략 원추 형상의 저면의 원 형상으로부터 연속하는 대략 원 기둥 형상을 갖는 구덩이를 형성할 수 있다. 구덩이의 일부를 다이싱 등에 의해 절단함으로써, 최심부가 대략 반원 기둥 형상이며, 대략 반원 형상으로부터 연속하는 대략 반원 기둥 형상을 갖는 구덩이를 형성할 수 있다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 배면에 있어서, 복수의 구덩이(16)의 각각의 형상이 동일한 것이 바람직하다. 복수의 구덩이의 각각의 형상이 동일한 것임으로써, 구덩이의 형상이 각각 다른 경우보다 구덩이의 형성이 용이하게 된다. 예를 들어, 구덩이를 드릴 공법에 의해 형성하는 경우에는, 복수의 구덩이의 각각의 형상이 동일하면, 하나의 드릴에 의해 구덩이를 형성할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 동일하다란, 5㎛ 정도의 차이는 허용됨을 의미한다.
또한, 배면으로부터 보았을 때의 복수의 구덩이의 개구부의 면적은 같아도 좋고, 다르게 되어 있어도 좋다. 예를 들어, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 배면으로부터 보았을 때 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 개구부의 면적이, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 각각의 개구부의 면적보다 커도 좋다. 또한, 도 4b, 도 4c 등에 나타내는 배면으로부터 보았을 경우에 있어서는, 발광장치의 중심으로부터 X축 상에 있어서의 우측을 X＋ 측으로 하고, 좌측을 X- 측으로 한다. 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 개구부의 면적을 크게 함으로써, 발광장치와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 개구부의 면적이 작은 것으로써, 제2 배선(13)의 면적을 크게 하기 쉬워진다. 제2 배선(13)의 면적이 큰 점으로부터, 발광장치의 특성 검사 등에서 프로브 바늘을 제2 배선에 접촉시키는 경우에는 검사가 용이하게 된다. 또한, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 배면으로부터 보았을 때에 X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 각각의 개구부의 면적이 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 개구부의 면적보다 커도 좋다. X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 각각의 개구부의 면적을 크게 함으로써, 발광장치와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 배면으로부터 보았을 때에 X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 개구부의 면적은 대략 동일한 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 내에 형성한 접합 부재와, X- 측에 위치하는 구덩이(16R) 내에 형성한 접합 부재의 편향을 억제하기 쉬워진다. 이에 의해, 실장 기판에 발광장치가 기울어져 실장되는 것을 억제하기 쉬워진다.
도 3a, 도 3b에 나타내는 바와 같이, Z방향에 있어서의 복수의 구덩이의 깊이 W1, W7은, 같아도 좋고, 도 4d에 나타내는 바와 같이, Z방향에 있어서의 복수의 구덩이의 깊이가 같지 않아도 좋다. 예를 들어, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 저면으로부터 보았을 때에 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1C가, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1L 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1R보다 깊어도 좋다. 또한, 도 4d, 4e, 도 4f에 나타내는 저면으로부터 보았을 때는, 발광장치의 중심으로부터 X축 상에 있어서의 좌측이 X＋ 측이 되고, 우측이 X- 측이 된다. 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 깊이 W1C가 깊음으로써, 발광장치와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 저면으로부터 보았을 때에 X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1L 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1R이, 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 깊이(W1C)보다 깊어도 좋다. 또한, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1L과, X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 Z방향에 있어서의 깊이 W1R는, 대략 동일한 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, X＋측에 위치하는 구덩이 내에 형성한 접합 부재와, X- 측에 위치하는 구덩이 내에 형성한 접합 부재의 편향을 억제하기 쉬워지므로, 실장 기판에 발광장치가 기울어져 실장되는 것을 억제하기 쉬워진다.
도 4d에 나타내는 바와 같이, 저면으로부터 보았을 때에 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 X방향에 있어서의 폭 D1C, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 X방향에 있어서의 폭 D1L 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 X방향에 있어서의 폭 D1R은 대략 동일하여도 좋고, 도 4e, 도 4f에 나타내는 바와 같이, 저면으로부터 보았을 때에 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 X방향에 있어서의 폭 D1C, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 X방향에 있어서의 폭 D1L 및/또는 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 X방향에 있어서의 폭 D1R은 같지 않아도 좋다. 저면으로부터 보았을 때에 기재의 중앙에 위치하는 구덩이(16C)의 X방향에 있어서의 폭 D1C, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 X방향에 있어서의 폭 D1L 및/또는 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 X방향에 있어서의 폭 D1R이 같지 않은 경우에도, Z방향에 있어서의 복수의 구덩이의 깊이는, 같아도 좋고, 같지 않아도 좋다. 또한, 저면으로부터 보았을 때에 X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L)의 X방향에 있어서의 폭 D1L 및 X- 측에 위치하는 구덩이(16R)의 X방향에 있어서의 폭 D1R은 대략 동일한 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, X＋ 측에 위치하는 구덩이(16L) 내에 형성한 접합 부재와, X- 측에 위치하는 구덩이(16R) 내에 형성한 접합 부재의 편향을 억제하기 쉬워진다. 이에 의해, 실장 기판에 발광장치가 기울어져 실장되는 것을 억제하기 쉬워진다.
배면에 있어서, 복수의 구덩이(16)가 제2 방향(Y방향)으로 평행한 기재의 중심선에 대해 좌우 대칭으로 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치를 실장 기판에 접합 부재를 개재하여 실장되는 때에 셀프 얼라인먼트가 효과적으로 작용하여, 발광장치를 실장 범위 내에 정밀도 좋게 실장할 수 있다.
배면에 있어서, 복수의 구덩이의 각각의 개구 형상이 대략 반원 형상인 것이 바람직하다. 개구 형상이 원 형상인 구덩이는 드릴 가공에 의해 형성할 수 있고, 원 형상의 구덩이의 일부를 다이싱 등에 의해 절단함으로써, 배면에 있어서 대략 반원 형상의 구덩이를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 배면에 있어서, 구덩이의 개구 형상이 각부가 없는 대략 반원 형상임으로써 구덩이에 관한 응력이 집중하는 것을 억제할 수 있으므로, 기재가 갈라지는 것을 억제할 수 있다.
도 1a, 도 2a, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 발광장치(1000)는, 투광성 부재(30)를 구비하고 있어도 좋다. 투광성 부재(30)는, 발광소자(20) 상에 위치하는 것이 바람직하다. 발광소자 상에 투광성 부재가 위치함으로써, 발광소자(20)를 외부 응력으로부터 보호할 수 있다. 피복 부재(40)는, 투광성 부재(30)의 측면을 피복하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치로부터의 광을 점 광원에 가깝게 할 수 있다. 발광장치를 점 광원에 가깝게 함으로써, 예를 들어, 렌즈 등의 광학계에 의한 배광의 조정이 용이하게 된다.
발광소자(20)는, 기판(10)과 대향하는 재치면과, 재치면의 반대 측에 위치하는 광취출면(201)을 구비한다. 도 2a에 나타내는 바와 같이, 발광소자를 플립 칩 실장하는 경우는, 발광소자의 정부 전극이 위치하는 면과, 반대측의 면을 광취출면으로 한다. 투광성 부재(30)는 도광 부재(50)를 거쳐, 발광소자(20)에 접합되어도 좋다. 도광 부재(50)는 발광소자의 광취출면(201)과, 투광성 부재(30)의 사이에만 위치하고 발광소자(20)와 피복 부재(40)를 접착해도 좋고, 발광소자의 광취출면(201)으로부터 발광소자의 측면(202)까지 피복하고 발광소자(20)와 피복 부재(40)를 접착해도 좋다. 도광 부재(50)는, 피복 부재(40)보다 발광소자(20)로부터의 광의 투과율이 높다. 이 때문에, 도광 부재(50)가 발광소자의 측면(202)까지 피복함으로써, 발광소자(20)의 측면으로부터 출사되는 광이 도광 부재(50)를 통해 발광장치의 외측으로 취출되기 쉬워지므로 광취출 효율을 높일 수 있다.
발광소자(20)가 복수개 있는 경우에는, 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 피크 파장이 같아도 좋고 달라도 좋다. 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 피크 파장이 다른 경우는, 발광의 피크 파장이 430nm 이상 490nm 미만의 범위(청색 영역의 파장 범위)에 있는 발광소자와, 발광의 피크 파장이 490nm 이상 570nm 이하의 범위(녹색 영역의 파장 범위)에 있는 발광소자인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 발광장치의 연색성을 향상시킬 수 있다.
도 2a, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재(30)는 파장 변환 물질(32)을 함유시켜도 좋다. 파장 변환 물질(32)은, 발광소자(20)가 발하는 일차광의 적어도 일부를 흡수하여, 일차광과는 다른 파장의 2차광을 발하는 부재이다. 투광성 부재(30)에 파장 변환 물질(32)을 함유시킴으로써, 발광소자(20)가 발하는 일차광과, 파장 변환 물질(32)이 발하는 2차광이 혼색된 혼색광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(20)에 청색 LED를, 파장 변환 물질(32)에 YAG 등의 형광체를 이용하면, 청색 LED의 청색광과, 이 청색광으로 여기되어 형광체가 발하는 황색광을 혼합시켜 얻어지는 백색광을 출력하는 발광장치를 구성할 수 있다.
파장 변환 물질은 투광성 부재 중에 균일하게 분산시켜도 좋고, 투광성 부재(30)의 상면보다 발광소자의 근방에 파장 변환 물질을 편재시켜도 좋다. 이와 같이 함으로써, 수분에 약한 파장 변환 물질(32)을 사용해도 투광성 부재(30)의 모재(31)가 보호층으로서도 기능을 하므로 파장 변환 물질(32)의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 도 2a, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재(30)가 파장 변환 물질(32)을 함유하는 층과, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)을 구비하고 있어도 좋다. 투광성 부재(30)가 파장 변환 물질(32)을 함유하는 층 위에, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)이 위치함으로써, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)이 보호층으로서도 기능을 하므로 파장 변환 물질(32)의 열화를 억제할 수 있다. 수분에 약한 파장 변환 물질(32)로서는, 예를 들어 망간 활성 불화물 형광체를 들 수 있다. 망간 활성 불화물계 형광체는, 스펙트럼 선폭이 비교적 좁은 발광이 얻어지며, 색재현성의 관점에서 바람직한 부재이다.
도 2b에 나타내는 바와 같이, 비어 홀(15)은 기재(11)의 정면(111)과 배면(112)을 관통하는 구멍 내에 설치된다. 비어 홀(15)은 기재의 관통공의 표면을 피복하는 제4 배선(151)과 제4 배선(151) 내에 충전된 충전 부재(152)를 구비한다. 충전 부재(152)는, 도전성이여도 좋고 절연성이여도 좋다. 충전 부재(152)에는, 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 경화 전의 수지 재료는, 경화 전의 금속 재료보다 유동성이 높기 때문에 제4 배선(151) 내에 충전하기 쉽다. 이 때문에, 충전 부재에 수지 재료를 사용함으로써 기판의 제조가 용이하게 된다. 충전하기 쉬운 수지 재료로서는, 예를 들어 에폭시 수지를 들 수 있다. 충전 부재로서 수지 재료를 이용하는 경우는, 선팽창 계수를 낮추기 위해서 첨가 부재를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것이, 제4 배선과의 선팽창 계수의 차가 작아지므로, 발광소자로부터의 열에 의해 제4 배선과 충전 부재의 사이에 간극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 첨가 부재로서는, 예를 들어 산화규소를 들 수 있다. 또한, 충전 부재(152)에 금속재료를 사용한 경우에는, 방열성을 향상시킬 수 있다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 배면에 있어서의 비어 홀(15)의 면적은, 배면에 있어서의 구덩이(16)의 개구부의 면적보다 작다. 이 때문에, 비어 홀(15)은 기재(11)를 관통하고 있지만, 배면에 있어서의 구덩이(16)의 개구부의 면적보다 작기 때문에 기재(11)의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 배면으로부터 보았을 때 비어 홀(15)과 서로 이웃하는 비어 홀과의 사이에 구덩이(16)가 위치하는 것이 바람직하다. 환언하면, 배면으로부터 보았을 때 비어 홀(15)과 서로 이웃하는 비어 홀을 잇는 직선상에 구덩이(16)가 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광소자로부터의 열이 비어 홀(15)로부터 구덩이(16) 내에 위치하는 제3 배선(14)으로 효율적으로 전달될 수 있다. 제3 배선(14)으로 전달된 열은, 접합 부재를 거쳐 실장 기판으로 전달되므로 발광장치의 방열성이 향상된다.
또한, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 배면으로부터 보았을 때 구덩이(16)와 서로 이웃하는 구덩이의 사이에 비어 홀(15)이 위치하는 것이 바람직하다. 환언하면, 배면으로부터 보았을 때 구덩이(16)와 서로 이웃하는 구덩이를 잇는 직선상에 비어 홀(15)이 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광소자로부터의 열이 비어 홀(15)로부터 구덩이 내에 위치하는 제3 배선(14)으로 효율적으로 전달될 수 있다. 이에 의해, 발광장치의 방열성이 향상된다.
도 2b에 나타내는 바와 같이, 발광소자(20)는 적어도 반도체 적층체(23)를 포함하고, 반도체 적층체(23)에는 정부 전극(21, 22)이 설치되어 있다. 정부 전극(21, 22)은 발광소자(20)의 같은 쪽의 면에 형성되어 있고, 발광소자(20)가 기판(10)에 플립 칩 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광소자의 정부 전극에 전기를 공급하는 와이어가 불필요하게 되므로 발광장치를 소형화할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 발광소자(20)는 소자 기판(24)을 가지지만, 소자 기판(24)은 제거되어 있어도 좋다. 발광소자(20)가 기판(10)에 플립 칩 실장되어 있는 경우는, 발광소자의 정부 전극(21, 22)이 도전성 접착 부재(60)를 거쳐 제1 배선(12)에 접속되어 있다.
도 2b에 나타내는 바와 같이, 발광장치(1000)가 발광소자(20)를 복수개 구비하고 있는 경우는, 복수의 발광소자는 제1 방향(X방향)으로 나란히 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치(1000)의 제2 방향(Y방향)의 폭을 짧게 할 수 있으므로 발광장치를 박형화할 수 있다. 또한, 발광소자의 수는, 3개 이상이어도 좋고, 1개여도 좋다.
도 3c, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 기판(10)은, 기재(11)와, 제1 배선(12)과, 제2 배선(13)을 구비하고 있다. 기재(11)는, 장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면(111)과, 정면의 반대 측에 위치하는 배면(112)과, 정면(111)과 인접하여 정면(111)과 직교하는 저면(113)과, 저면(113)의 반대 측에 위치하는 상면(114)을 가지고 있다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 발광장치(1000)는, 제2 배선(13)의 일부를 피복하는 절연막(18)을 구비하여도 좋다. 절연막(18)을 구비함으로써, 배면에 있어서의 절연성의 확보 및 단락의 방지를 도모할 수 있다. 또한, 기재로부터 제2 배선이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
도 5a에 나타내는 바와 같이, 저면(113) 측에 위치하는 피복 부재(40)의 장변방향의 측면(403)은, Z방향에 있어서 발광장치(1000)의 내측으로 경사져 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치(1000)를 실장 기판에 실장할 때에, 피복 부재(40)의 측면(403)과 실장 기판과의 접촉이 억제되어, 발광장치(1000)의 실장 자세가 안정되기 쉽다. 또한, 피복 부재(40)가 열팽창 하였을 때, 실장 기판과의 접촉에 의한 응력을 억제할 수도 있다. 상면(114) 측에 위치하는 피복 부재(40)의 장변방향의 측면(404)은, Z방향에 있어서 발광장치(1000)의 내측으로 경사져 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 피복 부재(40)의 측면과 흡착 노즐(콜레트)과의 접촉이 억제되어, 발광장치(1000)의 흡착 시의 피복 부재(40)의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 발광장치(1000)가 조명 유닛 등에 조립되어졌을 때, 피복 부재(40)의 측면(404)보다 기재(11)의 상면(114)이 우선적으로 주변 부재와 접촉함으로써, 피복 부재(40)에 관한 응력을 억제할 수 있다. 이와 같이, 저면(113) 측에 위치하는 피복 부재(40)의 장변방향의 측면(403) 및 상면(114) 측에 위치하는 피복 부재(40)의 장변방향의 측면(404)은, 배면으로부터 정면 방향(Z방향)에 있어서 발광장치(1000)의 내측으로 경사져 있는 것이 바람직하다. 피복 부재(40)의 경사 각도 θ는, 적절히 선택할 수 있지만, 이와 같은 효과를 얻기 쉬움 및 피복 부재(40)의 강도의 관점으로부터, 0.3° 이상 3° 이하인 것이 바람직하고, 0.5° 이상 2° 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.7° 이상 1.5° 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
도 5a, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 발광장치(1000)의 우측면과 좌측면은 대략 동일한 형상을 하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 발광장치(1000)를 소형화할 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 피복 부재(40)의 단변방향의 측면(405)과 기판(10)의 단변방향의 측면(105)이 실질적으로 동일 평면상에 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 장변방향(X방향)의 폭을 짧게 할 수 있으므로 발광장치를 소형화할 수 있다.
<실시형태 2>
도 7~도 9b에 나타내는 본 발명의 실시형태 2에 관한 발광장치(2000)는, 실시형태 1에 관한 발광장치(1000)와 비교하여, 기판 상에 재치된 발광소자의 수, 기재가 구비하는 구덩이 및 비어 홀의 수가 상이하다. 구덩이(16)의 형상은 실시형태 1과 마찬가지이다.
도 8a에 나타내는 바와 같이, 발광장치(2000)는, 실시형태 1과 마찬가지로, 배면으로부터 정면 방향에 있어서의 구덩이의 깊이가 상면측보다 저면측에서 깊음으로써, 구덩이의 상면 측에 위치하는 기재의 두께를 구덩이의 저면 측에 위치하는 기재의 두께보다 두껍게 할 수 있다. 이에 의해, 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 저면측의 구덩이가 깊음으로써, 구덩이 내에 형성되는 접합 부재의 체적이 증가하므로, 발광장치(2000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
도 8b에 나타내는 바와 같이, 발광소자의 수는 1개여도 좋다. 발광소자가 1개인 것으로, 발광소자가 복수개 있는 경우보다 제1 방향(X방향)의 폭을 짧게 할 수 있으므로 발광장치를 소형화할 수 있다. 발광장치의 제1 방향(X방향)의 폭이 짧아짐으로써, 구덩이의 수도 적절히 변경해도 좋다. 예를 들어, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 구덩이(16)의 수를 2개로 해도 좋다. 또한, 구덩이(16)는 1개여도 좋고, 3개 이상이여도 좋다.
도 9b에 나타내는 바와 같이, 배면으로부터 보았을 때에 구덩이(16)와 서로 이웃하는 구덩이의 사이에 복수의 비어 홀(15)이 위치하는 것이 바람직하다. 환언하면, 배면으로부터 보았을 때 구덩이(16)와 서로 이웃하는 구덩이를 잇는 직선상에 복수의 비어 홀(15)이 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광소자로부터의 열이 비어 홀(15)로부터 구덩이 내에 위치하는 제3 배선(14)으로 효율적으로 전달될 수 있다. 이에 의해, 발광장치의 방열성이 향상된다.
<실시형태 3>
도 10~도 14에 나타내는 본 발명의 실시형태 3에 관한 발광장치(3000)는, 실시형태 1에 관한 발광장치(1000)와 비교하여, 형상이 다른 구덩이(16)를 구비하는 점에서 상이하다.
발광장치(3000)는 발광장치(1000)와 마찬가지로, 기판(10)과, 적어도 하나의 발광소자(20)와, 피복 부재(40)를 구비한다. 기판(10)은, 기재(11)와, 제1 배선(12)과, 제2 배선(13)과, 제3 배선(14)과, 비어 홀(15)을 구비한다. 기재(11)는, 장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면(111)과, 정면의 반대 측에 위치하는 배면(112)과, 정면(111)과 인접하여 정면(111)과 직교하는 저면(113)과, 저면(113)의 반대 측에 위치하는 상면(114)과, 정면(111)과 배면(112)의 사이에 위치하는 측면(115)을 구비한다. 기재(11)는, 복수의 구덩이(16)를 더 갖는다. 복수의 구덩이(16)는, 배면(112)과 저면(113)으로 개구한 중앙 구덩이(161)와, 배면(112)과 저면(113)과 측면(115)으로 개구한 단부 구덩이(162)를 구비한다. 제3 배선(14)은, 구덩이(16)의 내벽을 피복하고, 제2 배선(13)과 전기적으로 접속된다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 발광장치(3000)는, 배면으로부터 정면 방향에 있어서의 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162)의 깊이가 상면측보다 저면측에서 깊음으로써, 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162)의 상면 측에 위치하는 기재의 두께를 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162)의 저면 측에 위치하는 기재의 두께보다 두껍게 할 수 있다. 이에 의해, 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 저면측의 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162)가 깊음으로써, 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162) 내에 형성되는 접합 부재의 체적이 증가하므로, 발광장치(3000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162)는 적어도 1개 있으면 좋다.
단부 구덩이(162)는, 도 11~도 14에 나타내는 바와 같이, 기재의 측면(115)으로도 개구되어 있다. 이에 의해, 기재의 측면(115) 측에도 접합 부재가 위치하므로, 발광장치(3000)와 실장 기판과의 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 발광장치(3000)가 기재(11)의 저면(113)과, 실장 기판을 대향시켜 실장하는 측면 발광형인 경우에는, 특히 단부 구덩이(162)를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 단부 구덩이(162)를 구비하고 있음으로써, 기재의 측면(115)을 고정할 수 있으므로, 발광장치(3000)가 실장 기판상에서 경사지거나, 기재의 배면이 실장 기판과 대향하여 일어서거나 하는 맨하탄 현상의 발생을 억제할 수 있다. 단부 구덩이(162)는 적어도 1개 있으면 좋지만, 복수개 있는 것이 바람직하다. 단부 구덩이(162)가 복수개 있음으로써, 발광장치(3000)와 실장 기판과의 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 단부 구덩이(162)가 복수개 있는 경우에는, 배면으로부터 보았을 때 단부 구덩이가 기재의 양단에 위치하여 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 맨하탄 현상의 발생을 더욱 억제할 수 있다.
배면으로부터 보았을 때, 중앙 구덩이(161)의 형상이 원 형상의 절반인 대략 반원 형상이며, 단부 구덩이(162)의 형상이 원 형상의 대략 4분의 1인 형상인 경우에는, 중앙 구덩이(161)와 단부 구덩이(162)의 원 형상의 직경은 같지 않아도 좋고, 대략 동일하여도 좋다. 중앙 구덩이(161)와 단부 구덩이(162)의 원 형상의 직경이 대략 동일하면, 하나의 드릴에 의해 중앙 구덩이(161) 및 단부 구덩이(162)를 형성할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 단면으로부터 보았을 때 중앙 구덩이(161) 및 단부 구덩이(162)가 저면(113)으로부터 기재(11)의 두께가 두꺼워지는 방향으로 경사지는 경사부를 구비하고 있는 경우에는, 중앙 구덩이(161)의 경사부와 단부 구덩이(162)의 경사부의 각도는 다르게 되어 있어도 좋고, 대략 동일해도 좋다. 중앙 구덩이(161)의 경사부와 단부 구덩이(162)의 경사부의 각도가 대략 동일하면, 하나의 드릴에 의해 중앙 구덩이(161) 및 단부 구덩이(162)를 형성할 수 있으므로 바람직하다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이, 1개의 투광성 부재(30)가, 복수의 발광소자 상에 위치하고 있어도 좋다. 이와 같이 함으로써, 정면으로부터 보았을 때 투광성 부재의 면적을 크게 할 수 있으므로 발광장치의 광취출 효율이 향상된다. 또한, 발광장치의 발광면이 1개가 됨으로써 발광장치의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
1개의 투광성 부재(30)가, 복수의 발광소자 상에 위치하고 있는 경우에는, 각 발광소자(20)와 투광성 부재(30)를 접합하는 도광 부재(50)는, 연결되고 있어도 좋고, 각각 이격되어 있어도 좋다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 사이를 연결하도록 도광 부재가 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 사이로부터도 도광 부재를 거쳐 발광소자의 광을 투광 부재에 도광시킬 수 있으므로, 발광장치의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다. 또한, 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 사이에 위치하는 피복 부재의 부분이 감소하므로, 피복 부재의 발광소자로부터의 광에 의한 열화를 억제할 수 있다. 또한, 도광 부재로서는 피복 부재보다 발광소자로부터의 광에 의해 열화되기 어려운 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
<실시형태 4>
도 17~도 21에 나타내는 본 발명의 실시형태 4에 관한 발광장치(4000)는, 실시형태 2에 관한 발광장치(2000)와 비교하여, 형상이 다른 구덩이(16)를 구비하는 점에서 상이하다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 발광장치(4000)는, 단부 구덩이(162)를 구비하고 있다. 배면으로부터 정면 방향에 있어서의 단부 구덩이의 깊이가 상면측보다 저면측에서 깊음으로써, 단부 구덩이의 상면 측에 위치하는 기재의 두께를 구덩이의 저면 측에 위치하는 기재의 두께보다 두껍게 할 수 있다. 이에 의해, 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 저면측의 단부 구덩이가 깊음으로써, 단부 구덩이 내에 형성되는 접합 부재의 체적이 증가하므로, 발광장치(4000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
단부 구덩이(162)는, 도 18~도 21에 나타내는 바와 같이, 기재의 측면(115)으로도 개구되어 있다. 이에 의해, 기재의 측면(115) 측에도 접합 부재가 위치하므로, 발광장치(4000)와 실장 기판과의 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
<실시형태 5>
도 22에 나타내는 본 발명의 실시형태 5에 관한 발광장치(5000)는, 실시형태 4에 관한 발광장치(4000)와 비교하여, 중앙 구덩이(161)를 구비하는 점에서 상이하다.
발광장치(5000)는, 중앙 구덩이(161) 및 단부 구덩이(162)를 구비하고 있음으로써 접합 부재에 의해 고정할 수 있는 개소가 증가하므로 발광장치와 실장 기판의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 배면으로부터 정면 방향에 있어서의 중앙 구덩이(161) 및/또는 단부 구덩이(162)의 깊이가 상면측보다 저면측에서 깊다. 이에 의해, 발광장치(5000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
<실시형태 6>
도 23에 나타내는 본 발명의 실시형태 6에 관한 발광장치(6000)는, 실시형태 1에 관한 발광장치(1000)와 비교하여, 제2 배선 및 절연막의 형상과, 발광장치의 중앙에 구덩이(중앙 구덩이)를 구비하지 않은 점에서 상이하다.
발광장치(6000)의 제2 배선(13)은, 배면으로부터 보았을 때 2개의 단부 구덩이의 사이에 위치하며, 절연막(18)으로부터 노출하는 노출부(131)를 구비하고 있다. 노출부(131)는, 저면(113) 측을 제외하고 절연막(18)에 둘러싸여 있다. 노출부(131)에 접합 부재를 배치함으로써 발광장치와 실장 기판의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 배면으로부터 보았을 때의 노출부(131)의 형상은 4각 형상이어도 좋고, 반구 형상이어도 좋으며, 임의의 형상이여도 좋다. 배면으로부터 보았을 때의 노출부(131)의 형상은 절연막의 형상을 변경함으로써 용이하게 변경할 수 있다. 배면으로부터 보았을 때의 노출부(131)의 형상은, 저면측에 협폭부(132)를 구비하고, 제2 방향(Y방향)으로 연장한 위치에 광폭부(133)를 구비하는 것이 바람직하다. 협폭이 되는 부위를 배치함으로써, 발광장치를 실장하는 경우에, 접합 부재에 포함되는 플럭스 등이, 노출부(131)의 표면을 따라, 발광소자 아래로까지 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 절연막(18)으로부터 노출한 제2 배선(13)의 형상은 제2 방향(Y방향)으로 평행한 기재의 중심선에 대해 좌우 대칭으로 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치가 실장 기판에 접합 부재를 개재시켜 실장될 때에 셀프 얼라인먼트가 효과적으로 작용하여, 발광장치를 실장 범위 내에 정밀도 좋게 실장할 수 있다.
<실시형태 7>
도 24에 나타내는 본 발명의 실시형태 7에 관한 발광장치(7000)는, 실시형태 4에 관한 발광장치(4000)와 비교하여, 제2 배선 및 절연막의 형상이 상이하다.
발광장치(7000)의 제2 배선(13)은, 발광장치(6000)와 마찬가지로 배면으로부터 보았을 때 2개의 단부 구덩이의 사이에 위치하고, 절연막(18)으로부터 노출하는 노출부(131)를 구비하고 있다. 노출부(131)는, 저면(113) 측을 제외하고 절연막(18)에 둘러싸여 있다. 노출부(131)에 접합 부재를 배치함으로써 발광장치(7000)와 실장 기판의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
발광장치를 실장하는 실장 기판의 랜드 패턴의 형상은, 특히 한정되는 것은 아니며, 대략 4각 형상이여도, 대략 원 형상이여도 좋다. 예를 들어, 도 25a에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1에 관한 발광장치를 실장하는 실장 기판의 랜드 패턴은, X방향에 있어서 폭이 넓은 광폭부(W10)와 폭이 좁은 협폭부(W9)를 구비하고 있어도 좋다. 저면으로부터 보았을 때, 구덩이와 겹치는 위치에 협폭부(W9)가 위치함으로써, 발광장치를 실장 기판에 실장하는 때의 셀프 얼라인먼트성을 높일 수 있다. 또한, 랜드 패턴이 광폭부(W10)를 구비함으로써, 저면으로부터 보았을 때의 랜드 패턴의 면적을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 접합 부재의 두께의 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 실시형태 1에 관한 발광장치와 같이, 구덩이의 중앙의 깊이가, Z방향에 있어서의 구덩이의 깊이의 최대인 발광장치를 실장하는 실장 기판의 랜드 패턴은, 도 25b에 나타내는 바와 같이, 랜드 패턴의 중앙에 있어서의 Z방향의 길이 W12가, 랜드 패턴의 단부에 있어서의 Z방향의 길이 W11보다 긴 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치를 실장 기판에 실장하는 때의 셀프 얼라인먼트성을 높일 수 있다. 또한, 도 25c에 나타내는 바와 같이, 랜드 패턴은, 광폭부(W10)와 협폭부(W9)를 구비하고, 또한, 랜드 패턴의 협폭부에 있어서 중앙의 Z방향에 있어서의 길이 W14가, 랜드 패턴의 협폭부의 단부의 Z방향에 있어서의 길이 W13보다 길게 해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 실시형태 1에 관한 발광장치를 실장 기판에 실장하는 때의 셀프 얼라인먼트성을 높이고, 접합 부재의 두께의 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태 4에 관한 발광장치와 같이 발광장치의 중심으로부터 멀어질수록 Z방향에 있어서의 구덩이의 깊이가 깊어지는 발광장치를 실장하는 실장 기판의 랜드 패턴은, 도 26a에 나타내는 바와 같이, 발광장치의 중심으로부터 먼 쪽의 랜드 패턴의 Z방향에 있어서의 길이 W15가, 발광장치의 중심으로부터 가까운 쪽의 랜드 패턴의 Z방향에 있어서의 길이 W16보다 긴 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광장치를 실장 기판에 실장할 때의 셀프 얼라인먼트성을 높일 수 있다. 또한, 도 26b에 나타내는 바와 같이, 랜드 패턴은, X방향에 있어서 폭이 넓은 광폭부(W10)와 폭이 좁은 협폭부(W9)를 구비하고, 또한, 발광장치의 중심으로부터 먼 쪽의 랜드 패턴의 협폭부의 단부의 Z방향의 길이 W17이, 발광장치의 중심으로부터 가까운 쪽의 랜드 패턴의 협폭부의 단부의 Z방향의 길이 W18보다 긴 것이 바람직하다. 저면으로부터 보았을 때, 단부 구덩이와 겹치는 위치에 협폭부가 위치함으로써, 발광장치를 실장 기판에 실장할 때의 셀프 얼라인먼트성을 높일 수 있다. 또한, 랜드 패턴이 광폭부를 구비함으로써, 저면으로부터 보았을 때의 랜드 패턴의 면적을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 접합 부재의 두께의 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 발광장치의 중심으로부터 먼 쪽의 랜드 패턴의 협폭부의 단부의 Z방향의 길이 W17이, 발광장치의 중심으로부터 가까운 쪽의 랜드 패턴의 협폭부의 단부의 Z방향의 길이 W18보다 긴 것에 의해, 발광장치를 실장 기판에 실장할 때의 셀프 얼라인먼트성을 높일 수 있다.
<실시형태 8>
도 27~도 30에 나타내는 본 발명의 실시형태 8에 관한 발광장치(8000)는, 실시형태 1에 관한 발광장치(1000)와 비교하여, 기판상에 재치된 발광소자의 수, 기재가 구비하는 구덩이 및 비어 홀의 수, 투광성 부재의 형상이 상이하다. 구덩이(16)의 형상은 실시형태 1과 마찬가지이다.
도 28a에 나타내는 바와 같이, 발광장치(8000)는, 실시형태 1과 마찬가지로, 배면으로부터 정면 방향에 있어서의 구덩이의 깊이가 상면측보다 저면측에서 깊음으로써, 구덩이의 상면 측에 위치하는 기재의 두께를 구덩이의 저면 측에 위치하는 기재의 두께보다 두껍게 할 수 있다. 이에 의해, 기재의 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 저면측의 구덩이가 깊음으로써, 구덩이 내에 형성되는 접합 부재의 체적이 증가하므로, 발광장치(8000)와 실장 기판과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
도 28b에 나타내는 바와 같이, 발광소자의 수는 3개여도 좋다. 3개의 발광소자의 피크 파장은 같아도 좋고, 3개의 발광소자의 피크 파장이 각각 다르게 되어 있어도 좋고, 2개의 발광소자의 피크 파장이 같고 1개의 발광소자의 피크 파장이 2개의 발광소자의 피크 파장과 다르게 되어 있어도 좋다. 또한, 본 명세서에 있어서 발광소자의 피크 파장이 같다라고 함은, 5nm 정도의 변동은 허용하는 것을 의미한다. 발광소자의 피크 파장이 다를 경우에는, 도 28b에 나타내는 바와 같이, 발광의 피크 파장이 430nm 이상 490nm 미만의 범위(청색 영역의 파장 범위)에 있는 제1 발광소자(20B)와, 발광의 피크 파장이 490nm 이상 570nm 이하의 범위(녹색 영역의 파장 범위)에 있는 제2 발광소자(20G)를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 특히, 제2 발광소자(20G)는, 반치폭이 40nm 이하인 발광소자를 사용하는 것이 바람직하고, 반치폭이 30nm 이하인 발광소자를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 녹색 형광체를 이용하여 녹색광을 얻는 경우와 비교하여, 녹색광이 용이하게 날카로운 피크를 가질 수 있다. 그 결과, 발광장치(8000)를 구비한 액정 표시 장치는, 높은 색재현성을 달성할 수 있다.
제1 발광소자(20B)와 제2 발광소자(20G)의 배치는 특히 한정되지 않지만, 도 28b에 나타내는 바와 같이, 왼쪽으로부터 순으로 청색 발광소자인 제1 발광소자(20B)와, 녹색 발광소자인 제2 발광소자(20G)와, 청색 발광소자인 제1 발광소자(20B)가 나란히 배치되어 있는 것이 바람직하다. 제1 발광소자(20B)와 제2 발광소자(20G)가 교대로 나란히 배치됨으로써 발광장치의 혼색성을 향상시킬 수 있다. 또한, 왼쪽으로부터 순으로 제2 발광소자와, 제1 발광소자와, 제2 발광소자가 나란히 배치되어도 좋다. 또한, 얻으려 하는 발광 특성에 따라, 제1 발광소자(20B)의 개수 쪽이 제2 발광소자(20G)의 개수보다 많아도 좋고, 제2 발광소자(20G)의 개수 쪽이 제1 발광소자(20B)의 개수보다 많아도 좋고, 또한 제1 발광소자(20B)와 제2 발광소자(20G)의 개수가 같아도 좋다. 발광소자의 개수를 조정함으로써, 임의의 색조나 광량을 갖는 발광장치로 할 수 있다.
도 28b에 나타내는 바와 같이, 1개의 투광성 부재(30)가 제1 발광소자(20B)와 제2 발광소자(20G) 상에 위치하는 경우에는, 파장 변환 물질(32)은, 제2 발광소자(20G)의 녹색광을 흡수하여 적색광을 발광하는 것이 거의 없는 것이 바람직하다. 즉, 파장 변환 물질(32)은 녹색광을 적색광으로 실질적으로 변환하지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 파장 변환 물질(32)의 녹색광에 대한 반사율은, 녹색광의 파장의 범위에서 평균하여 70% 이상인 것이 바람직하다. 파장 변환 물질(32)을 녹색광에 대한 반사율이 높은, 즉, 녹색광을 흡수하는 것이 적은 형광체, 즉 녹색광을 파장 변환하는 것이 적은 형광체로 함으로써, 발광장치의 설계를 용이하게 할 수 있다.
녹색광의 흡수가 큰 적색 형광체를 사용하면, 제1 발광소자(20B)뿐만 아니라, 제2 발광소자(20G)에 대해서도 파장 변환 물질(32)에 의한 파장 변환을 고려하여 발광장치의 출력 밸런스를 검토하지 않으면 안된다. 한편, 녹색광을 거의 파장 변환하지 않는 파장 변환 물질(32)을 이용하면, 제1 발광소자(20B)가 발광하는 청색의 파장 변환만을 고려하는 것만으로 발광장치의 출력 밸런스를 설계할 수 있다.
이와 같은 바람직한 파장 변환 물질(32)로서 이하의 적색 형광체를 들 수 있다. 파장 변환 물질(32)은 이들 중 적어도 하나 이상이다.
제1 종류는, 그 조성이 이하의 일반식(I)으로 나타내는 적색 형광체이다.
A2MF6：Mn4+ ......(I)
다만, 상기 일반식(I) 중, A는, K, Li, Na, Rb, Cs 및 NH4＋로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며, M은, 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이다.
제4족 원소는 티탄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)이다. 제14족 원소는, 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 및 납(Pb)이다.
제1 종류의 적색 형광체의 구체적인 예로서, K2SiF6：Mn4 ＋, K2(Si, Ge)F6：Mn4 ＋, K2TiF6：Mn4 ＋를 들 수 있다.
제2 종류는, 그 조성이 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2：Mn4 ＋로 나타내지는 적색 형광체 또는, 그 조성이 이하의 일반식(II)으로 나타내는 적색 형광체이다.
(x-a)MgO·a(Ma)O·b/2(Mb)2O3·yMgF2·c(Mc)X2·(1-d-e)GeO2·d(Md)O2·e(Me) 2O3：Mn4＋　......(II)
다만, 상기 일반식(II) 중, Ma는, Ca, Sr, Ba, Zn으로부터 선택된 적어도 1종이며, Mb는, Sc, La, Lu로부터 선택된 적어도 1종이며, Mc는, Ca, Sr, Ba, Zn으로부터 선택된 적어도 1종이며, X는, F, Cl로부터 선택된 적어도 1종이며, Md는, Ti, Sn, Zr으로부터 선택된 적어도 1종이며, Me는, B, Al, Ga, In으로부터 선택된 적어도 1종이다. 또한, x, y, a, b, c, d, e에 대해, 2≤x≤4, 0<y≤2, 0≤a≤1.5, 0≤b<1, 0≤c≤2, 0≤d≤0.5, 0≤e<1이다.
발광장치(8000)는, 발광소자가 3개임으로써, 발광소자가 1개인 경우보다 제1 방향(X방향)의 폭이 길어지기 쉽다. 이 때문에, 구덩이 및 비어 홀의 수를 적절히 변경해도 좋다. 예를 들어, 도 30에 나타내는 바와 같이, 구덩이(16) 및 비어 홀의 수를 4개로 해도 좋다.
도 31에 나타내는 바와 같이, 제1 발광소자와, 제2 발광소자 위에 각각 1개의 투광성 부재(30)가 위치하고 있어도 좋고, 도 28b에 나타내는 바와 같이, 1개의 투광성 부재(30)가, 복수의 발광소자 상에 위치하고 있어도 좋다. 도 31과 같이 제1 발광소자와, 제2 발광소자 위에 각각 1개의 투광성 부재(30)가 위치하고 있는 경우에는, 제1 발광소자(20B) 상에 위치하는 투광성 부재(30)와, 제2 발광소자(20G) 상에 위치하는 투광성 부재(30)에 함유시킨 파장 변환 물질(32)의 재료는 같아도 좋고, 다르게 되어 있어도 좋다. 예를 들어, 파장 변환 물질(32)이, 제2 발광소자(20G)의 녹색광을 흡수하여 적색광을 발광하는 것이 거의 없는 경우는, 제1 발광소자(20B) 상에 위치하는 투광성 부재(30)에는 적색 형광체인 파장 변환 물질(32)을 함유시키고, 제2 발광소자(20G) 상에 위치하는 투광성 부재(30)에는 적색 형광체인 파장 변환 물질(32)을 함유시키지 않아도 된다. 이와 같이 함으로써, 제1 발광소자(20B)가 발광하는 청색의 파장 변환만을 고려하는 것만으로 발광장치의 출력 밸런스를 설계할 수 있다. 제1 발광소자와, 제2 발광소자 위에 각각 1개의 투광성 부재(30)가 위치하는 경우에는, 제1 발광소자(20B) 상에 위치하는 투광성 부재(30)와, 제2 발광소자(20G) 상에 위치하는 투광성 부재(30)의 사이에는 피복 부재가 형성되어 있다. 도 28b에 나타내는 바와 같이, 1개의 투광성 부재(30)가, 복수의 발광소자 상에 위치하고 있는 경우는, 정면으로부터 보았을 때의 투광성 부재(30)의 면적을 크게 할 수 있으므로 발광장치의 광취출 효율이 향상된다. 또한, 발광장치의 발광면이 1개가 됨으로써 발광장치의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
1개의 투광성 부재(30)가, 복수의 발광소자 상에 위치하고 있는 경우에는, 각 발광소자(20)와 투광성 부재(30)를 접합하는 도광 부재(50)는, 연결되고 있어도 좋고, 각각 이격되어 있어도 좋다. 도 28b에 나타내는 바와 같이, 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 사이를 연결하도록 도광 부재(50)가 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 일방의 발광소자와 타방의 발광소자의 사이로부터도 도광 부재를 거쳐 발광소자의 광을 투광 부재에 도광시킬 수 있으므로, 발광장치의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.
도 28b, 도 31에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재(30)가 파장 변환 물질(32)을 함유하는 층과, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)을 구비하고 있어도 좋다. 투광성 부재(30)가 파장 변환 물질(32)을 함유하는 층 위에, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)이 위치함으로써, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)이 보호층으로서도 기능을 하므로 파장 변환 물질(32)의 열화를 억제할 수 있다. 도 31에 나타내는 바와 같이 제1 발광소자와, 제2 발광소자 위에 각각 1개의 투광성 부재(30)가 위치하고 있는 경우에는, 제1 발광소자(20B) 상에 위치하는 투광성 부재(30)의 파장 변환 물질을 실질적으로 함유 하지 않는 층(33)의 두께와, 제2 발광소자(20G) 상에 위치하는 투광성 부재(30)의 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층(33)의 두께는 각각 같아도 좋고 다르게 되어 있어도 좋다. 또한, 제1 발광소자와, 제2 발광소자 위에 각각 1개의 투광성 부재(30)가 위치하고 있는 경우에는, 제1 발광소자(20B) 상에 위치하는 투광성 부재(30)의 파장 변환 물질(32)을 함유하는 층의 두께와, 제2 발광소자(20G) 상에 위치하는 투광성 부재(30)의 파장 변환 물질(32)을 함유하는 층의 두께는 각각 같아도 좋고 다르게 되어 있어도 좋다. 또한, 본 명세서에서 두께가 같다라고 함은, 5㎛ 정도의 차이는 허용됨을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관한 발광장치에 있어서의 각 구성요소에 대해 설명한다.
(기판(10))
기판(10)은, 발광소자를 재치하는 부재이다. 기판(10)은, 적어도, 기재(11)와, 제1 배선(12)과, 제2 배선(13)과, 제3 배선(14)과, 비어 홀(15)에 의해 구성된다.
(기재(11))
기재(11)는, 수지 또는 섬유 강화 수지, 세라믹스, 유리 등의 절연성 부재를 이용하여 구성할 수 있다. 수지 또는 섬유 강화 수지로서는, 에폭시, 유리 에폭시, 비스말레이미드트리아진(BT), 폴리이미드 등을 들 수 있다. 세라믹스로서는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화지르코늄, 질화지르코늄, 산화티탄, 질화티탄, 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 기재 중, 특히 발광소자의 선팽창 계수에 가까운 물성을 갖는 기재를 사용하는 것이 바람직하다. 기재의 두께의 하한치는, 적절히 선택할 수 있지만, 기재의 강도의 관점에서, 0.05mm 이상인 것이 바람직하고, 0.2mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 기재의 두께의 상한치는, 발광장치의 두께(깊이)의 관점에서, 0.5mm 이하인 것이 바람직하고, 0.4mm 이하인 것이 보다 바람직하다.
(제1 배선(12), 제2 배선(13), 제3 배선(14))
제1 배선은, 기판의 정면에 배치되고, 발광소자와 전기적으로 접속된다. 제2 배선은, 기판의 배면에 배치되고, 비어 홀을 거쳐 제1 배선과 전기적으로 접속된다. 제3 배선은, 구덩이의 내벽을 피복하고, 제2 배선과 전기적으로 접속된다. 제1 배선, 제2 배선 및 제3 배선은, 구리, 철, 니켈, 텅스텐, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티탄, 팔라듐, 로듐, 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다. 이들 금속 또는 합금의 단층이여도 좋고 다층이여도 좋다. 특히, 방열성의 관점에서 구리 또는 구리 합금이 바람직하다. 또한, 제1 배선 및/또는 제2 배선의 표층에는, 도전성 접착 부재의 젖음성 및/또는 광반사성 등의 관점에서, 은, 백금, 알루미늄, 로듐, 금 혹은 이들의 합금 등의 층이 설치되어 있어도 좋다.
(비어 홀(15))
비어 홀(15)은 기재(11)의 정면과 배면을 관통하는 구멍 내에 설치되어, 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 접속하는 부재이다. 비어 홀(15)은 기재의 관통공의 표면을 피복하는 제4 배선(151)과, 제4 배선(151)에 충전된 충전 부재(152)에 의해 구성된다. 제4 배선(151)에는, 제1 배선, 제2 배선 및 제3 배선과 마찬가지의 도전성 부재를 이용할 수 있다. 충전 부재(152)에는, 도전성의 부재를 이용해도 좋고, 절연성의 부재를 이용해도 좋다.
(절연막(18))
절연막(18)은, 배면에 있어서의 절연성의 확보 및 단락의 방지를 도모하는 부재이다. 절연막은, 해당 분야에서 사용되는 것 중 어느 것으로 형성되어 있어도 좋다. 예를 들어, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
(발광소자(20))
발광소자(20)는, 전압을 인가함으로써 스스로 발광하는 반도체 소자로서, 질화물 반도체 등으로 구성되는 기존의 반도체 소자를 적용할 수 있다. 발광소자(20)로서는, 예를 들어 LED 칩을 들 수 있다. 발광소자(20)는, 적어도 반도체 적층체(23)를 구비하고, 많은 경우에 소자 기판(24)을 더 구비한다. 발광소자의 상면으로부터 보았을 때의 형상은, 직사각형, 특히 정방형 또는 일 방향으로 긴 장방 형상인 것이 바람직하지만, 그 외의 형상이어도 좋고, 예를 들어 육각 형상이면 발광 효율을 높일 수도 있다. 발광소자의 측면은, 상면에 대해, 수직이어도 좋고, 내측 또는 외측으로 경사져 있어도 좋다. 또한, 발광소자는, 정부 전극을 갖는다. 정부 전극은, 금, 은, 주석, 백금, 로듐, 티탄, 알루미늄, 텅스텐, 팔라듐, 니켈 또는 이들의 합금으로 구성할 수 있다. 발광소자의 발광 피크 파장은, 반도체 재료나 그 혼정비에 의해, 자외역으로부터 적외역까지 선택할 수 있다. 반도체 재료로서는, 파장 변환 물질을 효율 좋게 여기할 수 있는 단파장의 광을 발광 가능한 재료인, 질화물 반도체를 이용하는 것이 바람직하다. 질화물 반도체는, 주로 일반식 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x, 0≤y, x＋y≤1)로 나타내진다. 발광소자의 발광 피크 파장은, 발광 효율, 및 파장 변환 물질의 여기 및 그 발광과의 혼색 관계 등의 관점으로부터, 400nm 이상 530nm 이하가 바람직하고, 420nm 이상 490nm 이하가 보다 바람직하고, 450nm 이상 475nm 이하가 더 바람직하다. 이 외, InAlGaAs계 반도체, InAlGaP계 반도체, 황화아연, 셀렌화아연, 탄화규소 등을 이용할 수도 있다. 발광소자의 소자 기판은, 주로 반도체 적층체를 구성하는 반도체의 결정을 성장 가능한 결정 성장용 기판이지만, 결정 성장용 기판으로부터 분리한 반도체 소자 구조에 접합시키는 접합용 기판이어도 좋다. 소자 기판이 투광성을 가짐으로써, 플립 칩 실장을 채용하기 쉽고, 또한 광 취출 효율을 높이기 쉽다. 소자 기판의 모재로서는, 사파이어, 질화갈륨, 질화알루미늄, 실리콘, 탄화규소, 갈륨비소, 갈륨인, 인듐인, 황화아연, 산화아연, 셀렌화아연, 다이아몬드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사파이어가 바람직하다. 소자 기판의 두께는, 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 0.02mm 이상 1mm 이하이며, 소자 기판의 강도 및/또는 발광장치의 두께의 관점에서, 0.05mm 이상 0.3mm 이하인 것이 바람직하다.
(투광성 부재(30))
투광성 부재는 발광소자 상에 설치되어, 발광소자를 보호하는 부재이다. 투광성 부재는, 적어도 이하와 같은 모재로 구성된다. 또한, 투광성 부재는, 이하와 같은 파장 변환 물질(32)을 모재 중에 함유함으로써, 파장 변환 물질로서 기능시킬 수 있다. 투광성 부재가, 파장 변환 물질을 함유하는 층과, 파장 변환 물질을 실질적으로 함유하지 않는 층을 구비하고 있는 경우도, 각층의 모재가 이하와 같이 구성된다. 또한, 각층의 모재는 같아도 좋고 다르게 되어 있어도 좋다. 단, 투광성 부재가 파장 변환 물질을 가지는 것은 필수는 아니다. 또한, 투광성 부재는, 파장 변환 물질과 예를 들어 알루미나 등의 무기물과의 소결체, 또는 파장 변환 물질의 판상 결정 등을 이용할 수도 있다.
(투광성 부재의 모재(31))
투광성 부재의 모재(31)는, 발광소자로부터 발하여지는 광에 대해 투광성을 갖는 것이면 좋다. 또한, 「투광성」이란, 발광소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광투과율이, 바람직하게는 60% 이상인 것, 보다 바람직하게는 70% 이상인 것, 보다 더 바람직하게는 80% 이상인 것을 말한다. 투광성 부재의 모재는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 이용할 수 있다. 유리여도 좋다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 뛰어나서 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 투광성 부재는, 이들 모재 가운데 1종을 단층으로, 또는 이들 모재 중 2종 이상을 적층하여 구성할 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 「변성 수지」는, 하이브리드 수지를 포함하는 것으로 한다.
투광성 부재의 모재는, 상기 수지 또는 유리 중에 각종의 필러를 함유해도 좋다. 이 필러로서는, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화아연 등을 들 수 있다. 필러는, 이들 중 1종을 단독으로, 또는 이들 중 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 작은 산화규소가 바람직하다. 또한, 필러로서 나노 입자를 이용함으로써, 발광소자가 발하는 광의 산란을 증대시켜, 파장 변환 물질의 사용량을 저감할 수도 있다. 또한, 나노 입자란, 입경이 1nm 이상 100nm 이하의 입자로 한다. 또한, 본 명세서에서의 「입경」은, 예를 들어, D50으로 정의된다.
(파장 변환 물질(32))
파장 변환 물질은, 발광소자가 발하는 일차광 중 적어도 일부를 흡수하여, 일차광과는 다른 파장의 2차광을 발한다. 파장 변환 물질은, 이하에 나타내는 구체예 중 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
녹색 발광하는 파장 변환 물질로서는, 이트륨·알루미늄·가넷계 형광체(예를 들어 Y3(Al, Ga)5O12：Ce), 루테튬·알루미늄·가넷계 형광체(예를 들어, Lu3(Al, Ga)5O12：Ce), 테르븀·알루미늄·가넷계 형광체(예를 들어, Tb3(Al, Ga)5O12：Ce)계 형광체, 실리케이트계 형광체(예를 들면, (Ba, Sr)2SiO4：Eu), 클로로 실리케이트계 형광체(예를 들면, Ca8Mg(SiO4)4Cl2：Eu), β사이알론계 형광체(예를 들면, Si6 -zAlzOzN8-z：Eu(0＜z＜4.2)), SGS계 형광체(예를 들면, SrGa2S4：Eu) 등을 들 수 있다. 황색 발광의 파장 변환 물질로서는, α사이알론계 형광체(예를 들면, Mz(Si, Al)12(O, N)16(단, 0＜z≤2이며, M은 Li, Mg, Ca, Y 및 La 와 Ce를 제외한 란탄족 원소) 등을 들 수 있다. 이 외, 상기 녹색 발광하는 파장 변환 물질 중에는 황색 발광의 파장 변환 물질도 있다. 또한 예를 들어, 이트륨·알루미늄·가넷계 형광체는, Y의 일부를 Gd로 치환함으로써 발광 피크 파장을 장파장 측으로 쉬프트 시킬 수 있어서, 황색 발광이 가능하다. 또한, 이들 중에는, 등색 발광이 가능한 파장 변환 물질도 있다. 적색 발광하는 파장 변환 물질로서는, 질소 함유 알루미노 규산 칼슘(CASN 또는 SCASN)계 형광체(예를 들어(Sr, Ca)AlSiN3：Eu) 등을 들 수 있다. 이 외, 망간 부활 불화물계 형광체(일반식(I) A2M1 - aMnaF6］로 나타내지는 형광체(단, 상기 일반식(I) 중, A는, K, Li, Na, Rb, Cs 및 NH4로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며, M은, 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이며, a는 0<a<0.2를 만족한다))를 들 수 있다. 이 망간 부활 불화물계 형광체의 대표예로서는, 망간 부활 불화 규산 칼륨의 형광체(예를 들어 K2SiF6：Mn)가 있다.
(피복 부재(40))
광반사성의 피복 부재는, 상방으로의 광취출 효율의 관점으로부터, 발광소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광반사율이, 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 또한 피복 부재는, 백색인 것이 바람직하다. 따라서, 피복 부재는, 모재 중에 백색 안료를 함유하여 이루어지는 것이 바람직하다. 피복 부재는, 경화 전에는 액상 상태를 거친다. 피복 부재는, 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 압축 성형, 포팅 등으로 형성할 수 있다.
(피복 부재의 모재)
피복 부재의 모재는, 수지를 이용할 수 있으며, 예를 들어 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 뛰어나 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 피복 부재의 모재는, 상술한 투광성 부재와 같은 필러를 함유해도 좋다.
(백색 안료)
백색 안료는, 산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 티탄산바륨, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화규소 중 1종을 단독으로, 또는 이들 중 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 백색 안료의 형상은, 적절히 선택할 수 있어 부정형 또는 파쇄상이어도 좋지만, 유동성의 관점에서는 구 형상이 바람직하다. 또한, 백색 안료의 입경은, 예를 들어 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하 정도를 들 수 있지만, 광반사나 피복의 효과를 높이기 위해서는 작을수록 바람직하다. 광반성의 피복 부재 중의 백색 안료의 함유량은, 적절히 선택할 수 있지만, 광반사성 및 액상일 때에 있어서의 점도 등의 관점으로부터, 예를 들어 10wt% 이상 80wt% 이하가 바람직하고, 20wt% 이상 70wt% 이하가 보다 바람직하고, 30wt% 이상 60wt% 이하가 보다 더 바람직하다. 또한 「wt%」는, 중량 퍼센트로서, 광반사성의 피복 부재의 전 중량에 대한 해당 재료의 중량의 비율을 나타낸다.
(도광 부재(50))
도광 부재는, 발광소자와 투광성 부재를 접착하고, 발광소자로부터의 광을 투광성 부재로 도광하는 부재이다. 도광 부재의 모재는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 뛰어나 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 도광 부재의 모재는, 상술한 투광성 부재와 같은 필러를 함유해도 좋다. 또한, 도광 부재는, 생략할 수 있다.
(도전성 접착 부재(60))
도전성 접착 부재란, 발광소자의 전극과 제1 배선을 전기적으로 접속하는 부재이다. 도전성 접착 부재로서는, 금, 은, 동 등의 범프, 은, 금, 동, 백금, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속 분말과 수지 바인더를 포함한 금속 페이스트, 주석-비스무트계, 주석-구리계, 주석-은계, 금-주석계 등의 땜납, 저융점 금속 등의 경납 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 일 실시형태에 관한 발광장치는, 액정 디스플레이의 백라이트 장치, 각종 조명기구, 대형 디스플레이, 광고나 행선지 안내 등의 각종 표시장치, 프로젝터 장치, 나아가서는, 디지털 비디오 카메라, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 있어서의 화상 판독 장치 등에 이용할 수 있다.
1000, 2000: 발광장치
10: 기판
11: 기재
12: 제1 배선
13: 제2 배선
14: 제3 배선
15: 비어 홀
151: 제4 배선
152: 충전 부재
16: 구덩이
18: 절연막
20: 발광소자
30: 투광성 부재
40: 피복 부재
50: 도광 부재
60: 도전성 접착 부재

Claims (5)

  1. 발광장치와, 상기 발광장치가 실장된 실장 기판을 구비한 발광모듈로서,
    상기 발광장치는,
    장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하여, 상기 정면과 직교하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재와, 상기 정면에 배치되는 제1 배선과, 상기 배면에 배치되는 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 접속하는 비어 홀을 포함하는 기판과,
    상기 제1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제1 배선 상에 재치되는 적어도 하나의 발광소자와,
    상기 발광소자의 측면 및 상기 기판의 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비하고,
    상기 기재는, 상기 배면과 상기 저면으로 개구하며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 구덩이를 갖고,
    상기 복수의 구덩이는, 상기 정면으로부터 보았을 때에 상기 비어 홀과 이격되어 있고,
    상기 기판은, 복수의 상기 구덩이의 내벽을 피복하고, 상기 제2 배선과 전기적으로 접속되는 제3 배선을 갖고,
    상기 배면으로부터 상기 정면 방향에 있어서의 복수의 상기 구덩이의 깊이의 각각은, 상기 상면측보다 상기 저면측에서 깊게 되어 있고,
    상기 실장 기판은,
    상기 발광장치의 상기 기판이 구비하는 기재의, 상기 저면에 있어서의 상기 복수의 구덩이의 개구에 각각 대응하는 위치에 배치된 복수의 랜드 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 랜드 패턴의 각각은,
    협폭부와, 상기 협폭부에 대하여, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향으로 배치된 광폭부를 갖고,
    상기 제1 방향에 있어서의 상기 광폭부의 폭은, 상기 협폭부보다 넓고,
    상기 협폭부가, 상기 저면에 있어서의 상기 복수의 구덩이의 개구의 1개와 위치맞춤되어 있는, 발광모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랜드 패턴의 상기 협폭부에 있어서, 상기 제1 방향에 있어서의 중앙의 상기 제3 방향에 있어서의 길이는, 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 상기 제3 방향에 있어서의 길이보다 긴, 발광모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 랜드 패턴의 상기 협폭부에 있어서, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 발광장치의 중심에 가까운 측의 상기 제3 방향에 있어서의 길이는, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 발광장치의 중심으로부터 먼 측의 상기 제3 방향에 있어서의 길이보다 긴, 발광모듈.
  4. 발광장치와, 상기 발광장치가 실장된 실장 기판을 구비한 발광모듈로서,
    상기 발광장치는,
    장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하여, 상기 정면과 직교하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재와, 상기 정면에 배치되는 제1 배선과, 상기 배면에 배치되는 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 접속하는 비어 홀을 포함하는 기판과,
    상기 제1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제1 배선 상에 재치되는 적어도 하나의 발광소자와,
    상기 발광소자의 측면 및 상기 기판의 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비하고,
    상기 기재는, 상기 배면과 상기 저면으로 개구하며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 구덩이를 갖고,
    상기 복수의 구덩이는, 상기 정면으로부터 보았을 때에 상기 비어 홀과 이격되어 있고,
    상기 기판은, 복수의 상기 구덩이의 내벽을 피복하고, 상기 제2 배선과 전기적으로 접속되는 제3 배선을 갖고,
    상기 배면으로부터 상기 정면 방향에 있어서의 복수의 상기 구덩이의 깊이의 각각은, 상기 상면측보다 상기 저면측에서 깊게 되어 있고,
    상기 실장 기판은,
    상기 발광장치의 상기 기판이 구비하는 기재의, 상기 저면에 있어서의 상기 복수의 구덩이의 개구에 각각 대응하는 위치에 배치된 복수의 랜드 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 랜드 패턴의 각각에 있어서, 상기 제1 방향에 있어서의 중앙의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 있어서의 길이는, 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 상기 제3 방향에 있어서의 길이보다 긴, 발광모듈.
  5. 발광장치와, 상기 발광장치가 실장된 실장 기판을 구비한 발광모듈로서,
    상기 발광장치는,
    장변방향인 제1 방향과 단변방향인 제2 방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하여, 상기 정면과 직교하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재와, 상기 정면에 배치되는 제1 배선과, 상기 배면에 배치되는 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 접속하는 비어 홀을 포함하는 기판과,
    상기 제1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제1 배선 상에 재치되는 적어도 하나의 발광소자와,
    상기 발광소자의 측면 및 상기 기판의 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비하고,
    상기 기재는, 상기 배면과 상기 저면으로 개구하며 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 구덩이를 갖고,
    상기 복수의 구덩이는, 상기 정면으로부터 보았을 때에 상기 비어 홀과 이격되어 있고,
    상기 기판은, 복수의 상기 구덩이의 내벽을 피복하고, 상기 제2 배선과 전기적으로 접속되는 제3 배선을 갖고,
    상기 배면으로부터 상기 정면 방향에 있어서의 복수의 상기 구덩이의 깊이의 각각은, 상기 상면측보다 상기 저면측에서 깊게 되어 있고,
    상기 실장 기판은,
    상기 발광장치의 상기 기판이 구비하는 기재의, 상기 저면에 있어서의 상기 복수의 구덩이의 개구에 각각 대응하는 위치에 배치된 복수의 랜드 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 랜드 패턴의 각각에 있어서, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 발광장치의 중심에 가까운 측의, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 있어서의 길이는, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 발광장치의 중심으로부터 먼 측의 상기 제3 방향에 있어서의 길이보다 긴, 발광모듈.
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