KR20120117661A - 반사 수지 시트, 발광 다이오드 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

반사 수지 시트, 발광 다이오드 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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야스나리 오오야부
히사타카 이토
도시키 나이토
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

반사 수지 시트는, 반사 수지층을 발광 다이오드 소자의 측방에 설치하기 위한 반사 수지 시트로서, 제 1 이형 기재, 및 제 1 이형 기재의 두께 방향의 한쪽 면에 설치되는 반사 수지층을 구비한다. 제 1 이형 기재 및 반사 수지층에, 두께 방향을 관통하는 관통 구멍이, 반사 수지층에서의 관통 구멍의 내주면이 발광 다이오드 소자의 측면과 대향 배치될 수 있도록, 발광 다이오드 소자에 대응하여 형성되어 있다.

Description

반사 수지 시트, 발광 다이오드 장치 및 그 제조 방법{REFLECTING RESIN SHEET, LIGHT EMITTING DIODE DEVICE AND PRODUCING METHOD THEREOF}
본 발명은, 반사 수지 시트, 발광 다이오드 장치 및 그 제조 방법, 상세하게는, 발광 다이오드 장치의 제조 방법, 그것에 사용되는 반사 수지 시트, 및 발광 다이오드 장치의 제조 방법에 의해 얻어지는 발광 다이오드 장치에 관한 것이다.
최근, 고에너지의 빛을 발광할 수 있는 발광 장치로서, 백색 발광 장치가 알려져 있다. 백색 발광 장치에는, 예컨대 다이오드 기판과, 그것에 적층되고, 청색광을 발광하는 LED(발광 다이오드)와, 청색광을 황색광으로 변환할 수 있고 LED를 피복하는 형광체층과, LED를 봉지하는 봉지층이 설치되어 있다. 그와 같은 백색 발광 장치는 봉지층에 의해서 봉지되고, 다이오드 기판으로부터 전력이 공급되는 LED에서 발광되어 봉지층 및 형광체층을 투과한 청색광과, 형광체층에서 청색광의 일부가 파장 변환된 황색광의 혼색에 의해서, 고에너지의 백색광을 발광한다.
그와 같은 백색 발광 장치를 제조하는 방법으로서, 예컨대 다음 방법이 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허공개 제2005-191420호 공보 참조).
즉, 우선, 기판부와, 그의 주부(周部)로부터 상측으로 돌출하는 백색의 반사 테두리부로 이루어지는 기체(基體)를 형성하고, 이어서, 반도체 발광 소자를 기판부의 중앙에서 반사 테두리부에 의해서 형성되는 오목부의 바닥부에, 반사 테두리부의 내측에 간격을 두도록 와이어 본딩한다.
이어서, 오목부에 형광체와 액상의 에폭시 수지의 혼합물을 도포에 의해서 충전하고, 계속해서, 형광체를 오목부의 바닥부에 자연 침강시키고, 그 후, 에폭시 수지를 가열 경화시키는 방법이 제안되어 있다.
일본 특허공개 제2005-191420호 공보에서 제안되는 방법에 의해서 얻어지는 백색 발광 장치에서는, 침강에 의해서 형성되는 형광체를 고농도로 포함하는 형광체층(파장 변환층)이 반도체 발광 소자의 상측의 영역으로 구획되고, 에폭시 수지를 고농도로 포함하는 봉지부가 형광체층의 상측의 영역으로 구획된다.
그리고, 그 백색 발광 장치에서는, 반도체 발광 소자가 청색광을 방사상으로 발광하고, 그 중, 반도체 발광 소자로부터 상방을 향하여 발광된 청색광의 일부는 형광체층에서 황색광으로 변환됨과 함께, 잔부는 형광체층을 통과한다. 또한, 반도체 발광 소자로부터 측방을 향해 발광된 청색광은 반사 테두리부에서 반사되고, 계속해서, 상측을 향하여 조사된다. 그리고, 일본 특허공개 제2005-191420호 공보의 백색 발광 장치는, 그들 청색광 및 황색광의 혼색에 의해서, 백색광을 발색하고 있다.
그러나, 일본 특허공개 제2005-191420호 공보의 제조 방법에 의해 얻어지는 백색 발광 장치에서는, 반도체 발광 소자와 반사 테두리부가 간격을 두고 배치되어 있기 때문에, 반도체 발광 소자로부터 측방을 향하여 발광되는 빛의 일부는, 반사 테두리부에서 반사되기 전에, 봉지부에 흡수된다. 그 결과, 빛의 취출(取出) 효율이 저하된다고 하는 단점이 있다.
일본 특허공개 제2005-191420호 공보
본 발명의 목적은, 빛의 취출 효율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 장치, 그 제조 방법 및 그것에 사용되는 반사 수지 시트를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 반사 수지 시트는, 반사 수지층을 발광 다이오드 소자의 측방에 설치하기 위한 반사 수지 시트로서, 제 1 이형 기재, 및 상기 제 1 이형 기재의 두께 방향의 한쪽 면에 설치되는 상기 반사 수지층을 구비하고, 상기 제 1 이형 기재 및 상기 반사 수지층에, 상기 두께 방향을 관통하는 관통 구멍이, 상기 반사 수지층에서의 상기 관통 구멍의 내주면(內周面)이 상기 발광 다이오드 소자의 측면과 대향 배치될 수 있도록, 상기 발광 다이오드 소자에 대응하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 반사 수지 시트에서는, 관통 구멍이, 반사 수지층에서의 관통 구멍의 내주면이 발광 다이오드 소자의 측면과 대향 배치될 수 있도록, 발광 다이오드 소자에 대응하여 형성되어 있다. 그 때문에, 발광 다이오드 소자를 관통 구멍 내에, 반사 수지층에서의 관통 구멍의 내주면과 발광 다이오드 소자의 측면이 대향 배치되도록 배치될 수 있기 때문에, 반사 수지층을 발광 다이오드 소자의 측면에 확실히 밀착시킬 수 있다.
그 때문에, 얻어지는 발광 다이오드 장치에서는, 발광 다이오드 소자로부터 발광되는 빛은, 다른 부재에 의해서 흡수되기 전에, 반사 수지층에 의해서 반사된다.
그 결과, 빛의 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법은, 반사 수지층을 제 1 이형 기재의 두께 방향의 한쪽 면에 설치하는 공정, 관통 구멍을 상기 제 1 이형 기재 및 상기 반사 수지층에 상기 두께 방향을 관통하도록 형성함으로써 상기한 반사 수지 시트를 준비하는 공정, 상기 반사 수지 시트를 기재의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 상기 반사 수지층과 상기 기재가 접촉하도록 적층하는 공정, 발광 다이오드 소자를 상기 기재의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 배치하는 공정, 상기 반사 수지층을 상기 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착시키는 공정, 및 상기 제 1 이형 기재를 상기 반사 수지층으로부터 박리하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 방법에서는, 반사 수지층을 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착시킨다.
그 때문에, 상기한 방법에 의해 얻어지는 발광 다이오드 장치에서는, 발광 다이오드 소자로부터 발광되는 빛은, 다른 부재에 의해서 흡수되기 전에, 반사 수지층에 의해서 반사된다.
그 결과, 빛의 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법에서는, 상기 반사 수지층을 상기 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착시키는 공정에서는 상기 제 1 이형 기재를 상기 기재를 향해서 가압하는 것이 적합하다.
이 방법에서는, 제 1 이형 기재를 기재를 향해서 가압하기 때문에, 제 1 이형 기재와 기재에 두께 방향으로 끼워진 반사 수지층은 측방으로 유동한다. 그 때문에, 반사 수지층에서의 관통 구멍의 내주면과 발광 다이오드 소자의 측면이 대향 배치되어 있으면, 반사 수지층은 발광 다이오드 소자의 측면에 확실히 밀착될 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법에서는, 상기 기재가 다이오드 기판이며, 상기 발광 다이오드 소자를 상기 기재의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 배치하는 공정에서는, 상기 발광 다이오드 소자를 상기 반사 수지 시트의 상기 관통 구멍 내에 배치하여, 상기 발광 다이오드 소자를 상기 기재에 플립 장착하는 것이 적합하다.
이 방법에 의하면, 관통 구멍이 형성된 반사 수지 시트를 다이오드 기판인 기재에 대하여 정밀도 좋게 배치해 두면, 그 후, 발광 다이오드 소자를 반사 수지 시트의 관통 구멍 내에 배치함으로써 발광 다이오드 소자의 기재에 대한 정밀도 좋은 위치 결정을 간단하고 또한 확실히 실시할 수 있으면서, 발광 다이오드 소자를 기재에 플립 장착할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법에서는, 상기 기재가 제 2 이형 기재이며, 상기 기재를 상기 반사 수지층 및 상기 발광 다이오드 소자로부터 박리하는 공정, 및 상기 발광 다이오드 소자를 다이오드 기판에 플립 장착하는 공정을 추가로 구비하고 있는 것이 적합하다.
이 방법에서는, 반사 수지층에 측면이 밀착되고, 제 2 이형 기재인 기재가 박리된 발광 다이오드 소자를 다이오드 기판에 플립 장착하기 때문에, 발광 다이오드 장치를 간단히 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치는, 다이오드 기판과, 상기 다이오드 기판에 플립 장착된 발광 다이오드 소자와, 상기 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착되는 반사 수지층을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 발광 다이오드 장치에서는, 발광 다이오드 소자로부터 발광되는 빛은, 다른 부재에 의해서 흡수되기 전에, 반사 수지층에 의해서 반사된다.
그 결과, 빛의 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 장치는, 상기 발광 다이오드 소자의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 형성되는 형광체층을 추가로 구비하는 것이 적합하다.
이 발광 다이오드 장치는, 발광 다이오드 소자로부터 발광된 빛과, 형광체층에 의해서 파장 변환된 빛의 혼색에 의해서, 고에너지의 백색을 발광할 수 있다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 장치의 일 실시 형태의 평면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하는 제조 공정도이며,
(a)는 반사 수지층을 제 1 이형 기재의 상면에 설치하는 공정,
(b)는 관통 구멍을 제 1 이형 기재 및 반사 수지층에 형성하는 공정,
(c)는 반사 수지 시트를 다이오드 기판의 상면에 적층하는 공정,
(d)는 발광 다이오드 소자를 반사 수지 시트의 관통 내에 배치하는 공정을 나타낸다.
도 3은 도 2에 계속해서 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하는 제조 공정도이며,
(e)는 제 1 이형 기재를 다이오드 기판을 향해서 가압하는 공정,
(f)는 완충 시트를 떼어내고, 제 1 이형 기재를 박리하는 공정,
(g)는 발광 다이오드 소자를 개별화하는 공정을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법의 다른 실시 형태(제 2 이형 기재를 이용하는 태양)를 설명하는 제조 공정도이며,
(a)는 반사 수지층을 제 1 이형 기재의 상면에 설치하는 공정,
(b)는 관통 구멍을 제 1 이형 기재 및 반사 수지층에 형성하는 공정,
(c)는 반사 수지 시트를 제 2 이형 기재의 상면에 적층하는 공정,
(d)는 발광 다이오드 소자를 반사 수지 시트의 관통 내에 배치하는 공정을 나타낸다.
도 5는 도 4에 계속해서 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법의 다른 실시 형태(제 2 이형 기재를 이용하는 태양)를 설명하는 제조 공정도이며,
(e)는 제 1 이형 기재를 다이오드 기판을 향해서 가압하는 공정,
(f)는 완충 시트를 떼어내는 공정,
(g)는 발광 다이오드 소자를 개별화하는 공정,
(h)는 발광 다이오드 소자를 다이오드 기판에 플립 장착하는 공정을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 장치의 일 실시 형태의 평면도, 도 2 및 도 3은 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하는 제조 공정도를 나타낸다.
도 1 및 도 3(f)에 있어서, 이 발광 다이오드 장치(1)는, 기재로서의 다이오드 기판(2)과, 다이오드 기판(2)에 플립 장착된 발광 다이오드 소자(3)와, 발광 다이오드 소자(3)의 상면(두께 방향의 한쪽 면)에 적층되는 형광체층(5)과, 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 측방에 설치되는 반사 수지층(4)을 구비하고 있다.
발광 다이오드 장치(1)는, 면 방향(구체적으로는, 도 1의 화살표로 표시되는 지면 좌우 방향 및 지면 전후 방향)으로 서로 간격을 두고 복수 설치되어 있다. 상세하게는, 복수의 발광 다이오드 장치(1)는, 공통의 다이오드 기판(2)을 구비하고, 하나의 다이오드 기판(2) 상에, 복수의 발광 다이오드 소자(3), 그 측방에 설치되는 반사 수지층(4) 및 발광 다이오드 소자(3) 상에 각각 설치되는 복수의 형광체층(5)이 설치되어 있고, 복수의 발광 다이오드 장치(1)는 집합체 시트(24)를 형성하고 있다.
그리고, 도 1의 1점 파선 및 도 3(f)의 1점 파선으로 나타낸 바와 같이, 각 발광 다이오드 소자(3) 사이의 다이오드 기판(2) 및 반사 수지층(4)을 두께 방향을 따라 절단 가공(다이싱, 후술)함으로써 도 3(g)에 나타낸 바와 같이, 개별화된 각 발광 다이오드 장치(1)로서도 얻어진다.
다이오드 기판(2)은 대략 직사각형 평판 형상을 하고, 구체적으로는, 절연 기판 상에, 도체층이 회로 패턴으로서 적층된 적층판으로 형성되어 있다. 절연 기판은, 예컨대 실리콘 기판, 세라믹 기판, 폴리이미드 수지 기판 등으로 이루어지고, 바람직하게는 세라믹 기판, 구체적으로는, 사파이어(Al2O3) 기판으로 이루어진다. 도체층은, 예컨대 금, 구리, 은, 니켈 등의 도체로 형성되어 있다. 이들 도체는 단독 사용 또는 병용할 수 있다.
또한, 도체층은 단자(6)를 포함하고 있다.
단자(6)는 절연 기판의 상면에 있어서, 면 방향으로 간격을 두고 형성되어 있고, 후술하는 전극부(8)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 한편, 단자(6)는, 도시하지 않지만, 도체층을 통해서 전력 공급부와 전기적으로 접속되어 있다.
다이오드 기판(2)의 두께는, 예컨대 25 내지 2000㎛, 바람직하게는 50 내지 1000㎛이다.
발광 다이오드 소자(3)는 다이오드 기판(2)의 상면(두께 방향의 한쪽 면)에 설치되어 있고, 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 또한, 발광 다이오드 소자(3)는 하나의 다이오드 기판(2)의 상면에 있어서, 면 방향(도 1의 화살표로 나타내는 좌우 방향 및 전후 방향)으로 서로 간격을 두고 복수 정렬 배치되어 있다.
발광 다이오드 소자(3)는 도 3(f)에 나타낸 바와 같이, 광반도체층(7)과, 그 하면에 형성되는 전극부(8)를 구비하고 있다.
광반도체층(7)은 발광 다이오드 소자(3)의 외형 형상에 대응하는 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 면 방향으로 긴 단면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
광반도체층(7)은, 도시하지 않지만, 예컨대 하측에 순차적으로 적층되는 완충층, N형 반도체층, 발광층 및 P형 반도체층을 구비하고 있다. 광반도체층(7)은 공지된 반도체 재료로 형성되어 있고, 에피택셜 성장법 등의 공지된 성장법에 의해서 형성된다. 광반도체층(7)의 두께는, 예컨대 0.1 내지 500㎛, 바람직하게는 0.2 내지 200㎛이다.
전극부(8)는 광반도체층(7)과 전기적으로 접속되어 있고, 두께 방향으로 투영됐을 때에, 광반도체층(7)에 포함되도록 형성되어 있다. 또한, 전극부(8)는, 예컨대 P형 반도체층에 접속되는 애노드 전극과 N형 반도체층에 형성되는 캐소드 전극을 구비하고 있다.
전극부(8)는 공지된 도체 재료로 형성되어 있고, 그 두께는, 예컨대 10 내지 1000nm이다.
형광체층(5)은 발광 다이오드 소자(3)의 외형 형상에 대응하는 평면도상 대략 직사각형상을 하고, 발광 다이오드 소자(3)의 상면 전체면에 형성되어 있다.
형광체층(5)은, 예컨대 형광체를 함유하는 형광체 조성물 등으로 형성되어 있다.
형광체 조성물은, 예컨대 형광체 및 수지를 함유하고 있다.
형광체로서는, 예컨대 청색광을 황색광으로 변환할 수 있는 황색 형광체를 들 수 있다. 그와 같은 형광체로서는, 예컨대 복합 금속 산화물이나 금속 황화물 등에, 예컨대 세륨(Ce)이나 유로퓸(Eu) 등의 금속 원자가 도핑된 형광체를 들 수 있다.
구체적으로는, 형광체로서는, 예컨대 Y3Al5O12:Ce(YAG(이트륨?알루미늄?가넷):Ce), (Y,Gd)3Al5O12:Ce, Tb3Al3O12:Ce, Ca3Sc2Si3O12:Ce, Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12:Ce 등의 가넷형 결정 구조를 갖는 가넷형 형광체, 예컨대 (Sr,Ba)2SiO4:Eu, Ca3SiO4Cl2:Eu, Sr3SiO5:Eu, Li2SrSiO4:Eu, Ca3Si2O7:Eu 등의 실리케이트 형광체, 예컨대 CaAl12O19:Mn, SrAl2O4:Eu 등의 알루미네이트 형광체, 예컨대 ZnS:Cu, Al, CaS:Eu, CaGa2S4:Eu, SrGa2S4:Eu 등의 황화물 형광체, 예컨대 CaSi2O2N2:Eu, SrSi2O2N2:Eu, BaSi2O2N2:Eu, Ca-α-SiAlON 등의 산질화물 형광체, 예컨대 CaAlSiN3:Eu, CaSi5N8:Eu 등의 질화물 형광체, 예컨대 K2SiF6:Mn, K2TiF6:Mn 등의 불화물계 형광체 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 가넷형 형광체, 더욱 바람직하게는 Y3Al5O12:Ce(YAG)를 들 수 있다.
형광체는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
형광체 조성물에 있어서의 형광체의 배합 비율은, 예컨대 1 내지 50중량%, 바람직하게는 5 내지 30중량%이다. 또한, 수지 100질량부에 대한 형광체의 배합 비율은, 예컨대 1 내지 100질량부, 바람직하게는 5 내지 40질량부이다.
수지는, 형광체를 분산시키는 매트릭스이며, 예컨대 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 내구성의 관점에서 실리콘 수지를 들 수 있다.
실리콘 수지는, 주로, 실록산 결합(-Si-O-Si-)으로 이루어지는 주쇄와, 주쇄의 규소 원자(Si)에 결합하는 알킬기(예컨대, 메틸기 등) 또는 알콕실기(예컨대, 메톡시기) 등의 유기기로 이루어지는 측쇄를 분자 내에 갖고 있다.
구체적으로는, 실리콘 수지로서는, 예컨대 탈수 축합형 실리콘 수지, 부가 반응형 실리콘 수지, 과산화물 경화형 실리콘 수지, 습기 경화형 실리콘 수지, 경화형 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 부가 반응형 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
실리콘 수지의 25℃에서 동점도는, 예컨대 10 내지 30mm2/s이다.
수지는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
수지의 배합 비율은, 형광체 조성물에 대하여, 예컨대 50 내지 99질량%, 바람직하게는 70 내지 95질량%이다.
형광체 조성물은 형광체 및 수지를 상기한 배합 비율로 배합하고, 교반 혼합하는 것에 의해 조제된다.
또한, 형광체층(5)을, 예컨대 형광체의 세라믹(형광체 세라믹 플레이트)으로 형성할 수도 있다. 그 경우에는, 상기한 형광체를 세라믹 재료로 하여, 이러한 세라믹 재료를 소결함으로써 형광체층(5)(형광체 세라믹)을 얻는다.
형광체층(5)의 두께는, 예컨대 100 내지 1000㎛, 바람직하게는 200 내지 700㎛, 더욱 바람직하게는 300 내지 500㎛이다.
반사 수지층(4)은 다이오드 기판(2)의 상면에 형성되어 있고, 그 주단연(周端緣)이 두께 방향으로 투영됐을 때에, 다이오드 기판(2)의 주단연과 동일 위치가 되도록 형성되어 있다. 또한, 반사 수지층(4)은 두께 방향으로 투영됐을 때에, 적어도 발광 다이오드 소자(3)(구체적으로는, 전극부(8))가 형성되는 영역 이외의 영역에 형성되어 있다.
즉, 반사 수지층(4)은, 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 측면을 둘러쌈과 함께, 전극부(8)로부터 노출되는 광반도체층(7)의 하면도 피복하도록 배치되어 있다.
구체적으로는, 반사 수지층(4)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 각 발광 다이오드 소자(3) 및 각 형광체층(5)의 좌우 방향의 양외측 및 전후 방향의 양외측에서, 대략 직사각형 테두리 형상으로 형성되어 있고, 그들 테두리 부분이 좌우 방향 및 전후 방향에 걸쳐 연속하여 정렬 배치됨으로써, 하나의 다이오드 기판(2)의 상면에서, 평면도상 대략 격자 형상으로 형성되어 있다.
보다 구체적으로는, 도 3(f)에 나타낸 바와 같이, 반사 수지층(4)은 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 외측면, 구체적으로는, 각 발광 다이오드 소자(3) 및 각 형광체층(5)의 좌면, 우면, 전면(도 1 참조) 및 후면(도 1 참조)의 각 면에 밀착되어 있다. 또한, 반사 수지층(4)은 형광체층(5)의 상면을 노출하고 있다.
한편, 광반도체층(7)의 하측에는, 전극부(8)의 두께에 대응하는 하부 간극(12)(도 2(d) 참조)이 형성되어 있고, 이러한 하부 간극(12)에도, 반사 수지층(4)이 충전되어 있고, 이에 의해서, 반사 수지층(4)은 전극부(8)로부터 노출하는 광반도체층(7)의 하면 및 전극부(8)의 측면에도 밀착되어 있다.
반사 수지층(4)의 상면은, 형광체층(5)의 상면과 면 방향에서 실질적으로 하나의 면으로 형성되어 있다.
상기한 반사 수지층(4)은, 예컨대 광반사 성분을 함유하고 있고, 구체적으로는, 반사 수지층(4)은 수지와 광반사 성분을 함유하는 반사 수지 조성물로 형성되어 있다.
수지로서는, 예컨대 열경화성 실리콘 수지, 에폭시 수지, 열경화성 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 다이알릴프탈레이트 수지, 열경화성 우레탄 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있고, 바람직하게는 열경화성 실리콘 수지, 에폭시 수지를 들 수 있다.
광반사 성분은, 예컨대 백색의 화합물이며, 그와 같은 백색의 화합물로서는, 구체적으로는, 백색 안료를 들 수 있다.
백색 안료로서는, 예컨대 백색 무기 안료를 들 수 있고, 그와 같은 백색 무기 안료로서는, 예컨대 산화타이타늄, 산화아연, 산화지르코늄 등의 산화물, 예컨대 연백(탄산납), 탄산칼슘 등의 탄산염, 예컨대 카올린(카올리나이트) 등의 점토 광물 등을 들 수 있다.
백색 무기 안료로서, 바람직하게는 산화물, 더욱 바람직하게는 산화타이타늄을 들 수 있다.
산화타이타늄이면, 높은 백색도, 높은 광반사성, 우수한 은폐성(은폐력), 우수한 착색성(착색력), 높은 분산성, 우수한 내후성, 높은 화학적 안정성 등의 특성을 얻을 수 있다.
그와 같은 산화타이타늄은, 구체적으로는, TiO2(산화타이타늄(IV), 이산화타이타늄)이다.
산화타이타늄의 결정 구조는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 루틸, 브루카이트(판타이타늄석), 아나타제(예추석) 등이며, 바람직하게는 루틸이다.
또한, 산화타이타늄의 결정계는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 정방정계, 사방정계 등이며, 바람직하게는 정방정계이다.
산화타이타늄의 결정 구조 및 결정계가 루틸 및 정방정계이면, 반사 수지층(4)이 장기간 고온에 노출되는 경우에도, 빛(구체적으로는, 가시광, 특히, 파장 450nm 부근의 빛)에 대한 반사율이 저하되는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
광반사 성분은 입자 형상이며, 그 형상은 한정되지 않고, 예컨대 구 형상, 판 형상, 바늘 형상 등을 들 수 있다. 광반사 성분의 최대 길이의 평균값(구 형상인 경우에는, 그 평균 입자 직경)은, 예컨대 1 내지 1000nm이다. 최대 길이의 평균값은 레이저 회절 산란식 입도 분포계를 이용하여 측정된다.
광반사 성분의 배합 비율은, 수지 100질량부에 대하여, 예컨대 0.5 내지 90질량부, 바람직하게는 착색성, 광반사성 및 반사 수지 조성물의 취급성의 관점에서, 1.5 내지 70질량부이다.
상기한 광반사 성분은 수지 중에 균일하게 분산 혼합된다.
또한, 반사 수지 조성물에는, 추가로 충전제를 첨가할 수도 있다. 즉, 충전제를 광반사 성분(구체적으로는, 백색 안료)과 병용할 수 있다.
충전제는, 상기한 백색 안료를 제외한 공지된 충전제를 들 수 있고, 구체적으로는, 무기질 충전제를 들 수 있고, 그와 같은 무기질 충전제로서는, 예컨대 실리카 분말, 탈크 분말, 알루미나 분말, 질화알루미늄 분말, 질화규소 분말 등을 들 수 있다.
충전제로서, 바람직하게는 반사 수지층(4)의 선팽창율을 저감하는 관점에서, 실리카 분말을 들 수 있다.
실리카 분말로서는, 예컨대 용융 실리카 분말, 결정 실리카 분말 등을 들 수 있고, 바람직하게는 용융 실리카 분말(즉, 석영 유리 분말)을 들 수 있다.
충전제의 형상으로서는, 예컨대 구 형상, 판 형상, 바늘 형상 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 우수한 충전성 및 유동성의 관점에서, 구 형상을 들 수 있다.
따라서, 실리카 분말로서, 바람직하게는 구 형상 용융 실리카 분말을 들 수 있다.
충전제의 최대 길이의 평균값(구 형상인 경우에는, 평균 입자 직경)은, 예컨대 5 내지 60㎛, 바람직하게는 15 내지 45㎛이다. 최대 길이의 평균값은 레이저 회절 산란식 입도 분포계를 이용하여 측정된다.
충전제의 첨가 비율은, 충전제 및 광반사 성분의 총량이, 예컨대 수지 100질량부에 대하여, 10 내지 80질량부가 되도록 조정되고, 선팽창율의 저감 및 유동성의 확보의 관점에서, 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 25 내지 75질량부, 더욱 바람직하게는 40 내지 60질량부가 되도록 조정된다.
반사 수지 조성물은, 상기한 수지와 광반사 성분과 필요에 따라 첨가되는 충전제를 배합하고, 균일 혼합함으로써 조제된다.
또한, 반사 수지 조성물은 B 스테이지 상태로서 조제된다.
이러한 반사 수지 조성물은, 예컨대 액상 또는 반고형상으로 형성되어 있고, 그 동점도는, 예컨대 10 내지 30mm2/s이다.
반사 수지층(4)의 두께는, 예컨대 25 내지 500㎛, 바람직하게는 50 내지 300㎛이다.
다음으로, 상기한 발광 다이오드 장치(1)를 제조하는 방법에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
이 방법에서는, 우선, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 반사 수지 시트(13)를 준비한다.
도 2(b)에 나타내는 반사 수지 시트(13)는, 반사 수지층(4)을 발광 다이오드 소자(3)(도 2(c) 참조)의 측방에 전사하기 위한 전사 시트이다.
반사 수지 시트(13)는, 제 1 이형 기재(21)와, 제 1 이형 기재(21)의 상면(두께 방향의 한쪽 면)에 설치되는 반사 수지층(4)을 구비하고 있다.
그와 같은 반사 수지 시트(13)를 얻기 위해서는, 도 2(a)가 참조되는 바와 같이, 우선, 반사 수지층(4)을 제 1 이형 기재(21)의 상면(두께 방향의 한쪽 면)에 설치하여, 적층 시트(17)를 얻는다.
반사 수지층(4)을 제 1 이형 기재(21)의 상면에 설치하기 위해서는, 예컨대 우선, 제 1 이형 기재(21)를 준비한다.
제 1 이형 기재(21)는, 예컨대 폴리올레핀(구체적으로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 에틸렌?아세트산바이닐 공중합체(EVA) 등의 바이닐 중합체, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 폴리에스터, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소 수지 등의 수지 재료 등으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 이형 기재(21)는, 예컨대 철, 알루미늄, 스테인레스 등의 금속 재료 등으로도 형성되어 있다.
제 1 이형 기재(21)의 두께는, 예컨대 10 내지 1000㎛이다.
이어서, 반사 수지층(4)을 제 1 이형 기재(21)의 상면(두께 방향의 한쪽 면) 전체면에 적층한다.
반사 수지층(4)을 제 1 이형 기재(21)의 상면 전체면에 적층하기 위해서는, 예컨대, 디스펜서 등의 공지된 도포 방법에 의해서, 반사 수지 조성물을 제 1 이형 기재(21)의 상면 전체면에 도포한다. 이에 의해서, 반사 피막을 형성하고, 형성한 반사 피막을 가열함으로써 시트상의 반사 수지층(4)을 얻는다. 한편, 반사 수지층(4)은 가열에 의해서 B 스테이지 상태로 된다.
가열 조건으로서는, 가열 온도가, 예컨대 40 내지 150℃, 바람직하게는 50 내지 140℃이며, 가열 시간이, 예컨대 1 내지 60분간, 바람직하게는 3 내지 20분간이다.
이에 의해서, 제 1 이형 기재(21)와 그 상면에 적층되는 반사 수지층(4)을 구비하는 적층 시트(17)를 얻는다.
그 후, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(9)을 적층 시트(17)에 두께 방향을 관통하도록 형성한다.
즉, 관통 구멍(9)을, 도 2(c)가 참조되는 바와 같이, 발광 다이오드 소자(3)에 대응하도록 형성한다. 구체적으로는, 반사 수지 시트(13)를 상하 반전 후, 다이오드 기판(2)에 적층할 때에, 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)이 배치되는 영역과 실질적으로 동일 형상(구체적으로는, 평면도상 대략 직사각형상)이며, 반사 수지층(4)에서의 관통 구멍(9)의 내주면이 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 측면과 대향 배치될 수 있는 형상으로 관통 구멍(9)을 형성한다.
관통 구멍(9)의 최대 길이는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 1 내지 10000㎛이다.
관통 구멍(9)을 적층 시트(17)에 형성하기 위해서는, 예컨대 에칭(예컨대, 드라이 에칭 등), 금형에 의한 펀칭, 드릴 천공 등의 공지된 천공 방법이 채용된다.
이에 의해서, 제 1 이형 기재(21)와 반사 수지층(4)을 연통하도록 천공하여, 상기한 패턴의 관통 구멍(9)을 적층 시트(17)에 형성한다.
이에 의해, 반사 수지 시트(13)를 형성할 수 있다.
이어서, 이 방법에서는, 도 2(c)의 하부에 나타낸 바와 같이, 반사 수지 시트(13)를 다이오드 기판(2)에 적층한다.
즉, 우선, 도 2(b)에 나타내는 반사 수지 시트(13)를 상하 반전시킨다.
그 후, 상하 반전된 반사 수지 시트(13)를 다이오드 기판(2)의 상면(두께 방향의 한쪽 면)에, 반사 수지층(4)과 다이오드 기판(2)이 접촉하도록 적층한다.
이어서, 이 방법에서는, 도 2(c)의 상부에 나타낸 바와 같이, 상면에 형광체층(5)이 적층된 발광 다이오드 소자(3)를 준비한다.
구체적으로는, 우선, 형광체층(5)을 준비하고, 이어서, 그 형광체층(5)의 상면에 발광 다이오드 소자(3)를 적층하고, 그 후, 그들을 상하 반전시킨다.
형광체층(5)은 형광체 조성물로 형성하는 경우에는, 예컨대 형광체 조성물을 도시하지 않는 이형 필름의 상면에 도포하여, 형광체 피막(도시하지 않음)을 형성한다. 그 후, 형광체 피막을 예컨대 50 내지 150℃로 가열하여 건조함으로써 시트상의 형광체층(5)을 얻는다. 그 후, 이형 필름을 형광체층(5)으로부터 박리한다.
또는, 형광체층(5)을 형광체의 세라믹(형광체 세라믹 플레이트)으로 형성하는 경우에는, 예컨대 상기한 형광체를 세라믹 재료로 하여, 시트상으로 성형한 후, 그것을 소결함으로써 시트상의 형광체층(5)(형광체 세라믹)을 얻는다.
이어서, 광반도체층(7)을 형광체층(5)의 상면에, 에피택셜 성장법 등의 공지된 성장법에 의해 소정의 패턴으로 형성하고, 그 후, 전극부(8)를 광반도체층(7)의 상면에 상기한 패턴으로 형성한다.
이에 의해, 형광체층(5)의 상면에 발광 다이오드 소자(3)를 형성한다. 그 후, 필요에 따라, 소정 크기로 절단 가공(다이싱)하여, 적어도 하나의 발광 다이오드 소자(3)를 포함하는 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성한다(도 1 참조).
그 후, 형광체층(5) 및 발광 다이오드 소자(3)를 상하 반전시킴으로써, 상면에 형광체층(5)이 적층된 발광 다이오드 소자(3)를 준비한다.
이어서, 도 2(d)에 나타낸 바와 같이, 발광 다이오드 소자(3)를 다이오드 기판(2)의 상면(두께 방향의 한쪽 면)에 배치한다.
구체적으로는, 발광 다이오드 소자(3)를 반사 수지 시트(13)의 관통 구멍(9) 내에 배치하여, 발광 다이오드 소자(3)를 다이오드 기판(2)에 플립 장착한다. 플립 장착(플립 칩 장착으로도 칭함)은 전극부(8)와 단자(6)를 전기적으로 접속함으로써 실시한다.
그 후, 도 3(e)에 나타낸 바와 같이, 완충 시트(26)를 반사 수지 시트(13)의 상면에 설치한다.
완충 시트(26)는, 다음에 설명하는 가압(도 3(e)의 화살표 참조)에 있어서, 가압력이 발광 다이오드 소자(3)에 대해 불균일하게 걸리지 않도록, 그와 같은 가압력을 완충하는 시트(쿠션 시트)이며, 예컨대 탄성 시트(필름) 등으로 형성되어 있다.
완충 시트(26)를 형성하는 완충 재료로서는, 상기한 제 1 이형 기재(21)를 형성하는 수지 재료와 같은 수지 재료로 형성되어 있고, 바람직하게는 바이닐 중합체, 더욱 바람직하게는 EVA로 형성되어 있다.
완충 시트(26)의 두께는, 예컨대 0.01 내지 1mm, 바람직하게는 0.05 내지 0.2mm이다.
구체적으로는, 완충 시트(26)를, 평면도상에 있어서 관통 구멍(9)을 포함하는 반사 수지 시트(13)(제 1 이형 기재(21))의 상면에 형성한다.
계속해서, 도 3(e)의 화살표에 나타낸 바와 같이, 반사 수지 시트(13)를 하방을 향해서 가압한다.
구체적으로는, 예컨대 프레스기 등에 의해서, 완충 시트(26)를 통해서 반사 수지 시트(13)를 다이오드 기판(2)을 향해서 가압한다.
압력은, 예컨대 0.01 내지 7MPa, 바람직하게는 0.05 내지 4MPa이다.
또한, 필요에 따라, 상기한 가압을 가열과 함께 실시, 즉 열프레스(구체적으로는, 열판에 의해 가압하는 열프레스 등)할 수도 있다.
가열 온도는, 예컨대 25 내지 140℃이다.
이에 의해서, 반사 수지층(4)에 두께 방향으로 가해진 가압력은, 반사 수지층(4)이 제 1 이형 기재(21) 및 다이오드 기판(2)에 끼워져 있으므로, 측방, 구체적으로는, 면 방향 바깥쪽(좌방, 우방, 전방 및 후방) 전도한다. 이에 의해서, 반사 수지층(4)이 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 측면(좌면, 우면, 전면 및 후면)에 밀착된다.
한편, 도 2(d)의 가상선이 참조되는 바와 같이, 발광 다이오드 소자(3)를 관통 구멍(9) 내에 배치했을 때에, 반사 수지층(4)에서의 관통 구멍(9)의 내주면과, 발광 다이오드 소자(3)의 측면 사이에, 미소한 측부 간극(27)이 형성되는 경우가 있다. 그 경우에 있어서도, 상기한 가압에 의해서, 반사 수지층(4)이 면 방향 바깥쪽(좌방, 우방, 전방 및 후방)으로 유동하기 때문에, 측부 간극(27)이 반사 수지층(4)에 충전된다.
또한, 상기한 가압에 의해서, 하부 간극(12)도 반사 수지층(4)에 의해서 충전된다. 따라서, 하부 간극(12)에 충전되는 반사 수지층(4)은 광반도체층(7)의 하면 및 전극부(8)의 측면에 밀착된다.
그 후, 도 3(f)에 나타낸 바와 같이, 완충 시트(26)(도 3(e) 참조)를 제거하고, 계속해서, 제 1 이형 기재(21)(도 3(e) 참조)를 반사 수지층(4)으로부터 박리한다.
그 후, 가열에 의해서, B 스테이지 상태의 반사 수지층(4)을 경화시킨다.
이에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수 정렬 배치된 발광 다이오드 장치(1)로 이루어지는 집합체 시트(24)를 얻는다.
그 후, 도 1의 1점 파선 및 도 3(f)의 1점 파선에 나타낸 바와 같이, 서로 인접하는 발광 다이오드 소자(3)의 사이에서, 두께 방향을 따라, 다이오드 기판(2) 및 반사 수지층(4)을 절단 가공(다이싱)한다.
이에 의해, 복수의 발광 다이오드 소자(3)로 절단 분리된다. 즉, 발광 다이오드 소자(3)를 개별화(개편화)한다.
이에 의해, 도 3(g)에 나타낸 바와 같이, 개별화된 발광 다이오드 소자(3)를 구비하는 발광 다이오드 장치(1)를 얻는다.
그리고, 상기한 방법에서는, 반사 수지층(4)을 발광 다이오드 소자(3)의 측면에 밀착시킨다.
더구나, 이 방법에서는, 제 1 이형 기재(21)를 다이오드 기판(2)을 향해서 가압하기 때문에, 제 1 이형 기재(21)와 다이오드 기판(2)에 두께 방향으로 끼워진 반사 수지층(4)은 측방으로 유동한다. 그 때문에, 반사 수지층(4)에서의 관통 구멍(9)의 내주면과 발광 다이오드 소자(3)의 측면이 대향 배치되어 있기 때문에, 반사 수지층(4)은 발광 다이오드 소자(3)의 측면에 확실히 밀착될 수 있다.
그 때문에, 상기한 방법에 의해 얻어지는 발광 다이오드 장치(1)에서는, 발광 다이오드 소자(3)로부터 측방으로 발광되는 빛은 다른 부재에 의해서 흡수되기 전에 반사 수지층(4)에 의해서 반사된다.
또한, 이 발광 다이오드 장치(1)는 발광 다이오드 소자(3)로부터 상방으로 발광된 청색광과, 형광체층(5)에 의해서 파장 변환된 황색광의 혼색에 의해서, 고에너지의 백색을 발광할 수 있다.
그 결과, 빛의 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조 방법의 다른 실시 형태(제 2 이형 기재를 이용하는 태양)를 설명하는 제조 공정도를 나타낸다.
도 2 및 도 3의 실시 형태에서는, 본 발명의 발광 다이오드 장치의 제조법에서의 기재를 다이오드 기판(2)으로서 설명하고 있지만, 예컨대 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 2 이형 기재(이형 기재)(23)로 하여, 별도로, 다이오드 기판(2)을 준비함으로써 발광 다이오드 장치(1)를 얻을 수 있다.
다음으로, 제 2 이형 기재(23)를 이용하여 발광 다이오드 장치(1)를 제조하는 방법에 대하여, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 한편, 도 4 및 도 5에 있어서, 상기한 각 부분에 대응하는 부재에 관해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
우선, 이 방법에서는, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 제 1 이형 기재(21) 및 반사 수지층(4)을 구비하는 적층 시트(17)를 준비하고, 계속해서, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(9)을 적층 시트(17)에 형성함으로써 반사 수지 시트(13)를 준비한다.
계속해서, 도 4(c)의 하부에 나타낸 바와 같이, 반사 수지 시트(13)를 상하 반전시키고, 그 후, 기재로서의 제 2 이형 기재(23)의 상면에 적층한다.
제 2 이형 기재(23)는 상기한 제 1 이형 기재(21)와 같은 재료로 형성되어 있다. 또한, 제 2 이형 기재(23)를 가열에 의해 발광 다이오드 소자(3) 및 반사 수지층(4)으로부터 용이하게 박리할 수 있는 열박리 시트로 형성할 수도 있다. 열박리 시트는, 예컨대 도 4(c)의 가상선으로 나타낸 바와 같이, 지지층(15)과, 지지층(15)의 상면에 적층되는 점착층(16)을 구비하고 있다.
지지층(15)은, 예컨대 폴리에스터 등의 내열성 수지로 형성되어 있다.
점착층(16)은, 예컨대 상온(25℃)에서 점착성을 갖고, 가열 시에 점착성이 저감하는(또는, 점착성을 잃는) 열팽창성 점착제 등으로 형성되어 있다.
상기한 열박리 시트는 시판품을 이용할 수 있고, 구체적으로는, 리발파 시리즈(등록상표, 닛토덴코사 제품) 등을 이용할 수 있다.
열박리 시트는 지지층(15)에 의해서 반사 수지층(4) 및 발광 다이오드 소자(3)를 점착층(16)을 통해서 확실히 지지하면서, 그 후의 가열 및 열팽창에 의한 점착층(16)의 점착성 저하에 따라서, 발광 다이오드 소자(3) 및 반사 수지층(4)으로부터 박리된다.
제 2 이형 기재(23)의 두께는, 예컨대 10 내지 1000㎛이다.
이어서, 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 발광 다이오드 소자(3)를 제 2 이형 기재(23)의 상면에 설치한다.
구체적으로는, 발광 다이오드 소자(3)를 반사 수지 시트(13)의 관통 구멍(9) 내에 배치한다. 이에 의해, 반사 수지 시트(13)에서의 관통 구멍(9)의 내주면과, 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 측면이 대향 배치된다. 또한, 형광체층(5)이 제 2 이형 기재(23)와 접촉하도록 발광 다이오드 소자(3)를 관통 구멍(9) 내에 배치한다.
이어서, 도 5(e)에 나타낸 바와 같이, 완충 시트(26)를 반사 수지 시트(13)의 상면에 설치하고, 계속해서, 도 5(e)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 반사 수지 시트(13)를 하방을 향해서 가압한다. 이에 의해서, 반사 수지층(4)이 발광 다이오드 소자(3) 및 형광체층(5)의 측면에 밀착된다.
그 후, 도 5(f)에 나타낸 바와 같이, 완충 시트(26)(도 5(e) 참조)를 제거한다.
계속해서, 도 5(f)의 1점 파선에 나타낸 바와 같이, 서로 인접하는 발광 다이오드 소자(3)의 사이에서 두께 방향을 따라, 제 2 이형 기재(23), 반사 수지층(4) 및 제 1 이형 기재(21)를 절단 가공(다이싱)한다.
이에 의해, 복수의 발광 다이오드 소자(3)로 절단 분리된다. 즉, 도 5(g)에 나타낸 바와 같이, 반사 수지층(4)에 의해 측면이 밀착된 발광 다이오드 소자(3)를 개별화(개편화)한다.
그 후, 도 5(g)의 가상선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 이형 기재(21)를 반사 수지층(4)으로부터 박리함과 함께, 제 2 이형 기재(23)를 발광 다이오드 소자(3) 및 반사 수지층(4)으로부터 박리한다. 한편, 제 2 이형 기재(23)가 열박리 시트로 이루어지는 경우에는, 가열에 의해 제 2 이형 기재(23)를 박리한다.
그 후, 도 5(h)에 나타낸 바와 같이, 발광 다이오드 소자(3)를 상하 반전시키고, 그것을 다이오드 기판(2)에 플립 장착한다.
플립 장착에서는, 반사 수지층(4)은 B 스테이지 상태이므로, 그 하면이 다이오드 기판(2)의 상면에 부착함과 함께, 하부 간극(12)(도 2(d) 참조)에 충전되고, 그 후, 가열함으로써 반사 수지층(4)을 경화한다. 이에 의해, 반사 수지층(4)에 의해서 발광 다이오드 소자(3)가 봉지된다.
이에 의해, 발광 다이오드 장치(1)를 얻는다.
도 4 및 도 5의 실시 형태는 도 2 및 도 3의 실시 형태와 같은 작용 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5의 실시 형태에서는 반사 수지층(4)에 측면이 밀착되고, 제 2 이형 기재(23)가 박리된 발광 다이오드 소자(3)를 다이오드 기판(2)에 플립 장착하기 때문에, 발광 다이오드 장치(1)를 간단히 제조할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3의 실시 형태에 의하면, 관통 구멍(9)이 형성된 반사 수지 시트(13)를 다이오드 기판(2)에 대하여 정밀도 좋게 배치해 두면, 그 후, 발광 다이오드 소자(3)를 반사 수지 시트(13)의 관통 구멍(9) 내에 배치함으로써 발광 다이오드 소자(3)의 다이오드 기판(2)에 대한 정밀도 좋은 위치 결정을 간단하고 또한 확실히 실시할 수 있으면서, 발광 다이오드 소자(3)를 다이오드 기판(2)에 플립 장착할 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 제시하여, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그들에 한정되지 않는다.
실시예 1(도 2 및 도 3의 태양)
우선, 반사 수지 시트를 준비하였다(도 2(b) 참조).
즉, 우선, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 두께 25㎛의 제 1 이형 기재를 준비했다. 이어서, 열경화성 실리콘 수지 100질량부, 및 구 형상이고 평균 입자 직경 300nm인 산화타이타늄(TiO2: 루틸의 정방정계) 입자 20질량부를 균일하게 혼합함으로써 반사 수지 조성물을 조제하고, 조제한 반사 수지 조성물을 제 1 이형 기재의 상면 전체면에 도포하여, 반사 피막을 형성했다. 그 후, 반사 피막을 가열하여 B 스테이지 상태의 두께 100㎛의 반사 수지층을 제 1 이형 기재의 상면 전체면에 형성하여, 제 1 이형 기재 및 반사 수지층을 구비하는 적층 시트를 형성하였다(도 2(a) 참조).
이어서, 최대 길이 400㎛의 평면도상 직사각형상의 관통 구멍을, 금형에 의한 펀칭에 의해, 적층 시트에 형성했다. 이에 의해, 반사 수지층을 준비하였다(도 2(b) 참조).
이어서, 반사 수지 시트를 상하 반전시키고, 그 후, 상하 반전된 반사 수지 시트를 두께 1mm의 다이오드 기판의 상면에 적층하였다(도 2(c)의 하부 참조).
별도로, 형광체층을 준비하고, 이어서, 그 형광체층의 상면에 발광 다이오드 소자를 적층했다. 구체적으로는, 우선, 이형 필름을 준비하고, 그 후, Y3Al5O12:Ce로 이루어지는 형광체 입자(구 형상, 평균 입자 직경 8㎛) 26질량부, 및 실리콘 수지(부가 반응형 실리콘 수지, 동점도(25℃) 20mm2/s, 아사히화성와커실리콘사 제품) 74질량부를 배합하고, 균일 교반함으로써 형광체 조성물을 조제하고, 그것을, 준비된 이형 필름의 상면 전체면에 도포하여, 형광체 피막을 형성했다. 그 후, 형광체 피막을 100℃에서 건조시켜, 이형 필름의 상면 전체면에 형광체층을 형성했다. 그 후, 이형 필름을 형광체층으로부터 박리했다.
계속해서, 완충층(GaN), N형 반도체층(n-GaN), 발광층(InGaN) 및 P형 반도체층(p-GaN:Mg)을 포함하는 광반도체층과, 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함하는 전극부를 구비하는 두께 0.1mm의 발광 다이오드 소자를 형광체층의 상면에 형성했다. 이에 의해, 하면에 형광체층이 적층된 발광 다이오드 소자를 형성했다.
그 후, 발광 다이오드 소자 및 형광체층을 상하 반전시켰다(도 2(c)의 상부 참조).
이어서, 발광 다이오드 소자를 다이오드 기판의 상면에 배치하였다(도 2(d) 참조). 구체적으로는, 발광 다이오드 소자를 반사 수지 시트의 관통 구멍 내에 배치하고, 발광 다이오드 소자를 다이오드 기판에 플립 장착했다. 플립 장착은, 전극부와 단자를 전기적으로 접속함으로써 실시했다. 한편, 반사 수지층에서의 관통 구멍의 내주면과 발광 다이오드 소자의 측면은 면 방향으로 대향 배치되었다.
그 후, EVA로 이루어지는 두께 0.12mm의 완충 시트를 반사 수지 시트의 상면에 설치하였다(도 3(e) 참조).
이어서, 반사 시트를 프레스기에 의해서, 완충 시트를 통해서 다이오드 기판에 대해 압력 0.3MPa로 가압하였다(도 3(e)의 화살표 참조). 이에 의해서, 반사 수지층이 발광 다이오드 소자 및 형광체층의 측면에 밀착되었다.
이어서, 완충 시트를 제거하고, 계속해서, 제 1 이형 기재를 반사 수지층으로부터 박리하였다(도 3(f) 참조). 그 후, 반사 수지층을 가열함으로써 경화시켰다.
이에 의해, 복수 정렬 배치된 발광 다이오드 장치로 이루어지는 집합체 시트를 얻었다(도 1 참조).
그 후, 서로 인접하는 발광 다이오드 소자의 사이에서, 두께 방향을 따라, 다이오드 기판 및 반사 수지층을 다이싱하였다(도 1의 1점 파선 및 도 3(f)의 1점 파선 참조).
이에 의해, 발광 다이오드 소자를 개별화하고, 그를 구비하는 발광 다이오드 장치를 얻었다(도 3(g) 참조).
실시예 2(도 4 및 도 5의 태양)
실시예 1과 같이 하여, 적층 시트를 형성하고, 관통 구멍을 형성하고, 계속해서, 반사 수지 시트를 준비하였다(도 4(a) 및 도 4(b) 참조).
이어서, 반사 수지 시트를 상하 반전시키고, 그 후, 상하 반전된 반사 수지 시트를 열박리 시트(상품명「리발파」, 닛토덴코사 제품)로 이루어지는 두께 100㎛의 제 2 이형 기재의 상면에 적층하였다(도 4(c)의 하부 참조).
별도로, 이하의 기재에 따라서 준비한 형광체층의 상면에, 실시예 1과 같이 하여, 발광 다이오드 소자를 적층하고, 그들을 상하 반전시켰다(도 4(c)의 상부 참조).
<형광체층의 준비>
Y3Al5O12:Ce로 이루어지는 형광체 입자(구 형상, 평균 입자 직경 95nm) 4g, 바인더 수지로서 폴리(바이닐 뷰틸-코-바이닐 알코올 코 바이닐 알코올)(시그마알드릿치사 제품, 중량 평균 분자량 90000 내지 120000) 0.21g, 소결 조제로서 실리카 분말(카봇 코포레이션사 제품, 상품명「CAB-O-SIL HS-5」) 0.012g, 및 메탄올 10mL를 막자 사발로써 혼합하여 슬러리로 하고, 수득된 슬러리를 건조기로써 메탄올을 제거하여, 건조 분말을 수득했다.
이 건조 분말 700mg을 20mm×30mm 크기의 1축성 프레스 몰드형에 충전 후, 유압식 프레스기로써 약 10ton으로 가압하는 것으로, 두께 약 350㎛의 직사각형 형상으로 성형한 플레이트 형상 그린체를 수득했다.
수득된 그린체를 알루미나제 관 형상 전기로로써, 공기 중 2℃/min의 승온 속도로 800℃까지 가열하고, 바인더 수지 등의 유기 성분을 분해 제거한 후, 계속해서, 전기로 내를 로터리 펌프로써 진공 배기하고, 1500℃에서 5시간 가열하고, 두께 약 280㎛의 YAG:Ce 형광체의 세라믹 플레이트(YAG-CP)로 이루어지는 형광체층을 준비했다.
그리고, 발광 다이오드 소자를 제 2 이형 기재의 상면에 배치하였다(도 4(d) 참조). 구체적으로는, 발광 다이오드 소자 및 형광체층을 반사 수지 시트의 관통 구멍 내에 배치했다. 한편, 반사 수지층에 있어서의 관통 구멍의 내주면과 발광 다이오드 및 형광체층의 측면은 면 방향으로 대향 배치되었다.
그 후, EVA로 이루어지는 두께 0.12mm의 완충 시트를 반사 수지 시트의 상면에 설치하였다(도 5(e) 참조).
이어서, 반사 시트를 프레스기에 의해서, 완충 시트를 통해서 제 2 이형 기재에 대해 압력 0.3MPa로 가압하였다(도 5(e)의 화살표 참조).
이에 의해서, 반사 수지층이 발광 다이오드 소자 및 형광체층의 측면에 밀착되었다.
이어서, 완충 시트를 제거하였다(도 5(f) 참조).
그 후, 서로 인접하는 발광 다이오드 소자의 사이에서, 두께 방향을 따라, 제 2 이형 기재, 반사 수지층 및 제 1 이형 기재를 다이싱하였다(도 5(f)의 1점 파선 참조). 이에 의해, 반사 수지층에 의해 측면이 밀착된 발광 다이오드 소자를 개별화하였다(도 5(g) 참조).
이어서, 제 1 이형 기재를 반사 수지층의 상면으로부터 박리함과 함께, 제 2 이형 기재를 가열함으로써 발광 다이오드 소자 및 반사 수지층의 하면으로부터 박리하였다(도 5(g)의 가상선 참조).
그 후, 발광 다이오드 소자를 상하 반전시키고, 그것을 다이오드 기판에 플립 장착하였다(도 5(h) 참조). 플립 장착에서는, 반사 수지층을 가열함으로써 경화시키고, 그것에 의하여, 발광 다이오드 소자(의 측면)를 봉지했다.
이에 의해, 발광 다이오드 장치를 수득했다.
한편, 상기 설명은, 본 발명의 예시의 실시 형태로서 제공했지만, 이는 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해서 분명한 본 발명의 변형예는, 후기의 특허청구범위에 포함되는 것이다.

Claims (7)

  1. 반사 수지층을 발광 다이오드 소자의 측방에 설치하기 위한 반사 수지 시트로서,
    제 1 이형 기재, 및
    상기 제 1 이형 기재의 두께 방향의 한쪽 면에 설치되는 상기 반사 수지층을 구비하고,
    상기 제 1 이형 기재 및 상기 반사 수지층에, 상기 두께 방향을 관통하는 관통 구멍이, 상기 반사 수지층에서의 상기 관통 구멍의 내주면(內周面)이 상기 발광 다이오드 소자의 측면과 대향 배치될 수 있도록, 상기 발광 다이오드 소자에 대응하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사 수지 시트.
  2. 반사 수지층을 제 1 이형 기재의 두께 방향의 한쪽 면에 설치하는 공정,
    관통 구멍을 상기 제 1 이형 기재 및 상기 반사 수지층에 상기 두께 방향을 관통하도록 형성함으로써, 상기 관통 구멍이, 상기 반사 수지층에서의 상기 관통 구멍의 내주면이 발광 다이오드 소자의 측면과 대향 배치될 수 있도록, 상기 발광 다이오드 소자에 대응하여 형성되어 있는 반사 수지 시트를 준비하는 공정,
    상기 반사 수지 시트를 기재의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 상기 반사 수지층과 상기 기재가 접촉하도록 적층하는 공정,
    발광 다이오드 소자를 상기 기재의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 배치하는 공정,
    상기 반사 수지층을 상기 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착시키는 공정, 및
    상기 제 1 이형 기재를 상기 반사 수지층으로부터 박리하는 공정
    을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 수지층을 상기 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착시키는 공정에서는,
    상기 제 1 이형 기재를 상기 기재를 향해서 가압하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기재가 다이오드 기판이며,
    상기 발광 다이오드 소자를 상기 기재에 배치하는 공정에서는,
    상기 발광 다이오드 소자를 상기 반사 수지 시트의 상기 관통 구멍 내에 배치하여, 상기 발광 다이오드 소자를 상기 기재에 플립 장착하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기재가 제 2 이형 기재이며,
    상기 기재를 상기 반사 수지층 및 상기 발광 다이오드 소자로부터 박리하는 공정, 및
    상기 발광 다이오드 소자를 다이오드 기판에 플립 장착하는 공정
    을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
  6. 다이오드 기판과,
    상기 다이오드 기판에 플립 장착된 발광 다이오드 소자와,
    상기 발광 다이오드 소자의 측면에 밀착되는 반사 수지층
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 소자의 상기 두께 방향의 한쪽 면에 형성되는 형광체층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 장치.
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