KR20140022019A - 발광장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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도미오 이노우에
다카카즈 미야하라
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가부시키가이샤 에루므
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Abstract

저렴하고 특성이 우수한 발광장치 및 그 제조방법을 제공하는 것. 본 발명은, 전극형성면상에 범프(4, 5)를 구비하는 반도체 발광소자(6)의 광취출면상에 형광체 함유 필름편(2)을 접착한 2중구조체로 하고, 이 2중구조체의 범프 실장면(7)과 출광면(8) 이외의 노출면을 반사벽(3)으로 덮고, 반사벽을 가진 칩사이즈 패캐지로 함으로써 패키지 기판이 필요하지 않은 저렴하고, 휘도특성, 방열특성이 양호한 발광장치 및 색도의 수율이 양호한 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

발광장치 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 ＬＥＤ조명 등에 사용되는 발광장치(發光裝置) 및 그 제조방법(製造方法)에 관한 것으로서, 특히 청색광, 자색광, 자외선을 발하는 반도체 발광소자(半導體 發光素子)와 그 빛을 백색광으로 변환하는 형광체층(螢光體層)과 백색광을 일정방향으로 효율적으로 반사하는 반사벽(反射壁)으로 구성된 발광장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 ＬＥＤ를 사용한 조명장치가 실용화되어 백열전구나 형광등을 대체하고 있다. 그 이유는 저소비전력으로 동등한 휘도가 얻어지고, 지구온난화의 원인인 이산화탄소의 배출량을 대폭적으로 삭감할 수 있는 친환경 상품의 핵심이 되기 때문이다. 예를 들면 60W급의 백열전구에 있어서 동등한 휘도는, 9W의 ＬＥＤ전구에 의하여 실현할 수 있다. 이와 같이 모든 조명이 ＬＥＤ조명으로 바뀌면, 이산화탄소 배출량의 삭감목표는 용이하게 달성할 수 있지만, 이것을 저지하고 있는 것이 2개의 조명장치의 가격차가 아직 크다고 하는 것이다. 수명을 고려하면 그 가격차는 상당히 작아져 있기 때문에, 특수한 장소의 조명은, 그것을 교환하는 인건비도 삭감할 수 있으므로 ＬＥＤ조명으로 대체되고 있지만, 가장 요구가 많은 일반조명에는 초기의 가격차가 아직 크기 때문에 보급을 방해하고 있다.
ＬＥＤ전구를 비싸게 하고 있는 원인은 크게 나누면 2가지가 있으며, 그 1번째는 ＬＥＤ전구의 구동 전원은 직류의 정전류전원으로서 교류로부터의 변환기가 필요하게 되는 것, 2번째는 발광장치(백색ＬＥＤ 디바이스) 자체가 비싼 것이다. 백색ＬＥＤ 디바이스를 비싸게 하고 있는 원인은, 재료비가 높은 것과 수율(收率)이 나쁜 것이다. 백색ＬＥＤ 디바이스의 재료비는 점유율이 높은 쪽으로부터 패키지(package), ＬＥＤ칩, 형광체, 수지(樹脂)의 순이며, 백색ＬＥＤ 디바이스의 수율을 나쁘게 하고 있는 주요원인은, 색도(色度)(또는 색온도(色溫度))의 수율(즉 목표의 색도를 내기 위한 양품률이, 형광체 양의 편차 등에 의하여 나빠지는 것)이다. 백색ＬＥＤ 디바이스를 판매하고 있는 각 사(社)는, 이 관점으로부터 가격을 내리기 위해서 노력을 기울이고 있다.
그 첫번째의 예로서 특허문헌1에 나타나 있는 것 같은 ＣＲＥＥ사의 대응이다. 종래는 패키지에 반도체 발광소자(ＬＥＤ칩)를 실장한 후에, 형광체 분말을 분산시킨 수지로 패키지내를 봉함으로써 발광장치가 제조되고 있었지만, 이것으로는 발광장치의 색도검사에서 ＮＧ가 되었을 때는, 패키지도 포함된 발광장치 전체가 ＮＧ가 되어, 가장 비싼 패키지까지 버리게 된다. 이에 대하여 특허문헌1에서는, 도13(a), (b)에 나타나 있는 바와 같이 ＬＥＤ칩의 와이어본드패드(131)를 제외한 광취출면(혹은 ＬＥＤ칩의 측면까지 포함시켜서)에, 형광체층을 형성한 백색ＬＥＤ칩(130)으로 하고 있다. 이 경우에 색도검사는 칩의 단계에서 할 수 있어, 비싼 패키지가 버려지는 일은 없어지고, 또한 칩 표면의 범위에서만 형광체가 사용되지 않기 때문에 형광체의 절약도 된다. 또한 ＬＥＤ칩의 점광원(點光源)에 의하여 색도가 결정되기 때문에, 백색ＬＥＤ 디바이스의 지향각(指向角)에 의한 색도의 편차도 개선된다.
유사한 대응은 특허문헌2나 3에서도 이루어지고 있다.
특허문헌2에서는, 도14(a)에 나타나 있는 바와 같이 형광체 칩(141)을 ＬＥＤ칩에 투명수지에 의하여 접착시킨 칩 조립체(142)로서, 패키지에 플립칩 방식(flip chip 方式)으로 실장하거나, 또한 다른 예에서는, 와이어 본딩 방식(전극면을 위로 하여 실장하고, 기판과의 결선은 와이어 본딩으로 하는 방식)으로 실장하거나 하고 있다. 또한 특허문헌3에서는, 도14(b)에 나타나 있는 바와 같이 실장부(전극부)에 범프(bump)(146)를 구비하는 ＬＥＤ칩의 범프 선단부 이외를, 형광체 분말을 분산시킨 수지로 피복(被覆)하여 구조체(147)로 하고, 범프부에 도전성 접착제를 사용하여 반사벽(148)을 가지는 캐비티(cavity)에 실장하고, 투명수지로 밀봉하고 있다. 이 두번째의 예도 특허문헌1과 동일한 개선을 목적으로 한 예이다.
또한 특허문헌3의 경우에 구조체(147)는, 특허문헌4(반도체 소자, 특히 ＬＳＩ칩의 칩사이즈 패캐지에 관한 문헌)에 나타나 있는 반도체장치(도15(a)에 나타나 있는 반도체장치(150))와 유사한 구조로서, 본 발명에서 논의하려고 하는 것과 유사하다. 즉 칩사이즈 패캐지 구조로서, 도15(c)에 나타나 있는 바와 같이 배선기판에 직접적으로 탑재 가능하게 되어 있어, 재료비가 높은 패키지를 생략할 수 있는 구조이다. 그러나 이 구조의 발광장치(147)에는 친환경 조명에 필요한 중요한 특성이 누락되어 있다.
그것은 빛의 집광기능(集光機能)이 전혀 없는 것이다.
특허문헌1 : 일본국 특표2010-517289호 공보 특허문헌2 : 일본국 공개특허 특개2002-141559호 공보 특허문헌3 : 일본국 공개특허 특개2002-261325호 공보 특허문헌4 : 일본국 특허 제3526731호 공보
특허문헌1, 2 및 3에 나타나 있는 바와 같이, 형광체의 절약이나 색도의 수율개선 및 백색의 점발광체로 함으로써, 지향각에 의한 색도의 편차개선을 목적으로 하여, 말하자면 백색발광소자(백색ＬＥＤ칩)의 개념이 등장했다. 그 백색발광소자(130)를, 도13(c)에 나타나 있는 바와 같이 열전도율이 중간 정도로 좋은 판상(板狀)의 패키지 기판(133)(구체적으로는 알루미나 세라믹 기판(alumina ceramic 基板))에 실장하고, 수지렌즈(134)로 밀봉하여 목적의 방향으로 빛을 집광시키는 구조의 발광장치(132)를 싸게 만들어, 휘도, 방열 및 신뢰성도 겸비한 조명용 발광장치로서, 그 구조를 확립하고 있다. 그러나 부품구성상 가장 비싼 패키지는, 가능한 한 특성을 손상시키지 않고 가능한 한 싸게라고 하는 생각으로, 소형화나 반사벽의 구조를 제거하고 수지렌즈(134)에 의한 집광으로 대체되어 있지만, 아직 비싼 패키지 기판(133)은 존재하고 있고, 또한 그 패키지 기판(133) 자체가 조명용 발광장치의 특성도 적지 않게 나쁘게 하고 있다.
도13(c)의 경우로 구체적으로 말하면, 패키지 기판(알루미나 세라믹 기판)을 없애지 못하는 주요한 원인은 2가지가 있다. 하나는 백색ＬＥＤ칩(130)이 와이어 본딩 방식으로의 실장이기 때문에, 외부기판의 단자와 솔더로 실장하기 위해서는 패키지 기판(133)이 아무래도 필요하게 되는 것, 또 하나는 백색ＬＥＤ칩(130)의 빛을 일정방향으로 집광시키기 위해서는, 반사벽이나 렌즈가 필요하고, 그것을 형성하기 위해서도 패키지 기판(133)이 필요하게 되는 것이다.
전자(前者)는 플립칩 방식의 실장으로 변경하여 특허문헌3과 같은 도15(b)에서 나타내는 칩사이즈 패캐지(147)와 같이 하면, 패키지 기판은 생략 가능하지만, 후자(後者)는 도15(b)의 구조로는 해결할 수 없다. 즉 백색발광소자의 빛을 집광시키는 기능은 갖춰지지 않고 있는 것이다. 빛의 유효이용의 관점으로부터 말하면, 일정방향으로 빛을 향하게 하는 기능은, 친환경 조명에는 중요한 요소이다. 또한 이 기능은 발광원(發光源)의 근처에 두면 둘수록 효과적이다. 즉 발광장치로부터 떨어져서 그 주위에 반사벽을 두는 것보다, 발광장치중에 두는 것이 효과적이다. 그 때문에 발광장치내의 패키지에 집광기능을 갖게 하는 것이다.
다음에 도13(c)에 나타나 있는 패키지 기판(133)이 발광장치(132)의 특성을 나쁘게 하고 있는 내용을 구체적으로 설명하면,
하나는 방열성에 대해서이다. 4W급의 백색발광소자(130)의 p-n정크션(p-n junction)에서 발생한 열은, 도16(a)에 나타나 있는 바와 같이 ＬＥＤ칩의 애노드 전극으로부터, 그것에 열용착된 패키지 기판(133)의 전극(160)으로 흐르고, 알루미나 세라믹 기판(133), 전극(161), 솔더(162), 외부기판(163)으로 많은 층을 경유해서 흘러간다. 그것에 대하여 도15(b)에서 나타내는 칩사이즈 패캐지(147)의 경우에, 도16(b)에 나타나 있는 바와 같이 p-n정크션에서 발생한 열은, 범프(164), 솔더(162), 외부기판(163)으로 직접적으로 흘러, 기본적으로 방열성은 개선되는 구조로 이루어진다. 구체적인 계산을 하면, 도16의 (ａ)와 (b)의 차이인 알루미나 세라믹 기판(133)의 열저항 R은, 사이즈:3.56mm□, 두께:0.7mm, 열전도율:16W/ｍ·Ｋ를 사용하면, R = 3.68℃/W가 되며, 4W의 ＬＥＤ로 하면 온도는 이 기판 때문에 14.7℃ 상승한다.
다른 하나는 빛을 일정방향으로 향하게 하는 집광용의 수지렌즈(134)에 관해서이지만, 도13(c)에 나타나 있는 바와 같이 수지렌즈(134)가 패키지 기판(133)에 접촉하는 면에 있어서 일정 폭(약 50μm의 두께)의 부분(137)은, 렌즈형상이 아니라 박판상(薄板狀)으로 되어 있다. 빛이 이 부분으로 입광하면 가로방향으로 빛이 누설되어, 효율적으로 이용할 수 없게 된다. 이 부분(137)이 생기는 원인은 제조방법에 있으며, 실리콘 수지렌즈를 성형하는 콤프레스 성형(compress 成型)에서는 아무래도 생겨 버린다. 또한 이 문제점에 관해서는, 도15(b)에서 나타내는 칩사이즈 패캐지(147)에서는 집광의 기능은 전혀 갖춰지지 않고 있으므로 해결할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 특히 재료비의 점유율이 높은 패키지 기판을 제거한 칩사이즈 패캐지 구조로 하고, 또한 백색발광소자에 의하여 발한 빛을, 반사벽이라는 형태로 손실도 적고, 일정방향으로 집광시키는 기능도 구비한 구조로 함으로써 특성도 향상되고, 더 저렴한 조명용의 발광장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항1의 발명은,
청색광, 자색광 또는 자외선을 발광하고, 대향하는 2개의 주면(主面)을 가지고, 일방의 주면을 광취출면(光取出面)으로 하고 타방의 주면을 전극형성면(電極形成面)으로 하고, 상기 전극형성면상에 범프를 구비하는 반도체 발광소자(半導體 發光素子)의 위에 상기 광취출면과 동등하거나 혹은 큰 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 입광면(入光面)으로 하고 타방의 주면을 출광면(出光面)으로 하는 형광체 함유 필름편(螢光體 含有 film片)이, 상기 광취출면과 상기 입광면을 대향시키도록 중첩되어 배치되고,
상기 반도체 발광소자의 상기 전극형성면(범프의 면도 포함한다)과 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면, 또는 상기 반도체 발광소자의 범프에 있어서 외부 기판에 실장되는 면(이후 범프 실장면으로 적는다)과 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면이, 반사벽에 의하여 덮어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치로서,
반도체 발광소자의 p-n정크션에서 발광한 빛은, 그 대부분이 광취출면으로부터 나오고, 그 면과 겹쳐서 배치되어 있는 형광체 함유 필름편의 입광면으로부터 형광체 함유 필름편내로 들어가 형광체를 발광시켜, 그 토털(total)의 빛이 출광면으로부터 나가며, 조명용의 백색광으로서 이용된다.
반도체 발광소자를 사용한 조명용 백색광을 얻는 방법으로서, 초기에는 청색광으로 청색과 보색의 관계에 있는 황색의 빛을 발하는 ＹＡＧ계의 형광체 분말이 사용되고 있었다. 그러나 이 반도체 발광소자의 청색광과 ＹＡＧ형광체의 황색광으로 만들어지는 유사 백색광은, 평균연색평가지수(平均演色評價指數) Ｒａ의 값이 78 정도로 낮고, 그 조명으로 물체의 자연스러운 색을 재현하기에는 무리가 있었다. 거기에서 제2스텝으로서, 청색광으로 빛의 3원색인 녹색과 적색의 빛을 발하는 형광체 분말이 사용되게 되어, 반도체 발광소자의 청색광과 2종의 형광체로부터의 녹색광과 적색광에 의하여 빛의 3원색 성분에 의한 백색광이 되었다. 그 평균연색평가지수 Ｒａ의 값은 93으로 개선되어, 그 조명에 의한 색재현성도 매우 좋아졌다. 또한 앞으로 자색광이나 자외선을 발하는 반도체 발광소자의 고휘도화가 진행되면, 자색광이나 자외선으로 빛의 3원색을 발하는 3종의 형광체 분말이 사용된다. 또한 그것에 색재현성을 좋게 하기 위해서 복수의 형광체가 혼합되어도 좋다. 이와 같이 반도체 발광소자의 발광파장에 따라, 상기한 형광체 분말을 상기 형광체 함유 필름편에 분산시킴으로써, 원하는 조명용 백색광이 가능하게 된다.
이 구조라면 상기한 모든 과제를 해결하고 있다. 즉 반도체 발광소자의 광취출면상에서는, 형광체 함유 필름편이 겹쳐서 배치된 백색발광소자이며, 형광체의 절약이나 색도의 수율개선 및 백색의 점발광체이기 때문에 지향각에 의한 색도의 편차개선도 가능한 것.
반도체 발광소자의 전극형성면(바람직하게는 범프 실장면)과 형광체 함유 필름편의 출광면 이외의 면은, 반사벽에 의하여 덮여져 있어, 출광면 방향 이외로 가는 빛(반도체 발광소자의 전극형성면측으로 가는 빛, 반도체 발광소자의 측면으로 가는 빛, 형광체 함유 필름편의 측면으로 가는 빛 등)은 반사벽에서(전극형성면측으로 가는 빛은 전극에서도) 효율적으로 반사되어, 이 발광장치로부터 나가기 어렵다. 즉 빛은 이 반사벽에 의하여 일정방향으로 집광시키는 것. 또한 가로방향의 누설광을 막을 수 있는 구조인 것. 또한 이 반사벽은 발광원에 밀착하여(즉 가장 가까운 거리에서) 형성되어 있으므로, 가장 효율적으로 반사 집광되는 것.
반도체 발광소자가 범프 실장면으로 외부기판에 실장되는 칩사이즈 패캐지이기 때문에 비싼 패키지 기판은 사용하지 않고 있는 것. 또한 그 때문에 방열도 반도체 발광소자로부터 범프, 솔더, 외부기판으로 직접적으로 흐르는 것. 이다.
청구항2의 발명은,
상기 반도체 발광소자와 상기 형광체 함유 필름편은, 실리콘 수지 또는 색도나 색온도를 보정하기 위한 색소 또는 형광체를 함유한 실리콘 수지에 의하여 접착되는 것을 특징으로 하는 청구항1에 기재되어 있는 발광장치이다.
반도체 발광소자와 형광체 함유 필름편은 겹쳐서 접착되지만, 그 접착제는 빛이나 열에 의하여 열화변색(劣化變色)되기 어렵고, 신뢰성이 좋은 투명수지(透明樹脂)가 사용된다. 이 목적으로 가장 적당한 수지는 실리콘 수지이다. 또한 반도체 발광소자의 빛과 형광체 함유 필름편으로부터의 빛으로, 백색광의 색도나 색온도가 결정되지만, 반도체 발광소자의 빛의 파장의 편차나 형광체 함유 필름편에 포함되는 형광체의 양에 약간의 편차가 있기 때문에, 색도나 색온도에 편차가 발생하지만, 그것을 보정하는 목적으로 접착용의 실리콘 수지에 색소 또는 형광체 분말을 섞음으로써 보정이 가능하게 된다.
청구항3의 발명은,
상기 형광체 함유 필름편의 소재는, 실리콘 수지에 수종(數種)의 형광체 분말을 분산시킨 것이며, 상기 반사벽의 소재는, 실리콘 수지에 산화티탄 미분말(酸化 titan 黴粉末)을 분산시킨 것을 특징으로 하는 청구항1 또는 2의 어느 하나의 1항에 기재되어 있는 발광장치이다.
수종의 형광체 분말을 분산시키기 위한 수지는, 빛이나 열에 의한 열화나 변색이 없는 고굴절률의 투명수지로, 경도(硬度)가 Shore D로 60 이상의 것이 바람직하다. 이것에 가장 적당한 것은 실리콘 수지(레진 타이프(resin type)의 실리콘)이다. 또한 산화티탄 미분말을 분산시키기 위한 수지도 형광체 분말과 같지만, 주의가 더 필요한 것은 산화티탄에는 광촉매(光觸媒)의 성질이 있는 것이다. 즉 산화티탄에 빛(자외선이나 청색광 등)이 작용하면, 주위의 수분을 분해하고 활성화된 라디칼(radical)이 되어, 수지를 침범하여 변색시키는 현상이 발생한다. 그 때문에 실리콘 수지라도 단시간(수십시간)에 변색된다. 그것을 방지하기 위해서는 산화티탄의 선택에는 충분한 주의가 필요하고, 결정구조가 아나타제(anatase)보다 루틸(rutile) 쪽이 바람직하고, 또한 산화티탄 미분말 표면을 실리카(silica)나 알루미나(alumina)로 코팅한 것이나, 실록산 처리(siloxane 處理)한 것이 바람직하다. 그러한 처리에 의하여 광촉매 효과를 억제하는 것이 가능하다.
또한 반사벽의 두께는 빛을 반사시키기에 충분한 두께가 필요하다. 산화티탄 미립자의 입경(粒徑)은 0.2μｍ 정도이므로, 그 50∼100배 정도 이상의 두께이면 충분하다. 즉 반사벽의 두께는 10μｍ 이상이면 된다. 그 때문에 반도체 발광소자의 전극형성면의 범프의 높이도 10μｍ 이상이 필요하고, 범프 실장면을 반사벽으로부터 돌출시키기 위해서는, 바람직하게는 15μｍ 이상이 필요하다. 그러나 전극형성면은 반사율도 고려된 금속전극이 대부분을 차지하고 있으므로, 범프의 높이가 10μｍ 미만으로, 틈새에 반사벽용 수지를 충전할 수 없는 경우에는 전극형성면에 반사벽이 없어도 된다. 이 경우에 외부기판에 실장후에 언더필(underfill) 등으로 전극형성면에 있어서 노출된 면을 보호하면 된다.
또한 실리콘 수지와 산화티탄의 배합비는, 안료체적농도(顔料體積濃度)로 5∼30% 정도가 바람직하다.
청구항4의 발명은,
청구항1에 기재되어 있는 발광장치를 제조하는 방법으로서,
형광체 함유 필름을 다이싱 시트(dicing sheet)에 부착하고, 상기 형광체 함유 필름을 두꺼운 다이싱 블레이드(dicing blade)를 사용하여 행렬 모양으로 배열된 복수의 상기 형광체 함유 필름편으로 분할하는 Ａ1공정과, 행렬 모양으로 배열된 복수의 상기 형광체 함유 필름편을 워크시트(work sheet)에 전사(轉寫)하는 Ａ2공정과, 복수의 상기 형광체 함유 필름편상에, 상기 실리콘 수지를 포팅(potting)하고, 상기 반도체 발광소자를 상기 광취출면을 아래로 하여 다이본드(die bond)하여, 상기 형광체 함유 필름편과 상기 반도체 발광소자의 2중구조체(2重構造體)를 형성하는 Ａ3공정과, 행렬 모양으로 배열된 복수의 상기 2중구조체가 존재하는 영역을 1개의 통로를 남기고 둘러싸도록 워크시트상에 부착되는 띠모양의 반사벽용 스페이서(反射壁用 spacer)와, 상기 반사벽용 스페이서의 상면과 상기 범프 실장면에 밀착시켜서 뚜껑을 덮는 천장면 시트에 의하여, 상기 1개의 통로 이외가 밀봉된 밀폐공간을 형성하는 Ａ4공정과, 상기 A4공정으로 형성된 밀봉공간에 상기 반사벽을 형성하는 수지(이후 반사벽용 수지로 적는다)를 상기 1개의 통로로부터 충전하고 경화시켜, 상기 2중구조체의 상기 출광면과 상기 범프 실장면 이외의 면을 상기 반사벽에 의하여 덮는 Ａ5공정과, 워크시트와 천장면 시트를 벗기고, 반사벽에 의하여 결합되어 판상이 된 2중구조체를 다이싱 시트에 부착하고, 상기 두꺼운 다이싱 블레이드보다 얇은 다이싱 블레이드에 의하여 인접하는 2중구조체의 중앙을 다이싱 함으로써 개별의 상기 발광장치로 분할하는 Ａ6공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
이 제조방법을 사용함으로써, 청구항1의 발광장치는 효율적으로 제조된다.
이 제조방법은 특허문헌4와 유사한 공정도 있지만, 반사벽의 두께가 다이싱에 의하여 규정되는 것은, 형광체 함유 필름편의 측면이고, 반도체 발광소자의 측면이 아닌 점이 다르다.
청구항5의 발명은, 청구항4에 기재되어 있는 발명에 있어서,
상기 형광체 함유 필름은,
두꺼운 박리시트상에, 상기 형광체 함유 필름을 형성하는 공간(이후 필름형성공간으로 적는다)을 둘러싸도록, 닫힌 띠모양의 형광체용 스페이서를 부착하는 Ｃ1공정과, 형광체 분말을 분산시킨 실리콘 수지(이후 형광체 함유 실리콘 수지로 적는다)를 공급기구에 의하여 상기 필름형성공간에 포팅하는 Ｃ2공정과, 상기 형광체 함유 실리콘 수지에 의하여, 상기 형광체용 스페이서의 두께로 상기 필름형성공간을 채우도록 하는 Ｃ3공정과, 상기 필름형성공간에 박리시트로 뚜껑을 하고, 평활하고 강성이 높은 판으로, 상기 두꺼운 박리시트와 상기 얇은 박리시트를 사이에 두고, 상기 필름형성공간을 에워싸고, 일정한 압력을 가하면서 경화시키는 Ｃ4공정으로 이루어지는 공정에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 제조방법을 사용함으로써, 형광체 함유 필름은 간단한 치공구에 의하여 효율적으로 제조된다. 형광체 분말의 농도는 배합의 조정으로, 형광체 함유 필름의 두께는 형광체용 스페이서의 두께로 조정 가능하다. 또한 스프링 등으로 가압된 평활하고 강성이 높은 판에 의한 끼우기에 의하여 밀봉 경화시키기 때문에 평탄한 면이 되며, 청구항5 또는 6에서 사용하는 워크시트에 있어서 ＵＶ풀과의 앵커 효과(anchor 效果)에 의한 관련이 없기 때문에 박리성이 좋아진다.
청구항6의 발명은, 청구항5에 기재되어 있는 발명에 있어서,
상기 워크시트, 상기 반사벽용 스페이서, 상기 천장면 시트 및 상기 형광체용 스페이서는, 내열성 수지로 이루어지는 기재 시트(基材 sheet)의 일방의 면상에 자외선 경화성의 점착풀(이후 ＵＶ풀로 적는다)을 코팅한 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
상기 시트류는 실리콘 수지를 경화시키는 공정에서 사용되므로, 그 경화온도에 견디는 내열성이 필요하다. 그 때문에 시트의 기재는 ＰＥＴ수지 등의 내열성 수지가 바람직하다. 또한 ＵＶ풀은 자외선으로 경화시켜버리면, 실리콘 수지의 경화온도에 있어서도 실리콘 수지와 반응하지 않고, 경화후의 실리콘 수지와의 박리성도 양호하다.
청구항7의 발명은 청구항6에 기재되어 있는 발명에 있어서,
상기 반사벽용 수지는,
상기 워크시트상에 상기 1개의 통로를 가지고, 상기 A4공정으로 형성된 밀봉공간을 형성하고 있는 구조체에 자외선을 조사(照射)하여 상기 구조체의 ＵＶ풀을 경화시키는 Ｄ1공정과, 상기 구조체를 진공처리가 가능한 챔버내에 두고, 상기 챔버내를 진공처리하는 Ｄ2공정과, 상기 챔버내에 두어진 상기 구조체의 상기 1개의 통로를 막도록 상기 반사벽용 수지를 포팅하는 Ｄ3공정과, 상기 챔버내의 기압을 서서히 대기압에 가깝게 하고, 상기 반사벽용 수지가 상기 1개의 통로를 통하여, 상기 A4공정으로 형성된 밀봉공간에 충전되는 Ｄ4공정으로 이루어지는 공정에 의하여 충전되는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
이 제조방법을 사용함으로써, 청구항6에 기재되어 있는 발명이 효율적으로 실시된다. 또한 이 공정에 사용되는 설비도, 간단한 진공챔버와 대기압을 이용해서 이 반사벽용 수지를 포팅하는 간단한 기구에 의하여 가능하다. 또 상기 D2공정에 있어서의 진공처리는, 예를 들면 로터리 펌프(rotary pump)를 사용함으로써 10 -1 Ｐａ 정도로 진공처리한다.
청구항8의 발명은, 청구항4, 5, 6, 7의 어느 하나의 1항에 기재되어 있는 발명에 있어서,
상기 A2공정과 A3공정 사이에, 상기 형광체 함유 필름편의 하방으로부터 상기 반도체 발광소자와 같은 파장의 빛을 발하는 발광체에 의하여 상기 형광체 함유 필름편을 조사하고, 상방의 디텍터(detector)에 의하여 상기 형광체 함유 필름편에서 변환된 빛의 색도 또는 색온도 등을 측정하는 Ｅ1공정을 더하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
이 공정을 추가함으로써 형광체 함유 필름편의 선별이 가능하고, 원하는 색도 또는 색온도의 발광장치를 수율 좋고 효율적으로 제조할 수 있다.
청구항9의 발명은, 청구항8에 기재되어 있는 발명에 있어서,
상기 A3공정에서 사용하는 상기 실리콘 수지는, 상기 E1공정의 측정 데이터를 기초로 하여 색도 또는 색온도를 보정하기 위한 색소 또는 형광체 분말이 분산된 실리콘 수지인 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
반도체 발광소자와 형광체 함유 필름편의 접착에 사용하는 실리콘 수지중에, E1공정으로 측정한 데이터를 기초로, 색도를 보정하기 위한 농도의 색소나 형광체 분말을 분산시키면, 원하는 색도 또는 색온도의 발광장치를 수율 좋고 효율적으로 제조할 수 있다.
청구항10의 발명은, 청구항6 내지 9의 어느 하나의 1항에 기재되어 있는 발명에 있어서,
상기 워크시트 또는 상기 천장면 시트의 상기 내열성 수지로 이루어지는 기재 시트에 있어서, ＵＶ풀이 코팅되는 면은, 상기 풀과의 접착강도를 늘리기 위해서, 불투명 유리모양으로 거칠게 되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
상기 기재 시트와 ＵＶ풀의 접착강도는, 기재 시트의 면이 경면(鏡面)에 가깝기 때문에 경화된 ＵＶ풀과의 밀착강도가 약하고, 반사벽용 수지의 경화후에 워크시트나 천장면 시트를 벗길 때에, 경화된 ＵＶ풀이 반사벽이나 형광체 함유 필름편측에 남는 경우가 있다. 이것은 기재 시트의 면을 불투명 유리모양으로 하여, 기재 시트와 ＵＶ풀과의 접착강도를 앵커 효과에 의하여 강하게 함으로써 개선할 수 있다.
청구항11의 발명은,
청색광, 자색광 또는 자외선을 발광하고, 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 광취출면으로 하고 타방의 주면을 전극형성면으로 하고, 상기 전극형성면상에 범프를 구비하는 반도체 발광소자의 위에, 상기 광취출면과 동등하거나 혹은 큰 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 입광면으로 하고 타방의 주면을 출광면으로 하는 형광체 함유 필름편이, 상기 광취출면과 상기 입광면을 대향시키도록 중첩되어 배치되고,
상기 반도체 발광소자의 상기 전극형성면(범프의 면도 포함한다)과 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면(혹은 상기 반도체 발광소자의 범프 실장면과, 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면)과, 상기 형광체 함유 필름편의 측면의 상기 출광면측의 부분 이외의 노출면이 반사벽에 의하여 덮어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치이다.
이 발광장치는 청구항1과 거의 동일하지만, 제조방법을 간략화하기 위해서 구조상에 약간의 제약을 받고 있다. 그것은 형광체 함유 필름편의 측면의 일부에 반사벽이 없는 부분이 발생하여, 그 때문에 약간의 횡누설광이 발생하는 가능성이 있다. 그러나 상기한 과제는, 청구항1과 마찬가지로 거의 해결하고 있다.
여기에서 참고로 형광체 함유 필름편의 측면에 반사벽이 전혀 없는 경우(반도체 발광소자의 측면에는 반사벽이 있다)는, 청구항1과 같이 반사벽이 있는 경우와 비교하여, 축상에서 10% 이상 휘도가 낮아진다. 즉 형광체 함유 필름편의 측면의 반사벽이 없는 부분은, 가능한 한 좁게 할 필요가 있으며, 형광체 함유 필름편의 측면의 반사벽은, 집광에는 중요한 요소임을 알 수 있다.
또한 이 구조의 경우에, 청구항4의 제조방법에 있어서 A2공정(전사하는 공정)에 상당하는 공정을 생략할 수 있다.
청구항12의 발명은,
대향하는 2개의 주면을 가지는 사각형 모양으로, 일방의 주면을 광취출면으로 하고 타방의 주면을 전극형성면으로 하고, 상기 전극형성면상에 범프를 구비하는 반도체 발광소자의 위에, 상기 광취출면과 동등하거나 혹은 큰 대향하는 2개의 주면을 가지는 사각형 모양으로, 일방의 주면을 입광면으로 하고 타방의 주면을 출광면으로 하는 투명 필름편이 상기 광취출면과 상기 입광면을 대향시키도록 중첩되어 배치되고, 상기 반도체 발광소자의 상기 전극형성면(범프의 면도 포함한다)과 상기 투명 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면 또는 상기 반도체 발광소자의 범프 실장면과 상기 투명 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면이, 반사벽에 의하여 덮어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치이다.
백색발광장치에 한하지 않고, 본 발명의 구조를 단색발광의 반도체 발광장치에 응용함으로써 빛의 삼원색에 대응한 발광장치의 제조가 가능하다. 이들의 발광장치는 반사벽이 있는 칩사이즈 패캐지와 초소형 형상이므로, 적색, 녹색, 청색의 단색발광장치를 인접하여 배치할 수 있고, 색 혼합이 양호하고 색재현성이 우수한 고휘도의 백색발광장치를 구성할 수 있다. 조명용에 한하지 않고, 풀컬러(full color)의 백라이트(backlight) 용도에도 사용할 수 있다.
본 발명의 발광장치는 반사벽을 구비한 칩사이즈 패캐지의 구조에 의하여, 상기한 모든 과제를 해결할 수 있다. 즉,
비싼 패키지 기판을 사용하지 않으므로 저비용화가 가능하다.
반도체 발광소자의 광취출면상에서는, 형광체 함유 필름편이 겹쳐서 배치된 백색발광소자이며, 형광체의 절약 및 백색의 점발광체이기 때문에 지향각에 의한 색도의 편차개선을 할 수 있다.
반도체 발광소자의 범프 실장면과 형광체 함유 필름편의 출광면 이외의 면은, 반사벽에 의하여 덮여져 있어, 출광면 방향 이외로 가는 빛(특히 반도체 발광소자의 측면으로 가는 빛, 형광체 함유 필름편의 측면으로 가는 빛 등)은, 반사벽에서 분산 반사되어 일정방향으로 집광된다.
또한 이 반사벽은, 발광원에 밀착하여(즉 가장 가까운 거리에서) 형성되어 있으므로, 분산 반사에서는 가장 효율적으로 반사 집광할 수 있고, 고휘도로 할 수 있다.
또한 반도체 발광소자가 범프 실장면으로 외부기판에 실장되기 때문에 방열도 반도체 발광소자로부터 범프, 솔더, 외부기판으로 직접적으로 흐른다.
또한 백색발광장치에 한하지 않고, 본 발명의 구조를 단색발광의 반도체발광장치에 응용함으로써 빛의 삼원색에 대응한 발광장치의 제조가 가능하고, 이들의 발광장치는 반사벽이 있는 칩사이즈 패캐지와 초소형 형상이므로, 적색, 녹색, 청색의 단색발광장치를 인접하여 배치할 수 있으며, 색 혼합이 양호하고 색재현성이 우수한 고휘도의 백색발광장치를 구성할 수 있다.
또한 제조방법에 있어서도 형광체 함유 필름편의 선별이 가능하고, 원하는 색도 또는 색온도의 발광장치를 수율 좋고, 효율적으로 제조할 수 있다.
[도1] 본 발명의 제1실시형태의 발광장치의 도면으로서, (a)는 위로부터 본 평면도, (b)는 아래로부터 본 평면도, (c)는 선 A-A에서의 단면도이다.
[도2] 본 발명의 제2실시형태의 발광장치의 도면으로서, (a)는 위로부터 본 평면도, (b)는 아래로부터 본 평면도, (c)는 선 B-B에서의 단면도이다.
[도3] 본 발명의 제3실시형태의 발광장치의 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 단면도이다.
[도4] 본 발명의 제4실시형태의 발광장치의 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 단면도이다.
[도5] 본 발명의 제1실시형태의 발광장치의 제조방법을 나타내는 제조공정도이다.
[도6] 본 발명의 제2실시형태의 발광장치의 제조방법을 나타내는 제조공정도이다.
[도7] 본 발명의 제5실시형태의 형광체 함유 필름의 제조방법을 나타내는 제조공정도이다.
[도8] 본 발명의 제조방법에 사용하는 워크의 설명도이다.
[도9] 본 발명의 제조방법에 사용하는 수지충전기의 설명도이다.
[도10] 본 발명의 제조방법에 사용하는 반사벽용 수지충전 공정의 설명도이다.
[도11] 본 발명의 제6실시형태의 제조방법에 추가되는 제조공정도이다.
[도12] 본 발명의 제조방법에 사용하는 ＵＶ시트 개선예의 설명도이다.
[도13] 종래기술의 발광장치를 나타내는 도면으로서, (a), (b)는 백색발광소자, (c)는 발광장치이다.
[도14] 종래기술의 발광장치를 나타내는 단면도이다.
[도15] 종래기술의 칩사이즈 패캐지를 나타내는 도면이다.
[도16] 발광장치로부터의 방열을 설명하기 위한 도면이다.
[도17] 본 발명의 제7실시형태의 발광장치의 도면으로서, (a)는 위로부터 본 평면도, (b)는 아래로부터 본 평면도, (c)는 선 C-C에서의 단면도이다.
이하, 본 발명의 발광장치와 그 제조방법의 실시형태에 대해서, 제1부터 제7실시형태의 순으로, 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.
우선 제1실시형태의 발광장치를 도1에 나타낸다. 또한 그 제조방법은, 도5에 나타나 있는 바와 같이 공정(a)∼(f)로 이루어지고, 발광장치(1)를 복수개 일괄제조하는 제조방법이다.
이 경우의 발광장치(1)는, 도1에 나타나 있는 바와 같이 청색광을 발광하는 청색ＬＥＤ소자의 ｎ측전극과 ｐ측전극상에 15μm의 두께의 범프(4, 5)를 형성한 반도체 발광소자(6)와, 이것의 광취출면상에 접착제에 의하여 일체화된 형광체를 포함한 형광체 함유 필름편(2)과, 반도체 발광소자(6)의 실장면인 범프의 선단부(7)와 빛의 취출면이 되는 형광체 함유 필름편의 출광면(8) 이외의 노출된 면을 피복하고 있는 반사벽(3)으로 구성된다.
반도체 발광소자(6)는 투광성 결정기판(예를 들면 사파이어 기판, ＳＩＣ기판, ＧａＮ기판 등)의 면상에, ＧａＮ계 화합물 반도체막을 기판측으로부터, 버퍼층, ｎ형층, 청색광을 발하는 발광층 및 ｐ형층의 순으로 적층하고, ｐ형층의 면상에 ｐ측전극을, ｐ형층 및 발광층을 부분적으로 선택 에칭해 ｎ형층을 노출시킨 부분에 ｎ측전극을 형성한 것으로, ｐ측전극과 ｎ측전극은 수μm의 단차는 있지만, 거의 동일면상에 형성되어 있다. 이들 전극의 표면은 Ａｕ막이며, 웨이퍼 상태일 때에, 이들 전극상에 Ｐｄ, Ｎｉ, Ａｕ(표면보호용)의 순으로 무전해 도금이 가능하고, 높이 약 15μm(바람직하게는 20μm)의 범프를 형성해 둔다. 높이의 대부분은 Ｎｉ이다.
형광체 함유 필름편(2)은 2종류의 형광체 분말을 레진 타이프의 실리콘에 혼합하여, 필름 모양으로 성형해 경화시킨 것을 사각형 모양으로 분할한 것으로서, 1종의 형광체는 청색광에 의하여 여기(勵起)되어 녹색광을 발하는 형광체(예를 들면 Ｃａ 3 Ｓｃ 2 Ｓｉ 3 O 12 :Ｃｅ)이고, 다른 1종의 형광체는 청색광에 의하여 여기되어 적색광을 발하는 형광체(예를 들면 ＣａＡｌＳｉＮ 3 :Ｅｕ 2+ )이다. 배합량은 3파장 주백색 형광등에 가까운 색온도 5000K 정도에 맞춘다. 색온도는 배합량을 변화시킴으로써 선택할 수 있다. 레진 타이프의 실리콘은 고굴절률(1.5∼1.55)로, 경도가 Ｓｈｏｒｅ Ｄ(40∼70, 바람직하게는 60∼70)이고, 투명성이 좋은(예를 들면 광투과성이 파장 450ｎｍ의 청색광에 대하여, 수지의 두께가 1ｍｍ의 경우에 95% 이상, 바람직하게는 99% 이상) 것을 사용한다.
반사벽(3)은, 입자지름이 0.21μm의 산화티탄 미분말을 레진 타이프의 실리콘에 혼합해서 경화시킨 것이다. 산화티탄은 유전율이 크고 빛반사율이 높기 때문에 반사벽으로 잘 이용되지만, 광촉매의 성질이 있기 때문에, 자외선이나 청색광에 의하여 여기되어 주위의 수분이나 산소에 작용하고, O 2 H 라디칼이나 ＯＨ 라디칼을 만들어 실리콘 수지를 열화변색시킨다. 그 때문에 청색ＬＥＤ소자 주위의 반사벽(백색)이 변색되고, 수십시간에 80% 이하로 휘도 열화되어 버린다. 그 때문에 여기에서 사용하는 산화티탄 미립자는, 그 표면을 실리카나 알루미나로 코팅하거나 실록산 처리에 의하여 광촉매의 성질을 방지한 것을 사용한다. 또한 실리콘 수지와의 배합비는, 안료체적농도로 5∼30% 정도로 하여 밀집효과(密集效果)에 의한 반사율의 저하를 방지하는 것도 필요하다. 또한 레진 타이프의 실리콘은, 고굴절률(1.5∼1.55)로, 경도가 Ｓｈｏｒｅ Ｄ(50∼70, 바람직하게는 60∼70)이고, 투명성이 좋은(예를 들면 광투과성이 파장 450ｎｍ의 청색광에 대하여, 수지의 두께가 1ｍｍ의 경우에 95% 이상, 바람직하게는 99% 이상) 것을 사용한다. 또한 이 반사벽의 두께는, 형광체 함유 필름편(2)의 측면은 60μｍ 정도이고, 반도체 발광소자(6)의 측면은 그것보다 두꺼운 100μｍ 정도이며, 전극형성면상의 두께는 범프높이로 제한되어, 범프높이가 15μm이면 15μｍ 미만, 바람직하게는 범프높이는 20μm이고, 그 경우는 20μｍ 미만이 된다.
반도체 발광소자(6)와 형광체 함유 필름편(2)의 접착은, 형광체 함유 필름편에 사용된 레진 타이프의 실리콘을 사용한다. 이 실리콘 수지 안에 색도나 색온도 보정용의 상기 형광체를 적당량 섞어도 좋다.
이 발광장치는 패키지 기판을 사용하지 않은 칩사이즈 패캐지의 백색발광장치로, 외부기판으로의 실장은, 반도체 발광소자(6)의 전극상에 형성된 범프에 의하여 솔더를 통하여 실장된다. 또한 가로방향이나 하측방향을 향하는 빛은 반사벽(3)에 의하여 분산 반사되어, 출광면(8)으로부터 나간다.
이하, 이 발광장치(1)의 제조방법을 도5(a)∼(f)의 공정의 순으로 설명한다.
우선 A1공정(도5(a))에서는, 형광체 함유 필름(50)을 다이싱 시트(51)에 부착한 후에, 폭 150∼200μm의 다이싱 블레이드(52a)를 사용해서 다이서(dicer)로 사각형 모양으로 풀커트한다. 그 사이즈는 청색ＬＥＤ소자의 사이즈보다 가로 세로가 각각 50∼100μｍ 정도 커지도록 한다.
다음에 A2공정(도5(b))에서는, 다이싱 시트(51)상에 행렬 모양으로 배열된 형광체 함유 필름편(2)을 상기 워크시트(53)상으로 전사에 의하여 옮긴다. 이때에 고무제의 롤러를 사용해서 한다. 다이싱 시트가 ＵＶ풀의 경우에는, 전사하기 전에 자외선조사에 의하여 풀을 경화하여 전사하기 쉽게 해 둔다.
다음에 A3공정(도5(c))에서는, 다이본더(die bonder)(54)를 사용하여 형광체 함유 필름편(2)상에 접착용의 실리콘 수지(55)를 포팅하고, 반도체 발광소자(6)을 탑재하고, 2중구조체(56)로서 가지만, 이때에 실리콘 수지의 표면장력에 의하여 반도체 발광소자(6)는, 형광체 함유 필름편(2)의 중앙부근에 셀프 얼라인먼트(self alignment) 된다. 그 후에 워크시트마다 경화로에 넣고 경화온도:120℃∼150℃, 시간:10분으로 가경화(假硬化)시킨다.
다음에 A4공정(도5(d))에서는, 도8에 나타나 있는 바와 같이 워크시트(53)상에서 2중구조체(56)가 존재하는 영역을, 1개의 통로(81)를 남기고 둘러싸는 것 같은 형상의 스페이서(spacer)(57)를 부착한다. 이 스페이서의 두께는 2중구조체(56)의 높이와 거의 동일하거나, 약간 낮은 것이 좋다. 예를 들면 2중구조체(56)의 높이가 200μm의 경우에, 스페이서(57)의 두께는 190∼200μm으로 한다. 또한 이 스페이서(57)의 상면과 반도체 발광소자(6)의 범프 실장면(7)에 접착하도록, 천장면 시트(58)를 부착하여 뚜껑을 덮고, 1개의 통로(81)를 남긴 밀봉공간(Ｐ)으로 워크(80)를 형성한다. 그 후에 이 워크(80)를 자외선 조사기(紫外線 照射機)에 넣고, 자외선에 의하여 ＵＶ풀을 경화시킨다.
다음에 A5공정(도5(e))에서는, 도9에 나타내는 수지 충전기(90)의 진공챔버(91)내에 워크(80)를 넣는다. 레진 타이프의 실리콘중에 입자지름이 0.21μm의 산화티탄 미분말을 분산시킨 반사벽용 수지(59)는 용기(92)에 들어가 있다. 우선 밸브(94, 95, 96)를 닫고, 밸브(93)를 연 상태로 로터리 진공펌프를 기동하고, 밸브(96)를 천천히 열어, 진공챔버(91)내와 수지용기(92)내를 천천히 빼 간다. 이때에 반사벽용 수지(59)가 탈포(脫泡)된다. 10분간 탈포한 후에 밸브(93)를 닫고, 밸브(95)를 천천히 연다. 이 상태의 진공챔버(91)내의 워크(80)의 모양을 도10(a)에 나타낸다. 다음에 밸브(94)를 천천히 열어 반사벽용 수지(59)를 상기 1개의 통로(81)를 막도록 포팅하고, 적당량을 내보낸 후에 밸브(94)를 닫는다(도10(b)). 다음에 1분후에 밸브(96)을 닫고, 밸브(93)를 매우 천천히 열어, 진공챔버(91)내를 리크(leak)시켜 기압을 조금씩 올려 간다. 이 기압차이에 의하여 수지(59)는 밀봉공간(Ｐ)내의 틈새로 삽입해 들어간다(도10(c)). 수지(59)를 밀봉공간(Ｐ)에 충전시킨 후에, 진공챔버(91)내가 대기압이 되면 워크(80)를 꺼내고, 스테인레스강으로 만든 판(이후 ＳＵＳ판으로 적는다)으로 워크(80)를 협지하여, ＳＵＳ판에 스프링으로 적당량의 압력을 가하고, 경화로(경화온도:120℃∼150℃, 1시간)에서 경화시킨다.
다음에 A6공정(도5(f))에서는, 워크(80)로부터 천장면 시트(58), 스페이서(57) 및 워크시트(53)를 벗기고, 2중구조체가 반사벽용 수지에 의하여 판상으로 연결된 워크를 다이싱 시트(dicing sheet)에 부착하여, 다이서에 의하여 폭 30μm의 다이싱 블레이드(52b)를 사용하여 인접한 2중구조체의 중앙을 분할한다. 이에 따라 발광장치(1)가 완성된다.
상기한 바와 같이 본 실시형태(제1실시형태)에 의하면, 재료비의 점유율이 높은 패키지 기판을 제거하고, 또한 백색발광소자에 의하여 발한 빛을, 반사벽이라는 형태로 손실도 적고, 일정방향으로 집광시키는 기능도 구비한 칩사이즈 패캐지 구조로 할 수 있으며, 특성도 향상(고휘도로, 방열도 양호)되고, 더 저렴한 조명용의 발광장치를 제조할 수 있다.
다음에 제2실시형태의 발광장치를 도2에 나타낸다. 또한 그 제조방법은 도6에 나타낸다.
이 경우의 발광장치(10)는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 거의 제1실시형태와 동일하지만, 제조방법을 간략화하기 위해서, 구조상에 약간의 제약을 받고 있는 점이 다르게 되어 있다. 그것은 형광체 함유 필름편의 측면의 일부에 반사벽이 없는 부분(13)이 발생하는 것이다. 그 때문에 약간의 횡누설광이 발생하는 가능성은 있지만, 상기한 과제는 제1실시형태의 발광장치(1)와 같이 거의 해결할 수 있다.
이 발광장치(10)의 제조방법은 도6(a)∼(e)의 공정으로 이루어지며, 그 대부분의 공정은 도5의 제조방법과 동일하고, 동일한 공정의 설명은 생략하지만, 다른 공정은 도6(a)의 공정이다.
이 도6(a)에서는 형광체 함유 필름(50)을 워크시트(53)에 직접 부착한 후에, 폭 150∼200μm의 다이싱 블레이드(52a)를 사용해서 다이서에 의하여 사각형 모양으로 풀커트가 아니라, 형광체 함유 필름(50)의 연결부(62)를 남겨서 절개홈을 넣어 형광체 함유 필름편모양 돌기물(60)로 한다. 그 사이즈는 청색ＬＥＤ소자의 사이즈보다, 가로 세로가 각각 50∼100μｍ 정도 커지도록 한다. 그 목적은 도5(b)의 전사공정인 Ａ2공정을 생략할 수 있기 때문이다. 다이서에 의하여 형광체 함유 필름(50)을 풀커트하는 Ａ1공정에서는, 시트까지 깊이 베기 때문에 시트를 교체할 필요가 발생하여 전사공정이 필요하게 된다. 또한 이 연결부(62)는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 또한 다이서가 아니라 콤프레스 성형기에 의하여 돌기 모양으로 만들 수도 있다.
이하 도6(b)는 형광체 함유 필름편(2)을 형광체 함유 필름편모양 돌기물(60)로 대체하고, 2중구조체(56)를 2중구조체 돌기물(61)로 대체하면, A3공정과 동일한 공정이다.
마찬가지로 도6(c)는 A4공정과, 도6(d)은 A5공정과, 도6(e)은 A6공정과 동일하다. 또 도6(c)의 밀봉공간(Q)은, A4공정(도5(d))의 밀봉공간(Ｐ)과 대응하고 있다.
다음에 제3실시형태의 발광장치를 도3에 나타낸다.
이 경우의 발광장치(30)는, 형광체 함유 필름편(2) 대신에 투명 필름편(31)을 사용한다. 그 때문에 반도체 발광소자(32)의 발광색이 그대로 발광장치(30)의 발광색이 된다.
그 제조방법은 제1실시형태와 동일하고, 형광체 함유 필름을 투명 필름으로 대체하면 된다.
다음에 제4실시형태의 발광장치를 도4에 나타낸다.
이 경우의 발광장치(40)는, 제3실시형태의 투명 필름편(41)의 형상이 다르며, 측면의 일부에 반사벽이 없다. 따라서 여기에서 횡누설광이 발생하지만, 이것을 이용해서 배광(配光)에 있어서 다른 발광장치를 만들 수 있다.
그 제조방법은 제2실시형태와 동일하고, 형광체 함유 필름을 투명 필름으로 하면 된다. 투명 필름편(41)의 측면형상은 자유롭게 변경할 수 있기 때문에, 반사벽(12)의 형상도 조정할 수 있어 배광도 조정할 수 있다.
다음에 제5실시형태로서 형광체 함유 필름의 제조방법을 도7의 공정(a)∼(d)의 순으로 설명한다.
우선 C1공정(a)에서는, 두께 0.1mm의 박리시트(70)상에, 필름형성공간(77)을 둘러싸도록 닫힌 띠모양의 형광체용 스페이서(71)를 부착하여, 형광체 필름용 워크(78)로 한다. 이 스페이서(71)의 두께는 100μｍ 정도이다.
다음에 C2공정(b)에서는, 레진 타이프의 실리콘에 2종의 형광체 분말(1종은 청색광으로 녹색광을 발하는 형광체, 다른 1종은 청색광으로 적색광을 발하는 형광체)을 적당량 계량하여, 자전/공전 믹서(自轉/公轉 mixer)로 충분히 혼합하고 분산시킨다. 그 후에 이 형광체 함유 실리콘 수지를 진공탈포(眞空脫泡)하고, 시린지(syringe)(72)에 넣어 필름형성공간(77)에 줄기모양으로 포팅한다.
다음에 C3공정(c)에서는, 형광체용 스페이서(71)의 상면을 따라 금속제의 스퀴지(squeegee)(74)를 평행 이동시켜, 줄기모양의 형광체 함유 실리콘 수지(73)가 스페이서(71)의 두께로 필름형성공간(77) 전체에 퍼지도록 한다.
다음에 C4공정(d)에서는, 형광체 필름용 워크(78)의 상면에 얇은 박리시트를 씌워, 이것을 ＳＵＳ판(75)으로 협지하고, 스프링(76)으로 적당한 압력을 가하여, 경화로에서 150℃, 1시간의 조건으로 경화시킨다. 경화로의 승온(昇溫)과 강온(降溫)은 수지 경화의 최적 프로그램을 따라서 한다.
상기 방법에 의하여 형광체 함유 필름(50)을 제조할 수 있다. 이 방법에 의하여 제조된 필름(50)의 표면은, ＳＵＳ판으로 협지하고 가압 경화시키기 때문에 요철이 적은 경면이 되며, 발광장치의 제조방법에 있어서, 워크시트(53)로부터의 박리성이 좋아 ＵＶ풀이 발광장치의 출광면(8)상에 남는 불량을 방지할 수 있다.
또한 이 불량에 관해서, 도12에 나타나 있는 바와 같이 워크시트(53) 또는 천장면 시트(58)에 사용하는 ＰＥＴ수지로부터 이루어지는 기재 시트(121)에 있어서 ＵＶ풀(122)이 코팅되는 면은, 불투명 유리모양으로 거칠게 하여, ＵＶ풀(122)과의 접착강도를 늘린 ＵＶ시트를 사용함으로써 완전하게 해소할 수 있다.
다음에 제6실시형태로서, 수율개선을 위하여 발광장치의 제조방법에 추가되는 도11에 나타내는 Ｅ1공정을 설명한다.
이 Ｅ1공정은, 제1실시형태에 있어서 A2공정과 A3공정 사이에 실시되는 공정으로, 형광체 함유 필름편(2)의 하방으로부터, 반도체 발광소자(6)와 거의 동일한 파장의 빛을 발하는 발광체(111)에 의하여, 이 형광체 함유 필름편(2)을 조사하고, 상방의 디텍터(110)에 의하여, 이 형광체 함유 필름편(2)에서 변환된 빛의 색도 또는 색온도 등을 측정한다.
이 Ｅ1공정을 추가함으로써, 그 데이터를 기초로 형광체 함유 필름편(2)의 선별(양부판정)을 하거나, A3공정으로 접착용의 실리콘 수지(55)에 형광체 분말을 분산시켜, 색도 또는 색온도를 보정할 수 있다. 그 결과, 색도의 수율이 개선된다.
이 Ｅ1공정은, 제2실시형태에 있어서도 B1공정과 B2공정 사이에 실시되면 동일한 효과를 얻는다.
다음에 제7실시형태의 발광장치를 도17에 나타낸다.
이 발광장치(170)에 사용하는 반도체 발광소자(175)는, 광취출면이 전극형성면보다 작은 사다리꼴 모양으로, 측면이 경사져 있어 이 면으로부터의 빛취출도 고려되고 있다. 또한 전극형성면의 ｎ전극(174)(대부분을 차지하고 있다)과 p전극(173)은, 열용착 접합을 위하여 Ａｕ-Ｓｎ을 3μm의 두께로 형성되어 있다. 형광체 함유 필름편(171)과 반도체 발광소자(175)를 접착하는 접착용 실리콘 수지(176)는, 반도체 발광소자(175)의 측면의 경사부에 표면장력에 의하여 투명층(176)을 형성하도록 조금 넉넉하게 포팅하고, 측면으로부터의 빛의 취출을 돕는 것이 중요하다. 그 외측에 반사벽(172)이 형성된다.
또한 전극상의 Ａｕ-Ｓｎ도금이 3μm으로 얇기 때문에, 전극형성면의 틈새에는 반사벽은 완전하게는 형성되지 않지만(전혀 형성되지 않는 경우와, 가장자리에 부분적으로 형성되는 경우도 있다), 반사율이 고려된 전극이 대부분을 차지하고 있으므로, 충분하게 과제는 해결하고 있다. 단지 실장후에 전극형성면의 노출된 부분은, 언더필 등으로 보호해 두는 편이 좋다.
1, 10, 30, 40, 170 ; 발광장치
2, 11, 171 ; 형광체 함유 필름편
3, 12, 172 ; 반사벽
4, 5 ; 범프
6, 32, 175 ; 반도체 발광소자
7 ; 범프 실장면
8, 33 ; 출광면
13 ; 반사벽이 없는 부분
31, 41 ; 투명 필름편
51 ; 다이싱 시트
52a, b ; 다이싱 블레이드
53 ; 워크시트
54 ; 다이본더
55, 176 ; 접착용 실리콘 수지
56 ; 2중구조체
57 ; 반사벽용 스페이서
58 ; 천장면 시트
59 ; 반사벽용 수지
60 ; 형광체 함유 필름편모양 돌기물
61 ; 2중구조체 돌기물
62 ; 연결부
70 ; 박리시트
71 ; 형광체용 스페이서
72 ; 시린지
73 ; 형광체 함유 실리콘 수지
74 ; 스퀴지
75 ; ＳＵＳ판
76 ; 스프링
80 ; 워크
81 ; 1개의 통로
90 ; 수지 충전기
91 ; 진공챔버
92 ; 수지용기
93, 94, 95, 96 ; 밸브
110 ; 디텍터
111 ; 발광체
120 ; ＵＶ시트
121 ; 기재 시트
122 ; ＵＶ풀
173, 174 ; 전극
P, Q ; 밀봉공간

Claims (12)

  1. 청색광, 자색광 또는 자외선을 발광하고, 대향하는 2개의 주면(主面)을 가지고, 일방의 주면을 광취출면(光取出面)으로 하고 타방의 주면을 전극형성면(電極形成面)으로 하고, 상기 전극형성면상에 범프를 구비하는 반도체 발광소자(半導體 發光素子)의 위에 상기 광취출면과 동등하거나 혹은 큰 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 입광면(入光面)으로 하고 타방의 주면을 출광면(出光面)으로 하는 형광체 함유 필름편(螢光體 含有 film片)이, 상기 광취출면과 상기 입광면을 대향하도록 중첩되어 배치되고,
    상기 반도체 발광소자의 상기 전극형성면(범프의 면도 포함한다)과 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면, 또는 상기 반도체 발광소자의 범프에 있어서 외부 기판에 실장되는 범프 실장면과 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면이, 반사벽(反射壁)에 의하여 덮어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치(發光裝置).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자와 상기 형광체 함유 필름편은,
    실리콘 수지 또는 색도(色度)나 색온도(色溫度)를 보정하기 위한 색소 또는 형광체를 함유한 실리콘 수지에 의하여 접착되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 형광체 함유 필름편의 소재는, 실리콘 수지에 수종(數種)의 형광체 분말(螢光體 粉末)을 분산시킨 것이며,
    상기 반사벽의 소재는, 실리콘 수지에 산화티탄 미분말(酸化titan 微粉末)을 분산시킨 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 제1항의 발광장치를 제조하는 방법으로서,
    형광체 함유 필름을 다이싱 시트(dicing sheet)에 부착하고, 상기 형광체 함유 필름을 두꺼운 다이싱 블레이드(dicing blade)를 사용하여 행렬 모양으로 배열된 복수의 상기 형광체 함유 필름편으로 분할하는 Ａ1공정과,
    행렬 모양으로 배열된 복수의 상기 형광체 함유 필름편을 워크시트(work sheet)에 전사(轉寫)하는 Ａ2공정과,
    복수의 상기 형광체 함유 필름편상에, 상기 실리콘 수지를 포팅(potting)하고, 상기 반도체 발광소자를 상기 광취출면을 아래로 하여 다이본드(die bond)하여 상기 형광체 함유 필름편과 상기 반도체 발광소자의 2중구조체(2重構造體)를 형성하는 Ａ3공정과,
    행렬 모양으로 배열된 복수의 상기 2중구조체가 존재하는 영역을 1개의 통로를 남기고 둘러싸도록 워크시트상에 부착되는 띠모양의 반사벽용스페이서(反射壁用 spacer)와, 상기 반사벽용 스페이서의 상면과 상기 반도체 발광소자의 범프에 있어서 외부 기판에 실장되는 범프 실장면에 밀착시켜서 뚜껑을 덮는 천장면 시트에 의하여, 상기 1개의 통로 이외가 밀봉된 밀폐공간을 형성하는 Ａ4공정과,
    상기 A4공정으로 형성된 밀봉공간에 상기 반사벽을 형성하는 반사벽용 수지(反射壁用 樹脂)를 상기 1개의 통로로부터 충전하고 경화시켜, 상기 2중구조체의 상기 출광면과 상기 범프 실장면 이외의 면을 상기 반사벽에 의하여 덮는 Ａ5공정과,
    워크시트와 천장면 시트를 벗기고, 반사벽에 의하여 결합되어 판상이 된 2중구조체를 다이싱 시트에 부착하고, 상기 두꺼운 다이싱 블레이드보다 얇은 다이싱 블레이드에 의하여 인접하는 2중구조체의 중앙을 다이싱 함으로써 개별의 상기 발광장치로 분할하는 Ａ6공정으로
    이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 형광체 함유 필름은,
    두꺼운 박리시트상에, 상기 형광체 함유 필름을 형성하는 필름형성공간을 둘러싸도록 닫힌 띠모양의 형광체용 스페이서를 부착하는 Ｃ1공정과,
    형광체 분말을 분산시킨 형광체 함유 실리콘 수지를 공급기구에 의하여 상기 필름형성공간에 포팅하는 Ｃ2공정과,
    상기 형광체 함유 실리콘 수지에 의하여, 상기 형광체용 스페이서의 두께로 상기 필름형성공간을 채우도록 하는 Ｃ3공정과,
    상기 필름형성공간에 박리시트로 뚜껑을 하고, 평활하고 강성이 높은 판으로, 상기 두꺼운 박리시트와 상기 얇은 박리시트를 사이에 두고, 상기 필름형성공간을 에워싸고, 일정한 압력을 가하면서 경화시키는 Ｃ4공정으로
    이루어지는 공정에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 워크시트, 상기 반사벽용 스페이서, 상기 천장면 시트 및 상기 형광체용 스페이서는,
    내열성 수지로 이루어지는 기재 시트(基材 sheet)의 일방의 면상에 자외선 경화성(紫外線 硬化性)의 점착풀을 코팅한 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사벽용 수지는,
    상기 워크시트상에 상기 1개의 통로를 가지고, 상기 A4공정으로 형성된 밀봉공간을 형성하고 있는 구조체에 자외선을 조사하여 상기 구조체의 자외선 경화성의 점착풀을 경화시키는 Ｄ1공정과,
    상기 구조체를 진공처리가 가능한 챔버내에 두고, 상기 챔버내를 진공처리 하는 Ｄ2공정과,
    상기 챔버내에 두어진 상기 구조체의 상기 1개의 통로를 막도록 상기 반사벽용 수지를 포팅하는 Ｄ3공정과,
    상기 챔버내의 기압을 서서히 대기압에 가깝게 하고, 상기 반사벽용 수지가 상기 1개의 통로를 통하여, 상기 A4공정으로 형성된 밀봉공간에 충전되는 Ｄ4공정으로
    이루어지는 공정에 의하여 충전되는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  8. 제4항, 제5항, 제6항, 제7항의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 A2공정과 A3공정 사이에, 상기 형광체 함유 필름편의 하방으로부터 상기 반도체 발광소자와 같은 파장의 빛을 발하는 발광체에 의하여 상기 형광체 함유 필름편을 조사하고, 상방의 디텍터에 의하여 상기 형광체 함유 필름편에서 변환된 빛의 색도 또는 색온도 등을 측정하는 Ｅ1공정을 더하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 A3공정에서 사용하는 상기 실리콘 수지는,
    상기 E1공정의 측정 데이터를 기초로 하여 색도 또는 색온도를 보정하기 위한 색소 또는 형광체 분말이 분산된 실리콘 수지인 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  10. 제6항 내지 9항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 워크시트 또는 상기 천장면 시트의 상기 내열성 수지로 이루어지는 기재 시트에 있어서, 자외선 경화성의 점착풀이 코팅되는 면은,
    상기 풀과의 접착강도를 늘리기 위해서, 불투명 유리모양으로 거칠게 되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  11. 청색광, 자색광 또는 자외선을 발광하고, 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 광취출면으로 하고 타방의 주면을 전극형성면으로 하고, 상기 전극형성면상에 범프를 구비하는 반도체 발광소자의 위에 상기 광취출면과 동등하거나 혹은 큰 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 입광면으로 하고 타방의 주면을 출광면으로 하는 형광체 함유 필름편이, 상기 광취출면과 상기 입광면을 대향시키도록 중첩되어 배치되고,
    상기 반도체 발광소자의 상기 전극형성면(범프의 면도 포함한다)과 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면(혹은 상기 반도체 발광소자의 범프에 있어서 외부 기판에 실장되는 범프 실장면과, 상기 형광체 함유 필름편의 상기 출광면)과, 상기 형광체 함유 필름편의 측면의 상기 출광면측의 부분 이외의 노출면이 반사벽에 의하여 덮어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 광취출면으로 하고 타방의 주면을 전극형성면으로 하고, 상기 전극형성면상에 범프를 구비하는 반도체 발광소자의 위에 상기 광취출면과 동등하거나 혹은 큰 대향하는 2개의 주면을 가지고, 일방의 주면을 입광면으로 하고 타방의 주면을 출광면으로 하는 투명 필름편이 상기 광취출면과 상기 입광면을 대향시키도록 중첩되어 배치되고, 상기 반도체 발광소자의 상기 전극형성면(범프의 면도 포함한다)과 상기 투명 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면 또는 상기 반도체 발광소자의 범프에 있어서 외부 기판에 실장되는 범프 실장면과 상기 투명 필름편의 상기 출광면 이외의 노출면이 반사벽에 의하여 덮어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180072582A (ko) * 2016-12-21 2018-06-29 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치의 제조 방법

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5744643B2 (ja) * 2011-06-28 2015-07-08 シチズン電子株式会社 発光装置の製造方法
JP2013077679A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置とその製造方法
CN103187486A (zh) 2011-12-27 2013-07-03 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构及其荧光薄膜的制造方法
JP5995695B2 (ja) * 2012-12-03 2016-09-21 シチズンホールディングス株式会社 Ｌｅｄ装置の製造方法
JP6140730B2 (ja) * 2012-12-10 2017-05-31 株式会社エルム 蛍光体層の作成方法
DE102012113003A1 (de) 2012-12-21 2014-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
JP6680670B2 (ja) * 2013-04-11 2020-04-15 ルミレッズ ホールディング ベーフェー トップエミッション型半導体発光デバイス
WO2014199926A1 (ja) * 2013-06-13 2014-12-18 旭硝子株式会社 蛍光体分散シートの色度座標検査方法、蛍光体分散シートの製造方法、光変換部材の製造方法およびｌｅｄパッケージの製造方法
JP6248431B2 (ja) * 2013-06-28 2017-12-20 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置の製造方法
JP6276557B2 (ja) * 2013-10-25 2018-02-07 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄ発光装置
DE102013112549B4 (de) 2013-11-14 2021-08-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement
KR102075993B1 (ko) * 2013-12-23 2020-02-11 삼성전자주식회사 백색 ｌｅｄ 소자들을 제조하는 방법
US10014654B2 (en) * 2013-12-27 2018-07-03 Intel Corporation Optoelectronic packaging assemblies
US9997676B2 (en) 2014-05-14 2018-06-12 Genesis Photonics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
US10439111B2 (en) 2014-05-14 2019-10-08 Genesis Photonics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
TWI557952B (zh) 2014-06-12 2016-11-11 新世紀光電股份有限公司 發光元件
DE102014114372B4 (de) 2014-10-02 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement
CN105591006A (zh) * 2014-10-20 2016-05-18 展晶科技(深圳)有限公司 覆晶式led封装体
TWI677113B (zh) * 2014-12-24 2019-11-11 晶元光電股份有限公司 發光元件以及其製造方法
TWI583019B (zh) * 2015-02-17 2017-05-11 新世紀光電股份有限公司 Light emitting diode and manufacturing method thereof
DE102015103253B4 (de) * 2015-03-05 2021-02-18 Ic-Haus Gmbh Optoelektronisches Bauelement
TWI657597B (zh) * 2015-03-18 2019-04-21 新世紀光電股份有限公司 側照式發光二極體結構及其製造方法
CN105990498A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 新世纪光电股份有限公司 芯片封装结构及其制造方法
CN106356441A (zh) * 2015-07-16 2017-01-25 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构
CN106549092A (zh) 2015-09-18 2017-03-29 新世纪光电股份有限公司 发光装置及其制造方法
WO2017052800A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Koninklijke Philips N.V. Surface emitter with light-emitting area equal to the led top surface and its fabrication
WO2017068844A1 (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 日東電工株式会社 被覆素子部材の製造方法
WO2017080461A1 (zh) * 2015-11-10 2017-05-18 亿光电子工业股份有限公司 发光二极管装置与其制作方法
DE102015120642A1 (de) * 2015-11-27 2017-06-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen Halbleiterbauelement
EP3200248B1 (en) 2016-01-28 2020-09-30 Maven Optronics Co., Ltd. Light emitting device with asymmetrical radiation pattern and manufacturing method of the same
US10825970B2 (en) 2016-02-26 2020-11-03 Epistar Corporation Light-emitting device with wavelength conversion structure
CN107134521A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 光宝光电(常州)有限公司 光电半导体装置
CN107302011B (zh) * 2016-04-14 2020-11-20 群创光电股份有限公司 显示装置
KR101928314B1 (ko) * 2016-07-29 2018-12-12 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 칩 및 이를 사용한 반도체 발광소자
CN107871809A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 晶能光电（江西）有限公司 一种四周围白胶芯片的制备方法及一种led器件
JP6512201B2 (ja) * 2016-09-30 2019-05-15 日亜化学工業株式会社 線状発光装置の製造方法及び線状発光装置
US10388838B2 (en) 2016-10-19 2019-08-20 Genesis Photonics Inc. Light-emitting device and manufacturing method thereof
CN108615805B (zh) * 2016-12-12 2020-06-09 晶能光电（江西）有限公司 一种芯片级封装白光芯片及其封装方法
JP6566016B2 (ja) * 2016-12-21 2019-08-28 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP6579141B2 (ja) * 2017-03-24 2019-09-25 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
JP6432654B2 (ja) * 2017-08-16 2018-12-05 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置
JP2019057627A (ja) * 2017-09-21 2019-04-11 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
CN109638003A (zh) * 2017-10-09 2019-04-16 晶能光电（江西）有限公司 基于csp白光芯片的led前大灯的制备方法
DE102017124155A1 (de) * 2017-10-17 2019-04-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Licht emittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Bauelements
US10784423B2 (en) 2017-11-05 2020-09-22 Genesis Photonics Inc. Light emitting device
TW202249306A (zh) 2017-11-05 2022-12-16 新世紀光電股份有限公司 發光裝置
JP6760321B2 (ja) * 2018-03-20 2020-09-23 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
KR102567568B1 (ko) * 2018-04-06 2023-08-16 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자 패키지
CN111009603A (zh) * 2018-10-04 2020-04-14 日亚化学工业株式会社 发光装置
JP7227528B2 (ja) * 2018-11-05 2023-02-22 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置
CN112701071B (zh) * 2021-03-23 2021-06-22 浙江集迈科微电子有限公司 多芯片贴装结构及其制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3526731B2 (ja) 1997-10-08 2004-05-17 沖電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3328647B2 (ja) * 2000-08-22 2002-09-30 サンユレック株式会社 光電子部品の製造方法
JP2002141559A (ja) 2000-10-31 2002-05-17 Sanken Electric Co Ltd 発光半導体チップ組立体及び発光半導体リードフレーム
JP4081985B2 (ja) * 2001-03-02 2008-04-30 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
JP4447806B2 (ja) * 2001-09-26 2010-04-07 スタンレー電気株式会社 発光装置
JP2004047748A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Stanley Electric Co Ltd 発光ダイオード
KR101182041B1 (ko) * 2002-09-19 2012-09-11 크리 인코포레이티드 경사 측벽을 포함하고 인광물질이 코팅된 발광 다이오드,및 그의 제조방법
US8242690B2 (en) * 2005-04-29 2012-08-14 Evergrand Holdings Limited Light-emitting diode die packages and illumination apparatuses using same
JP4417906B2 (ja) * 2005-12-16 2010-02-17 株式会社東芝 発光装置及びその製造方法
JP5308618B2 (ja) * 2006-04-26 2013-10-09 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置
US9159888B2 (en) 2007-01-22 2015-10-13 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
JP2008187089A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Yuri Kagi Kofun Yugenkoshi 発光ダイオードのランプフード
JP4927019B2 (ja) * 2007-04-10 2012-05-09 信越化学工業株式会社 蛍光体含有接着性シリコーン組成物、該組成物からなる組成物シート、及び該シートを使用する発光装置の製造方法
JP5158472B2 (ja) * 2007-05-24 2013-03-06 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
KR101352967B1 (ko) * 2007-10-22 2014-01-22 삼성전자주식회사 발광다이오드 칩, 그 제조방법 및 고출력 발광장치
US9024340B2 (en) * 2007-11-29 2015-05-05 Nichia Corporation Light emitting apparatus and method for producing the same
JP5224173B2 (ja) * 2008-03-07 2013-07-03 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
JP5418762B2 (ja) * 2008-04-25 2014-02-19 ソニー株式会社 発光装置および表示装置
JP4799606B2 (ja) * 2008-12-08 2011-10-26 株式会社東芝 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法
JP5482378B2 (ja) * 2009-04-20 2014-05-07 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2011009572A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Citizen Electronics Co Ltd フリップチップ実装型ｌｅｄ及びフリップチップ実装型ｌｅｄの製造方法。
JP2011066193A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Rohm Co Ltd 光学装置および光学装置の製造方法
JP5707697B2 (ja) * 2009-12-17 2015-04-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
US8329482B2 (en) * 2010-04-30 2012-12-11 Cree, Inc. White-emitting LED chips and method for making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180072582A (ko) * 2016-12-21 2018-06-29 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012144030A1 (ja) 2012-10-26
CN103534822A (zh) 2014-01-22
JP5777705B2 (ja) 2015-09-09
EP2701214A4 (en) 2014-11-26
JPWO2012144030A1 (ja) 2014-07-28
US20140042481A1 (en) 2014-02-13
EP2701214A1 (en) 2014-02-26

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