KR20150065595A - 발광 장치 - Google Patents

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마사후미 구라모토
아키코 야마사키
히로후미 이치카와
야스노리 시미즈
아키히로 오타
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 실시 형태에 따른 발광 장치(100)는 상면(11)에 오목부(15)를 갖는 기체(10)와, 상기 오목부(15)에 설치된 발광 소자(20)와, 상기 오목부(15)에 설치된 밀봉 부재(30)를 구비하고, 상기 밀봉 부재(30)는 표면 처리된 입자(40), 또는 분산제와 공존하는 입자(40)를 함유하고, 상기 밀봉 부재(30)의 테두리부의 적어도 일부는 상기 오목부의 테두리(17) 근방에 있으며 또한 상기 입자(40)나 상기 입자의 응집체(41) 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역인 것을 특징으로 한다.

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은, 발광 소자와, 그것을 밀봉하는 밀봉 부재를 구비한 발광 장치에 관한 것이다.
종래, 패키지의 오목부에 발광 소자를 배치하고, 와이어로 발광 소자와 리드 프레임을 접속하고, 또한 오목부에 밀봉 수지를 충전하여 경화시킴으로써 제조되는 발광 장치가 있다(예를 들면 특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 제2010-080620호 공보 일본 특허 공개 제2011-222718호 공보
BM. Weon, JH. Je, Self-Pinning by Colloids Confined at a Contact Line, Phys. Rev. Lett. 110, 028303 (2013)
그러나, 이러한 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지의 액상의 모재가 갖는 높은 습윤성에 기인하여, 패키지의 오목부로부터 상면으로의 밀봉 수지의 의도하지 않은 번짐이 발생하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 기체의 오목부로부터 상면으로의 밀봉 부재의 번짐이 억제된 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 실시 형태에 따른 발광 장치는, 상면에 오목부를 갖는 기체와, 상기 오목부에 설치된 발광 소자와, 상기 오목부에 설치된 밀봉 부재를 구비하고, 상기 밀봉 부재는, 표면 처리된 입자, 또는 분산제와 공존하는 입자를 함유하고, 상기 밀봉 부재의 테두리부의 적어도 일부는, 상기 오목부의 테두리 근방에 있으며 또한 상기 입자나 상기 입자의 응집체 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 밀봉 부재의 기체 상면으로의 번짐을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치의 개략 상면도 (a)와, 그 A-A 단면에 있어서의 개략 단면도 (b).
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 밀봉 부재의 번짐이 억제되는 원리를 설명하는 개략도 (a) 및 (b).
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치의 밀봉 부재에 있어서의, 표면 처리된 입자의 함유량과 기체 상면으로의 번짐의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치의 개략 상면도 (a)와, 그 B-B 단면에 있어서의 개략 단면도 (b).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 밀봉 부재의 테두리부에 있어서의 주사형 전자 현미경에 의한 상면 관찰상을 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시한 밀봉 부재의 테두리부에 있어서의 에너지 분산형 X선 분석의 데이터를 나타내는 도면.
도 7은 도 5에 도시한 밀봉 부재의 테두리부에 있어서의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 관찰상을 도시하는 도면.
이하, 발명의 실시 형태에 대해서 적절히 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 발광 장치는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것이며, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명을 이하의 것으로 한정하지 않는다. 또한, 일 실시 형태, 실시예에 있어서 설명하는 내용은 다른 실시 형태, 실시예에도 적용 가능하다. 또한, 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은 설명을 명확하게 하기 위해서, 과장한 경우가 있다.
<실시 형태 1>
도 1의 (a)는 실시 형태 1에 따른 발광 장치의 개략 상면도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 A-A 단면을 도시하는 개략 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)는 기체(10)와, 발광 소자(20)와, 밀봉 부재(30)를 구비하고 있다. 기체(10)는 상면(11)에 오목부(15)를 갖는다. 발광 소자(20)는 오목부(15)에 설치되어 있다. 밀봉 부재(30)는 오목부(15)에 설치되어 있다.
보다 상세하게는, 발광 장치(100)는 표면 실장형 LED이다. 발광 장치(100)는, 오목부(15)가 상면(11)에 형성된 기체(10)와, 오목부(15)에 수납된 2개의 발광 소자(20)와, 그 모든 발광 소자(20)를 덮어 오목부(15)에 충전된 밀봉 부재(30)를 구비한다. 기체(10)는 도전 부재와, 그 도전 부재를 유지하는 성형체를 갖는 패키지이다. 도전 부재는 정부 한 쌍의 리드 전극이다. 성형체는 백색의 수지 성형체이다. 기체의 오목부(15)의 저면의 일부는 도전 부재의 상면에 의해 구성되어 있다. 2개의 발광 소자(20)는 각각 LED 소자이며, 기체의 오목부(15)의 저면에 접착제로 접착되고, 도전 부재에 와이어로 접속되어 있다. 밀봉 부재(30)는 수지를 모재(35)로 한다. 밀봉 부재(30)는 형광체(50)를 함유하고 있다. 형광체(50)는 오목부(15)의 저면측에 편재되어 있다.
그리고, 밀봉 부재(30)는 표면 처리된 입자(40)를 함유한다. 또한, 밀봉 부재(30)의 테두리부의 적어도 일부는, 오목부의 테두리(17) 근방에 있으며 또한 입자(40)나 그 응집체(41) 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역이다.
이와 같은 구성을 갖는 발광 장치(100)는, 밀봉 수지의 액상의 모재가 갖는 높은 습윤성에 기인하는, 기체의 오목부(15)로부터 상면(11)으로의 밀봉 부재(30)의 번짐이 억제되어 있다.
또한, 기체의 오목부의 테두리(17) 근방에 있으며 또한 입자(40)나 그 응집체(41) 중 적어도 어느 하나가 편재되는 밀봉 부재(30)의 영역은, 밀봉 부재(30)의 테두리부의 일부이어도 되지만, 밀봉 부재(30)의 테두리부의 절반 이상(예를 들면, 테두리부의 전체 둘레의 절반 이상)인 것이 바람직하고, 밀봉 부재(30)의 테두리부의 대략 전체(예를 들면, 테두리부의 전체 둘레의 대략 전체 길이)인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기체의 오목부(15)의 테두리(가장자리)(17)는, 구체적으로는, 기체의 오목부(15)의 내벽면과 상면(11)의 경계부를 가리킨다. 또한, 기체의 오목부의 테두리(17) 근방이란, 상기 경계부의 근방이며, 기체의 오목부(15)의 내벽면측 뿐만 아니라, 기체의 상면(11)측도 포함한다.
본 실시 형태에 있어서, 표면 처리된 입자(40)는, 분산제와 공존하는 입자로 대체해도 된다. 이 경우, 마찬가지의 작용ㆍ효과를 얻을 수 있다. 이 분산제와 공존하는 입자는, 밀봉 부재에, 입자와, 그 입자를 분산시키기 위한 분산제를 배합함으로써 얻어지고, 예를 들면 분산제가 흡착된 입자로 된다.
이하에, 입자(40)나 그 응집체(41) 중 적어도 어느 하나에 의해, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐이 억제되는 원리에 대해서 설명한다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 있어서의 밀봉 부재의 번짐이 억제되는 원리를 설명하는 개략도이다. 밀봉 부재의 번짐이 억제되는 원리는 2개의 단계를 포함한다고 생각된다. 제1 단계는 도 2의 (a)를 참조하여 설명한다. 제1 단계는 액상의 밀봉 부재의 모재(35) 중에, 입자간의 상호 작용이 적은, 즉 응집성이 억제된 입자(40)를 분산시키는, 바람직하게는 대략 균일하게 분산시키는 것에 의한다. 고화 전의 밀봉 부재(30)는, 기체의 오목부(15) 내에 적하되었을 때, 오목부의 테두리(17) 근방에서 메니스커스 단부를 형성한다. 이 메니스커스 단부의 선단(공기(기체), 밀봉 부재의 모재(액체), 기체(고체)의 3상이 접하는 접촉점의 근방)에 존재하는 입자(40)와, 인접하는 메니스커스 단부의 선단에 존재하는 입자(40) 사이에는 모관력이 발생한다. 이 모관력은, 인접하는 메니스커스 단부의 선단에 존재하는 입자(40)를 서로 가까이 끌어당기도록 작용한다. 그리고, 이 모관력이 밀봉 부재(30)의 테두리부(본 예에서는 기체의 오목부의 테두리(17)이기도 함)를 따라서 연속적으로 작용함으로써, 기체의 오목부(15) 내에 적하된 고화 전의 밀봉 부재(30)의 번짐이 억제되는 것이다. 특히, 이 모관력이 밀봉 부재(30)의 테두리부의 대략 전부(본 예에서는, 기체의 오목부의 테두리(17)의 대략 전역이기도 함)에 걸쳐 작용함으로써, 고화 전의 밀봉 부재(30)의 번짐을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 이 모관력은 입자의 분산성이 높은 콜로이드 용액에 있어서 발현하기 쉽기 때문에(예를 들면 상기 비특허문헌 1 참조), 입자의 응집을 억제하는 표면 처리를 입자(40)에 실시하거나, 분산제를 입자(40)와 함께 배합함으로써, 효율적으로 발현시킬 수 있다.
제2 단계는 도 2의 (b)를 참조하여 설명한다. 제2 단계는 밀봉 부재(30)의 고화를 재촉하는 가열에 의한다. 밀봉 부재(30)를 고화시키는 과정에서, 상기 메니스커스 단부는 매우 얇아, 밀봉 부재의 모재(35) 중의 저비점 성분(예를 들면 실리콘 수지이면 저비점 실록산)이 가장 빠르게 휘발한다. 이 휘발에 기인하는 메니스커스 단부의 표면 장력 변화에 의해, 고화 전의 밀봉 부재(30) 중에서 메니스커스 단부를 향하여 흐르는 표면 장력 흐름이 발생한다. 그리고, 메니스커스 단부로 운반된 고화 전의 밀봉 부재(30)는, 상기 모관력에 의해 번짐이 억제되고 있기 때문에 내측으로 되돌아가고, 그 결과로서 메니스커스 단부에서는 대류가 발생한다. 이 과정에서, 메니스커스 단부에 있어서, 대류에 의해 운반된 입자(40)가, 상기 모관력에 의해 정렬되거나, 입자 농도의 국소적 상승에 의해 응집하거나 한다. 이와 같이 하여 밀봉 부재(30)의 테두리부에 모인 입자(40)가, 가열에 의해 체적 팽창하여 점도, 표면 장력 모두 저하된 밀봉 부재(30)의 번짐을 더욱 억제하는 것이다.
이상과 같이 하여, 고화된 밀봉 부재(30)의 테두리부의 적어도 일부는, 입자(40)나 그 응집체(41) 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역으로 된다. 또한, 상기 모관력은 입자의 분산성에 의존하기 때문에, 밀봉 부재(30)의 번짐을 억제하는 관점에서는, 입자(40)가 입자의 응집체(41)보다 많은 쪽이 바람직하지만, 상기 모관력은 입자의 응집체(41)에도 작용하는 것이다. 또한, 밀봉 부재(30)를 고화시키는 과정에서 입자(40)가 응집되고, 결과적으로, 고화된 밀봉 부재(30)에 입자의 응집체(41)가 많이 관측되는 경우도 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「편재되는」이란, 특정한 영역에 높은 밀도로 존재하는 것을 의미하지만, 이 특정한 영역 이외의 영역에 낮은 밀도로 존재하는 것을 부정하는 것은 아니다. 또한, 「편재되는」의 바람직한 실시 형태의 하나에서는, 특정한 영역에 높은 밀도로 존재함과 함께, 다른 영역에 존재하지 않는다.
이하, 발광 장치(100)의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
(입자(40))
입자(40)는 밀봉 부재의 모재(35) 중에 배합되어, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 억제하는 작용을 갖는다. 이 입자(40)에 대하여 이하에 상세하게 설명한다. 또한, 입자(40)를 후술하는 충전제나 형광체와 표기상 구별하는 경우에는, 입자(40)는 제1 입자라 칭하고, 그 밖의 충전제나 형광체는 제2 입자, 제3 입자 등이라 칭한다.
입자(40)는, 입경이 예를 들면 1㎚ 이상 100㎛ 이하인 것을 사용할 수 있지만, 나노 입자(입경이 1㎚ 이상 100㎚ 이하인 입자로 정의할 수 있음)인 것이 바람직하다. 입자(40)가 나노 입자이면, 소량의 배합으로, 상기 모관력을 얻을 수 있어, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐이 억제된다. 그 중에서도, 입자(40)는 입경이 5㎚ 이상 50㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 입자의 응집체(41)는 입자(40)가 응집된 것이다. 입자의 응집체(41)는 입자(40)보다 크기 때문에 관측되기 쉽고, 그 존재의 관측에 의해 입자(40)의 존재를 추측할 수 있다. 입자의 응집체(41)의 직경은 예를 들면 100㎚ 내지 300㎛ 정도이고, 바람직하게는 100㎚ 이상 100㎛ 이하이다. 또한, 입자(40)나 그 응집체(41)는 발광 소자(20)의 광을 산란시키는 작용을 갖는 경우가 있고, 특히 입자(40)가 나노 입자인 경우에는 레일리 산란에 의해 청색광 등 단파장광의 산란을 증대시킬 수 있다. 또한, 그 레일리 산란의 발생에 의해, 형광체(50)를 여기하기 쉬워져, 형광체(50)의 배합량을 저감시켜, 발광 장치의 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 밀봉 부재(30)의 투과율이 향상되어, 광의 취출 효율을 높일 수도 있다. 또한, 입자(40)의 입경은 평균 입경(D50)에 의해 정의할 수 있다. 입자(40) 또는 그 응집체(41)의 직경은, 레이저 회절ㆍ산란법, 화상 해석법(주사형 전자 현미경(SEM), 투과형 전자 현미경(TEM)), 동적 광산란법, X선 소각(小角) 산란법 등에 의해 측정할 수 있다. 보다 구체적으로는, SEM 등을 사용하여 단면을 관찰하여 구한 D50을 입자(40) 또는 그 응집체(41)의 입경으로 해도 된다.
입자(40)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 부정형 파쇄상 등이어도 되지만, 구상이라면, 입자간의 접촉을 최소로 함으로써 응집을 억제할 수 있어, 바람직하다. 또한, 입자(40)는 판상이면, 밀봉 부재(30)에 가스 배리어성을 부여할 수 있다.
입자(40)는 특별히 한정되지 않고, 유기물이어도 되고, 무기물이어도 된다. 입자(40)는, 발광 장치의 광 취출 효율의 관점에서, 투광성의 물질이 바람직하다. 또한, 입자(40)는, 땜납 내열성의 관점에서, 융점이 260℃ 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 유기물로서는, 폴리메타크릴산에스테르와 그 공중합물, 폴리아크릴산에스테르와 그 공중합물, 가교 폴리메타크릴산에스테르, 가교 폴리아크릴산에스테르, 폴리스티렌과 그 공중합물, 가교 폴리스티렌, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아몰퍼스 불소 수지 등의 수지가 바람직하다. 또한, 이들 중에서 선택되는 적어도 하나의 수지로 무기 입자를 코팅한 코어ㆍ쉘형 입자도 포함하는 것으로 한다. 이와 같은 유기물의 입자는, 공중합에 의해 굴절률이 밀봉 부재의 모재(35)에 맞춰지기 때문에, 설령 응집해도, 투광성을 유지할 수 있는 등, 광학적 영향이 적다. 한편, 무기물로서는, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화아연, 산화마그네슘, 산화갈륨, 산화탄탈, 산화니오븀, 산화비스무트, 산화이트륨, 산화이리듐, 산화인듐, 산화주석 등의 산화물이 바람직하다. 이와 같은 무기물의 입자는 내열성, 내광성에 있어서 우수하고, 또한 열전도성이 비교적 높다. 그 중에서도, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티타늄은 입수하기 쉽고, 비교적 염가이다. 이 외에, 입자(40)는 후술하는 형광체(50)와 동일한 것을 사용할 수도 있다.
입자(40)는 표면 처리(즉, 표면 처리에 의해 입자(40)의 표면에 부착물을 형성함)가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 입자(40)의 응집이 억제되고, 바꿔 말하면 입자(40)의 분산성이 높여져, 상기 모관력을 발현시키기 쉬워, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 억제하기 쉽다. 이와 같은 입자(40)의 표면 처리는 장쇄 지방족 아민과 그 유도체, 장쇄 지방족 지방산과 그 유도체, 실란 커플링제, 아민기 및/또는 카르복실기를 갖는 실록산 화합물, 실라놀기, 히드로겐실란기, 알코올기로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 실록산 화합물, 실라놀기, 알콕시기, 히드로겐실란기로부터 선택되는 적어도 하나와 비닐실릴기를 갖는 실록산 화합물, 모노글리시딜에테르 말단 실록산 화합물, 모노히드록시에테르 말단 실록산 화합물, 유기 실라잔 화합물, 유기 티타네이트 화합물, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 인산 및 인산에스테르 화합물 등을 들 수 있다(즉, 표면 처리에 의해, 이들 유도체 및/또는 화합물을 입자(40)의 표면에 부착시킨다). 또한, 분산제로서는, 상기 표면 처리재 외에, 산성기 또는 염기성기를 갖는 고분자 화합물, 불소 함유 계면 활성제, 폴리올 화합물, 폴리에틸렌옥시드 유도체, 폴리프로필렌옥시드 유도체, 다가 지방산 유도체, 실란 커플링제의 가수 분해물, 제4급 암모늄염 화합물 등을 들 수 있다. 입자(40)가 나노 입자인 경우에는 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하고, 입자(40)가 마이크로미터 입자인 경우에는 분산제의 배합도 바람직하다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)의 밀봉 부재에 있어서의, 표면 처리된 입자의 함유량과 기체 상면으로의 번짐의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 3에 있어서의 밀봉 부재의 번짐 발생률은, 후술하는 발광 장치의 개편화 공정에서의 기체(10)의 상면의 절단 위치(즉 기체(10)의 상면과 단부면이 이루는 각)에 이르는 번짐을 「발생」, 그것 미만의 번짐을 「미발생」으로 하여 계산한 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량이 0.05wt％ 이상이면, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 억제하는 작용이 얻어지기 쉽다. 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량의 상한값은, 밀봉 부재(30)의 번짐을 억제하는 작용을 얻는 관점에서는 특별히 한정되지 않지만, 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량이 50wt％를 초과하면, 밀봉 부재(30)의 과도한 점도 상승이나 백탁, 입자(40)의 과도한 응집 등이 발생할 우려가 있다. 따라서, 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량은 0.05wt％ 이상 50wt％ 이하인 것이 바람직하다. 특히, 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량은 0.1wt％ 이상 20wt％ 이하임으로써, 밀봉 부재(30)의 여러 특성을 양호하게 유지하면서, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 억제하는 작용이 안정적으로 얻어진다. 보다 바람직한 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량은 0.2wt％ 이상 2.0wt％ 이하이고, 또한 0.2wt％ 이상 0.5wt％ 미만이어도 된다. 또한, 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)의 함유량은 입자(40)의 배합량에 상당하는 것이며, 밀봉 부재의 모재(35)에 대한 비로서 중량 퍼센트로 나타낸다. 이와 같이, 입자(40)의 매우 적은 배합량으로, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐이 억제되는 것은 발광 장치의 제조에 있어서 큰 이점이다.
발광 장치(100)에 있어서, 기체(10)의 단부면은 절단된 면이다. 기체의 오목부로부터 상면으로의 밀봉 부재의 의도하지 않은 번짐이 발생하는 경우, 밀봉 부재의 상면을 상방을 향하여 볼록한 면으로 형성하기 어려워 광속을 높이기 어렵고, 도전 부재 상으로의 밀봉 부재의 번짐에 의한 땜납 습윤 불량 등이 발생하는 경우가 있지만, 특별히 문제시되는 것은 기체의 개편화에 관한 지장이다. 발광 장치는, 복수의 기체가 종횡으로 연결된 상태로 밀봉 공정까지 종료되고, 그 후에 개편화되어 제조되는 것이 있다. 이 발광 장치의 개편화 공정에 있어서, 인접하는 기체의 상면에 걸쳐 형성된 밀봉 부재를 다이서 등으로 절단하면, 절단부에 밀봉 부재의 버어가 발생할 우려가 있다. 이와 같은 밀봉 부재의 버어는 발광 장치의 외관이나 배광의 악화, 대량 보관 시의 손상 등의 원인으로 된다. 이와 같이, 밀봉 부재의 기체 상면으로의 번짐을 억제하는 것은, 기체의 절단을 수반하여 제조되는 발광 장치에 대하여 특히 의미있다.
또한, 실리콘계 수지는 비교적 부드러운 수지이어서 다이서 등으로 절단하기 어렵고, 그 절단이 필요해지면 발광 장치의 개편화 공정이 번잡해진다. 이 때문에, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 억제하는 것은, 밀봉 부재의 모재(35)가 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 또는 하이브리드 실리콘 수지인 발광 장치에 대하여 더욱 의미있다.
<실시 형태 2>
도 4의 (a)는 실시 형태 2에 따른 발광 장치의 개략 상면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 있어서의 B-B 단면을 도시하는 개략 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 실시 형태 2에 따른 발광 장치(200)는, 기체(10)와, 발광 소자(20)와, 밀봉 부재(30)를 구비하고 있다. 기체(10)는 상면(11)에 오목부(15)를 갖는다. 발광 소자(20)는 오목부(15)에 설치되어 있다. 밀봉 부재(30)는 오목부(15)에 설치되어 있다.
보다 상세하게는, 발광 장치(200)는 표면 실장형 LED이다. 발광 장치(200)는, 오목부(15)가 상면(11)에 형성된 기체(10)와, 오목부(15)에 수납된 하나의 발광 소자(20)와, 그 발광 소자(20)를 덮어 오목부(15)에 충전된 밀봉 부재(30)를 구비한다. 기체(10)는 도전 부재와, 그 도전 부재를 유지하는 성형체를 갖는 패키지이다. 도전 부재는 정부 한 쌍의 리드 전극이다. 성형체는 백색의 수지 성형체이다. 기체의 오목부(15)의 저면의 일부는 도전 부재의 상면에 의해 구성되어 있다. 발광 소자(20)는 LED 소자이며, 기체의 오목부(15)의 저면에 접착제로 접착되고, 도전 부재에 와이어로 접속되어 있다. 밀봉 부재(30)는 수지를 모재(35)로 한다. 밀봉 부재(30)는 형광체(50)를 함유하고 있다. 형광체(50)는 오목부(15)의 저면측에 편재되어 있다.
그리고, 밀봉 부재(30)는 표면 처리된 입자(40)를 함유한다. 또한, 밀봉 부재(30)의 테두리부의 적어도 일부는 오목부의 테두리(17) 근방에 있으며 또한 입자(40)나 그 응집체(41) 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역이다.
이와 같은 구성을 갖는 발광 장치(200)도 또한, 기체의 오목부(15)로부터 상면(11)으로의 밀봉 부재(30)의 번짐이 억제되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 표면 처리된 입자(40)는 분산제와 공존하는 입자로 대체해도, 마찬가지의 작용ㆍ효과를 얻을 수 있다. 이 분산제와 공존하는 입자는, 밀봉 부재에, 입자와, 그 입자를 분산시키기 위한 분산제를 배합함으로써 얻어지고, 예를 들면 분산제가 흡착된 입자로 된다.
발광 장치(200)에 있어서는, 입자(40)나 그 응집체(41) 중 적어도 어느 하나가 밀봉 부재(30)의 외측 테두리, 즉 밀봉 부재(30)의 테두리부의 외측에 있어서의 근방에도 존재하고 있다. 이 밀봉 부재(30)의 외측 테두리에 존재하는 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)가 밀봉 부재(30)를 차단하도록 작용하여, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 보다 한층 더 억제할 수 있다.
발광 장치(200)에 있어서는, 밀봉 부재(30)의 상면은 상방을 향하여 볼록한 면으로 되어 있다. 밀봉 부재(30)는, 그 테두리부에 편재되는 입자(40) 및/또는 그 응집체(41)에 의해 기체 상면(11)으로의 번짐이 억제되기 때문에, 모재(35)의 양을 크게 하기 쉬워, 상면을 상방을 향하여 볼록한 면으로 형성하기 쉽다. 이에 의해, 광의 취출 효율이 우수한 발광 장치를 얻기 쉬워진다.
발광 장치(200)에 있어서는, 기체의 상면(11) 상에 무기물의 피막(60)이 형성되어 있다. 이 피막(60)은 도전 부재의 외기나 수분에 의한 열화를 억제하기 위한 것이다. 피막(60)은 그 기능상 적어도 도전 부재 상에 형성되면 되지만, 통상, 기체의 오목부(15) 내에 발광 소자(20)를 실장한 후, 기체(10)의 상면측의 대략 전역에 걸쳐 형성된다. 피막(60)은, 예를 들면 산화알루미늄, 산화규소, 질화알루미늄, 질화규소 또는 이들의 혼합물로 구성된다. 피막(60)의 막 두께는 1㎚ 이상 50㎚ 이하인 것이 바람직하고, 2㎚ 이상 25㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 피막(60)의 형성 방법은 스퍼터법 등이어도 되지만, 대략 균일한 두께의 막을 고정밀도로 형성할 수 있는 원자층 퇴적(ALD ; Atomic Layer Deposition)법이 바람직하다. 이와 같은 무기물의 피막(60)은 표면 에너지가 비교적 커서, 밀봉 부재(30)를 기체 상면(11) 상으로 번지기 쉽게 한다. 따라서, 밀봉 부재(30)의 기체 상면(11)으로의 번짐을 억제하는 것은, 기체의 상면(11) 상에 무기물의 피막(60)이 형성되어 있는 발광 장치에 대하여 특히 의미있다.
이하, 본 발명의 발광 장치의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
(기체(10))
기체는 발광 소자가 실장되는 하우징이나 베이스로 되는 부재이다. 기체는, 주로, 발광 소자와 전기적으로 접속하는 도전 부재와, 그 도전 부재를 유지하는 성형체에 의해 구성된다. 기체는 패키지의 형태나 배선 기판의 형태가 있다. 구체적으로는, 기체는, 수지 성형체가 리드 프레임에 트랜스퍼 성형이나 사출 성형 등에 의해 일체 성형되어 이루어지는 것, 도전성 페이스트를 인쇄한 세라믹 그린 시트가 적층ㆍ소성되어 이루어지는 것 등을 들 수 있다. 기체의 상면은 대략 평탄한 것이 바람직하지만, 만곡되어 있어도 된다. 기체의 상면에는 오목부가 형성되어 있다. 오목부는 성형체 자체를 움푹 들어가게 함으로써 형성되어도 되고, 대략 평탄한 성형체의 상면에 프레임 형상의 돌기를 별도 형성함으로써, 그 볼록부의 내측을 오목부로 해도 된다. 오목부의 상면에서 본 형상은 직사각형, 모퉁이가 둥그스름한 직사각형, 원형, 타원형 등을 들 수 있다. 오목부의 측벽면은, 성형체를 금형으로부터 이형하기 쉽도록, 또한 발광 소자의 광을 효율적으로 취출하기 위해서, 오목부 저면으로부터 상방을 향하여 오목부가 직경 확대되도록 경사(만곡을 포함함)져 있는 것이 바람직하다(경사각은 예를 들면 오목부 저면으로부터 95° 이상 120° 이하). 오목부의 깊이는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.05㎜ 이상 2㎜ 이하, 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하가 바람직하고, 0.25㎜ 이상 0.5㎜ 이하가 보다 바람직하다.
(도전 부재)
도전 부재는 발광 소자에 접속되어 도전 가능한 금속 부재를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 금, 은, 구리, 철, 알루미늄, 텅스텐, 코발트, 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 니켈, 팔라듐, 또는 이들의 합금, 인청동, 철 함유 구리 등으로 형성된, 리드 전극이나 배선을 들 수 있다. 또한, 도전 부재는, 그 표층에, 은, 알루미늄, 로듐, 금, 구리, 또는 이들의 합금 등의 도금이나 광 반사막이 형성되어 있어도 되고, 그 중에서도 광 반사성이 가장 우수한 은이 바람직하다.
(성형체)
성형체는 지환 폴리아미드 수지, 반방향족 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥산테레프탈레이트, 액정 중합체, 폴리카르보네이트 수지, 신디오택틱폴리스티렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리아릴레이트 수지 등의 열가소성 수지, 폴리비스말레이미드트리아진 수지, 에폭시 수지, 에폭시 변성 수지, 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열경화성 수지를 모재로 하는 것을 들 수 있다. 또한, 이들 모재 중에, 충전제 또는 착색 안료로서, 유리, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 월라스토나이트, 마이카, 산화아연, 티타늄산바륨, 티타늄산칼륨, 붕산알루미늄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄화규소, 산화안티몬, 주석산아연, 붕산아연, 산화철, 산화크롬, 산화망간, 카본 블랙 등의 입자 또는 섬유를 혼입시킬 수 있다. 이 외에, 성형체는 산화알루미늄, 질화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 세라믹스 등으로 형성할 수도 있다. 이와 같은 세라믹스는, 통상, 상기 수지 재료에 비해, 표면 에너지가 커서, 밀봉 부재가 기체 상면으로 번지기 쉽다.
(발광 소자(20))
발광 소자는, LED(발광 다이오드) 소자 등의 반도체 발광 소자를 사용할 수 있다. 발광 소자는 다양한 반도체로 구성되는 소자 구조에 정부 한 쌍의 전극이 설치된 것이면 된다. 특히, 형광체를 효율적으로 여기 가능한 질화물 반도체(InxAlyGa1-x-yN, 0≤x, 0≤y, x+y≤1)의 발광 소자가 바람직하다. 이 외에, 갈륨 비소계, 갈륨 인계 반도체의 발광 소자이어도 된다. 정부 한 쌍의 전극이 동일면측에 설치된 발광 소자는, 각 전극을 와이어로 도전 부재와 접속하는 페이스 업 실장되거나, 각 전극을 도전성 접착제로 도전 부재와 접속하는 페이스 다운(플립 칩) 실장된다. 정부 한 쌍의 전극이 서로 반대의 면에 각각 설치된 발광 소자는, 하면 전극이 도전성 접착제로 도전 부재에 접착되고, 상면 전극이 와이어로 도전 부재와 접속된다. 하나의 발광 장치에 탑재되는 발광 소자의 개수는 하나이어도 복수이어도 된다. 복수의 발광 소자는 직렬 또는 병렬로 접속할 수 있다.
(밀봉 부재(30))
밀봉 부재는 발광 소자를 밀봉하는 부재이다. 밀봉 부재의 모재는 전기적 절연성을 갖고, 발광 소자로부터 출사되는 광을 투과 가능(바람직하게는 투과율 70％ 이상)하고, 고화 전에는 유동성을 갖는 재료이면 된다. 구체적으로는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지, TPX 수지, 폴리노르보르넨 수지, 또는 이들의 변성 수지나 하이브리드 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 또는 그 변성 수지는 내열성이나 내광성이 우수하고, 고화 후의 체적 수축이 적기 때문에, 바람직하다. 밀봉 부재는, 그 모재 중에, 충전제나 형광체 등을 함유하는 것이 바람직하지만, 함유하고 있지 않아도 된다.
(충전제)
충전제는 확산제나 착색제 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 산화아연, 티타늄산바륨, 산화알루미늄, 산화철, 산화크롬, 산화망간, 유리, 카본 블랙 등을 들 수 있다. 충전제의 형상은 구상, 부정형 파쇄상, 바늘 형상, 기둥 형상, 판상(비늘 조각 형상을 포함함), 섬유 형상, 또는 나뭇가지 형상 등을 들 수 있다(후술하는 형광체도 마찬가지이다). 또한, 중공 또는 다공질의 것이어도 된다.
(형광체(50))
형광체는 발광 소자로부터 출사되는 1차 광의 적어도 일부를 흡수하여, 1차 광과는 상이한 파장의 2차 광을 출사한다. 구체적으로는, 세륨으로 부활된 이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가닛, 유로퓸 및/또는 크롬으로 부활된 질소 함유 알루미노규산칼슘, 유로퓸으로 부활된 사이알론, 유로퓸으로 부활된 실리케이트, 망간으로 부활된 불화규산칼륨 등을 들 수 있다. 이에 의해, 가시 파장의 1차 광 및 2차 광의 혼색광(예를 들면 백색계)을 출사하는 발광 장치나, 자외광의 1차 광에 여기되어 가시 파장의 2차 광을 출사하는 발광 장치로 할 수 있다.
(와이어)
와이어는 발광 소자의 전극과 도전 부재를 전기적으로 접속하는 부재이다. 와이어는 금, 구리, 은, 백금, 알루미늄 또는 이들의 합금의 금속선을 사용할 수 있다. 특히, 밀봉 부재로부터의 응력에 의한 파단이 발생하기 어렵고, 열저항 등이 우수한 금선이 바람직하다. 또한, 높은 광 취출 효율을 얻기 위해서, 적어도 표면이 은으로 구성되어도 된다.
(접착제)
접착제는 발광 소자를 기체에 고정하는 부재이다. 절연성 접착제는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 또는 이들의 변성 수지나 하이브리드 수지 등을 사용할 수 있다. 도전성 접착제로서는 은, 금, 팔라듐 등의 도전성 페이스트나, 금-주석 등의 땜납, 저융점 금속 등의 납재를 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에만 한정되지 않는 것은 물론이다.
<실시예 1>
실시예 1의 발광 장치는, 도 1에 도시한 예의 발광 장치(100)의 구조를 갖는 톱 뷰식의 SMD형 LED이다.
기체는, 크기가 세로 3.0㎜, 가로 3.0㎜, 두께 0.52㎜의 직육면체 형상이며, 정부 한 쌍(제1 및 제2)의 리드 전극에, 성형체가 일체로 성형되어 구성된 패키지이다. 이 기체는, 복수 조의 리드 전극이 현수 리드를 통하여 종횡으로 연결되어 이루어지는 가공 금속판(리드 프레임)을 금형 내에 설치하고, 액상의 성형체의 구성 재료를 주입하여 고화, 이형시킨 후, 절단(개편화)함으로써 제작된다. 또한, 본 실시예에 있어서, 기체의 절단은 발광 소자의 밀봉 공정 후에 행해진다.
제1 및 제2 리드 전극은 각각, 표면에 은의 도금이 실시된 최대 두께 0.2㎜의 구리 합금의 판상 소편이다. 제1 및 제2 리드 전극의 하면의 노출 영역은, 성형체의 하면과 실질적으로 동일면이며, 기체의 하면을 구성하고 있다. 제1 및 제2 리드 전극은 각각, 기체의 단부면에 있어서, 그 일부(절단된 현수 리드부)가 노출되어 있다. 이 노출부에는 캐스터레이션으로서 기능하는 오목부가 형성되어 있다.
성형체는, 상면에서 본 외형이 세로 3.0㎜, 가로 3.0㎜의 정사각 형상이며, 최대 두께 0.52㎜이고, 산화티타늄을 함유하는 에폭시 수지제이다. 성형체의 상면 즉 기체의 상면의 대략 중앙에는, 직경 2.48㎜, 깊이 0.32㎜의 상면에서 보아 원 형상의 오목부가 형성되어 있다. 오목부의 측벽면의 경사 각도는 오목부 저면으로부터 95°이다.
제1 및 제2 리드 전극의 상면은 오목부의 저면의 일부를 구성하고 있다. 제1 리드 전극의 상면에는 발광 소자가 2개, 실리콘 수지인 접착제로 접착되어 있다. 이 2개의 발광 소자는 각각, 사파이어 기판 상에 질화물 반도체의 소자 구조가 적층된, 청색(중심 파장 약 460㎚) 발광 가능한, 세로 350㎛, 가로 550㎛, 두께 120㎛의 LED 소자이다. 또한, 2개의 발광 소자는 각각, p, n 전극 중 한쪽이 제1 리드 전극의 상면에 와이어로 접속되고, p, n 전극 중 다른 쪽이 제2 리드 전극의 상면에 와이어로 접속되어 있다. 와이어는 선 직경 25㎛의 금선이다.
또한, 제2 리드 전극의 상면에는, 세로 150㎛, 가로 150㎛, 두께 85㎛의 대향 전극 구조의 제너 다이오드인 보호 소자가, 은 페이스트인 도전성 접착제로 접착되어 있다. 또한, 보호 소자는 그 상면 전극이 제1 리드 전극의 상면에 와이어로 접속되어 있다.
기체의 오목부에는 밀봉 부재가 충전되어, 발광 소자를 피복하고 있다. 밀봉 부재는, 페닐 실리콘 수지를 모재로 하고, 그 안에 세륨으로 부활된 이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가닛(YAG:Ce)의 형광체와, 실리카의 충전제(입경 6㎛)와, 산화지르코늄의 입자를 함유하고 있다. 산화지르코늄의 입자는, 입경이 약 5㎚이고, 실록산 화합물의 표면 처리가 이루어져 있으며, 모재의 수지에 대하여 0.2wt％ 배합되어 있다. 밀봉 부재의 상면은, 기체의 상면과 대략 동일면이며, 거의 평탄면(엄밀하게는 경화 수축에 의해 약간의 오목면)으로 되어 있다. 이 밀봉 부재는, 액상의 구성 재료가 디스펜서 등에 의해 기체의 오목부 내에 적하되고, 가열에 의해 고화시킴으로써 형성된다. 또한, 형광체는 오목부의 저면측에 편재되어 있다.
도 5는 실시예 1에 따른 발광 장치의 밀봉 부재의 테두리부에 있어서의 주사형 전자 현미경(히타치 세이사꾸쇼사제 S-4800)에 의한 상면 관찰상이다. 도 6은 도 5에 도시한 밀봉 부재의 테두리부에 있어서의 에너지 분산형 X선(EDX) 분석의 데이터이다. 도 7은 도 5에 도시한 밀봉 부재의 테두리부에 있어서의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 관찰상이다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 밀봉 부재의 테두리부의 적어도 일부는, 기체의 오목부의 테두리 근방에 있고, 산화지르코늄의 입자나 그 입자의 응집체 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역으로 되어 있다. 또한, 이것은 도 7(특히 화살표로 나타내는 부분)에 있어서도 확인할 수 있다.
이상과 같이 구성된 실시예 1의 발광 장치는 실시 형태 1의 발광 장치(100)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 장치는 액정 디스플레이의 백라이트 광원, 각종 조명 기구, 대형 디스플레이, 광고나 행선지 안내 등의 각종 표시 장치, 나아가, 디지털 비디오 카메라, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 있어서의 화상 판독 장치, 프로젝터 장치 등에 이용할 수 있다.
10 : 기체(11 : 상면, 15 : 오목부, 17 : 테두리)
20 : 발광 소자
30 : 밀봉 부재
35 : 밀봉 부재의 모재
40 : 표면 처리된 입자, 또는 분산제와 공존하는 입자
41 : 표면 처리된 입자의 응집체, 또는 분산제와 공존하는 입자의 응집체
50 : 형광체
60 : 피막
100, 200 : 발광 장치

Claims (10)

  1. 상면에 오목부를 갖는 기체와, 상기 오목부에 설치된 발광 소자와, 상기 오목부에 설치된 밀봉 부재를 구비하고,
    상기 밀봉 부재는 표면 처리된 입자, 또는 분산제와 공존하는 입자를 함유하고,
    상기 밀봉 부재의 테두리부의 적어도 일부는, 상기 오목부의 테두리 근방에 있으며 또한 상기 입자나 상기 입자의 응집체 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역인, 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입자는 나노 입자인, 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입자 및/또는 상기 입자의 응집체의 함유량은 0.05wt％ 이상 50wt％ 이하인, 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 입자 및/또는 상기 입자의 응집체의 함유량은 0.1wt％ 이상 20wt％ 이하인, 발광 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체의 단면은 절단된 면인, 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 모재는, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 또는 하이브리드 실리콘 수지인, 발광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 상면은 상방을 향하여 볼록한 면인, 발광 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체의 상면 상에 무기물의 피막이 형성되어 있는, 발광 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 모재는 페닐 실리콘 수지이고, 상기 입자는 산화지르코늄인, 발광 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 테두리부의 절반 이상이, 상기 오목부의 테두리 근방에 있으며 또한 상기 입자나 상기 입자의 응집체 중 적어도 어느 하나가 편재되는 영역인, 발광 장치.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6102187B2 (ja) * 2012-10-31 2017-03-29 日亜化学工業株式会社 発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置
JP6107136B2 (ja) 2012-12-29 2017-04-05 日亜化学工業株式会社 発光装置用パッケージ及びそれを備える発光装置、並びにその発光装置を備える照明装置
JP6484396B2 (ja) 2013-06-28 2019-03-13 日亜化学工業株式会社 発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置
JP6354626B2 (ja) * 2015-03-09 2018-07-11 豊田合成株式会社 発光装置の製造方法
JP6447580B2 (ja) 2016-06-15 2019-01-09 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7248379B2 (ja) 2017-07-24 2023-03-29 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
KR102378919B1 (ko) * 2017-08-03 2022-03-28 루미레즈 엘엘씨 발광 디바이스를 제조하는 방법
US10662310B2 (en) * 2018-04-24 2020-05-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component having a conversation element with a high refractive index
WO2020100298A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 堺ディスプレイプロダクト株式会社 マイクロｌｅｄデバイスおよびその製造方法
JPWO2020100297A1 (ja) * 2018-11-16 2021-10-14 堺ディスプレイプロダクト株式会社 マイクロｌｅｄデバイスおよびその製造方法
JPWO2020100300A1 (ja) * 2018-11-16 2021-10-07 堺ディスプレイプロダクト株式会社 マイクロｌｅｄデバイスおよびその製造方法
JP6809522B2 (ja) * 2018-11-29 2021-01-06 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7189430B2 (ja) * 2018-12-28 2022-12-14 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置用の封止用樹脂組成物
JP7389333B2 (ja) * 2019-07-31 2023-11-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
US11594662B2 (en) 2019-07-31 2023-02-28 Nichia Corporation Light-emitting device
US11664356B2 (en) 2020-03-26 2023-05-30 Nichia Corporation Light emitting device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080620A (ja) 2008-09-25 2010-04-08 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
KR20100058597A (ko) * 2007-09-03 2010-06-03 쇼와 덴코 가부시키가이샤 형광체 및 그 제조 방법, 및 그것을 이용한 발광 장치
JP2011222718A (ja) 2010-04-08 2011-11-04 Samsung Led Co Ltd 発光ダイオードパッケージ及びその製造方法
US20120019123A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 Chisato Furukawa Light emitting device
JP2012069539A (ja) * 2010-08-25 2012-04-05 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置の製造方法
EP2472578A2 (en) * 2010-12-28 2012-07-04 Nichia Corporation Light emitting device

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY145695A (en) * 2001-01-24 2012-03-30 Nichia Corp Light emitting diode, optical semiconductor device, epoxy resin composition suited for optical semiconductor device, and method for manufacturing the same
JP4147755B2 (ja) * 2001-07-31 2008-09-10 日亜化学工業株式会社 発光装置とその製造方法
US6737681B2 (en) * 2001-08-22 2004-05-18 Nichia Corporation Light emitting device with fluorescent member excited by semiconductor light emitting element
JPWO2003034508A1 (ja) * 2001-10-12 2005-02-03 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP5138145B2 (ja) 2002-11-12 2013-02-06 日亜化学工業株式会社 蛍光体積層構造及びそれを用いる光源
JP2004221163A (ja) * 2003-01-10 2004-08-05 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置およびその形成方法、並びにその発光装置を用いた面状発光装置
KR20030031061A (ko) 2003-03-22 2003-04-18 루미마이크로 주식회사 고효율 색변환 층을 갖는 발광 소자 및 그 제조 방법
JP4645071B2 (ja) 2003-06-20 2011-03-09 日亜化学工業株式会社 パッケージ成型体およびそれを用いた半導体装置
JP4653662B2 (ja) * 2004-01-26 2011-03-16 京セラ株式会社 波長変換器、発光装置、波長変換器の製造方法および発光装置の製造方法
TWI255566B (en) * 2005-03-04 2006-05-21 Jemitek Electronics Corp Led
JP2007188976A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Shinko Electric Ind Co Ltd 発光装置の製造方法
JP4838005B2 (ja) * 2006-02-20 2011-12-14 京セラ株式会社 発光装置
JP2008060344A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Toshiba Corp 半導体発光装置
WO2009005035A1 (ja) 2007-06-29 2009-01-08 Mitsubishi Chemical Corporation 蛍光体、蛍光体の製造方法、蛍光体含有組成物、並びに発光装置
US8344400B2 (en) 2007-08-31 2013-01-01 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device package
WO2009066398A1 (ja) * 2007-11-21 2009-05-28 E & E Japan Co., Ltd. 発光装置
JP5217800B2 (ja) 2008-09-03 2013-06-19 日亜化学工業株式会社 発光装置、樹脂パッケージ、樹脂成形体並びにこれらの製造方法
JP5517037B2 (ja) * 2009-08-06 2014-06-11 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光体及びその製造方法、並びにそれを用いた発光装置
JP5433398B2 (ja) 2009-12-22 2014-03-05 パナソニック株式会社 発光装置
EP2581954A4 (en) * 2010-06-08 2014-07-30 Sekisui Chemical Co Ltd CHIP-CONTAINING MATERIAL FOR OPTICAL SEMICONDUCTOR COMPONENTS AND OPTICAL SEMICONDUCTOR COMPONENT THEREWITH
CN201829530U (zh) * 2010-09-02 2011-05-11 深圳市海隆兴光电子有限公司 一种led白光二极管光源灯

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100058597A (ko) * 2007-09-03 2010-06-03 쇼와 덴코 가부시키가이샤 형광체 및 그 제조 방법, 및 그것을 이용한 발광 장치
JP2010080620A (ja) 2008-09-25 2010-04-08 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2011222718A (ja) 2010-04-08 2011-11-04 Samsung Led Co Ltd 発光ダイオードパッケージ及びその製造方法
US20120019123A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 Chisato Furukawa Light emitting device
JP2012069539A (ja) * 2010-08-25 2012-04-05 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置の製造方法
EP2472578A2 (en) * 2010-12-28 2012-07-04 Nichia Corporation Light emitting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BM. Weon, JH. Je, Self-Pinning by Colloids Confined at a Contact Line, Phys. Rev. Lett. 110, 028303 (2013)

Also Published As

Publication number Publication date
TW201528556A (zh) 2015-07-16
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CN104701441A (zh) 2015-06-10

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