KR20180072582A - 발광 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 소형, 박형의 발광 장치를 용이하게 제조가능한 제조 방법을 제공한다.
[해결수단] 기부와 기부의 제1면 측에 볼록부를 구비하는 투광성 부재를 준비하고, 주 발광면과 주 발광면과 반대 측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고, 투광성 부재의 볼록부 위에, 발광 소자의 주 발광면과 투광성 부재의 볼록부의 상면이 마주보도록 발광 소자를 탑재하고, 발광 소자의 측면과 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는, 발광 장치의 제조 방법.

Description

발광 장치의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING DEVICE}
본 개시는, 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 휴대전화 및 디지털 카메라 등의 백라이트에 적합하게 사용할 수 있도록, 발광 소자를 탑재한 광원 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1). 특허문헌 1에 기재된 선 형상(線狀) 광원 장치에서는 복수의 발광 소자가, 가늘고 긴 각봉(角棒) 형상의 배선 기판의 긴 길이 방향을 따라 소정의 간격을 두고 배설되어 다이본딩되며, 나아가, 각 발광 소자의 양측에, 그리고, 각 발광 소자와 번갈아 위치하도록 반사판이 배설되고, 또한, 당해 양 반사판의 대향면이 각 발광 소자의 출사 방향을 향함에 따라 개구 면적이 커지도록 경사짐으로써, 전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있고, 고휘도이며, 또한, 휘도 불균일이 적은 선 형상 광을 얻을 수 있도록 하고 있다.
일본특허공개 제2004-235139호 공보
그러나, 특허문헌 1과 같은 선 형상 광원 장치는, 소형 또는 박형으로 되어 갈수록 제조가 곤란하게 된다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 소형 또는 박형의 발광 장치를 용이하게 제조 가능한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
여기서, 본 발명의 일 실시형태는, 기부(基部)와 기부의 제1면 측에 볼록부를 구비하는 투광성 부재를 준비하고, 주 발광면과 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고, 투광성 부재의 볼록부 위에, 발광 소자의 주 발광면과 투광성 부재의 볼록부의 상면이 마주보도록 발광 소자를 탑재하고, 발광 소자의 측면과 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는, 발광 장치의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 투광성 부재의 기재를 준비하고, 주 발광면과 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고, 발광 소자의 주 발광면과 투광성 부재의 제1면이 마주보도록 발광 소자를 탑재하고, 투광성 부재에 오목부를 형성함으로써, 투광성 부재에 기부와 기부 위의 발광 소자가 탑재된 영역인 볼록부를 형성하고, 발광 소자의 측면과 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는, 발광 장치의 제조 방법이다.
이에 의해, 소형 또는 박형의 발광 장치를 용이하게 제조할 수 있다.
도 1a는, 제1 실시형태에 관한 투광성 부재의 기재(基材)의 개략 평면도이다.
도 1b는, 도 1a의 A-A선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 2a는, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 평면도이다.
도 2b는, 도 2a의 B-B선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 2c는, 도 2b의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 3은, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 4는, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 5는, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 6은, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 7은, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 8a는, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 평면도이다.
도 8b는, 도 8a의 C-C선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 9는, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 10a는, 제1 실시형태에 관한 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 10b는, 도 10a의 발광 장치의 개략 단면도이다.
도 11a는, 제2 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 11b는, 제2 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 11c는, 제2 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 11d는, 제2 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 12a는, 제2 실시형태에 관한 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 12b는, 도 12a의 발광 장치의 개략 단면도이다.
도 13a는, 실시예 3에 관한 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 13b는, 실시예 3에 관한 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 13c는, 실시예 3에 관한 발광 장치의 개략 평면도이다.
도 13d는, 실시예 3에 관한 발광 장치의 개략 저면도이다.
도 13e는, 실시예 3에 관한 발광 장치의 개략 단면도이다.
도 14는, 실시예 3에 관한 발광 장치를 이용한 조명 장치의 개략 단면도이다.
도 15a는, 실시예 4에 관한 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 15b는, 도 15a의 발광 장치의 개략 단면도이다.
도 16a는, 실시형태에 관한 발광 소자의 개략 평면도이다.
도 16b는, 실시형태에 관한 발광 소자의 개략 저면도이다.
도 16c는, 실시형태에 관한 발광 소자의 개략 단면도이다.
도 17a는, 변형예 1에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 평면도이다.
도 17b는, 도 17a의 D-D선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 17c는, 변형예 1에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 17d는, 변형예 1에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 17e는, 변형예 1에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 17f는, 변형예 1에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
도 18은, 변형예 2에 관한 발광 장치의 제조 방법의 일 공정을 설명하는 개략 단면도이다.
이하, 발명의 실시형태에 대해 적절히 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 발광 장치는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명을 이하의 것으로 한정하지 않는다. 또한, 하나의 실시형태, 실시예에서 설명하는 내용은, 다른 실시형태, 실시예에도 적용 가능하다. 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 가로세로비(aspect ratio)나 위치 관계 등은, 설명을 명확하게 하거나 용이하게 하기 위해 과장 또는 생략하고 있는 일이 있다.
본 명세서에 있어서, 박형화란, 발광 장치의 발광을 추출하는 측의 면이 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 발광 장치에 있어서, 짧은 길이 방향의 길이를 짧게 하는 것을 가리키고, 박형의 발광 장치란 이 짧은 길이 방향의 길이가 짧은 발광 장치를 가리킨다.
본 명세서에 있어서, 광 추출 측의 면이란, 각 부재에 있어서, 발광 장치로 된 때에 발광을 행하는 면 측에 배치되는 면을 가리킨다.
본 발명의 일 실시형태는, 기부와 상기 기부의 제1면 측에 볼록부를 구비하는 투광성 부재를 준비하고, 주 발광면과 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고, 투광성 부재의 볼록부 위에, 발광 소자의 주 발광면과 투광성 부재의 볼록부의 상면이 마주보도록 발광 소자를 탑재하고, 발광 소자의 측면과 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는, 발광 장치의 제조 방법이다.
이와 같이, 기부와 볼록부를 구비하는 투광성 부재의 볼록부 위에 발광 소자를 탑재함으로써, 발광면의 위치나 형상의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 투광성 부재의 볼록부 위에 발광 소자를 탑재함으로써, 후에 발광면이 되는 투광성 부재의 폭을 작게 하여도, 발광 소자와의 위치 맞춤을 높은 정밀도로 행할 수 있다. 또한, 볼록부의 측면을 피복하도록 광반사성 부재를 형성함으로써, 발광 장치의 발광면 및 발광면을 둘러싸는 광반사성 부재의 위치나 형상의 정밀도를 높일 수 있다. 이에 의해, 소형, 박형의 발광 장치를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시형태는, 투광성 부재를 준비하고, 주 발광면과 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고, 발광 소자의 주 발광면과 투광성 부재의 제1면이 마주보도록 발광 소자를 탑재하고, 투광성 부재에 오목부를 형성함으로써, 투광성 부재에 기부와 기부 위의 발광 소자가 탑재된 영역인 볼록부를 형성하고, 발광 소자의 측면과 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는, 발광 장치의 제조 방법이다.
이와 같이, 투광성 부재의 상면에 탑재된 발광 소자의 주위에 오목부를 형성함으로써 볼록부를 형성하고, 볼록부의 측면을 피복하도록 광반사성 부재를 형성함으로써, 발광 장치의 발광면 및 발광면을 둘러싸는 광반사성 부재의 위치나 형상의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 투광성 부재에 발광 소자를 탑재한 후에 광반사성 부재의 위치를 확정하는 오목부를 형성함으로써, 발광면이 되는 투광성 부재의 폭을 작게 하면서, 발광 소자와 광반사성 부재와의 위치 맞춤을 높은 정밀도로 행할 수 있다. 이에 의해, 소형, 박형의 발광 장치를 제조할 수 있다.
제1 실시형태
도 lOa 내지 10b에, 제1 실시형태의 제조 방법으로 제조되는 발광 장치(100)를 나타낸다. 평면에서 보아 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 발광 소자(2)와, 평면에서 보아 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 투광성 봉지 부재(1)와, 발광 소자(2)와 투광성 봉지 부재(1)를 접착하는 투광성 접착제(3)와, 발광 소자(2)의 측면과 투광성 접착제(3)와 투광성 봉지 부재(1)의 측면을 피복하는 광반사성 부재(4)를 구비하고, 발광 소자(2)의 긴 길이 방향과 투광성 봉지 부재(1)의 긴 길이 방향이 일치하도록 배치되어 있다.
이와 같은 발광 장치는, 예를 들어, 아래와 같은 공정을 구비하는 제조 방법으로 얻을 수 있다.
이하에 본 실시형태의 발광 장치(100)의 제조 방법을 상세히 설명한다.
1. 투광성 부재의 준비
우선, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 나타내는 바와 같이, 기부(13)와 기부(13)의 제1면 측에 볼록부(12)를 구비하는 투광성 부재(10)를 준비한다. 또한, 도 2c는, 기부(13)와 볼록부(12)를 알기 쉽게 나타내기 위해, 도 2b의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
본 실시형태에서는, 최종적으로 광반사성 부재로부터 노출되는 투광성 부재의 볼록부(12)의 표면을 발광 장치(100)의 발광면으로서 이용한다. 그러므로, 투광성 부재의 볼록부(12)를 평면에서 보았을 때의 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향의 길이는 각각 발광 장치(100)의 발광면의 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향의 길이와 동등하다. 본 명세서에 있어서, 길이가 동등하다는 것은, 길이의 차가, ±10% 정도 이내인 것을 가리킨다. 즉, 본 실시형태에서는, 투광성 부재의 볼록부(12)를 평면에서 보았을 때에, 볼록부(12)의 상면의 긴 길이 방향의 길이 및 볼록부(12)의 저면의 긴 길이 방향의 길이가 모두 발광 장치(100)의 발광면의 긴 길이 방향의 길이와 ±10% 정도 이내이며, 볼록부(12)의 상면의 짧은 길이 방향의 길이 및 볼록부(12)의 저면의 짧은 길이 방향의 길이가 모두 발광 장치(100)의 발광면의 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향의 길이와 ±10% 정도 이내이다. 또한, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 발광 장치(100)의 발광면 측이 크게 되거나 또는 발광면 측이 작아지도록, 볼록부(12)의 측면이 경사져 있어도 좋고, 이 경우에는, 투광성 부재의 볼록부(12)를 평면에서 보았을 때의 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향의 길이는 각각 발광 장치(100)의 발광면의 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향의 길이와 동등하여도 좋고, 동등하지 않아도 좋다. 본 실시형태에 있어서, 보다 바람직하게는 지지체(50)와 면하고 있는 광 추출면 측의 면(볼록부(12)의 저면)의 짧은 길이 방향의 길이가 발광 장치(100)의 발광면의 짧은 길이 방향의 길이와 대략 동일하게 되도록 형성한다. 또한, 본 실시형태에서는, 볼록부(12)의 측면은 요철을 가지고 있어도 좋고, 발광 장치(100)의 발광면, 볼록부(12)의 상면 및 저면의 긴 길이 방향 또는 짧은 길이 방향의 길이는, 기준을 통일하면, 최소의 길이, 최장의 길이, 평균의 길이 중 어느 것에 관해 비교해도 좋다.
본 실시형태에 있어서는, 이하에 기술하는 바와 같이, 평면에서 보아 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖고 기부와 볼록부를 갖는 투광성 부재의 준비는, 시트 형상의 투광성 부재의 기재(11)를 지지체(50)에 탑재하고, 기재의 일부를 기재의 두께의 도중까지 제거하여, 복수의 볼록부(12)를 형성함으로써 행한다.
이하, 투광성 부재의 준비 공정에 관해 상세하게 설명한다.
1-1. 투광성 부재의 기재의 형성
우선, 시트 형상의 투광성 부재의 기재(11)를 형성한다. 이하의 도면에서는, 투광성 부재의 기재(11)로서, 형광체를 함유하는 형광체 함유층인 제1층(11a)과 형광체를 함유하지 않는 형광체 비함유층(11b)인 제2층을 갖는 경우의 구성을 예시하고 있다. 시트 형상의 투광성 부재의 기재(11)의 형성은, 예를 들어, 액상의 수지와 필요에 따라서 형광체를 혼합한 재료를, 압축 성형, 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 스프레이, 인쇄, 본딩, 전기영동퇴적 등으로 대략 균일한 두께로 형성한 형광체에 수지를 함침함으로써 행할 수 있다.
1-2. 투광성 부재 기재의 지지체로의 탑재
다음으로, 도 1a, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 시트 형상으로 형성된 투광성 부재의 기재(11)를 지지체(50)에 탑재한다. 본 실시형태에 있어서는, 투광성 부재의 기재(11)의 광추출 측의 면을, 상면에 점착층(50a)을 구비하는 지지체에 붙인다. 지지체(50)로서는 수지 필름, 금속판, 수지판, 세라믹판 등의 단체 또는 복합체를 사용할 수 있다. 어느 재료를 지지체로서 사용할 경우라도, 지지체(50)의 일면에는 점착층(50a)을 갖는 것이 바람직하고, 나아가 자외선(UV)으로 경화되는 점착층을 갖는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 점착층(50a)을 사용함으로써, 투광성 부재의 기재(11)를 안정되게 지지체(50)에 보유 지지할 수 있다. 나아가, 이후의 공정에서 수지의 경화 등의 열 이력을 거치기 때문에, 내열성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 또한, 투광성 부재의 기재(11)의 지지체(50)로의 탑재는, 지지체(50) 위에 투광성 부재의 기재(11)를 형성함으로써 행하도록 해도 좋다.
1-3. 투광성 부재의 볼록부의 형성
다음으로, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재의 기재(11)를 지지체(50)에 탑재한 상태에서 기재(11)의 두께의 일부를 홈 형상으로 제거함으로써, 평면에서 보아 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 볼록부(12)를 복수 성형한다. 본 실시형태에 있어서는, 4열×5행의 매트릭스 형상으로 복수의 볼록부(12)를 성형하고 있다. 이들의 주위에는 투광성 부재인 기재(11)를 절단했을 때의 단재(端材)(11c)가 배치되어 있다. 복수의 볼록부(12)와 단재(11c)는, 기부(13)로 연결되어 있다.
투광성 부재의 기재(11)의 볼록부(12)의 형성, 즉, 홈(14)의 형성에는, 예를 들어, 다이싱, 톰슨 가공, 초음파 가공, 레이저 가공 등의 방법을 사용할 수 있다. 특히, 후술하는 인접하는 투광성 부재의 볼록부(12)를 이격시켜 형성하기 위해, 직진성이 우수한 다이싱에 의해 홈(14)을 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 투광성 부재에 수분에 취약한 형광체(예를 들어, KSF 형광체)가 함유되어 있을 경우에는, 물을 이용하지 않는 공법을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 투광성 부재의 열화를 저감할 수 있다.
이 볼록부의 형성은, 발광 장치(100)의 발광면의 형상, 특히 평면에서 보아 긴 길이 방향의 변의 형상을 실질적으로 획정하는 것으로 되기 때문에, 절단은 직진성이 우수한 방법으로 행해지는 것이 바람직하다. 이 볼록부를 형성할 때의 절단의 직진성은, 짧은 길이 방향의 변의 형상의 획정에 대해서도 중요하다. 이와 같은 직진성이 확보될 수 없는 경우는, 발광 장치(100)의 발광면의 형상이 소망하는 것으로 되지 않을 우려가 있다. 또한, 후술하는 광반사성 부재(4)에 의해 투광성 봉지 부재(1)의 측면을 피복하기 때문에, 이와 같은 투광성 부재의 볼록부(12)의 형상의 편차에 의해, 광반사성 부재(4)의 두께의 제어가 곤란하게 되고, 광반사성 부재(4)에 의해 발광 방향을 충분히 제어할 수 없고, 휘도나 도광판으로의 입광 효율 등의 발광 장치(100)의 특성이 저하될 우려가 있다. 이 절단에 있어서의 직진성은, 후술하는 변형예 1에 나타내는 바와 같이, 하나의 볼록부(12) 위에 복수의 발광 소자(2)를 실장하는 경우에는, 볼록부의 긴 길이 방향의 길이에 의해 획정되는 발광면의 긴 길이 방향의 변(도 13c에서의 L4에 해당하는 변)이 길어지기 때문에, 특히 중요하게 된다.
투광성 부재의 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 변의 직선성의 정도는, 투광성 봉지 부재(1)의 측면을 덮는 광반사성 부재(4)의 두께에 따라 요구되는 정도가 다르다. 특히, 출력이 높고, 박형인 발광 장치(100)를 얻기 위해서는, 발광면과 발광면을 둘러싸는 광반사성 부재(4)의 표면으로 이루어지는 발광면 측의 면에 있어서, 발광면이 되는 투광성 봉지 부재(1)의 짧은 길이 방향의 길이(도 13c에서의 L5의 변)의 비율을 크게 하고, 또한 광반사성 부재(4)의 두께를 필요한 두께를 확보하면서 그 비율을 작게 할 필요가 있기 때문에, 발광 장치(100)의 길이 전체에 있어 높은 직선성을 유지한 상태에서 절단하여 투광성 부재의 볼록부(12)를 형성할 필요가 있다. 구체적으로는, 발광 장치(100)의 측면 전체에서 광반사성 부재(4)가 10㎛~100㎛ 정도, 바람직하게는 20~50㎛ 정도 설치되는 것이 가능한 정도의 직선성을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 어느 부재의 직선성이 높다는 것은, 어느 부재의 소정의 일변에 있어서, 부재의 가장 내주에 있는 부분을 통과하여 소정의 일변과 평행한 가상선과, 부재의 가장 외주에 있는 부분과의 거리가 작은 것을 말한다.
본 명세서에 있어서, 절단의 직진성이 높다는 것은, 직선성이 높은 상태로 절단할 수 있음을 말한다.
볼록부는, 평면에서 보아, 장방형, 정방형, 육각형, 팔각형, 원형, 타원, 또는 이들에 근사한 형상으로 설치할 수 있다.
이상의 설명에서는, 홈(14)을 격자 형상으로 형성함으로써 볼록부(12)를 형성하는 경우를 예시하여 설명하였다. 그러나, 본 실시형태에서는, 홈(14)을 일 방향으로만 형성함으로써 볼록부(12)를 형성하도록 해도 좋다. 환언하면, 투광성 봉지 부재(10)가 되는 부분의 대향하는 2개의 측면만이 홈을 형성함으로써 형성된 것이어도 좋다. 예를 들어, 복수의 분리한 띠 모양으로 설치된 투광성 부재의 기재(11)에 복수의 홈(14)을 예를 들어 서로 평행하게 형성함으로써, 볼록부(12)를 형성하도록 해도 좋다.
이와 같이, 기부(13)로 연결된 복수의 볼록부(12)를 형성함으로써, 볼록부(12)가 변형할 우려를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 제조 과정에 있어서의 투광성 부재(10)의 취급성을 향상시킬 수 있고, 발광 장치의 양산성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 투광성 부재의 기재(11)의 일부를 제거하는 것에 의해 홈(14)을 형성하여 투광성 부재의 볼록부(12)를 형성함으로써, 투광성 봉지 부재(1)의 측면에 광반사성 부재(4)를 형성하기 위한 공간을 설치할 수 있다. 투광성 부재의 볼록부(12)를 형성할 때에, 홈의 저면에 기부(13)를 남기지 않고 홈을 형성하여, 인접하는 볼록부(12)를 이격시킨 상태로 형성하는 경우도 광반사성 부재(4)를 형성하기 위한 공간을 설치할 수 있다. 이상과 같이, 홈을 형성하는 것에 의해 볼록부(12)를 형성함으로써, 후술하는 바와 같이 투광성 부재의 이재(移載)나 시트의 익스팬드 등을 행하지 않더라도, 광반사성 부재(4)가 형성되기 위한 공간을 설치할 수 있다. 이는, 다이싱 등의 절단 마진이 발생하는 절단 방법으로 용이하게 실현할 수 있다. 이 이격의 폭은, 설치되는 광반사성 부재(4)의 두께나 광반사성 부재(4)의 절단 방법 등에 적절한 정도이면 좋고, 예를 들어 30~300㎛ 정도가 바람직하고, 30~200㎛ 정도가 보다 바람직하다. 이에 의해, 광반사성 부재(4)의 두께를 확보하면서, 발광 장치(100)를 박형으로 할 수 있다.
또한, 투광성 부재의 볼록부(12)의 형성 방법은 상술한 절단을 포함하는 것에 한하지 않고, 압축 성형, 트랜스퍼 몰드, 사출 성형, 스크린 인쇄, 스프레이 등에 의해, 기부(13)와 볼록부(12)를 갖는 형상으로 형성되어도 좋다.
또한, 투광성 부재의 볼록부(12)는, 발광 소자(2)가 탑재되는 제1면과, 그 반대측의 면, 즉 발광 장치의 발광면이 되는 제2면의 형상이 달라도 좋다. 예를 들어, 발광 소자(2)가 탑재되는 제1면이 발광면이 되는 제2면보다 작아도 좋고, 커도 좋다. 이와 같은 형상을 갖는 투광성 부재는, 예를 들어, 본 실시형태에 있어서 투광성 부재의 기재(11)를 절단하는 변의 형상을 V자형이나 역 V자형으로 함으로써, 형성할 수 있다.
2. 발광 소자의 투광성 부재의 볼록부 위로의 탑재
다음으로, 투광성 부재의 볼록부(12) 위에, 투광성 접착제(3)를 통해, 발광 소자(2)를 발광 소자(2)의 주 발광면과 볼록부(12)의 상면이 마주보도록 투광성 부재의 볼록부(12)에 탑재한다.
본 명세서에 있어서는, 투광성 부재의 볼록부(12)의 발광 소자(2)가 탑재되는 면을 상면이라 부르는 경우가 있다.
본 실시형태에 있어서는, 지지체(50) 상에서 형성되어 준비된 투광성 부재(10)를 지지체(50) 상에 보유지지한 상태에서, 환언하면 투광성 부재(10)를 지지체(50)로부터 전사나 이재 등을 행하지 않고 각각의 투광성 부재(10)의 볼록부(12) 위에 발광 소자(2)를 탑재하는 것이 바람직하다. 수지, 특히 실리콘 수지를 모재로서 갖는 투광성 부재(10)는 유연성이 있는데다가, 박형의 발광 장치(100)를 실현하기 위해 발광면이 되는 투광성 부재의 볼록부(12)는 가늘고 긴 형상으로 형성된다. 이와 같은 부재의 전사나 이재는 일반적으로 곤란하다. 특히, 유연하고 가늘고 긴 투광성 부재의 볼록부(12)는 전사나 이재를 행할 때에 비틀림이나 구부러짐이 발생할 우려가 있다. 이와 같은 경우, 전술한 투광성 부재의 볼록부(12)의 직선성을 유지하는 것이 매우 곤란하게 된다. 그 때문에, 투광성 부재(10)를 지지체(50) 위에서 성형하고, 지지체(50) 위로부터 이재 또는 전사 등을 하는 일 없이 동일한 지지체(50) 위에 보유지지한 채로, 투광성 부재의 볼록부(12) 위에 발광 소자(2)를 탑재하는 것이 바람직하다.
그러나, 본 실시형태에 있어서는, 투광성 부재의 볼록부(12)는 기부(13)와 연결되어 있기 때문에, 형상의 안정성이 비교적 높다. 그 때문에, 볼록부(12)의 형성 후로서 발광 소자(2)의 탑재를 행하기 전에 지지체(50)로부터 다른 지지체로의 이재를 행해도 좋다.
이하, 발광 소자를 볼록부 위에 탑재하는 공정에 관해 상세하게 설명한다.
2-1. 액상 수지 재료의 도포
본 실시형태의 발광 소자(2)의 투광성 부재의 볼록부(12) 위로의 탑재 공정에서는, 먼저, 도 3에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재의 볼록부(12)의 상면에 경화 후에 투광성 접착제(3)가 되는 액상 수지 재료(31)를 도포한다.
도포에는 핀 전사, 디스펜스, 인쇄 등의 방법을 이용할 수 있다. 도포되는 액상 수지 재료(31)는, 하나의 투광성 부재의 볼록부(12) 위에 복수로 분리한 섬 형상, 일련의 선 형상 등으로 설치해도 좋다.
도포량으로서는 발광 소자(2)와 투광성 봉지 부재(1)를 접착하기에 충분한 도포량이라면 좋고, 투광성 봉지 부재(1)나 발광 소자(2)의 크기, 수 및 요구되는 접착 강도에 맞춰 적절히 조정할 수 있다. 또한, 발광 소자(2)의 광 추출 측의 면과 투광성 봉지 부재(1) 사이 이외에도, 발광 소자(2)의 측면에 접하도록 투광성 접착제(3)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자(2)의 측면으로부터 광을 추출하여, 발광 장치(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
2-2. 발광 소자의 배치
다음으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 액상 수지 재료(31) 위에 주 발광면과 상기 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자(2)를 각각 그 주 발광면이 투광성 부재 측을 향하도록 배치한다. 이 때, 발광 소자의 긴 길이 방향(도 16a의 L7의 변)이 투광성 부재의 볼록부(12)의 긴 길이 방향과 일치하도록 배열하는 것이 바람직하다.
발광 소자(2)를 배치할 때에는, 투광성 부재의 볼록부(12)를 평면에서 보았을 때의 단부에서, 투광성 접착체(3)가 되는 액상 수지 재료(31)와 발광 소자(2)의 위치 결정이 행해지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투광성 부재의 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 변의 단부와 투광성 접착제(3)의 단부를 일치시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 변에 있어서 발광 소자(2)를 셀프 얼라인먼트시킴으로써, 발광 소자(2)를 폭이 좁은 볼록부(12) 위에 용이하게 양호한 정밀도로 열(列) 형상으로 탑재할 수 있다.
볼록부(12)의 짧은 길이 방향의 길이(도 2a의 L5)는, 발광 소자(2)의 짧은 길이 방향(도 16a의 L8)의 길이의 1~2배 정도로 하는 것이 바람직하고, 1.2~1.5배 정도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 셀프 얼라인먼트 효과를 얻으면서 박형의 발광 장치(100)로 할 수 있다.
2-3. 액상 수지 재료의 경화
다음으로, 액상 수지 재료(31)를 열이나 자외선 등으로 경화시키고, 투광성 부재의 볼록부(12)와 복수의 발광 소자(2)를 접착한다. 이 때, 투광성 접착제(3)는, 발광 소자(2)의 투광성 부재의 볼록부(12)와 면하고 있는 광 추출 측의 면의 반대측의 면인 하면 측으로부터 광 추출면 측으로 넓어지는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광 추출 효율이 높은 발광 장치(100)로 할 수 있다.
3. 광반사성 부재의 형성
다음으로, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 발광 소자(2)의 측면과 투광성 접착제(3)와, 투광성 부재의 볼록부(12)의 측면을 피복하는 광반사성 부재(4)를 형성한다. 광반사성 부재(4)의 형성은, 상술한 바와 같이 발광 소자(2)의 탑재에 사용한 지지체(50)와 동일한 지지체(50) 위에서 실시되는 것이 바람직하다. 이에 의해 투광성 부재(10)의 변형을 억제하고, 짧은 길이 방향의 폭이 좁은 선 형상의 발광 장치(100)에 있어서도 양호한 정밀도로 광반사성 부재(4)를 형성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 지지체(50) 위에 접착된 복수의 투광성 부재의 기부(13)의 제1면과, 복수의 볼록부(12)의 측면과, 각각의 볼록부에 탑재된 발광 소자(2)와 투광성 접착제(3)를 일괄하여 하나의 광반사성 부재의 기재(41)로 피복하고 있다.
광반사성 부재(4)의 형성은 압축 성형, 트랜스퍼 성형, 사출 성형 등의 금형 성형, 인쇄, 본딩 등의 방법을 사용할 수 있다. 특히, 광반사성 부재(4)의 수지 중에 함유하는 필러의 농도가 높아지게 되면, 유동성이 악화되기 때문에, 압축 성형, 트랜스퍼 성형이 가장 적합하다.
광반사성 부재(4)는 하나의 투광성 부재의 볼록부(12)의 측면과, 해당 볼록부(12)에 탑재된 발광 소자(2)의 측면과 투광성 접착제(3)를 피복하도록 설치되어 있어도 좋다.
광반사성 부재(4)는 복수 회로 나눠서 형성되어도 좋다. 예를 들어, 발광 소자(2)를 탑재하기 전에 투광성 부재의 볼록부(12)의 측면을 덮는 광반사성 부재의 기재(41)를 미리 형성하여 두고, 발광 소자를 탑재한 후에 복수의 발광 소자의 측면과 투광성 접착제를 피복하는 광반사성 부재를 형성하도록 해도 좋다.
광반사성 부재(4)는, 복수의 발광 소자(2)의 하면을 피복하여도 좋다. 또한, 복수의 발광 소자(2)의 한 쌍의 전극(2a, 2b)을 노출하는 형상으로 성형되어도 좋고, 도 5에 나타내는 바와 같이 전극(2a, 2b)를 피복하도록 형성된 후, 도 6에 나타내는 바와 같이 연삭 등을 행하여 노출되는 형상으로 성형되어도 좋다.
본 실시형태에서는, 다음으로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 지지체(15)를 제거한다.
5. 투광성 부재의 기부의 제거
본 실시형태에서는, 다음으로, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재의 기부(13)를 제거하고, 복수의 투광성 부재의 볼록부(12)를 노출시킨다. 이 제거는, 연마, 연삭, 절삭, 톰슨 가공, 초음파 가공, 레이저 가공 등의 방법을 사용할 수 있지만, 비교적 넓은 면을 일괄하여 제거 가능하고, 제거하는 두께를 고정밀도로 관리 가능한 연마 또는 연삭으로 행하는 것이 바람직하다.
또한, 투광성 부재의 볼록부(12)는 광반사성 부재의 기재(41)에 의해 고정되어 있기 때문에, 전술한 투광성 부재(10)의 변형에 의한 직선성의 저하는 문제로 되지 않는다. 그 때문에 이 제거 시에는, 전사나 이재를 행해도 좋다. 예를 들어, 상이한 지지체에, 투광성 부재(10)의 발광면측을 노출시키도록 전사를 행한 후, 기부(13)의 제거를 행할 수 있다. 이에 의해, 발광 장치(100)를 안정적으로 제조할 수 있다.
또한, 투광성 부재(10)의 기부(13)의 제거 시, 투광성 부재의 볼록부(12)의 일부 및 광반사성 부재의 기재(41)의 일부도 제거하여도 좋다. 이에 의해, 발광 장치의 두께의 편차를 저감할 수 있고, 발광 장치(100)를 안정적으로 제조할 수 있다.
6. 발광 장치의 개편화(個片化)
본 실시형태에서는, 다음으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 광반사성 부재를 복수의 볼록부의 사이에서 절단, 분리하여, 개편화된 복수의 발광 장치(100)를 얻는다. 구체적으로는 복수의 투광성 부재의 볼록부(12)와 각각에 탑재된 발광 소자(2)와 투광성 접착제(3)를 일괄하여 피복하고 있는 광반사성 부재의 기재(41)를 절단한다. 이 절단에는 다이싱, 톰슨 가공, 초음파 가공, 레이저 가공 등의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 개편화 공정에 있어서, 투광성 부재의 볼록부(12)를 그 짧은 길이 방향을 따른 방향으로(즉, 긴 길이 방향과 교차하는 방향에서) 절단하여도 좋다. 이에 의해, 다양한 길이의 발광 장치(100)를 제조할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 실시형태에 관한 발광 장치(100)를 얻을 수 있다.
제1 실시형태의 변형예(이하, 변형예 1이라고 함)
제1 실시형태의 발광 장치(100)에서는, 하나의 볼록부(12) 위에 하나의 발광 소자(2)를 탑재하도록 하였지만, 변형예 1의 발광 장치(100a)는, 하나의 볼록부(12) 위에 복수의 발광 소자(2)를 탑재하도록 하고 있다.
이하, 제1 실시형태의 변형예의 발광 장치(100a)에 대해 설명한다.
이하의 설명에서는, 주로, 하나의 볼록부(12) 위에 2개의 발광 소자(2)를 탑재하는 경우의 제조 방법을, 도 17a~도 17f를 참조하면서 설명하고, 2개보다 많은 발광 소자(2)를 하나의 볼록부(12) 위에 탑재하는 경우에 관해서도 도 13a~도 13e를 참조하여 설명한다.
먼저, 변형예 1의 제조 방법에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여, 도 1a, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 시트 형상으로 형성된 투광성 부재의 기재(11)를 지지체(50)에 탑재한다.
다음으로, 도 17a 및 도 17b에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여, 기재(11)에 홈(14)을 형성함으로써, 복수의 볼록부(12)를 형성한다. 여기서, 변형예 1에서는, 예를 들어, 도 17a에 나타내는 바와 같이, 볼록부(12)를, 제1 실시형태의 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 길이의 거의 배의 길이로 형성한다. 또한, 변형예 1에서는, 도 17a에 나타내는 바와 같이, 2열×5행의 매트릭스 형상으로 복수의 볼록부(12)를 형성하고 있다. 복수의 볼록부(12)가 2열×5행의 매트릭스 형상으로 형성된 영역의 주위에는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 단재(11c)가 배치되어 있다. 또한, 인접하는 볼록부(12) 사이 및 볼록부(12)와 단재(11c) 사이는, 기부(13)로 연결되어 있다.
이 변형예 1에서는, 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 길이가, 제1 실시형태의 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 길이보다 길기 때문에, 볼록부(12)를 형성할 때의 홈(14)은, 직진성이 우수한 다이싱에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 도 13a~도 13e 등에 나타내는 바와 같이, 하나의 볼록부 위에 2개보다 많은 수의 발광 소자를 탑재하는 것과 같은 경우에는, 특히 직진성이 우수할 것이 요구된다. 직진성이 우수한 홈을 형성함으로써, 도 13a~도 13e 등에 나타내는 발광면과 같이 긴 길이 방향의 길이가 긴(도 13c에서의 L4) 발광면을 갖는 발광 장치의 박형화가 가능하게 된다.
도 13a~도 13e 등에 나타내는 바와 같은 발광 장치의 발광면의 긴 길이 방향의 길이가, 발광 소자의 발광면의 수 배(2보다 큰 정수의 배수)의 발광 장치에 있어서도, 박형화를 위해서는, 필요 최소한의 두께를 확보한 상태에서 광반사성 부재(4)의 두께를 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 바람직하게는, 발광 장치(100)의 측면 전체에 있어서, 10㎛~100㎛ 정도의 두께로 광반사성 부재(4)를 형성하고, 보다 바람직하게는 20~50㎛ 정도의 두께로 광반사성 부재(4)를 형성한다.
또한, 도 13a~도 13e에 나타내는 바와 같은 발광면의 긴 길이 방향의 길이가 긴 발광 장치를 제조하는 경우에는, 이 볼록부(12)를 형성하는 홈(14)을 일 방향으로만 형성하도록 하여, 일 방향으로 긴 복수의 분리된 띠 모양의 홈(14)을 형성하도록 해도 좋다.
다음으로, 발광 소자(2)를 소정의 위치에 고정하기 위한 액상 수지 재료를 도포한다.
변형예 1에 있어서는, 액상 수지 재료(31)를, 예를 들어, 도 17c에 나타내는 바와 같이, 하나의 볼록부(12)의 상면에 긴 길이 방향으로 분리된 상태로 2군데에 도포한다.
변형예 1의 발광 장치(100a)에서는, 도 13e에 나타내는 바와 같이, 인접하는 복수의 발광 소자(2) 사이에 투광성 접착제(3)가 연속하도록 존재하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 발광 소자를 탑재한 후, 인접하는 발광 소자(2)의 측면의 사이가 투광성 접착제(3)에 의해 연결되어 있는 상태로 형성하기 때문에, 액상 수지 재료(31)를 긴 길이 방향으로 분리된 상태로 복수 개소에 도포하는 경우에는, 발광 소자(2)를 각각 재치하여 가압함으로써 인접하는 발광 소자(2)의 측면의 사이에는 튀어나오는 투광성 접착제(3)가 연결되도록 적절히 도포량을 조정한다. 또한, 하나의 볼록부(12)의 상면에 복수 개소에 분리하여 액상 수지 재료(31)를 형성하는 것이 아니라, 긴 길이 방향으로 연속한 상태로 액상 수지 재료(31)를 형성하고, 연속된 액상 수지 재료(31) 위에 복수의 발광 소자를 소정의 간격으로 재치하도록 해도 좋다. 이와 같이, 인접하는 발광 소자(2)의 측면의 사이가 투광성 접착제(3)에 의해 연결되어 있는 상태로 형성하면, 복수의 발광 소자(2)로부터 나오는 광을 투광성 접착제(3)의 내부에서 균일화시킬 수 있다. 따라서, 발광 장치(100)로부터 출사되는 광의 불균일을 저감할 수 있다.
다음으로, 도 17d에 나타내는 바와 같이, 액상 수지 재료(31) 위에 각각 발광 소자(2)를 재치한다. 발광 소자(2)는, 그 주 발광면이 투광성 부재에 대향하도록 재치한다. 이 때, 예를 들어, 발광 소자의 긴 길이 방향의 중심선이 투광성 부재의 볼록부(12)의 긴 길이 방향의 중심선과 일치하도록 배치한다.
복수의 발광 소자(2)를 이용하는 경우, 발광 소자끼리의 간격은 10㎛~1000㎛ 정도로 할 수 있고, 예를 들어, 200㎛~800㎛로 하는 것이 바람직하고, 500㎛ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 도 16a에 나타내는 발광 소자(2)의 긴 길이 방향의 길이 L7의 0.5~1배 정도의 거리로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 발광 소자끼리의 간격 S1을 발광 소자의 긴 길이 방향의 길이 L7의 0.5배~1배 정도로 함으로써, 하나의 발광 장치에 탑재하는 발광 소자(2)의 수를 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 도 13 등에 나타내는 바와 같은 길이가 긴 발광 장치를 용이하게 제조 가능할 수 있으며, 재료 비용을 저감할 수 있다.
다음으로, 액상 수지 재료를 경화시킨 후, 광반사성 부재를 형성한다.
이 변형예 1에서는, 도 17e에 나타내는 바와 같이, 홈(14) 내와 하나의 볼록부(12) 위에 설치된 인접하는 발광 소자(2)의 사이에 광반사성 부재의 기재(41)를 형성한다. 광반사성 부재의 기재(41)는, 하나의 볼록부(12) 위에 설치된 인접하는 발광 소자(2)의 사이에 있어서 볼록부(12) 위에서 발광 소자(2)의 측면과 투광성 접착제(3)를 피복하도록, 홈(14) 내에 있어서 발광 소자(2)의 측면과 투광성 접착제(3)에 더해 추가로 볼록부(12)의 측면을 피복하도록 형성한다.
광반사성 부재의 기재(41)는, 도 17e에 나타내는 바와 같이, 복수의 발광 소자(2)의 한 쌍의 전극(2a, 2b)을 노출하도록 형성되지만, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 전극(2a, 2b)을 피복하도록 형성된 후, 연삭 등을 행하여 전극(2a, 2b)을 노출시키도록 해도 좋다.
그리고, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여, 지지체(15)를 제거한 후 나아가 투광성 부재의 기부를 제거하고, 개개의 발광 장치로 개편화한다. 개편화는, 도 17f에 나타내는 바와 같이, 홈(14) 내의 광반사성 부재(4)를 홈의 중심선을 따라 절단함으로써 행한다. 또한, 이상의 설명에 있어서, 광반사성 부재는, 개편화 전에 대해서는 광반사성 부재의 기재(41)로서 나타내고, 개편화 후에 대해서는 부호「4」를 붙여 나타내고 있다.
이와 같이 하여, 하나의 볼록부(12) 위에 복수의 발광 소자(2)를 구비한 변형예 1의 발광 장치(100a)가 제작된다.
제2 실시형태
본 실시형태에 있어서는, 도 11a, 도 11b, 도 11c에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재의 기재(211)에 발광 소자(202)를 탑재한 후, 도 11d에 나타내는 바와 같이, 발광 소자(2)의 주위가 오목부(214)가 되도록 투광성 부재의 기재(211)의 일부를 제거함으로써 볼록부(212)를 형성한다. 이와 같이 형성된 투광성 부재(210)를 이용해서도, 도 12a 및 도 12b에 나타내는 바와 같은 박형의 발광 장치(200)를 제조할 수 있다. 그 외의 공정은 제1 실시형태와 마찬가지로 행할 수 있다.
오목부(214)의 형성은, 실시형태 1의 볼록부(12)의 형성 시와 마찬가지의 방법으로 행할 수 있다. 오목부(214)를 형성할 때에는, 발광 소자(202)와 투광성 부재의 기재(211)를 접착하는 투광성 접착제(213)의 단부의 일부를 제거하여도 좋다. 이에 의해, 소형, 박형의 발광 장치(200)로 할 수 있다.
제2 실시형태의 변형예(이하, 변형예 2라고 함)
제2 실시형태의 발광 장치(200)에서는, 하나의 볼록부(212) 위에 하나의 발광 소자(202)를 탑재하도록 하였지만, 변형예 2의 발광 장치(200a)에서는, 하나의 볼록부(212) 위에 복수의 발광 소자(202)를 탑재하도록 하고 있다.
구체적으로는, 변형예 2의 발광 소자(200a)에서는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 하나의 볼록부(212) 위에 발광 소자(202)를 복수(도 18에서는 2개) 포함하도록 오목부(214)를 형성한다. 오목부(214)의 형성 위치 이외는, 제2 실시형태와 마찬가지로 하여 변형예 2의 발광 장치(200a)를 형성한다.
이하, 실시형태의 발광 장치(100, 200)의 각 구성 부재에 적합한 재료 등에 관해 설명한다.
투광성 부재(10, 210)
투광성 부재(10, 210)의 모재로서는, 투광성 수지, 글라스 등을 사용할 수 있다. 도 13에 나타내는 바와 같은 매우 가늘고 긴 발광 장치(300)는, 발광 장치의 제조 공정 내 및 발광 장치를 이용한 조명 장치(예를 들어, 도 14에 나타내는 바와 같은 백라이트 장치(390))의 조립 공정 내에 있어서 굽힘 응력에 대한 강도가 매우 약화되는 경우가 있다. 그 때문에, 글라스 등의 무기물로 이루어져 깨지기 쉬운 투광성 부재를 이용한 경우, 발광 장치(300)의 제조 공정 중에 투광성 부재(10)에 걸리는 힘으로 쉽게 파손되어 버릴 우려가 있다. 이 문제를 방지하기 위해서, 유기물, 특히 어느 정도의 유연성 또는 가요성을 갖는 수지를 모재로 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 수지로서는, 예를 들어, 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, TPX 수지, 폴리노보넨 수지, 또는 이들 수지를 1종 이상 포함하는 하이브리드 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도 실리콘 수지 또는 에폭시 수지가 바람직하고, 특히 내광성, 내열성에서 우수한 실리콘 수지가 보다 바람직하다.
투광성 부재로서 글라스나 형광체의 소결체를 이용할 경우에는, 투광성 부재의 열화를 저감할 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 발광 장치로 할 수 있다. 이와 같은 발광 장치는 예를 들어 자동차의 헤드라이트용 광원 등에 바람직하게 사용할 수 있다.
투광성 부재에는, 형광체가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자로부터의 광의 파장을 변환하여, 다양한 색조, 특히, 백색 발광을 하는 발광 장치를 얻을 수 있다. 형광체는, 당해 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 세륨으로 활성화된 이트륨·알루미늄·가넷(YAG)계 형광체, 세륨으로 활성화된 루테튬·알루미늄·가넷(LAG)계 형광체, 유로퓸 및/또는 크롬으로 활성화된 질소함유 알루미노규산칼슘(CaO-Al2O3-SiO2)계 형광체, 유로퓸으로 활성화된 실리케이트((Sr, Ba)2SiO4)계 형광체, β사이알론 형광체, KSF계 형광체(K2SiF6:Mn), 양자점 형광체 등으로 불리는 반도체의 미립자 등을 들 수 있다. 이에 의해, 가시 파장의 일차광 및 이차광의 혼색광(예를 들어 백색계)을 출사하는 발광 장치, 자외광의 일차광에 여기되어 가시 파장의 이차광을 출사하는 발광 장치로 할 수 있다. 발광 장치가 액정 디스플레이의 백라이트 등에 사용되는 경우, 발광 소자로부터 발하여진 청색광에 의해 여기되어, 적색 발광하는 형광체(예를 들어 KSF계 형광체)와, 녹색 발광하는 형광체(예를 들어 β사이알론 형광체)를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치(100)를 사용한 디스플레이의 색 재현 범위를 넓힐 수 있다. 투광성 부재에 수분이나 외부 환경에 취약한 형광체가 함유되는 경우, 수분이나 외부 환경에 취약한 형광체가 함유되는 부분보다도 형광면에 가까운 위치에 형광체를 함유하지 않는 층을 설치함으로써, 수분 등에 취약한 형광체를 보호할 수 있다. 수분이나 외부 환경에 취약한 형광체로서는, 예를 들어, KSF 형광체를 들 수 있다.
또한, 형광체는, 투광성 부재(10, 210) 중에 함유되는 것에 한하지 않고, 발광 장치의 다양한 위치 및 부재 중에 설치되는 것이 가능하다. 예를 들어, 투광성 부재(10, 210)의 형광체를 함유하지 않는 형광체 비함유층 위에 도포, 접착 등으로 적층된 형광체층으로서 설치되어도 좋다. 또한, 투광성 접착제(3) 중에 설치되어도 좋다.
투광성 부재(10, 210)는, 나아가, 충전재(예를 들어, 확산제, 착색제 등)를 포함하고 있어도 좋다. 예를 들어, 실리카, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 산화아연, 티탄산바륨, 산화알루미늄, 산화철, 산화크롬, 산화망간, 글라스, 카본블랙, 형광체의 결정 또는 소결체, 형광체와 무기물의 결합재와의 소결체 등을 들 수 있다. 임의로, 충전재의 굴절율을 조정해도 좋다. 예를 들어, 1.8 이상을 들 수 있고, 광을 효율적으로 산란하여 높은 광 추출 효율을 얻기 위해 2 이상인 것이 바람직하고, 2.5 이상인 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도, 산화티탄은, 수분 등에 대하여 비교적 안정적이고 또한 고굴절율이며, 또한 열전도성에서도 우수하기 때문에 바람직하다.
충전재의 입자의 형상은, 파쇄상, 구상, 중공 및 다공질 등의 어느 것이어도 좋다. 입자의 평균 입경(메디안 직경)은, 높은 효율이며 광산란 효과를 얻을 수 있는, 0.08~10㎛ 정도가 바람직하다. 충전재는, 예를 들어, 투광성 부재(10)의 중량에 대하여 10~60중량% 정도가 바람직하다.
투광성 부재(10, 210)는, 투광성 부재의 기부(13, 213)와, 투광성 부재의 볼록부(12, 212)를 포함한다.
투광성 부재의 기재(11)의 크기는, 투광성 부재의 볼록부(12, 212)의 크기나 제조 장치 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.
투광성 부재의 볼록부(212)의 크기는, 발광 장치(100, 200)의 크기에 따라 적절히 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 13c에 나타내는 긴 길이 방향의 길이 L4가 짧은 길이 방향의 길이 L5의, 1~1000배, 50~500배, 100~450배 정도로 할 수 있다. 본 실시형태의 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 이와 같은 긴 길이 방향의 길이가 짧은 길이 방향의 길이에 비하여 매우 긴 투광성 부재를 이용하는 경우라 하더라도, 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 이와 같은 가늘고 긴 발광면을 갖는 발광 장치를 사용함으로써, 복수의 발광 장치를 다수 실장하는 경우에 비해, 용이하게 조명 장치(백라이트 장치)를 제조할 수 있다.
도 13c에 나타내는 긴 길이 방향의 길이 L4는, 구체적으로는 2.5cm~13.6cm, 4cm~10cm 정도로 할 수 있다. 이에 의해, 하나의 백라이트 장치에 하나의 발광 장치를 실장하는 것만으로도 좋기 때문에, 발광 장치의 실장 및 백라이트 장치의 제조를 용이하게 행할 수 있다.
도 13c에 나타내는 짧은 길이 방향의 길이 L5는, 구체적으로는 200~400㎛, 보다 바람직하게는 200~300㎛로 할 수 있다. 이에 의해, 박형의 발광 장치(100, 200)로 할 수 있다.
투광성 부재(10, 210)의 두께는, 발광 장치의 높이(도 13a의 L3)에 영향을 주는 한편, 얇게 되면 파손의 우려가 높아진다. 또한, 함유 가능한 형광체의 양이 제한되기 때문에, 적절히 선택된다. 또한, 바람직하게는 10~300㎛ 정도, 보다 바람직하게는 30~200㎛ 정도를 들 수 있다.
투광성 봉지 부재(1, 201) 또는 투광성 부재의 기재(11, 211)는, 단층으로 하여도 좋고, 도 2b 등에 나타내는 바와 같이, 필요에 따라 복수의 층의 적층 구조로 할 수도 있다. 예를 들어, 형광체를 함유하는 형광체 함유층인 제1층(11a, 211a) 위에 형광체를 함유하지 않는 형광체 비함유층(11b, 211b)인 제2층을 가져도 좋다. 또한, 상이한 종류의 형광체를 함유하는 복수의 층이 적층되어 형성되어도 좋다. 예를 들어, 녹색으로 발광하는 제1 형광체를 함유한 제1층과 적색으로 발광하는 제2 형광체를 함유한 제2층을 따로따로 형성한 후, 붙임으로써 2층 구조의 투광성 부재의 기재(11)를 얻을 수 있다. 또한, 제1층을 형성한 후, 그 위에 스프레이법 등으로 제2층을 형성함으로써 2층 구조의 투광성 부재의 기재(11)를 얻을 수도 있다. 또한, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 형광체를 함유하는 형광체 함유부와 형광체를 실질적으로 함유하지 않는 형광체 비함유부가 적층되어 있어도 좋다. 이와 같은 투광성 부재는, 예를 들어, 각각 따로따로 형성된 복수의 시트를 붙여서 형성할 수 있다. 또한, 각각 다른 형광체를 함유하는 형광체층이 2층과 형광체 비함유부인 형광체를 포함하지 않는 층을 붙여서 3층 구조의 투광성 부재로 하여도 좋다.
발광 장치에 사용하는 형광체가 수분 등의 환경 영향에 의한 열화가 일어나기 쉬운 재료인 경우, 투광성 봉지 재료(1)의 형광체 함유부의 광 추출측의 면 측에 형광체를 실질적으로 함유하지 않는 형광체 비함유부를 설치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 외기와 형광체의 접촉을 억제할 수 있기 때문에, 형광체의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 투광성 봉지 부재의 광 추출면 측에 설치되는 부분에, 충전재(예를 들어, 확산재, 착색제 등)를 포함하는 층을 설치해도 좋다. 이와 같은 충전재를 포함하는 층을 설치함으로써, 색 불균일의 균일성 개선이나 발광 장치의 점착성의 저감을 기대할 수 있다. 또한, 모재보다 열전도율이 높은 충전재를 사용함으로써, 열전도성을 개선하여 발광 장치의 신뢰성을 개선 가능하다.
충전재로서는 예를 들어, 실리카, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 산화아연, 티탄산바륨, 산화알루미늄, 산화철, 산화크롬, 산화망간, 글라스, 카본블랙, 형광체의 결정 또는 소결체, 형광체와 무기물의 결합재와의 소결체 등을 들 수 있다. 충전재의 재료는, 높은 굴절율을 갖는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 1.8 이상을 들 수 있고, 광을 효율적으로 산란하여 높은 광 추출 효율을 얻기 위해서, 2 이상인 것이 바람직하고, 2.5 이상인 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도, 산화티탄은, 수분 등에 대하여 비교적 안정적이고 또한 고굴절율이며, 또한 열전도성에서도 우수하기 때문에, 바람직하다. 충전재의 입자의 형상은, 파쇄상, 구상, 중공 및 다공질 등의 어느 것이어도 좋다. 입자의 평균 입경(메디안 직경)은, 높은 효율이고 광산란 효과를 얻을 수 있는, 0.08~10㎛ 정도가 바람직하다. 충전재는, 예를 들어, 투광성 부재의 중량에 대하여 10~60중량% 정도가 바람직하다.
투광성 부재(10, 210)가 처음에 액상의 수지와 입자상의 형광체를 함유한 액상 재료로부터 제조되는 경우, 투광성 부재(10, 210)에 에어로질 등의 미립자의 필러를 혼합하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 투광성 부재(10, 210)의 재료에 요변성(thixotrophy)을 부여하여 형광체의 침강을 저감하고, 형광체가 균일하게 분산된 투광성 부재의 기재(11)를 형성할 수 있다.
발광 소자(2, 202)
발광 소자(2, 202)는, 투광성 부재의 볼록부(1) 상에 탑재된다.
발광 소자(2, 202)는, 주 발광면과, 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는다.
발광 소자(2, 202)의 크기, 형상, 발광 파장은 적절히 선택할 수 있다. 복수의 발광 소자(2)가 하나의 발광 장치(100, 200)에 탑재되는 경우, 그 배치는 불규칙이어도 좋고, 행렬 등 규칙적으로 배치되어도 좋다. 발광 강도의 불균일이나 색 불균일을 저감하기 위해, 도 13e에 나타내는 바와 같이, 규칙적으로 배치되고, 복수의 발광 소자의 간격이 대략 균등으로 되도록 설치되는 것이 바람직하다.
복수의 발광 소자(302)가 하나의 발광 장치(300)에 설치되는 경우, 직렬, 병렬, 직병렬 또는 병직렬 중 어느 접속 형태이더라도 좋다. 도 13b에 나타내는 바와 같이, 복수의 발광 소자(2)가 각각 전기적으로 분리된 상태로 제조되고, 발광 장치(300)가 실장되는 실장 기판(60)을 통해 전기적으로 접속되어도 좋다. 또한, 상이한 발광 소자(302)의 정부(正負)의 전극(302a, 302b) 사이를 접속하는 도전성의 금속막을 광반사성 부재의 표면에 설치함으로써, 복수의 발광 소자(302)를 직렬로 접속할 수 있다.
도 16a에 나타내는 발광 소자의 긴 길이 방향의 길이 L7는, 예를 들어, 200㎛~1500㎛ 정도로 할 수 있다. 500㎛~1200㎛ 정도로 하는 것이 바람직하고, 700㎛~1100㎛ 정도가 보다 바람직하다.
도 16a에 나타내는 발광 소자(2)의 짧은 길이 방향의 길이 L8은, 예를 들어, 50㎛~400㎛ 정도로 할 수 있다. 100㎛~300㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 박형의 발광 장치(100)에 탑재할 수 있다.
긴 길이 방향의 길이 L7이 짧은 길이 방향의 길이 L8의 3배, 바람직하게는 5배 이상 정도인 발광 소자(2)를 이용함으로써, 긴 길이 방향의 길이 L1가 긴 발광 장치(100)를 제조하는 경우라 하더라도, 발광 소자(2)의 개수의 증가를 억제하여, 용이하게 제조를 행할 수 있다. 또한, 긴 길이 방향의 길이 L7이 짧은 길이 방향의 길이 L8의 3~6배 정도인 발광 소자(2)를 이용함으로써, 제조할 때에 발광 소자(2)가 파손될 우려가 저감되기 때문에, 발광 장치(100)의 제조를 용이하게 행할 수 있다.
도 16c에 나타내는 발광 소자(2)의 두께 L9는, 예를 들어, 80㎛~200㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 예를 들어, 발광 장치(100)가 백라이트 장치에 조립될 때, 도광판의 입광단면과 발광면이 평행하게 되도록 발광 장치(100)가 실장되는 경우에, 백라이트 장치의 프레임부의 폭을 좁게 할 수 있다.
도 16c에 나타내는 바와 같이, 발광 장치(100)에 사용되는 발광 소자(2)는 반도체 적층체(2c)로서, 제1 반도체층(예를 들어, n형 반도체층), 발광층, 제2 반도체층(예를 들어, p형 반도체층)이 이 순서로 적층되고, 하면인 동일면 측(예를 들어, 제2 반도체층 측의 면)에, 제1 반도체층에 전기적으로 접속되는 제1 전극(2a)과, 제2 반도체층에 전기적으로 접속되는 제2 전극(2b)의 쌍방을 갖는다. 반도체 적층체(2c)는, 통상, 소자 기판(2d) 상에 적층되지만, 발광 소자(2)로서는, 소자 기판(2d)을 수반하고 있어도 좋고, 소자 기판(2d)을 갖지 않는 것이어도 좋다.
제1 반도체층, 발광층 및 제2 반도체층의 종류, 재료는 특히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 등, 각종의 반도체를 들 수 있다. 구체적으로는, InxAlYGa1 -X- YN(0≤X, 0≤Y, X+Y≤1) 등의 질화물계의 반도체 재료를 들 수 있고, InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등을 사용할 수 있다. 각 층의 막 두께 및 층 구조는, 당해 분야에서 공지된 것을 이용할 수 있다.
소자 기판(2d)으로서는, 반도체층을 에피택셜 성장시킬 수 있는 성장용의 기판을 들 수 있다. 이와 같은 소자 기판(2d)의 재료로서는, 사파이어(Al2O3), 스피넬(MgAl2O4)과 같은 절연성 기판, 상술한 질화물계의 반도체 기판 등을 들 수 있다. 반도체층의 성장용의 기판으로서, 사파이어 기판과 같은 투광성을 갖는 소자 기판(2d)을 사용함으로써, 반도체 적층체로부터 제거하지 않고 발광 장치에 사용할 수 있다.
소자 기판(2d)은, 표면에 복수의 볼록부 또는 요철을 갖는 것이어도 좋다. 또한, C면, A면 등의 소정의 결정면에 대하여 0~10°정도의 오프각을 갖는 것이어도 좋다.
소자 기판(2d)은, 제1 반도체층과의 사이에, 중간층, 버퍼층, 하지층 등의 반도체층 또는 절연층 등을 갖고 있어도 좋다.
반도체 적층체(2c)는, 평면에서 보았을 때의 형상은 특히 한정되는 것은 아니고, 사각형 또는 이에 근사한 형상이 바람직하다. 반도체 적층체(2c)의 평면에서 보았을 때의 크기는, 발광 소자(2)의 평면에서 보았을 때의 크기에 따라 적절히 조정할 수 있다.
제1 전극(2a, 202a) 및 제2 전극(2b, 202b)
제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)은, 발광 소자(2)의 하면(2y) 측에 설치되어 있다. 반도체 적층체(2c)의 동일면 측(소자 기판(2d)이 존재하는 경우에는 그 반대측의 면)에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 실장 기판(60)의 정부(正負)의 접속 단자와 발광 소자(2)의 제1 전극(2a)과 제2 전극(2b)을 대향시켜 접합하는 플립칩 실장을 행할 수 있다.
제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)은, 예를 들어, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, Ti 등의 금속 또는 이들의 합금의 단층막 또는 적층막에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 반도체층 쪽으로부터 Ti/Rh/Au, W/Pt/Au, Rh/Pt/Au, W/Pt/Au, Ni/Pt/Au, Ti/Rh 등과 같이 적층된 적층막을 들 수 있다. 막 두께는, 당해 분야에서 이용되는 막의 막 두께 중 어느 것이라도 좋다.
또한, 제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)은, 각각 제1 반도체층 및 제2 반도체층에 가까운 쪽에, 발광층으로부터 출사되는 광에 대한 반사율이 전극의 그 외의 재료보다 높은 재료층이, 이들 전극의 일부로서 배치되는 것이 바람직하다.
반사율이 높은 재료로서는, 은 또는 은 합금이나 알루미늄을 갖는 층을 들 수 있다. 은 합금으로서는, 당해 분야에서 공지된 재료 중 어느 것을 이용해도 좋다. 이 재료층의 두께는, 특히 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(2)로부터 출사되는 광을 효과적으로 반사할 수 있는 두께, 예를 들어, 20㎚~1㎛ 정도를 들 수 있다. 이 재료층의 제1 반도체층 또는 제2 반도체층과의 접촉면적은 클수록 바람직하다.
또한, 은 또는 은 합금을 이용하는 경우에는, 은의 마이그레이션을 방지하기 위해, 그 표면(바람직하게는, 상면 및 단부면)을 피복하는 피복층을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 피복층으로서는, 통상, 도전 재료로서 사용되고 있는 금속 및 합금에 의해 형성되는 것이라면 좋고, 예를 들어, 알루미늄, 동, 니켈 등의 금속을 함유하는 단층 또는 적층층을 들 수 있다. 그 중에서도, AlCu를 사용하는 것이 바람직하다. 피복층의 두께는, 효과적으로 은의 마이그레이션을 방지하기 위해, 수백 ㎚~수 ㎛ 정도를 들 수 있다.
제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)은, 각각 제1 반도체층 및 제2 반도체층에 전기적으로 접속되어 있는 한, 전극의 전체면이 반도체층에 접촉되어 있지 않아도 좋고, 제1 전극(2a)의 일부가 제1 반도체층의 위에 및/또는 제2 전극(2b)의 일부가 제2 반도체층의 위에 위치하고 있지 않아도 좋다. 즉, 예를 들어, 절연막 등을 통해, 제1 전극(2a)이 제2 반도체층 위에 배치되어 있어도 좋고, 제2 전극(2b)이 제1 반도체층 위에 배치되어 있어도 좋다. 이에 의해, 제1 전극(2a) 또는 제2 전극(2b)의 형상을 용이하게 변경할 수 있기 때문에, 용이하게 발광 장치(100, 200)를 실장할 수 있다.
여기서의 절연막으로서는, 특히 한정되는 것은 아니며, 당해 분야에서 사용되는 것의 단층막 또는 적층막의 어느 것이어도 좋다. 절연막 등을 사용함으로써, 제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)은, 제1 반도체층 및/또는 제2 반도체층의 평면적에 관계없이, 임의의 크기 및 위치에 설정할 수 있다.
제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)의 형상은, 이 경우, 적어도, 실장 기판(60)과 접속되는 면에 있어서, 제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)의 평면 형상이 대략 같은 것이 바람직하다. 또한, 도 13b에 나타내는 바와 같이, 반도체 적층체(2c)의 중앙부분을 사이에 끼우고, 제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)이 각각 대향하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)의 제1 주면(반도체층과는 반대측의 면)은, 단차를 갖고 있어도 좋지만, 대략 평탄한 것이 바람직하다. 여기서의 평탄이란, 반도체 적층체(2c)의 제2 주면(제1 주면과 반대측의 면)으로부터 제1 전극(2a)의 제1 주면까지의 높이와, 반도체 적층체(2c)의 제2 주면으로부터 제2 전극(2b)의 제1 주면까지의 높이가 대략 같은 것을 의미한다. 여기서의 대략 같음이란, 반도체 적층체(2c)의 높이의 ±10% 정도의 변동은 허용된다.
이와 같이, 제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)의 제1 주면을 대략 평탄, 즉, 실질적으로 양자를 동일면에 배치함으로써, 도 14에 나타내는 바와 같이, 발광 장치를 실장 기판(60) 등에 접합하는 것이 용이하게 된다. 이와 같은 제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)을 형성하기 위해서는, 예를 들어, 전극 상에 도금 등으로 금속막을 형성하고, 그 후, 평탄하게 되도록 연마 또는 절삭을 행함으로써 실현할 수 있다.
제1 전극(2a) 및 제2 전극(2b)과 제1 반도체층 및 제2 반도체층의 각각의 사이에, 양자의 전기적인 접속을 저해하지 않는 범위에서, DBR(분포 브래그 반사기)층 등을 배치하여도 좋다. DBR은, 예를 들어, 임의로 산화막 등으로 이루어지는 하지층 위에, 저굴절율층과 고굴절율층을 적층시킨 다층 구조로서, 소정의 파장광을 선택적으로 반사한다. 구체적으로는 굴절율이 다른 막을 파장의 1/4의 두께로 번갈아 적층함으로써, 소정의 파장을 고효율로 반사시킬 수 있다. 재료로서는, Si, Ti, Zr, Nb, Ta, Al으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 산화물 또는 질화물을 포함하여 형성할 수 있다.
투광성 접착체(3, 203)
발광 소자(2)의 투광성 부재(10, 210)로의 탑재 및 접착에는, 투광성 접착제(3, 203)를 사용하는 것이 바람직하다.
투광성 접착제(3, 203)에는, 투광성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 처음에 액상이고 경화함으로써 접착이 가능한 재료인 것이 바람직하다. 이와 같은 투광성 수지로서는, 특히, 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 등의 열경화성 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 투광성 접착제(3, 203)는 투광성 봉지 부재(1)나 발광 소자(2)의 광 추출측의 면 및 측면과 접촉하여 설치되기 때문에, 점등 시에 발광 소자(2)에서 발생하는 열의 영향을 받기 쉽다. 열경화성 수지는, 내열성이 우수하기 때문에, 투광성 접착제(3)에 적합하다. 또한, 투광성 접착제(3, 203)는, 광의 투과율이 높은 것이 바람직하다.
투광성 접착제(3, 203)에는, 광을 산란하는 첨가물을 첨가하여도 좋다. 이에 의해, 발광 소자(2) 사이에서 출사된 광을 투광성 접착체(3) 내에서 균일화할 수 있다. 투광성 접착제(3)의 굴절율을 조정하기 위해, 또는 경화 전의 투광성 부재(액상 수지 재료(31, 231))의 점도를 조정하기 위해, 에어로질 등의 필러를 첨가하여도 좋다. 이에 의해 투광성 접착제(3, 203)가 필요 이상으로 흘러 퍼져 버리는 것을 억제할 수 있고, 안정되게 투광성 부재의 볼록부(12, 212) 위에 발광 소자(2, 202)를 탑재할 수 있다.
발광 장치(100, 200)
발광 장치(100, 200)의 크기는, 예를 들어, 발광면에 있어서는 상술한 투광성 봉지 부재(1, 201)의 평면 형상과 대략 동등하고, 투광성 봉지 부재(1, 201)의 주위에 광반사성 부재(4, 204)가 설치되어 있는 만큼 크다.
발광 장치(100, 200)의 높이(도 13a에 나타내는 L3)는, 예를 들어 300㎛~700㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 예를 들어, 발광 장치가 백라이트 장치에 조립될 때에 도광판의 입광단면과 발광면이 평행하게 되도록 발광 장치가 실장되는 경우에, 백라이트 장치의 프레임부의 폭을 좁게 할 수 있다. 마찬가지의 이유로, 예를 들어 도 13b 등에 나타내는 바와 같이, 발광 장치(300)의 실장용 전극으로서, 상기 발광 소자의 전극(302a, 302b)이 발광 장치(300)의 외면으로 노출하고 있는 부분을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 발광 소자(302)의 전극(302a, 302b)의 표면과 광반사성 부재(304)의 표면에 걸쳐 설치된 얇은 금속층을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치의 소형화, 박형화를 도모할 수 있다.
[실시예]
제1 실시예
우선, 실리콘 수지와, YAG:Ce 형광체와, 수지에 대해 2wt% 정도의 에어로질을 원심교반탈포 장치에서 혼합한다.
다음으로, 얻어진 혼합물을 붕소 수지제의 릴리즈 필름 위에 도포한 후, 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 두께 150㎛의 시트 형상으로 성형한다. 얻어진 시트를 150℃ 8시간으로 경화한다. 이와 같이 하여, 투광성 부재의 기재를 형성한다.
다음으로, 경화가 완료된 투광성 부재의 기재를, 양면에 점착층을 갖는 내열 UV 시트와, UV광이 투과가능한 내충격 글라스가 접착되어 구성된 지지체의 상면에 붙인다.
다음으로, 투광성 부재의 기재를 발광 장치의 발광부의 형상을 구비하는 볼록부를 형성하도록, 종횡으로 다이서로 다이싱하여, 복수의 홈부를 형성하고, 복수의 볼록부를 형성한다.
이때, 다이싱 블레이드의 두께를 조정하여, 절단 후의 광반사성 부재의 두께와 최종의 제품 다이싱 시의 블레이드의 두께만큼, 예를 들어 200㎛ 정도로 하여, 얻어지는 발광 장치의 광반사성 부재의 두께를 확보한다.
다음으로, 에어로질을 2wt%를 포함하는 실리콘 수지인 액상 수지 재료를 디스펜서에 의해 복수의 투광성 부재의 볼록부의 상면에 각각 복수의 개소에 분리하여 도포한다.
다음으로, 투광성 부재의 볼록부의 상면에, 광 추출면을 구성하는 투광성의 사파이어 기판과 반도체층과 전극을 구비하는, 폭이 약 200㎛, 길이가 약 800㎛, 높이가 약 150㎛의 발광 소자를, 사파이어 기판과 투광성 부재의 상면이 대향하도록 탑재한다. 그 후, 액상 수지 재료를 경화시켜 투광성 접착제에 의해 발광 소자와 투광성 부재를 접착한다. 이때, 투광성 접착제는, 인접하는 복수의 발광 소자의 측면의 사이에 배치되고, 또한 투광성 부재의 짧은 길이 측의 단부에 있어서, 발광 소자의 하면 측으로부터 투광성 부재 측으로 넓어지는 형상으로 형성된다.
다음으로, 실리콘 수지에 평균 입경 14㎛의 실리카와, 무기 입자로서 평균 입경 0.3㎛의 산화티탄을, 각각, 실리콘 수지의 중량에 대하여, 2wt% 및 60wt%로 혼합한 광반사성 부재 재료를 조합(調合)한다.
다음으로, 지지체의 상면과, 복수의 투광성 부재의 볼록부와, 투광성 접착제와, 그 위에 탑재된 복수의 발광 소자를 일괄하여 피복하는 광반사성 부재를, 금형을 사용한 압축 성형으로 성형하여 경화시킨다.
다음으로, 복수의 투광성 부재의 기부 및 볼록부의 일부와 광반사성 부재를 연삭하여, 복수의 투광성 부재의 볼록부를 광반사성 부재로부터 노출시킨다.
다음으로, 투광성 부재가 설치된 측과 반대측의 면으로부터 광반사성 부재를 연삭하여 전극을 노출시킨다.
다음으로, 노출된 발광 소자의 전극의 위치를 기준으로 하여 광반사성 부재를 다이싱으로 절단하여, 복수의 발광 소자를 얻는다.
마지막으로, 지지체 측으로부터 UV 광을 조사하여, 내열 UV 시트의 점착층의 점착력을 저하시킨다. 그 후, 발광 장치를 UV 시트로부터 박리한다.
상기와 같은 방법으로, 복수의 발광 장치를 얻을 수 있다.
제2 실시예
먼저, 제1 실시예와 마찬가지로, 형광체를 포함하는 시트 형상의 형광체 함유 시트 형상 성형물을 얻는다.
다음으로, 실리콘 수지에 에어로질을 2wt% 첨가하고, 원심교반탈포장치에서 혼합한다. 이 얻어진 혼합물을 붕소 수지제의 릴리즈 필름 위에 도포한 후, 닥터 블레이드에 의해 두께 150㎛의 시트 형상으로 성형하고, 투명한 시트 형상의 투명 시트 형상 성형물을 얻는다.
다음으로, 이들 시트를 각각 120℃ 1시간으로 가(假) 경화한다.
다음으로, 가 경화된 형광체 함유 시트 형상 성형물과 투명 시트 형상 성형물을 80℃에서 0.5Mpa의 압력으로 붙인다.
다음으로, 붙여진 시트를 150℃ 8시간으로 본(本) 경화한다.
이와 같이 하여, 형광체 함유 시트 형상 성형물로 이루어진 형광제 함유층(11a)과 투명 시트 형상 성형물로 이루어진 형광체 비함유층(11b)을 갖는, 두께가 270㎛의 투광성 부재의 기재(11)를 얻는다.
이것을, 제1 실시예와 마찬가지로, 투광성 부재의 기재(11)를 UV 시트인 점착층(50a)을 갖는 지지체(50)에 붙인다. 이 때, 형광체 비함유층(11b) 측을 UV 시트에 접착한다.
다음으로, 투광성 부재의 기재(11)를 다이싱하여 볼록부(12)를 성형한다. 또한, 블레이드의 높이를 조정하여, 형광체 비함유층(11b) 중 50㎛가 절단되지 않은 상태로 한다. 환언하면, 투광성 부재의 기재(11)를, 형광체 비함유층(11b)의 지지체(50)에 접하고 있는 쪽의 일부가 분리되지 않고 연속한 상태인, 50㎛의 두께로 형광체 비함유층(11b)으로 이루어지는 기부와, 그 기부의 상방에 있어서 분리된, 기부(13)의 상면으로부터의 높이가 220㎛인, 형광체 비함유층(12b)과 형광체 함유층(12a)이 적층된 볼록부(12)를 복수 갖는 형상으로 절단한다. 이에 의해, 다음의 성형 공정에서, 광반사성 부재(4)를 형성할 때의 압력으로 투광성 부재(10)가 변형하거나, 지지체(50)와 투광성 부재(10) 사이에 광반사성 부재(4)가 들어가는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 제1 실시형태와 마찬가지의 방법으로, 발광 소자(2)의 탑재, 광반사성 부재(4)의 형성, 발광 소자(2)의 전극(2a, 2b)의 노출을 행한다.
다음으로, 지지체(50) 측으로부터 UV 광을 조사하여, 점착층(50a)의 점착력을 약화시키고, 투광성 부재의 기재(11)를 지지체(50)로부터 떼어내고, 다른 UV 시트를 구비하는 지지체에 전사한다. 이 때, 지지체(50)와 광반사성 부재(4)의 발광 소자(2)의 전극(2a, 2b)이 노출된 면이 접착하도록 전사한다.
다음으로, 투광성 부재의 기재(11)를 연삭하고, 투광성 부재의 기부(13), 광반사성 부재(4)의 기재(41)의 일부 및 볼록부(12)를 구성하는 형광체 비함유층(12b)의 일부를 제거한다.
다음으로, 노출한 투광성 봉지 부재(1)의 위치를 기준으로 하여, 광반사성 부재의 기재(41)를 다이싱으로 절단한다.
다음으로, 글라스제의 가(假) 지지부재 측으로부터 UV 광을 조사하여 점착층을 경화시키고, 완성된 발광 장치(100)를 지지체로부터 박리한다.
상기와 같은 방법으로, 투광성 봉지 부재의 발광면 측에 형광체 비함유층(11b)을 구비하는 발광 장치(100)를 얻을 수 있다.
이 방법에 의하면, 투광성 부재의 기부(13) 및 볼록부(12)의 제거 시에 형광체 비함유부(11b, 12b)을 제거하기 때문에, 제거에 의한 형광체 함유부(12a)의 두께의 편차가 발생하지 않는다. 이에 의해, 제조되는 발광 장치(100)의 발광색의 편차를 저감할 수 있다. 또한, 형광체를 포함하지 않는 부분을 제거함으로써, 제거 공정 중에 형광체 함유층(12a)이 노출하는 일이 없기 때문에, 형광체 함유층에 함유되어 있는 형광체를 보호할 수 있다. 또한, 형광체를 함유하는 부재를 제거할 필요가 없기 때문에, 필요한 형광체의 양을 삭감하여, 재료비를 저감할 수 있다. 또한, 발광 장치(100)의 표면 측에 형광체 비함유부(1b)를 구비함으로써, 형광체 함유층(1a)을 보호할 수 있다.
제3 실시예
본 실시예에 있어서는, 도 13a~도 13e의 발광 장치(300)를 제조한다. 이 발광 장치(300)의 제조에 사용되는 투광성 부재의 볼록부의 상면은, 평면에서 보았을 때의 짧은 길이 방향의 길이 L5가 약 300㎛이며 긴 길이 방향의 길이 L4가 약 49500㎛이고, 투광성 부재의 기부의 상면으로부터의 높이가 약 120㎛ 정도이다. 이 투광성 부재의 볼록부 위에, 폭 200㎛, 길이 1000㎛, 높이 150㎛의 발광 소자(302)를 33개, 500㎛ 간격으로 탑재한다. 투광성 접착제(303)를 복수의 발광 소자(302) 사이에 연속하여 설치한다. 이 이외는 실시예 2와 대략 마찬가지로 발광 장치를 제조한다. 이에 의해, 도 13a~도13e에 나타내는 바와 같은, 긴 길이 방향으로 긴 선 형상의 발광 장치를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 도 13a~도 13e의 발광 장치(300)는, 평면에서 보았을 때 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 복수의 발광 소자(302)와, 평면에서 보았을 때 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 투광성 봉지 부재(301)와, 발광 소자(302)와 투광성 봉지 부재(301)를 접착하는 투광성 접착제(303)와, 발광 소자(302)의 측면과 투광성 접착제(303)와, 투광성 봉지 부재(301)의 측면을 피복하는 광반사성 부재(304)를 구비하고, 복수의 발광 소자(302)의 긴 길이 방향과 투광성 봉지 부재(301)의 긴 길이 방향이 일치하도록 나란히 배치되고, 투광성 접착제(303)는, 인접하는 복수의 발광 소자(302)의 측면 사이에 배치되어 있다.
이와 같은 발광 장치(300)는, 단면입광형의 백라이트 광원으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 최근, 발광 장치가 백라이트 장치의 광원으로서 사용되는 디스플레이를 구비하는 전자 기기에 있어서, 표시부를 구비하는 면의 크기에 대한 표시부의 비율을 크게 하기 위해서, 디스플레이 패널의 협프레임화(패널 내의 화면 유효 에리어의 확대)의 요구가 높아지고 있다. 한편, 백라이트 장치의 광원으로서 사용되는 발광 장치로서 발광 장치 내에 발광 소자를 복수개 배열한 것을 사용한 경우, 발광 장치로부터 출사되는 광은 강도 및 색감의 각도 의존성을 갖고 있기 때문에, 발광 장치 근방에서는 밝기 및 색조의 불균일이 크고, 표시부로서는 부적합하다. 그 때문에, 발광 장치(300)로부터 일정 거리를 표시부로서 사용할 수 없어, 표시부를 확대하기 어렵다는 문제가 있다.
그러나, 본 실시예에서 얻어지는 발광 장치(300)의 구성에 의하면, 복수의 발광 소자(302)로부터 출사된 광이, 발광 소자(302)의 사이에 배치된 투광성 접착제(303) 내에서 균일화된 후에, 투광성 봉지 부재(301)로 입광되고, 투광성 봉지 부재(301)의 표면으로부터 대략 균일하게 출사된다. 이에 의해, 발광 장치(300)로부터 출사되는 광의 강도 또는 색감의 각도 의존성을 저감할 수 있기 때문에, 이와 같은 발광 장치(300)를 백라이트 장치의 도광판 근방에 배치할 수 있다. 이에 의해, 백라이트 장치의 프레임부를 좁게 하여, 백라이트 장치의 표시부를 확대할 수 있다. 그 때문에, 도 14에 나타내는 바와 같은 본 실시예의 발광 장치(300)를 구비하는 디스플레이(조명 장치)(390)는, 확대된 표시부를 가질 수 있다.
실시예 4
본 실시예에 있어서, 투광성 부재의 볼록부의 상면은 1100㎛×1100㎛의 대략 정방형이다. 이 볼록부에 1000㎛×1000㎛의 대략 정방형의 발광 소자(402)를 탑재한다. 그 이외는 실시예 2와 대략 마찬가지로 발광 장치를 제조한다. 이에 의해, 도 15a, 도 15b에 나타내는 바와 같은 발광 장치(400)를 용이하게 제조할 수 있다. 이와 같은 발광 장치(400)는, 예를 들어, 복수의 발광 장치를 매트릭스 형상으로 배열하여 직하형 백라이트로, 또는 소형이기 때문에 스마트폰의 카메라용의 플래시 등에 바람직하게 사용된다.
이상, 본 발명에 관한 몇몇 실시형태 및 실시예에 관해 예시하였지만, 본 발명은 상술한 실시형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 임의의 것으로 할 수 있음은 물론이다.
본 명세서에 개시되는 발광 장치는, 발광면이 실장 기판과 반대측을 향하도록 실장되는 상면 발광형의 발광 장치로서 사용되어도 좋고, 발광면이 실장면과 교차하는 방향, 바람직하게는 실장면과 대략 수직이 되도록 실장되는 측면 발광형의 발광 장치로서 사용되어도 좋다.
1, 201, 301, 401: 투광성 봉지 부재
1a, 201a, 301a, 401a: 투광성 봉지 부재의 제1층(형광체 함유부)
1b, 201b, 301b, 401b: 투광성 봉지 부재의 제2층(형광체 비함유부)
11, 211: 투광성 부재의 기재
11a, 211a: 투광성 부재의 기재의 제1층(형광체 함유부)
11b, 211b: 투광성 부재의 기재의 제2층(형광체 비함유부)
11c: 투광성 부재의 기재의 단재
10, 210: 투광성 부재
12, 212: 투광성 부재의 볼록부
12a, 212a: 투광성 부재의 볼록부의 제1층(형광체 함유부)
12b, 212b: 투광성 부재의 볼록부의 제2층(형광체 비함유부)
13, 213: 투광성 부재의 기부
14, 214: 홈, 오목부
2, 202, 302, 402: 발광 소자
2a, 202a, 302a, 402a: 제1 전극
2b, 202b, 302b, 402b: 제2 전극
2c: 반도체 적층체
2d: 소자 기판
3, 203, 303, 403: 투광성 접착제
31, 231: 액상 수지 재료
4, 204, 304, 404: 광반사성 부재
41: 광반사성 부재의 기재
50, 250: 지지체
50a, 250a: 점착층
100, 200, 300, 400: 발광 장치
100w: 발광 장치의 발광면
390: 조명 장치(백라이트 장치)

Claims (7)

  1. 발광 장치의 제조 방법으로서,
    기부와 상기 기부의 제1면 측에 볼록부를 구비하는 투광성 부재를 준비하고,
    주 발광면과 상기 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고,
    상기 투광성 부재의 볼록부 위에, 상기 발광 소자의 주 발광면과 상기 투광성 부재의 볼록부의 상면이 마주보도록 상기 발광 소자를 탑재하고,
    상기 발광 소자의 측면과 상기 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는,
    발광 장치의 제조 방법.
  2. 발광 장치의 제조 방법으로서,
    투광성 부재의 기재를 준비하고,
    주 발광면과 상기 주 발광면과 반대측의 전극 형성면을 갖는 발광 소자를 준비하고,
    상기 발광 소자의 주 발광면과 상기 투광성 부재의 제1면이 마주보도록 상기 발광 소자를 탑재하고,
    상기 투광성 부재의 기재에 오목부를 형성함으로써, 상기 투광성 부재의 기재에 기부와 상기 기부 위의 상기 발광 소자가 탑재된 영역인 볼록부를 형성하고,
    상기 발광 소자의 측면과 상기 투광성 부재의 볼록부의 측면을 피복하는 광반사성 부재를 형성하는,
    발광 장치의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투광성 부재는, 상기 기부에 의해 연결된 상기 볼록부를 복수 갖고,
    상기 투광성 부재의 기부를 제거하고,
    상기 광반사성 부재를 상기 복수의 볼록부의 사이에서 절단하는,
    발광 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투광성 부재의 기부의 제거에 있어서,
    상기 투광성 부재의 볼록부의 일부 및 상기 광반사성 부재의 일부도 제거하는,
    발광 장치의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 상기 볼록부 위에 복수의 상기 발광 소자를 탑재하는,
    발광 장치의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 부재를 준비하는 공정에 있어서,
    형광체 함유부와 형광체를 실질적으로 함유하지 않는 형광체 비함유부가 적층된 투광성 부재의 기재를 준비하고,
    상기 형광체 함유부에 홈을 형성함으로써, 상기 볼록부를 형성하는,
    발광 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 투광성 부재의 기부를 제거하는 공정에 있어서,
    상기 형광체 비함유부를 제거하는,
    발광 장치의 제조 방법.
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