KR20180111539A - 발광 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 투광성 부재를 절삭하였을 때에 발생하여 투광성 부재의 표면 등에 부착된 이물을 양호하게 제거할 수 있는 발광 장치의 제조 방법을 제공한다.
[해결수단] 기판 위에 탑재된 발광소자의 위에 제공된 성형 전의 투광성 부재의 측면을 절삭하여 상기 투광성 부재를 성형하는 공정과, 상기 기판, 상기 발광소자, 또는, 상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정을 포함하는 발광 장치의 제조 방법이다. 그리고, 상기 승화하는 입자는, 고체 이산화탄소인 것이 바람직하다.

Description

발광 장치의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING LIGHT EMITTING DEVICE}
본 개시는 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 장치에 이용되는 투광성 부재로서, 예를 들어 광학 시트를 절단함으로써 제조하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본특허공표 제2011-511325호 공보
본 개시에 관한 실시형태는, 투광성 부재의 절삭 시에 생기는 이물을 양호하게 제거할 수 있는 발광 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 개시의 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법은, 기판 위에 탑재된 발광소자의 위에 제공된 성형 전의 투광성 부재의 측면을 절삭하여 상기 투광성 부재를 성형하는 공정과, 상기 기판, 상기 발광소자, 또는, 상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정을 포함하는 것으로 한다.
본 개시의 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 투광성 부재를 절삭하였을 때 발생하여 투광성 부재의 표면 등에 부착된 이물을 양호하게 제거할 수 있다.
[도 1a] 본 실시형태에 관한 발광 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
[도 1b] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 도 1a에 있어서의 IB-IB 선에서의 단면도이다.
[도 2] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조에 사용하는 기판의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
[도 3a] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S1 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3b] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S2 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3c] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S3 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3d] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S4 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3e] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S5 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3f] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S6 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 4a] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S4 공정에 있어서 입자가 절삭 찌꺼기(切削屑)에 분사된 상태를 나타내는 모식도이다.
[도 4b] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S4 공정에 있어서 입자가 절삭 찌꺼기에 충돌한 상태를 나타내는 모식도이다.
[도 4c] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S4 공정에 있어서 입자가 절삭 찌꺼기와 측면과의 사이로 비집고 들어간 상태를 나타내는 모식도이다.
[도 4d] 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법의 제S4 공정에 있어서 절삭 찌꺼기가 측면으로부터 제거된 상태를 나타내는 모식도이다.
이하, 실시형태에 관한 발광 장치에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어 참조하는 도면은, 본 실시형태를 개략적으로 나타낸 것이기 때문에, 각 부재의 스케일이나 간격, 위치 관계 등이 과장, 혹은, 부재의 일부의 도시가 생략되어 있는 경우가 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 동일한 명칭 및 부호에 관해서는 원칙으로서 동일 혹은 동질의 부재를 나타내고 있어, 상세한 설명을 적절히 생략하는 것으로 한다.
＜발광 장치(100)＞
도 1a는, 본 실시형태에 관한 발광 장치의 제조 방법에 따라 얻어지는 발광 장치(100)의 일례를 나타내는 모식 사시도이다. 도 1b는, 도 1a에 나타내는 발광 장치(100)의 IB-IB 선에 있어서의 단면도이다. 발광 장치(100)는, 기판(101)과, 도전성 접착 부재(20)와, 발광소자(30)와, 도광 부재(40)와, 투광성 부재(50)와, 광반사성의 피복 부재(701)를 구비하고 있다. 여기서는, 투광성 부재(50)의 전면(前面)과 피복 부재(701)의 전면(前面)은, 실질적으로 동일면을 구성하고 있다. 또한, 도 1a 및 도 1b 중, 발광 장치(100)에 있어서의, 폭 방향을 X 방향, 두께 방향을 Y 방향, 전후(깊이) 방향을 Z 방향으로서 나타낸다. 이 X, Y, Z 방향(축)은 각각, 다른 2방향(축)과 수직인 방향(축)이다. 보다 상세하게는, 우 방향을 X＋ 방향, 좌 방향을 X- 방향, 상 방향을 Y＋ 방향, 하 방향을 Y- 방향, 앞 방향을 Z＋ 방향, 뒷 방향을 Z- 방향으로 하고 있다. Z＋ 방향이 당해 발광 장치(100)의 주 발광 방향이다.
＜발광 장치(100)의 제조 방법＞
본 실시형태에 관한 발광 장치(100)의 제조 방법은, 적어도, 기판 위에 탑재된 발광소자의 위에 제공된 성형 전의 투광성 부재의 측면을 절삭하여 상기 투광성 부재를 성형하는 공정과, 상기 기판, 상기 발광소자, 또는, 상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정을 포함한다. 그 외, 임의의 공정을 구비할 수 있다.
본 실시형태에 관한 발광 장치(100)의 제조 방법에 대해, 도 2 내지 도 3f를 이용하여 설명한다. 또한, 도 2 내지 도 3f 중 X, Y, Z 방향은, 도 1a 및 도 1b 중 X, Y, Z 방향에 상당한다. 또한, 복수의 발광소자 및 투광성 부재가 기판(101)에 재치되는데, 여기서는 2개의 발광소자(30)(제1 발광소자(31) 및 제2 발광소자(32)), 2개의 투광성 부재(제1 투광성 부재(51) 및 제2 투광성 부재(52))를 대표하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 기판은 집합 기판(10)으로서, 절단됨으로써 복수의 발광 장치용의 기판(101)으로 되는 것이다. 이 집합 기판(10)은, 집합 배선(11)과, 그 집합 배선(11)을 보유 지지하는 집합 기체(15)를 갖고 있다. 집합 기체(15)에는, 상면으로부터 하면으로 관통하며 Y 방향으로 긴 관통 장공(長孔)(S)이 복수개가 X 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 집합 기판(10)의 상면에 있어서, 2개의 관통 장공(S) 사이에 끼워진 영역, 보다 상세하게는 그 중앙부가, 나중에 기술하는 제1 발광소자(31) 및 제2 발광소자(32)를 포함하는 발광소자(30)의 실장 영역으로 된다. 2개의 관통 장공(S) 사이에 끼워진 영역에 있어서, 집합 배선(11)은, 정극 및 부극의 소자 접속 단자부를 구비한다. 2개의 관통 장공(S) 사이에 끼워진 영역에 있어서, 배선(111)은, 기체의 상면의 중앙부에 정극 및 부극의 소자 접속 단자를 구비한다. 2개의 관통 장공(S) 사이에 끼워진 영역에 있어서, 배선(111)은, 집합 기체(15)의 상면의 좌 및 우단부로부터 관통 장공(S)의 측면을 거쳐 하면의 좌 및 우단부에 걸쳐, 정극 및 부극의 외부 접속 단자부를 구비한다. 또한, 집합 기체(15)의 상면에, 이들 단자부 사이를 접속하는 리드 배선부를 구비한다. 이상과 같이, 집합 기판(10)의 2개의 관통 장공(S) 사이에 끼워진 영역은, 복수의 발광 장치용의 기판(101)으로서 Y 방향으로 연속하도록 구성되어 있다. 그리고, 2개의 관통 장공(S) 사이를 X 방향으로 절단함으로써, 하나의 발광 장치의 기판(101)으로서 개별화된다.
구체적으로 본 실시형태에 관한 발광 장치(100)의 제조 방법을, 도 3a~도 3f를 참조하여 설명한다. 발광 장치(100)의 제조 방법은, 이하의 제S1 공정~제S6 공정을 이 공정 번호 순서로 행한다.
발광소자 실장 공정(이하, 제S1 공정이라 한다)은, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 집합 기판(10) 상에 발광소자(30)를 실장하는 공정이다. 구체적으로는, 제1 발광소자(31)와 제2 발광소자(32)를 서로 이격시켜 플립 칩 실장하는 공정이다. 즉, 제1 발광소자(31)와 제2 발광소자(32)의 정극 및 부극의 전극을 각각, 도전성 접착 부재(20)를 거쳐, 집합 배선(11)에 설치된 정극 및 부극의 소자 접속 단자부 중 하나에 접속한다. 이때, 제1 발광소자(31)와 제2 발광소자(32)는, 전면에서 보았을 때 사각 형상인 경우, 서로 대향하는 2개의 측면이 X 방향으로, 다른 서로 대향하는 2개의 측면이 Y 방향으로, 각각 대략 평행이 되도록 실장되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 페이스트 상태의 도전성 접착 부재([20])를 정극 및 부극을 구비하는 소자 접속 단자부에 각각 도포하고, 그 위에 제1 발광소자(31) 및 제2 발광소자(32)를 그 전극 형성면이 소자 접속 단자부와 대향하고, 그 소자 전면(前面)이 소자 접속 단자부와 반대측을 향하도록 재치한다. 그 후, 도전성 접착 부재([20])를 리플로우 노(furnace) 등에서의 가열 처리에 의해 용해 시킨 후, 냉각하여 고화시킨다. 또한, 본 명세서 및 도면 중의 꺾은 괄호가 붙은 부호는, 그 구성 요소가 최종 형태에 이르기 전의 상태에 있는 것을 의미한다.
투광성 부재 접착 공정(이하, 제S2 공정이라 한다)은, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 제S1 공정 후에, 측면(51L)을 갖는 제1 투광성 부재(51)를 제1 발광소자(31) 위에 접착한다. 보다 구체적으로는, 측면(51L)을 갖는 제1 투광성 부재(51)를 제1 발광소자(31) 위에, 측면(52L)을 갖는 제2 투광성 부재(52)를 측면(52L)이 측면(51L)과 이격되고 또한 서로 마주보도록 제2 발광소자(32) 위에 접착하는 공정이다. 이때, 제1 발광소자(31), 제2 발광소자(32), 제1 투광성 부재(51), 및, 제2 투광성 부재(52)가 전면에서 보았을 때 사각 형상인 경우, 제1 투광성 부재(51) 및 제2 투광성 부재(52)는, 그 각 측면이 제1 발광소자(31) 및 제2 발광소자(32)의 각 측면과 각각 대략 평행이 되도록 접착되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 집합 기판(10) 위에 실장된 제1 발광소자(31) 및 제2 발광소자(32) 위에 액상의 도광 부재([40])를 도포하고, 그 위에 제1 투광성 부재(51) 및 제2 투광성 부재(52)를 재치하고, 도광 부재([40])를 오븐 등에서의 가열 처리에 의해 경화시킨다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「액상」은, 졸상, 슬러리상을 포함하는 것으로 한다.
또한, 제1 투광성 부재(51) 및 제2 투광성 부재(52)는, 예를 들어 투광성 부재의 시트를 작은 조각으로 절단하여 개별화함으로써 제작할 수 있다. 이와 같은 시트의 절단에 있어서는, 시트의 절단폭을 작게 하기 쉬운 관점에서는, 비회전 날을 이용하는 것이 바람직하다. 비회전 날로서는, 예를 들어 잡아당겨 절단하는 형태 또는 눌러 절단하는 형태의 커터를 들 수 있다. 또한, 측면(51L) 및 측면(52L)을 비교적 평탄하게 하기 위해, 비회전 날에 초음파를 인가하는 것이 바람직하다. 또한, 시트의 절단은, 회전 날을 사용해도 좋다.
투광성 부재 절삭 공정(이하, 제S3 공정이라 한다)은, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 제S2 공정 후에, 제1 투광성 부재(51)의 측면(51L) 및/또는 제2 투광성 부재(52)의 측면(52L)을 깎아서 절삭 측면(51LS) 및/또는 절삭 측면(52LS)을 노출시키는 공정이다. 환언하면, 성형 전의 투광성 부재(50)(제1 투광성 부재(51), 제2 투광성 부재(52))의 측면을 절삭하여, 투광성 부재(50)를 성형하는 공정이다.
제S3 공정에 있어서, 투광성 부재(50)(제1 투광성 부재(51), 제2 투광성 부재(52))를 절삭 성형하였을 때, 그 절삭 찌꺼기(85)가 집합 기판(10)의 표면, 발광소자(30)(제1 발광소자(31), 제2 발광소자(32))의 표면, 투광성 부재(50)(제1 투광성 부재(51), 제2 투광성 부재(52))의 표면, 중 적어도 어느 하나의 표면에 부착한다.
또한, 투광성 부재(50)에 함유되는 형광체(60)의 제2 형광체(62)가, 망간 활성 불화물계 형광체인 경우, 스펙트럼 선폭이 비교적 좁은 발광이 얻어져 색재현성의 관점에 있어 바람직한 반면, 수분에 의해 열화되기 쉬운 성질을 갖고 있다. 이 때문에, 건식의 절삭 장치에 의해 측면(51L) 및 측면(52L)을 깎음으로써, 절삭수 및/또는 냉각수 등의 수분에 의한 망간 부활 불화물계 형광체의 열화를 억제할 수 있다.
도 2, 도 3c 등에 나타내는 바와 같이, 집합 기판(10) 위에 복수의 발광소자(30) 및 복수의 투광성 부재(50)를 배열하는 경우, 그들의 간격 및 각 부재끼리의 간격은 극히 작아진다. 또한, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 발광소자(30)의 상방에 배치된 투광성 부재(50)는, 측면에서 보았을 때의 폭이 발광소자(30)보다 커서, 발광소자(30)의 외측으로 돌출한 형상으로 되어 있다. 이와 같은 경우, 특히 집합 기판(10)이나 발광소자(30)의 주변에 부착된 절삭 찌꺼기(85)의 제거가, 솔 등이나 단순한 에어 블로우로는 충분히 행할 수 없는 경우가 있다. 그러나, 이와 같은 경우더라도, 본 실시형태의 방법을 행함으로써, 절삭 찌꺼기(85)를 양호하게 제거할 수 있다.
절삭 찌꺼기 제거 공정(이하, 제S4 공정이라 한다)은, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 제S3 공정 후에, 집합 기판(10)의 표면, 발광소자(30)(제1 발광소자(31), 제2 발광소자(32))의 표면, 투광성 부재(50)(제1 투광성 부재(51), 제2 투광성 부재(52))의 표면에 부착된 투광성 부재의 절삭 찌꺼기(85)를 제거하는 공정이다. 제S4 공정에서는, 고체 이산화탄소의 입자를 블로우함으로써, 절삭 찌꺼기(85)를 제거하고 있다. 또한, 이하에 있어서, 기판(101), 발광소자(30), 성형된 투광성 부재(50)의 조립체를 도 3d 등에서는 조립체(80)라 칭하는 것으로 한다.
도 4a~도 4d에 나타내는 바와 같이, 제S4 공정에 있어서, 노즐(81)로부터 입자(84)를 분사함으로써, 고체로서의 입자(84)가 절삭 찌꺼기(85)에 충돌하고, 그 운동 에너지에 의해, 절삭 찌꺼기(85)를 조립체(80)의 표면으로부터 날릴 수 있다. 또한, 노즐(81)의 블로우 방향이 경사져 있음에 의해(도 4a), 충돌한 입자(84)의 일부가 절삭 찌꺼기(85)와 조립체(80)의 표면과의 사이로 비집고 들어가기 쉬워진다(도 4b). 그리고, 절삭 찌꺼기(85)와 조립체(80)의 표면과의 사이로 비집고 들어간 입자(84)는, 조립체(80)의 표면의 열에 의해 승화(기화)하여 가스(84G)가 되어(도 4c), 급격하게 그 체적을 증대시킴으로써, 절삭 찌꺼기(85)를 조립체(80)의 표면으로부터 날릴 수 있다(도 4d).
제S4 공정에서는, 노즐(81)로부터 입자(84)를 분사함으로써, 고체로서의 입자(84)를 절삭 찌꺼기(85)에 충돌시키고, 그 운동 에너지에 의해, 절삭 찌꺼기(85)를 조립체(80)의 표면으로부터 날릴 수 있다. 특히, 노즐(81)의 블로우 방향을 조립체(80)의 측면에 대해 경사지도록 함으로써, 충돌한 입자(84)의 일부가 절삭 찌꺼기(85)와 조립체(80)의 표면과의 사이로 비집고 들어가기 쉬워진다. 그리고, 절삭 찌꺼기(85)와 조립체(80)의 표면과의 사이로 비집고 들어간 입자(84)는, 조립체(80)의 표면의 열에 의해 승화(기화)하여 기체가 되어, 급격하게 그 체적을 증대시킴으로써, 절삭 찌꺼기(85)를 조립체(80)의 표면으로부터 날릴 수 있다.
투광성 부재(50)의 재료로서 실리콘 수지를 이용한 경우, 실리콘 수지가 가지는 택성(tack property)에 의해 절삭 찌꺼기(85)가 집합 기판(10) 등에 비교적 강고하게 부착되는 경우가 있다. 이러한 경우이더라도, 본 실시형태의 방법을 행함으로써, 절삭 찌꺼기(85)를 양호하게 제거할 수 있다.
절삭 찌꺼기 제거 공정은, 예를 들어, 조립체(80)를 재치 가능하며, 조립체(80)를 고정하는 치구(治具) 등을 구비한 스테이지(82)와, 승화하는 입자를 분사하는 노즐(81)과, 절삭 찌꺼기(85)를 집진하는 집진기를 구비한 기판 세정 장치를 이용할 수 있다. 또한, 기판 세정 장치는, 이오나이저 등을 구비하여도 좋다. 스테이지(82), 노즐(81), 집진기 등은, 각각 고정되어 있어도 좋고, 가동이더라도 좋다. 예를 들어, 1매의 기판 위에 다수의 조립체가 배치되는 경우는, 그 조립체의 크기나 간격 등에 따라, 노즐, 스테이지, 집진기 등을 작업에 적절한 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 그 이동 속도나 이동 방향에 관해서는, 절삭 찌꺼기의 양이나 크기, 재질 등에 따라, 적절히 조정할 수 있다.
노즐(81)은, 소정의 위치에 각도가 조정 가능하게 설치되어 있다. 이 노즐(81)은, 스테이지(82)에 재치된 집합 기판(10)(조립체(80))의 상면측으로부터, 집합 기판(10)을 향해 경사진 방향으로부터 승화하는 입자(84)를 블로우하도록 되어 있다. 보다 구체적으로는, 노즐(81)의 블로우 방향은, 발광소자(30) 및 투광성 부재(50)의 긴 길이 방향인 X 방향과, 수직 방향인 Z 방향으로 이루어지는 평면 위에 노즐(81)의 축선이 있어, 수직축인 Z 방향에 대해 각도 θ(예를 들어, θ=30°~75°)로 경사져 설치되어 있다.
노즐(81)은, 승화하는 입자(84)를 분사하면서 이동시킬 수 있다. 또한, 노즐(81)의 크기나 높이 분사 영역을 조정함으로써, 노즐(81)로부터 분사되는 입자(84)의 분사 영역을, 투광성 부재(50)의 표면, 발광소자(30)의 노출하고 있는 표면, 집합 기판(10)의 표면 중 어느 하나의 표면만으로 조정할 수 있다. 혹은, 스테이지를 경사시키는 등에 의해서도, 입자의 분사 영역을 조정할 수 있다.
승화하는 입자(84)의 재료로서는, 상온에서 기화하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 고체 이산화탄소(드라이아이스(등록상표))를 이용할 수 있다. 또한, 제S4 공정이 상온보다 높은 온도의 항온조 내에서 행해지는 것이면, 승화하는 입자(84)로서는, 그 온도에 있어 기화하는 것이면 되며, 취급이 용이하고 승화하는 온도가 비교적 실온에 가까운 고체 이산화탄소가 바람직하다.
노즐(81)로부터 분사하는 입자(84)의 캐리어 가스로서는, 예를 들어 질소를 사용할 수 있다. 이 캐리어 가스의 압력은, 예를 들어 0.36MPa 이상 0.44MPa 이하 정도로 할 수 있다.
조립체(80)의 표면으로부터 날려진 절삭 찌꺼기(85)는, 집진기에 의해 흡인된다. 또한, 기판 세정 장치에 이오나이저를 구비함으로써, 날아간 절삭 찌꺼기(85)가 조립체(80)의 표면에 재부착하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 이오나이저는, 기판 상방에 배치할 수 있고, 노즐(81)로부터 입자를 분사시킬 때에, 이오나이저로부터 기판을 향해 이온풍을 송풍시킬 수 있다. 이온풍에 의해, 절삭 찌꺼기(85)로부터 정전기를 제거하여, 조립체(80)의 표면에 부착하는 힘을 작게할 수 있다.
나아가, 조립체(80)가 물에 의해 열화되기 쉬운 형광체(60)를 사용하는 경우, 절삭 찌꺼기(85)의 제거에 세정수를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 그 때문에, 제S4 공정에서는, 승화하는 입자(84)를 이용함으로써, 형광체(60)가 물에 의해 열화되는 일없이 절삭 찌꺼기(85)를 제거할 수 있다. 또한, 세정수를 사용하는 경우여도, 절삭찌꺼기가 잔존하는 경우가 있어, 그와 같은 경우에도 본 실시형태에 관한 방법을 사용함으로써, 절삭 찌꺼기를 제거할 수 있다.
또한, 제S3 공정에서 투광성 부재(50)의 측면에 부착된 절삭 찌꺼기(85)는, 예를 들어, 고체 이산화탄소의 입자(84)에 의해, 제S4 공정에 있어서 양호하게 제거된다. 이 때문에, 제S5 공정에 있어서 투광성 부재(50)의 측면과 피복 부재(701)의 사이의 경계면에 형성되는 반사면이 바람직하게 형성된다. 이 결과, 발광 장치(100)의 광속도 향상시킬 수 있다.
피복 부재 형성 공정(이하, 제S5 공정이라 한다)은, 도 3e에 나타내는 바와 같이, 제S4 공정 후에, 측면(51L) 혹은 절삭 측면(51LS), 및 측면(52L) 혹은 절삭 측면(52LS)을 피복하는 광반사성의 피복 부재(701)를 집합 기판(10) 상에 형성하는 공정이다. 즉, 집합 피복 부재(70)에 의해, 집합 기판(10)을 피복, 또는, 집합 기판(10)과 발광소자(30)를 피복, 또는, 집합 기판(10)과 발광소자(30)와 투광성 부재(50)를 피복하는 공정이다.
보다 구체적으로는, 예를 들어, 집합 기판(10) 상에 있어서의 제1 발광소자(31), 제2 발광소자(32), 제1 투광성 부재(51), 및 제2 투광성 부재(52)를 일괄하여 덮도록, 집합 피복 부재(70)를 형성한다. 도 3e에서는 제1 투광성 부재(51) 및 제2 투광성 부재(52)가 집합 피복 부재(70) 내에 완전하게 매설되어 있는 예를 나타내고 있다. 이와 같은 경우는, 연삭 혹은 블래스트 등에 의해 제1 투광성 부재(51)의 상면 및 제2 투광성 부재(52)의 상면을 집합 피복 부재(70)로부터 노출시키는 공정을 포함한다.
또한, 제1 투광성 부재(51)의 상면 및 제2 투광성 부재(52)의 상면이 노출하도록, 제1 투광성 부재(51)의 상면 및 제2 투광성 부재(52)의 상면을 금형 등으로 누르면서, 액상의 집합 피복 부재(70)를 충전 및 경화시켜도 좋다. 이에 의해, 제1 투광성 부재(51) 및 제2 투광성 부재(52)가 집합 피복 부재(70) 내에 완전하게 매설되게 된다.
또한, 집합 피복 부재(70)를 피복하는 공정에서는, 집합 기판(10)만을 집합 피복 부재(70)로 피복하고, 집합 피복 부재(70)가 발광소자(30)에 도달하지 않도록 해도 좋다. 투광성 부재(50)까지 집합 피복 부재(70)를 제공하지 않은 경우, 그 상태에서 다음의 공정으로 진행되게 된다. 또한, 집합 피복 부재(70)를 피복하는 공정에서는, 집합 기판(10) 및 발광소자(30)까지를 집합 피복 부재(70)로 피복하여도 좋다. 이 경우에는, 집합 피복 부재(70)와 다른 부재를 투광성 부재(50)와 동등한 높이까지 혹은 덮도록 제공하고, 상기한 바와 같이 절삭하여 투광성 부재(50)를 노출시키고 나서 다음 공정을 행하도록 할 수 있다.
개별화 공정(이하, 제S6 공정이라 한다)은, 도 3f에 나타내는 바와 같이, 제S5 공정 후에, 절삭 측면(51LS)과, 절삭 측면(52LS)과의 사이에 있어서, 집합 기판(10) 및 집합 피복 부재(70)를 절단하는 공정이다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 원반 형상의 회전 날인 절삭 공구(92)를, X 방향으로 평행하도록 하고, Y 방향에 있어서는 절삭 측면(51LS)과, 절삭 측면(52LS)과의 사이의 중앙에 설정하고, X 방향으로 주사함으로써, 집합 기판(10) 및 집합 피복 부재(70)를 절단한다. 제S6 공정에서는, X 방향으로 회전 날을 주사함으로써, Y 방향으로는 관통 장공(S)이 있기 때문에, 회전 날에 의한 절삭과, 관통 장공(S)에 의해 발광 장치 단위로 개별화할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 관한 발광 장치(100)에 대해, 도 1a 및 도 1b를 이용하여 설명한다.
(발광 장치(100))
발광 장치(100)는, 예를 들어, 발광 다이오드(LED；Light　Emitting　Diode)이다. 본 실시형태의 발광 장치(100)는, 측면 발광형(「사이드뷰형」이라고도 불린다)이지만, 상면 발광형(「톱뷰형」이라고도 불린다)으로 하는 것도 가능하다. 측면 발광형의 발광 장치는, 실장 방향과 주 발광 방향이 서로 수직이다. 상면 발광형의 발광 장치는, 실장 방향과 주 발광 방향이 서로 평행이다. 발광 장치를 전면에서 보았을 때의 형상 즉 주 발광 방향으로부터 본 형상은, 적절히 선택할 수 있지만, 사각 형상이 양산성에 있어 바람직하다. 특히, 발광 장치가 측면 발광형인 경우의 전면에서 보았을 때의 형상은, 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 장방 형상이 바람직하다. 이에 의해, 두께 방향의 두께가 작은 박형의 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 발광 장치가 상면 발광형인 경우의 전면에서 보았을 때의 형상은, 정방 형상 또는 장방 형상이 바람직하다.
또한, 배선(111)은, 나중에 기술하는 집합 기판(10)에 설치된 집합 배선(11)(도 2 참조)이 개별화된 것이다. 또한, 기체(151)는, 나중에 기술하는 집합 기체(15)(도 2 참조)가 개별화된 것이다. 피복 부재(701)는, 나중에 기술하는 집합 피복 부재(70)(도 3e 등 참조)가 개별화된 것이다. 발광소자(30)는, 나중에 기술하는 제1 발광소자(31) 혹은 제2 발광소자(32)(도 3a 참조)를 포함하는 것이다. 투광성 부재(50)는, 나중에 기술하는 제1 투광성 부재(51) 혹은 제2 투광성 부재(52)(도 3b 참조)를 포함하는 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 발광 장치(100)는, 예를 들어, 회로 기판에 배선(111)의 정극 및 부극의 외부 접속 단자부를 납땜시켜 회로를 통해 급전됨으로써 발광한다. 이 때, 피복 부재(701)의 높은 광반사성에 의해, 발광소자(30) 및 투광성 부재(50)로부터 측방으로 출사되는 많은 광이 전방으로 편향되어, 발광 장치(100)의 주된 발광 영역은 투광성 부재(50)의 전면이 된다. 이하, 발광 장치(100)의 보다 상세한 설명을 한다.
(집합 기판(10), 기판(101))
집합 기판(10)은, 예를 들어, 집합 배선(11)과, 그 집합 배선(11)을 보유 지지하는 집합 기체(15)를 구비할 수 있다. 기판(101)도 마찬가지로, 배선(111)과, 그 배선(111)을 보유 지지하는 기체(151)를 구비한다. 이외, 집합 기판(10) 및 기판(101)은, 솔더 레지스트(solder resist) 또는 커버 레이 등의 절연 보호막을 포함하고 있어도 좋다. 집합 기판(10), 기판(101)의 두께는, 예를 들어 0.02mm 이상 1mm 이하이며, 집합 기판(10), 기판(101)의 강도나 발광 장치의 두께의 관점에 있어, 0.05mm 이상 0.3mm 이하인 것이 바람직하다.
(배선(111), 집합 배선(11))
배선(111), 집합 배선(11)은, 기체(151), 집합 기체(15)의 적어도 상면(전면)에 형성되고, 기체(151), 집합 기체(15)의 내부 및/또는 측면 및/또는 하면(후면)에도 형성되어 있어도 좋다. 이와 같은 배선(111)은, 발광소자(30)가 실장되는 소자 접속 단자부, 외부 회로와 접속되는 외부 접속 단자부, 및 이들 단자부 사이를 접속하는 리드 배선부 등으로서 기능하는 부분을 갖는다. 배선(111), 집합 배선(11)은, 동, 철, 니켈, 텅스텐, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티탄, 팔라듐, 로듐, 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다. 이들 금속 또는 합금의 단층이어도 좋고 다층이어도 좋다. 특히, 방열성의 관점에 있어서는 동 또는 동 합금이 바람직하다. 또한, 배선(111), 집합 배선(11)의 표층에는, 접합 부재의 젖음성 및/또는 광반사성 등의 관점으로부터, 은, 백금, 알루미늄, 로듐, 금 혹은 이들의 합금 등의 층이 설치되어 있어도 좋다.
(기체(151), 집합 기체(15))
기체(151), 집합 기체(15)는, 예를 들어, 수지 혹은 섬유 강화 수지, 세라믹스, 유리, 금속, 종이 등을 사용하여 구성할 수 있다. 수지 혹은 섬유 강화 수지로서는, 에폭시, 유리 에폭시, 비스말레이미드 트리아진(BT), 폴리이미드 등을 들 수 있다. 세라믹스로서는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화지르코늄, 질화지르코늄, 산화티탄, 질화티탄, 혹은 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 금속으로서는, 동, 철, 니켈, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티탄, 혹은 이들의 합금 등을 들 수 있다. 기체(151), 집합 기체(15)는, 가요성 기판이면, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 액정 폴리머, 시클로올레핀 폴리머 등을 사용하여 구성할 수 있다. 또한 이들 기재 중, 특히 발광소자의 선팽창 계수에 가까운 물성을 갖는 기재를 사용하는 것이 바람직하다.
(도전성 접착 부재(20))
도전성 접착 부재(20)로서는, 금, 은, 동 등의 범프, 은, 금, 동, 백금, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속 분말과 수지 바인더를 포함하는 금속 페이스트, 주석-비스머스계, 주석-동계, 주석-은계, 금-주석계 등의 땜납, 저융점 금속 등의 납재 등을 사용할 수 있다.
(발광소자(30), 제1 발광소자(31), 제2 발광소자(32))
발광소자(30)는, 반도체 적층체를 구비한다. 발광소자(30)는 소자 기판을 구비하여도 좋다. 발광소자로서는, 예를 들어 LED 칩을 들 수 있다. 발광소자의 전면에서 보았을 때의 형상은, 사각 형상, 특히 정방 형상 또는 일 방향으로 긴 장방 형상인 것이 바람직하고, 그 외의 형상이여도 좋다. 예를 들어 육각 형상 등의 다각형이여도 좋다. 발광소자의 측면은, 전면에 대해서, 수직이어도 좋고, 경사져 있어도 좋다. 발광소자는, 동일면 측에 정부(p, n) 전극을 갖는 것이 바람직하다. 하나의 발광 장치에 탑재되는 발광소자의 개수는 1개여도 좋고 복수여도 좋다. 복수의 발광소자는, 직렬 또는 병렬로 접속할 수 있다. 반도체 적층체는, n형 반도체층과, p형 반도체층과, 활성층을 구비한다. 발광소자(30)는, 절연막 등을 포함하여도 좋다. 반도체 재료로서는, 형광체를 양호한 효율로 여기할 수 있는 단파장의 광을 발광 가능한 재료인, 질화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 질화물 반도체는, 주로 일반식 InxAlyGa1 －x－ yN(0≤x, 0≤y, x＋y≤1)로 나타내진다. 발광소자의 발광 피크 파장은, 발광 효율, 및 형광체의 여기 및 그 발광과의 혼색 관계 등의 관점에서, 400nm 이상 530nm 이하가 바람직하고, 420nm 이상 490nm 이하가 보다 바람직하고, 450nm 이상 475nm 이하가 보다 더 바람직하다.
(도광 부재(40))
도광 부재(40)는, 발광소자(30)와 투광성 부재(50)를 접착하고, 발광소자(30)로부터의 광을 투광성 부재(50)로 도광하는 부재이다. 도광 부재(40)의 모재는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 뛰어나, 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 도광 부재(40)의 모재는, 나중에 기술하는 투광성 부재(50)의 모재와 마찬가지의 필러를 함유하여도 좋다. 또한, 이하, 본 명세서에 있어서의 「변성 수지」는, 하이브리드 수지를 포함하는 것으로 한다.
(투광성 부재(50), 제1 투광성 부재(51), 제2 투광성 부재(52))
투광성 부재(50)는, 발광소자 위에 설치되어, 발광소자(30)로부터 출사되는 광을 장치 외부로 투과시키는 부재이다. 투광성 부재(50)는, 예를 들어, 이하와 같은 모재를 포함한다. 또한, 투광성 부재(50)는, 이하와 같은 형광체(이하, 「파장 변환 물질」이라고도 칭하는 경우가 있다)(60)를 모재 중에 함유함으로써, 파장 변환 부재로서 기능시킬 수 있다.
(투광성 부재의 모재(55))
투광성 부재의 모재(55)는, 발광소자(30)로부터 출사되는 광에 대하여 투광성을 가지는 것이면 좋다. 또한 「투광성」이란, 발광소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광투과율이, 바람직하게는 60% 이상인 것, 보다 바람직하게는 70% 이상인 것, 보다 더 바람직하게는 80% 이상인 것을 말한다. 투광성 부재의 모재(55)는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 사용할 수 있다. 유리여도 좋다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 뛰어나, 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 투광성 부재는, 이들 모재 중 1종을 단층으로, 혹은 이들 모재 중 2종 이상을 적층하여 구성할 수 있다.
또한, 투광성 부재(50)로서, 형광체(60)와 예를 들어 알루미나 등의 무기물과의 소결체, 또는 형광체(60)의 판 형상 결정 등을 사용할 수도 있다.
투광성 부재의 모재(55)는, 상기 수지 혹은 유리 중에 각종의 필러를 함유하여도 좋다. 이 필러로서는, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화아연 등을 들 수 있다. 필러는, 이들 중 1종을 단독으로, 또는 이들 중 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 작은 산화규소가 바람직하다. 또한, 필러로서, 나노 입자를 사용함으로써, 발광소자의 청색광의 레일리 산란을 포함한 산란을 증대시켜, 형광체(60)의 사용량을 저감할 수도 있다. 또한 나노 입자란, 입경이 1nm 이상 100nm 이하의 입자로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「입경」은, 예를 들어, D50으로 정의된다.
투광성 부재(50)는, 예를 들어, 발광소자(30) 측으로부터, 모재(55)와 제1 형광체(61)를 포함하는 제1 형광체층, 모재(55)와 제2 형광체(62)를 포함하는 제2 형광체층, 모재(55)를 포함하는 투광성 수지층이 적층되어 구성될 수 있다. 투광성 수지층은, 광을 투과하는 수지의 층으로서, 여기서는 상기한 모재(55)로 형성되어 있다.
(형광체(60))
형광체(60)는, 발광소자(30)가 발하는 1차광 중 적어도 일부를 흡수하고, 1차광과는 다른 파장의 2차광을 출사한다. 이에 의해, 가시 파장의 1차광 및 2차광의 혼색광, 예를 들어 백색광을 발하는 발광 장치로 할 수 있다. 형광체(60)는, 이하에 나타내는 구체적인 예 중 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(제1 형광체(61), 제2 형광체(62))
제1 형광체(61) 및 제2 형광체(62)는, 이하와 같은 구체적인 예 중에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 형광체(61)는 녹색 또는 황색 발광하는 형광체로 하고, 제2 형광체(62)는 적색 발광하는 형광체로 할 수 있다.
형광체는, 이하에 나타내는 구체적인 예 중 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
녹색 발광하는 형광체로서는, 이트륨·알루미늄·가닛계 형광체(예를 들어 Y3(Al, Ga)5 O12：Ce), 루테늄·알루미늄·가닛계 형광체(예를 들어 Lu3(Al, Ga)5 O12：Ce), 테르븀·알루미늄·가닛계 형광체(예를 들어 Tb3(Al, Ga)5O12：Ce)계 형광체, 실리케이트계 형광체(예를 들어(Ba, Sr)2SiO4：Eu), 클로로 실리케이트계 형광체(예를 들어 Ca8Mg(SiO4)4Cl2：Eu), β사이알론계 형광체(예를 들어 Si6 －zAlzOzN8－z：Eu(0＜z＜4.2)), SGS계 형광체(예를 들어 SrGa2S4：Eu) 등을 들 수 있다.
황색 발광의 형광체로서는, α사이알론계 형광체(예를 들어 Mz(Si, Al)12(O, N)16(단, 0＜z≤2이며, M은 Li, Mg, Ca, Y, 및 La와 Ce을 제외한 란탄족 원소) 등을 들 수 있다. 이외, 상기 녹색 발광하는 형광체 중에는 황색 발광하는 형광체도 있다. 또한 예를 들어, 이트륨·알루미늄·가닛계 형광체는, Y의 일부를 Gd로 치환함으로써 발광 피크 파장을 장파장 측으로 시프트 시킬 수 있고, 황색 발광이 가능하다. 또한, 이들 중에는, 등색(橙色) 발광이 가능한 형광체도 있다.
적색 발광하는 형광체로서는, 질소 함유 알루미노 규산 칼슘(CASN 또는 SCASN)계 형광체(예를 들어(Sr, Ca)AlSiN3：Eu) 등을 들 수 있다. 이외, 망간 활성 불화물계 형광체(일반식(I) A2［M1- aMnaF6］로 나타내지는 형광체(단, 상기 일반식(I) 중, A는, K, Li, Na, Rb, Cs 및 NH4 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며, M은, 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이며, a는 0＜a＜0.2를 만족한다))를 들 수 있다. 이 망간 활성 불화물계 형광체의 대표예로서는, 망간 부활 불화 규산 칼륨의 형광체(예를 들어 K2SiF6：Mn)가 있다.
(광반사성의 피복 부재(701), 집합 피복 부재(70))
광반사성의 피복 부재(701), 집합 피복 부재(70)는, 전방으로의 광 추출 효율의 관점에서, 발광소자(30)의 발광 피크 파장에 있어서의 광반사율이, 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 또한, 피복 부재(701), 집합 피복 부재(70)는, 백색인 것이 바람직하다. 따라서, 피복 부재(701), 집합 피복 부재(70)는, 모재 중에 백색 안료를 함유하여 되는 것이 바람직하다. 피복 부재(701), 집합 피복 부재(70)는, 경화 전에는 액상의 상태를 거친다. 피복 부재(701), 집합 피복 부재(70)는, 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 압축 성형, 포팅(potting) 등에 의해 형성할 수 있다.
(피복 부재의 모재(75))
피복 부재의 모재(75)는, 수지를 사용할 수 있고, 예를 들어 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 우수하여, 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 피복 부재의 모재(75)는, 상기 투광성 부재의 모재와 마찬가지의 필러를 함유하여도 좋다.
(백색 안료(77))
백색 안료(77)는, 산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 티탄산바륨, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄 중 1종을 단독으로, 또는 이들 중 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 백색 안료의 형상은, 특히 한정되지 않고, 부정형 혹은 파쇄 형상이라도 좋지만, 유동성의 관점에서는 구 형상이 바람직하다. 또한, 백색 안료(77)의 입경은, 예를 들어 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하 정도를 들 수 있지만, 광반사나 피복의 효과를 높이기 위해서는 작을수록 바람직하다. 광반사성의 피복 부재 중의 백색 안료의 함유량은, 적절히 선택할 수 있지만, 광반사성 및 액상 시에 있어서의 점도 등의 관점으로부터, 예를 들어 10wt% 이상 80wt% 이하가 바람직하고, 20wt% 이상 70wt% 이하가 보다 바람직하고, 30wt% 이상 60wt% 이하가 보다 더 바람직하다. 또한 「wt%」는, 중량 퍼센트이며, 광반사성의 피복 부재의 전 중량에 대한 당해 재료의 중량의 비율을 나타낸다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 일 실시형태에 관한 발광 장치는, 액정 디스플레이의 백라이트 장치, 각종 조명기구, 대형 디스플레이, 광고나 행선지 안내 등의 각종 표시 장치, 프로젝터 장치, 나아가서는, 디지털 비디오 카메라, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 있어서의 화상 판독 장치 등에 이용할 수 있다.
10: 집합 기판
S: 관통 장공
101: 기판
11: 집합 배선
111: 배선(개별화 후)
15: 집합 기체
151: 기체
20: 도전성 접착 부재
30: 발광소자
31: 제1 발광소자
32: 제2 발광소자
40: 도광 부재
50: 투광성 부재
51: 제1 투광성 부재
51L: 제1 투광성 부재의 측면
51LS: 제1 투광성 부재의 절삭 측면
52: 제2 투광성 부재
52L: 제2 투광성 부재의 측면
52LS: 제2 투광성 부재의 절삭 측면
55: 투광성 부재의 모재
60: 파장 변환 물질
61: 제1 형광체
62: 제2 형광체
70: 광반사성의 집합 피복 부재
701: 광반사성의 피복 부재
75: 광반사성의 피복 부재의 모재
77: 백색 안료
80: 조립체
81: 노즐
82: 스테이지
84: 입자
84G: 승화하는 입자
85: 절삭 찌꺼기
90, 92: 절삭 공구
100: 발광 장치

Claims (7)

  1. 기판 위에 탑재된 발광소자의 위에 제공된 성형 전의 투광성 부재의 측면을 절삭하여 상기 투광성 부재를 성형하는 공정과,
    상기 기판, 상기 발광소자, 또는, 상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입자는, 고체 이산화탄소인 발광 장치의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정은, 상기 투광성 부재를 절삭하는 공정에 있어서 발생한 절삭 찌꺼기를 상기 입자에 의해 블로우하여 날려, 제거하는 발광 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투광성 부재는, 수지에 함유되고 형광체를 포함하는 형광체층과, 상기 형광체층에 제공된 투광성 수지층을 갖고,
    상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정은, 상기 투광성 수지층 및 상기 형광체층으로부터의 상기 절삭 찌꺼기를 제거하는 발광 장치의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광소자는, 상기 기판 위에 플립 칩 실장되어 있는 발광 장치의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정 이후에,
    상기 기판을, 또는, 상기 기판과 상기 발광소자를, 또는, 상기 기판과 상기 발광소자와 상기 투광성 부재를, 피복 부재로 피복하는 공정을 더 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 부재에 승화하는 입자를 블로우하는 공정에 있어서,
    상기 입자의 블로우는, 상기 기판을 향해 경사진 방향으로부터 행하는 발광 장치의 제조 방법.
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