KR20190019996A - 발광 장치 - Google Patents

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마사노부 사또
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 발광 소자를 밀봉하는 밀봉 부재의 표면의 광택이 억제된 발광 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 발광 장치(100)는, 기체(10)와, 상기 기체 상에 재치된 발광 소자(20)와, 상기 발광 소자를 밀봉하는 밀봉 부재(30)를 구비하고, 상기 밀봉 부재(30)는, 그 밀봉 부재의 표면(35)측에 편재하는 충전제의 입자(40)를 함유하고 있고, 상기 밀봉 부재의 표면(35)은, 상기 충전제의 입자(40)에 기인하여 형성된 요철을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 소자를 밀봉 부재에 의해 밀봉한 발광 장치에 관한 것이다.
최근, 발광 다이오드(LED ; Light Emitting Diode) 소자를 탑재한 발광 장치를 매트릭스 형상으로 배치하여 이루어지는, 대형의 가두 디스플레이 등의 표시 장치가 실용화되어 있다. 이와 같은 표시 장치에 있어서, 발광 장치의 주위를 밀봉하는 밀봉 부재의 표면의 광택에 의해, 그 표면에서 태양광이나 조명광 등의 외래광이 전반사하여, 간접 글래어가 발생하거나, 표시 콘트라스트가 저하되는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 예를 들면 특허 문헌 1에는, 틀체 형상의 케이스와, 케이스에 수납된 LED 기판과, LED 기판에 도통 고정시킨 LED 램프와, 케이스에 주입되어 LED 기판 및 LED 램프의 수지 헤드의 기단부를 포함하여 밀봉하는 방수성 합성 수지의 밀봉 수지를 구비하고, 밀봉 수지의 생지(生地) 표면에 글래스 비드를 노출시킴으로써, 입사하는 외광을 산란광으로서 반사하는 미소한 요철면을 형성하여 이루어지는 LED 표시기가 기재되어 있다.
일본 특개 2000-114605호 공보 일본 특개 2007-234767호 공보 일본 특개 2003-086846호 공보 일본 특개 2001-077433호 공보 일본 특개평 10-284759호 공보
그러나 최근에는, 이와 같은 표시 장치에 있어서, 표시 화상의 고정밀화에 수반하여, 발광 장치의 배열 간격이 좁아지고 있어, 발광 장치 자체의 표면의 광택이 간접 글래어나 표시 콘트라스트의 저하를 초래하는 큰 요인으로 되어 있다.
따라서 본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 발광 소자를 밀봉하는 밀봉 부재의 표면의 광택이 억제된 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 발광 장치는, 기체와, 상기 기체 상에 재치된 발광 소자와, 상기 발광 소자를 밀봉하는 밀봉 부재를 구비하고, 상기 밀봉 부재는, 그 밀봉 부재의 표면측에 편재하는 충전제의 입자를 함유하고 있고, 상기 밀봉 부재의 표면은 상기 충전제의 입자에 기인하여 형성된 요철을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 충전제의 입자를 효율적으로 이용하여, 발광 소자를 밀봉하는 밀봉 부재의 표면의 광택을 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)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치의 개략 단면도이다.
이하, 발명의 실시 형태에 대해 적절히 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 발광 장치는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 본 발명은 이하의 것에 한정되지 않는다. 특히, 이하에 기재되어 있는 구성 요소의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것으로만 한정하는 취지는 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다. 또한, 각 도면이 도시하는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해 과장하고 있는 경우가 있다.
〈실시 형태 1〉
도 1의 (a)는 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)의 개략 상면도이며, 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)에 있어서의 A-A 단면을 도시하는 개략 단면도이다. 도 1에 도시하는 예의 발광 장치(100)는, 기체(10)와, 이 기체(10) 상에 재치된 발광 소자(20)와, 이 발광 소자(20)를 밀봉하는 밀봉 부재(30)를 구비하고 있다. 보다 상세하게는, 기체(10)는, 상면이 개구되어 내측 벽과 저면을 갖는 오목부(12)가 형성된 패키지(11)이며, 그 오목부(12)의 저면에는 정부 한 쌍의 리드 전극(13)이 3세트 설치되어 있다. 발광 소자[20(20a, 20b, 20c)]는 각각, 이 리드 전극(13)에, 접착제에 의해 접착되고, 또한 와이어(14)에 의해 접속되어 있다.
밀봉 부재(30)는 충전제의 입자(제1 충전제의 입자)(40)를 함유하여 패키지의 오목부(12)에 충전되고, 그 표면(35)이 본 발광 장치(100)의 발광면을 구성하고 있다. 이 밀봉 부재의 표면(35)은, 주로 발광 소자(20)의 실장면에 대향하는 면이며, 통상적으로, 밀봉 부재의 상면이지만, 상면에 연속되어 측면의 일부를 포함해도 된다. 그리고, 이 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(40)에 기인하여 형성된 요철을 갖고 있다. 즉, 밀봉 부재의 표면(35)은 이 요철에 의해, 외래광을 산란시키는 광 산란면을 갖고 있어, 광택이 억제되어 있다. 이에 의해, 밀봉 부재의 표면(35)에 있어서의 간접 글래어의 발생이 억제되고, 표시 콘트라스트가 높은 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 밀봉 부재(30)가 함유하는 충전제의 입자(40)는, 밀봉 부재의 표면(35)측에 편재하여 있으므로, 밀봉 부재의 표면(35)에 그 입자(40)에 기인하는 요철을 효율적으로 형성할 수 있다. 이 요철의 형성 영역은, 밀봉 부재의 표면(35) 중 일부이어도 되지만, 밀봉 부재의 표면(35)의 대략 전체 영역인 것이 가장 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「충전제의 입자(40)가 밀봉 부재(30)의 X측에 편재한다」라 함은, 밀봉 부재(30) 내를 X측과 그 반대인 Y측의 2개의 영역으로 나누었을 때, 영역 X의 체적에 대한 영역 X에 존재하는 충전제의 입자(40)의 체적(총합)의 비율이, 영역 Y의 체적에 대한 영역 Y에 존재하는 충전제의 입자(40)의 체적(총합)의 비율보다 큰 상태라고 정의할 수 있다.
이와 같이, 밀봉 부재에 첨가되는 충전제의 입자를 이용하여, 밀봉 부재의 표면에 요철을 형성하여, 그 광택을 억제할 수 있다. 이는, 밀봉 부재의 표면에 블라스트 가공이나 소광제를 도포하는 것에 비해, 매우 간편하다. 또한, 블라스트 가공 등에 의해 밀봉 부재를 구성하는 수지 등의 모재의 표면을 직접적으로 조면화하는 경우, 밀봉 부재의 표면이 백탁(白濁)하기 쉬워, 표시 콘트라스트를 저하시킬 우려가 있다. 이에 대해, 충전제의 입자에 기인하여 형성되는 본 발명의 요철 구조는, 밀봉 부재의 모재의 표면 자체는 비교적 매끄러우므로, 그와 같은 표면의 백탁을 억제할 수 있고, 또한 발광 소자로부터의 광을 효율적으로 외부로 취출할 수 있다. 또한, 이 요철 구조는 밀봉 부재의 표면의 요철에 의해 외래광을 산란시킴과 함께, 밀봉 부재 내에 입사한 외래광을 표층에 존재하는 충전제의 입자에 의해 산란시킬 수 있다.
밀봉 부재의 표층에 충전제의 입자를 배치하기 위해, 충전제의 입자가 밀봉 부재 중에 분산되어 밀봉 부재의 표층까지 퇴적되도록 충전제의 입자를 대량으로 첨가해도 되지만, 이래서는 밀봉 부재의 점도가 증가하여 성형성이 저하하거나, 밀봉 부재의 광 투과율이 저하하여 광도가 저하할 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 밀봉 부재 중에 있어서의 충전제의 입자의 부상이나 침강을 적극적으로 이용함으로써, 비교적 적은 첨가량으로도 밀봉 부재의 표층에 충전제의 입자를 배치할 수 있다. 또한, 이하 충전제의 입자의 첨가량의 단위인 「부」라 함은, 밀봉 부재의 모재의 중량 100g에 대한 충전제의 입자의 중량(g)에 상당하는 것이다.
일반적으로, 밀봉 부재(30)의 모재에 대해, 비중[이하, 충전제의 입자(40)가 다공질인 경우는 「부피 밀도」라고 함]이 작은 충전제의 입자(40)는 부상하기 쉽고, 반대로 비중이 큰 충전제의 입자(40)는 침강하기 쉽다. 따라서, 예를 들면, 충전제의 입자(40)의 비중이 밀봉 부재(30)의 모재에 대해 작은 경우, 기체(10) 상면, 즉 오목부(12)의 개구가 위로 향해진 상태에서 밀봉 부재(30)를 경화시키면, 충전제의 입자(40)를 밀봉 부재의 표면(35)측으로, 부상시키고, 편재시킬 수 있다. 또한, 밀봉 부재의 표면(35)이 노출된 상태에서, 즉 밀봉 부재의 표면(35)에 금형 등에 접하는 일 없이, 밀봉 부재(30)를 경화시킴으로써, 밀봉 부재의 표면(35)에 충전제의 입자(40)에 기인하는 요철을 형성할 수 있다. 또한, 이와 같이, 기체(10) 상면이 위로 향해진 상태에서 밀봉 부재(30)를 경화시키는 경우, 반대로 뒤집어진 상태에서 경화시키는 것에 비해, 밀봉 부재(30) 중에 보이드가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 밀봉 부재(30)는, 1회의 포팅으로 간편하게 형성할 수 있는 단층으로 구성되어 있는 것이 바람직하지만, 복수의 층으로 구성되어 있어도 된다.
또한, 특히 충전제의 입자(40)를 밀봉 부재의 표면(35)측으로 부상시켜 표면(35)에 요철을 형성하는 경우, 충전제의 입자(40)는, 부상하기 쉬운 다공질 또는 중공의 입자인 것이 바람직하다. 충전제의 입자(40)가 다공질 또는 중공의 입자인 경우, 입경은, 비교적 큰 것이어도 되고, 1 내지 40㎛ 정도가 바람직하다. 그중에서도 특히, 밀봉 부재의 표면에 요철을 적절히 형성하기 위해, 입경은 1㎛ 이상 35㎛ 이하가 바람직하고, 3㎛ 이상 20㎛ 이하가 보다 바람직하고, 5㎛ 이상 10㎛ 이하가 가장 바람직하다. 비중은, 작은 쪽이 부유하기 쉽지만, 지나치게 작으면 충전제의 입자(40)가 디스펜서 내에서 편재하는 등 작업성이 나빠지므로, 0.4 내지 1.0 정도가 바람직하다. 그중에서도 특히, 밀봉 부재의 표면에 요철을 적절히 형성하기 위해, 비중은 0.4 이상 0.8 이하가 바람직하고, 0.5 이상 0.6 이하가 보다 바람직하다. 또한, 이 때문에 작업성의 관점에서는, 다공질의 입자인 쪽이 보다 바람직하다. 예를 들면, 에폭시 수지에, 이와 같은 비중ㆍ입경의 다공질 또는 중공의 입자(40)를 1부 이상 첨가함으로써, 밀봉 부재의 표면(35)에 요철을 형성하여 광택을 억제할 수 있다. 충전제의 입자(40)의 형상은, 구 형상이어도 되지만, 파쇄 형상 등 부정형인 쪽이 저밀도에서 퇴적되므로, 충전제의 입자(40)를 적은 첨가량으로 밀봉 부재(30)의 표층에 배치하기 쉽다. 또한, 충전제의 입자(40)는, 복수종의 입자가 혼합된 것이어도 된다.
충전제의 입자(40)가 무공질인 경우, 입경ㆍ비중이 큰 것은 침강하기 쉽고, 입경이 작은 것(예를 들면 입경이 ㎚ 오더인 것)은 소량의 첨가로도 밀봉 부재(30)를 증점시키기 쉽다. 이 때문에, 입경은 1 내지 3㎛ 정도가 바람직하고, 비중은 1.3 내지 2.7 정도가 바람직하다. 그중에서도 특히, 입경은 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하가 보다 바람직하고, 비중은 2.2 이상 2.6 이하가 보다 바람직하다. 예를 들면, 에폭시 수지에, 이와 같은 비중ㆍ입경의 무공질의 입자(40)를 15부 이상 첨가함으로써, 밀봉 부재의 표층까지 입자를 퇴적시켜 밀봉 부재의 표면(35)에 요철을 형성할 수 있다. 또한, 실시 형태 2에서 후술하는 바와 같이, 기체(10) 상면이 뒤집어진 상태에서 밀봉 부재(30)를 경화시키는 경우에는, 이와 같은 무공질의 입자가 적절히 이용될 수 있다. 이 경우, 충전제의 입자(40)의 비중은 클수록 좋다.
상술한 바와 같이, 제1 충전제의 입자(40)는, 밀봉 부재의 표면(35)에 요철을 형성하여 광택을 억제하는 목적에서 첨가되는 것이다. 적은 첨가량의 충전제의 입자(40)로 밀봉 부재의 표면(35)에 요철을 형성할 수 있으면, 충전제의 입자(40)의 이용 효율이 높아짐과 함께, 밀봉 부재(30)의 증점을 억제할 수 있어, 성형성이 좋고, 또한 밀봉 부재(30)의 기체(10)와의 밀착성을 높일 수 있다. 이 때문에, 충전제의 입자(40)는, 밀봉 부재(30)의 표층에 대략 국재하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 「표층에 대략 국재하고 있다」라 함은, 「표면측에 편재하고 있는」 경우의 극단적인 사례이며, 충전제의 입자(40)가 그 입자 1 내지 3개의 퇴적에 상당하는 두께의 표층 내에 편재하고 있는 상태를 가리키는 것으로 한다.
밀봉 부재의 표면(35)은, 밀봉 부재(30)의 경화 수축에 의해, 중앙부(또는 중심부)가 오목하게 들어가고, 주연부가 올라가, 오목면으로 되는 경향이 있다. 이와 같이, 밀봉 부재의 표면(35)이 주연부로부터 중앙부에 걸쳐 오목하게 들어가는 오목면인 경우, 간접 글래어는, 특히 그 주연부의 표면에 있어서 발생하기 쉽다. 따라서, 이와 같은 경우, 충전제의 입자(40)는, 밀봉 부재(30)의 주연부측에 편재하고 있는 것이 바람직하다. 밀봉 부재(30)의 경화에 의해, 그 표면(35)이 이와 같은 오목면으로 될 때, 충전제의 입자(40)는, 밀봉 부재의 표면(35)측으로의 부상 또는 침강에 의해, 밀봉 부재(30) 내의 공간이 보다 넓은 주연부측으로 모이기 쉽다. 이에 의해, 밀봉 부재의 표면(35)의 주연부에 있어서, 충전제의 입자(40)에 기인하는 요철이 형성되기 쉬워, 간접 글래어의 원인으로 되는 외래광을 효과적으로 산란시킬 수 있다. 또한, 이 밀봉 부재의 표면(35)이 오목하게 들어가는 양은, 통상 10㎛ 이하 정도이며, 최대에서도 150㎛ 정도이다.
밀봉 부재(30)의 모재는, 충전제의 입자(40)를 피복하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 밀봉 부재(30)의 모재의 표면이 충전제의 입자(40)의 형상을 대략 따라 기복함으로써, 밀봉 부재의 표면(35)의 요철이 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 충전제의 입자(40)가 밀봉 부재(30)로부터 이탈하는 것을 억제할 수가 있어, 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 밀봉 부재(30)의 모재의 표면의 요철과, 표층의 충전제의 입자(40)에 의해 외래광을 효과적으로 산란시킬 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 충전제의 입자(40)가 밀봉 부재(30)의 모재로부터 노출되어, 밀봉 부재(30)의 모재의 표면과 충전제의 입자(40)의 표면에 의해, 밀봉 부재의 표면(35)의 요철이 형성되어도 된다. 또한, 이 양쪽 형태가 혼재되어 있어도 된다.
밀봉 부재(30)의 모재와 충전제의 입자(40)와의 굴절률 차가 작으면, 밀봉 부재(30) 중의 충전제의 입자(40)의 차광성을 저감시켜, 발광 소자(20)로부터의 광을 효율적으로 외부로 취출할 수 있으므로, 광도를 높일 수 있다. 이 때문에, 밀봉 부재(30)의 모재와 충전제의 입자(40)와의 굴절률 차는, 0.1 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 밀봉 부재(30)의 모재에 에폭시 수지를 사용하는 경우, 충전제의 입자(40)에 실리카(글래스)를 사용하는 것이 바람직하다.
밀봉 부재(30)에는, 복수종의 충전제의 입자를 첨가할 수 있어, 밀봉 부재의 표면(35)의 광택을 억제하기 위한 제1 충전제의 입자(40) 외에, 다른 목적에서 제2 충전제의 입자(45)가 첨가되어도 된다. 발광 장치(100)에 있어서, 제2 충전제의 입자(45)는, 오목부(12)의 저면측, 즉 밀봉 부재(30)의 저면측에 편재하고 있고, 주로 광 확산제로서 기능하여, 배광을 제어하기 위해 첨가되는 것이다. 또한,와이어(14) 주변의 밀봉 부재(30)의 열 신축을 억제하고, 와이어(14)에 따른 응력을 경감시키는 효과도 있다. 또한, 제2 충전제의 입자(45)로서, 카본 블랙 등의 암색의 입자를 이용함으로써, 표시 콘트라스트를 높일 수 있다. 이와 같이, 부상하기 쉬운 제1 충전제의 입자(40)와, 침강하기 쉬운 제2 충전제의 입자(45)를 밀봉 부재(30)에 첨가하는 경우에도, 제1 충전제의 입자(40)의 일부는 제2 충전제의 입자(45)에 의해 부상이 억제되어 제2 충전제의 입자(45)와 함께 존재하지만, 제2 충전제의 입자(45)의 간극을 빠져나와 밀봉 부재(30)의 표층으로 부상한 제1 충전제의 입자(40)에 의해, 표면(35)에 요철을 형성하는 것이 가능하다. 특히, 이와 같은 경우, 밀봉 부재(30) 내에, 제1 충전제의 입자(40)가 편재하는 제1 영역과, 제2 충전제의 입자(45)가 편재하는 제2 영역과의 사이에, 대략 밀봉 부재(30)의 모재로만 구성되는 제3 영역이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제3 영역을 광 투과 영역으로서 기능시켜, 광도를 높일 수 있다. 밀봉 부재(30) 내에, 이 제1 영역 내지 제3 영역이 각각, 면 내 대략 전체 영역에 이르는 층 형상의 영역으로서 형성되어 있으면, 더욱 좋다.
밀봉 부재(30)는 오목부(12)로부터 패키지(11)의 상면 중 적어도 일부에 올라가 형성되어도 되고, 이와 같이 패키지(11)의 상면을 피복하는 밀봉 부재(30)의 표면에 있어서, 충전제의 입자(40)에 기인하는 요철이 형성되어도 된다. 이에 의해, 패키지(11)의 상면에 있어서의 간접 글래어의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 패키지(11)의 상면은, 오목부(12)에 연속되는 단차를 갖는 것이어도 되고, 밀봉 부재(30)는 그 단차 상을 덮어 형성되어도 된다.
〈실시 형태 2〉
도 2는 실시 형태 2에 따른 발광 장치(200)의 개략 단면도이다. 발광 장치(200)에 있어서, 실시 형태 1과 실질상 동일한 구성에 대해서는 적절히 설명을 생략한다. 도 2에 도시하는 예의 발광 장치(200)에 있어서, 기체(10)는 상면에 도체 배선을 갖는 배선 기판(15)이며, 이 도체 배선에 발광 소자(20)가 도전성 접착제에 의해 플립 칩 실장되어 있다. 밀봉 부재(31)는, 충전제의 입자(41)를 함유하고, 발광 소자(20)를 밀봉하여 배선 기판(15) 상에 성형되어 있다. 이 밀봉 부재(31)는, 대략 직육면체이고, 그 표면(상면)(35)과 측면으로부터 발광 가능하게 되어 있다. 그리고, 충전제의 입자(41)는 밀봉 부재의 표면(35)측에 편재하고 있고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(41)에 기인하여 형성된 요철을 가져서, 광택이 억제되어 있다.
이와 같은 밀봉 부재(31)는, 배선 기판(15) 상에, 발광 소자(20)를 둘러싸는 틀체(16)를 설치하고, 그 틀체(16)의 내측에, 충전제의 입자(41)를 함유하는 밀봉 부재(31)를 적하하여 경화시킴으로써 형성된다. 이때, 충전제의 입자(41)의 비중이 밀봉 부재(31)의 모재에 대해 큰 경우, 기체(10) 상면이 뒤집어지고 또한 밀봉 부재의 표면(35)이 노출된 상태에서, 밀봉 부재(31)를 경화시킨다. 이에 의해, 충전제의 입자(41)를 밀봉 부재의 표면(35)측에 침강시켜, 표면(35)에 충전제의 입자(41)에 기인하는 요철을 형성할 수 있다. 또한, 충전제의 입자(41)를 광 확산제로서 기능시킬 수도 있다. 또한, 이와 같이 밀봉 부재의 표면(35)측에 침강시키는 제1 충전제의 입자(41)나 상술한 제2 충전제의 입자(45)는, 비교적 비중이 큰, YAG 등의 형광체의 입자이어도 된다. 틀체(16)는 밀봉 부재(31)가 형성된 후, 본 예와 같이 제거되어도 되고, 잔존시켜 상술한 패키지와 같이 기능시켜도 된다. 또한, 내측 벽에 요철이 형성된 틀체(16)를 이용하여 밀봉 부재(31)의 측면을 성형하면, 밀봉 부재(31)의 측면을 광 산란면으로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 발광 장치의 각 구성 요소에 대해 상술한다.
(기체)
기체는, 발광 소자를 지지하는 지지체이며, 패키지나 배선 기판 등을 포함한다. 패키지는, 발광 소자를 지지하는 리드 전극을 오목부 내에 포함하고, 발광 소자를 외부 환경으로부터 보호하는 기능을 갖는다. 패키지는, 기계적 강도가 높고, 발광 소자로부터의 광이나 외래광이 투과하기 어려운 것이 바람직하다. 구체적으로는, PPA(폴리프탈아미드) 수지, 페놀 수지, BT 레진(bismaleimide triazine resin), 에폭시 수지, 실리콘 수지, 세라믹스(Al2O3, AlN 등) 등을 들 수 있다. 패키지는, 광의 취출 효율이 우수한 백색의 것이어도 되지만, 패키지의 상면 중 적어도 일부는, 외래광에 대한 반사율을 저하시키기 위해, 흑색 등 암색인 것이 바람직하고, 외래광을 산란시키는 요철이 형성되어 있어도 된다. 또한, 오목부 내벽도 암색으로 하여 표시 콘트라스트를 높여도 되고, 오목부 내벽은 백색으로 하여 광의 취출 효율을 높여도 된다. 배선 기판은, 글래스 에폭시, 세라믹스, 알루미늄 등의 각종 기판에, 발광 소자 및 외부 단자와 접속하는 도체 배선이 형성된 것을 이용할 수 있다.
(발광 소자)
발광 소자는, 반도체 발광 소자, 예를 들면 가시광을 발하는, LED 소자나 반도체 레이저(LD ; LASER Diode) 소자를 이용할 수 있다. 발광 소자는, 예를 들면, 기판 상에, 질화물, Ⅲ-Ⅴ족 화합물, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 등 다양한 반도체에 의해, p형 반도체층, 활성층, n형 반도체층을 포함하는 적층 구조가 형성된 것을 들 수 있다. 또한, 형광체를 함유하는 파장 변환 부재가 조합된 것이어도 된다. 풀 컬러 표시 장치용의 발광 장치의 경우, 1개의 발광 장치에, 적색계, 녹색계, 청색계의 광을 각각 발하는 3개 이상의 발광 소자가 탑재되어 있는 것이 바람직하다. 단, 1개의 발광 장치에 있어서의 발광 소자의 탑재 개수는, 이것만은 아니고, 1개이어도 된다. 또한, 발광 소자의 조합에 대해서도, 이것만은 아니고, 백색계 발광의 발광 소자를 이용해도 된다.
(밀봉 부재)
밀봉 부재는, 발광 소자나 와이어 등을 보호하기 위해 설치된다. 밀봉 부재의 모재는, 투광성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 글래스 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 아크릴레이트 수지, 메타크릴 수지(PMMA 등), 우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 폴리노보넨 수지, 불소 수지 중 1종 또는 2종 이상의 수지나, 액정 폴리머, 글래스 등으로부터 선택할 수 있다. 그중에서도 특히, 내광성이나 내열성이 우수한, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 바람직하다. 에폭시 수지는, 산무수물계 경화제, 양이온계 경화제, 아민계 경화제, 페놀계 경화제 등을 이용하여 경화시킬 수 있다. 특히, 투광성이 우수한 산무수물계 경화제로 경화시키는 것, 또는 저휘발성이고 생산성이 우수한 양이온계 경화제로 경화시키는 것이 바람직하다. 산무수물계 경화제를 이용하는 것은, 양이온계 경화제를 이용하는 것에 비해 점도가 낮아, 충전제의 입자의 부상 또는 침강이 강조되기 쉬우므로, 바람직하다. 실리콘 수지는, 부가중합형 또는 축합중합형의 디메틸 실리콘이나 페닐 실리콘 등을 이용할 수 있다. 특히, 경화 시의 탈알코올 반응 등에 의한 체적이나 표면 형상의 변화가 적은 부가중합형이 바람직하다. 또한, 밀봉 부재에는, 표시 콘트라스트를 높이기 위해 안료나 염료가 첨가되어도 되고, 내광성을 높이기 위해 산화 방지제나 자외선 흡수제가 첨가되어도 된다.
(충전제의 입자)
충전제의 입자는, 예를 들면, 실리카, 산화 티타늄, 탄산 칼슘, 규산 칼슘, 산화 제2철, 카본 블랙, 산화 아연, 티타늄산바륨, 산화 알루미늄 등을 이용할 수 있다. 그중에서도 특히, 밀봉 부재의 표면의 요철 형성에 적절한 비중, 입경, 밀봉 부재의 모재와의 굴절률 차 등의 관점에 있어서, 실리카가 가장 바람직하고, 다음으로 규산 칼슘, 탄산 칼슘, 산화 알루미늄이 바람직하다. 이들 외에, 실리콘 수지 등 열경화성 수지의 입자를 이용하여 밀봉 부재의 표면에 요철을 형성할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 실시예에 대해 상술한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예만으로 한정되지 않는 것은 물론이다.
〈실시예 1〉
실시예 1의 발광 장치는, 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)의 일례이며, 외형이 세로 3.0㎜×가로 3.0㎜×높이 1.8㎜의 대략 직육면체의 표면 실장형 LED이다. 기체(10)는, 그 상면의 대략 중앙에 오목부(12)를 갖는 패키지(11)이다. 패키지(11)는, 외측이 카본 블랙을 함유하는 PPA 수지, 오목부(12) 내부가 산화 티타늄을 함유하는 PPA 수지에 의해 형성되어 있다. 오목부(12)는, 평면에서 보아 각부가 라운딩된 정사각형 형상(세로 2.6㎜×가로 2.6㎜×깊이 0.8㎜)이고, 또한 내측 벽이 저면으로부터 상면측을 향하여 넓어지도록 경사져 있다. 패키지의 오목부(12)의 저면에는, 은으로 도금된 철 함유 동판의 정부 한 쌍의 리드 전극(13)이 3세트 설치되어 있고, 패키지(11)의 측면 및 하면(이면)을 따르도록 굴곡되면서 각각 연장되어 있다. 3개의 대략 사각 형상의 발광 소자(20a, 20b, 20c)는, 발광색(발광 파장)이 각각 적(630㎚), 녹(550㎚), 청(460㎚)의 LED 소자이며, 리드 전극(13)에 각각, 접착제(20a는 은 페이스트, 20b, 20c는 에폭시 수지)로 접착되고, 또한 와이어(14)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
패키지의 오목부(12)에 충전된 밀봉 부재(30)는, 방향족 설포늄염이 첨가된 지환식 에폭시 수지(비중 1.14)이며, 제1 충전제의 입자(40)로서 평균 입경 4.5㎛, 부피 밀도 0.51, 구 형상의 다공질의 실리카 1부와, 제2 충전제의 입자(45)로서 평균 입경 7㎛, 비중 2.65, 파쇄 형상의 무공질의 실리카 20부를 함유하고 있다. 또한, 사용하는 에폭시 수지의 굴절률(파장 589㎚)은 1.52이며, 실리카의 굴절률은 1.55이다. 이 밀봉 부재(30)에 있어서, 제1 충전제의 입자(40)는 밀봉 부재(30)의 표층에 대략 국재하고 있고, 제2 충전제의 입자(45)는 밀봉 부재(30)의 저면측에 편재하고 있다. 그리고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 제1 충전제의 입자(40)를 피복하는 수지의 표면이 그 입자의 형상을 대략 따라 기복하여 형성된 요철을 갖고, 광택이 거의 없다. 이와 같은 밀봉 부재(30)는, 액상 에폭시 수지 중에 제1 충전제의 입자(40) 및 제2 충전제의 입자(45)가 대략 균일하게 분산되도록 혼합하여 패키지의 오목부(12) 내에 적하(포팅)하고, 이것을 140℃에서 4시간, 기체(10) 상면이 위를 향하고, 또한 수지의 표면이 노출된 상태에서 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 이때, 밀봉 부재의 표면(35)은, 주연부로부터 중심부에 걸쳐 5㎛ 정도 오목하게 들어간 오목면으로 되어 있다.
〈실시예 2〉
실시예 2의 발광 장치는, 충전제의 입자를 제외한 다른 구성은 실시예 1의 발광 장치와 마찬가지이다. 실시예 2의 발광 장치의 밀봉 부재(30)는, 실시예 1과 동일한 에폭시 수지에, 충전제의 입자(40)로서 평균 입경 4.0㎛, 부피 밀도 0.5, 구 형상의 다공질의 실리카를 10부 함유하고 있다. 그리고, 충전제의 입자(40)는 밀봉 부재(30)의 표면측에 편재하고 있고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(40)를 피복하는 수지가 그 입자의 형상을 대략 따라 기복하여 형성된 요철을 가져서, 광택이 거의 없다.
〈실시예 3〉
실시예 3의 발광 장치는, 충전제의 입자를 제외한 다른 구성은 실시예 1의 발광 장치와 마찬가지이다. 실시예 3의 발광 장치의 밀봉 부재(30)는, 실시예 1과 동일한 에폭시 수지에, 충전제의 입자(40)로서 평균 입경 40㎛, 비중 0.35, 구 형상의 중공의 실리카를 10부 함유하고 있다. 그리고, 충전제의 입자(40)는 밀봉 부재(30)의 표면측에 편재하고 있고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(40)를 피복하는 수지가 그 입자의 형상을 대략 따라 기복하여 형성된 요철을 가져서, 광택이 거의 없다.
〈실시예 4〉
실시예 4의 발광 장치는, 충전제의 입자를 제외한 다른 구성은 실시예 1의 발광 장치와 마찬가지이다. 실시예 4의 발광 장치의 밀봉 부재(30)는, 실시예 1과 동일한 에폭시 수지에, 충전제의 입자(40)로서 평균 입경 7㎛, 비중 2.65, 파쇄 형상의 무공질의 실리카를 20부 함유하고 있다. 그리고, 충전제의 입자(40)는 밀봉 부재(30)의 표면측에 편재하고 있고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(40)를 피복하는 수지의 표면이 그 입자의 형상을 대략 따라 기복하여 형성된 요철을 가져서, 광택이 거의 없다. 이 밀봉 부재(30)는, 액상 에폭시 수지 중에 충전제의 입자(40)를 대략 균일하게 분산하도록 혼합하여 패키지의 오목부(12) 내에 적하하고, 이것을 140℃에서 4시간, 기체(10) 상면이 뒤집어지고, 또한 수지의 표면이 노출된 상태에서 경화시킴으로써 형성된다.
〈실시예 5〉
실시예 5의 발광 장치는, 밀봉 부재의 모재를 제외한 다른 구성은 실시예 2의 발광 장치와 마찬가지이다. 실시예 2의 발광 장치의 밀봉 부재(30)는, 주제(지환식 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 또는 그 혼합물)와, 산무수물의 헥사히드로 무수프탈산에 경화 촉진제로서 4급 포스포늄염을 첨가한 경화제에 의해 제작되는 에폭시 수지(비중 1.1∼1.2)에, 충전제의 입자(40)로서 평균 입경 4.0㎛, 부피 밀도 0.5, 구 형상의 다공질의 실리카를 10부 함유하고 있다. 그리고, 충전제의 입자(40)는 밀봉 부재(30)의 표면측에 편재하고 있고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(40)를 피복하는 수지가 그 입자의 형상을 대략 따라 기복하여 형성된 요철을 가져서, 광택이 거의 없다.
〈실시예 6〉
실시예 6의 발광 장치는, 밀봉 부재의 모재와, 충전제의 입자를 제외한 다른 구성은 실시예 1의 발광 장치와 마찬가지이다. 실시예 6의 발광 장치의 밀봉 부재(30)는, 부가중합형의 디메틸 실리콘 수지(비중 1.02)에, 충전제의 입자(40)로서 평균 입경 18㎛, 비중 0.32, 구 형상의 중공 실리카를 10부 함유하고 있다. 그리고, 충전제의 입자(40)는 밀봉 부재(30)의 표면측에 편재하고 있고, 밀봉 부재의 표면(35)은, 충전제의 입자(40)를 피복하는 수지가 그 입자의 형상을 대략 따라 기복하여 형성된 요철을 가져서, 광택이 거의 없다.
〈비교예 1〉
비교예 1의 발광 장치는, 충전제의 입자를 제외한 다른 구성은 실시예 1의 발광 장치와 마찬가지이다. 비교예 1의 발광 장치의 밀봉 부재는, 충전제의 입자로서 실시예 4와 동일한 것을 함유하고 있지만, 기체 상면이 위로 향해진 상태에서 경화되어, 충전제의 입자가 밀봉 부재의 저면측에 편재하고 있다. 이 때문에, 밀봉 부재의 표면은, 거의 평탄하고 광택이 있다.
〈광도 비교〉
이하, 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1의 발광 장치를, 전류값 20㎃에서 각각 점등시키고, 그 광도를 비교 검증한다. 비교예 1의 발광 장치의 각 발광색에 있어서의 광도를 1.00이라고 하면, 실시예 1의 발광 장치의 광도는, 적 1.00, 녹 1.03, 청 1.01이며, 실시예 2의 발광 장치의 광도는, 적 1.03, 녹 1.08, 청 1.02이다. 이와 같이, 실시예 1, 실시예 2의 발광 장치는, 높은 광도를 유지하면서, 밀봉 부재의 표면의 광택을 억제할 수 있다. 또한, 실시예 1, 실시예 2의 발광 장치의 광도는 비교예 1의 발광 장치의 그것보다 높게 되어 있고, 충전제의 입자에 의해 밀봉 부재의 표면에 요철이 형성됨으로써, 광의 취출 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 발광 장치와, 광고, 행선지 안내나 도로 정보 등의 표시 장치, 신호기, 소형 내지 대형 디스플레이 등에 이용할 수 있다.
10 : 기체(11 : 패키지(12 : 오목부, 13 : 리드 전극),
15 : 배선 기판)
14 : 와이어
16 : 틀체
20(20a, 20b, 20c) : 발광 소자
30, 31 : 밀봉 부재
35 : 밀봉 부재의 표면
40, 41 : 충전제의 입자(제1 충전제의 입자)
45 : 제2 충전제의 입자
100, 200 : 발광 장치

Claims (7)

  1. 발광 장치로서,
    기체와, 상기 기체 상에 재치된 발광 소자와, 상기 발광 소자를 밀봉하는 밀봉 부재를 구비하고,
    상기 밀봉 부재는 상기 밀봉 부재의 표면측에 편재하는 충전제의 입자를 함유하고 있고,
    상기 충전제의 입자는, 다공질 또는 중공의 입자이고,
    상기 충전제의 입자의 비중 또는 부피 밀도는 0.4 이상 1.0 이하이고,
    상기 기체는, 오목부를 갖고 상기 발광 소자를 지지하는 리드 전극을 상기 오목부 내에 포함하는 패키지이며,
    상기 패키지의 상면 중 적어도 일부는 암색이며,
    상기 패키지의 상면 중 적어도 일부는 요철이 형성되어 있고,
    상기 충전제의 입자는, 실리카이고,
    상기 밀봉 부재의 모재는, 에폭시 수지 또는 변성 에폭시 수지이며,
    상기 밀봉 부재의 모재와 상기 충전제의 입자와의 굴절률 차는 0.1 이하이고,
    상기 밀봉 부재는, 상기 오목부의 저면측에 편재하는, 실리카를 포함하는 제2 충전제의 입자를 포함하며,
    상기 밀봉 부재의 표면은 상기 충전제의 입자에 기인하여 형성된 요철을 갖고,
    상기 밀봉 부재는 단층인 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 표면은 주연부로부터 중앙부에 걸쳐 오목하게 들어가는 오목면이며,
    상기 충전제의 입자는 밀봉 부재의 주연부측에 편재하고 있는 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 모재는 상기 충전제의 입자를 피복하고 있는 발광 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 충전제의 입자는 상기 밀봉 부재의 표층에 대략 국재하고 있는 발광 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀봉 부재는 상기 오목부로부터 상기 패키지의 상면 중 적어도 일부에 올라가 형성되어 있고,
    상기 패키지의 상면을 피복하는 밀봉 부재의 표면에 있어서, 상기 충전제의 입자에 기인하는 요철이 형성되어 있는 발광 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 모재는 양이온계 경화제로 경화시키는 에폭시 수지인, 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기체의 오목부 내벽이 암색인 발광 장치.
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