KR20200083299A - 발광 장치와 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20200083299A
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켄스케 야마오카
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 고성능 헤드라이트를 실현 가능한 발광 장치를 저렴하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] n개의 발광 소자를 포함하는 행을 m행 형성하도록 발광 소자를 집합 기판의 상면에 배치하는 공정으로서, 행의 일단으로부터 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 간격이 제1 거리가 되도록 발광 소자를 배치하는 공정과, 발광 소자의 발광면에 형광 부재를 배치하는 공정과, 집합 기판의 상면에, 발광 소자를 둘러싸는 프레임 부재를 배치하는 공정과, 프레임 부재로 둘러싸인 영역에, 발광 소자의 측면과 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 만곡한 오목부가 형성되도록 피복 부재를 배치하는 공정과, 오목부에 차광 부재를 배치하는 공정과, 제1 거리를 둔 발광 소자 사이에 있어서, 차광 부재, 피복 부재 및 집합 기판을 분할하는 공정을 포함한다.

Description

발광 장치와 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 개시는 발광 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에, LED는 다양한 용도로 이용되고 있다. 그 용도의 하나로서, 자동차의 헤드라이트용 광원이 있다. 자동차의 헤드라이트는, 마주 오는 차나 보행자에 대한 조사(照射) 영향을 고려하여, 컷오프 라인이 명료한 것이 요구된다. 그 때문에, 헤드라이트용 광원에는, 헤드라이트에 적용되었을 때에 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있는 광원인 것이 요구된다. 이러한 광원으로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 발광면의 주위에 차광 부재를 배치함으로써 높은 컷오프 성능을 실현한 발광 장치가 제안되어 있다. 여기서, 특허문헌 1에 있어서, 컷오프 성능이 높다는 것은, 투명 부재의 상면(발광면)과 그 주위의 휘도 차가 큰 것을 말하며, 특허문헌 1의 발광 장치에 의하면, 발광 소자의 배열 및 투명 부재의 형상을 적절히 설계함으로써 고성능 헤드라이트를 실현할 수 있게 되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 제2012-59939호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 발광 장치는, 차광 부재를 투명 부재의 측면과 외측 프레임과의 사이에 배치하고 있으므로, 소형화가 곤란하다.
이에, 본 발명은 소형의 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련되는 일 실시형태의 발광 장치의 제조 방법은,
복수(n)개(n은 2 이상의 짝수)의 발광 소자를 포함하는 행을 m행(m은 1 이상의 정수) 형성하도록 복수(n×m)개의 발광 소자를 집합 기판의 상면에 배치하는 공정으로서, 상기 행의 일단으로부터 k번째(k는 n보다 작은 홀수)의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 간격이 제1 거리가 되도록 상기 복수(n×m)개의 발광 소자를 배치하는 발광 소자 배치 공정과,
상기 복수(n×m)개의 발광 소자의 발광면에 각각 형광 부재를 배치하는 형광 부재 배치 공정과,
상기 집합 기판의 상면에, 상기 복수(n×m)개의 발광 소자를 둘러싸는 프레임 부재를 배치하는 프레임 부재 배치 공정과,
상기 프레임 부재로 둘러싸인 영역에, 상기 복수(n×m)개의 발광 소자의 측면과 상기 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 만곡한 오목부가 형성되도록 피복 부재를 배치하는 피복 부재 배치 공정과,
상기 오목부에 차광 부재를 배치하는 차광 부재 배치 공정과,
상기 제1 거리 떨어진 발광 소자 사이에서, 상기 차광 부재, 상기 피복 부재 및 상기 집합 기판을 절단하는 것을 포함하는 개편화 공정을 포함한다.
본 발명에 관련되는 일 실시형태의 발광 장치는,
기판과,
상기 기판의 상면에 마련된 발광 소자와,
사각형 형상의 상면과 해당 상면에 대향하는 하면을 가지며, 상기 발광 소자의 발광면 상에 상기 하면이 대향하도록 마련된 형광 부재와,
상기 발광 소자의 측면과 상기 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 상기 형광 부재의 상면을 노출시키도록 마련된 피복 부재와,
상기 형광 부재의 상면의 외주의 일부를 따라 상기 피복 부재의 상면에 마련된 차광 부재를 포함하고,
상기 차광 부재가 마련된 피복 부재의 상면의 상기 기판의 상면으로부터의 높이는, 상기 형광 부재 측보다 외주단 측이 낮게 되어 있다.
이상과 같은 본 발명에 관련되는 일 실장 형태에 의하면, 소형의 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 관련되는 발광 장치를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 2는 도 1의 A-A단면의 모식도이다.
도 3은 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 피복 부재를 배치한 후의 평면도이다.
도 4a는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서 이용하는 집합 기판의 단면도이다.
도 4b는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 발광 소자를 배치했을 때의 단면도이다.
도 4c는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 보호 소자를 배치했을 때의 단면도이다.
도 4d는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 형광 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 4e는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 프레임 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 4f는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 피복 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 4g는 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 차광 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 5는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 6은 도 5의 B-B단면의 모식도이다.
도 7은 도 5에 관련되는 발광 장치의 하면도이다.
도 8은 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 피복 부재를 배치한 후의 평면도이다.
도 9a는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서 이용하는 집합 기판의 단면도이다.
도 9b는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 발광 소자를 배치했을 때의 단면도이다.
도 9c는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 보호 소자를 배치했을 때의 단면도이다.
도 9d는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 형광 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 9e는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 프레임 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 9f는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 피복 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
도 9g는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 차광 부재를 배치했을 때의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 실시형태나 실시예를 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 발광 장치는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명을 이하의 것으로 한정하지 않는다.
각 도면 중, 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일 부호를 부여하고 있는 경우가 있다. 요점의 설명 또는 이해의 용이성을 고려하여, 편의상 실시형태나 실시예로 나누어서 나타내는 경우가 있지만, 다른 실시형태나 실시예에서 나타낸 구성의 부분적인 치환 또는 조합은 가능하다. 후술하는 실시형태나 실시예에서는, 전술한 것과 공통인 사항에 대한 기술을 생략하고, 다른 점에 대해서만 설명한다. 특히, 동일한 구성에 의한 동일한 작용 효과에 대해서는, 실시형태나 실시예마다 하나하나 언급하지 않는 것으로 한다. 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해서, 과장해서 나타내고 있는 경우도 있다.
예를 들면, 실시형태에 관련되는 발광 장치를 헤드라이트의 광원으로서 이용했을 때에, 소형이며, 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있는 발광 장치가 요구된다. 발광면이 사각형인 발광 장치에 있어서, 발광면과 발광면의 외주를 둘러싸는 피복 부재와의 경계 중, 적어도 하나의 변의 경계에 있어서, 그 경계의 외측과 내측에서 급격하게 휘도가 변화되도록 하면, 헤드라이트의 광원으로서 이용되었을 때에, 간단한 광학계의 구성에 의해 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다. 예를 들면, 사각형의 발광면에 있어서, 적어도 1개의 변에 대해 휘도가 급격하게 변화되는 경계로 하면, 다른 변의 경계에 있어서 휘도가 완만하게 변화되어도 헤드라이트의 광원으로서 이용되었을 때에, 발광 소자로부터의 광을 제어하는 광학계를 적절하게 설계함으로써 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다.
이하, 실시형태의 발광 장치에 대해 구체적으로 설명한다.
실시형태 1.
도 1은 실시형태 1에 관련되는 발광 장치(100)를 모식적으로 나타내는 상면도이며, 도 2는 도 1의 A-A단면의 모식도이다.
실시형태 1에 관련되는 발광 장치(100)는, 기판(20)과, 기판(20)의 상면(20a)에 마련된 4개의 발광 소자(10)와, 형광 부재(30)와, 피복 부재(50)와, 차광 부재(60)를 포함한다. 형광 부재(30)는, 대략 사각형 형상의 상면과 상면에 대향하는 하면을 가지며, 그 하면이 4개의 발광 소자(10)의 발광면(10a) 상에 대향하도록 마련되어 있다. 차광 부재(60)는, 형광 부재(30)의 상면의 외주의 일부를 따라 피복 부재(50)의 상면에 마련되어 있다. 차광 부재(60)가 마련된 피복 부재(50)의 상면에 있어서의 기판(20)의 상면으로부터의 높이는, 형광 부재(30) 측보다 외주단 측이 낮게 되어 있다.
여기서, 피복 부재(50)는 광반사성을 갖는 재료로 구성되고, 차광 부재(60)는 피복 부재(50)보다 차광성이 높은 재료로 구성된다.
이상과 같이 구성된 실시형태 1의 발광 장치(100)는, 4개의 발광 소자(10)의 측면과 형광 부재(30)의 측면이 광의 반사율이 높은 피복 부재(50)로 덮여 있으므로, 발광 장치(100)의 발광면이 되는 형광 부재(30)의 상면(광출사면)으로부터 형광 부재(30)에 의해 파장변환된 광 또는 파장변환된 광과 발광 소자(10)가 발광하는 광의 일부가 출사된다.
또한, 실시형태 1의 발광 장치(100)에서는, 형광 부재(30)의 상면의 외주의 일부를 따라 차광 부재(60)가 피복 부재(50) 상에 추가로 마련되어 있으므로, 피복 부재(50)의 상면으로부터의 누설 광이 차광 부재(60)로 차광되어, 발광 장치(100)의 광출사면 측에 있어서의 발광면과 비발광면의 휘도 차를 크게 할 수 있다.
이와 같이, 광출사면의 외주의 광출사면에 근접하는 영역에 있어서, 광출사면과 비교해서 급격하게 휘도를 작게 할 수 있는 실시형태 1의 발광 장치(100)를, 예를 들면, 헤드라이트의 광원으로서 이용한 경우, 발광 장치로부터 출사되는 광을 광학적으로 제어하는 광학계를 적절히 설계함으로써, 비교적 간단한 광학계에 의해 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 구체예 및 각 구성 부재에 대해 보다 상세하게 설명한다.
(기판(20))
기판(20)은 발광 소자(10)를 재치하는 부재이며, 발광 장치를 전기적으로 외부와 접속한다. 기판(20)은 각각 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 사각형 형상의 상면(20a)과 하면(20b)을 갖는다. 또한, 기판(20)의 상면(20a)에는, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 마련되어 있다. 또한, 4개의 발광 소자(10)는 각각 사각형 형상의 상면과, 상면과 대향하는 하면을 가지며, 상면을 주된 발광면(10a)으로 하고, 하면에 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 마련되어 있다. 그리고, 4개의 발광 소자(10)는, 기판(20)의 상면(20a) 위에 해당 상면(20a)의 긴 길이 방향으로 병치되어 있다. 여기서, 실시형태 1에 관련되는 발광 장치(100)에서는, 발광 소자(10)의 상면(즉, 발광면(10a))의 일변이 기판(20)의 상면(20a)의 긴 길이 방향에 평행한 일직선(제1 직선) 상에 위치하고, 그 일변에 대향하는 변이 제1 직선에 평행한 제2 직선 상에 위치하도록 마련되어 있다. 또한, 발광 소자(10)는, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)에 의해, 기판(20)의 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 사이에 직렬 또는 병렬로 접속되어 있다. 또한, 실시형태 1에 관련되는 발광 장치(100)에서는, 보호 소자(90)가 기판(20)의 상면(20a)에 마련되어 있다. 보호 소자(90)는 차광 부재(60)의 바로 아래의 영역에 마련되어 있다.
기판(20)의 주 재료로서는, 절연성 재료이며, 발광 소자(10)로부터의 광 및 외부로부터의 광이 투과하기 어려운 재료가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 알루미나나 질화 알루미늄 등의 세라믹스, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, BT 레진, 폴리프탈아미드 등의 수지를 들 수 있다. 또한, 수지를 이용하는 경우에는, 필요에 따라, 유리 섬유, 산화 규소, 산화 티탄, 알루미나 등의 무기 필러를 수지에 혼합해도 된다. 이에 의해, 기계적 강도의 향상이나 열팽창율의 저감, 광반사율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 기판(20)은, 금속 부재의 표면에 절연성 재료를 형성한 것이어도 된다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 상기 절연성 재료 위에 소정의 패턴으로 형성된다. 전극의 재료로서, 금, 은, 구리 및 알루미늄으로부터 선택된 적어도 일종으로 할 수 있다. 배선은, 도금, 증착, 스패터 등에 의해 형성할 수 있다.
(발광 소자(10))
발광 소자(10)로서는, 발광 다이오드를 이용하는 것이 바람직하다. 발광 소자는 임의의 파장의 것을 선택할 수 있다. 예를 들면, 청색, 녹색의 발광 소자로서는, 질화물계 반도체(InXAlYGa1 -X- YN, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)나 ZnSe, GaP를 이용한 것을 이용할 수 있다. 또한, 적색의 발광 소자로서는, GaAlAs, AlInGaP 등을 이용할 수 있다. 게다가, 이외의 재료로 이루어지는 반도체 발광 소자를 이용할 수도 있다. 이용하는 발광 소자의 조성이나 발광색, 크기나, 개수 등은 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 형광체를 갖는 발광 장치로 하는 경우에는, 그 형광체를 효율 좋게 여기할 수 있는 단파장이 발광 가능한 질화물 반도체(InXAlYGa1-X-YN, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)를 바람직하게 들 수 있다. 반도체층의 재료나 그 혼정도에 따라 발광 파장을 여러 가지 선택할 수 있다.
발광 소자(10)는, 예를 들면, 동일면 측에 정부(正負)의 전극을 갖는 것이며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 정부의 전극이 기판(20) 상에 플립칩 실장되어 있다. 또한, 발광 소자(10)는, 전극이 형성된 하면과 대향하는 상면을 주된 광출사면으로 하고 있다. 이러한 발광 소자(10)는, 상술한 바와 같이, 범프나 도전 페이스트 등의 도전성 접합 부재를 이용하여 기판 상에 접속되기 때문에, 금속 와이어 등으로 접속되는 발광 소자와 비교하여, 전극과 기판의 접촉 면적을 크게 할 수 있어, 접속 저항을 낮게 할 수 있다.
발광 소자(10)는, 예를 들면, 투광성의 지지 기판 상에 질화물 반도체층을 적층시켜서 형성된 발광 소자이며, 지지 기판 측이 발광 소자(10)의 상면 측이 되어, 주된 광출사면이 된다. 또한, 지지 기판은 제거하여도 되고, 예를 들면, 연마, LLO(Laser Lift Off) 등으로 제거할 수 있다.
(형광 부재(30))
형광 부재(30)는 각각 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 상면(30a)과 하면(30b)을 갖는 판형상 부재이다. 형광 부재(30)는, 그 하면(30b)이 4개의 발광 소자(10)의 발광면(10a)과 대향하고 또한 4개의 발광 소자(10)의 발광면(10a)을 일괄하여 덮도록 마련된다. 형광 부재(30)의 상면(30a)과 하면(30b)은, 예를 들면, 동일 형상이며, 예를 들면, 긴 길이 방향의 길이는, 병치된 4개의 발광 소자(10)의 가장 외측에 위치하는 2개의 발광 소자(10)(최외 발광 소자(10))의 발광면(10a)의 외측의 변 사이의 거리보다 길게 되도록 설정되고, 짧은 길이 방향의 길이는, 발광 소자(10)의 발광면(10a)의 일변보다 길게 되도록 설정된다. 실시형태 1에 관련되는 발광 장치(100)에서는, 이상과 같이 구성된 형광 부재(30)는, (i) 장변이 전술한 발광면(10a)의 일변이 위치하는 제1 직선과 그 일변에 대향하는 변이 위치하는 제2 직선의 외측에 위치하고, (ii) 단변이 2개의 최외 발광 소자(10)의 외측의 변의 외측에 위치하도록 마련된다.
형광 부재(30)로서는, 예를 들면, 형광체의 소결체나, 수지, 유리, 세라믹 또는 다른 무기물 등에 형광체 분말을 함유시킨 것을 들 수 있다. 또한, 형광 부재로서, 수지, 유리, 세라믹 등의 성형체의 표면에, 형광체를 함유하는 층을 형성한 것이어도 된다. 또한, 형광 부재는, 목적에 따라, 확산재 등의 필러를 함유하고 있어도 된다. 형광 부재는, 예를 들면 평판 형상이며, 그 두께는 50 내지 300㎛ 정도이다.
형광 부재에 함유되는 형광체로서는, 발광 소자(10)로부터의 발광으로 여기 가능한 것이 사용된다. 예를 들면, 청색 발광 소자 또는 자외선 발광 소자로 여기 가능한 형광체로서는, 세륨에 의해 활성화된 이트륨·알루미늄·가닛계 형광체(YAG:Ce); 세륨에 의해 활성화된 루테튬·알루미늄·가닛계 형광체(LAG:Ce); 유로퓸 및/또는 크롬에 의해 활성화된 질소 함유 알루미노 규산 칼슘계 형광체(CaO-Al2O3-SiO2); 유로퓸에 의해 활성화된 실리케이트계 형광체((Sr, Ba)2SiO4); β사이알론 형광체, CASN계 형광체, SCASN계 형광체 등의 질화물계 형광체; KSF계 형광체(K2SiF6:Mn); 황화물계 형광체, 양자점 형광체 등을 들 수 있다. 이들 형광체와, 청색 발광 소자 또는 자외선 발광 소자와 조합시킴으로써, 다양한 색의 발광 장치(예를 들면, 백색계의 발광 장치)를 제조할 수 있다.
(프레임 부재)
또한, 실시형태 1에 관련되는 발광 장치(100)에서는, 기판(20)의 상면(20a)에, 4개의 발광 소자(10)와 형광 부재(30)와 보호 소자(90)가 마련된 제1 영역과, 제1 전극(21)의 일부와 제2 전극(22)의 일부를 노출시키는 제2 영역을 구획하는 프레임 부재(4)가 마련되어 있다. 프레임 부재(4)는, 예를 들면, 광확산재를 분산시킨 수지 등, 광의 반사율이 높은 재료로 구성된다. 또한, 제2 영역에 있어서 노출된 제1 전극(21)의 일부와 제2 전극(22)의 일부가 발광 장치(100)의 외부 접속 단자가 된다.
프레임 부재(4)는, 예를 들면, 수지 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 수지 재료로서는, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 아크릴 수지 등을 이용할 수 있다. 또한, 프레임체를 형성하는 수지 재료는, 투광성 수지이어도 되고, 광반사성 물질을 함유하는 백색 수지, 광흡수성 물질을 함유하는 흑색 수지 등을 이용해도 된다.
또한, 프레임 부재(4)로서, 세라믹이나 수지로 이루어지는 성형체를 기판(20)에 접착해도 되고, 프레임 부재(4)는 기판(20)과 일체로 형성되어 있어도 된다.
프레임 부재(4)는, 프레임 부재(4)의 상단의 높이가 발광 소자(10)보다 높고, 형광 부재(30)의 상면보다 낮게 되도록 마련되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 영역에 피복 부재(50)를 배치할 때에, 피복 부재(50)가 형광 부재(30)의 상면으로 올라가, 광의 출사를 저해하는 것을 억제할 수 있다.
(피복 부재(50))
피복 부재(50)는 기판(20)의 상면(20a)의 제1 영역에, 4개의 발광 소자(10)의 측면과 형광 부재(30)의 측면을 각각 덮고, 또한 형광 부재(30)의 상면을 노출시키도록 마련된다. 바꿔 말하면, 기판(20)의 상면(20a)의 제1 영역에 마련된 4개의 발광 소자(10)와 형광 부재(30)가 (보호 소자(90)를 포함하는 경우에는 보호 소자(90)도 포함시켜), 형광 부재(30)의 상면이 노출되도록 피복 부재(50)에 매설된다. 실시형태 1의 발광 장치(100)는, 예를 들면, 후술하는 제조 방법에 의해 제조되므로, 피복 부재(50)의 프레임 부재(4)에 접하는 제2 측면(50c2)을 제외하는, 제1 측면(50c1), 제3 측면(50c3), 제4 측면(50c4)은 각각 바로 아래에 위치하는 기판(20)의 측면과 동일 평면 상에 위치한다. 구체적으로는, 제1 측면(50c1)은 기판(20)의 제1 측면(20c1)과 동일 평면 상에 위치하고, 제3 측면(50c3)은 기판(20)의 제3 측면(20c3)과 동일 평면 상에 위치하고, 제4 측면(50c4)은 기판(20)의 제4 측면(20c4)과 동일 평면 상에 위치한다. 또한, 후술하는 제조 방법에 의해 제조됨으로써, 피복 부재(50)의 상면(50a)은, 면방향이 상이한 제1 상면(50a1)과 제2 상면(50a2)과 제3 상면을 포함한다. 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 제1 상면(50a1)은, 제1 측면(50c1) 측의 장변과 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변과의 사이의 영역이며, 제2 상면(50a2)은, 제2 측면(50c2) 측의 장변과 제2 측면(50c2) 측의 형광 부재(30)의 일변과의 사이의 영역이며, 제3 상면은, 상면(50a)에 있어서의 제1 상면(50a1) 및 제2 상면(50a2)을 제외한 상면이다. 게다가, 실시형태 1의 발광 장치(100)는, 후술하는 제조 방법에 의해 제조됨으로써, 제1 상면(50a1)의 기판(20)의 상면(20a)으로부터의 높이는, 형광 부재(30)보다 외주단 측(즉, 피복 부재(50)의 제1 측면(50c1) 측)이 낮게 되어 있다.
피복 부재(50)는, 예를 들면, 광반사성 물질을 포함하는 수지 재료로 형성할 수 있다. 피복 부재(50)는, 발광 소자(10)의 파장에 대하여 60% 이상의 반사율을 갖는 것이 바람직하고, 80% 이상이 더욱 바람직하고, 90% 이상이 특히 바람직하다.
피복 부재를 구성하는 모체의 수지로서는, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또한 이들 수지를 적어도 일종 이상 포함하는 하이브리드 수지 등의 수지를 이용할 수 있고, 그 수지로 이루어지는 모재에 광반사성 물질을 함유시킴으로써 형성할 수 있다. 광반사성 물질로서는, Ti, Zr, Nb, Al, Si 중 어느 것을 포함하는 산화물, 또는, AlN, MgF 등을 이용할 수 있다. 바람직하게는 이산화티탄(TiO2)을 이용한다. 또한, 바람직하게는, 광반사성 물질로서, 모재의 수지의 굴절률과 다른 입자를 모재의 수지 중에 분산시킨다. 광반사성 물질의 함유 농도, 밀도에 따라 광의 반사량, 투과량이 다르기 때문에, 발광 장치의 형상, 크기에 따라, 적절히 농도, 밀도를 조정할 수 있다.
(차광 부재(60))
차광 부재(60)는 피복 부재(50)의 제1 상면(50a1) 상에 마련되어 있다. 차광 부재(60)는, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변을 따라 마련되어 있다. 차광 부재(60)는, 예를 들면, 차광성을 갖는 필러를 함유하는 수지 재료로 형성할 수 있다. 모체의 수지 재료로서는, 예를 들면, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 아크릴 수지 등을 이용할 수 있다. 차광성을 갖는 필러로서는, 안료, 카본블랙 등의 광흡수성 물질, 상술한 광반사성 물질 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 차광 부재(60)는, 카본블랙 등의 광흡수성 물질을 함유한 흑색 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 차광 부재(60)를 흑색으로 착색한 흑색체로 함으로써, 복귀광 등의 미광을 흡수하여, 외부로의 재방출을 억제할 수 있다. 또한, 외광에 대한 콘트라스트를 높일 수 있다.
피복 부재(50)의 상면을 피복하는 차광 부재(60)의 두께는, 형광 부재(30)로부터 멀어질수록 두껍게 되도록 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 차광 부재가 마련된 피복 부재의 상면의 기판의 상면으로부터의 높이는 형광 부재로부터 멀어짐에 따라 낮게 되어 있다. 이에 의해, 차광 부재와 형광 부재의 측면과의 거리를 확보하면서, 차광 부재의 두께를 두껍게 하는 것이 가능해지고, 차광 부재를 마련하는 것에 의한 광의 손실을 억제하면서, 피복 부재(50)의 상면으로부터의 누설 광을 차광할 수 있고, 발광 장치(100)의 광출사면 측에 있어서의 발광면과 비발광면과의 휘도 차를 크게 할 수 있다.
이상과 같이 구성된 실시형태 1의 발광 장치(100)는, 4개의 발광 소자(10)의 측면과 형광 부재(30)의 측면이 광의 반사율이 높은 피복 부재(50)로 덮여 있으므로, 피복 부재(50)의 상면(50a)으로부터 출사되는 광은 억제되어, 주로 형광 부재(30)의 상면(광출사면)으로부터 출사된다. 그러나, 광의 반사율이 높은 피복 부재(50)라도 발광 소자(10)의 측면 및 형광 부재(30)의 측면으로부터 출사된 광이 피복 부재(50)의 상면(50a), 특히 형광 부재(30)와의 경계 근방으로부터 광이 누출되어서, 겉보기의 광출사면이 형광 부재(30)의 상면과 피복 부재(50)의 상면(50a)과의 경계를 넘어서 퍼져 보여서, 이른바 시인성을 양호하게 할 수 없다. 이러한 시인성이 양호하지 않은 발광 장치를 이용하여 헤드라이트를 구성하여, 그 헤드라이트의 컷오프 라인을 명료하게 하기 위해서는 발광 장치로부터 출사되는 광의 조사 방향을 제어하는 광학계에 의해 명료한 컷오프 라인을 실현할 필요가 있어, 광학계가 복잡해진다.
이에, 본 실시형태 1의 발광 장치(100)에서는, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변을 따라 마련하고 있다. 이에 의해, 형광 부재(30)의 일변 근방에 있어서의 시인성을 양호하게 하고, 헤드라이트용 발광 장치로서 이용되었을 때에, 비교적 간단한 광학계의 구성에 의해 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다.
또한, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 형광 부재(30)와 제3 측면(50c3), 제4 측면(50c4)과의 거리를 짧게 함으로써, 형광 부재(30)의 제3 측면(50c3), 제4 측면(50c4) 측 근방에 있어서의 시인성을 양호하게 하는 것이 가능해져 바람직하다. 이 경우의 형광 부재(30)의 측면을 피복하는 피복 부재의 두께(즉, 평면에서 보았을 때의 형광 부재(30)와 제3 측면(50c3) 또는 제4 측면(50c4)까지의 거리)는 100㎛∼400㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 형광 부재의 측면을 피복하는 피복 부재의 두께를 얇게 함으로써, 측면으로부터의 광의 누설은 생기지만, 발광면 측에 있어서, 제3 측면 및 제4 측면을 급격하게 휘도가 변화되는 경계로 할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4a 내지 도 4g를 참조하면서, 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법을 설명한다.
도 4a 내지 도 4g는 각각 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 일 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 3은 도 4f의 상면도이다.
본 실시형태 1에 관련되는 발광 장치의 제조 방법은, 발광 소자 배치 공정(도 4b)과, 보호 소자 배치 공정(도 4c)과, 형광 부재 배치 공정(도 4d)과, 프레임 부재 배치 공정(도 4e)과, 피복 부재 배치 공정(도 4f)과, 차광 부재 배치 공정(도 4g)과, 개편화 공정을 포함한다.
또한, 도 3 및 도 4a 내지 도 4g에 있어서, 개별 발광 장치로 개편화하기 전의 부재에 대해서도 개편 후의 부재와 동일한 부호를 부여하여 나타내고 있다.
<발광 소자 배치 공정>
발광 소자 배치 공정에서는, 개별 발광 장치가 되는 영역이 다수 배열된 집합 기판(20)을 준비하고(도 4a), 그 집합 기판(20) 위에, 복수(n)개(n은 2 이상의 짝수)의 발광 소자를 포함하는 행을 m행(m은 1 이상의 정수) 형성하도록 복수(n×m)개의 발광 소자를 집합 기판의 상면에 배치한다. 여기서, 각 행에 있어서, 일단, 즉, 첫째 단으로부터 k번째(k는 n보다 작은 홀수)의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 간격이 제1 거리(D1)가 되도록 상기 복수(n)개의 발광 소자를 배치한다. 도 3에 나타내는 실시형태 1의 예에서는, 첫째 단의 열인 제1 열에 배치된 발광 소자(10)와 제2 열에 배치된 발광 소자(10) 사이의 간격, 및 첫째 단의 열로부터 3번째인 제3 열에 배치된 발광 소자(10)와 제4 열에 배치된 발광 소자(10) 사이의 간격의 거리가 제1 거리(D1)이다. 또한, 도 3에는, 16개의 발광 소자(10)를 포함하는 열을 4열 나타내고 있지만, 도 3에 나타내는 예에서는, n은 2이며, m은 16이다. 즉, 본 개시에서는, 프레임 부재(4)로 둘러싸이는 발광 소자(10)의 개수의 배치에 따라, n 및 m을 규정하도록 하고 있으며, 도 3에는 복수(n×m)개의 발광 소자로 이루어지는 조를 2조 나타내고 있다.
또한, 실시형태 1의 제조 방법에서는, 각 발광 장치가 4개의 발광 소자(10)를 포함하므로, 각 열에 있어서, 각 발광 장치에 포함되는 4개의 발광 소자(10)를 근접시켜서 등간격으로 배치하고, 인접하는 발광 장치 사이에 있어서의 발광 소자(10) 사이의 간격을 넓게 하고 있다. 각 발광 장치에 포함되는 발광 소자(10) 사이의 거리는, 예를 들면 100㎛∼200㎛ 정도이다.
<보호 소자 배치 공정>
다음으로, 실시형태 1의 제조 방법에서는, 집합 기판 상에, 발광 소자(10)에 대응시켜서 보호 소자(90)를 배치한다(도 4c). 보호 소자(90)는, 예를 들면, 각 행에 있어서, k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자와의 대향하는 측면 사이에 마련된다. 즉, 첫째 단으로부터 k번째의 발광 소자에 대응하는 보호 소자(90)와 (k+1)번째의 발광 소자(10)에 대응하는 보호 소자(90)가 인접하도록, k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이에 배치한다. 예를 들면, 개편화 공정에 있어서, 인접하는 보호 소자(90) 사이에서 분할하도록 한다.
<형광 부재 배치 공정>
형광 부재 배치 공정에서는, 복수(n×m)개의 발광 소자(10)의 발광면에 각각 형광 부재(30)를 배치한다(도 4d). 형광 부재(30)는, 예를 들면, 실리콘 수지 등의 투광성이 있는 접합 부재에 의해 접합한다. 형광 부재(30)를 결정질의 부재에 의해 구성하는 경우에는, 예를 들면, 열 압착 등에 의해 접합할 수도 있다.
<프레임 부재 배치 공정>
프레임 부재 배치 공정에서는, 집합 기판(20)의 상면에, 복수(n×m)개의 발광 소자(10)를 둘러싸는 프레임 부재(4)를 배치한다. 예를 들면, 도 3 등에 나타내는 예에서는, 각각 16개×2열의 발광 소자(10)를 둘러싸는 2개의 프레임 부재(4)를 배치한다(도 4e). 여기서, 특히 실시형태 1의 제조 방법에서는, 개편화 후에 개별 발광 장치가 되는 각 영역에 있어서, 프레임 부재(4)가, 각각 발광 영역을 포함하는 제1 영역과, 외부 접속 영역을 포함하는 제2 영역과의 경계가 되도록 프레임 부재(4)를 배치한다. 구체적으로는, 4개의 발광 소자(10)와 형광 부재(30)와 보호 소자(90)가 마련된 제1 영역이 프레임 부재(4)의 내측에 배치되도록, 제1 전극(21)의 일부와 제2 전극(22)의 일부를 포함하는 제2 영역이 프레임 부재(4) 및 프레임 부재(4)의 내측의 영역으로부터 노출되도록 프레임 부재(4)를 형성한다. 즉, k열에 마련된 개편화 후에 개별 발광 장치가 되는 영역의 제1 영역과 (k+1)열에 마련된 개편화 후에 개별 발광 장치가 되는 영역의 제1 영역을 일괄하여 둘러싸도록 프레임 부재(4)를 형성한다. 이와 같이 프레임 부재(4)를 형성함으로써, 후술하는 피복 부재 배치 공정에서, 개편화 후에 개별 발광 장치가 되는 각 영역에 있어서, 프레임 부재(4)로 둘러싸여진 제1 영역에만 용이하게 피복 부재를 마련할 수 있다.
프레임 부재(4)는, 예를 들면, 도 4e에 나타내는 바와 같이, 형광 부재(30)의 상면보다 낮게 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 프레임 부재(4)는, 수지 재료에 의해 형성할 수 있고, 수지 재료로서는, 예를 들면, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 등이 이용되고, 예를 들면, 디스펜서 등에 의해 기판(20) 상에 도포하고, 경화시킴으로써 형성한다. 프레임 부재(4)를 구성하는 수지 재료는, 광반사성 부재를 포함하고 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 프레임 부재(4)와 발광 소자(10) 및 형광 부재(30) 사이의 거리를 작게 하여 피복 부재(50)를 형성하여도, 발광 소자(10) 및 형광 부재(30)의 각 측면으로부터 출사되는 광을 반사하여 형광 부재(30)의 상면(발광면)으로부터 출사될 수 있고, 광의 취출 효율을 높게 할 수 있음과 함께, 보다 소형의 발광 장치로 할 수 있다.
<피복 부재 배치 공정>
피복 부재 배치 공정에서는, 프레임 부재(4)로 둘러싸여진 영역에, 형광 부재의 상면을 노출시키고, 복수(n×m)개의 발광 소자의 측면과 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 만곡한 오목부가 형성되도록 피복 부재를 배치한다(도 4f). 피복 부재 배치 공정에서는, 예를 들면, 각 프레임 부재(4) 내에 형광 부재(30)의 표면이 노출되도록, 평면에서 보았을 때 프레임 부재(4)와 형광 부재의 사이의 기판 상면에 피복 부재용 수지 재료를 배치한다. 이 수지 재료를 주입할 때, 수지 재료의 점도 및 주입량을 적절히 설정함으로써, 수지 재료를 형광 부재(30)의 측면의 상단까지 젖어 퍼지게 할 수 있다. 또한, 수지 재료의 표면장력에 의해 각 행에 있어서 제1 거리(D1) 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 만곡한 오목부를 형성할 수 있다. 각 행에 있어서, k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 피복 부재(50)의 상면에 형성되는 만곡한 오목부의 깊이(만곡 정도)는, 주입할 때의 수지의 점도 및 주입량에 의해 조정할 수 있다. 따라서, 후술하는 공정에서 형성되는 차광 부재(60)의 필요한 두께를 고려하여, 주입할 때의 수지의 점도 및 주입량은 설정된다.
또한, k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 형성된 오목부는, 통상, k번째의 발광 소자가 배열된 제k 열과 (k+1)번째의 발광 소자가 배열된 제(k+1) 열의 사이에 있어서, 열방향으로 연속한 홈 형상으로 형성된다. 이하, k번째의 발광 소자가 배열된 제k 열과 (k+1)번째의 발광 소자가 배열된 제(k+1) 열의 사이에 있어서, 복수의 행에 걸쳐 연속하여 형성된 오목부를 홈부라고 한다. 도 3에 나타내는 예에서는, 첫째 단의 열인 제1 열에 배치된 발광 소자(10)와 제2 열에 배치된 발광 소자(10)의 열 사이의 표면, 및 첫째 단의 열로부터 3번째인 제3 열에 배치된 발광 소자(10)와 제4 열에 배치된 발광 소자(10)의 열 사이의 표면에 있어서, 표면이 오목 형상으로 만곡한 홈부가 형성된다.
<차광 부재 배치 공정>
차광 부재 배치 공정에서는, 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 피복 부재의 상면에, 각 행에 있어서 형성된 오목부 내에 차광 부재를 배치한다(도 4g). 제k 열과 제(k+1) 열의 사이에 홈부가 형성되어 있는 경우에는, 홈부에 연속한 차광 부재를 띠 형상으로 배치한다. 오목부 또는 홈부에의 차광 부재의 배치는, 예를 들면, 디스펜서 등에 의해 차광 부재를 형성하는 미경화의 수지 재료를 오목부 내에 배치함으로써 행한다. 오목부 또는 홈부에의 차광 부재의 배치는, 차광 부재의 형광 부재(30) 측의 단부가 형광 부재(30)의 상면의 단부와 거의 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 차광 부재의 재료로서 수지 재료를 이용하는 경우에는, 예를 들면, 오목부에 마련된 수지 재료의 단부가 형광 부재(30)의 측면 상단과 거의 일치하도록 또한 원하는 차광률을 확보할 수 있는 막두께가 되도록 주입하는 수지 재료의 점도 및 주입량을 조절하여 배치한다. 차광 부재의 원하는 막두께를 확보할 수 있는 경우에는, 수지를 경화시킨 후의 차광 부재의 표면은, 도 4g에 나타내는 바와 같이 오목부의 표면을 따라 아래로 만곡하여 있어도 되고, 그 경우에는, 주입하는 수지 재료의 점도를 비교적 낮게 하여, 주입한 수지가 오목부의 표면을 형광 부재(30)의 단부까지 타고 오르도록 하면 된다.
또한, 차광 부재의 막두께를 두껍게 할 필요가 있는 경우에는, 차광 부재의 표면은 위로 볼록이어도 된다. 그 경우에는, 주입하는 수지 재료의 점도를 비교적 높게 하여 주입한 수지의 단부가 형광 부재(30)의 단부에서 머물도록 하면 된다.
<개편화 공정>
개편화 공정에서는, 도 3의 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 개별 발광 장치가 되는 영역을 구분하는 분할선을 따라 분할함으로써 개별 발광 장치가 얻어진다. 　 구체적으로는, 개편화 공정은, 제1 거리(D1) 떨어져 대향하는 발광 소자 사이의 중앙 근방에 있어서, 차광 부재, 피복 부재 및 기판을 분할하는 공정을 포함한다. 이에 의해, 개편화 후의 개별 발광 장치(100)는, 차광 부재(60)가 마련된 피복 부재(50)의 상면, 기판(20)의 상면으로부터의 높이가, 형광 부재(30) 측보다 외주단 측이 낮게 되어 있다.
이상과 같은 공정을 거쳐 실시형태 1의 발광 장치를 제조할 수 있다.
실시형태 2.
도 5는 실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)를 모식적으로 나타내는 상면도이다. 도 6은 도 5의 B-B단면의 모식도이며, 도 7은 도 5의 모식적 저면도이다. 또한, 실시형태 1과 동일 부재에는 동일한 부호를 부여한다.
여기서, 실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)는 도 6 및 도 5에 나타내는 바와 같이,
(1) 각각 1개의 발광 소자(10)와 1개의 형광 부재를 포함하는 점,
(2) 기판(20)의 하면(20b)에 외부 접속 전극인 제3 전극(28) 및 제4 전극(29)이 마련되어 있는 점,
(3) 프레임 부재를 포함하고 있지 않는 점
에서 실시형태 1의 발광 장치(100)와는 다르다.
이하, 실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)에 대해 상세하게 설명한다.
실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)는 기판(20)과, 기판(20)의 상면(20a)에 마련된 1개의 발광 소자(10)와, 1개의 형광 부재(30)를 포함한다. 형광 부재(30)는, 사각형 형상의 상면과 하면을 가지며, 그 하면이 발광 소자(10)의 발광면(10a)과 대향하고 또한 발광 소자(10)의 발광면(10a)을 덮도록 마련된다.
또한, 실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)는, 발광 소자(10)의 측면과 형광 부재(30)의 측면을 각각 덮고, 또한 형광 부재(30)의 상면을 노출시키도록 마련된 피복 부재(50)와, 형광 부재(30)의 상면의 외주의 일부를 따라 피복 부재(50)의 상면에 마련된 차광 부재(60)를 포함한다.
이상과 같이 구성된 실시형태 2의 발광 장치(200)는, 실시형태 1의 발광 장치(100)와 동일하게, 발광 소자(10)의 측면과 형광 부재(30)의 측면이 광의 반사율이 높은 피복 부재(50)로 덮여 있으므로, 형광 부재(30)의 상면(광출사면)으로부터 형광 부재(30)에 의해 파장변환된 광 또는 파장변환된 광과 발광 소자(10)가 발광하는 광의 일부가 출사된다.
또한, 실시형태 2의 발광 장치(200)에서는, 형광 부재(30)의 상면의 외주의 일부를 따라 차광 부재(60)가 피복 부재(50) 상에 추가로 마련되어 있으므로, 차광 부재(60)가 마련된 부분에서는 광출사면으로부터 멀어짐에 따라 출사되는 광을 급격하게 감쇠시킬 수 있고, 광출사면과 차광 부재(60)가 마련된 부분의 사이에서 휘도 차를 크게 할 수 있다.
이와 같이, 실시형태 2의 발광 장치(200)는, 실시형태 1의 발광 장치(100)와 동일하게, 광출사면의 외주의 일부에 있어서 광출사면으로부터 멀어짐에 따라 급격하게 광의 출사를 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 실시형태 2의 발광 장치(200)에서는, 발광 장치로부터 출사되는 광을 광학적으로 제어하는 광학계를 적절히 설계함으로써, 비교적 간단한 광학계에 의해 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다.
또한, 실시형태 2의 발광 장치(200)는, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 형광 부재(30)와, 피복 부재(50)의 제2 측면(50c2), 제3 측면(50c3), 제4 측면(50c4)과의 거리를 짧게 함으로써, 형광 부재(30)의 제2 측면(50c2), 제3 측면(50c3) 및 제4 측면(50c4) 측 근방에 있어서의 시인성을 양호하게 하는 것이 가능해져 바람직하다. 이 경우의 형광 부재(30)의 측면을 피복하는 피복 부재의 두께(즉, 평면에서 보았을 때의 형광 부재(30)와 피복 부재의 각 측면까지의 거리)은 100㎛∼400㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 형광 부재의 측면을 피복하는 피복 부재의 두께를 얇게 함으로써, 측면으로부터의 광의 누설은 생기지만, 발광면 측에 있어서는, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면을 급격하게 휘도가 변화되는 경계로 할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 구체예에 대해, 실시형태 1에 관련되는 발광 장치와 다른 점을 중심으로 보다 상세하게 설명한다.
실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)에 있어서, 기판(20)은, 각각 긴 길이 방향과 짧은 길이 방향을 갖는 사각형 형상의 상면(20a)과 하면(20b)을 갖는다. 또한, 기판(20)의 상면(20a)에는, 제1 전극(26)과 제2 전극(27)이 마련되어 있고, 기판(20)의 하면(20b)에는 제3 전극(28)과 제4 전극(29)이 마련되어 있다. 제1 전극(26)과 제3 전극(28)의 사이, 및 제2 전극(27)과 제4 전극(29)의 사이는 각각, 기판(20)에 마련된 비어 등의 내층 배선을 통하여 접속되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제3 전극(28) 및 제4 전극(29)은, 예를 들면 대략 사각형 형상이며, 이들 2개의 전극을 통하여 발광 장치(200)는 외부 회로에 접속된다.
여기서, 실시형태 2에 관련되는 발광 장치(200)에서는, 발광 소자의 발광면(10a)의 4개의 변이 각각 기판(20)의 상면(20a)이 대응하는 변과 평행하게 되도록 상면(20a)에 마련되어 있다.
형광 부재(30)는, 사각형 형상의 상면(30a)과 하면(30b)을 가지며, 그 하면(30b)이 발광 소자(10)의 발광면(10a)과 대향하고 또한 발광 소자(10)의 발광면(10a)을 덮도록 마련된다. 형광 부재(30)의 상면(30a)과 하면(30b)은, 예를 들면, 동일 형상이며, 형광 부재(30)는, 하면(30b)의 4개의 변이 각각 발광 소자(10)의 발광면(10a)이 대응하는 변의 외측에 위치하도록 마련된다.
피복 부재(50)는, 발광 소자(10)의 측면과 형광 부재(30)의 측면을 각각 덮고, 또한 형광 부재(30)의 상면을 노출시키도록 마련된다. 또한, 실시형태 2의 발광 장치(200)는, 예를 들면, 후술하는 제조 방법에 의해 제조되므로, 피복 부재(50)의 제1 측면(50c1), 제2 측면(50c2), 제3 측면(50c3), 제4 측면(50c4)은 각각 바로 아래에 위치하는 기판(20)의 제1 측면(20c1), 제2 측면(20c2), 제3 측면(20c3) 및 제4 측면(20c4)과 거의 동일 평면 상에 위치하고, 각각의 측면은 발광 장치(200)의 외측면을 구성한다. 또한, 후술하는 제조 방법에 의해 제조됨으로써, 피복 부재(50)의 상면(50a)은, 면방향이 상이한 제1 상면(50a1)과 제2 상면(50a2)을 포함한다. 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 제1 상면(50a1)은, 제1 측면(50c1) 측의 일변과 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변과의 사이의 영역이며, 제2 상면(50a2)은, 상면(50a)에 있어서의 제1 상면(50a1)을 제외한 상면이다. 또한, 실시형태 2의 발광 장치(200)는, 후술하는 제조 방법에 의해 제조됨으로써, 제1 상면(50a1)의 기판(20)의 상면(20a)으로부터의 높이는, 형광 부재(30) 측보다 외주단 측(즉, 피복 부재(50)의 제1 측면(50c1) 측)이 낮게 되어 있다.
차광 부재(60)는, 피복 부재(50)의 제1 상면(50a1) 상에 마련되어 있다. 차광 부재(60)는, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변을 따라 마련되어 있다.
이상과 같이 구성된 실시형태 2의 발광 장치(200)는, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변을 따라 마련하고 있으므로, 형광 부재(30)의 일변 근방에 있어서의 시인성을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 실시형태 2의 발광 장치(200)를 이용하여 헤드라이트를 구성한 경우, 비교적 간단한 광학계의 구성에 의해 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다.
다음으로, 도 8 및 도 9a 내지 도 9g를 참조하면서, 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법을 설명한다.
도 9a 내지 도 9g는 각각 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 일 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 8은 도 9f의 상면도이다.
본 실시형태 2에 관련되는 발광 장치의 제조 방법은, 발광 소자 배치 공정(도 9b)과, 보호 소자 배치 공정(도 9c)과, 형광 부재 배치 공정(도 9d)과, 프레임 부재 배치 공정(도 9e)과, 피복 부재 배치 공정(도 9f)과, 차광 부재 배치 공정(도 9g)과, 개편화 공정을 포함한다.
또한, 도 8 및 도 9a 내지 도 9g에 있어서, 개별 발광 장치로 개편화하기 전의 부재에 대해서도 개편 후의 부재와 동일한 부호를 부여하여 나타내고 있다.
<발광 소자 배치 공정>
발광 소자 배치 공정에서는, 집합 상태에 있는 기판(20)(이하, 집합 상태에 있는 기판을 집합 기판(20)이라고 함)을 준비하고(도 9a), 그 집합 기판(20) 위에, 복수(n)개(n은 2 이상의 짝수)의 발광 소자를 포함하는 행을 m행(m은 1 이상의 정수) 형성하도록 복수(n×m)개의 발광 소자를 집합 기판의 상면에 행렬 형상으로 배치한다. 여기서, 각 행에 있어서, 일단, 즉, 첫째 단으로부터 k번째(k는 n보다 작은 홀수)의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 간격이 제1 거리(D1)가 되도록 상기 복수(n)개의 발광 소자를 배치한다. 도 8에 나타내는 실시형태 2의 예에서는, 첫째 단의 열인 제1 열에 배치된 발광 소자(10)와 제2 열에 배치된 발광 소자(10) 사이의 간격, 첫째 단의 열로부터 3번째인 제3 열에 배치된 발광 소자(10)와 제4 열에 배치된 발광 소자(10) 사이의 간격, 및 첫째 단의 열로부터 제5열에 배치된 발광 소자(10)와 제6열에 배치된 발광 소자(10) 사이의 간격의 거리가 제1 거리(D1)이다.
또한, 실시형태 2의 제조 방법에서는, 각 발광 장치가 1개의 발광 소자(10)를 포함하므로, 각 열에 있어서, 발광 소자(10)를 등간격으로 배치하고 있다.
<보호 소자 배치 공정>
다음으로, 실시형태 2의 제조 방법에서는, 필요에 따라, 발광 소자(10)에 대응시켜서 보호 소자(90)를 배치한다(도 9c). 보호 소자(90)는, 예를 들면, 각 행에 있어서, 첫째 단으로부터 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이에 마련된다. 여기서, 각 행에 있어서, 첫째 단으로부터 k번째의 발광 소자에 대응하는 보호 소자(90)와 (k+1)번째의 발광 소자(10)에 대응하는 보호 소자(90)를 인접시켜서, k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이에 배치한다. 이에 의해, 각 행에 있어서, 보호 소자(90)를 배치하는 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자 사이의 제1 거리(D1)보다, 첫째 단으로부터 (k+1)번째의 발광 소자와 (k+2)번째의 발광 소자 사이의 제2 거리(D2)를 작게 할 수 있다.
<형광 부재 배치 공정>
형광 부재 배치 공정에서는, 배치한 발광 소자(10)의 발광면에 각각 형광 부재(30)를 배치한다 (도 9d).
<프레임 부재 배치 공정>
프레임 부재 배치 공정에서는, 집합 기판(20)의 상면에, 복수(n×m)개의 발광 소자(10)를 둘러싸는 프레임 부재(4)를 배치한다. 여기서, 실시형태 2의 발광 장치의 제조 방법에서는, 개편화 후에 개별 발광 장치가 되는 영역의 내부에는 프레임 부재(4)를 형성하지 않고, 개편화 후에 개별 발광 장치가 되는 (n×m)개의 영역 전체를 둘러싸는 프레임 부재(4)를 배치하는 점이, 실시형태 1의 발광 장치의 제조 방법과는 다르다. 또한, 프레임 부재(4)는, 예를 들면, 도 9e에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1과 동일하게, 형광 부재(30)의 상면보다 낮게 되도록 형성한다.
<피복 부재 배치 공정>
피복 부재 배치 공정에서는, 프레임 부재(4)로 둘러싸여진 영역에, 복수(n×m)개의 발광 소자의 측면과 상기 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 만곡한 오목부가 형성되도록 피복 부재를 배치한다(도 9f). 피복 부재의 배치 방법 및 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 피복 부재(50)의 상면에 형성되는 만곡한 오목부의 깊이(만곡 정도)의 조정은, 실시형태 1과 동일한 방법을 이용할 수 있다. 따라서, 후술하는 공정으로 형성되는 차광 부재(60)의 필요한 두께를 고려하여, 주입할 때의 수지의 점도 및 주입량은 설정된다.
또한, 실시형태 2에 있어서도, 각 행에 있어서, k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 오목부가 형성된다. 이 오목부는, 통상, k번째의 발광 소자가 배열된 제k 열과 (k+1)번째의 발광 소자가 배열된 제(k+1) 열의 사이에 연속한 홈 형상으로 형성되어, 인접하는 발광 장치 사이에 연속한 홈부가 형성된다. 도 8에 나타내는 예에서는, 첫째 단의 열인 제1 열에 배치된 발광 소자(10)와 제2 열에 배치된 발광 소자(10)와의 사이의 표면, 첫째 단의 열로부터 3번째인 제3 열에 배치된 발광 소자(10)와 제4 열에 배치된 발광 소자(10)와의 사이의 표면, 및 첫째 단의 열로부터 5번째인 제5열에 배치된 발광 소자(10)와 제6열에 배치된 발광 소자(10)와의 사이의 표면에, 표면이 오목 형상으로 만곡한 홈부가 형성된다.
<차광 부재 배치 공정>
차광 부재 배치 공정에서는, 각 행에 있어서, 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 피복 부재의 상면에 형성된 만곡한 오목부 내에 차광 부재를 배치한다(도 9g). 제k 열과 제(k+1) 열의 사이에 홈 형상 오목부가 형성되어 있는 경우에는, 홈 형상 오목부에 연속한 차광 부재를 띠 형상으로 배치한다. 실시형태 2에 있어서도, 오목부 또는 홈 형상 오목부에의 차광 부재의 배치는, 차광 부재의 단부가 형광 부재(30)의 단부와 거의 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 오목부 또는 홈 형상 오목부에의 차광 부재의 배치 방법도 실시형태 1과 동일한 방법을 이용할 수 있다.
또한, 차광 부재의 막두께를 두껍게 할 필요가 있는 경우에는, 차광 부재의 표면은 위로 볼록이어도 된다. 그 경우에는, 주입하는 수지 재료의 점도를 비교적 높게 하여 주입한 수지의 단부가 형광 부재(30)의 단부에서 머물도록 하면 된다.
<개편화 공정>
개편화 공정에서는, 도 8에 있어서, 이점쇄선으로 나타낸 절단선을 따라 절단함으로써 발광 장치마다 분할한다.
이상과 같은 공정을 거쳐 실시형태 2의 발광 장치를 제조할 수 있다.
이상, 실시형태 1 및 2의 구체예에 의해 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련되는 실시형태의 발광 장치는, 피복 부재(50)의 상면(50a)에 있어서, 차광 부재(60)를, 제1 측면(50c1) 측의 형광 부재(30)의 일변을 따라 마련하고 있다. 이에 의해, 형광 부재(30)의 일변 근방에 있어서의 시인성을 양호하게 하여, 헤드라이트용 발광 장치로서 이용되었을 때에, 비교적 간단한 광학계의 구성에 의해 컷오프 라인을 명료하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관련되는 실시형태의 발광 장치 및 그 제조 방법은, 실시형태 1 및 2의 구체예에 의해 나타낸 바와 같이, 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면, 본 발명에 관련되는 실시형태의 발광 장치는, 실시형태 1에서 나타낸 바와 같이 기판(20)의 상면(20a)에 외부 접속 단자를 마련할 수도 있고, 실시형태 2에서 나타낸 바와 같이 기판(20)의 하면(20b)에 외부 접속 전극을 마련하도록 해도 된다.
또한, 실시형태의 발광 장치는, 실시형태 1에서 나타낸 바와 같이 복수의 발광 소자로 구성할 수도 있고, 실시형태 2에서 나타낸 바와 같이 1개의 발광 소자로 구성할 수도 있다.
4: 프레임 부재
10: 발광 소자
10a: 발광 소자의 발광면
11: 발광 소자의 제1 전극
12: 발광 소자의 제2 전극
20: 기판
20a: 기판의 상면
20b: 기판의 하면
20c1: 기판의 제1 측면
20c3: 기판의 제3 측면
20c4: 기판의 제4 측면
21: 제1 전극
22: 제2 전극
26: 제1 전극
27: 제2 전극
28: 제3 전극
29: 제4 전극
30: 형광 부재
30a: 형광 부재의 상면
30b: 형광 부재의 하면
50: 피복 부재
50a: 피복 부재의 상면
50a1: 피복 부재의 제1 상면
50a2: 피복 부재의 제2 상면
50c1: 피복 부재의 제1 측면
50c2: 피복 부재의 제2 측면
50c3: 피복 부재의 제3 측면
50c4: 피복 부재의 제4 측면
60: 차광 부재
90: 보호 소자
100, 200: 발광 장치

Claims (12)

  1. 복수(n)개(n은 2 이상의 짝수)의 발광 소자를 포함하는 행을 m행(m은 1 이상의 정수) 형성하도록 복수(n×m)개의 발광 소자를 집합 기판의 상면에 배치하는 공정으로서, 상기 행의 일단으로부터 k번째(k는 n보다 작은 홀수)의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 간격이 제1 거리가 되도록 상기 복수(n×m)개의 발광 소자를 배치하는 발광 소자 배치 공정과,
    상기 복수(n×m)개의 발광 소자의 발광면에 각각 형광 부재를 배치하는 형광 부재 배치 공정과,
    상기 집합 기판의 상면에, 상기 복수(n×m)개의 발광 소자를 둘러싸는 프레임 부재를 배치하는 프레임 부재 배치 공정과,
    상기 프레임 부재로 둘러싸인 영역에, 상기 복수(n×m)개의 발광 소자의 측면과 상기 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 제1 거리 떨어진 k번째의 발광 소자와 (k+1)번째의 발광 소자의 사이의 상면에 오목부가 형성되도록 피복 부재를 배치하는 피복 부재 배치 공정과,
    상기 오목부에 차광 부재를 배치하는 차광 부재 배치 공정과,
    상기 제1 거리 떨어진 발광 소자 사이에서, 상기 차광 부재, 상기 피복 부재 및 상기 집합 기판을 분할하는 것을 포함하는 개편화 공정을 포함하는, 발광 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 n은 4 이상의 짝수이며,
    상기 발광 소자 배치 공정에 있어서, 상기 행의 일단으로부터 (k+1)번째의 발광 소자와 (k+2)번째의 발광 소자의 간격이 상기 제1 거리보다 작은 제2 거리가 되도록 상기 복수(n)개의 발광 소자를 배치하는, 발광 장치의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 m은 2 이상의 정수이며,
    상기 오목부는, 상기 k번째의 발광 소자가 배열된 열과, 상기 (k+1)번째의 발광 소자가 배열된 열의 사이에 있어서, 복수의 행에 걸쳐 홈부를 형성하고 있는, 발광 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개편화 공정에 있어서, 상기 홈부의 중심선을 따라 상기 차광 부재를 절단하는, 발광 장치의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복 부재 배치 공정 전에, 상기 집합 기판의 상면의, 제1 거리를 두고 발광 소자가 배치되어야 할 위치간의 영역 또는 상기 제1 거리를 두고 배치된 발광 소자간의 영역에 2개의 보호 소자를 배치하는 공정을 포함하는, 발광 장치의 제조 방법.
  6. 기판과,
    상기 기판의 상면에 마련된 발광 소자와,
    사각형 형상의 상면과 해당 상면에 대향하는 하면을 가지며, 상기 발광 소자의 발광면 상에 상기 하면이 대향하도록 마련된 형광 부재와,
    상기 발광 소자의 측면과 상기 형광 부재의 측면을 각각 덮고, 또한 상기 형광 부재의 상면을 노출시키도록 마련된 피복 부재와,
    상기 형광 부재의 상면의 외주의 일부를 따라 상기 피복 부재의 상면에 마련된 차광 부재를 포함하고,
    상기 차광 부재가 마련된 피복 부재의 상면의 상기 기판의 상면으로부터의 높이는, 상기 형광 부재 측보다 외주단 측이 낮게 되어 있는, 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차광 부재가 마련된 피복 부재의 상면의 상기 기판의 상면으로부터의 높이는, 상기 형광 부재로부터 멀어짐에 따라 낮게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 발광 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 차광 부재가 마련된 피복 부재의 상면은 만곡한 곡면인, 발광 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 상기 형광 부재로부터 멀어짐에 따라 두껍게 되어 있는, 발광 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광 부재와 상기 기판의 사이의 피복 부재 내에 마련된 보호 소자를 더 포함하는, 발광 장치.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 광흡수성 물질을 함유하는 수지 재료를 포함하는, 발광 장치.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복 부재는 광반사성 물질을 함유하는 수지 재료를 포함하는, 발광 장치.
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