KR20210131338A - 형광체 기판, 발광 기판, 조명 장치, 형광체 기판의 제조 방법 및 발광 기판의 제조 방법 - Google Patents

형광체 기판, 발광 기판, 조명 장치, 형광체 기판의 제조 방법 및 발광 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 형광체 기판은, 한 면에 적어도 1개의 전자 부품이 탑재되는 회로 기판으로서, 절연 기판과, 상기 절연 기판의 한 면에 배치되고, 상기 절연 기판의 두께 방향 외측으로 향하는 평면을 갖고, 상기 평면의 일부가 상기 적어도 1개의 전자 부품과 접합하는 적어도 1개의 접합면으로서 접합되는 회로 패턴층과, 적어도 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 접합면 이외의 부분으로 되는 적어도 1개의 비접합면에 배치되고, 상기 적어도 1개의 발광 소자의 발광을 여기광으로 했을 때의 발광 피크 파장이 가시광 영역에 있는 형광체를 포함하는 형광체층을 구비하고, 상기 형광체층은 적층 구조로 되어 있다.

Description

형광체 기판, 발광 기판, 조명 장치, 형광체 기판의 제조 방법 및 발광 기판의 제조 방법
본 발명은 형광체 기판, 발광 기판, 조명 장치, 형광체 기판의 제조 방법 및 발광 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 발광 소자(LED 소자)가 탑재된 기판을 구비하는 LED 조명 기구가 개시되어 있다. 이 LED 조명 기구는 기판의 표면에 반사재를 마련하여 발광 효율을 향상시키고 있다. 또한, 특허문헌 1에 개시되어 있는 구성의 경우, 반사재를 이용하여 LED 조명 기구가 발광하는 광을 발광 소자가 발광하는 광과 다른 발광색의 광으로 조정할 수 없다.
중국 특허 공개 제106163113호 공보
그런데, 본원의 발명자는 기판 상에 형광체층을 구비함으로써, 발광 소자가 발광하는 광과 다른 발광색의 광으로 조정할 수 있음을 알아냈다. 또한, 특허문헌 1의 발광 소자가 탑재된 기판에는 애당초 형광체층이 구비되어 있지 않은 것으로부터, 특허문헌 1에는 형광체층을 구비하는 형광체 기판, 발광 기판 및 그의 제조 방법에 대하여 일절의 개시가 없다.
본 발명은 다층 구조의 형광체층을 구비하는 형광체 기판의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태의 형광체 기판은, 한 면에 적어도 1개의 발광 소자가 탑재되는 형광체 기판으로서, 절연 기판과, 상기 절연 기판의 한 면에 배치되고, 상기 절연 기판의 두께 방향 외측으로 향하는 평면을 갖고, 상기 평면의 일부가 상기 적어도 1개의 전자 부품과 접합하는 적어도 1개의 접합면으로서 접합되는 회로 패턴층과, 적어도 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 접합면 이외의 부분으로 되는 적어도 1개의 비접합면에 배치되고, 상기 적어도 1개의 발광 소자의 발광을 여기광으로 했을 때의 발광 피크 파장이 가시광 영역에 있는 형광체를 포함하는 형광체층을 구비하고, 상기 형광체층은 적층 구조로 되어 있다.
본 발명의 제2 양태의 형광체 기판은, 제1 양태의 형광체 기판으로서, 상기 적어도 1개의 발광 소자는 복수의 발광 소자로 되고, 상기 적어도 1개의 접합면은 복수의 접합면으로 되고, 상기 적어도 1개의 비접합면은 복수의 비접합면으로 되고, 상기 복수의 발광 소자는 상기 절연 기판의 한 면에 배열되고, 각각 상기 복수의 접합면에 접합되어서 탑재된다.
본 발명의 제3 양태의 형광체 기판은, 제1 양태의 형광체 기판으로서, 상기 회로 패턴층에는, 상기 적어도 1개의 접합면과 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 접합면 이외의 부분으로 되는 적어도 1개의 비접합면을 이격하는 적어도 1개의 홈이 형성되어 있다.
본 발명의 제4 양태의 형광체 기판은, 제3 양태의 형광체 기판으로서, 상기 적어도 1개의 발광 소자는 복수의 발광 소자로 되고, 상기 적어도 1개의 접합면은 복수의 접합면으로 되고, 상기 적어도 1개의 비접합면은 복수의 비접합면으로 되고, 상기 적어도 1개의 홈은 복수의 홈으로 되고, 상기 복수의 발광 소자는 상기 절연 기판의 한 면에 배열되고, 각각 상기 복수의 접합면에 접합되어서 탑재된다.
본 발명의 제1 양태의 발광 기판은, 제1 내지 제4 양태 중 어느 일 양태의 형광체 기판과, 상기 적어도 1개의 접합면에 접합되어 있는 적어도 1개의 발광 소자를 구비한다.
본 발명의 제2 양태의 발광 기판은, 제1 양태의 발광 기판으로서, 상기 형광체층에 있어서의 상기 두께 방향 외측으로 향하는 면의 상기 두께 방향의 위치는, 상기 적어도 1개의 발광 소자에 있어서의 상기 두께 방향 외측으로 향하는 면의 위치보다 상기 두께 방향 내측에 위치하고 있다.
본 발명의 제3 양태의 발광 기판은, 제1 양태의 발광 기판으로서, 상기 형광체층에 있어서의 상기 두께 방향 외측으로 향하는 면의 상기 두께 방향의 위치는, 상기 적어도 1개의 발광 소자의 두께 방향의 중앙의 위치 또는 당해 위치보다 상기 두께 방향 내측에 위치하고 있다.
본 발명의 조명 장치는, 제1 내지 제3 양태 중 어느 일 양태의 발광 기판과, 상기 발광 소자를 발광시키기 위한 전력을 공급하는 전원을 구비한다.
본 발명의 제1 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 절연 기판, 회로 패턴층, 및 적어도 1개의 발광 소자의 발광을 여기광으로 했을 때의 발광 피크 파장이 가시광 영역에 있는 형광체를 포함하는 형광체층을 구비하는 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 절연 기판의 한 면에 배선 패턴층을 형성하는 패턴층 형성 공정과, 상기 배선 패턴층의 일부에 상기 형광체층을 형성하는 형광체층 형성 공정을 포함하고, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 상기 형광체층의 두께보다 얇은 형광체 패턴을 적층시켜서 상기 형광체층을 형성한다.
본 발명의 제2 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제1 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 전사에 의해, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴을 n회 적층시켜서 상기 형광체층을 형성한다.
본 발명의 제3 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제1 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 액체를 토출하는 토출부를 상기 절연 기판에 상대적으로 이동시키면서, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 상기 토출부에 상기 형광체를 포함하는 액체를 토출시켜서 상기 형광체층을 형성한다.
본 발명의 제4 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제1 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 액적을 토출하는 토출부를 상기 절연 기판에 상대적으로 이동시키면서, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 상기 토출부에 상기 형광체를 포함하는 액체를 액적으로서 토출시켜서 상기 형광체층을 형성한다.
본 발명의 제5 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제1 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 인쇄에 의해, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴을 n회 적층시켜서 상기 형광체층을 형성한다.
본 발명의 제6 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제5 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 인쇄는 스크린 인쇄로 된다.
본 발명의 제7 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제1 내지 제6 양태 중 어느 일 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 상기 형광체층의 두께보다 얇은 형광체 패턴을 적층시켜서, 상기 형광체층의 두께의 절반 이하의 두께의 상기 형광체층을 형성한다.
본 발명의 제8 양태의 형광체 기판의 제조 방법은, 제1 내지 제7 양태 중 어느 일 양태의 형광체 기판의 제조 방법으로서, 상기 패턴층 형성 공정 후이고 상기 형광체층 형성 공정 전에 행하여지는 공정이며, 상기 회로 패턴층에 있어서의 상기 절연 기판의 두께 방향 외측으로 향하는 평면에 적어도 1개의 홈을 형성하는 홈 형성 공정과, 상기 형광체층 형성 공정 전에 행하여지는 공정이며, 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 홈을 사이에 두고 한쪽 부분에 적어도 1개의 발광 소자를 접합시키기 위한 땜납을 배치하는 땜납 배치 공정을 포함한다.
본 발명의 제1 양태의 발광 기판의 제조 방법은, 제1 내지 제8 양태 중 어느 일 양태의 형광체 기판의 제조 방법과, 상기 배선 패턴층의 일부에 상기 적어도 1개의 발광 소자를 접합하는 접합 공정을 포함한다.
본 발명의 제2 양태의 발광 기판의 제조 방법은, 제8 양태의 형광체 기판의 제조 방법과, 상기 회로 패턴층의 일부이며, 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 홈을 사이에 두고 다른 쪽 부분에 상기 적어도 1개의 발광 소자를 접합하는 접합 공정을 포함한다.
본 발명의 제3 양태의 발광 기판의 제조 방법은, 제1 또는 제2 양태의 발광 기판의 제조 방법으로서, 상기 접합 공정은 상기 형광체층 형성 공정 후에 행하여진다.
본 발명의 제4 양태의 발광 기판의 제조 방법은, 제1 또는 제2 양태의 발광 기판의 제조 방법으로서, 상기 접합 공정에서는, 상기 땜납에 플럭스를 도포하고 나서 상기 땜납을 용융시켜서 상기 다른 쪽 부분에 상기 적어도 1개의 발광 소자를 접합시킨다.
본 발명은 다층 구조의 형광체층을 구비하는 발광 기판을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 실시 형태의 발광 기판의 평면도이다.
도 1b는 본 실시 형태의 발광 기판의 저면도이다.
도 1c는 도 1a의 1C-1C 절단선에 의해 절단한 발광 기판의 부분 단면도이다.
도 2a는 본 실시 형태의 형광체 기판(형광체층을 생략)의 평면도이다.
도 2b는 본 실시 형태의 형광체 기판의 평면도이다.
도 3a는 본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제1 공정의 설명도이다.
도 3b는 본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제2 공정의 설명도이다.
도 3c는 본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제3 공정의 설명도이다.
도 3d는 본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제3 공정(전반)의 설명도이다.
도 3e는 본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제3 공정(후반)의 설명도이다.
도 3f는 본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제4 공정의 설명도이다.
도 4는 본 실시 형태의 발광 기판의 발광 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비교 형태의 발광 기판의 발광 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 제1 변형예의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제3 공정의 설명도이다.
도 6b는 제2 변형예의 발광 기판의 제조 방법에 있어서의 제3 공정의 설명도이다.
도 6c는 제3 변형예의 발광 기판의 제조 방법의 설명도이다.
≪개요≫
이하, 본 실시 형태의 발광 기판(10)(실장 기판의 일례)의 구성 및 기능에 대하여 도 1a 내지 도 1c를 참조하면서 설명한다. 이어서, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 제조 방법에 대하여 도 3a 내지 도 3f를 참조하면서 설명한다. 이어서, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 발광 동작에 대하여 도 4를 참조하면서 설명한다. 이어서, 본 실시 형태의 효과에 대하여 도 4 등을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조하는 모든 도면에 있어서, 마찬가지의 구성 요소에는 마찬가지의 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.
≪본 실시 형태의 발광 기판의 구성 및 기능≫
도 1a는 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 평면도(표면(31)으로부터 본 도면), 도 1b는 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 저면도(이면(33)으로부터 본 도면)이다. 도 1c는, 도 1a의 1C-1C 절단선에 의해 절단한 발광 기판(10)의 부분 단면도이다.
본 실시 형태의 발광 기판(10)은 표면(31) 및 이면(33)으로부터 보아, 일례로서 직사각형으로 되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 복수의 발광 소자(20)(전자 부품의 일례)와, 형광체 기판(30)과, 커넥터, 드라이버 IC 등의 전자 부품(도시 생략)을 구비하고 있다. 즉, 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 형광체 기판(30)에, 복수의 발광 소자(20) 및 상기 전자 부품이 탑재된 것으로 되어 있다.
본 실시 형태의 발광 기판(10)은 리드선의 직장착에 의해 또는 커넥터를 통하여 외부 전원(도시 생략)으로부터 급전되면, 발광하는 기능을 갖는다. 그 때문에, 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 예를 들어 조명 장치(도시 생략) 등에 있어서의 주요한 광학 부품으로서 이용된다.
<복수의 발광 소자>
복수의 발광 소자(20)는 각각 일례로서, 플립 칩 LED(22)(이하, LED(22)라고 한다.)가 삽입된 CSP(Chip Scale Package)로 되어 있다(도 1c 참조). CSP로서, 도 1c에 도시하는 바와 같이, LED(22)의 저면을 제외하는 전체 주위(5면)가 형광체 밀봉층(24)에 의해 덮여 있는 것이 바람직하다. 형광체 밀봉층(24)에는 형광체가 포함되고, LED(22)의 광은 형광체 밀봉층(24)의 형광체에 의해 색 변환되어서 외부로 출사된다. 복수의 발광 소자(20)는 도 1a에 도시되는 바와 같이, 형광체 기판(30)의 표면(31)(한 면의 일례)에, 표면(31)의 전체에 걸쳐서 규칙적으로 배열된 상태로 형광체 기판(30)에 탑재되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 각 발광 소자(20)가 발광하는 광의 상관 색온도는 일례로서 3,018K로 되어 있다. 또한, 복수의 발광 소자(20)는 발광 동작 시에 히트 싱크(도시 생략)나 냉각 팬(도시 생략)을 사용함으로써, 형광체 기판(30)을 일례로 하여 상온부터 50℃ 내지 100℃에 들어가게 방열(냉각)되도록 되어 있다.
여기서, 본 명세서에서 수치 범위에 사용하는 「내지」의 의미에 대하여 보충하면, 예를 들어 「50℃ 내지 100℃」는 「50℃ 이상 100℃ 이하」를 의미한다. 그리고, 본 명세서에서 수치 범위에 사용하는 「내지」는 「『내지』 앞의 기재 부분 이상 『내지』 뒤의 기재 부분 이하」를 의미한다.
<형광체 기판>
도 2a는, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)의 도면이며, 형광체층(36)을 생략하여 도시한 평면도(표면(31)으로부터 본 도면)이다. 도 2b는, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)의 평면도(표면(31)으로부터 본 도면)이다. 또한, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)의 저면도는, 발광 기판(10)을 이면(33)으로부터 본 도면과 동일하다. 또한, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)의 부분 단면도는, 도 1c의 부분 단면도로부터 발광 소자(20)를 제외한 경우의 도면과 동일하다. 즉, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)은 표면(31) 및 이면(33)으로부터 보아, 일례로서 직사각형으로 되어 있다.
본 실시 형태의 형광체 기판(30)은 절연층(32)(절연 기판의 일례)과, 회로 패턴층(34)과, 형광체층(36)과, 이면 패턴층(38)을 구비하고 있다(도 1b, 도 1c, 도 2a 및 도 2b 참조). 또한, 도 2a에서는 형광체층(36)이 생략되어 있지만, 형광체층(36)은 도 2b에 도시되는 바와 같이, 일례로서, 절연층(32) 및 회로 패턴층(34)의 표면(31)에 있어서의 후술하는 복수의 전극쌍(34A) 이외의 부분에 배치되어 있다.
또한, 형광체 기판(30)에는, 도 1b 및 도 2a에 도시되는 바와 같이, 네 모서리 부근의 4군데 및 중앙 부근의 2군데의 6군데에 관통 구멍(39)이 형성되어 있다. 6군데의 관통 구멍(39)은 형광체 기판(30) 및 발광 기판(10)의 제조 시에 위치 결정 구멍으로서 이용되도록 되어 있다. 아울러, 6군데의 관통 구멍(39)은 (발광)등 기구 하우징으로의 열방산 효과 확보(기판 휨 및 들뜸 방지)를 위한 설치용의 나사 구멍으로서 이용된다. 또한, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)은 후술하는 바와 같이, 절연판의 양면에 구리박층이 마련된 양면판(이하, 마더보드(MB)라고 한다. 도 3a 참조)을 가공(에칭 등)하여 제조되는데, 마더보드(MB)는 일례로서 리쇼 고교 가부시키가이샤제의 CS-3305A가 사용된다.
〔절연층〕
이하, 본 실시 형태의 절연층(32)의 주된 특징에 대하여 설명한다.
형상은 전술한 바와 같이, 일례로서 표면(31) 및 이면(33)으로부터 보아 직사각형이다.
재질은, 일례로서 비스말레이미드 수지 및 유리 클로스를 포함하는 절연재이다. 또한, 당해 절연재에는 할로겐 및 인은 포함되어 있지 않다(할로겐 프리, 인 프리).
두께는 일례로서 100㎛ 내지 200㎛이다.
세로 방향 및 가로 방향의 열팽창 계수(CTE)는 각각 일례로서, 50℃ 내지 100℃의 범위에 있어서 10ppm/℃ 이하이다. 또한, 다른 관점으로 보면, 세로 방향 및 가로 방향의 열팽창 계수(CTE)는 각각 일례로서 6ppm/K이다. 이 값은, 본 실시 형태의 발광 소자(20)의 경우와 거의 동등(90％ 내지 110％, 즉 ±10％ 이내)하다.
유리 전이 온도는 일례로서 300℃보다 높다.
저장 탄성률은 일례로서, 100℃ 내지 300℃의 범위에 있어서 1.0×1010Pa보다 크고 1.0×1011Pa보다 작다.
세로 방향 및 가로 방향의 굽힘 탄성률은 일례로서, 각각 상태(常態)에 있어서 35GPa 및 34GPa이다.
세로 방향 및 가로 방향의 열간 굽힘 탄성률은 일례로서, 250℃에서 19GPa이다.
흡수율은 일례로서, 23℃의 온도 환경에서 24시간 방치한 경우에 0.13％이다.
비유전율은 일례로서 1MHz 상태에 있어서 4.6이다.
유전 정접은 일례로서 1MHz 상태에 있어서, 0.010이다.
〔회로 패턴층〕
본 실시 형태의 회로 패턴층(34)은 절연층(32)의 표면(31)측에 마련된 금속층으로 되어 있다. 본 실시 형태의 회로 패턴층(34)은 일례로서 구리박층(Cu제의 층)으로 되어 있다. 달리 말하자면, 본 실시 형태의 회로 패턴층(34)은 적어도 그의 표면(절연층(32)의 두께 방향 외측으로 향하는 면)이 구리를 포함하여 형성된 평면으로 되어 있다.
회로 패턴층(34)은 절연층(32)에 마련된 패턴으로 되어, 커넥터(도시 생략)가 접합되는 단자(도시 생략)와 도통하고 있다. 그리고, 회로 패턴층(34)은 커넥터를 통하여 외부 전원(도시 생략)으로부터 급전된 전력을, 발광 기판(10)의 구성 시의 복수의 발광 소자(20)에 공급하도록 되어 있다. 그 때문에, 회로 패턴층(34)의 일부는, 복수의 발광 소자(20)가 각각 접합되는 복수의 전극쌍(34A)으로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 회로 패턴층(34)은 절연층(32)에 배치되고, 각 발광 소자(20)에 접속되어 있다. 또한, 다른 관점으로 보면, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)의 회로 패턴층(34)은 절연층(32)에 배치되고, 각 전극쌍(34A)으로 각 발광 소자(20)에 접속된다. 여기서, 본 명세서에서는 각 전극쌍(34A)의 표면을 접합면(34A1)이라고 한다. 또한, 각 접합면(34A1)은 도 1c, 도 2a, 도 4 등에 도시되는 바와 같이, 회로 패턴층의 표면(평면)에 있어서의 각 홈(34E)을 사이에 두고 한쪽측의 면으로 되어 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 발광 기판(10)에 있어서의 복수의 발광 소자(20)는 표면(31)의 전체에 걸쳐서 규칙적으로 배열되어 있는 것으로부터, 복수의 전극쌍(34A)도 표면(31)의 전체에 걸쳐서 규칙적으로 배열되어 있다(도 2a 참조). 회로 패턴층(34)에 있어서의 복수의 전극쌍(34A) 이외의 부분을 배선 부분(34B)이라고 한다. 여기서, 배선 부분(34B)은 각 발광 소자(20)에 접합되는 부분은 아닌 것으로부터, 본 명세서에 있어서 배선 부분(34B)의 표면을 비접합면(34B1)이라고 한다. 달리 말하자면, 각 비접합면(34B1)은 도 1c, 도 2a, 도 4 등에 도시되는 바와 같이, 회로 패턴층의 표면(평면)에 있어서의 각 홈(34E)을 사이에 두고 각 접합면(34A1)의 반대측의 면으로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 회로 패턴층(34)에는, 복수의 접합면(34A1)과, 복수의 비접합면(34B1)을 이격하는 복수의 홈(34E)이 형성되어 있다.
또한, 절연층(32)의 표면(31)에 있어서의 회로 패턴층(34)이 배치되어 있는 영역(회로 패턴층(34)의 전유 면적)은 일례로서, 절연층(32)의 표면(31)의 60％ 이상의 영역(면적)으로 되어 있다(도 2a 참조). 또한, 본 실시 형태에서는, 각 접합면(34A1)과 각 비접합면(34B1)은 절연층(32)의 두께 방향에 있어서의 동일 위치에 위치하고 있다(도 1c, 도 3f 등 참조).
〔형광체층〕
본 실시 형태의 형광체층(36)은 도 2b에 도시되는 바와 같이, 일례로서, 절연층(32) 및 회로 패턴층(34)의 표면(31)에 있어서의 복수의 전극쌍(34A) 및 홈(34E) 이외의 부분에 배치되어 있다. 즉, 형광체층(36)은 회로 패턴층(34)에 있어서의 복수의 전극쌍(34A) 및 홈(34E) 이외의 영역에 배치되어 있다. 달리 말하자면, 형광체층(36)의 적어도 일부는, 표면(31)에 있어서의 복수의 홈(34E) 및 각 홈(34E)에 인접하는 각 접합면(34A1)의 주위에 배치되어 있다(도 1c 및 도 2b 참조). 또한, 다른 관점으로 보면, 형광체층(36)의 적어도 일부는 표면(31)측으로부터 보아, 각 접합면(34A1)의 둘레를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 배치되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는 절연층(32)의 표면(31)에 있어서의 형광체층(36)이 배치되어 있는 영역은, 일례로서, 절연층(32)의 표면(31)에 있어서의 80％ 이상의 영역으로 되어 있다.
또한, 형광체층(36)에 있어서의 절연층(32)의 두께 방향 외측의 면은, 회로 패턴층(34)의 접합면(34A1)보다 당해 두께 방향 외측에 위치하고 있다(도 1c 참조). 또한, 본 실시 형태의 형광체층(36)은 각 비접합면(34B1)에 있어서의 홈(34E)과의 경계에 있어서, 발광 소자(20)에 대향하는 대향면(36A)을 갖는다(도 1c 참조). 또한, 본 실시 형태에서는 일례로서, 형광체층(36)에 있어서의 절연층(32)의 두께 방향 외측의 면(외측으로 향하는 면)의 상기 두께 방향의 위치는, 각 발광 소자(20)의 상기 두께 방향의 중앙의 위치에 위치하고 있다(도 1c 참조). 단, 형광체층(36)에 있어서의 절연층(32)의 두께 방향 외측의 면의 상기 두께 방향의 위치는, 각 발광 소자(20)의 상기 두께 방향의 중앙보다 상기 두께 방향 내측의 위치에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 이상의 이유는, 각 발광 소자(20)에 의한 발광 효과를 확보하기 위해서이다.
본 실시 형태의 형광체층(36)은 일례로서, 후술하는 형광체와 결합제를 포함하는 절연층으로 되어 있다. 형광체층(36)에 포함되는 형광체는 결합제에 분산된 상태로 보유되어 있는 미립자로 되고, 각 발광 소자(20)의 LED(22)의 발광을 여기광으로 하여 여기하는 성질을 갖는다. 구체적으로 본 실시 형태의 형광체는, 발광 소자(20)의 LED(22)의 발광을 여기광으로 했을 때의 발광 피크 파장이 가시광 영역에 있는 성질을 갖는다. 또한, 결합제는 예를 들어 에폭시계, 아크릴레이트계, 실리콘계 등으로, 솔더 레지스트에 포함되는 결합제와 동등한 절연성을 갖는 것이면 된다.
(형광체의 구체예)
여기서, 본 실시 형태의 형광체층(36)에 포함되는 형광체는, 일례로서 Eu를 함유하는 α형 사이알론 형광체, Eu를 함유하는 β형 사이알론 형광체, Eu를 함유하는 CASN 형광체 및 Eu를 함유하는 SCASN 형광체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 형광체로 되어 있다. 또한, 전술한 형광체는 본 실시 형태의 일례이며, YAG, LuAG, BOS 그 밖의 가시광 여기의 형광체와 같이, 전술한 형광체 이외의 형광체여도 된다.
Eu를 함유하는 α형 사이알론 형광체는 일반식: MxEuySi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n으로 표시된다. 상기 일반식 중, M은 Li, Mg, Ca, Y 및 란타나이드 원소(단, La와 Ce를 제외한다)로 이루어지는 군에서 선택되는, 적어도 Ca를 포함하는 1종 이상의 원소이며, M의 가수를 a로 했을 때, ax+2y=m이며, x가 0<x≤1.5이며, 0.3≤m<4.5, 0<n<2.25이다.
Eu를 함유하는 β형 사이알론 형광체는 일반식: Si6-zAlzOzN8-z(z=0.005 내지 1)로 표시되는 β형 사이알론에 발광 중심으로서 2가의 유로퓸(Eu2+)을 고용한 형광체이다.
또한, 질화물 형광체로서, Eu를 함유하는 CASN 형광체, Eu를 함유하는 SCASN 형광체 등을 들 수 있다.
Eu를 함유하는 CASN 형광체(질화물 형광체의 일례)는 예를 들어 식CaAlSiN3:Eu2+로 표시되고, Eu2+을 활성화제로 하고, 알칼리 토류 규질화물을 포함하는 결정을 모체로 하는 적색 형광체를 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서의 Eu를 함유하는 CASN 형광체의 정의에서는, Eu를 함유하는 SCASN 형광체가 제외된다.
Eu를 함유하는 SCASN 형광체(질화물 형광체의 일례)는 예를 들어 식 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+로 표시되고, Eu2+을 활성화제로 하고, 알칼리 토류 규질화물을 포함하는 결정을 모체로 하는 적색 형광체를 말한다.
〔이면 패턴층〕
본 실시 형태의 이면 패턴층(38)은 절연층(32)의 이면(33)측에 마련된 금속층으로 되어 있다. 본 실시 형태의 이면 패턴층(38)은 일례로서 구리박층(Cu제의 층)으로 되어 있다.
이면 패턴층(38)은 도 1b에 도시되는 바와 같이, 절연층(32)의 긴 변 방향을 따라서 직선상으로 배열되어 있는 복수의 직사각형 부분의 덩어리가 짧은 변 방향에 있어서 위상을 어긋나게 하도록 인접하여 배열되어 있는 층으로 되어 있다.
또한, 이면 패턴층(38)은 일례로서, 독립 플로팅층으로 되어 있다. 또한, 이면 패턴층(38)은 절연층(32)(형광체 기판(30))의 두께 방향에 있어서, 일례로서, 표면(31)에 배치되어 있는 회로 패턴층(34)의 80％ 이상의 영역과 겹쳐 있다.
이상이, 본 실시 형태의 발광 기판(10) 및 형광체 기판(30)의 구성에 관한 설명이다.
≪본 실시 형태의 발광 기판의 제조 방법≫
이어서, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 제조 방법에 대하여 도 3a 내지 도 3f를 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 제조 방법은 제1 공정, 제2 공정, 제3 공정, 제4 공정 및 제5 공정을 포함하고 있고, 각 공정은 이들의 기재순으로 행하여진다.
<제1 공정>
도 3a는, 제1 공정의 개시 시 및 종료 시를 도시하는 도면이다. 제1 공정은, 마더보드(MB)의 표면(31)에 두께 방향으로부터 보아서 회로 패턴층(34)과 동일한 패턴(34C)(도전성 패턴층의 일례)을, 이면(33)에 이면 패턴층(38)을 형성하는 공정이다. 본 공정은, 예를 들어 마스크 패턴(도시 생략)을 사용한 에칭에 의해 행하여진다. 또한, 본 공정은 패턴층 형성 공정의 일례이다.
<제2 공정>
도 3b는, 제2 공정의 개시 시 및 종료 시를 도시하는 도면이다. 제2 공정은 패턴(34C)의 표면에 복수의 홈(34E)을 형성하는 공정이다. 본 공정은 예를 들어 마스크 패턴(도시 생략)을 사용한 에칭에 의해 행하여진다. 본 공정이 종료되면, 회로 패턴층(34)이 형성된다. 즉, 본 공정이 종료되면, 각 홈(34E)을 사이에 두고 양측에 각각 접합면(34A1) 및 비접합면(34B1)이 형성된다. 또한, 본 공정은 홈 형성 공정의 일례이다.
<제3 공정>
도 3c는, 제3 공정의 개시 시 및 종료 시를 도시하는 도면이다. 제3 공정은, 회로 패턴층(34)의 각 접합면(34A1)에 땜납(SP)을 배치하는(달리 말하자면, 땜납(SP)을 도포하는) 공정이다. 본 공정은 일례로서 인쇄에 의해 행하여진다. 또한, 본 공정은 땜납 배치 공정의 일례이다.
<제4 공정>
도 3d는, 제4 공정의 개시 시 및 1층째 도포 시를 도시하는 도면이다. 도 3e는, 제4 공정의 2층째 도포 시 및 3층째 도포 시를 도시하는 도면이다. 제4 공정은, 회로 패턴층(34)에 있어서의 각 비접합면(34B1)의 전역에 형광체층(36)을 형성하는 공정이다. 본 공정은 예를 들어 전사에 의해, 형광체층(36)의 1/3의 두께의 형광체 패턴(361, 362, 363)을 3회 적층시켜서 형광체층(36)을 배치한다. 본 공정에서는 일례로서, 형광체층(36)에 있어서의 절연층(32)의 두께 방향 외측으로 향하는 면의 상기 두께 방향의 위치가, 회로 패턴층(34)에 접합되는 각 발광 소자(20)의 상기 두께 방향의 중앙의 위치에 위치하도록 형광체층(36)을 도포한다. 달리 말하자면, 본 공정에서는 형광체층(36)의 두께가 각 발광 소자(20)의 두께의 절반 이하가 되도록 형광체층(36)을 도포한다. 단, 전술한 이유에 의해, 형광체층(36)의 두께는 각 발광 소자(20)의 두께의 절반 이하인 것이 바람직하다. 또한, 본 공정은 형광체층 배치 공정의 일례이다.
<제5 공정>
도 3f는, 제5 공정의 개시 시 및 종료 시를 도시하는 도면이다. 제5 공정은, 형광체 기판(30)에 복수의 발광 소자(20)를 탑재하는 공정이다. 본 공정은, 제3 공정에 있어서 땜납(SP)이 배치된 각 접합면(34A1)에 복수의 발광 소자(20)의 각 전극을 위치 정렬한 상태에서 땜납(SP)을 녹인다. 그 후, 땜납(SP)이 냉각되어서 고화되면, 각 전극쌍(34A)(각 접합면(34A1))에 각 발광 소자(20)가 접합된다. 즉, 본 공정은 일례로서 리플로우 공정에 의해 행하여진다. 또한, 본 공정에서는, 각 접합면(34A1)의 땜납(SP)에 플럭스를 도포하고 나서 각 전극쌍(34A)에 각 발광 소자(20)를 접합시킨다. 이렇게 함으로써, 제4 공정 전에 제3 공정을 행하는 본 실시 형태의 경우에, 플럭스는 각 발광 소자(20)에 땜납(SP)을 점착시키도록 작용한다. 본 공정은 접합 공정의 일례이다.
이상이, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 제조 방법에 관한 설명이다.
≪본 실시 형태의 발광 기판의 발광 동작≫
이어서, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 발광 동작에 대하여 도 4를 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 4는, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 발광 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 복수의 발광 소자(20)를 작동시키는 작동 스위치(도시 생략)가 온이 되면, 커넥터(도시 생략)를 통하여 외부 전원(도시 생략)으로부터 회로 패턴층(34)으로의 급전이 개시되고, 복수의 발광 소자(20)는 광(L)을 방사상으로 발산 출사하고, 그 광(L)의 일부는 형광체 기판(30)의 표면(31)에 도달한다. 이하, 방사된 광(L)의 진행 방향으로 나누어서 광(L)의 거동에 대하여 설명한다.
각 발광 소자(20)로부터 출사된 광(L)의 일부는 형광체층(36)에 입사하지 않고 외부로 출사된다. 이 경우, 광(L)의 파장은, 각 발광 소자(20)로부터 출사되었을 때의 광(L)의 파장과 동일한 그대로이다.
또한, 각 발광 소자(20)로부터 출사된 광(L)의 일부분 중의 LED(22) 자체의 광은 형광체층(36)에 입사한다. 여기서, 전술한 「광(L)의 일부분 중의 LED(22) 자체의 광」이란, 출사된 광(L) 중 각 발광 소자(20)(CSP 자체)의 형광체(형광체 밀봉층(24))에 의해 색 변환되어 있지 않은 광, 즉 LED(22) 자체의 광(일례로서 청색(파장이 470㎚근방)의 광)을 의미한다. 그리고, LED(22) 자체의 광(L)이 형광체층(36)에 분산되어 있는 형광체에 충돌하면, 형광체가 여기하여 여기광을 발한다. 여기서 형광체가 여기하는 이유는, 형광체층(36)에 분산되어 있는 형광체가 청색의 광에 여기 피크를 갖는 형광체(가시광 여기 형광체)를 사용하고 있기 때문이다. 이에 따라, 광(L)의 에너지의 일부는 형광체의 여기에 사용됨으로써 광(L)의 에너지의 일부가 상실된다. 그 결과, 광(L)의 파장이 변환된다(파장 변환이 이루어진다). 예를 들어, 형광체층(36)의 형광체의 종류에 따라서는(예를 들어, 형광체에 적색계 CASN을 사용한 경우에는) 광(L)의 파장이 길어진다(예를 들어 650㎚ 등). 또한, 형광체층(36)에서의 여기광은 그대로 형광체층(36)으로부터 출사하는 것도 있지만, 일부의 여기광은 하측의 회로 패턴층(34)을 향한다. 그리고, 일부의 여기광은 회로 패턴층(34)에서의 반사에 의해 외부로 출사된다. 이상과 같이, 형광체층(36)의 형광체에 의한 여기광의 파장이 600㎚ 이상인 경우, 회로 패턴층(34)이 Cu여도 반사 효과를 기대할 수 있다. 또한, 형광체층(36)의 형광체의 종류에 따라서는 광(L)의 파장이 전술한 예와 다르지만, 어느 경우이든 광(L)의 파장 변환이 이루어지게 된다. 예를 들어, 여기광의 파장이 600㎚ 미만인 경우, 회로 패턴층(34) 또는 그의 표면을 예를 들어 Ag(도금)로 하면 반사 효과를 기대할 수 있다. 또한, 형광체층(36)의 하측(절연층(32)측)에 백색의 반사층이 마련되어도 된다. 반사층은 예를 들어 산화티타늄 필러 등의 백색 도료에 의해 마련된다.
이상과 같이, 각 발광 소자(20)가 출사한 광(L)(각 발광 소자(20)가 방사상으로 출사한 광(L))은 각각, 상기와 같은 복수의 광로를 경유하여 상기 여기광과 함께 외부로 조사된다. 그 때문에, 형광체층(36)에 포함되는 형광체의 발광 파장과, 발광 소자(20)(CSP)에 있어서의 LED(22)를 밀봉한(또는 덮는) 형광체(형광체 밀봉층(24))의 발광 파장이 다른 경우, 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 다발을, 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 파장과 다른 파장의 광(L)을 포함하는 광(L)의 다발로서 상기 여기광과 함께 조사된다. 예를 들어, 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 다발을, 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 파장보다 긴 파장의 광(L)을 포함하는 광(L)의 다발로서 상기 여기광과 함께 조사된다.
이에 반해, 형광체층(36)에 포함되는 형광체의 발광 파장과, 발광 소자(20)(CSP)에 있어서의 LED(22)를 밀봉한(또는 덮는) 형광체(형광체 밀봉층(24))의 발광 파장이 동일한 경우(동일한 상관 색온도의 경우), 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 다발을, 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 파장과 동일한 파장의 광(L)을 포함하는 광(L)의 다발로서 상기 여기광과 함께 조사된다.
이상이, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 발광 동작에 관한 설명이다.
≪본 실시 형태의 효과≫
이어서, 본 실시 형태의 효과에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
<제1 효과>
제1 효과에 대해서는, 본 실시 형태를 이하에 설명하는 비교 형태(도 5 참조)와 비교하여 설명한다. 여기서, 비교 형태의 설명에 있어서 본 실시 형태와 동일한 구성 요소 등을 사용하는 경우에는, 그 구성 요소 등에 본 실시 형태의 경우와 동일한 명칭, 부호 등을 사용하는 것으로 한다. 도 5는, 비교 형태의 발광 기판(10A)의 발광 동작을 설명하기 위한 도면이다. 비교 형태의 발광 기판(10A)(복수의 발광 소자(20)를 탑재하는 기판(30A))은 형광체층(36)을 구비하고 있지 않은 점 이외에는, 본 실시 형태의 발광 기판(10)(형광체 기판(30))과 동일한 구성으로 되어 있다.
비교 형태의 발광 기판(10A)의 경우, 각 발광 소자(20)로부터 출사되어 기판(30A)의 표면(31)에 입사한 광(L)은, 파장이 변환되는 일 없이 반사 또는 산란한다. 그 때문에, 비교 형태의 기판(30A)의 경우, 발광 소자(20)가 탑재된 경우에 발광 소자(20)가 발광하는 광과 다른 발광색의 광으로 조정할 수 없다. 즉, 비교 형태의 발광 기판(10A)의 경우, 발광 소자(20)가 발광하는 광과 다른 발광색의 광으로 조정할 수 없다.
이에 반해 본 실시 형태의 경우, 절연층(32)의 두께 방향으로부터 보아, 절연층(32)의 표면(31)이며, 각 발광 소자(20)와의 각 접합면(34A1)의 주위에는 형광체층(36)이 배치되어 있다. 그 때문에, 각 발광 소자(20)로부터 반구상으로 방사된 광(L)의 일부는 형광체층(36)에 입사하여, 형광체층(36)에 의해 파장 변환되어서 외부로 조사된다. 이 경우, 각 발광 소자(20)부터 방사상으로 출사된 광(L)의 일부는 형광체층(36)에 입사하여, 형광체층(36)에 포함되는 형광체를 여기시켜 여기광을 발생시킨다.
따라서, 본 실시 형태의 형광체 기판(30)에 의하면, 발광 소자(20)가 탑재된 경우에, 형광체 기판(30)으로부터 발광되는 광(L)을 발광 소자(20)가 발광하는 광(L)과 다른 발광색의 광으로 조정할 수 있다. 이에 따라 본 실시 형태의 발광 기판(10)에 의하면, 형광체 기판(30)으로부터 발광되는 광(L)을 발광 소자(20)가 발광하는 광(L)과 다른 발광색의 광(L)으로 조정할 수 있다.
또한, 형광체층(36)에 포함되는 형광체의 발광 파장과, 발광 소자(20)(CSP)에 있어서의 LED(22)를 밀봉한(또는 덮는) 형광체(형광체 밀봉층(24))의 발광 파장이 동일한 경우(동일한 상관 색온도의 경우), 본 실시 형태의 발광 기판(10)은 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 다발을, 각 발광 소자(20)가 출사했을 때의 광(L)의 파장과 동일한 파장의 광(L)을 포함하는 광(L)의 다발로서 상기 여기광과 함께 조사된다. 이 경우, 탑재되는 발광 소자(20)의 색도 변동을 형광체층(36)에 의해 완화하는 효과도 발현할 수 있다.
<제2 효과>
비교 형태의 경우, 도 5에 도시되는 바와 같이 각 발광 소자(20)의 배치 간격에서 기인하여 외부로 조사되는 광(L)에 불균일이 발생한다. 여기서, 광(L)의 불균일이 클수록 글레어가 크다고 한다.
이에 반해 본 실시 형태의 경우, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 각 접합면(34A1)의 주위가 (전체 둘레에 걸쳐) 형광체층(36)에 둘러싸인 다음, 추가로 인접하는 발광 소자(20)끼리의 사이에도 형광체층(36)이 마련되어 있다. 그 때문에, 각 접합면(34A1)의 주위(각 발광 소자(20)의 주위)로부터도 여기광이 발광된다.
따라서 본 실시 형태에 따르면, 비교 형태에 비하여 글레어를 작게 할 수 있다.
특히, 본 효과는 형광체층(36)이 절연층(32)의 전체면에 걸쳐서 마련되어 있는 경우, 구체적으로는 절연층(32)의 표면(31)에 있어서의 형광체층(36)이 배치되어 있는 영역이 표면(13)의 80％ 이상의 영역과 같은 경우에 유효하다.
또한, 본 실시 형태의 형광체층(36)은 도 1c에 도시되는 바와 같이, 인접하는 발광 소자(20)에 대응하는 대향면(36A)을 갖는다. 그 때문에, 본 실시 형태는 예를 들어 형광체층(36) 상에 발광 소자(20)가 배치되어 있는 경우(도시 생략)에 비하여, 글레어를 저감시킬 수 있다.
<제3 효과>
또한, 본 실시 형태의 경우, 예를 들어 형광체층(36)에 포함되는 형광체를 Eu를 함유하는 CASN 형광체로 하고, 형광체층(36)을 Cu제의 배선 부분(34B) 상에 마련하고 있다. 그 때문에, 예를 들어 각 발광 소자(20)가 백색계의 광(L)을 출사한 경우에, 예를 들어 형광체층(36)에 포함되는 CASN 형광체로부터의 여기광은, 하층 전극을 구성하고 있는 Cu에 의한 반사에 의해 발광 효율이 향상되어 있다(본 실시 형태의 구성에서는, Cu의 광 반사 효과가 있다). 그리고, 본 실시 형태에서는 당해 효과에 의해, 백색계의 광(L)을 보다 따뜻한 색계의 광(L)(상관 색온도가 저온측으로 시프트한 색)으로 조정할 수 있다. 이 경우, 발광 소자(20)의 백색계 광에 난색계 광을 가미할 수 있고, 특수 연색 계수 R9값을 높일 수 있다. 본 효과는 YAG계 백색광(황색 형광체)을 사용한 유사 백색에 특히 유효하게 된다.
<제4 효과>
또한, 본 실시 형태의 제3 공정(도 3c 참조)에서는, 일례로서 형광체층(36)의 1/3의 두께의 형광체 패턴(361, 362, 363)을 3회 적층시켜서 형광체층(36)을 배치한다.
따라서 본 실시 형태에 따르면, 다층 구조의 형광체층(36)을 구비하는 형광체 기판(30)을 제조할 수 있다. 또한, 다른 관점으로 보면, 본 실시 형태에 따르면, 제3 공정에서의 형광체 패턴(361) 등의 적층 횟수를 조정함으로써 형광체층(36)의 막 두께를 조정할 수 있다.
<제5 효과>
또한, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 제조 방법에서는, 제4 공정(형광체층 배치 공정)은 제3 공정(땜납 배치 공정) 후에 행하여진다(도 3c 내지 도 3e 참조). 여기서, 땜납(SP)의 배치 타이밍은 예를 들어 제4 공정 후의 제5 공정 시(복수의 발광 소자(20)를 탑재하는 공정 시)도 생각된다.
그러나, 본 실시 형태와 같이 제4 공정이 제3 공정 후에 행해지기 때문에, 땜납(SP)을 인쇄에 의해 간단하게 배치할 수 있다. 또한, 회로 패턴층(34)의 표면에 형성된 각 홈(34E)은 땜납(SP)의 땜납 흐름 방지로서 기능하는 점에서 유효하다.
이상이, 본 실시 형태의 효과에 관한 설명이다.
이상과 같이, 본 발명에 대하여 전술한 실시 형태를 예로서 설명했지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위에는 예를 들어 하기와 같은 형태(변형예)도 포함된다.
예를 들어, 본 실시 형태의 제4 공정(도 3d 참조)의 설명에서는, 형광체층(36)은 예를 들어 전사에 의해, 형광체층(36)의 1/3의 두께의 형광체 패턴(361, 362, 363)을 3회 적층시켜서 형광체층(36)을 형성하는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 형광체층(36)은 본 실시 형태와 다른 방법에 의해 형성되어도 된다.
예를 들어 도 6a에 도시하는 변형예(제1 변형예)와 같이, 제4 공정에 있어서, 디스펜서(DP)(토출부의 일례)를 절연층(32)에 상대적으로 이동시키면서, 형광체층(36)의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 디스펜서(DP)에 형광체를 포함하는 액체(LQ)를 토출시켜서 형광체층(36)을 형성하도록 해도 된다.
또한, 예를 들어 도 6b에 도시하는 변형예(제2 변형예)와 같이, 제4 공정에 있어서 액적 토출 헤드(IJH)(토출부의 일례)를 절연층(32)에 상대적으로 이동시키면서, 형광체층(36)의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 액적 토출 헤드(IJH)에 형광체를 포함하는 액적(DL)을 토출시켜서 형광체층(36)을 형성하도록 해도 된다.
또한, 제1 변형예 및 제2 변형예와는 달리, 제4 공정에 있어서 형광체층(36)의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 1/n의 두께의 형광체 패턴을 n회 인쇄함으로써 형광체층(36)을 형성하도록 해도 된다. 이 변형예의 경우의 인쇄 방법으로서는, 예를 들어 스크린 인쇄에 의한 방법이 있다. 단, 상기 형광체 패턴을 n회 인쇄함으로써 형광체층(36)을 형성할 수 있다면, 구체적인 인쇄 방법은 스크린 인쇄에 의한 방법이 아니어도 된다.
또한, 본 실시 형태의 발광 기판(10)의 제조 방법에서는, 제4 공정(형광체층 배치 공정) 후에 제5 공정(발광 소자(20)의 접합 공정)을 행하는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 도 6b에 도시하는 제2 변형예와 같이 형광체층 배치 공정을 액적 토출 헤드(IJH)를 사용하여 행하는 경우, 도 6c에 도시하는 변형예(제3 변형예)의 경우와 같이, 제5 공정 후에 제4 공정을 행해도 된다. 이와 같이, 제4 공정을 제5 공정의 전후 중 어느 타이밍에서든 행할 수 있는 점에서, 제2 변형예는 유효하다. 또한, 이 점은 제1 변형예의 경우에도 말할 수 있다.
또한, 도 6a의 제1 변형예의 디스펜서(DP) 또는 도 6b의 제2 변형예의 액적 토출 헤드(IJH)를 사용하여 제3 공정을 행하는 경우, 예를 들어 부분적으로 형광체층(36)의 막 두께를 조정할 수 있는 점에서 유효하다고 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는 발광 소자(20)의 일례를 CSP인 것으로 하였다. 그러나, 발광 소자(20)의 일례는 CSP 이외여도 된다. 예를 들어, 단순히 플립 칩을 탑재한 것이어도 된다. 또한, COB 디바이스의 기판 자체에 응용할 수도 있다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는 형광체 기판(30)에 복수의 발광 소자(20)가 탑재되고, 발광 기판(10)은 복수의 발광 소자(20)를 구비하고 있는 것으로 하였다. 그러나, 전술한 제1 및 제4 효과의 설명 메커니즘을 고려하면, 발광 소자(20)가 1개여도 제1 효과를 발휘하는 것은 명확하다. 따라서, 형광체 기판(30)에 탑재되는 발광 소자(20)의 수는 적어도 1개 이상이면 된다. 또한, 발광 기판(10)에 탑재되어 있는 발광 소자(20)는 적어도 1개 이상이면 된다. 이에 따라, 접합면(34A1) 및 비접합면(34B1)도 적어도 1개 이상이면 된다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 형광체 기판(30)의 이면(33)에 이면 패턴층(38)이 구비되어 있는 것으로 했다(도 1b 참조). 그러나, 전술한 제1 및 제4 효과의 설명 메커니즘을 고려하면, 형광체 기판(30)의 이면(33)에 이면 패턴층(38)이 구비되어 있지 않아도 제1 효과를 발휘하는 것은 명확하다. 따라서, 이면(33)에 이면 패턴층(38)이 없는 점만 본 실시 형태의 형광체 기판(30) 및 발광 기판(10)과 다른 형태일지라도, 당해 형태는 본 발명의 기술적 범위에 속한다고 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 형광체 기판(30)에 복수의 발광 소자(20)가 탑재되어 있는 것으로 하였다. 그러나, 전술한 제4 효과의 설명 메커니즘을 고려하면, 전자 부품의 일례는 발광 소자(20)가 아니어도 된다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 회로 기판의 일례인 형광체 기판(30)은 형광체층(36)을 구비하고 있는 것으로 하였다. 그러나, 전술한 제4 효과의 설명 메커니즘을 고려하면, 전자 부품의 일례가 발광 소자(20)가 아닌 경우, 회로 기판에 형광체층(36)을 구비하고 있지 않아도 된다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 형광체층(36)은 절연층(32) 및 회로 패턴층(34)의 표면(31)에 있어서의 복수의 전극쌍(34A) 이외의 부분에 배치되어 있는 것으로 했다(도 2b 참조). 그러나, 전술한 제1 및 제4 효과의 설명 메커니즘을 고려하면, 형광체 기판(30)의 표면(31)에 있어서의 복수의 전극쌍(34A) 이외의 부분의 전역에 걸쳐서 배치되어 있지 않더라도 제1 및 제4 효과를 발휘하는 것은 명확하다. 따라서, 본 실시 형태의 경우와 다른 표면(31)의 범위에 형광체층(36)이 배치되어 있는 점만 본 실시 형태의 형광체 기판(30) 및 발광 기판(10)과 다른 형태일지라도, 당해 형태는 본 발명의 기술적 범위에 속한다고 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 경우, 인접하는 발광 소자(20)끼리의 사이에 형광체층(36)이 마련되어 있다(도 2b). 또한, 형광체층(36)의 결합제는 예를 들어 솔더 레지스트에 포함되는 결합제와 동등한 절연성을 갖는다. 즉, 본 실시 형태의 경우, 형광체층(36)이 솔더 레지스트의 기능을 행한다.
또한, 본 실시 형태의 설명에서는 형광체 기판(30) 및 발광 기판(10)을 제조함에 있어서, 리쇼 고교 가부시키가이샤제의 CS-3305A를 마더보드(MB)로서 사용하는 것으로 설명하였다. 그러나 이것은 일례이며, 다른 마더보드(MB)를 사용해도 된다.
또한, 본 실시 형태의 발광 기판(10)(그의 변형예도 포함한다)은 다른 구성 요소와 조합하여 조명 장치에 응용할 수 있다. 이 경우에 있어서의 다른 구성 요소는, 발광 기판(10)의 발광 소자(20)를 발광시키기 위한 전력을 공급하는 전원 등이다.
본 출원은, 2019년 2월 21일에 출원된 일본 특허 출원 제2019-029205호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 본 명세서에 도입한다.
10: 발광 기판(실장 기판의 일례)
20: 발광 소자
30: 형광체 기판(회로 기판의 일례)
31: 표면(한 면의 일례)
32: 절연층(절연 기판의 일례)
33: 이면
34: 회로 패턴층
34A: 전극쌍
34A1: 접합면
34B: 배선 부분
34B1: 비접합면
34E: 홈
36: 형광체층
36E: 대향면
38: 이면 패턴층
DP: 디스펜서(토출부의 일례)
IJH: 액적 토출 헤드(토출부의 일례)
L: 광
MB: 마더보드
SP: 땜납 볼, 땜납

Claims (20)

  1. 한 면에 적어도 1개의 발광 소자가 탑재되는 형광체 기판으로서,
    절연 기판과,
    상기 절연 기판의 한 면에 배치되고, 상기 절연 기판의 두께 방향 외측으로 향하는 평면을 갖고, 상기 평면의 일부가 상기 적어도 1개의 전자 부품과 접합하는 적어도 1개의 접합면으로서 접합되는 회로 패턴층과,
    적어도 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 접합면 이외의 부분으로 되는 적어도 1개의 비접합면에 배치되고, 상기 적어도 1개의 발광 소자의 발광을 여기광으로 했을 때의 발광 피크 파장이 가시광 영역에 있는 형광체를 포함하는 형광체층
    을 구비하고,
    상기 형광체층은 적층 구조로 되어 있는,
    형광체 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 1개의 발광 소자는 복수의 발광 소자로 되고,
    상기 적어도 1개의 접합면은 복수의 접합면으로 되고,
    상기 적어도 1개의 비접합면은 복수의 비접합면으로 되고,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 절연 기판의 한 면에 배열되고, 각각 상기 복수의 접합면에 접합되어서 탑재되는,
    형광체 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회로 패턴층에는, 상기 적어도 1개의 접합면과 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 접합면 이외의 부분으로 되는 적어도 1개의 비접합면을 이격하는 적어도 1개의 홈이 형성되어 있는,
    형광체 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 1개의 발광 소자는 복수의 발광 소자로 되고,
    상기 적어도 1개의 접합면은 복수의 접합면으로 되고,
    상기 적어도 1개의 비접합면은 복수의 비접합면으로 되고,
    상기 적어도 1개의 홈은 복수의 홈으로 되고,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 절연 기판의 한 면에 배열되고, 각각 상기 복수의 접합면에 접합되어서 탑재되는,
    형광체 기판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 형광체 기판과,
    상기 적어도 1개의 접합면에 접합되어 있는 적어도 1개의 발광 소자
    를 구비하는, 발광 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 형광체층에 있어서의 상기 두께 방향 외측으로 향하는 면의 상기 두께 방향의 위치는, 상기 적어도 1개의 발광 소자에 있어서의 상기 두께 방향 외측으로 향하는 면의 위치보다 상기 두께 방향 내측에 위치하고 있는,
    발광 기판.
  7. 제5항에 있어서, 상기 형광체층에 있어서의 상기 두께 방향 외측으로 향하는 면의 상기 두께 방향의 위치는, 상기 적어도 1개의 발광 소자의 두께 방향의 중앙의 위치 또는 당해 위치보다 상기 두께 방향 내측에 위치하고 있는,
    발광 기판.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 발광 기판과,
    상기 발광 소자를 발광시키기 위한 전력을 공급하는 전원
    을 구비하는, 조명 장치.
  9. 절연 기판, 회로 패턴층, 및 적어도 1개의 발광 소자의 발광을 여기광으로 했을 때의 발광 피크 파장이 가시광 영역에 있는 형광체를 포함하는 형광체층을 구비하는 형광체 기판의 제조 방법으로서,
    상기 절연 기판의 한 면에 배선 패턴층을 형성하는 패턴층 형성 공정과,
    상기 배선 패턴층의 일부에 상기 형광체층을 형성하는 형광체층 형성 공정
    을 포함하고,
    상기 형광체층 형성 공정에서는, 상기 형광체층의 두께보다 얇은 형광체 패턴을 적층시켜서 상기 형광체층을 형성하는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 전사에 의해, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴을 n회 적층시켜서 상기 형광체층을 형성하는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 액체를 토출하는 토출부를 상기 절연 기판에 상대적으로 이동시키면서, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 상기 토출부에 상기 형광체를 포함하는 액체를 토출시켜서 상기 형광체층을 형성하는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 액적을 토출하는 토출부를 상기 절연 기판에 상대적으로 이동시키면서, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴이 n회 적층되도록, 상기 토출부에 상기 형광체를 포함하는 액체를 액적으로서 토출시켜서 상기 형광체층을 형성하는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 인쇄에 의해, 상기 형광체층의 1/n(n≥2)의 두께의 형광체 패턴을 n회 적층시켜서 상기 형광체층을 형성하는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 인쇄는 스크린 인쇄로 되는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형광체층 형성 공정에서는, 상기 형광체층의 두께보다 얇은 형광체 패턴을 적층시켜서, 상기 형광체층의 두께의 절반 이하의 두께의 상기 형광체층을 형성하는,
    형광체 기판의 제조 방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴층 형성 공정 후이고 상기 형광체층 형성 공정 전에 행하여지는 공정이며, 상기 회로 패턴층에 있어서의 상기 절연 기판의 두께 방향 외측으로 향하는 평면에 적어도 1개의 홈을 형성하는 홈 형성 공정과,
    상기 형광체층 형성 공정 전에 행하여지는 공정이며, 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 홈을 사이에 두고 한쪽 부분에 적어도 1개의 발광 소자를 접합시키기 위한 땜납을 배치하는 땜납 배치 공정
    을 포함하는, 형광체 기판의 제조 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 형광체 기판의 제조 방법과,
    상기 회로 패턴층의 일부에 상기 적어도 1개의 발광 소자를 접합하는 접합 공정
    을 포함하는, 발광 기판의 제조 방법.
  18. 제16항에 기재된 형광체 기판의 제조 방법과,
    상기 회로 패턴층의 일부이며, 상기 평면에 있어서의 상기 적어도 1개의 홈을 사이에 두고 다른 쪽 부분에 상기 적어도 1개의 발광 소자를 접합하는 접합 공정
    을 포함하는, 발광 기판의 제조 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 접합 공정은 상기 형광체층 형성 공정 후에 행하여지는,
    발광 기판의 제조 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 접합 공정에서는, 상기 땜납에 플럭스를 도포하고 나서 상기 땜납을 용융시켜서 상기 다른 쪽 부분에 상기 적어도 1개의 발광 소자를 접합시키는,
    발광 기판의 제조 방법.
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