KR20180135404A - 발광 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 봉지 부재의 택성을 저감시킨 발광 장치 및 발광 장치의 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단) 발광 장치 (100) 는, 발광 소자 (1) 와, 상기 발광 소자를 피복하는 투광성 부재 (3) 와, 상기 투광성 부재에 함유되는 광 확산제 (4) 를 구비하고, 상기 광 확산제는, 중공 또한 입경이 50 ㎛ 이상이며, 상기 투광성 부재의 표면은, 상기 광 확산제에서 기인하는 요철을 갖는다. 오목부를 갖는 기판 (2) 을 구비하고, 상기 발광 소자는, 상기 오목부의 저면에 형성되고, 상기 투광성 부재는, 상기 오목부 내에 형성되어, 상기 발광 소자를 피복한다.

Description

발광 장치 및 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 발광 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 발광 장치에 탑재되는 발광 소자를 보호하기 위한 봉지 부재에는, 에폭시 수지나 실리콘 수지 등의 수지 재료가 사용되어 왔다. 최근, 조명이나 액정 패널의 백라이트 등에 탑재되는 고출력 또한 고휘도의 발광 소자를 보호하기 위한 봉지 부재에는, 내열성이 우수한 실리콘계 수지 재료가 주로 사용되고 있다.
그런데, 실리콘계 수지 재료는, 내열성이 우수한 한편, 점착성 (택성) 을 갖는다. 예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 실리콘 수지를 경화시킨 후에, 수지 표면에 SiO2 등의 미립자를 부착시킴으로써, 공구 등에 발광 장치가 달라붙는 것에 의한 작업 정체를 억제하고 있다.
일본 공개특허공보 2009-141051호
그러나, 실리콘 수지 표면에 SiO2 등의 미립자를 부착시키면, 충격 등에 의해 미립자가 탈락되어 버릴 우려가 있다.
본 개시에 관련된 실시형태는, 봉지 부재의 택성을 저감시킨 발광 장치 및 발광 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 개시의 실시형태에 관련된 발광 장치는, 발광 소자와, 상기 발광 소자를 피복하는 투광성 부재와, 상기 투광성 부재에 함유되는 광 확산제를 구비하고, 상기 광 확산제는, 중공 또한 입경이 50 ㎛ 이상이며, 상기 투광성 부재의 표면은, 상기 광 확산제에서 기인하는 요철을 갖는다.
본 개시의 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법은, 기판의 오목부에, 발광 소자를 실장하는 공정과, 상기 오목부에, 중공 또한 입경이 50 ㎛ 이상인 광 확산제가 함유된 실리콘 수지를 주입하는 공정과, 주입한 상기 실리콘 수지의 표면까지, 상기 광 확산제를 부상시키는 공정과, 상기 실리콘 수지를 경화시키는 공정을 포함한다.
본 개시의 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 봉지 부재의 택성을 저감시킬 수 있다.
도 1a 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 1b 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 도 1a 에 있어서의 IB-IB 선에 의한 단면도이다.
도 1c 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 도 1b 에 있어서의 투광성 부재의 표면을 나타내는 확대도이다.
도 2 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 3a 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자 실장 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3b 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 수지 충전 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3c 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 수지 충전 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3d 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 광 확산제 부상 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3e 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 수지 경화 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4a 는 본 실시형태에 관련된 다른 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4b 는 도 4a 의 IVB-IVB 에 있어서의 발광 장치의 단면도이다.
도 5a 는 본 실시형태에 관련된 다른 발광 장치의 제조 방법에 있어서 형광체 및 광 확산제를 투광성 부재에 함유하는 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5b 는 본 실시형태에 관련된 다른 발광 장치의 제조 방법에 있어서 형광체가 침강하고 광 확산제가 부상한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6 은 달라붙음 시험 및 롤링볼 택 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 개시에 관련된 발광 장치에 대한 실시예 및 비교예로서, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 의 각 조건으로 제조한 발광 장치를 나타내는 사진이다.
이하, 실시형태에 관련된 발광 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조하는 도면은, 실시형태를 개략적으로 나타낸 것이기 때문에, 각 부재의 스케일이나 간격, 위치 관계 등이 과장, 혹은 부재의 일부의 도시가 생략되어 있는 경우가 있다. 또, 예를 들어 평면도와 그 단면도에 있어서, 각 부재의 스케일이나 간격이 일치하지 않는 경우도 있다. 또, 이하의 설명에서는, 동일한 명칭 및 부호에 대해서는 원칙으로서 동일 또는 동질의 부재를 나타내고 있어, 상세한 설명을 적절히 생략하기로 한다. 택성이란 점착성을 의미한다.
≪발광 장치≫
우선, 도 1a, 도 1b, 및 도 1c 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 발광 장치 (100) 의 구성에 대하여 설명한다. 도 1a 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치 (100) 를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 1b 는 도 1a 에 있어서의 IB-IB 선에 의한 단면도이며, 도 1c 는 도 1b 에 있어서의 투광성 부재의 표면을 나타내는 확대도이다. 또한, 도 1a 는 도 1b 의 단면도에 있어서 각 부재에 실시한 해칭에 대응시켜, 동일한 해칭을 기재하고 있다.
발광 장치 (100) 는, 기판 (2) 에 형성한 발광 소자 (1) 와, 발광 소자 (1) 를 피복하는 투광성 부재 (3) 와, 투광성 부재 (3) 에 함유되는 광 확산제 (4) 를 구비한다. 발광 소자 (1) 는, 기판 (2) 상에 실장되어 있다. 광 확산제 (4) 는, 중공 또한 입경이 50 ㎛ 이상이며, 투광성 부재 (3) 의 표면은, 광 확산제 (4) 에서 기인하는 요철을 갖는다.
발광 소자 (1) 는, 금선을 이용한 와이어 본딩, 땜납이나 은 페이스트를 이용한 플립 칩 본딩 등에 의해 기판 (2) 에 실장된다. 기판 (2) 에 실장되는 발광 소자 (1) 의 개수는, 1 개여도 되고 복수여도 된다. 발광 소자 (1) 는, 공지된 것을 이용할 수 있고, 예를 들어 발광 다이오드나 레이저 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 발광 소자 (1) 는, 기판 (2) 에 있어서의 오목부 (23a) 의 저면 (23b) 에 노출되는 배선 (5) 과 전기적으로 접속되고, 자외광으로부터 적색광까지의 파장 범위의 광을 발광한다. 예를 들어, 청색, 녹색의 발광 소자 (1) 로는, 질화물계 반도체 InXAlYGa1-X-YN, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1, GaP 등을 사용할 수 있다. 또, 예를 들어 적색의 발광 소자 (1) 로는, 질화물계 반도체 소자 외, GaAlAs, AlInGaP 등을 사용할 수 있다. 또한, 발광 소자 (1) 는, 평면시에 있어서, 정방형, 장방형, 삼각형, 육각형 등의 다각형이어도 되고, 원형, 타원형 등이어도 된다.
기판 (2) 은, 적어도 1 개 이상의 발광 소자 (1) 를 실장하고, 발광 장치 (100) 를 전기적으로 외부와 접속한다. 기판 (2) 은, 평판상의 지지 부재 및 지지 부재의 표면 및/또는 내부에 배치된 배선 (5) 을 구비하여 구성되어 있다. 기판 (2) 은, 오목부 (23a) 를 갖고, 평면시에 있어서, 외부 형상 및 오목부 (23a) 의 내측이 되는 내부 형상이 대략 정방형이다. 오목부 (23a) 의 내측면은, 상방을 향하여 넓어지도록 경사진 경사면에 형성되어 있다. 이 내측면은, 발광 소자 (1) 로부터의 광을, 경사면에서 반사시켜, 광 취출 방향인 상 방향으로 효율적으로 유도하고 있다. 또한, 기판 (2) 은, 하면에, 발광 소자 (1) 와는 전기적으로 독립하는 방열용 단자를 구비하는 구성으로 해도 된다. 방열용 단자는, 발광 장치 (100) 가 구비하는 모든 발광 소자 (1) 의 상면 면적의 합보다 큰 면적이 되도록 형성되고, 발광 소자 (1) 의 바로 아래의 영역과 오버랩되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 방열용 단자의 구성에 의해, 보다 방열성이 우수한 발광 장치 (100) 로 할 수 있다.
기판 (2) 의 지지 부재는, 절연성 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 또한 발광 소자 (1) 로부터 출사되는 광이나 외광 등을 잘 투과시키지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 기판 (2) 의 지지 부재는, 소정의 강도를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 알루미나, 질화알루미늄, 멀라이트 등의 세라믹스, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드트리아진 수지 (BT 레진), 폴리프탈아미드 (PPA), 폴리아미드 (PA), 불포화 폴리에스테르 등의 수지를 들 수 있다.
배선 (5) 은, 정부 (正負) 의 극성에 대응한 1 쌍의 배선 (5a, 5b) 이다. 배선 (5) 은, 기판 (2) 의 지지 부재에 의해 지지되고, 배선 (5a) 의 상면과 배선 (5b) 의 상면이 서로 이간되어, 오목부 (23a) 의 저면 (23b) 에 노출되도록 배치된다. 배선 (5) 은, 예를 들어 판상의 금속을 사용하여 형성되고, 그 두께는 균일해도 되고, 부분적으로 두껍게 또는 얇게 되어 있어도 된다. 배선 (5) 은, 열전도율이 큰 재료, 기계적 강도가 높은 재료, 타발 프레스 가공 또는 에칭 가공 등이 용이한 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 당해 재료로는, 예를 들어 구리, 알루미늄, 금, 은, 텅스텐, 철, 니켈 등의 금속, 또는 철-니켈 합금, 인청동 등의 합금 등을 들 수 있다. 배선 (5) 은, 전해 도금, 무전해 도금, 증착, 스퍼터 등에 의해 형성할 수 있다.
투광성 부재 (3) 는, 오목부 (23a) 내에 형성되어 발광 소자 (1) 를 피복한다. 투광성 부재 (3) 는, 광 확산제 (4) 를 함유하고, 투광성 부재 (3) 의 표면은, 광 확산제 (4) 에서 기인하여 형성된 요철을 갖는다. 투광성 부재 (3) 의 표면이 요철을 갖는 경우의 접촉 면적은, 투광성 부재 (3) 의 표면이 요철을 갖지 않는 경우, 요컨대 평평한 경우의 접촉 면적보다 작다. 따라서, 투광성 부재 (3) 는, 표면에 요철을 가짐으로써, 표면의 택성이 저감된다. 당해 요철은, 투광성 부재 (3) 의 표면의 전체 영역에 형성되는 것이 바람직하지만, 투광성 부재 (3) 의 표면의 일부 영역에 형성되어 있어도 된다. 투광성 부재 (3) 는, 상기 한 바와 같이, 그 표면 상태가, 소정 정도의 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 투광성 부재 (3) 의 표면 상태는, 광 확산제 (4) 를 첨가하는 것이, 표면이 거칠어, 요철이 형성되기 쉬워진다. 투광성 부재 (3) 의 표면의 요철 규정으로는, 투광성 부재 (3) 의 표면 조도가, 0.3 ㎛ 이상 0.6 ㎛ 이하가 바람직하다. 당해 범위로 함으로써 택성이 저감됨과 함께 전체 광속을 높일 수 있다. 또한, 투광성 부재 (3) 의 표면이란, 오목부 (23a) 의 저면 (23b) 에 대향하는 면으로, 기본적으로는 투광성 부재 (3) 의 상면을 가리키지만, 상면과 연속되는 투광성 부재 (3) 의 측면의 일부를 포함하고 있어도 된다.
도 1c 에 나타내는 바와 같이, 투광성 부재 (3) 의 표면은, 광 확산제 (4) 가 투광성 부재 (3) 로부터 노출되는 노출 부분 A 와, 투광성 부재 (3) 가 광 확산제 (4) 를 피복하는 피복 부분 B 를 갖는다. 투광성 부재 (3) 는, 반드시 모든 광 확산제 (4) 를 피복할 필요는 없고, 광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3) 의 표면이 요철을 갖도록, 투광성 부재 (3) 의 표면 부근에 배치되어 있으면 된다. 투광성 부재 (3) 는 광 확산제 (4) 와 비교하여 부드럽기 때문에, 투광성 부재 (3) 는 충격에 강하고, 또 광 확산제 (4) 는 노출 부분 A 에 있어서도 잘 파손되지 않는다. 또한, 노출 부분 A 에 있어서도, 피복 부분 B 에 있어서도, 적어도 광 확산제 (4) 의 일부는, 투광성 부재 (3) 에 매립되어 있다. 이 때문에, 경화된 실리콘 수지의 표면에, 나중에 미립자를 부착시킨 종래의 발광 장치와 비교하여, 실시형태에 관련된 발광 장치 (100) 는, 충격 등에 의한 미립자의 탈락, 파손이 잘 생기지 않는다.
투광성 부재 (3) 는, 양호한 투광성을 갖는 재료, 예를 들어 열경화성 수지, 열가소성 수지 등에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로는, 예를 들어 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 실리콘 하이브리드 수지, 에폭시 수지, 에폭시 변성 수지, 우레아 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르수지 또는 이들 수지를 1 종류 이상 포함하는 하이브리드 수지 등을 들 수 있다. 특히, 실리콘 수지 또는 그 변성 수지 혹은 하이브리드 수지는, 내열성 및 내광성이 우수하기 때문에 바람직하다. 투광성 부재 (3) 는, 투과율이 50 % 이상이면 되고, 바람직하게는 70 % 이상, 보다 바람직하게는 85 % 이상이다.
광 확산제 (4) 는, 중공의 미립자이다. 도 1a 에 있어서, 광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3) 의 표면에 균등하게 배치되어 나타나 있지만, 실제로는 투광성 부재 (3) 의 표면에 서로의 거리나 노출 상태가 랜덤하게 배치되어 있다. 그리고, 광 확산제 (4) 는, 일부가 투광성 부재 (3) 에 피복되고, 일부가 투광성 부재 (3) 로부터 노출된 상태로 형성되어 있다. 광 확산제 (4) 는, 입경이 50 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 입경이 65 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 광 확산제 (4) 는, 입경이 작으면 투광성 부재 (3) 중에서 잘 부상하지 않아 투광성 부재 (3) 의 택성을 증대시키기 쉽다. 또, 광 확산제 (4) 는, 입경이 크고 또한 중공의 체적이 작을수록, 투광성 부재 (3) 중에서 침강하기 쉽다. 따라서, 입경을 당해 범위로 함으로써, 투광성 부재 (3) 의 표면까지 광 확산제 (4) 를 부상시키기 쉽게 할 수 있다. 이로써, 투광성 부재 (3) 의 표면에 바람직한 요철을 형성할 수 있기 때문에, 투광성 부재 (3) 의 표면에 있어서 택성을 저감시킬 수 있다. 또한, 투광성 부재 (3) 의 택성을 저감시킴으로써, 예를 들어 공구 등에 발광 장치가 달라붙는, 반송 중에 복수의 발광 장치가 달라붙는 등에 의한 작업 정체를 억제할 수 있다.
광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3) 에 대한 부피 밀도 (또는 비중) 가 0.1 g/㎤ 이상 0.7 g/㎤ 이하인 것이 바람직하고, 투광성 부재 (3) 에 대한 부피 밀도가 0.1 g/㎤ 이상 0.2 g/㎤ 이하인 것이 보다 바람직하다. 광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3) 에 대한 부피 밀도가 작을수록 뜨기 쉽다. 또, 광 확산제 (4) 는, 부피 밀도가 지나치게 작으면, 투광성 부재 (3) 로의 분산 중에 떠버리거나, 또는 디스펜서 내에서 편재되는 등의 문제가 생겨 작업성이 악화된다. 부피 밀도를 당해 범위로 함으로써, 광 확산제 (4) 를 투광성 부재 (3) 중에 분산시킨 후에, 광 확산제 (4) 를 투광성 부재 (3) 의 표면까지 부상시킬 수 있기 때문에, 투광성 부재 (3) 의 표면에 요철을 형성하기 쉬워진다.
광 확산제 (4) 는, 형상이 구상인 것이 바람직하다. 광 확산제 (4) 가 구상임으로써, 투광성 부재 (3) 의 표면에는, 균일한 복수의 요철이 형성되기 쉬워진다. 광 확산제 (4) 는, 백색이고 중공인 미립자여도 되고, 주위의 재료와의 굴절률차에 의해, 산란이며 백색으로 보이는 투명하고 중공인 미립자여도 된다. 광 확산제 (4) 는, 발광 소자 (1) 가 발광하는 광을 산란시켜, 발광 장치 (100) 에 있어서의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3) 와의 굴절률차가 큰 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 광 확산제 (4) 의 재료로는, 예를 들어 중공 실리카, 중공 유리, 중공 세라믹, 플라이 애시, 시라스 벌룬, 중공 폴리머, 다공질 실리카, 다공질 폴리머 등을 포함하는 미분말 (중공 필러) 을 들 수 있다. 또한, 광 확산제 (4) 는, 이들 재료가 복수 혼합된 미분말 (중공 필러) 이어도 된다. 예를 들어, 투광성 부재 (3) 에 굴절률이 1.50 ∼ 1.55 인 실리콘 수지를 이용하고, 광 확산제 (4) 에 굴절률이 1.35 ∼ 1.45 인 중공 실리카를 사용함으로써, 발광 소자 (1) 등으로부터 외부로의 광 취출 효율을 높일 수 있다.
광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3) 에 대한 첨가량이, 0.2 부 이상 3 부 이하인 것이 바람직하고, 투광성 부재 (3) 에 대한 첨가량이, 0.2 부 이상 1.5 부 이하인 것이 보다 바람직하다. 광 확산제 (4) 는, 첨가량이 많을수록, 투광성 부재 (3) 의 택성을 저감시킬 수 있다. 또, 광 확산제 (4) 는, 첨가량이 지나치게 많으면, 투과율의 저하에서 기인하는 발광 장치의 광도 저하, 투광성 부재 (3) 의 택성이 증대하는 것에 의한 작업성의 악화 등을 일으킨다. 투광성 부재 (3) 에 대한 광 확산제 (4) 의 첨가량을 당해 범위로 함으로써, 발광 장치의 광도 저하를 일으키지 않고, 투광성 부재 (3) 의 표면에 적당한 요철을 형성하여, 투광성 부재 (3) 의 택성을 저감시킬 수 있다. 또한, 광 확산제 (4) 의 첨가량의 단위인 「부」란, 투광성 부재의 중량 100 g 에 대한 광 확산제 (4) 의 중량에 상당하는 것이다. 예를 들어, 광 확산제 (4) 의 첨가량이 50 부란, 투광성 부재 100 g 에 대하여, 광 확산제 (4) 의 첨가량이 50 g 인 것을 의미한다.
본 실시형태에 관련된 발광 장치 (100) 에 의하면, 본래 배광을 제어하기 위해서 투광성 부재 (3) 에 첨가되는 광 확산제 (4) 를 이용하고, 당해 광 확산제 (4) 의 입경, 부피 밀도, 첨가량 등을 적절히 조정함으로써, 투광성 부재 (3) 의 표면에 요철을 형성한다. 이로써, 투광성 부재 (3) 의 택성을 저감시킨 발광 장치 (100) 를 실현할 수 있다. 또, 투광성 부재 (3) 의 표면에 형성되는 요철로, 외광을 효과적으로 산란시켜, 발광면에 있어서의 색미가 균일한 발광 장치 (100) 를 실현할 수 있다.
≪발광 장치의 제조 방법≫
다음으로, 도 2 및 도 3a ∼ 도 3e 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 일부의 공정은, 순서가 한정되는 것은 아니며, 순서가 전후되어도 된다.
도 2 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법은, 발광 소자 실장 공정 S21 과, 수지 충전 공정 S22 와, 광 확산제 부상 공정 S23 과, 수지 경화 공정 S24 를 포함한다.
도 3a 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자 실장 공정을 나타내는 단면도이다. 도 3b 및 도 3c 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 수지 충전 공정을 나타내는 단면도이다. 도 3d 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 광 확산제 부상 공정을 나타내는 단면도이다. 도 3e 는 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 수지 경화 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3a 에 나타내는 바와 같이, 발광 소자 실장 공정 S21 은, 기판 (2) 의 오목부 (23a) 에, 발광 소자 (1) 를 실장하는 공정이다. 발광 소자 실장 공정 S21 에 있어서, 발광 소자 (1) 는, 기판 (2) 에 실장되어, 와이어 혹은 범프에 의해, 배선 (5) 과 전기적으로 접속된다.
도 3b 에 나타내는 바와 같이, 수지 충전 공정 S22 는, 기판 (2) 의 오목부 (23a) 에, 투광성 부재 (3) 가 되는 실리콘 수지를 주입하여 충전하는 공정이다. 수지 충전 공정 S22 에 있어서, 미리 광 확산제 (4) 가 실리콘 수지에 첨가되고, 실리콘 수지 중에서, 광 확산제 (4) 는 균일하게 분산되어 있다. 당해 실리콘 수지는, 예를 들어 디스펜서를 사용한 폿팅법 등에 의해, 기판 (2) 의 오목부 (23a) 내에 적하된다.
도 3c 에 나타내는 바와 같이, 수지 충전 공정 S22 에 있어서, 광 확산제 (4) 가 첨가된 실리콘 수지는, 오목부 (23a) 의 최상면까지 충전된다. 소정의 입경, 부피 밀도, 첨가량을 갖는 광 확산제 (4) 를 사용함으로써, 다음 공정 S23 에 있어서, 실리콘 수지의 택성 증대를 방지하면서, 광 확산제 (4) 를 실리콘 수지 중에 균일하게 분산시킨 후에, 실리콘 수지의 표면 부근까지 광 확산제 (4) 를 부상시키는 것이 가능해진다.
도 3d 에 나타내는 바와 같이, 광 확산제 부상 공정 S23 은, 실리콘 수지의 표면까지, 광 확산제 (4) 를 부상시키는 공정이다. 광 확산제 부상 공정 S23 에 있어서, 광 확산제 (4) 가 균일하게 분산된 실리콘 수지는, 40 ℃ 에서 12 시간 방치된다. 광 확산제 (4) 는, 실리콘 수지와 비교하여 가볍기 때문에, 또 상기한 입경 등의 조정이 행해지고 있기 때문에, 시간의 경과와 함께, 미경화의 실리콘 수지 중을 서서히 부상하여 (도 3d 의 화살표 참조), 최종적으로는 실리콘 수지의 표면 부근까지 부상한다. 이로써, 실리콘 수지의 표면에는, 광 확산제 (4) 의 형상에서 기인하는 요철이 형성된다.
도 3e 에 나타내는 바와 같이, 수지 경화 공정 S24 는, 실리콘 수지를 경화시키는 공정이다. 수지 경화 공정 S24 에 있어서, 실리콘 수지는, 150 ℃ 에서 4 시간 가열된다. 실리콘 수지가 가열에 의해 경화됨으로써, 실리콘 수지의 표면 부근까지 부상한 광 확산제 (4) 는, 실리콘 수지의 표면 부근에 고정되고, 실리콘 수지의 표면에는 요철이 형성된다. 또한, 실리콘 수지의 표면에, 택성을 저감시키기 위한 요철을 형성하기 때문에, 가열 온도는, 150 ℃ 근방으로 조정되는 것이 바람직하다.
이상, 설명한 바와 같이 상기 서술한 각 공정을 실시함으로써, 발광 장치 (100) 가 제조된다. 또한, 상기 서술한 각 공정에서는, 1 개의 발광 장치 (100) 에 대하여 설명했지만, 실제는 기판 (2) 이 연속된 상태로 복수의 발광 장치 (100) 가 한 번에 형성된 후, 개편화되어, 하나 하나의 발광 장치 (100) 로 분리되게 된다.
본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 입경, 부피 밀도, 첨가량 등을 적절히 조정함으로써, 광 확산제 (4) 를, 실리콘 수지의 표면 부근까지 부상시켜, 실리콘 수지의 표면에, 광 확산제 (4) 에서 기인하는 요철을 형성한다. 이로써, 실리콘 수지의 택성을 저감시킨 발광 장치의 제조 방법으로 할 수 있다. 또, 광 확산제 (4) 의 적어도 일부가 실리콘 수지에 매립되어 있기 때문에, 충격 등에 의해 광 확산제 (4) 가 탈락되지 않는 발광 장치의 제조 방법으로 할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 경화 수지의 표면에, 저점 탄성 재료를 하드 코트하는, 이형용 코팅제를 분무하는 등의 처리를 실시함으로써, 택성을 저감시키는 종래의 방법과 비교하여, 공정을 간략화하여, 공정 수를 삭감할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 실리콘 수지와 광 확산제를 일체로 하면서, 수지 표면에 요철을 형성하고 있다. 이 때문에, 종래와 같이, 코팅층과 수지층 사이에 형성되는 계면에 의해, 광 취출 효율이 저하되는 등의 문제가 생기는 것을 최소한으로 하여, 실리콘 수지의 택성을 저감시킬 수 있다.
또한, 발광 장치에서는, 투광성 부재 (3) 에 형광체 (6) 를 광 확산제 (4) 와 함께 함유해도 된다. 이하에, 도 4a 및 도 4b 를 참조하여 발광 장치 (100A) 에 대하여 설명한다. 또한, 이미 설명한 구성은 동일한 부호를 부여하여 적절히 설명을 생략한다. 도 4a 는 본 실시형태에 관련된 다른 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 또, 도 4b 는 도 4a 의 IVB-IVB 에 있어서의 발광 장치의 단면도이다.
발광 장치 (100A) 는, 기판 (2) 에 형성한 발광 소자 (1) 와, 발광 소자 (1) 를 피복하는 투광성 부재 (3A) 와, 투광성 부재 (3A) 에 함유되는 광 확산제 (4) 및 형광체 (파장 변환 물질) (6) 을 구비하고 있다. 그리고, 발광 장치 (100A) 는, 투광성 부재 (3A) 에 있어서의 광 확산제 (4) 의 정렬 상태는, 이웃하는 열의 광 확산제 (4) 가 다음 열의 광 확산제 (4) 의 사이에 위치하여 간극없이 간격을 매립한 상태가 되는 경우나 (도 4a 참조), 이미 설명한 바와 같이 광 확산제 (4) 가 서로 이웃하는 경우 (도 1a 참조), 혹은 그 양자가 혼재하는 경우도 있다.
(형광체)
형광체 (6) 는, 발광 소자 (1) 로부터의 광을 흡수하여 상이한 파장의 광으로 파장 변환하는 것이면 된다. 예를 들어, 세륨으로 부활된 이트륨·알루미늄·가닛 (YAG : Ce) 계 형광체, 세륨으로 부활된 루테튬·알루미늄·가닛 (LAG : Ce), 유로퓸 및/또는 크롬으로 부활된 질소 함유 알루미노규산칼슘 (CaO-Al2O3-SiO2 : Eu, Cr) 계 형광체, 유로퓸으로 부활된 실리케이트 ((Sr, Ba)2SiO4 : Eu) 계 형광체, β 사이알론 형광체, CaAlSiN3 : Eu(CASN) 계나 (Sr, Ca)AlSiN3 : Eu(SCASN) 계 형광체 등의 질화물계 형광체, K2SiF6 : Mn(KSF) 계 형광체, 황화물계 형광체 등을 들 수 있다. 이로써, 가시 파장의 일차 광 및 이차 광의 혼색광 (예를 들어, 백색계) 을 출사하는 발광 장치, 혹은 자외광의 일차 광에 여기되어 가시 파장의 이차 광을 출사하는 발광 장치로 할 수 있다. 형광체 (6) 는, 복수 종류의 형광체를 조합하여 사용해도 된다. 원하는 색조에 적합한 조합이나 배합비로 사용하여, 연색성이나 색재현성을 조정할 수도 있다. 또 투광성 부재 (3A) 중에 있어서의 발광 소자 (1) 측 형광체 (6) 의 입자수 밀도는, 투광성 부재 (3A) 중에 있어서의 투광성 부재 (3A) 의 표면측 형광체 (6) 의 입자수 밀도보다 높게 하는 것이 바람직하다. 발광 소자 (1) 측 형광체 (6) 의 입자수 밀도를 높게 함으로써, 파장 변환율을 높일 수 있어, 원하는 색도를 달성하는 데에 필요한 형광체 (6) 의 첨가량을 적게 할 수 있다.
형광체 (6) 의 비중은, 투광성 부재 (3A) 에 대한 비중차가 0.5 g/㎤ 이상 10 g/㎤ 이하인 것이 바람직하고, 또한 투광성 부재 (3A) 에 대한 비중차가 1 g/㎤ 이상 6 g/㎤ 이하인 것이 보다 바람직하다. 형광체 (6) 는, 투광성 부재 (3A) 중에 분산시킨 후, 기판 (2) 의 오목부 (23a) 내에 충전함으로써, 형광체 (6) 를 침강시킨다. 이 때 형광체 (6) 의 비중을 당해 범위로 조정함으로써, 분산성이 양호해지고, 또한 침강도 신속하게 행해지기 때문에, 투광성 부재 (3A) 중에 있어서의 발광 소자 (1) 측의 형광체 (6) 의 입자수 밀도를 높게 할 수 있어, 파장 변환율을 높일 수 있다.
형광체 (6) 는, 그 침강과 광 확산제 (중공 필러) (4) 의 부상 관계에 대하여, 도 5a 및 도 5b 를 참조하여 설명한다. 도 5a 는 본 실시형태에 관련된 다른 발광 장치의 제조 방법에 있어서 형광체 및 광 확산제를 투광성 부재에 함유하는 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또, 도 5b 는 본 실시형태에 관련된 다른 발광 장치의 제조 방법에 있어서 형광체가 침강하여 광 확산제가 부상한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
형광체 (6) 및 광 확산제 (4) 는, 실리콘 수지에 함유하여 오목부 (23a) 내에 충전된다. 또한, 소정 시간 대기시킴으로써, 투광성 부재 (3A) 인 실리콘 수지와 광 확산제 (4) 의 비중차에 의해, 광 확산제 (4) 는 부상하고, 투광성 부재 (3A) 와 형광체 (6) 의 비중차에 의해, 형광체 (6) 는 침강한다. 그리고, 발광면의 표면의 광 확산제 (4) 의 입자수 밀도는 형광체 (6) 보다 높아진다. 또, 발광 소자 (1) 측의 형광체 (6) 의 입자수 밀도는 광 확산제 (4) 보다 높아진다. 또한, 이미 설명한 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 도 3b 내지 도 3e 와 동일한 공정이며, 충전되는 실리콘 수지 (투광성 부재 (3A)) 가 광 확산제 (4) 및 형광체 (6) 를 함유하고 있게 된다. 또, 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 다른 공정은 동일하다.
또한, 투광성 부재 (3A) 의 비중은 1.1 ∼ 1.5 g/㎤ 이다. 투광성 부재 (3A) 와 형광체 (6) 의 관계는, 형광체 (6) 에 대한 비중차가 0.5 g/㎤ 이상 10 g/㎤ 이하인 것이 바람직하고, 형광체에 대한 비중차가 1 g/㎤ 이상 6 g/㎤ 이하인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 광 확산제 (4) 는, 투광성 부재 (3A) 에 대한 부피 밀도 (또는 비중) 가 0.1 g/㎤ 이상 0.7 g/㎤ 이하인 것이 바람직하고, 투광성 부재 (3A) 에 대한 부피 밀도가 0.1 g/㎤ 이상 0.2 g/㎤ 이하인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 투광성 부재 (3A) 의 표면에 있어서의 광 확산제 (4) 의 입자수 밀도는, 형광체 (6) 의 입자수 밀도보다 높다
본 개시에 관련된 발광 장치의 실시예에 대하여 이하에 설명한다. 또한, 본 개시에 관련된 발광 장치는, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
≪실시예 1, 2, 및, 비교예 1, 2≫
본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 의해, 발광 장치 (100) 를 제조하였다. 투광성 부재에 대한 광 확산제의 첨가량이 0.2 부인 발광 장치를, 실시예 1 로 하였다. 투광성 부재에 대한 광 확산제의 첨가량이 1.5 부인 발광 장치를, 실시예 2 로 하였다.
실시예 1 및 실시예 2 에 있어서의 각 구성 요소의 상세를, 이하에 나타낸다.
발광 소자 (1)
개수 : 1 개 실장
종류 : 발광 피크 파장이 455 ㎚ 인 청색 광을 발광한다
평면시에 있어서의 외형 치수 : 1 변 (세로 × 가로) 이 0.65 ㎜ 인 정방형
높이 : 200 ㎛
기판 (2)
재료 : 에폭시 수지 형번 : LUEL-300ME
평면시에 있어서의 외형 치수 : 1 변 (세로 × 가로) 이 3.0 ㎜ 인 정방형
평면시에 있어서의 내형 치수 : 1 변 (세로 × 가로) 이 2.6 ㎜ 인 정방형
높이 : 0.7 ㎜
형상 : 대략 직방체
투광성 부재 (3)
재료 : 메틸실리콘 수지 (상품명 OE-6351 「토레 다우코닝 (주)」)
평면시에 있어서의 외형 치수 : 1 변 (세로 × 가로) 이 2.6 ㎜ 인 정방형
두께 : 41 ㎛
경화 조건 : 40 ℃ × 12 hr + 150 ℃ × 4 hr
광 확산제 (4)
종류 : 중공 필러
평균 입경 : 65 ㎛
비중 : 0.13
형상 : 구상
실시예에 관련된 발광 장치와 비교하기 위해, 비교예에 관련된 발광 장치를 제조하였다. 투광성 부재에 대한 광 확산제의 첨가량이 0.1 부인 발광 장치를, 비교예 1 로 하였다. 투광성 부재에 광 확산제를 첨가하지 않은 발광 장치를, 비교예 2 로 하였다. 투광성 부재에 대한 광 확산제의 첨가량 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 형성하였다. 비교예 1 및 비교예 2 에 있어서의 각 구성 요소의 자세한 것은, 상기 서술한 대로이다. 또한, 투광성 부재에 광 확산제를 첨가하지 않은 발광 장치를, 비교예 2 로 하고 있기 때문에, 후술하는 표 1 에 있어서, 비교예 2 에 대응하는 입경 [㎛] 의 란은, 공백으로 되어 있다.
실시예 1, 2 에 관련된 발광 장치 및 비교예 1, 2 에 관련된 발광 장치에 대하여, 이하의 실험을 실시하였다.
달라붙음 시험
실시예 1, 2, 및 비교예 1, 2 의 발광 장치는, 각각 IC 팩에 복수 투입하고, IC 팩을 볼 밀 상에서 회전시키기 위한 원통상의 용기에 넣어, 정전기를 제거한다. 또한, 정전기가 제거되고 IC 팩에 넣은 채로의 실시예 1, 2, 및 비교예 1, 2 의 발광 장치는, 원통상의 용기째 볼 밀로 회전시킨 후, 용기에서 IC 팩을 꺼내고, 다시 IC 팩에서 각 발광 장치를 꺼내어, 각 발광 장치가 서로 달라붙어 있는 달라붙음 개수가 측정된다.
제전 : 2 분간
볼 밀 : 5 분간
방사속의 측정
실시예 1, 2, 및 비교예 1, 2 에 대하여, 분광기를 사용하여, 방사속의 측정을 실시하였다.
롤링볼 택 시험
수지판 (경사판) 상에서 볼을 굴려, 볼이 구르기 시작한 위치로부터 볼이 정지한 위치까지의 거리 (정지 거리) 를 측정하였다. 수지판의 택성이 클수록, 정지 거리가 짧아지고, 수지판의 택성이 작을수록, 정지 거리가 길어진다. 따라서, 당해 정지 거리를 측정함으로써, 수지판의 택성을 평가하였다. 수지판은, 실시예 1, 2, 및 비교예 1, 2 의 각각이 형성하는 투광성 부재의 재료와 동일하게 형성하였다.
볼 : 폴리아미드 66 (PA66)
경사판 각도 : 5°
조주 (助走) 거리 : 2 ㎝
수지판의 크기 : 140 ㎜ × 70 ㎜ × 3 t㎜
평가 결과를, 표 1 에 나타낸다.
표 1 은, 각 실시예 1, 2, 및 비교예 1, 2 에 있어서의, 첨가량 [phr (부)], 입경 [㎛], 비중 [g/㎤], 달라붙음 발생률 [%], 방사속 [W] 을 정리한 표이다. 달라붙음 발생률이란, IC 팩에서 꺼낸 각 발광 장치가 서로 달라붙어 있는 상태의 달라붙음 개수를, 발광 장치 전체의 개수로 나누어, 100 을 곱한 값이다. 또한, 달라붙음 개수란, 볼 밀로 회전시킨 직후에 있어서, 서로 달라붙어 있던 발광 장치의 개수를 나타내고 있고, 시간 경과에 수반하여, 이간된 발광 장치의 개수도 포함하고 있다. 또, 방사속이란, 단위 시간 내에, 소정 면을 통과하는 방사 에너지의 값이다.
Figure pat00001
이 결과로부터, 달라붙음 발생률은, 실시예 1 및 2 에서는, 80 % 이하였지만, 비교예 1 및 2 에서는, 90 % 이상이었다. 특히, 달라붙음 발생률은, 실시예 2 에서는, 0 % 였다. 또, 방사속은, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 모두 큰 차이는 없었지만, 실시예 1 에 있어서의 방사속은, 비교예 2 에 있어서의 방사속보다 컸다.
따라서, 실리콘 수지에, 입경이 50 ㎛ 이상인 광 확산제를 0.2 부 이상 첨가함으로써, 발광 장치에 있어서의 택성을 저감시킬 수 있다. 또, 실리콘 수지에 광 확산제를 1.5 부 첨가함으로써, 발광 장치에 있어서의 택성을 완전히 제거할 수 있다. 또, 실리콘 수지에 대한 광 확산제의 부피 밀도는, 0.1 g/㎤ 이상 0.2 g /㎤ 이하의 범위가 바람직하다. 또한, 투광성 부재 (3) 의 표면의 요철은, 택성 저감에 효과가 있었던 크기의 광 확산제 (4) 를 사용했을 때의 표면 조도로서 Ra = 0.37 ㎛ 였다. 그 때문에, 택성에 유효하고 또한 광 확산제 (4) 의 부력을 고려하면, 표면 조도가 0.3 ㎛ 이상이고 0.6 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 실리콘 수지에 광 확산제를 0.2 부 첨가한 발광 장치는, 실리콘 수지에 광 확산제를 첨가하지 않은 발광 장치와 비교하여, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 실리콘 수지에 광 확산제를 1.5 부까지 첨가해도, 발광 장치에 있어서의 광 취출 효율을 대체로 유지할 수 있다. 또, 실리콘 수지에 대한 광 확산제의 첨가량은, 0.2 부 이상 1.5 부 이하의 범위가 바람직하다.
도 6 은 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 에 있어서의, 달라붙음 발생률 [%], 정지 거리 [㎝] 의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6 에 있어서의 우측의 세로축은, 달라붙음 발생률 [%] 을 나타내고, 좌측의 세로축은, 정지 거리 [㎝] 를 나타낸다.
도 6 에 있어서, 반송성 OK 라인이란, 발광 장치 샘플이 반송될 때, 실리콘 수지의 택성에 의해 작업 정체 등이 발생하지 않고, 실리콘 수지의 택성이 충분히 저감되어 있는 라인을 나타내고 있다. 즉, 달라붙음 발생률 [%] 은, 당해 라인의 값 (89 %) 보다 작으면 반송성이 양호하고, 정지 거리 [㎝] 는, 당해 라인의 값 (12 ㎝) 보다 크면, 반송성이 양호하다.
이 결과로부터, 정지 거리는, 실시예 1 및 2 에서는, 14 ㎝ 이상이었지만, 비교예 1 에서는, 8.8 ㎝, 비교예 2 에서는, 3.8 ㎝ 였다. 즉, 실시예 1 및 2 는, 반송성 OK 라인의 값보다 컸지만, 비교예 1 및 2 는, 반송성 OK 라인의 값보다 작았다. 또, 달라붙음 발생률은, 실시예 1 에서는 80 %, 실시예 2 에서는 0 %, 비교예 1 에서는 90 %, 비교예 2 에서는 98 % 였다. 즉, 실시예 1 및 2 는, 반송성 OK 라인의 값보다 작았지만, 비교예 1 및 2 는, 반송성 OK 라인의 값보다 컸다.
따라서, 실리콘 수지에, 입경이 50 ㎛ 이상인 광 확산제를 0.2 부 이상 첨가함으로써, 발광 장치에 있어서의 택성을 저감시킬 수 있어, 실리콘 수지의 택성에 의해 작업 정체 등이 발생하지 않는다. 또, 광 확산제의 첨가량이 많을수록, 발광 장치에 있어서의 택성을 저감시킬 수 있다. 또, 광 확산제는, 입경이 65 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 범위가 바람직하다.
또한, 상기한 표 1 에서 나타내는 비교예 1, 2 및 실시예 1, 2 의 상태로 형성한 발광 장치의 평면으로부터의 사진을 도 7 로서 나타낸다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 본 개시에 관련된 발광 장치의 실시예 1, 2 에서는, 표면의 광범위에 요철이 형성되어 있기 때문에, 택성이 낮다는 점에서, 작업성이 우수하다. 또, 비교예 1, 2 의 표면 상태를 관찰하면, 표면의 일부분에밖에 요철이 형성되어 있지 않기 때문에, 본 실시예와 같은 저택성을 발휘할 수 없다.
≪실시예 3 및 비교예 3≫
본 실시형태에 관련된 발광 장치의 제조 방법에 의해, 발광 장치 (100) 를 제조하였다. 실시예 3 에 관련된 발광 장치는, 투광성 부재에 대한 광 확산제의 첨가량이 3 부이며, 또한 발광색 5000K, 색도 좌표 : (0.347, 0.371) 가 얻어지도록 형광체를 첨가하였다. 실시예 3 은, 투광성 부재에 대한 광 확산제의 첨가량 및 형광체의 첨가 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 형성하였다.
비교예 3 에 관련된 발광 장치는, 투광성 부재에 광 확산제를 첨가하지 않고, 발광색 5000K, 색도 좌표 : (0.347, 0.371) 가 얻어지도록 형광체를 첨가하였다. 비교예 3 은, 투광성 부재에 대한 형광체의 첨가 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 형성하였다.
실시예 3 에 관련된 발광 장치 및 비교예 3 에 관련된 발광 장치에 대하여, 이하의 실험을 실시하였다.
실시예 3 및 비교예 3 에 대하여, 고속 측색 분광 광도계 (상품명 「CMS-35PS」, (주) 무라카미 색채 기술 연구소 제조) 를 사용하여, 물체색의 측정을 실시하였다.
물체색의 색도 좌표는, 실시예 3 에서는, (0.356, 0.361) 이었지만, 비교예 3 에서는, (0.456, 0.489) 였다. 즉, 비교예 3 에서는, 발광색이 백색이었던 것에 비하여, 물체색에서는 황색이었다. 이것은 형광체의 색이 보이고 있기 때문이다. 그에 비하여, 실시예 3 에서는, 발광색도 물체색도 모두 백색이었다.
따라서, 투광성 부재에 광 확산제가 첨가된 발광 장치와, 투광성 부재에 광 확산제가 첨가되지 않은 발광 장치에서는, 동일한 발광색이면서 외관의 색미는 상이하다. 요컨대, 투광성 부재의 표면에 형성되는 입경이 50 ㎛ 이상인 광 확산제에서 기인하는 요철에 의해 외광을 산란시킬 수 있다.
또, 투광성 부재에 광 확산제가 첨가되지 않은 발광 장치는, 형광체가 존재하는 지점이, 진한 색으로 보여 눈에 띄었지만, 투광성 부재에 광 확산제가 첨가된 발광 장치는, 발광면의 색미가 백색화되어, 형광체가 존재하는 지점이, 눈에 띄지 않았다. 즉, 투광성 부재의 표면에 형성되는 요철에 의해 발광 장치의 외관을 백색화시켜, 발광면에 있어서의 색미를 균일하게 할 수 있다.
이상, 발명을 실시하기 위한 형태에 의해 구체적으로 설명했지만, 본 발명의 취지는 이들의 기재에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위의 기재에 기초하여 넓게 해석되어야 한다. 또, 이들의 기재에 기초하여 다양한 변경, 개변 등을 한 것도 본 발명의 취지에 포함되는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 각 실시형태 등에 의해 설명한 광 확산제 (4) 는, 중공 필러, 미분말 혹은 미립자와 동등한 의미로서 사용하고 있다.
본 개시의 실시형태에 관련된 발광 장치는, 조명이나 액정 패널의 백라이트 등에 이용할 수 있다.
1 발광 소자
2 기판
3, 3A 투광성 부재
4 광 확산제
5 배선
6 형광체
23a 오목부
23b 저면
100, 100A 발광 장치
A 노출 부분
B 피복 부분

Claims (12)

  1. 발광 소자와,
    상기 발광 소자를 피복하는 투광성 부재와,
    상기 투광성 부재에 함유되는 광 확산제를 구비하고,
    상기 광 확산제는, 중공 또한 입경이 50 ㎛ 이상이며,
    상기 투광성 부재의 표면은, 상기 광 확산제에서 기인하는 요철을 갖는, 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투광성 부재의 표면의 요철은, 상기 광 확산제가 상기 투광성 부재로부터 노출 또는 피복된 상태인, 발광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 확산제는, 입경이 65 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인, 발광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 확산제를 함유하는 상기 투광성 부재는, 부피 밀도가 0.1 g/㎤ 이상 0.7 g/㎤ 이하인, 발광 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 확산제를 함유하는 상기 투광성 부재는, 부피 밀도가 0.1 g/㎤ 이상 0.2 g/㎤ 이하인, 발광 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오목부를 갖는 기판을 구비하고,
    상기 발광 소자는, 상기 오목부의 저면에 형성되고,
    상기 투광성 부재는, 상기 오목부 내에 형성되어, 상기 발광 소자를 피복하는, 발광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 부재는 실리콘 수지인, 발광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 부재는 추가로 형광체를 함유하는, 발광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 형광체는, 상기 투광성 부재에 대한 비중차가 0.5 g/㎤ 이상 10 g/㎤ 이하인, 발광 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광 소자의 표면에 있어서의 광 확산제의 입자수 밀도는, 상기 형광체의 입자수 밀도보다 높은, 발광 장치.
  11. 기판의 오목부에, 발광 소자를 실장하는 공정과,
    상기 오목부에, 중공 또한 입경이 50 ㎛ 이상인 광 확산제가 함유된 실리콘 수지를 주입하는 공정과,
    주입한 상기 실리콘 수지의 표면까지, 상기 광 확산제를 부상시키는 공정과,
    상기 실리콘 수지를 경화시키는 공정을 포함하는, 발광 장치의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 실리콘 수지를 주입하는 공정에서는, 상기 광 확산제와 함께 상기 실리콘 수지와의 비중차가 0.5 g/㎤ 이상 10 g/㎤ 이하인 형광체를 함유시킨 실리콘 수지를 주입하는, 발광 장치의 제조 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111712555B (zh) * 2018-02-12 2023-06-09 昕诺飞控股有限公司 照明装置、灯具和提供聚合物主体基质元件的方法
DE102019108560A1 (de) * 2019-04-02 2020-10-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
CN115663098A (zh) * 2022-11-04 2023-01-31 芜湖聚飞光电科技有限公司 一种led发光装置及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4167717B1 (ja) * 2007-11-21 2008-10-22 E&E Japan株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2009141051A (ja) 2007-12-05 2009-06-25 Stanley Electric Co Ltd シリコーン樹脂を用いた発光ダイオード装置
US20100140638A1 (en) * 2006-11-15 2010-06-10 Hitachi Chemical Co., Ltd. Thermosetting resin composition for light reflection, method for manufacturing the resin composition and optical semiconductor element mounting substrate and optical semiconductor device using the resin composition
US20120161621A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-28 Nichia Corporation Light emitting device
JP2016212269A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 株式会社ダイセル 反射防止材

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03206673A (ja) 1990-01-08 1991-09-10 Seiwa Denki Kk 発光ダイオード素子およびその製造方法
WO1999050915A1 (fr) 1998-03-27 1999-10-07 Yoshio Takada Emetteur de lumiere
JP4743927B2 (ja) 1998-03-27 2011-08-10 吉雄 高田 発光体
JP3690968B2 (ja) 1999-06-30 2005-08-31 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその形成方法
JP4066620B2 (ja) 2000-07-21 2008-03-26 日亜化学工業株式会社 発光素子、および発光素子を配置した表示装置ならびに表示装置の製造方法
JP2002141557A (ja) 2000-10-30 2002-05-17 Kojima Press Co Ltd 封止樹脂に光拡散素子を混入したled
JP4452464B2 (ja) 2003-08-08 2010-04-21 スタンレー電気株式会社 発光ダイオード
TW200617532A (en) * 2004-10-01 2006-06-01 Samsung Electronics Co Ltd Optical film, backlight assembly having the same and display device having the same
JP2007036030A (ja) 2005-07-28 2007-02-08 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びその製造方法
JP4937845B2 (ja) 2006-08-03 2012-05-23 日立マクセル株式会社 照明装置および表示装置
JP2008146021A (ja) * 2006-09-08 2008-06-26 Fujifilm Corp 光学フィルム
JP4840105B2 (ja) * 2006-11-29 2011-12-21 凸版印刷株式会社 内面拡散体及びこれを備える偏光板並びに液晶表示装置
TW200921929A (en) * 2007-11-02 2009-05-16 Innolux Display Corp Light emitting diode
JP2011209658A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Fujifilm Corp Led照明用光拡散フィルム
WO2013157310A1 (ja) 2012-04-17 2013-10-24 シャープ株式会社 発光装置及びその製造方法
DE102012206646B4 (de) * 2012-04-23 2024-01-25 Osram Gmbh Leuchtvorrichtung mit LED-Chip und Vergussmasse und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung
JP2013232479A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Toshiba Corp 半導体発光装置
US9728685B2 (en) * 2013-02-28 2017-08-08 Nichia Corporation Light emitting device and lighting device including same
JP6107510B2 (ja) * 2013-07-25 2017-04-05 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP6571403B2 (ja) * 2014-06-30 2019-09-04 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. シリカ膜、光学部材および偏光部材
JP2016021435A (ja) 2014-07-11 2016-02-04 株式会社小糸製作所 発光モジュール
JP5843024B1 (ja) 2014-08-22 2016-01-13 大日本印刷株式会社 表示装置
WO2016056727A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Lg Electronics Inc. Light emitting device package and method of fabricating the same
US10062660B2 (en) * 2015-03-04 2018-08-28 Trillion Science, Inc. Anisotropic conductive film including a reflective layer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100140638A1 (en) * 2006-11-15 2010-06-10 Hitachi Chemical Co., Ltd. Thermosetting resin composition for light reflection, method for manufacturing the resin composition and optical semiconductor element mounting substrate and optical semiconductor device using the resin composition
JP4167717B1 (ja) * 2007-11-21 2008-10-22 E&E Japan株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2009141051A (ja) 2007-12-05 2009-06-25 Stanley Electric Co Ltd シリコーン樹脂を用いた発光ダイオード装置
US20120161621A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-28 Nichia Corporation Light emitting device
JP2012151466A (ja) * 2010-12-28 2012-08-09 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2016212269A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 株式会社ダイセル 反射防止材

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Publication number Publication date
CN109037419A (zh) 2018-12-18
KR102530124B1 (ko) 2023-05-08
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