JP2007299981A - Light emitting element, sealing composition thereof, and optical semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子封止用組成物及び発光素子並びに光半導体装置に関し、更に詳しくは、封止材としての透明性を維持するとともに、屈折率及び機械的特性を向上させることが可能な発光素子封止用組成物、及び、この発光素子封止用組成物により光の透過領域を封止することで光取り出し効率を向上させ、よって、高い発光輝度を得ることが可能な発光素子、並びに、この発光素子を備えた光半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a composition for sealing a light-emitting element, a light-emitting element, and an optical semiconductor device. More specifically, the light-emitting capable of maintaining the transparency as a sealing material and improving the refractive index and mechanical characteristics. An element sealing composition, a light emitting element capable of improving light extraction efficiency by sealing a light transmission region with the light emitting element sealing composition, and thus obtaining high emission luminance, and The present invention relates to an optical semiconductor device provided with the light emitting element.
従来、ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等に用いられる光ピックアップ等の光半導体装置、各種ディスプレイ装置、表示用機器等における発光素子としては、順バイアスされたｐｎ接合域を発光領域とし、この発光領域にて電子とホールとが再結合することにより可視光領域、紫外領域または赤外領域の光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）が広く利用されている。
この発光ダイオードは、窒化ガリウム系化合物半導体等を積層してなるＬＥＤチップをリードフレームに搭載し、このＬＥＤチップとリードフレームとを電気的に接続し、このＬＥＤチップを保護機能およびレンズ機能を兼ねた樹脂により封止している。
Conventionally, as a light emitting element in an optical semiconductor device such as an optical pickup used in CD, CD-ROM, CD-Video, MO, CD-R, DVD, etc., various display devices, display devices, etc., forward-biased pn A light emitting diode (LED) that emits light in the visible light region, ultraviolet region, or infrared region by recombining electrons and holes in the light emitting region is used widely. ing.
In this light emitting diode, an LED chip formed by laminating a gallium nitride compound semiconductor is mounted on a lead frame, the LED chip and the lead frame are electrically connected, and the LED chip serves as a protection function and a lens function. Sealed with resin.
この発光ダイオードでは、発光層に窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体を用いた場合の発光層の光学的な屈折率は２程度である。
また、封止に用いられる樹脂としては、透明性、機械的強度、靭性等が要求されることから、これらの要求に適した樹脂として屈折率が１．４程度のシリコーン樹脂等が広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
In addition, since the resin used for sealing requires transparency, mechanical strength, toughness, etc., a silicone resin having a refractive index of about 1.4 is widely used as a resin suitable for these requirements. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
ところで、従来の発光ダイオードでは、封止樹脂に屈折率が１．４程度のシリコーン樹脂等を用いているために、発光層の屈折率の方がシリコーン樹脂の屈折率より大きく、このため、発光層から放出される光が臨界角より小さな角度でシリコーン樹脂に入射すると、シリコーン樹脂との界面で全反射してしまうという問題点があった。このような全反射が生じた場合、光の取り出し効率が低下し、その結果、発光ダイオードの発光輝度が低下することとなる。
また、封止樹脂の靭性が低い場合には、例えば、ＬＥＤパッケージをプリント基板等に実装する際に、はんだリフロー時にクラックが発生する等の問題点があった。
By the way, in the conventional light emitting diode, since the sealing resin uses a silicone resin having a refractive index of about 1.4, the refractive index of the light emitting layer is larger than the refractive index of the silicone resin. When light emitted from the layer is incident on the silicone resin at an angle smaller than the critical angle, there is a problem that total reflection occurs at the interface with the silicone resin. When such total reflection occurs, the light extraction efficiency decreases, and as a result, the light emission luminance of the light emitting diode decreases.
In addition, when the toughness of the sealing resin is low, for example, when the LED package is mounted on a printed circuit board or the like, there is a problem that a crack occurs during solder reflow.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、封止材としての透明性を維持するとともに、屈折率及び機械的特性を向上させることが可能な発光素子封止用組成物及び発光素子並びに光半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a composition for sealing a light-emitting element capable of maintaining the transparency as a sealing material and improving the refractive index and mechanical characteristics. It is an object to provide an object, a light emitting element, and an optical semiconductor device.
本発明者等は、無機フィラーとして屈折率が１．８以上の無機酸化物粒子に着目し、また、一次粒径が数μｍの粗大なものから数ｎｍの微細なものまでのいずれであっても凝集が激しく、樹脂中に混練しても数μｍの径の粗大粒の状態で存在し、封止材料の透明性が失われるという欠点を克服するために鋭意検討を重ねた結果、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上の無機酸化物粒子と、シリコーン樹脂とを含有する発光素子封止用組成物により発光素子の光透過領域を封止すれば、高光透過率、高屈折率、高い熱安定性、高硬度および耐候性を満足しつつ、発光素子の光取り出し効率を向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors pay attention to inorganic oxide particles having a refractive index of 1.8 or more as inorganic fillers, and any of coarse particles having a primary particle size of several μm to fine particles having a size of several nm. As a result of intensive investigations to overcome the disadvantage that the agglomeration is severe and exists in a coarse particle state with a diameter of several μm even when kneaded in the resin, the transparency of the sealing material is lost. If the light-transmitting region of the light-emitting element is sealed with a composition for sealing a light-emitting element containing inorganic oxide particles having a diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more, and a silicone resin, It has been found that the light extraction efficiency of the light emitting element can be improved while satisfying high light transmittance, high refractive index, high thermal stability, high hardness and weather resistance, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の発光素子封止用組成物は、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子と、シリコーン樹脂とを含有してなることを特徴とする。
前記無機酸化物粒子は、ジルコニア粒子であることが好ましい。
前記無機酸化物粒子の含有率は１重量％以上かつ８０重量％以下であることが好ましい。
That is, the composition for sealing a light emitting device of the present invention comprises inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more, and a silicone resin. It is characterized by.
The inorganic oxide particles are preferably zirconia particles.
The content of the inorganic oxide particles is preferably 1% by weight or more and 80% by weight or less.
本発明の発光素子は、少なくとも光透過領域を、本発明の発光素子封止用組成物により封止してなることを特徴とする。 The light emitting device of the present invention is characterized in that at least a light transmission region is sealed with the composition for sealing a light emitting device of the present invention.
本発明の光半導体装置は、本発明の発光素子を備えてなることを特徴とする。 The optical semiconductor device of the present invention comprises the light emitting element of the present invention.
本発明の発光素子封止用組成物によれば、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子と、シリコーン樹脂とを含有したので、透明性を維持することができ、屈折率及び機械的特性を向上させることができる。 According to the composition for sealing a light emitting device of the present invention, since the inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more and the silicone resin are contained, the composition is transparent. The refractive index and mechanical properties can be improved.
本発明の発光素子によれば、少なくとも光透過領域を本発明の発光素子封止用組成物により封止したので、この光透過領域の透明性を維持することができ、屈折率、熱安定性、硬度および耐候性を向上させることができる。
したがって、光取り出し効率を向上させることができ、高い発光輝度を得ることができ、さらには、長期に亘って信頼性を向上させることができる。
According to the light emitting device of the present invention, since at least the light transmitting region is sealed with the composition for sealing a light emitting device of the present invention, the transparency of the light transmitting region can be maintained, and the refractive index and thermal stability can be maintained. , Hardness and weather resistance can be improved.
Therefore, light extraction efficiency can be improved, high light emission luminance can be obtained, and further, reliability can be improved over a long period of time.
本発明の光半導体装置によれば、本発明の発光素子を備えたので、装置としての性能を向上させることができ、長期に亘って装置の信頼性を向上させることができる。 According to the optical semiconductor device of the present invention, since the light emitting element of the present invention is provided, the performance as the device can be improved, and the reliability of the device can be improved over a long period of time.
本発明の発光素子封止用組成物及び発光素子並びに光半導体装置を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
The best mode for carrying out the composition for sealing a light-emitting element, the light-emitting element, and the optical semiconductor device of the present invention will be described.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
図１は、本発明の一実施形態の発光ダイオード（ＬＥＤ：発光素子）を示す断面図である。
図において、１はＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるＬＥＤチップ、２はＬＥＤチップ１が搭載されるリードフレーム、３はリードフレーム２から外部へ引き出される外部端子、４はＬＥＤチップ１およびリードフレーム２を封止する保護機能およびレンズ機能を兼ねた封止材（発光素子封止用組成物）、５はＬＥＤチップ１およびリードフレーム２を収納するメタルケース、６は外部端子３を絶縁するための絶縁体、７はメタルケース５に形成された開口部である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting diode (LED: light emitting element) according to an embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is an LED chip made of a III-V group compound semiconductor, 2 is a lead frame on which the LED chip 1 is mounted, 3 is an external terminal drawn out from the
ＬＥＤチップ１は、サファイア等の結晶基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体を積層したチップである。
封止材４は、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子を透明なシリコーン樹脂中に分散した透明複合体である。
The LED chip 1 is a chip in which a group III-V compound semiconductor, for example, a gallium nitride compound semiconductor such as GaN, GaAlN, InGaN, or InAlGaN is stacked on a crystal substrate such as sapphire.
The sealing material 4 is a transparent composite in which inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more are dispersed in a transparent silicone resin.
屈折率が１．８以上の無機酸化物粒子としては、特に限定されないが、例えば、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｓｂ及びＧｅの群から選択される１種または２種以上を含有する酸化物粒子が挙げられる。この酸化物の具体例としては、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｏＯ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｔa２Ｏ５、ＷＯ３、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、アンチモン添加酸化スズ（ＡＴＯ：Antimony Tin Oxide）、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等が挙げられる。 The inorganic oxide particles having a refractive index of 1.8 or more are not particularly limited. For example, Zr, Ti, Sn, Si, Al, Fe, Cu, Zn, Y, Nb, Mo, In, Ta, W, Examples thereof include oxide particles containing one or more selected from the group of Pb, Bi, Ce, Sb and Ge. Specific examples of this oxide include ZrO 2 , TiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CuO, ZnO, Y 2 O 3 , Nb 2 O 5 , MoO 3 , In 2 O 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , PbO, Bi 2 O 3 , CeO 2 , Sb 2 O 5 , antimony-added tin oxide (ATO: Antimony Tin Oxide), tin-added indium oxide (ITO: Indium Tin Oxide), etc. .
ここで、無機酸化物粒子の分散粒径を１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下と限定した理由は、分散粒径が１ｎｍ未満であると、結晶性が乏しくなり、屈折率等の粒子特性を発現することが難しくなるからであり、一方、分散粒径が２０ｎｍを超えると、分散液や透明複合体とした場合に透明性が低下するからである。
このように、無機酸化物粒子はナノサイズの粒子であるから、樹脂と複合化した透明複合体においても、光散乱が小さく、複合体の透明性を維持することが可能である。
また、無機酸化物粒子の屈折率を１．８以上と限定した理由は、ＬＥＤ封止材として用いられる樹脂の屈折率が１．４程度であるため、添加による高屈折率化の効果を得るためには１．８以上の屈折率が必要となるからである。
Here, the reason why the dispersed particle diameter of the inorganic oxide particles is limited to 1 nm or more and 20 nm or less is that when the dispersed particle diameter is less than 1 nm, the crystallinity becomes poor and the particle characteristics such as refractive index are expressed. On the other hand, when the dispersed particle diameter exceeds 20 nm, the transparency is lowered in the case of a dispersion or a transparent composite.
As described above, since the inorganic oxide particles are nano-sized particles, light scattering is small even in a transparent composite combined with a resin, and the transparency of the composite can be maintained.
The reason why the refractive index of the inorganic oxide particles is limited to 1.8 or more is that the refractive index of the resin used as the LED sealing material is about 1.4, so that the effect of increasing the refractive index by addition is obtained. This is because a refractive index of 1.8 or more is required.
樹脂としては、ＬＥＤチップ１から放出される光、例えば、可視光線、近赤外線あるいは近紫外線等の所定の波長帯域の光に対して透明性を有する樹脂であればよく、熱可塑性、熱硬化性、可視光線や紫外線や赤外線等による光（電磁波）硬化性、電子線照射による電子線硬化性等の硬化性樹脂が好適に用いられる。
この樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、特に好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
The resin may be any resin that is transparent to light emitted from the LED chip 1, for example, light in a predetermined wavelength band such as visible light, near infrared light, or near ultraviolet light, and is thermoplastic and thermosetting. A curable resin such as light (electromagnetic wave) curable by visible light, ultraviolet light or infrared light, or electron beam curable by electron beam irradiation is preferably used.
Examples of this resin include a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, and the like, and a silicone resin is particularly preferable.
シリコーン樹脂は、少なくとも下記の（ａ）〜（ｃ）の成分から構成されることが好ましい。
（ａ）１分子中のケイ素原子に結合した官能基のうち少なくとも２つがアルケニル基であるオルガノポリシロキサン
（ｂ）１分子中のケイ素原子に結合した官能基のうち少なくとも２つが水素原子であるか、または分子鎖の両端が水素原子で封鎖された直鎖状のオルガノポリシロキサン
（ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒
The silicone resin is preferably composed of at least the following components (a) to (c).
(A) Organopolysiloxane in which at least two functional groups bonded to silicon atoms in one molecule are alkenyl groups (b) Whether at least two functional groups bonded to silicon atoms in one molecule are hydrogen atoms Or a linear organopolysiloxane (c) hydrosilylation catalyst in which both ends of the molecular chain are blocked with hydrogen atoms
（ａ）成分中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられ、特に、ビニル基が好ましい。
また、このアルケニル基以外のケイ素原子に結合した官能基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられ、特に、メチル基が好ましい。
(A) As an alkenyl group in a component, a vinyl group, an allyl group, a pentenyl group, a hexenyl group etc. are mentioned, Especially a vinyl group is preferable.
Examples of functional groups bonded to silicon atoms other than alkenyl groups include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl groups, aryl groups such as phenyl and tolyl groups, benzyl groups, and phenethyl groups. Examples thereof include an aralkyl group, and a methyl group is particularly preferable.
（ｂ）成分中の水素原子以外のケイ素原子に結合した官能基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられ、特に、メチル基が好ましい。
また、（ｂ）成分の含有量は、（ａ）成分に含まれている合計アルケニル基１モルに対して水素原子が０．１〜１０モルの範囲内となる量であることが好ましく、より好ましくは０．１〜５モルの範囲内となる量であり、さらに好ましくは０．５〜２モルの範囲内となる量である。
(B) Functional groups bonded to silicon atoms other than hydrogen atoms in the component include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group and butyl group, aryl groups such as phenyl group and tolyl group, benzyl group and phenethyl. And an aralkyl group such as a group, and a methyl group is particularly preferable.
In addition, the content of the component (b) is preferably an amount such that the hydrogen atoms are in the range of 0.1 to 10 mol with respect to 1 mol of the total alkenyl groups contained in the component (a). The amount is preferably in the range of 0.1 to 5 mol, and more preferably in the range of 0.5 to 2 mol.
（ｃ）成分のヒドロシリル化反応用触媒は、（ａ）成分中のアルケニル基と、（ｂ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子とのヒドロシリル化反応を促進するための触媒である。この様な触媒としては、例えば、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒等が挙げられ、特に、白金系触媒が好ましい。
この白金系触媒としては、白金微粉末、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金カルボニル錯体等が挙げられ、特に、塩化白金酸が好ましい。
The catalyst for hydrosilylation reaction of component (c) is a catalyst for promoting a hydrosilylation reaction between an alkenyl group in component (a) and a hydrogen atom bonded to a silicon atom in component (b). Examples of such a catalyst include a platinum-based catalyst, a rhodium-based catalyst, a palladium-based catalyst, and the like, and a platinum-based catalyst is particularly preferable.
Examples of the platinum-based catalyst include fine platinum powder, chloroplatinic acid, platinum-olefin complex, platinum carbonyl complex and the like, and chloroplatinic acid is particularly preferable.
また、（ｃ）成分の含有量は、本組成物の硬化を促進させることのできる量、すなわち（ａ）成分中のアルケニル基と（ｂ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子とのヒドロシリル化反応を促進させることのできる量であればよく、特に限定されることはないが、具体的には、本組成物に対して本成分中の金属原子が重量単位で０．０１〜５００ｐｐｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜５０ｐｐｍの範囲内である。 Further, the content of the component (c) is an amount capable of promoting the curing of the composition, that is, hydrosilyl of an alkenyl group in the component (a) and a hydrogen atom bonded to a silicon atom in the component (b). There is no particular limitation as long as it is an amount capable of promoting the chemical reaction, and specifically, the metal atom in the present component is 0.01 to 500 ppm by weight with respect to the present composition. It is preferably within the range, more preferably within the range of 0.01 to 50 ppm.
本成分中の金属原子の含有量を上記のように限定した理由は、含有量が０．０１ｐｐｍ未満であると、本組成物が十分に硬化しない虞があるからであり、一方、含有量が５００ｐｐｍを超えると、得られた硬化物に着色等の問題が生じる虞があるからである。
このシリコーン樹脂については、本発明の目的を損なわないかぎり、その他任意の成分として、耐熱剤、染料、顔料、難燃性付与剤等を含有してもよい。
また、上記のシリコーン樹脂に対しては、その特性を損なわない範囲において、酸化防止剤、離型剤、カップリング剤、無機充填剤等を添加してもよい。
The reason why the content of the metal atom in this component is limited as described above is that if the content is less than 0.01 ppm, the composition may not be sufficiently cured, while the content is This is because if it exceeds 500 ppm, the obtained cured product may have problems such as coloring.
About this silicone resin, unless the objective of this invention is impaired, you may contain a heat-resistant agent, dye, a pigment, a flame retardance imparting agent, etc. as other arbitrary components.
Moreover, you may add antioxidant, a mold release agent, a coupling agent, an inorganic filler, etc. with respect to said silicone resin in the range which does not impair the characteristic.
この透明複合体における無機酸化物粒子の含有率は、１重量％以上かつ８０重量％以下が好ましく、より好ましくは１０重量％以上かつ８０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以上かつ５０重量％以下である。
ここで、無機酸化物粒子の含有率を１重量％以上かつ８０重量％以下と限定した理由は、下限値の１重量％は屈折率及び機械的特性の向上が可能となる添加率の最小値であるからであり、一方、上限値の８０重量％は樹脂自体の特性（柔軟性、比重）を維持することができる添加率の最大値であるからである。
The content of the inorganic oxide particles in the transparent composite is preferably 1% by weight or more and 80% by weight or less, more preferably 10% by weight or more and 80% by weight or less, further preferably 10% by weight or more and 50% by weight. It is as follows.
Here, the reason why the content of the inorganic oxide particles is limited to 1% by weight or more and 80% by weight or less is that the lower limit of 1% by weight is the minimum value of the addition rate that can improve the refractive index and mechanical properties. On the other hand, 80% by weight of the upper limit is the maximum value of the addition rate that can maintain the characteristics (flexibility and specific gravity) of the resin itself.
この透明複合体では、放出する光の波長を４５０ｎｍとしたときの、光路長１ｍｍにおける光透過率は８０％以上が好ましく、より好ましくは８５％以上である。
この光透過率は、透明複合体における無機酸化物粒子の含有率により異なり、無機酸化物粒子の含有率が１重量％では９０％以上、無機酸化物粒子の含有率が４０重量％では８０％以上である。
In this transparent composite, the light transmittance at an optical path length of 1 mm is preferably 80% or more, more preferably 85% or more when the wavelength of emitted light is 450 nm.
This light transmittance varies depending on the content of the inorganic oxide particles in the transparent composite, and is 90% or more when the content of the inorganic oxide particles is 1% by weight, and 80% when the content of the inorganic oxide particles is 40% by weight. That's it.
無機酸化物粒子の屈折率は１．８以上であるから、この無機酸化物粒子を樹脂中に分散させることにより、シリコーン樹脂の屈折率１．４程度と比べて、樹脂の屈折率をそれ以上に向上させることが可能である。
また、この無機酸化物粒子は、１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下のナノサイズの粒子であるから、樹脂と複合化させた場合においても、光散乱が小さく、複合材料の透明性を維持することが可能である。
Since the refractive index of the inorganic oxide particles is 1.8 or more, by dispersing the inorganic oxide particles in the resin, the refractive index of the resin is higher than that of the silicone resin having a refractive index of about 1.4. It is possible to improve it.
In addition, since these inorganic oxide particles are nano-sized particles having a size of 1 nm or more and 20 nm or less, even when combined with a resin, light scattering is small and the transparency of the composite material can be maintained. is there.
この発光ダイオードでは、ＬＥＤチップ１からメタルケース５の開口部７に至る領域がＬＥＤチップ１から放出される光の透過領域とされ、この光透過領域が分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子を透明なシリコーン樹脂中に分散した透明複合体からなる封止材４により封止されているので、この光透過領域は、高光透過率、高屈折率、高い熱安定性、高硬度および耐候性に優れたものとなる。
したがって、発光ダイオードの光の取り出し効率が向上し、その結果、発光輝度が向上する。
In this light emitting diode, a region from the LED chip 1 to the opening 7 of the metal case 5 is a transmission region of light emitted from the LED chip 1, and the light transmission region has a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less. Further, since the inorganic oxide particles having a refractive index of 1.8 or more are sealed with a sealing material 4 made of a transparent composite in which a transparent silicone resin is dispersed, this light transmission region has a high light transmittance, It is excellent in high refractive index, high thermal stability, high hardness and weather resistance.
Therefore, the light extraction efficiency of the light emitting diode is improved, and as a result, the light emission luminance is improved.
次に、この発光ダイオードの製造方法について説明する。
まず、ＬＥＤチップ１をリードフレーム２上の所定位置に搭載し、このＬＥＤチップ１とリードフレーム２とをワイヤボンディング（図示略）により電気的に接続し、リードフレーム２のリードの不要部分をカットし、残ったリードに曲げ加工を施し、外部端子３とする。
次いで、このＬＥＤチップ１及びリードフレーム２を、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子を透明なシリコーン樹脂中に分散した透明複合体からなる封止材４により封止する。
Next, the manufacturing method of this light emitting diode is demonstrated.
First, the LED chip 1 is mounted at a predetermined position on the
Next, the LED chip 1 and the
この封止材４となる樹脂組成物を作製する際に、次に示す無機酸化物透明分散液を用いる。
「無機酸化物透明分散液」
この無機酸化物透明分散液は、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子と、分散媒とを含む分散液である。
分散媒は、基本的には、水、有機溶媒、液状の樹脂モノマー、液状の樹脂オリゴマーのうち少なくとも１種以上を含有したものである。
When producing the resin composition used as this sealing material 4, the inorganic oxide transparent dispersion shown next is used.
"Inorganic oxide transparent dispersion"
This inorganic oxide transparent dispersion is a dispersion containing inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more, and a dispersion medium.
The dispersion medium basically contains at least one of water, an organic solvent, a liquid resin monomer, and a liquid resin oligomer.
上記の有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソルブ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が好適に用いられ、これらの溶媒のうち１種または２種以上を用いることができる。 Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, and octanol, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and γ-butyrolactone. Esters such as diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether (methyl cellosolve), ethylene glycol monoethyl ether (ethyl cellosolve), ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, acetone, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, cyclohexanone, etc. Amides, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene, and amides such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetoacetamide and N-methylpyrrolidone are preferably used. One of these solvents or Two or more kinds can be used.
上記の液状の樹脂モノマーとしては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等のアクリル系またはメタクリル系のモノマー、エポキシ系モノマー等が好適に用いられる。
また、上記の液状の樹脂オリゴマーとしては、ウレタンアクリレート系オリゴマー、エポキシアクリレート系オリゴマー、アクリレート系オリゴマー等が好適に用いられる。
As the liquid resin monomer, acrylic or methacrylic monomers such as methyl acrylate and methyl methacrylate, and epoxy monomers are preferably used.
Moreover, as said liquid resin oligomer, a urethane acrylate oligomer, an epoxy acrylate oligomer, an acrylate oligomer, etc. are used suitably.
無機酸化物粒子の含有率は、１重量％以上かつ７０重量％以下が好ましく、より好ましくは１重量％以上かつ５０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以上かつ３０重量％以下である。
ここで、無機酸化物粒子の含有率を１重量％以上かつ７０重量％以下と限定した理由は、この範囲が無機酸化物粒子が良好な分散状態を取りうる範囲であり、含有率が１重量％未満であると、無機酸化物粒子としての効果が低下し、また、７０重量％を超えると、ゲル化や凝集沈澱が生じ、分散液としての特徴を消失するからである。
The content of the inorganic oxide particles is preferably 1% by weight or more and 70% by weight or less, more preferably 1% by weight or more and 50% by weight or less, and further preferably 5% by weight or more and 30% by weight or less.
Here, the reason why the content of the inorganic oxide particles is limited to 1% by weight or more and 70% by weight or less is that this range is a range in which the inorganic oxide particles can take a good dispersion state, and the content is 1% by weight. This is because if it is less than%, the effect as inorganic oxide particles is reduced, and if it exceeds 70% by weight, gelation and aggregation precipitation occur, and the characteristics as a dispersion are lost.
この無機酸化物透明分散液は、上記以外に、その特性を損なわない範囲において、他の無機酸化物粒子、表面修飾剤、分散助剤、カップリング剤、樹脂モノマー等を含有していてもよい。 In addition to the above, this inorganic oxide transparent dispersion may contain other inorganic oxide particles, a surface modifier, a dispersion aid, a coupling agent, a resin monomer, etc., as long as the characteristics are not impaired. .
表面修飾剤としては、アルコキシシラン化合物、シロキサン化合物、界面活性剤の群から選択された１種または２種以上が好適に用いられる。これらの表面修飾剤のうち特に好ましいのは、アルコキシシラン化合物としてはシランカップリング剤であり、シロキサン化合物としては変性シリコーン、界面活性剤としてはリン酸エステル系分散剤である。中でも、屈折率が１．５以上のものが特に好ましい。 As the surface modifier, one or more selected from the group of alkoxysilane compounds, siloxane compounds, and surfactants are preferably used. Of these surface modifiers, particularly preferred are silane coupling agents as alkoxysilane compounds, modified silicones as siloxane compounds, and phosphate-based dispersants as surfactants. Among them, those having a refractive index of 1.5 or more are particularly preferable.
シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、５−ヘキセニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−（４−ビニルフェニル）プロピルトリメトキシシラン、４−ビニルフェニルメチルトリメトキシシラン、４−ビニルフェニルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldichlorosilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, 5-hexenyltrimethoxysilane 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyl Diethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldi Ethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3- (4-vinylphenyl) propyltrimethoxysilane, 4-vinylphenylmethyltrimethoxysilane, 4-vinylphenyltrimethoxysilane, 3 -Aminopropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane Such as emissions, and the like.
変性シリコーンとしては、メトキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、メタクリレート変性シリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等が挙げられる。
また、ビニル基および／またはケイ素原子に結合した官能基を有する変性シリコーンを用いると、ビニル基および／またはケイ素原子に結合した官能基が樹脂を硬化させる際の化学反応に寄与するので、特に好ましい。
Examples of the modified silicone include methoxy modified silicone, carboxy modified silicone, alcohol modified silicone, polyether modified silicone, epoxy modified silicone, mercapto modified silicone, amino modified silicone, methacrylate modified silicone, methyl hydrogen silicone and the like.
Further, it is particularly preferable to use a modified silicone having a vinyl group and / or a functional group bonded to a silicon atom, because the functional group bonded to the vinyl group and / or silicon atom contributes to a chemical reaction when the resin is cured. .
界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性イオン界面活性剤等のイオン系界面活性剤、あるいは非イオン系界面活性剤が好適に用いられる。
陰イオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム等の脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸エステルスルフォン酸ナトリウム等の脂肪酸系、アルキルリン酸エステルナトリウム等のリン酸系、アルファオレインスルフォン酸ナトリウム等のオレフィン系、アルキル硫酸ナトリウム等のアルコール系、アルキルベンゼン系等が挙げられる。
陽イオン系界面活性剤としては、例えば、塩化アルキルメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム等が挙げられる。
As the surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an ionic surfactant such as an amphoteric surfactant, or a nonionic surfactant is preferably used.
Examples of the anionic surfactant include fatty acid sodium such as sodium oleate, sodium stearate and sodium laurate, fatty acid potassium such as fatty acid potassium and sodium fatty acid ester sulfonate, and phosphoric acid such as sodium alkyl phosphate ester. And olefins such as sodium alpha olein sulfonate, alcohols such as sodium alkyl sulfate, and alkylbenzenes.
Examples of the cationic surfactant include alkyl methyl ammonium chloride, alkyl dimethyl ammonium chloride, alkyl trimethyl ammonium chloride, and alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride.
この無機酸化物透明分散液は、無機酸化物粒子の含有率を５重量％とした場合、光路長を１０ｍｍとしたときの可視光透過率が９０％以上が好ましく、より好ましくは９５％以上である。
この可視光透過率は、無機酸化物粒子の含有率により異なり、無機酸化物粒子の含有率が１重量％では９５％以上、無機酸化物粒子の含有率が４０重量％では８０％以上である。
In this inorganic oxide transparent dispersion, when the content of the inorganic oxide particles is 5% by weight, the visible light transmittance when the optical path length is 10 mm is preferably 90% or more, more preferably 95% or more. is there.
This visible light transmittance varies depending on the content of the inorganic oxide particles, and is 95% or more when the content of the inorganic oxide particles is 1% by weight and 80% or more when the content of the inorganic oxide particles is 40% by weight. .
「封止方法」
上述した無機酸化物透明分散液と、樹脂のモノマーやオリゴマーを、ミキサー等を用いて混合し、次いで、押出機、加熱ロール、加熱ニーダ等の混練機を用いて加圧混練し、次いで、この混練物を冷却・粉砕し、無機酸化物と樹脂の混合物である樹脂組成物を作製する。
次いで、この樹脂組成物をＬＥＤチップ１およびリードフレーム２を覆う様に塗布し、次いで、この塗膜に加熱を施し、この塗膜を硬化させる。
"Sealing method"
The inorganic oxide transparent dispersion described above and the resin monomer or oligomer are mixed using a mixer or the like, then pressure-kneaded using a kneader such as an extruder, a heating roll, or a heating kneader, and then this The kneaded product is cooled and pulverized to produce a resin composition that is a mixture of an inorganic oxide and a resin.
Next, this resin composition is applied so as to cover the LED chip 1 and the
以上により、ＬＥＤチップ１及びリードフレーム２を、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子を透明なシリコーン樹脂中に分散した透明複合体からなる封止材４により封止することができる。
この封止後、ＬＥＤチップ１、リードフレーム２及び封止材４を覆うように、メタルケース５を装着し、外部端子３を絶縁体６により絶縁処理する。
以上により、図１に示す本実施形態の発光ダイオードを作製することができる。
As described above, the LED chip 1 and the
After this sealing, a metal case 5 is mounted so as to cover the LED chip 1, the
As described above, the light emitting diode of this embodiment shown in FIG. 1 can be manufactured.
この発光ダイオードを、ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等に用いられる光ピックアップ等の光半導体装置に適用すれば、装置としての性能を向上させることができ、長期に亘って装置の信頼性を向上させることができる。 If this light-emitting diode is applied to an optical semiconductor device such as an optical pickup used for CD, CD-ROM, CD-Video, MO, CD-R, DVD, etc., the performance as the device can be improved, and long-term Thus, the reliability of the apparatus can be improved.
以上説明したように、本実施形態の発光ダイオードによれば、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子を透明なシリコーン樹脂中に分散した透明複合体を、保護機能およびレンズ機能を兼ねた封止材４として用いたので、光透過率、屈折率、熱安定性、硬度および耐候性を向上させることができる。
したがって、光の取り出し効率を向上させることができ、発光輝度を向上させることができる。
As described above, according to the light emitting diode of this embodiment, inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more are dispersed in a transparent silicone resin. Since the transparent composite was used as the sealing material 4 having both a protective function and a lens function, the light transmittance, refractive index, thermal stability, hardness and weather resistance can be improved.
Therefore, light extraction efficiency can be improved, and light emission luminance can be improved.
本実施形態の発光ダイオードの製造方法によれば、上述した無機酸化物透明分散液と、樹脂のモノマーやオリゴマーを混合し、その後、加圧混練し、次いで、この混練物を冷却・粉砕し、無機酸化物と樹脂の混合物である樹脂組成物とし、次いで、この樹脂組成物をＬＥＤチップ１およびリードフレーム２を覆う様に塗布し、この塗膜を硬化させるので、光透過率、屈折率、熱安定性、硬度および耐候性が向上した上に、光の取り出し効率が向上し、発光輝度が向上した発光ダイオードを容易に作製することができる。
According to the method for producing a light-emitting diode of the present embodiment, the inorganic oxide transparent dispersion described above and a resin monomer or oligomer are mixed, then pressure-kneaded, and then the kneaded product is cooled and pulverized. The resin composition is a mixture of an inorganic oxide and a resin, and then the resin composition is applied so as to cover the LED chip 1 and the
以下、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子としてジルコニア粒子を用いた実施例、及びそれに対する比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by examples using zirconia particles as inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more, and comparative examples for the same. However, the present invention is not limited to these examples.
Ａ．透明複合体の作製
「実施例１」
（ジルコニア透明分散液の作製）
オキシ塩化ジルコニウム８水塩２６１５ｇを純水４０Ｌ（リットル）に溶解させたジルコニウム塩溶液に、２８％アンモニア水３４４ｇを純水２０Ｌに溶解させた希アンモニア水を攪拌しながら加え、ジルコニア前駆体スラリーを調整した。
次いで、このスラリーに、硫酸ナトリウム３００ｇを５Ｌの純水に溶解させた硫酸ナトリウム水溶液を攪拌しながら加えた。このときの硫酸ナトリウムの添加量は、ジルコニウム塩溶液中のジルコニウムイオンのジルコニア換算値に対して３０重量％であった。
A. Production of transparent composite "Example 1"
(Preparation of zirconia transparent dispersion)
To a zirconium salt solution in which 2615 g of zirconium oxychloride octahydrate is dissolved in 40 L (liter) of pure water, dilute ammonia water in which 344 g of 28% ammonia water is dissolved in 20 L of pure water is added with stirring, and the zirconia precursor slurry is added. It was adjusted.
Next, an aqueous sodium sulfate solution in which 300 g of sodium sulfate was dissolved in 5 L of pure water was added to this slurry with stirring. The amount of sodium sulfate added at this time was 30% by weight with respect to the zirconia converted value of zirconium ions in the zirconium salt solution.
次いで、この混合物を、乾燥器を用いて、大気中、１３０℃にて２４時間、乾燥させ、固形物を得た。
次いで、この固形物を自動乳鉢等により粉砕した後、電気炉を用いて、大気中、５００℃にて１時間焼成した。
次いで、この焼成物を純水中に投入し、攪拌してスラリー状とした後、遠心分離器を用いて洗浄を行い、添加した硫酸ナトリウムを十分に除去した後、乾燥器にて乾燥させ、ジルコニア粒子を作製した。
Next, this mixture was dried in the air at 130 ° C. for 24 hours using a dryer to obtain a solid.
Next, the solid was pulverized with an automatic mortar or the like and then baked at 500 ° C. for 1 hour in the air using an electric furnace.
Next, the fired product is put into pure water, stirred to form a slurry, washed using a centrifuge, and after sufficiently removing the added sodium sulfate, dried in a dryer, Zirconia particles were prepared.
次いで、このジルコニア粒子１０ｇに、分散媒としてメチルエチルケトンを８５ｇ、表面修飾剤としてシランカップリング剤ＫＢＭ−３１０３（信越化学（株）社製）を５ｇ加えて混合し、ジルコニア粒子の表面をシランカップリング剤により修飾した。その後分散処理を行い、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下のジルコニア透明分散液（Ｚ１）を作製した。 Next, 85 g of methyl ethyl ketone as a dispersion medium and 5 g of a silane coupling agent KBM-3103 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a surface modifier are added to and mixed with 10 g of the zirconia particles, and the surface of the zirconia particles is subjected to silane coupling. Modified with agent. Thereafter, dispersion treatment was performed to prepare a zirconia transparent dispersion (Z1) having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less.
（封止材の作製）
このジルコニア透明分散液（Ｚ１）１００ｇに、メチルビニルシリコーン（ビニル基の平均含有量：３ｍｏｌ％）９ｇ、およびメチルハイドロジェンシリコーン（ビニル基の平均含有量：３０ｍｏｌ％）１ｇを加え、さらに塩化白金酸をシリコーン１００重量部に対して２０ｐｐｍとなるように加え、真空乾燥により脱溶剤化し、樹脂組成物を作製した。
次いで、この樹脂組成物をガラス板で組み上げた型の中に厚みが１ｍｍになるように流し込み、次いで、１５０℃にて２時間加熱して硬化させ、実施例１の透明複合体を作製した。この透明複合体のジルコニアの含有率は５０重量％であった。
(Preparation of sealing material)
To 100 g of this zirconia transparent dispersion (Z1), 9 g of methyl vinyl silicone (average vinyl group content: 3 mol%) and 1 g of methyl hydrogen silicone (average vinyl group content: 30 mol%) were added, and platinum chloride was further added. An acid was added to 20 ppm with respect to 100 parts by weight of silicone, and the solvent was removed by vacuum drying to prepare a resin composition.
Next, this resin composition was poured into a mold assembled with a glass plate so as to have a thickness of 1 mm, and then heated and cured at 150 ° C. for 2 hours to produce a transparent composite of Example 1. The zirconia content of this transparent composite was 50% by weight.
「比較例１」
無機酸化物粒子として、シリカゾル ＭＥＫ−ＳＴ（日産化学社製）を用い、このシリカゾルをメチルエチルケトンにより希釈してシリカの濃度を１０重量％とし、比較例１のシリカ分散液（Ｓ１）とした。
このシリカ分散液（Ｓ１）中のシリカ粒子の平均分散粒径は１５ｎｍであった。
次いで、このシリカ分散液に、実施例１で用いたメチルビニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン及び塩化白金酸を加え、真空乾燥により脱溶剤化し、樹脂組成物を作製した。ただし、この樹脂組成物中のシリカ粒子の含有率を５０重量％とした。
次いで、この樹脂組成物を実施例１に準じて処理し、比較例１の透明複合体を作製した。
“Comparative Example 1”
Silica sol MEK-ST (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was used as the inorganic oxide particles, and this silica sol was diluted with methyl ethyl ketone to give a silica concentration of 10% by weight to obtain a silica dispersion (S1) of Comparative Example 1.
The average dispersed particle diameter of the silica particles in this silica dispersion (S1) was 15 nm.
Next, methyl vinyl silicone, methyl hydrogen silicone and chloroplatinic acid used in Example 1 were added to the silica dispersion, and the solvent was removed by vacuum drying to prepare a resin composition. However, the content of silica particles in the resin composition was 50% by weight.
Subsequently, this resin composition was processed according to Example 1, and the transparent composite of the comparative example 1 was produced.
「比較例２」
無機酸化物粒子として、ジルコニア粒子 ＲＣ−１００（第一稀元素化学工業（株）製）を用いた以外は、実施例１に準じて分散処理を行い、比較例２のジルコニア分散液（Ｚ２）を作製した。このジルコニア分散液（Ｚ２）中のジルコニア粒子の平均分散粒径は１０ｎｍであった。
このジルコニア分散液に、実施例１で用いたメチルビニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン及び塩化白金酸を加え、真空乾燥により脱溶剤化し、樹脂組成物を作製した。ただし、この樹脂組成物中のジルコニア粒子の含有率を５０重量％とした。
次いで、この樹脂組成物を実施例１に準じて処理し、比較例１の透明複合体を作製した。
"Comparative Example 2"
Except for using zirconia particles RC-100 (manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.) as the inorganic oxide particles, the dispersion treatment was performed according to Example 1, and the zirconia dispersion liquid (Z2) of Comparative Example 2 was used. Was made. The average dispersed particle diameter of the zirconia particles in this zirconia dispersion (Z2) was 10 nm.
To this zirconia dispersion, methyl vinyl silicone, methyl hydrogen silicone, and chloroplatinic acid used in Example 1 were added, and the solvent was removed by vacuum drying to prepare a resin composition. However, the content of zirconia particles in the resin composition was 50% by weight.
Subsequently, this resin composition was processed according to Example 1, and the transparent composite of the comparative example 1 was produced.
「比較例３」
比較例２に準じて樹脂組成物を作製した。ただし、この樹脂組成物中のジルコニア粒子の含有率を２重量％とした。
次いで、この樹脂組成物を実施例１に準じて処理し、比較例３の透明複合体を作製した。
“Comparative Example 3”
A resin composition was prepared according to Comparative Example 2. However, the content of zirconia particles in the resin composition was 2% by weight.
Subsequently, this resin composition was processed according to Example 1 to produce a transparent composite of Comparative Example 3.
「透明複合体の評価」
実施例１及び比較例１〜３それぞれの透明複合体について、可視光透過率、屈折率および硬度の３点について、下記の装置または方法により評価を行った。
"Evaluation of transparent composites"
The transparent composites of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated by the following apparatus or method for three points of visible light transmittance, refractive index, and hardness.
（１）可視光透過率
分光光度計（日本分光社製）を用いて可視光線の透過率を測定した。
ここでは、測定用試料を１００×１００×１ｍｍの大きさのバルク体とし、透過率が８０％以上を「○」、８０％未満を「×」とした。
（２）屈折率
日本工業規格：ＪＩＳ Ｋ ７１４２「プラスチックの屈折率測定方法」に準拠し、アッベ屈折計により測定した。
ここでは、屈折率が１．５以上のものを「○」、屈折率が１．５未満のものを「×」とした。
(1) Visible light transmittance Visible light transmittance was measured using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation).
Here, the measurement sample was a bulk body having a size of 100 × 100 × 1 mm, the transmittance of 80% or more was “◯”, and the less than 80% was “×”.
(2) Refractive index: Measured with an Abbe refractometer in accordance with Japanese Industrial Standards: JIS K 7142 “Plastic Refractive Index Measuring Method”.
Here, “◯” indicates that the refractive index is 1.5 or more, and “X” indicates that the refractive index is less than 1.5.
（３）硬度
日本工業規格：ＪＩＳ Ｋ ７２１５「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法」に準拠し、デュロメータを用いてＪＩＳ−Ａ硬度を測定した。
ここでは、ジルコニア分散液（Ｚ２）を用いた比較例２の樹脂組成物を用いて作製され、ジルコニアの含有率が５０重量％である透明複合体の硬さを基準とし、この基準値より高い場合を「○」、この基準値より低い場合を「×」とした。
以上の評価結果を表１に示す。
(3) Hardness JIS-A hardness was measured using a durometer in accordance with Japanese Industrial Standards: JIS K 7215 “Plastic Durometer Hardness Test Method”.
Here, it is produced using the resin composition of Comparative Example 2 using the zirconia dispersion (Z2), and the hardness of the transparent composite having a zirconia content of 50% by weight is higher than this reference value. The case was “◯”, and the case lower than this reference value was “x”.
The above evaluation results are shown in Table 1.
これらの評価結果によれば、実施例１の透明複合体では、可視光透過率、屈折率、硬度ともに良好であることが分かった。
一方、比較例１〜３の透明複合体では、可視光透過率、屈折率、硬度のいずれか１つ以上の特性が実施例１と比べて劣っていた。
According to these evaluation results, it was found that the transparent composite of Example 1 had good visible light transmittance, refractive index, and hardness.
On the other hand, the transparent composites of Comparative Examples 1 to 3 were inferior to Example 1 in any one or more of visible light transmittance, refractive index, and hardness.
Ｂ．発光ダイオードの作製
「実施例２」
実施例１の樹脂組成物を用いてＬＥＤチップおよびリードフレームを封止し、この樹脂組成物を実施例１と同様にして硬化させ、実施例２の発光ダイオードを作製した。
B. Production of light-emitting diode “Example 2”
The LED chip and the lead frame were sealed using the resin composition of Example 1, and the resin composition was cured in the same manner as in Example 1 to produce the light-emitting diode of Example 2.
「比較例４」
比較例１の樹脂組成物を用いてＬＥＤチップおよびリードフレームを封止し、この樹脂組成物を実施例１と同様にして硬化させ、比較例４の発光ダイオードを作製した。
“Comparative Example 4”
The LED chip and the lead frame were sealed using the resin composition of Comparative Example 1, and the resin composition was cured in the same manner as in Example 1 to produce a light emitting diode of Comparative Example 4.
「比較例５」
比較例２の樹脂組成物を用いてＬＥＤチップおよびリードフレームを封止し、この樹脂組成物を実施例２と同様にして硬化させ、比較例５の発光ダイオードを作製した。
“Comparative Example 5”
The LED chip and the lead frame were sealed using the resin composition of Comparative Example 2, and the resin composition was cured in the same manner as in Example 2 to produce a light emitting diode of Comparative Example 5.
「比較例６」
比較例３の樹脂組成物を用いてＬＥＤチップおよびリードフレームを封止し、この樹脂組成物を実施例２と同様にして硬化させ、比較例６の発光ダイオードを作製した。
“Comparative Example 6”
The LED chip and the lead frame were sealed using the resin composition of Comparative Example 3, and the resin composition was cured in the same manner as in Example 2 to produce a light emitting diode of Comparative Example 6.
「発光ダイオードの評価」
実施例２及び比較例４〜６それぞれの発光ダイオードについて、室温において順方向電流を２０ｍＡ通電した際の光出力を測定した。
ここでは、ジルコニア粒子を含有しない樹脂のみで封止した場合の光出力を基準とし、光出力の向上率が１０％以上の場合を「○」、１０％未満の場合を「×」とした。
以上の評価結果を表２に示す。
"Evaluation of light emitting diode"
For each of the light emitting diodes of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6, the light output was measured when a forward current of 20 mA was applied at room temperature.
Here, based on the light output when sealed only with a resin not containing zirconia particles, the case where the improvement rate of the light output is 10% or more is “◯”, and the case where it is less than 10% is “×”.
The above evaluation results are shown in Table 2.
これらの評価結果によれば、実施例２では、光出力の向上が良好であることが分かった。
一方、比較例４〜６では、光出力の向上が実施例２と比べて劣っていた。
According to these evaluation results, it was found that in Example 2, the improvement in light output was good.
On the other hand, in Comparative Examples 4 to 6, the improvement in light output was inferior to that in Example 2.
本発明の発光素子封止用組成物は、分散粒径が１ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下でありかつ屈折率が１．８以上である無機酸化物粒子と、シリコーン樹脂とを含有したことにより、光透過率、屈折率、熱安定性、硬度および耐候性を向上させることができたものであるから、発光ダイオード（ＬＥＤ）の特性改善の効果は極めて大きなものであり、この発光ダイオードを用いた各種装置等の分野においてもその効果は大であり、その工業的効果は極めて大きなものである。 The composition for sealing a light-emitting device of the present invention contains inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more, and a silicone resin. Since the refractive index, refractive index, thermal stability, hardness and weather resistance can be improved, the effect of improving the characteristics of the light-emitting diode (LED) is extremely large. Various devices using the light-emitting diode The effect is also great in such fields, and the industrial effect is extremely large.
１ ＬＥＤチップ
２ リードフレーム
３ 外部端子
４ 封止材
５ メタルケース
６ 絶縁体
７ 開口部
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