CN103000792A - 封装片、其制造方法、发光二级管装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及封装片、其制造方法、发光二极管装置及其制造方法。封装片具备用于封装发光二极管元件的封装层、以及在封装层的厚度方向的一侧形成的、用于将从发光二极管元件发出的光扩散的光扩散层、以及介于封装层和光扩散层之间的间隔层。

Description

封装片、其制造方法、发光二级管装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及封装片、其制造方法、发光二级管装置及其制造方法,详细而言,涉及光学用途中使用的发光二级管装置、其制造方法,用于其的封装片及其制造方法。
背景技术
在能够发出高能量的光的发光二级管装置中设置有例如LED(发光二级管元件)和封装LED的封装层。对于这种发光二级管装置,从LED发出的光透过封装层。
另外,LED以高指向性进行发光,因此成为点光源。换言之,LED的顶部的亮度与顶部周围的亮度之差变大。如此,发光二级管装置中会产生光的颜色不均匀。
为了抑制所述颜色不均匀的发生,例如提出了具备发光二级管芯片、将其封装的透明层、在透明层的上表面形成的光扩散层的发光二级管装置(例如,参照日本特开2007-67204号公报。)。
日本特开2007-67204号公报的发光二级管装置通过下述方式得到:利用透明层将发光二级管芯片封装,其后,将光扩散层配置在透明层的上表面,使得其朝上下方向投影时包含发光二级管芯片。
而且,在日本特开2007-67204号公报的发光二级管装置中,发光二级管芯片向上方发出的光在透过透明层后,在光扩散层中沿其面方向进行扩散。因此,在发光二级管装置中,发光二级管芯片成为面光源。换言之,在光扩散层中,发光二级管芯片的顶部的亮度与顶部的周围的亮度之差降低。如此,发光二级管装置中光的颜色不均匀的发生得到抑制。
发明内容
发明要解决的问题
近年来,寻求在发光二级管装置中,通过更确实地将发光二级管元件制成面光源,从而更加有效地抑制颜色不均匀的发生。
另一方面,在日本特开2007-67204号公报的发光二级管装置的制造方法中,用透明层封装发光二级管芯片,其后,在透明层的上表面配置光扩散层,故制造工序数多,因此存在变得繁杂、制造效率低这样的不利情况。
本发明的目的在于提供一种可简单且效率良好地制造发光二级管装置的、发光二级管装置的制造方法,通过该方法而得到的、可将发光二级管元件确实地制成面光源的发光二级管装置,用于其的封装片及其制造方法。
本发明的封装片的特征在于,其具备用于封装发光二级管元件的封装层、和在前述封装层的厚度方向的一侧形成的、用于将从前述发光二级管元件发出的光扩散的光扩散层、和介于前述封装层和前述光扩散层之间的间隔层。
另外,本发明的封装片中,前述间隔层的厚度为0.5mm以上是适合的。
另外,本发明的封装片中,前述间隔层的厚度为1mm以上是适合的。
另外,本发明的封装片中,适合的是,前述间隔层由透明树脂形成。
另外,本发明的封装片中,适合的是,前述封装层由B阶状态的热固化性树脂形成。
另外,本发明的封装片中,适合的是,前述光扩散层由含有有机硅树脂和分散在前述有机硅树脂中的光反射成分的光扩散树脂形成。
另外,本发明的封装片中,适合的是,所述封装片还具备荧光体层,所述荧光体层用于对从发光二极管元件发出的光的波长进行转换。
另外,本发明的封装片中,适合的是,前述荧光体层介于前述封装层和前述间隔层之间。
另外,本发明的封装片的制造方法的特征在于,其包括:形成用于将从发光二级管元件发出的光扩散的光扩散层的工序、和在前述光扩散层的厚度方向的一侧形成间隔层的工序、和在前述间隔层的前述厚度方向的一侧形成用于封装发光二级管元件的封装层的工序。
另外,本发明的发光二级管装置的特征在于,其具备:基板、和在前述基板上安装的发光二级管元件、和在前述基板上以封装前述发光二级管元件的方式形成的上述封装片。
另外,本发明的发光二级管装置中,适合的是,前述发光二级管元件在与前述封装片的前述厚度方向正交的方向上隔着间隔设置多个。
另外,本发明的发光二级管装置的制造方法的特征在于,其包括:准备安装有发光二级管元件的基板的工序,以及在前述基板的厚度方向的一侧面配置上述封装片、通过前述封装层封装前述发光二级管元件的工序。
本发明的封装片的制造方法以及由此得到的本发明的封装片具备封装层、间隔层以及光扩散层。而且,在本发明的发光二级管装置的制造方法中,通过在准备安装有发光二级管元件的基板后于基板上配置上述封装片、利用封装层封装发光二级管元件的简单方法,可同时实施相对于基板的封装层的设置和光扩散层的设置,由此,可效率良好地制造本发明的发光二级管装置。
另外,在本发明的封装片的制造方法以及由此得到的本发明的封装片中,间隔层介于封装层和光扩散层之间,因此可确实地确保封装层和光扩散层的厚度方向的间隔。
因此,在配置有所述封装片、通过封装层封装发光二级管元件的本发明的发光二级管装置中,从发光二级管元件发出的光透过封装层和间隔层时,其后,扩散地到达光扩散层。其后,光在光扩散层中向与厚度方向正交的方向扩散。
其结果,在发光二级管装置中,可确实地将发光二级管元件制成面光源。即,可降低发光二级管元件的顶部的亮度与顶部的周围的亮度之差。因此,可抑制发光二级管装置中的光的颜色不均匀。
附图说明
图1为表示本发明的封装片的一个实施方式的剖面图。
图2为对制造图1所示的封装片的方法进行说明的工序图,
(a)表示形成光扩散层的工序
(b)表示形成间隔层的工序,
(c)表示形成荧光体层的工序,
(d)表示形成封装层的工序。
图3为对使用图1所示的封装片封装发光二级管元件的方法进行说明的工序图,
(a)表示准备安装有发光二级管元件的基板的工序,
(b)表示利用封装片埋设发光二级管元件的工序,
(c)表示将封装片压接在基板上的工序
(d)表示将封装片加热以使其固化的工序。
图4为图3的(a)所示的基板,
(a)为俯视图
(b)为剖面图。
图5为表示本发明的封装片的其他实施方式(未设置荧光体层,封装层与间隔层接触的方式)的剖面图。
图6为表示比较例1的封装片(未设置光扩散层和间隔层的方式)的剖面图。
图7为表示比较例2和3的封装片(未设置间隔层的方式)的剖面图。
图8为表示比较例4~7的封装片(未设置间隔层,光扩散层划分有空隙的方式)的剖面图。
图9为对实施例1的发光进行摄影的图像处理图。
图10为对实施例2的发光进行摄影的图像处理图。
图11为对实施例3的发光进行摄影的图像处理图。
图12为对实施例4的发光进行摄影的图像处理图。
图13为对实施例5的发光进行摄影的图像处理图。
图14为对比较例1的发光进行摄影的图像处理图。
图15为对比较例2的发光进行摄影的图像处理图。
图16为对比较例3的发光进行摄影的图像处理图。
图17为对比较例4的发光进行摄影的图像处理图。
图18为对比较例5的发光进行摄影的图像处理图。
图19为对比较例6的发光进行摄影的图像处理图。
图20为对比较例7的发光进行摄影的图像处理图。
具体实施方式
图1为本发明的封装片的一个实施方式的剖面图,图2为对制造图1所示的封装片的方法进行说明的工序图,图3为对使用图1所示的封装片封装发光二级管元件的方法进行说明的工序图,图4为图3的(a)所示的基板。
关于图1所示的封装片1,如图3的(d)所参照的那样,在发光二级管装置11(后述)上设置,为用于封装发光二级管元件12(后述,参照图3)的片,形成为俯视大致矩形。
如图1所示那样,封装片1具备封装层2、在封装层2上(厚度方向的一侧)形成的光扩散层3、介于封装层2和光扩散层3之间的间隔层4。另外,封装片1还具备介于封装层2和间隔层4之间的荧光体层5。
即,封装片1是以在封装层2的上侧依次层叠有荧光体层5、间隔层4以及光扩散层3的层叠体片的形式形成的。
封装层2形成为俯视大致矩形片状。
作为形成封装层2的封装材料,例如可列举出透明树脂,这种透明树脂包含弹性体,具体而言,可列举出例如有机硅树脂、环氧树脂等热固化性树脂,例如丙烯酸树脂等热塑性树脂等的封装树脂等。作为透明树脂,可优选列举出热固化性树脂。
热固化性树脂例如包含B阶(半固化)状态的热固化性树脂组合物,例如可列举出热固化性有机硅树脂组合物、热固化性环氧树脂组合物,可优选列举出热固化性有机硅树脂组合物。
作为热固化性有机硅树脂组合物,尤其是可列举出可分两阶段进行反应的热固化性有机硅等,具体而言,可列举出可进行缩合反应和加成反应(具体而言为氢化硅烷化反应)的热固化性有机硅树脂组合物,更具体而言,可列举出通过加热进行缩合反应而能够成为B阶状态(半固化状态),接着,通过进一步加热进行加成反应而能够成为固化(完全固化)状态的热固化性有机硅树脂组合物。
热固化性有机硅树脂组合物含有例如硅醇两末端聚硅氧烷、含烯基烷氧基硅烷,含环氧基烷氧基硅烷以及有机氢硅氧烷。需要说明的是,硅醇两末端聚硅氧烷、含烯基烷氧基硅烷以及含环氧基烷氧基硅烷为缩合原料(供于缩合反应的原料),含烯基烷氧基硅烷和有机氢硅氧烷为加成原料(供于加成反应的原料)。
硅醇两末端聚硅氧烷为分子的两末端含有硅醇基(SiOH基)的硅烷化合物,具体而言,用下述式(1)表示。
Figure BDA00002140748200071
(式(1)中,R1和R2为一价烃基,n表示1以上的整数。R1和R2可以相互相同或不同。)
上述式(1)中,R1和R2优选相互相同。
用R1和R2表示的一价烃基为饱和或不饱和的,可列举出直链状、支链状或环状的烃基等。从制备的容易性以及热稳定性的观点考虑,烃基的碳数例如为1~20,优选为1~10。
具体而言,作为一价烃基,例如可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、环戊基、己基、环己基等饱和脂肪族烃基,例如苯基、萘基等芳香族烃基等。
作为一价烃基,可优选列举出饱和脂肪族烃基、芳香族烃基,可进一步优选列举出甲基、苯基,从透明性以及耐光性的观点考虑,可特别优选列举出甲基。
上述式(1)中,从稳定性和/或处理性的观点考虑,n优选为1~10000的整数,进一步优选为1~1000的整数。
作为硅醇两末端聚硅氧烷,具体而言,可列举出硅醇两末端聚二甲基硅氧烷、硅醇两末端聚甲基苯基硅氧烷、硅醇两末端聚二苯基硅氧烷等。可优选列举出硅醇两末端聚二甲基硅氧烷。
硅醇两末端聚硅氧烷可以使用市售品,另外,也可以使用按照公知的方法合成的产品。
硅醇两末端聚硅氧烷可以单独使用或者可以将两种以上组合使用。
需要说明的是,硅醇两末端聚硅氧烷通常为n不同(换言之,分子量不同)的化合物的混合物。
因此,上述式(1)中的n以平均值的形式算出。
从稳定性和/或处理性的观点考虑,硅醇两末端聚硅氧烷的数均分子量例如为100~1000000,优选为200~100000。数均分子量通过凝胶渗透色谱法按标准聚苯乙烯换算而算出。关于后述硅醇两末端聚硅氧烷以外的原料的数均分子量,也与上述同样地算出。
相对于缩合原料的总量,硅醇两末端聚硅氧烷的配合比例例如为1~99.99质量%,优选为50~99.9质量%,进一步优选为80~99.5质量%。
含烯基烷氧基硅烷为兼具烯基和烷氧基的硅烷化合物,具体而言,为用下述式(2)表示的含烯基的三烷氧基硅烷。
R3-Si(OR43(2)
(式(2)中,R3为直链或环状的烯基,R4为一价烃基。R3和R4互不相同。)
从制备的容易性或热稳定性的观点考虑,用R3表示烯基的碳数例如为1~20,优选为1~10。
具体而言,作为烯基,例如可列举出乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基等直链状烯基,例如可列举出降冰片烯基、环己烯基等环状烯基等。
优选的是直链状烯基,从加成反应的反应性的观点考虑,可进一步优选列举出乙烯基。
作为用R4表示的一价烃基,可列举出与用上述式(1)的R1和R2表示的一价烃基相同的基团。可优选列举出甲基。
具体而言,作为含烯基烷氧基硅烷,例如可列举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷等乙烯基三烷氧基硅烷,例如烯丙基三甲氧基硅烷,例如丙烯基三甲氧基硅烷,例如丁烯基三甲氧基硅烷,例如戊烯基三甲氧基硅烷,例如己烯基三甲氧基硅烷,例如庚烯基三甲氧基硅烷,例如辛烯基三甲氧基硅烷,例如降冰片烯基三甲氧基硅烷,例如环己烯基三甲氧基硅烷等。
可优选列举出乙烯基三烷氧基硅烷,可进一步优选列举出乙烯基三甲氧基硅烷。
含烯基烷氧基硅烷可以单独使用或者可以将两种以上组合使用。
含烯基烷氧基硅烷可以使用市售品,另外,也可以使用按照公知的方法合成的产品。
相对于缩合原料的总量,含烯基的三烷氧基硅烷的配合比率例如为0.01~90质量%,优选为0.01~50质量%,进一步优选为0.01~10质量%。
含环氧基烷氧基硅烷为兼具环氧基和烷氧基的硅烷化合物,具体而言,为用下述式(3)表示的含环氧基的三烷氧基硅烷。
R5-Si(OR63(3)
(式(3)中,R5为缩水甘油醚基,R6为一价烃基。)
用R5表示的缩水甘油醚基为用下述式(4)表示的环氧丙氧基烷基。
Figure BDA00002140748200101
(式(4)中,R7为二价烃基。)
上述式(4)中,作为用R7表示的二价烃基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等碳数1~6的亚烷基,例如环亚己基等碳数3~8的环亚烷基,例如亚苯基等碳数6~10的亚芳基。
作为二价烃基,可优选列举出亚烷基,可进一步优选列举出亚丙基。
具体而言,作为用R5表示的缩水甘油醚基,可列举出环氧丙氧基甲基、环氧丙氧基乙基、环氧丙氧基丙基、环氧丙氧基环己基、环氧丙氧基苯基等。
上述式(3)中,作为用R6表示的一价烃基,可列举出与用上述式(1)的R1和R2表示的一价烃基相同的基团。可优选列举出甲基。
具体而言,作为含环氧基烷氧基硅烷,可列举出例如环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、(2-环氧丙氧基乙基)三甲氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷等环氧丙氧基烷基三甲氧基硅烷,例如(3-环氧丙氧基丙基)三乙氧基硅烷、例如(3-环氧丙氧基丙基)三丙氧基硅烷,例如(3-环氧丙氧基丙基)三异丙氧基硅烷等。
可优选列举出环氧丙氧基烷基三甲氧基硅烷,可进一步优选列举出环氧丙氧基甲基三烷氧基硅烷,可特别优选列举出(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷。
含环氧基烷氧基硅烷可以单独使用或者可以将两种以上组合使用。
含环氧基烷氧基硅烷可以使用市售品,另外,也可以使用按照公知的方法合成的产品。
相对于缩合原料的总量,含环氧基烷氧基硅烷的配合比率例如为0.01~90质量%,优选为0.01~50质量%,进一步优选为0.01~20质量%。
硅醇两末端聚硅氧烷的硅醇基(SiOH基)相对于含烯基烷氧基硅烷和含环氧基烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基(SiOR4基和SiOR6基)的摩尔比(SiOH/(SiOR4+SiOR6)例如为20/1~0.2/1,优选为10/1~0.5/1,进一步优选实质上为1/1。
摩尔比超过上述范围时,在将热固化性有机硅树脂组合物制成B阶(半固化)状态时,有时无法获得具有适度韧性的B阶状物(半固化物),另一方面,摩尔比不满足上述范围时,含烯基烷氧基硅烷和含环氧基烷氧基硅烷的配合比例过多,因此,有时所得到的封装层2的耐热性会降低。
另外,如果摩尔比在上述范围内(优选实质上1/1),则能够使硅醇两末端聚硅氧烷的硅醇基(SiOH基)与含烯基烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基(SiOR4基)和含环氧基烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基(SiOR6)在无过多或不足地情况下进行缩合反应。
含烯基烷氧基硅烷与含环氧基烷氧基硅烷的摩尔比例如为10/90~99/1,优选为50/50~97/3,进一步优选为80/20~95/5。如果摩尔比在上述范围内,则具有可确保固化物的强度并提高粘接性的优点。
有机氢硅氧烷是含有与主链的硅原子直接键合的氢原子的化合物,例如可列举出下述式(5)所示的、含有与主链的中间(两末端之间)的硅原子直接键合的氢原子的氢化物,或者,下述式(6)所示的、含有与主链的两末端的硅原子直接键合的氢原子的氢化物(硅氢基两末端聚硅氧烷)。
Figure BDA00002140748200121
(式(5)中,I~IV表示结构单元,I和IV表示末端单元,II和III表示重复单元,R8可以相互相同或不同,为一价烃基。a表示0以上的整数,b表示2以上的整数。)
(式(6)中,R9可以相互相同或不同,为一价烃基。C表示0以上的整数。)
结构单元I~IV中的R8优选相互相同。
用R8表示的一价烃基可列举出与用上述R1和R2表示的一价烃基相同的烃基。可优选列举出饱和脂肪族烃基、芳香族烃基,可进一步优选列举出甲基、苯基,可特别优选列举出甲基。
结构单元I和IV为两末端的结构单元。
结构单元II中的a为结构单元II的重复单元数,从反应性的观点考虑,优选表示1~1000的整数,进一步优选表示1~100的整数。
结构单元III中的b为结构单元III的重复单元数,从反应性的观点考虑,优选表示2~10000,进一步优选表示2~1000的整数。
具体而言,作为用上述式(5)表示的氢化物,可列举出甲基氢聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷-共聚-甲基氢聚硅氧烷、乙基氢聚硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷-共聚-甲基苯基聚硅氧烷等。可优选列举出二甲基聚硅氧烷-共聚-甲基氢聚硅氧烷。
用上述式(5)表示的氢化物可以单独使用或者可以将两种以上组合使用。
需要说明的是,用上述式(5)表示的氢化物通常为a和/或b不同(换言之,分子量不同)的化合物的混合物。
因此,结构单元II中的a和结构单元III中的b分别以平均值的形式算出。
用上述式(5)表示的氢化物的数均分子量例如为100~1000000。
上述式(6)中的R9优选相互相同。换言之,与两末端的硅原子结合的R9和与两末端之间的硅原子结合的R9全部相同。
用R9表示的一价烃基可列举出与用上述R1和R2表示的一价烃基相同的烃基。可优选列举出饱和脂肪族烃基、芳香族烃基,可进一步优选列举出甲基、苯基。
上述式(6)中,从反应性的观点考虑,c优选表示1~10000的整数,进一步优选表示1~1000的整数。
具体而言,作为用上述式(6)表示的氢化物,例如可列举出硅氢基两末端聚二甲基硅氧烷、硅氢基两末端聚甲基苯基硅氧烷、硅氢基两末端聚二苯基硅氧烷等。
用上述式(6)表示的氢化物可以单独使用或者可以将两种以上组合使用。
作为用上述式(6)表示的氢化物,通常为c不同(换言之,分子量不同)的化合物的混合物。
因此,上述(6)中的c以平均值的形式算出。
从稳定性和/或处理性的观点考虑,用式(6)表示的氢化物的数均分子量例如为100~1000000,进一步优选为100~100000。
有机氢硅氧烷在25℃下的粘度例如为10~100000mPa·s,优选为15~50000mPa·s。粘度利用B型粘度计测定。
有机氢硅氧烷可以使用市售品,另外,也可以使用按照公知的方法合成的产品。
作为有机氢硅氧烷,可以单独使用用上述式(5)表示的氢化物或用上述式(6)表示的氢化物,或者,也可以将它们组合使用。作为有机氢硅氧烷,优选单独使用用上述式(5)表示的氢化物。
有机氢硅氧烷的配合比例还因含烯基烷氧基硅烷的烯基(上述式(2)的R3)和有机氢硅氧烷的硅氢基(SiH基)的摩尔比而异,例如,相对于100质量份含烯基烷氧基硅烷,例如为10~10000质量份,优选为100~1000质量份。
另外,含烯基烷氧基硅烷的烯基(上述式(2)的R3)相对于有机氢硅氧烷的硅氢基(SiH基)的摩尔比(R3/SiH)例如为20/1~0.05/1,优选为20/1~0.1/1,进一步优选为10/1~0.1/1,特别优选为10/1~0.2/1,最优选为5/1~0.2/1。
摩尔比超过上述范围时,在将热固化性有机硅树脂组合物制成B阶状态状态时,有时无法获得具有适度韧性的半固化物,而摩尔比不满足上述范围时,有机氢硅氧烷的配合比例过多,因此,有时所得到的荧光体层5的耐热性和韧性会变得不充分。
另外,如果摩尔比在上述范围内,则在将热固化性有机硅树脂组合物制成B阶状态时,只要摩尔比在上述范围内,则可向B阶状态迅速转变。
热固化性有机硅树脂组合物通过与催化剂一起配合上述硅醇两末端聚硅氧烷、含烯基烷氧基硅烷、含环氧基烷氧基硅烷以及有机氢硅氧烷并搅拌混合来制备。
作为催化剂,例如可列举出缩合催化剂和加成催化剂(氢化硅烷化催化剂)等。
缩合催化剂只要是提高硅醇基与烷氧基硅烷基的缩合反应的反应速度的物质就没有特别限定,可列举出例如盐酸、醋酸、甲酸、硫酸等酸,例如氢氧化钾、氢氧化铝、碳酸钾、四甲基氢氧化铵等碱,例如铝、钛、锌、锡等金属系催化剂等。
在它们当中,从相容性和热分解性的观点考虑,可优选列举出碱,可进一步优选列举出四甲基氢氧化铵。
相对于硅醇两末端聚硅氧烷100摩尔,缩合催化剂的配合比例例如为0.1~50摩尔,优选为0.25~5摩尔。
加成催化剂只要是提高加成反应,即烯基与SiH的氢化硅烷化反应的反应速度的物质就没有无特别限定,例如可列举出铂黑、氯化铂、氯铂酸、铂-烯烃络合物、铂-羰基络合物、乙酰乙酸铂等铂催化剂,例如钯催化剂,例如铑催化剂等金属催化剂。
在它们当中,从相容性、透明性以及催化活性的观点考虑,可优选列举出铂催化剂,可进一步优选列举出铂-羰基络合物。
关于加成催化剂的配合比例,按加成催化剂的金属量的质量份数计,相对于100质量份有机氢硅氧烷,例如为1.0×10-4~1.0质量份,优选为1.0×10-4~0.5质量份,进一步优选为1.0×10-4~0.05质量份。
需要说明的是,上述催化剂可以直接使用固体状态的物质,或者,从处理性的观点考虑,还可以以溶解或分散在溶剂中的溶液或分散液的形式使用。
作为溶剂,可列举出例如水,例如甲醇、乙醇等醇等。可优选列举出醇。
为了制备热固化性有机硅树脂组合物,例如,可以将上述原料(缩合原料和加成原料)与催化剂一同添加。或者可以首先将各原料和各催化剂在不同的时间点分别添加。进而,还可以一同添加一部分成分,并将剩余部分的各成分在不同时间点分别添加。
优选的是,首先,一同添加缩合原料和缩合催化剂,接着,添加加成原料,其后,添加加成催化剂。
具体而言,按照上述比例配合硅醇两末端聚硅氧烷、含烯基烷氧基硅烷以及含环氧基烷氧基硅烷(即缩合原料)、和缩合催化剂,将它们搅拌例如5分钟~24小时。
另外,在配合和搅拌时,为了提高缩合原料的相容性和处理性,例如,还可以加热至0~60℃。
另外,在配合原料和缩合催化剂时,还可以按适当的比例添加用于提高它们的相容性的相容化剂。
作为相容化剂,例如可列举出甲醇等醇等有机溶剂。需要说明的是,关于相容化剂,在缩合催化剂以有机溶剂的溶液或分散液的形式进行制备时,还可以将其有机溶剂作为相容化剂来供给。
其后,根据需要将体系(上述混合物)减压,从而去除挥发成分(有机溶剂)。
接着,向所得到的缩合原料和缩合催化剂的混合物中配合有机氢硅氧烷,搅拌例如1~60分钟。
在配合和搅拌时,为了提高混合物和有机氢硅氧烷的相容性和处理性,例如,还可以加热至0~60℃。
其后,向体系(上述混合物)中配合加成催化剂,搅拌例如1~60分钟。
由此,可以制备热固化性有机硅树脂组合物。
另外,封装材料根据需要还可以含有光反射成分和/或荧光体。
光反射成分例如为白色的化合物,作为这种白色的化合物,具体而言,可列举出白色颜料。
作为白色颜料,例如可列举出白色无机颜料,作为这种白色无机颜料,可列举出例如氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化硅(具体而言为二氧化硅、硅石)、氧化铝(矾土)、滑石等氧化物,例如,铅白(碳酸锌)、碳酸钙等碳酸盐,例如氮化铝等氮化物,例如高岭土(高岭石)等粘土矿物等。
作为白色无机颜料,可优选列举出氧化物,可进一步优选列举出硅石。
作为硅石,例如可列举出熔融硅石粉末、结晶硅石粉末等,可优选列举出熔融硅石粉末(即石英玻璃粉末)。
光反射成分为颗粒状,对其形状无限定,例如可列举出球状、板状、针状等。可优选列举出球状。
光反射成分的最大长度的平均值(为球状时,为其平均粒径)例如为1~60μm,优选为2~45μm。最大长度的平均值可使用激光衍射散射式粒度分布计测定。需要说明的是,以下颗粒的最大长度的平均值与上述同样地测定。
相对于100质量份透明树脂,光反射成分的配合比例例如为0.5~90质量份,从着色性、光反射性以及透明树脂的操作性的观点考虑,优选为1.5~70质量份。
上述光反射成分在透明树脂中均匀地分散。
荧光体在后面的荧光体层5中详述,其均匀地分散在透明树脂中。相对于100质量份透明树脂,荧光体的配合比例例如为0.5~90质量份,优选为1.5~70质量份。
在封装材料中配合光反射成分和/或荧光体时,将热固化性有机硅树脂组合物与光反射成分和/或荧光体配合。
封装层2(B阶状态的封装层2)的压缩弹性模量在25℃下例如为0.02~1MPa。压缩弹性模量例如用载荷测定器(精密载荷测定器1605II VL,AIKOH ENGINEERING CO.,LTD.制造)测定。
封装层2的厚度L1(参照图3的(b))以可埋设发光二级管元件12的方式进行调整,具体而言,例如为300~3000μm,优选为500~2000μm。
荧光体层5如图1所示那样,在封装层2的整个上表面形成。
荧光体层5含有荧光体,作为这种荧光体,可列举出可将蓝色光转换为黄色光的黄色荧光体等。作为这种荧光体,例如可列举出在复合金属氧化物、金属硫化物等中掺杂例如铈(Ce)、铕(Eu)等金属原子的荧光体。
具体而言,作为荧光体,可列举出例如Y3Al5O12:Ce(YAG(钇·铝·石榴石):Ce)、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12:Ce等具有石榴石型晶体结构的石榴石型荧光体;例如(Sr,Ba)2SiO4(BOS(钡·邻硅酸盐)):Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu、Ca3Si2O7:Eu等硅酸盐荧光体,例如CaAl12O19:Mn、SrAl2O4:Eu等铝酸盐荧光体,例如ZnS:Cu,Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Eu等硫化物荧光体,例如CaSi2O2N2:Eu,SrSi2O2N2:Eu,BaSi2O2N2:Eu,Ca-α-SiAlON等氮氧化物荧光体,例如CaAlSiN3:Eu、CaSi5N8:Eu等氮化物荧光体,例如K2SiF6:Mn、K2TiF6:Mn等氟化物系荧光体等。从由蓝色光转换为黄色光的特性的观点考虑,可优选列举出石榴石型荧光体,从转换效率的观点考虑,可进一步优选列举出YAG:Ce、BO S:Eu。
这些荧光体可以单独使用或者可以将两种以上组合使用。
另外,荧光体为颗粒状,对其形状没有特别限定,例如可列举出球状、平板状、针状等。
另外,荧光体的最大长度的平均值(为球状时,为其平均粒径)例如为0.1~500μm,优选为0.2~200μm。荧光体颗粒的平均粒径通过粒度分布测定装置测定。
另外,荧光体层5由向树脂中配合了上述荧光体而成的含荧光体树脂形成。
作为树脂,可列举出与上述封装层2中使用的透明树脂相同的透明树脂,可优选列举出热固化性树脂组合物,可进一步优选列举出热固化性有机硅树脂组合物。另外,树脂可优选列举出C阶(完全固化)状态的热固化性树脂。
为了制备含荧光体树脂组合物,将上述荧光体和树脂(优选为热固化性树脂)配合、进行搅拌混合。具体而言,将荧光体和树脂配合,将它们混合,使荧光体在树脂中均匀地分散。
荧光体的配合比率通过荧光体的量子效率、散射性而适当调整,例如调整为白色等规定的颜色,具体而言,相对于含荧光体树脂组合物,例如为1~50质量%,例如为10~40质量%。
搅拌温度例如为室温(约25℃)~50℃,搅拌时间例如为1分钟~180分钟。
由此,制备含荧光体树脂组合物。
或者,还可以由例如荧光体的陶瓷以荧光体陶瓷板的形式形成荧光体层5。
荧光体层5的厚度例如为50~1000μm,优选为50~500μm。
间隔层4在荧光体层5的整个上表面形成。
间隔层4例如由透明树脂形成。作为这种透明树脂,可列举出与形成封装层2的透明树脂同样的树脂,可优选列举出不含光反射成分的透明树脂,可特别优选列举出热固化性有机硅树脂组合物。
间隔层4的厚度例如为0.5mm以上,优选为1mm以上,进一步优选为1.2mm以上,另外,例如为5mm以下,优选为4mm以下,进一步优选为3mm以下。
如果间隔层4的厚度低于上述下限,则后述的发光二级管元件12(参照图4)间的间隔宽时(具体而言,为5mm以上),从发光二级管元件12发出的光无法充分地扩散至间隔层4,因此,有在接下来要说明的光扩散层3中,发光二级管元件12无法形成面光源的情况发生。
另一方面,间隔层4的厚度超过上述上限时,有时无法通过涂布等而简便地形成间隔层4。
在间隔层4的厚度为500μm时,相对于波长440~600nm的光,间隔层4的透光率例如为80%以上,优选为85%以上,进一步优选为90%以上,例如为100%以下。
另外,相对于波长555nm的光,间隔层4的折射率例如超过1,优选为1.3以上,进一步优选为1.35以上,例如为1.45以下。
光扩散层3在间隔层4的整个上表面形成。
光扩散层3例如由含有透明树脂和光反射成分的光扩散树脂组合物形成。
作为透明树脂,可列举出与上述透明树脂同样的树脂,从长期可靠性的观点考虑,可优选列举出有机硅树脂,可进一步优选列举出C阶状态的热固化性有机硅树脂组合物。
光反射成分分散在透明树脂(优选为热固化性有机硅树脂组合物)中。作为光反射成分,可列举出与还能够配合在上述封装材料中的光反射成分相同的光反射成分。
光反射成分的最大长度的平均值(为球状时,为其平均粒径)例如为1μm以上,优选为2μm以上,另外,例如为60μm以下,优选为40μm以下,进一步优选为20μm以下。
光反射成分的最大长度的平均值不满足上述下限时,在光扩散层3中会产生光的瑞利散射,因此,有时后方散射会变大。
另外,光反射成分的最大长度的平均值超过上述上限时,有时(构成)光反射成分(的颗粒)与透明树脂的界面处反射(界面反射)变大,后方散射变大。
例如相对于光扩散树脂组合物,光反射成分的配合比率例如为3质量%以上,优选为5质量%以上,另外,例如为50质量%以下。另外,相对于100质量份透明树脂,光反射成分的配合比例例如为3~90质量份,优选为10~60质量份。
光扩散层3的厚度例如为50~2000μm,优选为100~1000μm。
接着,参照图2对制造封装片1的方法进行说明。
在该方法中,首先,如图2的(a)所示那样,形成光扩散层3。
为了形成光扩散层3,例如配合透明树脂和光反射成分,根据需要以适当的比例进一步配合溶剂后,制备光扩散树脂组合物。
其后,将所制备的光扩散树脂组合物涂布在例如脱模薄膜(隔离膜)6上,形成由光扩散树脂组合物制成的涂膜。其后,加热涂膜。由此,形成由C阶(完全固化)状态的光扩散树脂形成的光扩散层3。
加热温度例如为80~150℃,优选为100~120℃,加热时间例如为3~300分钟,优选为5~60分钟。
或者,还可以将预先成形为薄膜状的光扩散薄膜作为光扩散层而提供。作为光扩散薄膜,可以使用市售品,具体而言,例如,可以使用Light-Up series(Kimoto Co.,Ltd.制造)等。
需要说明的是,将光扩散膜作为光扩散层而提供时,无需使用脱模薄膜(隔离膜)6而将光扩散膜直接作为薄膜状的光扩散层进行准备。
接着,在该方法中,如图2的(b)所示的那样,在光扩散层3上(厚度方向的一侧)形成间隔层4。
具体而言,将透明树脂与根据需要而添加的溶剂配合来制备透明树脂组合物。
将所制备的透明树脂组合物涂布在光扩散层3的整个上表面,形成由透明树脂组合物形成的涂膜。其后,加热涂膜。加热温度例如为80~130℃,优选为90~100℃,加热时间例如为3~300分钟,优选为5~60分钟。
由此,形成由C阶(完全固化)状态的透明树脂制成的间隔层4。
接着,在该方法中,如图2的(c)所示的那样,在间隔层4上(厚度方向的一侧)形成荧光体层5。
具体而言,配合树脂与荧光体,根据需要以适当的比例进一步配合溶剂,然后制备含荧光体的树脂组合物。
其后,将所制备的含荧光体树脂组合物涂布在间隔层4的整个上表面,形成由含荧光体树脂组合物形成的涂膜。其后,加热涂膜。加热温度例如为80~130℃,优选为90~100℃,加热时间例如为3~300分钟,优选为5~60分钟。
由此,形成由C阶(完全固化)状态的含荧光体树脂形成的荧光体层5。
或者,也可以通过在间隔层4上层叠荧光体陶瓷板来形成荧光体层5。
接着,在该方法中,如图2的(d)所示的那样,在荧光体层5上(厚度方向的一侧)形成封装层2。
具体而言,将含有封装树脂和光反射成分和/或荧光体的封装树脂组合物涂布在荧光体层5的整个上表面,形成由封装树脂组合物形成的涂膜。其后,加热涂膜。加热温度例如为100~160℃,优选为110~155℃,加热时间例如为1~60分钟,优选为3~10分钟。
由此,形成由B阶(半固化)状态的封装树脂组合物形成的封装层2。
如此操作,得到封装片1。
接着,参照图3和图4,对使用封装片1封装发光二级管元件12而制造发光二级管装置11的方法进行说明。
在该方法中,如图4的(a)和图4的(b)所示那样的,准备安装有发光二级管元件12的基板13。
基板13呈平板状,在上表面设置有用于与发光二级管元件12电连接的端子(未图示)以及连接至其的电路(未图示)。
发光二级管元件12在基板13上(厚度方向的一侧)、在面方向(与厚度方向正交的方向)上隔着间隔整列配置。各发光二级管元件12形成为俯视大致矩形。发光二级管元件12通压焊技术或倒装法等安装在基板13上。
各发光二级管元件12间的间隔例如为0.1~100mm,优选为1~10mm,各发光二级管元件12的面方向的最大长度(发光二级管元件12的大小)例如为1~5mm,优选为1~2mm,各发光二级管元件12的面方向的最小长度例如为0.1~1mm,优选为0.2~1.5mm。
需要说明的是,基板13安装有多个发光二级管元件12,因此被制成多基板。
接着,在该方法中,如图3的(a)所示那样,将封装片1邻接配置在基板13上(厚度方向的一侧)侧。
具体而言,将图2的(d)所示的封装片1上下翻转,其后,如图3的(a)的箭头、图3的(b)和图3的(c)所示那样,利用封装片1埋设发光二级管元件12。具体而言,将封装片1载置在基板13上,使得发光二级管元件12、端子以及电路埋设在封装层2中。
详细而言,如图3的(b)所示那样,使封装片1下降(押下),通过封装层2被覆发光二级管元件12的表面。接着,如图3的(c)所示那样,对基板13压接封装片1。
压接通过控制封装层2向基板13侧押入(压缩)的量(以下记为押入量)来实施。
押入量通过下述式表示。
押入量=压缩(压接)前的封装层2的厚度L1-压缩(压接)后的封装层2的厚度L2
押入量以将通过下述式表示的押入率设定为例如3~30%的方式进行调节。
押入率=押入量/压缩(压接)前的封装层2的厚度L1×100%
具体而言,将封装片1压接,使得封装层2的厚度被压缩了押入量大小。
通过这样调节押入量,可以防止封装层2被压坏,用封装层2确实地封装发光二级管元件12。
压接的温度例如为0~40℃,优选为15~35℃。
另外,压接中,可以保持将封装片1押下(押入)的状态,该保持时间例如为10秒钟~10分钟,优选为10秒钟~5分钟。
其后,如图3的(d)所示那样,通过加热封装层2,使封装树脂组合物固化。
加热温度例如为100~160℃,优选为120~155℃,加热时间例如为10~600分钟,优选为60~450分钟。
由此,通过C阶(完全固化)状态的封装层2封装发光二级管元件12。
其后,根据需要,如图3的(d)的虚线所示那样,将脱模薄膜6从光扩散层3上剥离。
如此操作,如图3的(d)所示那样,可以制造具备基板13、发光二级管元件12以及封装片1的发光二级管装置11。
需要说明的是,关于该发光二级管装置11,由于在作为多基板的基板13上安装的多个发光二级管元件(芯片)12被封装层2封装,因此被制成多芯片模块。
而且,通过上述方法得到的封装片1具备封装层2、间隔层4以及光扩散层3。而且,在上述发光二级管装置11的制造方法中,利用在准备安装有发光二级管元件12的基板13后将封装片1配置于基板13、通过封装层2封装发光二级管元件12的简单方法,可以对基板13同时实施封装层2的设置和光扩散层3的设置,由此,可以效率良好地制造发光二级管装置11。
另外,在封装片1中,间隔层4介于封装层2和光扩散层3之间,因此可以确实地确保封装层2与光扩散层3的厚度方向的间隔。
因此,在配置有所述封装片1并通过封装层2封装有发光二级管元件12的发光二级管装置11中,从发光二级管元件12发出的光透过封装层2和间隔层4时,其后,扩散地到达光扩散层3。其后,光在光扩散层3中向面方向扩散。
其结果,在发光二级管装置11中,可确实地将发光二级管元件12制成面光源。即,可以降低发光二级管元件12的顶部的亮度与顶部周围的亮度之差。
具体而言,在基板13上用封装片1对以等间隔整列状地安装的多个的发光二级管元件进行封装而成的发光二级管装置11的亮度均匀性(在后面的实施例中详述)例如为70%以上,优选为75%以上,进一步优选为90%以上,特别优选为95%以上,另外,例如为100%以下。
因此,可以抑制发光二级管装置11中的光的颜色不均匀。
图5是表示本发明的封装片的其他实施方式(未设置荧光体层,封装层与间隔层接触的方式)的剖面图。
需要说明的是,以下的各附图中,关于上述各部相对应的构件,标注相同的参照符号,省略其详细说明。
在图1的实施方式中,荧光体层5介于封装层2与间隔层4之间,但例如,也可以如图5所示那样,以未设置荧光体层5、封装层2与间隔层4彼此相互接触的方式进行设置。
在图5中,该封装片1具备封装层2、在封装层2上形成的光扩散层3以及介于封装层2和光扩散层3之间的间隔层4。换言之,封装片1是以在封装层2的上侧依次层叠有间隔层4和光扩散层3的层叠体片的形式形成的。
间隔层4在封装层2的整个上表面形成。
图5所示的封装片1能够起到与上述图1所示的封装片1相同的作用效果。
优选的是,如图1所示那样,在封装片1中,以介于封装层2和间隔层4之间的方式设置荧光体层5。
在图1所示的封装片1中,如图3的(d)所参照的那样,可以通过荧光体层5来转换从发光二级管元件12发出的光的波长。具体而言,可以通过荧光体层5,将从发光二级管元件12发出的光中所含的蓝色光通过荧光体层5部分地转换为黄色光。因此,发光二级管装置11利用黄色光与透过荧光体层5但未转换为黄色光的蓝色光的混色,可以发出高能量的白色光。
需要说明的是,在图1和图3的(d)的实施方式中,荧光体层5介于封装层2和间隔层4之间,但对其配置没有限定,虽然没有进行图示,但例如可以介于间隔层4和光扩散层3之间,或者,也可以在光扩散层3的整个上表面设置。
优选的是,如图1和图3的(d)的实施方式那样,使荧光体层5介于封装层2和间隔层4之间。
由此,发光二级管元件12发光,接着,透过封装层2,通过荧光体层5而波长部分转换的光以黄色光和蓝色光的混色光(白色光)的形式透过间隔层4,扩散地到达光扩散层3。然后,高能量的白色光在光扩散层3中向面方向扩散,因此可将发光二级管元件12制成高能量的面光源。
另一方面,在图5的封装片1中,也可以使封装层2含有荧光体,将封装层2制成封装荧光层2。
即,使形成封装荧光层2的封装树脂含有荧光体,由此,使荧光体分散在封装树脂中。
如果为该实施方式,则可起到与图1的封装片1同样的作用效果(发出高能量的白色光)。
另外,在图3的(d)的发光二级管装置11中,在基板13上安装有多个发光二级管元件12,但例如,虽没有进行图示,但也可在基板13上安装1个发光二级管元件12。
这种情况下,可以起到与图1的封装片1同样的的作用效果。
优选的是,如图3的(d)所示那样,在发光二级管装置11中,在基板13上安装多个发光二级管元件12。
由此,通过多个发光二级管元件12,可以增大发光光量,且可以降低各发光二级管元件12的顶部的亮度与顶部周围(包括各发光二级管元件12之间的部分。)的亮度之差,抑制发光二级管装置11中光的颜色不均匀的发生。
实施例
以下,列举实施例和比较例来进一步详细地说明本发明,但本发明并非限定于这些实施例和比较例。
实施例1
(1)光扩散层的形成
向5g有机硅弹性体(ELASTO SIL LR-7665,WackerAsahikasei Silicone Co.,Ltd.制造)中添加5g二氧化硅(FB-3SDC,球状,平均粒径3.4μm,电气化学合成株式会社制造),用手搅拌来均匀地分散,制备液状的光扩散树脂组合物。其后,将所制备的光扩散树脂组合物脱泡,接着,在隔离膜(SS4C)上使用涂膜器以厚度达到500μm的方式进行涂布,其后,将涂膜在100℃下加热固化10分钟,从而形成由C阶(完全固化)的光扩散树脂形成的光扩散层(参照图2的(a))。
(2)间隔层的形成
将由已脱泡的有机硅弹性体(ELASTOSIL LR-7665,Wacker Asahikasei Silicone Co.,Ltd.制造)形成的热固化性有机硅树脂组合物以厚度达到1mm的方式涂布在上述(1)中形成的光扩散层的整个上表面,其后,将涂膜在100℃下加热固化10分钟,从而形成由C阶(完全固化)的透明树脂形成的间隔层(参照图2的(b))。
(3)荧光体层的形成
向74g有机硅弹性体(ELASTOSIL LR-7665,WackerAsahikasei Silicone Co.,Ltd.制造)中添加26g YAG:Ce,用手搅拌来均匀地分散,制备液状的含荧光体树脂组合物。其后,将所制备的含荧光体树脂组合物脱泡,接着,在间隔层的整个上表面以厚度达到100μm的方式进行涂布,其后,将涂膜在100℃下加热固化10分钟,从而形成由C阶(完全固化)的含荧光体树脂形成的荧光体层(参照图2的(c))。
(4)封装层的形成以及封装片的制作
将加温至40℃的硅醇两末端聚二甲基硅氧烷(硅醇两末端聚硅氧烷,式(1)中,R1和R2均为甲基,n平均为155,数均分子量为11500)2031g(0.177摩尔)与乙烯基三甲氧基硅烷(含烯基烷氧基硅烷)15.76g(0.106摩尔)和(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷(含环氧基烷氧基硅烷)2.80g(0.0118摩尔)配合,搅拌混合。
需要说明的是,硅醇两末端聚二甲基硅氧烷的SiOH基相对于乙烯基三甲氧基硅烷和(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷的SiOCH3基的摩尔比(SiOH基的摩尔数/SiOCH3基的摩尔数)为1/1。
搅拌混合后,添加四甲基氢氧化铵等碱的甲醇溶液(缩合催化剂,浓度10质量%)0.97mL(0.766g,催化剂含量:0.88毫摩尔,相对于硅醇两末端聚二甲基硅氧烷100摩尔,相当于0.50摩尔),在40℃下搅拌1小时。所得混合物(油)在40℃的减压下(10mmHg)搅拌1小时,去除挥发成分(甲醇等)。
其后,将体系恢复至常压后,向反应物中添加有机氢硅氧烷(式(5)中,R8均为甲基,a平均为10,b平均为10。25℃下的粘度为20mPa·s)44.67g(0.319摩尔),在40℃下搅拌1小时。
需要说明的是,乙烯基三甲氧基硅烷的乙烯基(CH2=CH-)相对于有机氢硅氧烷的硅氢基(SiH基)的摩尔比(CH2=CH-/SiH)为1/3。
其后,向体系中添加铂-羰基络合物溶液(加成催化剂,铂浓度2质量%)0.13g(0.13mL,铂含量2质量%,作为铂,相对于100质量份有机氢硅氧烷,相当于1.2×10-4质量份),在40℃下搅拌10分钟。
由此,制备热固化性有机硅树脂组合物。
其后,将所制备的热固化性有机硅树脂组合物50g与二氧化硅(FB-40S,球状,平均粒径40μm,电气化学合成株式会社制造)50g配合,均匀地分散,制备液状的混合物。其后,将混合物脱泡,接着,在荧光体层的整个上表面以厚度(L1)达到1mm的方式进行涂布,其后,将涂膜在135℃下加热3分钟,从而形成由B阶(半固化)状态的、含有二氧化硅的封装树脂组合物形成的封装层(参照图2的(d))。需要说明的是,封装层的压缩弹性模量(25℃)为0.1MPa。
由此,制作在脱模薄膜上依次层叠有光扩散层、间隔层、荧光体层和封装层的封装片。
(5)发光二级管装置的制造
准备隔着间隔整列状地安装有多个(25个:纵5列,横5列)的发光二级管元件(芯片)的基板(多基板)(参照图3、图4的(a)和图的4(b))。需要说明的是,各发光二级管元件呈单边长度为1mm(换言之,大小1mm×1mm)的平视正方形状,各发光二级管元件之间的间隔为5mm。
接着,将上下翻转的封装片以封装层埋设发光二级管元件的方式载置在基板上(参照图3的(a))。
具体而言,关于封装片,将图2的(d)所示状态的封装片上下翻转,封装层以与发光二级管元件在上下方向隔着间隔相对的方式进行配置(参照图3的(a))。
接着,在常温(25℃)下,通过封装片埋设发光二级管(参照图3的(b)和图3的(c))。
具体而言,使封装片下降,通过封装层被覆发光二级管元件的表面(参照图3的(b))。接着,关于封装片的位置,以封装层的厚度被控制在压缩了押入量50μm(押入率5%=押入量50μm/压缩(压接)前的封装层的厚度(L1)1000μm×100%)的状态保持40秒,对基板压接封装片(参照图3的(c))。
压接后,封装层的厚度(L2)为950μm。
其后,在150℃下加热5小时,使封装层固化(参照图3的(d))。
由此,通过C阶(完全固化)状态的封装层封装发光二级管元件。
其后,将隔离膜(SS4C)从光扩散层上剥离(参照图3的(d)的下线)。
由此,制造发光二级管装置(多芯片模块)。
实施例2
除了在(2)间隔层的形成中,将间隔层的厚度由1mm变更为2mm以外,与实施例1同样地操作,依次形成荧光体层和封装层,形成封装片,接着,制造发光二级管装置。
实施例3
除了在(2)间隔层的形成中,将间隔层的厚度由1mm变更为3mm以外,与实施例1同样地操作,依次形成荧光体层和封装层,形成封装片,接着,制造发光二级管装置。
实施例4
除了在(2)间隔层的形成中,将间隔层的厚度由1mm变更为4mm以外,与实施例1同样地操作,依次形成荧光体层和封装层,形成封装片,接着,制造发光二级管装置。
实施例5
除了在(1)光扩散层的形成中,将厚度125μm的光扩散膜(Light-Up PBU,Kimoto Co.,Ltd.制造)作为光扩散层提供以外,与实施例1同样地操作,依次形成间隔层、荧光体层以及封装层,形成封装片,接着,制造发光二级管装置。
换言之,不使用隔离膜(SS4C),将光扩散膜作为光扩散层进行准备。
比较例1
除了不设置光扩散层和间隔层以外,与实施例1同样地操作,制造发光二级管装置(参照图6)。
换言之,如图6所示那样,封装片1具备封装层2、在其上形成的荧光体层5。
比较例2
除了不设置间隔层以外,与实施例1同样地操作,制造了发光二级管装置(参照图7)。
换言之,如图7所示那样,封装片1具备封装层2、在其上形成的荧光体层5、在荧光体层5上形成的光扩散层3。
比较例3
在图6所示的比较例1的发光二级管装置11中的荧光体层5上层叠厚度125μm的光扩散薄膜(Light-Up PBU,Kimoto Co.,Ltd.制造)(参照图7)。
换言之,在图6所示的已经将发光二级管元件12封装后的封装片1上,如图7所示那样,设置光扩散薄膜3。
比较例4
首先,如图8所参照的那样,通过将厚度125μm的光扩散薄膜(Light-Up PBU,Kimoto Co.,Ltd.制造)的周端部向下侧折回,形成向下方开口的剖面コ字形状的光扩散层。将该光扩散层以其中央部与图6所示的比较例1的发光二级管装置11的发光二级管元件12相对的方式进行定位后,将光扩散层3的周端部与基板13的周端部层叠。由此,光扩散层3的中央部的下侧划分出厚度(厚度方向间隔)1mm的空隙7(参照图8)。
换言之,在图6所示的已经将发光二级管元件12封装的封装片1上设置图8所示的剖面コ字形状的光扩散层3。
比较例5
除了在光扩散层3的形成中,将空隙7的厚度由1mm变更为2mm以外,与实施例1同样地操作,制造发光二级管装置。
比较例6
除了在光扩散层3的形成中,将空隙7的厚度由1mm变更为3mm以外,与实施例1同样地操作,制造发光二级管装置。
比较例7
除了在光扩散层3的形成中,将空隙7的厚度由1mm变更为4mm以外,与实施例1同样地操作,制造发光二级管装置。
评价
(1)亮度均匀性
利用亮度计(有限会社HI-LAND制造)评价发光二级管装置的亮度均匀性。
即,在发光二级管装置的上侧对向配置亮度计测装置,使发光二级管元件发光,以下述式算出的亮度均匀性(%)的形式评价发光二级管元件的顶部的亮度与顶部周围的亮度之差。
亮度均匀性(%)=(周围的亮度)/(顶部的亮度)×100
其结果如表1所示。
表1
表1
*Light-Up Kimoto Co.,Ltd.制造
需要说明的是,亮度均匀性的数值越高,表示均匀性程度越高,数值越小,表示均匀性程度越低。
另外,通过亮度计测装置所具备的照相机,以图像的形式对所接收的光进行摄影。这些图像如图9~图20所示。
(2)发光二级管装置的制造方法的简便性
发光二级管装置的制造工序的简便性按照以下基准评价。
○:基于封装层的发光二级管元件的封装与发光二级管元件对应的光扩散层的设置可同时实施。
×:基于封装层的发光二级管元件被封装后,设置发光二级管元件对应的光扩散层。
考察
实施例1~5中,任一亮度均匀性的评价均为70%以上,是良好的,如图9~图13所示那样,成为面光源。而且,基于封装层的发光二级管元件的封装与光扩散层的设置可同时实施。
另一方面,比较例1由于未设置光扩散层,因此亮度均匀性的评价低于70%,是不良的,如图14所示那样,成为点光源。
另外,比较例2以及3由于未设置间隔层,因此亮度均匀性的评价低于70%,是不良的,如图15以及图16所示那样,成为点光源。
进而,比较例4~7在将基于封装层的发光二级管元件封装后,设置发光二级管元件对应的光扩散层,从而制作了发光二级管装置,因此基于这一点,制造工序数变多。
(3)透光率(间隔层和荧光体层)
A.间隔层
由实施例1的(2)间隔层的形成中使用的热固化性有机硅树脂组合物制作厚度500μm的间隔层的样品,用分光光度计(日本分光株式会社制造)对所制作的样品在波长555nm的光下的透光率进行测定。其结果,透光率为93%。
B.荧光体层
由实施例1的(3)荧光体层的形成中使用的含荧光体树脂组合物制作厚度500μm的荧光体层的样品,用分光光度计(日本分光株式会社制造)对所制作的样品在波长555nm的光下的透光率进行测定。其结果,透光率为60%。
(4)折射率(间隔层)
由实施例1的(2)间隔层的形成中使用的热固化性有机硅树脂组合物制作厚度500μm的间隔层的样品,用阿贝折射仪对所制作的样品在波长555nm的光下的折射率进行测定。其结果,折射率为1.41。
需要说明的是,上述说明作为本发明的例示的实施方式提供,但其仅为单纯例示,不做限定性解释。本技术领域的技术人员所清楚的本发明的变形例也包含于前述的权利要求书中。

Claims (12)

1.一种封装片,其特征在于,其具备:
用于封装发光二级管元件的封装层、和
在所述封装层的厚度方向的一侧形成的、用于将从所述发光二级管元件发出的光扩散的光扩散层、和
介于所述封装层和所述光扩散层之间的间隔层。
2.根据权利要求1所述的封装片,其特征在于,所述间隔层的厚度为0.5mm以上。
3.根据权利要求1所述的封装片,其特征在于,所述间隔层的厚度为1mm以上。
4.根据权利要求1所述的封装片,其特征在于,所述间隔层由透明树脂形成。
5.根据权利要求1所述的封装片,其特征在于,所述封装层由B阶状态的热固化性树脂形成。
6.根据权利要求1所述的封装片,其特征在于,所述光扩散层由含有有机硅树脂和分散在所述有机硅树脂中的光反射成分的光扩散树脂形成。
7.根据权利要求1所述的封装片,其特征在于,其还具备荧光体层,所述荧光体层用于对从发光二极管元件发出的光的波长进行转换。
8.根据权利要求7所述的封装片,其特征在于,所述荧光体层介于所述封装层和所述间隔层之间。
9.一种封装片的制造方法,其特征在于,其包括:
形成用于将从发光二级管元件发出的光扩散的光扩散层的工序、和
在所述光扩散层的厚度方向的一侧形成间隔层的工序、和
在所述间隔层的所述厚度方向的一侧形成用于封装发光二级管元件的封装层的工序。
10.一种发光二级管装置,其特征在于,其具备:
基板、和
在所述基板上安装的发光二级管元件、和
在所述基板上以封装所述发光二级管元件的方式形成的封装片,
所述封装片具备:
用于封装所述发光二级管元件的封装层、和
在所述封装层的厚度方向的一侧形成的、用于将从所述发光二级管元件发出的光扩散的光扩散层、和
介于所述封装层和所述光扩散层之间的间隔层。
11.根据权利要求10所述的发光二级管装置,其特征在于,所述发光二级管元件在与所述封装片的所述厚度方向正交的方向上隔着间隔设置多个。
12.一种发光二级管装置的制造方法,其特征在于,其包括:
准备安装有发光二级管元件的基板的工序、以及
在所述基板的厚度方向的一侧配置封装片、通过下述封装层封装所述发光二级管元件的工序,
所述封装片具备:
用于封装所述发光二级管元件的封装层、和
在所述封装层的厚度方向的一侧形成的、用于将从所述发光二级管元件发出的光扩散的光扩散层、和
介于所述封装层和所述光扩散层之间的间隔层。
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