CN107995920B - 荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 led芯片、led封装体、发光装置、背光单元 - Google Patents

荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 led芯片、led封装体、发光装置、背光单元 Download PDF

Info

Publication number
CN107995920B
CN107995920B CN201680051426.7A CN201680051426A CN107995920B CN 107995920 B CN107995920 B CN 107995920B CN 201680051426 A CN201680051426 A CN 201680051426A CN 107995920 B CN107995920 B CN 107995920B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phosphor
group
phosphor sheet
general formula
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680051426.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107995920A (zh
Inventor
石田丰
梅原正明
田中大作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN107995920A publication Critical patent/CN107995920A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107995920B publication Critical patent/CN107995920B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7704Halogenides
    • C09K11/7705Halogenides with alkali or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/77068Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/54Encapsulations having a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明涉及含有通式(1)表示的有机化合物、无机荧光体及基体树脂的荧光体组合物及荧光体片材。R1、R2、Ar1~Ar5及L选自氢、烷基、环烷基、芳烷基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、杂环基、卤素、卤代烷基、卤代链烯基、卤代炔基、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环。M表示m价的金属,是选自硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌、铂中的至少一种。

Description

荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 LED芯片、 LED封装体、发光装置、背光单元
技术领域
本发明涉及荧光体组合物、荧光体片材以及使用它们的形成物、 LED芯片、LED封装体、发光装置、背光单元(backlight unit)、显示器及LED封装体的制造方法。
背景技术
针对基于颜色转换方式的多色化技术,正在大力研究其在液晶显示器、有机EL显示器、照明等中的应用。所谓颜色转换是指:将发光体发出的光转换为波长更长的光,例如表示将蓝色发光转换为绿色发光或红色发光。具有该颜色转换功能的组合物为荧光体组合物,将荧光体组合物制膜而得到的物质为荧光体片材。通过将该荧光体片材与例如蓝色光源组合,可以从蓝色光源中提取蓝色、绿色、红色这三种原色,即,可以提取白色光。将这样的组合蓝色光源和荧光体片材而成的白色光源作为背光单元,并将该背光单元、液晶驱动部分和滤色器组合,由此可以制作全彩色显示器。另外,如果无液晶驱动部分,则能够直接用作白色光源,例如能够用作LED照明等的白色光源。
作为液晶显示器的课题,可以举出颜色再现性的提高。为了提高颜色再现性,使背光单元的蓝、绿、红的各发光光谱的半峰宽变窄、并提高蓝、绿、红各色的色纯度是有效的。作为解决上述课题的手段,提出了使用基于无机半导体微粒的量子点作为荧光体组合物的成分的技术 (例如,参见专利文献1)。这些使用量子点的技术确实能够使绿色、红色的发光光谱的半峰宽变窄,提高颜色再现性,但另一方面,量子点易于受到热、空气中的水分、氧的影响,耐久性不充分。
另外,也提出了代替量子点而使用有机物的发光材料作为荧光体组合物成分的技术。作为使用有机发光材料作为荧光体组合物成分的技术的例子,公开了:使用吡啶-邻苯二甲酰亚胺缩合体的技术(例如,参见专利文献2)、使用香豆素衍生物的技术(例如,参见专利文献3)、针对红色发光材料目前为止使用苝衍生物的技术(例如,参见专利文献 4)、使用罗丹明(Rhodamine)衍生物的技术(例如,参见专利文献5)、使用吡咯亚甲基(pyrromethene)衍生物的技术(例如,参见专利文献 6~7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-22028号公报
专利文献2:日本特开2002-348568号公报
专利文献3:日本特开2007-273440号公报
专利文献4:日本特开2002-317175号公报
专利文献5:日本特开2001-164245号公报
专利文献6:日本特开2011-241160号公报
专利文献7:日本特开2014-136771号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,上述现有的有机发光材料用于液晶显示器等时,颜色再现性及耐久性仍不充分。本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于,在用于液晶显示器、LED照明等的荧光体组合物、荧光体片材中,同时实现高颜色再现性及高耐久性。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题、实现目的,本发明的荧光体组合物的特征在于,含有:
将发光体发出的光转换为波长比该发出的光更长的光的、通式(1) 表示的有机化合物及无机荧光体;和
与所述有机化合物及所述无机荧光体混合而形成连续相的基体树脂。
[化学式1]
Figure GDA0001606428610000031
(R1、R2、Ar1~Ar5及L可以相同也可以不同,选自氢、烷基、环烷基、芳烷基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、杂环基、卤素、卤代烷基、卤代链烯基、卤代炔基、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环。M表示m价的金属,为选自硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌、铂中的至少一种。)
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中的M为硼,L为氟或含氟芳基,m-1为2。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中的Ar5为通式(2)表示的基团。
[化学式2]
Figure GDA0001606428610000032
(r选自由氢、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧羰基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼基、氧化膦基构成的组。k为1~3的整数。k为2以上时,r各自可以相同也可以不同。)
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中的Ar1~Ar4各自可以相同也可以不同,为经取代或无取代的苯基。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4中的至少一个为通式(3)表示的基团。
[化学式3]
Figure GDA0001606428610000041
(R3选自由烷基、环烷基、烷氧基及烷基硫基组成的组。n为1~3 的整数。n为2以上时,各R3可以相同也可以不同。)
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1与Ar2为不同结构的基团,或Ar3与Ar4为不同结构的基团。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4各自可以相同也可以不同,为经取代或无取代的烷基。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为氢。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为吸电子基团。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的Ar5的通式(2)中,r为吸电子基团。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述无机荧光体的发光光谱在500~700nm的区域具有峰。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述无机荧光体为β型赛隆荧光体。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述β型赛隆荧光体的发光光谱在535~550nm的区域具有峰。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述β型赛隆荧光体的平均粒径为16μm以上且19μm以下。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述无机荧光体为KSF荧光体。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述 KSF荧光体的平均粒径为10μm以上且40μm以下。
另外,本发明的荧光体组合物的特征在于,在上述发明中,所述基体树脂为有机硅树脂。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,包含:
将发光体发出的光转换为波长比该发出的光更长的光的、通式(1) 表示的有机化合物及无机荧光体;和
至少与所述无机荧光体混合而形成连续相的基体树脂。
[化学式4]
Figure GDA0001606428610000051
(R1、R2、Ar1~Ar5及L可以相同也可以不同,选自氢、烷基、环烷基、芳烷基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、杂环基、卤素、卤代烷基、卤代链烯基、卤代炔基、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环。M表示m价的金属,是选自硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌、铂中的至少一种。)
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,包含荧光体层与有机发光材料层的层合结构,所述荧光体层含有所述无机荧光体和所述基体树脂,所述有机发光材料层含有通式(1)表示的所述有机化合物。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中,M为硼,L为氟或含氟芳基,m-1为2。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar5为通式(2)表示的基团。
[化学式5]
Figure GDA0001606428610000061
(r选自由氢、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧羰基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼基、氧化膦基构成的组。k为1~3的整数。k为2以上时,r各自可以相同也可以不同。)
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4各自可以相同也可以不同,为经取代或无取代的苯基。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4中的至少一个为通式(3)表示的基团。
[化学式6]
Figure GDA0001606428610000062
(R3选自由烷基、环烷基、烷氧基及烷基硫基组成的组。n为1~3 的整数。n为2以上时,各R3可以相同也可以不同。)
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,在表示所述有机化合物的通式(1)中Ar1与Ar2为不同结构的基团、或Ar3与 Ar4为不同结构的基团。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4各自可以相同也可以不同,为经取代或无取代的烷基。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为氢。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为吸电子基团。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,表示所述有机化合物的Ar5的通式(2)中,r为吸电子基团。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述无机荧光体的发光光谱在500~700nm的区域具有峰。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述无机荧光体为β型赛隆荧光体。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述β型赛隆荧光体的发光光谱在535~550nm的区域具有峰。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述β型赛隆荧光体的平均粒径为16μm以上且19μm以下。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述无机荧光体为KSF荧光体。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述KSF 荧光体的平均粒径为10μm以上且40μm以下。
另外,本发明的荧光体片材的特征在于,在上述发明中,所述基体树脂为有机硅树脂。
另外,本发明的形成物的特征在于,含有上述发明中任一项所述的荧光体组合物或其固化物。
另外,本发明的LED芯片的特征在于,在发光面具有上述发明中任一项所述的荧光体片材或其固化物。
另外,本发明的LED封装体的特征在于,具有上述发明中任一项所述的荧光体组合物的固化物。
另外,本发明的LED封装体的特征在于,具有上述发明中任一项所述的荧光体片材或其固化物。
另外,本发明的LED封装体的制造方法的特征在于,其是使用了上述发明中任一项所述的荧光体组合物的LED封装体的制造方法,所述制造方法至少包括如下工序:
注入工序,向设置有LED芯片的封装体框架中注入所述荧光体组合物;和
密封工序,在所述注入工序后用密封材料将所述LED芯片密封。
另外,本发明的LED封装体的制造方法的特征在于,其是使用了上述发明中任一项所述的荧光体片材的LED封装体的制造方法,所述制造方法至少包括如下工序:
对位工序,将处于被分割成多个区块的状态的所述荧光体片材的一个区块与一个LED芯片的发光面对置;和
粘接工序,利用加热压接工具,将已对置的所述荧光体片材的所述一个区块与所述一个LED芯片的发光面一边加热一边加压进行粘接。
另外,本发明的发光装置的特征在于,具有:
上述发明所述的形成物;和
LED封装体,其具有作为发光体的LED芯片,所述发光体发出的光将通过所述形成物中所含的荧光体组合物而被颜色转换。
另外,本发明的背光单元的特征在于,包含上述发明中任一项所述的LED封装体。
另外,本发明的背光单元的特征在于,包含上述发明中任一项所述的LED封装体。
发明效果
根据本发明,获得了如下效果,即,能够提供可同时满足高颜色再现性及高耐久性这两者的荧光体组合物及荧光体片材。具有本发明的荧光体组合物或荧光体片材的LED芯片、LED封装体、发光装置、背光单元及显示器,获得了能够同时实现高颜色再现性及高耐久性的效果。
附图说明
[图1]图1是表示本发明的实施方式的荧光体片材的一例的侧面图。
[图2]图2是表示使用了本发明的实施方式的荧光体组合物的LED 封装体的制造方法的一例的图。
[图3A]图3A是表示带有荧光体片材的LED芯片(使用了本发明的实施方式的荧光体片材)的一例的图。
[图3B]图3B是表示带有荧光体片材的LED芯片(使用了本发明的实施方式的荧光体片材)的其它例的图。
[图3C]图3C是表示带有荧光体片材的LED芯片(使用了本发明的实施方式的荧光体片材)的另一其它例的图。
[图4A]图4A是表示使用了本发明的实施方式的荧光体组合物的 LED封装体的一例的图。
[图4B]图4B是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例1的图。
[图4C]图4C是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例2的图。
[图4D]图4D是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例3的图。
[图4E]图4E是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例4的图。
[图4F]图4F是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED 封装体的例5的图。
[图4G]图4G是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例6的图。
[图4H]图4H是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例7的图。
[图4I]图4I是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED 封装体的例8的图。
[图4J]图4J是表示使用了采用本发明的实施方式的荧光体组合物的形成物的LED封装体的一例的图。
[图5]图5是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED 封装体的制造方法的一例的图。
[图6]图6是表示带有荧光体片材的LED芯片(使用了本发明的实施方式的荧光体片材)的制造方法的一例的图。
[图7]图7是表示带有荧光体片材的LED芯片(使用了本发明的实施方式的荧光体片材)的制造方法的其它例的图。
[图8]图8是表示本发明的实施方式的荧光体片材的贴附方法的一例的图。
[图9]图9是表示本发明的实施方式的荧光体片材的贴附方法的其它例的图。
[图10]图10是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED 封装体的制造方法的一例的图。
[图11]图11是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED 封装体的制造方法的其它例的图。
具体实施方式
以下,针对本发明的荧光体组合物、荧光体片材以及使用它们的形成物、LED芯片、LED封装体、发光装置、背光单元及LED封装体的制造方法的优选实施方式,进行详细说明。但是,本发明并不限于以下实施方式,可以基于目的、用途进行各种变更而实施。
<荧光体组合物>
作为本发明的一实施方式的荧光体组合物,含有通式(1)表示的有机化合物及无机荧光体、和基体树脂。在本实施方式中,该有机化合物为有机物的发光材料(即,有机发光材料),这些有机化合物及无机荧光体分别是将发光体发出的光(发出的光)转换为波长比该发出的光更长的光的物质。另外,荧光体组合物所含的基体树脂是与这些有机化合物及无机荧光体混合而形成连续相的树脂。
[化学式7]
Figure GDA0001606428610000111
(通式(1)表示的有机化合物)
表示本实施方式中的有机化合物的通式(1)中,R1、R2、Ar1~Ar5及L可以相同也可以不同,选自氢、烷基、环烷基、芳烷基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、杂环基、卤素、卤代烷基、卤代链烯基、卤代炔基、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环。M表示m价的金属,为选自硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌、铂中的至少一种。在上述全部基团中,氢可以为氘。这些在以下说明的有机化合物或其部分结构中也同样。
另外,在以下说明中,例如,所谓碳原子数6~40的经取代或无取代的芳基,是也包含在芳基上取代的取代基所含的碳原子数在内的、全部碳原子数为6~40的芳基。规定碳原子数的其它取代基也与其相同。
另外,在上述全部的基团中,作为被取代时的取代基,优选烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧羰基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼基、氧化膦基,进而优选在各取代基的说明中为优选的具体取代基。另外,这些取代基也可以进一步被上述取代基取代。
所谓为“经取代或无取代的”时的“无取代”,是指氢原子或氘原子进行取代。在以下说明的有机化合物或其部分结构中,针对为“经取代或无取代的”的情况,也与上述相同。
另外,上述全部基团中,所谓烷基,例如表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基。该烷基可以进一步具有取代基也可以没有。被取代时的追加的取代基没有特殊的限定,例如可以举出烷基、芳基、杂芳基等,对于这一点,在以下的记载中是共通的。另外,烷基的碳原子数没有特殊的限定,但从获得的容易性、成本方面考虑,优选为1以上且20以下,更优选为1以上且8以下的范围。
所谓环烷基,表示例如环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基,其可以具有取代基也可以无取代基。烷基部分的碳原子数没有特殊的限定,优选为3以上且20以下的范围。
所谓芳烷基,表示例如苄基、苯乙基等经由脂肪族烃而形成的芳香族烃基。这些脂肪族烃和芳香族烃均可以无取代,也可以具有取代基。
所谓链烯基,表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等含有双键的不饱和脂肪族烃基,其可以具有取代基也可以无取代基。链烯基的碳原子数没有特殊的限定,通常为2以上且20以下的范围。
所谓环烯基,表示例如环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等含有双键的不饱和脂环式烃基,其可以具有取代基也可以无取代基。
所谓炔基,表示例如乙炔基等含有三键的不饱和脂肪族烃基,其可以具有取代基也可以无取代基。炔基的碳原子数没有特殊的限定,通常为2以上且20以下的范围。
所谓烷氧基,表示例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等经由醚键键合脂肪族烃基而成的官能团,该脂肪族烃基可以具有取代基也可以无取代基。烷氧基的碳原子数没有特殊的限定,优选为1以上且20以下的范围。
所谓烷基硫基,是指烷氧基的醚键的氧原子被替换为硫原子而成的基团。烷基硫基的烃基可以具有取代基也可以无取代基。烷基硫基的碳原子数没有特殊的限定,通常为1以上且20以下的范围。
所谓芳基醚基,表示例如苯氧基等经由醚键键合芳香族烃基而成的官能团,芳香族烃基可以具有取代基也可以无取代基。芳基醚基的碳原子数没有特殊的限定,优选为6以上且40以下的范围。
所谓芳基硫醚基,是芳基醚基的醚键的氧原子被替换为硫原子而成的基团。芳基硫醚基中的芳香族烃基可以具有取代基也可以无取代基。芳基硫醚基的碳原子数没有特殊的限定,通常为6以上且40以下的范围。
所谓芳基,表示例如苯基、萘基、联苯基、芴基、菲基、三亚苯基、三联苯基等芳香族烃基。芳基可以具有取代基也可以无取代基。芳基的碳原子数没有特殊的限定,优选为6以上且40以下的范围。
所谓杂芳基,表示呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、吡嗪基、嘧啶基(日文为“ピリミニジニル”)、三嗪基、萘啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基等在1个或多个环内具有除碳原子以外的原子的环状芳香族基团,其可以无取代也可以被取代。杂芳基的碳原子数没有特殊的限定,优选为2以上且30以下的范围。
所谓杂环基,表示例如吡喃环、哌啶环、环状酰胺等在环内具有除碳原子以外的原子的脂肪族环,其可以具有取代基也可以没有取代基。杂环基的碳原子数没有特殊的限定,通常为2以上且20以下的范围。
羰基、羧基、氨基甲酰基可以具有取代基也可以无取代基。此处,作为取代基,例如可以举出烷基、环烷基、芳基、杂芳基等,这些取代基也可以进一步被取代。
所谓氨基,是经取代或无取代的氨基。氨基可以具有取代基也可以无取代基,作为取代时的取代基,例如可以举出芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基等。作为芳基、杂芳基,优选苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。这些取代基也可以进一步被取代。碳原子数没有特殊的限定,优选为2以上且50以下,更优选为6以上且40以下,特别优选为6以上且 30以下的范围。
所谓卤素,表示氟、氯、溴或碘。所谓卤代烷基、卤代链烯基、卤代炔基,表示例如三氟甲基等上述烷基、链烯基、炔基的一部分或者全部被上述卤素取代而成的基团,剩余部分可以无取代也可以被取代。另外,醛基、羰基、酯基、氨基甲酰基中,也包括被脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环等取代而成的基团,进而脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环可以无取代也可以被取代。
所谓甲硅烷基,表示例如三甲基甲硅烷基等具有与硅原子连接的键的官能团,其可以具有取代基也可以没有取代基。甲硅烷基的碳原子数没有特殊的限定,通常为3以上且20以下的范围。另外,硅原子数通常为1以上且6以下。
所谓硅氧烷基,表示例如三甲基硅氧烷基等经由醚键而形成的硅化合物基团。硅上的取代基也可以进一步被取代。
上述通式(1)表示的有机化合物具有高荧光量子产率,并且发光光谱的峰的半峰宽小,因此,能够实现高效的颜色转换和高的色纯度这两者。
通式(1)表示的有机化合物中的金属络合物中,从荧光量子产率高的方面考虑,特别优选M为硼的络合物。进而,从获得材料的容易性、合成的容易性方面考虑,特别优选L为氟或含氟芳基、m-1为2 的氟化硼络合物。
另外,任意相邻的2个取代基(例如,通式(1)的R1和Ar2)也可以相互键合而形成共轭或非共轭的稠环。作为上述稠环的构成元素,除了碳以外也可以含有选自氮、氧、硫、磷及硅中的元素。另外,稠环也可以进一步与其它的环稠合。
上述的通式(1)表示的有机化合物通过在适当的位置导入适当的取代基,由此能够调节发光效率、色纯度、热稳定性、光稳定性及分散性等各种特性及物性。
例如,对于通式(1)表示的有机化合物的耐久性、即该有机化合物的发光强度的经时降低而言,取代基Ar5影响大。具体而言,Ar5为氢时,由于该氢的反应性高,所以该氢与空气中的水分、氧容易反应。这引起Ar5的分解。另外,Ar5为例如烷基这样的分子链运动的自由度大的取代基时,虽然反应性确实降低,但在片材中有机化合物彼此经时地聚集,结果导致由浓度淬灭引起的发光强度降低。因此,优选Ar5为刚直、且运动的自由度小、不易引起聚集的基团,具体而言,优选经取代或无取代的芳基、或经取代或无取代的杂芳基中的任一者。
从赋予更高的荧光量子产率、更不易热分解的方面考虑,及从光稳定性的观点考虑,Ar5优选为经取代或无取代的芳基。作为芳基,从不损害发光波长的观点考虑,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基。
进而,为了提高上述有机化合物的光稳定性,需要适度地抑制Ar5与吡咯亚甲基骨架的碳-碳键的扭曲。其原因在于,扭曲过大时,对激发光的反应性提高等,光稳定性降低。从上述观点考虑,作为Ar5,优选经取代或无取代的苯基、经取代或无取代的联苯基、经取代或无取代的三联苯基、经取代或无取代的萘基,更优选为经取代或无取代的苯基、经取代或无取代的联苯基、经取代或无取代的三联苯基。特别优选为经取代或无取代的苯基。
另外,Ar5优选为体积适度大的取代基。通过使得Ar5具有一定程度的大体积,能够防止分子聚集。其结果,上述有机化合物的发光效率、耐久性进一步提高。
作为这样的体积大的取代基的进一步优选例,可以举出下述通式 (2)表示的Ar5的结构。
[化学式8]
Figure GDA0001606428610000151
即,表示上述有机化合物的通式(1)中,Ar5优选为通式(2)表示的基团。在该表示Ar5的通式(2)中,r选自由氢、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧羰基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼基、氧化膦基构成的组。k为1~3的整数。k为2以上时,r各自可以相同也可以不同。
这些基团中,例如,氧羰基可以具有取代基也可以无取代基。作为氧羰基的取代基,例如可以举出烷基、环烷基、芳基、杂芳基等,这些取代基也可以进一步被取代。
从能够赋予更高的荧光量子产率的观点考虑,r优选为经取代或无取代的芳基。该芳基中,作为特别优选例,可以举出苯基、萘基。r为芳基时,通式(2)的k优选为1或2,从进一步防止分子聚集的观点考虑,更优选k为2。进而,k为2以上时,r的至少一个优选为被烷基取代。作为此时的烷基,从热稳定性的观点考虑,可以举出甲基、乙基及叔丁基作为特别优选例。
另外,从控制荧光波长、吸收波长、提高与溶剂的相容性的观点考虑,r优选为经取代或无取代的烷基、经取代或无取代的烷氧基或卤素,更优选为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基。从分散性的观点考虑,特别优选叔丁基、甲氧基。r为叔丁基或甲氧基时,对防止因分子彼此聚集所导致的淬灭更有效。
与Ar1~Ar4全部为氢时相比,Ar1~Ar4的至少一个为经取代或无取代的烷基、经取代或无取代的芳基、经取代或无取代的杂芳基时,显示出更好的热稳定性及光稳定性。
Ar1~Ar4的至少一个为经取代或无取代的芳基时,作为芳基,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基,进而优选为苯基、联苯基。特别优选为苯基。
Ar1~Ar4的至少一个为经取代或无取代的杂芳基时,作为杂芳基,优选吡啶基、喹啉基、噻吩基,进而优选为吡啶基、喹啉基。特别优选为吡啶基。
另外,在表示上述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4均各自可以相同也可以不同、且为经取代或无取代的芳基或经取代或无取代的杂芳基是优选的。其原因在于,呈现出更好的热稳定性及光稳定性。本实施方式的荧光体组合物等中,上述有机化合物与同其组合的无机荧光体相比将发光体发出的光转换为波长更长的光时,通式(1)中所示的Ar1~Ar4均各自可以相同也可以不同、且为经取代或无取代的芳基是更优选的,特别优选为苯基。此时,例如发光体发出的光为蓝色光时,无机荧光体将该蓝色光转换为绿色光,上述有机化合物将该蓝色光转换为与该无机荧光体的颜色转换相比波长更长的光、即红色光。
进而,在表示上述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4中的至少一个优选为通式(3)表示的取代基。由此,能够同时实现高色纯度和耐久性。
[化学式9]
Figure GDA0001606428610000171
通式(3)中,R3选自由烷基、环烷基、烷氧基及烷基硫基组成的组。n为1~3的整数。n为2以上时,各R3可以相同或不同。
通式(3)表示的芳基中,R3为供电子基团时,主要对色纯度产生影响,故而优选。作为供电子基团,可以举出烷基、环烷基、烷氧基或烷基硫基等。特别优选被碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的环烷基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数1~8的烷基硫基取代的芳基。R3为碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基时,能够得到更高色纯度,故而更优选。另外,作为主要对发光效率产生影响的芳基,优选具有叔丁基、金刚烷基等体积大的取代基的芳基。
另外,从耐热性和色纯度的观点考虑,Ar1与Ar4、Ar2与Ar3优选分别为相同结构的芳基。进而,从分散性的观点考虑,更优选的是, Ar1~Ar4中的至少一个为通式(3)表示的基团且R3为碳原子数4以上的烷基或烷氧基。其中,作为Ar1~Ar4中至少一个的例子,可以特别优选举出为叔丁基、甲氧基或叔丁氧基的情况。
通式(3)中,n优选为1~3的整数,从原料获得及合成的容易性的观点考虑,更优选为1或2。
另一方面,在表示上述有机化合物的通式(1)中,Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4时,在膜中的分散性提高,能够得到高效率发光,故而特别优选。此处,“≠”表示为不同结构的基团。例如,Ar1≠Ar2表示Ar1与Ar2为不同结构的基团。Ar3≠Ar4表示Ar3与Ar4为不同结构的基团。所谓为Ar1≠Ar2或 Ar3≠Ar4,换而言之,是指不为“Ar1=Ar2且Ar3=Ar4”。即,表示在Ar1~Ar4的任意组合中不包括(1)Ar1=Ar2=Ar3=Ar4的情况及(2)Ar1=Ar2且Ar3=Ar4并且Ar1≠Ar3的情况。
通过通式(3)表示的芳基,从而对通式(1)表示的有机化合物的发光效率、色纯度、耐热性及耐光性等各特性及物性产生影响。虽然也存在使多个性质提高的芳基,但没有在全部性质方面均显示出充分性能的芳基。特别是难以同时实现高发光效率和高色纯度。因此,若能够向通式(1)表示的有机化合物中导入多种芳基,可以期待得到在发光特性、色纯度等方面获得均衡的有机化合物。
Ar1=Ar2=Ar3=Ar4的有机化合物只能具有1种芳基。另外,对于 Ar1=Ar2且Ar3=Ar4、且Ar1≠Ar3的有机化合物而言,具有特定物性的芳基将会偏向一个吡咯环。此时,鉴于发光效率与色纯度的关系,导致难以如后所述那样最大限度地显现出各芳基所具有的物性。
针对于此,本发明的实施方式的有机化合物可以将具有某物性的取代基均衡性良好地配置在左右的吡咯环上,因此,与偏向于一个吡咯环的情况相比,能够最大限度地发挥其物性。
该效果在均衡性良好地提高发光效率和色纯度的方面特别优异。在两侧的吡咯环上分别具有1个以上的影响色纯度的芳基时,共轭体系扩大,能够得到高色纯度的发光,从这方面考虑为优选。但是,对于Ar1=Ar2且Ar3=Ar4、且Ar1≠Ar3的有机化合物而言,例如在向一侧的吡咯环上导入影响色纯度的芳基的情况下,若向另一侧的吡咯环上导入影响发光效率的芳基,则由于影响色纯度的芳基偏向于一侧的吡咯环,因此,共轭体系未充分地扩大,色纯度未充分地提高。另外,向另一侧的吡咯环上同样地导入影响色纯度的其它结构的芳基时,无法提高发光效率。
针对于此,本发明的实施方式的有机化合物能够在两侧的吡咯环上分别导入1个以上影响色纯度的芳基,在除此以外的位置导入影响发光效率的芳基。因此,本发明的实施方式的有机化合物能够将色纯度及发光效率这两方的性质提高至最大限度,故而优选。需要说明的是,在 Ar2及Ar3的位置导入影响色纯度的芳基时,共轭体系最大地扩张,故而优选。
Ar1~Ar4的至少一个为经取代或无取代的烷基时,作为烷基,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基这样的碳原子数1~6的烷基。进而,作为该烷基,从热稳定性优异的观点考虑,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。另外,从能够防止浓度淬灭、提高发光量子产率的观点考虑,作为该烷基,更优选立体体积大的叔丁基。另一方面,从合成的容易性、原料获得的容易性的观点考虑,作为该烷基,也优选使用甲基。
另一方面,在表示上述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4均各自可以相同也可以不同、且为经取代或无取代的烷基时,在粘合树脂、溶剂中的溶解性好,故而优选。此时,作为烷基,从合成的容易性、原料获得的容易性的观点考虑,优选甲基。例如,在本实施方式的荧光体组合物等中,上述有机化合物与同其组合的无机荧光体相比将发光体发出的光转换为波长较短的光时,通式(1)中所示的Ar1~Ar4均各自可以相同也可以不同,为经取代或无取代的烷基,优选为甲基。具体而言,发光体发出的光为蓝色光时,无机荧光体将该蓝色光转换为红色光,上述有机化合物将该蓝色光转换为与该无机荧光体的颜色转换相比波长较短的光、即绿色光。
表示上述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为氢。即,R1及R2优选为氢、烷基、羰基、氧羰基、芳基中的任意者,从热稳定性的观点,优选为氢或烷基。特别是,从在发光光谱中易于得到窄半峰宽的观点考虑,更优选R1及R2中的至少一个为氢。
另外,L优选为烷基、芳基、杂芳基、氟、含氟烷基、含氟杂芳基或含氟芳基。特别是,从对激发光稳定、能够得到更高的荧光量子产率的方面考虑,L更优选为氟或含氟芳基。进而,从合成的容易性考虑,进一步优选L为氟。
此处,所谓含氟芳基,为含有氟的芳基,例如可以举出氟苯基、三氟甲基苯基及五氟苯基等。所谓含氟杂芳基,为含有氟的杂芳基,例如可以举出氟代吡啶基、三氟甲基吡啶基及三氟吡啶基等。所谓含氟烷基,为含有氟的烷基,例如可以举出三氟甲基、五氟乙基等。
另外,作为通式(1)表示的有机化合物的其它方案,优选R1、R2、 Ar1~Ar5中至少一个为吸电子基团。特别是,优选(1)R1、R2、Ar1~Ar4中至少一个为吸电子基团,(2)Ar5为吸电子基团,或(3)R1、R2、 Ar1~Ar4中至少一个为吸电子基团且Ar5为吸电子基团。如上所述通过向有机化合物的吡咯亚甲基骨架中导入吸电子基团,可以大幅地降低吡咯亚甲基骨架的电子密度。由此,上述有机化合物对氧的稳定性进一步提高,其结果,能够使上述有机化合物的耐久性进一步提高。
所谓吸电子基团,也称为电子接受性基团,有机电子理论中,是通过诱导效应、共振效应从所取代的原子团中吸引电子的原子团。作为吸电子基团,可以举出以哈米特法则的取代基常数(σp(para))计为正值的基团。哈米特法则的取代基常数(σp(para))可以引用自“Handbook of Chemistry,Fundamental Section”第5版(II-380页)。需要说明的是,苯基也存在取上述正值的例子,但本发明中,吸电子基团不包括苯基。
作为吸电子基团的例子,例如可以举出-F(σp:+0.06)、-Cl (σp:+0.23)、-Br(σp:+0.23)、-I(σp:+0.18)、-CO2R12 (σp:R12为乙基时+0.45)、-CONH2(σp:+0.38)、-COR12(σp: R12为甲基时+0.49)、-CF3(σp:+0.50)、-SO2R12(σp:R12为甲基时+0.69)、-NO2(σp:+0.81)等。R12分别独立地表示氢原子、经取代或无取代的环形成碳原子数6~30的芳香族烃基、经取代或无取代的环形成原子数5~30的杂环基、经取代或无取代的碳原子数1~30的烷基、经取代或无取代的碳原子数1~30的环烷基。作为上述各基团的具体例,可以举出与上述相同的例子。
作为优选的吸电子基团,可以举出氟、含氟芳基、含氟杂芳基、含氟烷基、经取代或无取代的酰基(acyl)、经取代或无取代的酯基、经取代或无取代的酰胺基(amido)、经取代或无取代的磺酰基或氰基。其原因在于,其不易化学分解。
作为更优选的吸电子基团,可以举出含氟烷基、经取代或无取代的酰基、经取代或无取代的酯基或氰基。其原因在于,它们能够获得防止浓度淬灭、提高发光量子产率的效果。特别优选的吸电子基团为经取代或无取代的酯基。
在表示上述有机化合物的通式(1)中,优选R1及R2中的至少一个为吸电子基团。其原因在于,能够在不损害发光效率及色纯度的情况下提高通式(1)表示的有机化合物对氧的稳定性,其结果,能够提高上述有机化合物的耐久性。
另外,在表示上述有机化合物的Ar5的通式(2)中,r更优选为吸电子基团。其原因在于,在不损害发光效率及色纯度的情况下进一步提高通式(1)表示的有机化合物对氧的稳定性,其结果,能够大幅地提高上述有机化合物的耐久性。
作为通式(1)表示的有机化合物的优选例之一,可以举出Ar1~Ar4均各自可以相同也可以不同且为经取代或无取代的烷基、并且Ar5为通式(2)表示的基团的情况。该情况下,Ar5特别优选是r为经取代或无取代的苯基的通式(2)表示的基团。
另外,作为通式(1)表示的有机化合物的其它优选例之一,可以举出Ar1~Ar4均各自可以相同也可以不同且为选自上述通式(3)的基团、并且Ar5为通式(2)表示的基团的情况。该情况下,Ar5更优选是r为叔丁基、甲氧基的通式(2)表示的基团,特别优选是r为甲氧基的通式(2)表示的基团。
以下,示出通式(1)表示的有机化合物的一例,但本实施方式的有机化合物并不限定于此。
[化学式10]
Figure GDA0001606428610000221
[化学式11]
Figure GDA0001606428610000231
[化学式12]
Figure GDA0001606428610000241
[化学式13]
Figure GDA0001606428610000251
[化学式14]
Figure GDA0001606428610000261
[化学式15]
Figure GDA0001606428610000271
[化学式16]
Figure GDA0001606428610000281
[化学式17]
Figure GDA0001606428610000291
[化学式18]
Figure GDA0001606428610000301
[化学式19]
Figure GDA0001606428610000311
[化学式20]
Figure GDA0001606428610000321
[化学式21]
Figure GDA0001606428610000331
[化学式22]
Figure GDA0001606428610000341
[化学式23]
Figure GDA0001606428610000351
[化学式24]
Figure GDA0001606428610000361
[化学式25]
Figure GDA0001606428610000371
[化学式26]
Figure GDA0001606428610000381
[化学式27]
Figure GDA0001606428610000391
[化学式28]
Figure GDA0001606428610000401
[化学式29]
Figure GDA0001606428610000411
[化学式30]
Figure GDA0001606428610000421
[化学式31]
Figure GDA0001606428610000431
[化学式32]
Figure GDA0001606428610000441
[化学式33]
Figure GDA0001606428610000451
[化学式34]
Figure GDA0001606428610000461
通式(1)表示的有机化合物可以采用例如日本特表平8-509471号公报、日本特开2000-208262号公报记载的方法制造。即,通过在碱共存下使吡咯亚甲基化合物与金属盐反应,能够得到作为目标的吡咯亚甲基系金属络合物。
另外,对于吡咯亚甲基-氟化硼络合物的合成,可以参考J.Org.Chem., vol.64,No.21,pp7813-7819(1999),Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,vol.36, pp1333-1335(1997)等记载的方法,制造通式(1)表示的有机化合物。例如可以举出如下方法:在三氯氧化磷存在下,将下述通式(4)表示的化合物和下述通式(5)表示的化合物在1,2-二氯乙烷中加热后,在三乙基胺存在下在1,2-二氯乙烷中使下述通式(6)表示的化合物反应,由此,能够得到通式(1)表示的有机化合物。但是,本发明并不限定于此。此处,R101~R109与上述说明的基团相同。J表示卤素。
[化学式35]
Figure GDA0001606428610000462
Figure GDA0001606428610000471
进而,导入芳基、杂芳基时,可以举出:采用卤代衍生物与硼酸或硼酸酯化衍生物的偶联反应生成碳-碳键的方法,但本发明并不限定于此。同样地,导入氨基、咔唑基时,例如也可以举出:在钯等金属催化剂下采用卤代衍生物与胺或咔唑衍生物的偶联反应生成碳-氮键的方法,但本发明并不限定于此。
除了通式(1)表示的有机化合物以外,本发明的实施方式的荧光体组合物还可以根据需要适当地含有其它的化合物。例如,为了进一步提高从激发光向通式(1)表示的有机化合物的能量转移效率,也可以含有红荧烯等辅助掺杂剂。另外,欲掺加通式(1)表示的有机化合物的发光颜色以外的发光颜色时,可以添加所期望的有机发光材料,例如,香豆素系色素、苝系色素、酞菁系色素、茋系色素、菁系色素(Cyanine Dyes)、聚亚苯基(polyphenylene)系色素、罗丹明系色素、吡啶系色素、吡咯亚甲基系色素、卟啉色素、噁嗪系色素、吡嗪系色素等化合物。此外,除这些有机发光材料以外,还可以组合添加无机荧光体、荧光颜料、荧光染料、量子点等已知的发光材料。
以下,举出通式(1)表示的有机化合物以外的有机发光材料的一例,但本发明并不特别地限定于此。
[化学式36]
Figure GDA0001606428610000481
本发明的实施方式的荧光体组合物中的通式(1)表示的有机化合物的含量取决于有机化合物的摩尔吸光系数、荧光量子产率及激发波长处的吸收强度、以及制作的膜的厚度、透过率,通常相对于荧光体组合物整体的重量,为10-5重量%~10重量%,进而优选为10-4重量%~5重量%,特别优选为10-3重量%~2重量%。
(无机荧光体)
本发明的实施方式的无机荧光体是与上述通式(1)表示的有机化合物(有机发光材料)组合使用的无机物的荧光体,将发光体发出的光转换为与该有机化合物不同的波长范围的光。作为本实施方式的无机荧光体,特别优选使用在发光光谱为500~700nm的区域具有峰的无机荧光体。上述无机荧光体被400~500nm的范围的激发光激发,在 500~700nm的区域发光。
例如,在本实施方式中,无机荧光体可以举出发绿色光的无机荧光体、发黄色光的无机荧光体、发红色光的无机荧光体。作为无机荧光体的形状,没有特别的限制,可以使用球状、柱状等各种形状。另外,作为无机荧光体,只要是最终可再现规定的颜色的无机荧光体即可,没有特殊地限定,可以使用已知的物质。
作为上述的无机荧光体的例子,可以举出YAG系荧光体、TAG系荧光体、硅酸酯荧光体、氮化物系荧光体、氮氧化物系荧光体、氮化物、氮氧化物荧光体、Mn4+活化氟化物络合物荧光体等。其中,氮化物、氮氧化物荧光体、Mn4+活化氟化物络合物荧光体优选用作上述无机荧光体。特别是,β型赛隆荧光体、KSF荧光体优选用作上述无机荧光体。
(β型赛隆荧光体)
β型赛隆是β型氮化硅的固溶体,是在β型氮化硅结晶的硅(Si) 位置铝(Al)取代固溶,在氮(N)位置氧(O)取代固溶而成的。β型赛隆的晶胞(单位晶格(unitcell))具有式量为2的原子,所以作为β型赛隆的通式,可以使用Si6-ZAlzOzN8-z。此处,组成z为0~4.2,固溶范围非常广,另外(Si、Al)/(N、O)的摩尔比必须维持在3/4。β型赛隆的通常的制备方法是:除了氮化硅之外,还加入氧化硅和氮化铝、或者加入氧化铝和氮化铝,进行加热。β型赛隆通过在结晶结构内掺入稀土类等发光元素(Eu、Sr、Mn、Ce等),由此形成利用紫外至蓝色光进行激发而显示出520~550nm的绿色发光的β型赛隆荧光体。
本发明中,β型赛隆荧光体优选使用发光光谱在535~550nm的区域具有峰的荧光体。如果为上述发光光谱的波长范围,则在LED封装体中使用β型赛隆荧光体时,能够得到优良的发光特性。另一方面,β型赛隆荧光体的平均粒径优选为1μm以上,更优选为10μm以上,进而优选为16μm以上。另外,β型赛隆荧光体的平均粒径优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进而优选为19μm以下。如果为上述平均粒径的范围,则在LED封装体中使用β型赛隆荧光体时,能够得到优良的发光特性。上述β型赛隆荧光体例如可以与通式(1)表示的有机化合物 (其是将发光体发出的蓝色发光转变为红色发光的有机发光材料)组合使用。
(KSF荧光体)
Mn活化复合氟化物络合物荧光体是以锰(Mn)作为活化剂、以碱金属或碱土金属的氟化物络合物盐作为基质晶体的无机荧光体。对于该无机荧光体而言,形成其基质晶体的氟化物络合物的配位中心优选为4 价金属(Si、Ti、Zr、Hf、Ge、Sn),在其周围配位的氟原子的数量优选为6。该无机荧光体以通式A2MF6:Mn表示,在该通式中,为K2SiF6: Mn的化合物是KSF荧光体。此处,A是选自由锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及铯(Cs)组成的组、且含有Na及K中至少一种的一种以上的碱金属。M是选自由Si、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、锗(Ge)及锡(Sn)组成的组中的一种以上的4价元素。
本发明中,KSF荧光体的平均粒径优选为1μm以上,也可以为20μm 以上,但更优选为10μm以上。另外,KSF荧光体的平均粒径优选为 100μm以下,更优选为70μm以下,进而优选为40μm以下。如果为上述平均粒径的范围,则在LED封装体中使用KSF荧光体时,能够得到优良的发光特性。另一方面,作为KSF荧光体的形状,没有特别的限制,可以使用球状、柱状等各种形状,但优选使用未被粉碎的KSF荧光体。上述KSF荧光体,例如可以与通式(1)表示的有机化合物(其是将发光体发出的蓝色发光转换为绿色发光的有机发光材料)组合使用。
此处所谓的平均粒径,为中值粒径(D50),可通过SEM观察进行测定。根据观察荧光体层得到的二维图像,计算与粒子外缘相交于2点的直线的该2交点间的距离成为最大时的长度,将其定义为平均粒径。例如,可对所观测的200个粒子进行测定从而求出粒径分布,在由此得到的粒度分布中,求出从小粒径侧起的过筛累计百分率50%的粒径作为中值粒径(D50)。将搭载有荧光体片材的LED发光装置作为对象时,可以采用机械研磨法、切片法(microtomemethod)、CP法(Cross-sect (I)on Pol(I)sher)及聚焦离子束(F(I)B)加工法中的任意方法进行研磨,以使得能够观测荧光体片材的截面,然后,用SEM观察所得的截面,基于所得的二维图像计算平均粒径。
(基体树脂)
基体树脂是与通式(1)表示的有机化合物及上述无机荧光体混合、或至少与上述无机荧光体混合而形成连续相的树脂。在本实施方式中,基体树脂可以是成型加工性、透明性、耐热性等优异的材料。作为上述基体树脂,可以使用例如丙烯酸系、甲基丙烯酸系、聚肉桂酸乙烯酯系、环橡胶系等具有反应性乙烯基的光固化型抗蚀剂材料、环氧树脂、有机硅树脂(包括硅橡胶、硅凝胶等有机聚硅氧烷固化物(交联物))、脲树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂、纤维素树脂、脂肪族酯树脂、芳香族酯树脂、脂肪族聚烯烃树脂、芳香族聚烯烃树脂等已知物。另外,作为基体树脂,也可以使用它们的共聚树脂。通过适当地设计这些树脂,能够得到对本发明的实施方式的荧光体组合物及下述荧光体片材有用的基体树脂。
另外,作为基体树脂,从制膜的工艺容易的方面考虑,上述树脂中更优选热固性树脂。进而,从透明性、耐热性等的观点考虑,作为基体树脂,优选使用环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂或它们的混合物。基体树脂所含的热固性树脂既可以为1种,也可以是2种以上的组合。基体树脂也可根据需要含有固化剂。例如,通过组合环氧树脂和固化剂,能够促进作为基体树脂的环氧树脂的固化,使其在短时间内固化。
本发明中,从耐热性的观点考虑,最优选基体树脂为有机硅树脂。有机硅树脂中,加成反应固化型有机硅组合物优选作为基体树脂。加成反应固化型有机硅组合物在常温或50~200℃温度时加热、固化,透明性、耐热性、粘接性优异。对于加成反应固化型有机硅组合物,可以使用含有下述成分的组合物:具有与硅原子键合的链烯基的有机硅、具有与硅原子键合的氢原子的有机硅、和催化剂量的铂系催化剂。
本发明中,优选使用具有硅氧烷键、且含有直接键合有芳基的硅原子的有机硅树脂。特别是,具有硅氧烷键、且含有直接键合有萘基的硅原子的有机硅树脂能够同时实现高折射率和耐热、耐光性,故而优选作为本发明的基体树脂。
作为具有硅氧烷键、且含有直接键合有芳基的硅原子的有机硅树脂,可以举出具有硅氧烷键、且含有直接键合有苯基的硅原子的有机硅树脂,具有硅氧烷键、且含有分别直接键合有甲基和苯基的硅原子的有机硅树脂等。另外,作为含有硅氧烷键、且含有直接键合有萘基的硅原子的有机硅树脂,可以举出具有硅氧烷键、且含有分别直接键合有甲基和萘基的硅原子的有机硅树脂;含有硅氧烷键、且含有分别直接键合有甲基、苯基及萘基的硅原子的有机硅树脂等。
需要说明的是,在含有分别直接键合有甲基和苯基的硅原子的有机硅树脂中,包括如下两种情况:甲基和苯基直接键合于1个硅原子的情况;分别含有直接键合有甲基的硅原子和直接键合有苯基的硅原子的情况。针对含有分别直接键合有甲基、苯基及萘基的硅原子的有机硅树脂也相同。
针对作为基体树脂的有机硅树脂,更详细地说明。作为基体树脂(有机硅树脂)优选含有下述物质的加成反应固化型有机硅组合物,所述物质为:具有与硅原子键合的链烯基的有机硅,具有与硅原子键合的氢原子的有机硅,和作为氢化硅烷化反应用催化剂的铂系催化剂。例如,作为该有机硅树脂,可以使用东丽·道康宁(株)制密封材料“OE6630”、“OE6636”等信越化学工业株式会社制“SCR-1012”、“SCR1016”等。特别是,作为本发明的实施方式的荧光体组合物的基体树脂,特别优选为将含有下述(A)~(D)的组成的交联性有机硅组合物进行氢化硅烷化反应而形成的交联物。该交联物在60℃~250℃的储能模量减小,且通过加热能够得到高粘接力,因此,可以优选用作不需粘接剂的荧光体片材用基体树脂。以下,该交联物可适当地称为热熔接树脂。
(A)的组成((A)成分)是平均单元式(R1 2SiO2/2)a(R18iO3/2) b(R2O1/2)c表示的有机聚硅氧烷。在该平均单元式中,R1为苯基、碳原子数1~6的烷基或环烷基、或者碳原子数2~6的链烯基。其中,R1的65~75摩尔%为苯基,R1的10~20摩尔%为链烯基。R2为氢原子或碳原子数1~6的烷基。a、b及c是满足0.5≤a≤0.6、0.4≤b≤0.5、0≤c≤0.1且 a+b=1的数。
(B)的组成((B)成分)是通式R3 3SiO(R3 2SiO)mSiR3 3表示的有机聚硅氧烷。相对于100重量份(A)成分,该(B)成分为5~15重量份。另外,在该通式中,R3为苯基、碳原子数1~6的烷基或环烷基、或者碳原子数2~6的链烯基。其中,R3的40~70摩尔%为苯基,R3的至少1个为链烯基。m为5~50的整数。
(C)的组成((C)成分)是通式(HR4 2SiO)2SiR4 2表示的有机三硅氧烷。该(C)成分的量为:使该(C)成分中的与硅原子键合的氢原子相对于(A)成分中和(B)成分中的链烯基的总量而言的摩尔比成为0.5~2的量。另外,在该通式中,R4为苯基、或者碳原子数1~6 的烷基或环烷基。其中,R4的30~70摩尔%为苯基。
(D)的组成((D)成分)为氢化硅烷化反应用催化剂。该(D) 成分是,对于促进(A)成分中及(B)成分中的链烯基、与(C)成分中的与硅原子键合的氢原子的氢化硅烷化反应而言充分的催化剂量。
在(A)成分的平均单元式中,a、b及c的值满足上述条件时,所得的交联物在室温能够获得充分的硬度,并且能够在高温时软化。在(B) 成分的通式中,苯基的含量低于上述范围的下限时,所得的交联物在高温时的软化不充分。另一方面,苯基的含量超过上述范围的上限时,所得的交联物的透明性丧失,其机械强度也降低。另外,(B)成分的通式中,R3的至少1个为链烯基。其原因在于,当(B)成分不含链烯基时,(B)成分无法参与交联反应,其结果,有可能从所得的交联物中渗出(B)成分。另外,(B)成分的通式中,如上所述,m为5~50的范围内的整数。该范围是用于使维持所得交联物的机械强度且保持处理操作性成为可能的范围。
另外,如上所述,(B)成分的含量是相对于100重量份(A)成分为5~15重量份的范围内的量。该含量的范围是用于使所得交联物在高温时获得充分软化的范围。
在(C)成分的通式中,如上所述,R4为苯基或者碳原子数1~6的烷基或环烷基。作为R4的烷基,可以例举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、庚基。作为R4的环烷基,可以例举环戊基、环庚基。另外,R4中,如上所述苯基的含量在30~70摩尔%的范围内。该范围是用于使所得交联物在高温时可获得充分软化、且能够保持透明性和机械强度的范围。
另外,如上所述,(C)成分的含量是使(C)成分中的与硅原子键合的氢原子相对于(A)成分中及(B)成分中的链烯基的总量而言的摩尔比成为0.5~2的范围内的量。该含量的范围是用于使所得交联物在室温获得充分的硬度的范围。
(D)成分是用于促进(A)成分及(B)成分中的链烯基与(C) 成分中的与硅原子键合的氢原子的氢化硅烷化反应的氢化硅烷化反应用催化剂。作为(D)成分,可以例举铂系催化剂、铑系催化剂、钯系催化剂,从能够显著地促进有机硅组合物的固化的方面考虑,优选铂系催化剂。作为该铂系催化剂,可以例举铂微粉末、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂-链烯基硅氧烷配合物、铂-烯烃配合物、铂-羰基配合物,特别优选为铂-链烯基硅氧烷配合物。作为该链烯基硅氧烷,可以例举 1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基 -1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷、将这些链烯基硅氧烷中的一部分甲基用乙基、苯基等取代而成的链烯基硅氧烷、将这些链烯基硅氧烷的乙烯基用烯丙基、己烯基等取代而成的链烯基硅氧烷。特别是从该铂- 链烯基硅氧烷络合物的稳定性优良的方面考虑,优选1,3-二乙烯基- 1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
另外,从能够提高该铂-链烯基硅氧烷络合物的稳定性的方面考虑,优选向该络合物中添加1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二烯丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1, 3,3-四苯基二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷等链烯基硅氧烷、二甲基硅氧烷低聚物等有机硅氧烷低聚物,特别优选添加链烯基硅氧烷。
另外,对于(D)成分的含量,只要是对于促进(A)成分中及(B) 成分中的链烯基与(C)成分中的与硅原子键合的氢原子的氢化硅烷化反应而言充分的量即可,没有特殊的限定。对于上述的(D)成分的含量,优选为使(D)成分中的金属原子以质量单位计相对于有机硅组合物而言为0.01~500ppm的范围内的量,进而优选为成为0.01~100ppm的范围内的量,特别优选为成为0.01~50ppm的范围内的量。上述范围是用于使所得有机硅组合物充分地交联、且不发生着色等问题成为可能的范围。
对于作为基体树脂的有机硅树脂(有机硅组合物),至少包含上述 (A)成分、(B)成分、(C)成分及(D)成分,作为其它任选成分,也可以含有炔醇、烯炔(enyne)化合物、反应抑制剂。作为该炔醇,可以举出乙炔基己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇等。作为该烯炔化合物,可以举出3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔等。作为该反应抑制剂,可以举出1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基环四硅氧烷、苯并三唑等。另外,该反应抑制剂的含量没有特殊的限定,优选相对于有机硅组合物的重量为1~5,000ppm的范围内。通过如上所述地调节反应抑制剂的含量,也能够调节所得交联物的储能模量。
(溶剂)
本发明的实施方式的荧光体组合物也可以含有溶剂。该溶剂只要是能够调节流动状态的树脂的粘度即可,没有特殊的限定。例如,可以举出甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、己烷、丙酮、松油醇、2,2,4- 三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(TEXANOL)、甲基溶纤剂、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯等。
(其它成分)
本发明的实施方式的荧光体组合物也可以含有用于使涂布膜稳定化的分散剂、均化剂、作为制成荧光体片材时的片材表面的改质剂的硅烷偶联剂等粘接助剂等。
另外,本发明的实施方式的荧光体组合物也可以含有微粒。作为该微粒的例子,可以举出有机硅微粒、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、有机硅、氧化锆、铈土(ceria)、氮化铝、炭化硅、氮化硅、钛酸钡等。从易于获得的观点考虑,作为上述微粒优选使用有机硅微粒、二氧化硅微粒、氧化铝微粒。
另外,为了使100℃时的储能模量(G’)降低,本发明的实施方式的荧光体组合物还可以含有含硅烷醇基的甲基苯基系有机硅树脂作为热粘合剂。上述含硅烷醇基的甲基苯基系有机硅树脂的结构特别优选为下述通式(E)表示的结构。
(R5SiO3)d(PhSiO3)e(R5OHSiO2)f(PhOHSiO2)g(R6SiO2)h……通式(E)
通式(E)中,R5及R6各自为碳原子数1~6的烷基或环烷基。Ph 为苯基。d、e、f、g及h为满足20≤d≤40、20≤e≤40、5≤f≤15、5≤g≤15、 20≤h≤40、且d+e+f+g+h=100的数。
<荧光体组合物的制造方法>
以下,针对本发明的实施方式的荧光体组合物的制造方法的一例进行说明。该制造方法中,将上述的通式(1)表示的有机化合物、无机荧光体及基体树脂以及根据需要添加的有机硅微粒及溶剂等以规定量进行混合。将上述成分以成为规定组成的方式混合后,使用均化器、自转公转型搅拌机、三辊磨、球磨机、行星式球磨机、珠磨机等搅拌·混炼机混合分散至均质,由此能够得到荧光体组合物。还优选在混合分散后或者在混合分散的过程中,在真空或减压条件下进行脱泡。另外,也可以事先混合某些特定的成分或进行熟化等处理。也可以通过蒸发器除去溶剂从而制成所期望的固态成分浓度。
<形成物>
本发明的实施方式的形成物是含有上述荧光体组合物或其固化物的荧光体形成物。例如,为本发明的一实施方式的形成物含有上述无机荧光体及通式(1)表示的有机化合物、和基体树脂或其固化物。对于这些无机荧光体、通式(1)表示的有机化合物及基体树脂、以及其它可以包含在本发明的形成物中的成分,与上述荧光体组合物中的成分相同。该形成物可以将上述荧光体组合物或后述荧光体片材成型而得到。在该形成物的制造中,也可以根据需要在荧光体组合物或荧光体片材的成型工序中将基体树脂固化。
作为本发明的形成物的形态,没有特殊的限定,例如可以举出与发光二极管形状相适应的盖状或片状等。为了将形成物制成盖状,例如可以通过使用模具和热压机将本发明的实施方式的荧光体组合物成型为盖状。另外,为了将形成物制成片状,可以采用下述的荧光体片材的制造方法。
本发明的实施方式的形成物可以用作远程荧光粉(remote phosphor) 用形成物。所谓远程荧光粉技术,是在远离用作光源的蓝色LED的位置处配置混有荧光体的三维形状形成物的技术。远程荧光粉技术的特征在于,荧光体与蓝色LED远离,故而由热导致的荧光体的劣化少,光学特性稳定,制品偏差极少。本发明的实施方式的形成物可以用于采用了远程荧光粉技术的LED组件,例如手电筒、聚光灯、夹灯等LED照明。
<荧光体片材>
本发明的实施方式的荧光体片材是将上述的荧光体组合物制膜而成的(成型为片状),含有通式(1)表示的有机化合物、无机荧光体、基体树脂或其固化物。本实施方式的荧光片材中,这些有机化合物及无机荧光体各自将发光体发出的光转换为波长比该发出的光更长的光。另外,荧光体片材所含的基体树脂是至少与上述无机荧光体混合而形成连续相的树脂。对于这些无机荧光体、通式(1)表示的有机化合物及基体树脂、以及其它的本发明的荧光体片材中可以含有的成分,与上述的荧光体组合物中的成分相同。另外,对于荧光体片材中的有机发光材料 (通式(1)表示的有机化合物)与无机荧光体的颜色转换的关系也与上述的荧光体组合物中的情况相同。
本发明中,荧光体片材的厚度没有特别的限制,但优选在 10~1000μm的范围内。如果荧光体片材的厚度小于10μm,则因为由荧光体粒子导致的凹凸的原因,使得荧光体片材的均匀片材成型难以进行。如果荧光体片材的厚度超过1000μm,则易于产生裂纹,荧光体片材的片材成型困难。荧光体片材的更优选的厚度为30~100μm。另一方面,从提高荧光体片材的耐热性的观点考虑,荧光体片材的厚度优选为200μm以下,更优选为100μm以下,进而优选为50μm以下。
另外,在本发明中,对于荧光体片材而言,从保管性、搬运性及加工性的观点考虑,优选在室温附近弹性高。另一方面,对于荧光体片材而言,从使其以追随着LED芯片形状的方式变形、且与LED芯片的光提取面密合的观点考虑,优选在一定的温度条件下弹性降低、呈现出柔软性、密合性、流动性。作为这样的荧光体片材的粘弹性行为,优选满足以下条件(i)~(iii)。
条件(i)为“温度25℃时,荧光体片材的储能模量G’为 1.0×104Pa≤G’≤1.0×106pa、且荧光体片材的损耗角正切(tanδ)为tanδ< l”。条件(ii)为“温度100℃时,储能模量G’为1.0×102Pa≤G’<1.0×104 Pa、且荧光体片材的损耗角正切为tanδ≥1”。条件(iii)为“温度200℃时,储能模量G’为1.0×104Pa≤G’≤1.0×106Pa、且荧光体片材的损耗角正切为tanδ<1”。
此处所谓的荧光体片材的储能模量G’,是利用流变仪进行荧光体片材的动态粘弹性测定(温度依赖性)时的储能模量。所谓动态粘弹性测定(温度依赖性)是如下方法:以某正弦频率对材料施加剪切应变时,将达到恒定状态时呈现的剪切应力分解为相位与剪切应变一致的应力成分(弹性成分)、和相位与剪切应变相比延迟90°的应力成分(粘性成分),对材料的动态力学特性进行分析。动态粘弹性测定(温度依赖性)可使用通常的粘度·粘弹性测定装置进行。本发明中,荧光体片材的储能模量G’是在以下条件下进行动态粘弹性测定(温度依赖性)时的值。
作为动态粘弹性测定(温度依赖性)的条件,测定装置为粘度·粘弹性测定装置HAAKE MARSIII(Thermo Fisher SCIENTIFIC制)。测定条件为OSC温度依赖测定。几何形状为平行圆板型(20mm)。测定时间为1980秒。角频率为1Hz。角速度为6.2832rad/秒。温度范围为 25~200℃(具有低温温度控制功能)。升温速度为0.08333℃/秒。样品形状为圆形(直径18mm)。
此处,用位相与荧光体片材的剪切应变一致的应力成分除以该剪切应变,所得到的值为荧光体片材的储能模量G’。该储能模量G’表示相对于各温度时的动态应变而言的材料的弹性,因此,与荧光体片材的硬度、即加工性密切相关。另一方面,用位相比荧光体片材的剪切应变延迟90°的应力成分除以该剪切应变而得到的值是荧光体片材的损耗模量 G”。该损耗模量G”表示材料的粘性,因此与荧光体片材的流动性、即密合性密切相关。
另外,损耗模量G”除以储能模量G’而得到的值为荧光体片材的损耗角正切(tanδ)。该tanδ为表示材料配置状态的指标。例如,如果tanδ小于1,则弹性是支配性的,荧光体片材为固体状态。另一方面,如果 tanδ为1以上,则粘性为支配性的,荧光体片材为液体状态。
本发明中,荧光体片材通过满足上述条件(i)、即“25℃时1.0×104 Pa≤G’≤1.0×106Pa且tanδ<1”,从而在室温(25℃)时具有充分的弹性。因此,即使对于利用刀具的切断加工等的快速剪切应力,也可以将荧光体片材以周围无变形的方式进行切断,其结果,能够获得荧光体片材的高尺寸精度的加工性。从防止操作时的破裂、加工性的观点考虑,荧光体片材的25℃时的储能模量G’更优选为9.0×105Pa以下。从贴附温度的低温化的观点考虑,荧光体片材在室温时的tanδ更优选为0.7以下。另外,该tanδ的下限没有特殊的限制,优选为0.1以上,更优选为0.2 以上,进而优选为0.25以上。
另外,荧光体片材通过满足上述条件(ii)、即“100℃时1.0×102Pa≤G’<1.0×104Pa、且tanδ≥1”,从而在100℃时具有充分的粘性,流动性高。因此,一边以100℃以上的温度对具有该物性的荧光体片材进行加热一边进行向LED芯片的贴附时,根据LED芯片的发光面的形状,荧光体片材快速地流动、变形,能够获得这些荧光体片材与LED芯片的高密合性。由此,从LED芯片提取光的光提取性提高,亮度提高。从贴附温度的低温化的观点考虑,荧光体片材的100℃时的储能模量G’更优选为9.0×103Pa以下。从密合性的观点考虑,荧光体片材的100℃时的tanδ更优选为1.6以上。另外,该tanδ的上限虽没有特殊的限定,但优选为 4.0以下,更优选为3.6以下,进而优选为3.3以下。
进而,荧光体片材通过满足上述条件(iii)、即“200℃时1.0×104 Pa≤G’≤1.0×106Pa、且tanδ<1”,从而最终能够使LED芯片稳定地工作。其原因在于,如果以200℃以上的温度对贴附在LED芯片上的状态的荧光体片材进行加热,则该荧光体片材的完全固化完成,该荧光体片材所含的全部树脂一体化,因此,该荧光体片材不会受到LED芯片点亮时的热等热因素的影响。从防止裂纹的观点考虑,荧光体片材的200℃时的储能模量G’更优选为9.0×105Pa以下。从热稳定性的观点考虑,荧光体片材的200℃时的tanδ更优选为0.08以下。另外,该tanδ的下限虽没有特殊的限制,但优选为0.01以上,更优选为0.02以上,进而优选为0.03以上。
只要作为荧光体片材能够得到上述储能模量G’即可,其中所含的树脂也可以为未固化状态。另外,若考虑到荧光体片材的处理性及保存性等,则荧光体片材所含的树脂优选并不是其整体一体化的完全固化、而是为一定程度的固化的状态。作为一例,优选荧光体片材含有的树脂的固化以在室温保存的条件下于1个月以上的长时间内储能模量G’不发生变化的程度进行。
图1为表示本发明的实施方式的荧光体片材的一例的侧面图。如图 1所示,本发明的实施方式的荧光体片材2是包含荧光体层34与有机发光材料层35的层合结构的片状荧光体。荧光体层34是含有本发明的无机荧光体36和基体树脂的层。有机发光材料层35是含有通式(1)表示的有机化合物的层。对于荧光体片材2而言,在基材14上形成上述荧光体层34和有机发光材料层35。上述荧光体片材2及基材14构成为处于在基材14上依次层合有荧光体层34和有机发光材料层35的状态的层合结构的荧光体片材层合体33。对于在基材14上预先层合荧光体层34和有机发光材料层35,在将荧光体片材2用于LED封装体时,与分别形成上述各层相比,能够削减工序。
虽然图1中未特别示出,但荧光体片材2也可以是除了荧光体层34 及有机发光材料层35以外还具有其它层的层合体。例如,作为其它层,可以举出阻隔层等。
(荧光体层)
荧光体层(例如图1所示的荧光体层34等)是含有无机荧光体(粒子状的无机荧光体36等)和基体树脂的层,优选为主要混合有无机荧光体和基体树脂的层。对于无机荧光体、基体树脂以及其它的本发明的荧光体层可以含有的成分,与上述荧光体组合物中的成分相同。
(有机发光材料层)
有机发光材料层(例如图1所示的有机发光材料层35等)是含有通式(1)表示的有机化合物的层,优选为主要混合有通式(1)表示的有机化合物和基体树脂的层。对于通式(1)表示的有机化合物及基体树脂,与上述荧光体组合物中的物质相同。对于有机发光材料层,除了上述有机化合物及基体树脂以外,也可以含有用于稳定涂布膜的分散剂、均化剂,作为制成有机发光材料层时的表面的改质剂可以含有硅烷偶联剂等粘接助剂等。另外,有机发光材料层也可以含有微粒。作为该微粒的例子,可以举出二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、有机硅、氧化锆、铈土、氮化铝、碳化硅、氮化硅、钛酸钡等。其中,从获得的容易性的观点考虑,优选使用二氧化硅微粒、氧化铝微粒、有机硅微粒。
(基材)
作为基材(例如图1所示的基材14等),没有特殊的限制,可以使用已知的金属、膜、玻璃、陶瓷、纸等。具体而言,作为基材,可以举出铝(也包括铝合金)、锌、铜、铁等金属板或箔、纤维素乙酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩乙醛、芳族聚酰胺、有机硅、聚烯烃、热塑性氟树脂、四氟乙烯与乙烯的共聚物(ETFE) 等塑料的膜、由α-聚烯烃树脂、聚己内酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂及它们与乙烯的共聚树脂形成的塑料的膜、层压有上述塑料的纸、或被上述塑料涂布的纸、层压或蒸镀有上述金属的纸、层压或蒸镀有上述金属的塑料膜等。另外,基材为金属板时,可对其表面实施铬系、镍系等电镀处理、陶瓷处理。
其中,从荧光体片材(例如图1所示的荧光体片材2等)的制作的容易性、荧光体片材的单片化的容易性考虑,优选使用玻璃、树脂膜。特别是,从将荧光体片材贴附于LED芯片时的密合性的观点考虑,基材优选为柔软的膜状。另外,优选强度高的膜,以使得在对膜状基材进行处理时没有断裂等的担忧。从这些要求特性、经济性的方面考虑,优选树脂膜,其中,从经济性、处理性的方面考虑,优选为选自PET、聚苯硫醚、聚丙烯中的塑料膜。另外,在使荧光体片材干燥的情况下、在将荧光体片材贴附于LED芯片时需要200℃以上高温的情况下,从耐热性的方面考虑,优选聚酰亚胺膜。从片材的剥离的容易性考虑,可以预先对基材的表面实施脱模处理。
基材的厚度没有特别的限制,作为下限优选为25μm以上,更优选为38μm以上。另外,作为上限,优选为5000μm以下,更优选为3000μm 以下。
(其它层)
作为荧光体片材所包含的上述其它层的一例,可以举出阻隔层。作为该阻隔层,没有特别的限制,在针对荧光体片材提高阻气性的情况下等可以适当地使用,例如可以举出由氧化硅、氧化铝、氧化锡、氧化铟、氧化钇、氧化镁等、或它们的混合物、或向它们中添加了其它元素的金属氧化物薄膜、或聚偏二氯乙烯、丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、三聚氰胺系树脂、聚氨酯系树脂、氟系树脂等各种树脂形成的膜。另外,作为针对水分具有阻隔功能的膜,例如可以举出由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯与氯乙烯、偏二氯乙烯与丙烯腈的共聚物、氟系树脂等各种树脂形成的膜。
另外,根据荧光体片材所要求的功能,作为上述其它层也可以进一步设置具有防反射功能、防眩功能、防反射防眩功能、光扩散功能、硬涂功能(耐摩擦功能)、抗静电功能、防污功能、电磁波屏蔽功能、红外线阻隔功能、紫外线阻隔功能、偏光功能、调色功能的辅助层。
<荧光体片材的制造方法-1>
以下,说明本发明的实施方式的荧光体片材的制造方法的一例。本发明的实施方式的荧光体片材可以由上述荧光体组合物得到。即,在该荧光体片材的制造方法中,将采用上述方法制作的荧光体组合物涂布在基材上,使其干燥,加热固化。其结果,能够制作荧光体片材。可以通过逆转辊涂布机、刮刀涂布机、缝模涂布机、直接凹版涂布机、胶印凹版涂布机、吻合式涂布机、自然辊涂布机(naturalroll coater)、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机(rollblade coater)、baribar辊式刮刀涂布机、双流涂布机(twostream coater)、棒式涂布机、线棒涂布机(wirebar coater)、涂敷器(applicator)、浸涂机、幕帘式涂布机、旋转涂布机、刮刀式涂布机等,将荧光体组合物涂布在基材上。为了得到荧光体片材的膜厚均匀性,优选采用缝模涂布机进行涂布。
荧光体片材的干燥可以使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置进行。荧光体片材的加热中,可使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置。该情况下,加热条件通常为于40℃~250℃加热1 分钟~5小时,优选于60℃~200℃加热2分钟~4小时。另外,也可以分步固化(step-curing)等阶段性地加热固化。
制作荧光体片材后,也可以根据需要变更基材。该情况下,作为简单的方法,可以举出:使用加热板进行重贴的方法、使用真空层压机、干膜层压机的方法等。
<荧光体片材的制造方法-2>
以下,说明本发明的实施方式的荧光体片材的制造方法的其它例。该制造方法中,首先,制作使无机荧光体分散于基体树脂中的荧光体组合物,作为荧光体层形成用的涂布液。此时,将上述无机荧光体、基体树脂、有机硅微粒、溶剂等以规定量进行混合。将上述成分以成为规定的组成的方式进行混合后,将它们的混合物用均化器、自转公转型搅拌机、三辊磨、球磨机、行星式球磨机、珠磨机等搅拌·混炼机混合分散成均质。由此,能够得到上述荧光体组合物。也优选在该混合分散后或该混合分散的过程中、在真空或减压条件下进行脱泡。
接着,将采用上述方法制作的荧光体组合物涂布在基材上,使其干燥,加热固化。其结果,能够制作荧光体层。可以通过逆转辊涂布机、刮刀涂布机、缝模涂布机、直接凹版涂布机、胶印凹版涂布机、吻合式涂布机、自然辊涂布机、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机、baribar辊式刮刀涂布机、双流涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、涂敷器、浸涂机、幕帘式涂布机、旋转涂布机、刮刀式涂布机等,将荧光体组合物涂布在基材上。为了得到荧光体层的膜厚均匀性,优选采用缝模涂布机涂布。
荧光体层的干燥可以使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置进行。荧光体层的加热,可以使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置。该情况下,加热条件通常为于40℃~250℃进行1分钟~5小时、优选于60℃~200℃进行2分钟~4小时。另外,也可以分步固化等阶段性地加热固化。
接着,在如上所述制作的荧光体层上形成有机发光材料层。例如,将含有有机发光材料的涂布液直接涂布在荧光体层上,然后,进行干燥、加热固化处理,由此能够得到具有荧光体层及有机发光材料层的荧光体片材。详细而言,首先,制作使有机发光材料分散至基体树脂中的有机发光组合物,作为有机发光材料层形成用的涂布液。此时,将上述的有机发光材料、基体树脂、溶剂等以规定量进行混合。将上述成分混合使其为规定的组成后,将它们的混合物采用均化器、自转公转型搅拌机、三辊磨、球磨机、行星式球磨机、珠磨机等搅拌·混炼机,混合分散至均质。由此,能够得到上述有机发光组合物。也优选在该混合分散后或在该混合分散的过程中、在真空或减压条件下脱泡。
向荧光体层上的有机发光材料的涂布,可以通过逆转辊涂布机、刮刀涂布机、缝模涂布机、直接凹版涂布机、胶印凹版涂布机、吻合式涂布机、自然辊涂布机、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机、baribar辊式刮刀涂布机、双流涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、涂敷器、浸涂机、幕帘式涂布机、旋转涂布机、刮刀式涂布机等进行。为了得到有机发光材料层的膜厚均匀性,优选采用缝模涂布机涂布。
有机发光材料层的干燥可以使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置进行。有机发光材料层的加热可以使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置。在该情况下,加热条件通常为于40℃~250℃进行1分钟~5小时,优选为于60℃~200℃进行2分钟~4小时。另外,也可以分步固化等阶段性地加热固化。
<荧光体组合物的适用例>
本发明的实施方式的荧光体组合物优选适合用于横向、纵向、倒装芯片等通常结构的LED芯片。为了提高发光效率,LED芯片也可以基于光学设计将发光表面加工成纹理状等。需要说明的是,所谓发光面,是指来自LED芯片的光被提取的面。
将上述LED芯片进行金属布线,然后,使用本发明的实施方式的荧光体组合物,密封该LED芯片,由此可以将该LED芯片进行封装体化,制成LED封装体。该LED封装体内的LED芯片是通过覆盖了其发光面的状态的荧光体组合物使发出的光发生颜色转换的发光体。而且,该LED封装体具有处于覆盖了包含上述LED芯片的发光面的整体的状态的荧光体组合物固化物。然后,将如上所述得到的LED封装体装配至组件中,由此可合适地将上述LED封装体用于以各种照明、液晶背光源、前照灯为代表的各种LED发光装置。
<使用荧光体组合物的LED封装体的制造方法>
针对使用本发明的实施方式的荧光体组合物的、LED封装体的制造方法,进行说明。图2是表示使用本发明的实施方式的荧光体组合物的、 LED封装体的制造方法的一例的图。但本发明并不限定于图2所示的制造方法。作为使用本发明的实施方式的荧光体组合物的LED封装体的制造方法,特别优选的是:至少包括向设有LED芯片的封装体框架中注入荧光体组合物的注入工序、和在该注入工序后用密封材料将封装体框架内的LED芯片密封的密封工序。
详细而言,如图2所示,首先,进行准备工序,即,作为封装体框架12准备带有反射器5的安装基板7(状态A1)。接着,进行安装工序,即,在安装基板7上安装设置LED芯片1(状态A2)。
接着,进行注入工序,即,将本发明的实施方式的荧光体组合物4 以所期望的量注入设置有LED芯片1的封装体框架12中(状态A3)。作为该荧光体组合物4的注入方法,可以举出注射成型、压缩成型、浇铸成型、传递成型、涂布、灌封(分配(dispense))、印刷、转印等方法,但不限定于此。特别优选使用灌封(分配)。通过该注入工序,包括 LED芯片1的发光面在内的整体在封装体框架12内被荧光体组合物4 被覆。
注入荧光体组合物4后,进行使该荧光体组合物4加热固化的加热固化工序。由此,能够以与封装体框架12的形状相符的形状将荧光体组合物4的固化物设置在LED芯片1上。在该加热固化工序中,荧光体组合物4的加热固化处理可以使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置进行。加热固化条件通常为于40℃~250℃进行1分钟~5小时,优选于60℃~200℃进行2分钟~4小时。在该情况下,也可以分步固化等阶段性地加热固化。
然后,进行密封工序,即,在上述荧光体组合物4的固化物上注入透明密封材料6进行加热固化、将该固化物中的LED芯片1密封(状态A4)。对于该透明密封材料6的注入方法及加热固化条件,以上述荧光体组合物4的注入方法及加热固化条件为基准。通过以上工序,可以制造LED封装体13。然后,也可以根据需要在LED封装体13中设置由透明树脂形成的保护层、透镜等。
<荧光体片材、荧光体形成物的适用例>
对于本发明的实施方式的荧光体片材,优选贴附于横向、纵向、倒装芯片等通常结构的LED芯片的发光面。由此,可以形成在LED芯片的表面层合有荧光体片材的带有荧光体片材的LED芯片。荧光体片材特别适合用于发光面积大的纵向、倒装芯片型的LED芯片。需要说明的是,所谓发光面,是指来自LED芯片的光被提取的面。
此处,存在来自LED芯片的发光面为单一平面的情况、和不是单一平面的情况。作为单一平面的情况,主要可举出仅具有上部发光面的 LED芯片。具体而言,可以例举纵向型的LED芯片、用反射层将侧面覆盖而仅从上表面提取光的LED芯片等。另一方面,作为不是单一平面的情况,可以举出具有上部发光面及侧部发光面的LED芯片、具有曲面发光面的LED芯片。
作为LED芯片,发光面不是单一平面的情况由于可利用来自侧部的发光而能够使其变亮,因此是优选的。特别是,从可增大发光面积及芯片制造工艺容易的方面考虑,优选具有上部发光面和侧部发光面的倒装芯片型的LED芯片。另外,对于LED芯片,为了提高发光效率,也可以基于光学设计而将发光表面加工成纹理状等。
本发明的实施方式的荧光体片材也可以不直接贴附于LED芯片、而是使用透明树脂等粘接剂进行贴附。另一方面,通过用荧光体片材被覆LED芯片的发光面,能够使来自LED芯片的光直接入射至作为颜色转换层的荧光体片材,而不会因反射等而造成损耗,故而优选。由此,能够以颜色偏差少的方式高效率得到均匀的白色光。此处所谓的颜色转换层是指:吸收从LED芯片放出的光并转换波长,发出波长与LED芯片的光不同的光的层。
对于通过上述方法得到的带有荧光体片材的LED芯片,可以进行金属布线、密封进行封装体化,从而制成LED封装体。然后,将该LED 封装体装配至组件中,从而本发明的实施方式的荧光体片材以及使用其的带有荧光体片材的LED芯片能够合适地用于以各种照明、液晶背光源、前照灯为代表的各种LED发光装置。
图3A~图3C是表示带有本发明的实施方式的荧光体片材的、LED 芯片的优选例的图。图3A是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、带有荧光体片材的LED芯片的一例的图。图3A中例示的带有荧光体片材的LED芯片31是在LED芯片1的上表面(发光面)贴附设置荧光体片材2而成的芯片。图3B是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、带有荧光体片材的LED芯片的其它例的图。图3B中例示的带有荧光体片材的LED芯片31是不仅在LED芯片1的上表面(上部发光面)而且在侧面(侧部发光面)也贴附设置有荧光体片材2而成的芯片。该类型的带有荧光体片材的LED芯片31针对来自LED芯片1 侧面的发光也可以进行颜色转换,故而优选。图3C是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、带有荧光体片材的LED芯片的另一其它例的图。图3C中例示的带有荧光体片材的LED芯片31是使用在下表面具有电极3的倒装芯片型的LED芯片1、利用荧光体片材2被覆作为该LED芯片1发光面的上表面和侧面而得的LED芯片。
图4A~图4J是表示本发明的实施方式的LED封装体的优选例的图。图4A是表示使用本发明的实施方式的荧光体组合物的、LED封装体的一例的图。对于图4A中例示的LED封装体13,在设置有LED芯片1 的带有反射器5的安装基板7中注入荧光体组合物4,然后,将该LED 芯片1利用透明密封材料6进行密封。该LED封装体13是作为具有荧光体组合物4的固化物的情况的一个优选例。
图4B是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、LED封装体的例1的图。对于图4B中例示的LED封装体13,在设置于带有反射器5的安装基板7上的LED芯片1上,贴附荧光体片材2,然后,将该 LED芯片1与荧光体片材2一同利用透明密封材料6进行密封。图4C 是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、LED封装体的例2的图。对于图4C中例示的LED封装体13,针对设置在带有反射器5的安装基板7上的LED芯片1,不仅在其上表面而且在侧面也贴附荧光体片材2,进而还安装有由透明密封材料6形成的透镜。该类型的LED封装体13即使对来自LED芯片1侧面的发光也可以通过荧光体片材2进行颜色转换,故而优选
图4D是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的例3的图。图4D中例示的LED封装体13是不使用反射器5、而是通过透明密封材料6的透镜成型体将LED芯片1与荧光体片材2一同密封的LED封装体。除此之外,与图4B中例示的LED封装体13相同。图4E是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、LED封装体的例 4的图。图4E中例示的LED封装体13是除了不使用反射器5以外、与图4C中例示的LED封装体13相同的LED封装体。
图4F是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的、LED封装体的例5的图。图4F中例示的LED封装体13是使用在下表面具有电极3 及金凸点8的倒装芯片型的LED芯片1、利用荧光体片材2被覆作为该 LED芯片1发光面的上表面和侧面而得的LED封装体。除此之外,与图4C例示的LED封装体13相同。需要说明的是,LED芯片1侧面被荧光体片材2被覆时,如图4F所示,荧光体片材2也可以遍及至安装基板7的上表面。图4G是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的 LED封装体的例6的图。图4G例示的LED封装体13是不使用反射器 5、而是通过透明密封材料6的透镜成型体将倒装芯片型的LED芯片1 (参见图4F)与荧光体片材2一同密封的LED封装体。除此之外,与图4E例示的LED封装体13相同。
图4H是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的例7的图。图4H例示的LED封装体13是通过透明粘接剂9将LED芯片1和荧光体片材2贴附而成的LED封装体。除此之外,与图4B例示的LED封装体13相同。图4I是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的例8的图。图4I例示的LED封装体13使用了预先准备的带有基材10的荧光体片材2。该类型的LED封装体13中,不将基材10从荧光体片材2剥离地使用。除此之外,与图4H例示的LED 封装体13相同。作为基材10的材质,优选玻璃。图4B~图4I中例示的LED封装体13是作为具有荧光体片材2或其固化物的情况的一个优选例。
图4J是表示使用形成物(其使用了本发明的实施方式的荧光体组合物)的LED封装体的一例的图。对于图4J中例示的LED封装体13,使用倒装芯片型的LED芯片1(参见图4F),作为该LED芯片1发光面的上表面和侧面被透明密封材料6被覆,进而使用荧光体组合物的形成物11被覆该透明密封材料6。除此之外,与图4G例示的LED封装体13相同。该LED封装体13是针对具有包含荧光体组合物4或其固化物的形成物11(荧光体形成物)的情况的一个优选例。
能适用本发明的LED封装体并不限定于此。例如,也可以是在图 4B所示的LED封装体13中透明密封材料6是如图4C所示的形状、且不仅在LED芯片1的上表面而且在侧面也贴附有荧光体片材2的封装体。如上所述,可以将图4A~图4J中例示的LED封装体13的各部件的结构适宜地组合。另外,LED封装体13的各部件也可以替换为除此之外的已知的部件,或组合除此之外的已知的部件。
此处,透明密封材料6只要是成形加工性、透明性、耐热性、粘接性等优异的材料即可,可使用环氧树脂、有机硅树脂(包括有机硅橡胶、有机硅凝胶等有机聚硅氧烷固化物(交联物))、脲树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂等已知的材料。另外,作为透明粘接剂9,可以使用上述透明密封材料6。
<使用荧光体片材的LED封装体的制造方法>
针对使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的制造方法,进行说明。使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的代表性制造方法中,用于制造LED封装体的带有荧光体片材的LED芯片的制造方法主要有2种。其一是:将荧光体片材切成单片后,将经单片化的荧光体片材贴附在单个LED芯片上的方法。另一个是:在固定有LED芯片的晶片上,在对其进行切割前,一次性贴附荧光体片材,然后,一次性进行该晶片的切割和荧光体片材的切割的方法。上述两种方法的详细情况如下所述。使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED 封装体的制造方法并不限于这2种方法。
作为使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的制造方法,特别优选至少包含如下工序:对位工序,将荧光体片材分割成多个区块,将这些处于被分割成多个区块的状态的上述荧光体片材的一个区块与一个LED芯片的发光面对置;粘接工序,利用加热压接工具,将已对置的上述荧光体片材的一个区块与上述一个LED芯片的发光面一边加热一边加压,进行粘接。
本发明的实施方式的荧光体片材也可以不直接贴在LED芯片上,而是使用透明树脂等粘接剂贴于LED芯片。但是,使用含有热熔接树脂作为基体树脂的荧光体片材时,无粘接剂且易于在LED芯片上贴附荧光体片材,故而优选。
粘接工序中,将荧光体片材贴附于LED芯片时,通过一边以所期望的温度进行加热一边加压,从而进行压接而贴附。加热温度优选为 60℃以上且250℃以下,更优选为60℃以上且160℃以下。通过使加热温度为60℃以上,从而用于增大室温与贴附温度的弹性模量差的树脂设计变得容易。另外,通过使加热温度为250℃以下,能够减少基材及荧光体片材的热膨胀、热收缩,因此,能够提高贴附的精度。特别是,在预先对荧光体片材实施开孔加工、将LED芯片上的规定部分与荧光体片材进行对位时等,贴附的位置精度是重要的。为了提高贴附的精度,更优选使加热温度为160℃以下将LED芯片与荧光体片材贴附。
作为将荧光体片材贴附在LED芯片表面的方法,只要是能以所期望的温度进行压接的装置即可,可以利用现有的任意装置,例如,可利用贴片机(mounter)、倒装芯片接合器等加热压接工具。另外,在晶片水平的LED芯片上一次性贴附荧光体片材时,可以使用真空层压机、具有100mm~200mm见方左右的加热部分的加热压接工具等进行贴附。在任意情况下,均以所期望的温度将荧光体片材压接于LED芯片进行热熔接后,将其放冷至室温,从该荧光体片材剥离基材。通过具有本发明这样的温度与弹性模量的关系,在热熔接后放冷至室温后的荧光体片材与LED芯片牢固地密合,并且能够容易地从基材剥离。
针对将荧光体片材进行切断加工的方法,进行说明。作为将荧光体片材进行切断加工的方法,具有如下方法:对于荧光体片材,在向LED 芯片贴附前预先切成单片,将已单片化的荧光体片材贴附于单个LED 芯片的方法;和将荧光体片材贴附于晶片水平的LED芯片后,与晶片的切割同时一次性地对荧光体片材进行切断的方法。在贴附前预先切断荧光体片材时,通过利用激光的加工、或利用刀具的切削,将已均匀地形成的荧光体片材加工、分割成规定的形状。由于利用激光的加工被赋予高能量,所以极难避免荧光体片材中的树脂的烧焦、荧光体的劣化,因此优选利用刀具的切削。作为利用刀具的切削方法,有将单纯的刀具压入从而切削荧光体片材的方法、和利用旋转刀切削荧光体片材的方法,均可适当地使用。作为利用旋转刀进行切断的装置,可适当地利用称为切割机(dicer)的、用于将半导体衬底(晶片)切断(切割)成单个芯片的装置。使用切割机时,可以通过旋转刀的厚度、条件设定,精密地控制荧光体片材的分割线的宽度,因此,与通过单纯的刀具的压入来切断荧光体片材相比,能够得到高加工精度。
将已层合于基材的状态的荧光体片材切断时,荧光体片材既可以连同基材一起单片化,或者也可以在荧光体片材单片化的同时、不切断基材。或者,也可以在基材上引入不贯通的切口线、实施所谓的半剪切 (halfcut)。如上所述已单片化的荧光体片材热熔接于单个的LED芯片的发光面上。
图5是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的制造方法的一例的图。该LED封装体的制造方法包括:将荧光体片材连同基材一起单片化时的、荧光体片材的切断、向LED芯片上的荧光体片材的贴附及切割等工序。该LED封装体的制造方法包含如下工序:将荧光体片材连同基材一起切成单片的工序,及将该已切成单片的荧光体片材于所期望的温度进行压接,贴附于LED芯片的工序。
例如,图5所示的LED封装体的制造方法中,进行临时固定工序,即,将已与基材14层合的状态的荧光体片材2固定于临时固定片材15 (状态B1)。图5所示的LED封装体的制造方法中,荧光体片材2和基材14均进行单片化,因此,预先固定于临时固定片材15,使得操作容易。接着,进行切断工序,即,将荧光体片材2和基材14两者切断,从而将荧光体片材2连同基材14一起进行单片化(状态B2)。接着,进行对位工序,即,在已安装于安装基板7的LED芯片1上将已单片化的荧光体片材2及基材14的层合体(单片层合体)对位(状态B3)。该LED芯片1是通过晶片的切割工序而得到的,预先安装于构成封装体框架12的带有反射器5的安装基板7。
接着,进行粘接工序,即,将通过上述对位工序而处于使LED芯片1的发光面与荧光体片材2对位的状态的荧光体片材2及基材14的单片层合体,使用加热压接工具16,一边于所期望的温度加热一边加压,粘接(压接)至封装体框架12的安装基板7上的LED芯片1(状态B4)。此时,为了不在荧光体片材2与LED芯片1之间混入空气,优选粘接工序在真空下或减压下进行。该粘接工序后,进行冷却工序,即,将封装体框架12内的LED芯片1与荧光体片材2及基材14的单片层合体放冷至室温,从粘接于该LED芯片1的状态的荧光体片材2上将基材 14剥离(状态B5)。此处,基材14为玻璃等透明构件时,冷却工序中,也可以不从荧光体片材2剥离基材14而是保持该状态(状态B6)。
另一方面,在基材14连续的状态下将荧光体片材2单片化时,该基材14上的已单片化的荧光体片材2也可以以此状态一次性地热熔接于切割前的晶片水平的LED芯片。图6为表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的带有荧光体片材的LED芯片的制造方法的一例的图。该带有荧光体片材的LED封装体的制造方法包括:在基材14连续的状态下将荧光体片材2单片化时的、荧光体片材2的切断、向晶片水平的 LED芯片上的荧光体片材2的贴附及切割等工序。该带有荧光体片材的 LED封装体的制造方法包括如下工序:将荧光体片材2切成单片而不将基材14单片化的工序、及将已切成该单片的荧光体片材2于所期望的温度进行压接从而贴附于晶片水平的LED芯片的工序。
例如,在图6所示的带有荧光体片材的LED封装体的制造方法中,首先,预先进行在基材14上层合荧光体片材2的层合工序(状态C1),然后,进行将已层合于基材14的状态的荧光体片材2切断、将其单片化的切断工序(状态C2)。采用该切断工序将荧光体片材2单片化时,基材14不被单片化。在图6所示的状态C2下,基材14完全未被切断,但只要基材14连续,则也可以将基材14部分地切断。
接着,进行对位工序,即,使已单片化的荧光体片材2与切割前的 LED晶片17对置,与该LED晶片17的LED芯片(无图示)对位(状态C3)。LED晶片17是在其表面形成有多个LED芯片的晶片。切割前的LED晶片17表面的LED芯片是晶片水平的LED芯片。接下来,进行粘接工序,即,使用加热压接工具16将上述的荧光体片材2与切割前的LED晶片17于所期望的温度一边加热一边加压,进行粘接(压接)(状态C4)。此时,为了不使荧光体片材2与LED晶片17表面的LED芯片之间混入空气,优选粘接工序在真空下或减压下进行。通过该粘接工序,荧光体片材2(已被单片化)和LED晶片17表面的LED 芯片(晶片水平的LED芯片)被压接。
该粘接工序后,进行冷却工序,即,将荧光体片材2、LED晶片17 及基材14放冷至室温,从已与该LED晶片17粘接的状态的荧光体片材2将基材14剥离(状态C5)。然后,进行切割工序,即,切割LED 晶片17,单片化成LED芯片(状态C6)。其结果,能够得到所期望的数量(例如多个)的已单片化的带有荧光体片材的LED芯片18。
将荧光体片材2一次性地热熔接于切割前的晶片水平的LED芯片时,也可以在贴附后与LED晶片17的切割一同将荧光体片材2切断。图7是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的带有荧光体片材的 LED芯片的制造方法的其它例的图。图7表示将荧光体片材2和LED 晶片17贴附后一次性地切割时的工序的一例。该带有荧光体片材的 LED封装体的制造方法中包括如下工序:在切割前的多个LED芯片(晶片水平的LED芯片)上于所期望的温度压接荧光体片材2,一次性地贴附的工序;及,将荧光体片材2和晶片水平的LED芯片一次性地切割的工序。
例如,图7所示的带有荧光体片材的LED封装体的制造方法中,首先,进行在基材14上层合荧光体片材2的层合工序,然后,不预先对荧光体片材2进行切断加工,而是使带有基材14的荧光体片材2与切割前的LED晶片17对置,进行使该荧光体片材2与LED晶片17对位的对位工序(状态D1)。由此,使荧光体片材2和LED晶片17表面的LED芯片(无图示)对位。
接着,进行粘结工序,即,利用加热压接工具16将上述的荧光体片材2和切割前的LED晶片17于所期望的温度一边加热一边加压,进行粘接(压接)(状态D2)。此时,优选粘接工序在真空下或减压下进行,从而不使荧光体片材2与LED晶片17表面的LED芯片之间混入空气。通过该粘接工序,荧光体片材2(带有基材14的、未被单片化的片材)和LED晶片17表面的LED芯片(晶片水平的LED芯片)被压接。
该粘接工序后,进行冷却工序,即,将荧光体片材2、LED晶片17 及基材14放冷至室温,从已与该LED晶片17粘接的状态的荧光体片材2上将基材14剥离(状态D3)。然后,在将LED晶片17切割、单片化为LED芯片的同时,进行将荧光体片材2切断进行单片化的切割工序(切断工序)(状态D4)。其结果,能够得到所期望数量(例如多个)的已被单片化的带有荧光体片材的LED芯片18。
另一方面,上述粘接工序后,也可以进行冷却工序,即,不从已粘接于LED晶片17的状态的荧光体片材2上剥离基材14,将荧光体片材 2、LED晶片17及基材14放冷至室温(状态D5)。然后,可以在将 LED晶片17切割、单片化为LED芯片的同时,进行将荧光体片材2与基材14一同切断、单片化的切割工序(切断工序)(状态D6)。其结果,能够得到所期望的数量(例如多个)的以带有基材的状态被单片化的带有荧光体片材的LED芯片18。对于如上所述得到的带有荧光体片材的LED芯片18,在基材14(参见状态D5)为玻璃等透明构件时,也可以不剥离该基材14直接进行使用。另外,基材14为除玻璃以外的塑料膜等不透明构件时,可以在将已单片化的带有荧光体片材(其带有基材)的LED芯片18安装于基板后,从该带有荧光体片材的LED芯片18剥离。
在采用上述图5~7例示的任意的工序的制造方法中,在将荧光体片材贴附于上表面具有电极的LED芯片时,为了除去电极部分的荧光体片材,优选在贴附荧光体片材前预先对该部分实施开孔加工。开孔加工可以适当地使用激光加工、模具穿孔等已知的方法。但是,由于激光加工会引起荧光体片材中的树脂的烧焦、荧光体的劣化,所以更优选利用模具的穿孔加工。作为荧光体片材的开孔加工实施穿孔加工时,由于在将荧光体片材贴附于LED芯片后无法进行穿孔加工,所以必需在贴附前对荧光体片材实施穿孔加工。利用模具的穿孔加工可以根据贴附的 LED芯片的电极形状等开出任意形状、大小的孔。
对于孔的大小、形状而言,只要可设计出模具即可,可以形成任意的大小、任意的形状。例如,为了不使发光面的面积减少,1mm见方左右的LED芯片上的电极接合部分优选为500μm以下。此时,与该电极接合部分的大小相应地以500μm以下形成孔。另外,对于进行引线接合(wire bonding)等的电极,需要具有一定程度的大小,至少为50μm 左右的大小。此时,与该电极的大小相应地以50μm左右形成孔。孔的大小与电极相比过大时,发光面露出从而发生漏光,LED封装体的颜色特性降低。另外,孔的大小与电极相比过小时,在引线接合时与引线接触,引起接合不良。因此,对于开孔加工而言,必需以±10%以内的高精度加工出50μm以上且500μm以下的小孔。为了提高穿孔加工的精度,荧光体片材在25℃时的储能模量G’为1.0×104Pa≤G’≤1.0×106Pa、且tanδ<1也变得非常重要。
在将实施了切断加工、开孔加工的荧光体片材与LED芯片的规定部分进行对位并贴附时,需要具有光学对位(对准)结构的贴附装置。此时,使荧光体片材与LED芯片靠近而进行对位在作业上是困难的,实用上经常如下实施:在使荧光体片材与LED芯片轻轻接触的状态下进行对位。在该对位中,如果荧光体片材具有粘合性,则使该荧光体片材与LED芯片接触而移动是非常困难的。为本发明的实施方式的荧光体片材时,如果在室温进行对位,则没有粘合性,故而容易进行使荧光体片材与LED芯片以轻轻接触的状态进行对位。
针对使用了本发明的实施方式的荧光体片材的带有荧光体片材的 LED芯片及LED封装体的批量的制造方法进行说明。首先,说明带有荧光体片材的LED芯片的制造方法。图8是表示本发明的实施方式的荧光体片材的贴附方法的一例的图。图8中示出了贴附方法,即,使用已按各个LED芯片进行了单片化的荧光体片材层合体20、将荧光体片材2一个个地贴附于LED芯片1。
例如,在图8所示的荧光体片材的贴附方法中,对于基材19与荧光体片材2的层合体即荧光体片材层合体20,已安装于封装体基板21 的多个LED芯片1分别被单独地切断从而单片化。这些多个LED芯片 1分别将其金凸点8与封装体电极22连接,预先安装于封装体基板21。确定已单片化的荧光体片材层合体20的位置,以使得封装体基板21上的LED芯片1与荧光体片材2对置(状态E1)。然后,该荧光体片材层合体20的荧光体片材2(已被单片化)通过加热压接等依次贴附于封装体基板21上的LED芯片1的至少发光面(例如上表面及侧面)(状态E2)。
图9为表示本发明的实施方式的荧光体片材的贴附方法的其它例的图。图9中示出了在多个LED芯片1上一次性地被覆荧光体片材2后、将该荧光体片材2剪切从而单个化的贴附方法。例如,图9所示的荧光体片材的贴附方法中,对于基材19与荧光体片材2的层合体即荧光体片材层合体20而言,不单片化,而是以使封装体基板21上的多个LED 芯片1与荧光体片材2一次性地对置的方式来确定位置(状态F1)。上述多个LED芯片1与图8所示的情况相同,将金凸点8与封装体电极22连接、预先安装于封装体基板21。然后,该荧光体片材层合体20 的荧光体片材2(未被单片化)通过加热压接等一次性地贴附于封装体基板21上的多个LED芯片1的至少发光面(例如上表面及侧面)(状态F2)。虽然图9中未特别示出,但对于如上所示已贴附于多个LED 芯片1的荧光体片材2而言,在之后上述多个LED芯片1分别被单独地切断、个体化。
作为带有荧光体片材的LED芯片的制造方法中的向LED芯片1贴附荧光体片材2的贴附方法,可以举出上述图8所示的方法及图9所示的方法,也可以使用任意的方法。
对于向LED芯片1上贴附荧光体片材2而言,在基材19软化流动的状态下挤压而进行。特别是,作为荧光体片材2使用热熔接性的荧光体片材时,从粘接性的强化的观点考虑,贴附温度优选为60℃以上,更优选为80℃以上。另外,用于荧光体片材2的热熔接性树脂具有如下性质:通过加热,粘度暂时地降低,进一步持续加热时热固化。因此,对于贴附工序的温度,从保持粘接性的观点考虑优选为150℃以下,进而,从将荧光体片材2的粘度保持在一定以上、保持形状的观点考虑,更优选为120℃以下。另外,为了防止空气残留,优选在0.01MPa以下的减压下进行贴附。
作为进行上述贴附的制造装置,可以例举真空膜片层压机(vacuumdiaphragmlaminator)、真空辊层压机、真空油压加压机、真空伺服加压机、真空电动加压机、TOM成型机等真空贴附机等。其中,从一次可处理的数量多、另外能够从正上方不偏离地进行加压的方面考虑,优选为真空膜片层压机。
接着,针对使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的制造方法,例举两种方法。需要说明的是,LED封装体的制造方法并不限定于这些例子。
图10是表示使用了本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的制造方法的一例的图。图10中例示的LED封装体的制造方法中,首先,进行临时固定工序,即,经由双面粘合胶带23将LED芯片1临时固定于基座24上(状态G1)。接着,进行层合工序,即,将荧光体片材层合体20以荧光体片材2与LED芯片1接触的方式对位进行层合(状态G2)。通过该层合工序,得到层合物37,即,基座24(参见状态 G1)上的LED芯片1、荧光体片材2与基材19的层合体。
接着,进行将层合物37的LED芯片1与荧光体片材2粘接的粘接工序(状态G3)。在该粘接工序中,将层合物37装入真空膜片层压机 28的下部腔室26。然后,真空膜片层压机28一边加热层合物37,一边通过从排气口29b排气而对上部腔室25及下部腔室26进行减压。接下来,真空膜片层压机28进行减压加热直至层合物37的基材19流动,然后,通过吸气口29A向上部腔室25内吸入空气,从而使膜片27膨胀。由此,膜片27通过该基材19将荧光体片材2挤压至LED芯片1,以追随LED芯片1的发光面的方式贴附该荧光体片材2。
接下,进行将LED芯片1与荧光体片材2的粘接物切断、进行单片化的切断工序(状态G4)。在该切断工序中,真空膜片层压机28将上部腔室25及下部腔室26恢复为大气压。然后,将层合物37从真空膜片层压机28取出,放冷后,剥离基材19(参见状态G3)。接着,荧光体片材2使用切割刀等将基座24上的各LED芯片1间的切断部分30 连同双面粘合胶带23一同切断,由此,以被覆LED芯片1的发光面的状态进行单片化。其结果,制作已单片化的带有荧光体片材的LED芯片31(参见状态G5)。
然后,进行安装工序,即,将带有荧光体片材的LED芯片31安装于封装体基板21(状态G5)。在该安装工序中,带有荧光体片材的LED 芯片31经由金凸点8而接合于封装体基板21上的封装体电极22。通过以上工序,可以制作LED封装体32(状态G6)。虽然图10中未特别示出,但根据需要,该LED封装体32中也可以设置由透明树脂形成的保护层、透镜等。
图11是表示使用本发明的实施方式的荧光体片材的LED封装体的制造方法的其它例的图。在图11中例示的LED封装体的制造方法中,首先,进行安装工序,即,经由金凸点8将LED芯片1接合于封装体基板21上的封装体电极22(状态H1)。接着,进行层合工序,即,以使荧光体片材2与LED芯片1接触的方式使荧光体片材层合体20对位、进行层合(状态H2)。通过该层合工序,能够得到层合物38,即,封装体基板21上的LED芯片1、荧光体片材2与基材19的层合体。
接着,进行将层合物38的LED芯片1与荧光体片材2粘接的粘接工序(状态H3)。在该粘接工序中,将层合物38装入真空膜片层压机 28的下部腔室26。然后,真空膜片层压机28一边加热层合物38,一边通过从排气口29b排气对上部腔室25及下部腔室26进行减压。接下来,真空膜片层压机28进行减压加热直至层合物38的基材19流动,然后,通过吸气口29a向上部腔室25内吸入空气,使膜片27膨胀。由此,膜片27通过该基材19将荧光体片材2挤压至LED芯片1,以追随LED 芯片1的发光面的方式贴附该荧光体片材2。
接下来,进行切断工序,即,将封装体基板21与LED芯片1与荧光体片材2的接合物切断,进行单片化(状态H4)。在该切断工序中,真空膜片层压机28将上部腔室25及下部腔室26恢复至大气压。然后,将层合物38从真空膜片层压机28中取出,放冷后,剥离基材19(参见状态H3)。接着,通过将封装体基板21中的各LED芯片1间的切断部分30切断,荧光体片材2可以在被覆LED芯片1的发光面的状态下与封装体基板21一同被单片化。通过以上工序,可以制造LED封装体 32(状态H5)。虽然图11中未特别地示出,但该LED封装体32中根据需要可以设置由透明树脂形成的保护层、透镜等。
<发光装置、背光单元、显示器>
本发明的实施方式的发光装置是上述的荧光体组合物、荧光体片材、或荧光体形成物的一适用例。例如,该发光装置具备:含有上述荧光体组合物或其固化物的荧光体形成物;和LED封装体,其具有LED 芯片(发光体),所述LED芯片发出的光将通过该荧光体形成物所含的荧光体组合物而被颜色转换。本发明的实施方式的背光单元是该发光装置的一应用例。例如,该背光单元具备:具有上述荧光体组合物的固化物的LED封装体、或具有上述荧光体片材或其固化物的LED封装体。如上所示构成的背光单元可以用于显示器、照明、室内装饰、标示、招牌等用途,特别适合用于显示器、照明用途。本发明的实施方式的显示器(例如液晶显示器)是该背光单元的一适用例。例如,该显示器具备:具有上述荧光体组合物的固化物的LED封装体;或具有上述荧光体片材或其固化物的LED封装体。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明。但本发明并不限定于此。
<基材>
基材使用经过脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)“Cerapeel”BX9(东丽膜加工(株)制,平均膜厚50μm)。
<无机荧光体>
作为无机荧光体一例的YAG系荧光体的类型1(YAG1),为(株) Nemoto Lumi-Materials Company Limited制“YAG81003”。作为无机荧光体一例的β型赛隆荧光体的类型1(β1),为Denka(株)公司制“GR -SW529Y”。该β型赛隆荧光体(β1)的峰波长为529nm,平均粒径(D50) 为16μm。β型赛隆荧光体的类型2(β2)为Denka(株)公司制“GR- MW540H”。该β型赛隆荧光体(β2)的峰波长为544nm,平均粒径(D50) 为20μm。β型赛隆荧光体的类型3(β3)为Denka(株)公司制“GR- SW532D”。该β型赛隆荧光体(β3)的峰波长为538nm,平均粒径(D50)为16μm。作为无机荧光体一例的KSF荧光体的类型1(KSF1),为(株) Nemoto Lumi-Materials Company Limited制的KSF荧光体样品A。该KSF 荧光体(KSF1)的平均粒径(D50)为50μm。KSF荧光体的类型2(KSF2) 为Nemoto Lumi-Materials Company Limited制的KSF荧光体样品B。该 KSF荧光体(KSF2)的平均粒径(D50)为30μm。
<有机发光材料>
有机发光材料的合成例如下所示。1H-NMR使用超导FTNMR EX -270(日本电子(株)制)、用氘代氯仿溶液进行测定。HPLC使用高效液相色谱LC-10((株)岛津制作所制),用0.1g/L氯仿溶液进行测定。作为色谱柱的展开溶剂,使用0.1%磷酸水溶液与乙腈的混合溶液。吸收光谱及荧光光谱分别使用U-3200型分光光度计、F-2500 型荧光分光光度计(均为日立制作所(株)制),在4×10-6mol/L的二氯甲烷溶液中进行测定。
(合成例1)
以下,针对合成例1的有机发光材料(类型21)的合成方法进行说明。有机发光材料(类型21)的合成方法中,将12.2g 4-叔丁基苯甲醛、11.3g 4-甲氧基苯乙酮、3M氢氧化钾水溶液32ml和20ml乙醇的混合溶液在氮气流下于室温搅拌12小时。滤取所析出的固体,用50ml 冷乙醇清洗2次。真空干燥后,得到17g的3-(4-叔丁基苯基)-1 -(4-甲氧基苯基)丙烯酮。
接着,将17g 3-(4-叔丁基苯基)-1-(4-甲氧基苯基)丙烯酮、21.2g二乙基胺、17.7g硝基甲烷和580ml甲醇的混合溶液于氮气流下加热回流14小时。将所得的溶液冷却至室温后蒸发。通过硅胶柱色谱法纯化,真空干燥后,得到16g的3-(4-叔丁基苯基)-1-(4 -甲氧基苯基)-4-硝基丁烷-1-酮。
接着,将230ml甲醇和46ml浓硫酸的混合溶液在氮气流下于0℃搅拌。缓缓地滴加下述物质并于室温进一步搅拌1小时,所述物质是对预先制备的3-(4-叔丁基苯基)-1-(4-甲氧基苯基)-4-硝基丁烷-1-酮1.42g、甲醇40ml和四氢呋喃80ml的混合溶液在氮气流下加入1.12g氢氧化钾粉末、于室温搅拌1小时而得到的。接着,冷却至 0℃后,加入50ml水,用4M氢氧化钠水溶液中和,并用50ml二氯甲烷萃取。将有机层用30ml水清洗2次,用硫酸钠干燥后蒸发,得到粘稠物。
接着,将所得的粘稠物、1.54g乙酸铵和20ml乙酸的混合溶液在氮气流下于100℃加热回流1小时。接下来,冷却至室温后,加入冰水,用4M氢氧化钠水溶液中和,用50ml二氯甲烷萃取。将有机层用30ml 水清洗2次,用硫酸钠干燥后使其蒸发。用20ml乙醇清洗,真空干燥后,得到555mg的4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯。
接着,将357mg 2-苯甲酰基-3,5-双(4-叔丁基苯基)吡咯、 250mg 4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯、138mg三氯氧化磷和10ml 1,2-二氯乙烷的混合溶液在氮气流下加热回流9小时。接下来,冷却至室温后,加入847mg二异丙基乙基胺、931mg三氟化硼乙醚络合物,搅拌3小时。注入20ml水,用30ml二氯甲烷萃取。将有机层用20ml水清洗2次,用硫酸镁干燥后蒸发。通过硅胶柱色谱法纯化,真空干燥后,合成了如下所示的有机发光材料(类型21)。
1H-NMR(CDCl3(d=ppm)):1.18(s,18H)、1.35(s,9H)、 3.85(s,3H)、6.37-6.99(m,17H)、7.45(d,2H)、7.87(d,4H)。
[化学式37]
Figure GDA0001606428610000831
(合成例2)
以下,针对合成例2的有机发光材料(类型22)的合成方法进行说明。有机发光材料(类型22)的合成方法中,将300mg 4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯、201mg 2-甲氧基苯甲酰氯和 10ml甲苯的混合溶液在氮气流下于120℃加热6小时。接下来,冷却至室温后蒸发。用20ml乙醇清洗,真空干燥后,得到2-(2-甲氧基苯甲酰基)-3-(4-叔丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg。
接着,将260mg 2-(2-甲氧基苯甲酰基)-3-(4-叔丁基苯基) -5-(4-甲氧基苯基)吡咯、180mg 4-(4-叔丁基苯基)-2-(4 -甲氧基苯基)吡咯、206mg甲磺酸酐和10ml经脱气的甲苯的混合溶液在氮气流下于125℃加热7小时。接下来,冷却至室温后,注入20ml 水,用30ml二氯甲烷萃取。将有机层用20ml水清洗2次,蒸发,进行真空干燥。
接着,将所得的吡咯亚甲基体与10ml甲苯的混合溶液在氮气流下加入305mg二异丙基乙基胺、670mg三氟化硼乙醚络合物,于室温搅拌3小时。接下来,注入20ml水,用30ml二氯甲烷萃取。将有机层用 20ml水清洗2次,用硫酸镁干燥后蒸发。通过硅胶柱色谱法纯化,合成了下述所示的有机发光材料(类型22)。
1H-NMR(CDCl3(d=ppm)):1.19(s,18H)、3.42(s,3H)、 3.85(s,6H)、5.72(d,1H)、6.20(t,1H)、6.42-6.97(m,16H)、 7.89(d,4H)。
[化学式38]
Figure GDA0001606428610000841
(合成例3)
以下,针对合成例3的有机发光材料(类型23)的合成方法进行说明。有机发光材料(类型23)的合成方法中,向30ml的1,2-二氯乙烷中加入5.0g 2-(2-甲氧基苯甲酰基)-3,5-双(4-叔丁基苯基)吡咯、3.3g 2,4-双(4-叔丁基苯基)吡咯、1.5g三氯氧化磷,在加热回流下使其反应12小时。接下来,冷却至室温后,加入5.2g二异丙基乙基胺、5.6g三氟化硼乙醚络合物,搅拌6小时。加入50ml水,加入二氯甲烷后,萃取有机层进行浓缩,通过使用硅胶的柱色谱法进行纯化,然后进一步进行升华纯化,合成了如下所示的有机发光材料(类型23)。
1H-NMR(CDCl3(d=ppm)):1.07(s,9H)、2.13(s,6H)、 2.39(s,6H)、6.47(t,4H)、6.63(s,8H)、6.75(d,2H)、7.23 (d,4H)、7.80(d,4H)。
[化学式39]
Figure GDA0001606428610000842
(合成例4)
以下,针对合成例4的有机发光材料(类型24)的合成方法进行说明。在有机发光材料(类型24)的合成方法中,将3,5-二溴苯甲醛 (3.0g)、4-叔丁基苯基硼酸(5.3g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.4g)、碳酸钾(2.0g)加入烧瓶中,进行氮置换。向其中加入经脱气的甲苯(30ml)及经脱气的水(10ml),回流4小时。将反应溶液冷却至室温,将有机层分液后用饱和食盐水清洗。将该有机层用硫酸镁干燥,过滤后蒸馏除去溶剂。将所得的反应产物通过硅胶色谱法纯化,得到3,5-双 (4-叔丁基苯基)苯甲醛(3.5g),为白色固体。
接着,将3,5-双(4-叔丁基苯基)苯甲醛(1.5g)和2,4-二甲基吡咯(0.7g)加入反应溶液中,加入脱水二氯甲烷(200ml)及三氟乙酸(1滴),在氮气氛下搅拌4小时。接下来,加入2,3-二氯- 5,6-二氰基-1,4-苯醌(0.85g)的脱水二氯甲烷溶液,进一步搅拌 1小时。反应结束后,加入三氟化硼乙醚络合物(7.0ml)及二异丙基乙基胺(7.0ml),搅拌4小时后,进一步加入水(100ml)进行搅拌,将有机层分液。将该有机层用硫酸镁干燥,过滤后,蒸馏除去溶剂。将所得的反应产物通过硅胶色谱法纯化,合成了下述所示的有机发光材料 (类型24)。
1H-NMR(CDCl3,ppm):7.95(s,1H)、7.63-7.48(m,10H)、 6.00(s,2H)、2.58(s,6H)、1.50(s,6H)、1.37(s,18H)。
[化学式40]
Figure GDA0001606428610000851
(合成例5)
以下,针对合成例5的有机发光材料(类型25)的合成方法进行说明。有机发光材料(类型25)的合成方法中,作为吡咯原料,代替2, 4-二甲基吡咯而使用2,4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯,除此之外,与合成例4同样地合成有机发光材料(类型25)。
[化学式41]
Figure GDA0001606428610000861
(合成例6)
以下,针对合成例6的有机发光材料(类型26)的合成方法进行说明。有机发光材料(类型26)的合成方法中,作为硼酸原料,代替4- 叔丁基苯硼酸而使用4-(甲氧基羰基)苯硼酸,除此之外,与合成例 5同样地合成有机发光材料(类型26)。
[化学式42]
Figure GDA0001606428610000862
<基体树脂>
使用有机硅树脂作为基体树脂时,使用以下树脂。在用于配合有机硅树脂的成分中,树脂主要成分为(MeViSiO2/2)0.25(Ph2SiO2/2)0.3 (PhSiO3/2)0.45(HO1/2)0.03(平均组成)。其相当于上述(A)成分。硬度调节剂为ViMe2SiO(MePhSiO)17.5SiMe2Vi(平均组成)。其相当于上述(B)成分。交联剂为(HMe2SiO)2SiPh2。其相当于上述(C) 成分。其中,Me表示甲基,Vi表示乙烯基,Ph表示苯基。反应抑制剂为1-乙炔基己醇。催化剂为铂催化剂,作为铂催化剂,使用铂含量为 5重量%的铂络合物(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液)。
用于制作荧光体组合物的基体树脂为有机硅树脂的类型1(Si1)。用于制作荧光体组合物的有机硅树脂(Si1)配合上述有机硅成分,制成基体树脂。有机硅树脂(Si1)中,树脂主要成分为16.7重量份,硬度调节剂为16.7重量份,交联剂为66.7重量份,反应抑制剂为0.025 重量份,铂催化剂为0.03重量份。另外,使用环氧树脂作为基体树脂时,可以使用环氧树脂的类型1(EP1),具体而言,可以使用“CELVENUS W0910(A液、B液)”((株)DAICEL公司制)。
<LED封装体的制造方法-1>
实施例的LED封装体的制造方法-1中,使用分配器(武藏野工程公司制“MPP-1”)将所制作的荧光体组合物流入安装有LED芯片(昭和电工(株)制“GM2QT450G”,平均波长:453.4nm)的封装体框架 (Enomoto公司制框架“TOP LED BASE”)中,于80℃固化1小时,于150℃固化2小时,由此制作LED封装体。
<LED封装体的制造方法-2>
实施例的LED封装体的制造方法-2中,利用剪切装置(UHT公司制GCUT)剪切所制作的5cm见方的荧光体片材,制作100个1mm 见方的单片的荧光体片材。使用模具粘合装置(东丽工程公司制),利用筒夹(collet)对剪切成1mm见方的荧光体层进行真空吸附,从而将其从基材上剥离。将该荧光体层对位贴附于安装有倒装芯片型蓝色LED 发光元件且于发光元件的周围形成有反射器的LED封装体的发光元件表面。此时,在所述倒装芯片型蓝色LED发光元件上预先涂布粘接剂,经由粘接剂贴附荧光体层。粘接剂中使用有机硅树脂(OE6630)。将所得的发光装置与直流电源连接使其点亮,确认到点亮。
<色度、总光通量(total luminous flux)测定>
向所制作的LED封装体中输入1W的电力使LED元件点亮,使用总光通量测定系统(HM-3000、大塚电子公司制),测定CIE1931 XYZ 表色系的色度(Cx、Cy)及发光光谱。另外,测定总光通量(1m),将下述比较例1中的总光通量作为100时的相对亮度示于下述表1(为荧光体片材时,将下述比较例5中的总光通量作为100)。
<颜色再现性的评价>
基于通过色度测定得到的发光光谱数据和滤色器的透过率的光谱数据,算出通过滤色器使色纯度提高时的(u’,v’)色空间中的色域。另外,对于算出的(u’,v’)色空间中的色域的面积,通过将BT.2020 规格的色域面积作为100%时的比例进行评价。该比例越高,颜色再现性越好。作为颜色再现性的评价结果,“A”是上述比例为91%以上,表示“颜色再现性非常好”。“B”是上述比例为86%以上且90%以下,表示“颜色再现性好”。“C”是上述比例为75%以上且85%以下,表示“颜色再现性在实用上没有问题”。“D”是上述比例为74%以下,表示“颜色再现性不好”。
<耐久性评价>
向所制作的LED封装体中输入1W的电力使LED元件点亮,在此状态下于温度85℃、湿度85%的条件放置,测定经过300小时后的总光通量。基于下式算出总光通量保持率,由此评价耐久性。总光通量保持率越高,表示耐久性越优异。
总光通量保持率(%)=(经过300小时后的总光通量/试验刚刚开始后的总光通量)×100)
作为耐久性的评价结果,“A”是总光通量保持率为91%以上,表示“耐久性非常好”。“B”是总光通量保持率为86%以上且90%以下,表示“耐久性好”。“C”是总光通量保持率为81%以上且85%以下,表示“耐久性在实用上没有问题”。“D”是总光通量保持率为80%以下,表示“耐久性差”。
(实施例1)
实施例1中,使用容积100ml的聚乙烯制容器,作为基体树脂添加类型1的有机硅树脂(Si1)16.0g,作为无机荧光体添加类型1的YAG 系荧光体(YAG1)8.0g,作为有机发光材料添加合成例1的有机发光材料(类型21)1.24×10-3g,进行混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置,以1000rpm进行5分钟搅拌、脱泡,制作荧光体组合物(类型1)。使用荧光体组合物(类型1),采用上述方法制作LED封装体,测定色度、总光通量、总光通量维持率。相对亮度、颜色再现性及耐久性的结果如下述表1所示。如表1所示,能够得到相对亮度无变化但颜色再现性好且耐久性也好的结果。
(比较例1)
比较例1中,不添加有机发光材料,除此之外,采用与实施例1相同的操作制作荧光体组合物(类型12)。然后,使用荧光体组合物(类型12),采用与实施例1相同的操作制作LED封装体,进行评价。其结果如下述表1所示。如表1所示,比较例1中,虽然耐久性提高,但颜色再现性未得到改善。
(比较例2)
比较例2中,代替合成例1的有机发光材料(类型21)而使用下述通式表示的有机发光材料(类型27),除此之外,采用与实施例1相同的操作制作荧光体组合物(类型13)。然后,使用荧光体组合物(类型 13),采用与实施例1相同的操作制作LED封装体,进行评价。其结果如下述表1所示。如表1所示,比较例2中,颜色再现性及耐久性均未得到改善。
[化学式43]
Figure GDA0001606428610000891
(比较例3)
比较例3中,代替有机发光材料而添加类型1的KSF荧光体(KSF1) 20g,除此之外,采用与实施例1相同的操作制作荧光体组合物(类型 14)。然后,使用荧光体组合物(类型14),采用与实施例1相同的操作制作LED封装体,进行评价。其结果如下述表1所示。如表1所示,比较例3中,虽然耐久性提高,但颜色再现性未得到改善。
(比较例4)
比较例4中,代替无机荧光体而使用下述通式表示的有机发光材料 (类型28),除此之外,采用与比较例2相同的操作制作荧光体组合物 (类型15)。然后,使用荧光体组合物(类型15),采用与比较例2 相同的操作制作LED封装体,进行评价。其结果如下述表1所示。如表1所示,比较例4中,虽然颜色再现性有些改善,但耐久性未得到改善。
[化学式44]
Figure GDA0001606428610000901
(实施例2~10)
实施例2~10中,如下述表1所示,适当地改变无机荧光体和有机发光材料,除此之外,采用与实施例1相同的操作分别制作荧光体组合物(类型2~类型10)。然后,分别使用荧光体组合物(类型2~类型10),采用与实施例1相同的操作制作LED封装体,进行评价。其结果如下述表1所示。如表1所示,基于这些实施例2~10的评价结果可知,只要为本发明的实施方式的荧光体组合物,则颜色再现性提高。另外,可知耐久性也好。
(实施例11)
实施例11中,如表1所示变更无机荧光体、有机发光材料及基体树脂,除此之外,采用与实施例1相同的操作制作荧光体组合物(类型 11)。然后,使用荧光体组合物(类型11),采用与实施例1相同的操作制作LED封装体,进行评价。其结果示于表1。如表1所示,由实施例11的评价结果可知,只要为本发明的实施方式的荧光体组合物,则颜色再现性提高。另外,可知耐久性也好。
Figure GDA0001606428610000921
(实施例12)
实施例12中,使用容积100ml的聚乙烯制容器,作为基体树脂添加类型1的有机硅树脂(Si1)16.0g,作为无机荧光体添加类型1的YAG 系荧光体(YAG1)8.0g,作为有机发光材料添加合成例1的有机发光材料(类型21)1.24×10-3g,进行混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置,以1000rpm进行5分钟搅拌·脱泡,制作荧光体组合物(类型1)。
另外,实施例12中,使用缝模涂布机,在作为基材的“Cerapeel”BX9 (东丽膜加工(株)制、平均膜厚50μm)的脱模处理面上涂布荧光体组合物(类型1),于120℃进行30分钟加热、干燥,得到80μm、100mm 见方的荧光体片材(类型31)。使用荧光体片材(类型31),采用上述方法制作LED封装体,测定色度、总光通量、总光通量维持率。相对亮度、颜色再现性及耐久性的结果如下述表2所示。如表2所示,能够得到相对亮度无变化但颜色再现性好且耐久性也好的结果。
(比较例5)
比较例5中,未添加有机发光材料,除此之外,采用与实施例12 相同的操作制作荧光体组合物(类型12)。然后,使用荧光体组合物(类型12),采用与实施例12相同的操作制作荧光体片材(类型44)后,使用荧光体片材(类型44)制作LED封装体,进行评价。其结果如表2所示。如表2所示,比较例5中,虽然耐久性提高,但颜色再现性未得到改善。
(比较例6)
比较例6中,代替有机发光材料(类型21)使用有机发光材料(类型27),除此之外,采用与实施例12相同的操作制作荧光体组合物(类型13)。然后,使用荧光体组合物(类型13),采用与实施例12相同的操作制作荧光体片材(类型45)后,使用荧光体片材(类型45)制作LED封装体,进行评价。其结果如表2所示。如表2所示,比较例6 中颜色再现性和耐久性均未得到改善。
(比较例7)
比较例7中,代替有机发光材料添加类型1的KSF荧光体(KSF1) 20g,除此之外,采用与实施例12相同的操作制作荧光体组合物(类型 14)。然后,使用荧光体组合物(类型14),采用与实施例12相同的操作制作荧光体片材(类型46)后,使用荧光体片材(类型46)制作 LED封装体,进行评价。其结果如表2所示。如表2所示,比较例7 中,虽然耐久性提高,但颜色再现性未得到改善。
(比较例8)
比较例8中,代替无机荧光体而使用有机发光材料(类型28),除此之外,采用与比较例6相同的操作,制作荧光体组合物(类型15)。然后,使用荧光体组合物(类型15),采用与比较例6相同的操作制作荧光体片材(类型47)后,使用荧光体片材(类型47)制作LED封装体,进行评价。其结果如表2所示。如表2所示,比较例8中,虽然颜色再现性有些改善,但耐久性未得到改善。
(实施例13~21)
实施例13~21中,如表2所示适当地变更无机荧光体和有机发光材料,除此之外,采用与实施例12相同的操作分别制作荧光体组合物(类型2~类型10)。然后,分别使用荧光体组合物(类型2~类型10),采用与实施例12相同的操作制作荧光体片材(类型32~类型40)后,分别使用荧光体片材(类型32~类型40)制作LED封装体,进行评价。其结果如表2所示。如表2所示,由这些实施例13~21的评价结果可知,只要为本发明的实施方式的荧光体片材,则颜色再现性提高。另外,可知耐久性也好。
(实施例22)
实施例22中,如表2所示变更无机荧光体、有机发光材料及基体树脂,除此之外,采用与实施例12相同的操作制作荧光体组合物(类型11)。然后,使用荧光体组合物(类型11),采用与实施例12相同的操作制作荧光体片材(类型41)后,使用荧光体片材(类型41)制作LED封装体,进行评价。其结果如表2所示。如表2所示,由实施例22的评价结果可知,只要为本发明的实施方式的荧光体片材,则颜色再现性提高。另外,可知耐久性也好。
Figure GDA0001606428610000951
(实施例23)
实施例23中,如下所示制作荧光体组合物(类型16)及有机发光材料组合物(类型16),使用它们制作作为2层荧光体片材的荧光体片材(类型42),然后,使用荧光体片材(类型42)制作LED封装体,进行评价。
<荧光体组合物(类型16)的制作>
使用容积100ml的聚乙烯制容器,作为基体树脂添加类型1的有机硅树脂(Sil)15.0g,作为无机荧光体添加类型3的β型赛隆荧光体(β3) 20g,添加丁基卡必醇5g,进行混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置,以1000rpm进行5分钟搅拌·脱泡后,制作荧光体组合物(类型16)。
<有机发光材料组合物(类型16)的制作>
使用容积100ml的聚乙烯制容器,作为基体树脂添加类型1的有机硅树脂(Si1)20.0g,作为有机发光材料添加合成例3的有机发光材料 (类型23)1.24×10-3g,添加甲苯2g,进行混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置,以1000rpm进行5分钟搅拌·脱泡后,得到有机发光材料组合物(类型16)。
<荧光体片材的制作>
使用缝模涂布机,将荧光体组合物(类型16)涂布在作为基材的“Cerapeel”BX9(东丽膜加工(株)制,平均膜厚50μm)的脱模处理面上,于120℃进行30分钟加热、干燥,得到80μm、100mm见方的荧光体层。使用缝模涂布机在所得的荧光体层上涂布有机发光材料组合物(类型16)。然后,于120℃进行30分钟加热、干燥,形成50μm、100mm 见方的有机发光材料层,得到荧光体片材(类型42)。
实施例23的评价结果如表2所示。如表2所示,由实施例23的评价结果可知,只要为本发明的实施方式的荧光体片材,则颜色再现性提高。另外,可知耐久性也好。
(实施例24)
实施例24中,如下所示制作荧光体组合物(类型17)及有机发光材料组合物(类型17),使用它们制作作为2层荧光体片材的荧光体片材(类型43),然后,使用荧光体片材(类型43)制作LED封装体,进行评价。
<荧光体组合物(类型17)的制作>
使用容积100ml的聚乙烯制容器,作为基体树脂添加类型1的有机硅树脂(Si1)15.0g,作为无机荧光体添加类型2的KSF荧光体(KSF2) 20g,添加丁基卡必醇5g,进行混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置,以1000rpm进行5分钟搅拌·脱泡后,制作荧光体组合物(类型17)。
<有机发光材料组合物(类型17)的制作>
使用容积100ml的聚乙烯制容器,作为基体树脂添加类型1的有机硅树脂(Si1)20.0g,作为有机发光材料添加合成例6的有机发光材料 (类型26)1.24×10-3g,添加甲苯2g,进行混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置,以1000rpm进行5分钟搅拌·脱泡后,得到有机发光材料组合物(类型17)。
<荧光体片材的制作>
使用缝模涂布机,将荧光体组合物(类型17)涂布在作为基材的“Cerapeel”BX9(东丽膜加工(株)制,平均膜厚50μm)的脱模处理面上,于120℃进行30分钟加热、干燥,得到80μm、100mm见方的荧光体层。使用缝模涂布机在所得的荧光体层上涂布有机发光材料组合物(类型17)。然后,于120℃进行30分钟加热、干燥,形成50μm、100mm 见方的有机发光材料层,得到荧光体片材(类型43)。
实施例24的评价结果如表2所示。如表2所示,由实施例24的评价结果可知,只要为本发明的实施方式的荧光体片材,则颜色再现性提高。另外,可知耐久性也好。
产业上的可利用性
如上所示,本发明的荧光体组合物、荧光体片材以及使用它们的形成物、LED芯片、LED封装体、发光装置、背光单元、显示器及LED 封装体的制造方法,适于同时满足高颜色再现性及高耐久性的荧光体组合物、荧光体片材、荧光体形成物、LED芯片、LED封装体、发光装置、背光单元及显示器。
附图标记说明
1 LED芯片
2 荧光体片材
3 电极
4 荧光体组合物
5 反射器
6 透明密封材料
7 安装基板
8 金凸点
9 透明粘接剂
10 基材
11 形成物
12 封装体框架
13 LED封装体
14 基材
15 临时固定片材
16 加热压接工具
17 LED晶片
18 带有荧光体片材的LED芯片
19 基材
20 荧光体片材层合体
21 封装体基板
22 封装体电极
23 双面粘合胶带
24 基座
25 上部腔室
26 下部腔室
27 膜片
28 真空膜片层压机
29a 吸气口
29b 排气口
30 切断部分
31 带有荧光体片材的LED芯片
32 LED封装体
33 荧光体片材层合体
34 荧光体层
35 有机发光材料层
36 无机荧光体
37,38 层合物

Claims (32)

1.荧光体组合物,其特征在于,含有:
将发光体发出的光转换为波长比所述发出的光更长的光的、通式(1)表示的有机化合物及无机荧光体,所述无机荧光体为β型赛隆荧光体或KSF荧光体;和
与所述有机化合物及所述无机荧光体混合而形成连续相的基体树脂,
Figure FDA0002762243340000011
R1、R2可以相同也可以不同,选自氢、烷基及酯基;
Ar1~Ar4可以相同也可以不同,选自氢、烷基、以及通式(3)表示的基团,
Figure FDA0002762243340000012
R3选自由烷基及烷氧基组成的组;n为1~3的整数;n为2以上时,各R3可以相同也可以不同;
Ar5为通式(2)表示的基团,
Figure FDA0002762243340000013
r选自由氢、烷基、烷氧基、以及取代或未取代的苯基组成的组;k为1~3的整数;k为2以上时,r各自可以相同也可以不同;
M为硼,L为氟,m-1为2。
2.如权利要求1所述的荧光体组合物,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4中的至少一个为通式(3)表示的基团,
Figure FDA0002762243340000021
R3选自由烷基及烷氧基组成的组;n为1~3的整数;n为2以上时,各R3可以相同也可以不同。
3.如权利要求1或2所述的荧光体组合物,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1与Ar2为不同结构的基团,或Ar3与Ar4为不同结构的基团。
4.如权利要求1所述的荧光体组合物,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为氢。
5.如权利要求1所述的荧光体组合物,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为吸电子基团。
6.如权利要求1中任一项所述的荧光体组合物,其特征在于,在表示所述有机化合物的Ar5的通式(2)中,r为吸电子基团。
7.如权利要求1或2所述的荧光体组合物,其特征在于,所述无机荧光体的发光光谱在500~700nm的区域具有峰。
8.如权利要求1所述的荧光体组合物,其特征在于,所述β型赛隆荧光体的发光光谱在535~550nm的区域具有峰。
9.如权利要求8所述的荧光体组合物,其特征在于,所述β型赛隆荧光体的平均粒径为16μm以上且19μm以下。
10.如权利要求1所述的荧光体组合物,其特征在于,所述KSF荧光体的平均粒径为10μm以上且40μm以下。
11.如权利要求1或2所述的荧光体组合物,其特征在于,所述基体树脂为有机硅树脂。
12.荧光体片材,其特征在于,含有:
将发光体发出的光转换为波长比所述发出的光更长的光的、通式(1)表示的有机化合物及无机荧光体,所述无机荧光体为β型赛隆荧光体或KSF荧光体;和
至少与所述无机荧光体混合而形成连续相的基体树脂,
Figure FDA0002762243340000031
R1、R2可以相同也可以不同,选自氢、烷基及酯基;
Ar1~Ar4可以相同也可以不同,选自氢、烷基、以及通式(3)表示的基团,
Figure FDA0002762243340000032
R3选自由烷基及烷氧基组成的组;n为1~3的整数;n为2以上时,各R3可以相同也可以不同;
Ar5为通式(2)表示的基团,
Figure FDA0002762243340000033
r选自由氢、烷基、烷氧基、以及取代或未取代的苯基组成的组;k为1~3的整数;k为2以上时,r各自可以相同也可以不同;
M为硼,L为氟,m-1为2。
13.如权利要求12所述的荧光体片材,其特征在于,包含荧光体层与有机发光材料层的层合结构,所述荧光体层含有所述无机荧光体和所述基体树脂,所述有机发光材料层含有通式(1)表示的所述有机化合物。
14.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1~Ar4中的至少一个为通式(3)表示的基团,
Figure FDA0002762243340000041
R3选自由烷基及烷氧基组成的组;n为1~3的整数;n为2以上时,各R3可以相同也可以不同。
15.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,Ar1与Ar2为不同结构的基团、或Ar3与Ar4为不同结构的基团。
16.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为氢。
17.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,在表示所述有机化合物的通式(1)中,R1及R2中的至少一个为吸电子基团。
18.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,在表示所述有机化合物的Ar5的通式(2)中,r为吸电子基团。
19.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,所述无机荧光体的发光光谱在500~700nm的区域具有峰。
20.如权利要求12所述的荧光体片材,其特征在于,所述β型赛隆荧光体的发光光谱在535~550nm的区域具有峰。
21.如权利要求20所述的荧光体片材,其特征在于,所述β型赛隆荧光体的平均粒径为16μm以上且19μm以下。
22.如权利要求12所述的荧光体片材,其特征在于,所述KSF荧光体的平均粒径为10μm以上且40μm以下。
23.如权利要求12或13所述的荧光体片材,其特征在于,所述基体树脂为有机硅树脂。
24.形成物,其特征在于,含有权利要求1~11中任一项所述的荧光体组合物或其固化物。
25.LED芯片,其特征在于,在发光面具有权利要求12~23中任一项所述的荧光体片材或其固化物。
26.LED封装体,其特征在于,具有权利要求1~11中任一项所述的荧光体组合物的固化物。
27.LED封装体,其特征在于,具有权利要求12~23中任一项所述的荧光体片材或其固化物。
28.LED封装体的制造方法,其特征在于,其是使用了权利要求1~11中任一项所述的荧光体组合物的LED封装体的制造方法,所述制造方法至少包括如下工序:
注入工序,向设置有LED芯片的封装体框架中注入所述荧光体组合物;和
密封工序,在所述注入工序后用密封材料将所述LED芯片密封。
29.LED封装体的制造方法,其特征在于,其是使用了权利要求12~23中任一项所述的荧光体片材的LED封装体的制造方法,所述制造方法至少包括如下工序:
对位工序,使处于被分割成多个区块的状态的所述荧光体片材的一个区块与一个LED芯片的发光面对置;和
粘接工序,利用加热压接工具,将已对置的所述荧光体片材的所述一个区块与所述一个LED芯片的发光面一边加热一边加压进行粘接。
30.发光装置,其特征在于,具有:
权利要求24所述的形成物;和
LED封装体,其具有作为发光体的LED芯片,所述发光体发出的光将通过所述形成物中所含的荧光体组合物而被颜色转换。
31.背光单元,其特征在于,包含权利要求26或27所述的LED封装体。
32.显示器,其特征在于,包含权利要求26或27所述的LED封装体。
CN201680051426.7A 2015-09-29 2016-09-16 荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 led芯片、led封装体、发光装置、背光单元 Active CN107995920B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015190908 2015-09-29
JP2015-190908 2015-09-29
JP2015219206 2015-11-09
JP2015-219206 2015-11-09
JP2016-058157 2016-03-23
JP2016058157 2016-03-23
PCT/JP2016/077529 WO2017057074A1 (ja) 2015-09-29 2016-09-16 蛍光体組成物、蛍光体シート並びにそれらを用いた形成物、ledチップ、ledパッケージ、発光装置、バックライトユニット、ディスプレイおよびledパッケージの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107995920A CN107995920A (zh) 2018-05-04
CN107995920B true CN107995920B (zh) 2021-03-12

Family

ID=58423701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680051426.7A Active CN107995920B (zh) 2015-09-29 2016-09-16 荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 led芯片、led封装体、发光装置、背光单元

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6760077B2 (zh)
KR (1) KR102404622B1 (zh)
CN (1) CN107995920B (zh)
TW (1) TWI713592B (zh)
WO (1) WO2017057074A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563405B (zh) 2016-07-29 2022-06-17 株式会社Lg化学 含氮环状化合物、包含其的色彩转换膜以及包含其的背光单元和显示装置
TW201910403A (zh) * 2017-07-28 2019-03-16 日商道康寧東麗股份有限公司 光學構件用樹脂薄片、具備其之光學構件、積層體或發光元件以及光學構件用樹脂薄片之製造方法
TWI779077B (zh) 2017-09-08 2022-10-01 日商杜邦東麗特殊材料股份有限公司 密封光半導體元件的製造方法
TWI787326B (zh) 2017-09-08 2022-12-21 日商杜邦東麗特殊材料股份有限公司 密封光半導體元件的製造方法
WO2019155076A1 (en) * 2018-02-12 2019-08-15 Signify Holding B.V. Led light source with fluoride phosphor
TWI669207B (zh) * 2018-03-12 2019-08-21 品化科技股份有限公司 半導體元件的異質材料結合方法
TWI648878B (zh) * 2018-05-15 2019-01-21 東貝光電科技股份有限公司 Led發光源、led發光源之製造方法及其直下式顯示器
CN111826157A (zh) 2019-04-19 2020-10-27 日亚化学工业株式会社 氟化物荧光体、发光装置和氟化物荧光体的制造方法
WO2022131364A1 (ja) * 2020-12-17 2022-06-23 富士フイルム株式会社 波長変換部材、発光装置および液晶表示装置
KR102486743B1 (ko) * 2021-01-21 2023-01-10 한국광기술원 고품질 형광체 플레이트 및 그의 제조방법
CN117157378A (zh) * 2021-04-07 2023-12-01 浙江光昊光电科技有限公司 一种混合物及其在光电领域的应用
WO2023210342A1 (ja) * 2022-04-25 2023-11-02 東レ株式会社 組成物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101176385A (zh) * 2005-05-12 2008-05-07 出光兴产株式会社 色变换材料组合物及含有该组合物的色变换介质
WO2008155813A1 (ja) * 2007-06-19 2008-12-24 Itakura, Masako 樹脂成型物
JP2011241160A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Yamamoto Chem Inc 色変換材料、該材料を含む組成物、該組成物を使用した色変換光学部品および該色変換光学部品を使用した発光素子
JP2014136771A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Yamamoto Chem Inc 波長変換層、及びこれを用いた波長変換フィルタ
WO2015060289A1 (ja) * 2013-10-24 2015-04-30 東レ株式会社 蛍光体組成物、蛍光体シート、蛍光体シート積層体ならびにそれらを用いたledチップ、ledパッケージおよびその製造方法
CN104812869A (zh) * 2012-11-30 2015-07-29 默克专利有限公司 波长转换聚合物膜

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4005749B2 (ja) 1999-12-13 2007-11-14 出光興産株式会社 色変換膜及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4948713B2 (ja) 2001-04-19 2012-06-06 三井化学株式会社 色変換材料、該材料を含む組成物、該組成物を使用した色変換光学部品および該色変換光学部品を使用した発光素子
JP4948714B2 (ja) 2001-05-24 2012-06-06 三井化学株式会社 色変換材料、該材料を含む組成物、該組成物を使用した色変換光学部品および該色変換光学部品を使用した発光素子
JP5221859B2 (ja) 2006-03-09 2013-06-26 株式会社Adeka クマリン化合物を含有してなるフィルム、クマリン化合物とマトリクスを含む色変換層、該色変換層を含む色変換フィルタ、補色層、補色フィルタならびに多色発光デバイス
JP2007250629A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Toshiba Corp 発光装置及びその製造方法、並びに蛍光パターン形成物
JP2012022028A (ja) 2010-07-12 2012-02-02 Ns Materials Kk 液晶ディスプレイ
EP2546320A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength converting element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101176385A (zh) * 2005-05-12 2008-05-07 出光兴产株式会社 色变换材料组合物及含有该组合物的色变换介质
WO2008155813A1 (ja) * 2007-06-19 2008-12-24 Itakura, Masako 樹脂成型物
JP2011241160A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Yamamoto Chem Inc 色変換材料、該材料を含む組成物、該組成物を使用した色変換光学部品および該色変換光学部品を使用した発光素子
CN104812869A (zh) * 2012-11-30 2015-07-29 默克专利有限公司 波长转换聚合物膜
JP2014136771A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Yamamoto Chem Inc 波長変換層、及びこれを用いた波長変換フィルタ
WO2015060289A1 (ja) * 2013-10-24 2015-04-30 東レ株式会社 蛍光体組成物、蛍光体シート、蛍光体シート積層体ならびにそれらを用いたledチップ、ledパッケージおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6760077B2 (ja) 2020-09-23
CN107995920A (zh) 2018-05-04
JPWO2017057074A1 (ja) 2018-07-12
TWI713592B (zh) 2020-12-21
KR20180061146A (ko) 2018-06-07
TW201728739A (zh) 2017-08-16
WO2017057074A1 (ja) 2017-04-06
KR102404622B1 (ko) 2022-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107995920B (zh) 荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 led芯片、led封装体、发光装置、背光单元
CN110312954B (zh) 荧光体片材、使用其的led芯片及led封装件、led封装件的制造方法、以及包含led封装件的发光装置、背光模组及显示器
CN109661599B (zh) 颜色转换片、包含其的发光体、照明装置
TWI536614B (zh) 含螢光體片材、使用該片材的led發光裝置及其製造方法
CN109844578B (zh) 光源单元、以及使用其的显示器及照明装置
CN102738368A (zh) 荧光反射片、发光二极管装置及其制造方法
TWI685562B (zh) 色變換組成物、色變換片及含其的光源單元、顯示器、照明裝置、背光單元、led晶片及led封裝體
CN102738363A (zh) 反射树脂片、发光二极管装置及其制造方法
WO2017221777A1 (ja) 発光体、ならびにそれを用いた光源ユニット、ディスプレイおよび照明装置
TW201419590A (zh) 被覆螢光體層之光半導體元件、其製造方法、光半導體裝置及其製造方法
CN103715335A (zh) 荧光粘接片、光半导体元件-荧光体层压敏粘接体和光半导体装置
KR101464271B1 (ko) 열경화성 실리콘 수지 조성물 및 이를 이용한 전자장치
JP2017142887A (ja) 照明、バックライトユニット、ディスプレイ。
JP2017141318A (ja) Ledパッケージ、照明装置、バックライトユニット、ディスプレイ。

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant