JP2019040978A - Method for deciding physical quantity of metal oxide particles in light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法に関する。 The present invention relates to a method for determining a physical quantity of metal oxide particles in a light emitting device.
小型、長寿命化、低電圧駆動等の長所を有する光源として、発光ダイオード(LED)が広く用いられている。LEDパッケージ中のLEDチップは、一般に、酸素、水分といった外部環境に存在する劣化因子との接触を防止するために、樹脂を含む封止材料で封止されている。したがって、LEDチップにおいて発した光は、封止材料を透過して外部に向かって出射される。そのため、LEDパッケージから放出される光束を増大させるためには、LEDチップにおいて放出された光をLEDパッケージ外部に効率よく取り出すことが重要となる。 Light emitting diodes (LEDs) are widely used as light sources having advantages such as small size, long life, and low voltage driving. In general, an LED chip in an LED package is sealed with a sealing material including a resin in order to prevent contact with deterioration factors existing in an external environment such as oxygen and moisture. Therefore, the light emitted from the LED chip is emitted toward the outside through the sealing material. Therefore, in order to increase the luminous flux emitted from the LED package, it is important to efficiently extract the light emitted from the LED chip to the outside of the LED package.
LEDチップから放出された光の取り出し効率を向上させるための封止材料として、分散粒径が1nm以上かつ20nm以下でありかつ屈折率が1.8以上である無機酸化物粒子と、シリコーン樹脂とを含有してなる組成物が提案されている(特許文献1)。 As a sealing material for improving the extraction efficiency of light emitted from the LED chip, inorganic oxide particles having a dispersed particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less and a refractive index of 1.8 or more, a silicone resin, The composition formed by containing is proposed (patent document 1).
この組成物では、分散粒径が小さく、かつ屈折率が高い金属酸化物粒子を含む分散液が、シリコーン樹脂に混合されている。そのため、組成物中の無機酸化物粒子が封止材料の屈折率を向上させることができ、LEDチップから発光された光が封止材料に進入する際に、LEDチップと封止材料の界面での光の全反射を抑制することができる。また、無機酸化物粒子の分散粒径が小さいため、封止材料の透明性の低下が抑制される。これらの結果として、光の取り出し効率を向上させることができる。 In this composition, a dispersion containing metal oxide particles having a small dispersed particle size and a high refractive index is mixed with a silicone resin. Therefore, the inorganic oxide particles in the composition can improve the refractive index of the sealing material, and when the light emitted from the LED chip enters the sealing material, at the interface between the LED chip and the sealing material. Total reflection of light can be suppressed. Moreover, since the dispersion | distribution particle size of an inorganic oxide particle is small, the fall of the transparency of sealing material is suppressed. As a result, the light extraction efficiency can be improved.
しかしながら、LEDパッケージ等の発光装置から放出される光束をより一層増大させるために、光の取り出し効率のさらなる改良が求められていた。 However, in order to further increase the luminous flux emitted from a light emitting device such as an LED package, further improvement in light extraction efficiency has been demanded.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる、発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a method for determining a physical quantity of metal oxide particles in a light-emitting device, which can improve the light extraction efficiency of the light-emitting device. Objective.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、凹部を有する基板と、前記凹部の底面に配置された発光素子と、前記凹部に配置され、前記発光素子を封止する透明封止部材と、を有し、前記透明封止部材が樹脂と当該樹脂に分散する屈折率が1.7以上の金属酸化物粒子とを含む、発光装置における前記金属酸化物粒子の物理量の決定方法であって、
前記金属酸化物粒子の物理量を変化させた場合を仮定して、仮定した前記金属酸化物粒子の物理量の変化の範囲において前記発光装置から放出される光の放射量または測光量を推定する第1の工程と、
推定された前記放射量または前記測光量に基づき、前記金属酸化物粒子の物理量を決定する第2の工程と、
を有する、発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法が提供される。
In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a substrate having a recess, a light emitting element disposed on a bottom surface of the recess, a transparent seal disposed in the recess and sealing the light emitting element. A method of determining a physical quantity of the metal oxide particles in the light emitting device, the transparent sealing member including a resin and metal oxide particles having a refractive index of 1.7 or more dispersed in the resin. Because
Assuming that the physical quantity of the metal oxide particles is changed, a first estimation of the radiation amount or photometric quantity of the light emitted from the light emitting device within the assumed range of change of the physical quantity of the metal oxide particles is performed. And the process of
A second step of determining a physical quantity of the metal oxide particles based on the estimated radiation amount or the photometric quantity;
A method for determining a physical quantity of metal oxide particles in a light emitting device is provided.
前記透明封止部材は、さらに、蛍光体粒子を含み、
前記第1の工程において、前記金属酸化物粒子の物理量および前記蛍光体粒子の物理量を変化させた場合を仮定して、仮定した前記金属酸化物粒子の物理量および前記蛍光体粒子の物理量変化の範囲において前記発光装置から放出される光の放射量または測光量を推定してもよい。
The transparent sealing member further includes phosphor particles,
Assuming the case where the physical quantity of the metal oxide particles and the physical quantity of the phosphor particles are changed in the first step, the range of the assumed physical quantity of the metal oxide particles and the change in the physical quantity of the phosphor particles is assumed. The amount of radiation or the amount of light measured from the light emitting device may be estimated.
以上、本発明によれば、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法を提供することができる。 As mentioned above, according to this invention, the determination method of the physical quantity of the metal oxide particle in the light-emitting device which can improve the light extraction efficiency of a light-emitting device can be provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
なお、本明細書および図面において、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。なお、図中、説明の容易化のため、適宜説明の必要のない部材を省略した。また、図示の各部材の寸法は、説明の容易化のため適宜拡大、縮小されており、実際の各部材の大きさを示すものではない。 In the present specification and drawings, similar constituent elements of different embodiments are distinguished by attaching different alphabets after the same reference numerals. However, when there is no need to particularly distinguish each of a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given. In the drawing, members that do not need to be described are omitted for the sake of simplicity. In addition, the dimensions of the illustrated members are appropriately enlarged and reduced for ease of explanation, and do not indicate actual sizes of the respective members.
<1. 発光装置>
(1.1) 第1実施形態
まず、本発明の第1実施形態に係る発光装置について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る発光装置の模式的な断面図である。図1に示す発光装置1は、いわゆるトップビュー型の表面実装(surface mount type)LEDパッケージである。発光装置1は、凹部11を有する基板10と、凹部11の底面15に配置された発光素子20と、凹部11に配置され、発光素子20を封止する透明封止部材30とを主に有する。
<1. Light emitting device>
(1.1) First Embodiment First, a light emitting device according to a first embodiment of the invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. The light emitting device 1 shown in FIG. 1 is a so-called top-view surface mount type LED package. The light emitting device 1 mainly includes a
基板10は、発光装置1のケーシングであり、発光装置1の各部材を担持および収納する。基板10は、凹部11を有している。凹部11は、深さD1を有するキャビティであり、図1に示すようにその断面が底面15と底面15の周辺部に配置され底面と交差する壁面13とにより形成されており、平面視では底部15が正方形をなしている(図示せず)。なお、基板の形状は、上記態様に限定されず、その底部が、正方形の各角が曲線になった(Rを持った)形状や、円形であってもよい。
The
また、凹部11は、対向する壁面13が、所定の角度αをなすようにして、底面15から開口部17へ向けて開口している。この結果、底面15の幅WB1は、開口部17の幅WT1と比べ通常小さい。角度α、幅WB1、幅WT1および深さD1は、特に限定されるものではない。例えば、角度αは0°(垂直)以上165°以下の範囲内で適宜選択される。
Moreover, the
また、基板10は、樹脂材料、例えばポリプロピレン、ポリアミド、ガラスエポキシ等によって構成されている。なお、基板10の壁面13を発光素子20からの光線を反射するリフレクタとするために、例えば樹脂材料中に白色顔料等を含ませることもできる。基板10の材料構成は、上記に限定されるものではなく、公知の材料を適宜選択して用いることができる。
The
発光素子20は、電圧の印加により発光可能な発光ダイオード(LED)であり、GaAs、GaP、AlGaInP、InGaN等の化合物半導体により構成されている。発光素子20は、凹部11の底面15に配置されている。より具体的には、発光素子20は、基板10の底面15付近に埋設された銀めっき等の金属からなるリードフレーム50上に配置される。また、2本の金等の金属からなるボンディングワイヤ40が発光素子20とリードフレーム50とを接続している。そして、ボンディングワイヤ40を介してリードフレーム50から電圧が印加されることにより発光素子20が発光する。
The light-emitting
本実施形態においては、発光素子20は例えば440nm以上475nm以下にピーク波長を有する青色光を放出することができる。なお、発光素子20の発光波長は、上記に限定されず適宜用途に応じて選択することが可能である。
In the present embodiment, the
透明封止部材30は、凹部11に配置され、発光素子20を封止することにより、発光素子20と酸素、水分といった外部環境に存在する劣化因子との接触を防止する。また、透明封止部材30は、発光素子20やボンディングワイヤ40、リードフレーム50等の基板10上の各構成部材を衝撃から保護する。さらに透明封止部材30は、発光素子20から放出された光を透過することができ、発光装置1外に放出することができる。透明封止部材30は、樹脂と、屈折率が1.7以上の金属酸化物粒子とを含む。
The
樹脂としては、封止材料として用いることができれば特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂や、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、シリコーン樹脂が好ましい。
シリコーン樹脂としては、封止材料として使用されているものであれば特に限定されず、例えば、ジメチルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂等を用いることができる。
The resin is not particularly limited as long as it can be used as a sealing material. For example, a resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used. In particular, a silicone resin is preferable.
The silicone resin is not particularly limited as long as it is used as a sealing material, and for example, dimethyl silicone resin, methylphenyl silicone resin, phenyl silicone resin, organically modified silicone resin and the like can be used.
樹脂の構造としては、特に限定されるものではなく、二次元の鎖状の構造であってもよく、三次元網状構造であってもよく、かご型構造であってもよい。 The structure of the resin is not particularly limited, and may be a two-dimensional chain structure, a three-dimensional network structure, or a cage structure.
金属酸化物粒子は、1.7以上の屈折率を有し、封止部材の屈折率を向上させる。また、金属酸化物粒子は、後述するように封止部材中における光の散乱に用いられる。 The metal oxide particles have a refractive index of 1.7 or more, and improve the refractive index of the sealing member. The metal oxide particles are used for light scattering in the sealing member as will be described later.
本実施形態で用いられる金属酸化物粒子は、屈折率が1.7以上である。このような金属酸化物粒子の屈折率は、封止部材の屈折率の向上および光の散乱効果の向上の観点から、好ましくは1.8以上、より好ましくは1.9以上、さらに好ましくは2.0以上である。 The metal oxide particles used in the present embodiment have a refractive index of 1.7 or more. The refractive index of such metal oxide particles is preferably 1.8 or more, more preferably 1.9 or more, and even more preferably 2 from the viewpoint of improving the refractive index of the sealing member and improving the light scattering effect. 0.0 or more.
1種の金属元素を含む屈折率が1.7以上の金属酸化物粒子としては、例えば、酸化ジルコニウム粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化鉄粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化銅粒子、酸化錫粒子、酸化イットリウム粒子、酸化セリウム粒子、酸化タンタル粒子、酸化ニオブ粒子、酸化モリブデン粒子、酸化インジウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化ゲルマニウム粒子、酸化鉛粒子、酸化ビスマス粒子、酸化タングステン粒子、酸化ユーロピウム粒子、および酸化ハフニウム粒子からなる群から選択される1種または2種以上が好適に用いられる。 Examples of the metal oxide particles containing one metal element and having a refractive index of 1.7 or more include zirconium oxide particles, titanium oxide particles, zinc oxide particles, iron oxide particles, aluminum oxide particles, copper oxide particles, and tin oxide. Particles, yttrium oxide particles, cerium oxide particles, tantalum oxide particles, niobium oxide particles, molybdenum oxide particles, indium oxide particles, antimony oxide particles, germanium oxide particles, lead oxide particles, bismuth oxide particles, tungsten oxide particles, europium oxide particles, And one or more selected from the group consisting of hafnium oxide particles are preferably used.
2種の金属元素を含む屈折率が1.7以上の金属酸化物粒子としては、例えば、チタン酸カリウム粒子、チタン酸バリウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、ニオブ酸カリウム粒子、ニオブ酸リチウム粒子、タングステン酸カルシウム粒子、イットリア安定化酸化ジルコニウム粒子、アンチモン添加酸化スズ粒子、およびインジウム添加酸化スズ粒子からなる群から選択される1種または2種以上が好適に用いられる。なお、3種以上の金属元素を含む金属酸化物粒子も、屈折率が1.7以上であれば用いることができる。また、上述した1種、2種および3種以上の金属元素を含む金属酸化物粒子を適宜組み合わせて用いてもよい。 Examples of the metal oxide particles containing two kinds of metal elements and having a refractive index of 1.7 or more include potassium titanate particles, barium titanate particles, strontium titanate particles, potassium niobate particles, lithium niobate particles, tungsten One or more selected from the group consisting of calcium acid particles, yttria-stabilized zirconium oxide particles, antimony-added tin oxide particles, and indium-added tin oxide particles are preferably used. Note that metal oxide particles containing three or more metal elements can also be used as long as the refractive index is 1.7 or more. Moreover, you may use suitably combining the metal oxide particle containing 1 type, 2 types, and 3 or more types of metal elements mentioned above.
これらの金属酸化物粒子の中でも、屈折率が高く、透明性が高い透明封止部材30を得るという観点において、金属酸化物粒子は、好ましくは酸化ジルコニウム粒子および/または酸化チタン粒子であり、より好ましくは酸化ジルコニウム粒子である。
Among these metal oxide particles, in terms of obtaining a
また、本実施形態においては、金属酸化物粒子の平均分散粒子径が40nm以上200nm以下である。本実施形態において、金属酸化物粒子の平均分散粒子径を40nm以上200nm以下とした理由は次のとおりである。 Moreover, in this embodiment, the average dispersion particle diameter of a metal oxide particle is 40 nm or more and 200 nm or less. In the present embodiment, the reason why the average dispersed particle size of the metal oxide particles is 40 nm or more and 200 nm or less is as follows.
従来は、光の取り出し効率を向上させるためには、封止材料として用いられる組成物の透明性(透過率)は高い方が好ましいと考えられていた。そのため、透明封止部材30における金属酸化物粒子の平均分散粒径はできる限り小さくした方が好ましいと考えられていた。
Conventionally, in order to improve the light extraction efficiency, it has been considered that the transparency (transmittance) of a composition used as a sealing material is preferably higher. For this reason, it has been considered that the average dispersed particle size of the metal oxide particles in the
しかしながら本発明者らは、透明封止部材30中の金属酸化物粒子の平均分散粒径を40nm以上200nm以下とし、発光素子から出射された光を後述する透明封止部材30中でより多く散乱させることで、透明封止部材30自体の透明性が多少低下したとしても、透明封止部材30における光の取り出し効率が向上することを見出した。
However, the present inventors set the average dispersed particle size of the metal oxide particles in the
光の取り出し効率をより向上させる観点においては、金属酸化物粒子の平均分散粒径は、好ましくは40nm以上150nm以下であり、より好ましくは45nm以上130nm以下である。 From the viewpoint of further improving the light extraction efficiency, the average dispersed particle size of the metal oxide particles is preferably 40 nm or more and 150 nm or less, and more preferably 45 nm or more and 130 nm or less.
平均分散粒径が40nm未満である場合には、光の散乱効果が十分には得られず、光の取り出し効率が小さくなるため好ましくない。一方で平均分散粒径が200nmを超える場合には、透明封止部材30の透過率が低くなりすぎて、光の取り出し効率が小さくなるため好ましくない。
When the average dispersed particle size is less than 40 nm, a sufficient light scattering effect cannot be obtained, and the light extraction efficiency is reduced, which is not preferable. On the other hand, when the average dispersed particle size exceeds 200 nm, the transmittance of the
なお、金属酸化物粒子の平均分散粒径は、透明封止部材30の透過型電子顕微鏡観察(TEM)により測定される、個数分布基準の平均粒径(メジアン径、D50)である。また、本実施形態における金属酸化物粒子の平均分散粒径は、透明封止部材30中における金属酸化物粒子の分散粒径に基づいて測定、算出される値である。平均分散粒径は、金属酸化物粒子が一次粒子または二次粒子のいずれの状態で分散しているかに関わらず、分散している状態の金属酸化物粒子の径に基づいて測定、算出される。また、本実施形態において、金属酸化物粒子のD50は、後述する表面修飾材料が付着した金属酸化物粒子のD50として測定されてもよい。透明封止部材30中には、表面修飾材料が付着した金属酸化物粒子と、表面修飾材料が付着していない金属酸化物粒子とが存在し得るため、通常、金属酸化物粒子のD50は、これらの混合状態における値として測定される。
The average dispersed particle size of the metal oxide particles is the average particle size based on number distribution (median diameter, D50) measured by transmission electron microscope observation (TEM) of the
金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、例えば3nm以上20nm以下、好ましくは4nm以上20nm以下、より好ましくは5nm以上20nm以下である。平均一次粒子径が上記範囲であることにより、平均分散粒径を40nm以上200nm以下に制御することが容易となる。 The average primary particle diameter of the metal oxide particles is, for example, 3 nm to 20 nm, preferably 4 nm to 20 nm, more preferably 5 nm to 20 nm. When the average primary particle size is in the above range, the average dispersed particle size can be easily controlled to 40 nm or more and 200 nm or less.
平均一次粒子径の測定方法は、金属酸化物粒子を所定数、例えば100個を選び出す。そして、これらの金属酸化物粒子各々の最長の直線分(最大長径)を測定し、これらの測定値を加重平均して求める。
ここで金属酸化物粒子同士が凝集している場合には、この凝集体の凝集粒子径を測定するのではない。この凝集体を構成している金属酸化物粒子の粒子(一次粒子)の最大長径を所定数測定し、平均一次粒子径とする。
As a method for measuring the average primary particle size, a predetermined number, for example, 100 metal oxide particles are selected. And the longest straight line part (maximum long diameter) of each of these metal oxide particles is measured, and these measured values are obtained by weighted averaging.
Here, when the metal oxide particles are aggregated, the aggregated particle diameter of the aggregate is not measured. A predetermined number of maximum long diameters of the metal oxide particle particles (primary particles) constituting the aggregate are measured to obtain an average primary particle diameter.
透明封止部材30中における屈折率が1.7以上の金属酸化物粒子の含有量は、所望の特性に応じて適宜調整して用いればよい。透明封止部材30中における金属酸化物粒子の含有量は、光散乱性と透明性を両立させる観点から、好ましくは0.2質量%以上15.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以上10.0質量%以下、さらに好ましくは3.0質量%以上7.0質量%以下である。
The content of the metal oxide particles having a refractive index of 1.7 or more in the
なお、以上の説明は、屈折率が1.7未満の金属酸化物粒子を透明封止部材30が含むことを排除するものではない。透明封止部材30は、その目的に応じて屈折率が1.7以上の金属酸化物粒子に加え、屈折率が1.7未満の金属酸化物粒子を含み得る。
In addition, the above description does not exclude that the
また、透明封止部材30は、蛍光体粒子を含んでいてもよい。蛍光体粒子は、発光素子から放出される特定の波長の光を吸収し、所定の波長の光を放出する。すなわち、蛍光体粒子により光の波長の変換ひいては色調の調整が可能となる。
Moreover, the
蛍光体粒子は、一般的な発光装置に使用できるものであれば、特に限定されず、発光装置1の発光色が所望の色となるように、適宜選択して用いることができる。例えば、発光素子20が青色光を放出し、一方で、発光装置1全体としては白色光を取り出すことを目的とする場合、青色光を吸収して黄色の蛍光を放出する蛍光体粒子を透明封止部材30に含ませることができる。
透明封止部材30中における蛍光体粒子の含有量は、所望の色調および所望の明るさが得られるように、適宜調整して用いることができる。
The phosphor particles are not particularly limited as long as they can be used in a general light emitting device, and can be appropriately selected and used so that the light emission color of the light emitting device 1 becomes a desired color. For example, when the
The content of the phosphor particles in the
また、透明封止部材30は、上述した以外の成分を含んでもよい。このような成分としては、例えば、シリカ粒子のような拡散材が挙げられる。
Moreover, the
なお、図1中、透明封止部材30は、基板10の開口部17に沿って平面を形成するように配置されているが、透明封止部材30の形状は、図示の態様に限定されない。例えば、透明封止部材30は、その上面が基板10の開口部17よりも底面15側に配置されてもよいし、開口部17より突出していてもよい。また、透明封止部材30は、その上面が凹形状または凸形状を有していてもよい。
In FIG. 1, the
以上説明した本実施形態によれば、平均分散粒子径が40nm以上200nm以下であり、かつ屈折率が1.7以上である金属酸化物粒子が透明封止部材30中に分散していることにより、発光素子20から放出される放射光が好適に散乱して、基板10の平面方向における拡散を抑制される。この結果、発光装置1は光の取出し効率に優れる。
According to the present embodiment described above, the metal oxide particles having an average dispersed particle diameter of 40 nm or more and 200 nm or less and a refractive index of 1.7 or more are dispersed in the
さらに、透明封止部材30が蛍光体粒子を含む場合、金属酸化物粒子による放射光の散乱が生じることにより、透明封止部材30中における蛍光体粒子に放射光が入射する確率が上昇する。このため、比較的蛍光体粒子の量を少量とした場合であっても、十分に目的とする色調の光を発光装置1から取り出すことが可能となる。また、蛍光体粒子による放射光の波長変換時のエネルギーの損失を抑制することができ、結果として発光装置1の発光効率が向上する。さらに、蛍光体粒子の量を低減できるため、発光装置1の製造コストを比較的少なくすることができる。
Furthermore, when the
なお、上述した本実施形態に係るトップビュー型の発光装置1は、種々の変更が可能である。例えば、透明封止部材は、複数の層を有していてもよい。このような発光装置としては、図2に示すものが挙げられる。図2は、本発明の第1実施形態に係る発光装置の変形例を示す模式的な断面図である。以下、発光装置1と、図2に示す発光装置1Aとの差異について説明し、同様の構成については説明を省略する。なお、発光装置1において説明した一部の部材については、以下の図面においては説明の容易化のため省略している。
Note that the top-view light-emitting device 1 according to this embodiment described above can be variously modified. For example, the transparent sealing member may have a plurality of layers. An example of such a light emitting device is shown in FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, differences between the light-emitting device 1 and the light-emitting
図2に示す発光装置1Aは、透明封止部材30Aの構成が、発光装置1の透明封止部材30の構成と異なっている。具体的には、透明封止部材30Aは、蛍光体粒子を含む第1の層31Aと、第1の層31A上に配置される第2の層33Aとを有している。また、第1の層31Aおよび第2の層33Aのいずれの層においても、上述したような金属酸化物粒子が分散している。以上により、発光装置1Aも、発光装置1と同様の機構により光の取出し効率が向上している。
In the light emitting device 1 </ b> A shown in FIG. 2, the configuration of the
なお、本発明において、透明封止部材の層構成は図示の態様に限定されず、例えば透明封止部材は3層以上の異なる層を有していてもよい。また、透明封止部材は、全ての層において金属酸化物粒子を含まなくてもよい。例えば透明封止部材の一部分のみ金属酸化物粒子が含まれていてもよい。 In addition, in this invention, the layer structure of a transparent sealing member is not limited to the aspect of illustration, For example, the transparent sealing member may have a 3 or more different layer. Moreover, the transparent sealing member does not need to contain a metal oxide particle in all the layers. For example, only a part of the transparent sealing member may contain metal oxide particles.
(1.2) 第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態に係る発光装置について説明する。図3は、本発明の第2実施形態に係る発光装置の模式的な長手方向断面図、図4は、図3に示す発光装置の模式的な幅方向断面図である。
(1.2) Second Embodiment Next, a light emitting device according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic widthwise sectional view of the light emitting device shown in FIG.
図3、図4に示す発光装置1Bは、いわゆるサイドビュー型の表面実装LEDパッケージである。発光装置1Bは、基板10Bを平面視した際に凹部11Bが長方形をなしており、これに対応するように基板10Bも長方形をなしている。したがって、底部15Bの長さLB3は、幅WB3よりも大きい。また、開口部17Bの長さLT3は、幅WT3よりも大きい。なお、壁面13Bは、基板10Bの長手方向および幅方向の両方において所定の角度をなして、底面15Bから開口部17Bへ向けて開口している。したがって、底面15Bの長さLB3、幅WB3は、それぞれ、開口部17Bの長さLT3、幅WT3と比べ通常小さい。
3 and 4 is a so-called side-view type surface mount LED package. In the
そして、発光素子20Bは、底部15Bのリードフレーム50B上に配置される。
また、透明封止部材30Bは、蛍光体粒子を含む第1の層31Bと、第1の層31B上に配置される第2の層33Bとを有する。そして、第1の層31B、第2の層33Bのいずれにも、透明封止部材30の説明において詳述した金属酸化物粒子が分散している。
The
In addition, the
以上のような構成を有する発光装置1Bにおいても、発光装置1と同様に、光の取出し効率が向上している。
In the
なお、上述した本実施形態に係るサイドビュー型の発光装置1Bは、種々の変更が可能である。例えば、透明封止部材は、複数の層を有していてもよいし、1層のみで構成されてもよい。また、発光装置は、複数の発光素子を有していてもよい。このような変形例としては、図5、図6に示すような発光装置が挙げられる。図5は、本発明の第1実施形態に係る発光装置の変形例を示す模式的な長手方向断面図、図6は、本発明の第1実施形態に係る発光装置の変形例を示す模式的な幅方向断面図である。
The side-view type
図5、図6に示す発光装置1Cは、凹部11Bの底面15Bにおいてリードフレーム50C上に発光素子20Cが長手方向に沿って2つ配置されている点で発光装置1Bと異なり、その他は、発光装置1Bと同様の構成を有する。
以上のような構成を有する発光装置1Cにおいても、発光装置1と同様に、光の取出し効率が向上している。
The
In the light emitting device 1 </ b> C having the above-described configuration, the light extraction efficiency is improved as in the light emitting device 1.
以上、本発明の好適な実施形態に係る発光装置について説明した。なお、本発明は、上記の実施態様に限定されない。例えば、第1実施形態および第2実施形態における各構成要素は可能な限り適宜交換可能である。また、上述した説明では、発光素子が発光ダイオードであるとして説明したが、これに限定されず発光素子は、例えば有機発光ダイオード(OLED)であってもよい。
また、本発明に係る発光装置はいかなる方法によって製造されてもよいが、例えば後述する発光装置の製造方法により製造することもできる。
The light emitting device according to the preferred embodiment of the present invention has been described above. In addition, this invention is not limited to said embodiment. For example, each component in the first embodiment and the second embodiment can be appropriately replaced as much as possible. In the above description, the light emitting element is described as a light emitting diode. However, the present invention is not limited to this, and the light emitting element may be, for example, an organic light emitting diode (OLED).
In addition, the light emitting device according to the present invention may be manufactured by any method. For example, the light emitting device can be manufactured by a method of manufacturing a light emitting device described later.
<2.照明器具および表示装置>
次に、本実施形態に係る照明器具および表示装置について説明する。本実施形態に係る照明器具および表示装置は、上述した本発明の実施形態に係る発光装置を備える。
<2. Lighting fixture and display device>
Next, the lighting fixture and display device according to the present embodiment will be described. The lighting fixture and the display device according to the present embodiment include the light emitting device according to the embodiment of the present invention described above.
照明器具としては例えば、室内灯、室外灯等の一般照明装置、携帯電話やOA機器等の電子機器のスイッチ部の照明等が挙げられる。
本実施形態に係る照明器具は、上述したような本発明の実施形態に係る発光装置を備えるため、同一の発光素子を使用しても従来と比較して放出される光束が大きくなり、周囲環境をより明るくすることができる。
Examples of lighting fixtures include general lighting devices such as room lights and outdoor lights, and illumination of switch units of electronic devices such as mobile phones and OA devices.
Since the lighting fixture according to the present embodiment includes the light emitting device according to the embodiment of the present invention as described above, even when the same light emitting element is used, the emitted light flux is increased compared to the conventional case, and the ambient environment is increased. Can be made brighter.
表示装置としては、例えば携帯電話、携帯情報端末、電子辞書、デジタルカメラ、コンピュータ、テレビ、およびこれらの周辺機器等が挙げられる。
本実施形態に係る表示装置は、上述したような本発明の実施形態に係る発光装置を備えるため、同一の発光素子を使用しても従来と比較して放出される光束が大きくなり、例えばより鮮明かつ明度の高い表示を行うことができる。
Examples of the display device include a mobile phone, a portable information terminal, an electronic dictionary, a digital camera, a computer, a television, and peripheral devices thereof.
Since the display device according to the present embodiment includes the light emitting device according to the embodiment of the present invention as described above, even when the same light emitting element is used, the emitted light flux becomes larger compared to the conventional case. A clear and high brightness display can be performed.
<3.発光装置の製造方法および発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法>
次に、本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法および発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法を説明する。
<3. Method for manufacturing light emitting device and method for determining physical quantity of metal oxide particles in light emitting device>
Next, a method for manufacturing a light-emitting device according to an embodiment of the present invention and a method for determining a physical quantity of metal oxide particles in the light-emitting device will be described.
本実施形態に係る発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法は、上述したような発光装置における前記金属酸化物粒子の物理量の決定方法であって、前記金属酸化物粒子の物理量を変化させた場合を仮定して、仮定した前記金属酸化物粒子の物理量の変化の範囲において前記発光装置から放出される光の放射量または測光量を推定する第1の工程と、推定された前記放射量または前記測光量に基づき、前記金属酸化物粒子の物理量を決定する第2の工程と、を有する。
また、本実施形態に係る発光装置の製造方法は、上述した第1の工程と第2の工程とに加え、決定した前記物理量に基づき、前記発光装置を製造する第3の工程を有する。
The method for determining the physical quantity of the metal oxide particles in the light emitting device according to this embodiment is a method for determining the physical quantity of the metal oxide particles in the light emitting device as described above, and changes the physical quantity of the metal oxide particles. A first step of estimating a radiation amount or a photometric quantity of light emitted from the light emitting device in a range of change in the assumed physical quantity of the metal oxide particles, and the estimated radiation amount Or a second step of determining a physical quantity of the metal oxide particles based on the photometric quantity.
In addition to the first step and the second step described above, the method for manufacturing the light emitting device according to the present embodiment includes a third step of manufacturing the light emitting device based on the determined physical quantity.
以下、各工程について詳細に説明する。なお、各工程の説明においては、必要に応じて図1に示す発光装置1に基づき説明するが、言うまでもなく、本実施形態に係る各方法は発光装置1についての方法に限定されない。 Hereinafter, each step will be described in detail. In the description of each step, the description will be made based on the light emitting device 1 shown in FIG. 1 as necessary. Needless to say, each method according to the present embodiment is not limited to the method for the light emitting device 1.
まず、第1の工程においては、金属酸化物粒子の物理量を変化させた場合を仮定して、仮定した金属酸化物粒子の物理量の変化の範囲において発光装置1から放出される光の放射量または測光量を推定する。 First, in the first step, assuming that the physical quantity of the metal oxide particles is changed, the radiation amount of light emitted from the light emitting device 1 in the range of change of the assumed physical quantity of the metal oxide particles or Estimate the photometric quantity.
金属酸化物粒子の物理量としては、特に限定されず、例えば、平均分散粒径、平均一次粒径、透明封止部材30中の濃度、屈折率、位置(偏在しているか、均一に分散しているか、一部の層中に存在するか等)等が挙げられる。上述した中でも、金属酸化物粒子の物理量は、平均分散粒径および/または透明封止部材30中の濃度を含むことが好ましい。これらの物理量は、発光装置1の光の取出し効率において比較的大きな影響を与え得る。
The physical amount of the metal oxide particles is not particularly limited. For example, the average dispersed particle size, the average primary particle size, the concentration, the refractive index, and the position in the
例えば、金属酸化物粒子の透明封止部材30中における濃度は、例えば0.1質量%以上15.0質量%以下、好ましくは3.0質量%以上7.0質量%以下の範囲で変化させることができる。このような低濃度の範囲は、透明封止部材30の光の透過性を維持しやすい範囲である。
また、金属酸化物粒子の平均分散粒径は、例えば40nm以上200nm以下、好ましくは40nm以上150nm以下、より好ましくは、45nm以上130nm以下の範囲で変化させることができる。
For example, the concentration of the metal oxide particles in the
The average dispersed particle size of the metal oxide particles can be changed, for example, in the range of 40 nm to 200 nm, preferably 40 nm to 150 nm, more preferably 45 nm to 130 nm.
また、透明封止部材30が蛍光体粒子を含む場合、本工程において、金属酸化物粒子の物理量に加えて蛍光体粒子の物理量を変化させた場合も仮定して、発光装置1から放出される光の放射量または測光量を推定することが好ましい。
Further, when the
蛍光体粒子の物理量としては、特に限定されないが、平均分散粒径、透明封止部材30中の濃度、励起波長、吸収波長、発光波長、位置(偏在しているか、均一に分散しているか、一部の層中に存在するか等)等が挙げられる。
蛍光体粒子の透明封止部材30中における濃度は、例えば0.01質量%以上5質量%以下の範囲で変化させることができる。
The physical quantity of the phosphor particles is not particularly limited, but the average dispersed particle size, the concentration in the
The density | concentration in the
また、本工程において、放射量としては、例えば、放射束、放射エネルギー、放射照度、放射発散度、放射強度、放射輝度等が挙げられる。また、測光量としては、例えば、光束、光量、照度、光束発散度、光度、輝度等が挙げられる。上述した中でも、発光装置1を表示用途または照明用途に用いる場合、人の目の比視感度を考慮した測光量について推定を行うことが好ましい。 In this step, examples of the radiation amount include radiant flux, radiant energy, irradiance, radiant divergence, radiant intensity, and radiance. In addition, examples of the photometric quantity include a light flux, a light quantity, an illuminance, a luminous flux divergence, a luminous intensity, and a luminance. Among those described above, when the light-emitting device 1 is used for display or illumination, it is preferable to estimate the photometric amount in consideration of the relative visual sensitivity of the human eye.
なお、発光装置1から放出される光の放射量または測光量の推定は、発光装置1の構成および上記の金属酸化物粒子および蛍光体粒子の物理量の変化を仮定して、情報処理装置において発光素子20より放出される光の光線追跡シミュレーションを実行することにより、行うことができる。
In addition, the estimation of the radiation amount or the photometric quantity of the light emitted from the light emitting device 1 is performed by the information processing device assuming the configuration of the light emitting device 1 and the physical quantities of the metal oxide particles and the phosphor particles. This can be done by executing a ray tracing simulation of the light emitted from the
情報処理装置としては、例えば、処理装置(プロセッサ)、主記憶装置(メインメモリ)、補助記憶装置(外部記憶装置)、入出力手段等を有する公知のコンピュータを用いることができる。 As the information processing apparatus, for example, a known computer having a processing device (processor), a main storage device (main memory), an auxiliary storage device (external storage device), an input / output unit, and the like can be used.
次に、第2の工程においては、推定された放射量または測光量に基づき、金属酸化物粒子の物理量を決定する。例えば、本工程においては、推定された放射量または測光量の範囲のうち放射量または測光量の最大値から5.0%以内、好ましくは10.0%以内の範囲に対応する物理量を選択することにより、金属酸化物粒子の物理量を決定することができる。なお、決定される金属酸化物粒子の物理量は、値であってもよいが、一定の範囲を有していてもよい。 Next, in the second step, the physical quantity of the metal oxide particles is determined based on the estimated radiation amount or photometric quantity. For example, in this step, a physical quantity corresponding to a range within 5.0%, preferably within 10.0% from the maximum value of the radiation amount or the photometric quantity in the range of the estimated radiation quantity or the photometric quantity is selected. Thus, the physical quantity of the metal oxide particles can be determined. In addition, although the physical quantity of the metal oxide particle determined may be a value, it may have a certain range.
また、本工程においては、金属酸化物粒子の物理量に加え、蛍光体粒子の物理量を決定してもよい。 In this step, the physical quantity of the phosphor particles may be determined in addition to the physical quantity of the metal oxide particles.
本工程においても、情報処理装置を用いて、推定された放射量または測光量と金属酸化物粒子の物理量および蛍光体粒子の物理量との関係を特定し、製造に用いられる金属酸化物粒子の物理量を決定してもよい。 Also in this process, using an information processing device, the relationship between the estimated radiant quantity or photometric quantity, the physical quantity of the metal oxide particles and the physical quantity of the phosphor particles is specified, and the physical quantity of the metal oxide particles used for production May be determined.
次に、第3の工程においては、決定した金属酸化物粒子の物理量に基づき、発光装置1を製造する。本工程においては、公知の方法を使用して、決定した物理量の金属酸化物粒子を用いて発光装置1を製造することができる。 Next, in the third step, the light emitting device 1 is manufactured based on the determined physical quantity of the metal oxide particles. In this step, the light-emitting device 1 can be manufactured using a known physical quantity of metal oxide particles using a known method.
例えば、予め成形した基板10上に発光素子20を配置し、ボンディングワイヤ40を形成するとともに、透明封止部材30により発光素子20を封止することにより、発光装置1を製造することができる。
For example, the light emitting device 1 can be manufactured by disposing the
ここで、透明封止部材30を形成するための樹脂組成物について説明する。
樹脂組成物は、上述した金属酸化物粒子と、樹脂成分、すなわち樹脂および/またはその前駆体を含む。
Here, the resin composition for forming the
The resin composition includes the metal oxide particles described above and a resin component, that is, a resin and / or a precursor thereof.
金属酸化物粒子は、第1の工程および第2の工程において決定された物理量に基づき樹脂組成物に配合される。 The metal oxide particles are blended in the resin composition based on the physical quantities determined in the first step and the second step.
樹脂成分は、樹脂組成物における主成分である。このような樹脂成分としては、一般的な封止部材として用いることができれば特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂や、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、シリコーン樹脂が好ましい。 The resin component is a main component in the resin composition. Such a resin component is not particularly limited as long as it can be used as a general sealing member. For example, a resin such as a silicone resin or an epoxy resin can be used. In particular, a silicone resin is preferable.
シリコーン樹脂としては、特に限定されず、例えば、ジメチルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂等を用いることができる。 It does not specifically limit as a silicone resin, For example, a dimethyl silicone resin, a methylphenyl silicone resin, a phenyl silicone resin, an organic modified silicone resin etc. can be used.
特に、樹脂組成物が後述する表面修飾材料を含み、表面修飾材料が、アルケニル基、H−Si基、およびアルコキシ基の群から選択される少なくとも1種の官能基をし、かつ樹脂成分としてシリコーン樹脂を用いた場合、当該シリコーン樹脂は、H−Si基、アルケニル基、およびアルコキ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有することが好ましい。理由を以下に説明する。 In particular, the resin composition includes a surface modifying material described later, the surface modifying material has at least one functional group selected from the group of alkenyl groups, H-Si groups, and alkoxy groups, and silicone as a resin component. When a resin is used, the silicone resin preferably has at least one functional group selected from the group consisting of an H—Si group, an alkenyl group, and an alkoxy group. The reason will be described below.
表面修飾材料のアルケニル基は、シリコーン樹脂中のH−Si基と反応することにより架橋する。表面修飾材料のH−Si基は、シリコーン樹脂中のアルケニル基と反応することにより架橋する。表面修飾材料のアルコキシ基は、シリコーン樹脂中のアルコキシ基と加水分解を経て縮合する。このような結合により、シリコーン樹脂と表面修飾材料とが一体化することから、得られる硬化体の強度や緻密性を向上させることができる。 The alkenyl group of the surface modifying material is crosslinked by reacting with the H—Si group in the silicone resin. The H—Si group of the surface modifying material is crosslinked by reacting with the alkenyl group in the silicone resin. The alkoxy group of the surface modifying material is condensed with the alkoxy group in the silicone resin through hydrolysis. By such bonding, the silicone resin and the surface modifying material are integrated, so that the strength and denseness of the obtained cured product can be improved.
樹脂成分の構造としては、特に限定されるものではなく、二次元の鎖状の構造であってもよく、三次元網状構造であってもよく、かご型構造であってもよい。 The structure of the resin component is not particularly limited, and may be a two-dimensional chain structure, a three-dimensional network structure, or a cage structure.
樹脂成分は、透明封止部材30として用いた際に硬化したポリマー状となっていればよく、樹脂組成物中において、樹脂硬化前の状態、すなわち前駆体であってもよい。したがって、樹脂組成物中に存在する樹脂成分は、モノマーであってもよく、オリゴマーであってもよく、プレポリマーであってもよく、ポリマーであってもよい。
樹脂成分は、付加反応型のものを用いてもよく、縮合反応型のものを用いてもよく、ラジカル重合反応型のものを用いてもよい。
The resin component only needs to be a polymer that has been cured when used as the
As the resin component, an addition reaction type, a condensation reaction type, or a radical polymerization reaction type may be used.
樹脂成分の粘度は、例えば、10mPa・s以上100,000mPa・s以下、好ましくは100mPa・s以上10,000mPa・s以下、より好ましくは1,000mPa・s以上7,000mPa・s以下である。 The viscosity of the resin component is, for example, from 10 mPa · s to 100,000 mPa · s, preferably from 100 mPa · s to 10,000 mPa · s, more preferably from 1,000 mPa · s to 7,000 mPa · s.
また、本実施形態に係る樹脂組成物中における樹脂成分の含有量は、他の成分の残部とすることができるが、例えば10質量%以上70質量%以下である。
本実施形態に係る樹脂組成物中における樹脂成分と金属酸化物粒子との質量比率は、樹脂成分:金属酸化物粒子で、50:50〜90:10の範囲にあることが好ましく、60:40〜80:20の範囲にあることがより好ましい。
Moreover, although content of the resin component in the resin composition which concerns on this embodiment can be made into the remainder of another component, it is 10 mass% or more and 70 mass% or less, for example.
The mass ratio of the resin component to the metal oxide particles in the resin composition according to the present embodiment is preferably resin component: metal oxide particles and is in the range of 50:50 to 90:10, and 60:40 More preferably in the range of ˜80: 20.
また、樹脂組成物は、表面修飾材料を含んでもよい。この表面修飾材料は、樹脂組成物中において少なくともその一部が金属酸化物粒子の表面に付着して、金属酸化物粒子の凝集を防止する。さらに、金属酸化物粒子の上述した樹脂成分との相溶性を向上させる。 Moreover, the resin composition may include a surface modifying material. In the resin composition, at least a part of the surface modifying material adheres to the surface of the metal oxide particles and prevents aggregation of the metal oxide particles. Furthermore, the compatibility of the metal oxide particles with the above-described resin component is improved.
ここで、表面修飾材料が金属酸化物粒子に「付着する」とは、表面修飾材料が金属酸化物粒子に対し、これらの間の相互作用により接触または結合することをいう。接触としては、例えば物理吸着が挙げられる。また、結合としては、イオン結合、水素結合、共有結合等が挙げられる。 Here, the phrase “the surface modifying material“ attaches ”to the metal oxide particles means that the surface modifying material contacts or bonds to the metal oxide particles by the interaction between them. Examples of the contact include physical adsorption. Examples of the bond include ionic bond, hydrogen bond, and covalent bond.
このような表面修飾材料としては、金属酸化物粒子に付着でき、樹脂成分との相溶性が良好なものであれば、特に限定されない。
このような表面修飾材料としては、反応性官能基、例えばアルケニル基、H−Si基、およびアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する表面修飾材料が好適に用いられる。このような官能基を有する表面修飾材料は、分散媒および樹脂成分との親和性に優れ、金属酸化物粒子の樹脂組成物中における分散性を向上させることができる。
Such a surface-modifying material is not particularly limited as long as it can adhere to the metal oxide particles and has good compatibility with the resin component.
As such a surface modifying material, a surface modifying material having at least one functional group selected from the group consisting of reactive functional groups such as alkenyl groups, H-Si groups, and alkoxy groups is preferably used. The surface modifying material having such a functional group is excellent in affinity with the dispersion medium and the resin component, and can improve the dispersibility of the metal oxide particles in the resin composition.
アルケニル基としては、例えば炭素数2〜5の直鎖または分岐状アルケニル基を用いることができ、具体的にはビニル基、2−プロペニル基、プロパ−2−エン−1−イル基
等が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば炭素数1〜5の直鎖または分岐状アルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
As the alkenyl group, for example, a linear or branched alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms can be used, and specific examples include a vinyl group, a 2-propenyl group, a prop-2-en-1-yl group, and the like. It is done.
As an alkoxy group, a C1-C5 linear or branched alkoxy group is mentioned, for example, Specifically, a methoxy group, an ethoxy group, n-propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group etc. are mentioned.
アルケニル基、H−Si基、およびアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する表面修飾材料としては、ビニルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、アルコキシ片末端ビニル片末端ジメチルシリコーン、アルコキシ片末端ビニル片末端メチルフェニルシリコーン、アルコキシ片末端ビニル片末端フェニルシリコーン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリル酸等炭素−炭素不飽和結合含有脂肪酸、ジメチルハイドロジェンシリコーン、メチルフェニルハイドロジェンシリコーン、フェニルハイドロジェンシリコーン、ジメチルクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジエチルクロロシラン、エチルジクロロシラン、メチルフェニルクロロシラン、ジフェニルクロロシラン、フェニルジクロロシラン、トリメトキシシラン、ジメトキシシラン、モノメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジエトキシモノメチルシラン、モノエトキシジメチルシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルモノメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、ジフェニルモノエトキシシラン、アルコキシ両末端フェニルシリコーン、アルコキシ両末端メチルフェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーンオリゴマー、アルコキシ基含有ジメチルシリコーンレジン、アルコキシ基含有フェニルシリコーンレジン、アルコキシ基含有メチルフェニルシリコーンレジン、およびアルコキシ片末端トリメチル片末端ジメチルシリコーンの群から選択される1種または2種以上を用いることが好ましい。 Examples of the surface modifying material having at least one functional group selected from the group consisting of an alkenyl group, an H-Si group, and an alkoxy group include vinyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, alkoxy one end Dimethylsilicone vinyl end terminal, methyl phenyl silicone end terminal vinyl phenyl terminal, phenyl phenyl end terminal alkoxy terminal vinyl, methacryloxypropyltrimethoxysilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, methacrylic acid and other fatty acids containing carbon-carbon unsaturated bonds , Dimethyl hydrogen silicone, methyl phenyl hydrogen silicone, phenyl hydrogen silicone, dimethyl chlorosilane, methyl dichloro silane, diethyl chloro silane, ethyl dichloro Rosilane, methylphenylchlorosilane, diphenylchlorosilane, phenyldichlorosilane, trimethoxysilane, dimethoxysilane, monomethoxysilane, triethoxysilane, diethoxymonomethylsilane, monoethoxydimethylsilane, methylphenyldimethoxysilane, diphenylmonomethoxysilane, methylphenyl Diethoxysilane, diphenylmonoethoxysilane, alkoxy both-end phenyl silicone, alkoxy both-end methyl phenyl silicone, methyl phenyl silicone oligomer, alkoxy group-containing dimethyl silicone resin, alkoxy group-containing phenyl silicone resin, alkoxy group-containing methyl phenyl silicone resin, and Selected from the group of alkoxy one-end trimethyl one-end dimethyl silicone It is preferable to use more species or in combination.
これらの表面修飾材料のなかでも、樹脂組成物において、金属酸化物粒子同士の凝集を抑制し、透明性の高い封止部材が得られやすい観点において、ビニルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、アルコキシ片末端トリメチル片末端ジメチルシリコーン、およびメチルフェニルシリコーンオリゴマーの群から選択される1種または2種以上を用いることが好ましい。 Among these surface modification materials, vinyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, phenyl, and the like in the resin composition, in which aggregation of metal oxide particles is suppressed and a highly transparent sealing member is easily obtained. It is preferable to use one or more selected from the group consisting of trimethoxysilane, alkoxy-terminated trimethyl-terminated dimethylsilicone, and methylphenylsilicone oligomer.
樹脂組成物中における表面修飾材料の含有量は、金属酸化物粒子の質量に対して好ましくは1質量%以上80質量%以下、より好ましくは5質量%以上40質量%以下である。 The content of the surface modifying material in the resin composition is preferably 1% by mass to 80% by mass, and more preferably 5% by mass to 40% by mass with respect to the mass of the metal oxide particles.
また、表面修飾材料を金属酸化物粒子に付着させる方法としては例えば、金属酸化物粒子に表面修飾材料を直接混合、噴霧等する乾式方法や、表面修飾材料を溶解させた水や有機溶媒に金属酸化物粒子を投入し、溶媒中で表面修飾する湿式方法が挙げられる。 Examples of the method for attaching the surface modifying material to the metal oxide particles include a dry method in which the surface modifying material is directly mixed and sprayed on the metal oxide particles, or a metal in water or an organic solvent in which the surface modifying material is dissolved. There is a wet method in which oxide particles are introduced and the surface is modified in a solvent.
また、樹脂組成物は、適宜蛍光体粒子を含んでいてもよい。蛍光体粒子は、特に限定されず、発光装置の発光色が所望の色となるように、適宜選択して用いることができる。樹脂組成物中における蛍光体粒子の含有量は、所望の明るさが得られるように、適宜調整して用いることができる。なお、第2の工程において蛍光体粒子の物理量も決定した場合、当該決定された物理量に基づき蛍光体粒子が樹脂組成物に配合される。 Moreover, the resin composition may contain phosphor particles as appropriate. The phosphor particles are not particularly limited, and can be appropriately selected and used so that the emission color of the light-emitting device becomes a desired color. The content of the phosphor particles in the resin composition can be appropriately adjusted and used so that desired brightness can be obtained. In addition, when the physical quantity of the phosphor particles is also determined in the second step, the phosphor particles are blended into the resin composition based on the determined physical quantity.
また、樹脂組成物は、分散媒を含んでいてもよい。分散媒は、金属酸化物粒子の分散を補助するとともに、樹脂組成物の希釈剤としても作用する。このような分散媒としては、例えば、アルコール類、ケトン類、芳香族類、飽和炭化水素類、不飽和炭化水素類等の有機溶剤が挙げられる。これらの溶媒は1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。シリコーン樹脂との相溶性の観点からは、芳香環を有する有機溶剤が好ましく、トルエン、キシレン、ベンゼン等が特に好ましく用いられる。 Further, the resin composition may contain a dispersion medium. The dispersion medium assists the dispersion of the metal oxide particles and also acts as a diluent for the resin composition. Examples of such a dispersion medium include organic solvents such as alcohols, ketones, aromatics, saturated hydrocarbons, and unsaturated hydrocarbons. These solvents may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of compatibility with the silicone resin, an organic solvent having an aromatic ring is preferable, and toluene, xylene, benzene and the like are particularly preferably used.
分散媒は、樹脂組成物の質量に対し例えば、1質量%以上10質量%以下、具体的には2質量%以上5質量%以下含まれ得る。 The dispersion medium may be contained in an amount of, for example, 1% by mass to 10% by mass, specifically 2% by mass to 5% by mass with respect to the mass of the resin composition.
また、樹脂組成物は、防腐剤、重合開始剤、重合禁止剤、硬化触媒等の一般的に用いられる添加剤を含んでいてもよい。 The resin composition may contain commonly used additives such as preservatives, polymerization initiators, polymerization inhibitors, and curing catalysts.
透明封止部材30は、以上の樹脂組成物を例えばディスペンサー等により基板10の凹部11中に付与し、紫外線等のエネルギー線を照射するまたは加熱することにより形成することができる。
The
以上、説明したような本実施形態に係る方法によれば、光の取出し効率を向上させるための金属酸化物粒子の物理量を適切に決定することができる。例えば、上述した発光装置1の製造にあたり、金属酸化物粒子の平均分散粒径や含有量のより適切な値を決定することが可能となる。したがって、本実施形態に係る方法に基づき製造された発光装置は、光の取出し効率が向上している。 As described above, according to the method according to the present embodiment as described above, the physical quantity of the metal oxide particles for improving the light extraction efficiency can be appropriately determined. For example, in manufacturing the light-emitting device 1 described above, it is possible to determine a more appropriate value for the average dispersed particle size and content of the metal oxide particles. Therefore, the light extraction efficiency of the light emitting device manufactured based on the method according to the present embodiment is improved.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、あくまでも本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the Example described below is an example of this invention to the last, Comprising: This invention is not limited.
<1.光線追跡シミュレーション>
まず、金属酸化物粒子の物理量および蛍光体粒子の物理量を変化させて、光線追跡シミュレーションを行い、発光装置の光の取出し効率を推定、評価した。
<1. Ray tracing simulation>
First, by changing the physical quantity of the metal oxide particles and the physical quantity of the phosphor particles, a light tracing simulation was performed to estimate and evaluate the light extraction efficiency of the light emitting device.
なお、発光装置の各構成部材の構成は、以下のように仮定した。 In addition, the structure of each structural member of the light-emitting device was assumed as follows.
仮定した発光素子のスペクトル、蛍光体粒子の吸収スペクトル、蛍光体の励起スペクトルおよび蛍光体の発光スペクトルを、図7に示す。仮定した蛍光体粒子の粒度分布を図8に示す。 FIG. 7 shows the assumed light-emitting element spectrum, phosphor particle absorption spectrum, phosphor excitation spectrum, and phosphor emission spectrum. The assumed particle size distribution of the phosphor particles is shown in FIG.
[1.1 シミュレーション1 蛍光体粒子を含まない発光装置モデル]
まず、図1に示す発光装置1を仮定して光線追跡シミュレーションを行った。透明封止部材30は、蛍光体粒子を含まず、平均粒子径が100nmの金属酸化物粒子(酸化ジルコニウム)を均一に混合した樹脂である。本シミュレーションにおいては、開口部の幅WT1を2.40mm、底面の幅WB1を2.20mm、凹部の深さD1を0.35mm、発光素子の幅を0.55mm、厚みを0.15mmとなるように設定した。このような設定のモデルにおいて、酸化ジルコニウムの含有量を0質量%〜3.0質量%の間で変化させた場合の光線追跡シミュレーションを行い、発光装置から放出される全光束(lm)と放射束(W)とを推定した。
[1.1 Simulation 1 Light emitting device model not including phosphor particles]
First, ray tracing simulation was performed assuming the light emitting device 1 shown in FIG. The
図9に酸化ジルコニウムの含有量が0質量%の場合の光線追跡結果を、図10に酸化ジルコニウムの含有量が0.6質量%の場合の光線追跡結果を示す。また、酸化ジルコニウム含有量と、推定された発光装置の全光束(lm)と放射束(W)との関係を図11に示す。 FIG. 9 shows a ray tracing result when the zirconium oxide content is 0% by mass, and FIG. 10 shows a ray tracing result when the zirconium oxide content is 0.6% by mass. FIG. 11 shows the relationship between the zirconium oxide content, the estimated total luminous flux (lm) of the light emitting device, and the radiant flux (W).
図9に示すように透明封止部材中に酸化ジルコニウムを含まない場合、発光素子から放出される光が発光素子付近のみならず基板の壁面(リフレクタ)まで届く確率が高かった。したがって、リフレクタにおいて一旦反射されて外部に射出される光線が多かった。これに対し、図10に示すように透明封止部材中に酸化ジルコニウムが含まれる場合、発光素子付近において酸化ジルコニウムにより散乱が生じる結果、基板の平面方向への光線の拡散が抑制され、リフレクタにより反射されることなく外部に出射される光線が増加した。さらに、図11に示すように、酸化ジルコニウムの含有量が増えるにつれ、全光束と放射束が向上すること、すなわち、発光装置の光の取り出し効率が向上することが推定された。 As shown in FIG. 9, when the transparent sealing member does not contain zirconium oxide, there is a high probability that light emitted from the light emitting element reaches not only the vicinity of the light emitting element but also the wall surface (reflector) of the substrate. Therefore, there are many light rays that are once reflected by the reflector and emitted to the outside. On the other hand, when the transparent sealing member contains zirconium oxide as shown in FIG. 10, as a result of scattering by the zirconium oxide in the vicinity of the light emitting element, the diffusion of light rays in the plane direction of the substrate is suppressed, and the reflector The amount of light emitted outside without being reflected increased. Furthermore, as shown in FIG. 11, it was estimated that as the content of zirconium oxide increases, the total luminous flux and the radiant flux are improved, that is, the light extraction efficiency of the light emitting device is improved.
発光装置においては、光線がリフレクタで反射される際に、光線の光エネルギーの損失が生じる。そのため、酸化ジルコニウムの散乱効果を利用することにより、リフレクタで反射されてから外部に出射される光を低減させ、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができることが確認された。 In the light emitting device, when the light beam is reflected by the reflector, the light energy of the light beam is lost. Therefore, it has been confirmed that the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved by using the scattering effect of zirconium oxide to reduce the light that is reflected by the reflector and then emitted to the outside.
[1.2 シミュレーション2 蛍光体粒子を含む発光装置モデル]
図2に示す発光装置1Aを仮定して光線追跡シミュレーションを行った。本シミュレーションにおいては、図2に示す透明封止部材30Aは、蛍光体粒子を含み、発光素子の直上およびリードフレーム上に配置された第1の層31Aと、第1の層31A上に配置され、蛍光体粒子を含まない第2の層33Aとを有している。なお、第1の層31A、第2の層33Aのいずれにおいても、平均粒子径が100nmの金属酸化物粒子(酸化ジルコニウム)が均一に分散している。
[1.2 Simulation 2 Light-emitting device model including phosphor particles]
A ray tracing simulation was performed assuming the
また、本シミュレーションにおいては、開口部の幅WT2を2.40mm、底面の幅WB2を2.20mm、凹部の深さD2を0.35mm、発光素子の幅を0.55mm、厚みを0.15mmとなるように設定した。一方で、第1の層については、表2に示すように、発光素子外と、発光素子上とで厚みを変更したモデル(パッケージ1〜4)を用意した。 In this simulation, the width W T2 of the opening is 2.40 mm, the width W B2 of the bottom is 2.20 mm, the depth D2 of the recess is 0.35 mm, the width of the light emitting element is 0.55 mm, and the thickness is 0. It was set to be 15 mm. On the other hand, as shown in Table 2, for the first layer, models (packages 1 to 4) in which the thickness was changed outside the light emitting element and on the light emitting element were prepared.
以上のモデルにおいて、酸化ジルコニウムの含有量を0質量%〜3.0質量%の間で変化させた場合の、光線追跡シミュレーションを行い、発光装置から放出される全光束(lm)と放射束(W)とを推定した。 In the above model, a ray tracing simulation is performed when the zirconium oxide content is changed between 0 mass% and 3.0 mass%, and the total luminous flux (lm) and radiant flux ( W).
図12に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の全光束(lm)との関係を、図13に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の放射束(W)との関係を示す。また、図14に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の全光束(lm)の上昇率との関係を、図15に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の放射束(W)の上昇率との関係を示す。 FIG. 12 shows the relationship between the zirconium oxide content and the estimated total luminous flux (lm) of the light emitting device, and FIG. 13 shows the relationship between the zirconium oxide content and the estimated radiant flux (W) of the light emitting device. FIG. 14 shows the relationship between the zirconium oxide content and the rate of increase of the total luminous flux (lm) of the light emitting device. FIG. 15 shows the increase of the radiant flux (W) of the light emitting device estimated as the zirconium oxide content. The relationship with the rate is shown.
図12、13に示すように、透明封止部材が酸化ジルコニウムを含む場合、蛍光体粒子を含む場合であっても、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができることが確認された。図14、15において、パッケージ1とパッケージ2とを、また、パッケージ3とパッケージ4とを比較した際に、発光素子上の蛍光体層の厚みが小さいほど、光の取り出し効率の向上効果が得られやすいことが確認された。さらに、図14、15において、パッケージ1とパッケージ3とを、また、パッケージ2とパッケージ4とを比較した際に、発光素子外の蛍光体層の厚みが大きいほど、光の取り出し効率の向上効果が得られやすいことが確認された。 As shown in FIGS. 12 and 13, it was confirmed that when the transparent sealing member contains zirconium oxide, the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved even when the transparent sealing member contains phosphor particles. 14 and 15, when the package 1 and the package 2 are compared, and the package 3 and the package 4 are compared, the effect of improving the light extraction efficiency is obtained as the phosphor layer thickness on the light emitting element is smaller. It was confirmed that it was easy to be done. Further, in FIGS. 14 and 15, when the package 1 and the package 3 are compared and the package 2 and the package 4 are compared, the effect of improving the light extraction efficiency is increased as the thickness of the phosphor layer outside the light emitting element is increased. It was confirmed that is easily obtained.
さらに、図2の発光装置1Aを仮定したモデルにおいて、発光装置から放出される光の色度を白色点(CIE色度図におけるx=0.33、y=0.33)に調整するために必要な蛍光体粒子の体積濃度(体積%)をシミュレーションした。結果を図16に示す。
Further, in the model assuming the
図16に示すように、酸化ジルコニウム粒子の含有量が増えるにつれ、白色を得るために必要な蛍光体粒子の量を減らすことができることが確認された。これは、酸化ジルコニウム粒子の散乱効果により、蛍光体粒子1個あたりに照射される光線が増えたためと推測される。 As shown in FIG. 16, it was confirmed that the amount of phosphor particles necessary for obtaining white color can be reduced as the content of zirconium oxide particles increases. This is presumed to be due to an increase in the amount of light irradiated per phosphor particle due to the scattering effect of the zirconium oxide particles.
[1.3 シミュレーション3 サイドビュー型の発光装置モデル]
図3、図4に示すサイドビュー型の発光装置1Bを仮定して光線追跡シミュレーションを行った。本シミュレーションにおいては、図3、図4に示す透明封止部材30Bは、蛍光体粒子を含み、発光素子の直上およびリードフレーム上に配置された第1の層31Bと、第1の層31B上に配置され、蛍光体粒子を含まない第2の層33Bとを有している。なお、第1の層31B、第2の層33Bのいずれにおいても、平均粒子径が100nmの金属酸化物粒子(酸化ジルコニウム)が均一に分散している。
[1.3 Simulation 3 Side-view light-emitting device model]
A ray tracing simulation was performed assuming the side-view type
また、本シミュレーションにおいては、発光装置の凹部(キャビティ)の寸法を表3に示すように変更した3つのモデル(パッケージ5〜7)を用意した。なお、発光素子の幅を長手方向で0.70mm、幅方向で0.20mmとし、当該発光素子を凹部の中心部付近に配置した。一方で、第1の層については、発光素子外の厚みを0.09mm、発光素子上の厚みを0.1mmとした。 In this simulation, three models (packages 5 to 7) were prepared in which the dimensions of the recesses (cavities) of the light emitting device were changed as shown in Table 3. Note that the width of the light-emitting element was 0.70 mm in the longitudinal direction and 0.20 mm in the width direction, and the light-emitting element was disposed near the center of the recess. On the other hand, about the 1st layer, the thickness outside a light emitting element was 0.09 mm, and the thickness on a light emitting element was 0.1 mm.
以上のモデルにおいて、酸化ジルコニウムの含有量を0質量%〜3.0質量%の間で変化させた場合の、光線追跡シミュレーションを行い、発光装置から放出される全光束(lm)と放射束(W)とを推定した。 In the above model, a ray tracing simulation is performed when the zirconium oxide content is changed between 0 mass% and 3.0 mass%, and the total luminous flux (lm) and radiant flux ( W).
図17に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の全光束(lm)との関係を、図18に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の放射束(W)との関係を示す。 FIG. 17 shows the relationship between the zirconium oxide content and the estimated total luminous flux (lm) of the light emitting device, and FIG. 18 shows the relationship between the zirconium oxide content and the estimated radiant flux (W) of the light emitting device.
図17、図18に示すように、透明封止部材が酸化ジルコニウムを含む場合、サイドビュー型の発光装置であっても、光の取り出し効率が向上することができることが確認された。 As shown in FIGS. 17 and 18, when the transparent sealing member contains zirconium oxide, it was confirmed that the light extraction efficiency can be improved even in a side-view type light emitting device.
さらに、図3、図4の発光装置1Bを仮定したモデルにおいて、発光装置から放出される光の色度を白色点(CIE色度図におけるx=0.33、y=0.33)に調整するために必要な蛍光体粒子の体積濃度(体積%)をシミュレーションした。結果を図19に示す。
Further, in the model assuming the
図19に示すように、サイドビュー型の発光装置であっても、酸化ジルコニウム粒子の含有量が増えるにつれ、白色を得るために必要な蛍光体粒子の量を減らすことができることが確認された。 As shown in FIG. 19, it was confirmed that even in a side-view type light emitting device, the amount of phosphor particles necessary for obtaining white color can be reduced as the content of zirconium oxide particles increases.
[1.4 シミュレーション4 発光素子を2個搭載したサイドビュー型の発光装置モデル]
図5、図6に示すサイドビュー型の発光装置1Cを仮定して光線追跡シミュレーションを行った。本シミュレーションにおいては、図5、図6に示す透明封止部材30Bは、蛍光体粒子を含み、発光素子20Cの直上およびリードフレーム50C上に配置された第1の層31Bと、第1の層31B上に配置され、蛍光体粒子を含まない第2の層33Bとを有している。なお、第1の層31B、第2の層33Bのいずれにおいても、平均粒子径が100nmの金属酸化物粒子(酸化ジルコニウム)が均一に分散している。
[1.4 Simulation 4 Side-view light-emitting device model with two light-emitting elements]
A ray tracing simulation was performed assuming the side view type
また、本シミュレーションにおいては、発光装置の凹部(キャビティ)の寸法は、開口部の長さLT4を3.6mm、幅WT4を0.63mm、底面の長さLB4を3.1mm、幅WB4を0.59mmとした。発光素子の寸法は長さ0.70mm、幅0.20mmとし、発光素子を、基板の長手方向に沿って発光素子間の距離を0.20mm空けて、凹部の中心部付近に配置した。一方で、第1の層については、発光素子外の厚みを0.09mm、発光素子上の厚みを0.1mmとした。 Further, in this simulation, the size of the recess (cavity) of the light emitting device is such that the opening length L T4 is 3.6 mm, the width W T4 is 0.63 mm, the bottom length L B4 is 3.1 mm, and the width. the W B4 was 0.59mm. The dimensions of the light emitting elements were 0.70 mm in length and 0.20 mm in width, and the light emitting elements were arranged in the vicinity of the center of the recess with a distance of 0.20 mm between the light emitting elements along the longitudinal direction of the substrate. On the other hand, about the 1st layer, the thickness outside a light emitting element was 0.09 mm, and the thickness on a light emitting element was 0.1 mm.
図20に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の全光束(lm)との関係を、図21に酸化ジルコニウム含有量と推定された発光装置の放射束(W)との関係を示す。 FIG. 20 shows the relationship between the zirconium oxide content and the estimated total luminous flux (lm) of the light emitting device, and FIG. 21 shows the relationship between the zirconium oxide content and the estimated radiant flux (W) of the light emitting device.
図20、図21に示すように、透明封止部材が酸化ジルコニウムを含む場合、発光素子を2個搭載したサイドビュー型の発光装置であっても、光の取り出し効率が向上することができることが確認された。 As shown in FIGS. 20 and 21, when the transparent sealing member contains zirconium oxide, the light extraction efficiency can be improved even in a side-view type light emitting device having two light emitting elements. confirmed.
さらに、図5、図6の発光装置1Cを仮定したモデルにおいて、発光装置から放出される光の色度を白色点(CIE色度図におけるx=0.33、y=0.33)に調整するために必要な蛍光体粒子の体積濃度(体積%)をシミュレーションした。結果を図22に示す。
Further, in the model assuming the
図22に示すように、発光素子を2個搭載したサイドビュー型の発光装置であっても、酸化ジルコニウム粒子の含有量が増えるにつれ、白色を得るために必要な蛍光体粒子の量を減らすことができることが確認された。 As shown in FIG. 22, even in a side-view type light-emitting device equipped with two light-emitting elements, as the content of zirconium oxide particles increases, the amount of phosphor particles necessary to obtain white is reduced. It was confirmed that
以上のシミュレーション結果により、1.7以上の屈折率および40nm以上200nm以下の平均分散粒径を有する金属酸化物粒子を透明封止部材中に含有させることにより、種々のタイプの発光装置において、光の取り出し効率を向上させることができることが確認された。 As a result of the above simulation, by including metal oxide particles having a refractive index of 1.7 or more and an average dispersed particle size of 40 nm or more and 200 nm or less in the transparent sealing member, It was confirmed that the take-out efficiency of can be improved.
<2. 発光素子の製造および評価>
上記のシミュレーション結果に基づき、金属酸化物粒子の濃度および平均分散粒径を決定して、以下のように発光装置を製造し、発光装置の光の取出し効率を評価した。
<2. Production and evaluation of light emitting device>
Based on the simulation results described above, the concentration and average dispersed particle size of the metal oxide particles were determined, the light emitting device was manufactured as follows, and the light extraction efficiency of the light emitting device was evaluated.
[実施例1]
(分散液の作製)
平均一次粒子径が5nmの酸化ジルコニウム粒子(住友大阪セメント社製)10g、トルエン82g、表面修飾材料としてのメトキシ基含有フェニルシリコーンレジン(信越化学工業社製、KR217)5gを加えて混合した。この混合液をビーズミルで6時間分散処理を行い、実施例1に係る分散液を得た。
[Example 1]
(Preparation of dispersion)
10 g of zirconium oxide particles (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) having an average primary particle size of 5 nm, 82 g of toluene, and 5 g of methoxy group-containing phenyl silicone resin (KR217, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a surface modifying material were added and mixed. This mixed solution was subjected to a dispersion treatment for 6 hours with a bead mill to obtain a dispersion according to Example 1.
(粒子径の評価)
得られた分散液の一部を採取し、固形分が5質量%となるようにトルエンで希釈した。
この希釈した分散液のD50を、粒度分布計(HORIBA社製、型番:SZ−100SP)を用いて測定した。その結果、D50は32nmであった。結果を表1に示す。なお、分散液に含まれる粒子は、基本的に表面修飾材料が付着した酸化ジルコニウム粒子のみであるから、測定されたD50は、酸化ジルコニウム粒子の平均分散粒径であると考えられた。
(Evaluation of particle size)
A part of the obtained dispersion was collected and diluted with toluene so that the solid content was 5% by mass.
D50 of this diluted dispersion was measured using a particle size distribution meter (manufactured by HORIBA, model number: SZ-100SP). As a result, D50 was 32 nm. The results are shown in Table 1. In addition, since the particle | grains contained in a dispersion liquid are fundamentally only the zirconium oxide particle to which the surface modification material adhered, it was thought that D50 measured was an average dispersion | distribution particle diameter of a zirconium oxide particle.
(樹脂組成物の作製)
得られた実施例1に係る分散液を10g、シリコーン樹脂としてメチルフェニルシリコーン樹脂(東レ・ダウコーニング社製OE−6520 屈折率1.54 A液:B液の質量配合比=1:1(樹脂中に反応触媒含有))7.6gを混合した。ついで、この混合液から減圧乾燥によりトルエンを除去することで、表面修飾酸化ジルコニウム粒子とメチルフェニルシリコーン樹脂(OE−6520)を含有した実施例1に係る樹脂組成物を得た。なお、組成物中の酸化ジルコニウム粒子およびトルエンの含有量は、それぞれ、11質量%、2質量%であった。
(Preparation of resin composition)
10 g of the obtained dispersion liquid according to Example 1, methyl phenyl silicone resin as a silicone resin (OE-6520 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., refractive index 1.54, A liquid: B liquid mass mixing ratio = 1: 1 (resin 7.6 g) was mixed. Subsequently, toluene was removed from this mixed solution by drying under reduced pressure to obtain a resin composition according to Example 1 containing surface-modified zirconium oxide particles and a methylphenyl silicone resin (OE-6520). The contents of zirconium oxide particles and toluene in the composition were 11% by mass and 2% by mass, respectively.
(組成物の透過率の評価)
得られた樹脂組成物の透過率を、分光光度計 V−770(日本分光社製)にて積分球を用いて測定した。測定サンプルは、シリコーン組成物を薄層石英セルに挟んで、厚み(光路長)を1mmとした状態のものを用いた。
その結果、樹脂組成物の波長460nmにおける透過率は84%であり、波長600nmにおける透過率は90%であった。結果を表4に示す。
(Evaluation of composition transmittance)
The transmittance of the obtained resin composition was measured with a spectrophotometer V-770 (manufactured by JASCO Corporation) using an integrating sphere. A measurement sample having a thickness (optical path length) of 1 mm with a silicone composition sandwiched between thin-layer quartz cells was used.
As a result, the transmittance of the resin composition at a wavelength of 460 nm was 84%, and the transmittance at a wavelength of 600 nm was 90%. The results are shown in Table 4.
(硬化体の作製)
透明封止部材の透過率および金属酸化物粒子の粒径を測定するために硬化体を作成した。SUS基板に、長さ20mm、幅15mmおよび深さ5mmの溝を設け、その溝にフッ素コートをした型を作成した。型の溝に対し硬化後の厚みが0.5mmとなるように得られた樹脂組成物を流し込み、150℃で4時間加熱処理して硬化し、そのSUS基板から取り外すことで、実施例1に係る硬化体を得た。
(Production of cured body)
A cured product was prepared in order to measure the transmittance of the transparent sealing member and the particle size of the metal oxide particles. A SUS substrate was provided with a groove having a length of 20 mm, a width of 15 mm, and a depth of 5 mm, and the groove was coated with fluorine. The resin composition obtained so as to have a thickness of 0.5 mm after curing with respect to the groove of the mold was poured, cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, and removed from the SUS substrate. Such a cured product was obtained.
(硬化体の透過率の評価)
得られた硬化体の透過率を、分光光度計 V−770(日本分光社製)にて積分球を用いて測定した。
その結果、硬化体の波長460nmにおける透過率は25%であり、波長600nmにおける透過率は70%であった。結果を表4に示す。
(Evaluation of transmittance of cured product)
The transmittance of the obtained cured product was measured with a spectrophotometer V-770 (manufactured by JASCO Corporation) using an integrating sphere.
As a result, the transmittance of the cured product at a wavelength of 460 nm was 25%, and the transmittance at a wavelength of 600 nm was 70%. The results are shown in Table 4.
(硬化体中における金属酸化物粒子の平均分散粒径)
硬化体中の酸化ジルコニウム粒子の平均分散粒径は、硬化体を厚さ方向に薄片化したものを試料とし、電界放出型透過電子顕微鏡(JEM−2100F、日本電子社製)で測定した。結果を表4に示す。
(Average dispersion particle size of metal oxide particles in the cured product)
The average dispersed particle size of the zirconium oxide particles in the cured product was measured with a field emission type transmission electron microscope (JEM-2100F, manufactured by JEOL Ltd.) using a sample obtained by slicing the cured product in the thickness direction. The results are shown in Table 4.
(LEDパッケージの作製と全光束の評価)
容量計算式デジタル制御ディスペンサー(商品名:MEASURING MASTER MPP−1、武蔵エンジニアリング社製)を用いて、実施例1に係る樹脂組成物で、青色発光ダイオード(LEDチップ)を封止した。組成物を150℃にて2時間熱処理して硬化させることで、3030シリーズ(3.0mm×3.0mm)の実施例1に係るLEDパッケージ(発光装置)を作製した。なお、発光装置の構造は、図1に示すものと同様である。
(Production of LED package and evaluation of total luminous flux)
The blue light emitting diode (LED chip) was sealed with the resin composition according to Example 1 using a capacity-calculating digital control dispenser (trade name: MEASURING MASTER MPP-1, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.). The composition was heat-treated at 150 ° C. for 2 hours to be cured, thereby producing a 3030 series (3.0 mm × 3.0 mm) LED package (light emitting device) according to Example 1. The structure of the light emitting device is the same as that shown in FIG.
このLEDパッケージの全光束を、全光束測定システム HMシリーズ(大塚電子社製、球サイズ3000mm)を用いて測定した。
その結果、実施例1に係るLEDパッケージの全光束は61.2lmであった。
The total luminous flux of this LED package was measured using a total luminous flux measurement system HM series (Otsuka Electronics Co., Ltd., sphere size 3000 mm).
As a result, the total luminous flux of the LED package according to Example 1 was 61.2 lm.
[実施例2、3]
金属酸化物粒子としての酸化ジルコニウム粒子の一次粒径および平均分散粒径を表4に示すものとした以外は、実施例1と同様にして発光装置を製造した。
[Examples 2 and 3]
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the primary particle diameter and the average dispersed particle diameter of zirconium oxide particles as metal oxide particles were as shown in Table 4.
[実施例4]
金属酸化物粒子として表4に示す酸化チタン粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして発光装置を製造した。
[Example 4]
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide particles shown in Table 4 were used as the metal oxide particles.
[比較例1〜4]
金属酸化物粒子としての酸化ジルコニウム粒子の一次粒径および平均分散粒径を表4に示すものとした以外は、実施例1と同様にして発光装置を製造した。
結果を表4に示す。
[Comparative Examples 1-4]
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the primary particle diameter and the average dispersed particle diameter of zirconium oxide particles as metal oxide particles were as shown in Table 4.
The results are shown in Table 4.
実施例1〜4と比較例1〜4との結果より、屈折率が1.7以上および平均分散粒径が40nm以上200nm以下の金属酸化物粒子を透明封止部材の材料として用いることにより、光の取り出し効率に優れる発光装置を得られることが確認された。 From the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, by using metal oxide particles having a refractive index of 1.7 or more and an average dispersed particle size of 40 nm or more and 200 nm or less as a material for the transparent sealing member, It was confirmed that a light emitting device excellent in light extraction efficiency can be obtained.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
1、1A、1B、1C 発光装置
10、10B 基板
11、11B 凹部
13、13B 壁面
15、15B 底面
17、17B 開口部
20、20B、20C 発光素子
30、30A、30B 透明封止部材
31A、31B 第1の層
33A、33B 第2の層
40 ボンディングワイヤ
50、50B、50C リードフレーム
1, 1A, 1B, 1C
Claims (2)
前記金属酸化物粒子の物理量を変化させた場合を仮定して、仮定した前記金属酸化物粒子の物理量の変化の範囲において前記発光装置から放出される光の放射量または測光量を推定する第1の工程と、
推定された前記放射量または前記測光量に基づき、前記金属酸化物粒子の物理量を決定する第2の工程と、
を有する、発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法。 A substrate having a recess, a light emitting element disposed on a bottom surface of the recess, and a transparent sealing member disposed in the recess and sealing the light emitting element, wherein the transparent sealing member and the resin A method of determining a physical quantity of the metal oxide particles in a light-emitting device, comprising metal oxide particles having a refractive index of 1.7 or more dispersed in a resin,
Assuming that the physical quantity of the metal oxide particles is changed, a first estimation of the radiation amount or photometric quantity of the light emitted from the light emitting device within the assumed range of change of the physical quantity of the metal oxide particles is performed. And the process of
A second step of determining a physical quantity of the metal oxide particles based on the estimated radiation amount or the photometric quantity;
A method for determining a physical quantity of metal oxide particles in a light emitting device.
前記第1の工程において、前記金属酸化物粒子の物理量および前記蛍光体粒子の物理量を変化させた場合を仮定して、仮定した前記金属酸化物粒子の物理量および前記蛍光体粒子の物理量の変化の範囲において前記発光装置から放出される光の放射量または測光量を推定する、請求項1に記載の発光装置における金属酸化物粒子の物理量の決定方法。
The transparent sealing member further includes phosphor particles,
In the first step, assuming that the physical quantity of the metal oxide particles and the physical quantity of the phosphor particles are changed, the assumed physical quantity of the metal oxide particles and the change of the physical quantity of the phosphor particles are changed. The method for determining a physical quantity of metal oxide particles in a light-emitting device according to claim 1, wherein a radiation amount or a photometric amount of light emitted from the light-emitting device in a range is estimated.
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