JP5545601B2 - 蛍光体高充填波長変換シート、それを用いた発光半導体装置の製造方法、及び該発光半導体装置 - Google Patents
蛍光体高充填波長変換シート、それを用いた発光半導体装置の製造方法、及び該発光半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5545601B2 JP5545601B2 JP2011243267A JP2011243267A JP5545601B2 JP 5545601 B2 JP5545601 B2 JP 5545601B2 JP 2011243267 A JP2011243267 A JP 2011243267A JP 2011243267 A JP2011243267 A JP 2011243267A JP 5545601 B2 JP5545601 B2 JP 5545601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor
- sio
- wavelength conversion
- group
- resin composition
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on 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; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/20—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/12—Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
- Y10T428/24372—Particulate matter
Description
また蛍光体を低濃度で含有したシリコーン樹脂シートが開示されている。(特許文献3)
また、本発明の別の課題は、当該シートを用いて安定した均一な白色光や昼光色を与える発光装置の製造方法及び発光装置を提供することにある。
樹脂成分100質量部と、球形度0.7〜1.0である粒子の割合が全粒子の60%以上である粒子状蛍光体100〜2000質量部とを含有し、未硬化状態において常温で可塑性固体もしくは半固体の状態である熱硬化性樹脂組成物からなる層を含み、
前記蛍光体の平均粒径が前記熱硬化性樹脂組成物からなる層の厚みの60%以下であり、かつ、前記蛍光体の最大粒径が前記熱硬化性樹脂組成物からなる層の厚みの90%以下である、
蛍光体高充填波長変換シートを提供する。
LED素子の表面に、上記の波長変換シートを配置し、該シートを加熱して硬化させることにより蛍光体含有硬化樹脂層で該LED素子を被覆することを含む、被覆LED素子を有する発光光半導体装置の製造方法を提供する。
上記の製造方法により得られる被覆LED素子を有する発光光半導体装置を提供する。
本発明の波長変換シートは、樹脂成分100質量部と、粒子状蛍光体100〜2000質量部とを含有し、未硬化状態において常温で可塑性の固体もしくは半固体の状態である熱硬化性樹脂組成物からなる層を含む。ここで、「常温」とは通常の状態における周囲温度を意味し、通常15〜30℃の範囲の温度であり、典型的には25℃である。「半固体」とは可塑性を有し、特定の形状に成形されたときに少なくとも1時間、好ましくは8時間以上その形状を保持し得る物質の状態を云う。したがって、例えば、常温で非常に高い粘度を有する流動性物質が本質的には流動性を有するものの、非常に高い粘度のために少なくとも1時間という短時間では付与された形状に変化(即ち、くずれ)を肉眼では認めることができないとき、その物質は半固体の状態にある。
本発明の波長変換シートを構成する層は熱硬化性樹脂組成物からなる。該組成物は樹脂成分と蛍光体を含有する。
本発明に使用する熱硬化性樹脂組成物としては、熱硬化性エポキシ樹脂組成物、熱硬化性シリコーン樹脂、及びシリコーン樹脂とエポキシ樹脂を樹脂成分として含む熱硬化性混成樹脂組成物が例示される。樹脂成分の種類はこれら組成物の種類ごとに異なるが、樹脂成分100質量部当たり粒子状蛍光体は100〜2000質量部の範囲で配合される。
熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、通常、エポキシ樹脂、硬化剤及び硬化促進剤を含む。この種の組成物の場合には、エポキシ樹脂と硬化剤が樹脂成分を構成する。
・・エポキシ樹脂:
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、イソシアヌル酸骨格を持つエポキシ樹脂等が挙げられる。
・・硬化剤:
硬化剤としては酸無水物、各種フェノール樹脂、各種アミン化合物などを使用することが出来る。
・・硬化促進剤:
硬化促進剤としては、例えば4級ホスホニウム塩、有機ホスフィン、三級アミン化合物、イミダゾール類などが挙げられる。
また耐光耐熱性に優れる脂環式エポキシやイソシアヌル酸骨格を持つエポキシ樹脂と酸無水物を含む組成物であって、50〜100℃程度の温度で反応させてBステージ化したものに蛍光体を高充填したものも好適である。
熱硬化性シリコーン樹脂組成物としては、特にアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン及びヒドロシリル化触媒を含有する付加硬化型シリコーン樹脂組成物、アルコキシシリル基及び/またはヒドロキシシリル基含有オルガノポリシロキサンと縮合触媒を含有する縮合硬化型シリコーン樹脂組成物等を使用することができる。付加硬化型シリコーン樹脂組成物の場合には、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンが樹脂成分を構成する。
(A)実質的にR1SiO1.5単位、R2 2SiO単位、及びR3 aR4 bSiO(4-a-b)/2単位からなり(ここで、R1、R2、及びR3は独立にメチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基を示し、R4はビニル基又はアリル基を示し、aは0、1又は2で、bは1又は2で、かつa+bは2又は3である。)、
上記R2 2SiO単位の少なくとも一部が連続して繰り返してなり、その繰り返し数が5〜300個である構造を含む樹脂構造のオルガノポリシロキサン、
(B)実質的にR1SiO1.5単位、R2 2SiO単位、及びR3 cHdSiO(4-c-d)/2単位からなり(ここで、R1、R2及びR3は独立に上記の通りであり、cは0、1又は2で、dは1又は2で、かつc+dは2又は3である。)、
上記R2 2SiO単位の少なくとも一部が連続して繰り返してなり、その繰り返し数が5〜300個である構造を含む樹脂構造のオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(A)成分中のビニル基又はアリル基に対する(B)成分中のケイ素原子に結合した水素原子がモル比で0.1〜4.0となる量、
(C)白金族金属系触媒:硬化有効量
からなる組成物。
上記したシリコーン樹脂やエポキシ樹脂に充填する蛍光体は、全体の60%以上の蛍光体の粒子形状が球形度0.7〜1.0であって、蛍光体の最大粒径がフィルム厚みの90%以下のものである。蛍光体高充填熱硬化性樹脂シートは一種類以上の蛍光体を含み、その含有量が硬化性樹脂100質量部に対し合計100〜2000質量部であるような、未硬化状態において常温で可塑性固体もしくは半固体の状態のものである。
本発明はLED素子の表面に、上記の蛍光体含有熱硬化樹脂層からなる熱硬化性樹脂シートを配置し、該樹脂シートを加熱硬化させて前記LED素子表面を被覆する工程を含む発光装置の製造方法を提供する。
更に、上記の製造方法により得られる少なくとも蛍光体含有樹脂層で被覆したLED素子を有する発光装置を提供する。
−(A)樹脂構造のオルガノポリシロキサン−
本発明組成物の重要な(A)成分である樹脂構造(即ち、三次元網状構造)のオルガノポリシロキサンは、R1SiO1.5単位、R2 2SiO単位、及びR3 aR4 bSiO(4-a-b)/2単位からなり(ここで、R1、R2、及びR3はメチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基を示し、R4はビニル基又はアリル基を示し、aは0、1又は2で、bは1又は2で、かつa+bは2又は3である。)、
上記R2 2SiO単位の少なくとも一部が連続して繰り返してなり、その繰り返し数が5〜300個、好ましくは10〜300個、より好ましくは15〜200個、更に好ましくは20〜100個である構造を部分的に含有する樹脂構造のオルガノポリシロキサンである。
で表される直鎖状ジオルガノポリシロキサン連鎖構造を意味する。
ClMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2Cl、
ClMe2SiO(Me2SiO)m(PhMeSiO)nSiMe2Cl、
ClMe2SiO(Me2SiO)m(Ph2SiO)nSiMe2Cl、
HOMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2OH、
HOMe2SiO(Me2SiO)m(PhMeSiO)nSiMe2OH、
HOMe2SiO(Me2SiO)m(Ph2SiO)nSiMe2OH、
MeOMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2OMe、
MeOMe2SiO(Me2SiO)m(PhMeSiO)nSiMe2OMe、
MeOMe2SiO(Me2SiO)m(Ph2SiO)nSiMe2OMe
(ここで、m=5〜150の整数(平均値)、n=5〜300の整数(平均値))
等を例示することができる。
本発明組成物の重要な(B)成分である樹脂構造(即ち、三次元網状構造)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、実質的にR1SiO1.5単位、R2 2SiO単位、及びR3 cHdSiO(4-c-d)/2単位からなり(ここで、R1、R2、R3は上記の通りであり、cは0,1又は2で、dは1又は2で、かつc+dは2又は3である)、
上記R2 2SiO単位の少なくとも一部が連続して繰り返してなり、その繰り返し数が5〜300個、好ましくは10〜300個、より好ましくは15〜200個、更に好ましくは20〜100個である直鎖状のシロキサン構造を部分的に含有する樹脂構造のオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
ClMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2Cl、
ClMe2SiO(Me2SiO)m(PhMeSiO)nSiMe2Cl、
ClMe2SiO(Me2SiO)m(Ph2SiO)nSiMe2Cl、
HOMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2OH、
HOMe2SiO(Me2SiO)m(PhMeSiO)nSiMe2OH、
HOMe2SiO(Me2SiO)m(Ph2SiO)nSiMe2OH、
MeOMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2OMe、
MeOMe2SiO(Me2SiO)m(PhMeSiO)nSiMe2OMe、
MeOMe2SiO(Me2SiO)m(Ph2SiO)nSiMe2OMe
(ここで、m=5〜150の整数(平均値)、n=5〜300の整数(平均値))
等を例示することができる。
この触媒成分は、本発明の組成物の付加硬化反応を促進させるために配合されるものであり、白金系、パラジウム系、ロジウム系のものがある。コスト等の見地から白金、白金黒、塩化白金酸などの白金系のもの、例えば、H2PtCl6・mH2O,K2PtCl6,KHPtCl6・mH2O,K2PtCl4,K2PtCl4・mH2O,PtO2・mH2O,(mは、正の整数)等や、これらと、オレフィン等の炭化水素、アルコール又はビニル基含有オルガノポリシロキサンとの錯体等を例示することができる。これらの触媒は一種単独でも、2種以上の組み合わせでも使用することができる。
本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物には、上述した成分以外にも、必要に応じて、それ自体公知の各種の添加剤を配合することができる。
また、本発明の組成物には、接着性を付与するため、接着助剤を必要に応じて添加できる。接着助剤としては、シリコーン系なら例えば、一分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)、ケイ素原子に結合したアルケニル基(例えばSi−CH=CH2基)、アルコキシシリル基(例えばトリメトキシシリル基)、エポキシ基(例えばグリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基)から選ばれる官能性基を少なくとも2種、好ましくは2種又は3種含有する直鎖状又は環状のケイ素原子数4〜50個、好ましくは4〜20個程度のオルガノシロキサンオリゴマー、下記一般式(2)で示されるオルガノオキシシリル変性イソシアヌレート化合物及び/又はその加水分解縮合物(オルガノシロキサン変性イソシアヌレート化合物)などが挙げられる。
で表される有機基、又は脂肪族不飽和結合を含有する一価炭化水素基であるが、R19の少なくとも1個は式(3)の有機基である。〕
本発明に用いられる熱硬化性シリコーン樹脂組成物が付加硬化型シリコーン樹脂組成物である場合には、必要に応じて適宜硬化抑制剤を配合することができる。硬化抑制剤としては、例えば、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンのようなビニル基高含有オルガノポリシロキサン、トリアリルイソシアヌレート、アルキルマレエート、アセチレンアルコール類及びそのシラン変性物及びシロキサン変性物、ハイドロパーオキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール及びこれらの混合物からなる群から選ばれる化合物等が挙げられる。硬化抑制剤は樹脂成分100質量部当り通常0.001〜1.0質量部、好ましくは0.005〜0.5質量部添加される。
等が挙げられる。
熱硬化性エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物とは、樹脂成分として、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂とが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含む組成物である(例えば、特開2011−74359号公報)。これらの樹脂組成物は、硬化により相互貫入ポリマーネットワーク(IPN)を形成する。このIPNは化学結合によって相互に連結したこれら2つの樹脂材料に由来しており、それゆえにIPN構造の形成なしに作られた単なる2つの配合物と比較して優れた性質(耐磨耗性、靭性など)を提供するものである。
エポキシ・シリコーン混成樹脂は、特に耐光耐熱に優れる脂環式エポキシ、イソシアヌル酸骨格を持つエポキシ樹脂を酸無水物などの硬化剤を用い、50〜100℃程度の温度で反応させBステージ化した後、蛍光体を混合してシート化したものが好適である。
蛍光体は、公知の蛍光体であればいずれのものであってもよい。例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光ダイオードからの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体蛍光体、Ca−Al−Si−O−N系オキシ窒化物ガラス蛍光体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
また、「平均粒径」とは、レーザー光回折法による粒度分布測定装置における累積重量平均値D50(又はメジアン値)として求めた値である。
・・無機充填剤:
例えば、ヒュームドシリカ、ヒュームド二酸化チタン、ヒュームドアルミナ等の補強性無機充填剤、溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化亜鉛等の非補強性無機充填剤等を挙げることができる。これらの無機充填剤は、合計で、(A)及び(B)成分の合計量100質量部当り600質量部以下(0〜600質量部)の範囲で適宜配合することができる。
本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物、ひいては該組成物からなり、波長変換シートを構成する組成物層は未硬化状態において常温で可塑性固体もしくは半固体の状態である。よって本発明の波長変換シートは加熱することで容易に軟化する。そのために金線などに損傷を与えることなく狭い空間にも入り込むことができ、その後の硬化により十分な被覆、封止を達成する。
本発明の蛍光体高充填波長変換シートは、まず、前述した樹脂成分、蛍光体、及びその他の所要の成分を均一に混合することによって熱硬化性樹脂組成物を調製する。その場合に、組成物がエポキシ樹脂組成物であるか、シリコーン樹脂組成物であるか、混成樹脂であるかにより公知の必要かつ適切な措置がとられる。例えば、付加硬化型シリコーン樹脂組成物の場合には、蛍光体以外の成分を含む組成物を調製又は用意し、この組成物と蛍光体を溶剤に溶解しボールミル等の混合機を用い均一に混合してもよい。なお、公知のように、硬化が進行しないように諸成分を2液に分けて保存し、使用時に2液を混合して次工程に供されてもよいし、前述したアセチレンアルコール等の硬化抑制剤を少量添加して1液として用いることもできる。
本発明の波長変換シートを用いてLED素子を封止し、発光半導体装置を製造する方法を、熱硬化性樹脂組成物がシリコーン樹脂組成物である場合を例に説明するが、他の熱硬化性樹脂組成物の場合も同様である。
本発明による発光半導体装置は、従来の蛍光体を含有する注型用シリコーン樹脂を流し込んで、蛍光体を沈降させ硬化させる方式に比べ色ずれもなく、均一な白色光を効率よく生産できる。
Aステージ(未反応状態)では加熱時の粘度が低くなりすぎる場合、あらかじめ50℃〜100℃の温度雰囲気下で希望する粘度になるまで放置し、反応を進めることができる。これは本発明の範囲内で自由に選択できる内容である。
−ビニル基含有オルガノポリシロキサン樹脂(A1)−
PhSiCl3で示されるオルガノシラン:27mol、ClMe2SiO(Me2SiO)33SiMe2Cl:1mol、MeViSiCl2:3molをトルエン溶媒に溶解後、水中に滴下し、共加水分解し、更に水洗、アルカリ洗浄にて中和、脱水後、溶剤をストリップし、ビニル基含有樹脂(A1)を合成した。この樹脂は、構成するシロキサン単位及び[-SiMe2O-(Me2SiO)13-SiMe2O2/2]で表される構造の構成比が式:[PhSiO3/2]0.27[-SiMe2O-(Me2SiO)33-SiMe2O2/2] 0.01[MeViSiO2/2] 0.03で示される。この樹脂の重量平均分子量は62,000、融点は60℃であった。
−ヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサン樹脂(B1)−
PhSiCl3で示されるオルガノシラン:27mol、ClMe2SiO(Me2SiO)33SiMe2Cl:1mol、MeHSiCl2:3molをトルエン溶媒に溶解後、水中に滴下し、共加水分解し、更に水洗、アルカリ洗浄にて中和、脱水後、溶剤をストリップし、ヒドロシリル基含有樹脂(B1)を合成した。この樹脂は、構成するシロキサン単位及び[-SiMe2O-(Me2SiO)33-SiMe2O2/2]で表される構造の構成比が式:[PhSiO3/2]0.27[-SiMe2O-(Me2SiO)33-SiMe2O2/2] 0.01[MeViSiO2/2] 0.03で示される。この樹脂の重量平均分子量は58,000、融点は58℃であった。
各実施例、各比較例において、合成例1のビニル基含有樹脂(A1)、合成例2のヒドロシリル基含有樹脂(B1)、反応抑制剤としてアセチレンアルコール系のエチニルシクロヘキサノール、塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液、蛍光体、および溶剤としてシクロヘキサノンを表1に示した量で配合した。こうして得られた混合物を60℃に加温したプラネタリーミキサーでよく攪拌し、シリコーン樹脂組成物を調製し、常温まで冷却した。いずれの実施例及び比較例の組成物も可塑性の固体状態であった。
各実施例において、エポキシ樹脂(TEPIC−S)、酸無水物(リカシッドMH)、エポキシ基含有シリコーン樹脂、酸化防止剤(亜燐酸トリフェニル)、及び触媒(2E4MZ)を表3に示される量を計量し、プラネタリーミキサーに入れ、80℃で10時間混合反応させた。得られた反応生成物をメチルエチルケトンに溶解し、表3に示される所量の蛍光体を添加し、混合することで蛍光体含有エポキシ樹脂組成物を得た。いずれの実施例の組成物も可塑性の固体状態であった。使用した材料の詳細は次の通りである。
・酸無水物:メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(商品名:リカシッドMH、新日本理化(株)製)
・酸化防止剤:亜燐酸トリフェニル(和光純薬(株)製)
・触媒:2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ:四国化成(株)製)
シートの厚さの均一性、シート内部組織の均一性、表面の滑らかさ等の外観を調べ、いずれについても良好なものを「良好」と評価し、いずれかにおいて欠陥が認められたものはその欠陥を示した。欠陥の有無については、顕微鏡の透過光によって目視観察することで確認した。
・加熱硬化後のシート特性
JIS K 6251に従って、引張強さ、曲げ強さ、及び弾性率を測定した。
(セラミックス基板上のLED素子の封止)
セラミックス基板上にGaN系LED素子をフリップチップ方式で搭載し、シリカを60質量%含有するシリコーンアンダーフィル材で該素子をセラミックス基板に結合した。その後、実施例1、3、5及び比較例1の各々で得られた波長変換シートを剥離フィルム(即ち、ベースフィルム及びカバーフィルム)ごとチップサイズに切断して小片化した。得られたシート片の片面の剥離フィルムを剥がして露出させたシリコーン樹脂面をLEDチップに貼り付けた後、他方の剥離フィルムを除去した。次に、150℃で5分間加熱した。LED素子上でシリコーン樹脂シートが僅かに軟化後硬化し、素子全体を覆う蛍光体含有樹脂層を形成した。更にこれを150℃で60分間加熱して2次硬化させた。こうして蛍光体含有シリコーン樹脂層で被覆されたフリップチップ構造の発光半導体(LED)装置を作製した。LED各3個を発光させて大塚電子製LED光学特性モニタ(商品名:LE−3400)により色度を測定した。
(リフレクター内に搭載したLED素子の封止)
実施例1で得られた波長変換シートを用いて、リフレクターに搭載したGaN系LED素子の封止を行うため、剥離フィルムごとチップサイズに切断して小片化した。LED素子はリフレクター内にシリコーン樹脂ダイボンド材で接着、搭載し、LED素子と外部電極とは金線で接合した。
(リフレクター内に搭載したLED素子の封止)
GaN系LED素子をリフレクター内にシリコーン樹脂ダイボンド材で接着、搭載し、該LED素子と外部電極とは金線で接合した。
・発光半導体装置内の蛍光体の分散性
蛍光体の発光半導体装置内での分散性を確認するため、実施例10と比較例4で作製したリフレクター内に搭載したLED素子を被覆樹脂層とともにそれぞれ10個切断し、断面から、素子上に形成された樹脂層における蛍光体分散層の厚みを顕微鏡で測定した。
実施例1、3、5、6、10と比較例1、4で作製した発光半導体装置各3個を発光させてLE−3400により色度のバラつき及び輝度を測定した。結果を表5に示した。
Claims (5)
- 樹脂成分100質量部と、球形度0.7〜1.0である粒子の割合が全粒子の60%以上である粒子状蛍光体200〜2000質量部とを含有し、未硬化状態において常温で可塑性固体もしくは半固体の状態である熱硬化性樹脂組成物からなる層を含み、
前記蛍光体の平均粒径が前記熱硬化性樹脂組成物からなる層の厚みの60%以下であり、かつ、前記蛍光体の最大粒径が前記熱硬化性樹脂組成物からなる層の厚みの90%以下である、
蛍光体高充填波長変換シート。 - 前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性シリコーン樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂組成物又は熱硬化性シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物である請求項1に係る蛍光体高充填波長変換シート。
- 熱硬化性樹脂組成物からなる層の厚みが10〜100μmである請求項1又は2に係る蛍光体高充填波長変換シート。
- LED素子の表面に、請求項1〜3のいずれか1項に記載の波長変換シートを配置し、該シートを加熱して硬化させることにより蛍光体含有硬化樹脂層で該LED素子を被覆することを含む、被覆LED素子を有する発光光半導体装置の製造方法。
- 請求項4に記載の方法により得られる被覆LED素子を有する発光光半導体装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011243267A JP5545601B2 (ja) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 蛍光体高充填波長変換シート、それを用いた発光半導体装置の製造方法、及び該発光半導体装置 |
EP12190487.4A EP2589642B1 (en) | 2011-11-07 | 2012-10-30 | Wavelength conversion sheet filled with large amount of phosphor, method of producing light emitting semiconductor device using the sheet, and light emitting semiconductor device |
MYPI2012700855A MY165270A (en) | 2011-11-07 | 2012-10-31 | Wavelength conversion sheet filled with large amount of phosphor, method of producing light emitting semiconductor device using the sheet, and light emitting semiconductor device |
TW101140532A TWI534241B (zh) | 2011-11-07 | 2012-11-01 | A fluorescent light-filled high-wavelength conversion sheet, a method of manufacturing the same, and a light-emitting semiconductor device |
KR1020120124677A KR101905192B1 (ko) | 2011-11-07 | 2012-11-06 | 형광체 고충전 파장 변환 시트, 그것을 이용한 발광 반도체 장치의 제조 방법 및 상기 발광 반도체 장치 |
CN201210440428.9A CN103094460B (zh) | 2011-11-07 | 2012-11-07 | 荧光体高填充波长变换片、使用该波长变换片的发光半导体装置的制造方法及该发光半导体装置 |
US13/671,080 US9147818B2 (en) | 2011-11-07 | 2012-11-07 | Wavelength conversion sheet filled with large amount of phosphor, method of producing light emitting semiconductor device using the sheet, and light emitting semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011243267A JP5545601B2 (ja) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 蛍光体高充填波長変換シート、それを用いた発光半導体装置の製造方法、及び該発光半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013095914A JP2013095914A (ja) | 2013-05-20 |
JP5545601B2 true JP5545601B2 (ja) | 2014-07-09 |
Family
ID=47177773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011243267A Active JP5545601B2 (ja) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 蛍光体高充填波長変換シート、それを用いた発光半導体装置の製造方法、及び該発光半導体装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9147818B2 (ja) |
EP (1) | EP2589642B1 (ja) |
JP (1) | JP5545601B2 (ja) |
KR (1) | KR101905192B1 (ja) |
CN (1) | CN103094460B (ja) |
MY (1) | MY165270A (ja) |
TW (1) | TWI534241B (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093403A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱硬化性シリコーン樹脂シート及びその製造方法、該熱硬化性シリコーン樹脂シートを使用する発光装置及びその製造方法 |
JP6070498B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2017-02-01 | 信越化学工業株式会社 | 蛍光体含有層と白色顔料含有層を有する熱硬化性シリコーン樹脂シート、それを使用する発光装置の製造方法及び封止発光半導体装置 |
JP6355210B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2018-07-11 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 半導体装置および半導体素子封止用硬化性シリコーン組成物 |
CN103943761A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-23 | 佛山佛塑科技集团股份有限公司 | 一种远程荧光粉配光薄膜及其制备方法 |
US11391728B2 (en) | 2015-01-21 | 2022-07-19 | Konica Minolta, Inc. | Phosphor-integrated nanoparticles used in fluorescence observation |
JP6506037B2 (ja) * | 2015-02-02 | 2019-04-24 | 富士フイルム株式会社 | 蛍光体分散組成物及びそれを用いて得られた蛍光成形体、波長変換膜、波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置 |
WO2016199406A1 (ja) | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 株式会社 東芝 | 蛍光体およびその製造方法、ならびにledランプ |
JP6439616B2 (ja) * | 2015-07-14 | 2018-12-19 | 信越化学工業株式会社 | 光半導体素子封止用熱硬化性エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた光半導体装置 |
CN109563312B (zh) * | 2016-08-12 | 2021-02-26 | 瓦克化学股份公司 | 可固化有机聚硅氧烷组合物、密封剂和半导体器件 |
WO2018043616A1 (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 富士フイルム株式会社 | 蛍光体含有フィルムおよびバックライトユニット |
KR20190041020A (ko) * | 2016-09-07 | 2019-04-19 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 파장 변환 시트, 적층체 및 발광 장치, 및, 파장 변환 시트의 제조 방법 |
JP6769307B2 (ja) | 2017-01-05 | 2020-10-14 | 凸版印刷株式会社 | 光学積層体及び波長変換シート |
US11545597B2 (en) | 2018-09-28 | 2023-01-03 | Lumileds Llc | Fabrication for precise line-bond control and gas diffusion between LED components |
TWI808178B (zh) | 2019-05-21 | 2023-07-11 | 隆達電子股份有限公司 | 波長轉換物質及發光裝置 |
US11422460B2 (en) | 2019-12-12 | 2022-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment control in nanoimprint lithography using feedback and feedforward control |
JP2020109527A (ja) * | 2020-03-19 | 2020-07-16 | 三菱ケミカル株式会社 | 蛍光体含有シリコーンシート、発光装置及び発光装置の製造方法 |
WO2021193183A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | デンカ株式会社 | 蛍光体粒子、複合体、発光装置および自発光型ディスプレイ |
US20230165126A1 (en) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Curable self-adhesive wavelength converting film and light emitting device comprising the same |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0745655B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1995-05-17 | 化成オプトニクス株式会社 | 蛍光体の製造方法 |
JP3445473B2 (ja) * | 1997-07-25 | 2003-09-08 | 株式会社東芝 | 蛍光体及び蛍光膜 |
DE10131698A1 (de) * | 2001-06-29 | 2003-01-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Oberflächenmontierbares strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
EP1501909B1 (de) * | 2002-05-06 | 2008-02-27 | Osram Opto Semiconductors GmbH | Wellenlängenkonvertierende reaktionsharzmasse und leuchtdiodenbauelement |
TWI226357B (en) * | 2002-05-06 | 2005-01-11 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Wavelength-converting reaction-resin, its production method, light-radiating optical component and light-radiating semiconductor-body |
TW200531315A (en) * | 2004-01-26 | 2005-09-16 | Kyocera Corp | Wavelength converter, light-emitting device, method of producing wavelength converter and method of producing light-emitting device |
US7737635B2 (en) * | 2004-05-28 | 2010-06-15 | Harvatek Corporation | High efficiency white light emitting diode and method for manufacturing the same |
JP4932144B2 (ja) | 2004-07-12 | 2012-05-16 | 株式会社朝日ラバー | Ledランプ |
JP5422121B2 (ja) | 2005-08-04 | 2014-02-19 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法並びに成形体及び封止部材 |
DE102006027133A1 (de) * | 2006-06-12 | 2007-12-13 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Granat-Leuchtstoffen in einem Pulsationsreaktor |
TWI428396B (zh) * | 2006-06-14 | 2014-03-01 | Shinetsu Chemical Co | 填充磷光體之可固化聚矽氧樹脂組成物及其固化產物 |
JP4927019B2 (ja) | 2007-04-10 | 2012-05-09 | 信越化学工業株式会社 | 蛍光体含有接着性シリコーン組成物、該組成物からなる組成物シート、及び該シートを使用する発光装置の製造方法 |
US9287469B2 (en) * | 2008-05-02 | 2016-03-15 | Cree, Inc. | Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode |
US8456082B2 (en) * | 2008-12-01 | 2013-06-04 | Ifire Ip Corporation | Surface-emission light source with uniform illumination |
JP2010202801A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Nitto Denko Corp | 熱硬化性シリコーン樹脂用組成物 |
JP5488326B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2014-05-14 | 信越化学工業株式会社 | 光半導体装置用白色熱硬化性シリコーンエポキシ混成樹脂組成物及びその製造方法並びにプレモールドパッケージ及びled装置 |
JP5397944B2 (ja) * | 2009-11-11 | 2014-01-22 | 日東電工株式会社 | 蛍光体含有複合シート |
JP5549568B2 (ja) * | 2009-12-15 | 2014-07-16 | 信越化学工業株式会社 | 光半導体素子封止用樹脂組成物及び当該組成物で封止した光半導体装置 |
JP7045655B2 (ja) * | 2020-03-13 | 2022-04-01 | 大日本印刷株式会社 | 表示装置及び光学フィルムの製造方法 |
-
2011
- 2011-11-07 JP JP2011243267A patent/JP5545601B2/ja active Active
-
2012
- 2012-10-30 EP EP12190487.4A patent/EP2589642B1/en active Active
- 2012-10-31 MY MYPI2012700855A patent/MY165270A/en unknown
- 2012-11-01 TW TW101140532A patent/TWI534241B/zh active
- 2012-11-06 KR KR1020120124677A patent/KR101905192B1/ko active IP Right Grant
- 2012-11-07 CN CN201210440428.9A patent/CN103094460B/zh active Active
- 2012-11-07 US US13/671,080 patent/US9147818B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130050250A (ko) | 2013-05-15 |
TW201335331A (zh) | 2013-09-01 |
EP2589642A1 (en) | 2013-05-08 |
JP2013095914A (ja) | 2013-05-20 |
CN103094460A (zh) | 2013-05-08 |
US9147818B2 (en) | 2015-09-29 |
KR101905192B1 (ko) | 2018-10-05 |
TWI534241B (zh) | 2016-05-21 |
MY165270A (en) | 2018-03-20 |
US20130113008A1 (en) | 2013-05-09 |
EP2589642B1 (en) | 2015-03-11 |
CN103094460B (zh) | 2016-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5545601B2 (ja) | 蛍光体高充填波長変換シート、それを用いた発光半導体装置の製造方法、及び該発光半導体装置 | |
JP6070498B2 (ja) | 蛍光体含有層と白色顔料含有層を有する熱硬化性シリコーン樹脂シート、それを使用する発光装置の製造方法及び封止発光半導体装置 | |
JP4927019B2 (ja) | 蛍光体含有接着性シリコーン組成物、該組成物からなる組成物シート、及び該シートを使用する発光装置の製造方法 | |
JP5526823B2 (ja) | シリコーン樹脂で封止された光半導体装置 | |
JP4325645B2 (ja) | トランスファーモールド用タブレット、その製造方法、発光装置及びその製造方法 | |
US8841689B2 (en) | Heat-curable silicone resin sheet having phosphor-containing layer and phosphor-free layer, method of producing light emitting device utilizing same and light emitting semiconductor device obtained by the method | |
US9117978B2 (en) | Thermosetting silicone resin sheet and method for producing the same, and light-emitting apparatus using the thermosetting silicone resin sheet and method for producing the same | |
KR101948327B1 (ko) | Led의 리플렉터용 열경화성 수지 조성물, 및 이를 이용한 led용 리플렉터 및 광반도체 장치 | |
JP5652410B2 (ja) | 蛍光体含有層と白色顔料含有層を有する熱硬化性シリコーン樹脂シート、それを使用する発光装置の製造方法及び封止発光半導体装置 | |
KR20130084997A (ko) | Uv 경화형 접착성 실리콘 조성물, uv 경화형 접착성 실리콘 조성물 시트, 광반도체 장치 및 그의 제조 방법 | |
JP2013159003A (ja) | 蛍光体含有層と蛍光体非含有層を有する熱硬化性シリコーン樹脂シート、それを使用する発光装置の製造方法及び封止発光半導体装置 | |
JP6115593B2 (ja) | 蛍光体含有層と蛍光体非含有層を有する熱硬化性シリコーン樹脂シート、それを使用する発光装置の製造方法及び封止発光半導体装置 | |
JP2017011301A (ja) | Led装置の製造方法 | |
JP6616747B2 (ja) | 蛍光体含有波長変換フィルムの製造方法、及び該方法で製造された蛍光体含有波長変換フィルムを用いた光半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131029 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140403 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5545601 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140504 |