KR101330593B1 - 형광체 함유 시트, 그것을 사용한 ｌｅｄ 발광 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

형광체 함유 시트, 그것을 사용한 ｌｅｄ 발광 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

25℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상이며, 100℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 미만인 형광체 함유 시트로서, 형광체 함유 시트의 수지 주성분이 특정한 조성을 포함하는 가교성 실리콘 조성물을 히드로실릴화 반응해서 이루어지는 가교물인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 시트를 사용함으로써 LED칩에 파장 변환층으로서 부착하는 형광체 시트로서, 형상 가공성이 양호하고 높은 접착력을 갖는 형광체 시트를 제공한다.

Description

형광체 함유 시트, 그것을 사용한 ＬＥＤ 발광 장치 및 그 제조 방법{PHOSPHOR-CONTAINING SHEET, LED LIGHT EMITTING DEVICE USING SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING LED LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 LED칩의 발광 파장을 변환하기 위한 시트 형상의 형광 재료에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 그 발광 효율의 놀라운 향상을 배경으로 하여 낮은 소비전력, 고수명, 의장성 등을 장점으로 해서 액정 디스플레이(LCD)의 백라이트용이나, 차의 헤드라이트 등의 차량 탑재 분야뿐만 아니라 일반 조명용으로도 급격하게 시장을 확대하고 있다.
LED의 발광 스펙트럼은 LED칩을 형성하는 반도체 재료에 의존하기 때문에 그 발광색은 한정되어 있다. 그 때문에 LED를 이용하여 LCD 백라이트나 일반 조명용의 백색광을 얻기 위해서는 LED칩 상에 각각의 칩에 적합한 형광체를 배치하여 발광 파장을 변환할 필요가 있다. 구체적으로는, 청색 발광하는 LED칩 상에 황색 형광체를 설치하는 방법, 청색 발광하는 LED칩 상에 적색 및 녹색의 형광체를 설치하는 방법, 자외선을 발하는 LED칩 상에 적색, 녹색, 청색의 형광체를 설치하는 방법 등이 제안되고 있다. 이들 중에서 LED칩의 발광 효율이나 비용의 면으로부터 청색 LED 상에 황색 형광체를 설치하는 방법, 및 청색 LED 상에 적색 및 녹색의 형광체를 설치하는 방법이 현재 가장 널리 채용되고 있다.
LED칩 상에 형광체를 설치하는 구체적인 방법의 하나로서, LED칩 상에 형광체를 함유한 시트(이하 형광체 시트)를 부착하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1∼특허문헌 3). 이 방법은 종래 실용화되어 있는 형광체를 분산시킨 액상 수지를 LED칩 상에 디스펜스하여 경화하는 방법과 비교해서 일정량의 형광체를 LED칩 상에 배치하는 것이 용이하고, 결과로서 얻어지는 백색 LED의 색이나 휘도를 균일하게 할 수 있는 점에서 뛰어나다.
일본 특허 공개 2009-235368호 공보 일본 특허 공개 2010-123802호 공보 일본 특허 2011-102004호 공보
형광체 시트를 LED칩에 부착하는 방법은 상술한 바와 같이 액상 형광체 수지를 사용하는 것보다 색이나 휘도의 안정화를 위해서는 뛰어난 방법이지만, 가공의 어려움이라고 하는 문제를 포함하고 있다. 형광체 시트를 LED칩의 크기로 개편화(個片化)하기 위한 절단 가공이 번잡해질 우려가 있고, 또한 LED칩 상의 전극부 등에 상당하는 부분에는 미리 구멍 형성 가공 등을 실시할 필요가 있다. 그 때문에, 가공성이 뛰어난 형광체 시트 재료를 개발하는 것이 중요해진다.
한편, 형광체 시트에는 LED칩 상에 부착하기 위해서 점착성 내지 접착성을 부여하는 것이 필수적이다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는 미경화의 실리콘 수지에 형광체를 분산시킨 시트 재료를 성형하고, 부착 후에 열경화시켜서 강고한 접착을 얻는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 여기에서 개시된 방법에서는 형광체 시트에 포함되는 수지 주성분을 경화 후의 실리콘 수지로 하면 접착성을 얻는 것이 어렵기 때문에 부착 전의 형광체 시트는 미경화 상태이고, 반고체 형상 또는 부드러운 고체 형상이며, 절단이나 구멍 형성 가공을 고정밀도로 행하는 것은 매우 어렵다.
또한, 특허문헌 2에서는 접착성을 확보하기 위해서 형광체를 포함하는 층과 형광체를 포함하지 않는 접착층의 2층 구조로 하고 있고, 경화 전과 경화 후의 각각에 있어서의 고온(150℃) 탄성률을 규정하고 있다. 2층 구조로 함으로써 고농도로 형광체를 포함하는 층과 형광체를 포함하지 않는 접착층을 기능 분리하고 있고, 각각의 고온시의 탄성률을 규정하고 있으므로 부착성에는 뛰어나지만, 상온에서의 물성을 특정하고 있지 않아 부착 전의 구멍 형성이나 절단과 같은 기계적인 가공성은 고려되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 3에서는 무기의 형광체 플레이트와 접착층을 적층한 복합 시트가 개시되어 있고, 무기의 형광체 플레이트는 다이싱에 의해 절단할 수 있는 것이 개시되어 있지만, 접착층은 실리콘계 엘라스토머이며 실온에서의 기계 가공성은 불분명하다.
이와 같이 부착 전의 가공성이 뛰어나고, 또한 부착시의 접착성에도 뛰어난 형광체 시트는 얻어지지 않았다. 본 발명은 이러한 특성을 양립하는 형광체 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 25℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상이고, 100℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 미만인 형광체 함유 시트로서, 형광체 함유 시트의 수지가 적어도 하기의 (A)∼(D)의 조성을 포함하는 가교성 실리콘 조성물을 히드로실릴화 반응해서 이루어지는 가교물인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 시트이다.
(A)평균 단위식:
(R1 2SiO2 /2)a(R1SiO3 /2)b(R2O1 /2)c
(식 중, R1은 페닐기, 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기, 또는 탄소원자수 2∼6의 알케닐기이며, 단, R1의 65∼75몰%는 페닐이며, R1의 10∼20몰%는 알케닐기이며, R2는 수소원자 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기이며, a, b, 및 c는 0.5≤a≤0.6, 0.4≤b≤0.5, 0≤c≤0.1이고 a+b=1을 충족시키는 수이다)으로 나타내어지는 오가노폴리실록산,
(B)일반식:
R3 3SiO(R3 2SiO)mSiR3 3
(식 중, R3은 페닐기, 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기, 또는 탄소원자수 2∼6의 알케닐기이며, 단, R3의 40∼70몰%는 페닐이며, R3의 적어도 1개는 알케닐기이며, m은 5∼50의 정수이다)으로 나타내어지는 오가노폴리실록산{(A)성분 100중량부에 대하여 5∼15중량부}
(C)일반식:
(HR4 2SiO)2SiR4 2
(식 중, R4는 페닐기, 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기이며, 단, R4의 30∼70몰%는 페닐이다)으로 나타내어지는 오가노트리실록산{(A)성분 중과 (B)성분 중의 알케닐기의 합계에 대한 본 성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 몰비가 0.5∼2가 되는 양}, 및
(D)히드로실릴화 반응용 촉매{(A)성분과 (B)성분 중의 알케닐기와 (C)성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 히드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양}.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 형광체 함유 수지층은 실온 부근에서는 높은 저장 탄성률을 가지기 때문에 절단, 구멍 형성 등의 기계적 가공성이 뛰어나다. 또한, 고온에서는 낮은 저장 탄성률을 가지기 때문에 LED 소자로의 부착을 고온에서 행함으로써 뛰어난 접착성을 가진다.
도 1은 본 발명의 수지 적층 시트에 의한 LED 발광 장치 제조 공정의 제 1 예이다.
도 2는 본 발명의 수지 적층 시트에 의한 LED 발광 장치 제조 공정의 제 2 예이다.
도 3은 본 발명의 수지 적층 시트에 의한 LED 발광 장치 제조 공정의 제 3 예이다.
본 발명의 형광체 함유 시트(이하, 단순히 「형광체 시트」라고 하는 경우도 있음)는 주로 투명성의 면으로부터 실리콘 수지나 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 또한, 내열성의 면으로부터 실리콘 수지가 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 사용되는 실리콘 수지로서는 경화형 실리콘 고무가 바람직하다. 1액형, 2액형(3액형) 중 어느 액 구성을 사용해도 좋다. 경화형 실리콘 고무에는 공기 중의 수분 또는 촉매에 의해 축합 반응을 일으키는 타입으로서 탈 알콜형, 탈 옥심형, 탈 아세트산형, 탈 히드록실아민형 등이 있지만, 촉매에 의해 히드로실릴화 반응을 일으키는 타입의 부가반응형이 바람직하다. 특히, 부가반응형의 실리콘 고무는 경화 반응에 따른 부생성물이 없고, 경화 수축이 작은 점, 가열에 의해 경화를 빠르게 하는 것이 용이한 점에서 보다 바람직하다.
부가반응형의 실리콘 고무는, 일례로서 규소원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 화합물과, 규소원자에 결합한 수소원자를 갖는 화합물의 히드로실릴화 반응에 의해 형성된다. 본 발명에 있어서는 하기의 (A)∼(D)의 조성을 포함하는 가교성 실리콘 조성물(이하, 「본 조성물」이라고 함)을 히드로실릴화 반응해서 이루어지는 가교물인 실리콘 수지를 사용함으로써 후술의 특성이 얻어진다.
(A)평균 단위식:
(R1 2SiO2 /2)a(R1SiO3 /2)b(R2O1 /2)c
(식 중, R1은 페닐기, 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기, 또는 탄소원자수 2∼6의 알케닐기이며, 단 R1의 65∼75몰%는 페닐이며, R1의 10∼20몰%는 알케닐기이며, R2는 수소원자 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기이며, a, b, 및 c는 0.5≤a≤0.6, 0.4≤b≤0.5, 0≤c≤0.1이고 a+b=1을 충족시키는 수이다)로 나타내어지는 오가노 폴리실록산,
(B)일반식:
R3 3SiO(R3 2SiO)mSiR3 3
(식 중, R3은 페닐기, 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기, 또는 탄소원자수 2∼6의 알케닐기이며, 단 R3의 40∼70몰%는 페닐이며, R3의 적어도 1개는 알케닐기이며, m은 5∼50의 정수이다)으로 나타내어지는 오가노폴리실록산{(A)성분 100중량부에 대하여 5∼15중량부}
(C)일반식:
(HR4 2SiO)2SiR4 2
(식 중, R4는 페닐기, 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기이며, 단 R4의 30∼70몰%는 페닐이다)로 나타내어지는 오가노트리실록산{(A)성분 중과 (B)성분 중의 알케닐기의 합계에 대한 본 성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 몰비가 0.5∼2가 되는 양}, 및
(D)히드로실릴화 반응용 촉매{(A)성분과 (B)성분 중의 알케닐기와 (C)성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 히드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양}.
본 발명을 실시하는 것에 있어서 유용한 실리콘 수지는 상기 조성인 것이다. (A)성분의 일반식에 있어서, a, b, 및 c의 값은 얻어지는 가교물의 실온에서의 충분한 경도가 얻어지고, 또한 고온에서의 연화가 본 발명을 실시하기에 충분한 범위로 정해져 있다. (B)성분의 일반식에 있어서, 페닐기의 함유량이 상기 범위의 하한 미만이면 얻어지는 가교물의 고온에서의 연화가 불충분해지고, 한편 상기 범위의 상한을 초과하면 얻어지는 가교물의 투명성을 잃게 되고, 그 기계적 강도도 저하된다. 또한, 식 중 R3의 적어도 1개는 알케닐기이다. 이것은 알케닐기를 갖지 않으면 본 성분이 가교 반응에 도입되지 않고, 얻어지는 가교물로부터 본 성분이 블리드 아웃될 우려가 있기 때문이다. 또한, 식 중 m은 5∼50의 범위 내의 정수이며, 이것은 얻어지는 가교물의 기계적 강도를 유지하면서 취급 작업성을 유지하는 범위이다.
본 조성물에 있어서, (B)성분의 함유량은 (A)성분 100중량부에 대하여 5∼15중량부의 범위 내이다. 이것은 얻어지는 가교물의 고온에서의 충분한 연화를 얻기 위한 범위이다.
(C)성분의 일반식에 있어서, 식 중, R4는 페닐기, 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기이다. R4의 알킬기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헵틸기가 예시된다. R4의 시클로알킬기로서는 시클로펜틸기, 시클로헵틸기가 예시된다. 또한, R4 내 페닐기의 함유량은 30∼70몰%의 범위 내이다. 이것은 얻어지는 가교물의 고온에서의 충분한 연화가 얻어지고, 또한 투명성과 기계적 강도를 유지하는 범위이다.
본 조성물에 있어서, (C)성분의 함유량은 (A)성분 중 및 (B)성분 중의 알케닐기의 합계에 대하여 본 성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 몰비가 0.5∼2의 범위 내이다. 이것은 얻어지는 가교물의 실온에서의 충분한 경도가 얻어지는 범위이다.
(D)성분은 (A)성분 및 (B)성분 중의 알케닐기와 (C)성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 히드로실릴화 반응을 촉진하기 위한 히드로실릴화 반응용 촉매이다. (D)성분으로서는 백금계 촉매, 로듐계 촉매, 팔라듐계 촉매가 예시되고, 본 조성물의 경화를 현저하게 촉진할 수 있기 때문에 백금계 촉매가 바람직하다. 이 백금계 촉매로서는 백금 미분말, 염화백금산, 염화백금산의 알콜 용액, 백금-알케닐실록산 착체, 백금-올레핀 착체, 백금-카르보닐 착체가 예시되고, 특히 백금-알케닐실록산 착체인 것이 바람직하다. 이 알케닐실록산으로서는 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐시클로테트라실록산, 이들 알케닐실록산의 메틸기의 일부를 에틸기, 페닐기 등으로 치환한 알케닐실록산, 이들 알케닐실록산의 비닐기를 알릴기, 헥센일기 등으로 치환한 알케닐실록산이 예시된다. 특히, 이 백금-알케닐실록산 착체의 안정성이 양호하기 때문에 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산이 바람직하다. 또한, 이 백금-알케닐실록산 착체의 안정성을 향상시킬 수 있기 때문에 이 착체에 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-디알릴-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-디비닐-1,3-디메틸-1,3-디페닐디실록산, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라페닐디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐시클로테트라실록산 등의 알케닐실록산이나 디메틸실록산 올리고머 등의 오가노실록산 올리고머를 첨가하는 것이 바람직하고, 특히 알케닐실록산을 첨가하는 것이 바람직하다.
본 조성물에 있어서, (D)성분의 함유량은 (A)성분 및 (B)성분 중의 알케닐기와 (C)성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 히드로실릴화 반응을 촉진하기 위한 충분한 양이면 특별하게 한정되지 않지만, 바람직하게는 본 조성물에 대하여 본 성분 중의 금속원자가 질량 단위로 0.01∼500ppm의 범위 내인 것이 바람직하고, 또한 0.01∼100ppm의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 0.01∼50ppm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은 얻어지는 조성물이 충분하게 가교되고, 또한 착색 등의 문제를 발생시키지 않는 범위이다.
본 조성물은 적어도 상기 (A)성분∼(D)성분으로 이루어지지만, 기타 임의의 성분으로서 에티닐헥산올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2-페닐-3-부틴-2-올 등의 알킨알콜; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 등의 엔인 화합물; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐시클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥센일시클로테트라실록산, 벤조트리아졸 등의 반응 억제제를 함유해도 좋다. 이 반응 억제제의 함유량은 한정되지 않지만, 본 조성물의 중량에 대하여 1∼5,000ppm의 범위 내인 것이 바람직하다. 반응 억제제의 함유량을 조정함으로써 얻어지는 실리콘 수지의 저장 탄성률을 조정할 수도 있다.
본 발명의 형광체 함유 시트에는 첨가제로서 도포막 안정화를 위한 분산제나 레벨링제, 시트 표면의 개질제로서 실란커플링제 등의 접착 보조제 등을 더 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 형광체 침강 억제제로서 알루미나 미립자, 실리카 미립자, 실리콘 미립자 등을 첨가하는 것도 가능하다.
이들 수지에 형광체를 분산시킨 형광체 시트의 저장 탄성률을 25℃에서 0.1㎫ 이상 100℃에서 0.1㎫ 미만으로 하는 것이 본 발명에 있어서 필수이다. 보다 바람직하게는 25℃에서 0.3㎫ 이상, 보다 바람직하게는 0.5㎫ 이상, 더욱 바람직하게는 0.7㎫ 이상, 특히 바람직하게는 1.0㎫ 이상이다. 또한, 보다 바람직하게는 100℃에서 0.07㎫ 미만, 보다 바람직하게는 0.05㎫ 미만, 더욱 바람직하게는 0.03㎫ 미만, 특히 바람직하게는 0.01㎫ 미만이다.
여기에서 말하는 저장 탄성률이란 동적 점탄성 측정을 행했을 경우의 저장 탄성률이다. 동적 점탄성이란 재료에 소정의 정현 주파수로 전단 변형을 가했을 때에 정상 상태에 도달했을 경우에 나타나는 전단 응력을 변형과 위상이 일치하는 성분(탄성적 성분)과, 변형과 위상이 90° 지연된 성분(점성적 성분)으로 분해하여 재료의 동적인 역학 특성을 해석하는 방법이다. 여기에서 전단 변형에 위상이 일치하는 응력 성분을 전단 변형으로 나눈 것이 저장 탄성률(G')이며, 각 온도에 있어서의 동적인 변형에 대한 재료의 변형, 추종을 나타내는 것이므로 재료의 가공성이나 접착성에 밀접하게 관련되어 있다.
본 발명에 있어서의 형광체 시트의 경우에는 25℃에서 0.1㎫ 이상의 저장 탄성률을 가짐으로써 실온(25℃)에 있어서의 금형 펀칭에 의한 구멍 형성 가공이나, 블레이드에 의한 절단 가공과 같은 빠른 전단 응력이 가해지는 가공이 실시되었을 때에 가공 부분의 주위의 변형 없이 시트가 구멍 형성 또는 절단되므로 높은 치수 정밀도에서의 가공성을 갖는다. 실온에 있어서의 저장 탄성률의 상한은 본 발명의 목적을 위해서는 특별하게 제한되지 않지만, LED 소자와 부착한 후의 응력 변형을 저감시킬 필요성을 고려하면 1㎬ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 100℃에 있어서 저장 탄성률이 0.1㎫ 미만임에 따라 60℃∼250℃에서의 가열 부착을 행하면 LED칩 표면의 형상에 대하여 형광체 시트가 신속하게 변형되어 추종하고, 높은 접착력이 얻어진다. 100℃에 있어서 0.1㎫ 미만의 저장 탄성률이 얻어지는 형광체 시트이면 실온으로부터 온도를 높여 감에 따라 저장 탄성률이 저하되고, 100℃ 미만에서도 부착성은 온도 상승과 함께 양호해지지만, 실용적인 접착성을 얻기 위해서는 60℃ 이상이 바람직하다. 또한, 이러한 형광체 시트는 100℃를 초과해서 가열함으로써 저장 탄성률의 저하가 더욱 진행되고 부착성이 양호해지지만, 250℃를 초과하는 온도에서는 통상, 수지의 열팽창, 열수축이나 열분해의 문제가 발생하기 쉽다. 따라서, 바람직한 가열 부착 온도는 60℃∼250℃이다. 100℃에 있어서의 저장 탄성률의 하한은 본 발명의 목적을 위해서는 특별하게 제한되지 않지만, LED 소자 상으로의 가열 부착시에 유동성이 지나치게 높으면 부착 전에 절단이나 구멍 형성에 의해 가공한 형상을 유지할 수 없게 되므로 0.001㎫ 이상인 것이 바람직하다.
형광체 시트로서 상기 저장 탄성률이 얻어지는 것이라면 거기에 포함되는 수지는 미경화 또는 반경화 상태인 것이라도 좋지만, 이하와 같이 시트의 취급성·보존성 등을 고려하면 포함되는 수지는 경화 후의 것이 바람직하다. 수지가 미경화, 또는 반경화 상태이면 형광체 시트의 보존 중에 실온에서 경화 반응이 진행되고, 저장 탄성률이 적정한 범위로부터 벗어날 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해서는 수지는 경화 완료되어 있거나 또는 실온 보존에서 1개월 정도의 장기간, 저장 탄성률이 변화되지 않는 정도로 경화가 진행되고 있는 것이 바람직하다.
형광체는 LED칩으로부터 방출되는 청색광, 자색광, 또는 자외광을 흡수해서 파장을 변환하고, 적색, 귤색, 황색, 녹색, 청색의 영역의 파장의 LED칩의 광과 다른 파장의 광을 방출하는 것이다. 이에 따라, LED칩으로부터 방출되는 광의 일부와 형광체로부터 방출되는 광의 일부가 혼합되어 백색을 포함하는 다색계의 LED가 얻어진다.
상술한 바와 같은 형광체에는 녹색으로 발광하는 형광체, 청색으로 발광하는 형광체, 황색으로 발광하는 형광체, 적색으로 발광하는 형광체 등의 여러 가지 형광체가 있다. 본 발명에 사용되는 구체적인 형광체로서는 유기 형광체, 무기 형광체, 형광 안료, 형광 염료 등 공지의 형광체를 들 수 있다. 유기 형광체로서는 알릴술포아미드·멜라민포름알데히드 공축합 염색물이나 페릴렌계 형광체 등을 들 수 있고, 장기간 사용 가능한 점으로부터 페릴렌계 형광체가 바람직하게 사용된다. 본 발명에 특히 바람직하게 사용되는 형광 물질로서는 무기 형광체를 들 수 있다. 이하에 본 발명에 사용되는 무기 형광체에 대해서 기재한다.
녹색으로 발광하는 형광체로서, 예를 들면 SrAl2O4:Eu, Y2SiO5:Ce,Tb, MgAl11O19:Ce,Tb, Sr7Al12O25:Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba 중 적어도 1 이상)Ga2S4:Eu 등이 있다.
청색으로 발광하는 형광체로서, 예를 들면 Sr5(PO4)3Cl:Eu, (SrCaBa)5(PO4)3Cl:Eu, (BaCa)5(PO4)3Cl:Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba 중 적어도 1 이상)2B5O9Cl:Eu,Mn, (Mg, Ca, Sr, Ba 중 적어도 1 이상)(PO4)6Cl2:Eu,Mn 등이 있다.
녹색에서 황색으로 발광하는 형광체로서, 적어도 세륨에서 부활(賦活)된 이트륨·알루미늄 산화물 형광체, 적어도 세륨에서 부활된 이트륨·가돌리늄·알루미늄 산화물 형광체, 적어도 세륨에서 부활된 이트륨·알루미늄·가닛 산화물 형광체, 및 적어도 세륨에서 부활된 이트륨·갈륨·알루미늄 산화물 형광체 등이 있다(소위 YAG계 형광체). 구체적으로는, Ln3M5O12:R(Ln은 Y, Gd, La로부터 선택되는 적어도 1 이상이다. M은 Al, Ca 중 적어도 어느 한쪽을 포함한다. R은 란타노이드계이다),（Y1 - xGax)3(Al1 - yGay)5O12:R(R은 Ce, Tb, Pr, Sm, Eu, Dy, Ho로부터 선택되는 적어도 1 이상이다. 0 <Rx<0.5, 0<y<0.5이다)을 사용할 수 있다.
적색으로 발광하는 형광체로서, 예를 들면 Y2O2S:Eu, La2O2S:Eu, Y2O3:Eu, Gd2O2S:Eu 등이 있다.
또한, 현재 주류인 청색 LED에 대응해 발광하는 형광체로서는 Y3(Al, Ga)5O12:Ce, (Y, Gd)3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce, Y3Al5O12:Ce 등의 YAG계 형광체, Tb3Al5O12:Ce 등의 TAG계 형광체, (Ba, Sr)2SiO4:Eu계 형광체나 Ca3Sc2Si3O12:Ce계 형광체, (Sr, Ba, Mg)2SiO4:Eu 등의 실리케이트계 형광체, (Ca, Sr)2Si5N8:Eu, (Ca, Sr)AlSiN3:Eu, CaSiAlN3: Eu 등의 나이트라이드계 형광체, Cax(Si, Al)12(O, N)16:Eu 등의 옥시나이트라이드계 형광체, 또한 (Ba, Sr, Ca)Si2O2N2:Eu계 형광체, Ca8MgSi4O16Cl2:Eu계 형광체, SrAl2O4:Eu, Sr4Al14O25:Eu 등의 형광체를 들 수 있다.
이들 중에서는 YAG계 형광체, TAG계 형광체, 실리케이트계 형광체가 발광 효율이나 휘도 등의 점에서 바람직하게 사용된다.
상기 이외에도 용도나 목적으로 하는 발광색에 따라 공지의 형광체를 사용할 수 있다.
형광체의 입자 사이즈는 특별하게 제한은 없지만, D50이 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하고, 3㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, D50이 30㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기에서 D50이란 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의해 측정해서 얻어지는 체적 기준 입도 분포에 있어서, 소입경측으로부터의 통과분 적산이 50%가 될 때의 입자 지름을 말한다. D50이 상기 범위이면 형광체 시트 중의 형광체의 분산성이 양호해서 안정된 발광이 얻어진다.
본 발명에서는 형광체의 함유량이 형광체 시트 전체의 53중량% 이상인 것이 바람직하고, 57중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 60중량%인 것이 더욱 바람직하다. 형광체 시트 중의 형광체 함유량을 상기 범위로 함으로써 형광체 시트의 내광성을 높일 수 있다. 또한, 형광체 함유량의 상한은 특별하게 규정되지 않지만, 작업성이 뛰어난 형광체 시트가 작성하기 쉽다고 하는 관점으로부터 형광체 시트 전체의 95중량% 이하인 것이 바람직하고, 90중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 85중량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 80중량% 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 형광체 시트는 뒤에 상세하게 설명하는 바와 같이 LED의 표면 피복 용도에 특히 바람직하게 사용된다. 그때, 형광체 시트 중의 형광체의 함유량이 상기 범위임으로써 뛰어난 성능을 나타내는 LED 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 형광체 시트의 막 두께는 형광체 함유량과 원하는 광학 특성으로부터 결정된다. 형광체 함유량은 상술한 바와 같이 작업성의 관점으로부터 한계가 있으므로 막 두께는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 형광체 시트는 형광체 함유량이 많기 때문에 막 두께가 두꺼운 경우에도 내광성이 뛰어나다. 한편, 형광체 시트의 광학 특성·내열성을 높이는 관점으로부터는 형광체 시트의 막 두께는 1000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 200㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 형광체 시트를 1000㎛ 이하의 막 두께로 함으로써 바인더 수지에 의한 광 흡수나 광 산란을 제언할 수 있으므로 광학적으로 뛰어난 형광체 시트가 된다.
본 발명에 있어서의 형광체 시트의 막 두께는 JIS K7130(1999) 플라스틱-필름 및 시트-두께 측정 방법에 있어서의 기계적 주사에 의한 두께의 측정 방법 A법에 의거하여 측정되는 막 두께(평균 막 두께)를 말한다.
내열성이란 LED칩 내에서 발생한 열에 대한 내성을 나타낸다. 내열성은 LED를 실온에서 발광시켰을 경우와 고온에서 발광시켰을 경우의 휘도를 비교하고, 고온에서의 휘도가 어느 정도 저하되는지를 측정함으로써 평가할 수 있다.
LED는 작은 공간에서 대량의 열이 발생하는 환경에 있고, 특히 하이파워 LED의 경우 발열이 현저하다. 이러한 발열에 의해 형광체의 온도가 상승함으로써 LED의 휘도가 저하된다. 따라서, 발생한 열을 어떻게 효율적으로 방열할지가 중요하다. 본 발명에 있어서는 시트 막 두께를 상기 범위로 함으로써 내열성이 뛰어난 시트를 얻을 수 있다. 또한, 시트 막 두께에 편차가 있으면 LED칩별로 형광체량에 차이가 발생하고, 결과적으로 발광 스펙트럼(색온도, 휘도, 색도)에 편차가 발생한다. 따라서, 시트 막 두께의 편차는 바람직하게는 ±5% 이내, 더욱 바람직하게는 ±3% 이내이다. 또한, 여기에서 말하는 막 두께 편차란 JIS K7130(1999) 플라스틱-필름 및 시트-두께 측정 방법에 있어서의 기계적 주사에 의한 두께의 측정 방법 A법에 의거하여 막 두께를 측정하고, 하기에 나타내는 식으로 산출된다.
보다 구체적으로는, 기계적 주사에 의한 두께의 측정 방법 A법의 측정 조건을 이용하여 시판되고 있는 접촉식의 두께계 등의 마이크로미터를 사용해서 막 두께를 측정하고, 얻어진 막 두께의 최대값 또는 최소값과 평균 막 두께의 차를 계산하고, 이 값을 평균 막 두께로 나누어서 100분율로 나타낸 값이 막 두께 편차B(%)가 된다.
막 두께 편차B(%)={(최대 막 두께 편차값*-평균 막 두께)/평균 막 두께}×100
*최대 막 두께 편차값은 막 두께의 최대값 또는 최소값 중 평균 막 두께와의 차가 큰 쪽을 선택한다.
본 발명의 형광체 시트의 제작 방법을 설명한다. 또한, 이하는 일례이며 형광체 시트의 제작 방법은 이것에 한정되지 않는다. 우선, 형광체 시트 형성용의 도포액으로서 형광체를 수지에 분산시킨 용액(이하 「시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지」라고 함)을 제작한다. 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지는 형광체와 수지를 혼합함으로써 얻어진다. 부가반응형 실리콘 수지를 사용하는 경우에는 규소원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 화합물과, 규소원자에 결합한 수소원자를 갖는 화합물을 혼합하면 실온에서도 경화 반응이 시작되는 경우가 있으므로, 아세틸렌 화합물 등의 히드로실릴화 반응 지연제를 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지에 더 배합하여 포트 라이프를 연장하는 것도 가능하다. 또한, 첨가제로서 도포막 안정화를 위한 분산제나 레벨링제, 시트 표면의 개질제로서 실란커플링제 등의 접착 보조제 등을 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지에 혼합하는 것도 가능하다. 또한, 형광체 침강 억제제로서 알루미나 미립자, 실리카 미립자, 실리콘 미립자 등을 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지에 혼합하는 것도 가능하다.
유동성을 적절하게 하기 위해서 필요하면 용매를 첨가해서 용액으로 할 수도 있다. 용매는 유동 상태의 수지의 점도를 조정할 수 있는 것이면 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 헥산, 아세톤, 테르피네올 등을 들 수 있다.
이들 성분을 소정의 조성이 되도록 조합한 후, 호모지나이저, 자·공전형 교반기, 삼단롤밀, 볼밀, 유성식 볼밀, 비드밀 등의 교반·혼련기에 의해 균질하게 혼합 분산시킴으로써 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지가 얻어진다. 혼합 분산 후, 또는 혼합 분산의 과정에서 진공 또는 감압 조건 하에서 탈포하는 것도 바람직하게 행해진다.
이어서, 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지를 기재 상에 도포하고 건조시킨다. 도포는 리버스 롤 코터, 블레이드 코터, 슬릿 다이 코터, 다이렉트 그라비아 코터, 오프셋 그라비아 코터, 리버스 롤 코터, 블레이드 코터, 키스 코터, 내츄럴 롤 코터, 에어나이프 코터, 롤 블레이드 코터, 바리바(baribar) 롤 블레이드 코터, 투 스트림 코터, 로드 코터, 와이어 바 코터, 애플리케이터, 딥 코터, 커튼 코터, 스핀 코터, 나이프 코터 등에 의해 행할 수 있다. 형광체 시트 막 두께의 균일성을 얻기 위해서는 슬릿 다이 코터로 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 형광체 시트는 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄, 평판 인쇄 등의 인쇄법을 이용해서도 제작할 수도 있다. 인쇄법을 사용할 경우에는 특히 스크린 인쇄가 바람직하게 사용된다.
시트의 건조는 열풍 건조기나 적외선 건조기 등의 일반적인 가열 장치를 이용하여 행할 수 있다. 시트의 가열 경화에는 열풍 건조기나 적외선 건조기 등의 일반적인 가열 장치가 사용된다. 이 경우, 가열 경화 조건은 통상 40∼250℃에서 1분∼5시간, 바람직하게는 100℃∼200℃에서 2분∼3시간이다.
기재로서는 특별하게 제한 없이 공지의 금속, 필름, 유리, 세라믹, 종이 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 알루미늄(알루미늄 합금도 포함함), 아연, 구리, 철 등의 금속판이나 박, 셀룰로오스아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌술피드, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐아세탈, 아라미드 등의 플라스틱의 필름, 상기 플라스틱이 라미네이팅된 종이, 또는 상기 플라스틱에 의해 코팅된 종이, 상기 금속이 라미네이팅 또는 증착된 종이, 상기 금속이 라미네이팅 또는 증착된 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 또한, 기재가 금속판일 경우 표면에 크롬계나 니켈계 등의 도금 처리나 세라믹 처리되어 있어도 좋다. 이들 중에서도 형광체 함유 수지 시트를 LED 소자에 부착할 때의 밀착성으로부터 기재는 유연한 필름 형상인 것이 바람직하다. 또한, 필름 형상의 기재를 취급할 때에 파단 등의 우려가 없도록 강도가 높은 필름이 바람직하다. 그들의 요구 특성이나 경제성의 면에서 수지 필름이 바람직하고, 이들 중에서도 경제성, 취급성의 면에서 PET 필름이 바람직하다. 또한, 수지의 경화나 형광체 시트를 LED에 부착할 때에 200℃ 이상의 고온을 필요로 하는 경우에는 내열성의 면에서 폴리이미드 필름이 바람직하다. 시트의 박리의 용이함으로부터 기재는 미리 표면이 이형 처리되어 있어도 좋다.
기재의 두께는 특별하게 제한은 없지만, 하한으로서는 40㎛ 이상이 바람직하고, 60㎛ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 상한으로서는 5000㎛ 이하가 바람직하고, 3000㎛ 이하가 보다 바람직하다.
본 발명의 형광체 시트는 LED 소자에 파장 변환층으로서 부착되어 발광 장치로서 사용된다. 본 발명에서는 LED 소자에 시트를 부착할 때에 가열해서 부착한다. 가열 온도는 60℃ 이상 250℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60℃ 이상 150℃ 이하이다. 60℃ 이상으로 함으로써 실온과 부착 온도에서의 탄성률 차를 크게 하기 위한 수지 설계가 용이해진다. 또한, 250℃ 이하로 함으로써 기재 및 형광체 시트의 열팽창, 열수축을 작게 할 수 있으므로 부착의 정밀도를 높일 수 있다. 특히, 형광체 시트에 미리 구멍 형성 가공을 실시하여 LED 소자 상의 소정 부분과 위치 맞춤을 행할 경우 등에는 부착의 위치 정밀도는 중요하다. 부착의 정밀도를 높이기 위해서는 150℃ 이하에서 부착하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 의한 LED 발광 장치의 신뢰성 향상을 위해서는 형광체 시트와 LED 소자 사이에 응력 변형이 없는 것이 바람직하다. 그 때문에, 부착 온도는 LED 발광 장치의 동작 온도 부근, 바람직하게는 동작 온도의 ±20℃ 이내로 해 두는 것이 바람직하다. LED 발광 장치는 점등시에는 80℃∼130℃까지 온도가 상승한다. 따라서, 동작 온도와 부착 온도를 근접시키는 의미에서도 부착 온도는 60℃ 이상 150℃ 이하가 바람직하다. 따라서, 100℃에서 충분하게 저저장 탄성률화하도록 설계된 형광체 시트의 특성이 중요하다.
형광체 시트를 부착하는 방법으로서는 원하는 온도에서 가열 가압할 수 있는 장치이면 기존의 임의의 장치를 이용할 수 있다. 후술하는 바와 같이 형광체 시트를 개개의 조각으로 절단하고나서 개별의 LED 소자에 부착하는 방법과, 다이싱 전의 LED 소자를 만들어 부착한 웨이퍼에 일괄 부착을 거쳐서 웨이퍼의 다이싱과 형광체 시트의 절단을 일괄적으로 행하는 방법이 있지만, 형광체 시트를 개개의 조각으로 분할하고나서 부착하는 방법의 경우에는 플립 칩 본더를 이용할 수 있다. 웨이퍼 레벨의 LED 소자에 일괄적으로 부착할 때에는 100㎜×100㎜ 정도의 가열 부분을 갖는 가열 압착 툴 등에 의해 부착한다. 어느 경우도 고온에서 형광체 시트를 LED 소자에 열융착시키고나서 실온까지 방치하여 냉각시키고 기재를 박리한다. 본 발명과 같은 온도와 탄성률의 관계를 갖게 함으로써 열융착 후에 실온까지 방치하여 냉각시킨 후의 형광체 시트는 LED 소자에 강고하게 밀착하면서 기재로부터 용이하게 박리하는 것이 가능해진다.
형광체 시트를 절단 가공하는 방법에 대해서 설명한다. 형광체 시트는 LED 소자로의 부착 전에 미리 개개의 조각으로 절단하고 개별의 LED 소자에 부착하는 방법과, 웨이퍼 레벨의 LED 소자에 형광체 시트를 부착하고나서 웨이퍼의 다이싱과 동시에 일괄적으로 형광체 시트를 절단하는 방법이 있다. 부착 전에 미리 절단할 경우에는 균일하게 형성된 형광체 시트를 레이저에 의한 가공, 또는 블레이드에 의한 절삭에 의해 소정의 형상으로 가공하여 분할한다. 레이저에 의한 가공은 고에너지가 부여되므로 수지의 그을림이나 형광체의 열화를 회피하는 것이 매우 어려워 블레이드에 의한 절삭이 바람직하다. 블레이드로 절단함과 아울러 가공성을 향상시키기 위해서 형광체 시트의 25℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상인 것이 매우 중요해진다. 블레이드에 의한 절삭 방법으로서는 단순한 블레이드를 밀어넣어 자르는 방법과 회전 블레이드에 의해 자르는 방법이 있고, 모두 적합하게 사용할 수 있다. 회전 블레이드에 의해 절단하는 장치로서는 다이서라고 불리는 반도체 기판을 개별의 칩으로 절단(다이싱)하는 것에 사용하는 장치를 바람직하게 이용할 수 있다. 다이서를 사용하면 회전 블레이드의 두께나 조건 설정에 의해 분할 라인의 폭을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에, 단순한 블레이드의 밀어넣기에 의해 절단하는 것보다 높은 가공 정밀도가 얻어진다.
기재와 적층된 상태의 형광체 시트를 절단할 경우에는 기재와 함께 개편화해도 좋고, 또는 형광체 시트는 개편화하면서 기재는 절단하지 않아도 관계없다. 또는 기재는 관통하지 않는 절개 라인이 들어가는 소위 하프컷이라도 좋다. 그렇게 개편화한 형광체 시트를 개별의 LED칩 상에 가열 융착시킨다. 형광체 시트를 기재와 함께 개편화할 경우의, 개편화·LED 소자 부착·다이싱의 공정의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1의 공정에는 형광체 시트를 개개의 조각으로 절단하는 공정, 및 상기 개개의 조각으로 절단된 형광체 함유 시트를 가열해서 LED 소자에 부착하는 공정이 포함된다. 도 1(a)는 기재(2)와 적층된 상태의 본 발명의 형광체 시트(1)를 가고정 시트(3)에 고정한 결과이다. 도 1에 나타낸 공정에서는 형광체 시트(1)와 기재(2)는 모두 개편화하므로 취급이 용이하도록 가고정 시트(3)에 고정해 둔다. 이어서, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 형광체 시트(1)와 기재(2)를 절단해서 개편화한다. 계속해서, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이 실장 기판(5)에 실장된 LED 소자(4) 상에 개편화된 형광체 시트(1)와 기재(2)를 위치 맞춤하고, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이 가열 압착 툴로 압착한다. 이때, 형광체 시트(1)와 LED 소자(4) 사이에 공기가 들어가지 않도록 압착 공정은 진공 하 또는 감압 하에서 행하는 것이 바람직하다. 압착 후에 실온까지 방치하여 냉각시키고, 도 1(e)에 나타내는 바와 같이 기재(2)를 박리한다.
또한, 기재가 연속한 상태로 형광체 시트를 개편화했을 경우에는 그대로 일괄적으로 다이싱 전의 웨이퍼 레벨의 LED 소자에 열융착시켜도 좋다. 기재가 연속한 상태로 형광체 시트를 개편화할 경우의 개편화·LED 소자 부착·다이싱 공정의 일례를 도 2에 나타낸다. 도 2의 공정에도 형광체 시트를 개개의 조각으로 절단하는 공정, 및 상기 개개의 조각으로 절단된 형광체 함유 시트를 가열해서 LED 소자에 부착하는 공정이 포함된다. 도 2에 나타내는 공정의 예에서는, 우선 도 2(b)에 나타내는 공정에서 형광체 시트(1)를 개편화할 때에 기재(2)는 개편화되지 않는다. 도 2(b)에서는 기재(2)는 전혀 절단되어 있지 않지만, 기재(2)가 연속하고 있는 한은 부분적으로 절단되어도 관계없다. 이어서, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 개편화된 형광체 시트(1)를 다이싱 전의 LED 소자를 표면에 형성한 웨이퍼(7)에 대향시켜 위치 맞춤을 행한다. 도 2(d)에 나타내는 공정에서 가열 압착 툴에 의해 형광체 시트(1)와 다이싱 전의 LED 소자를 표면에 형성한 웨이퍼(7)를 압착한다. 이때, 형광체 시트(1)와 LED 소자(4) 사이에 공기가 들어가지 않도록 압착 공정은 진공 하 또는 감압 하에서 행하는 것이 바람직하다. 압착 후에 실온까지 방치하여 냉각시키고, 도 2(e)에 나타내는 바와 같이 기재(2)를 박리한 후 웨이퍼를 다이싱해서 개편화하고, 도 2(f)에 나타내는 바와 같이 개편화된 형광체 시트가 부착된 LED 소자를 얻는다.
다이싱 전의 웨이퍼 레벨의 LED 소자에 일괄적으로 형광체 시트를 열융착할 경우에는 부착 후에 LED 소자 웨이퍼의 다이싱과 함께 형광체 시트를 절단할 수도 있다. 웨이퍼의 다이싱은 상술한 다이서에 의해 행해지고, 절단할 때의 회전수나 절단 속도 등의 조건 설정은 반도체 웨이퍼를 절단하는 조건에 최적화되기 때문에 형광체 시트를 절단하기 위해서 최적인 조건으로 하는 것은 어렵지만, 본 발명과 같이 25℃에서 높은 탄성률을 가지는 형광체 시트를 사용함으로써 바람직하게 절단할 수 있다. 형광체 시트와 웨이퍼를 부착 후에 일괄적으로 다이싱할 경우의 공정의 일례를 도 3에 나타낸다. 도 3의 공정에는 복수의 LED 소자에 형광체 시트를 가열해서 일괄적으로 부착하는 공정, 및 형광체 시트와 LED 소자를 일괄 다이싱하는 공정이 포함된다. 도 3의 공정에서는 본 발명의 형광체 시트(1)는 미리 절단 가공하지 않고, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 형광체 시트(1)측을 다이싱 전의 LED 소자를 표면에 형성한 웨이퍼(7)에 대향시켜서 위치 맞춤한다. 이어서, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 가열 압착 툴에 의해 형광체 시트(1)와 다이싱 전의 LED 소자를 표면에 형성한 웨이퍼(7)를 압착한다. 이때, 형광체 시트(1)와 LED 소자(4) 사이에 공기가 들어가지 않도록 압착 공정은 진공 하 또는 감압 하에서 행하는 것이 바람직하다. 압착 후에 실온까지 방치하여 냉각시키고, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 기재(2)를 박리한 후 웨이퍼를 다이싱함과 동시에 형광체 시트(1)를 절단해서 개편화하고, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이 개편화된 형광체 시트가 부착된 LED 소자를 얻는다.
상술한 도 1∼도 3의 어느 공정을 채용하는 경우라도 본 발명의 형광체 시트를 상면에 전극이 있는 LED 소자에 부착하는 경우에는 전극 부분의 형광체 시트를 제거하기 위해서 형광체 시트의 부착 전에 미리 그 부분에 구멍 형성 가공을 해 두는(관통 구멍을 형성해 두는) 것이 바람직하다. 구멍 형성 가공은 레이저 가공, 금형 펀칭 등의 공지의 방법을 바람직하게 사용할 수 있지만, 레이저 가공은 수지의 그을림이나 형광체의 열화를 야기하므로 금형에 의한 펀칭 가공이 보다 바람직하다. 펀칭 가공을 실시할 경우, 형광체 시트를 LED 소자에 부착한 뒤에는 펀칭 가공은 불가능하므로 형광체 시트에는 부착 전에 펀칭 가공을 실시하는 것이 필수가 된다. 금형에 의한 펀칭 가공은 부착하는 LED 소자의 전극 형상 등에 따라 임의의 형상이나 크기의 구멍을 형성할 수 있다. 구멍의 크기나 형상은 금형을 설계하면 임의의 것을 형성할 수 있지만, 1㎜×1㎜ 내외의 LED 소자 상의 전극 접합 부분은 발광면의 면적을 작게 하지 않기 위해서는 500㎛ 이하인 것이 바람직하고, 구멍은 그 크기에 맞춰서 500㎛ 이하로 형성된다. 또한, 와이어 본딩 등을 행하는 전극은 어느 정도의 크기가 필요해서 적어도 50㎛ 정도의 크기가 되므로 구멍은 그 크기에 맞춰서 50㎛ 정도이다. 구멍의 크기는 전극보다 지나치게 크면 발광면이 노출되어서 광누출이 발생하고, LED 발광 장치의 색 특성이 저하된다. 또한, 전극보다 지나치게 작으면 와이어 본딩시에 와이어가 접촉해서 접합 불량을 일으킨다. 따라서, 구멍 형성 가공은 50㎛ 이상 500㎛ 이하라는 작은 구멍을 ±10% 이내의 고정밀도로 가공할 필요가 있고, 펀칭 가공의 정밀도를 향상시키기 위해서도 형광체 시트의 25℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상인 것이 매우 중요해진다.
절단 가공·구멍 형성 가공을 실시한 형광체 시트를 LED 소자의 소정 부분에 위치 맞춤해서 부착하는 경우에는 광학적인 위치 맞춤(얼라인먼트) 기구를 갖는 부착 장치가 필요하게 된다. 이때, 형광체 시트와 LED 소자를 근접시켜서 위치 맞춤하는 것은 작업적으로 어려워, 실용적으로는 형광체 시트와 LED 소자를 가볍게 접촉시킨 상태에서 위치 맞춤을 행하는 것이 자주 행해진다. 이때, 형광체 시트가 점착성을 갖고 있으면 LED 소자에 접촉시켜서 움직이는 것은 매우 곤란하다. 본 발명의 형광체 시트이면 실온에서 위치 맞춤을 행하면 점착성이 없으므로 형광체 시트와 LED 소자를 가볍게 접촉한 위치 맞춤을 행하는 것이 용이하이다.
본 발명에 의해 얻어진 형광체 시트를 부착한 LED 소자를 사용하는 조명 장치는 종래의 액상 형광체 함유 수지의 디스펜스나 공지의 형광체 시트에 의한 방법과 비교해서 정확하게 가공된 형광체 시트가 LED 소자 상에 형성되므로 일정한 형광체가 LED 상에 존재하고, 색이나 휘도의 불균일이 매우 작아진다. 디스펜스에 의한 방법에서는 액상 수지가 공급되어서 표면 장력에 의해 형상이 결정되므로 일정한 막 두께를 형성하는 것은 어렵다. 또한, 본 발명에 의한 탄성률 범위의 설계의 형광체 시트에 의하면 고농도로 형광체를 충전해도 종래의 형광체 시트와 비교해서 고정밀도로 가공할 수 있기 때문에, 형광체 시트의 막 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는, 본 발명에 의한 경우 LED 소자 상에 막 두께 10∼1000㎛이며, 중심에 있어서의 막 두께와 중심으로부터 발광면 단부의 임의의 점에 그은 선분의 중점에서의 막 두께의 차가 상기 중심에 있어서의 막 두께±5% 이내, 보다 바람직하게는 ±3% 이내인 형광체 함유층이 형성된 것이 제조된다. 여기에서 LED 소자 상의 중심점이란, LED 소자 발광면은 직사각형이므로 그 대각선의 교점을 중심으로 하고, 그 중심으로부터 발광면 단부에 그은 선분의 중점을 중심과 단부의 중간 지점으로 한다. 본 발명에서는 그 임의의 중간 지점과 중심점의 막 두께 차를 ±5%로 억제할 수 있다. 보다 바람직하게는 ±3% 이내로 억제할 수 있다.
[실시예]
이하에, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
<실리콘 수지>
실리콘 수지를 배합하기 위한 성분
수지 주성분 (MeViSiO2 /2)0.25(Ph2SiO2 /2)0.3(PhSiO3 /2)0.45(HO1 /2)0.03 [평균 조성, (A)성분에 해당한다]
경도 조정제 ViMe2SiO(MePhSiO)17.5SiMe2Vi [평균 조성, (B)성분에 해당한다]
가교제 (HMe2SiO)2SiPh2 [(C)성분에 해당한다]
※단, Me: 메틸기, Vi: 비닐기, Ph: 페닐기
반응 억제제 1-에티닐헥산올
백금 촉매 백금(1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산) 착체 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 용액
백금 함유량 5중량%
실시예에 사용한 실리콘 수지 1 및 2는 상기 실리콘 수지를 배합하기 위한 성분을 배합해서 본 명세서에 있어서의 「본 조성물」에 해당하도록 제작하고, 실리콘 수지 3 및 4는 시판품을 이용했다.
·실리콘 수지 1
수지 주성분 75중량부, 경도 조정제 10중량부, 가교제 25중량부,
반응 억제제 0.025중량부, 백금 촉매 0.01중량부
·실리콘 수지 2
수지 주성분 75중량부, 경도 조정제 10중량부, 가교제 25중량부,
반응 억제제 0.05중량부, 백금 촉매 0.01중량부
·실리콘 수지 3
X-32-2528(신에쓰 가가꾸 고교)
·실리콘 수지 4
KER6075(신에쓰 가가꾸 고교)
<동적 탄성률 측정>
측정 장치: 점탄성 측정 장치 ARES-G2(TA인스트루먼트 제)
지오메트리: 평행 원판형(15㎜)
변형: 1%
각 주파수: 1㎐
온도 범위: 25℃∼140℃
승온 속도: 5℃/분
측정 분위기: 대기 중
<동적 점탄성 측정의 측정 샘플 조정>
실리콘 수지 1∼4 각각을 30중량부, 형광체 "NYAG-02" (Intematix사 제: Ce도프의 YAG계 형광체, 비중: 4.8g/㎤, D50: 7㎛)를 70중량부로 혼합한 형광체 시트용 수지액을 "세라필" BLK(도레이 필름 카코우 가부시키가이샤 제)를 기재로 해서 슬릿 다이 코터로 도포하여 두께 100㎛의 막을 성막했다. 이 작업을 실리콘 수지 1∼4의 각각에 대해서 행했다. 성막 온도는 실리콘 1, 2, 4는 120℃에서 1시간. 실리콘 3은 반경화 상태에서 사용하는 실리콘 접착제이므로 120℃에서 10분 가열했다.
얻어진 두께 100㎛의 막을 8매 적층하고, 100℃의 핫플레이트 상에서 가열 압착해서 800㎛의 일체화한 막(시트)을 제작하고, 직경 15㎜로 오려내서 측정 샘플로 했다.
각 시트(형광체 70중량% 함유)의 실온(25℃), 100℃, 140℃에 있어서의 저장 탄성률을 표 1에 나타냈다.
<접착성 시험>
기재에 적층한 형광체 시트를 LED 소자에 100℃에서 부착하여 소정 시간 압착 후에 실온으로 되돌리고 기재를 박리했을 때, 형광체 시트가 모두 LED 소자에 접착해서 기재 상에 남지 않는 최소의 시간을 접착 가능 시간으로 했다. 가열 압착 시간이 1분 이내이며 형광체 시트가 모두 LED 소자에 접착해서 기재 상에 남지 않는 것을 접착성 양호라고 하고, 1분 이상 가열 압착해도 LED 소자 상에 접착하지 않거나 또는 부분적으로 접착해도 일부가 기재 상에 남는 경우에는 접착성 불량이라고 했다.
(실시예 1)
용적 300ml의 폴리에틸렌제 용기를 이용하여 실리콘 수지 1을 30중량%, 형광체로서 "NYAG-02"(Intematix사 제: Ce도프의 YAG계 형광체, 비중: 4.8g/㎤, D50: 7㎛)를 70중량%의 비율로 혼합했다.
그 후에 유성식 교반·탈포 장치 "마제루스타(MAZERUSTAR)-KK-400" (쿠라보 제)을 사용하여 1000rpm에서 20분간 교반·탈포해서 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지를 얻었다. 슬릿 다이 코터를 이용하여 시트 작성용 형광체 분산 실리콘 수지를 기재로 해서 "세라필" BLK(도레이 필름 카코우 가부시키가이샤 제) 상에 도포하고, 120℃에서 1시간 가열, 건조시켜서 막 두께 90㎛, 100㎜×100㎜의 형광체 시트를 얻었다. 그 후에 형광체 시트에 금형 펀칭 장치(UHT사 제)로 직경 200㎛의 구멍을 뚫었다. 뚫은 구멍의 직경을 측장 장치가 부착된 현미경으로 10점 검사하여 그 치수의 평균값을 구한 결과, 표 2에 나타내는 바와 같이 거의 설계대로의 구멍이 얻어졌다. 이어서, 형광체 시트를 커팅 장치(UHT사 제 GCUT)에 의해 1㎜×1㎜×10000개로 개편화했다. 형광체 시트, 기재를 함께 절단해서 완전하게 개편화했다. 절단면은 버(burr)나 깨짐이 없는 양호한 형상이며, 절단 개소의 재부착 등도 발생하지 않았다. 10000개로 개편화된 것 중에서 임의로 100개를 선택하고, 그 절단 개소가 양호한 것의 개수를 선택하여 절단 가공성을 평가했다.
1㎜×1㎜로 커팅한 형광체 시트를 청색 LED칩이 실장된 기판의 칩 표면에 형광체 시트면이 접촉하도록 배치했다. 다이 본딩 장치(도레이 엔지니어링 제)를 이용하여 형광체 시트의 구멍과 LED칩의 표면 전극을 위치 맞춤해서 기재측으로부터 100℃의 가열 헤드로 압박하여 접착한 결과, 접착 가능 시간은 10초간이었다. 10초간 압착한 시료를 실온으로 되돌린 후 기재를 박리한 결과, 형광체 시트는 청색 LED 상에 완전하게 접착하고, 기재에는 형광체 시트가 전혀 남지 않고 깨끗하게 박리할 수 있고, 접착성은 양호했다. LED칩의 표면 전극을 와이어 본딩한 결과, 미리 형광체 시트에 가공되어 있는 구멍을 통해서 문제없이 접합할 수 있었다. 동일한 형광체 시트가 부착된 LED를 투명 수지로 밀봉한 것을 10개 작성하고, 직류 전원에 연결해서 점등시켜 10개 모두가 점등하는 것을 확인했다. 색채 조도계(코니카 미놀타 CL200A)로 10개의 샘플 모두의 상관 색온도(CCT)를 계측하고, 그 최대값과 최소값의 차를 색온도 편차로서 평가했다.
마찬가지로 제작한 형광체 시트가 부착된 LED 소자를 절단해서 단면 SEM을 측정하고, 샘플 10개에 관해서 LED 소자 발광면의 중심점과, 상기 중심점과 발광면 단부를 연결하는 선분의 중점의 막 두께의 차를 측정하고, 그 2점의 막 두께 차를 구했다. 그 막 두께 차의 중심점의 막 두께에 대한 비율을 그 샘플의 막 두께 차(%)로 하여 10개의 샘플에 있어서 그 평균값을 산출했다. 그 평균값을 표 2에 편차로서 나타냈다. 또한, 네거티브의 값은 중심점의 막 두께보다 상기 중점의 막 두께 쪽이 두꺼운 것을 나타낸다.
(실시예 2)
실리콘 수지 1 대신에 실리콘 수지 2를 사용해서 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트를 얻었다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트에 직경 200㎛의 구멍을 뚫고, 1㎜×1㎜로 개편화했다. 구멍 형성 가공성, 절단 가공성은 모두 실시예 1과 마찬가지로 양호했다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 1㎜×1㎜로 커팅한 형광체 시트를 LED 소자에 부착한 결과, 접착 가능 시간은 5초였다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 해서 LED 점등 시험 및 형광체 시트 막 두께의 평가를 행하고, 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 3)
실리콘 수지 1 대신에 실리콘 수지 2를 사용해서 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트를 얻었다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트에 직경 200㎛의 구멍을 뚫은 결과, 구멍 형성 가공성은 양호했다. 이어서, 형광체 시트를 커팅 장치(UHT사 제 GCUT)에 의해 1㎜×1㎜로 개편화했다. 이때, 형광체 시트는 완전하게 개편화하면서 기재는 하프컷으로 하여 연속한 채의 상태로 가공했다. 형광체 시트의 절단면은 버나 깨짐이 없는 양호한 형상이며, 절단 개소의 재부착 등도 발생하지 않았다.
형광체 시트가 1㎜×1㎜로 개편화되고, 기재는 일체화된 상태의 100㎜×100㎜의 형광체 시트를, 개개의 조각으로 다이싱하지 않는 청색 LED 소자가 표면에 형성된 4인치 웨이퍼의 표면에 형광체 시트면이 접촉하도록 배치했다. 개편화한 형광체 시트와 각 LED 소자를 일치시켜 가공 구멍과 LED칩의 표면 전극 부분을 일치시키도록 위치 맞춤하고, 기재측으로부터 100℃의 가열 플레이트로 압착한 결과, 접착 가능 시간은 15초였다. 15초간 압착시킨 시료를 실온으로 되돌린 후 기재를 박리한 결과, 형광체 시트는 청색 LED 상에 완전하게 접착되고, 기재에는 형광체 시트가 전혀 남지 않고 깨끗하게 박리할 수 있어 접착성은 양호했다.
이어서, 청색 LED 소자의 웨이퍼를 다이싱 장치(DISCO 제)로 다이싱하고, 개편화한 LED칩의 표면 전극을 와이어 본딩한 결과, 미리 형광체 시트에 가공되어 있는 구멍을 통해서 문제없이 접합할 수 있었다. 동일한 형광체 시트가 부착된 LED를 투명 수지로 밀봉한 것을 10개 작성하고, 직류 전원에 연결해서 점등시켜 10개 모두가 점등하는 것을 확인했다. 색채 조도계(코니카 미놀타 CL200A)로 10개의 상관 색온도(CCT)를 계측하여 최대값과 최소값의 차를 평가했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트 막 두께의 평가를 행하고, 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 4)
실리콘 수지 1을 사용해서 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트를 얻었다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트에 직경 200㎛의 구멍을 뚫은 결과, 구멍 형성 가공성은 양호했다. 100㎜×100㎜의 형광체 시트를 개개의 조각으로 다이싱하지 않는 청색 LED 소자가 표면에 형성된 4인치 웨이퍼 표면에 형광체 시트면이 접촉하도록 배치했다. 형광체 시트의 구멍과 LED칩의 표면 전극을 위치 맞춤해서 기재측으로부터 100℃의 가열 플레이트로 압착한 결과, 접착 가능 시간은 10초였다. 10초간 압착시킨 시료를 실온으로 되돌린 후 기재를 박리한 결과, 형광체 시트는 청색 LED 상에 완전하게 접착되고, 기재에는 형광체 시트가 전혀 남지 않고 깨끗하게 박리할 수 있어 접착성은 양호했다.
이어서, 청색 LED 소자의 웨이퍼를 이면(형광체 시트를 부착한 면의 반대면)으로부터 다이싱 장치(DISCO 제)로 웨이퍼와 형광체 시트를 일괄적으로 다이싱했다. 절단면은 버나 깨짐이 없는 양호한 형상이며, 절단 개소의 재부착 등도 발생하지 않았다.
LED칩의 표면 전극을 와이어 본딩한 결과, 미리 형광체 시트에 가공되어 있는 구멍을 통해서 문제없이 접합할 수 있었다. 동일한 형광체 시트가 부착된 LED를 투명 수지로 밀봉한 것을 10개 작성하고, 직류 전원에 연결해서 점등시켜 10개 모두 점등하는 것을 확인했다. 색채 조도계(코니카 미놀타 CL200A)로 샘플 10개의 상관 색온도(CCT)를 계측하여 최대값과 최소값의 차를 평가했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트 막 두께의 평가를 행하고, 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 1)
실리콘 수지 1 대신에 실리콘 수지 3을 사용하여 시트 작성용 형광체 함유 실리콘 수지를 제작하고, 기재로서 "세라필" BLK(도레이 필름 카코우 가부시키가이샤 제) 상에 도포하여 120℃에서 10분 가열, 건조시켜서 막 두께 90㎛, 100㎜×100㎜의 형광체 시트를 얻었다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트에 직경 200㎛의 구멍을 뚫은 결과, 실리콘 수지 2의 실온에서의 탄성률이 지나치게 낮아서 점착성을 갖기 위해서 금형에 부착하고, 이에 따라 가공 후의 구멍의 직경 평균값은 설계에 반하여 대폭 작아졌다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트를 개편화했지만, 약 반수가 재부착되어 분리할 수 없었다.
문제없이 개편화할 수 있었던 형광체 시트만을 이용하여 실시예 1과 같은 다이 본딩 장치를 사용해서 청색 LED 소자 상에 100℃에서 10초간 열압착을 행하여 기재를 박리하고, 150℃에서 30분간의 열경화를 행했다. 실온으로 되돌린 후 기재를 박리한 결과, 형광체 시트는 청색 LED 상에 완전하게 접착되고, 기재에는 형광체 시트가 전혀 남지 않고 깨끗하게 박리할 수 있어 접착성은 양호했다. LED칩의 표면 전극을 와이어 본딩한 결과, 미리 형광체 시트에 가공되어 있는 구멍 사이즈가 작은 일부의 와이어 본더가 접촉했다. 와이어 본딩 후에 수지 밀봉한 것을 10개 작성하고, 직류 전원에 연결해서 점등시켰지만 10개 중 3개가 접합 불량으로 점등할 수 없었다. 샘플의 제작 개수를 늘려서 정상으로 점등하는 형광체 시트가 부착된 LED 발광 장치를 10개 얻고, 색채 조도계(코니카 미놀타 CL200A)로 샘플 10개의 상관 색온도(CCT)를 계측하여 최대값과 최소값의 차를 평가했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트 막 두께의 평가를 행하고, 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 2)
실리콘 수지 1 대신에 실리콘 수지 4를 사용해서 실시예 1과 마찬가지로 형광체 시트를 얻었다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트에 직경 200㎛의 구멍을 뚫고, 1㎜×1㎜로 개편화했다. 구멍 형성 가공성, 절단 가공성은 실시예 1과 마찬가지로 양호한 결과였다. 1㎜×1㎜로 커팅한 형광체 시트를 청색 LED칩이 실장된 기판의 칩 표면에 형광체 시트면이 접촉하도록 배치하고, 다이 본딩 장치(도레이 엔지니어링 제)를 이용하여 형광체 시트의 구멍과 LED칩의 표면 전극을 위치 맞춤해서 베이스 필름측으로부터 100℃의 가열 헤드로 1분 압착시켰다. 실온으로 되돌린 후 베이스 필름을 박리한 결과, 형광체 시트는 청색 LED와의 접착이 불완전하고, 베이스 필름과 함께 LED 소자 상으로부터 박리되어서 LED 소자로서의 평가는 불가능했다.
(비교예 3)
실리콘 수지 1 대신에 실리콘 수지 4를 사용해서 실시예 1과 마찬가지로 형광체 시트를 얻었다. 그 위에 형광체를 포함하지 않는 실리콘 수지 3을 슬릿 다이 코터로 도포하여 120℃에서 10분 가열, 건조시키고, 막 두께 90㎛의 형광체 시트 상에 막 두께 10㎛의 접착층을 형성한 적층형의 형광체 시트를 얻었다.
그 후에, 형광체 시트에 금형 펀칭 장치(UHT사 제)로 직경 200㎛의 구멍을 뚫었다. 뚫은 구멍의 직경을 측장 장치가 부착된 현미경으로 10점 검사해서 평균값을 구한 결과, 표 2에 나타내는 바와 같이 설계에 대하여 평균값은 약간 작은 치수이며, 부분적으로 실리콘 수지 3의 돌출이 보였다. 이어서, 수지 시트를 커팅 장치(UHT사 제 GCUT)에 의해 1㎜×1㎜×10000개로 개편화했지만, 약 3분의 1이 재부착되어 분리할 수 없었다.
문제없이 개편화할 수 있었던 형광체 시트만을 이용하여 실시예 1과 같은 다이 본딩 장치를 사용해서 청색 LED 소자 상에 100℃에서 10초간 열압착을 행하여 베이스 필름을 박리하고, 150℃에서 30분간의 열경화를 행했다. 실온으로 되돌린 후 베이스 필름을 박리한 결과, 형광체 시트는 청색 LED 상에 완전하게 접착되고, 베이스 필름에는 형광체 시트가 전혀 남지 않고 깨끗하게 박리할 수 있었다. LED칩의 표면 전극을 와이어 본딩한 결과, 미리 형광체 시트에 가공되어 있는 구멍에 부분적으로 실리콘 수지 3이 돌출되어 있어 와이어 본더가 접촉했다. 와이어 본딩 후에 수지 밀봉한 것을 10개 작성하고, 직류 전원에 연결해서 점등시켰지만 10개 중 2개가 접합 불량으로 점등할 수 없었다. 샘플의 제작 개수를 늘려서 정상으로 점등하는 형광체 시트가 부착된 LED 발광 장치를 10개 얻고, 색채 조도계(코니카 미놀타 CL200A)로 샘플 10개의 상관 색온도(CCT)를 계측하여 최대값과 최소값의 차를 평가했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 시트 막 두께의 평가를 행하고, 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 4)
용적 300ml의 폴리에틸렌제 용기를 이용하여 실리콘 수지 1을 90중량%, 형광체로서 "NYAG-02"(Intematix사 제: Ce도프의 YAG계 형광체, 비중: 4.8g/㎤, D50: 7㎛)를 10중량%의 비율로 혼합했다.
그 후에, 유성식 교반·탈포 장치 "마제루스타 KK-400"(쿠라보 제)을 사용하여 1000rpm에서 20분간 교반·탈포해서 디스펜스용 형광체 분산 실리콘 수지를 얻었다.
디스펜서를 이용하여 청색 LED칩이 실장되고 와이어 본딩이 완료된 기판의 칩 표면에 형광체 수지를 일정량 디스펜스하고, 150℃에서 1시간 가열 경화했다. 형광체 함유 수지로 밀봉된 LED를 10개 작성하고, 직류 전원에 연결해서 점등시켜 10개 모두가 점등하는 것을 확인했다. 색채 조도계(코니카 미놀타 CL200A)로 10개의 샘플 모두의 상관 색온도(CCT)를 계측하여 그 최대값과 최소값의 차를 색온도 편차로서 평가했다. 결과는 표 2에 나타냈다. 또한, 디스펜스된 형광체 함유 수지는 돔 형상으로 형성되어 있으므로 중심점과 중심점-단부 중점에서의 막 두께 차는 매우 컸다.
Figure 112013020525574-pct00001
Figure 112013050079649-pct00006
1 : 형광체 시트 2 : 기재
3 : 가고정 시트 4 : LED 소자
5 : 실장 기판 6 : 가열 압착 툴
7 : LED 소자를 표면에 형성한 웨이퍼

Claims (11)

  1. 25℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상이고, 100℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 미만인 형광체 함유 시트로서: 형광체 함유 시트의 수지는 적어도 하기의 (A)∼(D)의 조성을 포함하는 가교성 실리콘 조성물을 히드로실릴화 반응해서 이루어지는 가교물인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 시트.
    (A)평균 단위식:
    (R1 2SiO2/2)a(R1SiO3/2)b(R2O1/2)c
    (식 중, R1은 페닐기, 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기, 또는 탄소원자수 2∼6의 알케닐기이며, 단, R1의 65∼75몰%는 페닐이며, R1의 10∼20몰%는 알케닐기이며, R2는 수소원자 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기이며, a, b, 및 c는 0.5≤a≤0.6, 0.4≤b≤0.5, 0≤c≤0.1이고 a+b=1을 충족시키는 수이다)으로 나타내어지는 오가노폴리실록산,
    (B)일반식:
    R3 3SiO(R3 2SiO)mSiR3 3
    (식 중, R3은 페닐기, 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기, 또는 탄소원자수 2∼6의 알케닐기이며, 단, R3의 40∼70몰%는 페닐이며, R3의 적어도 1개는 알케닐기이며, m은 5∼50의 정수이다)으로 나타내어지는 오가노폴리실록산{(A)성분 100중량부에 대하여 5∼15중량부},
    (C)일반식:
    (HR4 2SiO)2SiR4 2
    (식 중, R4는 페닐기, 또는 탄소원자수 1∼6의 알킬기 또는 시클로알킬기이며, 단, R4의 30∼70몰%는 페닐이다)으로 나타내어지는 오가노트리실록산{(A)성분 중과 (B)성분 중의 알케닐기의 합계에 대한 본 성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 몰비가 0.5∼2가 되는 양}, 및
    (D)히드로실릴화 반응용 촉매{(A)성분과 (B)성분 중의 알케닐기와 (C)성분 중의 규소원자 결합 수소원자의 히드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양}.
  2. 제 1 항에 있어서,
    형광체 함유율은 53중량% 이상인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    LED 소자의 파장 변환층으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 형광체 함유 시트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    관통 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 형광체 함유 시트.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 형광체 함유 시트를 LED 소자가 표면에 형성된 반도체 웨이퍼에 적층한 것을 특징으로 하는 적층체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 형광체 함유 시트를 이용하여 얻어지는 발광 장치로서: LED 소자 상에 막 두께 10∼1000㎛이며, 중심에 있어서의 막 두께와 중심으로부터 발광면 단부의 임의의 점에 그은 선분의 중점에서의 막 두께의 차는 상기 중심에 있어서의 막 두께±5% 이내인 것을 특징으로 하는 형광체 함유층이 형성된 발광 장치.
  7. 적어도 LED 소자의 발광면에 제 1 항에 기재된 형광체 함유 시트를 가열해서 부착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    부착하는 온도는 60℃ 이상 250℃ 이하인 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    제 1 항에 기재된 형광체 함유 시트를 개개의 조각으로 절단하는 공정, 및 상기 개개의 조각으로 절단된 형광체 함유 시트를 가열해서 LED 소자에 부착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    복수의 LED 소자에 제 1 항에 기재된 형광체 함유 시트를 가열해서 일괄적으로 부착하는 공정, 및 형광체 함유 시트와 LED 소자를 일괄적으로 다이싱하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    제 1 항에 기재된 형광체 함유 시트를 LED 소자에 부착하기 전에, 형광체 함유 시트에 구멍 형성 가공을 실시하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
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