KR101467644B1 - 발광 장치용 리플렉터 및 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (A) (a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산과 (b) 주사슬이 분기 구조인 디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 함유하는 폴리아미드 조성물로 이루어지는 발광 장치용 리플렉터에 관한 것이다.

Description

발광 장치용 리플렉터 및 발광 장치{REFLECTOR FOR LIGHT-EMITTING DEVICE, AND LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 장치용 리플렉터 및 발광 장치에 관한 것이다.
LED (발광 다이오드) 는, 다른 광원보다 소비 전력이 매우 적고, 또한 고휘도 발광이 가능하고, 장수명인 점에서, 조명, 표시 소자 등으로서 수요를 확대하고 있으며, 휴대 전화 등의 이동 통신 기기, 디스플레이, 자동차 콘솔 패널, 신호기 등 여러 가지 용도로 사용되고 있다. 이와 같은 전기 전자 기기에 있어서는 경박화가 진행되고 있어, SMT (표면 실장 기술) 가 적용되고 있다.
그 때문에, 이들 LED 용도로 사용되는 수지 재료로서는, 고온에서의 땜납 리플로우 프로세스에 견디는 내열성, LED 어셈블리의 작동 환경 (온도 및 광) 에서의 내구성이나 경박 부품을 제조하기 위한 유동성 등이 필요하다.
일반적으로 이와 같은 성능을 만족하는 재료로서, 내열 폴리아미드를 들 수 있다. 특허문헌 1 에는 폴리아미드 9T 와 산화티탄으로 이루어지는 조성물이 열 및 자외선 조사시의 색조 변화가 적고, 땜납 내열성이 향상되는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 2 에는 테레프탈산 단위를 갖는 폴리아미드와 백색 안료, 무기 충전재를 포함하여, 130 ℃ 에서의 굽힘 탄성률이 4500 ㎫ ∼ 12000 ㎫ 인 조성물로 이루어지는 발광 다이오드 소자용 반사판이 개시되어 있고, 특허문헌 3 에는 테레프탈산 단위를 갖고, 융점이 270 ℃ 이상인 폴리아미드와 이산화티탄, 무기 보강재, 산화 안정제를 함유하는 조성물로 이루어지는 발광 다이오드 어셈블리 하우징이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2004-75994호 일본 공개특허공보 2005-194513호 일본 공표특허공보 2008-544498호
테레프탈산 단위를 주구성 성분으로 하는 종래의 폴리아미드는 확실히 땜납 내열성이라고 하는 관점에서는 우수하지만, 유동성이나 내열변색성, 내광변색성이라는 관점에서는 반드시 충분하다고는 할 수 없고, LED 수명의 율속이, 폴리아미드로 이루어지는 리플렉터의 열화에 의한 휘도가 저하되는 경우가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장수명화 발광 장치용 리플렉터 및 이 발광 장치용 리플렉터를 구비하는 발광 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 적어도 50 몰％ 의 지환족 디카르복실산을 포함하는 디카르복실산과, 적어도 50 몰％ 의 주사슬이 분기 구조인 디아민을 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 함유하는 폴리아미드 조성물로 이루어지는 발광 장치용 리플렉터, 그 리플렉터를 사용한 발광 장치가 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하와 같다.
[1] (A) (a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산과 (b) 주사슬이 분기 구조인 디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 함유하는 폴리아미드 조성물로 이루어지는 발광 장치용 리플렉터.
[2] 주사슬이 분기 구조인 디아민이 2-메틸펜타메틸렌디아민인 [1] 에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[3] 지환족 디카르복실산이 1,4-시클로헥산디카르복실산인 [1] 또는 [2] 에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[4] (A) 폴리아미드의 융점이 270 ∼ 350 ℃ 인 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[5] (A) 폴리아미드에 있어서의 트랜스 이성체 비율이 50 ∼ 85 ％ 인 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[6]폴리아미드 조성물이 추가로 (B) 백색 안료를 함유하는 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[7] (B) 백색 안료가 수평균 입자 직경 (전자 현미경 사진법에 의한) 이 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 인 산화티탄을 함유하는 [6] 에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[8] (B) 산화티탄이 무기 코팅 및/또는 유기 코팅되어 있는 [7] 에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[9] (B) 산화티탄의 강열 감량이 0.7 ∼ 2.5 질량％ 인 [7] 또는 [8] 에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[10] 폴리아미드 조성물이 추가로 (C) 아민계 광안정제를 함유하는 [1] ∼ [9] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[11] 폴리아미드 조성물이 추가로 (D) 페놀계 열안정제를 함유하는 [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[12] 폴리아미드 조성물이 추가로 (E) 유리 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 탤크, 월라스토나이트, 카올린, 마이카, 탄산칼슘 및 클레이로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 무기 충전재를 함유하는 [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터.
[13] 전체 질량 기준으로 (폴리아미드 조성물 100 질량％ 에 대해)
(A) (a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산과 (b) 주사슬이 분기 구조인 디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 55 ∼ 95 질량％,
(B) 산화티탄을 5 ∼ 45 질량％,
(C) 아민계 광안정제를 0 ∼ 1 질량％,
(D) 페놀계 열안정제를 0 ∼ 1 질량％,
(E) 무기 충전재를 0 ∼ 25 질량％,
함유하는 폴리아미드 조성물로 이루어지는 발광 장치용 리플렉터.
[14] [1] ∼ [13] 중 어느 하나에 기재된 발광 장치용 리플렉터를 구비하는 발광 장치.
본 발명에 의하면, 장수명화 발광 장치용 리플렉터 및 이 발광 장치용 리플렉터를 구비하는 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 실시형태에 관련된 발광 장치의 모식 단면도이다.
도 2 는 실시형태에 관련된 발광 장치의 평면도이다.
도 3 은 패키지의 성형 공정을 나타내는 모식 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태 (이하, 「본 실시형태」라고 한다) 에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.
본 실시형태의 발광 장치용 리플렉터는 지환족 디카르복실산을 포함하는 디카르복실산과 주사슬이 분기 구조인 디아민을 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 함유하고, 본 실시형태의 발광 장치는 이 발광 장치용 리플렉터를 구비하는 것이다.
[(A) 폴리아미드]
본 실시형태에서 사용되는 (A) 폴리아미드는 하기 (a) 및 (b) 를 중합시킨 폴리아미드이다.
(a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산,
(b) 주사슬이 분기 구조인 디아민 (2 개의 아민간의 사슬이 직사슬 구조가 아니라 측사슬을 갖는 구조인 디아민을 말한다) 을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민.
본 실시형태에 있어서, 폴리아미드란 주사슬 중에 아미드 (-NHCO-) 결합을 갖는 중합체를 의미한다.
(a) 디카르복실산
본 실시형태에 사용되는 (a) 디카르복실산은 적어도 50 몰％ 의 지환족 디카르복실산을 포함하지만 (디카르복실산 전체 몰수 기준), 지환족 디카르복실산의 몰％ 가 상기 값인 것에 의해, 내열성, 유동성, 인성, 저흡수성, 및 강성 등을 동시에 만족하는 폴리아미드를 얻을 수 있다.
(a-1) 지환족 디카르복실산 (지환식 디카르복실산이라고도 기재된다) 으로서는, 예를 들어, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 및 1,3-시클로펜탄디카르복실산 등의, 지환 구조의 탄소수가 3 ∼ 10, 바람직하게는 5 ∼ 10 인 지환족 디카르복실산을 들 수 있다.
지환족 디카르복실산은 비치환이어도 되고 치환기를 갖고 있어도 된다. 이 치환기로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 및 tert-부틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 등을 들 수 있다.
지환족 디카르복실산으로서는, 내열성, 저흡수성, 및 강성 등의 관점에서 1,4-시클로헥산디카르복실산인 것이 바람직하다.
지환족 디카르복실산으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
지환족 디카르복실산에는, 트랜스체와 시스체의 기하 이성체가 존재한다. 원료 모노머로서의 지환족 디카르복실산은 트랜스체와 시스체 중 어느 일방을 사용해도 되고, 트랜스체와 시스체의 여러 가지 비율의 혼합물로 하여 사용해도 된다.
지환족 디카르복실산은 고온에서 이성화하여 일정한 비율이 되는 것이나, 시스체가 트랜스체에 비해 디아민과의 당량 염의 수용성이 높은 점에서, 원료 모노머로서는, 트랜스체/시스체비가 몰비로 하여, 바람직하게는 50/50 ∼ 0/100 이고, 보다 바람직하게는 40/60 ∼ 10/90 이며, 더욱 바람직하게는 35/65 ∼ 15/85 이다.
지환족 디카르복실산의 트랜스체/시스체비 (몰비) 는 액체 크로마토그래피 (HPLC) 나 핵자기 공명 분광법 (NMR) 에 의해 구할 수 있다.
본 실시형태에 사용되는 (a) 디카르복실산에 있어서의 (a-2) 지환족 디카르복실산 이외의 디카르복실산으로서는, 예를 들어 지방족 디카르복실산 및 방향족 디카르복실산 등을 들 수 있다.
지방족 디카르복실산으로서는, 예를 들어, 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 2,2-디메틸숙신산, 2,3-디메틸글루타르산, 2,2-디에틸숙신산, 2,3-디에틸글루타르산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 도데칸2산, 테트라데칸2산, 헥사데칸2산, 옥타데칸2산, 에이코산2산, 및 디글리콜산 등의 탄소수 3 ∼ 20 의 직사슬 또는 분기형 포화 지방족 디카르복실산 등을 들 수 있다.
방향족 디카르복실산으로서는, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 2-클로로테레프탈산, 2-메틸테레프탈산, 5-메틸이소프탈산, 및 5-나트륨술포이소프탈산 등의 비치환 또는 여러 가지 치환기로 치환된 탄소수 8 ∼ 20 의 방향족 디카르복실산 등을 들 수 있다.
여러 가지 치환기로서는, 예를 들어 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴기, 탄소수 7 ∼ 10 의 아릴알킬기, 클로로기 및 브로모기 등의 할로겐기, 탄소수 1 ∼ 6 의 실릴기, 그리고 술폰산기 및 그 염 (나트륨염 등) 등을 들 수 있다.
지환족 디카르복실산 이외의 디카르복실산을 공중합하는 경우로서는, 내열성, 유동성, 인성, 저흡수성, 및 강성 등의 관점에서 지방족 디카르복실산을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수가 6 이상인 지방족 디카르복실산을 사용한다.
그 중에서도 내열성 및 저흡수성 등의 관점에서 탄소수가 10 이상인 지방족 디카르복실산이 바람직하다. 탄소수가 10 이상인 지방족 디카르복실산으로서는, 예를 들어 세바크산, 도데칸2산, 테트라데칸2산, 헥사데칸2산, 옥타데칸2산, 및 에이코산2산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 내열성 등의 관점에서 세바크산 및 도데칸2산이 바람직하다.
지환족 디카르복실산 이외의 디카르복실산으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(a) 디카르복실산 중의 (a-1) 지환족 디카르복실산의 비율 (몰％) 은 적어도 50 몰％ 이다. 지환족 디카르복실산의 비율은 50 ∼ 100 몰％ 이고, 60 ∼ 100 몰％ 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 100 몰％ 이며, 가장 바람직하게는 100 몰％ 이다. 지환족 디카르복실산의 비율이, 적어도 50 몰％ 인 것에 의해, 내열성, 저흡수성, 및 강성 등이 우수한 폴리아미드로 할 수 있다.
(a) 디카르복실산 중의 (a-2) 지환족 디카르복실산 이외의 디카르복실산의 비율 (몰％) 은 0 ∼ 50 몰％ 이고, 0 ∼ 40 몰％ 인 것이 바람직하다.
(a) 디카르복실산 성분으로서, 탄소수 10 이상의 지방족 디카르복실산을 포함하는 경우에는, (a-1) 지환족 디카르복실산이 50 ∼ 99.9 몰％ 및 (a-2) 탄소수 10 이상의 지방족 디카르복실산이 0.1 ∼ 50 몰％ 인 것이 바람직하고, (a-1) 지환족 디카르복실산이 60 ∼ 95 몰％ 및 (a-2) 탄소수 10 이상의 지방족 디카르복실산이 5 ∼ 40 몰％ 인 것이 보다 바람직하고, (a-1) 지환족 디카르복실산이 80 ∼ 95 몰％ 및 (a-2) 탄소수 10 이상의 지방족 디카르복실산이 5 ∼ 20 몰％ 인 것이 더욱 바람직하다.
(b) 디아민
본 실시형태에 사용되는 (b) 디아민은 주사슬이 분기 구조인 디아민 (주사슬로부터 분기된 치환기를 갖는 디아민) 을 적어도 50 몰％ 함유한다 (디아민 전체 몰수 기준).
(b) 디아민으로서, 주사슬이 분기 구조인 디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 것에 의해, 유동성, 인성, 및 강성 등을 동시에 만족하는 폴리아미드를 얻을 수 있다.
주사슬로부터 분기된 치환기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 및 tert-부틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 등을 들 수 있다.
(b-1) 주사슬이 분기 구조인 디아민으로서는, 예를 들어 2-메틸펜타메틸렌디아민 (2-메틸-1,5-디아미노펜탄이라고도 기재된다), 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 2-메틸옥타메틸렌디아민, 및 2,4-디메틸옥타메틸렌디아민 등의 탄소수 3 ∼ 20 의 분기형 포화 지방족 디아민 등을 들 수 있다.
주사슬이 분기 구조인 디아민으로서는, 내열성 및 강성 등의 관점에서 2-메틸펜타메틸렌디아민인 것이 바람직하다. 주사슬이 분기 구조인 디아민으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 사용되는 (b) 디아민의 (b-2) 주사슬이 분기 구조인 디아민 이외의 디아민으로서는, 예를 들어 지방족 디아민, 지환족 디아민, 및 방향족 디아민 등을 들 수 있다.
지방족 디아민으로서는, 예를 들어 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 운데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 및 트리데카메틸렌디아민 등의 탄소수 2 ∼ 20 의 직사슬 포화 지방족 디아민 등을 들 수 있다.
지환족 디아민 (지환식 디아민이라고도 기재된다) 으로서는, 예를 들어 1,4-시클로헥산디아민, 1,3-시클로헥산디아민, 및 1,3-시클로펜탄디아민 등을 들 수 있다.
방향족 디아민으로서는, 방향족을 함유하는 디아민이고, 예를 들어 메타자일릴렌디아민 등을 들 수 있다.
주사슬이 분기 구조인 디아민 이외의 디아민으로서는, 내열성, 유동성, 인성, 저흡수성, 및 강성 등의 관점에서 바람직하게는 지방족 디아민 및 지환족 디아민이고, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 13 의 직사슬 포화 지방족 디아민이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 10 의 직사슬 포화 지방족 디아민이며, 더욱 더 바람직하게는 헥사메틸렌디아민이다. 주사슬이 분기 구조인 디아민 이외의 디아민으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(b) 디아민 중의 (b-1) 주사슬이 분기 구조인 디아민의 비율 (몰％) 은 적어도 50 몰％ 이다. 즉, 주사슬이 분기 구조인 디아민의 비율은 50 ∼ 100 몰％ 이고, 60 ∼ 100 몰％ 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 이 비율은 80 ∼ 100 몰％ 이고, 더욱 바람직하게는 85 ∼ 100 몰％ 이며, 특히 바람직하게는 90 ∼ 100 몰％, 가장 바람직하게는 100 몰％ 이다. 주사슬이 분기 구조인 디아민의 비율이, 적어도 50 몰％ 인 것에 의해, 유동성, 인성, 및 강성이 우수한 폴리아미드로 할 수 있다.
(b) 디아민 중의 (b-2) 주사슬이 분기 구조인 디아민 이외의 디아민의 비율(몰％) 은 0 ∼ 50 몰％ 이고, 0 ∼ 40 몰％ 인 것이 바람직하다.
(a) 디카르복실산의 첨가량과 (b) 디아민의 첨가량은 동 몰량 부근인 것이 바람직하다. 중합 반응 중의 (b) 디아민의 반응계 밖으로의 도산 (逃散) 분도 몰비에 있어서는 고려하여, (a) 디카르복실산 전체의 몰량 1 에 대해, (b) 디아민 전체의 몰량은 0.9 ∼ 1.2 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.95 ∼ 1.1 이며, 더욱 바람직하게는 0.98 ∼ 1.05 이다.
(c) 락탐 및/또는 아미노카르복실산
(A) 폴리아미드는, 인성의 관점에서 (c) 락탐 및/또는 아미노카르복실산을 추가로 공중합시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에 사용되는 (c) 락탐 및/또는 아미노카르복실산이란, 중(축)합 가능한 락탐 및/또는 아미노카르복실산을 의미한다.
(A) 폴리아미드가 (a) 디카르복실산, (b) 디아민, 및 (c) 락탐 및/또는 아미노카르복실산을 중합시킨 폴리아미드인 경우에는, (c) 락탐 및/또는 아미노카르복실산은 탄소수가 4 ∼ 14 인 락탐 및/또는 아미노카르복실산이 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 의 락탐 및/또는 아미노카르복실산을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
락탐으로서는, 예를 들어 부티로락탐, 피발로락탐, ε-카프로락탐, 카프릴로락탐, 에난토락탐, 운데카노락탐, 및 라우로락탐 (도데카노락탐) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 인성의 관점에서 ε-카프로락탐, 라우로락탐 등이 바람직하고, ε-카프로락탐이 보다 바람직하다.
아미노카르복실산으로서는, 예를 들어 상기 락탐이 개환된 화합물인 ω-아미노카르복실산이나 α,ω-아미노산 등을 들 수 있다.
아미노카르복실산으로서는, ω 위치가 아미노기로 치환된 탄소수 4 ∼ 14 의 직사슬 또는 분기형 포화 지방족 카르복실산인 것이 바람직하고, 예를 들어 6-아미노카프론산, 11-아미노운데칸산, 및 12-아미노도데칸산 등을 들 수 있고, 아미노카르복실산으로서는, 파라아미노메틸벤조산 등도 들 수 있다.
락탐 및/또는 아미노카르복실산으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(c) 락탐 및/또는 아미노카르복실산의 첨가량 (몰％) 은, (a), (b) 및 (c) 의 각 모노머 전체의 몰량에 대해, 0 ∼ 20 몰％ 인 것이 바람직하다.
(a) 디카르복실산과 (b) 디아민으로 폴리아미드를 중합할 때, 분자량 조절을 위해 공지된 말단 밀봉제를 추가로 첨가할 수 있다.
말단 밀봉제로서는, 예를 들어 모노카르복실산, 모노아민, 무수 프탈산 등의 산무수물, 모노이소시아네이트, 모노산할로겐화물, 모노에스테르류, 및 모노알코올류 등을 들 수 있고, 열안정성의 관점에서 모노카르복실산, 및 모노아민이 바람직하다. 말단 밀봉제로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
말단 밀봉제로서 사용할 수 있는 모노카르복실산으로서는, 아미노기와의 반응성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프론산, 카프릴산, 라우르산, 트리데실산, 미리스틸산, 팔미트산, 스테아르산, 피발산, 및 이소부틸산 등의 지방족 모노카르복실산 ; 시클로헥산카르복실산 등의 지환족 모노카르복실산 ； 그리고 벤조산, 톨루일산, α-나프탈렌카르복실산, β-나프탈렌카르복실산, 메틸나프탈렌카르복실산, 및 페닐아세트산 등의 방향족 모노카르복실산 등을 들 수 있다. 모노카르복실산으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
말단 밀봉제로서 사용할 수 있는 모노아민으로서는, 카르복실기와의 반응성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 스테아릴아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 및 디부틸아민 등의 지방족 모노아민 ； 시클로헥실아민 및 디시클로헥실아민 등의 지환족 모노아민 ； 그리고 아닐린, 톨루이딘, 디페닐아민, 및 나프틸아민 등의 방향족 모노아민 등을 들 수 있다. 모노아민으로서는, 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(a) 디카르복실산 및 (b) 디아민의 조합은 하기에 한정되지 않지만, (a-1) 적어도 50 몰％ 이상의 지환족 디카르복실산 및 (b-1) 적어도 50 몰％ 이상의 2-메틸펜타메틸렌디아민의 조합이 바람직하고, (a-1) 적어도 50 몰％ 이상의 1,4-시클로헥산디카르복실산 및 (b-1) 적어도 50 몰％ 이상의 2-메틸펜타메틸렌디아민이 보다 바람직하다.
이들의 조합을 폴리아미드의 성분으로서 중합시킴으로써, 내열성, 유동성, 인성, 저흡수성, 및 강성이 우수한 것을 동시에 만족하는 폴리아미드로 할 수 있다.
(A) 폴리아미드에 있어서, 지환족 디카르복실산 구조는 트랜스 이성체 및 시스 이성체의 기하 이성체로서 존재한다.
폴리아미드 중의 지환족 디카르복실산 구조의 트랜스 이성체 비율은 폴리아미드 중의 지환족 디카르복실산 전체 중의 트랜스 이성체인 비율을 나타내고, 트랜스 이성체 비율은 바람직하게는 50 ∼ 85 몰％ 이고, 보다 바람직하게는 50 ∼ 80 몰％ 이며, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 80 몰％ 이다.
(a-1) 지환족 디카르복실산으로서는, 트랜스체/시스체비 (몰비) 가 50/50 ∼ 0/100 인 지환족 디카르복실산을 사용하는 것이 바람직하지만, (a) 디카르복실산과 (b) 디아민의 중합에 의해 얻어지는 폴리아미드로서는, 트랜스 이성체 비율이 50 ∼ 85 몰％ 인 것이 바람직하다.
트랜스 이성체 비율이 상기 범위 내에 있음으로써, 폴리아미드는, 고융점, 인성 및 강성이 우수하다는 특징에 더하여, 높은 Tg 에 의한 열시 (熱時) 강성과, 통상적으로는 내열성과 상반되는 성질인 유동성과, 높은 결정성을 동시에 만족한다는 성질을 갖는다.
폴리아미드의 이들 특징은 (a) 적어도 50 몰％ 이상의 1,4-시클로헥산디카르복실산, (b) 적어도 50 몰％ 이상의 2-메틸펜타메틸렌디아민의 조합으로 이루어지고, 또한 트랜스 이성체 비율이 50 ∼ 85 몰％ 인 폴리아미드로 특히 현저하다.
본 실시형태에 있어서, 트랜스 이성체 비율은 이하의 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
(A) 폴리아미드는 특별히 한정되지 않고, (a) 적어도 50 몰％ 의 지환족 디카르복실산을 포함하는 디카르복실산과, (b) 적어도 50 몰％ 의, 주사슬이 분기 구조인 지방족 디아민을 함유하는 디아민을 중합시키는 공정을 포함하는, 폴리아미드의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
(A) 폴리아미드의 제조 방법으로서는, 폴리아미드의 중합도를 상승시키는 공정을, 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
폴리아미드의 제조 방법으로서는, 예를 들어 이하에 예시하는 바와 같이 여러 가지 방법을 들 수 있다.
1) 디카르복실산·디아민염 또는 그 혼합물의 수용액 또는 물의 현탁액을 가열하여, 용융 상태를 유지한 채로 중합시키는 방법 (이하, 「열용융 중합법」이라고 약칭하는 경우가 있다),
2) 열용융 중합법에 의해 얻어진 폴리아미드를 융점 이하의 온도에서 고체 상태를 유지한 채로 중합도를 상승시키는 방법 (이하, 「열용융 중합·고상 중합법」이라고 약칭하는 경우가 있다),
3) 디아민·디카르복실산염 또는 그 혼합물의, 수용액 또는 물의 현탁액을 가열하여, 석출된 프레 폴리머를 추가로 니더 등의 압출기로 다시 용융하여 중합도를 상승시키는 방법 (이하, 「프레 폴리머·압출 중합법」이라고 약칭하는 경우가 있다),
4) 디아민·디카르복실산염 또는 그 혼합물의, 수용액 또는 물의 현탁액을 가열, 석출된 프레 폴리머를 추가로 폴리아미드의 융점 이하의 온도에서 고체 상태를 유지한 채로 중합도를 상승시키는 방법 (이하, 「프레 폴리머·고상 중합법」이라고 약칭하는 경우가 있다),
5) 디아민·디카르복실산염 또는 그 혼합물을 고체 상태를 유지한 채로 중합시키는 방법 (이하, 「고상 중합법」이라고 약칭하는 경우가 있다),
6) 디카르복실산과 등가인 디카르복실산할라이드 성분과 디아민 성분을 사용하여 중합시키는 방법 「용액법」.
본 실시형태에 있어서의 (A) 폴리아미드의 분자량으로서는, 25 ℃ 의 상대 점도 ηr 을 지표로 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 (A) 폴리아미드의 분자량은 인성 및 강성 등의 기계 물성 그리고 성형성 등의 관점에서 JIS-K 6810 에 따라 측정한 98 ％ 황산 중 농도 1 ％, 25 ℃ 의 상대 점도 ηr 에 있어서, 바람직하게는 1.5 ∼ 7.0 이고, 보다 바람직하게는 1.7 ∼ 6.0 이며, 더욱 바람직하게는 1.9 ∼ 5.5 이다.
25 ℃ 의 상대 점도의 측정은, 하기 실시예에 기재하는 바와 같이, JIS-K 6810 에 준하여 실시할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 (A) 폴리아미드의 융점은, 이하에 상세히 서술하는 Tm2 로서, 내열성의 관점에서 270 ∼ 350 ℃ 인 것이 바람직하다. 융점 Tm2 는 바람직하게는 270 ℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 275 ℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 280 ℃ 이상이다. 또, 융점 Tm2 는 바람직하게는 350 ℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 340 ℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 335 ℃ 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 330 ℃ 이하이다.
(A) 폴리아미드의 융점 Tm2 를 270 ℃ 이상으로 함으로써, 내열성이 우수한 폴리아미드로 할 수 있다. 또, (A) 폴리아미드의 융점 Tm2 를 350 ℃ 이하로 함으로써, 압출, 성형 등의 용융 가공에서의 폴리아미드의 열 분해 등을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 (A) 폴리아미드의 융해열량 ΔH 는 내열성의 관점에서 바람직하게는 10 J/g 이상이고, 보다 바람직하게는 14 J/g 이상이고, 더욱 바람직하게는 18 J/g 이상이며, 더욱 더 바람직하게는 20 J/g 이상이다.
본 실시형태에 있어서의 (A) 폴리아미드의 융점 (이하에 상세히 서술하는 Tm1 또는 Tm2) 및 융해열량 ΔH 의 측정은 하기 실시예에 기재하는 바와 같이, JIS-K 7121 에 준하여 실시할 수 있다.
융점 및 융해열량의 측정 장치로서는, 예를 들어 PERKIN-ELMER 사 제조 Diamond-DSC 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 (A) 폴리아미드의 유리 전이 온도 Tg 는 90 ∼ 170 ℃ 인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도는 바람직하게는 90 ℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100 ℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 110 ℃ 이상이다. 또, 유리 전이 온도는 바람직하게는 170 ℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 165 ℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 160 ℃ 이하이다.
(A) 폴리아미드의 유리 전이 온도를 90 ℃ 이상으로 함으로써, 내열성이나 내약품성이 우수한 폴리아미드로 할 수 있다. 또, (A) 폴리아미드의 유리 전이 온도를 170 ℃ 이하로 함으로써, 외관이 양호한 성형품을 얻을 수 있다.
유리 전이 온도의 측정은 하기 실시예에 기재하는 바와 같이 JIS-K 7121 에 준하여 실시할 수 있다.
유리 전이 온도의 측정 장치로서는, 예를 들어 PERKIN-ELMER 사 제조 Diamond-DSC 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가시광 영역에서의 반사율을 높이기 위해, (B) 백색 안료를 추가로 함유하고 있어도 된다.
[(B) 백색 안료]
(B) 백색 안료로서는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 백연, 황산아연, 황산바륨, 산화알루미늄 등을 들 수 있다. 그 중에서도 산화티탄이 바람직하다. 이들 백색 안료는 1 종류로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
산화티탄으로서는, 예를 들어 산화티탄 (TiO), 3산화2티탄 (Ti2O3), 및 이산화티탄 (TiO2) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 이산화티탄이 바람직하다.
이들 산화티탄의 결정 구조에 특별히 제한은 없지만, 내광성의 관점에서 바람직하게는 루틸형이다.
산화티탄의 수평균 입자 직경은 인성, 압출 가공성의 관점에서 바람직하게는 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.15 ∼ 0.4 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.15 ∼ 0.3 ㎛ 이다.
이들 산화티탄의 수평균 입자 직경은 전자현미경 사진법에 의해 측정할 수 있다. 예를 들어 폴리아미드 수지 조성물을 전기로에 넣고, 함유되는 유기물을 소각 처리하여, 잔류물분에서, 예를 들어 100 개 이상의 산화티탄을 임의로 선택하여, 전자현미경으로 관찰하여, 이들의 입자 직경을 측정함으로써 수평균 입자 직경을 측정하여 구할 수 있다.
산화티탄은, 예를 들어, 황산티탄 용액을 가수분해하는 이른바 황산법에 의해 얻어도 되고, 혹은 할로겐화 티탄을 기상 산화하는 이른바 염소법에 의해 얻어도 되며, 특별히 제한은 없다.
산화티탄 입자의 표면은 코팅되는 것이 바람직하다. 맨 처음에 무기 코팅, 이어서 무기 코팅 상에 적용되는 유기 코팅으로 코팅되는 것이 보다 바람직하다. 산화티탄 입자는 당해 분야에서 공지된 어떠한 방법을 사용하여 코팅되어도 된다.
무기 코팅으로서는 금속 산화물을 함유하는 것이 바람직하다. 무기 코팅의 예로서는, 규소, 알루미늄, 지르코늄, 인, 아연, 희토류 원소 등의 산화물 및 수화 산화물을 함유하는 금속 산화물 및 수화 산화물을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직한 금속 산화물은 내광성의 관점에서 실리카, 알루미나, 지르코니아이고, 보다 바람직하게는 실리카, 알루미나이다. 이들 무기 코팅은 1 종류의 금속 산화물이어도 되고, 2 종류 이상의 조합이어도 된다.
유기 코팅으로서는, 카르복실산류, 폴리올류, 알칸올아민류 및/또는 규소 화합물의 1 개 또는 복수를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 그 중에서도 내광성, 필름 가공성의 관점에서 폴리올류, 규소 화합물이 보다 바람직하고, 가공시의 발생 가스 저감의 관점에서 규소 화합물이 더욱 바람직하다. 유기 코팅으로서의 사용을 위해 본 발명에서 사용할 수 있는 규소 화합물로서, 예를 들어 오르가노실란류, 오르가노폴리실록산류, 오르가노실라잔류를 들 수 있고, 그 중에서도 오르가노폴리실록산류가 바람직하다.
산화티탄은 강열 감량에 특별히 제한은 없지만, 산화티탄 전체량 100 질량％ 에 대해, 0.7 ∼ 2.5 질량％ 의 범위인 것이 압출 가공성의 관점에서 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.7 ∼ 2.0 질량％ 이고, 더욱 바람직하게는 0.8 ∼ 1.5 질량％ 이다. 여기에서, 강열 감량이란, 산화티탄을 120 ℃ 에서 4 시간 건조시켜, 표면의 부착 수분을 제거한 후, 650 ℃ 에서 2 시간 가열 처리했을 때의 중량 감소율에 의해 산출할 수 있다.
또한, 이들 산화티탄으로서는, 1 종류를 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(A) 폴리아미드와 (B) 산화티탄의 배합량으로서는, 폴리아미드 조성물 100 질량％ 에 대해, (A) 폴리아미드가 55 ∼ 95 질량％, (B) 산화티탄이 5 ∼ 45 질량％ 인 것이 백색도의 관점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 (A) 폴리아미드가 65 ∼ 85 질량％, (B) 산화티탄이 15 ∼ 35 질량％ 이다.
본 실시형태에 있어서는, 광안정성의 관점에서 (C) 아민계 광안정제를 추가로 함유하고 있어도 된다.
[(C) 아민계 광안정제]
아민계 광안정제로서는, 특별히 제한되지 않고 공지된 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)카보네이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)옥살레이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)말로네이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아디페이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)테레프탈레이트, N,N'-비스-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐-1,3-벤젠디카르복시아미드, 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트가 바람직하고, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, N,N'-비스-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐-1,3-벤젠디카르복시아미드, 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트가 보다 바람직하고, N,N'-비스-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐-1,3-벤젠디카르복시아미드가 더욱 바람직하다.
이들 아민계 광안정제는 분자량이 1,000 미만의 저분자형인 것이 광안정성이 더욱 더 향상되는 관점에서 바람직하다. 분자량이 1,000 이상인 고분자형이 되는 점에서 동등한 광안정성을 달성함에 있어서 첨가량을 증가시키는 것이 필요해져, 발생 가스량이 증가할 가능성이 있다.
폴리아미드 조성물 중의 아민계 광안정제의 배합량은, 폴리아미드 조성물 100 질량％ 에 대해, 바람직하게는 0 ∼ 1 질량％ 이고, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1 질량％ 이며, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 1 질량％ 이다. 상기 범위 내인 경우, 광안정성을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 열안정성의 관점에서 (D) 페놀계 열안정제를 추가로 함유하고 있어도 된다.
[(D) 페놀계 열안정제]
페놀계 열안정제로서는, 특별히 제한되지 않고 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐프로피온아미드), 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-하이드로신나미드), 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 3,9-비스｛2-[3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피닐옥시]-1,1-디메틸에틸｝-2,4,8,10-테트라옥사피로[5,5]운데칸, 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질포스포네이트-디에틸에스테르, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 및 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아눌산을 들 수 있고, 그 중에서도 더욱 더 열안정성이 향상되는 관점에서 바람직하게는 N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐프로피온아미드)]이다.
폴리아미드 조성물 중의 페놀계 열안정제의 배합량은, 폴리아미드 조성물 100 질량％ 에 대해, 바람직하게는 0 ∼ 1 질량％ 이고, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1 질량％ 이며, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 1 질량％ 이다. 상기 범위 내인 경우, 내열 안정성을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 강도 강성 등의 기계 물성의 관점에서 (E) 무기 충전재를 추가로 함유하고 있어도 된다.
[(E) 무기 충전재]
(E) 무기 충전재로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유리 섬유나 티탄산칼륨 섬유, 탤크, 월라스토나이트, 카올린, 마이카, 탄산칼슘, 및 클레이 등을 들 수 있다.
유리 섬유 중에서도 우수한 기계적 강도 특성을 부여할 수 있다는 관점에서 수평균 섬유 직경이 3 ∼ 30 ㎛ 이고, 또한 수지 조성물에 있어서, 중량 평균 섬유 직경이 100 ∼ 750 ㎛ 이고, 중량 평균 섬유 길이와 수평균 섬유 직경의 어스펙트비 (L/D) 가 10 ∼ 100 인 것이 더욱 바람직하게 사용된다.
여기에서, 본 명세서에 있어서의 수평균 섬유 직경 및 중량 평균 섬유 길이는, 예를 들어, 수지 조성물을 전기로에 넣고, 포함되는 유기물을 소각 처리하고, 잔류물분에서, 예를 들어, 100 개 이상의 유리 섬유를 임의로 선택하여, SEM 으로 관찰하여, 이들 유리 섬유의 섬유 직경을 측정함으로써 수평균 섬유 직경을 측정함과 함께, 배율 1000 배에서의 SEM 사진을 이용하여 섬유 길이를 계측함으로써 중량 평균 섬유 길이를 구하는 방법이 있다.
또, 무기 충전재를 실란 커플링제 등에 의해 표면 처리해도 된다. 상기 실란 커플링제로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란이나 N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 아미노실란류 ; γ-메르캅토프로필트리메톡시실란이나 γ-메르캅토프로필트리에톡시실란 등의 메르캅토실란류 ； 에폭시실란류 ； 비닐실란류를 들 수 있다. 그 중에서도 상기의 열거 성분에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하고, 아미노실란류가 보다 바람직하다.
폴리아미드 조성물 중의 무기 충전재의 배합량은, 폴리아미드 조성물 100 질량％ 에 대해, 바람직하게는 0 ∼ 25 질량％ 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 25 질량％ 이며, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 20 질량％ 이다. 상기 범위 내인 경우, 조성물로서의 강도, 강성과 인성을 밸런스 양호하게 유지할 수 있어, 발광 장치용 리플렉터의 제조 공정에 있어서의 불량을 저감시킬 수 있다.
[폴리아미드 조성물에 함유될 수 있는 다른 성분]
상기한 성분 이외에, 본 실시형태의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라 추가로 다른 성분을 첨가해도 된다.
이하에 제한되지 않지만, 예를 들어 안료 및 염료 등의 착색제 (착색 마스터 배치를 포함한다), 이형제, 난연제, 피브릴화제, 윤활제, 형광 증백제, 가소화제, 구리 화합물, 할로겐화 알칼리 금속 화합물, 산화 방지제, 안정제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 유동성 개량제, 충전제, 보강제, 전착제, 핵제, 고무, 강화제 그리고 다른 폴리머 등을 혼합해도 된다. 여기에서, 상기한 다른 성분은 각각 성질이 크게 상이하기 때문에, 각 성분에 대한 본 실시형태의 효과를 거의 저해하지 않는 바람직한 함유율은 여러 가지이다. 그리고, 당업자이면, 상기한 다른 성분마다의 바람직한 함유율은 용이하게 설정할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 폴리아미드 조성물의 제조 방법으로서는, 상기 (A) 폴리아미드와 다른 성분을 혼합하는 방법이면, 특별히 한정되지 않는다.
폴리아미드와 다른 성분의 혼합 방법으로서, 예를 들어 폴리아미드와 다른 성분을 텀블러, 헨쉘 믹서 등을 사용해 혼합하여 용융 혼련기에 공급하여 혼련하는 방법이나, 단축 또는 2 축 압출기로 용융 상태로 한 폴리아미드에, 사이드 피더로부터 다른 성분을 배합하는 방법 등을 들 수 있다.
용융 혼련 온도는 수지 온도로 하여 250 ∼ 375 ℃ 정도인 것이 바람직하고, 용융 혼련 시간은 0.25 ∼ 5 분 정도인 것이 바람직하다.
용융 혼련을 실시하는 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 공지된 장치, 예를 들어 단축 또는 2 축 압출기, 밴버리 믹서, 및 믹싱 롤 등의 용융 혼련기를 사용할 수 있다.
상기 서술한 폴리아미드 조성물로 이루어지는 본 발명의 발광 장치용 리플렉터는 반사율이 높고, 그 리플렉터를 사용한 발광 장치는 수명 특성이 양호하다. 본 발명의 발광 장치용 리플렉터는 LED 이외에 LD 등의 광반도체를 비롯하여 포토 다이오드, CCD, CMOS 등의 반도체 패키지에 널리 사용할 수 있다.
상기 서술한 폴리아미드 조성물을 리플렉터로서 사용할 수 있는 LED 는 특별히 구조나 발광 파장이 한정되지 않는다. 이하에 도면을 이용하여 실시형태에 관련된 광반도체 장치에 대하여 설명한다. 또, 각 도면에 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은 설명을 명확하게 하기 위해 과장되어 있는 부분이 있다.
도 1 은 실시형태에 관련된 발광 장치의 모식 단면도이고, 도 2 는 동 발광 장치의 평면도이다.
도 1 및 2 에 나타내는 발광 장치 (100) 는 표면 실장형 발광 장치이고, 광반도체 소자 (4) 와, 광반도체 소자 (4) 를 재치하는 패키지 (1) (발광 장치용 리플렉터) 와, 광반도체 소자 (4) 를 피복하는 밀봉 부재 (8) 를 갖고 있다. 패키지 (1) 는 광반도체 소자 (4) 를 재치하기 위한 기대 (基臺) 와, 광반도체 소자 (4) 와 전기적으로 접속되는 제 1 리드 전극 (2) 및 제 2 리드 전극 (3) 을 일체 성형하여 이루어지는 것이다. 패키지 (1) 는 저면과 측면을 갖는 오목부를 갖고 있으며, 이 오목부의 개구부는 저면보다 입구가 넓게 되어 있고, 측면에는 경사가 형성되어 있다. 이 패키지 (1) 의 오목부 측면이 리플렉터로서 기능한다.
또한, 광반도체 소자 (4) 는 다이본드 부재 (5) 에 의해 기대에 고정되고, 와이어 (6) 를 개재하여 제 1 리드 전극 (2) 및 제 2 리드 전극 (3) 에 전기적으로 접합되어 있다. 또, 패키지 (1) 저면에, 제 1 아웃 리드부 (2b) 와 제 2 아웃 리드부 (3b) 가 노출되어 있다.
패키지 (1) 는, 상기 서술한 폴리아미드 조성물을 사용하여 형성되어 있기 때문에, 반사율의 향상 효과가 확인되고, 종래의 리플렉터와 비교하여 장수명이다.
다이본드 부재 (5) 에는, 금속의 공정 (共晶) 이나 수지가 사용된다. 또, 도시를 생략하지만, 다른 리드 전극에 제너 다이오드 등의 보호 소자를 재치해도 된다. 밀봉 부재 (8) 에는 실리콘 수지를 사용하여 패키지의 오목부 내에 주입한다. 이 밀봉 부재 (8) 는 광반도체 소자 (4) 로부터의 광을 흡수하여 파장 변환하는 형광 물질이나, 그 형광 물질의 파장 변환 효율을 향상시키기 위해 광확산 물질을 함유하고 있어도 된다.
패키지 (1) 는 한 쌍의 리드 전극과 일체 성형되어 있지만, 다른 형태로서는, 패키지를 성형한 후, 도금 등에 의해 회로 배선을 형성하는 것도 있다. 패키지 (1) 의 형상은 평판 형상인 것이나, 도 1 에 나타내는 컵 형상인 것 등, 여러 가지 형태를 채용할 수 있다. 패키지 (1) 는, 외부로부터의 전류를 광반도체 소자 (4) 에 공급하는 리드 전극이 형성되기 때문에, 내광성, 내열성이 우수한 절연성인 것이 바람직하게 사용된다.
광반도체 소자 (4) 로부터의 광을 효율적으로 반사시키기 위해 패키지 (1) 를 구성하는 폴리아미드 조성물에는 산화티탄 등의 백색 안료 등을 혼합시키는 것이 바람직하다. 이 백색 안료의 수평균 입자 직경 (전자 현미경 사진법에 의한) 은 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 인 것이 바람직하다. 또, 패키지 (1) 의 성형 방법으로서는, 수지에 의해 패키지 (1) 를 몰드 성형시키는 경우에는, 컵 형상의 오목부 내측의 저면에 배치되는 광반도체 소자 (4) 에 전력을 공급하는 리드 전극을 인서트 성형하는 방법이 있고, 그 밖에도, 사출 성형, 압출 성형, 트랜스퍼·몰드 등으로 비교적 간단하게 형성할 수 있다.
광반도체 소자 (4) 로서는, 질화물 반도체로 이루어지는 청색 발광의 LED 칩이나, 자외 발광의 LED 칩 등이 사용된다. 질화물 반도체란 일반식이 AlxGayInzN, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1, X ＋ Y ＋ Z = 1 로 나타나는 것으로, 예를 들어 MOCVD 법 등의 기상 성장법에 의해 기판 상에 InN, AlN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등의 질화물 반도체를 에피택셜 성장시킨 것이다. 이 질화물 반도체에 n 형 반도체층, 발광층, p 형 반도체층 순으로 형성시킨 것을 사용한다. 질화물 반도체가 적층되는 기판에는 사파이어, SiC, Si, ZnO, GaN 등을 사용한다. 또, 발광층에는 단일 양자 우물 구조나 다중 양자 우물 구조를 사용하는 것이 바람직하다. 광반도체 소자 (4) 의 발광 파장은 360 ㎚ ∼ 550 ㎚ 인 것이 바람직하다.
또, 광반도체 소자 (4) 의 실장 형태는 페이스 업 실장되는 것, 플립 칩 실장되는 것 모두 사용할 수 있다. 또 동일 평면 상에 n 측 전극과 p 측 전극이 형성된 광반도체 소자 (4) 를 도시하고 있는데, 기판에 도전성 기판을 사용함으로써, 기판의 일방의 면에 n 측 전극이 형성되어 있고, 기판의 반대 면에 질화물 반도체층을 성장시켜, 그 위에 p 측 전극이 형성된 광반도체 소자 (4) 를 사용해도 된다.
제 1 리드 전극 (2) 및 제 2 리드 전극 (3) 은 패키지 (1) 의 컵 형상의 내측의 저면에서 노출되어, 광반도체 소자 (4) 와 전기적으로 접속되는 것으로, 예를 들어 패키지 (1) 에 인서트된 판 형상의 리드나 패키지 (1) 의 표면에 형성된 도전 패턴이다. 따라서, 광반도체 소자 (4) 와 전기적으로 접속되어 도전되는 기능을 할 수 있는 것이면, 그 재료는 특별히 한정되지 않지만, 열전도율이 비교적 큰 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 구리, 알루미늄, 금, 텅스텐, 철, 니켈 등의 금속 또는 철-니켈 합금, 인청동, 철이 함유된 구리 등의 표면에 은 혹은 은을 함유하는 합금이 표면에 실시된 것을 들 수 있다. 또, 은 단체, 은이 함유된 합금을 사용해도 된다.
밀봉 부재 (8) 는, 광반도체 소자 (4) 로부터의 광을 효율적으로 외부에 투과시킴과 함께, 외력, 먼지 등으로부터 광반도체 소자 (4) 나 와이어 (6) 등을 보호하는 것이다. 밀봉 부재 (8) 는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 전술한 실리콘 수지나, 에폭시 수지를 사용한다. 또, 밀봉 부재 (8) 에는, 형광 물질이나 광 확산 부재 등을 함유해도 된다.
형광 물질은, 예를 들어, 밀봉 부재 (8) 에 함유되어 있고, 광반도체 소자 (4) 로부터의 광을 흡수하여 상이한 파장의 광으로 파장 변환하는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 이 형광 물질을 밀봉 부재 (8) 에 함유함으로써 광반도체 소자 (4) 로부터 방출되는 파장의 광에 한정되지 않고, 백색광 등의 원하는 광을 발광하는 광반도체 장치를 제공할 수 있다. 형광 물질로서는, 예를 들어, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 부활되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 부활되는 알칼리 토금속 할로겐 어퍼타이트 형광체, 알칼리 토금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토금속 규산염 형광체, 알칼리 토금속 황화물 형광체, 알칼리 토금속 티오갈레이트 형광체, 알칼리 토금속 질화 규소 형광체, 게르만산염 형광체, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 부활되는 희토류 알루민산염 형광체, 희토류 규산염 형광체, 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 부활되는 유기 및 유기 착물 등에서 선택되는 적어도 어느 1 개 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는 (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12：Ce 나 (Ca,Sr,Ba)2SiO4：Eu, (Ca,Sr)2Si5N8：Eu, CaAlSiN3:Eu 등이다.
실시예
이하, 본 실시형태를 실시예 및 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 실시형태는 이들 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 및 비교예에 사용한 원재료 및 측정 방법을 이하에 나타낸다. 또한, 본 실시예에 있어서, 1 ㎏/㎠ 는 0.098 ㎫ 를 의미한다.
[원재료]
본 실시예에서 하기 화합물을 사용하였다.
(A) 폴리아미드로서
(a) 디카르복실산
(1) 1,4-시클로헥산디카르복실산 (CHDA) (상품명 ： 1,4-CHDA HP 그레이드 (트랜스체/시스체 = 25/75) (이스트만 케미컬사 제조))
(2) 도데칸2산 (C12DA) (와코 쥰야쿠 공업사 제조)
(b) 디아민
(3) 2-메틸펜타메틸렌디아민 (2MPD) (토쿄 화성 공업사 제조)
(B) 산화티탄
(4) TiO2
평균 입자 직경 ： 0.21 ㎛
코팅 ： 알루미나, 실리카, 실록산 화합물
강열 감량 ： 1.21 질량％
(C) 아민계 광안정제 (HALS)
상품명 : Nylostab (등록상표) S-EED (클라리언트사 제조)
(D) 페놀계 열안정제
상품명 : IRGANOX (등록상표) 1098 (치바사 제조)
(E) 유리 섬유
상품명 : ECS 03T-275H (닛폰 전기 유리사 제조)
평균 섬유 직경 10 ㎛φ, 컷 길이 3 ㎜
[측정 방법]
(1) 융점 Tm1, Tm2 (℃)
JIS-K 7121 에 준하여, PERKIN-ELMER 사 제조 Diamond-DSC 를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은, 질소 분위기하, 시료 약 10 ㎎ 을 승온 속도 20 ℃／min 으로 샘플의 융점에 따라 300 ∼ 350 ℃ 까지 승온시켰을 때 나타나는 흡열 피크 (융해 피크) 의 온도를 Tm1 (℃) 로 하고, 승온의 최고 온도의 용융 상태에서 온도를 2 분간 유지한 후, 강온 속도 20 ℃／min 으로 30 ℃ 까지 강온하고, 30 ℃ 에서 2 분간 유지한 후, 승온 속도 20 ℃／min 으로 동일하게 승온시켰을 때 나타나는 흡열 피크 (융해 피크) 의 최고 피크 온도를 융점 Tm2 (℃) 로 하고, 그 전체 피크 면적을 융해 열량 ΔH(J/g) 로 하였다. 또한, 피크가 복수 있는 경우에는, ΔH 가 1 J/g 이상인 것을 피크로 간주하였다. 예를 들어 융점 295 ℃, ΔH = 20 J/g 과 융점 325 ℃, ΔH = 5 J/g 의 2 개의 피크가 존재하는 경우, 융점 Tm2 는 325 ℃ 로 하고, ΔH = 25 J/g 으로 하였다.
(2) 유리 전이 온도 Tg (℃)
JIS-K 7121 에 준하여, PERKIN-ELMER 사 제조 Diamond-DSC 를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은, 시료를 핫 스테이지 (Mettler 사 제조 EP80) 로 용융시켜 얻어진 용융 상태의 샘플을, 액체 질소를 사용하여 급랭시키고, 고화시켜, 측정 샘플로 하였다. 그 샘플 10 ㎎ 을 사용하여, 승온 스피드 20 ℃／min 의 조건하, 30 ∼ 350 ℃ 의 범위에서 승온시켜, 유리 전이 온도를 측정하였다.
(3) 25 ℃ 의 상대 점도 ηr
JIS-K 6810 에 준하여 실시하였다. 구체적으로는 98 ％ 황산을 사용하여, 1 ％ 농도의 용해액 ((폴리아미드 1 g)/(98 ％ 황산 100 ㎖) 의 비율) 을 제조하여, 25 ℃ 의 온도 조건하에서 측정하였다.
(4) 트랜스 이성체 비율
폴리아미드 30 ∼ 40 ㎎ 을 헥사플루오로이소프로판올 중수소화물 1.2 g 에 용해시켜, 1H-NMR 로 측정하였다. 1,4-시클로헥산디카르복실산의 경우, 트랜스 이성체에서 유래하는 1.98 ppm 의 피크 면적과 시스 이성체에서 유래하는 1.77 ppm 과 1.86 ppm 의 피크 면적의 비율로부터 트랜스 이성체 비율을 구하였다.
폴리아미드
[제조예 1]
이하에 서술하는 「열용융 중합법」에 의해 폴리아미드의 중합 반응을 실시하였다. CHDA 896 g (5.20 몰), 및 2MPD 604 g (5.20 몰) 을 증류수 1500 g 에 용해시켜, 원료 모노머의 등몰 50 질량％ 의 수혼합액을 제조하였다.
얻어진 수혼합액과, 용융 중합시의 첨가물인, 2MPD 21 g (0.18 몰) 을 내용적 5.4 ℓ 의 오토클레이브 (닛토 고압제) 에 주입하고, 액온 (내온) 이 50 ℃ 가 될 때까지 보온하여, 오토클레이브 내를 질소 치환하였다. 오토클레이브의 조 내의 압력이, 게이지압으로서 (이하, 조 내의 압력은 모두 게이지압으로서 표기한다), 약 2.5 ㎏/㎠ 가 될 때까지 가열을 계속하였다 (이 때 액온은 약 145 ℃ 였다). 조 내의 압력을 약 2.5 ㎏/㎠ 로 유지하기 위해 물을 계 외로 제거하면서, 가열을 계속하여, 수용액의 농도가 약 85 ％ 가 될 때까지 농축하였다. 물의 제거를 멈추고, 조 내의 압력이 약 30 ㎏/㎠ 가 될 때까지 가열을 계속하였다. 조 내의 압력을 약 30 ㎏/㎠ 로 유지하기 위해 물을 계 외로 제거하면서, 300 ℃ 가 될 때까지 가열을 계속하였다. 추가로 가열은 계속하면서, 조 내의 압력을 60 분간에 걸쳐 30 ㎏/㎠ 로부터 대기압 (게이지압은 0 ㎏/㎠) 이 될 때까지 강압하였다. 수지 온도 (액온) 의 최종 온도가 약 345 ℃ 가 되도록 히터 온도를 조정하였다. 수지 온도는 그 상태인 채, 조 내를 진공 장치로 100 torr 의 감압하에 10 분 유지하였다. 그 후, 질소로 가압하여 하부 방구 (紡口) (노즐) 로부터 스트랜드 형상으로 하고, 수랭, 컷팅을 실시하여 펠릿 형상으로 배출하였다.
또한 이하에 서술하는 「고상 중합」을 실시하였다. 용융 중합에 의해 얻어진 폴리아미드 펠릿을 원추형 리본 진공 건조기 (주식회사 오카와라 제작소 제조, 상품명 리보콘 RM-10V) 에 넣고, 충분히 질소 치환을 실시하였다. 1 ℓ/분으로 질소를 흐르게 한 채, 교반을 실시하면서 260 ℃ 에서 6 시간의 가열을 실시하였다. 그 후, 질소를 유통시킨 채 온도를 낮춰가 약 50 ℃ 가 된 시점에서 펠릿인 채로 장치로부터 취출하여 폴리아미드를 얻었다. 얻어진 폴리아미드를 질소 기류 중에서 건조시켜 수분율을 약 0.2 질량％ 미만으로 조정한 후, 상기 측정 방법에 기초하여 실시한 측정 결과, 융점 Tm2 는 327 ℃, 유리 전이 온도 Tg 는 150 ℃, 트랜스 이성체 비율은 71 ％, 25 ℃ 의 상대 점도는 3.1 이었다.
[제조예 2]
이하에 서술하는 「열용융 중합법」에 의해 폴리아미드의 중합 반응을 실시하였다. CHDA 689 g (4.00 몰), C12DA 230 g (1.00 몰), 및 2MPD 581 g (5.00 몰) 을 증류수 1500 g 에 용해시켜, 원료 모노머의 등몰 50 질량％ 의 수혼합액을 제조하였다.
얻어진 수혼합액과, 용융 중합시의 첨가물인, 2MPD 14 g (0.12 몰) 을 내용적 5.4 ℓ 의 오토클레이브 (닛토 고압 제조) 에 주입하고, 액온 (내온) 이 50 ℃ 가 될 때까지 보온하여, 오토클레이브 내를 질소 치환하였다. 오토클레이브의 조 내의 압력이, 게이지압으로서 (이하, 조 내의 압력은 모두 게이지압으로서 표기한다), 약 2.5 ㎏/㎠ 가 될 때까지 가열을 계속하였다 (이 때 액온은 약 145 ℃ 였다). 조 내의 압력을 약 2.5 ㎏/㎠ 로 유지하기 위해 물을 계 외로 제거하면서, 가열을 계속하여, 수용액의 농도가 약 85 ％ 가 될 때까지 농축하였다. 물의 제거를 멈추고, 조 내의 압력이 약 30 ㎏/㎠ 가 될 때까지 가열을 계속하였다. 조 내의 압력을 약 30 ㎏/㎠ 로 유지하기 위해 물을 계 외로 제거하면서, 255 ℃ 가 될 때까지 가열을 계속하였다. 추가로 가열은 계속하면서, 조 내의 압력을 60 분간에 걸쳐 30 ㎏/㎠ 에서 대기압 (게이지압은 0 ㎏/㎠) 이 될 때까지 강압하였다. 수지 온도 (액온) 의 최종 온도가 약 305 ℃ 가 되도록 히터 온도를 조정하였다. 수지 온도는 그 상태인 채로, 조 내를 진공 장치로 100 torr 의 감압하에 10 분 유지하였다. 그 후, 질소로 가압하여 하부 방구 (노즐) 로부터 스트랜드 형상으로 하고, 수랭, 커팅을 실시하여 펠릿 형상으로 배출하였다.
추가로 이하에 서술하는 「고상 중합」을 실시하였다. 용융 중합에 의해 얻어진 폴리아미드 펠릿을 원추형 리본 진공 건조기 (주식회사 오카와라 제작소 제조, 상품명 리보콘 RM-10V) 에 넣고, 충분히 질소 치환을 실시하였다. 1 ℓ/분으로 질소를 흐르게 한 상태에서, 교반을 실시하면서 240 ℃ 에서 12 시간의 가열을 실시하였다. 그 후, 질소를 유통시킨 상태에서 온도를 낮춰가 약 50 ℃ 가 된 시점에서 펠릿인 채로 장치로부터 취출하여 폴리아미드를 얻었다. 얻어진 폴리아미드를 질소 기류 중에서 건조시켜 수분율을 약 0.2 질량％ 미만으로 조정한 후, 상기 측정 방법에 기초하여 실시한 측정 결과, 융점 Tm2 는 285 ℃, 유리 전이 온도 Tg 는 125 ℃, 트랜스 이성체 비율은 72 ％, 25 ℃ 의 상대 점도는 3.0 이었다.
폴리아미드 조성물
[실시예 1]
압출기 상류측으로부터 1 번째 배럴에 상류측 공급구를 갖고, 9 번째 배럴에 하류측 공급구를 갖는, L/D (압출기의 실린더 길이/압출기의 실린더 직경) = 48 (배럴수 : 12) 의 2 축 압출기[ZSK-26MC : 코페리온사 제조 (독일)] 를 이용하여, 상류측 공급구로부터 다이까지를 340 ℃ 로 설정하고, 스크루 회전수 250 rpm, 토출량 25 ㎏/h 로, 상류측 공급구로부터 제조예 1 에서 제조한 폴리아미드 (70 질량부), 산화티탄 (20 질량부), 아민계 광안정제 (0.3 질량부), 페놀계 열안정제 (0.3 질량부) 를 드라이 블렌드한 후에 공급하고, 하류측 공급구로부터 유리 섬유 (10 질량부) 를 공급하여 용융 혼련하여 폴리아미드 조성물 펠릿을 제조하였다. 얻어진 폴리아미드 조성물을 질소 기류 중에서 건조시켜, 수분을 500 ppm 이하로 한 후, 성형하여, 각종 평가를 실시하였다.
[실시예 2]
압출기 상류측으로부터 1 번째 배럴에 상류측 공급구를 갖고, 9 번째 배럴에 하류측 공급구를 갖는, L/D (압출기의 실린더 길이/압출기의 실린더 직경) = 48 (배럴수 : 12) 의 2 축 압출기[ZSK-26MC ： 코페리온사 제조 (독일)]를 이용하여, 상류측 공급구에서 다이까지를 320 ℃ 로 설정하고, 스크루 회전수 250 rpm, 토출량 25 ㎏/h 로, 상류측 공급구로부터 제조예 2 에서 제조한 폴리아미드 (70 질량부), 산화티탄 (20 질량부), 아민계 광안정제 (0.3 질량부), 페놀계 열안정제 (0.3 질량부) 를 드라이 블렌드한 후에 공급하고, 하류측 공급구로부터 유리 섬유 (10 질량부) 를 공급하여 용융 혼련하여 폴리아미드 조성물 펠릿을 제조하였다. 얻어진 폴리아미드 조성물을 질소 기류 중에서 건조시켜, 수분을 500 ppm 이하로 한 후, 성형하여, 각종 평가를 실시하였다.
[비교예 1]
AMODEL (등록상표) A-4422 LS WH118 (솔베이 어드밴스트 폴리머즈사 제조) 을 성형하여, 각종 평가를 실시하였다. AMODEL 은 폴리프탈아미드 (방향족 폴리아미드) 이다.
[반사율의 측정]
다음으로, 패키지의 부재에 사용하는 폴리아미드 조성물의 반사율을 측정하였다. 먼저, 가로 세로 2 ㎝ 의 판 형상의 폴리아미드 조성물의 성형품을 준비하였다. 여기에서 반사율을 측정한 폴리아미드 조성물은 실시예 1 에 기재된 것을 사용하였다. 반사율 측정 장치에는 고속 분광 광도계 ： CMS-35SP 를 이용하여 D65 광원으로 측정하였다. 그 결과, 실시예 1 의 폴리아미드 조성물의 초기 반사율은 450 ㎚ 의 광에 대해 91.3 ％ 였다. 또, 실시예 2 의 폴리아미드 조성물에 대해서도 동일한 성형품을 준비하여, 동일한 측정 조건 및 측정 장치를 이용하여 반사율을 측정하였다. 실시예 2 의 폴리아미드 조성물의 초기 반사율은 450 ㎚ 의 광에 대해 92.9 ％ 였다. 또 비교예 1 에 기재된 조성물의 성형품을 준비하여, 동일한 측정 조건 및 측정 장치를 이용하여, 그 반사율을 측정한 결과, 초기 반사율은 87.7 ％ 였다.
이 초기 반사율의 차이로부터 비교예 1 에 기재된 조성물을 사용한 패키지의 휘도를 1.00 (100 ％) 으로 한 경우에, 실시예 1 에 기재된 폴리아미드 조성물을 사용한 패키지의 휘도는 1.10 (110 ％) 이 되어, 휘도는 10 ％ 향상된다. 또, 실시예 2 에 기재된 폴리아미드 조성물을 사용한 패키지의 휘도는 비교예 1 에 기재된 조성물을 사용한 패키지의 휘도와 비교하여 13 ％ 향상된다.
조성물 초기 반사율 (％) 상대 휘도 (％)
실시예 1 91.3 110
실시예 2 92.9 113
비교예 1 87.7 100
[내광성 시험]
초기 반사율을 측정한 후, 가로 세로 2 ㎝ 의 판 형상의 폴리아미드 조성물의 성형품을 다이프라윈테크 제조의 내광성 시험기에 투입하였다. 내광성 시험 조건은, 조사 조건을 16 ㎽/㎠ 로 하여, 환경 온도 120 ℃ 에서 시험을 실시하였다. 내광성 시험기에 300 시간 투입한 후의 실시예 1 의 폴리아미드 조성물의 반사율은 85.6 ％ 였다. 이 반사율의 결과로부터 300 시간 후의 450 ㎚ 의 광에 대한 반사율 유지율을 산출한 결과, 실시예 1 의 폴리아미드 조성물을 사용한 경우에는 93.7 ％ 였다.
또, 실시예 2 의 폴리아미드 조성물에 대해서도 초기 반사율을 측정한 후, 가로 세로 2 ㎝ 의 판 형상의 성형품을 준비하여, 동일한 내광성 시험 조건을 실시하여, 300 시간 경과 후의 반사율을 측정하였다. 그 결과, 300 시간 후의 반사율은 79.3 ％ 였다. 이 반사율의 값으로부터 반사율 유지율은 85.3 ％ 였다.
한편, 비교예 1 의 조성물의 성형품을 내광성 시험기에 투입하고, 동일한 측정 조건으로 반사율을 측정한 결과, 300 시간 후의 반사율은 71.2 ％ 였다. 이 반사율값으로부터 반사율 유지율을 산출한 결과, 81.2 ％ 였다. 여기에서 반사율 유지율이란 시험 전의 초기 반사율을 100 ％ 로 한 경우의 내광성 시험을 300 시간 실시한 후의 반사율의 유지 정도를 산출한 것이다.
조성물 300 시간 후의 반사율 (％) 반사율 유지율 (％)
실시예 1 85.6 93.7
실시예 2 79.3 85.3
비교예 1 71.2 81.2
[실시예 3]
실시예 3 에서, 도 1 및 도 2 에 나타내는 발광 장치를 제조하였다. 도 1 및 도 2 의 구성에 대해서는 상기 서술한 바와 같다.
광반도체 소자 (4) 로서는 청색으로 발광하는 GaN 계 반도체를 사용하였다. 광반도체 소자 (4) 는 동일 면측에 제 1 전극과 제 2 전극을 갖고 있고, 광반도체 소자 (4) 는 다이본드 부재 (5) (다이본드 수지) 를 이용하여 페이스압으로 기대에 접착하였다. 광반도체 소자 (4) 의 제 1 전극은 금 와이어 (6) 를 사용하여 제 1 리드 전극 (2) 과 전기적으로 접속하고, 제 2 전극도 금 와이어를 사용하여 제 2 리드 전극 (3) 과 전기적으로 접속하였다. 기대, 제 1 리드 전극 (2) 및 제 2 리드 전극 (3) 은 모재에 구리를 사용하여 은 도금을 실시하였다. 기대, 제 1 리드 전극 (2) 및 제 2 리드 전극 (3) 은 약 0.15 ㎜ 의 것을 사용하였다. 패키지 (1) 는 상기 서술한 실시예 1 의 폴리아미드 조성물을 사용하고, 밀봉 부재 (8) 에는 실리콘 수지를 사용하였다. 이 밀봉 부재 (8) 에는 (Y0.8Gd0.2)3Al5O12 : Ce 의 조성을 갖는 YAG 계 형광체가 균일하게 혼합되어 있다. 패키지 (1) 의 오목부의 저면 및 측면에는 밀봉 부재 (8) 를 배치하고, 밀봉 부재 (8) 의 표면은 패키지 (1) 의 오목부의 상면과 대략 일치시켰다.
실시예 3 에 관련된 발광 장치는 이하의 공정에 의해 제조되었다.
도 3(a) ∼ (d) 는 본 실시예에 있어서의 패키지 (1) 의 성형 공정을 나타내는 모식 단면도이다. 이하, 본 발명에 관련된 패키지의 성형 방법을 (a) ∼ (d) 로 하여 순서대로 설명한다.
먼저, (a) 금속 평판에 타발 가공을 실시하여 형성된 리드 프레임 (24) 을, 한 쌍의 성형용 틀인 볼록틀 (27) 과 오목틀 (28) 로 협지하여, 볼록틀 (27) 과 오목틀 (28) 의 내벽면에 의해 형성되는 공동 내에 리드 프레임 (24) 을 배치한다. 이 때, 후공정에서 정부 (正負) 한 쌍의 리드 전극 (2, 3) 으로 형성되는 리드 프레임 (24) 의 선단부가 소정의 간격을 두고 서로 대향하도록 배치한다. 또한, 볼록틀 (27) 은 관통공에 끼워 넣어진 봉 형상의 돌출 부재 (25) (예를 들어 핀 등) 를 적어도 1 개 이상 갖고, 상기 공동 및 오목틀 (28) 방향으로 가동이다. 다음으로, (b) 오목틀 (28) 에 대해 상기 공동 방향으로 형성된 게이트에 패키지 성형 재료 (26) 를 주입하고, 상기 공동 내를 패키지 성형 재료 (26) (폴리아미드 조성물) 로 충전한다.
또한, 패키지 성형 재료의 주입 방향은 도 3(b) 에 패키지 성형 재료 주입 방향 (29) 의 화살표로서 나타낸다. 또, 패키지 성형 재료 (26) 의 주입시, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 돌출 부재 (25) 의 하면이 볼록틀 (27) 의 내벽면과 거의 동일 평면이 되도록 배치해도 되지만, 돌출 부재 (25) 의 하면이 오목틀 (28) 방향에 어느 정도 돌출되도록 배치해도 된다. (c) 상기 공동 내에 충전된 성형 재료를 가열 및 냉각함으로써 경화시킨다. (d) 맨 처음 오목틀 (28) 을 떼어내고, 패키지의 상면에 돌출 부재 (25) 의 하면을 가압하여, 돌출 부재 (25) 를 오목틀 (28) 방향으로 이동시킴으로써, 패키지 (1) 를 볼록틀 (27) 내에서 떼어낸다. 또한, 돌출 부재 (25) 의 이동 방향은 도 3(d) 에 돌출 방향 (30) 의 화살표로 나타낸다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 발광 장치에서 사용되는 패키지 (1) 와 같이, 성형틀을 사용한 사출 성형에서 형성시키는 패키지 (1) 는, 성형틀 내에서 형성된 후, 틀 내부에 구비된 핀 등의 돌출 부재 (25) 에 의해 밀려 나와 틀에서 떼어내진다.
본 실시예의 패키지 (1) 는 광반도체 소자 (4) 를 수납할 수 있는 오목부를 갖고 있다. 오목부를 형성하는 내벽면의 형상은 개구측으로 내경이 서서히 커지도록 테이퍼 형상으로 되어 있고, 이 테이퍼 형상의 영역이 발광 장치용 리플렉터가 된다. 이로써, 광반도체 소자 (4) 의 단면 (端面) 에서 발광되는 광을 효율적으로 발광 관측면 방향으로 취출할 수 있다. 또, 광의 반사를 높이기 위해, 오목부의 내벽면에 은 등의 금속 도금을 실시하는 등, 광 반사 기능을 갖도록 해도 된다.
본 실시예의 발광 장치는, 이상과 같이 구성된 패키지 (1) 의 오목부 내에, 광반도체 소자 (4) 가 재치되고, 오목부 내의 광반도체 소자 (4) 를 피복하도록 실리콘 수지가 충전되어 밀봉 부재 (8) 가 형성된다.
다음으로, 오목부의 저면에 광반도체 소자 (4) 를 다이본드한다. 광반도체 소자 (4) 의 제 1 전극과 제 1 리드 전극 (2) 의 이너 리드부를 와이어를 사용하여 전기적으로 접속한다. 또, 광반도체 소자 (4) 의 제 2 전극과 제 2 리드 전극 (3) 의 이너 리드부를 와이어를 사용하여 전기적으로 접속한다.
다음으로 형광 물질로서 YAG 계 형광체를 균일하게 혼합한, 밀봉 부재 (8) 에 상당하는 실리콘 수지를 패키지 (1) 의 오목부의 상면까지 적하한다. 실리콘 수지의 점도 등에 의해, YAG 계 형광체가 침강한다. YAG 계 형광체가 침강 함으로써 광반도체 소자 (4) 의 주변에 YAG 계 형광체를 배치할 수 있어, 소정의 색조를 갖는 발광 장치를 제공할 수 있다. 실리콘 수지를 적하한 후, 경화시켜, 밀봉 부재 (8) 를 형성한다.
마지막으로 소정의 위치에서 리드 프레임을 잘라내어, 제 1 아웃 리드부 (2b) 와 제 2 아웃 리드부 (3b) 를 형성한다. 이로써 실시예 1 에 관련된 발광 장치를 제조할 수 있다.
[수명 시험]
실시예 3 에 나타내는 발광 장치인 시판되는 사이드뷰형 발광 장치 (니치아 화학 공업 주식회사 제조 NSSW108 (제품 형번)) 를 이용하여 수명 시험을 실시하였다. 이 발광 장치는 길이 2.8 ㎜ × 폭 1.2 ㎜ × 높이 0.8 ㎜ 의 형상을 이루고 있다.
수명 시험 1
수명 시험 1 에서는, 분위기 온도 60 ℃, 투입 전류 30 mA 의 조건하에서 실시예 3 의 발광 장치와 비교예 1 의 조성물을 패키지에 사용한 발광 장치 (이하, 비교예 2) 의 출력 (Po) 유지율을 측정하였다. 3000 시간 경과 후의 출력 유지율은 실시예 3 에서는 75 ％ 인 것에 반해 비교예 2 에서는 60 ％ 까지 대폭 저하되었다.
발광 장치 1000 시간
경과 후 (％)		 2000 시간
경과 후 (％)		 3000 시간
경과 후 (％)
실시예 3 96 86 75
비교예 2 92 75 60
수명 시험 2
수명 시험 2 에서는, 분위기 온도 85 ℃, 습도 85 ％, 투입 전류 10 mA 의 조건하에서 실시예 3 의 발광 장치와 비교예 2 의 발광 장치의 출력 (Po) 유지율을 측정한다. 3000 시간 경과 후의 출력 유지율은 실시예 3 에서는 90 ％ 인 것에 반해 비교예 2 에서는 80 ％ 로 저하되었다.
발광 장치 1000 시간
경과 후 (％)		 2000 시간
경과 후 (％)		 3000 시간
경과 후 (％)
실시예 3 97 93 90
비교예 2 95 88 80
산업상 이용가능성
(a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산과 (b) 주사슬이 분기 구조인 디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 함유하는 폴리아미드 조성물은 여러 가지 광반도체 소자, 예를 들어, 수광 소자, 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 광 센서, 레이저 다이오드 등의 리플렉터로서 유용하다. 또, 이 리플렉터는 액정 백라이트, 패널 미터, 표시등이나, 면발광 스위치 등에 사용하는 발광 장치에 적용할 수 있다.
1 : 패키지
2 : 제 1 리드 전극
3 : 제 2 리드 전극
2b : 제 1 아웃 리드부
3b : 제 2 아웃 리드부
4 : 광반도체 소자
5 : 다이본드 부재
6 : 와이어
8 : 밀봉 부재
24 : 리드 프레임
25 : 돌출 부재
26 : 패키지 성형 재료
27 : 볼록틀
28 : 오목틀
29 : 패키지 성형 재료 주입 방향
30 : 돌출 방향
100 : 발광 장치

Claims (14)

  1. (A) (a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산과 (b) 2-메틸펜타메틸렌디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 함유하는 폴리아미드 조성물로 이루어지는 발광 장치용 리플렉터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지환족 디카르복실산이 1,4-시클로헥산디카르복실산인 발광 장치용 리플렉터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 폴리아미드의 융점이 270 ∼ 350 ℃ 인 발광 장치용 리플렉터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 폴리아미드에 있어서의 트랜스 이성체 비율이 50 ∼ 85 ％ 인 발광 장치용 리플렉터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물이 (B) 백색 안료를 함유하는 발광 장치용 리플렉터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (B) 백색 안료가 수평균 입자 직경이 0.1 ∼ 0.8 ㎛ 인 산화티탄을 함유하는 발광 장치용 리플렉터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (B) 산화티탄이 무기 코팅 및/또는 유기 코팅되어 있는 발광 장치용 리플렉터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (B) 산화티탄의 강열 감량이 0.7 ∼ 2.5 질량％ 인 발광 장치용 리플렉터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물이 (C) 아민계 광안정제를 함유하는 발광 장치용 리플렉터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물이 (D) 페놀계 열안정제를 함유하는 발광 장치용 리플렉터.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물이 (E) 유리 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 탤크, 월라스토나이트, 카올린, 마이카, 탄산칼슘 및 클레이로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 무기 충전재를 함유하는 발광 장치용 리플렉터.
  13. 전체 질량 기준으로
    (A) (a) 지환족 디카르복실산을 적어도 50 몰％ 함유하는 디카르복실산과 (b) 2-메틸펜타메틸렌디아민을 적어도 50 몰％ 함유하는 디아민을 중합시킨 폴리아미드를 55 ∼ 95 질량％,
    (B) 산화티탄을 5 ∼ 45 질량％,
    (C) 아민계 광안정제를 0 ∼ 1 질량％,
    (D) 페놀계 열안정제를 0 ∼ 1 질량％,
    (E) 무기 충전재를 0 ∼ 25 질량％
    함유하는 폴리아미드 조성물로 이루어지는 발광 장치용 리플렉터.
  14. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치용 리플렉터를 구비하는 발광 장치.
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