KR101897097B1 - 에폭시 수지 조성물 및 발광장치 - Google Patents

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Abstract

에폭시 수지 조성물 및 발광 장치가 개시된다. 에폭시 수지 조성물은 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함한다.

Description

에폭시 수지 조성물 및 발광장치{EPOXY RESIN COMPOSITION AND LIGHT EMITTING APPARATUS}
실시예는 에폭시 수지 조성물 및 발광장치에 관한 것이다.
최근에 전세계적으로 활발하게 진행되고 있는 질화갈륨(GaN)계 백색 발광다이오드(LED)의 제작방법은 단일 칩 형태의 방법으로 청색이나 UV LED 칩 위에 형광물질을 결합하여 백색을 얻는 방법과 멀티 칩 형태로 두 개나 혹은 세 개의 LED칩을 서로 조합하여 백색을 얻는 두 가지 방법으로 크게 나뉜다.
멀티 칩 형태로 백색 발광다이오드를 구현하는 대표적인 방법은 RGB의 3개 칩을 조합하여 제작하는 것인데, 각각의 칩마다 동작 전압의 불균일성, 주변 온도에 따라 각각의 칩의 출력이 변해 색 좌표가 달라지는 등의 문제점을 보이고 있다.
상기와 같은 문제점으로 인해, 멀티 칩 형태는 백색 발광다이오드의 구현보다는 회로 구성을 통해 각각의 LED 밝기를 조절하여 다양한 색상의 연출을 필요로 하는 특수 조명 목적에 적합하다.
따라서, 백색 발광다이오드의 구현 방법으로 비교적 제작이 용이하고, 효율이 우수한 청색 발광 LED와 상기 청색 발광LED에 의해 여기되어 황색을 발광하는 형광체를 조합한 바이너리 시스템(binary system)이 대표적으로 이용되고 있다.
바이너리 시스템에 있어서, 청색 LED를 여기 광원으로 사용하고, 희토류 3가 이온인 Ce3+을 활성제로 이용하는 이트륨 알루미늄 가넷계(YAG:Yttrium Aluminum Garnet)형광체, 즉 YAG:Ce 형광체를 상기 청색 LED에서 출사되는 여기광으로 여기시키는 형태의 백색 발광다이오드가 주로 사용되어 왔다.
또한, 백색 발광다이오드는 그 이용분야에 따라 여러 가지 형태의 패키지를 하여 사용중이며, 대표적으로 핸드폰의 백라이팅(backlighting)에 적용되는 표면실장형(SMD:Surface Mounting Device)형태인 초소형 발광다이오드 소자와 전광판 및 고체 표시 소자나 화상 표시용의 버티컬 램프 타입으로 대별된다.
한편, 백색광의 특성을 분석하는데 있어서 사용되는 지표로서, 상관 색온도(CCT:Correlated Color Temperature)와 연색성지수(CRI:Color Rendering Index)가 있다.
상관 색온도(CCT)는 물체가 가시광선을 내며 빛나고 있을때 그 색이 어떤 온도의 흑체가 복사하는 색과 같아 보일 경우, 그 흑체의 온도와 물체의 온도가 같다고 보고 그 온도를 의미한다. 색온도가 높을수록 눈이 부시고 푸른색을 띠는 백색이 된다.
즉, 같은 백색광이라도 색온도가 낮으면 그 색이 좀 더 따뜻하게 느껴지며, 색온도가 높으면 차게 느껴진다. 따라서, 색온도를 조절함으로써 다양한 색감을 요구하는 특수 조명의 특성까지도 만족시킬수 있다.
종래의 YAG:Ce 형광체를 이용한 백색 발광다이오드의 경우에 있어서는 색온도가 6000 ~ 8000K에 불과하였다. 또한, 연색성지수(CRI)는 태양광을 사물에 조사했을 때와 기타 인공적으로 제작한 조명을 조사했을 때 사물의 색깔이 달라지는 정도를 나타내며, 사물의 색깔이 태양광에서와 같을때 CRI 값을 100으로 정의한다. 즉, 연색성지수(CRI)는 인공조명하에서 사물의 색상이 태양광을 조사했을 때와의 색상과 얼마나 근접한지를 나타내는 지수로서 0 ~ 100까지의 수치를 갖는다.
다시 말해서, CRI가 100에 접근하는 백색광원일수록 태양광 아래서 인간의 눈이 인식하는 사물의 색상과 별반 차이가 없는 색상을 느끼게 되는 것이다.
현재 백열전구의 CRI는 80이상이고 형광램프는 75이상인데 비하여 상용화된 백색 LED의 CRI는 대략 70 ~ 75 정도를 나타낸다.
따라서, 종래의 YAG:Ce 형광체를 이용한 백색 LED는 색온도와 연색성지수가 다소 낮은 문제점이 있다.
또한, YAG:Ce 형광체만을 이용하기 때문에 색좌표 및 색온도, 연색성지수의 제어가 어려운 문제점이 있다.
이와 같이, 형광체를 사용하는 발광 다이오드와 관련하여, 한국 공개 특허 공보 10-2005-0098462 등이 공개되어 있다.
실시예는 향상된 신뢰성, 광학적 특성 및 내열성을 가지는 에폭시 수지 조성물 및 발광 소자를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함한다.
일 실시예에 따른 발광 장치는 발광 칩; 상기 발광 칩을 수용하는 몸체부; 및 상기 발광 칩을 덮는 충진부를 포함하고, 상기 몸체부 또는 상기 충진부는 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 의해서 형성되는 발광 소자.
일 실시예에서, 상기 지환족 에폭시 수지는 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다.
화학식 1
Figure 112012043885858-pat00001
여기서, n은 1 내지 1000이고, R1은 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택되고, R2는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기부터 선택되고, R3는 하기의 화학식 2로 표시된다.
화학식 2
Figure 112012043885858-pat00002
여기서, m은 0 내지 3이다.
일 실시예에서, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 이소시아누레이트계 에폭시 수지일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이소시아누레이트계 에폭시 수지는 하기의 화학식 4로 표시될 수 있다.
화학식 4
Figure 112012043885858-pat00003
여기서, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기의 화학식 2로 표시되고, m은 1 내지 3이고, R4, R5 및 R6 중 나머지는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 이소시아누레이트계 에폭시 수지는 트리글리시딜이소시아누레이트일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지환족 에폭시 수지는 10wt% 내지 50wt%의 비율로 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 에폭시 수지 조성물은 경화제, 촉매, 분산제 및 산화 방지제를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 향상된 내습성, 내열성 및 투과도를 가질 수 있다.
즉, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 이소시아누레이트계 에폭시 수지 등과 같은 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 적절하게 조합하여, 향상된 신뢰성 및 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 발광다이오드 패키지 등과 같은 발광 소자의 몸체부 또는 충진부에 사용될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 발광 장치는 향상된 신뢰성 및 광학적 특성을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 일 단면을 도시한 도면이다.
이하, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물에 대해서 자세하게 설명하겠다.
일 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제, 촉매 및 첨가제를 포함한다.
상기 에폭시 수지는 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물의 전체적인 성분을 구성할 수 있다. 상기 에폭시 수지는 수지 조성물 전체에 대해서, 약 15wt% 내지 약 70wt%의 비율로 포함될 수 있다. 더 자세하게, 상기 에폭시 수지는 수지 조성물 전체에 대해서, 약 15wt% 내지 약 60wt%의 비율로 포함될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 지환족 에폭시 수지 및 트리아진 유도체 에폭시 수지를 포함한다. 상기 지환족 에폭시 수지는 전체 수지 조성물에 약 10wt% 내지 약 50wt%의 비율로 포함될 수 있다. 더 자세하게, 상기 지환족 에폭시 수지는 전체 수지 조성물에 약 15wt% 내지 약 35wt%의 비율로 포함될 수 있다.
실시예에 따른 에폭시 수지 조성물이 상기 지환족 에폭시 수지를 약 10wt% 미만으로 포함하는 경우, 광학적 특성 및 내습성이 감소될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물이 상기 지환족 에폭시 수지를 약 60wt%를 초과하여 포함하는 경우, 내열성이 감소될 수 있다.
또한, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 전체 수지 조성물에 약 5wt% 내지 약 50wt%의 비율로 포함될 수 있다. 더 자세하게, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 전체 수지 조성물에 약 15wt% 내지 약 25wt%의 비율로 포함될 수 있다.
상기 지환족 에폭시 수지는 하나 이상의 에폭시기를 포함하는 지환족 탄화수소일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지환족 에폭시 수지는 에폭시기로 치환된 시클로 헥산을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 지환족 에폭시 수지는 에폭시기 및 에테르기로 치환된 시클로 헥산을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 지환족 에폭시 수지는 에폭시기로 치환되고, 에테르기에 의해서 서로 연결되는 둘 이상의 시클로 헥산을 포함할 수 있다.
상기 지환족 에폭시 수지는 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다.
화학식 1
Figure 112012043885858-pat00004
여기서, n은 1 내지 1000일 수 있다. R1은 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택될 수 있다. 또한, R2는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기부터 선택될 수 있다.
R3는 에폭시기를 포함하는 기능기일 수 있다. 즉, R3는 에폭시기로 치환된 알킬기일 수 있다. R3는 에폭시기일 수 있다. 더 자세하게, R3는 하기의 화학식 2로 표시될 수 있다.
화학식 2
Figure 112012043885858-pat00005
여기서, m은 0 내지 3일 수 있다. m은 0일 수 있다. m은 1 내지 3일 수 있다.
특히, 시클로 헥산의 2, 3, 4 및 5의 위치 중 적어도 하나는 R3로 치환되고, 나머지는 R2로 치환될 수 있다.
상기 지환족 에폭시 수지는 축합 반응에 의해서 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 지환족 에폭시 수지는 하기의 화학식 3과 같은 시클로헥산디올을 단량체로 하여, 합성될 수 있다. 예를 들어, 상기 지환족 에폭시 수지는 하기의 화학식 3과 같은 시클로헥산디올을 서로 축합 반응하여 상기 지환식 에폭시 수지가 형성될 수 있다.
화학식 3
Figure 112012043885858-pat00006
여기서, R1은 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택될 수 있다. 또한, R2는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기부터 선택될 수 있다.
R3는 에폭시기를 포함하는 기능기일 수 있다. 즉, R3는 에폭시기로 치환된 알킬기일 수 있다. R3는 에폭시기일 수 있다. 더 자세하게, R3는 상기의 화학식 2로 표시될 수 있다.
상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 하나 이상의 에폭시기를 포함하는 트리아진 유도체일 수 있다. 더 자세하게, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 3개의 에폭시기를 포함하는 트리아진 유도체일 수 있다.
상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 이소시아누레이트계 에폭시 수지일 수 있다. 즉, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 하기의 화학식 4로 표시될 수 있다.
화학식 4
Figure 112012043885858-pat00007
여기서, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 에폭시기를 포함하는 기능기일 수 있다. 더 자세하게, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 에폭시기로 치환된 알킬기일 수 있다. R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 에폭시기일 수 있다. 더 자세하게, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기의 화학식 2로 표시될 수 있다. 이때, m은 1 내지 3일 수 있다. 더 자세하게, m은 1일 수 있다.
또한, R4, R5 및 R6 중 나머지는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택될 수 있다.
R4, R5 및 R6 모두는 에폭시기를 포함하는 기능기일 수 있다. 더 자세하게, R4, R5 및 R6는 상기의 화학식 2로 표시될 수 있다.
더 자세하게, 상기 이소시아누레이트계 에폭시 수지는 트리글리시딜이소시아누레이트(trigrycidylisocyanurate;TGIC)일 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지는 추가적으로 다른 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 즉, 상기 에폭시 수지는 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 상기 지환족 에폭시 수지 이외에, 분자 중에 에폭시기를 2개 이상 가지는 통상의 다른 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디히드록시디페닐메탄, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시디페닐케톤, 플루오렌비스페놀, 4,4'-비페놀,3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디히드록시비페닐, 2,2'-비페놀, 레조르신, 카테콜, t-부틸카테콜, 히드로퀴논, t-부틸히드로퀴논, 1,2-디히드록시나프탈렌, 1,3-디히드록시나프탈렌, 1,4-디히드록시나프탈렌, 1,5-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 1,7-디히드록시나프탈렌, 1,8-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌, 2,4-디히드록시나프탈렌, 2,5-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 2,7-디히드록시나프탈렌, 2,8-디히드록시나프탈렌, 상기 디히드록시나프탈렌의 알릴화물 또는 폴리알릴화물, 알릴화비스페놀A, 알릴화비스페놀F, 알릴화페놀노볼락 등의 2가의 페놀류, 혹은 페놀노볼락, 비스페놀A노볼락, o-크레졸노볼락, m-크레졸노볼락, p-크레졸노볼락, 크실레놀노볼락, 폴리-p-히드록시스티렌, 트리스-(4-히드록시페닐)메탄, 1,1,2,2-테트라키스(4-히드록시페닐)에탄, 플루오로글리시놀, 피로갈롤, t-부틸피로갈롤, 알릴화피로갈롤, 폴리알릴화피로갈롤, 1,2,4-벤젠트리올, 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 페놀아랄킬수지, 나프톨아랄킬수지, 디시클로펜타디엔계 수지 등의 3가 이상의 페놀류, 또는 테트라브로모비스페놀A 등의 할로겐화비스페놀류로부터 유도되는 글리시딜에테르화물 등과 같은 에폭시 수지 중, 1종 또는 2종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 에폭시 수지 조성물에 사용하는 경화제는 일반적으로 에폭시 수지 경화제로서 알려져 있는 것을 모두 사용할 수 있으며, 바람직하게는 페놀계 경화제를 사용할 수 있다.
상기 경화제는 에폭시 수지 조성물 전체에 대하여 5wt% 내지 50w%를 가질 수 있다.
페놀계 경화제는 페놀성 화합물 중 단일화합물로서 페놀화합물 외에 페놀수지가 포함된다.
페놀계 경화제의 구체예로서는, 비스페놀A, 비스페놀F, 4,4'-디히드록시디페닐메탄, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 1,4-비스(4-히드록시페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-히드록시페녹시)벤젠, 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시디페닐케톤, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시비페닐, 2,2'-디히드록시비페닐, 10-(2,5-디히드록시페닐)-10H-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 페놀노볼락, 비스페놀A노볼락, o-크레졸노볼락, m-크레졸노볼락, p-크레졸노볼락, 크실레놀노볼락, 폴리-p-히드록시스티렌, 히드로퀴논, 레조르신, 카테콜, t-부틸카테콜, t-부틸히드로퀴논, 플루오로글리시놀, 피로갈롤, t-부틸피로갈롤, 알릴화피로갈롤, 폴리알릴화피로갈롤, 1,2,4-벤젠트리올, 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 1,2-디히드록시나프탈렌, 1,3-디히드록시나프탈렌, 1,4-디히드록시나프탈렌, 1,5-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 1,7-디히드록시나프탈렌, 1,8-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌, 2,4-디히드록시나프탈렌, 2,5-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 2,7-디히드록시나프탈렌, 2,8-디히드록시나프탈렌, 상기 디히드록시나프탈렌의 알릴화물 또는 폴리알릴화물, 알릴화비스페놀A, 알릴화비스페놀F, 알릴화페놀노볼락, 알릴화피로갈롤 등을 들 수 있다.
경화제는 2종류 이상의 경화제를 혼합하여 사용해도 된다.
한편, 페놀계 경화제 이외에, 일반적으로 알려져 있는 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아민계 경화제, 산무수물계 경화제, 페놀계 경화제, 폴리메르캅탄계 경화제, 폴리아미노아미드계 경화제, 이소시아네이트계 경화제, 블록 이소시아네이트계 경화제 등을 포함할 수 있다. 이들 경화제의 배합량은, 배합하는 경화제의 종류나 얻어지는 열전도성 에폭시 수지 성형체의 물성을 고려하여 적당히 설정할 수 있다.
아민계 경화제의 구체예로서는, 지방족 아민류, 폴리에테르폴리아민류, 지환식 아민류, 방향족 아민류 등일 수 있으며, 지방족 아민류로서는, 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노프로판, 헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 이미노비스프로필아민, 비스(헥사메틸렌)트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, N-히드록시에틸에틸렌디아민, 테트라(히드록시에틸)에틸렌디아민 등을 들 수 있다. 폴리에테르폴리아민류로서는, 트리에틸렌글리콜디아민, 테트라에틸렌글리콜디아민, 디에틸렌글리콜비스(프로필아민), 폴리옥시프로필렌디아민, 폴리옥시프로필렌트리아민류 등을 들 수 있다. 지환식 아민류로서는, 이소포론디아민, 메타센디아민, N-아미노에틸피페라진, 비스(4-아미노-3-메틸디시클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)시클로헥산, 3,9-비스(3-아미노프로필)2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸, 노르보르넨디아민 등을 들 수 있다. 방향족 아민류로서는, 테트라클로로-p-크실렌디아민, m-크실렌디아민, p-크실렌디아민, m-페닐렌디아민, o-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노아니솔, 2,4-톨루엔디아민, 2,4-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-1,2-디페닐에탄, 2,4-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, m-아미노페놀, m-아미노벤질아민, 벤질디메틸아민, 2-디메틸아미노메틸)페놀, 트리에탄올아민, 메틸벤질아민, α-(m-아미노페닐)에틸아민, α-(p-아미노페닐)에틸아민, 디아미노디에틸디메틸디페닐메탄, α,α'-비스(4-아미노페닐)-p-디이소프로필벤젠 등을 들 수 있다.
산무수물계 경화제의 구체예로서는, 도데세닐무수숙신산, 폴리아디핀산무수물, 폴리아젤라인산무수물, 폴리세바신산무수물, 폴리(에틸옥타데칸이산)무수물, 폴리(페닐헥사데칸이산)무수물, 메틸테트라히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산, 무수메틸하이믹산, 테트라히드로무수프탈산, 트리알킬테트라히드로무수프탈산, 메틸시클로헥센디카르본산무수물, 메틸시클로헥센테트라카르본산무수물, 무수프탈산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르본산무수물, 에틸렌글리콜비스트리멜리테이트, 무수헤트산, 무수나딕산, 무수메틸나딕산, 5-(2,5-디옥소테트라히드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-시클로헥산-1,2-디카르본산무수물, 3,4-디카르복시-1,2,3,4-테트라히드로-1-나프탈렌숙신산이무수물, 1-메틸-디카르복시-1,2,3,4-테트라히드로-1-나프탈렌숙신산이무수물 등을 들 수 있다.
상기 촉매는 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물의 경화 반응을 촉진시킬 수 있다. 상기 촉매는 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물에 약 0.1wt% 내지 약 2wt%의 비율로 포함될 수 있다. 상기 촉매로 납, 백금 및 티타늄 등과 같은 금속이 사용될 수 있다. 또한, 상기 촉매로 트리페닐포스핀(triphenylphospin;TPP)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 촉매로 이미다졸류 3급 아민, 4급 암모늄염, 쌍환 아미딘류 및 그 유도체, 포스핀, 포스포늄 등, 경화성이 좋고 착색이 없는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 첨가제는 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물에 약 0.1wt% 내지 약 10wt%의 비율로 포함될 수 있다. 상기 첨가제는 분산제, 레벨링제 및 산화 방지제를 포함할 수 있다. 상기 분산제로 실리콘계 분산제가 사용될 수 있다.
또한, 상기 레벨링제로 설폰산계 화합물 또는 에스테르계 화합물 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 산화 방지제로 페닐-β-나프틸아민, 방향족아민류 또는 하이드로퀴논 등이 사용될 수 있다.
이외에도, 실시예에 따른 에폭시 수지의 첨가제로 당업자에게 공지된 분산제, 레벨링제 및 산화 방지제가 다양하게 사용될 수 있다.
이하, 도 1을 바탕으로, 발광다이오드 패키지에 대해서 자세하게 설명한다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 일 단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 몸체부(100), 리드 전극들(210, 220), 발광 칩(300) 및 충진부(400)를 포함한다.
상기 몸체부(100)는 상부가 개방된 캐비티(C)를 포함한다. 상기 캐비티(C)는 상기 몸체부(100)에 대해 패터닝, 펀칭, 절단 공정 또는 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 캐비티(C)는 상기 몸체부(100)의 성형시 캐비티(C) 형태를 본뜬 금속 틀에 의해 형성될 수 있다.
상기 캐비티(C)의 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 그 표면은 원형 형상, 다각형 형상, 또는 랜덤한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(C)의 내측면은 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 배광 각도를 고려하여 상기 캐비티(C)의 바닥면에 대해 수직하거나 경사진 면으로 형성될 수 있다.
상기 리드 전극들(210, 220)은 상기 몸체부(100)와 일체화되어 형성될 수 있다. 더 자세하게, 하나의 몸체부(100)에 두 개의 리드 전극들(210, 220)이 구비될 수 있다. 상기 리드 전극들(210, 220)은 리드 프레임으로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 리드 전극들(210, 220)은 상기 몸체부(100) 내에 배치되며, 상기 리드 전극들(210, 220)은 상기 캐비티(C)의 바닥면에 전기적으로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 리드 전극들(210, 220)의 외측부는 상기 몸체(100)의 외측에 노출될 수 있다.
상기 리드 전극들(210, 220)의 끝단은 상기 캐비티(C)의 일 측면 또는 캐비티(C) 반대측에 배치될 수 있다.
상기 리드 전극들(210, 220)은 리드 프레임으로 이루어질 수 있으며, 상기 리드 프레임은 상기 몸체부(100)의 사출 성형시 형성될 수 있다. 상기 리드 전극들(210, 220)은 예를 들어, 제 1 리드 전극(210) 및 제 2 리드 전극(220)일 수 있다.
상기 제 1 리드 전극(210) 및 상기 제 2 리드 전극(220)은 서로 이격된다. 상기 제 1 리드 전극(210) 및 상기 제 2 리드 전극(220)은 상기 발광 칩(300)에 전기적으로 연결된다.
상기 발광 칩(300)은 상기 캐비티(C) 내측에 배치된다. 상기 발광 칩(300)은 광을 발생시키는 발광부이다. 더 자세하게, 상기 발광 칩(300)은 광을 발생시키는 발광다이오드 칩일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 칩(300)은 유색 컬러의 발광다이오드 칩 또는 UV 발광다이오드 칩 등을 포함할 수 있다. 하나의 캐비티(C)에 각각 하나의 발광 칩(300)이 배치될 수 있다.
상기 충진부(400)는 상기 캐비티(C) 내에 배치된다. 상기 충진부(400)는 상기 캐비티(C) 내에 채워진다. 상기 충진부(400)는 상기 발광 칩(300)을 덮는다. 상기 충진부(400)는 외부로부터 상기 발광 칩(300)을 밀봉할 수 있다. 또한, 상기 충진부(400)는 볼록한 형상을 가지고, 렌즈 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 충진부(400) 내에는 형광체 등이 분산될 수 있다.
상기 몸체부(100) 및/또는 상기 충진부(400)는 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 상기 몸체부(100) 및/또는 상기 충진부(400)는 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물이 열 경화 공정 등에 의해서 경화되어 형성될 수 있다.
이에 따라서, 상기 몸체부(100) 및/또는 상기 충진부(400)는 이소시아누레이트 및 지환족 탄화수소가 에테르기에 의해서 서로 연결되어 형성되는 폴리머를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 몸체부(100) 및/또는 충진부(400)는 이소시아누레이트 및 시클로 헥산이 에테르기에 의해서 서로 연결되어 형성되는 망상 구조의 폴리머를 포함할 수 있다.
이에 따라서, 상기 몸체부(100) 및/또는 상기 충진부(400)는 향상된 내습성, 내열성 및 투과도를 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 향상된 내습성, 내열성 및 투과도를 가질 수 있다.
즉, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 이소시아누레이트계 에폭시 수지 등과 같은 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 적절하게 조합하여, 향상된 신뢰성 및 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 상기 몸체부(100) 및/또는 상기 충진부(400)에 사용될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 상기 몸체부(100) 및/또는 상기 충진부(400)의 열에 의한 변성을 방지하고, 상기 발광 칩(300)으로 습기 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 향상된 신뢰성 및 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실험예 및 비교예
트리글리시딜이소시아누레이트(이하, 에폭시 수지1), 상기 화학식1에서, n은 1 내지 5이고, R1 및 R2는 수소이고, R3는 에폭시기인 지환족 에폭시 수지(이하, 에폭시 수지2), 경화제(MeHHPA(Methylhexahydrophthalic anhydride) 또는 HHPA(Hexahydrophthalic anhydride)), 촉매(트리페닐포스핀) 및 첨가제(페닐-β-나프틸아민)를 하기의 표1과 같이, 혼합하여, 에폭시 수지 조성물이 형성되었다.
이후, 약 100℃, 약 2시간의 열 경화 공정을 통하여, 약 2㎜의 두께를 가지는 시료가 각각 형성되었다. 이후, 흡습율(121℃의 온도에서, 24시간 동안, 100% 습도에서 투과되는 습도의 양을 측정함), 내열성(120℃의 온도에서, 1000시간 동안 방치되고, 450㎚의 파장 대의 광을 기준으로 투과율 저하를 측정함), 초기 투과율(450㎚의 파장 대의 광을 기준으로 투과율을 측정함) 및 투과율 유지율(175℃의 온도에서, 24시간 동안 방치되고, 450㎚의 파장 대의 광을 기준으로, 초기 대비 투과율 저하를 측정함)이 각각 측정되었다.
실험예1 실험예2 실험예3 실험예4 실험예5 실험예6 비교예1 비교예2
에폭시 수지1
(wt%)		 33 23 13 33 23 13 46 0
에폭시 수지2
(wt%)		 13 23 33 13 23 33 0 46
MeHHPA
(wt%)		 50 50 50 50 50
HHPA
(wt%)		 50 50 50
촉매
(wt%)		 3 3 3 3 3 3 3 3
첨가제
(wt%)		 1 1 1 1 1 1 1 1
흡습률(%) 3.13 3.10 3.01 3.25 3.19 3.09 5.49 2.91
내열성
(%)		 90 87 82 89 85 80 91 78
초기 투과율
(%)		 90 90 91 89 90 91 86 92
투과율 유지율
(%)		 90 90 91 87 90 91 83 93
결과
표 1에서 도시된 바와 같이, 실험예1 내지 실험예6이 비교예1 및 비교예2보다 더 향상된 내습성, 내열성 및 광학적 특성을 가진다는 것이 도출되었다.

Claims (14)

  1. 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함하고,
    상기 지환족 에폭시 수지는 하기의 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지 조성물.
    화학식 1
    Figure 112018013424412-pat00015

    여기서, n은 1 내지 1000이고, R1은 수소이고, R2는 수소이고, R3는 하기의 화학식 2로 표시된다.
    화학식 2
    Figure 112018013424412-pat00016

    여기서, m은 0 내지 3이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, n은 1 내지 10인 에폭시 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 이소시아누레이트계 에폭시 수지인 에폭시 수지 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 이소시아누레이트계 에폭시 수지는 하기의 화학식 4로 표시되는 에폭시 수지 조성물.
    화학식 4
    Figure 112012043885858-pat00010

    여기서, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기의 화학식 2로 표시되고, m은 1 내지 3이고, R4, R5 및 R6 중 나머지는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택된다.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 이소시아누레이트계 에폭시 수지는 트리글리시딜이소시아누레이트인 에폭시 수지 조성물.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 지환족 에폭시 수지는 10wt% 내지 50wt%의 비율로 포함되는 에폭시 수지 조성물.
  9. 발광 칩;
    상기 발광 칩을 수용하는 몸체부; 및
    상기 발광 칩을 덮는 충진부를 포함하고,
    상기 몸체부 또는 상기 충진부는 트리아진 유도체 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 경화되어 형성되고,
    상기 지환족 에폭시 수지는 하기의 화학식 1로 표시되는 것인, 발광 소자.
    화학식 1
    Figure 112018013424412-pat00017

    여기서, n은 1 내지 1000이고, R1은 수소이고, R2는 수소이고, R3는 하기의 화학식 2로 표시된다.
    화학식 2
    Figure 112018013424412-pat00018

    여기서, m은 0 내지 3이다.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 트리아진 유도체 에폭시 수지는 이소시아누레이트계 에폭시 수지이고,
    상기 이소시아누레이트계 에폭시 수지는 하기의 화학식 4로 표시되는 것인, 발광 소자.
    화학식 4
    Figure 112018013424412-pat00013

    여기서, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기의 화학식 2로 표시되고, m은 1 내지 3이고, R4, R5 및 R6 중 나머지는 수소, 탄소수가 1개 내지 30개인 알킬기, 할로겐, 아릴기, 알콕시기, 아미노기, 헤테로 아릴기 또는 카르복실기로부터 선택된다.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 몸체부에 캐비티가 형성되고,
    상기 발광 칩은 상기 캐비티 내에 배치되고,
    상기 충진부는 상기 캐비티 내에 배치되고,
    상기 몸체부는 상기 에폭시 수지 조성물에 의해서 형성되는 발광 소자.
  13. 제 12 항에 있어서, n은 1 내지 10이고, m은 1인 발광 소자.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 에폭시 수지 조성물은 경화제, 촉매, 분산제 및 산화 방지제를 더 포함하는 발광 소자.
KR1020120058859A 2012-05-31 2012-05-31 에폭시 수지 조성물 및 발광장치 KR101897097B1 (ko)

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