KR101932982B1 - 형광체 함유 수지 시트 및 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 소자에 사용하는 형광체 함유 수지 시트에 관한 것이다. 우수한 가공성, 양호한 내광성, 양호한 내열성 및 발광 소자로 했을 때 칩 사이의 발광의 불균일이 작고, 휘도가 높아지는 형광체 함유 수지 시트를 얻는 것을 과제로 한다. 그 해결 수단은 형광체, 수지 및 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ)를 포함하고, 상기 수지 100질량부에 대한 상기 형광체의 함유량이 250~1000질량부인 형광체 함유 수지 시트이며, 바람직하게는 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)를 더 포함하고, 또한 별도의 실시형태로서 바람직하게는 실리콘 미립자를 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 LED칩의 발광 파장을 변환하기 위한 형광체 함유 수지 시트 및 그것을 사용한 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 발광 효율의 놀라운 향상을 배경으로 해서 저소비 전력, 고수명, 의장성 등을 특징으로 한 액정 디스플레이(LCD)용 백라이트, 차재용 헤드라이트, 스포트라이트, 일반 조명 용도로 급격하게 시장을 확대하고 있다.
LED의 발광 스펙트럼은 LED칩을 형성하는 반도체 재료에 의존하기 때문에 그 발광색은 한정되어 있다. 그 때문에 LED를 사용하여 LCD용 백라이트나 일반 조명의 백색광을 얻기 위해서는 LED칩 상에 각각의 칩에 적합한 형광체색을 배치하고, 발광 파장을 변환해서 백색광을 얻을 필요가 있다. 구체적으로는 청색 발광하는 LED칩 상에 황색 형광체를 배치하는 방법, 청색 발광하는 LED칩 상에 적색 및 녹색의 형광체를 배치하는 방법, 자외선을 발하는 LED칩 상에 적색, 녹색,청색의 형광체를 배치하는 방법 등이 제안되어 있다. 이들 중에서 LED칩의 발광 효율이나 비용의 면으로부터 청색 LED 상에 황색 형광체를 배치하는 방법 및 청색 LED 상에 적색 및 녹색의 형광체를 배치하는 방법이 현재 가장 널리 채용되어 있다.
LED칩 상에 형광체를 배치하는 구체적인 방법 중 하나로서 LED칩의 밀봉 수지 중에 형광체를 분산시키는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조). 그러나, 액상의 밀봉 수지 중에 형광체를 분산시켜 두면 비중이 큰 형광체의 침강이 야기하는 분산 불량에 의해 LED칩마다 일정 분량의 액 공급이 불가능해서 밀봉 수지의 두께 불균일이나 형광체 농도 불균일이 발생하여 LED칩마다 색의 차이가 발생해 버리는 경우가 있었다.
이와 같은 밀봉 수지 중에서의 형광체의 침강을 억제하는 방법으로서 틱소트로피제를 첨가하는 방법(예를 들면, 특허문헌 3 참조), 실리콘 미립자를 첨가하는 방법(예를 들면, 특허문헌 4 참조) 등이 제안되어 있지만, 형광체를 고농도로 분산시킬 경우에는 형광체의 침강을 충분히 억제하는 것이 곤란했다.
그래서, 고농도의 형광체가 균일하게 분포된 수지를 미리 시트 형상으로 성형해서 사용하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조). 본 방법에서는 고농도의 형광체를 함유하는 수지를 미리 시트 형상으로 성형해 둠으로써 균일한 막 두께와 형광체 농도 분포 및 내광성을 얻을 수 있기 때문에 LED 패키지나 발광 소자에 부착했을 때에 LED의 색 불균일을 억제할 수 있는 것이다.
형광체 함유 수지 시트를 사용할 경우, 시트를 개개의 발광 소자의 크기에 맞춰 개편(個片)으로 가공하는 공정이나 발광 소자를 와이어 본딩으로 기판과 접합하기 위해서 본딩 위치에 대응하는 부분에 펀칭 가공을 하는 공정이 포함된다. 그 때문에 이들에 적합한 시트 물성이 필요 불가결해진다. 그러나, 고농도로 형광체를 함유한 수지 시트를 사용함으로써 시트 자신이 딱딱해지기 때문에 가공시의 갈라짐이나 핸들링성의 불량 등 여러 가지 문제가 발생하고 있었다. 구체적으로는 형광체 함유 수지 시트를 LED 패키지나 발광 소자의 사이즈로 개편화할 때나 그 개편화된 시트를 개별의 발광 소자에 부착할 때에 시트가 갈라지거나 시트에 균열이 발생하거나 하는 경우가 있다. 그 결과, 시트의 균열로부터 LED 발광 소자로부터의 광이 누설되어 버려서 색 불균일을 발생시켜 버린다는 경우가 있었다.
또한, 형광체가 고농도인 경우, LED칩으로부터의 발광 파장을 형광체가 흡수해서 파장 변환된 발광을 재차 형광체 자신이 흡수해 버려서 그 결과 발광체의 휘도가 저하된다는 문제도 있었다.
이러한 상황을 감안하여 본 발명은 양호한 가공성, 내광성, 내열성 및 양호한 광학 특성을 구비한 형광체 함유 수지 시트를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 이하의 구성으로 이루어진다.
(1) 형광체, 수지 및 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ)를 포함하고, 상기 수지 100질량부에 대한 상기 형광체의 함유량이 250~1000질량부인 형광체 함유 수지 시트,
(2) 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)를 더 포함하는 상기 형광체 함유 수지 시트,
(3) 실리콘 미립자를 포함하는 상기 형광체 함유 수지 시트,
(4) 상기 중 어느 하나의 형광체 함유 수지 시트가 LED 발광 소자에 부착된 발광 장치,
(5) 상기 중 어느 하나의 형광체 함유 수지 시트를 LED 발광 소자에 부착하는 공정을 갖는 발광 장치의 제조 방법,
(6) 형광체, 수지 및 금속 산화물 입자를 혼합하는 공정을 갖는 형광체층 제작용 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법으로서, 상기 혼합되는 금속 산화물 입자가 적어도 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ)이며, 상기 수지 100질량부에 대한 상기 형광체의 함유량이 250~1000질량부인 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법,
(7) 상기 혼합되는 금속 산화물 입자가 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)를 더 포함하는 상기 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법,
(8) 상기 혼합되는 공정에서는 실리콘 미립자가 더 혼합되는 상기 중 어느 하나에 기재된 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법,
(9) 상기 중 어느 하나의 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법으로 형광체 분산 수지 조성물을 제조하고, 그 후 형광체 분산 수지 조성물을 기재 상에 도포하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트의 제조 방법,
(10) 상기 형광체 함유 수지 시트의 제조 방법으로 형광체 함유 수지 시트를 제조한 후, 상기 형광체 함유 수지 시트를 LED 발광 소자에 부착하는 공정을 갖는 발광 장치의 제조 방법.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 우수한 가공성, 양호한 내광성, 양호한 내열성 및 발광 소자에 사용했을 때의 칩 사이의 발광의 불균일이 작은 형광체 함유 수지 시트를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면 양호한 휘도의 발광체를 부여하는 형광체 함유 수지 시트를 얻을 수 있다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 형광체, 수지, 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ)를 포함하고, 바람직하게는 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)도 포함하고, 상기 수지 100질량부에 대한 상기 형광체의 함유량이 250~1000질량부인 형광체 함유 수지 시트이다. 본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 바람직하게는 실리콘 미립자를 더 포함한다.
이 형광체 함유 수지 시트는 이하의 이유에 의해 가공성과 핸들링성과 발광 특성이 우수하여 LED의 파장 변환층으로서 적합하다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 형광체를 균일하게 분산시킨 수지를 미리 시트 형상으로 성형하고 있기 때문에 LED 패키지나 발광 소자에 형광체 함유 수지 시트를 부착함으로써 색 불균일이 적어 균일하며 고효율인 발광색이 얻어진다. 형광체 함유 수지 시트 중의 형광체의 함유량은 수지 100질량부에 대하여 250~1000질량부이다. 형광체 함유 수지 시트 중의 형광체 함유량을 이 범위로 함으로써 시트의 내광성을 높일 수 있다. 또한, 형광체 함유량이 수지 100질량부에 대하여 400~800질량부인 시트의 내광성과 형광체의 수지로의 양호한 분산성을 양립할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ)를 포함함으로써 형광체 함유 수지 시트 중에 고농도의 형광체를 함유하고 있어도 유연한 시트 물성을 가져서 가공성이나 핸들링성도 우수하다. 또한, 본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)를 금속 산화물 입자 중에 포함함으로써 형광체 함유 수지 시트 중에 함유되는 형광체가 고농도가 되어도 형광체 자체에 의한 광의 흡수를 억제해서 고휘도인 LED 발광 장치가 얻어진다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태로서 실리콘 미립자를 더 포함함으로써 상기 금속 산화물 입자나 형광체의 분산성이 향상된다. 그 때문에 휘도가 향상되어 발광의 색온도 불균일이 적어진다. 또한, 실리콘 미립자를 포함함으로써 형광체 함유 수지 시트 중에 함유되는 형광체가 고농도가 되어도 형광체 자체에 의한 광의 흡수를 억제해서 고휘도인 LED 발광 장치를 제공할 수 있다.
여기서 말하는 평균 입자 지름이란 이하의 방법으로 구해지는 입자 지름의 평균값이다. 주사형 전자 현미경(SEM)으로 입자를 관찰해서 얻어지는 2차원 화상으로부터 입자의 바깥 가장자리와 2점에서 교차하는 직선의 상기 2개의 교점 사이의 거리가 최대가 되는 것을 산출해서 그것을 입자 지름으로 정의한다. 관측되는 200개의 입자에 대하여 측정을 행하고, 얻어진 입자 지름의 평균값을 평균 입자 지름으로 한다. 형광체 함유 수지 시트 중에 존재하는 상기 금속 산화물 입자의 입경을 측정할 경우에는 기계 연마법, 마이크로톰법, CP법(Cross-section Polisher) 및 수렴 이온빔(FIB) 가공법으로부터 선택되는 방법으로 형광체 함유 수지 시트의 단면이 관측되도록 연마를 행한 후, 얻어진 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한다. 그리고, 얻어지는 2차원 화상으로부터 상기 방법과 마찬가지로 해서 평균 입자 지름을 산출할 수 있다.
금속 산화물 입자(Ⅰ)로서는 평균 입자 지름이 10㎚ 이상이면 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 입수가 용이할 뿐만 아니라 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 재응집도 되기 어렵기 때문에 고농도의 형광체를 함유하고 있어도 유연한 시트 물성을 가져서 가공성이나 핸들링성도 우수하다는 효과가 충분히 얻어진다. 또한, 200㎚ 이하임으로써 금속 산화물 입자(Ⅰ)와 형광체의 상호 작용에 의해 형광체 함유 수지 시트를 적당한 유연함으로 조절하는 것이 가능해져서 형광체 함유 수지 시트의 가공성이나 핸들링성이 향상된다. 그 결과로서 이와 같은 형광체 함유 수지 시트를 사용한 LED 발광 소자의 광학 특성이 양호해진다. 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 평균 입자 지름의 범위는 10~100㎚가 보다 바람직하고, 10~50㎚가 더욱 바람직하고, 10~30㎚가 특히 바람직하다. 평균 입자 지름이 상기 범위의 금속 산화물을 포함하면 형광체와의 상호 작용이 커져서 형광체 함유 수지 시트의 유연성과 분산 안정성을 양립할 수 있기 때문이다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 함유되는 금속 산화물 중 금속 산화물 입자(Ⅰ)로서는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 이트리아, 세리아, 마그네시아, 산화 아연, 산화 망간, 산화 구리, 산화 철, 산화 홀뮴, 산화 납 및 산화 주석 등이 예시되고, 특히 시트 중에 분산시키기 쉬운 점으로부터 알루미나가 바람직하다. 또한, 상기 금속 산화물의 입자를 복수 종류 사용할 수 있다. 본 발명의 형광체 함유 수지 시트 중의 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량은 수지 100질량부에 대하여 하한으로서는 1질량부 이상인 것이 바람직하고, 3질량부 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상한으로서는 30질량부 이하인 것이 바람직하고, 20질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 1질량부 이상임으로써 경화 후의 형광체 함유 수지 시트의 인장 파단점 신도가 보다 크게 향상되어 갈라지기 어려운 시트가 된다. 또한, 30질량부 이하로 하면 형광체 함유 수지 조성물의 점도가 과도하게 높아지지 않는다.
본 발명에서는 휘도를 향상시키기 위해서 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)도 포함하는 것이 바람직하다. 이것은 이 범위의 입자 지름을 갖는 금속 산화물 입자를 함유함으로써 형광체 자체에 의한 광의 흡수가 억제되기 때문이라고 생각된다. 형광체 함유 수지 시트 중에서 형광체가 고농도가 되면 시트 중에 차지하는 형광체의 점유 체적이 증가하기 때문에 광이 지나가는 길이 격감하여 형광체에 흡수되는 확률이 높아지고, 그 결과로서 휘도가 저하되어 버릴 우려가 있다. 그러나, 본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 있어서는 금속 산화물 입자(Ⅱ)가 시트 내에서 고밀도로 충전된 형광체 사이에 존재하면 광을 효율적으로 외부로 인출할 수 있다. 특히, 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 평균 입자 지름이 300~1000㎚이면 광을 산란시켜서 외부로 효율적으로 인출할 수 있기 때문에 결과적으로 휘도가 향상되는 것으로 생각된다.
상기 이유로부터 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 평균 입자 지름의 상한으로서는 1000㎚ 이하가 바람직하고, 800㎚ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 하한으로서는 300㎚ 이상이 바람직하고, 400㎚ 이상이 더욱 바람직하다. 상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 평균 입자 지름이 1000㎚보다 커지면 입자 자신이 광을 반사·흡수해 버리기 때문에 휘도가 저하되어 버린다. 한편, 300㎚ 미만이 되면 광이 산란되지 않고 투과해 버린다.
또한, 상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)와 후술하는 형광체 함유 수지 시트에 사용하는 수지의 굴절률의 차는 0.06 이상인 것이 바람직하다. 광산란을 발생시키는 것이 목적으므로 상기 수지와의 굴절률차의 상한에 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 0.30 이하이다. 상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 굴절률 범위를 상기 범위 내로 함으로써 광산란을 촉진시켜 휘도를 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트 중에 있어서의 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량은 형광체 100질량부에 대하여 하한으로서는 0.1질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.5질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 1질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상한으로서는 20질량부 이하인 것이 바람직하고, 10질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 5질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 0.1질량부 이상임으로써 광의 인출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 20질량부 이하의 함유에 의해 형광체 함유 수지 시트의 물성에 영향을 주지 않는다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 함유되는 금속 산화물 입자(Ⅱ)로서는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 이트리아, 세리아, 마그네시아, 산화 아연, 산화 망간, 산화 구리, 산화 철, 산화 홀뮴, 산화 납 및 산화 주석 등이 예시되고, 특히 시트 중에 분산시키기 쉬운 점으로부터 알루미나가 바람직하다. 또한, 상기 금속 산화물의 입자를 복수 종류 사용할 수 있다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 함유되는 실리콘 미립자는 실리콘 수지 및 실리콘 고무로부터 선택되는 미립자가 바람직하다. 실리콘 수지 및 실리콘 고무를 병용해도 상관없다. 특히, 오르가노트리알콕시실란이나 오르가노디알콕시실란, 오르가노트리아세톡시실란, 오르가노디아세톡시실란, 오르가노트리옥심실란, 오르가노디옥심실란 등의 오르가노실란을 가수분해하고, 이어서 축합시키는 방법에 의해 얻어지는 실리콘 미립자가 바람직하다.
오르가노트리알콕시실란으로서는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리-n-프로폭시실란, 메틸트리-i-프로폭시실란, 메틸트리-n-부톡시실란, 메틸트리-i-부톡시실란, 메틸트리-s-부톡시실란, 메틸트리-t-부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, i-프로필트리메톡시실란, n-부틸트리부톡시실란, i-부틸트리부톡시실란, s-부틸트리메톡시실란, t-부틸트리부톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란 등이 예시된다.
오르가노디알콕시실란으로서는 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸에틸디메톡시실란, 메틸에틸디에톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노이소부틸메틸디메톡시실란, N-에틸아미노이소부틸메틸디에톡시실란, (페닐아미노메틸)메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란 등이 예시된다.
오르가노트리아세톡시실란으로서는 메틸트리아세톡시실란, 에틸트리아세톡시실란, 비닐트리아세톡시실란 등이 예시된다.
오르가노디아세톡시실란으로서는 디메틸디아세톡시실란, 메틸에틸디아세톡시실란, 비닐메틸디아세톡시실란, 비닐에틸디아세톡시실란 등이 예시된다.
오르가노트리옥심실란으로서는 메틸트리스메틸에틸케토옥심실란, 비닐트리스메틸에틸케토옥심실란이 예시된다. 오르가노디옥심실란으로서는 메틸에틸비스메틸에틸케토옥심실란 등이 예시된다.
이와 같은 입자는 구체적으로는 일본 특허 공개 소 63-77940호 공보에 보고되어 있는 방법, 일본 특허 공개 평 6-248081호 공보에 보고되어 있는 방법, 일본 특허 공개 2003-342370호 공보에 보고되어 있는 방법, 일본 특허 공개 평 4-88022호 공보에 보고되어 있는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 또한, 오르가노트리알콕시실란이나 오르가노디알콕시실란, 오르가노트리아세톡시실란, 오르가노디아세톡시실란, 오르가노트리옥심실란, 오르가노디옥심실란 등의 오르가노실란 및/또는 그 부분 가수분해물을 알칼리 수용액에 첨가해서 가수분해·축합시켜 입자를 얻는 방법이나 물 또는 산성 용액에 오르가노실란 및/또는 그 부분 가수분해물을 첨가해서 상기 오르가노실란 및/또는 그 부분 가수분해물의 가수분해 부분 축합물을 얻은 후, 알칼리를 첨가해서 축합 반응을 진행시켜 입자를 얻는 방법, 오르가노실란 및/또는 그 가수분해물을 상층으로 하고, 알칼리 또는 알칼리와 유기 용매의 혼합액을 하층으로 해서 이들의 계면에서 상기 오르가노실란 및/또는 그 가수분해물을 가수분해·중축합시켜 입자를 얻는 방법 등도 알려져 있고, 이들 모든 방법에 있어서도 본 발명에서 사용되는 입자를 얻을 수 있다.
이들 중에서 오르가노실란 및/또는 그 부분 가수분해물을 가수분해·축합시켜 구상 오르가노폴리실세스퀴옥산 미립자를 제조하는데 있어서 일본 특허 공개 2003-342370호 공보에 보고되어 있는 것과 같이 반응 용액 내에 고분자 분산제를 첨가하는 수단을 취하는 것이 바람직하다.
또한, 이하의 제조 방법에 의해 실리콘 미립자를 제조할 수 있다. 오르가노실란 및/또는 그 부분 가수분해물을 가수분해·축합시킨다. 산성 수용액에 용매 중에서 보호 콜로이드로서 작용하는 고분자 분산제 및 염을 존재시킨 상태에서 상기 오르가노실란 및/또는 그 가수분해물을 첨가해서 가수분해물을 얻는다. 그 후, 그 반응액 내에 알칼리를 첨가해서 축합 반응을 진행시켜 실리콘 미립자를 얻는다.
고분자 분산제는 수용성 고분자이며, 용매 중에서 보호 콜로이드로서 작용하는 것이면 합성 고분자, 천연 고분자 중 어느 것이어도 사용할 수 있지만, 구체적으로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등을 예시할 수 있다. 고분자 분산제의 첨가 방법으로서는 반응 초액에 미리 첨가하는 방법, 오르가노트리알콕시실란 및/또는 그 부분 가수분해물과 동시에 첨가하는 방법, 오르가노트리알콕시실란 및/또는 그 부분 가수분해물을 가수분해 부분 축합시킨 후에 첨가하는 방법을 예시할 수 있고, 이들 중 어느 방법을 선택할 수도 있다. 여기서, 고분자 분산제의 첨가량은 반응액 용량 1질량부에 대하여 5×10-7~10- 2질량부의 범위가 바람직하고, 이 범위이면 입자끼리의 응집이 일어나기 어렵다.
실리콘 미립자에 포함되는 유기 치환기로서는 바람직하게는 메틸기, 페닐기이며, 이들 치환기의 함유량에 의해 실리콘 미립자의 굴절률을 조정할 수 있다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트 중의 실리콘 미립자의 함유량으로서는 실리콘 수지 100질량부에 대하여 하한으로서는 5질량부 이상인 것이 바람직하고, 10질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상한으로서는 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 30질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 실리콘 미립자를 5질량부 이상 함유함으로써 특히 양호한 형광체 분산 안정화 효과가 얻어지고, 한편 50질량부 이하의 함유에 의해 형광체 함유 수지 조성물의 점도를 과도하게 상승시키는 일이 없다.
이어서, 본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 있어서 형광체에 의한 광의 흡수를 억제하는 메커니즘에 대해서 이하에 설명한다. 형광체 함유 수지 시트 중에서 형광체가 고농도가 되면 시트 중에 차지하는 형광체의 점유 체적이 증가한다. 그 때문에 광이 지나가는 길이 격감하여 형광체에 자기 흡수될 확률이 높아진다. 그 결과로서 통상은 휘도가 저하되어 간다. 그러나, 본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 있어서는 실리콘 미립자가 시트 내에서 고밀도로 충전된 형광체 사이에 존재하면 광을 효율적으로 외부로 인출할 수 있다. 특히, 실리콘 미립자의 평균 입자 지름이 0.1~2㎛이면 광을 산란시켜서 외부로 효율적으로 인출할 수 있기 때문에 결과적으로 휘도가 향상되는 것으로 생각된다.
상기 이유로부터 실리콘 미립자의 평균 입자 지름의 상한으로서는 2㎛ 이하가 바람직하고, 1.5㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 하한으로서는 0.5㎛ 이상이 보다 바람직하다.
또한, 평균 입자 지름이 0.1㎛ 이상, 2.0㎛ 이하임으로써 시트 중의 형광체 및 금속 산화물을 균일하게 분산시키는 것이 가능해져서 시트의 색온도 불균일을 억제시킬 수 있다. 또한, 단분산으로 진구(眞球) 형상의 입자를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 실리콘 미립자의 평균 입자 지름은 시트 단면의 SEM 관찰에 의해 상기 금속 산화물 입자의 경우와 마찬가지로 해서 측정되어 구해지는 평균 입자 지름이다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트의 JIS-K7161(1994)에 준해서 구해지는 인장 탄성률은 그 상한값으로서는 1000㎫ 이하가 바람직하고, 800㎫ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 그 하한값으로서는 300㎫ 이상이 바람직하고, 500㎫ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, JIS-K7161(1994)에 준해서 구해지는 인장 파단점 신도는 그 상한값으로서는 30% 이하가 바람직하고, 25% 이하가 보다 바람직하고, 20% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그 하한값으로서는 5% 이상이 바람직하고, 7% 이상이 보다 바람직하고, 10% 이상이 더욱 바람직하다. 상기 범위 내이면 시트로서의 형상을 유지하면서 보다 양호한 가공성과 핸들링성을 가질 수 있다. 또한, 형광체 함유 수지 시트의 인장 탄성률 및 인장 파단점 신도는 시트를 제조할 때의 가열 조건에 의해 제어할 수 있다. 인장 탄성률과 인장 파단점 신도는 시트의 가공성이나 핸들링성에 밀접하게 관련되어 있다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트의 막 두께는 막 두께의 불균일 억제와 내열성을 높이는 관점으로부터 그 상한값으로서는 150㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그 하한값으로서는 20㎛ 이상인 것이 바람직하고, 30㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 형광체 함유 수지 시트의 막 두께의 상한과 하한은 적당히 조합할 수 있다.
본 발명에 있어서의 형광체 함유 수지 시트의 막 두께는 JIS K7130(1999) 플라스틱-필름 및 시트- 두께 측정 방법에 있어서의 기계적 주사에 의한 두께의 측정 방법 A법에 의거해서 측정되는 막 두께(평균 막 두께)를 말한다.
LED는 작은 공간에서 대량의 열이 발생하는 환경에 있고, 특히 하이파워 LED의 경우, 발열이 현저하다. 이와 같은 발열에 의해 형광체의 온도가 상승함으로써 LED의 휘도가 저하된다. 따라서, 발생한 열을 어떻게 효율 좋게 방열할지가 중요하다. 본 발명에 있어서는 형광체 함유 수지 시트의 막 두께를 상기 범위로 함으로써 보다 내열성이 우수한 형광체 함유 수지 시트를 얻을 수 있다. 또한, 형광체 함유 수지 시트의 막 두께에 불균일이 있으면 LED 발광 소자마다 형광체량에 차이가 발생하고, 결과적으로 발광 색온도에 불균일이 발생한다. 따라서, 형광체 함유 수지 시트의 막 두께를 상기 범위로 함으로써 발광 색온도 불균일이 적은 LED를 얻을 수 있다. 형광체 함유 수지 시트의 막 두께의 불균일은 바람직하게는 ±5% 이내, 더욱 바람직하게는 ±3% 이내이다. 또한, 여기서 말하는 막 두께 불균일이란 JIS K7130(1999) 플라스틱-필름 및 시트- 두께 측정 방법에 있어서의 기계적 주사에 의한 두께의 측정 방법 A법에 의거해서 막 두께를 측정하고, 하기에 나타내는 식으로 산출되는 것이다.
구체적으로는 기계적 주사에 의한 두께의 측정 방법 A법의 측정 조건을 사용하여 시판되어 있는 접촉식 두께계 등의 마이크로미터를 사용하여 막 두께를 측정해서 얻어진 막 두께의 최대값 또는 최소값과 평균 막 두께의 차를 계산하고, 이 값을 평균 막 두께로 나누어 백분율로 나타낸 값이 막 두께 불균일(B)(%)이 된다.
막 두께 불균일(B)(%)=(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 함유 수지 시트에 포함되는 형광체로서는 LED 발광 소자로부터 방출되는 광을 흡수해서 파장을 변환해서 LED 발광 소자의 광과는 다른 파장의 광을 방출하는 것이면 어느 것이어도 사용할 수 있다. 이에 의해 LED 발광 소자로부터 방출되는 광의 일부와 형광체로부터 방출되는 광의 일부가 혼합되어 백색을 비롯하여 여러 가지 종류의 색의 광을 내는 LED가 얻어진다. 구체적으로는 청색계 LED에 LED로부터의 광에 의해 황색계의 발광색을 발광하는 형광체를 광학적으로 조합함으로써 단일 LED칩을 사용하여 백색계를 발광시킬 수 있다.
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 무기 형광체, 유기 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 1개 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 1개 이상)2B5O9Cl:Eu, Mn, (Mg, Ca, Sr, Ba 중 적어도 1개 이상)(PO4)6Cl2:Eu, Mn 등이 있다.
녹색~황색으로 발광하는 형광체로서 적어도 세륨으로 활성화된 이트륨·알루미늄 산화물 형광체, 적어도 세륨으로 활성화된 이트륨·가돌리늄·알루미늄 산화물 형광체, 적어도 세륨으로 활성화된 이트륨·알루미늄·가넷 산화물 형광체 및 적어도 세륨으로 활성화된 이트륨·갈륨·알루미늄 산화물 형광체 등이 있다(소위 YAG계 형광체). 구체적으로는 Ln3M5O12:R(Ln은 Y, Gd, La로부터 선택되는 적어도 1개 이상이다. M은 Al, Ca 중 적어도 어느 한쪽을 포함한다. R은 란타노이드계임), (Y1 -xGax)3(Al1-yGay)5O12:R(R은 Ce, Tb, Pr, Sm, Eu, Dy, Ho로부터 선택되는 적어도 1개 이상이다. 0<Rx<0.5, 0<y<0.5임)을 사용할 수 있다.
적색으로 발광하는 형광체로서, 예를 들면 Y2O2S:Eu, La2O2S:Eu, Y2O3:Eu, Gd2O2S:Eu 등이 있다.
또한, 현재 주류인 청색 LED에 대응하여 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. 또한, 상기 이외에도 용도나 목적으로 하는 발광색에 따라서 공지의 형광체를 사용할 수 있다.
형광체의 입자 사이즈는 특별히 제한은 없지만, D50이 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하고, 3㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, D50이 30㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기서, D50이란 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의해 측정해서 얻어지는 체적 기준 입도 분포에 있어서 작은 입경측으로부터의 통과분 적산이 50%가 될 때의 입자 지름을 말한다. D50이 상기 범위이면 시트 중의 형광체의 분산성이 양호하여 안정적인 발광이 얻어진다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트에 사용하는 수지는 형광체를 내부에 함유시킬 수 있는 수지이며, 최종적으로 시트 형성성이 있는 것이 바람직하다. 따라서, 내부에 형광체가 균질하게 분산되는 것이며, 시트 형성할 수 있는 것이면, 어떠한 수지이어도 사용할 수 있다. 구체적으로는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리알릴레이트 수지, PET 변성 폴리알릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 환상 올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 변성 아크릴, 폴리스티렌 수지 및 아크릴니트릴·스티렌 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는 투명성의 면으로부터 실리콘 수지나 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 또한, 내열성의 면으로부터 실리콘 수지가 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 실리콘 수지로서는 경화형 실리콘 고무가 바람직하다. 일액형, 이액형(삼액형) 중 어느 액 구성을 사용해도 좋다. 경화형 실리콘고무에는 공기 중의 수분 또는 촉매에 의해 축합 반응을 일으키는 타입으로서 탈알코올형, 탈옥심형, 탈아세트산형, 탈히드록실아민형 등이 있다. 또한, 촉매에 의해 히드로실릴화 반응을 일으키는 타입으로서 부가 반응형이 있다. 이들 중 어느 타입의 경화형 실리콘 고무를 사용해도 좋다. 특히, 부가 반응형 실리콘 고무는 경화 반응에 따른 부생성물이 없어 경화 수축이 작은 점, 가열에 의해 경화를 빠르게 하는 것이 용이한 점에서 보다 바람직하다.
부가 반응형 실리콘 고무는 일례로서 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 화합물과 규소 원자에 직접 결합한 수소 원자를 갖는 화합물의 히드로실릴화 반응에 의해 가교되어 얻어지는 것이다. 규소 원자에 결합한 알케닐기를 갖는 화합물로서는 2개 이상의 알케닐기를 갖는 실리콘 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는 알케닐기를 갖는 오르가노폴리실록산, 알케닐기를 갖는 오르가노폴리실세스퀴옥산 및 알케닐기를 갖는 오르가노폴리실록산·폴리실세스퀴옥산 공중합체, 레진 구조를 갖는 오르가노폴리실록산 등을 들 수 있다.
알케닐기는 탄소 원자수 2~10개의 알케닐기인 것이 바람직하고, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 헥세닐기, 데세닐기 등이 예시되지만, 반응성, 제조의 용이함 등의 점에서 비닐기가 바람직하다. 이와 같은 화합물로서는 폴리비닐메틸실록산, 폴리비닐메틸실록산/폴리디메틸실록산 공중합체가 예시된다.
규소 원자에 직접 결합한 수소 원자를 갖는 화합물로서는 폴리메틸하이드로젠실록산, 폴리디메틸실록산/폴리메틸하이드로젠실록산 공중합체, 폴리에틸하이드로젠실록산, 폴리메틸하이드로젠실록산/폴리메틸페닐실록산 공중합체가 예시된다. 또한, 그 외에도 예를 들면 일본 특허 공개 2010-159411호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 공지의 것을 이용할 수 있다.
또한, 시판되어 있는 것으로서 일반적인 LED 용도의 실리콘 밀봉재를 실리콘 수지로서 사용하는 것도 가능하다. 구체예로서는 Dow Corning Toray Co., Ltd.제의 OE-6630A/B, OE-6336A/B나 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제의 SCR-1012A/B, SCR-1016A/B 등이 있다.
이어서, 본 발명의 형광체 함유 수지 시트의 제작 방법의 예를 설명한다. 우선, 형광체층 작성용 도포액으로서 형광체와 상기 금속 산화물 입자와 수지를 혼합해서 수지에 분산시킨 것(이하, 「형광체 분산 수지 조성물」이라 함)을 제작한다. 형광체 분산 수지 조성물은 형광체와 금속 산화물 미립자와 수지를 필요에 따라서 적당한 용매도 첨가해서 혼합함으로써 얻을 수 있다. 부가 반응형 실리콘 수지를 사용할 경우에는 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 화합물과 규소 원자에 결합한 수소 원자를 갖는 화합물을 혼합하면 실온에서도 급속한 경화 반응이 시작되는 경우가 있다. 그래서, 아세틸렌 화합물 등의 히드로실릴화 반응 지연제를 형광체 분산 수지 조성물에 배합해서 포트라이프를 연장하는 것도 가능하다. 상기 금속 산화물 입자 이외의 첨가제로서 도포막 안정화를 위한 분산제나 레벨링제, 시트 표면의 개질제로서 실란 커플링제 등의 접착 보조제 등을 형광체 분산 수지 조성물에 포함시키는 것도 가능하다. 또한, 형광체 침강 억제제나 광학 특성 향상을 위한 첨가제로서 무기 미립자나 실리콘 미립자 등을 형광체층 작성용 형광체 분산 수지 조성물을 제조하기 위해서 혼합하는 공정에서 혼합하는 것도 가능하다.
형광체 분산 수지 조성물의 유동성을 적절하게 하기 위해서 용매를 첨가할 수도 있다. 용매는 유동 상태의 수지의 점도를 조정할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 헥산, 아세톤, 테르피네올, 텍산올, 메틸셀로솔브, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트 등을 들 수 있다. 또한, 첨가제로서 도포막 안정화를 위한 분산제나 레벨링제, 시트 표면의 개질제로서 실란 커플링제 등의 접착 보조제 등을 첨가하는 것도 가능하다.
이들 성분을 소정의 조성이 되도록 조합한 후, 호모지나이저, 자공전형 교반기, 3축 롤러, 볼밀, 유성식 볼밀, 비드밀 등의 교반기나 혼련기로 균질에 혼합해서 분산시킴으로써 형광체 분산 수지 조성물이 얻어진다. 혼합 후 또는 혼합의 과정에서 진공 또는 감압 조건 하에서 탈포하는 것도 바람직하게 행해진다. 이상의 공정에서 형광체 분산 수지 조성물을 제조할 수 있다.
이어서, 형광체 분산 수지 조성물을 기재 상에 도포해서 건조시킨다. 도포는 리버스롤 코터, 블레이드 코터, 슬릿다이 코터, 다이렉트 그라비어 코터, 오프셋 그라비어 코터, 키스 코터, 내추럴롤 코터, 에어나이프 코터, 롤블레이드 코터, 바리바롤 블레이드 코터, 투스트림 코터, 로드 코터, 와이어바 코터, 어플리케이터, 딥 코터, 커튼 코터, 스핀 코터, 나이프 코터 등에 의해 행할 수 있다. 형광체 함유 수지 시트의 막 두께 균일성을 얻기 위해서는 슬릿다이 코터로 도포하는 것이 바람직하다.
시트의 건조는 열풍 건조기나 적외선 건조기 등의 일반적인 가열 장치를 사용하여 행할 수 있다. 시트의 가열에는 열풍 건조기나 적외선 건조기 등의 일반적인 가열 장치가 사용된다. 이 경우, 가열 조건은 통상 40~250℃에서 1분~5시간, 바람직하게는 100℃~200℃에서 2분~3시간이다.
기재로서는 특별히 제한 없이 공지의 금속, 필름, 유리, 세라믹, 종이 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 알루미늄(알루미늄합금도 포함), 아연, 구리, 철 등의 금속판이나 박, 셀룰로오스아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌술피드, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐아세탈, 아라미드, 실리콘, 폴리올레핀 등의 플라스틱 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 발광 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 면으로부터 PET 필름이 바람직하다. 또한, 수지의 경화나 형광체 함유 수지 시트를 LED에 부착할 때에 200℃ 이상의 고온을 필요로 할 경우에는 내열성의 면에서 폴리이미드 필름이 바람직하다. 시트의 박리의 용이함으로부터 기재는 미리 표면이 이형 처리되어 있어도 좋다.
기재의 두께는 특별히 제한은 없지만, 하한으로서는 25㎛ 이상이 바람직하고, 38㎛ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 상한으로서는 5000㎛ 이하가 바람직하고, 3000㎛ 이하가 보다 바람직하다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트를 절단 가공해서 LED 발광 소자에 부착하는 방법 및 그것을 사용한 발광 장치의 제작 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 LED 발광 소자로의 부착 전에 미리 개편으로 절단해서 개별의 LED 발광 소자에 부착하는 방법과 웨이퍼 레벨의 LED 발광 소자에 형광체 함유 수지 시트를 부착하고 나서 웨이퍼의 다이싱과 동시에 일괄적으로 형광체 함유 수지 시트를 절단하는 방법이 있다.
LED 발광 소자로의 부착 전에 미리 개편으로 절단해서 개별의 LED 발광 소자에 부착하는 방법의 경우, 레이저에 의한 가공 또는 날붙이에 의한 절삭에 의해 소정의 형상으로 가공해서 분할해 두어도 좋다. 레이저에 의한 가공은 수지의 연소나 형광체의 열화를 회피하는 것이 매우 어려워 날붙이에 의한 절삭이 바람직하다. 날붙이에 의한 절삭 방법으로서는 단순한 날붙이를 압입해서 자르는 방법과 회전날에 의해 자르는 방법이 있으며, 모두 적합하게 사용할 수 있다. 회전날에 의해 절단하는 장치로서는 다이서라 칭해지는 반도체 기판을 개별의 칩으로 절단(다이싱)하는데 사용하는 장치를 적합하게 이용할 수 있다. 다이서를 사용하면 회전날의 두께나 조건 설정에 의해 분할 라인의 폭을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 단순한 날붙이의 압입에 의해 절단하는 것보다 높은 가공 정밀도가 얻어진다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트를 절단할 경우에는 형광체 함유 수지 시트를 기재째 절단해서 개편화해도 좋다. 형광체 함유 수지 시트를 절단해서 개편화하고, 기재는 절단하지 않을 수도 있다. 형광체 함유 수지 시트를 절단해서 개편화하고, 형광체 함유 수지 시트의 절단과 동시에 기재에 대하여 소망의 두께까지 홈을 내도 좋다. 이와 같이 해서 복수의 구획으로 분할된 개편화 형광체 함유 수지 시트를 차례로 기재 상으로부터 박리해서 개별의 LED 발광 소자 상에 부착해 가기 위해서 복수로 개편화된 형광체 함유 수지 시트는 1매의 기재 상에 고정화되어 있는 것이 바람직하다. 그래서, 형광체 함유 수지 시트는 개편화하고, 기재는 절단되어 있지 않는 것 또는 형광체 함유 수지 시트는 절단되어 개편화되고, 기재가 소망의 깊이까지 홈이 난 것이면 위치 정밀도나 핸들링성이 우수하기 때문에 바람직하다. 상기 형광체 함유 수지 시트의 형상은 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등 임의의 형상을 취할 수 있다. 또한, 상기 형광체 함유 수지 시트의 사이즈는 원형이면 직경, 다각형이면 한 변의 길이가 5~20㎝이면 양호한 핸들링성이 얻어지기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 사이즈의 형광체 함유 수지 시트로 분할된 형광체층의 구획 사이즈는 LED 발광 소자와 동등한 사이즈가 되는 0.1㎜×0.1㎜~10㎜×10㎜인 것이 바람직하다.
다이싱 전의 웨이퍼 레벨의 LED 발광 소자에 일괄적으로 형광체 함유 수지 시트를 접합시키고, 그 후에 LED 발광 소자 웨이퍼의 다이싱과 함께 형광체 함유 수지 시트를 절단할 수도 있다. 이 경우, LED 발광 소자 웨이퍼 상에 점착층을 도포해서 본 발명의 형광체 수지 함유 시트를 부착해도 좋고, 가열 점착형 수지를 사용함으로써 점착층 없이 직접 LED 발광 소자 웨이퍼 상에 형광체 함유 수지 시트를 부착할 수도 있다. 일괄적으로 웨이퍼와 형광체 함유 수지 시트를 다이싱할 경우에는 점착층이 없으면 다이싱의 택트 타임이 빨라지기 때문에 점착층은 없는 상태에서 형광체 함유 수지 시트를 직접 부착하는 것이 바람직하다. 일반적으로 웨이퍼의 다이싱은 상술한 다이서로 행하고, 절단할 때의 회전수나 절단 속도 등의 조건 설정은 웨이퍼를 절단하는 조건으로 최적화되기 때문에 형광체 함유 수지 시트와 함께 절단하기 위한 최적의 조건으로 하는 것은 어렵다. 그러나, 높은 탄성률을 갖는 형광체 함유 수지 시트를 사용하면 조건의 최적화도 간단히 할 수 있어 적합하게 절단할 수 있다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트를 상면에 전극이 있는 LED 발광 소자에 부착할 경우에는 형광체 함유 수지 시트의 접합 전에 전극 부분에 형광체 함유 수지 시트에 대하여 펀칭 가공을 해두는 것이 바람직하다. 펀칭 가공은 레이저 가공, 금형 펀칭 등의 공지의 방법을 적합하게 사용할 수 있지만, 레이저 가공은 수지의 연소나 형광체의 열화를 야기하므로 금형에 의한 펀칭 가공이 보다 바람직하다. 펀칭 가공을 실시할 경우, 형광체 함유 수지 시트를 LED 소자에 부착한 후에는 펀칭 가공은 불가능하므로 형광체 함유 수지 시트를 LED 발광 소자에 부착하기 전에 형광체 함유 수지 시트에 펀칭 가공을 실시하게 된다. 금형에 의한 펀칭 가공은 접합되는 LED 발광 소자의 전극 형상 등에 의해 소망의 형상이나 소망의 크기의 구멍을 펀칭하게 된다. 구멍의 크기나 형상은 임의이지만, 1㎜×1㎜ 내외의 LED 소자 상의 전극 접합 부분의 경우에는 발광면의 면적을 작게 하지 않기 위해서는 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 그래서, 구멍은 그 크기에 맞춰서 500㎛ 이하로 형성된다. 또한, 와이어 본딩을 행하는 전극은 어느 정도의 크기가 필요하며, 적어도 50㎛ 정도의 크기가 된다. 이 크기의 경우, 구멍은 그 크기에 맞춰서 50㎛ 정도이다. 구멍의 크기가 전극보다 너무 크면 발광면이 노출되어 광 누설이 발생해서 LED 발광 장치의 색특성이 저하된다. 또한, 전극보다 너무 작으면 와이어 본딩시에 와이어가 접촉해서 접합 불량을 일으킨다. 따라서, 펀칭 가공은 50㎛ 이상 500㎛ 이하라는 작은 구멍을 ±10% 이내의 고정밀도로 가공하게 된다. 펀칭 가공의 정밀도를 향상시키기 위해서는 본 발명의 형광체 함유 수지 시트의 기계 물성을 고려해 두어야 한다.
본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 래터럴, 버티컬, 플립칩 등의 일반적인 구조의 LED 발광 소자에 부착함으로써 LED 발광 소자의 표면에 형광체층이 적층된 적층체가 얻어진다. 본 발명의 형광체 함유 수지 시트는 특히 발광 면적이 큰 버티컬, 플립칩 타입의 LED 발광 소자에 적합하게 사용할 수 있다. 상기 LED 발광 소자를 형광체층으로 직접 피복함으로써 LED 발광 소자로부터의 광을 반사 등에 의해 손실하는 일 없이 직접 파장 변환층의 역할을 갖는 형광체층으로 입사시킬 수 있다. 그 결과, 색 불균일이 적어 고효율이며 균일한 백색광을 얻을 수 있다. 여기서 말하는 파장 변환층이란 LED 발광 소자로부터 방출되는 광을 흡수해서 파장을 변환하여 LED 발광 소자의 광과 다른 파장의 광을 방출하는 층을 의미한다. 상기 방법으로 얻어진 적층체는 금속 배선이나 밀봉을 행해서 패키지화한 후, 모듈에 편입함으로써 조명이나 액정 백라이트, 스포트라이트를 비롯한 여러 가지 발광 장치에 적합하게 사용할 수 있다.
실시예
이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
<탄성률 및 인장 파단점 신도의 측정>
제작한 형광체 함유 수지 시트의 인장 탄성률 및 인장 파단점 신도의 측정은 이하와 같이 실시했다. 각 실시예 및 비교예의 형광체 함유 수지 시트를 기재로부터 박리 후, 얻어진 피막을 면도칼로 절단해서 10㎜×60㎜(내부, 홀딩 부분은 양단의 5㎜)의 치수의 시험편을 10매 제작했다. 시험 장치로서 JIS-B-7721(2009)에 준하는 인장 시험기인 Tensilon UTM-Ⅱ-20(Toyo Baldwin Co., Ltd.제)을 사용하여 상기 시험편의 양단의 5㎜를 시험기의 홀딩 도구(홀딩 도구 간격 15㎜)에 달아서 고정하여 50㎜/분(25℃, 50%RH의 환경하)의 인장 속도로 인장 시험을 실시했다. 인장 탄성률은 JIS K7161(1994) 4. 6 인장 탄성률의 계산 방법을 따랐다. 구체적으로는 이하의 계산 방법이다. 2점의 스트레인점(ε1(=0.0005) 및 ε2(0.0025))에 있어서의 응력을 구하여 각각 σ1 및 σ2로 한다. 그리고, (σ2-σ1)/(ε2-ε1)을 인장 탄성률로서 구했다. 인장 파단점 신도는 항복을 따르지 않고 파괴될 경우에는 JIS K7161(1994) 4. 4. 2의 인장 파괴 스트레인의 값을 사용했다. 항복 후에 파괴할 경우에는 JIS K7161(1994) 4. 5. 1의 인장 파괴시 명목상의 스트레인의 값을 사용했다.
<절단 가공성>
기재 상에 있는 형광체 함유 수지 시트를 1㎜×1㎜×10000개로 절단해서 개편화하고, 그리고 기재에는 형광체 함유 수지 시트를 절단함과 동시에 홈을 새겼다. 절단에는 컷팅 장치, UUHT Corporation제 GCUT를 사용했다. 시트의 절단면의 버나 시트의 벗겨짐, 갈라짐 등의 불량을 확인했다. 10000개로 개편화된 것 중으로부터 무작위로 100개를 선택하여 그 절단 개소가 양호한 것의 개수를 가지고 절단 가공성을 평가했다.
<색온도 불균일>
형광체 함유 수지 시트를 청색 LED 소자에 탑재한 발광 장치에 20㎃의 전류를 흘려서 LED칩을 점등시키고, 순간 멀티 측광 시스템(MCPD-3000, Otsuka Electronics Co., Ltd.제)을 사용하여 상관 색온도를 측정했다. 10개의 샘플을 제작하고, 계측한 상관 색온도(CCT)의 최대값과 최소값의 차를 색온도 불균일로 했다.
<휘도 측정>
형광체 함유 수지 시트를 청색 LED 소자에 탑재한 발광 장치에 20㎃의 전류를 흘려서 LED칩을 점등시키고, 순간 멀티 측광 시스템(MCPD-3000, Otsuka Electronics Co., Ltd.제)을 사용하여 시험 개시 직후의 상관 색온도 및 휘도를 측정했다.
<내광성>
형광체 함유 수지 시트를 청색 LED 소자에 탑재한 발광 장치에 20㎃의 전류를 흘려서 LED칩을 점등시키고, 순간 멀티 측광 시스템(MCPD-3000, Otsuka Electronics Co., Ltd.제)을 사용하여 시험 개시 직후의 상관 색온도 및 휘도를 측정했다. 그 후, LED칩을 점등시킨 상태에서 방치하여 500시간 경과 후의 휘도를 마찬가지로 해서 측정하고, 하기 식에 의해 휘도 유지율을 산출함으로써 내광성을 평가했다. 또한, 휘도 유지율이 높을수록 내광성이 우수한 것을 나타낸다. 평가가 B 이상이면 실용상 문제 없고, A 이상이면 실용상 우수하다.
휘도 유지율(Ⅰ)(%)=(500시간 경과 후의 휘도/시험 개시 직후의 휘도)×100
(소수점 이하 반올림)
S: 유지율 95% 이상 내광성이 매우 양호
A: 유지율 90~94% 내광성이 양호
B: 유지율 80~89% 내광성이 실용상 문제 없다
C: 유지율 50~79% 내광성이 불량
D: 유지율 49% 이하 내광성이 현저하게 불량.
<내열성>
각 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED 소자에 탑재한 발광 장치에 20㎃의 전류를 흘려서 LED칩을 점등시키고, 순간 멀티 측광 시스템(MCPD-3000, Otsuka Electronics Co., Ltd.제)을 사용하여 시험 개시 직후의 상관 색온도 및 휘도를 측정했다. 그 후, LED칩을 170℃로 유지하고, 500시간 경과 후의 휘도를 마찬가지로 해서 측정하여 하기 식에 의해 휘도 유지율을 산출함으로써 내열성을 평가했다. 또한, 휘도 유지율이 높을수록 내열성이 우수한 것을 나타낸다. 평가가 B 이상이면 실용상 문제 없고, A 이상이면 실용상 우수하다.
휘도 유지율(Ⅱ)(%)=(500시간 경과 후의 휘도/시험 개시 직후의 휘도)×100
(소수점 이하 반올림)
S: 유지율 90% 이상 내열성이 매우 양호
A: 유지율 81~89% 내열성이 양호
B: 유지율 50~80% 내열성이 실용상 문제 없다
C: 유지율 49% 이하 내열성이 불량.
<평균 입자 지름>
주사형 전자 현미경으로서 S4800(Hitachi High-Technologies Corporation제)을 사용하여 가속 전압 5kv, 초점 거리 8.0㎜, 측정 배율 100000배에서 입자를 관측했다. 입자의 직경은 동일한 면적을 부여하는 원의 직경을 입자의 직경으로 했다. 200개를 관측하여 그 평균을 사용했다.
이어서, 사용한 재료를 설명한다.
<실리콘 수지>
실리콘 수지 1: OE6630(Dow Corning Toray Co., Ltd제) 굴절률 1.53
<금속 산화물 입자>
금속 산화물 입자 1: 알루미나 분말 "TM-300"(Taimei Chemicals Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 7㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 2: 실리카 분말 "Aerosil200"(Nippon Aerosil Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 12㎚ 굴절률 1.48
금속 산화물 입자 3: 알루미나 분말 "Aeroxide"(Nippon Aerosil Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 13㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 4: 알루미나 분말 "Nanotek"(C.I. Kasei Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 30㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 5: 티타니아 분말 "Nanotek"(C.I. Kasei Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 36㎚ 굴절률 2.62
금속 산화물 입자 6: 알루미나 분말 "TM-DAR"(Taimei Chemicals Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 100㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 7: 알루미나 분말 "AKP-50" (Sumitomo Chemical Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 200㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 8: 알루미나 분말 "AKP-30"(Sumitomo Chemical Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 300㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 9: 알루미나 분말 "AKP-20"(Sumitomo Chemical Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 500㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 10: 알루미나 분말 "AO-802"(Admatechs Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 700㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 11: 알루미나 분말 "ALO-13PB"(Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.제)
평균 입자 지름 1000㎚ 굴절률 1.76
금속 산화물 입자 12: 알루미나 분말 "A-50-K"(Showa Denko K.K.제)
평균 입자 지름 1200㎚ 굴절률 1.76.
실리콘 미립자는 이하의 방법으로 합성했다.
<실리콘 미립자 1>
2ℓ 4구 둥근 바닥 플라스크에 교반기, 온도계, 환류관, 적하 깔때기를 장착하고, 플라스크에 계면활성제로서 폴리에테르 변성 실록산 "BYK333"(BYK Japan K.K.제)을 1ppm 포함하는 2.5%의 암모니아수 2ℓ를 넣어 300rpm으로 교반하면서 오일 배스에서 승온시켰다. 내부 온도 50℃에 도달한 지점에서 적하 깔때기로부터 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란의 혼합물(23/77몰%) 200g을 30분에 걸쳐서 적하했다. 그대로의 온도에서 60분간 더 교반을 계속한 후, 아세트산(시약 특급) 약 5g을 첨가, 교반 혼합한 후, 여과를 행했다. 여과기 상의 생성 입자에 물 600㎖를 2회, 메탄올 200㎖를 1회 첨가하여 여과, 세정을 행했다. 여과기 상의 케이크를 인출하고, 파쇄 후 10시간에 걸쳐서 동결 건조시킴으로써 백색 분말 60g을 얻었다. 얻어진 입자는 SEM(주사형 전자 현미경)으로 관찰한 바, 거의 동일한 직경을 갖는 구상 미립자이었다. 이 입자를 단면 TEM(투과형 전자 현미경)으로 관찰한 결과, 입자 내부가 단일 구조인 입자인 것을 확인할 수 있었다.
<실리콘 미립자 2>
2ℓ 4구 둥근 바닥 플라스크에 교반기, 온도계, 환류관, 적하 깔때기를 장착하고, 플라스크에 계면활성제로서 폴리에테르 변성 실록산 "BYK333"(BYK Japan K.K.제)을 7ppm 포함하는 2.5%의 암모니아수 2ℓ를 넣어 300rpm으로 교반하면서 오일 배스에서 승온시켰다. 내부 온도 50℃에 도달한 지점에서 적하 깔때기로부터 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란의 혼합물(23/77몰%) 200g을 30분에 걸쳐서 적하했다. 그대로의 온도에서 60분간 더 교반을 계속한 후, 아세트산(시약 특급) 약 5g을 첨가, 교반 혼합한 후, 여과를 행했다. 여과기 상의 생성 입자에 물 600㎖를 2회, 메탄올 200㎖를 1회 첨가하여 여과, 세정을 행했다. 여과기 상의 케이크를 인출하고, 파쇄 후 10시간에 걸쳐서 동결 건조시킴으로써 백색 분말 40g을 얻었다. 얻어진 입자는 SEM으로 관찰한 바, 거의 동일한 직경을 갖는 구상 미립자이었다. 이 입자를 단면 TEM으로 관찰한 결과, 입자 내부가 단일 구조인 입자인 것을 확인할 수 있었다.
<실리콘 미립자 3>
1ℓ 4구 둥근 바닥 플라스크에 교반기, 온도계, 환류관, 적하 깔때기를 장착하고, 플라스크에 pH 12.5(25℃)의 가성 소다 수용액 600g을 넣어 300rpm으로 교반하면서 오일 배스에서 승온시켰다. 내부 온도 50℃에 도달한 지점에서 적하 깔때기로부터 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란의 혼합물(23/77몰%) 60g을 20분에 걸쳐서 적하했다. 그대로의 온도에서 30분간 더 교반을 계속한 후, 중화제로서 10% 아세트산 수용액 16.5g을 첨가, 교반 혼합한 후, 여과를 행했다. 여과기 상의 생성 입자에 물 300㎖를 3회, 메탄올 200㎖를 1회 첨가하여 여과, 세정을 행했다. 여과기 상의 케이크를 인출하고, 150℃, 2시간 건조시킴으로써 백색 분말 15g을 얻었다. 얻어진 입자는 SEM으로 관찰한 바, 거의 동일한 직경인 구상 미립자이었다. 이 입자를 단면 TEM으로 관찰한 결과, 입자 내부가 단일 구조인 입자인 것을 확인할 수 있었다.
<실리콘 미립자 4>
2ℓ 4구 둥근 바닥 플라스크에 교반기, 온도계, 환류관, 적하 깔때기를 장착하고, 플라스크에 2.5%의 암모니아수 2ℓ를 넣어 300rpm으로 교반하면서 오일 배스에서 승온시켰다. 내부 온도 50℃에 도달한 지점에서 적하 깔때기로부터 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란의 혼합물(23/77몰%) 200g을 30분에 걸쳐서 적하했다. 그대로의 온도에서 60분간 더 교반을 계속한 후, 아세트산(시약 특급) 약 5g을 첨가, 교반 혼합한 후, 여과를 행했다. 여과기 상의 생성 입자에 물 600㎖를 2회, 메탄올 200㎖를 1회 첨가하여 여과, 세정을 행했다. 여과기 상의 케이크를 인출하고, 파쇄 후 10시간에 걸쳐서 동결 건조시킴으로써 백색 분말 80g을 얻었다. 얻어진 입자는 SEM으로 관찰한 바, 거의 동일한 직경인 구상 미립자이었다. 이 입자를 단면 TEM으로 관찰한 결과, 입자 내부가 단일 구조인 입자인 것을 확인할 수 있었다.
<실리콘 미립자 5>
1ℓ 4구 둥근 바닥 플라스크에 교반기, 온도계, 환류관, 적하 깔때기를 장착하고, 플라스크에 pH 12.5(25℃)의 가성 소다 수용액 600g을 넣어 280rpm으로 교반하면서 오일 배스에서 승온시켰다. 내부 온도 50℃에 도달한 지점에서 적하 깔때기로부터 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란의 혼합물(23/77몰%) 60g을 20분에 걸쳐서 적하했다. 그대로의 온도에서 30분간 더 교반을 계속한 후, 중화제로서 10% 아세트산 수용액 16.5g을 첨가, 교반 혼합한 후, 여과를 행했다. 여과기 상의 생성 입자에 물 300㎖를 3회, 메탄올 200㎖를 1회 첨가하여 여과, 세정을 행했다. 여과기 상의 케이크를 인출하고, 150℃, 2시간 건조시킴으로써 백색 분말 13g을 얻었다. 얻어진 입자는 SEM으로 관찰한 바, 거의 동일한 직경인 구상 미립자이었다. 이 입자를 단면 TEM으로 관찰한 결과, 입자 내부가 단일 구조인 입자인 것을 확인할 수 있었다.
<실리콘 미립자 6>
1ℓ 4구 둥근 바닥 플라스크에 교반기, 온도계, 환류관, 적하 깔때기를 장착하고, 플라스크에 pH 12.5(25℃)의 가성 소다 수용액 600g을 넣어 200rpm으로 교반하면서 오일 배스에서 승온시켰다. 내부 온도 50℃에 도달한 지점에서 적하 깔때기로부터 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란의 혼합물(23/77몰%) 60g을 20분에 걸쳐서 적하했다. 그대로의 온도에서 30분간 더 교반을 계속한 후, 중화제로서 10% 아세트산 수용액 16.5g을 첨가, 교반 혼합한 후, 여과를 행했다. 여과기 상의 생성 입자에 물 300㎖를 3회, 메탄올 200㎖를 1회 첨가하여 여과, 세정을 행했다. 여과기 상의 케이크를 인출하고, 150℃, 2시간 건조시킴으로써 백색 분말 10g을 얻었다. 얻어진 입자는 SEM으로 관찰한 바, 거의 동일한 직경인 구상 미립자이었다. 이 입자를 단면 TEM으로 관찰한 결과, 입자 내부가 단일 구조의 입자인 것을 확인할 수 있었다.
이하, 실제로 형광체 시트의 작성예 및 평가 결과를 설명한다. 재료의 첨가량을 각 표에 나타내고 있지만, 나타낸 부수는 질량부를 의미한다.
(실시예 1)
폴리에틸렌제 용기에 실리콘 수지로서 "OE-6630A/B"(Dow Corning Toray Co., Ltd.제)를 100질량부, 형광체로서 "NYAG-02"(Intematix Corporation제: Ce 도핑 YAG계 형광체, 비중: 4.8g/㎤)를 600질량부, 금속 산화물 입자(Ⅰ)로서 금속 산화물 입자 3을 10질량부가 되도록 칭량했다.
칭량한 것은 유성식 교반·탈포 장치 "Mazerustar"(등록상표) KK-400(Kurabo Industries, Ltd.제)을 사용하여 1000rpm으로 20분간 교반·탈포한 후, 희석 용제 을 사용하여 점도를 조정해서 시트 제작용 용액을 얻었다. 슬릿다이 코터를 사용하여 시트 제작용 용액을 기재인 "Cerapeel"(등록상표) BLK(Toray Advanced Film Co., Ltd.제) 상에 도포하고, 120℃에서 1.5시간 가열 건조해서 평균 막 두께 약 75㎛의 형광체 함유 수지 시트를 얻었다.
얻어진 형광체 함유 수지 시트에 대해서 상기와 같이 인장 시험을 실시해서 인장 탄성률 및 인장 파단점 신도의 측정값을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
상기 방법으로 절단 가공성을 평가한 바, 100개 모두 시트의 갈라짐 등 불량이 없는 양호한 형상이었다.
상기 절단 가공된 형광체 함유 수지 시트는 1㎜×1㎜의 플립칩 타입 청색 LED칩이 실장된 기판에 대하여 다이본드 페이스트 "EN-4900GC"(Hitachi Chemical Co., Ltd.제)를 사용하여 LED칩 표면에 부착했다. 100℃의 핫플레이트 상에서 1분간 가열해서 다이본드 페이스트를 경화시켜 발광 장치를 얻었다.
얻어진 발광 장치에 대해서 상기 방법으로 휘도를 평가한 바, 1.505cd/㎠이었다. 색온도 불균일을 평가한 바, 92K으로 작아 양호했다. 또한, 상기 방법으로 내광성을 평가한 바, 휘도 유지율(I)이 95%가 되어 실용상 문제 없는 결과가 얻어졌다. 또한, 상기 방법으로 내열성을 평가한 바, 휘도 유지율(II)도 83%가 되어 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 2~6) -금속 산화물 입자(Ⅰ)의 입자 지름의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 1과 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 평균 입자 지름이 커질수록 인장 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 이에 따라서 색온도 불균일이 상승되는 경향이 있었지만, 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 범위이었다. 실시예 1~4는 특히 바람직한 결과를 나타냈다. 절단 가공성 및 내광성은 각 실시예 모두 양호하며, 내열성도 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과거 얻어졌고, 특히 금속 산화물 입자(Ⅰ)가 알루미나일 경우의 내열성은 양호했다.
(실시예 7~10) -형광체 함유량의 영향-
형광체 함유량을 표 1과 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 형광체 함유량이 많아질수록 내광성, 인장 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 이에 따라서 색온도 불균일이 상승되는 경향이 있었지만, 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 범위이었다. 반대로 형광체 함유량이 적어질수록 휘도 유지율(I)이 작아지는 경향이 있었지만, 내광성으로서는 모두 문제 없는 범위이었다. 절단 가공성 및 내열성은 모두 양호했다.
(실시예 11~14) -금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량을 표 2와 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성, 색온도 불균일 및 내열성은 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 범위이며, 특히 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량이 3질량부 이상 20질량부 이하의 범위에 있는 실시예 12~13은 특히 바람직한 결과를 나타냈다. 내광성은 모두 양호했다.
(실시예 15~18) -막 두께의 영향-
형광체 함유 수지 시트의 막 두께를 표 2와 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성, 색온도 불균일 및 내광성은 각 실시예 모두 양호했다. 막 두께가 커질수록 내열성의 지표인 휘도 유지율(II)이 작아지는 경향이 있었지만, 내열성으로서는 모두 실용상 문제 없는 범위이며, 특히 막 두께가 20㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위에 있는 실시예 15~17의 내열성은 양호했다.
(비교예 1)
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 12에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것은 58개이며, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 갈라짐이 발생하고, 색온도 불균일은 243K로 컸다. 또한, 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시료를 사용하여 평가했다.
(비교예 2)
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 12에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것은 43개이며, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 갈라짐이 발생하고, 색온도 불균일은 293K로 컸다. 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시료를 사용하여 평가했다.
(비교예 3)
금속 산화물 입자(Ⅰ)를 넣지 않는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것은 45개이며, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 갈라짐이 발생하고, 색온도 불균일은 284K로 컸다. 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시료를 사용하여 평가했다.
(비교예 4)
형광체 함유량을 표 12에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 1과 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 100개 모두 갈라짐 등 불량이 없고, 색온도 불균일도 95K로 작아 양호했다. 그러나, 휘도 유지율(I)이 62%로 불량하고, 내광성에 문제가 있었다.
(비교예 5)
형광체 함유량을 표 12에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행해서 형광체 함유 수지 시트를 제작했지만, 페이스트가 겔화되었기 때문에 시트를 제작할 수 없었다.
(실시예 19) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합-
폴리에틸렌제 용기에 실리콘 수지로서 "OE-6630A/B"(Dow Corning Toray Co., Ltd.제)를 100질량부, 형광체로서 "NYAG-02"(Intematix Corporation제: Ce 도핑 YAG계 형광체, 비중: 4.8g/㎤)를 600질량부, 금속 산화물 입자(Ⅰ)로서 금속 산화물 입자 3을 10질량부, 금속 산화물 입자(Ⅱ)로서 금속 산화물 입자 9를 6질량부가 되도록 칭량했다.
칭량한 것은 유성식 교반·탈포 장치 "Mazerustar"(등록상표) KK-400(Kurabo Industries, Ltd.제)을 사용하여 1000rpm으로 20분간 교반·탈포한 후, 희석 용제를 사용하여 점도를 조정해서 시트 제작용 용액을 얻었다. 슬릿다이 코터를 사용하여 시트 제작용 용액을 기재인 "Cerapeel"(등록상표) BLK(Toray Advanced Film Co., Ltd.제) 상에 도포하고, 120℃에서 1.5시간 가열 건조해서 평균 막 두께 약 75㎛의 형광체 함유 수지 시트를 얻었다.
얻어진 형광체 함유 수지 시트에 대해서 상기와 같이 인장 시험을 실시해서 인장 탄성률 및 인장 파단점 신도의 측정값을 얻었다. 결과를 표 3에 나타냈다.
상기 방법으로 절단 가공성을 평가한 바, 100개 모두 시트의 갈라짐 등 불량이 없는 양호한 형상이었다.
상기 절단 가공된 형광체 함유 수지 시트는 1㎜×1㎜의 플립칩 타입 청색 LED칩이 실장된 기판에 대하여 다이본드 페이스트 "EN-4900GC"(Hitachi Chemical Co., Ltd.제)를 사용하여 LED칩 표면에 부착했다. 100℃의 핫플레이트 상에서 1분간 가열해서 다이본드 페이스트를 경화시켜 발광 장치를 얻었다.
얻어진 발광 장치에 대해서 상기 방법으로 휘도를 평가한 바, 1.550cd/㎠로 양호했다. 색온도 불균일을 평가한 바, 90K로 작아 양호했다. 또한, 상기 방법으로 내광성을 평가한 바, 휘도 유지율(I)이 95%로 매우 양호한 결과가 얻어졌다. 또한, 상기 방법으로 내열성을 평가한 바, 휘도 유지율(II)도 83%로 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 20~24) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합. 금속 산화물 입자(Ⅰ) 입자 지름의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 3과 같이 해서 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 평균 입자 지름이 커질수록 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 이에 따라서 색온도 불균일이 상승되는 경향이 있었지만, 각 실시예 모두 실용 상에서 문제 없는 범위이었다. 실시예 19~22는 특히 바람직한 결과를 나타냈다. 휘도, 절단 가공성은 모두 양호하며, 내광성은 모두 매우 양호했다. 내열성도 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과가 얻어졌고, 특히 금속 산화물 입자(Ⅰ)가 알루미나일 경우의 내열성은 양호했다.
(실시예 25~28) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합. 형광체 함유량의 영향-
형광체 함유량을 표 3과 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 형광체 함유량이 많아질수록 휘도, 내광성, 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 이에 따라서 색온도 불균일이 상승되는 경향이 있었지만, 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다. 반대로 형광체 함유량이 적어질수록 휘도 유지율(I)이 작아지는 경향이 있었지만, 휘도, 내광성으로서는 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다. 절단 가공성 및 내열성은 모두 양호했다.
(실시예 29~32) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합. 금속 산화물 입자(Ⅰ)함유량의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅰ) 함유량을 표 4와 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성, 색온도 불균일 및 내열성은 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이며, 특히 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량이 수지 100질량부에 대하여 3질량부 이상 20질량부 이하의 범위에 있는 실시예 30~31은 특히 바람직한 결과를 나타냈다. 휘도는 모두 양호하며, 내광성은 모두 매우 양호했다.
(실시예 33~36) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합. 막 두께의 영향-
형광체 함유 수지 시트의 막 두께를 표 4와 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성 및 색온도 불균일은 모두 양호하며, 내광성은 모두 매우 양호했다. 막 두께가 커질수록 휘도는 향상되고, 휘도 유지율(II)은 작아지는 경향이 있었지만, 내열성으로서는 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이며, 특히 막 두께가 20㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위에 있는 실시예 33~35의 내열성은 양호했다. 한편, 막 두께가 작을수록 휘도가 작아지는 경향이 있었지만, 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다.
(실시예 37~39) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합. 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 입경의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅱ)의 종류를 표 5와 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성, 색온도 불균일 및 내열성은 각 실시예 모두 양호하며, 내광성은 모두 매우 양호했다. 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 평균 입자 지름이 커질수록 휘도가 작아지는 경향이 있었지만, 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이며, 특히 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 평균 입자 지름이 300㎚ 이상 800㎚ 이하의 범위에 있는 실시예 37~38의 휘도는 양호했다.
(실시예 40~42) -2종류의 금속 산화물 입자의 혼합. 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량을 표 5와 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성, 색온도 불균일 및 내열성은 각 실시예 모두 양호하며, 내광성은 모두 매우 양호했다. 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량에 따라서는 휘도가 작아지는 경향이 있었지만, 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이며, 특히 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량이 형광체 100질량부에 대하여 1질량부 이상 5질량부 이하의 범위에 있는 실시예 41의 휘도는 양호했다.
(비교예 6~7)
금속 산화물 입자(Ⅰ) 및 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 종류와 농도를 표 13에 기재한 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 19와 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것이 적고, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 갈라짐이 발생하고, 색온도 불균일은 컸다. 휘도, 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시트를 사용하여 평가했다.
(비교예 8)
형광체 함유량, 금속 산화물 입자(Ⅰ) 및 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 종류와 농도를 표 13에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성 평가를 행했다. 실시예 19와 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 100개 모두 갈라짐 등 불량이 없고, 색온도 불균일도 98K로 작아 양호했다. 그러나, 휘도 유지율(I)이 61%로 불량하고, 내광성에 문제가 있었다.
(비교예 9)
형광체 함유량, 금속 산화물 입자(Ⅰ) 및 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 종류와 농도를 표 13에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 19와 마찬가지의 조작을 행해서 형광체 함유 수지 시트를 제작했지만, 페이스트가 겔화되었기 때문에 시트를 제작할 수 없었다.
(실시예 43) -실리콘 미립자 첨가-
폴리에틸렌제 용기에 실리콘 수지로서 "OE-6630A/B"를 100질량부, 형광체로서 "NYAG-02"(Intematix Corporation제: Ce 도핑 YAG계 형광체, 비중: 4.8g/㎤)를 600질량부, 실리콘 미립자 1을 45질량부, 금속 산화물 입자(Ⅰ)로서 금속 산화물 입자 3을 10질량부가 되도록 칭량했다.
칭량한 것은 유성식 교반·탈포 장치 "Mazerustar"(등록상표) KK-400(Kurabo Industries, Ltd.제)을 사용하여 1000rpm으로 20분간 교반·탈포 한 후, 희석 용제를 사용하여 점도를 조정해서 시트 제작용 용액을 얻었다. 슬릿다이 코터를 사용하여 시트 제작용 용액을 기재인 "Cerapeel"(등록상표) BLK(Toray Advanced Film Co., Ltd.제) 상에 도포하고, 120℃에서 1.5시간 가열 건조해서 평균 막 두께 약 75㎛의 형광체 함유 수지 시트를 얻었다.
얻어진 형광체 함유 수지 시트에 대해서 상기와 같이 인장 시험을 실시해서 인장 탄성률 및 인장 파단점 신도의 측정값을 얻었다. 결과를 표 6에 나타냈다.
상기 방법으로 절단 가공성을 평가한 바, 100개 모두 시트의 갈라짐 등 불량이 없는 양호한 형상이었다.
상기 절단 가공된 형광체 함유 수지 시트는 1㎜×1㎜의 플립칩 타입 청색 LED칩이 실장된 기판에 대하여 다이본드 페이스트 "EN-4900GC"(Hitachi Chemical Co., Ltd.제)를 사용하여 LED칩 표면에 부착했다. 100℃의 핫플레이트 상에서 1분간 가열해서 다이본드 페이스트를 경화시켜 발광 장치를 얻었다.
얻어진 발광 장치에 대해서 상기 방법으로 색온도 불균일을 평가한 바, 42K로 매우 작아 매우 양호했다. 그리고, 상기 방법으로 휘도를 평가한 바, 휘도가 1.547cd/㎠로 높아 양호했다. 또한, 상기 방법으로 내광성을 평가한 바, 휘도 유지율(I)이 95%로 매우 양호한 결과가 얻어졌다. 또한, 상기 방법으로 내열성을 평가한 바, 휘도 유지율(II)이 83%로 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 44~47) -실리콘 미립자 첨가. 실리콘 미립자 첨가량의 효과-
실리콘 미립자의 농도를 표 6에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 43과 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실리콘 미립자의 농도가 낮아질수록 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 또한 약간 휘도가 저하되는 경향이 있었지만, 각 실시예 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다. 특히 실리콘 미립자의 함유량이 실리콘 수지 100질량부에 대하여 10~50질량부의 범위에 있는 실시예 43~46은 양호한 결과이며, 상기 함유량이 30~50질량부의 범위에 있는 실시예 43~44는 특히 바람직한 결과이었다. 절단 가공성 및 내열성은 모두 양호하며, 내광성은 모두 매우 양호했다.
(실시예 48~52) -실리콘 미립자 첨가. 실리콘 미립자의 입자 지름에 의한 영향-
실리콘 미립자의 종류를 표 7에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성 및 내열성은 각 실시예 모두 양호하며, 색온도 불균일 및 내광성은 모두 매우 양호했다. 실리콘 미립자의 입자 지름이 커질수록 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 이에 따라서 색온도 불균일이 상승되는 경향이 있었지만, 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다. 또한, 실리콘 미립자의 입자 지름에 따라서는 휘도가 약간 저하되는 경향이 있었지만, 모두 본 발명의 효과를 발휘함에 있어서 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다. 특히, 실리콘 미립자의 평균 입자 지름이 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 실시예 48~51은 바람직한 결과를 나타내고, 상기 평균 입자 지름이 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 이하인 실시예 49 및 50은 특히 바람직한 결과를 나타냈다.
(실시예 53~56) -실리콘 미립자 첨가. 금속 산화물 입자(Ⅰ)첨가량의 효과-
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 농도를 표 8에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 휘도, 색온도 불균일, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성 및 내열성은 각 실시예 모두 양호하며, 색온도 불균일 및 내광성은 모두 매우 양호했다. 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 농도가 낮아질수록 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 또한 약간 휘도가 저하되는 경향이 있었지만, 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다. 특히, 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량이 실리콘 수지 100질량부에 대하여 3질량부 이상 30질량부 이하의 범위에 있는 실시예 53~55는 바람직한 결과를 나타냈다.
(실시예 57-60) -실리콘 미립자 첨가. 형광체 함유량의 영향-
형광체의 농도를 표 9에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 색온도 불균일은 각 실시예 모두 매우 양호하며, 절단 가공성 및 휘도는 모두 양호하며, 내광성 및 내열성은 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과가 얻어졌다. 형광체의 농도가 높아질수록 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 또한 반대로 형광체의 농도가 낮아질수록 내광성이 약간 저하되는 경향이 있었지만, 모두 본 발명의 효과를 발휘하는데 있어서 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다.
(실시예 61-64) -실리콘 미립자 첨가. 막 두께의 영향-
막 두께를 표 10에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성 및 휘도는 각 실시예 모두 양호하며, 색온도 불균일 및 내광성은 모두 매우 양호했다. 막 두께가 커질수록 휘도 유지율(II)이 작아지는 경향이 있었지만, 내열성으로서는 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이며, 특히 막 두께가 20㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위에 있는 실시예 61~63의 내열성은 양호했다.
(실시예 65~69) -실리콘 미립자 첨가. 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 입자 지름의 영향-
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 11에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작 및 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 절단 가공성 및 휘도는 각 실시예 모두 양호하며, 색온도 불균일 및 내광성은 모두 매우 양호했다. 내열성도 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과가 얻어졌고, 특히 금속 산화물 입자(Ⅰ)가 알루미나일 경우의 내열성은 양호했다. 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 평균 입자 지름이 커질수록 탄성률이 높고, 인장 파단점 신도가 작아지는 경향이 있고, 이에 따라서 색온도 불균일이 상승되는 경향이 있었지만, 모두 실용상 문제 없는 레벨 이상의 결과이었다.
(비교예 10)
금속 산화물 입자(Ⅰ)를 넣지 않는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 45와 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것은 62개이며, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 갈라짐이 발생하고, 색온도 불균일은 245K로 매우 컸다. 휘도 측정, 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시트를 사용하여 평가했지만, 휘도는 1.507cd/로 저하되어 버렸다.
(비교예 11)
형광체의 농도를 표 14에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 45와 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 휘도 유지율(I)이 68%가 되고, 내광성이 크게 저하되어 버렸다.
(비교예 12)
형광체 함유량을 표 14에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 형광체 함유 수지 시트를 제작했지만, 페이스트가 겔화되었기 때문에 시트를 제작할 수 없었다.
(비교예 13)
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 14에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 43과 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것은 54개이며, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 붕괴가 발생하고, 색온도 불균일은 268K로 매우 컸다. 또한, 휘도, 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시료를 사용하여 평가했다.
(비교예 14)
금속 산화물 입자(Ⅰ)의 종류를 표 14에 기재된 것과 같이 하는 것 이외에는 실시예 45와 마찬가지의 조작을 행해서 절단 가공성, 색온도 불균일, 휘도, 내광성 및 내열성의 평가를 행했다. 실시예 43과 마찬가지로 해서 형광체 함유 수지 시트를 개편화했지만, 정상적으로 개편화할 수 있었던 것은 71개이며, 나머지 형광체 함유 수지 시트에는 갈라짐이 발생했다. 개편화된 형광체 함유 수지 시트를 청색 LED에 부착할 때에도 갈라짐이 발생하고, 색온도 불균일은 205K로 매우 컸다. 또한, 휘도, 내광성 및 내열성은 정상적으로 개편화 및 부착할 수 있었던 시료를 사용하여 평가했다.
Claims (30)
- 형광체, 실리콘 수지, 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ) 및 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)를 포함하고, 상기 수지 100질량부에 대한 상기 형광체의 함유량은 250~1000질량부이며, 상기 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량은 상기 수지 100질량부에 대하여 1~30질량부이며, 상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량은 상기 형광체 100질량부에 대하여 0.1~20질량부이며, 막 두께가 20~150㎛인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)와 상기 수지의 굴절률의 차가 0.06 이상인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 1 항에 있어서,
실리콘 미립자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 3 항에 있어서,
상기 실리콘 미립자의 평균 입자 지름은 0.1~2㎛인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 3 항에 있어서,
상기 실리콘 미립자의 함유량은 상기 수지 100질량부에 대하여 5~50질량부인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 1 항에 있어서,
금속 산화물 입자(Ⅰ)는 알루미나를 함유하는 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 형광체 함유 수지 시트의 인장 탄성률은 300~1000㎫인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 형광체 함유 수지 시트의 인장 파단점 신도는 5~30%인 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 형광체 함유 수지 시트는 LED 발광 소자에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 형광체 함유 수지 시트를 LED 발광 소자에 부착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 형광체 함유 수지 시트를 LED 발광 소자에 부착하는 공정 전에 상기 형광체 함유 수지 시트를 개편으로 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 형광체 함유 수지 시트는 형광체 분산 수지 조성물을 기재 상에 도포해서 건조시킴으로써 형성되는 것이고,
상기 형광체 함유 수지 시트를 개편으로 절단함과 동시에 상기 기재에 대하여 소망의 두께까지 홈을 내는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 LED 발광 소자는 웨이퍼 레벨의 LED 발광 소자인 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 형광체 함유 수지 시트를 웨이퍼 레벨의 LED 발광 소자에 부착하는 공정 후, 웨이퍼의 다이싱과 동시에 일괄적으로 절단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법. - 형광체, 실리콘 수지 및 금속 산화물 입자를 혼합하는 공정을 포함하는 형광체층 제작용 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법으로서,
상기 혼합되는 금속 산화물 입자는 적어도 평균 입자 지름이 10~200㎚인 금속 산화물 입자(Ⅰ) 및 평균 입자 지름이 300~1000㎚인 금속 산화물 입자(Ⅱ)를 포함하고, 상기 수지 100질량부에 대한 상기 형광체의 함유량은 250~1000질량부이며, 상기 금속 산화물 입자(Ⅰ)의 함유량은 상기 수지 100질량부에 대하여 1~30질량부이며, 상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)의 함유량은 상기 형광체 100질량부에 대하여 0.01~20질량부인 것을 특징으로 하는 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자(Ⅱ)와 상기 수지의 굴절률의 차가 0.06 이상인 것을 특징으로 하는 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 혼합되는 공정에서는 실리콘 미립자가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 실리콘 미립자의 평균 입자 지름은 0.1~2㎛인 것을 특징으로 하는 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 실리콘 미립자의 혼합량은 상기 수지 100질량부에 대하여 5~50질량부인 것을 특징으로 하는 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자(Ⅰ)는 알루미나를 함유하는 것을 특징으로 하는 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법. - 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 형광체 분산 수지 조성물의 제조 방법으로 형광체 분산 수지 조성물을 제조하고, 그 후 형광체 분산 수지 조성물을 기재 상에 도포하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 형광체 함유 수지 시트의 제조 방법.
- 제 21 항에 기재된 형광체 함유 수지 시트의 제조 방법으로 형광체 함유 수지 시트를 제조한 후, 상기 형광체 함유 수지 시트를 LED 발광 소자에 부착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
- 제 22 항에 있어서,
상기 형광체 함유 수지 시트의 막 두께는 20~150㎛인 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법. - 삭제
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