KR20130102651A - 반사판용 폴리아미드 조성물, 반사판, 상기 반사판을 구비한 발광 장치, 및 상기 발광 장치를 구비한 조명 장치 및 화상 표시 장치 - Google Patents

반사판용 폴리아미드 조성물, 반사판, 상기 반사판을 구비한 발광 장치, 및 상기 발광 장치를 구비한 조명 장치 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성형했을 때, 높은 내열성과 양호한 역학 물성을 가지며, 또한 LED 패키지용 밀봉 부재와의 밀착성이 우수하고, 또한 LED 패키지의 제조 공정이나 사용 환경에서 상정되는 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율을 유지하는 반사판용 폴리아미드 조성물을 제공한다. 본 발명은 융점 280℃ 이상의 폴리아미드(A)를 30질량% 이상 및 산화티탄(B)을 25질량% 이상 함유하고, 또한 상기 폴리아미드(A)와 상기 산화티탄(B)의 합계 함유량이 75질량% 이상인 반사판용 폴리아미드 조성물이다.

Description

반사판용 폴리아미드 조성물, 반사판, 상기 반사판을 구비한 발광 장치, 및 상기 발광 장치를 구비한 조명 장치 및 화상 표시 장치{POLYAMIDE COMPOSITION FOR REFLECTIVE PLATE, REFLECTIVE PLATE, LIGHT-EMITTING DEVICE COMPRISING SAID REFLECTIVE PLATE, AND ILLUMINATION DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE COMPRISING SAID LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 반사판용 폴리아미드 조성물, 상기 조성물을 사용한 반사판, 및 상기 반사판을 구비한 발광 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 발광 장치를 구비한 조명 장치 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, LED(Light Emitting Diode)가 저소비 전력, 저환경 부하 등의 메리트를 살려, 휴대 전화 등의 이동 통신 기기 등의 소형 디스플레이, PC나 액정 TV 등의 중형/대형 디스플레이, 자동차의 콘솔 패널이나 차내 조명, 가정용 조명, 간판이나 표시등, 신호기, 그 밖의 가전 용품 등 다양한 전기 전자 기기 제품에 사용되고 있다.
일반적으로, LED는 LED 패키지로서 사용되고, LED 패키지는 발광하는 반도체 소자(LED), 리드선, 하우징을 겸한 반사판, 반도체 소자를 밀봉하는 투명한 밀봉 부재로 주로 구성되어 있다. 이 반사판에 사용하는 재료로서는 세라믹이 알려져 있다. 그러나, 반사판에 세라믹을 사용하는 경우, 생산성이나 초기 반사율이 낮은 것이 문제가 되고 있다. 반사판에 사용하는 재료로서는 내열 플라스틱도 또한 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1 내지 5에는 이 반사판의 내열 플라스틱에, 폴리아미드에 산화티탄을 배합한 조성물을 사용하는 것이 개시되어 있다.
내열 플라스틱제의 반사판은, LED 패키지 제조시에 있어서 도전 접착제 또는 밀봉제를 열경화시킬 때에, 수시간에 걸쳐 100 내지 200℃의 온도에 노출되기 때문에, 내열성이 요구되고 있다. 또한, LED 패키지 제조시의 고열이나, 사용 환경하에 있어서 변색 등을 일으키지 않고, 높은 광반사율(특히, 백색 LED 용도용으로 파장 460nm 부근의 광에 대한 반사율)을 유지하는 것이 요구되고 있다. 또한, 반사판으로서의 역학 특성이 양호한 것이 요구되고 있다. 또한, 밀봉 부재와의 밀착성이 높은 것이 요구되고 있다.
이와 같이, 수많은 특성이 내열 플라스틱제의 반사판에는 요구되고 있으며, 인용문헌 1 내지 5에 기재된 기술에는 개선의 여지가 있었다.
일본 공개특허공보 제2002-294070호 일본 공개특허공보 제2004-075994호 일본 공개특허공보 제2005-194513호 일본 공개특허공보 제2006-257314호 국제공개 제2007/037355호 팜플렛
상기를 감안하여, 본 발명은 성형했을 때에, 높은 내열성과 양호한 역학 물성을 가지고, 또한 LED 패키지용 밀봉 부재와의 밀착성이 우수하고, 또한 LED 패키지의 제조 공정이나 사용 환경에서 상정되는 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율을 유지하는 반사판용 폴리아미드 조성물 및 상기 조성물로 이루어지는 반사판, 및 상기 반사판을 구비한 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 상기 발광 장치를 구비한 조명 장치 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 연구한 결과, 특정한 폴리아미드 수지에 산화티탄을 고도로 배합한 조성물에 의하면 상기의 목적을 달성할 수 있는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 융점 280℃ 이상의 폴리아미드(A)를 30질량% 이상 및 산화티탄(B)을 25질량% 이상 함유하고, 또한 상기 폴리아미드(A)와 상기 산화티탄(B)의 합계 함유량이 75질량% 이상인 반사판용 폴리아미드 조성물이다.
본 발명은 또한, 상기의 반사판용 폴리아미드 조성물을 사용한 LED용 반사판이다.
본 발명은 또한, 상기의 LED용 반사판을 구비한 발광 장치이다.
본 발명은 또한, 상기의 발광 장치를 구비한 조명 장치이다.
본 발명은 또한, 상기의 발광 장치를 구비한 화상 표시 장치이다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물을 성형하여 얻어지는 반사판은 양호한 역학 특성을 갖는 동시에 높은 내열성을 가진다. 또한, 상기 반사판은 LED 패키지용 밀봉 부재와의 밀착성이 우수하다. 또한, 상기 반사판은 LED 패키지의 제조 공정이나 사용 환경에서 상정되는 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율(특히, 파장 460nm 부근의 광에 대한 반사율)을 유지한다. 이로 인해, 상기 반사판을 구비한 발광 장치, 및 상기 발광 장치를 구비하는 조명 장치 및 화상 표시 장치는 고수명이 된다.
도 1은 본 발명의 발광 장치 1의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 발광 장치 2의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 발광 장치 3의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은 융점 280℃ 이상의 폴리아미드(A)를 30질량% 이상 및 산화티탄(B)을 25질량% 이상 함유하고, 또한 폴리아미드(A)와 산화티탄(B)의 합계 함유량이 75질량% 이상이다. 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은, 필요에 따라, 강화재(C)나 산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘을 추가로 함유할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 얻어지는 반사판 내열성의 관점에서, 폴리아미드(A)의 융점은 280℃ 이상이다. 본 발명에 사용되는 폴리아미드(A)의 함유량은 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물 전체의 질량에 대해 30질량% 이상이며, 35질량% 이상인 것이 바람직하다. 폴리아미드(A)의 함유량이 30질량% 미만이면, 반사판으로의 성형이 어려워지고, 또한 얻어지는 반사판의 LED 패키지용 밀봉 부재와의 밀착성이 낮아지는 동시에 역학 특성, 특히 인성(靭性)이 낮아지는 등의 문제가 생긴다.
본 발명에 사용되는 폴리아미드(A)는 디카복실산 단위 및 디아민 단위를 함유한다. 폴리아미드(A)의 디카복실산 단위가 테레프탈산 단위를 50몰% 이상 함유하는 것이 본 발명의 바람직한 일 실시형태이다(이하, 디카복실산 단위로서 테레프탈산 단위를 50몰% 이상 함유하는 폴리아미드(A)를 폴리아미드(a-1)라고 한다). 또한, 폴리아미드(A)의 디카복실산 단위가 1,4-사이클로헥산디카복실산 단위를 50몰%보다 많이 함유하는 것이 본 발명의 바람직한 다른 일 실시형태이다(이하, 디카복실산 단위로서 1,4-사이클로헥산디카복실산 단위를 50몰%보다 많이 함유하는 폴리아미드(A)를 폴리아미드(a-2)라고 한다).
폴리아미드(a-1)에 관해서, 얻어지는 반사판의 내열성 등이 우수하다는 관점에서, 디카복실산 단위에 함유되는 테레프탈산 단위는 50몰% 이상이며, 60몰% 이상인 것이 바람직하며, 70몰% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 폴리아미드(a-1)는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 테레프탈산 단위 이외의 디카복실산 단위를 함유할 수 있다. 테레프탈산 단위 이외의 디카복실산 단위로서는, 예를 들면 말론산, 석신산, 글루탈산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸디카복실산, 도데칸디카복실산, 디메틸말론산, 3,3-디에틸석신산, 2,2-디메틸글루탈산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산 등의 지방족 디카복실산; 1,3-사이클로펜탄디카복실산, 1,3-사이클로헥산디카복실산, 1,4-사이클로헥산디카복실산, 사이클로헵탄디카복실산, 사이클로옥탄디카복실산, 사이클로데칸디카복실산 등의 지환식 디카복실산; 이소프탈산, 1,4-나프탈렌디카복실산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 2,7-나프탈렌디카복실산, 디펜산, 4,4'-비페닐디카복실산, 디페닐메탄-4,4'-디카복실산, 디페닐설폰-4,4'-디카복실산 등의 방향족 디카복실산 등으로부터 유도되는 단위를 들 수 있고, 이들 단위는 1종 또는 2종 이상이라도 좋다. 또한, 본 발명의 폴리아미드 조성물이 갖는 상기한 성질을 손상시키지 않는 범위 내에 있어서, 트리멜리트산, 트리메신산, 피로멜리트산 등의 3가 이상의 다가 카복실산으로부터 유도되는 단위를 함유시킬 수도 있다.
폴리아미드(a-2)에 관해서, 디카복실산 단위에 함유되는 1,4-사이클로헥산디카복실산 단위는, 얻어지는 반사판의 내열성이 우수하다는 관점에서, 50몰%보다 크고, 60몰% 이상인 것이 바람직하며, 80몰% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 1,4-사이클로헥산디카복실산의 시스/트랜스비는 어느 것이라도 좋다. 또한, 폴리아미드(a-2)는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 1,4-사이클로헥산디카복실산 단위 이외의 디카복실산 단위를 함유할 수 있다. 1,4-사이클로헥산디카복실산 단위 이외의 디카복실산 단위로서는, 예를 들면 말론산, 석신산, 글루탈산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸디카복실산, 도데칸디카복실산, 디메틸말론산, 3,3-디에틸석신산, 2,2-디메틸글루타르산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산 등의 지방족 디카복실산; 1,3-사이클로펜탄디카복실산, 1,3-사이클로헥산디카복실산, 사이클로헵탄디카복실산, 사이클로옥탄디카복실산, 사이클로데칸디카복실산 등의 지환식 디카복실산; 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-나프탈렌디카복실산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 2,7-나프탈렌디카복실산, 디펜산, 4,4'-비페닐 디카복실산, 디페닐메탄-4,4'-디카복실산, 디페닐설폰-4,4'-디카복실산 등의 방향족 디카복실산 등으로부터 유도되는 단위를 들 수 있고, 이들 단위는 1종 또는 2종 이상이라도 좋다. 또한, 본 발명의 폴리아미드 조성물이 갖는 상기한 성질을 손상시키지 않는 범위내에 있어서, 트리멜리트산, 트리메신산, 피로멜리트산 등의 3가 이상의 다가 카복실산으로부터 유도되는 단위를 함유시킬 수도 있다.
폴리아미드(A)를 구성하는 디아민 단위는 탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위를 50몰% 이상 함유하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 60 내지 100몰%, 더 바람직하게는 70 내지 100몰%, 가장 바람직하게는 90 내지 100몰%의 범위로 함유한다. 탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위의 함유량이 50몰% 이상이면, 조성물의 성형성과, 얻어지는 반사판의 내열성이 특히 우수하다.
탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위로서는, 예를 들면, 1,4-부탄디아민, 1,5-펜탄디아민, 1,6-헥산디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,9-노난디아민, 1,10-데칸디아민, 1,11-운데칸디아민, 1,12-도데칸디아민 등의 직쇄상 지방족 디아민; 1-부틸-1,2-에탄디아민, 1,1-디메틸-1,4-부탄디아민, 1-에틸-1,4-부탄디아민, 1,2-디메틸-1,4-부탄디아민, 1,3-디메틸-1,4-부탄디아민, 1,4-디메틸-1,4-부탄디아민, 2,3-디메틸-1,4-부탄디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 3-메틸-1,5-펜탄디아민, 2,5-디메틸-1,6-헥산디아민, 2,4-디메틸-1,6-헥산디아민, 3,3-디메틸-1,6-헥산디아민, 2,2-디메틸-1,6-헥산디아민, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2,4-디에틸-1,6-헥산디아민, 2,2-디메틸-1,7-헵탄디아민, 2,3-디메틸-1,7-헵탄디아민, 2,4-디메틸-1,7-헵탄디아민, 2,5-디메틸-1,7-헵탄디아민, 2-메틸-1,8-옥탄디아민, 3-메틸-1,8-옥탄디아민, 4-메틸-1,8-옥탄디아민, 1,3-디메틸-1,8-옥탄디아민, 1,4-디메틸-1,8-옥탄디아민, 2,4-디메틸-1,8-옥탄디아민, 3,4-디메틸-1,8-옥탄디아민, 4,5-디메틸-1,8-옥탄디아민, 2,2-디메틸-1,8-옥탄디아민, 3,3-디메틸-1,8-옥탄디아민, 4,4-디메틸-1,8-옥탄디아민, 5-메틸-1,9-노난디아민 등의 분기쇄상 지방족 디아민 등으로부터 유도되는 단위를 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.
탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위는 내열성, 저흡수성 등의 제물성이 우수한 반사판을 제공하는 펠렛이나, 내열성, 저흡수성 등의 제물성이 우수한 반사판을 얻을 수 있는 관점에서, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 2-메틸-1,8-옥탄디아민, 1,9-노난디아민, 1,10-데칸디아민, 1,11-운데칸디아민, 및 1,12-도데칸디아민으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종으로부터 유도되는 단위인 것이 바람직하며, 1,9-노난디아민 단위 및/또는 2-메틸-1,8-옥탄디아민 단위인 것이 보다 바람직하다.
상기의 디아민 단위는 탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위 이외의 디아민 단위를 함유해도 좋다. 다른 디아민 단위로서는, 예를 들면, 에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,3-프로판디아민 등의 지방족 디아민; 사이클로헥산디아민, 메틸사이클로헥산디아민, 이소포론디아민, 노르보르난디메틸아민, 트리사이클로데칸디메틸아민 등의 지환식 디아민; p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, p-크실리렌디아민, m-크실리렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노디페닐에테르 등의 방향족 디아민 등으로부터 유도되는 단위를 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다. 디아민 단위에 있어서의 이들 외의 디아민 단위의 함유율은 40몰% 이하인 것이 바람직하며, 25몰% 이하인 것이 보다 바람직하며, 10몰% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 폴리아미드(A)는 아미노카복실산 단위를 함유해도 좋다. 아미노카복실산 단위로서는, 예를 들면, 카프로락탐, 라우릴락탐 등의 락탐; 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 등의 아미노카복실산 등으로부터 유도되는 단위를 들 수 있다. 폴리아미드(A)에 있어서의 아미노카복실산 단위의 함유율은, 폴리아미드(A)의 디카복실산 단위와 디아민 단위의 합계 100몰%에 대해, 40몰% 이하의 비율인 것이 바람직하며, 20몰% 이하의 비율인 것이 보다 바람직하다. 그 외, 폴리아미드(A)로서 폴리아미드 46도 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리아미드(A)는 말단 밀봉제 유래의 단위를 함유해도 좋다. 말단 밀봉제 유래의 단위는 상기 디아민 단위에 대해 1 내지 10몰%인 것이 바람직하며, 3.5 내지 8.5몰%인 것이 보다 바람직하다. 말단 밀봉제 유래의 단위가 상기 범위에 있으면, 폴리아미드 조성물은 성형성이 우수하고, 얻어지는 반사판은 내광성이나 내열성이 보다 우수하다.
말단 밀봉제 유래의 단위를 상기 원하는 범위로 하기 위해서는, 중합 원료 주입시에 디아민에 대해 말단 밀봉제를 상기 원하는 범위가 되도록 주입함으로써 행한다. 또한, 중합시에 단량체 성분이 휘발되는 것을 고려하여, 얻어지는 수지에 원하는 양의 말단 밀봉제 유래의 단위가 도입되도록, 중합 원료 주입시의 말단 밀봉제의 주입량을 미세 조정하는 것이 바람직하다.
폴리아미드(A) 중의 말단 밀봉제 유래의 단위를 구하는 방법으로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 제(평)07-228690호에 나타나 있는 바와 같이, 용액 점도를 측정하여, 이것과 수 평균 분자량의 관계식으로부터 전체 말단기량을 산출하고, 여기에서 적정(滴定)에 의해 구한 아미노기량과 카복실기량을 빼는 방법이나, 1H-NMR을 사용하여, 디아민 단위와 말단 밀봉제 유래의 단위 각각에 대응하는 시그널의 적분값에 기초하여 구하는 방법 등을 들 수 있다.
말단 밀봉제로서는 말단 아미노기 또는 말단 카복실기와의 반응성을 갖는 단관능성의 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 모노카복실산, 산무수물, 모노이소시아네이트, 모노산할로겐화물, 모노에스테르류, 모노알코올류, 모노아민 등을 들 수 있다. 반응성 및 밀봉 말단의 안정성 등의 관점에서, 말단 아미노기에 대한 말단 밀봉제로서는 모노카복실산이 바람직하며, 말단 카복실기에 대한 말단 밀봉제로서는 모노아민이 바람직하다. 또한, 취급의 용이성 등의 관점에서 말단 밀봉제로서는 모노카복실산이 보다 바람직하다.
말단 밀봉제로서 사용되는 모노카복실산으로서는 아미노기와의 반응성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프론산, 카프릴산, 라우르산, 트리데칸산, 밀리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 피발산, 이소부티르산 등의 지방족 모노카복실산; 사이클로펜탄카복실산, 사이클로헥산카복실산 등의 지환식 모노카복실산; 벤조산, 톨루일산, α-나프탈렌카복실산, β-나프탈렌카복실산, 메틸나프탈렌카복실산, 페닐아세트산 등의 방향족 모노카복실산; 이들의 임의의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 반응성, 밀봉 말단의 안정성, 가격 등의 점에서, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프론산, 카프릴산, 라우르산, 트리데칸산, 밀리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 벤조산이 바람직하다.
말단 밀봉제로서 사용되는 모노아민으로서는 카복실기와의 반응성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 스테아릴아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민 등의 지방족 모노아민; 사이클로헥실아민, 디사이클로헥실아민 등의 지환식 모노아민; 아닐린, 톨루이딘, 디페닐아민, 나프틸아민 등의 방향족 모노아민; 이러한 임의의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 반응성, 고비점, 밀봉 말단의 안정성 및 가격 등의 점에서, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 스테아릴아민, 사이클로헥실아민, 아닐린이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 폴리아미드(A)는 결정성 폴리아미드를 제조하는 방법으로서 알려져 있는 임의의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 산클로라이드와 디아민을 원료로 하는 용액 중합법 또는 계면 중합법, 디카복실산과 디아민을 원료로 하는 용융 중합법, 고상 중합법, 용융 압출 중합법 등의 방법에 의해 제조할 수 있다.
폴리아미드(A)는, 예를 들면, 처음에 디아민, 디카복실산, 및 필요에 따라 촉매나 말단 밀봉제를 일괄적으로 첨가하여 나일론염을 제조한 후, 200 내지 250℃의 온도에 있어서 가열 중합하여 프레폴리머로 하고, 또한 고상 중합하거나, 또는 용융 압출기를 사용하여 중합함으로써 제조할 수 있다. 중합의 최종 단계를 고상 중합에 의해 행하는 경우, 감압하 또는 불활성 가스 유동하에 행하는 것이 바람직하며, 중합 온도가 200 내지 280℃의 범위 내이면, 중합 속도가 크고, 생산성이 우수하고, 착색이나 겔화를 유효하게 억제할 수 있다. 중합의 최종 단계를 용융 압출기에 의해 행하는 경우의 중합 온도로서는 370℃ 이하인 것이 바람직하며, 이러한 조건으로 중합하면, 분해가 거의 없고, 열화가 적은 폴리아미드(A)가 얻어진다.
폴리아미드(A)를 제조할 때 사용할 수 있는 촉매로서는, 예를 들면, 인산, 아인산, 차아인산, 이들의 염 또는 에스테르를 들 수 있다. 상기의 염 또는 에스테르로서는 인산, 아인산 또는 차아인산과 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 바나듐, 칼슘, 아연, 코발트, 망간, 주석, 텅스텐, 게르마늄, 티탄, 안티몬 등의 금속과의 염; 인산, 아인산 또는 차아인산의 암모늄염; 인산, 아인산 또는 차아인산의 에틸에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 헥실에스테르, 이소데실에스테르, 옥타데실에스테르, 데실에스테르, 스테아릴에스테르, 페닐에스테르 등을 들 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 조성물을 얻음에 있어서, 폴리아미드(A)의 50질량% 이상을 입자 직경 범위 1mm 이하의 고형물로서 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 산화티탄(B)의 배합량을 25질량% 이상으로 용이하게 높일 수 있고, 산화티탄(B)이 고배합되어도 각 성분이 균일하게 혼합된 조성물을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 폴리아미드(A)의 입자 직경은 체 분류법에 의해 구할 수 있다. 입자 직경 범위 1mm 이하의 고형물의 폴리아미드(A)를 얻기 위해서는, 폴리아미드(A)의 프레폴리머를 분쇄하여 체질하여, 710㎛ 간격의 체 눈을 통과한 것을 주재료로 하여 고상 중합에 사용하면 좋다.
본 발명의 폴리아미드 조성물은 산화티탄(B)을 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물 전체의 질량에 대해 25질량% 이상 함유하고, 바람직하게는 30질량% 이상 함유한다. 산화티탄(B)을 25질량% 이상 함유하는 경우, 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율을 유지하고, 열전도성이 높고, 또한 내열성이 높은 반사판을 제공할 수 있다. 또한, 이 경우, 폴리아미드(A)의 함유량이 비교적 낮은 경우에도, 얻어지는 반사판의 LED 패키지용의 밀봉 부재와의 높은 밀착성을 얻을 수 있다.
산화티탄(B)으로서는, 예를 들면, 산화티탄(TiO), 삼산화티탄(Ti2O3), 이산화티탄(TiO2) 등을 들 수 있고, 이들 중 어느 것을 사용해도 좋지만, 이산화티탄이 바람직하다. 또한, 이산화티탄으로서는 루틸형 또는 아나타제형의 결정 구조를 갖는 것이 바람직하며, 루틸형의 결정 구조를 갖는 것이 더욱 바람직하다.
산화티탄(B)의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 무정형인 것이 바람직하다. 무정형의 산화티탄(B)을 사용한 경우에는, 얻어지는 반사판의 치수 변화 및 치수 변화의 이방성이 작고, 밀봉제와의 박리 등의 문제가 억지된다고 하는 효과를 나타낸다.
산화티탄(B)의 평균 입자 직경은 지나치게 작아도 지나치게 커도 광반사율이 저하되는 경우가 있기 때문에, 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎛, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.4㎛, 특히 바람직하게는 0.2 내지 0.3㎛의 범위 내이다. 여기에서, 괴상의 것이나 평균 입자 직경이 큰 것을 적절히 분쇄하여, 필요에 따라 체 등에 의해 분급하여, 상기한 평균 입자 직경이 되도록 한 것을 사용해도 좋다.
또한, 산화티탄(B)으로서는 조성물 중의 분산성을 개선하기 위해서 표면 처리를 가한 것을 사용해도 좋다. 표면 처리제로서는, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화주석, 산화안티몬, 산화아연 등의 금속 산화물; 실란 커플링제, 실리콘 등의 유기 규소 화합물; 티탄 커플링제 등의 유기 티탄 화합물; 유기산, 폴리올 등의 유기물 등을 들 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 조성물은 융점 280℃ 이상의 폴리아미드(A)와 산화티탄(B)을 합하여 75질량% 이상, 바람직하게는 80질량% 이상 함유한다. 이러한 구성을 채용함으로써, 상기 조성물을 성형한 반사판은 LED 패키지의 제조 공정이나 사용 환경에서 상정되는 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율을 유지하는 동시에, 양호한 역학 특성과 높은 내열성을 가진다. 또한, 본 발명의 폴리아미드 조성물에서는 산화티탄을 다량으로 함유함으로써, 열전도성을 높이고, 사용 환경하에 있어서의 LED 소자나 반사판의 온도 상승을 억제할 수 있고, 그 결과, 종래보다도 LED 소자의 고수명화를 달성할 수 있다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물에는, 필요에 따라, 강화재(C)를 함유시켜도 좋다. 강화재(C)로서는 섬유상, 평판상, 침상, 분말상, 크로스상 등의 각종 형태를 갖는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 액정 폴리머(LCP) 섬유, 금속 섬유 등의 섬유상 충전제; 운모, 활석 등의 평판상 충전제; 티탄산칼륨 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 탄산칼슘 위스커, 황산마그네슘 위스커, 규회석, 세피오라이트, 조노트라이트, 산화아연 위스커 등의 침상 충전제; 실리카, 알루미나, 탄산바륨, 탄산마그네슘, 질화알루미늄, 질화붕소, 티탄산칼륨, 규산알루미늄(고령토, 클레이, 파이로필라이트, 벤토나이트), 규산칼슘, 규산마그네슘(아타풀자이트), 붕산알루미늄, 황산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘, 아스베스트, 글래스비드, 카본블랙, 그라파이트, 카본나노튜브, 탄화규소, 세리사이트, 하이드로탈사이트, 이황화몰리브덴, 페놀 수지 입자, 가교 스티렌계 수지 입자, 가교 아크릴계 수지 입자 등의 분말상 충전제 등을 들 수 있다. 이들 강화재는 1종을 단독으로 사용해도, 2종 이상을 병용해도 좋다. 이들 강화재(C)의 표면은, 폴리아미드(A) 중으로의 분산성을 높일 목적으로, 또는 폴리아미드(A)와의 접착성을 높일 목적으로, 실란 커플링제, 티탄 커플링제, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지 등의 고분자 화합물, 또는 기타 저분자 화합물에 의해 표면 처리되어 있어도 좋다.
상기의 강화재(C) 중에서도, 저비용이며, 역학 강도가 높은 성형품이 얻어지는 점에서, 섬유상 충전제 및/또는 침상 충전제가 바람직하다. 이 강화재(C)는 고강도, 저비용의 관점에서는 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 표면 평활성이 높은 성형품이 얻어지는 관점에서는 침상 충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 백색도를 유지하는 관점에서, 유리 섬유, 규회석, 티탄산칼륨 위스커, 탄산칼슘 위스커, 및 붕산알루미늄 위스커로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 바람직하게 사용할 수 있고, 유리 섬유 및/또는 규회석이 보다 바람직하게 사용된다.
성형성이나 역학 특성을 적절하게 높인다는 관점에서, 강화재(C)를 함유시키는 경우에는, 그 배합량은 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물 전체의 질량에 대해 15질량% 이하의 범위인 것이 바람직하며, 10질량% 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은, 변색을 방지하고, 광반사율의 저하를 억제하는 것을 목적으로 하여, 추가로 광안정제를 함유할 수 있다. 광안정제로서는 벤조페논계 화합물, 살리실레이트계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 아크릴로니트릴계 화합물, 그 밖의 공액계 화합물 등의 자외선 흡수 효과가 있는 화합물, 힌다드아민계 화합물 등의 라디칼 포착 능력이 있는 화합물 등을 들 수 있다. 특히, 폴리아미드(A)와의 친화성이 높고, 내열성도 우수한 관점에서, 분자 내에 아미드 결합을 갖는 화합물이 바람직하다. 또한, 자외선 흡수 효과가 있는 화합물과 라디칼 포착 능력이 있는 화합물을 병용하면, 보다 높은 안정화 효과가 나타나기 때문에 바람직하다.
광안정제를 함유시키는 경우, 그 사용량은 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물의 변색의 방지와 광반사율의 저하의 억제라는 효과와, 과도하게 제조 비용을 증대시키지 않는다고 하는 관점을 고려하면, 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물 전체의 질량에 대해 바람직하게는 2질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 내지 2질량%이다. 또한, 이들의 광안정제는 2종류 이상을 병용하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은 산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘을 함유하고 있어도 좋다. 이것에 의해, 특히 장시간 가열 처리를 행했을 때에 있어서도, 황변 등의 변색이나 백색도의 저하를 억제할 수 있다.
산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘의 평균 입자 직경에 특별히 제한은 없지만, 각종 물성 향상의 관점에서 0.05 내지 10㎛이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5㎛이다. 또한, 폴리아미드(A)와의 밀착성 및 분산성을 향상시키기 위해서 표면 처리를 가한 것을 사용해도 좋다. 표면 처리제로서는, 예를 들면, 아미노실란, 에폭시실란 등의 실란 커플링제, 실리콘 등의 유기 규소 화합물; 티탄 커플링제 등의 유기 티탄 화합물; 유기산, 폴리올 등의 유기물 등을 들 수 있다.
산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘을 함유시키는 경우, 그 양은 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물 전체의 질량에 대해 0.5 내지 10질량%의 범위인 것이 바람직하며, 1 내지 5질량%의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 상기 함유량이 0.5질량% 미만인 경우에는 가열 처리 후의 변색을 억제하는 효과가 작고, 10질량%를 초과하면 성형성이 저하되는 경우가 있다.
또한 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물에는 니그로신이나 기타 유기계 또는 무기계의 착색제; 아인산, 인산, 아포스폰산이나 이들의 에스테르 등의 열안정제; 힌다드페놀계, 티오계, 인계 등의 산화 방지제; 대전 방지제; 결정 핵제; 가소제; 폴리올레핀 왁스, 고급 지방산 에스테르 등의 왁스류; 실리콘 오일 등의 이형제; 윤활제 등의 다른 성분을 추가로 배합할 수도 있다. 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물에 다른 성분을 배합하는 경우, 그 양은 5질량% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은 상기한 각 구성 성분을 공지의 방법에 따라 혼합함으로써 조제할 수 있다. 예를 들면, 폴리아미드(A)의 중축합(重縮合) 반응시에 각 성분을 첨가하는 방법, 폴리아미드(A)와 그 밖의 성분을 드라이 블렌드하는 방법, 압출기를 사용하여 각 구성 성분을 용융 혼련하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 조작이 용이한 점, 균일한 조성물이 얻어지는 점 등으로부터, 압출기를 사용하여 각 구성 성분을 용융 혼련하는 방법이 바람직하다. 이 때에 사용되는 압출기는 2축 스크류형의 것이 바람직하며, 용융 혼련 온도로서는 폴리아미드(A)의 융점보다 5℃ 높은 온도에서부터 370℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은 성형성이 양호하고, 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물은 사출 성형, 압출 성형, 프레스 성형, 블로우 성형, 캘린더 성형, 유연 성형 등의 일반적으로 열가소성 수지 조성물에 대해 사용되는 성형 방법에 의해, 반사판으로 성형할 수 있다. 또한 상기의 성형 방법을 조합한 성형 방법을 채용할 수도 있다. 특히, 성형의 용이성, 양산성, 비용 등의 면에서 사출 성형이 바람직하다. 또한, 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물과 다른 중합체를 복합 성형할 수도 있다. 또한, 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물을 금속으로 이루어지는 성형체나 직물 등과 복합화하는 것도 가능하다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물을 성형하여 얻어지는 반사판은 양호한 역학 특성을 갖는 동시에 높은 내열성을 가진다. 또한, 상기 반사판은 적당한 표면 거칠기를 가지고, LED 패키지용의 밀봉 부재와의 밀착성이 우수하다. 또한, 상기 반사판은 LED 패키지의 제조 공정이나 사용 환경에서 상정되는 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율(특히, 파장 460nm 부근의 광에 대한 반사율)을 유지한다. 또한, 상기 반사판은 높은 열전도성을 가진다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물을 성형하여 얻어지는 반사판은 각종 광원의 반사판에 사용할 수 있지만, 특히 LED의 반사판으로서 적합하게 사용할 수 있다.
<LED용 반사판>
그래서, 본 발명의 LED용 반사판은 상기 본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물을 사용한 LED용 반사판이다. 본 발명의 LED용 반사판은 예를 들면 백라이트 광원, 조명, 자동차의 각종 램프 등에 사용되는 LED용의 반사판으로서 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 표면 실장에 대응한 LED용의 반사판으로서 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 LED용 반사판에 있어서는, 자외선을 24시간 조사 후에 측정하는 분광 광도계에 의한 파장 460nm의 광의 반사율이 85% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 LED용 반사판은 발광 장치에 사용할 수 있고, 상기 발광 장치는 고수명이 된다.
<발광 장치>
그래서, 본 발명의 발광 장치는 상기 본 발명의 LED용 반사판을 구비한 발광 장치이다. 본 발명의 발광 장치의 예로서는 백라이트 광원, 조명용 광원, 자동차의 각종 램프의 광원 등을 들 수 있다.
도 1에 본 발명의 발광 장치의 대표적인 구성의 일례를 도시한다. 도 1은 SMD(surface mounted device) 타입의 발광 장치(LED 장치) 1을 모식적으로 도시한 것이다. 발광 장치 1에서는 기판(20)과 리플렉터(하우징)(30)에 의해 형성되는 패키지상부(50)에 발광 소자(10)가 배치되고, 패키지상부(50)에는 밀봉 부재(40)(광 투과성의 수지)가 충전되어 있다.
이하, 본 발명의 발광 장치의 각 요소를 설명한다. 덧붙여, 본 발명의 발광 장치는 이하의 요소로 제한되는 것은 아니다.
<반도체 발광 소자>
반도체 발광 소자(10)는 발광 피크 파장을 500nm 이하의 파장 영역에 갖는 것을 적합하게 사용할 수 있다. 단일 발광 피크를 갖는 반도체 발광 소자로 한정되지 않고, 복수의 발광 피크를 갖는 반도체 발광 소자를 사용할 수도 있다. 한편, 복수의 발광 피크를 갖는 경우에는, 500nm보다도 장파장의 영역에 1개 또는 2개 이상의 발광 피크를 갖고 있어도 좋다. 또한, 가시광의 장파장 영역(501 내지 780nm)에 발광 피크를 갖는 반도체 발광 소자도 사용할 수 있다.
반도체 발광 소자(10)의 구성은 상기의 파장 특성을 구비하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 GaAlN, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP, InGaN, GaN, AlInGaN 등의 반도체를 발광층으로서 형성시킨 것을 사용할 수 있다.
또한, 발광층은 임의의 도판트를 함유하는 것이라도 좋다.
반도체 발광 소자(10)는 적절히 복수개 사용할 수 있다. 예를 들면, 녹색계의 발광 가능한 발광 소자를 2개, 청색계 및 적색계가 발광 가능한 발광 소자를 각각 1개씩으로 할 수 있다.
반도체 발광 소자(10)의 기판(20)으로의 접속 방법에는 특별히 제한은 없지만, 도전성의 에폭시 또는 실리콘 접착제를 사용할 수 있다. 또한 반도체 소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 기판에 전달하기 위해서 저융점의 금속을 사용할 수 있다. 예를 들면, Sn/Ag/Cu(융점 220도), Sn/Au(융점 282도) 등을 예시할 수 있다.
<패키지>
패키지는 반도체 발광 소자(10)가 탑재되는 부재이며, 일부 또는 전체가 상기의 본 발명의 LED용 반사판에 의해 형성된다.
본 발명에서는, 패키지는 단일 부재로 이루어지는 것이라도, 복수의 부재를 조합하여 구성되는 것이라도 좋다.
패키지는 바람직하게는 오목부(컵상부)를 가진다. 패키지의 하나의 예로서는, 리플렉터(하우징)와 기판을 조합한 것을 들 수 있고, 예를 들면, 도 1에서는, 오목부(컵상부)(50)가 형성되도록, 기판(20) 위에 원하는 형상의 리플렉터(하우징)(30)를 접착시켜 패키지가 구성되어 있다. 기판(20) 및 리플렉터(30)는 상기의 폴리아미드 조성물을 성형한 본 발명의 LED용 반사판으로 형성된다. 기판(20) 및 리플렉터(30)의 한쪽만이 본 발명의 LED용 반사판으로 형성되어도 좋다. 이와 같이 복수의 본 발명의 LED용 반사판을 사용하는 경우에는, 폴리아미드 조성물의 조성을 변경하여 LED 반사판을 형성함으로써 얻어지는 상이한 특성의 LED용 반사판을 조합하여 사용해도 좋다. 다른 예로서는, 상기의 폴리아미드 조성물을 하나의 면측에 오목부(컵상부)가 형성되도록 성형하고, 패키지를 1개의 LED용 반사판으로 형성한 구성을 들 수 있다. 또 다른 예로서, 패키지로서 평판상의 LED용 반사판만으로 이루어지는 것을 사용할 수도 있다.
패키지에 형성되는 오목부(컵상부)란, 저부와 측면부를 가지고, 광축에 수직 방향의 단면의 면적이 상기 저부로부터 발광 장치의 광의 취출 방향을 향하여 연속적 또는 단계적으로 증가하는 형상을 갖는 공간으로 이루어지는 부분을 말한다. 이러한 조건을 충족시키는 범위에 있어서, 저부 및 측면부의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니다.
<밀봉 부재>
밀봉 부재(40)는 반도체 발광 소자(10)를 피복하도록 형성되는 부재이며, 주로 외부 환경으로부터 반도체 발광 소자(10)를 보호할 목적으로 구비된다.
밀봉 부재(40)에는 반도체 발광 소자(10)나 배선의 보호를 목적으로 하여 투명 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 투명 열경화성 수지로서는 에폭시 또는 실리콘을 함유하는 열경화성 수지를 예시할 수 있다. 실리콘은 패키지의 요구 특성에 따라 수지 타입, 고무 타입, 겔 타입을 사용할 수 있다. 또한, 리플렉터(30)와 밀봉 부재(40)의 밀착성을 높이기 위해서 리플렉터(30)를 아르곤 등의 희가스 플라즈마로 처리할 수 있다.
상이한 재료로 이루어지는 복수의 층이 반도체 발광 소자(10) 위에 적층하여 형성되도록 밀봉 부재(40)를 형성할 수도 있다.
밀봉 부재(40)에 형광체를 함유시킬 수도 있다. 형광체를 사용함으로써, 반도체 발광 소자(10)로부터의 광의 일부를 상이한 파장의 광으로 변환할 수 있고, 발광 장치의 발광색을 변화시키거나, 또는 보정할 수 있다.
형광체는 반도체 발광 소자(10)로부터의 광에 의해 여기 가능한 것이면 임의의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소로 주로 부활되는 질화물 형광체, 산질화물계 형광체, 사이알론계 형광체; Eu 등의 란타노이드계 또는 Mn 등의 전이 금속계의 원소에 의해 주로 부활되는 알칼리토류금속알루민산염 형광체, 알칼리토류규산염, 알칼리토류황화물, 알칼리토류티오갈레이트, 알칼리토류질화규소, 게르만산염; Ce 등의 란타노이드계 원소로 주로 부활되는 희토류알루민산염, 희토류 규산염, 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소로 주로 부활되는 유기 화합물 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 1종 이상이 바람직하게 사용된다.
또한, 복수 종류의 형광체를 조합하여 밀봉 부재(40)에 함유시킬 수도 있다. 이 경우에는, 반도체 발광 소자(10)로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체, 및 상기 형광체로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체를 조합하여 사용할 수도 있다.
밀봉 부재(40)에 이산화티탄이나 산화아연 등의 광확산체를 함유시킴으로써, 밀봉 부재(40) 내에서의 광의 확산을 촉진시켜 발광 얼룩을 감소시킬 수도 있다.
도 1의 발광 장치 1은 예를 들면 다음과 같이 제조된다. 우선, 본 발명의 LED용 반사판인 기판(20) 위에 본 발명의 LED용 반사판인 리플렉터(30)를 배치한다. 계속해서, 반도체 발광 소자(10)를 마운트하고, 반도체 발광 소자(10)의 전극과 기판(20) 위의 배선 패턴을 리드로 접속한다. 계속해서, 주제(主劑)와 경화제로 이루어지는 액상의 실리콘 밀봉제를 준비하고, 컵상부(50)에 포팅한다. 이 상태에서 약 150℃로 가열하여 실리콘 밀봉제를 열경화시킨다. 그 후, 공기 중에서 방열시킨다.
도 2에 다른 구성으로 이루어지는 본 발명의 발광 장치 2의 모식도를 도시한다. 도 2에 있어서, 발광 장치 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 발광 장치 2에서는 기판 대신에 리드프레임(80)이 사용되고, 리드프레임(80) 위에 반도체 발광 소자(10)가 마운트된다. 그 밖의 구성은 발광 장치 1과 같다.
도 3에 다른 구성으로 이루어지는 본 발명의 발광 장치 3의 모식도를 도시한다. 도 3에 있어서, 발광 장치 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 발광 장치 3에서는 본 발명의 LED용 반사판인 기판(70)이 사용된다. 기판(70)에는 원하는 배선(71)이 시행되어 있다. 또한, 하우징(리플렉터)은 사용되지 않고, 도시되는 바와 같이 반도체 발광 소자(10)를 마운트한 후, 원하는 형(型)을 사용한 형 성형에 의해 밀봉 부재(60)를 형성할 수 있다. 또한, 미리 원하는 형상으로 성형한 밀봉 부재(60)를 준비해 두고, 이것을 반도체 발광 소자(10)를 피복하도록 기판(70)에 접착시켜도 좋다.
이상, 본 발명의 구성예로서 SMD 타입의 발광 장치에 관해서 설명했지만, 본 발명은 컵상부를 갖는 리드프레임 위에 발광 소자가 마운트되고, 발광 소자 및 리드프레임의 일부를 밀봉 부재로 피복하여 이루어지는, 소위 포탄형 발광 다이오드에도 적용할 수 있는 것이다. 또한, 발광 소자를 소위 플립 칩의 형태로 기판 또는 리드프레임 위에 마운트한 플립 칩 타입의 발광 장치에도 적용할 수 있는 것이다.
<조명 장치>
본 발명은 또한 상기의 발광 장치를 구비한 조명 장치이다. 본 발명의 조명 장치는 상기의 고수명의 발광 장치를 사용하고 있기 때문에, 고수명이 된다. 본 발명의 조명 장치는 공지 방법에 준하여 구성할 수 있고, 예를 들면, 종래의 LED 조명 장치에 있어서, LED 조명용 광원에 사용되고 있는 종래의 발광 장치를 상기의 발광 장치로 바꾸는 등에 의해 구성할 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명은 또한 상기의 발광 장치를 구비한 화상 표시 장치(예, 휴대전화 등 이동 통신 기기의 소형 디스플레이, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 촬영 기기의 소형 디스플레이, 카 네비게이션 시스템의 소형 디스플레이, PC, 액정TV 등의 중형/대형 디스플레이 등)이다. 본 발명 화상 표시 장치는 상기의 고수명의 발광 장치를 사용하고 있기 때문에, 고수명이 된다. 본 발명 화상 표시 장치는 공지 방법에 준하여 구성할 수 있고, 예를 들면, 종래의 화상 표시 장치에 있어서, LED 백라이트 광원에 사용되고 있는 종래의 발광 장치를 상기의 발광 장치로 바꾸는 등에 의해 구성할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 극한 점도, 융점, 반사율, 굴곡 파단 왜곡, 웰드 굴곡 파단 왜곡, 표면 거칠기는 이하의 방법에 의해 평가하였다.
<극한 점도[η]>
후술하는 폴리아미드로부터 일부를 시료로서 취하고, 짙은 황산 중, 30℃에서, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4g/dl 농도의 시료의 고유 점도(ηinh)를 측정하고, 이것을 농도(0)에 외삽한 값을 극한 점도[η]로 하였다.
ηinh=[In(t1/t0)]/c
[식 중, ηinh는 고유 점도(dl/g)를 나타내고, t0은 용매의 유하(流下) 시간(초)을 나타내고, t1은 시료 용액의 유하 시간(초)을 나타내고, c는 용액 중의 시료의 농도(g/dl)를 나타낸다.]
<융점>
후술하는 폴리아미드로부터 일부를 시료로서 취하고, 메틀러·톨레도(주) 제조의 시차 주사 열량 분석 장치(DSC822)를 사용하여, 시료 약 10mg을, 질소분위기 하에서, 30℃에서부터 360℃로 10℃/분의 속도로 가열하고, 360℃에서 2분 유지하여 시료를 완전하게 융해시킨 후, 10℃/분의 속도로 30℃까지 냉각시키고 30℃에서 2분 유지하였다. 다시 10℃/분의 속도로 360℃까지 승온시켰을 때에 나타나는 융해 피크의 피크 온도를 융점으로 하였다. 융해 피크가 복수 있는 경우에는 가장 고온측의 융해 피크의 피크 온도를 융점으로 하였다.
<초기 반사율>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아미드 조성물을 사용하고, 폴리아미드의 융점보다도 약 20℃ 높은 실린더 온도로 사출 성형(금형 온도: 140℃)을 행하여, 두께 1mm, 폭 40mm, 길이 100mm의 시험편을 제작하고, 시험편의 460nm의 파장에서의 반사율을 가부시키가이샤 히타치세사쿠쇼 제조의 분광 광도계(U-4000)에 의해 구하였다.
<가열 후 반사율>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아미드 조성물을 사용하고, 폴리아미드의 융점보다도 약 20℃ 높은 실린더 온도로 사출 성형(금형 온도: 140℃)을 행하여, 두께 1mm, 폭 40mm, 길이 100mm의 시험편을 제작하였다. 이 시험편을 열풍 건조기 중에서 170℃에서 2시간 가열 처리하였다. 가열 처리 후의 시험편의 460nm의 파장에서의 반사율을 가부시키가이샤 히타치세사쿠쇼 제조의 분광 광도계(U-4000)에 의해 구하였다.
<광 조사 후 반사율>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아미드 조성물을 사용하고, 폴리아미드의 융점보다도 약 20℃ 높은 실린더 온도로 사출 성형(금형 온도: 140℃)을 행하여, 두께 1mm, 폭 40mm, 길이 100mm의 시험편을 제작하였다. 이 시험편을 KF-1 필터(다이플라·윈테스 가부시키가이샤 제조)를 구비한 내광성 시험 장치(다이플라·윈테스 가부시키가이샤 제조의 슈퍼윈·미니)의, 상부 석영 유리면으로부터 25cm의 거리에 설치하고, 24시간의 광 조사를 행하였다. 또한, 시험편을 설치한 위치에서의 300 내지 400nm의 파장에 있어서의 조도는 10mW/㎠이었다. 광 조사 후의 시험편의 460nm의 파장에서의 반사율을 가부시키가이샤 히타치세사쿠쇼 제조의 분광 광도계(U-4000)에 의해 구하였다.
<굴곡 파단 왜곡 및 웰드 굴곡 파단 왜곡>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아미드 조성물을 사용하고, 폴리아미드의 융점보다도 약 20℃ 높은 실린더 온도로 사출 성형(금형 온도: 140℃)을 행하여, 두께 1mm, 폭 10mm, 길이 30mm의 시험편을 제작하였다. 이 시험편을 사용하고, 가부시키가이샤 시마즈세사쿠쇼 제조의 오토그래프를 사용하여, 23℃에 있어서의 굴곡 파단 왜곡 및 웰드 굴곡 파단 왜곡을 측정하였다.
<표면 거칠기>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아미드 조성물을 사용하고, 폴리아미드의 융점보다도 약 20℃ 높은 실린더 온도로 사출 성형(금형 온도: 140℃)을 행하여, 두께 1mm, 폭 10mm, 길이 30mm의 시험편을 제작하였다. 이 시험편을 사용하고, 표면 거칠기를 가부시키가이샤 코사카켄큐쇼 제조의 표면 거칠기 측정기에 의해 구하였다. 또한, 이 표면 거칠기는 밀봉 부재와 기판의 밀착성의 지표가 된다. 예를 들면, 본 발명의 구성예로서 나타내는 SMD 타입의 발광 장치에서는, 밀봉제로서 실리콘 수지를 사용할 때는, 반사판 표면의 요철이 50nm에서 500㎛ 정도가 최적이 되고, 표면성의 요철이 없는 경우에는, 실리콘 수지가 요철에 들어갈 수 없어 앵커링되지 않기 때문에 밀착성이 나빠진다. 또한, 표면의 요철이 지나치게 크면, 요철부에 들어간 실리콘 수지를 충분히 기판에 앵커링할 수 없기 때문에 밀착성이 나빠진다. 측정 결과로부터, 요철의 거칠기가 양호한 것을 「○」, 요철의 거칠기가 지나치게 큰 것을 「×」로 하여 표 1에 기재하였다.
이하의 실시예 및 비교예에서는, 하기의 재료를 사용하였다.
〔폴리아미드(A)〕
(폴리아미드(a-1-i))
일본 공개특허공보 제(평)7-228689호의 실시예 1에 기재된 방법에 따라서 조제한 테레프탈산 단위와, 1,9-노난디아민 단위 및 2-메틸-1,8-옥탄디아민 단위(1,9-노난디아민 단위:2-메틸-1,8-옥탄디아민 단위의 몰비가 85:15)로 이루어지는, 극한 점도[η](짙은 황산 중, 30℃에서 측정)가 0.9dl/g, 융점이 306℃, 말단 밀봉율이 77%(말단 밀봉제: 벤조산)인 폴리아미드를 사용하였다.
(폴리아미드(a-1-ii))
테레프탈산 4788.3g(28.8몰), 1,10-데칸디아민 5093.4g(29.6몰), 말단 밀봉제로서의 벤조산 143.7g(1.18몰), 차아인산나트륨1수화물 10g, 및 증류수 2.5L를 내용적 40L의 오토클레이브에 넣고, 질소 치환하였다. 2시간에 걸쳐 내부 온도를 200℃로 승온시켰다. 이 때, 오토클레이브는 2MPa까지 승압하였다. 그 후 2시간, 내부 온도를 230℃로 유지하고, 수증기를 서서히 빼서 압력을 2MPa로 유지하면서 반응시켰다. 이어서, 30분에 걸쳐 압력을 1.2MPa까지 낮추고, 프레폴리머를 얻었다. 이 프레폴리머를 1mm 이하의 크기까지 분쇄하고, 120℃, 감압하에서 12시간 건조시켰다. 이것을 240℃, 13.3Pa의 조건으로 10시간 고상 중합하여, 극한 점도[η](짙은 황산 중, 30℃에서 측정)가 0.93dl/g, 융점이 315℃인 폴리아미드를 얻고, 이것을 사용하였다.
(폴리아미드(a-2))
시스:트랜스비가 70:30인 1,4-사이클로헥산디카복실산 5111.2g(29.7몰), 1,9-노난디아민 4117.6g(26.0몰), 2-메틸-1,8-옥탄디아민 726.6g(4.59몰), 말단 밀봉제로서의 벤조산 224.2g(1.84몰), 차아인산나트륨1수화물 10g, 및 증류수 2.5L를 내용적 40L의 오토클레이브에 넣고, 질소 치환하였다. 2시간에 걸쳐 내부 온도를 200℃로 승온시켰다. 이 때, 오토클레이브는 2MPa까지 승압하였다. 그 후 2시간, 내부 온도를 215℃로 유지하고, 수증기를 서서히 빼서 압력을 2MPa로 유지하면서 반응시켰다. 이어서, 30분에 걸쳐 압력을 1.2MPa까지 낮추고, 프레폴리머를 얻었다. 이 프레폴리머를 1mm 이하의 크기까지 분쇄하고, 120C, 감압하에서 12시간 건조시켰다. 이것을 230℃, 13.3Pa의 조건으로 10시간 고상 중합하여, 말단 밀봉제 단위가 4.3몰%, 극한 점도[η](짙은 황산 중, 30℃에서 측정)가 0.87dl/g, 융점이 315℃인 폴리아미드를 얻고, 이것을 사용하였다.
또한, 폴리아미드(a-1-i), (a-1-ii), 및 (a-2)의 제조시에는, 각각 프레폴리머를 분쇄 후, 분쇄한 프레폴리머의 75 내지 90질량%가 710㎛ 간격의 체 눈의 체를 통과하는 것을 확인한 후, 고상 중합을 행하였다.
〔산화티탄(B)〕
이시하라산교(주) 제조, 「타이페이크 CR-90」(이산화티탄: 평균 입자 직경 0.25㎛)
〔강화제(C)〕
닛토보세키(주) 제조, 「CS3J256」(유리 섬유: GF)
킨세이마테크(주) 제조, 「SH-1250」(규회석: WS)
〔광안정제(D)〕
클라리언트재팬(주) 제조, 「나이로스타브 S-EED」(2-에틸-2-에톡시-옥살아닐리드)
〔산화마그네슘(E)〕
쿄와가가쿠고교(주) 제조, 「MF-150」(산화마그네슘: 평균 입자 직경 0.71㎛)
〔실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3〕
폴리아미드(A), 산화티탄(B), 강화제(C), 광안정제(D), 산화마그네슘(E) 및 이형제를, 표 1에 기재하는 배합량으로, 체 선별기를 사용하여 드라이 블렌드하였다. 얻어진 혼합물을, 2축 스크류형 압출기를 사용하여, 사용하는 폴리아미드의 융점보다 20℃ 높은 온도로 용융 혼련하고, 펠렛상으로 압출하여 폴리아미드 조성물을 조제하였다. 얻어진 폴리아미드 조성물을 사용하여, 상기한 방법에 따라서 소정 형상의 시험편을 제작하고, 각종 물성을 평가하였다. 결과를 표 1에 기재한다.
Figure pat00001
표 1에 기재한 바와 같이, 실시예의 반사판용 폴리아미드 조성물은, LED의 제조 공정을 상정한 고온 가열 처리를 행해도, 파장 460nm의 반사율 95% 이상을 유지하고, 실제의 LED 점등을 상정한 광 조사 처리를 행해도, 파장 460nm의 반사율 80% 이상을 유지하고 있어, 내구성이 우수한 반사 특성을 갖는 동시에, 패키징의 밀봉 공정에 대응한 표면성, 및 역학 강도를 유지하고 있다. 결과적으로, LED 패키지의 제조 공정이나 사용 환경에 적합하고, 상기 반사판을 구비한 발광 장치, 및 상기 발광 장치를 구비하는 조명 장치 및 화상 표시 장치는 고수명을 가능하게 한다.
실시예 1 및 비교예 1의 폴리아미드 조성물을 각각 사용하여 반사판을 성형하고, 또한 이 반사판을 사용하여 발광 장치를 제작하고, 광도 유지율을 평가하였다. 평가 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 평가에 사용한 발광 장치 및 광도 유지율의 측정 방법은 하기와 같다.
〔실시예 11〕
발광 장치는 도 1에 도시하는 SMD 타입의 발광 장치 1의 구성으로 하였다. 발광 소자(10)에는 460nm에 발광 피크 파장을 갖는 청색으로 발광하는 것을 사용하였다. 밀봉 부재(40)는 실리콘(신에쓰가가쿠 가부시키가이샤 제조: 상품명 KER2500)을 사용하였다. 리플렉터(30)는 자사 제조의 3228 사이즈의 리플렉터를 사용하였다.
실시예 11의 리플렉터(30)의 재료에는 실시예 1에 나타내는 폴리아미드 조성물을 사용하였다. 밀봉 부재에는 (Y,Ga)3Al5O12:Ce로 표시되는 YAG계 형광체를 함유시켰다.
〔비교예 4〕
비교예 4는 리플렉터(30)의 재료를 비교예 1에 나타내는 폴리아미드 조성물로 변경하고, 실시예 11과 같이 도 1에 도시하는 SMD 타입의 발광 장치를 제작하였다.
<광도 유지율의 측정 방법>
실시예 11 및 비교예 4의 발광 장치를 85℃, 15mA에서 1000시간 통전 시험을 행하고, 0시간의 광도에 대한 1000시간 후의 광도를 구함으로써 광도 유지율(1000시간의 광도/0시간의 광도)을 측정하였다. 또한, 각 실시예 및 비교예마다 150개의 발광 장치의 광도를 측정하고, 그 평균값을 각 실시예 및 비교예의 광도로 하였다.
Figure pat00002
표 2로부터도 명백한 바와 같이, 본 발명의 폴리아미드 조성물에 상당하는 실시예 1의 폴리아미드 조성물을 사용한 LED용 반사판을 구비하는 발광 장치(실시예 11)에서는 우수한 광도 유지율을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 반사판용 폴리아미드 조성물을 사용한 반사판은 열이나 광을 받은 후에도 높은 반사율을 유지하기 때문에, 광을 반사하는 기능을 갖는 부품, 예를 들면, LED, 프로젝터 등의 광원, 조명 기구나 자동차의 헤드램프용의 반사판으로서 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 표면 실장에 대응한 LED 반사판으로서 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 융점 280℃ 이상의 폴리아미드(A)를 30질량% 이상 및 산화티탄(B)을 25질량%이상 함유하고, 또한 상기 폴리아미드(A)와 상기 산화티탄(B)의 합계 함유량이 75질량% 이상인 반사판용 폴리아미드 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리아미드(A)의 디카복실산 단위가 테레프탈산 단위를 50몰% 이상 함유하는 반사판용 폴리아미드 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리아미드(A)의 디아민 단위가 탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위를 50몰% 이상 함유하는 반사판용 폴리아미드 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 탄소수 4 내지 18의 지방족 디아민 단위가 1,9-노난디아민 단위 및/또는 2-메틸-1,8-옥탄디아민 단위인 반사판용 폴리아미드 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 추가로 15질량% 이하의 강화재(C)를 함유하는 반사판용 폴리아미드 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 강화재(C)가 유리 섬유 및/또는 규회석인 반사판용 폴리아미드 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 추가로 산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘을 함유하는 반사판용 폴리아미드 조성물.
  8. 제 1 항에 기재된 반사판용 폴리아미드 조성물을 사용한 LED용 반사판.
  9. 제 8 항에 있어서, 자외선을 24시간 조사 후에 측정하는 분광 광도계에 의한 파장 460nm의 광의 반사율이 85% 이상인 LED용 반사판.
  10. 제 8 항에 기재된 LED용 반사판을 구비한 발광 장치.
  11. 제 10 항에 기재된 발광 장치를 구비한 조명 장치.
  12. 제 10 항에 기재된 발광 장치를 구비한 화상 표시 장치.
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