KR20140002534A - 형광체층 피복 ｌｅｄ, 그 제조 방법 및 ｌｅｄ 장치 - Google Patents

형광체층 피복 ｌｅｄ, 그 제조 방법 및 ｌｅｄ 장치 Download PDF

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KR20140002534A
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류이치 기무라
히로유키 가타야마
유키 에베
히데노리 오니시
가즈히로 후케
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

형광체층 피복 LED의 제조 방법은, LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, LED를 피복하도록, 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정, 활성 에너지선을 형광체층에 조사하여, 형광체층을 경화시키는 경화 공정, 형광체층을 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, LED와, LED를 피복하는 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정, 및, 절단 공정 후에, 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정을 구비한다.

Description

형광체층 피복 ＬＥＤ, 그 제조 방법 및 ＬＥＤ 장치{PHOSPHOR LAYER-COVERED LED, PRODUCING METHOD THEREOF, AND LED DEVICE}
본 발명은, 형광체층 피복 LED, 그 제조 방법 및 LED 장치에 관한 것이고, 자세하게는, 형광체층 피복 LED의 제조 방법, 그것에 의해 얻을 수 있는 형광체층 피복 LED, 및, 그것을 구비하는 LED 장치에 관한 것이다.
종래, 발광 다이오드 장치(이하, LED 장치라고 약기한다)는, 우선, 기판에 복수의 발광 다이오드 소자(이하, LED라고 약기한다)를 실장하고, 그 다음에, 복수의 LED를 피복하도록 형광체층을 마련하고, 그 후, 각 LED로 개편화(個片化)하는 것에 의해, 제조되는 것이 알려져 있다.
그렇지만, 복수의 LED의 사이에 있어서, 발광 파장이나 발광 효율에 차이를 발생시키기 때문에, 그와 같은 LED가 실장된 LED 장치에서는, 복수의 LED의 사이에 있어서 발광에 차이를 발생시키는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소할 수 있도록, 예컨대, 복수의 LED를 형광체층으로 피복하여 형광체층 피복 LED를 제작하고, 그 후, 형광체층 피복 LED를 발광 파장이나 발광 효율에 따라 선별한 후, 기판에 실장하는 것이 검토되고 있다.
예컨대, 점착 시트의 위에 LED를 배치하고, 그 다음에, 형광체가 분산 혼입된 세라믹 잉크를, 점착 시트의 위에 LED를 피복하도록 도포하여, 가열하는 것에 의해, 세라믹 잉크를 가경화(假硬化)시킨 후, LED에 대응하여 세라믹 잉크를 다이싱하고, 그 후, 세라믹 잉크를 고온(160℃)에서 가열 처리하여 본경화(本硬化)시켜 유리화시키는 것에 의해 얻어지는 LED가 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허 공개 2012-39013호 공보 참조). 그 후, LED는, 기판에 실장되어, LED 장치가 얻어진다.
그러나, 일본 특허 공개 2012-39013호 공보에 기재된 방법에서는, 세라믹 잉크에 있어서 형광체가 시간의 경과에 따라 침강하므로, 형광체가 LED의 주위에 균일하게 분산되지 않고, 그 때문에, 발광의 차이를 충분히 해소할 수 없다고 하는 문제가 있다.
더구나, 일본 특허 공개 2012-39013호 공보에 기재된 방법에서는, 점착 시트의 위에 도포된 세라믹 잉크를 고온의 가열 처리에 의해 본경화시키므로, 점착 시트가 손상된다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, LED의 주위에 형광체가 균일하게 배치되고, 여러 가지의 지지 시트를 그 손상을 방지하면서 이용할 수 있는 형광체층 피복 LED의 제조 방법, 그것에 의해 얻을 수 있는 형광체층 피복 LED, 및, 그것을 구비하는 LED 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법은, LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, 상기 LED를 피복하도록, 상기 지지 시트의 상기 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정, 활성 에너지선을 상기 형광체층에 조사하여, 상기 형광체층을 경화시키는 경화 공정, 상기 형광체층을 상기 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, 상기 LED와, 상기 LED를 피복하는 상기 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정, 및, 상기 절단 공정 후에, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법에서는, 상기 형광체층은, 형광체 시트로 형성되어 있는 것이 적합하다.
또한, 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법에서는, 상기 지지 시트는, 상기 두께 방향에 대한 직교 방향으로 연신 가능하고, 상기 LED 박리 공정에서는, 상기 지지 시트를 상기 직교 방향으로 연신시키면서, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 것이 적합하다.
또한, 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법에서는, 상기 지지 시트는, 가열에 의해 점착력이 저하하는 열 박리 시트이고, 상기 LED 박리 공정에서는, 상기 지지 시트를 가열하여, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 것이 적합하다.
또한, 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법에서는, 상기 형광체층은, 상기 LED를 피복하는 피복부와, 광 반사 성분을 함유하고, 상기 피복부를 둘러싸도록 하여 형성되는 리플렉터부를 구비하는 것이 적합하다.
또한, 본 발명의 형광체층 피복 LED는, 상기한 LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, 상기 LED를 피복하도록, 상기 지지 시트의 상기 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정, 활성 에너지선을 상기 형광체층에 조사하여, 상기 형광체층을 경화시키는 경화 공정, 상기 형광체층을 상기 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, 상기 LED와, 상기 LED를 피복하는 상기 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정, 및, 상기 절단 공정 후에, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정을 구비하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법에 의해 얻을 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 LED 장치는, 기판과, 상기 기판에 실장되는 상기한 형광체층 피복 LED를 구비하고, 상기 형광체층 피복 LED는, LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, 상기 LED를 피복하도록, 상기 지지 시트의 상기 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정, 활성 에너지선을 상기 형광체층에 조사하여, 상기 형광체층을 경화시키는 경화 공정, 상기 형광체층을 상기 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, 상기 LED와, 상기 LED를 피복하는 상기 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정, 및, 상기 절단 공정 후에, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정을 구비하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법에 의해 얻을 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법에서는, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, LED를 피복하도록, 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 적층하고, 활성 에너지선을 형광체층에 조사하여, 형광체층에 의해 LED를 봉지한다. 그 때문에, 지지 시트의 가열에 기인하는 손상을 억제하면서, LED를 봉지하여, LED의 주위에 형광체를 균일하게 분산시킬 수 있다.
또한, 형광체층을, LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, LED와, LED를 피복하는 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻고, 그 후, 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리한다. 그 때문에, 손상이 억제된 지지 시트에 지지되는 형광체층을, 우수한 치수 안정성으로 절단하여, 치수 안정성이 우수한 형광체층 피복 LED를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 형광체층 피복 LED는, 치수 안정성이 우수하다.
또한, 본 발명의 LED 장치는, 치수 안정성이 우수한 형광체층 피복 LED를 구비하므로, 신뢰성이 우수하고, 그 때문에, 발광 효율이 향상되고 있다.
도 1은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 1 실시 형태를 나타내는 공정도이고,
도 1(a)는 LED를 지지 시트의 상면에 배치하는 LED 배치 공정,
도 1(b)는 형광체 시트를 지지 시트의 위에 배치하는 시트 배치 공정,
도 1(c)는 활성 에너지선을 형광체 시트에 조사하여 형광체 시트를 경화시키고, 이러한 형광체 시트에 의해 LED를 봉지하는 봉지 공정,
도 1(d)는 형광체 시트를 절단하는 절단 공정,
도 1(e)는 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정,
도 1(e')는 도 1(e)의 LED 박리 공정에 있어서, 픽업 장치를 이용하여 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 상태를 상세히 설명하는 공정도,
도 1(f)는 형광체층 피복 LED를 기판에 실장하는 실장 공정
을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 2 실시 형태를 나타내는 공정도이고,
도 2(a)는 LED를 지지 시트의 위에 배치하는 LED 배치 공정,
도 2(b)는 매설-리플렉터 시트를 지지 시트의 위에 배치하는 시트 배치 공정,
도 2(c)는 활성 에너지선을 매설-리플렉터 시트에 조사하여 매설부를 경화시키고, 이러한 매설부에 의해 LED를 봉지하는 봉지 공정,
도 2(d)는 리플렉터부를 절단하는 절단 공정,
도 2(e)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정,
도 2(e')는 도 2(e)의 LED 박리 공정에 있어서, 픽업 장치를 이용하여 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 상태를 상세히 설명하는 공정도,
도 2(f)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 기판에 실장하는 실장 공정
을 나타낸다.
도 3은 도 2(d)에 나타내는 형광체 시트 매설 LED의 평면도를 나타낸다.
도 4는 도 2(a)에 나타내는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도이고,
도 4(a)는 프레스 장치에 리플렉터 시트를 배치하는 공정,
도 4(b)는 리플렉터 시트를 프레스하여, 리플렉터부를 형성하는 공정,
도 4(c)는 형광체 시트를, 리플렉터부의 위에 배치하는 공정,
도 4(d)는 형광체 시트를 프레스하여, 매설부를 형성하는 공정,
도 4(e)는 매설-리플렉터 시트를 박리 시트로부터 박리하는 공정
을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 3 실시 형태에 이용되는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도이고,
도 5(a)는 프레스 장치에 리플렉터 시트를 배치하는 공정,
도 5(b)는 리플렉터 시트를 프레스하여, 리플렉터부를 형성하는 공정,
도 5(c)는 형광 수지 조성물의 바니시(varnish)를 관통 구멍에 포팅(potting)하는 공정,
도 5(d)는 매설-리플렉터 시트를 박리 시트로부터 박리하는 공정
을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 4 실시 형태를 나타내는 공정도이고,
도 6(a)는 LED를 지지 시트의 위에 배치하는 LED 배치 공정,
도 6(b)는 매설-리플렉터 시트를 지지 시트의 위에 배치하는 시트 배치 공정,
도 6(c)는 활성 에너지선을 매설-리플렉터 시트에 조사하여 매설부를 경화시키고, 이러한 매설부에 의해 LED를 봉지하는 봉지 공정,
도 6(d)는 리플렉터부를 절단하는 절단 공정,
도 6(e)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정,
도 6(e')는 도 6(e)의 LED 박리 공정에 있어서, 픽업 장치를 이용하여 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 상태를 상세히 설명하는 공정도,
도 6(f)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 기판에 실장하는 실장 공정
을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 5 실시 형태를 나타내는 공정도이고,
도 7(a)는 LED를 지지 시트의 위에 배치하는 LED 배치 공정,
도 7(b)는 매설-리플렉터 시트를 지지 시트의 위에 배치하는 시트 배치 공정,
도 7(c)는 매설부에 의해 LED를 매설하는 시트 배치 공정,
도 7(d)는 매설부에 의해 LED를 봉지하는 봉지 공정, 및, 리플렉터부를 절단하는 절단 공정,
도 7(e)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정,
도 7(e')는 도 7(e)의 LED 박리 공정에 있어서, 픽업 장치를 이용하여 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 상태를 상세히 설명하는 공정도,
도 7(f)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 기판에 실장하는 실장 공정
을 나타낸다.
도 8은 도 7(a)에 나타내는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도이고,
도 8(a)는 천공(穿孔) 장치에 리플렉터 시트를 배치하는 공정,
도 8(b)는 리플렉터 시트를 천공하여, 리플렉터부를 형성하는 공정,
도 8(c)는 형광체 시트를, 리플렉터부의 위에 배치하는 공정,
도 8(d)는 형광체 시트를 프레스하여, 매설부를 형성하는 공정,
도 8(e)는 매설-리플렉터 시트를 박리 시트로부터 박리하는 공정
을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 6 실시 형태에 이용되는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도이고,
도 9(a)는 천공 장치에 리플렉터 시트를 배치하는 공정,
도 9(b)는 리플렉터 시트를 천공하여, 리플렉터부를 형성하는 공정,
도 9(c)는 형광 수지 조성물의 바니시를 관통 구멍에 포팅하는 공정,
도 9(d)는 매설-리플렉터 시트를 박리 시트로부터 박리하는 공정
을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 7 실시 형태를 나타내는 공정도이고,
도 10(a)는 LED를 지지 시트의 위에 배치하는 LED 배치 공정,
도 10(b)는 피복-리플렉터 시트를 지지 시트의 위에 배치하는 시트 배치 공정,
도 10(c)는 피복부를 경화시키는 경화 공정,
도 10(d)는 리플렉터부를 절단하는 절단 공정,
도 10(e)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정,
도 10(e')는 도 10(e)의 LED 박리 공정에 있어서, 픽업 장치를 이용하여 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 상태를 상세히 설명하는 공정도,
도 10(f)는 리플렉터부가 마련된 형광체 시트 피복 LED를 기판에 실장하는 실장 공정
을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 8 실시 형태를 나타내는 공정도이고,
도 11(a)는 LED를 지지 시트의 위에 배치하는 LED 배치 공정,
도 11(b)는 형광체 시트를 지지 시트의 위에, LED의 측면을 피복하도록 배치하는 시트 배치 공정,
도 11(c)는 형광체 시트를 경화시키는 경화 공정,
도 11(d)는 형광체 시트를 절단하는 절단 공정,
도 11(e)는 형광체 시트 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정,
도 11(e')는 도 11(e)의 LED 박리 공정에 있어서, 픽업 장치를 이용하여 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리하는 상태를 상세히 설명하는 공정도,
도 11(f)는 형광체 시트 피복 LED를 기판에 실장하는 실장 공정
을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 9 실시 형태에 이용되는 디스펜서의 사시도를 나타낸다.
<제 1 실시 형태>
도 1에 있어서, 지면 상하 방향을 상하 방향(제 1 방향, 두께 방향), 지면 좌우 방향을 좌우 방향(제 2 방향, 제 1 방향에 직교하는 방향), 지면 두께 방향을 전후 방향(제 3 방향, 제 1 방향 및 제 2 방향에 직교하는 방향)으로 한다. 도 2 이후의 각 도면은, 상기한 방향 및 도 1의 방향 화살표에 준거한다.
도 1은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 1 실시 형태를 나타내는 공정도이다.
이 형광체층 피복 LED의 일례인 형광체 시트 피복 LED(10)의 제조 방법은, 도 1(a)~도 1(e)에 나타내는 바와 같이, LED(4)를 지지 시트(12)의 상면(두께 방향 한쪽 면)에 배치하는 LED 배치 공정(도 1(a) 참조), 형광체 시트(5)를, LED(4)를 피복하도록, 지지 시트(12)의 상면(두께 방향 한쪽 면)에 배치하는 시트 배치 공정(층 배치 공정의 일례, 도 1(b) 참조), 활성 에너지선을 형광체 시트(5)에 조사하여, 형광체 시트(5)에 의해 LED(4)를 봉지하는 봉지 공정(경화 공정의 일례, 도 1(c) 참조), 형광체 시트(5)를, LED(4)에 대응하여 절단하는 절단 공정(도 1(d) 참조), 및, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 박리하는 LED 박리 공정(도 1(e) 참조)을 구비한다.
이하, 각 공정을 상술한다.
<LED 배치 공정>
도 1(a)에 나타내는 바와 같이, LED 배치 공정에 있어서, 지지 시트(12)는, 면 방향(두께 방향에 대한 직교 방향, 즉, 좌우 방향 및 전후 방향)으로 연장되는 시트 형상을 이루고, 다음에 설명하는 형광체 시트(5)와 동일 또는 그보다 큰 평면에서 보아 대략 시트 형상을 이루고, 구체적으로는, 평면에서 보아 대략 직사각형 시트 형상으로 형성되어 있다.
지지 시트(12)는, 후술하는 형광체 시트(5)의 가열 경화에 대한 내열성이 불필요하기 때문에, 내열성이 낮은 시트로부터 선택될 수도 있다. 그와 같은 지지 시트(12)로서는, LED(4)를 지지 가능하고, 또한, 면 방향으로 연신 가능하다. 또한, 지지 시트(12)는, 예컨대, 가열에 의해 점착력이 저하하는 열 박리 시트(구체적으로는, 리버알파(닛토덴코 제품) 등의 열 박리 시트), 또는, 활성 에너지선(예컨대, 자외선, 전자선 등)의 조사에 의해 점착력이 저하하는 활성 에너지선 조사 박리 시트(구체적으로는, 일본 특허 공개 2005-286003호 공보 등에 기재되는 활성 에너지선 조사 박리 시트)이더라도 좋다. 또, 지지 시트(12)가 활성 에너지선 조사 박리 시트인 경우에는, 활성 에너지선의 형광체 시트(5)에 대한 조사에 의해 지지 시트(12)의 점착력이 저하하지 않도록, 활성 에너지선 경화성 수지나 조사 조건이 선택된다.
지지 시트(12)의 사이즈는, 최대 길이가, 예컨대, 10㎜ 이상, 300㎜ 이하이다.
지지 시트(12)의 23℃에 있어서의 인장 탄성률은, 예컨대, 1×104㎩ 이상, 바람직하게는, 1×105㎩ 이상이고, 또한, 예컨대, 1×109㎩ 이하이기도 하다. 지지 시트(12)의 인장 탄성률이 상기한 하한 이상이면, 지지 시트(12)의 면 방향의 연신성을 담보하여, 후술하는 지지 시트(12)의 면 방향의 연신(도 1(e) 참조)을 원활하게 실시할 수 있다.
지지 시트(12)의 두께는, 예컨대, 0.1㎜ 이상, 바람직하게는, 0.2㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 1㎜ 이하, 바람직하게는, 0.5㎜ 이하이기도 하다.
LED(4)는, 예컨대, 두께가 면 방향 길이(최대 길이)보다 짧은 단면에서 보아 대략 직사각형 형상 및 평면에서 보아 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 또한, LED(4)의 하면은, 도시하지 않는 범프로 형성되어 있다. LED(4)로서는, 예컨대, 청색광을 발광하는 청색 다이오드 소자를 들 수 있다.
LED(4)의 면 방향의 최대 길이는, 예컨대, 0.1㎜ 이상, 3㎜ 이하이다. 또한, LED(4)의 두께는, 예컨대, 0.05㎜ 이상, 1㎜ 이하이다.
LED 배치 공정에서는, 예컨대, 복수의 LED(4)를, 지지 시트(12)의 상면에 정렬 배치한다. 구체적으로는, 복수의 LED(4)가 평면에서 보아 전후 좌우로 서로 같은 간격을 두도록, LED(4)를 지지 시트(12)의 상면에 배치한다. 또한, LED(4)를, 도시하지 않는 범프가 지지 시트(12)의 상면에 대향하도록, 지지 시트(12)의 상면에 붙인다. 이것에 의해, LED(4)는, 그 정렬 상태가 유지되도록, 지지 시트(12)의 상면에 지지(감압 접착)된다.
각 LED(4) 사이의 간격은, 예컨대, 0.05㎜ 이상, 2㎜ 이하이다.
<시트 배치 공정>
시트 배치 공정은, LED 배치 공정의 뒤에 실시한다.
도 1(b)에 나타내는 시트 배치 공정에 있어서, 형광체 시트(5)는, 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로, 시트 형상으로 형성되어 있다.
활성 에너지선 경화성 수지는, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 경화성 수지이고, 구체적으로는, 실리콘 반경화체를 들 수 있고, 그와 같은 실리콘 반경화체는, 제 1 실리콘 수지 조성물 또는 제 2 실리콘 수지 조성물을 가열하는 것에 의해, 시트로서 얻을 수 있다.
이하, 제 1 실리콘 수지 조성물 및 제 2 실리콘 수지 조성물을 각각 상술한다.
[제 1 실리콘 수지 조성물]
제 1 실리콘 수지 조성물은, 예컨대, 가열에 의해 축합 가능한 적어도 1쌍의 축합 가능 치환기와, 활성 에너지선에 의해 부가 가능한 적어도 1개의 부가 가능 치환기를 함유하는 제 1 폴리실록산과, 활성 에너지선에 의해 부가 가능하고, 제 1 폴리실록산의 부가 가능 치환기와 1쌍을 이루는, 적어도 1개의 부가 가능 치환기를 함유하는 제 2 폴리실록산을 함유한다.
1쌍의 축합 가능 치환기로서는, 예컨대, 하이드록시기(-OH), 알콕시기, 아실옥시기, 아미노기(-NH2), 알킬아미노기, 알케닐옥시기 및 할로겐 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개의 치환기와, 하이드록시기의 조합(제 1 조합군)을 들 수 있다.
알콕시기는, -OR1로 표시된다. R1은, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다. 알킬기로서는, 예컨대, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 헥실기 등의, 직쇄상(直鎖狀) 또는 분기상(分岐狀)의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기를 들 수 있다. 바람직하게는, 탄소수 1 이상의 알킬기, 또한 바람직하게는, 탄소수 10 이하의 알킬기, 보다 바람직하게는, 탄소수 6 이하의 알킬기를 들 수 있다. 시클로알킬기로서는, 예컨대, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의, 탄소수 3 이상 6 이하의 시클로알킬기를 들 수 있다.
알콕시기로서는, 예컨대, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기, 이소부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기 등, 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기를 갖는 알콕시기 등을 들 수 있다.
또한, 알콕시기로서는, 예컨대, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기 등의, 탄소수 3 이상 6 이하의 시클로알킬기를 갖는 알콕시기 등도 들 수 있다.
알콕시기로서, 바람직하게는, 조제의 용이함이나 열안정성의 관점에서, 탄소수 1 이상의 알킬기를 갖는 알콕시기를 들 수 있고, 또한, 바람직하게는, 탄소수 10 이하의 알킬기를 갖는 알콕시기를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 탄소수 6 이하의 알킬기를 갖는 알콕시기, 더 바람직하게는, 메톡시기를 들 수 있다.
아실옥시기는, -OCOR1로 표시된다. R1은, 상기한 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다. R1로서, 바람직하게는, 알킬기를 들 수 있다.
아실옥시기로서는, 예컨대, 아세톡시기(-OCOCH3), -OCOC2H5, -OCOC3H7 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 아세톡시기를 들 수 있다.
알킬아미노기는, 모노알킬아미노기 및 디알킬아미노기를 포함한다.
모노알킬아미노기는, -NR2H로 표시된다. R2는, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다. R2로서, 바람직하게는, 알킬기를 들 수 있다. 모노알킬아미노기로서는, 예컨대, 메틸아미노기, 에틸아미노기, n-프로필아미노기, 이소프로필아미노기 등, N 치환 알킬기의 탄소수가 1 이상 10 이하의 모노알킬아미노기를 들 수 있다.
디알킬아미노기는, -NR2 2로 표시된다. R2는, 동일 또는 상이하더라도 좋은 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다. R2는, 상기와 같다. 디알킬아미노기로서는, 예컨대, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디-n-프로필아미노기, 디이소프로필아미노기, 에틸메틸아미노기, 메틸-n-프로필아미노기, 메틸이소프로필아미노기 등, N, N 치환 알킬의 탄소수가 1 이상 10 이하의 디알킬아미노기를 들 수 있다.
알킬아미노기로서, 바람직하게는, 디알킬아미노기, 보다 바람직하게는, N, N 치환 알킬의 탄소수가 동수의 디알킬아미노기, 더 바람직하게는, 디메틸아미노기를 들 수 있다.
알케닐옥시기는, -OCOR3으로 표시된다. R3은, 알케닐기, 시클로알케닐기를 나타낸다. 알케닐기로서는, 예컨대, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기, 헵테닐기, 옥테닐기 등의 탄소수 3 이상 10 이하의 알케닐기를 들 수 있다. 시클로알케닐기로서는, 예컨대, 시클로헥세닐기, 시클로옥테닐기, 노보네닐기 등의 탄소수 3 이상 10 이하의 시클로알케닐기를 들 수 있다.
알케닐옥시기로서, 바람직하게는, 탄소수 2 이상 10 이하의 알케닐기를 함유하는 알케닐옥시기를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 이소프로페닐옥시기를 들 수 있다.
할로겐 원자로서는, 예컨대, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요소 원자 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 염소 원자를 들 수 있다.
제 1 조합군으로서, 구체적으로는, 예컨대, 하이드록시기끼리의 조합, 알콕시기와 하이드록시기의 조합, 아실옥시기와 하이드록시기의 조합, 아미노기와 하이드록시기의 조합, 알킬아미노기와 하이드록시기의 조합, 알케닐옥시기와 하이드록시기의 조합, 할로겐 원자와 하이드록시기의 조합 등, 1쌍의 조합을 들 수 있다.
또한, 예컨대, 알콕시기와, 아실옥시기와, 하이드록시기의 조합 등, 2쌍(구체적으로는, 알콕시기와 하이드록시기의 1쌍과, 아실옥시기와 하이드록시기의 1쌍의 합계 2쌍) 이상의 조합도 들 수 있다.
제 1 조합군으로서, 바람직하게는, 하이드록시기끼리의 조합, 알콕시기와 하이드록시기의 조합, 보다 바람직하게는, 알콕시기와 하이드록시기의 조합, 또한 바람직하게는, 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기를 갖는 알콕시기와 하이드록시기의 조합, 특히 바람직하게는, 메톡시기와 하이드록시기의 조합을 들 수 있다.
그리고, 제 1 조합군으로 이루어지는 1쌍의 축합 가능 치환기는, 하기 식(1)로 표시되는 축합, 다시 말해, 실라놀 축합에 의해, 2개의 규소 원자가 산소 원자를 통해 결합한다.
식(1) :
Figure pat00001
(식 중에서, R1~R3은, 상기와 같다.)
1쌍의 축합 가능 치환기로서, 예컨대, 하이드록시기 및 알콕시기로부터 선택되는 적어도 1개의 치환기와, 수소 원자의 조합(제 2 조합군)도 들 수 있다.
알콕시기로서는, 제 1 조합군에서 든 알콕시기를 들 수 있다.
제 2 조합군으로서, 구체적으로는, 예컨대, 하이드록시기와 수소 원자의 조합, 알콕시기와 수소 원자의 조합 등, 1쌍의 조합을 들 수 있다.
또한, 예컨대, 하이드록시기와, 알콕시기와, 수소 원자의 조합 등, 2쌍(구체적으로는, 하이드록시기와 수소 원자의 1쌍과, 알콕시기와 수소 원자의 1쌍의 합계 2쌍) 이상의 조합도 들 수 있다.
그리고, 제 2 조합군으로 이루어지는 1쌍의 축합 가능 치환기는, 하기 식(2)로 표시되는 축합, 다시 말해, 하이드로실란 축합에 의해, 2개의 규소 원자가 산소 원자를 통해 결합한다.
식(2) :
Figure pat00002
(식 중에서, R1은, 상기와 같다.)
상기한 제 1 조합군 및 제 2 조합군을, 제 1 폴리실록산에, 단독의 군으로, 또는, 복수의 군을 병용하여, 함유할 수 있다.
각 축합 가능 치환기는, 제 1 폴리실록산의 분자를 구성하는 주쇄(主鎖)의 말단, 주쇄의 도중, 및/또는, 주쇄로부터 분기하는 측쇄에 있어서의 규소 원자에 결합한다. 바람직하게는, 한쪽의 축합 가능 치환기(바람직하게는, 하이드록시기)가, 주쇄의 양 말단의 규소 원자에 결합하고, 다른 쪽의 축합 가능 치환기(바람직하게는, 알콕시기)가, 주쇄의 도중의 규소 원자에 결합한다(후술하는 식(16) 참조).
1쌍의 부가 가능 치환기에 있어서, 한쪽의 부가 가능 치환기는, 제 1 폴리실록산에 적어도 1개 함유되고, 다른 쪽의 부가 가능 치환기는, 제 2 폴리실록산에 적어도 1개 함유되어 있다.
1쌍의 부가 가능 치환기로서는, 예컨대, 하이드로실릴기와 에틸렌성 불포화기 함유기의 조합, (메타)아크릴로일기 함유기끼리의 조합, 에폭시기 함유기끼리의 조합, 티올기 함유기와 에틸렌성 불포화기 함유기의 조합 등을 들 수 있다.
하이드로실릴기는, -SiH로 표시되고, 규소 원자에 수소 원자가 직접 결합하는 기이다.
에틸렌성 불포화기 함유기는, 분자 내에 에틸렌성 불포화기를 함유하고 있고, 에틸렌성 불포화기 함유기로서, 예컨대, 상기한 알케닐기, 시클로알케닐기를 들 수 있다. 바람직하게는, 알케닐기, 보다 바람직하게는, 비닐기를 들 수 있다.
(메타)아크릴로일기 함유기는, 분자 내에 메타크릴로일기(CH2=C(CH3)COO-) 및/또는 아크릴로일기(CH2=CHCOO-)를 함유하고, 구체적으로는, 하기 식(3)으로 표시된다.
식(3) :
Figure pat00003
(식 중에서, Y는, 수소 원자 또는 메틸기, R4는, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 2가의 탄화수소기를 나타낸다.)
2가의 포화 탄화수소기로서는, 예컨대, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기 등의 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬렌기, 예컨대, 시클로펜틸렌기, 시클로헥실렌기 등의 탄소수 3 이상 8 이하의 시클로알킬렌기 등을 들 수 있다.
2가의 방향족 탄화수소기로서는, 예컨대, 페닐렌기, 나프틸렌기 등의 탄소수 6 이상 10 이하의 알릴렌기 등을 들 수 있다.
2가의 탄화수소기로서, 바람직하게는, 2가의 포화 탄화수소기, 보다 바람직하게는, 알킬렌기, 더 바람직하게는, 프로필렌기를 들 수 있다.
(메타)아크릴로일기 함유기로서, 구체적으로는, 3-(메타)아크릴옥시프로필기 등을 들 수 있다.
에폭시기 함유기는, 분자 내에 에폭시기를 함유하고 있고, 에폭시기 함유기로서는, 예컨대, 에폭시기, 글리시딜에테르기, 에폭시시클로알킬기 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 글리시딜에테르기, 에폭시시클로알킬기 등을 들 수 있다.
글리시딜에테르기는, 예컨대, 식(4)로 표시되는 글리시독시알킬기이다.
식(4) :
Figure pat00004
(식(4) 중에서, R4는, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 2가의 탄화수소기를 나타낸다.)
R4로 표시되는 2가의 탄화수소기는, 상기 식(3)의 2가의 탄화수소기와 같다.
글리시딜에테르기로서는, 예컨대, 3-글리시독시프로필기 등을 들 수 있다.
에폭시시클로알킬기로서는, 예컨대, 하기 식(5)로 표시되는 에폭시시클로헥실기 등을 들 수 있다.
식(5) :
Figure pat00005
(식 중에서, R4는, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 2가의 탄화수소기를 나타낸다.)
2가의 포화 탄화수소기로서는, 상기 식(3)의 2가의 탄화수소기를 들 수 있고, 바람직하게는, 상기한 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬렌기를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 에틸렌기를 들 수 있다.
에폭시시클로알킬기로서, 구체적으로는, 2-(3, 4-에폭시시클로헥실)에틸기 등을 들 수 있다.
티올기 함유기는, 분자 내에 티올기(-SH)를 함유하고 있고, 예컨대, 티올기, 예컨대, 메캅토메틸, 메캅토에틸, 메캅토프로필 등의 메캅토알킬기 등을 들 수 있다.
한쪽의 부가 가능 치환기는, 제 1 폴리실록산의 주쇄의 말단, 도중 및/또는 측쇄에 치환하고 있다. 다른 쪽의 부가 가능 치환기는, 제 2 폴리실록산의 주쇄의 말단, 도중, 및/또는, 측쇄에 치환 또는 위치하고 있다.
부가 가능 치환기로서, 상기한 각 1쌍 또는 2쌍 이상의 조합을 들 수 있다.
1쌍의 부가 가능 치환기로서, 내열성 및 투명성의 관점에서, 바람직하게는, 하이드로실릴기와 알케닐기의 조합을 들 수 있다.
그리고, 1쌍의 부가 가능 치환기는, 하기 식(6)~식(9)에 표시되는 바와 같이, 부가한다.
식(6) :
식(7) :
Figure pat00007
(식 중에서, Z는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)
식(8) :
Figure pat00008
식(9) :
Figure pat00009
구체적으로는, 1쌍의 부가 가능 치환기가, 하이드로실릴기와 알케닐기(구체적으로는, 비닐기)의 조합인 경우에는, 상기 식(6)에 나타내는 바와 같이, 하이드로실릴화(하이드로실릴 부가)한다.
또한, 1쌍의 부가 가능 치환기가, (메타)아크릴로일기끼리의 조합인 경우에는, 상기 식(7)에 나타내는 바와 같이, 중합(부가 중합)한다.
또한, 1쌍의 부가 가능 치환기가, 글리시딜에테르기끼리의 조합인 경우에는, 상기 식(8)에 나타내는 바와 같이, 에폭시기의 개환에 근거하여, 개환 부가한다.
또한, 1쌍의 부가 가능 치환기가, 티올기와 알케닐기(구체적으로는, 비닐기)의 조합인 경우에는, 상기 식(9)에 나타내는 엔티올 반응(부가)한다.
제 1 폴리실록산은, 구체적으로는, 하기 식(10)으로 표시된다.
식(10) :
Figure pat00010
(식 중에서, R6은, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, 축합 가능 치환기 및/또는 부가 가능 치환기를 나타낸다. 또한, SiR6은, 부가 가능 치환기를 나타내더라도 좋다. A~E는 구성 단위, A 및 E가 말단 단위, B~D가 반복 단위를 나타낸다. Q는, B~E 중 어느 하나의 구성 단위를 나타낸다. a+b+c는 1 이상의 정수이다. 복수의 R6 중, 적어도 1쌍의 R6은, 축합 가능 치환기를 나타내고, 또한, 적어도 1개의 R6 또는 적어도 1개의 SiR6은, 부가 가능 치환기를 나타낸다.)
식(10) 중에서, R6으로 표시되는 1가의 탄화수소기 중, 1가의 포화 탄화수소기로서는, 예컨대, 알킬기, 시클로알킬기 등을 들 수 있다. 알킬기 및 시클로알킬기로서는, 각각, 상기 R1에서 든 알킬기 및 시클로알킬기와 같다.
식(10) 중에서, R6으로 표시되는 1가의 탄화수소기 중, 1가의 방향족 탄화수소기로서는, 예컨대, 페닐기, 나프틸기 등의, 탄소수 6 이상 10 이하의 알릴기 등을 들 수 있다.
1가의 탄화수소기로서, 바람직하게는, 메틸, 페닐을 들 수 있다.
a는, 예컨대, 0 이상의 정수, 바람직하게는, 1 이상의 정수, 보다 바람직하게는, 2 이상의 정수이고, 또한, 예컨대, 100000 이하의 정수, 바람직하게는, 10000 이하의 정수이기도 하다.
b는, 예컨대, 0 이상 100000 이하의 정수, 바람직하게는, 0 이상 10000 이하의 정수이다.
c는, 예컨대, 0 이상 100000 이하의 정수, 바람직하게는, 0 이상 10000 이하의 정수이다.
a+b+c는, 바람직하게는, 1 이상 100000 이하의 정수, 보다 바람직하게는, 1 이상 10000 이하의 정수이다. 다시 말해, a~c 중, 적어도 어느 1개는, 1 이상의 정수이다.
R6으로 표시되는 축합 가능 치환기, 및, R6 또는 SiR6으로 표시되는 부가 가능 치환기로서는, 각각, 상기한 축합 가능 치환기 및 부가 가능 치환기를 들 수 있다.
제 1 폴리실록산은, 예컨대, 적어도 1개의 축합 가능 치환기 및 적어도 1개의 부가 가능 치환기를 함께 갖는 제 1 규소 화합물과, 적어도 1개의 축합 가능 치환기를 함유하는 제 2 규소 화합물을 부분적으로 축합시키는 것에 의해, 조제된다(후술하는 식(16) 참조).
제 1 규소 화합물은, 예컨대, 하기 식(11)로 표시된다.
식(11) :
Figure pat00011
(식 중에서, R7 또는 SiR7은, 부가 가능 치환기, B는, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, X1은, 축합 가능 치환기를 나타낸다. n은, 0 또는 1을 나타낸다.)
R7 또는 SiR7로 표시되는 부가 가능 치환기로서, 예컨대, 상기한 부가 가능 치환기, 바람직하게는, 1쌍의 부가 가능 치환기를 구성하는 치환기 중 한쪽이고, 보다 바람직하게는, 에틸렌성 불포화기 함유기, (메타)아크릴로일기 함유기, 에폭시기 함유기를 들 수 있고, 더 바람직하게는, 에틸렌성 불포화기 함유기, 특히 바람직하게는, 알케닐기, 가장 바람직하게는, 비닐기를 들 수 있다.
X1로 표시되는 축합 가능 치환기로서, 예컨대, 상기한 축합 가능 치환기, 바람직하게는, 1쌍의 축합 가능 치환기를 구성하는 치환기 중 한쪽이고, 보다 바람직하게는, 하이드록시기, 알콕시기, 아실옥시기, 아미노기, 알킬아미노기, 알케닐옥시기, 할로겐 원자를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 알콕시기를 들 수 있다.
X1로 표시되는 알콕시기로서, 예컨대, 반응성의 관점에서, 바람직하게는, 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기를 갖는 알콕시기, 보다 바람직하게는, 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬기를 갖는 알콕시기를 들 수 있다. 구체적으로는, 메톡시기를 들 수 있다.
B로 표시되는 1가의 탄화수소기는, 식(10)의 R6으로 예시한 1가의 탄화수소기와 같다.
n이 0인 경우에는, 제 1 규소 화합물은, 하기 식(12)로 표시되고, 3개의 축합 가능 치환기를 함유하는 3관능형 규소 화합물이 된다.
식(12) :
Figure pat00012
(식 중에서, R7 또는 SiR7은, 부가 가능 치환기, X1은, 축합 가능 치환기를 나타낸다.)
그와 같은 3관능형 규소 화합물로서는, 예컨대, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 프로페닐트리메톡시실란, 노보네닐트리메톡시실란, 옥테닐트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3, 4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
이들 3관능형 규소 화합물은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
3관능형 규소 화합물로서, 바람직하게는, 상기 식(12)에 있어서, R7이 비닐기, X1이 모두 메톡시기인 비닐트리메톡시실란을 들 수 있다.
한편, 상기 식(11)에 있어서, n이 1인 경우에는, 제 1 규소 화합물은, 하기 식(13)으로 표시되고, 2개의 축합 가능 치환기를 함유하는 2관능형 규소 화합물이 된다.
식(13) :
Figure pat00013
(식 중에서, R7 또는 SiR7은, 부가 가능 치환기, B는, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, X1은, 축합 가능 치환기를 나타낸다.)
R7, SiR7, B 및 X1은, 상기와 같다.
2관능형 규소 화합물로서는, 예컨대, 비닐디메톡시메틸실란, 비닐디에톡시메틸실란, 알릴디메톡시메틸실란, 프로페닐디메톡시메틸실란, 노보네닐디메톡시메틸실란, 옥테닐디메톡시메틸실란, 옥테닐디에톡시메틸실란, 3-아크릴옥시프로필디메톡시메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필디메톡시메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필디에톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 2-(3, 4-에폭시시클로헥실)에틸디메톡시메틸실란 등을 들 수 있다.
이들 2관능형 규소 화합물은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
2관능형 규소 화합물로서, 바람직하게는, 상기 식(13)에 있어서, R7이 비닐기, B가 메틸기, X1이 모두 메톡시기인 비닐디메톡시메틸실란을 들 수 있다.
제 1 규소 화합물은, 시판품을 이용할 수 있고, 또한, 공지의 방법에 따라 합성한 것을 이용할 수도 있다.
제 1 규소 화합물은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
구체적으로는, 3관능형 규소 화합물의 단독 사용, 2관능형 규소 화합물의 단독 사용, 3관능형 규소 화합물과 2관능형 규소 화합물의 병용 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 3관능형 규소 화합물의 단독 사용, 3관능형 규소 화합물과 2관능형 규소 화합물의 병용을 들 수 있다.
제 2 규소 화합물은, 예컨대, 적어도 2개의 축합 가능 치환기를 함유하는 폴리실록산을 들 수 있고, 구체적으로는, 주쇄의 말단의 규소 원자에 결합하는 축합 가능 치환기, 및/또는, 주쇄로부터 분기하는 측쇄의 규소 원자에 결합하는 축합 가능 치환기를 함유한다.
제 2 규소 화합물은, 바람직하게는, 주쇄의 양 말단의 규소 원자에 결합하는 축합 가능 치환기를 함유한다(2관능형 규소 화합물).
그와 같은 제 2 규소 화합물은, 하기 식(14)에 표시되는 양 말단형 폴리실록산(2관능형 폴리실록산)이다.
식(14) :
Figure pat00014
(식 중에서, R8은, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, X2는, 축합 가능 치환기를 나타낸다. 또한, n은, 1 이상의 정수를 나타낸다.)
식(14)에 있어서, R8로 표시되는 1가의 탄화수소기로서는, 상기 식(10)의 R6으로 예시되는 1가의 탄화수소기를 들 수 있고, 바람직하게는, 메틸, 페닐을 들 수 있다.
식(14)에 있어서, X2로 표시되는 축합 가능 치환기로서는, 상기 식(10)의 R6으로 예시되는 축합 가능 치환기를 들 수 있고, 바람직하게는, 하이드록시기, 수소 원자, 보다 바람직하게는, 하이드록실기를 들 수 있다.
양 말단형 폴리실록산은, 축합 가능 치환기가 하이드록시기인 경우에는, 하기 식(15)로 표시되는 실라놀기 양 말단 폴리실록산(양 말단 실라놀형 실리콘오일)이 된다.
식(15) :
Figure pat00015
(식 중에서, R8은, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 또한, n은, 1 이상의 정수를 나타낸다.)
R8은, 상기와 같다.
상기 식(14) 및 상기 식(15)에 있어서, n은, 바람직하게는, 안정성 및/또는 취급성의 관점에서, 1 이상 10000 이하의 정수, 더 바람직하게는, 1 이상 1000 이하의 정수이다.
양 말단형 폴리실록산으로서, 구체적으로는, 실라놀기 양 말단 폴리다이메틸실록산, 실라놀기 양 말단 폴리메틸페닐실록산, 실라놀기 양 말단 폴리디페닐실록산 등을 들 수 있다.
제 2 규소 화합물은, 시판품을 이용할 수 있고, 또한, 공지의 방법에 따라 합성한 것을 이용할 수도 있다.
제 2 규소 화합물의 수 평균 분자량은, 안정성 및/또는 취급성의 관점에서, 예컨대, 100 이상, 바람직하게는, 200 이상이고, 또한, 예컨대, 1000000 이하, 바람직하게는, 100000 이하이다. 수 평균 분자량은, 겔퍼미에이션 크로마토그라피에 의해, 표준 폴리스티렌으로 환산되어 산출된다. 제 2 규소 화합물 이외의 원료의 수 평균 분자량에 대해서도, 상기와 같이 하여 산출된다.
제 1 규소 화합물과 제 2 규소 화합물을 부분적으로 축합시키려면, 그들로 이루어지는 축합 원료를 축합 촉매와 함께 배합한다.
제 2 규소 화합물의 배합 비율은, 제 1 규소 화합물 및 제 2 규소 화합물의 총량(다시 말해, 축합 원료의 총량) 100질량부에 대하여, 예컨대, 1질량부 이상, 바람직하게는, 50질량부 이상, 더 바람직하게는, 80질량부 이상이고, 또한, 예컨대, 99.99질량부 이하, 바람직하게는, 99.9질량부 이하, 보다 바람직하게는, 99.5질량부 이하이기도 하다.
또한, 제 1 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(11)에 있어서의 X1, 구체적으로는, 알콕시기)에 대한, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(14)에 있어서의 X2, 구체적으로는, 하이드록시기)의 몰비(X2/X1)는, 예컨대, 20/1 이하, 바람직하게는, 10/1 이하이고, 또한, 예컨대, 1/5 이상, 바람직하게는, 1/2 이상이기도 하고, 가장 바람직하게는, 실질적으로 1/1이다.
몰비가 상기 상한을 넘는 경우에는, 제 1 및 제 2 규소 화합물을 부분적으로 축합시켜 제 1 폴리실록산을 얻고, 그 후, 제 1 및 제 2 폴리실록산을 완전히 축합시킬 때에, 적당한 인성을 갖는 실리콘 반경화체를 얻을 수 없는 경우가 있고, 한편, 몰비가 상기 하한에 미치지 않는 경우에는, 제 1 규소 화합물의 배합 비율이 과도하게 많고, 그 때문에, 얻어지는 실리콘 경화체의 내열성이 저하하는 경우가 있다.
또한, 몰비가 상기 범위 내(바람직하게는, 실질적으로 1/1)이면, 제 1 규소 화합물의 축합 가능 치환기(구체적으로는, 알콕시기)와, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기(구체적으로는, 하이드록시기)를 과부족이 없이 완전히 축합시킬 수 있다.
또한, 3관능형 규소 화합물과 2관능형 규소 화합물이 병용되는 경우에는, 2관능형 규소 화합물의, 3관능형 규소 화합물에 대한 비(2관능형 규소 화합물의 질량부 수/3관능형 규소 화합물의 질량부 수)는, 질량 기준으로, 예컨대, 70/30 이하, 바람직하게는, 50/50 이하이고, 또한, 예컨대, 1/99 이상, 바람직하게는, 5/95 이상이기도 하다. 또한, 3관능형 규소 화합물과 2관능형 규소 화합물이 병용되는 경우에는, 3관능형 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(12)에 있어서의 X1, 구체적으로는, 알콕시기)에 대한, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(14)에 있어서의 X2, 구체적으로는, 하이드록시기)의 몰비(X2/X1)는, 예컨대, 20/1 이하, 바람직하게는, 10/1 이하이고, 또한, 예컨대, 1/5 이상, 바람직하게는, 1/2 이상이기도 하고, 가장 바람직하게는, 실질적으로 1/1이다. 한편, 3관능형 규소 화합물과 2관능형 규소 화합물이 병용되는 경우에 있어서, 2관능형 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(13)에 있어서의 X1, 구체적으로는, 알콕시기)에 대한, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(14)에 있어서의 X2, 구체적으로는, 하이드록시기)의 몰비(X2/X1)는, 예컨대, 20/1 이하, 바람직하게는, 10/1 이하이고, 또한, 예컨대, 1/5 이상, 바람직하게는, 1/2 이상이기도 하고, 또한, 가장 바람직하게는, 실질적으로 1/1이다.
축합 촉매로서는, 제 1 규소 화합물 및 제 2 규소 화합물의 축합을 촉진하는 촉매이면 특별히 한정되지 않는다. 축합 촉매로서는, 예컨대, 산, 염기, 금속계 촉매 등을 들 수 있다.
산으로서는, 예컨대, 염산, 아세트산, 포름산, 황산 등의 무기산(브레인스테드산) 등을 들 수 있다. 또한, 산은, 루이스산을 포함하고, 그와 같은 루이스산으로서, 예컨대, 펜타플루오로페닐붕소, 스칸듐트리플레이트, 비스무트트리플레이트, 스칸듐트리프릴이미드, 옥소바나듐트리플레이트, 스칸듐트리프릴메티드, 트리메틸실릴트리프릴이미드 등의 유기 루이스산을 들 수 있다.
염기로서는, 예컨대, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 탄산칼륨 등의 무기 염기, 예컨대, 수산화테트라메틸암모늄 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 수산화테트라메틸암모늄 등의 유기 염기를 들 수 있다.
금속계 촉매로서는, 예컨대, 알루미늄계 촉매, 티타늄계 촉매, 아연계 촉매, 주석계 촉매 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 주석계 촉매를 들 수 있다.
주석계 촉매로서는, 예컨대, 디(2-에틸헥산산)주석(Ⅱ), 디옥탄산주석(Ⅱ)(디카프릴산주석(Ⅱ)), 비스(2-에틸헥사노에이트)주석, 비스(네오데카노에이트)주석, 주석올레에이트 등의, 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 카복실산을 함유하는 디(또는 비스)(카복실산)주석(Ⅱ) 등의 카복실산주석염, 예컨대, 디부틸비스(2, 4-펜탄디오네이트)주석, 디메틸주석디베르사테이트, 디부틸주석디베르사테이트, 디부틸주석디아세테이트(디부틸디아세톡시주석), 디부틸주석디옥토에이트, 디부틸비스(2-에틸헥실말레에이트)주석, 디옥틸디라우릴주석, 디메틸디네오데카노에이트주석, 디부틸주석디올레에이트, 디부틸주석디라우레이트, 디옥틸주석디라우레이트, 디옥틸주석디베르사테이트, 디옥틸주석비스(메캅토아세트산이소옥틸에스테르)염, 테트라메틸-1, 3-디아세톡시디스타녹산, 비스(트리에틸주석)옥사이드, 테트라메틸-1, 3-디페녹시디스타녹산, 비스(트리프로필주석)옥사이드, 비스(트리부틸주석)옥사이드, 비스(트리부틸주석)옥사이드, 비스(트리페닐주석)옥사이드, 폴리(말레산디부틸주석), 디페닐주석디아세테이트, 산화디부틸주석, 디부틸주석디메톡시드, 디부틸비스(트리에톡시)주석 등의 유기 주석 화합물 등을 들 수 있다.
주석계 촉매로서, 바람직하게는, 카복실산주석염, 보다 바람직하게는, 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 카복실산을 갖는 디(카복실산)주석(Ⅱ), 더 바람직하게는, 탄소수 4 이상 14 이하의 직쇄상 또는 분기상의 카복실산을 갖는 디(카복실산)주석(Ⅱ), 특히 바람직하게는, 탄소수 6 이상 10 이하의 분기상의 카복실산을 갖는 디(카복실산)주석(Ⅱ)을 들 수 있다.
축합 촉매는, 단독 사용 또는 병용할 수 있다.
축합 촉매는, 시판품을 이용할 수 있고, 또한, 공지의 방법에 따라 합성한 것을 이용할 수도 있다.
또한, 축합 촉매는, 예컨대, 용매에 용해하여 축합 촉매 용액으로서 조제할 수 있다. 축합 촉매 용액에 있어서의 축합 촉매의 농도는, 예컨대, 1질량% 이상 99질량% 이하로 조정된다.
축합 촉매의 배합 비율은, 제 2 규소 화합물 100몰에 대하여, 예컨대, 0.001몰 이상, 바람직하게는, 0.01몰 이상이고, 또한, 예컨대, 50몰 이하, 바람직하게는, 5몰 이하이기도 하다.
그 다음에, 이 방법에서는, 제 1 규소 화합물, 제 2 규소 화합물 및 축합 촉매를 배합한 후, 예컨대, 온도 0℃ 이상, 바람직하게는, 10℃ 이상이고, 또한, 예컨대, 80℃ 이하, 바람직하게는, 75℃ 이하에서, 예컨대, 1분간 이상, 바람직하게는, 2시간 이상, 또한, 예컨대, 24시간 이하, 바람직하게는, 10시간 이하, 교반 혼합한다.
그리고, 상기한 혼합에 의해, 제 1 및 제 2 규소 화합물이, 축합 촉매의 존재하에서, 부분적으로 축합한다.
구체적으로는, 제 1 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(11)에 있어서의 X1)와, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기(상기 식(14)에 있어서의 X2)가, 부분적으로 축합한다.
자세하게는, 제 1 규소 화합물의 축합 가능 치환기가 알콕시기이고, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기가 하이드록시기인 경우에는, 하기 식(16)에 나타내는 바와 같이, 그들이 부분적으로 축합한다.
식(16) :
Figure pat00016
또, 제 2 규소 화합물의 일부는, 축합하지 않고, 잔존하고 있고, 다음의 또 다른 축합(완전 경화 공정)에 의해, 제 1 폴리실록산의 축합 가능 치환기와 축합한다.
이와 같이 하여 얻어지는 제 1 폴리실록산은, 액상(오일 형상)이고, A 스테이지이다.
제 2 폴리실록산으로서는, 예컨대, 하기 식(17)로 표시되고, 적어도 1개의 축합 가능 치환기를 측쇄에 함유하는 측쇄형 폴리실록산을 들 수 있다.
식(17) :
Figure pat00017
(식 중에서, F~I는 구성 단위이고, F 및 I가 말단 단위, G 및 H가 반복 단위를 나타낸다. R8은, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, R9 또는 SiR9는, 부가 가능 치환기를 나타낸다. d는, 0 또는 1, e는 0 이상의 정수, f는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, 모든 R8 또는 R9는, 동일하더라도 상이하더라도 좋다.)
식(17)에 있어서, R8로 표시되는 1가의 탄화수소기로서는, 상기 식(10)의 R6으로 예시한 1가의 탄화수소기를 들 수 있고, 바람직하게는, 메틸, 페닐을 들 수 있다.
식(17)에 있어서, R9 또는 SiR9로 표시되는 부가 가능 치환기로서는, 예컨대, 상기한 부가 가능 치환기, 바람직하게는, 1쌍의 부가 가능 치환기를 구성하는 치환기 중 다른 쪽이고, 보다 바람직하게는, 하이드로실릴기, 에틸렌성 불포화기 함유기(구체적으로는, 비닐기)를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 하이드로실릴기를 들 수 있다.
d가 1인 경우에는, 측쇄형 폴리실록산은 직쇄상 폴리실록산이고, d가 0인 경우에는, 측쇄형 폴리실록산은 환상(環狀) 폴리실록산이다.
d는, 바람직하게는, 1이다.
e는, 구성 단위 G의 반복 단위 수를 나타내고, 반응성의 관점에서, 바람직하게는, 0 이상의 정수, 보다 바람직하게는, 1 이상의 정수이고, 또한, 바람직하게는, 100000 이하의 정수, 보다 바람직하게는, 10000 이하의 정수이다.
f는, 구성 단위 H의 반복 단위 수를 나타내고, 반응성의 관점에서, 바람직하게는, 1 이상의 정수, 보다 바람직하게는, 2 이상의 정수이고, 또한, 바람직하게는, 100000 이하의 정수, 보다 바람직하게는, 10000 이하의 정수이기도 하다.
측쇄형 폴리실록산의 수 평균 분자량은, 예컨대, 안정성이나 취급성의 관점에서, 100 이상 1000000 이하, 바람직하게는, 100 이상 100000 이하이다.
측쇄형 폴리실록산으로서, 구체적으로는, 메틸하이드로젠폴리실록산, 메틸비닐폴리실록산, 디메틸폴리실록산-CO-메틸하이드로젠폴리실록산, 디메틸폴리실록산-CO-비닐메틸폴리실록산, 에틸하이드로젠폴리실록산, 메틸하이드로젠폴리실록산-CO-메틸페닐폴리실록산, 메틸비닐폴리실록산-CO-메틸페닐폴리실록산, 2, 4, 6, 8-테트라메틸-2, 4, 6, 8-테트라비닐시클로테트라실록산, 1, 3, 5, 7-테트라메틸시클로테트라실록산 등을 들 수 있다.
이들 측쇄형 폴리실록산은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
바람직하게는, R8이 메틸기, R9가 수소 원자(다시 말해, SiR9가 하이드로실릴기) 또는 비닐기, d가 1, e가 1 이상의 정수, h가 2 이상의 정수인 직쇄상의 측쇄형 폴리실록산을 들 수 있다.
또한, 제 2 폴리실록산으로서, 예컨대, 하기 식(18)로 표시되고, 부가 가능 치환기를 분자의 양 말단에 함유하는 양 말단형 폴리실록산(부가 가능 치환기 양 말단 함유 폴리실록산)을 들 수 있다.
식(18) :
Figure pat00018
(식 중에서, R8은, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, R9 또는 SiR9는, 부가 가능 치환기, g는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, 모든 R8 또는 R9는, 동일하더라도 상이하더라도 좋다.)
R8로 표시되는 1가의 탄화수소기로서는, 상기 식(10)의 R6으로 표시되는 1가의 탄화수소기를 들 수 있고, 바람직하게는, 메틸, 페닐을 들 수 있다.
R9 또는 SiR9로 표시되는 부가 가능 치환기로서는, 예컨대, 상기한 부가 가능 치환기, 바람직하게는, 1쌍의 부가 가능 치환기를 구성하는 치환기 중 다른 쪽이고, 보다 바람직하게는, 하이드로실릴기, 에틸렌성 불포화기 함유기(구체적으로는, 비닐기)를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 하이드로실릴기를 들 수 있다.
g는, 반응성의 관점에서, 바람직하게는, 1 이상의 정수, 보다 바람직하게는, 2 이상의 정수이고, 또한, 바람직하게는, 100000 이하의 정수, 보다 바람직하게는, 10000 이하의 정수이기도 하다.
양 말단형 폴리실록산의 수 평균 분자량은, 안정성이나 취급성의 관점에서, 예컨대, 100 이상 1000000 이하, 바람직하게는, 100 이상 100000 이하이다.
양 말단형 폴리실록산으로서는, 예컨대, 양 말단 하이드로실릴형 폴리다이메틸실록산, 양 말단 비닐형 폴리다이메틸실록산, 양 말단 하이드로실릴형 폴리메틸페닐실록산, 양 말단 비닐형 폴리메틸페닐실록산, 양 말단 하이드로실릴형 폴리디페닐실록산, 양 말단 비닐기 함유 폴리다이메틸실록산, 양 말단 비닐기 함유 폴리디페닐실록산 등을 들 수 있다.
이들 양 말단형 폴리실록산은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
바람직하게는, R8이 모두 메틸기, R9가 수소 원자(다시 말해, SiR9가 하이드로실릴기) 또는 비닐기, g가 2 이상 10000 이하의 정수인, 양 말단 하이드로실릴형 폴리다이메틸실록산(오르가노하이드로젠폴리실록산) 또는 양 말단 비닐기 함유 폴리다이메틸실록산을 들 수 있다.
상기한 측쇄형 폴리실록산 및 양 말단형 폴리실록산 중, 제 2 폴리실록산으로서, 바람직하게는, 양 말단형 폴리실록산을 들 수 있다.
제 2 폴리실록산은, 시판품을 이용할 수 있고, 또한, 공지의 방법에 따라 합성한 것을 이용할 수도 있다.
그리고, 제 1 실리콘 수지 조성물을 조제하려면, 제 1 폴리실록산과 제 2 폴리실록산을 배합한다. 바람직하게는, 제 1 폴리실록산과 제 2 폴리실록산을 부가 촉매와 함께 배합한다.
또한, 제 2 폴리실록산의 부가 가능 치환기(다른 쪽, 바람직하게는, 하이드로실릴기(식(18)의 SiR9))에 대한, 제 1 폴리실록산의 부가 가능 치환기(한쪽, 바람직하게는, 비닐기(식(11)의 R7))의 몰비(R7/SiR9)는, 예컨대, 20/1 이하, 바람직하게는, 10/1 이하, 보다 바람직하게는, 5/1 이하이고, 또한, 예컨대, 1/20 이상, 바람직하게는, 1/10 이상, 보다 바람직하게는, 1/5 이상이기도 하다.
또한, 제 2 폴리실록산의 배합 비율은, 제 1 폴리실록산 및 제 2 폴리실록산의 총량 100질량부에 대하여, 예컨대, 1질량부 이상, 바람직하게는, 50질량부 이상, 더 바람직하게는, 80질량부 이상이고, 또한, 예컨대, 99.99질량부 이하, 바람직하게는, 99.9질량부 이하, 보다 바람직하게는, 99.5질량부 이하이기도 하다.
부가 촉매로서는, 제 1 폴리실록산의 부가 가능 치환기와, 제 1 폴리실록산의 부가 가능 치환기의 부가, 구체적으로는, 상기 식(6)~식(9)의 부가를 촉진하는 촉매이면 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는, 활성 에너지선에 의한 축합을 촉진하는 관점에서, 활성 에너지선에 대하여 활성을 갖는 광 촉매를 들 수 있다.
광 촉매로서, 예컨대, 하이드로실릴화 촉매 등을 들 수 있다.
하이드로실릴화 촉매는, 하이드로실릴기와 알케닐기의 하이드로실릴화 부가를 촉진한다. 그와 같은 하이드로실릴화 촉매로서, 예컨대, 천이 원소계 촉매를 들 수 있고, 구체적으로는, 백금계 촉매, 크롬계 촉매(헥사카르보닐크롬(Cr(CO)6) 등), 철계 촉매(카르보닐트리페닐포스핀철(Fe(CO)PPh3 등), 트리카르보닐비스페닐포스핀철(trans-Fe(CO)3(PPh3)2), 폴리머 기질-(알릴-디페닐포스핀)5-n[카르보닐철](polymer substrate-(Ar-PPh2)5-n[Fe(CO)n]), 펜타카르보닐철(Fe(CO)5) 등), 코발트계 촉매(트리카르보닐트리에틸실릴코발트(Et3SiCo(CO)3), 테트라카르보닐트리페닐실릴코발트(Ph3SiCo(CO)4), 옥타카르보닐코발트(Co2(CO)8) 등), 몰리브덴계 촉매(헥사카르보닐몰리브덴(Mo(CO)6) 등), 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등을 들 수 있다.
하이드로실릴화 촉매로서, 바람직하게는, 백금계 촉매를 들 수 있다. 백금계 촉매로서는, 예컨대, 백금흑, 염화백금, 염화백금산 등의 무기계 백금, 예컨대, 백금-올레핀 착체, 백금-카르보닐 착체, 백금-시클로펜타디에닐 착체, 백금-아세틸아세토네이트 착체 등의 백금 착체 등을 들 수 있다.
바람직하게는, 반응성의 관점에서, 백금 착체를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 백금-시클로펜타디에닐 착체, 백금-아세틸아세토네이트 착체를 들 수 있다.
백금-시클로펜타디에닐 착체로서는, 예컨대, 트리메틸(메틸시클로펜타디에닐)백금(Ⅳ), 트리메틸(시클로펜타디에닐)백금(Ⅳ) 착체 등을 들 수 있다.
백금-아세틸아세토네이트 착체로서는, 예컨대, 2, 4-펜탄디오네이트백금(Ⅱ)(백금(Ⅱ)아세틸아세토네이트) 등을 들 수 있다.
또, 천이 원소계 촉매는, 예컨대, 하기 문헌 등에 기재된 것을 들 수도 있다.
문헌 : ISSN 1070-3632, Russian Journal of General chemistry, 2011, Vol.81, No.7, pp.1480-1492 「Hydrosilyation on Photoactivated Catalysts」 D. A. de Vekki
부가 촉매는, 단독 사용 또는 병용할 수 있다.
부가 촉매는, 시판품을 이용할 수 있고, 또한, 공지의 방법에 따라 합성한 것을 이용할 수도 있다.
부가 촉매는, 예컨대, 용매에 용해하여 부가 촉매 용액으로서 조제할 수 있다. 부가 촉매 용액에 있어서의 부가 촉매의 농도는, 예컨대, 1질량% 이상 99질량% 이하이고, 또한, 부가 촉매가 천이 원소계 촉매인 경우에는, 예컨대, 천이 원소의 농도가, 0.1질량% 이상 50질량% 이하로 조정된다.
부가 촉매의 배합 비율은, 제 1 실리콘 수지 조성물 전체 100질량부에 대하여, 예컨대, 1.0×10- 11질량부 이상, 바람직하게는, 1.0×10- 9질량부 이상이고, 또한, 예컨대, 0.5질량부 이하, 바람직하게는, 0.1질량부 이하이기도 하다.
또한, 부가 촉매는, 필요에 따라, 적당한 양의 광 활성제, 광 산 발생제, 광 염기 발생제 등의 광 조제와 병용할 수도 있다.
그리고, 제 1 폴리실록산과 제 2 폴리실록산을 포함하는 각 성분을 상기한 배합 비율로 배합하고, 교반 혼합하는 것에 의해, 제 1 실리콘 수지 조성물을 얻을 수 있다.
또, 제 1 실리콘 수지 조성물은, 제 1 폴리실록산의 조제에 있어서 잔존하는 제 2 규소 화합물의 일부를 포함하고 있다.
그리고, 상기와 같이 하여 얻어진 제 1 실리콘 수지 조성물은, 예컨대, 액상, 바람직하게는, 오일 형상(점성의 액상)이고, 25℃, 1기압의 조건하에 있어서의 점도는, 예컨대, 100m㎩ㆍs 이상, 바람직하게는, 1000m㎩ㆍs 이상이고, 또한, 예컨대, 100000m㎩ㆍs 이하, 바람직하게는, 50000m㎩ㆍs 이하이기도 하다. 또, 점도는, 1기압의 조건하에서 레오미터를 이용하여 측정했다. 또, 점도는, 제 1 실리콘 수지 조성물을 25℃로 온도 조절하고, E형 콘을 이용하여, 회전수 99s-1로 측정했다.
구체적으로, 제 1 실리콘 수지 조성물을 얻으려면, 우선, 실라놀기 양 말단 폴리다이메틸실록산과, 비닐트리메톡시실란과, 디(2-에틸헥산산)주석(Ⅱ)(축합 촉매)을 배합하여, 오일 형상의 제 1 폴리실록산을 조제하고, 그 후, 양 말단 하이드로실릴형 폴리다이메틸실록산(제 2 폴리실록산)과, 트리메틸(메틸시클로펜타디에닐)백금(Ⅳ) 용액 또는 백금(Ⅱ)아세틸아세토네이트(부가 촉매)를 가한다.
혹은, 우선, 실라놀기 양 말단 폴리다이메틸실록산과, 비닐트리메톡시실란과, 디(2-에틸헥산산)주석(Ⅱ)(축합 촉매)을 배합하여, 오일 형상의 제 1 폴리실록산을 조제하고, 그 후, 양 말단 하이드로실릴형 폴리다이메틸실록산(제 2 폴리실록산)과, 트리메틸(메틸시클로펜타디에닐)백금(Ⅳ) 착체 용액 또는 백금(Ⅱ)아세틸아세토네이트(부가 촉매)를 가한다.
[제 2 실리콘 수지 조성물]
제 2 실리콘 수지 조성물은, 예컨대, 가열에 의해 축합 가능한 적어도 1쌍의 축합 가능 치환기와, 활성 에너지선에 의해 부가 가능한 적어도 1쌍의 부가 가능 치환기를 함유하는 제 3 폴리실록산을 함유한다.
1쌍의 축합 가능 치환기는, 제 1 실리콘 수지 조성물의 제 1 폴리실록산에 있어서의 1쌍의 축합 가능 치환기와 같다. 1쌍의 축합 가능 치환기는, 제 3 폴리실록산의 주쇄의 말단, 도중 및/또는 측쇄에 치환하고 있다.
1쌍의 부가 가능 치환기는, 제 1 실리콘 수지 조성물의 제 1 및 제 2 폴리실록산의 부가 가능 치환기와 같다. 1쌍의 부가 가능 치환기는, 제 3 폴리실록산의 주쇄의 말단, 도중 및/또는 측쇄에 치환하고 있다.
제 3 폴리실록산은, 예컨대, 하기 식(19)로 표시된다.
식(19) :
Figure pat00019
(식 중에서, R6은, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기로부터 선택되는 1가의 탄화수소기, 축합 가능 치환기 및/또는 부가 가능 치환기를 나타낸다. J~N은 구성 단위이고, J 및 N은 말단 단위, K~M은 반복 단위를 나타낸다. P는, K~M 중 어느 하나의 구성 단위를 나타낸다. k+l+m은 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, R6은, 적어도 1쌍의 축합 가능 치환기와, 적어도 1쌍의 부가 가능 치환기를 포함한다.)
R6으로 표시되는 1가의 탄화수소기, 축합 가능 치환기 및 부가 가능 치환기는, 상기한 상기 식(10)으로 예시되는 1가의 탄화수소기, 축합 가능 치환기 및 부가 가능 치환기를 들 수 있다.
k+l+m은, 안정성이나 취급성의 관점에서, 바람직하게는, 1 이상 100000 이하의 정수, 보다 바람직하게는, 1 이상 10000 이하의 정수이다.
k는, 예컨대, 0 이상의 정수, 바람직하게는, 1 이상의 정수이고, 또한, 예컨대, 100000 이하의 정수, 바람직하게는, 10000 이하의 정수이다.
l은, 예컨대, 0 이상 100000 이하의 정수, 바람직하게는, 0 이상 10000 이하의 정수이다.
m은, 예컨대, 0 이상 100000 이하의 정수, 바람직하게는, 0 이상 10000 이하의 정수이다.
제 3 폴리실록산의 수 평균 분자량은, 예컨대, 100 이상, 바람직하게는, 200 이상이고, 또한, 예컨대, 1000000 이하, 바람직하게는, 100000 이하이기도 하다.
제 3 폴리실록산은, 시판품을 이용할 수 있고, 또한, 공지의 방법에 따라 합성한 것을 이용할 수도 있다.
제 3 폴리실록산의 함유 비율은, 제 2 실리콘 수지 조성물에 대하여, 예컨대, 60질량% 이상, 바람직하게는, 90질량% 이상이고, 또한, 예컨대, 100질량% 이하이기도 하다.
제 2 실리콘 수지 조성물로부터 실리콘 반경화체를 얻으려면, 제 1 실리콘 수지 조성물과 같은 조건에서, 제 3 폴리실록산을, 축합 촉매와 함께 가열하고, 그 후, 부가 촉매를 가한다.
[형광체]
형광체는, 파장 변환 기능을 갖고 있고, 예컨대, 청색광을 황색광으로 변환할 수 있는 황색 형광체, 청색광을 적색광으로 변환할 수 있느 적색 형광체 등을 들 수 있다.
황색 형광체로서는, 예컨대, Y3Al5O12:Ce(YAG(이트륨 알루미늄 가넷):Ce), Tb3Al3O12:Ce(TAG(테르븀 알루미늄 가넷):Ce) 등의 가넷형 결정 구조를 갖는 가넷형 형광체, 예컨대, Ca-α-SiAlON 등의 산질화물 형광체 등을 들 수 있다.
적색 형광체로서는, 예컨대, CaAlSiN3:Eu, CaSiN2:Eu 등의 질화물 형광체 등을 들 수 있다.
바람직하게는, 황색 형광체를 들 수 있다.
형광체의 형상으로서는, 예컨대, 구 형상, 판 형상, 침 형상 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 유동성의 관점에서, 구 형상을 들 수 있다.
형광체의 최대 길이의 평균치(구 형상인 경우에는, 평균 입자 직경)는, 예컨대, 0.1㎛ 이상, 바람직하게는, 1㎛ 이상이고, 또한, 예컨대, 200㎛ 이하, 바람직하게는, 100㎛ 이하이기도 하다.
형광체의 배합 비율은, 활성 에너지 경화성 수지 100질량부에 대하여, 예컨대, 0.1질량부 이상, 바람직하게는, 0.5질량부 이상이고, 예컨대, 80질량부 이하, 바람직하게는, 50질량부 이하이기도 하다.
[충전제]
또한, 형광 수지 조성물은, 충전제를 함유할 수도 있다.
충전제로서는, 예컨대, 실리콘 입자 등의 유기 미립자, 예컨대, 실리카, 탈크, 알루미나, 질화알루미늄, 질화규소 등의 무기 미립자를 들 수 있다. 또한, 충전제의 배합 비율은, 활성 에너지 경화성 수지 100질량부에 대하여, 예컨대, 0.1질량부 이상, 바람직하게는, 0.5질량부 이상이고, 또한, 예컨대, 70질량부 이하, 바람직하게는, 50질량부 이하이기도 하다.
[형광체 시트(5)의 제작]
형광체 시트(5)를 제작하려면, A 스테이지의 제 1 실리콘 수지 조성물 또는 제 2 실리콘 수지 조성물 및 형광체 및 필요에 따라 배합되는 충전제를 배합하여, 그들의 혼합물을, 이형 시트(13)의 표면에 도포하고, 그 후, 가열하여, 형광 수지 조성물을 시트 형상으로 조제한다. 또, 형광체 및 필요에 따라 배합되는 충전제를, A 스테이지의 제 1 실리콘 수지 조성물 또는 제 2 실리콘 수지 조성물의 조제에 있어서, 각 성분을 배합할 때, 반응 전, 반응 중, 반응 후의 어느 때에 있어서도 가할 수 있다.
이형 시트(13)로서는, 예컨대, 폴리에틸렌 필름, 폴리에스테르 필름(PET 등) 등의 폴리머 필름, 예컨대, 세라믹스 시트, 예컨대, 금속박 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리머 필름을 들 수 있다. 또한, 이형 시트의 표면에는, 불소 처리 등의 박리 처리를 실시할 수도 있다.
혼합물의 도포에서는, 예컨대, 캐스팅, 스핀코팅, 롤코팅 등이 이용된다.
가열 조건으로서, 가열 온도는, 예컨대, 40℃ 이상, 바람직하게는, 60℃ 이상이고, 또한, 예컨대, 180℃ 이하, 바람직하게는, 150℃ 이하이기도 하고, 가열 시간은, 예컨대, 0.1분간 이상이고, 또한, 예컨대, 180분간 이하, 바람직하게는, 60분간 이하이기도 하다.
가열 조건이 상기 범위 내에 있으면, 저분자 성분(예컨대, 물을 포함하는 용매 등)을 확실히 제거하여, 축합을 완결시켜, 제 1 또는 제 2 실리콘 수지 조성물을 반경화(B 스테이지화)할 수 있다.
그리고, 혼합물이 제 1 실리콘 수지 조성물로 조제되는 경우에는, 상기한 가열에 의해, 제 1 폴리실록산이 함유하는 적어도 1쌍의 축합 가능 치환이 축합한다. 이것에 의해, 제 1 규소 화합물의 축합 가능 치환기가 알콕시기이고, 제 2 규소 화합물의 축합 가능 치환기가 하이드록시기인 경우에는, 하기 식(20)에 나타내는 바와 같이, 제 1 폴리실록산의 분자량이 증대하고, 그것에 의해, 제 1 실리콘 수지 조성물이 겔화한다. 다시 말해, 제 1 실리콘 수지 조성물이 반경화(B 스테이지화)하여, 실리콘 반경화체가 얻어진다.
식(20) :
Figure pat00020
혹은, 혼합물이 제 2 실리콘 수지 조성물로 조제되는 경우에는, 상기한 가열에 의해, 제 3 폴리실록산이 함유하는 적어도 1쌍의 축합 가능 치환이 축합한다. 이것에 의해, 제 3 폴리실록산의 분자량이 증대하고, 그것에 의해, 제 2 실리콘 수지 조성물이 겔화한다. 다시 말해, 제 2 실리콘 수지 조성물이 반경화(B 스테이지화)하여, 실리콘 반경화체가 얻어진다.
이것에 의해, 실리콘 반경화체 및 형광체(및 필요에 따라 배합되는 충전제)를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체 시트(5)가 얻어진다.
형광체 시트(5)의 23℃에 있어서의 압축 탄성률은, 예컨대, 0.01㎫ 이상, 바람직하게는, 0.04㎫ 이상이고, 또한, 예컨대, 1.0㎫ 이하이기도 하다.
형광체 시트(5)의 압축 탄성률이 상기 상한 이하이면, 충분한 유연성을 담보할 수 있다. 한편, 형광체 시트(5)의 압축 탄성률이 하한 이상이면, LED(4)를 매설할 수 있다.
또한, 형광체 시트(5)의 파장 400㎚ 이하에 있어서의 광 투과율은, 예컨대, 50% 이상, 바람직하게는, 60% 이상이다.
또한, 형광체 시트(5)의 광 투과율이 상기 하한 이상이면, 광 투과성을 확실히 담보할 수 있고, 휘도가 우수한 LED 장치(15)(후술)를 얻을 수 있다.
형광체 시트(5)의 두께는, 예컨대, 10㎛ 이상, 바람직하게는, 100㎛ 이상이고, 또한, 예컨대, 5000㎛ 이하, 바람직하게는, 2000㎛ 이하이기도 하다.
이것에 의해, 도 1(a)의 상부에 나타내는 바와 같이, 이형 시트(13)에 적층되는 형광체 시트(5)를 제작(준비)한다.
그 후, 제작한 형광체 시트(5)를, LED(4)를 매설하도록, 지지 시트(12)의 상면에 배치한다(매설 공정). 즉, 형광체 시트(5)를, LED(4)의 상면 및 측면을 피복하도록, 지지 시트(12)의 위에 배치한다.
구체적으로는, 도 1(a)의 화살표 및 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 이형 시트(13)에 적층된 형광체 시트(5)를, 지지 시트(12)를 향해 압착한다.
즉, 시트 배치 공정에서는, 형광체 시트(5)에 의해 LED(4)를 매설하는 매설 공정이 실시된다.
그 후, 필요에 따라, 도 1(b)의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 이형 시트(13)를 형광체 시트(5)로부터 뗀다.
<봉지 공정>
시트 배치 공정 후, 도 1(c)의 화살표로 나타내는 바와 같이, 봉지 공정에서는, 활성 에너지선을 형광체 시트(5)에 조사한다.
활성 에너지선은, 예컨대, 자외선, 전자선 등을 포함하고, 예컨대, 파장 180㎚ 이상 영역, 바람직하게는, 200㎚ 이상, 또한, 예컨대, 460㎚ 이하, 바람직하게는, 400㎚ 이하의 영역에 스펙트럼 분포를 갖는 활성 에너지선을 들 수 있다.
활성 에너지선의 조사에는, 예컨대, 케미컬 램프, 엑시머 레이저, 블랙 라이트, 수은 아크, 탄소 아크, 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프 등의 조사 장치가 이용된다. 또, 상기 파장 영역보다 장파장측 혹은 단파장측의 활성 에너지선을 발생시킬 수 있는 조사 장치를 이용할 수도 있다.
조사량은, 예컨대, 0.001J/㎠ 이상, 또한, 예컨대, 100J/㎠ 이하, 바람직하게는, 10J/㎠ 이하이기도 하다.
조사 시간은, 예컨대, 10분간 이하, 바람직하게는, 1분간 이하이고, 또한, 5초간 이상이기도 하다.
또한, 활성 에너지선을, 예컨대, 위쪽 및/또는 아래쪽으로부터 형광체 시트(5)를 향해 조사하고, 바람직하게는, 도 1(c)의 화살표로 나타내는 바와 같이, 위쪽으로부터 형광체 시트(5)를 향해 조사한다.
또, 활성 에너지선의 형광체 시트(5)에 대한 조사에 있어서, 지지 시트(12)가 활성 에너지선 조사 박리 시트인 경우에는, 활성 에너지선의 형광체 시트(5)에 대한 조사에 의해 지지 시트(12)의 점착력이 저하하지 않도록, 활성 에너지선 조사 박리 시트나 조사 조건이 선택된다.
상기한 활성 에너지선의 조사와 함께, 가열할 수도 있다.
가열의 시기는, 활성 에너지선의 조사와 함께, 혹은, 활성 에너지선의 조사의 전 또는 후에 실시하더라도 좋고, 바람직하게는, 활성 에너지선의 조사 후에 실시한다.
가열 조건은, 온도가, 예컨대, 50℃ 이상, 바람직하게는, 100℃ 이상이고, 또한, 예컨대, 250℃ 이하, 또한, 200℃ 이하이기도 하고, 또한, 가열 시간은, 예컨대, 0.1분간 이상, 또한, 예컨대, 1440분간 이하, 바람직하게는, 180분간 이하이기도 하다.
상기한 활성 에너지선의 조사(및 필요에 따라 실시되는 가열)에 의해, 형광체 시트(5)가 완전 경화(최종 경화)하여 C 스테이지가 된다.
구체적으로는, 실리콘 반경화체가 제 1 실리콘 수지 조성물로 조제되는 경우에는, 활성 에너지선의 조사(및 필요에 따라 실시되는 가열)에 의해, 하기 식(21)에 나타내는 바와 같이, 제 1 폴리실록산의 부가 가능 치환기가 비닐기이고, 제 2 폴리실록산의 부가 가능 치환기가 하이드로실릴기인 경우에는, 그들이 부가(하이드로실릴 부가)한다.
식(21) :
Figure pat00021
혹은, 실리콘 반경화체가 제 2 실리콘 수지 조성물로 조제되는 경우에는, 활성 에너지선의 조사(및 필요에 따라 실시되는 가열)에 의해, 제 3 폴리실록산의 부가 가능 치환기가 비닐기 및 하이드로실릴기인 경우에는, 그들이 부가(하이드로실릴 부가)한다.
이것에 의해, 실리콘 반경화체가 완전 경화한다. 다시 말해, 형광체 시트(5)가 완전 경화(C 스테이지화)한다.
또, 완전 경화에 있어서의, 부가의 진행도는, 예컨대, 고체 NMR 측정에 의해, 부가 가능 치환기에 유래하는 피크 강도로 확인할 수 있다.
C 스테이지화(완전 경화)한 형광체 시트(5)는, 가요성을 갖고 있고, 구체적으로는, 23℃에 있어서의 압축 탄성률이, 예컨대, 0.5㎫ 이상, 바람직하게는, 1.0㎫ 이상이고, 또한, 예컨대, 100㎫ 이하, 바람직하게는, 10㎫ 이하이기도 하다.
형광체 시트(5)의 압축 탄성률이 상기 상한 이하이면, 가요성을 확실히 담보할 수 있고, 예컨대, 다음의 절단 공정(도 1(d)의 파선 참조)에 있어서, 비교적 저렴한 커팅 장치(후술)를 이용하여, 형광체 시트(5)를 절단할 수도 있다. 형광체 시트(5)의 압축 탄성률이 상기 하한 이상이면, 절단 후의 형상을 유지할 수 있다.
이것에 의해, LED(4)의 측면 및 상면과, LED(4)로부터 노출되는 지지 시트(12)의 상면이, 형광체 시트(5)에 의해 밀착 형상으로 피복된다. 다시 말해, C 스테이지의 형광체 시트(5)에 의해 LED(4)가 봉지된다.
<절단 공정>
시트 배치 공정 후, 도 1(d)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 절단 공정에서는, LED(4)의 주위의 가요성의 형광체 시트(5)를, 두께 방향을 따라 절단한다. 예컨대, 형광체 시트(5)를, 예컨대, 각 LED(4)를 둘러싸는 평면에서 보아 대략 직사각형 형상으로 절단한다.
형광체 시트(5)를 절단하려면, 예컨대, 원반 형상의 다이싱 소(dicing saw)(다이싱 블레이드)(31)를 이용하는 다이싱 장치, 커터를 이용하는 커팅 장치, 레이저 조사 장치 등이 이용된다.
형광체 시트(5)의 절단에서는, 예컨대, 절단면(8)이 지지 시트(12)를 관통하지 않도록, 형광체 시트(5)의 상면으로부터 하면을 향해 절단한다.
절단 공정에 의해, LED(4)와, LED(4)의 표면(상면 및 측면)을 피복하는 형광체 시트(5)를 구비하는 형광체 시트 피복 LED(10)를, 지지 시트(12)에 밀착하는 상태로 얻는다.
<LED 박리 공정>
절단 공정 후, 도 1(e)에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(12)를 면 방향으로 연신시키면서, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 박리한다.
구체적으로는, 우선, 도 1(d)의 화살표로 나타내는 바와 같이, 지지 시트(12)를 면 방향 바깥쪽으로 연신시킨다. 이것에 의해, 도 1(e)에 나타내는 바와 같이, 형광체 시트 피복 LED(10)는, 지지 시트(12)에 밀착한 상태로, 절단면(8)에 인장 응력이 집중하므로, 절단면(8)이 넓어지고, 그리고, 각 LED(4)가 서로 이간하여, 극간(19)이 형성된다. 극간(19)은, 각 LED(4)를 사이에 두도록, 평면에서 보아 대략 격자 형상으로 형성된다.
그 후, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)의 상면으로부터 박리한다.
구체적으로는, 도 1(e')에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 침 등의 가압 부재(14)와, 콜릿 등의 흡인 부재(16)를 구비하는 픽업 장치(17)에 의해, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 박리한다. 픽업 장치(17)에서는, 가압 부재(14)가, 박리하고 싶은 형광체 시트 피복 LED(10)에 대응하는 지지 시트(12)를 아래쪽으로부터 가압하는(밀어 올리는) 것에 의해, 박리하고 싶은 형광체 시트 피복 LED(10)를 위쪽으로 밀어 올려, 밀어 올려진 형광체 시트 피복 LED(10)를 콜릿 등의 흡인 부재(16)에 의해 흡인하면서 지지 시트(12)로부터 박리한다.
그리고, 지지 시트(12)를 면 방향으로 연신하면, 박리하고 싶은 형광체 시트 피복 LED(10)와, 그것에 인접하는 형광체 시트 피복 LED(10)의 사이에 극간(19)이 형성되므로, 흡인 부재(16)를 박리하고 싶은 형광체 시트 피복 LED(10)에 근접시켰을 때에, 그것에 인접하는 형광체 시트 피복 LED(10)에 흡인 부재(16)가 접촉하여, 이러한 형광체 시트 피복 LED(10)가 손상되는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 상기한 지지 시트(12)의 연신 대신에, 또는, 지지 시트(12)의 연신에 더하여, 상기한 지지 시트(12)가, 열 박리 시트이기도 한 경우에는, 지지 시트(12)를, 예컨대, 50℃ 이상, 바람직하게는, 70℃ 이상, 또한, 예컨대, 200℃ 이하, 바람직하게는, 150℃ 이하로 가열할 수도 있다.
또한, 상기한 지지 시트(12)의 연신 대신에, 또는, 지지 시트(12)의 연신에 더하여, 상기한 지지 시트(12)가, 활성 에너지선 조사 박리 시트이기도 한 경우에는, 지지 시트(12)에 활성 에너지선을 조사할 수도 있다.
이들의 처리에 의해, 지지 시트(12)의 점착력이 저하하여, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 보다 한층 용이하게 박리할 수 있다.
이것에 의해, 도 1(e)에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(12)로부터 박리된 형광체 시트 피복 LED(10)를 얻는다.
<실장 공정>
박리 공정 후, 형광체 시트 피복 LED(10)를 발광 파장이나 발광 효율에 따라 선별한 후, 도 1(f)에 나타내는 바와 같이, 선별된 형광체 시트 피복 LED(10)를 기판(9)에 실장한다. 이것에 의해, LED 장치(15)를 얻는다.
다시 말해, 형광체 시트 피복 LED(10)를, LED(4)의 범프(도시하지 않음)가 기판(9)의 상면에 마련되는 단자(도시하지 않음)와 대향하도록, 기판(9)과 대향 배치시킨다. 구체적으로는, 형광체 시트 피복 LED(10)의 LED(4)를 기판(9)에 플립칩 실장한다.
이것에 의해, 기판(9)과, 기판(9)에 실장되는 형광체 시트 피복 LED(10)를 구비하는 LED 장치(15)를 얻는다.
그 후, 필요에 따라, 도 1(f)의 가상선으로 나타내는 바와 같이, LED 장치(15)에, 형광체 시트 피복 LED(10)를 봉지하는 봉지 보호층(20)을 마련한다. 이것에 의해, LED 장치(15)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 이 형광체 시트 피복 LED(10)의 제조 방법에서는, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체 시트(5)를, LED(4)를 피복하도록, 지지 시트(12)의 상면에 적층하고, 그 후, 활성 에너지선을 형광체 시트(5)에 조사하여, 형광체 시트(5)에 의해 LED(4)를 봉지한다. 그 때문에, 지지 시트(12)의 손상을 억제하면서, LED(4)를 봉지하여, LED(4)의 주위에 형광체를 균일하게 분산시킬 수 있다.
다시 말해, 형광체 시트(5)를 가열하지 않고도, 또는, 가열을 저감하면서, 형광체 시트(5)를 활성 에너지선의 조사에 의해 경화시키는 것에 의해, LED(4)를 봉지할 수 있으므로, 형광체 시트(5)를 지지하는 지지 시트(12)가 내열성을 가질 필요가 없다. 즉, 내열성이 낮은 지지 시트(12)를 이용할 수 있다.
더구나, 형광체 시트(5)를 완전 경화시키는 경우에, 활성 에너지선을 조사하는 조사 시간은, 가열에 의해서만 형광체 시트(5)를 완전 경화시키는 경우에 비하여, 단시간으로 설정할 수 있다.
또한, 형광체 시트(5)를, LED(4)에 대응하여 절단하는 것에 의해, LED(4)와, LED(4)의 표면을 피복하는 형광체 시트(5)를 구비하는 형광체 시트 피복 LED(10)를 얻고, 그 후, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 박리한다. 그 때문에, 손상이 억제된 지지 시트(12)에 지지되는 형광체 시트(5)를, 우수한 치수 안정성으로 절단하여, 치수 안정성이 우수한 형광체 시트 피복 LED(10)를 얻을 수 있다.
또한, 절단 공정에 있어서, 형광체 시트(5)를 지지 시트(12)에 의해 지지하면서 절단하고, 그 후, 박리 공정에 있어서 지지 시트(12)를 가열하면, 이미 절단 공정에 있어서 형광체 시트(5)를 지지하고 그 역할을 마친 지지 시트(12)를 가열하여, 그것으로부터 형광체 시트 피복 LED(10)를 박리하므로, 효율적으로 치수 안정성이 우수한 형광체 시트 피복 LED(10)를 얻을 수 있다.
따라서, 이 형광체 시트 피복 LED(10)는, 치수 안정성이 우수하다.
또한, LED 장치(15)는 치수 안정성이 우수한 형광체 시트 피복 LED(10)를 구비하므로 신뢰성이 우수하고, 그 때문에 발광 효율이 향상되고 있다.
<변형예>
제 1 실시 형태에서는, 본 발명의 지지 시트를 지지 시트(12)의 1층으로 형성하고 있지만, 예컨대, 도시하지 않지만, 면 방향으로 연신 불가능한 경질의 지지판과, 지지판의 위(두께 방향 한쪽)에 적층되는 점착층의 2층으로 형성할 수도 있다.
지지판을 형성하는 경질 재료로서, 예컨대, 산화규소(석영 등) 등의 산화물, 예컨대, 스테인리스 등의 금속 등을 들 수 있다. 지지판의 두께는, 예컨대, 0.1㎜ 이상, 바람직하게는, 0.3㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 5㎜ 이하, 바람직하게는, 2㎜ 이하이기도 하다.
점착층은, 지지판의 상면 전면에 형성되어 있다. 점착층을 형성하는 점착 재료로서는, 예컨대, 아크릴계 감압 접착제 등의 감압 접착제를 들 수 있다. 점착층의 두께는, 예컨대, 0.1㎜ 이상, 바람직하게는, 0.2㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 1㎜ 이하, 바람직하게는, 0.5㎜ 이하이기도 하다.
바람직하게는, 도 1(a)의 상부에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 지지 시트로서, 면 방향으로 연신 가능한 1층의 지지 시트(12)를 이용한다.
이것에 의하면, 도 1(e)에 나타내는 LED 박리 공정에서는, 지지 시트(12)를 면 방향으로 연신시키면서, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 박리할 수 있으므로, 도 1(e')에 나타내는 바와 같이, 상기한 픽업 장치(17)를 이용하여, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 용이하고 확실하게 박리할 수 있다.
또, 지지 시트(12)에는, 경질의 지지판이 마련되어 있지 않으므로, 도 1(e')가 참조되는 바와 같이, 픽업 장치(17)의 가압 부재(14)에 의해, 아래쪽으로부터 지지 시트(12) 및 그것에 대응하는 형광체 시트 피복 LED(10)를 밀어 올릴 수 있다.
더구나, 경질의 지지판을 점착층에 적층할 필요가 없으므로, 프로세스의 간편화를 도모할 수 있다.
<제 2 실시 형태>
도 2는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 2 실시 형태를 나타내는 공정도를 나타낸다. 도 3은 도 2(d)에 나타내는 형광체 시트 매설 LED의 평면도를 나타낸다. 도 4는 도 2(a)에 나타내는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도를 나타낸다.
또, 제 2 실시 형태에 있어서, 제 1 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1 실시 형태에서는, 본 발명의 형광체층의 일례로서, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 형광체가 균일하게(적어도 면 방향으로 균일하게) 분산되는 형광체 시트(5)를 예시하고 있지만, 예컨대, 도 2(a) 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 봉지 시트로서, 형광체를 함유하는 피복부로서의 매설부(33)와, 매설부(33)를 둘러싸는 리플렉터부(34)를 구비하는 매설-리플렉터 시트(24)를 예시할 수도 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 매설부(33)는, 매설-리플렉터 시트(24)에 있어서, 복수의 LED(4)를 매설하는 부분으로서 간격을 두고 복수 마련되어 있고, 각 매설부(33)는, 평면에서 보아 대략 원 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 각 매설부(33)는, 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 대략 원뿔대 형상으로 형성되어 있다.
매설부(33)의 하단부의 직경(최대 길이)은, LED(4)의 면 방향의 최대 길이보다 크고, 구체적으로는, LED(4)의 면 방향의 최대 길이에 대하여, 예컨대, 200% 이상, 바람직하게는, 300% 이상, 보다 바람직하게는, 500% 이상이고, 예컨대, 3000% 이하이다. 구체적으로는, 매설부(33)의 하단부의 직경(최대 길이)은, 예컨대, 5㎜ 이상, 바람직하게는, 7㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 300㎜ 이하, 바람직하게는, 200㎜ 이하이다.
또한, 매설부(33)의 상단부의 직경(최대 길이)은, 하단부의 직경(최대 길이)보다 크고, 구체적으로는, 예컨대, 7㎜ 이상, 바람직하게는, 10㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 400㎜ 이하, 바람직하게는, 250㎜ 이하이다.
또한, 각 매설부(33) 사이의 간격(최소 간격, 구체적으로는, 매설부(33)의 상단부 사이의 간격)은, 예컨대, 20㎜ 이상, 바람직하게는, 50㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 1000㎜ 이하, 바람직하게는, 200㎜ 이하이다.
매설부(33)는, 상기한 형광 수지 조성물로 형성되어 있다. 매설부(33)는, 형광 수지 조성물이 경화성 수지를 함유하는 경우에는, B 스테이지로 형성되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 리플렉터부(34)는, 매설-리플렉터 시트(24)의 둘레 부분에 있어서 연속함과 아울러, 각 매설부(33)의 사이에 배치되고, 각 매설부(33)를 둘러싸는 평면에서 보아 대략 격자 형상으로 형성되어 있다.
또한, 리플렉터부(34)는, 후술하는 광 반사 성분을 함유하는 반사 수지 조성물로 형성되어 있다.
다음으로, 이 매설-리플렉터 시트(24)의 제조 방법에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
이 방법에서는, 우선, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 프레스 장치(35)를 준비한다.
프레스 장치(35)는, 지지판(36)과, 지지판(36)의 위쪽에 대향 배치되는 틀(37)을 구비하고 있다.
지지판(36)은, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로, 대략 직사각형 평판 형상으로 형성되어 있다.
틀(37)은, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로 형성되어 있고, 평판부(38)와, 평판부(38)로부터 아래쪽으로 돌출하도록 형성되는 돌출부(39)를 일체적으로 구비하고 있다.
평판부(38)는, 평면에서 보아, 지지판(36)과 동일 형상으로 형성되어 있다.
돌출부(39)는, 틀(37)에 있어서, 매설부(33)에 대응하도록, 면 방향으로 서로 간격을 두고 복수 마련되어 있다. 즉, 돌출부(39)는, 평판부(38)의 하면으로부터 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 대략 원뿔대 형상으로 형성되어 있고, 구체적으로는, 정단면(正斷面) 및 측단면(側斷面)에서 보아, 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 다시 말해, 돌출부(39)는, 매설부(33)와 동일 형상으로 형성되어 있다.
또한, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 지지판(36)의 둘레 부분의 상면에는, 스페이서(40)가 마련되어 있다. 스페이서(40)는, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로 이루어지고, 두께 방향으로 투영했을 때에, 복수의 매설부(33)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 스페이서(40)는, 두께 방향으로 투영했을 때에, 틀(37)에 포함되고, 구체적으로는, 평판부(38)의 둘레 부분과 겹치도록, 지지판(36)에 배치되어 있다.
스페이서(40)의 두께는, 후술하는 박리 시트(49)의 두께와, 돌출부(39)의 두께의 합계 두께가 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 스페이서(40)의 두께는, 예컨대, 0.3㎜ 이상, 바람직하게는, 0.5㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 5㎜ 이하, 바람직하게는, 3㎜ 이하이다.
또, 프레스 장치(35)는, 형상이 다른 틀(37)이 교환 가능하게 구성되어 있고, 구체적으로는, 도 4(a)에 나타내는 돌출부(39)를 갖는 틀(37)과, 도 4(c)에 나타내는 후술하는 돌출부(39)를 갖지 않는 평판 형상의 틀(37)이 교환 가능하게 구성되어 있다.
또한, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 지지판(36)의 상면에 있어서, 스페이서(40)의 안쪽에는, 박리 시트(49)가 탑재되어 있다. 박리 시트(49)의 둘레 면은, 지지판(36)의 상면에 있어서, 스페이서(40)의 안쪽 면에 접촉하도록 형성되어 있다. 박리 시트(49)의 두께는, 예컨대, 10㎛ 이상, 바람직하게는, 30㎛ 이상이고, 또한, 예컨대, 200㎛ 이하, 바람직하게는, 150㎛ 이하이다.
그 다음에, 도 4(a)에 나타내는 프레스 장치(35)에 있어서, 리플렉터 시트(42)를, 박리 시트(49)의 상면에 배치한다.
리플렉터 시트(42)를 박리 시트(49)의 상면에 배치하려면, 예컨대, 반사 수지 조성물로 형성되는 리플렉터 시트(42)를 박리 시트(49)의 상면에 적층하는 적층 방법, 예컨대, 액상의 반사 수지 조성물을 박리 시트(49)의 상면에 도포하는 도포 방법 등이 이용된다.
반사 수지 조성물은, 예컨대, 수지와 광 반사 성분을 함유한다.
수지로서는, 예컨대, 열 경화성 실리콘 수지, 에폭시 수지, 열 경화성 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 유리아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 열 경화성 우레찬 수지 등의 열 경화성 수지를 들 수 있고, 바람직하게는, 열 경화성 실리콘 수지, 에폭시 수지를 들 수 있다.
광 반사 성분은, 예컨대, 백색의 화합물이고, 그와 같은 백색의 화합물로서는, 구체적으로는, 백색 안료를 들 수 있다.
백색 안료로서는, 예컨대, 백색 무기 안료를 들 수 있고, 그와 같은 백색 무기 안료로서는, 예컨대, 산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄 등의 산화물, 예컨대, 연백(탄산납), 탄산칼슘 등의 탄산염, 예컨대, 카올린(카올리나이트) 등의 점토 광물 등을 들 수 있다.
백색 무기 안료로서, 바람직하게는, 산화물, 더 바람직하게는, 산화티타늄을 들 수 있다.
그와 같은 산화티타늄은, 구체적으로는, TiO2, (산화티타늄(Ⅳ), 이산화티타늄)이다.
산화티타늄의 결정 구조는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 루틸, 브루카이트(판티탄석), 아나타제(예추석) 등이고, 바람직하게는, 루틸이다.
또한, 산화티타늄의 결정계는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 정방정계, 사방정계 등이고, 바람직하게는, 정방정계이다.
산화티타늄의 결정 구조 및 결정계가, 루틸 및 정방정계이면, 리플렉터부(34)가 장기간 고온에 노출되는 경우에도, 광(구체적으로는, 가시광, 특히, 파장 450㎚ 부근의 광)에 대한 반사율이 저하하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
광 반사 성분은, 입자 형상이고, 그 형상은 한정되지 않고, 예컨대, 구 형상, 판 형상, 침 형상 등을 들 수 있다. 광 반사 성분의 최대 길이의 평균치(구 형상인 경우에는, 그 평균 입자 직경)는, 예컨대, 1㎚ 이상 1000㎚ 이하이다. 최대 길이의 평균치는, 레이저 회절 산란식 입도 분포계를 이용하여 측정된다.
광 반사 성분의 배합 비율은, 수지 100질량부에 대하여, 예컨대, 30질량부 이상, 바람직하게는, 50질량부 이상이고, 또한, 예컨대, 200질량부 이하, 바람직하게는, 100질량부 이하이다.
상기한 광 반사 성분은, 수지 중에 균일하게 분산 혼합된다.
또한, 반사 수지 조성물에는, 상기한 충전제를 더 첨가할 수도 있다. 다시 말해, 충전제를, 광 반사 성분(구체적으로는, 백색 안료)과 병용할 수 있다.
충전제는, 상기한 백색 안료를 제외하고, 공지의 충전제를 들 수 있고, 구체적으로는, 실리콘 입자 등의 유기 미립자, 예컨대, 실리카, 탈크, 알루미나, 질화알루미늄, 질화규소 등의 무기 미립자를 들 수 있다.
충전제의 첨가 비율은, 충전제 및 광 반사 성분의 총량이, 수지 100질량부에 대하여, 예컨대, 400질량부 이상, 바람직하게는, 500질량부 이상, 보다 바람직하게는, 600질량부 이상이 되도록, 또한, 예컨대, 2500질량부 이하, 바람직하게는, 2000질량부 이하, 보다 바람직하게는, 1600질량부 이하가 되도록 조정된다.
적층 방법에서는, 반사 수지 조성물은, 상기한 수지와, 광 반사 성분과, 필요에 따라 첨가되는 충전제를 배합하여, 균일 혼합하는 것에 의해, A 스테이지로서 조제된다.
이어서, 적층 방법에서는, A 스테이지의 반사 수지 조성물을, 도시하지 않는 이형 시트의 표면에, 예컨대, 캐스팅, 스핀코팅, 롤코팅 등의 도포 방법에 의해 도포하고, 그 후, 가열하여 B 스테이지 혹은 C 스테이지로 한다. 이형 시트로서는, 예컨대, 상기한 이형 시트(13)와 같은 것을 들 수 있다.
혹은, A 스테이지의 반사 수지 조성물을, 예컨대, 도시하지 않는 이형 시트의 표면에, 스크린 인쇄 등에 의해 상기한 도포 방법에 의해 도포하고, 그 후, 가열하는 것에 의해, B 스테이지 혹은 C 스테이지의 리플렉터 시트(42)를 형성한다.
그 후, 리플렉터 시트(42)를 박리 시트(49)에 전사한다. 이어서, 도시하지 않는 이형 시트를 박리한다.
한편, 도포 방법에서는, 상기한 A 스테이지의 반사 수지 조성물을, 박리 시트(49)의 상면에, 스크린 인쇄 등에 의해 도포하고, 그 후, 가열하는 것에 의해, B 스테이지의 리플렉터 시트(42)를 형성한다.
리플렉터 시트(42)의 두께는, 예컨대, 0.3㎜ 이상, 바람직하게는, 0.5㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 5㎜ 이하, 바람직하게는, 3㎜ 이하이다.
이어서, 도 4(a)의 화살표 및 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 프레스 장치(35)에 의해 리플렉터 시트(42)를 프레스한다.
구체적으로는, 틀(37)을 지지판(36)에 대하여 눌러 내린다. 자세하게는, 돌출부(39)가, 리플렉터 시트(42)를 두께 방향으로 관통하도록, 틀(37)을 아래쪽으로 눌러 내린다. 아울러, 틀(37)의 평판부(38)의 둘레 부분을, 스페이서(40)의 상면에 맞닿게 한다.
이것에 의해, 리플렉터 시트(42)에는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 두께 방향을 관통하고, 돌출부(39)에 대응하는 형상의 관통 구멍(41)이 형성된다.
틀(37)을 눌러 내리는 것에 있어서, 반사 수지 조성물이 B 스테이지의 열 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 틀(37)에 미리 히터(도시하지 않음)를 내장시켜, 이러한 히터에 의해, 리플렉터 시트(42)를 가열할 수도 있다. 이것에 의해, 반사 수지 조성물을 완전 경화(C 스테이지화)시킨다.
가열 온도는, 예컨대, 80℃ 이상, 바람직하게는, 100℃ 이상이고, 또한, 예컨대, 200℃ 이하, 바람직하게는, 180℃ 이하이다.
이것에 의해, 박리 시트(49)의 위에, 리플렉터부(34)가 형성된다.
그 후, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 프레스 장치(35)의 프레스 상태를 해방한다. 구체적으로는, 틀(37)을 끌어올린다.
이어서, 평판부(38) 및 돌출부(39)를 구비하는 틀(37)을, 평판부(38)만을 구비하는 틀(37)과 교환한다.
이것과 함께, 형광체 시트(5)를 리플렉터부(34)의 위에 배치한다.
구체적으로는, 형광체 시트(5)를, 리플렉터부(34)의 상면에, 관통 구멍(41)을 피복하도록 탑재한다.
구체적으로는, B 스테이지의 형광체 시트(5)를 리플렉터부(34)의 위에 배치한다. 형광체 시트(5)는, B 스테이지이므로, 그 평판 형상이 어느 정도 유지되므로, 관통 구멍(41) 내에 빠지는 일 없이, 관통 구멍(41)을 피복하도록, 리플렉터부(34)의 상면에 탑재된다.
또한, B 스테이지의 형광체 시트(5)는, 리플렉터부(34)(구체적으로는, 리플렉터 시트(42)의 반사 수지 조성물이 경화성 수지를 함유하는 경우에는, C 스테이지의 리플렉터부(34))에 비하여 유연하게 형성되어 있다. 구체적으로는, 형광체 시트(5)는, 다음의 프레스(도 4(d))에 의해, 변형 가능한 유연함을 갖는 한편, 리플렉터부(34)는, 다음의 프레스에 의해, 변형 불가능한 경도(硬度)로 형성되어 있다.
그 다음에, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 프레스 장치(35)에 의해, 형광체 시트(5)를 프레스한다. 구체적으로는, 평판부(38)로 이루어지는 틀(37)을, 지지판(36)을 향해 눌러 내린다. 아울러, 평판부(38)의 둘레 부분을, 스페이서(40)의 상면에 맞닿게 한다. 또한, 평판부(38)의 하면이, 리플렉터부(34)의 상면에 접촉한다.
이것에 의해, 비교적 유연한 형광체 시트(5)는, 평판부(38)에 의해 위쪽으로부터 가압되어, 관통 구멍(41) 내에 충전된다. 한편, 비교적 단단한 리플렉터부(34)는, 변형하는 일 없이, 그 관통 구멍(41)에 매설부(33)를 수용한다.
평판부(38)에 내장되는 히터에 의해, 형광체 시트(5)를 가열할 수도 있다.
이것에 의해, 매설부(33)가, 리플렉터부(34)의 관통 구멍(41) 내에 형성된다.
이것에 의해, 지지판(36) 및 틀(37)의 사이에 있어서, 매설부(33) 및 리플렉터부(34)를 구비하는 매설-리플렉터 시트(24)가 얻어진다.
도 4(e)에 나타내는 바와 같이, 그 후, 틀(37)을 끌어올리고, 이어서, 매설-리플렉터 시트(24)를 박리 시트(49)로부터 박리한다.
다음으로, 도 4(e)에 나타내는 매설-리플렉터 시트(24)를 이용하여, 형광체 시트 피복 LED(10) 및 LED 장치(15)를 제조하는 방법에 대하여, 도 2를 참조하여, 상기 실시 형태와 다른 공정을 상술한다.
[시트 배치 공정]
도 2(b)의 위쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 매설-리플렉터 시트(24)를, 매설부(33)가 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 테이퍼 형상이 되도록, 지지 시트(12)의 위에 배치한다.
즉, 복수의 매설부(33)의 각각을, 복수의 LED(4)의 각각에 대하여 대향 배치시킨다. 구체적으로는, 각 매설부(33)를, 평면에서 보아, LED(4)의 중심과 대향함과 아울러, 리플렉터부(34)의 안쪽에 간격이 마련되도록 배치한다.
이어서, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 매설-리플렉터 시트(24)를 프레스한다. 이것에 의해, LED(4)가, 그 상면 및 측면이 매설부(33)에 피복되도록, 매설부(33)에 매설된다.
[봉지 공정]
도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 봉지 공정에서는, 활성 에너지선을 형광체 시트(5)에 조사하여, 형광체 시트(5)를 경화시킨다. 이것에 의해, 매설부(33)가 완전 경화한다. 이것에 의해, LED(4)가 매설부(33)에 의해 봉지된다.
[절단 공정]
도 2(d)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 절단 공정에서는, 리플렉터부(34)를, 두께 방향을 따라 절단한다. 예컨대, 도 3의 일점파선이 참조되는 바와 같이, 리플렉터부(34)를, 예컨대, 각 매설부(33)를 둘러싸는 평면에서 보아 대략 직사각형 형상으로, 형광체 시트(5)를 절단한다.
절단 공정에 의해, 1개의 LED(4)와, LED(4)를 매설하는 매설부(33)와, 매설부(33)의 주위에 마련되는 리플렉터부(34)를 구비하는 형광체 시트 피복 LED(10)를, 지지 시트(1)에 밀착하는 상태로 얻는다. 다시 말해, 형광체 시트 피복 LED(10)에는, 리플렉터부(34)가 마련되어 있다. 다시 말해, 형광체 시트 피복 LED(10)는, 리플렉터부를 갖는 형광체 시트 피복 LED이다.
[LED 박리 공정]
LED 박리 공정에 있어서, 도 2(e)에 나타내는 바와 같이, 리플렉터부(34)가 마련된 형광체 시트 피복 LED(10)를, 지지 시트(12)로부터 박리한다.
[실장 공정]
실장 공정에 있어서, 리플렉터부(34)가 마련된 형광체 시트 피복 LED(10)를 발광 파장이나 발광 효율에 따라 선별한 후, 도 2(f)에 나타내는 바와 같이, 선별된 형광체 시트 피복 LED(10)를 기판(9)에 실장한다. 이것에 의해, LED 장치(15)를 얻는다.
이것에 의해, 기판(9)과, 기판(9)에 실장되고, 리플렉터부(34)가 마련되는 형광체 시트 피복 LED(10)를 구비하는 LED 장치(15)를 얻는다.
그리고, 이 제 2 실시 형태에 의하면, 매설-리플렉터 시트(24)는, LED(4)를 매설하는 매설부(33)와, 광 반사 성분을 함유하고, 매설부(33)를 둘러싸도록 하여 형성되는 리플렉터부(34)를 구비하므로, LED(4)로부터 발광되는 광을 리플렉터부(34)에 의해 반사시킬 수 있다. 그 때문에, LED 장치(15)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
<변형예>
도 4(c)에 나타내는 평판부(38)와 형광체 시트(5)의 사이에 이형 시트(13)(도 2(a)의 가상선 참조)를 마련하고, 상면에 이형 시트(13)가 적층된 매설-리플렉터 시트(24)를 형성하고, 그 후, 도 2(b)의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 이러한 매설-리플렉터 시트(24)를, 예컨대, 복수의 LED(4) 및 지지 시트(12)에 대하여, 예컨대, 평판 프레스할 수도 있다.
<제 3 실시 형태>
도 5는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 3 실시 형태에 이용되는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도를 나타낸다.
또, 제 3 실시 형태에 있어서, 제 2 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 2 실시 형태의 매설-리플렉터 시트(24)의 제조 방법에 있어서, 도 4(c) 및 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 형광체 시트(5)로 매설부(33)를 형성하고 있지만, 예컨대, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 형광체 시트(5)를 이용하는 일 없이, 형광 수지 조성물의 바니시를, 관통 구멍(41)에 포팅하는 것에 의해, 매설부(33)를 형성할 수도 있다.
구체적으로는, 우선, 형광 수지 조성물을 바니시로서 조제한다. 구체적으로는, 형광 수지 조성물로, A 스테이지의 바니시를 조제한다. 이것에 의해, A 스테이지의 형광 수지 조성물이 관통 구멍(41) 내에 충전된다.
그 후, A 스테이지의 형광 수지 조성물을 B 스테이지화한다.
제 3 실시 형태에 의해서도, 제 2 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<제 4 실시 형태>
도 6은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 4 실시 형태를 나타내는 공정도를 나타낸다.
또, 제 4 실시 형태에 있어서, 제 2 실시 형태 및 제 3 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 2 실시 형태에 있어서, 도 2(a) 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아, 매설부(33)의 하단부를, LED(4)보다 크게 형성하고 있지만, 예컨대, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 매설부(33)의 하단부와, LED(4)를, 동일 치수로 형성할 수도 있다.
[LED 배치 공정]
예컨대, 매설부(33)는, 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 대략 사각뿔대 형상으로 형성되어 있다.
도 6(a)에 나타내는 매설부(33)를 형성하려면, 도 4 및 도 5가 참조되는 돌출부(39)를, 평판부(38)의 하면으로부터 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 대략 사각뿔대 형상으로 형성한다.
또한, 도 6(a)의 일점파선으로 나타내는 바와 같이, 두께 방향으로 투영했을 때에, 매설부(33)의 하단부와, LED(4)는, 서로 중복하고, 구체적으로는, 평면에서 보아, 매설부(33)의 하단부의 둘레 가장자리와, LED(4)의 둘레 가장자리가, 동일 위치에 형성되도록, 매설-리플렉터 시트(24)를, LED(4)를 포함하는 지지 시트(12)의 위에 배치한다.
제 4 실시 형태에 의해서도, 제 2 실시 형태 및 제 3 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<제 5 실시 형태>
도 7은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 5 실시 형태를 나타내는 공정도를 나타낸다. 도 8은 도 7(a)에 나타내는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도를 나타낸다.
또, 제 5 실시 형태에 있어서, 제 2 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 2 실시 형태에 있어서, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 매설-리플렉터 시트(24)에 있어서의 매설부(33)를, 아래쪽을 향해 점차 폭이 좁아지는 대략 원뿔대 형상으로 형성하고 있지만, 예컨대, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 상하 방향(두께 방향)으로 연장되는 대략 원기둥 형상으로 형성할 수 있다.
이와 같은 매설부(33)를 형성하려면, 도 8(a) 및 도 8(b)에 나타내는 천공 장치(55)를 이용한다.
천공 장치(55)는, 지지판(56)과, 지지판(56)의 위쪽에 대향 배치되는 틀(57)을 구비하고 있다.
지지판(56)은, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로, 대략 직사각형 평판 형상으로 형성되어 있고, 또한, 지지판(56)에는, 두께 방향을 관통하는 관통 구멍(53)이 형성되어 있다.
관통 구멍(53)은, 평면에서 보아 대략 원 형상으로 형성되어 있다.
틀(57)은, 평판부(58)와, 평판부(58)로부터 아래쪽으로 돌출하도록 형성되는 돌출부(59)를 일체적으로 구비하고 있다.
평판부(58)는, 도 4(a)에 나타내는 평판부(38)와 동일 형상으로 형성된다.
돌출부(59)는, 틀(57)에 있어서, 매설부(33)(도 8(d) 참조)에 대응하도록, 면 방향으로 서로 간격을 두고 복수 마련되어 있다. 돌출부(59)는, 평면에서 보아, 관통 구멍(53)과 동일 형상 및 동일 치수로 형성되어 있고, 구체적으로는, 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 돌출부(59)는, 매설부(33)(도 8(d) 참조)와 동일 형상으로 형성되어 있다. 다시 말해, 돌출부(59)는, 정단면 및 측단면에서 보아, 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
이것에 의해, 천공 장치(55)는, 틀(57)을 눌러 내리는 것에 의해, 돌출부(59)가 관통 구멍(53)에 삽입 가능하게 구성되어 있다.
관통 구멍(53)의 구경 및 돌출부(59)의 직경은, 예컨대, 5㎜ 이상, 바람직하게는, 7㎜ 이상이고, 또한, 예컨대, 300㎜ 이하, 바람직하게는, 200㎜ 이하이다.
또한, 지지판(56)의 둘레 부분의 상면에는, 스페이서(40)가 마련되어 있다. 스페이서(40)는, 평면에서 보아, 관통 구멍(53)을 둘러싸도록, 지지판(56)의 둘레 부분에, 평면에서 보아 대략 프레임 형상으로 배치되어 있다.
그리고, 도 8(a) 및 도 8(b)에 나타내는 천공 장치(55)에 의해 매설-리플렉터 시트(24)를 형성하려면, 우선, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 리플렉터 시트(42)를, 지지판(56)의 위에 배치한다. 구체적으로는, 리플렉터 시트(42)를, 복수의 관통 구멍(53)을 피복하도록, 지지판(56)의 상면에 탑재한다.
그 다음에, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 천공 장치(55)를 이용하여, 리플렉터 시트(42)를 천공한다.
구체적으로는, 틀(37)을 눌러 내리는 것에 의해, 돌출부(59)가 리플렉터 시트(42)를 천공한다.
이것에 의해, 리플렉터 시트(42)에는, 돌출부(59)에 대응하는 형상의 관통 구멍(41)이 형성된다.
이것에 의해, 지지판(56)의 위에, 리플렉터부(34)가 형성된다.
그 다음에, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 틀(57)을 끌어올린다.
그 후, 형성된 리플렉터부(34)를, 지지판(36)과, 평판부(38)로 이루어지는 틀(37)을 구비하고, 박리 시트(49)가 마련되는 프레스 장치(35)에 설치한다.
그 다음에, 형광체 시트(5)를, 리플렉터부(34)의 위에 배치한다.
그 다음에, 도 8(c)의 화살표 및 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 프레스 장치(35)에 의해, 형광체 시트(5)를 프레스한다. 이것에 의해, 매설부(33)를, 리플렉터부(34)의 관통 구멍(41) 내에 형성한다.
이것에 의해, 지지판(36) 및 틀(37)의 사이에 있어서, 매설부(33) 및 리플렉터부(34)를 구비하는 매설-리플렉터 시트(24)가 얻어진다.
그 후, 틀(37)을 끌어올리고, 이어서, 도 8(e)에 나타내는 바와 같이, 매설-리플렉터 시트(24)를 박리 시트(49)로부터 박리한다.
제 5 실시 형태에 의해서도, 제 2 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<제 6 실시 형태>
도 9는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 6 실시 형태에 이용되는 매설-리플렉터 시트의 제조 방법의 공정도를 나타낸다.
또, 제 6 실시 형태에 있어서, 제 5 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 5 실시 형태의 매설-리플렉터 시트(24)의 제조 방법에 있어서, 도 8(c) 및 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 형광체 시트(5)로 매설부(33)를 형성하고 있지만, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 형광체 시트(5)를 이용하는 일 없이, 형광 수지 조성물의 바니시를, 관통 구멍(41)에 포팅하는 것에 의해, 매설부(33)를 형성할 수도 있다.
구체적으로는, 도 9(b)에 나타내는 리플렉터부(34)를 천공 장치(55)로부터 제거하고, 이어서, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 박리 시트(49)의 상면에 배치한다. 이어서, 형광 수지 조성물의 바니시를, 관통 구멍(41) 내에 포팅한다.
제 6 실시 형태에 의해서도, 제 5 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<제 7 실시 형태>
도 10은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 7 실시 형태를 나타내는 공정도를 나타낸다.
또, 제 7 실시 형태에 있어서, 제 5 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 5 실시 형태에 있어서, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 피복부로서, LED(4)를 매설하는 매설부(33)를 예시하고 있지만, 예컨대, 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, LED(4)의 상면을 피복하는 피복부(43)를 예시할 수도 있다.
피복부(43)는, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 피복-리플렉터 시트(44)에 있어서, 리플렉터부(34)에 둘러싸이도록 마련되어 있다. 피복-리플렉터 시트(44)에 있어서, 피복부(43)는, 도 7(b)에 나타내는 매설부(33)와 동일 형상을 이루고, 또한, LED(4)와 동일 치수로 형성되어 있다.
예컨대, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 피복부(43)는, 두께 방향으로 투영했을 때에, LED(4)와, 서로 중복하고, 구체적으로는, 평면에서 보아, 피복부(43)의 둘레 가장자리와, LED(4)의 둘레 가장자리가, 동일 위치에 형성되도록, LED(4)를 피복부(43)의 상면에 탑재한다.
[피복 공정]
제 7 실시 형태에서는, 도 7(b)에 나타내는 시트 배치 공정에 있어서의 매설 공정 대신에, 도 10(b)에 나타내는 피복 공정을 실시한다. 피복 공정의 조건에 대해서는, 매설 공정의 그것과 같다.
또, 도 10(b)에 나타내는 피복 공정에 있어서, 피복부(43)는, LED(4)의 상면을 피복한다. 피복부(43)는, LED(4)의 프레스에 의해, LED(4)가 가압되어 면 방향 바깥쪽으로 약간 팽창하지만, 그 팽창의 정도는 미소하기 때문에, 도 10(b)에 있어서, 프레스 후의 피복부(43)와 LED(4)의 좌우 방향 길이를 동일한 길이로 나타내고 있다.
[경화 공정]
제 7 실시 형태에서는, 도 7(c)에 나타내는 봉지 공정 대신에, 도 10(c)에 나타내는 경화 공정을 실시한다.
경화 공정에서는, 피복부(43)를 경화시킨다. 경화 공정의 조건은, 상기한 봉지 공정의 그것과 같다.
제 7 실시 형태에 의해서도, 제 5 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<제 8 실시 형태>
도 11은 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 8 실시 형태를 나타내는 공정도를 나타낸다.
또, 제 8 실시 형태에 있어서, 제 1 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1 실시 형태에 있어서, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 시트 배치 공정에 있어서, LED(4)를 측면 및 상면을 형광체 시트(5)에 의해 피복하는 매설 공정을 실시하고 있지만, 예컨대, 매설 공정 대신에, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, LED(4)의 측면만을 형광체 시트(5)에 의해 피복하는 피복 공정을 실시할 수도 있다. 또한, 봉지 공정 대신에, 경화 공정을 실시할 수도 있다.
[시트 배치 공정]
도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 준비한 형광체 시트(5)의 두께를, LED(4)의 두께보다 얇게 설정하고, LED(4)의 두께에 대하여, 예컨대, 95% 이하, 바람직하게는, 90% 이하로, 또한, 예컨대, 10% 이상으로 설정한다. 형광체 시트(5)의 두께를, 구체적으로는, 예컨대, 1000㎛ 이하, 바람직하게는, 800㎛ 이하로, 또한, 예컨대, 30㎛ 이상, 바람직하게는, 50㎛ 이상으로 설정한다.
피복 공정에서는, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 프레스에 의해, 이형 시트(13)와, 이형 시트(13)의 하면에 적층되는 형광체 시트(5)로 이루어지는 적층체(도 11(b)의 위쪽 도면 참조)를, 이형 시트(13)의 하면이 각 LED(4)의 상면에 접촉하도록, LED(4)를 포함하는 지지 시트(12)에 가압한다.
또한, 복수의 LED(4)에 대하여 가압된 형광체 시트(5)는, 그 상면이, 각 LED(4)의 상면과 같은 면에 형성된다. 또한, 형광체 시트(5)의 하면도, 각 LED(4)의 하면과 같은 면에 형성된다. 다시 말해, 복수의 LED(4)가 가압된 형광체 시트(5)의 두께와, 각 LED(4)의 두께가, 동일하게 된다.
또한, LED(4)의 하면의 일부를 형성하는 범프와, LED(4)의 상면이, 함께 노출되는 한편, LED(4)의 측면이, 형광체 시트(5)에 의해 피복되어 있다.
[경화 공정]
경화 공정에서는, 도 11(c)에 나타내는 바와 같이, 형광체 시트(5)를 경화시킨다. 경화 공정의 조건은, 상기한 봉지 공정의 그것과 같다.
[절단 공정]
도 11(d)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 위쪽으로부터, LED(4)의 위치를 확인하면서, 형광체 시트(5)를 절단한다. 구체적으로는, 형광체 시트(5)를, 예컨대, 카메라 등에 의해, LED(4)를 위쪽으로부터 시인하면서, LED(4)의 위치를 확인한다. 또한, 도 3의 파선이 참조되는 바와 같이, 평면에서 보아, LED(4)를 둘러싸는 영역을 구획하는 절단면(8)이 형성되도록, 형광체 시트(5)를 절단한다.
또, LED(4)를 시인하면서, 또한, 기준 마크(18)(도 3 참조)를 기준으로 하여, 형광체 시트(5)를 절단할 수도 있다.
[LED 박리 공정]
도 11(e)에 있어서, LED 박리 공정에서는, 형광체 시트 피복 LED(10)를 점착층(3)의 상면으로부터 박리한다. 다시 말해, 형광체 시트(5) 및 LED(4)와, 지지 시트(12)의 사이의 계면 박리가 일어나도록, 형광체 시트 피복 LED(10)를 지지 시트(12)로부터 박리한다.
제 8 실시 형태에 의해서도, 제 1 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 피복 공정에 있어서, LED(4)를, 적어도 상면이 형광체 시트(5)로부터 노출되도록, 형광체 시트(5)에 의해 측면을 피복하고 있으므로, 시트 배치 공정 후의 절단 공정에 있어서, 상면이 노출되는 LED(4)를 시인하면서, 그 LED(4)에 대응하여 형광체 시트(5)를 정밀하게 절단할 수 있다. 그 때문에, 얻어지는 형광체 시트 피복 LED(10)는, 치수 안정성이 우수하다. 그 결과, 이러한 형광체 시트 피복 LED(10)를 구비하는 LED 장치(15)는, 발광 안정성이 우수하다.
<제 9 실시 형태>
도 12는 본 발명의 형광체층 피복 LED의 제조 방법의 제 9 실시 형태에 이용되는 디스펜서의 사시도를 나타낸다.
또, 제 9 실시 형태에 있어서, 제 1 실시 형태와 같은 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1 실시 형태에서는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 층 배치 공정의 일례인 시트 배치 공정에 있어서, 본 발명의 형광체층의 일례로서, 미리 성형된 형광체 시트(5)를 예시하고 있다. 그러나, 도 12가 참조되는 바와 같이, 예컨대, 형광 수지 조성물을 바니시로서 조제하고, 바니시를 지지 시트(1)의 위에, 복수의 LED(4)를 피복하도록, 직접 도포하여, 형광체층(25)을 형성할 수도 있다. 다시 말해, 형광체층(25)을, 형광 수지 조성물의 바니시로 형성할 수 있다.
형광체층(25)을 형성하려면, 우선, 바니시를 LED(4)를 피복하도록, 지지 시트(1)의 위에 도포한다.
바니시를 도포하려면, 예컨대, 디스펜서, 어플리케이터, 슬릿 다이코터 등의 도포기가 이용된다. 바람직하게는, 도 12에 나타내는 디스펜서(26)가 이용된다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 디스펜서(26)는, 도입부(27)와, 도포부(28)를 일체적으로 구비한다.
도입부(27)는, 상하 방향으로 연장되는 대략 원통 형상으로 형성되어 있고, 그 하단부는, 도포부(28)에 접속되어 있다.
도포부(28)는, 좌우 방향 및 상하 방향으로 연장되는 평판 형상으로 형성되고, 또한, 상하 방향으로 긴 측면에서 보아 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 도포부(28)의 상단부에는, 도입부(27)가 접속되어 있다. 도포부(28)의 하단부는, 그 전단부 및 후단부가 잘려나간, 측단면에서 보아 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도포부(28)의 하단면은, 점착층(3)의 상면 및 LED(4)의 상면에 대하여, 눌러 내릴 수 있게 구성되어 있다. 또한, 도포부(28)의 내부에는, 도입부(27)로부터 도입되는 바니시가 하류측(아래쪽)으로 향함에 따라 좌우 방향으로 퍼지는 폭이 넓은 유로(도시하지 않음)가 마련되어 있다.
또한, 디스펜서(26)는, 면 방향으로 연장되는 지지 시트(1)에 대하여, 상대적으로 전후 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
이 디스펜서(26)를 이용하여, 바니시를 지지 시트(1)에 도포하려면, 도포부(28)를 복수의 LED(4)의 상면에 대향 배치하면서(눌러 내리면서), 바니시를 도입부(27)에 공급한다. 이것과 함께, 디스펜서(26)를 복수의 LED(4)에 대하여 상대적으로 뒤쪽으로 이동시킨다. 이것에 의해, 바니시는, 도입부(27)로부터 도포부(28)에 도입되고, 이어서, 도포부(28)의 하단부로부터 지지 시트(1) 및 LED(4)에 대하여 폭이 넓은 형상으로 공급된다. 또한, 디스펜서(26)의 복수의 LED(4)에 대한 상대적으로 뒤쪽으로의 이동에 의해, 바니시는, 지지 시트(1)의 상면에 있어서, 복수의 LED(4)를 피복하도록, 전후 방향으로 연장되는 띠 형상으로 도포된다.
또, 바니시는, 형광 수지 조성물이 A 스테이지 상태로서 조제되어 있고, 또한, 예컨대, 도포부(28)로부터 지지 시트(1)에 공급되었을 때에, 그 부분으로부터 면 방향 바깥쪽으로 흘러나가지 않는다. 다시 말해, 그 부분에 고정되는 것 같은 점성을 갖는다. 구체적으로는, 바니시의 25℃, 1기압의 조건하에 있어서의 점도는, 예컨대, 1,000m㎩ㆍs 이상, 바람직하게는, 4,000m㎩ㆍs 이상이고, 또한, 예컨대, 1,000,000m㎩ㆍs 이하, 바람직하게는, 100,000m㎩ㆍs 이하이다. 또, 점도는, 바니시를 25℃로 온도 조절하고, E형 콘을 이용하여, 회전수 99s-1로 측정된다.
바니시의 점도가 상기 하한 이상이면, 바니시가 면 방향 바깥쪽으로 흘러나가는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 그 때문에, 댐 부재 등을 지지 시트(1)(구체적으로는, 복수의 LED(4)의 주위)에 별도로 마련할 필요가 없어지므로, 프로세스의 간편화를 도모할 수 있고, 바니시를, 디스펜서(26)에 의해 지지 시트(1)에 간이하고 확실하게 소망하는 두께 및 소망하는 형상으로 도포할 수 있다.
한편, 바니시의 점도가 상기 상한 이하이면, 도포성(핸들링성)을 향상시킬 수 있다.
그 후, 형광 수지 조성물이, 활성 에너지선의 조사에 의해, 도포된 바니시를 B 스테이지화(반경화)한다.
이것에 의해, B 스테이지의 형광체층(25)을, 지지 시트(1)의 위(점착층(3)의 상면)에, 복수의 LED(4)를 피복하도록 형성한다.
제 9 실시 형태에 의해서도, 제 1 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<변형예>
제 1 실시 형태~제 9 실시 형태에서는, 복수의 LED(4)를 형광체 시트(5)에 의해 피복하고 있지만, 예컨대, 단수의 LED(4)를 형광체 시트(5)에 의해 피복할 수도 있다.
그 경우에는, 구체적으로는, 제 1 실시 형태에서 예시되는 도 1(d)에 나타내는 절단 공정에서는, LED(4)의 주위의 형광체 시트(5)를, 소망하는 치수가 되도록, 외형 가공(트리밍)한다.
<실시예>
이하에, 실시예를 나타내고, 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 조금도 실시예로 한정되지 않는다.
실시예 1
<LED 배치 공정>
우선, 사이즈 50㎜×50㎜×0.1㎜의 평면에서 보아 직사각형 형상이고, 엘렙 홀더(ELEP HOLDER)(다이싱 테이프, 자외선 조사 박리 시트, 닛토덴코 제품)로 이루어지는 지지 시트를 준비했다(도 1(a) 참조). 또, 지지 시트는, 연신 시트이기도 하고, 그 23℃에 있어서의 인장 탄성률은, 500㎫였다.
그 다음에, 사이즈 1㎜×1㎜×0.3㎜의 평면에서 보아 직사각형 형상의 복수의 LED(청색 발광 소자)를, 지지 시트의 상면에 배치했다(도 1(a) 참조). 각 LED 사이의 간격은 0.3㎜였다.
<시트 배치 공정>
[제 1 실리콘 수지 조성물의 조제]
양 말단 실라놀형 실리콘오일(실라놀기 양 말단 폴리다이메틸실록산, 신에쓰가가쿠고교 제품, 수 평균 분자량 11500) 100g(8.70㎜ol), 비닐트리메톡시실란(신에쓰가가쿠고교 제품) 0.43g〔2.9㎜ol, 양 말단 실라놀형 실리콘오일의 하이드록시기와 비닐트리메톡시실란의 메톡시기의 몰비(하이드록시기/메톡시기)=2/1〕 및 비닐디메톡시메틸실란(도쿄가세이 제품) 0.58g〔4.3㎜ol, 양 말단 실라놀형 실리콘오일의 하이드록시기와 비닐디메톡시메틸실란의 메톡시기의 몰비(하이드록시기/메톡시기)=2/1〕을 교반 혼합 후, 축합 촉매로서 디(2-에틸헥산산)주석(Ⅱ)(농도 95질량%) 0.074g(0.17㎜ol, 양 말단 실라놀형 실리콘오일 100몰에 대하여 2.0몰%)을 가하고, 70℃에서 2시간 교반하는 것에 의해, 오일 형상의 제 1 폴리실록산을 조제했다.
제 1 폴리실록산을 실온까지 냉각한 후, 제 2 폴리실록산으로서 오르가노하이드로젠폴리실록산(양 말단 하이드로실릴형 폴리다이메틸실록산, 신에쓰가가쿠고교 제품) 2.4g〔비닐트리메톡시실란의 비닐기와 오르가노하이드로젠폴리실록산의 하이드로실릴기의 몰비(비닐기/하이드로실릴기)=1/3〕 및 부가 촉매(하이드로실릴화 촉매)로서 트리메틸(메틸시클로펜타디에닐)백금(Ⅳ) 용액(백금 농도 2질량%) 0.075㎖(제 1 실리콘 수지 조성물 전체의 15ppm)를 가하여, 투명한 오일 형상으로 A 스테이지의 제 1 실리콘 수지 조성물을 얻었다.
[형광체 시트의 제작]
A 스테이지의 제 1 실리콘 수지 조성물 100g에 대하여, YAG로 이루어지는 형광체 15g을 혼합 교반하고, 형광체 분산액을 조제했다. 이 형광체 분산액을 PET로 이루어지는 이형 시트의 표면에 도포하고, 그 후, 135℃에서 3분간 가열하는 것에 의해, 제 1 실리콘 수지 조성물을 B 스테이지화(반경화, 겔화)시키는 것에 의해, 실리콘 반경화체로 이루어지고, 형광체를 함유하는 두께 450㎛의 형광체 시트를 제작했다(도 1(a)의 상부 참조).
[형광체 시트의 압착]
그 후, 제작한 형광체 시트를, 복수의 LED를 매설하도록, 지지 시트의 상면에 배치했다. 구체적으로는, 도 1(a)의 화살표 및 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 이형 시트에 적층된 형광체 시트를, LED가 배치된 지지 시트를 향해 압착했다(도 1(b) 참조).
이어서, 이형 시트를 지지 시트로부터 뗐다(도 1(b)의 가상선 참조).
<봉지 공정>
그 후, 자외선을 위쪽으로부터, 조사량 3J/㎠로 1분간 형광체 시트에 조사했다(도 1(c) 참조). 이것에 의해, 실리콘 반경화체를 C 스테이지화하여, 형광체 시트를 완전 경화시켰다(도 1(c) 참조).
이것에 의해, C 스테이지의 형광체에 의해 LED를 봉지했다.
<절단 공정>
이어서, 원반 형상의 다이싱 블레이드를 구비하는 다이싱 장치에 의해, 형광체 시트를 절단(다이싱)하고, 이것에 의해, LED와, 그것을 피복하는 형광체층을 구비하는, 사이즈 1.4㎜×1.4㎜×0.5㎜의 형광체층 피복 LED를 얻었다(도 1(d) 참조).
<LED 박리 공정>
그 후, 지지 시트를 면 방향으로 연신시키면서, 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리했다(도 1(e) 참조). 구체적으로는, 우선, 지지 시트를 면 방향 바깥쪽으로 연신시켰다. 이어서, 콜릿과 침을 구비하는 픽업 장치를 이용하여, 형광체층 피복 LED를 지지 시트로부터 박리했다(도 1(e') 참조).
<실장 공정>
그 후, 형광체층 피복 LED를 발광 파장 및 발광 효율에 따라 선별한 후, 기판(9)에 플립칩 실장했다(도 1(f) 참조). 구체적으로는, 형광체층 피복 LED의 범프와 기판의 상면에 마련되는 단자를 접속했다.
또, 상기 설명은, 본 발명의 예시의 실시 형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 해당 기술 분야의 당업자에 의해 명백한 본 발명의 변형예는, 후기의 특허청구범위에 포함되는 것이다.

Claims (7)

  1. LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정과,
    활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, 상기 LED를 피복하도록, 상기 지지 시트의 상기 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정과,
    활성 에너지선을 상기 형광체층에 조사하여, 상기 형광체층을 경화시키는 경화 공정과,
    상기 형광체층을 상기 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, 상기 LED와, 상기 LED를 피복하는 상기 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정과,
    상기 절단 공정 후에, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층은, 형광체 시트로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 시트는, 상기 두께 방향에 대한 직교 방향으로 연신 가능하고,
    상기 LED 박리 공정에서는, 상기 지지 시트를 상기 직교 방향으로 연신시키면서, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는
    것을 특징으로 하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 시트는, 가열에 의해 점착력이 저하하는 열 박리 시트이고,
    상기 LED 박리 공정에서는, 상기 지지 시트를 가열하여, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는
    것을 특징으로 하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층은,
    상기 LED를 피복하는 피복부와,
    광 반사 성분을 함유하고, 상기 피복부를 둘러싸도록 하여 형성되는 리플렉터부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법.
  6. LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정과,
    활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, 상기 LED를 피복하도록, 상기 지지 시트의 상기 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정과,
    활성 에너지선을 상기 형광체층에 조사하여, 상기 형광체층을 경화시키는 경화 공정과,
    상기 형광체층을 상기 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, 상기 LED와, 상기 LED를 피복하는 상기 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정과,
    상기 절단 공정 후에, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정
    을 구비하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 형광체층 피복 LED.
  7. 기판과,
    상기 기판에 실장되는 형광체층 피복 LED
    를 구비하고,
    상기 형광체층 피복 LED는,
    LED를 지지 시트의 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 LED 배치 공정과,
    활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지 및 형광체를 함유하는 형광 수지 조성물로 형성되는 형광체층을, 상기 LED를 피복하도록, 상기 지지 시트의 상기 두께 방향 한쪽 면에 배치하는 층 배치 공정과,
    활성 에너지선을 상기 형광체층에 조사하여, 상기 형광체층을 경화시키는 경화 공정과,
    상기 형광체층을 상기 LED에 대응하여 절단하는 것에 의해, 상기 LED와, 상기 LED를 피복하는 상기 형광체층을 구비하는 형광체층 피복 LED를 얻는 절단 공정과,
    상기 절단 공정 후에, 상기 형광체층 피복 LED를 상기 지지 시트로부터 박리하는 LED 박리 공정
    을 구비하는 형광체층 피복 LED의 제조 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 LED 장치.
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