KR20180013907A - Led 디바이스, led 모듈 및 자외선 발광 장치 - Google Patents

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아츠노리 도이
가츠히코 이와사키
겐타로 마스이
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

기판과, 이 기판 상에 배치된 LED 소자와, 이 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와, 이 기판에 접하여 설치되고, 이 기판과 이 무기 유리 성형체를 접착하는 제 1 접착부와, 이 LED 소자와 이 무기 유리 성형체의 사이에 설치된 제 2 접착부를 구비하고, 이 LED 소자는 이 기판과 이 무기 유리 성형체와 이 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고, 이 제 2 접착부의 형성 재료가 축합 중합형 실리콘 수지를 포함하고, 이 LED 소자와 이 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0.1㎜ 이하인, LED 디바이스.

Description

LED 디바이스, LED 모듈 및 자외선 발광 장치
본 발명은 LED 디바이스, LED 모듈 및 자외선 발광 장치에 관한 것이다.
본원은 2015년 5월 28일에 일본에 출원된 특원2015-108615호에 의거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
근래, UV 조사 장치의 광원으로서, 소비 전력의 삭감이나 장치 사이즈의 컴팩트화의 요청으로부터, 자외광을 발광하는 UV-LED 디바이스가 채용되고 있다.
LED 디바이스에 있어서, LED 소자는, 사용상 생기는 물리적인 충격으로부터 지키기 위하여 밀봉된다. 밀봉의 형태로서, 일반적으로는 수지에 의한 밀봉이 행하여진다. 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 실리콘 수지 등이 이용된다. 수지에 의해 밀봉된 UV-LED 디바이스에서는, UV-LED 소자로부터 출사되는 자외광에 의해 수지가 열화하여, 크랙이 생기는 경우가 있다.
보다 자외광 내성(이하, 「내광성」이라고 하는 경우가 있다.)이 우수한 밀봉 LED 디바이스로서, LED 소자에 무기 유리를 용융 접착함으로써 LED 소자를 밀봉한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 그러나, 이 LED 디바이스는, 무기 유리를 용융 접착시키는 프로세스를 포함하기 때문에, 용융 접착 시의 고온(예를 들면 400℃)에 의해 LED 소자에 데미지를 주는 경우가 있다.
그래서, 무기 유리의 우수한 내광성, 무기 유리 렌즈의 광학적인 성질을 최대한으로 이용하고, 또한 고온 프로세스를 포함하지 않고 LED 소자가 밀봉된 LED 디바이스로서, LED 소자를 수용하는 케이스 내에 충전된 수지와, 상기 수지를 덮도록 상기 케이스에 탑재된 무기 유리 렌즈를 구비하는 LED 디바이스가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2를 참조).
일본공개특허 특개2001-196636호 공보 일본공개특허 특개2014-11364호 공보
LED 소자의 밀봉에 있어서, 밀봉에 이용한 수지의 화학 반응 등에 의해, 기포가 발생하는 경우가 있다. 이 기포가 광 투과부(즉, LED 소자로부터의 출사광이 통과하는 부분)의 수지에 들어가면(즉, 기포가 광 투과부의 수지에 존재한 채 고정되면), 이 수지와 기포의 계면에 있어서 LED 소자로부터 출사된 광이 전반사하거나 굴절하기 때문에, LED 디바이스의 광량 저하를 초래할 우려가 있다.
특허문헌 2에 기재된 LED 디바이스에서는, 무기 유리 렌즈의 형상을 제어함으로써, 광 투과부의 수지에 대한 기포의 들어감을 저감하는 시도가 행해지고 있다. 그러나, 이 방법은 기포를 렌즈의 주연부에 한정할 수 있으나, 여전히 수지에 대한 기포의 들어감이 존재하고 있어, 그곳을 통과하는 광선의 투과율의 저하를 억제할 수는 없다.
그래서, 본 발명은, 무기 유리 성형체를 구비하고, LED 소자가 고온 프로세스에 의한 데미지를 받고 있지 않고, 광 투과부의 수지에 대한 기포의 들어감이 억제된 LED 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한 상기의 LED 디바이스를 구비하는 LED 모듈 및 자외선 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 양태를 포함한다.
(1) 기판과, 상기 기판 상에 배치된 LED 소자와, 상기 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와, 상기 기판에 접하여 설치되고, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 제 1 접착부와, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 설치된 제 2 접착부를 구비하고, 상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고, 상기 제 2 접착부의 형성 재료가 축합 중합형 실리콘 수지를 포함하고, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0.1㎜ 이하인 LED 디바이스.
(2) 기판과, 상기 기판 상에 배치된 LED 소자와, 상기 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와, 상기 기판에 접하여 설치되고, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 접착부를 구비하고, 상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고, 상기 접착부를 형성하는 재료가 실리콘 수지를 포함하고, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0㎜인, LED 디바이스.
(3) 상기 무기 유리 성형체는, 상기 LED 소자의 측면의 적어도 일부를 덮는 볼록부를 가지고 있는, (1) 또는 (2)에 기재된 LED 디바이스.
(4) 상기 볼록부는, 평면시에 있어서 상기 LED 소자의 주위를 폐환(閉環) 형상으로 둘러싸는, (3)에 기재된 LED 디바이스.
(5) 상기 제 1 접착부의 형성 재료가 경화성 수지를 포함하는, (1), (3) 및 (4) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스.
(6) 상기 경화성 수지가 실리콘 수지인, (5)에 기재된 LED 디바이스.
(7) 상기 무기 유리 성형체가 실리카 유리 또는 붕규산 유리로 이루어지는, (1)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스.
(8) 상기 LED 소자로부터의 출사광의 피크 파장이 400㎚ 이하인, (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스.
(9) 상기 LED 소자가 상기 기판에 플립 칩 실장되어 있는, (1)∼(8) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스.
(10) 상기 제 1 접착부는, 상기 LED 소자 및 상기 무기 유리 성형체를 내부에 포매(包埋)하고 있는, (1) 및 (3)∼(9) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스.
(11) 상기 LED 소자를 복수 구비하고, 상기 무기 유리 성형체는, 상기 복수의 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치되어 있는, (1)∼(10) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스.
(12) (1)∼(11) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스를 복수 구비하는, LED 모듈.
(13) (1)∼(11) 중 어느 하나에 기재된 LED 디바이스, 또는 (12)에 기재된 LED 모듈을 구비하는, 자외선 발광 장치.
본 발명에 의하면, 집광 기능 등의 다양한 광학적 기능을 부여하는 무기 유리 성형체를 구비하면서, LED 소자가 고온 프로세스에 의한 데미지를 받고 있지 않고, 광 투과부에 있어서의 수지에 대한 기포의 들어감이 억제된 LED 디바이스를 제공할 수 있다. 본 발명은 또한 상기의 LED 디바이스를 구비하는 LED 모듈 및 자외선 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1a는, LED 디바이스의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 1b는, LED 디바이스의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 1c는, LED 디바이스의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 1d는, LED 디바이스의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 1e는, LED 디바이스의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 2a는, LED 디바이스의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2b는, 도 2a의 b-b선에 있어서의 화살표에서 본 단면도이다.
도 2c는, 도 2a의 c-c선에 있어서의 화살표에서 본 단면도이다.
도 2d는, LED 디바이스의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 3a는, LED 디바이스의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 3b는, LED 디바이스의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 4a는, LED 모듈의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 4b는, LED 모듈의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 4c는, LED 모듈의 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 실시예 1의 LED 디바이스의 마이크로스코프 사진이다.
도 6는, 비교예 1의 LED 디바이스의 마이크로스코프 사진이다.
도 7는, 실시예 2의 LED 디바이스의 마이크로스코프 사진이다.
도 8은, 실시예 2의 LED 디바이스에 있어서, LED 소자와 석영 유리판의 사이의 접착면이었던 석영 유리판 표면의 적외 흡수 스펙트럼이다.
도 9는, 실시예 2의 LED 디바이스에 있어서, LED 소자와 석영 유리판의 사이의 접착면이었던 LED 소자 표면의 적외 흡수 스펙트럼이다.
이하, 경우에 따라 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 또는 대응하는 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면에 있어서의 치수비는, 설명을 위해 과장하고 있는 부분이 있고, 반드시 실제의 치수비와 일치하는 것은 아니다.
<LED 디바이스>
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스의 일 측면은, 기판과, 상기 기판 상에 배치된 LED 소자와, 상기 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와, 상기 기판에 접하여 설치되고, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 제 1 접착부와, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 설치된 제 2 접착부를 구비하고, 상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고, 상기 제 2 접착부의 형성 재료가 축합 중합형 실리콘 수지를 포함하고(즉, 상기 제 2 접착부는 축합 중합형 실리콘 수지의 경화물을 포함하고), 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0.1㎜ 이하인, LED 디바이스이다.
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스의 다른 측면은, 기판과, 상기 기판 상에 배치된 LED 소자와, 상기 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와, 상기 기판에 접하여 설치되고, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 접착부를 구비하고, 상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고, 상기 접착부를 형성하는 재료가 실리콘 수지를 포함하고(즉, 상기 접착부는 실리콘 수지의 경화물을 포함하고), 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0㎜인, LED 디바이스이다.
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, LED 소자에 무기 유리를 용융 접착하는 공정을 포함하지 않고 제조할 수 있기 때문에, LED 소자가 고온 프로세스에 의한 데미지를 받고 있지 않다. 또한, LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 짧고, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이에 포함되는 수지(즉, 제 2 접착부를 구성하는 수지)를 미소량으로 제한할 수 있다. 이 때문에, 상기 수지에 들어갈 수 있는 기포의 발생을 억제할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스가 LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이에 수지를 갖지 않고, 양자의 접착부(즉, 제 2 접착부)를 갖지 않는 경우에는, 무기 유리 성형체와 LED 소자간의 공극을 미소량으로 제한할 수 있다. 이 때문에, 온도 변화 등에 의해, 기판과 무기 유리 성형체의 접착부를 구성하는 수지에 들어갈 수 있는 기포량을 저감할 수 있다.
통상, 수지와 기포의 계면에 있어서의 반사나 굴절에 의해 LED 소자로부터의 출사광의 광량이 저감하나, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, 상기의 이유로부터, 접착부를 구성하는 수지에 있어서의 기포의 들어감이 저감되어 있기 때문에 양호한 광 투과율을 가진다. 또한, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, 무기 유리 성형체를 구비함으로써, 광 투과부에 있어서의 수지의 열화에 의한 자외광의 흡수를 현저하게 저감할 수 있어, 양호한 내구성을 가지는 것 외에, 무기 유리 성형체의 형상을 컨트롤함으로써 집광 기능 등의 다양한 광학적 기능을 부여할 수 있다.
도 1a∼도 1e 및 도 2a∼도 2d는, 각각 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스 및 그 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스(100a)는, 기판(110)과, 기판(110) 상에 배치된 LED 소자(120)와, LED 소자(120)로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치(즉, LED 소자(120)의 광 사출면(121)(측면도 광 출사면이다)을 덮는 위치)에 배치된 무기 유리 성형체(130)와, 기판(110)에 접하여 설치되고, 기판(110)과 무기 유리 성형체(130)를 접착하는 제 1 접착부(140)와, 상기 LED 소자(120)와 상기 무기 유리 성형체(130)의 사이에 설치된 제 2 접착부(150)를 구비하고, LED 소자(120)는 기판(110)과 무기 유리 성형체(130)와 제 1 접착부(140)에 의해 외기로부터 차단되어 있고, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이의 거리(d)(즉, 제 2 접착부(150)의 두께 방향의 최단 거리)는 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하이다.
LED 소자(120)는, 통상 은 페이스트나 실리콘 다이본드재 등으로 기재(110)에 접착 고정되어 있다.
또한, 제 1 접착부(140)와 LED 소자(120)의 사이의 거리는 0㎜ 이상 0.5㎜ 이하가 바람직하고, 0㎜ 이상 0.1㎜ 이하가 보다 바람직하다.
제 2 접착부는, LED 소자의 기판과 접하는 측과 반대측의 면 상의, 전부에 충전되어도 되고, 일부에 충전되어도 된다. 제 2 접착부가 LED 소자 표면을 덮는 면적으로서는, LED 소자 표면의 면적에 대하여 50% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상인 것이 보다 바람직하며, 90% 이상인 것이 더 바람직하다. 제 2 접착부가 LED 소자 표면을 덮는 면적을 이 범위 내로 함으로써, LED 소자와 무기 유리 성형체가 보다 밀착되게 된다.
여기서, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이의 거리가 일정하지 않은 경우에는, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이의 가장 긴 거리(최대 거리)를 거리(d)로 하면 된다.
도 1b는, 상술한 LED 디바이스(100a)의 변형례인, LED 디바이스(100b)를 나타내는 단면도이다.
LED 디바이스(100b)와 같이, LED 소자(120)와 제 1 접착부(140)의 사이에는 공극이 존재하고 있어도 되고, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이에는 제 2 접착부가 존재하고 있어도 된다. 이와 같은 디바이스 구성에 있어서, 거리(d)를 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하로 함으로써, 무기 유리 성형체(130)와 LED 소자(120)의 사이에 포함되는 공극의 절대량을 한정할 수 있고, 공극에 포함되는 기체의 온도 변화에 의한 열팽창의 영향에 의해 제 1 접착부와 제 2 접착부를 구성하는 수지 중에 기체가 생길 가능성을 억제할 수 있다.
제 1 접착부(140)에 의해 외기로부터 차단되어 있는 상태란, LED 소자(120)와 제 1 접착부(140)의 사이, 또는 LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이에 공극이 존재하지 않고 LED 소자(120)가 밀봉되어 있는 상태뿐만 아니라, LED 소자(120)와 접착부(140)의 사이, 또는 LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이에 일부 공극이 존재하고 LED(120)가 밀봉되어 있는 상태를 포함한다.
도 1c는, 상술한 LED 디바이스(100a)의 다른 변형례인, LED 디바이스(100c)를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, LED 디바이스(100c)와 같이, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)가 접하고 있어도 된다. 즉, 거리(d)는 0㎜이고, 제 2 접착부(150)는 존재하고 있지 않아도 된다. 이와 같이 함으로써, 무기 유리 성형체(130)와 LED 소자(120)의 사이에 포함되는 수지의 절대량을 가능한 한 저감할 수 있어, 수지 중에 발생하는 기포를 억제하는 면에서 효과적이다.
도 1d는, 상술한 LED 디바이스(100a)의 다른 변형례인, LED 디바이스(100d)를 나타내는 단면도이다. LED 디바이스(100d)와 같이, 접착부(140)는, 무기 유리 성형체(130)의 LED 소자(120)에 대향하는 면과는 반대측의 면 상에 존재하고 있어도 된다. 즉, 접착부(140)는, LED 소자(120) 및 무기 유리 성형체(130)를 내부에 포매하고 있어도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 무기 유리 성형체(130)의 사용량을 줄일 수 있어, LED 디바이스를 경량화하고, 무기 유리 성형체의 우수한 내광성을 이용할 수 있다.
상기 LED 디바이스는, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 제 2 접착부(150)가 설치되어 있어도 된다.
상기 제 2 접착부(150)가 설치되어 있는 경우, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)의 사이의 거리(d)(즉, 제 2 접착부(150)의 두께 방향의 최단 거리)는 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 LED 디바이스의 또 다른 측면은,
기판과, 상기 기판 상에 배치된 LED 소자와, 상기 LED 소자 상에 배치된 무기 유리 성형체와, 제 1 접착부를 구비하고,
상기 제 1 접착부는, 상기 무기 유리 성형체의 상기 LED 소자에 대향하는 면과는 반대측의 면 상에 설치되어 있고, 또한 상기 LED 소자 및 상기 무기 유리 성형체를 내부에 포매하고 있고,
상기 제 1 접착부를 형성하는 재료가 실리콘 수지를 포함하고(즉, 상기 접착부는 실리콘 수지의 경화물을 포함하고),
상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있는, LED 디바이스이다.
또한, 상기 LED 디바이스는, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 제 2 접착부가 설치되어 있어도 되고, 상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리(d)는 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다.
도 1e는, 상술한 LED 디바이스(100a)의 다른 변형례인, LED 디바이스(100f)를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, LED 디바이스(100f)와 같이, LED 소자(120)와 제 1 접착부(140)의 사이에는 공극이 존재하고 있어도 되고, LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)가 접하고 있어도 된다. 즉, 거리(d)가 0㎜이고, 제 2 접착부(150)는 존재하고 있지 않아도 된다.
도 2a는, 상술한 LED 디바이스(100a)의 다른 변형례인, LED 디바이스(100e)를 나타내는 사시도이다. 도 2b는, 도 2a의 b-b선에 있어서의 화살표에서 본 단면도이다. 도 2c는, 도 2a의 c-c선에 있어서의 화살표에서 본 단면도이다. 도 2d는 LED 디바이스(100e)의 변형례에 대한, 도 2a의 c-c선에 대응하는 선에 있어서의 화살표에서 본 단면도이다.
즉, 본 발명의 LED 디바이스의 또 다른 측면은, LED 디바이스(100e)와 같이, 무기 유리 성형체(130)가, LED 소자(120)의 측면의 적어도 일부를 덮는 볼록부(131)를 가지고 있어도 된다. 상술한 바와 같이, LED 소자(120)의 측면으로부터도 광이 출사하지만, 무기 유리 성형체(130)가 이와 같은 볼록부(131)를 가지고 있음으로써, LED 소자(120)의 측면의 근방에도 무기 유리 성형체가 배치되게 되어, 내열성·내광성이 우수한 LED 디바이스를 실현할 수 있다. LED 소자(120)와 무기 유리 성형체(130)는 접하고 있어도 된다. 즉, 거리(d)는 0㎜이고, 제 2 접착부(150)는 존재하고 있지 않아도 된다.
「LED 소자의 측면의 적어도 일부를 덮는다」란, 상기 LED 디바이스를 수평면에 탑재했을 때, 연직 방향의 임의의 1 또는 2 이상의 단면에 있어서, 상기 무기 유리 성형체의 최하단이, 상기 LED 소자의 하부에 위치하고 있으면 되는 것을 의미한다.
또한, 도 2c, 도 2d에 나타내는 바와 같이, 볼록부(131)는, 평면시에 있어서 LED 소자(120)의 주위를 폐환 형상으로 둘러싸고 있어도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「평면시」란, 기판(110)에 수직한 방향으로부터 기판(110)의 방향을 본 상태를 의미한다.
또한, 기판(110)에 평행한 면에 있어서의 볼록부(131)의 단면 형상은, 도 2c에 나타내는 바와 같이, LED 소자(120)의 형상에 대응한 형상(예를 들면, LED 소자(120)의 주위에 대하여 일정한 거리를 가지는 형상)이어도 된다. 또는, 도 2d에 나타내는 바와 같이 평면시에 있어서의 볼록부(131)의 폭은 일정해도 된다.
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, LED 소자를 복수 구비하고 있어도 된다. 도 3a는, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 3a에 나타내는 바와 같이, LED 디바이스(200a)는, 기판(110)과, 기판(110) 상에 배치된 복수의 LED 소자(120a, 120b 및 120c)와, LED 소자(120a, 120b 및 120c) 각각으로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체(130)를 구비하고, 기판(110)과 무기 유리 성형체(130)는 접착부(140)에 의해 접착되어 있고, LED 소자(120a, 120b 및 120c)는, 각각 기판(110)과 무기 유리 성형체(130)와 접착부(140)에 의해 외기로부터 차단되어 있고, LED 소자(120a, 120b 및 120c)와 무기 유리 성형체(130)의 사이에는 제 2 접착부(150)가 존재하고 있다. LED 소자(120a, 120b 및 120c)의 각각과 무기 유리 성형체(130)의 사이의 거리(d)는 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하이다.
즉, 본 발명의 LED 디바이스의 또 다른 측면은,
기판과, 상기 기판 상에 배치된 복수의 LED 소자와, 상기 복수의 LED 소자 각각으로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 제 1 접착부와, 상기 복수의 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 설치된 제 2 접착부를 구비하고,
상기 복수의 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고,
상기 복수의 LED 소자의 각각과 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하인, LED 디바이스이다.
LED 디바이스(200a)는, 상술한 LED 디바이스(100a)의 LED 소자를 복수로 한 것이다. 본 명세서에 있어서, 「복수의 LED 소자」란, 예를 들면 2∼100개, 바람직하게는 2∼50개, 보다 바람직하게는 2∼20개, 더 바람직하게는 2∼10개의 LED 소자를 의미한다.
도 3b는, 상술한 LED 디바이스(200a)의 변형례인, LED 디바이스(200b)를 나타내는 단면도이다. LED 디바이스(200b)는, 상술한 LED 디바이스(100d)의 LED 소자를 복수로 한 것이다.
즉, 본 발명의 LED 디바이스의 또 다른 측면은,
기판과, 상기 기판 상에 배치된 복수의 LED 소자와, 모든 상기 복수의 LED 소자 상에 배치된 무기 유리 성형체와, 제 1 접착부를 구비하고,
상기 제 1 접착부는, 상기 무기 유리 성형체의 상기 복수의 LED 소자에 대향하는 면과는 반대측의 면 상에 설치되어 있고, 또한 상기 복수의 LED 소자 및 상기 무기 유리 성형체를 내부에 포매하고 있고,
상기 복수의 LED 소자는 상기 기판과 상기 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있는, LED 디바이스이다.
또한, 상기 LED 디바이스는, 상기 복수의 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 제 2 접착부가 설치되어 있어도 되고, 상기 복수의 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리(d)는 0㎜ 초과 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다.
LED 소자를 복수 구비하는 LED 디바이스는, 상술한 LED 디바이스(200a, 200b)에는 한정되지 않고, 예를 들면 상술한 LED 디바이스(100b)의 LED 소자를 복수로 한 것이어도 되고, 예를 들면 상술한 LED 디바이스(100c)의 LED 소자를 복수로 한 것이어도 되며, 예를 들면 LED 디바이스(100a, 100b, 100c, 100d) 등을 조합한 것이어도 된다.
또한, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서, LED 소자의 수는, LED 소자의 각각과 무기 유리 성형체의 사이의 거리(d)를 0.1㎜ 이하로 할 수 있는 한 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 1∼100개여도 되고, 예를 들면 1∼50개여도 되며, 예를 들면 1∼20개여도 되고, 예를 들면 1∼10개여도 된다.
[기포]
기포란, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스를 구성하는 수지에 생긴 기체를 포함하는 미소 부분(미소 공간)을 의미한다. 본 명세서에 있어서는, 「기포」란, 광학 현미경을 이용하여 확인했을 때의 크기(긴 지름)가 0.1㎜ 이상이고, 수지와의 계면을 가지고 있고, 그 계면의 형상이 구 형상, 반구 형상, 원기둥 형상, 또는 그와 유사한 형상으로서, 0.01㎜∼1.00㎜의 곡률 반경의 원호가 정의할 수 있는 형상의 미소 공간을 의미한다.
기포가 발생하는 요인으로서는, 무기 유리 성형체와 기재를 수지를 이용하여 접착할 때에, 이들의 사이에 공기가 들어가, 수지의 경화 시에 기포가 남아버리는 것을 들 수 있다.
또는, 수지를 경화시킬 때에, 화학 반응에 의한 수증기, 알코올 성분 등의 아웃 가스의 발생에 의해 기포가 생기는 경우도 있다.
[기판]
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서, 기판(110)으로서는, 일반적으로 반도체 발광 장치의 기판으로서 이용되는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 나일론, 에폭시, LCP(Liquid Crystal Polymer, 액정 폴리머) 등의 수지, 알루미나, 질화 알루미늄, LTCC(Low-temperature Co-fired Ceramics, 저온 동시 소성 세라믹) 등의 세라믹으로 구성된 기판이 이용된다. 기판(110)에는, 통상, 탑재하는 LED 소자(120)를 전기적으로 접속하기 위한 전극이 구비되어 있다.
[LED 소자]
LED 소자(120)로서는, 일반적으로 LED 소자로서 이용되는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 청색 LED(Light Emitting Diode), 적색 LED, 녹색 LED, 백색 LED, 자외선 LED 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「자외선」이란 200㎚ 이상 400㎚ 이하의 파장의 광을 의미한다. 이러한 LED는, 예를 들면, 사파이어나 질화 알루미늄 등의 위에 AlInGaP, InGaN, AlGaN 등의 Ⅲ-Ⅴ족 반도체를 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition법)이나 HVPE법(Hydride Vapor Phase Epitaxy법)에 의해 성장시켜 제조된다. 광은 기판에 대향하는 면뿐만 아니라, 그 면에 대하여 측면으로 정의되는 면으로부터도 출사한다.
본 발명의 일 측면은, LED 소자가 피크 파장 200㎚ 이상 400㎚ 이하의 출사광을 가진다. 여기서, 「피크 파장」이란, LED 소자의 출사광 중 가장 발광 강도가 높은 파장을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에서는, 내열성·내광성이 우수한 무기 유리 성형체가, LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된다. 또한, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0.1㎜ 이하로 매우 근접하고 있다. 이 때문에, 내열성이나 내광성이 가장 요구되는 LED 소자의 광 조사면의 근방에 무기 유리 성형체가 배치되게 되어, 내열성·내광성이 우수한 LED 디바이스를 실현할 수 있다.
또한, 여기서 말하는 「LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이의 거리」는, 후술하는 실시예에 기재된 두께계를 이용한 계측 방법에 의해 계측할 수 있다.
이 때문에, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, LED 소자의 출사광의 피크 파장이 400㎚ 이하인 경우(예를 들면, 200㎚ 이상 300㎚ 이하인 경우나 250㎚ 이상 300㎚ 이하인 경우)에 있어서도 우수한 내열성·내광성을 발휘할 수 있다.
LED 소자(120)는 하나의 기판(110) 상에 적어도 1개 설치된다. LED 소자(120)의 설치에는, LED 소자(120)의 광 사출면(121)의 반대측의 면에 설치된 전극과 기판(110)에 설치된 전극을 전기적으로 접속하는 플립 칩 방식 또는 LED 소자(120)의 광 사출면(121)에 설치된 전극과 기판(110)에 설치된 전극을 전기적으로 접속하는 페이스 업 방식이 이용된다. 플립 칩 방식의 경우는 땜납에 의해 LED 소자(120)의 전극과 기판(110) 상의 전극이 전기적으로 접속된다. 페이스 업 방식에서는 금 등의 와이어 배선을 이용하여 LED 소자(120)의 전극과 기판(110) 상의 전극이 전기적으로 접속된다. LED 소자(120) 상부의 공간적 자유도가 높은 관점으로부터, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서는, LED 소자(120)가 플립 칩 방식으로 실장되는 것이 바람직하다.
LED 소자의 크기는 0.1∼5.0㎜인 것이 바람직하고, 0.1∼3.0㎜인 것이 보다 바람직하며, 0.1∼2.0㎜인 것이 더 바람직하다. LED 소자의 크기를 이 범위 내로 함으로써, LED 디바이스의 제작이 용이해진다.
LED 디바이스의 크기는 0.5∼30.0㎜인 것이 바람직하다. LED 디바이스의 크기를 이 범위 내로 함으로써, LED 디바이스를 모듈화할 때의 집적화가 용이해진다.
[수지]
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서, 접착부의 형성 재료로서는, 불소 수지 등의 열가소성 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 경화성 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 밀봉의 간편성의 관점으로부터 경화성 수지인 것이 바람직하고, 내열성·내광성이 우수한 점으로부터 실리콘 수지인 것이 보다 바람직하다.
즉, 상기 제 1 접착부 및 제 2 접착부로서는, 각각 불소 수지 등의 열가소성 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 경화성 수지의 경화물을 포함하는 것이 바람직하고, 실리콘 수지의 경화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
(불소 수지)
불소 수지로서는, LED 소자의 밀봉에 이용되는 불소 수지이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 불화비닐리덴, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 및 퍼플루오로알킬비닐에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 모노머 화합물로부터 유도된 구성 단위를 가지는 중합체를 들 수 있다. 또한, 시판의 불소 수지로서는, 예를 들면 폴리불화비닐리덴 수지로서, 주식회사 구레하의 구레하 KF 폴리머를 들 수 있다. 불소 수지에는 형광체, 무기 입자, 실란 커플링제 등을 함유시켜도 된다.
「유도된다」란, 중합하기 위하여 화학 구조가 변화하는 것을 의미한다.
(에폭시 수지)
에폭시 수지로서는, LED 소자의 밀봉에 이용되는 에폭시 수지이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 페놀 또는 크레졸노볼락형 에폭시 수지 등의 방향족 에폭시 수지; 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복시레이트 등의 환상(環狀) 올레핀 화합물을 산화함으로써 합성되는 지환식 에폭시 수지; 비스페놀 A형 에폭시 수지를 수소 첨가하여 방향환을 지환식 환으로 한 수소화 비스페놀 A형 에폭시 수지; 이소시아누레이트환 함유 다관능 에폭시 수지를, 수소화 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지에 배합한 수지 등을 사용할 수 있다. 에폭시 수지에는 형광체, 무기 입자, 실란 커플링제 등을 함유시켜도 된다.
(실리콘 수지)
실리콘 수지로서는, 부가 중합형 실리콘 수지, 축합 중합형 실리콘 수지 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서는, 내열성·내광성이 우수한 점으로부터 축합 중합형 실리콘 수지가 보다 바람직하다. 또한, 제 2 접착부에 실리콘 수지를 이용하면, 다른 수지와 비교하여 무기 유리 성형체와의 굴절률 차에 의한 반사를 저감하는 것이 가능하다.
실리콘 수지는, 적절한 유기 용매(유기 용매로서는, 비점이 100℃ 이상인 유기 용매가 바람직하다. 유기 용매로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노에틸헥실에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노벤질에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노벤질에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노이소프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노헥실에테르, 프로필렌글리콜모노에틸헥실에테르, 프로필렌글리콜모노페닐에테르, 프로필렌글리콜모노벤질에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노이소프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노헥실에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸헥실에테르, 디프로필렌글리콜모노페닐에테르, 디프로필렌글리콜모노벤질에테르 등의 글리콜에테르계 용매; 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노헥실에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸헥실에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노페닐에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노벤질에테르아세테이트 등의, 상기 기재의 글리콜에테르계 용매에 아세트산기를 부가시킨, 글리콜에스테르계 용매 등을 들 수 있다.)에 용해시키고, 필요에 따라, 실리콘 올리고머, 형광체, 무기 입자, 경화용 촉매 등을 첨가하여 수지 조성물을 조제한 후, 예를 들면 가열하는 것 등에 의해 경화시킬 수 있다. 예를 들면, 가열 온도는 120∼200℃가 바람직하고, 140∼200℃가 보다 바람직하다. 가열 시간은 0.5∼24시간이 바람직하고, 1∼10시간이 보다 바람직하다. 가열 온도 및 가열 시간을 이러한 범위 내로 함으로써, 수지 조성물의 경화물의 강도는 충분한 것이 된다.
즉, 본 발명에 관련된 접착부의 일 측면은, 경화성 수지(예를 들면, 실리콘 수지)와, 유기 용매와, 소망에 따라 실리콘 올리고머, 형광체, 무기 입자 및 경화용 촉매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 성분을 포함하는 수지 조성물의 경화물이다.
상기 경화성 수지의 함유량은, 수지 조성물의 총 질량에 대하여 50∼100질량%인 것이 바람직하고, 60∼90질량%인 것이 보다 바람직하며, 65∼85질량%인 것이 더 바람직하다. 경화성 수지의 함유량을 이 범위 내로 함으로써, 수지 조성물의 도포성이 양호해지기 때문에, LED 디바이스를 제작이 용이해진다.
《부가 중합형 실리콘 수지》
부가 중합형 실리콘 수지로서는, 예를 들면 메틸계 실리콘 수지, 페닐계 실리콘 수지, 메틸페닐계 실리콘 수지 등을 들 수 있고, 그 중에서도 메틸계 실리콘 수지가, 경화 후의 수지 경도가 비교적 연한 점으로부터 바람직하다.
이러한 부가 중합형 실리콘 수지로서는, 일반적으로 시판되고 있는 부가 중합형 실리콘 수지를 이용할 수도 있다. 구체적으로는, 도레이·다우코닝사 제품의 메틸계 실리콘 수지 밀봉재인, OE-6250, OE-6336, OE-6301; 도레이·다우코닝사 제품의 페닐계 또는 메틸페닐계 실리콘 수지 밀봉재인, OE-6450, OE-6520, OE-6550, OE-6631, OE-6636, OE-6635, OE-6630, OE-6665N; 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사 제품의 메틸계 실리콘 수지 밀봉재인, IVS4321, XE14-C2042, IVS4542, IVS4546, IVS4622, IVS4632, IVS4742, IVS4752, IVSG3445, IVSG5778, IVSG0810; 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사 제품의 페닐계 또는 메틸페닐계 실리콘 수지 밀봉재인, XE14-C2860, XE14-C3450; 신에츠가가쿠사 제품의 메틸 실리콘 수지 밀봉재인, KER-6020, KER-6150, KER-6075, KER-2700, KER-2600, KER-2500, KER-2450, KER-2400, KER-2300; 신에츠가가쿠사 제품의 페닐계 또는 메틸페닐계 실리콘 수지 밀봉재인, SCR-1011, SCR-1012, SCR-1016, ASP-1111, ASP-1120, ASP-1031, ASP-1040, KER-6150, KER-6075, KER-6100 등을 들 수 있다. 또한, 부가 반응형과 축합 반응형의 성질을 겸비하는 듀얼형 밀봉재로서, 요코하마고무사 제품의 메틸계 실리콘 수지 밀봉재인 YSL-300F, YSL-350F; 요코하마고무사 제품의 페닐계 실리콘 수지인 YSH-600F, YSH-650F 등을 들 수 있다.
《축합 중합형 실리콘 수지》
축합 중합형 실리콘 수지로서는, 예를 들면, 도레이·다우코닝사 「일렉트로닉스용 실리콘 카탈로그」 2010년 10월 발행, 인터넷<URL:http://www.dowcorning.co.jp/ja_JP/content/japan/japanproducts/Electronics-Silicone-Catalog2010.pdf> 등에 기재된 폴리실록산을 포함하는 밀봉재를 들 수 있다. 다른 축합 중합형 실리콘 수지로서는, 예를 들면, 신에츠가가쿠사 제품의 스트레이트 실리콘 레진인 KR-220L, KR-242A, KR-271, KR-282, KR-300 및 KR-311, 요코하마고무사 제품의 축합형 LED 밀봉재인 YSL-250, YSL-251, YSH-550 및 YSH-561, 및, SCHOTT사 제품의 Deep UV-200을 들 수 있다.
축합 중합형 실리콘 수지로서는, 하기 식(1)로 나타내어지는 모노머 화합물을 가수분해 및 중축합시켜 얻어진 실리콘 수지를 주성분으로 하는 수지를 들 수 있다. 여기서 「주성분으로 한다」란, 고형분 환산으로, 상기의 실리콘 수지를, 상기 축합 중합형 실리콘 수지의 고형분의 총 질량에 대하여, 예를 들면 50질량% 이상, 예를 들면 60질량% 이상, 예를 들면 70질량% 이상, 예를 들면 80질량% 이상, 예를 들면 90질량% 이상 함유하고, 100질량%여도 되는 것을 의미한다.
R1 nSi(OR2)(4-n) (1)
식(1) 중, R1은 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴기를 나타내고, R2는 각각 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 1∼10의 알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 6∼10의 아릴기 또는 수소 원자를 나타내고, n은 0∼4의 정수를 나타낸다.
R1 또는 R2가 알킬기인 경우, 상기 알킬기는 직쇄상이어도 되고, 분기쇄상이어도 되며, 환상 구조를 가지고 있어도 된다. 또한, 상기 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 탄소수 1∼10이면 되고, 탄소수 1∼6이 바람직하고, 탄소수 1∼3이 보다 바람직하다.
상기 알킬기는, 상기 알킬기를 구성하는 1 또는 2 이상의 수소 원자가 다른 기로 치환되어 있어도 된다. 상기 알킬기의 치환기로서는, 예를 들면, 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6∼10의 아릴기, 불소 원자, 염소 원자 등의 할로겐 원자 등을 들 수 있다.
R1 또는 R2로 나타내어지는 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 무치환의 알킬기, 페닐메틸기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기를 들 수 있다.
R1 또는 R2가 아릴기인 경우, 상기 아릴기로서는, 예를 들면 탄소수 6∼10의 아릴기를 들 수 있다. 또한, 상기 아릴기는, 상기 아릴기를 구성하는 1 또는 2 이상의 수소 원자가 다른 기로 치환되어 있어도 된다. 상기 아릴기의 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 탄소수 1∼6의 알킬기, 불소 원자, 염소 원자 등의 할로겐 원자 등을 들 수 있다.
R1 또는 R2로 나타내어지는 아릴기로서는, 구체적으로는 페닐기, 나프틸기 등의 무치환의 아릴기, 메틸페닐기, 에틸페닐기, 프로필페닐기 등의 알킬페닐기와 같은 알킬아릴기 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 식(1)로 나타내어지는 모노머 화합물의 n이 1인 경우는 3개의 오르가노폴리실록산쇄에 의한 분기쇄 구조를 구성할 수 있기 때문에, 상기 모노머 화합물을 가수분해 및 중축합시켜 얻어진 실리콘 수지는, 망목 구조나 환 구조를 형성할 수 있다. 이 때문에, 상기의 수지를 경화시켜 얻어지는 경화물은, 경도가 높고, 내열성이 우수하고, 자외선의 조사를 받아도 열화가 적은 것이 된다.
반면에, 상기 식(1)로 나타내어지는 모노머 화합물의 n이 2인 경우에는, 상기의 수지를 경화시켜 얻어지는 경화물은 유연성이 우수하고, 가공성이 좋은 것이 된다.
상기 식(1)로 나타내어지는 모노머 화합물을 가수분해 및 중축합시켜 얻어진 실리콘 수지는, 하기 식(2)로 나타내어진다.
(R11R12R13SiO1/2)M(R14R15SiO2/2)D(R16SiO3/2)T(SiO4/2)Q (2)
식(2) 중 R11∼R16은, 각각 독립하여, 알킬기, 페닐기 등의 탄화수소기 또는 할로겐 원자이다.
R11∼R16의 알킬기는, 각각 독립하여, 탄소수 1∼10의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼3의 알킬기가 더 바람직하다. R11∼R16의 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 무치환의 알킬기, 페닐메틸기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 치환의 알킬기를 들 수 있다.
R11∼R16의 아릴기로서는, 각각 독립하여, 탄소수 6∼10의 아릴기가 바람직하다. R11∼R16의 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기 등의 무치환의 아릴기, 메틸페닐기, 에틸페닐기, 프로필페닐기 등의 치환의 아릴기를 들 수 있다.
R11∼R16의 할로겐 원자로서는, 각각 독립하여, 불소 원자 또는 염소 원자가 바람직하다.
식(2)에 있어서, M, D, T 및 Q는 구성 비율을 나타내고 있으며, 0 이상 1 미만이고, 또한 M+D+T+Q=1을 충족시키는 수이다. 상기 식(2)로 나타내어지는 폴리오르가노실록산을 구성하는 반복 단위는, 1관능형[R3SiO0.5](트리오르가노실헤미옥산), 2관능형[R2SiO](디오르가노실록산), 3관능형[RSiO1.5](오르가노실세스퀴옥산), 4관능형[SiO2](실리케이트)(단, 여기서는 간략화를 위해, R11∼R16을 합쳐서 R로 나타내고 있다.)이고, 이러한 4종의 반복 단위의 구성 비율에 따라, 상기 식(2)로 나타내어지는 실리콘 수지의 조성이 정해진다.
LED 디바이스가 제 2 접착부를 구비하는 경우, 제 2 접착부의 형성 재료로서는, 상술한 접착부의 형성 재료와 동일한 것을 이용할 수 있다. 접착부(즉, 제 1 접착부) 및 제 2 접착부의 형성 재료는 동일해도 되고 상이해도 된다. 즉, 제 1 접착부가 포함하는 상기 수지의 경화물 및 상기 제 2 접착부가 포함하는 상기 수지의 경화물은 동일해도 되고 상이해도 된다.
[무기 유리 성형체]
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서, 무기 유리 성형체로서는, 실리카 유리, 붕규산 유리 등으로 성형된 무기 유리 성형체를 들 수 있다.
(실리카 유리)
실리카 유리의 종류로서는, 전기 용융·화염 용융에 의해 만들어지는 용융 석영 유리, 기상법 또는 액상법에 의해 만들어지는 합성 석영 유리 등을 들 수 있다. 특히, 액상법 중에서도 졸·겔법에 의해 만들어지는 졸-겔 실리카 유리가 성형성이 우수하여, 형상에 의해 광학적 성질을 컨트롤하는 면에서 본 실시형태의 LED 디바이스에 적합하게 이용할 수 있다.
졸-겔법에 의해 제작되는 실리카 유리로서는, 예를 들면, 공지 문헌(졸-겔법의 과학, 삿카스미오 저, 아그네쇼후샤)에 기재되어 있는 바와 같이, 테트라메톡시실란 등의 실리콘알콕시드를 출발 원료로 하여 가수분해 중축합 반응을 경유하여 졸로부터 습윤 겔로 하고, 건조 및 소결 공정을 거쳐 제작된 벌크체의 실리카 유리가 알려져 있다. 또는, 특허문헌(일본공개특허 특개2009-137836호 공보)에 기재된 방법에서는, 실리카 미립자를 출발 원료로 한 실리카 분산액에 실리콘알콕시드를 첨가하여, 졸 용액을 겔화, 추가로 건조·소결 공정을 거쳐 벌크체의 실리카 유리를 얻고 있다. 그 밖에는 유기 고분자 바인더와 실리카 입자로부터 전구체(前駒體)를 제작하고, 그것을 1100℃의 온도에서 소결하는 방법에 의해 제작한 실리카 유리도 알려져 있다(예를 들면, 국제공개 제2011/004852호를 참조). 이러한 졸-겔법에 의해 제작되는 실리카 유리는 투명성, 추가로 프로세스 상의 성형성이 우수한 점으로부터, 본 실시형태의 LED 디바이스에 적합하게 이용할 수 있다.
(붕규산 유리)
붕규산 유리는, SiO2를 주성분(즉, SiO2를 50% 이상 포함한다)으로 하여, Al2O3, B2O3, MgO, CaO, 알칼리 금속 산화물 성분(Li2O, Na2O, K2O) 등으로 구성되는 유리이다. 붕규산 유리로는 자외 영역까지 양호한 투과율을 나타내는 것이 알려져 있고(예를 들면, 일본등록특허 제3192013호 공보를 참조), 본 실시형태의 LED 디바이스에 적합하게 이용할 수 있다.
(무기 유리 성형체의 형상)
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스에 있어서, 무기 유리 성형체의 형상은, LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부를 투과시킬 수 있고, 기판과 무기 유리 성형체와 접착부에 의해 LED 소자를 외기로부터 차단할 수 있는 한 특별히 제한되지 않으나, LED 소자에 대향하는 면이 평판이거나 또는 볼록면인 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 1a∼도 1c 및 도 1e에 나타내는 무기 유리 성형체(130)와 같은 반구의 렌즈 형상을 가지고 있어도 되고, 예를 들면, 도 1d에 나타내는 무기 유리 성형체(130)와 같은 판 형상이어도 된다. 무기 유리 성형체의 형상으로서는, 상술한 것 외에도, 예를 들면 원뿔대 형상, 원기둥 형상, 반타원 구 형상 등의 형상을 들 수 있다. 또는, 도 2a∼도 2d에 나타내는 무기 유리 성형체(130)와 같은, LED 소자의 측면의 적어도 일부를 덮는 볼록부(131)를 가지는 형상이어도 된다.
<LED 디바이스의 제조 방법>
(제 1 제조 방법)
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는, 예를 들면 다음과 같이 하여 경화성 수지를 이용하여 제조할 수 있다. 먼저, 기판 상에 배치된 LED 소자의 광 사출면 상에 접착부의 형성 재료(예를 들면, 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물)를 적하한다. 계속해서, 적하한 상기 재료의 위에 무기 유리 성형체를 얹고, 추가로 무기 유리 성형체를 LED 소자를 향하여 누른다. 이에 의해, LED 소자 상에 적하된 상기 재료가 눌려 퍼져, LED 소자의 주위(즉, 기판과 무기 유리 성형체의 사이)에도 배치된다. 여기서, 무기 유리 성형체를 1.0×104∼1.0×107N/㎡의 압력으로 누름으로써, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이의 거리를 정밀도 좋게 0.1㎜ 이하로 제어할 수 있다.
계속해서, 상기 재료 중에 포함되는 경화성 수지가 열경화성 수지인 경우에는 가열 처리에 의해 상기 수지를 경화시킨다. 예를 들면, 가열 온도는 120∼200℃가 바람직하고, 140∼200℃가 보다 바람직하다. 가열 시간은 0.5∼24시간이 바람직하고, 1∼10시간이 보다 바람직하다. 가열 온도 및 가열 시간을 이러한 범위 내로 함으로써, 수지 조성물의 경화물의 강도는 충분한 것이 된다.
또한, 상기 재료 중에 포함되는 경화성 수지가 광경화성 수지인 경우에는, 광 조사 또는 광 조사와 가열 처리의 병용에 의해 수지를 경화시킨다. 예를 들면, 광 조사는 파장 200∼400㎚의 광을 10초간∼1시간 조사함으로써, 100∼10000mJ/c㎡의 적산 조사량으로 하는 것이 바람직하다. 그 결과, LED 소자가 기판과 무기 유리 성형체와 접착부에 의해 외기로부터 차단된 LED 디바이스를 얻을 수 있다. 본 제조 방법에서는, 기판과 무기 유리 성형체를 접착하는 접착부(즉, 제 1 접착부)의 형성 재료와, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이에 존재하는 제 2 접착부의 형성 재료는 동일한 재료이다.
즉, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스의 제조 방법의 일 측면은,
기판 상에 배치된 LED 소자의 광 사출면 상에, 경화성 수지를 포함하는 재료를 적하하는 것;
상기 적하한 경화성 수지를 포함하는 재료의 위에 무기 유리 성형체를 얹는 것;
상기 무기 유리 성형체를 상기 LED 소자를 향하여 1.0×104∼1.0×107N/㎡의 압력으로 누르는 것; 및
상기 경화성 수지를 포함하는 재료를 경화시키는 것을 포함한다.
(제 2 제조 방법)
본 발명의 일 실시형태의 LED 디바이스는 이하의 제조 방법에 의해서도 제조할 수 있다. 먼저, 기판 상에 배치된 LED 소자의 광 사출면 상에 무기 유리 성형체를 얹는다. 계속해서, LED 소자의 주위(기판과 무기 유리 성형체의 사이)에 접착부의 형성 재료(예를 들면, 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물)를 적하한다.
계속해서, 상기 재료 중에 포함되는 경화성 수지가 열경화성 수지인 경우에는 가열 처리에 의해 상기 수지를 경화시킨다. 예를 들면, 가열 온도는 120∼200℃가 바람직하고, 140∼200℃가 보다 바람직하다. 가열 시간은 0.5∼24시간이 바람직하고, 1∼10시간이 보다 바람직하다. 가열 온도 및 가열 시간을 이러한 범위 내로 함으로써, 수지 조성물의 경화물의 강도는 충분한 것이 된다.
또한, 상기 재료 중에 포함되는 경화성 수지가 광경화성 수지인 경우에는, 광 조사 또는 광 조사와 가열 처리의 병용에 의해 수지를 경화시킨다. 예를 들면, 광 조사는, 파장 200∼400㎚의 광을 10초간∼1시간 조사함으로써, 100∼10000mJ/c㎡의 적산 조사량으로 하는 것이 바람직하다.
그 결과, LED 소자가 기판과 무기 유리 성형체와 접착부에 의해 외기로부터 차단된 LED 디바이스를 얻을 수 있다. 본 실시형태의 제조 방법에서는, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이에는 접착부는 존재하고 있지 않아, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이의 거리는 0㎜이다(즉, 접하고 있다).
즉, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스의 제조 방법의 다른 측면은,
기판 상에 배치된 LED 소자의 광 사출면 상에 무기 유리 성형체를 얹는 것; 상기 LED 소자의 주위에 접착부의 형성 재료인 경화성 수지를 포함하는 재료를 적하하는 것; 및 상기 재료를 경화시키는 것을 포함한다.
(제 3 제조 방법)
본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스는 이하의 제조 방법에 의해서도 제조할 수 있다. 먼저, 기판 상에 배치된 LED 소자의 광 사출면 상에 소량의 경화성 수지를 포함하는 재료(제 2 접착부의 형성 재료)를 적하한다. 이 재료는 무기 유리 성형체를 LED 소자 상에 고정하기 위한 것이다.
계속해서, 적하한 상기 재료의 위에 무기 유리 성형체를 얹고, 추가로 무기 유리 성형체를 LED 소자를 향하여 누른다. 여기서, 무기 유리 성형체를 1.0×104∼1.0×107N/㎡의 압력으로 누름으로써, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이의 거리를 정밀도 좋게 0.1㎜ 이하로 제어할 수 있다.
계속해서, 가열 처리 등에 의해 상기 재료 중에 포함되는 경화성 수지를 경화시키고, 무기 유리 성형체를 LED 소자 상에 고정한다. 이에 의해, 후공정에서 무기 유리 성형체가 이동하여 위치가 어긋나버리는 것을 방지할 수 있다.
계속해서, LED 소자의 주위(기판과 무기 유리 성형체의 사이)에 포팅 등에 의해 접착부(제 1 접착부)의 형성 재료(예를 들면, 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물)를 배치한다. 계속해서, 가열 처리 등에 의해 이 재료 중에 포함되는 경화성 수지를 경화시킨다. 그 결과, LED 소자가 기판과 무기 유리 성형체와 접착부에 의해 외기로부터 차단된 LED 디바이스를 얻을 수 있다. 본 제조 방법에서는, 기판과 무기 유리 성형체를 접착하는 접착부(제 1 접착부)의 형성 재료와, LED 소자와 무기 유리 성형체의 사이에 존재하는 제 2 접착부의 형성 재료는 동일해도 되고 상이해도 된다.
즉, 본 발명의 일 실시형태인 LED 디바이스의 제조 방법의 또 다른 측면은,
기판 상에 배치된 LED 소자의 광 사출면 상에 제 2 접착부의 형성 재료인 경화성 수지를 포함하는 재료를 적하하는 것;
적하한 상기 재료의 위에 무기 유리 성형체를 얹는 것;
상기 무기 유리 성형체를 상기 LED 소자를 향하여 1.0×104∼1.0×107N/㎡의 압력으로 누르는 것;
상기 재료를 경화시키는 것;
상기 LED 소자의 주위에 제 1 접착부의 형성 재료인 경화성 수지를 포함하는 재료를 배치하는 것; 및
상기 제 1 접착부의 형성 재료를 경화시키는 것을 포함한다.
상기 제조 방법에 의하면, LED 소자에 고온 프로세스에 의한 데미지를 주지 않고 LED 디바이스를 제조할 수 있다. 또한, 광 투과부에 대한 기포의 들어감이 억제된 LED 디바이스를 제조할 수 있다.
<LED 모듈>
본 발명은, 일 실시형태로서 상술한 LED 디바이스를 복수 구비하는, LED 모듈을 제공한다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는, 각각 본 발명의 일 실시형태인 LED 모듈의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 4a에 나타내는 바와 같이, LED 모듈(300a)은, 무기 유리 성형체의 평면시에 있어서의 크기가 보다 큰 점 이외에는 상술한 LED 디바이스(100d)와 동일한 LED 디바이스를 복수 구비하는 것이다.
도 4b의 LED 모듈(300b)은, 상술한 LED 디바이스(100b)의 LED 소자를 복수로 한 LED 디바이스를 복수 구비하는 것이다.
도 4c의 LED 모듈(300c)은, 상술한 LED 디바이스(100f)의 LED 소자를 복수로 한 LED 디바이스를 복수 구비하는 것이다.
LED 디바이스를 복수 구비하는 LED 모듈로서는, 상술한 LED 디바이스(300a, 300b, 300c)에는 한정되지 않고, 예를 들면 LED 디바이스(100a, 100b, 100c, 100d, 100f) 등을 조합한 것이어도 된다.
또한, 본 발명의 일 실시형태인 LED 모듈에 있어서, LED 디바이스의 수는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따른 수의 LED 디바이스를 적절히 이용할 수 있다. LED 디바이스의 수로서는, 예를 들면 2∼100개가 바람직하고, 2∼50개가 보다 바람직하며, 2∼20개가 더 바람직하고, 2∼10개가 특히 바람직하다. LED 디바이스의 수를 이 범위 내로 함으로써, LED 모듈이 경량화된다.
<자외선 발광 장치>
본 발명은 일 실시형태로서, 상술한 LED 디바이스 또는 LED 모듈을 구비하는 자외선 발광 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시형태인 자외선 발광 장치는, LED 소자가 고온 프로세스에 의한 데미지를 주지 않고 제조되어 있기 때문에 신뢰성이 높다. 또한, 광 투과부에 대한 기포의 들어감이 억제되어 있기 때문에, 광 취출 효율이 높다. 또한, LED 소자의 근방에 무기 유리 성형체가 배치되어 있기 때문에, 내열성·내광성이 우수하다. 또한, 무기 유리 성형체의 형상을 변화시킴으로써 광학적 성질을 컨트롤할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예를 나타내고, 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
스크루병에 축합 중합형 실리콘 수지(신에츠가가쿠 제품, 형번 「KR-220L」) 80중량부와 아세트산 2-부톡시에틸 20중량부를 첨가하여 교반하고, 추가로 경화 촉매로서 인산계 촉매(신에츠가가쿠 제품, 형번 「X-40-2309A」)를 2중량부 첨가하여 교반하여, 실리콘 수지 조성물 A를 얻었다.
세로 3.5㎜×가로 3.5㎜의 LTCC(Low-temperature Co-fired Ceramics, 저온 동시 소성 세라믹) 기판 상에 배치된 LED 소자 상에 실리콘 수지 조성물 A를 스포이트를 이용하여 6.6㎎ 적하한 후에, 시판의 직경 2.0㎜의 반구형 석영 유리 렌즈(옵트사이언스사 제품)를 탑재하였다. 석영 유리 렌즈 상부에 100g중(0.98N)의 힘을 5초간 가하여, 기판, LED 소자와 접착시켜 밀봉하였다. 이 때, 석영 유리 렌즈 바닥면에 가해지는 압력은 3.1×105(N/㎡)에 상당한다.
계속해서, 밀봉한 상태로 오븐에서 150℃에서 5시간 가열 처리를 행하여 실리콘 수지 조성물 A를 경화시켜, 실시예 1의 LED 디바이스를 얻었다.
계속해서, 마이크로스코프(상품명 「DinoLite」, ANMO 일렉트로닉스사 제품)를 사용하여, 실시예 1의 LED 디바이스의 광 투과부에 대한 기포의 들어감을 관찰하였다. 도 5는, 실시예 1의 LED 디바이스의 마이크로스코프 사진이다. 그 결과, 광 투과부에 0.1㎜ 이상의 크기의 기포는 인지되지 않았다.
제작한 LED 디바이스의 두께를 두께계(Mitutoyo사 제품, 형식 「547-401 Absolute Digimatic Thickness Gauge」, 분해능 0.01㎜)를 이용하여 계측하였다. 두께의 계측은 이하의 요령으로 행하였다. 먼저, LED 소자 및 기판의 두께, 석영 유리 렌즈의 두께를 계측한 바, 각각 0.55㎜, 1.00㎜였다. 다음에, 실시예 1의 LED 디바이스의 두께의 계측을 행한 바, 가장 두꺼운 곳에서 1.55㎜였다. 이러한 결과로부터, LED 소자와 석영 유리 렌즈의 사이의 접착면간 거리(즉, 상술의 거리(d))는 0.01㎜ 이하이다.
[비교예 1]
실시예 1에서 이용한 실리콘 수지 조성물 A를, 세로 3.5㎜×가로 3.5㎜의 LTCC 기판 상에 배치된 LED 소자 상에, 스포이트를 이용하여 5.4㎎ 적하하였다. 계속해서, 실시예 1에서 이용한 석영 유리 렌즈를, 실리콘 수지 조성물 A와 석영 유리 렌즈가 접하고, 또한 석영 유리 렌즈를 LED로부터 출사되는 광이 투과하는 위치에서, 클리어런스가 0.7㎜가 되도록 지지 고정하였다.
계속해서, 오븐을 이용하여 150℃에서 5시간 가열 처리를 행하여 실리콘 수지 조성물 A를 경화시켜, 비교예 1의 LED 디바이스를 얻었다. 계속해서, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 LED 디바이스의 광 투과부의 수지에 대한 기포의 들어감을 관찰하였다. 도 6은, 비교예 1의 LED 디바이스의 마이크로스코프 사진이다. 그 결과, 광 투과부에 0.1㎜ 이상의 크기의 기포가 인지되었다.
계속해서, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 LED 디바이스의 두께를 두께계를 이용하여 계측하였다. 먼저, LED 소자 및 기판의 두께, 석영 유리 렌즈의 두께를 계측한 바, 각각 0.55㎜, 1.00㎜였다. 다음에, 비교예 1의 LED 디바이스의 두께의 계측을 행한 바, 가장 두꺼운 곳에서 2.17㎜였다. 이러한 결과로부터, LED 소자와 석영 유리 렌즈의 사이의 접착면간 거리는 0.62㎜였다.
[실시예 2]
세로 3.5㎜×가로 3.5㎜의 LTCC 기판 상에 배치된 LED 소자 상에 석영 유리판(세로 1.50㎜×가로 1.50㎜×두께 0.53㎜)을 탑재하고, 내열 테이프로 고정하였다. 석영 유리판과 LTCC 기판이 접착되도록, 실시예 1의 실리콘 수지 조성물 A를 스포이트를 이용하여 적하하였다.
계속해서, 밀봉한 상태로 오븐에서 150℃에서 3시간 가열 처리를 행하여 실리콘 수지 조성물 A를 경화시킨 후, 내열 테이프를 제거하여, 실시예 2의 LED 디바이스를 얻었다.
계속해서, 마이크로스코프를 사용하여, 실시예 2의 LED 디바이스의 광 투과부에 대한 기포의 들어감을 관찰하였다. 도 7은, 실시예 2의 LED 디바이스의 마이크로스코프 사진이다. 그 결과, 광 투과부에 0.1㎜ 이상의 크기의 기포는 인지되지 않았다.
제작한 LED 디바이스의 두께를 두께계를 이용하여 계측하였다. 두께의 계측은 이하의 요령으로 행하였다. 먼저, LED 소자 및 기판의 두께, 석영 유리판의 두께를 계측한 바, 각각 0.54㎜, 0.53㎜였다. 다음에, 실시예 2의 LED 디바이스의 두께의 계측을 행한 바, 가장 두꺼운 곳에서 1.07㎜였다. 이러한 결과와 LED 디바이스의 제작 조건으로부터, LED 소자와 석영 유리판의 사이의 접착면간 거리는 0㎜이다.
제작한 LED 디바이스로부터 석영 유리판을 떼어낸 후, 접착면이었던 LED 소자 표면 및 접착면이었던 석영 유리판 표면에 대하여, 이하의 측정 조건으로 적외 흡수 스펙트럼의 측정을 실시한 바, 어느 것으로부터도 실리콘 수지 조성물 A의 경화물에 유래하는 흡수 피크(Si-CH3 결합의 신축에 유래하는 1250∼1300cm-1의 피크)는 관찰되지 않았다. 이러한 결과로부터도, LED 소자와 석영 유리판의 사이에는 실리콘 수지 조성물 A의 경화물은 존재하고 있지 않음을 확인하였다.
<적외 흡수 스펙트럼 측정>
장치명 : JASCO FT/IR460
어태치먼트 : PIKE MIRACLE
측정 파장 : 4000∼600cm-1
분해능 : 4cm-1
백그라운드 측정 : 대기
적산 횟수 : 32회
도 8은, 접착면이었던 석영 유리판 표면의 적외 흡수 스펙트럼이다. 도 9는, 접착면이었던 LED 소자 표면의 적외 흡수 스펙트럼이다.
하기의 실리콘 수지 조성물 B의 경화물 및 실리콘 수지 조성물 C의 조성물의 평가를, 이하의 측정 조건으로 실시하였다.
<투과율 측정>
장치명 : 쟈스코 엔지니어링(V670)
어태치먼트 : 적분구(積分球) JASCO ISN-723
측정 파장 : 200∼800㎚
백그라운드 측정 : 대기
측정 속도 : 1000㎚/min
<UV 조사 시험>
장치명 : 우시오전기사 제품(SP-9-250DB)
UV 조사 파장 : 250㎚∼450㎚
UV 조사 강도 : 31.8mW/c㎡(254㎚)
수지 가열 온도 : 100℃(핫플레이트에 의함)
UV 조사 시간 : 100시간
렌즈 : 균일 조사 광학 유닛 50175Q 렌즈의 직경 50㎜
샘플과 렌즈의 거리 : 175㎜
[참고예 1]
스크루병에 실리콘 수지(신에츠가가쿠 제품, 형번 「KR-220L」) 70중량부와 아세트산 2-부톡시에틸 30중량부를 첨가하여 교반하고, 추가로 경화 촉매로서 인산계 촉매(신에츠가가쿠 제품, 형번 「X-40-2309A」)를 2중량부 첨가하여 교반하여, 실리콘 수지 조성물 B를 얻었다.
무알칼리 유리 기판(코닝사 제품, EAGLE XG, 두께 0.7㎜)의 위에, 실리콘 수지 조성물 B를 애플리케이터를 이용하여 도공한 후, 송풍 정온 항온기(야마토과학 제품, DKN302)를 이용하여 150℃에서 5시간 가열 처리를 행하여 실리콘 수지 조성물 B를 경화시켰다. 얻어진 실리콘 수지 조성물 B의 경화물은, 무알칼리 유리 기판과 밀착하고 있어, 크랙은 확인되지 않았다. 얻어진 실리콘 수지 조성물 B의 경화물의 두께를 두께계를 이용하여 계측한 바, 0.03㎜였다.
얻어진 실리콘 수지 조성물 B의 경화물의 UV 조사 시험을 행하였다. UV 조사 시험 후의 실리콘 수지 조성물 B의 경화물의 상태를 육안으로 관찰한 바, 크랙은 확인되지 않았다. UV 조사 시험 후의 실리콘 수지 조성물 B의 경화물의 300㎚에 있어서의 투과율을, UV 조사 시험 전의 실리콘 수지 조성물 B의 경화물의 300㎚에 있어서의 투과율로 나눔으로써, 투과율 유지율을 산출한 바, 90%였다.
[참고예 2]
스크루병에 부가형 실리콘 수지(신에츠가가쿠사 제품, KER-2500A/B)에 있어서의 KER-2500A의 50중량부와, KER-2500B의 50중량부를 첨가하여 교반하여, 실리콘 조성물 C를 얻었다.
참고예 1과 동일하게 하여, 무알칼리 유리 기판의 위에 실리콘 조성물 C를 도공하고, 경화시켰다. 얻어진 실리콘 수지 조성물 C의 경화물은, 무알칼리 유리 기판과 밀착하고 있어, 크랙은 확인되지 않았다. 얻어진 실리콘 수지 조성물 C의 경화물의 두께를 두께계를 이용하여 계측한 바, 0.03㎜였다.
얻어진 실리콘 수지 조성물 C의 경화물의 UV 조사 시험을 행하였다. UV 조사 시험 후의 실리콘 수지 조성물 C의 경화물의 상태를 육안으로 관찰한 바, 크랙이 확인되었다. UV 조사 시험 후의 실리콘 수지 조성물 C의 경화물의 300㎚에 있어서의 투과율을, UV 조사 시험 전의 실리콘 수지 조성물 C의 경화물의 300㎚에 있어서의 투과율로 나눔으로써, 투과율 유지율을 산출한 바, 83%였다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 무기 유리 성형체에 의해 광학적 성질이 컨트롤되고, LED 소자가 고온 프로세스에 의한 데미지를 받고 있지 않고, 광 투과부의 수지에 대한 기포의 들어감이 억제된 LED 디바이스를 제공할 수 있고, 또한, 상기의 LED 디바이스를 구비하는 LED 모듈 및 자외선 발광 장치를 제공할 수 있으므로, 산업상 극히 유용하다.
100a, 100b, 100c, 100d, 100f, 100e, 200a, 200b : LED 디바이스
110 : 기판
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f : LED 소자
121 : 광 사출면
130, 130a, 130b, 130c : 무기 유리 성형체
131 : 볼록부
140 : 접착부(제 1 접착부)
150 : 접착부(제 2 접착부)
300a, 300b, 300c : LED 모듈
d : 거리

Claims (13)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 배치된 LED 소자와,
    상기 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와,
    상기 기판에 접하여 설치되고, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 제 1 접착부와,
    상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이에 설치된 제 2 접착부를 구비하고,
    상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 제 1 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고,
    상기 제 2 접착부의 형성 재료가 축합 중합형 실리콘 수지를 포함하고,
    상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0.1㎜ 이하인, LED 디바이스.
  2. 기판과,
    상기 기판 상에 배치된 LED 소자와,
    상기 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치된 무기 유리 성형체와,
    상기 기판에 접하여 설치되고, 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체를 접착하는 접착부를 구비하고,
    상기 LED 소자는 상기 기판과 상기 무기 유리 성형체와 상기 접착부에 의해 외기로부터 차단되어 있고,
    상기 접착부를 형성하는 재료가 실리콘 수지를 포함하고,
    상기 LED 소자와 상기 무기 유리 성형체의 사이의 거리가 0㎜인, LED 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 무기 유리 성형체는, 상기 LED 소자의 측면의 적어도 일부를 덮는 볼록부를 가지고 있는, LED 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 볼록부는, 평면시에 있어서 상기 LED 소자의 주위를 폐환 형상으로 둘러싸는, LED 디바이스.
  5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 접착부의 형성 재료가 경화성 수지를 포함하는, LED 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 경화성 수지가 실리콘 수지인, LED 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 유리 성형체가 실리카 유리 또는 붕규산 유리로 이루어지는, LED 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED 소자로부터의 출사광의 피크 파장이 400㎚ 이하인, LED 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED 소자가 상기 기판에 플립 칩 실장되어 있는, LED 디바이스.
  10. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 접착부는, 상기 LED 소자 및 상기 무기 유리 성형체를 내부에 포매하고 있는, LED 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED 소자를 복수 구비하고,
    상기 무기 유리 성형체는, 상기 복수의 LED 소자로부터의 출사광의 전부 또는 일부가 투과하는 위치에 배치되어 있는, LED 디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 LED 디바이스를 복수 구비하는, LED 모듈.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 LED 디바이스, 또는 제 12 항에 기재된 LED 모듈을 구비하는, 자외선 발광 장치.
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