TW201414019A - 半導體發光裝置用之波長轉換元件 - Google Patents

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Abstract

本發明所提供的波長轉換元件，係高分子黏結劑使用耐光性與耐熱性均優異的聚矽氧，具有恰能自行保持形狀之硬度。本發明的波長轉換元件，係由在聚矽氧黏結劑中分散著螢光體與填料而成的聚矽氧組成物所形成模造成形體的波長轉換元件；其中，該填料係含有粒徑1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；相對於該聚矽氧黏結劑100重量份，該球狀聚矽氧樹脂的含有量係50重量份以上。

Description

半導體發光裝置用之波長轉換元件
本發明係關於半導體發光裝置用之波長轉換元件、及其製造方法、暨熱硬化性聚矽氧組成物。
已知有由發光二極體(LED)、與將該LED所釋放的光(一次光)其中一部分轉換為不同波長光(二次光)的螢光體進行組合，而構成生成白色光的半導體發光裝置。該半導體發光裝置中，自習知起便有嘗試將負責波長轉換機能的要件予以元件化。其中一例已知有由在光學性呈透明的高分子黏結劑中分散著螢光體的組成物所形成之波長轉換元件。例如專利文獻1有揭示使用通稱"fluorescent plate(螢光薄板)"的波長轉換元件之「LED封裝體」。
最近，有開發出在大輸出的LED中組合大型波長轉換元件，通稱「遠端磷光體型LED裝置」的照明用LED裝置(專利文獻2)。遠端磷光體型LED裝置中，為降低成本，期待盡量減少波長轉換元件的螢光體使用量。
所以，有提案：為使少量螢光體效率佳地利用於波長轉換，而在使於素材的樹脂組成物中添加螢光體並添加光擴散劑，俾在波長轉換元件的內部增加一次光與螢光體粒子相互作用機會的方法 (專利文獻2中之圖12)。又，有提案：為抑制螢光體的沉澱，而添加聚矽氧粒子的聚矽氧組成物(專利文獻3)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2001-111117號公報(美國專利第6504301號說明書)
專利文獻2：美國專利申請案公開第2012/0087105號說明書
專利文獻3：國際公開第2011/102272號
對波長轉換元件除要求可見波長域(380nm~780nm)的透光性，尚亦要求恰能自行保持形狀的硬度。另一方面，就從生產性的觀點，波長轉換元件最好能利用射出成形、轉注成形等模造法進行製造。
本發明係有鑑於此種實情而完成，主要目的在於提供：高分子黏結劑係使用耐光性與耐熱性均優異的聚矽氧，具有恰能自行保持形狀之硬度的波長轉換元件。
再者，本發明另一目的係在於提供：該波長轉換元件的較佳製造方法。
本發明目的亦包括有提供：能較佳使用為該波長轉換元件之材料的熱硬化性聚矽氧組成物。
根據本發明將提供下述波長轉換元件。
(a1)一種波長轉換元件，係由在聚矽氧黏結劑中分散著螢光體與填 料而成的聚矽氧組成物所形成模造成形體的波長轉換元件；其中，該填料係含有粒徑1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；相對於該聚矽氧黏結劑100重量份，該球狀聚矽氧樹脂的含有量係50重量份以上。
(a2)如上述(a1)所記載的波長轉換元件，其中，上述聚矽氧組成物的蕭氏硬度計硬度係HDD25以上。
(a3)一種波長轉換元件，係由在聚矽氧黏結劑中分散著螢光體與填料而構成的聚矽氧組成物所形成模造成形體的波長轉換元件；其中，該聚矽氧黏結劑係蕭氏硬度計硬度在HDD20以下的彈性體；該填料係含有粒徑達1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；該聚矽氧組成物的蕭氏硬度計硬度係HDD25以上。
(a4)如上述(a1)~(a3)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述聚矽氧黏結劑與上述球狀聚矽氧樹脂的折射率差係未滿0.05。
(a5)如上述(a1)~(a4)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述聚矽氧黏結劑與上述球狀聚矽氧樹脂均具有較二氧化矽更低的折射率。
(a6)如上述(a1)~(a5)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述聚矽氧黏結劑係具有由聚二甲基矽氧烷交聯的結構，上述球狀聚矽氧樹脂係具有聚烷基矽倍半氧烷結構。
(a7)如上述(a1)~(a6)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述填料係未含有粒徑3μm以下的球狀聚矽氧樹脂。
(a8)如上述(a1)~(a7)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述填料係更進一步含有球狀二氧化矽。
(a9)如上述(a8)所記載的波長轉換元件，其中，上述球狀二氧化矽係含有熔融二氧化矽。
(a10)如上述(a9)所記載的波長轉換元件，其中，相對於上述聚矽氧黏結劑100重量份，上述球狀二氧化矽的含有量係5重量份以上且80重量份以下。
(a11)如上述(a1)~(a10)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述填料係更進一步含有煅製二氧化矽(fumed silica)。
(a12)如上述(a1)~(a11)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述聚矽氧組成物的蕭氏硬度計硬度係HDD35以上。
(a13)如上述(a1)~(a12)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，上述模造成形體係當剪切速度120/s、溫度25℃時的黏度達100Pa．s以上且未滿1000Pa．s的聚矽氧組成物之模造成形體。
(a14)如上述(a1)~(a13)中任一項所記載的波長轉換元件，係直徑5~7cm且厚0.5~1mm的圓盤。
(a15)如上述(a1)~(a13)中任一項所記載的波長轉換元件，係直徑2~3cm且厚0.2~0.5mm的圓盤。
(a16)如上述(a1)~(a13)中任一項所記載的波長轉換元件，係直徑與高度1~5cm且厚0.5~2mm的半球形圓頂。
(a17)如上述(a1)~(a16)中任一項所記載的波長轉換元件，其中，能使具有發光尖峰波長440~470nm範圍內的LED所發出第一光其中一部分穿透過，且可將該第一光其餘部分轉換為與該第一光顏色之間為互補色關係顏色的第二光。
根據本發明可提供下述波長轉換元件用之熱硬化性聚矽氧組成物。
(b1)一種波長轉換元件用之熱硬化性聚矽氧組成物，係由在加成硬化型聚矽氧中混合入螢光體與填料而成的熱硬化性聚矽氧組成物；其 中，該填料係粒徑達1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；相對於該加成硬化型聚矽氧100重量份，該球狀聚矽氧樹脂的含有量係50重量份以上。
(b2)如上述(b1)所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述熱硬化性聚矽氧組成物的硬化物之蕭氏硬度計硬度係達HDD25以上。
(b3)一種波長轉換元件用之熱硬化性聚矽氧組成物，係由在加成硬化型聚矽氧中混合入螢光體與填料而成的熱硬化性聚矽氧組成物；其中，該加成硬化型聚矽氧的硬化物係蕭氏硬度計硬度HDD20以下的彈性體；該填料係含有粒徑1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；該熱硬化性聚矽氧組成物的硬化物之蕭氏硬度計硬度達HDD25以上。
(b4)如上述(b1)~(b3)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述加成硬化型聚矽氧與上述球狀聚矽氧樹脂的折射率差係未滿0.05。
(b5)如上述(b1)~(b4)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述加成硬化型聚矽氧與上述球狀聚矽氧樹脂均具有較二氧化矽更低的折射率。
(b6)如上述(b1)~(b5)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述加成硬化型聚矽氧係含有甲基其中一部分被取代為乙烯基的聚二甲基矽氧烷，上述球狀聚矽氧樹脂係具有聚烷基矽倍半氧烷結構。
(b7)如上述(b1)~(b6)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其 中，上述填料係未含有粒徑3μm以下的球狀聚矽氧樹脂。
(b8)如上述(b1)~(b7)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述填料係更進一步含有球狀二氧化矽。
(b9)如上述(b8)所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述球狀二氧化矽係含有熔融二氧化矽。
(b10)如上述(b9)所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，相對於上述加成硬化型聚矽氧100重量份，上述球狀二氧化矽的含有量係5重量份以上且80重量份以下。
(b11)如上述(b1)~(b10)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，係含有硬化延遲劑。
(b12)如上述(b1)~(b11)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述填料係更進一步含有煅製二氧化矽。
(b13)如上述(b1)~(b12)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，其中，上述熱硬化性聚矽氧組成物的硬化物之蕭氏硬度計硬度係達HDD35以上。
(b14)如上述(b1)~(b13)中任一項所記載的熱硬化性聚矽氧組成物，係當剪切速度120/s、溫度25℃時的黏度達100Pa．s以上、且未滿1000Pa．s。
根據本發明可提供下述波長轉換元件製造方法。
(c1)一種波長轉換元件之製造方法，係包括有施行上述(b1)~(b14)中任一項所記載熱硬化性聚矽氧組成物的硬化與成形之步驟。
(c2)如上述(c1)所記載的製造方法，其中，施行上述硬化與成形的步驟係將上述熱硬化性聚矽氧組成物施行射出成形模或轉移鑄模。
(c3)如上述(c1)或(c2)所記載的製造方法，其中，上述波長轉換元 件係直徑5~7cm且厚0.5~1mm的圓盤。
(c4)如上述(c1)或(c2)所記載的製造方法，其中，上述波長轉換元件係直徑2~3cm且厚0.2~0.5mm的圓盤。
(c5)如上述(c1)或(c2)所記載的製造方法，其中，上述波長轉換元件係直徑與高度均為1~5cm、且厚0.5~2mm的半球形圓頂。
(c6)如上述(c1)~(c5)中任一項所記載的製造方法，其中，上述波長轉換元件係能使具有發光尖峰波長440~470nm範圍內的LED所發出第一光其中一部分穿透過，且可將該第一光其餘部分轉換為與該第一光顏色之間為互補色關係顏色的第二光。
根據本發明，可提供高分子黏結劑係使用聚矽氧、且具有恰能自行保持形狀之硬度的波長轉換元件。又，根據本發明可提供該波長轉換元件的較佳製造方法。又，根據本發明可提供頗適用為該波長轉換元件之材料用的熱硬化性聚矽氧組成物。
1‧‧‧箱體
1a‧‧‧凹處
2‧‧‧藍色LED
3‧‧‧波長轉換元件
10‧‧‧遠端磷光體型LED裝置
圖1係聚矽氧組成物中，「白度指數」、與微米尺寸填料中所佔球狀二氧化矽體積比的關係圖。
圖2係聚矽氧組成物中，「白度指數」、與微米尺寸填料中所佔球狀二氧化矽體積比的關係圖。
圖3係xy色度圖(CIE 1931)。
圖4係具備有實施形態之波長轉換元件的遠端磷光體型LED裝置剖視圖。
本說明書中提及材料折射率時，在無特別聲明的前提下，該折射率係指在鈉D線的波長下、且20℃下的折射率。
本說明書中提及液狀聚矽氧、熱硬化性聚矽氧組成物等的黏度時，在無特別聲明的前提下，係指當剪切速度120/s、溫度25℃時的黏度。
以下針對本發明利用實施形態進行說明。惟，本發明並不僅侷限於本說明書中明示性或暗示性記載的實施形態，在不脫逸主旨範疇內可實施各種變化。
1.波長轉換元件之材料 1.1聚矽氧黏結劑
根據本發明，將提供由使用使螢光體與填料分散於黏結劑中的聚矽氧之聚矽氧組成物所形成波長轉換元件。
聚矽氧亦稱「有機聚矽氧烷」，因為主鏈具有矽氧烷鍵結，因而屬於耐熱性與耐光性均極良好的聚合物。
聚矽氧黏結劑較佳係彈性體。聚矽氧黏結劑特別較佳係蕭氏硬度計硬度在HDD20以下、更佳係A50以下。聚矽氧黏結劑為彈性體的波長轉換元件，在承受應變、熱衝擊時不易發生斷裂。另外，就從波長轉換元件對刮傷、破裂的耐性觀點，聚矽氧黏結劑的蕭氏硬度計硬度通常係達A10左右以上。
因為可利用射出成形、轉注成形等模造法進行聚矽氧組成物的成形，因而聚矽氧黏結劑的原料較佳係選擇會因矽氫化反應而硬化的加成硬化型聚矽氧。因為矽氫化反應不會伴隨副產物產生，因而該形式的硬化性聚矽氧較佳係可在模具內硬化。
加成硬化型聚矽氧通常係含有：1分子中具2個以上矽 氫基的有機聚矽氧烷(第1成分)、1分子中具2個以上烯基的有機聚矽氧烷(第2成分)、及硬化觸媒。
第1成分的典型例係有如：二末端具有矽氫基的聚二有 機矽氧烷、二末端被三甲基矽烷基封鎖的聚甲基氫矽氧烷、及甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚合體等。
第2成分的典型例係有如各末端具有乙烯基所鍵結矽原 子的有機聚矽氧烷。藉由第2成分的全部或其中一部分，使用三官能基矽(T成分)、四官能基矽(Q成分)成為經導入分支結構的聚矽氧，便可提高聚矽氧黏結劑的硬度與耐熱性。
其他，亦可使用兼用第1成分與第2成分的有機聚矽氧 烷，即，1分子中具有矽氫基與烯基二者的有機聚矽氧烷。
硬化觸媒係謂促進在第1成分中的矽氫基與第2成分中 的烯基之間所產生加成反應的觸媒，可例示如：鉑黑、氯化鉑(IV)、氯鉑酸、氯鉑酸與一元醇的反應物、氯鉑酸與烯烴類的錯合物、雙乙醯乙酸鉑等鉑系觸媒；鈀系觸媒、銠系觸媒等鉑族金屬觸媒等等。
加成硬化型聚矽氧更佳係含有硬化延遲劑。較佳的硬化 延遲劑係可舉例如：3-羥基-3-甲基-1-丁炔、3-羥基-3-苯基-1-丁炔、3-(三甲基矽烷氧基)-3-甲基-1-丁炔、1-乙炔基-1-環己醇等具有碳-碳三鍵的化合物等等。具有炔基的有機聚矽氧烷亦可使用為硬化延遲劑。
硬化延遲劑不僅延長熱硬化性聚矽氧組成物的使用期 限，尚可達抑制在模具內發生螢光體與填料分散不均的重要功用。理由係藉由延遲聚矽氧組成物的硬化，可抑制在模穴內充滿聚矽氧組成物前，聚矽氧組成物其中一部分便開始硬化，導致該太早硬化的部分 因承受機械性變形而出現分散不均的緣故所致。
因為在第2成分中導入分支結構的加成硬化型聚矽氧會 加速凝膠化進行，因而最好與硬化延遲劑一起使用。
具有由聚二甲基矽氧烷(二甲基聚矽氧)交聯之結構的聚 矽氧黏結劑，其耐熱性與耐光性特優。此種結構藉由加成硬化型聚矽氧的第2成分係使用末端矽原子鍵結著乙烯基的聚二甲基矽氧烷便可獲得。又，藉由第1成分亦使用如甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚合體等，未含有芳香族基的聚矽氧，便可更加提升聚矽氧黏結劑的耐熱性與耐光性。
再者，矽原子所鍵結烴基中芳香族基佔有比率較低的加 成硬化型聚矽氧，因為即便在室溫以下的溫度仍容易使黏性降低，因而使螢光體與填料容易均勻分散。就從此觀點，聚矽氧黏結劑原料中所使用的加成硬化型聚矽氧較佳係未含芳香族基，即便含有芳香族基的情況，較佳亦是其數量未滿矽原子上所鍵結烴基全數的5%。
1.2螢光體
本發明的波長轉換元件係可毫無限制地使用一般白色LED所使用的螢光體。
供以近紫外LED或紫色LED為光源的白色發光裝置用之波長轉換元件，通常係含有藍色螢光體、綠色螢光體及紅色螢光體。除綠色螢光體之外，或者亦可取代綠色螢光體，改為使用黃色螢光體。藉由改變各螢光體含有量的比率，便可調節輸出光的色溫度。
供以藍色LED為光源的白色發光裝置用之波長轉換元件，通常係含有黃色螢光體。為使發出如燈泡色、暖白色之類的低色 溫度白色光，通常係除黃色螢光體外尚含有紅色螢光體。紅色螢光體的使用亦具有改善發光裝置之演色性的功用。為能獲得更良好的演色性，可將黃色螢光體其中一部分或全部取代為綠色螢光體。
所謂「藍色螢光體」係指發光色在圖3所示xy色度圖 (CIE 1931)中被區分為「PURPULISH BLUE」、「BLUE」或「GREENISH BLUE」的螢光體。較佳例係以Eu2+為激活劑、且以由鹼土族鋁酸鹽或鹼土族鹵磷酸鹽形成的結晶為母體之藍色螢光體，例如：(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17：Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2：Eu等。
所謂「綠色螢光體」係指發光色在圖3所示xy色度圖 (CIE 1931)中被區分為「GREEN」或「YELLOWISH GREEN」的螢光體。較適例係有以Eu2+為激活劑者、及以Ce3+為激活劑者。
以Eu2+為激活劑的綠色螢光體係有如以鹼土族矽酸 鹽、鹼土族矽酸氮化物、矽鋁氮氧化物(sialon)等為母體者。
以鹼土族矽酸鹽結晶為母體的綠色螢光體係有如： (Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4：Eu、(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7：Eu等。以鹼土族矽酸氮化物結晶為母體的綠色螢光體係有如：(Ba,Ca,Sr)3Si6O12N2：Eu、(Ba,Ca,Sr)3Si6O9N4：Eu、(Ca,Sr,Ba)Si2O2N2：Eu等。以矽鋁氮氧化物結晶為母體的綠色螢光體係有如：β矽鋁氮氧化物：Eu、Sr3Si13Al3O2N21：Eu、Sr5Al5Si21O2N35：Eu等。
以Ce3+為激活劑的綠色螢光體係有如：以石榴石型氧化 物結晶為母體的(Y,Gd)3Al5O12：Ce、Y3(Al,Ga)5O12：Ce、Lu3(Al,Ga)5O12：Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12：Ce、以鹼土族金屬鈧酸鹽結晶為母體的CaSc2O4：Ce。
所謂「黃色螢光體」係指發光色在圖3所示xy色度圖 (CIE 1931)中被區分為「YELLOW GREEN」、「GREENISH YELLOW」、「YELLOW」或被區分為「YELLOWISH ORANGE」的螢光體。
較佳例係有如：以Ce3+為激活劑、且以石榴石型氧化物 結晶為母體的(Y,Gd)3Al5O12：Ce、Tb3Al5O12：Ce、Lu3Al5O12：Ce；或以Ce3+為激活劑、且以鑭矽氮化物結晶為母體的La3Si6N11：Ce、Ca1.5xLa3-xSi6N11：Ce等。又，以Eu2+為激活劑的黃色螢光體係有如：(Ba,Sr)2SiO4：Eu(稱「BOSE」或「BOS」)、α矽鋁氮氧化物：Eu、(Ca,Sr,Ba)Si2O2N2：Eu等。
其他，利用近紫外LED或紫色LED較佳激發獲得的黃 色螢光體，已知有由Nature Communications 3,Article number：1132所報告的「CI_MS螢光體」。
所謂「紅色螢光體」係指發光色在圖3所示xy色度圖 (CIE 1931)中被區分為「RED」、「REDDISH ORANGE」或「ORANGE」的螢光體。較佳例係可例如以Eu2+為激活劑、且以鹼土族矽氮化物、α矽鋁氮氧化物或鹼土族矽酸鹽為母體者。以鹼土族矽氮化物結晶為母體的紅色螢光體係有如：(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3：Eu、(CaAlSiN3)1-x(Si(3n+2)/4NnO)x：Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8：Eu、SrAlSi4N7：Eu等。以鹼土族矽酸鹽結晶為母體的紅色螢光體係有如(Sr,Ba)3SiO5：Eu等。
紅色螢光體的其他較佳例係Mn4+激活氟錯合物螢光 體。較佳係以M2XF6：Mn所表示的六氟錯合物鹽型，惟並不僅侷限於此，可使用對成為配位中心的金屬元素配位著5個至7個氟離子的錯離子者。最佳Mn4+激活氟錯合物螢光體係以六氟矽酸鉀為母體的K2SiF6：Mn。K2SiFe：Mn的Si其中一部分可被Al取代，K其中一部 分可被Na取代。
其他的紅色螢光體係有如：(La,Y)2O2S：Eu、Mg4(F)GeO6：Mn等。
1.3球狀聚矽氧樹脂
構成本發明波長轉換元件的聚矽氧組成物，供用以提高硬度用的填料係可使用球狀聚矽氧樹脂。球狀聚矽氧樹脂通常係由構成單位達95%以上為T單位的三維交聯聚矽氧所形成之硬質球狀微粒子。
相對於聚矽氧黏結劑100重量份，藉由球狀聚矽氧樹脂通常使用50重量份以上、較佳係超過50重量份、更佳係55重量份以上、特佳係95重量份以上、最佳係120重量份以上的比例，便可獲得具備射出成形、轉注成形所必要的流動性，且能提供具有充分硬度之硬化物的熱硬化性聚矽氧組成物。
提高硬化物硬度的另一途徑亦可採用在聚矽氧黏結劑中依高濃度導入三官能基矽(T成分)、四官能基矽(Q成分)而提高交聯密度，俾使聚矽氧黏結劑本身變硬的方法，依該方法所獲得的高硬度聚矽氧組成物在承受應變、熱衝擊時較容易斷裂。相對於此，藉由黏結劑係使用柔軟性高的聚矽氧彈性體，且填料係使用球狀聚矽氧樹脂，而獲得提高硬度的聚矽氧組成物，對應變與熱衝擊的耐性較高。
球狀聚矽氧樹脂通常會增加硬化前的聚矽氧組成物黏度。增黏的程度係球狀聚矽氧樹脂的粒徑越小則會變為越大。熱硬化性聚矽氧組成物的黏度較佳係當剪切速度120/s、溫度25℃時為100Pa．s以上且未滿1000Pa．s。特別係使用一般壓力泵施行射出成形時，最好聚矽氧組成物的黏度較低，具體而言，例如較佳係未滿500Pa． s、更佳係未滿400Pa．s、特佳係未滿300Pa．s。
所以，聚矽氧組成物中所含的球狀聚矽氧樹脂量，係除 考慮該樹脂的粒徑之外，尚亦考慮屬於黏結劑原料的聚矽氧黏結劑之黏度、與同時使用的其他填料之種類及量，再將硬化前的聚矽氧組成物黏度調節為適當範圍。對聚矽氧組成物的增黏效果特高之填料係煅製二氧化矽。螢光體因為其粒子尺寸通常達數μm以上，因而對硬化前的聚矽氧組成物之增黏效果較小。
較佳的球狀聚矽氧樹脂係具有聚烷基矽倍半氧烷結 構、特別係具有聚甲基矽倍半矽氧結構者。市售物係可例如：信越化學工業(股)的聚矽氧樹脂粉(KMP-590．701．702/X-52-854/X52-1621)、Momentive Performance Materials Japan(LLC)的Tospearl(註冊商標)等。
具有該結構的球狀聚矽氧樹脂因為折射率接近於聚二 甲基矽氧烷，因而分散於含有聚二甲基矽氧烷為基本骨架之聚矽氧黏結劑時的光擴散作用較小。換言之，能在對該聚矽氧黏結劑不致損及透光性的情況下使用。
聚矽氧黏結劑及球狀聚矽氧樹脂的折射率通常均較低 於二氧化矽。聚矽氧的折射率在以聚二甲基矽氧烷為基本骨架時成為約1.41。因為二氧化矽的折射率約1.46，因而聚甲基矽倍半氧烷結構的球狀聚矽氧樹脂折射率便成為1.41與1.46間的值。所以，本發明的聚矽氧組成物較佳係球狀聚矽氧樹脂與聚矽氧黏結劑的折射率差未滿0.05。
使在由聚二甲基矽氧烷交聯之結構的聚矽氧黏結劑 中，分散著一次粒徑為數十nm煅製二氧化矽的複合體之有效折射率成為較高於1.41的值(二甲基聚矽氧折射率與二氧化矽折射率的中間 值)，因而在與該複合體混合時，聚甲基矽倍半氧烷結構的球狀聚矽氧樹脂之光擴散作用變為特別小。
但，即便與黏結劑間之折射率差僅些微，若球狀聚矽氧 樹脂的粒徑在3μm以下、特別係2μm以下，依照添加量仍會生成無法忽視程度的光擴散作用。所以，當使用後述光擴散劑而欲控制聚矽氧組成物的光擴散性時，最好減少球狀聚矽氧樹脂中所含粒徑3μm以下的成分、或使用未含該成分的球狀聚矽氧樹脂。
另一方面，一實施形態係可將此種粒徑較小的球狀聚矽 氧樹脂使用為光擴散劑。所以，球狀聚矽氧樹脂的粒徑通常係達1μm以上、較佳係2μm以上、更佳係超過3μm。
為使硬化前的聚矽氧組成物能具有適於射出成形、轉注 成形的流動性，因而球狀聚矽氧樹脂的中數粒徑較佳係2~30μm範圍內、更佳係2~20μm範圍內。亦可混合使用不同中數粒徑的粒子組。 當球狀聚矽氧樹脂的粒徑在30μm以下、特別係20μm以下、尤其係10μm以下時，亦可期待使硬化前的聚矽氧組成物中之螢光體分散呈安定化的效果。理由係螢光體的粒子尺寸通常為數μm~20μm程度。
1.4光擴散劑
構成本發明波長轉換元件的聚矽氧組成物中，填料亦可使用光擴散劑。能使用的光擴散劑係可例示如：丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、聚矽氧樹脂、二氧化矽、玻璃珠、鑽石、氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、黏土等。
將由聚二甲基矽氧烷交聯之結構的聚矽氧使用為黏結 劑時，光擴散劑較佳係可使用球狀二氧化矽。
所謂「球狀二氧化矽」係指當作半導體密封所使用環氧 樹脂用填料等之用的正球狀二氧化矽微粒子。依照各種製造方法製造的球狀二氧化矽中，特佳者係可例如依照使經粉碎的原料矽石在高溫火焰中熔融，而利用表面張力使成球狀化的方法進行製造之熔融二氧化矽。
熔融二氧化矽的折射率通常係1.46(在近紫外~藍色波長 域中為1.46~1.47)，但具有更大比表面積的球狀二氧化矽之折射率係較低於此數值。
在與聚矽氧黏結劑間之折射率差較大的透明光擴散 劑，雖依少量便可發揮較大的光擴散效果，但另一方面，只要其分散狀態稍有些微變化便會有造成波長轉換元件的特性出現大幅變動之可能性。相對於此，球狀二氧化矽因為在與基本骨架中含有聚二甲基矽氧烷的聚矽氧間之折射率差較小，因而其分散狀態的變動對波長轉換元件的特性所造成的影響變小。當球狀二氧化矽的粒徑達3μm以上時此種效果特別明顯。
使分散於聚矽氧組成物中的球狀二氧化矽量係調節為 能獲得所需光擴散性狀態。惟並不僅侷限此，相對於聚矽氧黏結劑100重量份，可依例如5重量份以上且80重量份以下的比例使用球狀二氧化矽。
能依球狀二氧化矽的使用而使聚矽氧組成物的黏度上 升變小者係比表面積1~10m2/g、較佳係1~5m2/g、且粒徑達1μm以上的球狀二氧化矽。但，比表面積超過30m2/g的球狀二氧化矽、粒徑未滿1μm的球狀二氧化矽，亦可在增加硬化前之聚矽氧組成物黏度的目的等之下使用。亦可混合使用比表面積互異的2種以上球狀二氧化矽。
當施行射出成形模、轉移鑄模時，熱硬化性聚矽氧組成 物所使用的球狀二氧化矽，其粒徑較佳係1μm以上，又另一方面較佳係30μm以下、更佳係20μm以下。射出成形模時，該粒徑更佳係15μm以下。亦可混合使用中數粒徑不同的粒子組。球狀二氧化矽亦可使用粒徑不同的粒子組。此情況，粒子組的中數粒徑最好在上述較佳範圍內。
1.5煅製二氧化矽
構成本發明波長轉換元件的聚矽氧組成物中，較佳係使用煅製二氧化矽。
煅製二氧化矽係具有達50m2/g以上之較大比表面積的超微粒子，已市售者係可例如：Nippon Aerosil(股)的Aerosil(註冊商標)、Wacker Asahikasei Silicone(股)的WACKER HDK(註冊商標)等。
藉由使用煅製二氧化矽而對硬化前的聚矽氧組成物賦予搖變性，便可防止因螢光體、填料的沉澱而造成組成物呈不均勻化。特別係若使用經三甲基矽烷基、二甲基聚矽氧鏈等施行表面修飾過的疏水性煅製二氧化矽，便不會引發過度增黏，並可對液狀聚矽氧組成物賦予搖變性。相對於聚矽氧黏結劑100重量份，煅製二氧化矽較佳係可依10~25重量份的比例使用。
1.6其他的添加劑
構成本發明波長轉換元件的聚矽氧組成物中，除上述螢光體與填料之外，視需要尚可添加例如：抗老化劑、自由基抑制劑、紫外線吸收劑、接著性改良劑、難燃劑、界面活性劑、保存安定性改良劑、抗 臭氧老化劑、光安定劑、可塑劑、偶合劑、抗氧化劑、熱安定劑、抗靜電劑、脫模劑等各種添加劑。
1.7各材料之粒徑
構成本發明波長轉換元件的聚矽氧組成物中所含各材料的粒徑，係可利用顯微鏡觀察進行確認。使用市售材料時，只要參照目錄等所記載的粒徑，再行選擇適當粒徑的材料便可。
2.模造成形
本發明波長轉換元件的製造係頗適用壓縮模組、液狀轉移鑄模或液狀射出成形模。尤其係液狀射出成形模(LIM)因為較不易產生毛邊，因而具有不需要二次加工(去毛邊)、能輕易自動化、可輕易達成形週期縮短化等優點。
液狀射出成形模的擠筒設定溫度通常係100℃以下、較 佳係80℃以下、更佳係60℃以下。模具溫度通常係80℃以上、較佳係100℃以上、更佳係120℃以上，又另一方面，通常係300℃以下、較佳係250℃以下、更佳係200℃以下。射出時間通常較短的情況為1秒以下、較長的情況為數秒。成形時間通常係3秒以上、較佳係5秒以上、更佳係10秒以上，又另一方面，通常係600秒以下、較佳係200秒以下、更佳係60秒以下。
液狀射出成形模係使低溫原料樹脂通過經加熱流路並 饋進於高溫模具中。因為流路內亦被加熱，因而依部分性熱硬化反應，樹脂黏度係隨接近模具亦會逐漸提高。若到達模具時的黏度偏低時，樹脂會從模具的間隙洩漏出並成為毛邊。所以，為防止毛邊發生，就 原料樹脂的黏度控制、與提高模具精度(使間隙變狹窄)便屬重要。模具的間隙通常要求10μm以下、較佳係5μm以下、更佳係3μm以下。
另一方面，若原料樹脂的黏度上升過於快速時，便會在 模具中發生未填充情形。為抑制毛邊產生、且防止模具中發生未填充情形，於橫軸為時間、縱軸為硬化度的圖上，理想係樹脂的硬化度隨時間呈S字曲線上升。樹脂的硬化速度係可依照材料設計(觸媒種類的選擇、觸媒量、硬化速度控制劑使用、樹脂的交聯度等)、及成形條件(模具溫度、填充速度、射出壓力等)而控制。從樹脂朝模具內的射出開始起至硬化結束的時間通常係60秒以下、較佳係30秒以下、更佳係10秒以下。
在成形時將模具內形成真空，就促進朝狹窄模穴的樹脂 流入、防止缺料、以及防止成形品發生氣隙(air-void)情況而言係屬有效手段。
壓縮模組的情況，成形溫度通常係80℃以上、較佳係 100℃以上、更佳係120℃以上，又另一方面，通常係300℃以下、較佳係250℃以下、更佳係200℃以下。成形時間通常係3秒以上、較佳係5秒以上、更佳係10秒以上，又另一方面，通常係1200秒以下、較佳係900秒以下、更佳係600秒以下。
液狀轉移鑄模的情況，成形溫度通常係80℃以上、較佳 係100℃以上、更佳係120℃以上，又另一方面，通常係300℃以下、較佳係250℃以下、更佳係200℃以下。成形時間通常係3秒以上、較佳係5秒以上、更佳係10秒以上，又另一方面，通常1200秒以下、較佳係900秒以下、更佳係600秒以下。
不管使用何種成形法的情況，視需要均可施行後硬化。 後硬化溫度係例如100℃以上、較佳係150℃以上、更佳係200℃以上，又另一方面係在300℃以下、較佳係250℃以下、更佳係200℃以下。 後硬化時間係例如3分鐘以上、較佳係5分鐘以上、更佳係10分鐘以上，又另一方面，係在24小時以下、較佳係10小時以下、更佳係5小時以下。
3.波長轉換元件
波長轉換元件的形狀並無限定，可設為包括板、圓盤、圓頂等在內的任意形狀。
遠端磷光體型LED裝置所使用的大型波長轉換元件典 型例，係可例如直徑5~7cm且厚0.5~1mm的圓盤等。又，組合於板上晶片(COB)構造LED模組中使用的波長轉換元件形態，係可例如2~3cm且厚0.2~0.5mm的圓盤、直徑及高度1~5cm且厚0.5~2mm的半球形圓頂等。
為能自行保持該等形狀，構成波長轉換元件的聚矽氧組 成物之蕭氏硬度計硬度，較佳係達HDD25以上、更佳係達HDD35以上。藉由使用更硬的聚矽氧組成物，便可製作更大型的波長轉換元件。
將球狀聚矽氧樹脂、球狀二氧化矽、煅製二氧化矽等填 料形成高填充而提高硬度的聚矽氧組成物，因為熱膨脹係數會降低，因而頗適用於發熱量較大的照明用LED裝置。
4.遠端磷光體型LED裝置
圖4所示係使用本發明波長轉換元件能構成的遠端磷光體型LED裝置一例之剖視圖。遠端磷光體型LED裝置10係具備有：具凹處1a 的箱體1、與在該凹處1a的底面上所配置藍色LED2、以及配置呈阻塞該凹處1a狀態的本發明波長轉換元件3。
在箱體1的凹處底面上設有為對藍色LED2供應電流用 的佈線(未圖示)。藍色LED2係省略詳細圖示，由SMD型封裝、與黏著於該封裝上的1個以上藍色LED晶片構成。在凹處1a底面上所配置藍色LED2的個數係可為1個、亦可為2個以上。
波長轉換元件3係由在聚矽氧黏結劑中分散著YAG： Ce螢光體與球狀聚矽氧樹脂所成組成物形成的圓盤。該圓盤的緣部呈推拔狀。
藉由通過佈線供應電流，藍色LED2便釋放出藍色光。 該藍色光其中一部分會因波長轉換元件3中所含的YAG：Ce螢光體而被轉換為黃色光，其餘部份則未被波長轉換而穿透過波長轉換元件3。 由該黃色光、與穿透過波長轉換元件3的藍色光混成而成之白色光，會從波長轉換元件3的表面依輸出光形式被釋放出於外部。即，能使具有發光尖峰波長440~470nm範圍內的LED所發出第一光其中一部分穿透過，且可將該第一光其餘部分轉換為與該第一光顏色之間具有補色關係顏色的第二光。
為使遠端磷光體型LED裝置10的輸出光之色溫度降 低，只要在波長轉換元件3中添加黃色螢光體且添加紅色螢光體便可。 在波長轉換元件3中添加紅色螢光體，或者將黃色螢光體其中一部分或全部取代為綠色螢光體，就遠端磷光體型LED裝置10的演色性改善亦具有貢獻。
可將藍色LED2取代為紫色LED或近紫外LED，此情 況係在波長轉換元件中添加藍色螢光體。
亦可採用取代藍色LED2，改為直接在凹處1a底面所設 置佈線上安裝藍色LED晶片的板上晶片構造。此情況，在箱體1中所安裝的LED晶片數量係可由1個至數個，亦可達10個以上、更可達50個以上。
(實施例) 5.實驗結果 5.1材料
聚矽氧黏結劑的原料係使用市售雙液型加成硬化型聚矽氧。該加成硬化型聚矽氧係由A液與B液構成，將該A液與B液依重量比9：1進行混合，並依10分鐘/100℃的條件施行硬化而獲得硬化物，其蕭氏硬度計硬度係A45(依製造者公佈的公稱值)。
A液係主成分為二末端矽原子被乙烯基所取代的二甲基 聚矽氧烷，且分散著鉑錯合物觸媒(乙烯基含量：0.3mmol/g、黏度：5000mPa．s)。B液係主成分為甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚合體(矽氫基含量：4.2mmol/g、黏度：40mPa．s)。所以，該加成硬化型聚矽氧係提供具有由聚二甲基矽氧烷交聯之結構的硬化物。
在該加成硬化型聚矽氧中添加由含炔基之聚矽氧形成 的硬化延遲劑(乙烯基含量：0.2mmol/g、炔基含量：0.3mmol/g、黏度：1000mPa．s)後才使用。A液/B液/硬化延遲劑的混合比率係重量比9：1：0.1。混合物的黏度係3500mPa．s。
煅製二氧化矽係使用經三甲基矽烷基施行表面處理過 的疏水性煅製二氧化矽(BET比表面積：140±25m2/g、一次粒子的平均直徑：約12nm)。球狀二氧化矽係使用比表面積：2.2m2/g、d50(中數 粒徑)：4.9μm的球狀熔融二氧化矽。
球狀聚矽氧樹脂係使用比表面積：20m2/g、d50(中數粒 徑)：6.0μm的正球狀聚甲基矽倍半氧烷粒子。所使用的螢光體均可由三菱化學(股)等處取得。
5.2測定方法 5.2.1「白度指數」
針對未添加螢光體的聚矽氧組成物片材之「白度指數」，使用Konica Minolta Optics(股)製分光測色計「SPECTROPHOTOMETER CM-2600d」的白度指數測定模式進行測定。即，與測定由ASTM E313-73所決定白度指數的情況同樣，測定將校正用標準白色板的白度指數設為100時的聚矽氧組成物片材之「白度指數」。
測定時，為使沒有被片材反射的評價光(穿透過片材的評 價光)能被釋放於環境中，便將片材的背側(非為評價光入射側之一側)開放於環境中。嚴格而言，依此所測定的聚矽氧組成物片材之「白度指數」，基本上係不同於評價不透明對象物指標的ASTM E313-73之白度指數。但是，在評價聚矽氧組成物的光擴散性之目的下，可利用為有用的指標。理由係聚矽氧組成物的光擴散性越高，則被由該組成物所形成片材反射的光量會變為越多，導致「白度指數」越高的緣故。
5.2.2黏度
熱硬化性聚矽氧組成物的黏度係使用毛細管流變儀測定。
5.2.3硬度
熱硬化性聚矽氧組成物的硬化物之硬度測定係根據JIS K7215(1986年)(塑膠的蕭氏硬度計硬度試驗方法)實施。將熱硬化性聚矽氧組成物使用壓製成形機，並依壓力50kg/cm2、硬化溫度150℃、硬化時間3分鐘的條件進行硬化，而製作直徑13mm、厚3mm的圓盤，由該圓盤呈2片重疊而形成試驗片。蕭氏硬度計係使用D式蕭氏硬度計。
5.3試作及評價結果 5.3.1實驗例1
製作由使在聚矽氧黏結劑(加成硬化型聚矽氧)分散著超微粒子填料的煅製二氧化矽、微米尺寸填料的球狀二氧化矽及球狀聚矽氧樹脂、且未含螢光體的聚矽氧組成物所成圓盤，該圓盤的光擴散性係以「白度指數」為指標並施行評價。
圓盤的製作係依照將熱硬化性聚矽氧組成物使用壓製成形機施行成形的方法實施。成形時的壓力係設為50kg/cm2，硬化條件係設為150℃、3分鐘。圓盤直徑係設為13mm、厚度係設為1mm。
下表1所示針對16種樣品S01~S16，原料所使用熱硬化性聚矽氧組成物的組成、與「白度指數」之測定結果。
[表1]
16種樣品中，樣品S01~S09係聚矽氧黏結劑與煅製二氧 化矽的混合比略等(相對於聚矽氧100重量份為煅製二氧化矽13~14重量份)、且聚矽氧黏結劑的體積百分率亦略一定(43~44%)。所以，可謂樣品S01~S09間的「白度指數」差異，係依照微米尺寸填料(球狀二氧 化矽與球狀聚矽氧樹脂)中所佔球狀二氧化矽的體積比差異造成。
該樣品S01~S09的「白度指數」、與微米尺寸填料中所 佔球狀二氧化矽體積比的關係描點圖，係如圖1所示。根據圖1得知，隨微米尺寸填料中所佔球狀二氧化矽體積比的增加，「白度指數」會呈直線性增加。該結果明白表示主要係球狀二氧化矽具有光擴散劑的作用。
若觀察樣品S10~15，樣品S10~S14係聚矽氧黏結劑與 煅製二氧化矽的混合比略等(相對於聚矽氧100重量份為煅製二氧化矽19重量份)、且聚矽氧黏結劑的體積百分率略一定(45~46%)，僅微米尺寸填料(球狀二氧化矽與球狀聚矽氧樹脂)中所佔球狀二氧化矽的體積比不同而已。
另一方面，樣品S15與S16係聚矽氧黏結劑的體積百分 率(45~46%)、及微米尺寸填料中所佔球狀二氧化矽體積比(17%)係與樣品S14相同，但聚矽氧黏結劑與煅製二氧化矽的混合比不同(相對於聚矽氧100重量份的煅製二氧化矽，S14係19重量份、S15係22重量份、S16係25重量份)。
圖2所示係針對圖1的圖式追加描點樣品S10~S16的結 果。得知樣品S10~S16亦是就「白度指數」、與微米尺寸填料中所佔球狀二氧化矽體積比的關係，係與樣品S01~S09略同。此項結果顯示煅製二氧化矽對聚矽氧組成物的光擴散性不會構成實質影響。
5.3.2實驗例2
使用以表1的樣品S05(「白度指數」為18.2)之組成為主體、且經添加螢光體的熱硬化性聚矽氧組成物，利用壓製成形法製作厚1mm、 直徑60mm的圓盤形波長轉換元件。然後，將該波長轉換元件與藍色LED組合，而製作相關色溫度約4000K的遠端磷光體型白色發光裝置。
所使用的螢光體係黃色螢光體的YAG(YAG：Ce)、綠色 螢光體的β矽鋁氮氧化物(β矽鋁氮氧化物：Eu)、紅色螢光體的SCASN[(Sr,Ca)AlSiN3：Eu]。所製作的熱硬化性聚矽氧組成物中之各材料使用量，係YAG：1.01g、β矽鋁氮氧化物：2.35g、SCASN：0.64g、加成硬化型聚矽氧：32.5g、煅製二氧化矽：4.4g、球狀二氧化矽：14.8g、球狀聚矽氧樹脂：44.3g。該組成物中的螢光體含有量係4.0wt%。
所獲得白色發光裝置的演色評價數(Ra)係82。
5.3.3實驗例3
使用以表1的樣品S08(「白度指數」為21.4)之組成為主體、且經添加螢光體的熱硬化性聚矽氧組成物，利用壓製成形法製作厚1mm、直徑60mm的圓盤形波長轉換元件。然後，將該波長轉換元件與藍色LED組合，而製作相關色溫度約4000K的遠端磷光體型白色發光裝置。
所使用的螢光體係與上述實驗例2相同。所製作的熱硬 化性聚矽氧組成物中之各材料使用量係YAG：0.88g、β矽鋁氮氧化物：2.06g、SCASN：0.56g、加成硬化型聚矽氧：32.0g、煅製二氧化矽：4.3g、球狀二氧化矽：19.8g、球狀聚矽氧樹脂：40.4g。該組成物中的螢光體含有量係3.5wt%。
所獲得白色發光裝置的演色評價數(Ra)係82。該白色發 光裝置的亮度係與實驗例2所獲得者略同。
5.3.4實驗例4
從由加成硬化型聚矽氧：350g、煅製二氧化矽：67g、球狀二氧化矽：145g及球狀聚矽氧樹脂：438g相混合，而製作的熱硬化性聚矽氧組成物，利用液狀射出成形模法製作直徑60mm、厚1mm(設計值)之未含螢光體的圓盤。所製作的熱硬化性聚矽氧組成物之填料含有量，相對於加成硬化型聚矽氧100重量份之下，煅製二氧化矽係19重量份、球狀二氧化矽係41重量份、球狀聚矽氧樹脂係125重量份。
該熱硬化性聚矽氧組成物的黏度測定結果係如下表2所示。
[表2]
液狀射出成形分別調節為：模具溫度：150~200℃範圍 內、朝模具的填充時間：0.1秒~1秒、在模具內的樹脂硬化時間：10秒~數分鐘之間、射出壓：0.5~2t之間。
從所製作的圓盤中選取2片，經測定各5處的厚度，結 果為1.08~1.12mm，平均值為1.09mm。又，從所製作的圓盤中選取3片，經測定各個「白度指數」與波長450nm下的擴散反射率，「白度指數」係19.7、19.4及19.3，擴散反射率係16.9、16.5及16.7。
5.3.5實驗例5
從由加成硬化型聚矽氧：329g、煅製二氧化矽：72g、球狀二氧化 矽：132g、球狀聚矽氧樹脂：405g及YAG螢光體：62g相混合而製作的熱硬化性聚矽氧組成物，利用液狀射出成形模法製作直徑60mm、厚度1mm(設計值)的圓盤狀波長轉換元件。相對於加成硬化型聚矽氧100重量份之下，所製作波長轉換元件中的填料與螢光體含有量係煅製二氧化矽：22重量份、球狀二氧化矽：40重量份、球狀聚矽氧樹脂：123重量份、YAG螢光體：19重量份。
該硬化性聚矽氧組成物的黏度測定結果係如下表3所 示。
[表3]
該硬化性聚矽氧組成物的硬化物之蕭氏硬度計硬度係HDD36。液狀射出成形的條件係與上述實驗例4同樣地調整。
所製作的複數波長轉換元件間雖有出現厚度變動，但若觀察在1片中的面內3處所測定膜厚平均值於0.97~0.99mm範圍內的18片波長轉換元件，如下表4所示，3處的膜厚最大值與最小值差係在3%以下。
[表4]
表4所示係針對該18片波長轉換元件，分別組合藍色LED而構成白色發光裝置時，其白色發光裝置的相關色溫度與xy色度座標值。構成白色發光裝置時所使用除波長轉換元件以外的零件(包括藍色LED)係相同。如表4所示，相關色溫度係收斂於4007~4024K的範圍內，色度座標值的變動幅度係x軸方向為0.001、y軸方向為0.002。
5.3.6實驗例6
製作使聚矽氧黏結劑中分散著煅製二氧化矽、球狀二氧化矽及球狀聚矽氧樹脂、且未含螢光體的熱硬化性聚矽氧組成物，測定該聚矽氧組成物的硬化物之硬度、與由該聚矽氧組成物所製作圓盤的「白度 指數」。圓盤之製作係與上述實驗例1同樣地實施。
硬化前的聚矽氧組成物之組成與黏度、以及硬化物的硬度與「白度指數」之測定結果，係如下表5所示。
[表5]
如表5所示，樣品No.1~4的聚矽氧組成物可提供蕭氏硬度計硬度接近HDD40的硬化物。相對於加成硬化型聚矽氧黏結劑100重量份之下，該等組成物中的球狀聚矽氧樹脂添加量係120重量份以上。
相對於此，含有煅製二氧化矽與球狀二氧化矽、但未含球狀聚矽氧樹脂的樣品No.5、以及填料僅為煅製二氧化矽的樣品No.6之聚矽氧組成物，其硬化物的蕭氏硬度計硬度係在HDD20以下。又，樣品No.7的聚矽氧組成物相較於樣品No.1~4之下，雖球狀聚矽氧樹脂含有量較少，但可提供蕭氏硬度計硬度為HDD29的硬化物。
再者，樣品No.1、2、4及7的熱硬化性聚矽氧組成物，係當剪切速度120/s、溫度25℃時的黏度未滿500Pa．s，具備有適用於射出成形、轉注成形的適當黏性。相對於此，在聚矽氧黏結劑中僅高濃度添加煅製二氧化矽的樣品No.6之熱硬化性聚矽氧組成物，其黏 度係751Pa．s的較高值。
5.3.7實驗例7
該實驗中，球狀聚矽氧樹脂係除上述各實驗所使用的d50(中數粒徑)6.0μm者之外，尚使用d50(中數粒徑)2.0μm的正球狀聚甲基矽倍半氧烷粒子。使用此2種球狀聚矽氧樹脂，與上述實驗例1同樣的製作未含有螢光體的熱硬化性聚矽氧組成物，依剪切速度120/s測定溫度25℃時的黏度，及使該聚矽氧組成物硬化而獲得的圓盤「白度指數」。
結果係如表6所示。
[表6]
如表6所示，將僅含有d50(中數粒徑)為6.0μm之球狀聚矽氧樹脂的樣品No.1與2之熱硬化性聚矽氧組成物進行比較，僅含有d50(中數粒徑)為2.0μm之球狀聚矽氧樹脂的樣品No.3~5，其熱硬化性聚矽氧組成物的黏度較高，且硬化物的「白度指數」亦呈較高值。
樣品No.6的熱硬化性聚矽氧組成物係球狀聚矽氧樹脂經添加d50(中數粒徑)6.0μm者與2.0μm者等二者，更添加球狀二氧化矽，但該硬化物的「白度指數」較低於樣品No.5的聚矽氧組成物。儘 管黏結劑每100重量份的球狀聚矽氧樹脂添加量總量係樣品No.6的組成物較多。此現象可認為樣品No.5的組成物中，d50(中數粒徑)2.0μm的球狀聚矽氧樹脂含有量較多之緣故所致。
5.3.8實驗例8
製作相對於加成硬化型聚矽氧100重量份，依煅製二氧化矽：28重量份、球狀二氧化矽：54重量份、球狀聚矽氧樹脂(平均粒徑6.0μm)：97重量份、螢光體(包括YAG、β矽鋁氮氧化物、SCASN)：20重量份的比率添加的熱硬化性聚矽氧組成物約3.2kg。該聚矽氧組成物的硬化物之蕭氏硬度計硬度係HDD36。
針對本發明使用特定態樣進行詳細說明，惟在不脫逸本發明主旨與範疇的前提下，可進行各種變更與變化，此係熟習此技術者可輕易思及。另外，本申請案係根據2012年7月27日所提出申請的日本專利申請案(特願2012-167550)、2012年9月18日所提出申請的日本專利申請案(特願2012-204381)、及2013年1月31日所提出申請的日本專利申請案(特願2013-017484)，其全體均爰引融入於本案中。

Claims (17)

  1. 一種波長轉換元件，係由在聚矽氧黏結劑中分散著螢光體與填料而成的聚矽氧組成物所形成模造成形體的波長轉換元件；其中，該填料係含有粒徑1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；相對於該聚矽氧黏結劑100重量份，該球狀聚矽氧樹脂的含有量係50重量份以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之波長轉換元件，其中，上述聚矽氧組成物的蕭氏硬度計硬度係HDD25以上。
  3. 一種波長轉換元件，係由在聚矽氧黏結劑中分散著螢光體與填料而成的聚矽氧組成物所形成模造成形體的波長轉換元件；其中，該聚矽氧黏結劑係蕭氏硬度計硬度在HDD20以下的彈性體；該填料係含有粒徑達1μm以上的球狀聚矽氧樹脂；該聚矽氧組成物的蕭氏硬度計硬度係HDD25以上。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之波長轉換元件，其中，上述聚矽氧黏結劑與上述球狀聚矽氧樹脂的折射率差係未滿0.05。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之波長轉換元件，其中，上述聚矽氧黏結劑與上述球狀聚矽氧樹脂均具有較二氧化矽更低的折射率。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之波長轉換元件，其中，上述聚矽氧黏結劑係具有由聚二甲基矽氧烷交聯的結構，上述球狀聚矽氧樹脂係具有聚烷基矽倍半氧烷結構。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之波長轉換元件，其中，上述填料係未含有粒徑3μm以下的球狀聚矽氧樹脂。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之波長轉換元件，其中，上述 填料係更進一步含有球狀二氧化矽。
  9. 如申請專利範圍第8項之波長轉換元件，其中，上述球狀二氧化矽係含有熔融二氧化矽。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之波長轉換元件，其中，相對於上述聚矽氧黏結劑100重量份，上述球狀二氧化矽的含有量係5重量份以上且80重量份以下。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之波長轉換元件，其中，上述填料係更進一步含有煅製二氧化矽(fumed silica)。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之波長轉換元件，其中，上述聚矽氧組成物的蕭氏硬度計硬度係HDD35以上。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之波長轉換元件，其中，上述模造成形體係當剪切速度120/s、溫度25℃時的黏度達100Pa．s以上且未滿1000Pa．s的聚矽氧組成物之模造成形體。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之波長轉換元件，係直徑5~7cm且厚0.5~1mm的圓盤。
  15. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之波長轉換元件，係直徑2~3cm且厚0.2~0.5mm的圓盤。
  16. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之波長轉換元件，係直徑與高度1~5cm且厚0.5~2mm的半球形圓頂。
  17. 如申請專利範圍第1至16項中任一項之波長轉換元件，其中，能使具有發光尖峰波長440~470nm範圍內的LED所發出第一光其中一部分穿透過，且可將該第一光其餘部分轉換為與該第一光顏色之間為互補色關係顏色的第二光。
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