TWI520155B - A light reflective anisotropic conductive adhesive and a light emitting device - Google Patents

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TWI520155B
TWI520155B TW099126882A TW99126882A TWI520155B TW I520155 B TWI520155 B TW I520155B TW 099126882 A TW099126882 A TW 099126882A TW 99126882 A TW99126882 A TW 99126882A TW I520155 B TWI520155 B TW I520155B
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conductive adhesive
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Hidetsugu Namiki
Shiyuki Kanisawa
Hideaki Umakoshi
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Dexerials Corp
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光反射性異向性導電接著劑及發光裝置
本發明係關於一種用以將發光元件異向性導電連接於配線板之光反射性異向性導電接著劑、使用該接著劑將發光元件構裝於配線板而成之發光裝置。
使用發光二極體(LED)元件之發光裝置得到廣泛使用,舊式之發光裝置之結構係如圖4所示,用黏晶接著劑32將LED元件33接合於基板31上,並用金線37將其上表面之p電極34及n電極35與基板31之連接端子36打線接合,將LED元件33整體用透明模樹脂38密封而成。然而,於圖4之發光裝置之情形時,存在以下問題:於LED元件33發出之光中,金線會吸收朝上表面側出射之400~500 nm之波長之光,又,朝下表面側出射之光之一部分會被黏晶接著劑32吸收,而使LED元件33之發光效率降低。
因此,如圖5所示,提出將LED元件33覆晶構裝(專利文獻1)。於該覆晶構裝技術中,於p電極34與n電極35上分別形成有凸塊39,進而,於LED元件33之凸塊形成面上,以使p電極34與n電極35絕緣之方式設置光反射層40。並且,LED元件33與基板31係使用異向性導電膏41或異向性導電膜(未圖示)使該等硬化而連接固定。因此,於圖5之發光裝置中,朝LED元件33之上方出射之光不會被金線吸收,且朝下方出射之光之大部分由光反射層40反射而朝上方出射,因此發光效率(光取出效率)不會降低。
專利文獻1:日本特開平11-168235號公報
然而,於專利文獻1之技術中必須藉由金屬蒸鍍法於LED元件33上以使p電極34與n電極35絕緣之方式設置光反射層40,於製造上,存在無法避免成本增加之問題。
另一方面,於不設置光反射層40之情形時,亦存在以下問題:已硬化之異向性導電膏或異向性導電膜中由金、鎳或銅所包覆之導電粒子的表面呈茶色或暗茶色,又,分散有導電粒子之環氧樹脂黏合劑本身亦因常用以使其硬化之咪唑系潛伏性硬化劑而呈茶色,從而難以提高發光元件發出之光的發光效率(光取出效率)。
本發明之目的係解決以上先前技術之問題,並提供一種於使用異向性導電接著劑將發光二極體(LED)元件等發光元件覆晶構裝於配線板而製造發光裝置時,即便不於LED元件上設置如導致製造成本增加之光反射層,亦可改善發光效率之異向性導電接著劑、使用該接著劑將發光元件覆晶構裝於配線板而成之發光裝置。
本發明人於若使異向性導電接著劑本身具有光反射功能,則可使發光效率不降低之假設下,發現藉由於異向性導電接著劑中摻合光反射性絕緣粒子,可使發光元件之發光效率不降低,從而完成了本發明。
即,本發明提供一種光反射性異向性導電接著劑,係用以將發光元件異向性導電連接於配線板,其特徵在於:含有熱硬化性樹脂組成物、導電粒子及光反射性絕緣粒子。
又,本發明提供一種光反射性異向性導電接著劑,作為該光反射性異向性導電接著劑之特佳之態樣,導電粒子,係由被金屬材料所包覆之核心粒子、與無機粒子形成於該核心粒子表面而成之光反射層所構成的光反射性導電粒子,其中,該無機粒子係選自氧化鈦粒子、氧化鋅粒子或氧化鋁粒子之至少一種。
又,本發明提供一種發光裝置,其係經由上述光反射性異向性導電接著劑,將發光元件以覆晶方式構裝於配線板而成。用以將發光元件異向性導電連接於配線板之本發明之光反射性異向性導電接著劑,含有光反射性絕緣粒子。因此,該光反射性異向性導電接著劑可反射光。尤其是當光反射性絕緣粒子係選自由氧化鈦、氮化硼、氧化鋅及氧化鋁所構成群中之至少一種無機粒子,或用絕緣性樹脂包覆鱗片狀或球狀金屬粒子之表面而成之樹脂包覆金屬粒子之情形時,由於粒子本身大致呈白色,故反射特性對可見光之波長相依性較小,因此,可提高發光效率,且可使發光元件之發光色以其原本之顏色反射。
又,進而當使用由被金屬材料包覆之核心粒子、與氧化鈦粒子、氧化鋅粒子或氧化鋁粒子形成於該核心粒子表面而成之白色~灰色之光反射層所構成的光反射性導電粒子作為導電粒子之情形時,由於該光反射性導電粒子本身呈白色~灰色,故反射特性對可見光之波長相依性較小,因此,可進一步提高發光效率,且可使發光元件之發光色以其原本之顏色反射。
本發明係一種光反射性異向性導電接著劑,係用以將發光元件異向性導電連接於配線板,含有熱硬化性樹脂組成物、導電粒子及光反射性絕緣粒子,其特徵在於含有光反射性絕緣粒子。
於本發明中,光反射性絕緣粒子係用以使入射至異向性導電接著劑之光反射至外部者。
再者,具有光反射性之粒子包括:金屬粒子;樹脂包覆金屬粒子而成之粒子;於自然光下呈灰色至白色之金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物等無機粒子;由無機粒子包覆樹脂核心粒子而成之粒子;不論粒子之材質,其表面均具有凹凸之粒子。然而,於該等粒子之中,就要求表現絕緣性之關係方面而言,可於本發明中使用之光反射性絕緣粒子不包含金屬粒子。又,於金屬氧化物粒子中,無法使用如ITO般具有導電性者。又,即便為表現光反射性及絕緣性之無機粒子,亦無法使用如SiO2般其折射率低於所使用之熱硬化性樹脂組成物之折射率者。
作為此種光反射性絕緣粒子之較佳之具體例,可列舉選自由氧化鈦(TiO2)、氮化硼(BN)、氧化鋅(ZnO)及氧化鋁(Al2O3)所構成群中之至少一種無機粒子。其中,就高折射率之方面而言較佳為使用TiO2
作為光反射性絕緣粒子之形狀,雖然可為球狀、鱗片狀、無定形狀、針狀等,但若考慮反射效率,則較佳為球狀、鱗片狀。又,作為其大小,於球狀之情形時,若過小則反射率降低,若過大則有阻礙藉由異向性導電粒子之連接之傾向,因此較佳為0.02~20 μm,更佳為0.2~1 μm,於鱗片狀之情形時,長徑較佳為0.1~100 μm,更佳為1~50 μm,短徑較佳為0.01~10 μm,更佳為0.1~5 μm,厚度較佳為0.01~10 μm,更佳為0.1~5 μm。
關於由無機粒子所構成之光反射性絕緣粒子,其折射率(JIS K7142)較佳為大於熱硬化性樹脂組成物之硬化物之折射率(JIS K7142),更佳為較熱硬化性樹脂組成物之硬化物之折射率至少大0.02左右。其原因在於,若折射率差較小則該等之界面中之反射效率會降低。
作為光反射性絕緣粒子,可使用以上已說明之無機粒子,亦可使用由透明之絕緣性樹脂包覆金屬粒子之表面而成之樹脂包覆金屬粒子。作為金屬粒子,可列舉鎳、銀、鋁等。作為粒子之形狀,可列舉無定形狀、球狀、鱗片狀、針狀等,其中,就光擴散效果之方面而言較佳為球狀,就總反射效果之方面而言較佳為鱗片狀之形狀。就光之反射率之方面而言特佳者為鱗片狀或球狀銀粒子,其中又以鱗片狀銀粒子為佳。
作為光反射性絕緣粒子之樹脂包覆金屬粒子之大小亦因形狀而異,但一般而言若過大,則有可能阻礙藉由異向性導電粒子之連接,若過小則變得難以反射光,因此於球狀之情形時粒徑較佳為0.1~30 μm,更佳為0.2~10 μm,於鱗片狀之情形時,長徑較佳為0.1~100 μm,更佳為1~50 μm,且厚度較佳為0.01~10 μm,更佳為0.1 ~5 μm。此處,光反射性絕緣粒子之大小係指於絕緣包覆之情形時,亦包括其絕緣包覆之大小。
作為此種樹脂包覆金屬粒子之該樹脂,可使用各種絕緣性樹脂。就機械強度或透明性等方面而言較佳為可利用丙烯酸系樹脂之硬化物。例如,可列舉於過氧化苯甲醯等有機過氧化物等自由基起始劑之存在下,使甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸2-羥乙酯進行自由基共聚合而形成之樹脂。於此情形時,更佳為藉由2,4-甲苯二異氰酸酯等異氰酸酯系交聯劑進行交聯。
又,作為金屬粒子,較佳為預先用矽烷偶合劑將γ-縮水甘油氧基或乙烯基等導入至金屬表面。
此種樹脂包覆金屬粒子例如可藉由以下方式進行製造:將金屬粒子與矽烷偶合劑投入甲苯等溶劑中,並於室溫下攪拌約1小時後,投入自由基單體與自由基聚合起始劑,視需要投入交聯劑,一面加溫至自由基聚合開始溫度一面進行攪拌。
關於以上已說明之光反射性絕緣粒子於光反射性異向性導電接著劑中之摻合量,若過少則無法實現充分之光反射,又若過多,則基於併用之導電粒子之連接受到阻礙,因此於熱硬化性樹脂組成物中,較佳為1~50體積%,更佳為2~25體積%。
作為構成本發明之光反射性異向性導電接著劑之導電粒子,可利用異向性導電連接用之先前導電粒子中所使用之金屬粒子。例如,可列舉金、鎳、銅、銀、焊錫、鈀、鋁、該等之合金、該等之多層化物(例如,鍍鎳/金刷鍍敷(gold flash plating)物)等。其中,由於金、鎳、銅使導電粒子呈茶色,因此與其他金屬材料相比可更享有本發明之效果。
又,作為導電粒子,可使用由金屬材料包覆樹脂粒子而成之金屬包覆樹脂粒子。作為此種樹脂粒子,可列舉苯乙烯系樹脂粒子、苯代三聚氰胺樹脂粒子、尼龍樹脂粒子等。作為由金屬材料包覆樹脂粒子之方法亦可採用先前公知之方法,可利用無電解鍍敷法、電解鍍敷法等。又,包覆之金屬材料之層厚為足以確保良好之連接可靠性之厚度,亦取決於樹脂粒子之粒徑或金屬之種類,通常為0.1~3 μm。
又,樹脂粒子之粒徑若過小則產生導通不良,若過大則有於圖案間發生短路之傾向,因此較佳為1~20 μm,更佳為3~10 μm,特佳為3~5 μm。於此情形時,作為核心粒子1之形狀較佳為球形,亦可為薄片狀、橄欖球(rugby ball)狀。
較佳之金屬包覆樹脂粒子為球狀形狀,若其粒徑過大則連接可靠性會降低,因此較佳為1~20 μm,更佳為3 ~10 μm。
尤其於本發明中,較佳為對如上所述之導電粒子賦予光反射性,而製成光反射性導電粒子。圖1A、圖1B係此種光反射性導電粒子10、20之剖面圖。首先,自圖1A之光反射性導電粒子開始進行說明。
光反射性導電粒子10,係由被金屬材料包覆之核心粒子1、與無機粒子2形成於該核心粒子1表面而成之光反射層3所構成,該無機粒子2係選自氧化鈦(TiO2)粒子、氧化鋅(ZnO)粒子或氧化鋁(Al2O3)粒子之至少一種。氧化鈦粒子、氧化鋅粒子或氧化鋁粒子係於太陽光下呈白色之無機粒子。因此,由該等所形成之光反射層3呈白色~灰色。所謂呈白色~灰色,係指反射特性對可見光之波長相依性較小,且易反射可見光。
再者,於氧化鈦粒子、氧化鋅粒子或氧化鋁粒子中,於存在已硬化之光反射性異向性導電接著劑之熱硬化性樹脂組成物之硬化物發生光劣化之虞之情形時,較佳為可使用對光劣化無觸媒性,且折射率亦較高之氧化鋅。
由於核心粒子1係一同進行異向性導電連接者,因此其表面由金屬材料構成。此處,作為表面由金屬材料包覆之態樣,如上所述,可列舉核心粒子1本身為金屬材料之態樣,或者樹脂粒子之表面由金屬材料包覆之態樣。
關於由無機粒子2形成之光反射層3之層厚,就與核心粒子1之粒徑之相對大小之觀點而言,相對於核心粒子1之粒徑,若過小則反射率會顯著降低,若過大則會產生導通不良,因此較佳為0.5~50%,更佳為1~25%。
又,於光反射性導電粒子10中,構成光反射層3之無機粒子2之粒徑若過小則變得難以產生光反射現象,若過大則有難以形成光反射層之傾向,因此較佳為0.02~4 μm,更佳為0.1~1 μm,特佳為0.2~0.5 μm。於此情形時,就使光反射之光的波長之觀點而言,為使應反射之光(即,發光元件發出之光)不透過,無機粒子2之粒徑較佳為該光之波長之50%以上。於此情形時,作為無機粒子2之形狀可列舉無定形狀、球狀、鱗片狀、針狀等,其中,就光擴散效果之方面而言較佳為球狀,就總反射效果之方面而言較佳為鱗片狀之形狀。
圖1A之光反射性導電粒子10可利用公知之成膜技術(所謂機械融合(Mechanofusion)法)而製造,即藉由使大小之粉末彼此發生物理性碰撞而於大粒徑粒子之表面形成由小粒徑粒子所構成之膜。於此情形時,無機粒子2係以陷入核心粒子1之表面之金屬材料之方式而固定,另一方面,難以使無機粒子彼此熔接固定,因此無機粒子之單層構成光反射層3。因此,於圖1A之情形時,可認為光反射層3之層厚與無機粒子2之粒徑相等或略薄於無機粒子2之粒徑。
其次,對圖1B之光反射性導電粒子20進行說明。於該光反射性導電粒子20中,於光反射層3含有發揮出作為接著劑之功能的熱塑性樹脂4,藉由該熱塑性樹脂4亦將無機粒子2彼此加以固定,並使無機粒子2多層化(例如多層化為2層或3層)之方面,與圖1A之光反射性導電粒子10不同。藉由含有此種熱塑性樹脂4,而使光反射層3之機械強度提高,並且難以發生無機粒子之脫落等。
作為熱塑性樹脂4,為了實現環境低負荷而較佳為可使用無鹵素之熱塑性樹脂,例如,較佳為可使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴或聚苯乙烯、丙烯酸系樹脂等。
此種光反射性導電粒子20亦可藉由機械融合法進行製造。適用於機械融合法之熱塑性樹脂4之粒徑,若過小則接著功能會降低,若過大則變得難以附著於核心粒子,因此較佳為0.02~4 μm,更佳為0.1~1 μm。又,關於此種熱塑性樹脂4之摻合量,若過少則接著功能會降低,若過多則形成粒子之凝聚體,因此相對於無機粒子2之100質量份,較佳為0.2~500質量份,更佳為4~25質量份。
作為本發明之光反射性異向性導電接著劑中所使用之熱硬化性樹脂組成物,較佳為儘量使用無色透明者。原因在於,不使異向性導電接著劑中之光反射性導電粒子之光反射效率降低,且不改變入射光之光色而使其反射。此處,所謂無色透明,係指異向性導電接著劑之硬化物對於波長380~780 nm之可見光的光程長度1 cm之透光率(JIS K7105)為80%以上,較佳為90%以上。
於本發明之光反射性異向性導電接著劑中,光反射性導電粒子等導電粒子相對於熱硬化性樹脂組成物100質量份之摻合量,若過少則產生導通不良,若過多則有於圖案間發生短路之傾向,因此較佳為1~100質量份,更佳為10~50質量份。
本發明之光反射性異向性導電接著劑之反射特性,為提高發光元件之發光效率,較理想的是光反射性異向性導電接著劑之硬化物對於波長450 nm之光的反射率(JIS K7105)至少為30%。為達到此種反射率,只要對所使用之光反射性導電粒子之反射特性或摻合量、熱硬化性樹脂組成物之摻合組成等進行適當調整即可。通常,若增加反射特性良好之光反射性導電粒子之摻合量,則有反射率亦增大之傾向。
又,亦可自折射率之觀點對光反射性異向性導電接著劑之反射特性進行評價。即,原因在於,若該硬化物之折射率大於已去除導電粒子與光反射性絕緣粒子之熱硬化性樹脂組成物之硬化物之折射率,則光反射性絕緣粒子與包圍其之熱硬化性樹脂組成物之硬化物之界面中的光反射量增大。具體而言,較理想的是自光反射性絕緣粒子之折射率(JIS K7142)減去熱硬化性樹脂組成物之硬化物之折射率(JIS K7142)所得之差較佳為0.02以上,更佳為0.2以上。再者,通常,以環氧樹脂為主體之熱硬化性樹脂組成物之折射率為約1.5。
作為構成本發明之光反射性異向性導電接著劑之熱硬化性樹脂組成物,可利用先前異向性導電接著劑或異向性導電膜中所使用者。一般而言,此種熱硬化性樹脂組成物係於絕緣性黏合樹脂中摻合硬化劑而成者。作為絕緣性黏合樹脂,較佳為可列舉以脂環族環氧化合物或雜環系環氧化合物或氫化環氧化合物等為主成分之環氧系樹脂。
作為脂環族環氧化合物,較佳為可列舉分子內具有2個以上環氧基者。該等既可為液態,亦可為固體狀。具體而言,可列舉縮水甘油基六氫雙酚A、3,4-環氧環己烯基甲基-3',4'-環氧環己烯甲酸酯等。其中,就可確保適宜於硬化物中構裝LED元件等之光透過性,且速硬化性亦優異之方面而言,較佳為可使用縮水甘油基六氫雙酚A、3,4-環氧環己烯基甲基-3',4'-環氧環己烯甲酸酯。
作為雜環系環氧化合物,可列舉具有三口井環之環氧化合物,特佳為可列舉1,3,5-三(2,3-環氧丙基)-1,3,5-三口井-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮。
作為氫化環氧化合物,可使用上述脂環族環氧化合物或雜環系環氧化合物之氫化物,或其他公知之氫化環氧樹脂。
脂環族環氧化合物或雜環系環氧化合物或氫化環氧化合物既可單獨使用,亦可併用2種以上。又,除該等環氧化合物以外只要不損及本發明之效果,亦可併用其他環氧化合物。例如可列舉:使雙酚A、雙酚F、雙酚S、四甲基雙酚A、二芳基雙酚A、氫醌、苯二酚、間苯二酚、甲酚、四溴雙酚A、三羥基聯苯、二苯甲酮、雙間苯二酚、雙酚六氟丙酮、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、三(羥苯基)甲烷、聯二甲苯酚、苯酚酚醛、甲酚酚醛等多酚與表氯醇反應所獲得之縮水甘油醚;使甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂肪族多元醇與表氯醇反應所獲得之聚縮水甘油醚;使如對羥基苯甲酸、β-羥基萘甲酸之羥基羧酸與表氯醇反應所獲得之縮水甘油醚酯;由如鄰苯二甲酸、甲基鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、內亞甲基四氫鄰苯二甲酸、內亞甲基六氫鄰苯二甲酸、偏苯三甲酸、聚合脂肪酸之聚羧酸所獲得之聚縮水甘油酯;由胺基苯酚、胺基烷基苯酚所獲得之縮水甘油基胺基縮水甘油醚;由胺基苯甲酸所獲得之縮水甘油基胺基縮水甘油酯;由苯胺、甲苯胺、三溴苯胺、二甲苯二胺(xylylenediamine)、二胺基環己烷、二胺基甲基環己烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基碸等所獲得之縮水甘油胺;環氧化聚烯烴等公知之環氧樹脂類。
作為硬化劑,可列舉酸酐、咪唑化合物、二氰等。其中,較佳為可使用難以使硬化物變色之酸酐,特佳為可使用脂環族酸酐系硬化劑。具體而言,較佳為可列舉甲基六氫鄰苯二甲酸酐等。
於本發明之光反射性異向性導電接著劑之熱硬化性樹脂組成物中,使用脂環族環氧化合物與脂環族酸酐系硬化劑之情形時,關於各自之使用量,若脂環族酸酐系硬化劑過少則未硬化環氧化合物增多,若過多則有由於剩餘之硬化劑之影響而促進被黏附體材料腐蝕之傾向,因此相對於脂環族環氧化合物100質量份,較佳為以80~120質量份,更佳為以95~105質量份之比例使用脂環族酸酐系硬化劑。
本發明之光反射性異向性導電接著劑可藉由均勻地混合光反射性絕緣粒子、導電粒子(較佳為光反射性導電粒子)及熱硬化性樹脂組成物而製造。又,於製成光反射性異向性導電膜之情形時,只要進行以下處理即可:將該等與甲苯等溶劑一同分散混合,以達到所需之厚度之方式塗佈於經剝離處理之PET膜上,且於約80℃左右之溫度下進行乾燥。
其次,一面參照圖2一面對本發明之發光裝置進行說明。發光裝置200係於基板21上之連接端子22與分別形成於作為發光元件之LED元件23之n電極24與p電極25的連接用之凸塊26之間,塗佈上述本發明之光反射性異向性導電接著劑,並覆晶構裝基板21與LED元件23之發光裝置。此處,圖2中之光反射性異向性導電接著劑之硬化物100係光反射性絕緣粒子(未圖示)與光反射性導電粒子10分散於熱硬化性樹脂組成物之硬化物11中而成者。可使用非光反射性導電粒子來代替光反射性導電粒子10。再者,視需要,亦可用透明模樹脂以覆蓋整個LED元件23之方式將其密封。又,亦可與先前同樣地於LED元件23上設置光反射層。
於如此所構成之發光裝置200中,於LED元件23發出之光中,朝基板21側發出之光由光反射性異向性導電接著劑之硬化物100中的光反射性絕緣粒子與光反射性導電粒子10反射,而自LED元件23之上表面出射。因此,可防止發光效率之降低。
可將本發明之發光裝置200中之光反射性異向性導電接著劑以外之構成(LED元件23、凸塊26、基板21、連接端子22等)設為與先前之發光裝置之構成相同。又,本發明之發光裝置200除使用本發明之光反射性異向性導電接著劑以外,還可利用先前之異向性導電連接技術而進行製造。再者,作為發光元件,除LED元件以外,於不損及本發明之效果之範圍內可適當選用公知之發光元件。
實施例
實施例1
將作為光反射性絕緣粒子之平均粒徑0.5 μm之二氧化鈦粉末(KR-380,鈦工業(Titan Kogyo)股份有限公司)以達到12體積%之比例、以及作為導電粒子之平均粒徑5 μm之Au包覆樹脂導電粒子(對平均粒徑4.6 μm之球狀丙烯酸系樹脂粒子實施0.2 μm厚之無電解鍍金而成之粒子:Bright 20GNB4.6EH,日本化學工業股份有限公司)以達到10質量%之比例,均勻地混合於折射率為約1.50之無色透明之熱硬化型環氧系黏合劑組成物(YX-8000,JER股份有限公司:含有50質量%之MeHHPA)中,藉此獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。
(光反射率評價試驗)
將所獲得之光反射性異向性導電接著劑以使乾燥厚度達到100 μm之方式塗佈於陶瓷製之白色板上,並於200℃下加熱1分鐘,使其硬化。對於該硬化物,使用分光光度計(U3300,日立製作所股份有限公司),測定對波長450 nm之光之反射率(JIS K7150)。將所獲得之結果示於表1及圖3。較理想的是反射率於實用上為30%以上。
(LED構裝試樣之總光通量評價試驗)
使用凸塊接合機(FB700,Kaijo(股))於具有對100 μm間距之銅配線實施Ni/Au(5.0 μm厚/0.3 μm厚)鍍敷處理而成之配線的環氧玻璃基板上形成15 μm高之金凸塊。於該附有金凸塊之環氧基板上,使用光反射性異向性導電接著劑,於200℃、60秒、1 Kg/晶片之條件下覆晶構裝藍色LED(Vf=3.2(If=20 mA)),而獲得試驗用LED模組。
對於所獲得之試驗用LED模組,使用總光通量測定系統(積分全球)(LE-2100,大塚電子股份有限公司)測定總光通量(測定條件:If=20 mA(控制恆定電流))。將所獲得之結果示於表1。較理想的是總光通量於實用上為300 mlm以上。
實施例2
除將二氧化鈦粉末之摻合量設為7體積%以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。亦將光反射率結果示於圖3。
實施例3
除將二氧化鈦粉末之摻合量設為21體積%以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。亦將光反射率結果示於圖3。
實施例4
除使用平均粒徑0.5 μm之氮化硼粉末(SP7,電氣化學工業股份有限公司)12體積%來代替二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
實施例5
除使用平均粒徑0.5 μm之氧化鋅粉末(JIS標準氧化鋅1種,Hakusuitech股份有限公司)12體積%來代替二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。亦將光反射率結果示於圖3。
實施例6
除使用平均粒徑0.5 μm之氧化鋁粉末(AE2500-SI,Admatechs股份有限公司)12體積%來代替二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
實施例7
除使用平均粒徑0.2 μm之二氧化鈦粉末(CR602,石原產業股份有限公司)12體積%來代替平均粒徑0.5 μm之二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
實施例8
除使用平均粒徑5 μm之Ni包覆樹脂導電粒子(對平均粒徑4.6 μm之球狀丙烯酸系樹脂粒子實施0.2 μm厚之無電解鍍鎳而成之粒子)來代替Au包覆樹脂導電粒子以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
實施例9
除使用按照以下說明製備而成之平均粒徑5.0 μm之光反射性絕緣粒子來代替平均粒徑0.5 μm之二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
(光反射性絕緣粒子之製備)
於附有攪拌機之燒瓶中投入粒狀銀粒子(平均粒徑1.0 μm)5 g與甲苯50 ml,一面攪拌一面向燒瓶中投入矽烷偶合劑(3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙基矽烷)0.25 g,並於25℃下攪拌60分鐘。繼而,藉由在該混合物中投入甲基丙烯酸甲酯2 g、甲基丙烯酸-2-羥乙酯2 g、過氧化苯甲醯0.04 g及2,4-甲苯二異氰酸酯1 g,並於80℃下攪拌12小時,而獲得作為光反射性絕緣粒子之絕緣包覆銀粒子。包含絕緣包覆之光反射性絕緣粒子之平均粒徑為5.0 μm。
實施例10
除使用按照以下說明製備而成之平均粒徑5 μm之光反射性導電粒子來代替Au包覆樹脂導電粒子以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為白色之光反射性異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
(光反射性導電粒子之製成)
將平均粒徑0.5 μm之二氧化鈦粉末(KR-380,鈦工業股份有限公司)4質量份與外觀色為茶色之平均粒徑5 μm之Au包覆樹脂導電粒子(對平均粒徑4.6 μm之球狀丙烯酸系樹脂粒子實施0.2 μm厚之無電解鍍金而成之粒子)20質量份投入機械融合裝置(AMS-GMP,Hosokawa Micron股份有限公司),並於導電粒子之表面形成由氧化鈦粒子所構成之約0.5 μm厚之光反射層,藉此獲得光反射性導電粒子。該光反射性導電粒子之外觀色為灰色。
比較例1
關於實施例1中所使用之折射率為約1.50之無色透明之熱硬化型環氧系黏合劑組成物(YX-8000,JER股份有限公司:含有100質量%之MeHHPA),以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。亦將光反射率結果示於圖3。
比較例2
除不使用光反射性絕緣粒子以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為茶色之異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。亦將光反射率結果示於圖3。
比較例3
除不使用光反射性絕緣粒子,且使用平均粒徑5 μm之Ni包覆樹脂導電粒子(對平均粒徑4.6 μm之球狀丙烯酸系樹脂粒子實施0.2 μm厚之無電解鍍鎳而成之粒子)代替Au包覆樹脂導電粒子以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為黑色之異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
比較例4
除使用平均粒徑0.5 μm之氧化矽粉末(SEAHOSTER KEP-30,日本觸媒股份有限公司)代替平均粒徑0.5 μm之二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為茶色之異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
比較例5
除使用平均粒徑0.02 μm之氧化鈦粉末(TTO-55D,石原產業股份有限公司)代替平均粒徑0.5 μm之二氧化鈦粉末以外,以與實施例1同樣的方式,獲得外觀色為茶色之異向性導電接著劑。又,以與實施例1同樣的方式,進行光反射率評價試驗與LED構裝試樣之總光通量評價試驗。將所獲得之結果示於表1。
由表1可知,於含有光反射性絕緣粒子之實施例1~10之光反射性異向性導電接著劑之情形時,光反射率均為30%以上,450 nm之光之藍色以其原本之顏色進行反射。且總光通量亦為300 mlm以上。尤其於使用光反射性導電粒子作為導電粒子之實施例10之情形時,反射率與總光通量表現特別高之值。
相對於此,於比較例1~3之情形時,由於未在光反射性絕緣粒子之表面設置光反射層,因此光反射率為20%以下,總光通量亦未達300 mlm。於比較例4之情形時,由於使用氧化矽作為絕緣粒子,因此異向性導電接著劑之顏色呈茶色,光反射率為10%左右。認為其原因在於,於氧化矽與異向性導電接著劑之熱硬化性黏合劑組成物之間幾乎無折射率差。又,於比較例5之情形時,雖然使用二氧化鈦作為絕緣粒子,但由於粒徑為450 nm之一半以下,因此未表現充分之光反射性。
[產業上之可利用性]
本發明之光反射性異向性導電接著劑於使用異向性導電接著劑將發光二極體(LED)元件等發光元件覆晶構裝於配線板而製造發光裝置時,即便不於發光元件上設置如導致製造成本增加之光反射層,亦可使發光效率不降低。由此,本發明之光反射性異向性導電接著劑於覆晶構裝LED元件時有用。
1...核心粒子
2...無機粒子
3...光反射層
4...熱塑性樹脂
10、20...光反射性導電粒子
11...熱硬化性樹脂組成物之硬化物
21、31...基板
22、36...連接端子
23、33...LED元件
24、35...n電極
25、34...p電極
26、39...凸塊
32...黏晶接著劑
37...金線
38...透明模樹脂
40...光反射層
41...異向性導電膏
100...光反射性異向性導電接著劑之硬化物
200...發光裝置
圖1A係異向性導電接著劑用之本發明之光反射性導電粒子之剖面圖。
圖1B係異向性導電接著劑用之本發明之光反射性導電粒子之剖面圖。
圖2係本發明之發光裝置之剖面圖。
圖3係表示實施例1、2、3、5與比較例1、2之異向性導電接著劑之硬化物對波長之光反射率的圖。
圖4係先前之發光裝置之剖面圖。
圖5係先前之發光裝置之剖面圖。
10...光反射性導電粒子
11...熱硬化性樹脂組成物之硬化物
21...基板
22...連接端子
23...LED元件
24...n電極
25...p電極
26...凸塊
100...光反射性異向性導電接著劑之硬化物
200...發光裝置

Claims (10)

  1. 一種光反射性異向性導電接著劑,係用以將發光元件異向性導電連接於配線板,其特徵在於:含有熱硬化性樹脂組成物、導電粒子及光反射性絕緣粒子;該光反射性絕緣粒子之折射率(JIS K7142)大於熱硬化性樹脂組成物之硬化物之折射率(JIS K7142);該導電粒子係由被金屬材料包覆之核心粒子、與無機粒子形成於該核心粒子表面而成之光反射層所構成的光反射性導電粒子,該無機粒子係選自氧化鈦粒子、氧化鋅粒子或氧化鋁粒子之至少一種。
  2. 如申請專利範圍第1項之光反射性異向性導電接著劑,其中,光反射性絕緣粒子係選自由氧化鈦、氮化硼、氧化鋅及氧化鋁所構成群中之至少一種無機粒子。
  3. 如申請專利範圍第1項之光反射性異向性導電接著劑,其中,光反射性絕緣粒子係用絕緣性樹脂包覆鱗片狀或球狀金屬粒子之表面而成之樹脂包覆金屬粒子。
  4. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項之光反射性異向性導電接著劑,其中,熱硬化性樹脂組成物中之光反射性絕緣粒子之摻合量為1~50體積%。
  5. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項之光反射性異向性導電接著劑,其中,熱硬化性樹脂組成物含有環氧系樹脂與酸酐系硬化劑。
  6. 如申請專利範圍第1項之光反射性異向性導電接著 劑,其中,光反射性導電粒子相對於熱硬化性樹脂組成物100質量份之摻合量為1~100質量份。
  7. 如申請專利範圍第1項之光反射性異向性導電接著劑,其熱硬化時之對於波長450nm之光的反射率在30%以上,且外觀為白色。
  8. 如申請專利範圍第7項之光反射性異向性導電接著劑,其中,光反射性絕緣粒子係選自氧化鈦、氮化硼、氧化鋅及氧化鋁中之至少一種無機粒子。
  9. 一種發光裝置,其經由申請專利範圍第1項至第6項中任一項之光反射性異向性導電接著劑,將發光元件以覆晶方式構裝於配線板。
  10. 如申請專利範圍第9項之發光裝置,其中,發光元件為發光二極體。
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