WO2012081247A1 - Ｌｅｄ装置、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、高温高湿環境下でも封止材料への着色を抑え、発光効率の低下を抑制するＬＥＤ装置を提供することである。 本発明のＬＥＤ装置は、基板と、その基板上に設けたＬＥＤ素子と、そのＬＥＤ素子を覆い、シリコーン樹脂の１００重量部に対し酸化セリウムを０．００５重量部以上、０．０３重量部以下、含む酸化セリウム分散組成物層と、酸化セリウム分散組成物層を覆うシリコーン樹脂とを含む。
Description
本発明は、酸化セリウムを分散させた酸化セリウム分散組成物を、ＬＥＤ素子表面に設けたＬＥＤ装置、およびその製造方法に関するものである。
近年のＬＥＤ照明として高輝度、高寿命が望まれており、ＬＥＤを封止する封止樹脂材料も従来のエポキシ封止樹脂から耐熱性が高いシリコーン封止樹脂が使用され始めている。しかし、シリコーン封止樹脂を用いた場合においても、特に高輝度化するためにＬＥＤ素子に大電流を投入した際は、ＬＥＤチップおよびシリコーン封止樹脂自体の温度が高くなってしまう。このため、シリコーン封止樹脂に含まれる密着性付与剤やシリコーン樹脂合成時に残る有機物成分が着色し輝度が低下してしまう問題があった。
これに対しシリコーン樹脂の耐熱性、耐紫外線性を向上させるために熱安定剤として酸化セリウム、酸化チタン、酸化鉄等の金属酸化物を添加配合することは知られている（例えば、特許文献１，特許文献２を参照）。しかし、シリコーン樹脂中のシリコーン以外の有機物に関して、着色防止の効果は確認されていない。またＬＥＤ封止樹脂材料に金属酸化物を添加すると透明度が低下し、可視光の透過率が低下してしまい、しいてはＬＥＤ装置としての発光効率が低下するという課題があった。
本発明では、従来の上記課題を解決するものであって、高温高湿環境下でも封止材料への着色を抑え、結果、発光効率の低下を抑制するＬＥＤ装置を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明のＬＥＤ装置は以下の構成を有する。
基板と、その基板上に設けたＬＥＤ素子と、そのＬＥＤ素子を覆い、シリコーン樹脂の１００重量部に対し酸化セリウムを０．００５重量部以上、０．０３重量部以下、含む酸化セリウム分散組成物層と、酸化セリウム分散組成物層を覆う封止材料とを含む。
本発明では、酸化セリウムを分散させた酸化セリウム分散組成物をＬＥＤ素子表面に設けたＬＥＤ装置とすることにより、高温高湿環境下でも封止材料への着色を抑えることができるという効果を有し、さらに、透過率を低下させることもない。
以下本発明の実施の形態について説明する。
本発明のＬＥＤ装置１０００は、図１に示すように、基板８０と、ＬＥＤ素子１０と、着色防止材料分散組成物層２０（実質、酸化セリウム分散組成物層）と、封止材料４０を含む。着色防止材料分散組成物層２０とは、着色防止材料を分散した組成物からなる層で、ＬＥＤ素子１０の表面を封止する。ＬＥＤ素子１０は基板８０の上に形成されている。着色防止材料分散組成物層２０は、ＬＥＤ素子１０を覆うように形成されている。封止材料４０は、着色防止材料分散組成物層２０を覆うように形成されている。酸化セリウム分散組成物層とは、シリコーン樹脂に酸化セリウムを分散させた着色防止材料分散組成物層２０である。
本発明の特徴は、着色防止材料分散組成物層２０をＬＥＤ素子１０の表面に設けていることである。これによって、シリコーン樹脂の着色を抑制するという効果がある。
なお、図１においては、ＬＥＤ素子１０は、ダイボンド１１０により基板８０に貼り付けられている。また、ＬＥＤ素子１０は、ワイヤボンディング１２０により、電極９０に接続されている。
また、封止材料４０は、着色防止材料分散組成物層２０を覆うように形成されている。封止材料４０と、基板８０（一部は、電極９０）は、ＬＥＤ素子１０を外部環境(空気など)に触れないように封止する。
樹脂の着色防止材料としては、樹脂の耐熱性、耐紫外線性を高める効果を有する材料である酸化セリウムが最適である。さらに酸化セリウム以外に樹脂の耐熱性、耐紫外線性に効果がある酸化チタン、酸化鉄等を用いることもできる。
封止材料４０および酸化セリウム分散組成物層は、シリコーン樹脂を主成分としている。ここで、主成分としているとは、封止材料４０および酸化セリウム分散組成物層において、９９．９９％以上がシリコーン樹脂であることを意味する。
シリコーン樹脂とは、ケイ素と酸素の結合を骨格に持つ高分子であって、かつケイ素に炭化水素基１つ以上有する化合物の総称である。一般的には炭化水素基としてメチル基が付いている場合がある。ＬＥＤパッケージ用途にはフェニル基が付いた屈折率が高いシリコーン樹脂も用いる。
封止材料４０のシリコーン樹脂の詳細については、以降の実施例において詳述する。
なお、着色を防止する理由は次のように考察される。すなわち、セリウムイオンの還元によってポリマー中の電子を吸収し、樹脂成分以外の有機物の酸化反応を生じる可能性のある遊離基を無害化し、酸化を抑制するためであろう。
着色防止するために樹脂に添加する酸化セリウムの量としては、樹脂の１００重量部に対して０．００５重量部以上である。さらに０．０３重量部以下が好ましい。０．００５重量部より添加量が少ないとＨＡＳＴ（Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｔｅｓｔ：１２１℃/ＲＨ８５％の高温高湿環境）で発光試験評価での着色防止に効果が少ない。添加量が０．０３重量部より多いと樹脂の着色防止の効果は向上するが、可視光の透過性が低下してしまう。
酸化セリウム分散組成物層の膜厚は１０μｍから６０μｍが好ましく、さらに１０μｍから５０μｍがより好ましい。これより膜厚が薄いと酸化セリウムの量が少なく着色防止の効果が少ない。また膜厚が６０μｍ以上厚いと可視光の透過性が低下し、結果としてＬＥＤ装置の発光効率が低下してしまう。
添加する酸化セリウムの粒子径としては、２００ｎｍ以下が好ましい。これ以上粒子が大きい場合、シリコーン樹脂に分散させた時のシリコーン樹脂との接触する確率が低くなるため、着色防止の効果が少ない。
上記酸化セリウム分散組成物層は、シリコーン樹脂と酸化セリウムを混合し三本ロール等により混練することにより得ることができる。
シリコーン樹脂に酸化セリウムを分散させた組成物をＬＥＤ素子上に設け、その酸化セリウム分散組成物層上に封止を行ったＬＥＤ装置とすることで、一番温度が高くなるＬＥＤ素子近傍の酸化セリウムが有機物成分の着色を抑制することができる。さらに酸化セリウムは樹脂の架橋分解を抑制する効果が知られており、一番温度が高くなるＬＥＤ素子周辺に酸化セリウムが存在するため、樹脂の架橋分解による劣化も抑制することができる。
酸化セリウム分散組成物層は１０μｍから６０μｍと薄いため、可視光の透過性が低下せず、ＬＥＤ装置としての発光効率高く、樹脂の着色の無いＬＥＤ素子とすることができる。酸化セリウム分散組成物層を６０μｍ以上とした場合や、封止材料４０を全て酸化セリウム分散組成物として封止を行った場合、初期段階での可視光域の透過率が低くなり、発光効率も低くなってしまう。
シリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン、または、メチルフェニルシリコーンを用いることが出来る。特に、耐変色性が高いジメチルシリコーンが最適である。また、メチルフェニルシリコーンは、耐変色性ではジメチルシリコーンに劣るが、耐架橋劣化性が高く、クラックが生じにくいという特徴を有している。但し、本発明の実施形態は、上記したシリコーン樹脂の種類には限定されない。
封止材料４０の厚みは、ＬＥＤ素子を封止するのに必要な厚みが必要である。封止材料の厚みは、たとえば、０．２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。本実施例では封止材料の厚みを４ｍｍ程度とした。
この場合、ＬＥＤ素子の種類に限定は無いが、特に青色ＬＥＤ、近紫外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤの素子封止に有用である。
なお、樹脂に酸化セリウムとガーネット系のＹＡＧ蛍光体など混合し、蛍光体含有の酸化セリウム分散組成物層を青色ＬＥＤ素子上に設け、さらに酸化セリウムが含まれない樹脂に蛍光体を入れた層を設ける青色ＬＥＤを白色ＬＥＤに変換する素子としても構わない。
以下、実施例によって本発明を具体的に示す。なお、透過率評価は、スライドガラス上にシリコーン樹脂を膜厚３０μｍから６０μｍで硬化させ、４５０ｎｍ波長の透過率を測定した。また、ＨＡＳＴ・発光試験は、基板上に配置されたＬＥＤ素子上にシリコーン樹脂封止材を硬化させた後、ＨＡＳＴ（１２１℃／ＲＨ８５％）環境下でＬＥＤ素子を発光させ、９００時間後のＬＥＤ素子周辺の着色を比較した。
（実施例１）
図２に実施例１に係るＬＥＤ装置１００の断面図を示す。ＬＥＤ装置１００は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられたＬＥＤ素子１と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、ＬＥＤ素子１の表面上に設けられた酸化セリウムを分散した酸化セリウム分散組成物層２と、酸化セリウム分散組成物層２を覆うシリコーン樹脂４とを有する。酸化セリウムが着色防止材料として機能し、シリコーン樹脂４の着色を抑制することができる。
図２に実施例１に係るＬＥＤ装置１００の断面図を示す。ＬＥＤ装置１００は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられたＬＥＤ素子１と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、ＬＥＤ素子１の表面上に設けられた酸化セリウムを分散した酸化セリウム分散組成物層２と、酸化セリウム分散組成物層２を覆うシリコーン樹脂４とを有する。酸化セリウムが着色防止材料として機能し、シリコーン樹脂４の着色を抑制することができる。
このＬＥＤ装置１００を製造する方法、並びに評価サンプルを作製する方法は以下の通りである。
まず、シリコーン樹脂組成物の評価サンプルの作成方法について説明する。
ジメチルシリコーン樹脂（信越化学製ＫＥＲ－２６００）の主剤と触媒からなるＡ剤（以下Ａ剤）５ｇ、主剤と硬化剤からなるＢ剤（以下Ｂ剤）５ｇに対し酸化セリウム粉（ホソカワミクロン製 平均粒径３６ｎｍ）０．０００５ｇを三本ロール混練機（ＥＸＡＫＴ製Ｍ５０）で３回程混練し、酸化セリウム分散シリコーン樹脂組成物を得た。この時の酸化セリウム量はシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．００５重量部である。この酸化セリウム分散組成物をスライドガラスに印刷する。次に、１５０℃／４時間で硬化を行い、酸化セリウム分散組成物（厚み５０μｍ）の評価サンプルを得た。
次に、ＬＥＤ装置１００の製造方法について説明する。
銅箔付きＡｌＮ（窒化アルミ基板）８をエッチングし、電極パターンを作成する。その後、電極パターンの銅箔部にニッケルめっき、金めっきを行い、電極９を形成する。ついで、ＬＥＤ素子１をダイボンド１１で基板上に接着する。ＬＥＤ素子１の電極部と、基板上の電極部９をワイヤボンディング１２で接合し、図３Ａに示す構成を作製する。
次に、ＬＥＤ素子１上に上記の酸化セリウム分散組成物を３０μｍ程、塗布する。１５０℃で１５分加熱し、酸化セリウム分散組成物層２を仮硬化させ、図３Ｂに示す構成を作製する。
一方、シリコーン樹脂は、ジメチルシリコーン樹脂（信越化学製ＫＥＲ－２６００）Ａ剤５ｇ、Ｂ剤５ｇを混練機（シンキー製ＡＲ－２５０）で混練して作成する。次に、シリコーン樹脂をＳＵＳ製の金型３に塗布する。真空脱泡装置（日電アネルバ製）で５分脱泡を行い、前記の酸化セリウム分散組成物層２をＬＥＤ素子１上に設けた物を、金型３中のシリコーン樹脂４に貼り合わせる。次に、１５０℃／１０分仮硬化を行い、図３Ｃの構成を作製する。なお、シリコーン樹脂４の厚さは４ｍｍである。ここで厚さとは、ＬＥＤ素子１の各層の積層方向、あるいは光発光の方向の厚さである。
その後、金型３を取り外し、ＬＥＤ素子１上に酸化セリウム分散シリコーン樹脂と、その上にシリコーン樹脂とが封止されている状態で、さらに１５０℃／４時間硬化を行い、図２のようなＬＥＤ装置１００を形成した。
このようにして作成した評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルに対して、上記の透過率の評価と着色の評価を行い、その結果を（表１）に示す。
（実施例２）
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０１重量部とした点で、あとは同じである。
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０１重量部とした点で、あとは同じである。
同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
（実施例３）
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０３重量部とした点で、あとは同じである。
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０３重量部とした点で、あとは同じである。
同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
（実施例４）
図４に実施例４に係るＬＥＤ装置１０１の断面図を示す。ＬＥＤ装置１０１は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられた青色ＬＥＤ素子５と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、青色ＬＥＤ素子５の表面上に設けられた酸化セリウムを分散した酸化セリウム分散組成物層２と、酸化セリウム分散組成物層２を覆う蛍光体含有シリコーン樹脂６とを有する。酸化セリウムが着色防止材料として機能し、シリコーン樹脂の着色を抑制することができる。
図４に実施例４に係るＬＥＤ装置１０１の断面図を示す。ＬＥＤ装置１０１は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられた青色ＬＥＤ素子５と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、青色ＬＥＤ素子５の表面上に設けられた酸化セリウムを分散した酸化セリウム分散組成物層２と、酸化セリウム分散組成物層２を覆う蛍光体含有シリコーン樹脂６とを有する。酸化セリウムが着色防止材料として機能し、シリコーン樹脂の着色を抑制することができる。
このＬＥＤ装置１０１を製造する方法、並びに評価サンプルを作製する方法は以下の通りである。
まず、評価サンプルの作成方法について説明する。
ジメチルシリコーン樹脂（信越化学製ＫＥＲ－２６００）のＡ剤５ｇ、Ｂ剤５ｇに対し酸化セリウム粉（ホソカワミクロン製 平均粒径３６ｎｍ）０．０００５ｇを三本ロール混練機（ＥＸＡＫＴ製Ｍ５０）で３回程混練し、酸化セリウム分散シリコーン樹脂組成物を得た。この時の酸化セリウム量はシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．００５重量部である。この酸化セリウム分散組成物をスライドガラスに印刷する。次に、１５０℃／４時間、硬化を行い、酸化セリウム分散組成物（厚み３０μｍ）の評価サンプルを得た。
次に、ＬＥＤ装置１０１の製造方法について説明する。
銅箔付きＡＩＮ（窒化アルミ基板）８をエッチングし、電極パターンを作成する。その後、電極パターンの銅箔部にニッケルめっき、金めっきを行い、電極９を形成する。ついで、青色ＬＥＤ素子５をダイボンド１１で基板上に接着する。ＬＥＤ素子５の電極部と、基板上の電極部９をワイヤボンディング１２で接合し、図５Ａに示す構成を作製する。
次に、青色ＬＥＤ素子５上に上記の酸化セリウム分散組成物を３０μｍ程塗布する。１５０℃で１５分加熱し、酸化セリウム分散組成物を仮硬化させ、図５Ｂに示す構成を作製する。
一方、シリコーン樹脂は、ジメチルシリコーン樹脂（信越化学製ＫＥＲ－２６００）Ａ剤５ｇ、Ｂ剤５ｇに対し蛍光体１ｇを混練機（シンキー製ＡＲ－２５０）で混練して作成する。次に、このシリコーン樹脂をＳＵＳ製の金型３に塗布する。真空脱泡装置（日電アネルバ製）で５分脱泡を行い、前記の酸化セリウム分散シリコーン組成物を青色ＬＥＤ素子５上に設けた物を、金型３中の蛍光体含有シリコーン樹脂６に貼り合わせる。次に、１５０℃／１５分仮硬化を行い、図５Ｃの構成を作製する。なお、蛍光体含有シリコーン樹脂６の厚さは４ｍｍである。
その後、金型３を取り外し、ＬＥＤ素子５上に酸化セリウム分散シリコーン樹脂２と、その上に蛍光体含有シリコーン樹脂６とが封止されている状態で、さらに１５０℃／４時間硬化を行い、図４のようなＬＥＤ装置１０１を形成した。
このようにして作成した評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルに対して上記の透過率の評価と着色の評価を行い、結果を（表１）に示した。
（実施例５）
図６に実施例５に係るＬＥＤ装置１０２の断面図を示す。ＬＥＤ装置１０２は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられた青色ＬＥＤ素子５と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、青色ＬＥＤ素子５の表面上に設けられた蛍光体酸化セリウム分散組成物層７と、蛍光体酸化セリウム分散組成物層７を覆う蛍光体含有シリコーン樹脂６とを有する。酸化セリウムが着色防止材料として機能し、シリコーン樹脂の着色を抑制することができる。
図６に実施例５に係るＬＥＤ装置１０２の断面図を示す。ＬＥＤ装置１０２は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられた青色ＬＥＤ素子５と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、青色ＬＥＤ素子５の表面上に設けられた蛍光体酸化セリウム分散組成物層７と、蛍光体酸化セリウム分散組成物層７を覆う蛍光体含有シリコーン樹脂６とを有する。酸化セリウムが着色防止材料として機能し、シリコーン樹脂の着色を抑制することができる。
このＬＥＤ装置１０２を製造する方法、並びに評価サンプルを作製する方法は以下の通りである。
まず、評価サンプルの作成方法について説明する。
ジメチルシリコーン樹脂（信越化学製ＫＥＲ－２６００）のＡ剤５ｇ、Ｂ剤５ｇに対し酸化セリウム粉（ホソカワミクロン製 平均粒径３６ｎｍ）０．００１ｇと、ＹＡＧ蛍光体１ｇを入れたものと入れないものを三本ロール混練機（ＥＸＡＫＴ製Ｍ５０）で３回程混練し、蛍光体酸化セリウム分散組成物と、酸化セリウム分散組成物を得た。この時の酸化セリウム量はシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０１重量部である。評価サンプルではこの酸化セリウム分散組成物をスライドガラスに印刷する。次に、１５０℃／４時間、硬化を行い、酸化セリウム分散組成物（厚み３０μｍ）の評価サンプルを得た。
次に、ＬＥＤ装置１０２の製造方法について説明する。
銅箔付きＡｉＮ（窒化アルミ基板）８をエッチングし、電極パターンを作成する。その後、電極パターンの銅箔部にニッケルめっき、金めっきを行い、電極９を形成する。ついで、青色ＬＥＤ素子５をダイボンド１１で基板上に接着する。ＬＥＤ素子の電極部と基板上の電極部９をワイヤボンディング１２で接合し、図７Ａに示す構成を作製する。
次に、青色ＬＥＤ素子５上に上記の蛍光体酸化セリウム分散組成物を３０μｍ程、塗布する。１５０℃で１５分加熱し、蛍光体酸化セリウム分散組成物層７を仮硬化させ、図７Ｂに示す構成を作製する。
一方、シリコーン樹脂は、ジメチルシリコーン樹脂（信越化学製ＫＥＲ－２６００）Ａ剤５ｇ、Ｂ剤５ｇに対し蛍光体１ｇを混練機（シンキー製ＡＲ－２５０）で混練して作成する。次に、このシリコーン樹脂をＳＵＳ製の金型３に塗布する。真空脱泡装置（日電アネルバ製）で５分脱泡を行い、前記の蛍光体酸化セリウム分散組成物を青色ＬＥＤ素子５上に設けた物を、金型３中のシリコーン樹脂６に貼り合わせる。次に、１５０℃／１５分仮硬化を行い、図７Ｃの構成を作製する。なお、蛍光体含有シリコーン樹脂６の厚さは４ｍｍである。
その後、金型３を取り外し、ＬＥＤ素子５上に蛍光体セリウム分散組成物７と、その上に蛍光体含有シリコーン樹脂６とが封止されている状態で、さらに１５０℃／４時間硬化を行い、図６のようなＬＥＤ装置１０２を形成した。
このようにして作成した評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルに対して上記の透過率の評価と着色の評価を行い、結果を（表１）に示した。
（実施例６）
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０５重量部とした点で、あとは同じである。
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０５重量部とした点で、あとは同じである。
同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
（実施例７）
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０１重量部とした点と、酸化セリウム分散組成層の厚みを６０μｍとした点で、あとは同じである。同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．０１重量部とした点と、酸化セリウム分散組成層の厚みを６０μｍとした点で、あとは同じである。同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
（比較例１）
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．００１重量部とした点で、あとは同じである。
実施例１と異なる点は、酸化セリウム量をシリコーン樹脂の１００重量部に対し０．００１重量部とした点で、あとは同じである。
同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
（比較例２）
図８に比較例２に係るＬＥＤ装置１０３の断面図を示す。ＬＥＤ装置１０３は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられたＬＥＤ素子１と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、シリコーン樹脂４とを有する。比較例２において、実施例１と異なるのはＬＥＤ素子１上に酸化セリウム分散脂組成物の封止がない点で、あとは同じである。同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
図８に比較例２に係るＬＥＤ装置１０３の断面図を示す。ＬＥＤ装置１０３は、基板８と、基板８の上にダイボンド１１により貼り付けられたＬＥＤ素子１と、電極９と、ワイヤボンディング１２と、シリコーン樹脂４とを有する。比較例２において、実施例１と異なるのはＬＥＤ素子１上に酸化セリウム分散脂組成物の封止がない点で、あとは同じである。同様に評価サンプルとＬＥＤ装置のサンプルを作製し、評価結果を（表１）に示した。
（表１）に示すようにシリコーン樹脂だけを封止した比較例２のＬＥＤ装置は、ＨＡＳＴ・発光試験９００時間でシリコーン樹脂中のシリコーン以外の有機物の着色が発生する。
シリコーン樹脂に酸化セリウム粉を０．０５重量部混合した実施例６のＬＥＤ装置は、ＨＡＳＴ・発光試験９００時間で着色は発生しないが、酸化セリウム量は多いため初期段階での透過率が９７．６％とやや低い。
シリコーン樹脂に酸化セリウム粉を０．０１重量部混合した実施例７のＬＥＤ装置は、ＨＡＳＴ・発光試験９００時間で着色は発生しないが、酸化セリウム分散シリコーン樹脂組成硬化物の膜厚が厚いため初期段階での透過率が９８．２％とやや低い。
シリコーン樹脂に酸化セリウム粉を０．００１重量部混合した比較例１のＬＥＤ装置は、着色を防止する酸化セリウムの量が少ないためＨＡＳＴ・発光試験９００時間で着色が発生する。
一方、本発明に係る実施例１～３の酸化セリウムをシリコーン樹脂に０．００５から０．０３重量部混合した物では、ＨＡＳＴ・発光試験９００時間で着色は発生せず、試験後の発光効率の低下は見られない。さらに初期での透過率も９９％以上あり発光強度に問題は見られない。実施例４，５のように蛍光体を用いた系でも同様の効果が得られる。
透過率として４５０ｎｍの値を求めているが、近紫外ＬＥＤの波長４００ｎｍにおいても透過率の大きな低下はないため、近紫外ＬＥＤのような他のＬＥＤ素子でも同様の効果が得られる。
本発明のように酸化セリウム分散させた組成物層をＬＥＤ素子に設け、さらにその上に封止材料を設ける構造は、シリコーン樹脂の着色が発生しないため、発光効率の低下がないＬＥＤ装置として有用である。
１，１０ ＬＥＤ素子
２ 酸化セリウム分散組成物層
３ 金型
４ シリコーン樹脂
５ 青色ＬＥＤ素子
６ 蛍光体含有シリコーン樹脂
７ 蛍光体酸化セリウム分散組成物層
８，８０ 基板
９，９０ 電極
１１，１１０ ダイボンド
１２，１２０ ワイヤボンディング
２０ 着色防止材料分散組成物層
４０ 封止材料
１００，１０１，１０２，１０３，１０００ ＬＥＤ装置
２ 酸化セリウム分散組成物層
３ 金型
４ シリコーン樹脂
５ 青色ＬＥＤ素子
６ 蛍光体含有シリコーン樹脂
７ 蛍光体酸化セリウム分散組成物層
８，８０ 基板
９，９０ 電極
１１，１１０ ダイボンド
１２，１２０ ワイヤボンディング
２０ 着色防止材料分散組成物層
４０ 封止材料
１００，１０１，１０２，１０３，１０００ ＬＥＤ装置
Claims (6)
- 基板と、
前記基板上に設けたＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子を覆い、シリコーン樹脂１００重量部に対し酸化セリウムを０．００５重量部以上、０．０３重量部以下、含む酸化セリウム分散組成物層と、
前記酸化セリウム分散組成物層を覆い、シリコーン樹脂を主成分とする封止材料と、
を含むＬＥＤ装置。 - 前記封止材料に蛍光体材料を含む、請求項１記載のＬＥＤ装置。
- 前記酸化セリウム分散組成物層の厚みは、１０μｍ以上、６０μｍ以下である、請求項１または２に記載のＬＥＤ装置。
- 前記ＬＥＤ素子は、青色ＬＥＤである、請求項２記載のＬＥＤ装置。
- ＬＥＤ装置の製造方法であって、
基板上にＬＥＤ素子を設けるステップと、
ＬＥＤ素子を、シリコーン樹脂１００重量部に対し酸化セリウムを０．００５重量部以上、０．０３重量部以下、含む酸化セリウム分散組成物層で覆うステップと、
前記酸化セリウム分散組成物層を、シリコーン樹脂を主成分とする封止材料で覆うステップと、
を有する製造方法。 - 前記酸化セリウム分散組成物層の厚みは、１０μｍ以上、６０μｍ以下である、請求項５に記載の製造方法。
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