WO2014065358A1 - 蛍光体含有樹脂シートおよび発光装置 - Google Patents

蛍光体含有樹脂シートおよび発光装置 Download PDF

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WO2014065358A1
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phosphor
containing resin
resin sheet
metal oxide
mass
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定国広宣
井上武治郎
山本哲也
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東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a phosphor-containing resin sheet for converting the emission wavelength of an LED chip and a light-emitting device using the same.
  • LEDs Light emitting diodes
  • LCDs liquid crystal displays
  • spotlights that feature low power consumption, long service life, and design with a dramatic improvement in luminous efficiency.
  • the market is rapidly expanding in general lighting applications.
  • the phosphor when the phosphor has a high concentration, the phosphor absorbs the emission wavelength from the LED chip, and the phosphor itself absorbs the wavelength-converted light emission again. As a result, the luminance of the phosphor decreases. There was also.
  • an object of the present invention is to provide a phosphor-containing resin sheet having good processability, light resistance, heat resistance and good optical characteristics.
  • the present invention comprises (1) a phosphor, a resin, and metal oxide particles (I) having an average particle diameter of 10 to 200 nm, and the fluorescent material for 100 parts by mass of the resin.
  • a phosphor-containing resin sheet having a body content of 250 to 1000 parts by mass; (2) The phosphor-containing resin sheet further comprising metal oxide particles (II) having an average particle size of 300 to 1000 nm, (3) Any of the phosphor-containing resin sheets containing silicone fine particles, (4)
  • a method for producing a phosphor-dispersed resin composition for producing a phosphor layer comprising a step of mixing phosphor, resin and metal oxide particles, wherein the mixed metal oxide particles
  • the present invention it is possible to obtain a phosphor-containing resin sheet having excellent processability, good light resistance, good heat resistance, and small variation in light emission between chips when used in a light emitting device. Furthermore, according to the preferable aspect of this invention, the fluorescent substance containing resin sheet which gives the light-emitting body of favorable brightness
  • luminance can be obtained.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention comprises a phosphor, a resin, and metal oxide particles (I) having an average particle size of 10 to 200 nm, preferably metal oxide particles (II) having an average particle size of 300 to 1000 nm.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention preferably further contains silicone fine particles.
  • This phosphor-containing resin sheet is excellent in processability, handling properties, and light emission characteristics for the following reasons, and is suitable as a wavelength conversion layer for LEDs.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention is obtained by molding a resin in which the phosphor is uniformly dispersed into a sheet shape in advance, there is no color variation by attaching the phosphor-containing resin sheet to an LED package or a light emitting element. Less, uniform and highly efficient emission color can be obtained.
  • the content of the phosphor in the phosphor-containing resin sheet is 250 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
  • seat can be improved by making fluorescent substance content in a fluorescent substance containing resin sheet into this range. It is preferable that the phosphor content is 400 to 800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin, since both the light resistance of the sheet and the good dispersibility of the phosphor in the resin can be achieved.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention contains the metal oxide particles (I) having an average particle diameter of 10 to 200 nm, so that the phosphor-containing resin sheet is flexible even if it contains a high concentration of phosphor. It has sheet physical properties and excellent workability and handling.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention contains the metal oxide particles (II) having an average particle size of 300 to 1000 nm in the metal oxide particles, thereby containing the phosphor. Even if the phosphor contained in the resin sheet becomes high in concentration, absorption of light by the phosphor itself is suppressed, and a high-luminance LED light-emitting device can be obtained.
  • the dispersibility of the metal oxide particles and the phosphor is improved by further including silicone fine particles.
  • the luminance is improved and the color temperature variation of light emission is reduced.
  • silicone fine particles even if the phosphor contained in the phosphor-containing resin sheet has a high concentration, absorption of light by the phosphor itself is suppressed, and a high-luminance LED light-emitting device can be provided.
  • the average particle diameter is an average value of particle diameters obtained by the following method. From a two-dimensional image obtained by observing the particles with a scanning electron microscope (SEM), a straight line that intersects the outer edge of the particle at two points and calculating the maximum distance between the two intersections is calculated. Defined as diameter. Measurement is performed on 200 particles observed, and the average value of the obtained particle diameters is defined as the average particle diameter.
  • SEM scanning electron microscope
  • the particle size of the metal oxide particles present in the phosphor-containing resin sheet When measuring the particle size of the metal oxide particles present in the phosphor-containing resin sheet, it is selected from mechanical polishing method, microtome method, CP method (Cross-section Polisher) and focused ion beam (FIB) processing method After polishing so that the cross section of the phosphor-containing resin sheet is observed by the method, the obtained cross section is observed with a scanning electron microscope (SEM). Then, the average particle diameter can be calculated from the obtained two-dimensional image in the same manner as in the above method.
  • SEM scanning electron microscope
  • the metal oxide particles (I) if the average particle diameter is 10 nm or more, not only is the metal oxide particles (I) easily available, but it is also difficult to reaggregate the metal oxide particles (I). Even if it contains a high concentration phosphor, it has a flexible sheet physical property, and the effect that it is excellent in workability and handling properties can be sufficiently obtained. Further, by being 200 nm or less, it becomes possible to adjust the phosphor-containing resin sheet to an appropriate flexibility by the interaction between the metal oxide particles (I) and the phosphor. Handling is improved. As a result, the optical characteristics of the LED light emitting element using such a phosphor-containing resin sheet are improved.
  • the range of the average particle diameter of the metal oxide particles (I) is more preferably 10 to 100 nm, further preferably 10 to 50 nm, and particularly preferably 10 to 30 nm. This is because when the average particle diameter includes a metal oxide in the above range, the interaction with the phosphor increases, and the flexibility and dispersion stability of the phosphor-containing resin sheet can be achieved.
  • the metal oxide particles (I) include silica, alumina, titania, zirconia, yttria, ceria, magnesia, zinc oxide, manganese oxide, copper oxide. Iron oxide, holmium oxide, lead oxide, tin oxide and the like are exemplified, and alumina is particularly preferable from the viewpoint of being easily dispersed in the sheet. A plurality of kinds of the metal oxide particles can be used.
  • the content of the metal oxide particles (I) in the phosphor-containing resin sheet of the present invention is preferably 1 part by mass or more and preferably 3 parts by mass or more as a lower limit with respect to 100 parts by mass of the resin.
  • the viscosity of a fluorescent substance containing resin composition will not become high too much.
  • metal oxide particles (II) having an average particle diameter of 300 to 1000 nm in order to improve luminance. This is presumably because the absorption of light by the phosphor itself is suppressed by containing metal oxide particles having a particle diameter in this range.
  • the phosphor concentration in the phosphor-containing resin sheet is high, the occupied volume of the phosphor in the sheet increases, so the path of light drastically decreases and the probability that the phosphor is absorbed increases. As a result, the brightness may be reduced.
  • the metal oxide particles (II) when the metal oxide particles (II) are present between the phosphors filled with high density in the sheet, light can be efficiently extracted outside. In particular, when the average particle diameter of the metal oxide particles (II) is 300 to 1000 nm, light can be scattered and efficiently extracted to the outside, and as a result, luminance is considered to be improved.
  • the upper limit of the average particle diameter of the metal oxide particles (II) is preferably 1000 nm or less, and more preferably 800 nm or less. Further, the lower limit is preferably 300 nm or more, and more preferably 400 nm or more.
  • the average particle diameter of the metal oxide particles (II) is larger than 1000 nm, the particles themselves reflect and absorb light, resulting in a decrease in luminance.
  • the thickness is less than 300 nm, light is transmitted without being scattered.
  • the difference in refractive index between the metal oxide particles (II) and the resin used for the phosphor-containing resin sheet described later is preferably 0.06 or more.
  • the upper limit of the difference in refractive index from the resin is not particularly limited, but is preferably 0.30 or less.
  • the content of the metal oxide particles (II) in the phosphor-containing resin sheet of the present invention is preferably 0.1 parts by mass or more as a lower limit with respect to 100 parts by mass of the phosphor, and 0.5 parts by mass More preferably, it is more preferably 1 part by mass or more. Moreover, as an upper limit, it is preferable that it is 20 mass parts or less, It is more preferable that it is 10 mass parts or less, It is further more preferable that it is 5 mass parts or less.
  • the light extraction efficiency can be improved by being 0.1 part by mass or more. Further, the inclusion of 20 parts by mass or less does not affect the physical properties of the phosphor-containing resin sheet.
  • metal oxide particles (II) contained in the phosphor-containing resin sheet of the present invention silica, alumina, titania, zirconia, yttria, ceria, magnesia, zinc oxide, manganese oxide, copper oxide, iron oxide, holmium oxide Lead oxide and tin oxide are exemplified, and alumina is particularly preferable from the viewpoint of being easily dispersed in the sheet.
  • a plurality of kinds of the metal oxide particles can be used.
  • the silicone fine particles contained in the phosphor-containing resin sheet of the present invention are preferably fine particles selected from silicone resins and silicone rubbers. Silicone resin and silicone rubber may be used in combination. In particular, silicone fine particles obtained by a method of hydrolyzing organosilane such as organotrialkoxysilane, organodialkoxysilane, organotriacetoxysilane, organodiacetoxysilane, organotrioxime silane, organodioxime silane, and then condensing them. preferable.
  • organosilane such as organotrialkoxysilane, organodialkoxysilane, organotriacetoxysilane, organodiacetoxysilane, organotrioxime silane, organodioxime silane, and then condensing them.
  • organosilane such as organotrialkoxysilane, organodialkoxysilane, organotriacetoxysilane, organodiacetoxysilane, organotrioxime
  • organotrialkoxysilane examples include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-proxysilane, methyltri-i-proxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-i-butoxysilane, methyltri-s-butoxy Silane, methyltri-t-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, n-butyltributoxysilane, i-butyltributoxysilane, s-butyltrimethoxysilane, t -Butyltributoxysilane, N- ⁇ (aminoethyl) ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane,
  • Organodialkoxysilanes include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methylethyldimethoxysilane, methylethyldiethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (2- Aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane, N-ethylaminoisobutylmethyldiethoxysilane, (phenylaminomethyl) methyldimethoxysilane, vinylmethyl Examples include diethoxysilane.
  • organotriacetoxysilane examples include methyltriacetoxysilane, ethyltriacetoxysilane, vinyltriacetoxysilane, and the like.
  • organodiacetoxysilane examples include dimethyldiacetoxysilane, methylethyldiacetoxysilane, vinylmethyldiacetoxysilane, and vinylethyldiacetoxysilane.
  • organotrioxime silane examples include methyl trismethyl ethyl ketoxime silane and vinyl trismethyl ethyl ketoxime silane.
  • organodioxime silane examples include methyl ethyl bismethyl ethyl ketoxime silane.
  • organosilane such as organotrialkoxysilane, organodialkoxysilane, organotriacetoxysilane, organodiacetoxysilane, organotrioxime silane, organodioxime silane and / or a partial hydrolyzate thereof are added to an alkaline aqueous solution, Hydrolysis / condensation to obtain particles, or addition of organosilane and / or partial hydrolyzate thereof to water or acidic solution to obtain hydrolyzed partial condensate of organosilane and / or partial hydrolyzate thereof Thereafter, a method in which an alkali is added to proceed with a condensation reaction to obtain particles, an organosilane and / or a hydrolyzate thereof is used as
  • the silicone fine particles can be produced by the following production method.
  • Organosilane and / or its partial hydrolyzate is hydrolyzed and condensed.
  • the aforementioned organosilane and / or a hydrolyzate thereof are added to obtain a hydrolyzate.
  • an alkali is added to the reaction solution to advance the condensation reaction to obtain silicone fine particles.
  • the polymer dispersant is a water-soluble polymer, and any synthetic polymer or natural polymer can be used as long as it acts as a protective colloid in a solvent. Specifically, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and the like can be used. It can be illustrated.
  • a method for adding the polymer dispersant a method of adding in advance to the reaction initial solution, a method of adding organotrialkoxysilane and / or a partial hydrolyzate thereof simultaneously, an organotrialkoxysilane and / or a partial hydrolyzate thereof, The method of adding after hydrolyzing partial condensation can be illustrated, and any of these methods can be selected.
  • the addition amount of the polymer dispersant is preferably in the range of 5 ⁇ 10 ⁇ 7 to 10 ⁇ 2 parts by mass with respect to 1 part by mass of the reaction solution, and in this range, aggregation of particles hardly occurs.
  • the organic substituent contained in the silicone fine particles is preferably a methyl group or a phenyl group, and the refractive index of the silicone fine particles can be adjusted by the content of these substituents.
  • the content of the silicone fine particles in the phosphor-containing resin sheet of the present invention is preferably 5 parts by mass or more and more preferably 10 parts by mass or more as a lower limit with respect to 100 parts by mass of the silicone resin. .
  • the upper limit is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or less.
  • the average particle size of the silicone fine particles is 0.1 to 2 ⁇ m, light can be scattered and efficiently extracted to the outside, and as a result, the luminance is considered to be improved.
  • the upper limit of the average particle diameter of the silicone fine particles is preferably 2 ⁇ m or less, and more preferably 1.5 ⁇ m or less.
  • 0.5 micrometer or more is more preferable.
  • the average particle diameter of the silicone fine particles is an average particle diameter that is measured and determined in the same manner as in the case of the metal oxide particles by SEM observation of the sheet cross section.
  • the tensile modulus obtained according to JIS-K7161 (1994) of the phosphor-containing resin sheet of the present invention is preferably 1000 MPa or less, more preferably 800 MPa or less as the upper value.
  • the lower value is preferably 300 MPa or more, more preferably 500 MPa or more.
  • the tensile elongation at break determined according to JIS-K7161 (1994) is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and further preferably 20% or less as the upper value. .
  • the lower value is preferably 5% or more, more preferably 7% or more, and further preferably 10% or more. If it is in the said range, it can have more favorable workability and handling property, maintaining the shape as a sheet
  • the tensile elasticity modulus and tensile elongation at break of the phosphor-containing resin sheet can be controlled by heating conditions when the sheet is manufactured.
  • Tensile modulus and tensile elongation at break are closely related to the processability and handling properties of the sheet.
  • the film thickness of the phosphor-containing resin sheet of the present invention is preferably 150 ⁇ m or less, and more preferably 100 ⁇ m or less, as the upper value from the viewpoint of suppressing variation in film thickness and improving heat resistance.
  • the lower value is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more, and further preferably 50 ⁇ m or more.
  • the upper limit and the lower limit of the film thickness of the phosphor-containing resin sheet can be appropriately combined.
  • the film thickness of the phosphor-containing resin sheet in the present invention is measured based on the thickness measurement method A by mechanical scanning in JIS K7130 (1999) plastic-film and sheet-thickness measurement method (average) Thickness).
  • the LED is in an environment where a large amount of heat is generated in a small space, and particularly in the case of a high power LED, heat generation is significant. Due to such heat generation, the temperature of the phosphor increases, and the luminance of the LED decreases. Therefore, it is important how efficiently the generated heat is radiated.
  • the fluorescent substance containing resin sheet which was more excellent in heat resistance can be obtained by making the film thickness of a fluorescent substance containing resin sheet into the said range. Moreover, if there is a variation in the film thickness of the phosphor-containing resin sheet, a difference occurs in the amount of phosphor for each LED light emitting element, and as a result, a variation occurs in the emission color temperature.
  • the film thickness variation of the phosphor-containing resin sheet is preferably within ⁇ 5%, more preferably within ⁇ 3%.
  • the film thickness variation referred to here is a thickness measurement method based on the thickness measurement method A by mechanical scanning in JIS K7130 (1999) plastic-film and sheet-thickness measurement method, and is shown below. It is calculated by the formula.
  • Film thickness variation B (%) (maximum film thickness deviation value * ⁇ average film thickness) / average film thickness ⁇ 100 * For the maximum film thickness deviation value, the one with the larger difference from the average film thickness is selected from the maximum value or the minimum value.
  • the phosphor contained in the phosphor-containing resin sheet of the present invention is one that absorbs light emitted from the LED light emitting element, converts the wavelength, and emits light having a wavelength different from that of the LED light emitting element. Anything can be used. Thereby, a part of the light emitted from the LED light emitting element and a part of the light emitted from the phosphor are mixed to obtain an LED that emits light of various kinds of colors including white. Specifically, a white LED can be emitted using a single LED chip by optically combining a blue LED with a phosphor that emits a yellow emission color by light from the LED.
  • the phosphors as described above include various phosphors such as a phosphor emitting green, a phosphor emitting blue, a phosphor emitting yellow, and a phosphor emitting red.
  • Specific phosphors used in the present invention include known phosphors such as inorganic phosphors, organic phosphors, fluorescent pigments, and fluorescent dyes.
  • organic phosphors include allylsulfoamide / melamine formaldehyde co-condensed dyes and perylene phosphors.
  • Perylene phosphors are preferably used because they can be used for a long period of time.
  • Examples of the fluorescent material that is particularly preferably used in the present invention include inorganic phosphors. The inorganic phosphor used in the present invention is described below.
  • Examples of phosphors that emit green light include SrAl 2 O 4 : Eu, Y 2 SiO 5 : Ce, Tb, MgAl 11 O 19 : Ce, Tb, Sr 7 Al 12 O 25 : Eu, (Mg, Ca, Sr , At least one of Ba) and Ga 2 S 4 : Eu.
  • Examples of phosphors that emit blue light include Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (SrCaBa) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (BaCa) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (Mg, 2 B 5 O 9 Cl: Eu, Mn, (Mg, Ca, Sr, Ba, at least one) (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, Mn, etc. .
  • yttrium / aluminum oxide phosphors As phosphors emitting green to yellow, at least cerium-activated yttrium / aluminum oxide phosphors, at least cerium-enriched yttrium / gadolinium / aluminum oxide phosphors, at least cerium-activated yttrium / aluminum There are garnet oxide phosphors and at least cerium activated yttrium gallium aluminum oxide phosphors (so-called YAG phosphors). Specifically, Ln 3 M 5 O 12 : R (Ln is at least one selected from Y, Gd, and La. M includes at least one of Al and Ca. R is a lanthanoid series.
  • R is at least one selected from Ce, Tb, Pr, Sm, Eu, Dy, Ho
  • Ce, Tb, Pr, Sm, Eu, Dy, Ho 0 ⁇ Rx ⁇ 0.5, 0 ⁇ y ⁇ 0.5
  • Examples of phosphors that emit red light include Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 3 : Eu, and Gd 2 O 2 S: Eu.
  • YAG-based phosphors YAG-based phosphors, TAG-based phosphors, and silicate-based phosphors are preferably used in terms of luminous efficiency and luminance.
  • known phosphors can be used depending on the intended use and the intended emission color.
  • the particle size of the phosphor is not particularly limited, but preferably has a D50 of 0.05 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more. Further, those having a D50 of 30 ⁇ m or less are preferred, and those having a D50 of 20 ⁇ m or less are more preferred.
  • D50 refers to the particle size when the accumulated amount from the small particle size side is 50% in the volume-based particle size distribution obtained by measurement by the laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method. When D50 is in the above range, the dispersibility of the phosphor in the sheet is good, and stable light emission is obtained.
  • the resin used in the phosphor-containing resin sheet of the present invention is a resin that can contain a phosphor therein, and preferably has a sheet-forming property finally. Therefore, any resin can be used as long as the phosphor can be uniformly dispersed therein and a sheet can be formed.
  • silicone resin, epoxy resin, polyarylate resin, PET modified polyarylate resin, polycarbonate resin, cyclic olefin, polyethylene terephthalate resin, polymethyl methacrylate resin, polypropylene resin, modified acrylic, polystyrene resin, and acrylonitrile / styrene Examples include copolymer resins.
  • a silicone resin or an epoxy resin is preferably used from the viewpoint of transparency.
  • a silicone resin is particularly preferably used from the viewpoint of heat resistance.
  • curable silicone rubber is preferable. Either one liquid type or two liquid type (three liquid type) liquid structure may be used.
  • the curable silicone rubber include a dealcohol-free type, a deoxime type, a deacetic acid type, and a dehydroxylamine type that cause a condensation reaction with moisture in the air or a catalyst.
  • the addition reaction type silicone rubber is more preferable in that it has no by-product accompanying the curing reaction, has a small curing shrinkage, and can easily be cured by heating.
  • the addition reaction type silicone rubber is obtained by crosslinking by a hydrosilylation reaction between a compound containing an alkenyl group bonded to a silicon atom and a compound having a hydrogen atom bonded directly to a silicon atom.
  • the compound having an alkenyl group bonded to a silicon atom is preferably a silicone compound having two or more alkenyl groups.
  • the alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a decenyl group. And a vinyl group is preferred. Examples of such compounds include polyvinyl methyl siloxane and polyvinyl methyl siloxane / polydimethyl siloxane copolymer.
  • Examples of the compound having a hydrogen atom directly bonded to a silicon atom include polymethylhydrogensiloxane, polydimethylsiloxane / polymethylhydrogensiloxane copolymer, polyethylhydrogensiloxane, polymethylhydrogensiloxane / polymethylphenylsiloxane copolymer. Examples are polymers. In addition, other publicly known ones such as those described in JP 2010-159411 A can be used.
  • a general silicone sealing material for LED can be used as a silicone resin.
  • Specific examples include OE-6630A / B and OE-6336A / B manufactured by Toray Dow Corning, and SCR-1012A / B and SCR-1016A / B manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • a coating liquid for forming a phosphor layer a phosphor (metal phosphor particle) and a resin are mixed and dispersed in a resin (hereinafter referred to as “phosphor-dispersed resin composition”).
  • the phosphor-dispersed resin composition can be obtained by mixing the phosphor, the metal oxide fine particles, and the resin with addition of an appropriate solvent as necessary.
  • an addition reaction type silicone resin when a compound containing an alkenyl group bonded to a silicon atom and a compound having a hydrogen atom bonded to a silicon atom are mixed, a rapid curing reaction may start even at room temperature.
  • the phosphor-dispersed resin composition contains a dispersing agent or leveling agent for stabilizing the coating film as an additive other than the metal oxide particles, and an adhesion assistant such as a silane coupling agent as a sheet surface modifier. It is also possible. Furthermore, it is also possible to mix inorganic fine particles, silicone fine particles, and the like as phosphor sedimentation inhibitors and additives for improving optical properties in the step of mixing for producing a phosphor-dispersed resin composition for preparing a phosphor layer. Is possible.
  • a solvent may be added to make the fluidity of the phosphor-dispersed resin composition appropriate.
  • a solvent will not be specifically limited if the viscosity of resin of a fluid state can be adjusted. Examples thereof include toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, hexane, acetone, terpineol, texanol, methyl cellosolve, butyl carbitol, butyl carbitol acetate and the like.
  • a dispersing agent or leveling agent for stabilizing the coating film as an additive, and an adhesion aid such as a silane coupling agent as a sheet surface modifier.
  • these components After preparing these components to have a predetermined composition, they are uniformly mixed and dispersed with a stirrer or kneader such as a homogenizer, a self-revolving stirrer, a three-roller, a ball mill, a planetary ball mill, or a bead mill.
  • a stirrer or kneader such as a homogenizer, a self-revolving stirrer, a three-roller, a ball mill, a planetary ball mill, or a bead mill.
  • a phosphor-dispersed resin composition is obtained. Defoaming is preferably performed after mixing or in the course of mixing under vacuum or reduced pressure conditions.
  • the phosphor-dispersed resin composition can be manufactured through the above steps.
  • the phosphor-dispersed resin composition is applied onto the substrate and dried.
  • Application is reverse roll coater, blade coater, slit die coater, direct gravure coater, offset gravure coater, kiss coater, natural roll coater, air knife coater, roll blade coater, varibar roll blade coater, two stream coater, rod coater, wire
  • a bar coater, an applicator, a dip coater, a curtain coater, a spin coater, a knife coater or the like can be used.
  • it is preferably applied with a slit die coater.
  • the sheet can be dried using a general heating device such as a hot air dryer or an infrared dryer.
  • a general heating device such as a hot air dryer or an infrared dryer is used.
  • the heating conditions are usually 40 to 250 ° C. for 1 minute to 5 hours, preferably 100 ° C. to 200 ° C. for 2 minutes to 3 hours.
  • a known metal, film, glass, ceramic, paper or the like can be used without particular limitation.
  • metal plates and foils such as aluminum (including aluminum alloys), zinc, copper, iron, cellulose acetate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polyester, polyamide, polyimide, polyphenylene sulfide, polystyrene, polypropylene, polycarbonate Film made of plastic such as polyvinyl acetal, aramid, silicone, polyolefin, paper laminated with the plastic, or paper coated with the plastic, paper laminated with the metal, or laminated or vapor-deposited with the metal For example, plastic film.
  • the base material is a metal plate
  • the surface may be subjected to plating treatment or ceramic treatment such as chromium or nickel.
  • a base material is a flexible film form from the adhesiveness at the time of sticking a fluorescent substance containing resin sheet to a LED light emitting element.
  • a film having a high strength is preferred so that there is no fear of breakage when handling a film-like substrate.
  • Resin films are preferred in terms of their required characteristics and economy, and among these, PET films are preferred from the viewpoints of economy and handleability.
  • a polyimide film is preferable in terms of heat resistance.
  • the surface of the base material may be subjected to a mold release treatment in advance for ease of peeling of the sheet.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, but the lower limit is preferably 25 ⁇ m or more, and more preferably 38 ⁇ m or more. Moreover, as an upper limit, 5000 micrometers or less are preferable and 3000 micrometers or less are more preferable.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention is preliminarily cut into individual pieces before being attached to the LED light-emitting elements, and is attached to individual LED light-emitting elements, and the phosphor-containing resin sheet is applied to the wafer-level LED light-emitting elements.
  • a method of cutting into individual pieces in advance and attaching them to individual LED light emitting elements before attaching them to the LED light emitting elements they may be processed into a predetermined shape by laser processing or cutting with a blade and divided. good. Laser processing is extremely difficult to avoid scorching of resin and deterioration of phosphors, and cutting with a blade is desirable.
  • a cutting method with a blade there are a method of pushing and cutting a simple blade and a method of cutting with a rotary blade, both of which can be suitably used.
  • an apparatus for cutting with a rotary blade an apparatus used for cutting (dicing) a semiconductor substrate called a dicer into individual chips can be suitably used. If the dicer is used, the width of the dividing line can be precisely controlled by the thickness of the rotary blade and the condition setting, so that higher processing accuracy can be obtained than when cutting with a simple cutting tool.
  • the phosphor-containing resin sheet may be cut into individual pieces by cutting the whole substrate.
  • the phosphor-containing resin sheet can be cut and separated into pieces, and the base material can be left uncut.
  • the phosphor-containing resin sheet may be cut and separated into pieces, and at the same time as the phosphor-containing resin sheet is cut, a groove may be formed to a desired thickness on the substrate.
  • the individualized phosphor-containing resin sheets divided into a plurality of sections are peeled from the base material one after another and pasted onto individual LED light-emitting elements, so that they are separated into a plurality of pieces.
  • the phosphor-containing resin sheet is preferably immobilized on a single substrate.
  • the phosphor-containing resin sheet is singulated and the substrate is not cut, or the phosphor-containing resin sheet is cut and singulated, and the substrate is grooved to the desired depth. Since it is excellent in position accuracy and handling property, it is preferable.
  • the phosphor-containing resin sheet can take any shape such as a circle, a square, a rectangle, and a triangle. Further, the size of the phosphor-containing resin sheet is preferably a diameter when it is circular, and a length of one side of 5 to 20 cm when it is polygonal because good handling properties are obtained.
  • the partition size of the phosphor layer divided into the phosphor-containing resin sheet having the above-mentioned size is preferably 0.1 to 10 mm square that is the same size as the LED light emitting element.
  • the phosphor-containing resin sheet can be bonded together to the wafer-level LED light-emitting elements before dicing, and then the phosphor-containing resin sheet can be cut together with the dicing of the LED light-emitting element wafer.
  • an adhesive layer may be applied on the LED light-emitting element wafer and the phosphor resin-containing sheet of the present invention may be attached, or by using a heat-adhesive resin, directly on the LED light-emitting element wafer without an adhesive layer.
  • a phosphor-containing resin sheet can also be affixed to.
  • dicing of a wafer is performed by the above-described dicer, and conditions such as the number of rotations and cutting speed when cutting are optimized for the conditions for cutting the wafer, so that the wafer is cut together with the phosphor-containing resin sheet. It is difficult to achieve optimal conditions. However, if a phosphor-containing resin sheet having a high elastic modulus is used, the conditions can be easily optimized and can be suitably cut.
  • the electrode portion is perforated with respect to the phosphor-containing resin sheet. It is desirable to keep it.
  • known methods such as laser processing and die punching can be suitably used for drilling, laser processing causes burning of the resin and deterioration of the phosphor, so punching with a die is more desirable.
  • the punching process is impossible. Therefore, before the phosphor-containing resin sheet is attached to the LED light-emitting element, the phosphor-containing resin is used. The sheet is punched.
  • a hole having a desired shape or a desired size is formed depending on the electrode shape of the LED light emitting element to be bonded.
  • the size and shape of the hole are arbitrary, but in the case of the electrode joint portion on the LED element inside and outside the 1 mm square, it is preferably 500 ⁇ m or less in order not to reduce the area of the light emitting surface. Therefore, the hole is formed with a size of 500 ⁇ m or less in accordance with its size.
  • the electrode for wire bonding needs to have a certain size and is at least about 50 ⁇ m. In the case of this size, the hole is about 50 ⁇ m in accordance with the size.
  • the drilling process is to process a small hole of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less with high accuracy within ⁇ 10%.
  • the mechanical properties of the phosphor-containing resin sheet of the present invention should be taken into consideration.
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention is applied to an LED light emitting device having a general structure such as lateral, vertical, and Philip chip, thereby obtaining a laminate in which a phosphor layer is laminated on the surface of the LED light emitting device. .
  • the phosphor-containing resin sheet of the present invention can be suitably used for vertical and flip-chip type LED light emitting devices having a particularly large light emitting area.
  • the wavelength conversion layer referred to here that can obtain uniform white light with little color variation and high efficiency absorbs the light emitted from the LED light emitting element, converts the wavelength, and the light of the LED light emitting element. And a layer that emits light of a different wavelength.
  • the laminated body obtained by the above method is packaged by performing metal wiring and sealing, and then incorporated into a module so that it can be suitably used for various light emitting devices such as lighting, liquid crystal backlights, and spotlights. be able to.
  • Tensilon UTM-II-20 manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd.
  • Toyo Baldwin Co., Ltd. which is a tensile tester according to JIS-B-7721 (2009), 5 mm at both ends of the test piece
  • the sample was attached and fixed to a gripping tool (15 mm spacing between gripping tools), and a tensile test was performed at a tensile speed of 50 mm / min (under an environment of 25 ° C. and 50% RH).
  • the tensile modulus was in accordance with the calculation method of JIS K7161 (1994) 4.6 tensile modulus. Specifically, the calculation method is as follows.
  • ⁇ Cutability> The phosphor-containing resin sheet on the substrate was cut into 1 mm square ⁇ 10000 pieces, separated into individual pieces, and the substrate was cut with grooves simultaneously with cutting the phosphor-containing resin sheet.
  • a cutting device GCUT manufactured by UHT, was used. Defects such as burrs on the cut surface of the sheet and chipping and cracking of the sheet were confirmed. 100 pieces were selected at random from those separated into 10,000 pieces, and the cutting workability was evaluated based on the number of pieces having good cutting positions.
  • ⁇ Color temperature variation> The LED chip is turned on by applying a current of 20 mA to a light-emitting device in which a phosphor-containing resin sheet is mounted on a blue LED element, and the correlated color temperature is measured using an instantaneous multi-photometry system (MCPD-3000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). did. Ten samples were prepared, and the difference between the maximum value and the minimum value of the measured correlated color temperature (CCT) was defined as the color temperature variation.
  • MCPD-3000 instantaneous multi-photometry system
  • Luminance retention ratio (I) (%) (luminance after 500 hours / luminance immediately after the start of the test) ⁇ 100 (Rounded to the nearest decimal place) S: Retention rate 95% or more Light resistance is very good A: Retention rate 90-94% Good light resistance B: Retention rate 80-89% Light resistance is practically no problem C: Retention rate 50-79% Light resistance D: Retention rate 49% or less Light resistance is extremely poor.
  • Luminance retention ratio (II) (%) (luminance after 500 hours / luminance immediately after the start of the test) ⁇ 100 (Rounded to the nearest decimal place) S: Retention ratio 90% or more Heat resistance is very good A: Retention ratio 81-89% Good heat resistance B: Retention ratio 50-80% No problem in practical use C: Retention ratio 49% or less bad.
  • ⁇ Average particle size> Using S4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies) as a scanning electron microscope, particles were observed at an acceleration voltage of 5 kv, a focal length of 8.0 mm, and a measurement magnification of 100,000. As for the diameter of the particles, the diameter of a circle giving the same area was defined as the diameter of the particles. 200 were observed and the average was used.
  • Metal oxide particles 1 Alumina powder “TM-300” (Daimei Chemical Industry Co., Ltd.) Average particle size 7 nm Refractive index 1.76
  • Metal oxide particles 2 Silica powder “Aerosil 200” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) Average particle size 12nm Refractive index 1.48
  • Metal oxide particles 3 Alumina powder “Aeroxide” (Nippon Aerosil Co., Ltd.) Average particle size 13 nm Refractive index 1.76
  • Metal oxide particles 4 Alumina powder “Nanotek” (Ci Kasei Co., Ltd.) Average particle size 30 nm Refractive index 1.76
  • Metal oxide particles 5 Titania powder “Nanotek” (manufactured by CI Kasei Co., Ltd.) Average particle
  • Silicone fine particles were synthesized by the following method.
  • ⁇ Silicone fine particles 1> A stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a dropping funnel are attached to a 2 L four-necked round bottom flask, and the flask contains 2.5 ppm containing 1 ppm of polyether-modified siloxane “BYK333” (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a surfactant. 2 L of aqueous ammonia was added, and the temperature was raised in an oil bath while stirring at 300 rpm. When the internal temperature reached 50 ° C., 200 g of a mixture of methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (23/77 mol%) was dropped from the dropping funnel over 30 minutes.
  • ⁇ Silicone fine particles 2> A stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a dropping funnel are attached to a 2 L four-necked round bottom flask, and the flask contains 2.5 ppm of polyether-modified siloxane “BYK333” (manufactured by BYK Japan KK) as a surfactant. 2 L of aqueous ammonia was added, and the temperature was raised in an oil bath while stirring at 300 rpm. When the internal temperature reached 50 ° C., 200 g of a mixture of methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (23/77 mol%) was dropped from the dropping funnel over 30 minutes.
  • ⁇ Silicone fine particles 3> A 1 L four-necked round bottom flask was equipped with a stirrer, thermometer, reflux tube, and dropping funnel, and 600 g of caustic soda aqueous solution having a pH of 12.5 (25 ° C.) was added to the flask, and the temperature was raised in an oil bath while stirring at 300 rpm. . When the internal temperature reached 50 ° C., 60 g of a mixture of methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (23/77 mol%) was dropped from the dropping funnel over 20 minutes.
  • ⁇ Silicone fine particles 4> A 2 L four-necked round bottom flask was equipped with a stirrer, thermometer, reflux tube and dropping funnel, and 2 L of 2.5% ammonia water was added to the flask, and the temperature was raised in an oil bath while stirring at 300 rpm. When the internal temperature reached 50 ° C., 200 g of a mixture of methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (23/77 mol%) was dropped from the dropping funnel over 30 minutes. Stirring was continued for 60 minutes at the same temperature, then about 5 g of acetic acid (special grade reagent) was added, mixed with stirring, and then filtered.
  • acetic acid special grade reagent
  • ⁇ Silicone fine particles 5> A 1 L four-necked round bottom flask was equipped with a stirrer, thermometer, reflux tube and dropping funnel, and 600 g of caustic soda aqueous solution having a pH of 12.5 (25 ° C.) was placed in the flask, and the temperature was raised in an oil bath while stirring at 280 rpm. . When the internal temperature reached 50 ° C., 60 g of a mixture of methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (23/77 mol%) was dropped from the dropping funnel over 20 minutes.
  • ⁇ Silicone fine particles 6> A 1 L four-necked round bottom flask was equipped with a stirrer, thermometer, reflux tube, and dropping funnel, and 600 g of caustic soda aqueous solution having a pH of 12.5 (25 ° C.) was placed in the flask, and the temperature was raised in an oil bath while stirring at 200 rpm. . When the internal temperature reached 50 ° C., 60 g of a mixture of methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (23/77 mol%) was dropped from the dropping funnel over 20 minutes.
  • Example 1 In a polyethylene container, 100 parts by mass of “OE-6630A / B” (manufactured by Dow Corning Toray) as a silicone resin and “NYAG-02” (manufactured by Intematix: Ce-doped YAG phosphor, specific gravity as a phosphor) : 4.8 g / cm 3 ) and 600 parts by mass of metal oxide particles (I), and 10 parts by mass of metal oxide particles 3 were weighed.
  • “OE-6630A / B” manufactured by Dow Corning Toray
  • NYAG-02 manufactured by Intematix: Ce-doped YAG phosphor, specific gravity as a phosphor
  • the weighed sample was stirred and defoamed at 1000 rpm for 20 minutes using a planetary stirring and defoaming device “Mazerustar” (registered trademark) KK-400 (manufactured by Kurabo Industries), and the viscosity was adjusted using a diluting solvent.
  • a sheet preparation solution was obtained. Using a slit die coater, the sheet preparation solution was applied onto “Therapy” (registered trademark) BLK (manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd.) as a base material, dried by heating at 120 ° C. for 1.5 hours, and the average film thickness A phosphor-containing resin sheet of about 75 ⁇ m was obtained.
  • the obtained phosphor-containing resin sheet was subjected to a tensile test as described above to obtain measured values of tensile modulus and tensile elongation at break. The results are shown in Table 1.
  • the cut phosphor-containing resin sheet is formed using a die bond paste “EN-4900GC” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) on a substrate on which a 1 mm square flip chip type blue LED chip is mounted. Affixed to the surface.
  • the die bond paste was cured by heating on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute to obtain a light emitting device.
  • the luminance of the obtained light-emitting device was evaluated by the above method to be 1.505 cd / cm 2 .
  • the color temperature variation was evaluated, it was as small as 92K and good.
  • the luminance retention ratio (I) was 95%, and a result having no practical problem was obtained.
  • the heat resistance was evaluated by the above method, the luminance retention ratio (II) was 83%, and a good result was obtained.
  • Examples 2 to 6 Effect of particle size of metal oxide particles (I)-
  • the same operations as in Example 1 were carried out except that the type of the metal oxide particles (I) was as shown in Table 1, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated.
  • the average particle diameter of the metal oxide particles (I) increases, the tensile modulus increases, the tensile elongation at break tends to decrease, and the color temperature variation tends to increase accordingly. All of them were in a practically acceptable range.
  • Examples 1 to 4 showed particularly favorable results.
  • the cutting workability and light resistance are good in each example, and the heat resistance is obtained at a level that is not a problem in practice, and particularly when the metal oxide particles (I) are alumina, the heat resistance is good. there were.
  • Examples 7 to 10 -Effect of phosphor content- Except for changing the phosphor content as shown in Table 1, the same operations as in Example 1 were performed, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated. As the phosphor content increases, the light resistance and tensile modulus increase, and the tensile elongation at break tends to decrease, and the color temperature variation tends to increase accordingly. There was no problem. Conversely, the luminance retention rate (I) tended to decrease as the phosphor content decreased, but the light resistance was in a range where there was no problem. Both cutting processability and heat resistance were good.
  • Example 11 to 14 Effect of content of metal oxide particles (I)- Except for changing the content of the metal oxide particles (I) as shown in Table 2, the same operations as in Example 1 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance. Cutting workability, color temperature variation, and heat resistance are in a range where there is no practical problem in each example, and in particular, the content of the metal oxide particles (I) is in a range of 3 parts by mass or more and 20 parts by mass or less. Examples 12-13 showed particularly favorable results. The light resistance was good.
  • Example 15 to 18 Effect of film thickness- Except for changing the film thickness of the phosphor-containing resin sheet as shown in Table 2, the same operations as in Example 1 were carried out to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance. The cutting processability, color temperature variation, and light resistance were all good in each example. As the film thickness increased, the luminance retention ratio (II), which is an index of heat resistance, tended to decrease. However, the heat resistance is in a range that has no practical problem, and particularly the film thickness is 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. The heat resistance of Examples 15 to 17 in the range was good.
  • Example 1 Except that the type of metal oxide particles (I) was as shown in Table 12, the same operations as in Example 1 were performed, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated. .
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 1. However, 58 pieces were successfully separated into pieces, and the remaining phosphor-containing resin sheets were cracked. Cracks also occurred when the separated phosphor-containing resin sheet was attached to the blue LED, and the color temperature variation was as large as 243K.
  • the light resistance and heat resistance were evaluated using samples that were normally separated and pasted.
  • Example 2 Except that the type of metal oxide particles (I) was as shown in Table 12, the same operations as in Example 1 were performed, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated. .
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 1. However, 43 pieces were successfully separated into pieces, and the remaining phosphor-containing resin sheets were cracked. Cracks also occurred when the separated phosphor-containing resin sheet was attached to the blue LED, and the color temperature variation was as large as 293K. Light resistance and heat resistance were evaluated using samples that were normally separated and pasted.
  • Example 3 Except that the metal oxide particles (I) were not added, the same operations as in Example 1 were performed, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated.
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 1. However, 45 pieces were successfully separated into pieces, and the remaining phosphor-containing resin sheets were cracked. Cracks also occurred when the separated phosphor-containing resin sheet was attached to the blue LED, and the color temperature variation was as large as 284K. Light resistance and heat resistance were evaluated using samples that were normally separated and pasted.
  • Example 4 The same operations as in Example 1 were carried out except that the phosphor content was as described in Table 12, and the cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance were evaluated.
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 1. However, all 100 pieces were free from defects such as cracks, and the color temperature variation was as small as 95K, which was good. However, the luminance retention rate (I) was as bad as 62%, and there was a problem with light resistance.
  • Example 5 Comparative Example 5 Except that the phosphor content was as described in Table 12, the same operation as in Example 1 was performed to produce a phosphor-containing resin sheet. However, because the paste was gelled, the sheet could not be produced. .
  • the obtained phosphor-containing resin sheet was subjected to a tensile test as described above to obtain measured values of tensile modulus and tensile elongation at break. The results are shown in Table 3.
  • the cut phosphor-containing resin sheet is formed using a die bond paste “EN-4900GC” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) on a substrate on which a 1 mm square flip chip type blue LED chip is mounted. Affixed to the surface.
  • the die bond paste was cured by heating on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute to obtain a light emitting device.
  • the luminance of the obtained light emitting device was evaluated by the above method, it was as good as 1.550 cd / cm 2 .
  • the color temperature variation was evaluated, it was as small as 90K and good.
  • a very good result was obtained with a luminance retention ratio (I) of 95%.
  • the luminance retention rate (II) was 83% and a good result was obtained.
  • Examples 20 to 24 mixing of two types of metal oxide particles. Influence of metal oxide particle (I) particle size
  • the types of metal oxide particles (I) were changed as shown in Table 3, and the same operations as in Example 19 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance.
  • Examples 25 to 28-Mixing of two types of metal oxide particles Effect of phosphor content Except for changing the phosphor content as shown in Table 3, the same operations as in Example 19 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance.
  • the luminance retention rate (I) tended to decrease as the phosphor content decreased, but both the luminance and light resistance were higher than practical levels. Both cutting processability and heat resistance were good.
  • Examples 29 to 32-Mixing of two types of metal oxide particles Effect of metal oxide particle (I) content
  • the content of the metal oxide particles (I) was as shown in Table 4, and the cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance were evaluated.
  • Cutting workability, color temperature variation, and heat resistance are the results of the practical examples or more, and the content of metal oxide particles (I) is 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
  • Examples 30 to 31 in the range of 20 parts by mass or less showed particularly preferable results. The luminance was good and the light resistance was very good.
  • Examples 33 to 36-Mixing of two types of metal oxide particles Effect of film thickness Except for changing the film thickness of the phosphor-containing resin sheet as shown in Table 4, the same operations as in Example 19 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance. The cutting processability and color temperature variation were both good, and the light resistance was very good. As the film thickness increased, the brightness improved and the brightness retention ratio (II) tended to decrease. However, the heat resistance is a result that is not a problem in practical use, and the film thickness is particularly 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. The heat resistance of Examples 33 to 35 in the range was good. On the other hand, the luminance tended to decrease as the film thickness decreased. However, in each of the examples, the result was at a level that is practically acceptable.
  • Examples 37 to 39-Mixing of two types of metal oxide particles Effect of particle size of metal oxide particles (II) Except that the type of metal oxide particles (II) was as shown in Table 5, the same operations as in Example 19 were performed, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated. The cutting processability, color temperature variation and heat resistance were all good in each example, and the light resistance was very good. Although the luminance tended to decrease as the average particle size of the metal oxide particles (II) increased, all of the results were at a level that is not a problem for practical use, particularly the average particle size of the metal oxide particles (II). The luminance of Examples 37 to 38 in the range of 300 nm to 800 nm was good.
  • Example 40 to 42 Mixing of two types of metal oxide particles. Effect of metal oxide particle (II) content Except for changing the content of the metal oxide particles (II) as shown in Table 5, the same operations as in Example 19 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance. The cutting processability, color temperature variation and heat resistance were all good in each example, and the light resistance was very good. Depending on the content of the metal oxide particles (II), the luminance tended to decrease. However, all of the results were at a level not exceeding a practical problem. In particular, the content of the metal oxide particles (II) was 100% of the phosphor 100. The luminance of Example 41 in the range of 1 part by mass to 5 parts by mass with respect to part by mass was good.
  • Example 8 The same operations as in Example 19 were performed except that the phosphor content, the types and concentrations of the metal oxide particles (I) and the metal oxide particles (II) were as shown in Table 13, and the cutting processability, color Temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance were evaluated.
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 19, but no defects such as cracks were found in all 100 pieces, and the color temperature variation was as small as 98K, which was good. However, the luminance retention rate (I) was as bad as 61%, and there was a problem with light resistance.
  • Example 43 Additional silicone fine particles- In a polyethylene container, 100 parts by mass of “OE-6630A / B” as a silicone resin and “NYAG-02” as a phosphor (manufactured by Intematix: Ce-doped YAG phosphor, specific gravity: 4.8 g / cm 3 ) was 600 parts by weight, the silicone fine particles 1 were weighed to 45 parts by weight, and the metal oxide particles (I) were 10 parts by weight.
  • the weighed sample was stirred and defoamed at 1000 rpm for 20 minutes using a planetary stirring and defoaming device “Mazerustar” (registered trademark) KK-400 (manufactured by Kurabo Industries), and the viscosity was adjusted using a diluting solvent.
  • a sheet preparation solution was obtained. Using a slit die coater, the sheet preparation solution was applied onto “Therapy” (registered trademark) BLK (manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd.) as a base material, dried by heating at 120 ° C. for 1.5 hours, and the average film thickness A phosphor-containing resin sheet of about 75 ⁇ m was obtained.
  • the obtained phosphor-containing resin sheet was subjected to a tensile test as described above to obtain measured values of tensile modulus and tensile elongation at break. The results are shown in Table 6.
  • the cut phosphor-containing resin sheet is formed using a die bond paste “EN-4900GC” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) on a substrate on which a 1 mm square flip chip type blue LED chip is mounted. Affixed to the surface.
  • the die bond paste was cured by heating on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute to obtain a light emitting device.
  • the obtained light emitting device was evaluated for color temperature variation by the above method, it was very small as 42K and very good.
  • the luminance was evaluated by the above method, the luminance was as high as 1.547 cd / cm 2 and was favorable. Further, when the light resistance was evaluated by the above method, a very good result was obtained with a luminance retention ratio (I) of 95%. Furthermore, when the heat resistance was evaluated by the above method, a satisfactory result was obtained with a luminance retention ratio (II) of 83%.
  • Example 44 to 47 Additional of silicone fine particles. Effect of addition of silicone fine particles
  • concentration of the silicone fine particles was changed as shown in Table 6, and the cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated.
  • the lower the concentration of silicone fine particles the higher the elastic modulus, the lower the tensile elongation at break, and the lower the brightness. there were.
  • Examples 43-44 were particularly favorable results.
  • the cutting processability and heat resistance were both good, and the light resistance was very good.
  • Example 48 to 52 Additional silicone fine particles. Influence of Silicone Particle Size- The same operations as in Example 45 were carried out except that the types of silicone fine particles were as shown in Table 7, and the cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance were evaluated. Cutting workability and heat resistance were good in all examples, and color temperature variation and light resistance were both very good. The larger the particle size of the silicone fine particles, the higher the modulus of elasticity and the lower the tensile elongation at break.Therefore, the color temperature variation tended to increase. Met.
  • Example 53 to 56 Additional silicone fine particles. Effect of addition amount of metal oxide particles (I) Except for changing the concentration of the metal oxide particles (I) as shown in Table 8, the same operations as in Example 45 were performed to evaluate cutting processability, luminance, color temperature variation, light resistance and heat resistance. . Cutting workability and heat resistance were good in all examples, and color temperature variation and light resistance were both very good. The lower the concentration of the metal oxide particles (I), the higher the modulus of elasticity, the tensile elongation at break tends to decrease, and the brightness tends to decrease somewhat. It was a result. In particular, Examples 53 to 55 in which the content of the metal oxide particles (I) is in the range of 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone resin showed preferable results.
  • Example 57-60 Additional silicone fine particles. Effect of phosphor content
  • concentration of the phosphor was changed as shown in Table 9, and the cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated.
  • the color temperature variation was very good in each Example, the cutting processability and the luminance were both good, and the light resistance and heat resistance were both higher than the practically satisfactory level.
  • the higher the phosphor concentration the higher the elastic modulus and the lower the tensile elongation at break. On the contrary, the lower the phosphor concentration, the light resistance tended to decrease slightly. The result was more than a level at which there is no problem in achieving the effect of the invention.
  • Example 61 to 64 Additional silicone fine particles. Effect of film thickness Except for changing the film thickness as shown in Table 10, the same operations as in Example 45 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance. Cutting workability and brightness were good in all Examples, and color temperature variation and light resistance were both very good. Although the luminance retention ratio (II) tended to decrease as the film thickness increased, the results showed that the heat resistance was at a level that is not a problem for practical use, and the film thickness was in the range of 20 ⁇ m to 100 ⁇ m. The heat resistance of Examples 61 to 63 was good.
  • Example 65 to 69 Additional silicone fine particles. Effect of particle size of metal oxide particles (I) Except that the type of metal oxide particles (I) was as shown in Table 11, the same operations as in Example 45 and evaluation of cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance were performed. Cutting workability and brightness were good in all Examples, and color temperature variation and light resistance were both very good. As a result, the heat resistance was not less than a practical level, and particularly when the metal oxide particles (I) were alumina, the heat resistance was good. The larger the average particle diameter of the metal oxide particles (I), the higher the modulus of elasticity, and the tensile elongation at break tends to decrease.Therefore, the color temperature variation tends to increase. The result was above the level where there was no problem.
  • Example 10 Comparative Example 10 Except that the metal oxide particles (I) were not added, the same operations as in Example 45 were performed, and cutting workability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated.
  • the phosphor-containing resin sheets were separated into pieces in the same manner as in Example 45. However, 62 pieces could be normally separated into pieces, and the remaining phosphor-containing resin sheets were cracked. Cracks also occurred when the separated phosphor-containing resin sheet was attached to the blue LED, and the color temperature variation was very large at 245K.
  • the luminance measurement, light resistance, and heat resistance were evaluated using a sheet that was normally separated and pasted, but the luminance decreased to 1.507 cd / cm 2 .
  • Example 11 The same operations as in Example 45 were performed except that the concentration of the phosphor was changed as shown in Table 14, and the cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance and heat resistance were evaluated.
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 45, but the luminance retention rate (I) was 68%, and the light resistance was greatly reduced.
  • Example 12 Except that the phosphor content was as described in Table 14, the same operation as in Example 45 was performed to produce a phosphor-containing resin sheet. However, since the paste was gelled, the sheet could not be produced. .
  • Example 13 Except that the type of metal oxide particles (I) was as shown in Table 14, the same operations as in Example 45 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance. .
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 43. However, 54 pieces were normally separated into pieces, and the remaining phosphor-containing resin sheets were cracked. Cracks also occurred when the separated phosphor-containing resin sheet was attached to the blue LED, and the color temperature variation was very large at 268K. Note that the luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated using samples that were normally separated and pasted.
  • Example 14 Except that the type of metal oxide particles (I) was as shown in Table 14, the same operations as in Example 45 were performed to evaluate cutting processability, color temperature variation, luminance, light resistance, and heat resistance. .
  • the phosphor-containing resin sheet was separated into pieces in the same manner as in Example 43. However, 71 pieces were successfully separated into pieces, and the remaining phosphor-containing resin sheets were cracked. Cracks also occurred when the separated phosphor-containing resin sheet was attached to the blue LED, and the color temperature variation was as large as 205K. Note that the luminance, light resistance, and heat resistance were evaluated using samples that were normally separated and pasted.

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Abstract

本発明は、発光素子に使用する蛍光体含有樹脂シートに関する。優れた加工性、良好な耐光性、良好な耐熱性ならびに発光素子としたときチップ間の発光のばらつきが小さく、輝度が高くなる蛍光体含有樹脂シートを得ることを課題とする。その解決手段は、蛍光体、樹脂および平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)を含み、前記樹脂100質量部に対する前記蛍光体の含有量が250~1000質量部である蛍光体含有樹脂シートであり、好ましくは、さらに平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)を含み、また別の態様として好ましくはシリコーン微粒子を含むものである。

Description

蛍光体含有樹脂シートおよび発光装置
 本発明は、LEDチップの発光波長を変換するための蛍光体含有樹脂シートおよびそれを用いた発光装置に関する。
 発光ダイオード(LED、Light Emitting Diode)は、発光効率の目覚ましい向上を背景とし、低消費電力、高寿命、意匠性などを特長とした液晶ディスプレイ(LCD)用バックライト、車載用ヘッドライト、スポットライト、一般照明用途で急激に市場を拡大しつつある。
 LEDの発光スペクトルは、LEDチップを形成する半導体材料に依存するためその発光色は限られている。そのため、LEDを用いてLCD用バックライトや一般照明の白色光を得るためにはLEDチップ上にそれぞれのチップに適合した蛍光体色を配置し、発光波長を変換して白色光を得る必要がある。具体的には、青色発光するLEDチップ上に黄色蛍光体を配置する方法、青色発光するLEDチップ上に赤および緑の蛍光体を配置する方法、紫外線を発するLEDチップ上に赤、緑、青の蛍光体を配置する方法などが提案されている。これらの中で、LEDチップの発光効率やコストの面から、青色LED上に黄色蛍光体を配置する方法、および青色LED上に赤および緑の蛍光体を配置する方法が現在最も広く採用されている。
 LEDチップ上に蛍光体を配置する具体的な方法の1つとして、LEDチップの封止樹脂中に蛍光体を分散させる方法が提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。しかし、液状の封止樹脂中に蛍光体を分散させておくと、比重の大きい蛍光体の沈降が引き起こす分散不良によって、LEDチップ毎に一定分量の液供給ができずに封止樹脂の厚みムラや蛍光体濃度ムラが生じ、LEDチップごとの色の違いが生じてしまう場合があった。
 このような封止樹脂中での蛍光体の沈降を抑制する方法として、チキソトロープ剤を添加する方法(例えば、特許文献3参照)、シリコーン微粒子を添加する方法(例えば、特許文献4参照)などが提案されているが、蛍光体を高濃度に分散させる場合には蛍光体の沈降を十分に抑制することが困難であった。
 そこで、高濃度の蛍光体が均一に分布した樹脂を予めシート状に成型して使用する方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。本方法では、高濃度の蛍光体を含有する樹脂を予めシート状に成型しておくことで、均一な膜厚と蛍光体濃度分布および耐光性を得ることができるため、LEDパッケージや発光素子に貼り付けた時にLEDの色ばらつきを抑制することができるものである。
特開平5-152609号公報 特開平7-99345号公報 特表2005-524737号公報 国際公開第2011/102272号 国際公開第2012/81411号
 蛍光体含有樹脂シートを用いる場合、シートを個々の発光素子の大きさに合わせ個片に加工する工程や、発光素子をワイヤボンディングで基板と接合するためにボンディング位置に対応する部分に穴あけ加工をする工程が含まれる。そのため、これらに適したシート物性が必要不可欠となる。しかしながら、高濃度に蛍光体を含有した樹脂シートを用いることでシート自身が硬くなるために、加工時の割れやハンドリング性の悪さなど、様々な問題が生じていた。具体的には、蛍光体含有樹脂シートをLEDパッケージや発光素子のサイズに個片化する際や、その個片化されたシートを個別の発光素子に貼り付ける際に、シートが割れたり、シートに亀裂が生じたりすることがある。その結果、シートの亀裂からLED発光素子からの光が漏れてしまい、色バラツキを生じさせてしまうということがあった。
 さらに蛍光体が高濃度の場合、LEDチップからの発光波長を蛍光体が吸収して、波長変換した発光を再度蛍光体自身が吸収してしまい、その結果、発光体の輝度が低下するという問題もあった。
 かかる状況に鑑み、本発明は、良好な加工性、耐光性、耐熱性および良好な光学特性を備えた蛍光体含有樹脂シートを提供することを課題とする。
 上記課題を解決するために、本発明は以下の構成からなる
(1)蛍光体、樹脂および平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)を含み、前記樹脂100質量部に対する前記蛍光体の含有量が250~1000質量部である蛍光体含有樹脂シート、
(2)さらに平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)を含む前記蛍光体含有樹脂シート、
(3)シリコーン微粒子を含む前記何れかの蛍光体含有樹脂シート、
(4)前記いずれかの蛍光体含有樹脂シートがLED発光素子に貼り付けられた発光装置、
(5)前記いずれかの蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子に貼り付ける工程を有する発光装置の製造方法法、
(6)蛍光体、樹脂および金属酸化物粒子を混合する工程を有する蛍光体層作製用の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法であって、前記の混合される金属酸化物粒子が、少なくとも平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)であり、前記樹脂100質量部に対する前記蛍光体の含有量が250~1000質量部である蛍光体分散樹脂組成物の製造方法、
(7)前記混合される金属酸化物粒子が、さらに平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)を含む前記蛍光体分散樹脂組成物の製造方法、
(8)前記混合される工程ではさらにシリコーン微粒子が混合される前記いずれかに記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法、
(9)前記いずれかの方法で蛍光体分散樹脂組成物を製造し、その後蛍光体分散樹脂組成物を基材上に塗布し、乾燥させることを特徴とする蛍光体含有樹脂シートの製造方法、
(10)前記方法で蛍光体含有樹脂シートを製造した後、前記蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子へ貼り付ける工程を有する発光装置の製造方法。
 本発明によれば、優れた加工性、良好な耐光性、良好な耐熱性および発光素子に使用したしたときのチップ間の発光のばらつきが小さい蛍光体含有樹脂シートを得ることができる。さらに本発明の好ましい態様によれば良好な輝度の発光体を与える蛍光体含有樹脂シートを得ることができる。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートは、蛍光体、樹脂、平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)を含み、好ましくは平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)も含み、前記樹脂100質量部に対する前記蛍光体の含有量が250~1000質量部である蛍光体含有樹脂シートである。本発明の蛍光体含有樹脂シートは、好ましくは、さらにシリコーン微粒子を含む。
 この蛍光体含有樹脂シートは、以下の理由により、加工性とハンドリング性と発光特性に優れており、LEDの波長変換層として好適である。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートは、蛍光体を均一に分散させた樹脂を予めシート状に成型しているため、LEDパッケージや発光素子に蛍光体含有樹脂シートを貼り付けることにより、色バラツキが少なく、均一で高効率な発光色が得られる。蛍光体含有樹脂シート中の蛍光体の含有量は、樹脂100質量部に対して250~1000質量部である。蛍光体含有樹脂シート中の蛍光体含有量をこの範囲とすることで、シートの耐光性を高めることができる。なお、蛍光体含有量が樹脂100質量部に対して400~800質量部であるとシートの耐光性と蛍光体の樹脂への良好な分散性を両立できるため好ましい。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートは、平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)を含むことで、蛍光体含有樹脂シート中に高濃度の蛍光体を含有していても柔軟なシート物性を有し、加工性やハンドリング性にも優れる。また、本発明の蛍光体含有樹脂シートは、本発明の好ましい態様によれば、平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)を金属酸化物粒子中に含むことで、蛍光体含有樹脂シート中に含有される蛍光体が高濃度になっても蛍光体自体による光の吸収を抑制し、高輝度なLED発光装置が得られる。
 さらに本発明の好ましい態様として、さらにシリコーン微粒子を含むことで、前記金属酸化物粒子や蛍光体の分散性が向上する。そのため、輝度が向上し、発光の色温度ばらつきが少なくなる。また、シリコーン微粒子を含むことで、蛍光体含有樹脂シート中に含有される蛍光体が高濃度になっても蛍光体自体による光の吸収を抑制し、高輝度なLED発光装置を提供できる。
 ここでいう平均粒子径とは、以下の方法で求められる粒子径の平均値である。走査型電子顕微鏡(SEM)で粒子を観察して得られる2次元画像から、粒子の外縁と2点で交わる直線の、当該2つの交点間の距離が最大になるものを算出し、それを粒子径と定義する。観測される200個の粒子に対して測定を行い、得られた粒子径の平均値を平均粒子径とする。蛍光体含有樹脂シート中に存在する前記金属酸化物粒子の粒径を測定する場合は、機械研磨法、ミクロトーム法、CP法(Cross-section Polisher)および集束イオンビーム(FIB)加工法から選ばれる方法で、蛍光体含有樹脂シートの断面が観測されるよう研磨を行った後、得られた断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察する。そして得られる2次元画像から、前記方法と同様にして平均粒子径を算出することができる。
 金属酸化物粒子(I)としては、平均粒子径が10nm以上であれば金属酸化物粒子(I)の入手が容易であるだけでなく、金属酸化物粒子(I)の再凝集もしづらいため、高濃度の蛍光体を含有していても柔軟なシート物性を有し、加工性やハンドリング性にも優れるという効果が十分に得られる。また200nm以下であることで金属酸化物粒子(I)と蛍光体との相互作用によって蛍光体含有樹脂シートを適度な柔軟さに調節することが可能になり、蛍光体含有樹脂シートの加工性やハンドリング性が向上する。その結果として、このような蛍光体含有樹脂シートを用いたLED発光素子の光学特性が良好になる。金属酸化物粒子(I)の平均粒子径の範囲は、10~100nmがより好ましく、10~50nmがさらに好ましく、10~30nmが特に好ましい。平均粒子径が前記範囲の金属酸化物を含むと、蛍光体との相互作用が大きくなり、蛍光体含有樹脂シートの柔軟性と分散安定性を両立できるためである。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートに含有される金属酸化物のうち、金属酸化物粒子(I)としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、セリア、マグネシア、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化ホルミウム、酸化鉛および酸化スズなどが例示され、特にシート中に分散させやすい点からアルミナが好ましい。また前記金属酸化物の粒子を複数種類使用することができる。本発明の蛍光体含有樹脂シート中の金属酸化物粒子(I)の含有量は、樹脂100質量部に対して下限としては1質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましい。また、上限としては30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましい。1質量部以上であることで、硬化後の蛍光体含有樹脂シートの引張破断点伸度がより大きく向上し、割れにくいシートになる。また、30質量部以下とすれば、蛍光体含有樹脂組成物の粘度が過度に高くならない。
 本発明では、輝度を向上させるために、平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)も含むことが好ましい。これは、この範囲の粒子径を有する金属酸化物粒子を含有することで、蛍光体自体による光の吸収が抑制されるからと考えられる。蛍光体含有樹脂シート中で蛍光体が高濃度になると、シート中に占める蛍光体の占有体積が増加するため、光のとおり道が激減し、蛍光体に吸収される確率が高くなり、その結果として輝度が低下してしまうおそれがある。しかし、本発明の蛍光体含有樹脂シートにおいては、金属酸化物粒子(II)がシート内で高密度に充填された蛍光体の間に存在すると、光を効率的に外部に取り出すことができる。特に金属酸化物粒子(II)の平均粒子径が300~1000nmであると光を散乱して外部に効率的に取り出すことができるため、結果として輝度が向上するものと思われる。 
 前記理由から金属酸化物粒子(II)の平均粒子径の上限としては1000nm以下が好ましく、800nm以下がさらに好ましい。また、下限としては300nm以上が好ましく、400nm以上がさらに好ましい。前記金属酸化物粒子(II)の平均粒子径が1000nmより大きくなると、粒子自身が光を反射・吸収してしまうため輝度が低下してしまう。一方、300nm未満になると光が散乱せずに透過してしまう。
また、前記金属酸化物粒子(II)と、後述する蛍光体含有樹脂シートに用いる樹脂との屈折率の差は、0.06以上であることが好ましい。光散乱を生じさせることが目的なので、前記樹脂との屈折率差の上限に特に制限はないが、好ましくは0.30以下である。前記金属酸化物粒子(II)の屈折率範囲を前記範囲内とすることで、光散乱を促進して、輝度をさらに向上させることが出来る。
 本発明の蛍光体含有樹脂シート中における金属酸化物粒子(II)の含有量は、蛍光体100質量部に対して下限としては0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましく、1質量部以上であることがさらに好ましい。また、上限としては20質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、5質量部以下であることがさらに好ましい。0.1質量部以上であることで、光の取り出し効率を向上させることができる。また、20質量部以下の含有により、蛍光体含有樹脂シートの物性に影響を与えない。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートに含有される金属酸化物粒子(II)としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、セリア、マグネシア、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化ホルミウム、酸化鉛および酸化スズなどが例示され、特にシート中に分散させやすい点からアルミナが好ましい。また前記金属酸化物の粒子を複数種類使用することができる。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートに含有されるシリコーン微粒子は、シリコーン樹脂およびシリコーンゴムから選ばれる微粒子が好ましい。シリコーン樹脂およびシリコーンゴムを併用しても構わない。特に、オルガノトリアルコキシシランやオルガノジアルコキシシラン、オルガノトリアセトキシシラン、オルガノジアセトキシシラン、オルガノトリオキシムシラン、オルガノジオキシムシランなどのオルガノシランを加水分解し、次いで縮合させる方法により得られるシリコーン微粒子が好ましい。
 オルガノトリアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ-n-プロキシシラン、メチルトリ-i-プロキシシラン、メチルトリ-n-ブトキシシラン、メチルトリ-i-ブトキシシラン、メチルトリ-s-ブトキシシラン、メチルトリ-t-ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、i-プロピルトリメトキシシラン、n-ブチルトリブトキシシラン、i-ブチルトリブトキシシラン、s-ブチルトリメトキシシラン、t-ブチルトリブトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどが例示される。
 オルガノジアルコキシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、N-エチルアミノイソブチルメチルジエトキシシラン、(フェニルアミノメチル)メチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシランなどが例示される。
 オルガノトリアセトキシシランとしては、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシランなどが例示される。
 オルガノジアセトキシシランとしては、ジメチルジアセトキシシラン、メチルエチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジアセトキシシランなどが例示される。
 オルガノトリオキシムシランとしては、メチルトリスメチルエチルケトオキシムシラン、ビニルトリスメチルエチルケトオキシムシランが例示される。オルガノジオキシムシランとしては、メチルエチルビスメチルエチルケトオキシムシランなどが例示される。
 このような粒子は、具体的には、特開昭63-77940号公報で報告されている方法、特開平6-248081号公報で報告されている方法、特開2003-342370号公報で報告されている方法、特開平4-88022号公報で報告されている方法などにより得ることができる。また、オルガノトリアルコキシシランやオルガノジアルコキシシラン、オルガノトリアセトキシシラン、オルガノジアセトキシシラン、オルガノトリオキシムシラン、オルガノジオキシムシランなどのオルガノシランおよび/またはその部分加水分解物をアルカリ水溶液に添加し、加水分解・縮合させ粒子を得る方法や、水あるいは酸性溶液にオルガノシランおよび/またはその部分加水分解物を添加し、該オルガノシランおよび/またはその部分加水分解物の加水分解部分縮合物を得た後、アルカリを添加し縮合反応を進行させ粒子を得る方法、オルガノシランおよび/またはその加水分解物を上層にし、アルカリまたはアルカリと有機溶媒の混合液を下層にして、これらの界面で該オルガノシランおよび/またはその加水分解物を加水分解・重縮合させて粒子を得る方法なども知られており、これらいずれの方法においても、本発明で用いられる粒子を得ることができる。
 これらの中で、オルガノシランおよび/またはその部分加水分解物を加水分解・縮合させ、球状オルガノポリシルセスキオキサン微粒子を製造するにあたり、特開2003-342370号公報で報告されているように、反応溶液内に高分子分散剤を添加する手段をとることが好ましい。
 また、以下の製造方法によってシリコーン微粒子を製造することができる。オルガノシランおよび/またはその部分加水分解物を加水分解・縮合させる。酸性水溶液に溶媒中で保護コロイドとして作用する高分子分散剤及び塩を存在させた状態で、前記、オルガノシランおよび/またはその加水分解物を添加し加水分解物を得る。その後、その反応液内にアルカリを添加し縮合反応を進行させてシリコーン微粒子を得る。
 高分子分散剤は、水溶性高分子であり、溶媒中で保護コロイドとして作用するものであれば合成高分子、天然高分子のいずれでも使用できるが、具体的にはポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどを例示することができる。高分子分散剤の添加方法としては、反応初液に予め添加する方法、オルガノトリアルコキシシランおよび/またはその部分加水分解物と同時に添加する方法、オルガノトリアルコキシシランおよび/またはその部分加水分解物を加水分解部分縮合させた後に添加する方法が例示でき、これらの何れの方法を選ぶこともできる。ここで、高分子分散剤の添加量は、反応液容量1質量部に対して5×10-7~10-2質量部の範囲が好ましく、この範囲であると粒子同士の凝集が起きにくい。
 シリコーン微粒子に含まれる有機置換基としては、好ましくはメチル基、フェニル基であり、これら置換基の含有量によりシリコーン微粒子の屈折率を調整することができる。
 本発明の蛍光体含有樹脂シート中のシリコーン微粒子の含有量としては、シリコーン樹脂100質量部に対して、下限としては5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがさらに好ましい。また、上限としては50質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましい。シリコーン微粒子を5質量部以上含有することで、特に良好な蛍光体分散安定化効果が得られ、一方、50質量部以下の含有により、蛍光体含有樹脂組成物の粘度を過度に上昇させることがない。
 次に、本発明の蛍光体含有樹脂シートにおいて、蛍光体による光の吸収を抑制するメカニズムについて以下に説明する。蛍光体含有樹脂シート中で蛍光体が高濃度になると、シート中に占める蛍光体の占有体積が増加する。そのため光のとおり道が激減し、蛍光体に自己吸収される確率が高くなる。その結果として、通常は輝度が低下していく。しかし、本発明の蛍光体含有樹脂シートにおいては、シリコーン微粒子が、シート内で高密度に充填された蛍光体の間に存在すると、光を効率的に外部に取り出すことができる。特にシリコーン微粒子の平均粒子径が0.1~2μmであると光を散乱して外部に効率的に取り出すことができるため、結果として輝度が向上するものと思われる。
前記理由からシリコーン微粒子の平均粒子径の上限としては2μm以下が好ましく、1.5μm以下がさらに好ましい。また、下限としては0.5μm以上がより好ましい。
 また、平均粒子径が0.1μm以上、2.0μm以下であることで、シート中の蛍光体及び金属酸化物を均一に分散させることが可能になり、シートの色温度ばらつきを抑制させることができる。また、単分散で真球状の粒子を用いることが好ましい。
なお、シリコーン微粒子の平均粒子径は、シート断面のSEM観察によって前記金属酸化物粒子の場合と同様にして測定され、求められる平均粒子径である。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートのJIS-K7161(1994)に準じて求められる引張弾性率は、その上のほうの値としては1000MPa以下が好ましく、800MPa以下がさらに好ましい。また、その下のほうの値としては300MPa以上が好ましく、500MPa以上がさらに好ましい。また、JIS-K7161(1994)に準じて求められる引張破断点伸度は、その上のほうの値としては30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、20%以下であることがさらに好ましい。また、その下のほうの値としては5%以上が好ましく、7%以上がより好ましく、10%以上がさらに好ましい。前記範囲内であれば、シートとしての形状を保ちつつ、より良好な加工性とハンドリング性を有することができる。なお、蛍光体含有樹脂シートの引張弾性率および引張破断点伸度は、シートを製造する際の加熱条件により制御することができる。引張弾性率と引張破断点伸度はシートの加工性やハンドリング性に密接に関連している。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートの膜厚は、膜厚のバラツキ抑制と耐熱性を高める観点から、その上のほうの値としては150μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。また、その下のほうの値としては20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。前記蛍光体含有樹脂シートの膜厚の上限と下限は適宜組み合わせることができる。
 本発明における蛍光体含有樹脂シートの膜厚は、JIS K7130(1999)プラスチック-フィルム及びシート-厚さ測定方法における機械的走査による厚さの測定方法A法に基づいて測定される膜厚(平均膜厚)のことをいう。
 LEDは小さな空間で大量の熱が発生する環境にあり、特に、ハイパワーLEDの場合、発熱が顕著である。このような発熱によって蛍光体の温度が上昇することでLEDの輝度が低下する。したがって、発生した熱をいかに効率良く放熱するかが重要である。本発明においては、蛍光体含有樹脂シートの膜厚を前記範囲とすることでより耐熱性に優れた蛍光体含有樹脂シートを得ることができる。また、蛍光体含有樹脂シートの膜厚にバラツキがあると、LED発光素子ごとに蛍光体量に違いが生じ、結果として、発光色温度にバラツキが生じる。したがって、蛍光体含有樹脂シートの膜厚を前記範囲とすることで発光色温度バラツキが少ないLEDを得る事ができる。蛍光体含有樹脂シートの膜厚のバラツキは、好ましくは±5%以内、さらに好ましくは±3%以内である。なお、ここでいう膜厚バラツキとは、JIS K7130(1999)プラスチック-フィルム及びシート-厚さ測定方法における機械的走査による厚さの測定方法A法に基づいて膜厚を測定し、下記に示す式にて算出されるものである。
 具体的には、機械的走査による厚さの測定方法A法の測定条件を用いて、市販されている接触式の厚み計などのマイクロメーターを使用して膜厚を測定して、得られた膜厚の最大値あるいは最小値と平均膜厚との差を計算し、この値を平均膜厚で除して100分率であらわした値が膜厚バラツキB(%)となる。
膜厚バラツキB(%)=(最大膜厚ズレ値-平均膜厚)/平均膜厚×100
*最大膜厚ズレ値は膜厚の最大値または最小値のうち平均膜厚との差が大きい方を選択する。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートに含まれる蛍光体としては、LED発光素子から放出される光を吸収して波長を変換し、LED発光素子の光とは異なる波長の光を放出するものであればいかなるものでも用いることができる。これにより、LED発光素子から放出される光の一部と、蛍光体から放出される光の一部とが混合して、白色をはじめいろいろの種類の色の光を出すLEDが得られる。具体的には、青色系LEDにLEDからの光によって黄色系の発光色を発光する蛍光体を光学的に組み合わせることによって、単一のLEDチップを用いて白色系を発光させることができる。
 上述のような蛍光体には、緑色に発光する蛍光体、青色に発光する蛍光体、黄色に発光する蛍光体、赤色に発光する蛍光体等の種々の蛍光体がある。本発明に用いられる具体的な蛍光体としては、無機蛍光体、有機蛍光体、蛍光顔料、蛍光染料等公知の蛍光体が挙げられる。有機蛍光体としては、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、長期間使用可能な点からペリレン系蛍光体が好ましく用いられる。本発明に特に好ましく用いられる蛍光物質としては、無機蛍光体が挙げられる。以下に本発明に用いられる無機蛍光体について記載する。
 緑色に発光する蛍光体として、例えば、SrAl:Eu、YSiO:Ce,Tb、MgAl1119:Ce,Tb、SrAl1225:Eu、(Mg、Ca、Sr、Baのうち少なくとも1以上)Ga:Euなどがある。
 青色に発光する蛍光体として、例えば、Sr(POCl:Eu、(SrCaBa)(POCl:Eu、(BaCa)(POCl:Eu、(Mg、Ca、Sr、Baのうち少なくとも1以上)Cl:Eu,Mn、(Mg、Ca、Sr、Baのうち少なくとも1以上)(POCl:Eu,Mnなどがある。
 緑色から黄色に発光する蛍光体として、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦括されたイットリウム・ガドリニウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット酸化物蛍光体、及び、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・ガリウム・アルミニウム酸化物蛍光体などがある(いわゆるYAG系蛍光体)。具体的には、Ln12:R(Lnは、Y、Gd、Laから選ばれる少なくとも1以上である。Mは、Al、Caの少なくともいずれか一方を含む。Rは、ランタノイド系である。)、(Y1-xGa(Al1-yGa12:R(Rは、Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Hoから選ばれる少なくとも1以上である。0<Rx<0.5、0<y<0.5である。)を使用することができる。
 赤色に発光する蛍光体として、例えば、YS:Eu、LaS:Eu、Y:Eu、GdS:Euなどがある。
 また、現在主流である青色LEDに対応し発光する蛍光体としては、Y(Al,Ga)12:Ce,(Y,Gd)Al12:Ce,LuAl12:Ce,YAl12:CeなどのYAG系蛍光体、TbAl12:CeなどのTAG系蛍光体、(Ba,Sr)SiO:Eu系蛍光体やCaScSi12:Ce系蛍光体、(Sr,Ba,Mg)SiO:Euなどのシリケート系蛍光体、(Ca,Sr)Si:Eu、(Ca,Sr)AlSiN:Eu、CaSiAlN:Eu等のナイトライド系蛍光体、Cax(Si,Al)12(O,N)16:Euなどのオキシナイトライド系蛍光体、さらには(Ba,Sr,Ca)Si:Eu系蛍光体、CaMgSi16Cl:Eu系蛍光体、SrAl:Eu,SrAl1425:Eu等の蛍光体が挙げられる。
 これらの中では、YAG系蛍光体、TAG系蛍光体、シリケート系蛍光体が、発光効率や輝度などの点で好ましく用いられる。また、上記以外にも、用途や目的とする発光色に応じて公知の蛍光体を用いることができる。
 蛍光体の粒子サイズは、特に制限はないが、D50が0.05μm以上のものが好ましく、3μm以上のものがより好ましい。また、D50が30μm以下のものが好ましく、20μm以下のものがより好ましい。ここでD50とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算が50%となるときの粒子径のことをいう。D50が前記範囲であると、シート中の蛍光体の分散性が良好で、安定な発光が得られる。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートに用いる樹脂は、蛍光体を内部に含有させることができる樹脂であり、最終的にシート形成性があるものが好ましい。よって、内部に蛍光体を均質に分散させられるものであり、シート形成できるものであれば、いかなる樹脂でも用いることができる。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、PET変性ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、変性アクリル、ポリスチレン樹脂及びアクリルニトリル・スチレン共重合体樹脂等が挙げられる。本発明においては、透明性の面からシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が好ましく用いられる。更に耐熱性の面から、シリコーン樹脂が特に好ましく用いられる。 
 本発明で用いることができるシリコーン樹脂としては、硬化型シリコーンゴムが好ましい。一液型、二液型(三液型)のいずれの液構成を使用してもよい。硬化型シリコーンゴムには、空気中の水分あるいは触媒によって縮合反応を起こすタイプとして脱アルコール型、脱オキシム型、脱酢酸型、脱ヒドロキシルアミン型などがある。また、触媒によってヒドロシリル化反応を起こすタイプとして付加反応型がある。これらのいずれのタイプの硬化型シリコーンゴムを使用してもよい。特に、付加反応型のシリコーンゴムは硬化反応に伴う副成物がなく、硬化収縮が小さい点、加熱により硬化を早めることが容易な点でより好ましい。
 付加反応型のシリコーンゴムは、一例として、ケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する化合物と、ケイ素原子に直接結合した水素原子を有する化合物のヒドロシリル化反応により架橋され、得られるものである。ケイ素原子に結合したアルケニル基を有する化合物としては、2個以上のアルケニル基を有するシリコーン化合物であることが好ましい。具体的には、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、アルケニル基を有するオルガノポリシルセスキオキサン、およびアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン・ポリシルセスキオキサン共重合体、レジン構造を有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
 アルケニル基は、炭素原子数2~10のアルケニル基であることが好ましく、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基、デセニル基などが例示されるが、反応性、製造の容易さなどの点で、ビニル基が好ましい。このような化合物としては、ポリビニルメチルシロキサン、ポリビニルメチルシロキサン/ポリジメチルシロキサン共重合体が例示される。
ケイ素原子に直接結合した水素原子を有する化合物としては、ポリメチルハイドロジェンシロキサン、ポリジメチルシロキサン/ポリメチルハイドロジェンシロキサン共重合体、ポリエチルハイドロジェンシロキサン、ポリメチルハイドロジェンシロキサン/ポリメチルフェニルシロキサン共重合体が例示される。また、他にも、例えば特開2010-159411号公報に記載されているような公知のものを利用することができる。
 また、市販されているものとして、一般的なLED用途のシリコーン封止材をシリコーン樹脂として使用することも可能である。具体例としては、東レ・ダウコーニング社製のOE-6630A/B、OE-6336A/Bや信越化学工業株式会社製のSCR-1012A/B、SCR-1016A/Bなどがある。
 次に、本発明の蛍光体含有樹脂シートの作製方法の例を説明する。まず、蛍光体層作成用の塗布液として蛍光体と前記金属酸化物粒子と樹脂とを混合して樹脂に分散した物(以下「蛍光体分散樹脂組成物」という)を作製する。蛍光体分散樹脂組成物は、蛍光体と金属酸化物微粒子と樹脂とを、必要に応じて適当な溶媒も添加して混合することによって得ることができる。付加反応型シリコーン樹脂を用いる場合は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する化合物と、ケイ素原子に結合した水素原子を有する化合物を混合すると、室温でも急速な硬化反応が始まることがある。そこでアセチレン化合物などのヒドロシリル化反応遅延剤を蛍光体分散樹脂組成物に配合して、ポットライフを延長することも可能である。前記金属酸化物粒子以外の添加剤として塗布膜安定化のための分散剤やレベリング剤、シート表面の改質剤としてシランカップリング剤等の接着補助剤等を蛍光体分散樹脂組成物に含ませることも可能である。さらに、蛍光体沈降抑制剤や光学特性向上のための添加剤として無機微粒子やシリコーン微粒子等を蛍光体層作成用の蛍光体分散樹脂組成物を製造するための混合する工程で、混合することも可能である。
 蛍光体分散樹脂組成物の流動性を適切にするために溶媒を加えることもできる。溶媒は流動状態の樹脂の粘度を調整できるものであれば、特に限定されない。例えば、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、アセトン、テルピネオール、テキサノール、メチルセルソルブ、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等が挙げられる。また、添加剤として塗布膜安定化のための分散剤やレベリング剤、シート表面の改質剤としてシランカップリング剤等の接着補助剤等を添加することも可能である。
 これらの成分を所定の組成になるよう調合した後、ホモジナイザー、自公転型攪拌機、3本ローラー、ボールミル、遊星式ボールミル、ビーズミル等の撹拌機や混練機で均質に混合し、分散することで、蛍光体分散樹脂組成物が得られる。混合後、もしくは混合の過程で、真空もしくは減圧条件下で脱泡することも好ましく行われる。以上の工程で蛍光体分散樹脂組成物を製造することができる。
 次に、蛍光体分散樹脂組成物を基材上に塗布し、乾燥させる。塗布は、リバースロールコーター、ブレードコーター、スリットダイコーター、ダイレクトグラビアコーター、オフセットグラビアコーター、キスコーター、ナチュラルロールコーター、エアーナイフコーター、ロールブレードコーター、バリバーロールブレードコーター、トゥーストリームコーター、ロッドコーター、ワイヤーバーコーター、アプリケーター、ディップコーター、カーテンコーター、スピンコーター、ナイフコーター等により行うことができる。蛍光体含有樹脂シートの膜厚均一性を得るためにはスリットダイコーターで塗布することが好ましい。
 シートの乾燥は熱風乾燥機や赤外線乾燥機等の一般的な加熱装置を用いて行うことができる。シートの加熱には、熱風乾燥機や赤外線乾燥機等の一般的な加熱装置が用いられる。この場合、加熱条件は、通常、40~250℃で1分~5時間、好ましくは100℃~200℃で2分~3時間である。
 基材としては、特に制限無く公知の金属、フィルム、ガラス、セラミック、紙等を使用することができる。具体的には、アルミニウム(アルミニウム合金も含む)、亜鉛、銅、鉄などの金属板や箔、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、アラミド、シリコーン、ポリオレフィンなどのプラスチックのフィルム、前記プラスチックがラミネートされた紙、または前記プラスチックによりコーティングされた紙、前記金属がラミネートまたは蒸着された紙、前記金属がラミネートまたは蒸着されたプラスチックフイルムなどが挙げられる。また、基材が金属板の場合、表面にクロム系やニッケル系などのメッキ処理やセラミック処理されていてもよい。これらの中でも、蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子に貼りつける際の密着性から、基材は柔軟なフィルム状であることが好ましい。また、フィルム状の基材を取り扱う際に破断などの恐れがないように強度が高いフィルムが好ましい。それらの要求特性や経済性の面で樹脂フィルムが好ましく、これらの中でも、経済性、取り扱い性の面からPETフィルムが好ましい。また、樹脂の硬化や蛍光体含有樹脂シートをLEDに貼り付ける際に200℃以上の高温を必要とする場合は、耐熱性の面でポリイミドフィルムが好ましい。シートの剥離のし易さから、基材は、あらかじめ表面が離型処理されていてもよい。
 基材の厚さは特に制限はないが、下限としては25μm以上が好ましく、38μm以上がより好ましい。また、上限としては5000μm以下が好ましく、3000μm以下がより好ましい。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートを切断加工して、LED発光素子へ貼り付けする方法、およびそれを用いた発光装置の作製方法について説明する。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートは、LED発光素子への貼り付け前に予め個片に切断し、個別のLED発光素子に貼り付ける方法と、ウェハレベルのLED発光素子に蛍光体含有樹脂シートを貼り付けてからウェハのダイシングと同時に一括して蛍光体含有樹脂シートを切断する方法がある。
 LED発光素子への貼り付け前に予め個片に切断し、個別のLED発光素子に貼り付ける方法の場合、レーザーによる加工、あるいは刃物による切削によって所定の形状に加工し、分割しておいても良い。レーザーによる加工は樹脂の焼け焦げや蛍光体の劣化を回避することが非常に難しく、刃物による切削が望ましい。刃物での切削方法としては、単純な刃物を押し込んで切る方法と、回転刃によって切る方法があり、いずれも好適に使用できる。回転刃によって切断する装置としては、ダイサーと呼ばれる半導体基板を個別のチップに切断(ダイシング)するのに用いる装置が好適に利用できる。ダイサーを用いれば、回転刃の厚みや条件設定により、分割ラインの幅を精密に制御できるため、単純な刃物の押し込みにより切断するよりも高い加工精度が得られる。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートを切断する場合には、蛍光体含有樹脂シートを基材ごと切断し個片化しても良い。蛍光体含有樹脂シートを切断し、個片化して、基材は切断しないこともできる。蛍光体含有樹脂シートを切断し、個片化して、蛍光体含有樹脂シートの切断と同時に、基材に対し、所望の厚みのところまで溝をつけても良い。このようにして複数の区画に分割された個片化蛍光体含有樹脂シートを、次々と基材の上から剥離して個別のLED発光素子上に貼り付けていくため、複数に個片化された蛍光体含有樹脂シートは1枚の基材上に固定化されていることが好ましい。そこで、蛍光体含有樹脂シートは個片化して基材は切断されていないもの、あるいは蛍光体含有樹脂シートは切断され、個片化され、基材が所望の深さみまで溝がつけられたものであると位置精度やハンドリング性に優れるため好ましい。前記蛍光体含有樹脂シートの形状は、円形、正方形、長方形、三角形など任意の形状を取ることができる。また、前記蛍光体含有樹脂シートのサイズは、円形であれば直径、多角形であれば一辺の長さが5~20cmであると良好なハンドリング性が得られるため好ましい。また、前記サイズの蛍光体含有樹脂シートに分割された蛍光体層の区画サイズは、LED発光素子と同等のサイズとなる0.1~10mm角であることが好ましい。
 ダイシング前のウェハレベルのLED発光素子に一括して蛍光体含有樹脂シートを貼り合わせ、その後にLED発光素子ウェハのダイシングと共に、蛍光体含有樹脂シートを切断することもできる。この場合、LED発光素子ウェハ上に粘着層を塗布して本発明の蛍光体樹脂含有シートを貼り付けても良いし、加熱粘着型の樹脂を用いることで粘着層無しで直接LED発光素子ウェハ上に蛍光体含有樹脂シートを貼り付けることもできる。一括してウェハと蛍光体含有樹脂シートをダイシングする場合は、粘着層がないとダイシングのタクトタイムが早くなるため、粘着層はない状態で蛍光体含有樹脂シートを直接貼り付けるのが好ましい。一般的にウェハのダイシングは上述のダイサーで行われ、切断するときの回転数や切断速度などの条件設定は、ウェハを切断する条件に最適化されるため、蛍光体含有樹脂シートと共に切断するための最適な条件にすることは難しい。しかし、高い弾性率を持つ蛍光体含有樹脂シートを用いれば、条件の最適化も簡単にでき好適に切断することができる。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートを、上面に電極があるLED発光素子に貼り付ける場合には、蛍光体含有樹脂シートの貼り合わせ前に、電極部分に蛍光体含有樹脂シートに対し孔開け加工をしておくことが望ましい。孔開け加工はレーザー加工、金型パンチングなどの公知の方法が好適に使用できるが、レーザー加工は樹脂の焼け焦げや蛍光体の劣化を引き起こすので、金型によるパンチング加工がより望ましい。パンチング加工を実施する場合、蛍光体含有樹脂シートをLED素子に貼り付けた後では、パンチング加工は不可能であるので、蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子に貼り付ける前に、蛍光体含有樹脂シートにパンチング加工を施すことになる。金型によるパンチング加工は、貼り合わせるLED発光素子の電極形状などにより、所望の形状や所望の大きさの孔を開けることになる。孔の大きさや形状は任意だが、1mm角内外のLED素子上の電極接合部分の場合は、発光面の面積を小さくしないためには500μm以下であることが好ましい。そこで孔はその大きさに合わせて500μm以下で形成される。また、ワイヤーボンディングを行う電極はある程度の大きさが必要であり、少なくとも50μm程度の大きさとなる。この大きさの場合、孔はその大きさに合わせて50μm程度である。孔の大きさが電極より大きすぎると、発光面が露出して光漏れが発生し、LED発光装置の色特性が低下する。また、電極より小さすぎると、ワイヤーボンディング時にワイヤが触れて接合不良を起こす。従って、孔開け加工は50μm以上500μm以下という小さい孔を±10%以内の高精度で加工することになる。パンチング加工の精度を向上するためには、本発明の蛍光体含有樹脂シートの機械物性を考慮にいれておくべきである。
 本発明の蛍光体含有樹脂シートは、ラテラル、バーティカル、フィリップチップなどの一般的な構造のLED発光素子に貼り付けることで、LED発光素子の表面に蛍光体層が積層された積層体が得られる。本発明の蛍光体含有樹脂シートは、特に発光面積が大きいバーティカル、フリップチップタイプのLED発光素子に好適に用いることができる。前記LED発光素子を蛍光体層で直接被覆することで、LED発光素子からの光を反射などによって損失することなく、直接波長変換層の役割を有する蛍光体層へ入射させることができる。その結果、色バラツキが少なく高効率で均一な白色光を得ることができるここで言う波長変換層とは、LED発光素子から放出される光を吸収して波長を変換し、LED発光素子の光と異なる波長の光を放出する層を意味する。前記の方法で得られた積層体は、金属配線や封止を行ってパッケージ化した後、モジュールに組み込むことで照明や液晶バックライト、スポットライトをはじめとする様々な発光装置に好適に使用することができる。
 以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
<弾性率および引張破断点伸度の測定>
 作製した蛍光体含有樹脂シートの引張弾性率および引張破断点伸度の測定は、以下のように実施した。各実施例および比較例の蛍光体含有樹脂シートを基材から剥離後、得られた皮膜をカミソリで切断して10mm×60mm(内、つかみ部は両端の5mm)の寸法の試験片を10枚作製した。試験装置として、JIS-B-7721(2009)に準ずる引張試験機であるテンシロンUTM-II-20(東洋ボールドウィン(株)製)を使用して、前記試験片の両端の5mmを、試験機のつかみ具(つかみ具間隔15mm)に取りつけて固定し、50mm/分 (25℃、50%RHの環境下)の引張速度で引張試験を実施した。引張弾性率はJIS K7161(1994)4.6 引張弾性率の計算方法にしたがった。具体的には以下の計算方法である。2点のひずみε1(=0.0005)およびε(0.0025)における応力を求め、それぞれσおよびσとする。そして(σ-σ)/(ε-ε)を引張弾性率として求めた。引張破断点伸度は、降伏を伴わずに破壊する場合には、はJIS K7161(1994)4.4.2の引張破壊ひずみの値を使用した。降伏後に破壊する場合には、JIS K7161(1994)4.5.1の引張破壊時呼びひずみの値を使用した。
 <切断加工性>
 基材上にある蛍光体含有樹脂シートを1mm角×10000個に切断し、個片化し、そして基材には、蛍光体含有樹脂シートを切断すると同時に、溝を刻んだ。切断にはカッティング装置、UHT社製GCUTを用いた。シートの切断面のバリやシートの欠け、割れ等の不良を確認した。10000個に個片化されたものの中から無作為に100個を選択し、その切断箇所が良好なものの個数をもって、切断加工性を評価した。
 <色温度ばらつき>
 蛍光体含有樹脂シートを青色LED素子に搭載した発光装置に20mAの電流を流してLEDチップを点灯させ、瞬間マルチ測光システム(MCPD-3000,大塚電子社製)を用いて、相関色温度を測定した。10個のサンプルを作製し、計測した相関色温度(CCT)の最大値と最小値の差を色温度ばらつきとした。
 <輝度測定>
 蛍光体含有樹脂シートを青色LED素子に搭載した発光装置に20mAの電流を流してLEDチップを点灯させ、瞬間マルチ測光システム(MCPD-3000,大塚電子社製)を用いて、試験開始直後の相関色温度および輝度を測定した。
 <耐光性>
 蛍光体含有樹脂シートを青色LED素子に搭載した発光装置に20mAの電流を流してLEDチップを点灯させ、瞬間マルチ測光システム(MCPD-3000,大塚電子社製)を用いて、試験開始直後の相関色温度および輝度を測定した。その後、LEDチップを点灯させた状態で放置し、500時間経過後の輝度を同様にして測定して、下記式により輝度保持率を算出する事で耐光性を評価した。なお、輝度保持率が高いほど、耐光性に優れていることを表す。評価がB以上であれば実用上問題なく、A以上であれば実用上優れている。
輝度保持率(I)(%)=(500時間経過後の輝度/試験開始直後の輝度)×100
 (小数点以下四捨五入)
 S:保持率 95%以上 耐光性が非常に良好
 A:保持率 90~94% 耐光性が良好
 B:保持率 80~89% 耐光性が実用上問題ない
 C:保持率 50~79% 耐光性が悪い
 D:保持率 49%以下 耐光性が著しく悪い。
 <耐熱性>
 各蛍光体含有樹脂シートを青色LED素子に搭載した発光装置に20mAの電流を流してLEDチップを点灯させ、瞬間マルチ測光システム(MCPD-3000,大塚電子社製)を用いて、試験開始直後の相関色温度および輝度を測定した。その後、LEDチップを170℃で保持し、500時間経過後の輝度を同様にして測定して、下記式により輝度保持率を算出する事で耐熱性を評価した。なお、輝度保持率が高いほど、耐熱性に優れていることを表す。評価がB以上であれば実用上問題なく、A以上であれば実用上優れている。
 輝度保持率(II)(%)=(500時間経過後の輝度/試験開始直後の輝度)×100
 (小数点以下四捨五入)
 S:保持率 90%以上 耐熱性が非常に良好
 A:保持率 81~89% 耐熱性が良好
 B:保持率 50~80% 耐熱性が実用上問題ない
 C:保持率 49%以下 耐熱性が悪い。
 <平均粒子径>
走査型電子顕微鏡としてS4800(日立ハイテクノロジーズ製)を用い、加速電圧5kv、焦点距離 8.0mm、測定倍率 100000倍で、粒子を観測した。粒子の直径は、同じ面積を与える円の直径を粒子の直径とした。200個を観測し、その平均を使用した。
 次に、使用した材料を説明する。
<シリコーン樹脂>
 シリコーン樹脂1:OE6630(東レ・ダウコーニング(株)製) 
屈折率 1.53
 <金属酸化物粒子>
 金属酸化物粒子1:アルミナ粉末“TM-300” (大明化学工業(株)製)
          平均粒子径 7nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子2:シリカ粉末“Aerosil200”(日本アエロジル(株)製)
          平均粒子径 12nm 屈折率 1.48
 金属酸化物粒子3:アルミナ粉末“Aeroxide” (日本アエロジル(株)製)
          平均粒子径 13nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子4:アルミナ粉末“Nanotek”(シーアイ化成(株)製)
          平均粒子径 30nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子5:チタニア粉末“Nanotek”(シーアイ化成(株)製)
          平均粒子径 36nm 屈折率 2.62
 金属酸化物粒子6:アルミナ粉末“TM-DAR” (大明化学工業(株)製)
          平均粒子径 100nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子7:アルミナ粉末“AKP-50” (住友化学(株)製)
          平均粒子径 200nm 屈折率 1.76
          金属酸化物粒子8:アルミナ粉末“AKP-30” (住友化学(株)製)
                   平均粒子径 300nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子9:アルミナ粉末“AKP-20” (住友化学(株)製)
          平均粒子径 500nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子10:アルミナ粉末“AO-802” ((株)アドマテックス製)
          平均粒子径 700nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子11:アルミナ粉末“ALO-13PB” ((株)高純度化学製)
          平均粒子径 1000nm 屈折率 1.76
 金属酸化物粒子12:アルミナ粉末“A-50-K” (昭和電工(株)製)
          平均粒子径 1200nm 屈折率 1.76  。
 シリコーン微粒子は以下の方法で合成した。
 <シリコーン微粒子1>
 2L四つ口丸底フラスコに攪拌機、温度計、環流管、滴下ロートを取り付け、フラスコに、界面活性剤としてポリエーテル変性シロキサン“BYK333”(ビックケミー・ジャパン(株)製)を1ppm含む2.5%のアンモニア水2Lを入れ、300rpmで攪拌しつつ、オイルバスにて昇温した。内温50℃に到達したところで滴下ロートからメチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの混合物(23/77mol%)200gを30分かけて滴下した。そのままの温度で、さらに60分間撹拌を続けた後、酢酸(試薬特級)約5gを添加、撹拌混合した後、濾過を行った。濾過器上の生成粒子に水600mLを2回、メタノール200mLを1回添加し、濾過、洗浄を行った。濾過器上のケークを取り出し、解砕後、10時間かけて凍結乾燥することにより、白色粉末60gを得た。得られた粒子は、SEM(走査型電子顕微鏡)で観察したところほぼ同一の直径を有する球状微粒子であった。この粒子を断面TEM(透過型電子顕微鏡)で観察した結果、粒子内が単一構造の粒子であることが確認できた。
 <シリコーン微粒子2>
 2L四つ口丸底フラスコに攪拌機、温度計、環流管、滴下ロートを取り付け、フラスコに、界面活性剤としてポリエーテル変性シロキサン“BYK333” (ビックケミー・ジャパン(株)製)を7ppm含む2.5%のアンモニア水2Lを入れ、300rpmで攪拌しつつ、オイルバスにて昇温した。内温50℃に到達したところで滴下ロートからメチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの混合物(23/77mol%)200gを30分かけ滴下した。そのままの温度で、さらに60分間撹拌を続けた後、酢酸(試薬特級)約5gを添加、撹拌混合した後、濾過を行った。濾過器上の生成粒子に水600mLを2回、メタノール200mLを1回添加し、濾過、洗浄を行った。濾過器上のケークを取り出し、解砕後、10時間かけ凍結乾燥することにより、白色粉末40gを得た。得られた粒子は、SEMで観察したところほぼ同一の直径を有する球状微粒子であった。この粒子を断面TEMで観察した結果、粒子内が単一構造の粒子であることが確認できた。
 <シリコーン微粒子3>
 1L四つ口丸底フラスコに攪拌機、温度計、環流管、滴下ロートを取り付け、フラスコにpH12.5(25℃)の苛性ソーダ水溶液600gを入れ、300rpmで攪拌しつつ、オイルバスにて昇温した。内温50℃に到達したところで滴下ロートからメチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの混合物(23/77mol%)60gを20分かけて滴下した。そのままの温度で、さらに30分間撹拌を続けた後、中和剤として10%酢酸水溶液16.5gを添加、撹拌混合した後、濾過を行った。濾過器上の生成粒子に水300mLを3回、メタノール200mLを1回添加し、濾過、洗浄を行った。濾過器上のケークを取り出し、150℃、2時間乾燥すること白色粉末15gを得た。得られた粒子は、SEMで観察したところほぼ同一の直径である球状微粒子であった。この粒子を断面TEMで観察した結果、粒子内が単一構造の粒子であることが確認できた。
 <シリコーン微粒子4>
 2L四つ口丸底フラスコに攪拌機、温度計、環流管、滴下ロートを取り付け、フラスコに2.5%のアンモニア水2Lを入れ、300rpmで攪拌しつつ、オイルバスにて昇温した。内温50℃に到達したところで滴下ロートからメチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの混合物(23/77mol%)200gを30分かけ滴下した。そのままの温度で、さらに60分間撹拌を続けた後、酢酸(試薬特級)約5gを添加、撹拌混合した後、濾過を行った。濾過器上の生成粒子に水600mLを2回、メタノール200mLを1回添加し、濾過、洗浄を行った。濾過器上のケークを取り出し、解砕後、10時間かけ凍結乾燥することにより、白色粉末80gを得た。得られた粒子はSEMで観察したところほぼ同一の直径である球状微粒子であった。この粒子を断面TEMで観察した結果、粒子内が単一構造の粒子であることが確認できた。
 <シリコーン微粒子5>
 1L四つ口丸底フラスコに攪拌機、温度計、環流管、滴下ロートを取り付け、フラスコにpH12.5(25℃)の苛性ソーダ水溶液600gを入れ、280rpmで攪拌しつつ、オイルバスにて昇温した。内温50℃に到達したところで滴下ロートからメチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの混合物(23/77mol%)60gを20分かけ滴下した。そのままの温度で、さらに30分間撹拌を続けた後、中和剤として10%酢酸水溶液16.5gを添加、撹拌混合した後、濾過を行った。濾過器上の生成粒子に水300mLを3回、メタノール200mLを1回添加し、濾過、洗浄を行った。濾過器上のケークを取り出し、150℃、2時間乾燥することで、白色粉末13gを得た。得られた粒子はSEMで観察したところほぼ同一の直径である球状微粒子であった。この粒子を断面TEMで観察した結果、粒子内が単一構造の粒子であることが確認できた。
 <シリコーン微粒子6>
 1L四つ口丸底フラスコに攪拌機、温度計、環流管、滴下ロートを取り付け、フラスコにpH12.5(25℃)の苛性ソーダ水溶液600gを入れ、200rpmで攪拌しつつ、オイルバスにて昇温した。内温50℃に到達したところで滴下ロートからメチルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランの混合物(23/77mol%)60gを20分かけて滴下した。そのままの温度で、さらに30分間撹拌を続けた後、中和剤として10%酢酸水溶液16.5gを添加、撹拌混合した後、濾過を行った。濾過器上の生成粒子に水300mLを3回、メタノール200mLを1回添加し、濾過、洗浄を行った。濾過器上のケークを取り出し、150℃、2時間乾燥することで、白色粉末10gを得た。得られた粒子はSEMで観察したところほぼ同一の直径である球状微粒子であった。この粒子を断面TEMで観察した結果、粒子内が単一構造の粒子であることが確認できた。
 以下、実際に蛍光体シートの作成例および評価結果を説明する。材料の添加量を各表に示しているが、示した部数は質量部を意味する。
 (実施例1)
 ポリエチレン製容器に、シリコーン樹脂として“OE-6630A/B” (東レ・ダウコーニング社製)を100質量部、蛍光体として“NYAG-02”(Intematix社製:CeドープのYAG系蛍光体、比重:4.8g/cm)を600質量部、金属酸化物粒子(I)として金属酸化物粒子3を10質量部となるように秤量した。
 秤量したものは、遊星式撹拌・脱泡装置“マゼルスター”(登録商標)KK-400(クラボウ製)を用い、1000rpmで20分間撹拌・脱泡した後、希釈溶剤を用いて粘度を調整してシート作製用溶液を得た。スリットダイコーターを用いてシート作製用溶液を基材である“セラピール”(登録商標)BLK(東レフィルム加工株式会社製)上に塗布し、120℃で1.5時間加熱乾燥して平均膜厚約75μmの蛍光体含有樹脂シートを得た。
 得られた蛍光体含有樹脂シートについて上記のとおり引張試験を実施し、引張弾性率および引張破断点伸度の測定値を得た。結果を表1に示した。
 上記の方法で切断加工性を評価したところ、100個ともシートの割れなど不良がない良好な形状であった。
 前記切断加工された蛍光体含有樹脂シートは、1mm角のフリップチップタイプ青色LEDチップが実装された基板に対して、ダイボンドペースト“EN-4900GC”(日立化成工業株式会社製)を用いてLEDチップ表面に貼り付けた。100℃のホットプレート上で1分間加熱してダイボンドペーストを硬化させて、発光装置を得た。
 得られた発光装置について、上記の方法で輝度を評価したところ1.505cd/cmであった。色温度ばらつきを評価したところ、92Kと小さく良好であった。また、上記の方法で耐光性を評価したところ、輝度保持率(I)が95%となり、実用上問題ない結果が得られた。更に、上記の方法で耐熱性を評価したところ、輝度保持率(II)も83%となり、良好な結果が得られた。
 (実施例2~6)-金属酸化物粒子(I)の粒子径の影響-
 金属酸化物粒子(I)の種類を表1のとおりにする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。金属酸化物粒子(I)の平均粒子径が大きくなるほど引張弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、これに伴い色温度ばらつきが上昇する傾向にあったが、各実施例いずれも実用上問題ない範囲であった。実施例1~4は特に好ましい結果を示した。切断加工性および耐光性は各実施例いずれも良好であり、耐熱性も実用上問題ないレベル以上の結果が得られ、特に金属酸化物粒子(I)がアルミナである場合の耐熱性は良好であった。
 (実施例7~10)-蛍光体含有量の影響-
 蛍光体含有量を表1のとおりにする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。蛍光体含有量が多くなるほど耐光性、引張弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、これに伴い色温度ばらつきが上昇する傾向にあったが、各実施例いずれも実用上問題ない範囲であった。逆に蛍光体含有量が少なくなるほど輝度保持率(I)が小さくなる傾向にあったが、耐光性としてはいずれも問題ない範囲であった。切断加工性および耐熱性はいずれも良好であった。
 (実施例11~14)-金属酸化物粒子(I)の含有量の影響-
 金属酸化物粒子(I)の含有量を表2のとおりにする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性、色温度ばらつきおよび耐熱性は、各実施例いずれも実用上問題ない範囲であり、特に金属酸化物粒子(I)の含有量が3質量部以上20質量部以下の範囲にある実施例12~13は特に好ましい結果を示した。耐光性はいずれも良好であった。
 (実施例15~18)-膜厚の影響-
 蛍光体含有樹脂シートの膜厚を表2のとおりにする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性、色温度ばらつきおよび耐光性は各実施例いずれも良好であった。膜厚が大きくなるほど、耐熱性の指標である輝度保持率(II)が小さくなる傾向にあったが、耐熱性としてはいずれも実用上問題ない範囲であり、特に膜厚が20μm以上100μm以下の範囲にある実施例15~17の耐熱性は良好であった。
 (比較例1)
 金属酸化物粒子(I)の種類を表12に記載のとおりとする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例1と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたのは58個であり、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは243Kと大きかった。なお耐光性および耐熱性は正常に個片化および貼り付けができた試料を用いて評価した。
 (比較例2)
 金属酸化物粒子(I)の種類を表12に記載のとおりとする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例1と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたのは43個であり、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは293Kと大きかった。耐光性および耐熱性は正常に個片化および貼り付けができた試料を用いて評価した。
 (比較例3)
 金属酸化物粒子(I)を入れないこと以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例1と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたのは45個であり、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは284Kと大きかった。耐光性および耐熱性は正常に個片化および貼り付けができた試料を用いて評価した。
 (比較例4)
 蛍光体含有量を表12に記載のとおりとする以外は実施例1と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例1と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、100個とも割れなど不良が無く、色温度ばらつきも95Kと小さく良好であった。しかし、輝度保持率(I)が62%と悪く、耐光性に問題があった。
 (比較例5)
 蛍光体含有量を表12に記載のとおりとする以外は実施例1と同様の操作を行い、蛍光体含有樹脂シートを作製したが、ペーストがゲル化したため、シートを作製することができなかった。
 (実施例19)-2種類の金属酸化物粒子の混合-
 ポリエチレン製容器に、シリコーン樹脂として“OE-6630A/B” (東レ・ダウコーニング社製)を100質量部、蛍光体として“NYAG-02”(Intematix社製:CeドープのYAG系蛍光体、比重:4.8g/cm)を600質量部、金属酸化物粒子(I)として金属酸化物粒子3を10質量部、金属酸化物粒子(II)として金属酸化物粒子9を6質量部となるように秤量した。
 秤量したものは、遊星式撹拌・脱泡装置“マゼルスター”(登録商標)KK-400(クラボウ製)を用い、1000rpmで20分間撹拌・脱泡した後、希釈溶剤を用いて粘度を調整してシート作製用溶液を得た。スリットダイコーターを用いてシート作製用溶液を基材である“セラピール”(登録商標)BLK(東レフィルム加工株式会社製)上に塗布し、120℃で1.5時間加熱乾燥して平均膜厚約75μmの蛍光体含有樹脂シートを得た。
 得られた蛍光体含有樹脂シートについて上記のとおり引張試験を実施し、引張弾性率および引張破断点伸度の測定値を得た。結果を表3に示した。
 上記の方法で切断加工性を評価したところ、100個ともシートの割れなど不良がない良好な形状であった。
 前記切断加工された蛍光体含有樹脂シートは、1mm角のフリップチップタイプ青色LEDチップが実装された基板に対して、ダイボンドペースト“EN-4900GC”(日立化成工業株式会社製)を用いてLEDチップ表面に貼り付けた。100℃のホットプレート上で1分間加熱してダイボンドペーストを硬化させて、発光装置を得た。
 得られた発光装置について、上記の方法で輝度を評価したところ1.550cd/cmと良好であった。色温度ばらつきを評価したところ、90Kと小さく良好であった。また、上記の方法で耐光性を評価したところ、輝度保持率(I)が95%と非常に良好な結果が得られた。更に、上記の方法で耐熱性を評価したところ、輝度保持率(II)も83%と良好な結果が得られた。
 (実施例20~24)-2種類の金属酸化物粒子の混合。金属酸化物粒子(I)粒子径の影響-
 金属酸化物粒子(I)の種類を表3のとおりにして、実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。金属酸化物粒子(I)の平均粒子径が大きくなるほど弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、これに伴い色温度ばらつきが上昇する傾向にあったが、各実施例いずれも実用上で問題ない範囲であった。実施例19~22は特に好ましい結果を示した。輝度、切断加工性はいずれも良好であり、耐光性はいずれも非常に良好であった。耐熱性も実用上問題ないレベル以上の結果が得られ、特に金属酸化物粒子(I)がアルミナである場合の耐熱性は良好であった。
 (実施例25~28)-2種類の金属酸化物粒子の混合。蛍光体含有量の影響-
 蛍光体含有量を表3のとおりにする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。蛍光体含有量が多くなるほど輝度、耐光性、弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、これに伴い色温度ばらつきが上昇する傾向にあったが、各実施例いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。逆に蛍光体含有量が少なくなるほど輝度保持率(I)が小さくなる傾向にあったが、輝度、耐光性としてはいずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。切断加工性および耐熱性はいずれも良好であった。
 (実施例29~32)-2種類の金属酸化物粒子の混合。金属酸化物粒子(I)含有量の影響-
 金属酸化物粒子(I)含有量を表4のとおりにする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性、色温度ばらつき、および耐熱性は各実施例いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であり、特に金属酸化物粒子(I)の含有量が樹脂100質量部に対して3質量部以上20質量部以下の範囲にある実施例30~31は特に好ましい結果を示した。輝度はいずれも良好であり、耐光性はいずれも非常に良好であった。
 (実施例33~36)-2種類の金属酸化物粒子の混合。膜厚の影響-
 蛍光体含有樹脂シートの膜厚を表4のとおりにする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性および色温度ばらつきはいずれも良好であり、耐光性はいずれも非常に良好であった。膜厚が大きくなるほど輝度は向上し、輝度保持率(II)は小さくなる傾向にあったが、耐熱性としてはいずれも実用上問題ないレベル以上の結果であり、特に膜厚が20μm以上100μm以下の範囲にある実施例33~35の耐熱性は良好であった。一方、膜厚が小さくなるほど輝度が小さくなる傾向があったが、各実施例いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。
 (実施例37~39)-2種類の金属酸化物粒子の混合。金属酸化物粒子(II)の粒径の影響-
金属酸化物粒子(II)の種類を表5のとおりにする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性、色温度ばらつきおよび耐熱性は各実施例いずれも良好であり、耐光性はいずれも非常に良好であった。金属酸化物粒子(II)の平均粒子径が大きくなるほど輝度が小さくなる傾向にあったが、いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であり、特に金属酸化物粒子(II)の平均粒子径が300nm以上800nm以下の範囲にある実施例37~38の輝度は良好であった。
 (実施例40~42)-2種類の金属酸化物粒子の混合。金属酸化物粒子(II)の含有量の影響-
 金属酸化物粒子(II)の含有量を表5のとおりにする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性、色温度ばらつきおよび耐熱性は各実施例いずれも良好であり、耐光性はいずれも非常に良好であった。金属酸化物粒子(II)の含有量によっては輝度が小さくなる傾向にあったが、いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であり、特に金属酸化物粒子(II)の含有量が蛍光体100質量部に対して1質量部以上5質量部以下の範囲にある実施例41の輝度は良好であった。
 (比較例6~7)
 金属酸化物粒子(I)および金属酸化物粒子(II)の種類と濃度を表13に記載のとおりとする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例19と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたものが少なく、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは大きかった。輝度、耐光性および耐熱性は正常に個片化および貼り付けができたシートを用いて評価した。
 (比較例8)
 蛍光体含有量、金属酸化物粒子(I)および金属酸化物粒子(II)の種類と濃度を表13に記載のとおりとする以外は実施例19と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性及び耐熱性評価を行った。実施例19と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、100個とも割れなど不良が無く、色温度ばらつきも98Kと小さく良好であった。しかし、輝度保持率(I)が61%と悪く、耐光性に問題があった。
 (比較例9)
 蛍光体含有量、金属酸化物粒子(I)および金属酸化物粒子(II)の種類と濃度を表13に記載のとおりとする以外は実施例19と同様の操作を行い、蛍光体含有樹脂シートを作製したが、ペーストがゲル化したため、シートを作製することができなかった。
 (実施例43)-シリコーン微粒子添加-
 ポリエチレン製容器に、シリコーン樹脂として“OE-6630A/B”を100質量部、蛍光体として“NYAG-02”(Intematix社製:CeドープのYAG系蛍光体、比重:4.8g/cm)を600質量部、シリコーン微粒子1を45質量部、金属酸化物粒子(I)として金属酸化物粒子3を10質量部となるように秤量した。
 秤量したものは、遊星式撹拌・脱泡装置“マゼルスター”(登録商標)KK-400(クラボウ製)を用い、1000rpmで20分間撹拌・脱泡した後、希釈溶剤を用いて粘度を調整してシート作製用溶液を得た。スリットダイコーターを用いてシート作製用溶液を基材である“セラピール”(登録商標)BLK(東レフィルム加工株式会社製)上に塗布し、120℃で1.5時間加熱乾燥して平均膜厚約75μmの蛍光体含有樹脂シートを得た。
 得られた蛍光体含有樹脂シートについて上記のとおり引張試験を実施し、引張弾性率および引張破断点伸度の測定値を得た。結果を表6に示した。
 上記の方法で切断加工性を評価したところ、100個ともシートの割れなど不良がない良好な形状であった。
 前記切断加工された蛍光体含有樹脂シートは、1mm角のフリップチップタイプ青色LEDチップが実装された基板に対して、ダイボンドペースト“EN-4900GC”(日立化成工業株式会社製)を用いてLEDチップ表面に貼り付けた。100℃のホットプレート上で1分間加熱してダイボンドペーストを硬化させて、発光装置を得た。
 得られた発光装置について、上記の方法で色温度ばらつきを評価したところ、42Kと非常に小さく非常に良好であった。そして、上記の方法で輝度を評価したところ、輝度が1.547cd/cmと高く良好であった。また、上記の方法で耐光性を評価したところ、輝度保持率(I)が95%と非常に良好な結果が得られた。更に、上記の方法で耐熱性を評価したところ、輝度保持率(II)が83%と良好な結果が得られた。
 (実施例44~47)-シリコーン微粒子添加。シリコーン微粒子添加量の効果-
 シリコーン微粒子の濃度を表6に記載のとおりにする以外は実施例43と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。シリコーン微粒子の濃度が低くなるほど弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、さらにやや輝度が低下する傾向にあったが、各実施例いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。特にシリコーン微粒子の含有量がシリコーン樹脂100質量部に対して10~50質量部の範囲にある実施例43~46は良好な結果であり、前記含有量が30~50質量部の範囲にある実施例43~44は特に好ましい結果であった。切断加工性および耐熱性はいずれも良好であり、耐光性はいずれも非常に良好であった。
 (実施例48~52)-シリコーン微粒子添加。シリコーン微粒子の粒子径による影響-
 シリコーン微粒子の種類を表7に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性および耐熱性は各実施例いずれも良好であり、色温度ばらつきおよび耐光性はいずれも非常に良好であった。シリコーン微粒子の粒子径が大きくなるほど弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、これに伴い色温度ばらつきが上昇する傾向にあったが、いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。また、シリコーン微粒子の粒子径によっては輝度がやや低下する傾向にあったが、いずれも本発明の効果を奏する上で問題ないレベル以上の結果であった。特に、シリコーン微粒子の平均粒子径が0.1μm以上2.0μm以下である実施例48~51は好ましい結果を示し、前記平均粒子径が0.5μm以上1.5μm以下である実施例49および50は特に好ましい結果を示した。
 (実施例53~56)-シリコーン微粒子添加。金属酸化物粒子(I)添加量の効果-
 金属酸化物粒子(I)の濃度を表8に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、輝度、色温度ばらつき、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性および耐熱性は各実施例いずれも良好であり、色温度ばらつきおよび耐光性はいずれも非常に良好であった。金属酸化物粒子(I)の濃度が低くなるほど弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、さらにやや輝度が低下する傾向にあったが、いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。特に、金属酸化物粒子(I)の含有量がシリコーン樹脂100質量部に対し3質量部以上30質量部以下の範囲にある実施例53~55は好ましい結果を示した。
 (実施例57-60)-シリコーン微粒子添加。蛍光体含有量の影響-
 蛍光体の濃度を表9に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。色温度ばらつきは各実施例いずれも非常に良好であり、切断加工性および輝度はいずれも良好であり、耐光性および耐熱性はいずれも実用上問題ないレベル以上の結果が得られた。蛍光体の濃度が高くなるほど弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、また、逆に蛍光体の濃度が低くなるほど耐光性がやや低下する傾向にあったが、いずれも本発明の効果を奏する上で問題ないレベル以上の結果であった。
 (実施例61-64)-シリコーン微粒子添加。膜厚の影響-
 膜厚を表10に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性および輝度は各実施例いずれも良好であり、色温度ばらつきおよび耐光性はいずれも非常に良好であった。膜厚が大きくなるほど輝度保持率(II)が小さくなる傾向にあったが、耐熱性としてはいずれも実用上問題ないレベル以上の結果であり、特に膜厚が20μm以上100μm以下の範囲にある実施例61~63の耐熱性は良好であった。
 (実施例65~69)-シリコーン微粒子添加。金属酸化物粒子(I)の粒子径の影響-
 金属酸化物粒子(I)の種類を表11に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作ならびに切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。切断加工性および輝度は各実施例いずれも良好であり、色温度ばらつきおよび耐光性はいずれも非常に良好であった。耐熱性も実用上問題ないレベル以上の結果が得られ、特に金属酸化物粒子(I)がアルミナである場合の耐熱性は良好であった。金属酸化物粒子(I)の平均粒子径が大きくなるほど弾性率が高く、引張破断点伸度が小さくなる傾向にあり、これに伴い色温度ばらつきが上昇する傾向にあったが、いずれも実用上問題ないレベル以上の結果であった。
 (比較例10)
 金属酸化物粒子(I)を入れないこと以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例45と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたのは62個であり、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは245Kと非常に大きかった。輝度測定、耐光性および耐熱性は、正常に個片化および貼り付けができたシートを用いて評価したが、輝度は1.507cd/cmと低下してしまった。
 (比較例11)
 蛍光体の濃度を表14に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例45と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、輝度保持率(I)が68%となり、耐光性が大きく低下してしまった。
 (比較例12)
 蛍光体含有量を表14に記載のとおりとする以外は実施例45と同様の操作を行い、蛍光体含有樹脂シートを作製したが、ペーストがゲル化したため、シートを作製することができなかった。
 (比較例13)
 金属酸化物粒子(I)の種類を表14に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例43と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたのは54個であり、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは268Kと非常に大きかった。なお、輝度、耐光性および耐熱性は、正常に個片化および貼り付けができた試料を用いて評価した。
 (比較例14)
 金属酸化物粒子(I)の種類を表14に記載のとおりにする以外は実施例45と同様の操作を行い、切断加工性、色温度ばらつき、輝度、耐光性および耐熱性の評価を行った。実施例43と同様にして蛍光体含有樹脂シートを個片化したが、正常に個片化できたのは71個であり、残りの蛍光体含有樹脂シートには割れが生じた。個片化した蛍光体含有樹脂シートを青色LEDに貼り付ける際にも割れが発生し、色温度ばらつきは205Kと非常に大きかった。なお、輝度、耐光性および耐熱性は、正常に個片化および貼り付けができた試料を用いて評価した。
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Claims (30)

  1. 蛍光体、樹脂および平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)を含み、前記樹脂100質量部に対する前記蛍光体の含有量が250~1000質量部である蛍光体含有樹脂シート。
  2. 前記金属酸化物粒子(I)の含有量が、前記樹脂100質量部に対して1~30質量部である請求項1記載の蛍光体含有樹脂シート。
  3. さらに平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)を含む請求項1記載の蛍光体含有樹脂シート。
  4. 前記金属酸化物粒子(I)の含有量が、前記樹脂100質量部に対して1~30質量部であり、前記金属酸化物粒子(II)の含有量が、前記樹脂100質量部に対して0.01~20質量部である請求項3記載の蛍光体含有樹脂シート。
  5. 前記金属酸化物粒子(II)と、前記樹脂との屈折率の差が0.06以上であることを特徴とする請求項3または4に記載の蛍光体含有樹脂シート。
  6. さらにシリコーン微粒子を含む請求項1~5いずれかに記載の蛍光体含有樹脂シート。
  7. 前記シリコーン微粒子の平均粒子径が、0.1~2μmである請求項6に記載の蛍光体含有樹脂シート。
  8. 前記シリコーン微粒子の含有量が、前記樹脂100質量部に対して5~50質量部である請求項6または7に記載の蛍光体含有樹脂シート。
  9. 金属酸化物粒子(I)がアルミナを含有するものである請求項1~8いずれかに記載の蛍光体含有樹脂シート。
  10. 前記蛍光体含有樹脂シートの膜厚が、20~150μmである請求項1~9のいずれかに記載の蛍光体含有樹脂シート。
  11. 前記蛍光体含有樹脂シートの引張弾性率が、300~1000MPaである請求項1~10のいずれかに記載の蛍光体含有樹脂シート。
  12. 前記蛍光体含有樹脂シートの引張破断点伸度が、5~30%である請求項1~11のいずれかに記載の蛍光体含有樹脂シート。
  13. 前記樹脂がシリコーン樹脂を含む請求項1~12のいずれかに記載の蛍光体含有樹脂シート。
  14. 請求項1~13いずれかの蛍光体含有樹脂シートがLED発光素子に貼り付けられている発光装置。
  15. 請求項1~14いずれかの蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子に貼り付ける工程を有する発光装置の製造方法。
  16. 前記蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子への貼り付ける工程の前に、前記蛍光体含有樹脂シートを個片に切断する工程を有する請求項15記載の発光装置の製造方法。
  17. 前記蛍光体含有樹脂シートを個片に切断すると同時に、基材に対し、所望の厚みのところまで溝をつける請求項16記載の発光装置の製造方法。
  18. 前記LED発光素子が、ウェハレベルのLED発光素子である請求項15~17いずれかに記載の発光装置の製造方法。
  19. 前記蛍光体含有樹脂シートを、ウェハレベルのLED発光素子に貼り付ける工程の後、ウェハのダイシングと同時に一括して切断する工程を有する請求項18記載の発光装置の製造方法。
  20. 蛍光体、樹脂および金属酸化物粒子を混合する工程を有する蛍光体層作製用の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法であって、前記の混合される金属酸化物粒子が、少なくとも平均粒子径が10~200nmの金属酸化物粒子(I)であり、前記樹脂100質量部に対する前記蛍光体の含有量が250~1000質量部である蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  21. 前記金属酸化物粒子(I)の含有量が、前記樹脂100質量部に対して1~30質量部である請求項20記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法
  22. 混合される金属酸化物粒子が、さらに平均粒子径が300~1000nmの金属酸化物粒子(II)を含む請求項20に記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  23. 前記金属酸化物粒子(I)の含有量が、前記樹脂100質量部に対して1~30質量部であり、前記金属酸化物粒子(II)の含有量が、前記樹脂100質量部に対して0.01~20質量部である請求項22記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  24. 前記金属酸化物粒子(II)と、前記樹脂との屈折率の差が0.06以上であることを特徴とする請求項22または23に記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  25. 前記混合される工程ではさらにシリコーン微粒子が混合される請求項20~24いずれかに記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  26. 前記シリコーン微粒子の平均粒子径が、0.1~2μmである請求項25に記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  27. 前記シリコーン微粒子の混合量が、前記樹脂100質量部に対して5~50質量部である請求項25または26に記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  28. 金属酸化物粒子(I)がアルミナを含有するものである請求項20~27いずれかに記載の蛍光体分散樹脂組成物の製造方法。
  29. 前記請求項20~28いずれかの方法で蛍光体分散樹脂組成物を製造し、その後蛍光体分散樹脂組成物を基材上に塗布し、乾燥させることを特徴とする蛍光体含有樹脂シートの製造方法。
  30. 請求項29の方法で蛍光体含有樹脂シートを製造した後、前記蛍光体含有樹脂シートをLED発光素子へ貼り付ける工程を有する発光装置の製造方法。
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