專利名稱：熒光體高填充波長變換片、使用該波長變換片的發(fā)光半導(dǎo)體裝置的制造方法及該發(fā)光半 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有熒光體的波長變換片，尤其涉及通過將波長變換片配置于LED元件的芯片表面且接著將該波長變換片固化而被覆所述元件，從而可變換來自LED的藍(lán)色光或紫外光的波長的波長變換片、使用該波長變換片的發(fā)光裝置的制造方法、以及發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
已知在發(fā)光二極管(LED)的領(lǐng)域內(nèi)為了波長變換而使用熒光體(專利文獻(xiàn)I)。由于硅樹脂顯示出優(yōu)異的耐光性，其作為用于密封和保護(hù)LED元件的被覆材料而受到關(guān)注(專利文獻(xiàn)2)。此外，還公開了ー種含有低濃度熒光體的硅樹脂片(專利文獻(xiàn)3)。一般情況下，在白色LED中，通過用含有分散熒光體的硅樹脂或環(huán)氧樹脂來被覆LED芯片的方法,使突光體分散于所述芯片附近，從而使藍(lán)色光變換為偽白色光(pseudowhite light)。但是，如果熒光體在樹脂層中的分散不均勻或存在偏差，則容易發(fā)生色位移，因此為了產(chǎn)生均一的白色光而需要確保將熒光體均一地分散于被覆樹脂層中。作為結(jié)果，雖然探討著絲網(wǎng)印刷法以及通過使熒光體沉淀而使所述熒光體均一地分散于被覆樹脂層的下層附近的方法，但這些方法還是存在制造エ序復(fù)雜以及穩(wěn)定性不充分等問題。因此，仍在尋求將熒光體容易且均一地分散于芯片表面附近的技木。作為其解決方案，雖然波長變換片被實(shí)用化，但由于以往的波長變換片僅含有少量熒光體，所以變換效率尚不充分。此外，在LED等中，對于被覆LED元件的樹脂層也需要高水平的耐熱性和耐紫外線性等。最好能夠利用現(xiàn)有的制造設(shè)備來形成上述樹脂層。專利文獻(xiàn)I JP 2005-524737A 專利文獻(xiàn) 2:JP 2010-202801A 專利文獻(xiàn) 3:JP 2009-235368A。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供ー種能夠?qū)晒怏w大量且容易地均一分散于LED元件表面附近的突光體高填充波長變換片(wavelength conversion sheet filled with a largeamount of phosphor)。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供ー種使用上述波長變換片來制造產(chǎn)生穩(wěn)定且均一的白色光或日光的發(fā)光裝置的方法、以及發(fā)光裝置。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方面提供:
熒光體高填充波長變換片，該波長變換片包括:
由熱固性樹脂組合物形成的層，其含有100質(zhì)量份的樹脂成分和100 2000質(zhì)量份的球形度0.7 1.0的粒子的比例為全部粒子的60%以上的粒子狀熒光體，且在未固化狀態(tài)下于常溫為塑性固體或半固體狀態(tài)，其中，
所述熒光體的平均粒徑為由所述熱固性樹脂組合物形成的層的厚度的60%以下，且所述熒光體的最大粒徑為由所述熱固性樹脂組合物形成的層的厚度的90%以下。
本發(fā)明的第二方面提供:
具有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置的制造方法，該方法包括在所述LED元件的表面上配置上述波長變換片，通過對該波長變換片加熱使其固化從而用含熒光體的固化樹脂層來被覆該LED元件。本發(fā)明的第三方面提供:
使用上述制造方法得到的具有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的熱固性樹脂片由于在未固化狀態(tài)下為固體或半固體，處理性和操作性良好，因此所述樹脂片能夠容易地疊層且粘接于LED芯片表面。此外，由于所述樹脂片在其未固化狀態(tài)下為固體或半固體，被填充的熒光體于保管中不發(fā)生分離或沉降，意味著能夠穩(wěn)定地形成其中均一地分散有熒光體的樹脂層。將含熒光體的熱固性樹脂片貼附于LED元件上，使其固化后，在頂部澆鑄透明樹脂來密封該結(jié)構(gòu)體。使用諸如芯片焊接安裝機(jī)(diebond mounter)的常規(guī)安裝裝置就能將熱固性樹脂片容易地疊層且粘接于LED芯片表面。之后，使所述疊層的組合物片固化，能夠以均一的層厚高效并穩(wěn)定地形成其中均一地分散有熒光體的固化樹脂層。此外，在所得的熒光體樹脂層中，由于均一地分散有熒光體，因此不易發(fā)生色位移，演色性(color rendering property)良好。
具體實(shí)施例方式以下，對本發(fā)明的波長變換片加以詳細(xì)說明。在以下的記載中，Me表示甲基、Et表示こ基、Ph表示苯基、及Vi表示こ烯基。1.熒光體高填充波長變換片
本發(fā)明的波長變換片包含由熱固性樹脂組合物形成的層，其含有100質(zhì)量份的樹脂成分和100 2000質(zhì)量份的粒子狀熒光體，并且在未固化狀態(tài)下于常溫為塑性固體或半固體狀態(tài)。這里，用語“常溫”是指在通常狀態(tài)下的環(huán)境溫度，一般為15 30°C的范圍的溫度，典型地為25°C。用語“半固體”是指具有塑性且在成形為特定形狀時(shí)至少在I小時(shí)、優(yōu)選在8小時(shí)以上能保持其形狀的物質(zhì)的狀態(tài)。例如，于常溫具有非常高的粘度的流動(dòng)性物質(zhì)，雖然其本質(zhì)上顯示流動(dòng)性，但是當(dāng)非常高的粘度意味著在至少I小時(shí)的短時(shí)間內(nèi)對于所賦予的形狀目測未能確定變化(如坍塌)吋，該物質(zhì)被認(rèn)為是半固體狀態(tài)。上述熱固性樹脂組合物在常溫下為上述塑性固體或半固體狀態(tài)，但通過加熱在約50°C以上的溫度下開始固化。然而，產(chǎn)生下述現(xiàn)象，其中所述組合物受到加熱首先軟化，固體狀態(tài)的組合物變?yōu)槁燥@流動(dòng)性的狀態(tài)，半固體狀態(tài)的組合物變?yōu)榱鲃?dòng)性略微提高的狀態(tài)。然后，粘度再度上升，所述組合物固體化(固化)。<熱固性樹脂組合物>
構(gòu)成本發(fā)明的波長變換片的層由熱固性樹脂組合物形成。該組合物含有樹脂成分和熒光體。a.樹脂成分
本發(fā)明中使用的熱固性樹脂組合物的實(shí)例，包括熱固性環(huán)氧樹脂組合物、熱固性硅樹脂組合物、以及含有硅樹脂和環(huán)氧樹脂作為樹脂成分的熱固性混合樹脂組合物。樹脂成分的種類根據(jù)這些組合物的各種類而有所不同。相對于每100質(zhì)量份的樹脂成分，所述組合物包含100 2000質(zhì)量份的粒子狀熒光體。
-熱固性環(huán)氧樹脂組合物:
熱固性環(huán)氧樹脂組合物一般包含環(huán)氧樹脂、固化劑和固化促進(jìn)劑。在這種組合物的情形，環(huán)氧樹脂和固化劑構(gòu)成樹脂成分?！?環(huán)氧樹脂:
環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括雙酚型環(huán)氧樹脂、甲酚線型酚醛型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、脂肪族型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、芳烷基型環(huán)氧樹脂、以及具有異氰脲酸骨架的環(huán)氧樹脂。1-固化劑:
可使用的固化·劑的實(shí)例包括酸酐、各種酚醛樹脂、以及各種胺化合物。 固化促進(jìn)劑:
固化促進(jìn)劑的實(shí)例包括季鱗鹽、有機(jī)膦、叔胺化合物、以及咪唑類。其中，含有三嗪衍生的環(huán)氧樹脂、酸酐及固化促進(jìn)劑的熱固性環(huán)氧樹脂組合物顯示出優(yōu)異的耐熱性和耐光性，因此尤其期待作為環(huán)氧樹脂組合物。再者，含有耐光耐熱性優(yōu)異的脂環(huán)式環(huán)氧樹脂或具有異氰脲酸骨架的環(huán)氧樹脂、以及酸酐的組合物，其在50 100°C左右的溫度下反應(yīng)而引起B(yǎng)階段化(B-staging)，然后在其中高填充熒光體而成的組合物也是優(yōu)選的。-熱固性硅樹脂組合物:
可用作熱固性硅樹脂組合物的組合物的實(shí)例包括:尤其是，加成固化型硅樹脂組合物，其包含具有烯基的有機(jī)聚硅氧烷、有機(jī)氫聚硅氧烷和硅氫化催化劑；以及，縮合固化型硅樹脂組合物，其包含具有烷氧基甲硅烷基和/或羥基甲硅烷基的有機(jī)聚硅氧烷和縮合催化齊U。在加成固化型硅樹脂組合物的情形，具有烯基的有機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)氫聚硅氧烷構(gòu)成樹脂成分。代表性且優(yōu)選的加成固化型硅樹脂組合物的實(shí)例為下述組合物。一種組合物，其含有:
(A)具有樹脂結(jié)構(gòu)的有機(jī)聚硅氧烷，其實(shí)質(zhì)上由R1SiOu單元、R22SiO單元及R3aR4bSiO(4_a_b)/2單元組成(其中，R1、R2及R3各自獨(dú)立地表示甲基、こ基、丙基、環(huán)己基或苯基，R4表示こ烯基或烯丙基，a表示O、I或2, b表示I或2,條件是a+b為2或3),并且包括上述R22SiO単元的至少一部分以連續(xù)重復(fù)序列的形式連接、該重復(fù)序列中的単元數(shù)目為5 300個(gè)的結(jié)構(gòu)；
(B)具有樹脂結(jié)構(gòu)的有機(jī)氫聚硅氧烷，其實(shí)質(zhì)上由R1SiOu單元、R22SiO単元及R3cHdS i0(4-c-d)/2單元組成(其中，R1、R2及R3各自獨(dú)立地如上述定義，c表示O、I或2，d表示I或2，條件是c+d為2或3)，并且包括上述R22SiO単元的至少一部分以連續(xù)重復(fù)序列的形式連接、該重復(fù)序列中的単元數(shù)目為5 300個(gè)的結(jié)構(gòu):該有機(jī)氫聚硅氧烷的量的條件是，使得(B)成分中的硅原子上所鍵合的氫原子相對于(A)成分中的こ烯基或烯丙基的摩爾比為0.1 4.0;以及
(C)有效固化量的鉬族金屬系催化劑。通過將上述熱固性硅樹脂組合物固化所得到的固化物層雖為硬質(zhì)樹脂但顯示出優(yōu)異的撓性，表面發(fā)黏(surface tack)少，而且具有即使利用以往的成型裝置也能夠容易地成型的優(yōu)點(diǎn)。
用來填充于上述硅樹脂或環(huán)氧樹脂的熒光體中，全體的60%以上的熒光體粒子具有球形度為0.7 1.0的粒子形狀，熒光體的最大粒徑為膜厚度的90%以下。熒光體高填充熱固性樹脂片，含有ー種以上的熒光體，其中相對于100質(zhì)量份的固化性樹脂，熒光體的總含量為100 2000質(zhì)量份，且在未固化狀態(tài)下于常溫為塑性固體或半固體狀態(tài)。本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置的制造方法，該方法包括將由上述含有熒光體的熱固化樹脂層形成的熱固性樹脂片配置于LED元件的表面，將該樹脂片加熱固化來被覆所述LED元件的表面。進(jìn)ー步，本發(fā)明還提供ー種使用上述方法得到的、具有用至少含熒光體的樹脂層被覆的LED元件的發(fā)光裝置。對上述熱固性硅樹脂組合物的成分依次加以說明。 - (A)具有樹脂結(jié)構(gòu)的有機(jī)聚硅氧烷-
具有樹脂結(jié)構(gòu)(即，三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))的有機(jī)聚硅氧烷，作為本發(fā)明組合物的重要成分(A)起作用，由R1SiOh5単元、R22SiO單元及R3aR4bSi0(4_a_b)/2單元組成(其中，R1、R2及R3各自表不甲基、こ基、丙基、環(huán)己基或苯基，R4表不こ稀基或稀丙基，a表不O、I或2，b表不I或2，條件是a+b為2或3)，并且包括上述R22SiO単元的至少一部分以連續(xù)重復(fù)序列的形式連接、該重復(fù)序列中的單元數(shù)目為5 300個(gè)、優(yōu)選10 300個(gè)、更優(yōu)選15 200個(gè)、最優(yōu)選20 100個(gè)的部分結(jié)構(gòu)。上述R22SiO単元的至少一部分以連續(xù)重復(fù)序列的形式連接且該重復(fù)序列中的單元數(shù)目為5 300個(gè)的結(jié)構(gòu)，是指由下述通式(I)表示的直鏈狀ニ有機(jī)聚硅氧烷鏈結(jié)構(gòu)，
權(quán)利要求
1.光體高填充波長變換片，該波長變換片包括: 由熱固性樹脂組合物形成的層，其含有100質(zhì)量份的樹脂成分和100 2000質(zhì)量份的球形度0.7 1.0的粒子的比例為全部粒子的60%以上的粒子狀熒光體，且在未固化狀態(tài)下于常溫為塑性固體或半固體狀態(tài)，其中， 所述熒光體的平均粒徑為由所述熱固性樹脂組合物形成的層的厚度的60%以下，且所述熒光體的最大粒徑為由所述熱固性樹脂組合物形成的層的厚度的90%以下。
2.利要求1所述的熒光體高充填波長變換片，其中，所述熱固性樹脂組合物為熱固性硅樹脂組合物、熱固性環(huán)氧樹脂組合物、或熱固性有機(jī)硅-環(huán)氧混合樹脂組合物。
3.利要求1所述的熒光體高充填波長變換片，其中，所述由熱固性樹脂組合物形成的層的厚度為10 100 Ii m。
4.利要求2所述的熒光體高充填波長變換片，其中，所述由熱固性樹脂組合物形成的層的厚度為10 100 Ii m。
5.有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置的制造方法，該方法包括在LED元件的表面上配置權(quán)利要求1所述的波長變換片，通過對該波長變換片加熱使其固化，從而用含熒光體的固化樹脂層來被覆該LED元件。
6.有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置的制造方法，該方法包括在LED元件的表面上配置權(quán)利要求2所述的波長變換片，通過對該波長變換片加熱使其固化，從而用含熒光體的固化樹脂層來被覆該LED元件。
7.有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置的制造方法，該方法包括在LED元件的表面上配置權(quán)利要求3所述的波長變換片，通過對該波長變換片加熱使其固化，從而用含熒光體的固化樹脂層來被覆該LED元件。
8.有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置的制造方法，該方法包括在LED元件的表面上配置權(quán)利要求4所述的波長變換片，通過對該波長變換片加熱使其固化，從而用含熒光體的固化樹脂層來被覆該LED元件。
9.用權(quán)利要求5 8中任一項(xiàng)所述的方法得到的具有被覆LED元件的發(fā)光光學(xué)半導(dǎo)體裝置。
全文摘要
一種能夠?qū)晒怏w大量且容易地均一分散于LED元件表面附近的熒光體高填充波長變換片。具體地，該變換片包括由熱固性樹脂組合物形成的層，其含有100質(zhì)量份的樹脂成分和100～2000質(zhì)量份的球形度0.7～1.0的粒子的比例為全部粒子的60%以上的粒子狀熒光體，且在未固化狀態(tài)下于常溫為塑性固體或半固體狀態(tài)，其中，所述熒光體的平均粒徑為由所述熱固性樹脂組合物形成的層的厚度的60%以下，且所述熒光體的最大粒徑為由所述熱固性樹脂組合物形成的層的厚度的90%以下。
文檔編號C08L83/04GK103094460SQ201210440428
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者鹽原利夫, 柏木努, 若尾幸 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會社