專利名稱：發(fā)光二極管密封材料和發(fā)光二極管裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管密封材料和使用發(fā)光二極管密封材料的發(fā)光二極管裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為能發(fā)出高能量的光的發(fā)光裝置，已知有白色發(fā)光裝置。在白色發(fā)光裝置中，例如設(shè)有發(fā)出藍色光的LED (發(fā)光二極管)和能夠?qū)⑺{色光轉(zhuǎn)換成黃色光的被覆LED 的熒光體層，白色發(fā)光裝置通過將由LED發(fā)出的藍色光和藍色光被熒光體層轉(zhuǎn)換得到的黃色光混色來發(fā)出高能量的白色光。作為這種發(fā)光裝置，例如提出了一種照明光源，其包括具有反射框的印刷電路基板；安裝在該基板的反射框內(nèi)的多個藍色系半導體發(fā)光元件；填充到反射框內(nèi)的、將吸收來自半導體發(fā)光元件的藍色系的光而發(fā)出黃色系的光的熒光體分散保持的透明性的樹脂； 以及在該樹脂上以凸透鏡狀層疊的、分散保持上述熒光體的透明性的樹脂(例如參照日本特開2001-148514號公報(圖7))。

發(fā)明內(nèi)容
然而，為了制造日本特開2001-148514號的照明光源，首先，在具有反射框的印刷電路基板上搭載半導體元件，然后用樹脂將反射框內(nèi)密封，此后，在密封的樹脂上層疊另行形成為凸透鏡狀的樹脂。因此，操作工序多，另外，要求透鏡的定位精度，因而存在制造成本增高這一不利情況。本發(fā)明的目的在于提供能夠以較少的操作工序簡易且高精度地制造發(fā)光二極管裝置的發(fā)光二極管密封材料、以及使用該發(fā)光二極管密封材料的發(fā)光二極管裝置的制造方法。本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料的特征在于，其包括發(fā)光二極管密封層和層疊在前述發(fā)光二極管密封層上的透鏡成形層。這種發(fā)光二極管密封材料可以在由發(fā)光二極管密封層來密封發(fā)光二極管的同時由透鏡成形層來成形透鏡。即，根據(jù)這種發(fā)光二極管密封材料，將發(fā)光二極管密封之后不需要設(shè)置透鏡，因此可以以較少的操作工序簡易且高精度地制造發(fā)光二極管裝置。另外，在本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料中，前述發(fā)光二極管密封層優(yōu)選由含有熒光體的有機硅樹脂形成。在這種發(fā)光二極管密封材料中，發(fā)光二極管密封層由有機硅樹脂形成，因此可以確保優(yōu)異的耐光性和耐熱性，進而，由于該有機硅樹脂含有熒光體，因此在發(fā)光二極管密封層中可以有效地發(fā)出熒光。另外，在本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料中，前述透鏡成形層優(yōu)選由有機硅樹脂形成。 在這種發(fā)光二極管密封材料中，透鏡成形層由有機硅樹脂形成，因此可以確保優(yōu)異的耐光性和耐熱性。另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料優(yōu)選在前述發(fā)光二極管密封層與前述透鏡成形層之間進一步具有防變形層。使用發(fā)光二極管密封材料，例如通過壓縮成形等來密封發(fā)光二極管時，發(fā)光二極管密封層和/或透鏡成形層有時會發(fā)生變形，而在這種發(fā)光二極管密封材料中，在發(fā)光二極管密封層與透鏡成形層之間層疊有防變形層，因此可以抑制發(fā)光二極管密封層和透鏡成形層的變形。另外，關(guān)于本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料，適宜的是，前述發(fā)光二極管密封層和前述透鏡成形層均由通過固化催化劑固化的有機硅樹脂形成，前述發(fā)光二極管密封層含有的固化催化劑比前述透鏡成形層多。這種發(fā)光二極管密封材料在其固化時，含有較多固化催化劑的發(fā)光二極管密封層比透鏡成形層固化快。因此，根據(jù)這種發(fā)光二極管密封材料，可以抑制在密封發(fā)光二極管時的發(fā)光二極管密封層和透鏡成形層的變形。另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置的制造方法的特征在于，該制造方法包括以下工序準備安裝有發(fā)光二極管的基板的工序；準備透鏡成形模具的工序；在前述基板和前述透鏡成形模具之間配置前述發(fā)光二極管密封材料，使得前述透鏡成形層與前述透鏡成形模具對置，并進行壓縮成形的工序。根據(jù)這種發(fā)光二極管裝置的制造方法，使用上述發(fā)光二極管密封材料，因此可以通過壓縮成形在由發(fā)光二極管密封層來密封發(fā)光二極管的同時由透鏡成形層來成形透鏡。 即，將發(fā)光二極管密封之后不需要設(shè)置透鏡，因此能夠以較少的操作工序簡易且高精度地制造發(fā)光二極管裝置。


圖1為示出本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料的一個實施方式的示意構(gòu)成圖。圖2為示出本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置的制造方法的一個實施方式的制造工序圖，(a)示出準備安裝有發(fā)光二極管的基板的工序，(b)示出準備透鏡成形模具的工序，(c)示出在基板和透鏡成形模具之間配置發(fā)光二極管密封材料，使得透鏡成形層與透鏡成形模具對置的工序。圖3為示出接著圖2的本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置的制造方法的一個實施方式的制造工序圖，(d)示出將發(fā)光二極管密封材料壓縮成形的工序，(e)示出將透鏡成形模具脫模、切斷成單個片狀的工序。圖4為示出本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料的另一實施方式(包括防變形層的方式)的示意構(gòu)成圖。圖5為示出使用圖4所示的發(fā)光二極管密封材料的發(fā)光二極管裝置的示意構(gòu)成圖。圖6為示出使用本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料的另一實施方式(在發(fā)光二極管密封材料中發(fā)光二極管密封層含有的固化催化劑比透鏡成形層多的方式)的發(fā)光二極管裝置的示意構(gòu)成圖。 圖7為示出使用本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料的另一實施方式(在發(fā)光二極管密封材料中將發(fā)光二極管密封層形成為2層的方式)的發(fā)光二極管裝置的示意構(gòu)成圖。
具體實施例方式
圖1為示出本發(fā)明的發(fā)光二極管密封材料的一個實施方式的示意構(gòu)成圖。
在圖1中，發(fā)光二極管密封材料1包括發(fā)光二極管密封層2和透鏡成形層3。發(fā)光二極管密封層2是在發(fā)光二極管裝置11(后述)中為了密封發(fā)光二極管 13(后述)而設(shè)置的樹脂層，例如由能透過光的樹脂等形成為俯視大致矩形的平板狀。作為樹脂，例如可列舉出有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂等公知的透明樹脂等。這些樹脂可以單獨使用或者將兩種以上組合使用。作為樹脂，優(yōu)選列舉出有機硅樹脂。如果使用有機硅樹脂作為樹脂，則可以確保優(yōu)異的耐光性和耐熱性。作為有機硅樹脂，例如可列舉出熱固型有機硅樹脂，作為這種熱固型有機硅樹脂， 例如可列舉出能進行縮合反應和加成反應(具體為氫化硅烷化(hydrosilylation)反應) 的有機硅樹脂組合物等。這種有機硅樹脂組合物是如下組合物可通過加熱而進行縮合反應形成B階狀態(tài) (半固化狀態(tài))，接著，可通過進一步加熱而進行加成反應形成固化(完全固化)狀態(tài)。此外，在B階狀態(tài)下，樹脂為在可溶于溶劑的A階與完全固化的C階之間的狀態(tài)， 是進行了少許固化和凝膠化、在溶劑中溶脹但不完全溶解、通過加熱而軟化但不熔融的狀態(tài)。有機硅樹脂組合物例如含有兩末端硅烷醇的聚硅氧烷、含烯基的烷氧基硅烷和有機氫硅氧烷。其中，兩末端硅烷醇的聚硅氧烷和含烯基的烷氧基硅烷是縮合原料(供給縮合反應的原料)，有機氫硅氧烷是加成原料(供給加成反應的原料)。兩末端硅烷醇的聚硅氧烷是在分子的兩末端含有硅烷醇基(SiOH基)的硅烷化合物，具體而言，用下述式(1)表示?；瘜W式1
R1
HO-
-Si-
-O-
-H
(1 )
(式(1)中，R1和R2是一價烴基，η表示1以上的整數(shù)。R1和R2彼此相同或不同。) 在上述式(1)中，R1和R2優(yōu)選彼此相同。
R1和R2所表示的一價烴基是飽和或不飽和的，可列舉出直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的從制備的容易性或熱穩(wěn)定性的觀點考慮，烴基的碳數(shù)例如為1 20，優(yōu)選為1
具體而言，作為一價烴基，例如可列舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、
5
作為一價烴基，優(yōu)選列舉出飽和脂肪族烴基，從透明性和耐光性的觀點考慮，進一步優(yōu)選列舉出甲基。上述式(1)中，從穩(wěn)定性和/或處理性的觀點考慮，η優(yōu)選為1 10000的整數(shù)， 進一步優(yōu)選為1 1000的整數(shù)。作為兩末端硅烷醇的聚硅氧烷，具體而言，可列舉出兩末端硅烷醇的聚二甲基硅氧烷、兩末端硅烷醇的聚甲基苯基硅氧烷、兩末端硅烷醇的聚二苯基硅氧烷等。優(yōu)選列舉出兩末端硅烷醇的聚二甲基硅氧烷。兩末端硅烷醇的聚硅氧烷可以使用市售產(chǎn)品，另外，也可以使用按照公知的方法合成的物質(zhì)。兩末端硅烷醇的聚硅氧烷可以單獨使用或者將兩種以上組合使用。此外，兩末端硅烷醇的聚硅氧烷通常是η不同(即分子量不同)的化合物的混合物。因此，上述式(1)中的η以平均值的形式算出。對于兩末端硅烷醇的聚硅氧烷的數(shù)均分子量，從穩(wěn)定性和/或處理性的觀點考慮，例如為100 1000000，優(yōu)選為200 100000。數(shù)均分子量通過凝膠滲透色譜法、按標準聚苯乙烯換算來算出。后述數(shù)均分子量也與上述同樣地算出。兩末端硅烷醇的聚硅氧烷的配混比例相對于縮合原料的總量例如為1 99. 99質(zhì)量％，優(yōu)選為50 99. 9質(zhì)量％，進一步優(yōu)選為80 99. 5質(zhì)量％。含烯基的烷氧基硅烷是兼有烯基和烷氧基的硅烷化合物，具體而言，是下述式(2) 所示的含烯基的三烷氧基硅烷。R3-Si (OR4) 3 (2)(式O)中，R3是直鏈或環(huán)狀的烯基，R4是一價烴基。R3和R4彼此不同。)對于R3所表示的烯基的碳數(shù)，從制備的容易性或熱穩(wěn)定性的觀點考慮，例如為 1 20，優(yōu)選為1 10。具體而言，作為烯基，例如可列舉出乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基等直鏈狀烯基、降冰片烯基、環(huán)己烯基等環(huán)狀烯基等。優(yōu)選列舉出直鏈狀烯基，從加成反應的反應性的觀點考慮，進一步優(yōu)選列舉出乙
火布^￡ ο作為R4所表示的一價烴基，可列舉出與上述式(1)的R1和R2所表示的一價烴基同樣的基團。優(yōu)選列舉出甲基。具體而言，作為含烯基的烷氧基硅烷，可列舉出例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷等乙烯基三烷氧基硅烷、例如烯丙基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、丁烯基三甲氧基硅烷、戊烯基三甲氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、庚烯基三甲氧基硅烷、辛烯基三甲氧基硅烷、降冰片烯基三甲氧基硅烷、環(huán)己烯基三甲氧基硅焼等。優(yōu)選列舉出乙烯基三烷氧基硅烷，進一步優(yōu)選列舉出乙烯基三甲氧基硅烷。含烯基的烷氧基硅烷可以單獨使用或者將兩種以上組合使用。含烯基的烷氧基硅烷可以使用市售產(chǎn)品，另外，也可以使用按照公知的方法合成的物質(zhì)。
含烯基的三烷氧基硅烷的配混比例相對于縮合原料的總量例如為0. 01 90質(zhì)量％，優(yōu)選為0.01 50質(zhì)量％，進一步優(yōu)選為0.01 10質(zhì)量％。兩末端硅烷醇的聚硅氧烷的硅烷醇基(SiOH基)相對于含烯基的烷氧基硅烷的烷氧基甲硅烷基(SiOR4基)的摩爾比(SiOH/SiOR4)例如為20/1 0. 2/1，優(yōu)選為10/1 0. 5/1，進一步優(yōu)選基本為1/1。在摩爾比超出上述范圍的情況下，在使有機硅樹脂組合物形成B階狀態(tài)時，有時無法得到具有適度韌性的B階狀物(半固化物)，另一方面，在摩爾比未達到上述范圍的情況下，含烯基的烷氧基硅烷的配混比例過高，因此，有時所得樹脂層(發(fā)光二極管密封層2) 的耐熱性變得不良。另外，如果摩爾比在上述范圍內(nèi)(優(yōu)選基本為1/1)，則可以沒有過量與不足地使兩末端硅烷醇的聚硅氧烷的硅烷醇基(SiOH基)與含烯基的烷氧基硅烷的烷氧基甲硅烷基 (SiOR4)進行縮合反應。有機氫硅氧烷是含有直接鍵合于主鏈的硅原子的氫原子的化合物，例如可列舉出下述式(3)所示的、含有直接鍵合于主鏈的中間(兩末端之間)的硅原子的氫原子的氫化物，或者下述式(4)所示的、含有直接鍵合于主鏈的兩末端的硅原子的氫原子的氫化物(兩末端硅氫基(hydrosilyl)的聚硅氧烷)?；瘜W式權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管密封材料，其特征在于，其包括發(fā)光二極管密封層和層疊在所述發(fā)光二極管密封層上的透鏡成形層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管密封材料，其特征在于，所述發(fā)光二極管密封層由含有熒光體的有機硅樹脂形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管密封材料，其特征在于，所述透鏡成形層由有機硅樹脂形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管密封材料，其特征在于，其在所述發(fā)光二極管密封層與所述透鏡成形層之間進一步具有防變形層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管密封材料，其特征在于，所述發(fā)光二極管密封層和所述透鏡成形層均由通過固化催化劑固化的有機硅樹脂形成，所述發(fā)光二極管密封層含有的固化催化劑比所述透鏡成形層多。
6.一種發(fā)光二極管裝置的制造方法，其特征在于，該制造方法包括以下工序準備安裝有發(fā)光二極管的基板的工序；準備透鏡成形模具的工序；在所述基板和所述透鏡成形模具之間，以下述透鏡成形層與所述透鏡成形模具對置的方式配置包括發(fā)光二極管密封層和層疊在所述發(fā)光二極管密封層上的透鏡成形層的發(fā)光二極管密封材料，并進行壓縮成形的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供發(fā)光二極管密封材料和發(fā)光二極管裝置的制造方法。發(fā)光二極管密封材料包括發(fā)光二極管密封層和層疊在發(fā)光二極管密封層上的透鏡成形層。
文檔編號H01L33/00GK102447051SQ20111030303
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者伊藤久貴, 佐藤慧, 大藪恭也, 新堀悠紀 申請人:日東電工株式會社