具有熒光體含有層和白色顏料含有層的熱固化性硅酮樹脂片材、使用該片材的發(fā)光裝置 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱固化性硅酮樹脂片材和使用該片材的發(fā)光裝置的制造方法、以及封裝發(fā)光半導體裝置。該熱固化性硅酮樹脂片材能夠容易地將熒光體均勻地分散在LED元件的表面，且能夠由光擴散效果減低刺眼度。該熱固化性硅酮樹脂片材至少含有2層，即包括在常溫下為可塑性的固體狀或為半固體狀的含有熒光體的熱固化性硅酮樹脂組合物的層(2)、和包括含有白色顏料的熱固化了的硅酮樹脂組合物的層(1)。
【專利說明】具有熒光體含有層和白色顏料含有層的熱固化性硅酮樹脂片材、使用該片材的發(fā)光裝置的制造方法，以及封裝發(fā)光半導體裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及:一種熱固化型硅酮樹脂片材和使用這些片材的發(fā)光裝置的制造方法，以及所述發(fā)光裝置。其中，該熱固化型硅酮樹脂片材為通過將其層疊且粘著于LED元件的芯片表面從而能夠變換LED的藍色光及紫外光的波長，且具有熒光體含有層和含有白色顏料的光擴散層的至少兩層硅酮樹脂層。
【背景技術】
[0002]已知在發(fā)光二極管(LED)的領域內，為了變換波長而使用著熒光體(專利文獻I)。另一方面，由于硅酮樹脂具有優(yōu)異的耐光性，其作為用于封裝和保護LED元件的被材而受著關注(專利文獻2)。
[0003]通常，在使用白色LED的情況下，通過使用已分散熒光體的硅酮樹脂或環(huán)氧樹脂去覆蓋LED芯片等的方法，進而使熒光體分散于芯片附近，從而使藍色光變換為偽白色光。但是，若熒光體在樹脂層中的分散為不均勻或存在偏差，則容易發(fā)生色漂移。為了產生均一的白色光則需要將熒光體均一地分散于覆蓋樹脂層中。因此，例如，探討著進行絲網印刷含有熒光體的硅酮樹脂組合物的方法。另外，還探討著通過在將組合物施與芯片后，再沉降熒光體，進而使其均一地分散在芯片的附近，并且，進而在這樣所得到的熒光體分散層上形成透明或半透明的保護層的方法等。但是，由于該方法所得到的熒光體分散層和保護透明層的品質的穩(wěn)定性不充分，而且還具有制造工序復雜化的問題。再者，以往也實行過將含有熒光體的可熱固化性硅酮樹脂片材貼敷在LED元件上，使其固化后形成注型透明樹脂的保護層的方法。但這種方法也存在制造工序復雜的問題。
[0004]現在普及著使用白色LED的電燈泡。LED電燈泡盡管光源小，但由于其輝度高，在與以往的電燈泡相比為刺眼。再者，也有人不喜歡在未點燈時其熒光體看上去為黃色。因此，需要設法將白色顏料添加在覆蓋LED元件的樹脂層，且通過光擴散降低刺眼度，以及隱蔽在未點燈時熒光體的光色。
[0005]再者，在使用LED等的情況下，需要設法將白色顏料添加在覆蓋LED元件的樹脂層，且在光擴散和未點燈時隱蔽熒光體的光色。此外，所述被材也被需要具有高耐熱性和高耐紫外光性等。進一步，若能夠利用現有的制造設備形成已均勻地分散熒光體的樹脂層，則有利于其在產業(yè)上的應用。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I日本特表2005-524737號公報
[0009]專利文獻2日本特開2004-339482號公報

【發(fā)明內容】
[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011 ] 在此，本發(fā)明的目的在于，提供一種固化性硅酮樹脂片。該固化性硅酮樹脂片為能將熒光體容易均勻地分散在LED元件的表面，并且通過光擴散效果降低刺眼度，且在未點燈時隱蔽熒光體的光色，進而外觀設計性佳。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]本發(fā)明作為解決上述問題的方案，第一方面，提供一種熱固化性硅酮樹脂片材，其包括:
[0014]層(2)，其在常溫下為可塑性的固體或半固體狀態(tài)，并且包括含有熒光體的熱固化性硅酮樹脂組合物，及
[0015]層(I)，其包括含有白色顏料且經熱固化的熱固化性硅酮樹脂組合物。
[0016]本發(fā)明的熱固化性硅酮樹脂片材可貼敷、且通過加熱可固化和封裝在LED元件表面。
[0017]進一步，本發(fā)明第二方面，提供一種具有LED元件的發(fā)光裝置的制造方法，該方法包括:將具有所述層(I)和層(2)的熱固化性硅酮樹脂片材以該層(2)接觸于所述LED元件的表面的方式配置在LED元件的表面，且加熱固化該樹脂片材，并用下述固化物覆蓋并密封所述LED元件的表面，所述固化物具有:含有熒光體的固化硅酮樹脂層；和不含有熒光體而含有白色顏料且為白色或白色半透明的固化硅酮樹脂層。
[0018]再者，本發(fā)明進一步提供發(fā)光裝置。該發(fā)光裝置使用通過上述制造方法所得到的具有含有熒光體的固化硅酮樹脂層(2)和含有白色顏料的固化硅酮樹脂層(I)的固化物去封裝LED元件。
[0019]作為上述本發(fā)明的熱固化性硅酮樹脂片材的特別優(yōu)選實施方式，其被例舉為:
[0020]所述層⑵由含有下述成分㈧?(D)的熱固化型硅酮樹脂組合物形成，其中，
[0021](A)樹脂結構的有機聚硅氧燒，其實質上含有R1SiOu單元、R22SiO單元以及R3aR4bSiO(4_a_b)/2單元，所述R22SiO單元的至少一部分連續(xù)重復，且其重復數為5?300個(其中，R1 > R2以及R3獨立地表示為碳原子數為I?10，優(yōu)選為I?6的一價烴基，所述一價烴基為:例如甲基、乙基、丙基、己基等的燒基或環(huán)燒基、或苯基，R4獨立地表不為碳原子數為2?5，優(yōu)選為2?3的例如乙烯基或烯丙基的鏈烯基，a為O、I又或2，b為I或2且a+b為2或3)；
[0022](B)樹脂結構的有機氫化聚硅氧烷，其實質上含有R1SiOh5單元、R22SiO單元以及R3cHdSiO(4-c-d)/2單元，所述R22SiO單元的至少一部分連續(xù)重復，且其重復數為5?300個(其中，R\ R2以及R3獨立地與上述相同，c為0、1或2, d為I或2,且c+d為2或3):
[0023](B)的量為使(B)成分中與硅原子鍵合的氫原子相對于(A)成分中的鏈烯基總量的摩爾比達到0.1?4.0的量；
[0024](C)鉬族金屬系催化劑；及
[0025]⑶熒光體，
[0026]所述層(I)包括不含有熒光體且經熱固化的硅酮樹脂組合物，該硅酮樹脂組合物含有:
[0027](E)含有乙烯基的有機聚硅氧烷；
[0028](F)有機氫化聚硅氧烷；[0029](C)鉬族系催化劑；及
[0030](G)白色顏料。
[0031]發(fā)明的效果
[0032]本發(fā)明的熱固化性硅酮樹脂片材(該片材至少具有二層，且為了便于說明，以下稱之為二層熱固化性硅酮樹脂片材)，其至少一層在未固化狀態(tài)下為可塑性的固體或半固體，因此容易操作，其使用性良好，進而能夠容易地層疊和粘著在LED芯片的表面。另外，由于含有熒光體的層(2)在未固化狀態(tài)為可塑性的固體或半固體，因此，已被充填的熒光體的分散狀態(tài)，其為經時性穩(wěn)定，在保存中不會從樹脂分離或沉降，進而能夠穩(wěn)定和維持已均勻地分散熒光體的樹脂層。
[0033]在本發(fā)明的雙層熱固化性硅酮樹脂片材的情況下，由于僅通過將此一枚片材貼敷在LED芯片的表面就能夠同時形成熒光體層和保護層(密封層)，因此，其生產性進一步改善且批量生產性優(yōu)異。即使使用通常的芯片粘和裝配機等的安裝設備，也能夠容易地將雙層熱固化性硅酮樹脂片材層疊和粘著在LED芯片的表面。
[0034]而且，通過固化以此方式層疊的組合物片材，能夠層厚均一、高效率且穩(wěn)定地形成已均勻地分散熒光體的固化樹脂層。再者，在所得到的熒光體樹脂層(2)中，由于熒光體均勻地分散著，因此不易發(fā)生色漂移，且色澤性良好，進而能夠得到均勻的白色光。再者，固化保護層(I)由于含有白色顏料，因此得以具有光擴散效果，從而刺眼度被減低。而且，在未點燈時其熒光體的光色被白色顏料掩蔽，因此其外觀也佳。
[0035]在已使用上述優(yōu)選的實施方式的組合物的情況下，可形成其固化物為硬質樹脂的同時且可撓性優(yōu)異，并且表面發(fā)黏少的固化樹脂層。而且，還具有即使使用以往的成型設備也能夠容易成型的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為表示在實施例1中已制造的本發(fā)明的熱固化性樹脂片材的結構的剖視圖。
[0037]圖2為說明已排列在陶瓷基板上的LED元件的封裝的概念圖。
[0038]圖3為說明已搭載在反光器內的LED元件的封裝的概念圖。
[0039]圖4為說明以倒裝芯片構造的方式接合的LED元件的封裝的概念圖。
[0040]符號說明
[0041]含有白色顏料的固化硅酮樹脂層(I)，透明硅酮樹脂層(僅在比較例2) (1，)，含有熒光體的硅酮樹脂層(2)，LED元件(3)，金線(4)，具有外部電極的陶瓷電路基板(5)，反光器(6)，外部導線(7)，底部填膠材料⑶，金隆起焊盤(9)，剝離膜(10a、10b)，雙層硅酮樹脂片材(11)。
【具體實施方式】
[0042]以下，對本發(fā)明進一步加以詳細的說明。
[0043]本發(fā)明的熱固化性硅酮樹脂片材至少由層⑴和層(2)組成，且層⑵在常溫下為可塑性的固體或半固體。在此，用語“常溫”是指在通常的狀態(tài)下的環(huán)境溫度，一般為15?30°C的范圍的溫度，其典型為25°C。用語“半固體”是指具有可塑性且在成形為特定的形狀時至少I小時，優(yōu)選為8小時以上得以保持該形狀的物質的狀態(tài)。因此，例如，于常溫具有非常高的粘度的流動性物質，雖然其本質上具有流動性，但是由于該非常高的粘度的原因，其在至少I小時的短時間中不能用肉眼確認其變?yōu)樗x予的形狀的變化(如塌陷)，則該物質被認為處于半固體狀態(tài)。由于為固體或半固體的狀態(tài)，因此組合物其操作性佳且作業(yè)性高。另外，在層(2)其熒光體的良好的分散狀態(tài)被經時性地維持。
[0044]本發(fā)明的熱固化性硅酮樹脂片材的層(2)，在常溫下雖為上述具有可塑性的固體或半固體的狀態(tài)，但通過加熱即開始固化。在此時的固化過程中，作為現象首先軟化，即，在固體狀態(tài)的情況下為顯示稍有流動性的狀態(tài)。而在半固體狀態(tài)的情況下為流動性稍有增高的狀態(tài)。其后，粘度重新上升且朝向固體化發(fā)展。
[0045]在本發(fā)明中，層(2)含有熒光體，且在發(fā)揮將從LED元件所發(fā)出的光的波長轉換為所需要的波長的作用的同時，還以覆蓋的方式保護/密封其元件。層(I)在能夠期待改善層(2)的發(fā)光的白色度和光擴散以及將LED的外觀不顯示黃色的遮色效果的同時，還具有提高元件的保護的作用。層(2)其厚度在從獲得良好的波長轉換性的角度考慮，通常優(yōu)選為20~100 μ m,更為優(yōu)選為30~80 μ m。在此，由于該厚度與熒光體的粒徑、分散濃度有關，因此在這些的基礎上選擇厚度為理想。若熒光體的量過多，則例如，難以從藍色LED得到白色光。再者，為了得到熒光體已均勻分散的一定的厚度，以形成作業(yè)上不要過薄為宜。層(I)為已固化的樹脂，其厚度從元件保護的角度考慮，其優(yōu)選為20~300 μ m，更為優(yōu)選為30 ~200 μ mD
[0046]在以下的描述中，將被使用在所述層(I)的組合物稱之為組合物(I)，將被使用在所述層⑵的組合物稱之為組合物(2)。Me表示為甲基，Et表示為乙基，Ph表示為苯基，以及Vi表示為乙烯基。
[0047]首先，對以上述優(yōu)選的實施方式被使用在組合物(I)和組合物(2)中的成分加以說明。有關組合物⑴和組合物⑵的共同成分的說明，在沒有特別標記的情況下則被適用于組合物(I)及組合物(2)。
[0048]-(A)含有樹脂結構的鏈烯基的有機聚硅氧烷-
[0049]為本發(fā)明組合物的重要的(A)成分的樹脂結構(即，三維網狀結構)的有機聚硅氧烷，其由R1SiOu單元、R22SiO單元以及R3aR4bSiO(4_a_b)/2單元形成(在此，R1、!?2、以及R3表示為碳原子數為I~10，優(yōu)選為I~6的一價烴基，所述一價烴基為:例如甲基、乙基、丙基、環(huán)己基等的烷基或環(huán)烷基，或苯基，R4獨立表不為碳原子數為2~5,優(yōu)選為2~3的例如乙烯基或烯丙基的鏈烯基，a為O、I或2。b為I或2，且a+b為2或3)，
[0050]且為樹脂結構的有機聚硅氧烷，其部分地含有上述R22SiO單元的至少一部分連續(xù)重復，且該重復數為5~300個、其優(yōu)選為10~300個、更為優(yōu)選為15~200個、特別優(yōu)選為20~100個的結構。
[0051]另外，上述的R22SiO單元的至少一部分連續(xù)重復，其重復數為5~300個的結構是指以通式(I)表示的直鏈狀二有機聚硅氧烷鏈結構，
[0052][化學式I]
[0053]
【權利要求】
1.一種熱固化性硅酮樹脂片材，其包括: 層(2)，其在常溫下為可塑性的固體或半固體狀態(tài)，并且包括含有熒光體的熱固化性硅酮樹脂組合物 '及 層(I)，其包括含有白色顏料且經熱固化的熱固化性硅酮樹脂組合物。
2.如權利要求1所述的熱固化性硅酮樹脂片材，其中，含有熒光體的層(2)的厚度為20~100 μ m，含有白色顏料的層⑴的厚度為20~300 μ m。
3.如權利要求1所述的熱固化性硅酮樹脂片材，其中， 所述層(2)包括熱固化性硅酮樹脂組合物，該熱固化性硅酮樹脂組合物含有: ㈧樹脂結構的有機聚硅氧烷，其實質上含有R1SiOh5單元、R22SiO單元以及R3aR4bSiO(4_a_b)/2單元，所述R22SiO單元的至少一部分連續(xù)重復，且其重復數為5~300個(其中，R1、!?2以及R3獨立地表示碳原子數為I~10的一價烴基，R4獨立地表示碳原子數為2~5的鏈烯基，a為O、I或2, b為I或2,且a+b為2或3)； (B)樹脂結構的有機氫化聚硅氧烷，其實質上含有R1SiOu單元、R22SiO單元以及R3cHdSiO(4-c-d)/2單元，所述R22SiO單元的至少一部分連續(xù)重復，且其重復數為5~300個(其中，R\ R2以及R3獨立地與上述相同，c為0、1或2, d為I或2,且c+d為2或3): (B)的量為使(B)成分中與硅原子鍵合的氫原子相對于(A)成分中的鏈烯基總量的摩爾比達到0.1~4.0的量； (C)鉬族金屬系催化劑'及
(D)熒光體， 所述層(I)包括不含有熒光體且經熱固化的硅酮樹脂組合物，該硅酮樹脂組合物含有: (E)含有乙烯基的有機聚硅氧烷； (F)有機氫化聚硅氧烷； (C)鉬族系催化劑 '及 (G)白色顏料。
4.如權利要求3所述的熱固化性硅酮樹脂片材，在所述層⑵中，相對于㈧~(C)成分的總量100質量份，所述(D)成分的熒光體的量為0.1~300質量份。
5.如權利要求3所述的熱固化性硅酮樹脂片材，在所述層(2)中，所述(D)成分的熒光體的平均粒徑為IOnm以上。
6.如權利要求3所述的熱固化性硅酮樹脂片材，在所述層⑴中，相對于(E)、(F)成分的總量100質量份，所述(G)成分的白色顏料的量為0.05~10質量份。
7.如權利要求3所述的熱固化性硅酮樹脂片材，在所述層(I)中，所述(G)成分的白色顏料的平均粒徑為50nm以上。
8.如權利要求1所述的熱固化性硅酮樹脂片材，其中，層⑴和層(2)各自的軟化溫度之差為10°C以內。
9.一種具有LED元件的發(fā)光裝置的制造方法，其包括: 將如權利要求1所述的熱 固化性硅酮樹脂片材配置在LED元件的表面，對所述熱固化性硅酮樹脂片材進行加熱使 其固化，從而用下述固化物覆蓋并密封所述LED元件的表面，所述固化物具有:含有熒光體的固化硅酮樹脂層、和 不含有熒光體而含有白色顏料且為白色或白色半透明的固化硅酮樹脂層。
10.一種發(fā)光裝置，其是根據權利要求9所述的方法得到的，該裝置用下述固化物封裝LED元件,所述固化物具有: 含有熒光體的固化硅酮樹脂層、和 不含有熒光體而含有白色顏料且`為白色或白色半透明的固化硅酮樹脂層。
【文檔編號】H01L33/50GK103879099SQ201310714253
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2012年12月21日
【發(fā)明者】柏木努, 鹽原利夫 申請人:信越化學工業(yè)株式會社