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層疊體及使用其的發(fā)光裝置的制造方法與流程

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層疊體及使用其的發(fā)光裝置的制造方法與流程

本發(fā)明涉及含有熒光體及樹(shù)脂的熒光體層、與支承基材的層疊體。另外,本發(fā)明涉及發(fā)光裝置的制造方法,所述制造方法包括使用上述層疊體被覆LED芯片的上部發(fā)光面及側(cè)部發(fā)光面的工序。



背景技術(shù):

就發(fā)光二極管(LED,Light Emitting Diode)而言,在其發(fā)光效率顯著提高的背景下,以低電力消耗、高壽命、外觀設(shè)計(jì)性等為特點(diǎn),不僅在用于液晶顯示器(LCD)的背光源領(lǐng)域,而且在車(chē)輛的頭燈等車(chē)載領(lǐng)域、在普通照明領(lǐng)域,其市場(chǎng)也正在急劇擴(kuò)大。

LED根據(jù)其安裝模式,分為橫向(lateral)型、垂直型及倒裝芯片型,由于倒裝芯片型LED能夠增大發(fā)光面積且放熱性優(yōu)異,所以倒裝芯片型LED受到關(guān)注。然而,對(duì)于倒裝芯片型LED而言,在利用現(xiàn)有的點(diǎn)膠(dispense)方式進(jìn)行的封裝中,存在下述問(wèn)題:無(wú)法在芯片的上表面與側(cè)面之間使熒光體層的厚度一致,產(chǎn)生發(fā)光色的方位(日文為“方位”)不均。

針對(duì)該課題,提出了將含有熒光體和樹(shù)脂并加工成片狀的熒光體層追隨性良好且均勻地粘貼在芯片周?chē)募夹g(shù)(例如,參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1~2)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1是使用形成有比LED芯片大一圈的凹部的加壓部件將熒光體層粘貼在LED芯片的側(cè)面的方法。另外,專(zhuān)利文獻(xiàn)2是下述方法:將包含支承基材和熒光體層的層疊體載置于LED芯片上,進(jìn)行在真空狀態(tài)下利用隔膜(diaphragm)對(duì)其進(jìn)行加壓的第一階段的粘貼工序,之后除去支承基材,進(jìn)一步經(jīng)過(guò)基于利用壓縮空氣的非接觸加壓的第二階段的粘貼工序,從而將熒光體層粘貼于LED芯片側(cè)面。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-138831號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)第2012/023119號(hào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

然而,對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的方法而言,由于每次改變LED的種類(lèi)時(shí)必須重新制作作為加壓部件的模具,所以經(jīng)濟(jì)性差。另外,由于使加壓部件與熒光體層接觸并進(jìn)行加壓,所以存在發(fā)生片材的損傷、加壓部件的污染,生產(chǎn)率變差等問(wèn)題。

另外,對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的方法而言,僅利用第一階段的隔膜加壓工序時(shí),因支承基材的柔軟性不足而導(dǎo)致熒光體層無(wú)法追隨芯片側(cè)面,因此,在暫時(shí)恢復(fù)為大氣壓并除去支承基材后進(jìn)行第二階段的非接觸加壓工序,從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮存在問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于,提供一種用于通過(guò)簡(jiǎn)便的方法在LED芯片的上表面及側(cè)面上追隨性良好地且以均勻的膜厚形成熒光體層的手段。另外,目的在于提供一種使用該層疊體的發(fā)光元件的制造方法。

用于解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明為一種層疊體,所述層疊體具有支承基材和含有熒光體及樹(shù)脂的熒光體層,當(dāng)利用流變儀在頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1.0%的條件下測(cè)定時(shí),所述支承基材的儲(chǔ)能模量G’和損耗模量G”在10℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi),滿足下述關(guān)系式,

G’<G”(式1),并且

10Pa<G’<105Pa(式2)。

發(fā)明效果

通過(guò)本發(fā)明,能夠以生產(chǎn)率優(yōu)異的方法在LED芯片上部發(fā)光面及側(cè)部發(fā)光面上追隨性良好地粘貼熒光體層。另外,由此能夠提供沒(méi)有發(fā)光色的方位不均的發(fā)光裝置。

附圖說(shuō)明

[圖1]為利用本發(fā)明的層疊體而制作的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子

[圖2]為使用本發(fā)明的層疊體被覆了熒光體層而成的LED封裝(package)的一個(gè)例子

[圖3]為使用本發(fā)明的層疊體被覆了熒光體層而成的LED封裝的一個(gè)例子

[圖4]為利用本發(fā)明的層疊體的熒光體層的粘貼方法的一個(gè)例子

[圖5]為利用本發(fā)明的層疊體的熒光體層的粘貼方法的一個(gè)例子

[圖6]為利用本發(fā)明的層疊體的發(fā)光裝置的制造工藝的一個(gè)例子

[圖7]為利用本發(fā)明的層疊體的發(fā)光裝置的制造工藝的一個(gè)例子

[圖8]為利用本發(fā)明的層疊體的發(fā)光裝置的制造工藝的一個(gè)例子

[圖9]為利用本發(fā)明的層疊體的發(fā)光裝置的制造工藝的一個(gè)例子

[圖10]為被覆了熒光體層的發(fā)光裝置的側(cè)視圖和俯視圖(膜厚測(cè)定的說(shuō)明)

[圖11]為被覆了熒光體層的發(fā)光裝置的側(cè)視圖(側(cè)面二面角的說(shuō)明)

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的層疊體為具有支承基材和含有熒光體及樹(shù)脂的熒光體層的層疊體,當(dāng)利用流變儀在頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1.0%的條件下測(cè)定時(shí),所述支承基材的儲(chǔ)能模量G’和損耗模量G”在10℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi),滿足下述關(guān)系式,

G’<G”(式1),并且

10Pa<G’<105Pa(式2)。

<熒光體層>

熒光體層至少含有熒光體及樹(shù)脂、并且成型為片狀。根據(jù)需要,可包含其他成分。

(熒光體)

熒光體吸收從LED芯片發(fā)出的藍(lán)色光、紫色光、紫外光并對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,發(fā)出與LED芯片的光為不同波長(zhǎng)的紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色區(qū)域的波長(zhǎng)的光。由此,一部分從LED芯片發(fā)出的光、和一部分從熒光體發(fā)出的光混合,得到包含白色的多色系的LED。具體而言,可例示向藍(lán)色系LED中光學(xué)地組合熒光體(其通過(guò)來(lái)自LED的光而發(fā)出黃色系的發(fā)光色),由此發(fā)出白色光的方法。

如上所述的熒光體中,包括發(fā)出綠色光的熒光體、發(fā)出藍(lán)色光的熒光體、發(fā)出黃色光的熒光體、發(fā)出紅色光的熒光體等各種熒光體。作為本發(fā)明使用的具體的熒光體,可舉出有機(jī)熒光體、無(wú)機(jī)熒光體等已知的熒光體。作為有機(jī)熒光體,可舉出烯丙基磺酰胺(allyl sulfoamide)·三聚氰胺甲醛共縮合染色物、苝系熒光體、亞甲基吡咯(日文:ピ口メテン)系熒光體、蒽系熒光體、芘系熒光體等。作為特別優(yōu)選用于本發(fā)明的熒光物質(zhì),可舉出無(wú)機(jī)熒光體。以下說(shuō)明用于本發(fā)明的無(wú)機(jī)熒光體。

作為發(fā)出綠色光的熒光體,例如有SrAl2O4:Eu、Y2SiO5:Ce、Tb、MgAl11O19:Ce、Tb、Sr7Al12O25:Eu、(Mg、Ca、Sr、Ba中的至少1種以上)Ga2S4:Eu等。

作為發(fā)出藍(lán)色光的熒光體,例如有Sr5(PO4)3Cl:Eu、(SrCaBa)5(PO4)3Cl:Eu、(BaCa)5(PO4)3Cl:Eu、(Mg、Ca、Sr、Ba中的至少1種以上)2B5O9Cl:Eu、Mn、(Mg、Ca、Sr、Ba中的至少1種以上)(PO4)6Cl2:Eu,Mn等。

作為發(fā)出綠色至黃色光的熒光體,有至少用鈰激活過(guò)的釔·鋁氧化物熒光體、至少用鈰激活過(guò)的釔·釓·鋁氧化物熒光體、至少用鈰激活過(guò)的釔·鋁·石榴石氧化物熒光體、及至少用鈰激活過(guò)的釔·鎵·鋁氧化物熒光體等(所謂YAG類(lèi)熒光體)。具體而言,可使用Ln3M5O12:R(Ln為選自Y、Gd、La中的至少1種以上。M包含Al、Ca中的至少任一方。R為選自Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Ho中的至少1種以上)、(Y1-xGax)3(Al1-yGay)5O12:R(R為選自Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Ho中的至少1種以上。0<x<0.5,0<y<0.5。)。

作為發(fā)出紅色光的熒光體,例如有Y2O2S:Eu、La2O2S:Eu、Y2O3:Eu、Gd2O2S:Eu等硫化物系熒光體或CaSiAlN3:Eu(稱為CASN)等氮化物系熒光體等。

另外,作為對(duì)應(yīng)目前主流的藍(lán)色LED進(jìn)行發(fā)光的熒光體,可舉出Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce等YAG系熒光體、Lu3Al5O12:Ce等LAG系熒光體、Tb3Al5O12:Ce等TAG系熒光體、(Ba,Sr)2SiO4:Eu系熒光體、Ca3Sc2Si3O12:Ce系熒光體、(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu等硅酸鹽系熒光體、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu、CaSiAlN3:Eu等氮化物系熒光體、Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu等氮氧化物系熒光體、ZnS:Cu,Al、(Ca,Sr)S:Eu等硫化物系熒光體、以及(Ba,Sr,Ca)Si2O2N2:Eu系熒光體、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu系熒光體、SrAl2O4:Eu、Sr4Al14O25:Eu、賽隆(Sialon)系熒光體等熒光體。

其中,從發(fā)光效率、亮度、演色性等方面考慮,優(yōu)選使用YAG類(lèi)熒光體、LAG系熒光體、TAG系熒光體、硅酸鹽系熒光體、賽隆系熒光體、氮化物熒光體。

此外,還開(kāi)發(fā)出了利用粒徑控制顏色的、所謂量子點(diǎn)熒光體,也可以將其用于本發(fā)明的熒光體層。

除上述以外,還可以根據(jù)用途、目標(biāo)發(fā)光色而使用已知的熒光體。

對(duì)熒光體的粒子尺寸沒(méi)有特別限制,但優(yōu)選D50為0.05μm以上,更優(yōu)選為3μm以上。另外,優(yōu)選D50為50μm以下,更優(yōu)選為30μm以下,特別優(yōu)選為20μm以下。此處,D50是指,在利用激光衍射散射式粒度分布測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定而得到的體積基準(zhǔn)粒度分布中,自小粒徑側(cè)起的累計(jì)通過(guò)率(cumulative percent passing)為50%時(shí)的粒徑。D50為上述范圍時(shí),熒光體層中的熒光體的分散性良好,可得到穩(wěn)定的發(fā)光。

熒光體可使用一種、也可以將多種混合使用。例如,在針對(duì)藍(lán)色發(fā)光的LED而使用時(shí),從經(jīng)濟(jì)性、簡(jiǎn)便性的觀點(diǎn)考慮,有將一種黃色熒光體進(jìn)行分散從而使其發(fā)出仿白色光的方式。另一方面,為了實(shí)現(xiàn)演色性良好的白色發(fā)光,也有將綠色熒光體或黃色熒光體與紅色熒光體混合、分散的方式。

本發(fā)明中,對(duì)熒光體的含量沒(méi)有特別限定,但從提高由LED芯片發(fā)出的光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為熒光體層整體的10重量%以上,更優(yōu)選為40重量%以上。對(duì)熒光體含量的上限沒(méi)有特別規(guī)定,但從易于制成操作性優(yōu)異的熒光體層的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為熒光體層整體的95重量%以下,更優(yōu)選為90重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為85重量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為80重量%以下,特別優(yōu)選為70重量%以下。

本發(fā)明的熒光體層特別優(yōu)選用于LED芯片的發(fā)光面被覆用途。此時(shí),通過(guò)使熒光體層中的熒光體的含量為上述范圍,能夠獲得表現(xiàn)出優(yōu)異性能的LED發(fā)光裝置。

(樹(shù)脂)

本發(fā)明的熒光體層中所含的樹(shù)脂只要是能使熒光體均勻地分散于內(nèi)部、能形成片材的樹(shù)脂即可,可以使用任意樹(shù)脂。

具體而言,可舉出有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚芳酯樹(shù)脂(polyarylate resin)、PET改性聚芳酯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、環(huán)狀烯烴、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、改性丙烯酸樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂及丙烯腈·苯乙烯共聚物樹(shù)脂等。本發(fā)明中,從透明性方面考慮,優(yōu)選使用有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂。進(jìn)一步地,從耐熱性方面考慮,特別優(yōu)選使用有機(jī)硅樹(shù)脂。

本發(fā)明中使用的有機(jī)硅樹(shù)脂優(yōu)選為以二甲基硅氧烷結(jié)構(gòu)為主鏈的聚二甲基硅氧烷、將甲基的一部分轉(zhuǎn)換為苯基而得的聚苯基甲基硅氧烷。前者耐熱性、耐光性優(yōu)異,另一方面,后者折射率高、光提取效率高,因此適于用作LED的封固材料。另外,為了進(jìn)一步提高折射率、并提高光提取效率,也可以合適地使用導(dǎo)入了萘基等稠合多環(huán)芳香族官能團(tuán)的聚有機(jī)硅氧烷??墒褂蒙鲜鲞@些中的任一者,但特別是從利用加熱而使得儲(chǔ)能模量G’及損耗模量G”降低從而發(fā)生軟化、具有熱熔接性的效果大的方面考慮,更優(yōu)選聚苯基甲基硅氧烷。

作為本發(fā)明中使用的有機(jī)硅樹(shù)脂,優(yōu)選固化型有機(jī)硅樹(shù)脂。所謂固化型有機(jī)硅樹(shù)脂,是指利用加熱而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)從而固化的有機(jī)硅,以下,記為交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂。也可使用一液型、二液型(三液型)中的任意液體組成。

交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂中包括縮合反應(yīng)型和加成反應(yīng)型??s合反應(yīng)型為利用空氣中的水分或催化劑而發(fā)生縮合反應(yīng)由此進(jìn)行交聯(lián)并固化的類(lèi)型,包括脫醇型、脫肟型、脫乙酸型、脫羥胺型等。另一方面,加成反應(yīng)型為利用催化劑而發(fā)生氫化硅烷化反應(yīng)的類(lèi)型。包括下述類(lèi)型等:使鉑等過(guò)渡金屬催化劑與下述混合物作用,通過(guò)發(fā)生氫化硅烷化反應(yīng)從而進(jìn)行交聯(lián)并固化,所述混合物為含有鏈烯基的聚硅氧烷(其具有鍵合于硅原子的鏈烯基)、和氫化聚硅氧烷(其具有鍵合于硅原子的氫原子)的混合物。

可使用上述的任意類(lèi)型的交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂。特別地,就加成反應(yīng)型的有機(jī)硅樹(shù)脂而言,沒(méi)有伴隨固化反應(yīng)而產(chǎn)生的副產(chǎn)物且固化收縮小,并且能夠容易地利用加熱來(lái)加快固化,從這些方面來(lái)說(shuō)更優(yōu)選。

含有鏈烯基的聚硅氧烷如下合成:將二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等用作聚硅氧烷主成分的硅烷化合物與含有鍵合于硅原子的鏈烯基的硅烷化合物(乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、降冰片烯基三甲氧基硅烷、辛烯基三甲氧基硅烷等)進(jìn)行縮聚而合成。

氫化聚硅氧烷可通過(guò)將上述用作聚硅氧烷主成分的硅烷化合物與二甲基甲氧基硅烷、二苯基甲氧基硅烷、甲基苯基甲氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷等氫化硅烷化合物進(jìn)行縮聚來(lái)合成。

作為上述這樣的例子,可以利用如日本特開(kāi)2010-159411號(hào)公報(bào)中記載那樣的已知的物質(zhì)。另外,作為氫化硅烷化催化劑,作為優(yōu)選例,可舉出鉑系催化劑、銠系催化劑、銥系催化劑、鐵系催化劑等。這些之中,從反應(yīng)性的高低程度考慮,優(yōu)選鉑系催化劑。特別地優(yōu)選氯成分濃度低的鉑-鏈烯基硅氧烷絡(luò)合物。作為上述鏈烯基硅氧烷,可例示:1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環(huán)四硅氧烷、將上述鏈烯基硅氧烷的甲基的一部分用乙基、苯基等基團(tuán)取代而得的鏈烯基硅氧烷、將上述鏈烯基硅氧烷的乙烯基用烯丙基、己烯基等基團(tuán)取代而得的鏈烯基硅氧烷。特別地,從穩(wěn)定性良好的方面考慮,優(yōu)選1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。

此外,出于抑制過(guò)度的氫化硅烷化反應(yīng)、延長(zhǎng)適用期(pot life)的目的,優(yōu)選在有機(jī)硅樹(shù)脂中包含氫化硅烷化反應(yīng)阻滯劑。作為氫化硅烷化反應(yīng)阻滯劑,已知有含有炔屬基的醇衍生物、苯并三唑衍生物、環(huán)狀乙烯基硅氧烷衍生物、乙二胺衍生物等,但從適用期延長(zhǎng)性和加熱固化性的方面考慮,含有炔屬基的醇衍生物最為優(yōu)選。作為含有炔屬基的醇衍生物,可例示1-乙炔基-1-環(huán)己醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇等,但不限于此。

通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)上述樹(shù)脂的分子量、交聯(lián)度,能夠控制室溫(25℃)時(shí)的儲(chǔ)能模量和高溫(100℃)時(shí)的儲(chǔ)能模量,獲得對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施而言有用的樹(shù)脂。

本發(fā)明中使用的有機(jī)硅樹(shù)脂還可以從一般的LED用途的有機(jī)硅封固材料中選擇具有適度的儲(chǔ)能模量的那些來(lái)使用。作為具體例,作為聚苯基甲基硅氧烷,有OE-6630、OE-6635、OE-6665、OE-6520(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制);KER-6110、ASP-1031(信越化學(xué)制);IVS5332、XE14-C6091(Momentive Performance Materials Inc.制),作為聚二甲基硅氧烷,有OE-6336、OE-6351(Dow Corning Toray制);KER2500、KER6075(信越化學(xué)制);IVS4632(Momentive Performance Materials Inc.制)等。上述這些均為二液混合型,例如OE-6630為A液和B液的混合型(OE-6630A/B)。

(有機(jī)硅粘接材料)

為了控制本發(fā)明中的熒光體層的熱塑性、提高與LED芯片的粘接性,熒光體層可含有非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂作為有機(jī)硅粘接材料。所謂非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂,是指不含交聯(lián)劑、催化劑,在150℃以下的溫度下不發(fā)生交聯(lián)的聚有機(jī)硅氧烷。

關(guān)于本發(fā)明中的非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂,優(yōu)選玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在50~150℃的范圍內(nèi)。更優(yōu)選為70~120℃。若玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在上述范圍內(nèi),則在熒光體層的粘貼溫度范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)出適度的粘接性(粘性)、提高其與LED芯片的粘接性。

需要說(shuō)明的是,本發(fā)明中的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為利用市售的測(cè)定器[例如,Seiko電子工業(yè)公司制差示掃描量熱計(jì)(商品名DSC6220升溫速度0.5℃/分鐘)]而測(cè)定的值。通過(guò)將上述這樣的非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅化合物添加至即使在加熱時(shí)儲(chǔ)能模量G’也較大的聚硅氧烷中,由此能使加熱時(shí)的儲(chǔ)能模量G’降低,從而賦予熱塑性(熱軟化性)。

本發(fā)明中的非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂優(yōu)選具有由下述通式(1)表示的結(jié)構(gòu)。

[化學(xué)式1]

(R3SiO1/2)a(PhSiO3/2)b(MeSiO3/2)c(MeOHSiO2/2)d(Me2SiO2/2)e(PhOHSiO2/2)f(siO4/2)g

式中,R為碳原子數(shù)1~6的烷基或環(huán)烷基;Ph為苯基;Me為甲基;a、b、c、d、e、f及g為滿足0<a≤10、20≤b≤40、10≤c≤35、1≤d≤15、10≤e≤35、5≤f≤30、0<g≤10、且a+b+c+d+e+f+g=100的數(shù)。

通過(guò)使用具有上述結(jié)構(gòu)的非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂,不僅能夠?qū)晒怏w層的25℃及100℃時(shí)的儲(chǔ)能模量G’調(diào)整為優(yōu)選的范圍,還能夠抑制含有熒光體的樹(shù)脂組合物中的熒光體的聚集·沉降,在制作熒光體層時(shí),能夠制作色溫偏差小的含有熒光體的樹(shù)脂組合物。

在由通式(1)表示的結(jié)構(gòu)中,R為碳原子數(shù)1~6的烷基或環(huán)烷基。作為烷基,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、己基、辛基等,更優(yōu)選甲基。作為環(huán)烷基,可舉出環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等,更優(yōu)選環(huán)己基。

另外,在由通式(1)表示的結(jié)構(gòu)中,a、b、c、d、e、f及g為正數(shù),并且是滿足0<a≤10、20≤b≤40、10≤c≤35、1≤d≤15、10≤e≤35、5≤f≤30、0<g≤10、且a+b+c+d+e+f+g=100的數(shù)。另外,更優(yōu)選0≤a≤5、25≤b≤35、15≤c≤30、5≤d≤15、20≤e≤35、5≤f≤30、0<g≤5。

關(guān)于上述鍵的存在,可通過(guò)利用1H-NMR、13C-NMR的固體NMR進(jìn)行的結(jié)構(gòu)解析、在堿存在下利用四乙氧基硅烷而分解及生成的分解物的共聚組成(其由GC/MS測(cè)定而得到)、交聯(lián)點(diǎn)的解析、FT-IR等來(lái)進(jìn)行分析。

本發(fā)明中的非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂的重均分子量?jī)?yōu)選為1,000~10,000。通過(guò)在所述范圍內(nèi),熒光體的分散穩(wěn)定效果進(jìn)一步提高。

需要說(shuō)明的是,本發(fā)明中的重均分子量為利用市售的測(cè)定器[例如,Shoko Scientific Co.,Ltd.制的多角度光散射檢測(cè)器(商品名DAWNHELEOS II)]進(jìn)行測(cè)定的值。

本發(fā)明中的非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂也可以選擇使用作為市售品的一般的樹(shù)脂。作為具體例,包括信越化學(xué)工業(yè)公司制的KR-100、KR-101-10、KR-130、Momentive Performance Materials Inc.制的SR-1000、YR3340、YR3286、PSA-610SM、XR37-B6722等。

在本發(fā)明中,非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂的添加并非必須,但通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂與非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂的混合比率,從而即便在固化后,也能夠在為進(jìn)行粘貼而加熱時(shí)賦予適度的柔軟性和粘接性,可獲得對(duì)本發(fā)明的實(shí)施而言有用的樹(shù)脂。此時(shí),關(guān)于非交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂相對(duì)于交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂的優(yōu)選比率,相對(duì)于交聯(lián)反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂100重量份,為0.5~100重量份、更優(yōu)選為10~50重量份。

(有機(jī)硅微粒)

為了抑制熒光體的沉降、并且提高熒光體層制作用樹(shù)脂組合物的流動(dòng)性從而使涂布性變得良好,本發(fā)明中的熒光體層可含有有機(jī)硅微粒??珊械挠袡C(jī)硅微粒優(yōu)選為由有機(jī)硅樹(shù)脂和/或有機(jī)硅橡膠形成的微粒。特別優(yōu)選利用將有機(jī)三烷氧基硅烷、有機(jī)二烷氧基硅烷、有機(jī)三乙酰氧基硅烷、有機(jī)二乙酰氧基硅烷、有機(jī)三肟硅烷、有機(jī)二肟硅烷等有機(jī)硅烷水解然后使之縮合的方法從而得到的有機(jī)硅微粒。

作為有機(jī)三烷氧基硅烷,可例示甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三正丙氧基硅烷、甲基三異丙氧基硅烷、甲基三正丁氧基硅烷、甲基三異丁氧基硅烷、甲基三仲丁氧基硅烷、甲基三叔丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷、正丁基三丁氧基硅烷、異丁基三丁氧基硅烷、仲丁基三甲氧基硅烷、叔丁基三丁氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷等。

作為有機(jī)二烷氧基硅烷,可例示二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙基二甲氧基硅烷、甲基乙基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨基異丁基甲基二甲氧基硅烷、N-乙基氨基異丁基甲基二乙氧基硅烷、(苯基氨甲基)甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷等。

作為有機(jī)三乙酰氧基硅烷,可例示甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷等。

作為有機(jī)二乙酰氧基硅烷,可例示二甲基二乙酰氧基硅烷、甲基乙基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基乙基二乙酰氧基硅烷等。

作為有機(jī)三肟硅烷,可例示甲基三甲基乙基酮肟硅烷、乙烯基三甲基乙基酮肟硅烷,作為有機(jī)二肟硅烷,可例示甲基乙基雙甲基乙基酮肟硅烷等。

這樣的粒子具體地可以通過(guò)日本特開(kāi)昭63-77940號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的方法、日本特開(kāi)平6-248081號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的方法、日本特開(kāi)2003-342370號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的方法、日本特開(kāi)平4-88022號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的方法等得到。另外,也已知有下述方法,通過(guò)下述任一方法也能夠得到本發(fā)明中使用的粒子,所述方法為:將有機(jī)三烷氧基硅烷、有機(jī)二烷氧基硅烷、有機(jī)三乙酰氧基硅烷、有機(jī)二乙酰氧基硅烷、有機(jī)三肟硅烷、有機(jī)二肟硅烷等有機(jī)硅烷和/或其部分水解產(chǎn)物添加到堿水溶液中,使其水解·縮合而得到粒子的方法;將有機(jī)硅烷和/或其部分水解產(chǎn)物添加到水或酸性溶液中,得到該有機(jī)硅烷和/或其部分水解產(chǎn)物的水解部分縮合物后,添加堿使其進(jìn)行縮合反應(yīng)而得到粒子的方法;將有機(jī)硅烷和/或其水解產(chǎn)物配置在上層,將堿或堿與有機(jī)溶劑的混合液配置在下層,在其界面使該有機(jī)硅烷和/或其水解產(chǎn)物進(jìn)行水解·縮聚而得到粒子的方法等。

上述中,優(yōu)選的是,使有機(jī)硅烷和/或其部分水解產(chǎn)物進(jìn)行水解·縮合、從而制造球狀有機(jī)硅微粒時(shí),通過(guò)向反應(yīng)溶液內(nèi)添加水溶性高分子、表面活性劑等高分子分散劑的方法而獲得有機(jī)硅微粒。水溶性高分子只要是在溶劑中作為保護(hù)膠體而發(fā)揮作用即可,可使用合成高分子、天然高分子中的任意高分子。具體而言,可舉出聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等水溶性高分子。關(guān)于表面活性劑,只要是通過(guò)在分子中具有親水性部位和疏水性部位從而作為保護(hù)膠體而發(fā)揮作用即可。具體而言,可舉出十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸銨、月桂基硫酸鈉、月桂基硫酸銨、聚氧乙烯烷基醚硫酸鈉等陰離子型表面活性劑、月桂基三甲基氯化銨、硬脂基三甲基氯化銨等陽(yáng)離子型表面活性劑;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚、聚氧亞烷基鏈烯基醚、山梨糖醇酐單烷基酯等醚系或酯系的非離子型表面活性劑;聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、芳烷基改性聚烷基硅氧烷等聚硅氧烷系表面活性劑;及含有全氟烷基的寡聚物等氟系表面活性劑;丙烯酸系表面活性劑。其中,從使在反應(yīng)液及有機(jī)硅組合物中的分散性變得良好的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選聚乙烯醇、聚氧乙烯烷基醚、聚醚改性聚二甲基硅氧烷及含有全氟烷基的寡聚物。

作為分散劑的添加方法,可例示預(yù)先添加于反應(yīng)初始液中的方法、同時(shí)添加有機(jī)三烷氧基硅烷及/或其部分水解物的方法、使有機(jī)三烷氧基硅烷及/或其部分水解物進(jìn)行水解部分縮合后進(jìn)行添加的方法,可選擇這些方法中的任一種方法。分散劑的添加量相對(duì)于1重量份的反應(yīng)液量?jī)?yōu)選為5×10-7~0.1重量份的范圍。低于下限時(shí),粒子彼此之間容易聚集而形成塊狀物。另外,高于上限時(shí),粒子中的分散劑殘留物變多,成為著色的原因。

對(duì)于上述有機(jī)硅粒子,還可以出于控制向基質(zhì)成分的分散性、潤(rùn)濕性等目的,利用表面改性劑對(duì)粒子表面進(jìn)行修飾。作為表面改性劑,可以為利用物理吸附進(jìn)行修飾的物質(zhì),也可以為利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行修飾的物質(zhì),具體而言,可舉出硅烷偶聯(lián)劑、硫醇偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、氟系涂覆劑等,從耐熱性強(qiáng)、不阻礙固化的方面考慮,特別優(yōu)選為利用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行的修飾。

作為有機(jī)硅微粒所含的有機(jī)取代基,優(yōu)選為甲基、苯基,可通過(guò)這些取代基的含量來(lái)調(diào)整有機(jī)硅微粒的折射率。為了不使LED發(fā)光裝置的亮度降低、而欲在使從粘合劑樹(shù)脂即有機(jī)硅樹(shù)脂中通過(guò)的光不發(fā)生散射的情況下進(jìn)行使用時(shí),優(yōu)選有機(jī)硅微粒的折射率d1、與由除該有機(jī)硅微粒及熒光體以外的成分導(dǎo)致的折射率d2的折射率差小。從上述觀點(diǎn)考慮,有機(jī)硅微粒的折射率d1、與由除該有機(jī)硅微粒及熒光體以外的成分導(dǎo)致的折射率d2的折射率之差優(yōu)選小于0.10,更優(yōu)選為0.03以下。通過(guò)將折射率控制為上述范圍,能夠降低有機(jī)硅微粒與有機(jī)硅組合物界面處的反射、散射,獲得高透明性、高透光率,不會(huì)使LED發(fā)光裝置的亮度降低。

關(guān)于折射率的測(cè)定,可使用作為全反射法的阿貝(Abbe)折射計(jì)、浦耳弗里奇(Pulfrich)折射計(jì)、液浸型折射計(jì)、浸漬法、最小偏向角法等,但有機(jī)硅組合物的折射率測(cè)定中阿貝折射計(jì)有用,有機(jī)硅微粒的折射率測(cè)定中浸漬法有用。

另外,作為用于控制上述折射率差的手段,可通過(guò)改變構(gòu)成有機(jī)硅微粒的原料的量比來(lái)進(jìn)行調(diào)整。即,例如,通過(guò)調(diào)整作為原料的甲基三烷氧基硅烷與苯基三烷氧基硅烷的混合比,增加甲基的構(gòu)成比,從而可實(shí)現(xiàn)接近1.40的低折射率化,反之,通過(guò)增加苯基的構(gòu)成比,可實(shí)現(xiàn)1.50以上的高折射率化。

本發(fā)明中,有機(jī)硅微粒的平均粒徑以中值粒徑(D50)表示,該平均粒徑的下限優(yōu)選為0.01μm以上,更優(yōu)選為0.05μm以上。另外,上限優(yōu)選為2.0μm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1.0μm以下。若平均粒徑為0.01μm以上,則容易制作控制了粒徑的粒子,另外,通過(guò)使平均粒徑為2.0μm以下,熒光體層的光學(xué)特性變得良好。另外,通過(guò)使平均粒徑為0.01μm以上、2.0μm以下,可充分獲得熒光體層制造用樹(shù)脂液的流動(dòng)性提高效果。另外,優(yōu)選使用單分散且為圓球狀的粒子。本發(fā)明中,熒光體層所含的有機(jī)硅微粒的平均粒徑即中值粒徑(D50)及粒度分布,可通過(guò)片材剖面的SEM觀察進(jìn)行測(cè)定。對(duì)利用SEM得到的測(cè)定圖像進(jìn)行圖像處理而求出粒徑分布,在由此獲得的粒度分布中,將自小粒徑側(cè)起的累計(jì)通過(guò)率為50%的粒徑作為中值粒徑D50而求出。

作為有機(jī)硅微粒的含量,相對(duì)于有機(jī)硅樹(shù)脂100重量份,作為下限,優(yōu)選為1重量份以上、更優(yōu)選為2重量份以上。另外,作為上限,優(yōu)選為100重量份以下、更優(yōu)選為50重量份以下、進(jìn)一步優(yōu)選為40重量份以下、特別優(yōu)選為25重量份以下。通過(guò)含有1重量份以上的有機(jī)硅微粒,能夠獲得特別良好的熒光體分散穩(wěn)定化效果。另一方面,通過(guò)設(shè)為100重量份以下,能夠保持熒光體片材的強(qiáng)度,通過(guò)設(shè)為25重量份以下,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的制膜、而不會(huì)使有機(jī)硅組合物的粘度過(guò)度上升。

(金屬氧化物微粒)

為了賦予粘度調(diào)節(jié)、光散射、涂布性提高等效果,本發(fā)明中的熒光體層可進(jìn)一步包含金屬氧化物微粒作為無(wú)機(jī)微粒填充劑。作為上述金屬氧化物微粒,可列舉二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、氧化鋅等。特別優(yōu)選為二氧化硅微粒、氧化鋁微粒。作為它們的例子,可舉出AEROSIL、AEROXIDE(均為日本AEROSIL制)。上述微粒的平均粒徑優(yōu)選在5nm至10μm的范圍內(nèi)選擇。另外,上述微粒可以使用一種或?qū)⒍喾N混合使用。作為微粒的含量,相對(duì)于有機(jī)硅樹(shù)脂100重量份,優(yōu)選為0.5~30重量份、更優(yōu)選為1~10重量份。若在上述范圍內(nèi),則能夠在有機(jī)硅組合物的粘度不會(huì)過(guò)度上升、可穩(wěn)定地制膜的狀態(tài)下,表現(xiàn)出光散射、涂布性提高的效果。

(其他成分)

為了提高折射率,本發(fā)明的熒光體層可包含納米尺寸的高折射率無(wú)機(jī)微粒。作為上述無(wú)機(jī)微粒的材質(zhì),可舉出氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氮化鋁。另外,關(guān)于粒徑,按照可見(jiàn)光不發(fā)生散射的方式,粒徑優(yōu)選為50nm以下、更優(yōu)選為20nm以下。另外,為了防止上述微粒的聚集、并使分散性變得良好,可使用對(duì)粒子表面進(jìn)行修飾的方法。

對(duì)于用于本發(fā)明中的熒光體層制作的有機(jī)硅樹(shù)脂組合物而言,為了使其與LED芯片、基板的粘接性增強(qiáng),可含有粘接成分。作為上述粘接成分,可例示熱塑性有機(jī)硅樹(shù)脂、硅烷單體、硅氧烷寡聚物。此外,更優(yōu)選進(jìn)一步具有硅烷醇基、環(huán)氧基等反應(yīng)性官能團(tuán)。

此外,用于本發(fā)明中的熒光體層制作的有機(jī)硅樹(shù)脂組合物還可含有用于使涂布膜穩(wěn)定的勻涂劑、作為片材表面的改性劑的環(huán)氧改性、丙烯酸改性、羧基改性、及氨基改性等的硅烷偶聯(lián)劑。

(熒光體層的制造方法)

對(duì)熒光體層的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,以下為一個(gè)例子,熒光體層的制作方法不限于此。首先,作為用于形成熒光體層的涂布液,制備將熒光體分散于樹(shù)脂而成的組合物。此時(shí),當(dāng)樹(shù)脂為有機(jī)硅樹(shù)脂時(shí),也可包含有機(jī)硅粘接材料。為了抑制熒光體的沉降,優(yōu)選添加有機(jī)硅微粒,也可添加金屬氧化物微粒、勻涂劑及粘接助劑等其他添加物。另外,當(dāng)作為樹(shù)脂使用加成反應(yīng)型有機(jī)硅樹(shù)脂時(shí),可追加配合氫化硅烷化反應(yīng)阻滯劑,從而延長(zhǎng)適用期。為了使流動(dòng)性變得適當(dāng),根據(jù)需要,可以添加溶劑從而制成溶液。關(guān)于溶劑,只要是能調(diào)節(jié)流動(dòng)狀態(tài)的樹(shù)脂的粘度即可,沒(méi)有特別限定。例如,可舉出甲苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、己烷、丙酮、松油醇、丁基溶纖劑、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、PGMEA等乙二醇醚系或乙二醇酯系溶劑等。

在以成為規(guī)定的組成的方式調(diào)配上述成分后,通過(guò)用均化器、自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)、三輥磨、球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、珠磨機(jī)等攪拌·混煉機(jī)均質(zhì)地進(jìn)行混合分散,從而獲得熒光體層制作用組合物?;旌戏稚⒑?,或者在混合分散的過(guò)程中,還優(yōu)選在真空或0.01MPa以下的減壓條件下進(jìn)行脫泡。

然后,將熒光體層制作用組合物涂布在與本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的支承基材不同的第二基材(以下,稱為被涂布基材)上并干燥、固化。對(duì)于被涂布基材沒(méi)有特別限制,可使用已知的金屬、膜、玻璃、陶瓷、紙等。為了制作膜厚精度高的熒光體層,23℃時(shí)被涂布基材的斷裂伸長(zhǎng)率小于200%、或楊氏模量大于600MPa為優(yōu)選,特別地楊氏模量為4000MPa以上為更優(yōu)選。另外,優(yōu)選在樹(shù)脂的固化反應(yīng)快速進(jìn)行的150℃以上的溫度時(shí)變形少、且熔點(diǎn)高的材料。

關(guān)于被涂布基材,具體而言,可舉出鋁(還包括鋁合金)、鋅、銅、鐵等金屬板或箔、乙酸纖維素、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮醛、芳族聚酰胺等樹(shù)脂膜、層合有上述樹(shù)脂的紙、或被上述樹(shù)脂涂覆過(guò)的紙、層合或蒸鍍有上述金屬的紙、層合或蒸鍍有上述金屬的樹(shù)脂膜等。這些之中,從上述所要求的特性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮,優(yōu)選樹(shù)脂膜,特別優(yōu)選PET膜或聚苯硫醚膜。另外,當(dāng)樹(shù)脂的固化時(shí)、將熒光體層粘貼在LED上時(shí)需要200℃以上的高溫時(shí),從耐熱性方面考慮,優(yōu)選聚酰亞胺膜。

另外,為了易于將熒光體層剝離,被涂布基材優(yōu)選預(yù)先對(duì)其表面進(jìn)行脫模處理。作為脫模處理法,可例示硅烷偶聯(lián)劑涂覆、氟樹(shù)脂涂覆、有機(jī)硅樹(shù)脂涂覆、三聚氰胺樹(shù)脂涂覆、石蠟樹(shù)脂涂覆等。作為上述被涂布基材,可以示例剝離PET膜“Cerapeel”(TORAY ADVANCED FILM CO.,Ltd.制)等。

對(duì)被涂布基材的厚度沒(méi)有特別限制,但作為下限,優(yōu)選為25μm以上、更優(yōu)選為50μm以上。另外,作為上限,優(yōu)選為5000μm以下、更優(yōu)選為1000μm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為100μm以下。

涂布可利用刮片涂布機(jī)(blade coater)、縫模涂布機(jī)(slit die coater)、直接槽輥涂布機(jī)(direct gravure coater)、補(bǔ)償槽輥涂布機(jī)(offset gravure coater)、氣刀涂布機(jī)、輥式刮刀涂布機(jī)(roll blade coater)、可調(diào)刮棒輥式刮刀涂布機(jī)(vari-bar roll blade coater)、雙流涂布機(jī)(two stream coater)、棒式涂布機(jī)、線棒涂布機(jī)(wire bar coater)、涂敷器(applicator)、浸涂機(jī)、淋幕涂布機(jī)、旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)、刮刀式涂布機(jī)(knife coater)等進(jìn)行。為了獲得熒光體層膜厚的均勻性,優(yōu)選利用縫模涂布機(jī)涂布。另外,本發(fā)明的熒光體層也可以使用絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、平版印刷等印刷法來(lái)制作。印刷形狀可以為固體膜(日文:ベタ膜)、也可以是圖案形狀。在使用印刷法時(shí),特別優(yōu)選使用絲網(wǎng)印刷。除此以外,也可以使用加壓成型等樹(shù)脂成型法。

對(duì)于涂布后的熒光體層的干燥、加熱固化,可使用熱風(fēng)干燥機(jī)、紅外線干燥機(jī)等一般的加熱裝置。關(guān)于加熱固化條件,通常為于80℃~200℃加熱2分鐘~3小時(shí),但為了能夠利用加熱而軟化來(lái)表現(xiàn)出粘接性、即成為所謂的半固化的B階段狀態(tài),優(yōu)選于80℃~120℃加熱15分鐘~2小時(shí)、更優(yōu)選加熱30分鐘~2小時(shí)。

關(guān)于由此制造的熒光體層,從操作的觀點(diǎn)考慮,可與被涂布基材一同進(jìn)行輸送、保管,在將要使用前將被涂布基材剝離,從而向本發(fā)明中的支承基材轉(zhuǎn)印,然后使用。此外,也可將熒光體層切割為與被覆的LED芯片相對(duì)應(yīng)的大小之后來(lái)使用。

(熒光體層的物性)

從保管性、搬運(yùn)性及加工性的觀點(diǎn)考慮,熒光體層優(yōu)選在室溫附近具有高彈性。另一方面,從以追隨LED芯片的方式發(fā)生變形、且使之粘接的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是,在一定條件下彈性變低、并且表現(xiàn)出柔軟性、及粘接性或粘合性(以下,將它們統(tǒng)稱為“粘接性”)?;谏鲜鲇^點(diǎn),本熒光體層優(yōu)選通過(guò)60℃以上的加熱而發(fā)生柔軟化、并表現(xiàn)出粘接性。

對(duì)于上述熒光體層而言,使用流變儀在頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1%的條件下測(cè)定膜厚400μm的熒光體層時(shí)的儲(chǔ)能模量?jī)?yōu)選為:在25℃的條件下為1.0×105Pa以上、在100℃的條件下小于1.0×105,更優(yōu)選在25℃的條件下為5.0×105Pa以上、在100℃的條件下小于5.0×104Pa。

這里,所謂熒光體層的儲(chǔ)能模量,是指通過(guò)流變儀在熒光體層的膜厚800μm、頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1.0%、溫度范圍25~200℃、升溫速度5℃/分鐘的條件下,僅對(duì)片狀的熒光體層進(jìn)行動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)定時(shí)的儲(chǔ)能模量。動(dòng)態(tài)粘彈性是指,在對(duì)材料以某正弦頻率施加剪切應(yīng)變(Shear strain)時(shí),在達(dá)到恒常狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)出剪切應(yīng)力,將該剪切應(yīng)力分解為應(yīng)變與相位一致的成分(彈性成分)、和應(yīng)變與相位相差90°的成分(粘性成分),對(duì)材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性進(jìn)行分析的方法。此處,相位與剪切應(yīng)變一致的應(yīng)力成分除以剪切應(yīng)變而得到的量為儲(chǔ)能模量,由于其表示各溫度時(shí)材料相對(duì)于動(dòng)態(tài)應(yīng)變的追隨性,因而與材料的加工性、粘接性密切相關(guān)。另一方面,相位與剪切應(yīng)變相差90°的應(yīng)力成分除以剪切應(yīng)變而得的量為損耗模量,是表示材料的流動(dòng)性的量。

在本發(fā)明中的熒光體層的情況下,通過(guò)在25℃的條件下具有1.0×105Pa以上的儲(chǔ)能模量,從而即便在室溫(25℃)時(shí)相對(duì)于利用刃物進(jìn)行的切斷加工等快速的剪切應(yīng)力,也能以片材不發(fā)生周?chē)淖冃蔚姆绞奖磺袛啵虼?,可獲得高尺寸精度下的加工性。對(duì)于室溫時(shí)的儲(chǔ)能模量的上限而言,沒(méi)有為了本發(fā)明的目的而特別限制,但若考慮到與LED元件貼合后的應(yīng)力應(yīng)變,則優(yōu)選為1.0×109Pa以下。另外,通過(guò)在100℃的條件下儲(chǔ)能模量小于1.0×105Pa,若進(jìn)行60℃~150℃條件下的加熱粘貼,則熒光體層能夠相對(duì)于LED芯片表面的形狀進(jìn)行快速變形從而追隨、并獲得高粘接力。若是在100℃的條件下能夠獲得小于1.0×105Pa的儲(chǔ)能模量的熒光體層,則隨著從室溫起使溫度升高,儲(chǔ)能模量降低,由此即便低于100℃也能成為粘貼性變得良好的熒光體層,為了獲得特別實(shí)用的粘貼,優(yōu)選為60℃以上。另外,關(guān)于上述熒光體層,通過(guò)在高于100℃的條件下加熱,儲(chǔ)能模量能夠進(jìn)一步降低,粘貼性變得良好,但在高于150℃的溫度下,應(yīng)力松弛變得不充分,此時(shí)樹(shù)脂的固化急劇進(jìn)行,從而變得易于產(chǎn)生裂紋、剝離。因而,優(yōu)選的加熱粘貼溫度為60℃~150℃,更優(yōu)選為60℃~120℃,特別優(yōu)選為70℃~100℃。關(guān)于100℃的條件下的儲(chǔ)能模量的下限,沒(méi)有為本發(fā)明的目的而特別限制,但在向LED元件上進(jìn)行加熱粘貼時(shí)若流動(dòng)性過(guò)高,則在粘貼前通過(guò)切斷、開(kāi)孔而加工成的形狀變得不能保持,因此優(yōu)選為1.0×103Pa以上。

作為熒光體層,只要能獲得上述儲(chǔ)能模量,則其中所含的樹(shù)脂也可以是未固化狀態(tài),但如以下所述,若考慮片材的操作性·保存性等,則所含的樹(shù)脂優(yōu)選為固化后的樹(shù)脂。若樹(shù)脂為未固化狀態(tài),則在熒光體層的保存過(guò)程中,固化反應(yīng)于室溫進(jìn)行,儲(chǔ)能模量有可能偏離適當(dāng)?shù)姆秶?。為了防止上述現(xiàn)象,優(yōu)選的是,樹(shù)脂固化完成或者樹(shù)脂為半固化狀態(tài)(即,固化進(jìn)行至在室溫保存一個(gè)月以上的長(zhǎng)期間內(nèi)儲(chǔ)能模量不發(fā)生變化的程度)。

(膜厚)

本發(fā)明的熒光體層的膜厚由熒光體含量、所期望的光學(xué)特性、及被覆的LED芯片的高度決定。關(guān)于熒光體含量,如上所述,從操作性的觀點(diǎn)考慮,在高濃度化方面存在限度,因此膜厚優(yōu)選為10μm以上、更優(yōu)選為30μm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為40μm以上。另一方面,從提高熒光體層的光學(xué)特性·放熱性的觀點(diǎn)考慮,熒光體層的膜厚優(yōu)選為1000μm以下、更優(yōu)選為200μm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為100μm以下。此外,當(dāng)被覆的LED芯片具有高30μm以上的側(cè)部發(fā)光面時(shí),從熒光體層向側(cè)部發(fā)光面追隨性良好地被覆的觀點(diǎn)考慮、以及從減小配光性(其表示從正上方觀察所見(jiàn)的顏色、和從斜向觀察所見(jiàn)的顏色的變化)的觀點(diǎn)考慮,熒光體層的厚度優(yōu)選為L(zhǎng)ED芯片的高度以下、更優(yōu)選為1/2以下。

另外,若片材膜厚存在偏差,則每一個(gè)LED芯片的熒光體量產(chǎn)生差異,結(jié)果,發(fā)光光譜(色溫、亮度、色度)產(chǎn)生偏差。因此,片材膜厚的偏差優(yōu)選在±5%以內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在±3%以內(nèi)。

本發(fā)明中的熒光體層的膜厚是指,基于JIS K7130(1999)塑料-膜及片材-厚度測(cè)定方法中的利用機(jī)械掃描進(jìn)行的厚度的測(cè)定方法A法而測(cè)得的膜厚(平均膜厚)。另外,使用所述平均膜厚,基于下述數(shù)學(xué)式計(jì)算出熒光體層的膜厚偏差。更具體而言,使用利用機(jī)械掃描進(jìn)行的厚度的測(cè)定方法A法的測(cè)定條件,使用市售的接觸式厚度計(jì)等測(cè)微計(jì)測(cè)定膜厚,計(jì)算得到的膜厚的最大值或最小值與平均膜厚之差,用該值除以平均膜厚,并用百分率表示,得到的值為膜厚偏差B(%)。

膜厚偏差B(%)={(最大膜厚偏離值*-平均膜厚)/平均膜厚}×100

*最大膜厚偏離值選擇膜厚的最大值或最小值中與平均膜厚之差大的一者。

<支承基材>

本發(fā)明中的支承基材在將熒光體層粘貼至LED芯片的發(fā)光面時(shí)能夠處于流動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)以流動(dòng)狀態(tài)從支承基材側(cè)對(duì)支承基材進(jìn)行加壓,壓力介由支承基材而向熒光體層均勻傳導(dǎo)、從而將熒光體層粘貼至LED芯片的發(fā)光面。由于支承基材流動(dòng),因此壓力能夠向所有方向普遍地傳導(dǎo),支承基材自由變形從而即便細(xì)小部位也能迂回進(jìn)入,由此能對(duì)被覆的LED芯片的發(fā)光面的形狀追隨性極好地進(jìn)行粘貼。

支承基材可以無(wú)需特別施以刺激即具有流動(dòng)性,也可以通過(guò)某種刺激而表現(xiàn)出流動(dòng)性。這里,所謂某種刺激,可例示加熱、加濕、添加溶劑、加壓或振動(dòng)等機(jī)械刺激等,但從流動(dòng)性的管理最為容易的方面考慮,優(yōu)選利用加熱和加壓來(lái)表現(xiàn)出流動(dòng)性。

另外,為了防止支承基材在加壓前迂回進(jìn)入熒光體層和LED芯片的發(fā)光面之間,優(yōu)選的是,例如,像粘土、塑性的樹(shù)脂那樣,在非加壓時(shí)以固體形態(tài)保持形狀,而在加壓時(shí)流動(dòng)。

從在加壓工序中表現(xiàn)出熒光體層的粘接性的觀點(diǎn)考慮,支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)存在于10℃以上。此外,從操作的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在室溫的條件下呈固體狀態(tài),因此支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)優(yōu)選存在于40℃以上、更優(yōu)選存在于50℃以上。另外,從防止熒光體層的樹(shù)脂的固化的觀點(diǎn)考慮,支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)存在于150℃以下、更優(yōu)選存在于100℃以下。這里,支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)還包括僅在加壓時(shí)流動(dòng)的情況。

(支承基材的流變學(xué)物性)

本發(fā)明中的支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)通過(guò)使用流變儀進(jìn)行的動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)定而規(guī)定。這里,動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)定的方法具體為下述方法:由平行圓板型的板夾住材料,一邊使其溫度變化一邊以頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1.0%的正弦頻率施加剪切應(yīng)變,測(cè)定此時(shí)的剪切應(yīng)力和應(yīng)變,由上述值計(jì)算表示材料相對(duì)于動(dòng)態(tài)應(yīng)變的變形追隨性的儲(chǔ)能模量G’、表示材料的流動(dòng)性的損耗模量G”和粘度。將作為試樣的支承基材的膜厚設(shè)為1mm,關(guān)于溫度變化,標(biāo)準(zhǔn)的是以5℃/分鐘的升溫速度從25℃升溫至200℃。

這里,本發(fā)明的支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)下的、使用流變儀在頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1.0%的條件下測(cè)定時(shí)的儲(chǔ)能模量G’和損耗模量G”,在10℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi)

為G’<G”(式1)的關(guān)系,

并且,

為10Pa<G’<105Pa(式2)的關(guān)系。

此外,在式2中,作為下限,更優(yōu)選滿足102Pa<G’,作為上限,更優(yōu)選滿足G’<104Pa。另外,上述關(guān)系更優(yōu)選在40℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi)被滿足,進(jìn)一步優(yōu)選在70℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍內(nèi)被滿足。

如式1所示,通過(guò)使表示粘性成分的G”大于表示彈性成分的G’,由此支承基材變得能夠流動(dòng)。

如式2所示,若儲(chǔ)能模量G’大于下限,則支承基材能夠向熒光體層傳導(dǎo)壓力而不會(huì)流失。另外,若儲(chǔ)能模量G’小于上限,則由于支承基材易于發(fā)生流動(dòng)變形,因此對(duì)被覆物的追隨性變高。

另外,關(guān)于支承基材發(fā)生流動(dòng)的狀態(tài)的粘度,從對(duì)熒光體層的壓力傳導(dǎo)的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在10℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi)為10Pa·s以上、更優(yōu)選為102Pa·s以上。另外,從對(duì)被覆物的追隨性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在10℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi)為105Pa·s以下、更優(yōu)選為104Pa·s以下。此外,從維持熒光體層的膜厚的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是,于加壓時(shí)的溫度,支承基材的粘度低于熒光體層的粘度。

更優(yōu)選的是,上述物性在40℃以上且100℃以下的整個(gè)溫度范圍或一部分溫度范圍內(nèi)被滿足,特別優(yōu)選在70℃以上且100℃以下的整個(gè)范圍內(nèi)被滿足。

(維卡軟化溫度)

對(duì)于上述支承基材而言,更優(yōu)選的是,于室溫難以變形以使得易于操作,并且在熒光體層的固化不急劇進(jìn)行的溫度下支承基材發(fā)生軟化。從上述觀點(diǎn)考慮,支承基材的維卡軟化溫度優(yōu)選為25℃以上且100℃以下、更優(yōu)選為25℃以上且50℃以下。這里,所謂維卡軟化溫度,是指支承基材發(fā)生軟化的溫度,并且按照J(rèn)IS K 7206(1999)A50中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。具體而言,在傳熱介質(zhì)之上設(shè)置試驗(yàn)片,將荷重棒(截面積1mm2)的端面按壓在上述試驗(yàn)片的中央部上表面,在此狀態(tài)下,將傳熱介質(zhì)升溫,將荷重棒進(jìn)入試驗(yàn)片1mm時(shí)的溫度(℃)作為維卡軟化溫度。

(熔點(diǎn))

優(yōu)選的是,上述支承基材于室溫為固體,通過(guò)加熱而熔解、流動(dòng)。從上述觀點(diǎn)考慮,支承基材的熔點(diǎn)優(yōu)選為40℃以上且100℃以下、更優(yōu)選為40℃以上且70℃以下。熔點(diǎn)按照J(rèn)IS K 7121(1987)規(guī)定的方法來(lái)測(cè)定。具體而言,通過(guò)差示熱分析(DTA)或差示掃描量熱測(cè)定裝置(DSC),在以10℃/分鐘進(jìn)行升溫時(shí),測(cè)定其從固體向液體相轉(zhuǎn)移時(shí)的溫度,并作為該支承基材的熔點(diǎn)。

(熔體流動(dòng)速率)

上述支承基材的熔融后的流動(dòng)性可以用通過(guò)JIS K 7210(1999)規(guī)定的方法測(cè)定的熔體流動(dòng)速率(MFR)來(lái)表示。從熒光體層追隨性良好地粘貼被覆物的觀點(diǎn)考慮,測(cè)定溫度190℃、荷重21.2N的條件下的MFR優(yōu)選為1(g/10分鐘)以上、更優(yōu)選為10(g/10分鐘)以上。另外,從流動(dòng)的支承基材不迂回進(jìn)入熒光體層和被覆物之間的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為500(g/10分鐘)以下、更優(yōu)選為200(g/10分鐘)以下、進(jìn)一步優(yōu)選為100(g/10分鐘)以下。

(支承基材的膜厚)

對(duì)支承基材的膜厚沒(méi)有特別限定,但適度的膜厚取決于被覆對(duì)象物的高度。

例如,在考慮被覆于LED芯片時(shí)的情況下,從對(duì)LED芯片側(cè)面的追隨性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為被覆的LED芯片的高度以上、更優(yōu)選為L(zhǎng)ED芯片的高度的2倍以上。若膜厚在上述范圍內(nèi),則在加壓時(shí)流動(dòng)的支承基材容易迂回進(jìn)入芯片側(cè)面,并且能夠追隨性良好地粘貼熒光體層。另外,從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)、以及支承基材整體能夠通過(guò)加熱而進(jìn)行流動(dòng)的觀點(diǎn)考慮,支承基材的膜厚優(yōu)選為L(zhǎng)ED芯片高度的10倍以下。

若考慮到通常使用的LED芯片的高度為100~300μm,則支承基材的膜厚優(yōu)選為300μm以上、更優(yōu)選為500μm以上。另外,優(yōu)選為2000μm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1000μm以下。

另外,從加壓時(shí)的壓力均勻地傳導(dǎo)至熒光體層的觀點(diǎn)考慮,支承基材的膜厚優(yōu)選在平均膜厚±10%的范圍內(nèi)。

(表面狀態(tài))

支承基材的與熒光體層接觸的面的表面形狀在加壓時(shí)轉(zhuǎn)印至熒光體層表面,并影響發(fā)光色的視覺(jué)效果、色差。因此,支承基材的熒光體層側(cè)的表面優(yōu)選為平滑面即鏡面。此外,上述平滑面的表面粗糙度Ra優(yōu)選為10μm以下。

(材質(zhì))

關(guān)于支承基材的材質(zhì),只要是能實(shí)現(xiàn)前述的流動(dòng)狀態(tài)即可,沒(méi)有特別限定。另外,既可以是單一物質(zhì),也可以是混合物。但是,主成分優(yōu)選為塑性材料,從追隨性良好地被覆熒光體層的觀點(diǎn)考慮,其含量?jī)?yōu)選為支承基材重量的50重量%以上、更優(yōu)選為80重量%以上。作為上述塑性材料,具體而言可例示熱塑性樹(shù)脂、橡膠、粘土等,但從成型性、操作性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為熱塑性樹(shù)脂。

這里,所謂熱塑性樹(shù)脂,是指具有通過(guò)加熱而能夠發(fā)生塑性變形的區(qū)域(以下稱為“熱塑性區(qū)域”)的樹(shù)脂。優(yōu)選的是,在40℃以上且100℃以下的一部分范圍內(nèi)、或整個(gè)范圍內(nèi),能夠發(fā)生塑性變形。另外,也可以通過(guò)在比引起塑性變形的溫度區(qū)域更高的溫度進(jìn)行加熱而使得固化反應(yīng)進(jìn)行。固化反應(yīng)進(jìn)行的區(qū)域優(yōu)選為100℃以上、更優(yōu)選為150℃以上。

熱塑性樹(shù)脂的維卡軟化溫度優(yōu)選為25℃以上且100℃以下、更優(yōu)選為25℃以上且50℃以下。熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)優(yōu)選為40℃以上且100℃以下、更優(yōu)選為40℃以上且70℃以下。在測(cè)定溫度190℃、荷重21.2N的條件下,熱塑性樹(shù)脂的MFR優(yōu)選為1(g/10分鐘)以上、更優(yōu)選為10(g/10分鐘)以上。另外,優(yōu)選為500(g/10分鐘)以下、更優(yōu)選為200(g/10分鐘)以下、進(jìn)一步優(yōu)選為100(g/10分鐘)以下。維卡軟化溫度、熔點(diǎn)、MFR均為按照與支承基材中的測(cè)定方法相同的方法測(cè)定的。

作為上述熱塑性樹(shù)脂,具體而言,可例示聚乙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、聚-α-烯烴樹(shù)脂(有時(shí)也稱為α-聚烯烴樹(shù)脂。)、環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂、聚己內(nèi)酯樹(shù)脂、氨基甲酸酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂(包括甲基丙烯酸樹(shù)脂)、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂及它們的共聚物。

這里,所謂聚-α-烯烴樹(shù)脂,是指將α-烯烴加成聚合而得到的、具有碳原子數(shù)2以上的側(cè)鏈官能團(tuán)的高分子。作為側(cè)鏈官能團(tuán),可舉出直鏈狀的烷基等。作為聚-α-烯烴樹(shù)脂,具體而言,可例示通過(guò)將1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯及它們的混合物加成聚合而得到的高分子化合物。這些之中,優(yōu)選包含選自由聚-α-烯烴樹(shù)脂、聚己內(nèi)酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂及它們中的一種以上與乙烯形成的共聚樹(shù)脂組成的組中的一種或兩種以上的樹(shù)脂。本發(fā)明的支承基材有以下兩類(lèi):在將熒光體層被覆至對(duì)象物(例如LED芯片)之后,從熒光體層將支承基材剝離的“剝離型的支承基材”;和附屬于熒光體層而直接組裝入發(fā)光裝置的“非剝離型的支承基材”兩種。

關(guān)于“剝離型的支承基材”中使用的材質(zhì),重要的是相對(duì)于熒光體層的粘接性和剝離性、及對(duì)LED芯片的粘接性的平衡。另一方面,關(guān)于“非剝離型的支承基材”中使用的材質(zhì),由于被組裝入發(fā)光裝置,因此重要的是光提取性、耐熱性、耐光性優(yōu)異。

作為使用本發(fā)明的層疊體的發(fā)光裝置的制造方法,使用“剝離型的支承基材”的工藝、和使用“非剝離型的支承基材”的工藝中的任一者均可合適地使用,但從將支承基材剝離后能夠精密地設(shè)計(jì)透鏡結(jié)構(gòu)等光學(xué)部件的自由度高的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選使用“剝離型的支承基材”的工藝。

(剝離型的支承基材)

關(guān)于剝離型的支承基材,重要的是,在被覆熒光體層后能夠容易剝離。作為特別優(yōu)選的性質(zhì),是在加熱時(shí)發(fā)生流動(dòng)、在冷卻至室溫后發(fā)生固化而易于剝離的性質(zhì)。作為具有上述性質(zhì)的熱塑性樹(shù)脂,特別地,可列舉聚丙烯樹(shù)脂、聚-α-烯烴樹(shù)脂、環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂、聚己內(nèi)酯樹(shù)脂及它們與乙烯形成的共聚樹(shù)脂,但其中,從維卡軟化溫度或熔點(diǎn)低、剝離性優(yōu)異的方面考慮,更優(yōu)選為聚-α-烯烴樹(shù)脂與乙烯形成的共聚樹(shù)脂(乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂),進(jìn)一步特別優(yōu)選為乙烯-1-己烯共聚樹(shù)脂。

另外,當(dāng)支承基材與熒光體層的粘接性弱、熒光體層難以保持于支承基材的情況下,可以向乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂中混合粘接性高的熱塑性樹(shù)脂從而制造支承基材。作為粘接性高的熱塑性樹(shù)脂,可舉出氨基甲酸酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或它們與乙烯形成的共聚樹(shù)脂,但從維卡軟化溫度或熔點(diǎn)低的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選乙烯-丙烯酸(甲基丙烯酸)共聚樹(shù)脂。

乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂與粘接性高的熱塑性樹(shù)脂的混合比率可根據(jù)粘接性和剝離性之間的平衡來(lái)確定。作為能夠取得上述平衡的比率,相對(duì)于乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂100重量份,優(yōu)選含有粘接性高的熱塑性樹(shù)脂0.01~10重量份、更優(yōu)選含有0.1~1重量份。

作為上述剝離性的指標(biāo),可列舉支承基材的粘合力。這里,作為測(cè)定支承基材的粘合力的第一方法,可舉出JIS Z 0237(2009)中規(guī)定的90度剝離試驗(yàn)。在該方法的測(cè)定中,從兼具用于保持熒光體片材的粘接性、和用于在粘貼于LED芯片之后將支承基材剝離的剝離性的觀點(diǎn)考慮,支承基材的粘合力優(yōu)選為0.05~2.0N/20mm的范圍、更優(yōu)選為0.1~1.5N/20mm。

此外,作為直接測(cè)定熒光體層與支承基材的粘合力的第二方法,可舉出通過(guò)下面所示的剝離試驗(yàn)(將其作為“熒光體層:支承基材粘合力評(píng)價(jià)試驗(yàn)”)而測(cè)定的方法?!盁晒怏w層:支承基材粘合力評(píng)價(jià)試驗(yàn)”包括以下工序:第一工序,制作向支承基材粘貼50mm×50mm的尺寸的熒光體層而成的層疊體樣品;第二工序,在該熒光體層的表面上以50mm的長(zhǎng)度在所述熒光體的正上方粘貼涂布有寬度50mm的有機(jī)硅粘接材料的膠帶(商品名:Circuit tape 647 0.12、粘合力15N/50mm(寺岡制作所制));和第三工序,利用測(cè)力計(jì)(商品名:Digital Force gauge ZTS-20N,Imada Corporation制)對(duì)將該膠帶在相對(duì)于層疊體樣品為90度的方向上拉伸從而熒光體層從支承基材發(fā)生剝離時(shí)所需要的力進(jìn)行測(cè)定。在該方法的測(cè)定中,支承基材的粘合力優(yōu)選為0.001~1.0N/50mm的范圍、更優(yōu)選為0.01~0.5N/50mm。需要說(shuō)明的是,在該方法中,將熒光體層未從支承基材剝離時(shí)評(píng)價(jià)為15N/50mm以上。

關(guān)于將剝離型的支承基材進(jìn)行剝離的方法,可例示:冷卻至30℃以下后用鑷子等保持支承基材的一端從而進(jìn)行剝離;或使支承基材與粘合膠帶粘接從而進(jìn)行剝離等方法,但不限于上述方法。

作為乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂的具體例,可舉出“TAFMER”(三井化學(xué)制)、“EXCELLEN”(住友化學(xué)制)。作為環(huán)狀烯烴樹(shù)脂的具體例,可舉出“ZEONOR”、“ZEONEX”(ZEON CORPORATION制)。作為聚己內(nèi)酯樹(shù)脂的具體例,可舉出“PLACCEL H”(Daicel制)。另外,作為提高粘接性的熱塑性樹(shù)脂,可舉出乙烯-甲基丙烯酸酯樹(shù)脂“ACRYFT”(住友化學(xué)制)。

(非剝離型的支承基材)

關(guān)于非剝離型的支承基材,由于其被組裝入發(fā)光裝置,因此要求透明性、耐熱性。具有上述性質(zhì)的熱塑性樹(shù)脂在進(jìn)行被覆的溫度范圍(50~150℃)內(nèi)表現(xiàn)出塑性,但優(yōu)選為若加熱至上述溫度范圍以上的溫度,則會(huì)發(fā)生不可逆的固化反應(yīng)、從而發(fā)生完全固化的樹(shù)脂。這里,所謂完全固化狀態(tài),是指固化至如下程度為止的狀態(tài),即不存在通過(guò)上述的流變儀試驗(yàn)測(cè)定的儲(chǔ)能模量G’和損耗模量G”成為G’<G”的范圍的程度。作為上述熱塑性樹(shù)脂的具體例,可舉出丙烯酸樹(shù)脂(包括甲基丙烯酸樹(shù)脂)、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂及它們與乙烯形成的共聚樹(shù)脂。特別地,從耐熱性、耐光性的觀點(diǎn)考慮,特別優(yōu)選有機(jī)硅樹(shù)脂。

作為丙烯酸樹(shù)脂的具體例,可舉出“ACRYFT”(住友化學(xué)制)。作為環(huán)氧樹(shù)脂的具體例,可舉出向Epikote157S70、Epikote828(Japan Epoxy Resin)中混合2-苯基咪唑作為固化促進(jìn)劑而得的混合物,另外,作為有機(jī)硅樹(shù)脂的具體例,可舉出作為具有熱塑性區(qū)域的有機(jī)硅樹(shù)脂的OE-6450、OE6635(Dow Corning Toray制)等。

通過(guò)JIS Z 0237(2009)中規(guī)定的90度剝離試驗(yàn)而求得的第一方法中,非剝離型的支承基材的粘合力優(yōu)選為0.05N/20mm以上且50N/20mm以下。另外,通過(guò)所述“熒光體層:支承基材粘合力評(píng)價(jià)試驗(yàn)”,從熒光體層與支承基材的粘接性充分的觀點(diǎn)考慮,非剝離型的支承基材的粘合力優(yōu)選為1.0N/50mm以上,更優(yōu)選為5.0N/50mm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為15N/50mm以上、即熒光體層不從支承基材剝離。

為了獲得高亮度,重要的是,非剝離型的支承基材的光提取效果高,因此優(yōu)選為透明性高。這里,透明性優(yōu)選通過(guò)包括漫射光的透過(guò)率(以下,稱為漫射光透過(guò)率)進(jìn)行評(píng)價(jià),作為上述測(cè)定方法,可例示使用積分球的透過(guò)吸收測(cè)定系統(tǒng)(OTSUKA ELECTRONICS Co.,LTD.制)。這里,當(dāng)以厚度0.5mm的支承基材(完全固化品)作為試樣時(shí),450nm的漫射光透過(guò)率優(yōu)選為50%以上、更優(yōu)選為70%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為90%以上。

非剝離型支承基材的耐熱性通過(guò)在進(jìn)行一定溫度加熱之后的漫射光透過(guò)率的變化率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體而言,針對(duì)厚度0.5mm的支承基材(完全固化品),測(cè)定初始的漫射光透過(guò)率(450nm)、和通過(guò)150℃的熱風(fēng)干燥機(jī)進(jìn)行1000小時(shí)連續(xù)加熱后的漫射光透過(guò)率(450nm),并基于

透過(guò)率變化率”=(1000小時(shí)后的漫射光透過(guò)率)/(初始的漫射光透過(guò)率)

的式子進(jìn)行計(jì)算,由此進(jìn)行評(píng)價(jià)。上述“透過(guò)率變化率”優(yōu)選為0.7以上、更優(yōu)選為0.8以上。

(支承基材的制造方法)

關(guān)于支承基材,只要是能使所述材質(zhì)以成為所述的膜厚及表面狀態(tài)的方式而進(jìn)行成型的支承基材即可,沒(méi)有特別限定。作為制造方法,可例示擠出成型、模具加壓成型、注射成型、輥拉伸成型等方法,但從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在進(jìn)行了剝離加工的膜上通過(guò)擠出成型而制造。

這里,優(yōu)選的是,以至少一個(gè)表面成為平滑面(鏡面)的方式進(jìn)行加工。關(guān)于平滑面加工,可通過(guò)向Ra為10μm以下的平滑的剝離加工膜上擠出樹(shù)脂并進(jìn)行冷卻來(lái)進(jìn)行。

作為具體的制造方法的例子,可舉出將支承基材的原料加入加熱至150℃以上的擠出混煉機(jī)中并進(jìn)行混煉,之后從縫模將熔融了的原料擠出至剝離PET上從而成為片狀,進(jìn)行卷繞從而作為卷狀的制品進(jìn)行制造的方法。

<層疊體>

本發(fā)明的層疊體通過(guò)將所述的熒光體層與支承基材進(jìn)行裝載而制造。這里,可以將預(yù)先從熒光體層和支承基材作為層疊體而制造的物品進(jìn)行保管、運(yùn)輸之后,用于向LED芯片進(jìn)行被覆。或者,可以分別保管熒光體層和支承基材并進(jìn)行運(yùn)輸之后,在即將對(duì)LED芯片進(jìn)行被覆的工序之前作為層疊體而進(jìn)行制造。

關(guān)于層疊體,優(yōu)選通過(guò)下述方式制造:將在被涂布基材上制作的熒光體層與支承基材的平滑面以對(duì)齊的方式進(jìn)行裝載,于40℃以上且120℃以下的溫度一邊進(jìn)行加熱一邊貼合后,將被涂布基材剝離。作為用于貼合的裝置,沒(méi)有特別限定,但可例示輥式層壓機(jī)、真空輥式層壓機(jī)、真空隔板層壓機(jī)(vacuum diaphragm laminator)等。另外,作為層疊體制造溫度,更優(yōu)選為70℃以上且100℃以下。

關(guān)于本發(fā)明的層疊體,為了附加某一功能,可以具有熒光體層和支承基材以外的層。例如,在熒光體層和支承基材之間,可以出于保護(hù)熒光體層的目的而設(shè)置膜層,也可設(shè)置以漫射效果、光提取效果為目的的透明樹(shù)脂層。此外,可以在熒光體層的與支承基材側(cè)相反的表面上,出于提高與LED芯片的粘接性的目的而設(shè)置粘合劑層。

從操作性、保管、搬運(yùn)時(shí)的表面保護(hù)的觀點(diǎn)考慮,本發(fā)明的層疊體可在熒光體層側(cè)和支承基材側(cè)的兩者上具有覆蓋膜(cover film)。為了不對(duì)B階段狀態(tài)的熒光體層造成損傷,熒光體層側(cè)的覆蓋膜優(yōu)選為剝離性的膜。具體而言,可例示聚二甲基硅氧烷涂覆PET膜、氟樹(shù)脂膜(PFA、ETFE等)、聚氨酯膜等。作為支承基材側(cè)的覆蓋膜,可以使用與熒光體層側(cè)的覆蓋膜相同種類(lèi)的剝離性膜。另外,在使用非剝離性膜的情況下,在將熒光體層被覆至對(duì)象物之后,可以與支承基材一同地將覆蓋膜從熒光體層剝離。作為上述非剝離性的膜,可例示PET膜、PP膜等。

<發(fā)光裝置>

下面,對(duì)發(fā)光裝置進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)光裝置由以下構(gòu)件形成:以熒光體層被覆發(fā)光面而成的LED芯片;對(duì)LED芯片進(jìn)行固定并電接合的封裝基板;電路基板,通過(guò)金屬箔等導(dǎo)體形成布線圖案并針對(duì)其安裝所述封裝基板;等。

(LED芯片)

LED芯片優(yōu)選為發(fā)出藍(lán)色光或紫外光的芯片。作為上述LED芯片,特別優(yōu)選氮化鎵系LED芯片。氮化鎵系的LED芯片如下制造:在藍(lán)寶石晶片、碳化硅晶片、氮化鎵晶片或硅晶片上設(shè)置氮化鎵的緩沖層,利用MOCVD在其上層疊氮化鎵的發(fā)光層之后,進(jìn)行切片從而使之單片化。關(guān)于氮化鎵的發(fā)光層,例如可舉出n型GaN層、InGaN層及p型GaN層依次層疊而成的發(fā)光層等。

LED芯片的型式大致可分為橫向型、垂直型、倒裝芯片型3種??墒褂萌我环N,但從能夠增大發(fā)光面積,沒(méi)有線(wire)、由斷線導(dǎo)致缺陷的可能性小,及作為發(fā)熱源的發(fā)光層與電路基板接近而放熱性良好的觀點(diǎn)考慮,對(duì)于高亮度高功率型LED而言,特別優(yōu)選倒裝芯片型。

另外,來(lái)自LED芯片的發(fā)光面包括為單一平面的情況和非單一平面的情況。作為單一平面的情況,可舉出主要是僅具有上部發(fā)光面的情況。具體而言,可例示垂直型LED、以側(cè)面被作為反射層的白色樹(shù)脂覆蓋而僅從上表面提取光的形式制成的倒裝芯片型LED等。當(dāng)將本發(fā)明的層疊體在單一平面發(fā)光型的LED中使用時(shí),支承基材發(fā)生流動(dòng)且均勻且緩慢地對(duì)熒光體層加壓,由此在熒光體層的被覆過(guò)程中,能夠易于抑制膜厚變化和膜厚不均。

另一方面,在非單一平面的情況下,可舉出具有上部發(fā)光面及側(cè)部發(fā)光面的LED芯片、具有曲面發(fā)光面的LED芯片。從通過(guò)利用自側(cè)部發(fā)出的光而能夠增大發(fā)光面積、及顏色的方位不均較少且配光特性優(yōu)異方面考慮,優(yōu)選發(fā)光面非單一平面的情況。特別地,從能增大光提取面積、及芯片制造工藝容易的方面考慮,優(yōu)選具有上部發(fā)光面和側(cè)部發(fā)光面的倒裝芯片型LED芯片。

另外,為了提高光提取效率,可基于光學(xué)上的設(shè)計(jì)而將發(fā)光表面像PSS(Patterned Sapphire Substrate:圖案化藍(lán)寶石襯底)那樣加工成凹凸結(jié)構(gòu)。

對(duì)LED芯片的膜厚沒(méi)有特別限定,但從在LED芯片上表面、角部處降低熒光體層所受壓力并維持膜厚均勻性的觀點(diǎn)考慮,膜厚的上限優(yōu)選為500μm以下、更優(yōu)選為300μm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為200μm以下。另外,關(guān)于膜厚的下限,只要具有發(fā)光層即可,優(yōu)選為1μm以上。此外,LED芯片及其與基板的連接部的合計(jì)膜厚、與熒光體層的膜厚優(yōu)選滿足以下關(guān)系式。

1≤(LED芯片及其與基板的連接部的合計(jì)膜厚/熒光體層的膜厚)≤10。

若為下限以上,則容易抑制發(fā)光色的方位不均。另外,若為上限以下,則容易維持熒光體層膜厚均勻性。從上述觀點(diǎn)考慮,下限優(yōu)選為2以上。另外,上限優(yōu)選為5以下、更優(yōu)選為4以下。

(封裝基板)

封裝基板將LED芯片固定并電接合并且相對(duì)于電路基板進(jìn)行安裝。作為基板的材質(zhì),沒(méi)有特別限定,但可例示聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、液晶聚合物、有機(jī)硅等樹(shù)脂、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化硼(BN)等陶瓷、銅、鋁等金屬。特別地,在高亮度高功率LED的情況下,從放熱性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選氮化鋁基板、氧化鋁基板這樣的陶瓷基板。

為了與LED芯片通電,可在封裝基板上利用金、銀、銅、鋁等形成電極圖案。另外,優(yōu)選具有放熱機(jī)構(gòu)??蛇M(jìn)一步利用樹(shù)脂或金屬在基板上設(shè)置反射板。

(電路基板)

電路基板是指,在利用導(dǎo)體形成的布線圖案上安裝接合有LED芯片的封裝基板、并且用于向電子設(shè)備中組裝的印刷布線基板。關(guān)于基板,一般使用在紙-酚醛樹(shù)脂板、玻璃環(huán)氧樹(shù)脂板、鋁等金屬板上重疊有銅箔而成的粘貼有銅的基板。需要說(shuō)明的是,有時(shí)也像后述Chip on Board(COB類(lèi)型)那樣,在電路基板上直接接合LED芯片。

(發(fā)光裝置的構(gòu)成)

在橫向型、垂直型的情況下,LED芯片與基板通過(guò)金等金屬線而接合。另一方面,關(guān)于倒裝芯片型LED,可例示通過(guò)使用金凸塊的焊接接合、利用金和錫的共晶接合、導(dǎo)電性糊劑接合而將LED芯片與電極接合的方法。

作為發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的類(lèi)型,作為例子可舉出,如圖1的(a)所示,在將LED芯片7接合于封裝電極9之后,安裝于電路基板1上的電路布線2的表面安裝類(lèi)型(SMD);和如圖1的(b)所示,直接安裝于電路基板1上的電路布線2的Chip on Board類(lèi)型(COB)。(a)的SMD為如下結(jié)構(gòu):在形成有反射器4和封裝電極9的獨(dú)立的封裝基板10上介由金凸塊8而接合LED芯片7,進(jìn)一步在用熒光體層6被覆LED芯片7后,首先制作用透明樹(shù)脂5進(jìn)行封固而成的LED封裝3,將其以在電路基板1上形成的電路布線2與封裝電極9通電的方式進(jìn)行接合。另一方面,(b)的COB為如下結(jié)構(gòu):在電路基板1上形成的電路布線2上介由金凸塊8而直接安裝LED芯片7,進(jìn)一步用熒光體層6被覆LED芯片7后,用透明樹(shù)脂5進(jìn)行封固。上述結(jié)構(gòu)均為L(zhǎng)ED芯片7的發(fā)光面具有上部發(fā)光面及側(cè)部發(fā)光面的結(jié)構(gòu),且它們?nèi)坑蔁晒怏w層6被覆。對(duì)于COB而言,為了防止透明樹(shù)脂5的流出,可以在周?chē)纬捎砂咨珮?shù)脂形成的堤(dam)11。

LED芯片7可以在封裝基板10上或電路基板1上僅安裝1個(gè),也可以安裝多個(gè)。

圖2、圖3表示使用本發(fā)明的層疊體被覆LED芯片7而成的LED封裝的例子。熒光體層6可以直接與LED芯片7的發(fā)光面密合而設(shè)置,另外,如圖3所示,也可以在其與LED芯片7之間夾著透明樹(shù)脂5而間接地設(shè)置,但從能夠減少熒光體量的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選直接與LED芯片7的發(fā)光面密合而設(shè)置。

關(guān)于上述發(fā)光裝置,可以是在接合于封裝基板10上的LED芯片7上僅被覆熒光體層6,另外也可以如圖2的(a)那樣出于保護(hù)熒光體層的目的而在被覆于LED芯片7的熒光體層6的外周設(shè)置由透明樹(shù)脂5形成的保護(hù)層(over coat layer),另外也可以如圖2的(b)那樣,出于提高光提取的目的而設(shè)置由透明樹(shù)脂5形成的透鏡。

(發(fā)光裝置的制造方法)

發(fā)光裝置的制造方法包括LED芯片對(duì)封裝基板的接合工序、熒光體層對(duì)LED芯片的被覆工序、利用透明樹(shù)脂進(jìn)行的封固或透鏡的設(shè)置等工序、及將封裝基板安裝于電路基板的工序。但是,在COB的情況下,將LED芯片直接安裝于電路基板。本發(fā)明的特征在于熒光體層對(duì)LED芯片的被覆工序。

熒光體層的粘貼工序?yàn)槭褂们笆鰧盈B體,用熒光體層被覆LED芯片的發(fā)光面的工序。該工序優(yōu)選在下述狀態(tài)下進(jìn)行加壓而實(shí)施:以熒光體層成為L(zhǎng)ED芯片的發(fā)光面?zhèn)鹊姆绞?,相?duì)于LED芯片的發(fā)光面裝載前述層疊體,之后使用流變儀在頻率1.0Hz、最大應(yīng)變1.0%的條件下測(cè)定時(shí),支承基材的儲(chǔ)能模量G’和損耗模量G”滿足

G’<G”(式1)并且

10Pa<G’<105Pa(式2)

的關(guān)系式。

另外,熒光體層的粘貼工序可在LED芯片對(duì)封裝基板的接合工序之前進(jìn)行也可在之后進(jìn)行。

熒光體層的粘貼通過(guò)在支承基材發(fā)生軟化流動(dòng)的狀態(tài)下加壓而進(jìn)行。特別地,在使用熱熔接性的熒光體層的情況下,從粘接性的強(qiáng)化的觀點(diǎn)考慮,粘貼溫度優(yōu)選為50℃以上、更優(yōu)選為60℃以上。另外,熒光體層中使用的熱熔接性樹(shù)脂具有如下性質(zhì),即通過(guò)加熱而粘度暫時(shí)下降,若進(jìn)一步繼續(xù)加熱則發(fā)生熱固化。因此,從保持粘接性的觀點(diǎn)考慮,粘貼工序的溫度優(yōu)選為150℃以下,此外從將熒光體層的粘度保持為一定以上、從而保持形狀的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為120℃以下、進(jìn)一步優(yōu)選為100℃以下。另外,為了防止空氣貯留的殘存,優(yōu)選在0.01MPa以下的減壓下進(jìn)粘貼。作為進(jìn)行上述粘貼的制造裝置,可例示真空隔板層壓機(jī)、真空輥式層壓機(jī)、真空油壓機(jī)、真空伺服壓力機(jī)、真空電動(dòng)壓力機(jī)、TOM成型機(jī)等真空粘貼機(jī)等。其中,從一次能夠處理的數(shù)目多、另外能夠從正上方以沒(méi)有偏離的方式進(jìn)行加壓的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選真空隔板層壓機(jī)。作為上述真空隔板層壓機(jī),可例示V-130、V-160(Nikko Materials制)等。

作為熒光體層向LED芯片的粘貼方法,可使用下述方法中的任一方法:如圖4所示,按照每個(gè)LED芯片7,使由熒光體層6和支承基材13構(gòu)成的層疊體12獨(dú)立化、并逐一進(jìn)行粘貼的方法;及如圖5所示那樣,將多個(gè)LED芯片7總括起來(lái)從而粘貼層疊體12后,進(jìn)行切割從而獨(dú)立化的方法。需要說(shuō)明的是,圖4(1)、圖5(1)表示粘貼前,圖4(2)、圖5(2)表示粘貼后。

以下,針對(duì)發(fā)光裝置的制造工藝,例示4種方法。第一和第二制造例為使用“剝離型的支承基材”的制造工藝的例子,第三和第四制造例為使用“非剝離型的支承基材”的制造工藝的例子。需要說(shuō)明的是,發(fā)光裝置的制造工藝不限于上述例子。

第一制造例示于圖6。在(a)基座15上介由粘合膠帶14而將LED芯片7暫時(shí)固定。這里,粘合膠帶14只要能暫時(shí)固定LED芯片、且能夠耐受粘貼溫度即可,沒(méi)有特別限定,但優(yōu)選使用經(jīng)UV照射而粘合力降低的膠帶(以下,稱為UV剝離膠帶)、經(jīng)加熱而粘合力降低的膠帶(以下,稱為熱剝離膠帶)或者粘合力低至2N/20mm以下的膠帶(以下,稱為微粘合膠帶)中的任一者。

(b)以熒光體層6接觸LED芯片7的方式將層疊體12層疊。

(c)將(b)的層疊物裝入真空隔板層壓機(jī)16的下部腔室19中后,一邊加熱一邊通過(guò)排氣/吸氣口17進(jìn)行排氣從而將上部腔室18及下部腔室19減壓。在進(jìn)行加熱直至支承基材13流動(dòng)為止之后,通過(guò)排氣/吸氣口17向上部腔室18中吸入大氣,由此使隔膜20膨脹,通過(guò)支承基材13對(duì)熒光體層6加壓,并以追隨LED芯片7的發(fā)光面的方式進(jìn)行粘貼。

(d)使上下腔室18和19恢復(fù)大氣壓后,從真空隔板層壓機(jī)16取出由基座15、粘合膠帶14、LED芯片7及層疊體12形成的裝載物,放冷后將支承基材13剝離。從切斷位置21將所獲得的被覆體通過(guò)切割機(jī)等切斷,從而制作單片化的熒光體層被覆LED芯片22。

(e)在粘合膠帶14為UV剝離膠帶的情況下通過(guò)UV照射工序、而在熱剝離膠帶的情況下通過(guò)加熱來(lái)進(jìn)行使粘合力降低的工序后,將熒光體層被覆LED芯片22從粘合膠帶14取下,介由金凸塊8而接合于在封裝基板10上形成的封裝電極9。

(f)通過(guò)以上的工序制造LED封裝23。將LED封裝23安裝于電路基板1上的電路布線2,從而制造發(fā)光裝置24。根據(jù)需要,設(shè)置由透明樹(shù)脂5形成的保護(hù)層、透鏡等。

將第二制造例示于圖7。(a)將LED芯片7介由金凸塊而接合于在封裝基板10上形成的封裝電極9。

(b)以熒光體層6與LED芯片7接觸的方式裝載層疊體12。

(c)在將(b)的裝載物裝入真空隔板層壓機(jī)16的下部腔室19中后,利用與第一制造例同樣的方法,將熒光體層6粘貼于LED芯片7的發(fā)光面。

(d)使下部腔室19恢復(fù)至大氣壓后,從真空隔板層壓機(jī)16中取出裝載物,在放冷后將支承基材13剝離。接著,從切斷位置21將所獲得的被覆體切斷從而單片化。

(e)通過(guò)以上工序制造LED封裝23。將LED封裝23安裝于電路基板1上的電路布線2從而制造發(fā)光裝置24。根據(jù)需要,設(shè)置利用透明樹(shù)脂5形成的保護(hù)層、透鏡等。

將第三制造例示于圖8。(a)~(c)進(jìn)行與第一制造例同樣的操作。(d)使上下腔室18及19恢復(fù)至大氣壓之后,從真空隔板層壓機(jī)16中取出裝載物,在放冷后從切斷位置21將所獲得的裝載物按支承基材13通過(guò)切割機(jī)等切斷、從而制作單片化了的帶有支承基材的熒光體層被覆LED芯片25。(e)通過(guò)與第一制造方法同樣的工序,形成帶有支承基材的LED封裝26。(f)將帶有支承基材的LED封裝26安裝于在電路基板1上形成的電路布線2,從而制造發(fā)光裝置24。

將第四制造例示于圖9。(a)~(c)進(jìn)行與第一制造例同樣的操作。(d)在使上下腔室18及19恢復(fù)至大氣壓后,從真空隔板層壓機(jī)16中取出裝載物,在放冷后從切斷位置21將所獲得的裝載物按支承基材13切斷從而進(jìn)行單片化,從而制造帶有支承基材的LED封裝26。(e)將帶有支承基材的LED封裝26安裝于在電路基板1上形成的電路布線2,從而制造發(fā)光裝置24。

(粘貼性的評(píng)價(jià))

若使用本發(fā)明的層疊體,則還能夠制造由層疊體所粘貼的熒光體層與LED芯片的上部發(fā)光面面積的90%以上及側(cè)部發(fā)光面積的70%以上直接密合從而被覆的發(fā)光裝置。

這里,所謂直接密合,是指在熒光體片材與LED芯片的上部發(fā)光面或側(cè)部發(fā)光面之間,不存在空隙等而粘接的狀態(tài)。對(duì)于LED芯片上部發(fā)光面的被覆而言,當(dāng)直接密合部小于LED芯片上部發(fā)光面面積的90%時(shí),熒光體片材變得易于剝離,從而成為發(fā)光裝置不良的原因。從上述觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選相對(duì)于LED芯片上部發(fā)光面以99%以上直接密合從而被覆。

另外,對(duì)于LED芯片側(cè)部發(fā)光面的被覆而言,若直接密合部小于LED芯片的側(cè)部發(fā)光面積的70%,則來(lái)自LED芯片側(cè)面的發(fā)光效率變低、并且亮度降低。另外,易于發(fā)生從上述非密合部的剝離,可靠性降低。從上述觀點(diǎn)考慮,直接密合部?jī)?yōu)選為L(zhǎng)ED芯片側(cè)部發(fā)光面積的90%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為99%以上。

關(guān)于密合性的評(píng)價(jià),可以通過(guò)下述方法由截面照片進(jìn)行評(píng)價(jià):在利用截面拋光法(CP法)等進(jìn)行截面切斷后,利用SEM進(jìn)行觀察的方法(以下,截面SEM法);或者利用X射線CT圖像解析裝置觀察截面部分的方法(以下,稱為X射線CT法)。

使用本發(fā)明的層疊體時(shí),從抑制發(fā)光的方位不均的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是,被覆著LED芯片的熒光體層的膜厚在任意部位變化均小。從上述觀點(diǎn)考慮,由圖10說(shuō)明被覆于LED芯片的熒光體層的上表面部和側(cè)面部的膜厚比的求法。

圖10的(a)為L(zhǎng)ED封裝23的俯視圖。附圖標(biāo)記27是指被覆LED芯片后的熒光體層的上表面部、附圖標(biāo)記28是指被覆LED芯片后的熒光體層的側(cè)面部、附圖標(biāo)記29是指被覆于封裝基板上的熒光體層。另外,圖10的(b)為圖10(a)中的I-I’截面圖。如圖10(a)所圖示的那樣,I-I’通過(guò)LED芯片的大致中央。

本說(shuō)明書(shū)中,在上述截面中,LED芯片與熒光體層在LED芯片的上表面相接觸的部分中的從LED芯片上表面起至熒光體層外表面的距離A[μm]按以下的方式定義。在LED芯片7的上表面與熒光體層6相接觸的區(qū)域中,提取從上表面的左端起大致4等分的位置、即的位置。在它們之中,將除去兩端后的剩余3點(diǎn)處的LED芯片7與熒光體層6的外表面的距離分別作為A1A3[μm]。將上述3點(diǎn)的平均值定義為A[μm]。

另外,在I-I’截面圖中,LED芯片與熒光體層在LED芯片的側(cè)面相接觸的部分中的從LED芯片側(cè)面起至熒光體層外表面的距離B[μm]按以下的方式定義。在LED芯片7的左側(cè)側(cè)面與熒光體層6相接觸的區(qū)域中,當(dāng)將從封裝基板10上的封裝電極9起的LED芯片7的厚度設(shè)為t1時(shí),將其一半的高度t2處的LED芯片7至熒光體層6的外表面的距離作為B1[μm]。同樣地,將LED芯片7的右側(cè)側(cè)面處的同樣的距離作為B2[μm]。將B1和B2的平均值定義為B[μm]。

在按以上方式進(jìn)行定義的情況下,從抑制發(fā)光不均的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選滿足0.70≤A/B≤1.50的關(guān)系、更優(yōu)選滿足0.80≤A/B≤1.20。

另外,從控制發(fā)光色的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選被覆工序前的熒光體層的膜厚被保持。若將被覆工序前的熒光體層的平均膜厚作為C[μm],則膜厚保持率能夠通過(guò)

膜厚保持率(%)=距離A[μm]/膜厚C[μm]×100

的計(jì)算公式來(lái)求得。膜厚保持率優(yōu)選為80%以上,更優(yōu)選為90%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為95%以上。

另外,對(duì)于使用本發(fā)明的層疊體而獲得的發(fā)光裝置而言,從抑制發(fā)光的方位不均的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選追隨LED芯片的側(cè)面來(lái)設(shè)置熒光體層。熒光體層的追隨性可通過(guò)LED芯片側(cè)面的傾斜、和被覆側(cè)面部的熒光體層的傾斜的比較來(lái)評(píng)價(jià)。由此,如圖11所示,將基板上表面與LED芯片側(cè)面的二面角設(shè)為a(°),將基板上表面與被覆著LED芯片側(cè)面發(fā)光部的熒光體層的同LED芯片被覆面相反一側(cè)的面的二面角設(shè)為b(°)時(shí),優(yōu)選滿足a-30≤b≤a的關(guān)系,更優(yōu)選滿足a-20≤b≤a的關(guān)系。

像這樣,對(duì)于使用本發(fā)明的層疊體的發(fā)光裝置而言,在抑制發(fā)光的方位不均方面顯示出優(yōu)異的效果。這里,所謂發(fā)光的方位不均,是表示根據(jù)角度而發(fā)光裝置的光的視覺(jué)效果不同。上述方位不均可通過(guò)相對(duì)于發(fā)光裝置的LED芯片上表面而言在垂直的上方相隔10cm的距離處的色溫(以下,垂直色溫)、和在45°斜上方相隔10cm的距離處的色溫(以下,45°色溫)之差的絕對(duì)值的大小來(lái)判定。在本發(fā)明中,上述差的絕對(duì)值越小,發(fā)光的方位不均越小,因此優(yōu)選。

本發(fā)明的層疊體可適用于使用高功率型的倒裝芯片型LED的情況,從高亮度、高放熱性的觀點(diǎn)考慮,使用其而制造的發(fā)光裝置特別優(yōu)選用于照明用途。作為照明用途,例如發(fā)揮能夠進(jìn)行緊湊的設(shè)計(jì)的特征,適用于智能手機(jī)等便攜式終端的閃光燈。另外,從顏色的配光特性優(yōu)異的方面考慮,家庭用的普通照明及用于產(chǎn)業(yè)設(shè)施、公共設(shè)施的產(chǎn)業(yè)用照明也是優(yōu)選的利用方法。此外,從放熱性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮,也適用于頭燈、DRL(Daytime Running Light)等車(chē)載照明。

以上照明用途為特別優(yōu)選的利用方法,但也不限制在背光源等其他用途中的利用。

實(shí)施例

以下,通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明。

<熒光體層>

將熒光體層的組成及特性總結(jié)于表1。以下,對(duì)詳情進(jìn)行說(shuō)明。

(熒光體層的原料)

(1)有機(jī)硅樹(shù)脂

有機(jī)硅1~3為聚苯基甲基硅氧烷,有機(jī)硅4~5為聚二甲基硅氧烷。

·有機(jī)硅1;

使用將以下成分混合而獲得的樹(shù)脂組合物。

樹(shù)脂主成分:(MeViSiO2/2)0.25(Ph2SiO2/2)0.3(PhSiO3/2)0.45(HO1/2)0.0375重量份

硬度調(diào)節(jié)劑:ViMe2SiO(MePhSiO)17.5SiMe2Vi 10重量份

交聯(lián)劑:(HMe2SiO)2SiPh2 25重量份

※其中Me:甲基、Vi:乙烯基、Ph:苯基

反應(yīng)抑制劑:1-乙炔基-1-己醇 0.025重量份

鉑催化劑:鉑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷)絡(luò)合物、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶液[鉑含量5重量%] 0.01重量份

·有機(jī)硅2;“OE6630”(Dow Corning Toray制)

·有機(jī)硅3;“XE14-C6091”(Momentive Performance Materials Inc.制)/“非交聯(lián)反應(yīng)性有機(jī)硅”=8/2

※“非交聯(lián)反應(yīng)性有機(jī)硅”:用以下平均組成式表示的固體狀的硅氧烷

[化2]

(Me3SiO1/2)1(PhSiO3/2)31(MeSiO3/2)28(MeOHSiO2/2)10(Me2SiO2/2)21(PhOHSiO2/2)8(SiO4/2)1

·有機(jī)硅4;“OE6336”(Dow Corning Toray制)

·有機(jī)硅5;“KER6075”(信越化學(xué)制)。

(2)有機(jī)硅微粒

·粒子1;

使用按照以下合成例而制造的粒子。

[合成例]

向3L四口圓底燒瓶安裝攪拌機(jī)、溫度計(jì)、回流管、滴液漏斗,向燒瓶中添力pH12(25℃)的2.5wt%氨水溶液1600g和0.002g的非離子系表面活性劑“BYK-333”(BYK Chemistry株式會(huì)社制)。一邊以300rpm攪拌、一邊以20分鐘從滴液漏斗滴加苯基三甲氧基硅烷130g與甲基三甲氧基硅烷30g的混合物。之后,以30分鐘升溫至50℃并繼續(xù)攪拌60分鐘后停止攪拌。冷卻至室溫后,添加乙酸銨20g,以150rpm攪拌10分鐘后,將反應(yīng)液分裝在8個(gè)250ml離心瓶(Nalgene株式會(huì)社制)中,并設(shè)置于離心分離機(jī)(臺(tái)式離心機(jī)4000,久保田制作所株式會(huì)社制),之后以3000rpm進(jìn)行10分鐘離心分離。除去上清液后,向各離心瓶中添加純水200g,用刮鏟攪拌后,在上述條件下進(jìn)行離心分離,將所述清洗操作重復(fù)3次。將殘留在離心瓶中的濾餅轉(zhuǎn)移至托盤(pán)(Vat),用鼓風(fēng)式干燥箱于100℃干燥8小時(shí)得到白色粉末70g。將所得粒子粉末使用粒徑分布測(cè)定裝置(日機(jī)裝株式會(huì)社制,Micro track 9320HRA)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果,為從小粒徑側(cè)起的累計(jì)通過(guò)率50%的粒徑(D50)為0.5μm的單分散球狀微粒。利用浸漬法測(cè)定上述微粒的折射率,結(jié)果為1.55。

·粒子2;“TOSPEARL120”(聚甲基硅倍半氧烷)(D50)2.0μm(Momentive Performance Materials Inc.制)。

(3)金屬氧化物微粒

·氧化物1;熱解法氧化鋁粒子“Aeroxide AluC”D50 13nm(日本AEROSIL制)。

(4)熒光體

·熒光體1:“NYAG-02”Ce摻雜的YAG系熒光體,比重:4.8g/cm3,D50:7μm(Intematix制)

·熒光體2;“YAG450”YAG系熒光體,比重:5.0g/cm3,D50:20μm(Nemoto Lumi-Materials Company Limited制)

·熒光體3;雙色混合熒光體((i)/(ii)=3/1的混合物);

(i)“BY102”YAG系熒光體,比重:5.5g/cm3,D50:17μm(三菱化學(xué)制)

(ii)“BR-101”CASN系熒光體,比重:3.7g/cm3,D50:10μm(三菱化學(xué)制)。

(熒光體層的制造方法)

[熒光體層1的制造例]

使用容積300ml的聚乙烯制容器,按照28重量%有機(jī)硅1、7重量%粒子1、65重量%熒光體1的比率將它們混合。之后,使用行星式攪拌·脫泡裝置“MAZERUSTARKK-400”(Kurabo制)以1000rpm進(jìn)行20分鐘攪拌·脫泡,從而獲得用于制作片材的熒光體分散液。使用縫模涂布機(jī)將用于制作片材的熒光體分散液涂布于被涂布基材“Cerapeel”WDS(TORAY ADVANCED FILM CO.,Ltd.制;膜厚50μm、斷裂伸長(zhǎng)率115%、楊氏模量4500MPa)的剝離面上,于120℃加熱1小時(shí),干燥,從而獲得膜厚50μm、100mm見(jiàn)方的熒光體層1。該熒光體層的儲(chǔ)能模量在25℃條件下為1.0×106Pa,在100℃條件下為3.0×103Pa。組成和膜厚示于表1。

[熒光體層2的制造例]

使用容積300ml的聚乙烯制容器,按照30重量%有機(jī)硅1、8重量%粒子1、2重量%氧化物1及60重量%熒光體1的比率將它們進(jìn)行混合。之后,使用行星式攪拌·脫泡裝置“MAZERUSTARKK-400”(Kurabo制)以1000rpm進(jìn)行20分鐘攪拌·脫泡,從而獲得用于制作片材的熒光體分散液。使用縫模涂布機(jī)將用于制作片材的熒光體分散液涂布于被涂布基材“Cerapeel”WDS的剝離面上,于120℃加熱20分鐘,干燥,從而獲得膜厚50μm、100mm見(jiàn)方的熒光體層2。該熒光體層的儲(chǔ)能模量在25℃條件下為1.0×106Pa,在100℃條件下為1.0×104Pa。組成和膜厚示于表1。

[熒光體層3~12的制造例]

除按表1所示組成或膜厚進(jìn)行變更外,按與熒光體層2同樣的方式制造熒光體層。組成和膜厚示于表1。

(熒光體層的儲(chǔ)能模量測(cè)定方法)

測(cè)定裝置:粘彈性測(cè)定裝置ARES-G2(TA INSTRUMENTS制)

幾何形狀:平行圓板型(15mm)

最大應(yīng)變:1.0%

角頻率:1.0Hz

溫度范圍:25℃~200℃

升溫速度:5℃/分鐘

測(cè)定氣氛:大氣中。

層疊16片膜厚50μm的熒光體層,在100℃的熱板上進(jìn)行加熱壓接從而制作800μm的一體化了的膜(片材),切成直徑15mm作為測(cè)定樣品。通過(guò)上述條件測(cè)定該樣品,測(cè)定25℃及100℃條件下的儲(chǔ)能模量。結(jié)果示于表1。

<支承基材>

(支承基材的樹(shù)脂)

準(zhǔn)備表2所示材質(zhì)的支承基材。這里,樹(shù)脂種類(lèi)欄中記載的是以下樹(shù)脂。

A-1:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”DF640(三井化學(xué)制)

A-2:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”DF7350(三井化學(xué)制)

A-3:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”DF8200(三井化學(xué)制)

A-4:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”DF9200(三井化學(xué)制)

A-5:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”XM7090(三井化學(xué)制)

A-6:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”P(pán)N2070(三井化學(xué)制)

A-7:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”試制品A(三井化學(xué)制)

B-1:聚己內(nèi)酯樹(shù)脂“PLACCEL”H1P(Daicel制)

C-1:乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂(乙烯-丙烯酸共聚樹(shù)脂)“ACRYFT”WK402(住友化學(xué)制)

C-2:乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂(乙烯-丙烯酸共聚樹(shù)脂)“ACRYFT”CM5021(住友化學(xué)制)

D-1:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”DF7350/乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂”ACRYFT”CM5021=99.9重量份/0.1重量份

D-2:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂”TAFMER”DF7350/乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂“ACRYFT”CM5021=99重量份/1重量份

D-3:乙烯-α-烯烴共聚樹(shù)脂“TAFMER”DF7350/乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂”ACRYFT”CM5021=98重量份/2重量份

E-1:有機(jī)硅樹(shù)脂OE-6450(Dow Corning Toray制)

※將2液(A液/B液)混合并固化。A/B=1重量份/1重量份

E-2:有機(jī)硅樹(shù)脂OE-6635(Dow Corning Toray制)

※將2液(A液/B液)混合并固化。A/B=1重量份/3重量份

F-1:聚乙烯樹(shù)脂“Novatec”LL(Japan Epoxy Resin制)

G-1:氟樹(shù)脂“Neoflon”ETFE(DAIKIN制)。

(支承基材的制造方法)

[支承基材1的制造例]

將樹(shù)脂A-1的粒料裝入加熱至150℃的擠出成型機(jī)的混煉機(jī)中并熔融之后,在剝離處理PET膜“Cerapeel”BX9(TORAY ADVANCED FILM CO.,Ltd.制;膜厚50μm,表面粗糙度(Ra)8μm)上,從擠出成型機(jī)的縫模擠出熔融樹(shù)脂并成膜,從而制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并作為支承基材1。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材2~8及支承基材11~13的制造例]

除將樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚按表2記載的方式變更外,按與支承基材1同樣的方式制造。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材9的制造例]

將樹(shù)脂A-6的粒料裝入加熱至200℃的擠出成型機(jī)的混煉機(jī)中并熔融之后,在剝離處理PET膜“Cerapeel”BX9(TORAY ADVANCED FILM CO.,Ltd.制;膜厚50μm,表面粗糙度(Ra)8μm)上,從擠出成型機(jī)的縫模擠出熔融樹(shù)脂并成膜,從而制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并作為支承基材9。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材10的制造例]

將樹(shù)脂A-7的粒料裝入加熱至100℃的擠出成型機(jī)的混煉機(jī)中并熔融之后,在剝離處理PET膜“Cerapeel”BX9(TORAY ADVANCED FILM CO.,Ltd.制;膜厚50μm,表面粗糙度(Ra)8μm)上,從擠出成型機(jī)的縫模擠出熔融樹(shù)脂之后,用鼓風(fēng)機(jī)冷卻并成膜,從而制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并用冷藏庫(kù)(庫(kù)內(nèi)溫度5℃)進(jìn)一步冷卻從而作為支承基材10。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材14的制造例]

將樹(shù)脂A-2的粒料99.9重量份和作為粘接成分的樹(shù)脂C-2的粒料0.1重量份混合并作為樹(shù)脂D-1。將其裝入加熱至150℃的擠出成型機(jī)的混煉機(jī)中并熔融之后,按與支承基材1同樣的方式制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并作為支承基材14。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材15的制造例]

將樹(shù)脂A-2的粒料99重量份和作為粘接成分的樹(shù)脂C-2的粒料1重量份混合并作為樹(shù)脂D-2。將其按與支承基材14同樣的方式制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并作為支承基材15。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材16的制造例]

將樹(shù)脂A-2的粒料98重量份和作為粘接成分的樹(shù)脂C-2的粒料2重量份混合并作為樹(shù)脂D-3。將其按與支承基材14同樣的方式制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并作為支承基材16。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材17的制造例]

將樹(shù)脂E-1的A液1重量份和B液1重量份混合,將其注入尺寸4cm見(jiàn)方、深500μm、且底面進(jìn)行了剝離鏡面加工(表面粗糙度(Ra)10μm)的模具的框內(nèi),利用熱壓機(jī)于80℃進(jìn)行15分鐘加熱。放冷后從模具框中取出膜厚500μm的片狀成型物并作為支承基材17。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材18的制造例]

將樹(shù)脂E-2的A液1重量份和B液3重量份混合,將其注入尺寸4cm見(jiàn)方、深500μm、且底面進(jìn)行了剝離鏡面加工(表面粗糙度(Ra)10μm)的模具的框內(nèi),利用熱壓機(jī)于100℃進(jìn)行15分鐘加熱。放冷后,從模具框中取出膜厚500μm的片狀成型物并作為支承基材18。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材19的制造例]

將樹(shù)脂F(xiàn)-1的粒料裝入加熱至230℃的擠出成型機(jī)的混煉機(jī)中并熔融之后,在剝離處理PET膜“Cerapeel”BX9(TORAY ADVANCED FILM CO.,Ltd.制;膜厚50μm,表面粗糙度(Ra)8μm)上,從擠出成型機(jī)的縫模擠出熔融樹(shù)脂并成膜,從而制造膜厚500μm的片狀成型物。將其切割為適度的大小并作為支承基材19。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

[支承基材20]

將由樹(shù)脂G-1成膜而得的膜厚50μm的膜(市售品)切割為適度的大小并作為支承基材20。樹(shù)脂種類(lèi)和膜厚示于表2。

(支承基材的儲(chǔ)能模量G’及損耗模量G”的測(cè)定方法)

支承基材的儲(chǔ)能模量G’及損耗模量G”在以下條件下測(cè)定。

測(cè)定裝置:粘彈性測(cè)定裝置ARES-G2(TA INSTRUMENTS制)

幾何形狀:平行圓板型(15mm)

最大應(yīng)變:1.0%

角頻率:1.0Hz

溫度范圍:10℃~200℃

升溫速度:5℃/分鐘

測(cè)定氣氛:大氣中。

按照上述(支承基材的制造方法),制作膜厚1mm的片狀成型物,切成直徑15mm作為測(cè)定樣品。在上述條件下測(cè)定該樣品,并測(cè)定10℃~200℃下的儲(chǔ)能模量G’及損耗模量G”。從所得到的數(shù)據(jù)求出在10~100℃的范圍內(nèi)、滿足G’<G”的關(guān)系式的溫度范圍及儲(chǔ)能模量G’滿足(1)~(4)所示的關(guān)系式的溫度范圍。結(jié)果示于表2。

(1)10Pa<G’<105Pa

(2)102Pa<G’<105Pa

(3)10Pa<G’<104P

(4)102Pa<G’<104Pa。

(維卡軟化溫度)

支承基材的維卡軟化溫度按照J(rèn)IS K 7206(1999)A50(荷重10N,升溫速度50℃/小時(shí))使用維卡軟化點(diǎn)試驗(yàn)機(jī)“TP-102”(TESTER SANGYO CO,.LTD.制),將加壓針(截面積1mm2)咬入樹(shù)脂片1mm時(shí)的溫度作為維卡軟化溫度進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果示于表2。

(熔點(diǎn))

支承基材的熔點(diǎn)按照J(rèn)IS K 7121(1987)使用差示掃描量熱測(cè)定裝置“DSC-60Plus”(島津制作所制)以升溫速度10℃/分鐘進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果示于表2。

(熔體流動(dòng)速率;MFR)

支承基材的熔體流動(dòng)速率按照J(rèn)IS K 7210(1999)使用Melt IndexerG-01(東洋精機(jī)制作所制)在測(cè)定溫度190℃、荷重21.2N的條件下測(cè)定。結(jié)果示于表2。

(透明性)

關(guān)于支承基材的透明性,按照上述(支承基材的制造方法)制作膜厚0.5mm的片狀成型物,使用透過(guò)吸收測(cè)定系統(tǒng)(OTSUKA ELECTRONICS Co.,LTD.制)測(cè)定。關(guān)于判定,使用450nm的漫射透過(guò)率(%T)按照以下的基準(zhǔn)進(jìn)行。結(jié)果示于表2。

A:90≤%T

B:70≤%T<90

C:50≤%T<70

D:%T<50

<層疊體>

(層疊體的制造方法)

準(zhǔn)備切割為5cm見(jiàn)方以上的適度大小的、帶有被涂布基材的熒光體層和切割為與熒光體層相比為同等以上大小的支承基材。接著,使平滑面露出,將其以熒光體層側(cè)與支承基材的平滑面相接觸的方式重合,之后使用加熱至80℃的干式膜層壓機(jī)以氣泡不進(jìn)入的方式以1m/分鐘的速度進(jìn)行粘貼。在冷卻至30℃以下之后,將熒光體層的被涂布基材剝離,得到規(guī)定的層疊體。

<熒光體層相對(duì)于安裝于封裝基板的LED芯片的被覆工序及由此得到的發(fā)光裝置的制造和評(píng)價(jià)>

(封裝基板的制造方法)

在氮化鋁的基板(尺寸5cm見(jiàn)方、膜厚1.5mm)上,以每個(gè)發(fā)光裝置的尺寸成為縱10mm、橫5mm的方式由銀鍍覆制作封裝電極的圖案。接著,在封裝電極上使用金凸塊將倒裝芯片型LED芯片“B3838FCM”(Genelight制,尺寸1000μm見(jiàn)方、膜厚150μm、主發(fā)光波長(zhǎng)450nm)以倒裝芯片方式將LED芯片與電極接合。通過(guò)重復(fù)上述接合,從而制作在5cm見(jiàn)方的氮化鋁板上接合有50個(gè)LED芯片的封裝基板。

(熒光體層對(duì)封裝基板上的LED芯片的被覆方法)

將真空隔板層壓機(jī)V-130(Nikko Materials制)(在真空腔室內(nèi),具有包括與加熱器連接的下部壓板(platen)、和上部壓板的撓性的氟有機(jī)硅橡膠制的隔膜的夾緊機(jī)構(gòu))的真空腔室內(nèi)加熱至規(guī)定的粘貼溫度。接著,將裁斷為5cm見(jiàn)方的層疊體以熒光體層側(cè)與LED芯片相接觸的方式疊合在封裝基板上,將其上下用剝離PET膜“Cerapeel”WDS(膜厚50μm)夾住而得到的裝載物設(shè)置于下部壓板上。接著,于規(guī)定的粘貼溫度一邊進(jìn)行加熱一邊將真空腔室密閉后,在0.5kPa以下的減壓下的條件下進(jìn)行30秒的抽真空。接著,通過(guò)向上部壓板側(cè)導(dǎo)入大氣,從而使隔膜膨脹由此在大氣壓(0.1MPa)的條件下對(duì)裝載物進(jìn)行30秒加壓。之后,也向下部壓板側(cè)導(dǎo)入大氣從而解除減壓狀態(tài),之后打開(kāi)真空腔室取出基板與層疊體的裝載物。在使用能夠剝離的支承基材的情況下,冷卻至30℃以下后,握住支承基材的端部進(jìn)行揭開(kāi)從而剝離。

(發(fā)光裝置的制造方法)

基于封裝電極的圖案,通過(guò)切片加工將在LED芯片上被覆熒光體層后的產(chǎn)物切斷,從而制作縱10mm、橫5mm尺寸的封裝基板。將上述封裝基板安裝于由導(dǎo)體形成布線圖案的電路基板上,從而得到發(fā)光裝置。

<發(fā)光裝置的評(píng)價(jià)>

(外觀評(píng)價(jià))

使用20倍的放大鏡對(duì)所獲得的50個(gè)發(fā)光裝置進(jìn)行目視評(píng)價(jià),針對(duì)熒光體層的外觀,基于下述基準(zhǔn)判定。

A:在LED芯片整體的范圍,在熒光體層中觀察不到外觀不良(剝離、破裂、褶皺)。

B:在LED芯片整體的10%以下的范圍觀察到外觀不良。

C:在LED芯片整體的10%以上50%以下的范圍觀察到外觀不良。

D:在LED芯片整體的50%以上的范圍觀察到外觀不良。

(熒光體層膜厚均勻性評(píng)價(jià))

對(duì)所獲得的發(fā)光裝置進(jìn)行X射線CT測(cè)定,從而得到中央部的截面圖像(圖10(a)中的I-I’截面圖)。由上述圖像,測(cè)定本說(shuō)明書(shū)中定義的LED芯片與熒光體層在LED芯片的上表面相接觸的部分中的從LED芯片上表面起至熒光體層外表面的距離A[μm]、及LED芯片與熒光體層在LED芯片的側(cè)面相接觸的部分中的從LED芯片側(cè)面起至熒光體層外表面的距離B[μm]。

即,在LED芯片7的上表面與熒光體層6相接觸的區(qū)域中,提取從上表面的左端起大致4等分的位置、即的位置,在它們之中,將除去兩端后所剩余的3點(diǎn)處的LED芯片7與熒光體層6的外表面的距離分別作為A1~A3[μm]進(jìn)行測(cè)定,將上述3點(diǎn)的平均值作為A[μm]。

另外,在LED芯片7的左側(cè)側(cè)面與熒光體層6相接觸的區(qū)域中,當(dāng)將LED芯片7的厚度作為t1時(shí),將其一半的高度t2處的LED芯片7至熒光體層6的外表面的距離作為B1[μm]進(jìn)行測(cè)定,同樣地,在LED芯片7的右側(cè)側(cè)面與熒光體層6相接觸的區(qū)域中,在LED芯片7的厚度t1的一半的高度t2處的LED芯片7至熒光體層6的外表面的距離作為B2[μm]進(jìn)行測(cè)定,將B1與B2的平均值作為B[μm]。

從上述值,求出上表面與側(cè)面的熒光體層膜厚比(A/B)。將結(jié)果記載于表3~表5。

(熒光體層膜厚保持率評(píng)價(jià))

使用由所述X射線CT截面圖像得到的距離A[μm]、和被覆工序前的熒光體層的平均膜厚C[μm],

通過(guò)膜厚保持率(%)=距離A[μm]/膜厚C[μm]×100

的計(jì)算公式計(jì)算膜厚保持率。將結(jié)果記載于表3~表5。

(側(cè)面部的二面角評(píng)價(jià))

對(duì)得到的發(fā)光裝置進(jìn)行X射線CT測(cè)定,從而得到截面圖像。由上述圖像按圖11所示的方式,計(jì)測(cè)截面處的基板上表面與LED芯片側(cè)面的角度a(°),以及基板的上表面與被覆著LED芯片側(cè)面發(fā)光部的熒光體層的同LED芯片被覆面相反一側(cè)的面的角度b(°)。改變截面位置進(jìn)行同樣的操作,將針對(duì)一個(gè)LED芯片的10處截面中的a、b各自的角度的平均值作為側(cè)面部的二面角。將結(jié)果記載于表3~表5。

(熒光體層:支承基材粘合力評(píng)價(jià))

制作向支承基材以50mm×50mm的尺寸貼合熒光體層而得到的層疊體樣品。接著,以50mm的長(zhǎng)度在該熒光體層的表面上粘貼涂布有寬50mm的有機(jī)硅粘接材料的膠帶(商品名:Circuit tape647 0.12,粘合力15N/50mm,寺岡制作所制),并且使熒光體層與支承基材的接觸部成為50mm×50mm。將由此制作的粘合膠帶的一端安裝于測(cè)力計(jì)(商品名:Digital Force gauge ZTS-20N,Imada Corporation制),將膠帶在相對(duì)于層疊體樣品為90度的方向上拉伸,測(cè)定熒光體層從支承基材剝離時(shí)所需的力。粘合力的單位表示為N/50mm。另外,在熒光體層與支承基材沒(méi)有剝離而粘合膠帶與熒光體層發(fā)生剝離的情況下,判斷為熒光體層與支承基材之間的粘合力強(qiáng)于粘合膠帶的粘合力并表示為>15N/50mm。將結(jié)果記載于表3~表5。

(被覆后的支承基材的剝離性評(píng)價(jià))

熒光體層的被覆工序之后,冷卻至30℃以下,然后握住支承基材的端部進(jìn)行揭開(kāi)從而剝離。從此時(shí)的熒光體層進(jìn)行剝離:

A:熒光體層完全從支承基材側(cè)向LED芯片側(cè)移動(dòng)。

B:熒光體層從支承基材側(cè)向LED芯片側(cè)移動(dòng)的比例為L(zhǎng)ED芯片整體的90%以上且小于100%。

C:熒光體層從支承基材側(cè)向LED芯片側(cè)移動(dòng)的比例為L(zhǎng)ED芯片整體的50%以上且小于90%。

D:熒光體層從支承基材側(cè)向LED芯片側(cè)移動(dòng)的比例為L(zhǎng)ED芯片整體的小于50%。

非剝離:支承基材不從熒光體層被覆LED芯片剝離。

(發(fā)光裝置的光的視覺(jué)效果評(píng)價(jià))

求出相對(duì)于發(fā)光裝置的LED芯片上表面在垂直的上方相隔10cm的距離處的色溫(以下,垂直色溫)和在45°斜上方相隔10cm的距離處的色溫(以下,45°色溫)之差,按下述方式判定。

A:|(垂直色溫)-(45°色溫)|<250K

B:250K≤|(垂直色溫)-(45°色溫)|<500K

C:500K≤|(垂直色溫)-(45°色溫)|<1000K

D:1000K≤|(垂直色溫)-(45°色溫)|。

[實(shí)施例1~14及比較例1~3]

使用利用熒光體層1制造的各種層疊體1~16,于表3記載的粘貼溫度進(jìn)行熒光體層的被覆后,通過(guò)上述方法制造發(fā)光裝置,外觀評(píng)價(jià)、熒光體層膜厚均勻性評(píng)價(jià)、熒光體層膜厚保持率評(píng)價(jià)、側(cè)面部的二面角評(píng)價(jià)、熒光體層:支承基材粘合力評(píng)價(jià)、被覆后的支承基材的剝離性評(píng)價(jià)及發(fā)光裝置的光的視覺(jué)效果評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表3。

[實(shí)施例15~25及比較例4~5]

使用利用熒光體層2制造的各種層疊體17~29,于表4記載的粘貼溫度進(jìn)行熒光體層的被覆后,通過(guò)上述方法制造發(fā)光裝置,對(duì)所得的發(fā)光裝置進(jìn)行各種評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表4。

[實(shí)施例26~38]

使用通過(guò)表5記載的熒光體層和支承基材的組合而制造的各種層疊體30~42,于粘貼溫度80℃進(jìn)行熒光體層的被覆,之后通過(guò)上述方法制造發(fā)光裝置,對(duì)所得的發(fā)光裝置進(jìn)行各種評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表5。

由上述結(jié)果可知,在使用本發(fā)明的層疊體對(duì)LED芯片進(jìn)行被覆的情況下,通過(guò)在支承基材的儲(chǔ)能模量G’和損耗模量G”滿足G’<G”且10Pa<G’<105Pa的關(guān)系的狀態(tài)下加壓,能夠相對(duì)于LED芯片的側(cè)面追隨性良好地被覆熒光體層。另外,對(duì)于相對(duì)于LED芯片的發(fā)光面追隨性良好地被覆了熒光體層的發(fā)光裝置而言,表現(xiàn)出能夠抑制發(fā)光色的方位不均。

<熒光體層對(duì)固定于粘合膠帶上的LED芯片的被覆工序、以及使用由此獲得的熒光體層被覆LED芯片的發(fā)光裝置的制造和評(píng)價(jià)>

(使用的粘合膠帶)

對(duì)于將LED芯片暫時(shí)固定的表6中記載的粘合膠帶而言,使用以下粘合膠帶。

·UV剝離膠帶:“Elegrip tape”UV1005M3(電氣化學(xué)工業(yè)制,UV照射條件150mJ/cm2以上,粘合力;UV照射前·12N/20mm,UV照射后·0.2N/20mm)

·熱剝離膠帶:“Revalpha”31950(日東電工制,加熱剝離條件200℃,粘合力;加熱前·4.5N/20mm,加熱后·0.03N/20mm)

·微粘合膠帶:“Adwill”C-902(Lintec制,粘合力;0.9N/20mm)

(熒光體層向固定于粘合膠帶上的LED芯片的被覆方法)

將表6中記載的粘合膠帶以無(wú)褶皺的方式安裝于在膜厚0.3mm、尺寸9cm見(jiàn)方的SUS板的中央部設(shè)置有5cm見(jiàn)方的開(kāi)口部的金屬框。接著,以電極部與粘合部接觸的方式將64個(gè)(8個(gè)×8個(gè))倒裝芯片型LED芯片“B3838FCM”(Genelight制,尺寸1000μm見(jiàn)方,膜厚150μm,主發(fā)光波長(zhǎng)450nm)以芯片間隔1mm暫時(shí)固定于粘合部。接著,以熒光體層側(cè)與LED芯片相接觸的方式,在暫時(shí)固定的LED芯片上疊合裁剪為2cm見(jiàn)方的層疊體,將其上下用剝離PET膜“Cerapeel”WDS(膜厚50μm)夾住,從而制作裝載物。

將上述裝載物設(shè)置于已將真空腔室內(nèi)加熱至規(guī)定的粘貼溫度的所述真空隔板層壓機(jī)V-130(Nikko Materials制)的下部壓板上。接著,于規(guī)定的粘貼溫度一邊加熱一邊將真空腔室密閉,之后在0.5kPa以下的減壓下的條件下進(jìn)行30秒抽真空。接著,通過(guò)向上部壓板側(cè)導(dǎo)入大氣從而使隔膜膨脹,從而在大氣壓(0.1MPa)的條件下對(duì)裝載物進(jìn)行30秒加壓。之后也向下部壓板側(cè)導(dǎo)入大氣從而解除減壓狀態(tài),之后打開(kāi)真空腔室取出裝載物。在冷卻至30℃以下后,握住支承基材的端部進(jìn)行揭開(kāi)從而剝離。

(發(fā)光裝置的制造方法)

針對(duì)利用所述方法在LED芯片上被覆有熒光體層而得的裝載物,根據(jù)粘合膠帶的種類(lèi),進(jìn)行表6中記載的剝離處理。之后,通過(guò)切割機(jī)將芯片間切斷,選取熒光體層被覆LED芯片。

接著,在利用銀鍍覆制作了封裝電極的圖案的氮化鋁的基板(尺寸5mm見(jiàn)方、膜厚1.5mm)的封裝電極上,利用金凸塊將所選取的熒光體層被覆LED芯片接合。通過(guò)重復(fù)上述接合,制作了安裝有64個(gè)熒光體層被覆LED芯片的封裝基板。將上述封裝基板安裝于形成有由導(dǎo)體形成了布線圖案的電路基板上,從而得到發(fā)光裝置。

[實(shí)施例39及比較例6]

使用表6中記載的層疊體,作為粘合膠帶使用UV剝離膠帶,作為剝離處理,照射UV(365nm)500mJ/cm2,除此以外,利用上述方法制造發(fā)光裝置。評(píng)價(jià)結(jié)果記載于表6。

[實(shí)施例40及比較例7]

使用表6中記載的層疊體,作為粘合膠帶使用熱剝離膠帶,作為剝離處理,進(jìn)行加熱(200℃,10分鐘加熱)處理,除此以外,利用上述方法制造發(fā)光裝置。評(píng)價(jià)結(jié)果記載于表6。

[實(shí)施例41]

使用層疊體18,作為粘合膠帶使用微粘合膠帶,不進(jìn)行剝離處理,除此以外,利用上述方法制造發(fā)光裝置。評(píng)價(jià)結(jié)果記載于表6。

由以上結(jié)果可知,若使用本發(fā)明的層疊體,則能夠追隨性良好地向LED芯片的發(fā)光面被覆熒光體層,由此能夠制造抑制了顏色的方位不均的發(fā)光裝置。另一方面,可知在作為比較例而使用了已知的氟樹(shù)脂膜的情況下,在充分追隨之前熒光體層與粘合部接觸,由此發(fā)生空氣殘留,不能進(jìn)行LED芯片的側(cè)面被覆。

<使用本發(fā)明的層疊體的熒光體層被覆工藝的生產(chǎn)率評(píng)價(jià)>

使用層疊體18,對(duì)利用本發(fā)明的工藝進(jìn)行熒光體層的被覆的情況(一階段法)、和利用已知(專(zhuān)利文獻(xiàn)2;國(guó)際公開(kāi)第2012/023119號(hào))中記載的二階段法進(jìn)行熒光體層的被覆的情況進(jìn)行比較。

(熒光體層被覆的處理時(shí)間的評(píng)價(jià))

共通的條件如下所述。

·裝置;真空隔板層壓機(jī)V-130 1臺(tái)

·操作員;2名

(準(zhǔn)備及機(jī)械操作1名、剝離及收納操作1名)

·處理基板;在10cm×10cm陶瓷基板上接合有33個(gè)×33個(gè)LED芯片的封裝基板

·1批次處理數(shù);通過(guò)一次層壓操作被覆4片基板。

·合計(jì)處理片數(shù);40片(10批次)

將被覆40片基板的工序所需的時(shí)間設(shè)為“10批次處理時(shí)間”。此外,進(jìn)行所述發(fā)光裝置的特性評(píng)價(jià),選擇光的視覺(jué)效果均為A評(píng)價(jià)的條件。

[實(shí)施例47]

使用層疊體18,利用由以下工序形成的一階段被覆法進(jìn)行被覆。

(i)準(zhǔn)備工序:制作4片在陶瓷基板上載置層疊體而得的產(chǎn)物,并設(shè)置于真空隔板層壓機(jī)。自第2批次以后與被覆工序同時(shí)進(jìn)行,因此僅將第1批次的準(zhǔn)備時(shí)間與處理時(shí)間相加。所需時(shí)間為1分鐘。

(ii)被覆工序:開(kāi)啟層壓機(jī)進(jìn)行被覆(抽真空時(shí)間:0.5分鐘、加壓時(shí)間:0.5分鐘、操作時(shí)間:0.5分鐘)。

同時(shí)并行進(jìn)行下一批次的準(zhǔn)備。所需時(shí)間為1批次1.5分鐘、10批次15分鐘。

(iii)放冷剝離工序:被覆工序結(jié)束后,放冷3分鐘,之后將支承基材剝離,收納于殼體。由于與被覆工序并行進(jìn)行操作,因此僅將第10批次的放冷剝離工序所需的時(shí)間加算在內(nèi)。所需時(shí)間為4分鐘。

由以上可知,10批次處理時(shí)間=1+15+4=20分鐘。結(jié)果記載于表7。

[比較例8]

使用層疊體29,基于由專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的方法所示的方法,利用由以下工序形成的二階段被覆法進(jìn)行被覆。

(i)準(zhǔn)備工序:制作4片在陶瓷基板上載置層疊體而得的產(chǎn)物,并設(shè)置于真空隔板層壓機(jī)。自第2批次以后與被覆工序同時(shí)進(jìn)行,因此僅將第1批次的準(zhǔn)備時(shí)間與處理時(shí)間相加。所需時(shí)間為1分鐘。

(ii)被覆工序第一階段:開(kāi)啟層壓機(jī)利用隔膜進(jìn)行加壓(抽真空時(shí)間:0.5分鐘、加壓時(shí)間:0.1分鐘、操作時(shí)間:0.5分鐘)。所需時(shí)間為1批次1.1分鐘、10批次11分鐘。

(iii)放冷剝離工序:被覆工序結(jié)束后,放冷3分鐘,之后將支承基材剝離。由于能夠與被覆工序第一階段同時(shí)進(jìn)行,因此所需時(shí)間實(shí)質(zhì)為0分鐘。

(iv)設(shè)定變更:在隔膜加壓工序全部結(jié)束后,以僅通過(guò)壓縮空氣進(jìn)行加壓的方式來(lái)變更設(shè)定。所需時(shí)間為1分鐘。

(v)被覆工序第二階段:將剝離了支承基材的基板每4片進(jìn)行設(shè)置,利用壓縮空氣進(jìn)行加壓(抽真空時(shí)間:1分鐘、空氣加壓時(shí)間:0.5分鐘、操作時(shí)間:0.5分鐘)。所需時(shí)間為1批次2分鐘、10批次20分鐘。

(vi)放冷工序:被覆工序結(jié)束后,放冷3分鐘,之后收納于殼體。由于與被覆工序并行進(jìn)行操作,因此僅將第10批次的放冷工序所需的時(shí)間加算在內(nèi)。

所需時(shí)間為3分鐘。

由以上可知,10批次處理時(shí)間=1+11+1+20+3=36分鐘。結(jié)果記載于表7。

由以上結(jié)果表明,與已知的方法相比,本發(fā)明的方法能夠?qū)⑻幚頃r(shí)間縮短至9分之5,大大提高了生產(chǎn)率。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 電路基板

2 電路布線

3 LED封裝

4 反射器

5 透明樹(shù)脂

6 熒光體層

7 LED芯片

8 金凸塊

9 封裝電極

10 封裝基板

11 堤

12 層疊體

13 支承基材

14 雙面粘合膠帶

15 基座

16 真空隔板層壓機(jī)

17 排氣/吸氣口

18 上部腔室

19 下部腔室

20 隔膜

21 切斷位置

22 熒光體層被覆LED芯片

23 LED封裝

24 發(fā)光裝置

25 帶有支承基材的熒光體層被覆LED芯片

26 帶有支承基材的LED封裝

27 被覆LED芯片后的熒光體層的上表面部

28 被覆LED芯片后的熒光體層的側(cè)面部

29 被覆于封裝基板上的熒光體層

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