TWI472595B - Semiconductor component components and semiconductor light emitting components - Google Patents
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- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/32257—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic the layer connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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Description
本發明係關於新穎之半導體組件用構件,半導體組件用構件形成液及半導體組件用構件之製造方法,半導體發光組件,半導體組件用構件形成液以及螢光體組成物。詳細而言,本發明係關於耐熱性、耐光性、成膜性、密接性優異之半導體組件用構件,半導體組件用構件形成液及半導體組件用構件之製造方法以及搭載有可於高溫下使用之大型半導體元件之半導體發光組件。又,本發明係關於使用上述半導體發光組件而形成之照明裝置以及影像顯示裝置。
半導體組件,尤其是發光二極體(light emitting diode:以下適當簡稱為「LED」)或半導體雷射等半導體發光組件,通常為藉由透明樹脂等構件(半導體組件用構件),將半導體元件(亦稱為半導體發光元件)密封而形成者。
近年來,於信號裝置、野外顯示裝置等戶外使用之資訊顯示裝置,以及代替汽車用頭燈、白熾燈、螢光燈之照明裝置中,上述半導體發光組件由於其發光效率、辨識性、牢固性等方面優異而正在實用化。然而,為使用於該等用途中,較理想為大功率之發光裝置(所謂「功率組件」)。作為大功率之半導體發光組件,例如揭示有使用1mm見方
之半導體元件(晶片)之示例(非專利文獻1)。然而,由於作為功率組件之半導體發光組件難以普遍推廣,故先前係藉由將數個小功率之元件排列而回避該問題。
作為功率組件之半導體發光組件難以普遍推廣之原因如下。即,例如,為提升每1個LED之光輸出,首先必須增大投入電力。然而,若增大投入電力,則發熱亦增加。另一方面,若為防止熱密度增大而將LED晶片尺寸大型化,則密封材與晶片之間產生熱膨脹率差,故導致剝離等密接性降低之情況。
作為上述半導體組件用構件,先前係使用例如環氧樹脂。又,已知有藉由使該密封樹脂中含有螢光體等顏料,而使來自於半導體元件之發光波長變換者等。
然而,環氧樹脂由於吸濕性高,故存在下述問題:長時間使用半導體組件時所產生之來自於半導體元件之熱會引起龜裂,又,由於水分滲入而導致螢光體或發光元件劣化等。
又,近年來,伴隨發光波長之短波長化,環氧樹脂會劣化並著色,故亦有於長時間點燈以及高功率之使用中,半導體組件之亮度顯著降低的問題。
針對該等問題,逐漸使用耐熱性、抗紫外光性優異之聚矽氧樹脂,作為環氧樹脂之代替品。然而,聚矽氧樹脂之密接性、透明性、耐候性仍不充分。對於此,已提出有無機系密封材或使用其之半導體組件,作為耐熱性、抗紫外光性優異之材料(例如,參照專利文獻1~6)。
[非專利文獻1]成川幸男他,「應用物理」,第74卷,第11號,第
1423頁~第1432頁,2005年
[專利文獻1]日本專利第3275308號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-197976號公報
[專利文獻3]日本專利特開2004-231947號公報
[專利文獻4]日本專利特開2002-33517號公報
[專利文獻5]日本專利特開2002-203989號公報
[專利文獻6]日本專利特願2006-047274號說明書
然而,熔融玻璃等無機材料由於操作溫度高達350℃以上,會對發光元件造成損害,故工業上並未實現將其應用於無機系密封材中。
又,藉由溶膠-凝膠法所製造之玻璃,存在有由成形作為半導體組件用構件時之硬化收縮所引起之龜裂之產生以及剝離等成膜性之問題,故尚未獲得可長時間於厚膜狀態下保持穩定者。
又,溶膠-凝膠法之製造方法由於反應性過高而導致難以濃縮,較多情況下將使用大量溶劑。於使用大量溶劑之情況,溶膠中之固形分量會減少,故當將溶膠塗佈於半導體組件上形成半導體組件用構件時,必須反覆塗佈直至達到特定厚度為止,生產效率差。又,由於該溶膠會伴隨溶劑揮發而硬化,故硬化之半導體組件用構件中容易產生內部應力,且容易產生龜裂或剝離,除此以外,於環境負荷方面亦欠佳。
進一步,由於該等無機系密封材非常硬且脆,故存在成膜性不充
分,無法追隨半導體組件中所使用的熱膨脹係數不同之各構件之熱膨脹.熱收縮,且使用時經常產生剝離或龜裂、斷線的問題,且尚未獲得抗回焊性及耐溫度循環性優異者。再者,此處所謂回焊,意指將焊錫膏印刷於基板上,於其上搭載零件並加熱、接合的焊接工法。繼而,所謂抗回焊性,意指可經受最高溫度為260℃、10秒之熱衝擊的性質。
例如,專利文獻1及專利文獻2中,記載有使用4官能之烷氧基矽烷形成玻璃材料之技術。然而,若關於藉由專利文獻1或專利文獻2中所記載之技術而獲得之無機材料進行說明,則將4官能之烷氧基矽烷之水解液塗佈於半導體發光組件上,以不會損及半導體發光組件之性能之150℃左右的適度之硬化溫度進行硬化數小時左右。此時,所獲得之玻璃材料通常成為含有十數重量%以上之矽烷醇的不完全之玻璃體。因此,根據專利文獻1或專利文獻2中所記載之技術,無法獲得如熔融法玻璃般真正僅由矽氧烷鍵所構成之玻璃體。
推測其原因在於,與通常之有機樹脂不同,專利文獻1或專利文獻2中所使用之無機材料之交聯點非常多,故構造之束縛大,反應性末端孤立從而無法縮合。由於上述玻璃體並非緻密,且其表面與矽膠同樣地形成親水性非常高之狀態,故不具有充分之密封能力。
又,通常,藉由250℃以上之加熱,上述難以反應之矽烷醇開始以極少之量減少,且通常若於350℃以上、較佳400℃以上之高溫下進行燒成,則可使矽烷醇之量明顯減少。然而,當欲利用此點自專利文獻1或專利文獻2中所記載之無機材料中除去矽烷醇時,亦由於半導體組件之耐熱溫度通常為260℃以下,故難以實現。
進一步,4官能之烷氧基矽烷由於在脫水.脫醇縮合時所脫離之成分量多,故本質上在硬化時收縮率大。並且,由於4官能之烷氧矽烷之反應性高,故於乾燥步驟中,存在有自蒸發了一部分稀釋溶劑之表面部分開始硬化,形成包含溶劑之硬凝膠體後放出內部之溶劑的傾向,因此溶劑蒸發所伴隨之硬化時以及硬化後之收縮量亦增大。因此,專利文獻1或專利文獻2中所記載之無機材料中,結果將由於收縮而產生較大之內部應力,常常產生龜裂。因此,難以僅使用4官能烷氧基矽烷作為原料而獲得可用作半導體組件用構件之較大塊體或厚膜。
又,例如,專利文獻3中,記載有以包含有機基之矽烷化合物為原料,藉由溶膠-凝膠法而尺寸精度良好地製作三維狀螢光體層的技術。然而,專利文獻3中並未對交聯度進行詳細記載,又,為獲得專利文獻3中記載之無機材料,必需高濃度之螢光體粒子,實質上其係發揮骨材之作用而保持三維形狀,故當無機材料中不含螢光體時,無法獲得透明且無龜裂之厚膜狀的玻璃狀塗佈物。
進一步,專利文獻3所記載之技術中,係使用乙酸作為觸媒,然並未自所獲得之無機材料中除去乙酸,故乙酸對半導體元件造成不良影響。又,於形成專利文獻3所記載之無機材料之情況,硬化需要400℃之高溫,故實質上無法對半導體組件一併加熱,且由於高溫下之不合理之縮合,其構造中將累積應變,無法抑制龜裂之產生。
又,例如,於專利文獻4中,記載有將於以二氧化矽或矽氧烷為骨架之無機物溶膠中混合無機光散射劑而獲得之無機塗佈劑進行塗佈,從而獲得半導體組件用構件之技術。然而,專利文獻4所記載之
無機材料中必需無機光散射劑,進一步,專利文獻4中並無對原料以及製造方法之詳細記載,故無法正確地再現該技術。
進一步,例如於專利文獻5中,記載有塗佈溶膠-凝膠法玻璃而獲得半導體組件用構件之技術。然而,與專利文獻3同樣地,為獲得專利文獻5所記載之無機材料必須有螢光體。又,儘管該螢光體發揮骨材之作用,所獲得之無機材料成為厚膜,然並非膜厚超過100μm者。進一步,專利文獻5中未對原料及製法加以記載,故難以使用普通之烷氧基矽烷穩定地再現該技術。
又,本發明者等人於專利文獻6中揭示了可解決上述問題的含有特定矽之半導體組件用構件。然而,於使用於放熱較大之半導體功率組件中之情況下,期待其於維持耐光性、成膜性、密接性之下,進一步提升耐熱穩定性之水準。又,亦期待抑制半導體組件用構件之製造步驟中的低沸點雜質之揮發,以提升硬化物重量良率。
進一步,半導體發光組件之封裝,係為了提升亮度(反射率)、耐久性.耐熱性、耐光性、密接性、放熱性等,而實施各種表面加工。尤其是於功率組件中,常常為了提升耐久性、耐熱性而進行材料之選擇以及表面加工。又,自加工之觀點等考慮,常於半導體元件(晶片)上設置保護層。如此,半導體發光組件中,與密封材接觸之封裝或半導體元件等構件之表面材質將含有特殊之成分,故亦成為進一步助長密封剝離之問題的原因。
由於以上之背景,熟悉本技藝者一直在謀求一種耐熱性、耐光性、成膜性、密接性優異,即便長時間使用亦不會產生龜裂或剝離、著色,
可密封半導體組件、保持螢光體的半導體組件用構件。
本發明係鑒於上述問題研究而形成者。即,本發明之第一目的在於提供一種耐熱性、耐光性、成膜性、密接性優異,即便長時間使用亦不會產生龜裂或剝離、著色,可密封半導體組件、保持螢光體的新穎之半導體組件用構件,半導體組件用構件形成液及半導體組件用構件之製造方法,使用其之半導體組件用構件形成液以及螢光體組成物。本發明之第二目的在於提供一種即便長時間使用亦不會產生龜裂或剝離,尤其是當使用於功率組件中時亦具有優異之亮度(反射率)、耐久性.耐熱性、耐光性、密接性等的半導體發光組件,以及使用其之照明裝置及影像顯示裝置。
本發明者等人為達成上述目的而進行了銳意研究,結果發現,當以加熱重量減少量小且具有固定之成膜性的特定高分子形成半導體組件用構件時,將可實現厚膜化,且於厚膜部中,龜裂之產生亦可得到抑制,並且耐熱性、耐光性優異。又,發現藉由使用對經表面處理等之材質亦具有極高之密接性、且耐熱性、耐光性亦優異之密封材,則該半導體組件用構件可使用於尤其是搭載有大型半導體發光晶片之功率組件中。繼而,根據該等知識見解,遂完成本發明。
即,本發明之要旨在於一種半導體組件用構件,其特徵在於:藉由下述加熱重量減少量測定方法(I)所測定之加熱重量減少量為50重量%以下,且藉由下述密接性評估方法(11)所測定之剝離率為30%以下(申請專利範圍第1項)。
加熱重量減少量測定方法(1)
使用上述半導體組件用構件之碎片10mg,利用熱重.熱示差測定裝置,於200ml/分之空氣流通下,以10℃/分之升溫速度自35℃加熱至500℃為止,測定重量減少量。
密接性評估方法(II)
(1)將半導體組件用構件形成液滴下至直徑9mm、凹部之深度1mm的表面鍍銀之銅製杯中,於特定之硬化條件下使之硬化,獲得半導體組件用構件。
(2)使所獲得之半導體組件用構件於溫度為85℃、濕度為85%之環境下,吸濕20小時。
(3)以50秒使吸濕後之半導體組件用構件自室溫升溫至260℃後,於260℃保持10秒。
(4)將升溫後之半導體組件用構件冷卻至室溫為止,藉由目視以及顯微鏡觀察,觀察半導體組件用構件是否自上述銅製杯剝離。
(5)對每10個上述半導體組件用構件分別實施上述(2)、(3)及(4)之操作,求出上述半導體組件用構件之剝離率。
本發明之其他要旨在於一種半導體組件用構件,其特徵在於:藉由上述加熱重量減少量測定方法(I)所測定之加熱重量減少量為50重量%以下,且A型硬度計之硬度測定值(蕭氏A)為5以上、90以下(申請專利範圍第2項)。
此時,本發明之半導體組件用構件較佳為具有金屬烷(metalloxane)骨架(申請專利範圍第3項)。
又,本發明之半導體組件用構件較佳為含有無機粒子(申請專利範圍第4項)。
進一步,本發明之半導體組件用構件較佳為含有螢光體(申請專利範圍第5項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體組件用構件形成液之製造方法,其係含有將下述式(1)所表示之化合物及/或其寡聚物進行水解‧聚縮合而獲得之聚縮合物的半導體組件用構件形成液之製造方法,其特徵在於:上述水解‧聚縮合係於包含自鋯、鉿、錫、鋅及鈦中選擇之至少1種元素的有機金屬化合物觸媒之存在下進行(申請專利範圍第6項)。
[化1]Mm+
Xn
Y1 m-n
(1)
(式(1)中,M表示自矽、鋁、鋯及鈦中選擇之至少1種元素,X表示水解性基,Y1
表示1價有機基,m係表示M之價數的1以上之整數,n係表示X基之數量的1以上之整數。其中,m≧n。)
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體組件用構件形成液之製造方法,其係含有將下述式(2)所表示之化合物及/或其寡聚物進行水解‧聚縮合而獲得之聚縮合物的半導體組件用構件形成液之製造方法,其特徵在於:上述水解‧聚縮合係於包含自鋯、鉿、錫、鋅及鈦中選擇之至少1種元素的有機金屬化合物觸媒之存在下進行(申請專利範圍第7項)。
[化2](Ms+
Xt
Y1 s-t-1
)u
Y2
(2)
(式(2)中,M表示自矽、鋁、鋯及鈦中選擇之至少1種元素,X表示水解性基,Y1
表示1價有機基,Y2
表示u價有機基,s係表示M之價數的2以上之整數,t表示1以上、s-1以下之整數,u表示2以上之整數。)
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體組件用構件之製造方法,其係具有使將上述式(1)所表示之化合物及/或其寡聚物進行水解‧聚縮合而獲得的聚縮合物進行乾燥之步驟的半導體組件用構件之製造方法,其特徵在於:上述水解‧聚縮合係於包含自鋯、鉿、錫、鋅及鈦中選擇之至少1種元素的有機金屬化合物觸媒之存在下進行(申請專利範圍第8項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體組件用構件之製造方法,其係具有使將上述式(2)所表示之化合物及/或其寡聚物進行水解‧聚縮合而獲得的聚縮合物進行乾燥之步驟的半導體組件用構件之製造方法,其特徵在於:上述水解‧聚縮合係於包含自鋯、鉿、錫、鋅及鈦中選擇之至少1種元素的有機金屬化合物觸媒之存在下進行(申請專利範圍第9項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體發光組件,其特徵在於:至少具備上述半導體組件用構件(申請專利範圍第10項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體組件用構件形成液,其特徵在於:其係以上述半導體組件用構件形成液之製造方法而製造(申請專利範圍第11項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種半導體發光組件,係具有(A)封
裝、(B)半導體元件以及(C)密封材,其特徵在於:(A)封裝及/或(B)半導體元件中,其表面材料含有Si、Al及Ag中之任一者以上,(C)密封材滿足下述條件(a)~(c)中之所有條件,且與(A)封裝及/或(B)半導體元件之上述表面材料直接接觸(申請專利範圍第12項)。
(a)具有可與存在於陶瓷或金屬表面之羥基或者金屬烷鍵中之氧進行氫結合之官能基。
(b)於200℃放置500小時之前後,波長為400nm之光的穿透率之維持率為80%以上、110%以下。
(c)於將中心波長為380nm,且波長為370nm以上、放射強度為0.6kW/m2
之光照射72小時之前後,對於波長為400nm之光的穿透率之維持率為80%以上、110%以下。
此時,本發明之半導體發光組件較佳為進一步滿足下述條件(d)(申請專利範圍第13項)。
(d)於在發光波長為460±10nm、且一邊為900μm之正方形半導體元件中,一面將發光面之溫度維持為100±10℃,一面以350mA之驅動電流進行通電,並於溫度為85℃、相對濕度為85%之條件下連續點燈500小時之情況下,500小時後之亮度相對於點燈即刻後之亮度的比例為90%以上。
又,本發明之半導體發光組件較佳為使用本發明之半導體組件用構件作為(C)密封材(申請專利範圍第14項)。
再者,(A)封裝及/或(B)半導體元件之上述表面材料較佳為含有SiNx
、SiC以及SiO2
中之1種以上(申請專利範圍第15項)。
又,(A)封裝及/或(B)半導體元件之上述表面材料較佳為含有Al、AlN、Al2
O3
中之1種以上(申請專利範圍第16項)。
再者,本發明之半導體發光組件較佳係(B)半導體元件之基板部分中含有上述表面材料(申請專利範圍第17項)。
又,本發明之半導體發光組件較佳係(B)半導體元件之發光面之面積為0.15mm2
以上(申請專利範圍第18項)。
進一步,本發明之半導體發光組件較佳係動作時之(B)半導體元件之發光面的表面溫度為80℃以上、200℃以下(申請專利範圍第19項)。
又,本發明之半導體發光組件較佳係動作時之電能為0.1W以上(申請專利範圍第20項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種照明裝置,其係使用本發明之半導體發光組件而形成(申請專利範圍第21項)。
本發明之進一步其他要旨在於一種影像顯示裝置,其係使用本發明之半導體發光組件而形成(申請專利範圍第22項)。
本發明之半導體組件用構件之耐熱性、耐光性、成膜性、密接性優異,即便長時間使用亦不會產生龜裂或剝離,可密封半導體組件。
又,通常,與習知之無機系半導體組件用構件相比,可塗佈成較厚之膜,故僅藉由塗佈於半導體組件上並乾燥,即可容易地密封半導體組件,且可保持螢光體。
藉由本發明之半導體組件用構件形成液以及螢光體組成物,可製造本發明之半導體組件用構件。
藉由本發明之半導體組件用構件形成液以及半導體組件用構件之製造方法,可製造本發明之半導體組件用構件形成液以及半導體組件用構件。
本發明之半導體發光組件,由於其密封材之耐熱性、耐光性、成膜性、密接性優異,故即便長時間使用,亦不會於密封材中產生龜裂或剝離、著色,可長期地維持性能。
1、1A、1B‧‧‧發光裝置(半導體發光組件)
2‧‧‧發光元件
3A‧‧‧透明構件(半導體發光組件用構件)
3B‧‧‧螢光體部(半導體發光組件用構件)
4‧‧‧自發光元件放射之光
4a、4b‧‧‧自發光元件放射之光之一部分
5‧‧‧螢光體部中所含有的螢光體粒子、螢光離子、螢光染料等螢光成分所特有之波長地光
6‧‧‧合成光
11‧‧‧成形部
12、13‧‧‧引線端子
14‧‧‧鏡面(杯部)
15‧‧‧導電線
16‧‧‧絕緣基板
16a‧‧‧凹處
17‧‧‧印刷佈線
18‧‧‧框材
19‧‧‧密封部
19a‧‧‧密封功能部
19b‧‧‧透鏡功能部
19c‧‧‧凹部
19d‧‧‧貫通孔
21‧‧‧發光層部
23‧‧‧反射層
24‧‧‧凸塊
33、34‧‧‧螢光體部
35‧‧‧固體介質
36‧‧‧蓋體
101‧‧‧杯
102‧‧‧LED晶片
103‧‧‧LED元件
圖1係表示實施形態A-1之概略剖面圖。
圖2係表示實施形態A-2之概略剖面圖。
圖3表示實施形態B-1,圖3(a)為概略剖面圖,圖3(b)為圖3(a)之主要部分放大圖。
圖4係表示實施形態B-2之概略剖面圖。
圖5係表示實施形態B-3之概略剖面圖。
圖6係表示實施形態B-4之概略剖面圖。
圖7係表示實施形態B-5之概略剖面圖。
圖8係表示實施形態B-6之概略剖面圖。
圖9係表示實施形態B-7之概略剖面圖。
圖10係表示實施形態B-8之概略剖面圖。
圖11係表示實施形態B-9之概略剖面圖。
圖12係表示實施形態B-10之概略剖面圖。
圖13係表示實施形態B-11之概略剖面圖。
圖14係表示實施形態B-12之概略剖面圖。
圖15係表示實施形態B-13之概略剖面圖。
圖16係表示實施形態B-14之概略剖面圖。
圖17係表示實施形態B-15之概略剖面圖。
圖18係表示實施形態B-16之概略剖面圖。
圖19係表示實施形態B-17之概略剖面圖。
圖20係表示實施形態B-18之概略剖面圖。
圖21係表示實施形態B-19之概略剖面圖。
圖22係表示實施形態B-20之概略剖面圖。
圖23係表示實施形態B-21之概略剖面圖。
圖24係表示實施形態B-21之主要部分剖面圖。
圖25係表示實施形態B-22之概略剖面圖。
圖26係表示實施形態B-22之主要部分剖面圖。
圖27係表示實施形態B-23之概略剖面圖。
圖28係表示實施形態B-23之主要部分立體圖。
圖29係表示實施形態B-24之概略剖面圖。
圖30係表示實施形態B-24之主要部分剖面圖。
圖31係表示實施形態B-24之主要部分立體圖。
圖32係表示實施形態B-25之概略剖面圖。
圖33係表示實施形態B-26之概略剖面圖。
圖34係表示實施形態B-27之概略剖面圖。
圖35係表示實施形態B-28之概略剖面圖。
圖36係表示實施形態B-29之概略剖面圖。
圖37表示實施形態B-30,圖37(a)為概略剖面圖,圖37(b)為圖37(a)之主要部分放大圖。
圖38係表示實施形態B-31之概略剖面圖。
圖39係表示實施形態B-32之概略剖面圖。
圖40係表示實施形態B-33之概略剖面圖。
圖41係表示實施形態B-34之概略剖面圖。
圖42係表示實施形態B-35之概略剖面圖。
圖43係表示實施形態B-36之概略剖面圖。
圖44係表示實施形態B-37之概略剖面圖。
圖45係表示實施形態B-38之概略剖面圖。
圖46係表示實施形態B-39之概略剖面圖。
圖47係表示實施形態B-40之概略剖面圖。
圖48係表示實施形態B-41之概略剖面圖。
圖49係各實施形態之主要部分之其他構成例的說明圖。
圖50中,圖50(a)、圖50(b)均為各實施形態之基本概念的說明圖。
圖51係為說明本發明之實施例以及比較例中所進行之連續點燈試驗,而示意性地表示半導體發光組件的剖面圖。
以下,詳細說明本發明,然本發明並非受下述實施形態限定者,只要不脫離其要旨之範圍,則可實施各種變更。
本發明之第一半導體組件用構件具有下述特性(1)以及特性(2)。
特性(1):藉由下述特定之加熱重量減少量測定方法(I)而測定之加熱重量減少量為50重量%以下。
特性(2):藉由下述特定之密接性評估方法(II)而測定之剝離率為30%以下。
又,本發明之第二半導體組件用構件具有上述特性(1)以及下述特性(3)。
特性(3):A型硬度計之硬度測定值(蕭氏A)為5以上、90以下。
以下,首先自該等特性(1)、(2)以及(3)進行說明。再者,以下說明中,於對本發明之第一半導體組件用構件與第二半導體組件用構件不加以區分而指出之情況,簡稱為「本發明之半導體組件用構件」。
加熱重量減少量係評估本發明之半導體組件用構件的高度耐熱性的指標,可藉由下述加熱重量減少量測定方法(I)而測定。
本發明之半導體組件用構件之加熱重量減少量為50重量%以下,較佳為40重量%以下,更佳為35重量%以下。又,對下限並無限制,通常為5重量%以上,較佳為10重量%以上(特性(1))。若加熱重量減少量過大,則存在當長時間使用半導體組件時會產生收縮,而無法維持初期特性的可能性。一般認為導致加熱重量減少量增大之原因在於,例如半導體組件用構件中所含之揮發性低分子量成分多,形成半導體組件用構件之主鏈成分容易因加熱而分解切斷等。又,若加熱重量減少量小,則半導體組件用構件之熱穩定性優異,但由於上述半導體組件用構件通常含有較多之多官能Si成分,故常形成為硬膜。因此,
加熱重量減少量過小之半導體組件用構件之耐熱循環性、抗回焊性等不良,並不適合用作半導體組件用構件。
使用上述半導體組件用構件之碎片10mg,藉由熱重.熱示差測定(thermogravimetry-differential thermal analysis:以下適宜簡稱為「TG-DTA」)裝置,於200ml/分之空氣流通下,以10℃/分之升溫速度自35℃加熱至500℃為止,測定重量減少量。
為使本發明之半導體組件用構件具有上述特性(1),例如可使其滿足下述必要條件。
(i)可適當選擇素材。若列舉具體例,則可選擇具有下述[1-4-1]所記載之構造的素材,或者使用下述[2-1]所記載之原料。
(ii)於下述[2-2]所記載之水解‧聚縮合步驟中,對觸媒加以選擇。
(iii)於下述[2-2]之水解‧聚縮合步驟中,及/或當保管水解‧聚縮合物時,進行分子量管理。
密接性評估剝離率係用於評估本發明之半導體組件用構件之密接性的指標,可藉由下述密接性評估方法(II)而測定。
本發明之半導體組件用構件之剝離率通常為30%以下,較佳為20%以下,更佳為10%以下(特性(2))。其中,最佳為0%。若剝離率過大,則存在半導體組件用構件對基板或框材等之密接性以及化學穩定性差,密封材容易因溫度衝擊或熱.光.電化學反應而產生改質.收縮的可能性。因此,有時半導體組件用構件會自基板或框材等剝離,導致
半導體組件產生斷線等。又,尤其是於半導體發光組件中,電極部分或反射片表面上有時係使用銀素材,若密接性降低,則有時半導體組件用構件會自該表面剝離,引起半導體發光組件之斷線或不點燈.亮度降低。
(1)將半導體組件用構件形成液(於後述)滴下至直徑為9mm、凹部之深度為1mm的表面鍍銀之銅製杯中,於特定硬化條件下使之硬化,獲得半導體組件用構件(以下,於密接性評估方法(II)之說明中,將該半導體組件用構件稱作「測定用樣品」)。
(2)使所獲得之測定用樣品於溫度為85℃、濕度為85%之環境下吸濕20小時。
(3)以50秒使吸濕後之測定用樣品自室溫升溫至260℃為止,之後於260℃保持10秒。再者,此處所謂室溫係指20℃~25℃。
(4)將升溫後之測定用樣品冷卻至室溫為止,藉由目視以及顯微鏡觀察,觀察測定用樣品是否自銅製杯剝離。將觀察到剝離即便為少許之情況記為「存在剝離」。
(5)對每10個測定用樣品分別實施上述(2)、(3)及(4)之操作,求出上述測定用樣品之剝離率。再者,剝離率係根據「剝離之測定用樣品之個數/總測定樣品個數」而計算出的比率。
為使本發明之半導體組件用構件具有上述特性(2),例如可使其滿足下述必要條件。
(i)可適當選擇素材。若列舉具體例,則可選擇具有下述[1-4-1]所
記載之構造的素材,或者使用下述[2-1]所記載之原料。
(ii)於下述[2-2]所記載之水解‧聚縮合步驟中,對觸媒加以選擇。
(iii)於下述[2-2]之水解‧聚縮合步驟中,及/或當保管水解‧聚縮合物時,進行分子量管理。
硬度測定值係評估本發明之半導體組件用構件之硬度的指標,可藉由下述硬度測定方法而測定。
本發明之半導體組件用構件較佳為呈彈性體狀之構件。即,儘管於半導體組件中使用複數個熱膨脹係數不同之構件,但由於如上所述般呈彈性體狀,故本發明之半導體組件用構件可緩和由上述各構件之伸縮所引起之應力。因此,可提供使用時難以產生剝離、龜裂、斷線等,且抗回焊性以及耐溫度循環性優異的半導體組件。
具體而言,本發明之半導體組件用構件的A型硬度計之硬度測定值(蕭氏A)通常為5以上,較佳為7以上,更佳為10以上,又,通常為90以下,較佳為80以下,更佳為70以下(特性(3))。藉由具有上述範圍之硬度測定值,本發明之半導體組件用構件可獲得難以產生龜裂,且抗回焊性以及耐溫度循環性優異的優點。
硬度測定值(蕭氏A)可藉由JIS K6253所記載之方法而測定。具體而言,可使用古里精機製作所製造之A型橡膠硬度計進行測定。
如此,本發明之第一半導體組件用構件因具有[1-1]中所說明之特性(1)以及[1-2]中所說明之特性(2),而可獲得成膜性、密接性優異,且
硬化後對光.熱之耐久性優異的硬化物。另一方面,本發明之第二半導體組件用構件因具有[1-1]中所說明之特性(1)以及[1-3]中所說明之特性(3),故亦可獲得成膜性優異,且硬化後對光.熱之耐久性優異的硬化物。
又,滿足上述特性(1)、(2)以及(3)中所有特性之半導體組件用構件,因滿足本發明之第一半導體組件用構件及第二半導體組件用構件之兩者的必要條件,故更佳。
本發明之半導體組件用構件係以上述特性為主要特徵,除此以外,較佳為具有下述構造或性質。
習知之半導體組件用構件之基本骨架係以碳-碳以及碳-氧鍵為基本骨架的環氧樹脂等之有機樹脂,但本發明之半導體組件用構件之基本骨架通常為金屬烷骨架,較佳為與玻璃(矽酸鹽玻璃)等相同之無機質的矽氧烷骨架(矽氧烷鍵)。根據下述表1之化學鍵比較表可明確了解,矽氧烷鍵具有作為半導體組件用構件之優異的下述特徵。
(I)鍵能大,難以熱分解.光解,耐光性良好。
(II)略微電性分極化。
(III)鏈狀構造之自由度大,可形成富有可撓性之構造,且可以矽氧烷鏈為中心而自由旋轉。
(IV)氧化度大,不會進一步氧化。
(V)富有電絕緣性。
根據該等特徵可理解,與環氧樹脂等習知之樹脂系半導體組件用構件不同,由矽氧烷鍵以三維且以高交聯度進行鍵結之骨架所形成的聚矽氧系半導體組件用構件,將接近於玻璃或岩石等礦物質,形成富有耐熱性.耐光性之保護薄膜。尤其是,以甲基作為取代基之聚矽氧系半導體組件用構件,因於紫外區域中不具有吸收,故難以產生光解,耐光性優異。
於本發明之半導體組件用構件具有矽氧烷骨架之情況,矽含有率通常為20重量%以上,較佳為25重量%以上,更佳為30重量%以上。另一方面,對於上限而言,根據僅由SiO2
所構成之玻璃的矽含有率為47重量%之理由,則通常為47重量%以下之範圍。其中,於使半導體組件用構件成為高折射率之情況下,將使其含有高折射率化所必需之成分,故通常為10重量%以上,且通常為47重量%以下。
再者,半導體組件用構件之上述矽含有率,例如可使用下述方法進行感應耦合電漿光譜(inductively coupled plasma spectrometry:以下適宜簡稱為「ICP」)分析,並根據其結果而計算出。
將半導體組件用構件之單獨硬化物粉碎至100μm左右,於鉑坩堝
中且於空氣中,於450℃保持1小時,其後於750℃保持1小時,再於950℃保持1.5小時,以進行燒成,除去碳成分後,於所獲得之少量殘渣中,加入10倍量以上之碳酸鈉,使用燃燒器加熱使之熔融,將其冷卻並加入脫鹽水,進一步一面使用鹽酸將pH調整為中性左右,一面將矽定容為數ppm左右,進行ICP分析。
於本發明之半導體組件用構件具有矽氧烷骨架之情況,矽烷醇含有率通常為0.01重量%以上,較佳為0.1重量%以上,更佳為0.3重量%以上,又,通常為12重量%以下,較佳為8重量%以下,更佳為6重量%以下之範圍。
通常,以烷氧矽烷為原料且藉由溶膠-凝膠法而獲得之玻璃體,於150℃、3小時左右之溫和硬化條件下不會完全聚合形成氧化物,而會殘留一定量之矽烷醇。僅由四烷氧基矽烷所構成之玻璃體為高硬度.高耐光性,然由於交聯度高,故分子鏈之自由度小,無法產生完全之縮合,因此殘留矽烷醇之量多。又,當將水解‧縮合液乾燥硬化時,由於交聯點多而導致快速增稠,乾燥與硬化同時進行,故形成具有較大變形之塊體。若將上述構件用作半導體組件用構件,則當長期使用時,由於殘留矽烷醇之縮合而產生新的內部應力,從而容易產生龜裂或剝離、斷線等缺點。又,構件之斷裂面中矽烷醇較多,儘管透濕性小但表面吸濕性高,將容易導致水分之滲入。雖可藉由400℃以上之高溫燒成而減少矽烷醇含有率,然半導體組件之耐熱性大多為260℃以下,故並不可行。
另一方面,本發明之半導體組件用構件因矽烷醇含有率低,故具有經時變化少、長期之性能穩定性優異、吸濕少之優異性能。其中,完全不含矽烷醇之構件與半導體組件之密接性差,故本發明中,矽烷醇含有率存在有如上所述之最適合範圍。
本發明之半導體組件用構件因含有適量之矽烷醇,故矽烷醇氫結合於存在在組件表面之極性部分上,表現出密接性。作為極性部分,例如可列舉羥基或金屬烷鍵之氧等。
又,本發明之半導體組件用構件可藉由在適當觸媒之存在下進行加熱,而於與組件表面之羥基之間形成脫水縮合之共價鍵,從而表現出更牢固之密接性。
另一方面,若矽烷醇過多,則如上所述般,系統內增稠而變得難以塗佈,或者活性提高、低沸點成分於藉由加熱而揮發之前即固化,故存在產生發泡或內部應力增大,引起龜裂等的可能性。
再者,半導體組件用構件之矽烷醇含有率例如可藉由下述方法而計算出:使用下述方法進行固體Si-NMR光譜測定,根據來自矽烷醇之峰面積相對於總峰面積的比率,求出全部矽原子中形成矽烷醇之矽原子的比率(%),並與另外分析出之矽含有率加以比較。
當對半導體組件用構件進行固體Si-NMR光譜測定時,首先,於下述條件下進行固體Si-NMR光譜測定以及資料分析。其次,根據來自矽烷醇之峰面積相對於總峰面積的比率,求出全部矽原子中之形成矽烷醇之矽原子的比率(%),並與另外分析出之矽含有率加以比較,藉
此求出矽烷醇含有率。
再者,測定資料之分析(矽烷醇量分析)例如可以下述方法進行:藉由使用了高斯函數(Gaussian function)或勞倫茲函數(Lorentzian function)之波形分離分析等,將各波峰分割並提取出。
裝置:Chemagnetics公司Infinity CMX-400核磁共振光譜裝置
29
Si共振頻率:79.436MHz
探針:7.5mmΦ之CP/MAS用探針
測定溫度:室溫
試料轉速:4kHz
測定法:單脈衝法
1
H解耦頻率:50kHz
29
Si翻轉角:90°
29
Si90°脈寬:5.0μs
重複時間:600s
累計次數:128次
觀測寬度:30kHz
增寬因子:20Hz
對半導體組件用構件,取512點作為測定資料,零填充至8192點進行傅立葉變換。
對傅立葉變換後之光譜之各波峰,將利用勞倫茲波形以及高斯波形或兩者之混合波形而製作出之峰形狀的中心位置、高度、半值寬度作為可變參數,利用非線性最小平方法,進行最適化計算。
再者,波峰之鑑定可參照AIChE Journal,44(5),p.1141,1998年等。
又,半導體組件用構件之矽烷醇含有率亦可藉由下述IR測定而求出。此處,IR測定雖容易確定矽烷醇波峰,然波峰之形狀較寬,容易產生面積誤差,當進行定量作業時,必須準確製作出固定膜厚之樣品等,程序亦較繁雜,故於進行精確之定量方面,較佳為使用固體Si-NMR。當使用固體Si-NMR測定矽烷醇之量時,於矽烷醇之量非常微少而難以檢測之情況、數個波峰重疊而難以單獨分離出矽烷醇之波峰之情況、未知試料中矽烷醇峰之化學位移不明之情況等,可輔助地進行IR測定,藉此確定矽烷醇之濃度。
‧傅立葉變換紅外光譜法Fourier Transform Infrared Spectroscopy
‧裝置:Thermo Electron製造之NEXUS670以及Nic-Plan
‧解析力:4cm-1
‧累計次數:64次
‧沖洗:N2
測定例:於Si晶圓上塗佈製作出膜厚為200μm之薄膜試料,藉由穿透法,連同Si晶圓一併測定紅外吸收光譜,求出波數3751cm-1
以及3701cm-1
之矽烷醇波峰總面積。另一方面,可將三甲基矽烷醇稀
釋於無水四氯化碳中而作為已知濃度試料,使用光徑長度為200μm之液體單元,利用穿透法測定紅外吸收光譜,並藉由與實際樣品之峰面積比進行比較,計算出矽烷醇濃度。再者,於紅外吸收光譜中,會檢測出來自樣品吸附水之波峰,作為矽烷醇波峰之背景,故將樣品薄膜於測定前,藉由下述方法除去吸附水,即,於常壓下,以150℃加熱20分鐘以上,或者於100℃進行10分鐘以上之真空處理等方法。
本發明之半導體組件用構件形成液之矽烷醇含量總量及烷氧基含量總量,較佳為以莫耳比計算,矽烷醇為與烷氧基等量以上。理論上,矽烷醇與烷氧基可藉由等量反應而生成甲醇,形成矽氧烷鍵。因此,藉由使矽烷醇為與烷氧基等量以上,可不依賴來自於空氣之水分供給,而僅藉由加熱進行硬化縮合,且即便於塗佈成深型封裝之情況,亦可形成為深部硬化性優異之半導體組件用構件。
此處,若與烷氧基相比,矽烷醇遠遠過剩,則半導體組件用構件之反應活性提高,故可提升與半導體組件表面之密接反應性,進一步,可抑制由低活性烷氧基之殘留所引起之硬化不良,且亦可減少高溫保持時之變形、收縮以及重量減少量。因此,由{烷氧基之數量/(矽烷醇之數量+烷氧基之數量)}×100(%)所表示之比率(即,可進行脫水脫醇縮合之未反應末端中之烷氧基的存在比)通常為0%以上,且通常為50%以下,較佳為30%以下,特佳為25%以下。再者,該比率可根據液體29
Si-NMR測定值而求出。
為使該比率為上述範圍,例如,若於合成過程中對原料烷氧矽烷
進行充分水解,將所生成之醇確實餾去至系統外,於溶劑中儘量不使用醇即可。除此以外,例如,為獲得儘管含有大量矽烷醇末端、保存性仍良好之半導體組件用構件形成液,若於選擇原料時,使得以莫耳比計算,相較於具有下述式(A)所表示之構造單位的成分之使用量,具有下述式(B)所表示之構造單位的成分之使用量為過剩量等即可。
(R1
SiO1.5
) (A)
(上述式(A)中,R1
表示有機基。)
((R2
)2
SiO) (B)
(上述式(B)中,R2
分別獨立表示有機基。)
再者,液體29
Si-NMR光譜之測定方法如下所述。
當測定液體29
Si-NMR光譜時,係以下述條件進行液體29
Si-NMR光譜之測定以及資料分析。
將50g之重氫丙酮、2.5g之四甲基矽烷以及1.5g作為鬆弛試劑之乙醯丙酮鉻混合,製成X液。
將3.0g之測定試料、0.5g之上述X液、1.0g之重氫丙酮混合,將總量裝入10mm之鐵氟龍(註冊商標)製樣品管中,以供測定。
例如,於雙液型市售聚矽氧樹脂之情況,若進行混合測定,則測定時會增稠,導致無法測定,故對混合前之主劑、硬化劑分別單獨進行NMR測定,並假定混合後之光譜為將混合比考慮於單獨之光譜中的代數和,進行資料計算。設內部標準四甲基矽烷之面積為1,將主劑、硬化劑各波峰之強度標準化,消除每次測定之誤差的影響。
裝置:JEOL公司,JNM-AL400,核磁共振光譜裝置
29
Si共振頻率:78.50MHz
探針:AT10探針
測定溫度:25.0℃
試料轉速:不旋轉
測定法:單脈衝法
脈衝延遲時間:12.7s
累計次數:512次
增寬因子:1.0Hz
對傅立葉變換後之光譜之各波峰,求出自峰頂位置之化學位移,並進行積分。再者,波峰之鑑定可參照AIChE Journal,44(5),p.1141,1998年等。
例如,分析市售聚矽氧樹脂時,於檢測出來自(-Si-O-)2
CH3
SiH之氫矽烷基矽的波峰為-30~-40ppm之情況,將該波峰分類為2官能矽。
於將本發明之半導體組件用構件使用於半導體發光組件中之情況,膜厚1mm時半導體發光組件之發光波長的透光率通常為80%以上,其中較佳為85%以上,更佳為90%以上。半導體發光組件之光取出效率係藉由各種技術而不斷提高,若用以將半導體元件密封或保持螢光體之透光性構件的透明度低,則使用其之半導體發光組件的亮度
降低,故將難以獲得高亮度之半導體發光組件製品。
此處所謂「半導體發光組件之發光波長」,係指對應於半導體發光組件之種類而不同之值,一般而言,通常為300nm以上,較佳為350nm以上,又,通常為900nm以下,較佳為500nm以下之範圍的波長。若該範圍之波長之透光率較低,則半導體組件用構件會吸收光,導致光取出效率降低,無法獲得高亮度之半導體發光組件。進一步,光取出效率降低之部分之能量轉換成熱,成為半導體發光組件熱劣化之原因,故欠佳。
再者,於紫外~藍色區域(波長300nm~500nm)中,密封構件容易產生光劣化,故若於在該區域具有發光波長之半導體發光組件中,使用耐久性優異的本發明之半導體組件用構件,則其效果提升,故較佳。
再者,半導體組件用構件之透光率例如可根據下述方法,使用成形為膜厚1mm的表面平滑之單獨硬化物膜之樣品,藉由紫外分光光度計而測定。
使用半導體組件用構件的不存在由損傷或凹凸所引起之散射且厚度約為1mm之表面平滑的單獨硬化物膜,使用紫外分光光度計(島津製作所製造之UV-3100),於波長200nm~800nm中進行穿透度測定。
其中,半導體發光組件具有各種形狀,大部分係以超過0.1mm之厚膜狀態使用,但於在離開LED晶片(發光元件)之位置處設置薄膜狀螢光體層(例如包含奈米螢光體粒子或螢光離子的厚度為數μm之層)之
情況,或者於在LED晶片之正上方之薄膜上設置高折射光取出膜之情況等,亦可使用薄膜。於上述情況,較佳為於該膜厚時表現出80%以上之穿透率。於上述薄膜狀之應用形態中,本發明之半導體組件用構件亦可表現出優異之耐光性、耐熱性,密封性能優異,可穩定地成膜,而不會產生龜裂等。
本發明之半導體組件用構件較佳為滿足下述條件。即,本發明之半導體組件用構件於固體Si-核磁共振光譜中,(化學位移為-40ppm以上0ppm以下之波峰之總面積)/(化學位移未達-40ppm之波峰之總面積)之比(以下適宜簡稱為「本發明之峰面積比」),通常為3以上,較佳為5以上,更佳為10以上,又,通常為200以下,較佳為100以下,更佳為50以下。
本發明之峰面積比在上述範圍內,表示本發明之半導體組件用構件中所具有之2官能矽烷,多於3官能矽烷或4官能矽烷等3官能以上之矽烷。如此般,藉由具有較多之2官能以下之矽烷,本發明之半導體組件用構件可呈彈性體狀,故可緩和應力。
但本發明之半導體組件用構件存在即便並不滿足關於本發明之峰面積比的上述條件,亦呈彈性體狀之情況。例如,使用除矽以外之金屬之烷氧化物等偶合劑作為交聯劑而製造本發明之半導體組件用構件之情況等即符合該情況。用以使本發明之半導體組件用構件呈彈性體狀之方法為任意,並不受上述關於本發明之峰面積比的上述條件之限定。
本發明之半導體組件用構件具有可與存在於聚鄰苯二甲醯胺等樹脂、陶瓷或金屬之表面的特定官能基(例如,羥基、金屬烷鍵中之氧等)進行氫結合的官能基。半導體組件用之容器(下述杯等;以下適宜簡稱為「半導體組件容器」)通常由陶瓷或金屬所形成。又,於陶瓷或金屬之表面,通常存在羥基。另一方面,本發明之半導體組件用構件通常具有可與該羥基進行氫結合之官能基。因此,藉由上述氫結合,本發明之半導體組件用構件對半導體組件容器之密接性優異。
作為本發明之半導體組件用構件所具有的可與上述羥基進行氫結合之官能基,例如,可列舉:矽烷醇、烷氧基、胺基、亞胺基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、硫醇基、環氧基、醚基、羰基、羧基、磺酸基等。其中,自耐熱性之觀點考慮,較佳為矽烷醇、烷氧基。再者,上述官能基可為1種,亦可為2種以上。
再者,本發明之半導體組件用構件是否如上所述般具有可與羥基進行氫結合之官能基,可藉由固體Si-NMR、固體1
H-NMR、紅外線吸收光譜(IR)、拉曼光譜等光譜學方法而確認。
本發明之半導體組件用構件之耐熱性優異。即,具備即便於高溫條件下放置,具有特定波長之光之穿透率亦難以產生變動的性質。具體而言,將本發明之半導體組件用構件於200℃放置500小時之前後,波長400nm之光之穿透率的維持率通常為80%以上,較佳為90%以上,更佳為95%以上,又,通常為110%以下,較佳為105%以下,更
佳為100%以下。
再者,上述變動比可藉由紫外/可見分光光度計之穿透率測定,以與[1-4-3]中所說明的穿透度之測定方法相同之方式進行測定。
本發明之半導體組件用構件之耐光性優異。即,具備當照射UV(紫外光)時,具有特定波長之光之穿透率亦難以產生變動的性質。具體而言,於對本發明之半導體組件用構件照射中心波長為380nm、放射強度為0.4kW/m2
之光72小時前後,波長400nm之光之穿透率的維持率通常為80%以上,較佳為90%以上,更佳為95%以上,又,通常為110%以下,較佳為105%以下,更佳為100%以下。
再者,上述變動比可藉由紫外/可見分光光度計之穿透率測定,以與[1-4-3]中所述之穿透率的測定方法相同之方式進行測定。
本發明之半導體組件用構件通常係使用包含自鋯、鉿、錫、鋅、鈦中選擇之至少1種元素的有機金屬化合物觸媒而製造。因此,本發明之半導體組件用構件中,通常殘留有該等觸媒。具體而言,本發明之半導體組件用構件中,以金屬元素換算,通常含有0.001重量%以上之上述有機金屬化合物觸媒,較佳為0.01重量%以上,更佳為0.02重量%以上,又,通常為0.3重量%以下,較佳為0.2重量%以下,更佳為0.1重量%以下。
再者,上述有機金屬化合物觸媒之含有率可藉由ICP分析而測定。[1-4-9]低沸點成分
本發明之半導體組件用構件,較佳為於TG-mass(熱分解MS層析圖)中,40℃~210℃之範圍的加熱產生氣體之層析圖積分面積較小。
TG-mass係使半導體組件用構件升溫,檢測出半導體組件用構件中之低沸點成分者,當於40℃~210℃之範圍內層析圖積分面積較大時,表示成分中存在水、溶劑以及3員環至5員環之環狀矽氧烷等低沸點成分。此時,存在(i)低沸點成分增多,於硬化過程中產生氣泡或滲出,導致其與半導體組件容器之密接性降低的可能性,或者(ii)由於使用時之發熱而產生氣泡或滲出等的可能性。因此,較佳係本發明之半導體組件用構件中,該低沸點成分較少。
作為將本發明之半導體組件用構件中藉由TG-mass而檢測出之上述低沸點成分量抑制為較少的方法,例如可列舉下述方法。
(i)充分進行聚合反應等,儘量不殘留低分子量之原料。例如,於如下述「[2]半導體組件用構件之製造方法」中將使特定化合物水解‧聚縮合所得之聚縮合物作為本發明之半導體組件用構件之情況下,當於常壓下實施水解‧聚縮合時,可於通常為15℃以上,較佳為20℃以上,更佳為40℃以上,又,通常為140℃以下,較佳為135℃以下,更佳為130℃以下之範圍內進行水解‧聚縮合。又,水解‧聚縮合反應時間係視反應溫度之不同而不同,可於通常為0.1小時以上,較佳為1小時以上,更佳為3小時以上,又,通常為100小時以下,較佳為20小時以下,更佳為15小時以下之範圍內實施。較佳為,一面藉由凝膠滲透層析術(GPC,gel permeation chromatography)、黏度測定而依序進行分子量管理,一面適當地進行反應時間之調整。更佳為,將升溫時
間考慮在內而調節反應時間。
(ii)於聚合反應等反應步驟以外之步驟中,高效率地除去低沸點成分。例如,於如下述「[2]半導體組件用構件之製造方法」中將使特定之化合物水解‧聚縮合所得的聚縮合物作為本發明之半導體組件用構件之情況下,於聚縮合反應步驟後之溶劑餾去、乾燥步驟中,一面儘量不進行聚縮合反應,一面將低沸點成分除去。具體而言,例如將進行溶劑餾去時之溫度條件設為通常為60℃以上,較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,又,通常為150℃以下,較佳為130℃以下,更佳為120℃以下。又,通常將進行溶劑之餾去時之壓力條件設為常壓。進一步,視需要進行減壓,以使溶劑餾去時反應液之沸點不會達到硬化起始溫度(通常為120℃以上)。又,溶劑餾去、乾燥步驟係於氬氣、氮氣、氦氣等惰性氣體環境下進行。
本發明之半導體組件用構件可單獨用作密封材,於將有機螢光體、容易由於氧或水分而劣化之螢光體、半導體發光組件密封之情況等要求可更嚴密地阻隔氧或水分之用途中,可藉由本發明之半導體組件用構件而實施螢光體之保持或半導體元件之密封‧光取出,進一步,於其外側利用玻璃板或環氧樹脂等高氣密素材實施氣密密封,或實施真空密封。對此時之組件形狀並無特別限制,若本發明之半導體組件用構件之密封體、塗佈物或塗佈面實質上藉由金屬‧玻璃‧高氣密性樹脂等高氣密素材而與外界保護阻隔,形成不存在氧或水分之流通的狀態即可。
又,如上所述般,本發明之半導體組件用構件之密接性良好,故可用作半導體發光組件用之黏著劑。具體而言,例如,於將半導體元件與封裝相黏著之情況、將半導體元件與子基板(submount)相黏著之情況、將封裝構成要素彼此黏著之情況、將發光組件與外部光學構件相黏著之情況等,可藉由塗佈、印刷、灌注等而使用本發明之半導體組件用構件。由於本發明之半導體組件用構件尤其於耐光性、耐熱性方面優異,故於用作長時間曝露於高溫或紫外光中的高功率之半導體發光組件用之黏著劑的情況,可提供可經受長期使用且具有高可靠性之半導體發光組件。
再者,本發明之半導體組件用構件係僅藉此即可保證充分之密接性者,為進一步保證密接性,亦可對與半導體組件用構件直接接觸之表面進行用以改善密接性之表面處理。作為上述表面處理,例如,可列舉:使用底塗劑或矽烷偶合劑形成密接改善層、使用酸或鹼等化學藥品進行化學性表面處理、使用電漿照射或離子照射‧電子束照射進行物理性表面處理、藉由噴砂或蝕刻.微粒子塗佈等進行粗面化處理等。作為用以改善密接性之表面處理,除此以外,例如可列舉日本專利特開平5-25300號公報;稻垣訓宏著「表面化學」Vol.18 NO.9,pp21-26;黑崎和夫著「表面化學」Vol.19 NO.2,pp44-51(1998)等中所揭示的公知之表面處理方法。
對本發明之半導體組件用構件之形狀及尺寸並無限制,可為任意。例如,於將半導體組件用構件用作填充於某些半導體組件容器內
之密封材的情況,本發明之半導體組件用構件之形狀以及尺寸可視該半導體組件容器之形狀以及尺寸而確定。又,於將半導體組件用構件形成於某些基板之表面之情況,通常,係大多形成膜狀,其尺寸可視用途而任意設定。
其中,本發明之半導體組件用構件之優點之一在於,於形成膜狀之情況,可形成為厚膜。習知之半導體組件用構件若厚膜化,則會由於內部應力等而產生龜裂等,難以厚膜化,而本發明之半導體組件用構件可穩定地厚膜化,並不存在上述情況。若列舉具體之範圍,則本發明之半導體組件用構件通常以0.1μm以上,較佳為10μm以上,更佳為100μm以上之厚度形成。再者,對其上限並無限制,通常為10mm以下,較佳為5mm以下,更佳為1mm以下。此處,於膜之厚度並非固定之情況,所謂膜之厚度,係指該膜之最厚部分之厚度。
又,通常,本發明之半導體組件用構件可較習知更長時間地於不產生龜裂或剝離之狀態下密封半導體組件。具體而言,當使用本發明之半導體組件用構件而密封半導體發光組件,於該半導體發光組件中通過通常為20mA以上,較佳為350mA以上之驅動電流,且於溫度85℃、相對濕度85%下連續點燈時,經過通常為500小時以上,較佳為1000小時以上,更佳為2000小時以上後之亮度,與點燈後不久之亮度相比並未降低。
又,於某些用途中,半導體組件用構件中亦可含有其他成分。例如,於將本發明之半導體組件用構件用作半導體發光組件之構成構件之情況等,亦可使其含有螢光體或無機粒子等。再者,關於該點,將
與用途之說明一併於後文中加以說明。
又,該其他成分可僅使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
又,本發明之半導體組件用構件中,通常殘留有微量之烷氧基。該末端烷氧基少之半導體組件用構件的TG-DTA之重量減少量變少,且耐熱性提高。
對製造本發明之半導體組件用構件之方法並無特別限制,例如,可藉由將下述通式(1)或通式(2)所表示之化合物及/或其等之寡聚物水解‧聚縮合,並使聚縮合物(水解‧聚縮合物)乾燥之方式而獲得。其中,由於本發明之半導體組件用構件中較佳為以矽氧烷鍵為主體,故較理想為將通式(1)所表示之化合物或其寡聚物作為原料之主體。又,於水解‧聚縮合物含有溶劑之情況,可於乾燥之前事先將溶劑餾去。
再者,下述說明中,將上述水解‧聚縮合物或者含有其之組成物,即乾燥步驟之前所獲得者稱作半導體組件用構件形成液。因此,於藉由此處所說明之製造方法(以下適宜稱為「本發明之製造方法」)而製造本發明之半導體組件用構件之情況,利用該半導體組件用構件形成液經乾燥步驟而獲得者即為半導體組件用構件。
以下,就該半導體組件用構件之製造方法進行詳細說明。
作為原料,使用下述通式(1)所表示之化合物(以下適宜稱為「化合物(1)」)及/或其寡聚物。
[化3]Mm+
Xn
Y1 m-n
(1)
通式(1)中,M係自以矽、鋁、鋯、鈦所組成之群組中選擇之至少1種元素。其中,較佳為矽。
通式(1)中,m表示M之價數,係1以上、4以下之整數。又,所謂「m+」,表示m為正價數。
n表示X基之數量,係1以上、4以下之整數。其中,m≧n。
通式(1)中,X係藉由溶液中之水或空氣中之水分等而水解,生成富有反應性之羥基的水解性基,可任意使用先前公知者。例如,可列舉:C1~C5之低級烷氧基、乙醯氧基、丁酮肟基、氯基等。再者,此處Ci(i為自然數)之表述,表示碳數為i個。進一步,X亦可為羥基。
又,該等水解性基可單獨使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
其中,自反應後游離之成分為中性之方面考慮,較佳為C1~C5之低級烷氧基。尤其是,自富有反應性且游離之溶劑為低沸點之方面考慮,較佳為甲氧基或乙氧基。
進一步,於通式(1)中之X為乙醯氧基或氯基之情況,水解反應後會游離有乙酸或鹽酸,故於要求半導體組件用構件具有絕緣性之情況,較佳為附加上除去酸成分的步驟。
通式(1)中,Y1
可任意選擇使用作為所謂矽烷偶合劑之1價有機基而公知者中任一者。其中,本發明中,所謂特別可用作通式(1)中之Y1
的有機基,係指自下述Y0
所表示之群組(有用之有機基群組)中選擇
者。進一步,為提升與構成半導體組件之其他材料的親和性、密接性,調整半導體組件用構件之折射率等,可適當地選擇其他有機基。
Y0
:自脂肪族化合物、脂環式化合物、芳香族化合物、脂肪芳香族化合物衍生的1價以上之有機基。
又,屬於群組Y0
之有機基之碳數通常為1以上,又,通常為1000以下,較佳為500以下,更佳為100以下,更佳為50以下。
進一步,屬於群組Y0
的有機基所具有之氫原子中至少一部分,可由以下例示之原子及/或有機官能基等取代基所取代。此時,屬於群組Y0
之有機基所具有之氫原子中之數個可由下述取代基所取代,於此情況,亦可由自下述所示之取代基中所選擇之1種或2種以上之組合所取代。
作為可取代屬於群組Y0
之有機基之氫原子的取代基之例,可列舉:F、Cl、Br、I等原子;乙烯基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、苯乙烯基、巰基、環氧基、環氧基環己基、環氧丙氧基、胺基、氰基、硝基、磺酸基、羧基、羥基、醯基、烷氧基、亞胺基、苯基等有機官能基等。
再者,於上述所有情況,可取代屬於群組Y0
之有機基所具有之氫原子的取代基中,就有機官能基而言,該有機官能基所具有之氫原子中至少一部分可由F、Cl、Br、I等鹵素原子等所取代。
其中,所例示之可取代屬於群組Y0
之有機基之氫的取代基中,有機官能基係容易導入者之一例,亦可視使用目的而導入具有其他各種
物理化學功能性的有機官能基。
又,屬於群組Y0
之有機基中,亦可具有O、N或S等各種原子或原子團,作為連結基。
通式(1)中,Y1
可視其目的而自上述屬於有用之有機基群組Y0
之有機基等中選擇各種基,自抗紫外線性、耐熱性優異之方面考慮,較佳為以甲基為主體。
若列舉上述化合物(1)之具體例,則作為M為矽之化合物,例如,可列舉:二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-(3,4-環氧基環己基)乙基三乙氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙醯氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、β-氰基乙基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、二甲基二氯矽烷、二苯基二氯矽烷、甲基苯基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三甲基氯矽烷、甲基三氯矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、4-胺基丁基三乙氧基矽烷、對胺基苯基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基乙基胺基甲基苯乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-
環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、4-胺基丁基三乙氧基矽烷、N-(6-胺基己基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基三氯矽烷、(對氯甲基)苯基三甲氧基矽烷、4-氯苯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、苯乙烯基乙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷等。
又,化合物(1)中,作為M為之鋁之化合物,例如,可列舉:四異丙醇鋁、三正丁醇鋁、三第三丁醇鋁、三乙醇鋁等。
又,化合物(1)中,作為M為鋯之化合物,例如,可列舉:四甲醇鋯、四乙醇鋯、四正丙醇鋯、四異丙醇鋯、四正丁醇鋯、四異丁醇鋯、四第三丁醇鋯、二甲基丙烯酸二丁醇鋯等。
又,化合物(1)中,作為M為鈦之化合物,例如,可列舉:四異丙醇鈦、四正丁醇鈦、四異丁醇鈦、甲基丙烯酸三異丙醇鈦、四甲氧基丙醇鈦、四正丙醇鈦、四乙醇鈦等。
其中,該等具體例示之化合物係容易獲得之市售偶合劑的一部分,更詳細而言,例如,可由科學技術綜合研究所發行之「偶合劑最佳利用技術」第9章之偶合劑以及相關製品一覽表所表示。又,勿庸置疑,可用於本發明中之偶合劑並不受該等例示之限制。
又,下述通式(2)所表示之化合物(以下適宜稱為「化合物(2)」)及/或其寡聚物,亦可以與上述化合物(1)及/或其寡聚物相同之方式使用。
[化4](Ms+
Xt
Y1 s-t-1
)u
Y2
(2)
通式(2)中,M、X以及Y1
分別獨立表示與通式(1)相同者。尤其是作為Y1
,與通式(1)之情況同樣地,可視其目的而自上述屬於有用之有機基群組Y0
之有機基等中選擇各種基,自抗紫外線性、耐熱性優異之方面考慮,較佳為以甲基為主體。
又,通式(2)中,s表示M之價數,係2以上、4以下之整數。又,「s+」表示s為正整數。
進一步,通式(2)中,Y2
表示u價有機基。其中,u表示2以上之整數。因此,通式(2)中,Y2
可任意選擇使用作為所謂矽烷偶合劑之有機基而公知者中的2價以上者。
又,通式(2)中,t表示1以上、s-1以下之整數。其中,t≦s。
作為上述化合物(2)之例,可列舉:於各種有機聚合體或寡聚物上,鍵結有數個水解性矽烷基作為側鏈者;於矽氧烷聚合體上,經由亞甲基鏈等有機連結基而鍵結有水解性矽烷基者;以及於分子之數個末端上鍵結有水解性矽烷基者等。
將上述化合物(2)之具體例以及其製品名列舉如下。
‧雙(三乙氧基矽丙基)四硫化物
(信越化學製造,KBE-846)
‧2-二乙氧基甲基乙基矽烷基二甲基-2-呋喃基矽烷
(信越化學製造,LS-7740)
‧N,N'-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]乙二胺
(Chisso製造,Sila-Ace XS1003)
‧N-環氧丙基-N,N-雙[3-(甲基二甲氧基矽烷基)丙基]胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8227)
‧N-環氧丙基-N,N-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8228)
‧N,N-雙[(甲基二甲氧基矽烷基)丙基]胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8206)
‧N,N-雙[3-(甲基二甲氧基矽烷基)丙基]乙二胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8212)
‧N,N-雙[(甲基二甲氧基矽烷基)丙基]甲基丙烯醯胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8213)
‧N,N-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8208)
‧N,N-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]乙二胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8214)
‧N,N-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]甲基丙烯醯胺
(Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造,TSL8215)
‧N,N',N"-三[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]異三聚氰酸酯
(Hydrus Chemical Inc.製造,12267-1)
‧1,4-雙羥基二甲基矽烷基苯
(信越化學製造,LS-7325)
當合成化合物(2)時,亦可經由除水解‧聚縮合以外之公知合成方
法。例如可以矽氫化反應,將含有乙烯基之烷氧矽烷加成縮合於具有SiH基之聚二甲基矽氧烷鏈上,藉此導入水解性矽烷基,或者可使乙烯基三烷氧矽烷與丙烯酸單體或乙烯基單體共聚合,藉此導入水解性矽烷基。於上述情況,系統內會殘留有來自化合物(2)之合成的未反應殘基或觸媒,較佳為,將未反應殘基或觸媒減少至不會損及作為半導體組件用構件之性能之程度的少量。具體而言,可使用固定觸媒於反應後除去,或者可將觸媒濃度設為反應進行之最低濃度。
作為原料,可使用化合物(1)、化合物(2)及/或其等之寡聚物。即,本發明之製造方法中,作為原料,可使用化合物(1)、化合物(1)之寡聚物、化合物(2)、化合物(2)之寡聚物以及化合物(1)與化合物(2)之寡聚物中之任一者。再者,於使用化合物(1)之寡聚物或化合物(2)之寡聚物作為原料之情況,就該寡聚物之分子量而言,只要可獲得本發明之半導體組件用構件,則可為任意分子量,通常為400以上。
此處,若使用化合物(2)及/或其寡聚物作為主要原料,則存在系統內之主鏈構造成為有機鍵主體,導致耐久性變差之可能性。因此,化合物(2)主要為進行密接性賦予、折射率調整、反應性控制、無機粒子分散性賦予等功能性賦予,而較理想為以最小使用量使用。於同時使用化合物(1)及/或其寡聚物(來自化合物(1)之成分)、與化合物(2)及/或其寡聚物(來自化合物(2)之成分)之情況,原料總重量中來自化合物(2)之成分之使用量比例較理想係通常為30重量%以下,較佳為20重量%以下,更佳為10重量%以下。
又,本發明之半導體組件用構件形成液及半導體組件用構件之製
造方法中,於使用化合物(1)或化合物(2)之寡聚物作為原料之情況,可預先準備寡聚物,亦可於製造步驟中製備寡聚物。即,可以如化合物(1)或化合物(2)之單體為原料,使其於製造步驟中暫時形成寡聚物,利用該寡聚物進行其後之反應。
因此,作為寡聚物,可使用結果具有與利用如化合物(1)或化合物(2)之單體而獲得者相同之構造者,亦可使用具有上述構造之市售者。作為該寡聚物之具體例,例如,可列舉下述者。
GE Toshiba Silicones公司製造之羥基末端二甲基聚矽氧烷中,例如,可列舉:XC96-723、XF3905、YF3057、YF3800、YF3802、YF3807、YF3897等。
GE Toshiba Silicones公司製造之羥基末端甲基苯基聚矽氧烷中,例如,可列舉YF3804等。
Gelest公司製造之兩末端矽烷醇/聚二甲基矽氧烷中,例如,可列舉DMS-S12、DMS-S14等。
Gelest公司製造之兩末端矽烷醇/二苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚合體中,例如,可列舉PDS-1615。
Gelest公司製造之兩末端矽烷醇/聚二苯基矽氧烷中,例如,可列舉PDS-9931。
信越化學工業製造之矽烷氧基寡聚物(甲基/甲氧基型)中,例如,可列舉:KC-89S、KR-500、X-40-9225、X-40-9246、X-40-9250等。
信越化學工業製造之矽烷氧基寡聚物(苯基/甲氧基型)中,例如,可列舉KR-217等。
信越化學工業製造之矽烷氧基寡聚物(甲基苯基/甲氧基型)中,例如,可列舉:KR-9218、KR-213、KR-510、X-40-9227、X-40-9247等。
該等中,僅由2官能矽所構成之寡聚物對本發明之半導體組件用構件賦予柔軟性的效果大,然若僅由2官能矽構成,則機械強度容易變得不充分。因此,可藉由使其與由3官能以上之矽所構成之單體或包含3官能以上之矽之寡聚物一併聚合,而使本發明之半導體組件用構件獲得可用作密封材之機械強度。又,具有矽烷醇作為反應性基者無須事先水解,故具有無須使用醇等溶劑作為用以添加水之相溶劑的優點。再者,於使用具有烷氧基之寡聚物之情況,與使用具有烷氧基之單體作為原料之情況同樣,必需用以水解之水。
進一步,作為原料,可僅使用該等化合物(1)、化合物(2)以及其等之寡聚物中之1種,亦可以任意之組合及組成混合2種以上。進一步,亦可使用預先已水解(即,通式(1)、(2)中,X為OH基)之化合物(1)、化合物(2)以及其等之寡聚物。
其中,本發明中,必須使用含有矽作為M且具備有機基Y1
或有機基Y2
中之至少1者的化合物(1)、化合物(2)以及其等之寡聚物(包含已水解者)中的至少1種以上,作為原料。又,由於較佳為系統內之交聯主要係由以矽氧烷鍵為代表之無機成分形成,故當同時使用化合物(1)以及化合物(2)時,較佳為化合物(1)成為主體。
又,為獲得以矽氧烷鍵為主體之半導體組件用構件,較佳為使用
化合物(1)及/或其寡聚物作為原料之主體。更佳為,該等化合物(1)之寡聚物及/或化合物(2)之寡聚物係由以2官能為主體之組成而構成。特佳為,該化合物(1)之寡聚物及/或化合物(2)之寡聚物的2官能單位可用作2官能寡聚物。
進一步,於使用化合物(1)之寡聚物及/或化合物(2)之寡聚物中的2官能者(以下適宜稱為「2官能成分寡聚物」)作為主體之情況,該等2官能成分寡聚物之使用量相對於原料之總重量(即,化合物(1)、化合物(2)以及其等之寡聚物之重量和),通常為50重量%以上,較佳為60重量%以上,更佳為70重量%以上。再者,使用量之上限通常為97重量%。其理由在於,使用2官能成分寡聚物作為原料之主體,係利用本發明之半導體組件用構件的製造方法,可容易地製造出本發明之半導體組件用構件的主要原因之一。
以下,對由於使用2官能成分寡聚物作為原料之主體而帶來之優點進行詳細說明。
例如於藉由習知之溶膠-凝膠法而製造之半導體組件用構件中,使其原料水解及聚縮合所得之水解‧聚縮合物(包含塗佈液(水解液)中所含有者等)具有高反應活性。因此,若不使用醇等溶劑稀釋該水解‧聚縮合物,則系統內會進行聚合且立即硬化,故難以成形或操作。例如,先前於不使用溶劑加以稀釋之情況,即便溫度為40℃~50℃左右,有時亦會硬化。因此,為確保水解後所獲得之水解‧聚縮合物之操作性,必須使水解‧聚縮合物中共存有溶劑。
又,若於水解‧聚縮合物中共存有溶劑之狀態下進行水解‧聚縮
合物之乾燥‧硬化,則除硬化時由於脫水縮合而產生之收縮以外,亦存在由於脫溶劑而產生之收縮(脫溶劑收縮)。藉此,於習知之半導體組件中,硬化物之內部應力常常增大,容易產生由其內部應力所引起之龜裂、剝離、斷線等。
進一步,若以為緩和上述內部應力而使半導體組件用構件柔軟化為目的,而較多地使用2官能成分單體作為原料,則存在聚縮合體中之低沸點環狀體增多之可能性。由於低沸點環狀體於硬化時揮發,故若低沸點環狀體增多,則重量良率將會降低。又,有時低沸點環狀體亦會自硬化物中揮發,成為產生應力之原因。進一步,有時,含有較多低沸點環狀體之半導體組件用構件之耐熱性會降低。由於該等理由,習知難以獲得作為性能良好之彈性體狀硬化體的半導體組件用構件。
與此相對,本發明之半導體組件用構件之製造方法中,係使用預先於其他系統中(即,不會參與水解‧聚縮合步驟之系統)將2官能成分寡聚物化,並餾去不具有反應性末端之低沸點雜質而得者作為原料。因此,即便較多地使用2官能成分(即,上述2官能成分寡聚物),亦不會存在其等之低沸點雜質揮發之狀況,可提升硬化物重量良率,並且可獲得性能良好之彈性體狀硬化物。
進一步,藉由將2官能成分寡聚物作為主要原料,可抑制水解‧聚縮合物之反應活性。推測其係由於水解‧聚縮合物之立體障礙及電子效應,並且由於伴隨使用2官能成分寡聚物,矽烷醇末端量減少之原因。藉由抑制反應活性,即便並不使溶劑共存,水解‧聚縮合物亦
不會硬化,因此,可使水解‧聚縮合物成為單液型,且為無溶劑系。
又,藉由水解‧聚縮合物之反應活性降低,可使硬化起始溫度高於習知。因此,於使水解‧聚縮合物之硬化起始溫度以下之溶劑共存於水解‧聚縮合物中之情況,當將水解‧聚縮合物乾燥時,溶劑將於水解‧聚縮合物開始硬化之前揮發。藉此,即便使用有溶劑時,亦可抑制由於脫溶劑收縮而引起之內部應力之產生。
本發明中,首先,使上述化合物(1)、化合物(2)及/或其等之寡聚物進行水解‧聚縮合反應(水解‧聚縮合步驟)。該水解‧聚縮合反應可藉由公知之方法進行。再者,以下於並不對化合物(1)、化合物(2)以及其等之寡聚物加以區分而指出之情況,稱為「原料化合物」。
用於使原料化合物進行水解‧聚縮合反應而使用之水之理論量,根據下述式(3)所示之反應式,係系統內之水解性基總量的1/2莫耳比。
[化5]2×≡Si-X+H2
O→≡Si-O-Si≡+2×XH (3)
再者,上述式(3)係例示通式(1)、(2)之M為矽之情況。又,「≡Si」及「Si≡」係將矽原子所具有之4個鍵中之3個省略而表示者。
本說明書中,以該水解時所必需之水之理論量,即相當於水解性基總量之1/2莫耳比的水之量作為基準(水解率100%),而將水解時所使用之水之量以相對於該基準量之百分率、即「水解率」加以表示。
本發明中,於將為進行水解‧聚縮合反應而使用之水之量以上述水解率加以表示之情況,通常為80%以上之範圍,其中較佳為100%以
上之範圍。當水解率小於該範圍時,由於水解‧聚合不充分,故存在硬化時原料揮發或者硬化物強度變得不充分等可能性。另一方面,當水解率超過200%時,存在下述情況:硬化中途之系統內總是殘留有游離水,導致半導體元件或螢光體由於水分而劣化;或者杯部吸水,成為硬化時之發泡、龜裂、剝離之原因。其中,對於水解反應而言重要的是,以100%附近以上(例如80%以上)之水進行水解‧聚縮合,若於塗佈前附加除去游離水之步驟,則可適用超過200%之水解率。此時,若使用過於大量之水,則應除去之水之量及用作相溶劑之溶劑之量增加,會存在濃縮步驟變得繁雜、或聚縮合過度進行而導致構件之塗佈性能降低等情況,故水解率之上限通常為500%以下之範圍,其中較佳為300%以下之範圍,更佳為200%以下之範圍。
使原料化合物水解‧縮聚合時,較佳為使觸媒等共存,以促進水解‧縮聚合。此時,作為所使用之觸媒,例如,可使用乙酸、丙酸、丁酸等有機酸;硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸等無機酸;以及有機金屬化合物觸媒等。其中,於作為用於與半導體組件直接接觸之部分中的構件之情況,較佳為對絕緣特性之影響少之有機金屬化合物觸媒。此處,所謂有機金屬化合物觸媒,並非僅指由有機基與金屬原子直接鍵結而形成的狹義之有機金屬化合物所構成的觸媒,亦指由包含有機金屬錯合物、金屬烷氧化物、有機酸與金屬之鹽等的廣義之有機金屬化合物所構成的觸媒。
有機金屬化合物觸媒中,較佳為包含自鋯、鉿、錫、鋅及鈦中選擇之至少1種元素的有機金屬化合物觸媒,更佳為包含鋯之有機金屬
化合物觸媒。
若列舉其具體例,則作為含有鋯的有機金屬化合物觸媒之例,可列舉:四乙醯丙酮鋯、三丁氧基乙醯丙酮鋯、二丁氧基二乙醯丙酮鋯、四正丙醇鋯、四異丙醇鋯、四正丁醇鋯、丙烯酸鋯、三丁氧基硬脂酸鋯等。
又,作為含有鉿的有機金屬化合物觸媒之例,可列舉:四乙醯丙酮鉿、三丁氧基乙醯丙酮鉿、二丁氧基二乙醯丙酮鉿、四正丙醇鉿、四異丙醇鉿、四正丁醇鉿、丙烯酸鉿、三丁氧基硬脂酸鉿等。
又,作為含有鈦的有機金屬化合物觸媒之例,可列舉:四異丙醇鈦、四正丁醇鈦、鈦酸丁酯二聚物、鈦酸四辛酯、乙醯丙酮鈦、辛二醇鈦、乙基乙醯乙酸鈦等。
又,作為含有鋅的有機金屬化合物觸媒之例,可列舉:硬脂酸鋅、辛酸鋅、2-乙基己酸鋅、三乙醯丙酮鋅。
又,作為含有錫的有機金屬化合物觸媒之例,可列舉:四丁基錫、單丁基三氯化錫、二丁基二氯化錫、二丁基氧化錫、四辛基錫、二辛基二氯化錫、二辛基氧化錫、四甲基錫、月桂酸二丁基錫、月桂酸二辛基錫、雙(2-乙基己酸)錫、雙(新癸酸)錫、二正丁基雙(乙基己基順丁烯二酸)錫、二正丁基雙(2,4-戊二酸)錫、二正丁基丁氧基氯化錫、二正丁基二乙醯氧基錫、二正丁基二月桂酸錫、二甲基二新癸酸錫等。
再者,該等有機金屬化合物觸媒可單獨使用1種,亦可以任意之組合及比率並用2種以上。
當藉由使用上述較佳之有機金屬化合物觸媒,使原料化合物水
解‧聚縮合時,可抑制作為副產物之低分子環狀矽氧烷之生成,以高良率合成半導體組件用構件形成液。
又,藉由使用該有機金屬化合物觸媒,本發明之半導體組件用構件可實現滿足上述[1-1]中所說明之特性(1)之範圍的高耐熱性。其理由並不明確,然一般認為其理由在於:上述有機金屬化合物並非僅單純地作為觸媒促進原料化合物之水解‧聚縮合反應,其亦可暫時與水解‧聚縮合物及其硬化物之矽烷醇末端鍵結‧解離,藉此調整含有矽烷醇之聚矽氧烷之反應性,具有於高溫條件下(i)防止有機基氧化、(ii)防止聚合體間之不必要交聯、(iii)防止主鏈切斷等的作用。以下,對該等作用(i)~(iii)加以說明。
(i)防止有機基氧化係如下所述,當由於熱之作用,於例如甲基上產生自由基時,有機金屬化合物觸媒之過渡金屬具有補足自由基的效果。另一方面,該過渡金屬自身由於自由基補足而失去離子價數,因此可與氧作用,防止有機基氧化。可推測,其結果將抑制半導體組件用構件之劣化。
(ii)防止聚合體間之不必要交聯係如下所述,例如,若甲基由於氧分子而受到氧化,則會形成甲醛,生成與矽原子鍵結之羥基。若以如此之方式而生成之羥基彼此脫水縮合,則聚合體間產生交聯點,由於該交聯點增加,原本為橡膠狀之半導體組件用構件可能會變硬、變脆。然而,可推測,有機金屬化合物觸媒與矽烷醇基鍵結,藉此可防止由於熱分解而引起之交聯。
(iii)防止主鏈之切斷等係推測如下,藉由有機金屬化合物觸媒與矽
烷醇鍵結,可抑制由於矽烷醇之分子內攻擊而引起之聚合體主鏈之切斷以及由於環狀矽氧烷之生成而引起之加熱重量減少,且耐熱性亦提升。
有機金屬化合物觸媒之較佳調配量可視所使用之觸媒種類而適當選擇,相對於進行水解‧聚縮合之原料之總重量,通常為0.01重量%以上,較佳為0.05重量%以上,更佳為0.1重量%以上,又,通常為5重量%以下,較佳為2重量%以下,特佳為1重量%以下。若有機金屬化合物觸媒過少,則存在硬化會過於花費時間,或由於硬化不充分而無法獲得充分之機械強度及耐久性的可能性。另一方面,若有機金屬化合物觸媒過多,則存在下述可能性:由於硬化過快而難以控制硬化物即半導體組件用構件之物性;觸媒由於無法溶解分散而析出,損害半導體組件用構件之透明度;或觸媒自身所納入之有機物量增多,使得所獲得之半導體組件用構件會於高溫使用時發生著色。
該等有機金屬觸媒可於水解‧縮合時一併混合於原料系中,亦可分割混合。又,水解‧聚縮合時,為溶解觸媒,可使用溶劑,亦可將觸媒直接溶解於反應液中。但,當用作半導體發光組件用形成液時,為防止硬化時之發泡或由熱所引起之著色,較理想為於水解‧聚縮合步驟之後,嚴格地餾去上述溶劑。
再者,於觸媒為固體之情況,觸媒之溶解度低,若於溶解不充分之狀態下直接升溫,則有時會產生局部性不均勻之反應,導致系統內產生白色渾濁,或生成透明凝膠狀不溶物。為防止該等狀況,使反應均勻進行,可將觸媒粒子(i)利用乳缽而粉碎至數十~數百μm,使其變
得容易溶解;(ii)為溶解觸媒,而將混合有觸媒之樹脂組成物一面於30~50℃攪拌,一面進行預備加熱,待觸媒溶解後升溫至反應溫度。又,當混合活性不同之矽氧烷原料時,可於低活性之成分中混合觸媒,待觸媒溶解後,再混合活性最高之成分。
於水解‧聚縮合反應時,系統內產生分液而變得不均勻之情況,可使用溶劑。作為溶劑,例如,可任意使用C1~C3之低級醇類、二甲基甲醯胺、二甲亞碸、丙酮、四氫呋喃、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、甲基乙基酮、甲苯、水等,其中,表現強酸性或鹼性者不會對水解‧聚縮合產生不良影響,故較佳。溶劑可單獨使用1種,亦可以任意組合及比率並用2種以上。溶劑使用量可自由選擇,但由於當塗佈至半導體組件上時常將溶劑除去,故較佳為設為必需之最低量。又,為使得容易除去溶劑,較佳為選擇沸點為100℃以下、更佳為80℃以下之溶劑。再者,即便並不自外部添加溶劑,亦會由於水解反應而生成醇等溶劑,故亦存在即便於反應初期不均勻,亦會於反應期間變得均勻的情況。
當於常壓下實施上述原料化合物之水解‧聚縮合反應時,可於通常為15℃以上,較佳為20℃以上,更佳為40℃以上,又,通常為140℃以下,較佳為135℃以下,更佳為130℃以下之範圍內進行。儘管亦可藉由以加壓條件維持液相而使得可於更高溫度下進行該水解‧聚縮合反應,然較佳為不超過150℃。
水解‧聚縮合反應時間視反應溫度之不同而不同,可於通常為0.1小時以上,較佳為1小時以上,更佳為3小時以上,又,通常為100
小時以下,較佳為20小時以下,更佳為15小時以下之範圍內實施。較佳係一面進行分子量管理,一面適當調整反應時間。
以上之水解‧聚縮合條件中,若時間縮短或溫度過低,則由於水解‧聚合不充分,而存在硬化時原料揮發,或硬化物之強度變得不充分之可能性。又,若時間延長或溫度過高,則聚合體之分子量增大,系統內之矽烷醇量減少,塗佈時產生密接性不良,或由於硬化過快而導致硬化物之構造變得不均勻,容易產生龜裂。根據以上之傾向,較理想為對應於所需之物性值而適當選擇條件。
上述水解‧聚縮合反應結束後,雖將所獲得之水解‧聚縮合物於室溫以下保管至使用時為止,但因於該期間內亦會緩慢進行聚縮合,故尤其是於用作厚膜狀構件之情況,較佳為自上述加溫之水解‧聚縮合反應結束之時刻開始,於室溫下保管通常60日以內、較佳30日以內、更佳15日以內供於使用。視需要,可藉由在不凍結之範圍內進行低溫保管,而延長該期間。較佳為一面進行分子量管理,一面適當調整保管期間。
藉由上述操作,可獲得上述原料化合物之水解‧聚縮合物(聚縮合物)。該水解‧聚縮合物較佳為液狀。然而,即便為固體狀之水解‧聚縮合物,若為可藉由使用溶劑而成為液狀者,則可使用。又,以如此之方式而獲得之液狀水解‧聚縮合物,係可藉由在下述步驟中硬化而形成本發明之半導體組件用構件的半導體組件用構件形成液。
於在上述水解‧聚縮合步驟中使用溶劑之情況,通常較佳係於乾
燥之前將溶劑自水解‧聚縮合物中餾去(溶劑餾去步驟)。藉此,可獲得不含溶劑之半導體組件用構件形成液(液狀水解‧聚縮合物)。如上所述般,習知,當餾去溶劑時,水解‧聚縮合物會硬化,故導致水解‧聚縮合物之操作變得困難。然而,本發明之製造方法中,當使用2官能成分寡聚物時,水解‧聚縮合物之反應性得到抑制,故即便於乾燥之前餾去溶劑,水解‧聚縮合物亦不會硬化,可餾去溶劑。藉由在乾燥前預先餾去溶劑,可防止由於脫溶劑收縮而引起之龜裂、剝離、斷線等。
再者,通常於餾去溶劑時,亦將用於水解之水餾去。又,所餾去之溶劑中,亦含有由上述通式(1)、(2)所表示之原料化合物之水解‧聚縮合反應而生成的以XH等所表示之溶劑。進一步亦含有反應時所副產出之低分子環狀矽氧烷。
餾去溶劑之方法,只要不明顯損害本發明之效果,則可任意。但避免於水解‧聚縮合物之硬化起始溫度以上之溫度餾去溶劑。
若列舉餾去溶劑時之溫度條件的具體範圍,則通常為60℃以上,較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,又,通常為150℃以下,較佳為130℃以下,更佳為120℃以下。若低於該範圍之下限,則溶劑之餾去可能不充分,若超過上限,則水解‧聚縮合物可能發生凝膠化。
又,餾去溶劑時之壓力條件,通常為常壓。進一步,視需要可進行減壓,以使溶劑餾去時之反應液之沸點不達到硬化起始溫度(通常為120℃以上)。又,壓力之下限為水解‧聚縮合物之主成分並不餾出之程度。
通常,於高溫.高真空條件下,可高效率地餾去低沸點成分,由於低沸點成分為微量,故於因裝置形狀而無法嚴格餾去之情況,存在利用高溫操作使聚合進一步進行,分子量提升過高之可能性。進一步,於使用特定種類之觸媒之情況,若長時間供給至高溫反應,則亦存在觸媒失活、難以使半導體組件用構件形成液硬化的可能性。因此,於該等情況等,可視需要藉由氮氣吹入或水蒸氣蒸餾等而於低溫常壓下餾去低沸點成分。
於減壓餾去或氮氣吹入等任一情況,較理想為藉由前一階段之水解‧聚縮合反應而適度提升分子量,以使水解‧聚縮合物之主成分本體不會餾出。
使用藉由該等方法而將溶劑或水分、副產低分子環狀矽氧烷、溶解空氣等低沸點成分充分除去之半導體組件用形成液而製造的半導體組件用構件,可減少由於低沸點成分之汽化而引起的硬化時發泡或者高溫使用時自組件之剝離的情況,故較佳。
但餾去溶劑之操作並非必須進行之操作。尤其是於使用具有水解‧聚縮合物之硬化溫度以下之沸點的溶劑之情況,當將水解‧聚縮合物乾燥時,溶劑會於水解‧聚縮合物開始硬化之前揮發,故即便不特別地進行溶劑餾去步驟,亦可防止由脫溶劑收縮所引起之龜裂等之產生。然而,亦有可能存在水解‧聚縮合物之體積由於溶劑之揮發而變化的情況,故自精密控制半導體組件用構件之尺寸及形狀之觀點考慮,較佳為餾去溶劑。
藉由利用上述水解‧聚縮合反應乾燥所獲得之水解‧聚縮合物(乾燥步驟;或硬化步驟),可獲得本發明之半導體組件用構件。如上所述般,該水解‧聚縮合物通常為液狀,藉由在裝入於目標形狀之模中之狀態下對其進行乾燥,可形成具有目標形狀之本發明之半導體組件用構件。又,藉由在塗佈於目標部位之狀態下對該水解‧聚縮合物進行乾燥,可於目標部位直接形成本發明之半導體組件用構件。再者,於乾燥步驟中溶劑未必汽化,此處所謂乾燥步驟,包括具有流動性之水解‧聚縮合物失去流動性而硬化之現象。因此,於不伴隨溶劑汽化之情況,上述「乾燥」亦可換用作「硬化」加以認識。
於乾燥步驟中,係使水解‧聚縮合物進一步聚合,形成金屬烷鍵,使聚合體乾燥‧硬化,從而獲得本發明之半導體組件用構件。
乾燥時,係將水解‧聚縮合物加熱至特定硬化溫度為止使其硬化。至於具體之溫度範圍,只要水解‧聚縮合物可乾燥,則可為任意,但由於金屬烷鍵通常於100℃以上可高效率地形成,故較佳為於120℃以上,更佳為於150℃以上實施乾燥。其中,當與半導體組件一併加熱之情況,通常較佳為,於組件構成要素之耐熱溫度以下之溫度、較佳為於200℃以下實施乾燥。
又,為使水解‧聚縮合物乾燥,保持為硬化溫度之時間(硬化時間)由於觸媒濃度或構件之厚度等不同而無法一概而定,可於通常為0.1小時以上,較佳為0.5小時以上,更佳為1小時以上,又,通常為10小時以下,較佳為5小時以下,更佳為3小時以下的範圍內實施。
再者,對乾燥步驟中之升溫條件並無特別限制。即,乾燥步驟期
間,可保持為固定溫度,亦可使溫度連續或斷續地變化。又,可進一步將乾燥步驟劃分成數次進行。進一步,於乾燥步驟中,可使溫度逐步變化。藉由使溫度逐步變化,可獲得可防止由殘留溶劑或溶解水蒸氣所引起之發泡的優點。又,於以低溫使其硬化之後,以高溫追加硬化之情況,亦可獲得所得之半導體組件用構件中難以產生內部應力,難以產生龜裂或剝離的優點。
其中,當於溶劑之存在下進行上述水解‧聚縮合反應時,於未進行溶劑餾去步驟之情況,或者於儘管進行溶劑餾去步驟、水解‧聚縮合物中仍殘留有溶劑之情況,較佳為將該乾燥步驟劃分為下述步驟進行:於溶劑沸點以下之溫度下實質性地除去溶劑之第1乾燥步驟;於該溶劑沸點以上之溫度下進行乾燥之第2乾燥步驟。再者,此處所言之「溶劑」,亦包含藉由上述原料化合物之水解‧聚縮合反應而生成的以XH等所表示的溶劑或低分子環狀矽氧烷。又,所謂本說明書中之「乾燥」,係指上述原料化合物之水解‧聚縮合物失去溶劑,進一步聚合‧硬化而形成金屬烷鍵的步驟。
第1乾燥步驟並不積極進行原料化合物之水解‧聚縮合物的進一步聚合,而將所含有之溶劑於該溶劑之沸點以下之溫度實質性除去。即,藉由該步驟而獲得之生成物係使乾燥前之水解‧聚縮合物濃縮,藉由氫結合而形成為黏稠之液體或柔軟之膜狀者,或者除去溶劑後水解‧聚縮合物以液狀存在者。
其中,通常較佳係於未達溶劑沸點之溫度進行第1乾燥步驟。若於該溶劑之沸點以上之溫度進行第1乾燥,則所獲得之膜中會產生由
溶劑之蒸汽而引起之發泡,難以獲得無缺陷之均質之膜。於形成薄膜狀構件之情況等溶劑蒸發效率良好之情況,該第1乾燥步驟可以單獨之製程進行,於成形於杯上之情況等蒸發效率不良之情況,可劃分成數個製程而升溫。又,於蒸發效率極端不良之形狀的情況,可預先使用其他效率良好之容器進行乾燥濃縮,之後,於殘留有流動性之狀態下塗佈,並進一步實施乾燥。於蒸發效率不良之情況,較佳為設法將構件整體均勻乾燥,而不採取大風量之通風乾燥等僅構件表面進行濃縮之手段。
第2乾燥步驟如下所述,於上述水解‧聚縮合物之溶劑由第1乾燥步驟而實質性地除去之狀態下,於溶劑沸點以上之溫度加熱該水解‧聚縮合物,形成金屬烷鍵,藉此形成穩定之硬化物。於該步驟中,若溶劑殘留多,則一面進行交聯反應,一面由於溶劑蒸發而導致體積減小,故會產生較大之內部應力,成為由於收縮而產生剝離或龜裂之原因。由於金屬烷鍵通常於100℃以上可高效率地形成,故第2乾燥步驟較佳為於100℃以上,更佳為於120℃以上實施。其中,當與半導體組件一併加熱之情況,通常較佳係於組件構成要素之耐熱溫度以下之溫度、較佳於200℃以下實施乾燥。第2乾燥步驟中之硬化時間由於觸媒濃度或構件厚度等不同而無法一概而定,可於通常為0.1小時以上,較佳為0.5小時以上,更佳為1小時以上,又,通常為10小時以下,較佳為5小時以下,更佳為3小時以下之範圍內實施。
藉由以如此之方式明確劃分為溶劑除去步驟(第1乾燥步驟)及硬化步驟(第2乾燥步驟),則即便於不進行溶劑餾去步驟之情況,亦可獲
得具有本發明之物性且耐光性、耐熱性優異之半導體組件用構件,而不會產生龜裂‧剝離。
其中,於第1乾燥步驟中亦有可能進行硬化,且於第2乾燥步驟中亦有可能進行溶劑之除去。然而第1乾燥步驟中之硬化及第2乾燥步驟中之溶劑除去通常較小,係不會對本發明的效果造成影響之程度者。
再者,只要實質上實現上述第1乾燥步驟以及第2乾燥步驟,則對各步驟之升溫條件並無特別限制。即,各乾燥步驟期間,可保持為固定溫度,亦可使溫度連續或斷續地變化。又,亦可將各乾燥步驟進一步劃分為數次進行。進一步,於在第1乾燥步驟期間暫時升溫至溶劑沸點以上之溫度,或者在第2乾燥步驟期間介入有未達溶劑沸點之溫度的期間之情況,只要實質上獨立達成如上所述之溶劑除去步驟(第1乾燥步驟)及硬化步驟(第2乾燥步驟),則認為係包含於本發明之範圍內。
進一步,當使用具有水解‧聚縮合物之硬化溫度以下、較佳為未達硬化溫度之沸點者作為溶劑時,水解‧聚縮合物中所共存之溶劑即便於並不對溫度加以特別調整而將水解‧聚縮合物加熱至硬化溫度為止之情況,亦會於乾燥步驟中途溫度達到沸點之時刻自水解‧聚縮合物中餾去。即,此時,於乾燥步驟中將水解‧聚縮合物升溫至硬化溫度為止之過程中,在水解‧聚縮合物硬化之前,於溶劑沸點以下之溫度,實施將溶劑實質性除去之步驟(第1乾燥步驟)。藉此,水解‧聚縮合物成為不含有溶劑之液狀水解‧聚縮合物。其後,進行於溶劑沸點
以上之溫度(即,硬化溫度)加以乾燥,使水解‧聚縮合物硬化的步驟(第2乾燥步驟)。因此,當使用具有上述硬化溫度以下之沸點者作為溶劑時,上述第1乾燥步驟及第2乾燥步驟即便並不特意實施亦會進行。因此,若使用具有水解‧聚縮合物之硬化溫度以下、較佳為未達上述硬化溫度之沸點者作為溶劑,則於實施乾燥步驟時即便水解‧聚縮合物中含有溶劑,亦不會對半導體組件用構件之品質造成較大影響,故可認為較佳。
於上述乾燥步驟之後,可視需要對所獲得之半導體組件用構件實施各種後處理。作為後處理之種類,可列舉:用以改善與成形部之密接性的表面處理、抗反射膜之製作、用以提升光取出效率之微細凹凸面之製作等。
如上所述般,本發明之半導體組件用構件形成液係藉由水解‧聚縮合步驟而獲得之液狀材料,且可藉由利用乾燥步驟使之硬化而形成半導體組件用構件。
於半導體組件用構件形成液為硬化性有機聚矽氧烷之情況,自其硬化物之熱膨脹係數方面考慮,相較於直鏈狀有機聚矽氧烷而言,較佳為分支狀有機聚矽氧烷。其原因在於,直鏈狀有機聚矽氧烷之硬化物係彈性體狀,其熱膨脹係數大,而分支狀有機聚矽氧烷之硬化物的熱膨脹係數小於直鏈狀有機聚矽氧烷之硬化物的熱膨脹係數,故伴隨熱膨脹之光學特性變化小。
對本發明之半導體組件用構件形成液之黏度並無限制,於25℃之液溫下,通常為20mPa.s以上,較佳為100mPa.s以上,更佳為200mPa.s以上,又,通常為1500mPa.s以下,較佳為1000mPa.s以下,更佳為800mPa.s以下。再者,上述黏度可使用RV型黏度計(例如Brookfield公司製造之RV型黏度計「RVDV-II+
Pro」)進行測定。
對本發明之半導體組件用構件形成液之重量平均分子量以及分子量分布並無限制。其中,本發明之半導體組件用構件形成液的藉由GPC(gel permeation chromatography,凝膠滲透層析術)而測定之聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)通常為500以上,較佳為900以上,更佳為3200以上,且通常為400,000以下,較佳為70,000以下,更佳為27,000以下。若重量平均分子量過小,則存在於填充至半導體組件容器中後之硬化時會產生氣泡的傾向,若過大,則存在半導體組件用構件形成液即便於低溫下亦會經時性增稠的傾向或者對半導體組件容器之填充效率變差之傾向。
又,分子量分布(Mw/Mn;此處Mw表示重量平均分子量,Mn表示數量平均分子量),通常為20以下,較佳為10以下,更佳為6以下。若分子量分布過大,則存在構件即便於低溫下亦會經時性增稠之傾向或者對半導體組件容器之填充效率變差之傾向。再者,Mn與Mw相同,可藉由利用GPC之聚苯乙烯換算進行測定。
又,本發明之半導體組件用構件形成液,較佳為其特定分子量以下之低分子量成分少。具體而言,以本發明之半導體組件用構件形成液中之GPC面積比率計,分子量為800以下之成分通常為整體之10%
以下,較佳為7.5%以下,更佳為5%以下。若低分子量成分過多,則有於半導體組件用構件形成液之硬化時產生氣泡,或者由於主成分揮發而導致硬化時之重量良率(固形分率)降低的可能性。
進一步,本發明之半導體組件用構件形成液較佳為特定分子量以上之高分子量成分少者。具體而言,本發明之半導體組件用構件形成液之GPC分析值中,高分子量之截留範圍達5%之分子量通常為1000000以下,較佳為330000以下,更佳為110000以下。若GPC中高分子量側之截留範圍過大,則存在下述可能性:a)半導體組件用構件形成液即便於低溫下保管,亦會經時性增稠;b)由於保管期間之脫水縮合而生成水分,且於將半導體組件用構件形成於基板或封裝等之表面上後,半導體組件用構件形成液容易自基板或封裝等剝離;c)由於黏度高,故於半導體組件用構件形成液硬化時,氣泡消除性變差;等。
概括而言,本發明之半導體組件用構件形成液較佳為在如上所示之分子量範圍內,作為成為上述分子量範圍之方法,可列舉下述方法:(i)充分進行合成時之聚合反應,消耗未反應之原料;(ii)合成反應後,充分餾去低沸點成分,除去輕沸點之低分子量殘留物;(iii)適當控制合成反應時之反應速度及條件,使聚合反應均勻進行,並使分子量分布不增大至必需之分子量分布以上。
例如,於如「[2]半導體組件用構件之製造方法」般,使用將特定
之化合物進行水解‧聚縮合所得之聚縮合物而形成半導體組件用構件之情況,較佳為將半導體組件用構件形成液合成時之水解‧聚合反應一面維持適當之反應速度,一面均勻進行。水解‧聚合於通常為15℃以上,較佳為20℃以上,更佳為40℃以上,又,通常為140℃以下,較佳為135℃以下,更佳為130℃以下之範圍內進行。又,水解‧聚合時間視反應溫度之不同而不同,可於通常為0.1小時以上,較佳為1小時以上,更佳為3小時以上,又,通常為100小時以下,較佳為20小時以下,更佳為15小時以下之範圍內實施。若反應時間短於上述時間,則有未達到必需之分子量,或者反應不均勻進行,結果導致低分子量原料殘留並且亦存在高分子量成分,成為硬化物之品質不良且缺乏儲存穩定性者等可能性。又,若反應時間長於上述時間,則存在聚合觸媒失活,或者合成花費較長時間而導致生產性惡化等可能性。
於原料之反應活性低而難以進行反應之情況,視需要,例如可藉由使氬氣、氦氣、氮氣等惰性氣體流通,而連帶地除去縮合反應所產生之水分或乙醇,使反應加速。
反應時間之調整,較佳為一面藉由GPC以及黏度測定而進行分子量管理,一面適當調整。更佳為,將升溫時間考慮在內而進行調節。
於使用溶劑之情況,較佳為視需要於常壓下餾去溶劑。進一步,於溶劑或欲除去之低分子量物的沸點為硬化起始溫度(通常為120℃以上)之情況,較佳為視需要進行減壓餾去。另一方面,於導光膜之薄層塗佈等某些使用目的下,為實現低黏度,可使溶劑殘留一部分,亦可於餾去反應溶劑之後,後續添加與反應溶劑不同之溶劑。
此處,半導體組件用構件形成液之分子量分布之上限及下限較佳為限制於上述範圍內,若為上述範圍,則分子量分布亦可未必為重合。又,視功能附加等目的,亦可分子量分布不同之半導體組件用構件形成液進行混合,此時,分子量分布曲線可形成多峰性曲線。例如,為對半導體組件用構件賦予機械強度,而使形成為高分子量之第一半導體組件用構件形成液中,含有少量之包含較多密接成分的低分子量之第二半導體組件用構件形成液的情況等即符合上述情況。
進一步,本發明之半導體組件用構件形成液中之低沸點成分,與「[1-4-9]低沸點成分」中所說明之本發明之半導體組件用構件同樣,較佳為少量。
又,本發明之半導體組件用構件中,通常殘留有微量之烷氧基。該末端烷氧基少之半導體組件用構件以及半導體組件用構件形成液的TG-DTA之重量減少量變少,耐熱性提高。本發明之半導體組件用形成液中所含之烷氧基量通常為5重量%以下,較佳為3重量%以下,更佳為0.2重量%以下。
又,於某些用途中,半導體組件用構件形成液中亦可含有其他成分。例如,於將本發明之半導體組件用構件用作半導體發光組件之構成構件之情況等,可使半導體組件用構件形成液中含有螢光體或無機粒子等。此時,將含有半導體組件用構件形成液及螢光體者,特別稱作本發明之螢光體組成物。再者,關於該點以及用途之說明,將於後文中一併說明。
又,該其他成分可僅使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2
種以上。
對本發明之半導體組件用構件之用途並無特別限制,可使用於以用以密封半導體元件等之構件(密封材)為代表的各種用途中。其中,藉由並用螢光體粒子及/或無機粒子,可更適合使用於特定之用途中。以下,就該等螢光體粒子以及無機粒子之並用進行說明。
本發明之半導體組件用構件,可藉由例如於半導體組件用構件中分散螢光體,使其成形於半導體發光組件之杯內,或於適當之透明支持體上塗佈成薄層狀,而用作波長變換用構件。再者,螢光體可單獨使用1種,亦可以任意組合及比率並用2種以上。
對螢光體之組成並無特別限制,較佳為,於作為結晶母體之以Y2
O3
、Zn2
SiO4
等為代表之金屬氧化物,以Ca5
(PO4
)3
Cl等為代表之磷酸鹽以及以ZnS、SrS、CaS等為代表之硫化物中,組合有Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等稀土金屬之離子或Ag、Cu、Au、Al、Mn、Sb等金屬之離子作為活化劑或共活化劑者。
作為結晶母體之較佳例,例如,可列舉:(Zn,Cd)S、SrGa2
S4
、SrS、ZnS等硫化物,Y2
O2
S等氧硫化物,(Y,Gd)3
Al5
O12
、YAlO3
、BaMgAl10
O17
、(Ba,Sr)(Mg,Mn)Al10
O17
、(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn,Mn)Al10
O17
、BaAl12
O19
、CeMgAl11
O19
、(Ba,Sr,Mg)O.Al2
O3
、BaAl2
Si2
O8
、SrAl2
O4
、Sr4
Al14
O25
、Y3
Al5
O12
等鋁酸鹽,Y2
SiO5
、Zn2
SiO4
等矽酸鹽,SnO2
、
Y2
O3
等氧化物,GdMgB5
O10
、(Y,Gd)BO3
等硼酸鹽,Ca10
(PO4
)6
(F,Cl)2
、(Sr,Ca,Ba,Mg)10
(PO4
)6
Cl2
等鹵磷酸鹽,Sr2
P2
O7
、(La,Ce)PO4
等磷酸鹽等。
其中,上述結晶母體以及活化劑或共活化劑之元素組成並無特別限制,且亦可與同族之元素取代一部分,若所獲得之螢光體係吸收自近紫外區域至可見光區域之光而發出可見光者,則可使用。
具體而言,作為螢光體,可使用以下所列舉者,然該等僅為例示,本發明中可使用之螢光體並非限定於該等。再者,下述例示中,對僅構造之一部分不同之螢光體適當省略表示。例如,將「Y2
SiO5
:Ce3+
」、「Y2
SiO5
:Tb3+
」以及「Y2
SiO5
:Ce3+
,Tb3+
」歸納表示為「Y2
SiO5
:Ce3+
,Tb3+
」,將「La2
O2
S:Eu」、「Y2
O2
S:Eu」以及「(La,Y)2
O2
S:Eu」歸納表示為「(La,Y)2
O2
S:Eu」。省略處以逗號(,)隔開表示。
若例示發出紅色螢光之螢光體(以下適宜稱為「紅色螢光體」)所發出之螢光的具體波長範圍,則較理想為,峰波長通常為570nm以上,較佳為580nm以上,又,通常為700nm以下,較佳為680nm以下。
作為上述紅色螢光體,例如,可列舉:由具有紅色斷裂面之斷裂粒子所構成,且發出紅色區域之光的以(Mg,Ca,Sr,Ba)2
Si5
N8
:Eu表示之銪活化鹼土氮化矽系螢光體;以及由具有大致球形狀作為規則之晶體成長形狀的成長粒子所構成,且發出紅色區域之光的以(Y,La,Gd,Lu)2
O2
S:Eu表示之銪活化稀土氧硫族元素化物系螢光體等。
進一步,日本專利特開2004-300247號公報中所記載之含有包含自以Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、Mo所組成之群組中選擇之至少1種
元素的氮氧化物及/或氧硫化物之螢光體,即包含具有Al元素之一部分或全部由Ga元素取代之阿爾法賽隆(alpha-sialon)構造的氮氧化物之螢光體,亦可使用於本實施形態中。再者,該等係包含氮氧化物及/或氧硫化物之螢光體。
又,除此以外,作為紅色螢光體,亦可使用:(La,Y)2
O2
S:Eu等Eu活化氧硫化物螢光體,Y(V,P)O4
:Eu、Y2
O3
:Eu等Eu活化氧化物螢光體,(Ba,Sr,Ca,Mg)2
SiO4
:Eu,Mn、(Ba,Mg)2
SiO4
:Eu,Mn等Eu,Mn活化矽酸鹽螢光體,(Ca,Sr)S:Eu等Eu活化硫化物螢光體,YAlO3
:Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,LiY9
(SiO4
)6
O2
:Eu、Ca2
Y8
(SiO4
)6
O2
:Eu、(Sr,Ba,Ca)3
SiO5
:Eu、Sr2
BaSiO5
:Eu等Eu活化矽酸鹽螢光體,(Y,Gd)3
Al5
O12
:Ce、(Tb,Gd)3
Al5
O12
:Ce等Ce活化鋁酸鹽螢光體,(Ca,Sr,Ba)2
Si5
N8
:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)SiN2
:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3
:Eu等Eu活化氮化物螢光體,(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3
:Ce等Ce活化氮化物螢光體,(Sr,Ca,Ba,Mg)10
(PO4
)6
Cl2
:Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵磷酸鹽螢光體,(Ba3
Mg)Si2
O8
:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)3
(Zn,Mg)Si2
O8
:Eu,Mn等Eu,Mn活化矽酸鹽螢光體,3.5MgO.0.5MgF2
.GeO2
:Mn等Mn活化鍺酸鹽螢光體,Eu活化α-賽隆等Eu活化氮氧化物螢光體,(Gd,Y,Lu,La)2
O3
:Eu,Bi等Eu,Bi活化氧化物螢光體,(Gd,Y,Lu,La)2
O2
S:Eu,Bi等Eu,Bi活化氧硫化物螢光體,(Gd,Y,Lu,La)VO4
:Eu,Bi等Eu,Bi活化釩酸鹽螢光體,SrY2
S4
:Eu,Ce等Eu,Ce活化硫化物螢光體,CaLa2
S4
:Ce等Ce活化硫化物螢光體,(Ba,Sr,Ca)MgP2
O7
:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2
P2
O7
:Eu,Mn等
Eu,Mn活化磷酸鹽螢光體,(Y,Lu)2
WO6
:Eu,Mo等Eu,Mo活化鎢酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)x
Siy
Nz
:Eu,Ce(其中,x、y、z為1以上之整數)等Eu,Ce活化氮化物螢光體,(Ca,Sr,Ba,Mg)10
(PO4
)6
(F,Cl,Br,OH):Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵磷酸鹽螢光體,((Y,Lu,Gd,Tb)1-x
Scx
Cey
)2
(Ca,Mg)1-r
(Mg,Zn)2+r
Siz-q
Geq
O12+δ
等Ce活化矽酸鹽螢光體等。
作為紅色螢光體,亦可使用:包含以β-二酮酸鹽、β-二酮、芳香族羧酸或布忍斯特酸(Brønsted acid)等之陰離子作為配位子之稀土元素離子錯合物的紅色有機螢光體,苝系顏料(例如,二苯并{[f,f']-4,4',7,7'-四苯基}二節并[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]苝),蒽醌系顏料,色澱系顏料,偶氮系顏料,喹吖啶酮系顏料,蒽系顏料,異吲哚啉系顏料,異吲哚啉酮系顏料,酞菁系顏料,三苯甲烷系鹼性染料,陰丹士林系顏料,靛酚系顏料,花青系顏料,二系顏料。
又,紅色螢光體中,峰波長在580nm以上,較佳為590nm以上,又,620nm以下,較佳為610nm以下之範圍內者,可適合用作橙色螢光體。作為上述橙色螢光體之例,可列舉:(Sr,Ba)3
SiO5
:Eu、(Sr,Mg)3
(PO4
)2
:Sn2+
、SrCaAlSiN3
:Eu、Eu活化α-賽隆等Eu活化氮氧化物螢光體等。
若例示發出綠色螢光之螢光體(以下適宜稱為「綠色螢光體」)所發出的螢光之具體波長範圍,則較理想為,峰波長通常為490nm以上,較佳為500nm以上,又,通常為570nm以下,較佳為550nm以下。
作為上述綠色螢光體,例如,可列舉:由具有斷裂面之斷裂粒子所構成,且發出綠色區域之光之以(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2
O2
N2
:Eu表示的銪活化鹼土氮氧化矽系螢光體;由具有斷裂面之斷裂粒子所構成,且發出綠色區域之光之以(Ba,Ca,Sr,Mg)2
SiO4
:Eu表示的銪活化鹼土矽酸鹽系螢光體等。
又,除此以外,作為綠色螢光體,亦可使用:Sr4
Al14
O25
:Eu、(Ba,Sr,Ca)Al2
O4
:Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,(Sr,Ba)Al2
Si2
O8
:Eu、(Ba,Mg)2
SiO4
:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)2
SiO4
:Eu、(Ba,Sr,Ca)2
(Mg,Zn)Si2
O7
:Eu等Eu活化矽酸鹽螢光體,Y2
SiO5
:Ce,Tb等Ce,Tb活化矽酸鹽螢光體,Sr2
P2
O7
-Sr2
B2
O5
:Eu等Eu活化硼酸磷酸鹽螢光體,Sr2
Si3
O8
-2SrCl2
:Eu等Eu活化鹵矽酸鹽螢光體,Zn2
SiO4
:Mn等Mn活化矽酸鹽螢光體,CeMgAl11
O19
:Tb、Y3
Al5
O12
:Tb等Tb活化鋁酸鹽螢光體,Ca2
Y8
(SiO4
)6
O2
:Tb、La3
Ga5
SiO14
:Tb等Tb活化矽酸鹽螢光體,(Sr,Ba,Ca)Ga2
S4
:Eu,Tb,Sm等Eu,Tb,Sm活化硫代鎵酸鹽螢光體,Y3
(Al,Ga)5
O12
:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3
(Al,Ga)5
O12
:Ce等Ce活化鋁酸鹽螢光體,Ca3
Sc2
Si3
O12
:Ce、Ca3
(Sc,Mg,Na,Li)2
Si3
O12
:Ce等Ce活化矽酸鹽螢光體,CaSc2
O4
:Ce等Ce活化氧化物螢光體,SrSi2
O2
N2
:Eu、(Sr,Ba,Ca)Si2
O2
N2
:Eu、Eu活化β-賽隆等Eu活化氮氧化物螢光體,BaMgAl10
O17
:Eu,Mn等Eu,Mn活化鋁酸鹽螢光體,SrAl2
O4
:Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,(La,Gd,Y)2
O2
S:Tb等Tb活化氧硫化物螢光體,LaPO4
:Ce,Tb等Ce,Tb活化磷酸鹽螢光體,ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al等硫化物螢光體,(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3
:Ce,Tb、Na2
Gd2
B2
O7
:Ce,Tb、
(Ba,Sr)2
(Ca,Mg,Zn)B2
O6
:K,Ce,Tb等Ce,Tb活化硼酸鹽螢光體,Ca8
Mg(SiO4
)4
Cl2
:Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵矽酸鹽螢光體,(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2
S4
:Eu等Eu活化硫代鋁酸鹽螢光體或硫代鎵酸鹽螢光體,(Ca,Sr)8
(Mg,Zn)(SiO4
)4
Cl2
:Eu,Mn等Eu,Mn活化鹵矽酸鹽螢光體等。
又,作為綠色螢光體,亦可使用:吡啶-鄰苯二甲醯亞胺縮合衍生物、苯并酮系、喹唑啉酮系、香豆素系、喹啉黃系、萘二甲醯亞胺系等螢光色素、具有水楊酸己酯作為配位子之鋱錯合物等有機螢光體。
若例示發出藍色螢光之螢光體(以下適宜稱為「藍色螢光體」)所發出的螢光之具體波長範圍,則較理想為,峰波長通常為420nm以上,較佳為440nm以上,又,通常為480nm以下,較佳為470nm以下。
作為上述藍色螢光體,可列舉:由具有大致六角形狀作為規則之晶體成長形狀的成長粒子所構成,且發出藍色區域之光之以BaMgAl10
O17
:Eu表示的銪活化鋁酸鋇鎂系螢光體;由具有大致球形狀作為規則之晶體成長形狀的成長粒子所構成,且發出藍色區域之光之以(Ca,Sr,Ba)5
(PO4
)3
Cl:Eu表示的銪活化鹵磷酸鈣系螢光體;由具有大致立方體形狀作為規則之晶體成長形狀的成長粒子所構成,且發出藍色區域之光之以(Ca,Sr,Ba)2
B5
O9
Cl:Eu表示的銪活化鹼土氯硼鹽酸系螢光體;由具有斷裂面之斷裂粒子所構成,且發出藍綠色區域之光之以(Sr,Ca,Ba)Al2
O4
:Eu或(Sr,Ca,Ba)4
Al14
O25
:Eu表示的銪活化鹼土鋁酸鹽
系螢光體等。
又,除此以外,作為藍色螢光體,亦可使用:Sr2
P2
O7
:Sn等Sn活化磷酸鹽螢光體,Sr4
Al14
O25
:Eu、BaMgAl10
O17
:Eu、BaAl8
O13
:Eu等Eu活化鋁酸鹽螢光體,SrGa2
S4
:Ce、CaGa2
S4
:Ce等Ce活化硫代鎵酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)MgAl10
O17
:Eu、BaMgAl10
O17
:Eu,Tb,Sm等Eu活化鋁酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)MgAl10
O17
:Eu,Mn等Eu,Mn活化鋁酸鹽螢光體,(Sr,Ca,Ba,Mg)10
(PO4
)6
Cl2
:Eu、(Ba,Sr,Ca)5
(PO4
)3
(Cl,F,Br,OH):Eu,Mn,Sb等Eu活化鹵磷酸鹽螢光體,BaAl2
Si2
O8
:Eu、(Sr,Ba)3
MgSi2
O8
:Eu等Eu活化矽酸鹽螢光體,Sr2
P2
O7
:Eu等Eu活化磷酸鹽螢光體,ZnS:Ag、ZnS:Ag,Al等硫化物螢光體,Y2
SiO5
:Ce等Ce活化矽酸鹽螢光體,CaWO4
等鎢酸鹽螢光體,(Ba,Sr,Ca)BPO5
:Eu,Mn、(Sr,Ca)10
(PO4
)6
.nB2
O3
:Eu、2SrO.0.84P2
O5
.0.16B2
O3
:Eu等Eu,Mn活化硼酸磷酸鹽螢光體,Sr2
Si3
O8
.2SrCl2
:Eu等Eu活化鹵代矽酸鹽螢光體等。
又,作為藍色螢光體,例如,亦可使用:萘二甲醯亞胺系、苯并唑系、苯乙烯基系、香豆素系、吡唑啉系、***系化合物之螢光色素,銩錯合物等有機螢光體等。
若例示發出黃色螢光之螢光體(以下適宜稱為「黃色螢光體」)所發出的螢光之具體波長範圍,則較佳為通常為530nm以上,較佳為540nm以上,更佳為550nm以上,又,通常為620nm以下,較佳為600nm以下,更佳為580nm以下之波長範圍。若黃色螢光體之發光峰波長過短,則存在黃色成分減少,會形成演色性差之半導體發光組件的可能
性,若過長,則存在半導體發光組件之亮度降低之可能性。
作為上述黃色螢光體,例如可列舉:各種氧化物系、氮化物系、氮氧化物系、硫化物系、氧硫化物系等之螢光體。尤其可列舉:以RE3
M5
O12
:Ce(此處,RE表示Y、Tb、Gd、Lu、Sm中之至少1種元素,M表示Al、Ga、Sc中之至少1種元素)或M2 3
M3 2
M4 3
O12
:Ce(此處,M2
表示2價金屬元素,M3
表示3價金屬元素,M4
表示4價金屬元素)等表示之具有石榴石構造的石榴石系螢光體,以AE2
M5
O4
:Eu(此處,AE表示Ba、Sr、Ca、Mg、Zn中之至少1種元素,M5
表示Si、Ge中之至少1種元素)等表示之正矽酸鹽系螢光體,該等系之螢光體的構成元素之一部分氧被氮所取代的氮氧化物系螢光體,AEAlSiN3
:Ce(此處,AE表示Ba、Sr、Ca、Mg、Zn中之至少1種元素)等具有CaAlSiN3
構造之氮化物系螢光體等經Ce活化而得之螢光體。
又,除此以外,作為其他黃色螢光體,亦可使用:CaGa2
S4
:Eu、(Ca,Sr)Ga2
S4
:Eu、(Ca,Sr)(Ga,Al)2
S4
:Eu等硫化物系螢光體,Cax
(Si,Al)12
(O,N)16
:Eu等具有SiAlON構造之氮氧化物系螢光體等經Eu活化而得之螢光體。
本發明之半導體組件用構件中亦可含有除上述者以外之螢光體。例如,本發明之半導體組件用構件亦可形成使離子狀螢光物質或有機.無機螢光成分均勻‧透明地溶解.分散而得之螢光玻璃。
對本發明中所使用之螢光體之粒徑並無特別限制,就中位粒徑(D50
)
而言,通常為0.1μm以上,較佳為2μm以上,更佳為5μm以上。又,通常為100μm以下,較佳為50μm以下,更佳為20μm以下。當螢光體之中位粒徑(D50
)處於上述範圍內時,於下述半導體發光組件中,自半導體元件發出之光充分散射。又,由於自半導體元件發出之光由螢光體粒子充分吸收,故可高效率地進行波長變換,並且自螢光體發出之光照射至所有方向。藉此,可將來自於數種螢光體之一次光混色形成白色,並且可獲得均勻之白色,故半導體發光組件所發出之合成光中,獲得均勻之白色光及照度。另一方面,當螢光體之中位粒徑(D50
)大於上述範圍時,螢光體無法充分填埋發光部之空間,故於下述半導體發光組件中,來自半導體元件之光有可能無法被螢光體充分吸收。又,當螢光體之中位粒徑(D50
)小於上述範圍時,螢光體之發光效率會降低,故半導體發光組件之照度有可能降低。
對於螢光體粒子之粒度分布(QD)而言,為使半導體組件用構件中之粒子分散狀態一致,較佳為粒度分布小,由於為減小粒度分布,會導致分級產率下降而成本上升,故通常為0.03以上,較佳為0.05以上,更佳為0.07以上。又,通常為0.4以下,較佳為0.3以下,更佳為0.2以下。
再者,本發明中,中位粒徑(D50
)以及粒度分布(QD)可根據重量基準粒度分布曲線而獲得。上述重量基準粒度分布曲線係根據雷射繞射‧散射法,測定粒度分布而獲得者,具體而言,例如可以下述方式進行測定。
(1)於氣溫為25℃、濕度為70%之環境下,將螢光體分散於乙二醇等溶劑中。
(2)使用雷射繞射式粒度分布測定裝置(堀場製作所,LA-300),於0.1μm~600μm之粒徑範圍內進行測定。
(3)將該重量基準粒度分布曲線上累計值為50%時之粒徑值記為中位粒徑D50
。又,將累計值為25%及75%時之粒徑值分別記為D25
、D75
,定義為QD=(D75
-D25
)/(D75
+D25
)。QD小表示粒度分布窄。
又,就螢光體粒子之形狀而言,只要不對半導體組件用構件之形成造成影響,例如,只要不會對螢光體部形成液(係指含有螢光體之半導體組件用構件形成液,且係表示與螢光體組成物相同者)之流動性等造成影響,則亦無特別限定。
本發明中所使用之螢光體,以提高耐水性為目的,或以防止螢光體於半導體組件用構件中產生不必要之凝集為目的,可進行表面處理。作為該表面處理之例,可列舉:日本專利特開2002-223008號公報中所記載之使用有機材料、無機材料、玻璃材料等的表面處理,日本專利特開2000-96045號公報等中所記載之利用金屬磷酸鹽之被覆處理、利用金屬氧化物之被覆處理、二氧化矽塗佈等公知之表面處理等。
若列舉表面處理之具體例,則例如,為於螢光體之表面被覆上述金屬磷酸鹽,可進行下述(i)~(iii)之表面處理。
(i)將特定量之磷酸鉀、磷酸鈉等水溶性磷酸鹽,與氯化鈣、硫酸鍶、氯化錳、硝酸鋅等鹼土金屬,Zn及Mn中之至少1種之水溶性金
屬氯化物於螢光體懸濁液中進行混合,攪拌。
(ii)於懸濁液中生成鹼土金屬、Zn及Mn中之至少1種金屬之磷酸鹽,並且使所生成之該等金屬磷酸鹽沈積於螢光體表面。
(iii)除去水分。
又,若列舉表面處理之其他例中之較佳例,則作為二氧化矽塗佈法,可列舉中和水玻璃使SiO2
析出之方法,對將烷氧矽烷水解者進行表面處理的方法(例如,日本專利特開平3-231987號公報)等,就提高分散性之方面而言,較佳為對將烷氧矽烷水解者進行表面處理的方法。
本發明中,對添加螢光體粒子之方法並無特別限制。若螢光體粒子之分散狀態良好,則只需於上述半導體組件用構件形成液中進行後混合即可。即,若將本發明之半導體組件用構件形成液與螢光體混合,準備好螢光體部形成液,使用該螢光體部形成液而製作半導體組件用構件即可。於螢光體粒子容易產生凝集之情況,若於包含水解前之原料化合物的反應用溶液(以下適宜稱為「水解前溶液」)中預先混合螢光體粒子,並於螢光體粒子之存在下進行水解‧聚縮合,則粒子表面之一部分受到矽烷偶合處理,使螢光體粒子之分散狀態得到改善。
再者,螢光體中亦存在水解性者,然本發明之半導體組件用構件於塗佈前之液體狀態(半導體組件用構件形成液)下,水分係以矽烷醇體之形式潛在性存在,幾乎不存在游離水分,故即便上述螢光體亦可以不水解之狀態使用。又,若於脫水‧脫醇處理後使用水解‧聚縮合後之半導體組件用構件形成液,則亦存在容易與上述螢光體並用之優點。
又,於將螢光體粒子或無機粒子(下述)分散於本發明之半導體組件用構件中之情況,為改善粒子表面之分散性,亦可利用有機配位子進行改質。先前用作半導體組件用構件之加成型聚矽氧樹脂由於上述有機配位子而容易受到硬化阻礙,從而無法對進行有上述表面處理之粒子進行混合.硬化。其原因在於:加成反應型聚矽氧樹脂中所使用之鉑系硬化觸媒與該等有機配位子間之相互作用強,失去矽氫化能力,導致硬化不良。作為上述中毒物質,除含有N、P、S等之有機化合物以外,可列舉:Sn、Pb、Hg、Bi、As等重金屬之離子性化合物,乙炔基等包含多重鍵之有機化合物(助熔劑、胺類、氯乙烯、硫化橡膠)等。與此相對,本發明之半導體組件用構件係難以由於該等中毒物質而引起硬化阻礙之具有縮合型硬化機構者。因此,本發明之半導體組件用構件之特徵在於:其與藉由有機配位子而實施有表面改質之螢光體粒子或無機粒子,進一步與錯合物螢光體等螢光成分的混合使用之自由度大,可優異地用作螢光體黏合劑或導入有高折射率奈米粒子之透明材料。
本發明之半導體組件用構件中的螢光體之含有率,只要不明顯損害本發明之效果,則為任意,可視其應用形態而自由選定。若列舉於白色LED或白色照明等用途中所使用的白色發光之半導體發光組件之例,則於將螢光體均勻分散並填埋灌注於包含半導體元件之封裝的凹部整體中之情況,螢光體之總量通常為0.1重量%以上,較佳為1重量%以上,更佳為5重量%以上,又,通常為35重量%以下,較佳為30
重量%以下,更佳為28重量%以下。
又,於將以上述用途將螢光體高濃度分散而得者,於較半導體發光組件之半導體元件之發光面更遠處(例如,將包含半導體元件之凹部以透明密封材填埋之封裝開口面,或LED氣密密封用玻璃蓋體‧透鏡‧導光板等外部光學構件之出光面等)塗佈成薄膜狀之情況,通常為5重量%以上,較佳為7重量%以上,更佳為10重量%以上,又,通常為90重量%以下,較佳為80重量%以下,更佳為70重量%以下。
又,通常,於將半導體元件之發光色與螢光體之發光色混色而獲得白色之情況,由於係使半導體元件之發光色之一部分穿透,故螢光體含有率成為低濃度,為接近上述範圍之下限的區域。另一方面,於將半導體元件之發光全部變換成螢光體發光色而獲得白色之情況,由於高濃度之螢光體較佳,故螢光體含有率成為接近上述範圍之上限的區域。若螢光體含有率多於該範圍,則存在塗佈性能惡化,或由於光學干涉作用,螢光體之利用效率降低而導致半導體發光組件之亮度降低的可能性。又,若螢光體含有率少於該範圍,則存在螢光體之波長變換不充分,導致無法獲得目標發光色的可能性。
以上對白色發光之半導體發光組件用途進行例示,然具體之螢光體含有率視目標色、螢光體之發光效率、混色形式、螢光體比重、塗佈膜厚、組件形狀之不同而有多種,並不限定於此。
與環氧樹脂或聚矽氧樹脂等習知之半導體發光組件用形成液相比,本發明之半導體組件用形成液之黏度低,且具有與螢光體或無機粒子之親和性良好,即便分散高濃度之螢光體或無機粒子亦可充分維
持塗佈性能的優點。又,視需要,亦可藉由調整聚合度或使其含有Aerosil等觸變材而成為高黏度,可提供與目標之螢光體含量對應的黏度之調整幅度大,且可靈活應對塗佈對象物之種類或形狀,進一步可靈活應對灌注.旋塗.印刷等各種塗佈方法的塗佈液。
再者,就半導體組件用構件中之螢光體的含有率而言,若螢光體組成為特定,則可將含有螢光體之試料粉碎後進行預備燒成,除去碳成分後,以氫氟酸處理使矽成分形成矽氟酸而將其除去,將殘渣溶解於稀硫酸中,使作為主成分之金屬元素形成水溶液,使用ICP、火焰分析、螢光X射線分析等公知之元素分析方法對主成分金屬元素進行定量,從而計算求出螢光體含有率。又,若螢光體之形狀及粒徑均勻且比重已知之情況,亦可使用藉由塗佈物剖面之影像分析而求出每一單位面積之粒子個數,換算成螢光體含有率之簡便方法。
又,螢光體部形成液中之螢光體之含有率,若設定為使半導體組件用構件中之螢光體之含有率限制為上述範圍內即可。因此,於螢光體部形成液不會於乾燥步驟中產生重量變化之情況,螢光體部形成液中之螢光體含有率與半導體組件用構件中之螢光體含有率相同。又,於螢光體部形成液中含有溶劑等之情況等螢光體部形成液會於乾燥步驟中產生重量變化的情況,若使除去該溶劑等後之螢光體部形成液中之螢光體含有率與半導體組件用構件中之螢光體含有率相同即可。
又,於將本發明之半導體組件用構件用於半導體發光組件中之情況等,為提升光學特性或作業性,又,為獲得下述<1>~<5>中之任一
效果,可使其進一步含有無機粒子。
<1>於半導體組件用構件中混入無機粒子作為光散射物質,使半導體發光組件之光散射,藉此,使照射螢光體之半導體元件之光量增加,提升波長變換效率,並擴展自半導體發光組件向外部放出之光的指向角。
<2>於半導體組件用構件中調配無機粒子作為黏合劑,藉此防止產生龜裂。
<3>於半導體組件用構件形成液中,調配無機粒子作為黏度調整劑,藉此提高該形成液之黏度。
<4>於半導體組件用構件中調配無機粒子,藉此使其收縮減少。
<5>於半導體組件用構件中調配無機粒子,藉此調整其折射率,提升光取出效率。
於此情況,可於半導體組件用構件形成液中,視目的而與螢光體粉末同樣地混合適量之無機粒子。此時,由於所混合之無機粒子之種類及量不同,故所獲得之效果不同。
例如,當無機粒子係粒徑約10nm之超微粒子狀二氧化矽(日本Aerosil股份有限公司製造,商品名:AEROSIL # 200)時,由於半導體組件用構件形成液之觸變性增大,故上述<3>之效果大。
又,當無機粒子係粒徑約數μm之破碎二氧化矽或球狀二氧化矽時,觸變性幾乎不增加,而以作為半導體組件用構件之骨材的作用為中心,故上述<2>及<4>之效果大。
又,當使用折射率與半導體組件用構件不同之粒徑約1μm的無機
粒子時,半導體組件用構件與無機粒子之界面處之光散射增大,故上述<1>之效果大。
又,當使用折射率大於半導體組件用構件之粒徑為3~5nm,具體而言係具有發光波長以下之粒徑的無機粒子時,可於保持半導體組件用構件之透明性之狀態下提升折射率,故上述<5>之效果大。
因此,所混合之無機粒子之種類可視目的而選擇。又,其種類可單一,亦可組合數種。又,為改善分散性,亦可使用矽烷偶合劑等表面處理劑進行表面處理。
作為所使用之無機粒子之種類,可例示二氧化矽、鈦酸鋇、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈮、氧化鋁、氧化鈰、氧化釔等之無機氧化物粒子或金剛石粒子,亦可視目的而選擇其他物質,並非限定於該等。
無機粒子之形態可視目的而為粉體狀、漿料狀等任意形態,於必須保持透明性之情況,較佳為使無機粒子之折射率與本發明之半導體組件用構件相同,或使其作為水系.溶劑系透明溶膠而加入於半導體組件用構件形成液中。
對該等無機粒子(一次粒子)之中位粒徑並無特別限定,通常為螢光體粒子之1/10以下左右。具體而言,係視目的而使用下述中位粒徑者。例如,若將無機粒子用作光散射材,則其中位粒徑較佳為0.1~10μm。又,例如,若將無機粒子用作骨材,則其中位粒徑較佳為1nm~10μm。又,例如,若將無機粒子用作增稠劑(觸變劑),則其中位粒徑較佳為
10~100nm。又,例如,若將無機粒子用作折射率調整劑,則其中位粒徑較佳為1~10nm。
本發明中,對混合無機粒子之方法並無特別限制,通常推薦與螢光體同樣地,使用行星攪拌混合機等,一面消泡一面混合。例如於混合如Aerosil之容易凝集之小粒子的情況,可於混合粒子後,視需要使用珠磨機或三輥機等使凝集粒子粉碎,之後混合螢光體等容易混合之大粒子成分。
本發明之半導體組件用構件中之無機粒子的含有率,只要不明顯損害本發明之效果,則為任意,可視其應用形態而自由選定。例如,於將無機粒子用作光散射劑之情況,其含有率較佳為0.01~10重量%。又,例如,於將無機粒子用作骨材之情況,其含有率較佳為1~50重量%。又,例如,於將無機粒子用作增稠劑(觸變劑)之情況,其含有率較佳為0.1~20重量%。又,例如,於將無機粒子用作折射率調整劑之情況,其含有率較佳為10~80重量%。若無機粒子之量過少,則有可能無法獲得所需之效果,若過多,則有可能對硬化物之密接性、透明性、硬度等各特性造成不良影響。
與環氧樹脂或聚矽氧樹脂等習知之半導體發光組件用形成液相比,本發明之半導體組件用形成液之黏度低,且具有與螢光體或無機粒子之親和性良好,即便分散高濃度之無機粒子亦可充分維持塗佈性能的優點。又,視需要,本發明之半導體組件用形成液亦可藉由調整
聚合度或含有Aerosil等觸變材而成為高黏度,可提供與目標之無機粒子含量對應的黏度之調整幅度大,可靈活應對塗佈對象物之種類或形狀,進一步可靈活應對灌注.旋塗.印刷等各種塗佈方法的塗佈液。
再者,半導體組件用構件中之無機粒子的含有率可以與上述螢光體含量相同之方式進行測定。
又,半導體組件用構件形成液中之無機粒子的含有率,若設定為使半導體組件用構件中之無機粒子的含有率限制為上述範圍內即可。因此,於半導體組件用構件形成液不會於乾燥步驟中產生重量變化之情況,半導體組件用構件形成液中中之無機粒子含有率與半導體組件用構件中之無機粒子含有率相同。又,於半導體組件用構件形成液中含有溶劑等之情況等半導體組件用構件形成液會於乾燥步驟中產生重量變化的情況,若使除去該溶劑等後之半導體組件用構件形成液中的無機粒子含有率與半導體組件用構件中之無機粒子含有率相同即可。
又,於將本發明之半導體組件用構件用於半導體發光組件中之情況等,為賦予導電性並使用印刷或灌注等技術而於低於焊料使用溫度之溫度下形成電路,可使本發明之半導體組件用構件中含有導電性填充料。
作為所使用之導電性填充料之種類,可例示:銀粉、金粉、鉑粉、鈀粉等貴金屬粉,銅粉、鎳粉、鋁粉、黃銅粉、不鏽鋼粉等卑金屬粉,以銀等貴金屬進行電鍍、合金化之卑貴金屬粉,由貴金屬或卑貴金屬被覆之有機樹脂粉或二氧化矽粉,除此以外,可例示碳黑、石墨粉等
碳系填充料等,亦可視目的而選擇其他物質,而並非限定於該等。又,導電性填充料可使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
導電性填充料之供給形態可視目的而為粉體狀、漿料狀等任意形態,於必須保持透明性之情況,或者於必須印刷形成微細佈線之情況,較佳為作為無凝集之水系.溶劑系透明溶膠或容易再分散之附帶表面改質之奈米粒子粉末,而加入於半導體組件用構件形成液中。
作為該等金屬粉之形狀,有片狀(鱗片狀)、球狀、顆粒狀、樹枝狀(dendrite狀)、球狀之一次粒子凝集成三維狀之形狀等。其中,就導電性、成本、可靠性方面而言,較佳為以銀粉為主體,就導電性方面而言,更佳為於銀粉中並用少量之碳黑及/或石墨粉。又,就導電性、可靠性方面而言,較佳為使用片狀、球狀之銀粉,最佳為並用片狀及球狀之銀粉。又,視需要,亦可調配少量二氧化矽、滑石、雲母、硫酸鋇、氧化銦等無機填充料等。
銀粉與碳黑及/或石墨細粉末之較佳調配比(質量比),係當設銀粉與碳黑及/或石墨細粉末之總量為100質量比時,銀粉之上限較佳為99.5質量比以下,更佳為99以下。銀粉之下限較佳為85質量比以上,更佳為90以上。
對導電性填充料之中位粒徑並無特別限定,通常為0.1μm以上,較佳為0.5μm以上,更佳為1μm以上,且通常為50μm以下,較佳為20μm以下,更佳為10μm以下。又,於特別要求透明性或微細加工性之情況,通常為3nm以上,較佳為10nm以上,且通常為150nm以下,較佳為100nm以下。
又,導電性填充料之含有率係當設該導電性填充料與黏合劑樹脂之總量為100重量%時,通常為50重量%以上,較佳為75重量%以上,更佳為80重量%以上。又,自黏著性、油墨之黏性之觀點考慮,通常為95重量%以下,較佳為93重量%以下,更佳為90重量%以下。若導電性填充料之量過少,則有可能無法獲得所需之效果,若過多,則有可能對硬化物之密接性、透明性、硬度等各特性造成不良影響。
與環氧樹脂或聚矽氧樹脂等習知之半導體發光組件用形成液相比,本發明之半導體組件用形成液之黏度低,且具有與螢光體或無機粒子之親和性良好,即便分散高濃度之無機粒子亦可充分維持塗佈性能的特徵。又,視需要,本發明之半導體組件用形成液亦可藉由調整聚合度或含有Aerosil等觸變材而成為高黏度,可提供與目標之無機粒子含量對應的黏度之調整幅度大,可靈活應對塗佈對象物之種類或形狀,進一步可靈活應對灌注.旋塗.印刷等各種塗佈方法的塗佈液。
再者,半導體組件用構件中之無機粒子的含有率可以與上述螢光體含量相同之方式進行測定。
本發明之半導體組件用構件可單獨用作密封材料,於將有機螢光體、容易由於氧或水分而劣化之螢光體、半導體組件密封之情況等要求更嚴格地阻隔氧或水分之用途中,可藉由本發明之構件而實施螢光體之保持或半導體元件之密封‧光取出,進一步,於其外側利用玻璃板或環氧樹脂等高氣密素材實施氣密密封,或實施真空密封。對此時之組件形狀並無特別限制,若本發明之半導體組件用構件之密封體、
塗佈物或塗佈面實質上藉由金屬‧玻璃‧高氣密性樹脂等高氣密素材而與外界保護阻隔,形成不存在氧或水分之流通的狀態即可。
又,如上所述般,本發明之半導體組件用構件之密接性良好,故可用作半導體組件用黏著劑。具體而言,例如,於將半導體元件與封裝相黏著之情況、將半導體元件與子基板相黏著之情況、將封裝構成要素彼此黏著之情況、將半導體組件與外部光學構件相黏著之情況等,可藉由塗佈、印刷、灌注等而使用本發明之半導體組件用構件。由於本發明之半導體組件用構件尤其於耐光性、耐熱性方面優異,故於用作長時間曝露於高溫或紫外光中的高功率之半導體發光組件用黏著劑的情況,可提供可經受長期使用且具有高可靠性的半導體發光組件。
再者,本發明之半導體組件用構件,係僅藉此即可保證充分之密接性者,為進一步保證密接性,亦可對與半導體組件用構件直接接觸之表面進行用以改善密接性的表面處理。作為上述表面處理,例如,可列舉:使用底塗劑或矽烷偶合劑形成密接改善層、使用酸或鹼等化學藥品進行化學性表面處理、使用電漿照射或離子照射.電子束照射進行物理性表面處理、藉由噴砂或蝕刻.微粒子塗佈等進行粗面化處理等方法。作為用以改善密接性之表面處理,除此以外例如可列舉:日本專利特開平5-25300號公報,稻垣訓宏著「表面化學」Vol.18 NO.9,pp21-26;黑崎和夫著「表面化學」Vol.19 NO.2,pp44-51(1998)等中所揭示的公知之表面處理方法。
本發明之半導體發光組件中所使用之封裝的特徵在於:其表面材料含有Si、Al及Ag中之任一者以上。此處,所謂封裝,係指半導體發光組件中裝載下述(B)半導體元件之構件。封裝可列舉杯狀、於平板上設置凹部之形狀、於平板周圍設置堰之形狀、平板狀等,通常使用杯狀者。
本發明之半導體發光組件中所使用的封裝之表面材料之特徵在於:含有Si、Al及Ag中之任一者以上。
如上所述,封裝係裝載(B)半導體元件之構件,且為提升亮度(反射率)、耐久性‧耐熱性、耐光性、密接性、放熱性等,可實施各種表面加工。尤其是於功率組件中,常常為提升耐久性、耐熱性而選擇材料、進行表面加工。
具體而言,例如,除為提升反射率,進一步為提升亮度,而進行鍍銀等表面加工以外,可列舉為提升放熱性‧絕緣性‧耐熱性‧耐久性‧耐光性等而選擇使用有SiNx
、SiC、SiO2
、Al、AlN、Al2
O3
等之陶瓷製封裝,或者為提升反射率或賦予光擴散功能而進行利用無機系塗層塗佈使表面平滑化或粗面化等陶瓷表面加工等。
即,本發明之半導體發光組件具有於實施有該特殊表面處理的封裝中亦不會產生密封材之剝離等問題的優異性質。
本發明之半導體發光組件中所使用之封裝的表面材料中所含有之Si、Al的含量,通常於表面材料中占5重量%以上,較佳為10重量%
以上,更佳為40重量%以上,且通常為100重量%以下,較佳為90重量%以下,更佳為80重量%以下。上述含量於如使用SiO2
作為燒結助劑之Al2
O3
陶瓷燒結體般SiO2
與Al2
O3
固溶且混合存在之表面的情況,被考慮為Si與Al之總含量。於如含有玻璃纖維等礦物質填充料之強化塑膠般包含2層之素材表面的情況,被考慮為強化塑膠中之Si含量。又,半導體發光組件中,Ag常常作為電鍍金屬而高純度地存在,含有Ag之表面之Ag含量通常為60重量%以上,較佳為70重量%以上,更佳為80重量%以上,且通常為100重量%以下,較佳為98重量%以下,更佳為95重量%以下。若上述含量過少,則存在無法達成各種表面處理等之效果的可能性。又,若過多,則存在對加工產生阻礙或自目標陶瓷組成中脫離等可能性。
本發明之半導體發光組件中所使用之封裝材料係具有上述表面材料作為其全部或一部分者。於具有表面材料作為其一部分之封裝之情況,其他部分可視目的選擇任意材料,通常,可自有機材料、無機材料、玻璃材料等以及該等之組合中適當選擇使用。
作為有機材料,可列舉:聚碳酸酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚矽氧樹脂、ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂、尼龍系樹脂、聚鄰苯二甲醯胺系樹脂、聚乙烯樹脂等有機樹脂,以及將該等樹脂與玻璃填充料或無機粉末混合,使耐熱性及機械強度得到提升,且熱膨脹率減少之強化塑膠等。
作為無機材料,可列舉:SiNx
、SiC、SiO2
、AlN、Al2
O3
等陶瓷材
料,鐵‧銅‧黃銅‧鋁‧鎳‧金‧銀‧鉑‧鈀等金屬材料或該等之合金等。
作為玻璃材料,可列舉:用於將密封部或構件彼此黏著等之低熔點玻璃、用作封裝窗材或透明蓋體等封裝之一部分的光學玻璃等。
又,於將本發明之半導體發光組件用於發熱‧發光量大之所謂功率組件中之情況,可選擇耐久性較習知構成之半導體發光組件優異的材料。上述功率組件中,相較於容易產生變色等劣化之有機材料而言,較佳為耐熱‧耐光耐久性優異之無機材料。其中,較佳為銅‧鋁‧SiNx
、AlN、Al2
O3
等容易加工且放熱性優異之材料。又,該等封裝素材可如上所述般以提升反射率,進一步以提升亮度為目的而實施鍍銀等表面加工。
對本發明之半導體發光組件中所使用之封裝的形狀並無特別限制,可使用公知之半導體發光組件用封裝,或視各目的而加以適當改良之半導體發光組件用封裝。作為具體形狀,可列舉:以陶瓷封裝使反射片與基板成為一體型者、於發光元件之正下方設置有包含銅或鋁等的散熱片者、於反射片之反射面被覆有銀者等。封裝可列舉杯狀、於平板上設置凹部之形狀、於平板周圍設置堰之形狀、平板狀等,通常使用杯狀者。
本發明之半導體發光組件中所使用之封裝可使用市售者。具體而言,例如,可列舉:MCO股份有限公司製造之型號「3PINMETAL」(反射片素材係鍍銀之銅製,接腳周圍之密封係低熔點玻璃製)、Kyoritsu
Elex股份有限公司製造之型號「M5050N」(反射片素材、基板素材係Al2
O3
製,電極素材係Ag-Pt製,反射片與基板之黏著部分係低熔點玻璃製)等。
作為本發明之半導體發光組件中所使用之半導體元件,具體而言,可使用發光二極體(LED)或半導體雷射二極體(LD,Laser Diode)等。
具體而言,可列舉:GaN系化合物半導體、ZnSe系化合物半導體、ZnO系化合物半導體。其中,較佳為使用有GaN系化合物半導體之GaN系LED或LD。其原因在於,GaN系LED或LD與發出該區域之光之SiC系LED等相比,發光輸出及外部量子效率特別大,藉由與下述螢光體相組合,可以非常低之電力獲得非常明亮之發光。例如,相對於相同之電流負荷,通常GaN系LED或LD具有SiC系之100倍以上之發光強度。GaN系LED或LD中,較佳為具有Alx
Gay
N發光層、GaN發光層或Inx
Gay
N發光層者。GaN系LED中,具有上述發光層中之Inx
Gay
N發光層者之發光強度非常強,故特佳,GaN系LD中,Inx
Gay
N層與GaN層之多量子井結構者之發光強度非常強,故特佳。
再者,上述中,x+y之值通常為0.8~1.2之範圍之值。GaN系LED中,於調節發光特性之方面考慮,較佳為該等發光層中摻雜有Zn或Si者或者無摻雜物者。
GaN系LED係以該等發光層、p層、n層、電極及基板為基本構
成要素者,具有將發光層以n型及p型之Alx
Gay
N層、GaN層或Inx
Gay
N層而製成夾層之異質結構者的發光效率高,故較佳,進一步使異質結構成為量子井結構者之發光效率更高,故更佳。
作為用以形成GaN系半導體元件的GaN系結晶層之成長方法,可列舉HVPE法、MOVPE法、MBE法等。於製作厚膜之情況,較佳為HVPE法,於形成薄膜之情況,較佳為MOVPE法或MBE法。
本發明之半導體發光組件中,使用面發光型發光體,尤其是使用面發光型GaN系雷射二極體作為發光元件,可提高發光裝置整體之發光效率,故特佳。所謂面發光型發光體,係指於膜之面方向具有強烈發光之發光體,面發光型GaN系雷射二極體中,可藉由控制發光層等之晶體成長,且巧妙處理反射層等,而使發光層之面方向的發光強於邊緣方向。藉由使用面發光型發光體,與自發光層之邊緣進行發光之類型相比,每單位發光量之發光剖面積較大。
本發明之半導體發光組件中所使用的半導體元件之發光峰波長,可使用自可見光至近紫外光中之任一波長者。半導體元件之發光峰波長係與螢光體之激發效率,進一步與螢光體之自激發光向螢光之變換效率相關,且亦會對密封材之耐久性造成影響之重要因素。本發明之半導體發光組件中,通常使用具有近紫外區域至藍色區域為止之發光波長的發光元件,具體而言,使用具有通常為300nm以上,較佳為330nm以上,更佳為350nm以上,又,通常為900nm以下,較佳為500nm以下,更佳為480nm以下之峰發光波長的發光元件。若波長過短,則
密封材會吸收發光波長而無法獲得高亮度之組件,且成為由於發熱而導致組件熱劣化之原因,故欠佳。
本發明之半導體發光組件於高功率之功率組件用途中特別優異。因此,於用於功率組件用途之情況,(B)半導體元件(晶片)之發光面之面積通常為0.15mm2
以上,較佳為0.2mm2
以上,更佳為0.3mm2
以上,且通常為10mm2
以下,較佳為5mm2
以下,更佳為3mm2
以下。若發光面之面積過小,則難以用於功率組件用途。
此處,所謂發光面,係指pn接合面。又,於將小型晶片連裝於1個封裝中之情況,上述面積為其等之總面積。
再者,就晶片本身之形狀而言,為減少晶圓切割中之損耗,通常為長方形或正方形。
因此,於晶片為長方形之情況,當發光面由1個晶片所構成時,發光面之長邊通常為0.43mm以上,較佳為0.5mm以上,更佳為0.6mm以上,且通常為4mm以下,較佳為3mm以下,更佳為2mm以下。
又,短邊通常為0.35mm以上,較佳為0.4mm以上,更佳為0.5mm以上,且通常為2.5mm以下,較佳為2mm以下,更佳為1.5mm以下。
於晶片為正方形之情況,發光面之一邊通常為0.38mm以上,較佳為0.45mm以上,更佳為0.55mm以上,且通常為3.1mm以下,較佳為2.2mm以下,更佳為1.7mm以下。
本發明之半導體發光組件於高功率之功率組件用途中特別優異。因此,於用於功率組件用途之情況,動作時之(B)半導體元件(晶片)之發光面的表面溫度通常為80℃以上,較佳為85℃以上,更佳為90℃以上,且通常為200℃以下,較佳為180℃以下,更佳為150℃以下。若發光面之表面溫度過低,則難以用於功率組件用途。若發光面之表面溫度過高,則存在難以放熱,或者難以均勻流通電流之可能性。再者,當發光面之表面溫度變得過高時,較佳為於組件附近設置散熱片或放熱片等,抑制半導體或周邊構件劣化。
本發明之半導體發光組件中所使用的半導體元件之表面材料之特徵在於:含有Si、Al及Ag中之任一者以上。
作為半導體元件(晶片)之保護層的SiNx
或SiO2
通常並非必需,亦可使用未使用其等之晶片。但,由於GaN係化學物理性“較硬”之物質,故其加工要求較強之能量,因此自加工之觀點考慮,較佳為具有保護層。即,SiNx
層、SiC層、SiO2
層係於加工步驟中使半導體元件(晶片)不受電漿‧化學藥品‧氧化性環境損害之保護層。又,製品晶片有時亦擔負抗靜電、防止雜質金屬遷移、防止焊料附著‧光取出膜等之作用。其中,由於在任一情況,保護層均係於將GaN切分為單獨晶片之前的步驟中設置,故製品晶片之側表面必定無法避免會產生不具備保護層之面。即,通常,保護層係以覆蓋晶片之一部分之狀態存在。
再者,本發明中,「晶片」之表述亦包含保護層,亦可為整個面由保護層覆蓋。實際上電極取出面或側表面部分成為無保護層之狀態。
就上述保護層之膜厚而言,為確保微細加工之精度,通常與晶片本體或基板之GaN層之厚度相比,為足夠小。即,上述保護層之膜厚通常為1000nm以下,較佳為500nm以下。又,通常為1nm以上,較佳為10nm以上。若膜厚過薄,則存在有保護效果不充分之可能性。若過厚,則存在對微細加工產生阻礙之可能性。
Al及Ag為不透明,於LED晶片上形成保護層之例少,Al可作為藍寶石(Al2
O3
)而使用於晶片之GaN發光層形成用基板(絕緣性)中。
本發明之半導體發光組件中所使用的半導體元件之表面材料中所含有的Si、Al以及Ag之含量,通常為40重量%以上,較佳為50重量%以上,更佳為60重量%以上,且通常為100重量%以下,較佳為90重量%以下,更佳為80重量%以下。當於半導體元件之發光面之表面存在厚度為數百nm之SiNx
或SiO2
等薄膜狀保護層時,將該保護層之材質作為表面組成。若上述含量過少,則無法充分顯示出各種表面處理等之效果。又,若過多,則成為不透明層,對發光輸出造成不良影響,或自目標陶瓷組成脫離。
晶片之表面形狀為平滑、粗面均可,較佳為不會產生不必要之漫反射且不會對光取出效率造成不良影響者。於平滑之情況,較佳為對晶片整體之形狀進行加工者,以防止自發光面放射之光向晶片內全反射。於粗面之情況,形成有適合以較佳為發光波長以下、更佳為發光波長之1/4以下之週期進行光取出之微細構造者可獲得高光取出效率,故較佳。於粗面之情況,於工業上難以大面積設置(殘留)包含Si
之保護層,然當予以設置時,具有由於接觸面積增大而使得黏著力提升之優點。又,具有SiC基板或藍寶石基板之半導體元件中,於在基板上設置粗面,進行覆晶封裝之情況,包含Si、Al之表面越是與下述密封材相接觸,密接性越高,故較佳。又,於上述平滑、粗面之任一情況,本發明之半導體發光組件中存在包含Si之表面層,係為提升與本發明之密封材之黏著性所必須之事項,包含Si之層之表面積相對於晶片之總表面積(除去焊料或銀漿之黏著面)的比例較佳為5%以上,90%以下。就晶片本身之形狀而言,為減少晶圓切割時之損耗,通常為長方形或正方形。
基板可視目的而自SiC、SiO2
、藍寶石、GaN、AlN等中適當選擇。其中,含有Si之SiC、SiO2
以及含有Al之藍寶石與本發明之半導體發光組件中所使用之密封材間具有高密接性,故較佳。於使用不含Si、Al之基板之情況,較佳為晶片發光面側具有包含Si之被覆層(SiNx、SiO2
)。
本發明之半導體發光組件中所使用之(C)密封材(以下,有時隨意地稱為「本發明之密封材」)之特徵在於滿足下述條件(a)~(c)之全部。又,視需要,亦可滿足下述其他必要條件。
(a)具有可與存在於陶瓷或金屬表面之羥基或者金屬烷鍵中之氧進行氫結合之官能基。
(b)於200℃放置500小時前後,波長為400nm之光之穿透率的維
持率為80%以上、110%以下。
(c)於將中心波長為380nm,且波長為370nm以上、放射強度為0.6kW/m2
之光照射72小時前後,波長為400nm之光的穿透率之維持率為80%以上、110%以下。
以下,詳細說明(a)~(c)必要條件以及其他必要條件。
本發明之密封材具有可與存在於陶瓷或金屬表面之特定官能基(例如,羥基、金屬烷鍵中之氧等)進行氫結合的官能基。如上所述,(A)封裝或(B)半導體元件之表面通常由陶瓷或金屬所形成或裝飾。又,於陶瓷或金屬之表面通常存在羥基。另一方面,本發明之密封材通常具有可與該羥基進行氫結合之官能基。因此,藉由上述氫結合,本發明之密封材對(A)封裝或(B)半導體元件之密接性優異。
作為本發明之密封材所具有的可與上述羥基進行氫結合之官能基,例如,可列舉矽烷醇或烷氧基等。再者,上述官能基可為1種,亦可為2種以上。
再者,本發明之密封材是否如上所述般具有可與羥基進行氫結合之官能基,可藉由固體Si-NMR、固體1
H-NMR、紅外線吸收光譜(IR)、拉曼光譜等光譜學方法進行確認。
本發明之密封材之耐熱性優異。即,具備即便於高溫條件下放置,具有特定波長之光之穿透率亦難以產生變動的性質。具體而言,本發明之密封材於在200℃放置500小時之前後,對波長400nm之光之穿
透率的維持率通常為80%以上,較佳為90%以上,更佳為95%以上,又,通常為110%以下,較佳為105%以下,更佳為100%以下。
再者,上述變動比可藉由紫外/可見分光光度計之穿透率測定,以與[1-4-3]中所說明的穿透度之測定方法相同之方式進行測定。
本發明之密封材之耐光性優異。即,具備即便當照射UV(紫外光)時,具有特定波長之光之穿透率亦難以產生變動的性質。具體而言,本發明之密封材於將中心波長為380nm,且波長為370nm以上、放射強度為0.6kW/m2
之光照射72小時前後,對波長400nm之光之穿透率的維持率通常為80%以上,較佳為90%以上,更佳為95%以上,又,通常為110%以下,較佳為105%以下,更佳為100%以下。
再者,上述變動比可藉由紫外/可見分光光度計之穿透率測定,以與[1-4-3]中所說明的穿透率之測定方法相同之方式進行測定。
本發明之密封材以上述特性作為主要特徵。作為上述密封材,可使用無機系材料及/或有機系材料。
作為無機系材料,例如可列舉:金屬烷氧化物,藉由溶膠-凝膠法將含有陶瓷前驅物聚合體或金屬烷氧化物之溶液進行水解聚合而形成之溶液,或將該等組合進行固化而得之無機系材料(例如具有矽氧烷鍵之無機系材料)等。
作為有機系材料,可列舉熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等。具體而言,例如可列舉:聚甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸
系樹脂;聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物等苯乙烯樹脂;聚碳酸酯樹脂;聚酯樹脂;苯氧基樹脂;丁醛樹脂;聚乙二醇;乙基纖維素、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素等纖維素系樹脂;環氧樹脂;酚樹脂;聚矽氧樹脂等。先前,作為半導體發光組件用之螢光體分散材料,通常使用環氧樹脂,但於照明等尤其必需大功率之發光裝置之情況,以耐熱性或耐光性等為目的,較佳為使用含矽化合物。
所謂含矽化合物,係指分子中具有矽原子之化合物,可列舉:聚有機矽氧烷等有機材料(聚矽氧系材料),氧化矽、氮化矽、氮氧化矽等無機材料,及硼矽酸鹽、磷矽酸鹽、鹼式矽酸鹽等玻璃材料。其中,就操作之簡便性或硬化物具有應力緩和力之方面而言,較佳為聚矽氧系材料。關於半導體發光組件用聚矽氧樹脂,例如於日本專利特開平10-228249號公報或日本專利2927279號公報、日本專利特開2001-36147號公報等中嘗試用於密封材,於日本專利特開2000-123981號公報中嘗試用於波長調整塗佈。
所謂聚矽氧系材料,通常係指以矽氧烷鍵為主鏈之有機聚合體,例如,可列舉由組成通式所表示之化合物及/或其等之混合物。
(R1
R2
R3
SiO1/2
)M
(R4
R5
SiO2/2
)D
(R6
SiO3/2
)T
(SiO4/2
)Q
此處,R1
至R6
可相同亦可不同,且可自以有機官能基、羥基、氫原子所組成之群組中選擇。又,M、D、T及Q為0至未達1且滿足M+D+T+Q=1之數。
於將聚矽氧系材料用於半導體元件之密封之情況,使用液狀聚矽
氧系材料進行密封後,可藉由熱或光使之硬化而使用。
若根據硬化之機制對聚矽氧系材料進行分類,則通常可列舉:加成聚合硬化型、縮聚合硬化型、紫外線硬化型、過氧化物硫化型等之聚矽氧系材料。該等中,較適合為加成聚合硬化型(加成型聚矽氧樹脂)、縮合硬化型(縮合型聚矽氧樹脂)、紫外線硬化型。以下,對加成型聚矽氧系材料及縮合型聚矽氧系材料加以說明。
所謂加成型聚矽氧系材料,係指聚有機矽氧烷鏈係由有機加成鍵進行交聯而成者。作為代表性者,例如可列舉:使乙烯基矽烷與氫化矽烷於Pt觸媒等加成型觸媒之存在下進行反應而獲得之在交聯點具有Si-C-C-Si鍵之化合物等。該等可使用市售者,例如,作為加成聚合硬化型之具體商品名,可列舉信越化學工業公司製造之「LPS-1400」「LPS-2410」「LPS-3400」等。
具體而言,上述加成型聚矽氧系材料例如可藉由下述方式獲得:使下述平均組成式(1a)所表示之(A)含有烯基之有機聚矽氧烷,與下述平均組成式(2a)所表示之(B)含有氫矽烷基之有機聚矽氧烷,以相對於(A)之總烯基量,(B)之總氫矽烷基量達到0.5~2.0倍之量比進行混合,並於觸媒量之(C)加成反應觸媒之存在下反應。
(A)含有烯基之有機聚矽氧烷係下述組成式(1a)所示之1分子中具有至少2個與矽原子鍵結之烯基的有機聚矽氧烷。
Rn
SiO[(4-n)/2]
(1a)
(其中,式(1a)中,R為相同或不同之經取代或未經取代之1價烴
基、烷氧基或羥基,n為滿足1≦n<2之正數。其中,R中之至少1個為烯基。)
(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷係下述組成式(2a)所示之1分子中具有至少2個與矽原子鍵結之氫原子的有機氫化聚矽氧烷。
R'a
Hb
SiO[(4-a-b)/2]
(2a)
(其中,式(2a)中,R'為除烯基以外之相同或不同之經取代或未經取代的1價烴基,a及b為滿足0.7≦a≦2.1、0.001≦b≦1.0且0.8≦a+b≦2.6的正數。)
以下,進一步詳細說明加成型聚矽氧樹脂。
上述式(1a)之R中,所謂烯基,較佳為乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基等碳數2~8之烯基。又,於R為烴基之情況,較佳為自甲基、乙基等烷基,乙烯基、苯基等碳數1~20之1價烴基中選擇者,更佳為甲基、乙基、苯基。R可互不相同,於要求耐UV性之情況,較佳為R之80%以上為甲基。R亦可為碳數1~8之烷氧基或羥基,烷氧基或羥基之含有率較佳為(A)含有烯基之有機聚矽氧烷之重量的3%以下。
上述組成式(1a)中,n為滿足1≦n<2之正數,若該值為2以上,則無法獲得作為密封材之充分強度,若未達1,則於合成方面難以合成該有機聚矽氧烷。
再者,(A)含有烯基之有機聚矽氧烷可僅使用1種,亦可以任意之組合及比率並用2種以上。
其次,(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷,係可藉由與(A)含有烯基
之有機聚矽氧烷進行矽氫化反應,而發揮使組成物硬化之交聯劑之作用者。
組成式(2a)中,R'表示除烯基以外之一價烴基。此處,作為R',可列舉與組成式(1a)中之R相同之基(其中除去烯基)。又,於用於要求耐UV性之用途中之情況,較佳為至少80%以上為甲基。
組成式(2a)中,a係通常為0.7以上、較佳為0.8以上且通常為2.1以下、較佳為2以下之正數。又,b係通常為0.001以上、較佳為0.01以上且通常為1.0以下之正數。其中,a+b為0.8以上,較佳為1以上,且為2.6以下,較佳為2.4以下。
進一步,(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷於1分子中,具有至少2個、較佳為3個以上之SiH鍵。
該(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷之分子結構可為直鏈狀、環狀、分支狀、三維網狀結構中之任一種,可使用1分子中之矽原子數量(或聚合度)為3~1000,尤其是為3~300左右者。
再者,(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷可僅使用1種,亦可以任意之組合及比率並用2種以上。
上述(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷的調配量依存於(A)含有烯基之有機聚矽氧烷之總烯基量。具體而言,若相對於(A)含有烯基之有機聚矽氧烷之總烯基量,使(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷之總SiH量達到通常為0.5莫耳倍以上,較佳為0.8莫耳倍以上,又,通常為2.0莫耳倍以下,較佳為1.5莫耳倍以下的量即可。
(C)加成反應觸媒係用以促進(A)含有烯基之有機聚矽氧烷中之烯
基與(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷中之SiH基的矽氫化加成反應的觸媒。作為該(C)加成反應觸媒,例如,可列舉:鉑黑、氯化鉑、氯鉑酸、氯鉑酸與一元醇之反應物、氯鉑酸與烯烴類之錯合物、雙乙醯乙酸鉑等鉑系觸媒,鈀系觸媒,銠系觸媒等鉑族金屬觸媒。
再者,(C)加成反應觸媒可僅使用1種,亦可以任意之組合及比率並用2種以上。
該加成反應觸媒之調配量可作為觸媒量,通常,相對於(A)含有烯基之有機聚矽氧烷與(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷的總重量,鉑族金屬較佳為調配1ppm以上,特佳為2ppm以上,又,調配500ppm以下,特佳為100ppm以下。
用以獲得加成型聚矽氧系材料之組成物中,除上述(A)含有烯基之有機聚矽氧烷、(B)含有氫矽烷基之聚有機矽氧烷以及(C)加成反應觸媒以外,亦可於不損及本發明效果之範圍內含有下述成分作為任意成分,即,用以賦予硬化性、適用期之加成反應控制劑,用以調節硬度.黏度之例如具有烯基之直鏈狀二有機聚矽氧烷、以及直鏈狀非反應性有機聚矽氧烷、矽原子數為2~10個左右之直鏈狀或環狀低分子有機聚矽氧烷等。
對上述組成物之硬化條件並無特別限制,較佳為120~180℃、30~180分鐘之條件。於所獲得之硬化物於硬化後仍為柔軟之凝膠狀之情況,由於其線膨張係數大於橡膠狀或硬質塑膠狀之聚矽氧樹脂,故可藉由在室溫附近之低溫下硬化10~30小時而抑制內部應力之產生。
加成型聚矽氧系材料可使用公知者,進一步亦可導入使對金屬或
陶瓷之密接性提升之添加劑或有機基。例如,日本專利3909826號公報、日本專利3910080號公報、日本專利特開2003-128922號公報、日本專利特開2004-221308號公報、日本專利特開2004-186168號公報中所記載之矽材料較適合。
所謂縮合型聚矽氧系材料,例如,可列舉藉由烷基烷氧基矽烷之水解‧聚縮合而獲得之在交聯點具有Si-O-Si鍵之化合物。
具體而言,可列舉將下述通式(1b)及/或(2b)所表示之化合物及/或其寡聚物進行水解‧聚縮合而獲得的聚縮合物。
Mm+
Xn
Y1 m-1
(1b)
(式(1b)中,M表示自矽、鋁、鋯及鈦中選擇之至少1種元素,X表示水解性基,Y1
表示1價有機基,m係表示M之價數的1以上之整數,n係表示X基之數量的1以上之整數。其中,m≧n。)
(Ms+
Xt
Y1 s-t-1
)u
Y2
(2b)
(式(2b)中,M表示自矽、鋁、鋯及鈦中選擇之至少1種元素,X表示水解性基,Y1
表示1價有機基,Y2
表示u價有機基,s係表示M之價數的1以上之整數,t表示1以上、s-1以下之整數,u表示2以上之整數。)
又,作為硬化觸媒,例如可使用金屬螯合化合物等作為較適合者。金屬螯合化合物較佳為包含Ti、Ta、Zr、Hf、Zn、Sn中之任一者以上,更佳為包含Zr。
縮合型聚矽氧系材料可使用公知者,例如,日本專利特開2006-77234號公報、日本專利特開2006-291018號公報、日本專利特
開2006-316264號公報、日本專利特開2006-336010號公報、日本專利特開2006-348284號公報以及國際公開2006/090804號小冊子中所記載之半導體發光組件用構件較適合。
其中,作為本發明之半導體發光組件中所使用之密封材,較佳為使用本發明之半導體組件用構件。其原因在於,上述本發明之半導體組件用構件具有(C)密封材通常應當具備之特性,並且具有如上所說明之優異特性。
以下,利用半導體發光組件之實施形態進行說明。再者,下述各實施形態中,將半導體發光組件適宜簡稱為「發光裝置」。進一步,將半導體發光組件中所使用之密封材稱為半導體發光組件用構件,使用本發明之半導體組件用構件作為該密封材。又,關於在何部位使用本發明之半導體發光組件用構件,將於所有實施形態之說明後歸納說明。其中,該等實施形態僅係為便於說明而使用者,本發明之發光裝置(半導體發光組件)之例並非限定於該等實施形態。
使用本發明之半導體發光組件用構件的半導體發光組件,例如有下述A)、B)應用例。於任一應用例中,本發明之半導體發光組件用構件與習知之半導體發光組件用構件相比,均顯示出優異之光耐久性及熱耐久性,難以產生龜裂或剝離,且亮度降低小。因此,利用本發明之半導體發光組件用構件,可提供長期具有高可靠性之構件。
A)直接利用發光元件之發光色的半導體發光組件。
B)於發光元件附近配設螢光體部,藉由來自於發光元件之光而激
發螢光體部中之螢光體或螢光體成分,且利用螢光發出所需波長之光的半導體發光組件。
A)應用例中,本發明之半導體發光組件用構件可發揮高耐久性、透明性以及密封材性能,可單獨用作高耐久密封材、光取出膜、各種功能性成分保持劑。尤其是於將本發明之半導體發光組件用構件用作保持上述無機粒子等之功能性成分保持劑,使本發明之半導體發光組件用構件保持透明高折射成分之情況,藉由使本發明之半導體發光組件用構件與發光元件之出光面相密接而使用,且使其折射率接近於發光元件,可減少發光元件之出光面之反射,獲得更高之光取出效率。
又,B)應用例中,本發明之半導體發光組件用構件亦可發揮出與上述A)應用例相同之優異性能,並且可藉由保持螢光體或螢光體成分而形成高耐久性且高光取出效率之螢光體部。進一步,於使本發明之半導體發光組件用構件中,除保持螢光體或螢光體成分以外,並且保持透明高折射成分之情況,藉由使本發明之半導體發光組件用構件之折射率接近於發光元件或螢光體之折射率,可減少界面反射,獲得更高之光取出效率。
以下,參照圖50(a)、圖50(b),就應用本發明之半導體發光組件用構件之各實施形態的基本概念進行說明。再者,圖50係各實施形態之基本概念之說明圖,圖50(a)與上述A)應用例相對應,圖50(b)與上述B)應用例相對應。
如圖50(a)、圖50(b)所示,各實施形態之發光裝置(半導體發光組件)1A、1B包括:由LED晶片所構成之發光元件2;配設於發光元件
2附近之本發明之半導體發光組件用構件3A、3B。
其中,如圖50(a)所示之與上述A)應用例相對應之實施形態(實施形態A-1、A-2)中,發光裝置1A之半導體發光組件用構件3A中並不含有螢光體或螢光體成分。於此情況,半導體發光組件用構件3A發揮發光元件2之密封、光取出功能、功能性成分保持等各功能。再者,下述說明中,將不含有螢光體或螢光體成分之半導體發光組件用構件3A適宜稱為「透明構件」。
另一方面,如圖50(b)所示之與上述B)應用例相對應的實施形態(實施形態B-1~B-41)中,發光裝置1B之半導體發光組件用構件3B中包含螢光體或螢光體成分。於此情況,半導體發光組件用構件3B除發揮圖50(a)之半導體發光組件用構件3A可發揮之各功能以外,亦可發揮波長變換功能。再者,下述說明中,將含有螢光體或螢光體成分之半導體發光組件用構件3B適宜稱為「螢光體部」。又,對於螢光體部,有時亦會視其形狀或功能等而適當地以符號33、34等表示。
發光元件2例如由放射出藍色光至紫外光之LED晶片所構成,但亦可為該等以外之發光色的LED晶片。
又,透明構件3A可發揮發光元件2之高耐久性密封材、光取出膜、各功能附加膜等之功能。透明構件3A可單獨使用,除螢光體或螢光體成分以外,只要不明顯損害本發明之效果,可含有任意之添加劑。
另一方面,螢光體部3B可發揮發光元件2之高耐久性密封材、光取出膜、各功能附加膜等之功能,並且可發揮由來自於發光元件2之光加以激發而發出所需波長之光的波長變換功能。螢光體部3B若至少
含有可由來自於發光元件2之光加以激發而發出所需波長之光的螢光物質即可。作為上述螢光物質之例,可列舉前文所例示之各種螢光體。作為螢光體部3B之發光色,紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)之3原色自不待言,亦可發出如螢光燈之白色或如燈泡之黃色。簡言之,螢光體部3B具有放射出與激發光不同的所需波長之光的波長變換功能。
如圖50(a)所示之上述發光裝置1A中,自發光元件2放射之光4穿透透明構件3A,向發光裝置1A之外部放射。因此,發光裝置1A中,自發光元件2放射之光4係直接以自發光元件2放射出時之發光色狀態而利用。
另一方面,圖50(b)所示之發光裝置1B中,自發光元件2放射之光之一部分4a直接穿透螢光體部3B,向發光裝置1B之外部放射。又,發光裝置1B中,自發光元件2放射之光之另一部分4b由螢光體部3B吸收,螢光體部3B受到激發,螢光體部3B中所含有之螢光體粒子、螢光離子、螢光染料等螢光成分所特有之波長之光5向發光裝置1B之外部放射。
因此,由發光元件2發出且穿透螢光體部3B之光4a與由螢光體部3B發出之光5的合成光6,作為經波長變換之光自發光裝置1B放射出,從而由發光元件2之發光色與螢光體部3B之發光色確定發光裝置1B整體之發光色。再者,由發光元件2發出且穿透螢光體部3B之光4a並非必需者。
如圖1所示,本實施形態之發光裝置1A中,於施加有印刷佈線17之絕緣基板16上,表面封裝有發光元件2。該發光元件2中,發光層部21之p型半導體層(未圖示)以及n型半導體層(未圖示)分別經由導電線15、15而與印刷佈線17、17電性連接。再者,導電線15、15係使用剖面積小者,以不妨礙自發光元件2放射之光。
此處,作為發光元件2,可使用發出自紫外至紅外區域為止之任意波長之光者,此處係使用氮化鎵系LED晶片者。又,該發光元件2於圖1之下表面側形成有n型半導體層(未圖示),於上表面側形成有p型半導體層(未圖示),由於係自p型半導體層側進行光輸出,故將圖1之上方作為前方進行說明。
又,於絕緣基板16上,固定有包圍發光元件2之框狀框材18,於框材18之內側,設置有密封.保護發光元件2之密封部19。該密封部19係利用本發明之半導體發光組件用構件即透明構件3A而形成者,可藉由灌注上述半導體發光組件用構件形成液而形成。
繼而,本實施形態之發光裝置1A由於具備發光元件2、透明構件3A,故可提升發光裝置1A之光耐久性、熱耐久性。又,由於密封部3A中難以產生龜裂或剝離,故可提高密封部3A之透明性。
進一步,與先前相比,本實施形態之發光裝置可減少光色斑或光色不均,並且可提高光朝向外部之取出效率。即,由於可使密封部3A成為無污點或混濁之高透明性者,故光色均勻性優異,發光裝置1A間亦幾乎無光色不均,與先前相比,可提高發光元件2之光向外部之取
出效率。又,可提高發光物質之耐候性,與先前相比,可延長發光裝置1A之壽命。
如圖2所示,本實施形態之發光裝置1A係除透明構件3A覆蓋發光元件2之前表面,又,於該透明構件上,以與透明構件3A不同之材料形成有密封部19以外,以與上述實施形態A-1相同之方式而構成。又,發光元件2表面之透明構件3A係發揮光取出膜、密封膜之功能的透明薄膜,例如,可藉由在形成發光元件2之晶片時,利用旋塗等方式塗佈上述半導體發光組件用構件形成液而形成。再者,對與實施形態A-1相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,由於本實施形態之發光裝置1A亦與實施形態A-1同樣地具備發光元件2以及透明構件3A,故可提升發光裝置1A之光耐久性、熱耐久性,由於密封部3A中難以產生龜裂或剝離,故可提高密封部3A之透明性。
進一步,亦可獲得與實施形態A-1相同之優點。
如圖3(a)所示,本實施形態之發光裝置1B包括:由LED晶片所構成之發光元件2以及將透光性之透明材料成形為炮彈形之成形部11。成形部11覆蓋發光元件2,發光元件2與藉由導電性材料而形成之引線端子12、13電性連接。引線端子12、13由引線框架所形成。
發光元件2係氮化鎵系LED晶片,於圖3(a)之下表面側形成有n
型半導體層(未圖示),於其上表面側形成有p型半導體層(未圖示),由於係自p型半導體層側進行光取出,故將圖3(a)以及圖3(b)之上方作為前方而加以說明。發光元件2之後表面與安裝於引線端子13前端部之鏡面(杯部)14藉由晶片接合而相互接合。又,發光元件2係於上述p型半導體層以及n型半導體層上,分別藉由接合而連接有導電線(例如,金線)15、15,且發光元件2與引線端子12、13經由該導電線15、15而電性連接。再者,導電線15、15係使用剖面積小者,以不會妨礙自發光元件2放射之光。
鏡面14具有將自發光元件2之側表面及後表面放射之光反射至前方的功能,自LED晶片放射之光以及由鏡面14反射至前方之光,通過發揮透鏡之功能的成形部11之前端部,自成形部11向前方放射。成形部11覆蓋鏡面14,導電線15、15以及引線端子12、13之一部分,並且覆蓋發光元件2,防止由於發光元件2與空氣中之水分等反應而導致特性劣化。各引線端子12、13之後端部分別自成形部11之後表面向外部突出。
繼而,如圖3(b)所示,發光元件2中,由氮化鎵系半導體所構成之發光層部21係利用半導體製程而形成於螢光體部3B上,於螢光體部3B之後表面形成有反射層23。自發光層部21發出之光向所有方向放射,由螢光體部3B吸收之一部分光激發螢光體部3B,放射出上述螢光成分所特有之波長之光。該螢光體部3B所發出之光由反射層23反射,向前方放射出。因此,發光裝置1B獲得自發光層部21放射之光與自螢光體部3B放射之光的合成光。
繼而,本實施形態之發光裝置1B包括:發光元件2、由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光的螢光體部3B。此處,若使用透光性優異者作為螢光體部3B,則與自發光元件2放射之光之一部分直接放射至外部之同時,成為發光中心之螢光成分受到自發光元件2放射的光之另一部分之激發,由該螢光成分特有之發光所發出之光放射至外部,故可獲得自發光元件2放射之光與自螢光體部3B之螢光成分放射之光的合成光,又,與先前相比,可減少光色斑或光色不均,並且可提高光向外部之取出效率。即,若使用無污點或混濁之高透明性者作為螢光體部3B,則光色之均勻性優異,發光裝置1B間亦幾乎不存在光色不均,並且與先前相比,可提高發光元件2之光向外部之取出效率。又,可提高發光物質之耐候性,且與先前相比,可延長發光裝置1B之壽命。
又,本實施形態之發光裝置1B中,由於將螢光體部3B兼用作形成發光元件2之基板,故可利用來自發光元件2之光之一部分高效率地激發成為螢光體部中之發光中心之螢光體,可提高由該螢光成分特有之發光所發出之光的亮度。
如圖4所示,本實施形態之發光裝置1B中,於施加有印刷佈線17之絕緣基板16上,表面封裝有發光元件2。此處,發光元件2係與實施形態B-1相同之構成,由氮化鎵系半導體所構成之發光層部21形成於螢光體部3B上,於螢光體部3B之後表面形成有反射層23。又,發光元件2中發光層部21之p型半導體層(未圖示)及n型半導體層(未
圖示)分別經由導電線15、15而與印刷佈線17、17電性連接。
又,於絕緣基板16上固定有包圍發光元件2之框狀框材18,於框材18之內側設置有密封‧保護發光元件2之密封部19。
繼而,與實施形態B-1同樣地,本實施形態之發光裝置1B亦包括發光元件2、由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光的螢光體部3B,故可獲得來自於發光元件2之光與來自於螢光體之光的合成光。又,與實施形態B-1同樣地,與先前相比,可減少光色斑或光色不均,可提高光向外部之取出效率,並且亦可延長壽命。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,未使用實施形態B-2中所說明之框材18(參照圖4),且如圖5所示,密封部19之形狀不同。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
本實施形態之密封部19係由密封發光元件2之圓錐台狀密封功能部19a、於密封部19之前端部發揮透鏡之功能的透鏡狀透鏡功能部19b所構成。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-2相比,可減少零件個數,實現小型化及輕量化。並且,藉由密封部19之一部分設置為發揮透鏡之功能的透鏡功能部19b,可獲得指向性優異之配光。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖6所示,於絕緣基板16之一表面(圖6中之上表面)
設置有收納發光元件2之凹處16a,於凹處16a之底部封裝有發光元件2,且於凹處16a內設置有密封部19。此處,形成於絕緣基板16上之印刷佈線17、17延長至凹處16a之底部為止,並經由導電線15、15而與發光元件2的由氮化鎵系半導體所構成之發光層部21電性連接。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,密封部19係以填充形成於絕緣基板16之上表面之凹處16a的方式而形成,故不使用實施形態B-2中所說明之框材18(參照圖5)或實施形態B-3中所說明之成形用模具即可形成密封部19,與實施形態B-2、B-3相比,具有可簡便進行發光元件2之密封步驟的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-4大致相同,其特徵在於:如圖7所示,發光元件2係以所謂覆晶封裝之方式而封裝於絕緣基板16上。即,發光元件2中,於發光層部21之p型半導體層(未圖示)以及n型半導體層(未圖示)各自的表面側設置有由導電性材料所構成之凸塊24、24,發光層部21面朝下,經由凸塊24、24而與絕緣基板16之印刷佈線17、17電性連接。因此,本實施形態之發光元件2中,將發光層部21配設於距離絕緣基板16最近之側,將反射片23配設於距離絕緣基板16最遠之側,於發光層部21與反射層23之間,***有螢光體部3B。再者,對與實施形態B-4相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
本實施形態之發光裝置1B中,由反射層23反射至圖7中之下方(後方)之光,由凹處16a之內周面反射而向圖7中之上方(前方)放射。此處,較理想為,於凹處16a之內周面除印刷佈線17、17以外之部位,另行設置由反射率高之材料所構成之反射層。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,為將設置於絕緣基板16上之印刷佈線17、17與發光元件2連接,並非必需如實施形態B-4之導電線15、15,故與實施形態B-4相比,可提升機械強度及可靠性。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-5大致相同,不同之處在於:如圖8所示,未設置有實施形態B-5中所說明之反射層23。簡言之,本實施形態之發光裝置1B中,發光層部21所發出之光以及螢光體部3B所發出之光穿透密封部19而直接向前方放射。再者,對與實施形態B-5相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-5相比,可削減零件個數從而變得容易製造。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-1大致相同,其特徵在於:如圖9所示,其具備覆蓋發光元件2之成形部11,且將成形部11與螢光體部形成一體。再者,對與實施形B-1相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
當製造本實施形態之發光裝置1B時,係將未設有成形部11之半成品浸漬於蓄積有螢光體部形成液之成形模具中,並利用使螢光體部
形成液(聚縮合體)硬化之方法等形成成形部11。
繼而,本實施形態中,成形部11係與螢光體部形成為一體,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可提高成形部11之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-1大致相同,其特徵在於:如圖10所示,於成形部11之外表面安裝有後表面開口之杯狀螢光體部3B。即,本實施形態中,設置有沿成形部11之外周之形狀的螢光體部3B,而並非如實施形態B-1般將螢光體部3B設置於發光元件2中。再者,對與實施形態B-1相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
本實施形態之螢光體部3B可利用實施形態B-7中所說明之使螢光體部形成液(聚縮合體)硬化之方法而形成為薄膜,或亦可將預先將固體螢光體部成形加工成杯狀所得之構件安裝於成形部11上。
繼而,與如實施形態B-7之發光裝置1B般將成形部11整體與螢光體部形成一體之情況相比,本實施形態之發光裝置1B可削減螢光體部之材料使用量,實現低成本化。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖11所示,於絕緣基板16之一表面(圖11之上表面)側,具備以包圍發光元件2之方式而配設之框狀框材18,且框材18
內側之密封部19係藉由與實施形態B-2中所說明之螢光體部3B相同之螢光體部而形成。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態中,由於密封部19係由螢光體部形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖12所示,於絕緣基板16之一表面(圖12之上表面)側,具備以包圍發光元件2之方式而配設的框狀框材18,且框材18內側之密封部19係藉由與實施形態B-2中所說明之螢光體部3B相同之螢光體部而形成。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態中,由於密封部19係由螢光體部形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。
又,本實施形態中,由於在發光元件2之發光層部21之後表面形成有螢光體部3B,且覆蓋發光元件2之密封部19係由螢光體部形成,故於發光元件2之發光層部21的所有方向上均存在螢光體部,與實施形態B-9相比,具有可更有效地進行螢光體部之激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖13所示,於由透光性材料所構成之密封部19之上表面,配設有預先成形為透鏡狀之螢光體部33。此處,螢光體部33係由與實施形態B-2中所說明之螢光體部3B相同之材質而形成,並由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,螢光體部33不僅具有波長變換功能,且具有透鏡之功能,可利用透鏡效果控制發光之指向性。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖14所示,於由透光性材料所構成之密封部19之上表面,配設有預先成形為透鏡狀之螢光體部33。此處,螢光體部33係由與實施形態B-2中所說明之螢光體部3B相同之材質而形成,並由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,螢光體部33不僅具有波長變換功能,且具有透鏡之功能,可利用透鏡效果控制發光之指向性。又,本實施形態中,由於在發光元件2之發光層部21之後表面形成有螢光體部3B,故與實施形態B-11相比,具有可更有效地進行螢光體部之激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-3大致相同,其特徵在於:如圖15所示,於絕緣基板16之上表面側具備覆蓋發光元件2之密封部19,且密封部19係由螢光體部形成。此處,密封部19與實施形態B-3同樣地,由密封發光元件2之圓錐台狀密封功能部19a、於密封部19之前端部發揮透鏡之功能的透鏡狀透鏡功能部19b所構成。再者,對與實施形態B-3相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,密封部19不僅具有密封.保護發光元件2之功能,且具有對來自於發光元件2之光進行波長變換的波長變換功能、控制發光之指向性的透鏡功能。又,可提高密封部19之耐候性,且可延長其壽命。又,本實施形態中,由於在發光元件2之發光層部21之後表面形成有螢光體部3B,且覆蓋發光元件2之密封部19係由螢光體部形成,故於發光元件2之發光層部21的所有方向上均存在螢光體部,與實施形態B-12相比,具有可更有效地進行螢光體部之激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-3大致相同,其特徵在於:如圖16所示,於絕緣基板16之一表面(圖16之上表面)側,具有覆蓋發光元件2之密封部19,且密封部19係由螢光體部3B形成。此處,密封部19與實施形態B-3同樣地,由密封發光元件2之圓錐台狀密封功能部19a、於密封部19之前端部發揮透鏡之功能的透鏡狀透鏡功能部19b所構成。再者,對與實施形態B-3相同之構成要
素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,密封部19不僅具有密封.保護發光元件2之功能,且具有對來自於發光元件2之光進行波長變換的波長變換功能、控制發光之指向性的透鏡功能。又,可提高密封部19之耐候性,且可延長其壽命。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-3大致相同,其特徵在於:如圖17所示,於絕緣基板16之上表面側,配設有覆蓋發光元件2之圓頂狀螢光體部34,於螢光體部34之外表面側形成有由透光性樹脂所構成之密封部19。此處,密封部19與實施形態B-3同樣地,由密封發光元件2之密封功能部19a、於密封部19之前端部發揮透鏡之功能的透鏡狀透鏡功能部19b所構成。再者,對與實施形態B-3相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-13、B-14相比,可減少螢光體部34之材料使用量。又,本實施形態中,由於配設有覆蓋發光元件2之圓頂狀螢光體部34,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可更確實地防止由來自外部之水分等引起發光元件2劣化,可延長其壽命。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-3大致相同,其特徵在於:如圖18所示,於絕緣基板16之上表面側,配設有覆蓋發光元件2之圓頂狀螢光體部34,於螢光體部34之外表面側形成有密
封部19。此處,密封部19與實施形態B-3同樣地,由密封發光元件2之密封功能部19a、於密封部19之前端部發揮透鏡之功能的透鏡狀透鏡功能部19b所構成。再者,對與實施形態B-3相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-13、B-14相比,可減少螢光體部34之材料使用量。又,本實施形態中,由於配設有覆蓋發光元件2之圓頂狀螢光體部34,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可更確實地防止由來自外部之水分等引起發光元件2劣化,可延長其壽命。又,本實施形態中,由於在發光元件2之發光層部21之後表面形成有螢光體部3B,且覆蓋發光元件2之密封部19係由螢光體部形成,故於發光元件2之發光層部21的所有方向上均存在螢光體部,與實施形態B-15相比,具有可更有效地進行螢光體部之激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-4大致相同,其特徵在於:如圖19所示,具備將於設置在絕緣基板16之一表面(圖19中之上表面)上的凹處16a之底部所配設的發光元件2進行密封的密封部19,且密封部19係由螢光體部形成。此處,螢光體部與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-4相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,由於密封部19係由螢光體
部形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。又,本實施形態中,由於在發光元件2之發光層部21之後表面形成有螢光體部3B,且覆蓋發光元件2之密封部19係由螢光體部3B形成,故於發光元件2之發光層部21之所有方向上均存在螢光體部,與實施形態B-15相比,具有可更有效地進行螢光體部之激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-4大致相同,其特徵在於:如圖20所示,具備將於設置在絕緣基板16之一表面(圖20中之上表面)上的凹處16a之底部所配設的發光元件2進行密封的密封部19,且密封部19係由螢光體部3B形成。此處,螢光體部3B與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-4相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,由於密封部19係由螢光體部形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部3B,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-4大致相同,其特徵在於:如圖21所示,於密封部19之上表面(光取出面)配設有預
先成形為透鏡狀之螢光體部33。此處,螢光體部33與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-4相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,螢光體部33不僅具有波長變換功能,且具有透鏡之功能,可利用透鏡效果控制發光之指向性。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-4大致相同,其特徵在於:如圖22所示,於密封部19之上表面(光取出面)配設有預先成形為透鏡狀之螢光體部33。此處,螢光體部33與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-4相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,螢光體部33不僅具有波長變換功能,且具有透鏡之功能,可利用透鏡效果控制發光之指向性。又,本實施形態中,由於在發光元件2之發光層部21之後表面亦配設有螢光體部3B,故與實施形態B-19相比,具有可更有效地進行螢光體部之激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-5大致相同,其特徵在於:如圖23所示,具備將於設置在絕緣基板16之一表面(圖23中之上表面)的凹處16a之底部所配設的發光元件2進行之密封部
19,且密封部19係由螢光體部3B形成。此處,密封部19係將預先加工成如圖24所示般外周形狀為與凹處16a相對應之形狀,且在與發光元件2相對應之部位具有用以收納發光元件2之凹部19c的形狀者,安裝在封裝有發光元件2之絕緣基板16之凹處16a中,故可使密封步驟簡便化。又,形成密封部19之螢光體部3B與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-5相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,由於密封部19係由螢光體部形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部3B,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。又,本實施形態中,自發光元件2之發光層部21向前方放射的光由反射層23暫時向凹處16a之內底面側反射,故若在凹處16a之內底面以及內周面設置有反射層,則光將由凹處16a之內底面以及內周面進一步反射而向前方放射,從而獲得較長之光徑長度,具有可較螢光體部3B更有效地進行激發、發光的優點。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-5大致相同,其特徵在於:如圖25所示,具備將於設置在絕緣基板16之一表面(圖25中之上表面)上的凹處16a之底部所配設的發光元件2進行密封之密封部19,且密封部19係由螢光體部3B形成。此處,密封部19係將
預先加工成如圖26所示般外周形狀為與凹處16a相對應之形狀,且在與發光元件2相對應之部位具有用以收納發光元件2之凹部19c的形狀者,安裝在封裝有發光元件2之絕緣基板16之凹處16a中,故可使密封步驟簡便化。又,形成密封部19之螢光體部3B與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-5相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,密封部19係由螢光體部3B形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部3B,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性等,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-6大致相同,其特徵在於:如圖27所示,於發光元件2之上表面,配設有預先加工成柱狀之螢光體部3B。此處,於發光元件2及螢光體部3B之周圍形成有由透光性材料所形成之密封部19,螢光體部3B之一端面(圖27中之下端面)與發光元件2之發光層部21相密接,另一端面(圖27中之上端面)露出。再者,對與實施形態B-6相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,由於上述一端面與發光元件2之發光層部21相密接之螢光體部3B形成為柱狀,故可將發光層部21所發出之光通過螢光體部3B之上述一端面而高效率地輸入至螢光
體部3B中,並且可將由輸入之光所激發之螢光體部3B之發光通過螢光體部3B之上述另一端面而高效率地放射至外部。再者,本實施形態中,將螢光體部3B形成為直徑較大之柱狀且僅使用1個,然亦可如圖28所示,將螢光體部3B形成為直徑較小之纖維狀,並將數根螢光體部3B排列配設。又,當然,螢光體部3B之剖面形狀並不限定為圓形,例如可形成為四角形,亦可形成為其他形狀。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-23大致相同,其特徵在於:如圖29所示,具備設置於絕緣基板16之凹處16a內的密封部19,且密封部19係由螢光體部3B形成。此處,密封部19係將預先加工成如圖30所示般外周形狀為與凹處16a相對應之形狀,且在與發光元件2相對應之部位具有用以收納發光元件2的貫通孔19d之形狀者,安裝於封裝有發光元件2之絕緣基板16之凹處16a中,故可使密封步驟簡便化。又,形成密封部19之螢光體部3B與實施形態B-1中所說明之螢光體部3B同樣地,係由來自於發光元件2之光激發而發出所需波長之光。再者,對與實施形態B-23相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,密封部19亦由螢光體部3B形成,故可實現長壽命化以及發光之高效率化。再者,本實施形態中,將螢光體部3B形成為直徑較大之柱狀且僅使用1個,然亦可圖31所示,將螢光體部3B形成為直徑較小之纖維狀,並將數根螢光體部3B排列配設。又,當然,螢光體部3B之剖面形狀並不限定為圓形,例如
可形成為四角形,亦可形成為其他形狀。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖32所示,具備配設在絕緣基板16之一表面(圖32中之上表面)側的框材18,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作框材18內側之密封部19的透光性材料中,分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末)。又,本實施形態中,作為螢光體部3B,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。
因此,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。本實施形態中,自螢光體部3B放射出藍色光,並且自螢光體粉末放射出黃色光,且與任一發光色均可獲得不同之白色光。
再者,既存之螢光體粉末或螢光體部之螢光體粒子中分別限定有可發光之材料,若僅使用其中任一者,則有時亦會無法獲得所需之光
色,對於上述情況,本實施形態極為有效。即,於僅使用螢光體部3B無法獲得所需之光色特性之情況,可藉由並用具有螢光體部3B所欠缺之適當光色特性的螢光體粉末加以補充,而實現所需光色特性之發光裝置1B。又,本實施形態中,使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。此處,於使螢光體部3B與螢光體粉末之發光色大致成為同色之情況,例如,若使用發出紅色光之P2
O5
.SrF2
.BaF2
:Eu3+
作為螢光體部3B之螢光體粒子,並且使用發出紅色光之Y2
O2
S:Eu3+
作為螢光體粉末,則可實現紅色發光之高效率化。當然,該螢光體部3B與螢光體粉末之組合僅為一例,亦可採用其他組合。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-3大致相同,其特徵在於:如圖33所示,於絕緣基板16之一表面(圖33之上表面)側具備密封發光元件2之密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-3相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由
於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-4大致相同,其特徵在於:如圖34所示,具備填充於形成於絕緣基板16之上表面之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-4相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19
中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-5大致相同,其特徵在於:如圖35所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖35中之上表面)之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-5相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19
中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-6大致相同,其特徵在於:如圖36所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖36中之上表面)上之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-6相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19
中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-1大致相同,其特徵在於:如圖37(a)、圖37(b)所示,具備炮彈形之成形部11,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作成形部11之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),成形部11發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-1相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於成形部11中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自
螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及成形部11中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-8大致相同,其特徵在於:如圖38所示,具備炮彈形之成形部11,發光元件2之發光層部21(圖38中省略圖示)係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作成形部11之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),成形部11發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-8相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於成形部11中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25
同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及成形部11中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,但若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-11大致相同,其特徵在於:如圖39所示,於絕緣基板16之一表面(圖39之上表面)側具備密封發光元件2之密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部33之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-11相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部33放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的
材料,則螢光體部33及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部33之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部33之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部33之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-15大致相同,其特徵在於:如圖40所示,於絕緣基板16之一表面(圖40之上表面)側具備密封發光元件2之密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中,分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部34之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-15相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部34放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部34及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元
件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部34之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部34之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部34之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-19大致相同,其特徵在於:如圖41所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖41中之上表面)上之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部33之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-19相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部33放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部33及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元
件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部33之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部33之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部33之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-12、B-22大致相同,其特徵在於:如圖42所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖42中之上表面)上之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部33之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-12、B-22相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部33及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元
件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部33之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部33之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部33之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-12大致相同,其特徵在於:如圖43所示,於絕緣基板16之上表面側具備密封發光元件2之密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-12相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者將由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成
光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-16大致相同,其特徵在於:如圖44所示,於絕緣基板16之一表面(圖44之上表面)側具備密封發光元件2之密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部34之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-16相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部34放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部34及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部34之發光色
不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部34之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部34之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-20大致相同,其特徵在於:如圖45所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖45中之上表面)上之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系之發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-20相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色
不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-5、B-12大致相同,其特徵在於:如圖46所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖46中之上表面)上之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對實施形態B-5、B-12相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色
不同,若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-20、B-21大致相同,其特徵在於:如圖47所示,具備填充於形成於絕緣基板16之一表面(圖47中之上表面)上之凹處16a中且密封發光元件2的密封部19,發光元件2之發光層部21係AlGaN系且發出近紫外光者,於用作密封部19之透光性材料中分散有螢光體粉末(例如,由近紫外光激發而發出黃色光之YAG:Ce3+
螢光體粉末),密封部19發揮螢光體部之功能。又,本實施形態中,作為螢光體部3B之螢光體粒子,係使用氟磷酸鹽系玻璃(例如,由近紫外光激發而發出藍色光之P2
O5
.AlF3
.MgF.CaF2
.SrF2
.BaCl2
:Eu2+
)。再者,對與實施形態B-20、B-21相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。
繼而,本實施形態之發光裝置1B中,與實施形態B-25同樣,由於由來自於發光元件2之光激發而發光之螢光體粉末分散於密封部19中,故可獲得由自發光元件2放射之光、自螢光體部3B放射之光與自螢光體粉末放射之光的合成光所構成之光輸出。即,與實施形態B-25同樣地,若選擇發出近紫外光之材料作為發光元件2之發光層部21的材料,則螢光體部3B及密封部19中之螢光體粉末該兩者由自發光元件2放射之光激發,分別呈現出固有之發光,從而獲得其等之合成光。又,本實施形態中,亦使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色
不同,但若使螢光體粉末之發光色與螢光體部3B之發光色一致,則螢光體粉末之發光與螢光體部3B之發光重疊,可增加光輸出,提高發光效率。
本實施形態之發光裝置1B之基本構成與實施形態B-2大致相同,其特徵在於:如圖48所示,於絕緣基板16之一表面(圖48之上表面)側,具備以包圍發光元件2之方式而配設的框狀框材18,且框材18內側之密封部19係藉由與實施形態B-2中所說明之螢光體部3B相同之螢光體部而形成。此處,發光元件2及密封部19之上表面側,係藉由玻璃或含有高氣密樹脂之透明蓋體36而與外界之氧氣或水分相阻隔。再者,對與實施形態B-2相同之構成要素標註相同之符號,並省略說明。蓋體36與密封部19可直接接觸,亦可具有間隙,當不具有間隙時,可獲得光取出效率高且亮度高之半導體發光組件。當具有間隙時,較佳為真空密封或封入惰性氣體。
繼而,本實施形態中,由於密封部19係由螢光體部形成,故藉由如下所述般使用本發明之半導體發光組件用構件作為螢光體部,可提高密封部19之密封性、透明性、耐光性、耐熱性,且可抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離。
又,本實施形態中,可利用蓋體36抑制水分或氧氣等會促進螢光體.密封樹脂劣化的外界因素之侵入或由熱.光所引起的密封樹脂分解氣體之揮發,故具有可減少由於該等原因而引起之亮度降低或密封部收縮剝離的優點。
然而,上述各實施形態中,係將螢光體部3B加工成所需之形狀或利用溶膠-凝膠法而形成該螢光體部3B,但如圖49所示,若將螢光體部3B形成為直徑稍大於可見光波長之球狀,並將多個螢光體部3B分散於由透光性材料所形成之固體介質35中後加以使用,以代替上述各實施形態中之螢光體部,則不僅可維持螢光體部於可見光波長區域中之透明性,且可減少螢光體部之材料使用量,實現低成本化。
又,上述各實施形態之發光裝置1B僅具備1個發光元件2,然勿庸置疑,亦可使用數個發光元件2構成1單位之模組,並接近模組之至少一部分而配設作為發光物質之螢光體部。再者,例如於如實施形態B-1中所說明之具備炮彈形之成形部11的發光裝置之情況,可將數個發光裝置封裝於同一印刷基板上,以構成1單位之模組。又,例如於如實施形態B-2中所說明之表面封裝型發光裝置之情況,可將數個發光元件2配設在同一絕緣基板16上,以構成1單位之模組。
以上所說明之各實施形態A-1、A-2、B-1~B-41之發光裝置(半導體發光組件)1A、1B中,對本發明之半導體發光組件構件之應用部位並無特別限制。上述各實施形態中,例示有應用本發明之半導體發光組件構件作為形成透明構件3A或螢光體部3B、33、34等之構件的例子,除此以外,亦可適合用作例如形成上述成形部11、框材18、密封部19等之構件。藉由使用本發明之半導體發光組件構件作為該等構件,可獲得上述優異之密封性、透明性、耐光性、耐熱性、成膜性以及抑制伴隨長期使用之龜裂或剝離等各種效果。
又,當應用本發明之半導體發光組件構件時,較佳為視應用本發明之部位而加以適當變形。例如,當將本發明應用於螢光體部3B、33、34中時,可將上述螢光體粒子或者螢光體離子或螢光染料等螢光成分混合於本發明之半導體發光組件用構件中而使用。藉此,除以上所列舉之各種效果以外,亦可獲得提高螢光體之保持性之效果。
又,本發明之半導體發光組件用構件因耐久性優異,故即便不使其含有螢光體而單獨使用,亦可作為光耐久性(紫外線耐久性)或熱耐久性優異之密封材料(無機系黏著劑用途)而密封發光元件(LED晶片等)。
又,若將上述無機粒子混合於本發明之半導體發光組件用構件中使用,則除以上所列舉之各種效果以外,亦可獲得無機粒子之並用說明中所述之效果。尤其是,藉由並用無機粒子,折射率調整為接近發光元件之折射率者,可作為較佳之光取出膜而發揮作用。
半導體發光組件例如可使用於發光裝置中。當將半導體發光組件用於發光裝置中時,該發光裝置中,可將含有紅色螢光體、藍色螢光體以及綠色螢光體之混合物的螢光體含有層配置於光源上方。此時,紅色螢光體並非必須與藍色螢光體、綠色螢光體混合於同一層中,例如,可將含有紅色螢光體之層積層於含有藍色螢光體及綠色螢光體之層上。
發光裝置中,可將螢光體含有層設置於光源上部。可提供螢光體含有層作為光源與密封樹脂部之間的接觸層,或密封樹脂部外側之塗佈層,或外部蓋體內側之塗佈層。又,亦可採用使密封樹脂內含有螢
光體之形態。
作為所使用之密封樹脂,可使用本發明之半導體發光組件用構件。又,亦可使用其他樹脂。作為上述樹脂,通常,可列舉熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等。具體而言,例如,可列舉:聚甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸系樹脂;聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚合體等苯乙烯樹脂;聚碳酸酯樹脂;聚酯樹脂;苯氧基樹脂;丁醛樹脂;聚乙烯醇;乙基纖維素、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素等纖維素系樹脂;環氧樹脂;酚樹脂;聚矽氧樹脂等。又,作為無機系材料,例如,可使用藉由溶膠-凝膠法,將金屬烷氧化物、陶瓷前驅物聚合體或含有金屬烷氧化物之溶液進行水解聚合而形成的溶液或者將其等之組合固化而形成之無機系材料,例如具有矽氧烷鍵之無機系材料。再者,密封樹脂可使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
對螢光體相對於密封樹脂之使用量並無特別限定,通常係相對於100重量份之密封樹脂,螢光體之使用量為0.01重量份以上,較佳為0.1重量份以上,更佳為1重量份以上,又,通常為100重量份以下,較佳為80重量份以下,更佳為60重量份以下。
又,亦可使密封樹脂中含有除螢光體或無機粒子以外之成分。例如,可使其含有色調修正用色素、抗氧化劑、磷系加工穩定劑等加工.氧化以及熱穩定劑,紫外線吸收劑等耐光性穩定劑以及矽烷偶合劑。再者,該等成分可使用1種,亦可以任意之組合以及比率並用2種以上。
對光源並無限制,較佳為發出於350nm~500nm之範圍內具有峰
波長之光者,作為具體例,可列舉發光二極體(LED)或雷射二極體(LD)等。其中,較佳為使用有GaN系化合物半導體之GaN系LED或LD。其原因在於,與發出該區域之光之SiC系LED等相比,GaN系LED或LD之發光輸出及外部量子效率特別大,藉由與上述螢光體組合,可以非常低之電力獲得非常明亮之發光。例如,於20mA之電流負荷下,通常GaN系LED或LD具有SiC系之100倍以上的發光強度。GaN系LED或LD中,較佳為具有AlX
GaY
N發光層、GaN發光層或InX
GaY
N發光層者。GaN系LED中,具有上述層中之InX
GaY
N發光層者之發光強度非常強,故特佳,GaN系LD中,具有InX
Gay
N層與GaN層之多量子井結構者之發光強度非常強,故特佳。
再者,上述說明中,X+Y之值通常為0.8~1.2之範圍之值。GaN系LED中,於該等發光層中摻雜有Zn或Si者或無摻雜物者於調節發光特性方面較佳。
GaN系LED係以該等發光層、p層、n層、電極以及基板為基本構成要素者,具有將發光層以n型及p型之AlX
GaY
N層、GaN層或InX
GaY
N層等夾持而形成夾層之異質結構者的發光效率高,故較佳,進一步使異質結構成為量子井結構者之發光效率更高,故更佳。
發光裝置係發出白色光者,裝置之發光效率為20lm/W以上,較佳為22lm/W以上,更佳為25lm/W以上,特佳為28lm/W以上,平均演色評估指數Ra為80以上,較佳為85以上,更佳為88以上。
發光裝置可單獨或組合數個,而用作例如照明燈、液晶面板用等之背光源、超薄型照明等各種照明裝置以及影像顯示裝置。
進一步,本發明之半導體組件用構件可用於LED元件密封,尤其是藍色LED以及紫外LED之元件密封。又,可較好地用作以藍色發光元件或紫外發光元件為激發光源,且利用螢光體進行波長變換的白色LED以及燈泡色LED等高功率照明光源用螢光體保持材。除此以外,由於其優異之耐熱性、抗紫外線性、透明性等特性,其亦可用於下述顯示器材料等用途中。
作為顯示器材料,例如,可列舉:液晶顯示器之基板材料、導光板、稜鏡片、偏向板、相位差板、視角修正薄膜、黏著劑、偏光片保護薄膜等液晶顯示裝置周邊材料;下一代平板顯示器即彩色電漿顯示器(PDP,Plasma Display Panel)之密封材、抗反射薄膜、光學修正薄膜、外殼材‧前面玻璃之保護薄膜、前面玻璃代替材料、黏著材等;電漿定址液晶(PALC,Plasma Addressed Liquid Crystal)顯示器之基板材料、導光板、稜鏡片、偏向板、相位差板、視角修正薄膜、黏著劑、偏光片保護薄膜等;有機EL(electroluminescence,電激發光)顯示器之前面玻璃的保護薄膜、前面玻璃代替材料、黏著劑等;場發射顯示器(FED,field-emission display)之各種薄膜基板、前面玻璃之保護薄膜、前面玻璃代替材料、黏著劑等。
本發明之半導體組件用構件之密接性優異,且可藉由對公知之加成縮合型聚矽氧樹脂而言難以進行之重疊塗佈而形成積層。利用該特性,例如將以甲基為主體之本發明之半導體組件用構件製成低折射率層,並與導入有苯基等高折射有機基或氧化鋯奈米粒子等之高折射率層進行積層,藉此可形成具有折射率差之層構造,且容易形成耐久性
高且密接性及可撓性優異的導光層。
以下,列舉實施例對本發明進行更具體之說明,該等實施例之目的在於說明本發明,而並非欲將本發明限定於該等態樣者。
以下述順序,對下述各實施例以及各比較例之半導體組件用構件進行分析。
使用各實施例及各比較例的上述半導體組件用構件之碎片10mg,藉由熱重.熱示差(thermogravimetry-differential thermal analysis:以下適宜簡稱為「TG-DTA」)測定裝置(精工精密公司製造之TG/DTA6200),於200ml/min之空氣流通下,以10℃/min之升溫速度自35℃加熱至500℃為止,測定加熱重量減少量。再者,對難以精確秤量碎片者,考慮有效數字之範圍,將10±1mg之範圍的碎片作為10mg之碎片。
(1)將實施例以及比較例之半導體組件用構件的硬化前之水解‧聚縮合液(半導體組件用構件形成液)滴下至直徑為9mm、凹部之深度為1mm的表面鍍Ag之銅製杯中,於特定之硬化條件下使之硬化,製作出測定用樣品(半導體組件用構件)。
(2)於厚度1mm、縱長25mm、橫長70mm之鋁板上,將放熱用
聚矽氧潤滑脂塗佈成薄層,將所獲得之測定用樣品排列,於溫度85℃、濕度85%之環境(以下適宜稱為「吸濕環境」)下使之吸濕20小時。
(3)將吸濕後之測定用樣品自上述(2)之吸濕環境中取出,使其冷卻至室溫(20~25℃)為止。將吸濕且冷卻後之測定用樣品連同鋁板一起載置於設定為260℃的熱板上,保持1分鐘。於該條件下,測定用樣品之實際溫度以約50秒達到260℃,之後,於260℃保持10秒。
(4)將加熱後的樣品連同鋁板一起放置於不鏽鋼製之室溫冷卻板上,使其冷卻至室溫為止。藉由目視以及顯微鏡觀察,觀察測定用樣品是否自上述銅製杯之剝離。將觀察到剝離,即便為少許之情況記為「存在剝離」。
(5)對每10個測定用樣品分別實施上述(2)、(3)及(4)之操作,求出上述測定用樣品之剝離率。
對於實施例以及比較例之半導體組件用構件,使用古里精機製作所製造之A型(A型硬度計)橡膠硬度計,依據JIS K6253,測定硬度(蕭氏A)。
對於實施例以及比較例之半導體組件用構件,將使用鐵氟龍(註冊商標)培養皿而製作之直徑5cm、膜厚1mm之樣品,於溫度為200℃之通風乾燥機中保持500小時。比較試驗前後該樣品對波長400nm之光的穿透率變化。
將各實施例以及各比較例之半導體組件用構件之單獨硬化物粉碎至100μm左右,於鉑坩堝中且於空氣中,於450℃保持燒成1小時,其後於750℃保持燒成1小時,於950℃保持燒成1.5小時,除去碳成分後,於少量所獲得之殘渣中,加入10倍量以上之碳酸鈉,使用燃燒器加熱使之熔融,將其冷卻並加入脫鹽水,進一步一面使用鹽酸將pH調整為中性左右,一面將矽定容為數ppm左右,並使用精工電子公司製造之「SPS1700HVR」進行ICP分析。
使用實施例以及比較例中所獲得之密封材液製作出半導體發光組件,於該半導體發光組件中流通20mA之驅動電流,於溫度為85℃、相對濕度為85%之條件下連續點燈。測定經過500小時後之亮度,並與點燈試驗前之亮度相比較。
再者,以下述方式準備半導體發光組件。即,首先,如圖51所示,製作出由杯101及LED晶片102所構成之表面封裝型LED元件103,作為LED光源。杯101係由聚鄰苯二甲醯胺所形成者,於其底部設置有未圖示之電極。又,LED晶片102係使用具備發光峰波長為405nm之面朝上型GaN系半導體作為發光層者。進一步,使用環氧樹脂作為晶片接合劑,將LED晶片102於杯101內之電極表面,利用晶片接合機(West bond公司製造之「手動晶片接合器」)進行晶片接合。又,於LED晶片102之上部設置有電極(未圖示),使用日本Avionics公司製造之焊線機「MB-2200」,並使用金線將該電極與杯101之電極進行打線接合,取得電性導通。繼而,使用微量吸管,將實施例及比較例中
所準備之密封材液滴下至杯101內,達到與杯之上邊緣相同之高度。繼而,於特定溫度條件下使密封材液硬化,製作出具備透明密封層(半導體組件用構件)之半導體發光組件。
將實施例以及比較例之密封材液灌注於表面封裝用聚鄰苯二甲醯胺性杯(無晶片之空杯)中,於特定之硬化條件下使各密封材液硬化。將該空PKG塗佈品裝入Tabai Espec公司製造之小型環境試驗器SH-241中,不進行濕度調整,將「於-40℃靜置30分鐘,以1小時自-40℃升溫至100℃,於100℃靜置30分鐘,再以1小時自100℃降溫至-40℃的操作」作為1次循環(共計3小時),實施具有200次循環之溫度循環試驗。200次循環後取出樣品,使用立體顯微鏡觀察杯與密封材液之接觸部分是否存在剝離。
準備140g之GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造之兩末端矽烷醇二甲基矽油XC96-723、14g之苯基三甲氧基矽烷以及0.308g作為觸媒之四乙醯丙酮鋯粉末,將其等計量於安裝有攪拌翼及冷凝器之三口燒瓶中,於室溫下攪拌15分鐘,直至觸媒充分溶解為止。其後,將反應液升溫至120度為止,一面於120度、全回流下攪拌30分鐘,一面進行初期水解。
繼而,一面以SV20吹入氮氣,餾去所生成之甲醇及水分、副產物之低沸點矽成分,一面於120℃加以攪拌,進一步進行6小時之聚合反
應。再者,此處所謂「SV」,係「Space Velocity」之簡稱,係指每單位時間之吹入體積量。據此,所謂SV20,表示每1小時吹入體積為反應液之20倍的N2
。
停止吹入氮氣,將反應液暫時冷卻至室溫之後,轉移至茄型燒瓶中,使用旋轉蒸發器,於油浴上、120℃、1kPa之條件下,以20分鐘將微量殘留之甲醇及水分、低沸點矽成分餾去,獲得無溶劑之密封材液(半導體組件用構件形成液)。
將2g之上述密封材液裝入至直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下、110℃之條件下保持1小時,繼而,於150℃保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之圓形透明彈性體狀膜。將其用作樣品,實施[I-1-1]加熱重量減少量(TG-DTA)之測定、[I-1-3]硬度測定、[I-1-4]耐熱性試驗以及[I-1-5]矽含有率之測定。將結果示於表2中。再者,表2中,TG-DTA欄中之數值為負數,此表示重量減少。
又,使用該密封材液,進行[I-1-2]密接性評估方法、[I-1-6]連續點燈試驗以及[I-1-7]熱循環試驗。此時,作為上述特定硬化條件,係於90℃保持2小時,於110℃保持1小時,繼而於150℃保持3小時,藉此使密封材液硬化。將結果示於表2中。
準備100g之GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造之兩末端矽烷醇二甲基矽油XC96-723、10g之苯基三甲氧基矽烷以及22g作為觸媒之四正丙醇鋯溶液(將四正丙醇鋯之75重量%正丙醇溶液5重量份以95重
量份之甲苯稀釋而得者),將其等計量於安裝有攪拌翼及冷凝器之三口燒瓶中,於室溫、大氣壓下攪拌15分鐘,進行完初期水解之後,一面於約50度攪拌8小時,一面加熱。其後,將反應液冷卻至室溫為止,並轉移至茄型燒瓶中,使用旋轉蒸發器,於50℃、1kPa之條件下,以30分鐘將溶劑以及反應所生成之乙醇或水分、低沸點矽成分餾去,獲得無溶劑之密封材液。
與實施例I-1同樣地,將2g之上述密封材液裝入至直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下、110℃之條件下保持1小時,繼而於150℃保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之圓形透明彈性體狀膜。將其用作樣品,實施[I-1-1]加熱重量減少量(TG-DTA)之測定、[I-1-3]硬度測定、[I-1-4]耐熱性試驗以及[I-1-5]矽含有率之測定。將結果示於表2中。
又,使用該密封材液,進行[I-1-2]密接性評估方法、[I-1-6]連續點燈試驗以及[I-1-7]熱循環試驗。此時,作為上述特定硬化條件,係於與實施例I-1相同之硬化條件下使密封材液硬化。將結果示於表2中。
於安裝有攪拌翼及戴氏冷凝器之100cc燒瓶中,計量27g之信越化學製造之甲基氫化聚矽氧烷KF-99、32.41g之東京化成工業製造之乙烯基三甲氧基矽烷以及根據鉑元素換算之5ppm之加成縮合觸媒,進行攪拌使其等混合均勻。將該液於氮氣環境、100℃之條件下加熱20小時,獲得黏度為300mPa.s的含有甲氧基之聚二甲基矽氧烷。以1
H-NMR測定該液中之乙烯基殘留量,其結果為乙烯基完全消失。使
用100ml之茄型燒瓶,於1g之該液中混合10g之Momentive Performance Materials Japan LLC.製造的兩末端矽烷醇聚二甲基矽氧烷XC96-723以及0.011g作為縮合觸媒之四乙醯丙酮鋯粉末,於室溫下將該茄型燒瓶塞緊,以攪拌器攪拌,直至觸媒完全溶解為止。其後,安裝戴氏冷凝器,於氮氣環境下將反應液升溫至110℃,進行30分鐘之回流。將反應液暫時冷卻至室溫之後,將茄型燒瓶連接於旋轉蒸發器上,於油浴上、120℃、1kPa之條件下,以30分鐘將微量殘留之甲醇及水分、低沸點矽成分餾去,獲得無溶劑之密封材液(半導體組件用構件形成液)。
將2g之上述密封材液裝入直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下、110℃之條件下保持1小時,繼而,於150℃保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之圓形透明彈性體狀膜。將其用作樣品,實施[I-1-1]加熱重量減少量(TG-DTA)之測定、[I-1-3]硬度測定、[I-1-4]耐熱性試驗以及[I-1-5]矽含有率之測定。將結果示於表2中。
又,使用該密封材液,進行[I-1-2]密接性評估方法、[I-1-6]連續點燈試驗以及[I-1-7]熱循環試驗。此時,作為上述特定硬化條件,係於90℃保持2小時,於110℃保持1小時,繼而於150℃保持3小時,藉此使密封材液硬化。將結果示於表2中。
準備100g之GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造之兩末端矽烷醇二甲基矽油XC96-723、10g之苯基三甲氧基矽烷以及22g作為觸媒的三乙醯丙酮鋁之5重量%甲醇溶液,將其等計量於安裝有攪拌翼及冷凝器
之三口燒瓶中,於室溫、大氣壓下攪拌15分鐘,進行完初期水解之後,一面於約75℃攪拌4小時,一面進行回流。其後,於常壓下餾去甲醇以及低沸點矽成分,直至內溫達到100℃為止,進一步,一面於100℃攪拌4小時,一面進行回流。將反應液冷卻至室溫為止,製備成無溶劑之密封材液。
將2.5g之上述密封材液裝入直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下,於50℃保持30分鐘,於110℃保持1小時,繼而於150℃保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之圓形透明彈性體狀膜。將其用作樣品,實施[I-1-1]加熱重量減少量(TG-DTA)之測定、[I-1-3]硬度測定、[I-1-4]耐熱性試驗以及[I-1-5]矽含有率之測定。將結果示於表2中。
又,使用該密封材液,進行[I-1-2]密接性評估方法、[I-1-6]連續點燈試驗以及[I-1-7]熱循環試驗。此時,作為上述特定硬化條件,係於50℃保持30分鐘,於120℃保持1小時,繼而於150℃保持3小時,藉此使密封材液硬化。將結果示於表2中。
準備用作半導體發光組件用成形劑之市售之聚矽氧樹脂(Dow Corning Toray公司製造之JCR 6101 UP),作為密封材液。
使用敷料器,將30g之該密封材液塗佈於鐵氟龍(註冊商標)板上,於25℃進行1小時真空脫氣後,於150℃加熱2小時使之乾燥,之後,將其剝離而獲得厚度約1mm之彈性體狀膜。將其用作樣品,實施[I-1-1]加熱重量減少量(TG-DTA)之測定、[I-1-3]硬度測定、[I-1-4]耐熱性試驗
以及[I-1-5]矽含有率之測定。將結果示於表2中。
又,使用該密封材液,進行[I-1-2]密接性評估方法、[I-1-6]連續點燈試驗以及[I-1-7]熱循環試驗。此時,作為上述特定硬化條件,係於150℃加熱2小時,藉此使密封材液硬化。將結果示於表2中。再者,於上述特定硬化條件下所獲得之密封構件係彈性體狀密封構件。
準備用作半導體發光組件用成形劑之市售之雙液型聚矽氧樹脂(Pelnox公司製造之XJL0012),作為密封材液。
將2g之該密封材液裝入直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下、150℃之條件下保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之圓形透明硬質膜。將其用作樣品,實施[I-1-1]加熱重量減少量(TG-DTA)之測定、[I-1-3]硬度測定、[I-1-4]耐熱性試驗以及[I-1-5]矽含有率之測定。將結果示於表2中。
又,使用該密封材液,進行[I-1-2]密接性評估方法、[I-1-6]連續點燈試驗以及[I-1-7]熱循環試驗。此時,作為上述特定硬化條件,係於150℃加熱3小時,藉此使密封材液硬化。將結果示於表2中。再者,於上述特定硬化條件下所獲得之密封構件係透明硬質之密封構件。
準備30.80g之矽酸甲酯(三菱化學公司製造之MKC矽酸鹽MS51)、56.53g之甲醇、6.51g之水以及6.16g作為觸媒的5%乙醯丙酮鋁甲醇溶液,於可密閉之容器中將其等混合,將密閉容器塞緊,一面以攪拌器攪拌,一面於50℃之溫水浴中加熱8小時,之後恢復至室
溫,製備出水解‧聚縮合液。
將10ml之該水解‧聚縮合液裝入至直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於與實施例I-1相同之條件下進行乾燥,獲得厚度約0.3mm之玻璃膜,然由於在乾燥中途階段產生大量龜裂而粉碎,無法取出獨立之圓形透明玻璃膜。但仍使用該玻璃膜,進行[I-1-5]矽含有率之測定。
又,使用微量吸管將該水解‧聚縮合液滴下至具有405nm之發光波長的GaN系半導體發光組件上,於35℃保持30分鐘,繼而於50℃保持1小時,進行第1乾燥,之後,於150℃保持3小時,進行第2乾燥,其結果為,產生大量龜裂,無法用作密封構件(半導體組件用構件)。
根據上述實施例,本發明之半導體組件用構件之耐熱性、對以較多地使用於電極或反射片等中之銀表面為代表的半導體組件表面之密接性以及耐光性(尤其是耐UV性)優異,故於高溫高濕之加速環境下之連續點燈試驗中,可維持穩定之性能,而不會存在密接性降低或者由於變質所引起之剝離或不點燈、亮度降低之狀況。又,由於本發明之半導體組件用構件與半導體組件之密接性高且具有柔軟性,故可提供耐熱衝擊性強,於熱循環試驗中亦不會產生剝離,且可靠性高之半導體組件。
相對於此,比較例I-1之半導體組件用構件儘管與實施例之構件同樣地不會觀察到由耐熱試驗所引起之著色,然其密接性不充分,會由於熱循環試驗而產生剝離。又,比較例I-2之半導體組件用構件儘管不會觀察到由耐熱試驗所引起之著色,然與實施例I-1、I-2以及比較例I-1相比,其與銀表面之密接性不充分,不僅於熱循環試驗中,於連續點燈試驗中亦產生有剝離.不點燈。進一步,比較例I-3之半導體發光組件用構件係硬質者,含有較多之3官能矽,交聯度高,故加熱重量減少量小,然由於密接性低且缺乏柔軟性,故於連續點燈試驗中全部不點燈,於熱循環試驗中剝離率亦高。進一步,於耐熱性試驗中,由密接提升劑等添加物所引起之著色明顯,於連續點燈試驗中亦確認亮度降低。又,比較例I-4中所獲得之構件包含SiO2
,原本期待其為耐熱性‧耐光性最高者,然由於脫溶劑以及脫水縮合之收縮而產生的硬化時之內部應力大,硬化時容易產生龜裂,故無法獲得厚膜之透明密
封體。
又,於下述強制剝離試驗中確認,藉由將本發明之半導體組件用構件與用以改善密接性之表面處理並用,可進一步起到密接性提升效果。
實施例I-3:使用玻璃燒杯,於1%乙酸水中添加γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷,使其達到1重量%,製備出100g之處理液。使用磁攪拌器,將該液於室溫下攪拌1小時,獲得透明之水解液。將光學用硼矽酸玻璃板浸漬於該水解液中,使用溫水浴,於50度進行1小時之表面處理。將處理後之玻璃板自處理液中取出,以手不接觸處理面之方式輕輕地水洗,除去水之後於100℃之通風乾燥機中燒成1小時。於未經處理之玻璃板以及經表面處理之玻璃板平面上各滴下0.5ml之實施例I-1的半導體組件用構件形成液,使其於150℃硬化1.5小時,獲得厚度為50μm之膜。使用小鑷子夾住膜之一端,緩緩地將膜剝下,其結果為,塗佈於未經處理之玻璃板上者儘管於膜與玻璃之界面殘留有附著物,然以膜之狀態而剝離。另一方面,於經表面處理之玻璃板上,膜破損,無法以膜之狀態剝離。
以上,本發明之半導體組件用構件可提供耐熱性、耐光性、密接性及成膜性之平衡性優異,且與習知之半導體組件用構件相比,即便於非常惡劣之使用條件下亦具有高可靠性之半導體組件。其中,由於透明性、耐UV性優異,故可適合用作半導體發光組件用構件。
以下述順序,對下述各實施例以及各比較例之半導體組件用構件進行分析。
對於下述實施例以及比較例之密封材(半導體組件用構件),將使用鐵氟龍(註冊商標)培養皿而製作之直徑5cm、膜厚1mm之樣品,於溫度為200℃之通風乾燥機中保持500小時。比較試驗前後該樣品對波長400nm之光的穿透率變化。
對下述實施例以及比較例之密封材(半導體組件用構件),使用利用
鐵氟龍(註冊商標)培養皿而製作之直徑5cm、膜厚約0.5mm之樣品,
於下述條件下照射紫外光,測定照射前後之膜對波長400nm之光之穿
透率的維持率。
照射裝置:Suga Test Instruments Co.,Ltd.製造之加速耐光試驗機,金屬燈管耐候機MV30
照射波長:對255nm以上、主波長為300nm~450nm(於480nm~580nm具有輝線)之照射光,使用抗紫外線薄膜使之成為中心波長380nm、波長370nm以上。
照射時間:72小時
放射強度:0.6kW/m2
使用下述實施例以及比較例中所獲得之密封劑液製作出半導體發
光裝置,對該半導體發光裝置進行下述連續點燈試驗。
將Cree公司製造之900μm見方之晶片「C460-XB900」以Au-Sn共晶焊料固定於子基板上後,以Au-Sn共晶焊料將子基板固定於MCO公司製造之金屬封裝上。使用金線,自晶片上之電極打線接合至金屬封裝上之接腳。
於晶片(半導體元件)中,一面將發光面之溫度維持為100±10℃,一面使350mA之驅動電流通過,於溫度為85℃、相對濕度為85%之條件下連續點燈500小時。測定500小時後之亮度相對於點燈後不久之亮度的百分率(亮度維持率)。
再者,亮度測定係使用Ocean Optics公司製造之分光器「USB 2000」(累計波長範圍:380-800nm;受光方式:100mm Φ之積分球),於25℃之恆溫槽內進行測定。為防止溫度上升,故介隔熱導性絕緣片材而使用3mm厚之鋁板進行放熱。
(1)將實施例以及比較例之密封材的硬化前之水解.聚縮合液(半導體組件用構件形成液)滴下至直徑為9mm、凹部之深度為1mm的表面鍍Ag之銅製杯中,於特定之硬化條件下使之硬化,製作出測定用樣品。
(2)於厚度1mm、縱長25mm、橫長70mm之鋁板上,將放熱用聚矽氧潤滑脂塗佈成薄層,並將所獲得之測定用樣品排列,於溫度85℃、濕度85%之環境(以下適宜稱為「吸濕環境」)下使之吸濕1小時。
(3)將吸濕後之測定用樣品自上述(2)之吸濕環境中取出,使其冷卻至室溫(20~25℃)為止。將吸濕且冷卻後之測定用樣品連同鋁板一起載置於設定為260℃的熱板上,保持1分鐘。於該條件下,測定用樣品之實際溫度以約50秒達到260度,之後,於260度保持10秒。
(4)將加熱後的樣品連同鋁板一起放置於不鏽鋼製之室溫冷卻板上,使其冷卻至室溫為止。藉由目視以及顯微鏡觀察,觀察測定用樣品是否自上述銅製杯剝離。將觀察到剝離,即便為少許之情況記為「存在剝離」。
(5)對每10個測定用樣品分別實施上述(2)、(3)及(4)之操作,求出上述測定用樣品之剝離率。
準備140g之GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造之兩末端矽烷醇二甲基矽油XC96-723、14g之苯基三甲氧基矽烷以及0.308g作為觸媒之四乙醯丙酮鋯粉末,將其等計量於安裝有攪拌翼及冷凝器之三口燒瓶中,於室溫下攪拌15分鐘,直至觸媒充分溶解為止。其後,將反應液升溫至120度為止,一面於120度、全回流下攪拌30分鐘,一面進行初期水解。
繼而,一面以SV20吹入氮氣,餾去所生成之甲醇及水分、副產物之低沸點矽成分,一面於120℃加以攪拌,進一步進行6小時聚合反應。再者,此處所謂「SV」,係「Space Velocity」之簡稱,係指每單位時間之吹入體積量。據此,所謂SV20,表示每1小時吹入體積為反應
液之20倍的N2
。
停止吹入氮氣,將反應液暫時冷卻至室溫之後,轉移至茄型燒瓶中,使用旋轉蒸發器,於油浴上、120℃、1kPa之條件下,以20分鐘將微量殘留之甲醇及水分、低沸點矽成分餾去,獲得無溶劑之密封劑液(半導體組件用構件形成液)。
將2g之上述密封劑液裝入至直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下、110℃之條件下保持1小時,繼而,於150℃保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之圓形透明彈性體狀膜。將其用作樣品,進行上述[II-1]之各評估。將結果示於表3中。
準備100g之GE Toshiba Silicones Co.,Ltd.製造之兩末端矽烷醇二甲基矽油XC96-723、10g之苯基三甲氧基矽烷以及22g作為觸媒之四正丙醇鋯溶液(將四正丙丙醇鋯之75重量%正丙醇溶液5重量份以95重量份之甲苯稀釋而得者),將其等計量於安裝有攪拌翼及冷凝器之三口燒瓶中,於室溫、空氣壓下攪拌15分鐘,進行初期水解,之後,一面於約50度攪拌8小時,一面加熱。其後,將反應液冷卻至室溫為止,並轉移至茄型燒瓶中,使用旋轉蒸發器,於50℃、1kPa之條件下,以30分鐘將溶劑以及反應所生成之乙醇或水分、低沸點矽成分餾去,獲得無溶劑之密封劑液。
與實施例II-1同樣地,將2g之上述密封劑液裝入至直徑為5cm之鐵氟龍(註冊商標)培養皿中,於防爆爐中、微風下、110℃之條件下保持1小時,繼而,於150℃保持3小時,獲得厚度約1mm之獨立之
圓形透明彈性體狀膜。將其用作樣品,進行上述[II-1]之各評估。將結果示於表3中。
於安裝有攪拌翼及戴氏冷凝器之100cc燒瓶中,計量27g之信越化學製造之甲基氫化聚矽氧烷KF-99、32.41g之東京化成工業製造之乙烯基三甲氧基矽烷以及根據鉑元素換算之5ppm之加成縮合觸媒,進行攪拌使其等混合均勻。將該液於氮氣環境下,於100℃加熱20小時,獲得黏度為300mPa.s的含有甲氧基之聚二甲基矽氧烷。以1
H-NMR測定該液中之乙烯基殘留量,其結果為,乙烯基完全消失。使用100ml之茄型燒瓶,於1g之該液中混合10g之Momentive Performance Materials Japan LLC.製造的兩末端矽烷醇聚二甲基矽氧烷XC96-723以及0.011g作為縮合觸媒之四乙醯丙酮鋯粉末,於室溫下將該茄型燒瓶塞緊,以攪拌器進行攪拌,直至觸媒完全溶解為止。其後,安裝戴氏冷凝器,於氮氣環境下將反應液升溫至110℃,進行30分鐘之回流。將暫時反應液冷卻至室溫之後,將茄型燒瓶連接於旋轉蒸發器上,於油浴上、120℃、1kPa之條件下,以30分鐘將微量殘留之甲醇及水分、低沸點矽成分餾去,獲得無溶劑之密封劑液(半導體組件用構件形成液)。
使用該密封劑液,實施[II-1-1]耐熱性試驗、[II-1-2]耐UV性試驗、[II-1-3]連續點燈試驗以及[II-1-4]密接性評估方法。此時,作為上述特定硬化條件,係於90℃保持2小時,於110℃保持1小時,繼而於150℃保持3小時,藉此使密封劑液硬化。將結果示於表3中。
使用表3中所示之市售之密封材,進行上述[II-1]之各評估。將結果示於表3中。
本發明之半導體組件用構件之用途並無特別限制,可適合使用於以用以密封半導體元件等之構件(密封材)為代表的各種用途中。其中,可尤其適合用作以藍色LED或近紫外光LED用之密封材或光取出膜,以及以藍色LED或近紫外光LED等發光元件為光源之高功率白色LED用螢光體保持劑。
進一步,本發明之半導體組件用構件可用於LED元件密封,尤其是藍色LED以及紫外LED之元件密封。又,可較好地用作以藍色發光元件或紫外發光元件作為激發光源,並利用螢光體進行波長變換的白色LED以及燈泡色LED等高功率照明光源用螢光體保持材。除此以外,由於其優異之耐熱性、抗紫外線性、透明性等特性,故可使用於下述影像顯示裝置材料等用途中。
作為影像顯示裝置材料,例如,可列舉:液晶影像顯示裝置之基板材料、導光板、稜鏡片、偏向板、相位差板、視角修正薄膜、黏著劑、偏光片保護薄膜等液晶顯示裝置周邊材料;下一代平板影像顯示裝置即彩色電漿顯示器(PDP)之密封材、抗反射薄膜、光學修正薄膜、外殼材‧前面玻璃之保護薄膜、前面玻璃代替材料、黏著材等;電漿定址液晶(PALC)顯示器之基板材料、導光板、稜鏡片、偏向板、相位差板、視角修正薄膜、黏著劑、偏光片保護薄膜等;有機EL(電激發光)顯示器之前面玻璃之保護薄膜、前面玻璃代替材料、黏著劑等;場發射顯示器(FED)之各種薄膜基板、前面玻璃之保護薄膜、前面玻璃代替材料、黏著劑等。
本發明之半導體組件用構件形成液之密接性優異,且可藉由對公知之加成縮合型聚矽氧樹脂而言難以進行之重疊塗佈而形成積層。利用該特性,例如將以甲基為主體之本發明之半導體組件用構件形成液製成低折射率層,並與導入有苯基等高折射有機基或氧化鋯奈米粒子等之高折射率層進行積層,藉此可形成具有折射率差之層構造,且容易形成耐久性高且密接性及可撓性優異的導光層。
以上,利用特定之態樣對本發明進行了詳細說明,熟悉本技藝者明確,可不脫離本發明之意圖及範圍而進行各種變更。
再者,本申請案係基於2006年8月22日所申請之日本專利申請案(日本專利特願2006-225410號)以及2006年8月23日所申請之日本專利申請案(日本專利特願2006-226856號),並藉由引用而援用其整體。
Claims (7)
- 一種半導體組件用構件,係具有矽氧烷骨架之半導體組件用構件,其為由縮合型之硬化機構而被硬化,上述矽氧烷骨架中含有矽烷醇及二甲基聚矽氧烷鏈,具有含鋯之有機金屬化合物觸媒的殘留,藉由下述加熱重量減少量測定方法(I)所測定之加熱重量減少量為50重量%以下,且A型硬度計之硬度測定值(蕭氏A)為15以上且90以下;加熱重量減少量測定方法(I):使用上述半導體組件用構件之碎片10mg,利用熱重.熱示差測定裝置,於200ml/分之空氣流通下,以10℃/分之升溫速度自35℃加熱至500℃為止,測定重量減少量。
- 如申請專利範圍第1項之半導體組件用構件,其中,於上述矽氧烷骨架之原料中使用兩末端具有羥基之二甲基聚矽氧烷與苯基三甲氧基矽烷。
- 如申請專利範圍第1或2項之半導體組件用構件,其中,矽烷醇含有率為0.01重量%以上且8重量%以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之半導體組件用構件,其中,含有無機粒子。
- 如申請專利範圍第1或2項之半導體組件用構件,其中,含有螢光體。
- 一種半導體發光組件,其特徵在於: 至少具備申請專利範圍第1至5項中任一項之半導體組件用構件。
- 如申請專利範圍第6項之半導體發光組件,其中,具有經上述半導體組件用構件密封之半導體發光元件。
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