荧光体组合物、荧光体片材、荧光体片材层合体及使用了它们的LED芯片、LED封装体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种荧光体组合物，其含有荧光体、基体树脂和金属化合物粒子，其特征在于，所述金属化合物粒子的折射率为1.7以上，且平均粒径为1～50nm，所述金属化合物粒子和所述基体树脂的平均折射率N1与所述荧光体的折射率N2满足以下关系，所述金属化合物粒子被接枝化。通过上述荧光体组合物等，可提供能够通过一次涂布工艺制作片材、并且能够提高应用了该荧光体组合物的LED封装体的亮度的荧光体组合物。0.20≥|N1－N2|。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及荧光体组合物、荧光体片材、荧光体片材层合体及使用了它们的LED芯片、LED封装体及其制造方法。
技术介绍
就发光二极管(LED)而言，以发光效率的显著提高为背景，在以低功耗、高寿命、设计性等为优点的液晶显示器(LCD)用背光源、车载用前照灯(headlight)、聚光灯、一般照明用途中，正在急剧扩大其市场。由于LED的发光光谱取决于形成LED的材料，所以其发光颜色有限。因此，为了使用LED得到LCD用背光源、一般照明的白色光，需要在LED芯片上配置与各个芯片相适合的荧光体，转换发光波长从而得到白色光。具体而言，已提出了在发蓝色光的LED芯片上配置黄色荧光体的方法、在发蓝色光的LED芯片上配置红色及绿色的荧光体的方法、在发射紫外线的LED芯片上配置红色、绿色、蓝色的荧光体的方法等。这些方法中，从LED芯片的发光效率、成本方面考虑，在蓝色LED芯片上配置黄色荧光体的方法、及在蓝色LED芯片上配置红色及绿色的荧光体的方法目前被最广泛地采用。作为在LED芯片上配置荧光体的具体的方法之一，提出了将均匀分布有高浓度的荧光体的树脂预先成型为片状而进行使用的方法(荧光体片材法)(例如，参见专利文献1)。该方法中，通过将含有高浓度的荧光体的树脂预先成型为片状，能够获得均匀的膜厚和荧光体浓度分布以及耐光性。因此，在贴附于LED封装体、LED芯片时，能够抑制LED封装体的颜色偏差。但是，由于LED芯片、荧光体的折射率比荧光体片材中含有的树脂的折射率高，因此，LED芯片、荧光体界面的反射导致未能将LED芯片内产生的光充分地提取至外部。为了抑制由折射率差导致的反射，还研究了将折射率不同的薄膜按折射率的顺序层合、使折射率连续变化的方案。例如，已提出了下述方案：通过形成有折射率不同的2～20层的密封层，最下层的密封层(第1密封层)的折射率n1在1.55～1.85的范围内，最上层的密封层(第n密封层，n＝2～20)的折射率nn在1.30～1.65的范围内，至少2层以上的折射率不同的密封层按折射率高低的顺序被层合，各密封层包含疏水性锆粒子及/或疏水性二氧化硅系中空粒子、和基体树脂，从而形成折射率梯度(例如，参见专利文献2)。此外，还公开了下述内容：使配置在LED芯片上的转换层含有荧光剂、粘合剂材料和多个纳米粒子，以与荧光剂粒子的折射率严密地协调的方式将纳米粒子分散(例如，参见专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-152609号公报专利文献2：日本特开2012-121941号公报专利文献3：日本专利5227252号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，由于在上述方法中，在LED芯片上利用干蚀刻等进行蚀刻、或多次层合折射率不同的薄层等，工艺数增加，所以存在成本增加的课题。此外，还存在LED封装体的亮度未提高的课题。尤其是对于LED封装体的亮度未提高这点，本申请的专利技术人发现其是由以下2个原因导致的。(1)利用在粘合剂材料中分散有多个纳米粒子的转换层时，纳米粒子发生凝聚。(2)由于在LED芯片的发光面与荧光体片材之间产生空气等的孔隙、裂纹等，LED芯片与荧光体片材的密合性降低，从而导致从LED芯片中提取光的光提取效率降低。本专利技术着眼于上述课题，目的在于能够削减LED封装体的制造工艺，并且提高LED封装体的亮度。用于解决课题的手段本专利技术的一个特征为下述荧光体组合物，其含有荧光体、基体树脂和金属化合物粒子，其特征在于，所述金属化合物粒子的折射率为1.7以上，且平均粒径为1～50nm，所述金属化合物粒子和所述基体树脂的平均折射率N1与所述荧光体的折射率N2满足以下关系，所述金属化合物粒子被接枝化。0.20≥|N1-N2|。此外，本专利技术的另一特征为下述荧光体片材，其含有荧光体、基体树脂和金属化合物粒子，其特征在于，所述金属化合物粒子的折射率为1.7以上，且平均粒径为1～50nm，所述金属化合物粒子被接枝化，所述金属化合物粒子和所述基体树脂的平均折射率N1与所述荧光体的折射率N2满足以下关系(i)，片材的粘弹性行为满足以下关系(ii)、(iii)及(iv)。<折射率的关系>(i)0.20≥|N1-N2|<粘弹性行为>(ii)温度为25℃时，储能弹性模量G’满足1.0×104Pa≤G’≤1.0×106Pa，并且tanδ＜1；(iii)温度为100℃时，储能弹性模量G’满足1.0×102Pa≤G’＜1.0×104Pa，并且tanδ≥1；(iv)温度为200℃时，储能弹性模量G’满足1.0×104Pa≤G’≤1.0×106Pa，并且tanδ＜1。专利技术的效果根据本专利技术，能够通过简易的工艺提供亮度得以提高的LED封装体。附图说明[图1]实施例10的荧光体组合物的固化膜的截面SEM照片(倍率为5万倍)[图2]实施例10的荧光体组合物的固化膜的截面SEM照片(倍率为10万倍)[图3]比较例8的荧光体组合物的固化膜的截面SEM照片(倍率为5万倍)[图4]比较例8的荧光体组合物的固化膜的截面SEM照片(倍率为10万倍)[图5]实施例19的荧光体片材的截面SEM照片(倍率为5万倍)[图6]实施例19的荧光体片材的截面SEM照片(倍率为10万倍)[图7]比较例12的荧光体片材的截面SEM照片(倍率为5万倍)[图8]比较例13的荧光体片材的截面SEM照片(倍率为5万倍)[图9]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的带有荧光体片材的LED芯片的一例。[图10A]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的LED封装体的一例。[图10B]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的LED封装体的一例。[图11]照度测定系统的示意图。[图12]使用了本专利技术的荧光体组合物的LED封装体的制造方法的一例。[图13]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的LED封装体的制造方法的一例。[图14]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的带有荧光体片材的LED芯片的制造方法的一例。[图15]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的带有荧光体片材的LED芯片的制造方法的一例。[图16]本专利技术的荧光体片材层合体的贴附方法的一例[图17]本专利技术的荧光体片材层合体的贴附方法的一例[图18]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的LED封装体的制造方法的一例。[图19]使用了本专利技术的荧光体片材层合体的LED封装体的制造方法的一例。具体实施方式<荧光体组合物>作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光体组合物，其含有荧光体、基体树脂和金属化合物粒子，其特征在于，所述金属化合物粒子的折射率为1.7以上，且平均粒径为1～50nm，所述金属化合物粒子和所述基体树脂的平均折射率N1与所述荧光体的折射率N2满足以下关系，所述金属化合物粒子被接枝化，0.20≥|N1－N2|。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.24 JP 2013-220769;2014.03.11 JP 2014-047181.一种荧光体组合物，其含有荧光体、基体树脂和金属化合物粒子，其特征在于，所述
金属化合物粒子的折射率为1.7以上，且平均粒径为1～50nm，所述金属化合物粒子和所述
基体树脂的平均折射率N1与所述荧光体的折射率N2满足以下关系，所述金属化合物粒子被
接枝化，
0.20≥|N1－N2|。
2.如权利要求1所述的荧光体组合物，其中，还含有有机硅微粒。
3.如权利要求2所述的荧光体组合物，其中，所述有机硅微粒的表面被所述经接枝化的
金属化合物粒子被覆。
4.如权利要求1～3中任一项所述的荧光体组合物，其中，所述金属化合物粒子使用烷
氧基硅烷的缩合物进行了接枝化。
5.如权利要求1～4中任一项所述的荧光体组合物，其中，所述金属化合物粒子使用烷
氧基硅烷的缩合物进行了接枝化，所述烷氧基硅烷包含含苯基的烷氧基硅烷及含甲基的烷
氧基硅烷。
6.如权利要求1～5中任一项所述的荧光体组合物，其中，所述金属化合物粒子通过下
述方式被接枝化，所述方式为：在金属化合物粒子的存在下，在溶剂中利用酸催化剂将烷氧
基硅烷化合物水解后，使该水解物进行缩合反应。
7.如权利要求6所述的荧光体组合物，其特征在于，所述烷氧基硅烷化合物含有100～
70摩尔％的三官能性烷氧基硅烷化合物、0～30摩尔％的二官能性烷氧基硅烷化合物。
8.如权利要求1～7中任一项所述的荧光体组合物，其中，所述金属化合物粒子为选自
由铝化合物粒子、锡化合物粒子、钛化合物粒子、锆化合物粒子及铌化合物粒子组成的组中
的至少1种的金属化合物粒子。
9.如权利要求1～8中任一项所述的荧光体组合物，其中，所述基体树脂为有机硅树脂。
10.如权利要求9所述的荧光体组合物，其中，所述基体树脂是具有硅氧烷键、并且含有
直接连接有芳基的硅原子的有机硅树脂。
11.如权利要求10所述的荧光体组合物，其中，所述基体树脂具有硅氧烷键，并且含有
直接连接有萘基的硅原子。
12.一种荧光体片材，其是将权利要求1～11中任一项所述的荧光体组合物形成为片状
而成的。
13.一种荧光体片材，其含有荧光体、基体树脂和金属化合物粒子，其特征在于，所述金
属化合物粒子的折射率为1.7以上，且平均粒径为1～50nm，所述金属化合物粒子被接枝化，
所述金属化合物粒子和所述基体树脂的平均折射率N1与所述荧光体的折射率N2满足以下
关系(i)，片材的粘弹性行为满足以下关系(ii)、(iii)及(iv)，
折射率的关系
(i)0.20≥|N1－N2|
粘弹性行为
(ii)温度为25℃时，储能弹性模量G’满足1.0×104Pa≤G’≤1.0×106Pa，并且tanδ<1；
(iii)温度为100℃时，储能弹性模量G’满足1.0×102Pa≤G’<1.0×104Pa，并且tanδ≥
1；
(iv)温度为200℃时，储能弹性模量G’满足1.0×104Pa≤G’≤1.0×106Pa，并且tanδ<1。
14.如权利要求13所述的荧光体片材，其中，还含有有机硅微粒。
15.如权利要求14所述的荧光体片材，其中，所述有机硅微粒的表面被所述经接枝化的
金属化合物粒子被覆。
16.如权利要求13～15中任一项所述的荧光体片材，其中，所述金属化合物粒子使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田丰，重田和树，诹访充史，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP