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技術 半導体発光装置、半導体発光装置用部品、半導体発光装置用反射体、半導体発光装置用反射体組成物、半導体発光装置用反射体の製造方法

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 吉田安希坂井俊之
出願日 2012年3月22日 (7年10ヶ月経過) 出願番号 2012-066383
公開日 2013年9月30日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2013-197543
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物 発光ダイオード LED素子のパッケージ
主要キーワード 感度定数 輪状体 エッジ状態 射出成型装置 コーティング部材 封止剤組成物 ルチル型構造 域スキャン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年9月30日)のものです。
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図面 (4)

課題

可視光及び紫外光反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置、これに用いられる部品反射体や、この反射体を得るための組成物、及び反射体の製造方法を提供すること。

解決手段

基板と、半導体発光素子と、該半導体発光素子から発光される光を所定方向反射させるための反射体とを含む半導体発光装置であって、反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレートとを含む。

概要

背景

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模CO2排出抑制の取り組みが行われており、小型で長寿命であるとともに、省電力性に優れることで、CO2削減に大いに寄与することができる発光ダイオード(以下、「LED」と記載する。)素子等の半導体発光素子が、表示灯等の光源として広く利用されている。

光源として半導体発光素子を用いる場合、高い照度を得るために通常、基板単数または複数の半導体発光素子を配置し、半導体発光素子の周りに、半導体発光素子から発光される光を所定方向反射させる反射体を配置する方式が用いられている。このとき、半導体発光素子は発光時に発熱を伴うことから、半導体発光素子の周りに配設される反射体には、良好な反射性および良好な耐熱性が要求される。

そこで、たとえば、特許文献1には、熱硬化性オルガノポリシロキサン白色顔料無機充填剤(但し、白色顔料を除く)、縮合触媒、所定のカップリング剤を含有する白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物で反射体を構成する光半導体ケースが提案されている。また、特許文献2には、特定の熱硬化樹脂及び無機部材を含有するコーティング部材を所定部にコーティングして光の反射を高めるパッケージ成型体が提案されている。

しかしながら、上記特許文献1に提案がされているシリコーン樹脂組成物は反射体を成型する際の流動性が高く、また粘度調整が困難なため、この樹脂組成物によって得られる反射体には多くのバリが発生するおそれがある。反射体に発生するバリは電気的な不良につながることから除去する必要があるものの、バリの除去時には反射体の表面を傷つけてしまう場合も多く反射率の低下を引き起こす。また、バリの除去にかかるコストは高く、コスト面からもバリの発生は好ましくない。

また、近時、半導体発光素子から紫外光を発光させて、この紫外光を様々な色の蛍光体と組み合わせて照明テレビ等の演色性を高めることや、この紫外光を殺菌や消臭効果に利用すること等の検討がなされている。紫外光を発光する半導体発光素子を用いる場合、これらの半導体発光素子の周りに配置される反射体には、紫外光に対する反射性も要求される。

概要

可視光及び紫外光の反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置、これに用いられる部品、反射体や、この反射体を得るための組成物、及び反射体の製造方法を提供すること。基板と、半導体発光素子と、該半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体とを含む半導体発光装置であって、反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレートとを含む。

目的

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、可視光、及び紫外光に対する反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

基板と、半導体発光素子と、該半導体発光素子から発光される光を所定方向反射させるための反射体と、を含む半導体発光装置であって、前記反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置。

請求項2

基板と、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体と、を含む半導体発光装置用部品であって、前記反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置用部品。

請求項3

半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための半導体発光装置用反射体であって、前記半導体発光装置用反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置用反射体。

請求項4

半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体に用いられる半導体発光装置用反射体組成物であって、前記半導体発光装置用反射体組成物は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置用反射体組成物。

請求項5

半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための半導体発光装置用反射体の製造方法であって、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含む半導体発光装置用反射体組成物を用いて半導体発光装置用反射体を製造することを特徴とする半導体発光装置用反射体の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、半導体発光装置半導体発光装置用部品、半導体発光装置用反射体、半導体発光装置用反射体組成物、半導体発光装置用反射体の製造方法に関する。

背景技術

0002

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模CO2排出抑制の取り組みが行われており、小型で長寿命であるとともに、省電力性に優れることで、CO2削減に大いに寄与することができる発光ダイオード(以下、「LED」と記載する。)素子等の半導体発光素子が、表示灯等の光源として広く利用されている。

0003

光源として半導体発光素子を用いる場合、高い照度を得るために通常、基板単数または複数の半導体発光素子を配置し、半導体発光素子の周りに、半導体発光素子から発光される光を所定方向反射させる反射体を配置する方式が用いられている。このとき、半導体発光素子は発光時に発熱を伴うことから、半導体発光素子の周りに配設される反射体には、良好な反射性および良好な耐熱性が要求される。

0004

そこで、たとえば、特許文献1には、熱硬化性オルガノポリシロキサン白色顔料無機充填剤(但し、白色顔料を除く)、縮合触媒、所定のカップリング剤を含有する白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物で反射体を構成する光半導体ケースが提案されている。また、特許文献2には、特定の熱硬化樹脂及び無機部材を含有するコーティング部材を所定部にコーティングして光の反射を高めるパッケージ成型体が提案されている。

0005

しかしながら、上記特許文献1に提案がされているシリコーン樹脂組成物は反射体を成型する際の流動性が高く、また粘度調整が困難なため、この樹脂組成物によって得られる反射体には多くのバリが発生するおそれがある。反射体に発生するバリは電気的な不良につながることから除去する必要があるものの、バリの除去時には反射体の表面を傷つけてしまう場合も多く反射率の低下を引き起こす。また、バリの除去にかかるコストは高く、コスト面からもバリの発生は好ましくない。

0006

また、近時、半導体発光素子から紫外光を発光させて、この紫外光を様々な色の蛍光体と組み合わせて照明テレビ等の演色性を高めることや、この紫外光を殺菌や消臭効果に利用すること等の検討がなされている。紫外光を発光する半導体発光素子を用いる場合、これらの半導体発光素子の周りに配置される反射体には、紫外光に対する反射性も要求される。

先行技術

0007

特開2009−221393号公報
特開2005−136378号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、可視光、及び紫外光に対する反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置を提供すること、また、この半導体発光装置に用いられる半導体発光装置用部品や半導体発光装置用反射体を提供すること、及びこの半導体発光装置用反射体を得ることができる半導体発光装置用反射体組成物や半導体発光装置用反射体の製造方法を提供することを主たる課題とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するための本発明は、基板と、半導体発光素子と、該半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体と、を含む半導体発光装置であって、前記反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0010

また、上記課題を解決するための本発明は、基板と、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体と、を含む半導体発光装置用部品であって、前記反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0011

また、上記課題を解決するための本発明は、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための半導体発光装置用反射体であって、前記半導体発光装置用反射体は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0012

また、上記課題を解決するための本発明は、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体に用いられる半導体発光装置用反射体組成物であって、前記半導体発光装置用反射体組成物は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0013

また、上記課題を解決するための本発明は、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための半導体発光装置用反射体の製造方法であって、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含む半導体発光装置用反射体組成物を用いて半導体発光装置用反射体を製造することを特徴とする。

発明の効果

0014

本発明の半導体発光装置によれば、可視光、及び紫外光に対する反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる。また、本発明の半導体発光装置用部品、半導体発光装置用反射体によれば、上記効果を奏する半導体発光装置を得ることができる。また、本発明の半導体発光装置用反射体組成物や、半導体発光装置用反射体の製造方法によれば、上記の効果を奏する半導体発光装置を得るための半導体発光装置用反射体を得ることができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。
本発明の半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。
実施例1と比較例1の反射体の光反射率波長との関係を示す図である。

0016

「半導体発光装置」
図1に示すように、本発明の一実施形態の半導体発光装置100は、表面実装(Surface Mounted Device:SMD)型の半導体発光装置100であり、必須の構成である基板14と、半導体発光素子10と、該半導体発光素子10から発光される紫外光を所定方向に反射させるための反射体12と、から構成されている。以下、本発明の半導体発光装置100の必須の構成である基板14、反射体12、半導体発光素子10を中心に具体的に説明する。なお、本発明の半導体発光装置は、種々の形態をとることができ、以下の実施形態によって何ら限定されるものではない。たとえば、基板14と、半導体発光素子10と、反射体12とを含むものであれば、砲弾型の半導体発光装置であってもよく、COB(Chip On Board)型の半導体発光装置であってもよい。以下、半導体発光装置100として、表面実装型の半導体発光装置を中心に説明する。

0017

図1に示す形態の半導体発光装置は、半導体発光素子10と、半導体発光素子10の周りに設けられ、半導体発光素子10から発光される光を所定方向に反射させる反射体12とを基板14上に有する。

0018

(基板)
本発明の半導体発光装置100を構成する基板14について特に限定はなく、半導体発光装置の分野で用いられるものあればいかなるものであっても使用可能である。基板14の材料としては、たとえば、アルミナや、窒化アルミムライトガラスなどの焼結体から構成されるセラミック等を挙げることができる。これ以外にも、ポリイミド樹脂等のフレキシブル性を有する樹脂材料等を挙げることができる。

0019

基板14の厚みについて特に限定はなく、半導体発光装置の形態等に応じて適宜設定することができ、その厚みについていかなる限定もされない。

0020

(反射体)
図1に示すように、基板14上には、反射体12が設けられている。反射体12は、本発明の半導体発光装置における必須の構成であり、半導体発光素子10から発光される光を所定方向、すなわち出光部側へ反射させる役割を果たす。

0021

<ポリメチルペンテン>
反射体12には、バインダーとしてのポリメチルペンテンが含まれる。ポリメチルペンテンは、耐熱性に優れることから、半導体発光素子からの発熱による反射体12の変色を防止でき、長期にわたって反射体12の性能を維持することができる。また、ポリメチルペンテンは成型性に優れることから、バリの発生なく反射体12を成型可能である。これにより、バリによって生じ得る半導体発光装置の電気的な不良の発生を長期にわたって防止することができる。さらに、ポリメチルペンテンは、可視域から紫外域までの波長の光線透過率に優れる。したがって、半導体発光素子10として、紫外光を発光する半導体発光素子を用いた場合には、ポリメチルペンテンと、紫外光に対する反射性に優れるメラミンシアヌレート粒子との相乗効果によって、半導体発光素子10から発光される紫外光を効果的に出光部側へ反射させることができ、殺菌効果および消臭効果、また演色性などの点で、特に有利な効果を奏し得る。なお、本願明細書において、紫外光とは波長230nm〜400nmの波長の光を意味する。

0022

ポリメチルペンテンとしては、たとえば、4−メチルペンテン−1の単独重合体や、4−メチルペンテン−1と他のオレフィンとの共重合体等を挙げることができる。4−メチルペンテン−1と他のオレフィンとの共重合体としては、4−メチルペンテン−1と、α−オレフィン、例えば、エチレンプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン1−ヘキセン1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン1−テトラデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン等の炭素数2ないし20のα−オレフィンとの共重合体を挙げることができる。4−メチルペンテン−1と他のオレフィンとの共重合体を用いる場合には、該共重合体は、4−メチル−1−ペンテンを90モル%以上含んでいることが好ましい。

0023

本発明では、上記に例示したポリメチルペンテンの中でも、4−メチルペンテン−1の単独重合体を好ましく使用可能である。なかでも、重合平均分子量(Mw)が1000以上、特には、5000以上の4−メチルペンテン−1の単独重合体が好ましい。これらのポリメチルペンテンによれば、反射体12の耐熱性を更に向上させることができる。なお、4−メチルペンテン−1の単独重合体の分子量はゲルパーミッションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算重量平均分子量である。

0024

ポリメチルペンテンは市販品を用いることもでき、市販品としては、例えば、三井化学(株)製のTPV(登録商標)等を挙げることができる。

0025

また、ポリメチルペンテンは、三次元網目構造のポリメチルペンテンであることが好ましい。三次元網目構造のポリメチルペンテンを含む反射体12によれば、耐熱性や、反射性能の更なる向上が見込まれる。また、反射体12から後述するメラミンシアヌレート粒子が脱落することを防止することができる。三次元網目構造のポリメチルペンテンは、例えば、紫外線硬化剤電子線硬化剤とポリメチルペンテンとを反応させて、ポリメチルペンテンの分子間を架橋させることで得ることができる。これ以外にも、ポリメチルペンテンと、紫外線硬化剤や電子線硬化剤のモノマーを共重合せしめた共重合体を用いて三次元網目構造のポリメチルペンテンを得ることもできる。

0026

<メラミンシアヌレート粒子>
反射体12には、メラミンシアヌレート粒子が含まれる。メラミンシアヌレート粒子を含む反射体12によれば、可視光に対する反射性に加えて、400nm以下の紫外光、特には、230nm〜400nmの範囲の紫外光に対する反射性を向上させることができる。したがって、可視域から紫外域までの波長の光線透過率に優れるポリメチルペンテンと、400nm以下の紫外光に対する反射性に優れるメラミンシアヌレート粒子とを含む反射体12によれば、紫外光を発光する半導体発光素子10を用いる場合に特に有利な効果を奏し得る。さらに、メラミンシアヌレート粒子は、光触媒作用によりポリメチルペンテンの劣化を起こすことがないことから、反射体12の劣化を防止でき、半導体発光装置100の長寿命化に貢献し得る。

0027

メラミンシアヌレートとは、メラミン分子とシアヌル酸分子が水素結合により平面状に配列し、化学式C6H9N9O3で表わされる化合物のことをいい、例えば、下記式(1)又は式(2)のような構造式で表されるものを挙げることができる。

0028

0029

本発明において、メラミンシアヌレート粒子の製造方法は、特定の粒径を有するように製造することができれば、特に限定されず、従来公知の方法により製造することができ、例えば、特開平5−310716号公報、特開平7−149739号公報、及び特開平7−224049号公報の記載を参照して製造することができる。

0030

メラミンシアヌレート粒子の製造方法の一例を挙げると、所定の配合割合メラミン粉末及びシアヌル酸を、混合攪拌が可能な装置に投入し、混合しながら槽内温度を所定の温度に昇温させた後、当該槽内に、攪拌しながら水を徐々に添加して中和反応させると、白色の沈殿物が生成し、当該沈殿物を濾別し、乾燥及び顆粒化処理を行なうことにより、所望のメラミンシアヌレート粒子が得られる方法が挙げられる。なお、メラミンシアヌレート粒子は、市販品としての入手も可能である。

0031

メラミンシアヌレート粒子の平均粒径は、製造上及び反射性の観点から0.1μm以上100μm以下の範囲内であることが好ましく、0.5μm以上20μm以下の範囲内であることがより好ましく、0.5μm以上4μm以下の範囲内であることがさらに好ましい。当該平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50として求められる粒径である。

0032

メラミンシアヌレート粒子は、いかなる結晶構造のものを用いても、可視光及び紫外光の反射性に優れることから、その結晶構造について特に限定はないが、単斜晶のメラミンシアヌレート粒子が好適である。単斜晶のメラミンシアヌレート粒子は結晶多層構造をとることから、極圧添加剤としての作用を果たし、ポリメチルペンテンへ溶融分散される際に、金属磨耗を防ぐことができる。これにより、ポリメチルペンテンと、単斜晶のメラミンシアヌレート粒子が純度よく含まれた反射体12とすることができ、可視光及び紫外光の反射性の更なる向上へとつながる。さらに、単斜晶のメラミンシアヌレート粒子は、その構造上、反射体12中で半導体発光素子から発光される光を反射しやすい状態で存在していると推察され、その構造も可視光及び紫外光の反射性の更なる向上へつながっていると考えられる。

0033

ポリメチルペンテン、及びメラミンシアヌレート粒子の含有量について特に限定はないが、ポリメチルペンテン100質量部に対し、メラミンシアヌレート粒子の含有量が5質量部未満である場合には、反射性が低下する傾向にあり、180質量部を超えると、成型性が低下する傾向にある。したがって、この点を考慮すると、メラミンシアヌレート粒子は、ポリメチルペンテン100質量部に対し、5質量部以上180質量部以下の範囲内で含有されていることが好ましい。より好ましくは、5質量部以上110質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは、10質量部以上100質量部の範囲内である。なお、成型性の低下を生じさせない場合には、180質量部をこえて含有されていてもよい。

0034

メラミンシアヌレート粒子は疎水化処理が施されたものであってもよい。疎水化処理が施されたメラミンシアヌレート粒子を用いることで、反射体12中にメラミンシアヌレート粒子を均一に分散させることができ、反射性の更なる向上が見込まれる。疎水化処理剤としては、例えば、シランカップリング剤シリコーンオイル脂肪酸、及び脂肪酸金属塩等を挙げることができる。これらの中でも、分散性を向上させる効果が高いことから、シランカップリング剤、及びシリコーンオイルが好ましく用いられる。

0035

また、反射体12は、上記必須の構成であるポリメチルペンテン、メラミンシアヌレート粒子のほかに、本発明の趣旨を妨げない範囲内で、各種の添加剤が含有されていてもよい。これらの成分としては、難燃剤異形断面ガラス繊維、シランカップリング剤やチタンカップリング剤等の基板密着助剤酸化防止剤光安定化材等を挙げることができる。また、反射体12に、メラミンシアヌレート粒子以外の粒子が含有されていてもよい。

0036

反射体12は、酸化チタン粒子を実質的に含有していないことが好ましい。酸化チタン粒子を含まない反射体12とすることで、400nm以下の紫外光に対する反射性を良好な状態とすることができる。また、酸化チタン触媒作用により生じ得るポリメチルペンテンの劣化を未然に防ぐことができる。なお、酸化チタンは、ルチル結晶で411nm付近アナターゼ結晶で波長387nm付近にて光の吸収が起こることから、反射体12に酸化チタン粒子が含まれる場合には、紫外光に対する反射性能が著しく低下する。ここで、酸化チタン粒子を実質的に含有しないとは、反射体12中の酸化チタン粒子の含有量が0質量%であることを意味する。なお、このことは、反射体12に酸化チタン粒子が含有されることを禁止するものではなく、本発明の趣旨を妨げない範囲内で含有されていてもよい。

0037

反射体12に酸化チタン粒子が含まれているか否かは、X線光電子分光法(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)によって反射体12を組成分析することで判定可能である。具体的には、チタン元素が検出されなかった場合には、反射体12に酸化チタン粒子が実質的に含有されていないものと判定することができる。さらに具体的には、(株)島津製作所製X線光電子分光分析装置ESCA−3400を用い、狭域スキャン測定:450〜470eV範囲で、測定元素名を「Ti 2p」としてスキャンした場合、459eV付近にTi 2p3/2のピークがなく、スペクトル強度感度定数から自動計算される相対原子%でも、Ti 0.1%以下であれば、反射体12に酸化チタン粒子が実質的に含有されていないものと判定することができる。

0038

反射体12の形状は、レンズ18の端部、すなわち接合部の形状に準じており特に限定はない。通常は、通常、角形円形楕円形等の筒状又は輪状である。図1に示す形態では、反射体12は、筒状体、換言すれば輪状体であり、反射体12のすべての端面が基板14の表面に接触、固定されている。

0039

反射体12の内面は、図示するように半導体発光素子10から発光される光の指向性を高めるために、テーパー状に上方に広げられていることが好ましい。また、反射体12は、レンズ18側の端部を、当該レンズ18の形状に応じた形に加工された場合には、レンズホルダーとしても機能させることができる。

0040

反射体12は、これ以外の種々の態様をとることができ、たとえば、図2に示すように上記で説明した反射体12の必須の成分を含む反射層12aが部材12bの光反射面側に設けられた反射体12を用いることもできる。図1に示す反射体と、図2に示す反射体とは、図1に示す形態の反射体12が、反射体12の全体が上記で説明した反射体12の必須の成分を含む材料から構成されているのに対し、図2に示す形態の反射体12が、上記で説明した反射体12の必須の成分を含まない部材12bと、反射体12の必須の成分を含む反射層12aとが組み合わされた構成である点で相違する。図2に示す形態では、部材12bの光反射面側にのみ反射層12aが形成された構成をとる反射体12となっているが、部材12bの全面に反射層12aが形成された構成をとっていてもよい。反射層12aの厚さは、熱抵抗を低くする等の観点から、500μm以下とすることが好ましく、300μm以下とすることがより好ましい。

0041

図1に示す形態では、反射体12上にはレンズ18が設けられている。レンズ18は従来公知のものを適宜選択して用いることができる。なお、レンズ18は通常、樹脂から構成され、着色されることもある。

0042

基板14と反射体12とレンズ18とで形成される空間部は、透明なシリコーン樹脂等が充填された透明封止部であってもよく、空隙部であってもよい。

0043

(半導体発光素子)
基板14上には、光を発光する半導体発光素子10が設けられている。半導体発光素子について特に限定はなく、例えば、AlGaAs、AlGaInPGaP又はGaNからなる活性層を、n型及びp型のクラッド層により挟んだダブルヘテロ構造を有し、例えば、一辺の長さが0.5mm程度の六面体の形状のLEDチップ等を用いることができる。

0044

半導体発光素子10が白色のLEDチップである場合には、紫外光又は青色が発光される。発光色についても特に限定はなく、白色光であってもよく、所望の発光色の半導体発光素子を用いることもできる。白色光を発色させるためには、赤色系発光波長が610nm〜700nm、緑色系の発光波長が495nm〜565nm、青色系の発光波長が430nm〜490nmの3原色を発光するLEDチップを1個の発光素子内に内蔵して混色することにより白色光にしてもよいし、発光波長が400nm〜530nmの青色光を発光するLEDチップの表面に黄色に変換する発光色変換部材を設けてもよく、発光波長が400nmより短い紫外光を発光するLEDチップの表面にそれぞれ赤、緑、青に変換する発光色変換部材を設けてそれぞれの色に変換した光を混合することによっても白色光にすることもできる。

0045

上記で説明したように、本発明において、反射体12は、紫外光に対する反射性に優れることから、紫外光を発光する半導体発光素子を用いた場合に、極めて有効である。紫外光を発光する半導体発光素子10を備える半導体発光装置100によれば、様々な色の蛍光体と組合せて演出性を高めることや、消臭効果および殺菌効果を得ること等ができる。

0046

「半導体発光装置用部品」
本発明の半導体発光装置用部品は、基板14と、半導体発光素子10から発光される光を所定方向に反射させるための反射体12とを含み、該反射体が、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0047

基板14、反射体12は、上記本発明の半導体発光装置100で説明したものをそのまま用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。本発明の半導体発光装置用部品によれば、この部品を用いて、半導体発光素子から発光される可視光及び紫外光の反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置を得ることができる。

0048

「半導体発光装置用反射体」
本発明の半導体発光装置用反射体は、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための半導体発光装置用反射体であって、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0049

本発明の半導体発光装置用反射体は、上記で説明した半導体発光装置の反射体12として説明したものをそのまま用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。配合比等の好ましい範囲についても同様である。本発明の半導体発光装置用反射体によれば、この反射体を用いて、半導体発光素子から発光される可視光及び紫外光に対する反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置を得ることができる。

0050

「半導体発光装置用反射体組成物」
本は追の半導体発光装置用反射体組成物は、半導体発光素子から発光される光を所定方向に反射させるための反射体に用いられる半導体発光装置用反射体組成物であって、該半導体発光装置用反射体組成物は、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含むことを特徴とする。

0051

本発明の半導体発光装置用反射体組成物に含まれるポリメチルペンテン、メラミンシアヌレート粒子は、上記本発明の半導体発光装置の反射体12で説明したポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子をそのまま用いることができここでの詳細な説明は省略する。本発明の半導体発光装置用反射体組成物によれば、この組成物を用いて、半導体発光素子から発光される可視光及び紫外光の反射性に優れ、かつ電気的な不良の発生や、反射性の低下を長期にわたって防止できる半導体発光装置を構成する反射体を得ることができる。

0052

また、本発明の半導体発光装置用反射体組成物には、本発明の趣旨を妨げない範囲内で、各種の添加剤が含有されていてもよい。これらの成分としては、上記で説明した半導体発光装置の反射体12として説明したものをそのまま用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。

0053

「半導体発光装置の製造方法」
次に、図1に示す一実施形態の半導体発光装置100の製造方法の一例について説明する。所定形状のキャビティ空間を備える金型を用いたトランスファー成型圧縮成型射出成型等により、上記本発明の半導体反射装置用反射体組成物から所定形状の反射体12を成型する。その後、別途、準備した半導体発光素子10、電極及びリード線16を、接着剤又は接合部材により基板14に固定し、さらに反射体12に基板14上に固定する。次いで、基板14及び反射体12により形成された凹部に、シリコーン樹脂等を含む透明封止剤組成物注入し、加熱、乾燥等により硬化させて透明封止部とする。その後、透明封止部上にレンズ18を配設することで、図1に示す半導体発光装置が得られる。なお、透明封止剤組成物が未硬化の状態でレンズ18を載置してから、透明封止剤組成物を硬化させてもよい。

0054

「半導体発光装置用反射体の製造方法」
次に、本発明の半導体発光装置用反射体の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、半導体発光装置用反射体の製造方法であって、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレート粒子とを含む半導体発光装置用反射体組成物を用いて半導体発光装置用反射体を製造する点を特徴とするものである。

0055

半導体発光装置用反射体組成物は、上記本発明の半導体発光装置用反射体組成物で説明したものをそのまま用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。また、該組成物を用いて製造される半導体発光装置用反射体が、三次元網目構造のポリメチルペンテンを含むことが好ましい点についても同様である。三次元網目構造のポリメチルペンテンを得るための方法についても上記で説明した通りであり、半導体発光装置用反射体組成物に、ポリメチルペンテンと、紫外線硬化剤や電子線硬化剤の双方を含ませてもよく、ポリメチルペンテンと、紫外線硬化剤や電子線硬化剤のモノマーを共重合せしめた共重合体を含ませてもよい。この場合、該半導体発光装置用反射体組成物に紫外線電子線を照射することで、三次元網目構造のポリメチルペンテンを含む半導体発光装置用反射体を得ることができる。

0056

本発明の半導体発光装置用反射体の製造方法は、上記で説明した半導体発光装置用反射体組成物を用いる点に特徴を有し、これ以外の要件についていかなる限定もされることはなく、従来公知の製造方法、たとえば射出成型法等を用いて半導体発光装置用反射体を製造することができる。

0057

射出成型法では、半導体発光装置用反射体組成物をシリンダーに投入し、該組成物に含まれるポリメチルペンテンを溶融させる。次いで、スクリューを回転させて、所定の射出圧で上記組成物を、金型に嵌められた基板上に射出する。そして、保圧背圧をかけて保持した後に、金型から半導体発光装置用反射体を取出すことで半導体発光装置用反射体を得ることができる。このときの各種条件についても特に限定はないが、シリンダー温度;250℃〜300℃、金型温度;40℃〜100℃、射出成型圧;10MPa〜200MPaの条件下で製造を行うことが好ましい。この条件下で製造することにより、成型性の特に高い半導体発光装置用反射体を製造することができる。射出成型装置としては、例えば、(株)ソディクプラステック製の射出成型装置(LA40最大型締力392kN)等を用いることができる。

0058

以下に実施例と比較例を挙げて本発明を説明する。なお、文中の「部」は特に断りの内限り質量基準である。

0059

(実施例1)
下記配合比で各種成分を配合し、ロール混練を行うことで得られた反射体組成物1を、(株)ソディックプラステック製の射出成型装置(LA40最大型締力392kN)により、シリンダー温度280℃で溶融状態にし、金型(温度:80℃)に、射出圧力110MPaで注入。50mm×55mmのメタル基板上に、40mm×50mm×0.3mmサイズに半導体発光装置用反射体を射出成形し、実施例1の反射体を成形した。
(反射体組成物1)
・ポリメチルペンテン(A) 100部
(TPX−RT−18 三井化学(株)製)
・メラミンシアヌレート粒子(A)(平均粒径2.0μm) 45部
(MC−6000 日産化学(株)製))

0060

(実施例2)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物2に変更し、電子線照射を、加速電圧を250kVとし、吸収線量を所定の値として行った以外は全て実施例1と同様にして実施例2の反射体を成型した。
(反射体組成物2)
・ポリメチルペンテン(A) 100部
(TPX−RT−18 三井化学(株)製)
・メラミンシアヌレート粒子(A)(平均粒径2.0μm) 45部
(MC−6000 日産化学(株)製))
電子線架橋処理剤トリアリルイソシアヌレート) 2部
(TAIC 日本化成(株)製)

0061

(実施例3)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物3に変更した以外は全て実施例1と同様にして実施例3の反射体を成型した。
(反射体組成物3)
・ポリメチルペンテン(B) 100部
(TPX−MX004 三井化学(株)製)
・メラミンシアヌレート粒子(B)(平均粒径14μm) 45部
(MC−4000 日産化学(株)製)

0062

(実施例4)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物4に変更した以外は全て実施例1と同様にして実施例4の反射体を成型した。
(反射体組成物4)
・ポリメチルペンテン(C) 100部
(TPX−MX002 三井化学(株)製)
・メラミンシアヌレート粒子(B)(平均粒径14μm) 45部
(MC−4000 日産化学(株)製)

0063

(実施例5)
反射体組成物1における、メラミンシアヌレート粒子(A)の配合量を30部に変更した反射体組成物5を使用した以外は、全て実施例1と同様にして実施例5の反射体を成型した。

0064

(実施例6)
反射体組成物1における、メラミンシアヌレート粒子(A)の配合量を10部に変更した反射体組成物6を使用した以外は、全て実施例1と同様にして実施例6の反射体を成型した。

0065

(実施例7)
反射体組成物1における、メラミンシアヌレート粒子(A)の配合量を65部に変更した反射体組成物7を使用した以外は、全て実施例1と同様にして実施例7の反射体を成型した。

0066

(比較例1)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物Aに変更した以外は全て実施例1と同様にして比較例1の反射体を成型した。
(反射体組成物A)
・シリコーン樹脂100部
OE−6336A及びOE−6336Bを質量比1:1で混合したもの(いずれも東レ・ダウコーニング(株)製)
・メラミンシアヌレート粒子(A)(平均粒径2.0μm) 45部
(MC−6000 日産化学(株)製))

0067

(比較例2)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物Bに変更した以外は全て実施例1と同様にして比較例2の反射体を成型した。
(反射体組成物B)
半芳香族ポリアミド樹脂融点305℃ガラス転移温度125℃) 100部
(ザイテルHTN501(デュポン社製)
・メラミンシアヌレート粒子(A)(平均粒径2.0μm) 45部
(MC−6000 日産化学(株)製))

0068

(比較例3)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物Cに変更した以外は全て実施例1と同様にして比較例3の反射体を成型した。
(反射体組成物C)
・半芳香族ポリアミド樹脂(融点305℃ガラス転移温度125℃) 100部
(ザイテルHTN501デュポン社製)
チタン酸カリウム平均繊維長10〜20μm繊維径0.2〜0.6μm) 45部
ティスモD−102 大塚化学(株)製)

0069

(比較例4)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物Dに変更した以外は全て実施例1と同様にして比較例4の反射体を成型した。
(反射体組成物D)
・半芳香族ポリアミド樹脂(融点305℃ガラス転移温度125℃) 100部
(ザイテルHTN501デュポン社製)
・チタン酸カリウム(平均繊維長10〜20μm繊維径0.2〜0.6μm) 45部
(ティスモN−102 大塚化学(株)製)

0070

(比較例5)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物Eに変更した以外は全て実施例1と同様にして比較例5の反射体を成型した。
(反射体組成物E)
・ポリメチルペンテン(A) 100部
(TPX−RT−18 三井化学(株)製)
・チタン酸カリウム(平均繊維長10〜20μm繊維径0.2〜0.6μm) 45部
(ティスモD−102 大塚化学(株)製)

0071

(参考例1)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物A1に変更した以外は全て実施例1と同様にして参考例1の反射体を成型した。
(反射体組成物A1)
・ポリメチルペンテン(A) 100部
(TPX−RT−18 三井化学(株)製)
・酸化チタン(ルチル型構造平均粒径0.25μm) 45部
(PFC−107 石原産業(株)製)

0072

耐熱性評価
各実施例、比較例、及び参考例の反射体を、150℃で500時間放置する前と放置した後で、表面の色の変化を目視で観察した。放置前後で白色を維持しているものを○、それ以外を×とした。評価結果を色と併せて表1に示す。なお、放置前の白色を保っていれば良好な耐熱性を有することになる。

0073

(反射率の測定1)
各実施例、比較例、及び参考例の反射体を、150℃で500時間放置する前と放置した後で、波長230〜780nmにおける光反射率を分光光度計UV−2550(島津製作所製)を使用して測定した。表1に、波長380nm、450nmにおける光反射率の測定結果を示す。また、図3に、実施例1及び比較例1の反射体の光反射率と波長との関係を示す(いずれも「150℃で500時間放置」する前)。

0074

(反射率の測定2)
各実施例、比較例、及び参考例の反射体を150℃のホットプレートの上で、露光機により光(400nm以上カットしたもの)を24時間照射後、380nmにおける光反射率を分光光度計UV−2550(島津製作所製)を使用して測定した。表1には、波長380nmの場合の結果を示す。

0075

(成型性評価)
各実施例、及び比較例の反射体のエッジ状態を目視で観察した。良好なエッジ状態を保っているものをOK、バリ等が発生し、エッジ欠けなどがあるものをNGとした。評価結果を表1に併せて示す。なお、良好なエッジ状態を保っていれば成型性を有することになる。一方、バリ等が発生し、エッジに欠けなどがある場合は、成型性不良とする。

0076

実施例

0077

表1からも明らかなように、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレートを含む反射体組成物を用いて形成された実施例1〜7の反射体によれば、バリの発生がなく、耐熱性にも優れる。また、可視光のみならず、紫外光に対しても優れた反射性が確認された。一方、ポリメチルペンテン、およびメラミンシアヌレートの何れか一方、又は双方を含まない反射体組成物を用いて形成された比較例1〜5の反射体では、成型性、耐熱性、紫外光の反射性のいずれか、あるいは全てを満足させることができていない。具体的には、比較例2〜5の反射体では、耐熱性が不十分であり、比較例1の反射体では、成型性が低い。また、ポリメチルペンテンを用いていない比較例1の反射体では、バリが発生しており、成型性が低い。また、参考例の反射体では、耐熱性や450nmの波長領域における反射性は実施例の反射体と同等の性能を得ることができているが、紫外光に対する反射性は著しく低くなっていることがわかる。このことから、ポリメチルペンテンと、メラミンシアヌレートを含む反射体組成物を用いて得られる本発明の反射体の優位性が明らかである。また、この反射体を用いた半導体発光装置用部品や、半導体発光装置においても上記の効果が発揮されることは明らかである。

0078

10・・・半導体発光素子
12・・・反射体
14・・・基板
16・・・リード線
18・・・レンズ

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