JP2013197544A - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
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Abstract
【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、六方晶構造の無機粒子とを含む。
【選択図】図1
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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。
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、ガラス等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。
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。
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、六方晶構造の無機粒子として、紫外光に対する反射性能を有するものを用いた場合には、ポリメチルペンテンとの相乗効果によって、紫外光を発光する半導体発光素子10を用いた場合に、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230nm〜400nmの波長の光を意味する。
反射体12には、六方晶構造の無機粒子が含まれる。六方晶構造の無機粒子を含む反射体12によれば、該反射体12に高い反射性を付与することができる。さらに、六方晶構造の無機粒子は、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。なお、六方晶構造とは、JCPDSカード28−0124の結晶相を示すものである。
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、AlGaInP、GaP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、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。
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、六方晶構造の無機粒子とを含むことを特徴とする。
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、六方晶構造の無機粒子とを含むことを特徴とする。
本は追銘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、六方晶構造の無機粒子とを含むことを特徴とする。
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を注入し、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。
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、六方晶構造の無機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。
下記配合比で各種成分を配合し、ロールで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)
・六方晶構造の窒化ホウ素(A)(鱗片状 体積平均粒径11.8μm) 45部
(UHP−2 昭和電工(株)製)
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)
・六方晶構造の窒化ホウ素(A)(鱗片状 体積平均粒径11.8μm) 45部
(UHP−2 昭和電工(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)
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(A) 100部
(TPX−RT−18 三井化学(株)製)
・六方晶構造の窒化ホウ素(A)(鱗片状 体積平均粒径11.8μm) 45部
(UHP−2 昭和電工(株)製)
・メラミンシアヌレート(平均粒径2.0μm) 10部
(MC−6000(日産化学(株)製)
反射体組成物1における、ポリメチルペンテン(A)にかえて、ポリメチルペンテン(B)(TPX RT−31 三井化学(株)製)を100部配合した反射体組成物4を使用した以外は、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1における、ポリメチルペンテン(A)にかえて、ポリメチルペンテン(B):(TPX RT−31 三井化学(株)製)を100部配合し、六方晶構造の窒化ホウ素(A)にかえて、六方晶構造の窒化ホウ素(B):(UHP−EX(昭和電工(株)製 顆粒状の六方晶構造、体積平均粒径50μm))を45部配合した反射体組成物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。
反射体組成物1における、六方晶構造の窒化ホウ素(A)にかえて、六方晶構造の窒化ホウ素(C):(UHP−S1(昭和電工(株)製 鱗片状の六方晶構造、体積平均粒径1.5μm))を45部配合した反射体組成物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。
反射体組成物1における、六方晶構造のホウ素(A)の配合量を20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。
反射体組成物1における、六方晶構造のホウ素(A)の配合量を60部に変更した反射体組成物8を使用した以外は、全て実施例1と同様にして実施例8の反射体を成型した。
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)
・六方晶構造の窒化ホウ素(A)(鱗片状 体積平均粒径11.8μm) 45部
(UHP−2 昭和電工(株)製)
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)
・六方晶構造の窒化ホウ素(A)(鱗片状 体積平均粒径11.8μm) 45部
(UHP−2 昭和電工(株)製)
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)
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)
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)
反射体組成物1を、下記に示す反射体組成物Fに変更した以外は全て実施例1と同様にして比較例6の反射体を成型した。
(反射体組成物F)
・変性ポリアミド 100部
(T「アーレンAE4200」 三井化学(株)製)
・六方晶構造の窒化ホウ素(A)(鱗片状 体積平均粒径11.8μm) 45部
(UHP−2 昭和電工(株)製)
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)
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。
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及び参考例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)。
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。
各実施例、比較例、及び参考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、エッジに欠け等があるものを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、エッジに欠け等がある場合は、成型性不良とする。
12・・・反射体
14・・・基板
16・・・リード線
18・・・レンズ
Claims (5)
- 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、六方晶構造の無機粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置。 - 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、六方晶構造の無機粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置用部品。 - 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、六方晶構造の無機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。 - 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、六方晶構造の無機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。 - 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、六方晶構造の無機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。
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