JP2013197545A - 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

Abstract

【課題】紫外光に対する反射性に優れ、電気的な不良の発生がなく、反射体の反り、寸法変化、耐熱性の低下に伴う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紫外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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含む。
【選択図】図１

Description

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。

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模で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、基板に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に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。また、反射体に生ずる反りや寸法変化は、反射体の反射性の低下を引き起こすため、反射体には反りや寸法変化が生じないことが要求される。

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。

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や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。

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。

紫外光を反射することができる無機粒子としては、針状のチタン酸カリウムなどが知られているが、これらの無機粒子を反射体に含有させた場合には、反射体に反りや、寸法変化を生じさせ、反射性を低下させてしまうおそれがある。

特開２００９−２２１３９３号公報 特開２００５−１３６３７８号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、紫外光に対する反射性に優れ、電気的な不良の発生がなく、反射体の反り、寸法変化、耐熱性の低下に伴う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。

上記課題を解決するための本発明は、基板と、紫外光を発光する半導体発光素子と、該半導体発光素子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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含むことを特徴とする。

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紫外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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含むことを特徴とする。

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紫外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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含むことを特徴とする。

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紫外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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含むことを特徴とする。

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紫外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、紫外光反射性能を有する球状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。

本発明の半導体発光装置によれば、紫外光に対する反射性に優れ、電気的な不良の発生がなく、反射体の反り、寸法変化、耐熱性の低下に伴う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。

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と波長との関係を示す図である。

「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。

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から発光される紫外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。

（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。

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。

（半導体発光素子）
基板１４上には、紫外光を発光する半導体発光素子１０が設けられている。なお、本願明細書において、紫外光を発光する半導体発光素子１０とは、２３０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を発光する半導体発光素子を意味する。

紫外光を発光する半導体発光素子としては、たとえば、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するものを挙げることができる。このような半導体発光素子としては、一辺の長さが０．５ｍｍ程度の六面体の形状の紫外光発光ＬＥＤ等を挙げることができる。

紫外光を発光する半導体発光素子１０の発色光について特に限定はなく、白色であってもよいし、これ以外の色であってもよい。例えば、紫外光を発光する半導体発光素子１０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で白色の発光色とすることができる。

本発明の半導体発光装置１００は、紫外光を発光する半導体発光素子１０を有することから、該紫外光を利用して、半導体発光装置１００に殺菌、消臭効果を付与することができる。また、様々な蛍光体、たとえば、上述した発光色変換部材と組合せることで、本発明の半導体発光装置１００を照明やテレビ等に利用することができ、その演色性を高めることができる。

（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から発光される紫外光を所定方向、すなわち出光部側へ反射させる役割を果たす。

＜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１０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。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防止することができる。さらに、ポリメチルペンテンは、紫外域の波長の光線透過率に優れる。しがたって、ポリメチルペンテンと、紫外光反射性能を有する球状の無機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、また演色性などを更に高めることができる。

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。

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の重量平均分子量である。

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ＴＰＸ（登録商標）等を挙げることができる。

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から後述する紫外光反射性能を有する球状の無機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、紫外線硬化剤や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。

＜無機粒子＞
反射体１２には、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子が含まれる。上述したように、反射体１２は、紫外光を殆ど吸収しないポリメチルペンテンとともに、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子が含まれることから、ポリメチルペンテンと、該無機粒子との相乗効果によって、紫外光に対する反射性に極めて優れた反射体１２とすることができる。なお、本願明細書において、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とは、波長３６５ｎｍ〜４００ｎｍの領域における紫外光反射率が２５％以上である無機粒子を意味する。なお、この範囲における紫外光の反射率は、分光光度計ＵＶ−２５５０（島津製作所製）によって、測定された反射率である。

また、本発明では、上記紫外光を発光する無機粒子は、その形状が球状に規定されている。球状の無機粒子を含む反射体１２によれば、反射体１２に反りや、寸法変化が生ずることを防止でき、反射体１２の反射性の低下や、製品不良の発生を防止することができる。球状の無機粒子とすることで、反りや、寸法変化を防止できる正確なメカニズムは必ずしも明らかではないが、無機粒子の形状が、成型時の応力に影響を与えることによるものと推察される。具体的には、球状の無機粒子を用いた場合には、配光方向にかかる応力と、配光方向と垂直方向にかかる応力とがほぼ等しくなることから、反射体１２の応力が均一に分散される。この応力の分散が反りや寸法変化の抑制につながっていると推察される。一方、例えば、針状の無機粒子を用いた場合には、配光方向にかかる応力に対し、配光方向と垂直方向にかかる応力が大きくなる。この応力の違いによって反りや寸法変化が生ずるものと推察される。

なお、本願明細書において、球状の無機粒子という場合には、完全な球状のみならず、上記の効果を奏し得る範囲内の形状、すなわち、球状に近似する形状のものも含まれる。たとえば、球状に近似する不定形の無機粒子、球状に近似する鱗片状の無機粒子、扁平状、円錐形状、楕円形状の無機粒子も、球状の無機粒子に含まれる。なお、等方性を有する無機粒子は、ほぼ球形の形態をとることから、等方性の無機粒子であればそのまま使用することができる。一方、異方性を有する無機粒子は針状の形態をとることからこのままの状態で用いることはできないが、針状の無機粒子を、加工して球状の無機粒子とすることで使用することができる。つまり、球状の無機粒子とは、無機粒子の結晶構造に限定されるものではなく、その形態が球状となっていればよい。

紫外光反射性能を有する球状の無機粒子としては、種々のものを挙げることができ、特に限定はない。たとえば、球状の水酸化ナトリウム、球状のタルク、球状のセリサイト、球状の炭酸カルシウム、球状の硫酸バリウム、球状の水酸化アルミニウム、球状の炭酸マグネシウム、球状のメラミンシアヌレート等を挙げることができる。これ以外にも、六方晶構造を有する球状のチタン酸バリウムや、球状の窒化ホウ素等を挙げることもできる。窒化ホウ素としては、六方晶構造（ｈ−ＢＮ）、閃亜鉛鉱構造（ｃ−ＢＮ）、ウルツ鉱構造（ｗ−ＢＮ）、及び菱面体構造（ｒ−ＢＮ）のものを挙げることができるが、形状が球状であれば、いずれも使用可能である。

上記に例示した紫外光反射性能を有する球状の無機粒子の中でも、本発明では、球状の水酸化マグネシウムが特に好適である。球状の水酸化マグネシウムを反射体１２に含有させることで、３６５ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域における紫外光反射率が極めて高い反射体１２とすることができる。中でも、反射率、熱伝導率、機械的強度や溶融粘度の点から、化学式Ｍｇ（ＯＨ）₂で示される無機物を８０質量％以上含む水酸化マグネシウムが好ましく、化学式Ｍｇ（ＯＨ）₂で示される無機物を９５質量％以上含む高純度水酸化マグネシウムが特に好ましい。また、球状のタルク、球状の炭酸カルシウム、球状の窒化ホウ素を含有させた場合も同様に、３６５ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域における紫外光反射率が極めて高い反射体１２とすることができる。

紫外光反射性能を有する球状の無機粒子の粒径について特に限定はないが、体積平均粒径が、０．１μｍ未満である場合には、無機粒子同士が凝集し加工性が落ちる傾向にあり、３００μｍを超えると、ポリメチルペンテンとの混練が不良となり、紫外光に対する反射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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子は、体積平均粒径が０．１μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、０．１μｍ以上１２μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは１μｍ以上２μｍ以下の範囲内である。なお、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子の平均粒径は、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。

紫外光反射性能を有する球状の無機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紫外光反射性能を有する球状の無機粒子を用いることで、反射体１２中に紫外光反射性能を有する球状の無機粒子を均一に分散させることができ、紫外光に対する反射性の更なる向上が見込まれる。また、反りや寸法変化の発生をさらに効果的に防止することができる。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。

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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子のほかに、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。

反射体１２は、その形状にかかわらず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、酸化チタンの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。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、スペクトル強度と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。

ポリメチルペンテン、及び紫外光反射性能を有する球状の無機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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子の含有量が５質量部未満である場合には、紫外光に対する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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子は、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。

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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子のほかに、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。

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。

反射体１２の内面は、図示するように半導体発光素子１０から発光される紫外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。

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。

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。

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。

「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から発光される紫外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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含むことを特徴とする。

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、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、反射体の耐熱性の低下、反り、寸法変化に起因する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。

「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紫外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、紫外光反射性能を有する球状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、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、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、反射体の耐熱性の低下、反り、寸法変化に起因する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。

「半導体発光装置用反射体組成物」
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紫外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、紫外光反射性能を有する球状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組成物に含まれるポリメチルペンテン、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子は、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、紫外光反射性能を有する球状の無機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、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、反射体の耐熱性の低下、反り、寸法変化に起因する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。

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。

「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。

「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、紫外光反射性能を有する球状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。

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や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。

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。

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）ソディッ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。

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。

（実施例１）
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、基板上に反射体が設けられた実施例１の半導体発光装置用部品を成型した。
（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）
・球状水酸化マグネウム（平均粒径１．１μｍ） ４５部
（マグシーズＮ−６ 神島化学工業（株）製）

（実施例２）
反射体組成物１を、下記に示す反射体組成物２に変更した以外は全て実施例１と同様にして実施例２の半導体発光装置用部品を成型した。
（反射体組成物２）
・ポリメチルペンテン（Ｂ） １００部
（ＴＰＸ−ＤＸ８４５ 三井化学（株）製）
・球状水酸化マグネウム（平均粒径１．１μｍ） ４５部
（マグシーズＮ−６ 神島化学工業（株）製）

（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、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３の半導体発光装置用部品を成型した。
（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）
・球状水酸化マグネウム（平均粒径１．１μｍ） ４５部
（マグシーズＮ−６ 神島化学工業（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）

（実施例４）
反射体組成物１における、球状水酸化マグネウムの配合量を１０部に変更した反射体組成物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の半導体発光装置用部品を成型した。

（実施例５）
反射体組成物１における、球状水酸化マグネウムの配合量を９０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の半導体発光装置用部品を成型した。

（実施例６）
反射体組成物１を、下記に示す反射体組成物６に変更した以外は全て実施例１と同様にして実施例６の半導体発光装置用部品を成型した。
（反射体組成物６）
・ポリメチルペンテン（Ａ） １００部
（ＴＰＸ−ＲＴ−１８ 三井化学（株）製）
・球状タルクＭｇ₃Ｏ₁₁Ｓｉ₄ （平均粒径４．０μｍ） ４５部
（１級 ４３１１５−１２０１ 純正化学（株）製）

（実施例７）
反射体組成物１を、下記に示す反射体組成物７に変更した以外は全て実施例１と同様にして実施例７の半導体発光装置用部品を成型した。
（反射体組成物７）
・ポリメチルペンテン（Ａ） １００部
（ＴＰＸ−ＲＴ−１８ 三井化学（株）製）
・球状炭酸カルシウム（平均粒径６．０μｍ） ４５部
（鹿１級 ０７０５０−０１ 関東化学（株）製）

（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の半導体発光装置用部品を成型した。
（反射体組成物Ａ）
・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）

（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の半導体発光装置用部品を成型した。
（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）
・球状水酸化マグネウム（平均粒径１．１μｍ） ４５部
（マグシーズＮ−６ 神島化学工業（株）製）

（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の半導体発光装置用部品を成型した。
（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）
・針状チタン酸カリウム ４５部
（ティスモ Ｄ−１０２（平均繊維長１０〜２０μｍ 繊維径０．２〜０．６μｍ） 大塚化学（株）製）

（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の半導体発光装置用部品を成型した。
（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）
・針状チタン酸カリウム ４５部
（ティスモ Ｎ−１０２（平均繊維長１０〜２０μｍ 繊維径０．２〜０．６μｍ） 大塚化学（株）製）

（比較例５）
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の半導体発光装置用部品を成型した。
（反射体組成物Ｄ）
・ポリメチルペンテン（Ａ） １００部
（ＴＰＸ−ＲＴ−１８ 三井化学（株）製）
・針状チタン酸カリウム ４５部
（ティスモ Ｄ−１０２（平均繊維長１０〜２０μｍ 繊維径０．２〜０．６μｍ） 大塚化学（株）製）

（耐熱性評価）
各実施例、及び比較例の半導体発光装置用部品を、１５０℃で５００時間放置する前と放置した後で、半導体発光装置用部品を構成する反射体の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。

（反射率の測定１）
各実施例、及び比較例の半導体発光装置用部品を、１５０℃で５００時間放置する前と放置した後で、半導体発光装置用部品を構成する反射体の波長２３０ｎｍ〜５００ｎｍ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）。

（成型性評価（寸法変化率））
各実施例及び比較例の半導体発光装置用部品を構成する反射体を成型するために用いた各反射体組成物を、日精樹脂工業（株）射出成形機 ＦＮＸ１４０により、シリンダー温度；２８０℃、射出圧力３０ＭＰａとし、その他はＪＩＳ Ｋ７１５２−１（ＩＳＯ ２９４）準拠した成形条件で、多目的試験片（ＪＩＳ Ｋ７１３９（ＩＳＯ ３１６７）１Ａ形）の成形を行い、寸法変化率測定用の各実施例及び比較例の反射体を成形した。

寸法変化率は、金型縦長さをＡ、各実施例及び比較例の反射体の縦長さをＢ、金型横長さをＸ、各実施例及び比較例の反射体の横長さをＹとしたときに、下式を用いて算出された値である。

（成型性評価（反り評価））
上記で成型された各実施例及び比較例の半導体発光装置用部品を平面に置き、該平面からの反り具合を目視で確認した。目視上反りが確認できないものをＯＫ、目視上明らかに反りが確認できたものをＮＧとした。評価結果を表１に併せて示す。

表１からも明らかなように、本発明の反射体組成物の要件を全て充足する反射体組成物を用いて形成された実施例１〜７の半導体発光装置用部品や、これを構成する反射体によれば、紫外光に対する反射性、耐熱性、寸法変化、反りの全ての評価において良好な結果が得られた。一方、本発明の反射体組成物の要件の一部、もしくは全てを満たさない比較例では、耐熱性、紫外光に対する反射性、耐熱性、寸法変化、反りの評価の全てを満足させることができず、本発明の優位性が明らかとなった。

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

Claims (5)

1. 基板と、紫外光を発光する半導体発光素子と、該半導体発光素子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、紫外光反射性能を有する球状の無機粒子とを含むことを特徴とする半導体発光装置。
2. 基板と、半導体発光素子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、紫外光反射性能を有する球状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。
3. 半導体発光素子から発光される紫外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、紫外光反射性能を有する球状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。
4. 半導体発光素子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、紫外光反射性能を有する球状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。
5. 半導体発光素子から発光される紫外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、紫外光反射性能を有する球状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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