JP2023164766A - 光半導体素子封止用シート - Google Patents

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Abstract

【課題】光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れる光半導体素子封止用シートを提供する。【解決手段】光半導体素子封止用シート1は、基板5上に配置された1以上の光半導体素子6を封止するためのシートであり、光拡散層と反射防止層とを有する封止部2を備える。光半導体素子封止用シート1は、シート1の片面に機能層を積層した状態において、前記機能層側から測定した際のL*a*b*(SCE)におけるL*1、a*1、b*1、シート1側から測定した際のL*a*b*(SCE)におけるL*2、a*2、b*2はそれぞれ下記式(1)~(3)を満たす値である。-5<L*1-L*2<5 (1)-5<a*1-a*2<5 (2)-5<b*1-b*2<5 (3)【選択図】図1

Description

本発明は、光半導体素子封止用シートに関する。より詳細には、本発明は、ミニ/マイクロLED等の自発光型表示装置の光半導体素子の封止に適するシートに関する。
近年、次世代型の表示装置として、ミニ/マイクロLED表示装置(Mini/Micro Light Emitting Diode Display)に代表される自発光型表示装置が考案されている。ミニ/マイクロLED表示装置は、基本構成として、多数の微小な光半導体素子(LEDチップ)が高密度に配列された基板が表示パネルとして使用され、当該光半導体素子は封止材で封止され、最表層に樹脂フィルムやガラス板などのカバー部材が積層されるものである。
バックライト等の自発光型表示装置を用いたディスプレイでは、光半導体素子の光源に起因して明るさにムラ(輝度ムラ)が生じるという問題があった。特許文献1には、輝度ムラを抑制することができる粘着シートとして、光拡散微粒子を含有する光拡散粘着剤層と、光拡散微粒子を含有しない透明粘着剤層とを備えた複合型粘着剤層を有しており、上記光拡散粘着剤層および上記透明粘着剤層の少なくとも一層が活性エネルギー線硬化性粘着剤からなる粘着シートが開示されている。
特開2021-38365号公報
しかしながら、特許文献1に開示の粘着シートは光拡散粘着剤層により光拡散機能を発揮する一方、粘着シートに入射した光は光拡散粘着剤層内で反射することで層内に閉じ込められ、層から光が放出されにくく粘着シートの光取り出し効率が低い。このため、光半導体素子を封止する用途に上記粘着シートを使用した場合の輝度が不充分であるという問題があった。
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、その目的は、光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れる光半導体素子封止用シートを提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、光拡散層を備える光半導体素子封止用シートの、機能層を積層した状態において両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差が±5よりも小さい光半導体素子封止用シートによれば、光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、基板上に配置された1以上の光半導体素子を封止するためのシートであって、
上記シートは、光拡散層と反射防止層とを含む封止部を備え、
上記シートの片面に機能層を積層した状態において、上記機能層側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 1、a* 1、b* 1とし、上記シート側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 2、a* 2、b* 2としたとき、上記L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、およびb* 2はそれぞれ下記式(1)~(3)を満たす値である、光半導体素子封止用シートを提供する。
-5<L* 1-L* 2<5 (1)
-5<a* 1-a* 2<5 (2)
-5<b* 1-b* 2<5 (3)
上記光半導体素子封止用シートは、封止部が光拡散層を備えることにより光拡散性に優れる。また、封止部が反射防止層を備えることにより、例えば消灯時において上記金属配線等による光の反射を抑制し、画面の見栄えが良く意匠性に優れる。また、上記光半導体素子封止用シートは機能層が積層されて使用されることが多い。このため、機能層を積層した光半導体素子封止用シートにおいて、上記L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、およびb* 2がそれぞれ上記式(1)~(3)を満たす値であること、すなわち両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差が±5よりも小さいことにより、光半導体素子が発する光と視認者が光半導体素子封止用シートを介して視認する光との明るさや色調が同程度となるため、光半導体素子封止用シートの光取り出し効率および光拡散性が良好となる。
上記光半導体素子封止用シートは、その片面に上記機能層を積層した状態の上記機能層側から測定される全光線透過率が2~30%であることが好ましい。上記全光線透過率が2%以上であることにより、光取り出し効率に優れ、光半導体装置の輝度をより確保することができる。上記全光線透過率が30%以下であることにより、光半導体装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させることができる。
上記封止部は、上記光拡散層と、上記反射防止層と、上記光拡散層または光拡散機能を発揮することを目的としない無色透明層とをこの順に有することが好ましい。このような構成を有することにより、両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差をより小さくすることができ、光半導体装置の輝度をより高くすることができる。
上記光拡散層は屈折率1.4~1.7の光拡散剤を含むことが好ましい。このような構成を有することにより、両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差をより小さくすることができ、光半導体装置の輝度をより高くすることができる。また、光半導体素子封止用シートの光拡散性にも優れる。
上記光拡散剤はシリコーン樹脂で構成されることが好ましい。このような構成を有することにより、光拡散層の光取り出し効率をより高くし、光半導体装置の輝度をより高くすることができる。また、光半導体素子封止用シートの光拡散性にも優れる。
上記機能層は表面処理層を含むことが好ましい。このような構成を有することにより、表面処理層を含む機能層が積層された光半導体素子封止用シートの光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れる。
また、本発明は、基板と、上記基板上に配置された光半導体素子と、上記封止部により上記光半導体素子を封止する上記光半導体素子封止用シートと、を備える光半導体装置を提供する。このような光半導体装置は、意匠性に優れ、輝度が高く、且つ輝度ムラが起こりにくい。
上記光半導体装置は自発光型表示装置であることが好ましい。
また、本発明は、上記自発光型表示装置を備える画像表示装置を提供する。
本発明の光半導体素子封止用シートは、光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れる。このため、本発明の光半導体素子封止用シートによれば、光半導体素子を封止した状態において意匠性に優れ、輝度が高く、且つ輝度ムラが起こりにくい。そして、本発明の光半導体素子封止用シートを使用することで、光半導体素子の非点灯時において見栄えが良く、且つ、光半導体素子の点灯時において光半導体素子から発せられた光を効率的に拡散させた状態で通過させることができる光半導体装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る光半導体素子封止用シートの断面図である。 本発明の一実施形態に係る光半導体素子封止用シートを用いた光半導体装置の断面図である。 図2に示す光半導体装置がタイリングして作製された光半導体装置の一実施形態を示す外観図である。 光半導体装置の製造方法の一実施形態における封止工程の様子を示す断面図を表す。 図4に示す封止工程後に得られる積層体を示す断面図を表す。 図5に示す積層体のダイシング工程におけるダイシング位置を示す断面図を表す。
[光半導体素子封止用シート]
本発明の光半導体素子封止用シートは、光拡散層と反射防止層とを含む封止部を少なくとも備える。上記光拡散層および上記反射防止層は互いに異なる層であり、上記封止部は光拡散層および反射防止層の少なくとも2層を含む。なお、本明細書において、光半導体素子封止用シートとは、基板上に配置された1以上の光半導体素子を封止部により封止するためのシートをいうものとする。また、本明細書において、「光半導体素子を封止する」とは、光半導体素子の少なくとも一部を封止部内に埋め込むこと、または、上記封止部により追従し被覆することをいう。上記封止部は、光半導体素子の少なくとも一部を埋め込む、または、上記封止部により追従し被覆することが可能な柔軟性を有する。
上記反射防止層は光半導体装置において光半導体素子が発する光の反射を抑制する機能を有する。上記反射防止層を備えることにより、例えば表示装置において消灯時に金属配線等による光の反射を抑制し画面の見栄えが良く意匠性に優れることとすることができる。上記反射防止層は上記封止部内において単層であってもよく複層であってもよい。
上記光拡散層は光を拡散する機能を発揮する。上記光拡散層を備えることにより、光半導体装置において輝度ムラを抑制することができる。上記光拡散層は上記封止部内において単層であってもよく複層であってもよい。
上記封止部は、上記反射防止層および上記光拡散層以外のその他の層を備えていてもよい。上記その他の層としては、光拡散機能を発揮することを目的としない無色透明層(非光拡散層)が挙げられる。
上記封止部は、上記光半導体素子に接触する第一封止層を少なくとも備える。上記封止部は、さらに、上記第一封止層に積層された第二封止層を備えることが好ましく、上記第二封止層に積層された第三封止層をさらに備えることがより好ましい。この場合、上記第一封止層、上記第二封止層、および上記第三封止層のうち、少なくとも一層が上記反射防止層であり、他の少なくとも一層が上記光拡散層である。中でも、上記第一封止層、上記第二封止層、および上記第三封止層のうち、一層が上記光拡散層、他の一層が上記反射防止層、残りの一層が上記光拡散層または上記非光拡散層であることが好ましい。上記封止部において、上記反射防止層および上記光拡散層の積層位置は特に限定されない。上記光半導体素子封止用シートにおいて、第一封止層および第二封止層、第二封止層および第三封止層は、それぞれ、直接積層していることが好ましい。
第一封止層、第二封止層、および第三封止層の積層構造[第一封止層/第二封止層/第三封止層]としては、[光拡散層/反射防止層/非光拡散層]、[非光拡散層/反射防止層/光拡散層]、[光拡散層/反射防止層/光拡散層]、[非光拡散層/光拡散層/反射防止層]、[光拡散層/非光拡散層/反射防止層]、[光拡散層/光拡散層/反射防止層]、[光拡散層/反射防止層/反射防止層]、[反射防止層/光拡散層/非光拡散層]、[反射防止層/非光拡散層/光拡散層]、[反射防止層/光拡散層/光拡散層]、[反射防止層/光拡散層/反射防止層]、[反射防止層/反射防止層/光拡散層]などが挙げられる。
中でも、第二封止層および/または第三封止層が反射防止層であることが好ましく、第二封止層が反射防止層であることがより好ましい。第二封止層が反射防止層である場合、第三封止層は反射防止層、光拡散層、および非光拡散層のいずれであってもよいが、光拡散層または非光拡散層であることが好ましい。第三封止層が光拡散層または非光拡散層である場合、第一封止層および/または第三封止層は光拡散層であることが好ましい。中でも、第一封止層および第三封止層の一方が光拡散層であり他方が非光拡散層であることが好ましく、第一封止層が光拡散層であることがより好ましく、第一封止層が光拡散層であり第三封止層が非光拡散層であることがさらに好ましい。これらの場合、輝度ムラの抑制効果と意匠性とがより優れる傾向がある。
上記積層構造[第一封止層/第二封止層/第三封止層]としては、中でも、[光拡散層/反射防止層/非光拡散層]、[非光拡散層/反射防止層/光拡散層]、[光拡散層/反射防止層/光拡散層]、[非光拡散層/光拡散/反射防止層]、[光拡散層/非光拡散層/反射防止層]が好ましい。
上記封止部は、特に、上記光拡散層と、上記反射防止層と、上記光拡散層または上記非光拡散層とをこの順に有することが好ましい。このような構成を有すると、両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差をより小さくすることができ、光半導体装置の輝度をより高くすることができる。このような積層構造[第一封止層/第二封止層/第三封止層]としては、[光拡散層/反射防止層/非光拡散層]、[非光拡散層/反射防止層/光拡散層]、[光拡散層/反射防止層/光拡散層]が挙げられる。
第一封止層、第二封止層、および第三封止層は、それぞれ独立して、放射線照射により硬化する性質を有する樹脂層(放射線硬化性樹脂層)であってもよく、放射線照射により硬化する性質を有しない樹脂層(放射線非硬化性樹脂層)であってもよい。上記放射線としては、例えば、電子線、紫外線、α線、β線、γ線、またはX線などが挙げられる。
第一封止層は放射線非硬化性樹脂層であることが好ましい。このような構成を有すると、上記光半導体素子封止用シートの表面に位置する第一封止層が光半導体素子を封止した際の光半導体素子および基板に対する密着性が優れ、光半導体素子の追従性および埋め込み性に優れる。その結果、光半導体素子による段差が高い場合であっても意匠性に優れる。
第二封止層および/または第三封止層は放射線硬化性樹脂層であることが好ましい。このような構成を有することにより、光半導体素子の封止後は放射線照射により第二封止層および/または第三封止層が硬化して、光半導体素子封止用シート側面の密着性が低下する。これにより、タイリング状態において隣接する光半導体装置におけるシート同士の密着性が低く、隣接した光半導体装置同士を引き離す際、シートの欠損や隣接する光半導体装置のシートの付着が起こりにくい。
第一封止層は光半導体素子を封止する際に光半導体素子に接触する側(すなわち光半導体素子を備える基板側)となる層である。第一封止層は、粘着性および/または接着性を有していてもよく、有していなくてもよい。中でも、第一封止層は、基板および光半導体素子に充分な密着力で密着して光半導体素子を充分に封止することを可能とするため、粘着性および/または接着性を有することが好ましい。
第二封止層は、粘着性および/または接着性を有していてもよく、有していなくてもよい。中でも、粘着性および/または接着性を有することが好ましい。このような構成を有することにより、光半導体素子を封止する際、光半導体素子を容易に封止することができ、また、光半導体素子側表面に位置する第一封止層との密着性に優れ、光半導体素子の封止性により優れる。
第三封止剤は粘着性および/または接着性を有していてもよく、有していなくてもよい。中でも、粘着性および/または接着性を有することが好ましい。このような構成を有することにより、第三封止層を基材部等の他の部材と積層した状態において界面の追従性に優れる。このため、上記光半導体素子封止用シートで光半導体素子を封止した状態において、第三封止層が密着あるいは接着する他の部材との隙間が生じにくく、光拡散性および光取り出し効率により優れる。また、光半導体素子を封止する際、光半導体素子を容易に封止することができ、さらに第二封止層との密着性に優れ、光半導体素子の封止性により優れる。
本発明の光半導体素子封止用シートは、基材部の少なくとも一方の面に備えられていてもよく、はく離ライナー上のはく離処理面に形成されていてもよい。上記基材部を有しない場合は光半導体素子封止用シートの両面がはく離ライナーと接触していてもよい。はく離ライナーは上記光半導体素子封止用シートの保護材として用いられ、光半導体素子を封止する際に剥がされる。なお、基材部およびはく離ライナーは必ずしも設けられなくてもよい。
以下、本発明の光半導体素子封止用シートの一実施形態について説明する。図1は、本発明の光半導体素子封止用シートの一実施形態を示す断面図である。図1に示すように、光半導体素子封止用シート1は、基板上に配置された1以上の光半導体素子を封止するために使用することのできるものであり、基材部4と基材部4上に形成された封止部2とを備える。基材部4は、基材フィルム41および表面処理層である機能層42から構成されているが、機能層42を有さず基材フィルム41で構成されていてもよい。封止部2は、例えば、光拡散層である第一封止層21と、反射防止層である第二封止層22と、光拡散層または非光拡散層である第三封止層23との積層体から形成されている。第二封止層22は第一封止層21に直接積層しており、第三封止層23は第二封止層22に直接積層している。第一封止層21の片面にははく離ライナー3が貼付されており、第三封止層23には基材部4が貼付されている。
本発明の光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、上記機能層側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 1、a* 1、b* 1とし、上記シート側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 2、a* 2、b* 2としたとき、上記L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、およびb* 2はそれぞれ下記式(1)~(3)を満たす値である。
-5<L* 1-L* 2<5 (1)
-5<a* 1-a* 2<5 (2)
-5<b* 1-b* 2<5 (3)
上記L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、およびb* 2がそれぞれ上記式(1)~(3)を満たす値であること、すなわち両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差が±5よりも小さいことにより、光半導体素子が発する光と視認者が光半導体素子封止用シートを介して視認する光との明るさや色調が同程度となるため、光半導体素子封止用シートの光取り出し効率および光拡散性が良好となる。
上記式(1)におけるL* 1-L* 2は、-5超であり、好ましくは-3超、より好ましくは-1超である。また、L* 1-L* 2は、5未満であり、好ましくは4未満、より好ましくは3未満である。
上記式(2)におけるa* 1-a* 2は、-5超であり、好ましくは-3超、より好ましくは-1超である。また、a* 1-a* 2は、5未満であり、好ましくは3未満、より好ましくは1未満、さらに好ましくは0.5未満である。
上記式(3)におけるb* 1-b* 2は、-5超であり、好ましくは-3超、より好ましくは-1.5超である。また、b* 1-b* 2は、5未満であり、好ましくは3未満、より好ましくは1未満、さらに好ましくは0.5未満である。
なお、上記光半導体素子封止用シートの上記機能層を積層しない状態において、一方の面側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 1、a* 1、b* 1とし、他方の面側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 2、a* 2、b* 2としたとき、上記L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、およびb* 2はそれぞれ上記式(1)~(3)を満たす値であることが好ましい。
上記機能層は、上記封止部に含まれない層であり、本発明の光半導体素子封止用シートに各種機能を付与することができる層が挙げられる。上記機能層としては、例えば、表面処理層を含む層が挙げられる。このような構成を有することにより、表面処理層を含む機能層が積層された光半導体素子封止用シートの光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れる。上記表面処理層としては、アンチグレア処理層(防眩処理層)、反射防止処理層、ハードコート処理層などが挙げられる。上記機能層は、本発明の光半導体素子封止用シートにおける上記封止部に積層されてもよいし、上記基材部を備える場合は上記基材部に積層されてもよいが、上記基材部に積層されることが好ましく、上記基材部の上記封止部を備える側とは反対側に積層されることが好ましい。
本発明の光半導体素子封止用シートは上記機能層を備えていてもよい。上記機能層を備える場合、別途機能層を積層せずに上記L***(SCE)の測定を行うことができる。この場合、上記「シート側」とは、上記機能層を備えない側をいうものとする。本発明の光半導体素子封止用シートが上記機能層を備えない場合、別途機能層を積層して上記L***(SCE)の測定を行う。上記機能層は、後述の第一封止層側に対して、後述の第三封止層側に積層されることが好ましい。
図1に示す光半導体素子封止用シート1において、基材部4における基材フィルム41表面には機能層42が積層している。例えば、光半導体素子封止用シート1において、L* 1、a* 1、およびb* 1は機能層42側(図1における上側)から測定される値であり、L* 2、a* 2、およびb* 2は、はく離ライナー3を剥離してまたは剥離せず、機能層4が積層された側とは反対側である第一封止層21側(図1における下側)から測定される値である。
(反射防止層)
上記反射防止層は着色剤を少なくとも含むことが好ましい。上記反射防止層は、樹脂で構成される樹脂層であることが好ましい。上記着色剤は、上記反射防止層に溶解または分散可能なものであれば、染料でも顔料でもよい。少量の添加でも低いヘイズが達成でき、顔料のように沈降性がなく均一に分布させやすいことから、染料が好ましい。また、少量の添加でも色発現性が高いことから、顔料も好ましい。着色剤として顔料を使用する場合は、導電性が低いか、ないものが好ましい。上記着色剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記着色剤としては、黒系着色剤が好ましい。上記黒系着色剤としては、公知乃至慣用の黒色を呈するための着色剤(顔料、染料等)を用いることができ、例えば、カーボンブラック(ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック、松煙等)、グラファイト、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、シアニンブラック、活性炭、フェライト(非磁性フェライト、磁性フェライト等)、マグネタイト、酸化クロム、酸化鉄、二硫化モリブデン、クロム錯体、アントラキノン系着色剤、窒化ジルコニウムなどが挙げられる。また、黒色以外の色を呈する着色剤を組み合わせて配合して黒系着色剤として機能する着色剤を用いてもよい。
上記着色剤としては、特に限定されないが、可視光を吸収し、かつ紫外線透過性を有するものが好ましい。すなわち、着色剤は、波長330~400nmの平均透過率が、波長400~700nmの平均透過率よりも大きいものが好ましい。また、着色剤は、波長330~400nmの透過率の最大値が、波長400~700nmの透過率の最大値よりも大きいものが好ましい。着色剤の透過率は、波長400nmにおける透過率が50~60%程度となるように、テトラヒドロフラン(THF)等の適宜の溶媒または分散媒(波長330~700nmの範囲の吸収が小さい有機溶媒)により希釈した溶液または分散液を用いて測定する。
可視光の吸収よりも紫外線の吸収が小さい紫外線透過性の黒色顔料としては、商品名「9050BLACK」、商品名「UVBK-0001」(いずれも株式会社トクシキ製)などが挙げられる。紫外線透過性の黒色染料としては商品名「SOC-L-0123」(オリヱント化学工業株式会社製)などが挙げられる。
黒系着色剤として一般に用いられているカーボンブラックやチタンブラックは、可視光の吸収よりも紫外線の吸収が大きい(可視光透過率よりも紫外線透過率が小さい)。そのため、紫外線に感度を有する放射線硬化性樹脂にカーボンブラック等の着色剤を添加すると、光硬化のために照射した紫外線の多くが着色剤により吸収され、光重合開始剤が吸収する光量が小さく、光硬化に時間を要する(積算照射光量が多くなる)。また、積層する層の厚みが大きい場合は、光照射面の反対側の面に到達する紫外線が少ないため、長時間の光照射を行っても、光硬化が不充分となる傾向がある。これに対して、可視光に比べて紫外線の透過率が大きい着色剤を用いることにより、着色剤に起因する硬化阻害を抑制できる。
上記反射防止層における着色剤の含有量は、適切な反射防止能を半導体素子封止用シートに付与する観点からは、反射防止層を構成する樹脂100質量部に対して、0.01~20質量部が好ましく、より好ましくは0.1~15質量部、さらに好ましくは1~10質量部であり、着色剤の種類や、半導体素子封止用シートの色調および光透過率等に応じて適宜設定すればよい。着色剤は、適宜の溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液として、組成物に添加してもよい。
上記反射防止層のヘイズ値(初期ヘイズ値)は、特に限定されないが、光半導体装置の視認性を確保する観点から、30%以下が好ましく、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは20%以下、特に好ましくは15%以下である。また、上記反射防止層のヘイズ値は、光半導体装置の輝度ムラを効率的に低減する観点から、1%以上が好ましく、より好ましくは3%以上、さらに好ましくは5%以上、特に好ましくは8%以上であり、10%以上であってもよい。上記反射防止層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記ヘイズ値は硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記反射防止層の全光線透過率は、特に限定されないが、光半導体装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させるという観点から、30%以下が好ましく、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは20%以下、特に好ましくは10%以下である。また、上記反射防止層の全光線透過率は、光半導体装置の輝度を確保するという観点から、0.5%以上であることが好ましく、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上、特に好ましくは2%以上であり、2.5%以上、または3%以上であってもよい。上記反射防止層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記全光線透過率は硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記反射防止層のヘイズ値および全光線透過率は、それぞれ、JIS K7136、JIS K7361-1で定める方法により測定できるものであり、種類や厚さ、着色剤の種類や配合量などにより制御することができる。
(光拡散層)
上記光拡散層は、光を拡散する機能を有する層であり、樹脂で構成される樹脂層であることが好ましい。上記光拡散層は、限定されないが、光拡散剤を含むことが好ましい。すなわち、上記光拡散層は、樹脂層中に分散した光拡散剤を含むことが好ましい。上記光拡散剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記光拡散剤の屈折率は、1.4~1.7が好ましく、より好ましくは1.41~1.68、さらに好ましくは1.42~1.66である。上記屈折率が上記範囲内であると、両側から測定したL*(SCE)の差、a*(SCE)の差、およびb*(SCE)の差をより小さくすることができ、光半導体装置の輝度をより高くすることができる。また、光半導体素子封止用シートの光拡散性にも優れる。
上記光拡散剤と光拡散層を構成する樹脂(光拡散層において光拡散剤を除いた樹脂層)との屈折率差の絶対値は、光半導体装置の輝度ムラをより効率的に低減する観点から、0.001以上が好ましく、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.03以上であり、0.04以上、または0.05以上であってもよい。また、光拡散剤と樹脂との屈折率差の絶対値は、ヘイズ値が高くなり過ぎることを防止し、高精細な画像を表示する観点から、5以下が好ましく、より好ましくは4以下、さらに好ましくは3以下である。
上記光拡散剤は、光拡散層を構成する樹脂との適切な屈折率差を有し、光拡散層に拡散性能を付与するものである。光拡散剤を構成する材料としては、無機材料、高分子材料などが挙げられる。無機材料の材質としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー、タルク、金属酸化物などが挙げられる。高分子材料の材質としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリレート樹脂を含む)、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
上記光拡散剤を構成する材料としては、高分子材料が好ましく、より好ましくはシリコーン樹脂である。これにより、光拡散層の光取り出し効率をより高くし、光半導体装置の輝度をより高くすることができる。また、光半導体素子封止用シートの光拡散性にも優れる。
上記光拡散剤の形状は、特に限定されず、例えば、真球状、扁平状、不定形状であってもよい。
上記光拡散剤は光拡散性微粒子であることが好ましい。上記光拡散性微粒子の平均粒子径は、適切な光拡散性能を光半導体素子封止用シートに付与する観点からは、0.1μm以上が好ましく、より好ましくは0.15μm以上、さらに好ましくは0.2μm以上、特に好ましくは0.25μm以上である。また、上記光拡散性微粒子の平均粒子径は、ヘイズ値が高くなり過ぎることを防止し、高精細な画像を表示する観点から、12μm以下が好ましく、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは8μm以下である。平均粒子径は、例えば、コールターカウンターを用いて測定することができる。
上記光拡散層中の上記光拡散剤の含有量は、適切な光拡散性能を光半導体素子封止用シートに付与する観点からは、光拡散層を構成する樹脂100質量部に対して、5質量部以上が好ましく、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上、特に好ましくは30質量部以上である。また、光拡散剤の含有量は、ヘイズ値が高くなり過ぎることを防止し、高精細な画像を表示する観点から、光拡散層を構成する樹脂100質量部に対して、80質量部以下が好ましく、より好ましくは70質量部以下である。
上記光拡散層のヘイズ値(初期ヘイズ値)は、特に限定されないが、光拡散性により優れ、光半導体装置の輝度ムラを効率的に低減する観点から、30%以上が好ましく、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上であり、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上であってもよい。なお、上記光拡散層のヘイズ値の上限は、特に限定されず、すなわち、100%であってもよく、99%であってもよい。上記光拡散層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記ヘイズ値は硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記光拡散層の全光線透過率は、特に限定されないが、光取り出し効率に優れ、光半導体装置の輝度を確保するという観点から、40%以上が好ましく、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上である。また、上記光拡散層の全光線透過率の上限値は特に限定されないが、100%未満であってもよく、99.9%以下、または99%以下であってもよい。上記光拡散層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記全光線透過率は硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記光拡散層のヘイズ値および全光線透過率は、それぞれ、JIS K7136、JIS K7361-1で定める方法により測定できるものであり、光拡散層の種類や厚さ、光拡散剤の種類や配合量などにより制御することができる。
(非光拡散層)
上記非光拡散層は、光を拡散する機能を発揮することを目的しない無色透明の層であり、樹脂で構成される樹脂層であることが好ましい。
上記非光拡散層のヘイズ値(初期ヘイズ値)は、特に限定されないが、光取り出し効率に優れ、光半導体装置の輝度を優れたものとする観点から、30%未満が好ましく、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下、特に好ましくは1%以下であり、0.5%以下であってもよい。なお、上記非光拡散層のヘイズ値の下限は特に限定されない。上記非光拡散層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記ヘイズ値は硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記非光拡散層の全光線透過率は、特に限定されないが、光取り出し効率に優れ、光半導体装置の輝度を確保するという観点から、60%以上が好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。また、上記非光拡散層の全光線透過率の上限値は特に限定されないが、100%未満であってもよく、99.9%以下、または99%以下であってもよい。上記非光拡散層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記全光線透過率は硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記非光拡散層のヘイズ値および全光線透過率は、それぞれ、JIS K7136、JIS K7361-1で定める方法により測定できるものであり、非光拡散層の種類や厚さなどにより制御することができる。
上記非光拡散層中の着色剤および/または光拡散剤の含有量は、光取り出し効率に優れ、光半導体装置の輝度を優れたものとする観点から、非光拡散層を構成する樹脂100質量部に対して、0.01質量部未満が好ましく、より好ましくは0.005質量部以下である。
<樹脂層>
上記反射防止層、上記光拡散層、および上記非光拡散層が上記樹脂層である場合、上記樹脂層を構成する樹脂としては、公知乃至慣用の樹脂が挙げられ、例えば、アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、オキセタン系樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂(ポリビニルエーテル等)、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィンなどが挙げられる。上記樹脂は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。上記反射防止層、上記光拡散層、および上記非光拡散層を構成する樹脂は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。
上記樹脂層が粘着性を有する層(粘着層)である場合、上記樹脂として、公知乃至慣用の感圧型の粘着剤を用いることができる。上記粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤(天然ゴム系、合成ゴム系、これらの混合系等)、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、フッ素系粘着剤などが挙げられる。上記粘着剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記アクリル系樹脂は、ポリマーの構成単位として、アクリル系モノマー(分子中に(メタ)アクリロイル基を有するモノマー成分)に由来する構成単位を含むポリマーである。上記アクリル系樹脂は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を質量割合で最も多く含むポリマーであることが好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」および/または「メタクリル」(「アクリル」および「メタクリル」のうち、いずれか一方または両方)を表し、他も同様である。
上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル等の脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル等の芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルは、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル((メタ)アクリル酸ラウリル)、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどが挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、中でも、炭素数が1~20(好ましくは1~14、より好ましくは2~10、さらに好ましくは2~6)の直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。上記炭素数が上記範囲内であると、上記アクリル系樹脂のガラス転移温度の調整が容易であり、樹脂層の粘着性をより適切なものとしやすい。
上記脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘプチル、(メタ)アクリル酸シクロオクチル等の一環式の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸イソボルニル等の二環式の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステル;ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロペンタニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート等の三環以上の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。中でも、一環式の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸シクロヘキシルである。
上記芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステルなどが挙げられる。
上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、中でも、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましく、さらに脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含むことがより好ましい。この場合、樹脂層の粘着性のバランスが良く、光半導体素子の封止性により優れる。
上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルによる粘着性や光半導体素子への密着性等の基本特性を上記樹脂層において適切に発現させるためには、上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分における上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルの割合は、上記全モノマー成分の総量(100質量%)に対して、40質量%以上が好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上である。また、上記割合は、他のモノマー成分を共重合可能とし当該他のモノマー成分の効果を得る観点から、95質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下である。
上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分における直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの割合は、上記全モノマー成分の総量(100質量%)に対して、30質量%以上が好ましく、より好ましくは40質量%以上である。また、上記割合は、90質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以下である。
上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分における脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルの割合は、上記全モノマー成分の総量(100質量%)に対して、1質量%以上が好ましく、より好ましくは5質量%以上である。また、上記割合は、30質量%以下が好ましく、より好ましくは20質量%以下である。
上記アクリル系樹脂は、後述の第1の官能基を導入する目的や、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な他のモノマー成分に由来する構成単位を含んでいてもよい。上記他のモノマー成分としては、例えば、カルボキシ基含有モノマー、酸無水物モノマー、ヒドロキシ基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、窒素原子含有モノマー等の極性基含有モノマーなどが挙げられる。上記他のモノマー成分は、それぞれ、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などが挙げられる。上記酸無水物モノマーとしては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが挙げられる。
上記ヒドロキシ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10-ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12-ヒドロキシラウリル、(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
上記グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジルなどが挙げられる。
上記スルホン酸基含有モノマーとしては、例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などが挙げられる。
上記リン酸基含有モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどが挙げられる。
上記窒素原子含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルモルホリン等のモルホリノ基含有モノマー、(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有モノマー、(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマーなどが挙げられる。
上記アクリル系樹脂を構成する上記極性基含有モノマーとしてヒドロキシ基含有モノマーを含むことが好ましい。ヒドロキシ基含有モノマーを用いることで、後述の第1の官能基の導入が容易である。また、アクリル系樹脂および上記樹脂層の耐水性に優れ、光半導体素子封止用シートは高湿度となる環境下で使用された場合であっても曇りにくく耐白化性に優れる。
上記ヒドロキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルが好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルである。
上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルによる粘着性や光半導体素子への密着性等の基本特性を上記樹脂層において適切に発現させるためには、上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分(100質量%)における、上記極性基含有モノマーの割合は、5~50質量%が好ましく、より好ましくは10~40質量%である。特に、上記樹脂層の耐水性にもより優れる観点から、ヒドロキシ基含有モノマーの割合が上記範囲内であることが好ましい。
上記他のモノマー成分としては、さらに、(メタ)アクリル酸のカプロラクトン付加物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン、α-メチルスチレン等のビニル系モノマー;(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコール等のグリコール系アクリルエステルモノマー;(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート、アルコキシ基置換炭化水素基含有(メタ)アクリレート((メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、3-フェノキシベンジル(メタ)アクリレート等)のアクリル酸エステル系モノマー等を含んでいてもよい。
上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分(100質量%)における、上記他のモノマー成分の割合は、例えば3~50質量%程度であり、5~40質量%または10~30質量%であってもよい。
上記アクリル系樹脂は、そのポリマー骨格中に架橋構造を形成するために、アクリル系樹脂を構成するモノマー成分と共重合可能な多官能(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含んでいてもよい。上記多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。上記多官能性モノマーは、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルによる粘着性や光半導体素子への密着性等の基本特性を上記樹脂層において適切に発現させるためには、上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分(100質量%)における上記多官能性モノマーの割合は、40質量%以下が好ましく、より好ましくは30質量%以下である。
上記樹脂層が放射線硬化性樹脂層である場合、上記樹脂層としては、例えば、ベースポリマーと放射線重合性の炭素-炭素二重結合等の官能基を有する放射線重合性のモノマー成分やオリゴマー成分とを含有する層、放射線重合性官能基を有するポリマー(特に、アクリル系樹脂)をベースポリマーして含む層などが挙げられる。
上記放射線重合性官能基としては、エチレン性不飽和基等の炭素-炭素不飽和結合を含む基等の放射線ラジカル重合性基や、放射線カチオン重合性基などが挙げられる。上記炭素-炭素不飽和結合を含む基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。上記放射線カチオン重合性基としては、エポキシ基、オキセタニル基、オキソラニル基などが挙げられる。中でも、炭素-炭素不飽和結合を含む基が好ましく、より好ましくはアクリロイル基、メタクリロイル基である。上記放射線重合性官能基は、一種のみであってもよいし、二種以上であってもよい。上記放射線重合性官能基の位置は、ポリマー側鎖、ポリマー主鎖中、ポリマー主鎖末端のいずれであってもよい。
上記放射線重合性官能基を有するポリマーは、例えば、反応性官能基(第1の官能基)を有するポリマーと、上記第1の官能基との間で反応を生じて結合を形成し得る官能基(第2の官能基)および上記放射線重合性官能基を有する化合物とを、上記放射線重合性官能基の放射線重合性を維持したまま反応させて結合させる方法により作製することができる。このため、上記放射線重合性官能基を有するポリマーは、上記第1の官能基を有するポリマーに由来する構造部と、上記第2の官能基および放射線重合性官能基を有する化合物に由来する構造部とを含むことが好ましい。
上記第1の官能基と上記第2の官能基の組み合わせとしては、例えば、カルボキシ基とエポキシ基、エポキシ基とカルボキシ基、カルボキシ基とアジリジル基、アジリジル基とカルボキシ基、ヒドロキシ基とイソシアネート基、イソシアネート基とヒドロキシ基などが挙げられる。これらの中でも、反応追跡の容易さの観点から、ヒドロキシ基とイソシアネート基の組み合わせ、イソシアネート基とヒドロキシ基の組み合わせが好ましい。上記組み合わせは、一種のみであってもよいし、二種以上であってもよい。
上記放射性重合性官能基およびイソシアネート基を有する化合物としては、メタクリロイルイソシアネート、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)、m-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネートなどが挙げられる。上記化合物は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記放射線重合性官能基を有するアクリル系樹脂中の、上記第2の官能基および放射線重合性官能基を有する化合物に由来する構造部の含有量は、放射線硬化性樹脂層の硬化をより進行させることができる観点から、上記第1の官能基を有するアクリル系樹脂に由来する構造部の総量100モルに対して、0.5モル以上が好ましく、より好ましくは1モル以上、さらに好ましくは3モル以上、さらに好ましくは10モル以上である。上記含有量は、例えば100モル以下である。
上記放射線重合性官能基を有するアクリル系樹脂中の、上記第1の官能基に対する、上記第2の官能基のモル比[第2の官能基/第1の官能基]は、放射線硬化性樹脂層の硬化をより進行させることができる観点から、0.01以上が好ましく、より好ましくは0.05以上、さらに好ましくは0.2以上、特に好ましくは0.4以上である。また、上記モル比は、放射線硬化性樹脂層中の低分子量物質をより低減させる観点から、1.0未満が好ましく、より好ましくは0.9以下である。
上記アクリル系樹脂は、上述の各種モノマー成分を重合することにより得られる。この重合方法としては、特に限定されないが、例えば、溶液重合方法、乳化重合方法、塊状重合方法、活性エネルギー線照射による重合方法(活性エネルギー線重合方法)などが挙げられる。また、得られるアクリル系樹脂は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体などいずれであってもよい。
上記放射線重合性官能基を有するアクリル系樹脂は、例えば、第1の官能基を有するモノマー成分を含む原料モノマーを重合(共重合)させて第1の官能基を有するアクリル系樹脂を得た後、上記第2の官能基および放射線重合性官能基を有する化合物を、放射線重合性官能基の放射線重合性を維持したままアクリル系樹脂に対して縮合反応または付加反応させる方法により作製することができる。
モノマー成分の重合に際しては、各種の一般的な溶剤が用いられてもよい。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類;トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類;n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類などの有機溶剤が挙げられる。上記溶剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
モノマー成分のラジカル重合に用いられる重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤などは特に限定されず適宜選択して使用することができる。なお、アクリル系樹脂の重量平均分子量は、重合開始剤、連鎖移動剤の使用量、反応条件により制御可能であり、これらの種類に応じて適宜のその使用量が調整される。
モノマー成分の重合に用いられる重合開始剤としては、重合反応の種類に応じて、熱重合開始剤や光重合開始剤(光開始剤)などが使用可能である。上記重合開始剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記熱重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤、レドックス系重合開始剤などが挙げられる。上記熱重合開始剤の使用量は、上記第1の官能基を有するアクリル系樹脂を構成する全モノマー成分の総量100質量部に対して、1質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.005~1質量部、さらに好ましくは0.02~0.5質量部である。
上記光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、α-ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤などが挙げられる。中でも、アセトフェノン系光重合開始剤が好ましい。
上記アセトフェノン系光重合開始剤としては、例えば、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-(t-ブチル)ジクロロアセトフェノン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、メトキシアセトフェノンなどが挙げられる。
上記光重合開始剤の使用量は、上記アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分の総量100質量部に対して、0.005~1質量部であることが好ましく、より好ましくは0.01~0.7質量部、さらに好ましくは0.18~0.5質量部である。上記使用量が0.005質量部以上(特に、0.18質量部以上)であると、アクリル系樹脂の分子量を小さく制御しやすく、樹脂層の残留応力が高くなり段差吸収性がより良好となる傾向がある。
上記第1の官能基を有するアクリル系樹脂と上記第2の官能基および放射線重合性官能基を有する化合物の反応は、例えば、溶剤中で、触媒の存在下撹拌して行うことができる。上記溶剤としては上述のものが挙げられる。上記触媒は、第1の官能基および第2の官能基の組み合わせに応じて適宜選択される。上記反応における反応温度は例えば5~100℃、反応時間は例えば1~36時間である。
上記アクリル系樹脂は、架橋剤に由来する構造部を有していてもよい。例えば、上記アクリル系樹脂を架橋させ、上記脂層中の低分子量物質をより低減させることができる。また、アクリル系樹脂の重量平均分子量を高めることができる。なお、上記アクリル系樹脂が放射線重合性官能基を有する場合、上記架橋剤は、放射線重合性官能基以外の官能基同士(例えば、第1の官能基同士、第2の官能基同士、または第1の官能基と第2の官能基)を架橋するものである。上記架橋剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤、シリコーン系架橋剤、シラン系架橋剤などが挙げられる。上記架橋剤としては、中でも、光半導体素子に対する密着性に優れる観点、不純物イオンが少ない観点から、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤が好ましく、より好ましくはイソシアネート系架橋剤である。
上記イソシアネート系架橋剤(多官能イソシアネート化合物)としては、例えば、1,2-エチレンジイソシアネート、1,4-ブチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート類;2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート類などが挙げられる。また、上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート付加物、トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物なども挙げられる。
上記架橋剤に由来する構造部の含有量は、特に限定されないが、上記アクリル系樹脂の、上記架橋剤に由来する構造部を除く総量100質量部に対して、5質量部以下含有することが好ましく、より好ましくは0.001~5質量部、さらに好ましくは0.01~3質量部である。
上記樹脂層は、反射防止層、光拡散層、および非光拡散層において本発明の効果を損なわない範囲で、上記各成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。上記その他の成分としては、架橋促進剤、粘着付与樹脂(ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノール等)、オリゴマー、老化防止剤、充填剤(金属粉、有機充填剤、無機充填剤等)、酸化防止剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤、表面潤滑剤、レベリング剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、粒状物、箔状物などが挙げられる。上記その他の成分は、それぞれ、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
第一封止層、第二封止層、および第三封止層の各層の厚さは、例えば5~480μmである。第一封止層の厚さは、5~100μmが好ましく、より好ましくは10~80μm、さらに好ましくは20~70μmである。第一封止層の厚さが5μm以上であると、半導体素子の封止性がより良好となる。第一封止層の厚さが100μm以下であると、光半導体素子の発光時の輝度をより確保しやすい。
第二封止層の厚さは、5~100μmが好ましく、より好ましくは10~80μm、さらに好ましくは20~70μmである。第二封止層の厚さが5μm以上であると、半導体素子の封止性がより良好となる。第二封止層の厚さが100μm以下であると、光半導体素子の発光時の輝度をより確保しやすい。
第三封止層の厚さは、30~480μmが好ましく、より好ましくは40~380μm、さらに好ましくは50~280μmである。第三封止層の厚さが30μm以上であると、半導体素子の封止性がより良好となる。第三封止層の厚さが480μm以下であると、タイリング状態において隣接する光半導体装置同士を引き離す際、光半導体素子封止用シートの欠損や隣接する光半導体装置のシートの付着がより起こりにくい。
上記封止部(例えば、第一封止層および第三封止層を両端面とする積層体)の厚さは、例えば100~500μmであり、好ましくは120~400μm、さらに好ましくは150~300μmである。上記厚さが100μm以上であると、光半導体素子の封止性がより良好となる。上記厚さが500μm以下であると、シートとしてのハンドリング性およびタイリング工程におけるリワーク性がより良好となり、また側面のべたつきが起こりにくい。
樹脂層である場合の、第一封止層、第二封止層、および第三封止層は、例えば、各層を形成する樹脂組成物をはく離ライナーの剥離処理面に塗布して樹脂組成物層を形成した後、加熱による脱溶媒や、活性エネルギー線を照射してモノマー成分を重合させ、必要に応じてさらに加熱して、該樹脂組成物層を固化させることによって作製することができる。
上記樹脂組成物は、いずれの形態であってもよい。例えば、上記樹脂層が粘着層である場合の樹脂組成物(粘着剤組成物)は、エマルジョン型、溶剤型(溶液型)、活性エネルギー線硬化型、熱溶融型(ホットメルト型)などであってもよい。中でも、生産性に優れる粘着層が得やすい点より、溶剤型、活性エネルギー線硬化型が好ましい。
上記樹脂組成物としては、例えば、樹脂を必須成分とする樹脂組成物、または、上記樹脂を構成する単量体(モノマー成分)の混合物(「モノマー混合物」と称する場合がある)若しくはその部分重合物を必須成分とする樹脂組成物などが挙げられる。前者としては、例えば、いわゆる溶剤型の樹脂組成物などが挙げられる。また。後者としては、例えば、いわゆる活性エネルギー線硬化型の樹脂組成物などが挙げられる。上記「モノマー混合物」とは、ポリマーを構成するモノマー成分を含む混合物を意味する。また、上記「部分重合物」とは、「プレポリマー」、「シロップ」などと称する場合もあり、上記モノマー混合物中のモノマー成分のうちの1または2以上のモノマー成分が部分的に重合している組成物を意味する。
上記樹脂組成物は、公知乃至慣用の方法で作製することができる。例えば、溶剤型の樹脂組成物は、上記樹脂を含有する溶液に、必要に応じて、着色剤や光拡散剤等の添加剤を混合することにより、作製することができる。例えば、活性エネルギー線硬化型の樹脂組成物は、上記樹脂を構成するモノマー成分の混合物またはその部分重合物に、必要に応じて、添加剤を混合することにより、作製することができる。
なお、上記樹脂組成物の塗布(塗工)には、公知のコーティング法を利用してもよい。例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーターなどのコーターが用いられてもよい。
溶剤型の樹脂組成物の加熱乾燥温度は、40~200℃が好ましく、より好ましくは50~180℃、さらに好ましくは70~170℃である。乾燥時間は、適宜、適切な時間が採用され得るが、例えば5秒~20分であり、好ましくは5秒~10分、より好ましくは10秒~5分である。
活性エネルギー線照射により樹脂層を形成する場合は、上記モノマー成分から上記樹脂を製造するとともに、樹脂層を形成することができる。上記モノマー成分は、活性エネルギー線照射にあたり、事前に一部を重合してシロップにしたものを用いることができる。紫外線照射には、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどを用いることができる。
(基材部)
上記基材部は、上記光半導体素子封止用シートにおいて上記封止部の支持体となり、上記基材部を備えることにより上記光半導体素子封止用シートの取り扱い性に優れる。上記基材部は、単層であってもよいし、同一または組成や厚さ等が異なる複層であってもよい。上記基材部が複層である場合、各層は粘着剤層などの他の層により貼り合わせられていてもよい。なお、基材部に使用される基材層は、光半導体素子封止用シートを用いて光半導体素子を封止する際には、封止部とともに光半導体素子を備える基板に貼付される部分であり、光半導体素子封止用シートの使用時(貼付時)に剥離されるはく離ライナーや、基材部表面を保護するに過ぎない表面保護フィルムは「基材部」には含まない。基材部は、例えば第三封止層に積層される。
上記基材部を構成する基材層としては、例えば、ガラスやプラスチック基材(特に、プラスチックフィルム)などが挙げられる。上記プラスチック基材を構成する樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、アイオノマー、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-プロピレン共重合体、環状オレフィン系ポリマー、エチレン-ブテン共重合体、エチレン-ヘキセン共重合体等のポリオレフィン樹脂;ポリウレタン;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;ポリカーボネート;ポリイミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルイミド;アラミド、全芳香族ポリアミド等のポリアミド;ポリフェニルスルフィド;フッ素樹脂;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース樹脂;シリコーン樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂;ポリサルフォン;ポリアリレート;ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。上記樹脂は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記基材層は、反射防止(AR)フィルム、偏光板、位相差板等の各種光学フィルムであってもよい。上記基材部が光学フィルムを有する場合、上記光半導体素子封止用シートは光学部材にそのまま適用することができる。
上記プラスチックフィルムの厚さは、20~200μmであることが好ましく、より好ましくは40~150μmである。上記厚さが20μm以上であると、光半導体素子封止用シートの支持性および取り扱い性がより向上する。上記厚さが200μm以下であると、光半導体素子封止用シートの厚さを薄くすることができ、光半導体装置をより薄くすることができる。
上記基材部の上記封止部を備える側の表面は、封止部との密着性、保持性等を高める目的で、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、サンドマット加工処理、オゾン暴露処理、火炎暴露処理、高圧電撃暴露処理、イオン化放射線処理等の物理的処理;クロム酸処理等の化学的処理;コーティング剤(下塗り剤)による易接着処理等の表面処理が施されていてもよい。密着性を高めるための表面処理は、基材部における封止部側の表面全体に施されていることが好ましい。
上記基材部の厚さは、支持体としての機能および表面の耐擦傷性に優れる観点から、5μm以上が好ましく、より好ましくは10μm以上である。上記基材部の厚さは、透明性により優れる観点から、300μm以下が好ましく、より好ましくは200μm以下である。
(光半導体素子封止用シート)
上記光半導体素子封止用シートは、上述のように、表面処理層(例えば、上記アンチグレア処理層、上記反射防止処理層、上記ハードコート処理層等)等の上記機能層を備えていてもよい。このような構成を有することにより、上記光半導体装置をディスプレイに適用した際において、ディスプレイの光沢や光の反射を抑制し、ディスプレイの見栄えをより良くしたり、ディスプレイ表面の耐傷性を向上させることができる。上記アンチグレア処理層、上記反射防止処理層、および上記ハードコート処理層は、これらのうちの2以上の機能を備える単一層であってもよいし、互いに異なる層であってもよい。上記機能層は上記基材部の表面(特に、上記封止部とは反対側の面)に備えられることが好ましい。上記アンチグレア処理層、反射防止処理層、およびハードコート処理層は、それぞれ、一層のみ有していてもよいし、二層以上を有していてもよい。
上記反射防止処理としては、公知の反射防止処理を特に制限なく適用することができ、具体的には、基材部上に厚さおよび屈折率を厳密に制御した光学薄膜若しくは上記光学薄膜を二層以上積層した反射防止処理層を形成することにより実施することができる。上記反射防止処理層は、光の干渉効果を利用して入射光と反射光の逆転した位相を互いに打ち消し合わせることで反射防止機能を発現する。反射防止機能を発現させる可視光線の波長領域は、例えば、380~780nmであり、特に視感度が高い波長領域は450~650nmの範囲であり、その中心波長である550nmの反射率を最小にするように反射防止処理層を設計することが好ましい。
上記反射防止処理層としては、一般的に、2~5層の光学薄層(厚さおよび屈折率を厳密に制御した薄膜)を積層した構造の多層反射防止処理層が挙げられる。屈折率の異なる成分を所定の厚さだけ複数層形成することで、反射防止処理層の光学設計の自由度が上がり、より反射防止効果を向上させることができ、分光反射特性も可視光領域で均一(フラット)にすることが可能になる。上記光学薄膜において、高い厚さ精度が要求されるため、一般的に、各層の形成は、ドライ方式である真空蒸着、スパッタリング、CVD等で実施される。
上記アンチグレア処理としては、公知のアンチグレア処理を特に制限なく適用することができ、例えば、基材部上にアンチグレア処理層を形成することにより実施することができる。上記アンチグレア処理層としては、公知のものを制限なく採用することができ、一般的に、樹脂中にアンチグレア剤として無機または有機の粒子を分散した層として形成される。
上記アンチグレア処理層は、例えば、樹脂、粒子、およびチキソトロピー付与剤を含むアンチグレア処理層形成材料を用いて形成される。上記粒子および上記チキソトロピー付与剤が凝集することによって、上記アンチグレア処理層の表面に凸状部が形成される。当該構成により、アンチグレア処理層は、アンチグレア性と、白ボケの防止とを両立した優れた表示特性を有するとともに、粒子の凝集を利用してアンチグレア処理層を形成しているにもかかわらず、外観欠点となるアンチグレア処理層表面の突起状物の発生を防止して製品の歩留まりを向上させることができる。
上記機能層を積層しない状態における上記光半導体素子封止用シートのヘイズ値(初期ヘイズ値)は、特に限定されないが、光拡散性がより向上し、輝度ムラの抑制効果と意匠性とがより優れたものとする観点から、80%以上が好ましく、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。なお、上記ヘイズ値の上限は特に限定されない。上記ヘイズ値はどちらの面から測定された値であってもよい。上記光半導体素子封止用シートが放射線硬化性樹脂層を備える場合、上記ヘイズ値は上記放射線硬化性樹脂層の硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。また、上記光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、上記機能層側から測定されるヘイズ値(初期ヘイズ値)が上記範囲内であることが好ましい。
上記機能層を積層しない状態における上記光半導体素子封止用シートの全光線透過率は、特に限定されないが、光半導体装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させるという観点から、30%以下が好ましく、より好ましくは20%以下、さらに好ましくは5%以下である。また、上記全光線透過率は、光取り出し効率により優れ、光半導体装置の輝度を確保するという観点から、0.5%以上であることが好ましい。上記光半導体素子封止用シートが放射線硬化性樹脂層を備える場合、上記全光線透過率は上記放射線硬化性樹脂層の硬化前の値であってもよく、硬化後の値であってもよい。
上記光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、上記機能層側から測定される全光線透過率は、0.5~30%であることが好ましく、より好ましくは1~25%、さらに好ましくは2~20%、特に好ましくは3~15%である。上記全光線透過率が0.5%以上であると、光取り出し効率に優れ、光半導体装置の輝度をより確保することができる。上記全光線透過率が30%以下であると、光半導体装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させることができる。
上記光半導体素子封止用シートのヘイズ値および全光線透過率は、それぞれ、JIS K7136、JIS K7361-1で定める方法により測定できるものであり、上記光半導体素子封止用シートを構成する各層の積層順や種類、厚さなどにより制御することができる。
上記光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、少なくとも一方の面側(好ましくは両面側)から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL*(SCE)は、5~60が好ましく、より好ましくは8~40、さらに好ましくは10~20である。物体が反射する光は正反射光および拡散反射光を含むところ、正反射光は肉眼で認識することが困難な光である。L*(SCE)は正反射光を含まない反射光を測定したものであり、L*(SCE)が60以下であると、肉眼で画像表示装置を視認した際の意匠性に優れる。L*(SCE)が5以上であると、光取り出し効率により優れ、光半導体装置の輝度をより確保することができる。また、上記光半導体素子封止用シートの上記機能層を積層しない状態における上記L*(SCE)は上記範囲内であることが好ましい。L*(SCE)は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
上記光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、少なくとも一方の面側(好ましくは両面側)から10°視野、光源D65の条件で測定した際のa*(SCE)は、-5~5が好ましく、より好ましくは-3~3、さらに好ましくは-2~2である。a*(SCE)が上記範囲内であると、光半導体素子が発する光と視認者が光半導体素子封止用シートを介して視認する光との明るさや色調が同程度となり、見栄えが良い。また、上記光半導体素子封止用シートの上記機能層を積層しない状態における上記a*(SCE)は上記範囲内であることが好ましい。a*(SCE)は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
上記光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、少なくとも一方の面側(好ましくは両面側)から10°視野、光源D65の条件で測定した際のb*(SCE)は、-5~5が好ましく、より好ましくは-3~3、さらに好ましくは-2~2である。b*(SCE)が上記範囲内であると、光半導体素子が発する光と視認者が光半導体素子封止用シートを介して視認する光との明るさや色調が同程度となり、見栄えが良い。また、上記光半導体素子封止用シートの上記機能層を積層しない状態における上記b*(SCE)は上記範囲内であることが好ましい。b*(SCE)は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
*(SCE)は1に近いほど意匠性に優れる。本明細書において、L***(SCE)は公知乃至慣用の分光側色計を用いて測定することができる。上記L***(SCE)の測定は上記封止部に透明層を貼り合わせた状態で行ってもよい。例えば上記封止部が粘着性を有する場合などに測定時の取り扱い性が向上する。上記透明層としては、はく離ライナーやプラスチック基板などが挙げられる。上記透明層は、L***(SCE)への影響が小さい観点から、ヘイズ値が30%以下および/または全光線透過率が80%以上であることが好ましい。上記L***(SCE)は、具体的には、例えば、実施例に記載の方法で測定することができる。また、上記光半導体素子封止用シートが放射線硬化性樹脂層を備える場合、より使用時の状態に近い状態で測定することが望ましいため、上記放射線硬化性樹脂層の硬化後におけるそれぞれの値(L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、b* 2、L* 1-L* 2、a* 1-a* 2、およびb* 1-b* 2)が上記範囲内であってもよく、上記放射線硬化性樹脂層の硬化前におけるそれぞれの値が上記範囲内であってもよい。
上記光半導体素子封止用シートの封止部(第一封止層)をガラス板に貼り合わせた測定サンプルを用いて下記光拡散効果確認試験により測定される円状の直径は、20mm以上であることが好ましく、より好ましくは25mm以上、さらに好ましくは26mm以上である。上記円状の直径が20mm以上であると、光拡散性により優れ、輝度ムラがよりいっそう抑制される。また、上記光半導体素子封止用シートは、その片面に機能層を積層した状態において、封止部(第一封止層)をガラス板に貼り合わせた測定サンプルを用いて下記光拡散効果確認試験により測定される円状の直径が上記範囲内であることが好ましい。
<光拡散効果確認試験>
スクリーン上にLEDランプを設置し、ガラス板をLEDランプに密着させてLEDランプからガラス板を介してスクリーン上に光照射した際、上記スクリーン上に直径が16mmとなる円状の光が現れる位置をLEDランプの位置とする。そして、上記光半導体素子封止用シートの封止部(第一封止層)をガラス板に貼り合わせた測定サンプルのガラス板側をLEDランプに密着させた状態で、LEDランプからガラス板および光半導体素子封止用シートを介してスクリーン上に光照射した際に現れる円状の光の直径を測定する。
本発明の光半導体素子封止用シートの厚さは、画像表示装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストを向上させつつ、カラーキャストをより効率的に低減する観点から、10~600μmであることが好ましく、より好ましくは20~550μm、さらに好ましくは30~500μm、さらに好ましくは40~450μm、特に好ましくは50~400μmである。なお、本発明の光半導体素子封止用シートが基材部を含む場合、基材部は本発明の光半導体素子封止用シートの厚さに含まれるが、はく離ライナーは本発明の光半導体素子封止用シートの厚さには含まれないものとする。
本発明の光半導体素子封止用シートは、光拡散性に優れ、且つ光取り出し効率に優れる。このため、本発明の光半導体素子封止用シートによれば、光半導体素子を封止した状態において意匠性に優れ、輝度が高く、且つ輝度ムラが起こりにくい。そして、本発明の光半導体素子封止用シートを使用することで、光半導体素子の非点灯時において見栄えが良く、且つ、光半導体素子の点灯時において光半導体素子から発せられた光を効率的に拡散させた状態で通過させることができる光半導体装置を提供することができる。
[はく離ライナー]
上記はく離ライナーは、上記光半導体素子封止用シート表面を被覆して保護するための要素であり、光半導体素子が配置された基板に光半導体素子封止用シートを貼り合わせる際には当該シートから剥がされる。
上記はく離ライナーとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、フッ素系剥離剤や長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙類などが挙げられる。
上記はく離ライナーの厚さは、例えば10~200μm、好ましくは15~150μm、より好ましくは20~100μmである。上記厚さが10μm以上であると、はく離ライナーの加工時に切り込みにより破断しにくい。上記厚さが200μm以下であると、使用時に上記光半導体素子封止用シートからはく離ライナーをより剥離しやすい。
[光半導体素子封止用シートの製造方法]
本発明の光半導体素子封止用シートの製造方法の一実施形態について説明する。例えば、図1に示す光半導体素子封止用シート1は、例えば、上述のようにして、それぞれ2枚のはく離ライナーの剥離処理面に挟持された、第一封止層21、第二封止層22、および、第三封止層23を個別に作製する。第一封止層21に貼り合わせられた一方のはく離ライナーははく離ライナー3である。
次に、第三封止層23に貼付されたはく離ライナーの一方を剥離して第三封止層23表面を露出させ、露出面を基材部4に貼り合わせる。その後、第二封止層22に貼付されたはく離ライナーの一方を剥離し、第三封止層23表面のはく離ライナーを剥離して露出した第三封止層23表面に第二封止層22の露出面を貼り合わせる。
次に、第一封止層21に貼付されたはく離ライナーの一方(はく離ライナー3ではないはく離ライナー)を剥離し、第二封止層22表面のはく離ライナーを剥離して露出した第二封止層22表面に第一封止層21の露出面を貼り合わせる。なお、各種層の積層は、公知のローラーやラミネーターを用いて行うことができる。このようにして、基材部4上に、第三封止層23、第二封止層22、第一封止層21、およびはく離ライナー3がこの順に積層した、図1に示す光半導体素子封止用シート1を作製することができる。
本発明の光半導体装置封止用シートを用いて、光半導体素子が配置された基板上に第一封止層を貼り合わせて光半導体素子を封止することで、光半導体装置を得ることができる。具体的には、まず、本発明の光半導体素子封止用シートからはく離ライナーを剥離して第一封止層を露出させる。そして、基板と、上記基板上に配置された光半導体素子(好ましくは複数の光半導体素子)とを備える光学部材の、光半導体素子が配置された基板面に、本発明の光半導体素子封止用シートの露出面である第一封止層面を貼り合わせ、上記光学部材が複数の光半導体素子を備える場合はさらに複数の光半導体素子間の隙間を放射線第一封止層が充填するように配置し、複数の光半導体素子を一括して封止する。このようにして、本発明の光半導体装置封止用シートを用いて光半導体素子を封止することができる。また、本発明の光半導体装置封止用シートを用いて、減圧環境下あるいは加圧しつつ貼り合わせることにより光半導体素子を封止してもよい。このような方法としては、例えば、特開2016-29689号公報や特開平6-97268に開示の方法が挙げられる。
[光半導体装置]
本発明の光半導体素子封止用シートを用いて光半導体装置を作製することができる。本発明の光半導体素子封止用シートを用いて製造される光半導体装置は、基板と、上記基板上に配置された光半導体素子と、上記封止部により上記光半導体素子を封止する本発明の光半導体素子封止用シートまたは当該シートが硬化した硬化物と、を備える。上記硬化物は、本発明の光半導体素子封止用シートが放射線硬化性樹脂層を備える場合において上記放射線硬化性樹脂層が放射線照射により硬化した硬化物である。
上記光半導体素子としては、例えば、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、紫外線発光ダイオード等の発光ダイオード(LED)が挙げられる。
上記光半導体装置において、本発明の光半導体素子封止用シートは、光半導体素子を凸部、複数の光半導体素子間の隙間を凹部としたときの凹凸への追従性に優れ光半導体素子の追従性および埋め込み性に優れるため、複数の光半導体素子を一括して封止していることが好ましい。
図2に、図1に示す光半導体素子封止用シート1を用いた光半導体装置の一実施形態を示す。図2に示す光半導体装置10は、基板5と、基板5の一方の面に配置された複数の光半導体素子6と、光半導体素子6を封止する光半導体素子封止用シート1とを備える。光半導体素子封止用シート1は図1に示す光半導体素子封止用シート1からはく離ライナー3が剥離されたものである。複数の光半導体素子6は、一括して封止部に封止されている。第一封止層21は、複数の光半導体素子6で形成された凹凸形状に追従して光半導体素子6および基板5に密着し、光半導体素子6を埋め込んでいる。
なお、図2に示す光半導体装置10において、光半導体素子6は、第一封止層21内に完全に埋め込まれて封止されており、且つ、第二封止層22および第三封止層23により間接的に封止されている。すなわち、光半導体素子6は、第一封止層21、第二封止層22、および第三封止層23の積層体からなる封止部2により封止されている。上記光半導体装置は、このような態様に限定されず、光半導体素子6の一部が第一封止層21から突出しており、当該一部が第二封止層22、または、第二封止層22および第三封止層23内に埋め込まれており、第一封止層21および第二封止層22、または、第一封止層21、第二封止層22、および第三封止層23により光半導体素子6が完全に埋め込まれて封止されている態様であってもよい。
上記光半導体装置は、個々の光半導体装置がタイリングされたものであってもよい。すなわち、上記光半導体装置は、複数の光半導体装置が平面方向にタイル状に配置されたものであってもよい。
図3に複数の光半導体装置が配置されて作製された光半導体装置の一実施形態を示す。図3に示す光半導体装置20は、複数の光半導体装置10が縦方向に4個、横方向に4個の計16個が平面方向にタイル状に配置(タイリング)されたものである。隣接する2つの光半導体装置10間の境界20aでは、光半導体装置10同士が隣接している。
上記光半導体装置は、液晶画面のバックライトであることが好ましく、特に全面直下型のバックライトであることが好ましい。また、上記バックライトと表示パネルとを組み合わせることで画像表示装置とすることができる。上記光半導体装置が液晶画面のバックライトである場合の光半導体素子はLED素子である。例えば、上記バックライトにおいて、上記基板上には、各LED素子に発光制御信号を送るための金属配線層が積層されている。赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の光を発する各LED素子は、表示パネルの基板上に金属配線層を介して交互に配列されている。金属配線層は、銅などの金属によって形成されており、各LED素子の発光を反射して、画像の視認性を低下させる。また、RGBの各色の各LED素子が発する光が混色し、コントラストが低下する。
また、上記光半導体装置は、自発光型表示装置であることが好ましい。また、上記自発光型表示装置と、必要に応じて表示パネルとを組み合わせることで画像表示装置とすることができる。上記光半導体装置が自発光型表示装置である場合の光半導体素子はLED素子である。上記自発光型表示装置としては、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置や上記バックライトなどが挙げられる。例えば、上記自発光型表示装置において、上記基板上には、各LED素子に発光制御信号を送るための金属配線層が積層されている。赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の光を発する各LED素子は、基板上に金属配線層を介して交互に配列されている。金属配線層は、銅などの金属によって形成されており、各LED素子の発光度合いを調整して各色を表示させる。
本発明の光半導体素子封止用シートは、折り曲げて使用される光半導体装置、例えば、折り曲げ可能な画像表示装置(フレキシブルディスプレイ)(特に、折り畳み可能な画像表示装置(フォルダブルディスプレイ))を有する光半導体装置に用いることができる。具体的には、折り畳み可能なバックライトおよび折り畳み可能な自発光型表示装置などに使用することができる。
本発明の光半導体素子封止用シートは、光半導体素子の追従性および埋め込み性に優れるため、上記光半導体装置がミニLED表示装置である場合およびマイクロLED表示装置である場合のいずれにも好ましく使用することができる。
[光半導体装置の製造方法]
上記光半導体装置は、例えば、基板と、上記基板上に配置された光半導体素子と、上記光半導体素子を封止する、本発明の光半導体素子封止用シートまたは放射線硬化性樹脂層が硬化した硬化物と、を備える積層体をダイシングして光半導体装置を得るダイシング工程とを少なくとも備える製造方法により製造することができる。上記硬化物は、本発明の光半導体素子封止用シートが放射線照射により硬化した硬化物であり、具体的には、本発明の光半導体素子封止用シートが備え得る放射線硬化性樹脂層が放射線照射により硬化した硬化物を備える。
上記製造方法は、さらに、上記基板と、上記基板上に配置された光半導体素子と、上記光半導体素子を封止する上記光半導体素子封止用シートと、を備える積層体に放射線を照射して上記放射線硬化性樹脂層を硬化させて上記硬化物を得る放射線照射工程を備えていてもよい。
上記製造方法は、上記放射線照射工程の前に、上記光半導体素子封止用シートを、上記基板上に設けられた上記光半導体素子に貼り合わせて上記光半導体素子を上記封止部により封止する封止工程を備えていてもよい。
また、上記製造方法は、さらに、上記ダイシング工程で得られた複数の光半導体装置を平面方向に接触するように並べるタイリング工程を備えていてもよい。以下、図2に示す光半導体装置10および図3に示す光半導体装置20の製造方法を適宜参酌して説明する。
(封止工程)
上記封止工程では、本発明の光半導体素子封止用シートを、光半導体素子が配置された基板に貼り合わせ、封止部により光半導体素子を封止する。上記封止工程では、具体的には、図4に示すように、はく離ライナー3を剥離した光半導体素子封止用シート1の第一封止層21を、基板5の光半導体素子6が配置された面に対向するように配置し、光半導体素子封止用シート1を基板5の光半導体素子6が配置された面に貼り合わせ、図5に示すように光半導体素子6を封止部2に埋め込む。
光半導体素子封止用シート1が放射線硬化性樹脂層を備える場合、図4に示すように、貼り合わせに使用される基板5は、図2に示す光半導体装置10における基板5よりも平面方向に広く延びており、基板5の端部付近には光半導体素子6が配置されていない。また、この場合、貼り合わせる光半導体素子封止用シート1は、貼り合わせに使用される基板5よりも平面方向に広く延びている。すなわち、封止工程において貼り合わせられる光半導体素子封止用シート1の基板5に対向する面の面積は、封止工程において貼り合わせられる基板5の光半導体素子封止用シート1に対向する面の面積よりも大きい。これは、光半導体素子封止用シート1および基板5の積層体において光半導体装置に使用される領域においては後の放射線照射工程において充分に硬化を進行させ、光半導体素子封止用シート1および基板5の、硬化が不充分である可能性のある端部付近は後のダイシング工程においてダイシングされて除去されるためである。
上記貼り合わせの際の温度は、例えば室温から110℃の範囲内である。また、上記貼り合わせの際、減圧または加圧してもよい。減圧や加圧により封止部と基板または光半導体素子との間に空隙が形成されるのを抑制することができる。また、上記封止工程では、減圧下で光半導体素子封止用シートを貼り合わせ、その後加圧することが好ましい。減圧する場合の圧力は例えば1~100Paであり、減圧時間は例えば5~600秒である。また、加圧する場合の圧力は例えば0.05~0.5MPaであり、減圧時間は例えば5~600秒である。
(放射線照射工程)
上記放射線照射工程では、上記光半導体素子が配置された上記基板に上記光半導体素子封止用シートが貼り合わせられた積層体(例えば、上記封止工程で得られた積層体)に対し、放射線を照射して、上記放射線硬化性樹脂層を硬化させる。上記放射線としては上述のように、電子線、紫外線、α線、β線、γ線、X線などが挙げられる。中でも、紫外線が好ましい。放射線照射時の温度は、例えば室温から100℃の範囲内であり、照射時間は例えば1分~1時間である。
(ダイシング工程)
上記ダイシング工程では、基板と、上記基板上に配置された光半導体素子と、上記光半導体素子を封止する、本発明の光半導体素子封止用シートまたは放射線硬化性樹脂層が硬化した硬化物と、を備える積層体をダイシングする。ここで、上記積層体が上記硬化物を備える場合、ダイシング工程に付す積層体において、光半導体素子封止用シートの硬化物および基板5は、上述のように、最終的に得られる光半導体装置10よりも平面方向に広く延びている。そして、上記ダイシング工程では、光半導体素子封止用シートの硬化物および基板の側端部をダイシングして除去する。具体的には、図6に示す鎖線の位置でダイシングを行い、側端部を除去する。上記ダイシングは、公知乃至慣用の方法により行うことができ、例えば、ダイシングブレードを用いた方法や、レーザー照射により行うことができる。このようにして、例えば図2に示す光半導体装置10を製造することができる。
(タイリング工程)
上記タイリング工程では、上記ダイシング工程で得られた複数の光半導体装置を平面方向に接触するように並べてタイリングする。このようにして、例えば図3に示す光半導体装置20を製造することができる。
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
製造例1
(非光拡散層1の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物100質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で0.1質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である非光拡散層1を作製した。
製造例2
(反射防止層1の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物100質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で0.1質量部および黒色顔料分散液(商品名「9050Black」、株式会社トクシキ製)9.2質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である反射防止層1を作製した。
製造例3
(光拡散層1の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物83質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で1.2質量部、シリコーン樹脂(商品名「トスパール145」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)を30質量部、3-フェノキシベンジルアクリレート(商品名「ライトアクリレートPOB-A」、共栄社化学株式会社製)を16質量部、および商品名「Omnirad651」を1質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である光拡散層1を作製した。
製造例4
(光拡散層2の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物83質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で0.08質量部、シリコーン樹脂(商品名「トスパール145」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)を30質量部、3-フェノキシベンジルアクリレート(商品名「ライトアクリレートPOB-A」、共栄社化学株式会社製)を16質量部、および商品名「Omnirad651」を1質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である光拡散層2を作製した。
製造例5
(非光拡散層2の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物100質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で1.5質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である非光拡散層2を作製した。
製造例6
(光拡散層3の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物100質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で0.1質量部および酸化チタン(商品名「Tipure R706」、デュポン社製、屈折率:約2.5、平均粒径:0.36μm)3質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である光拡散層3を作製した。
製造例7
(光拡散層4の作製)
アクリル酸ブチルアクリレート(BA)67質量部、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)14質量部、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)27質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEA)9質量部、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-1-オン(商品名「omnirad 651」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部、および1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名「omnirad 184」、IGM Resins Italia Srl社製)0.05質量部を、4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合することによって、重合率10%の部分重合物(モノマーシロップ)を得た。この部分重合物100質量部に、イソシアネート化合物(商品名「タケネートD-101A」、三井化学株式会社製、固形分75質量%)を固形分換算で1.5質量部および酸化チタン(商品名「Tipure R706」、デュポン社製、屈折率:約2.5、平均粒径:0.36μm)3質量部添加した後、これらを均一に混合して光重合性組成物を調製した。
上記光重合性組成物を、はく離ライナー(商品名「MRA50」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に剥離処理が施されたもの、厚さ50μm)の剥離処理面上に塗布して樹脂組成物層を形成してから、当該樹脂組成物層上にもはく離ライナー(商品名「MRF38」、三菱ケミカル株式会社製)の剥離処理面を貼り合わせた。次に、ブラックライトにより、強度が5mW/cm2の紫外線を、積算光量が3600mJ/cm2となるまで照射して重合を行い、粘着層である光拡散層4を作製した。
実施例1
(光半導体素子封止用シートの作製)
製造例1で得られた光拡散層1からはく離ライナー(商品名「MRF38」)を剥離し、粘着面を露出させた。上記光拡散層1の露出面を基材フィルム(商品名「ダイアホイル T912E75(UE80-)」、三菱ケミカル株式会社製、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に易接着処理が施されたもの、厚さ75μm)の易接着処理面に貼り合わせ、基材フィルム上に光拡散層1からなる第三封止層を形成した。
次に、第三封止層(光拡散層1)表面からはく離ライナー(商品名「MRA50」)を剥離し、粘着面を露出させた。製造例2で得られた反射防止層1からはく離ライナー(商品名「MRF38」)を剥離して露出させた粘着面を、第三封止層の露出面に貼り合わせ、第三封止層上に反射防止層1からなる第二封止層を形成した。
次に、第二封止層(反射防止層1)表面からはく離ライナー(商品名「MRA50」)を剥離し、粘着面を露出させた。製造例3で得られた非光拡散層1からはく離ライナー(商品名「MRF38」)を剥離して露出させた粘着面を、第二封止層の露出面に貼り合わせ、第二封止層上に非光拡散層1からなる第一封止層を形成した。
そして、室温(23℃)においてハンドローラーで気泡が入らないように貼り合わせ、遮光下で二日間放置した。このようにして、[はく離ライナー/非光拡散層1/反射防止層1/光拡散層1/基材フィルム]からなる光半導体素子封止用シートを得た。
実施例2~3、比較例1~5
(光半導体素子封止用シートの作製)
第一封止層、第二封止層、および第三封止層として、表に示す層を形成したこと以外は実施例1と同様にして光半導体素子封止用シートを得た。
<評価>
実施例および比較例で得られた光半導体素子封止用シート、およびこれらの光半導体素子封止用シートの基材フィルム表面に機能層としての防眩処理層を設けたシートについて、以下の評価を行った。結果を表に示す。表中、「シート全体(防眩処理層なし)」は実施例および比較例で得られた光半導体素子封止用シートを示し、「シート全体(防眩処理層あり)」は基材フィルム表面に防眩処理が施された光半導体素子封止用シートを示す。
なお、防眩処理層を備える光半導体素子封止用シートは、各実施例および比較例において、基材フィルムとして、あらかじめ上記基材フィルムの第三封止層と貼り合わせる側とは反対側に防眩処理層を設けたものを用いたこと以外は各実施例および比較例と同様にして作製した。防眩処理層を備える基材フィルムは、以下のようにして作製した。
(防眩処理層付き基材フィルムの作製方法)
防眩処理層形成材料に含まれる樹脂として、紫外線硬化型多官能アクリレート樹脂(商品名「UA-53H」、新中村化学工業株式会社製)40質量部、およびペンタエリスリトールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(商品名「ビスコート#300」大阪有機化学工業株式会社製)60質量部を準備した。上記樹脂の樹脂合計固形分100質量部あたり、防眩処理層形成粒子としてアクリルとスチレンの共重合粒子(商品名「テクポリマーSSX-103DXE」、積水化成品工業株式会社製)を7.0質量部、シリコーン樹脂(商品名「TOSPEARL130」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)を3質量部、チキソトロピー付与剤として合成スメクタイト(商品名「スメクトンSAN」、クニミネ工業株式会社製)を2.5質量部、光重合開始剤(商品名「OMNIRAD907」、BASF社製)を3質量部、およびレベリング剤(商品名「GRANDIC PC4100」、DIC株式会社製)を0.15質量部混合した。この混合物を固形分濃度が40質量%となるように、トルエン/シクロペンタノン混合溶媒(質量比80/20)で希釈して、防眩処理層形成材料(塗工液)を調製した。
透光性基材として、透明プラスチックフィルム基材(商品名「KC4UY」、TAC、コニカミノルタ株式会社製)を準備した。上記透明プラスチックフィルム基材の片面に、上記防眩処理層形成材料(塗工液)を、バーコーターを用いて塗膜を形成した。そして、この塗膜が形成された透明プラスチックフィルム基材を乾燥工程へと搬送した。乾燥工程において、80℃で1分間加熱することにより上記塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射し、上記塗膜を硬化処理して厚さ8.5μmの防眩処理層を形成し、ヘイズ25%となる防眩性フィルム(防眩処理層付き基材フィルム)を得た。
(1)全光線透過率(各層)
実施例および比較例で使用した各粘着層(2枚のはく離ライナーの挟持された形態)から片側のはく離ライナーを剥離し、露出した各粘着層表面をガラス板(スライドグラス、品番「S-9112」、松浪硝子工業株式会社製)に貼り合わせた。そして、他方のはく離ライナーを剥がし[ガラス板/粘着層]の層構成を有する測定サンプルを作製した。上記測定サンプルについて、ヘーズメータ(装置名「HM-150」、株式会社村上色彩技術研究所製)により、全光線透過率を測定した。粘着層側から測定光を入射し、測定を行った。
(2)ヘイズ値(各層)
上記(1)全光線透過率を測定するために作製した測定サンプルについて、ヘーズメータ(装置名「HM-150」、株式会社村上色彩技術研究所製)により、全光線透過率および拡散透過率を測定した。そして、測定サンプルのヘイズ値を、「拡散透過率/全光線透過率×100」の式により求め、初期ヘイズ値とした。
(3)全光線透過率(光半導体素子封止用シート)
光半導体素子封止用シートからはく離ライナーを剥離し、露出した粘着層面をガラス板(スライドグラス、品番「S-9112」、松浪硝子工業株式会社製)に貼り合わせて測定サンプルを作製した。上記測定サンプルについて、ヘーズメータ(装置名「HM-150」、株式会社村上色彩技術研究所製)により、全光線透過率を測定した。基材フィルム側(第一面側)から測定光を入射し、測定を行った。
(4)ヘイズ値(光半導体素子封止用シート)
上記(3)全光線透過率を測定するために作製した測定サンプルについて、ヘーズメータ(装置名「HM-150」、株式会社村上色彩技術研究所製)により、全光線透過率および拡散透過率を測定した。そして、測定サンプルのヘイズ値を、「拡散透過率/全光線透過率×100」の式により求め、ヘイズ値とした。基材フィルム側(第一面側)から測定光を入射し、測定を行った。
(5)L***(SCE)(はく離ライナー付き)
光半導体素子封止用シートを基材フィルム側が表を向くように黒板(アクリル製、黒色、サイズ:45mm×50mm×1mm、水ノ上災害防具株式会社製)の平らな面に静置させた。そして、基材フィルム側(第一面側)から分光測色計(商品名「CM-26dG」、コニカミノルタ株式会社製)でL*(SCE)、a*(SCE)、およびb*(SCE)の測定を行った。また、光半導体素子封止用シートをはく離ライナー面が表を向くように黒板の平らな面に静置させた。そして、はく離ライナー面側(第二面側)から分光測色計(商品名「CM-26dG」、コニカミノルタ株式会社製)でL*(SCE)、a*(SCE)、およびb*(SCE)の測定を行った。なお、測色計の測定域が測定サンプルの中央に来るように設置し、下記条件で測定した。また、上記分光測色計で測定を行う前には、ゼロ点校正、白色校正、GROSS校正をメーカーマニュアルに従い実施した。なお、封止部に貼り合わせられているはく離ライナーのヘイズ値は10.2%、全光線透過率は91.2%である。
<測定条件>
測定方法:色&光沢
ジオメトリー: di:8°、de:8°
正反射光処理:SCI+SCE
観察光源:D65
観察条件:10°視野
測定径:MAV(8mm)
UV条件:100%Full
自動平均測定:3回
ゼロ校正スキップ:有効
(6)L***(SCE)(はく離ライナーなし)
光半導体素子封止用シートから封止部に貼り合わせられたはく離ライナーを剥離し、黒板(アクリル製、黒色、サイズ:45mm×50mm×1mm、水ノ上災害防具株式会社製)に露出した封止部を貼り合わせ、ハンドローラーを用いて基材フィルム上を片道1回、気泡が入らないように加圧し、封止部を黒板に密着させた。そして、上記基材フィルム側が表を向くように黒板の平らな面に静置させた。そして、基材フィルム側(第一面側)から分光測色計(商品名「CM-26dG」、コニカミノルタ株式会社製)でL*(SCE)、a*(SCE)、およびb*(SCE)の測定を行った。また、光半導体素子封止用シートから封止部に貼り合わせられたはく離ライナーを剥離し、露出した封止部面側が表を向くように黒板の平らな面に静置させた。そして、封止部面側(第二面側)から分光測色計(商品名「CM-26dG」、コニカミノルタ株式会社製)でL*(SCE)、a*(SCE)、およびb*(SCE)の測定を行った。なお、測色計の測定域が測定サンプルの中央に来るように設置し、上記(5)の評価と同条件で測定した。また、上記分光測色計で測定を行う前には、ゼロ点校正、白色校正、GROSS校正をメーカーマニュアルに従い実施した。
(7)光拡散効果確認試験
光半導体素子封止用シートのはく離ライナーを剥離し、ハンドローラーを用いて気泡が入らないようにガラス板(スライドガラス、品番「S-9112」、松浪硝子工業株式会社製、76mm×52mm×1.0~1.2mm)に貼り合わせた。貼り合わせた後、25℃で30分間遮光下で放置した。貼り付けた光半導体素子封止用シートのサイズはガラス板と同様のサイズとなるように適当にカットし、測定サンプルを作製した。スクリーンの上部に高さが2.4cmになるようにLEDランプ(商品名「LK-3PG」、株式会社イーケイジャパン製)を設置した。LEDランプに得られた測定サンプルのガラス板側を密着させた。LEDランプに電池ボックス(商品名「AP-180」、株式会社イーケイジャパン製)を繋いでLEDランプを点灯させ、スクリーンに映し出された円状の映像の直径を測定した。光半導体素子封止用シートなしでガラス板のみで測定した場合、スクリーンに映った光の直径は、16mmであった。光半導体素子封止用シートを介して測定した際、光径が20mm以上となった場合に、光拡散効果があると判断した。
(8)判定
上記評価(3)および(6)(防眩処理層あり)の結果に基づき、光取り出し効率および光拡散効果として、以下の基準に基づき判定した。そして、総合判定として、防眩処理層を備える光半導体封止用シートについて、光取り出し効率が○または△であり且つ光拡散効果が○の場合を○、1つでも×である場合を×とした。
光取り出し効率:全光線透過率が3%以上の場合を○、全光線透過率が2%以上3%未満の場合を△、全光線透過率が2%未満の場合を×とする。
光拡散効果:20mm以上の場合を○、20mm未満の場合を×とする。
Figure 2023164766000002
Figure 2023164766000003
表1に示すように、本発明の光半導体素子封止用シート(実施例)は光取り出し効率および光拡散性に優れると評価された。一方、表2に示すように、L*(SCE)の差が大きい場合は光取り出し効率に劣ると評価された(比較例1,2)。特に、比較例2については、防眩処理層を備えない光半導体素子封止用シートは光拡散性に優れていたが、防眩処理層を備えた場合は光拡散性に劣っていた。また、光拡散層を有しない場合は光拡散性に劣っていた(比較例3)。また、L*(SCE)の差が大きい場合は光拡散性に劣ると評価された場合もあった(比較例4,5)。
1 光半導体素子封止用シート
2 封止部
21 第一封止層
22 第二封止層
23 第三封止層
3 はく離ライナー
4 基材部
41 基材フィルム
42 機能層
5 基板
6 光半導体素子
10,20 光半導体装置

Claims (9)

  1. 基板上に配置された1以上の光半導体素子を封止するためのシートであって、
    前記シートは、光拡散層と反射防止層とを有する封止部を備え、
    前記封止部は、前記光半導体素子に接触する第一封止層と、前記第一封止層に積層された第二封止層と、前記第二封止層に積層された第三封止層とを備え、
    前記第一封止層、前記第二封止層、および前記第三封止層のうち、少なくとも一層が前記反射防止層であり、他の少なくとも一層が前記光拡散層であり、
    前記光拡散層は、高分子材料で構成される光拡散剤を含み、
    前記反射防止層は粘着性および/または接着性を有しており、
    前記シートの前記光半導体素子と接触する面とは反対側の表面に機能層を備えていてもよく、
    前記シートが前記機能層を備えない場合は別途、前記シートの前記光半導体素子と接触する面とは反対側の表面に前記機能層を積層した状態において、前記機能層側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 1、a* 1、b* 1とし、前記シート側から10°視野、光源D65の条件で測定した際のL***(SCE)におけるL*(SCE)、a*(SCE)、b*(SCE)をそれぞれL* 2、a* 2、b* 2としたとき、前記L* 1、a* 1、b* 1、L* 2、a* 2、およびb* 2はそれぞれ下記式(1)~(3)を満たす値である、光半導体素子封止用シート。
    -5<L* 1-L* 2<5 (1)
    -5<a* 1-a* 2<5 (2)
    -5<b* 1-b* 2<5 (3)
  2. 前記シートの片面に前記機能層を積層した状態の前記機能層側から測定される全光線透過率は2~30%である、請求項1に記載の光半導体素子封止用シート。
  3. 前記封止部は、前記光拡散層と、前記反射防止層と、前記光拡散層または光拡散機能を発揮することを目的としない無色透明層とをこの順に有する、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  4. 前記光拡散層は屈折率1.4~1.7の光拡散剤を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の光半導体素子封止用シート。
  5. 前記光拡散剤はシリコーン樹脂で構成される請求項4に記載の光半導体素子封止用シート。
  6. 前記機能層は表面処理層を含む請求項1~5のいずれか1項に記載の光半導体素子封止用シート。
  7. 基板と、前記基板上に配置された光半導体素子と、前記封止部により前記光半導体素子を封止する、請求項1~6のいずれか1項に記載の光半導体素子封止用シートと、を備える光半導体装置。
  8. 自発光型表示装置である請求項7に記載の光半導体装置。
  9. 請求項8に記載の自発光型表示装置を備える画像表示装置。
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