JP5691523B2 - 離型フィルム、発光素子の封止方法および発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
離型フィルム、発光素子の封止方法および発光ダイオードの製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、発光ダイオードの発光素子を封止する樹脂部を形成するための金型のキャビティ内に配置される離型フィルム、および該離型フィルムを用いた発光素子の封止方法および発光ダイオードの製造方法に関する。
発光ダイオードは、低電力で高輝度が得られ、かつ長寿命であることから、各種照明、サインボード、液晶表示パネルのバックライト、自動車のテールランプ等に用いられている。発光ダイオードは、Ｎ型半導体とＰ型半導体とを接合させ、該界面で電子と正孔とが結合するエネルギーを光に変換する素子である。発光ダイオードは、蛍光灯に比べ消費電力は約２分の１であり、寿命は構造上半永久的といわれており、しかも水銀等の有害物質を含まず、熱の発生が少ないことから、環境負荷の少ない省エネルギー型、高信頼性の光源として注目を集めている。
発光ダイオードの発光素子は通常、電気絶縁性の付与、および水、湿気等の外部環境からの保護を目的として、光の減衰が少なく、かつ耐熱性の透明樹脂で封止される。封止用の透明樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が用いられる。該発光ダイオードは、たとえば、発光素子が接続された基板を、発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように配置し、キャビティ内に透明樹脂を充填して樹脂封止部を形成する、いわゆる圧縮成形法またはトランスファー成形法により製造される。
しかし、樹脂の透明性を損なう内部離型剤等を用いることができないため、樹脂封止部が金型から離型しにくく、無理に離型すると、樹脂封止部が傷ついたり、割れたりする。そこで、金型のキャビティの内面を覆うように離型フィルムを配置した状態で、キャビティ内に透明樹脂を充填して樹脂封止部を形成した後、樹脂封止部から離型フィルムを剥離することが行われている。
離型フィルムには、離型性、成形時の金型の温度（通常、１３０℃前後。）に耐え得る耐熱性、樹脂の流動や加圧力に耐え得る強度が求められる。現在、該特性に優れる離型フィルムとして、フッ素樹脂からなるフィルムが多く用いられている。該フッ素樹脂のうち、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体は、前記特性に加え、高温での伸びが大きく、深いキャビティの形状への追随性がよいことから、発光ダイオード素子の樹脂封止工程用離型フィルムの材料として多用されている。
最近、発光ダイオードからの発光方向の拡大化、発光輝度の均一化、発光輝度の向上等を目的に、樹脂封止部の表面に凹凸を形成した発光ダイオードが提案されている。樹脂封止部の表面に凹凸を形成する方法としては、たとえば、下記の方法が挙げられる。
（１）表面に凹凸が形成されたフィルムを、樹脂封止部の表面に貼り付ける方法（特許文献１）。
（２）金型のキャビティの内面に凹凸を形成し、樹脂封止と同時に該凹凸を樹脂封止部に転写する方法（特許文献２の段落［００１６］）。
（１）表面に凹凸が形成されたフィルムを、樹脂封止部の表面に貼り付ける方法（特許文献１）。
（２）金型のキャビティの内面に凹凸を形成し、樹脂封止と同時に該凹凸を樹脂封止部に転写する方法（特許文献２の段落［００１６］）。
しかし、（１）の方法では、部品点数および工程数が増えるため、コストが上昇する。また、凹凸フィルムの分だけ肉厚になり、小型化、薄型化が求められる液晶表示パネルのバックライトには不向きである。
（２）の方法では、金型のキャビティ内に離型フィルムを配置した場合、キャビティの内面の凹凸を樹脂封止部の表面に正確に転写できない。一方、離型フィルムを配置しない場合、金型と樹脂封止部との離型性が悪くなり、歩留まりが低下する。
（２）の方法では、金型のキャビティ内に離型フィルムを配置した場合、キャビティの内面の凹凸を樹脂封止部の表面に正確に転写できない。一方、離型フィルムを配置しない場合、金型と樹脂封止部との離型性が悪くなり、歩留まりが低下する。
本発明は、樹脂封止部の表面に直接、目的とする凹凸が正確に転写された発光ダイオードを、低コスト、高歩留まりで製造できる離型フィルム、発光素子の封止方法、および発光ダイオードの製造方法を提供する。
本発明の離型フィルムは、金型を用いて発光ダイオードの発光素子を透明樹脂で封止するために、前記金型のキャビティ内に配置される離型フィルムであり、少なくとも一方の表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍであることを特徴とする。
前記凸部のとなりあう局部山頂の平均間隔または前記凹部のとなりあう局部谷底の平均間隔は、４〜２００μｍであることが好ましく、前記凸部の平均高さまたは前記凹部の平均深さは、２〜１００μｍであることが好ましい。
前記凸部は、断面三角形の凸条、または角錐形の突起であることが好ましい。
前記凹部は、断面Ｖ字形の溝、または角錐形の穴であることが好ましい。
なお、前記断面とは凸条または溝の長手方向に直交する方向の断面をいう。
前記凸部は、断面三角形の凸条、または角錐形の突起であることが好ましい。
前記凹部は、断面Ｖ字形の溝、または角錐形の穴であることが好ましい。
なお、前記断面とは凸条または溝の長手方向に直交する方向の断面をいう。
本発明の離型フィルムは、フッ素樹脂からなることが好ましい。
前記フッ素樹脂は、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体であることが好ましい。
本発明の発光素子の封止方法は、金型を用いて発光ダイオードの発光素子を透明樹脂で封止する方法において、少なくとも一方の表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍである離型フィルムを使用し、金型のキャビティの内面を覆うように、かつ前記凸部および／または凹部形成されている表面がキャビティ内の空間に向くように、前記離型フィルムを金型のキャビティに配置し、かつ、前記キャビティ内に前記発光素子を配置し、次いで前記キャビティ内に透明樹脂を充填して前記発光素子を該透明樹脂で封止することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、金型を用いて、発光素子を透明樹脂で封止して樹脂封止部が形成された発光ダイオードの製造方法において、発光素子を封止する前に、あらかじめ前記金型のキャビティ内に本発明の離型フィルムを配置することを特徴とする。
また、本発明の発光ダイオードの製造方法は、表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍである離型フィルムを金型のキャビティの内面を覆うように、かつ前記表面の凸部および／または凹部がキャビティ内の空間に向くように配置する工程、発光素子が接続された基板を発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように金型に配置する工程、キャビティ内の空間に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する工程、離型フィルムが樹脂封止部に付着した状態で金型から発光ダイオードを取り出す工程、及び、樹脂封止部から離型フィルムを剥離する工程を有することを特徴とする。
前記フッ素樹脂は、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体であることが好ましい。
本発明の発光素子の封止方法は、金型を用いて発光ダイオードの発光素子を透明樹脂で封止する方法において、少なくとも一方の表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍである離型フィルムを使用し、金型のキャビティの内面を覆うように、かつ前記凸部および／または凹部形成されている表面がキャビティ内の空間に向くように、前記離型フィルムを金型のキャビティに配置し、かつ、前記キャビティ内に前記発光素子を配置し、次いで前記キャビティ内に透明樹脂を充填して前記発光素子を該透明樹脂で封止することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、金型を用いて、発光素子を透明樹脂で封止して樹脂封止部が形成された発光ダイオードの製造方法において、発光素子を封止する前に、あらかじめ前記金型のキャビティ内に本発明の離型フィルムを配置することを特徴とする。
また、本発明の発光ダイオードの製造方法は、表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍである離型フィルムを金型のキャビティの内面を覆うように、かつ前記表面の凸部および／または凹部がキャビティ内の空間に向くように配置する工程、発光素子が接続された基板を発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように金型に配置する工程、キャビティ内の空間に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する工程、離型フィルムが樹脂封止部に付着した状態で金型から発光ダイオードを取り出す工程、及び、樹脂封止部から離型フィルムを剥離する工程を有することを特徴とする。
本発明の離型フィルム用いることによって、樹脂封止部の表面に直接、目的とする凹凸が正確に転写された発光ダイオードを、低コスト、高歩留まりで製造できる。
本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、樹脂封止部の表面に直接、目的とする凹凸が正確に転写された発光ダイオードを、低コスト、高歩留まりで製造できる。
本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、樹脂封止部の表面に直接、目的とする凹凸が正確に転写された発光ダイオードを、低コスト、高歩留まりで製造できる。
＜離型フィルム＞
本発明の離型フィルムは、少なくとも一方の表面に複数の凸部および／または凹部（以下、これらをまとめて凹凸とも記す。）が形成されたフィルムである。
離型フィルムの表面の凹凸は、発光ダイオードの樹脂封止部の表面に形成される凹凸を反転した形状となる。
凸部としては、離型フィルムの表面に延在する長尺の凸条、フィルムの表面に点在する突起等が挙げられる。
凹部としては、離型フィルムの表面に延在する長尺の溝、フィルムの表面に点在する穴等が挙げられる。
本発明の離型フィルムは、少なくとも一方の表面に複数の凸部および／または凹部（以下、これらをまとめて凹凸とも記す。）が形成されたフィルムである。
離型フィルムの表面の凹凸は、発光ダイオードの樹脂封止部の表面に形成される凹凸を反転した形状となる。
凸部としては、離型フィルムの表面に延在する長尺の凸条、フィルムの表面に点在する突起等が挙げられる。
凹部としては、離型フィルムの表面に延在する長尺の溝、フィルムの表面に点在する穴等が挙げられる。
凸条または溝の形状としては、直線、曲線、折れ曲がり形状等が挙げられる。凸条または溝は、複数が平行に存在して縞状をなしていてもよい。
凸条または溝の、長手方向に直交する方向の断面形状としては、三角形（Ｖ字形）、半円形等が挙げられる。
突起または穴の形状としては、三角錐形、四角錐形、六角錐形、円錐形、半球形、多面体形等が挙げられる。
凸条または溝の、長手方向に直交する方向の断面形状としては、三角形（Ｖ字形）、半円形等が挙げられる。
突起または穴の形状としては、三角錐形、四角錐形、六角錐形、円錐形、半球形、多面体形等が挙げられる。
凹凸は、樹脂封止部の表面が光軸制御機能を発揮できる点から、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有することが好ましい。該傾斜面が樹脂封止部の表面に転写されることにより、発光素子から照射された全方位光が、樹脂封止部の表面にて垂直方向成分を多く付与され、正面輝度が向上する。傾斜角が２０度未満では、光軸制御機能が低いおそれがある。
傾斜角は、３０度以上がより好ましい。
傾斜角は、図１に示すように、離型フィルム１０の凸部（凸条１２）のとなりあう局部山頂を結ぶ線を０度とし、該線からの傾斜面までの最も小さい角度αである。凸部がない場合は、凹部（溝１４）のとなりあう局部谷底を結ぶ線を０度とし、該線からの傾斜面までの最も小さい角度αである。
傾斜角は、３０度以上がより好ましい。
傾斜角は、図１に示すように、離型フィルム１０の凸部（凸条１２）のとなりあう局部山頂を結ぶ線を０度とし、該線からの傾斜面までの最も小さい角度αである。凸部がない場合は、凹部（溝１４）のとなりあう局部谷底を結ぶ線を０度とし、該線からの傾斜面までの最も小さい角度αである。
傾斜面の合計面積は、樹脂封止部の表面に凹凸を効率よく転写できる点から、凹凸が形成された離型フィルムの表面の面積（１００％）のうち、５０％以上が好ましく、６７％以上がより好ましい。傾斜面の面積とは、傾斜面が形成された部分の面積であり、傾斜が加味された傾斜面の実際の面積とは異なる。
凹凸は、樹脂封止部の表面が光軸制御機能を効率よく発揮できる点から、プリズム形状であることが好ましい。
プリズム形状としては、一方向の三角形プリズム、二方向プリズム、三方向プリズムが挙げられる。一方向の三角形プリズムは、離型フィルムの凹凸を形成するための元型の作製は容易であるが、光学的には異方性を有する。二方向プリズム、三方向プリズムは、光学的な異方性は小さいが、離型フィルムの凹凸を形成するための元型のコストは高くなる。プリズム形状は、発光ダイオードの用途によって選択される。
プリズム形状としては、一方向の三角形プリズム、二方向プリズム、三方向プリズムが挙げられる。一方向の三角形プリズムは、離型フィルムの凹凸を形成するための元型の作製は容易であるが、光学的には異方性を有する。二方向プリズム、三方向プリズムは、光学的な異方性は小さいが、離型フィルムの凹凸を形成するための元型のコストは高くなる。プリズム形状は、発光ダイオードの用途によって選択される。
一方向の三角形プリズムとしては、断面三角形の凸条および／または断面Ｖ字形の溝が挙げられる。該凸条および／または溝は、図１に示すように、断面三角形の凸条１２と断面Ｖ字形の溝１４とが交互に、かつ平行に存在している形状であることがより好ましい。
二方向プリズムとしては、四角錐形の突起および／または四角錐形の穴が挙げられる。該突起および／または穴は、複数が等間隔に、かつとなりあう突起および／または穴の傾斜面が同一平面に位置するように整列した形状であることがより好ましい。
三方向プリズムとしては、三角錐形の突起および／または三角錐形の穴が挙げられる。該突起および／または穴は、複数が等間隔に、かつとなりあう突起および／または穴の傾斜面が同一平面に位置するように整列した形状であることがより好ましい。
二方向プリズムとしては、四角錐形の突起および／または四角錐形の穴が挙げられる。該突起および／または穴は、複数が等間隔に、かつとなりあう突起および／または穴の傾斜面が同一平面に位置するように整列した形状であることがより好ましい。
三方向プリズムとしては、三角錐形の突起および／または三角錐形の穴が挙げられる。該突起および／または穴は、複数が等間隔に、かつとなりあう突起および／または穴の傾斜面が同一平面に位置するように整列した形状であることがより好ましい。
凹凸は、光学的な異方性を軽減する点から、円錐形の突起および／または円錐形の穴であってもよい。該突起および／または穴は、複数が等間隔に整列した形状であることがより好ましい。
凹凸の平均間隔は、４〜２００μｍが好ましく、かつ凸部の平均高さまたは凹部の平均深さは、２〜１００μｍが好ましい。離型フィルムの厚さは、コストおよびキャビティへの追随性の点から１５０μｍ以下であるため、平均間隔が２００μｍを超え、平均高さ（平均深さ）が１００μｍを超える場合、離型フィルムの局部谷底部分の厚さが薄くなりすぎて、キャビティに沿ってフィルムが変形したとき、局部谷底部分で局部的に伸ばされ、凹凸が崩れ、場合によっては破損する。
凹凸の平均間隔は、５〜１００μｍがより好ましく、かつ凸部の平均高さまたは凹部の平均深さは、４〜５０μｍがより好ましい。また、凹凸の平均間隔は、１０〜６０μｍがさらに好ましく、かつ凸部の平均高さまたは凹部の平均深さは、５〜３０μｍがさらに好ましい。
平均間隔は、凸部のとなりあう局部山頂の間隔または凹部のとなりあう局部谷底の間隔を、無作為に１０箇所測定し、平均した値である。
平均高さ（平均深さ）は、凸部の局部山頂と、該凸部にとなりあう凹部の局部谷底との高低差を、無作為に１０箇所測定し、平均した値である。
離型フィルムの厚さは１０〜１５０μｍが好ましく、２５〜１２５μｍがより好ましい。
平均間隔は、凸部のとなりあう局部山頂の間隔または凹部のとなりあう局部谷底の間隔を、無作為に１０箇所測定し、平均した値である。
平均高さ（平均深さ）は、凸部の局部山頂と、該凸部にとなりあう凹部の局部谷底との高低差を、無作為に１０箇所測定し、平均した値である。
離型フィルムの厚さは１０〜１５０μｍが好ましく、２５〜１２５μｍがより好ましい。
離型フィルムの材料としては、離型性、耐熱性、強度、高温での伸びの点から、フッ素原子含有率が１０質量％以上のフッ素樹脂が好ましい。フッ素原子は全原子のうち最も電気陰性度が高く、結合した原子間で強い凝集力を発揮することから、フッ素原子を含む化合物は低い表面張力となり、これに接する他の材料に対し非粘着性を示す。また、同様に熱、光等の外部エネルギーに対しても、その強い凝集力から、容易に分解することがなく、耐熱性に優れる。さらに、フッ素樹脂は、その分子内の凝集力が強いことから、逆に分子間力は弱く、外力を加えた場合、分子間が滑りやすく大きな変形能、すなわち伸びを示す。
フッ素原子含有率が１０質量％以上のフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／六フッ化プロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン／六フッ化プロピレン／フッ化ビニリデン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。
フッ素樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。フッ素樹脂は、非フッ素樹脂と組み合わせて用いてもよく、無機添加剤、有機添加剤等が配合されたものであってもよい。
フッ素樹脂としては、高温での伸びが大きい点から、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体が特に好ましい。
フッ素樹脂としては、高温での伸びが大きい点から、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体が特に好ましい。
離型フィルムの表面に凹凸を形成する方法としては、熱加工で離型フィルムの表面に元型の凹凸を転写する方法が挙げられ、生産性の点から、下記の方法（ｉ）、（ii）が好ましく、方法（ii）がより好ましい。
（ｉ）離型フィルムを元型ロールと圧胴ロールとの間に通し、離型フィルムの表面に元型ロールの表面に形成された凹凸を連続的に転写する方法。
（ii）押出機のダイスから押し出された樹脂を元型ロールと圧胴ロールとの間に通し、樹脂をフィルム状に成形すると同時に、該フィルム状の樹脂の表面に元型ロールの表面に形成された凹凸を連続的に転写する方法。
（ｉ）離型フィルムを元型ロールと圧胴ロールとの間に通し、離型フィルムの表面に元型ロールの表面に形成された凹凸を連続的に転写する方法。
（ii）押出機のダイスから押し出された樹脂を元型ロールと圧胴ロールとの間に通し、樹脂をフィルム状に成形すると同時に、該フィルム状の樹脂の表面に元型ロールの表面に形成された凹凸を連続的に転写する方法。
ロール状の元型を用いることによって、連続した加工が可能となり、凹凸が形成された離型フィルムの生産性が著しく向上すると同時に、巻物の離型フィルムとなることから、汎用の離型フィルムの繰り出し機構および巻き取り機構を有する圧縮成形装置またはトランスファー成形装置を用いることができ、発光ダイオードの樹脂封止を容易に実施できる。
方法（ｉ）：
元型ロールの表面温度は、離型フィルムの材料および厚さによって異なるが、８０〜３００℃が好ましい。
元型ロールと圧胴ロールとの間の加圧力は、２〜１００ｋｇ／ｃｍの線圧が好ましい。
加工速度は、０．２〜１００ｍ／分が好ましい。
元型ロールの表面温度は、離型フィルムの材料および厚さによって異なるが、８０〜３００℃が好ましい。
元型ロールと圧胴ロールとの間の加圧力は、２〜１００ｋｇ／ｃｍの線圧が好ましい。
加工速度は、０．２〜１００ｍ／分が好ましい。
方法（ii）：
ダイスのスリットから押し出された樹脂は、樹脂の融点以下に設定した元型ロールに沿わせて引き取ることで、形状が固定されると同時に、押出機のスクリューの回転数で調整された押出量と、ダイスのスリット幅と、元型ロールの回転数で調整された引取り速度とで厚さが決定される。
元型ロールの表面温度、元型ロールと圧胴ロールとの間の加圧力、加工速度は、方法（ｉ）と同じ範囲が好ましい。
ダイスのスリットから押し出された樹脂は、樹脂の融点以下に設定した元型ロールに沿わせて引き取ることで、形状が固定されると同時に、押出機のスクリューの回転数で調整された押出量と、ダイスのスリット幅と、元型ロールの回転数で調整された引取り速度とで厚さが決定される。
元型ロールの表面温度、元型ロールと圧胴ロールとの間の加圧力、加工速度は、方法（ｉ）と同じ範囲が好ましい。
元型ロール：
元型ロールの材料としては、金属、セラミック、樹脂等が挙げられ、フッ素樹脂の熱加工温度が比較的高いことから、耐熱性の高い材料が好ましい。耐熱温度は、３００℃以上が好ましい。よって、元型ロールの材料としては、耐熱性、耐久性の点から、金属、セラミックが好ましい。
元型ロールの材料としては、金属、セラミック、樹脂等が挙げられ、フッ素樹脂の熱加工温度が比較的高いことから、耐熱性の高い材料が好ましい。耐熱温度は、３００℃以上が好ましい。よって、元型ロールの材料としては、耐熱性、耐久性の点から、金属、セラミックが好ましい。
金属製の元型ロールの表面は、硬さを増すために、セラミックコーティング、セラミック焼結、セラミック蒸着、超硬金属溶射、メッキ、浸炭、窒化等の表面改質を施されていてもよい。
元型ロールの表面に凹凸を形成する方法としては、切削、エッチング等の方法が挙げられる。
元型ロールの表面の凹凸は、離型フィルムの表面の凹凸を反転した形状であり、発光ダイオードの樹脂封止部の表面に形成される凹凸と同じ形状である。
元型ロールの表面に凹凸を形成する方法としては、切削、エッチング等の方法が挙げられる。
元型ロールの表面の凹凸は、離型フィルムの表面の凹凸を反転した形状であり、発光ダイオードの樹脂封止部の表面に形成される凹凸と同じ形状である。
圧胴ロール：
圧胴ロールとしては、ゴム巻きロール、樹脂巻きロール、紙巻きロール、金属ロール等が挙げられ、元型ロールへの負担を低く抑える点から、ゴム巻きロールが好ましい。
圧胴ロールとしては、ゴム巻きロール、樹脂巻きロール、紙巻きロール、金属ロール等が挙げられ、元型ロールへの負担を低く抑える点から、ゴム巻きロールが好ましい。
以上説明した本発明の離型フィルムにあっては、表面に凹凸が形成されているため、金型のキャビティ内に配置することにより、樹脂封止部の表面に直接、凹凸を転写できる。また、樹脂封止部の表面に直接、凹凸を転写できるため、目的とする凹凸を正確に転写できる。また、樹脂封止部の表面に直接、凹凸を転写できるため、部品点数および工程数が増えることなく、低コストで発光ダイオードを製造できる。また、金型と樹脂封止部との離型性がよいため、高歩留まりで発光ダイオードを製造できる。
＜発光ダイオードの製造方法＞
本発明の発光ダイオードの製造方法は、公知の方法にて発光素子を封止する前に、あらかじめ前記キャビティ内に本発明の離型フィルムを配置することを特徴とする方法である。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、公知の方法にて発光素子を封止する前に、あらかじめ前記キャビティ内に本発明の離型フィルムを配置することを特徴とする方法である。
具体的には、下記の工程（ａ）〜（ｅ）を有する方法が挙げられる。
（ａ）金型のキャビティの内面を覆うように、かつ表面の凹凸がキャビティ内の空間に向くように本発明の離型フィルムを配置する工程。
（ｂ）発光素子が接続された基板を、発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように、金型に配置する工程。
（ｃ）キャビティ内の空間に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する工程。
（ｄ）離型フィルムが樹脂封止部に付着した状態で、金型から発光ダイオードを取り出す工程。
（ｅ）樹脂封止部から離型フィルムを剥離する工程。
（ａ）金型のキャビティの内面を覆うように、かつ表面の凹凸がキャビティ内の空間に向くように本発明の離型フィルムを配置する工程。
（ｂ）発光素子が接続された基板を、発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように、金型に配置する工程。
（ｃ）キャビティ内の空間に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する工程。
（ｄ）離型フィルムが樹脂封止部に付着した状態で、金型から発光ダイオードを取り出す工程。
（ｅ）樹脂封止部から離型フィルムを剥離する工程。
樹脂封止部の形成方法としては、圧縮成形法またはトランスファー成形法が挙げられる。製造装置としては、公知の圧縮成形装置またはトランスファー成形装置を用いればよい。製造条件も、公知の発光ダイオードの製造方法における条件と同じ条件でよい。
以上説明した本発明の発光ダイオードの製造方法にあっては、本発明の離型フィルムを用いているため、樹脂封止部の表面に直接、目的とする凹凸が正確に転写された発光ダイオードを、低コスト、高歩留まりで製造できる。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
例２、３は実施例であり、例１は比較例である。
例２、３は実施例であり、例１は比較例である。
〔例１〕
離型フィルムとして、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルム（旭硝子社製、Ｆｌｕｏｎ ＬＭ−ＥＴＦＥフィルム、厚さ：１００μｍ）を用意した。該フィルムの表面には、凹凸は形成されていない。
離型フィルムとして、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルム（旭硝子社製、Ｆｌｕｏｎ ＬＭ−ＥＴＦＥフィルム、厚さ：１００μｍ）を用意した。該フィルムの表面には、凹凸は形成されていない。
以下の方法にて発光素子を封止して、発光ダイオードを得て、該発光ダイオードの輝度を測定した。
白色発光素子（動作電圧：３．５Ｖ、消費電流：１０ｍＡ、大きさ：０．１ｍｍ角、０．０５ｍｍ厚）を中心にし、前記離型フィルムを、発光素子の上面から０．７ｍｍの位置にくるように配置した金型のキャビティ（５ｍｍ角の四角形状）内に、透明シリコーン樹脂（ＬＰＳ−３４１２ＡおよびＬＰＳ−３４１２Ｂの等量混合物、信越化学社製）を注入し、硬化させ、樹脂封止部を形成した。この時の金型の温度は１３０℃とし、圧力は５ＭＰａとし、硬化時間は３分とした。ついで、金型から成形物を取り出し、樹脂封止部から離型フィルムを剥がした。
ついで、発光素子を中心として３ｍｍの直径に前記成形物を切り出し、側面および下面を、可視光反射率８５％の酸化チタン入りシリコーン樹脂で平均厚さ０．２ｍｍにディップ塗装して測定用の発光ダイオードを得た。
白色発光素子（動作電圧：３．５Ｖ、消費電流：１０ｍＡ、大きさ：０．１ｍｍ角、０．０５ｍｍ厚）を中心にし、前記離型フィルムを、発光素子の上面から０．７ｍｍの位置にくるように配置した金型のキャビティ（５ｍｍ角の四角形状）内に、透明シリコーン樹脂（ＬＰＳ−３４１２ＡおよびＬＰＳ−３４１２Ｂの等量混合物、信越化学社製）を注入し、硬化させ、樹脂封止部を形成した。この時の金型の温度は１３０℃とし、圧力は５ＭＰａとし、硬化時間は３分とした。ついで、金型から成形物を取り出し、樹脂封止部から離型フィルムを剥がした。
ついで、発光素子を中心として３ｍｍの直径に前記成形物を切り出し、側面および下面を、可視光反射率８５％の酸化チタン入りシリコーン樹脂で平均厚さ０．２ｍｍにディップ塗装して測定用の発光ダイオードを得た。
〔例２〕
口径３０ｍｍの押出機、押出機の先端に接続された幅：２５０ｍｍ、間隙：０．５ｍｍのスリットを有するダイス、および元型ロールとゴム巻きロールとからなるフィルム引取機を具備する装置を用意した。
元型ロールは、以下のように作製した。
内部に熱媒油を通せる構造を有する、外径：１５０ｍｍの炭素鋼製金属ロールの表面に、ニッケルリン化合物の無電解メッキ層を設けた後、研削して約２００μｍのメッキ層を形成した。該ロールを精密旋盤（東芝機械社製）に取り付け、刃先角度：９０度の研削バイトにより、平均間隔：２０μｍ、深さ：１０μｍの連続した断面Ｖ字型の溝をロールの全周にわたって形成することによって、表面に、傾斜角が４５度の断面三角形の凸条と断面Ｖ字形の溝とが交互に、かつ平行に形成された元型ロールを得た。
ゴム巻きロールとしては、金属ロールの表面を、厚さ：５ｍｍ、ゴム硬度：６５度のシリコーンゴムをライニングした、外径：１５０ｍｍのロールを用意した。
口径３０ｍｍの押出機、押出機の先端に接続された幅：２５０ｍｍ、間隙：０．５ｍｍのスリットを有するダイス、および元型ロールとゴム巻きロールとからなるフィルム引取機を具備する装置を用意した。
元型ロールは、以下のように作製した。
内部に熱媒油を通せる構造を有する、外径：１５０ｍｍの炭素鋼製金属ロールの表面に、ニッケルリン化合物の無電解メッキ層を設けた後、研削して約２００μｍのメッキ層を形成した。該ロールを精密旋盤（東芝機械社製）に取り付け、刃先角度：９０度の研削バイトにより、平均間隔：２０μｍ、深さ：１０μｍの連続した断面Ｖ字型の溝をロールの全周にわたって形成することによって、表面に、傾斜角が４５度の断面三角形の凸条と断面Ｖ字形の溝とが交互に、かつ平行に形成された元型ロールを得た。
ゴム巻きロールとしては、金属ロールの表面を、厚さ：５ｍｍ、ゴム硬度：６５度のシリコーンゴムをライニングした、外径：１５０ｍｍのロールを用意した。
エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（旭硝子社製、Ｆｌｕｏｎ ＥＴＦＥ ＬＭ７２０ＡＰ）を、押出機に投入し、溶融させた後、押出機の先端に接続されたダイスから押し出した。押出機およびダイスの代表的な温度は３２０℃とし、押出量はスクリューの回転数を調整して２．２ｋｇ／時間とした。
押し出した樹脂を、ゴム巻きロールを元型ロールに１０．６ｋｇ／ｃｍの線圧で押し付けた間に通すことで、フィルム状に成形すると同時に、該フィルム状の樹脂の表面に元型ロールの表面に形成された凹凸を転写し、離型フィルムを得た。元型ロールの表面温度は１７０℃に設定し、ロール外周速度は２．５ｍ／分とした。得られた離型フィルムの電子顕微鏡写真を図２、図３に示す。なお、図２、図３の電子顕微鏡写真の倍率は５００倍である。
このようにして得られた離型フィルムは、厚さが６０μｍであり、傾斜角が４５度、凸部の隣り合う局部山頂の平均間隔が２０μｍ、凹部の平均深さが１０μｍの凹凸を有するものであった。
押し出した樹脂を、ゴム巻きロールを元型ロールに１０．６ｋｇ／ｃｍの線圧で押し付けた間に通すことで、フィルム状に成形すると同時に、該フィルム状の樹脂の表面に元型ロールの表面に形成された凹凸を転写し、離型フィルムを得た。元型ロールの表面温度は１７０℃に設定し、ロール外周速度は２．５ｍ／分とした。得られた離型フィルムの電子顕微鏡写真を図２、図３に示す。なお、図２、図３の電子顕微鏡写真の倍率は５００倍である。
このようにして得られた離型フィルムは、厚さが６０μｍであり、傾斜角が４５度、凸部の隣り合う局部山頂の平均間隔が２０μｍ、凹部の平均深さが１０μｍの凹凸を有するものであった。
該離型フィルムを用いた以外は、例１と同様にして樹脂封止を行い、樹脂封止部の表面に離型フィルムの表面の凹凸が転写された発光ダイオードを得た。樹脂封止部の表面に凹凸（一方向の三角形プリズム）が形成された例２の発光ダイオードは、樹脂封止部の表面に凹凸が形成されていない例１の発光ダイオードに比べ、正面輝度で８％の輝度向上が得られた。
〔例３〕
１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍのステンレス鋼材の表面に、厚さ２００μのニッケルリンの無電解メッキ層を形成し、該面に縦および横の平均間隔：５０μｍ、高さ：２５μ、傾斜角：４５度の四角錐形の突起を研削加工し、元型を得た。
１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍのステンレス鋼材の表面に、厚さ２００μのニッケルリンの無電解メッキ層を形成し、該面に縦および横の平均間隔：５０μｍ、高さ：２５μ、傾斜角：４５度の四角錐形の突起を研削加工し、元型を得た。
元型の上に、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルム（旭硝子社製Ｆｌｕｏｎ ＬＭ−ＥＴＦＥフィルム 厚さ１００μ）を載せ、プレス温度：２１０℃、加圧力：７．７ｋｇ／ｃｍ２、プレス時間：３０分の真空プレスによって、元型の表面に形成された凹凸をフィルムに転写し、離型フィルムを得た。離型フィルムの電子顕微鏡写真を図４に示す。なお、図４の電子顕微鏡写真の倍率は５００倍である。
このようにして得られた離型フィルムは、厚さが１００μｍであり、傾斜角が４５度、凸部の隣り合う局部山頂の平均間隔が５０μｍ、凸部の平均高さが２５μｍであった。
このようにして得られた離型フィルムは、厚さが１００μｍであり、傾斜角が４５度、凸部の隣り合う局部山頂の平均間隔が５０μｍ、凸部の平均高さが２５μｍであった。
該離型フィルムを用いた以外は、例１と同様にして樹脂封止を行い、樹脂封止部の表面に離型フィルムの表面の凹凸が転写された発光ダイオードを得た。樹脂封止部の表面に凹凸（二方向プリズム）が形成された例３の発光ダイオードは、樹脂封止部の表面に凹凸が形成されていない例１の発光ダイオードに比べ、正面輝度で１２％の輝度向上が得られた。
本発明の離型フィルムは、発光ダイオードの発光素子を封止する樹脂封止部を形成するための金型のキャビティ内に配置される離型フィルムとして有用である。
なお、２００９年１月８日に出願された日本特許出願２００９−００２５１０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
なお、２００９年１月８日に出願された日本特許出願２００９−００２５１０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
１０ 離型フィルム
１２ 凸条
１４ 溝
１２ 凸条
１４ 溝
Claims (10)
- 金型を用いて発光ダイオードの発光素子を透明樹脂で封止するために前記金型のキャビティ内に配置される離型フィルムであり、
少なくとも一方の表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、
厚さが１０〜１５０μｍである、離型フィルム。 - 前記凸部のとなりあう局部山頂の平均間隔または前記凹部のとなりあう局部谷底の平均間隔が、４〜２００μｍであり、
前記凸部の平均高さまたは前記凹部の平均深さが、２〜１００μｍである、請求項１に記載の離型フィルム。 - 前記凸部が、断面三角形の凸条であり、
前記凹部が、断面Ｖ字形の溝である、請求項１または２に記載の離型フィルム。 - 前記凸部が、角錐形の突起であり、
前記凹部が、角錐形の穴である、請求項１または２に記載の離型フィルム。 - フッ素樹脂からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の離型フィルム。
- 前記フッ素樹脂が、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体である、請求項５に記載の離型フィルム。
- 金型を用いて発光ダイオードの発光素子を透明樹脂で封止する方法において、少なくとも一方の表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍである離型フィルムを使用し、金型のキャビティの内面を覆うように、かつ前記凸部および／または凹部形成されている表面がキャビティ内の空間に向くように、前記離型フィルムを金型のキャビティに配置し、かつ、前記キャビティ内に前記発光素子を配置し、次いで前記キャビティ内に透明樹脂を充填して前記発光素子を該透明樹脂で封止することを特徴とする発光素子の封止方法。
- 離型フィルムがフッ素樹脂からなる、請求項７に記載の封止方法。
- 金型を用いて、発光素子を透明樹脂で封止して樹脂封止部が形成された発光ダイオードの製造方法において、
発光素子を封止する前に、あらかじめ前記金型のキャビティ内に請求項１〜６のいずれか一項に記載の離型フィルムを配置することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 - 表面に、傾斜角が２０〜７５度の傾斜面を有する複数の凸部および／または凹部が形成され、厚さが１０〜１５０μｍである離型フィルムを金型のキャビティの内面を覆うように、かつ前記表面の凸部および／または凹部がキャビティ内の空間に向くように配置する工程、発光素子が接続された基板を発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように金型に配置する工程、キャビティ内の空間に樹脂を充填して樹脂封止部を形成する工程、離型フィルムが樹脂封止部に付着した状態で金型から発光ダイオードを取り出す工程、及び、樹脂封止部から離型フィルムを剥離する工程を有する発光ダイオードの製造方法。
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