JP6102413B2 - 電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び成形体の製造方法に関する。

半導体発光装置の一つであるＬＥＤ素子は、小型で長寿命であり、省電力性に優れることから、表示灯等の光源として広く利用されている。そして近年では、より輝度の高いＬＥＤ素子が比較的安価に製造されるようになったことから、蛍光ランプ及び白熱電球に替わる光源としての利用が検討されている。このような光源に適用する場合、大きな照度を得るために、表面実装型ＬＥＤパッケージ、即ち、アルミニウム等の金属製の基板（ＬＥＤ実装用基板）上に複数のＬＥＤ素子を配置し、各ＬＥＤ素子の周りに光を所定方向に反射させるリフレクター（反射体）を配設する方式が多用されている。

しかし、ＬＥＤ素子は発光時に発熱を伴うため、このような方式のＬＥＤ照明装置では、ＬＥＤ素子の発光時の温度上昇によりリフレクターが劣化してその反射率が低下することで輝度が低下し、ＬＥＤ素子の短寿命化等を招くこととなる。従って、リフレクターには耐熱性が要求されることとなる。
また、ＬＥＤ素子の発光時の温度上昇においても反射率が低下しないことも要求されることとなる。
さらに、リフレクターを構成する材質には、上記特性とともに、生産性を高くするためリフレクターへの加工がしやすいとの性質、すなわち、成形性が高いことも要求される。

リフレクター用の樹脂組成物として、例えば特許文献１では、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸単位を５０〜１００モル％含むジカルボン酸単位と炭素数４〜１８の脂肪族ジアミン単位を５０〜１００モル％含むジアミン単位とを有するポリアミドを含有するポリアミド組成物が提案されている

国際公開WO２０１１／０２７５６２

しかし、特許文献１で使用される樹脂組成物は、樹脂劣化を防止する観点から成形は低温で行われるため、樹脂の流動性が低くなり無機成分の高充填が不可能となる。その結果、樹脂成分が相対的に多くなって反射率が長期間の使用に際して低くなる問題がある。また、リフレクター強度を上げるため、白色顔料、もしくは、無機材料を多く配合すると、切断工程でリフレクターに割れが生じ不良の発生率が高くなってしまうという問題が生じる。

以上から、本発明は、成形性に優れ、かつリフレクター等の成形体とした場合においても優れた反射率を長期に渡って維持しつつ、リフレクターの強度（割れ）不良を改善し得る電子線硬化性樹脂組成物、当該樹脂組成物を用いたリフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び当該樹脂組成物を用いた成形方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、下記の発明により当該目的を達成できることを見出した。すなわち、本発明は下記の通りである。

［１］ 熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含む、電子線硬化性樹脂組成物であって、前記熱可塑性樹脂がオレフィン樹脂であり、前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である電子線硬化性樹脂組成物。

［２］ 前記架橋処理剤の１つの環を形成する原子のうち少なくとも２つの原子が、それぞれ独立に、前記アリル系置換基と結合してなる［１］に記載の電子線硬化性樹脂組成物。

［３］ 前記架橋処理剤の環が６員環であり当該環を形成する原子のうちの少なくとも２つの原子が、それぞれ独立に、前記アリル系置換基と結合してなり、１つのアリル系置換基が結合した原子に対して、他のアリル系置換基がメタ位の原子に結合してなる［２］に記載の電子線硬化性樹脂組成物。

［４］ 前記架橋処理剤が下記式（１）で表される［１］〜［３］のいずれかに記載の電子線硬化性樹脂組成物。

（式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ独立に、アリル基、メタリル基、エステル結合を介したアリル基、及びエステル結合を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基である。）

［５］ 前記架橋処理剤が下記式（２）で表される［１］〜［３］のいずれかに記載の電子線硬化性樹脂組成物。

（式（２）中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ独立に、アリル基、メタリル基、エステル結合を介したアリル基、及びエステル結合を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基である。）

［６］ 前記無機材料がシリカ粒子、及び／又はガラス繊維である［１］〜［５］のいずれかに記載の電子線硬化性樹脂組成物。
［７］ 分散剤が配合されてなる［１］〜［６］のいずれかに記載の電子線硬化性樹脂組成物。

［８］ 下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物の硬化物が用いられたリフレクター用樹脂フレーム。
前記電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。
［９］ 厚さが０．１〜３．０ｍｍである［８］に記載のリフレクター用樹脂フレーム。
［１０］ 下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物の硬化物が用いられたリフレクター。
前記電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。

［１１］ 光半導体素子と、該光半導体素子の周りに設けられ、該光半導体素子からの光を所定方向に反射させるリフレクターとを基板上に有し、
前記リフレクターの光反射面の少なくとも一部が下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる半導体発光装置。
前記電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。
［１２］ 下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物に対し、射出温度２００〜４００℃、金型温度２０〜１５０℃で射出成形する射出成形工程と、射出成形工程の前又は後に、電子線照射処理を施す電子線照射工程を含む成形体の製造方法。
前記電子線硬化性樹脂組成物は、オレフィン樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。

本発明によれば、成形性に優れ、かつリフレクター等の成形体とした場合においても優れた反射率を長期に渡って維持しつつ、リフレクターの強度（割れ）不良を改善し得る電子線硬化性樹脂組成物、当該樹脂組成物を用いたリフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び当該樹脂組成物を用いた成形方法を提供することができる

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

［１．電子線硬化性樹脂組成物］
本発明の電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と無機材料を含んでなる。

熱可塑性樹脂としては、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂、アミド樹脂、アセタール樹脂、カーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ブチレンテレフタレート樹脂、エチレンテレフタレー、フェニレンスルファイド樹脂、テトラフロロエチレン樹脂、サルフォン樹脂、エーテルサルフォン樹脂、非晶アリレート樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド等いずれも使用可能であるが、水分の遮断性の観点からオレフィン樹脂が好ましい。

オレフィン樹脂としては、例えば、ノルボルネン誘導体を開環メタセシス重合させた樹脂あるいはその水素添加、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。なかでも、ポリメチルペンテンが好ましい。

オレフィン樹脂の中で、ポリメチルペンテンは屈折率が１．４６とシリカ粒子の屈折率に非常に近いため、混合した際でも透過率や反射率等の光学特性の阻害を抑えることが可能である。かかる点を考慮すると、例えば、半導体発光装置のリフレクターとして使用するには好適である。

しかし、リフロー工程における耐熱性に対しては、十分でない場合がある。この問題に対し本発明では、特定の架橋処理剤をポリメチルペンテンに含有させ電子線を照射させることで、リフロー工程においても十分な耐熱性を発揮し得る樹脂組成物とすることができた。これにより、リフレクターとした際にも樹脂の融解によるリフレクターの変形を防ぐ
ことができる。

ポリメチルペンテンは融点が２３２℃と高く、加工温度の２８０℃程度でも分解せずに分解温度が３００℃近辺という特性を有する。一方、このような特性を有する有機過酸化物や光重合開始剤は一般には存在しないので、有機過酸化物による架橋や紫外光による架橋は不可能である。

また、ポリメチルペンテンに対して電子線を照射（例えば、吸収線量：２００ｋＧｙ）しても架橋と同時に分子鎖の切断が進行するため、樹脂単体では有効な架橋は起こり難い。しかし、本発明に係る架橋処理剤を含有させることにより、電子線照射によって有効に架橋反応が起こるため、リフロー工程においても樹脂の溶解による変形を防ぐことができるようになる。

このような架橋処理剤は、飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなる構造を有する。かかる構造を有する架橋処理剤を含有することで、良好な電子線硬化性を発揮し、優れた耐熱性を有する樹脂組成物とすることができる。
飽和もしくは不飽和の環構造としては、シクロ環、ヘテロ環、芳香環等が挙げられる。環構造を形成する原子の数は、３〜１２であることが好ましく、５〜８であることがより好ましく、６員環であることがさらに好ましい。

また、本発明に係る架橋処理剤の分子量は１０００以下であることが好ましく、５００以下であることがより好ましく、３００以下であることがさらに好ましい。分子量が１０００以下であることで、樹脂組成中の分散性が低くなりことを防ぎ、電子線照射による有効な架橋反応を起こすことが可能となる。
また、環構造の数は１〜３であることが好ましく、１又は２であることがより好ましく、１であることがさらに好ましい。

架橋処理剤の融点は、使用するオレフィン樹脂の融点以下であることが好ましく、例えば２００℃以下であることが好ましい。
上記のような架橋処理剤であれば、加工時に流動性に優れるため、熱可塑性樹脂の加工温度を低下させ熱負荷を軽減したり、加工時の摩擦を軽減したり、無機成分の充填量を増やすことができる。

ここで、本発明に係る架橋処理剤における連結基としては、エステル結合、エーテル結合、アルキレン基、（ヘテロ）アリーレン基等が挙げられる。環を形成する原子のうちアリル系置換基と結合しない原子は、水素、酸素、窒素等が結合した状態、又は種々の置換基が結合した状態となっている。

本発明に係る架橋処理剤は、当該架橋処理剤の１つの環を形成する原子のうち少なくとも２つの原子が、それぞれ独立に、アリル系置換基と結合してなることが好ましい。また環構造が６員環である場合、当該環を形成する原子のうちの少なくとも２つの原子が、それぞれ独立に、アリル系置換基と結合してなり、１つのアリル系置換基が結合した原子に対して、他のアリル系置換基がメタ位の原子に結合していることが好ましい。
さらに本発明に係る架橋処理剤は、下記式（１）又は（２）で表されることが好ましい。

（式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ独立に、アリル基、メタリル基、エステル結合を介したアリル基、及びエステル結合を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基である。）

（式（２）中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ独立に、アリル基、メタリル基、エステル結合を介したアリル基、及びエステル結合を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基である。）

上記式（１）で表される架橋処理剤としてはトリアリルイソシアヌレート、メチルジアリルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌル酸、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート等が挙げられる。
上記式（２）で表される架橋処理剤としてはオルトフタル酸のジアリルエステル、イソフタル酸のジアリルエステル等が挙げられる。

本発明に係る架橋処理剤は、オレフィン樹脂１００質量部に対して、２〜４０質量部配合されてなることが好ましく、１０〜４０質量部配合されてなることがより好ましく、１５〜４０質量部配合されてなることがさらに好ましく、１５〜３０質量部配合されてなることが特に好ましく、１６〜２０質量部配合されてなることが非常に好ましい。２〜４０質量部配合されてなることで、ブリードアウトすることなく架橋を効果的に進行させることができる。

ポリメチルペンテン樹脂としては４−メチルペンテン−１の単独重合体が好ましいが、４−メチルペンテン−１と他の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で、４−メチル−１−ペンテンを９０モル％以上含む４−メチルペンテン−１を主体とした共重合体でもよい。
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Ｍｗが１０００以上、特に５０００以上が好ましい。

本発明の電子線硬化性樹脂組成物においては白色顔料が含まれる。白色顔料を含むこと
で、リフレクター等の用途に供することができる。

また、本発明の電子線硬化性樹脂組成物においては無機材料が含まれる。無機材料とは、白色顔料以外の無機材料を示す。通常、熱可塑樹脂組成物及びエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂のような熱硬化樹脂組成物に配合されるものを単独もしくは混合して、使用することができる。無機材料の形状及び粒径は特に限定されるものではない。例えば、粒子状及び繊維状、異形断面繊維状、凹凸差の大きな形状、厚みの薄い薄片状といった形状のものが使用できる。
具体的には、シリカ粒子、ガラス繊維等が挙げられる。このような電子線硬化性樹脂組成物は、特にリフレクター用に好適である。

本発明に係る白色顔料としては、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、硫化バリウム、チタン酸カリウム等を単独もしくは混合して使用することが可能で、なかでも酸化チタンが好ましい。

白色顔料の含有量は、電子線硬化性樹脂組成物の、２０体積％以上４０体積％以下とする。２０体積％より少なかったり、及び、４０体積％を超えると製品性能（例、リフレクターの光反射率、強度、成形反り）が不足したり、無機成分が多く加工ができない、または加工できても成形状態が悪く、ボソボソで製品性能（例、リフレクターの光反射率）が低下してしまったりする。

白色顔料の平均粒径は成形性を考慮し、かつ高い反射率を得る観点から一次粒度分布において０．１０〜０．５０μｍであることが好ましく、０．１０〜０．４０μｍであることがより好ましく、０．２１〜０．２５μｍであることがさらに好ましい。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として求めることができる。

本発明に係る無機材料は、通常熱可塑樹脂組成物及びエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂のような熱硬化樹脂組成物に配合されるものを単独もしくは混合して、使用することができる。

無機材料の含有量は、電子線硬化性樹脂組成物の、１０体積％以上３０体積％以下とする。無機材料が、１０体積％より少ないと、リフレクターに成形してダイシング（切削工程）の際に強度が不足してリフレクターに割れが発生する。また、３０体積％を超えると無機成分が多く加工ができない、または加工できても成形状態が悪く、ボソボソで製品性能（例、リフレクターの光反射率）が低下してしまったりする。

さらに、本発明の電子線硬化性樹脂組成物においては、白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である必要がある。２５体積％より少なかったり、及び、５０体積％を超えると強度が不足したり、成形反りは発生したり、無機成分が多く加工ができない、または加工できても成形状態が悪く、ボソボソで製品性能（例、リフレクターの光反射率）が低下してしまったりする。

本発明の電子線硬化性樹脂組成物は、既述のオレフィン樹脂、架橋処理剤、白色顔料及び無機材料と、を既述のような所定比で混合して作製することができる。混合方法としては、２本ロールあるいは３本ロール、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー等の撹拌機、ポリラボシステムやラボプラストミル等の溶融混練機等の公知の手段を適用することができる。これらは常温、冷却状態、加熱状態、常圧、減圧状態、加圧状態のいずれで行ってもよい。

なお、本発明の効果を損なわない限り、種々の添加剤を含有させることができる。例えば、樹脂組成物の性質を改善する目的で、種々のウィスカー、シリコーンパウダー、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル、グリセリン酸エステル、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の内部離型剤や、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系、イソシアヌレート系、シュウ酸アニリド系、ベンゾエート系、ヒンダートアミン系、ベンゾトリアゾール系、フェノール系等の酸化防止剤や、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系等の光安定剤といった添加剤を配合することができる。

また、シランカップリング剤のような分散剤を配合することができる。
シランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン等のジシラザン；環状シラザン；トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、トリメトキシシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、及びビニルトリアセトキシシラン等のアルキルシラン化合物；γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びＮ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物；等が挙げられる。

本発明の電子線硬化性樹脂組成物を用いることで、種々の成形体を成形することができ、より厚みの薄い成形体（例えば、リフレクター）を作製することもできる。

このような成形体は、本発明の成形方法により製造することが好ましい。すなわち、本発明の電子線硬化性樹脂組成物に対し、シリンダー温度２００〜４００℃、金型温度２０〜１５０℃で射出成形する射出成形工程と、射出成形工程の前又は後に、電子線照射処理を施す電子線照射工程を含む成形方法により作製することが好ましい。
なお、成形性を損なわない限りは、電子線照射による架橋反応は成形前に行うことができる。

電子線の加速電圧については、用いる樹脂や層の厚みに応じて適宜選定し得る。例えば、厚みが１ｍｍ程度の成型物の場合は通常加速電圧２５０〜３０００ｋＶ程度で未硬化樹脂層を硬化させることが好ましい。なお、電子線の照射においては、加速電圧が高いほど透過能力が増加するため、基材として電子線により劣化する基材を使用する場合には、電子線の透過深さと樹脂層の厚みが実質的に等しくなるように、加速電圧を選定することにより、基材への余分の電子線の照射を抑制することができ、過剰電子線による基材の劣化を最小限にとどめることができる。また、電子線を照射する際の吸収線量は樹脂組成物の組成により適宜設定されるが、樹脂層の架橋密度が飽和する量が好ましく、照射線量は５０〜６００ｋＧｙであることが好ましい。
さらに、電子線源としては、特に制限はなく、例えばコックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型などの各種電子線加速器を用いることができる。

以上のような本発明の電子線硬化性樹脂組成物は、基材上に塗布し硬化させた複合材料や電子線硬化性樹脂組成物の硬化物として種々の用途に適用することができる。例えば、耐熱性絶縁膜、耐熱性離型シート、耐熱性透明基材、太陽電池の光反射シートやＬＥＤを始めとした照明やテレビ用の光源のリフレクターとして適用することができる。

［２．リフレクター用樹脂フレーム］
本発明のリフレクター用樹脂フレームは既述の本発明の電子線硬化性樹脂組成物を成形した硬化物が用いられている。具体的には、本発明の電子線硬化性樹脂組成物をペレットとし、射出成形により所望の形状の樹脂フレームとすることで、本発明のリフレクター用樹脂フレームが製造される。リフレクター用樹脂フレームの厚さは０．１〜３．０ｍｍであること
が好ましく、０．１〜１．０ｍｍであることがより好ましく、０．１〜０．８ｍｍであることがさらに好ましい。

本発明の電子線硬化性樹脂組成物においては、例えばガラス繊維を用いて作製した樹脂フレームに比べてより厚みの小さい樹脂フレームを作製することができる。具体的には０．１〜３．０ｍｍの厚みの樹脂フレームを作製することができる。また、このようにして成形してなる本発明のリフレクター用樹脂フレームは、厚みを小さくしても、ガラス繊維等のフィラーを含むことに起因する反りの発生がないため、形態安定性や取り扱い性にも優れる。

本発明のリフレクター用樹脂フレームは、これにＬＥＤチップを載せてさらに公知の封止剤により封止を行い、ダイボンディングを行って所望の形状にすることで、半導体発光装置とすることができる。なお、本発明のリフレクター用樹脂フレームは、リフレクターとして作用するが、半導体発光装置を支える枠としても機能している。

［３．リフレクター］
本発明のリフレクターは、既述の本発明の電子線硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物が用いられている。
当該リフレクターは、後述する半導体発光装置と組み合わせて用いてよいし、他の材料からなる半導体発光装置（ＬＥＤ実装用基板）と組み合わせて用いてもよい。
本発明のリフレクターは、主として、半導体発光装置のＬＥＤ素子からの光をレンズ（出光部）の方へ反射させる作用を有する。リフレクターの詳細については、本発明の半導体発光装置に適用されるリフレクター（後述するリフレクター１２）と同じであるためここでは省略する。

［４．半導体発光装置］
本発明の半導体発光装置は、図１に例示するように、光半導体素子（例えばＬＥＤ素子）１０と、この光半導体素子１０の周りに設けられ、光半導体素子１０からの光を所定方向に反射させるリフレクター１２とを基板１４上に有してなる。そして、リフレクター１２の光反射面の少なくとも一部（図１の場合は全部）が既述の電子線硬化性樹脂組成物の硬化物で構成されてなる。

光半導体素子１０は、放射光（一般に、白色光ＬＥＤにおいてはＵＶ又は青色光）を放出する、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する半導体チップ（発光体）であり、例えば、一辺の長さが０．５ｍｍ程度の六面体の形状をしている。そして、ワイヤーボンディング実装の形態の場合には、リード線１６を介して不図示の電極（接続端子）に接続されている。

リフレクター１２の形状は、レンズ１８の端部（接合部）の形状に準じており、通常、
角形、円形、楕円形等の筒状又は輪状である。図１の概略断面図においては、リフレクター１２は、筒状体（輪状体）であり、リフレクター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。
なお、リフレクター１２の内面は、光半導体素子１０からの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てもよい（図１参照）。
また、リフレクター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。

リフレクター１２は、図２に示すように、光反射面側だけを本発明の電子線硬化性樹脂組成物からなる光反射層１２ａとしてもよい。この場合、光反射層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。光反射層１２ａが形成される部材１２ｂは、公知の耐熱性樹脂で構成することができる。

既述のようにリフレクター１２上にはレンズ１８が設けられているが、これは通常樹脂製であり、目的、用途等により様々な構造が採用され、着色されることもある。

基板１４とリフレクター１２とレンズ１８とで形成される空間部は、透明封止部であってよいし、必要により空隙部であってもよい。この空間部は、通常、透光性及び絶縁性を与える材料等が充填された透明封止部であり、ワイヤーボンディング実装において、リード線１６に直接接触することにより加わる力、及び、間接的に加わる振動、衝撃等により、光半導体素子１０との接続部、電極との接続部、又は、光半導体素子１０との接続部及び電極との接続部からリード線１６が外れたり、切断したり、短絡したりすることによって生じる電気的な不具合を防止することができる。また、同時に、湿気、塵埃等から光半導体素子１０を保護し、長期間に渡って信頼性を維持することができる。

この透光性及び絶縁性を与える材料（透明封止剤組成物）としては、通常、シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらのうち、耐熱性、耐候性、低収縮性及び耐変色性の観点から、シリコーン樹脂が好ましい。

以下に、図１に示す半導体発光装置の製造方法の一例について説明する。
まず、記述の電子線硬化性樹脂組成物を、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形、圧縮成形、射出成形等により、所定形状のリフレクター１２を成形する。その後、別途、準備した光半導体素子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、さらにリフレクター１２に基板１４上に固定する。次いで、基板１４及びリフレクター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を配設して、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、組成物を硬化させてもよい。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、本実施例１〜５及び比較例１〜３において使用した材料は下記の通りである。

（Ａ）樹脂
・樹脂（１）
ポリメチルペンテン：ＴＰＸ ＲＴ１８（三井化学（株）製）

（Ｂ）架橋処理剤
架橋処理剤については下記の通りである。また、下記架橋処理剤の構造については、下記表１及び化学式に示す。

・架橋処理剤１
ＴＡＩＣ（トリアリルイソシアヌレート） 日本化成社製

表１中の構造を示す式（１）は下記の通りである。

（Ｃ）白色顔料
・酸化チタン粒子 ：ＰＦ−６９１（石原産業（株）製 ルチル型構造 平均粒径０．２１μｍ）

（Ｄ）無機材料
・ガラス繊維：ＰＦ７０Ｅ−００１（日東紡（株）製、繊維長７０μｍ）

（Ｆ）添加剤
・シランカップリング剤：ＫＢＭ−３０６３（信越化学（株）製）
・離型剤 ：ＳＺ−２０００（堺化学（株）製）
・１次酸化防止剤 ：ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製）
・２次酸化防止剤（１） ：ＩＲＧＡＦＯＳ１６８（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製）
・２次酸化防止剤（２） ：ＰＥＰ−３６（アデカ（株）製）

下記表２−１〜表２−２に示すように各種材料を配合、混練し、樹脂組成物を得た。
なお、樹脂組成物は、各種材料を配合し、押出機（日本プラコン（株） ＭＡＸ３０：ダイス径３．０ｍｍ）とペレタイザー（（株）東洋精機製作所 ＭＰＥＴＣ１）を用いて行い、樹脂組成物を得た。

これらの組成物につき、２５０℃、３０秒、２０ＭＰａの条件で、１９（±１）ｍｍ×５（±０．１）ｍｍ×厚さ０．５５（±０．１）ｍｍにプレス成形し、成形体（１）を作製した。

また、上記で得た樹脂組成物を射出成形機ソディックＴＲ４０ＥＲソディック（プリプラ式）を用いて、銀メッキ銅基板（厚さ：２５０μｍ）上に厚み：７００μｍ、外形寸法：３５ｍｍ×３５ｍｍ、開口部：２．９ｍｍ×２．９ｍｍとなるよう成形しリフレクター用樹脂基板成形体（２）を得た。射出成形機条件は、シリンダー温度：２６０℃、金型温度：７０℃、射出速度：２００ｍｍ／ｓｅｃ、保圧力：１００ＭＰａ、保圧時間：１ｓｅｃ、冷却時間：１５ｓｅｃとした。

これらの成形体（１）及びリフレクター用樹脂基板成形体（２）に、加速電圧を８００ｋＶで４００ｋＧｙの吸収線量にて電子線を照射した。これらの下記諸特性を評価した。結果を下記表２−１〜表２−２に示す。

（評価１）
・反射率
成形体（１）の試料を、２００℃で５０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反射率測定装置ＭＣＰＤ−９８００（大塚電子（株））を使用して測定した。２００℃で５０時間放置する前の測定結果を初期反射率（「初期」）とし、２００℃で５０時間放置した後の測定結果を「２００℃５０時間」として表２−１〜表２−４には、波長４５０ｎｍの結果を示す。

（評価２）
・割れ（外観）
リフレクター用樹脂基板成形体（２）を、ダイシング装置（ＤＩＳＣＯ社製 ＤＡＤ３３５０）を用いてリフレクター個ごとに切断加工したのち目視で外観を観察した。１０個確認して、一つでもリフレクターに割れが生じているものを×、一つもリフレクターに割れが生じていないものを○として評価した。表２−１〜表２−４に評価の結果を示す。

上記実施例の結果から明らかなとおり、熱可塑性樹脂と所定の架橋処理剤と白色顔料と無機材料とを含み、当該白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、当該無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、当該白色顔料の含有量および当該無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下であることで、成形性に優れ、かつリフレクター等の成形体とした場合においても優れた反射率を長期に渡って維持しつつ、リフレクターの強度（割れ）不良を改善し得る電子線硬化性樹脂組成物とすることができた。
以上から、本発明の電子線硬化性樹脂組成物は、リフレクターや半導体発光装置用の反射材に有用であるといえる。

１０・・・光半導体素子
１２・・・リフレクター
１４・・・基板
１６・・・リード線
１８・・・レンズ

Claims (12)

1. 熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含む、
   電子線硬化性樹脂組成物であって、
   前記熱可塑性樹脂がオレフィン樹脂であり、
   前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
   前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
   前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
   白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である電子線硬化性樹脂組成物。
2. 前記架橋処理剤の１つの環を形成する原子のうち少なくとも２つの原子が、それぞれ独立に、前記アリル系置換基と結合してなる請求項１に記載の電子線硬化性樹脂組成物。
3. 前記架橋処理剤の環が６員環であり当該環を形成する原子のうちの少なくとも２つの原子が、それぞれ独立に、前記アリル系置換基と結合してなり、１つのアリル系置換基が結合した原子に対して、他のアリル系置換基がメタ位の原子に結合してなる請求項２に記載の電子線硬化性樹脂組成物。
4. 前記架橋処理剤が下記式（１）で表される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子線硬化性樹脂組成物。
   

   

   （式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ独立に、アリル基、メタリル基、エステル結合を介したアリル基、及びエステル結合を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基である。）
5. 前記架橋処理剤が下記式（２）で表される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子線硬化性樹脂組成物。
   

   

   （式（２）中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ独立に、アリル基、メタリル基、エステル結合を介したアリル基、及びエステル結合を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基である。）
6. 前記無機材料がシリカ粒子、及び／又はガラス繊維である請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子線硬化性樹脂組成物。
7. 分散剤が配合されてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子線硬化性樹脂組成物。
8. 下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物の硬化物が用いられたリフレクター用樹脂フレーム。
   前記電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
   前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
   前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
   前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
   白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。
9. 厚さが０．１〜３．０ｍｍである請求項８に記載のリフレクター用樹脂フレーム。
10. 下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物の硬化物が用いられたリフレクター。
    
    前記電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
    前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
    前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
    前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
    白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。
11. 光半導体素子と、該光半導体素子の周りに設けられ、該光半導体素子からの光を所定方向に反射させるリフレクターとを基板上に有し、
    前記リフレクターの光反射面の少なくとも一部が下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる半導体発光装置。
    前記電子線硬化性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
    前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
    前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
    前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
    白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。
12. 下記条件を満たす電子線硬化性樹脂組成物に対し、射出温度２００〜４００℃、金型温度２０〜１５０℃で射出成形する射出成形工程と、射出成形工程の前又は後に、電子線照射処理を施す電子線照射工程を含む成形体の製造方法。
    前記電子線硬化性樹脂組成物は、オレフィン樹脂と架橋処理剤と白色顔料と前記白色顔料以外の無機材料とを含み、
    前記架橋処理剤が飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなり、
    前記白色顔料の含有量が、２０体積％以上４０体積％以下であり、
    前記無機材料の含有量が、１０体積％以上３０体積％以下であり、
    白色顔料の含有量および無機材料の含有量の和が２５体積％以上５０体積％以下である。

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