JP7208435B1 - 光半導体素子封止用シート - Google Patents

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Abstract

【課題】金属配線の反射防止機能、コントラストを向上させつつ、カラーキャストが低減されたミニ/マイクロLED表示装置等の自発光型表示装置を製造することに適した光半導体素子封止用シートを提供すること。【解決手段】本発明の光半導体素子封止用シート10は、拡散層1と、反射防止層2とを備える。拡散層1は樹脂層であり、反射防止層2は樹脂層である。拡散層1は、光拡散性微粒子を含有し、反射防止層2は、着色剤を含有する。【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、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。
ミニ/マイクロLED表示装置等の自発光型表示装置では、表示パネルの基板上に金属やITOなどの金属酸化物の配線(金属配線)が配置されており、当該金属配線による反射防止のために反射防止層が封止材として用いられることがある(例えば、特許文献1参照)。中でも、RGBの3色の光半導体素子が交互に配列されたRGB方式のミニ/マイクロLED表示装置では、上記反射防止層はRGBの混色防止やコントラスト向上にも貢献し得る。
特開2019-204905号公報
ミニ/マイクロLED表示装置は、RGBの3色の光半導体素子が交互に配列されるが、RGBの側面発光の強度は異なり、具体的には、Rの側面発光がGBと比較して小さいため、見る角度により、色味が変化するカラーキャストと呼ばれる現象が生じる問題があった。
本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたものであって、本発明の目的は、金属配線の反射防止機能、コントラストを向上させつつ、カラーキャストが低減されたミニ/マイクロLED表示装置等の自発光型表示装置を製造することに適した光半導体素子封止用シートを提供することである。
また、本発明の他の目的は、上記光半導体素子封止用シートを備える、金属配線の反射防止機能、コントラストを向上させつつ、カラーキャストが低減された光半導体装置、自発光型表示装置、画像表示装置を提供することである。
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、拡散層と、反射防止層とを備え、当該拡散層に光拡散性微粒子、前記反射防止層に着色剤を配合した光半導体素子封止用シートを用いることにより、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、カラーキャストが低減されたミニ/マイクロLED表示装置等の自発光型表示装置を製造することができることを見出した。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、本発明の第1の側面は、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、すなわち、光半導体素子封止用シートを提供する。本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートは、拡散層と、反射防止層とを備える。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートが拡散層を備えるという構成は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。また、本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートが反射防止層を備えるという構成は、ミニ/マイクロLED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る点で好適である。なお、光半導体素子を封止する層は、拡散層であっても、反射防止層であってもよく、また、拡散層と反射防止層の両方で光半導体素子を封止する形態であってもよい。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記拡散層は樹脂層である。この構成は、前記拡散層に後述の光拡散性微粒子を均一に分散させる点で好適である。また、前記反射防止層は樹脂層である。この構成は、前記反射防止層に後述の着色剤を均一に分散又は溶解させる点で好適である。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記拡散層は光拡散性微粒子を含有する。この構成は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。
また、本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記反射防止層は、着色剤を含有する。この構成は、ミニ/マイクロLED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る点で好適である。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記拡散層は粘着剤層であり、前記反射防止層は粘着剤層であることが好ましい。この構成は、ミニ/マイクロLED表示装置の基板上に配列された光半導体素子の段差に、拡散層及び/又は反射防止層が隙間なく充填され、段差吸収性に優れ、表示ムラを防止できる点で好ましい。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記拡散層及び反射防止層を構成する粘着剤層が、ベースポリマーとして、アクリル系ポリマーを含むアクリル系粘着剤であることが好ましい。この構成は、アクリル系ポリマーを構成するモノマーの種類が多く、設計裕度が高い点で好ましい。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記光拡散性微粒子が、シリコーン樹脂で構成される微粒子であることが好ましい。この構成は、樹脂層に対する優れた分散性、安定性および樹脂層との適切な屈折率差を有し、面内に均一なヘイズを示す拡散性能に優れた拡散層が得られ、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。
本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートにおいて、前記光拡散性微粒子と、前記拡散層を構成する樹脂層との屈折率差の絶対値は、0.001~5であることが好ましい。前記屈折率差が0.001以上であるという構成は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストをより効率的に低減する観点で、好ましい。また、前記屈折率差が5以下であるという構成は、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で、好ましい。
本発明の第2の側面は、基板と、前記基板上に配置された1以上の光半導体素子と、本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートと、を備え、前記光半導体素子封止用シートが、前記光半導体素子を封止する、光半導体装置を提供する。本発明の第2の側面の光半導体装置は、自発光型表示装置であることが好ましい。また、本発明の第3の側面は、前記自発光型表示装置を備える画像表示装置を提供する。
本発明の第2の側面の光半導体装置(好ましくは自発光型表示装置)、及び本発明の第3の側面の画像表示装置は、本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートを用いて製造されているため、金属配線の反射防止機能、コントラストを向上させつつ、カラーキャストが低減されている。
本発明の光半導体素子封止用シートを用いることにより、金属配線の反射防止機能、コントラストを向上させつつ、カラーキャストが低減されているミニ/マイクロLED表示装置等の自発光型表示装置を製造することができる。
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模式図(断面図)である。 図2は、本発明の光半導体素子封止用シートの他の一実施形態を示す模式図(断面図)である。 図3は、本発明の自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)の一実施形態を示す模式図(断面図)である。 図4は、本発明の自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)の他の一実施形態を示す模式図(断面図)である。
本発明の第1の側面は、光半導体素子封止用シートを提供する。本発明の第1の側面の光半導体素子封止用シートを、「本発明の光半導体素子封止用シート」と称する場合がある。
「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するためのシート」である。光半導体素子としては、発光機能を有する半導体素子であれば特に限定されず、発光ダイオード(LED)、半導体レーザーなどが含まれる。特に、基板上に複数のLEDチップが配置されたミニ/マイクロLED表示装置などの自発光型表示装置のLEDチップの封止に用いられる形態が好ましい。
本発明の光半導体素子封止用シートは、拡散層と、反射防止層とを備える。本発明の光半導体素子封止用シートを構成する拡散層と、反射防止層とを、それぞれ「本発明の拡散層」、「本発明の反射防止層」と称する場合がある。
本発明の光半導体素子封止用シートは、拡散層と反射防止層のみで構成されていてもよく、拡散層と反射防止層以外の層(他の層)をさらに有していてもよい。他の層としては、基材、剥離フィルム(セパレータ)、表面保護フィルム、粘着剤層などが挙げられる。他の層は、本発明の光半導体素子封止用シートの表面、又は任意の層間に配置することができ、例えば、拡散層の主面、反射防止層の主面、拡散層と反射防止層との層間などに配置してもよい。
本発明の第2の側面は、基板と、前記基板上に配置された1以上の光半導体素子と、本発明の光半導体素子封止用シートと、を備え、前記光半導体素子封止用シートが、前記光半導体素子を封止する、光半導体装置を提供する。本発明の第2の側面の光半導体装置は、自発光型表示装置であることが好ましい。また、本発明の第3の側面は、前記自発光型表示装置を備える画像表示装置を提供する。
本発明の第2の側面の光半導体装置、自発光型表示装置、本発明の第3の側面の画像表示装置を、それぞれ、「本発明の光半導体装置」、「本発明の自発光型表示装置」、「本発明の画像表示装置」と称する場合がある。
以下、本発明の実施形態を図に関連して説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例示に過ぎない。
図1、2は、本発明の光半導体素子封止用シートの一実施態様を示す模式図(断面図)である。図3、4は、本発明の自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)の一実施態様を示す模式図(断面図)である。
図1において、光半導体素子封止用シート10は、拡散層1と、反射防止層2とが積層された積層構造を有する。光半導体素子封止用シート10において、拡散層1と反射防止層2は隣接しており、すなわち、拡散層1と反射防止層2は直接に接触して積層している。図2において、光半導体素子封止用シート11は、拡散層1と、反射防止層2とが、基材Sを介して積層された積層構造を有する。すなわち、拡散層1と反射防止層2は直接に接触することなく、他の層を介して積層している。
図3において、自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)20は、基板3の片面に複数のLEDチップ5が配列した表示パネルと、本発明の光半導体素子封止用シート10を含む。基板3上のLEDチップ5は、光半導体素子封止用シート10の反射防止層2により封止されている。図4において、自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)21は、基板3の片面に複数のLEDチップ5が配列した表示パネルと、本発明の光半導体素子封止用シート10を含む。基板3上のLEDチップ5は、光半導体素子封止用シート10の拡散層1により封止されている。
本実施形態において、表示パネルの基板3上には、各LEDチップ5に発光制御信号を送るための金属配線層4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チップ5は、表示パネルの基板3上に金属配線層4を介して交互に配列されている。金属配線層4は、銅などの金属によって形成されており、外光を反射して、画像の視認性を低下させる。また、RGBの各色の各LEDチップ5が発する光が混色し、コントラストが低下する。
本実施形態において、表示パネル上に配列された各LEDチップ5は、拡散層1及び/又は反射防止層2により隙間なく封止されている。すなわち、拡散層1及び/又は反射防止層2の積層構造は、各LEDチップ5の封止材となり得る。
本実施形態において、拡散層1及び/又は反射防止層2は、表示パネル上に配列された各LEDチップ5及び金属配線層4を封止する。
本実施形態において、拡散層1は光拡散性微粒子(図示略)を含有する。拡散層1が光拡散性微粒子を含有するという構成は、拡散層1のヘイズ値を高くし、LEDチップ5が発する光を十分に拡散させることができ、見る角度により色味が異なるカラーキャストを抑制することができる。
また、本実施形態において、反射防止層2は着色剤(図示略)を含有する。反射防止層2が着色剤を含有するという構成は、反射防止層2の全光線透過率を低くし、十分な遮光性を付与する上で好適である。遮光性が高い反射防止層2を有する光半導体素子封止用シート10は、金属配線層4を封止しているため、金属配線層4による反射を防止することができる。また、遮光性が高い反射防止層2を有する光半導体素子封止用シート10は、LEDチップ5の間を封止し、RGBの混色を防止してコントラストを向上させることができる。
以下、各構成について、詳細に説明する。
<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において、本発明の拡散層の全光線透過率T1、及び本発明の反射防止層の全光線透過率T2は、T1>T2を充たすことが好ましい。すなわち、本発明の拡散層の全光線透過率は、本発明の反射防止層の全光線透過率よりも高いことが好ましい。この構成は、ミニ/マイクロLED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る点で好適である。ミニ/マイクロLED表示装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させるという観点から、T1>2T2を充たすことが好ましく、より好ましくはT1>3T2、さらに好ましくはT1>4T2、特に好ましくはT1>5T2を充たしてもよく、T1>6T2、T1>7T2、T1>8T2、T1>9T2、T1>10T2、T1>11T2、T1>12T2、T1>13T2、T1>14T2、又はT1>15T2を充たしてもよい。また、ミニ/マイクロLED表示装置の輝度を確保する観点から、1000T2>T1、又は500T2>T1を充たしてもよい。
本発明の光半導体素子封止用シートにおいて、本発明の拡散層の全光線透過率T1、及び本発明の反射防止層の全光線透過率T2の差(T1-T2)は、ミニ/マイクロLED表示装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させるという観点から、30%以上が好ましく、より好ましくは35%以上、さらに好ましくは40%以上、特に好ましくは45%以上であり、50%以上であってもよい。また、ミニ/マイクロLED表示装置の輝度を確保する観点から、(T1-T2)は、95%以下、又は92%以下であってもよい。
本発明の光半導体素子封止用シートにおいて、T1、T2の上記関係は、前記拡散層、反射防止層を構成する後述の樹脂層や粘着剤層の種類や厚さ、後述の着色剤、光拡散性微粒子の種類や配合量などにより制御することができる。
本発明の光半導体素子封止用シートにおいて、本発明の拡散層のヘイズ値H1、及び本発明の反射防止層のヘイズ値H2は、H1>H2を充たすことが好ましい。すなわち、前記拡散層のヘイズ値は、前記反射防止層のヘイズ値よりも高いことが好ましい。この構成は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストをより効率的に低減する観点から、H1>1.1H2を充たすことが好ましく、より好ましくはH1>1.5H2、さらに好ましくはH1>2H2、特に好ましくはH1>2.5H2を充たしてもよく、H1>3H2、H1>3.5H2、H1>4H2、H1>4.5H2、H1>5H2、H1>5.5H2、H1>6H2、H1>6.5H2、H1>7H2、H1>7.5H2、H1>8H2、H1>8.5H2、又はH1>9H2を充たしていてもよい。また、ミニ/マイクロLED表示装置の視認性を確保する観点から、100H2>H1、又は50H2>H1を充たしてもよい。
本発明の光半導体素子封止用シートにおいて、本発明の拡散層のヘイズ値H1、及び本発明の反射防止層のヘイズ値H2の差(H1-H2)は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストをより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4%以上、さらに好ましくは10%以上、特に好ましくは15%以上であり、20%以上であってもよい。また、ミニ/マイクロLED表示装置の視認性を確保する観点から、(H1-H2)は、95%以下、又は90%以下であってもよい。
本発明の光半導体素子封止用シートにおいて、H1、H2の上記関係は、拡散層、反射防止層を構成する後述の樹脂層や粘着剤層の種類や厚さ、後述の光拡散性微粒子、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。
本発明の光半導体素子封止用シートの全光線透過率(拡散層、反射防止層を含む全体の全光線透過率)は、特に限定されないが、ミニ/マイクロLED表示装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させるという観点から、55%以下であることが好ましく、より好ましくは50%以下、さらに好ましくは45%以下、特に好ましくは40%以下である。また、本発明の光半導体素子封止用シートの全光線透過率は、ミニ/マイクロLED表示装置の輝度を確保するという観点から、0.1%以上であることが好ましく、より好ましくは0.3%以上、さらに好ましくは0.5%以上、特に好ましくは0.7%以上であり、又は0.8%以上であってもよい。
本発明の光半導体素子封止用シートの全光線透過率は、JIS 7361で定める方法により測定できるものであり、後述の樹脂層や粘着剤層の種類や厚さ、後述の着色剤、光拡散性微粒子の種類や配合量などにより制御することができる。
本発明の光半導体素子封止用シートのヘイズ値(拡散層、反射防止層を含む全体のヘイズ値)は、特に限定されないが、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストをより効率的に低減する観点から、20%以上であることが好ましく、より好ましくは30%以上、さらに好ましくは40%以上、特に好ましくは50%以上であり、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上であってもよく、さらに99.9%付近のものが最もカラーキャスト改善効果に優れて好ましい。なお、光半導体素子封止用シートのヘイズ値の上限は、特に限定されず、すなわち、100%であってもよい。
本発明の光半導体素子封止用シートのヘイズ値は、JIS 7136で定める方法により測定できるものであり、後述の樹脂層や粘着剤層の種類や厚さ、後述の光拡散性微粒子、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。
本発明の光半導体素子封止用シートの厚み(拡散層、反射防止層を含む全体の厚み)は、ミニ/マイクロLED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、20~550μmであることがより好ましく、30~500μmであることがさらに好ましく、40~450μm、50~400μmであることが特に好ましい。なお、本発明の光半導体素子封止用シートがその他の層として基材を含む場合は、基材は、本発明の光半導体素子封止用シートの厚みに含まれるが、剥離フィルム(セパレータ)は本発明の光半導体素子封止用シートの厚みには含まれないものとする。
拡散層の厚みに対する反射防止層の厚みの割合(反射防止層の厚み/拡散層の厚み)は、特に限定されず、後述の表示パネル上に配列された発光素子を十分に封止しつつ、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストをより効率的に低減するように適宜設定すればよい。具体的には、(反射防止層の厚み/拡散層の厚み)は、例えば、0.1~3程度であり、好ましくは0.15~3、より好ましくは0.2~3であってもよい。また、例えば、0.1~3程度であり、好ましくは0.1~2.5、より好ましくは0.1~2であってもよい。
<拡散層>
本発明の拡散層は、光を拡散する機能を有する層であり、樹脂層で構成されるものである。また、本発明の拡散層は、光拡散性微粒子を含有するものである。すなわち、本発明の拡散層は、樹脂層中に分散した光拡散性微粒子を含むことにより、光半導体素子から照射される光を拡散させ、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。
本発明の拡散層のヘイズ値は、特に限定されないが、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャスト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%以上であってもよく、さらに99.9%付近のものが最もカラーキャスト改善効果に優れて好ましい。なお、拡散層のヘイズ値の上限は、特に限定されず、すなわち、100%であってもよい。
本発明の拡散層の全光線透過率は、特に限定されないが、ミニ/マイクロLED表示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、本発明の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、又は99%以下であってもよい。
本発明の拡散層のヘイズ値及び全光線透過率は、それぞれ、JIS 7136、JIS 7361で定める方法により測定できるものであり、後述の樹脂層や粘着剤層の種類や厚さ、後述の光拡散性微粒子、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。
本発明の拡散層の厚みは、ミニ/マイクロLED表示装置におけるカラーキャストをより効率的に低減する観点から、10~300μmであることが好ましく、15~250μmであることがより好ましく、20~300μmであることがより好ましく、25~200μmであることがさらに好ましい。
前記光拡散性微粒子は、樹脂層との適切な屈折率差を有し、拡散層に拡散性能を付与するものである。拡散層が、光拡散性微粒子を含有すると、光に対する拡散性能が付与され、前記H1および前記H2が、H1>H2を充たす構成とする上で好ましい。光拡散性微粒子としては、無機微粒子、高分子微粒子などが挙げられる。無機微粒子の材質としては、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、二酸化チタン等が挙げられる。高分子微粒子の材質としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、メタアクリル系樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチル)、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、エポキシ樹脂等が挙げられる。光拡散性微粒子は、好ましくは高分子微粒子であり、特に、シリコーン樹脂で構成される微粒子(例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製のトスパールシリーズ)が、樹脂層に対する優れた分散性、安定性および樹脂層との適切な屈折率差を有し、面内に均一なヘイズを示す拡散性能に優れた拡散層が得られ、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。光拡散性微粒子の形状は、例えば、真球状、扁平状、不定形状であり得る。光拡散性微粒子は、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。
光拡散性微粒子の平均粒子径は、適切な光拡散性能を拡散層に付与する観点からは、好ましくは0.1μm以上、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、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、好ましくは12μm以下であり、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。
光拡散性微粒子の屈折率は、好ましくは1.2~5であり、より好ましくは1.25~4.5であり、1.3~4、又は1.35~3であってもよい。
光拡散性微粒子と拡散層を構成する樹脂層(拡散層において光拡散性微粒子を除いた樹脂層)との屈折率差の絶対値は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストをより効率的に低減する観点から、好ましくは0.001以上、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、又は0.05以上であってもよい。また、光拡散性微粒子と樹脂層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、好ましくは5以下であり、より好ましくは4以下であり、さらに好ましくは3以下である。
拡散層中における光拡散性微粒子の含有量は、適切な光拡散性能を拡散層に付与する観点からは、樹脂層を構成する樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.05重量部以上、さらに好ましくは0.1重量部以上、特に好ましくは0.15重量部以上である。また、光拡散性微粒子の含有量は、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、樹脂層を構成する樹脂100重量部に対して、好ましくは80重量部以下であり、より好ましくは70重量部以下である。
拡散層を構成する樹脂層としては、例えば、電離線硬化型樹脂層、粘着剤層が挙げられる。樹脂層が電離線硬化型樹脂層で構成される場合、電離線としては、例えば、紫外線、可視光、赤外線、電子線が挙げられる。好ましくは紫外線であり、したがって、好ましくは紫外線硬化型樹脂層で構成される。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、脂肪族系(例えば、ポリオレフィン)樹脂、ウレタン系樹脂が挙げられる。
本発明の拡散層は粘着剤層であることが好ましい。拡散層が粘着剤層で構成される場合、ミニ/マイクロLED表示装置の基板上に配列された光半導体素子の段差に、拡散層及び/又は反射防止層が隙間なく充填され、段差吸収性に優れ、表示ムラを防止できる点で好ましい。粘着剤層としては、光硬化性粘着剤組成物及び溶媒型粘着剤組成物から選ばれる粘着剤組成物から形成される粘着剤層が挙げられる。前記粘着剤層は、段差吸収性に優れるともに、加工性にも優れる点で、光硬化性粘着剤組成物から形成される粘着剤層であることが好ましい。
前記光硬化性粘着剤組成物は、ポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含む。すなわち、前記粘着剤層の形成に用いられる光硬化性粘着剤組成物は、ポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する。
光硬化性粘着剤組成物を用いて形成される粘着剤層は、光硬化を行うタイプのもの(第一形態)と、光硬化を行わず、後述の表示パネルと貼り合わせ後に光硬化を行うタイプのもの(第二形態)に大別される。
[第一形態]
第一形態の粘着剤層は、ポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する光硬化性粘着剤組成物を、剥離フィルム上に塗布し、光硬化を行うことにより、形成することができる。
(ポリマー)
前記光硬化性粘着剤組成物に含まれるベースポリマーとしては、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系等のポリマーが挙げられる。特に、適度な濡れ性、凝集性および接着性等の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性等にも優れ、また、モノマーの種類が多く、設計裕度が高いことから、アクリル系ポリマーが好適に用いられる。
前記アクリル系ポリマーは、主たる構成モノマー成分として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有する。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/またはメタクリルを意味する。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量は、50重量%以上が好ましく、55重量%以上がより好ましく、60重量%以上がさらに好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が1~20である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好適に用いられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アルキル基が分枝を有していてもよく、環状アルキル基を有していてもよい。
鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、(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)アクリル酸ネオペンチル、(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2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(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)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸セチル、(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)アクリル酸イソオクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル等が挙げられる。第一形態に用いられる好ましい鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ドデシルである。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量は、例えば、40~90重量%程度であり、45~80重量%または50~70重量%であってもよい。
脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、(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(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;(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が挙げられる。第一形態に用いられる好ましい脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニルである。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの量は、例えば、3~50重量%程度であり、5~40重量%または10~30重量%であってもよい。
アクリル系ポリマーは、構成モノマー成分として、水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、窒素含有モノマー等の極性基含有モノマーを含んでいてもよい。アクリル系ポリマーが、構成モノマー成分として、極性基含有モノマーを含むことにより、粘着剤の凝集力が高められ、接着力が向上する傾向がある。第一形態に用いられる好ましい極性基含有モノマーは、水酸基含有モノマー、窒素含有モノマーであり、より好ましくは水酸基含有モノマーである。 アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する極性基含有モノマーの量(ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、および窒素含有モノマーの合計)は、例えば、3~50重量%程度であり、5~40重量%または10~30重量%であってもよい。
水酸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や(4‐ヒドロキシメチルシクロヘキシル)‐メチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。イソシアネート架橋剤によりポリマーに架橋構造が導入される場合は、水酸基がイソシアネート基との反応点(架橋点)となり得る。第一形態に用いられる好ましい水酸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‐ヒドロキシブチルである。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する水酸基含有モノマーの量は、例えば、3~50重量%程度であり、5~40重量%または10~30重量%であってもよい。
カルボキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸カルボキシペンチル等のアクリル系モノマーや、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等が挙げられる。エポキシ系架橋剤によりポリマーに架橋構造が導入される場合は、カルボキシ基がエポキシ基との反応点(架橋点)となり得る。第一形態に用いられる好ましいカルボキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸である。 アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対するカルボキシ基含有モノマーの量は、例えば、3~50重量%程度であり、5~40重量%または10~30重量%であってもよい。
窒素含有モノマーとしては、N-ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-ビニルカルボン酸アミド類、N-ビニルカプロラクタム、アクリルアミド等のビニル系モノマーや、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ基含有モノマーが挙げられる。第一形態に用いられる好ましい窒素含有モノマーとしては、N-ビニルピロリドンである。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対する窒素含有モノマーの量は、例えば、3~50重量%程度であり、5~40重量%または10~30重量%であってもよい。
アクリル系ポリマーは、上記以外のモノマー成分(「その他のモノマー」と称する場合がある)として、酸無水物基含有モノマー、(メタ)アクリル酸のカプロラクトン付加物、スルホン酸基含有モノマー、燐酸基含有モノマー、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)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノマー;(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、(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、ベンジル(メタ)アクリレート等の置換又は無置換のアラルキル(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。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量に対するその他のモノマーの量は、例えば、3~50重量%程度であり、5~40重量%または10~30重量%であってもよい。
光硬化性粘着剤組成物に含まれるポリマーのガラス転移温度(Tg)は、0℃以下が好ましい。ポリマーのガラス転移温度は、-5℃以下、-10℃以下または-15℃以下であってもよい。ポリマーのガラス転移温度は、動的粘弾性測定による損失正接(tanδ)のピークトップ温度である。ポリマーに架橋構造が導入されている場合は、ポリマーの組成から、理論Tgに基づいてガラス転移温度を算出すればよい。理論Tgは、下記のFoxの式により算出されるものである。

1/Tg=Σ(Wi/Tgi
Tg:共重合体のガラス転移温度(単位:K)
i:該共重合体におけるモノマーiの重量分率(重量基準の共重合割合)
Tgi:モノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)
上記モノマー成分を、各種公知の方法により重合することにより、ポリマーが得られる。重合方法は特に限定されないが、光重合によりポリマーを調製することが好ましい。光重合では溶媒を用いずにポリマーを調製できるため、粘着剤層の形成時に溶媒の乾燥除去を必要とせず、厚みの大きい粘着剤層を均一に形成できる。
第一形態の粘着剤層の作製においては、モノマー成分の一部が未反応で残存している低重合度のポリマー(プレポリマー)として調製することが好ましい。プレポリマーの調製に用いる組成物(プレポリマー形成用組成物)は、モノマーに加えて光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤は、モノマーの種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、アクリル系ポリマーの重合には、光ラジカル重合開始剤が用いられる。光重合開始剤としては、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等が挙げられる。
重合に際しては、分子量調整等を目的として、連鎖移動剤や重合禁止剤(重合遅延剤)等を用いてもよい。連鎖移動剤としては、α-チオグリセロール、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、2-メルカプトエタノール、チオグリコール酸、チオグルコール酸2-エチルヘキシル、2,3-ジメルカプト-1-プロパノール等のチオール類や、α-メチルスチレン二量体等が挙げられる。
プレポリマーの重合率は特に限定されないが、基材上への塗布に適した粘度とする観点から、3~50重量%が好ましく、5~40重量%がより好ましい。プレポリマーの重合率は、光重合開始剤の種類や使用量、UV光等の活性光線の照射強度・照射時間等を調整することによって、所望の範囲に調整できる。プレポリマーの重合率は、130℃で3時間加熱した際の不揮発分であり、下記式により算出される。粘着剤層の重合率(不揮発分)も同様の方法により測定される。
重合率(%)=加熱後の重量/加熱前の重量×100
前述のように、粘着剤層の形成に用いられる光硬化性粘着剤組成物は、ポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する。例えば、プレポリマーに、光重合性化合物、および光重合開始剤を添加することにより、光硬化性粘着剤組成物が得られる。プレポリマーを用いる代わりに、低分子量のポリマー(オリゴマー)を用い、低分子量のポリマーに、光重合性化合物、光重合開始剤を混合して、光硬化性粘着剤組成物を調製してもよい。
(光重合性化合物)
前記光硬化性粘着剤組成物に含まれる光重合性化合物は、1分子中に1または複数の光重合性官能基を有する。光重合性官能基は、ラジカル重合性、カチオン重合性およびアニオン重合性のいずれでもよいが、反応性に優れることから、不飽和二重結合(エチレン性不飽和基)を有するラジカル重合性官能基が好ましい。
プレポリマーには、ポリマーと未反応のモノマーが含まれており、未反応のモノマーは光重合性を保持している。そのため、光硬化性粘着剤組成物の調製においては、必ずしも光重合性化合物を添加する必要はない。プレポリマーに光重合性化合物を添加する場合、添加する光重合性化合物は、プレポリマーの調製に用いたモノマーと同一でもよく、異なっていてもよい。
ポリマーがアクリル系ポリマーである場合、光重合性化合物として添加する化合物は、ポリマーとの相溶性が高いことから、光重合性官能基として(メタ)アクリロイル基を有するモノマーまたはオリゴマーが好ましい。光重合性化合物は、1分子中に2以上の光重合性官能基を有する多官能化合物でもよい。光重合性の多官能化合物としては、多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能(メタ)アクリレートとしては、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、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールジ(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ウレタンジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリル酸エステル;ペンタエリストールトリ(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、およびエトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート等の3官能(メタ)アクリル酸エステル;ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート等の4官能(メタ)アクリル酸エステル;ジペンタエリストールペンタ(メタ)アクリレート等およびジペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレート等の5官能以上の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
光重合性化合物として多官能化合物を用いる場合、多官能化合物の使用量は、ポリマー(プレポリマーを含む)100重量部に対して、10重量部以下が好ましく、より好ましくは0.001~1重量部であり、さらに好ましくは0.005~0.5重量部である。多官能モノマーの使用量が過度に大きい場合は、光硬化後の粘着剤層の粘性が低く、接着力に劣る場合がある。多官能化合物の使用量は、10重量部以下、5重量部以下、3重量部以下または1重量部以下であってもよい。多官能モノマーの使用量は0であってもよく、0.001重量部以上、0.01重量部以上または0.1重量部以上であってもよい。
光重合性化合物として、プレポリマーを形成するモノマーを用いる場合、水酸基含有モノマーが好ましく、(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より好ましい。光重合性化合物として水酸基含有モノマーを用いる場合、水酸基含有モノマーの使用量は、ポリマー(プレポリマーを含む)100重量部に対して、40重量部以下が好ましく、より好ましくは1~30重量部であり、さらに好ましくは5~20重量部である。水酸基含有モノマーの使用量は、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下であってもよい。水酸基含有モノマーの使用量は0であってもよく、1重量部以上、5重量部以上または10重量部以上であってもよい。
(光重合開始剤)
光硬化性粘着剤組成物は、光重合開始剤を含む。光重合開始剤は、紫外線等の活性光線の照射により、ラジカル、酸、塩基等を発生するものであり、光重合性化合物の種類等に応じて適宜に選択できる。光重合性化合物が(メタ)アクリロイル基を有する化合物(例えば、単官能または多官能の(メタ)アクリレート)である場合は、光重合開始剤として、光ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
前記ポリマー(プレポリマーを含む)の調製(重合)の際に用いた光重合開始剤が失活せずに残存している場合は、光重合開始剤の添加を省略してもよい。ポリマーに光重合開始剤を添加する場合、添加する光重合開始剤は、ポリマーの調製に用いた光重合開始剤と同一でもよく、異なっていてもよい。
光硬化性粘着剤組成物における光重合開始剤の含有量は、モノマー全量(ポリマーの調製に用いるモノマーと、ポリマーに添加する光重合性化合物)100重量部に対して、0.01~10重量部程度であり、0.05~5重量部程度が好ましい。
(シランカップリング剤)
光硬化性粘着剤組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、シランカップリング剤が含まれていてもよい。光硬化性粘着剤組成物にシランカップリング剤が含まれていると、ガラスに対する接着信頼性(特に、高温高湿環境下でのガラスに対する接着信頼性)が向上し、好ましい。
前記シランカップリング剤としては、特に限定されないが、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが好ましく挙げられる。中でも、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。また、市販品として、例えば、商品名「KBM-403」(信越化学工業株式会社製)が挙げられる。なお、シランカップリング剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
光硬化性粘着剤組成物におけるシランカップリング剤の含有量は、特に限定されないが、ポリマー100重量部に対して、0.01~1重量部が好ましく、より好ましくは0.03~0.5重量部である。
(その他の成分)
第一形態において、光硬化性粘着剤組成物は、ポリマー、および光重合性化合物、光重合開始剤以外の成分を含んでいてもよい。例えば、光硬化速度の調製等を目的として連鎖移動剤が含まれていてもよい。また、前記光硬化性粘着剤組成物の粘度調整や粘着剤層の接着力の調整等を目的として、オリゴマーや粘着付与剤が含まれていてもよい。オリゴマーとしては、例えば重量平均分子量が1000~30000程度のものが用いられる。オリゴマーとしては、アクリル系ポリマーとの相溶性に優れることから、アクリル系オリゴマーが好ましい。前記光硬化性粘着剤組成物は、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、酸化防止剤、界面活性剤、帯電防止剤、着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。
[第二形態]
第二形態の粘着剤層は、光硬化を行わないタイプの粘着剤層であり、光硬化性粘着剤組成物がシート状に形成されたものである。第二形態の粘着剤層は、光重合性化合物が未反応の状態で含まれているため、粘着剤層が光硬化性を有している。
第二形態の粘着剤層の形成に用いられる光硬化性粘着剤組成物は、ポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する。
(ポリマー)
粘着剤組成物に含まれるポリマーとしては、第一形態と同様、各種のポリマーが適用可能であり、アクリル系ポリマーが好適に用いられる。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分は、第一形態と同様である。
後述の架橋剤により架橋構造を導入するために、ポリマーを構成するモノマー成分には、ヒドロキシ基含有モノマーおよび/またはカルボキシ基含有モノマーが含まれていることが好ましい。例えば、イソシアネート系架橋剤を用いる場合は、モノマー成分として、ヒドロキシ基含有モノマーを含有することが好ましい。エポキシ系架橋剤を用いる場合は、モノマーとして、カルボキシ基含有モノマーを含有することが好ましい。
第二形態では基材上では光硬化を行わないため、固体状(定型)の粘着剤層を形成するために、光硬化性粘着剤組成物に含まれるポリマーとして、比較的分子量が大きいものが用いられる。ポリマーの重量平均分子量は、例えば10万~200万程度である。
高分子量のポリマーは固体であるため、粘着剤組成物はポリマーが有機溶媒に溶解している溶液であることが好ましい。例えば、モノマー成分を溶液重合することにより、ポリマー溶液が得られる。固体のポリマーを有機溶媒に溶解してポリマー溶液を調製してもよい。
溶液重合の溶媒としては一般に酢酸エチル、トルエン等が用いられる。溶液濃度は通常20~80重量%程度である。重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、過酸化物と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤(例えば、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムの組み合わせ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムの組み合わせ)等の熱重合開始剤が好ましく用いられる。重合開始剤の使用量は特に制限はされないが、例えば、ポリマーを形成するモノマー成分全量100重量部に対して、0.005~5重量部程度が好ましく、0.02~3重量部程度がより好ましい。
(光重合性化合物)
第二形態において粘着剤組成物に含まれる光重合性化合物は、第一形態について前述したものと同様であり、1または2以上の光重合性官能基を有する化合物が用いられる。
(光重合開始剤)
第二形態において粘着剤組成物に含まれる光重合開始剤は、第一形態について前述したものと同様であり、波長330~400nmの領域に吸収極大を有するものが好ましい。光重合開始剤の量は、ポリマー100重量部に対して、0.01~10重量部程度であり、0.05~5重量部程度が好ましい。
(架橋剤)
第二形態の粘着剤組成物は、上記のポリマーと架橋可能な架橋剤を含むことが好ましい。ポリマーに架橋構造を導入するための架橋剤の具体例としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。中でも、ポリマーの水酸基やカルボキシ基との反応性が高く、架橋構造の導入が容易であることから、イソシアネート系架橋剤およびエポキシ系架橋剤が好ましい。これらの架橋剤は、ポリマー中に導入された水酸基やカルボキシ基等の官能基と反応して架橋構造を形成する。
イソシアネート系架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートが用いられる。イソシアネート系架橋剤としては、例えば、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等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、シクロへ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等の脂環族イソシアネート類;2,4-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等の芳香族イソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(例えば、東ソー製「コロネートL」)、トリメチロールプロパン/へキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(例えば、東ソー製「コロネートHL」)、キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物(例えば、三井化学製「タケネートD110N」、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(例えば、東ソー製「コロネートHX」)等のイソシアネート付加物等が挙げられる。
エポキシ系架橋剤としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物が用いられる。エポキシ系架橋剤のエポキシ基はグリシジル基であってもよい。エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o-フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル-トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール-S-ジグリシジルエーテル等が挙げられる。エポキシ系架橋剤として、ナガセケムテックス製の「デナコール」、三菱ガス化学製の「テトラッドX」「テトラッドC」等の市販品を用いてもよい。
架橋剤の量は、ポリマー100重量部に対して、0.01~5重量部程度であり、0.05重量部以上、0.1重量部以上または0.2重量部以上であってもよく、3重量部以下、2重量部以下または1重量部以下であってもよい。
(その他の成分)
第二形態の粘着剤組成物は、上記の成分以外に、オリゴマー、粘着付与剤、シランカップリング剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、酸化防止剤、界面活性剤、帯電防止剤、着色剤等を含んでいてもよい。
前記粘着剤層は、溶媒型粘着剤組成物から形成される粘着剤層(第三形態)であってもよい。前記溶媒型粘着剤組成物は、ポリマーと、溶媒とを少なくとも含み、架橋剤を含んでいてもよい。すなわち、第三形態の粘着剤層の形成に用いられる溶媒型粘着剤組成物は、ポリマーと、溶媒とを含有し、必要に応じて架橋剤を含んでいてもよい。
[第三形態]
第三形態の粘着剤層は、ポリマーと、溶媒とを含有し、必要に応じて架橋剤を含む溶媒型粘着剤組成物を、剥離フィルム上に塗布し、溶媒を乾燥除去することにより、形成することができる。
第三形態の粘着剤層の形成に用いられる溶媒型粘着剤組成物は、ポリマーと、溶媒とを含有し、必要に応じて架橋剤を含む。
(ポリマー)
溶媒型粘着剤組成物に含まれるポリマーとしては、第一形態と同様、各種のポリマーが適用可能であり、アクリル系ポリマーが好適に用いられる。アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分は、第一形態と同様である。
第三形態では基材上で固体状(定型)の粘着剤層を形成するために、溶媒型粘着剤組成物に含まれるポリマーとして、比較的分子量が大きいものが用いられる。ポリマーの重量平均分子量は、例えば10万~200万程度である。
(溶媒)
第三形態におけるポリマーは固体であるため、溶媒型粘着剤組成物はポリマーが有機溶媒に溶解している溶液である。例えば、モノマー成分を溶液重合することにより、ポリマー溶液が得られる。固体のポリマーを有機溶媒に溶解してポリマー溶液を調製してもよい。
溶媒としては一般に酢酸エチル、トルエン等が用いられる。溶液濃度は通常20~80重量%程度である。
モノマー成分を溶液重合する場合の重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、過酸化物と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤(例えば、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムの組み合わせ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムの組み合わせ)等の熱重合開始剤が好ましく用いられる。重合開始剤の使用量は特に制限はされないが、例えば、ポリマーを形成するモノマー成分全量100重量部に対して、0.005~5重量部程度が好ましく、0.02~3重量部程度がより好ましい。
(架橋剤)
第三形態の溶媒型粘着剤組成物は、上記のポリマーと架橋可能な架橋剤を含んでいてもよい。なお、溶媒型粘着剤組成物が(メタ)アクリル系ブロックコポリマーを含む場合、第三形態の粘着剤層は、十分な形状安定性を有するため、架橋剤を含まなくてもよい。
第三形態において溶媒型粘着剤組成物が架橋剤を含む場合、架橋剤としては、第二形態について前述したものと同様であり、イソシアネート系架橋剤およびエポキシ系架橋剤が好ましい。
第三形態において溶媒型粘着剤組成物が架橋剤を含む場合、その含有量は、ポリマー100重量部に対して、0.01~5重量部程度であり、0.05重量部以上、0.1重量部以上または0.2重量部以上であってもよく、3重量部以下、2重量部以下または1重量部以下であってもよい。
(その他の成分)
第三形態の溶媒型粘着剤組成物は、上記の成分以外に、オリゴマー、粘着付与剤、シランカップリング剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、酸化防止剤、界面活性剤、帯電防止剤、着色剤等を含んでいてもよい。
<反射防止層>
本発明の反射防止層は、光の反射防止機能を有する層であり、樹脂層で構成されるものである。また、本発明の反射防止層は、着色剤を含有するものである。すなわち、本発明の反射防止層は、樹脂層中に分散又は溶解した着色剤を含むことにより、ミニ/マイクロLED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る点で好適である。
本発明の反射防止層のヘイズ値は、特に限定されないが、ミニ/マイクロLED表示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、本発明の反射防止層のヘイズ値は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャスト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。
本発明の反射防止層の全光線透過率は、特に限定されないが、ミニ/マイクロLED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、本発明の反射防止層の全光線透過率は、ミニ/マイクロLED表示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、又は3%以上であってもよい。
本発明の反射防止層のヘイズ値及び全光線透過率は、それぞれ、JIS 7136、JIS 7361で定める方法により測定できるものであり、後述の樹脂層や粘着剤層の種類や厚さ、前述の光拡散性微粒子、後述の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。
本発明の反射防止層の厚みは、ミニ/マイクロLED表示装置における金属配線などの反射防止機能、コントラストをより向上させるという観点から、10~300μmであることが好ましく、15~250μmであることがより好ましく、20~200μmであることがより好ましく、25~150μm、30~100μmであることがさらに好ましい。
反射防止層を構成する樹脂層としては、例えば、電離線硬化型樹脂層、粘着剤層が挙げられる。電離線硬化型樹脂層、粘着剤層としては、上述の拡散層を構成する電離線硬化型樹脂層、粘着剤層と同様のものを使用することができる。ミニ/マイクロLED表示装置の基板上に配列された光半導体素子の段差に、拡散層及び/又は反射防止層が隙間なく充填され、段差吸収性に優れ、表示ムラを防止できる点で、反射防止層が粘着剤層で構成されることが好ましい。
ミニ/マイクロLED表示装置の基板上に配列された光半導体素子の段差に、拡散層及び/又は反射防止層が隙間なく充填され、段差吸収性に優れ、表示ムラを防止できる点で、拡散層と反射防止層が、共に粘着剤層であることが好ましい。反射防止層は、拡散層と同じ樹脂層で構成されていてもよく、異なる樹脂層で構成されていてもよい。
前記着色剤は、反射防止層に遮光性を付与し、反射防止能を付与するものである。反射防止層が、着色剤を含有すると、光に対する透過性が低下し、前記T1および前記T2が、T1>T2を充たす構成とする上で好ましい。反射防止層が、自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)の金属配線層とLEDチップ間を封止することにより、金属配線などによる反射が防止され、LEDチップ同士の混色が防止され、画像のコントラストが向上する。
前記着色剤は、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。
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、トクシキ製の「9050BLACK」、「UVBK-0001」等が挙げられる。紫外線透過性の黒色染料としては、オリヱント化学工業製の「SOC-L-0123」等が挙げられる。
黒色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光硬化性粘着剤組成物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、粘着剤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、光硬化が不十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。
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反射防止層に付与する観点からは、樹脂層を構成する樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01~20重量部、より好ましくは0.1~15重量部、さらに好ましくは1~10重量部であり、着色剤の種類や、粘着剤層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。
<基材>
本発明の光半導体素子封止用シートが、その他の層として有していてもよい基材は、特に制限されないが、例えば、ガラスや透明プラスチックフィルム基材等が挙げられる。前記透明プラスチックフィルム基材は、特に制限されないが、可視光の光線透過率に優れ、透明性に優れるもの(好ましくはヘイズ値5%以下のもの)が好ましく、例えば、特開2008-90263号公報に記載の透明プラスチックフィルム基材があげられる。前記透明プラスチックフィルム基材としては、光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。基材は、例えば、自発光型表示装置のカバー部材として使用することもでき、この場合には、前記透明プラスチックフィルム基材としては、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート、アクリル系ポリマー、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン等から形成されたフィルムが好ましい。このような構成であると、自発光型表示装置の製造においてカバー部材を別途に積層する工程を削減できるので、工程数や必要部材を減少させ、生産効率の向上が図れる。また、このような構成であれば、前記カバー部材を、より薄層化することができる。なお、基材がカバー部材である場合には、自発光型表示装置の最表面となる。
基材の全光線透過率は、特に限定されないが、例えば85~100%であり、88%以上、90%以上、または92%以上であってもよい。
基材の厚みは、特に制限されないが、例えば、強度、取り扱い性などの作業性および薄層性などの点を考慮すると、10~500μmの範囲が好ましく、より好ましくは20~300μmの範囲であり、最適には、30~200μmの範囲である。前記基材の屈折率は、特に制限されないが、例えば、1.30~1.80の範囲であり、好ましくは、1.40~1.70の範囲である。
基材は、反射表面処理及び/又はアンチグレア処理が施されていることが好ましい。基材に反射表面処理及び/又はアンチグレア処理が施されている場合、自発光型表示装置の最表面となり、外光の反射や像の映り込み等による視認性の低下を防止する、又は光沢度などの見栄えを調整することができる。製造が容易で、コストが低いアンチグレア処理が好ましい。
前記反射防止処理としては、公知の反射防止処理を特に限定なく使用することができ、例えば、アンチリフレクション(AR)処理が挙げられる。
前記アンチリフレクション(AR)処理としては、公知のAR処理を特に制限なく適用することができ、具体的には、基材上に厚みおよび屈折率を厳密に制御した光学薄膜若しくは前記光学薄膜を二層以上積層した反射防止層(AR層)を形成することにより実施することができる。前記AR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AR層を設計することが好ましい。
前記AR層としては、一般的に、二ないし五層の光学薄層(厚み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層が挙げられ、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、AR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。前記光学薄膜において、高い厚み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。
前記アンチグレア(AG)処理としては、公知のAG処理を特に制限なく適用することができ、例えば、基材上にアンチグレア層を形成することにより実施することができる。前記アンチグレア層としては、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又は有機の粒子を分散した層として形成される。
本実施形態において、アンチグレア層は、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層形成材料を用いて形成されており、前記粒子および前記チキソトロピー付与剤が凝集することによって、前記アンチグレア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。
前記樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂、紫外線や光で硬化する電離放射線硬化性樹脂があげられる。前記樹脂として、市販の熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂等を用いることも可能である。
前記熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂としては、例えば、熱、光(紫外線等)または電子線等により硬化するアクリレート基およびメタクリレート基の少なくとも一方の基を有する硬化型化合物が使用でき、例えば、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物のアクリレートやメタクリレート等のオリゴマーまたはプレポリマー等があげられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記樹脂には、例えば、アクリレート基およびメタクリレート基の少なくとも一方の基を有する反応性希釈剤を用いることもできる。前記反応性希釈剤は、例えば、特開2008-88309号公報に記載の反応性希釈剤を用いることができ、例えば、単官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレート、多官能メタクリレート等を含む。前記反応性希釈剤としては、3官能以上のアクリレート、3官能以上のメタクリレートが好ましい。これは、アンチグレア層の硬度を、優れたものにできるからである。前記反応性希釈剤としては、例えば、ブタンジオールグリセリンエーテルジアクリレート、イソシアヌル酸のアクリレート、イソシアヌル酸のメタクリレート等もあげられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アンチグレア層を形成するための粒子は、形成されるアンチグレア層の表面を凹凸形状にしてアンチグレア性を付与し、また、アンチグレア層のヘイズ値を制御することを主な機能とする。アンチグレア層のヘイズ値は、前記粒子と前記樹脂との屈折率差を制御することで、設計することができる。前記粒子としては、例えば、無機粒子と有機粒子とがある。前記無機粒子は、特に制限されず、例えば、酸化ケイ素粒子、酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化錫粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、タルク粒子、カオリン粒子、硫酸カルシウム粒子等があげられる。また、前記有機粒子は、特に制限されず、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末(PMMA微粒子)、シリコーン樹脂粉末、ポリスチレン樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、アクリルスチレン樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン樹脂粉末、ポリオレフィン樹脂粉末、ポリエステル樹脂粉末、ポリアミド樹脂粉末、ポリイミド樹脂粉末、ポリフッ化エチレン樹脂粉末等があげられる。これらの無機粒子および有機粒子は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
前記粒子の重量平均粒径(D)は、2.5~10μmの範囲内にあることが好ましい。前記粒子の重量平均粒径を、前記範囲とすることで、例えば、よりアンチグレア性に優れ、かつ白ボケが防止できる。前記粒子の重量平均粒径は、より好ましくは、3~7μmの範囲内である。なお、前記粒子の重量平均粒径は、例えば、コールターカウント法により測定できる。例えば、細孔電気抵抗法を利用した粒度分布測定装置(商品名:コールターマルチサイザー、ベックマン・コールター社製)を用い、粒子が前記細孔を通過する際の粒子の体積に相当する電解液の電気抵抗を測定することにより、前記粒子の数と体積を測定し、重量平均粒径を算出する。
前記粒子の形状は、特に制限されず、例えば、ビーズ状の略球形であってもよく、粉末等の不定形のものであってもよいが、略球形のものが好ましく、より好ましくは、アスペクト比が1.5以下の略球形の粒子であり、最も好ましくは球形の粒子である。
アンチグレア層における前記粒子の割合は、前記樹脂100重量部に対し、0.2~12重量部の範囲が好ましく、より好ましくは、0.5~12重量部の範囲であり、さらに好ましくは1~7重量部の範囲である。前記範囲とすることで、例えば、よりアンチグレア性に優れ、かつ白ボケが防止できる。
アンチグレア層を形成するためのチキソトロピー付与剤としては、例えば、有機粘土、酸化ポリオレフィン、変性ウレア等があげられる。
前記有機粘土は、前記樹脂との親和性を改善するために、有機化処理した粘土であることが好ましい。有機粘土としては、例えば、層状有機粘土をあげることができる。前記有機粘土は、自家調製してもよいし、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、ルーセンタイトSAN、ルーセンタイトSTN、ルーセンタイトSEN、ルーセンタイトSPN、ソマシフME-100、ソマシフMAE、ソマシフMTE、ソマシフMEE、ソマシフMPE(商品名、いずれもコープケミカル(株)製);エスベン、エスベンC、エスベンE、エスベンW、エスベンP、エスベンWX、エスベンN-400、エスベンNX、エスベンNX80、エスベンNO12S、エスベンNEZ、エスベンNO12、エスベンNE、エスベンNZ、エスベンNZ70、オルガナイト、オルガナイトD、オルガナイトT(商品名、いずれも(株)ホージュン製);クニピアF、クニピアG、クニピアG4(商品名、いずれもクニミネ工業(株)製);チクソゲルVZ、クレイトンHT、クレイトン40(商品名、いずれもロックウッド アディティブズ社製)等があげられる。
前記酸化ポリオレフィンは、自家調製してもよいし、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、ディスパロン4200-20(商品名、楠本化成(株)製)、フローノンSA300(商品名、共栄社化学(株)製)等があげられる。
前記変性ウレアは、イソシアネート単量体あるいはそのアダクト体と有機アミンとの反応物である。前記変性ウレアは、自家調製してもよいし、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、BYK410(ビッグケミー社製)等があげられる。
前記チキソトロピー付与剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
本実施形態において、前記凸状部の前記アンチグレア層の粗さ平均線からの高さが、アンチグレア層の厚みの0.4倍未満であることが好ましい。より好ましくは、0.01倍以上0.4倍未満の範囲であり、さらに好ましくは、0.01倍以上0.3倍未満の範囲である。この範囲であれば、前記凸状部に外観欠点となる突起物が形成されることを好適に防止できる。本実施形態のアンチグレア層は、このような高さの凸状部を有することで、外観欠点を生じにくくすることができる。ここで、前記平均線からの高さは、例えば、特開2017-138620号公報に記載の方法により測定することができる。
アンチグレア層における前記チキソトロピー付与剤の割合は、前記樹脂100重量部に対し、0.1~5重量部の範囲が好ましく、より好ましくは、0.2~4重量部の範囲である。
アンチグレア層の厚み(d)は、特に制限されないが、3~12μmの範囲内にあることが好ましい。アンチグレア層の厚み(d)を、前記範囲とすることで、例えば、光半導体素子封止用シートのカールの発生を防ぐことができ、搬送性不良等の生産性の低下の問題を回避できる。また、前記厚み(d)が前記範囲にある場合、前記粒子の重量平均粒径(D)は、前述のように、2.5~10μmの範囲内にあることが好ましい。アンチグレア層の厚み(d)と、前記粒子の重量平均粒径(D)とが、前述の組み合わせであることで、さらにアンチグレア性に優れるものとすることができる。アンチグレア層の厚み(d)は、より好ましくは、3~8μmの範囲内である。
アンチグレア層の厚み(d)と前記粒子の重量平均粒径(D)との関係は、0.3≦D/d≦0.9の範囲内にあることが好ましい。このような関係にあることにより、よりアンチグレア性に優れ、かつ白ボケが防止でき、さらに、外観欠点のないアンチグレア層とすることができる。
本発明の光半導体素子封止用シートでは、前述のように、アンチグレア層は、前記粒子および前記チキソトロピー付与剤が凝集することによって、アンチグレア層の表面に凸状部を形成する。前記凸状部を形成する凝集部においては、前記粒子が、アンチグレア層の面方向に、複数集まった状態で存在する。これにより、前記凸状部が、なだらかな形状となっている。本実施形態のアンチグレア層は、このような形状の凸状部を有することで、アンチグレア性を維持しつつ、かつ、白ボケを防止することができ、さらに、外観欠点を生じにくくすることができる。
アンチグレア層の表面形状は、アンチグレア層形成材料に含まれる粒子の凝集状態を制御することで、任意に設計することができる。前記粒子の凝集状態は、例えば、前記粒子の材質(例えば、粒子表面の化学的修飾状態、溶媒や樹脂に対する親和性等)、樹脂(バインダー)または溶媒の種類、組合せ等により制御できる。ここで、本実施形態では、前記アンチグレア層形成材料に含まれるチキソトロピー付与剤により、前記粒子の凝集状態をコントロールすることができる。この結果、前記粒子の凝集状態を前述のようにすることができ、前記凸状部を、なだらかな形状とすることができる。
本実施形態の光半導体素子封止用シートにおいて、基材が樹脂等から形成されている場合、基材とアンチグレア層との界面において、浸透層を有していることが好ましい。前記浸透層は、アンチグレア層の形成材料に含まれる樹脂成分が、基材に浸透して形成される。浸透層が形成されると、基材とアンチグレア層との密着性を向上させることができ、好ましい。前記浸透層は、厚みが0.2~3μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5~2μmの範囲である。例えば、基材がトリアセチルセルロースであり、アンチグレア層に含まれる樹脂がアクリル樹脂である場合には、前記浸透層を形成させることができる。前記浸透層は、例えば、光半導体素子封止用シートの断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察することで、確認することができ、厚みを測定することができる。
本実施形態では、このような浸透層を有する光半導体素子封止用シートに適用した場合であっても、アンチグレア性と、白ボケの防止とを両立した所望するなだらかな表面凹凸形状を容易に形成することができる。前記浸透層は、アンチグレア層との密着性が乏しい基材であるほど、密着性の向上のため、厚く形成することが好ましい。
本実施形態では、アンチグレア層において、最大径が200μm以上の外観欠点がアンチグレア層の1m2あたり1個以下であることが好ましい。より好ましくは、前記外観欠点が無いことである。
本実施形態において、アンチグレア層が形成された基材は、へイズ値が0~10%の範囲内であることが好ましい。前記ヘイズ値とは、JIS K 7136(2000年版)に準じたヘイズ値(曇度)である。前記ヘイズ値は、0~5%の範囲がより好ましく、さらに好ましくは、0~3%の範囲である。ヘイズ値を上記範囲とするためには、前記粒子と前記樹脂との屈折率差が0.001~0.02の範囲となるように、前記粒子と前記樹脂とを選択することが好ましい。ヘイズ値が前記範囲であることにより、鮮明な画像が得られ、また、暗所でのコントラストを向上させることができる。
本実施形態は、アンチグレア層表面の凹凸形状において、平均傾斜角θa(°)が0.1~5.0の範囲であることが好ましく、0.3~4.5の範囲であることがより好ましく、1.0~4.0の範囲であることがさらに好ましく、1.6~4.0であることが特に好ましい。ここで、前記平均傾斜角θaは、下記数式(1)で定義される値である。前記平均傾斜角θaは、例えば、特開2017-138620に記載の方法により測定される値である。
平均傾斜角θa=tan-1Δa (1)
前記数式(1)において、Δaは、下記数式(2)に示すように、JIS B 0601(1994年度版)に規定される粗さ曲線の基準長さLにおいて、隣り合う山の頂点と谷の最下点との差(高さh)の合計(h1+h2+h3・・・+hn)を前記基準長さLで割った値である。前記粗さ曲線は、断面曲線から、所定の波長より長い表面うねり成分を位相差補償形高域フィルタで除去した曲線である。また、前記断面曲線とは、対象面に直角な平面で対象面を切断したときに、その切り口に現れる輪郭である。
Δa=(h1+h2+h3・・・+hn)/L (2)
θaが、上記範囲にあると、よりアンチグレア性に優れ、かつ白ボケが防止できる。
アンチグレア層を形成するにあたり、調製したアンチグレア層形成材料(塗工液)がチキソ性を示していることが好ましく、下記で規定されるTi値が、1.3~3.5の範囲にあることが好ましく、より好ましくは1.3~2.8の範囲である。
Ti値=β1/β2
ここで、β1はHAAKE社製レオストレス6000を用いてずり速度20(1/s)の条件で測定される粘度、β2はHAAKE社製レオストレス6000を用いてずり速度200(1/s)の条件で測定される粘度である。
Ti値が、1.3未満であると、外観欠点が生じやすくなり、アンチグレア性、白ボケについての特性が悪化する。また、Ti値が、3.5を超えると、前記粒子が凝集しにくく分散状態となりやすくなる。
本実施形態のアンチグレア層の製造方法は、特に制限されず、いかなる方法で製造されてもよいが、例えば、前記樹脂、前記粒子、前記チキソトロピー付与剤および溶媒を含むアンチグレア層形成材料(塗工液)を準備し、前記アンチグレア層形成材料(塗工液)を前記基材に塗工して塗膜を形成し、前記塗膜を硬化させてアンチグレア層を形成することにより、製造できる。本実施形態においては、金型による転写方式や、サンドブラスト、エンボスロールなどの適宜な方式で凹凸形状を付与する方法などを、併せて用いることもできる。
前記溶媒は、特に制限されず、種々の溶媒を使用可能であり、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。前記樹脂の組成、前記粒子および前記チキソトロピー付与剤の種類、含有量等に応じて最適な溶媒種類や溶媒比率が存在する。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ジイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等があげられる。
基材として、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)を採用して浸透層を形成する場合は、TACに対する良溶媒が好適に使用できる。その溶媒としては、例えば、酢酸エチル、メチルエチルケトン、シクロペンタノンなどをあげることができる。
また、溶媒を適宜選択することによって、チキソトロピー付与剤によるアンチグレア層形成材料(塗工液)へのチキソ性を良好に発現させることができる。例えば、有機粘土を用いる場合には、トルエンおよびキシレンを好適に、単独使用または併用することができ、例えば、酸化ポリオレフィンを用いる場合には、メチルエチルケトン、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルを好適に、単独使用または併用することができ、例えば、変性ウレアを用いる場合には、酢酸ブチルおよびメチルイソブチルケトンを好適に、単独使用または併用することができる。
前記アンチグレア層形成材料には、各種レベリング剤を添加することができる。前記レベリング剤としては、塗工ムラ防止(塗工面の均一化)を目的に、例えば、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤を用いることができる。本実施形態では、アンチグレア層の表面に防汚性が求められる場合、または、反射防止層(低屈折率層)や層間充填剤を含む層がアンチグレア層上に形成される場合などに応じて、適宜レベリング剤を選定することができる。本実施形態では、例えば、前記チキソトロピー付与剤を含ませることで塗工液にチキソ性を発現させることができるため、塗工ムラが発生しにくい。このため、本実施形態は、例えば、前記レベリング剤の選択肢を広げられるという優位点を有している。
前記レベリング剤の配合量は、前記樹脂100重量部に対して、例えば、5重量部以下、好ましくは0.01~5重量部の範囲である。
前記アンチグレア層形成材料には、必要に応じて、性能を損なわない範囲で、顔料、充填剤、分散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、防汚剤、酸化防止剤等が添加されてもよい。これらの添加剤は一種類を単独で使用してもよく、また二種類以上併用してもよい。
前記アンチグレア層形成材料には、例えば、特開2008-88309号公報に記載されるような、従来公知の光重合開始剤を用いることができる。
前記アンチグレア層形成材料を基材上に塗工する方法としては、例えば、ファンテンコート法、ダイコート法、スピンコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、バーコート法等の塗工法を用いることができる。
前記アンチグレア層形成材料を塗工して基材の上に塗膜を形成し、前記塗膜を硬化させる。前記硬化に先立ち、前記塗膜を乾燥させることが好ましい。前記乾燥は、例えば、自然乾燥でもよいし、風を吹きつけての風乾であってもよいし、加熱乾燥であってもよいし、これらを組み合わせた方法であってもよい。
前記アンチグレア層形成材料の塗膜の硬化手段は、特に制限されないが、紫外線硬化が好ましい。エネルギー線源の照射量は、紫外線波長365nmでの積算露光量として、50~500mJ/cm2が好ましい。照射量が、50mJ/cm2以上であれば、硬化がより十分となり、形成されるアンチグレア層の硬度もより十分なものとなる。また、500mJ/cm2以下であれば、形成されるアンチグレア層の着色を防止することができる。
以上のようにして、基材に、アンチグレア層を形成することができる。なお、前述の方法以外の製造方法でアンチグレア層を形成してもよい。本実施形態のアンチグレア層の硬度は、鉛筆硬度において、層の厚みにも影響されるが、2H以上の硬度を有することが好ましい。
本実施形態は、アンチグレア層は、二層以上が積層された複数層構造であってもよい。
本実施形態において、アンチグレア層の上に、上述のAR層(低屈折率層)を配置してもよい。例えば、自発光型表示装置に本実施形態に係る光半導体素子封止用シートを装着した場合、画像の視認性を低下させる要因のひとつに空気とアンチグレア層界面での光の反射があげられる。AR層は、その表面反射を低減させるものである。なお、アンチグレア層および反射防止層は、それぞれ、二層以上が積層された複数層構造であってもよい。
また、汚染物の付着防止および付着した汚染物の除去容易性の向上のために、フッ素基含有のシラン系化合物若しくはフッ素基含有の有機化合物等から形成される汚染防止層をアンチグレア層上に積層することが好ましい。
本実施形態において、基材およびアンチグレア層の少なくとも一方に対し表面処理を行うことが好ましい。基材の表面を表面処理すれば、アンチグレア層との密着性がさらに向上する。また、アンチグレア層の表面を表面処理すれば、前記AR層との密着性がさらに向上する。
基材のカール発生を防止するために、アンチグレア層の他方の面に対し溶剤処理を行ってもよい。また、カール発生を防止するために、アンチグレア層の他方の面に透明樹脂層を形成してもよい。
<光半導体素子封止用シートの製造>
光半導体素子封止用シートは、拡散層と、反射防止層とを積層させることより調製することができる。具体的には、シート状の拡散層及び反射防止層をそれぞれ作製した後に貼り合わせることにより行うことができる。
拡散層及び反射防止層は、樹脂層を形成するための組成物(電離線硬化型樹脂組成物、粘着剤組成物)を剥離フィルム上にシート状(層状)に塗布し、剥離フィルム上の塗膜を加熱及び/又は紫外線を照射して、硬化を行うことにより得ることができる。
光硬化を行う際は、塗膜の表面にさらに剥離フィルムを付設して、光硬化性粘着剤組成物を2枚の剥離フィルム間に挟持した状態で紫外線を照射して、酸素による重合阻害を防止することが好ましい。光硬化の前に、溶媒または分散媒の除去等を目的として、シート状の塗膜を加熱してもよい。加熱による溶媒等の除去を行う場合は、剥離フィルムを付設する前に実施することが好ましい。
剥離フィルムのフィルム基材としては、各種の樹脂材料からなるフィルムが用いられる。樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂が特に好ましい。フィルム基材の厚みは、10~200μmが好ましく、25~150μmがより好ましい。離型層の材料としては、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、長鎖アルキル系離型剤、脂肪酸アミド系離型剤等が挙げられる。離型層の厚みは、一般には、10~2000nm程度である。
剥離フィルム上への組成物の塗布方法としては、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーター等の各種方法が用いられる。
剥離フィルム上に層状に塗布した組成物に紫外線を照射することにより、光重合開始剤から活性種が生成し、光重合性化合物が重合し、重合率の上昇(未反応のモノマーの減少)に伴って、液状の組成物は、固体状(定型)の樹脂層となる。紫外線照射のための光源としては、組成物に含まれる光重合開始剤が感度を有する波長範囲の光を照射できるものであれば特に限定されず、LED光源、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられる。
照射光の積算光量は、例えば、100~5000mJ/cm2程度である。組成物の光硬化物からなる粘着剤層の重合率(不揮発分)は、80%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。重合率は、93%以上または95%以上であってもよい。不揮発分を減少させるために、粘着剤層を加熱して、残存モノマー、未反応の重合開始剤、溶媒等の揮発分を除去してもよい。
加熱温度は、好ましくは40℃~200℃であり、さらに好ましくは、50℃~180℃であり、特に好ましくは70℃~170℃である。加熱時間は、適宜、適切な時間が採用され得る。加熱時間は、好ましくは5秒~20分、さらに好ましくは5秒~15分、特に好ましくは10秒~10分である。
粘着剤層の両面に剥離フィルムが設けられる場合、一方の剥離フィルムの厚みと他方の剥離フィルムの厚みは、同一でもよく、異なっていてもよい。樹脂層から一方の面に仮着された剥離フィルムを剥離する際の剥離力と、樹脂層から他方の面に仮着された剥離フィルムを剥離する際の剥離力は、同一でも異なっていてもよい。両者の剥離力が異なる場合は、相対的に剥離力の小さい剥離フィルム(軽剥離フィルム)を先に剥離して、その後に、露出した拡散層と反射防止層とを貼り付けることにより、拡散層及び反射防止層が隣接して、直接積層した光半導体素子封止用シート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が、拡散層及び反射防止層が基材を介して積層する形態の場合は、相対的に剥離力の小さい剥離フィルム(軽剥離フィルム)を先に剥離して、その後に、露出した拡散層と反射防止層とを、それぞれ基材の表面と裏面に貼り付けることにより、拡散層及び反射防止層が基材を介して積層した光半導体素子封止用シート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において、拡散層と、反射防止層とが隣接していることが好ましい。すなわち、拡散層と、反射防止層とは隣接して、直接積層していることが好ましい。この構成は、ミニ/マイクロLED表示装置のカラーキャストを低減する点で好適である。すなわち、拡散層と、反射防止層とが、他の層構造を介して積層している場合は、ミニ/マイクロLED表示装置の光半導体素子から発せられる光の反射や拡散を制御しにくくなり、カラーキャストを防止しづらくなる傾向がある。
拡散層及び反射防止層の温度25℃におけるせん断貯蔵弾性率G'25℃は、例えば10~1000kPa程度であり、30kPa以上、50kPa以上、70kPa以上または100kPa以上であってもよく、700kPa以下、500kPa以下、300kPa以下または200kPa以下であってもよい。拡散層及び反射防止層の温度85℃におけるせん断貯蔵弾性率G'85℃は、例えば、3~300kPa程度であり、5kPa以上、7kPa以上、または10kPa以上であってもよく、200kPa以下、150kPa以下、または100kPa以下であってもよい。せん断貯蔵弾性率が上記範囲であれば、適度の柔軟性と接着性とを両立できる。せん断貯蔵弾性率は、周波数1Hzの動的粘弾性測定による測定値である。
本発明の光半導体素子封止用シートは、使用時までは拡散層及び/又は反射防止層に剥離フィルムが設けられていてもよい。また、本発明の光半導体素子封止用シートが基材を有する場合は、基材に表面保護フィルムが積層されていてもよい。表面保護フィルムは、前記光半導体素子封止用シートやこれを含む光学製品の製造、搬送、出荷時に、傷や汚れの付着を防止する上で好適である。
<光半導体装置、自発光型表示装置、画像表示装置>
本発明の光半導体装置は、基板と、前記基板上に配置された1以上の光半導体素子と、本発明の光半導体素子封止用シートと、を備え、前記光半導体素子封止用シートが、前記光半導体素子を封止している。本発明の光半導体装置は、好ましくは、自発光型表示装置である。本発明の画像表示装置は、好ましくは、本発明の自発光型表示装置を備えるものである。
本発明の光半導体装置(自発光型表示装置)は、微小且つ多数の光半導体素子を配線基板上に配列し、各光半導体素子をこれに接続された発光制御手段により選択的に発光させることにより、文字・画像・動画等の視覚情報を、各光半導体素子の点滅により直接的に表示画面上に表示することができる表示装置である。自発光型表示装置としては、ミニ/マイクロLED表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置が挙げられる。本発明の光半導体素子封止用シートは、特にミニ/マイクロLED表示装置の製造に好適に使用される。
図3、4は、本発明の自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)の一実施形態を示す模式図(断面図)である。
図3において、自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)20は、基板3の片面に複数のLEDチップ5が配列した表示パネルと、本発明の光半導体素子封止用シート10を含む。基板3上のLEDチップ5は、光半導体素子封止用シート10の反射防止層2により封止されている。図4において、自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)21は、基板3の片面に複数のLEDチップ5が配列した表示パネルと、本発明の光半導体素子封止用シート10を含む。基板3上のLEDチップ5は、光半導体素子封止用シート10の拡散層1により封止されている。
本実施形態において、表示パネルの基板3上には、各LEDチップ5に発光制御信号を送るための金属配線層4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チップ5は、表示パネルの基板3上に金属配線層4を介して交互に配列されている。金属配線層4は、銅などの金属によって形成されており、外光を反射して、画像の視認性を低下させる。また、RGBの各色の各LEDチップ5が発する光が混色し、コントラストが低下する。
図3のミニ/マイクロLED表示装置20において、反射防止層2は、表示パネル上に配列された各LEDチップ5の間及び金属配線層4を封止する。着色剤を含有することにより遮光性が高い(透過性が低い)反射防止層2は各LEDチップ5の間を隙間なく封止しているため、各LEDチップ5同士の混色を防止し、コントラストを向上させることができる。また、着色剤を含有することにより遮光性が高い(透過性が低い)反射防止層2は、金属配線層4の表面も封止しているため、金属配線層4による反射を防止することができる。
図3において、拡散層1は、表示パネル上に配列された各LEDチップ5の上部(表示画像側)を封止する。拡散層1は、光拡散性微粒子を含有することによりヘイズ値が高くなり、十分な光拡散性能を有する。光拡散性微粒子を含有することによりヘイズ値が高く、光拡散性が高い拡散層1が各LEDチップ5の上部(表示画像側)を封止しているため、各LEDチップ5から発せられた可視光が十分に拡散されて、カラーキャストを効率的に低減することができる。
図4のミニ/マイクロLED表示装置21において、拡散層1は、表示パネル上に配列された各LEDチップ5の間及び金属配線層4を封止する。光拡散性微粒子を含有することによりヘイズ値が高い拡散層1が各LEDチップ5の側面から照射される強い発光を効率的に拡散・均一化することができ、カラーキャストを効率的に低減することができる。
図4において、反射防止層2は、表示パネル上に配列された各LEDチップ5の上部(表示画像側)を封止する。反射防止層2は、着色剤を含有することにより、十分な遮光性能を有する。着色剤を含有することにより遮光性が高い反射防止層2が各LEDチップ5の上部(表示画像側)を封止しているため、外光が金属配線層4に反射した光を十分に遮光することができる。
上述のように、本発明の光半導体素子封止用シートは、より遮光性が高い(透過性が低い)反射防止層を含むため、金属表面の反射や光沢を防止することができる。本発明の光半導体素子封止用シートに金属被着体を積層させたときの全光線領域の反射率は、例えば、10%以下であってもよいが、8.5%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましく、7.5%以下であることがさらに好ましく、7%以下であることが特に好ましい。なお、上記金属被着体としては、銅、アルミニウム、ステンレスなどを用いることができる。
本実施形態の画像表示装置は、自発光型表示装置及び光半導体素子封止用シート以外の光学部材を備えていてもよい。上記光学部材としては、特に限定されないが、偏光板、位相差板、反射防止フィルム、視野角調整フィルム、光学補償フィルムなどが挙げられる。なお、光学部材には、表示装置や入力装置の視認性を保ちながら加飾や保護の役割を担う部材(意匠フィルム、装飾フィルムや表面保護板等)も含むものとする。
本実施形態のミニ/マイクロLED表示装置は、基板の片面に複数のLEDチップが配列した表示パネルと、本発明の光半導体素子封止用シートの拡散層又は反射防止層を貼り合わせることにより製造することができる。
具体的には、表示パネルと光半導体素子封止用シートの貼り付けは、加熱及び/又は加圧下で積層させることにより実施することができる。表示パネルと光半導体素子封止用シートを貼り付ける場合は、加熱及び/又は加圧下で積層させた後に光硬化を行うことにより実施することができる。光硬化は、上記の拡散層及び/又は反射防止層を形成する光硬化と同様に行うことができる。
以下に、実施例に基づい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限定されるものではない。なお、下記製造例における各種特性は、下記の方法により評価または測定を行った。
(ヘイズ)
JIS 7136で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN-150」)を用いてヘイズ値を測定した。
(全光線透過率)
JIS 7361で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN-150」)を用いて全光線透過率を測定した。
製造例1
(プレポリマーの調製)
温度計、攪拌機、還流冷却管および窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに、ブチルアクリレート(BA)67重量部、シクロヘキシルアクリレート(CHA、大阪有機化学工業製、商品名「ビスコート#155」)14重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)19重量部、光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド184」)0.09重量部、及び光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.09重量部を投入した後、窒素ガスを流し、攪拌しながら約1時間窒素置換を行った。その後、5mW/cm2でUVAを照射し重合を行い、反応率が5~15%になるように調整して、アクリル系プレポリマー溶液を得た。
製造例2
(黒色粘着剤組成物の調製)
製造例1で得られたアクリル系プレポリマー溶液(プレポリマー全量を100重量部とする)に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)9重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)8重量部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、商品名「KAYARAD DPHA」)0.02重量部、シランカップリング剤として3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.35重量部、および光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.3量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
上記で得られた光重合性粘着剤組成物溶液100重量部に、光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.2量部と黒色顔料分散液(株式会社トクシキ製、商品名「トクシキ9050 Black」)9.2重量部を加えて、光重合性の黒色粘着剤組成物溶液を調製した。
製造例3
(反射防止シートの調製)
ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR1(三菱樹脂社製、商品名「MRF#38」)の剥離面に製造例2で調製した黒色粘着剤組成物溶液を硬化後の厚さが50μmになるように塗布し、ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている剥離フィルムR2(三菱樹脂社製、MRE#38)を被せて空気を遮断した。この積層体の片側から、ブラックライト(東芝社製、商品名「FL15BL」)を用いて照度5mW/cm2、積算光量1300mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。これにより、上記黒色粘着剤組成物の硬化物である光架橋性粘着剤が上記剥離フィルムR1,R2に挟まれた厚さ50μmの反射防止シート1を、基材レス粘着シートの形態で得た。
なお、上記ブラックライトの照度の値は、ピーク感度波長約350nmの工業用UVチェッカー(トプコン社製、商品名:UVR-T1、受光部型式UD-T36)による測定値である。
反射防止シート1のヘイズは22.2%、全光線透過率は0.9%であった。
製造例4
(反射防止シートの調製)
黒色顔料分散液(株式会社トクシキ製、商品名「トクシキ9050 Black」)5.8重量部を加えたこと以外は、製造例2、3と同様にして、厚さ50μmの反射防止シート2を、基材レス粘着シートの形態で得た。
反射防止シート2のヘイズは16.9%、全光線透過率は5.9%であった。
製造例5
(反射防止シートの調製)
黒色顔料分散液(株式会社トクシキ製、商品名「トクシキ9050 Black」)2.3重量部を加えたこと以外は、製造例2、3と同様にして、厚さ50μmの反射防止シート3を、基材レス粘着シートの形態で得た。
反射防止シート3のヘイズは8.4%、全光線透過率は29.7%であった。
製造例6
(反射防止シートの調製)
黒色顔料分散液(株式会社トクシキ製、商品名「トクシキ9050 Black」)1.7重量部を加えたこと以外は、製造例2、3と同様にして、厚さ50μmの反射防止シート4を、基材レス粘着シートの形態で得た。
反射防止シート4のヘイズは7%、全光線透過率は38.5%であった。
製造例7
(反射防止シートの調製)
黒色顔料分散液(株式会社トクシキ製、商品名「トクシキ9256 Black」)3.0重量部を加えたこと以外は、製造例2、3と同様にして、厚さ50μmの反射防止シート5を、基材レス粘着シートの形態で得た。
反射防止シート5のヘイズは9.1%、全光線透過率は20.8%であった。
製造例8
(粘着剤組成物の調製)
製造例1で得られたアクリル系プレポリマー溶液(プレポリマー全量を100重量部とする)に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)9重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)8重量部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、商品名「KAYARAD DPHA」)0.02重量部、シランカップリング剤として3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.35重量部、および光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.3量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
上記で得られた光重合性粘着剤組成物溶液100重量部に、光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)1重量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
製造例9
(光拡散シートの調製)
ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている厚さ38μmの剥離フィルムR1(三菱樹脂社製、商品名「MRF#38」)の剥離面に製造例8で調製した光重合性粘着剤組成物溶液を硬化後の厚さが100μmになるように塗布し、ポリエステルフィルムの片面が剥離面となっている剥離フィルムR2(三菱樹脂社製、MRE#38)を被せて空気を遮断した。この積層体の片側から、ブラックライト(東芝社製、商品名「FL15BL」)を用いて照度5mW/cm2、積算光量1300mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。これにより、上記光重合性粘着剤組成物の硬化物である光架橋性粘着剤が上記剥離フィルムR1,R2に挟まれた厚さ100μmの光拡散シート1を、基材レス粘着シートの形態で得た。
なお、上記ブラックライトの照度の値は、ピーク感度波長約350nmの工業用UVチェッカー(トプコン社製、商品名:UVR-T1、受光部型式UD-T36)による測定値である。
光拡散シート1のヘイズは38.4%、全光線透過率は91.5%であった。
製造例10
(光拡散シートの調製)
光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)2重量部を加えたこと以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ100μmの光拡散シート2を、基材レス粘着シートの形態で得た。
光拡散シート2のヘイズは56%、全光線透過率は91.3%であった。
製造例11
(光拡散シートの調製)
光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)5重量部を加えたこと以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ100μmの光拡散シート3を、基材レス粘着シートの形態で得た。
光拡散シート3のヘイズは86.6%、全光線透過率は91.7%であった。
製造例12
(光拡散シートの調製)
光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)60重量部、及び3-フェノキシベンジルアクリレート(共栄社化学社製、商品名「ライトアクリレートPOB-A」)20重量部を加えたこと以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ100μmの光拡散シート4を、基材レス粘着シートの形態で得た。
光拡散シート4のヘイズは99.5%、全光線透過率は77%であった。
製造例13
(光拡散シートの調製)
光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)2重量部、及び3-フェノキシベンジルアクリレート(共栄社化学社製、商品名「ライトアクリレートPOB-A」)20重量部を加えたこと以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ100μmの光拡散シート5を、基材レス粘着シートの形態で得た。
光拡散シート5のヘイズは58.8%、全光線透過率は90.5%であった。
製造例14
(光拡散シートの調製)
光拡散性微粒子(Dupont社製、商品名「Ti-Pure R706」、酸化チタン、屈折率:約2.5、平均粒径:0.36μm)0.2重量部を加えたこと以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ100μmの光拡散シート6を、基材レス粘着シートの形態で得た。
光拡散シート6のヘイズは44.8%、全光線透過率は78.4%であった。
製造例15
(光拡散シートの調製)
製造例1で得られたアクリル系プレポリマー溶液(プレポリマー全量を100重量部とする)に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)9重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)8重量部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、商品名「KAYARAD DPHA」)0.02重量部、シランカップリング剤として3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.35重量部、および光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.3量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
上記で得られた光重合性粘着剤組成物溶液41.3重量部に、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)7.18重量部、2-エチルヘキシルアクリレート(2-EHA)21.53重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)0.01重量部、光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.092重量部、及び光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)30重量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
上記で得られた光重合性粘着剤組成物溶液を用いて、製造例9と同様にして、剥離フィルムR1,R2に挟まれた厚さ50μmの光拡散シート7を、基材レス粘着シートの形態で得た。光拡散シート7のヘイズは96.3%、全光線透過率は91.8%であった。
製造例16
(光拡散シートの調製)
製造例1で得られたアクリル系プレポリマー溶液(プレポリマー全量を100重量部とする)に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)9重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(4-HBA)8重量部、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、商品名「KAYARAD DPHA」)0.02重量部、シランカップリング剤として3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.35重量部、および光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.3量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
上記で得られた光重合性粘着剤組成物溶液38.2重量部に、ベンジルアクリレート(BZA、ビスコート#160、大阪有機化学工業株式会社)23重量部、ブチルアクリレート(BA)15.7重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)0.02重量部、光重合開始剤(IGM社製、商品名「オムニラド651」)0.092重量部、及び光拡散性微粒子(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、商品名「トスパール145」、シリコーン樹脂、屈折率:1.42、平均粒径:4.5μm)23重量部を加えて、光重合性粘着剤組成物溶液を調製した。
上記で得られた光重合性粘着剤組成物溶液を用いて、製造例9と同様にして、剥離フィルムR1,R2に挟まれた厚さ50μmの光拡散シート8を、基材レス粘着シートの形態で得た。光拡散シート8のヘイズは98.0%、全光線透過率は89.5%であった。
製造例17
(粘着シートの調製)
光拡散性微粒子を加えず、硬化後の厚さを50μmになるように塗布すること以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ50μmの粘着シート1を、基材レス粘着シートの形態で得た。
粘着シート1のヘイズは0.6%、全光線透過率は92.4%であった。
製造例18
(粘着シートの調製)
光拡散性微粒子を加えないこと以外は、製造例8、9と同様にして、厚さ100μmの粘着シート2を、基材レス粘着シートの形態で得た。
粘着シート2のヘイズは0.6%、全光線透過率は92.4%であった。
実施例1
(光半導体素子封止用シートの調製)
50mm×45mmにカットした製造例4で得られた反射防止シート2から一方の剥離フィルムを剥離し、粘着面を露出させた。50mm×45mmにカットした製造例9で得られた光拡散シート1から一方の剥離フィルムを剥離して露出させた粘着面を、前記反射防止シート2の粘着面に貼り合わせることにより、剥離フィルム1/反射防止シート1/光拡散シート2/剥離フィルム2からなる光半導体素子封止用シートとして積層体1を得た。
実施例2~14、比較例1~4
(光半導体素子封止用シートの調製)
表1、2に表される積層構造にしたこと以外は、実施例1と同様にして積層体2~18を得た。
(評価)
上記の実施例及び比較例で得られた光半導体素子封止用シートを用いて、以下の評価を行った。評価方法を以下に示す。
(1)ヘイズ
実施例及び比較例で得られた光半導体素子封止用シートの剥離フィルム2を剥がし、ガラス板に貼り合わせた。次いで、剥離フィルム1を剥がして、露出させた粘着面から光が入射するように、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN-150」)に設置し、JIS 7136で定める方法により、ヘイズ値を測定した。結果を表1、2に示す。
(2)全光線透過率
実施例及び比較例で得られた光半導体素子封止用シートの剥離フィルム2を剥がし、ガラス板に貼り合わせた。次いで、剥離フィルム1を剥がして、露出させた粘着面から光が入射するように、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN-150」)に設置し、JIS 7361で定める方法により、全光線透過率を測定した。結果を表1、2に示す。
(3)反射率
上記の実施例及び比較例で得られた光半導体素子封止用シートの剥離フィルム2を剥離して露出させた粘着面をアルミニウム箔に貼り合わせた。得られたサンプルを、Solidspec3700(島津製作所社製)へ剥離フィルム1を光源側に設置し、280~780nmの反射率(%)を測定した。550nmの反射率を表1、2に示す。反射防止機能を以下の基準で評価した。結果を表1、2に示す。
〇: 550nmの反射率が8.5%以下
△: 550nmの反射率が8.5%を超え10%以下
×: 550nmの反射率が10%を超える
(4)光拡散効果
実施例及び比較例で得られた光半導体素子封止用シートの剥離フィルム2を剥がし、ガラス板に貼り合わせた。
スクリーンの上部に高さが2.4cmになるようにLEDランプ(株式会社イーケイジャパン製、商品名「LK-3PG」)を設置した。LEDランプに得られた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(株式会社イーケイジャパン製、商品名「AP-180」)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、以下の基準で光拡散効果を評価した。結果を表1、2に示す。

〇: 直径が2cmを超える
×: 直径が2cm以下
Figure 0007208435000002
Figure 0007208435000003
*表2中、比較例1は粘着シート1を反射防止層、比較例2は粘着シート2を拡散層、比較例3は粘着シート1を反射防止層、粘着シート2を拡散層、比較例4は粘着シート2を拡散層として、それぞれT1、T2、H1、及びH2を表示した。
本発明のバリエーションを以下に付記する。
〔付記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、拡散層と、反射防止層とを備え、
前記拡散層は樹脂層であり、前記反射防止層は樹脂層であり、
前記拡散層は、光拡散性微粒子を含有し、
前記反射防止層は、着色剤を含有する、光半導体素子封止用シート。
〔付記2〕前記拡散層は粘着剤層であり、前記反射防止層は粘着剤層である、付記1に記載の光半導体素子封止用シート。
〔付記3〕前記拡散層及び反射防止層を構成する粘着剤層が、ベースポリマーとして、アクリル系ポリマーを含むアクリル系粘着剤である、付記2に記載の光半導体素子封止用シート。
〔付記4〕前記光拡散性微粒子が、シリコーン樹脂で構成される微粒子である、付記1~3のいずれか1つに記載の光半導体素子封止用シート。
〔付記5〕前記光拡散性微粒子と、前記拡散層を構成する樹脂層との屈折率差の絶対値は、0.001~5である、付記1~4のいずれか1つに記載の光半導体素子封止用シート。
〔付記6〕基板と、前記基板上に配置された1以上の光半導体素子と、付記1~5のいずれか1つに記載の光半導体素子封止用シートと、を備え、
前記光半導体素子封止用シートが、前記光半導体素子を封止する、光半導体装置。
〔付記7〕自発光型表示装置である、付記6に記載の光半導体装置。
〔付記8〕付記7に記載の自発光型表示装置を備える画像表示装置。
本発明の光半導体素子封止用シートは、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。
10、11 光半導体素子封止用シート
1 拡散層
2 反射防止層
S 基材
20、21 自発光型表示装置(ミニ/マイクロLED表示装置)
3 基板
4 金属配線層
5 光半導体装置(LEDチップ)

Claims (12)

  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、拡散層と、反射防止層とを備え、
    前記拡散層は樹脂層であり、前記反射防止層は樹脂層であり、
    前記拡散層は、光拡散性微粒子を含有する粘着剤層であり、
    前記反射防止層は、着色剤を含有する粘着剤層である、光半導体素子封止用シート。
  2. 前記拡散層及び反射防止層を構成する粘着剤層が、ベースポリマーとして、アクリル系ポリマーを含むアクリル系粘着剤である、請求項に記載の光半導体素子封止用シート。
  3. 前記光拡散性微粒子が、シリコーン樹脂で構成される微粒子である、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. 前記光拡散性微粒子と、前記拡散層を構成する樹脂層との屈折率差の絶対値は、0.001~5である、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  5. 前記拡散層の全光線透過率T 1 及び前記反射防止層の全光線透過率T 2 はT 1 >2T 2 を充たす、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  6. 前記拡散層の全光線透過率T 1 及び前記反射防止層の全光線透過率T 2 はT 1 >3T 2 を充たす、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  7. 前記拡散層の全光線透過率T 1 及び前記反射防止層の全光線透過率T 2 の差(T 1 -T 2 )は30%以上である、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  8. 前記拡散層のヘイズ値H 1 及び前記反射防止層のヘイズ値H 2 はH 1 >H 2 を充たす、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  9. 前記拡散層のヘイズ値H 1 及び前記反射防止層のヘイズ値H 2 の差(H 1 -H 2 )は1%以上である、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シート。
  10. 基板と、前記基板上に配置された1以上の光半導体素子と、請求項1または2に記載の光半導体素子封止用シートと、を備え、
    前記光半導体素子封止用シートが、前記光半導体素子を封止する、光半導体装置。
  11. 自発光型表示装置である、請求項10に記載の光半導体装置。
  12. 請求項11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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