TW201935713A - 紫外線發光裝置、紫外線發光裝置之製造方法及紫外線發光模組之製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種紫外線發光裝置，其具備：基台，經覆晶安裝於基台上之氮化物半導體紫外線發光元件，及密封氮化物半導體紫外線發光元件並將自該氮化物半導體紫外線發光元件出射之光聚光或擴散之透鏡。透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成，該非晶質氟樹脂之密度大於2.11g/cm3 。

Description

紫外線發光裝置、紫外線發光裝置之製造方法及紫外線發光模組之製造方法
本發明有關具備於基台上覆晶安裝之氮化物半導體紫外線發光元件之紫外線發光裝置，尤其有關具備射出發光中心波長為200nm以上且365nm以下之光(紫外線)的氮化物半導體紫外線發光元件之紫外線發光裝置。
過去以來，作為發光二極體或半導體雷射等之氮化物半導體紫外線發光元件，已知有於藍寶石等之基板主面上形成經磊晶成長之由複數氮化物半導體層所成之發光元件構造者。氮化物半導體層係以通式Al1-x-y Gax Iny N (0≦x≦1，0≦y≦1，0≦x+y≦1)表示。
作為安裝氮化物半導體紫外線發光元件之紫外線發光裝置，已知有覆晶安裝氮化物半導體紫外線發光元件，將氮化物半導體層發生之光自基板背面(主面之相反側的面)側取出之紫外線發光裝置(例如參考下述專利文獻1及2)。又於此種紫外線發光裝置中，亦有於經覆晶安裝之氮化物半導體紫外線發光元件之基板背面側設置透鏡者(例如參考下述專利文獻1之圖1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2014/178288號 　　[專利文獻2] 日本特開2017-120837號公報
[發明欲解決之課題]
專利文獻1中，記載亦可藉由非晶質氟樹脂密封氮化物半導體紫外線發光元件並且將該非晶質氟樹脂表面形成為球面而構成透鏡。又，作為非晶質氟樹脂，則記載使用構成聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造，且末端官能基為全氟烷基之非結合性非晶質氟樹脂。此種非晶質氟樹脂由於即使暴露於紫外線亦難以劣化，紫外線可良好透過(例如紫外線透過率為90%以上)，故適用於氮化物半導體紫外線發光元件之密封。
然而，非晶質氟樹脂與過去以來廣泛使用之聚矽氧樹脂相比，有折射率低而透鏡性能低的問題。例如專利文獻2中，密封峰值發光波長為265nm之氮化物半導體紫外線發光元件時，聚矽氧樹脂之折射率為1.4左右，但非晶質氟樹脂之折射率報導為1.35左右(參考專利文獻2之說明書段落[0019]及[0053])。
雖亦見到兩者差僅為少許，但折射率對透鏡性能造成之影響非常大。例如，將未經封裝之氮化物半導體紫外線發光元件之光取出效率設為100%時，以外形為半球狀之聚矽氧樹脂密封該氮化物半導體紫外線發光元件之光取出效率即使可增大至198%，以與該聚矽氧樹脂同樣大小及同樣形狀之非晶質樹脂密封該氮化物半導體紫外線發光元件時，光取出效率僅能增大至150%。
但，聚矽氧樹脂由於暴露於紫外線及其周邊波長之光時會急速劣化，故無法使用於作為現實製品而出廠的紫外線發光裝置。因此，作為現實製品出廠之紫外線發光裝置中，亦不得不使用折射率較聚矽氧樹脂小透鏡性能差，但即使暴露於紫外線及其周邊波長之光亦難以劣化之非晶質氟樹脂。
本發明係鑒於上述問題點而完成者，其目的在於提供以透鏡性能經提高之非晶質氟樹脂構成之透鏡密封氮化物半導體紫外線發光元件之紫外線發光裝置。 [用以解決課題之手段]
為達上述目的，本發明提供一種紫外線發光裝置，其特徵為具備：基台，經覆晶安裝於前述基台上之氮化物半導體紫外線發光元件，及密封前述氮化物半導體紫外線發光元件並將自該氮化物半導體紫外線發光元件出射之光聚光或擴散之透鏡；前述透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成，該非晶質氟樹脂之密度大於2.11g/cm3 。
依據該紫外線發光裝置，可以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之折射率的非晶質氟樹脂構成之透鏡，密封氮化物半導體紫外線發光元件。亦即，可以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡，密封氮化物半導體紫外線發光元件。又，所謂標準狀態之非晶質氟樹脂係密度未經調整之非晶質氟樹脂，且於室溫(23℃)之密度為2.030g/cm3 的非晶質氟樹脂。
又，本發明中，AlGaN系半導體係以通式Alx Ga1-x N(x為AlN莫耳分率，0≦x≦1)表示之3元(或2元)加工物為基本，其帶隙能量為GaN(x=0)之帶隙能量(約3.4eV)以上之3族氮化物半導體，只要滿足該帶隙能量相關之條件，則亦包含含有微量In、P、As等之情況。
又，上述特徵之紫外線發光裝置中，構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂之密度亦可大於2.21g/cm3 。
依據該紫外線發光裝置，可以具有比聚矽氧樹脂更大折射率的非晶質氟樹脂構成之透鏡，密封氮化物半導體紫外線發光元件。亦即，可以具有比聚矽氧樹脂更良好之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡，可密封氮化物半導體紫外線發光元件。
又，上述特徵之紫外線發光裝置中，前述透鏡之表面一部分為球面或凸狀之曲面。且，上述特徵之紫外線發光裝置中，前述氮化物半導體紫外線發光元件之發光中心波長落於200nm以上且365nm以下之範圍內。
又，本發明提供一種紫外線發光裝置之製造方法，其特徵為具備形成透鏡之第1步驟，該透鏡係密封經覆晶安裝於基台之氮化物半導體紫外線發光元件，並將自該氮化物半導體紫外線發光元件出射之光聚光或擴散，前述透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成，於前述第1步驟或其後之步驟中，藉由將構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂加熱至玻璃轉移溫度以上並且施加35MPa以上之壓力，於施加該壓力之狀態下，冷卻至比前述玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度，將該非晶質氟樹脂進行高密度化處理。
依據該紫外線發光裝置之製造方法，可以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之折射率的非晶質氟樹脂構成之透鏡，密封氮化物半導體紫外線發光元件。亦即，可以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡，密封氮化物半導體紫外線發光元件。
又，上述特徵之紫外線發光裝置之製造方法中，於前述第1步驟中，同時形成將於複數個前述基台經一體化而成之基台板上覆晶安裝之複數個前述氮化物半導體紫外線發光元件之各者進行密封的前述透鏡，於構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂之前述高密度化處理後，進而具備將前述基台板分割為包含一個以上之以前述透鏡密封之前述氮化物半導體紫外線發光元件之第2步驟。
依據該紫外線發光裝置之製造方法，由於同時形成複數個紫外線發光裝置中之非晶質氟樹脂，故可效率良好地製造紫外線發光裝置。
又，本發明提供一種紫外線發光模組之製造方法，其特徵為具備下述步驟：於被安裝部安裝1個或複數個紫外線發光裝置之第3步驟，該紫外線發光裝置具有經覆晶安裝於基台同時以透鏡密封之氮化物半導體紫外線發光元件；及於前述第3步驟後，將前述非晶質氟樹脂進行高密度化處理之第4步驟；前述透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成， 　　於前述第4步驟中，將構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂加熱至玻璃轉移溫度以上並且施加35MPa以上之壓力，於施加該壓力之狀態下，冷卻至比前述玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度。
依據該紫外線發光模組之製造方法，以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之折射率的非晶質氟樹脂構成之透鏡密封氮化物半導體紫外線發光元件，可獲得紫外線發光模組。亦即，以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡密封氮化物半導體紫外線發光元件，可獲得紫外線發光模組。
再者，依據該紫外線發光模組之製造方法，於紫外線發光裝置之安裝後進行非晶質氟樹脂之高密度化處理。該情況，於完成紫外線發光裝置之安裝之前，可執行高溫處理(非晶質氟樹脂之玻璃轉移溫度以上的處理，非晶質氟樹脂若經高密度化則成為會使其密度恢復至原來的溫度之處理)。例如紫外線發光裝置安裝時，可執行焊料回焊。 [發明效果]
依據上述特徵之紫外線發光裝置，可以具有比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡，密封氮化物半導體紫外線發光元件。
又，一般，藉由變更附加苯環等之分子構造或添加無機材料等而增大樹脂之折射率之方法為已知。然而，以非晶質氟樹脂密封氮化物半導體紫外線發光元件時，若變更非晶質氟樹脂之分子構造，則光的吸收波長經長波長化而增大紫外線之吸收量，故會使光取出率降低。且，末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂由於與無機材料等之添加物的親和性低，故添加物無法均一分散而使光的透過率減少，會使光取出效率降低。相對於此，若為藉由高密度化提高折射率之方法，由於亦未使用未變更分子構造之添加物，故可防止光取出效率之降低。因此，以藉由高密度化提高折射率之非晶質氟樹脂構成之透鏡密封氮化物半導體紫外線發光元件，可抑制光取出效率之降低並且提高透鏡性能。
以下針對本發明實施形態之紫外線發光裝置參考圖式加以說明。又，以下說明中所參考之圖式，為了容易說明理解，而強調一部分重要部分示意性顯示，故各部分之尺寸未必與實際元件及使用之零件為相同尺寸。且，以下中，係舉本發明實施形態之紫外線發光裝置所具備之氮化物半導體紫外線發光元件為光二極體之情況為例加以說明。
＜氮化物半導體紫外線發光元件＞ 　　首先，針對本發明實施形態之紫外線發光裝置所具備之氮化物半導體紫外線發光元件之一例參考圖式加以說明。圖1係示意性顯示本發明實施形態之紫外線發光裝置所具備之氮化物半導體紫外線發光元件的元件構造的一例之剖面圖，圖2係示意性顯示圖1所示之氮化物半導體紫外線發光元件之俯視形狀之俯視圖。
如圖1所示，本發明實施形態之紫外線發光裝置所具備之氮化物半導體紫外線發光元件10於藍寶石基板11之主面上具備複數之由AlGaN系半導體所成之半導體層合部12、n電極13及p電極14。又，氮化物半導體紫外線發光元件10預先想像來自如後述圖3所示般覆晶安裝之半導體層合部12之發光係自藍寶石基板11之背面側取出。
半導體層合部12作為一例係自藍寶石基板11側起依序層合AlN層20、AlGaN層21、n型AlGaN所成之n型包覆層22、活性層23、p型AlGaN之電子阻斷層24、p型AlGaN之p型包覆層25、p型GaN之p型接觸層26而構成。藉由n型包覆層22至p型接觸層26而形成發光二極體構造。藍寶石基板11與AlN層20與AlGaN層21為了於其上形成發光二極體構造而作為模板發揮功能。藉由反應性離子蝕刻等去除上部之活性層23、電子阻斷層24、p型包覆層25及p型接觸層26之一部分直至n型包覆層22之一部分表面露出。該去除後之n型包覆層22之露出面之自上部活性層23至p型接觸層26之半導體層就方便起見稱為「台面部分」。活性層23作為一例係成為由n型AlGaN之障壁層與AlGaN或GaN之井層所成之單層量子井構造。活性層23只要為於下層側及上層側以AlN莫耳分率較大之n型及p型AlGaN層夾持之雙異質接合(double hetero-junction)構造即可，且亦可為上述單層之量子井構造經多層化之多重量子井構造。
各AlGaN層係藉由有機金屬化合物氣相成長(MOVPE)法或分子束磊晶(MBE)法等之周知磊晶成長法形成，作為n型層之供體雜質係使用例如Si，作為p型層之受體雜質係使用例如Mg。
於n型包覆層22之經露出表面形成例如Ti/Al/Ti/Au之n電極13。且，於p型接觸層26之表面形成例如Ni/Au之p電極14。又，構成n電極13及p電極14之金屬層層數、材質並非限定於上述例示之層數、材質者。
又，如圖2所示，氮化物半導體紫外線發光元件10之俯視之晶片形狀為正方形，於晶片之外周部分，以包圍位於中央之俯視梳形形狀之上述台面部分之方式，使n型包覆層22之表面露出。再者，推定使n電極13以包圍上述台面部分之方式環狀形成於n型包覆層22之露出表面上，p電極14形成於上述台面部分之頂部之構成例。圖2中，施以陰影線之部分分別為n電極13及p電極14。且，台面部分與n型包覆層22之露出表面的邊界線BL係參考用而顯示。
本例之氮化物半導體紫外線發光元件10係推定為如圖2所示，於晶片之4角落n電極13之露出面積變廣，於覆晶安裝中，於該4角落中，n電極13於副載基板上之對應電極焊墊之間經由黏合材料物理且電性連接之構成例。又，氮化物半導體紫外線發光元件10之俯視晶片形狀、台面部分之俯視型狀、n電極13及p電極14之個數及形成位置，並非限定於圖2中例示之形狀、個數、形成位置者。又，本例之氮化物半導體紫外線發光元件中，作為晶片尺寸係推定為一邊為0.8mm~1.5mm左右，但晶片尺寸並非限定於該範圍內者。
氮化物半導體紫外線發光元件10中，藍寶石基板11之表面側形成之半導體層合部12、n電極13及p電極14並非限定於上述例示之構成及構造者，可採用各種習知構成及構造。且，氮化物半導體紫外線發光元件10亦可具備半導體層合部12、n電極13及p電極14以外之構成要素，例如保護膜等。因此，各AlGaN層20~26、各電極13、14之膜厚等之詳細說明省略。
如後述，本發明實施形態之紫外線發光裝置係於副載基板等之基台上覆晶安裝氮化物半導體紫外線發光元件10，並且以非晶質氟樹脂密封之構成中，具有防止於紫外線發光裝置之出廠後之非晶質氟樹脂之形狀變化的特徵。因此，針對藍寶石基板11之表面上形成之半導體層合部12、n電極13及p電極14，並非本發明之主旨，且作為具體元件構造可考慮各種變化例，可藉由周知的製造方法製造，故關於氮化物半導體紫外線發光元件10之詳細說明予以省略。
＜紫外線發光裝置＞ 　　其次，針對本發明實施形態之紫外線發光裝置，參考圖3及圖4加以說明。圖3係示意性顯示本發明實施形態之紫外線發光裝置之一例的剖面圖。圖4係示意性顯示圖3所示之紫外線發光裝置所使用之副載基板之俯視形狀與剖面形狀之俯視圖及剖面圖。
如圖3所示，氮化物半導體紫外線發光元件10係將藍寶石基板11之主面側安裝於副載基板30之方式進行安裝(覆晶安裝)。又，參考圖3之以下說明中，以副載基板30之載置面為基準，將氮化物半導體紫外線發光元件10側之方向成為向上方向。
圖4中，(A)係顯示副載基板30之俯視形狀之俯視圖，(B)係顯示該俯視圖(A)中通過副載基板30的中心之垂直於副載基板30表面之剖面的剖面形狀之剖面圖。副載基板30的一邊長度若有可搭載氮化物半導體紫外線發光元件10而可於其周圍形成用以密封氮化物半導體紫外線發光元件10之樹脂之餘裕，則並未限定於特定值。作為一例，俯視正方形之副載基板30的一邊長度較好為例如所搭載之相同俯視正方形的氮化物半導體紫外線發光元件10之晶片尺寸(一邊長度)的1.5~2倍左右以上。又，副載基板30之俯視形狀並非限定於正方形。
副載基板30具備由絕緣性陶瓷等之絕緣材料所成之平板狀基材31，於基材31之表面側，分別形成陽極側之第1金屬電極配線32與陰極側之第2金屬電極配線33，於基材31之背面側形成導線端子34、35。基材31的表面側之第1及第2金屬電極配線32、33係經由設於上述基材31之貫通電極(未圖示)與基材31背面側之導線端子34、35分別連接。副載基板30載置於其他配線基板等之上時，該配線基板上之金屬配線與導線端子34、35之間形成電性連接。又，導線端子34、35覆蓋基材31之背面大致全面，發揮散熱片之功能。
第1及第2金屬電極配線32、33係如圖4所示，形成於基材31之中央部分之搭載氮化物半導體紫外線發光元件10之部位及其周圍相互隔開配置並電性分離。第1金屬電極配線32係以第1電極焊墊320與連接於其之第1配線部321構成。且，第2金屬電極配線33係由4個第2電極焊墊330與連接於其之第2配線部331構成。第1電極焊墊320具有比氮化物半導體紫外線發光元件10之p電極14的梳形俯視形狀之外框(於假定為於梳形凹部亦具有台面部分時之形狀外周)稍大之俯視形狀，並位於基材31之中央部分的中心。第2電極焊墊330之俯視形狀、個數及配置，於氮化物半導體紫外線發光元件10之p電極14與第1電極焊墊320對向之方式配置氮化物半導體紫外線發光元件10時，係設定為n電極13之晶片的4個角落之露出面積變廣的部分與第2電極焊墊330分別對向。圖4(A)中，分別對第1電極焊墊320與第2電極焊墊330施以陰影。又，第1及第2金屬電極配線32、33之俯視形狀並未限定於圖4(A)所示之形狀，若為p電極14可與第1電極焊墊320對向，n電極13之4角落可與第2電極焊墊330對面之俯視形狀，則亦可有各種變化。
副載基板30之基材31係藉由例如氮化鋁(AlN)等之不因暴露於紫外線而劣化之絕緣材料形成。又，基材31就散熱性之方面而言較好為AlN，但亦可為碳化矽(SiC)、氮化矽(SiN)或氮化硼(BN)，且亦可為氧化鋁(Al2 O3 )等之陶瓷。又，基材31不限定於上述絕緣材料之無垢材，亦可為將氧化矽玻璃作為黏合劑緊密結合上述絕緣材料之粒子的燒結體，進而，亦可為似金剛石碳(DLC)薄膜、工業用金剛石薄膜等。
又，副載基板30係於基材31之背面側未設置導線端子34、35之構成時，基材31並非僅以絕緣材料構成，而可設為由金屬膜(例如Cu、Al等)與上述絕緣材料所成之絕緣層之層合構造。
第1及第2金屬電極配線32、33作為一例係以銅的厚膜鍍敷膜及被覆該厚膜鍍敷膜表面(上面及側壁面)之1層或多層表面金屬膜所構成。該表面金屬膜之最外層係以離子化傾向比構成厚膜鍍敷膜之銅小的金屬(例如金(Au)或鉑族金屬(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt或該等內之2種以上之合金)或金與鉑族金屬之合金)所構成。
如圖3所示，氮化物半導體紫外線發光元件10係以n電極13及p電極14向下，p電極14與第1電極焊墊320、n電極13之4角落與4個第2電極焊墊330分別對向經由AuSn焊料或金凸塊等之黏合材料B1電性及物理性連接，載置固定於基材31之中央部分上。又，黏合材料B1以AuSn等之焊料材料構成時，亦可以p電極14與n電極13之各頂面(圖3中之下面)高度一致地形成為同一平面，並藉焊料回焊等之周知焊接方法，使p電極14與第1金屬電極配線32、n電極13與第2金屬電極配線33物理性且電性連接。進而，該情況下，作為使p電極14與n電極13之各頂面高度一致成為同一平面之方法，係考慮如下方法：例如以與p電極14電性連接，經由絕緣保護膜覆蓋上述台面部分之頂面(圖3中之下面)及側面之方式形成p側鍍敷電極，藉由電解鍍敷法等形成與該p側之鍍敷電極隔開且與n電極13電性連接之n側鍍敷電極，且形成為與p側之鍍敷電極相同高度。關於該鍍敷電極之細節參考國際公開第2016/157518號說明書等之記載。
又，如圖3所示，安裝於副載基板30上之氮化物半導體紫外線發光元件10係藉由被覆樹脂40及透鏡41密封。具體而言，氮化物半導體紫外線發光元件10之上面及側面及副載基板30之上面(第1及第2金屬電極配線32、33之上面及側面、第1及第2金屬電極配線32、33間露出之基材31表面)藉由被覆樹脂40被覆，使被覆樹脂40填充於副載基板30與氮化物半導體紫外線發光元件10間之間隙部。接著，以覆蓋表面經形成被覆樹脂40之氮化物半導體紫外線發光元件10之背面及側面並密封之方式，設置透鏡41。又，透鏡41係至少使自氮化物半導體紫外線發光元件10出射之光聚光或擴散之透鏡形狀，其形狀係對應於紫外線發光裝置1之目的而適當設計。
被覆樹脂40及透鏡41係以耐熱性、紫外線耐性及紫外線透過性優異之非晶質氟樹脂構成。作為非晶質氟樹脂，舉例為使結晶性聚合物之氟樹脂共聚合作成聚合物合金予以非晶質化者，或全氟二噁唑枝共聚物(杜邦公司之商品名TEFLON AF(註冊商標))或全氟丁烯乙烯醚之環化聚合物(旭玻璃公司製之商品名CYTOP(註冊商標))。
非晶質氟樹脂大致分為具有對於金屬呈現結合性之反應性末端官能基之結合性非晶質氟樹脂，及不具有該反應性末端官能基之非結合性非晶質氟樹脂。該反應性末端官能基作為一例為羧基(COOH)或酯基(COOR)。但R表示烷基。
於電極周圍形成之被覆樹脂40以不具有可能成為構成電極之金屬遷移要因之反應性末端官能基之非結合性非晶質氟樹脂構成時，可防止因該遷移所致之短路。具體而言，被覆樹脂40係以構成聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造，末端官能基係對於金屬等呈現難結合性之CF3 等之全氟烷基的非結合性非晶質氟樹脂所構成。又，本發明實施形態之紫外線發光裝置1中，透鏡41係以與被覆樹脂40同樣之非結合性非晶質氟樹脂構成。又，以下中，構成本發明實施形態之紫外線發光裝置1所具備之被覆樹脂40及透鏡41之非結合性非晶質氟樹脂為了簡化說明而有時簡稱為「非晶質氟樹脂」。又，圖3中，雖圖示為可將被覆樹脂40與透鏡41區別為不同構件，但兩者亦可一體化而無法區別。
作為具有含氟脂肪族環構造之構造單位較好為基於環狀含氟單體之單位(以下稱為「單位A」)或藉由二烯系含氟單體之環化聚合而形成之單位(以下稱為「單位B」)。又，關於該單位A及單位B，由於與由本案相同申請人申請之國際公開第2014/178288號(專利文獻1)之段落[0031]~[0058]中詳細說明，故請參照。
又，作為上述單體之環化聚合方法、均聚合方法及共聚合方法可適用例如日本特開平4-189880號公報等所揭示之習知方法。而且藉由上述單體之聚合(環化聚合、均聚合、共聚合)時之上述單體濃度之調整、起始劑濃度之調整、添加轉移劑之添加等之方法，獲得期望重量平均分子量的非晶質氟樹脂。又，以下，構成非晶質氟樹脂之聚合物或共聚物之重量平均分子量係僅作為非晶質氟樹脂之重量平均分子量加以說明。
又，聚合處理後之非晶質氟樹脂之末端官能基有形成上述之反應性末端官能基或其他不安定官能基之可能性。因此，獲得末端官能基為CF3 的非結合性非晶質氟樹脂時，例如使用日本特開平11-152310號公報等所揭示之習知方法，藉由使氟氣體與該聚合處理後之非晶質氟樹脂接觸，而將該等反應性末端官能基或不安定末端官能基置換為非反應性之末端官能基即CF3 。
作為非結合性非晶質氟樹脂之市售品之一例，舉例為CYTOP(旭玻璃公司製)等。又，末端官能基為CF3 之CYTOP係下述化1所示之上述單位B的聚合物。
＜紫外線發光裝置之製造方法＞ 　　其次，針對本發明實施形態之紫外線發光裝置之製造方法加以說明。
首先，將經切割之氮化物半導體紫外線發光元件10之裸晶片藉由周知之覆晶安裝而固定於副載基板30之第1及第2金屬電極配線32、33上。具體而言，p電極14與第1金屬電極配線32經由AuSn焊料或金凸塊等之黏合材料B1而物理且電性連接，n電極13與第2金屬電極配線33經由黏合材料B1而物理且電性連接。
接著，準備使非結合性之非晶質氟樹脂溶解於含氟溶劑，較好為非質子性含氟溶劑中之塗佈液。
接著，將準備之塗佈液使用剝離性良好之鐵氟龍針等注入副載基板30及氮化物半導體紫外線發光元件10上之後，邊緩緩加熱塗佈液邊蒸發溶劑，而於氮化物半導體紫外線發光元件10之上面及側面、副載基板30之上面(第1及第2金屬電極配線32、33之上面及側面、於第1及第2金屬電極配線32、33之間露出之基材31之表面)及副載基板30與氮化物半導體紫外線發光元件10之間的間隙部，形成非結合性之非晶質氟樹脂40。又，溶劑蒸發時，係以使被覆樹脂40內不殘留氣泡之方式，自溶劑沸點以下之低溫區域(例如室溫附近)緩緩加熱至溶劑沸點以上之高溫區域(例如200℃附近)，使溶劑蒸發。
接著，於非結合性之非晶質氟樹脂開始分解之溫度(約350℃)以下之溫度範圍，例如150℃~300℃，更好200℃~300℃之溫度範圍，加熱被覆樹脂40使之軟化，將氮化物半導體紫外線發光元件10之上面的被覆樹脂40朝向氮化物半導體紫外線發光元件10側按壓。
接著，於被覆樹脂40之上部，藉由例如壓縮成形、轉注成形等之習知成形方法，以被覆氮化物半導體紫外線發光元件10之方式形成與被覆樹脂40同樣的非結合性之非晶質氟樹脂製之透鏡41。但，與該非晶質氟樹脂之透鏡41之形成時同時或於成形後，進行使非晶質氟樹脂高密度化之處理。詳細係如後述之＜非晶質氟樹脂之高密度化＞中所說明，但藉由使非晶質氟樹脂高密度化而可增大折射率，可提高透鏡41之透鏡性能。
＜紫外線發光模組＞ 　　其次，針對具備本發明實施形態之紫外線發光裝置1之紫外線發光模組之一例參考圖式加以說明。圖5係示意性顯示本發明實施形態之紫外線發光模組之剖面圖。
如圖5所示，紫外線發光模組(例如紫外線殺菌裝置)50具備紫外線發光裝置1。例如，經由Au凸塊等之黏合材料B2，將被安裝部51之焊盤511與紫外線發光裝置1之導線端子34物理性且電性連接，同時將被安裝部51之焊盤512與紫外線發光裝置1之導線端子35物理性且電性連接。
此時，於欲安裝之紫外線發光裝置1所具備之非晶質氟樹脂之透鏡41已經高密度化之情況，因暴露於高溫(例如玻璃轉移溫度以上)則分子容易移動，有使密度降低之虞。因此，將具備經高密度化之非晶質氟樹脂之透鏡41的紫外線發光裝置1安裝於被安裝部51時，若使用例如藉由超音波振動而黏合等之低溫(例如比玻璃轉移溫度低之溫度)亦可實施之安裝方法則較佳。
＜非晶質氟樹脂之高密度化＞ 　　針對構成本發明實施形態之氮化物半導體紫外線發光元件10所具備之透鏡41的非晶質氟樹脂之高密度化，參考下述圖式加以說明。
圖6係顯示非晶質氟樹脂之密度與折射率的關係之圖表。又，圖6所示之圖表中，橫軸係密度(g/cm3 )，縱軸為對於紫外線(波長265nm)之折射率。
圖6所示之圖表係藉由下述式(1)及(2)獲得。下述式(1)係Lorentz-Lorenz式，n為折射率，N為數密度，α為分極率，ρ係密度，M係分子量，[R]係分子折射。下述式(1)中，M為278，[R]為D線(波長589.29nm)之值係28.12，分別為已知。將該2個值代入下述式(1)，並且將任意之密度ρ的值代入下述式(1)，求得該密度的非晶質氟樹脂之D線折射率n。
基於上述式(1)算出之任意密度的非晶質氟樹脂之D線折射率代入下述式(2)，可算出該任意密度的非晶質氟樹脂之紫外線折射率。又，下述式(2)中，nS,D 係標準狀態的非晶質氟樹脂的D線折射率(1.333)，nA,D 係任意密度的非晶質氟樹脂的D線折射率，nS,UV 係標準狀態的非晶質氟樹脂的紫外線折射率(1.365)，nA,UV 係上述任意密度的非晶質氟樹脂的紫外線折射率。又，所謂標準狀態的非晶質氟樹脂係密度未經調整之非晶質氟樹脂，室溫(23℃，以下同)下之密度ρ為2.030g/cm3 。又，以下，非晶質氟樹脂的紫外線折射率簡稱為「折射率」。
如圖6所示，藉由增大非晶質氟樹脂的密度，可增大非晶質氟樹脂之折射率。尤其，藉由使非晶質氟樹脂的密度大於2.11g/cm3 ，可使折射率比標準狀態的非晶質氟樹脂的折射率(1.365)與聚矽氧樹脂之折射率(1.4)之平均值1.38更大。因此，藉由以具有比標準狀態的非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之折射率的非晶質氟樹脂構成之透鏡41，可密封氮化物半導體紫外線發光元件10。亦即，藉由以比標準狀態的非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡41，可密封氮化物半導體紫外線發光元件10。
再者，藉由使非晶質氟樹脂的密度大於2.21g/cm3 ，可使折射率大於聚矽氧樹脂。因此，藉由以具有比聚矽氧樹脂更大之折射率的非晶質氟樹脂構成之透鏡41，可密封氮化物半導體紫外線發光元件10。亦即，藉由以具有比聚矽氧樹脂更優異之透鏡性能的非晶質氟樹脂構成之透鏡41，可密封氮化物半導體紫外線發光元件10。
如以上，本發明實施形態之紫外線發光裝置1藉由以折射率大於標準狀態的非晶質氟樹脂且透鏡性能提高之非晶質氟樹脂構成之透鏡41，可密封氮化物半導體紫外線發光元件10。
且，一般，藉由附加苯環等之分子構造變更或添加無機材料等，而增大樹脂折射率之方法為已知。然而，氮化物半導體紫外線發光元件10以非晶質氟樹脂密封時，若變更非晶質氟樹脂之分子構造，則可使光的吸收波長長波長化且增大紫外線之吸收量，故會使光取出效率降低。又，末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂由於與無機材料等之添加物的親合性低，故添加物無法均一分散，使光的透過率減少並使光取出效率降低。對於該等方法，依據藉由增大密度提高折射率之方法，由於並未使用未變更分子構造之添加物，故可防止光取出效率降低。因此，以經高密度化而提高折射率之非晶質氟樹脂構成之透鏡41密封氮化物半導體紫外線發光元件10，可抑制光取出效率降低且提高透鏡性能。
作為使非晶質氟樹脂高密度化之1個方法舉例為例如與透鏡41成形時同時或於成形後，對非晶質氟樹脂施加壓力之方法。具體而言，於將非晶質氟樹脂加熱至玻璃轉移溫度(108℃)以上之狀態施加壓力並高密度化，於施加該壓力之狀態直接冷卻至比玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度，固定高密度化狀態之方法。
針對以上述方法使非晶質氟樹脂高密度化之情況，參考圖式加以說明。圖7係顯示對非晶質氟樹脂施加0MPa~100MPa之壓力(錶壓，以下同)之情況下之溫度與比容積之關係的圖表。圖8係顯示140℃之log壓力與log比容積的關係之圖表。圖9係顯示室溫下之非晶質氟樹脂的壓力與密度之關係的圖表。又，圖7所示之圖表中，橫軸為溫度(℃)，縱軸為比容積(m3 /kg)。且，圖8所示之圖表中，橫軸為log壓力，縱軸為log比容積。又，圖9所示之圖表中，橫軸為於自玻璃轉移溫度以上之溫度直至比玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度持續對非晶質氟樹脂施加之壓力(MPa)，縱軸為室溫下之密度(g/cm3 )。
如圖7所示，於玻璃轉移溫度(108℃)以上之溫度，施加於非晶質氟樹脂之壓力越大，比容積越小(密度變大)。此處，圖7中，分別獨取特定溫度下之壓力及比容積，可求出特定溫度下之壓力與比容積之關係。圖8中之圖表，係顯示圖7之140℃下之壓力及比容積之關係者，顯示30MPa~100MPa之壓力及比容積之關係。
圖8所示之近似直線係將圖7之140℃下之30MPa~100MPa之壓力及比容積各者之常用對數值予以近似線形而獲得者。該近似直線係將log壓力設為X，將log比容積設為Y時，如下述式(3)所表示。又，該近似直線之貢獻率R2 為0.99，故log壓力與log比容積可謂具有非常強的線形相關性。
但，上述式(3)係表示140℃下之log壓力及log比容積之關係者。因此，為了算出經施加壓力並自玻璃轉移溫度以上之溫度冷卻至比玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度而固定高密度化狀態之非晶質氟樹脂之室溫下之密度，而進行例如下述式(4)之計算。又，下述式(4)中，v140,0 係於140℃下對非晶質氟樹脂施加0MPa壓力時之比容積(0.516 m3 /kg)，v140,A 係於140℃下對非晶質氟樹脂施加任意壓力時之比容積ρR,0 係經施加0MPa壓力並自140℃冷卻至比玻璃轉移溫度低30℃以上之非晶質氟樹脂於室溫之密度(2.030g/cm3 )，ρR,A 係經施加任意壓力並自140℃冷卻至比玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度而固定高密度化狀態之非晶質氟樹脂之室溫下之密度。
圖9所示之圖表係基於上述式(3)及(4)算出者。又，用以算出比容積之變化率之溫度若為玻璃轉移溫度以上，則不限於140℃。
如圖9所示，用以獲得比標準狀態之非晶質氟樹脂更接近聚矽氧樹脂之折射率所必要之非晶質氟樹脂之密度即2.11g/cm3 可藉由施加35MPa以上之壓力而達成。又，用以獲得比聚矽氧樹脂大的折射率所必要之非晶質氟樹脂的密度即2.21g/cm3 可藉由施加125MPa之壓力而達成。
其次，針對用以實現上述非晶質氟樹脂之高密度化的高密度化裝置之具體例，參考圖式加以說明。圖10係示意性顯示高密度化裝置之一例的剖面圖。又，圖10所示之高密度化裝置60係與透鏡41之成形同時使非晶質氟樹脂高密度化之裝置，圖10(a)顯示透鏡41成形前之狀態，圖10(b)顯示透鏡41成形中之狀態。又，圖10及參照圖10之以下說明中，簡化紫外線發光裝置1之構成，僅圖示說明將氮化物半導體紫外線發光元件10與透鏡41與複數個基台一起化而成之基台板30X。又，圖10及參照圖10之以下說明中，將經覆晶安裝複數之氮化物半導體紫外線發光元件10之基台板30X予以組合者稱為「對象物T1」。
圖10所示之高密度化裝置60係將非晶質氟樹脂R自圖中之上下方向挾入而成形之壓縮成形機。該高密度化裝置60於圖10中具備於上下方向驅動之上部61及於上面保持對象物T1之下部62。又，圖10中，用以驅動上部61之驅動機構省略圖示，但可適用周知之壓縮成形機之驅動機構。又，圖10所示之高密度化裝置60係可同時成形將複數之氮化物半導體紫外線發光元件10各者密封之複數透鏡41並高密度化之裝置。
上部61具備用以將薄片狀之非晶質氟樹脂R成形為透鏡41之形狀的模具即透鏡模611，及成形時用以加熱非晶質氟樹脂R之加熱器612，及成形時用以防止非晶質氟樹脂R漏出之凸部613。又，下部62具備成形時用以加熱非晶質氟樹脂R之加熱器621，及成形時用以與上部61之凸部613嵌合之凹部622。
如上述，高密度之非晶質氟樹脂可藉由將非晶質氟樹脂加熱至玻璃轉移溫度以上之狀態施加壓力而高密度化，並以施加該壓力之狀態冷卻至比玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度而獲得。因此，於高密度化裝置60，如圖10(b)所示般將薄片狀之非晶質氟樹脂R壓縮成形為透鏡41之形狀時，以對透鏡41施加期望壓力之方式，計量非晶質氟樹脂之重量(體積)，同時以使透鏡41之溫度成為玻璃轉移溫度以上(例如140℃)之方式控制加熱器62、63。接著，至少維持數分鐘(例如5分鐘以上)結束成形後，將非晶質氟樹脂之溫度降低至比玻璃轉移溫度低30℃以上(例如80℃以下)，維持圖10(b)所示之狀態持續對透鏡41施加壓力。隨後，以至少包含以高密度非晶質氟樹脂所構成之透鏡41密封之氮化物半導體紫外線發光元件10之方式，切斷基台板30X，獲得複數之紫外線發光裝置1。
藉由使用圖10所示之高密度化裝置60，可同時形成複數之紫外線發光裝置1之各者所具備之透鏡41及高密度化，故可效率良好地製造紫外線發光裝置1。
又，圖10所示之高密度化裝置60係與透鏡41之成形同時使非晶質氟樹脂高密度化者，但亦可於透鏡41之成形後使非晶質氟樹脂高密度化。此處，針對於透鏡41成形後予以高密度化之高密度化裝置，參考圖式加以說明。圖11係示意興顯示高密度化裝置之另一例的剖面圖。又，圖11及參考圖11之以下說明中，簡略化紫外線發光裝置1之構成，僅圖示說明氮化物半導體紫外線發光元件10、透鏡41及基台板30X。又，圖11及參考圖11之以下說明中，將複數之氮化物半導體紫外線發光元件10、經覆晶安裝該複數之氮化物半導體紫外線發光元件10之基台板30X、將該複數之氮化物半導體紫外線發光元件10各者密封之透鏡41予以組合者稱為「對象物T2」。
如圖11所示，高密度化裝置70具備將對象物T2收容於內側之框體71、使透鏡41高密度化時加熱之加熱器72、及藉由將充滿框體71內側之液體L於圖中上下按壓之方式驅動而對透鏡41施加壓力之加壓板73。又，圖11中，用以驅動加壓板73之驅動機構省略圖示，但可適用周知之加壓機之驅動機構。又，圖11所示之高密度化裝置70係可與密封複數之氮化物半導體紫外線發光元件10各者之透鏡41同時高密度化之裝置。
對象物T2以不直接接觸液體L之方式以封裝P密封。液體L係例如有機溶劑或機械油，封裝P係以橡膠等之具有柔軟性之材料(可將施加至液體L之壓力傳遞至透鏡4之材料)構成。又，使用可能與對象物T直接接觸之液體L(例如有機溶劑)時，亦可不使用封裝P。
圖11所示之高密度化裝置70係按下加壓板73經由液體L對透鏡41施加壓力，並且以使透鏡41之溫度成為玻璃轉移溫度以上(例如140℃)之方式控制加熱器72。而且，至少維持數分鐘(例如5分鐘以上)結束高密度化後，使非晶質氟樹脂之溫度降低至比玻璃轉移溫度低30℃以上(例如成為80℃以下)，維持圖11所示之狀態持續對透鏡41施加壓力。隨後，以至少包含以高密度非晶質氟樹脂所構成之透鏡41密封之氮化物半導體紫外線發光元件10之方式，切斷基台板30X，獲得複數之紫外線發光裝置1。
藉由使用圖11所示之高密度化裝置70，可使複數之紫外線發光裝置1之各者所具備之透鏡41同時高密度化，故可效率良好地製造紫外線發光裝置1。
＜變化等＞ 　　圖10係針對同時成形複數之紫外線發光裝置1之各者所具備之複數之透鏡41及高密度化之情況加以例示，但亦可僅使1個紫外線發光裝置1所具備之透鏡41成形及高密度化。同樣，圖11中，高密度化裝置70係針對使複數之紫外線發光裝置1之各者所具備之複數透鏡41同時高密度化之情況加以例示，但亦可僅使1個紫外線發光裝置1所具備之透鏡41高密度化。
又，圖10中，高密度化裝置60係針對藉由壓縮成形而使透鏡41成形及高密度化之情況加以例示，但不限於壓縮成形，亦可使用轉注成形等之其他成形方法，使透鏡41成形及高密度化。
圖3、圖5、圖10(b)及圖11中，針對透鏡41為半球狀之情況加以例示，但透鏡形狀不限於半球狀。例如，使用透鏡收斂光時，只要透鏡表面之一部分為球面或凸狀之曲面(非球面)即可，亦可將透鏡之表面一部分設為平坦或接近平坦之曲面。具體而言例如本發明實施形態之紫外線發光裝置1中，為了使構成透鏡41之非晶質氟樹脂高密度化，而於透鏡成形時或其後對透鏡41施加壓力，但亦可藉由施加該壓力而使透鏡頂面成為平坦或接近平坦之曲面。
上述實施形態中，係對紫外線發光裝置1中形成透鏡41之時點或其後，使構成透鏡41之非晶質氟樹脂高密度化加以說明，但亦可將紫外線發光裝置1安裝於被安裝部51之後(參考圖5)，使非晶質氟樹脂高密度化。該情況下，例如自紫外線發光模組51卸下被安裝部51，使用圖11所示之高密度化裝置70，將構成透鏡41之非晶質氟樹脂高密度化即可。
如此，安裝紫外線發光裝置1後使構成透鏡41之非晶質氟樹脂高密度化之情況，於完成紫外線發光裝置1之安裝之前，可執行高溫處理(非晶質氟樹脂之玻璃轉移溫度以上之處理，且若將非晶質氟樹脂高密度化則使其成為欲使其密度復原之溫度的處理)。例如紫外線發光裝置之安裝時，可執行焊料回焊。 [產業上之可利用性]
本發明之紫外線發光裝置可利用於具備經覆晶安裝於基台上之氮化物半導體紫外線發光元件之紫外線發光裝置，尤其可利用於具備可出射發光中心波長為200nm以上且365nm以下之光(紫外線)之氮化物半導體紫外線發光元件的紫外線發光裝置。
1‧‧‧紫外線發光裝置
10‧‧‧氮化物半導體紫外線發光元件
11‧‧‧藍寶石基板
12‧‧‧半導體層合部
13‧‧‧n電極
14‧‧‧p電極
20‧‧‧AlN層
21‧‧‧AlGaN層
22‧‧‧n型包覆層(n型AlGaN)
23‧‧‧活性層
24‧‧‧電子阻斷層(p型AlGaN)
25‧‧‧p型包覆層(p型AlGaN)
26‧‧‧p接觸層(p型GaN)
30‧‧‧副載基板(基台)
30X‧‧‧基台板
31‧‧‧基材
32‧‧‧第1金屬電極配線
320‧‧‧第1電極焊電
321‧‧‧第1配線部
33‧‧‧第2金屬電極配線
330‧‧‧第2電極焊墊
331‧‧‧第2配線部
34、35‧‧‧導線端子
40‧‧‧被覆樹脂
41‧‧‧透鏡
50‧‧‧紫外線發光模組
51‧‧‧被安裝部
511、512‧‧‧焊盤
60‧‧‧高密度化裝置
61‧‧‧上部
611‧‧‧透鏡模
612‧‧‧加熱器
613‧‧‧凸部
62‧‧‧下部
621‧‧‧加熱器
622‧‧‧凹部
70‧‧‧高密度化裝置
71‧‧‧框體
72‧‧‧加熱器
73‧‧‧加壓板
B1、B2‧‧‧黏合材料
T1、T2‧‧‧對象物
圖1係示意性顯示本發明實施形態之紫外線發光裝置所具備之氮化物半導體紫外線發光元件的元件構造的一例之剖面圖。 　　圖2係示意性顯示圖1所示之氮化物半導體紫外線發光元件之俯視形狀之俯視圖。 　　圖3係示意性顯示本發明實施形態之紫外線發光裝置之一例的剖面圖。 　　圖4係示意性顯示圖3所示之紫外線發光裝置所使用之副載基板(submount)之俯視形狀與剖面形狀之俯視圖及剖面圖。 　　圖5係示意性顯示本發明實施形態之紫外線發光模組之一例的剖面圖。 　　圖6係顯示非晶質氟樹脂之密度與折射率之關係的圖表。 　　圖7係顯示對非晶質氟樹脂施加0~100MPa之壓力時之溫度與比容積之關係的圖表。 　　圖8係顯示140℃下之log壓力與log比容積之關係的圖表。 　　圖9係顯示室溫下之非晶質氟樹脂之壓力與密度的關係之圖表。 　　圖10係示意性顯示高密度化裝置之一例的剖面圖。 　　圖11係示意性顯示高密度化裝置之另一例的剖面圖。

Claims (7)

  1. 一種紫外線發光裝置，其特徵為具備：基台，經覆晶安裝於前述基台上之氮化物半導體紫外線發光元件，及密封前述氮化物半導體紫外線發光元件並將自該氮化物半導體紫外線發光元件出射之光聚光或擴散之透鏡； 　　前述透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成，該非晶質氟樹脂之密度大於2.11g/cm3 。
  2. 如請求項1之紫外線發光裝置，其中構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂之密度大於2.21g/cm3 。
  3. 如請求項1或2之紫外線發光裝置，其中前述透鏡之表面一部分為球面或凸狀之曲面。
  4. 如請求項1至3中任一項之紫外線發光裝置，其中前述氮化物半導體紫外線發光元件之發光中心波長落於200nm以上且365nm以下之範圍內。
  5. 一種紫外線發光裝置之製造方法，其特徵為具備形成透鏡之第1步驟，該透鏡係密封經覆晶安裝於基台之氮化物半導體紫外線發光元件，並將自該氮化物半導體紫外線發光元件出射之光聚光或擴散， 　　前述透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成， 　　於前述第1步驟或其後之步驟中，藉由將構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂加熱至玻璃轉移溫度以上並且施加35MPa以上之壓力，於施加該壓力之狀態下，冷卻至比前述玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度，將該非晶質氟樹脂進行高密度化處理。
  6. 如請求項5之紫外線發光裝置之製造方法，其中於前述第1步驟中，同時形成將於複數個前述基台經一體化而成之基台板上覆晶安裝之複數個前述氮化物半導體紫外線發光元件之各者進行密封的前述透鏡， 　　於構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂之前述高密度化處理後，進而具備將前述基台板分割為包含一個以上之以前述透鏡密封之前述氮化物半導體紫外線發光元件之第2步驟。
  7. 一種紫外線發光模組之製造方法，其特徵為具備下述步驟： 　　於被安裝部安裝1個或複數個紫外線發光裝置之第3步驟，該紫外線發光裝置具有經覆晶安裝於基台同時以透鏡密封之氮化物半導體紫外線發光元件，及 　　於前述第3步驟後，將前述非晶質氟樹脂進行高密度化處理之第4步驟； 　　前述透鏡係以聚合物或共聚物之構造單位具有含氟脂肪族環構造且末端官能基為全氟烷基的非晶質氟樹脂所構成， 　　於前述第4步驟中，將構成前述透鏡之前述非晶質氟樹脂加熱至玻璃轉移溫度以上並且施加35MPa以上之壓力，於施加該壓力之狀態下，冷卻至比前述玻璃轉移溫度低30℃以上之溫度。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102285185B1 (ko) * 2018-02-14 2021-08-02 소코 가가쿠 가부시키가이샤 질화물 반도체 자외선 발광 소자

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH065321B2 (ja) 1987-12-04 1994-01-19 旭硝子株式会社 光学レンズ
JPH07100754B2 (ja) * 1989-10-16 1995-11-01 三菱レイヨン株式会社 弗素系樹脂組成物
JP3005040B2 (ja) 1990-11-22 2000-01-31 旭硝子株式会社 コーティング用樹脂組成物
JP3818344B2 (ja) * 1997-11-20 2006-09-06 旭硝子株式会社 含フッ素脂肪族環構造含有重合体の製造方法
JP4081862B2 (ja) * 1998-07-06 2008-04-30 東レ株式会社 薄膜及びそれを利用した反射防止膜
JP3789365B2 (ja) * 2002-01-31 2006-06-21 シャープ株式会社 層内レンズ付き半導体装置およびその製造方法
US20030230977A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-18 Epstein Howard C. Semiconductor light emitting device with fluoropolymer lens
US6921929B2 (en) * 2003-06-27 2005-07-26 Lockheed Martin Corporation Light-emitting diode (LED) with amorphous fluoropolymer encapsulant and lens
US20060138443A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Iii-N Technology, Inc. Encapsulation and packaging of ultraviolet and deep-ultraviolet light emitting diodes
JP2007311707A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Ushio Inc 紫外線発光素子パッケージ
JP2009280711A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Kureha Corp 高透明フッ素樹脂および該樹脂の用途
WO2014178288A1 (ja) 2013-04-30 2014-11-06 創光科学株式会社 紫外線発光装置
WO2015037608A1 (ja) 2013-09-12 2015-03-19 創光科学株式会社 紫外線発光装置
JP6051443B2 (ja) * 2014-01-14 2016-12-27 ユーヴィックス株式会社 液体ライトガイドの製造方法
US9548429B2 (en) * 2014-05-10 2017-01-17 Sensor Electronic Technology, Inc. Packaging for ultraviolet optoelectronic device
WO2017022754A1 (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 創光科学株式会社 窒化物半導体ウェハ及びその製造方法、並びに、窒化物半導体紫外線発光素子及び装置
JP6352551B2 (ja) * 2015-10-27 2018-07-04 創光科学株式会社 窒化物半導体紫外線発光装置及びその製造方法
JP2017120837A (ja) 2015-12-28 2017-07-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 紫外線発光装置

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