WO2008018336A1

WO2008018336A1 - Module d'élément luminescent

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Publication number: WO2008018336A1
Application number: PCT/JP2007/065050
Authority: WO
Inventors: Kouki Hatsuda; Hiroshi Samukawa
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Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2008-02-14
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Description

明細書

発光素子モジユーノレ

技術分野

[0001] 本発明は、基体上で発光素子を樹脂封止した発光素子モジュール及びその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 発光ダイオード (LED)等の発光素子は、低消費電力、小型、軽量等の特徴を有し、それを樹脂封止したものは、各種表示灯等に用いられている力近年青色 LED、白色 LEDが開発され、高輝度化も進んだことから、液晶表示パネル用のバックライト用光源、照明用光源、信号灯等への応用が急速に進み、自動車のヘッドライトへの応用も開発されている。

[0003] 従来、 LEDの封止材としては、屈折率が 1. 53—1. 57のビスフエノーノレ Aグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が使用されている。し力もながら、 LEDの高輝度化に伴い、 LED作動時の温度が上がり、封止材も高温や高輝度の光に曝されるようになると、従来のエポキシ樹脂からなる封止材は耐熱性と耐光性（特に、 UVや青色光に対する耐光性）が不十分となって変色を起こすようになり、 LEDの輝度が経時的に低下するという問題がある。この問題に対しては、高透明性のエポキシ樹脂が開発されている力未だ、十分な耐熱性や耐光性を得るには至っていない。

[0004] これに対し、ゲルタイプのシリコーン樹脂が高輝度 LEDに使用されるようになっている。このシリコーン樹脂によれば、エポキシ樹脂に比して耐熱性ゃ耐光性が向上し、さらにゲルタイプであることにより熱応力によるチップの劣化を回避することができる。し力、しながら、ゲルタイプのシリコーン樹脂は、硬化後、表面にベたつきがあり、ゴミゃ埃がつきやすぐまた表面に傷もつきやすいため、それを表層として用いるには問題力 ^sある。

[0005] 一方、発光素子を樹脂封止した発光素子モジュールにお!/、て、発光素子が発した光が封止樹脂と空気との界面で全反射することを防止して光の取り出し効率を上げるため、封止材の外形をドーム形とし、封止材にレンズ機能を付与することがなされている。例えば、環状ォレフィン共重合体等の透明樹脂を用いて射出成型法によりド一ム形封止材を形成し、この中にゲルタイプのシリコーン樹脂を注入し、その内側の空洞内に LEDチップを固定したものが提案されて!/、る（特許文献 1)。

[0006] また、基体凹部に LEDベアチップを固定し、その上にゲルタイプのシリコーン樹脂を塗布して硬化させ、一方、ドーム状に中抜となっている型枠内にエポキシ樹脂を充填し、そこにシリコーン樹脂で封止した LEDを被せるように揷入し、型枠内のェポキシ樹脂を硬化させる方法が知られて!/、る（特許文献 2)。

特許文献 1：特開 2000— 150968号公報

特許文献 2 :特開 2003— 31848号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 上述の先行技術では、封止材を 2層とし、その第 2の封止材 (外側）として、タック力 S なぐ硬度の高い材料を用いることで、表面にベたつきが生じ易ぐまた傷がつき易いというシリコーン樹脂特有の問題を解決している。

[0008] しかしながら、上述したいずれの方法においても、 LEDベアチップを直接封止する封止材と、ドーム形に成形した封止材との界面で LEDから発した光が反射し、光の取り出し効率を確実に高めることができない。

[0009] このような従来技術の問題点に対し、本発明は、 LED等の発光素子を直接封止する第 1の封止材と、その外側を封止する第 2の封止材からなる発光素子モジュールにおいて、（1)第 1の封止材と第 2の封止材との界面における反射を防止し、発光素子からの光の取り出し効率を向上させること、（2)封止材中に気泡が含まれないようにすること、さらには、（3)封止材がレンズ機能を有する発光素子モジュールを、型枠を使用せず簡便にコンパクトに製造できるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明者らは、 LED等の発光素子が第 1の封止材と第 2の封止材で順次封止されている発光素子モジュールを製造するにあたり、発光素子上に第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料を順次塗布し、それらが完全には硬化していない状態で、双方の封止樹脂材料の界面にぼかし処理を行い、その後これらを硬化させて発光素子モジュールとすることにより、第 1の封止材と第 2の封止材のぼかされた界面で屈折率が連続的に変化するので、第 1の封止材と第 2の封止材との界面における反射を防止でき、これにより光の取り出し効率を向上させられること、また、この方法によれば、真空脱泡により気泡を除去できること、さらに、発光素子を搭載する基体を撥油処理することにより、型枠を使用することなく封止樹脂材料をドーム型に成形でき、封止材にレンズ機能を付与できることを見出し、本発明を完成させた。

[0011] 即ち、本発明は、基体上の発光素子に第 1の封止材及び第 2の封止材が順次積層されている発光素子モジュールであって、第 1の封止材と第 2の封止材との界面にぼ力、し処理が施されている発光素子モジュール提供する。

[0012] また、本発明は、基体に発光素子を搭載し、その上に、第 1の封止材の未硬化物である第 1の封止樹脂材料、及び第 2の封止材の未硬化物である第 2の封止樹脂材料を順次塗布し、室温〜 120°Cで数分〜数時間おくアニーリングを行うことにより第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料の界面をぼかし、その後、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料を完全に硬化させる発光素子モジュールの製造方法を提供する。

発明の効果

[0013] 本発明の発光素子モジュールによれば、発光素子を封止する第 1の封止材と第 2 の封止材の界面にぼ力、し処理が施されているので、そのぼかされた界面で第 1の封止材と第 2の封止材の屈折率が連続的に変化し、発光素子から発した光が第 1の封止材と第 2の封止材との界面で反射することを防止できる。したがって、発光素子モジュールの光の取り出し効率を向上させることができる。

[0014] また、本発明の発光素子モジュールの製造方法によれば、第 1の封止材と第 2の封止材の界面を確実にかつ容易にぼかすことがきる。

[0015] さらに、この製造方法によれば、第 1の封止材の未硬化物である第 1の封止樹脂材料を、硬化済みの第 2の封止材と発光素子の基体との間に注入せず、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料を順次塗布後、それらを硬化させるので、第 1の封止樹脂材料中に気泡が生じても、第 1の封止樹脂材料の硬化前に真空脱泡を行うことにより容易に気泡を除去することができる。 [0016] また、基体表面において、第 1の封止材の周縁部を囲む領域及び第 2の封止材の周縁部を囲む領域に、それぞれ環状凸部を設け、また、発光素子を囲む領域に撥油処理を施しておくと、型枠を使用することなぐ封止樹脂材料をドーム形に成形することが可能となり、簡便な製法で発光素子モジュールの光の取り出し効率を一層向上させること力 S可倉となる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は LEDモジュールの断面図である。

[図 2]図 2は LEDモジュールの断面図である。

[図 3]図 3は LEDモジュールの断面図である。

[図 4]図 4は LEDモジュールの断面図である。

[図 5]図 5は LEDモジュールの断面図である。

[図 6]図 6は LEDモジュールの断面図である。

[図 7]図 7は LEDモジュールの断面図である。

[図 8A]図 8 Aは実施例 1の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ

[図 8B]図 8Bは実施例 1の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ

[図 8C]図 8Cは実施例 1の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ

[図 8D]図 8Dは実施例 1の LEDモジュールの製造工程中の断面図である。

[図 8E]図 8Eは実施例 1の LEDモジュールの製造工程中の断面図である。

[図 8F]図 8Fは実施例 1の LEDモジュールの製造工程中の断面図である。

[図 9A]図 9 Aは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ

[図 9B]図 9Bは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図である。

[図 9C]図 9Cは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図である。

[図 9D]図 9Dは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ [図 9E]図 9Eは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ

[図 9F]図 9Fは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である

〇

[図 9G]図 9Gは実施例 2の LEDモジュールの製造工程中の平面図及び断面図であ

[図 10]図 10は実施例 3の LEDモジュールの平面図である。

園 11]図 11は評価用モジュールの断面図である。

[図 12]図 12は界面のぼかしの程度の評価方法の説明図である。

符号の説明

1 基体

1A 基体

1B フレキシブル基板

1C フレキシブル回路基板

2 環状凸部

3 撥油処理層又は撥油剤

4 銅製の円柱

5a、 5b 三角溝

6 溝

7 電極

7a 電極

7b 電極

7c 電極

7d 袅¾ 極

8 反射面

20 LED又は LEDベアチップ

21 金線

31 第 1の封止材 31o 第 1の封止樹脂材料

32 第 2の封止材

32ο 第 2の封止樹脂材料

33 第 1の封止材と第 2の封止材の界面

33ο 第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料の界面

40、 41、 42、 43 LEDモジユーノレ

50 評価用モジユーノレ

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。

[0020] 図 1は、本発明の発光素子モジュールの一態様である LEDモジュール 40の断面図である。この LEDモジュール 40は、基体 1に接着固定された LEDベアチップ 20上に第 1の封止材 31及び第 2の封止材 32が順次積層されたものであり、この第 1の封止材 31と第 2の封止材 32との界面 33にぼかし処理が施されていることを特徴としている。ここで界面 33にぼ力も処理が施されているとは、第 1の封止材 31と第 2の封止材 32との間に明瞭な界面が存在しないこと、即ち、第 1の封止材 31と第 2の封止材のぼかされた界面で屈折率が連続的に変化していることをいう。この界面 33のぼかし処理により、 LEDベアチップ 20から発した光が第 1の封止材 31と第 2の封止材 32との界面 33で反射することを防止し、より多くの光を LEDモジュール 40の外に取り出すことが可能となる。なお、図中、符号 7は、 LEDベアチップ 20の電極端子に接続するリード電極である。

[0021] この LEDモジュール 40の製造方法としては、例えば、まず基体 1に LEDベアチップ 20を接着固定することにより搭載し、次に、 LEDベアチップ 20上に、第 1の封止材の未硬化物である第 1の封止樹脂材料を塗布することにより LEDベアチップ 20を覆い、次いで、第 1の封止樹脂材料を完全硬化させることなぐ第 1の封止樹脂材料上に、第 2の封止材の未硬化物である第 2の封止樹脂材料を塗布し、引き続き、了ニーリングを行って第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料との界面をぼかし、その後、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料を完全に硬化させ、 LEDモジュール 40 とする。

[0022] ここで、基体 1としては、特に制限はなぐ従来より LEDの基体として使用されている ABS樹脂、ポリフタルアミド等のエンジニアリングプラスチックの射出成型体を使用すること力 Sできる。この成型体の内部には、リード電極やヒートシンクを内蔵させることができる。また、基体 1としては、このような成型体に代えて、リジッド基板やフレキシブル基板を使用することもできる。

[0023] 基体 1の表面には、第 1の封止材 31の周縁部及び第 2の封止材 32の周縁部を囲む領域に、環状凸部 2を形成しておくことが好ましい。これにより、第 1の封止樹脂材料や第 2の封止樹脂材料が基体 1の表面に流れ広がることを防止できる。環状凸部 2 の具体的な形状は、例えば、図 1に示すように、基体 1の底面に対して起立した第 1 の垂直面 2aと第 2の垂直面 2bを有する二重の段差形状としてもよぐ図 2に示すように、基体 1の底面に対して起立した第 1の斜面 2cと第 2の斜面 2dを有する二重の段差形状としてもよぐ図 3に示すように、断面三角形又は矩形の環状凸部 2e、 2fを隣接させて二重に設けてもよぐ図 4に示すように、断面三角形又は矩形の環状凸部 2g 、 2hを間隙をおいて二重に設けてもよい。また、図 5に示すように、単一の斜面を有する環状凸部 2iを設けてもよい。中でも、環状凸部 2としては、構造が単純な点から、図 5のように単一斜面を形成することが好ましい。

[0024] また、基体 1の表面の LEDの搭載部位を囲む領域には、第 1の封止樹脂材料及び第 2の封止樹脂材料の塗布前に予め撥油処理層 3を設け、基体表面の界面張力を低めることが好ましい。これにより、これらの封止樹脂材料が基体 1の表面に流れ広力ことを防止できる。特に、図 6に示すように、平坦で環状凸部のない基体 1を使用する場合には、この撥油処理が必須である。さらに、第 1の封止材 31及び第 2の封止材 32を、それぞれ型枠を使用することなぐドーム形 (即ち盾状力も半球状）に形成すること力 S可倉となる。

[0025] 撥油処理層 3は、基体 1の表面に、表面張力の低い撥油剤を塗布し、その被膜を形成することにより設けること力できる。ここで、撥油剤としてはフッ素系樹脂が好ましぐこれを溶剤で希釈し、塗布、乾燥させることにより簡便に撥油剤の被膜を形成すること力 Sでさる。 [0026] フッ素系樹脂の代表例としては、パーフルォロアルキルアタリレートもしくはメタクリレート（アルキル基の炭素数 6〜9)のホモポリマーをあげることができる。このホモポリマ一は、フッ素系溶剤に溶解させて使用する。また、撥油剤としては、パーフルォロアルキルアタリレートとラウリルアタリレート等の共重合体も使用することができる。この共重合体は、トルエン、メチルェチルケトン等の汎用溶媒を用いて希釈することができる

〇

[0027] なお、基体 1の表面の撥油剤の塗布領域は、環状凸部 2も含めて LEDの搭載部位を囲む領域とすることができる力 LEDの搭載部位には塗布しないようにする。 LED の搭載部位に撥油剤を塗布すると、そこに LEDベアチップを接着固定することが難しくなる。また、 LEDベアチップ 20の表面に塗布すると、撥油剤の屈折率が低いため光の取り出し効率が悪くなる。

[0028] 第 1の封止樹脂材料としては、その硬化物（即ち第 1の封止材 31)の硬度力硬くないものが好ましぐより具体的には、ショァ A硬度で 70以下が好ましい。これにより、 L EDモジュール 40において LEDベアチップ 20と第 1の封止材 31との間に生じる熱応力を緩和することができ、 LEDベアチップ 20の発光寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。第 1の封止材 31の硬度の下限については特に制限はなぐ柔らかいゲル状であってもよい。

[0029] 第 1の封止樹脂材料の粘度は、 25°Cで 50Pa ' S以下が好ましぐより好ましくは 10 Pa ' S以下である。これにより、第 1の封止樹脂材料を LEDベアチップ 20上に塗布する際に気泡が発生し難くなり、また、気泡が発生した場合でも、その気泡を真空脱泡等で効果的に除去することができる。

[0030] 第 1の封止樹脂材料の硬化物である第 1の封止材 31の屈折率は、光の取り出し効率の点から、 LEDベアチップの基板の屈折率（サファイア基板の場合 1. 76)と第 2の封止材 32の屈折率との間の 1. 40-1. 76とすることが好ましい。したがって、その未硬化物である第 1の封止樹脂材料の屈折率としては、これよりも屈折率が 0. 01-0. 03低いものを使用することが好ましい。通常、硬化させることで屈折率は 0. 0；!〜 0. 03上昇するからである。

[0031] 上述の硬度、粘度、屈折率の点から、第 1の封止樹脂材料の好適な樹脂の種類としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等をあげることができ、特に、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂が好ましい

[0032] また、第 1の封止樹脂材料には、必要に応じて、消泡剤、重合禁止剤、重合開始剤等の添加剤を加えることができる。

[0033] 第 1の封止樹脂材料の LEDベアチップ 20上への塗布方法としては、例えば、シリンジ、ディスペンサー等を用い、ドーム型に盛りつけることが好ましい。

[0034] 第 1の封止樹脂材料を LEDベアチップ 20上へ塗布した後は、必要に応じて脱泡処理を行う。即ち、第 1の封止樹脂材料として、低粘度の樹脂を使用し、さらに消泡剤を添加した場合でも、 LEDベアチップ 20自体の段差部、 LEDベアチップ 20と基体 1との接合部周辺、 LEDベアチップ 20と電極との接合部周辺、ボンディングワイヤ一の周囲等では、気泡の発生を完全になくすことは難しい。そこで、脱泡処理により封止樹脂中あるいはその表面に発生した気泡を除去する。

[0035] 脱泡処理としては、脱泡効果の点から真空脱泡が好ましい。真空脱泡は、第 1の封止樹脂材料を塗布した後、これを真空チャンバ一などの中で真空にすることにより気泡を膨張、破裂させる処理である。本発明では、第 1の封止樹脂材料を LEDベアチップ 20上に塗布した時点で、その第 1の封止樹脂材料が第 2の封止樹脂材料の硬化物（第 2の封止材 32)で覆われてレ、な!/、ので、真空脱泡を容易に行うことができる

[0036] また、第 1の封止材 31及び第 2の封止材 32をそれぞれドーム形に成形する場合において、第 1の封止樹脂材料として、粘度 5Pa ' S (25°C)以下の低粘度樹脂材料を使用した場合には、第 1の封止樹脂材料を LEDベアチップ 20上へ塗布した後、それを半硬化させることが好ましい。半硬化により、第 1の封止樹脂材料上に第 2の封止樹脂材料を塗布した後のそれらの塗布形状をドーム形にすることが容易となる。また、この半硬化により、樹脂の硬化時に生じる収縮の大部分が終了するので、後に完全硬化させた時の応力歪みの発生を最小限に抑えることができる。

[0037] この半硬化は、本硬化よりも低温で硬化させたり、少な!/ゝ UV照射量で硬化させたり、硬化時間を短縮すること等で行い、半硬化の程度は、流動性がなくなる程度が好ましい。

[0038] 一方、第 2の封止材 32は、外装機能とレンズ機能を備えるように形成する。レンズ機能にとって重要な特性の 1つは、光の外部取り出し効率を最大限に高めることである。そのため、第 2の封止材 32はドーム形、特に、半球状に形成することが好ましい。

[0039] 型枠を用いることなぐ半球状に形成するため、第 2の封止樹脂材料としては、粘度

(25°C)を、好ましくは 0· ；!〜 lOOOPa' Sとする。第 2の封止樹脂材料の粘度がこれよりも低いと、第 1の封止樹脂材料の塗布形状にもよるが、第 2の封止樹脂材料を第 1 の封止樹脂材料上に塗布する際に、第 2の封止樹脂材料が流れ易くなり、半球状になりにくい。

[0040] 第 2の封止樹脂材料を半球状に成形するため、第 1の封止樹脂材料をドーム形に成形する場合と同様に、基体 1の表面には、第 2の封止樹脂材料の周縁部を囲むように環状凸部 2bを設けておくことが好ましぐまた、撥油処理をしておくことが好ましい。なお、撥油処理は、必ずしも、第 1の封止樹脂材料の周縁部と第 2の封止樹脂材料の周縁部の双方に施しておく必要はなぐ例えば図 7に示すように、第 2の封止樹脂材料の周縁部にのみ施してもよい。また、封止樹脂材料の粘度が高ぐ塗布時の広力 Sりが少なレ、場合には、撥油処理を完全に省略してもよ!/、。

[0041] 第 2の封止材 32の屈折率は、 LEDモジュール 40の光の外部取り出し効率を高めるため、第 1の封止材 31の屈折率と第 2の封止材 32の屈折率との差が小さくなるように設計することが好ましぐより具体的には、 0. 035以内とすることが好ましい。双方の封止材の屈折率の差が大きいと、それらの界面で反射もしくは屈折が起こり、設計通りの放射特性が得られな力たり、光の取り出し効率が低下するという問題が生じ

[0042] また、第 2の封止材 32の屈折率は、第 1の封止材 31の屈折率に比して小さくても大きくてもよい。そこで、第 2の封止材 32の屈折率は、より具体的には、第 1の封止材 3 1の屈折率が、例えば 1. 43である場合に、 1. 395-1. 465とすること力 S好ましい。

[0043] 第 2の封止材 32の外装機能としては、第 2の封止材の硬化後に通常の使用条件下で変形しない程度の剛性を有することが必要であり、例えば、ショァ A硬度で 30以上が好ましぐ 50以上がより好ましい。また、表面がドライタツチであり、ゴミ等が付着しにくいことが必要とされる。

[0044] 第 2の封止材 32を形成する第 2の封止材樹脂材料の樹脂成分の好適な例としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、環状ォレフィン樹脂等をあげることができ、特に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。

[0045] ただし、第 2の封止樹脂材料としては、第 1の封止樹脂材料との界面がアニーリングにより十分にぼかされるものを使用することが必要である。そのため、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料としては、次の少なくとも 1つの条件を満たすものを選択する。

[0046] (1)第 1の封止樹脂材料に含まれる 1つ以上の成分と第 2の封止樹脂材料に含まれる 1つ以上の成分とが互いに相溶性であること

(2)第 1の封止樹脂材料に含まれる 1つ以上の成分と第 2の封止樹脂材料に含まれる 1つ以上の成分とが化学結合を形成すること

(3)第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料の少なくとも一方に相溶化剤が含まれていること。

[0047] ここで、相溶化剤としては、第 1の封止樹脂材料に相溶な成分 Aと第 2の封止樹脂材に相溶な成分 Bとからなる、（a)グラフトポリマー、ブロックポリマー、コポリマー等、 (b) 界面活性剤、（c)シランカップリング剤等をあげることができる。

[0048] これに対し、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料とが全く非相溶である場合

(例えば、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂）、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料の硬化系が反応し合わない場合 (例えば、シリコーン樹脂をヒドロシリル化で硬化させ、エポキシ樹脂を酸無水物で硬化させる場合）、さらに相溶化剤の添加もない場合には、第 1の封止材と第 2の封止材との界面をアニーリングにより十分にぼかすことができない。

[0049] アニーリングは、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料とを積層後、それらの硬化前に行う。これにより、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料との界面がぼ力、され、急激な屈折率の変化が無くなり、これらの界面での反射を防止し、光の取り出し効率を上げることが可能となる。 [0050] アニーリングは、第 1の封止樹脂と第 2の封止樹脂が完全には硬化しない条件で行うことが重要である。通常、室温〜 120°Cで数分〜数時間、より好ましくは 40〜80°C で 10分〜 1時間おくことにより行い、特に、ラジカル硬化がなされる場合には、例えば、温度 60°C以下の低めの温度設定で行う。

[0051] アニーリング後に行う、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料との完全硬化は、 UV硬化、熱ラジカル硬化、光酸化硬化、ヒドロシリル化硬化等により行うことができる。なお、ガスや溶剤を発生する硬化方法は好ましくない。

[0052] 完全硬化後の、第 1の封止材と第 2の封止材との界面のぼかしの程度は次のように評価することカできる。図 11のように発光素子モジュールを A— B面及び A，一 B'面でカットして評価用モジュール 50を作製し、これに図 12のように、光線 L0を、第 1の封止材 31との第 2の封止材 32と界面 33に対する入射角 Θ力 0° となるように投光する。入射光 L0は界面 33で透過光 L1と反射光 L2に分かれる力この反射光 L2の光線量を測定する。ここで、カット面での入射光 L0の反射を防止するため、カット面は入射光 L0に対して垂直となるように形成する。

[0053] 界面 33が全く存在しない場合には、反射光 L2は生じないが、界面 33が明瞭に存在するほど反射光 L2の光量は多くなる。そこで、入射光 L0の光量に対して界面 33で反射した光 L2の光量が 5%以下の場合に、第 1の封止材 31と第 2の封止材 32との界面 33が十分にぼかされて!/、ると評価する。

[0054] なお、前述のように本発明では第 1の封止材と第 2の封止材の屈折率の差を、好ましくは 0. 035以内と小さくするので、入射角 Θを 60° とすると全反射は生じない。また、第 1の封止材と第 2の封止材の界面がぼかされているので、第 1の封止材と第 2 の封止材の屈折率の差の具体的数値や大小関係によらず、入射光 L0の光量に対する反射光 L2の光量は 5%以下となる。

[0055] 本発明の発光素子モジュールは、種々の態様をとること力 Sできる。例えば、基体 1と LEDベアチップ 20は直接的に接合されていなくてもよぐ別途シリコン等で作製された回路基板を介して基体 1と LEDベアチップ 20を間接的に接合してもよい。この場合、 LEDベアチップ 20と回路基板とは、フリップチップ等のバンプ接合がなされ、回路基板と基体 1とは、金線接合がなされる。 [0056] また、基体 1と LEDベアチップ 20との間に間隙があく場合に、その間隙を第 1の封止材 31で充填してもよいが、アンダーフィル用封止樹脂を別途用意し、アンダーフィル用封止樹脂で充填してもよい。アンダーフィル用封止樹脂の特性としては、高熱伝導性、耐熱性であることが好ましぐこのような樹脂としては、例えば、アルミナ粉末を充填したシリコーン樹脂等を使用することができる。

[0057] また、基体 1の表面には、適宜反射板を設けてもよぐ複数の LEDベアチップを並ベて封止してもよい。

[0058] 発光素子としては、 LEDの他、 EL素子等を設けることができる。

実施例

[0059] 以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を詳細に説明する。

[0060] 実施例 1

( 1 )第 1の封止樹脂材料の調製

9,9-ビス (4-(2-アタリロキシエトキシ)フエ二ノレ)フルオレン（大阪ガスケミカル社、 BPE F-A) 25重量部とフエノキシェチルアタリレート 75重量部と配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースぺシャリティーケミカルズ、ダロキュア 1173) 1重量部を加え、第 1 の封止樹脂材料とした。

[0061] 得られた第 1の封止樹脂材料は、粘度 60mPa ' S (25°C)、屈折率 1. 539であり、それをハロゲンランプで照射 (積算光量 lj/cm² )して硬化させた硬化物は、ショァ A硬度が 70であった。

[0062] (2)第 2の封止樹脂材料の調製

9,9-ビス (4-(2-アタリロキシエトキシ)フエ二ノレ)フルオレン（大阪ガスケミカル社、 BPE F-A) 50重量部とイソボルニルアタリレート 50重量部とを配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースぺシャリティーケミカルズ、ダロキュア 1173) 1重量部を加え、第 2の封止樹脂材料とした。

[0063] 得られた第 2の封止樹脂材料は、粘度 450mPa ' S (25°C)、屈折率 1. 541であり、それをハロゲンランプで照射 (積算光量 lj/cm² )して硬化させた硬化物は、ショァ A硬度が 97であった。

[0064] (3) LEDモジュールの製造図 8A〜図 8Fに示した流れにより、 LEDを樹脂封止した LEDモジュール 41 (図 8F )を得た。

[0065] 即ち、 ABS樹脂を削り出すことにより、 6mm X 6mm X 2mm (厚）の基体 1 Aを得、この基体 1Aの中央部に直径 2mmの穴を開け、この基体 1Aの穴に直径 2mm、厚さ 1. 5mmの銅製の円柱 4を嵌め込んだ（図 8A)。次に、基体 1Aの上面に幅 0. 75m m、深さ 0. 3mmの三角溝 5a、 5bを環状に二重に掘り、さらに幅 0. 75mm,深さ 0. 3mmの溝 6を堀り（図 8B)、その溝 6に電極 7aを嵌め込んだ（図 8C)。

[0066] そして、 1. OOmm角の緑色 LEDベアチップ 20を導電性接着剤で銅製の円柱 4上に接着し、金線 21のワイヤーボンディングで LEDベアチップ 20と電極 7aを接続した

〇

[0067] 次に、基体 1Aに、第 1の封止樹脂材料 31οを内側の三角溝 5aまでシリンジを用いて盛りつけ（図 8D)、真空脱泡により気泡を取り除き、再度第 1の封止樹脂材料 31ο を盛り足し、 UVを 0. 1J照射して半硬化させた。その後、直ちに第 2の封止樹脂材料材 32οを第 1の封止樹脂材料 31οの上に外側の三角溝 5bまで盛りつけ（図 8Ε)、 60 °C10分のアニーリングを行うことにより第 1の封止樹脂材料 31οと第 2の封止樹脂材料 32οとの界面 33οをぼかし、引き続き 1Jの UVを照射して第 1の封止樹脂材料 31ο と第 2の封止樹脂材料 32οを完全に硬化させ、 LEDモジュール 41を得た（図 8F)。

[0068] この LEDモジュール 41の第 1の封止材 31と第 2の封止材 32中の気泡の有無を光学顕微鏡により調べたところ、気泡は認められなかった。

[0069] また、光の取り出し総量を積分球による総光量の測定により調べたところ、ベアチップの 2· 5倍であった。

[0070] 比較例 1

実施例 1において、第 2の封止樹脂材料 32οを第 1の封止樹脂材料 31οの上に盛りつけた後、アニーリングを行うことなぐ直ちに双方の封止樹脂材料を完全硬化させた以外は、実施例 1と同様にして LEDモジュールを作製した。

[0071] この LEDモジュールの光の取り出し総量を実施例 1と同様に調べたところ、ベアチップの 1 · 95倍であった。

[0072] 実施例 2 ( 1 )第 1の封止樹脂材料の調製

9,9-ビス (4-(2-アタリロキシエトキシ)フエ二ノレ)フルオレン（大阪ガスケミカル社、 BPE F-A) 12. 5重量部とパラクミルフエノキシェチルアタリレート（東亞合成社、ァロニックス Μ110) 12· 5重量部とフエノキシェチルアタリレート 75重量部を配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースぺシャリティーケミカルズ、ダロキュア 1173) 1重量部を加え、第 1の封止樹脂材料とした。

[0073] 得られた第 1の封止樹脂材料は、粘度 50mPa ' S (25°C)、屈折率 1. 531であり、それをハロゲンランプで照射 (積算光量 lj/cm² )して硬化させた硬化物は、ショァ A硬度が 65であった。

[0074] (2)第 2の封止樹脂材料の調製

9,9-ビス (4-(2-アタリロキシエトキシ)フエ二ノレ)フルオレン（大阪ガスケミカル社、 BPE F-A) 45重量部とパラクミルフエノキシェチルアタリレート（東亞合成社、ァロニックス M 110) 45重量部とトリメチロールプロパントリアタリレート 10重量部を配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースぺシャリティーケミカルズ、ダロキュア 1173) 1重量部を加え、第 2の封止樹脂材料とした。

[0075] 得られた第 2の封止樹脂材料は、粘度 5000mPa ' S (25°C)、屈折率 1. 565であり、それをハロゲンランプで照射 (積算光量 lj/cm² )して硬化させた硬化物は、ショァ A硬度が 97であった。

[0076] (3) LEDモジュールの製造

図 9A〜図 9Gに示すように、 LEDベアチップ 20を樹脂封止した LEDモジュール 4 2を得た。

[0077] 即ち、ポリイミドからなる両面フレキシブル基板 1Bの片面をエッチングし、図 9Aに示す回路単位（4mm X 4mm)を形成した。ここで、符号 7b、 7cは電極であり、中央の電極 7bはスルーホールにより裏面電極 7dに接続した。

[0078] 次に、銀の蒸着により、電極 7bの周りに反射面 8を形成し（図 9B)、さらにその反射面 8の周りに撥油剤（3M社、 £0じー1720) 3をコーティングした（図9 。

[0079] 次に、エッチングにより片面に両電極を有する青色 LEDベアチップ 20をフレキシブル基板 1Bのエッチング面に搭載し、電極 7b、 7cに接続した（図 9D)。 [0080] 次に、このフレキシブル基板 IBの真上に第 1の封止樹脂材料 31oをその直径が 3 mmになるようにシリンジを用いて盛りつけ（図 9E)、真空脱泡により気泡を取り除き、 UVを 0. 1J照射して半硬化させた。その後、直ちに第 2の封止樹脂材料 32οを第 1の封止樹脂材料 31οの上に、その直径が 3· 75mmとなるように盛りつけ（図 9F)、 60°C 10分のアニーリングを行い、引き続き 1Jの UVを照射して第 1の封止樹脂材料 31οと第 2の封止樹脂材料 32οを完全に硬化させ、 LEDモジュール 42を得た（図 9G)。

[0081] この LEDモジュール 42の第 1の封止材 31及び第 2の封止材 32中の気泡の有無を光学顕微鏡により調べたところ、気泡は認められな力、つた。

[0082] また、光の取り出し総量を積分球による総光量の測定により調べたところ、ベアチップの 1 · 75倍であった。

[0083] 比較例 2

実施例 2において、第 2の封止樹脂材料 32οを第 1の封止樹脂材料 31οの上に盛りつけた後、アニーリングを行うことなぐ直ちに双方の封止樹脂材料を完全硬化させた以外は、実施例 2と同様にして LEDモジュールを作製した。

[0084] この LEDモジュールの光の取り出し総量を、積分球による総光量の測定により調べたところ、ベアチップの 1. 65倍でであった。

[0085] 実施例 3

実施例 2と同様の回路単位を、縦 3個、横 4個、合計 12個配列したフレキシブル回路基板 1Cを作製した。各回路単位に実施例 2と同様にして、 LEDベアチップ 20を搭載し、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料を順次盛りつけ、アニーリング後、硬化させることにより図 10に示すようにアレイ状の LEDモジュール 43を作製した。

[0086] この LEDモジュール 43中の各 LEDの光の取り出し総量はベアチップに対して平均で 1. 75倍であった。

産業上の利用可能性

[0087] 本発明の発光素子モジュールの製造方法は、 LED、半導体レーザ、 EL素子等の発光素子を樹脂封止する方法として有用であり、それにより得られた発光素子モジュールは、フラットパネルのバックライト、信号機、光通信等種々の分野で使用される。

Claims

請求の範囲

[1] 基体上の発光素子に第 1の封止材及び第 2の封止材が順次積層されている発光素子モジュールであって、第 1の封止材と第 2の封止材との界面にぼ力、し処理が施されてレ、る発光素子モジュール。

[2] 基体表面の第 1の封止材の周縁部を囲む領域と第 2の封止材の周縁部を囲む領域面に、それぞれ環状凸部が設けられ、第 1の封止材及び第 2の封止材の光の射出面がドーム形に成形されている請求項 1記載の発光素子モジュール。

[3] 環状凸部が、二重の斜面又は垂直面からなる請求項 2記載の発光素子モジュール

〇

[4] 第 1の封止材のショァ A硬度が 70以下、第 2の封止材のショァ A硬度が 50以上である請求項:!〜 3のいずれかに記載の発光素子モジュール。

[5] 第 1の封止材と第 2の封止材の屈折率の差が 0. 035以内である請求項;!〜 4のいずれかに記載の発光素子モジュール。

[6] 基体に発光素子を搭載し、その上に、第 1の封止材の未硬化物である第 1の封止樹脂材料、及び第 2の封止材の未硬化物である第 2の封止樹脂材料を順次塗布し、室温〜 120°Cで数分〜数時間おくアニーリングを行うことにより第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料の界面をぼかし、その後、第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料を完全に硬化させる発光素子モジュールの製造方法。

[7] 基体が、第 1の封止材の周縁部を囲む領域と第 2の封止材の周縁部を囲む領域に

、それぞれ環状凸部を有する請求項 6記載の発光素子モジュールの製造方法。

[8] 環状凸部が二重の斜面又は垂直面からなる請求項 7記載の発光素子モジュールの製造方法。

[9] 基体表面の発光素子を囲む領域に撥油処理を行い、その後、第 1の封止樹脂材料及び第 2の封止樹脂材料を順次塗布する請求項 6〜8のいずれかに記載の発光素子モジュールの製造方法。

[10] 第 1の封止樹脂材料の粘度（25°C)が 50Pa ' S以下、その硬化物のショァ A硬度が

70以下であり、第 2の封止樹脂材料の粘度（25°C)が 0. l~1000Pa- S,その硬化物のショァ A硬度が 50以上である請求項 6〜9のいずれかに記載の発光素子モジュールの製造方法。

第 1の封止樹脂材料と第 2の封止樹脂材料の屈折率の差が 0. 035以内である求項 6〜； 10の!/、ずれかに記載の発光素子モジュールの製造方法。