WO2013146607A1 - 半導体発光素子用封止剤、これを用いた硬化膜及び半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光素子用封止剤、これを用いた硬化膜及び半導体発光装置 Download PDF

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light emitting
emitting device
sealing agent
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直希 小糸
森人 池田
直之 師岡
伸介 徳岡
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sealant for a semiconductor light emitting element, a cured film using the same, and a semiconductor light emitting device.
  • Semiconductor light-emitting devices are expected as next-generation light sources to replace incandescent lamps and fluorescent lamps, and technological developments such as improved output are being actively promoted in Japan and overseas.
  • the range of application is wide-ranging, and its use is expanding not only for indoor lighting but also as a backlight for liquid crystal display devices.
  • FIG. 1 shows an example of a surface mount type.
  • the LED chip 1 is mounted in a reflector package substrate 2 molded from ceramic or resin.
  • the cavity (concave space) W is sealed with a resin cured film (sealing material) 3 such as epoxy or silicone in which the phosphor 7 is dispersed.
  • the element 1 is fixed by the conductive adhesive 8 and is electrically connected to the electrode 4 through the bonding wire 6.
  • the surface inside the cavity is provided with a function of a reflecting plate so that a lot of light can be extracted.
  • the semiconductor light-emitting device requires a structure and members that are different from those of conventional incandescent bulbs and fluorescent lamps, and its development has not been sufficiently performed.
  • phosphors are dispersedly arranged in the sealing material, and thereby the color of light emitted from the optical semiconductor light emitting element is adjusted. In order to optimize the dispersion state of the phosphor, it has been proposed to adjust the heating conditions during curing of the sealing resin (see Patent Document 1).
  • the present invention provides a sealing of a semiconductor light emitting device having viscosity and temperature characteristics that can achieve a desired dispersion state of phosphor in a cured film and good manufacturing suitability, which are required in the application of a semiconductor light emitting device.
  • An object is to provide a stopper and a semiconductor light emitting device using the same.
  • thermosetting sealant for forming a cured film covering at least a part of the semiconductor light emitting device
  • the sealing agent contains an acrylate monomer having an average molecular weight of 1,000 or less as a curable compound, and the viscosity ⁇ 25 at 25 ° C. of the sealing agent is 1,000 mPa ⁇ sec to 1,000,000 mPa ⁇ sec, And the sealing agent for semiconductor light-emitting devices whose ratio (eta) 25 / (eta) 50 with respect to the viscosity (eta) 50 in 50 degreeC is 10 or more.
  • the acrylate monomer is a monomer having an isocyanurate skeleton, a monomer having a norbornane skeleton, a monomer having an adamantane skeleton, a phosphate group-containing monomer, or a monomer having a bisphenylene group Sealing agent.
  • the acrylate monomer contains a hydroxyl group (OH) -containing compound.
  • acrylate monomer includes a compound represented by the following formula (1).
  • R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 24 carbon atoms, or a carbon number
  • La represents a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 1 , R 2 , and R 3 is the acryloyloxy group.
  • R a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. * Represents a bond.
  • R b represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms. * Represents a bond.
  • R 21 and R 22 represent a substituent.
  • Ac represents an acryloyloxy group.
  • Le represents a single bond or a linking group.
  • Lf represents a linking group.
  • N21 and n22 represent an integer of 0 to 4.
  • thermosetting sealant for forming a cured film covering at least a part of the semiconductor light emitting device, It is used by containing a phosphor,
  • the sealing agent contains an acrylate monomer having an average molecular weight of 1,000 or less as a curable compound, and the viscosity ⁇ 25 at 25 ° C.
  • a semiconductor light emitting device comprising the cured film according to [12] and a semiconductor light emitting element sealed with the cured film.
  • a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device including a step of curing a sealing agent for a semiconductor light-emitting device in a cavity of a reflector package to obtain a cured film, [1] to [11] The step of preparing the semiconductor light emitting device sealing agent according to any one of the above, the step of filling the sealing agent with a cavity of the reflector package, and the filled sealing agent at 25 ° C. to 90 ° C.
  • a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device comprising: a step of heating in the range of ° C and soaking; and a step of heating and curing the soaked filler in a range of 100 to 200 ° C.
  • the encapsulant for a semiconductor light-emitting device of the present invention can make the phosphor in a desired dispersed state when cured, and can realize good manufacturing aptitude.
  • the sealant when the sealant is filled, the production lot variation due to the difference in phosphor content, which is likely to occur with time, is suppressed by stably dispersing the phosphor with high viscosity.
  • sedimentation of the phosphor can be promoted by greatly reducing the viscosity. Due to the sedimentation effect, the semiconductor light emitting device manufactured using the above-described sealing agent can realize good light emission characteristics without color variation depending on the emission angle.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing a bottom surface of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1. It is the expansion
  • the sealant of the present invention contains an acrylate monomer having a specific molecular weight and has a specific viscosity and its temperature characteristics. As a result, it exhibits a sufficient viscosity at normal temperature and exhibits good production suitability, and is reduced in viscosity by heating to exhibit a remarkable fluidity, thereby promoting the sedimentation of the phosphor and realizing a desired dispersive arrangement.
  • an acrylate monomer having a specific molecular weight and has a specific viscosity and its temperature characteristics.
  • the sealing agent of the present invention contains an acrylate monomer, and consists essentially of the acrylate monomer as the organic curing component.
  • the acrylate monomer refers to a polymerizable compound having an acryloyl group which may have a substituent at the ⁇ -position, and preferably has an acryloyl group (unsubstituted) or a methacryloyl group (methyl substituted).
  • the specific acrylate monomer those usually used as a curable composition can be applied.
  • a monomer having an isocyanurate skeleton an acrylate monomer having a bisphenylene group, an acrylate monomer having a norbornane skeleton, and a monomer having an adamantane skeleton
  • a phosphoric acid-containing acrylate monomer it is preferable to use a phosphoric acid-containing acrylate monomer.
  • the skeleton means a residue having the main part of the corresponding molecule.
  • the acryloyl group is meant to include those having no substituents and substituents in a broad sense, and meanings unsubstituted in a narrow sense. Unless otherwise noted, it is used in a broad sense. The same applies to acrylates and the like.
  • R 1 , R 2 , R 3 R 1 , R 2 and R 3 in the formula are each independently a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 24 carbon atoms, or 6 carbon atoms.
  • La represents a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is the acryloyloxy group.
  • R a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. * Represents a bond.
  • R b represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms. * Represents a bond.
  • examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a straight chain alkyl group, a branched alkyl group, and a cyclic alkyl group.
  • a linear alkyl group, a branched alkyl group having 6 to 10 carbon atoms, and a cyclic alkyl group having 6 to 10 carbon atoms are preferable.
  • the aryl group may be monocyclic or multicyclic. Among them, a phenyl group is preferable as the aryl group.
  • the alkyl group and the aryl group may further have a substituent, and examples thereof include the substituent T described below.
  • L a is a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and among them ethylene group or an isopropylene group (N-CH 2 -CH (CH 3) -R orientation: R is R 1, R 2, or R 3 ) is preferable, and an ethylene group is more preferable.
  • the specific acrylate monomer has a hydroxyl group. Therefore, in the acrylate monomer represented by the formula (1), at least one of R 1 , R 2 and R 3 is preferably a hydroxyl group or a group having this. Thereby, the bonded structure through the hydrolysis and dehydration condensation can be formed with the alkoxy group of the specific alkoxysilyl compound, and a hardened and stable cured product can be obtained.
  • the acrylate monomer is preferably represented by the following formula (21).
  • R 21, R 22 R 21 and R 22 each represent a substituent, and preferred examples thereof include the substituent T described later.
  • ⁇ Ac Ac represents an acryloyloxy group, and preferred examples thereof include the group represented by the formula (I).
  • ⁇ L e Le represents a single bond or a linking group.
  • Preferred ranges thereof include cyclic or chain (branched or straight chain) alkylene group, arylene group, heteroarylene group, oxy group (—O—), carbonyl group, amino group (—NR—: R is a hydrogen atom or Organic group), or a combination thereof.
  • R is a hydrogen atom or Organic group
  • preferred is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferred is the number of carbon atoms bonded to the benzene ring in the formula by an oxygen atom.
  • and acrylate monomer preferably has a hydroxyl group, it is preferable that the linking group L e may have a hydroxyl group.
  • L f represents a linking group.
  • L f represents a linking group.
  • examples of L f include those represented by the following formula.
  • R 31 and R 32 represent an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methylene group, an ethylene group or a propylene group, and more preferably a 2,2-propanediyl group.
  • R 33 represents a substituent, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a hydroxyl group, and a halogen atom.
  • n3 represents an integer of 0 to 4, and is preferably 0.
  • N21 and n22 represent an integer of 0 to 4.
  • acrylate monomer having an alicyclic hydrocarbon skeleton examples include the acrylate monomer having the norbornane skeleton or the acrylate monomer having an adamantane skeleton. Specific examples include monomers represented by the following formula (11) or (12).
  • R 11 , R 12 R 11 and R 12 represent a substituent.
  • a plurality of R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring.
  • examples of the substituent T described later can be given.
  • the substituent containing Ac may be substituted with R 11 and R 12 or may be substituted with the ring formed above.
  • L d represents a single bond or a linking group. Its preferred range is the same as the L a.
  • ⁇ Ac Ac represents an acryloyloxy group which may have a substituent.
  • the preferable thing of Ac is synonymous with said Formula (I).
  • N11 represents an integer of 0-6.
  • n12 represents an integer of 0 to 9.
  • na represents an integer of 1 to 4.
  • the acrylate monomer is also preferably represented by the following formula (31) or (32).
  • ⁇ Ac Ac represents an acryloyloxy group, and preferred examples thereof include the group represented by the formula (I).
  • ⁇ L g L g represents a linking group, the preferred range is the same as the L e.
  • the sealant of the present invention has a specific molecular weight and a specific viscosity characteristic. Hereinafter, this point will be described in detail.
  • the molecular weight of the acrylate monomer is 1,000 or less, and preferably 700 or less. There is no particular lower limit, but it is preferably 100 or more, and more preferably 200 or more. By setting the molecular weight to the above lower limit or more, it is possible to prevent the monomer from volatilizing during the resin curing step. It is one of the features of the present invention that the viscosity can be easily reduced at a high temperature by setting it to the upper limit value or less. The molecular weight was measured by the method described in the following examples, which is not particularly specified.
  • the sealant of the present invention has a viscosity ⁇ 25 at 25 ° C. before curing of 1,000 mPa ⁇ sec to 1,000,000 mPa ⁇ sec.
  • the lower limit value is more preferably 2,000 mPa ⁇ sec or more, and particularly preferably 3,000 mPa ⁇ sec or more.
  • the upper limit value is more preferably 100,000 mPa ⁇ sec or less, and particularly preferably 10,000 mPa ⁇ sec or less. By making this value equal to or more than the lower limit value, the phosphor can be stably dispersed for a long time, which is preferable. On the other hand, it is preferable that the amount is not more than the upper limit because handling and transportation are facilitated.
  • the viscosity ⁇ 50 at 50 ° C. before curing is not particularly limited, but is preferably 1 mPa ⁇ sec or more and 10,000 mPa ⁇ sec or less, preferably 1 mPa ⁇ sec or more and 5,000 mPa ⁇ sec or less. It is more preferable.
  • the lower limit is more preferably 5 mPa ⁇ sec or more, and particularly preferably 10 mPa ⁇ sec or more.
  • the upper limit value is more preferably 3,000 mPa ⁇ sec or less, and particularly preferably 1,000 mPa ⁇ sec or less.
  • the phosphor is set to be equal to or less than the upper limit because the phosphor can be precipitated.
  • the ratio ⁇ 25 / ⁇ 50 between the viscosity ⁇ 25 at 25 ° C. and the viscosity ⁇ 50 at 50 ° C. is 10 or more. This is more preferably 20 or more, and particularly preferably 30 or more. Although it does not specifically limit as an upper limit, It is practical that it is 1,000 or less. In this invention, it is one of the characteristics that a fall rate shall be more than the said lower limit. Specifically, this achieves good production suitability without causing excessive flow at low temperatures.
  • the fluidity of the encapsulant is rapidly increased by heating, and the sedimentation of the phosphor contained therein is moderately promoted. As shown in FIG. 1, a form in which this is unevenly distributed around the semiconductor light emitting device is realized. can do. And by raising heating temperature as it is, the monomer in sealing agent can be polymerized and hardened, and it can be set as the product which has the hardened
  • the sealant of the present invention satisfies the following formulas (F1) and (F2) with respect to the relationship between the ratio ⁇ 25 / ⁇ 50 of the viscosity ⁇ 25 at 25 ° C. before curing and the viscosity ⁇ 50 at 50 ° C. It is preferable.
  • ⁇ 25 / ⁇ 50 > a ⁇ Log 10 ( ⁇ 25 ) + b...
  • the concentration of the acrylate monomer is preferably more than 70% by mass, more preferably 80% by mass or more, and 85% by mass with respect to the total amount of the organic curing component of the composition. It is particularly preferable that the amount be 90% by mass or more. There is no particular upper limit, and it is particularly preferably about 100% by mass. What is substantially defined here is that the residual solvent may be mixed in a proportion of about 0 to 10% by mass, and the presence of such inevitable contaminants is allowed within a range that does not impair the effects of the present invention. is there. Alternatively, when it is necessary to reduce the viscosity of the sealant, a necessary amount of additive or solvent may be added.
  • the sealing agent of this invention may contain arbitrary components, such as a postscript polymerization initiator and a polymerization inhibitor, as needed in addition to an essential component, it is preferable to use without a solvent.
  • a solvent since it has sufficient fluidity
  • the organic curing component of the encapsulant refers to a curing component composed of a compound containing a carbon atom (a component that contributes directly to curing by polymerization or the like), but even if it contains a carbon atom, a phosphor, a polymerization initiator, an organic solvent It does not include. In addition, when it is necessary to make a strict comparison, it is meant to exclude trace components such as water and inorganic salts.
  • the specific isocyanurate compound represented by the formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (1-1), (1-2), or (1-3).
  • the compound represented by the formula (1-1), (1-2), or (1-3) is referred to as an isocyanurate compound [A] as a general term.
  • R 71 , R 72 , R 73 , R 74 are each independently hydrogen or a methyl group.
  • R 74 is at least one of a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 24 carbon atoms, and an acyloxy group represented by the formula (II).
  • R 74 is preferably a substituent containing a hydroxyl group, and more preferably a hydroxyl group.
  • the reason for this is the same as the reason why it is preferable to include a monomer in which any of R 1 , R 2 and R 3 in formula (1) is a hydroxyl group.
  • ⁇ L a L a is as defined for formula (1), is also similar to the preferred ranges.
  • the isocyanurate compound [A] is preferably contained in a specific ratio with respect to the compounds of the above formulas.
  • the compound represented by the formula (1-1) is preferably 0% by mass to 35% by mass, and 0% by mass to 25% by mass. More preferably, it is particularly preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the compound represented by the formula (1-2) is preferably 65% by mass to 100% by mass, more preferably 70% by mass to 100% by mass, and 80% by mass to 100% by mass. It is particularly preferred.
  • the compound represented by the formula (1-3) is preferably 0% by mass to 25% by mass, more preferably 0% by mass to 15% by mass, and 0% by mass to 10% by mass. It is particularly preferred.
  • the specific isocyanurate compound preferably contains 1% by mass or more and less than 50% by mass of a compound represented by the following formula (1-4).
  • the compound represented by the formula (1-4) is referred to as an isocyanurate compound [B].
  • R 71 , R 72 , and R b have the same meanings as in formula (1-1) and formula (II).
  • L a is as defined for formula (1).
  • the addition amount of the isocyanurate compound [B] is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and less than 50% by mass in the organic curing component of the composition, and is preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less. More preferably, it is 5 mass% or more and 30 mass% or less.
  • the isocyanurate compound [B] within the above range, it is possible to reduce the water absorption rate without deteriorating the thermal shock resistance (crack resistance) and heat resistance colorability of the cured product. (For example, moisture absorption reflow cracks generated when reflow treatment is performed in a state of water absorption) can be reduced, and as a result, a highly reliable semiconductor light emitting element can be provided.
  • the acid value of the sealant of the present invention is preferably 0.10 mgKOH / g or less, more preferably 0.05 mgKOH / g or less, and particularly preferably 0.02 mgKOH / g or less. It is preferable that the heat resistance colorability is further improved by setting the amount to the upper limit or less. Although a lower limit is not specifically limited, It is practical that it is 0.001 mgKOH / g or more.
  • the method for adjusting the acid value of the sealant is not particularly limited, but after mixing the adsorbent such as activated carbon and silica with the isocyanurate compound of the present invention and leaving it to stand, the adsorbent is removed by filtration. The acid value of the nurate compound can be lowered.
  • substituent T examples include the following.
  • An alkyl group preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, pentyl, heptyl, 1-ethylpentyl, benzyl, 2-ethoxyethyl, 1-carboxymethyl, etc.
  • alkenyl A group preferably an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms such as vinyl, allyl, oleyl and the like
  • an alkynyl group preferably an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms such as ethynyl, butadiynyl, phenylethynyl and the like
  • a cycloalkyl group preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohex
  • the specific isocyanurate compound may be synthesized by a conventional method, and the synthesis method is not particularly limited.
  • the synthesis method is not particularly limited.
  • JP-A-2003-213159 For information on such commercial products, reference can be made to, for example, JP-A-2003-213159.
  • the sealing agent of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
  • a radical polymerization initiator is added.
  • thermal radical polymerization initiators that generate initiation radicals by cleavage by heat include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, cyclohexanone peroxide, and methylcyclohexanone peroxide; 1,1 Hydroperoxides such as 1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and t-butyl hydroperoxide; diisobutyryl peroxide, bis-3,5,5-trimethylhexanol peroxide, lauroyl peroxide Diacyl peroxides such as oxide, benzoyl peroxide and m-toluylbenzoyl peroxide; dicumyl peroxide
  • azo compound used as an azo-based (AIBN or the like) polymerization initiator examples include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2, 2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1'-azobis-1-cyclohexanecarbonitrile, dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, 4,4'-azobis-4-cyano Examples include valeric acid, 2,2′-azobis- (2-amidinopropane) dihydrochloride, and the like (see JP 2010-189471 A).
  • radical polymerization initiator in addition to the thermal radical polymerization initiator, a radical polymerization initiator that generates an initiation radical by light, electron beam, or radiation can be used.
  • radical polymerization initiators include benzoin ether, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one [IRGACURE651, trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.], 1-hydroxy-cyclohexyl -Phenyl-ketone [IRGACURE 184, trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.], 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one [DAROCUR 1173, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Trademarks], 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one [IRGACURE2959, trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.], 2
  • radical polymerization initiators can be used singly or in combination of two or more.
  • a peroxide compound is preferable, and perbutyl O (t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, manufactured by NOF Corporation) can be used.
  • the amount of the polymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and 0.5 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organic curing component. It is more preferable. By setting it to the above lower limit or more, the polymerization reaction can be favorably started. On the other hand, by setting it to the upper limit value or less, it is preferable because the excellent effect of the sealant due to the application of the specific isocyanurate compound can be sufficiently obtained.
  • the sealing agent (curable composition) may be polymerized only by heating, or the polymerization initiator may not be used.
  • a polymerization inhibitor may be added to the sealant of the present invention.
  • the polymerization inhibitor include phenols such as hydroquinone, tert-butylhydroquinone, catechol and hydroquinone monomethyl ether; quinones such as benzoquinone and diphenylbenzoquinone; phenothiazines; copper and the like.
  • the content of the polymerization inhibitor is not particularly limited, but it is preferably 0 to 20000 ppm (based on parts by mass), preferably 100 to 10000 ppm, more preferably 300 to 8000 ppm with respect to 1 part of the organic curing component.
  • the addition amount of the polymerization inhibitor is too small, the polymerization occurs while generating heat abruptly at the time of sealing and curing, so that the adhesiveness with the reflector package substrate is lowered and the sealing material is applied when a thermal shock is applied. / Peeling easily occurs at the substrate interface.
  • the addition amount of the polymerization inhibitor is too large, when the curable composition is cured in the air, the curing rate is remarkably reduced, resulting in poor surface curing.
  • the phosphor is preferably blended in an amount of 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic curing component of the sealant, more preferably 2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less. It is particularly preferred that the amount is not less than 20 parts by mass.
  • the phosphor is not particularly limited as long as it absorbs light from the semiconductor light emitting element and emits fluorescence to convert the wavelength, and is a nitride-based phosphor mainly activated by a lanthanoid-based element such as Eu or Ce.
  • (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Ca, Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu, CaAlSiN 3 : Eu or the like is used.
  • the average particle diameter of the phosphor is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 3 to 50 ⁇ m. By setting it to the above lower limit value or more, it is preferable because sedimentation in a low viscosity resin can be facilitated. By setting it to the above upper limit value or less, sedimentation at room temperature can be suppressed, which is preferable.
  • the specific gravity of the phosphor is not particularly limited as long as it is applicable to this kind of use, but 2 to 10 g / cm 3 is preferable and 4 to 6 g / cm 3 is particularly preferable from the viewpoint of remarkable effects of the present invention. preferable.
  • the sealant of the present invention preferably contains an antioxidant as necessary.
  • antioxidants include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, thioether antioxidants, vitamin antioxidants, lactone antioxidants, and amine antioxidants. .
  • phenolic antioxidants examples include Irganox 1010 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Irganox 1076 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Irganox 1330 (produced by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Trademark), Irganox 3114 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Irganox 3125 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), ADK STAB AO-20 (ADEKA Corporation, Trademark), ADK STAB AO-50 ( ADEKA Corporation (trademark), ADK STAB AO-60 (ADEKA Corporation), ADK STAB AO-80 (ADEKA Corporation), ADK STAB AO-30 (ADEKA Corporation), A Castab AO-40 (ADEKA, Inc., Trademark), BHT (Takeda Pharmaceutical Co., Ltd., Trademark), Cyanox 1790 (Cyanamide, Trade
  • Examples of phosphorus compounds include IRAGAFOS 168 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), IRAGAFOS 12 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), IRAGAFOS 38 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), IRAGAFOS P-EPQ (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), IRAGAFOS 126 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), ADKSTAB 329K (ADEKA, trademark), ADKSTAB PEP-36 (trade name) ADEKA, trademark), ADKSTAB PEP-8 (ADEKA, trademark), ADKSTAB HP-10 (ADEKA, trademark), ADKSTAB 2112 (ADEKA, quotient) ), ADKSTAB 260 (ADEKA, trademark), ADKSTAB 522A (ADEKA, trademark), Weston 618 (manufactured by GE, trademark
  • sulfur-based antioxidants examples include DSTP (Yoshitomi) (trademark), DLTP (Yoshitomi) (trademark, produced by Yoshitomi Corporation), DLTOIB (trademark, produced by Yoshitomi Corporation), DMTP (Yoshitomi). ) [Produced by Yoshitomi Co., Ltd., trademark], Seenox 412S (produced by Sipro Kasei Co., Ltd., trademark), Cyanox 1212 (produced by Cyanamid Co., Ltd.) and TP-D, TPS, TPM, TPL-R [Sumitomo Chemical Co., Ltd. ), Trade name, etc.).
  • vitamin-based antioxidants examples include tocopherol (trade name, manufactured by Eisai Co., Ltd.) and Irganox E201 (trade name, compound name: 2,5,7,8-tetramethyl-2 (4) manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. Commercial products such as ', 8', 12'-trimethyltridecyl) coumarone-6-ol].
  • Examples of the thioether-based antioxidant include commercially available products such as ADK STAB AO-412S (trademark, manufactured by ADEKA Corporation) and ADK STAB AO-503 (trademark, manufactured by ADEKA Corporation).
  • As the lactone antioxidant those described in JP-A-7-233160 and JP-A-7-247278 can be used.
  • HP-136 [trade name, compound name; 5,7-di-t-butyl-3- (3,4-dimethylphenyl) -3H-benzofuran-2-one, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.] And other commercial products.
  • amine-based antioxidants examples include commercially available products such as Irgastab FS042 [trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.] and GENOX EP [trade name, compound name; dialkyl-N-methylamine oxide] manufactured by CLOMPTON. Can do. These antioxidants can be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the antioxidant is usually 0.01 with respect to 100 parts by mass of the organic curing component from the viewpoint of suppressing the decrease in transparency of the curable composition that becomes the sealant (resin material), that is, suppressing yellowing. It is ⁇ 10 parts by mass, preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.02 to 2 parts by mass.
  • the sealant of the present invention includes a lubricant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a plasticizer, an antistatic agent, an inorganic filler, a colorant, and a release agent as necessary.
  • a component for the purpose of improving adhesion to an inorganic compound such as a flame retardant, titanium oxide or silicon oxide can be blended.
  • the lubricant higher dicarboxylic acid metal salts, higher carboxylic acid esters, and the like can be used.
  • the light stabilizer a known one can be used, but a hindered amine light stabilizer is preferred.
  • Specific examples of the hindered amine light stabilizer include ADKSTAB LA-77, LA-57, LA-52, LA-62, LA-67, LA-68, LA-63, and LA-94.
  • LA-94, LA-82 and LA-87 (above, manufactured by ADEKA Corporation), Tinuvin 123, 144, 440 and 662, Chimassorb 2020, 119, 944 (above, manufactured by CSC), Hostavin N30 (manufactured by Hoechst), Cyasorb UV-3346, UV-3526 (manufactured by Cytec), Uval 299 (GLC), and SanduvorPR-31 (Clariant).
  • These light stabilizers can be used singly or in combination of two or more.
  • the amount of the light stabilizer used is usually 0.005 to 5 parts by mass, preferably 0.02 to 2 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the organic curing component.
  • the component for improving the adhesion with inorganic compounds such as titanium oxide and silicon oxide include silane coupling agents containing a methacryloyloxy group or an acryloxy group of the silane compound. This may be contained in the sealing agent, and polymerized and molded.
  • the sealing agent for a semiconductor light emitting device of the present invention is preferably applied to a production method having a step of curing in a cavity of a reflector package to form a cured film. More specifically, the step of preparing the above-mentioned encapsulant for semiconductor light-emitting elements, the step of filling the encapsulant in the cavity of the reflector package, and heating the filled encapsulant in a predetermined range for soaking It is preferable that the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device includes a step of heating and a step of heating and curing the sealant after soaking in a predetermined range.
  • the heating temperature in the soaking step is not particularly limited, but it is preferable to heat in the range of 25 to 90 ° C. to soften the sealant without curing. From this viewpoint, the heating temperature is more preferably 35 to 80 ° C., particularly preferably 45 to 70 ° C. Considering that the phosphor is sufficiently settled in this step, the heating time is preferably 1 hour to 5 hours.
  • the heating temperature in the curing step is not particularly limited, but it is preferable to heat the sealing agent in the range of 100 to 200 ° C. From the viewpoint of sufficient curing, the heating temperature is more preferably 110 to 180 ° C, and particularly preferably 130 to 160 ° C. In consideration of forming a good cured film sufficiently cured through this step, the heating time is preferably 1 hour to 5 hours.
  • a sealing method of the sealing agent a method usually used for sealing a semiconductor light emitting element or a method similar to a general thermosetting resin molding can be used.
  • examples thereof include potting (dispensing), printing, coating, injection molding, compression molding, transfer molding, and insert molding.
  • Potting represents an operation of filling the inside by discharging the curable composition (sealing agent) into the cavity (concave space) of the package.
  • printing represents an operation of disposing a sealant at a target site using a mask, and a so-called vacuum printing method in which the surrounding pressure is reduced according to the purpose can be employed.
  • Various types of coating methods can be used for coating.
  • a method of preparing a weir called a dam material for holding a sealing agent in advance and coating the sealing agent on the inside thereof can also be used.
  • molding the method of filling the sealing agent inside a mold and thermosetting as it is is mentioned.
  • curing after sealing can be performed by heat curing, UV curing, or a combination thereof.
  • the semiconductor light-emitting device in preferable embodiment of this invention comprises the sealing material produced by hardening
  • a curing method a method similar to the molding of a normal thermosetting resin can be used.
  • the above-mentioned sealing agent or a prepolymer thereof may be used for polymerization / molding by injection molding, compression molding, transfer molding, insert molding and the like of these liquid resins.
  • a molded object can also be obtained by a potting process or a coating process.
  • a molded body can be obtained by a method similar to the molding of a photo-curing resin such as UV curing molding.
  • the sealing agent (curable composition) of the present invention has appropriate fluidity or viscosity as described above, it is preferably used for potting.
  • Potting represents an operation of discharging the sealing liquid into the cavity (concave space) W (FIG. 1) of the reflector package base material to fill the interior.
  • the curing process is generally performed by using a reflector package filled with a sealing liquid after potting (in addition to a reflector package substrate, a package that includes a semiconductor light emitting element, an element fixing adhesive, a bonding wire, and an electrode as necessary) such as an oven. Since it can be cured in a simple heating device, the system requires only a very simple configuration of a dispenser and a heating device.
  • Liquid discharge methods include mechanical dispensing methods such as screw type, air pulse dispensing, non-contact jet dispensing, and the like.
  • the dispenser which is a potting device, specifically, for example, devices provided by Musashi Engineering Co., Sanei Tech Co., etc. are used.
  • the sealing liquid that can be used for potting needs to be liquid at room temperature, and it is preferable to use a liquid having a viscosity of about 1 mPa ⁇ s to 1000 Pa ⁇ s.
  • a blue light emitting LED (Light Emitting Diode) chip made of a gallium nitride (GaN) semiconductor, an ultraviolet light emitting LED chip, a laser diode, or the like is used.
  • a substrate in which a nitride semiconductor such as InN, AlN, InGaN, AlGaN, InGaAlN or the like is formed as a light emitting layer on a substrate by MOCVD or the like can be used.
  • a semiconductor light-emitting element that is mounted face-up or a semiconductor light-emitting element that is flip-chip mounted can be used.
  • a typical example of a semiconductor light emitting device is a semiconductor light emitting device having an n-side electrode and a p-side electrode on the light-emitting surface side, but a semiconductor light-emitting device having an n-side electrode on one surface and a p-side electrode on the opposite surface. Can also be used.
  • the package As the package, a package in which electrodes are integrally formed, and a package in which electrodes are provided as circuit wiring by plating after the package is molded can be used.
  • the shape of the package any shape such as a cylinder, an elliptical column, a cube, a rectangular parallelepiped, a shape between a rectangular parallelepiped and an elliptical column, or a combination thereof can be adopted.
  • the shape of the inner wall portion an arbitrary angle can be selected with respect to the bottom portion, and a box shape that is perpendicular to the bottom surface or a mortar shape that is obtuse can be selected.
  • any shape such as a flat shape or a concave shape can be selected.
  • a package corresponding to an arbitrary mounting method such as a top view or a side view can be used as a mounting method.
  • an electrically insulating material excellent in light resistance and heat resistance is preferably used.
  • a thermoplastic resin such as polyphthalamide, a thermosetting resin such as an epoxy resin and a silicone resin, Glass epoxy, ceramics, etc.
  • white pigments such as a titanium oxide, can be mixed with these resins.
  • insert molding, injection molding, extrusion molding, transfer molding, or the like performed by previously setting the electrode in a mold can be used.
  • the electrode is electrically connected to the semiconductor light emitting element, and may be, for example, a plate-like electrode inserted into a package or a conductive pattern formed on a substrate such as glass epoxy or ceramic.
  • a plate-like electrode inserted into a package or a conductive pattern formed on a substrate such as glass epoxy or ceramic.
  • the material of the electrode there can be used silver or an alloy containing silver, or a material in which silver or an alloy containing silver is plated on a part of an electrode containing copper or iron as a main component.
  • Thin packages are required for semiconductor light emitting device packages used in backlight units of liquid crystal displays.
  • a so-called side view package that takes out light in parallel with a semiconductor element mounting substrate is often adopted.
  • the aspect ratio the ratio of the depth (or the depth of the cavity) viewed from the light extraction surface to the specific length of the surface on which the LED is mounted (bottom surface 9b [see FIG. 1]) is increased, Since the ratio of the area in contact with the reflector package of the sealing material is increased, there is a problem that peeling of the interface is likely to occur.
  • d1 / d2 corresponds to this aspect ratio. Since the depth is usually uniform in the apparatus, no specific calculation method is required, but the bottom diameter (width) d1 may be different, so a typical example is confirmed below.
  • the bottom surface is rectangular (FIG. 2A)
  • the short side (Ls) indicates the shortest line segment among straight lines passing through the center of the bottom surface of the reflector package and passing through the two outer edges of the package. If it is a square, the length of one side (D) may be adopted (FIG. 2B). If the bottom surface is circular, the diameter D is measured, and this may be d1. If it is an elliptical bottom surface, the length Ls of the short side is measured, and this is defined as d1.
  • FIG. 3 is an example of using a backlight of a semiconductor light emitting device using a side view package, and is a developed perspective view of components (part) of a liquid crystal display device.
  • 21A and 21B are polarizing plates
  • 22 is a color filter substrate
  • 23 is a liquid crystal layer
  • 24 is an array substrate
  • 25 is a light guide plate.
  • Reference numeral 26 denotes an LED backlight including the semiconductor light emitting device 10 using a side view package, and a plurality of semiconductor light emitting devices 10 are connected so as to irradiate light toward the light guide plate 25 from here. More specifically, a large number of semiconductor light emitting devices of the form shown in FIG.
  • the semiconductor light emitting device applied to this application must irradiate light with a sufficient luminous intensity in a small space, and high performance and miniaturization are required. Moreover, it is not a member that can be frequently replaced, and high durability reliability is required. According to the present invention, it is possible to appropriately meet such needs.
  • the semiconductor light emitting device can be evaluated by a conventional test method. For example, electrical characteristics, optical characteristics, temperature characteristics, thermal characteristics, lifetime, reliability, safety, and the like can be given.
  • a technique for example, the technique and standard described in pages 71 to 84 of Chapter 2 of the book “LED Lighting Handbook, LED Lighting Promotion Council Edition” published by Ohm Co., Ltd. can be adopted.
  • the semiconductor light-emitting device can be used for various applications that require maintenance of luminous intensity, for example, a backlight of a liquid crystal display, a mobile phone or an information terminal, an LED display, a flashlight, and indoor / outdoor lighting.
  • the acrylic sealing material used in the present invention can be used not only for light emitting elements such as LEDs and laser diodes but also for sealing light emitting elements, semiconductor light emitting elements other than semiconductor light emitting elements such as LSI and IC.
  • Example 1 and Comparative Example 1 Preparation of sealing liquid
  • M215 (trade name: manufactured by Toagosei Co., Ltd. [mixture of the following compounds 1-1 to 1-3]) was used to prepare a bifunctional monomer column purified product (the following compound 1-2 (hereinafter referred to as “IC”). )
  • GPC apparatus HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation) is used, THF (tetrahydrofuran) (manufactured by Shonan Wako Pure Chemical Industries) is used as an eluent, a column is G3000HXL + G2000HXL, a flow rate is 1 mL / min at 23 ° C., and detected by RI did.
  • Viscosity was measured using Rheostress RS6000 (HAAKE).
  • a cone and plate system (C35 / 1) was used as a sensor, and the shear rate was 10 sec ⁇ 1 and the temperature elevation rate was 1 ° C./min.
  • Sealant sample c61 for comparison was prepared with the following formulation. This prescription was set with reference to Example 1 described in the specification of JP-A No. 2003-261770.
  • ⁇ C61> Isocyanur acrylate compound IC 30.1g Filler (spherical silica average particle size 0.5 ⁇ m) 32.1 g Glycidoxypropyltrimethoxysilane 1.51g Aluminum trisethyl acetoacetate 0.30g
  • the ratio (T 15 / T 60 ) at 15 ° C. and 60 ° C. is 9.5 (c71), respectively. 5.3 (c72).
  • the ratio (T 15 / T 60 ) of the sealant according to the example of the present invention is 33.2 for the sample 101 and 28.9 for the sample 105, which is based on the ratio of the example of the above publication.
  • the sealing agent of the present invention exhibits an appropriate viscosity and its temperature characteristics, suppresses production lot variation at the time of filling with the sealing agent, and phosphor at the time of heat curing. It can be seen that it is possible to promote proper sedimentation of the water.

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Abstract

半導体発光素子の少なくとも一部を覆う硬化膜を形成する熱硬化性の封止剤であって、前記封止剤は硬化性化合物として平均分子量1,000以下のアクリレートモノマーを含み、該封止剤の硬化前25℃における粘度η25が1,000mPa・sec以上1,000,000mPa・sec以下であり、かつ、50℃における粘度η50との比率η25/η50が10以上である半導体発光素子用封止剤。

Description

半導体発光素子用封止剤、これを用いた硬化膜及び半導体発光装置
 本発明は半導体発光素子用封止剤、これを用いた硬化膜及び半導体発光装置に関する。
 半導体発光装置は、白熱灯や蛍光灯に代わる次世代の光源として期待されており、国内外で出力向上等の技術開発が活発に進められている。その適用範囲も多岐に渡っており、屋内照明のみならず、液晶表示装置のバックライトとしてもその利用が広がっている。特に、近年、省エネへの意識の高まりを受けて、消費電力の低い半導体発光装置に注目が集まっており、各企業や研究機関がLED照明の技術開発を加速している。
 半導体発光装置の種類を構造別にみると、砲弾型、表面実装型(SMD)、チップオンボード(COB)等が挙げられる。図1は表面実装型の1例を挙げたものである。この例では、セラミックや樹脂などで成型したリフレクターパッケージ基材2の中にLEDチップ1を実装している。そのキャビティ(凹状空間)Wは蛍光体7を分散させたエポキシやシリコーンなどの樹脂硬化膜(封止材)3で封止されている。さらにこの半導体発光装置10では導電性接着剤8により素子1が固定され、ボンディングワイヤ6を介して電極4との導通がとられている。キャビティ内側の面には反射板の機能を付与してあり、多くの光を取り出せる構造とされている。
 上記の構造からも分かるとおり、半導体発光装置には、従来の白熱電球や蛍光灯とは異なる構造及び部材が必要であり、その開発は未だ十分になされているとはいえない。上述した封止材についても同様であり、現在エポキシ系もしくはシリコーン系の樹脂が主流であるが、さらなる性能向上のための開発検討、材料探索が求められている。一方、上記封止材には蛍光体が分散配置されており、これにより光半導体発光素子から発せられる光の色みが調整されている。この蛍光体の分散状態を好適化するために封止樹脂の硬化時の加熱条件等を調節することが提案されている(特許文献1参照)。
特開2012-9905号公報
 上記特許文献1では封止樹脂を硬化させるときの昇温速度の調節設定が提案されているが、封止剤に用いる具体的な樹脂成分に関する開示がなく、実際的な製品の製造は困難である。本発明者の確認によれば、上記公知文献に開示された類のシリコーン樹脂を用いた硬化性組成物では、目的とする蛍光体の分散状態が得がたいことが分かった(後記比較例参照)。
 そこで、本発明は、半導体発光装置の用途において要求される、硬化膜における蛍光体の所望の分散状態と良好な製造適性とを実現することができる粘性及びその温度特性を有する半導体発光装置の封止剤及びこれを用いた半導体発光装置の提供を目的とする。
 前記の課題は下記の手段により解決される。
〔1〕半導体発光素子の少なくとも一部を覆う硬化膜を形成する熱硬化性の封止剤であって、
 前記封止剤は硬化性化合物として平均分子量1,000以下のアクリレートモノマーを含み、該封止剤の25℃における粘度η25が1,000mPa・sec以上1,000,000mPa・sec以下であり、かつ、50℃における粘度η50との比率η25/η50が10以上である半導体発光素子用封止剤。
〔2〕前記アクリレートモノマーがイソシアヌレート骨格を有するモノマー、ノルボルナン骨格を有するモノマー、アダマンタン骨格を有するモノマー、リン酸基含有モノマー、またはビスフェニレン基を有するモノマーである〔1〕に記載の半導体発光素子用封止剤。
〔3〕前記アクリレートモノマーが水酸基(OH)含有化合物を含む〔1〕または〔2〕に記載の半導体発光素子用封止剤。
〔4〕前記アクリレートモノマーが下記式(1)で表される化合物を含む〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、R、R、Rは、それぞれ独立に、水酸基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~24のアリールオキシ基、炭素数6~24のアリール基、下記式(I)で表されるアクリロイルオキシ基、又は下記式(II)で表されるアシルオキシ基を表す。Lは単結合または炭素数1~4のアルキレン基を表す。ただし、R、R、及びRの少なくとも1つは前記アクリロイルオキシ基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、Rは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表す。*は結合手を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、Rは炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~24のアリール基を表す。*は結合手を表す。)
〔5〕前記アクリレートモノマーが下記式(21)で表される化合物を含む〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、R21、R22は置換基を表す。Acはアクリロイルオキシ基を表す。Leは単結合または連結基を表し、Lfは連結基を表す。n21、n22は0~4の整数を表す。)
〔6〕2種類以上の前記アクリレートモノマーを含有させた〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤。
〔7〕さらに蛍光体を含有させた〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤。
〔8〕前記蛍光体の平均粒径が1~100μmである〔7〕に記載の半導体発光素子用封止剤。
〔9〕前記蛍光体の比重が2~10である〔7〕または〔8〕に記載の半導体発光素子用封止剤。
〔10〕前記封止剤の25℃における粘度η25と、50℃における粘度η50との比率η25/η50との関係について、下記数式(F1)および(F2)を満たす〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤。
  η25/η50 > a・Log10(η25)+b ・・・F1
  η25/η50 < c・Log10(η25)+d ・・・F2
  a= 34
  b= -200
  c= 34
  d= 50
〔11〕半導体発光素子の少なくとも一部を覆う硬化膜を形成する熱硬化性の封止剤であって、
 蛍光体を含有させて用いるものであり、
 前記封止剤は硬化性化合物として平均分子量1,000以下のアクリレートモノマーを含み、該封止剤の25℃における粘度η25が1,000mPa・sec以上1,000,000mPa・sec以下であり、かつ、50℃における粘度η50との比率η25/η50が10以上である半導体発光素子用封止剤。
〔12〕〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の封止剤を硬化してなる硬化膜。
〔13〕〔12〕に記載の硬化膜と該硬化膜で封止された半導体発光素子とを具備する半導体発光装置。
〔14〕半導体発光装置用の封止剤をリフレクターパッケージのキャビティ内で硬化させて硬化膜とする工程を有する半導体発光装置の製造方法であって、
 〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤を準備する工程、該封止剤をリフレクターパッケージのキャビティに充填する工程、充填された封止剤を25℃~90℃の範囲で加熱して均熱する工程、および前記均熱後の充填材を100℃~200℃の範囲で加熱して硬化する工程を含む半導体発光装置の製造方法。
 本発明の半導体発光素子用封止剤は、硬化したときに蛍光体を所望の分散状態とし、かつ良好な製造適性を実現することができる。特に、封止剤充填時においては、高粘度で蛍光体を安定分散させることで経時変化により起こりやすい蛍光体含有量の差異による製造ロットバラツキを抑制する。一方、加熱硬化時においては、より大きく粘度低下することで蛍光体の沈降を促すことができる。この沈降効果によって、上記の封止剤を用いて作製した半導体発光装置は出射角度による色ばらつきのない良好な発光特性を実現することができる。
 本発明の上記及び他の特徴及び利点は、下記の記載および添付の図面からより明らかになるであろう。
半導体発光装置の一例を模式的に示した断面図である。 図1に示した半導体発光装置の底面を模式化して示した平面図である。 本発明の好ましい実施形態に係る半導体発光装置を利用した液晶表示装置の部材構成を模式的に示した展開斜視図である。 実施例・比較例で調整した各封止剤試料の粘度の温度特性をプロットしたグラフである。
 本発明の封止剤は特定の分子量のアクリレートモノマーを含有し、特定の粘度及びその温度特性を有する。これにより常温では十分な粘性を示し良好な製造適性を示し、加熱により低粘度化して顕著な流動性を発現し、蛍光体の沈降を促し所望の分散配置を実現することができる。以下、本発明についてその好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
[アクリレートモノマー]
 本発明の封止剤は、アクリレートモノマーを含有し、その有機硬化成分として実質的に当該アクリレートモノマーのみからなることが、好ましい。ここで、アクリレートモノマーとは、α位に置換基を有してもよいアクリロイル基を有する重合性化合物をいい、アクリロイル基(無置換)もしくはメタクリロイル基(メチル置換)を有することが好ましい。特定のアクリレートモノマーは、硬化性組成物として通常用いられるものを適用することができるが、イソシアヌレート骨格を有するモノマー、ビスフェニレン基を有するアクリレートモノマー、ノルボルナン骨格を有するアクリレートモノマー、アダマンタン骨格を有するモノマー、もしくはリン酸含有アクリレートモノマーを用いることが好ましい。なお、本明細書において骨格とは、該当する分子の主要部を有する残基を意味する。また、アクリロイル基とは広義には無置換及び置換基を有するものを含む意味であり、狭義には無置換のものを意味する。特に断らない限りは、広義の意味で用いる。このことは、アクリレートなどというときにも同様である。
(イソシアヌレート骨格を有するアクリレートモノマー)
 本発明においては、アクリレートモノマーとして、下記式(1)で表されるイソシアヌレート骨格を有する化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
・R、R、R
 式中のR、R、Rは、それぞれ独立に、水酸基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~24のアリールオキシ基、炭素数6~24のアリール基、下記式(I)で表されるアクリロイルオキシ基、又は下記式(II)で表されるアシルオキシ基を表す。Lは単結合または炭素数1~4のアルキレン基を表す。ただし、R、R、及びRの少なくとも1つは前記アクリロイルオキシ基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式中、Rは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表す。*は結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式中、Rは炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~24のアリール基を表す。*は結合手を表す。
 R、R、R、Rにおいて、炭素数1~10のアルキル基としては直鎖のアルキル基、分岐のアルキル基、環状アルキル基が挙げられるが、中でも、炭素数3~10の直鎖のアルキル基、炭素数6~10の分岐のアルキル基、炭素数6~10の環状アルキル基が好ましい。
 R、R、R、Rがアリール基のとき、アリール基は、単環でも複環でもよい意味である。アリール基としては中でもフェニル基が好ましい。
 本明細書において、アルキル基及びアリール基は、さらに置換基を伴っていてもよく、その例としては後記置換基Tが挙げられる。
 Lは単結合または炭素数1~4のアルキレン基であるが、中でもエチレン基又はイソプロピレン基(N-CH-CH(CH)-Rの向き:RはR、R、又はR)が好ましく、エチレン基がより好ましい。
 本発明の封止剤においては、特定のアクリレートモノマーが水酸基を有していることが好ましい。したがって、式(1)で表されるアクリレートモノマーにおいては、R、R、Rの少なくとも1つが水酸基ないしこれを有する基であることが好ましい。これにより、前記特定アルコキシシリル化合物のアルコキシ基と加水分解及び脱水縮合を介した結合構造を形成することができ、より強固で安定した硬化物とすることができる。
(ビスフェニレン基を有するアクリレートモノマー)
 前記アクリレートモノマーは下記式(21)で表されるものであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
・R21、R22
 R21、R22は置換基を表し、その好ましいものは後記置換基Tの例が挙げられる。
・Ac
 Acはアクリロイルオキシ基を表し、その好ましい例は前記式(I)で表される基が挙げられる。
・L
 Lは単結合または連結基を表す。その好ましい範囲としては、環状もしくは鎖状(分岐もしくは直鎖)のアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、オキシ基(-O-)、カルボニル基、アミノ基(-NR-:Rは水素原子もしくは有機基)、またはそれらの組合せが挙げられる。なかでも好ましくは、炭素数1~10のアルキレン基もしくは炭素数1~10のオキシ基を有することあるアルキレン基であり、より好ましくは、酸素原子で式中のベンゼン環に結合する、炭素原子数1~4のオキシ基を有することあるアルキレン基である。
 前記のとおり、アクリレートモノマーは水酸基を有することが好ましく、上記連結基Lが水酸基を有することが好ましい。
・L
 Lは連結基を表す。その例として、-O-、-CH-、-C(CH)H-、-C(CH-、-C(CH)(Ph)-、-C(CF-、-C(CH)(C)-、-C(Ph)-、-C(=CCl)-、-SO-などが挙げられる。その他、Lとして、下記式で表されるものも挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式中、*は結合手を表す。R31、R32は、炭素原子数1~5のアルキレン基を表し、メチレン基、エチレン基、プロピレン基が好ましく、なかでも2,2-プロパンジイル基がより好ましい。R33は、置換基を表し、炭素原子数1~3のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子等が挙げられる。n3は0~4の整数を表し、0であることが好ましい。
・n21、n22は0~4の整数を表す。
(脂環式炭化水素骨格を有するアクリレートモノマー)
 本発明に好適に用いられる脂環式炭化水素骨格を有するアクリレートモノマーとしては、前記ノルボルナン骨格を有するアクリレートモノマーもしくはアダマンタン骨格を有するアクリレートモノマーが挙げられる。具体的には、下記式(11)または(12)で表されるモノマーが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
・R11、R12
 R11、R12は置換基を表す。複数あるR11、R12は互いに結合して環を形成していてもよい。置換基の好ましい範囲としては、後記置換基Tの例が挙げられる。Acを含む置換基は、R11,R12に置換していても、上記で形成された環に置換していてもよい。
・L
 Lは単結合または連結基を表す。その好ましい範囲は前記Lと同様である。
・Ac
 Acは置換基を有していてもよいアクリロイルオキシ基を表す。Acの好ましいものは、前記式(I)と同義である。
 n11は0~6の整数を表す。n12は0~9の整数を表す。naは1~4の整数を表す。
(リン酸基を有するアクリレートモノマー)
 前記アクリレートモノマーは下記式(31)または(32)で表されるものであることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
・Ac
 Acはアクリロイルオキシ基を表し、その好ましい例は前記式(I)で表される基が挙げられる。
・L
 Lは連結基を表し、その好ましい範囲は前記Lと同様である。
[分子量・粘度に関する規定]
 本発明の封止剤は特定の分子量と特定の粘度特性とを有する。以下、この点について詳細に説明する。
(分子量)
 本発明においてアクリレートモノマーの分子量は1,000以下であり、700以下であることが好ましい。下限は特にないが、100以上であることが好ましく、200以上であることがより好ましい。分子量を上記下限値以上とすることで樹脂硬化工程中にモノマーが揮発することを防ぐことができ好ましい。上記上限値以下とすることで、高温時に粘度を低減させやすくすることができることが本発明の特徴の1つである。なお、分子量は特に断らない下記実施例に記載の方法で測定した。
(粘度特性)
・低温粘度(η25
 本発明の封止剤は、その硬化前25℃における粘度η25が1,000mPa・sec以上1,000,000mPa・sec以下である。下限値としては、2,000mPa・sec以上であることがより好ましく、3,000mPa・sec以上であることが特に好ましい。上限値としては、100,000mPa・sec以下であることがより好ましく、10,000mPa・sec以下であることが特に好ましい。この値を、前記下限値以上とすることで、蛍光体を長時間安定分散することができ好ましい。一方、前記上限値以下とすることで、取り扱いや搬送が容易になり好ましい。
・高温粘度(η50
 本発明の封止剤において、硬化前50℃における粘度η50は特に限定されないが、1mPa・sec以上10,000mPa・sec以下であることが好ましく、1mPa・sec以上5,000mPa・sec以下であることがより好ましい。下限値としては、5mPa・sec以上であることがより好ましく、10mPa・sec以上であることが特に好ましい。上限値としては、3,000mPa・sec以下であることがより好ましく、1,000mPa・sec以下であることが特に好ましい。この値を、前記下限値以上とすることで、液こぼれや意図せざるギャップへの染み込みを抑制することができ好ましい。一方、前記上限値以下とすることで、蛍光体を沈降させることができ好ましい。
・加熱による粘度低下率(η25/η50
 本発明の封止剤は、その前記25℃における粘度η25と50℃における粘度η50との比率η25/η50が10以上である。これは、20以上であることがより好ましく、30以上であることが特に好ましい。上限値としては、特に限定されないが、1,000以下であることが実際的である。本発明においては、低下率を、前記下限値以上とすることが特徴の1つである。具体的には、これにより低温において流動させすぎず良好な製造適性を実現する。一方、加熱することにより封止剤の流動性を急激に上昇させ、そこに含有される蛍光体の沈降を適度にうながし、図1に示したように半導体発光素子周辺にこれが偏在した形態を実現することができる。そして、そのまま加熱温度を上昇させることにより、封止剤中のモノマーを重合硬化させることができ、硬化された硬化膜(封止材)を有する製品とすることができる。
 本発明の該封止剤は、その硬化前25℃における粘度η25と、50℃における粘度η50との比率η25/η50との関係について、下記数式(F1)および(F2)を満たすことが好ましい。
  η25/η50 > a・Log10(η25)+b ・・・F1
  η25/η50 < c・Log10(η25)+d ・・・F2
  a= 34
  b= -200
  c= 34
  d= 50
 このような関係とすることは、本発明の封止剤における製造適性や蛍光体の沈降性の観点もあるが、材料の入手性を考慮し、前記η25とη50とで規定される発明の範囲をさらに実際的なものに特定する意味を有する。同様の観点から、c=-150、d=0であることがより好ましい。
[成分組成]
 本発明の封止剤においては、アクリレートモノマーの濃度は、当該組成物の有機硬化成分全量に対して70質量%超であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。上限は特になく、実質的に100質量%程度であることが特に好ましい。ここで実質的にとしたのは、残溶媒が0~10質量%程度の割合で混入することがあり、本発明の効果を損ねない範囲でそのような不可避混入物の存在を許容するものである。あるいは、封止剤の粘度を下げる必要がある場合などには、必要量の添加剤ないし溶媒を付与してもよい。また、本発明の封止剤は、必須成分に加え後記重合開始剤や重合禁止剤など必要に応じて任意成分を含んでもよいが、無溶媒で用いることが好ましい。このように無溶媒でありながら十分な流動性と好適な粘性を有するため、半導体発光素子の封止剤の成形性に優れる。とりわけポッティングによる成形に効果的に対応することができ、モールド成形などと比し、大幅な製造効率の改善にも資するものである。なお、封止剤の有機硬化成分とは炭素原子を含む化合物からなる硬化成分(重合等により直接硬化に寄与する成分)をさすが、炭素原子を含んでいても蛍光体や重合開始剤、有機溶媒を含まない意味である。その他、厳密に対比する必要がある場合には、水や無機塩などの微量成分も除く意味である。
(イソシアヌレート化合物[A])
 前記式(1)で表される特定イソシアヌレート化合物は、下記式(1-1)、(1-2)、又は(1-3)で表されるものであることが好ましい。本明細書では、この式(1-1)、(1-2)、又は(1-3)で表される化合物の総称としてイソシアヌレート化合物[A]と呼ぶ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
・R71、R72、R73、R74
 式中、R71、R72、及びR73はそれぞれ独立に、水素又はメチル基である。R74は、水酸基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~24のアリールオキシ基、および式(II)で表されるアシルオキシ基の何れか1種以上である。
 本発明においてはR74が水酸基を含む置換基であることが好ましく、水酸基であることがより好ましい。この理由は式(1)のR、R、Rのいずれかが水酸基であるモノマーを含むことが好ましい理由と同様である。
・L
 Lは式(1)と同義であり、好ましい範囲もそれと同様である。
 上記イソシアヌレート化合物[A]は、上記各式の化合物について特定の比率で含有させることが好ましい。前記イソシアヌレート化合物[A]を100質量%としたとき、式(1-1)で表される化合物が0質量%以上35質量%以下であることが好ましく、0質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
 式(1-2)で表される化合物が65質量%以上100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、80質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。
 式(1-3)で表される化合物が0質量%以上25質量%以下であることが好ましく、0質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
 イソシアヌレート化合物[A]をそれぞれ上記の比率で含有させることで、透明性と、耐熱着色性と、耐熱衝撃性と、ガスバリア性を一層高いレベルで満足することができる。
(イソシアヌレート化合物[B])
 本発明においては、前記特定イソシアヌレート化合物が、下記式(1-4)で表される化合物を1質量%以上50質量%未満含むことが好ましい。本明細書では、この式(1-4)で表される化合物をイソシアヌレート化合物[B]と呼ぶ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
・R71、R72、Rは、式(1-1)及び式(II)と同義である。Lは式(1)と同義である。
 イソシアヌレート化合物[B]の添加量は特に限定されないが、組成物の有機硬化成分中で、1質量%以上50質量%未満で含むことが好ましく、3質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上30質量%以下であることが特に好ましい。上記の範囲でイソシアヌレート化合物[B]を適用することで、硬化物の耐熱衝撃性(耐クラック性)、および耐熱着色性を悪化させることなく吸水率を低下させることができ、吸水起因による故障(例えば、吸水した状態でリフロー処理を行った際に発生する吸湿リフロークラックなど)を低下させることが可能であり、結果、信頼性の高い半導体発光素子を提供することができる。
 本発明の封止剤は、その酸価が0.10mgKOH/g以下であることが好ましく、0.05mgKOH/g以下であることがより好ましく、0.02mgKOH/g以下であることが特に好ましい。上記上限値以下とすることで耐熱着色性がよりいっそう向上するという利点があり好ましい。下限値は特に限定されないが、0.001mgKOH/g以上であることが実際的である。封止剤の酸価の調節方法は特に限定されないが、活性炭やシリカ等の吸着剤と本発明のイソシアヌレート化合物とを混ぜ合わせ、静置した後、ろ過により吸着剤を除去することにより、イソシアヌレート化合物の酸価を低下させることができる。
 なお、本明細書において「化合物」という語を末尾に付して呼ぶとき、あるいは特定の名称ないし化学式で示すときには、当該化合物そのものに加え、その塩、そのイオンを含む意味に用いる。また、所望の効果を奏する範囲で、所定の形態で修飾された誘導体を含む意味である。また、本明細書において置換・無置換を明記していない置換基ないし連結基については、その基に任意の置換基を有していてもよい意味である。これは置換・無置換を明記していない化合物についても同義である。好ましい置換基としては、下記置換基Tが挙げられる。
 置換基Tとしては、下記のものが挙げられる。
 アルキル基(好ましくは炭素原子数1~20のアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、ペンチル、ヘプチル、1-エチルペンチル、ベンジル、2-エトキシエチル、1-カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素原子数2~20のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素原子数2~20のアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素原子数3~20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル等)、アリール基(好ましくは炭素原子数6~26のアリール基、例えば、フェニル、1-ナフチル、4-メトキシフェニル、2-クロロフェニル、3-メチルフェニル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素原子数2~20のヘテロ環基、例えば、2-ピリジル、4-ピリジル、2-イミダゾリル、2-ベンゾイミダゾリル、2-チアゾリル、2-オキサゾリル等)、アルコキシ基(好ましくは炭素原子数1~20のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素原子数6~26のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、1-ナフチルオキシ、3-メチルフェノキシ、4-メトキシフェノキシ等)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素原子数2~20のアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、2-エチルヘキシルオキシカルボニル等)、アミノ基(好ましくは炭素原子数0~20のアミノ基、例えば、アミノ、N,N-ジメチルアミノ、N,N-ジエチルアミノ、N-エチルアミノ、アニリノ等)、スルホンアミド基(好ましくは炭素原子数0~20のスルホンアミド基、例えば、N,N-ジメチルスルホンアミド、N-フェニルスルホンアミド等)、アシルオキシ基(好ましくは炭素原子数1~20のアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等)、カルバモイル基(好ましくは炭素原子数1~20のカルバモイル基、例えば、N,N-ジメチルカルバモイル、N-フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素原子数1~20のアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等)、シアノ基、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、シアノ基又はハロゲン原子であり、特に好ましくはアルキル基、アルケニル基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基又はシアノ基が挙げられる。
 上記特定イソシアヌレート化合物は定法により合成すればよく、特にその合成方法は限定されない。その市販品等の情報は、例えば、特開2003-213159号公報を参照することができる。
[重合開始剤]
 本発明の封止剤には、重合開始剤を含有させることが好ましい。
 なかでもラジカル重合開始剤を配合することが挙げられる。
 熱によって開裂して開始ラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド及びメチルシクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類;1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド及びt-ブチルハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類;ジイソブチリルパーオキサイド、ビス-3,5,5-トリメチルヘキサノールパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド及びm-トルイルベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド類;ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,3-ビス(t-ブチルペルオキシイソプロピル)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド及び2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキセンなどのジアルキルパーオキサイド類;1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ-3,5,5-トリメチル)シクロヘキサン、1,1-ジ-t-ブチルペルオキシシクロヘキサン及び2,2-ジ(t-ブチルペルオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール類;1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシネオジカーボネート、α-クミルペルオキシネオジカーボネート、t-ブチルペルオキシネオジカーボネート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ブチルペルオキシピバレート、1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシイソブチレート、ジ-t-ブチルペルオキシヘキサヒドロテレフタレート、1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサネート、t-アミルペルオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシアセテート、t-ブチルペルオキシベンゾエート及びジブチルペルオキシトリメチルアジペートなどのアルキルパーエステル類;ジ-3-メトキシブチルペルオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ビス(1,1-ブチルシクロヘキサオキシジカーボネート)、ジイソプロピルオキシジカーボネート、t-アミルペルオキシイソプロピルカーボネート、t-ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート及び1,6-ビス(t-ブチルペルオキシカルボキシ)ヘキサンなどのパーオキシカーボネート類;1,1-ビス(t-ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン及び(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネートなどが挙げられる。
 アゾ系(AIBN等)の重合開始剤として使用するアゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、1,1’-アゾビス-1-シクロヘキサンカルボニトリル、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、4,4’-アゾビス-4-シアノバレリック酸、2,2’-アゾビス-(2-アミジノプロパン)ジハイドロクロライド等が挙げられる(特開2010-189471など参照)。
 ラジカル重合開始剤として、上記の熱ラジカル重合開始剤の他に、光、電子線又は放射線で開始ラジカルを生成するラジカル重合開始剤を用いることができる。
 このようなラジカル重合開始剤としては、ベンゾインエーテル、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン〔IRGACURE651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン〔IRGACURE184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン〔DAROCUR1173、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン〔IRGACURE2959、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、2-ヒドロキシ-1-[4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル]-2-メチル-プロパン-1-オン〔IRGACURE127、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン〔IRGACURE907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1〔IRGACURE369、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モノホリニル)フェニル]-1-ブタノン〔IRGACURE379、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド〔DAROCUR TPO、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド〔IRGACURE819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、ビス(η-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム〔IRGACURE784、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]〔IRGACURE OXE 01、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)〔IRGACURE OXE 02、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕などを挙げることができる。
 これらのラジカル重合開始剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 中でも好ましくは、パーオキサイド化合物が挙げられ、パーブチルO(t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、日油(株)社製)などを用いることができる。
 重合開始剤の量は特に限定されないが、有機硬化成分100質量部に対して0.1質量部%以上5質量部以下であることが好ましく、0.5質量部%以上2質量部以下であることがより好ましい。上記下限値以上とすることで重合反応を良好に開始させることができる。一方、上記上限値以下とすることで、上記特定イソシアヌレート化合物を適用したことによる封止剤の優れた効果を十分に引き出すことができ好ましい。
 なお、本発明においては、封止剤(硬化性組成物)を加熱のみにより重合させるようにしてもよく、重合開始剤を用いない構成としてもよい。
[重合禁止剤]
 本発明の封止剤には、重合禁止剤を添加してもよい。前記重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、tert-ブチルハイドロキノン、カテコール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等のフェノール類;ベンゾキノン、ジフェニルベンゾキノン等のキノン類;フェノチアジン類;銅類等を用いることができる。
 重合禁止剤の含有量は特に限定されないが、有機硬化成分1部に対して、0~20000ppm(質量部基準)、好ましくは100~10000ppm、更に好ましくは300~8000ppmで添加することが好ましい。重合禁止剤の添加量が少なすぎると、封止硬化時に、急激に発熱を生じながら重合が起こるため、リフレクターパッケージ基材との密着性が低下し、熱衝撃を与えた際に、封止材/基材界面で剥離が生じやすくなる。一方、重合禁止剤の添加量が多すぎると、大気下で硬化性組成物を硬化する際、硬化速度を著しく低下させ、表面硬化不良を引き起こす。
[蛍光体]
 本発明においては、封止剤の有機硬化成分100質量部に対し蛍光体1~40質量部を配合してなることが好ましく、2質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上20質量部以下であることが特に好ましい。蛍光体としては、半導体発光素子からの光を吸収して蛍光を発することにより波長を変換するものであればよく、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体または酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体、又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくとも1以上であることが好ましい。より好ましくは、(Y,Gd)(Al,Ga)12:Ce、(Ca,Sr,Ba)SiO:Eu、(Ca,Sr)Si:Eu、CaAlSiN:Euなどが使用される。
 蛍光体の平均粒径は特に限定されないが、1~100μmが好ましく、3~50μmがより好ましい。上記下限値以上とすることにより低粘度樹脂中沈降が容易にすることができ好ましい。上記上限値以下とすることで室温時における沈降を抑制することができ好ましい。
 蛍光体の比重についてはこの種の用途に適用されるものの範囲で特に限定されないが、本発明の効果が顕著になる観点から、2~10g/cmが好ましく、4~6g/cmが特に好ましい。
[酸化防止剤]
 本発明の封止剤には必要に応じて酸化防止剤を含有させることが好ましい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、チオエーテル酸化防止剤、ビタミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤などが挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤としては、Irganox1010(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、Irganox1076(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、Irganox1330(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、Irganox3114(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、Irganox3125(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、アデカスタブAO-20(株式会社ADEKA、商標)、アデカスタブAO-50(株式会社ADEKA、商標)、アデカスタブAO-60(株式会社ADEKA、商標)、アデカスタブAO-80(株式会社ADEKA、商標)、アデカスタブAO-30(株式会社ADEKA、商標)、アデカスタブAO-40(株式会社ADEKA、商標)、BHT(武田薬品工業(株)製、商標)、Cyanox1790(サイアナミド社製、商標)、SumilizerGP(住友化学(株)製、商標)、SumilizerGM(住友化学(株)製、商標)、SumilizerGS(住友化学(株)製、商標)及び、SumilizerGA-80(住友化学(株)製、商標)などの市販品を挙げることができる。
 リン系化合物としてはIRAGAFOS168(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、IRAGAFOS12(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、IRAGAFOS38(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、IRAGAFOS P-EPQ(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、IRAGAFOS126(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標)、ADKSTAB 329K(株式会社ADEKA、商標)、ADKSTAB PEP-36(株式会社ADEKA、商標)、ADKSTAB PEP-8(株式会社ADEKA、商標)、ADKSTAB HP-10(株式会社ADEKA、商標)、ADKSTAB 2112(株式会社ADEKA、商標)、ADKSTAB 260(株式会社ADEKA、商標)、ADKSTAB 522A(株式会社ADEKA、商標)、Weston 618(GE社製、商標)、Weston 619G(GE社製、商標)、及びWeston 624(GE社製、商標)などの市販品を挙げることができる。
 イオウ系酸化防止剤としては、DSTP(ヨシトミ)〔吉富(株)製、商標〕、DLTP(ヨシトミ)〔吉富(株)製、商標〕、DLTOIB〔吉富(株)製、商標〕、DMTP(ヨシトミ)〔吉富(株)製、商標〕、Seenox 412S〔シプロ化成(株)製、商標〕、Cyanox 1212(サイアナミド社製、商標)及びTP-D、TPS、TPM、TPL-R[住友化学(株)製、商標]等の市販品を挙げることができる。ビタミン系酸化防止剤としては、トコフェロール〔エーザイ(株)製、商標〕及びIrganoxE201〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標、化合物名;2,5,7,8-テトラメチル-2(4’,8’,12’-トリメチルトリデシル)クマロン-6-オール〕などの市販品を挙げることができる。
 チオエーテル系酸化防止剤としては、アデカスタブAO-412S(株式会社ADEKA製、商標)、アデカスタブAO-503(株式会社ADEKA製、商標)などの市販品を挙げることができる。ラクトン系酸化防止剤としては、特開平7-233160号公報及び特開平7-247278号公報に記載されているものを使用することができる。また、HP-136〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標、化合物名;5,7-ジ-t-ブチル-3-(3,4-ジメチルフェニル)-3H-ベンゾフラン-2-オン〕などの市販品を挙げることができる。
 アミン系酸化防止剤としては、IrgastabFS042〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商標〕及びGENOX EP〔クロンプトン社製、商標、化合物名;ジアルキル-N-メチルアミンオキサイド〕などの市販品を挙げることができる。これらの酸化防止剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 酸化防止剤の含有量は、封止剤(樹脂材料)となる硬化性組成物の透明性の低下、つまり黄変性を抑制する観点から、有機硬化成分100質量部に対して、通常0.01~10質量部、好ましくは0.01~5質量部、より好ましくは0.02~2質量部である。
[光安定剤等]
 本発明の封止剤には、前記の酸化防止剤の他に、必要に応じて、滑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、着色剤、離型剤、難燃剤、酸化チタンや酸化ケイ素などの無機化合物との密着性改良を目的とした成分などを配合することができる。滑剤としては、高級ジカルボン酸金属塩及び高級カルボン酸エステル等を使用することができる。
 光安定剤としては、公知のものを使用することができるが、好ましくはヒンダードアミン系光安定剤である。ヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、ADKSTAB LA-77、同LA-57、同LA-52、同LA-62、同LA-67、同LA-68、同LA-63、同LA-94、同LA-94、同LA-82及び同LA-87〔以上、株式会社ADEKA製〕、Tinuvin123、同144、同440及び同662、Chimassorb2020、同119、同944〔以上、CSC社製〕、Hostavin N30(Hoechst社製)、Cyasorb UV-3346、同UV-3526(以上、Cytec社製)、Uval 299(GLC)及びSanduvorPR-31(Clariant)などを挙げることができる。これらの光安定剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 光安定剤の使用量は、前記有機硬化成分100質量部に対して、通常、0.005~5質量部であり、好ましくは0.02~2質量部である。
 酸化チタンや酸化ケイ素などの無機化合物との密着性改良を目的とした成分としては、シラン化合物のメタクリロイルオキシ基やアクリロキシ基を含むシランカップリング剤などが挙げられる。これを上記封止剤に含有させ、重合、成形してもよい。
[半導体発光装置]
(封止方式)
 本発明の半導体発光装置用の封止剤は、リフレクターパッケージのキャビティ内で硬化させて硬化膜とする工程を有する製造方法に適用することが好ましい。さらに具体的には、前記の半導体発光素子用封止剤を準備する工程、該封止剤をリフレクターパッケージのキャビティに充填する工程、充填された封止剤を所定の範囲で加熱して均熱する工程、および前記均熱後の封止剤を所定の範囲で加熱して硬化する工程を含む半導体発光装置の製造方法であることが好ましい。
 前記均熱工程における加熱温度は、特に限定されないが、25~90℃の範囲で加熱し、封止剤を硬化させずに軟化することが好ましい。この観点からは、前記加熱温度を35~80℃とすることがより好ましく、45~70℃とすることが特に好ましい。この工程で蛍光体を十分に沈降させることを考慮すると、加熱時間は1時間~5時間であることが好ましい。
 前記硬化工程における加熱温度は、特に限定されないが、100~200℃の範囲で加熱し、封止剤を硬化させることが好ましい。十分に硬化させる観点からは、前記加熱温度を110~180℃とすることがより好ましく、130~160℃とすることが特に好ましい。この工程を経て十分に硬化させた良好な硬化膜を形成することを考慮すると、加熱時間は1時間~5時間であることが好ましい。
 封止剤の封止方式としては通常半導体発光素子の封止で用いられている手法や一般的な熱硬化性樹脂の成形と同様の方法を用いることができる。例えば、ポッティング(ディスペンス)、印刷、コーティング、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形及びインサート成形などが挙げられる。ポッティングとは、パッケージのキャビティ(凹状空間)の内部に前記硬化性組成物(封止剤)を吐出して内部を埋める操作を表す。また、印刷とはマスクを用いて目的の部位に封止剤を配置する操作を表し、目的に応じて周囲の圧力を減圧するいわゆる真空印刷の方式も採用できる。コーティングは各種のコーティング方式を採用することができ、例えばダム材と呼ばれる封止剤を留める堰を予め作製しておき、その内側に封止剤をコーティングする方法も採用できる。また、各種モールド成形においてはモールドの内側に封止剤を充填しそのまま熱硬化する方法が挙げられる。また、封止後の硬化は熱硬化、UV硬化などやそれらを組み合わせて用いることができる。
 本発明の好ましい実施形態における半導体発光装置は、上記の硬化性組成物(封止剤)を硬化することによって作製した封止材を具備してなる。硬化方法としては通常の熱硬化性樹脂の成形と同様の方法を用いることができる。例えば、上記の封止剤又はその予備重合物を用い、これらの液状樹脂の射出成形、圧縮成形、トランスファー成形及びインサート成形などで、重合・成形する方法が挙げられる。また、ポッティング加工やコーティング加工で成形体を得ることもできる。さらに、例えばUV硬化成形など光硬化樹脂の成形と同様の方法によっても成形体を得ることができる。
 本発明の封止剤(硬化性組成物)は上述のように適度な流動性ないし粘性を有するため、ポッティングに用いることが好ましい。
 ここでポッティングについて説明する。ポッティングとは、前記リフレクターパッケージ基材のキャビティー(凹状空間)W(図1)の内部に前記封止液を吐出して内部を埋める操作を表す。硬化プロセスはポッティング後に封止液を充填されたリフレクターパッケージ(リフレクターパッケージ基材のほか、半導体発光素子、素子固定用接着部材、ボンディングワイヤ、電極を必要に応じて含むパッケージ)をオーブンなどの一般的な加熱装置に入れて硬化できるため、システムとしてはディスペンサと加熱装置だけの非常に単純な構成で済む。また、金型やマスクを必要としないため、デバイスの形状などの変更の際にも迅速かつ安価に対応することが可能であり、汎用性の高い封止方式といえる。更に、コンプレッションモールド成形やトランスファーモールド成形などのモールド成形方式においては金型に対する離型性の悪さ、封止液の廃棄率の高さ、粘度の制限などが問題であるが、ポッティング方式ではこれらの問題がない。
 液の吐出方式としては、スクリュータイプなどのメカニカルなディスペンス方式、エアパルス式ディスペンス、非接触ジェット式ディスペンスなどが挙げられる。ポッティング装置であるディスペンサとしては、例えば具体的には武蔵エンジニアリング社、サンエイテック社などから出されている装置が使用される。
 ポッティングで使用できる封止液としては常温で液体である必要があり、粘度としてはおよそ1mPa・s~1000Pa・sの液を使用することが好ましい。
(半導体発光素子)
 半導体発光素子としては、窒化ガリウム(GaN)系半導体からなる青色発光のLED(Light Emitting Diode)チップや、紫外発光のLEDチップ、レーザダイオードなどが用いられる。その他、例えば、MOCVD法等によって基板上にInN、AlN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等の窒化物半導体を発光層として形成させたものも使用できる。フェースアップ実装される半導体発光素子や、フリップチップ実装される半導体発光素子のいずれも使用することができる。半導体発光素子は、典型例としては出光面側にn側電極とp側電極を持つ半導体発光素子が挙げられるが、一方の面にn側電極、反対の面にp側電極を持つ半導体発光素子も使用することができる。
(パッケージ)
 パッケージとしては電極が一体成型されているもの、及びパッケージを成型した後にメッキなどにより回路配線として電極を設けたものを用いることができる。パッケージの形状としては、円柱、楕円柱、立方体、直方体、直方体と楕円柱の間の形状やこれらの組み合わせなど任意の形状を採用することができる。内壁部の形状は底部に対して任意の角度を選択でき底面に対して直角になる箱型形状や鈍角になるすり鉢形状を選択することができる。凹部の底の形状は平面状や凹み形状などの任意の形状が選択できる。また、実装方式としてトップビュー、サイドビューなど任意の実装方式に対応したパッケージを用いることができる。
 パッケージを構成する素材としては、耐光性、耐熱性に優れた電気絶縁性のものが好適に用いられ、例えばポリフタルアミドなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂、ガラスエポキシ、セラミックスなどを用いることができる。また、半導体発光素子からの光を効率よく反射させるためにこれらの樹脂に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。パッケージの成形法としては、前記電極を予め金型内に設置して行うインサート成形、射出成形、押出成形、トランスファ成型などを用いることができる。
(電極)
 電極は、半導体発光素子と電気的に接続され、例えば、パッケージにインサートされた板状の電極や、ガラスエポキシやセラミックなどの基板に形成された導電パターンであってよい。電極の材質は、銀若しくは銀を含有した合金の他、銅や鉄などを主成分とする電極の一部上に銀若しくは銀を含有した合金がメッキされているものを用いることができる。
(サイドビューパッケージ)
 液晶ディスプレイのバックライトユニットなどに用いられる半導体発光素子のパッケージには薄型のものが求められる。より薄型のバックライトユニットとする場合、半導体素子の実装基板と平行に光を取り出す、いわゆるサイドビューパッケージを採用することが多い。サイドビューパッケージにおいてはアスペクト比(LEDが実装された面(底面9b[図1参照])の特定長さに対する光取り出し面から見た深さ(もしくはキャビティの深さ)の比率)が大きくなり、封止材のリフレクターパッケージと接触する面積の比率が高くなるため、その界面の剥離が発生し易いという問題がある。
 ここで、前記アスペクト比について図面に基づきさらに詳細に述べておくと、図1に示した例ではd1/d2がこのアスペクト比に相当する。深さについては通常装置内で一様であるので特に算定方法は必要ないが、底面直径(幅)d1については異なる場合があるので、以下に典型例を確認しておく。前記底面が長方形であれば(図2(a))、短辺(Ls)はリフレクターパッケージ底面の中心を通りパッケージ外端2点を通る直線のうち、長さが最も短い線分を指す。正方形であれば一辺の長さ(D)を採用すればよい(図2(b))。前記底面が円形状であればその直径Dを測定し、これをd1とすればよい。楕円形状の底面であれば、その短辺の長さLsを測定し、これをd1とする。
 さらに具体的に添付の図3に基づいて説明する。図3は、サイドビューパッケージを利用した半導体発光装置によるバックライトを用いた例であり、液晶表示装置の構成部材(一部)の展開斜視図である。21A、21Bが偏光板、22がカラーフィルタ基板、23が液晶層、24がアレイ基板、25が導光板である。そして、26がサイドビューパッケージを利用した半導体発光装置10を具備するLEDバックライトであり、ここから導光板25に向けて光を照射するように複数の半導体発光装置10が連設されている。さらに詳細にいうと、図1に示した形態の半導体発光装置が、その開口面9aを前記導光板25に向けて、バックライトケース内部に多数連設されている。
 この構造からも分かるとおり、本アプリケーションに適用される半導体発光装置は狭小なスペースで十分な光度の光を照射しなければならず、高い性能と小型化が求められる。また、頻繁に交換できる部材ではなく、高い耐久信頼性が求められる。本発明によれば、このようなニーズに好適に対応することができる。
(評価方法)
 半導体発光装置は従来の試験方法において評価することができる。例えば電気特性、光特性、温度特性、熱特性、寿命、信頼性、安全性などが挙げられる。手法としては、例えば書籍『LED照明ハンドブック LED照明推進協議会編 株式会社オーム社発行』の第2章71ページから84ページに記載の手法や基準を採用することができる。
(用途)
 半導体発光装置は、光度の維持が要求される各種用途、例えば液晶ディスプレイ、携帯電話または情報端末等のバックライト、LEDディスプレイ、フラッシュライト、及び屋内外照明などに利用することができる。また、本発明で用いられるアクリル系封止材は、LEDやレーザダイオードのような発光素子だけでなく、受光素子、LSIやICなど半導体発光素子以外の半導体発光素子の封止にも利用することができる
 以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定して解釈されるものではない。
(実施例1・比較例1)
〔封止液の調製〕
 M215(商品名:東亞合成株式会社製[下記化合物1-1~1-3の混合物])を用い、これを2官能モノマーのカラム精製品(下記化合物1-2(以下「IC」と称する))を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
―分子量の測定―
 市販の化合物についてはカタログ記載の化学構造から算出した分子量を適用した。化学構造が不明の場合は、LC-MSによりカラム分離をした上でマススペクトロメトリーにより分子量を決定する方法を適用した。また、分子量が大きくマススペクトロメトリーの解析が困難な場合はGPCによってポリスチレン換算の重量平均分子量を計測した。GPC装置HLC-8220(東ソー社製)を用い、溶離液としてはTHF(テトラヒドロフラン)(湘南和光純薬社製)を用いカラムはG3000HXL+G2000HXLを用い、23℃で流量は1mL/minで、RIで検出した。
―粘度の測定―
 レオストレスRS6000(HAAKE社)を用いて粘度の測定を行った。センサーとしてコーン&プレートシステム(C35/1)を用い、せん断速度10sec-1、昇温レートは1℃/minで計測した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(比較例2)
 以下の処方で比較のための封止剤試料c61を調製した。なお、本処方は、特開2003-261770号公報の明細書に記載された実施例1を参考にして設定したものである。
<c61>
 イソシアヌルアクリレート化合物 IC       30.1g
 充填剤(球状シリカ 平均粒径 0.5 μm)   32.1g
 グリシドキシプロピルトリメトキシシラン      1.51g
 アルミニウムトリスエチルアセトアセテート     0.30g
 上記試料c61について、η25、η50、η25/η50を上記と同様にして測定することを試みたが、上記シリカの割合ではこれを十分に分散できない状態であった(体積として樹脂はほぼなくシリカの粉のみ)。そのため粘度測定を断念した。
(参考例)
 特開2003-261770号公報に記載の発明との対比を考慮し、そこで採用された評価である隙間浸透時間の測定を行った。具体的には、アルミ箔スペーサーを2枚のガラス板で挟み込んで、前記公報の図2のように15mm幅で長さ1.8cmの50μm厚みの隙間を作成した。このものをホットプレート上に静置して設定温度に調整した後、隙間の一辺に封止剤を垂らしてから一辺から1cmの位置に浸透した封止剤が到達するまでの時間を測定した。試験サンプルとしては、実施例1の試験101、107で採用した封止剤試料を採用した。その結果を下記に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
*1:表1の試験No.により封止剤試料を示している。c71,c72は、特開2003-261770号公報に記載の実施例1および2の値であることを意味する。
*2:c71,c72については、前記公報に23℃で測定されたと記載されている。
 特開2003-261770号公報の実施例1および2に示された隙間浸透時間について、15℃のときと60℃のときの比率(T15/T60)は、それぞれ、9.5(c71)、5.3(c72)であった。一方、上記本発明の実施例に係る封止剤の比率(T15/T60)は、試料101で33.2であり、試料105で28.9であり、上記公報の実施例の比率よりも大幅に大きいものであった。このことから、本発明で規定されるη25/η50の範囲は、上記公報に開示された試料のもつ物性範囲とは異なる蓋然性が高いことが分かる。
 上記実施例・比較例より明らかなとおり、本発明の封止剤によれば、適度な粘度およびその温度特性を示し、封止剤充填時において製造ロットバラツキを抑制し、加熱硬化時において蛍光体の適切な沈降を促すことができることが分かる。
 本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
 本願は、2012年3月30日に日本国で特許出願された特願2012-081642および2012年5月18日に日本国で特許出願された特願2012-114330に基づく優先権を主張するものであり、これらはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
1 半導体発光素子(Semiconductor Light Emitting Elememt)
2 リフレクターパッケージ基材
3 封止材(硬化膜)
4 電極
6 ボンディングワイヤ
7 蛍光体
8 導電性接着剤
9a 出光面
9b 底面
10 半導体発光装置
21A、21B 偏光板
22 カラーフィルタ基板
23 液晶層
24 アレイ基板
25 導光板
26 バックライト
W 凹状空間(キャビティー)

Claims (14)

  1.  半導体発光素子の少なくとも一部を覆う硬化膜を形成する熱硬化性の封止剤であって、
     前記封止剤は硬化性化合物として平均分子量1,000以下のアクリレートモノマーを含み、該封止剤の25℃における粘度η25が1,000mPa・sec以上1,000,000mPa・sec以下であり、かつ、50℃における粘度η50との比率η25/η50が10以上である半導体発光素子用封止剤。
  2.  前記アクリレートモノマーがイソシアヌレート骨格を有するモノマー、ノルボルナン骨格を有するモノマー、アダマンタン骨格を有するモノマー、リン酸基含有モノマー、またはビスフェニレン基を有するモノマーである請求項1に記載の半導体発光素子用封止剤。
  3.  前記アクリレートモノマーが水酸基(OH)含有化合物を含む請求項1または2に記載の半導体発光素子用封止剤。
  4.  前記アクリレートモノマーが下記式(1)で表される化合物を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体発光素子用封止剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R、R、Rは、それぞれ独立に、水酸基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~24のアリールオキシ基、炭素数6~24のアリール基、下記式(I)で表されるアクリロイルオキシ基、又は下記式(II)で表されるアシルオキシ基を表す。Lは単結合または炭素数1~4のアルキレン基を表す。ただし、R、R、及びRの少なくとも1つは前記アクリロイルオキシ基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、Rは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表す。*は結合手を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、Rは炭素数1~10のアルキル基又は炭素数6~24のアリール基を表す。*は結合手を表す。)
  5.  前記アクリレートモノマーが下記式(21)で表される化合物を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体発光素子用封止剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、R21、R22は置換基を表す。Acはアクリロイルオキシ基を表す。Lは単結合または連結基を表し、Lは連結基を表す。n21、n22は0~4の整数を表す。)
  6.  2種類以上の前記アクリレートモノマーを含有させた請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体発光素子用封止剤。
  7.  さらに蛍光体を含有させた請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体発光素子用封止剤。
  8.  前記蛍光体の平均粒径が1~100μmである請求項7に記載の半導体発光素子用封止剤。
  9.  前記蛍光体の比重が2~10である請求項7または8に記載の半導体発光素子用封止剤。
  10.  前記封止剤の25℃における粘度η25と、50℃における粘度η50との比率η25/η50との関係について、下記数式(F1)および(F2)を満たす請求項1~9のいずれか1項に記載の半導体発光素子用封止剤。
      η25/η50 > a・Log10(η25)+b ・・・F1
      η25/η50 < c・Log10(η25)+d ・・・F2
      a= 34
      b= -200
      c= 34
      d= 50
  11.  半導体発光素子の少なくとも一部を覆う硬化膜を形成する熱硬化性の封止剤であって、
     蛍光体を含有させて用いるものであり、
     前記封止剤は硬化性化合物として平均分子量1,000以下のアクリレートモノマーを含み、該封止剤の25℃における粘度η25が1,000mPa・sec以上1,000,000mPa・sec以下であり、かつ、50℃における粘度η50との比率η25/η50が10以上である半導体発光素子用封止剤。
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載の封止剤を硬化してなる硬化膜。
  13.  請求項12に記載の硬化膜と該硬化膜で封止された半導体発光素子とを具備する半導体発光装置。
  14.  半導体発光装置用の封止剤をリフレクターパッケージのキャビティ内で硬化させて硬化膜とする工程を有する半導体発光装置の製造方法であって、
     請求項1~11のいずれかに記載の半導体発光素子用封止剤を準備する工程、該封止剤をリフレクターパッケージのキャビティに充填する工程、充填された封止剤を25℃~90℃の範囲で加熱して均熱する工程、および前記均熱後の充填材を100℃~200℃の範囲で加熱して硬化する工程を含む半導体発光装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015098519A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物、部材、光学装置および電子装置
DE102017104479B4 (de) * 2017-03-03 2022-03-10 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54134795A (en) * 1978-04-12 1979-10-19 Teijin Ltd Photosensitive resin composition for encapsulating material
JP2007277456A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Sony Chemical & Information Device Corp 硬化性樹脂組成物
JP2008103688A (ja) * 2006-09-01 2008-05-01 Cree Inc 発光ダイオード内の蛍光体の位置
JP2008120980A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Sony Chemical & Information Device Corp 封止樹脂組成物及び発光素子
JP2010270197A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Citizen Electronics Co Ltd コーティング用樹脂組成物および該組成物を用いて得られる硬化体
JP2011114222A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sharp Corp 半導体発光装置、半導体発光装置アセンブリ、および半導体発光装置の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54134795A (en) * 1978-04-12 1979-10-19 Teijin Ltd Photosensitive resin composition for encapsulating material
JP2007277456A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Sony Chemical & Information Device Corp 硬化性樹脂組成物
JP2008103688A (ja) * 2006-09-01 2008-05-01 Cree Inc 発光ダイオード内の蛍光体の位置
JP2008120980A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Sony Chemical & Information Device Corp 封止樹脂組成物及び発光素子
JP2010270197A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Citizen Electronics Co Ltd コーティング用樹脂組成物および該組成物を用いて得られる硬化体
JP2011114222A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sharp Corp 半導体発光装置、半導体発光装置アセンブリ、および半導体発光装置の製造方法

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