WO2023176820A1 - 光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物、光半導体封止材および光半導体装置 - Google Patents

光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物、光半導体封止材および光半導体装置 Download PDF

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optical semiconductor
resin composition
encapsulating
optical
mass
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直子 姫野
真也 大田
実 山根
洋幸 保手濱
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日東電工株式会社
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    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for encapsulating an optical semiconductor, a resin molded product for encapsulating an optical semiconductor, an optical semiconductor encapsulating material, and an optical semiconductor device.
  • LED displays such as mini LED displays and micro LED displays are attracting attention as displays following liquid crystal displays and organic EL (electroluminescent) displays.
  • one pixel is a chip LED with a side of about 400 to 1200 ⁇ m that can directly express the three primary colors of R (red), G (green), and B (blue) with each chip alone. Images are displayed on a flat surface to form an RGB display.
  • the chip LED has R (red), G (green), and B (blue) light emitting elements and is sealed with resin, so as mentioned above, each chip alone has R (red), G ( It is possible to directly express the three primary colors of green) and B (blue).
  • optical semiconductor elements such as light emitting elements are sealed with ceramic packages or plastic packages to form devices.
  • ceramic packages are made of relatively expensive constituent materials and have poor mass productivity, plastic packages have become mainstream.
  • the mainstream is a technology in which an epoxy resin composition is previously compressed into a tablet shape and then subjected to transfer molding.
  • Patent Document 1 discloses a sealing resin composition containing a first epoxy resin, a second epoxy resin, an acid anhydride, inorganic oxide beads, organic polymer fine particles, and a black coloring material.
  • a sealing resin composition containing a first epoxy resin, a second epoxy resin, an acid anhydride, inorganic oxide beads, organic polymer fine particles, and a black coloring material.
  • the present invention solves the above-mentioned problems newly discovered by the present inventors, and provides a resin composition for encapsulating optical semiconductors that has a black color for increasing the contrast of a display and has appropriate light transmittance.
  • the object of the present invention is to provide a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor, an optical semiconductor encapsulating material, and an optical semiconductor device using the same.
  • the present invention (1) contains an epoxy resin, a curing agent, carbon black, and an inorganic filler, When made into a cured body (size: cylindrical shape with a diameter of 50 mm and a thickness of 0.3 mm) by the following method, the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 3% or more and 60% or less, and the in-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.
  • the present invention relates to a resin composition for encapsulating an optical semiconductor having a molecular weight of 3 or less. (Method for producing cured body) Using a transfer molding machine, the molten resin was extruded by transfer molding into a mold heated to 150 ⁇ 5°C under pressure, and the resin was cured for 4 minutes without any voids to ensure uniformity. Obtain a cured product. Thereafter, it is taken out from the mold and completely cured by heating at 150° C. for 3 hours in a dryer to obtain a cured product.
  • the present invention (2) relates to the resin composition for encapsulating optical semiconductors according to the present invention (1), wherein the solid content in 100% by mass of the epoxy resin is 50 to 100% by mass.
  • the present invention (3) relates to the resin composition for encapsulating optical semiconductors according to the present invention (1) or (2), wherein the solid content in 100% by mass of the curing agent is 50 to 100% by mass.
  • the present invention (4) is any one of the present inventions (1) to (3), wherein the proportion of the carbon black in 100 mass% of the resin composition for encapsulating an optical semiconductor is 0.010 to 0.100% by mass.
  • the present invention relates to the resin composition for encapsulating optical semiconductors according to item 1.
  • the present invention (5) relates to the resin composition for encapsulating an optical semiconductor according to any one of the present inventions (1) to (4), wherein the carbon black has an average primary particle diameter of 1 to 70 nm.
  • the present invention (6) relates to the resin composition for encapsulating an optical semiconductor according to any one of the present inventions (1) to (5), wherein the inorganic filler has an average particle diameter of 1 to 80 ⁇ m.
  • the present invention (7) provides a resin composition for optical semiconductor encapsulation according to any one of the present inventions (1) to (6), which has a linear transmittance of 0.01% or more and 40% or less at a wavelength of 450 nm. relating to things.
  • the present invention (8) relates to the resin composition for encapsulating an optical semiconductor according to any one of the present inventions (1) to (7), which is used for a light emitting diode.
  • the present invention (9) relates to the resin composition for encapsulating an optical semiconductor according to the present invention (8), wherein the light emitting diode is a light emitting diode for an LED display.
  • the present invention (10) relates to a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor, which includes the resin composition for encapsulating an optical semiconductor according to any one of the present inventions (1) to (9).
  • the present invention (11) relates to an optical semiconductor encapsulating material obtained by molding the resin molded article for optical semiconductor encapsulation according to the present invention (10).
  • the present invention (12) relates to an optical semiconductor device comprising an optical semiconductor element and the optical semiconductor sealing material according to the present invention (11) for sealing the optical semiconductor element.
  • the present invention (13) relates to the optical semiconductor device according to the present invention (12), wherein the optical semiconductor element is a light emitting diode.
  • the present invention (14) relates to the optical semiconductor device according to the present invention (12) or (13), which is used for an LED display.
  • the resin composition for encapsulating optical semiconductors of the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, carbon black, and an inorganic filler, and was made into a cured body (size: cylindrical shape with a diameter of 50 mm and a thickness of 0.3 mm) by the above method.
  • the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 3% or more and 60% or less
  • the in-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.01% or more and less than 60%
  • the total light transmittance/the in-line transmittance is greater than 1.
  • the absolute value of the a* value and b* value of the reflected light in the L*a*b* color space when the cured product is made by the above method. Since the absolute value of each is 3 or less, it has a black color for increasing the contrast of the display and has appropriate light transmittance.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention includes: Contains epoxy resin, hardening agent, carbon black, and inorganic filler.
  • a cured body size: cylindrical shape with a diameter of 50 mm and a thickness of 0.3 mm
  • the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 3% or more and 60% or less
  • the in-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.
  • the total light transmittance/the linear transmittance is greater than 1 and less than 300
  • the absolute value of the a* value and the absolute value of the b* value of the reflected light in the L*a*b* color space when a cured body is made by the following method. 3 or less. (Method for producing cured body) Using a transfer molding machine, the molten resin was extruded by transfer molding into a mold heated to 150 ⁇ 5°C under pressure, and the resin was cured for 4 minutes without any voids to ensure uniformity. Obtain a cured product. Thereafter, it is taken out from the mold and completely cured by heating at 150° C. for 3 hours in a dryer to obtain a cured product. As a result, it has a black color to increase the contrast of the display, and has appropriate light transmittance.
  • the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 3% or more and 60% or less
  • the in-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.01% or more and less than 60%
  • the total light transmittance/the in-line transmittance is greater than 1 and less than 300. Therefore, it has an appropriate light transmittance and has an appropriate light transmittance when used in an LED display.
  • the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 80% or more for ordinary resin compositions for encapsulating optical semiconductors, but if the total light transmittance is too high, the internal structure may be visible when the display is turned off. If the total light transmittance is too low, the display may not be able to perform its functions, and if the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is between 3% and 60%, it will not shield light to an appropriate degree. At the same time, it transmits light to an appropriate degree, so it has an appropriate light transmittance when used in an LED display.
  • the in-line transmittance takes a smaller value than the total light transmittance, but if the in-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.01% or more and less than 60%, it is difficult to use it for LED displays. has appropriate light transmittance.
  • the linear transmittance becomes too low compared to the total light transmittance, the frontal light emission as an LED becomes too low. That is, the upper limit of the ratio needs to be 300 or less.
  • the linear transmittance is not too low and the light shielding property is also appropriate, so that it has appropriate light transmittance when used in an LED display.
  • the absolute value of the a* value and the absolute value of the b* value of the reflected light in the L*a*b* color space are each 3 or less.
  • the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, carbon black, and an inorganic filler, and has the above-mentioned optical properties, so it has a black color to increase the contrast of the display and has appropriate light transmittance.
  • it is presumed that it has appropriate light transmittance when used in an LED display. Note that when reducing the brightness by reducing the current amount of the display, if the current amount falls below the specified value, the color tone and brightness may become unstable. Because it has light transmittance (light blocking property), it is possible to lower the brightness without reducing the current amount of the display, and the color and brightness are stabilized without reducing the current amount below the specified value.
  • the resin composition for encapsulating optical semiconductors of the present invention has a total light transmittance of 3% to 60% at a wavelength of 450 nm and a linear transmittance of 0.01 at a wavelength of 450 nm when cured by the above method. % or more and less than 60%, the total light transmittance/the linear transmittance is greater than 1 and less than 300, and the a* value of the reflected light in the L*a*b* color space when the cured product is made by the method described above. and the absolute value of b* value are each 3 or less.
  • the composition may be prepared according to the following guidelines.
  • the wavelength dependence of transmittance can be lowered, and a black color can be imparted, which is 80% or more of the total light rays in ordinary resin compositions for encapsulating optical semiconductors. Transmittance can be lowered. Therefore, by adjusting the blending amount of carbon black, the total light transmittance can be adjusted.
  • an inorganic filler as mentioned above, it is possible to make the light dispersion more uniform and to lower the in-line transmittance, and as the amount of the inorganic filler blended is increased, The linear transmittance approaches zero. Therefore, the linear transmittance can be adjusted by adjusting the amount of the inorganic filler.
  • the degree of influence on the in-line transmittance differs depending on the type of inorganic filler. For example, in the case of an inorganic filler that has a large difference in refractive index from that of an epoxy resin, even if only a small amount is added, the in-line transmittance will decrease significantly.
  • the in-line transmittance will only decrease slightly if a small amount is added, and in order to significantly reduce the in-line transmittance, it is necessary to It is necessary to increase the blending amount.
  • Those skilled in the art can appropriately adjust the type and amount of the inorganic filler in order to adjust the in-line transmittance. (4) Furthermore, the higher the dispersibility of the inorganic filler in the composition, the lower the in-line transmittance becomes, and the greater the total light transmittance/the in-line transmittance becomes.
  • the dispersibility of the inorganic filler in the composition can be further improved.
  • the total light transmittance/the linear transmittance can be adjusted as appropriate.
  • the wavelength dependence of transmittance can be lowered, and a black color can be imparted, and the absolute value of the a* value of reflected light in the L*a*b* color space, The absolute value of b* value can be lowered.
  • the carbon black has high dispersibility in the composition. For example, as described above, by applying a high shear force and mixing each component to prepare a resin composition for encapsulating an optical semiconductor, The dispersibility of carbon black can be further improved, and it becomes possible to have the above-mentioned optical properties more suitably. (7) With reference to the above-mentioned guidelines, a person skilled in the art can appropriately adjust the blending amount of carbon black, the type and blending amount of inorganic filler, etc. to create a resin composition for optical semiconductor encapsulation having the above-mentioned optical properties. can manufacture things.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, carbon black, and an inorganic filler.
  • the epoxy resin is preferably one with little coloration, such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, hydantoin epoxy, etc.
  • Examples include epoxy resins, water-added bisphenol A type epoxy resins, aliphatic epoxy resins, glycidyl ether type epoxy resins, and cresol novolac type epoxy resins. These can be used alone or in combination of two or more.
  • bisphenol A type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, and triglycidyl isocyanurate are preferred, and bisphenol A type epoxy resin is more preferred.
  • a combination of a bisphenol A type epoxy resin and an alicyclic epoxy resin, and a combination of a bisphenol A type epoxy resin and triglycidyl isocyanurate are also preferred.
  • the solid content in 100% by mass of the epoxy resin is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 75 to 100% by mass, and even more preferably 90% by mass, for reasons of appropriate hardness of the resin composition and moldability of tablets. ⁇ 100% by mass.
  • ⁇ a numerical range is indicated by ⁇ , such as 50 to 100% by mass, the upper and lower limits are included.
  • 50 to 100% by mass means 50% by mass or more and 100% by mass or less.
  • the proportion of bisphenol A epoxy resin in 100% by mass of epoxy resin is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and may be 100% by mass. , preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. Within the above range, heat discoloration resistance tends to be better.
  • the proportion of the alicyclic epoxy resin in 100% by mass of the epoxy resin is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and even more preferably is 50% by mass or less. Within the above range, light resistance tends to be better.
  • the proportion of triglycidyl isocyanurate in 100% by mass of the epoxy resin is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less. Within the above range, there is a tendency for a better balance of heat discoloration resistance, light resistance, and other physical properties.
  • the optical semiconductor encapsulating resin composition of the present invention may contain thermosetting resins other than epoxy resins.
  • the proportion of epoxy resin in 100% by mass of thermosetting resin is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more, and most preferably 80% by mass or more. It is at least 90% by mass, more preferably at least 90% by mass, and may be at least 100% by mass.
  • the curing agent is not particularly limited, but acid anhydrides that cause little coloring of the cured product of the resin composition during or after curing are suitable.
  • acid anhydrides include aromatic polycarboxylic anhydrides such as phthalic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride; chain polycarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride; hexahydrophthalic anhydride; , methylhexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, nadic anhydride, glutaric anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, dimethyltetrahydrophthalic anhydride, norbornene dicarboxylic anhydride, methylbicyclo anhydride [2.2 .1] heptane-2,3-dicarboxylic acid, bicyclo[2.2.1]heptane-2,3-dicarboxylic acid, bicyclo[
  • alicyclic polycarboxylic anhydrides are preferred, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride are more preferred, and tetrahydrophthalic anhydride is even more preferred.
  • alicyclic polycarboxylic acid anhydride means a compound having a carboxylic acid anhydride group and an alicyclic structure.
  • the curing agent can be used alone or in combination of two or more types.
  • curing agents include amine-based curing agents metaphenylenediamine, dimethyldiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, m-xylenediamine, tetraethylenepentamine, diethylamine, propylamine, etc., phenolic resin-based curing agents, and cyclohexenedicarboxylic acid.
  • alicyclic polycarboxylic acids such as cyclopropanedicarboxylic acid, cyclopropanetricarboxylic acid, cyclobutanedicarboxylic acid, cyclohexanetetracarboxylic acid, and cyclooctanedicarboxylic acid.
  • alicyclic polycarboxylic acids are preferred, and cyclohexenedicarboxylic acid is more preferred.
  • alicyclic polyhydric carboxylic acid means a compound having an alicyclic structure and a plurality of carboxy groups.
  • the proportion of solids in 100% by mass of the curing agent is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 75 to 100% by mass, and even more preferably 90% by mass, for reasons of appropriate hardness of the resin composition and moldability of tablets. ⁇ 100% by weight, particularly preferably 100% by weight.
  • the amount of the curing agent is not particularly limited, but for example, it is preferably 20 to 200 parts by weight, more preferably 20 to 80 parts by weight, and 30 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting resin (preferably epoxy resin). Part is more preferable. If it is less than 20 parts by mass, the curing speed will be slow, and if it exceeds 200 parts by mass, there will be an excess amount for the curing reaction, which may cause deterioration of various physical properties.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention contains carbon black. Carbon black can be used alone or in combination of two or more types.
  • carbon black examples include HCF, MCF, GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the average primary particle diameter of carbon black is preferably 1 to 100 nm, more preferably 5 to 70 nm, even more preferably 10 to 50 nm, particularly preferably 20 to 40 nm. Thereby, there is a tendency for more favorable effects to be obtained.
  • the average primary particle diameter of carbon black is measured by the average value of particles projected onto a plane by image observation using a transmission electron microscope (TEM) or the like. Specifically, primary particles, which are the smallest particle units constituting a cohesive structure, also called aggregates, are observed as circles, and the absolute maximum length of the smallest particles is determined as the number average value of the diameter of the circle.
  • the proportion of carbon black in 100% by mass of the resin composition for encapsulating optical semiconductors is preferably 0.001 to 0.100% by mass, more preferably 0.005 to 0.05% by mass, and even more preferably 0.007% by mass. ⁇ 0.04% by weight, particularly preferably 0.01-0.03% by weight, most preferably 0.016-0.022% by weight. Thereby, there is a tendency for more favorable effects to be obtained.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention contains an inorganic filler.
  • Inorganic fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • inorganic fillers include silica, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, barium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, aluminum oxide (alumina), magnesium oxide, beryllium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, and nitride.
  • examples include silicon, glass, talc, clay, mica, quartz, and pumice. The surface of these may be treated with a silane coupling agent.
  • silica and glass are preferred because they can achieve both light transmittance and dispersion effect by mixing them into the sealing resin composition.
  • silica examples include synthetic silica, fused silica, crystalline silica, and the like. Further, the shape of the silica is not particularly limited, and examples thereof include spherical silica, crushed silica, and the like.
  • the glass is not particularly limited.
  • the shape of the glass is also not particularly limited, and examples include spherical glass, flat glass, and crushed glass. Among them, spherical glass is preferable because higher total light transmittance and straight line transmittance can be obtained.
  • the glass composition is not particularly limited, and examples thereof include E glass, C glass, S glass, D glass, ECR glass, A glass, and AR glass.
  • the inorganic filler may clog and precipitate depending on the size of the air vent, so it is preferable to select a size whose maximum particle size is smaller than the air vent.
  • the average particle size of the inorganic filler is preferably 1 to 80 ⁇ m, more preferably 1 to 50 ⁇ m, even more preferably 1 to 30 ⁇ m, particularly preferably 1 to 20 ⁇ m. Thereby, there is a tendency for more favorable effects to be obtained. Furthermore, there is a tendency that warping of the cured product can be further reduced.
  • the average particle diameter of the inorganic filler is measured by a laser diffraction method.
  • the composition before blending into the composition, it can be derived by measuring using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Horiba, Ltd., LA-910).
  • a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer manufactured by Horiba, Ltd., LA-910
  • ion polishing is performed in a cooling environment to expose the cross section.
  • the exposed cross section is imaged using a field emission scanning electron microscope SU8020 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) to obtain a backscattered electron image as image data.
  • the imaging conditions are an acceleration voltage of 5 kV and a magnification of 50,000 times.
  • the obtained image data is subjected to automatic binarization processing using image analysis software ImageJ, and then the average particle diameter of the particles is calculated.
  • the proportion of the inorganic filler in 100% by mass of the resin composition for encapsulating an optical semiconductor is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 1 to 40% by mass. Thereby, there is a tendency for more favorable effects to be obtained. Furthermore, by setting the content of the inorganic filler to 25% by mass or more, there is a tendency that warping of the cured product can be further reduced. In addition, if a large amount of inorganic filler with a large difference in refractive index from the epoxy resin is blended, the L* value of reflected light in the L*a*b* color space will increase, making it closer to gray than black, so for display applications. It is preferable to appropriately select the refractive index of the inorganic filler.
  • the optical semiconductor encapsulating resin composition of the present invention may contain an antioxidant. Thereby, there is a tendency for better heat discoloration resistance to be obtained.
  • Antioxidants can be used alone or in combination of two or more.
  • antioxidants include 2,6-di-tert-butyl-p-hydrotoluene, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethyl Phenolic antioxidants such as phenol, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, triphenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphite Examples include phosphorus antioxidants such as phenanthrene 10-oxide, amino acid inhibitors such as diphenylamine, and the like.
  • the blending amount of the antioxidant is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 15 parts by mass, even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and 0.5 to 20 parts by mass, even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the epoxy resin. Particularly preferred is 5 to 3 parts by weight. If it is less than 0.5 parts by mass, heat discoloration resistance may be decreased, and if it exceeds 20 parts by mass, transmittance may be decreased.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention contains a silane coupling agent. This tends to enable better adhesion to the substrate after curing. Silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.
  • silane coupling agent examples include sulfide coupling agents such as bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide, mercapto coupling agents such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyl coupling agents such as vinyltriethoxysilane, and 3-aminopropyltrimethoxysilane.
  • sulfide coupling agents such as bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide
  • mercapto coupling agents such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane
  • vinyl coupling agents such as vinyltriethoxysilane
  • 3-aminopropyltrimethoxysilane examples include amino types such as ethoxysilane, glycidoxy types such as ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane, nitro types such as 3-nitropropyltrimethoxysilane, and chloro types such as 3-chloropropyltrimeth
  • the blending amount of the silane coupling agent is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 15 parts by mass, even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy resin. Particularly preferred is .5 to 3 parts by weight.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention contains a curing accelerator. This tends to make it possible to speed up the curing speed and increase the degree of curing.
  • the curing accelerator can be used alone or in combination of two or more types.
  • the curing accelerator examples include tertiary amines such as triethanolamine and dimethylbenzylamine; imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 2-methyl-4-methylimidazole; tributyl; Organic phosphorus compounds such as (methyl)phosphonium dimethyl phosphate, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and triphenylphosphine; 1,8-diazabicyclo[5,4,0]undecene-7 and 1,5-diazabicyclo[4, 3,0] diazabicycloalkene compounds such as nonene-5; and the like.
  • tertiary amines are preferred, and dimethylbenzylamine is more preferred.
  • the amount of the curing accelerator is not particularly limited, but can be appropriately selected from the range of, for example, 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.1 to 3 parts by weight, and preferably 0.1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin. 2 parts by mass is more preferred. If the amount of curing accelerator is too small, the curing speed will be slow and productivity will be reduced. On the other hand, if the amount of curing accelerator is too large, the curing reaction will be fast and it will be difficult to control the reaction state. , which may cause variations in reaction.
  • additives such as a polyhydric alcohol and a lubricant (mold release agent) may be used in the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention, if necessary. These additives can be used alone or in combination of two or more.
  • the polyhydric alcohol may be any compound having two or more hydroxyl groups.
  • lubricant examples include waxes such as stearic acid, magnesium stearate, calcium stearate, and behenic acid, and talc.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention may contain a reaction product of each compounding agent, such as a reaction product of a thermosetting resin and a curing agent.
  • the method for producing the resin composition for encapsulating optical semiconductors of the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned components can be kneaded and dispersed, but it is preferably heat-treated to form a B-stage state (semi-cured state). .
  • the method for producing the resin composition for encapsulating optical semiconductors of the present invention includes, for example, A step of kneading a thermosetting resin, a curing agent, a curing accelerator, carbon black, and an inorganic filler to obtain a curable resin composition; A manufacturing method including a step of heat-treating the curable resin composition is mentioned.
  • the kneading method is not particularly limited, and examples thereof include a method using an extruder.
  • the kneading temperature is also not particularly limited, and can be changed as appropriate depending on the characteristics of the thermosetting resin, and it is also possible to set the temperature high so as to advance the reaction during kneading.
  • the temperature is preferably 80 to 150°C, more preferably 110 to 130°C.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation is used when kneading. It is preferable that the shear force applied to is large.
  • the shape of the curable resin composition obtained by kneading is not particularly limited, and examples thereof include film, sheet, granule, and block.
  • the thickness of the curable resin composition obtained by kneading is not particularly limited, but is preferably 1 to 30 mm, more preferably 2 to 20 mm, and even more preferably 2 to 10 mm. If it is less than 1 mm, it is thin and susceptible to moisture absorption, and if it exceeds 30 mm, it takes time to cool down and the reaction tends to vary due to internal heat accumulation.
  • the curable resin composition obtained by kneading is heat-treated to obtain a B-stage (semi-cured) optical semiconductor sealing resin composition.
  • the heat treatment temperature is not particularly limited, but is preferably 25 to 100°C, more preferably 60 to 80°C. If the temperature is less than 25°C, the curing reaction tends to be slow and productivity decreases, and if it exceeds 100°C, the curing reaction tends to be fast and it becomes difficult to complete the reaction in a predetermined state.
  • the heat treatment time is not particularly limited and can be changed as appropriate depending on the characteristics of the thermosetting resin.
  • B-stage (semi-cured) optical semiconductor encapsulating resin composition obtained by heat treatment It is preferable to subject the B-stage (semi-cured) optical semiconductor encapsulating resin composition obtained by heat treatment to the following steps.
  • the heat-treated resin composition is pulverized to obtain a granular resin composition.
  • the pulverization may be performed using a ball mill, turbo mill, hammer mill, cutter mill, or the like.
  • the heat-treated resin composition When granulating, the heat-treated resin composition is granulated to obtain a granular resin composition. Before granulation, it can also be pulverized using a ball mill, turbo mill, or the like.
  • the granulation method is not particularly limited, but examples include a method using a dry compression granulator.
  • the average particle size of the granules obtained by pulverization and/or granulation is not particularly limited, but is preferably 1 to 5000 ⁇ m, more preferably 100 to 2000 ⁇ m. If it exceeds 5000 ⁇ m, the compressibility tends to decrease.
  • the step of obtaining the granular curable resin composition includes granulating the heat-treated curable resin composition (B-stage (semi-cured) optical semiconductor encapsulation resin composition), and granulating the granular curable resin composition. Preferably, it is a step of obtaining.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention obtained by the above-mentioned manufacturing method etc. has a total light beam at a wavelength of 450 nm when it is made into a cured product (size: cylindrical shape with a diameter of 50 mm and a thickness of 0.3 mm) by the following method.
  • the transmittance is 3% or more and 60% or less
  • the in-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.01% or more and less than 60%
  • the total light transmittance/the in-line transmittance is greater than 1 and 300 or less.
  • Method for producing cured body Using a transfer molding machine, the molten resin was extruded by transfer molding into a mold heated to 150 ⁇ 5°C under pressure, and the resin was cured for 4 minutes without any voids to ensure uniformity. Obtain a cured product. Thereafter, it is taken out from the mold and completely cured by heating at 150° C. for 3 hours in a dryer to obtain a cured product.
  • the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 3% or more and 60% or less, preferably 3% or more and 55% or less, more preferably 3% or more and 50% or less, and still more preferably 3% or more and 45% or less.
  • In-line transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.01% or more and less than 60%, preferably 0.01% or more and 40% or less, more preferably 0.02% or more and 20% or less, and even more preferably 0.02% or more. It is 10% or less, particularly preferably 0.03% or more and 5% or less.
  • the total light transmittance/the linear transmittance is greater than 1 and less than 300, preferably 2 or more and 280 or less, more preferably 5 or more and 260 or less, even more preferably 8 or more and 250 or less, particularly preferably 10 or more and 240 or less. be.
  • the reflectance at a wavelength of 450 nm is preferably 1 to 30%, more preferably 3 to 30%, and even more preferably is 3-15%. This tends to have the effect of more appropriately attenuating the light from the light emitting element and more appropriately reducing the high directivity of the LED.
  • the total light transmittance, the linear transmittance, and the reflectance are determined by measuring the transmission spectrum and reflection spectrum of the cured product at a wavelength of 450 nm using a spectrophotometer. Note that the transmission spectrum and reflection spectrum are measured in a direction perpendicular to the bottom (or top) of the sample.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention obtained by the above manufacturing method etc. has an L*a*b* color space when it is made into a cured body (size: cylindrical shape with a diameter of 50 mm and a thickness of 1 mm) by the above method.
  • the absolute value of the a* value and the absolute value of the b* value of the reflected light in are each 3 or less.
  • the absolute value of the a* value of reflected light in the L*a*b* color space is 3 or less, and a smaller value means a duller color closer to black, so it is preferably 2.5 or less, more preferably is 2 or less, more preferably 1.5 or less, particularly preferably 1 or less, and the smaller the value, the more preferable it is.
  • the absolute value of the b* value of reflected light in the L*a*b* color space is 3 or less, and a smaller value means a duller color closer to black, so it is preferably 2.5 or less, more preferably is 2 or less, more preferably 1.5 or less, particularly preferably 1 or less, and the smaller the value, the more preferable it is.
  • the L* value of reflected light in the L*a*b* color space depends on the transmittance.
  • the a* value, b* value, and L* value of reflected light in the L*a*b* color space were determined using a spectrophotometer, and the light source was a CIE standard illuminant in accordance with JIS Z 8722 (2009) and CIE 1976. Measured at D65 under the condition of integrating sphere light reception (geometric condition d (8°: di)) including specular reflection.
  • Resin molded product for optical semiconductor encapsulation examples include tablets, sheets, etc., and by molding it so as to cover the optical semiconductor element constituting the optical semiconductor device, the element can be sealed.
  • the resin molded product for optical semiconductor sealing is a tablet
  • its volume is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 cm 3 , more preferably 10 to 100 cm 3 .
  • the method for producing a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor of the present invention includes, for example, in addition to the above steps, The method includes a step of molding the granular resin composition obtained by the step of obtaining the granular curable resin composition.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention is molded to obtain a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor of the present invention.
  • a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor containing the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention is obtained.
  • Molded products include tablets and sheets, and molding methods include tablet molding to obtain tablets, extrusion molding to obtain sheets, and the like.
  • the resulting molded product is a high-quality molded product that has a black color to increase the contrast of the display and has appropriate light transmittance.
  • a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor is obtained by molding the resin composition for encapsulating an optical semiconductor, and the compositions of the resin composition for encapsulating an optical semiconductor and the resin molded article for encapsulating an optical semiconductor are almost the same.
  • the conditions for compressing the tablet are adjusted as appropriate depending on the composition of the resin composition for encapsulating optical semiconductors, but in general, the compression ratio during tablet molding is It is preferable to set it to 90 to 96%. In other words, if the compressibility value is less than 90%, the density of the tablet will be low and it may break easily.On the other hand, if the compressibility value is greater than 96%, cracks will occur during tablet compression and the tablet will break apart. This is because there is a risk of chipping or folding during molding.
  • optical semiconductor encapsulating resin molded article of the present invention is used to manufacture an optical semiconductor device by sealing an optical semiconductor element using a molding method such as transfer molding. That is, the resin molded article for optical semiconductor sealing of the present invention becomes an optical semiconductor sealing material for resin-sealing an optical semiconductor element by molding such as transfer molding. In this way, the optical semiconductor encapsulating material of the present invention is obtained by molding the resin molded article for optical semiconductor encapsulation of the present invention.
  • an optical semiconductor encapsulant is a member that is formed to cover an optical semiconductor element constituting an optical semiconductor device and seals the element.
  • the resin composition for encapsulating optical semiconductors and the resin molded product for encapsulating optical semiconductors of the present invention have a black color for increasing the contrast of a display, and have appropriate light transmittance, and are suitable for use in LED displays.
  • the optical semiconductor encapsulating material obtained by molding the resin composition for optical semiconductor encapsulation and the resin molded product for optical semiconductor encapsulation of the present invention has a black color to increase the contrast of the display. It is a high-quality optical semiconductor encapsulant that has an appropriate light transmittance and has an appropriate light transmittance when used in an LED display.
  • the optical semiconductor device of the present invention includes an optical semiconductor element and the optical semiconductor encapsulant of the present invention that seals the optical semiconductor element. Since the optical semiconductor device of the present invention includes the optical semiconductor encapsulant of the present invention, it has a black color for increasing the contrast of the display, has appropriate light transmittance, and is suitable for use in an LED display. This is a high-quality optical semiconductor device with optical transparency. Therefore, it is preferable that the optical semiconductor element is a light emitting element.
  • the resin composition for encapsulating optical semiconductors and the resin molded article for encapsulating optical semiconductors of the present invention have the above-mentioned optical properties when cured, so that they have a black color for increasing the contrast of a display, and an appropriate color. It has a light transmittance suitable for use in LED displays. Therefore, the resin composition for encapsulating an optical semiconductor and the resin molded product for encapsulating an optical semiconductor of the present invention can be suitably used as a encapsulating material for a light emitting element and a encapsulating material for a light emitting device equipped with a light emitting element.
  • the optical semiconductor device of the present invention is preferably a light-emitting device including a light-emitting element, and more preferably a light-emitting device including a light-emitting diode.
  • the optical semiconductor device of the present invention is preferably an optical semiconductor device for an LED display.
  • the LED display is a display using LEDs, and each chip is made of rectangular chip LEDs that can directly express the three primary colors of R (red), G (green), and B (blue). It is an RGB display in which chip LEDs are spread out on a flat surface as one pixel.
  • Examples of light emitting elements include UV light emitting elements such as UV-A (315-400 nm) light emitting elements, UV-B (280-315 nm) light emitting elements, UV-C (100-280 nm) light emitting elements; R (red) light emitting elements; Visible light emitting elements such as a light emitting element, a G (green) light emitting element, and a B (blue) light emitting element can be mentioned, but visible light emitting elements are preferable, such as an R (red) light emitting element, a G (green) light emitting element, A B (blue) light emitting element is more preferable.
  • UV light emitting elements such as UV-A (315-400 nm) light emitting elements, UV-B (280-315 nm) light emitting elements, UV-C (100-280 nm) light emitting elements
  • R (red) light emitting elements Visible light emitting elements such as a light emitting element, a G (green) light emitting element, and
  • a light emitting element is a light emitting diode, and it is more preferable that it is a light emitting diode for LED displays. Further, the light emitting diode can be used as a bullet type, a chip type (surface-mounted type), etc., but a chip type is preferable, and a chip LED is more preferable.
  • Epoxy resin 1 JER-1002 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (bisphenol A epoxy resin (epoxy equivalent: 650), solid content 100% by mass)
  • Epoxy resin 2 EHPE3150 manufactured by Daicel (alicyclic epoxy resin (epoxy equivalent: 180), solid content 100% by mass)
  • Epoxy resin 3 TEPIC-S manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (triglycidyl isocyanurate (epoxy equivalent: 100), solid content 100% by mass)
  • Curing agent Rikacid TH (1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, solid content 100% by mass) manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.
  • Carbon black Carbon black (average primary particle diameter 38 nm) was dispersed in liquid bisphenol A type epoxy resin in an amount of 6% by mass in advance.
  • Inorganic filler 1 FUSELEX X (fused silica, average particle diameter 3 ⁇ m) manufactured by Ryumori Co., Ltd.
  • Curing accelerator N,N-dimethylbenzylamine manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.
  • test piece (cured body)> The resin composition for encapsulating optical semiconductors produced as described above (resin composition melted by heating) was extruded under pressure into a mold heated to 150 ⁇ 5°C using a transfer molding machine to eliminate voids and the like. By curing for 4 minutes without entering, a uniform cured product is obtained to obtain a cured product for test pieces (size: 50 mm diameter x 0.3 mm thick cylinder or size: 50 mm diameter x 1 mm thick cylindrical). was created. This was heated at 150° C. for 3 hours to completely complete curing, and a test piece was obtained.
  • ⁇ Linear transmittance> First, a quartz cell was filled with liquid paraffin manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and a baseline was measured using a spectrophotometer V-670 manufactured by JASCO Corporation. Thereafter, the test piece prepared above (cylindrical size: 50 mm diameter x 0.3 mm thickness) was immersed in liquid paraffin in a quartz cell, and kept at room temperature (25°C) while suppressing light scattering on the sample surface. The light transmittance (in-line transmittance) at a wavelength of 450 nm was measured using a spectrophotometer (V-670, manufactured by JASCO Corporation). Note that the transmission spectrum was measured in a direction perpendicular to the bottom surface of the sample (thickness direction).
  • ⁇ Total light transmittance> The baseline was measured using a spectrophotometer V-670 manufactured by JASCO Corporation. Then, using an integrating sphere unit, the total light transmittance at a wavelength of 450 nm was measured using an integrating sphere unit for the test piece prepared above (size: 50 mm diameter x 0.3 mm thickness). Measurement was performed using a photometer (V-670, manufactured by JASCO Corporation). Note that the transmission spectrum was measured in a direction perpendicular to the bottom surface of the sample (thickness direction).
  • ⁇ Reflectance> Using an integrating sphere unit, the reflectance at a wavelength of 450 nm was measured using a spectrophotometer (Japan Measurement was performed using a spectrometer (V-670 manufactured by Bunkosha). Note that the measurement was performed in a direction perpendicular to the bottom surface of the sample (thickness direction).
  • the total light transmittance at a wavelength of 450 nm is 0.01% or more and less than 60%, the total light transmittance/the straight line transmittance is greater than 1 and less than 300,
  • the absolute value of the a* value and the absolute value of the b* value of the reflected light in the L*a*b* color space are respectively It was found that Examples having a particle size of 3 or less had a black color for increasing the contrast of the display and had an appropriate light transmittance, and had an appropriate light transmittance when used in an LED display. Furthermore, it was also confirmed that in Examples 6 and 7, in which the proportion of the inorganic filler in 100 mass % of the optical semiconductor encapsulating resin composition was 25 mass % or more, the warpage of the cured product could be further reduced.
  • the present invention relates to a resin composition for encapsulating an optical semiconductor and a resin molded article for encapsulating an optical semiconductor, which are used for encapsulating an optical semiconductor element, and can be utilized for manufacturing an optical semiconductor encapsulating material and an optical semiconductor device.

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Abstract

ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有する光半導体封止用樹脂組成物、並びにこれを用いた光半導体封止用樹脂成形物、光半導体封止材および光半導体装置を提供する。 エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である光半導体封止用樹脂組成物。

Description

光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物、光半導体封止材および光半導体装置
本発明は、光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物、光半導体封止材および光半導体装置に関する。
液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイに続くディスプレイとして、ミニＬＥＤディスプレイ、マイクロＬＥＤディスプレイ等のＬＥＤディスプレイに注目が集まっている。
例えば、ミニＬＥＤディスプレイでは、各チップ単独でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色を直接表現することが可能な一辺が約４００～１２００μｍ角のチップＬＥＤを１画素として、平面上に敷き詰めてＲＧＢディスプレイを構成し、映像が表示される。
チップＬＥＤは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光素子を有し、樹脂により封止されているため、前記の通り、各チップ単独でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色を直接表現することができる。
一方、発光素子等の光半導体素子は、セラミックパッケージまたはプラスチックパッケージによって封止され装置化されている。ここで、セラミックパッケージは、構成材料が比較的高価であること、量産性に劣ることから、プラスチックパッケージを用いることが主流となっている。なかでも、作業性、量産性、信頼性の点で、エポキシ樹脂組成物を、予めタブレット状に打錠成形したものをトランスファーモールド成形する技術が主流となっている。
しかしながら、従来の技術では、ＬＥＤディスプレイに用いられる発光素子を封止する樹脂組成物については十分な検討がなされていない。例えば、特許文献１では、第１エポキシ樹脂と、第２エポキシ樹脂と、酸無水物と、無機酸化物ビーズと、有機ポリマー微粒子と、黒色色材とを含む封止樹脂組成物が開示されているが、まだ改善の余地がある。
特表２０２１－５２８５０３号公報
本発明者らが鋭意検討した結果、特許文献１に記載の技術では、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有する点では改善の余地があることが判明した。
本発明は、本発明者らが新たに見出した前記課題を解決するものであり、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有する光半導体封止用樹脂組成物、並びにこれを用いた光半導体封止用樹脂成形物、光半導体封止材および光半導体装置を提供することを目的とする。
本発明（１）は、エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、
下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、
下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である光半導体封止用樹脂組成物に関する。
（硬化体の作製方法）
樹脂組成物を、トランスファー成形機を用いて、加圧下で１５０±５℃に加熱した成形金型に、加熱により溶融した樹脂をトランスファー成形で押し出し、ボイドなどが入らない状態で４分間硬化させ均一な硬化体を得る。その後金型から取り出して乾燥機内で１５０℃で３時間加熱することで完全硬化させて、硬化体を得る。
本発明（２）は、前記エポキシ樹脂１００質量％中の固形分の割合が５０～１００質量％である本発明（１）記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（３）は、前記硬化剤１００質量％中の固形分の割合が５０～１００質量％である本発明（１）または（２）記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（４）は、光半導体封止用樹脂組成物１００質量％中の前記カーボンブラックの割合が０．０１０～０．１００質量％である本発明（１）～（３）のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（５）は、前記カーボンブラックの平均一次粒子径が１～７０ｎｍである本発明（１）～（４）のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（６）は、前記無機充填剤の平均粒子径が１～８０μｍである本発明（１）～（５）のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（７）は、前記波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上４０％以下である本発明（１）～（６）のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（８）は、発光ダイオード用である本発明（１）～（７）のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
本発明（９）は、前記発光ダイオードがＬＥＤディスプレイ用の発光ダイオードである本発明（８）記載の光半導体封止用樹脂組成物に関する。
また、本発明（１０）は、本発明（１）～（９）のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物を含む光半導体封止用樹脂成形物に関する。
また、本発明（１１）は、本発明（１０）記載の光半導体封止用樹脂成形物を成形して得られる光半導体封止材に関する。
また、本発明（１２）は、光半導体素子と、当該光半導体素子を封止する本発明（１１）記載の光半導体封止材とを備える光半導体装置に関する。
本発明（１３）は、前記光半導体素子が発光ダイオードである本発明（１２）記載の光半導体装置に関する。
本発明（１４）は、ＬＥＤディスプレイ用である本発明（１２）または（１３）記載の光半導体装置に関する。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、前記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、前記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下であるため、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有する。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、
エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、
下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、
下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である。
（硬化体の作製方法）
樹脂組成物を、トランスファー成形機を用いて、加圧下で１５０±５℃に加熱した成形金型に、加熱により溶融した樹脂をトランスファー成形で押し出し、ボイドなどが入らない状態で４分間硬化させ均一な硬化体を得る。その後金型から取り出して乾燥機内で１５０℃で３時間加熱することで完全硬化させて、硬化体を得る。
これにより、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有する。
前記組成物で前述の効果が得られる理由は、以下のように推察される。
カーボンブラックを配合することにより、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を付与でき、ディスプレイの電源がＯＦＦの際に内部構造が見えてしまうことを防止できる。また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の透過率がある程度均一となり、透過率の波長依存性が低くなる。また、耐熱変色性も向上できる。
無機充填剤を配合することにより、光分散性をより均一にできると共に、直線透過率を低くすることができ、高いＬＥＤの指向性を適切に緩和する効果がある。
波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であるため、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する。
波長４５０ｎｍでの全光線透過率は、通常の光半導体封止用樹脂組成物においては８０％以上であるが、全光線透過率が高すぎると、ディスプレイの電源がＯＦＦの際に内部構造が見えてしまうおそれがあり、全光線透過率が低すぎると、ディスプレイの機能を発揮できないおそれがあり、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下であると、適切な程度に遮光しつつ、適切な程度に光を透過するため、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する。
一般的に、全光線透過率に比べて、直線透過率は小さい値をとるものであるが、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満であると、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する。
ここで、前記全光線透過率に比較して前記直線透過率が低くなりすぎると、ＬＥＤとしての正面発光が低くなりすぎるため、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下、すなわち、該比率の上限が３００以下である必要がある。これにより、直線透過率が低くなりすぎず、遮光性も適切になるため、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する。
さらに、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である。ａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値が小さいほど、反射光が黒色に近いくすんだ色であるため、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下であることは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光が黒色に近いくすんだ色であることを意味し、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色が付与されていることを意味する。
以上の通り、本発明では、エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、前記光学特性を有するため、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有するものと推察される。なお、ディスプレイの電流量を絞って輝度を下げる際に、電流量が規定以下になると色味や輝度が安定しない場合があるが、本発明では、色の偏りが少ない黒色を有し、適切な光透過性（遮光性）を有するため、ディスプレイの電流量を絞らずに輝度を下げる事が可能であり、電流量を規定以下にする事無く、色味や輝度が安定する。
＜光半導体封止用樹脂組成物＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、前記方法により硬化体とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、前記方法により硬化体とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である。
このような組成物を調製するためには、以下の指針に従って組成物を調製すればよい。
（１）カーボンブラックを配合することにより、前記の通り、透過率の波長依存性を低くできると共に、黒色を付与でき、通常の光半導体封止用樹脂組成物においては８０％以上である全光線透過率を低くすることができる。よって、カーボンブラックの配合量を調整することにより、前記全光線透過率を調整できる。
（２）無機充填剤を配合することにより、前記の通り、光分散性をより均一にできると共に、前記直線透過率を低くすることができ、無機充填剤の配合量を増大していくと、前記直線透過率は０に近づくこととなる。よって、無機充填剤の配合量を調整することにより、前記直線透過率を調整できる。なお、光分散効果が小さい無機充填剤を使用する場合も、必要に応じて、光分散効果が高い他の無機充填剤と併用することで充分な光分散効果を得ることができる。
（３）ここで、無機充填剤の種類により、前記直線透過率への影響度が異なる。例えば、エポキシ樹脂と屈折率の差が大きい無機充填剤の場合、少量配合するだけでも、前記直線透過率は大きく低下する。一方、エポキシ樹脂と屈折率の差が小さい無機充填剤の場合、少量配合しただけでは、前記直線透過率は少ししか低下せず、前記直線透過率を大きく低下させるためには、無機充填剤の配合量をより増大する必要がある。当業者であれば、前記直線透過率を調整するために、適宜無機充填剤の種類、配合量を調整することが可能である。
（４）また、組成物中における無機充填剤の分散性が高いほど前記直線透過率が低下し、前記全光線透過率／前記直線透過率が大きくなる。従って、各成分を混合して光半導体封止用樹脂組成物を調製する際に、高いせん断力を加えて混合することが好ましい。これにより、組成物中における無機充填剤の分散性をより向上できる。
（５）カーボンブラックの配合量、無機充填剤の種類、配合量を調整することにより、前記全光線透過率／前記直線透過率を適宜調整することができる。
（６）カーボンブラックを配合することにより、前記の通り、透過率の波長依存性を低くできると共に、黒色を付与でき、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値を低くできる。よって、カーボンブラックの配合量を調整することにより、前記ａ＊値の絶対値、前記ｂ＊値の絶対値を調整できる。
また、カーボンブラックを配合することにより、Ｌ＊値も低くできる。
また、組成物中におけるカーボンブラックの分散性が高いことが好ましく、例えば、前記のように、高いせん断力を加えて各成分を混合して光半導体封止用樹脂組成物を調製することにより、カーボンブラックの分散性をより向上でき、より好適に前記光学特性を有することが可能となる。
（７）前記指針等を参考に、当業者であれば、カーボンブラックの配合量、無機充填剤の種類、配合量を適宜調整すること等により、前記光学特性を有する光半導体封止用樹脂組成物を製造することができる。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含有する。
＜＜熱硬化性樹脂＞＞
エポキシ樹脂としては、着色の少ないものが好ましく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエポキシ等の含複素環エポキシ樹脂、水添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。なかでも、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートが好ましく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がより好ましい。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂の併用、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートの併用も好ましい。
エポキシ樹脂１００質量％中の固形分の割合は、樹脂組成物の適切な硬さやタブレットの成形性という理由から、好ましくは５０～１００質量％、より好ましくは７５～１００質量％、さらに好ましくは９０～１００質量％である。
本明細書において、５０～１００質量％など、数値範囲を～で示す場合は、その上限値、下限値を含む。例えば、５０～１００質量％は、５０質量％以上１００質量％以下を意味する。
エポキシ樹脂１００質量％中、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の割合は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは４０質量％以上であり、１００質量％であってもよいが、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下である。前記範囲内であると、耐熱変色性がより良い傾向がある。
エポキシ樹脂１００質量％中、脂環式エポキシ樹脂の割合は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、さらに好ましくは５０質量％以下である。前記範囲内であると、耐光性がより良い傾向がある。
エポキシ樹脂１００質量％中、トリグリシジルイソシアヌレートの割合は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上であり、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。前記範囲内であると、耐熱変色性及び耐光性並びに他の物性のバランスがより良い傾向がある。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂を含有してもよい。
熱硬化性樹脂１００質量％中、エポキシ樹脂の割合は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上、特に好ましくは６０質量％以上、最も好ましくは８０質量％以上、より最も好ましくは９０質量％以上であり、１００質量％であってもよい。
＜＜硬化剤＞＞
硬化剤としては、特に限定されないが、硬化時または硬化後に樹脂組成物の硬化体に着色の少ない酸無水物が好適である。酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸無水物；無水マレイン酸等の鎖状多価カルボン酸無水物；ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ジメチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水ノルボルネンジカルボン酸、無水メチルビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２，３－ジカルボン酸、無水ビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２，３－ジカルボン酸、無水ビシクロ［２．２．１］ヘプタ－５－エン－２，３－ジカルボン酸、無水メチルビシクロ［２．２．１］ヘプタ－５－エン－２，３－ジカルボン酸、無水シクロペンタンテトラカルボン酸等の脂環式多価カルボン酸無水物；等が挙げられる。なかでも、脂環式多価カルボン酸無水物が好ましく、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸がより好ましく、テトラヒドロ無水フタル酸がさらに好ましい。
本明細書において、脂環式多価カルボン酸無水物とは、カルボン酸無水物基および脂環構造を有する化合物を意味する。
硬化剤は、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
他の硬化剤としては、アミン系硬化剤であるメタフェニレンジアミン、ジメチルジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ｍ－キシレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミン、プロピルアミン等や、フェノール樹脂系硬化剤、シクロヘキセンジカルボン酸、シクロプロパンジカルボン酸、シクロプロパントリカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、シクロオクタンジカルボン酸等の脂環式多価カルボン酸等が挙げられる。これらも、単独で用いても２種以上を併用してもよい。なかでも、脂環式多価カルボン酸が好ましく、シクロヘキセンジカルボン酸がより好ましい。
本明細書において、脂環式多価カルボン酸とは、脂環構造および複数のカルボキシ基を有する化合物を意味する。
硬化剤１００質量％中の固形分の割合は、樹脂組成物の適切な硬さやタブレットの成形性という理由から、好ましくは５０～１００質量％、より好ましくは７５～１００質量％、さらに好ましくは９０～１００質量％、特に好ましくは１００質量％である。
硬化剤の配合量は、特に限定されないが、たとえば熱硬化性樹脂（好ましくはエポキシ樹脂）１００質量部に対して２０～２００質量部が好ましく、２０～８０質量部がより好ましく、３０～７０質量部がさらに好ましい。２０質量部未満では、硬化の速度が遅くなり、２００質量部を超えると硬化反応に対して過剰量が存在するため、諸物性の低下を引き起こす恐れがある。
＜＜カーボンブラック＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、カーボンブラックを含有する。
カーボンブラックは、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
カーボンブラックとしては、例えば、ＨＣＦ、ＭＣＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等が挙げられる。
カーボンブラックの平均一次粒子径は、好ましくは１～１００ｎｍ、より好ましくは５～７０ｎｍ、さらに好ましくは１０～５０ｎｍ、特に好ましくは２０～４０ｎｍである。これにより、効果がより好適に得られる傾向がある。
本明細書において、カーボンブラックの平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の画像観察により平面に投影された粒子の平均値により測定される。
　具体的には、アグリゲートとも呼ばれる凝集構造を構成する最小粒子単位である一次粒子を円として観察し、その最小粒子の絶対最大長を円の直径として測定した値の数平均値とする。
光半導体封止用樹脂組成物１００質量％中のカーボンブラックの割合は、好ましくは０．００１～０．１００質量％、より好ましくは０．００５～０．０５質量％、さらに好ましくは０．００７　～０．０４質量％、特に好ましくは０．０１～０．０３質量％、最も好ましくは０．０１６～０．０２２質量％である。これにより、効果がより好適に得られる傾向がある。
＜＜無機充填剤＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、無機充填剤を含有する。
無機充填剤は、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
無機充填剤としては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化バリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ガラス、タルク、クレー、マイカ、石英、軽石等が挙げられる。これらは、表面がシランカップリング剤で処理されていてもよい。なかでも、封止用樹脂組成物への混合によっても光の透過性と分散効果をより両立できるという理由から、シリカ、ガラスが好ましい。
シリカとしては、例えば、合成シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ等が挙げられる。
また、シリカの形状も特に限定されず、例えば、球状シリカ、破砕シリカ等が挙げられる。
ガラスとしては、特に限定されない。ガラスの形状も特に限定されず、例えば、球状ガラス、扁平ガラス、破砕ガラス等が挙げられる。なかでも、より高い全光線透過率、直線透過率が得られるという理由から、球状ガラスが好ましい。
また、ガラス組成も特に限定されず、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＥＣＲガラス、Ａガラス、ＡＲガラス等が挙げられる。
無機充填剤の平均粒子径は、トランスファー成形に使用する際は、エアベントのサイズによって無機充填剤がつまり析出する場合があるため、最大粒径がエアベントよりも小さいサイズを選択することが好ましい。無機充填剤の平均粒子径は、好ましくは１～８０μｍ、より好ましくは１～５０μｍ、さらに好ましくは１～３０μｍ、特に好ましくは１～２０μｍである。これにより、効果がより好適に得られる傾向がある。更に、硬化物の反りをより低減できる傾向がある。
本明細書において、無機充填剤の平均粒子径は、レーザー回折法により測定される。
より具体的には、組成物へ配合前であれば、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ－９１０）等を用いて測定することにより導き出すことができる。
　組成物や、組成物の加熱成形を行った硬化体であれば、冷却環境下でイオンポリッシングを施して断面を露出させる。次に、当該露出断面を、電界放出形走査電子顕微鏡 ＳＵ８０２０（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を使用して撮像し、反射電子像を画像データとして得る。撮像条件は、加速電圧を５ｋＶとし、倍率を５００００倍とする。次に、得られた画像データに対して画像解析ソフト ＩｍａｇｅＪを使用して自動２値化処理を施してから粒子の平均粒径を算出する。
光半導体封止用樹脂組成物１００質量％中の無機充填剤の割合は、好ましくは０．５～５０質量％、より好ましくは１～４０質量％である。これにより、効果がより好適に得られる傾向がある。
また、無機充填剤の含有量を２５質量％以上とすることにより、硬化物の反りをより低減できる傾向がある。なお、エポキシ樹脂と屈折率の差が大きい無機充填剤を多く配合すると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のＬ＊値が大きくなり、黒色よりも灰色に近づくため、ディスプレイ用途の場合は無機充填剤の屈折率を適切に選択することが好ましい。
＜＜酸化防止剤＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、酸化防止剤を含有してもよい。これにより、より良好な耐熱変色性が得られる傾向がある。
酸化防止剤は、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
酸化防止剤としては、例えば、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－ヒドロトルエン、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－エチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤、トリス（２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ホスファイト、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、９，１０－ジヒドロ－９－オキサ－１０－ホスファフェナントレン１０－オキシド等のリン系酸化防止剤、ジフェニルアミン等のアミノ系酸防止剤等が挙げられる。
酸化防止剤の配合量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して０．５～２０質量部が好ましく、０．５～１５質量部がより好ましく、０．５～５質量部がさらに好ましく、０．５～３質量部が特に好ましい。
０．５質量部未満では、耐熱変色性が低下する恐れがあり、２０質量部を超えると透過性が低下する恐れがある。
＜＜シランカップリング剤＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、シランカップリング剤を含有することが好ましい。これにより、硬化後に基板との密着性向上がより好適に可能となる傾向がある。
シランカップリング剤は、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
シランカップリング剤としては、例えば、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等のスルフィド系、３－メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、３－アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、３－ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、３－クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。なかでも、メルカプト系が好ましく、３－メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
シランカップリング剤の配合量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して０．５～２０質量部が好ましく、０．５～１５質量部がより好ましく、０．５～５質量部がさらに好ましく、０．５～３質量部が特に好ましい。
＜＜硬化促進剤＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、硬化促進剤を含有することが好ましい。これにより、硬化速度を速めたり、硬化度を上げることが可能となる傾向がある。
硬化促進剤は、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
硬化促進剤としては、例えば、トリエタノールアミン、ジメチルベンジルアミン等の三級アミン；、２－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－メチル－４－メチルイミダゾール等のイミダゾール類；トリブチル（メチル）ホスホニウムジメチルホスファート、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボーレートや、トリフェニルホスフィン等の有機リン化合物；１，８－ジアザビシクロ〔５，４，０〕ウンデセン－７や１，５－ジアザビシクロ〔４，３，０〕ノネン－５等のジアザビシクロアルケン系化合物；等が挙げられる。なかでも、三級アミンが好ましく、ジメチルベンジルアミンがより好ましい。
硬化促進剤の配合量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂１００質量部に対して例えば０．１～５質量部の範囲から適宜選択でき、０．１～３質量部が好ましく、０．１～２質量部がより好ましい。硬化促進剤の配合量が少なすぎると、硬化の速度が遅くなり、生産性が低下し、一方、硬化促進剤の配合量が多すぎると硬化反応の速度が速く、反応状態の制御が困難となり、反応のばらつきを生じさせるおそれがある。
＜＜その他添加剤＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物には、前記各成分以外に必要に応じて多価アルコール、滑沢剤（離型剤）等の添加剤が用いられる。これらの添加剤は、単独でもしくは２種以上を併せて用いることができる。
多価アルコールは、２個以上のヒドロキシル基を有する化合物であればよい。
滑沢剤としては、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ベヘニン酸等のワックスやタルク等が挙げられる。
＜＜反応物＞＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物には、熱硬化性樹脂と硬化剤との反応物などの各配合剤の反応物が含まれていてもよい。
＜光半導体封止用樹脂組成物の製造方法＞
本発明の光半導体封止用樹脂組成物の製造方法は、前記各成分を混錬、分散できる方法であれば特に限定されないが、熱処理してＢステージ状（半硬化状）とすることが好ましい。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物の製造方法は、例えば、
熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤、カーボンブラックおよび無機充填剤を混練し、硬化性樹脂組成物を得る工程と、
該硬化性樹脂組成物を熱処理する工程と
を含む製造方法が挙げられる。
混練する方法は特に限定されないが、たとえば押出機を用いる方法などが挙げられる。混練温度も特に限定されず、熱硬化性樹脂の特性によって適宜変更することができ、混練時に反応を進行させるように温度を高く設定することも可能である。具体的には、８０～１５０℃が好ましく、１１０～１３０℃がより好ましい。
ここで、前記の通り、カーボンブラック、無機充填剤の分散性をより向上でき、より好適に前記光学特性を有することが可能となるという理由から、混練する際に光半導体封止用樹脂組成物に加えられるせん断力は大きいことが好ましい。
混練して得られた硬化性樹脂組成物の形状は特に限定されず、フィルム状、シート状、粒状、塊状などが挙げられる。
混練して得られた硬化性樹脂組成物の厚さは特に限定されないが、１～３０ｍｍが好ましく、２～２０ｍｍがより好ましく、２～１０ｍｍがさらに好ましい。１ｍｍ未満では、厚さが薄く、吸湿の影響を受けやすく、３０ｍｍを超えると、冷却までに時間を要し、内部蓄熱から反応がばらつく傾向がある。
混練して得られた硬化性樹脂組成物は、熱処理してＢステージ状（半硬化状）の光半導体封止用樹脂組成物を得る。熱処理温度は特に限定されないが、２５～１００℃が好ましく、６０～８０℃がより好ましい。２５℃未満では、硬化反応が遅く、生産性が低下する傾向があり、１００℃を超えると、硬化反応が速く、所定の反応状態で終了させることが困難となる傾向がある。熱処理時間は特に限定されず、熱硬化性樹脂の特性によって適宜変更することができる。
熱処理して得られたＢステージ状（半硬化状）の光半導体封止用樹脂組成物を以下の工程に供することが好ましい。
熱処理した硬化性樹脂組成物（Ｂステージ状（半硬化状）の光半導体封止用樹脂組成物）を粉砕および／または造粒し、粒状硬化性樹脂組成物を得る工程
粉砕を行う場合、熱処理した樹脂組成物を、粉砕して、粒状樹脂組成物を得る。粉砕は、ボールミル、ターボミル、ハンマーミル、カッターミル等を用いて行えばよい。
造粒を行う場合、熱処理した樹脂組成物を、造粒して、粒状樹脂組成物を得る。造粒前に、ボールミル、ターボミル等を用いて粉砕することもできる。造粒方法は特に限定されないが、乾式圧縮造粒機を用いる方法等が挙げられる。
粉砕および／または造粒して得られた粒状物の平均粒径は特に限定されないが、１～５０００μｍが好ましく、１００～２０００μｍがより好ましい。５０００μｍを超えると、圧縮率が低下する傾向がある。
前記粒状硬化性樹脂組成物を得る工程は、熱処理した硬化性樹脂組成物（Ｂステージ状（半硬化状）の光半導体封止用樹脂組成物）を造粒し、粒状硬化性樹脂組成物を得る工程であることが好ましい。
前記製法等により得られる本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下である。
（硬化体の作製方法）
樹脂組成物を、トランスファー成形機を用いて、加圧下で１５０±５℃に加熱した成形金型に、加熱により溶融した樹脂をトランスファー成形で押し出し、ボイドなどが入らない状態で４分間硬化させ均一な硬化体を得る。その後金型から取り出して乾燥機内で１５０℃で３時間加熱することで完全硬化させて、硬化体を得る。
波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下であり、好ましくは３％以上５５％以下、より好ましくは３％以上５０％以下、さらに好ましくは３％以上４５％以下である。
波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満であり、好ましくは０．０１％以上４０％以下、より好ましくは０．０２％以上２０％以下、さらに好ましくは０．０２％以上１０％以下、特に好ましくは０．０３％以上５％以下である。
前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、好ましくは２以上２８０以下、より好ましくは５以上２６０以下、さらに好ましくは８以上２５０以下、特に好ましくは１０以上２４０以下である。
前記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの反射率は、好ましくは１～３０％、より好ましくは３～３０％、さらに好ましくは３～１５％である。これにより、発光素子からの光をより適切に減光する事が出きる事や、高いＬＥＤの指向性をより適切に緩和する効果がある傾向がある。
前記全光線透過率、前記直線透過率、前記反射率は、分光光度計を用いて前記硬化体の波長４５０ｎｍでの透過スペクトル、反射スペクトルを測定することにより求める。なお、透過スペクトル、反射スペクトルの測定は、サンプルの底面（または上面）に対して垂直方向に行う。
前記製法等により得られる本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、前記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である。
Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値は３以下であり、小さいほど黒色に近いくすんだ色であることを意味することから、好ましくは２．５以下、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１．５以下、特に好ましくは１以下であり、小さいほど好ましい。
Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のｂ＊値の絶対値は３以下であり、小さいほど黒色に近いくすんだ色であることを意味することから、好ましくは２．５以下、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１．５以下、特に好ましくは１以下であり、小さいほど好ましい。
Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のＬ＊値は、透過率に依存する。Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のＬ＊は、小さいほど黒色に近づくため、具体的には、好ましくは６０以下、より好ましくは５０以下、さらに好ましくは４５以下であり、小さいほど好ましいが、適度な透過率を有する必要があることから、好ましくは５以上、より好ましくは２０以上である。
Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値、ｂ＊値、Ｌ＊値は、分光測色計を使用し、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２２（２００９）およびＣＩＥ１９７６に準じて、光源はＣＩＥ標準光源Ｄ６５で、正反射を含む積分球受光（幾何条件ｄ（８°：ｄｉ））の条件で測定される。
＜光半導体封止用樹脂成形物＞
本発明の光半導体封止用樹脂成形物としては、タブレット、シート等が挙げられ、光半導体装置を構成する光半導体素子を覆うように成形することにより、当該素子を封止することができる。
光半導体封止用樹脂成形物がタブレットの場合、その体積は、特に限定されないが、１～１００ｃｍ３が好ましく、１０～１００ｃｍ３がより好ましい。
本発明の光半導体封止用樹脂成形物の製造方法は、例えば、前記工程に加えて、
前記粒状硬化性樹脂組成物を得る工程により得られた粒状樹脂組成物を成形する工程
を含む。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物を成形して本発明の光半導体封止用樹脂成形物を得る。これにより、本発明の光半導体封止用樹脂組成物を含む光半導体封止用樹脂成形物が得られる。成形物としてはタブレットやシートが挙げられ、成形方法としてはタブレットを得る打錠成形や、シートを得る押出成形などが挙げられる。得られた成形物は、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有する高品質の成形物となる。
光半導体封止用樹脂組成物を成形して光半導体封止用樹脂成形物を得るが、光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物の組成はほぼ同一である。
成形物がタブレットの場合、タブレットを打錠成形する際の条件は、光半導体封止用樹脂組成物の組成等に応じて適宜調整されるが、一般に、その打錠成形時の圧縮率は、９０～９６％に設定することが好適である。すなわち、圧縮率の値が９０％より小さいと、タブレットの密度が低くなって割れやすくなるおそれがあり、逆に、圧縮率の値が９６％より大きいと、打錠時にクラックが発生して離型時に欠けや折れが生じるおそれがあるからである。
＜光半導体封止材、光半導体装置＞
本発明の光半導体封止用樹脂成形物は、トランスファーモールド成形等の成形方法により光半導体素子を封止して、光半導体装置を作製する。すなわち、本発明の光半導体封止用樹脂成形物は、トランスファーモールド成形等の成形により光半導体素子を樹脂封止する光半導体封止材となる。このように、本発明の光半導体封止材は、本発明の光半導体封止用樹脂成形物を成形して得られる。
本明細書において、光半導体封止材とは、光半導体装置を構成する光半導体素子を覆うように形成され、当該素子を封止する部材である。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物は、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有するため、本発明の光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物を成形して得られる光半導体封止材は、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する高品質の光半導体封止材である。
本発明の光半導体装置は、光半導体素子と、当該光半導体素子を封止する本発明の光半導体封止材とを備える。本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体封止材を備えるので、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する高品質の光半導体装置である。よって、光半導体素子は、発光素子であることが好ましい。
本発明の光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物は、硬化体とした場合に、前記光学特性を有するため、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有する。
よって、本発明の光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物は、発光素子用の封止材、発光素子を備えた発光装置用の封止材として好適に使用でき、発光ダイオード用の封止材、発光ダイオードを備えた発光装置用の封止材としてより好適に使用できる。
同様に、本発明の光半導体装置は、発光素子を備えた発光装置であることが好ましく、発光ダイオードを備えた発光装置であることがより好ましい。本発明の光半導体装置は、好ましくはＬＥＤディスプレイ用の光半導体装置である。ここで、ＬＥＤディスプレイは、ＬＥＤが用いられたディスプレイであり、各チップ単独でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色を直接表現することが可能な四角形状のチップＬＥＤを１画素として、チップＬＥＤを平面上に敷き詰めたＲＧＢディスプレイである。
発光素子としては、例えば、ＵＶ－Ａ（３１５－４００ｎｍ）発光素子、ＵＶ－Ｂ（２８０－３１５ｎｍ）発光素子、ＵＶ－Ｃ（１００－２８０ｎｍ）発光素子等のＵＶ発光素子；Ｒ（赤）発光素子、Ｇ（緑）発光素子、Ｂ（青）発光素子等の可視光発光素子が挙げられるが、可視光発光素子であることが好ましく、Ｒ（赤）発光素子、Ｇ（緑）発光素子、Ｂ（青）発光素子であることがより好ましい。
また、発光素子は、発光ダイオードであることが好ましく、ＬＥＤディスプレイ用の発光ダイオードであることがより好ましい。
また、発光ダイオードとしては、砲弾型、チップ型（表面実装型）等として使用できるが、チップ型が好ましく、チップＬＥＤがより好ましい。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
使用した材料を以下に示す。
エポキシ樹脂１：三菱ケミカル社製のＪＥＲ－１００２（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量６５０）、固形分１００質量％）
エポキシ樹脂２：ダイセル社製のＥＨＰＥ３１５０（脂環式エポキシ樹脂（エポキシ当量１８０）、固形分１００質量％）
エポキシ樹脂３：日産化学社製のＴＥＰＩＣ－Ｓ（トリグリシジルイソシアヌレート（エポキシ当量１００）、固形分１００質量％）
硬化剤：新日本理化社製のリカシッドＴＨ（１，２，３，６－テトラヒドロ無水フタル酸、固形分１００質量％）
カーボンブラック：カーボンブラック（平均一次粒子径３８ｎｍ）をあらかじめ液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に６質量％分散させて使用した
無機充填剤１：龍森社製のＦＵＳＥＬＥＸ　Ｘ（溶融シリカ、平均粒子径３μｍ）
無機充填剤２：最大粒子径４５μｍ、平均粒子径１５μｍの球状ガラス粉末〔組成および組成比率（質量％）：ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３／ＣａＯ／Ｂ２Ｏ３／ＺｒＯ／ＺｎＯ＝４４／１５／１３／２０／５／３〕
硬化促進剤：東京化成工業社製のＮ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン
実施例および比較例
各原料を表１に示す配合量で、１００～１５０℃で混合した。混合して得られた硬化性樹脂組成物は、熱処理してＢステージ状（半硬化状）の光半導体封止用樹脂組成物を得た。加熱溶解温度、熱処理温度および熱処理時間は、熱硬化性樹脂の特性によって適宜変更した。
各実施例、比較例で作製した光半導体封止用樹脂組成物を用いて、以下に示す方法で評価した。評価結果を表１に示す。
＜試験片（硬化体）の作製＞
前記のようにして作製した光半導体封止用樹脂組成物（加熱により溶融した樹脂組成物）をトランスファー成形機を用いて、加圧下で１５０±５℃に加熱した成形金型に押し出し、ボイドなどが入らない状態で４分間硬化させ均一な硬化体を得ることにより、試験片用硬化物（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状または大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）を作製した。これを、１５０℃で３時間加熱することにより完全に硬化を終了させ、試験片を得た。
＜直線透過率＞
まず石英セル中を富士フィルム和光純薬社製の流動パラフィンで満たし、日本分光社製の分光光度計Ｖ－６７０を使用して、ベースラインを測定した。その後、前記で作製した試験片（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）を石英セル中の流動パラフィンに浸漬し、試料表面の光散乱を抑制した状態で、室温（２５℃）にて、波長４５０ｎｍでの光透過率（直線透過率）を分光光度計（日本分光社製Ｖ－６７０）を用いて測定した。なお、透過スペクトルの測定は、サンプルの底面に対して垂直方向（厚み方向）に行った。
＜全光線透過率＞
日本分光社製の分光光度計Ｖ－６７０を使用して、ベースラインを測定した。その後、前記で作製した試験片（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）を、積分球ユニットを使用し、室温（２５℃）にて、波長４５０ｎｍでの全光線透過率を分光光度計（日本分光社製Ｖ－６７０）を用いて測定した。なお、透過スペクトルの測定は、サンプルの底面に対して垂直方向（厚み方向）に行った。
＜反射率＞
前記で作製した試験片（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）を、積分球ユニットを使用し、室温（２５℃）にて、波長４５０ｎｍでの反射率を分光光度計（日本分光社製Ｖ－６７０）を用いて測定した。なお、測定は、サンプルの底面に対して垂直方向（厚み方向）に行った。
＜Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間＞
前記で作製した試験片（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）について、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値、ｂ＊値、Ｌ＊値は、分光測色計（コニカミノルタ社製「ＣＭ－２６ｄＧ」）を使用し、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２２（２００９）およびＣＩＥ１９７６に準じて、光源はＣＩＥ標準光源Ｄ６５で、正反射を含む積分球受光（幾何条件ｄ（８°：ｄｉ））の条件で測定した。なお、反射光の測定は、サンプルの底面に対して垂直方向（厚み方向）に行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
 
表１に示す実験結果から、エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、前記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、前記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である実施例は、ディスプレイのコントラストを上げるための黒色を有しつつ、適切な光透過性を有し、ＬＥＤディスプレイに用いる際に適切な光透過性を有することが分かった。更に、光半導体封止用樹脂組成物１００質量％中の無機充填剤の割合を２５質量％以上とした実施例６、７では、硬化物の反りをより低減できることも確認した。
本発明は、光半導体素子の封止に用いられる光半導体封止用樹脂組成物、光半導体封止用樹脂成形物に関し、光半導体封止材、光半導体装置の製造に利用することができる。
 

Claims (14)

  1. エポキシ樹脂、硬化剤、カーボンブラック、無機充填剤を含み、
    下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの円柱状）とした場合の、波長４５０ｎｍでの全光線透過率が３％以上６０％以下、波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上６０％未満、前記全光線透過率／前記直線透過率が１より大きく３００以下であり、
    下記方法により硬化体（大きさ：直径５０ｍｍ×厚み１ｍｍの円柱状）とした場合の、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における反射光のａ＊値の絶対値、ｂ＊値の絶対値がそれぞれ３以下である光半導体封止用樹脂組成物。
    （硬化体の作製方法）
    樹脂組成物を、トランスファー成形機を用いて、加圧下で１５０±５℃に加熱した成形金型に、加熱により溶融した樹脂をトランスファー成形で押し出し、ボイドなどが入らない状態で４分間硬化させ均一な硬化体を得る。その後金型から取り出して乾燥機内で１５０℃で３時間加熱することで完全硬化させて、硬化体を得る。
  2. 前記エポキシ樹脂１００質量％中の固形分の割合が５０～１００質量％である請求項１記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  3. 前記硬化剤１００質量％中の固形分の割合が５０～１００質量％である請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  4. 光半導体封止用樹脂組成物１００質量％中の前記カーボンブラックの割合が０．０１０～０．１００質量％である請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  5. 前記カーボンブラックの平均一次粒子径が１～７０ｎｍである請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  6. 前記無機充填剤の平均粒子径が１～８０μｍである請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  7. 前記波長４５０ｎｍでの直線透過率が０．０１％以上４０％以下である請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  8. 発光ダイオード用である請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  9. 前記発光ダイオードがＬＥＤディスプレイ用の発光ダイオードである請求項８記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  10. 請求項１または２記載の光半導体封止用樹脂組成物を含む光半導体封止用樹脂成形物。
  11. 請求項１０記載の光半導体封止用樹脂成形物を成形して得られる光半導体封止材。
  12. 光半導体素子と、当該光半導体素子を封止する請求項１１記載の光半導体封止材とを備える光半導体装置。
  13. 前記光半導体素子が発光ダイオードである請求項１２記載の光半導体装置。
  14. ＬＥＤディスプレイ用である請求項１２記載の光半導体装置。
     
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