JP2009239022A - 発光モジュール製造用シート、発光モジュール用シート、その製造方法及び発光モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硬化後の25℃における貯蔵弾性率が106Pa以上であるエネルギー硬化型材料からなる発光モジュール製造用シート、この発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、エネルギーを印加して硬化させてなる発光モジュール用シート、及び前記発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、次いで該シートの発光面にレンズ形状を設けたのち、発光モジュール製造用シートにエネルギーを印加して、該シートを硬化させる発光モジュール用シートの製造方法である。
【選択図】図1
Description
ところで、代表的な発光モジュールである発光ダイオード(LED)モジュールは、プリント配線基板上に封止済みのLED端子を接合する方法が一般的である。プリント基板に配列された発光素子を樹脂を用いて封止することも検討されているが、特許文献1に記載のように、封止樹脂として液状の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いているため、樹脂の充填や脱泡が必要なため作業性に劣り、また当該封止樹脂を用いて製造したモジュールは反りが大きい。このように、実用可能で薄型フレキシブル発光モジュールを効率よく製造することは未だ実現されていないのが実状である。
すなわち、本発明は、
[1]硬化後の25℃における貯蔵弾性率が106Pa以上であるエネルギー硬化型材料からなる発光モジュール製造用シート、
[2]硬化前の25℃における貯蔵弾性率が103Pa以上、106Pa未満である上記[1]項に記載の発光モジュール製造用シート、
[3]シート中に光拡散剤を含む上記[1]又は[2]項に記載の発光モジュール製造用シート、
[4]シート中に蛍光体を含む上記[1]〜[3]項のいずれかに記載の発光モジュール製造用シート、
[5]光反射層を有する上記[1]〜[4]項のいずれかに記載の発光モジュール製造用シート、
[6]上記[1]〜[5]項のいずれかに記載の発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、エネルギーを印加して硬化させてなる発光モジュール用シート、
[7]発光面にレンズが形成されてなる上記[6]項に記載の発光モジュール用シート、
[8]上記[6]又は[7]項に記載の発光モジュール用シートを有することを特徴とする発光モジュール、及び
[9]上記[1]〜[5]項のいずれかに記載の発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、次いで該シートの発光面にレンズ形状を設けたのち、発光モジュール製造用シートにエネルギーを印加して、該シートを硬化させることを特徴とする発光モジュール用シートの製造方法、
を提供するものである。
(1)発光素子の埋め込みに用いる材料が、液状の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂と異なり、シート状であるため、充填や脱泡の必要がなく、作業性がよい。
(2)発光モジュール製造用シートの硬化後における貯蔵弾性率が106Pa以上であるので、埋め込まれた発光素子が確実に固定される。
(3)発光モジュール製造用シートの硬化前における25℃貯蔵弾性率が103Pa以上、106Pa未満であるので、室温でも発光素子の埋め込みが容易であり、またレンズ形成も容易である。
(4)封止後(硬化後)の反りが少ない。
(5)発光モジュール製造用シートが、光拡散剤を含むことができるので、発光素子を埋め込むのみで、均一な発光特性を示す発光モジュールが得られる。
(6)発光モジュール製造用シートが、蛍光体粒子を含むことができるので、発光素子を埋め込むのみで、所望の発光色(例えば白色光)の発光モジュールを得ることができる。
(7)発光モジュール製造用シートに光反射層を設けることができるので、発光素子を埋め込むのみで、発光効率の高い発光モジュールが得られる。
[発光モジュール製造用シート]
本発明の発光モジュール製造用シートは、発光モジュール用シートを作製するためのシートであって、硬化後の25℃における貯蔵弾性率が106Pa以上であるエネルギー硬化型材料からなることを特徴とする。
当該発光モジュール製造用シートの硬化後の25℃における貯蔵弾性率が106Pa以上であれば、埋め込まれた発光素子の保持性が良好である。該貯蔵弾性率の上限に特に制限はないが、通常1012Pa程度である。好ましい貯蔵弾性率は107〜1011Paの範囲である。
また、当該発光モジュール製造用シートにおいては、硬化前の25℃における貯蔵弾性率が103Pa以上、106Pa未満であることが好ましい。この貯蔵弾性率が上記の範囲にあれば、未硬化層は形状保持性及び支持体との密着性が良好である上、発光素子の埋め込み性が良好である。好ましい貯蔵弾性率は104〜5×105Paの範囲である。
発光素子を埋め込む際の温度が高すぎると、ガスの発生により光の散乱など光学的な不具合が生じたり、硬化型シートの平坦性が損なわれるおそれがある。このような点から、発光素子の埋め込み温度は0〜150℃が好ましく、5〜100℃がより好ましい。
なお、エネルギー硬化型材料からなるシートの硬化前及び硬化後の25℃における貯蔵弾性率は、後述する方法に従って測定した値である。
本発明においては、エネルギー硬化型材料からなるシートを硬化させた場合、25℃において、波長400〜800nmの透過率が80%以上であることが、可視光透過性の面から好ましい。
本発明の発光モジュール製造用シートを構成するエネルギー硬化型材料は、熱エネルギーの印加又はエネルギー線の照射により、架橋する材料を指す。ここで、エネルギー線とは、電磁波は荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するもの、すなわち、紫外線又は電子線などである。
本発明で用いるエネルギー硬化型材料は、エネルギー線硬化型材料と熱硬化型材料に分けることができる。
本発明で用いるエネルギー線硬化型材料としては、例えば(1)粘着性アクリル系重合体とエネルギー線硬化型化合物と所望により光重合開始剤を含む高分子材料、(2)側鎖にエネルギー線硬化型官能基が導入されてなる粘着性アクリル系重合体と所望により光重合開始剤を含む高分子材料、(3)ポリオルガノシロキサンに、エネルギー線硬化型化合物と、所望により光重合開始剤を含む高分子材料などを挙げることができる。
前記(1)の高分子材料において、粘着性アクリル系重合体としては、エステル部分のアルキル基の炭素数が1〜20の(メタ)アクリル酸エステルと、所望により用いられる活性水素をもつ官能基を有する単量体及び他の単量体との共重合体、すなわち(メタ)アクリル酸エステル共重合体を好ましく挙げることができる。本発明において、「(メタ)アクリル酸・・・」とは「アクリル酸・・・」及び「メタアクリル酸・・・」の両方を意味する。
一方、所望により用いられる活性水素をもつ官能基を有する単量体の例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピルなどの(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノアルキル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。これらの単量体は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル共重合体中、(メタ)アクリル酸エステルは5〜100質量%、好ましくは50〜95質量%含有され、活性水素をもつ官能基を有する単量体は0〜95質量%、好ましくは5〜50質量%含有される。
なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定したポリスチレン換算の値である。
本発明においては、この(メタ)アクリル酸エステル系共重合体は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記オリゴマーの重量平均分子量は、GPC法で測定した標準ポリメチルメタクリレート換算の値で、好ましくは500〜100,000、より好ましくは1,000〜70,000さらに好ましくは3,000〜40,000の範囲で選定される。
このオリゴマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのオリゴマーやモノマーの使用量は、エネルギー線の印加により、硬化後の高分子材料が前述の性状を有するように選定されるが、通常(メタ)アクリル酸エステル共重合体の固形分100質量部に対し、3〜300質量部、好ましくは50〜250質量部配合することができる。
配合量は、上述のエネルギー線硬化型高分子材料の固形分100質量部に対し、通常0.1〜10質量部である。
粘着性アクリル系重合体に前記活性点を導入するには、該粘着性アクリル系重合体を製造する際に、−COOH、−NCO、エポキシ基、−OH、−NH2などの官能基と、ラジカル重合性不飽和基とを有する単量体又はオリゴマーを反応系に共存させればよい。
具体的には、前述の(1)の高分子材料において説明した粘着性アクリル系重合体を製造する際に、−COOH基を導入する場合には(メタ)アクリル酸などを、−NCO基を導入する場合には、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアナートなどを、エポキシ基を導入する場合には、(メタ)アクリル酸グリシジルなどを、−OH基を導入する場合には、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、モノ(メタ)アクリル酸1,6−ヘキサンジオールエステルなどを、−NH2基を導入する場合には、N−メチル(メタ)アクリルアミドなどを用いればよい。
このようにして、粘着性アクリル系重合体の側鎖に、前記活性点を介してエネルギー線硬化型官能基が導入されてなる粘着性アクリル系重合体、すなわち(メタ)アクリル酸エステル共重合体が得られる。
このエネルギー線硬化型官能基が導入された(メタ)アクリル酸エステル共重合体は、重量平均分子量が100,000以上のものが好ましく、特に300,000以上のものが好ましい。なお、上記重量平均分子量は、GPC法により測定したポリスチレン換算の値である。
また、所望により用いられる光重合開始剤としては、前述の(1)の高分子材料の説明において例示した光重合開始剤を用いることができる。
本発明においては、硬化型ポリオルガノシロキサンとエネルギー線硬化型化合物を混合してシート状に成形した後、加熱により熱硬化型ポリオルガノシロキサンを硬化してエネルギー線硬化型高分子材料とする。
前記の(1)〜(3)のエネルギー線硬化型高分子材料においては、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、架橋剤、粘着付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、充填剤などを添加することができる。
前記架橋剤としては、例えばポリイソシアナート化合物、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアルデヒド類、メチロールポリマー、アジリジン系化合物、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩などが挙げられるが、ポリイソシアナート化合物が好ましく用いられる。この架橋剤は、上述の(メタ)アクリル酸エステル共重合体の固形分100質量部に対して、0〜30質量部配合することができる。
ここで、ポリイソシアナート化合物の例としては、トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、キシリレンジイソシアナートなどの芳香族ポリイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナートなどの脂肪族ポリイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアナートなどの脂環式ポリイソシアナートなど、及びそれらのビウレット体、イソシアヌレート体、さらにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体などを挙げることができる。これらの架橋剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、前記の(1)及び(2)のエネルギー線硬化型高分子材料は、弾性率をコントロールするために、(1)のエネルギー線硬化型高分子材料に対し(2)の側鎖にエネルギー線硬化性基を有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体を加えることができる。同様に(2)のエネルギー線硬化型高分子材料に対し(1)の粘着性アクリル系重合体、又はエネルギー線硬化型重合性オリゴマーやエネルギー線硬化型重合性モノマーを加えることができる。
本発明で用いる熱硬化型材料としては、前述したエネルギー線硬化型材料における(1)の光重合開始剤を含む高分子材料、及び(2)の光重合開始剤を含む高分子材料において、光重合開始剤の代わりに、所望により、熱重合開始剤を含有させた高分子材料を使用することができる。
この熱重合開始剤としては、有機過酸化物やアゾ系化合物が用いられる。有機過酸化物としては、例えばジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、アセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール類、t−ブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、p−メンタンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド等のヒドロパーオキサイド類、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート等のパーオキシエステル類等が挙げられる。
また、アゾ系化合物としては、2,2'−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、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)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリルなどが挙げられる。
これらの重合開始剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、熱硬化型材料としては、(3)ポリオルガノシロキサンと熱硬化型化合物及び、所望により熱重合開始剤を含む高分子材料を使うこともできる。ポリオルガノシロキサンの例としては、シロキサン結合を主骨格とした紫外線硬化型ポリオルガノシロキサンを硬化させて得られたシリコーンゴムが挙げられる。また、エネルギー線硬化型化合物としては、前述のエネルギー線硬化型材料において説明したエネルギー線硬化型材料と同じものや熱硬化型シリコーンゴムを用いることができる。
本発明で用いるエネルギー硬化型材料には、前述で示した各種の任意添加成分以外に、光拡散剤や蛍光体粒子を含有させることができる。
本発明の発光モジュール製造用シートが光拡散剤を含有することで、均一な発光特性を示す発光モジュールを得ることができる。
また、当該発光モジュール製造用シートが、蛍光体粒子を含有することで、所望の発光色(例えば白色光)の発光モジュールを得ることができる。
前記光拡散剤としては、光学的に透明で、かつそれを含むエネルギー硬化型シートと異なる屈折率を有する粒子、例えばアクリルビーズ、ポリカーボネートビーズ、シリカビーズ、シリコーン樹脂ビーズ、ガラスビーズ、及びこれらと同材質の不定系粒子、中空粒子、板状粒子などを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この光拡散剤の平均粒径は、通常0.005〜100μm、好ましくは0.01〜50μmである。また、その添加量は、樹脂成分100質量部に対して、通常0.5〜200質量部、好ましくは1〜100質量部である。
また、本発明の発光モジュール製造用シートは、光反射層を有していてもよい。光反射層は、発光モジュール製造用シートの少なくとも片面に設けられる。この光反射層を設けることにより、発光効率の高い発光モジュールが得られる効果を奏する。
光反射層としては特に制限はなく、従来公知の各種光反射部材を用いることができる。光反射層に用いることのできる光反射部材としては、例えば発泡ポリエチレンテレフタレートフィルム、発泡ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミニウム板とを張り合わせたもの、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着したもの、超臨界発泡ポリエチレンテレフタレートフィルムなどを挙げることができる。なお、光反射層を発光面(光が出てくる面)となる側に設ける場合は、発光部以外の位置に光反射層を設ける。
本発明の発光モジュール製造用シートを作製する方法について以下に示すが、本発明は、これにより制限されるものではない。
剥離シートの剥離剤層上に、前記エネルギー硬化型材料及び所望により前記光拡散剤や蛍光体粒子等を含む適当な濃度に調整された塗工液を、公知の方法、例えばナイフコート法、ロールコート法、バーコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などにより、所定の厚さになるように塗布・乾燥することによって発光モジュール製造用シートが形成される。前記剥離シートは、発光モジュール製造用シートの保管や保護のため積層されたままであってもよい。さらに、発光モジュール製造用シートの他方の面には、前記剥離シートとは剥離力の異なる剥離シートが積層されてもよいし、積層されずに後述する発光モジュール用シートの作製にそのまま使用されてもよい。
ここで、発光モジュール製造用シートの厚さは、その使用条件にもよるが、通常50〜1,000μm程度であり、好ましくは80〜500μmである。なお、発光モジュール製造用シートの厚さを大きくする場合、前記発光モジュール製造用シートの製造方法により作製したシートを積層することにより、発光モジュール製造用シートとすることができる。
また、前記剥離シートとしては、特に制限はないが、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルフィルムにシリコーン樹脂などの剥離剤を塗布して剥離剤層を設けたものなどが挙げられる。この剥離シートの厚さは、通常20〜150μm程度である。
光反射層を有する発光モジュール製造用シートは、塗工液を塗布、乾燥して得られた発光モジュール製造用シートの少なくとも片面に、前記光反射部材を積層して得ることができる。
[発光モジュール用シート]
本発明の発光モジュール用シートは、前述した本発明の発光モジュール製造用シートに、発光素子を埋め込み、エネルギーを印加して硬化させてなるものである。
本発明の発光モジュール用シートは、発光モジュールを作製するための、発光素子が埋め込まれたシートであって、光取り出し効率の制御の観点から、特に発光面にレンズが形成されていることが好ましい。
本発明の発光モジュール用シートは、発光素子を埋め込む側と反対側に支持体が設けられていてもよい。
支持体については特に制限はなく、通常ディスプレイ用支持体として使用されている透明支持体の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。このような支持体としてはガラス板、あるいは板状又はフィルム状のプラスチック支持体などを挙げることができる。ガラス板としては、例えばソーダライムガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、アルミノケイ酸ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などからなる支持体を用いることができる。一方板状又はフィルム状のプラスチック支持体としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルフィド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂などからなる支持体を用いることができる。これらの支持体の厚さは、用途に応じて適宜選定されるが、通常20μm〜5mm程度、好ましくは50μm〜2mmである。
本発明の発光モジュール用シートを製造する方法に特に制限はないが、以下に示す本発明の方法に従えば、発光面にレンズが形成された発光モジュール用シートを効率よく製造することができる。
本発明の発光モジュール用シートの製造方法においては、前述した本発明の発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、次いで該シートの発光面にレンズ形状を設けたのち、発光モジュール製造用シートにエネルギーを印加して、該シートを硬化させることにより、発光面にレンズが形成された発光モジュール用シートを製造する。
次に、本発明の発光モジュール用シートを製造する方法について、具体的に説明する。
第2の方法としては、剥離シート上に前記の方法により発光モジュール製造用シートを作製し、その後、直接支持体と貼り合わせることにより発光モジュール用シートを作製する。
第3の方法としては、前記支持体上に直接、前記塗工液を、公知の方法、例えばナイフコート法、ロールコート法、バーコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などにより、所定の厚さになるように塗布・乾燥することによって発光モジュール製造用シートを形成することによって、発光モジュール用シートを直接作製する。
第1の方法は、ガラス基板のような剛性の支持体を使用する場合に好ましく、第2、第3の方法は、フィルム状プラスチックのような支持体に好ましい。
具体的には、剥離シート上などに被埋め込み発光素子を置き、その上に、発光モジュール製造用シート(発光モジュール製造用シートが剥離シートと貼り合わされている場合は予め剥がして使用する)が該発光素子に接するように載置し、0.05〜2.0MPa程度の荷重下に該発光素子を、好ましくは0〜150℃、より好ましくは5〜100℃の温度で埋め込み、エネルギーを印加して発光モジュール製造用シートを硬化させたのち、前記発光素子を置いていた剥離シートを剥離することにより、本発明の発光モジュール用シートが得られる。なお、加熱して発光素子を埋め込んだ場合には、エネルギーの印加は、発光モジュール製造用シートが加熱された状態で行ってもよいし、室温に冷却されてから行ってもよい。
エネルギー線としては、通常紫外線又は電子線が用いられる。紫外線は、高圧水銀ランプ、フュージョンHランプ、キセノンランプなどで得られ、一方、電子線は電子線加速器などによって得られる。このエネルギー線の中では、特に紫外線が好適である。このエネルギー線の照射量としては、硬化後のシートの貯蔵弾性率が前述の範囲になるように、適宜選択されるが、例えば紫外線の場合には、光量で100〜5,000mJ/cm2が好ましく、電子線の場合には、10〜1,000krad程度が好ましい。
まず、支持体1上に、未硬化状態のエネルギー硬化型材料からなる本発明の発光モジュール製造用シート2を用意すると共に、剥離シート4上に発光素子3を置く[(a)]。次いで、発光モジュール製造用シート2を、発光素子3に接するように載置し、荷重下に該発光素子を埋め込み、エネルギーを印加して硬化させる[(b)]。この操作により、未硬化状態の発光モジュール製造用シート2は硬化層となり、その中に発光素子3が埋め込まれ、固定されると共に、本発明の発光モジュール用シート5が、剥離シート4から容易に剥離される[(c)]。
このような方法によれば、エネルギー硬化型材料を用いて、発光素子を埋め込み、その後硬化することにより、発光素子を固定化するため、液状の硬化性樹脂を用いる場合の不具合も生じにくく、操作時間も短縮でき、効率的である。
また、支持体1として剥離シートを用い、エネルギーを印加して硬化処理する前に、該剥離シートを剥がし、露出したシート面に、レンズ版を押し当てた状態でエネルギーを印加して該シートを硬化させたのち、該レンズ版を取り除くことにより、発光面にレンズが形成された本発明の発光モジュール用シートを得ることができる。レンズの形状等は発光素子に応じて適宜決定すればよい。なお、剥離シートの剥離面を所望の形状に成型してレンズ版とすることもできる。
本発明における発光素子としては、特に制限はなく、例えばGaN、GaAlN、InGaN、及びInAlGaNなどの窒化ガリウム系半導体を用いた可視光発光素子、高温動作電子素子などを挙げることができる。
本発明はまた、前述した本発明の発光モジュール用シートを有する発光モジュールをも提供する。
本発明の発光モジュールは、発光ダイオード(LED)などの発光素子が埋め込まれ、固定された硬化樹脂からなるシートを有するものであって、品質よく、かつ高い生産性のもとで効率的に作製することができる。
実施例1
(1)塗工液の調製
ポリメタクリル酸メチル(重量平均分子量10万)100質量部、エネルギー線硬化型化合物として、ヘキサアクリル酸ジペンタエリスリトールエステル200質量部、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「ダロキュア1173」]6質量部、トルエン100質量部及びメチルエチルケトン100質量部からなる塗工液を調製した。
(2)発光モジュール製造用シート及び発光モジュール用シートの作製
上記(1)で得た塗工液を、剥離フィルム[リンテック(株)製、商品名「SP−PET3811」]の剥離処理面に塗工し、100℃で2分間加熱して乾燥し、片面に剥離フィルムを有する厚さ400μmの発光モジュール製造用シートを作製した。
得られた発光モジュール製造用シートを、表面実装型LEDチップ[日亜化学工業(株)製、商品名「NESWC04T」、チップの厚さ300μm、以下チップLED]が5mm間隔で搭載された8cm×16cm(チップ15×31)サイズのフレキシブルプリント配線板に載置した。続いて剥離フィルムを除去し、露出した発光モジュール製造用シート面に直径5mmのレンズを複数形成可能なレンズ版(形成用型、ガラス製)を押し当て、1MPaの圧力で加圧し、チップの埋め込みとレンズ形成を同時に行い、その状態でレンズ版側から紫外線(光量250mJ/cm2)を照射して発光モジュール用シートを作製した。この発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
塗工液の調製を次のように変更した以外は、実施例1と同様にして発光モジュール用シートを作製した。得られた発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
<塗工液の調製>
メタクリル酸メチル70質量部とメタクリル酸2−ヒドロキシエチル30質量部からなる共重合体に、2−メタクリロイルオキシエチルアクリレートを付加(2−ヒドロキシメタクリレートの80mol%)したエネルギー線硬化型共重合体(重量平均分子量120万)100質量部、架橋剤として、イソシアナート化合物[東洋インキ(株)製、商品名「BHS−8515」]3質量部、エネルギー線硬化型化合物としてヘキサアクリル酸ジペンタエリスリトールエステル200質量部、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[メルク社製、商品名「ダロキュア1173」]3質量部、光拡散剤としてシリカ粒子[日産化学(株)製、商品名「MEK−ST」、平均粒径15nm]20質量部(固形分換算)、トルエン100質量部及びメチルエチルケトン100質量部からなる塗工液を調製した。
塗工液の調製を次のように変更した以外は、実施例1と同様にして発光モジュール用シートを作製した。得られた発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
<塗工液の調製>
メタクリル酸メチル70質量部とメタクリル酸2−ヒドロキシエチル30質量部からなる共重合体100質量部、架橋剤として、イソシアナート化合物[東洋インキ(株)製、商品名「BHS−8515」]3質量部、エネルギー線硬化型化合物としてヘキサアクリル酸ジペンタエリスリトール200質量部、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[メルク社製、商品名「ダロキュア1173」]3質量部、赤色蛍光粉体[化成オプトニクス(株)製、商品名「MGV−620」]20質量部、トルエン100質量部及びメチルエチルケトン100質量部からなる塗工液を調製した。
実施例1の発光モジュール製造用シートに反射フィルムを積層して反射層を有する発光モジュール製造用シートを製造した。この反射層を有する発光モジュール製造用シートの剥離フィルムを除去して、露出した発光モジュール製造用シート面側を、実施例1と同様のチップLEDが搭載されたフレキシブルプリント配線板に積層し、1MPaの圧力で加圧し、チップの埋め込みを行い、その状態で反射フィルム側から紫外線(光量250mJ/cm2)を照射して発光モジュール用シートを作製した。なお、反射フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)の片面にアルミニウム(膜厚70nm)をパターン蒸着(チップLEDが配置されない部分に蒸着膜を形成)されたフィルムを用い、発光モジュール製造用シートに積層される面はポリエチレンテレフタレートフィルムのアルミニウム蒸着面の反対面を用いた。得られた発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されていた。
厚さ300μmとした以外は実施例1と同様にして作製された発光モジュール製造用シートを、チップLEDが搭載されたフレキシブルプリント配線板に積層し、1MPaの圧力で加圧し、チップLEDの埋め込みを行い、次に剥離フィルムを除去し、露出した発光モジュール製造用シートに実施例4と同様の反射フィルムを積層した。次に厚さ200μmとした以外は、実施例1と同様にして製造した発光モジュール製造用シートを反射フィルム上に積層して剥離フィルムを除去し、露出した発光モジュール製造用シートに実施例1と同様のレンズ版を押し当てレンズ形成を行い、その状態でレンズ版側から紫外線(光量250mJ/cm2)を照射して発光モジュール用シートを作製した。得られた発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
実施例1と同様にして作製した発光モジュール製造用シート(1)、実施例4で用いた反射フィルム、及び厚さを200μmとした以外は実施例1と同様にして作製した発光モジュール製造用シート(2)を積層し、剥離フィルム/発光モジュール製造用シート(1)/反射層/発光モジュール製造用シート(2)/剥離フィルムの構造を有する発光モジュール製造用シートを作製した。発光モジュール製造用シート(1)側の剥離フィルムを除去し、露出した積層シート面をチップLEDが搭載されたフレキシブルプリント配線板に積層した2MPaの圧力で加圧し、チップLEDの埋め込みを行った。次いで他方の剥離フィルムを除去し、露出した積層シートに実施例1と同様のレンズ版を押し当てレンズ形成を行い、その状態でレンズ版から紫外線(光量250mJ/cm2)を照射して発光モジュール用シートを作製した。得られた発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
塗工液の調製と発光モジュール製造用シートの作製方法を次のように変更した以外は、実施例1と同様にして発光モジュール用シートを作製した。得られた発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
<塗工液の調製と発光モジュール製造用シートの作製>
熱硬化型シリコーンゴム[モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製、商品名「TSE3033」]100質量部と紫外線硬化型液状シリコーンゴム[モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名「TUV6001」]50質量部からなる塗工液を調製した。塗工液を、剥離フィルム[リンテック(株)製、商品名「PET50FD」]の剥離処理面に塗工し、150℃、30分間の条件で加熱して片面に剥離フィルムを有する厚さ400μmの発光モジュール製造用シートを作製した。この発光モジュール製造用シートはエネルギー線硬化型である。
<塗工液の調製と発光モジュール製造用シートの作製>
実施例7と同様に調製された塗工液を、剥離フィルム[リンテック(株)製、商品名「PET50FD」]の剥離処理面に塗工し、紫外線(光量1,000mJ/cm2)を窒素雰囲気中で照射して、片面に剥離フィルムを有する厚さ400μmの発光モジュール製造用シートを作製した。この発光モジュール製造用シートは熱硬化型である。
得られた発光モジュール製造用シートを、表面実装型LEDチップ[日亜化学工業(株)製、商品名「NESWC04T」、以下チップLED]が5mm間隔で搭載された8cm×16cm(チップ15×31)サイズのフレキシブルプリント配線板に積層して剥離フィルムを除去し、露出した発光モジュール製造用シート面に直径5mmのレンズを複数形成可能なレンズ版(形成用型)を押し当て、1MPaの圧力で加圧し、チップの埋め込みとレンズ形成を同時に行い、その状態で150℃、30分間加熱して発光モジュール用シートを作製した。この発光モジュール用シートは、シート内にチップLEDが埋め込まれて固定されており、レンズ版の形状が正確に転写されたレンズが形成されていた。
市販品の2液型LED封止材料[ダウコーニング社製、商品名「JCR6126」]を用いて、チップLEDが搭載されたフレキシブルプリント配線板の四辺の端部に幅5mm、厚み500μmのガラス製スペーサを配置して封止樹脂の厚みが400μmになるように注入して150℃、1時間の条件で硬化させて発光モジュール用シートを作製した。
<諸特性の評価>
(1)貯蔵弾性率
実施例1〜3及び実施例7、8で得られたそれぞれの発光モジュール製造用シートを積層して、厚さ3mm、直径8mmの円柱形状として硬化前の測定用試料とした(剥離フィルムは除去)。また、実施例1〜3及び実施例7の硬化前の測定用試料には紫外線(光量250mJ/cm2)を照射して硬化後の測定用試料とした。実施例8の硬化前の試料は140℃で2時間加熱して硬化後の測定用試料とした。測定装置は動的粘弾性測定装置[レオメトリック社製、「DYNAMIC ANALYZER RDAII」]を用いて周波数1Hzで測定を行った。
(2)チップLED埋込性
実施例1〜8及び比較例1における発光モジュール用シート製造後に、光学顕微鏡でチップLED周辺のボイドの有無、封止樹脂中のボイドの有無を観察(倍率50倍)し、下記の判定基準で評価した。
○:ボイドが見られない。
×:ボイドが見られた。
(3)モジュール用シートの反り
実施例1〜8及び比較例1における発光モジュール用シートを、チップが埋め込まれた面を下にして、並行板上に置いてモジュール用シート端部4点の反り量(板とモジュール用シート端部の間隔)を測定し、4点の端部のうち反り量の最大値を示す。
2 発光モジュール製造用シート
3 発光素子
4 剥離シート
5 発光モジュール用シート
Claims (9)
- 硬化後の25℃における貯蔵弾性率が106Pa以上であるエネルギー硬化型材料からなる発光モジュール製造用シート。
- 硬化前の25℃における貯蔵弾性率が103Pa以上、106Pa未満である請求項1に記載の発光モジュール製造用シート。
- シート中に光拡散剤を含む請求項1又は2に記載の発光モジュール製造用シート。
- シート中に蛍光体を含む請求項1〜3のいずれかに記載の発光モジュール製造用シート。
- 光反射層を有する請求項1〜4のいずれかに記載の発光モジュール製造用シート。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、エネルギーを印加して硬化させてなる発光モジュール用シート。
- 発光面にレンズが形成されてなる請求項6に記載の発光モジュール用シート。
- 請求項6又は7に記載の発光モジュール用シートを有することを特徴とする発光モジュール。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の発光モジュール製造用シートに発光素子を埋め込み、次いで該シートの発光面にレンズ形状を設けたのち、発光モジュール製造用シートにエネルギーを印加して、該シートを硬化させることを特徴とする発光モジュール用シートの製造方法。
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