JP2012138422A - シリコーンレンズ、レンズ付led装置及びレンズ付led装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LED素子を封止する透明樹脂封止体を備えたLED装置の、透明樹脂封止体に接着されるシリコーンレンズであって、レンズ部と透明樹脂封止体に接着される被接着面とを有し、被接着面に表面改質処理が施されているシリコーンレンズである。
【選択図】図1
Description
本実施形態のシリコーンレンズ11を備えたレンズ付LED装置20について詳しく説明する。
RaSiO(4-a)/2 …(1)
(式中、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜10の非置換または置換一価炭化水素基であり、aは0.8〜2の正数である。)で示されるものが挙げられる。
また、シリコーンレンズ11は、被接着面側にシリコーンゲルやシリコーンエラストマーなどの緩衝層を設けたレンズであると、LED装置の封止体とシリコーンレンズ11との熱膨張の差による内部応力を緩和させることができ好ましい。
[第2実施形態]
表面実装型LED装置10にシリコーンレンズ11を接着する方法としては、別個独立した表面実装型LED装置10にそれぞれ一つずつシリコーンレンズ11を接着する方法の他、複数の表面実装型LED装置10に複数個のシリコーンレンズを備えたレンズアレイを接着してもよい。本実施形態においては、複数個のシリコーンレンズが配置されたレンズアレイを用いることにより、基板上に配列された複数個のLED装置のそれぞれに一度に複数個のシリコーンレンズを接着する方法について図11を参照して説明する。
ケイ素原子にフェニル基が結合したオルガノポリシロキサンをベースポリマーとするシリコーン樹脂原料組成物であるKJR632(信越化学工業(株)製)をレンズ形状をキャビティとする金型に流し込み、150℃で熱硬化させることにより平凸レンズ形状を有するシリコーンレンズX1を得た。シリコーンレンズX1は、直径5mmの略円状の外周を有し、レンズ部は中央部が高さ4.2mmの凸に***しており、被接着面の中央部は0・2mm程度凸に***していた。
実施例1で作成したのと同様のシリコーンレンズX1の被接着面をプラズマ処理することなくプライマー処理することによりシリコーンレンズX2を得た。なお、プライマー処理は、プラズマ処理されたシリコーンレンズX1の被接着面にプライマー処理液(東レ・ダウ・コーニングシリコーン社製 品名:SZ-6300)を薄く塗った後、150℃の雰囲気で30分間乾燥した。なお、プライマー処理後のシリコーンレンズX2の裏面の水に対する接触角は110度であった。そして、実施例1と同様にして、プライマー処理されたシリコーンレンズX2の裏面を封止体の表面にシリコーン系接着剤で接着した。このようにして、レンズ付LED装置Bを得た。
プラズマ処理したシリコーンレンズX1の被接着面以外の部分をマスキングテープを貼ることによりマスクした。そして、シリコーンレンズX1を蒸着装置の真空チャンバー内に導入し、シリコンをターゲットとして、真空チャンバー内に酸素ガスを流しながら、シリコーンレンズX1に酸化ケイ素膜を蒸着することによりシリコーンレンズX3を得た。得られた酸化ケイ素膜の厚みは10nmであった。そして、実施例1と同様にして、シリコーンレンズX3の被接着面を封止体の表面にシリコーン系接着剤で接着した。このようにして、レンズ付LED装置Cを得た。
プラズマ処理されたシリコーンレンズX1の被接着面にゾルゲルガラス溶液である液体ガラスを塗布した。そして、室温にて1時間乾燥することにより、厚み5μmのガラス薄膜を形成した。このようにして、シリコーンレンズX4が得られた。そして、実施例1と同様にしてガラス薄膜が形成されたシリコーンレンズX4の被接着面を封止体の表面にシリコーン樹脂系接着剤で接着した。このようにして、レンズ付LED装置Dを得た。そして実施例1と同様にしてレンズ付LED装置Dを評価した。LED装置の封止体とシリコーンレンズX4との接着性を微小加重測定器にて評価した。その結果、接着強度は10N以上であった。また、接着界面に残るボイドを10倍の拡大鏡を用いて観察したところ、全く見つからなかった。そして、レンズ付LED装置Dを5分間点灯の後2分間消灯するサイクルを繰り返して5000時間発光させた後の、光量を測定したところ変化は見られなかった。また、封止体とシリコーンレンズX4の接着面には、デラミネーションは発生していなかった。また、レンズ付LED装置Dを亜硫酸ガス雰囲気中に24時間放置してもLED封止内の銀汚染は認められなかった。
シリコーン系接着剤の代わりに、エポキシ系接着剤(稲畑産業(株)、商品名:EH1600−G2)を用いた以外は実施例1と同様にして、レンズ付LED装置Eを得た。
プラズマ処理したシリコーンレンズX1の被接着面にシリコーン系粘着剤を粘着層とする両面粘着テープ(寺岡製作所製 品名:No.7082)から一面より離形紙を剥離し
て貼り合わせてシリコーンレンズX6を得た。このとき、両面粘着テープの粘着層は、レンズ径に対応して貼り合わせられるよう、一方の離形紙と共に粘着層を含め、しかし、もう一方の離形紙はカットされずそのままとなるように、レンズ径に対応した形にハーフカットされた両面テープを用いた。レンズ径に対応した粘着層上の離形紙を取り除き粘着層をシリコーンレンズに圧着すると離形紙で保護された粘着層を設けたシリコーンレンズX6となる。上側に付設された離形紙を取り除いて、このように粘着層を設けたシリコーンレンズX6をLED装置の封止体の表面に圧着し、レンズ付LED装置Fを得た。シリコーンレンズX6を用いた場合、シリコーンレンズX6をワンタッチでLED装置にマウントすることができ、その後の熱硬化工程が不要であるため極めて高い生産性を得ることができた。
サイズ100mm×100mmシート内に10個×10個の100個取りの半球レンズを備えたシリコーンレンズアレイX7の被接着面である裏面をプラズマ処理した。そして、被接着面に未硬化のシリコーン系粘着剤(信越化学工業社製 品名:X40−3291−1)を塗布し、その上に離形紙を設けて粘着層付きシリコーンレンズアレイX8とした。そして、両面粘着テープの離形紙を剥離して、10個×10個に整列されたLED装置の封止体の表面に圧着した。このようにして100個のレンズ付LED装置Gを形成した。そして、これらを個別化した。
シリコーンレンズX1の被接着面をプラズマ処理した。次に、シリコーンレンズX1の底面に未硬化のシリコーンゲル剤をポッティングし、150℃×30分で硬化させ、厚み0.2mmの緩衝層を形成した。さらに、緩衝層の上にシリコーン系粘着剤を粘着層とする両面粘着テープ(寺岡製作所製の品名:No.7082)から一面より離形紙を剥
離し貼り合わせて、緩衝層付きシリコーンレンズX8を得た。このとき、両面粘着テープは実施例6と同様のもので、粘着層は、レンズ径に対応して貼り合わせられるよう、一方の離形紙を除いて粘着層を含めてハーフカットされた両面テープを用いている。このように緩衝層の上に粘着層を積層した緩衝層付きシリコーンレンズX8を実施例1と同様にLED装置の封止体の表面に圧着しレンズ付LED装置Hを得た。
被接着面をプラズマ処理するところまでは、実施例1と同様にしてシリコーンレンズを作成した。被接着面の水に対する接触角4度のシリコーンレンズX9を得た。次に、LED装置のパッケージに未硬化の封止体としてシリコーン樹脂を充填し、この上にシリコーンレンズX9を設置して150℃×4時間で加熱硬化させ、レンズ付LED装置Iを得た。
実施例1と同様にしてシリコーンレンズを作成し、被接着面をプラズマ処理し、被接着面にエポキシ透明樹脂(稲畑産業(株)製、一液性透明エポキシ樹脂 EH1600-G2)を塗布した後、熱硬化させることにより、厚さ50μmのエポキシ透明硬化樹脂層を設けたシリコーンレンズX10を得た。次に、LED装置のパッケージに未硬化の封止体として透明樹脂層に用いたものと同じエポキシ樹脂を充填し、この上にシリコーンレンズX10を設置して150℃×4時間で加熱硬化させ、レンズ付LED装置Jを得た。
実施例1と同様にしてシリコーンレンズを作成し、被接着面をプライマー処理し、被接着面にエポキシ透明樹脂(稲畑産業(株)製、一液性透明エポキシ樹脂 EH1600-G2)を塗布することにより(硬化させずに)、厚さ50μmのエポキシ透明未硬化樹脂層を設けたシリコーンレンズX11を得た。次に、LED装置のパッケージに未硬化の封止体として透明樹脂層に用いたものと同じエポキシ樹脂を充填し、この上にシリコーンレンズX11を設置して150℃×4時間で加熱硬化させ、レンズ付LED装置Kを得た。
LED装置のパッケージに未硬化の封止体としてシリコーン樹脂を充填し、実施例1で得られたのと同様のプラズマ処理していないシリコーンレンズX1をこの上に設置して150℃×4時間で加熱硬化させ、レンズ付LED装置Lを得た。
2 透明樹脂封止体
3 発光体収容部材
4 接着剤層
5a、5b リード
5c 金線
6 ガスバリア層
7 透明樹脂層
8 内面反射膜
10 表面実装型LED装置
11,31,41,51,61 シリコーンレンズ
11a レンズ部
11b 被接着面
12 基板
17 蒸着膜
27 ガラス層
37 粘着性シリコーン樹脂層
20 レンズ付LED装置
21 シリコーンレンズ領域
30 レンズアレイ
40 LEDアレイ
Claims (12)
- LED素子を封止する透明樹脂封止体を備えたLED装置の、該透明樹脂封止体に接着されるシリコーンレンズであって、
レンズ部と前記透明樹脂封止体に接着される被接着面とを有し、該被接着面に表面改質処理が施されていることを特徴とするシリコーンレンズ。 - 前記被接着面に前記シリコーンレンズを形成するシリコーン樹脂よりも接着性の高い透明樹脂層が形成されている請求項1に記載のシリコーンレンズ。
- 前記透明樹脂層が透明粘接着剤層である請求項2に記載のシリコーンレンズ。
- 前記透明粘接着剤層に離形シートが貼り合わされている請求項3に記載のシリコーンレンズ。
- 前記被接着面に透明蒸着膜を有する請求項1〜4の何れか1項に記載のシリコーンレンズ。
- 前記被接着面にガラス層を有する請求項1〜5の何れか1項に記載のシリコーンレンズ。
- 前記被接着面は中央部が***しているか、または中央部が凹んでいる請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリコーンレンズ。
- 平面状に配列された複数個の請求項1〜7の何れか1項に記載のシリコーンレンズを備えたことを特徴とするレンズアレイ。
- LED素子を封止する透明樹脂封止体を備えたLED装置と、該透明樹脂封止体に接着された請求項1〜7の何れか1項に記載のシリコーンレンズと、を備えたことを特徴とするレンズ付LED装置。
- 基板上に配列された複数個の前記LED装置に、前記シリコーンレンズが前記各LED装置に対向するように配置された請求項9に記載のレンズアレイを接着する工程を備えたことを特徴とするレンズ付LED装置の製造方法。
- 接着されて形成された複数の前記レンズ付LED装置を切断して個別化する工程をさらに備える請求項10に記載のレンズ付LED装置の製造方法。
- 回路基板に1つ以上のLED装置を形成した後、請求項1〜7のシリコーンレンズを後付してなるレンズ付きLED装置の製造方法。
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