JP2012138425A - 樹脂レンズ、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するシリコーン樹脂成形体からなるレンズ本体と、被接着面に形成されたガスバリア層とを備え、ガスバリア層がレンズ本体を形成するシリコーン樹脂よりもガスバリア性の高い層であることを特徴とする樹脂レンズ等である。
【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。
LED装置にシリコーンレンズを接着する方法としては、別個独立したLED装置にそれぞれ一つずつシリコーンレンズを接着する方法の他、複数のLED装置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9を参照して説明する。
エポキシ樹脂は、ガスバリア性が高いので、銀薄膜の反射層の劣化を防止する観点から封止体として広く用いられている。しかし、LED素子から発せられる熱や短波長の光により劣化して変色しやすいという欠点がある。一方、シリコーン樹脂は、LED素子から発せられる短波長の光や熱に対しては変色しにくいが、ガスバリア性が低いために銀薄膜の反射層の黒化が起こりやすいという欠点がある。このように、封止体としてエポキシ樹脂を用いた場合には樹脂の変色等により光量が低下する傾向があり、封止体としてシリコーン樹脂を用いた場合には、銀薄膜の黒化により量が低下する傾向があった。このような場合において、封止体としてシリコーン樹脂を用い、その封止体にガスバリア性の高いエポキシ樹脂レンズを接着させることによりシリコーン樹脂の封止体に対してガスの透過を抑制することができる。しかし、シリコーン樹脂からなる封止体に対するエポキシ樹脂レンズの接着性は低いという問題があった。また、エポキシ樹脂レンズが、LED素子から発せられる熱が伝わることにより変色するという問題もあった。
シリコーン樹脂からなる封止体でLED素子を封止したチップ型LED装置を用いた。なお、このLED装置のLED素子が配置された発光体収容部材の表面には、銀薄膜からなる反射膜が形成されていた。なお、以下の実施例及び比較例で用いたLED装置においても、全て反射膜が形成されているものを用いた。
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X3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X3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Bを得た。そして実施例1と同様にしてレンズ付LED装置Bを評価した。レンズ付LED装置Bを亜硫酸ガス雰囲気中に24時間放置したところ、LED封止内の銀薄膜が部分的に黒化した銀汚染は認められなかった。また、LED装置の封止体とシリコーンレンズX3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、接着界面を10倍の拡大鏡を用いて観察したところボイドは全く見つからなかった。そして、レンズ付LED装置Bを5分間点灯の後2分間消灯の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X3の接着面には、デラミネーションは発生していなかった。
プラズマ処理したシリコーンレンズX1の被接着面に、未硬化エポキシ系樹脂(稲畑産業(株)、商品名:EH1600−G2)を塗布して、厚さ50μmの未硬化のエポキシ系接着剤層を形成した。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、シリコーンレンズX4の裏面のエポキシ系接着剤層をLED装置の封止体に圧接して押し付けることより、封止体とシリコーンレンズX4とが一体化された。そして、150℃×4時間の条件でエポキシ系接着剤層を熱硬化させることにより、封止体の表面にシリコーンレンズX4が接着された。このようにして、レンズ付LED装置Cを得た。そして実施例1と同様にしてレンズ付LED装置Cを評価した。レンズ付LED装置Cを亜硫酸ガス雰囲気中に24時間放置したところ、LED封止内の銀薄膜が部分的に黒化した銀汚染は認められなかった。また、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であった。また、接着界面を10倍の拡大鏡を用いて観察したところボイドは全く見つからなかった。そして、レンズ付LED装置Cを5分間点灯の後2分間消灯の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殆ど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。
LED装置の製造工程において、封止体を形成する樹脂として未硬化エポキシ系樹脂(稲畑産業(株)、商品名:EH1600−G2)を充填し、この上にさらに厚さ50μmの未硬化のエポキシ系接着剤層が形成された実施例3のシリコーンレンズX4を載置して150℃×4時間で加熱硬化させ、レンズ付LED装置Dを得た。
エポキシ樹脂レンズの被接着面をプラズマ処理した。そして、エポキシ樹脂レンズの被接着面に厚さ50μmの未硬化のシリコーン系樹脂を塗布することによりシリコーン系樹脂接着層を形成した。そして、LED装置の製造工程において、封止体を形成する樹脂として同じ未硬化のシリコーン系樹脂を充填し、この上に前記の厚さ50μmのシリコーン系樹脂接着層が形成されたエポキシ樹脂レンズを圧接して押し付けて載置した後、150℃×4時間で加熱硬化させ、レンズ付LED装置Eを得た。
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、被接着面に厚さ50μmの未硬化のエポキシ系接着剤層を形成し、その上に離形紙を設けて接着層付きシリコーンレンズアレイとした。そして、離形紙を剥離して、10個×10個に整列されたLED装置のシリコーン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Fを形成した。そして、これらを個別化した。
シリコーン樹脂からなる封止体でLED素子を封止したチップ型LED装置を用いた。なお、このLED装置のLED素子が配置された発光体収容部材の表面には、銀薄膜からなる反射膜が形成されている。
2 透明樹脂封止体
3 発光体収容部材
5a、5b リード
5c 金線
11c ガスバリア層
8 内面反射膜
10 表面実装型LED装置
11、21、61 シリコーンレンズ
11a レンズ部
11b 被接着面
14 接着剤層
20 レンズ付LED装置
21 シリコーンレンズ領域
21C 未硬化樹脂層
30 レンズアレイ
31c 粘着性シリコーン層
40,50 LEDアレイ
Claims (13)
- 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樹脂レンズであって、
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するシリコーン樹脂成形体からなるレンズ本体と、前記被接着面に形成されたガスバリア層とを備え、
前記ガスバリア層がレンズ本体を形成するシリコーン樹脂よりもガスバリア性の高い層であることを特徴とする樹脂レンズ。 - 前記ガスバリア層が透明無機化合物を含む蒸着膜である請求項1に記載の樹脂レンズ。
- 前記ガスバリア層がガラス層を含む請求項1または2に記載の樹脂レンズ。
- 前記ガスバリア層が透明樹脂層を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂レンズ。
- 前記透明樹脂層が透明粘接着剤層を含む請求項4に記載の樹脂レンズ。
- 前記被接着面は中央部が***している請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂レンズ。
- 前記被接着面が表面改質処理されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂レンズ。
- 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樹脂レンズであって、
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するエポキシ樹脂成形体からなるレンズ本体と、前記被接着面に形成されたシリコーン樹脂層とを備えることを特徴とする樹脂レンズ。 - 平面状に配列された複数個の請求項1〜8の何れか1項に記載の樹脂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1〜8の何れか1項に記載の樹脂レンズと、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、前記樹脂レンズが前記各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11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1〜8の樹脂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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