JP7511399B2 - 硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、電子部品 - Google Patents
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Description
また、照明装置における遮光部の樹脂組成物として、5ppm以上のカーボンブラックを含有させた樹脂が特許文献1に記載されている。
(A)複数の発光素子を有する基板上に、前記複数の発光素子を覆うように前記硬化性樹脂組成物または前記ドライフィルムの樹脂層からなる光拡散防止層を形成する工程と、
(B)前記光拡散防止層を熱硬化する工程と、
(C)熱硬化後の前記光拡散防止層をエッチングし、前記複数の発光素子上の光拡散防止層を取り除く、または、薄膜化する工程と、
(D1)(C)工程の後、前記複数の発光素子および前記光拡散防止層上に、透過率(厚み50μmの硬化膜での光波長400nm~800nmの透過率)が85%以上の封止材を形成する工程を有することを特徴とするものである。
(A)複数の発光素子を有する基板上に、前記複数の発光素子を覆うように前記硬化性樹脂組成物または前記ドライフィルムの樹脂層からなる光拡散防止層を形成する工程と、
(B)前記光拡散防止層を熱硬化する工程と、
(C)熱硬化後の前記光拡散防止層をエッチングし、前記複数の発光素子上の光拡散防止層を取り除く、または、薄膜化する工程と、
(D2)(C)工程の後、前記複数の発光素子および前記光拡散防止層上に、硬化物のヘイズが10%以下の封止材を形成する工程を有することを特徴とするものである。
<硬化性樹脂組成物>
本発明の硬化性樹脂組成物は、ガラス転移点が20℃以下かつ重量平均分子量が1万以上の高分子樹脂と、エポキシ樹脂と、カーボンブラックと、を含み、無機フィラーを含まない硬化性樹脂組成物であって、100℃で30分間かつ200℃で60分間加熱して得られる硬化膜において、光波長400nm~800nmにおける膜厚40μmでの透過率が0.5%未満であることを特徴とするものである。
ガラス転移点が20℃以下かつ重量平均分子量が1万以上の高分子樹脂を含むことにより、硬化性樹脂組成物は、カーボンブラックのストラクチャーが大きくなることを抑制し、カーボンブラックの分散性の向上および沈降を抑制することができる。したがって、光学センサモジュールにおける発光素子と検出器との間の隔壁やディスプレイの複数の発光素子間に介在する光拡散防止層のような、発光素子からの光を遮蔽する黒色の硬化物を得るために十分な量のカーボンブラックを含有させても、カーボンブラックの凝集を抑制して、樹脂組成物中で分散させることができる。さらに、無機フィラーを含まないことにより、透過率が0.5%未満(膜厚:40μm)の十分な遮光性を有する硬化物を得ることができる。
また、ガラス転移点が20℃以下かつ重量平均分子量が1万以上の高分子樹脂を含むことにより、硬化性樹脂組成物は、基板上にドライフィルム等の態様で硬化物が形成されたとき、基板全体の反りを小さくすることができる。
以下、硬化性樹脂組成物の各成分について説明する。
ガラス転移点が20℃以下かつ重量平均分子量が1万以上の高分子樹脂のガラス転移点は、-40~20℃であることが好ましく、-15~15℃であることがより好ましく、-5~15℃であることが特に好ましい。-5~15℃であると、硬化物の反りを良好に抑制することができる。なお、高分子樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製、DSC8500)を用いて測定した値である。
また、前記高分子樹脂の重量平均分子量は高いほどカーボンブラックの沈降防止効果が大きいことから、10万以上であることが好ましく、20万以上であることがより好ましい。上限値としては、例えば、100万以下であり、50万以下であることが好ましい。
測定装置:Waters製「Waters 2695」
検出器:Waters製「Waters2414」、RI(示差屈折率計)
カラム:Waters製「HSPgel Column,HR MB-L,3μm,6mm×150mm」×2+Waters製「HSPgel Column,HR1,3μm,6mm×150mm」×2
測定条件:
カラム温度:40℃
RI検出器設定温度:35℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.5mL/分
サンプル量:10μL
サンプル濃度:0.7質量%
エポキシ樹脂は、エポキシ基を有する樹脂であり、従来公知のものをいずれも使用できる。分子中にエポキシ基を2個有する2官能性エポキシ樹脂、分子中にエポキシ基を3個以上有する多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。なお、水素添加されたエポキシ樹脂であってもよい。前記エポキシ樹脂として、例えば、固形エポキシ樹脂および液状エポキシ樹脂のいずれか少なくとも1種を含むことができる。固形エポキシ樹脂および液状エポキシ樹脂は、それぞれ1種を単独で、または2種類以上を組合せて用いることができる。また、前記エポキシ樹脂として、半固形エポキシ樹脂や結晶化エポキシ樹脂を含有してもよい。本明細書において、固形エポキシ樹脂とは40℃で固体状であるエポキシ樹脂をいい、半固形エポキシ樹脂とは20℃で固体状であり、40℃で液状であるエポキシ樹脂をいい、液状エポキシ樹脂とは20℃で液状のエポキシ樹脂をいう。液状の判定は、危険物の試験及び性状に関する省令(平成元年自治省令第1号)の別紙第2の「液状の確認方法」に準じて行う。例えば、特開2016-079384の段落23~25に記載の方法にて行なう。また、結晶性エポキシ樹脂とは、結晶性の強いエポキシ樹脂を意味し、融点以下の温度では、高分子鎖が規則正しく配列し、固形樹脂でありながらも、溶融時には液状樹脂並みの低粘度となる熱硬化性のエポキシ樹脂をいう。
半固形エポキシ樹脂としては、DIC社製EPICLON 860、EPICLON 900-IM、EPICLON EXA―4816、EPICLON EXA-4822、日鉄ケミカル&マテリアル社製エポトートYD-134、三菱ケミカル社製jER834、jER872、住友化学社製ELA-134等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;DIC社製EPICLON HP-4032等のナフタレン型エポキシ樹脂;DIC社製EPICLON N-740等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
カーボンブラックは、樹脂中で分散することで遮光性が得られる。カーボンブラックは、一般に黒色の着色剤の用途に使用されているカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック等の公知のカーボンブラックの1種又は2種以上を用いることができる。また、樹脂被覆カーボンブラックを使用してもよい。さらに、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブを使用してもよい。
カーボンブラックを樹脂組成物に配合する際は、カーボンブラック粉末を加えてもよいし、カーボンブラック分散液を加えてもよい。
カーボンブラックの粒子径は10~500nmであるのが好ましく、10~300nmがより好ましく、10~100nmが特に好ましい。なお、粒子径は、平均粒子径のことを言い、動的光散乱法による測定装置により求めることができる。動的光散乱法による測定装置としては、マイクロトラック・ベル社製のNanotracWave II UT151が挙げられる。
カーボンブラックの配合量は、硬化性樹脂組成物の固形分全量基準で、0.1~15質量%であることが好ましく、さらに透過率の観点から、1.0~15質量%であることがより好ましい。カーボンブラックの配合量が0.1質量%以上であると十分な遮光性が得られ、15質量%以下であるとクラックの発生を抑制することができる。カーボンブラックの配合量が多いほど当該カーボンブラックは沈降し易いが、本発明の硬化性樹脂組成物においては、前述したガラス転移点が20℃以下かつ重量平均分子量が1万以上の高分子樹脂を含むことにより、カーボンブラックの沈降が抑制されている。
本発明の硬化性樹脂組成物は、カーボンブラック以外の無機フィラーを含まない。従来公知の無機フィラーとして、例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカなどのシリカ、タルク、クレー、ノイブルグ珪土粒子、ベーマイト、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ジルコン酸カルシウム等の体質顔料や、銅、錫、亜鉛、ニッケル、銀、パラジウム、アルミニウム、鉄、コバルト、金、白金等の金属粉体が挙げられるが、これらの無機フィラーが硬化性樹脂組成物に含まれていると、硬化性樹脂組成物の硬化物に光を当てた場合に、当該無機フィラーにより光が乱反射して、結果的に遮光性が低下する。したがって、本発明の硬化性樹脂組成物は、カーボンブラック以外の無機フィラーを含まない。
前記硬化性樹脂組成物は、硬化剤を含有することが好ましい。硬化剤としては、フェノール性水酸基を有する化合物、ポリカルボン酸およびその酸無水物、ジシアンジアミド、シアネートエステル基を有する化合物、活性エステル基を有する化合物、マレイミド基を有する化合物、脂環式オレフィン重合体、チオール基を有する化合物等が挙げられる。硬化剤は1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記フェノール性水酸基を有する化合物の中でも、水酸基当量が100g/eq.以上のものが好ましい。水酸基当量が100g/eq.以上のフェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、ジシクロペンタジエン骨格フェノールノボラック樹脂(GDPシリーズ、群栄化学社製)、ザイロック型フェノールノボラック樹脂(MEH-7800、明和化成社製)、ビフェニルアラルキル型ノボラック樹脂(MEH-7851、明和化成社製)、ナフトールアラルキル型硬化剤(SNシリーズ、日鉄ケミカル&マテリアル社製)、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック樹脂(LA-3018-50P、DIC社製)、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂(LA-705N、DIC社製)などが挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、遮光性に優れ、カーボンブラックの沈降抑制性に優れることから、光学センサモジュールにおける発光素子と検出器との間に設けられた隔壁に用いることができる。また、複数の発光素子間(例えば、マイクロLEDを用いたディスプレイにおけるRGBの各発光素子間)に介在する光拡散防止層に用いることができる。介在の態様は特に限定されないが、例えば、発光素子間に直接に挟まれた状態で介在していてもよい。また、各発光素子の周囲を囲むようにして光拡散防止層を配置して発光素子間に介在させてもよい。さらに、ドライフィルムに用いることができる。
本発明のドライフィルムは、上述した本発明の硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布、乾燥して得られる樹脂層を有すれば特に限定されず、2以上のドライフィルムの樹脂層を貼り合わせて積層し、2層以上の樹脂層を有するドライフィルムとしてもよい。塗布と乾燥による樹脂層の形成では、大きい厚みの樹脂層を均一に形成することは難しいが、樹脂層を貼り合わせて厚膜とすることで均一な厚膜の樹脂層を容易に形成することが可能となる。厚膜の樹脂層によって、発光素子の厚みが大きい場合であっても発光素子間に介在して光拡散防止層として機能する。ドライフィルムは、一般に、キャリアフィルムと、樹脂層と、保護フィルムとを備える。
キャリアフィルムとは、ドライフィルムの樹脂層を支持する役割を有するものであり、該樹脂層を形成する際に、硬化性樹脂組成物が塗布されるフィルムである。キャリアフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等の熱可塑性樹脂からなるフィルム、および、表面処理した紙等を用いることができる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度、取扱性等の観点から、ポリエステルフィルムを好適に使用することができる。キャリアフィルムの厚さは、特に制限されるものではないが概ね10~150μmの範囲で用途に応じて適宜選択される。キャリアフィルムの樹脂層を設ける面には、離型処理が施されていてもよい。また、キャリアフィルムの樹脂層を設ける面には、スパッタもしくは極薄銅箔が形成されていてもよい。
保護フィルムとは、ドライフィルムの樹脂層の表面に塵等が付着するのを防止するとともに取扱性を向上させる目的で、樹脂層のキャリアフィルムとは反対の面に設けられる。本発明においては、保護フィルムとして、2軸延伸ポリプロピレンフィルムを用いることが好ましい。2軸延伸ポリプロピレンフィルムであることにより、樹脂層への積層後の冷却収縮を少なくすることができる。もっとも、保護フィルムとして、2軸延伸ポリプロピレンフィルムに限定されるものではない。保護フィルムの厚さは、特に制限されるものではないが概ね10~100μmの範囲で用途に応じて適宜選択される。保護フィルムの樹脂層を設ける面には、エンボス加工やコロナ処理、微粘着処理等の密着性を向上させる処理や、離型処理が施されていることが好ましい。
本発明の発光型電子部品は、LEDチップのような複数の発光素子を有する基板と、複数の発光素子間に介在する本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物からなる光拡散防止層と、複数の発光素子および光拡散防止層上に形成された封止材と、を有することを特徴とするものである。
本発明の硬化性樹脂組成物は、無機フィラーを含んでおらずエッチングが容易であることから、光拡散防止層の厚みを調整しやすい。このため、光拡散防止層上に封止材を有する積層構造の発光型電子部品の製造に好適に用いることができる。本発明の発光型電子部品の製造方法は、下記(A)、(B)、(C)、及び、(D1)又は(D2)の工程を有する。
(A)工程では、図3(a)に示すような複数の発光素子(12、13、14)を有する基板11上に、図3(b)に示すように、発光素子を覆うように、本発明の硬化性樹脂組成物または本発明のドライフィルムの樹脂層からなる光拡散防止層15を形成すればよい。本明細書において、複数の発光素子とは、2つ以上の発光素子であれば特に限定されない。また、発光素子の発光色は特に限定されず、例えば、赤色、緑色、青色が挙げられる。
(B)工程では、本発明の硬化性樹脂組成物または本発明のドライフィルムの樹脂層からなる光拡散防止層を熱硬化する(図3(c))。熱硬化の温度は特に限定されないが、100℃で30分間後200℃で60分間の条件にて光拡散防止層を硬化することが望ましい。
(C)工程では、エッチングを行い(図3(d))、発光素子の高さまで発光素子上の光拡散防止層を取り除く、または、薄膜化する(図3(e))。発光素子の高さまで光拡散防止層を取り除くことによって、発光面の輝度を高くし、発光時の視認性を確保する。このとき、発光素子上から光拡散防止層を完全に除去することは技術的に難しいことから、実質的に取り除けていればよく、多少の薄膜が残存した状態でもよい。エッチングとしては、プラズマ処理などの物理的エッチングでも化学的エッチングでもよい。エッチングの条件としては、例えば、異方性プラズマ装置にて、CF4/O2/N2の混合ガスを用い、出力1500~3000W、180~600秒の条件でドライエッチングすればよい。この際、CF4のガス供給量としては、例えば50~100sccmであり、O2のガス供給量としては、例えば500~1000sccm、N2のガス供給量としては、例えば50~100sccmとすればよい。
図3(f)に示すように、発光素子を封止材で覆うことによって、発光型電子部品を製造する。(D)工程として、輝度を高めたい場合は(D1)工程を、発光素子を隠ぺいしたい場合は(D2)工程を行えばよい。
(D1)工程では、厚み50μmの硬化膜において透過率が光波長400nm~800nmの透過率が85%以上(好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上)の封止材を発光素子および光拡散防止層上に形成する。ここで、「厚み50μmの硬化膜において」とは、透過率の測定条件を記載したものであり、(D1)工程における封止材の厚さを特定するものではない。封止材を形成する方法は特に限定されず、例えば、封止材組成物を塗布してもよく、ドライフィルム化してラミネートして形成してもよい。
また、封止材組成物(d1)は、さらに必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、界面活性剤、可塑剤、滑剤、流れ調整剤、増粘剤、増膜剤、密着性付与剤、離型剤、重合開始剤、増感剤、有機フィラー、無機フィラー、ゴム状粒子、イオン吸着体、反応性希釈剤等の従来公知の添加剤類を用いることができる。
(D2)工程では硬化物のヘイズ10%以下の封止材で発光素子を形成する。形成する方法は特に限定されず、例えば、ヘイズ10%以下の硬化物が得られる封止材組成物を塗布してもよく、ドライフィルム化してラミネートして形成してもよい。
また、着色剤は、ペリレン系着色剤、該ペリレン系着色剤と補色関係にある着色剤の組み合わせにより発光体の発光を阻害せず、かつ、発光体を隠ぺいすることができるものであればよい。
ペリレン系着色剤には緑色、黄色、橙色、赤色、紫色、黒色などの色を示すものがあり下記のようなカラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行)番号がつけられているものを挙げることができる。
-緑色:Solvent Green 5
-橙色:Solvent Orange 55
-赤色:Solvent Red 135, 179; Pigment Red 123, 149, 178, 179, 190, 194, 224
-紫色:Pigment Violet 29
-黒色:Pigment Black 31, 32
上記以外のペリレン系着色剤も使用することができ、例えば、カラーインデックスの番号はないが近赤外線透過黒色有機顔料として知られているBASF社のLumogen(登録商標)Black FK4280、Lumogen Black FK4281、集光性蛍光染料として知られているLumogen F Yellow 083、Lumogen F Orange 240、Lumogen F Red305、Lumogen F Green850等も他のペリレン系化合物と同様に紫外線領域の吸収が少なく、着色力が高いため好適に使用することができる。
着色剤はカラーインデックスカラーの通りの色彩を呈していない場合もあるため、JISZ8729に規定される方法により封止材組成物の硬化膜の外観色調を測定・表示し、L*a*b*表色系中の色彩を示すa*値およびb*値を座標軸(図4を参照)で確認し、ペリレン系着色剤との組み合わせで得られる硬化膜の(a*値,b*値)を(0,0)に限りなく近づけるための着色剤を補色関係にある着色剤として選定する。ここで、硬化膜の膜厚は、特に限定されないが、例えば40μmである。
また、(0,0)に限りなく近い(a*値,b*値)としては、a値及びb値がそれぞれ-5~+5の範囲であり、-2~+2の範囲であることが好ましい。また、補色関係にある着色剤としてはペリレン系着色剤でもペリレン系着色剤以外の着色剤でもよい。
より好ましいペリレン系着色剤と補色関係にある着色剤との組合せとしては、Pigment Red 149,178,179と緑色アントラキノン系着色剤(Solvent Green 3、Solvent Green 20、Solvent Green 28等)の組合せであり、ペリレン系着色剤同士の混色(組合せ)であれば、赤色ペリレン系着色剤(Pigment Red 149,178,179)と黒色ペリレン系着色剤(Pigment Black 31、32)との組合せと、黒色ペリレン系着色剤(Pigment Black 31、32)と同じく黒色ペリレン系着色剤(Lumogen(登録商標)BlackFK4280.4281)との組合せである。
赤色着色剤としては、モノアゾ系、ジズアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがある。
黄色着色剤としては、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等がある。
緑色着色剤としては、フタロシアニン系、アントラキノン系がある。これ以外にも金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
実施例および比較例に記載の溶剤を容器に入れ、溶剤が揮発しないように50℃に加温しながら撹拌し、ついでそれぞれ、カーボンブラック以外の樹脂およびカップリング剤などを加えた。樹脂が溶解したことを確認したのちに、実施例に記載のカーボンブラックを加え十分に撹拌をおこなった。その後、3本ロールミルにて混練して硬化性樹脂組成物を調製した。なお、表中の数値は、特に%の記載がない限り質量部を示し、また、表1中、溶剤以外は固形分量を示す。
調製した硬化性樹脂組成物を、JIS K5600-2-5分散度の方法に準拠し、0-50μmのグラインドゲージを用いて分散度の確認を行った。評価基準は下記通り。
◎:5粒値で判断した分散度が25μm未満。
〇:5粒値で判断した分散度が25μm以上40μm未満。
×:5粒値で判断した分散度が40μm以上。
―:樹脂成分のみのため未評価。
調製した硬化性樹脂組成物を透明な硝子スクリュー管に入れ、23℃に設定した恒温槽に12時間保管エージング処理した。硬化性樹脂組成物は、スクリュー管の底部から50mm仕込んだ。エージング後、硬化性樹脂組成物を取り出し側面より目視にて観察を行い硬化性樹脂組成物の沈降状態を確認した。判断基準は以下の通り。
◎:沈降はみられない。
〇:組成物の上部より、1mm未満の透明な上澄み液が確認された。
×:組成物の上部より、20mm以上の透明な上澄み液が確認された。
―:樹脂成分のみのため未評価。
調製した硬化性樹脂組成物を、粘度0.5~20dPa・s(回転粘度計5rpm、25℃)になるように溶剤の量を調整して、それぞれバーコーターを用いて、樹脂層の膜厚が乾燥後40μmになるようにキャリアフィルム(PETフィルム;東洋紡TN-200,厚さ38μm、大きさ30cm×30cm)に塗布した。次いで、熱風循環式乾燥炉にて樹脂層の残留溶剤が0.5~2.5質量%となるように70~120℃(平均100℃)にて5~10分間乾燥し、キャリアフィルム上に樹脂層を形成した。ついで、作製したドライフィルムの表面に80℃の温度に設定したロールラミネーターを用いてOPP(アルファンFG-201、フィッシュアイレス、王子エフテック)の張りあわせを行い3層構造のドライフィルムを作製した。
得られた3層構造のドライフィルムの保護フィルムを剥がし、厚み1mmのスライドグラス上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い張りあわせた。条件は、ラミネート温度80~110℃、圧力0.5MPaにて行った。ついで、キャリアフィルムを剥離し、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および200℃で60分間の条件にて樹脂層を硬化させた。得られた硬化物について、紫外可視近赤外分光光度計V-700(日本分光製)を用い、400nm~800nmでの透過率を測定した。評価基準は以下のとおり。
◎:全波長領域で、透過率0.1%未満
〇:全波長領域で、透過率0.1%以上0.5%未満
×:全波長領域で、透過率0.5%以上
銅厚12μm、板厚0.1mmの銅張積層基板(MCL-E-770G、日立化成社製、サイズ10×10cm)を、電解銅めっき(アトテック社、めっき後の表面粗さ100nm以下)処理して銅厚を合計で20μmにした。ついで、前処理としてCZ-8101(1μmエッチング、メック社製)を行った。その後、OPPを剥離したドライフィルムを、基板上の片面に、2チャンバー式真空ラミネーターCVP-600(ニチゴーモートン製)を用い張りあわせた。条件は、ラミネート、プレスそれぞれ、温度80~110℃、圧力0.5MPaにて行った。ついで、キャリアフィルムを剥離し、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および200℃で60分間の条件で樹脂層を硬化させた。
ついで、ピーク温度を280℃に設定し、275℃以上での曝露時間を10秒以上に設定したリフロー処理を、5サイクル行い、基板の4隅の反り状態(反り形状は、全てスマイル)をノギスにて計測した。評価基準は以下のとおり。
〇:反りなし
△:4隅のうち、1番反りの大きい部分の反り量が3mm以上
×:4隅のうち、1番反りの大きい部分の反り量が30mm以上
*1:三菱ケミカル社製jER828、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
*2:日本化薬社製NC-3000H、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物
*3:ロンザジャパン社製プリマセットPT-30、ノボラック型シアネート樹脂
*4:DIC社製EPICLON HPC-8000、活性エステル樹脂
*5:明和化成社製HF-1M、フェノールノボラック樹脂
*6:四国化成社製2E4MZ、2-エチル-4-メチルイミダゾール
*7:東京化成工業社製Co(II)アセチルアセトナート
*8:ナガセケムテックス社製テイサンレジンSG-80H MEKカット品、固形分18質量%、アクリル酸エステル共重合樹脂(官能基:エポキシ基、アミド基)
*9:三菱ケミカル社製カーボンブラック粉末MA77(平均粒径23μm)
*10:三菱ケミカル社製カーボンブラック粉末MA77の20%溶液PMA分散(平均粒径23μm)
*11:トーヨーカラー社製カーボンナノファイバー5%溶液
*12:信越シリコーン社製KBM-403、エポキシシランカップリング剤
また、上記結果についてはスピンコーターを用い40μmの膜厚の硬化物をスライドグラス上に形成した場合やスクリーン印刷法を用い40μmの膜厚の硬化物を基板上に形成した場合も同様の結果が得られ、硬化物の形成方法に依存しないことが確認できた。
実施例1の熱硬化性樹脂組成物を、バーコーターを用いて、樹脂層の膜厚が乾燥後80μmになるようにキャリアフィルム(PETフィルム;東洋紡TN-200,厚さ38μm)に塗布した。次いで、熱風循環式乾燥炉にて樹脂層の残留溶剤が0.5~2.5質量%となるように70~120℃(平均100℃)にて5~10分間乾燥し、キャリアフィルム上に樹脂層を有するドライフィルムを得た。このドライフィルムを2枚準備し、80℃の温度に設定したロールラミネーターを用いて樹脂層同士を張り合わせ、樹脂層が160μmの3層構造(キャリアフィルム/樹脂層/キャリアフィルム)のドライフィルムを作製した。
下記表2に記載の配合例1で得られた熱硬化性樹脂組成物を、バーコーターを用いて、樹脂層の膜厚が乾燥後50μmになるようにキャリアフィルム(PETフィルム;東洋紡TN-200,厚さ38μm)に塗布した。次いで、熱風循環式乾燥炉にて樹脂層の残留溶剤が0.5~2.5質量%となるように70~120℃(平均100℃)にて5~10分間乾燥し、キャリアフィルム上に樹脂層を有するドライフィルムを得た。ついで、作製したドライフィルムの表面に80℃の温度に設定したロールラミネーターを用いて保護フィルム(OPP(アルファンFG-201、フィッシュアイレス、王子エフテック))を張り合わせて3層構造のドライフィルムを作製した。
配合例1で得られた3層構造のドライフィルムの保護フィルムを剥がし、厚み1mmのスライドガラス上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所社製)を用い張りあわせた。条件は、ラミネート温度80~110℃、圧力0.3MPaにて行った。ついで、キャリアフィルムを剥離し、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および150℃で60分間加熱して樹脂層を硬化させた。スライドガラス上に形成した硬化前の樹脂層と硬化物について、それぞれ紫外可視近赤外分光光度計V-700(日本分光社製)を用い、400~800nmでの透過率を測定した。
配合例1で得られた熱硬化性樹脂組成物を、下記表2に記載の配合例2で得られた熱硬化性樹脂組成物に変更した以外は、上記配合例1のドライフィルムの作製と同様にして3層構造のドライフィルムを作製した。
配合例1で得られた3層構造のドライフィルムと同様に透過率を測定した。配合例2の樹脂組成物により形成された厚み50μmの樹脂膜は、硬化前は透過率がいずれも70%であり、硬化後は透過率がいずれも93%であった。
配合例1で得られた熱硬化性樹脂組成物を、下記表2に記載の配合例3で得られた熱硬化性樹脂組成物に変更した以外は、上記配合例1のドライフィルムの作製と同様にして3層構造のドライフィルムを作製した。
配合例3で得られたドライフィルムの保護フィルムを剥がし、厚み1mmのスライドガラス上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所社製)を用い張りあわせた。条件は、ラミネート温度80~110℃、圧力0.3MPaにて行った。ついで、キャリアフィルムを剥離し、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および150℃で60分間の条件で樹脂層を硬化させた。スライドガラス上に形成した硬化膜について、ヘーズメイターNDH7000II(日本電色工業社製)を用いヘイズを測定した。また、同じ装置により全光線透過率を測定した。全光線透過率については下記基準に従い評価した。
評価基準
○:全光線透過率が5%以上85%未満
×:全光線透過率が5%未満、または、85%以上
配合例1で得られた熱硬化性樹脂組成物を、下記表2に記載の配合例4で得られた熱硬化性樹脂組成物に変更した以外は、上記配合例1のドライフィルムの作製と同様にして3層構造のドライフィルムを作製した。
配合例3で得られた3層構造のドライフィルムと同様にヘイズを測定した。
配合例4の樹脂組成物の硬化物のヘイズは9.8%であった。
<ドライフィルムで封止した発光素子を有する基板の作製>
実施例9で得られた160μmのドライフィルムの片側のキャリアフィルムを剥がし、発光素子(高さ150μm、縦200μm、横380μm)を実装した基板上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および200℃で60分間の条件で樹脂層(光拡散防止層)を硬化させた。
樹脂層を硬化後、発光素子上の樹脂層を異方性プラズマ装置(JCU社製TAIKAI)にてCF4(ガス供給量70sccm)/O2(ガス供給量700sccm)/N2(ガス供給量70sccm)の混合ガス、出力2700W、360秒の条件でドライエッチングし、光拡散防止層を薄膜化した。
その基板上に硬化後の透過率が85%以上である配合例1で得られたドライフィルムのOPPを剥がし、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および150℃で60分間の条件で樹脂層を硬化させた。これにより、発光素子間の光漏れなく、発光面の輝度が高い発光素子を有する基板を作製することができた。
[実施例11]
<ドライフィルムで封止した発光素子を有する基板の作製>
実施例9で得られた160μmのドライフィルムの片側のキャリアフィルムを剥がし、発光素子(高さ150μm、縦200μm、横380μm)を実装した基板上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および200℃で60分間の条件で樹脂層(光拡散防止層)を硬化させた。
樹脂層を硬化後、発光素子上の樹脂層を異方性プラズマ装置(JCU社製TAIKAI)にてCF4(ガス供給量70sccm)/O2(ガス供給量700sccm)/N2(ガス供給量70sccm)の混合ガス、出力2700W、360秒の条件でドライエッチングし、光拡散防止層を薄膜化した。
その基板上に硬化後の透過率が85%以上である配合例2で得られたドライフィルムのOPPを剥がし、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および150℃で60分間の条件で樹脂層を硬化させた。これにより、発光素子間の光漏れなく、発光面の輝度が高い発光素子を有する基板を作製することができた。
<ドライフィルムで封止した発光素子を有する基板の作製>
実施例9で得られた160μmのドライフィルムの片側のキャリアフィルムを剥がし、発光素子を実装した基板上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および200℃で60分間の条件で樹脂層(光拡散防止層)を硬化させた。
樹脂層を硬化後、発光素子上の樹脂層を異方性プラズマ装置(JCU社製TAIKAI)にてCF4(ガス供給量70sccm)/O2(ガス供給量700sccm)/N2(ガス供給量70sccm)の混合ガス、出力2700W、360秒の条件でドライエッチングし、光拡散防止層を薄膜化した。
その基板上に硬化物のヘイズが10%以下である配合例3で得られたドライフィルムのOPPを剥がし、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および150℃で60分間の条件で樹脂層を硬化させた。これにより、発光素子間の光漏れなく、発光面の輝度が高く、発光素子の隠蔽性が高い発光素子を有する基板を作製することができた。
[実施例13]
<ドライフィルムで封止した発光素子を有する基板の作製>
実施例9で得られた160μmのドライフィルムの片側のキャリアフィルムを剥がし、発光素子を実装した基板上に、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および200℃で60分間の条件で樹脂層(光拡散防止層)を硬化させた。
樹脂層を硬化後、発光素子上の樹脂層を異方性プラズマ装置(JCU社製TAIKAI)にてCF4(ガス供給量70sccm)/O2(ガス供給量700sccm)/N2(ガス供給量70sccm)の混合ガス、出力2700W、360秒の条件でドライエッチングし、光拡散防止層を薄膜化した。
その基板上に硬化物のヘイズが10%以下である配合例4で得られたドライフィルムのOPPを剥がし、真空ラミネーターMVLP-500(名機製作所製)を用い温度80~110℃、圧力0.3MPaにてラミネートした。ついで、熱風循環式乾燥炉にて100℃で30分間および150℃で60分間の条件で樹脂層を硬化させた。これにより、発光素子間の光漏れなく、発光面の輝度が高く、発光素子の隠蔽性が非常に高い発光素子を有する基板を作製することができた。
※1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製)
※2:水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製)
※3:フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製)
※4:フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製)(固形分量30質量%)
※5:ジシアンジアミド(三菱ケミカル社製)
※6:フェノールノボラック樹脂(明和化成社製)
※7:2-エチル-4-メチルイミダゾール(四国化成工業社製)
※8:カーボンブラック(三菱ケミカル社製)
2 発光素子
3 検出器
4 隔壁
5 対象物
10、20 光拡散防止層上に封止材を有する発光型電子部品
11 基板
12、13、14 発光素子(LEDチップ)
15 硬化前の光拡散防止層
16 光拡散防止層
17 封止材
Claims (8)
- ガラス転移点が20℃以下かつ重量平均分子量が1万以上の高分子樹脂と、
エポキシ樹脂と、
カーボンブラックと、
を含み、前記カーボンブラック以外の無機フィラーを含まない硬化性樹脂組成物であって、
100℃で30分間かつ200℃で60分間加熱して得られる硬化膜において、光波長400nm~800nmにおける膜厚40μmでの透過率が0.5%未満であり、
複数の発光素子間に介在する光拡散防止層用途であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - さらに、硬化剤として、フェノール性水酸基を有する化合物、活性エステル基を有する化合物、シアネートエステル基を有する化合物およびマレイミド基を有する化合物の少なくともいずれか1種を含むことを特徴とする請求項1記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布、乾燥して得られる樹脂層を有することを特徴とするドライフィルム。
- 請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物、または、請求項3記載のドライフィルムの樹脂層を硬化して得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項4記載の硬化物を有することを特徴とする電子部品。
- 複数の発光素子を有する基板と、前記複数の発光素子間に介在する請求項4に記載の硬化物からなる光拡散防止層と、前記複数の発光素子および前記光拡散防止層上に形成された封止材と、を有することを特徴とする発光型電子部品。
- (A)複数の発光素子を有する基板上に、前記複数の発光素子を覆うように請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物または請求項3記載のドライフィルムの樹脂層からなる光拡散防止層を形成する工程と、
(B)前記光拡散防止層を熱硬化する工程と、
(C)熱硬化後の前記光拡散防止層をエッチングし、前記複数の発光素子上の光拡散防止層を取り除く、または、薄膜化する工程と、
(D1)(C)工程の後、前記複数の発光素子および前記光拡散防止層上に、透過率(厚み50μmの硬化膜での光波長400nm~800nmの透過率)が85%以上の封止材を形成する工程を有することを特徴とする発光型電子部品の製造方法。 - (A)複数の発光素子を有する基板上に、前記複数の発光素子を覆うように請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物または請求項3記載のドライフィルムの樹脂層からなる光拡散防止層を形成する工程と、
(B)前記光拡散防止層を熱硬化する工程と、
(C)熱硬化後の前記光拡散防止層をエッチングし、前記複数の発光素子上の光拡散防止層を取り除く、または、薄膜化する工程と、
(D2)(C)工程の後、前記複数の発光素子および前記光拡散防止層上に、硬化物のヘイズが10%以下の封止材を形成する工程とを有することを特徴とする発光型電子部品の製造方法。
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