(57)【要約】【課題】生産性に優れており、封止用樹脂に蛍光体粒子を分散させた場合でも封止用樹脂の硬化中における蛍光体粒子の沈降が生じにくく、封止用樹脂を硬化させるための熱処理に起因する部材の着色や、封止用樹脂の硬化時におけるクラックが生じにくく、耐熱性および耐光性に優れた発光素子封止用樹脂組成物を提供する。【解決手段】二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有する発光素子封止用樹脂組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、
カチオン光重合開始剤とを含有することを特徴とする発光素子封止用樹脂組成物。
【請求項２】
前記シロキサン誘導体が、二つ以上のオキセタニル基を含有するポリシロキサンである請求項１に記載の発光素子封止用樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリシロキサンが、二つ以上のオキセタニル基を含有するシルセスキオキサン樹脂である請求項２に記載の発光素子封止用樹脂組成物。
【請求項４】
前記カチオン光重合開始剤の励起波長が紫外領域であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物。
【請求項５】
反応性環状エーテルを有する脂肪族炭化水素を含有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物。
【請求項６】
蛍光体粒子が分散されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物。
【請求項７】
発光素子と、前記発光素子と電気的に接続された電極とを備え、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物の硬化物によって前記発光素子が被覆されていることを特徴とするランプ。
【請求項８】
請求項７に記載のランプの製造方法であって、
液状の前記発光素子封止用樹脂組成物により前記発光素子を被覆する工程と、
前記発光素子封止用樹脂組成物に光を照射して前記発光素子封止用樹脂組成物を硬化させて硬化物とする工程とを備えることを特徴とするランプの製造方法。
【請求項９】
前記光が紫外線であることを特徴とする請求項８に記載のランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ、バックライト光源、照明、信号機、および各種インジケータなどに利用される発光素子の封止に好適に用いられる発光素子封止用樹脂組成物およびこれを用いて発光素子を封止してなるランプおよびランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう）は、一般に、ＬＥＤ素子をパッケージのカップ状の封止部の底部に載置して、封止用樹脂で封止することによって形成されている。従来から、ＬＥＤの封止用樹脂として、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などからなる透光性樹脂が用いられている。これらの封止用樹脂は、一般に、液状の樹脂を封止部に充填して加熱硬化する方法や、固体状の樹脂を加熱軟化させて封止部に充填した後さらに加熱硬化する方法によって硬化されている。封止用樹脂を加熱硬化させる際には、１２０℃〜２００℃の温度で少なくとも１時間、一般的には３〜６時間の熱処理が行なわれている。
【０００３】
しかしながら、従来の封止用樹脂は、硬化させるための熱処理が長時間であるため、効率よくＬＥＤを生産できないことが問題となっていた。また、封止用樹脂を硬化させるための熱処理によって、リフレクタなどのＬＥＤ構成部材が着色されて、ＬＥＤの発光する光に色むらが生じたり、ＬＥＤの輝度が低下してしまう場合があった。また、熱処理が高温であるので、熱処理後に室温まで戻したときの歪が大きく、封止用樹脂の硬化時にクラックが生じやすいという問題があった。
【０００４】
また、従来から、封止用樹脂に発光波長を変換するための蛍光体粒子を分散させることにより、発光素子から発光される波長の光以外の波長もＬＥＤから発光させ、ＬＥＤに搭載した発光素子とは異なる色の光を発光するＬＥＤとする技術がある。例えば、白色光を発光するＬＥＤとして、４００〜４６０ｎｍの光で励起され、５００〜７００ｎｍの光を出す蛍光体を用いたものがある。
【０００５】
しかしながら、封止用樹脂の硬化時間が長時間であるため、封止用樹脂に蛍光体粒子を分散させた場合、封止用樹脂の硬化中に蛍光体粒子が沈降してしまうという不都合があった。封止用樹脂の硬化中に蛍光体粒子が沈降すると、得られたＬＥＤの発光する光に色むらが生じるため問題となっていた。この問題を解決するために、封止用樹脂に、粘度を上げたりチクソ性を上げたりする添加剤を加え、封止用樹脂の硬化中における蛍光体粒子の沈降を防止する方法がある。しかし、封止用樹脂に、粘度を上げたりチクソ性を上げたりする添加剤を加えると、ディスペンサで封止用樹脂を吐出させにくくなるという間題があった。
【０００６】
また、封止用樹脂を短時間で硬化させる方法として、硬化性エポキシ基含有のプレポリマーおよび光開始剤を含む調合物を、モールドカップ内に注入し、調合物を硬化させるために紫外線（以下、「ＵＶ」ともいう）に露光させ、硬化した調合物を熱によって後硬化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、特許文献２では、エポキシ基を有するアルコキシシラン縮合物および光カチオン重合開始剤を含む調合物を用いて、ＵＶに露光させて硬化させる方法が提案されている。特許文献２に記載の技術では、骨格にアルコキシシラン縮合物を用いているので、耐光性および耐熱性が十分に得られる。
また、特許文献３には、オキセタニル基を含有するシルセスキオキサン化合物とそれ以外の光カチオン重合性化合物と光カチオン重合開始剤を含む光カチオン硬化性樹脂組成物が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１３５８６４号公報
【特許文献２】特開２００６−１０４２４８号公報
【特許文献３】特許３６５３９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、封止用樹脂としてエポキシ樹脂を用いているので、耐熱性および耐光性が不十分であり、熱や光によって封止用樹脂が徐々に着色されて、ＬＥＤの輝度が低下するという問題があった。このため、特許文献１に記載の方法を用いた場合、信頼性が不十分のＬＥＤしか得られなかった。
また、特許文献２に記載の技術では、未反応のエポキシ基および／または光カチオン重合開始剤の残渣に由来して、熱による樹脂着色が徐々に生じ、ＬＥＤの輝度を低下させるという問題があった。このため、特許文献２に記載の技術を用いた場合も、高い信頼性を有するＬＥＤが得られなかった。
また、特許文献３では、光カチオン硬化性樹脂組成物をＬＥＤの封止用樹脂として用いることには触れていない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封止用樹脂を短時間で硬化させることができ、封止用樹脂に蛍光体粒子を分散させた場合でも封止用樹脂の硬化中における蛍光体粒子の沈降が生じにくく、封止用樹脂を硬化させるための熱処理に起因する部材の着色や、封止用樹脂の硬化時におけるクラックが生じにくく、耐熱性および耐光性に優れた発光素子封止用樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、上記の発光素子封止用樹脂組成物によって発光素子が被覆されたものであり、ランプの生産性を向上させることができ、耐熱性および耐光性に優れ、蛍光体粒子を分散させた封止用樹脂が用いられている場合にも色むらの生じにくいランプを提供することを目的とする。
また、上記のランプを効率よく製造できる生産性に優れたランプの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成した。即ち、本発明は以下に関する。
（１）  二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有することを特徴とする発光素子封止用樹脂組成物。
（２）  前記シロキサン誘導体が、二つ以上のオキセタニル基を含有するポリシロキサンである（１）に記載の発光素子封止用樹脂組成物。
（３）  前記ポリシロキサンが、二つ以上のオキセタニル基を含有するシルセスキオキサン樹脂である（２）に記載の発光素子封止用樹脂組成物。
（４）  前記カチオン光重合開始剤の励起波長が紫外領域であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物。
（５）  反応性環状エーテルを有する脂肪族炭化水素を含有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物。
（６）  蛍光体粒子が分散されていることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物。
【００１０】
（７）  発光素子と、前記発光素子と電気的に接続された電極とを備え、（１）〜（６）のいずれかに記載の発光素子封止用樹脂組成物の硬化物によって前記発光素子が被覆されていることを特徴とするランプ。
（８）  （７）に記載のランプの製造方法であって、液状の前記発光素子封止用樹脂組成物により前記発光素子を被覆する工程と、前記発光素子封止用樹脂組成物に光を照射して前記発光素子封止用樹脂組成物を硬化させて硬化物とする工程とを備えることを特徴とするランプの製造方法。
（９）  前記光が紫外線であることを特徴とする（８）に記載のランプの製造方法
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光素子封止用樹脂組成物は、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有するので、発光素子封止用樹脂組成物に光を照射して発光素子封止用樹脂組成物を硬化させることにより、短時間で硬化させることができる。したがって、本発明の発光素子封止用樹脂組成物は、従来の封止用樹脂と比較して、硬化時間を短縮することができ、発光素子の封止を効率よく行なうことができる。
【００１２】
また、本発明の発光素子封止用樹脂組成物は、従来の封止用樹脂と比較して、硬化時間を短縮できるので、発光素子封止用樹脂組成物に蛍光体粒子を分散させた場合でも発光素子封止用樹脂組成物の硬化中における蛍光体粒子の沈降が生じにくい。よって、蛍光体粒子を分散させた発光素子封止用樹脂組成物を用いて発光素子を被覆してなるランプは、色むらが生じにくいものとなる。
また、本発明の発光素子封止用樹脂組成物は、硬化時間が短いため、硬化中における蛍光体粒子の沈降が生じにくいので、粘度を上げたりチクソ性を上げたりする添加剤を加える必要はなく、添加剤が加えられたことにより封止用樹脂がディスペンサで吐出しにくくなることはない。
【００１３】
また、本発明の発光素子封止用樹脂組成物は、光を照射することにより硬化させることができ、発光素子封止用樹脂組成物の硬化を完結させるために熱処理を行なうことが好ましいが、熱処理を行なわなくてもよい。発光素子封止用樹脂組成物を硬化させるための熱処理を行なわない場合、発光素子封止用樹脂組成物を硬化させるための熱処理に起因する部材の着色が生じることがないので、本発明の発光素子封止用樹脂組成物を用いて発光素子を被覆してなるランプの輝度が低下することを防止できる。
また、発光素子封止用樹脂組成物を硬化させるための熱処理を行なわない場合、熱処理に伴う歪が生じることはなく、発光素子封止用樹脂組成物の硬化時にクラックが発生しにくいものとなる。
【００１４】
また、本発明の発光素子封止用樹脂組成物は、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有するので、エポキシ樹脂と比較して、耐熱性および耐光性に優れたものとなる。
【００１５】
また、本発明のランプは、上記の発光素子封止用樹脂組成物によって発光素子が被覆されたものであるので、生産性、耐熱性および耐光性に優れ、蛍光体粒子を分散させた封止用樹脂が用いられている場合にも色むらが生じにくいものとなる。
また、本発明のランプの製造方法によれば、本発明のランプを短時間で効率よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の発光素子封止用樹脂組成物（以下、「樹脂組成物」と略記する）、ランプおよびランプの製造方法を詳細に説明する。
本発明の樹脂組成物は、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有するものである。
【００１７】
「シロキサン誘導体」
シロキサン誘導体は、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するものである。シロキサン誘導体の含有する反応性環状エーテルとしては、下記一般式（１）で示されるエポキシ基や、下記一般式（２）で示されるオキセタニル基が挙げられるが、光硬化時の硬化速度が大きく、硬化を完結させやすい樹脂組成物とするためには、オキセタニル基であることが好ましい。
【００１８】
【化１】
2010006971.tif 000002
【００１９】
【化２】
2010006971.tif 000003
【００２０】
なお、シロキサン誘導体に含まれる反応性環状エーテルは、オキセタニル基とエポキシ基のいずれか一方であってもよく、シロキサン誘導体の一つの分子中にオキセタニル基とエポキシ基の両方の官能基が存在していてもよい。また、シロキサン誘導体は、二つ以上のオキセタニル基を含有するシロキサン誘導体と、二つ以上のエポキシ基を含有するシロキサン誘導体との混合物であってもよい。
【００２１】
また、シロキサン誘導体は、二つ以上のエポキシ基を含むポリシロキサンや、二つ以上のオキセタニル基を含むポリシロキサンであることが好ましい。ポリシロキサンの構成単位としては、Ｑ構造、Ｔ構造、Ｄ構造、Ｍ構造が挙げられる。本実施形態において用いられるポリシロキサンは、上記のどの構造であってもよく、複数の構造を有するものであってもよい。
二つ以上のエポキシ基を含み、Ｄ構造を有するポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式（３）や下記一般式（４）で示されるシクロヘキセンオキシド含有シロキサンが挙げられる。
【００２２】
【化３】
2010006971.tif 000004
【００２３】
【化４】
2010006971.tif 000005
【００２４】
また、二つ以上のオキセタニル基を含み、Ｄ構造を有するポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式（５）で示されるオキセタニルシロキサンが挙げられる。
【００２５】
【化５】
2010006971.tif 000006
【００２６】
また、二つ以上のオキセタニル基を含み、Ｔ構造を有するポリシロキサン（以下、シルセスキオキサン樹脂と呼ぶ）としては、例えば、下記一般式（６）で示される籠形の骨格を有するシルセスキオキサン樹脂が挙げられる。シロキサン誘導体としてシルセスキオキサン樹脂を用いると、樹脂組成物を硬化させて得られた硬化物が、表面が硬くて機械強度が強く、耐熱性および耐光性に優れたものとなるため好ましい。
【００２７】
【化６】
2010006971.tif 000007
【００２８】
上記一般式（６）において、Ｒは下記一般式（７）で示されるオキセタニル基を有する骨格が二つ以上あれば、１種類の構造でもよく、２種類以上の構造でも良い。
【００２９】
【化７】
2010006971.tif 000008
【００３０】
上記一般式（７）において、ＸはシルセスキオキサンのＳｉ原子と、オキセタニル基との間の有機鎖であり、−（ＣＨ２）ｎＯ−、−（ＣＨ２）ｎ−、−（ＣＨ２）ｎＣＯＯ−、（ｎ＝１〜６）を表す。
【００３１】
なお、シルセスキオキサン樹脂の骨格は、上記一般式（６）で示される籠型の他、下記一般式（８）（９）で示される籠型や、下記一般式（１０）で示されるラダー型、下記一般式（１１）で示される無定形、下記一般式（１２）で示される籠型の一部開裂型のいずれの構造であってもよい。
【００３２】
【化８】
2010006971.tif 000009
【００３３】
【化９】
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【００３４】
【化１０】
2010006971.tif 000011
【００３５】
上記一般式（８）から（１２）において、Ｒは上記一般式（７）で示されるオキセタニル基を有する骨格が二つ以上あれば、１種類の構造でもよく、２種類以上の構造でも良い。
また、シルセスキオキサン樹脂の骨格は、上記の構造うちの１種類の構造であってもよいし、２種類以上の構造が混合されていてもよい。
【００３６】
「脂肪族炭化水素」
本実施形態の樹脂組成物は、反応性環状エーテルを有する脂肪族炭化水素を含有するものであることが好ましい。脂肪族炭化水素の有する反応性環状エーテルの数はいくつであってもよいが、２つ以上であることが好ましい。
脂肪族炭化水素の有する反応性環状エーテルとしては、エポキシ基、オキセタニル基などが挙げられる。エポキシ基としては、シクロヘキセンオキシド基、グリシジル基を持つものなどが挙げられる。エポキシ基を有する脂肪族炭化水素を含む樹脂組成物とした場合、光硬化反応の初期速度の大きいものとなるため好ましい。エポキシ基の中でも特に、シクロヘキセンオキシド基は、樹脂組成物の光硬化反応の初期速度を大きくできるとともに、製法上塩素含有量を少なくできるため好ましい。
【００３７】
特に、光硬化時の硬化速度を大きくできるシクロヘキセンオキシド基を有する脂肪族炭化水素と、光硬化時の硬化速度を大きくできる上述した二つ以上のオキセタニル基を含むシロキサン誘導体とを含有する樹脂組成物とした場合、両者を含有することによる相乗効果が得られ、光硬化速度の非常に大きいものとなり好ましい。
【００３８】
例えば、シクロヘキセンオキシド基を持つ脂肪族炭化水素としては、下記一般式（１３）で示される３、４−エポキシシクロへキシルカルボン酸−３，４−エポキシシクロへキシルメチルエステル（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル社製））や、下記一般式（１４）で示される３、４−エポキシシクロへキサンカルボン酸−３−エチル−３−オキセタニルメチルエステル（昭和電工社製）、下記一般式（１５）で示されるアジピン酸−ビス−３、４−エポキシシクロへキシルメチルエステル、下記一般式（１６）で示されるジエポキシリモネンなどが挙げられる。
【００３９】
【化１１】
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【００４０】
また、シクロヘキセンオキシド基を持たず、反応性環状エーテルを２つ以上持つ脂肪族炭化水素としては、下記一般式（１７）で示される１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、下記一般式（１８）で示される１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、下記一般式（１９）で示されるジエチルグリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００４１】
【化１２】
2010006971.tif 000013
【００４２】
樹脂組成物中における脂肪族炭化水素の含有量は１０質量％〜６０質量％の範囲であることが好ましく、２０質量％〜６０質量％であることがより好ましく、３０質量％〜５０質量％であることが特に好ましい。脂肪族炭化水素の含有量が上記範囲内であると、硬化時におけるクラックの発生を効果的に防止できるとともに、耐光性や耐熱性を向上させることができる。
【００４３】
「カチオン光重合開始剤」
カチオン光重合開始剤としては、特に限定されないが、光によって酸を発生させる潜在性カチオン重合開始剤を用いることが好ましい。光によって酸を発生させる潜在性カチオン重合開始剤の中でも、ＰＦ６−あるいはＳｂＦ６−を対イオンとする芳香族オニウム塩が好ましい。
カチオン光重合開始剤の励起波長は特に限定されないが、励起波長が可視光領域にあると、光の吸収によって樹脂組成物の硬化物の光透過性が低下する場合がある。このため、カチオン光重合開始剤は、励起波長が可視光領域にないものであることが好ましく、励起波長が紫外領域であるものが好ましい。励起波長が紫外領域であるカチオン光重合開始剤としては、カチオンに紫外領域の吸収がある芳香族スルホニウムなどが好ましく用いられる。芳香族スルホニウムとしては、例えば、下記一般式（２０）から（２２）に示されるものなどが挙げられる。
【００４４】
【化１３】
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【００４５】
より具体的には、カチオン光重合開始剤として、ＰＦ６−あるいはＳｂＦ６−を対イオンとするオニウム塩である三新化学工業社製のサンエイドＳＩシリーズ、アデカ社製のアデカオプトマーＳＰシリーズ、ダウ社製のＣｙｒａｃｕｒｅＵＶＩシリーズなどを用いることができる。
【００４６】
「添加剤」
本発明の樹脂組成物中には、上記のものの他、必要に応じて発光波長を変換するための蛍光体粒子や、光散乱剤、酸化防止剤、紫外線遮蔽剤、フィラーなどの添加剤を添加できる。
【００４７】
本発明の樹脂組成物は、例えば、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを混合し、攪拌脱泡を行うことによって製造できる。
また、本発明の樹脂組成物が反応性環状エーテルを有する脂肪族炭化水素を含有するものである場合、例えば、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、反応性環状エーテルを有する脂肪族炭化水素と、カチオン光重合開始剤とを混合し、攪拌脱泡を行うことによって製造できる。本発明の樹脂組成物が反応性環状エーテルを有する脂肪族炭化水素を含有するものである場合、シロキサン誘導体と脂肪族炭化水素との配合比を変更することによって、樹脂組成物の粘度を容易に調整できる。
【００４８】
このようにして得られた樹脂組成物は、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有するので、室温で１秒から５分の間光を照射することにより、少なくとも形状を固定する程度まで硬化させることができる。樹脂組成物の硬化速度は、樹脂組成物中に存在するエポキシ基とオキセタニル基との比により制御することが可能である。
すなわち、樹脂組成物中にエポキシ基が存在することにより、初期硬化速度を向上させることができる。また、樹脂組成物中にオキセタニル基が存在することにより、硬化反応の後半における硬化速度の低下を生じさせることなく、硬化反応を完結させることができる。また、樹脂組成物中にエポキシ基とオキセタニル基とを存在させることにより、初期硬化速度を向上させることができるとともに、後半における硬化速度の低下を生じさせたり、未反応基を残したりすることなく硬化反応を完結させることができ、効果的に硬化速度を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態の樹脂組成物は、室温で１秒から５分の間光を照射することにより、少なくとも形状を固定する程度まで硬化させることができるものであり、従来の封止用樹脂と比較して、硬化時間を短縮することができ、発光素子の封止を効率よく行なうことができる。
【００５０】
また、本実施形態の樹脂組成物は、光を照射することにより硬化させることができるので、樹脂組成物の硬化を完結させるために熱処理を行なうことが好ましいが、熱処理を行なわなくてもよい。樹脂組成物を硬化させるための熱処理を行なわない場合、樹脂組成物を硬化させるための熱処理に起因する部材の着色が生じることがないので、本実施形態の樹脂組成物で発光素子を封止してなるランプの輝度が低下することを防止できる。
また、樹脂組成物を硬化させるための熱処理を行なわない場合、熱処理に伴う歪が生じることはなく、樹脂組成物の硬化時にクラックが発生しにくいものとなる。
【００５１】
なお、本実施形態の樹脂組成物は、樹脂組成物を硬化させるための熱処理を行なわなくてもよいが、樹脂組成物に光を照射した後、光を照射せずに１００℃〜２００℃で５分〜１時間の熱処理を行なうポストキュアによって硬化反応を完結させてもよい。
ここでの熱処理は、樹脂組成物に光を照射した後に行なわれるものであるし、本実施形態の樹脂組成物が、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有するものであるので、熱処理のみによって樹脂組成物を硬化させる従来の技術と比較して熱処理時間を短縮できる。よって、本実施形態の樹脂組成物を硬化させるために、樹脂組成物に光を照射した後に熱処理を行なった場合でも、熱処理に起因する部材の着色や、硬化時に発生するクラックを防止できる。
【００５２】
また、本実施形態の樹脂組成物は、従来の封止用樹脂と比較して、硬化時間を短縮できるので、樹脂組成物に発光波長を変換するための蛍光体粒子を分散させた場合でも樹脂組成物の硬化中における蛍光体粒子の沈降が生じにくい。したがって、熱硬化のみによって得られる従来の樹脂組成物の硬化物よりも、蛍光体粒子が均一に分散した硬化物が得られる。よって、これを用いて発光素子を被覆してなるランプは、色むらが生じにくいものとなる。
また、本実施形態の樹脂組成物は、硬化時間が短いため、硬化中における蛍光体粒子の沈降が生じにくいので、粘度を上げたりチクソ性を上げたりする添加剤を加える必要はなく、添加剤が加えられたことにより封止用樹脂をディスペンサで吐出しにくくなることはない。
【００５３】
また、本実施形態の樹脂組成物は、二つ以上の反応性環状エーテルを含有するシロキサン誘導体と、カチオン光重合開始剤とを含有するので、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂比較して、硬化物の表面硬度が硬く、金属との密着性、耐熱性および耐光性に優れたものとなる。
【００５４】
（ランプ）
本発明のランプは、本発明の樹脂組成物を用いて発光素子を封止してなるものである。
図１は、本発明のランプの一例を模式的に示した概略図であり、図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ）において、符号１はパッケージを示している。このパッケージ１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板２と、第１電極３ａおよび第２電極３ｂと、封止部４ａを備えたパッケージ成型体４とを備えている。
【００５５】
パッケージ成型体４としては、例えば、ポリフタルアミドやポリフェニレンスルフィドなどからなる白色の耐熱性樹脂からなるものなどが用いられる。また、封止部４ａは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、平面視円形のすり鉢状（カップ状）の形状とされている。封止部４ａの底部には、図１（ｂ）に示すように、基板２の帯状の絶縁領域９によって電気的に絶縁された第１電極３ａおよび第２電極３ｂが露出されている。第１電極３ａおよび第２電極３ｂとしては、例えば、ＣｕやＣｕ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉなどの素地金属上に、ＡｕやＡｇなどの貴金属メッキを施したものなどを好適に用いることができる。
【００５６】
また、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、封止部４ａの底部に露出された第２電極３ｂ上には、表面実装型のＬＥＤ素子５がダイアタッチペースト６によって接着されている。ＬＥＤ素子５には、図１（ｂ）に示すように、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕなどからなる陽極ボンディングパッド５ａおよび陰極ボンディングパッド５ｂが設けられており、それぞれＡｕやＡｌなどからなるワイヤー７、７を介して第１電極３ａおよび第２電極３ｂと電気的に接続されている。また、封止部４ａの内部には本発明の樹脂組成物が充填され、ＬＥＤ素子５が樹脂組成物の硬化物８によって被覆され、封止されている。
【００５７】
図１に示すランプを製造するには、まず、ＬＥＤ素子５を製造し、パッケージ成型体４の封止部４ａの底部に露出された第２電極３ｂ上にＬＥＤ素子５を接着する。次に、ボンディングパッド５ａ、５ｂと第１電極３ａ、第２電極３ｂをワイヤー７、７により接続する。
続いて、封止部４ａの内部に、本発明の樹脂組成物の液滴をディスペンサで吐出させて充填して、ＬＥＤ素子５を被覆し、樹脂組成物を硬化させて硬化物８とする方法によって行われる。
【００５８】
樹脂組成物を硬化させるには、まず、室温で樹脂組成物に光を照射する。硬化に用いる光は、カチオン光重合開始剤の励起波長によって適宜決定することができるが、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の紫外線が好適に用いられる。光源としては水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを用いることができる。また、ここでの紫外線照射時間は、１秒間から５分間とすることができる。樹脂組成物に１秒から５分の間光を照射することで、少なくとも形状を固定する程度まで樹脂組成物が硬化する。紫外線照射時間が１秒間より短いと硬化が不十分となる恐れがあり、紫外線照射時間が５分間を越えるとパッケージ成型体４を構成する白色の樹脂が着色する恐れがある。
【００５９】
樹脂組成物の硬化は、光照射のみにより行なってもよいが、光照射時間が長くなると、パッケージ成型体４を構成する白色の樹脂が着色する恐れがある。このため、樹脂組成物に光を照射した後、光を照射せずに１００℃〜２００℃で５分〜１時間熱処理を行なうポストキュアによって硬化反応を完結させることがより好ましい。
【００６０】
本実施形態のランプは、本発明の短時間で硬化できる樹脂組成物を用いてＬＥＤ素子５を封止してなるものであるので、生産性に優れたものとなる。また、本実施形態のランプは、硬化物８の表面硬度が硬く、金属との密着性、耐熱性および耐光性に優れた本発明の樹脂組成物を用いてＬＥＤ素子５を封止してなるものであるので、信頼性の高いものとなる。
また、本実施形態のランプは、樹脂組成物として、室温で１秒から５分の間光を照射することにより、少なくとも形状を固定する程度まで硬化させることができるものを用いているので、樹脂組成物に発光波長を変換するための蛍光体粒子を分散させた場合には、均一に蛍光体粒子の分散した樹脂組成物の硬化物８となり、色むらが生じにくいものとなる。
また、本実施形態のランプの製造方法によれば、上記樹脂組成物を用いてＬＥＤ素子５を被覆するので、樹脂組成物を短時間で硬化でき、短時間で効率よく製造できる。
【００６１】
「実施例１」
以下に示す成分を混合し、真空攪拌脱泡機を用いて減圧下で１２００ｒｐｍ、５ｍｉｎ攪拌脱泡を行い、実施例１の樹脂組成物を調製した。
＜成分＞
シロキサン誘導体としてオキセタニルシルセスキオキサン（商品名：ＯＸ−ＳＱＳｉ−２０（東亜合成社製））を６０重量部、脂肪族炭化水素として（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル社製）) ４０重量部、カチオン光重合開始剤として（商品名：サンエイドＳＩ-１００Ｌ（三新化学工業社製））０．１重量部
なお、実施例１で用いたオキセタニルシルセスキオキサンは、下記一般式（２３）に示される構造を有し、籠型、ラダー型、無定形、籠型の一部開裂型の骨格の混合物である。
【００６２】
【化１４】
2010006971.tif 000015
【００６３】
上記一般式（２３）において、Ｍｅはメチル基を表す。
【００６４】
「実施例２」
以下に示す成分を混合し、実施例１と同様にして実施例２の樹脂組成物を調製した。
＜成分＞
シルセスキオキサン樹脂としてオキセタニルシルセスキオキサン（商品名：ＯＸ−ＳＱＨ（東亜合成社製））を６０重量部、脂肪族炭化水素として上記一般式（１４）で示される３、４−エポキシシクロへキサンカルボン酸−３−エチル−３−オキセタニルメチルエステル（昭和電工社製）４０重量部、カチオン重合開始剤として（商品名：サンエイドＳＩ-１００Ｌ（三新化学工業社製））０．１重量部
なお、実施例２で用いたオキセタニルシルセスキオキサンは、籠型、ラダー型、無定形、籠型の一部開裂型の骨格の混合物である。
【００６５】
「実施例３」
以下に示す成分を混合し、実施例１と同様にして実施例３の樹脂組成物を調製した。
＜成分＞
シルセスキオキサン樹脂として実施例２と同様のオキセタニルシルセスキオキサン（商品名：ＯＸ−ＳＱＨ（東亜合成社製））を１００重量部、カチオン重合開始剤として（商品名：アデカオプトマーＳＰ―１７２（アデカ社製））１重量部
【００６６】
「実施例４」
以下に示す成分を混合し、実施例１と同様にして実施例４の樹脂組成物を調製した。
＜成分＞
シルセスキオキサン樹脂として実施例２と同様のオキセタニルシルセスキオキサン（商品名：ＯＸ−ＳＱＨ（東亜合成社製））を６０重量部、脂肪族炭化水素として（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル社製）) ４０重量部、カチオン重合開始剤として（商品名：アデカオプトマーＳＰ―１７２（アデカ社製））０．１重量部、蛍光体粒子として黄色蛍光体２０重量部
【００６７】
このようにして得られた実施例１〜実施例４の樹脂組成物を用いて、以下に示すようにＬＥＤ素子を封止して、図１に示すランプを得た。
すなわち、図１に示すポリフタルアミドからなるパッケージ成型体４の封止部４ａの底部に露出された第２電極３ｂ上にダイアタッチペースト６を塗布し、ダイアタッチペースト６上に表面実装型のＬＥＤ素子５を載置した。その後、１５０℃で１時間加熱してダイアタッチペースト６を硬化させることにより、封止部４ａの底部に表面実装型のＬＥＤ素子５を接着した。次いで、ワイヤーボンディングを行うことにより、ＬＥＤ素子５の陽極ボンディングパッド５ａおよび陰極ボンディングパッド５ｂと第１電極３ａおよび第２電極３ｂとを、ワイヤー７、７を介して電気的に接続した。
なお、第１電極３ａおよび第２電極３ｂとしては、ＡｇメッキされたＣｕからなるものを用い、ワイヤー７、７としては、Ａｕからなるものを用いた。
【００６８】
次いで、封止部４ａの内部に、実施例１〜実施例４の樹脂組成物の液滴をディスペンサで吐出させて充填して、ＬＥＤ素子５を被覆した。その後、水銀ランプ紫外線露光機を用いて樹脂組成物に紫外線を１０秒間照射して、樹脂組成物を硬化させ、さらに１５０℃、１０分間の熱処理を行なうことにより、樹脂組成物を硬化させて硬化物８とし、封止を完了して、図１に示すランプを得た。
なお、ディスペンサとしては、液体試料をニードル付のシリンジに入れ、ディスペンスコントローラから圧縮空気を送り込んで吐出させるもので、圧力および吐出時間を制御することにより吐出量を制御する流量制御方式のものを用いた。
【００６９】
「比較例１」
７０℃、１時間の熱処理を行なった後、１５０℃、３時間の熱処理を行なうことにより、樹脂組成物を硬化させたこと以外は、実施例１と同様にして、図１に示すランプを得た。
「比較例２」
７０℃、１時間の熱処理を行なった後、１５０℃、３時間の熱処理を行なうことにより、樹脂組成物を硬化させたこと以外は、実施例２と同様にして、図１に示すランプを得た。
「比較例３」
７０℃、１時間の熱処理を行なった後、１５０℃、３時間の熱処理を行なうことにより、樹脂組成物を硬化させたこと以外は、実施例４と同様にして、図１に示すランプを得た。
「比較例４」
成分を以下に示す成分としたこと以外は、実施例１と同様にして、図１に示すランプを得た。
＜成分＞
脂肪族炭化水素として（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル社製）) ４０重量部、および上記一般式（１４）で示される３、４−エポキシシクロへキサンカルボン酸−３−エチル−３−オキセタニルメチルエステル（昭和電工社製）６０重量部、カチオン重合開始剤として（商品名：サンエイドＳＩ-１００Ｌ（三新化学工業社製））１重量部
【００７０】
このようにして得られた実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例４のランプについて、硬化時間を調べた。また、実施例４および比較例３のランプについて、色むらの有無を調べた。なお、色むらの有無については、０．１ｍＡの通電を行なって発光させた際の色の分布を目視で評価した。また、実施例１〜実施例４、比較例４のランプについて、８５℃で３０ｍＡ通電して５００時間エージングを行った後の出力維持率[（５００時間後の全放射束/０時間後の全放射束）×１００（％）]を測定した。その結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2010006971.tif 000016
【００７２】
表１に示すように、本発明のランプの製造方法で製造した実施例１〜実施例４では、硬化時間が１１分であり、比較例１〜比較例３の４時間と比較して、非常に短かった。
また、表１に示すように、本発明のランプの製造方法で製造した実施例４では、色むらが「なし」であったが、比較例３では、色むらが「あり」となった。これは、比較例３では、封止用樹脂を加熱硬化させるための熱処理が長時間であるため、封止用樹脂を加熱硬化させるための熱処理によって、パッケージ成型体などのＬＥＤ構成部材が着色されて、ＬＥＤの発光する光に色むらが生じたものと推定される。
また、表１に示すように、実施例１〜実施例３では、出力維持率が７０％以上であり、シルセスキオキサン樹脂を含まない比較例４の５０％と比較して、非常に高かった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明のランプの一例を模式的に示した概略図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…パッケージ、２…基板、３ａ…第１電極、３ｂ…第２電極、４…パッケージ成型体、４ａ…封止部、５…ＬＥＤ素子、６…ダイアタッチペースト、７…ワイヤー。
【図１】
2010006971.tif 000017