(57)【要約】【課題】本発明は、３５０ｎｍ〜８００ｎｍにピークを有する波長を高効率で反射することができる白色高反射材およびＬＥＤパッケージを提供することを目的とする。【解決手段】２０乃至９０重量部のアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂と１０乃至８０重量部のシリコーン樹脂とを混ぜ合わせて合計１００重量部とした混合樹脂と硬化剤とからなることを特徴とする。これにより、所定の比率でアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂とシリコーン樹脂と硬化剤を組み合わせて、光を照射してラジカル重合反応を起こすことで白色化するという作用を有し、さらに加熱することで硬化を完了させるという作用を有する。【選択図】図２
2011211032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２０乃至９０重量部のアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂と１０乃至８０重量部のシリコーン樹脂とを混ぜ合わせて合計１００重量部とした混合樹脂と硬化剤とからなることを特徴とする白色高反射材。
【請求項２】
アクリル系官能基を有するアダマンタン樹脂が１−アダマンチルメタクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材。
【請求項３】
シリコーン樹脂が付加反応型のシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材。
【請求項４】
硬化剤がラジカル型光重合開始剤であることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材。
【請求項５】
ラジカル型光重合開始剤が、アルキルフェノン系光重合開始剤であることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材。
【請求項６】
発光素子搭載する金属リードフレームと、前記発光素子の上部を除く周囲を囲むように配置するリフレクターと、請求項１に記載の白色高反射材とで構成している特徴とするＬＥＤパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の波長にピークを有する光を高効率で取り出すための反射材に関する。その中でも、３５０ｎｍ〜８００ｎｍにピークを有する波長を高効率で反射することができる白色高反射材およびＬＥＤパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、装置の小型化および光源の小型化のための光源の半導体化、すなわち半導体レーザー、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤと略す）を利用したデバイスが提案されている。実際のところ、ＬＥＤは長寿命、省電力、温度安定性、低電圧駆動などの特徴が評価され、ディスプレイ、行き先表示板、車載照明、信号灯、ビデオカメラなどへ応用されている。そんな中、ＬＥＤの光源から発せられる光の発光効率を向上させたり、特定波長域にピークを有する光を高効率で取り出すには、反射材の反射率を向上させる必要がある。
【０００３】
ＬＥＤなどの用途の反射材としては、芳香族ポリエステル系樹脂からなる反射材が開示されている。しかし、これらの反射材の分子鎖中に含まれる芳香環が紫外線を吸収するため、紫外線に晒されると反射材が劣化黄変して反射率が経時的に低下するという課題を有していた。また、ポリアミド系樹脂に酸化チタンを添加した樹脂組成物が反射材として開示されている（例えば、特許文献１）。この材料は可視光領域では非常に高い反射率を有しているものの、酸化チタンは４００ｎｍ以下の紫外線をよく吸収するため、この材料は４００ｎｍ以下の紫外線をほとんど反射しないという課題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２８８２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、３５０ｎｍ〜８００ｎｍにピークを有する波長を高効率で反射することができる白色高反射材およびＬＥＤパッケージ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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、２０乃至９０重量部のアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂と１０乃至８０重量部のシリコーン樹脂とを混ぜ合わせて合計１００重量部とした混合樹脂と硬化剤とからなる樹脂組成物に、光を照射して一次硬化させた後、さらに加熱して二次硬化させることによって得た白色反射材が紫外線による劣化の少ない、低波長領域での反射率に優れるという特性を見出し、本発明を完成させた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、２０乃至９０重量部のアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂と１０乃至８０重量部のシリコーン樹脂とを混ぜ合わせて合計１００重量部とした混合樹脂と硬化剤とからなる樹脂組成物に、光を照射して一次硬化させたことで、ラジカル重合により白色化を伴う硬化反応が起き、さらに加熱することにより硬化反応が完了し、波長が３５０ｎｍのときの全反射率が７０％以上、波長が４６０ｎｍのときの全反射率が８５％以上、波長が８００ｎｍのときの全反射率が８５％以上である白色高反射材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の反射材を作製するための工程フロー図
【図２】本発明の白色高反射材を用いたＬＥＤパッケージの一実施の形態を示す断面図
【図３】本発明の白色高反射材を用いたＬＥＤパッケージの一実施の形態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について詳しく説明する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、２０乃至９０重量部のアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂と１０乃至８０重量部のシリコーン樹脂とを混ぜ合わせて合計１００重量部とした混合樹脂と硬化剤とからなる請求項１乃至６に記載の反射材用樹脂組成物に光を照射して一次硬化させた後、さらに加熱して二次硬化させたことを特徴とする白色高反射材としたものである。
【００１１】
所定の比率でアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂とシリコーン樹脂と硬化剤を組み合わせて、光を照射してラジカル重合反応を起こすことで白色化するという作用を有し、さらに加熱することで硬化を完了させるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、アクリル系官能基を有するアダマンタン樹脂が１−アダマンチルメタクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材としたものである。
【００１３】
アダマンタンは１０個の炭素がダイヤモンドの構造と同様に配置されたかご型の分子である。分子の外側には水素が突き出しているが、この水素をアクリル基に置き換えたものがアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂である。アクリル系のアダマンタン樹脂としては、１−アダマンチルアクリレート、１−アダマンチルメタクリレート、１，３−アダマンタンジメタノールジアクリレート、１，３−アダマンタンジメタノールジメタクリレートがあるが、１−アダマンチルメタクリレート以外は室温にて固体であり、湯浴などで加温し液化することで使用可能なものもあるが、室温に戻ると再結晶化するなど、シリコーン樹脂との相溶性が悪く好ましくない。このアクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂とシリコーン樹脂をラジカル重合させることで樹脂が白色化するという作用を有し、エポキシ基などと置き換えたアダマンタン樹脂では白色化すると作用は発現しない。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、シリコーン樹脂が付加反応型のシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材としたものである。
【００１５】
シリコーン樹脂は、珪素と酸素から成るシロキサン結合を骨格とし、その珪素にメチル基を主体とする有機基が結合した付加重合型のシリコーンゴムであり、有機基が結合したシロキサンを基本骨格としたものであれば、特に制限は無く、例えば信越シリコーン株式会社のＫＥシリーズやモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社のＩＶＳシリーズなどの市販品を使用できる。アクリル系の官能基を有するアダマンタン樹脂とシリコーン樹脂をラジカル重合させることで樹脂が白色化するという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、硬化剤がラジカル型光重合開始剤であることを特徴とする請求項１に記載の白色高反射材としたものである。
【００１７】
硬化剤は、ラジカルを発生させることができるラジカル重合開始剤を使用することができる。光ラジカル重合開始剤としては、アルキルフェノン系やアシルフォスフィンオキサイド系などがあり、チバ・ジャパン株式会社のイルガキュアシリーズやダロキュアシリーズなどの市販品が使用でき、中でも無黄変タイプのイルガキュア１８４やダロキュア１１７３を使用することが望ましい。熱ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物系のラジカル重合開始剤がある。これらを使用しても白色高反射材を得ることができるが、熱収縮が大きく、成形性を必要とする反射材用途には適さない。本発明の反応は、ラジカルを発生させることで、白色化するという作用が発現するので、カチオン系やアニオン系などのほかの重合開始剤は適さない。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本実施例における白色高反射材の製造工程を示した工程フロー図である。
【００２０】
まず、各材料を所定量秤量して、混合容器に入れる。次いで、減圧による脱泡機能を有する撹拌混合装置にセットし、所定時間混合する。次いで、テフロン（登録商標）で作製した型枠にリードフレーム、リフレクターを所定の位置にセットし、そこに混合した反射材用樹脂組成物を流し込む。次いで紫外線を所定量照射し、一次硬化を行う。最後に所定温度の電気炉に入れ、二次硬化を行う。
【００２１】
かかる構成によれば、樹脂組成物を均一に混合することができ、また、リードフレーム、リフレクターを所定の位置にセットしたテフロン（登録商標）製の型枠に、樹脂組成物を流し込んだ後、即紫外線による一次硬化を行うことができるために、樹脂組成物の漏れ出しが無くなる作用がある。
【００２２】
図２は発光素子１とリフレクター２とリードフレーム３とを白色高反射材とでモールドし、発光素子１とリードフレーム３の一端をワイヤー４でボンディングした構成をしたＬＥＤパッケージの断面図である。
【００２３】
かかる構成によれば、リードフレーム３とリフレクター２をモールドする際に同時に接着することができ、リフレクター２とリードフレーム３を接着するための専用の接着剤を省略することができる。また、リードフレーム３の上部にも白色高反射材５が塗布されているので、リードフレームに銀などの高反射材料をメッキする必要が無くなる。
【００２４】
図３はワイヤー８でボンディングした発光素子６とリードフレーム７を白色高反射材９でモールドし、リフレクター２をも白色高反射材９で形成したＬＥＤパッケージの断面図である。
【００２５】
かかる構成によれば、リフレクターを白色高反射材９で形成することができ、製造工程を短縮することができる。
【００２６】
以下、上記例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）２０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ４０重量部、イルガキュア１８４（チバ・ジャパン株式会社製）０．００５重量部を、自公転式の撹拌脱泡装置用の専用容器に入れ、自公転式の撹拌脱泡装置Ｖ−ｍｉｎｉ３００（株式会社ＥＭＥ製）で公転速度１６００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍの条件で４分間撹拌した。得られた樹脂組成物をＶ−ｍｉｎｉ３００で、公転速度１０００ｒｐｍ、自転速度５００ｒｐｍの条件で３０秒撹拌しながら、シリンジに充填した。次に厚み１ｍｍ、４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートの中央部分に直径３０ｍｍの円をくり抜いた型枠を準備し、この型枠の両側を厚み０．３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートを介して、厚み３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のガラス板で挟み込み、この型枠の中に混合した樹脂組成物を充填した。充填した型枠は両面にそれぞれ２５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を、ベルトコンベア式の紫外線照射機ＶＢ−１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）にて照射し、一次硬化を行った。さらに恒温器ＳＴ−１２０（エスペック株式会社製）に入れ、１５０℃で３０分二次硬化を行った。
（実施例２）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）４０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ３０重量部とした以外は実施例１と同様である。
（実施例３）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）５０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ２５重量部とした以外は実施例１と同様である。
（実施例４）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）６０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ２０重量部とした以外は実施例１と同様である。
（実施例５）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）８０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ１０重量部とした以外は実施例１と同様である。
（実施例６）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）９０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ５重量部とした以外は実施例１と同様である。
（比較例１）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）１０重量部とシリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）をそれぞれ４５重量部とした以外は実施例１と同様である。
（比較例２）
シリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）のそれぞれ５０重量部を自公転式の撹拌脱泡装置用の専用容器に入れ、自公転式の撹拌脱泡装置Ｖ−ｍｉｎｉ３００（株式会社ＥＭＥ製）で公転速度１６００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍの条件で４分間撹拌した。得られた樹脂組成物をＶ−ｍｉｎｉ３００で、公転速度１０００ｒｐｍ、自転速度５００ｒｐｍの条件で３０秒撹拌しながら、シリンジに充填した。次に厚み１ｍｍ、４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートの中央部分に直径３０ｍｍの円をくり抜いた型枠を準備し、この型枠の両側を厚み０．３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートを介して、厚み３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のガラス板で挟み込み、この型枠の中に混合した樹脂組成物を充填した。充填した型枠を恒温器ＳＴ−１２０（エスペック株式会社製）に入れ、１５０℃３０分で硬化を行った。
（比較例３）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）１００重量部とイルガキュア１８４（チバ・ジャパン株式会社製）０．００５重量部を、自公転式の撹拌脱泡装置用の専用容器に入れ、自公転式の撹拌脱泡装置Ｖ−ｍｉｎｉ３００（株式会社ＥＭＥ製）で公転速度１６００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍの条件で４分間撹拌した。得られた樹脂組成物をＶ−ｍｉｎｉ３００で、公転速度１０００ｒｐｍ、自転速度５００ｒｐｍの条件で３０秒撹拌しながら、シリンジに充填した。次に厚み１ｍｍ、４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートの中央部分に直径３０ｍｍの円をくり抜いた型枠を準備し、この型枠の両側を厚み０．３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートを介して、厚み３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のガラス板で挟み込み、この型枠の中に混合した樹脂組成物を充填した。充填した型枠は両面にそれぞれ２５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を、ベルトコンベア式の紫外線照射機ＶＢ−１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）にて照射し、一次硬化を行った。さらに恒温器ＳＴ−１２０（エスペック株式会社製）に入れ、１５０℃で３０分二次硬化を行った。
（比較例４）
シリコーン樹脂ＫＥ１０９ＡおよびＫＥ１０９Ｂ（信越シリコーン株式会社製）のそれぞれ５０重量部、アナターゼ型酸化チタン（株式会社高純度化学研究所製）１００重量部を自公転式の撹拌脱泡装置用の専用容器に入れ、自公転式の撹拌脱泡装置Ｖ−ｍｉｎｉ３００（株式会社ＥＭＥ製）で公転速度１６００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍの条件で４分間撹拌した。得られた樹脂組成物をＶ−ｍｉｎｉ３００で、公転速度１０００ｒｐｍ、自転速度５００ｒｐｍの条件で３０秒撹拌しながら、シリンジに充填した。次に厚み１ｍｍ、４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートの中央部分に直径３０ｍｍの円をくり抜いた型枠を準備し、この型枠の両側を厚み０．３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートを介して、厚み３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のガラス板で挟み込み、この型枠の中に混合した樹脂組成物を充填した。充填した型枠を恒温器ＳＴ−１２０（エスペック株式会社製）に入れ、１５０℃３０分で硬化を行った。
（比較例５）
アダマンテートＸ−Ｍ−１０４（出光興産株式会社製）１００重量部とイルガキュア１８４（チバ・ジャパン株式会社製）０．００５重量部、アナターゼ型酸化チタン（株式会社高純度化学研究所製）１００重量部を自公転式の撹拌脱泡装置用の専用容器に入れ、自公転式の撹拌脱泡装置Ｖ−ｍｉｎｉ３００（株式会社ＥＭＥ製）で公転速度１６００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍの条件で４分間撹拌した。得られた樹脂組成物をＶ−ｍｉｎｉ３００で、公転速度１０００ｒｐｍ、自転速度５００ｒｐｍの条件で３０秒撹拌しながら、シリンジに充填した。次に厚み１ｍｍ、４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートの中央部分に直径３０ｍｍの円をくり抜いた型枠を準備し、この型枠の両側を厚み０．３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のテフロン（登録商標）シートを介して、厚み３ｍｍ、直径４０ｍｍ角のガラス板で挟み込み、この型枠の中に混合した樹脂組成物を充填した。充填した型枠は両面にそれぞれ２５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を、ベルトコンベア式の紫外線照射機ＶＢ−１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）にて照射し、一次硬化を行った。さらに恒温器ＳＴ−１２０（エスペック株式会社製）に入れ、１５０℃で３０分二次硬化を行った。
（反射率の測定）
得られた白色高反射材を１５０φ積分球付属装置を取り付けたＵ−３５００形自記分光光度計（株式会社日立製作所製）に取り付け、３５０〜８００ｎｍの波長の全反射率を測定した。なお、測定の際のリファレンスとしては硫酸バリウムを使用した。
【００２７】
得られた全反射率の測定結果を（表１）に示した。
【００２８】
【表１】
2011211032.tif 000003
【００２９】
実施例１〜６の反射率は、波長が３５０ｎｍのときの全反射率が７０％以上、波長が４６０ｎｍのときの全反射率が８５％以上、波長が８００ｎｍのときの全反射率が８５％以上となったが、比較例１〜３の反射率は、波長が３５０ｎｍのときの全反射率が７０％以下、波長が４６０ｎｍのときの全反射率が８５％以下、波長が８００ｎｍのときの全反射率が８５％以下となり、本発明の白色高反射材が優れていることが明らかとなった。また、比較例４〜５では、波長が４６０ｎｍのときの全反射率が９５％以上、波長が８００ｎｍのときの全反射率が９０％以上と本発明よりも優れるものの、波長が３５０ｎｍのときの全反射率が１０％と極端に低くなり、本発明が優れていることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の白色高反射材は、液晶ディスプレイのバックライトに使用されるリフレクター、各種照明用途の反射板、ＬＥＤパッケージを構成するリフレクターなどに使用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１    発光素子
２    リフレクター
３    リードフレーム
４    ワイヤー
５    白色高反射材
６    発光素子
７    リードフレーム
８    ワイヤー
９    白色高反射材
【図１】
2011211032.tif 000004
【図２】
2011211032.tif 000005
【図３】
2011211032.tif 000006